JPS6233921Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は、溶液から作動流体を発生させる発生
器と溶液に作動流体を吸収させる吸収器との間で
前記溶液を循環させる一方、発生器で発生した高
圧の作動流体を吸収器に供給するようにした濃度
差エンジンや吸収式冷凍機等において、発生器か
ら吸収器へ還流される溶液の持つエネルギーを該
溶液の循環圧送のための動力源の一部として回収
するようにしたタービンポンプ装置をもつ動力回
収システムに関するものである。

従来より、この種の濃度差エンジンとして、例
えば第１図に示すようなものがよく知られてい
る。すなわち該濃度差エンジンは、濃溶液を加熱
して高圧の作動流体を発生させる発生器１と、稀
溶液を冷却して該稀溶液内に作動流体を吸収させ
る吸収器２と、前記発生器１で発生した高圧の作
動流体をタービン３を駆動するための駆動源とし
て利用したのち吸収器２に流通させる作動流体流
路４と、前記作動流体を発生した後の発生器１内
の高温高圧の稀溶液（溶液全体の上層に分布する
部分）を流量制御弁５で減圧したのち吸収器２に
帰還流通させる稀溶液流路６と、前記作動流体を
吸収した後の吸収器２内の低温低圧の濃溶液（溶
液全体の下層に分布する部分）を電動モータ７で
駆動されるポンプ８により発生器１に送給流通さ
せる濃溶液流路９と、前記両溶液流路６，９内を
流れる溶液間で熱交換させる熱交換器１０とを備
え、ポンプ８により溶液を発生器１と吸収器２と
の間で循環させる一方、発生器１からの作動流体
の圧力によりタービン３を回して出力を得るよう
にしたものである。尚、１ａは発生器１内の濃溶
液を加熱するための熱源、２ａは吸収器２内の稀
溶液を冷却するための冷却水パイプ、２ｂ，２
ｂ、…は稀溶液流路６からの稀溶液を吸収器２内
にシヤワー状に噴出させる噴出口である。

しかしながら、このような従来の濃度差エンジ
ンでは、発生器１から吸収器２に還流される高圧
の稀溶液を単にその途中で流量制御弁５により減
圧するだけであるので、該稀溶液の持つエネルギ
ーを無駄に捨てることになり、エネルギーの有効
利用の点で大きな損失がある。

そこで、小型で簡単な構造の２つの内部ドレン
型ベーンポンプを同軸に直結してなるタービンポ
ンプを用意し、該タービンポンプの２つの内部ド
レン型ベーンポンプの一方を前記の流量制御弁５
に代えて稀溶液流路６に配設して液タービンとし
て使用する一方、他方を濃溶液流路９に配設して
前記の如きポンプ８として使用することにより、
高圧の稀溶液で液タービンを回してポンプの動力
を軽減するようにし、よつて濃度差エンジンや吸
収式冷凍機等における動力を効率的に回収せんと
することが発案される。

ところが、その場合、タービンポンプの液ター
ビンおよびポンプにおける各内部ドレンラインが
共通化されてしまい、そのため、タービンおよび
ポンプの各吸込通路同士が該共通のドレンライン
を介して直通状態となつてタービン側吸込通路
（高圧）からポンプ側吸込通路（低圧）へ至るバ
イパス流路が形成され、高圧の稀溶液の濃溶液流
路への漏れが増大して性能低下を招く恐れがあ
る。

そこで、本考案はかかる諸点に鑑み、さらに、
上記したタービンポンプにおける共通の内部ドレ
ンラインの稀溶液流路または濃溶液流路への連通
構造を設定することにより、高圧の稀溶液が共通
のドレンラインを通つてポンプ吐出側にバイパス
して流れるのを防止するようにし、よつて濃度差
エンジン等の性能を向上維持を図りつつ、動力の
低減を図ることを目的とするものである。

この目的のため、本考案の構成は、溶液を加熱
して作動流体を発生させる発生器と、溶液を冷却
して該溶液内に作動流体を吸収させる吸収器と、
前記発生器内で発生した作動流体を吸収器に流通
させる作動流体流路と、作動流体を発生した後の
発生器内の稀溶液を吸収器に流通させる稀溶液流
路と、作動流体を吸収した後の吸収器内の濃溶液
を発生器に流通させる濃溶液流路と、前記稀溶液
流路に介設したタービンと濃溶液流路に介設した
ポンプとが同軸に直結されてなるタービンポンプ
と、該タービンポンプを駆動する電動モータとを
備えた濃度差エンジンや吸収式冷凍機等におい
て、前記タービンポンプのタービンおよびポンプ
は、それぞれ内部ドレン型のベーンポンプで構成
され、かつ両者に共通の内部ドレンラインがポン
プ吸込側またはタービン吐出側のいずれか一方に
連通しているものであり、このことにより、ター
ビンポンプ内のドレン流体を低圧側へ戻すように
したものである。

以下、本考案を濃度差エンジンに適用した実施
例について第２図以下の図面に基づいて詳細に説
明する。尚、濃度差エンジンの基本構成について
は第１図により説明したので第１図と同じ部分に
ついては同じ符号を付してその詳細な説明を省略
する。

第２図ないし第５図は第１実施例を示し、１は
熱源１ａを備えた発生器、２は冷却水パイプ２ａ
を備えた吸収器で、該発生器１と吸収器２とは、
作動流体流路４と稀溶液流路６と濃溶液流路９と
の３つの流路で接続され、前記作動流体流路４の
途中にはタービン３が介設されており、該タービ
ン３を作動流体の流体圧で回転駆動することによ
り濃度差エンジンの出力を得るようにしている。
また、前記各溶液流路６，９の一部は互いに重合
されて熱交換器１０を構成している。また、前記
熱交換器１０より上流側（吸収器２側）の濃溶液
流路９には電動モータ７で駆動されるポンプ８が
介設され、該ポンプ８により濃溶液を吸収器２か
ら発生器１へ圧送するようにしている。

さらに、前記熱交換器１０より下流側（吸収器
２側）の稀溶液流路６には該稀溶液流路６を流れ
る稀溶液の液圧により回転駆動される液タービン
１１が介設され、該液タービン１１と前記ポンプ
８とは各々の出力回転方向が同じになるように同
軸に一体的に直結されてタービンポンプ１２を構
成している。

そして、前記タービンポンプ１２の液タービン
１１および８は第３図ないし第５図に示すように
それぞれ内部ドレン型のベーンポンプで構成され
ている。すなわち、該ベーンポンプ（液タービン
１１およびポンプ８）は、ケーシング１３と、該
ケーシング１３内に嵌装され、楕円筒状の内面
（カム面）を有するカムリング１４と、該カムリ
ング１４内部に嵌装され、かつセレーシヨン結合
によつてシヤフト１５に支持された円柱状のロー
タ１６と、該ロータ１６の外周部に半径方向に摺
動可能に嵌合支持された複数のベーン１７，１
７，…と、前記カムリング１４の両側開口部を密
閉するようにケーシング１３内に配置された一対
のバルブブツシユ１８，１８とを備えている。前
記ケーシング１３には吸込通路１９を介してカム
リング１４内部に連通する吸込口２０と、吐出通
路２１を介してカムリング１４内部に連通する吐
出口２２とが開設されており、ポンプ８として使
用する通常の場合には、ロータ１６の回転により
吸込口２０および吸込通路１９を通して吸い込ん
だ低圧の濃溶液をカムリング１４内で高圧に圧縮
したのち吐出通路２１および吐出口２２を通して
外部に吐出するように作動し、一方、液タービン
１１として使用する場合には、吸込口２０および
吸込通路１９を通して流入した高圧の稀溶液によ
りロータ１６をカムリング１４内で回転駆動し、
その後減圧された稀溶液を吐出通路２１および吐
出口２２を通して外部に排出するように作動する
ものである。また、前記液タービン１１およびポ
ンプ８の各ケーシング１３内には、各カムリング
１４内から吐出された溶液の一部をベーン背圧溝
を通してバルブブツシユ１８とロータ１６との間
の摺動面および各軸受部の潤滑に利用したのち、
ロータ１６とシヤフト１５とのセレーシヨン結合
部分の間隙を介して吸込通路１９に還流させる内
部ドレンライン２３が形成され、該両内部ドレン
ライン２３，２３はシヤフト１５の周囲部にて互
いに連通しており、よつて液タービン１１および
ポンプ８は両者共通の内部ドレンライン２３，２
３を有している。

さらに、前記タービン側ドレンライン２３にお
いて、シヤフト１５の周囲部と吸込通路１９との
間の部分は閉止されており、このことによつて液
タービン１１およびポンプ８に共通の内部ドレン
ライン２３，２３はポンプ８の吸込側のみへ連通
されている。

次に、前記実施例の作動について説明するに、
発生器１の熱源１ａを作動させ、かつ吸収器２の
冷却水パイプ２ａに冷却水を流通させた状態でモ
ータ７によりタービンポンプ１２を作動させる
と、吸収器２内の低圧濃溶液か濃溶液流路９を通
つて発生器１に圧送されて該発生器１で熱源１ａ
により加熱され、この加熱によつて該濃溶液から
高温高圧のガス状の作動流体が発生する。この作
動流体は作動流体流路４を通つて吸収器２に戻
り、その途中でタービン３を回転駆動し、このこ
とにより濃度差エンジンの出力が発生する。

一方、この作動流体が発生した後の前記発生器
１内の高温高圧の稀溶液はその圧力により稀溶液
流路６を通つて吸収器２内に還流され、該吸収器
２内で冷却水パイプ２ａにより冷却されて前記作
動流体流路４からの作動流体を吸収し濃溶液とな
る。このように発生器１から吸収器２へ還流され
る途中、稀溶液は熱交換器１０にて前記濃溶液流
路９内の低温の濃溶液と熱交換して低温となり、
その後タービンポンプ１２の液タービン１１を回
転駆動して減圧される。この液タービン１１を駆
動することにより、ポンプ８すなわちモータ７の
駆動力を軽減することができる。

この場合、タービンポンプ１２の共通の内部ド
レンライン２３，２３がポンプ８の吸込側のみへ
連通しているために、タービン側吸込通路１９か
らポンプ側吸込通路１９へ至るバイパス流路が形
成されることはなく、よつて高圧の稀溶液の濃溶
液流路への漏れを防止して濃度差エンジンの性能
を向上維持することができる。

また、第６図は第２実施例を示し、前記第１実
施例におけるタービンポンプ１２の共通の内部ド
レンライン２３，２３のうち、シヤフト１５の周
囲部と各吸込通路１９，１９の間の部分を共に閉
止し、その代り新しくタービン１１でのドレンラ
イン２３と吐出通路２１とを連通する連通路２４
を形成して、液タービン１１およびポンプ８の共
通の内部ドレンライン２３，２３を液タービン１
１の吐出側に連通させるようにしたものであり、
本実施例でも前記第２実施例と同様の作用効果を
奏する。

尚、本考案は濃度差エンジンのみならず、吸収
式冷凍機等に対しても適用することができるのは
勿論のことである。

以上説明したように、本考案によれば、発生器
と吸収器とを備え、発生器から吸収器に流通する
高圧の作動流体を出力に使用する一方、発生器内
の稀溶液を電動モータで駆動されるタービンポン
プのタービンを介して吸収器に流通させ、また吸
収器内の濃溶液を前記稀溶液と熱交換しながら前
記タービンポンプのポンプを介して発生器に流通
させるようにした濃度差エンジンや吸収式冷凍機
等において前記タービンポンプのタービンおよび
ポンプをそれぞれ内部ドレン型ベーンポンプで構
成し、かつ両者に共通の内部ドレンラインをポン
プ吸込側またはタービン吐出側のいずれか一方に
連通させるようにしたことにより、高圧の稀溶液
が共通のドレンラインを通つてポンプ吐出側にバ
イパスして流れることを防止して濃度差エンジン
等の性能の向上維持を図りつつ、稀溶液の持つエ
ネルギーを簡単な構造でかつ効率良く回収してポ
ンプの動力に再利用することができ、よつて濃度
差エンジンや吸収式冷凍機等における動力の低減
を実効あるものとすることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の濃度差エンジンの模式説明図、
第２図ないし第５図は本考案の第１実施例を示
し、第２図は第１図相当図、第３図はタービンポ
ンプの平面図、第４図は第３図の−線断面
図、第５図は第４図の−線断面図、第６図は
第２実施例を示す第４図相当図である。 １……発生器、２……吸収器、３……タービ
ン、４……作動流体流路、６……稀溶液流路、７
……電動モータ、８……ポンプ、９……濃溶液流
路、１０……熱交換器、１１……液タービン、１
２，１２′……タービンポンプ、１４……カムリ
ング、１５……シヤフト、１６……ロータ、１９
……吸込通路、２１……吐出通路、２３……内部
ドレンライン、２４……連通路。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 溶液を加熱して作動流体を発生させる発生器１
   と、溶液を冷却して該溶液内に作動流体を吸収さ
   せる吸収器２と、前記発生器１で発生した作動流
   体を吸収器２に流通させる作動流体流路４と、作
   動流体を発生した後の発生器１内の稀溶液を吸収
   器２に流通させる稀溶液流路６と、作動流体を吸
   収した後の吸収器２内の濃溶液を発生器１に流通
   させる濃溶液流路９と、前記稀溶液流路６に介設
   したタービン１１と濃溶液流路９に介設したポン
   プ８とが同軸に直結されてなるタービンポンプ１
   ２と、該タービンポンプ１２を駆動する電動モー
   タ７とを備えている濃度差エンジンや吸収式冷凍
   機等において、前記タービンポンプ１２のタービ
   ン１１およびポンプ８は、それぞれ内部ドレン型
   ベーンポンプで構成され、かつ両者に共通の内部
   ドレンライン２３，２３がポンプ８吸込側または
   タービン１１吐出側のいずれか一方に連通してい
   ることを特徴とする動力回収システム。