JPS6033281Y2

JPS6033281Y2 - パワ−発生冷凍装置

Info

Publication number: JPS6033281Y2
Application number: JP1982058333U
Authority: JP
Inventors: ルイス・エイチ・レオナ−ド
Original assignee: キヤリア・コ−ポレイシヨン
Priority date: 1978-10-12
Filing date: 1982-04-21
Publication date: 1985-10-04
Also published as: DE2963176D1; IL58351A0; JPS5551905A; EP0010210A1; IL58351A; ES484947A1; EP0010210B1; JPS57204412U; US4214170A

Description

【考案の詳細な説明】本考案はパワー発生冷凍装置、特に冷凍あるいはパワー
を選択的に発生するために低温エネルギーを用いるのに
適するパワー発生・冷凍装置に関するものである。

燃料源の価格の高騰および入手難に伴って、これまでは
あまり用いられなかった低温エネルギーなどのエネルギ
ーを用いる方向にますます注目が向けられている。

低温エネルギーは、例えば太陽熱または地熱による湯あ
るいはスチームの形式で、またはいろいろな製造プロセ
スにより発生される廃熱として利用することができる。

これらの形式の熱源は、通常は比較的低温である。

すなわち、実用的な目的にその熱を用いるのは困難な温
度となっている。

本考案によれば、可逆タービン冷凍機および複数の新規
な流体通路の新規な利用を含む特殊なパワー発生冷凍シ
ステムが提供され、このシステムは冷凍あるいは電力を
選択的に提供するために、低温エネルギーを用いるのに
適している。

更に、本考案の装置は、１つの凝縮器だけを用いて、パ
ワー（電力）発生および冷凍を行なうことができる。

本考案の装置は、２つの別個の装置、即ち第１の凝縮器
を使用し冷凍を行う装置と、第２の凝縮器を使用し、パ
ワーを発生する装置とを組合せたものと比較して安価で
融通性が大きく、よりコンパクトで節約が可能である。

略述すれば、本考案は、熱源から冷媒へ熱を伝達する熱
伝達装置と、熱せられた冷媒から運動エネルギーを引出
す運動エネルギー抽出装置と運動エネルギーを引出すた
めに熱伝達装置から運動エネルギー抽出装置へ冷媒を通
す導管と、冷媒を凝縮する凝縮器と、該凝縮器３４から
熱伝達装置へ冷媒を通す導管と、熱伝達媒体から冷媒へ
熱を伝達して該冷媒を蒸発させるとともに該熱伝達媒体
を冷却させる蒸発器と、パワーを発生させるパワー発生
機とを有するパワー発生冷凍装置において、通流する冷
媒を圧縮する圧縮機動作モードと熱せられた冷媒から更
に運動エネルギーを引出すタービン動作モードとを有す
る可逆ターボ機械と、前記運動エネルギー抽出装置から
可逆ターボ機械を通して凝縮器へ直列的に冷媒を通すた
めに該運動エネルギー抽出装置と可逆ターボ機械と凝縮
器とに連通した第１流路と、前記蒸発器から可逆ターボ
機を通して凝縮器へ、また、運動エネルギー抽出装置か
ら凝縮器へ冷媒を通すために運動エネルギー抽出装置と
可逆ターボ機械と凝縮器と蒸発器とに連通した第２流路
と、可逆ターボ機械がタービン動作モードで作動してい
るときは第１流路を通して冷媒を通流させ、可逆ターボ
機械が圧縮機動作モードで作動しているときは第２流路
を通して冷媒を導くための制御装置と、可逆ターボ機械
とパワー発生機を接続するためのものであって、可逆タ
ーボ機械によって冷媒から引出出されたエネルギーをパ
ワー発生機へ伝達してパワーを発生させるパワー発生位
置を有する第１連結器と、運動エネルギー抽出装置と可
逆ターボ機械を接続するためのものであって、運動エネ
ルギー抽出装置によって冷媒から引出されたエネルギー
を可逆ターボ機械へ伝達して該可逆ターボ機械を通る冷
媒を圧縮させる冷凍装置と、運動エネルギー抽出装置に
よって冷媒から引出されたエネルギーを可逆ターボ機械
へ伝達してパワーの発生を助成するパワー発生位置と有
する第２連結器と、を備えており、前記第１流路３５お
よび第２流路４３は、運動エネルギー抽出装置２０と可
逆ターボ機械２６との間で冷媒を通すために該運動エネ
ルギー抽出装置と可逆ターボ機械に連通させた第１流体
管３６と、該第１流体管と凝縮器３４との間で冷媒を通
すために第１流体管と凝縮器に連通させた第２流体管３
８と、可逆ターボ機械２６と凝縮器３４との間で冷媒を
通すために該可逆ターボ機械と凝縮器に連通させた第３
流体管４４と、該第３流体管と蒸発器４２との間で冷媒
を通すために第３流体管と蒸発器に連通させた第４流体
管４６とを備えており、冷媒を導くための前記制御装置
４０．４８は、第２流体管３８に設けられていて、冷媒
を運動エネルギー抽出装置２０と可逆ターボ機械２６か
ら凝縮器３４へ通す開放位置と、冷媒を運動エネルギー
抽出装置２０から可逆ターボ機械２６へ通す閉鎖位置と
を有する第１弁４０と、第３流体管４４に設けられてい
て、冷媒を可逆ターボ機械２６から凝縮器３４へ通す開
放位置と、冷媒を蒸発器４２から可逆ターボ機械２６へ
通す閉鎖位置とを有する第２弁４８とを備えており、該
第１弁および第２弁の一方が開放位置にあるときは、他
方が閉鎖位置におかれるようになされていることを特徴
とするパワー発生冷凍装置を提供する。

次に本考案を添付図面を参照して説明する。

本考案により構成されたパワー発生・冷凍装置１０は、
熱源（図示せず）から冷媒へ熱を伝達する冷媒ボイラー
１２のような熱伝達装置を備えている。

熱源は、任意の適当な熱源であってよいが、後述するよ
うに、装置１０は、低温熱、例えば太陽熱（ソーラ加熱
）湯またはいろいろな製造プロセスによって発生した熱
を利用するのに適しており、したがって熱源としては低
温熱源が好ましい。

ボイラー１２内には、該ボイラー内を通って流れる冷媒
と熱伝達関係をなすように熱伝達コイル（蛇行管）１４
が配設されている。

熱伝達流体は、熱源から流体管１６を通し、熱伝達コイ
ル１４を通して通流させる。

熱伝達流体は、コイル１４内を通過する間に、ボイラー
１２を内を通る冷媒に熱を放出する。

熱伝達流体は、流体管１８へ流出させ、そこから排出さ
れるようにしてもよいし、再使用のために熱源へ戻すよ
うにしてもよい。

ボイラー１２内の冷媒はコイル１４内を流れる流体から
熱を吸収して蒸発または沸騰する。

この蒸気冷媒をボイラー１２から導管２２を通して導出
し、その加熱冷媒から運動エネルギーを抽出するための
第１タービン２０のような運動エネルギー抽出装置へ送
る。

第１タービン２０内には回転軸即ち第１軸２４が装着さ
れており、その一端がタービンから突出している。

この第１タービン内を冷媒蒸気が通過することにより、
周知の態様で第１軸２４が回転せしめられる。

パワー発生・冷凍装置１０には、また、可逆ターボ機械
２６を設ける。

このターボ機械２６は、それを通る冷媒を圧縮するため
の圧縮機動作モードと、加熱冷媒から更に運動エネルギ
ーを抽出するためのタービン式膨張動作モードとを有し
ている。

後者の動作モードを行う場合、ターボ機械２６は、第１
タービン２０に対して第２タービンの役割を果す。

可逆ターボ機械２６は、第２軸２８と、該ターボ機械の
ケーシングに固定された複数の固定子ブレード（静翼）
（図示せず）と、ケーシング内で回転するように第２軸
２８に取付けられた複数の回転子ブレード（動翼）（図
示せず）を備えている。

周知のように、第２軸２８、ケーシング、固定子ブレー
ド、および回転子ブレードは、可逆ターボ機械が圧縮機
動作モードにあるときは、それを流れる冷媒が第２軸２
８の回転により圧縮されるように、そしてターボ機械が
タービン動作モードにあるときには、それを流れる冷媒
が膨張せしめられて第２軸２８を回転するように構成さ
れている。

可逆ターボ機械２６が圧縮機動作モードにあると、冷媒
は点３０からターボ機械に入り、該機械内を通り、それ
により圧縮されて点３２から出る。

他方、可逆ターボ機械２６がタービン動作モードにある
ときは、冷媒は点３２からターボ機械へ入り、機械内を
通り、第２軸２８を回転させ、点３０から出てゆく。

システム１０は更に、冷媒を凝縮するための凝縮器３４
と、熱伝達媒体から冷媒へ熱を伝達して前者を冷却し、
後者を蒸発させるための蒸発器４２を備えている。

図面中で実線矢印３５で示した第１の流路は第１タービ
ン２０、可逆ターボ機械２６、および凝縮器３４に連結
しており、それらの間で冷媒を通す。

一方、点線矢印４３で示した第２の流路は、第１タービ
ン、可逆ターボ機械、凝縮器、および蒸発器４２と連絡
しておりそれらの間で冷媒を通す。

システム１０は、また、可逆ターボ機械２６がタービン
動作モードにあるとき第１流路３５を通して冷媒を導き
、可逆ターボ機械が圧縮機動作モードにあるときは第２
流路４３を通して冷媒を導くための第１弁４０と第２弁
４８のような制御装置を備えている。

詳述すれば、第１および第２流路３５．４３は、タービ
ン２０と可逆ターボ機械２６とを結び、それらの間で冷
媒を通すための第１流体管３６と、該第１流体管３６と
凝縮器３４とを結ぶ第２流体管３８と、可逆ターボ機械
と凝縮器３４とを結ぶ第３流体管４４と、該管４４と蒸
発器４２とを結ぶ第４流体管４６を備えている。

図面に示すように、第３流体管４４は、第２流体管３８
を介して凝縮器３４に間接的に接続し、凝縮器と第３流
体管４４とを結ぶ別個の接続管を設ける必要性を省除す
ることが好ましいが、第３流体管４４を、管３８を介さ
ずに直接凝縮器３４に接続してもよいことは明らかであ
る。

第１弁４０は、管３８に配置してあり、開放位置におい
ては冷媒を第１タービン２０および可逆ターボ機械２６
から凝縮器３４へ流し、閉鎖位置では冷媒を第１タービ
ンから可逆ターボ機械へ流す。

即ち、第１弁４０が開のときは、気状冷媒は、第１ター
ビン２０から第１および第２流体管３６および３８を通
って凝縮器３４へ流れ、同時に、可逆ターボ機械２６か
ら点３２を通って流出した気体冷媒も第１および第２流
体管３６および３８を通って凝縮器３４へ流れる。

しかし、第１弁４０が閉じている場合には、冷媒は第２
流体管３８を通って凝縮器３４へ流れることができず第
１タービン２０から排出された冷媒は第１流体管３６を
通って可逆ターボ機械２６へ至り、点３２から可逆ター
ボ機械に流入する。

第１弁４０は、装置１０が冷却効果を発生するように用
いられるときには開放位置に維持され、装置１０がパワ
ーを発生するように用いられる際には閉鎖位置に維持さ
れる。

第２弁４８は、第３流体管４４に配置されており、開放
位置においては可逆装置２６から凝縮器３４へ冷媒を通
し、閉鎖位置では冷媒を蒸発器４２から可逆ターボ機械
へ通す。

即ち、第２弁４８が開のときは、蒸発冷媒が可逆ターボ
装置２６から第３流体管４４を通って凝縮器３４へ流入
し、第２弁４８が閉じているときは、蒸気冷媒は蒸発器
４２から管４６および４４を通って可逆ターボ機械へ流
れ、点３０からターボ機械へ入る。

第２弁４８は、装置１０からパワーを発生するように用
いられる際には開放位置に維持され、装置１０が冷却効
果を発生するのに用いられる場合には閉鎖位置に維持さ
れる。

凝縮器３４内に熱伝達コイル５０を配設し、コイル５０
を普通の冷水塔のような冷却流体源（図示せず）に接続
し、流体管５２と５４を介してコイル５０に冷却流体を
循環する。

この冷却流体は、凝縮器３４内を通って流れる蒸気冷媒
から熱を吸収し、冷媒を凝縮させる。

凝縮した冷媒は、凝縮器３４から流体管５６を通って流
出して管５８および６０へ流れる。

管５８は、凝縮器３４と冷媒ボイラー１２とを連絡し、
そして管６０は、凝縮器３４と蒸発器４２とを連絡して
いる。

管５８にはポンプ６２が接続されており、管５８を通し
て冷媒を冷却ボイラー１２ヘポンプ送りする。

冷媒は、装置１０の動作モードに関係なく、凝縮器３４
から管５８を通してボイラー１２へ送られる。

対照的に、冷媒が管６０を通って凝縮器３４から蒸発器
４２へ流れるかどうかは装置１０の動作モードに依存す
る。

即ち、以下に詳細に述べるように、装置１０が冷却モー
ドで作動しているときは、凝縮器３４内の蒸気圧は蒸発
器４２の蒸気圧よりも大きく、従って冷媒は、自然に、
管６０を通って凝縮器３４から蒸発器４２へ流れる。

しかし、装置１０がパワー発生モードで作動していると
きは、凝縮器３４内の蒸気圧は蒸発器４２内の圧力より
も小さいので、冷媒が凝縮器から管６０を通って蒸発器
へ流れるのを阻止する。

蒸発器４２内には、一般に冷水コイルと称されている熱
伝達コイル６４が配設されている。

コイル６４は流体管６６および６８により冷却負荷（図
示せず）に接続されており、閉ループ流体回路を形成し
ていて、水などの熱伝達媒体がこの回路を通して循環さ
れる。

熱伝達媒体は冷却負荷から熱を吸収し、冷水コイル６４
を通って流れる間に蒸発器４２内を流れる冷媒に対して
熱を放出し、冷媒を蒸発させる。

更に、装置１０は、発電機のようなパワーを発生するパ
ワー発生機７０と、可逆ターボ機械２６をパワー発生機
７０に接続するための第１連結管７４と、第１タービン
２０を可逆ターボ機械２６に接続するための第２連結管
７６とを備えている。

第１連結器７４は、そのパワー発生位置においては可逆
ターボ機械２６によって冷媒から引出されたエネルギー
をパワー発生機７０へ伝送してパワーを発生させる。

第２連結器７６は、その冷凍動作位置に置かれたときは
第１タービンによって冷媒から引出されたエネルギーを
可逆ターボ機械２６へ伝達し、ターボ機械を通って流れ
る冷媒を圧縮させ、パワー発生位置に置かれたときは第
１タービンによって冷媒から引出したエネルギーを可逆
ターボ機械へ伝送し、パワーの発生を助成する。

パワー発生機７０に第３軸７２を設け、該軸の回転によ
ってパワー（動力）を発生させるようにすることが好ま
しい。

あるいは、パワー発生後７０に第３軸７２の回転によっ
て電力を発生する発電機を設けることが更に好ましい。

更に、第１連結器７４は可逆ターボ機械２６の第２軸２
８とパワー発生機７０の第３軸７２を連結する軸連結器
から成るものとし、該軸連結器は、第２軸２８の回転に
よって第３軸７２を回転させる軸係合位置即ちパワー発
生位置と、第２軸２８を第３軸７２に係合させることな
く自由に回転させる軸係合位置即ち中間位置を有するも
のとする。

第２連結器７６は、第１タービン２０の第１軸２４と可
逆ターボ機械２６の第２軸２８とを結合する軸連結器か
ら戒るものとし、この連結器は、第１軸２４が、可逆タ
ーボ機械内を通る冷媒を圧縮する方向に第２軸２８を回
転させる冷凍位置と、第１軸２４が、第２軸２８がパワ
ーを発生させる方向に第３軸７２を回転させるのを助成
するパワー発生位置を有するものとする。

好ましくは、軸２４と２８とは同軸にし、第２軸連結器
７６が冷凍位置にあるときはこれら２つの軸は互いに反
対方向に回転し、第２軸連結器７６がパワー発生位置に
あるときはこれら２つの軸が同じ方向に回転するように
する。

本考案によるパワー発生冷凍装置１０が動作する態様を
説明するために、この装置のパワー発生モードと冷凍モ
ードの双方について説明する。

パワー例えば電流を発生させる場合には、第１弁４０を
閉じて、第２弁４８を開放し、第１軸連結器７４をパワ
ー発生位置に置き、第２軸連結器７６をパワー発生位置
に置く。

冷媒蒸気はボイラー１２から第１タービン２０へ流れ、
第１タービンを通り、第１軸２４を回転させる。

膨張した冷媒は、第１弁４０が閉じられているので、管
３６を通って可逆ターボ機械２６へ流入する。

冷媒は点３２から可逆ターボ機械２６に入り、該機械内
を通り、点３０で可逆ターボ機械から出る。

先に述べたように、冷媒がこのようにターボ機械２６を
通って流れると、可逆ターボ機械はタービン動作モード
で作動し、それを通る冷媒蒸気から運動エネルギーを更
に引出し、この付加的な運動エネルギーを第２軸２８の
回転エネルギーに変える。

第１タービン２０で創生される第１軸２４の回転エネル
ギーは、第２軸連結器７６を介して第２軸２８へ伝達さ
れる。

このエネルギーに、ターボ機械２６で創生される第２軸
２８の回転エネルギーが付加されて、第１軸連結器７４
を介して第３軸７２へ伝達され、第３軸７２を回転させ
る。

第３軸７２の回転は、パワー発生機７０が発電機である
場合当業者には周知の態様で、発電機７０内に電流を発
生させる。

電流は容易に送られ、種々の用途に容易に適用されるの
で、電流エネルギーは、廃熱に含まれるエネルギーより
も多くの実際的な利点をもっている。

したがって、装置１０は、低温エネルギーを、その実際
的な有用さが著しく増大された形、即ち電流の形に変換
する。

このように装置１０は、低温エネルギーに用いるのによ
く適合している。

更に、冷媒蒸気は、第１タービン２０と可逆ターボ機械
２６内を直列にａ３ので、第１タービンと可逆ターボ機
械は、協同して２段膨張機として作動し、まず、ある温
度と圧力で冷媒蒸気からエネルギーを引出し、次いで第
２の温度と圧力で蒸気からエネルギーを引出す。

一般に、このような２段動作は一段動作よりも効率がよ
い。

これは、装置１０を抽出可能なエネルギー量の少い低温
エネルギー源に用いるのに特に適し合させるもう１つの
特徴である。

冷媒は、点３０で可逆ターボ機械２６から排出された後
、流体管４４、開放した第２弁４８を通って凝縮器３４
内に入る。

先に述べたように、冷媒は凝縮器３４内で凝縮し、凝縮
した冷媒は管５６を通り、ポンプ６２により管５８を通
してボイラー１２ヘポンプ送りされ、そこで冷媒は次の
サイクルを開始することができる。

ボイラー１２内の液体冷媒を一定レベル（液面の高さ）
に維持するために管５８に流体レベル制御器７８が設け
られている。

冷媒は凝縮器３４内で凝縮すると、その圧力および温度
が低下する。

この圧力低下によって凝縮器３４と蒸発器４２との間で
圧力差が生じ、点３０で可逆ターボ機械２６から排出さ
れる冷媒蒸気は、流体管４４．４６を通って高圧の蒸発
器４２へ流れることなく、第３流体管４４および弁４８
を通って低圧の凝縮器３４へ流れる。

この圧力差は、また、凝縮した冷媒が凝縮器３４から管
６０を通って蒸発器４２へ流れるのを阻止する。

したがって、管４６，６０を通しての望ましくない方法
の冷媒の流れを防止するために管４６，６０に特に必要
でない限り逆止弁を設ける必要はない。

冷凍効果を発生させる場合には、第１弁４０を開いて第
２弁４８を閉じ、第１軸連結器７４を中間位置に置き、
第２軸連結器７６を冷凍位置に置く。

冷媒蒸気は、ボイラー１２から第１タービン２０へ通さ
れ、第１タービンを通って流れて第１軸２４を回転させ
る。

前に述べたように、第２軸連結器７６が冷凍位置に置か
れているときは、第１軸２４の回転は可逆ターボ機械２
６内を通る冷媒を圧縮させる方向に第２軸２８を回転さ
せる。

第１軸連結器７４が中間位置に置かれているときは、可
逆ターボ機械２６の第２軸２８は、パワー発生機７０の
軸７２から独立して自由に回転する。

可逆ターボ機械２６は、圧縮機動作モードで作動すると
、蒸発器４２から蒸気管４６および４４を通して冷媒蒸
気を吸引し、この冷媒蒸気を圧縮して点３２から蒸気を
排出する。

可逆ターボ機械２６から排出された冷媒は、流体管３６
および３８を通り、開放した第１弁４０を通って凝縮器
３４へ入る。

同時に、第１タービン２０から排出された冷媒蒸気も、
管３Ｂ、３６、開放した第１弁４０を通って凝縮器３４
へ流入する。

冷媒蒸気は、凝縮器３４内で凝縮される。

凝縮した冷媒は、管５６を介して、管５８および６０へ
流れる。

凝縮した冷媒の一部は、管５８を通り流体レベル制御器
７８を通ってボイラー１２ヘポンプ送りされ、そこで冷
媒は熱源から熱を吸収する。

凝縮器３４からの凝縮した冷媒の他の一部分は、管６０
、流体レベル制御器８０を通って蒸発器４２へ流れる。

流体レベル制御器８０は蒸発器４２内の液体冷媒を所定
のレベルに維持し、かつ冷媒は制御器８０を通って流れ
ると、膨張し、その温度および圧力が低下する。

膨張した冷媒は蒸発器４２に入り、熱伝達コイル６４内
を通る熱伝達媒体から熱を吸収して冷凍効果を発揮し、
それにより蒸発せしめられ、流体管４６および４４を通
って可逆ターボ機械２６に吸引される。

閉鎖した第２弁４８は凝縮器３４から冷媒が管４４を通
って蒸発器４２へ流れるのを阻止する。

したがって、装置１０は、冷凍モードで作動していると
きは、エネルギー源からエネルギーを引出し、このエネ
ルギーを使用して蒸気圧縮式冷凍サイクルを駆動する。

しかも、これは、単一の凝縮器と単一の動作流体のみを
用いることによって行なわれ、複数の凝縮器および複数
の動作流体の必要性およびそれに随伴するコストを解消
する。

パワー発生・冷凍装置１０のパワー発生機７０には、モ
ータを設けてもよく、第１軸連結器７４には、該モータ
により、冷媒を圧縮させる方向に可逆ターボ機械２６を
駆動させる駆動位置をもつようにすることができる。

更に詳細に述べれば、パワー発生機７０は、第３軸軸７
２の第１方向の回転によって電力を発生する発電機動作
モードと、第３軸７２を第２方向に回転させるための電
動モータ動作モードとを有する誘動発電機を備えたもの
とすることができる。

更に、第１軸連結器７４は、可逆ターボ機械２６を通る
冷媒を圧縮するように第３軸７２が第２軸２８を第２方
向に回転させる駆動位置をもつようにしてよい。

この構成によれば、装置が冷凍モードで作動している際
に、第１タービン２０が可逆ターボ機械２６を駆動して
該機械内を流れる冷媒を満足に圧縮できないような場合
、パワー発生機７０のモータを第１タービンと共働しで
あるいは単独で用いて、可逆ターボ機械を駆動してそれ
を通る冷媒が十分に圧縮されるようにすることができる
。

このような状況は、例えば、ボイラー１２内の冷媒を沸
騰させるための熱源が一時的に利用することができなく
なった場合、あるいは非常に小量の熱しか供給できない
場合に、生じる。

例えば、このような状況は、熱源がソーラーエネルギー
であり、システム１０が夜間か、または厚い曇り日など
に作動している場合に起る。

このような状況あるいはそれに類する状況においては、
誘導発電機７ｏを電動モータとして使用して第３軸７２
を回転させ、かつ第１軸連結器７４を上述の駆動位置に
置き、第３；軸７２の回転が、可逆ターボ機械２６を通
る冷媒を圧縮する方向に第２軸２８を回転させることが
できる。

したがって、システム１０のこの特徴は、このシステム
を、ソーラーエネルギーのような信頼性の低い、あるい
は予測できない低温エネ□ルギー源との使用に適合させ
る。

【図面の簡単な説明】

図は本考案によるパワー発生・冷凍装置の構成を示す。１０・・・・・・パワー発生・冷凍システム、１２・・
・・・・ボイラー１４・・・・・・熱伝達コイル、２
０・・間第１タービン、２６・・・・・・可逆ターボ機
械、４ｏ・・・・・・弁、７４・・・・・・第１連結器
、７６・・・・・・第２連結器、７０・・・・・・パワ
ー発生機、６２・・・・・・ポンプ、７８・・・・・・
流体レベル制御器、８０・・・・・・制御器。

Claims

【実用新案登録請求の範囲】

（１）熱源から冷媒へ熱を伝達する熱伝達装置１２と、
熱せられた冷媒から運動エネルギーを引出す運動エネル
ギー抽出装置２０と、運動エネルギーを引出すために熱
伝達装置１２から運動エネルギー抽出装置２０へ冷媒を
通す導管２２と、冷媒を凝縮する凝縮器３４と、該凝縮
器３４から熱伝達装置１２へ冷媒を通す管５８と、熱伝
達媒体から冷媒へ熱を伝達して該冷媒を蒸発させるとと
もに該熱伝達媒体を冷却さる蒸発器４２と、凝縮器３４
から蒸発器４２へ冷媒を通す管６０と、パワーを発生さ
せるパワー発生機７０とを有するパワー発生冷凍システ
ムにおいて、通流する冷媒を圧縮する圧縮機動作モードと熱せられた
冷媒から更に運動エネルギーを引出すタービン動作モー
ドとを有する可逆ターボ機械２６と、前記運動エネルギ
ー抽出装置２０から可逆ターボ機械２６を通して凝縮器
３４へ冷媒を通すために該運動エネルギー抽出装置と可
逆ターボ機械２６と凝縮器３４とに連通した第１流路３
５と、前記蒸発器４２から可逆ターボ機２６を通して凝
縮器３４へ、また、運動エネルギー抽出装置２０から凝
縮器３４へ冷媒を通すために運動エネルギー抽出装置２
０と可逆ターボ機械２６と凝縮器３４と蒸発器４２とに
連通した第２流路４３と、可逆ターボ機械２６が゛ター
ビン動作モードで作動しているときは第１流路３５を通
して冷媒を導き、可逆ターボ機械が圧縮機動作モードで
作動しているときは第２流路４３を通して冷媒を導くた
めの制御装置４０．４８と、可逆ターボ機械２６とパワ
ー発生器７０を接続するためのものであって、可逆ター
ボ機械２６によって冷媒から引出されたエネルギーをパ
ワー発生機７０へ伝達してパワーを発生させるパワー発
生位置を有する第１連結器７４と、運動エネルギー抽出
装置２０と可逆ターボ機械２６を接続するためのもので
あって、運動エネルギー抽出装置２０によって冷媒から
引出されたエネルギーを可逆ターボ機械２６へ伝達して
該可逆ターボ機械を通る冷媒を圧縮させる冷凍位置と、
運動エネルギー抽出装置２０によって冷媒から引出され
たエネルギーを可逆ターボ機械２６へ伝達してパワーの
発生を助成するパワー発生位置とを有する第２連結器７
６と、を備えており、前記第１流路３５および第２流路
４３は、運動エネルギー抽出装置２０と可逆ターボ機械
２６との間で冷媒を通すために該運動エネルギー抽出装
置と可逆ターボ機械に連通させた第１流体管３６と、該
第１流体管と凝縮器３４との間で冷媒を通すために第１
流体管と凝縮器に連通させた第２流体管３８と、可逆タ
ーボ機械２６と凝縮器３４との間で冷媒を通すために該
可逆ターボ機械と凝縮器に連通させた第３流体管４４と
、該第３流体管と蒸発器４２との間で冷媒を通すために
第３流体管と蒸発器に連通させた第４流体管４６とを備
えており、冷媒を導くための前記制御装置４０．４８は
、第２流体管３８に設けられていて、冷媒を運動エネル
ギー抽出装置２０と可逆ターボ機械２６から凝縮器３４
へ通す開放位置と、冷媒を運動エネルギー抽出装置２０
、から可逆ターボ機械２６へ通す閉鎖位置とを看する第
１弁４０と、第３流体管４４に設けられていて、冷媒を
可逆ターボ機械２６から凝縮器３４へ通す開放位置と、
冷媒を蒸発器４２から可逆ターボ機械２６へ通す閉鎖位
置とを有する第２弁４８とを備えており、該第１弁およ
び第２弁の一方が開放位置にあるときは、他方が閉鎖位
置におかれるようになされていることを特徴とするパワ
ー発生冷凍装置。
（２）前記運動エネルギー抽出装置２０は、通流する冷
媒によって回転される第１軸２４を有する第１タービン
２０から戒り、可逆ターボ機械２６は、第２軸２８を備
えており、可逆ターボ機械２６が圧縮機動作モードにあ
るときは該ターボ機械を通る冷媒が第２軸２８の回転に
よって圧縮されるように、そしてターボ機械２６がター
ビン動作モードにあるときは該ターボ機械を通る冷媒が
第２軸２８を回転させるようになされており、パワー発
生機７０は、第３軸７２を備えていて該第３軸の回転に
よってパワーを発生させるようになされた発電動作モー
ドと、第３軸を発電動作モードのときは反対の方向に回
転させるための電動モータ動作モードとを有しており、
第１連結器は、第２軸２８と第３軸７２とを連結するた
めのものであって、第２軸の回転によって第３軸を回転
させパワーを発生させるパワー発生位置と、第２軸を第
３軸から独立して回転させる中立位置と、第３軸を前記
反対方向に回転させることによって第２軸２８を回転さ
せて可逆ターボ機械２６を通る冷媒を圧縮する駆動位置
とを有する第１の軸連結部材７４を含み、前記第２連結
器は、第１軸２４と第２軸２８とを連結するためのもの
であって、第１軸の回転によって第２軸２８を回転させ
て可逆ターボ機械２６を通る冷媒を圧縮させる冷凍位置
と、第１軸２４が第３軸７２を回転させる第２軸の回転
を助成してパワーを発生させるパワー発生位置とを有す
る第２の軸連結部材７６を含んでいることを特徴とする
実用新案登録請求の範囲第１項記記載のパワー発生冷凍
装置。