JP6349245B2 - 熱力変換システム - Google Patents

Description

本発明は、凝縮熱による加圧を利用した高効率の冷凍サイクルを備えた熱力変換システムに関する。

熱力変換システム１００は、例えば、図７に示す冷凍サイクルを利用した発電システムに用いられているものが知られている。この冷凍システムは、循環経路１０１中に、圧縮機１０２を最上流側として接続し、この圧縮機１０２から下流側（矢印方向）に向かって順に、凝縮器１０３、受液器１０４、膨張弁（発電機１０６を回転させるタービンが相当する）１０５、冷却器（蒸発器）１０７を接続したものである。

この冷凍サイクルでは、圧縮機１０２で気体となっている高温・高圧の冷媒を凝縮器１０３で高圧のまま冷却することで液化すると共に、液化した冷媒を受液器１０４に一旦貯留し、且つ受液器１０４から冷媒を吐出させる。吐出した冷媒は、膨張弁１０５を通過する際の減圧作用によって、圧力が低くなると共に、液体状態が保ち難い状態（気化させやすい状態）となり、この状態の冷媒を、冷却器１０７によって蒸発させ、この蒸発時に生じる熱を奪う作用を利用して冷却を行うようにされている。

膨張弁１０５を通過した冷媒は、冷却器１０７によって気化された状態で圧縮機１０２に戻り、再び冷媒を圧縮機１０２から循環経路１０１に吐出することで、連続的な冷却（発電）が可能となる。

図示した冷凍サイクルでは、高温・高圧の冷媒の入力が、圧縮機１０２でのみ行われるものであり、この冷凍サイクルの冷却量は、圧縮機１０２による冷媒の入力の仕事量が主な要素となるが、更に、他の要素を使って冷却量を増やすことが試みられている。

例えば、受液器１０４内の圧力は、液化された冷媒を加熱することによって、圧縮機１０２の吐出圧力以上の圧力にされるため、圧縮機１０２からの吐出圧力も上昇させないと、受液器１０４からの冷媒の逆流や、受液器１０４への冷媒の流入が行い難くなるという現象が生じ、これによって、受液器１０４内の圧力の上昇効率が低下するという問題がある。

この問題を解決するには、凝縮器１０３と受液器１０４との間に開閉バルブ（図示せず）を接続し、受液器１０４に一定量の冷媒が貯留されたときに、開閉バルブを閉じて、受液器１０４を加熱することによって、受液器内の圧力を上昇させる構成とすることで解決することができる（図示せず）。

しかしながら、このような構成では、受液器１０４から冷媒を吐出している最中には、圧縮機１０２から受液器１０４への冷媒の供給が行われないため、受液器１０４から吐出される冷媒がなくなったときに、開閉バルブを開いて圧縮機１０２から冷媒を受液器１０４に供給し、この冷媒を加熱することになるので、膨張弁１０５への冷媒の供給にタイムラグが生じ、連続的な冷却（発電）ができないという問題がある。

また、圧縮機１０２からの冷媒の供給停止によって、受液器１０４に貯留される冷媒の加熱に、凝縮器１０３の熱交換時に生じる排熱を利用することができないため、受液器１０４の冷媒を加熱するための熱源が必要となる。

この問題を解決するには、下記、特許文献１に記載の冷凍装置のように、受液器を二個備えるという構成が考えられる。

受液器を二個備えた構成とした場合、最初にいずれか一方の受液器に圧縮機から凝縮器を経て冷媒を供給し、凝縮器の熱交換時に生じる放熱を利用して受液器内を加熱することで、受液器内の圧力を上昇させることができると共に、冷媒を膨張弁に供給することができる。

また、冷媒が供給される受液器の圧力が、圧縮機の吐出圧力を越えたときに、圧縮機からの冷媒が他方の受液器に供給されるように切り替えることで、一方の受液器から膨張弁へ冷媒を供給しながら、他方の受液器に冷媒を貯留すると共に、この他方の受液器に貯留される冷媒を、凝縮器の熱交換時に生じる排熱によって加熱することができる。

すなわち、圧縮機から吐出される冷媒の供給先を、前述のように一方の受液器と他方の受液器とに、順次切り替えることによって、受液器に貯留される冷媒の加熱用の熱源を必要とせずに、冷媒の連続的な膨張弁への供給を行うことができる。

特開平１１−１９０５７１号公報

しかしながら、前述のような構成とした場合、膨張弁へ冷媒を供給している一方の受液器内の圧力は、冷媒の吐出によって徐々に低下するが、圧縮機からの冷媒が他方の受液器に供給されているため、冷媒の吐出中において、凝縮器の熱交換時の排熱による加熱が行われず、受液器内の圧力を高めることができないということが生じる。

すなわち、膨張弁へ冷媒を供給している一方の受液器内の圧力の低下に伴い、冷媒の吐出圧力の低下が生じて膨張弁を通過する冷媒の循環量が不安定になるため、冷媒の循環が効率よくできないという問題がある。

本発明は、このような問題に対処することを課題の一例とするものである。すなわち、冷媒を吐出している状態において受液器内の圧力を保持できること、膨張弁を通過する冷媒の循環を安定して行うことができること、これにより、圧縮機より入力される仕事量を越える仕事量を効率的に付与できること、等が本発明の目的である。

このような目的を達成するために、本発明による熱力変換システムは、以下の構成を少なくとも具備するものである。

冷媒の凝縮、及び加熱を行いながら該冷媒を循環させると共に、循環する前記冷媒の圧力によって、圧縮機より入力した以上の仕事量を発生させる冷凍サイクルを行う冷凍システムを備えた熱力変換システムであって、前記冷凍システムは、前記圧縮機と、前記圧縮機から吐出される冷媒が冷却器を経て前記圧縮機に戻るように接続された循環経路と、膨張弁と前記圧縮機との間に配置された前記冷却器と、前記圧縮機と前記冷却器との間の、前記循環経路上に接続された複数の凝縮経路と、を備え、複数の前記凝縮経路は、夫々、凝縮器、及び受液器を有すると共に、一方の前記凝縮経路の前記凝縮器と、他方の前記凝縮経路の前記受液器とにわたって接続された放熱経路を有し、且つ前記圧縮機、及び前記膨張弁側に夫々接続された開閉弁を有し、前記開閉弁の選択的な開閉により、前記圧縮機からの前記冷媒が供給される前記凝縮経路の選択を行うと共に、、前記凝縮器の熱交換時に生じる排熱を、前記放熱経路から前記受液器へ放熱して、該受液器内の前記冷媒を加熱することを特徴とする熱力変換システムである。

このような特徴を有することで本発明は、冷媒を吐出している状態において受液器内の圧力を保持できると共に、膨張弁を通過する冷媒の循環を安定して行うことができ、且つ、圧縮機より入力される仕事量を越える仕事量を効率的に付与できる。

本発明に係る第一実施形態の熱力変換システムの構成図である。 第一凝縮経路に冷媒を供給する状態を示す動作図である。 冷媒の供給先を第二凝縮経路に切り替えると共に、第一凝縮経路の第一受液器から冷媒が吐出し、且つ第二凝縮経路の第二凝縮器からの排熱を、第一凝縮経路の第一受液器に放熱する状態を示す動作図である。 冷媒の供給先を第一凝縮経路に切り替えると共に、第二凝縮経路の第二受液器から冷媒が吐出し、且つ第一凝縮経路の第一凝縮器からの排熱を、第二凝縮経路の第二受液器に放熱する状態を示す動作図である。 本発明に係る実施形態の第二実施形態を示す熱力変換システムの構成図である。 本発明に係る熱力変換システムの基本構成を示す構成図である。 従来の熱力変換システムを示す構成図である。

本発明の熱力変換システムＳの基本的な構成は、図６に示すように、冷媒の凝縮、及び蒸発を交互に行いながら冷媒を循環させると共に、循環する前記冷媒の圧力によって膨張弁１を通過する冷媒回路（冷凍システム）Ａを備えている。

冷媒回路Ａは、圧縮機２、凝縮器３、受液器４、膨張弁１、冷却器（蒸発器）５とが接続された循環経路Ａ１０を備えており、圧縮機２から吐出される冷媒が、循環経路Ａ１０を通って、凝縮器３、受液器４、膨張弁１、冷却器５を経て、圧縮機２に戻るように循環する冷凍サイクルを行うものである。

この冷媒回路Ａの冷凍サイクルは、基本的に、圧縮機２による冷媒の圧縮工程、凝縮器３による冷媒の凝縮工程、受液器４内の冷媒を加熱することによる冷媒の加熱工程、膨張弁１による膨張工程、冷却器５による冷媒の蒸発工程、を備えるものである。

この冷媒回路Ａの冷凍サイクルによる基本的な動作は、
圧縮工程：圧縮機２の圧縮によって高温に気化した冷媒を高圧で圧縮機２から吐出させる。
凝縮工程：吐出された冷媒を凝縮器３の凝縮によって液化して受液器４に流入させる。
加熱工程：受液器４内の冷媒を、凝縮器３の熱交換時に生じる排熱により、加熱して高温の蒸気を発生させる。この高温の蒸気によって受液器４内の圧力が上昇し、この圧力によって、受液器４から圧縮機２で圧縮した以上の圧力をもって膨張弁１へ冷媒供給が行われる。
膨張工程：冷媒の減圧により冷媒を膨張させる（熱放出）。
蒸発工程：膨張弁１を通過して膨張した冷媒を、冷却器５において蒸発させて圧縮機２に戻す。
この圧縮工程から蒸発工程を繰り返して行うことによって、高効率の冷凍サイクルを行うことができるようにされている。

以下、図６に示した熱力変換システムＳを用いた、本発明に係る第一実施形態の熱力変換システムＳを図１〜図４に基づいて説明する。第一実施形態の熱力変換システムＳは、膨張弁１に換えてタービン１を配し、冷媒の循環中にタービン１を回転させて発電するシステム（発電システム）に用いたものとして説明する。

尚、第一実施形態の熱力変換システムＳは、膨張弁１をタービン１とした以外の構成について、図６の熱力変換システムＳと同じである。

熱力変換システムＳは、冷媒の凝縮、及び加熱を行いながら冷媒を循環させると共に、循環する冷媒がタービン１を通過するときに、冷媒の圧力によって、タービン１を回転させ、且つタービン１の回転動力によって発電機１０を発電させる冷媒回路（冷凍サイクル）Ａを備えている。

冷媒回路Ａは、圧縮機２、凝縮器３、受液器４、タービン１、冷却器（蒸発器）５とが接続された循環経路Ａ１０を備えており、圧縮機２から吐出される冷媒が、循環経路Ａ１０を通って、凝縮器３、受液器４、タービン１、冷却器５を経て、圧縮機２に戻るように循環する冷凍サイクルを行うものである。

この冷媒回路Ａの冷凍サイクルは、基本的に、圧縮機２による冷媒の圧縮工程、凝縮器３による冷媒の凝縮工程、受液器４内の冷媒を加熱することによる冷媒の加熱工程、タービン１による冷媒の膨張工程、冷却器５による冷媒の蒸発工程、を備えるものである。

この冷媒回路Ａの冷凍サイクルによる基本的な動作は、
圧縮工程：圧縮機２の圧縮によって気化した冷媒を高温・高圧で圧縮機２から吐出させる。
凝縮工程：吐出された冷媒を凝縮器３の凝縮によって液化して受液器４に流入させる。
加熱工程：流入された受液器４内の冷媒を、凝縮器３の熱交換時に生じる排熱により、加熱する。これによって、受液器４内の圧力が上昇し、この圧力によって、受液器４から圧縮機２で圧縮した以上の圧力をもってタービン１へ冷媒の供給が行われる。
膨張工程：冷媒の圧力は、タービン１を回転させることにより、減圧されて膨張する。
蒸発工程：タービン１を通過し減圧された冷媒を、冷却器５において蒸発させて圧縮機２に戻す。
この圧縮工程から蒸発工程を繰り返して行うことによって、連続的な発電が行える高効率の冷凍サイクルを行うことができるようにされている。

以下、熱力変換システムＳの構成を具体的に説明する。熱力変換システムＳの冷凍回路Ａにおける循環経路Ａ１０は、夫々、凝縮器３、及び受液器４、並びに凝縮器３の上流側と受液器４の下流側に配された開閉弁６、７を備えた二つの凝縮経路Ｂが備えられ、凝縮器３と受液器４とにわたるように接続された四つの放熱経路Ｃが備えられている。

尚、本実施形態では、凝縮経路Ｂの一つを第一凝縮経路Ｂ１として説明し、他の一つを第二凝縮経路Ｂ２として説明する。また、第一凝縮経路Ｂ１側の凝縮器３を第一凝縮器３Ａ、受液器４を第一受液器４Ａ、第二凝縮経路Ｂ２側の凝縮器３を第二凝縮器３Ｂ、受液器４を第二受液器４Ｂとして説明する。

また、第一凝縮器３Ａと第一受液器４Ａとにわたるように接続された放熱経路Ｃを第一放熱経路Ｃ１とし、第二凝縮器３Ｂと第二受液器４Ｂとにわたるように接続された放熱経路Ｃを第二放熱経路Ｃ２とし、第一凝縮器３Ａと第二受液器４Ｂとにわたるように接続された放熱経路Ｃを第三放熱経路Ｃ３とし、第二凝縮器３Ｂと第一受液器４Ａとにわたるように接続された放熱経路Ｃを第四放熱経路Ｃ４として説明する。

第一放熱経路Ｃ１は、第一凝縮器３Ａの熱交換時に生じる排熱を、第一受液器４Ａ内に供給される冷媒を加熱するための熱源として、第一受液器４Ａに案内するようにされ、第二放熱経路Ｃ２は、第二凝縮器３Ｂの熱交換時に生じる排熱を、第二受液器４Ｂ内に供給される冷媒を加熱するための熱源として、第二受液器４Ｂに案内するようにされている。

第三放熱経路Ｃ３は、第一凝縮器３Ａの熱交換時に生じる排熱を、第二受液器４Ｂ内に供給される冷媒を加熱するための熱源として、第二受液器４Ｂに案内するようにされ、第四放熱経路Ｃ４は、第二凝縮器３Ｂの熱交換時に生じる排熱を、第一受液器４Ａ内に供給される冷媒を加熱するための熱源として、第一受液器４Ａに案内するようにされている。

第一凝縮経路Ｂ１と第二凝縮経路Ｂ２とには、夫々、圧縮機２から冷媒の供給の開始・停止を行うために、第一凝縮経路Ｂ１と第二凝縮経路Ｂ２とを選択的に開閉する開閉弁６、及び第一受液器４Ａ、第二受液器４Ｂからの冷媒の吐出の開始・停止を行うために、第一凝縮経路Ｂ１と第二凝縮経路Ｂ２とを選択的に開閉する開閉弁７が接続されている。

尚、本実施形態では、圧縮機２から冷媒の供給の開始・停止を行う開閉弁６は、第一凝縮経路Ｂ１側を第一供給開閉弁６Ａ、第二凝縮経路Ｂ２側を第二供給開閉弁６Ｂとし、また、第一受液器４Ａ、第二受液器４Ｂから冷媒の吐出の開始・停止を行う開閉弁７は、第一凝縮経路Ｂ１側を第一吐出開閉弁７Ａ、第二凝縮経路Ｂ２側を第二吐出開閉弁７Ｂとして説明する。

また、第一供給開閉弁６Ａ、第二供給開閉弁６Ｂ、第一吐出開閉弁７Ａ、第二吐出開閉弁７Ｂの開閉動作は、第一受液器４Ａ、第二受液器４Ｂに温度センサー（図示せず）、圧力センサー（図示せず）、計量センサー（図示せず）等の各種センサーを備え、これらセンサーの検出結果に基づいて、自動的に開閉するように制御するとよい。

このような熱力変換システムＳは、図２〜図４に示すように、第一供給開閉弁６Ａと第二供給開閉弁６Ｂとの選択的な開閉によって、圧縮機２からの冷媒の供給先を、第一凝縮経路Ｂ１と第二凝縮経路Ｂ２とに切り替えることができる。

尚、図２〜図４において、冷媒が流れている状態、排熱が案内されている状態、タービン１の回転動力が発電機１０に伝達されている状態を太線で示す。

具体的には、図２に示すように、第一供給開閉弁６Ａを開状態とし、第二供給開閉弁６Ｂを閉状態としたときには、圧縮機２からの冷媒は、第一凝縮経路Ｂ１にのみ供給され、第一凝縮器３Ａで液化されながら第一受液器４Ａに貯留されると共に、第一凝縮器３Ａの熱交換時における排熱を、第一放熱経路Ｃ１を介して、第一受液器４Ａに貯留される冷媒を加熱する熱源、及び第三放熱経路Ｃ３を介して、第二受液器４Ｂに貯留される冷媒を加熱する熱源として案内することができる。

そして、図３に示すように、第一受液器４Ａ内の圧力が、圧縮機２から吐出される冷媒の吐出圧力以上の圧力となったときに、第一供給開閉弁６Ａを閉状態にすると共に、第一吐出開閉弁７Ａを開状態にし、且つ第二供給開閉弁６Ｂを開状態にすることで、第一受液器４Ａ内の圧力で冷媒を吐出してタービン１を回転さることができると共に、圧縮機２からの冷媒の供給先を第二凝縮経路Ｂ２に切り替えて、この冷媒を第二凝縮経路Ｂ２にのみ供給することができる。

また、圧縮機２からの冷媒の供給先を第二凝縮経路Ｂ２に切り替えたとき、この冷媒が第二凝縮器３Ｂによって液化されて第二受液器４Ｂに貯留されると共に、第二凝縮器３Ｂの熱交換時における排熱を、第二放熱経路Ｃ２を介して、第二受液器４Ｂに貯留される冷媒を加熱する熱源として案内することができる。

また、第二凝縮器３Ｂの熱交換時における排熱を、第四放熱経路Ｃ４を介して、第一受液器４Ａに貯留された冷媒を加熱する熱源として案内することができる。

冷媒が第一受液器４Ａから吐出している状態では、第一供給開閉弁６Ａが閉状態であると共に、第一凝縮器３Ａから排熱がないため、通常では、冷媒の吐出に伴って第一受液器４Ａ内の圧力が徐々に低下する。

このとき、圧縮機２から第二凝縮経路Ｂ２に供給される冷媒を第二凝縮器３Ｂで熱交換するときに生じる排熱が、第四放熱経路Ｃ４を介して、第一受液器４Ａ内の冷媒を加熱する熱源として、第一受液器４Ａに案内され、この排熱によって第一受液器４Ａ内の冷媒を加熱するため、第一受液器４Ａ内の圧力を低下させることなく保持することができると共に、タービン１に対して安定した圧力で冷媒を吐出することができる。

図４に示すように、第一受液器４Ａの冷媒が減少し、第二受液器４Ｂの圧力が圧縮機２から吐出される冷媒の吐出圧力以上となったときに、第一吐出開閉弁７Ａ、及び第二供給開閉弁６Ｂを閉状態にすると共に、第二吐出開閉弁７Ｂ、及び第一供給開閉弁６Ａを開状態にすることで、第二受液器４Ｂ内の圧力で冷媒を吐出してタービン１を回転させることができると共に、圧縮機２からの冷媒を供給先を第一凝縮経路Ｂ１に切り替えて、この冷媒を第一凝縮経路Ｂ１にのみに供給することができる。

また、第一凝縮器３Ａの熱交換時における排熱は、第三放熱経路Ｃ３を介して、第二受液器４Ｂに貯留される冷媒を加熱する熱源として案内することができる。

冷媒が第二受液器４Ｂから吐出している状態では、第二供給開閉弁６Ｂが閉状態であると共に、第二凝縮器３Ｂからの排熱がないため、通常では、冷媒の吐出に伴って第二受液器４Ｂ内の圧力が徐々に低下する。

このとき、圧縮機２から第一凝縮経路Ｂ１に供給される冷媒を第一凝縮器３Ａで熱交換するときに生じる排熱が、第三放熱経路Ｃ３を介して、第二受液器４Ｂ内の冷媒を加熱する熱源として、第二受液器４Ｂに案内され、この排熱によって第二受液器４Ｂ内の冷媒を加熱するため、第二受液器４Ｂ内の圧力を低下させることなく保持することができると共に、タービン１に対して安定した圧力で冷媒を吐出させることができる。

すなわち、第一供給開閉弁６Ａと第二供給開閉弁６Ｂとの開閉を交互に切り替えると共に、第一吐出開閉弁７Ａと第二吐出開閉弁７Ｂとの開閉を交互に切り替えて、図２〜図４に示す動作を繰り返すことによって、タービン１を回転させる冷媒を途切れさせることなく、しかも、安定した圧力で、第一受液器４Ａと第二受液器４Ｂから交互に吐出させることができる。

その上、本来であれば、排気される第一凝縮器３Ａ及び第二凝縮器３Ｂからの排熱を、冷媒の加熱用の熱源として有効利用することができると共に、第一凝縮器３Ａ及び第二凝縮器３Ｂからの排熱量を大幅に削減することができる。

更に、第一受液器４Ａ、及び第二受液器４Ｂの圧力が、冷媒の加熱によって、圧縮機２の圧力を上回った場合でも、圧縮機２の吐出圧力を高める必要がなく、圧縮機能が低い圧縮機２を用いても効率的な発電ができる冷凍サイクルを行うことができる。

次に、本発明に係る第二実施形態の熱力変換システムＳ’を図５に基づいて説明する。尚、第一実施形態と重複する部位についての説明は、同符号を付すことにより省略する。第二実施形態の熱力変換システムＳ’も、膨張弁１に換えてタービン１を配し、冷媒の循環中にタービン１を回転させて発電するシステム（発電システム）に用いたものとして説明する。

第一実施形態の熱力変換システムＳは、第一凝縮経路Ｂ１、第二凝縮経路Ｂ２の二つの凝縮経路Ｂを備えた冷凍回路Ａとしたものであるが、第二実施形態の熱力変換システムＳ’は、図５に示すように、第一凝縮経路Ｂ１、第二凝縮経路Ｂ２に第三凝縮経路Ｂ３を加えた三つの凝縮経路Ｂを備えた冷凍回路Ａ’とした構成とするものである。

第三凝縮経路Ｂ３には、第三凝縮器３Ｃ（凝縮器３）、第三受液器４Ｃ（受液器４）、第三供給開閉弁６Ｃ（開閉弁６）、第三吐出開閉弁７Ｃ（開閉弁７）と、第三凝縮器３Ｃと第三受液器４Ｃとにわたるように接続された第五放熱経路Ｃ５（放熱経路Ｃ）と、第三凝縮器３Ｃと第一受液器４Ａとにわたるように接続された第六放熱経路Ｃ６（放熱経路Ｃ）とを備えている。

更に、この冷凍回路Ａ’では、第四放熱経路Ｃ４が、第二凝縮器３Ｂと第三受液器４Ｃとにわたるように接続されており、第二凝縮器３Ｂの熱交換時に生じる排熱を、第三受液器４Ｃ内の冷媒を加熱するための熱源として使用できるようにされている。

すなわち、第一供給開閉弁６Ａと第二供給開閉弁６Ｂと第三供給開閉弁６Ｃの開閉を交互に切り替えると共に、第一吐出開閉弁７Ａと第二吐出開閉弁７Ｂと第三吐出開閉弁７Ｃの開閉を交互に切り替えて繰り返すことによって、タービン１を回転させる冷媒を途切れさせることなく、しかも、安定した圧力で、第一受液器４Ａと第二受液器４Ｂと第三受液器４Ｃから交互に冷媒を吐出させることができる。

また、第一受液器４Ａ、第二受液器４Ｂ、第三受液器４Ｃの三つの受液器４としているので、冷媒の総量を第一受液器４Ａ、第二受液器４Ｂの二つの受液器４を備えた第一実施形態の冷媒回路Ａと同量としたときに、夫々の受液器４の体積を小さくすることができ、これによって、夫々の受液器内の冷媒の加熱効率を向上させることができる。

凝縮経路Ｂの個数は、例示した二個、三個に限らず、四個以上としてもよく、夫々に、同等の機能を有する凝縮器３、受液器４、開閉弁６、７、放熱経路Ｃを備えた構成とすればよい。

尚、本発明は、例示した実施の形態に限定するものではなく、特許請求の範囲の各項に記載された内容から逸脱しない範囲の構成による実施が可能であり、例えば、冷凍機や空調機等の熱源を作るための冷凍サイクルを備えた熱力変換システムとすることができる。また、膨張弁は、熱力変換システムを利用する各種器具に応じで毛細管現象を利用したキャピラリーチューブとすることができる。

また、本発明では、第一実施形態における第一放熱経路Ｃ１、及び第二放熱経路Ｃ２、第二実施形態における第一放熱経路Ｃ１、及び第二放熱経路Ｃ２、並びに第五放熱経路Ｃ５を省略し、前述の通り、第三放熱経路Ｃ３、第四放熱経路Ｃ４、第六放熱経路Ｃ６からの排熱のみで、第一受液器４Ａ、第二受液器４Ｂ、第三受液器４Ｃの冷媒を加熱するようにしてもよい。

また、第一受液器４Ａ（第二受液器４Ｂ、第三次液器４Ｃ）内の冷媒の貯留量が所定量となったときに、第一供給開閉弁６Ａを閉状態とすると共に、第二供給開閉弁６Ｂを開状態とし、第一受液器４Ａ（第二受液器４Ｂ、第三受液器４Ｃ）内の圧力が、圧縮機２から吐出される冷媒の吐出圧力以上の圧力となったときに、第一吐出開閉弁（第二吐出開閉弁７Ｂ、第三吐出開閉弁７Ｃ）７Ａを開状態にすることで、第一受液器４Ａ（第二受液器４Ｂ、第三受液器４Ｃ）内の圧力で冷媒を吐出してタービン１を回転さることができると共に、圧縮機２からの冷媒を供給先を第二凝縮経路（第二凝縮経路Ｂ２、第三凝縮経路Ｂ３）Ｂ２に切り替えて、この冷媒を第二凝縮経路（第二凝縮経路Ｂ２、第三凝縮経路Ｂ３）Ｂ２にのみ供給するようにしてもよい。

Ｓ：熱力変換システム
Ｓ’： 熱力変換システム
Ａ：冷媒回路（冷凍サイクル）
Ａ’：冷媒回路（冷凍サイクル）
Ａ１０：循環経路
Ｂ１：第一凝縮経路（Ｂ：凝縮経路）
Ｂ２：第二凝縮経路（Ｂ：凝縮経路）
Ｂ３：第三凝縮経路（Ｂ：凝縮経路）
Ｃ１：第一放熱経路（Ｃ：放熱経路）
Ｃ２：第二放熱経路（Ｃ：放熱経路）
Ｃ３：第三放熱経路（Ｃ：放熱経路）
Ｃ４：第四放熱経路（Ｃ：放熱経路）
Ｃ５：第五放熱経路（Ｃ：放熱経路）
Ｃ６：第六放熱経路（Ｃ：放熱経路）
１：タービン（膨張弁）
１０：発電機
２：圧縮機
３Ａ：第一凝縮器（３：凝縮器）
３Ｂ：第二凝縮器（３：凝縮器）
３Ｃ：第三凝縮器（３：凝縮器）
４Ａ：第一受液器（４：受液器）
４Ｂ：第二受液器（４：受液器）
４Ｃ：第三受液器（４：受液器）
５：冷却器
６Ａ：第一供給開閉弁（６：開閉弁）
６Ｂ：第二供給開閉弁（６：開閉弁）
６Ｃ：第三供給開閉弁（６：開閉弁）
７Ａ：第一吐出開閉弁（７：開閉弁）
７Ｂ：第二吐出開閉弁（７：開閉弁）
７Ｃ：第三吐出開閉弁（７：開閉弁）

Claims (1)

1. 冷媒の凝縮、及び加熱を行いながら該冷媒を循環させると共に、循環する前記冷媒の圧力によって、圧縮機より入力した以上の仕事量を発生させる冷凍サイクルを行う冷凍システムを備えた熱力変換システムであって、
   前記冷凍システムは、
   前記圧縮機と、
   前記圧縮機から吐出される冷媒が冷却器を経て前記圧縮機に戻るように接続された循環経路と、
   膨張弁と前記圧縮機との間に配置された前記冷却器と、
   前記圧縮機と前記冷却器との間の、前記循環経路上に接続された複数の凝縮経路と、
   を備え、
   複数の前記凝縮経路は、夫々、凝縮器、及び受液器とを有すると共に、一方の前記凝縮経路の前記凝縮器と、他方の前記凝縮経路の前記受液器とにわたって接続された放熱経路を有し、且つ前記圧縮機、及び前記膨張弁側に夫々接続された開閉弁を有し、
   前記開閉弁の選択的な開閉により、前記圧縮機からの前記冷媒が供給される前記凝縮経路の選択を行うと共に、前記凝縮器の熱交換時に生じる排熱を、前記放熱経路から前記受液器へ放熱して、該受液器内の前記冷媒を加熱することを特徴とする熱力変換システム。

Images