JPH04340060A - ビルマイヤサイクルヒートポンプ - Google Patents
ビルマイヤサイクルヒートポンプInfo
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- JPH04340060A JPH04340060A JP11034191A JP11034191A JPH04340060A JP H04340060 A JPH04340060 A JP H04340060A JP 11034191 A JP11034191 A JP 11034191A JP 11034191 A JP11034191 A JP 11034191A JP H04340060 A JPH04340060 A JP H04340060A
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- heat exchanger
- port
- volume change
- heat
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Links
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- 239000007789 gas Substances 0.000 description 28
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Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02G—HOT GAS OR COMBUSTION-PRODUCT POSITIVE-DISPLACEMENT ENGINE PLANTS; USE OF WASTE HEAT OF COMBUSTION ENGINES; NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F02G1/00—Hot gas positive-displacement engine plants
- F02G1/04—Hot gas positive-displacement engine plants of closed-cycle type
- F02G1/043—Hot gas positive-displacement engine plants of closed-cycle type the engine being operated by expansion and contraction of a mass of working gas which is heated and cooled in one of a plurality of constantly communicating expansible chambers, e.g. Stirling cycle type engines
- F02G1/044—Hot gas positive-displacement engine plants of closed-cycle type the engine being operated by expansion and contraction of a mass of working gas which is heated and cooled in one of a plurality of constantly communicating expansible chambers, e.g. Stirling cycle type engines having at least two working members, e.g. pistons, delivering power output
- F02G1/0445—Engine plants with combined cycles, e.g. Vuilleumier
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02G—HOT GAS OR COMBUSTION-PRODUCT POSITIVE-DISPLACEMENT ENGINE PLANTS; USE OF WASTE HEAT OF COMBUSTION ENGINES; NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F02G2250/00—Special cycles or special engines
- F02G2250/18—Vuilleumier cycles
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Reciprocating Pumps (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、ヒートポンプや冷凍機
に適用されるビルマイヤサイクルヒートポンプに関する
。
に適用されるビルマイヤサイクルヒートポンプに関する
。
【０００２】
【従来の技術】外部から高温熱交換器に熱を与えること
によって、低温熱交換器により外部の低温熱を汲み上げ
て、中間熱交換器より中温の熱として外部に供給する熱
入力式ヒートポンプとして、スターリングサイクル及び
逆スターリングサイクルを組み合わせたビルマイヤサイ
クルヒートポンプが考案されている。
によって、低温熱交換器により外部の低温熱を汲み上げ
て、中間熱交換器より中温の熱として外部に供給する熱
入力式ヒートポンプとして、スターリングサイクル及び
逆スターリングサイクルを組み合わせたビルマイヤサイ
クルヒートポンプが考案されている。
【０００３】図２は、従来のビルマイヤサイクルヒート
ポンプの概略構成を示す断面図である。図中１０１，１
０２はピストン、１０３，１０４はシリンダで、クラン
ク１２０により各ピストン１０１，１０２は連結され、
位相を異にしてシリンダ１０３，１０４内を往復動する
。
ポンプの概略構成を示す断面図である。図中１０１，１
０２はピストン、１０３，１０４はシリンダで、クラン
ク１２０により各ピストン１０１，１０２は連結され、
位相を異にしてシリンダ１０３，１０４内を往復動する
。
【０００４】シリンダ１０３には、ピストン１０１にて
互いに区割された位置にポート１０５，１０６が設けら
れ、シリンダ１０４にはピストン１０２にて互いに区画
された位置にポート１０７，１０８が設けられている。
互いに区割された位置にポート１０５，１０６が設けら
れ、シリンダ１０４にはピストン１０２にて互いに区画
された位置にポート１０７，１０８が設けられている。
【０００５】ポート１０５は、外部から高温熱を受ける
高温熱交換器１０９、内部に熱を蓄える蓄熱式再生熱交
換器（以下、再生器と称する）１１１、及び外部へ中温
熱を供給する中温熱交換器１１３を介して、ポート１０
６と連通されている。
高温熱交換器１０９、内部に熱を蓄える蓄熱式再生熱交
換器（以下、再生器と称する）１１１、及び外部へ中温
熱を供給する中温熱交換器１１３を介して、ポート１０
６と連通されている。
【０００６】ポート１０７は、外部からの低温熱を受け
る低温熱交換器１１０，再生器１１２及び外部へ中温熱
を供給する中温熱交換器１１４を介して、ポート１０８
と連通されている。そして、以上の構成からなる作動空
間には、ヘリウム等の作動ガスが充填されている。
る低温熱交換器１１０，再生器１１２及び外部へ中温熱
を供給する中温熱交換器１１４を介して、ポート１０８
と連通されている。そして、以上の構成からなる作動空
間には、ヘリウム等の作動ガスが充填されている。
【０００７】ピストン１０１，１０２がクランク機構１
２０により互いに位相を異にして、シリンダ１０３，１
０４内を往復動すると、作動ガスは各熱交換器１０９，
１１０，１１３，１１４及び再生器１１１，１１２を通
って往復動する。
２０により互いに位相を異にして、シリンダ１０３，１
０４内を往復動すると、作動ガスは各熱交換器１０９，
１１０，１１３，１１４及び再生器１１１，１１２を通
って往復動する。
【０００８】このとき、高温熱交換器１０９を通って高
温となった作動ガス、低温熱交換器１１０を通って低温
となった作動ガス、中温熱交換器１１３及び１１４を通
って中温となった作動ガスの各々の量が変化し、作動空
間内の全体の圧力はクランク１２０の回転と共に変動す
る。
温となった作動ガス、低温熱交換器１１０を通って低温
となった作動ガス、中温熱交換器１１３及び１１４を通
って中温となった作動ガスの各々の量が変化し、作動空
間内の全体の圧力はクランク１２０の回転と共に変動す
る。
【０００９】その結果、作動ガスの圧縮・膨脹作用によ
り、高温熱交換器１０９では高温熱を吸収し、低温熱交
換器１１０では低温熱を吸収、また中温熱交換器１１３
，１１４では中温熱を外部へ放出してヒートポンプ作用
を得る。
り、高温熱交換器１０９では高温熱を吸収し、低温熱交
換器１１０では低温熱を吸収、また中温熱交換器１１３
，１１４では中温熱を外部へ放出してヒートポンプ作用
を得る。
【００１０】また、このとき再生器１１１，１１２は高
温部から中温部及び中温部から低温部への熱の流れを遮
断し蓄熱再生することにより、熱の有効利用を行わせる
働きをする。
温部から中温部及び中温部から低温部への熱の流れを遮
断し蓄熱再生することにより、熱の有効利用を行わせる
働きをする。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】このように、従来のビ
ルマイヤサイクルヒートポンプは、２組の位相を異にし
た往復動ピストン装置から構成されており、このため、
（１） 装置の重量及び容積が大きい。 （２） 往復運動質量による振動が大きい。 という欠点を有する。
ルマイヤサイクルヒートポンプは、２組の位相を異にし
た往復動ピストン装置から構成されており、このため、
（１） 装置の重量及び容積が大きい。 （２） 往復運動質量による振動が大きい。 という欠点を有する。
【００１２】また、往復動のためにシリンダ１０３，１
０４内の作動ガスは一部残留し、熱交換器を通らないた
めに、十分な熱交換が行えず、理想的なビルマイヤサイ
クルの等温熱交換過程が得られないために、ヒートポン
プとしての成績係数を低下させていた。
０４内の作動ガスは一部残留し、熱交換器を通らないた
めに、十分な熱交換が行えず、理想的なビルマイヤサイ
クルの等温熱交換過程が得られないために、ヒートポン
プとしての成績係数を低下させていた。
【００１３】本発明は上記事情に鑑みてなされたもので
、その目的とするところは、装置の重量及び容積を小さ
くすると共に、振動の低減をはかることができ、熱交換
効率の向上によるヒートポンプとしての成績係数の向上
をはかり得るビルマイヤサイクルヒートポンプを提供す
ることにある。
、その目的とするところは、装置の重量及び容積を小さ
くすると共に、振動の低減をはかることができ、熱交換
効率の向上によるヒートポンプとしての成績係数の向上
をはかり得るビルマイヤサイクルヒートポンプを提供す
ることにある。
【００１４】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明では次のような構成を採用している。
に、本発明では次のような構成を採用している。
【００１５】即ち本発明は、ペリトロコイド曲線からな
るロータハウジングと、このロータハウジングに設けら
れた２個の吐出ポートＤ１，Ｄ２及び２個の吸入ポート
Ｉ１，Ｉ２と、ロータハウジング内に収容された３つの
頂点を持つロータリーピストンと、からなる２組のロー
タリー式容積変化装置Ｈ及びＬを備えたビルマイヤサイ
クルヒートポンプであり、次の （１）〜（４） の構
成を特徴としている。 （１） 容積変化装置Ｈ及びＬの各ロータリーピストン
の回転軸は、ピストンの位相角を異にして回転するよう
に連結されている。 （２） 同じ容積変化装置の吐出ポートＤ１と吸入ポー
トＩ１は、外部との熱交換器を介して連通されている。 （３） 同じ容積変化装置の吐出ポートＤ１と吸入ポー
トＩ２、及び吐出ポートＤ２と吸入ポートＩ１は、それ
ぞれ再生式熱交換器を介して連通されている。
るロータハウジングと、このロータハウジングに設けら
れた２個の吐出ポートＤ１，Ｄ２及び２個の吸入ポート
Ｉ１，Ｉ２と、ロータハウジング内に収容された３つの
頂点を持つロータリーピストンと、からなる２組のロー
タリー式容積変化装置Ｈ及びＬを備えたビルマイヤサイ
クルヒートポンプであり、次の （１）〜（４） の構
成を特徴としている。 （１） 容積変化装置Ｈ及びＬの各ロータリーピストン
の回転軸は、ピストンの位相角を異にして回転するよう
に連結されている。 （２） 同じ容積変化装置の吐出ポートＤ１と吸入ポー
トＩ１は、外部との熱交換器を介して連通されている。 （３） 同じ容積変化装置の吐出ポートＤ１と吸入ポー
トＩ２、及び吐出ポートＤ２と吸入ポートＩ１は、それ
ぞれ再生式熱交換器を介して連通されている。
【００１６】（４） 容積変化装置Ｈのロータハウジン
グの吐出ポートＤ２と容積変化装置Ｌのロータハウジン
グの吸入ポートＩ２、及び容積変化装置Ｌのロータハウ
ジングの吐出ポートＤ２と容積変化装置Ｈのロータハウ
ジングの吸入ポートＩ２は、それぞれ外部との熱交換器
を介して連通されている。
グの吐出ポートＤ２と容積変化装置Ｌのロータハウジン
グの吸入ポートＩ２、及び容積変化装置Ｌのロータハウ
ジングの吐出ポートＤ２と容積変化装置Ｈのロータハウ
ジングの吸入ポートＩ２は、それぞれ外部との熱交換器
を介して連通されている。
【００１７】
【作用】本発明では、位相角が異なる２つのロータリー
ピストンが回転されると、外部との熱交換器（例えば高
温熱交換器）を介して高温熱が、また外部との熱交換器
（例えば低温熱交換器）を介して低温熱が作動ガスに吸
熱される。そして、両者の合計の熱が中温熱交換器を介
して中温熱として外部の受熱媒体に伝えられ、これによ
りヒートポンプシステムとして機能する。
ピストンが回転されると、外部との熱交換器（例えば高
温熱交換器）を介して高温熱が、また外部との熱交換器
（例えば低温熱交換器）を介して低温熱が作動ガスに吸
熱される。そして、両者の合計の熱が中温熱交換器を介
して中温熱として外部の受熱媒体に伝えられ、これによ
りヒートポンプシステムとして機能する。
【００１８】また、ロータハウジング内の作動ガスは、
絶えずロータリーピストンにより強制的に循環され、熱
交換器を通過させられるので、従来の往復動ピストン式
の場合のようなシリンダ内での作動ガスの対流は生じず
、十分な熱交換が行われ、これにより理想的なビルマイ
ヤサイクルの等温熱交換過程に近いサイクルが実現でき
る。
絶えずロータリーピストンにより強制的に循環され、熱
交換器を通過させられるので、従来の往復動ピストン式
の場合のようなシリンダ内での作動ガスの対流は生じず
、十分な熱交換が行われ、これにより理想的なビルマイ
ヤサイクルの等温熱交換過程に近いサイクルが実現でき
る。
【００１９】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照して説明
する。図１は、本発明の一実施例に係わるビルマイヤサ
イクルヒートポンプを示す概略構成図である。
する。図１は、本発明の一実施例に係わるビルマイヤサ
イクルヒートポンプを示す概略構成図である。
【００２０】１及び２はロータリーピストンで、それぞ
れ３つの頂点を有し、ロータ軸２０ａ及び２０ｂのシャ
フトにより偏心回転運動をする。また、ロータ軸２０ａ
及び２０ｂは、互いに回転位相を異にして連結されてお
り、ロータリーピストン１及び２は互いに異なる位相に
て回転されるようになっている。
れ３つの頂点を有し、ロータ軸２０ａ及び２０ｂのシャ
フトにより偏心回転運動をする。また、ロータ軸２０ａ
及び２０ｂは、互いに回転位相を異にして連結されてお
り、ロータリーピストン１及び２は互いに異なる位相に
て回転されるようになっている。
【００２１】３及び４はロータハウジングで、内面はペ
リトロコイド曲線からなり、ピストン１及び２の回転に
伴ってピストン１，２の３つの頂点は、この内面に接し
て摺動し、ピストン１，２とハウジング３，４により、
ハウジング内に絶えず区画された３つの空間を形成する
。
リトロコイド曲線からなり、ピストン１及び２の回転に
伴ってピストン１，２の３つの頂点は、この内面に接し
て摺動し、ピストン１，２とハウジング３，４により、
ハウジング内に絶えず区画された３つの空間を形成する
。
【００２２】上記のロータリーピストン１，２とロータ
ハウジング３，４及びロータ軸２０ａ，２０ｂから、２
組のロータリー容積変化装置Ｈ（１，３，２０ａ）及び
Ｌ（２，４，２０ｂ）が構成されている。
ハウジング３，４及びロータ軸２０ａ，２０ｂから、２
組のロータリー容積変化装置Ｈ（１，３，２０ａ）及び
Ｌ（２，４，２０ｂ）が構成されている。
【００２３】容積変化装置Ｈ及びＬの各ロータハウジン
グ３，４には、各々２個の吐出ポートＤ１（５ａ及び７
ａ）及びＤ２（６ａ及び８ａ）、並びに２個の吸入ポー
トＩ１（５ｂ及び７ｂ）及びＩ２（６ｂ及び８ｂ）が形
成されている。
グ３，４には、各々２個の吐出ポートＤ１（５ａ及び７
ａ）及びＤ２（６ａ及び８ａ）、並びに２個の吸入ポー
トＩ１（５ｂ及び７ｂ）及びＩ２（６ｂ及び８ｂ）が形
成されている。
【００２４】容積変化装置Ｈ側の（Ｄ１）ポート５ａと
（Ｉ１）ポート５ｂとは高温熱交換器（加熱器）９を介
して連通されており、熱交換器９は外部から図示しない
バーナなどで加熱されている。同様に、容積変化装置Ｌ
側の（Ｄ１）ポート７ａと（Ｉ１）ポート７ｂとは低温
熱交換器１０を介して連通されており、熱交換器１０は
外部の低温熱源から低温の熱を吸収できるようになって
いる。
（Ｉ１）ポート５ｂとは高温熱交換器（加熱器）９を介
して連通されており、熱交換器９は外部から図示しない
バーナなどで加熱されている。同様に、容積変化装置Ｌ
側の（Ｄ１）ポート７ａと（Ｉ１）ポート７ｂとは低温
熱交換器１０を介して連通されており、熱交換器１０は
外部の低温熱源から低温の熱を吸収できるようになって
いる。
【００２５】容積変化装置Ｈ側の（Ｄ１）ポート５ａと
（Ｉ２）ポート６ｂ、及び（Ｄ２）ポート６ａと（Ｉ１
）ポート５ｂは、それぞれ再生式熱交換器１１ａ及び１
１ｂを介して連通されている。同様に、容積変化装置Ｌ
側の（Ｄ１）ポート７ａと（Ｉ２）ポート８ｂ、及び（
Ｄ２）ポート８ａと（Ｉ１）ポート７ｂは、それぞれ再
生式熱交換器１２ａ及び１２ｂを介して連通されている
。再生式熱交換器１１ａ，１１ｂ，１２ａ，１２ｂは内
部にワイヤメッシュや金属球などを含み蓄熱熱交換機能
を有する構成となっている。
（Ｉ２）ポート６ｂ、及び（Ｄ２）ポート６ａと（Ｉ１
）ポート５ｂは、それぞれ再生式熱交換器１１ａ及び１
１ｂを介して連通されている。同様に、容積変化装置Ｌ
側の（Ｄ１）ポート７ａと（Ｉ２）ポート８ｂ、及び（
Ｄ２）ポート８ａと（Ｉ１）ポート７ｂは、それぞれ再
生式熱交換器１２ａ及び１２ｂを介して連通されている
。再生式熱交換器１１ａ，１１ｂ，１２ａ，１２ｂは内
部にワイヤメッシュや金属球などを含み蓄熱熱交換機能
を有する構成となっている。
【００２６】容積変化装置Ｈ側の（Ｄ２）ポート６ａと
容積変化装置Ｌ側の（Ｉ２）ポート８ｂ、及び容積変化
装置Ｌ側の（Ｄ２）ポート８ａと容積変化装置Ｈ側の（
Ｉ２）ポート６ｂは、それぞれ中温熱交換器１３及び１
４を介して連通されている。中温熱交換器１３，１４は
、外部に中温レベルの温水などの受熱媒体を持ち、熱交
換器１３，１４を通して熱を受取り、ヒートポンプの場
合には中温熱源として利用されるようになっている。 また、冷凍機の場合には、この熱は外部環境に捨てられ
る。次に、上記構成された本実施例の動作について説明
する。
容積変化装置Ｌ側の（Ｉ２）ポート８ｂ、及び容積変化
装置Ｌ側の（Ｄ２）ポート８ａと容積変化装置Ｈ側の（
Ｉ２）ポート６ｂは、それぞれ中温熱交換器１３及び１
４を介して連通されている。中温熱交換器１３，１４は
、外部に中温レベルの温水などの受熱媒体を持ち、熱交
換器１３，１４を通して熱を受取り、ヒートポンプの場
合には中温熱源として利用されるようになっている。 また、冷凍機の場合には、この熱は外部環境に捨てられ
る。次に、上記構成された本実施例の動作について説明
する。
【００２７】容積変化装置Ｈ側のロータリーピストン１
の回転運動により、作動ガスは（Ｄ１）及び（Ｄ２）ポ
ート５ａ，６ａから吐出され、（Ｉ１）及び（Ｉ２）ポ
ート５ｂ，６ｂからハウジング３内へ吸入される。同様
に、容積変化装置Ｌ側のロータリーピストン２の回転運
動により、作動ガスは（Ｄ１）及び（Ｄ２）ポート７ａ
，８ａから吐出され、（Ｉ１）及び（Ｉ２）ポート７ｂ
，８ｂからハウジング４内へ吸入される。
の回転運動により、作動ガスは（Ｄ１）及び（Ｄ２）ポ
ート５ａ，６ａから吐出され、（Ｉ１）及び（Ｉ２）ポ
ート５ｂ，６ｂからハウジング３内へ吸入される。同様
に、容積変化装置Ｌ側のロータリーピストン２の回転運
動により、作動ガスは（Ｄ１）及び（Ｄ２）ポート７ａ
，８ａから吐出され、（Ｉ１）及び（Ｉ２）ポート７ｂ
，８ｂからハウジング４内へ吸入される。
【００２８】２組の容積変化装置Ｈ及びＬのロータリー
ピストン１，２の互いに位相を異にした回転運動により
、Ｈ側の（Ｄ１）ポート５ａからの吐出されたガスは、
一部は高温熱交換器９を通って高温化されたのちＨ側の
（Ｉ１）ポート５ｂへ吸入され、一部は再生器１１ａを
通って中温化されたのちＨ側の（Ｉ２）ポート６ｂへ吸
入される。
ピストン１，２の互いに位相を異にした回転運動により
、Ｈ側の（Ｄ１）ポート５ａからの吐出されたガスは、
一部は高温熱交換器９を通って高温化されたのちＨ側の
（Ｉ１）ポート５ｂへ吸入され、一部は再生器１１ａを
通って中温化されたのちＨ側の（Ｉ２）ポート６ｂへ吸
入される。
【００２９】容積変化装置Ｌ側の（Ｄ１）吐出ポート７
ａからの吐出されたガスは、一部は低温熱交換器１０を
通って低温化されたのちＬ側の（Ｉ１）ポート７ｂへ吸
入され、一部は再生器１２ａを通って中温化されたのち
Ｌ側の（Ｉ２）ポート８ｂへ吸入される。
ａからの吐出されたガスは、一部は低温熱交換器１０を
通って低温化されたのちＬ側の（Ｉ１）ポート７ｂへ吸
入され、一部は再生器１２ａを通って中温化されたのち
Ｌ側の（Ｉ２）ポート８ｂへ吸入される。
【００３０】容積変化装置Ｈ側の（Ｄ２）ポート６ａか
らの吐出されたガスは、一部は再生器１１ｂを通って高
温化されたのちＨ側の（Ｉ１）ポート５ｂへ吸入され、
一部は中温熱交換器１４を通って中温化されたのちＬ側
の（Ｉ２）ポート８ｂ及び、さらに再生器１２ａを通っ
て低温熱交換器１０へ導かれて低温化される。
らの吐出されたガスは、一部は再生器１１ｂを通って高
温化されたのちＨ側の（Ｉ１）ポート５ｂへ吸入され、
一部は中温熱交換器１４を通って中温化されたのちＬ側
の（Ｉ２）ポート８ｂ及び、さらに再生器１２ａを通っ
て低温熱交換器１０へ導かれて低温化される。
【００３１】容積変化装置Ｌ側の（Ｄ２）ポート８ａか
らの吐出されたガスは、一部は再生器１２ｂを通って低
温化されたのちＬ側の（Ｉ１）ポート７ｂへ吸入され、
一部は中温熱交換器１３を通って中温化されたのちＨ側
の（Ｉ２）ポート６ｂ及び、さらに再生器１１ａを通っ
て高温熱交換器９へ導かれて高温化される。
らの吐出されたガスは、一部は再生器１２ｂを通って低
温化されたのちＬ側の（Ｉ１）ポート７ｂへ吸入され、
一部は中温熱交換器１３を通って中温化されたのちＨ側
の（Ｉ２）ポート６ｂ及び、さらに再生器１１ａを通っ
て高温熱交換器９へ導かれて高温化される。
【００３２】このとき、高温熱交換器９を通って高温と
なった作動ガス、低温熱交換器１０を通って低温となっ
た作動ガス、及び中温熱交換器１３，１４を通って中温
となった作動ガスの各々の量が、ロータリーピストン１
，２の回転と共に変化し、その結果、作動空間内の全体
の圧力も、回転と共に変動する。つまり、作動ガスの圧
縮・膨脹作用により、高温熱交換器９では高温熱を吸収
し、低温熱交換器１０では低温熱を吸収、また中温熱交
換器１３，１４では中温熱を外部へ放出して、ヒートポ
ンプ作用を得ることができる。
なった作動ガス、低温熱交換器１０を通って低温となっ
た作動ガス、及び中温熱交換器１３，１４を通って中温
となった作動ガスの各々の量が、ロータリーピストン１
，２の回転と共に変化し、その結果、作動空間内の全体
の圧力も、回転と共に変動する。つまり、作動ガスの圧
縮・膨脹作用により、高温熱交換器９では高温熱を吸収
し、低温熱交換器１０では低温熱を吸収、また中温熱交
換器１３，１４では中温熱を外部へ放出して、ヒートポ
ンプ作用を得ることができる。
【００３３】またこのとき、４つの再生器１１ａ，１１
ｂ，１２ａ，１２ｂは、各々高温部から中温部、及び中
温部から低温部への熱の流れを遮断し、往復交番流によ
る蓄熱・再生作用により、熱の有効利用を行わせる働き
をする。
ｂ，１２ａ，１２ｂは、各々高温部から中温部、及び中
温部から低温部への熱の流れを遮断し、往復交番流によ
る蓄熱・再生作用により、熱の有効利用を行わせる働き
をする。
【００３４】このように本実施例では、ロータ軸２０ａ
及び２０ｂが回転されると、高温熱交換器９を介して高
温熱が、また低温熱交換器１０を介して低温熱が作動ガ
スに吸熱される。そして、両者の合計の熱が中温熱交換
器１３及び１４を介して中温熱として外部の受熱媒体に
伝えられ、ヒートポンプシステムが形成される。
及び２０ｂが回転されると、高温熱交換器９を介して高
温熱が、また低温熱交換器１０を介して低温熱が作動ガ
スに吸熱される。そして、両者の合計の熱が中温熱交換
器１３及び１４を介して中温熱として外部の受熱媒体に
伝えられ、ヒートポンプシステムが形成される。
【００３５】また、ロータハウジング３及び４内の作動
ガスは、絶えずロータリーピストン１及び２により強制
的に循環され、熱交換器を通過させられるので、従来の
往復動ピストン式の場合のようなシリンダ内での作動ガ
スの対流は生じず、十分な熱交換が行われる。これによ
り、理想的なビルマイヤサイクルの等温熱交換過程に近
いサイクルが実現でき、ヒートポンプとしての成績係数
の向上をはかることができる。なお、本発明は上述した
実施例に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しな
い範囲で、種々変形して実施することができる。
ガスは、絶えずロータリーピストン１及び２により強制
的に循環され、熱交換器を通過させられるので、従来の
往復動ピストン式の場合のようなシリンダ内での作動ガ
スの対流は生じず、十分な熱交換が行われる。これによ
り、理想的なビルマイヤサイクルの等温熱交換過程に近
いサイクルが実現でき、ヒートポンプとしての成績係数
の向上をはかることができる。なお、本発明は上述した
実施例に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しな
い範囲で、種々変形して実施することができる。
【００３６】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、従
来の往復動ピストン式に代り、新方式のロータリーピス
トン式を採用しているので、装置の重量容積の低減、振
動の低減、さらには熱交換効率の向上による成績係数の
向上をはかり得るビルマイヤサイクルヒートポンプを実
現することが可能となる。
来の往復動ピストン式に代り、新方式のロータリーピス
トン式を採用しているので、装置の重量容積の低減、振
動の低減、さらには熱交換効率の向上による成績係数の
向上をはかり得るビルマイヤサイクルヒートポンプを実
現することが可能となる。
【図１】本発明の一実施例に係るビルマイヤサイクルヒ
ートポンプを示す概略構成図、
ートポンプを示す概略構成図、
【図２】従来のビルマイヤサイクルヒートポンプを示す
概略構成図。
概略構成図。
１，２…ロータリーピストン、
３，４…ロータハウジング、
５ａ，７ａ…吐出ポート（Ｄ１）、
６ａ，８ａ…吐出ポート（Ｄ２）、
５ｂ，７ｂ…吸入ポート（Ｉ１）、
６ｂ，８ｂ…吸入ポート（Ｉ２）、
９…高温熱交換器、
１０…低温熱交換器、
１３，１４…中温熱交換器、
１１ａ，１１ｂ，１２ａ，１２ｂ…再生式熱交換器。
Claims (1)
- 【請求項１】ペリトロコイド曲線からなるロータハウジ
ングと、このロータハウジングに設けられた２個の吐出
ポートＤ１，Ｄ２及び２個の吸入ポートＩ１，Ｉ２と、
ロータハウジング内に収容された３つの頂点を持つロー
タリーピストンと、からなる２組のロータリー式容積変
化装置Ｈ及びＬを有し、容積変化装置Ｈ及びＬの各ロー
タリーピストンの回転軸は、ピストンの位相角を異にし
て回転するように連結され、同じ容積変化装置の吐出ポ
ートＤ１と吸入ポートＩ１は、外部との熱交換器を介し
て連通され、同じ容積変化装置の吐出ポートＤ１と吸入
ポートＩ２、及び吐出ポートＤ２と吸入ポートＩ１は、
それぞれ再生式熱交換器を介して連通され、容積変化装
置Ｈのロータハウジングの吐出ポートＤ２と容積変化装
置Ｌのロータハウジングの吸入ポートＩ２、及び容積変
化装置Ｌのロータハウジングの吐出ポートＤ２と容積変
化装置Ｈのロータハウジングの吸入ポートＩ２は、それ
ぞれ外部との熱交換器を介して連通されていることを特
徴とするビルマイヤサイクルヒートポンプ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11034191A JPH04340060A (ja) | 1991-05-15 | 1991-05-15 | ビルマイヤサイクルヒートポンプ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11034191A JPH04340060A (ja) | 1991-05-15 | 1991-05-15 | ビルマイヤサイクルヒートポンプ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04340060A true JPH04340060A (ja) | 1992-11-26 |
Family
ID=14533301
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11034191A Withdrawn JPH04340060A (ja) | 1991-05-15 | 1991-05-15 | ビルマイヤサイクルヒートポンプ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04340060A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2001051861A1 (fr) * | 2000-01-12 | 2001-07-19 | Mikio Kinoshita | Moteur thermique et son procede de commande |
-
1991
- 1991-05-15 JP JP11034191A patent/JPH04340060A/ja not_active Withdrawn
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2001051861A1 (fr) * | 2000-01-12 | 2001-07-19 | Mikio Kinoshita | Moteur thermique et son procede de commande |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Application deemed to be withdrawn because no request for examination was validly filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 19980806 |