JPH03286975A

JPH03286975A - Heat pump with resilient rubber

Info

Publication number: JPH03286975A
Application number: JP8696790A
Authority: JP
Inventors: Satoshi Yamamoto; 聡山本
Original assignee: Shimadzu Corp
Current assignee: Shimadzu Corp
Priority date: 1990-03-30
Filing date: 1990-03-30
Publication date: 1991-12-17

Abstract

PURPOSE:To prevent refrigerant such as freon or the like from being used by a method wherein a resilient rubber is supported in such a way as it may be expanded or retracted, the rubber is alternately moved from the first chamber to the second chamber or vice versa, the rubber is expanded in one room in an adiabatic form and retracted in the other room. CONSTITUTION:Since resilient rubbers 7a,......7n are stretched between a slider and a lower rotor, the rubbers are expanded or retracted through a vertical movement of the slider. As the slider comes to a position (1), it starts to descend and the resilient rubber is rapidly loosened up to a position (2) and heat is absorbed. The resilient rubber of which temperature is lowered receives air from a fan 10, retrieves sufficient air from air while it reaches a position (3). The air blown from an air blowing port 13 is cooled. The resilient rubber is rotationally moved up to a position (4) while being retracted, expanded rapidly from (4) to (5) and heat is generated. The resilient rubber of which temperature is increased receives air from a fan 11 while reaching a position (6) and the rubber is cooled and the air is heated.

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明は、エアコン、冷房機、暖房機、冷蔵庫などに用
いられるヒートポンプに関するものである。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION (Field of Industrial Application) The present invention relates to a heat pump used in air conditioners, air conditioners, heaters, refrigerators, and the like.

（従来の技術）従来のヒートポンプは、冷媒として、主にフロンガス（
ＣＣＩ□Ｆ２等〉を用い、このガスの断熱膨張時の吸熱
作用と熱交換器を利用して熱を汲み上げるものであった
。(Conventional technology) Conventional heat pumps mainly use fluorocarbon gas (
CCI□F2, etc.), and the heat was pumped up by utilizing the endothermic action during adiabatic expansion of this gas and a heat exchanger.

しかし、フロンガスは、地球のオゾン層を壊すという環
境破壊につながるので、この使用を禁止する運動が高ま
っている。また、フロンガスは、常温常圧で気体、高圧
下で液体であり、扱いにくい問題もある。そのため、熱
交換器の構造も複雑となりコストも高いものである。However, there is a growing movement to ban the use of fluorocarbon gases, as they lead to environmental damage by destroying the earth's ozone layer. In addition, fluorocarbon gas is a gas at room temperature and pressure, and a liquid at high pressure, making it difficult to handle. Therefore, the structure of the heat exchanger is complicated and the cost is high.

（発明が解決しようとする課題）本発明は、上述した事情に鑑みてなされたもので、フロ
ンガス等の冷媒を用いないで、弾性を有するゴムを利用
する新しいヒートポンプを提供するもので、取扱が容易
で、故障時の交換も容易であり、熱交換器も不要とする
ヒートポンプを提供することを目的とするものである。(Problems to be Solved by the Invention) The present invention has been made in view of the above-mentioned circumstances, and provides a new heat pump that uses elastic rubber without using a refrigerant such as fluorocarbon gas, and is easy to handle. The object of the present invention is to provide a heat pump that is easy to replace in the event of a failure, and that does not require a heat exchanger.

（課題を解決するための手段）本発明は、ヒートポンプにおいて、弾性を有するゴムと
、該ゴムを伸縮可能に支持する手段と、該支持手段を第
１の室から第２の室へ交互に移動させる移動手段とを有
し、前記支持手段は、一方の室において、前記ゴムを断
熱的に伸張し、他方の室において、前記ゴムを断熱的に
収縮させることを特徴とするものである。(Means for Solving the Problems) In a heat pump, the present invention includes a rubber having elasticity, a means for supporting the rubber in an expandable and contractable manner, and a means for alternately moving the support means from a first chamber to a second chamber. The supporting means is characterized in that the supporting means adiabatically expands the rubber in one chamber and adiabatically contracts the rubber in the other chamber.

（作　用）弾性を有するゴムはジュール効果（Ｊｏｕｌｅ　ｅｆｆ
ｅｃｔ）を有し、これを断熱的に伸張させると発熱し、
断熱的に収縮させると吸熱する。したがって、第１の室
で伸張させて発熱し、その室の気温まで冷却される。こ
れを伸張したまま第２の室に移動させて急激に収縮させ
る（伸張させていた力を抜き弛ませる。）と吸熱し、第
２の室の気温を低下させる。第１の室を外気、第２の室
を屋内とすれば、冷房ができ、第１の室を屋内、第２の
室を外気とすれば、暖房ができる。(Function) Elastic rubber exhibits the Joule effect.
ect), which generates heat when stretched adiabatically,
When contracted adiabatically, it absorbs heat. Therefore, it is expanded and generates heat in the first chamber, and is cooled down to the temperature of that chamber. When it is moved to the second chamber while being stretched and contracted rapidly (relaxing the stretching force), it absorbs heat and lowers the temperature in the second chamber. If the first room is used with outside air and the second room is used with outside air, cooling can be achieved, and if the first room is used with outside air and the second room is used with outside air, heating can be performed.

（実施例）第１図乃至第３図は、本発明のヒートポンプの一実施例
を説明するためのもので、第１図は、側面図、第２図は
、第１図のＩＩ　−ＩＩ断面図、第３図は、スライダー
の説明図である。図中、１は上部ローター、２は下部ロ
ーター、３は伝達歯車、４は駆動モーター、５，５ａ、
５ｂ、　　・・・はスライダーガイド、６，６ａ、６ｂ
、　　・・・はスライダー、７ａ、　　・・・７ｎ、　
　・・・は弾性ゴム、８はカム溝、９は固定ドラム、１
０は室内側のファン、１１は室外側のファン、１２はガ
イド溝８の上方に沿って設けた隔壁、１３．１４は送風
口、１５は建物の壁である。スライダーガイド５，５ａ
、５ｂ、・・・、スライダー６．６ａ、６ｂ＋・・・、
弾性ゴム７ａ、　　・・・７ｎ、　　・・・はローター
の全周に沿って、多数設けられている。(Example) Figures 1 to 3 are for explaining an example of the heat pump of the present invention, where Figure 1 is a side view and Figure 2 is a cross section taken along line II-II in Figure 1. 3 are explanatory diagrams of the slider. In the figure, 1 is an upper rotor, 2 is a lower rotor, 3 is a transmission gear, 4 is a drive motor, 5, 5a,
5b, ... are slider guides, 6, 6a, 6b
, ... are sliders, 7a, ...7n,
... is elastic rubber, 8 is a cam groove, 9 is a fixed drum, 1
0 is a fan on the indoor side, 11 is a fan on the outdoor side, 12 is a partition wall provided along the upper part of the guide groove 8, 13 and 14 are ventilation ports, and 15 is a wall of the building. Slider guide 5, 5a
, 5b,..., slider 6.6a, 6b+...,
A large number of elastic rubbers 7a, . . . 7n, . . . are provided along the entire circumference of the rotor.

上部ローター１と下部ローター２とは、その中心を通る
回転軸により一体化され、駆動モーター４から伝達歯車
３を介して固定ドラム９の周りを回転する。また、上部
ローター１と下部ローター２との間には、全周にわたっ
て金属板からなるスライダーガイド５．５ａｔ　５ｂ、
　　・・・が張られている。スライダー６．６ａ、６ｂ
、　　・・・は、スライダーガイド５．５ａ、５ｂ、　
　・・・を貫通する貫通穴を有しく第３図）、スライダ
ーガイド上で上下に移動可能に設けられている。弾性ゴ
ム７ａ、　　・・・７ｎ・・・は、スライダーと下部ロ
ーターとの間に張られているので、スライダーの上下移
動によって、伸縮される。スライダー６の一端６１は、
固定ドラム９に設けられたカム溝８に係合しているから
、上部ローター１、下部ローター２の回転（第１図では
、左から右へ、第２図では、向かって左回りに回転する
ものとする。）に伴って上下に移動し、弾性ゴム取付部
６２に一端が取り付けられた弾性ゴムを伸縮させる。す
なわち、スライダー６　ａ　ｙ　６　ｂは、最も下の位
置を取っており、スライダー６ｆは、カム溝８の傾斜に
沿って上方に移動中のものである。スライダー６ｍ、６
ｎは、最も上の位置を取っている。したがって、各スラ
イダーは、回転につれて、最も下の位置から、カム溝８
が傾斜した部分で急激に上方に移動し、最も上の位置を
取り、更に反対側のカム溝８の傾斜した部分で急激に下
降する。スライダーの上下移動により、弾性ゴムが伸縮
される。The upper rotor 1 and the lower rotor 2 are integrated by a rotating shaft passing through their centers, and are rotated around a fixed drum 9 by a drive motor 4 via a transmission gear 3. Further, between the upper rotor 1 and the lower rotor 2, a slider guide 5.5at 5b made of a metal plate is provided over the entire circumference.
... is posted. Slider 6.6a, 6b
, ... are slider guides 5.5a, 5b,
. . , which has a through hole passing through it (Fig. 3), and is provided so as to be movable up and down on a slider guide. The elastic rubbers 7a, . . . 7n, . . . are stretched between the slider and the lower rotor, and are expanded and contracted by the vertical movement of the slider. One end 61 of the slider 6 is
Since they are engaged with the cam grooves 8 provided on the fixed drum 9, the upper rotor 1 and the lower rotor 2 rotate (from left to right in Figure 1, counterclockwise in Figure 2). ), and expands and contracts the elastic rubber whose one end is attached to the elastic rubber attachment part 62. That is, the sliders 6 a y 6 b are at the lowest position, and the slider 6 f is moving upward along the slope of the cam groove 8 . Slider 6m, 6
n takes the top position. Therefore, as each slider rotates, the cam groove 8
The cam groove 8 suddenly moves upward at the inclined part, assumes the uppermost position, and further rapidly descends at the inclined part of the cam groove 8 on the opposite side. As the slider moves up and down, the elastic rubber expands and contracts.

第２図において、スライダーは、■の位置にくると、降
下を始め、■の位置に至るまでに急激に弾性ゴムが弛み
、吸熱する。温度が下がった弾性ゴムは、ファン１０か
らの風が当り、■に至るまでの間に、風から十分に熱を
奪い、送風口１３から吹き出す風は、冷却される。弾性
ゴムは、縮んだまま■の位置まで回転移動され、■から
■にかけて急激に伸張され、発熱する。温度が上がった
弾性ゴムは、■に至るまでの間に、ファン１１からの風
を受けて冷却され、風を熱する。熱せられた風は送風口
１４から吹き出す。In FIG. 2, when the slider reaches the position (■), it begins to descend, and by the time it reaches the position (■), the elastic rubber suddenly loosens and absorbs heat. The elastic rubber whose temperature has been lowered is hit by the wind from the fan 10, and during the period of time (2), the elastic rubber sufficiently absorbs heat from the wind, and the wind blown out from the air outlet 13 is cooled. The elastic rubber is rotated and moved to the position (■) while being contracted, and is rapidly expanded from (■) to (■), generating heat. The elastic rubber whose temperature has risen is cooled by the wind from the fan 11 until it reaches point (3), and heats the wind. The heated air is blown out from the air outlet 14.

したがって、第２図において壁１５により境された下方
を建物の室内、上方を屋外とすれば、室内は冷房される
。このヒートポンプの固定ドラムを１８０度回転させる
と、暖房ができる。すなわち、簡単に冷暖房が可能とな
る。Therefore, if the lower part bounded by the wall 15 in FIG. 2 is the indoor part of the building, and the upper part is the outdoor part, the indoor room will be cooled. Heating can be achieved by rotating the fixed drum of this heat pump 180 degrees. In other words, heating and cooling can be easily performed.

なお、冷却温度、暖房温度は、ローターの回転速度、弾
性ゴムの量、その材質、加硫度、形状。The cooling temperature and heating temperature depend on the rotation speed of the rotor, the amount of elastic rubber, its material, degree of vulcanization, and shape.

伸縮率に依存して定まる。It is determined depending on the expansion/contraction rate.

上述した実施例では、弾性ゴムを用いたが、弾性変形に
より発熱と吸熱を行なう材質のものが利用できることは
明らかである。Although elastic rubber is used in the above-described embodiment, it is clear that a material that generates heat and absorbs heat through elastic deformation can be used.

（発明の効果）以上の説明から明らかなように、本発明によれば、フロ
ンガス等の冷媒を必要とせず、コンプレッサーを用いな
いから、騒音の面からも有利な冷暖房機が得られる。(Effects of the Invention) As is clear from the above description, according to the present invention, an air-conditioning/heating machine that is advantageous in terms of noise can be obtained because it does not require a refrigerant such as fluorocarbon gas and does not use a compressor.

また、力学的仕事を直接熱機関のサイクルに与えるもの
であるから、効率もよく、小型、軽量化も容易である。Furthermore, since mechanical work is directly applied to the cycle of the heat engine, it is efficient and easy to reduce in size and weight.

冷房と暖房の切換も容易であり、弾性ゴムの移動速度を
変えるだけで冷暖房能力を加減できる効果もある。It is easy to switch between cooling and heating, and the cooling and heating capacity can be adjusted simply by changing the moving speed of the elastic rubber.

[Brief explanation of the drawing]

第１図乃至第３図は、本発明のヒートポンプの一実施例
を説明するためのもので、第１図は側面図、第２図は、
第１図のＩＩ　−ＩＩ断面図、第３図は、スライダーの
説明図である。１・・・上部ローター、２・・・下部ローター、４・・
・駆動モーター、５．５ａ、５ｂ、　　・・・・・・ス
ライダーガイド、６，６ａ＋　ｌ　６ｂ、　　・・・・
・・スライダー、７ａ、　　・・・７ｎ、　　・・・・
・・弾性ゴム、８・・・カム溝、９・・・固定ドラム、
１０・・・室内側のファン、１１・・・室外側のファン
、１３．１４・・・送風口。1 to 3 are for explaining one embodiment of the heat pump of the present invention, FIG. 1 is a side view, and FIG. 2 is a side view.
The II-II sectional view in FIG. 1 and FIG. 3 are explanatory diagrams of the slider. 1... Upper rotor, 2... Lower rotor, 4...
・Drive motor, 5.5a, 5b, ...Slider guide, 6,6a+l 6b, ...
...Slider, 7a, ...7n, ...
...Elastic rubber, 8...Cam groove, 9...Fixed drum,
10... Fan on the indoor side, 11... Fan on the outdoor side, 13.14... Air outlet.

Claims

[Claims]

It has an elastic rubber, a means for supporting the rubber in an expandable and contractable manner, and a moving means for alternately moving the supporting means from a first chamber to a second chamber, and the supporting means is configured to move the supporting means from one chamber to the second chamber. , the rubber is adiabatically stretched, and in the other chamber,
A heat pump using elastic rubber, characterized in that the rubber is adiabatically contracted.