JPS62223572A - 空気サイクルヒ−トポンプ - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 〔技術分野〕 この発明は空気サイクルヒートポンプに関する。

〔背景技術〕

従来の逆ブレイトン型の空気サイクルヒートポンプは、
第３図に示すような構成となっていた。

すなわち、圧縮機ｌで室内の空気を吸込み、これを加圧
し高温・高圧にし、その後、放熱用熱交換器４へ送り込
み、その放熱用熱交換器４の外側をファン５で屋外気を
吹きつけて冷却し、中温・高圧とする。この後膨張機２
で膨張させ、低温・低圧とし、この冷熱を室内へ直接吹
き出したり、あるいは吸熱用熱交換器６を介して熱交換
して室内を冷房するという構成である。この空気サイク
ルヒートポンプの欠点としては、前述のようにサイクル
中を流れる伝熱媒体が空気であるため、その顕熱のみし
か利用できず、また空気の熱伝達率も小さいため、その
冷房能力の割には装置寸法が大きくなり、伝熱媒体（空
気）の循環量が多くなり、騒音・振動が大きいという欠
点を有していた。

尚、図中３は、圧縮機１及び膨張機２を同軸で駆動する
モーターである。

〔発明の目的〕

この発明は、コンパクトで騒音・振動の少ない空気サイ
クルヒートポンプを提供することを目的とする。

〔発明の開示〕

この発明の要旨とするところは逆ブレイトン型の空気サ
イクルヒートポンプにおいて、圧縮機と膨張機を結ぶ経
路上に水蒸気分離膜で形成した放熱用熱交換器を配置し
、該放熱用熱交換器をカバーで密閉し、該カバーの底部
を吸熱用熱交換器の水噴霧部と接続し、放熱用熱交換器
で分離した水蒸気を水噴霧部より吸熱用熱交換器中に噴
霧するようにした空気サイクルヒートポンプである。

以下この発明を第１図及び第２図に示す図示例に基づい
て説明する。

基本的には、圧縮機１で室内（又は屋外）の空気を吸込
み、これを加圧し高温・高圧にし、その後、放熱用熱交
換器４へ送り込み、その放熱用熱交換器４にファン５で
屋外気を吹きつけて冷却し、中温・高圧とする。この後
膨張機２で膨張させ、低温・低圧とし、この冷熱を室内
へ直接吹き出したり、あるいは吸熱用熱交換器６を介し
て熱交換して室内を冷房するという構成である。図中３
は、圧縮機１及び膨張機２を同軸１２で駆動するモータ
ーである。

放熱用の熱交換器４は、第１図及び第２図に示すように
水蒸気分離膜で形成した筒型の伝熱媒体通路■を多数並
設してなり、内部を伝熱媒体である空気が流れるように
なっている。

この放熱用熱交換器４は全体を被りかつ密閉するカバー
８で被覆され、該カバー８の下部は水溜り部１２に形成
されると共に、細い管１０で吸熱用の熱交換器６の入口
部である水噴霧部１１に結ばれている。またカバー８の
外側には熱交換量を増加させるためにフィン９を設けで
ある。

作動状態を以下に説明する。圧縮機１で空気を屋外から
吸込して断熱圧縮して昇温させる。この高温・高圧の空
気を管路７にて放熱用熱交換器４の中へ送り込むと該放
熱用熱交換器４は水蒸気分離膜でできているため、高圧
の内部から低圧の外部へ向って水蒸気のみが、該水蒸気
分離膜を通して流れ出る。この時、放熱用熱交換器４の
外側には近接してカバー８があり、更にその外側にフィ
ン９があり、ファン５で送風冷却しているため、流れ出
た水蒸気は、カバー８の内面で凝縮し、また放熱用熱交
換器４内の空気は水蒸気が減少しかつ冷却されて、中温
・高圧の乾燥空気となる。熱交換器４はカバー８で密閉
されているので、水蒸気分離膜にてカバー８間に分離さ
れた水蒸気は水滴となりやすいのである。カバー８で密
閉されていないと分離された水蒸気はその水蒸気分圧が
周囲空気の飽和蒸気圧より高くならないと水滴とならな
いのであるが、カバー８で密閉されているので水蒸気は
ただちに水滴となるのである。

この後、空気は膨張機２を通過する時に断熱膨張し圧力
は降下すると同時に温度も下る。すなわち低温・低圧の
乾燥空気となる。一方前述した凝縮水の方は、カバー８
の下部の水溜り部１２に溜り管１０を通って、吸熱用熱
交換器６の入口部へ導かれ、水噴霧部１１で低温・低圧
・乾燥空気中へ噴霧される。その後、吸熱用熱交換器６
内に入り水は外部から熱を奪って蒸発する。空気が膨張
機３を通過して断熱膨張し、空気自身は低温・低圧とな
る際に膨張機３に空気がなした仕事は同軸１２でモータ
３を介して圧縮機１に回収するようになっている。これ
によりモータ３へ導入すべき電気エネルギーは極めて小
さいものとなるのである。

凝縮し水溜り部１２にためられた水は、例えば図示例の
如く極細の管１０で吸熱用熱交換器６の入口部の水噴霧
部１１より膨張して流れる高速空気流に霧吹きの要領で
噴霧するのである。

而して吸熱用熱交換器６中に噴霧された水は周囲から熱
を奪って蒸発し該吸熱用熱交換器６で空気のみによるよ
りも効率的な冷房が可能となる。

〔発明の効果〕

以上のようにこの発明による空気サイクルヒートポンプ
においては、空気の顕熱のみならず、水の蒸発潜熱も併
用して吸熱するため空気の循環量が少くなくてすみ、し
かもその水も循環させる空気より水蒸気分離膜を使用し
て格別の動力を必要とせず簡単に取出すものであるから
、従来のものと比較して能力当りの装置寸法をコンパク
トにすることができ、また圧縮機や膨張機で発生する騒
音や振動が小さくなるのである。

水蒸気分離膜で形成した放熱用熱交換器はカバ−で密閉
されていて水蒸気分離膜で分離された水蒸気は密閉され
たカバー内に出るのでただちに水滴として水噴霧部に環
流させることができこの水の蒸発をも利用して吸熱する
空気サイクルヒートポンプの運転を円滑にしているので
ある。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例を示す概略図、第２図は要
部の断面斜視図である。第３図は従来例を示す概略図で
ある。 １・・・圧縮機、２・・・膨張機、３・・・モーター、
４・・・放熱用熱交換器、５・・・ファン、６・・・吸
熱用熱交換器、８・・・カバー、９・・・フィン、１０
・・・管、１１・・・噴霧部。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）逆ブレイトン型の空気サイクルヒートポンプにお
   いて、圧縮機と膨張機を結ぶ経路上に水蒸気分離膜で形
   成した放熱用熱交換器を配置し、該放熱用熱交換器をカ
   バーで密閉し、該カバーの底部を吸熱用熱交換器の水噴
   霧部と接続し、放熱用熱交換器で分離した水蒸気を水噴
   霧部より吸熱用熱交換器中に噴霧するようにした空気サ
   イクルヒートポンプ。