JP6818762B2 - ガストラップを有するヒートポンプ、ガストラップの動作方法、およびガストラップを有するヒートポンプの製造方法 - Google Patents
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Description
Claims (15)
- ヒートポンプにおいて、
圧縮された動作蒸気を凝縮する凝縮器(306)と、
外来ガス流入ライン(325)を介して前記凝縮器(306)に結合されるガストラップと、
を備え、
前記ガストラップは、
外来ガス流入口(332)を有するハウジング(330)と、
前記ハウジング(330)内への動作液流入口(338)と、
前記ハウジング(330)からの動作液排出口(340)と、
を有し、
前記動作液排出口(340)は、前記ハウジング(330)内で発生した動作液流(344)からの動作液を前記ハウジング(330)内から前記ハウジング(330)外に排出する構成であり、
前記ヒートポンプはさらに、前記ハウジング(330)からガスを排出するガスポンプ(342)を備え、
前記ハウジング(330)、前記動作液流入口(338)および前記動作液排出口(340)は、前記ヒートポンプの動作中には、前記動作液流(344)が、前記ハウジング(330)内で、前記動作液流入口(338)から前記動作液排出口(340)に発生するように構成され、
前記動作液流入口(338)は、前記ヒートポンプの動作中には、前記凝縮器(306)内で凝縮される動作蒸気より冷たい動作液が流れるように、前記ヒートポンプに連結され、
前記ハウジング(330)は、前記ヒートポンプの動作中における動作液の流入方向に対して垂直または傾斜して配置され、前記動作液流入口(338)は、前記動作液排出口(340)の上に配置され、
前記外来ガス流入口(332)は、前記動作液流入口(338)の下で、前記動作液排出口(340)の上に配置される
ことを特徴とするヒートポンプ。 - 請求項1に記載のヒートポンプにおいて、
冷却対象の動作液が流入する流入部(310)と、冷却された動作液を排出する排出部(312)とを有する動作液を蒸発させるための蒸発器(300)をさらに備え、
前記動作液流入口(338)および前記動作液排出口(340)は共に、前記蒸発器に導く前記流入部(310)または前記蒸発器から導き出す排出部(312)に結合され、あるいは、前記動作液流入口(338)が前記蒸発器へ導く前記流入部(310)に、前記動作液排出口(340)が前記蒸発器から導き出す排出部(312)に、あるいは逆に結合される、
ことを特徴とするヒートポンプ。 - 請求項2に記載のヒートポンプにおいて、
液体ポンプ(314)が、前記蒸発器に通じる前記流入部(310)または前記蒸発器から出ている排水部(312)に配置され、
前記動作液流入口(338)が前記蒸発器(300)の前記流入部(310)に結合されるのが前記液体ポンプ(314)からの下りの流れであり、前記動作液排出口(340)が前記蒸発器(300)の排出部(312)に結合されるのが前記液体ポンプ(314)からの上りの流れである、
ことを特徴とするヒートポンプ。 - 請求項1から3のいずれか1項に記載のヒートポンプにおいて、
蒸発器(300)が、冷却される領域への流入と前記冷却される領域からの戻り流とを有する熱交換器(398)に結合されて設けられ、
前記動作液流入口(338)および前記動作液排出口(340)の双方が、前記冷却される領域への流入に結合されるか、前記冷却される領域からの戻り流に結合されるか、あるいは、前記動作液流入口が前記冷却される領域への流入に結合され、かつ、前記動作液排出口(340)が、前記冷却される領域からの戻り流れに結合され、あるいは逆に結合される
ことを特徴とするヒートポンプ。 - 請求項1または2に記載のヒートポンプにおいて、
蒸発器(300)が、冷却される領域への流入と前記冷却される領域からの戻り流とを有する熱交換器(398)に結合されて設けられ、
前記動作液流入口(338)および前記動作液排出口(340)の双方が、前記冷却される領域への流入に結合されるか、前記冷却される領域からの戻り流に結合されるか、あるいは、前記動作液流入口が前記冷却される領域への流入に結合され、かつ、前記動作液排出口(340)が、前記冷却される領域からの戻り流れに結合され、あるいは逆に結合され、
前記冷却される領域への流入、または前記冷却される領域からの戻り流の流路内に液体ポンプ(314)が設けられ、前記動作液流入口(338)は、前記液体ポンプ(314)の下流に配置され、前記動作液排出口(340)は前記液体ポンプ(314)の上流に配置される、
ことを特徴とするヒートポンプ。 - 請求項1から5のいずれか1項に記載のヒートポンプにおいて、
前記ハウジング(330)または前記動作液排出口(340)は、前記ヒートポンプの動作中に、前記動作液排出口(340)の上方で前記ハウジング(330)内の動作液のレベル(391)を維持するように構成され、前記ヒートポンプの動作中には、動作液の領域が、外来ガス流入口(332)と動作液排出口(340)との間に配置されるか、または、
前記ハウジング(330)が、前記ヒートポンプの動作中における動作液の流入方向に対して垂直または傾斜して配置され、前記動作液流入口(338)は、前記動作液排出口(340)の上に配置されるか、または、
前記ガストラップが、前記動作液入口(338)の上方に配置された外来ガス蓄積空間(358)を備え、前記ガスポンプ(342)は、前記外来ガス蓄積空間(358)に連結され、前記外来ガス蓄積空間(358)から前記外来ガスを排出するか、または、
前記ガストラップが、前記外来ガス流入口(332)からの動作蒸気が前記動作液流(344)に直接凝縮するように構成される、
ことを特徴とするヒートポンプ。 - 請求項1に記載のヒートポンプにおいて、前記ガストラップは、前記動作液流(344)によって冷却される仲介要素(390)を含み、前記仲介要素(390)は前記ハジング(330)内に配置され、前記外来ガス流入口(332)からの動作蒸気が前記仲介要素(390)の低温表面で凝縮され、
前記仲介要素(390)は、前記動作液流入口(338)が導入されるパイプであり、
前記パイプ(390)は、下端が開放されて動作液のレベル(391)に浸漬され、前記パイプ面(390)に凝縮された動作液が作動液のレベルに流入する、
ことを特徴とするヒートポンプ。 - 請求項1から7のいずれか1項に記載のヒートポンプにおいて、
前記ハウジング(330)は細長い形状をしており、前記ヒートポンプの動作中に乱流の動作液流(344)を得るために充填剤が充填されている、ことを特徴とするヒートポンプ。 - 請求項1ないし8のいずれか1項に記載のヒートポンプにおいて、
前記ハウジング(330)および/または前記動作液排出口(340)は、前記ヒートポンプの動作中に、前記動作液排出口(340)の上方の前記ハウジング(330)内の動作液のレベル(391)を維持するように構成され、
前記ヒートポンプの動作中に前記外来ガス流入口(332)と前記動作液排出口(340)との間に動作液の領域が配置され、
前記ヒートポンプの動作中には、前記動作液流(344)と凝縮された動作蒸気とが前記レベル(391)が維持された動作液に流れ、前記凝縮された動作蒸気は、動作液と外来ガスとから生成された蒸気からなる混合ガスから凝縮され、前記混合ガスが外来ガス流入口(332)を経由して供給される
ことを特徴とするヒートポンプ。 - 請求項1から9のいずれか1項に記載のヒートポンプにおいて、
凝縮器(306)を含む第1のヒートポンプ段と、
さらなる凝縮器(506)を含む第2のヒートポンプ段と、
を備え、
前記ガストラップの前記ハウジング(330)は、前記第2のヒートポンプ段の前記さらなる凝縮器に結合されたさらなる外来ガス流入口を有する
ことを特徴とするヒートポンプ。 - 請求項10に記載のヒートポンプにおいて、前記第1のヒートポンプ段と前記第2のヒートポンプ段とが冷却対象の領域、および加熱対象の領域に結合され、前記ヒートポンプの動作時には、前記第2のヒートポンプ段の前記さらなる凝縮器(506)内の温度が、前記第1のヒートポンプ段の前記凝縮器(306)内より高温である、ことを特徴とするヒートポンプ。
- 請求項10または11に記載のヒートポンプにおいて、前記第1のヒートポンプ段の前記凝縮器(306)に結合された外来ガス流入口(332)は、前記ヒートポンプの動作時には、前記第2のヒートポンプ段の前記さらなる凝縮器(506)に前記外来ガス流入ライン(525)を介して結合された前記外来ガス流入口(334)の上に配置される、ことを特徴とするヒートポンプ。
- 請求項1から12のいずれか1項に記載のヒートポンプにおいて、
前記ガストラップの前記ハウジング(330)は、長さが少なくとも10cmであり、または、
前記ハウジング(330)が円筒で直径が前記動作液流(344)の領域内で少なくとも25mm、外来ガス蓄積空間(358)内で少なくとも50mmであるか、
前記ガストラップは、蒸発器(300)からの主たる流れの少なくとも1%以下、あるいは前記蒸発器(300)内への主たる流れの少なくとも1%以下の動作液流(344)を有するか、
前記動作媒体流入口(338)は前記ヒートポンプに結合され、前記ヒートポンプの動作中に、前記凝縮器(306)内の凝縮対象の動作蒸気の飽和蒸気圧に属する温度よりも低温の動作液を導くか、
前記ガストラップは、前記動作液が流れる冷却領域を含み、前記冷却領域内を通過する動作液が前記冷却領域内で冷却される、
ことを特徴とするヒートポンプ。 - 圧縮された動作蒸気を凝縮する凝縮器(306)と、外来ガス流入ライン(325)を介して前記凝縮器(306)に結合されるガストラップと、を備え、前記ガストラップは、外来ガス流入口(332)を有するハウジング(330)と、前記ハウジング(330)内への動作液流入口(338)と、前記ハウジング(330)からの動作液排出口(340)と、を有し、前記動作液排出口(340)は、前記ハウジング(330)内で発生した動作液流(344)からの動作液を前記ハウジング(330)内から前記ハウジング(330)外に排出する構成であり、さらに、前記ハウジング(330)からガスを排出するガスポンプ(342)を備えるヒートポンプの動作方法において、
前記動作液流入口(338)から前記ハウジング(330)内の前記動作液排出口(340)への動作液流(344)を生成するステップと、
前記凝縮器(306)内で凝縮される動作蒸気よりも低温の前記ハウジング(330)内に動作液を導くステップと、
を有し、
前記ハウジング(330)は、前記ヒートポンプの動作中における動作液の流入方向に対して垂直または傾斜して配置され、前記動作液流入口(338)は、前記動作液排出口(340)の上に配置され、
前記外来ガス流入口(332)が、前記動作液流入口(338)の下で、前記動作液排出口(340)の上に配置される
ことを特徴とするヒートポンプの動作方法。 - 圧縮された動作蒸気を凝縮する凝縮器(306)と、外来ガス流入ライン(325)を介して前記凝縮器(306)に結合されるガストラップと、を備え、前記ガストラップは、外来ガス流入口(332)を有するハウジング(330)と、前記ハウジング(330)内への動作液流入口(338)と、前記ハウジング(330)からの動作液排出口(340)と、を有し、前記動作液排出口(340)は、前記ハウジング(330)内で発生した動作液流(344)からの動作液を前記ハウジング(330)内から前記ハウジング(330)外に排出する構成であり、さらに、前記ハウジング(330)からガスを排出するガスポンプ(342)を備えるヒートポンプの製造方法において、
前記ハウジング(330)、前記動作液流入口(338)および前記動作液排出口(340)を、前記ヒートポンプの動作中に、動作液流(344)が、前記ハウジング(330)内で、前記動作液流入口(338)から前記動作液排出口(340)に生じるように構成し、
前記ハウジング(330)を、前記ヒートポンプの動作中における動作液の流入方向に対して垂直または傾斜して配置し、前記動作液流入口(338)を前記ヒートポンプに、前記ヒートポンプの動作中に、前記凝縮器(306)内で凝縮される動作蒸気よりも低温の前記ハウジング(330)内に動作液を導くように結合し、
前記動作液流入口(338)を、前記動作液排出口(340)の上に配置し、
前記外来ガス流入口(332)を、前記動作液流入口(338)の下で、前記動作液排出口(340)の上に配置する
ことを特徴とするヒートポンプの製造方法。
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