(57)【要約】【課題】納入設置が簡単に行えるようにする。【解決手段】再生器１、凝縮器２、蒸発器３、吸収器４などと共に、蒸発器３から供給される冷媒蒸気を吸収液に吸収させるリソーバ５と、リソーバ５から供給される冷媒濃度の高い吸収液を加熱して冷媒を吸収液から蒸発分離し、冷媒濃度が低下した吸収液をリソーバ５から供給されている吸収液と熱交換器１０で熱交換させてリソーバ５に戻し、吸収液から蒸発分離した冷媒蒸気を吸収器４に供給するデソーバ６とを備えた吸収ヒートポンプ装置において、吸収器４とデソーバ６が内在する低圧胴Ｃ１からなる第１段目の上に、蒸発器３とリソーバ５が内在する中圧胴Ｃ２からなる２段目を積重し、さらにその上に再生器１と凝縮器２が並設された高圧胴Ｃ３からなる３段目を積重して、再生器１、凝縮器２、蒸発器３、吸収器４、リソーバ５、デソーバ６を一体的に配置するようにした。【選択図】      図１
2004270994.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
吸収液を加熱して吸収液から冷媒を蒸発分離する再生器と、再生器から供給される冷媒蒸気を冷却して凝縮させる凝縮器と、凝縮器から供給される冷媒液を加熱して蒸発させる蒸発器と、冷媒を蒸発分離して再生器から供給される冷媒の濃度が低下した吸収液に冷媒を吸収させ、再生器から供給される吸収液と熱交換させて再生器に戻す吸収器と、蒸発器から供給される冷媒蒸気を吸収液に吸収させるリソーバと、冷媒を吸収してリソーバから供給される冷媒の濃度が上昇した吸収液を加熱して冷媒を吸収液から蒸発分離し、冷媒の濃度が低下した吸収液をリソーバから供給される吸収液と熱交換させてリソーバに戻すと共に、吸収液から蒸発分離した冷媒蒸気を吸収器に供給するデソーバとを備えて構成される吸収ヒートポンプ装置において、デソーバと吸収器が内在する低圧胴の上に蒸発器とリソーバが内在する中圧胴が積重され、中圧胴の上に再生器と凝縮器が並設された高圧胴が積重されて、再生器、凝縮器、蒸発器、リソーバ、デソーバ、吸収器が一体的に配置されたことを特徴とする吸収ヒートポンプ装置。
【請求項２】
蒸発器の冷媒液溜りと吸収器とが管路により連通可能に接続されたことを特徴とする請求項１記載の吸収ヒートポンプ装置。
【請求項３】
高圧胴と中圧胴の気相部同士、中圧胴と低圧胴の気相部同士がそれぞれ管路により連通可能に接続され、吸収器の気相部に抽気管の始端が接続されたことを特徴とする請求項１または２記載の吸収ヒートポンプ装置。
【請求項４】
吸収器から再生器に至る吸収液管から分岐した管路に設けられたエジェクターに抽気管の終端が接続され、エジェクターに導入される吸収液がデソーバから吐出した吸収液により冷却可能に、エジェクターより上流側の管路に熱交換器が設けられたことを特徴とする請求項３記載の吸収ヒートポンプ装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、再生器、凝縮器、蒸発器、吸収器などと共に、リソーバとデソーバとを備えて構成される吸収ヒートポンプ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
この種の装置として、例えば図３に示したように再生器１、凝縮器２、蒸発器３、吸収器４、リソーバ５、デソーバ６などを配管接続して構成した吸収ヒートポンプ装置１００Ｘが周知である（特許文献１参照）。
【０００３】
上記構成の吸収ヒートポンプ装置１００Ｘは、蒸発器３とデソーバ６とで吸熱し、凝縮器２と第二種サイクルを構成するリソーバ５および第一種サイクルを構成する吸収器４で放熱するので、暖房時のＣＯＰが２以上となると云った利点があり、地球環境保全に有利であるとして近年注目されるようになってきた。
【０００４】
【特許文献１】
特開２００１−８２８２５（図１）
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記構成の吸収ヒートポンプ装置においては、吸収液と冷媒とを反応（吸収／蒸発／凝縮）させるための容器部材数が多いため、それらを単体で納入設置したのでは設置に要する時間が長くなるだけでなく、設置現場での配管の取り回しスペースが大きくなるため、設置に要する床面積が広くなると云った問題点がある。そのため、設置が簡単にでき、また、設置に要する床面積も広くならないようにする必要があり、それが解決すべき課題となっていた。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決すべく本発明は、吸収液を加熱して吸収液から冷媒を蒸発分離する再生器と、再生器から供給される冷媒蒸気を冷却して凝縮させる凝縮器と、凝縮器から供給される冷媒液を加熱して蒸発させる蒸発器と、冷媒を蒸発分離して再生器から供給される冷媒の濃度が低下した吸収液に冷媒を吸収させ、再生器から供給される吸収液と熱交換させて再生器に戻す吸収器と、蒸発器から供給される冷媒蒸気を吸収液に吸収させるリソーバと、冷媒を吸収してリソーバから供給される冷媒の濃度が上昇した吸収液を加熱して冷媒を吸収液から蒸発分離し、冷媒の濃度が低下した吸収液をリソーバから供給される吸収液と熱交換させてリソーバに戻すと共に、吸収液から蒸発分離した冷媒蒸気を吸収器に供給するデソーバとを備えて構成される吸収ヒートポンプ装置において、
【０００７】
デソーバと吸収器が内在する低圧胴の上に蒸発器とリソーバが内在する中圧胴を積重し、中圧胴の上に再生器と凝縮器が並設された高圧胴を積重し、再生器、凝縮器、蒸発器、リソーバ、デソーバ、吸収器を一体的に配置するようにした第１の構成の吸収ヒートポンプ装置と、
【０００８】
前記第１の構成の吸収ヒートポンプ装置において、蒸発器の冷媒液溜りと吸収器とを管路により連通可能に接続するようにした第２の構成の吸収ヒートポンプ装置と、
【０００９】
前記第１または第２の構成の吸収ヒートポンプ装置において、高圧胴と中圧胴の気相部同士、中圧胴と低圧胴の気相部同士をそれぞれ管路により連通可能に接続し、吸収器の気相部に抽気管の始端を接続するようにした第３の構成の吸収ヒートポンプ装置と、
【００１０】
前記第３の構成の吸収ヒートポンプ装置において、吸収器から再生器に至る吸収液管から分岐した管路に設けられたエジェクターに抽気管の終端を接続し、エジェクターに導入する吸収液がデソーバから吐出した吸収液により冷却可能に、エジェクターより上流側の管路に熱交換器を設けるようにした第４の構成の吸収ヒートポンプ装置と、
を提供するものである。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図１と図２に基づいて詳細に説明する。なお、理解を容易にするため、図１、図２においても前記図３において説明した部分と同様の機能を有する部分には、同一の符号を付した。
【００１２】
図１に例示した吸収ヒートポンプ装置１００は、冷媒に水、吸収液に臭化リチウム水溶液などを使用して、加熱作用を行うための装置であり、この場合も図３に示した吸収ヒートポンプ装置１００Ｘと同様に、再生器１、凝縮器２、蒸発器３、吸収器４、リソーバ５、デソーバ６を備えている。
【００１３】
そして、本発明の吸収ヒートポンプ装置１００においては、図１に示したように吸収器４とデソーバ６が内在する低圧胴Ｃ１からなる第１段目の上に、蒸発器３とリソーバ５が内在する中圧胴Ｃ２からなる２段目が積重され、中圧胴Ｃ２の上に再生器１と凝縮器２が並設された高圧胴Ｃ３からなる３段目が積重されて、再生器１、凝縮器２、蒸発器３、吸収器４、リソーバ５、デソーバ６が一体的に配置されており、それら全体が取付台７、８の上に載置・固定されている。そのため、例えば３段目の高圧胴Ｃ３の部分にアイボルトなどの吊上げ補助具を設けて置くことにより、クレーンで簡単に吊上げて納入設置することができる。
【００１４】
なお、図中９、１０は熱交換器、Ｐ１、Ｐ２は吸収液ポンプ、Ｐ３は冷媒ポンプであり、それらは図１に示したように接続されており、ヒートポンプとしての基本的動作は図３に示した吸収ヒートポンプ装置１００Ｘなどと同様である（必要であれば、特許文献１を参照）。
【００１５】
また、本発明の吸収ヒートポンプ装置１００においては、図１に示したように蒸発器３の冷媒液溜りと吸収器４とが、冷媒ブロー管１１により接続され、冷媒ブロー管１１に介在する開閉弁１２を開弁することにより、蒸発器３の冷媒液溜りから下方の吸収器４に冷媒液を流すことができる。
【００１６】
そのため、装置の運転を停止する際には、冷媒を蒸発分離し、冷媒の吸収が可能な状態に再生された再生器１の冷媒濃度の低い吸収液を、吸収器４で冷媒液が加えられ、冷媒濃度が上昇した吸収液を再生器１に送ることにより、吸収液の冷媒濃度を速やかに高めることが可能であり、吸収液の結晶化を防止するための稀釈運転時間を短縮することができる。
【００１７】
また、運転中に何らかの原因により、吸収液濃度が上昇したときにも、開閉弁１２を開弁して蒸発器３の冷媒液溜りから下方の吸収器４に冷媒液を流すことにより、吸収液の結晶化を防止することができる。
【００１８】
また、吸収ヒートポンプ装置１００は、図１に示したように、高圧胴Ｃ３と中圧胴Ｃ２の気相部同士が、開閉弁１３が介在する連通管１４により接続され、中圧胴Ｃ２と低圧胴Ｃ１の気相部同士が、開閉弁１５が介在する連通管１６により接続されて、開閉弁１３を開弁することにより高圧胴Ｃ３と中圧胴Ｃ２の気相部同士が連通し、開閉弁１５を開弁することにより中圧胴Ｃ２と低圧胴Ｃ１の気相部同士が連通するようになっている。
【００１９】
そして、図１には示していないが、低圧胴Ｃ１の吸収器４には図２に示したように終端側がエジェクター１７に接続された抽気管１８の始端側が接続されている。エジェクター１７は、吸収器４から吸収液ポンプＰ１、熱交換器９を経由して再生器１に至る吸収液管１９と吸収液ポンプＰ１の下流側で分岐して吸収器４に戻る分岐吸収液管２０の途中に設けられている。
【００２０】
エジェクター１７より上流側の分岐吸収液管２０には熱交換器２１が設けられて、吸収液ポンプＰ１により吸収器４からエジェクター１７に供給されている吸収液が、デソーバ６から吐出して吸収液ポンプＰ２により送られている吸収液の一部により熱交換器２１において冷却され、下流側のエジェクター１７に導入されるようになっている。
【００２１】
すなわち、エジェクター１７には吸収器４内より低い温度の吸収液が導入されるので、吸収器４内と同じ温度の吸収液が導入されるときよりエジェクター１７の内部は低圧になり、吸収器４から不凝縮ガスを抽気する効率が向上する。なお、熱交換器２１において冷却作用を果たした吸収液は、デソーバ６に戻される。
【００２２】
また、終端部が吸収器４に至るエジェクター１７より下流側の分岐吸収液管２０には気液分離器２２が設けられ、熱交換器２１において冷却されてエジェクター１７に導入された吸収液と、吸収液がエジェクター１７を高速で通過する際に発生する負圧により、抽気管１８を介して吸収器４の気相部から抽気された気体（冷媒蒸気と不凝縮ガスとの混合ガス）とが混合されて気液分離器２２の下部に導入され、吸収液に溶解しない不凝縮ガスが吸収液中を浮上して気液分離器２２の上部側に分離・捕集され、気液分離器２２の気相部に接続された排気管２３を介して適宜排気できるように構成されている（排気管２３を介しての排気には、真空ポンプ、パラジウム管などが適宜使用される）。
【００２３】
上記構成になる本発明の吸収ヒートポンプ装置１００においては、開閉弁１３、１５を開弁することにより、高圧胴Ｃ３、中圧胴Ｃ２、低圧胴Ｃ１それぞれの気相部は連通管１４、１６を介して連通し、圧力差により高圧胴Ｃ３内の気体は中圧胴Ｃ２に、中圧胴Ｃ２内の気体は低圧胴Ｃ１に移動する。
【００２４】
そのため、装置内に発生した水素、外部から漏入した酸素、窒素などの不凝縮ガスも、連通管１４、１６を介して吸収器４に集められるので、吸収器４から不凝縮ガスを排出することにより、器内に発生した不凝縮ガスの濃度を低下させることができる。
【００２５】
なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではないので、特許請求の範囲に記載の趣旨から逸脱しない範囲で各種の変形実施が可能である。
【００２６】
例えば、連通管１４、１６には開閉弁１３、１５ではなくオリフィスを設けて、極小量の気体が高圧胴Ｃ３から中圧胴Ｃ２、中圧胴Ｃ２から低圧胴Ｃ１に移動するように構成することも可能である。
【００２７】
また、吸収器４内の伝熱管４Ａ、リソーバ５内の伝熱管５Ａ、凝縮器２内の伝熱管２Ａが直列、または並列、若しくはそれぞれが単独に介在する温水管路を設け、その温水管路を流れて加熱された温水を暖房の熱源、果汁・ミルクなどの食品を濃縮する際の熱源とすることも可能である。
【００２８】
また、再生器１内の吸収液を加熱して冷媒を蒸発分離し、吸収液を冷媒の吸収が可能な状態に再生するために再生器１内の伝熱管１Ａに導入する駆動熱源としては、コージェネレーションシステムなどを冷却して高温になった冷却水であっても良いし、燃焼バーナにより、再生器１内の吸収液を加熱・再生し、冷媒蒸気を発生させる構成とすることもできる。
【００２９】
【発明の効果】
上記したように、本発明の吸収ヒートポンプ装置においては、装置の納入設置が容易に行えるようになる。また、第２の発明によれば稀釈運転時間を短縮することが可能であり、第３の発明によれば不凝縮ガスの排出が容易に行え、第４の発明によれば不凝縮ガスの排出効率が一層向上する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明になる吸収ヒートポンプ装置の構成を示す説明図である。
【図２】本発明になる吸収ヒートポンプ装置の細部の構成を示す説明図である。
【図３】従来技術を示す説明図である。
【符号の説明】
１  再生器
１Ａ  伝熱管
２  凝縮器
２Ａ  伝熱管
３  蒸発器
３Ａ  伝熱管
３Ｂ  散布器
４  吸収器
４Ａ  伝熱管
４Ｂ  散布器
５  リソーバ
５Ａ  伝熱管
５Ｂ  散布器
６  デソーバ
６Ａ  伝熱管
６Ｂ  散布器
７、８  取付台
９、１０  熱交換器
１１  冷媒ブロー管
１２  開閉弁
１３  開閉弁
１４  連通管
１５  開閉弁
１６  連通管
１７  エジェクター
１８  抽気管
１９  吸収液管
２０  分岐吸収液管
２１  熱交換器
２２  気液分離器
２３  排気管
Ｐ１・Ｐ２  吸収液ポンプ
Ｐ３  冷媒ポンプ
１００、１００Ｘ  吸収ヒートポンプ装置
【図１】
2004270994.tif 000003
【図２】
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【図３】
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