JPS60206985A - 蒸気圧縮機 - Google Patents
蒸気圧縮機Info
- Publication number
- JPS60206985A JPS60206985A JP6348784A JP6348784A JPS60206985A JP S60206985 A JPS60206985 A JP S60206985A JP 6348784 A JP6348784 A JP 6348784A JP 6348784 A JP6348784 A JP 6348784A JP S60206985 A JPS60206985 A JP S60206985A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- steam
- vapor
- compression
- compressor
- temperature
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Landscapes
- Compressor (AREA)
- Compressors, Vaccum Pumps And Other Relevant Systems (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の技術分野〕
本発明は、ヒートポンプ装置等における高温・高圧の蒸
気を得る蒸気圧縮機に関するものである。
気を得る蒸気圧縮機に関するものである。
比較的低温の熱源より蒸気を得る手段として往復動式シ
リンダ装置内に低圧・低温の蒸気を供給し、蒸気を圧縮
して高温・高圧の蒸気を製造する方法が提案されている
。
リンダ装置内に低圧・低温の蒸気を供給し、蒸気を圧縮
して高温・高圧の蒸気を製造する方法が提案されている
。
しかし、この方法はシリンダ内に封入した蒸気を断熱的
に圧縮するためにその圧縮に要する動力が多く、供給動
力に対する蒸気の製造量が少なく、効率的でないという
問題がある。また得られた蒸気は使用を予定している蒸
気に比較して高温である場合が多く、この温度の調節が
必要である。
に圧縮するためにその圧縮に要する動力が多く、供給動
力に対する蒸気の製造量が少なく、効率的でないという
問題がある。また得られた蒸気は使用を予定している蒸
気に比較して高温である場合が多く、この温度の調節が
必要である。
本発明は、前記従来の蒸気を圧縮する方法の有する欠点
である断熱圧縮に伴う所要動力を軽減と、直ちに使用可
能な温度の蒸気を得ることのできる蒸気圧縮機を提供す
るものである。
である断熱圧縮に伴う所要動力を軽減と、直ちに使用可
能な温度の蒸気を得ることのできる蒸気圧縮機を提供す
るものである。
前記目的を達成するための本発明の構成は、蒸気を圧縮
する蒸気圧縮機において、圧縮の行程において冷却液を
噴霧するための噴霧弁を設け、圧縮された蒸気中に冷却
液を噴霧して蒸気の温度上昇を制御可能に構成してなる
蒸気圧縮機である。
する蒸気圧縮機において、圧縮の行程において冷却液を
噴霧するための噴霧弁を設け、圧縮された蒸気中に冷却
液を噴霧して蒸気の温度上昇を制御可能に構成してなる
蒸気圧縮機である。
次に図面を参照して本発明の詳細な説明する。
第１図（Ａ）は、往復動式蒸気圧縮機を使用した場合に
おけるストロークの状態を示し、また第１図（Ｂ）は縦
軸に蒸気のエンタルピーを、横軸に往復動式蒸気圧縮機
のストロークを取って描いた状態図である。
おけるストロークの状態を示し、また第１図（Ｂ）は縦
軸に蒸気のエンタルピーを、横軸に往復動式蒸気圧縮機
のストロークを取って描いた状態図である。
同図において、本発明に係る液噴霧式蒸気圧縮機１は（
Ａ）図に示すように、シリンダ２とピストン３と、この
シリンダヘッド部２ａに設けた液噴霧弁４と、吸気弁５
、排気弁６より構成されている。
Ａ）図に示すように、シリンダ２とピストン３と、この
シリンダヘッド部２ａに設けた液噴霧弁４と、吸気弁５
、排気弁６より構成されている。
前記液噴霧弁４ばピストン３が上死点（図において右端
）に移動した時点において作動させて冷却液をシリンダ
２内へ冷却液を噴霧するようにタイミングが調節されて
いる。
）に移動した時点において作動させて冷却液をシリンダ
２内へ冷却液を噴霧するようにタイミングが調節されて
いる。
次に本発明に係る液噴霧式蒸気圧縮機１の作動状態を説
明する。
明する。
液噴霧式蒸気圧縮機１が作動する際にはピストン３が下
死点近くの位置（Ｂ図においてｘ１点、Ａ図において最
左端）においては、シリンダヘッド部２ａに取付りられ
ている吸気弁５と排気弁６を閉止し、シリンダ２直に蒸
気Ｓが供給された状態で密閉状態に封入されている。
死点近くの位置（Ｂ図においてｘ１点、Ａ図において最
左端）においては、シリンダヘッド部２ａに取付りられ
ている吸気弁５と排気弁６を閉止し、シリンダ２直に蒸
気Ｓが供給された状態で密閉状態に封入されている。
そして（Ａ）図の実線で示す最左端に位置していたピス
トン３が点線で示すように右側へ移動すると、この密閉
されたシリンダ２内の容積が減少して蒸気Ｓが圧縮され
る。ピストン３が上死点付近まで移動した際に、液噴霧
弁４から高圧の冷却液Ｗが霧状に供給される。
トン３が点線で示すように右側へ移動すると、この密閉
されたシリンダ２内の容積が減少して蒸気Ｓが圧縮され
る。ピストン３が上死点付近まで移動した際に、液噴霧
弁４から高圧の冷却液Ｗが霧状に供給される。
冷却液Ｗは霧状の微粒子であるため、圧縮された蒸気Ｓ
内にスワールを伴なって混合され、そしてこの蒸気Ｓと
熱交換して蒸発し、既存の蒸気Ｓと混合する。
内にスワールを伴なって混合され、そしてこの蒸気Ｓと
熱交換して蒸発し、既存の蒸気Ｓと混合する。
微粒子状の冷却液Ｗは蒸発の際にシリンダ２内に封入さ
れていた既存の蒸気Ｓの熱を奪うことになり、ためにそ
の噴霧量に応じた熱バランスにより蒸気Ｓの圧縮による
温度上昇を制御することが可能である。
れていた既存の蒸気Ｓの熱を奪うことになり、ためにそ
の噴霧量に応じた熱バランスにより蒸気Ｓの圧縮による
温度上昇を制御することが可能である。
シリンダ２内の圧力、温度が所定値に達した時、または
排気弁６が開き圧縮された蒸気Ｓをシリンダ２から排出
する時期に、液噴霧弁４よりの冷却液の噴霧を停止する
ように液噴霧弁４の開閉するタイミングが調節されてい
る。
排気弁６が開き圧縮された蒸気Ｓをシリンダ２から排出
する時期に、液噴霧弁４よりの冷却液の噴霧を停止する
ように液噴霧弁４の開閉するタイミングが調節されてい
る。
第１図において曲線Ｍは、従来の断熱圧縮による蒸気圧
縮方法のビストンストロークｔに対する蒸気のエンタル
ピｉの増加の状態を、更に曲線Ｎば本発明の液噴霧方式
によるそれを示している。
縮方法のビストンストロークｔに対する蒸気のエンタル
ピｉの増加の状態を、更に曲線Ｎば本発明の液噴霧方式
によるそれを示している。
例えば、曲線Ｍ上のａ°点におけるエンタルピは８４４
Ｋｃａｌ／Ｋｇであるのに対し、曲線Ｎ上のｂ点にお
けるエンタルピは６７５Ｋｃａｌ／Ｋｇであり、本発明
によれば従来の方法に比較して２０％程度エンタルピが
低下している状態が示されている。
Ｋｃａｌ／Ｋｇであるのに対し、曲線Ｎ上のｂ点にお
けるエンタルピは６７５Ｋｃａｌ／Ｋｇであり、本発明
によれば従来の方法に比較して２０％程度エンタルピが
低下している状態が示されている。
第２図は、本発明に係る液噴霧式蒸気圧縮機を使用して
蒸気を圧縮した際の蒸気の圧縮行程のモリエル線図を示
している。
蒸気を圧縮した際の蒸気の圧縮行程のモリエル線図を示
している。
本図において曲線Ａ−Ｂは液腺を示し、曲線Ｃ−Ｄは蒸
気線をそれぞれ示している。
気線をそれぞれ示している。
本実施例においては、点１ （６０℃、０．２０３ａｔ
ａ）の飽和水蒸気を点２ （１１０℃、０．２８ａｔａ
）に圧縮して過熱蒸気とする。ここで冷却液Ｗの噴霧を
開始すると、曲線Ａ−Ｂ上の点ａ （８５℃、０．２８
ａｔａ）から過熱蒸気と熱交換して蒸発して蒸気Ｓを冷
却する。
ａ）の飽和水蒸気を点２ （１１０℃、０．２８ａｔａ
）に圧縮して過熱蒸気とする。ここで冷却液Ｗの噴霧を
開始すると、曲線Ａ−Ｂ上の点ａ （８５℃、０．２８
ａｔａ）から過熱蒸気と熱交換して蒸発して蒸気Ｓを冷
却する。
液噴霧弁４からの冷却液の噴霧量を制御しつつピストン
３を移動させて圧縮を続けると、圧縮は曲線２−３への
経路■をとり、最終段階において蒸気は１７５℃、６７
５ｋｃａｌ／ｋｇとなる。
３を移動させて圧縮を続けると、圧縮は曲線２−３への
経路■をとり、最終段階において蒸気は１７５℃、６７
５ｋｃａｌ／ｋｇとなる。
なお、ここでは曲線２−３Ａと曲線Ｃ−Ｄとが同一圧力
に対し、２５℃の温度差となるようにした。
に対し、２５℃の温度差となるようにした。
一方、参考のために説明すると、従来の圧縮機のように
液噴霧弁４よりの冷却液の噴霧による蒸気の冷却なしで
圧縮すると、曲線２−３Ｂの断熱圧縮の経路■をとり、
圧縮蒸気３Ｂの温度は約５２０℃、 １１４４ ｋｃａ
ｌ／ ｋｇになる。
液噴霧弁４よりの冷却液の噴霧による蒸気の冷却なしで
圧縮すると、曲線２−３Ｂの断熱圧縮の経路■をとり、
圧縮蒸気３Ｂの温度は約５２０℃、 １１４４ ｋｃａ
ｌ／ ｋｇになる。
前記条件において、蒸気Ｓの圧縮に要する動力は、
本発明の方法： １４０ ｋｃａｌ／ｋｇ従来の方法
： ２２０ ｋｃａｌ／ｋｇとなり、蒸気の圧縮行程に
おける液噴稽による動力低減が３６％であることが明ら
かとなっている。
： ２２０ ｋｃａｌ／ｋｇとなり、蒸気の圧縮行程に
おける液噴稽による動力低減が３６％であることが明ら
かとなっている。
本発明は以上の実施例において詳細を説明した通り、蒸
気圧縮機１のシリンダヘッド２ａに液噴霧弁４を設け、
圧縮過程にある過熱蒸気中に前記液噴霧弁４より冷却液
の液噴霧を行ない、その温度差によって霧状の液を蒸発
させることによって、その際の冷却効果による等温圧縮
もしくはそれに近すいた圧縮を行うことができるのであ
る。
気圧縮機１のシリンダヘッド２ａに液噴霧弁４を設け、
圧縮過程にある過熱蒸気中に前記液噴霧弁４より冷却液
の液噴霧を行ない、その温度差によって霧状の液を蒸発
させることによって、その際の冷却効果による等温圧縮
もしくはそれに近すいた圧縮を行うことができるのであ
る。
これに対して、従来の断熱圧縮を行う圧縮機に比較して
圧縮機１を駆動するための動力を低減させる効果がある
。
圧縮機１を駆動するための動力を低減させる効果がある
。
本発明は前記実施例において説明したように往復圧縮式
が最適であるが、本発明はこれのみに限定されるもので
はなく、スクリュ一式、ベーン型、更にはターボ圧縮機
等においても適用することが可能であり、圧縮過程にお
ける過熱状態の蒸気に冷却液を直接噴霧することにより
圧縮中の蒸気の温度を制御することができるものである
。
が最適であるが、本発明はこれのみに限定されるもので
はなく、スクリュ一式、ベーン型、更にはターボ圧縮機
等においても適用することが可能であり、圧縮過程にお
ける過熱状態の蒸気に冷却液を直接噴霧することにより
圧縮中の蒸気の温度を制御することができるものである
。
また、実施例においては冷却液として水蒸気を使用した
が、フロン、アンモニアその他の冷媒においても本発明
を適用することが可能である。
が、フロン、アンモニアその他の冷媒においても本発明
を適用することが可能である。
液噴射弁は、噴霧状態で液を噴射する機能を有するもの
であればいかなる構造のものでもよく、またその個数も
必要に応して選定すればよい。
であればいかなる構造のものでもよく、またその個数も
必要に応して選定すればよい。
液を噴射する位置は、圧縮中の蒸気が昇温され、かつ噴
霧と充分に熱交換する位置を選定する。
霧と充分に熱交換する位置を選定する。
なお、本発明により圧縮された蒸気は、そのま＼タービ
ン等に導入して動力源とするか、または熱源とするか、
熱源として用いることができ、更に圧縮機、凝縮器、膨
張弁（または膨張機）蒸発器によりなるヒートポンプ装
置を用いこれに蒸気を循環させることによりヒートポン
プとして運転する事ができる。
ン等に導入して動力源とするか、または熱源とするか、
熱源として用いることができ、更に圧縮機、凝縮器、膨
張弁（または膨張機）蒸発器によりなるヒートポンプ装
置を用いこれに蒸気を循環させることによりヒートポン
プとして運転する事ができる。
ごの場合、凝縮液を主高温熱源とするため過熱蒸気は電
熱面積の増大等不利である。
熱面積の増大等不利である。
しかし、本発明によれば過大な過熱度を避けることがで
き、その点でも有利である。
き、その点でも有利である。
第１図（八）は、往復動式圧縮機のピストンのストロー
クを、同（Ｂ）図はエンタルピーとストロークとの関係
の状態図、第２図は本発明と従来の装置における蒸気の
圧縮行程の蒸気線図である。 ■・・・圧縮機、２・・・シリンダ、３・・・ピストン
、４・・・液噴霧弁、５・・・吸気弁、６・・・排気弁
。 代理人 弁理士 小 川 信 − 弁理士 野 口 賢 照 弁理士斎下和彦 ｘ、 ｘ２ Ｘストローク エントロピー Ｋｃａｔ／ Ｋｇ ｅ℃手続補正書 １．事件の表示 昭和５９年 特 許 願 第 ６３４８７ 号２、発明
の名称 蒸気圧縮方法 ３、補正をする者 事件との関係 特許出願人 住 所（居所） 氏 名（Ｓ祢） （５９０）三井造船株式会社４、代
理 人 イ１− 所 〒１０５東５；（都港区西新橋３丁目３番
３号ペリカンビル小川・ｆｆｆ口国際待８Ｔ事務所内（
？ｉｉ話４３１−５３６１）（別 紙） 明細刊： １、発明の名称 蒸気圧縮方法 ２、特許請求の範囲 蒸気圧ｆｉ機により蒸気を圧縮する行程において、圧縮
中の高温の蒸気に冷却液を噴霧し、その蒸発により蒸気
の温度上昇を制御することを特徴とする蒸気圧縮方法。 ３、発明の詳細な説明 〔発明の技術分野〕 本発明は、ヒートポンプ装置等におりる高温・高圧の蒸
気を得る蒸気圧縮方法に関するものである。 〔従来技術〕 低温の熱源より高温の蒸気を得る手段として圧縮機に低
温の蒸気を供給し、その蒸気を圧縮して高温の蒸気を製
造するヒートポンプがある。 しかし、この方法は蒸気を断熱的に圧縮するためにその
圧縮に要する動力が多く、得られた蒸気は使用を予定し
ている蒸気に比較して高温となり、過熱蒸気となってお
り、この過熱温度が高すぎ、蒸気の使用に際し、この温
度の調節が必要である等の問題があった。 〔発明の目的〕 本発明は、前記従来の蒸気を圧縮する方法の有する欠点
である断熱圧縮に伴う所要動力を軽減と、直ちに使用可
能な温度の蒸気をｆ−９ることのできる蒸気圧縮方法を
提供するものである。 前記目的を達成するだめの本発明の構成は、蒸気圧縮機
により蒸気を圧縮する行程において、圧縮中の１ｒ１１
温の蒸気に冷却液を噴霧し、その蒸発により蒸気の温度
上昇を制御することを特徴とする蒸気圧縮方法である。 〔実施例〕 次に図面を参照して本発明の詳細な説明する。 第１図（Ａ）は、往復動式蒸気圧縮機を使用した場合に
おけるストロークの状態を示し、また第１図（Ｂ）は縦
軸に蒸気のエンタルピを、横軸に往復動式蒸気圧縮機の
ストロークを取って描いた状態図であ′る。 同図において、本発明に係る液噴霧式蒸気圧縮機１は（
Ａ）図に示すように、シリンダ２内ニヒストン３を往復
させ、シリンダヘット部２ａに吸気弁５、排気弁６の他
に液噴霧弁４が設けられている。 前記液噴霧弁４は本発明の実施のために特別に設けたも
のであって、ピストン３が右方へ移動し、蒸気を圧縮す
るにつれてシリンダ２内へ冷却液を噴霧するようにタイ
ミングが調節されている。 次に本発明に係る液噴霧式蒸気圧縮ｔａｌを作用した蒸
気圧縮方法を説明する。 液噴霧式蒸気圧縮機１が作動する際にはピストン３が下
死点近くの位置（Ｂ図においてｘ１点、Ａ図において最
左端）においては、シリンダヘッド部２ａに取付けられ
ている吸気弁５と排気弁６を閉止し、シリンダ２内に蒸
気Ｓが供給された状態で密閉状態に封入されている。 そして（Ａ）図の実線で示す最左端に位置していたピス
トン３が点線で示すように右側へ移動すると、この密閉
されたシリンダ２内の容積が減少して蒸気Ｓが圧縮され
、高温高圧の蒸気となる。ピストン３が有力に移動し、
蒸気を圧縮する過程において、液噴霧弁４から高圧の冷
却液Ｗが霧状に供給される。 噴霧された冷却液Ｗは行状の微粒子であるため、圧縮中
の蒸気Ｓ内で混合され、そしてこの蒸気Ｓと熱交換して
蒸発し、圧縮過程にある高温高圧の蒸気Ｓと混合する。 微粒子状の冷却液Ｗは蒸発の際にシリンダ２内に封入さ
れていた圧縮行程にある蒸気Ｓの熱を奪うことになり、
ためにその噴霧量に応じた熱バランスにより蒸気Ｓの圧
縮による温度上昇を制御することが可能である。 シリンダ２内の圧力が所定値に達した時、液噴霧弁４よ
りの冷却液の噴霧を停止するように液噴霧弁４の開閉す
るタイミングが調節されている。 第１図において曲線Ｍは、従来のｌｆｉ熱圧縮による蒸
気圧縮方法のビストンストロークＸに対する蒸気のエン
タルピｉの増加の状態を、更に曲線Ｎは本発明の液噴霧
方式によるそれを示している。 例えば、曲線Ｍ上のａ点におけるエンタルピは８４４Ｋ
ｃａ ｌ／ ｋｇであるのに対し、曲線Ｎ上のｂ点にお
けるエンタルピは６７５Ｈｃａ ｌ／ ｋｇであり、本
発明によれば従来の方法に比較して２０％程度エンタル
ピが低下している状態が示されている。 第２図は、本発明に係る液噴霧式蒸気圧縮機を使用して
蒸気を圧縮した際の蒸気の圧縮行程のモリエル線図を示
している。 本図において曲線Ａ−Ｂは飽和液線を示し、曲線Ｃ−Ｄ
は飽和蒸気線をそれぞれ示している。 本実施例においては、点１（６０°Ｃ，０，２０３ａｔ
ａ）の飽和水蒸気を点２ （１１０°Ｃ，０，２８ａｔ
ａ）に圧縮して過熱蒸気とする。ここで冷ｊ、ＪＩ液Ｗ
の噴霧を開始すると、冷却液は曲線Ａ−Ｂ上の点ａ（８
５℃、０．２８ａｔａ）から過熱蒸気と熱交換して蒸発
して蒸気Ｓを冷却する。 液噴霧弁４からの冷却液の噴霧量を制御しつつピストン
３を移動させて圧縮を続けると、圧縮は曲線２−３Ａの
経路■をとり、最終段階において蒸気は１７５℃、６７
５にｃａｌ／ ｋｇとなる。 なお、ここでは曲線２−３Ａと曲線Ｃ−Ｄとが同一圧力
に対し、２５℃の温度差となるようにした。 一方、参考のために説明すると、従来の圧縮機のように
液噴霧弁４よりの冷却液の噴霧による蒸気の冷却なしで
圧縮すると、曲線２−３Ｂの断熱圧縮の経路■をとり、
圧縮蒸気３Ｂの温度は約５２０°Ｃ，８４４Ｋｃａｌ／
ｋｇになる。 ＋’＋ｉｉ記条件におい−Ｃ，蒸気Ｓの圧縮に要する動
力は、 本発明の方法： １４０Ｋｃａｌ／ｋｇ従来の方法 ：
２２０Ｋｃａｌ／ｋｇとなり、蒸気の圧縮行程におけ
る液噴霧による動力低減が３６％となり、圧縮性能の改
善が明らかとなっている。 〔発明の効果〕 本発明は以上の実施例において詳細を説明した通り、蒸
気圧縮機１のシリンダヘッド２ａに液噴霧弁４を設け、
圧縮過程にある過熱蒸気中に前記液噴霧弁４より冷却液
の液噴霧を行ない、その温度差によって行状の液を蒸発
させることによって、その際の冷却効果による等温圧縮
もしくはそれに近づいた圧縮を行なうことができるので
ある。 これに対して、従来の断熱圧縮を行なう圧縮方法に比較
して圧縮機１を駆動するだめの動力を低減させる効果が
ある。 更に本発明によれば、圧縮蒸気の過熱度は適度な状態に
制御されているという効果もある。 本発明は前記実施例において説明したように、往復動圧
縮式が最適であるが、本発明はこれのみに限定されるも
のではなく、スクリュ一式、ヘーン型、更にはターボ圧
縮機等においても適用することが可能であり、圧縮過程
中に蒸気の状態に応じた量の冷却液を直接噴霧し、その
蒸発により圧縮中の蒸気の温度を制御することができる
ものである。 また、実施例においては熱媒体として水蒸気を使用した
が、フロン、アンモニアその他の熱媒を本発明に適用す
ることが可能である。 また、本実施例はヒーＩ・ポンプに適用したが、冷凍ザ
イクル及び蒸気Ｓの代りに一般のガスとした圧縮機に対
しても全く同様の考え方が成立するものである。 液噴霧弁は、噴霧状態で液を噴霧する機能を有するもの
であればいかなる構造のものでもよく、またその個数も
必要に応じて選定すればよい。 液を噴霧する位置は、圧縮中の蒸気が昇温され、かつ噴
霧と充分に熱交換する位置を選定する。この際実施例で
示したシリンダヘッド２ａの位置に限らず、シリンダ内
に噴霧できる位置であれば、任意に選定してよい。 なお、本発明により圧縮されノこ蒸気は、そのままクー
ヒン等に導入して動力源とするか、または熱源として用
いることができ、更に圧縮機、凝縮器、膨張弁（または
膨張機）蒸発器によりなるヒートポンプ装置を用い、こ
れに蒸気を循環させることによりピー１−ポンプとして
運転する事ができる。 この場合、従来技術では凝縮器を高温熱源とするため過
熱蒸気では伝熱面積の増大等不利であるが、本発明によ
れば過大な過熱度を避けることができ、その点でも有利
である。 ４、図面の簡単な説明 第１図（Ａ＞は、往復動式圧縮機のピストンのストロー
クを、同（Ｂ）図はエンタルピとストロークとの関係の
状態図、第２図は本発明と従来の装置における蒸気の圧
縮行程の蒸気線図である。 １・・・圧縮機、２・・・シリンダ、３・・・ピストン
、４・・・液噴霧弁、５・・・吸気弁、６・・・排気弁
。
クを、同（Ｂ）図はエンタルピーとストロークとの関係
の状態図、第２図は本発明と従来の装置における蒸気の
圧縮行程の蒸気線図である。 ■・・・圧縮機、２・・・シリンダ、３・・・ピストン
、４・・・液噴霧弁、５・・・吸気弁、６・・・排気弁
。 代理人 弁理士 小 川 信 − 弁理士 野 口 賢 照 弁理士斎下和彦 ｘ、 ｘ２ Ｘストローク エントロピー Ｋｃａｔ／ Ｋｇ ｅ℃手続補正書 １．事件の表示 昭和５９年 特 許 願 第 ６３４８７ 号２、発明
の名称 蒸気圧縮方法 ３、補正をする者 事件との関係 特許出願人 住 所（居所） 氏 名（Ｓ祢） （５９０）三井造船株式会社４、代
理 人 イ１− 所 〒１０５東５；（都港区西新橋３丁目３番
３号ペリカンビル小川・ｆｆｆ口国際待８Ｔ事務所内（
？ｉｉ話４３１−５３６１）（別 紙） 明細刊： １、発明の名称 蒸気圧縮方法 ２、特許請求の範囲 蒸気圧ｆｉ機により蒸気を圧縮する行程において、圧縮
中の高温の蒸気に冷却液を噴霧し、その蒸発により蒸気
の温度上昇を制御することを特徴とする蒸気圧縮方法。 ３、発明の詳細な説明 〔発明の技術分野〕 本発明は、ヒートポンプ装置等におりる高温・高圧の蒸
気を得る蒸気圧縮方法に関するものである。 〔従来技術〕 低温の熱源より高温の蒸気を得る手段として圧縮機に低
温の蒸気を供給し、その蒸気を圧縮して高温の蒸気を製
造するヒートポンプがある。 しかし、この方法は蒸気を断熱的に圧縮するためにその
圧縮に要する動力が多く、得られた蒸気は使用を予定し
ている蒸気に比較して高温となり、過熱蒸気となってお
り、この過熱温度が高すぎ、蒸気の使用に際し、この温
度の調節が必要である等の問題があった。 〔発明の目的〕 本発明は、前記従来の蒸気を圧縮する方法の有する欠点
である断熱圧縮に伴う所要動力を軽減と、直ちに使用可
能な温度の蒸気をｆ−９ることのできる蒸気圧縮方法を
提供するものである。 前記目的を達成するだめの本発明の構成は、蒸気圧縮機
により蒸気を圧縮する行程において、圧縮中の１ｒ１１
温の蒸気に冷却液を噴霧し、その蒸発により蒸気の温度
上昇を制御することを特徴とする蒸気圧縮方法である。 〔実施例〕 次に図面を参照して本発明の詳細な説明する。 第１図（Ａ）は、往復動式蒸気圧縮機を使用した場合に
おけるストロークの状態を示し、また第１図（Ｂ）は縦
軸に蒸気のエンタルピを、横軸に往復動式蒸気圧縮機の
ストロークを取って描いた状態図であ′る。 同図において、本発明に係る液噴霧式蒸気圧縮機１は（
Ａ）図に示すように、シリンダ２内ニヒストン３を往復
させ、シリンダヘット部２ａに吸気弁５、排気弁６の他
に液噴霧弁４が設けられている。 前記液噴霧弁４は本発明の実施のために特別に設けたも
のであって、ピストン３が右方へ移動し、蒸気を圧縮す
るにつれてシリンダ２内へ冷却液を噴霧するようにタイ
ミングが調節されている。 次に本発明に係る液噴霧式蒸気圧縮ｔａｌを作用した蒸
気圧縮方法を説明する。 液噴霧式蒸気圧縮機１が作動する際にはピストン３が下
死点近くの位置（Ｂ図においてｘ１点、Ａ図において最
左端）においては、シリンダヘッド部２ａに取付けられ
ている吸気弁５と排気弁６を閉止し、シリンダ２内に蒸
気Ｓが供給された状態で密閉状態に封入されている。 そして（Ａ）図の実線で示す最左端に位置していたピス
トン３が点線で示すように右側へ移動すると、この密閉
されたシリンダ２内の容積が減少して蒸気Ｓが圧縮され
、高温高圧の蒸気となる。ピストン３が有力に移動し、
蒸気を圧縮する過程において、液噴霧弁４から高圧の冷
却液Ｗが霧状に供給される。 噴霧された冷却液Ｗは行状の微粒子であるため、圧縮中
の蒸気Ｓ内で混合され、そしてこの蒸気Ｓと熱交換して
蒸発し、圧縮過程にある高温高圧の蒸気Ｓと混合する。 微粒子状の冷却液Ｗは蒸発の際にシリンダ２内に封入さ
れていた圧縮行程にある蒸気Ｓの熱を奪うことになり、
ためにその噴霧量に応じた熱バランスにより蒸気Ｓの圧
縮による温度上昇を制御することが可能である。 シリンダ２内の圧力が所定値に達した時、液噴霧弁４よ
りの冷却液の噴霧を停止するように液噴霧弁４の開閉す
るタイミングが調節されている。 第１図において曲線Ｍは、従来のｌｆｉ熱圧縮による蒸
気圧縮方法のビストンストロークＸに対する蒸気のエン
タルピｉの増加の状態を、更に曲線Ｎは本発明の液噴霧
方式によるそれを示している。 例えば、曲線Ｍ上のａ点におけるエンタルピは８４４Ｋ
ｃａ ｌ／ ｋｇであるのに対し、曲線Ｎ上のｂ点にお
けるエンタルピは６７５Ｈｃａ ｌ／ ｋｇであり、本
発明によれば従来の方法に比較して２０％程度エンタル
ピが低下している状態が示されている。 第２図は、本発明に係る液噴霧式蒸気圧縮機を使用して
蒸気を圧縮した際の蒸気の圧縮行程のモリエル線図を示
している。 本図において曲線Ａ−Ｂは飽和液線を示し、曲線Ｃ−Ｄ
は飽和蒸気線をそれぞれ示している。 本実施例においては、点１（６０°Ｃ，０，２０３ａｔ
ａ）の飽和水蒸気を点２ （１１０°Ｃ，０，２８ａｔ
ａ）に圧縮して過熱蒸気とする。ここで冷ｊ、ＪＩ液Ｗ
の噴霧を開始すると、冷却液は曲線Ａ−Ｂ上の点ａ（８
５℃、０．２８ａｔａ）から過熱蒸気と熱交換して蒸発
して蒸気Ｓを冷却する。 液噴霧弁４からの冷却液の噴霧量を制御しつつピストン
３を移動させて圧縮を続けると、圧縮は曲線２−３Ａの
経路■をとり、最終段階において蒸気は１７５℃、６７
５にｃａｌ／ ｋｇとなる。 なお、ここでは曲線２−３Ａと曲線Ｃ−Ｄとが同一圧力
に対し、２５℃の温度差となるようにした。 一方、参考のために説明すると、従来の圧縮機のように
液噴霧弁４よりの冷却液の噴霧による蒸気の冷却なしで
圧縮すると、曲線２−３Ｂの断熱圧縮の経路■をとり、
圧縮蒸気３Ｂの温度は約５２０°Ｃ，８４４Ｋｃａｌ／
ｋｇになる。 ＋’＋ｉｉ記条件におい−Ｃ，蒸気Ｓの圧縮に要する動
力は、 本発明の方法： １４０Ｋｃａｌ／ｋｇ従来の方法 ：
２２０Ｋｃａｌ／ｋｇとなり、蒸気の圧縮行程におけ
る液噴霧による動力低減が３６％となり、圧縮性能の改
善が明らかとなっている。 〔発明の効果〕 本発明は以上の実施例において詳細を説明した通り、蒸
気圧縮機１のシリンダヘッド２ａに液噴霧弁４を設け、
圧縮過程にある過熱蒸気中に前記液噴霧弁４より冷却液
の液噴霧を行ない、その温度差によって行状の液を蒸発
させることによって、その際の冷却効果による等温圧縮
もしくはそれに近づいた圧縮を行なうことができるので
ある。 これに対して、従来の断熱圧縮を行なう圧縮方法に比較
して圧縮機１を駆動するだめの動力を低減させる効果が
ある。 更に本発明によれば、圧縮蒸気の過熱度は適度な状態に
制御されているという効果もある。 本発明は前記実施例において説明したように、往復動圧
縮式が最適であるが、本発明はこれのみに限定されるも
のではなく、スクリュ一式、ヘーン型、更にはターボ圧
縮機等においても適用することが可能であり、圧縮過程
中に蒸気の状態に応じた量の冷却液を直接噴霧し、その
蒸発により圧縮中の蒸気の温度を制御することができる
ものである。 また、実施例においては熱媒体として水蒸気を使用した
が、フロン、アンモニアその他の熱媒を本発明に適用す
ることが可能である。 また、本実施例はヒーＩ・ポンプに適用したが、冷凍ザ
イクル及び蒸気Ｓの代りに一般のガスとした圧縮機に対
しても全く同様の考え方が成立するものである。 液噴霧弁は、噴霧状態で液を噴霧する機能を有するもの
であればいかなる構造のものでもよく、またその個数も
必要に応じて選定すればよい。 液を噴霧する位置は、圧縮中の蒸気が昇温され、かつ噴
霧と充分に熱交換する位置を選定する。この際実施例で
示したシリンダヘッド２ａの位置に限らず、シリンダ内
に噴霧できる位置であれば、任意に選定してよい。 なお、本発明により圧縮されノこ蒸気は、そのままクー
ヒン等に導入して動力源とするか、または熱源として用
いることができ、更に圧縮機、凝縮器、膨張弁（または
膨張機）蒸発器によりなるヒートポンプ装置を用い、こ
れに蒸気を循環させることによりピー１−ポンプとして
運転する事ができる。 この場合、従来技術では凝縮器を高温熱源とするため過
熱蒸気では伝熱面積の増大等不利であるが、本発明によ
れば過大な過熱度を避けることができ、その点でも有利
である。 ４、図面の簡単な説明 第１図（Ａ＞は、往復動式圧縮機のピストンのストロー
クを、同（Ｂ）図はエンタルピとストロークとの関係の
状態図、第２図は本発明と従来の装置における蒸気の圧
縮行程の蒸気線図である。 １・・・圧縮機、２・・・シリンダ、３・・・ピストン
、４・・・液噴霧弁、５・・・吸気弁、６・・・排気弁
。
Claims (1)
- 蒸気を圧縮する蒸気圧縮機において、圧縮の行程におい
て冷却液を噴霧するための噴霧弁を設け、圧縮された蒸
気中に冷却液を噴霧して蒸気の温度上昇を制御可能に構
成してなる蒸気圧縮機。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59063487A JPH0612112B2 (ja) | 1984-03-31 | 1984-03-31 | 液噴霧式ガス圧縮方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59063487A JPH0612112B2 (ja) | 1984-03-31 | 1984-03-31 | 液噴霧式ガス圧縮方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60206985A true JPS60206985A (ja) | 1985-10-18 |
| JPH0612112B2 JPH0612112B2 (ja) | 1994-02-16 |
Family
ID=13230650
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59063487A Expired - Lifetime JPH0612112B2 (ja) | 1984-03-31 | 1984-03-31 | 液噴霧式ガス圧縮方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0612112B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109095535A (zh) * | 2018-10-16 | 2018-12-28 | 江苏必领能源科技有限公司 | 污水蒸发浓缩装置及其操作方法 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5723113A (en) * | 1980-07-17 | 1982-02-06 | Fanuc Ltd | Numerical controller |
-
1984
- 1984-03-31 JP JP59063487A patent/JPH0612112B2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5723113A (en) * | 1980-07-17 | 1982-02-06 | Fanuc Ltd | Numerical controller |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109095535A (zh) * | 2018-10-16 | 2018-12-28 | 江苏必领能源科技有限公司 | 污水蒸发浓缩装置及其操作方法 |
| CN109095535B (zh) * | 2018-10-16 | 2024-03-19 | 江苏必领能源科技有限公司 | 污水蒸发浓缩装置及其操作方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0612112B2 (ja) | 1994-02-16 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN106766352B (zh) | 热/功联合驱动的蒸汽喷射式制冷装置及其制冷方法 | |
| US4896515A (en) | Heat pump, energy recovery method and method of curtailing power for driving compressor in the heat pump | |
| CN108005743B (zh) | 一种带压缩制冷增效的无泵有机朗肯循环发电*** | |
| US3376706A (en) | Method for obtaining mechanical energy from a thermal gas cycle with liquid phase compression | |
| CN108716783A (zh) | 一种背压喷射式跨临界co2动力循环发电*** | |
| CN109737641A (zh) | 一种采用非共沸混合物带过冷器的喷气增焓热泵循环*** | |
| CN109869940A (zh) | 喷射式跨临界二氧化碳双级压缩制冷*** | |
| CN109855323A (zh) | 喷射式过冷制冷*** | |
| US7574874B2 (en) | Vapor compression heat pump system | |
| US6591618B1 (en) | Supercritical refrigeration system | |
| CN105115184B (zh) | 一种具有深度冷冻功能的吸收制冷*** | |
| JP4555784B2 (ja) | 低温廃熱を利用した水蒸気発生装置、その装置を用いた熱電供給装置、及び水蒸気発生方法 | |
| JP2018514747A (ja) | 相変化ウェーブロータ自動カスケード冷凍システム及びその動作方法 | |
| JPH0926226A (ja) | 冷凍装置 | |
| CN109869944A (zh) | 吸收式过冷制冷*** | |
| CN212035759U (zh) | 复叠式空气源超高温瞬时灭菌装置 | |
| JPS60206985A (ja) | 蒸気圧縮機 | |
| CN209672628U (zh) | 一种带引射器的二氧化碳制冷*** | |
| CN205102453U (zh) | 一种太阳能双级喷射式制冷*** | |
| CN113356952B (zh) | 一种可预冷燃机入口空气的冷电联供***及其操作方法 | |
| CN109307377A (zh) | 采用喷射器增效的两级自复叠制冷循环***及循环方法 | |
| US4019343A (en) | Refrigeration system using enthalpy converting liquid turbines | |
| GB1056964A (en) | Improvements in or relating to methods of, and apparatus for, producing cold at low tem peratures and/or liquefying a gaseous medium | |
| KR20090095744A (ko) | 냉각장치 | |
| CN111828173B (zh) | 一种微小型燃气轮机的冷热电联产装置及其工作、控制方法 |