JPS58158381A - 熱サイクルシステム - Google Patents
熱サイクルシステムInfo
- Publication number
- JPS58158381A JPS58158381A JP57040473A JP4047382A JPS58158381A JP S58158381 A JPS58158381 A JP S58158381A JP 57040473 A JP57040473 A JP 57040473A JP 4047382 A JP4047382 A JP 4047382A JP S58158381 A JPS58158381 A JP S58158381A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- piston
- diaphragm
- pump
- condenser
- medium
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
- F04B9/00—Piston machines or pumps characterised by the driving or driven means to or from their working members
- F04B9/08—Piston machines or pumps characterised by the driving or driven means to or from their working members the means being fluid
- F04B9/12—Piston machines or pumps characterised by the driving or driven means to or from their working members the means being fluid the fluid being elastic, e.g. steam or air
- F04B9/123—Piston machines or pumps characterised by the driving or driven means to or from their working members the means being fluid the fluid being elastic, e.g. steam or air having only one pumping chamber
- F04B9/125—Piston machines or pumps characterised by the driving or driven means to or from their working members the means being fluid the fluid being elastic, e.g. steam or air having only one pumping chamber reciprocating movement of the pumping member being obtained by a double-acting elastic-fluid motor
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Electromagnetic Pumps, Or The Like (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
【発明の詳細な説明】
本発明は熱媒体強制循環ソーラシステム等、高温熱源と
低部熱源及びその温度範囲内で蒸気媒体が液媒体に相変
化するシステムに適用して甚だ有効な熱駆動ポンプに関
するものである。
低部熱源及びその温度範囲内で蒸気媒体が液媒体に相変
化するシステムに適用して甚だ有効な熱駆動ポンプに関
するものである。
従来例えば太陽熱利用渇水器システムは電源駆動による
ポンプによって蓄熱器内の水を屋根上に段重した集熱器
に送り、核部で熱交換の結果温められた水は蓄熱タンク
に戻って貯湯され、給湯等に供するのが普通である。か
ような水強制循環方式のソーラシステムでは、集熱器の
重量のみならず、集熱器内部に保有される水の重量が屋
根構造にかかるほか、集熱器内部での凍結を防止する必
要があるといった欠点を伴う。
ポンプによって蓄熱器内の水を屋根上に段重した集熱器
に送り、核部で熱交換の結果温められた水は蓄熱タンク
に戻って貯湯され、給湯等に供するのが普通である。か
ような水強制循環方式のソーラシステムでは、集熱器の
重量のみならず、集熱器内部に保有される水の重量が屋
根構造にかかるほか、集熱器内部での凍結を防止する必
要があるといった欠点を伴う。
しかし水強制循環に代え熱媒体強制循環とすると、第１
図に示すように、従来、屋根上に設置した集熱６１で行
なわれていた熱交換を蓄熱タンク２内に設けた凝縮器３
で行なえるから、上記した欠点を解消できる。この場合
、これ迄の水用循環ポンプは不要となる変わりに、東熱
器１人口と接続した液媒体用配管４を通って送る熱媒体
用のポンプ６が必要となる。熱媒体がフロンガス等の冷
媒であると、集熱器１に送り込まれた液媒体は太陽日射
により加熱蒸発して＾湯高圧の蒸気となり、この蒸気媒
体は集熱器１出口と接続した上記媒体用配！５を通って
凝縮器３に送られ、凝縮して低温低圧の液体となる一方
、蓄熱タンク２内の水を温める。その後に液媒体は上記
したポンプ６で集熱器１に送られることになる。したが
って熱媒体輸送用のポンプ６が電力を消費しない無電源
駆動のものならば、それだけ省エネルギーになるから、
熱媒体強制循環ソーラシステムの有効性は一段と向上す
ることに、多言を要しない。
図に示すように、従来、屋根上に設置した集熱６１で行
なわれていた熱交換を蓄熱タンク２内に設けた凝縮器３
で行なえるから、上記した欠点を解消できる。この場合
、これ迄の水用循環ポンプは不要となる変わりに、東熱
器１人口と接続した液媒体用配管４を通って送る熱媒体
用のポンプ６が必要となる。熱媒体がフロンガス等の冷
媒であると、集熱器１に送り込まれた液媒体は太陽日射
により加熱蒸発して＾湯高圧の蒸気となり、この蒸気媒
体は集熱器１出口と接続した上記媒体用配！５を通って
凝縮器３に送られ、凝縮して低温低圧の液体となる一方
、蓄熱タンク２内の水を温める。その後に液媒体は上記
したポンプ６で集熱器１に送られることになる。したが
って熱媒体輸送用のポンプ６が電力を消費しない無電源
駆動のものならば、それだけ省エネルギーになるから、
熱媒体強制循環ソーラシステムの有効性は一段と向上す
ることに、多言を要しない。
本発明者等は上記した点に鑑み、蒸気媒体用配管５内を
通過する蒸気媒体がポンプ駆動装置７を通って凝縮器３
に流れる際、ポンプ駆動装置７のピストンを上下に往復
運動させ、これによってポンプ６のポンプピストンに往
復運動を与え、こうして全く電力を消費せずに作動可能
なポンプについて鋭意研究を重ねてきた。この結果、遂
に本発明を完成するに至ったものである。
通過する蒸気媒体がポンプ駆動装置７を通って凝縮器３
に流れる際、ポンプ駆動装置７のピストンを上下に往復
運動させ、これによってポンプ６のポンプピストンに往
復運動を与え、こうして全く電力を消費せずに作動可能
なポンプについて鋭意研究を重ねてきた。この結果、遂
に本発明を完成するに至ったものである。
本発明目的は、したがって、蒸気媒体が液媒体に相変化
するような個所に適用すると、無電源駆動で作動させる
ことができる熱駆動ポンプを提供することにある。
するような個所に適用すると、無電源駆動で作動させる
ことができる熱駆動ポンプを提供することにある。
この目的を達成するために、本発明の構成は、ダイヤフ
ラム室と連続するケーシング内面の上下それぞれに、蒸
気媒体入口と、ダイヤフラムで上下に仕切られた各ダイ
ヤフラム室内と繋がる入口とを開口させ、該ダイヤフラ
ムで中間部を保持され且つバネで頭部を保持したピスト
ンを上記ケーシング内面に摺動自在に嵌挿し、そのピス
トンには上記同側にある二つの入口を連通すると他側で
は遮断する凹部並びに上記二つの入口を連通ずる側にあ
るダイヤフラム室内と該ケーシング下方に接続した凝縮
器との連絡を ”遮断すると他側では連絡する通路
とを形成し、そのピストンと該凝縮器下方に設けたポン
プのポンプピストンとをロンドで連結するようにしたも
のである。
ラム室と連続するケーシング内面の上下それぞれに、蒸
気媒体入口と、ダイヤフラムで上下に仕切られた各ダイ
ヤフラム室内と繋がる入口とを開口させ、該ダイヤフラ
ムで中間部を保持され且つバネで頭部を保持したピスト
ンを上記ケーシング内面に摺動自在に嵌挿し、そのピス
トンには上記同側にある二つの入口を連通すると他側で
は遮断する凹部並びに上記二つの入口を連通ずる側にあ
るダイヤフラム室内と該ケーシング下方に接続した凝縮
器との連絡を ”遮断すると他側では連絡する通路
とを形成し、そのピストンと該凝縮器下方に設けたポン
プのポンプピストンとをロンドで連結するようにしたも
のである。
本発明に係る熱駆動ポンプは、第１図でいうと、蒸気媒
体によってピストンが上下動するポンプ駆動装置７と、
該装置を通ってきた蒸気媒体を凝縮して液媒体とする凝
縮器３と、凝縮器３下方に設けられ上記ポンプ駆動装置
７によって駆動される液媒体輸送用のポンプ６の三部か
らなるものであるが、各部の詳細を示す第２図および第
３図について詳述すると、つぎのとおりである。
体によってピストンが上下動するポンプ駆動装置７と、
該装置を通ってきた蒸気媒体を凝縮して液媒体とする凝
縮器３と、凝縮器３下方に設けられ上記ポンプ駆動装置
７によって駆動される液媒体輸送用のポンプ６の三部か
らなるものであるが、各部の詳細を示す第２図および第
３図について詳述すると、つぎのとおりである。
ダイヤフラム室９を有するケーシング８の内面には、ダ
イヤフラム室９に対して上下対称な位置に蒸気媒体用配
管と接続する蒸気媒体入口１２．１２ａおよびダイヤフ
ラム１０で仕切られた上下のダイヤフラム室内１１ 、
１１ａと繋がる入口１３．１３ａを、それぞれ開口して
いる。ケーシング８の下方は凝縮器３と接続する。ケー
シング８内に摺動自在に嵌挿するピストン１４は、ダイ
ヤフラム１０でその中間部が保持され、またケーシング
８側で上端を止着したスプリング１５によってその頭部
が弾性支持されている。
イヤフラム室９に対して上下対称な位置に蒸気媒体用配
管と接続する蒸気媒体入口１２．１２ａおよびダイヤフ
ラム１０で仕切られた上下のダイヤフラム室内１１ 、
１１ａと繋がる入口１３．１３ａを、それぞれ開口して
いる。ケーシング８の下方は凝縮器３と接続する。ケー
シング８内に摺動自在に嵌挿するピストン１４は、ダイ
ヤフラム１０でその中間部が保持され、またケーシング
８側で上端を止着したスプリング１５によってその頭部
が弾性支持されている。
このようにスプリング１５でピストン１４を弾性支持す
る第１の理由は、スプリング１５のバネ定数、ピストン
１４の質量、ダイヤフラム１０のバネ定数等から総合さ
れる系全体の固有振動数と等しい振動数に至る迄ピスト
ン１４を自励振動させて少ない入力で大出力を得るよう
にするため、第２の理由は太陽日射量が少なくなり、ピ
ストン１４が停止した場合、ピストン１４を上方へ引張
り上げておき、つぎの作動時、蒸気媒体人口１２のみを
開けておくようにするため、第３の理由はピストン１４
の上死点と下死点における過渡期時に、上下のダイヤフ
ラム室内１１ 、１１ａのバランスをずらすためである
。
る第１の理由は、スプリング１５のバネ定数、ピストン
１４の質量、ダイヤフラム１０のバネ定数等から総合さ
れる系全体の固有振動数と等しい振動数に至る迄ピスト
ン１４を自励振動させて少ない入力で大出力を得るよう
にするため、第２の理由は太陽日射量が少なくなり、ピ
ストン１４が停止した場合、ピストン１４を上方へ引張
り上げておき、つぎの作動時、蒸気媒体人口１２のみを
開けておくようにするため、第３の理由はピストン１４
の上死点と下死点における過渡期時に、上下のダイヤフ
ラム室内１１ 、１１ａのバランスをずらすためである
。
ピストン１４の筒面にはダイヤフラム１０の保持個所に
対して上下対称な位置に環状の凹部１５．１６ａと透孔
１７，１７ａを形成する。ピストン１４が上下に動くと
き、四部１６，１６８は何れも二つの入口１２．１３．
１２ａ 、 １３ａを連通させる位置とこれを遮断する
位置を占めることができ、一方の凹部１６または１６ａ
が連通位置にあれば、他方の凹部１６ａまたは１６は遮
断位置にある。透孔１７．１７ａは同側の四部１６゜１
６ａが：遮断位置にあるときにはこれと同側のダイヤフ
ラム室内１ ｌ 、 Ｉｌａと連通し、反対に連通位置
にあるときにはそのダイヤフラム室内との連通を断つ。
対して上下対称な位置に環状の凹部１５．１６ａと透孔
１７，１７ａを形成する。ピストン１４が上下に動くと
き、四部１６，１６８は何れも二つの入口１２．１３．
１２ａ 、 １３ａを連通させる位置とこれを遮断する
位置を占めることができ、一方の凹部１６または１６ａ
が連通位置にあれば、他方の凹部１６ａまたは１６は遮
断位置にある。透孔１７．１７ａは同側の四部１６゜１
６ａが：遮断位置にあるときにはこれと同側のダイヤフ
ラム室内１ ｌ 、 Ｉｌａと連通し、反対に連通位置
にあるときにはそのダイヤフラム室内との連通を断つ。
透孔１７．Ｈａはケーシング８の下部空間と連続してい
るピストン内部１８と共に、ダイヤフラム室内１１ 、
１１ａと凝縮器３とを連通したり遮断したりする通路１
９を構成する。
るピストン内部１８と共に、ダイヤフラム室内１１ 、
１１ａと凝縮器３とを連通したり遮断したりする通路１
９を構成する。
凝縮器３下方の液溜２０下部に設けられるポンプ６のポ
ンプピストン２２はロッド２１によってピストン１４と
連結される。ポンプピストン２２は連通孔２３をもち、
ポンプシリンダ２４と摺動自在に嵌挿されている。ポン
プ室出口側は逆流防止用のボール弁２５を軽で液媒体用
配管４と接続されている。
ンプピストン２２はロッド２１によってピストン１４と
連結される。ポンプピストン２２は連通孔２３をもち、
ポンプシリンダ２４と摺動自在に嵌挿されている。ポン
プ室出口側は逆流防止用のボール弁２５を軽で液媒体用
配管４と接続されている。
つぎに装置の作動説明をすると、第２図はダイヤフラム
１０が下降しピストン１４がＦ死点にあって、ポンプ６
による吐出終了状態を示しており、これからピストン１
４が上昇し始めるところである。蒸気媒体は蒸気媒体人
口１２まで至っているがピストン１４により閉じられて
いるから、開いている蒸気媒体人口１２ａよりピストン
１４の凹部１６ａを通ってダイヤフラム室内１１ａに入
り、ダイヤフラム１ｏを上方に押し上げる。同時にダイ
ヤフラム１０と連結されているピストン１４も上方へ動
くためポンプピストン１２も上方へ動く。尚、ボール弁
２５はポンプピストン２２が下死点にあるとき、自重に
より破線で示す状ＩＩ！（若干の応答遅れがあるが）と
なっており、ポンプ室出口側が閉じられているため、ポ
ンプピストン２２の上昇につれてポンプ室内圧は液溜２
０内圧より低くなり、液溜２０内の液媒体はポンプピス
トン２２の連通孔２３を通ってポンプ室内へ吸引される
。一方、ダイヤフラム室内１１の蒸気媒体は透孔１７よ
り通路１９を通って凝縮器３へ送られ、液化されたのち
は液溜２０に溜る。
１０が下降しピストン１４がＦ死点にあって、ポンプ６
による吐出終了状態を示しており、これからピストン１
４が上昇し始めるところである。蒸気媒体は蒸気媒体人
口１２まで至っているがピストン１４により閉じられて
いるから、開いている蒸気媒体人口１２ａよりピストン
１４の凹部１６ａを通ってダイヤフラム室内１１ａに入
り、ダイヤフラム１ｏを上方に押し上げる。同時にダイ
ヤフラム１０と連結されているピストン１４も上方へ動
くためポンプピストン１２も上方へ動く。尚、ボール弁
２５はポンプピストン２２が下死点にあるとき、自重に
より破線で示す状ＩＩ！（若干の応答遅れがあるが）と
なっており、ポンプ室出口側が閉じられているため、ポ
ンプピストン２２の上昇につれてポンプ室内圧は液溜２
０内圧より低くなり、液溜２０内の液媒体はポンプピス
トン２２の連通孔２３を通ってポンプ室内へ吸引される
。一方、ダイヤフラム室内１１の蒸気媒体は透孔１７よ
り通路１９を通って凝縮器３へ送られ、液化されたのち
は液溜２０に溜る。
第３図は上記したポンプ吸入動作終了の状態を示してお
り、これからピストン１４が下降し始めるところである
。蒸気媒体人口１２ａはピストン１４によって閉じられ
ており、蒸気媒体゛入口１２が開いているので、蒸気媒
体はピストン１４の、凹部１６を通ってダイヤフラム室
内１１に入り、ダイヤフラム１０を下方に押し下げる。
り、これからピストン１４が下降し始めるところである
。蒸気媒体人口１２ａはピストン１４によって閉じられ
ており、蒸気媒体゛入口１２が開いているので、蒸気媒
体はピストン１４の、凹部１６を通ってダイヤフラム室
内１１に入り、ダイヤフラム１０を下方に押し下げる。
同時にピストン１４も下降するためポンプピストン２２
も上方へ動く。ポンプピストン２２の下降につれて連通
孔２３が閉じ、ポンプ室容積が減少し液媒体を吐出する
のでボール弁２５は破線で示すようになり、液媒体は配
管４より集熱器１へ送り出される。一方、ダイヤフラム
室内１１ａの蒸気媒体は透孔１７ａより通路１９を通っ
て凝縮器３へ送られ、液化されたのちは液溜２０に溜る
。以上の動作が繰り返し行なわれることにより蓄熱タン
ク２内の水は温水になる。
も上方へ動く。ポンプピストン２２の下降につれて連通
孔２３が閉じ、ポンプ室容積が減少し液媒体を吐出する
のでボール弁２５は破線で示すようになり、液媒体は配
管４より集熱器１へ送り出される。一方、ダイヤフラム
室内１１ａの蒸気媒体は透孔１７ａより通路１９を通っ
て凝縮器３へ送られ、液化されたのちは液溜２０に溜る
。以上の動作が繰り返し行なわれることにより蓄熱タン
ク２内の水は温水になる。
本発明は、上述したように、ダイヤフラム１０で保持さ
れたピストン１４には、同側にある二つの入口１２．１
３または１２ａ 、 １３ａのうら一側と連通すると他
側とは遮断し、また、上記二つの入口を連通する側にあ
るダイヤフラム室１１または１１ａと凝縮器３とを遮断
すると他側では連通するというスライド弁的な機能を付
与したこと、そしてピストン１４は弾性支持により自励
振動して、上下の往復運動を繰り返すことができ、また
凝縮器ではピストン内部を通ってきた上記媒体を液化し
て液媒体とすることができるから、ピストン１４と連結
したポンプピストン２２の往復運動により無電源駆動で
液媒体を集熱１１へ送り出すことができる点で甚だ優れ
ている。
れたピストン１４には、同側にある二つの入口１２．１
３または１２ａ 、 １３ａのうら一側と連通すると他
側とは遮断し、また、上記二つの入口を連通する側にあ
るダイヤフラム室１１または１１ａと凝縮器３とを遮断
すると他側では連通するというスライド弁的な機能を付
与したこと、そしてピストン１４は弾性支持により自励
振動して、上下の往復運動を繰り返すことができ、また
凝縮器ではピストン内部を通ってきた上記媒体を液化し
て液媒体とすることができるから、ピストン１４と連結
したポンプピストン２２の往復運動により無電源駆動で
液媒体を集熱１１へ送り出すことができる点で甚だ優れ
ている。
第１図は本発明の熱駆動ポンプを使用したソーラシステ
ムの概略を示す説明図、第２図と第３図はその詳細を示
す断面図である。 ３・・・凝縮器、４・・・液媒体用配管、５・・・蒸気
媒体用配管、６・・・ポンプ、７・・・ポンプ駆動装置
、８・・・ケーシング、９・・・ダイヤフラム室、１０
・・・ダイヤフラム、１１ 、１ｉａ・・・ダイヤフラ
ム室内１２．１２ａ・・・蒸気媒体入口、１３．１３ａ
・・・上下のダイヤフラム室内と繋がる入口、１４・・
・ピストン、１５・・・バネ、１６．ｌｅａ・・・ピス
トンの凹部、９・・・通路、２１・・・ロッド、２２・
・・ポンプピストン。 特許出願人 三洋電機株式会社 同 東京三洋電機株式会社 同 −色 尚 次 代 理 人 尾 股 行 雄面
茂 見 種間
荒 木 友之助１１２図 １１３図 第１頁の続き ■出 願 人 東京三洋電機株式会社 群馬県吊楽郡大泉町大字坂田１８ ０番地 ■出 願 人 −色尚次 東京都世田谷区経堂２丁目２９番 ６号
ムの概略を示す説明図、第２図と第３図はその詳細を示
す断面図である。 ３・・・凝縮器、４・・・液媒体用配管、５・・・蒸気
媒体用配管、６・・・ポンプ、７・・・ポンプ駆動装置
、８・・・ケーシング、９・・・ダイヤフラム室、１０
・・・ダイヤフラム、１１ 、１ｉａ・・・ダイヤフラ
ム室内１２．１２ａ・・・蒸気媒体入口、１３．１３ａ
・・・上下のダイヤフラム室内と繋がる入口、１４・・
・ピストン、１５・・・バネ、１６．ｌｅａ・・・ピス
トンの凹部、９・・・通路、２１・・・ロッド、２２・
・・ポンプピストン。 特許出願人 三洋電機株式会社 同 東京三洋電機株式会社 同 −色 尚 次 代 理 人 尾 股 行 雄面
茂 見 種間
荒 木 友之助１１２図 １１３図 第１頁の続き ■出 願 人 東京三洋電機株式会社 群馬県吊楽郡大泉町大字坂田１８ ０番地 ■出 願 人 −色尚次 東京都世田谷区経堂２丁目２９番 ６号
Claims (1)
- １、ダイヤフラム室と連通するケーシング内面の上下そ
れぞれに、蒸気媒体入口と、ダイヤフラムで上下に仕切
られた各ダイヤフラム室内と繋がる入口とを開口させ、
該ダイヤフラムで中間部が保持され且つ弾性支持されて
自励振動を行なうピストンを上記ケーシング内面に摺動
自在に嵌挿し、そのピストンには上記同側にある二つの
入口を連通すると他側では遮断する凹部並びに上記二つ
の入口を連通する側にあるダイヤフラム室内と該ケーシ
ング下方に接続した凝縮器との連通を遮断すると他側で
は連通する通路とを形成し、そのピストンと該凝縮器下
方に設けたポンプのポンプピストンとを連結したことを
特徴とする熱駆動ポンプ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57040473A JPS58158381A (ja) | 1982-03-15 | 1982-03-15 | 熱サイクルシステム |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57040473A JPS58158381A (ja) | 1982-03-15 | 1982-03-15 | 熱サイクルシステム |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58158381A true JPS58158381A (ja) | 1983-09-20 |
| JPH0416638B2 JPH0416638B2 (ja) | 1992-03-24 |
Family
ID=12581589
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57040473A Granted JPS58158381A (ja) | 1982-03-15 | 1982-03-15 | 熱サイクルシステム |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS58158381A (ja) |
-
1982
- 1982-03-15 JP JP57040473A patent/JPS58158381A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0416638B2 (ja) | 1992-03-24 |
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