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公開番号2024078069
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-06-10
出願番号2022190403
出願日2022-11-29
発明の名称ヒートポンプ式蒸気生成装置
出願人富士電機株式会社
代理人弁理士法人酒井国際特許事務所
主分類F25B 1/00 20060101AFI20240603BHJP(冷凍または冷却;加熱と冷凍との組み合わせシステム;ヒートポンプシステム;氷の製造または貯蔵;気体の液化または固体化)
要約【課題】熱損失を低減することのできるヒートポンプ式蒸気生成装置を提供する。
【解決手段】ヒートポンプ式蒸気生成装置10Aは、熱源水から回収した熱で低圧冷媒を蒸発させる蒸発器16と、低圧冷媒を高圧冷媒に圧縮する圧縮機20と、高圧冷媒から油分を分離する油分離器22と、油分が分離された高圧冷媒を凝縮させ供給水を加熱して沸騰させる凝縮器24と、凝縮器24によって凝縮された冷媒を減圧膨張して蒸発器16に導出する膨張弁30,34と、蒸発器16に対して熱源水の経路の上流側で、油分離器22において分離された油を熱源水と熱交換して冷却する油冷却器46とを備える。油冷却器46で熱交換されて昇温した熱源水は蒸発器16で冷媒と熱交換する。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項1】
熱源水から回収した熱で低圧冷媒を蒸発させる蒸発器と、低圧冷媒を高圧冷媒に圧縮する圧縮機と、高圧冷媒から油分を分離する油分離器と、油分が分離された高圧冷媒を凝縮させ供給水を加熱して沸騰させる凝縮器と、前記凝縮器によって凝縮された冷媒を減圧膨張して前記蒸発器に導出する膨張弁とを有したヒートポンプ式蒸気生成装置であって、
前記蒸発器に対して前記熱源水の経路の上流側で、前記油分離器において分離された油を前記熱源水と熱交換して冷却する油冷却器を備え、
前記油冷却器で熱交換されて昇温した前記熱源水の少なくとも一部を前記蒸発器で冷媒と熱交換する
ことを特徴とするヒートポンプ式蒸気生成装置。
続きを表示(約 820 文字)【請求項2】
前記熱源水が前記油冷却器を通らないようにバイパスさせるバイパス機構を有する
ことを特徴とする請求項1に記載のヒートポンプ式蒸気生成装置。
【請求項3】
熱源水から回収した熱で低圧冷媒を蒸発させる蒸発器と、低圧冷媒を高圧冷媒に圧縮する圧縮機と、高圧冷媒から油分を分離する油分離器と、油分が分離された高圧冷媒を凝縮させ供給水を加熱して沸騰させる凝縮器と、前記凝縮器によって凝縮された冷媒を減圧膨張して前記蒸発器に導出する膨張弁とを有したヒートポンプ式蒸気生成装置であって、
前記凝縮器に対して前記供給水の上流側で、前記油分離器において分離された油を前記供給水と熱交換して冷却する油冷却器を備え、
前記油冷却器で熱交換されて昇温した前記供給水の少なくとも一部を用い前記凝縮器で冷媒と熱交換する
ことを特徴とするヒートポンプ式蒸気生成装置。
【請求項4】
前記油冷却器に対して前記供給水の経路の上流側または下流側に設けられ、
前記蒸発器で冷媒と熱交換した前記熱源水によって前記供給水と熱交換して昇温させる予熱器を有する
ことを特徴とする請求項3に記載のヒートポンプ式蒸気生成装置。
【請求項5】
前記供給水が前記予熱器を通らないようにバイパスさせるバイパス機構を有する
ことを特徴とする請求項4に記載のヒートポンプ式蒸気生成装置。
【請求項6】
前記膨張弁は気液分離器を介して高圧側の第1膨張弁と低圧側の第2膨張弁とにより構成され、
前記圧縮機は低圧側の第1圧縮機と高圧側の第2圧縮機とによって構成される二段圧縮機であり、
前記気液分離器から前記第1圧縮機と前記第2圧縮機との間を連通する中圧ラインを有する
ことを特徴とする請求項1~3のいずれか1項に記載のヒートポンプ式蒸気生成装置。

発明の詳細な説明【技術分野】
【0001】
本発明は、冷媒循環回路における蒸発器において外部熱源によって冷媒を蒸発させ、凝縮器において冷媒を凝縮させるとともに供給水を蒸発させるヒートポンプ式蒸気生成装置に関する。
続きを表示(約 1,400 文字)【背景技術】
【0002】
ヒートポンプ式蒸気生成装置のヒートポンプ部では圧縮機、凝縮器、膨張弁及び蒸発器を環状に接続した冷媒循環回路を形成し、蒸発器において外部熱源によって冷媒を蒸発させ、凝縮器において冷媒を凝縮させる(特許文献1)。
【0003】
圧縮機は摺動部を有することから油により潤滑を行なうことが望ましい。摺動部を潤滑した高温の油は油分離器で冷媒から分離して圧縮機に戻す(特許文献2)。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
特開2020-46081号公報
特開昭57-117761号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
上記の特許文献2に記載の回路では、冷媒から分離された油を空冷式の油冷塔を介して放熱し所定の温度まで冷却した後に分離して圧縮機に戻しているが、高温になった油の熱は大気に放熱されることから熱損失となっている。
【0006】
本発明は、上記の課題に鑑みてなされたものであって、熱損失を低減することのできるヒートポンプ式蒸気生成装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0007】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明にかかるヒートポンプ式蒸気生成装置は、熱源水から回収した熱で低圧冷媒を蒸発させる蒸発器と、低圧冷媒を高圧冷媒に圧縮する圧縮機と、高圧冷媒から油分を分離する油分離器と、油分が分離された高圧冷媒を凝縮させ供給水を加熱して沸騰させる凝縮器と、前記凝縮器によって凝縮された冷媒を減圧膨張して前記蒸発器に導出する膨張弁とを有したヒートポンプ式蒸気生成装置であって、前記蒸発器に対して前記熱源水の経路の上流側で、前記油分離器において分離された油を前記熱源水と熱交換して冷却する油冷却器を備え、前記油冷却器で熱交換されて昇温した前記熱源水の少なくとも一部を前記蒸発器で冷媒と熱交換することを特徴とする。
【0008】
前記熱源水が前記油冷却器を通らないようにバイパスさせるバイパス機構を有してもよい。このバイパス機構によれば熱条件が満たされない場合に熱源水をバイパスさせることができる。
【0009】
また、本発明にかかるヒートポンプ式蒸気生成装置は、熱源水から回収した熱で低圧冷媒を蒸発させる蒸発器と、低圧冷媒を高圧冷媒に圧縮する圧縮機と、高圧冷媒から油分を分離する油分離器と、油分が分離された高圧冷媒を凝縮させ供給水を加熱して沸騰させる凝縮器と、前記凝縮器によって凝縮された冷媒を減圧膨張して前記蒸発器に導出する膨張弁とを有したヒートポンプ式蒸気生成装置であって、前記凝縮器に対して前記供給水の上流側で、前記油分離器において分離された油を前記供給水と熱交換して冷却する油冷却器を備え、前記油冷却器で熱交換されて昇温した前記供給水の少なくとも一部を用い前記凝縮器で冷媒と熱交換することを特徴とする。
【0010】
前記油冷却器に対して前記供給水の経路の上流側または下流側に設けられ、前記蒸発器で冷媒と熱交換した前記熱源水によって前記供給水と熱交換して昇温させる予熱器を有してもよい。このような予熱器では熱源水の熱をさらに有効利用することができる。
(【0011】以降は省略されています)

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