JPH0583669U - ビルマイヤヒートポンプ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 シリンダ壁を通じて高温空間から低温空間へ
熱が逃げるのを防ぎ、熱効率を向上させる。 【構成】 このビルマイヤヒートポンプは、作動ガスが
収容された高温側シリンダと、この高温側シリンダ内で
往復運動するディスプレーサピストン８と、このピスト
ン８によって２分されたシリンダ内の高温空間Ａと低温
空間Ｂとを連通させる連通管４と、この連通管４の途中
に配設された再生器６及び熱交換器７とを備えている。
高温側シリンダを高温部１と低温部２とに分離し、これ
らの高温部１と低温部２とを断熱材としてのガスケット
３を介して結合した。このようにして高温部１から低温
部２への熱伝導を遮断した。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

この考案は、ビルマイヤヒートポンプに関し、特にディスプレーサピストンの 上下に温度差のある２つの空間をもつシリンダを備えたビルマイヤヒートポンプ に関する。

【０００２】

【従来の技術】

従来のビルマイヤヒートポンプとして、図３に示すように、作動ガスが充填さ れた高温側シリンダ２０内にディスプレーサピストン８を収容し、このディスプ レーサピストン８によって高温側シリンダ２０内を高温空間Ａと低温空間Ｂとに 区分し、連通管４で高温空間Ａと低温空間Ｂとを連通させ、連通管４の途中に再 生器６と熱交換器７とを直列に配設してなるものがある（特開昭６１−４４２５ ４号公報）。

【０００３】 高温側シリンダ２０の上端部をバーナ１４で加熱すると、高温空間Ａ内の作動 ガスが熱せられる。ディスプレーサピストン８が上昇すると、加熱された高温空 間Ａ内の作動ガスが連通管４に入り、再生器６及び熱交換器７を通過し、低温空 間Ｂに入る。また、配管１１を通じて熱交換器７内に送り込まれた温水は作動ガ スの熱を奪い、温水用熱交換器１２へ送られる。

【０００４】 これに対し、ディスプレーサ８が下降すると、外気により冷却された低温空間 Ｂ内の作動ガスが連通管４に入り、熱交換器７から再生器６を通過し、高温空間 Ａ内に入る。低温空間Ｂからの作動ガスが再生器６を通過するとき、再生器６か ら熱を奪うので、高温空間Ａへは温められた作動ガスが送られることになる。

【０００５】

【考案が解決しようとする課題】

ところが、高温側シリンダ２０は耐熱性金属材料で一体成形された円筒である から、バーナ１４により熱せられた高温空間Ａの作動ガスの熱が、図３の矢印で 示すように、シリンダ壁を通じて高温側シリンダ２０の下部へ伝わって、低温空 間Ｂ側へ逃げ、熱効率が低下するという問題がある。

【０００６】 この考案はこのような事情に鑑みてなされたもので、その課題はシリンダ壁を 通じて高温空間から低温空間へ熱が逃げるのを防ぎ、熱効率を向上させることが できるビルマイヤヒートポンプを提供することである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】

前述の課題を解決するためこの考案のビルマイヤヒートポンプは、作動流体が 収容されたシリンダと、このシリンダ内で往復運動するディスプレーサピストン と、このピストンによって２分された前記シリンダ内の高温空間と低温空間とを 連通させる連通管と、この連通管の途中に配設された再生器とを備えたビルマイ ヤヒートポンプにおいて、前記シリンダを高温部と低温部とに分離し、これらの 高温部と低温部とを環状の断熱材を介して結合した。

【０００８】

【作用】

前述のように前記シリンダを高温部と低温部とに分離し、これらの高温部と低 温部とを環状の断熱材を介して結合したので、高温部から低温部への熱伝導が遮 断される。

【０００９】

【実施例】

以下この考案の実施例を図面に基づいて説明する。

【００１０】 図１はこの考案の一実施例に係る２シリンダ形ビルマイヤヒートポンプの高温 側シリンダの分解斜視図、図２はそのビルマイヤヒートポンプを用いた暖房装置 を示す構成図である。

【００１１】 高温側シリンダは、図１に示すように、有底筒状の高温部１と、有底筒状の低 温部２と、環状の断熱材としてのガスケット３とを備えている。

【００１２】 前記高温部１の開口端にはフランジ１ａが設けられ、そのフランジ１ａには挿 通孔１ｂが設けられている。低温部２の開口端にはフランジ２ａが、閉塞端には フランジ２ｂがそれぞれ設けられている。フランジ２ａには挿通孔１ｂに対応す るねじ孔２ｃが設けられている。ガスケット３にはねじ孔２ｃに対応する挿通孔 ３ａが設けられている。

【００１３】 高温部１のフランジ１ａと低温部２のフランジ２ａとをガスケット３を介して 突き合わせ、ボルト５を挿通孔１ｂ，３ａに挿し込み、ねじ孔２ｃにねじ込んで 高温部１と低温部２とを結合する。

【００１４】 このようにして組み立てられた高温側シリンダ内には作動流体として例えばヘ リウムや水素等の作動ガスが封入される。

【００１５】 また、高温側シリンダ内にはディスプレーサピストン８が摺動自在に収容され 、このディスプレーサピストン８の外周面には２個のピストンリング８ａ，８ｂ が装着されている。ディスプレーサピストン８により高温側シリンダ内は高温空 間Ａと低温空間Ｂとに２分される。ディスプレーサピストン８はコネクチングロ ッド９を介して図示しないクランクシャフトに連結されている。コネクチングロ ッド９は低温部２のロッド挿通孔２ｃから低温空間Ｂ内に入り込み、コネクチン グロッド９とロッド挿通孔２ｃとの間には、作動ガスが図示しないクランク室へ 逃げないようにシール材１０が装着されている。

【００１６】 高温部１の上方には、作動ガスを加熱するためのバーナ１４が配置されている 。また、高温部１の閉塞端には連通管４の一端４ａが接続され、低温部２の閉塞 端には連通管４の他端４ｂが接続され、高温部１内の高温空間Ａと低温部２内の 低温空間Ｂとが連通している。この連通管４の途中には、作動ガスの熱を一時的 に蓄える再生器６と、温水加熱用の熱交換器７とが配設されている。熱交換器７ は図示しないパイプを介して図示しない低温側シリンダ内と連通している。

【００１７】 熱交換器７内の作動ガスは配管１１内の温水との間で熱交換し、温水は加熱さ れる。この配管１１には温水を循環させる水循環ポンプ１３、空気を温める温水 用熱交換器１２が配設されている。

【００１８】 次に、このビルマイヤヒートポンプの作動を説明する。

【００１９】 バーナ１４で高温部１を加熱すると、高温空間Ａの作動ガスが熱せられ、圧力 が上がる。図示しないクランクシャフトの回転によりディスプレーサピストン８ が上昇すると、高温部１内の高温空間Ａの高温高圧の作動ガスは連通管４に入り 、再生器６及び熱交換器７を通過し、低温部２内の低温空間Ｂに流入する。

【００２０】 高温空間Ａからの高温高圧の作動ガスが再生器６を通過するとき、作動ガスの 熱が再生器６に奪われ、再生器６は熱を蓄える。また、高温高圧の作動ガスが熱 交換器７を通過するとき、その作動ガスと温水用熱交換器１２から熱交換器７内 に送り込まれた温水との間で熱交換が行なわれ、温水は作動ガスから熱を奪い、 加熱された温水は水循環ポンプ１３によって温水用熱交換器１２へ送られる。温 水用熱交換器１２を通過する空気は温水から熱を奪って温まるので、温風が室内 へ供給されることになる。

【００２１】 クランクシャフトが更に回転しディスプレーサピストン８が下降すると、外気 によって熱を奪われた低温空間Ｂの作動ガスは連通管４に流入し、熱交換器７及 び再生器６を通過して高温空間Ａ内へ送り込まれる。低温空間Ｂからの低温低圧 の作動ガスは再生器６を通過するとき、再生器６が蓄えていた熱を奪って温まり 、高温部１内の高温空間Ａへ送り込まれる。

【００２２】 この実施例のビルマイヤヒートポンプによれば、高温部１と低温部２とをガス ケット３を介して結合したので、高温部１から低温部２への熱伝導が遮断され、 高温空間Ａの高温高圧の作動ガスの熱はシリンダ壁を通じて低温部２へ逃げず、 熱効率が向上する。

【００２３】 また、シリンダ壁に生じる温度勾配が小さいので、高温側シリンダの耐久性が 向上する。更に、耐熱性材料を高温シリンダの高温部１だけに用いればよいので 、製造コストを低減することができる。

【００２４】 なお、前述の実施例においては、高温シリンダを例に説明したが、これに代え 、図示しない低温シリンダを高温部と低温部とに分離し、これらをガスケット３ を介して結合するようにしても、前述の実施例と同様の作用効果を得ることがで きる。

【００２５】

【考案の効果】

以上説明したようにこの考案のビルマイヤヒートポンプによれば、シリンダを 高温部と低温部とに分離し、これらの高温部と低温部とを環状の断熱材を介して 結合したので、高温部から低温部への熱伝導が遮断され、シリンダ壁を通じて高 温空間から低温空間へ熱が逃げるのを防ぐことができ、熱効率が向上する。また 、シリンダ壁の温度勾配が小さくなり、応力を小さくすることができるので、シ リンダの耐久性が向上する。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１はこの考案の一実施例に係るビルマイヤヒ
ートポンプの分解斜視図である。

【図２】図２はこのこの考案の一実施例に係るビルマイ
ヤヒートポンプを用いた暖房装置を示す構成図である。

【図３】図３は従来のビルマイヤヒートポンプを示す斜
視図である。

【符号の説明】

１ 高温部 ２ 低温部 ３ ガスケット（断熱材） ４ 連通管 ６ 再生器 ８ ディスプレーサピストン

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 作動流体が収容されたシリンダと、この
   シリンダ内で往復運動するディスプレーサピストンと、
   このピストンによって２分された前記シリンダ内の高温
   空間と低温空間とを連通させる連通管と、この連通管の
   途中に配設された再生器とを備えたビルマイヤヒートポ
   ンプにおいて、前記シリンダを高温部と低温部とに分離
   し、これらの高温部と低温部とを環状の断熱材を介して
   結合したことを特徴とするビルマイヤヒートポンプ。