JPH11257154A - 外燃式熱ガス機関 - Google Patents
外燃式熱ガス機関Info
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- JPH11257154A JPH11257154A JP5835698A JP5835698A JPH11257154A JP H11257154 A JPH11257154 A JP H11257154A JP 5835698 A JP5835698 A JP 5835698A JP 5835698 A JP5835698 A JP 5835698A JP H11257154 A JPH11257154 A JP H11257154A
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- temperature side
- low
- pressure vessel
- side pressure
- temperature
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-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
- F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
- F25B9/00—Compression machines, plants or systems, in which the refrigerant is air or other gas of low boiling point
- F25B9/14—Compression machines, plants or systems, in which the refrigerant is air or other gas of low boiling point characterised by the cycle used, e.g. Stirling cycle
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02G—HOT GAS OR COMBUSTION-PRODUCT POSITIVE-DISPLACEMENT ENGINE PLANTS; USE OF WASTE HEAT OF COMBUSTION ENGINES; NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F02G1/00—Hot gas positive-displacement engine plants
- F02G1/04—Hot gas positive-displacement engine plants of closed-cycle type
- F02G1/043—Hot gas positive-displacement engine plants of closed-cycle type the engine being operated by expansion and contraction of a mass of working gas which is heated and cooled in one of a plurality of constantly communicating expansible chambers, e.g. Stirling cycle type engines
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
- F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
- F25B25/00—Machines, plants or systems, using a combination of modes of operation covered by two or more of the groups F25B1/00 - F25B23/00
- F25B25/005—Machines, plants or systems, using a combination of modes of operation covered by two or more of the groups F25B1/00 - F25B23/00 using primary and secondary systems
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- Mechanical Engineering (AREA)
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- Thermal Sciences (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 クランクシャフトの回転の有無を、低コスト
かつ高精度に検出すること。 【解決手段】 高温側ディスプレーサピストン２、低温
側ディスプレーサピストン３のそれぞれが高温側圧力容
器４０、低温側圧力容器４１のそれぞれの内部に往復移
動可能に収容され、両ディスプレーサピストンがクラン
クシャフト１０により連結され、両圧力容器内に作動ガ
スが充填された外燃式熱ガス機関１において、低温側圧
力容器の外側に、この圧力容器内における作動ガスの圧
力変動を検出する歪ゲージ４６が設置されたものであ
る。
かつ高精度に検出すること。 【解決手段】 高温側ディスプレーサピストン２、低温
側ディスプレーサピストン３のそれぞれが高温側圧力容
器４０、低温側圧力容器４１のそれぞれの内部に往復移
動可能に収容され、両ディスプレーサピストンがクラン
クシャフト１０により連結され、両圧力容器内に作動ガ
スが充填された外燃式熱ガス機関１において、低温側圧
力容器の外側に、この圧力容器内における作動ガスの圧
力変動を検出する歪ゲージ４６が設置されたものであ
る。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、冷暖房装置や給湯
装置等の冷温熱源として好適な外燃式熱ガス機関に関す
る。
装置等の冷温熱源として好適な外燃式熱ガス機関に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】近年、冷暖房や給湯を行う装置として、
外燃式熱ガス機関たるヴィルミエサイクルを利用したヒ
ートポンプ（Vuilleumier Cycle Heat Pump ）が開発さ
れている。この外燃式熱ガス機関は、封入媒体（作動ガ
ス）としてのＨｅ（ヘリウム）ガスの温度分布変化のみ
により圧力変化を引起し、ダイレクトに冷暖房・給湯を
可能とするものである（例えば、特公平５−６５７７７
号公報または特開平４−１１３１７０号公報等参照）。
外燃式熱ガス機関たるヴィルミエサイクルを利用したヒ
ートポンプ（Vuilleumier Cycle Heat Pump ）が開発さ
れている。この外燃式熱ガス機関は、封入媒体（作動ガ
ス）としてのＨｅ（ヘリウム）ガスの温度分布変化のみ
により圧力変化を引起し、ダイレクトに冷暖房・給湯を
可能とするものである（例えば、特公平５−６５７７７
号公報または特開平４−１１３１７０号公報等参照）。
【０００３】この外燃式熱ガス機関は、高温側ディスプ
レーサピストンが高温側圧力容器内に、低温側ディスプ
レーサピストンが低温側圧力容器内に、それぞれ往復移
動可能に収容され、両ディスプレーサピストンがそれぞ
れピストンロッド及びコンロッドを介してクランクシャ
フトに連結され、両圧力容器内に作動ガスが充填封入さ
れたものである。
レーサピストンが高温側圧力容器内に、低温側ディスプ
レーサピストンが低温側圧力容器内に、それぞれ往復移
動可能に収容され、両ディスプレーサピストンがそれぞ
れピストンロッド及びコンロッドを介してクランクシャ
フトに連結され、両圧力容器内に作動ガスが充填封入さ
れたものである。
【０００４】この種の外燃式熱ガス機関は、運転起動時
には、スタータモータによりクランクシャフトが強制回
転され、これにより高温側ディスプレーサピストン及び
低温側ディスプレーサピストンが往復移動されるが、同
時に、燃焼器が点火され、高温側圧力容器内の高温室に
連通する加熱器が加熱されて、外燃式熱ガス機関は自立
運転する。
には、スタータモータによりクランクシャフトが強制回
転され、これにより高温側ディスプレーサピストン及び
低温側ディスプレーサピストンが往復移動されるが、同
時に、燃焼器が点火され、高温側圧力容器内の高温室に
連通する加熱器が加熱されて、外燃式熱ガス機関は自立
運転する。
【０００５】外燃式熱ガス機関は、上述のようにして起
動されるが、例えば、何らかの原因で、クランクシャフ
トの回転が停止した状態下で燃焼器が点火状態になるこ
とは好ましくない。このため、特に外燃式熱ガス機関の
起動時には、クランクシャフトの回転の有無を検出する
必要がある。
動されるが、例えば、何らかの原因で、クランクシャフ
トの回転が停止した状態下で燃焼器が点火状態になるこ
とは好ましくない。このため、特に外燃式熱ガス機関の
起動時には、クランクシャフトの回転の有無を検出する
必要がある。
【０００６】従来、クランクシャフトの回転は、クラン
クシャフトを収容するクランクケース内に、光電セン
サ、磁気センサあるいは近接スイッチを設置したり、ク
ランクシャフトの端部にロータリエンコーダを設置し、
これらのセンサにより検出している。
クシャフトを収容するクランクケース内に、光電セン
サ、磁気センサあるいは近接スイッチを設置したり、ク
ランクシャフトの端部にロータリエンコーダを設置し、
これらのセンサにより検出している。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】ところが、上述の光電
センサ、磁気センサ、近接スイッチ、ロータリエンコー
ダなどはセンサ自体が高価である。
センサ、磁気センサ、近接スイッチ、ロータリエンコー
ダなどはセンサ自体が高価である。
【０００８】また、クランクケース内は高温側圧力容器
や低温側圧力容器と同様に、高圧が作用する個所であ
り、このクランクケース内にセンサを設置することは、
センサの信頼性を損なう虞がある。
や低温側圧力容器と同様に、高圧が作用する個所であ
り、このクランクケース内にセンサを設置することは、
センサの信頼性を損なう虞がある。
【０００９】更に、クランクケース内に上述のセンサを
設置すると、センサの調整時或いは交換時に、外燃式熱
ガス機関を分解しなければならず、センサのメンテナン
ス性が低下してしまう。
設置すると、センサの調整時或いは交換時に、外燃式熱
ガス機関を分解しなければならず、センサのメンテナン
ス性が低下してしまう。
【００１０】また、上述のセンサをクランクケース内に
設置すると、センサに接続された配線をクランクケース
等を貫通させて外部へ取り出さなければならず、貫通部
におけるガスシール性の確保に支障を生ずる場合があ
る。
設置すると、センサに接続された配線をクランクケース
等を貫通させて外部へ取り出さなければならず、貫通部
におけるガスシール性の確保に支障を生ずる場合があ
る。
【００１１】本発明の課題は、上述の事情を考慮してな
されたものであり、クランクシャフトの回転の有無を低
コストかつ高精度に検出できる外燃式熱ガス機関を提供
することにある。
されたものであり、クランクシャフトの回転の有無を低
コストかつ高精度に検出できる外燃式熱ガス機関を提供
することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明は、
高温側ディスプレーサピストン、低温側ディスプレーサ
ピストンのそれぞれが高温側圧力容器、低温側圧力容器
のそれぞれの内部に往復移動可能に収容され、上記両デ
ィスプレーサピストンがクランクシャフトにより連結さ
れ、上記両圧力容器内に作動ガスが充填された外燃式熱
ガス機関において、上記高温側圧力容器と上記低温側圧
力容器の少なくとも一方の外側に、これらの圧力容器内
における上記作動ガスの圧力変動を検出する圧力センサ
が設置されたものである。
高温側ディスプレーサピストン、低温側ディスプレーサ
ピストンのそれぞれが高温側圧力容器、低温側圧力容器
のそれぞれの内部に往復移動可能に収容され、上記両デ
ィスプレーサピストンがクランクシャフトにより連結さ
れ、上記両圧力容器内に作動ガスが充填された外燃式熱
ガス機関において、上記高温側圧力容器と上記低温側圧
力容器の少なくとも一方の外側に、これらの圧力容器内
における上記作動ガスの圧力変動を検出する圧力センサ
が設置されたものである。
【００１３】請求項２記載の発明は、高温側ディスプレ
ーサピストン、低温側ディスプレーサピストンのそれぞ
れが高温側圧力容器、低温側圧力容器のそれぞれの内部
に往復移動可能に収容され、上記両ディスプレーサピス
トンがクランクシャフトにより連結され、上記両圧力容
器内に作動ガスが充填された外燃式熱ガス機関におい
て、上記高温側圧力容器と上記低温側圧力容器を連結し
てこれら両圧力容器内の作動ガスを移動可能とする導通
部の外側に、上記高温側圧力容器及び上記低温側圧力容
器内における上記作動ガスの圧力変動を検出する圧力セ
ンサが設置されたものである。
ーサピストン、低温側ディスプレーサピストンのそれぞ
れが高温側圧力容器、低温側圧力容器のそれぞれの内部
に往復移動可能に収容され、上記両ディスプレーサピス
トンがクランクシャフトにより連結され、上記両圧力容
器内に作動ガスが充填された外燃式熱ガス機関におい
て、上記高温側圧力容器と上記低温側圧力容器を連結し
てこれら両圧力容器内の作動ガスを移動可能とする導通
部の外側に、上記高温側圧力容器及び上記低温側圧力容
器内における上記作動ガスの圧力変動を検出する圧力セ
ンサが設置されたものである。
【００１４】請求項３記載の発明は、請求項１に記載の
発明において、上記圧力センサは、低温側圧力容器の外
側で、この低温側圧力容器内に配設された低温再生器に
対応する位置に設置されたものである。
発明において、上記圧力センサは、低温側圧力容器の外
側で、この低温側圧力容器内に配設された低温再生器に
対応する位置に設置されたものである。
【００１５】請求項４記載の発明は、請求項１〜３のい
ずれかに記載の発明において、上記圧力センサは、作動
ガスの圧力変動に基づく高温側圧力容器、低温側圧力容
器又は導通部の歪を検出する歪ゲージであるようにした
ものである。
ずれかに記載の発明において、上記圧力センサは、作動
ガスの圧力変動に基づく高温側圧力容器、低温側圧力容
器又は導通部の歪を検出する歪ゲージであるようにした
ものである。
【００１６】請求項１〜４のいずれかに記載の発明に
は、次の作用がある。
は、次の作用がある。
【００１７】圧力センサが、高温側圧力容器と低温側圧
力容器の少なくとも一方の外側、又は高温側圧力容器と
低温側圧力容器とを連結する導通部の外側にそれぞれ配
設されて、上記圧力容器又は導通部内における作動ガス
の圧力変動を検出することから、作動ガスの圧力変動を
引き起こす高温側ディスプレーサピストン及び低温側デ
ィスプレーサピストンの往復動の有無、つまり、これら
のディスプレーサピストンに連結されたクランクシャフ
トの回転の有無を検出できる。
力容器の少なくとも一方の外側、又は高温側圧力容器と
低温側圧力容器とを連結する導通部の外側にそれぞれ配
設されて、上記圧力容器又は導通部内における作動ガス
の圧力変動を検出することから、作動ガスの圧力変動を
引き起こす高温側ディスプレーサピストン及び低温側デ
ィスプレーサピストンの往復動の有無、つまり、これら
のディスプレーサピストンに連結されたクランクシャフ
トの回転の有無を検出できる。
【００１８】また、上記クランクシャフトの回転の有無
を、クランクケース内に設置された光電センサ、磁気セ
ンサあるいは近接スイッチ、又はクランクシャフトの端
部に設置されたロータリエンコーダなどの高コストなセ
ンサを用いて検出せず、低温側圧力容器などの外側に設
置された廉価な圧力センサを用いて検出したので、圧力
センサが特に歪ゲージである場合には、低コストにクラ
ンクシャフトの回転の有無を検出できる。
を、クランクケース内に設置された光電センサ、磁気セ
ンサあるいは近接スイッチ、又はクランクシャフトの端
部に設置されたロータリエンコーダなどの高コストなセ
ンサを用いて検出せず、低温側圧力容器などの外側に設
置された廉価な圧力センサを用いて検出したので、圧力
センサが特に歪ゲージである場合には、低コストにクラ
ンクシャフトの回転の有無を検出できる。
【００１９】更に、圧力センサが高温側圧力容器と低温
側圧力容器の少なくとも一方の外側、又は導通部の外側
に配設されたことから、センサが圧力容器やクランクケ
ース内に設置される場合に生ずる高圧環境下での信頼性
の低下を招くことがなく、センサの信頼性を良好に確保
できるので、クランクシャフトの回転の有無を高精度に
検出できる。
側圧力容器の少なくとも一方の外側、又は導通部の外側
に配設されたことから、センサが圧力容器やクランクケ
ース内に設置される場合に生ずる高圧環境下での信頼性
の低下を招くことがなく、センサの信頼性を良好に確保
できるので、クランクシャフトの回転の有無を高精度に
検出できる。
【００２０】また、圧力センサが高温側圧力容器と低温
側圧力容器の少なくとも一方の外側、又は導通部の外側
に配設されたことから、センサの交換時に、作動ガスを
抜き取ったり、外燃式熱ガス機関を分解したりする必要
がなく、センサの調整や修理等のメンテナンス性を良好
に維持できる。
側圧力容器の少なくとも一方の外側、又は導通部の外側
に配設されたことから、センサの交換時に、作動ガスを
抜き取ったり、外燃式熱ガス機関を分解したりする必要
がなく、センサの調整や修理等のメンテナンス性を良好
に維持できる。
【００２１】また、圧力センサが高温側圧力容器、低温
側圧力容器又はクランクケースの内部に設置されている
場合には、センサに接続された配線を上記クランクケー
スなどを貫通させて外部へ取り出し、貫通部にガスシー
ルを施す必要があるが、上記発明では、圧力センサが高
温側圧力容器と低温側圧力容器の少なくとも一方の外
側、又は導通部の外側に配設されたことから、上記圧力
容器やクランクケースに上述のガスシールを施工する必
要がなく、圧力容器やクランクケースのガスシール性を
確実に確保できる。
側圧力容器又はクランクケースの内部に設置されている
場合には、センサに接続された配線を上記クランクケー
スなどを貫通させて外部へ取り出し、貫通部にガスシー
ルを施す必要があるが、上記発明では、圧力センサが高
温側圧力容器と低温側圧力容器の少なくとも一方の外
側、又は導通部の外側に配設されたことから、上記圧力
容器やクランクケースに上述のガスシールを施工する必
要がなく、圧力容器やクランクケースのガスシール性を
確実に確保できる。
【００２２】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて説明する。
に基づいて説明する。
【００２３】図１は、本発明に係る外燃式熱ガス機関の
一実施の形態が適用されたヒートポンプ式空気調和装置
の冷温水供給回路を示す回路図である。
一実施の形態が適用されたヒートポンプ式空気調和装置
の冷温水供給回路を示す回路図である。
【００２４】外燃式熱ガス機関１は互いに直交配置され
た高温側ディスプレーサピストン２と低温側ディスプレ
ーサピストン３とを備えており、これらがヘリウム等の
作動ガスを封入した後述の容器に収納されている。容器
内部は、高温室１２と、中温室１３，１４と、低温室１
５とに区画されている。また、高温室１２の端部には加
熱器１６を有しており、加熱器１６は、燃焼器１１によ
り加熱される。
た高温側ディスプレーサピストン２と低温側ディスプレ
ーサピストン３とを備えており、これらがヘリウム等の
作動ガスを封入した後述の容器に収納されている。容器
内部は、高温室１２と、中温室１３，１４と、低温室１
５とに区画されている。また、高温室１２の端部には加
熱器１６を有しており、加熱器１６は、燃焼器１１によ
り加熱される。
【００２５】両ディスプレーサピストン２，３は、互い
に９０°位相をずらして動作するべく、それぞれピスト
ンロッド２ａ、３ａ等を介しクランクシャフト１０に連
結されている。高温側ディスプレーサピストン２と低温
側ディスプレーサピストン３とが動作すると、封入され
た作動ガスが、高温再生器４と低温再生器７を通って高
温室１２と中温室１３，中温室１４と低温室１５間を移
動する。そして、作動ガスは、これら再生器４，７を通
過する際に、加熱あるいは冷却されることになり、密閉
容器内が昇圧あるいは減圧されることになる。
に９０°位相をずらして動作するべく、それぞれピスト
ンロッド２ａ、３ａ等を介しクランクシャフト１０に連
結されている。高温側ディスプレーサピストン２と低温
側ディスプレーサピストン３とが動作すると、封入され
た作動ガスが、高温再生器４と低温再生器７を通って高
温室１２と中温室１３，中温室１４と低温室１５間を移
動する。そして、作動ガスは、これら再生器４，７を通
過する際に、加熱あるいは冷却されることになり、密閉
容器内が昇圧あるいは減圧されることになる。
【００２６】例えば、高温室１２の作動ガスが高温再生
器４を通って中温室１３に移動する際には、作動ガスの
熱エネルギーが高温再生器４に蓄えられ、作動ガスの圧
力は低下する。逆に、作動ガスが中温室１３から高温室
１２に環流する際には、高温再生器４に蓄えられた熱エ
ネルギーが作動ガスに放出され、作動ガスの圧力は上昇
する。また、低温室１５の作動ガスが低温再生器７を通
って中温室１３に移動する際には、作動ガスに低温再生
器７の熱エネルギーが供給され、作動ガスの圧力も上昇
する。逆に、作動ガスが中温室１３から低温室１５に環
流する際には、作動ガスの熱エネルギーが低温再生器７
にて吸収され、作動ガスの圧力は低下する。
器４を通って中温室１３に移動する際には、作動ガスの
熱エネルギーが高温再生器４に蓄えられ、作動ガスの圧
力は低下する。逆に、作動ガスが中温室１３から高温室
１２に環流する際には、高温再生器４に蓄えられた熱エ
ネルギーが作動ガスに放出され、作動ガスの圧力は上昇
する。また、低温室１５の作動ガスが低温再生器７を通
って中温室１３に移動する際には、作動ガスに低温再生
器７の熱エネルギーが供給され、作動ガスの圧力も上昇
する。逆に、作動ガスが中温室１３から低温室１５に環
流する際には、作動ガスの熱エネルギーが低温再生器７
にて吸収され、作動ガスの圧力は低下する。
【００２７】また、外部との熱エネルギーのやり取り
は、加熱器１６と、中温室１３，１４にそれぞれ連通さ
れる中温熱交換器５，６と、低温室１５に連通される低
温熱交換器８とが行う。
は、加熱器１６と、中温室１３，１４にそれぞれ連通さ
れる中温熱交換器５，６と、低温室１５に連通される低
温熱交換器８とが行う。
【００２８】例えば、加熱器１６が高温室１２の作動ガ
スに熱エネルギーを与えると、中温室１３，１４内の作
動ガスが中温熱交換器５，６を介して外部熱媒体に熱エ
ネルギーを放出すると共に、低温室１５内の作動ガスが
低温熱交換器８を介して外部熱媒体から熱エネルギーを
吸収する。
スに熱エネルギーを与えると、中温室１３，１４内の作
動ガスが中温熱交換器５，６を介して外部熱媒体に熱エ
ネルギーを放出すると共に、低温室１５内の作動ガスが
低温熱交換器８を介して外部熱媒体から熱エネルギーを
吸収する。
【００２９】すなわち、本実施形態の外燃式熱ガス機関
１では、低温熱交換器８と低温室１５とは吸熱部を構成
する一方で、中温熱交換器５，６と中温室１３，１４と
が放熱部を構成し、この外燃式熱ガス機関１の低温熱交
換器８および中温熱交換器５，６を利用して空気調和装
置１００が構成される。空気調和装置１００は、外燃式
熱ガス機関１と室内機２００と室外機３００とからなっ
ている。
１では、低温熱交換器８と低温室１５とは吸熱部を構成
する一方で、中温熱交換器５，６と中温室１３，１４と
が放熱部を構成し、この外燃式熱ガス機関１の低温熱交
換器８および中温熱交換器５，６を利用して空気調和装
置１００が構成される。空気調和装置１００は、外燃式
熱ガス機関１と室内機２００と室外機３００とからなっ
ている。
【００３０】室内機２００内には室内熱交換器２０１が
配設され、室外機３００内には室外熱交換器３０１が配
設されている。２０３は室内ファン、３０３は室外ファ
ンである。低温熱交換器８と室内熱交換器２０１は、管
路２１と四方弁３６と管路２２とによりつながれ、さら
に室内熱交換器２０１と低温熱交換器８は、管路２３と
四方弁３７と管路２４とによりつながれている。
配設され、室外機３００内には室外熱交換器３０１が配
設されている。２０３は室内ファン、３０３は室外ファ
ンである。低温熱交換器８と室内熱交換器２０１は、管
路２１と四方弁３６と管路２２とによりつながれ、さら
に室内熱交換器２０１と低温熱交換器８は、管路２３と
四方弁３７と管路２４とによりつながれている。
【００３１】また、中温熱交換器５と室外熱交換器３０
１は、管路３１と四方弁３６と管路３２とによりつなが
れ、さらに室外熱交換器３０１と中温熱交換器６は、管
路３３と四方弁３７と管路３４とによりつながれてい
る。また、中温熱交換器５と６は、管路３５とによりつ
ながれている。管路を循環する外部熱媒体としては、水
（以下、液冷媒と記す）が用いられている。
１は、管路３１と四方弁３６と管路３２とによりつなが
れ、さらに室外熱交換器３０１と中温熱交換器６は、管
路３３と四方弁３７と管路３４とによりつながれてい
る。また、中温熱交換器５と６は、管路３５とによりつ
ながれている。管路を循環する外部熱媒体としては、水
（以下、液冷媒と記す）が用いられている。
【００３２】ここで、符号９はスタータモータであり、
外燃式熱ガス機関１の起動時にクランクシャフト１０を
強制回転させて、高温側ディスプレーサピストン２及び
低温側ディスプレーサピストン３を強制的に往復移動さ
せる。このスタータモータ９による外燃式熱ガス機関１
の起動中に燃焼器１１を点火させて外燃式熱ガス機関１
を自立運転させ、その後、スタータモータ９を停止させ
る。
外燃式熱ガス機関１の起動時にクランクシャフト１０を
強制回転させて、高温側ディスプレーサピストン２及び
低温側ディスプレーサピストン３を強制的に往復移動さ
せる。このスタータモータ９による外燃式熱ガス機関１
の起動中に燃焼器１１を点火させて外燃式熱ガス機関１
を自立運転させ、その後、スタータモータ９を停止させ
る。
【００３３】冷房運転時には、燃焼器１１の点火により
熱ガス機関１が作動し、中温熱交換器５，６を介して作
動ガスの熱エネルギーが液冷媒に放出される一方で、低
温熱交換器８を介して液冷媒の熱エネルギーが作動ガス
に吸収される。この際、四方弁３６，３７は図１で実線
で示すように切り替えられており、低温熱交換器８で熱
エネルギーを放出した液冷媒は、管路２１、四方弁３
６、管路２２を経由して室内熱交換器２０１に流れる。
室内機２００内では、低温となった室内熱交換器２０１
に室内ファン２０３からの送風が行われ、室内に冷風が
送り出され（冷房が行われ）、室内機２００の熱エネル
ギーを吸収した液冷媒は管路２３、四方弁３７、管路２
４を経由して低温熱交換器８に環流する。
熱ガス機関１が作動し、中温熱交換器５，６を介して作
動ガスの熱エネルギーが液冷媒に放出される一方で、低
温熱交換器８を介して液冷媒の熱エネルギーが作動ガス
に吸収される。この際、四方弁３６，３７は図１で実線
で示すように切り替えられており、低温熱交換器８で熱
エネルギーを放出した液冷媒は、管路２１、四方弁３
６、管路２２を経由して室内熱交換器２０１に流れる。
室内機２００内では、低温となった室内熱交換器２０１
に室内ファン２０３からの送風が行われ、室内に冷風が
送り出され（冷房が行われ）、室内機２００の熱エネル
ギーを吸収した液冷媒は管路２３、四方弁３７、管路２
４を経由して低温熱交換器８に環流する。
【００３４】このとき、中温熱交換器５で熱エネルギー
を吸収した液冷媒は、管路３１、四方弁３６、管路３２
を通じて室外熱交換器３０１に流れ、そこで室外ファン
３０３からの送風により冷却された後、管路３３、四方
弁３７、管路３４を通じて中温熱交換器６に流れ、さら
に管路３５を通じて中温熱交換器５に環流する。
を吸収した液冷媒は、管路３１、四方弁３６、管路３２
を通じて室外熱交換器３０１に流れ、そこで室外ファン
３０３からの送風により冷却された後、管路３３、四方
弁３７、管路３４を通じて中温熱交換器６に流れ、さら
に管路３５を通じて中温熱交換器５に環流する。
【００３５】また、暖房運転時にも、燃焼器１１の点火
により熱ガス機関１が作動し、中温熱交換器５，６を介
して作動ガスの熱エネルギーが液冷媒に吸収される一方
で、低温熱交換器８を介して液冷媒の熱エネルギーが作
動ガスに放出されるが、この際には四方弁３６，３７が
図１で点線で示すように切り替えられている。
により熱ガス機関１が作動し、中温熱交換器５，６を介
して作動ガスの熱エネルギーが液冷媒に吸収される一方
で、低温熱交換器８を介して液冷媒の熱エネルギーが作
動ガスに放出されるが、この際には四方弁３６，３７が
図１で点線で示すように切り替えられている。
【００３６】この場合、中温熱交換器５，６で熱エネル
ギーを吸収した液冷媒は、管路３１、四方弁３６、管路
２２を経由して室内熱交換器２０１に流れる。
ギーを吸収した液冷媒は、管路３１、四方弁３６、管路
２２を経由して室内熱交換器２０１に流れる。
【００３７】室内機２００内では、比較的高温となった
室内熱交換器２０１に室内ファン２０３からの送風が行
われ、室内に温風が送り出される（暖房が行われる）一
方で、室内に熱エネルギーを放出した液冷媒は管路２
３、四方弁３７、管路３４を経由して中温熱交換器５，
６に環流する。
室内熱交換器２０１に室内ファン２０３からの送風が行
われ、室内に温風が送り出される（暖房が行われる）一
方で、室内に熱エネルギーを放出した液冷媒は管路２
３、四方弁３７、管路３４を経由して中温熱交換器５，
６に環流する。
【００３８】このとき、低温熱交換器８で熱エネルギー
を放出した液冷媒は、管路２１、四方弁３６、管路３２
を通じて室外熱交換器３０１に流れ、そこで室外ファン
３０３からの送風により外気の熱エネルギーを吸収した
後、管路３３、四方弁３７、管路２４を経由して低温熱
交換器８に環流する。
を放出した液冷媒は、管路２１、四方弁３６、管路３２
を通じて室外熱交換器３０１に流れ、そこで室外ファン
３０３からの送風により外気の熱エネルギーを吸収した
後、管路３３、四方弁３７、管路２４を経由して低温熱
交換器８に環流する。
【００３９】ここで、前記外燃式熱ガス機関１の構造
を、図１及び図２を用いて更に詳説する。
を、図１及び図２を用いて更に詳説する。
【００４０】高温側ディスプレーサピストン２は高温側
圧力容器４０内に、また、低温側ディスプレーサピスト
ン３は低温側圧力容器４１内に、前述の如く、それぞれ
往復移動可能に収容される。また、クランクシャフト１
０は、前述の如く、ピストンロッド２ａ、３ａおよびコ
ンロッド２ｂ、３ｂを介して高温側ディスプレーサピス
トン２、低温側ディスプレーサピストン３にそれぞれ連
結され、クランクケース４２のクランク室４７内に回転
可能に収容される。このクランクケース４２に、上記高
温側圧力容器４０及び低温側圧力容器４１が直交状態で
ボルト固定される。
圧力容器４０内に、また、低温側ディスプレーサピスト
ン３は低温側圧力容器４１内に、前述の如く、それぞれ
往復移動可能に収容される。また、クランクシャフト１
０は、前述の如く、ピストンロッド２ａ、３ａおよびコ
ンロッド２ｂ、３ｂを介して高温側ディスプレーサピス
トン２、低温側ディスプレーサピストン３にそれぞれ連
結され、クランクケース４２のクランク室４７内に回転
可能に収容される。このクランクケース４２に、上記高
温側圧力容器４０及び低温側圧力容器４１が直交状態で
ボルト固定される。
【００４１】高温側圧力容器４０は、高温側ディスプレ
ーサピストン２を摺接して往復移動させる高温側シリン
ダ４３を備え、この高温側シリンダ４３の外側に高温再
生器４及び中温熱交換器５が配設される。また、高温側
シリンダ４３および高温側圧力容器４０内は、高温側デ
ィスプレーサピストン２によって高温室１２と中温室１
３とに区画される。
ーサピストン２を摺接して往復移動させる高温側シリン
ダ４３を備え、この高温側シリンダ４３の外側に高温再
生器４及び中温熱交換器５が配設される。また、高温側
シリンダ４３および高温側圧力容器４０内は、高温側デ
ィスプレーサピストン２によって高温室１２と中温室１
３とに区画される。
【００４２】低温側圧力容器４１は、低温側ディスプレ
ーサピストン３を摺接して往復移動させる低温側シリン
ダ４４を備え、この低温側シリンダ４４の外側に低温再
生器７が配設され、低温側シリンダ４４の外側の低温再
生器７の両側に中温熱交換器６、低温熱交換器８がそれ
ぞれ配設される。また、低温側シリンダ４４および低温
側圧力容器４１内は、低温側ディスプレーサピストン３
によって中温室１４と低温室１５とに区画される。
ーサピストン３を摺接して往復移動させる低温側シリン
ダ４４を備え、この低温側シリンダ４４の外側に低温再
生器７が配設され、低温側シリンダ４４の外側の低温再
生器７の両側に中温熱交換器６、低温熱交換器８がそれ
ぞれ配設される。また、低温側シリンダ４４および低温
側圧力容器４１内は、低温側ディスプレーサピストン３
によって中温室１４と低温室１５とに区画される。
【００４３】上記高温室１２、中温室１３、中温室１
４、低温室１５、高温再生器４、中温熱交換器５、中温
熱交換器６、低温再生器７及び低温熱交換器８内に作動
ガスが充填封入される。高温側圧力容器４０の中温室１
３側と低温側圧力容器４１の中温室１４側とを連結する
導通部としての連結ダクト４５により、中温室１３及び
中温熱交換器５内の作動ガスと、中温室１４及び中温熱
交換器６内の作動ガスとの移動が可能とされる。
４、低温室１５、高温再生器４、中温熱交換器５、中温
熱交換器６、低温再生器７及び低温熱交換器８内に作動
ガスが充填封入される。高温側圧力容器４０の中温室１
３側と低温側圧力容器４１の中温室１４側とを連結する
導通部としての連結ダクト４５により、中温室１３及び
中温熱交換器５内の作動ガスと、中温室１４及び中温熱
交換器６内の作動ガスとの移動が可能とされる。
【００４４】さて、上述の低温側圧力容器４１には、低
温再生器７に対応する位置の外側に圧力センサとしての
歪ゲージ４６が設置される。外燃式熱ガス機関１の運転
時には、クランクシャフト１０の回転と連動して低温側
ディスプレーサピストン３が往復移動し、これにより、
低温側圧力容器４１内の作動ガスが周期的に圧力変動す
る。上記歪ゲージ４６は、低温側圧力容器４１内の作動
ガスの圧力変動により生ずる低温側圧力容器４１の歪み
を検出するものであり、この歪みの検出により、低温側
ディスプレーサピストン３の往復移動、つまりクランク
シャフト１０の回転の有無を検出できる。
温再生器７に対応する位置の外側に圧力センサとしての
歪ゲージ４６が設置される。外燃式熱ガス機関１の運転
時には、クランクシャフト１０の回転と連動して低温側
ディスプレーサピストン３が往復移動し、これにより、
低温側圧力容器４１内の作動ガスが周期的に圧力変動す
る。上記歪ゲージ４６は、低温側圧力容器４１内の作動
ガスの圧力変動により生ずる低温側圧力容器４１の歪み
を検出するものであり、この歪みの検出により、低温側
ディスプレーサピストン３の往復移動、つまりクランク
シャフト１０の回転の有無を検出できる。
【００４５】上記歪ゲージ４６は、図１の２点鎖線に示
すように、連結ダクト４５の外側に設置されて、連結ダ
クト４５内における作動ガスの圧力変動に基づく連結ダ
クト４５の歪みを検出して、高温側ディスプレーサピス
トン２及び低温側ディスプレーサピストン３の往復移
動、つまりクランクシャフト１０の回転の有無を検出し
てもよい。
すように、連結ダクト４５の外側に設置されて、連結ダ
クト４５内における作動ガスの圧力変動に基づく連結ダ
クト４５の歪みを検出して、高温側ディスプレーサピス
トン２及び低温側ディスプレーサピストン３の往復移
動、つまりクランクシャフト１０の回転の有無を検出し
てもよい。
【００４６】従って、上記実施の形態の外燃式熱ガス機
関１によれば、次の効果乃至を奏する。
関１によれば、次の効果乃至を奏する。
【００４７】歪ゲージ４６が低温側圧力容器４１の外
側、又は高温側圧力容器４０と低温側圧力容器４１とを
連結する連結ダクト４５の外側に配設されて、低温側圧
力容器４１または連結ダクト４５内における作動ガスの
圧力変動を検出することから、作動ガスの圧力変動を引
き起こす高温側ディスプレーサピストン２及び低温側デ
ィスプレーサピストン３の往復移動の有無、つまり、こ
れらの高温側ディスプレーサピストン２及び低温側ディ
スプレーサピストン３に連結されたクランクシャフト１
０の回転の有無を検出できる。この結果、スタータモー
タ９による外燃式熱ガス機関１の起動時におけるクラン
クシャフト１０の回転の有無、又はスタータモータ９に
よる起動後燃焼器１１の点火中におけるクランクシャフ
ト１０の回転の有無を良好に検出できる。
側、又は高温側圧力容器４０と低温側圧力容器４１とを
連結する連結ダクト４５の外側に配設されて、低温側圧
力容器４１または連結ダクト４５内における作動ガスの
圧力変動を検出することから、作動ガスの圧力変動を引
き起こす高温側ディスプレーサピストン２及び低温側デ
ィスプレーサピストン３の往復移動の有無、つまり、こ
れらの高温側ディスプレーサピストン２及び低温側ディ
スプレーサピストン３に連結されたクランクシャフト１
０の回転の有無を検出できる。この結果、スタータモー
タ９による外燃式熱ガス機関１の起動時におけるクラン
クシャフト１０の回転の有無、又はスタータモータ９に
よる起動後燃焼器１１の点火中におけるクランクシャフ
ト１０の回転の有無を良好に検出できる。
【００４８】クランクシャフト１０の回転の有無を、
クランクケース４２内に設置された光電センサ、磁気セ
ンサあるいは近接スイッチ、又はクランクシャフト１０
の端部に設置されたロータリエンコーダ等の高価なセン
サを用いて検出せず、低温側圧力容器４１又は連結ダク
ト４５の外側に設置された廉価な歪ゲージ４６を用いて
検出したので、低コストに、クランクシャフト１０の回
転の有無を検出できる。
クランクケース４２内に設置された光電センサ、磁気セ
ンサあるいは近接スイッチ、又はクランクシャフト１０
の端部に設置されたロータリエンコーダ等の高価なセン
サを用いて検出せず、低温側圧力容器４１又は連結ダク
ト４５の外側に設置された廉価な歪ゲージ４６を用いて
検出したので、低コストに、クランクシャフト１０の回
転の有無を検出できる。
【００４９】歪ゲージ４６が低温側圧力容器４１の外
側、又は連結ダクト４５の外側に配設されたことから、
歪ゲージ４６が高温側圧力容器４０、低温側圧力容器４
１又はクランク室４７内に設置される場合に生ずる高圧
環境下での信頼性の低下を招くことがなく、歪ゲージ４
６の信頼性を良好に確保できるので、クランクシャフト
１０の回転の有無を高精度に検出できる。
側、又は連結ダクト４５の外側に配設されたことから、
歪ゲージ４６が高温側圧力容器４０、低温側圧力容器４
１又はクランク室４７内に設置される場合に生ずる高圧
環境下での信頼性の低下を招くことがなく、歪ゲージ４
６の信頼性を良好に確保できるので、クランクシャフト
１０の回転の有無を高精度に検出できる。
【００５０】歪ゲージ４６が低温側圧力容器４１の外
側、又は連結ダクト４５の外側に配設されたことから、
歪ゲージ４６の交換時に、作動ガスを抜き取ったり、外
燃式熱ガス機関１を分解したりする必要がなく、歪ゲー
ジ４６の調整や修理などのメンテナンス性を良好に維持
できる。
側、又は連結ダクト４５の外側に配設されたことから、
歪ゲージ４６の交換時に、作動ガスを抜き取ったり、外
燃式熱ガス機関１を分解したりする必要がなく、歪ゲー
ジ４６の調整や修理などのメンテナンス性を良好に維持
できる。
【００５１】歪ゲージ４６が高温側圧力容器４０、低
温側圧力容器４１又はクランク室４７の内部に設置され
ている場合には、歪ゲージ４６に接続された配線をクラ
ンクケース４２等を貫通させて外部へ取り出し、貫通部
にガスシールを施す必要がある。しかし、本実施の形態
では、歪ゲージ４６が低温側圧力容器４１の外側、又は
連結ダクト４５の外側に配設されたことから、高温側圧
力容器４０、低温側圧力容器４１又はクランクケース４
２に上述のガスシールを施工する必要がなく、高温側圧
力容器４０、低温側圧力容器４１又はクランクケース４
２のガスシール性を確実に確保できる。
温側圧力容器４１又はクランク室４７の内部に設置され
ている場合には、歪ゲージ４６に接続された配線をクラ
ンクケース４２等を貫通させて外部へ取り出し、貫通部
にガスシールを施す必要がある。しかし、本実施の形態
では、歪ゲージ４６が低温側圧力容器４１の外側、又は
連結ダクト４５の外側に配設されたことから、高温側圧
力容器４０、低温側圧力容器４１又はクランクケース４
２に上述のガスシールを施工する必要がなく、高温側圧
力容器４０、低温側圧力容器４１又はクランクケース４
２のガスシール性を確実に確保できる。
【００５２】以上、一実施の形態に基づいて本発明を説
明したが、本発明はこれに限定されるものではない。
明したが、本発明はこれに限定されるものではない。
【００５３】例えば、歪ゲージ４６は、低温側圧力容器
４１における低温再生器７の外側又は連結ダクト４５の
外側に限らず、低温側シリンダ４４の外側で中温熱交換
器６又は低温熱交換器８に対応する位置に設置してもよ
い。
４１における低温再生器７の外側又は連結ダクト４５の
外側に限らず、低温側シリンダ４４の外側で中温熱交換
器６又は低温熱交換器８に対応する位置に設置してもよ
い。
【００５４】また、歪ゲージ４６が耐熱性に優れたセン
サである場合には、高温側圧力容器４０の外側における
高温再生器４に対応する位置などに、耐熱性に優れた歪
ゲージ４６を設置して、高温側圧力容器４０内の作動ガ
スの圧力変動に基づく高温側ディスプレーサピストン２
の往復移動、つまりクランクシャフト１０の回転の有無
を検出してもよい。
サである場合には、高温側圧力容器４０の外側における
高温再生器４に対応する位置などに、耐熱性に優れた歪
ゲージ４６を設置して、高温側圧力容器４０内の作動ガ
スの圧力変動に基づく高温側ディスプレーサピストン２
の往復移動、つまりクランクシャフト１０の回転の有無
を検出してもよい。
【００５５】更に、圧力センサが歪ゲージ４６の場合を
述べたが、半導体圧力センサ等の他の圧力センサであっ
てもよい。
述べたが、半導体圧力センサ等の他の圧力センサであっ
てもよい。
【００５６】
【発明の効果】以上のように、本発明に係る外燃式熱ガ
ス機関によれば、高温側ディスプレーサピストンを収容
する高温側圧力容器と、低温側ディスプレーサピストン
を収容する低温側圧力容器の少なくとも一方の外側に、
これらの圧力容器内における作動ガスの圧力変動を検出
する圧力センサが設置されたことから、クランクシャフ
トの回転の有無を、低コストかつ高精度に検出できる。
ス機関によれば、高温側ディスプレーサピストンを収容
する高温側圧力容器と、低温側ディスプレーサピストン
を収容する低温側圧力容器の少なくとも一方の外側に、
これらの圧力容器内における作動ガスの圧力変動を検出
する圧力センサが設置されたことから、クランクシャフ
トの回転の有無を、低コストかつ高精度に検出できる。
【図１】本発明に係る外燃式熱ガス機関の一実施の形態
が適用されたヒートポンプ式空気調和装置の冷温水供給
回路を示す回路図である。
が適用されたヒートポンプ式空気調和装置の冷温水供給
回路を示す回路図である。
【図２】図１の外燃式熱ガス機関を切り欠いて示す切欠
斜視図である。
斜視図である。
１ 外燃式熱ガス機関 ２ 高温側ディスプレーサピストン ３ 低温側ディスプレーサピストン １０ クランクシャフト ４０ 高温側圧力容器 ４１ 低温側圧力容器 ４５ 連結ダクト（導通部） ４６ 歪ゲージ（圧力センサ）
Claims (4)
- 【請求項１】 高温側ディスプレーサピストン、低温側
ディスプレーサピストンのそれぞれが高温側圧力容器、
低温側圧力容器のそれぞれの内部に往復移動可能に収容
され、上記両ディスプレーサピストンがクランクシャフ
トにより連結され、上記両圧力容器内に作動ガスが充填
された外燃式熱ガス機関において、 上記高温側圧力容器と上記低温側圧力容器の少なくとも
一方の外側に、これらの圧力容器内における上記作動ガ
スの圧力変動を検出する圧力センサが設置されたことを
特徴とする外燃式熱ガス機関。 - 【請求項２】 高温側ディスプレーサピストン、低温側
ディスプレーサピストンのそれぞれが高温側圧力容器、
低温側圧力容器のそれぞれの内部に往復移動可能に収容
され、上記両ディスプレーサピストンがクランクシャフ
トにより連結され、上記両圧力容器内に作動ガスが充填
された外燃式熱ガス機関において、 上記高温側圧力容器と上記低温側圧力容器を連結してこ
れら両圧力容器内の作動ガスを移動可能とする導通部の
外側に、上記高温側圧力容器及び上記低温側圧力容器内
における上記作動ガスの圧力変動を検出する圧力センサ
が設置されたことを特徴とする外燃式熱ガス機関。 - 【請求項３】 上記圧力センサは、低温側圧力容器の外
側で、この低温側圧力容器内に配設された低温再生器に
対応する位置に設置されたことを特徴とする請求項１に
記載の外燃式熱ガス機関。 - 【請求項４】 上記圧力センサは、作動ガスの圧力変動
に基づく高温側圧力容器、低温側圧力容器又は導通部の
歪を検出する歪ゲージである請求項１〜３のいずれかに
記載の外燃式熱ガス機関。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5835698A JPH11257154A (ja) | 1998-03-10 | 1998-03-10 | 外燃式熱ガス機関 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5835698A JPH11257154A (ja) | 1998-03-10 | 1998-03-10 | 外燃式熱ガス機関 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11257154A true JPH11257154A (ja) | 1999-09-21 |
Family
ID=13082050
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5835698A Pending JPH11257154A (ja) | 1998-03-10 | 1998-03-10 | 外燃式熱ガス機関 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11257154A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2004072464A3 (en) * | 2003-02-10 | 2004-11-11 | New Power Concepts Llc | Coolant penetrating cold-end pressure vessel |
| US7111460B2 (en) | 2000-03-02 | 2006-09-26 | New Power Concepts Llc | Metering fuel pump |
| US11285399B2 (en) | 2008-08-15 | 2022-03-29 | Deka Products Limited Partnership | Water vending apparatus |
| US11826681B2 (en) | 2006-06-30 | 2023-11-28 | Deka Products Limited Partneship | Water vapor distillation apparatus, method and system |
| US11885760B2 (en) | 2012-07-27 | 2024-01-30 | Deka Products Limited Partnership | Water vapor distillation apparatus, method and system |
| US11884555B2 (en) | 2007-06-07 | 2024-01-30 | Deka Products Limited Partnership | Water vapor distillation apparatus, method and system |
-
1998
- 1998-03-10 JP JP5835698A patent/JPH11257154A/ja active Pending
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7111460B2 (en) | 2000-03-02 | 2006-09-26 | New Power Concepts Llc | Metering fuel pump |
| WO2004072464A3 (en) * | 2003-02-10 | 2004-11-11 | New Power Concepts Llc | Coolant penetrating cold-end pressure vessel |
| US7325399B2 (en) | 2003-02-10 | 2008-02-05 | New Power Concepts Llc | Coolant penetrating cold-end pressure vessel |
| US11826681B2 (en) | 2006-06-30 | 2023-11-28 | Deka Products Limited Partneship | Water vapor distillation apparatus, method and system |
| US11884555B2 (en) | 2007-06-07 | 2024-01-30 | Deka Products Limited Partnership | Water vapor distillation apparatus, method and system |
| US11285399B2 (en) | 2008-08-15 | 2022-03-29 | Deka Products Limited Partnership | Water vending apparatus |
| US11885760B2 (en) | 2012-07-27 | 2024-01-30 | Deka Products Limited Partnership | Water vapor distillation apparatus, method and system |
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