| 【発明の名称】 |
熱エネルギ―回収装置 |
| 【発明者】 |
【氏名】岸 治徳
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| 【要約】 |
【課題】本発明は、比較的簡単・小形の装置で適当な温度差の熱源からより高温（またはより低温）の熱を得る熱ポンプ（または冷凍機）に関するものである。
【解決手段】熱スイッチ機能をもったヒートパイプを高温熱源及び低温熱源と伸縮自在な気密室Ａとの間に各々設ける。この気密室Ａと連結した別の気密室Ｂと熱源Ａ及び熱源Ｂとの間にも熱スイッチ機能をもったヒートパイプを各々設ける。高温熱源・低温熱源側の熱スイッチをＯＮ、ＯＦＦすることにより熱流束を制御し、それによって気密室Ａ内の流体を膨張・収縮させる。この流体の膨張・収縮運動により連結された別のピストン機構内の流体を収縮・膨張運動させる。適当なタイミングで別の気密室Ｂ側の熱スイッチをＯＮ，ＯＦＦさせることにより熱ポンプ作用（または冷凍作用）を行わせるものである。 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】装置本体に片側が固定された伸縮自在な気密室Ａと同じく装置本体に片側が固定された気密室Ａより受圧面積が小さい伸縮自在な気密室Ｂとを運動可能な板などで連結し、各気密室には適当な流体を封入し、気密室Ａと高温熱源及び低温熱源とを各々熱スイッチ機能付きヒートパイプで接続し、気密室Ｂと熱源Ａ及び熱源Ｂとを各々熱スイッチ機能付きヒートパイプで接続した構造を持ち、各々のスイッチを適当なサイクルで開閉し熱流束を制御することにより、熱源Ａより熱源Ｂへ熱量を移動させる熱機関。
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【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は熱を移動させる熱機関すなわち熱ポンプないし冷凍機に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、比較的低温の熱源から熱を回収する装置として吸収式ヒートポンプがある。また、冷却する装置として吸収式冷凍機がある。この吸収式ヒートポンプ又は冷凍機は余り熱効率が高くなく、また単位能力当たりの設備の大きさもかなり大きいものである。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】本発明は比較的に小形の装置で熱エネルギーを効率よく回収するヒートポンプまたは冷凍機に関するものである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明は、装置本体に片側が固定された伸縮自在な気密室Ａと同じく装置本体に片側が固定された気密室Ａより受圧面積が小さい伸縮自在な気密室Ｂとを運動可能な板などで連結し、各気密室には適当な流体を封入し、気密室Ａと高温熱源及び低温熱源とを各々熱スイッチ機能付きヒートパイプで接続し、気密室Ｂと熱源Ａ及び熱源Ｂとを各々熱スイッチ機能付きヒートパイプで接続した構造を持った熱機関である。
【０００５】この熱機関において、気密室Ａと高温熱源熱及び低温熱源との間のスイッチ機能をもつヒートパイプを適当なサイクルで開閉すると、気密室Ａの中の流体Ａが膨張・収縮する。この流体Ａの膨張・収縮運動に従って気密室Ａが伸長・縮小し、この気密室Ａと連結された気密室Ｂは、逆に縮小・伸長する。気密室Ｂ内の流体Ｂは、気密室Ｂの縮小・伸長運動に従って圧縮・膨張し、圧縮時には、圧縮開始前より温度が上昇し、膨張時には、膨張開始前よりも温度が低下する。
【０００６】前述の温度が上昇する作用を利用する場合すなわち気密室Ｂが縮小する前にスイッチを適当な時間開いて熱源Ａから気密室Ｂに熱を供給し、縮小後高温になった熱をスイッチを適当な時間開いて気密室Ｂから熱源Ｂに熱を供給する場合は、ヒートポンプとなる。
【０００７】逆に温度が低下する作用を利用する場合すなわち気密室Ｂ伸長がする前にスイッチを適当な時間開いて気密室２から熱源Ｂに熱を捨て、伸長後低温になったところをスイッチを適当な時間開いて熱源Ａから気密室２に熱を奪う場合は、冷凍機となる。
【０００８】
【発明の実施の形態】発明の実施の形態を実施例にもとずき図面を参照して説明する。図１において本体（４１）とベローズ（１５）及びピストン（４２）とベローズ（１５）を接続し気密室Ａ（５）を形成する。同じく本体（４１）とベローズ（１６）及びピストン（４２）とベローズ（１６）を接続し気密室Ｂ（６）を形成する。
【０００９】気密室Ａ（５）と高温熱媒容器（１１）を熱スイッチ機能付きヒートパイプで接続し、さらに気密室Ａ（５）と低温熱媒容器（１２）を熱スイッチ機能付きヒートパイプで接続し、流体Ａを適当量注入後密封する。同じく気密室Ｂ（６）と熱源Ａ容器（１４）を熱スイッチ機能付きヒートパイプで接続し、さらに気密室Ｂ（６）と熱源Ｂ容器（１３）を熱スイッチ機能付きヒートパイプで接続し、流体Ｂを適当量注入後密封する。以上の様にして熱機関を構成する。
【００１０】なお、効率低下防止のため、本体も密閉構造とし気密室以外の所は可能な限り真空にすることが望ましい。また、異常圧縮などによる機器の破損を防止するため気密室内にストッパを設けることが望ましい。
【００１１】次にこの熱機関の動作の内、熱ポンプの動作ついて説明する。
（ｉ） 気密室Ａ（５）が最も縮み、気密室Ｂ（６）が最も伸びた状態前後においてスイッチ（３１）と（３４）を各々所定時間ＯＮする。
（ｉｉ） すると、高温熱媒体（１）から気密室Ａ（５）の流体Ａ（５１）へ、ヒートパイプ（２１）を通って熱が流れ、気密室Ａ（５）の流体Ａ（５１）は加熱・蒸発などで圧力が上昇する。同時に、気密室Ｂ（６）の流体Ｂ（５２）へも熱源Ａからヒートパイプ（３２）を通って熱が流れ、気密室Ｂ（６）の流体Ｂ（５２）の圧力も上昇する。
（ｉｉｉ） ピストンに加わる力は、受圧面積が大きい気密室Ａ（５）側の方が大きい。その結果、ピストンは右から左に動き気密室Ａ（５）の流体Ａ（５１）は膨張し、温度は低下する。気密室Ｂ（６）の流体Ｂ（５２）は圧縮され、温度は上昇する。
（ｉｖ） 適当なタイミングでスイッチ（３３）を所定時間開く。
（ｖ） すると、ヒートパイプ（２３）を通って流体Ｂ（５２）から熱源Ｂ（３）に熱が流れ、熱源Ｂ（３）の温度が上昇し、気密室Ｂの圧力は低下する。
（ｖｉ） 次に、スイッチ（３２）を所定時間ＯＮする。
（ｖｉｉ） すると、ヒートパイプ（２２）を通って流体Ａ（５１）から低温熱媒体（２）へ熱が流れ、流体Ａ（５１）の凝縮・温度低下などで、圧力が下がる。
（ｖｉｉｉ） その結果、ピストンは左から右に動き気密室Ａ（５）の流体Ａ（５１）は収縮し、温度は上昇する。気密室Ｂ（６）の流体Ｂ（５２）は膨張し、温度は低下する。そして（ｉ）の状態に戻る。
（ｉｘ） （ｉ）〜（ｖｉｉｉ）のサイクルを繰り返すことにより、熱ポンプ作用が実現する。
【００１２】次に冷凍機としての動作について説明する。
（ｉ） 気密室Ａ（５）が最も縮んだ状態前後においてスイッチ（３１）を所定時間ＯＮする。
（ｉｉ） すると、高温熱媒体（１）から気密室Ａ（５）の流体Ａ（５１）へ、ヒートパイプ（２１）を通って熱が流れ、気密室Ａ（５）の流体Ａ（５１）は加熱・蒸発などでの圧力が上昇する。
（ｉｉｉ） その結果、ピストンは右から左に動き気密室Ａ（５）の流体Ａ（５１）は膨張し、温度は低下する。気密室Ｂ（６）の流体Ｂ（５２）は圧縮され、温度は上昇する。
（ｉｖ） 適当なタイミングでスイッチ（３３）を所定時間開く。
（ｖ） すると、ヒートパイプ（２３）を通って流体Ｂ（５２）から熱源Ｂ（３）へ熱が流れる。
（ｖｉ） 次に、スイッチ（３２）を所定時間ＯＮする。
（ｖｉｉ） すると、ヒートパイプ（２２）を通って流体Ａ（５１）から低温熱媒体（２）へ熱が流れ、流体Ａ（５１）の凝縮・温度低下により圧力が下がる。
（ｖｉｉｉ） その結果、ピストンは左から右に動き気密室Ａ（５）の流体Ａ（５１）は収縮し、温度は上昇する。気密室Ｂ（６）の流体Ｂ（５２）は膨張し、温度は低下する。
（ｉｘ） スイッチ（３４）を所定時間ＯＮする。
（ｘ） すると、ヒートパイプ（２４）を通って熱源Ａ（４）から流体Ｂ（５２）へ熱が流れ、熱源Ａ（４）の温度が下がる。（ｉ）の状態に戻る。
（ｘｉ） （ｉ）〜（ｘ）のサイクルを繰り返すことにより、冷凍機作用が実現する。
【００１３】
【発明の効果】この発明によれば、比較的簡単・小形の装置で適当な温度差の熱源からより高温（またはより低温）の熱を得ることができる。
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| 【出願人】 |
【識別番号】５９７０１９０７８
【氏名又は名称】岸 治徳
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| 【出願日】 |
平成１１年１月１２日（１９９９．１．１２） |
| 【代理人】 |
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| 【公開番号】 |
特開２０００−２０５６９５（Ｐ２０００−２０５６９５Ａ） |
| 【公開日】 |
平成１２年７月２８日（２０００．７．２８） |
| 【出願番号】 |
特願平１１−４３６００ |
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