(57)【要約】【課題】ポンプの運転を継続することができるキャンドモータポンプシステム及びこれを備える熱移動装置を提供すること。【解決手段】キャンドモータポンプシステム１は、キャンドモータポンプ１０と、キャンドモータポンプ１０から吐出された液体Ｓｗの一部をキャンドモータポンプ１０のモータ１３ｍに導く冷却管２９と、冷却管２９に配置された捕集容器２０とを備える。捕集容器２０は、冷却管２９よりも大きな流路断面を持ち、捕集容器２０の下流側に接続された冷却管２９Ｂの管底よりも底面が低く配置されている。これにより、異物を捕集容器２０で捕捉することができるので、異物がロータ１３ｒ及びステータ１３ｓの隙間に入ってロータ１３ｒがロックすることを回避することができて、ポンプの運転を継続することができる。熱移動装置は、吸収冷凍機又はヒートポンプで、キャンドモータポンプシステム１が吸収溶液及び／又は冷媒液を搬送する。【選択図】図１
2011080386.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
キャンドモータポンプと；
前記キャンドモータポンプから吐出された液体の一部を前記キャンドモータポンプのモータに導く冷却管と；
前記冷却管に配置された捕集容器であって、前記冷却管よりも大きな流路断面を持ち、前記捕集容器の下流側に接続された前記冷却管の管底よりも底面が低く配置された捕集容器とを備える；
キャンドモータポンプシステム。
【請求項２】
前記捕集容器は、垂直断面が四角形に形成された；
請求項１に記載のキャンドモータポンプシステム。
【請求項３】
前記捕集容器は、平面視において、前記冷却管から前記捕集容器に液体が流入する方向と前記捕集容器から前記冷却管に液体が流出する方向とが交差するように前記冷却管に接続された；
請求項１又は請求項２に記載のキャンドモータポンプシステム。
【請求項４】
前記捕集容器の下流側に接続された前記冷却管が、前記捕集容器の内部に挿入されて接続された；
請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載のキャンドモータポンプシステム。
【請求項５】
冷媒が蒸気となった冷媒蒸気を吸収溶液に吸収させて前記吸収溶液を濃度が低下した希溶液とする吸収器と；
前記希溶液を導入し加熱して、前記希溶液から冷媒を蒸発させて前記希溶液よりも濃度が高い吸収溶液である濃溶液を生成する再生器と；
前記吸収器と前記再生器との間で前記吸収溶液を移動させる請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載のキャンドモータポンプシステムとを備える；
熱移動装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はキャンドモータポンプシステム及び熱移動装置に関し、特に運転を継続することができるキャンドモータポンプシステム及びこれを備える熱移動装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
モータのロータ及び出力軸がキャンに収容されたキャンドモータポンプがある。キャンドモータポンプを継続して運転するための対策として、吐出配管から流体の一部を分岐し冷却配管を介してハウジングに導くことで、モータ部の冷却及び潤滑効果を高めたものがある（例えば、特許文献１参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００５−１２７３３４号公報（段落００３７、図１等）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
キャンドモータポンプは、一般に、クローズド配管内の汚染物質のない流体の搬送に用いられる。そして、吸収冷凍機や吸収ヒートポンプの吸収溶液あるいは冷媒の搬送にもキャンドモータポンプが用いられる。吸収冷凍機や吸収ヒートポンプの吸収溶液あるいは冷媒が循環する流路も密閉されているが、製作時の溶接スパッタや再生器の腐食生成物等の異物が発生するという事情がある。これらの異物が冷却配管を介してモータ内へ流入してステータとロータとの隙間に入り込むことでロータの回転を妨げて（ロック）、ポンプの運転ができなくなることがあった。
【０００５】
本発明は上述の課題に鑑み、ポンプの運転を継続することができるキャンドモータポンプシステム及びこれを備える熱移動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】
【０００６】
上記目的を達成するために、本発明の第１の態様に係るキャンドモータポンプシステムは、例えば図１に示すように、キャンドモータポンプ１０と；キャンドモータポンプ１０から吐出された液体Ｓｗの一部をキャンドモータポンプ１０のモータ１３ｍに導く冷却管２９と；冷却管２９に配置された捕集容器２０であって、冷却管２９よりも大きな流路断面を持ち、捕集容器２０の下流側に接続された冷却管２９Ｂの管底よりも底面が低く配置された捕集容器２０とを備える。
【０００７】
このように構成すると、異物を捕集容器で捕捉することができ、異物がモータ内に侵入することを抑制することができて、ロータがロックすることを回避することができ、ポンプの運転を継続することができる。
【０００８】
また、本発明の第２の態様に係るキャンドモータポンプシステムは、例えば図３を参照して示すと、上記本発明の第１の態様に係るキャンドモータポンプシステムにおいて、捕集容器２０は、垂直断面が四角形に形成されている。
【０００９】
このように構成すると、捕集容器における異物の捕捉率を向上させることができる。
【００１０】
また、本発明の第３の態様に係るキャンドモータポンプシステムは、例えば図３（ａ）に示すように、上記本発明の第１の態様又は第２の態様に係るキャンドモータポンプシステムにおいて、捕集容器２０は、平面視において、冷却管２９Ａから捕集容器２０に液体が流入する方向と捕集容器２０から冷却管２９Ｂに液体が流出する方向とが交差するように冷却管２９Ａ、２９Ｂに接続されている。
【００１１】
このように構成すると、捕集容器における異物の捕捉率を向上させることができる。
【００１２】
また、本発明の第４の態様に係るキャンドモータポンプシステムは、例えば図３に示すように、上記本発明の第１の態様乃至第３の態様のいずれか１つの態様に係るキャンドモータポンプシステムにおいて、捕集容器２０の下流側に接続された冷却管２９Ｂが、捕集容器２０の内部に挿入されて接続されている。
【００１３】
このように構成すると、捕集容器における異物の捕捉率を向上させることができる。
【００１４】
また、本発明の第５の態様に係る熱移動装置は、例えば図２に示すように、冷媒が蒸気となった冷媒蒸気Ｖｅを吸収溶液Ｓａに吸収させて吸収溶液Ｓａを濃度が低下した希溶液Ｓｗとする吸収器３１と；希溶液Ｓｗを導入し加熱して、希溶液Ｓｗから冷媒を蒸発させて希溶液Ｓｗよりも濃度が高い吸収溶液である濃溶液Ｓａを生成する再生器３２と；吸収器３１と再生器３２との間で吸収溶液Ｓｗを移動させる上記本発明の第１の態様乃至第４の態様のいずれか１つの態様に係るキャンドモータポンプシステム１Ａとを備える。
【００１５】
このように構成すると、吸収溶液中に異物が発生しても運転を継続することができる熱移動装置となる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、異物を捕集容器で捕捉することができ、異物がモータ内に侵入することを抑制することができて、ロータがロックすることを回避することができ、ポンプの運転を継続することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係るキャンドモータポンプシステムの模式的縦断面図である。
【図２】本発明の第２の実施の形態に係る吸収冷凍機の模式的系統図である。
【図３】本発明の第１の実施の形態に係るキャンドモータポンプシステムが備える捕集容器を説明する図である。（ａ）は平面図、（ｂ）は左側面図、（ｃ）は正面図である。
【図４】キャンドモータポンプの吸込管に設けられる捕捉容器の構成を示す図である。（ａ）は縦断面図、（ｂ）は図４（ａ）におけるＢ−Ｂ断面図である。
【図５】実施例に用いた試験システムの模式的系統図である。
【図６】実施例における試験で得た投入した異物の質量と捕集容器で未捕集となった異物の質量との関係を示すグラフである。
【図７】実施例に係る第１の態様乃至第４の態様の捕集容器の平面図及び側面図である。
【図８】実施例に係る第５の態様乃至第７の態様の捕集容器の平面図及び側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。なお、各図において互いに同一又は相当する部材には同一あるいは類似の符号を付し、重複した説明は省略する。
【００１９】
まず図１を参照して、本発明の第１の実施の形態に係るキャンドモータポンプシステム１を説明する。図１は、キャンドモータポンプシステム１の模式的縦断面図である。キャンドモータポンプシステム１は、キャンドモータポンプ１０と、キャンドモータポンプ１０から吐出された液体Ｓｗの一部をキャンドモータポンプ１０のモータ１３ｍに導く冷却管２９と、冷却管２９内を流れる液体Ｓｗ中の異物を捕捉する捕集容器２０とを備えている。本実施の形態では、キャンドモータポンプシステム１は、熱移動装置としての吸収冷凍機３０（図２参照）内に組み込まれている。なお、ここでいう熱移動装置は、外部から熱などの駆動エネルギーを得て低い温度の部分から温度の高い部分へ又はこの逆へ熱を移動させる装置である。低い温度の部分から温度の高い部分へ熱を移動させる装置は、典型的には狭義のヒートポンプであり、高い温度の部分から温度の低い部分へ熱を移動させる装置は、典型的には冷凍機（広義のヒートポンプに含まれる）である。
【００２０】
ここで図２を参照して、キャンドモータポンプシステム１が組み込まれている吸収冷凍機３０を説明する。図２は、本発明の第２の実施の形態に係る吸収冷凍機３０の模式的系統図である。吸収冷凍機３０は、冷水ｐの熱で冷媒液Ｖｆを蒸発させて冷媒の蒸気Ｖｅを発生させることにより冷水ｐを冷却する蒸発器３４と（以下、蒸発器３４で発生した冷媒の蒸気を「蒸発器冷媒蒸気Ｖｅ」ということもある）、蒸発器３４で発生した蒸発器冷媒蒸気Ｖｅを濃溶液Ｓａで吸収する吸収器３１と、吸収器３１で蒸発器冷媒蒸気Ｖｅを吸収して濃度が低下した希溶液Ｓｗを導入し、希溶液Ｓｗを加熱し冷媒を蒸発させて濃度が上昇した濃溶液Ｓａを生成する再生器３２と（以下、再生器３２で発生した冷媒の蒸気を「再生器冷媒蒸気Ｖｇ」ということもある）、再生器３２で希溶液Ｓｗから蒸発した再生器冷媒蒸気Ｖｇを冷却して凝縮させ、蒸発器３４に送る冷媒液Ｖｆを生成する凝縮器３３とを備えている。吸収冷凍機３０で使用される冷媒及び吸収溶液は、典型的には、冷媒として水が、吸収溶液として臭化リチウム（ＬｉＢｒ）が用いられるが、これに限らず他の冷媒、吸収溶液（吸収剤）の組み合わせで使用してもよい。
【００２１】
蒸発器３４には、冷却する対象である冷水ｐを流す冷水管３４ａが配設されており、冷媒液散布ノズル３４ｂから散布された冷媒液Ｖｆが蒸発する際に冷水ｐから蒸発潜熱を奪うことにより、冷水ｐが冷却されるように構成されている。冷水管３４ａは、エアハンドリングユニット等の冷水利用機器（不図示）と配管５２を介して接続されている。吸収器３１には、冷却水ｑを流す冷却水管３１ａが配設されており、濃溶液散布ノズル３１ｂから散布された濃溶液Ｓａが蒸発器冷媒蒸気Ｖｅを吸収した際に発生する吸収熱を冷却水ｑが奪うように構成されている。冷却水管３１ａは、凝縮器３３内の冷却水管３３ａと配管５３を介して、及び冷却塔（不図示）と配管５４を介して、それぞれ接続されている。吸収器３１と蒸発器３４とは共に１つの缶胴内にシェルアンドチューブ型に形成され、両者の間には仕切壁３１ｄが設けられている。吸収器３１と蒸発器３４とは仕切壁３１ｄの上部で連通しており、蒸発器３４で発生した蒸発器冷媒蒸気Ｖｅを吸収器３１に移動させることができるように構成されている。
【００２２】
吸収器３１の底部には、貯留部３１ｃの希溶液Ｓｗを再生器３２に導く希溶液管５５が接続されている。希溶液管５５には、希溶液Ｓｗを再生器３２に圧送するキャンドモータポンプシステム１としての吸収溶液キャンドモータポンプシステム１Ａが配設されている。吸収溶液キャンドモータポンプシステム１Ａは、冷凍負荷に応じた流量の希溶液Ｓｗを圧送することができるように構成されている。吸収溶液キャンドモータポンプシステム１Ａの下流側の希溶液管５５には、希溶液Ｓｗと濃溶液Ｓａとの間で熱交換を行わせる溶液熱交換器３６が配設されている。溶液熱交換器３６には、また、濃溶液Ｓａを流す濃溶液管５６が接続されている。溶液熱交換器３６は、典型的にはプレート型熱交換器が用いられるがシェルアンドチューブ型やその他の熱交換器であってもよい。吸収器３１及び蒸発器３４を構成する缶胴外側の蒸発器３４側には、貯留部３４ｃに貯留されている冷媒液Ｖｆを上部の冷媒液散布ノズル３４ｂに導く循環冷媒管５１が配設されている。循環冷媒管５１には、貯留部３４ｃに貯留されている冷媒液Ｖｆを冷媒液散布ノズル３４ｂに圧送するキャンドモータポンプシステム１としての冷媒液キャンドモータポンプシステム１Ｂが配設されている。
【００２３】
再生器３２には、希溶液Ｓｗを加熱するための加熱源となる熱源流体Ｆを流す熱源流体管３２ａが配設されており、希溶液散布ノズル３２ｂから散布された希溶液Ｓｗから冷媒を蒸発させて濃溶液Ｓａを生成するように構成されている。希溶液散布ノズル３２ｂは、希溶液管５５に接続されている。凝縮器３３には、再生器３２で発生した再生器冷媒蒸気Ｖｇを冷却するための冷却水ｑを流す冷却水管３３ａが配設されている。冷却水管３３ａは、一端が吸収器３１内の冷却水管３１ａと配管５３を介して、他端が冷却塔（不図示）と配管５４を介して、それぞれ接続されている。凝縮器３３と再生器３２とは共に１つの缶胴内にシェルアンドチューブ型に形成され、両者の間には仕切壁３３ｄが設けられている。凝縮器３３と再生器３２とは仕切壁３３ｄの上部で連通しており、再生器３２で発生した再生器冷媒蒸気Ｖｇを凝縮器３３に移動させることができるように構成されている。凝縮器３３と再生器３２とが形成された缶胴は、吸収器３１と蒸発器３４とが形成された缶胴よりも上方に配設されており、再生器３２内の濃溶液Ｓａを吸収器３１に、凝縮器３３内の冷媒液Ｖｆを蒸発器３４に、それぞれ重力によって送液することができるように構成されている。再生器３２の底部には、濃度が上昇した濃溶液Ｓａを通す濃溶液管５６が接続されている。濃溶液管５６は、溶液熱交換器３６を経由して濃溶液散布ノズル３１ｂに接続されている。凝縮器３３の底部には、冷媒液Ｖｆを蒸発器３４に向けて導出する冷媒液管６０が接続されている。
【００２４】
本実施の形態では吸収冷凍機３０が単効用のものを例として説明するが、二重効用あるいは三重効用の吸収冷凍機であってもよいことはいうまでもない。二重効用あるいは三重効用の場合であっても、吸収溶液及び／又は冷媒液を搬送するポンプとして、キャンドモータポンプシステム１を適用することが可能である。上述のような吸収冷凍機３０は、製作時の配管溶接におけるスパッタが運転開始後に流路中に現れたり、特に再生器３２に生じ得る鋼材が腐食して腐食生成物が生成される等、異物が発生することがある。異物が発生すると、キャンドモータポンプを冷却するために設けられている冷却配管を介して流体と共にモータ内へ異物が流入し、モータ内のステータ及びロータ間等の隙間でごみ（異物）噛みが発生してポンプが停止してしまう。そのため、吸収冷凍機３０では、キャンドモータポンプシステム１を設けることにより、異物がモータ内に流入することを回避して、キャンドモータポンプの継続的な運転を可能にしている。
【００２５】
再び図１に戻り、キャンドモータポンプシステム１を説明する。キャンドモータポンプ１０は、機外から供給された電力で稼働する遠心式のキャンドモータポンプであり、羽根車１２ｐを収容するケーシング１２と、電動機１３ｍを収容するハウジング１３とを有している。電動機１３ｍは、ロータ１３ｒと、ロータ１３ｒを囲むように配設されたステータ１３ｓとを有している。ロータ１３ｒと羽根車１２ｐとは軸受け１４ｂに支持された軸１４を介して接続されており、ロータ１３ｒの回転により羽根車１２ｐを回転させることができるように構成されている。ケーシング１２には、電動機１３ｍと反対側で軸１４が延びる方向に開口した吸込口１２ｓと、羽根車１２ｐの半径方向に開口した吐出口１２ｄとが形成されている。吸込口１２ｓから導入され、吐出口１２ｄから導出される液体は、吸収溶液キャンドモータポンプシステム１Ａ（図２参照）の場合は希溶液Ｓｗとなり、冷媒液キャンドモータポンプシステム１Ｂ（図２参照）の場合は冷媒液Ｖｆとなるが、以下の説明では、代表して希溶液Ｓｗが液体であることとする。
【００２６】
冷却管２９は、羽根車１２ｐの回転によって吐出口１２ｄから吐出された希溶液Ｓｗの一部を取り出すように、吐出口１２ｄに又は吐出口１２ｄの下流に一端が接続されている。冷却管２９の他端は、ケーシング１２がある側とは反対側のハウジング１３に接続されている。このように冷却管２９が設けられていることにより、吐出口１２ｄから吐出された希溶液Ｓｗの一部が、ケーシング１２がある側とは反対側からハウジング１３内に流入し、ロータ１３ｒとステータ１３ｓとの間を通ってケーシング１２内の羽根車１２ｐ部分に到達する。このように希溶液Ｓｗが流れることにより、キャンドモータポンプシステム１は、電動機１３ｍ及び軸受け１４ｂを冷却することができるように構成されている。
【００２７】
捕集容器２０は、冷却管２９に配置されている。以下、捕集容器２０の前後に接続されている冷却管２９の区別を容易にするため、必要に応じて、捕集容器２０の上流側の冷却管２９を上流冷却管２９Ａと、捕集容器２０の下流側の冷却管２９を下流冷却管２９Ｂと、それぞれ呼称することとする。捕集容器２０は、冷却管２９よりも大きな流路断面（希溶液Ｓｗ（流体）の主な流れ方向に直交する面における断面積）を持つ中空の柱状（典型的には角柱状）に形成されている。捕集容器２０は、その底面が下流冷却管２９Ｂの管底よりも低くなる位置に設けられている。本実施の形態では、上流冷却管２９Ａも下流冷却管２９Ｂと同じ高さに設けられている。なお、本実施の形態では、上流冷却管２９Ａ及び下流冷却管２９Ｂは、材質及び管径が同じになっている。また、捕集容器２０は、所定の長さに形成されている。所定の長さは、希溶液Ｓｗに随伴して捕集容器２０に流入した異物が、下流冷却管２９Ｂに向かって進みながら重力によって下流冷却管２９Ｂの管底よりも下まで達するのに要する長さ以上の任意の長さである。なお、図１中では、上流冷却管２９Ａ及び下流冷却管２９Ｂが、捕集容器２０の柱状の両端面にそれぞれ接続されているように示されているが、かかる図示は接続順を示しているに過ぎず、実際には状況に応じて様々な態様で接続されうる。以下に捕集容器２０まわりの詳細を説明する。
【００２８】
図３は、本実施の形態に係るキャンドモータポンプシステム１が備える捕集容器２０を説明する図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は左側面図、（ｃ）が正面図である。捕集容器２０は、直方体に形成されており、上流冷却管２９Ａの接続部から下流冷却管２９Ｂの接続部に向けて希溶液Ｓｗが水平に流れる態様で冷却管２９が接続されている。このように、捕集容器２０は、垂直断面（希溶液Ｓｗの流れ方向に直交する仮想面）が四角形に形成されている。捕集容器２０は、直方体の他に、垂直断面が四角形（例えば菱形）に形成された六面体であってもよい。なお、捕集容器２０は、垂直断面が多角形の柱状あるいは垂直断面が円形又は楕円形の柱状であってもよいが、本発明者は、垂直断面が四角形（典型的には直方体）に形成されていることで異物の捕捉率を向上させることができるという知見を得ている。
【００２９】
捕集容器２０の寸法は、例えば以下のように決定することができる。まず、捕集容器２０内を流れる流体（希溶液Ｓｗ）の流速を、同伴する異物を粒径や密度を考慮しつつ捕集容器２０内で落下させることができるようにする観点から設定するとよく、本実施の形態では希溶液Ｓｗの流速を０．０４ｍ／ｓに設定している。そして、希溶液Ｓｗが設定した流速となるように流路断面積を決定するべく、本実施の形態では捕集容器２０の高さＨ及び幅Ｗを共に４０ｍｍとしている。捕集容器２０の長さＬは、上流冷却管２９Ａから希溶液Ｓｗと共に捕集容器２０に流入した異物が、下流冷却管２９Ｂに到達する前に下流冷却管２９Ｂの管底よりも下方に沈下するようにする観点から、異物の自由落下、浮力、希溶液Ｓｗによる抵抗を考慮して決定するとよい。本実施の形態では、捕集容器２０内の希溶液Ｓｗ（４０℃、５８ｗｔ％）の流速が０．０４ｍ／ｓ、異物の粒径が約０．１ｍｍであるとすると、捕集容器２０の長さＬを７７ｍｍ以上とするのがよいところ、１５０ｍｍとしている。捕集容器２０の長さＬを短くしたい場合は、流路断面積（幅Ｗ×高さＨ）を大きくし、希溶液Ｓｗの流速を遅くする（流路断面積を再設定する）ことで対応することができる。また、捕集容器２０の高さＨ及び幅Ｗは、希溶液Ｓｗの流速以外に、以下の事項を考慮して決定することが好ましい。捕集容器２０の高さＨは、捕集容器２０に捕捉された異物が下流冷却管２９Ｂに流入することなく捕集容器２０内に保持することができるようにする観点から決定するとよく、下流冷却管２９Ｂの外径の２倍以上であることが好ましい。本実施の形態では、冷却管２９の外径が１７．３ｍｍであるところ、捕集容器２０の高さＨを４０ｍｍとしている。捕集容器２０の幅Ｗは、下流冷却管２９Ｂの外径の２倍以上であることが好ましく、高さＨと同じであってもよい。このような事項を考慮して、捕集容器２０の高さＨ及び幅Ｗは、設定した希溶液Ｓｗの流速から求められた流路断面積に照らして決定した値より大きくしてもよい。
【００３０】
捕集容器２０への冷却管２９の接続は、平面視において、上流冷却管２９Ａから捕集容器２０に希溶液Ｓｗが流入する方向（接続部における上流冷却管２９Ａの軸線方向）と、捕集容器２０から下流冷却管２９Ｂに希溶液Ｓｗが流出する方向（接続部における下流冷却管２９Ｂの軸線方向）とが交差する位置で接続するとよく、特に、上流冷却管２９Ａから捕集容器２０に流入した希溶液Ｓｗが方向を変えずに流れて捕集容器２０の内壁に達する距離よりも、この内壁に衝突して下流冷却管２９Ｂの方に向きを変えてから下流冷却管２９Ｂに達する距離の方が長くなる位置に接続することにより、異物の捕捉率を向上させることができるという知見を本発明者は得ている。なお、平面視において交差するとは、上流冷却管２９Ａ及び下流冷却管２９Ｂの両軸線が鉛直方向にオフセットしていて三次元空間において交わることがない場合も含むことを意味している。本実施の形態では、上流冷却管２９Ａが、長さ方向の面（長さＬと高さＨとが現れる面）の下流冷却管２９Ｂから離れる側の上部に接続されており、下流冷却管２９Ｂが、幅方向の面（幅Ｗと高さＨとが現れる面）の上流冷却管２９Ａから離れる側の上部に接続されている。また、下流冷却管２９Ｂは、捕集容器２０の内部に挿入されて接続されている。下流冷却管２９Ｂを捕集容器２０の内部に挿入して接続することにより、異物の捕捉率を向上させることができるという知見を本発明者は得ている。下流冷却管２９Ｂが挿入される深さＤｂは、下流冷却管２９Ｂの内径程度とするとよく、本実施の形態では内径が１２．７ｍｍであるところ深さＤｂを１０ｍｍとしている。また、下流冷却管２９Ｂが捕集容器２０に接続される高さは、接続された下流冷却管２９Ｂの下方に、同じ管がもう１本接続可能な程度のスペースが存在する高さとしてもよい。上流冷却管２９Ａも、下流冷却管２９Ｂと同様に、深さＤａの挿入深さで捕集容器２０に挿入され、下流冷却管２９Ｂが接続される高さと同じ高さで捕集容器２０に接続されていてもよい。本実施の形態では、挿入深さＤａと挿入深さＤｂとが同じ寸法になっている。
【００３１】
上述のように構成された捕集容器２０においては、上流冷却管２９Ａから捕集容器２０に流入した希溶液Ｓｗが、対向する捕集容器２０の内壁に衝突した後に向きを変え、下流冷却管２９Ｂに向かって捕集容器２０を流れた後に、下流冷却管２９Ｂに流入することで捕集容器２０から流出する。このとき、希溶液Ｓｗに随伴して捕集容器２０に流入した異物は、希溶液Ｓｗの流れに沿って下流冷却管２９Ｂに向かって移動しつつ、自由落下により下降する。異物は、大抵の場合、下流冷却管２９Ｂに到達するまでには下流冷却管２９Ｂの底よりも下方まで下降しているため、希溶液Ｓｗは下流冷却管２９Ｂに流入して捕集容器２０から流出する一方、異物は捕集容器２０にとどまる。このように、捕集容器２０で異物を捕捉することができるので、仮に所定のメッシュのストレーナを冷却管２９に挿入した場合に生じ得る希溶液Ｓｗの流路の閉塞が生じることを回避することができる。なお、捕集容器２０を用いた場合も、キャンドモータポンプ１０（図１参照）内の希溶液Ｓｗの流路の閉塞に影響を及ぼさない程度の粒径の異物が下流冷却管２９Ｂに流入することは不問にしている。
【００３２】
以上では、冷却管２９まわりに配置された捕集容器２０を詳説したが、キャンドモータポンプの吸込管にも同様の捕捉容器４０（図１中破線で表示）を設置してもよい。
図４は、捕捉容器４０の構成を示す図であり、（ａ）は縦断面図、（ｂ）は（ａ）におけるＢ−Ｂ断面図である。捕捉容器４０の説明に際し、適宜図１及び図２を参照することとする。捕捉容器４０は、キャンドモータポンプ１０の吸込口１２ｓの上流に配置され、吸込口１２ｓよりも大きな流路断面を持ち、吸込口１２ｓの下端（流路の下端）よりも底面が低く配置されている。捕捉容器４０は、角筒状の本体４１の開口した両端に、当該開口よりも大きな面積を有する平板状の蓋４２が取り付けられて構成されている。なお、本体４１は、角筒状以外の円筒状等に形成されていてもよい。蓋４２には、接続される希溶液管５５の内径に相当する円孔４２ｈが形成されている。蓋４２と希溶液管５５との接続は、典型的には突き合わせ溶接により行われている。捕捉容器４０は、本体４１の軸直角断面における矩形の辺が水平及び垂直になる向きで設置されている。捕捉容器４０に流入した異物は、本体４１の底面から円孔４２ｈの下端までの皮相高さＨｓよりも下方の、有効高さＨｅ以下に主に堆積する。典型的には、本体４１の底面を基準として、本体４１の底面の面積に対して、有効高さＨｅを掛けて求められる容積が、皮相高さＨｓを掛けて求められる容積の７０％以下になる高さを、有効高さＨｅとして定めるとよい。換言すれば、皮相高さＨｓと有効高さＨｅとが上記のような関係となる位置に円孔４２ｈを形成するとよい。
【００３３】
吸収冷凍機は、冷凍サイクルを行う吸収溶液及び冷媒が、負圧環境下で循環するという事情がある。圧力が低いほど液体の蒸発が起こりやすくなるため、キャビテーションの発生を回避すべく、冷凍サイクルを行う吸収溶液及び冷媒を搬送するポンプは、一般に吸込管の流速が比較的小さくなるように設定される。また、キャンドモータポンプ１０の上流側に設置される捕捉容器４０は、下流側に設置される捕集容器２０に対して、大きい異物が捕捉する対象となる。このような事情を考慮して、本実施の形態では、希溶液管５５の呼び径が１・１／４Ｂ、吸込口１２ｓに流入する希溶液Ｓｗ（４０℃、５８ｗｔ％）の流速が１ｍ／ｓ、異物の粒径が約３．０ｍｍであるとすると、捕捉容器４０の本体４１として角筒の長さが１００ｍｍで軸直角断面が一辺７０ｍｍの正方形に形成されたものを採用し、蓋４２の円孔４２ｈを本体４１の断面正方形の中心に位置するように形成して、約２００ｇの異物を捕捉できる捕捉容器４０としている。なお、希溶液管５５の呼び径が６Ｂの場合は本体４１の角筒の長さを２００ｍｍとするとよく、希溶液管５５の呼び径が１・１／４Ｂ〜６Ｂのいずれかの場合は、本体４１の角筒の長さを１００ｍｍ〜２００ｍｍの間で比例設計するとよい。
【００３４】
キャンドモータポンプシステム１に捕捉容器４０を設けることで、大きな粒径の異物が捕捉容器４０に捕捉されるので、キャンドモータポンプ１０の羽根車１２ｐを保護することができ、仮に所定のメッシュのストレーナを吸込口１２ｓの上流に挿入した場合に生じ得る希溶液Ｓｗの流路の閉塞が生じることを回避することができると共にストレーナの流動抵抗によるポンプのキャビテーションの発生を防止することができる。このとき、羽根車１２ｐに悪影響を与えない小径の異物がキャンドモータポンプ１０の下流に流れる場合があり得るが、その中でも比較的粒径の大きな異物は慣性力により主管（希溶液管５５）を流れて行き冷却管２９には進入しない。他方、比較的粒径の小さな異物は冷却管２９に進入する場合があり得るが、冷却管２９には上述のように捕集容器２０が配置されているため、キャンドモータポンプ１０内のロータ１３ｒ及びステータ１３ｓ間等の隙間へのごみ（異物）噛みを生じさせない。
【００３５】
以上の説明では、熱移動装置が吸収冷凍機３０であるとしたが、熱を汲み上げる狭義のヒートポンプであってもよい。ヒートポンプの場合、吸収溶液側に設けられるキャンドモータポンプシステムは、再生器から吸収器へ濃溶液を搬送することとなる。
【００３６】
以上の説明では、下流冷却管２９Ｂが捕集容器２０に挿入されて接続されているとしたが、挿入することに代えて、下流冷却管２９Ｂの接続部の下端の捕集容器２０の内壁から捕集容器２０の内側に延びる邪魔板を設置することとしてもよい。上流冷却管２９Ａについても同様である。
【実施例】
【００３７】
以下、実施例を通じて、捕集容器２０の構成と異物の捕集との関係を説明する。以下に説明する実施例は、試験用に模して構成した試験システムで行った。
図５に試験システム１００の構成を示す。試験システム１００は、キャンドモータポンプを模したポンプ１１０、流量調節弁１９８、捕集容器２０（図１参照）を模した試験用の捕集容器１２０、ストレーナ１９１、流量計１９２、タンク１９３を、配管１２９を介してこの順で環状に接続して循環流路を構成した。そして、流量調節弁１９８と捕集容器１２０との間の配管１２９に、異物投入用の配管１９４を接続した。配管１９４には２つのバルブ１９５、１９６を直列に設け、異物をバッチ（所定量のまとまり）で投入できるようにした。上記構成の、ポンプ１１０はモータ容量２．２ｋＷのもの、捕集容器１２０は後述する各条件のもの、ストレーナ１９１は捕捉粒径が０．４５ｍｍのメッシュ、配管１２９は内径が１２ｍｍのものをそれぞれ用いた。そして、試験システム１００において、試験流体として水を流量調節弁１９８の調節により約１０Ｌ／ｍｉｎで循環させ、異物として粒径が０．５ｍｍ〜１．０ｍｍ（平均粒径０．７ｍｍ）のスチールグリッド（硬度４０〜５０ＨＲｃ）をバッチで投入した。
【００３８】
評価方法として、所定量の異物を投入して約１０分後に捕集容器１２０及びストレーナ１９１内の異物を取り出し、乾燥させた後にそれぞれの質量を測定した。これを、ストレーナ１９１で捕捉された異物が０．３ｇを超えるまで繰り返し、それまでに何ｇの異物が試験システム１００に投入されたかにより、評価することとした。つまり、ストレーナ１９１で捕捉された異物が０．３ｇを超えるまでに試験システム１００に投入された異物の量が多いほど捕集容器１２０で捕捉された異物が多いことになる。さらに、ストレーナ１９１で捕捉された異物を０．６ｍｍの網でこし、０．６ｍｍ以上の異物量を測定した。これは、キャンドモータポンプシステム１に適用した際のキャンドモータポンプ１０（図１参照）のロータ１３ｒ及びステータ１３ｓの隙間を考慮して、０．６ｍｍ未満の異物はロータのロック発生原因とはならないと推定したものである。
【００３９】
上記試験において、配管１２９の接続について捕集容器１２０の最適な構成を策定するため、７つの態様の捕集容器１２０を対象とした。以下、捕集容器１２０の各態様を区別するために、第１の構成を符号１２１で表し、第２の構成を符号１２２で表し、以下同様に符号の下一桁の数字を順次変えていき、第７の構成を符号１２７で表す。
【００４０】
先に図６に上記試験の結果を示し、次いで図７及び図８に各捕集容器１２１〜１２７の構成を示す。図６は、試験結果を、投入した異物の質量とストレーナ１９１で捕捉された異物の質量との関係で示すグラフであり、図６（ａ）に捕集容器１２１〜捕集容器１２４の４つの結果を、図６（ｂ）に捕集容器１２４〜捕集容器１２７の４つの結果を示している。図中、横軸に「投入した異物の質量」をとり、縦軸に「ストレーナ１９１で捕捉された異物の質量」（換言すれば捕集容器１２０で未捕集の異物量）をとっている。捕集容器１２４は、一つの分岐点となった構成であるため、その結果を両方のグラフに示している。なお、両グラフの横軸のスケールは異なっている。
【００４１】
図７（ａ）は捕集容器１２１の平面図、図７（ｂ）は捕集容器１２１の側面図である。捕集容器１２１は、長さＬが１５０ｍｍ、幅Ｗが３０ｍｍ、高さＨが３０ｍｍの直方体である。捕集容器１２１への配管１２９の接続位置は、入口側の配管１２９Ａ及び出口側の配管１２９Ｂ共に、両端の正方形の面に接続されており、平面視において幅Ｗの中央に接続されている。また、捕集容器１２１の内部には、捕集容器１２１の幅Ｗと同じ幅で奥行きが２５ｍｍの邪魔板１２１ｐが配管１２９の下端部分に水平に取り付けられている。このように構成された捕集容器１２１の試験結果は、図６（ａ）に結果Ｒ１２１で示すように、異物を５ｇ投入したときの未捕集量（ストレーナ１９１で捕捉された量）が０．５ｇであり、そのうち粒径が０．６ｍｍ以上のものは０．３ｇであった。
【００４２】
図７（ｃ）は捕集容器１２２の平面図、図７（ｄ）は捕集容器１２２の側面図である。捕集容器１２２は、長さＬが１５０ｍｍ、幅Ｗが３０ｍｍ、高さＨが３０ｍｍの直方体である。捕集容器１２２への配管１２９の接続位置は、入口側の配管１２９Ａ及び出口側の配管１２９Ｂ共に、両端の正方形の面に接続されている。そして、平面視において、入口側の配管１２９Ａは幅Ｗの一方の端に寄せて接続されており、出口側の配管１２９Ｂは入口側の配管１２９Ａとは反対側の幅Ｗの端に寄せて接続されている。また、捕集容器１２２の内部には、捕集容器１２２の幅Ｗと同じ幅で奥行きが２５ｍｍの邪魔板１２２ｐが配管１２９の下端部分に水平に取り付けられている。このように構成された捕集容器１２２の試験結果は、図６（ａ）に結果Ｒ１２２で示すように、異物を１０ｇ投入したときの未捕集量が０．６ｇであり、そのうち粒径が０．６ｍｍ以上のものは０．３ｇであった。
【００４３】
図７（ｅ）は捕集容器１２３の平面図、図７（ｆ）は捕集容器１２３の側面図である。捕集容器１２３は、長さＬが１５０ｍｍ、幅Ｗが４０ｍｍ、高さＨが４０ｍｍの直方体である。捕集容器１２３への配管１２９の接続位置は、入口側の配管１２９Ａ及び出口側の配管１２９Ｂ共に、両端の正方形の面に接続されている。そして、平面視において、入口側の配管１２９Ａは幅Ｗの一方の端に寄せて接続されており、出口側の配管１２９Ｂは入口側の配管１２９Ａとは反対側の幅Ｗの端に寄せて接続されている。また、入口側の配管１２９Ａは捕集容器１２３の内部に１０ｍｍ挿入して接続されており、出口側の配管１２９Ｂは捕集容器１２３の内部に２５ｍｍ挿入して接続されている。このように構成された捕集容器１２３の試験結果は、図６（ａ）に結果Ｒ１２３で示すように、異物を１５ｇ投入したときの未捕集量が０．５ｇであり、そのうち粒径が０．６ｍｍ以上のものは０．３ｇであった。
【００４４】
図７（ｇ）は捕集容器１２４の平面図、図７（ｈ）は捕集容器１２４の側面図である。捕集容器１２４は、長さＬが１５０ｍｍ、幅Ｗが４０ｍｍ、高さＨが４０ｍｍの直方体である。捕集容器１２４への配管１２９の接続位置は、入口側の配管１２９Ａは正方形の面に接続されており、出口側の配管１２９Ｂは長方形の面に接続されている。そして、平面視において、入口側の配管１２９Ａは出口側の配管１２９Ｂが接続された面とは反対側の幅Ｗの端に寄せて接続されており、出口側の配管１２９Ｂは入口側の配管１２９Ａが接続された面とは反対側の長さＬの端に寄せて接続されている。また、入口側の配管１２９Ａ及び出口側の配管１２９Ｂ共に、捕集容器１２４の内部に１０ｍｍ挿入して接続されている。このように構成された捕集容器１２４の試験結果は、図６に結果Ｒ１２４で示すように、異物を３０ｇ投入したときの未捕集量が０．４ｇであり、そのうち粒径が０．６ｍｍ以上のものは０．２ｇであった。
【００４５】
ここまで４つの捕集容器１２１〜１２４についての試験結果を見たが、ここまでの結果から以下の知見を得た。
（１）入口側の配管１２９Ａ及び出口側の配管１２９Ｂは、平面視において、軸線を一致させずにオフセットした方が異物の捕捉率が向上する。
（２）流路断面積（正方形の面の面積）は大きい方が異物の捕捉率が向上し、配管は捕集容器内に挿入して接続した方が異物の捕捉率が向上する。
（３）入口側の配管１２９Ａ及び出口側の配管１２９Ｂは、平面視において、軸線が平行であるよりも交差（直交）している方が異物の捕捉率が向上する。
上記の知見に基づき、以下に、平面視において、配管１２９Ａ及び配管１２９Ｂの軸線が交差している捕集容器の別の態様について試験結果を示す。なお、捕集容器１２０の形状につき、予備試験において円筒状（軸直角断面が円形）のものよりも直方体のものの方が異物の捕捉率が向上するという知見を得ているため、ここでの説明は行わないが、円筒状のものも、本発明の趣旨を逸脱しない限り本発明の範囲に含まれる。
【００４６】
図８（ａ）は捕集容器１２５の平面図、図８（ｂ）は捕集容器１２５の側面図である。捕集容器１２５は、長さＬが１５０ｍｍ、幅Ｗが４０ｍｍ、高さＨが４０ｍｍの直方体である。捕集容器１２５への配管１２９の接続位置は、入口側の配管１２９Ａは長方形の面に接続されており、出口側の配管１２９Ｂは正方形の面に接続されている。そして、平面視において、入口側の配管１２９Ａは出口側の配管１２９Ｂが接続された面とは反対側の長さＬの端に寄せて接続されており、出口側の配管１２９Ｂは入口側の配管１２９Ａが接続された面とは反対側の幅Ｗの端に寄せて接続されている。また、入口側の配管１２９Ａ及び出口側の配管１２９Ｂ共に、捕集容器１２５の内部に１０ｍｍ挿入して接続されている。このように構成された捕集容器１２５の試験結果は、図６（ｂ）に結果Ｒ１２５で示すように、異物を１２０ｇ投入したときまでは未捕集量が０．１ｇであった。そして、異物を１５０ｇ投入したときの未捕集量が０．７ｇであり、そのうち粒径が０．６ｍｍ以上のものは０．５ｇであった。
【００４７】
図８（ｃ）は捕集容器１２６の平面図、図８（ｄ）は捕集容器１２６の側面図である。捕集容器１２６は、長さＬが１５０ｍｍ、幅Ｗが４０ｍｍ、高さＨが４０ｍｍの直方体である。捕集容器１２６への配管１２９の接続位置は、入口側の配管１２９Ａは正方形の面に接続されており、出口側の配管１２９Ｂは長方形の面に接続されている。そして、平面視において、入口側の配管１２９Ａは出口側の配管１２９Ｂが接続された面側の幅Ｗの端に寄せて接続されており、出口側の配管１２９Ｂは入口側の配管１２９Ａが接続された面とは反対側の長さＬの端に寄せて接続されている。また、入口側の配管１２９Ａ及び出口側の配管１２９Ｂ共に、捕集容器１２６の内部に１０ｍｍ挿入して接続されている。このように構成された捕集容器１２６の試験結果は、図６（ｂ）に結果Ｒ１２６で示すように、異物を１０ｇ投入したときの未捕集量が０．７ｇであり、そのうち粒径が０．６ｍｍ以上のものは０．２ｇであった。
【００４８】
図８（ｅ）は捕集容器１２７の平面図、図８（ｆ）は捕集容器１２７の側面図である。捕集容器１２７は、長さＬが１５０ｍｍ、幅Ｗが４０ｍｍ、高さＨが４０ｍｍの直方体である。捕集容器１２７への配管１２９の接続位置は、入口側の配管１２９Ａは長方形の面に接続されており、出口側の配管１２９Ｂは正方形の面に接続されている。そして、平面視において、入口側の配管１２９Ａは出口側の配管１２９Ｂが接続された面とは反対側の長さＬの端に寄せて接続されており、出口側の配管１２９Ｂは入口側の配管１２９Ａが接続された面側の幅Ｗの端に寄せて接続されている。また、入口側の配管１２９Ａ及び出口側の配管１２９Ｂ共に、捕集容器１２７の内部に１０ｍｍ挿入して接続されている。このように構成された捕集容器１２７の試験結果は、図６（ｂ）に結果Ｒ１２７で示すように、異物を２０ｇ投入したときの未捕集量が０．５ｇであり、そのうち粒径が０．６ｍｍ以上のものは０．４ｇであった。
【００４９】
以上の結果から、図８（ａ）、（ｂ）に示す、捕集容器１２５の形状が最も異物の捕捉率が向上するものであるという知見を得た。つまり、平面視において、入口側の配管１２９Ａを出口側の配管１２９Ｂが接続された面とは反対側の長さＬの端に寄せて接続し、出口側の配管１２９Ｂを入口側の配管１２９Ａが接続された面とは反対側の幅Ｗの端に寄せて接続する形状の捕集容器１２５の、異物の捕捉率が際だって高いという知見を得た。
【符号の説明】
【００５０】
１    キャンドモータポンプシステム
１Ａ  吸収溶液キャンドモータポンプシステム
１Ｂ  冷媒液キャンドモータポンプシステム
１０  キャンドモータポンプ
１３ｍ  モータ
２０  捕集容器
２９  冷却管
３１  吸収器
３２  再生器
Ｓａ  濃溶液
Ｓｗ  希溶液
Ｖｅ  蒸発器冷媒蒸気
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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