(57)【要約】【課題】簡便な構成でＣＯＰを向上させることができる吸収ヒートポンプを提供する。【解決手段】吸収ヒートポンプは、吸収液が冷媒の蒸気を吸収する際に生じる吸収熱で、被加熱媒体を加熱する吸収器と、吸収器に供給する冷媒の蒸気を生成する蒸発器と、冷媒の蒸気を吸収して濃度が低下した吸収液である希溶液を加熱して、希溶液から冷媒を離脱させる再生器と、再生器において希溶液から離脱した冷媒の蒸気Ｖｇを導入し、冷媒の蒸気Ｖｇを冷却水ｃで冷却して凝縮させる凝縮器４０と、凝縮器４０で凝縮された冷媒の液体Ｖｆを、蒸発器に導く冷媒液流路４５とを備え、凝縮器４０は、凝縮器缶胴４１の内部に、冷却水ｃを流す冷却水チューブ４３と、冷媒液流路４５の一部を構成する冷媒液チューブ４５ｔとを収容し、再生器から凝縮器缶胴４１の内部に導入した冷媒の蒸気Ｖｇで、冷媒液チューブ４５ｔの内部の冷媒液Ｖｆを加熱するように構成されている。【選択図】図２
2016161201.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
吸収液が冷媒の蒸気を吸収する際に生じる吸収熱で、被加熱媒体を加熱する吸収器と；
前記吸収器に供給する前記冷媒の蒸気を生成する蒸発器と；
前記冷媒の蒸気を吸収して濃度が低下した前記吸収液である希溶液を加熱して、前記希溶液から前記冷媒を離脱させる再生器と；
前記再生器において前記希溶液から離脱した前記冷媒の蒸気を導入し、前記冷媒の蒸気を冷却水で冷却して凝縮させる凝縮器と；
前記凝縮器で凝縮された前記冷媒の液体を、前記蒸発器に導く冷媒液流路とを備え；
前記凝縮器は、凝縮器缶胴の内部に、前記冷却水を流す冷却水チューブと、前記冷媒液流路の一部を構成する冷媒液チューブとを収容し、前記再生器から前記凝縮器缶胴の内部に導入した前記冷媒の蒸気で、前記冷媒液チューブの内部の前記冷媒液を加熱するように構成された；
吸収ヒートポンプ。
【請求項２】
前記凝縮器缶胴は、一対の管板を有し；
前記冷却水チューブの端部、及び前記冷媒液チューブの端部は、それぞれ、前記管板を貫通して前記管板に固定されている；
請求項１に記載の吸収ヒートポンプ。
【請求項３】
前記凝縮器は、前記冷媒液チューブの両端を固定する管板を有すると共に、前記冷媒液チューブが固定された前記管板が凝縮器缶胴に対して独立して構成された；
請求項１に記載の吸収ヒートポンプ。
【請求項４】
前記冷媒液チューブは、外表面に複数のフィンを有する；
請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の吸収ヒートポンプ。
【請求項５】
前記冷媒液チューブは、前記凝縮器缶胴の内部を流れる前記冷媒の蒸気の流れ方向に直交する断面上において均一に配列された；
請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載の吸収ヒートポンプ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は吸収ヒートポンプに関し、特に簡便な構成でＣＯＰを向上させることができる吸収ヒートポンプに関する。
【背景技術】
【０００２】
蒸発器で発生させた冷媒蒸気を吸収器に導き、吸収器において冷媒蒸気を吸収液に吸収させる際に発生する吸収熱で被加熱媒体の液体を加熱して被加熱媒体の蒸気を生成する吸収ヒートポンプがある。このような吸収ヒートポンプは、蒸発器及び吸収器のほか、吸収器で冷媒蒸気を吸収して濃度が低下した吸収液を再生する再生器と、再生器における吸収液の再生に伴って生じた冷媒蒸気を凝縮させる凝縮器とを備えることで、吸収液及び冷媒を循環させ、連続的に運転することが可能となる。吸収ヒートポンプの効率を向上させるために、再生器から凝縮器へ移動する冷媒蒸気の流路に設けた熱交換器によって、凝縮器から蒸発器に送られる冷媒液を加熱するものがある（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２００６−１６２１１３号公報（図３等）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、再生器から凝縮器へ移動する冷媒蒸気の流路に熱交換器を設けると、構成が複雑になる。
【０００５】
本発明は上述の課題に鑑み、簡便な構成でＣＯＰを向上させることができる吸収ヒートポンプ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の態様に係る吸収ヒートポンプは、例えば図１及び図２（Ａ）に示すように、吸収液Ｓａが冷媒の蒸気Ｖｅを吸収する際に生じる吸収熱で、被加熱媒体Ｗｑを加熱する吸収器１０と；吸収器１０に供給する冷媒の蒸気Ｖｅを生成する蒸発器２０と；冷媒の蒸気Ｖｅを吸収して濃度が低下した吸収液である希溶液Ｓｗを加熱して、希溶液Ｓｗから冷媒Ｖｇを離脱させる再生器３０と；再生器３０において希溶液Ｓｗから離脱した冷媒の蒸気Ｖｇを導入し、冷媒の蒸気Ｖｇを冷却水ｃで冷却して凝縮させる凝縮器４０と；凝縮器４０で凝縮された冷媒の液体Ｖｆを、蒸発器２０に導く冷媒液流路４５とを備え；凝縮器４０は、凝縮器缶胴４１の内部に、冷却水ｃを流す冷却水チューブ４３と、冷媒液流路４５の一部を構成する冷媒液チューブ４５ｔとを収容し、再生器３０から凝縮器缶胴４１の内部に導入した冷媒の蒸気Ｖｇで、冷媒液チューブ４５ｔの内部の冷媒液Ｖｆを加熱するように構成されている。
【０００７】
このように構成すると、冷媒液流路の一部を構成する冷媒液チューブを凝縮器缶胴の内部に収容するので、簡便な構成で、冷媒の蒸気から冷媒の液へ熱を回収することができ、冷媒の液に回収した熱量の分だけ吸収ヒートポンプに投入する熱量を削減することができて、ＣＯＰを向上させることができる。
【０００８】
また、本発明の第２の態様に係る吸収ヒートポンプは、例えば図２（Ａ）に示すように、上記本発明の第１の態様に係る吸収ヒートポンプにおいて、凝縮器缶胴４１は、一対の管板４２を有し；冷却水チューブ４３の端部、及び冷媒液チューブ４５ｔの端部は、それぞれ、管板４２を貫通して管板４２に固定されている。
【０００９】
このように構成すると、凝縮器缶胴の内部に冷却水チューブ及び冷媒液チューブを同時に固定することが可能となり、凝縮器の製造が簡便になる。
【００１０】
また、本発明の第３の態様に係る吸収ヒートポンプは、例えば図３（Ａ）に示すように、上記本発明の第１の態様に係る吸収ヒートポンプにおいて、凝縮器４０Ａは、冷媒液チューブ４５ｔＡの両端を固定する管板４２Ｂを有すると共に、冷媒液チューブ４５ｔＡが固定された管板４２Ｂが凝縮器缶胴４１Ａに対して独立して構成されている。
【００１１】
このように構成すると、冷媒液チューブを管板に固定したまま凝縮器缶胴に取り付けできるので、凝縮器缶胴の製造が容易になる。また、冷媒液チューブが固定された管板を凝縮器缶胴に重ねて取り付けた場合は、冷媒液チューブが固定された管板を凝縮器缶胴から取り外す必要が生じた場合に、取り外しが比較的容易になる。
【００１２】
また、本発明の第４の態様に係る吸収ヒートポンプは、例えば図２（Ａ）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つの態様に係る吸収ヒートポンプにおいて、冷媒液チューブ４５ｔは、外表面に複数のフィン４５ｆを有する。
【００１３】
このように構成すると、冷媒液チューブの冷媒の蒸気側の伝熱面積を増大させることができ、冷媒の蒸気から冷媒の液への熱回収を効率よく行うことができる。
【００１４】
また、本発明の第５の態様に係る吸収ヒートポンプは、例えば図４（Ｂ）に示すように、上記本発明の第１の態様乃至第４の態様のいずれか１つの態様に係る吸収ヒートポンプにおいて、冷媒液チューブ４５ｔＢは、凝縮器缶胴４１（例えば図４（Ａ）参照）の内部を流れる冷媒の蒸気Ｖｇの流れ方向に直交する断面上において均一に配列されている。
【００１５】
このように構成すると、冷媒の蒸気の熱を効率よく回収することができる。また、冷媒液チューブを蛇行させることで冷媒液チューブが当該断面上において均一に配列された場合は、冷媒液チューブを蛇行させない場合に比べて、冷媒液チューブと凝縮器缶胴との固定箇所の数に対する冷媒液チューブの伝熱面積を増やすことができる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、冷媒液流路の一部を構成する冷媒液チューブを凝縮器缶胴の内部に収容するので、簡便な構成で、冷媒の蒸気から冷媒の液へ熱を回収することができ、冷媒の液に回収した熱量の分だけ吸収ヒートポンプに投入する熱量を削減することができて、ＣＯＰを向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の実施の形態に係る吸収ヒートポンプの模式的系統図である。
【図２】（Ａ）は本発明の実施の形態に係る吸収ヒートポンプの凝縮器回りの縦断面図、（Ｂ）は凝縮器内に収容された冷媒液チューブの部分拡大側面図である。
【図３】（Ａ）は本発明の実施の形態に係る吸収ヒートポンプの凝縮器の第１の変形例の縦断面図、（Ｂ）は冷媒液チューブの斜視図である。
【図４】（Ａ）は本発明の実施の形態に係る吸収ヒートポンプの凝縮器の第２の変形例の縦断面図、（Ｂ）は横断面図である。
【図５】本発明の実施の形態の変形例に係る二段昇温型吸収ヒートポンプの模式的系統図である。
【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、本発明の実施の形態に係る吸収ヒートポンプ１を説明する。図１は、吸収ヒートポンプ１の模式的系統図である。最初に吸収ヒートポンプ１全体の構成及び作用を説明し、その後に吸収ヒートポンプ１の構成要素の１つである凝縮器４０の詳細を説明する。吸収ヒートポンプ１は、吸収液Ｓ（Ｓａ、Ｓｗ）と冷媒Ｖ（Ｖｅ、Ｖｇ、Ｖｆ）との吸収ヒートポンプサイクルが行われる主要機器を構成する吸収器１０、蒸発器２０、再生器３０、及び凝縮器４０を備え、さらに、気液分離器８０を備えている。
【００２０】
本明細書においては、吸収液に関し、ヒートポンプサイクル上における区別を容易にするために、性状やヒートポンプサイクル上の位置に応じて「希溶液Ｓｗ」や「濃溶液Ｓａ」等と呼称するが、性状等を不問にするときは総称して「吸収液Ｓ」ということとする。同様に、冷媒に関し、ヒートポンプサイクル上における区別を容易にするために、性状やヒートポンプサイクル上の位置に応じて「蒸発器冷媒蒸気Ｖｅ」、「再生器冷媒蒸気Ｖｇ」、「冷媒液Ｖｆ」等と呼称するが、性状等を不問にするときは総称して「冷媒Ｖ」ということとする。本実施の形態では、吸収液Ｓ（吸収剤と冷媒Ｖとの混合物）としてＬｉＢｒ水溶液が用いられており、冷媒Ｖとして水（Ｈ２Ｏ）が用いられている。また、被加熱媒体Ｗは、吸収器１０に供給される液体の被加熱媒体Ｗである被加熱媒体液Ｗｑ、気体の被加熱媒体である被加熱媒体蒸気Ｗｖ、液体と気体とが混合した状態の被加熱媒体である混合被加熱媒体Ｗｍ、吸収ヒートポンプ１外から補充された被加熱媒体である補給液体としての補給水Ｗｓの総称である。本実施の形態では、被加熱媒体Ｗとして水（Ｈ２Ｏ）が用いられている。
【００２１】
吸収器１０は、被加熱媒体Ｗの流路を構成する伝熱管１２と、濃溶液Ｓａを散布する濃溶液散布ノズル１３とを内部に有している。吸収器１０は、濃溶液散布ノズル１３から濃溶液Ｓａが散布され、濃溶液Ｓａが蒸発器冷媒蒸気Ｖｅを吸収する際に吸収熱を発生させる。この吸収熱を、伝熱管１２を流れる被加熱媒体Ｗが受熱して、被加熱媒体Ｗが加熱されるように構成されている。蒸発器２０は、熱源流体としての熱源温水ｈの流路を構成する熱源管２２を、蒸発器缶胴２１の内部に有している。蒸発器２０は、蒸発器缶胴２１の内部に冷媒液Ｖｆを散布するノズルを有していない。このため、熱源管２２は、蒸発器缶胴２１内に貯留された冷媒液Ｖｆに浸かるように配設されている（満液式蒸発器）。一般に「吸収冷凍機」の蒸発器では、冷水を取り出すために冷媒液の蒸発温度が低くなるように設計されるので、冷媒液の蒸発圧力が低く設定されるため、熱源管が冷媒液に浸かる構成であると充分な能力を得ることができない。これに対し、吸収ヒートポンプでは、吸収冷凍機よりも蒸発器内の圧力が高く、熱源管が冷媒液に浸かる構成でも所望の冷媒蒸気を得ることが可能となる。蒸発器２０は、熱源管２２周辺の冷媒液Ｖｆが熱源管２２内を流れる熱源温水ｈの熱で蒸発して蒸発器冷媒蒸気Ｖｅが発生するように構成されている。蒸発器缶胴２１の下部には、蒸発器缶胴２１内に冷媒液Ｖｆを供給する冷媒液管４５が接続されている。吸収器１０と蒸発器２０とは、相互に連通するように１つの缶胴内に形成されている。吸収器１０と蒸発器２０とが連通することにより、蒸発器２０で発生した蒸発器冷媒蒸気Ｖｅを吸収器１０に供給することができるように構成されている。
【００２２】
再生器３０は、希溶液Ｓｗを加熱する熱源流体としての熱源温水ｈを内部に流す熱源管３２と、希溶液Ｓｗを散布する希溶液散布ノズル３３とを有している。熱源管３２内を流れる熱源温水ｈは、熱源管２２内を流れる熱源温水ｈと同じ流体であっても異なる流体であってもよい。再生器３０は、希溶液散布ノズル３３から散布された希溶液Ｓｗが熱源温水ｈに加熱されることにより、希溶液Ｓｗから冷媒Ｖが蒸発して濃度が上昇した濃溶液Ｓａが生成されるように構成されている。希溶液Ｓｗから蒸発した冷媒Ｖは再生器冷媒蒸気Ｖｇとして凝縮器４０に移動するように構成されている。凝縮器４０は、冷却媒体としての冷却水ｃが流れる冷却水チューブ４３を凝縮器缶胴４１の内部に有している。凝縮器４０は、再生器３０で発生した再生器冷媒蒸気Ｖｇを導入し、これを冷却水ｃで冷却して凝縮させるように構成されている。再生器３０と凝縮器４０とは、相互に連通するように、再生器の缶胴と凝縮器缶胴４１とが一体に形成されている。再生器３０と凝縮器４０とが連通することにより、再生器３０で発生した再生器冷媒蒸気Ｖｇを凝縮器４０に供給することができるように構成されている。また、吸収器１０及び蒸発器２０が再生器３０及び凝縮器４０よりも高所に配設されており、位置ヘッドで吸収器１０内の吸収液Ｓを再生器３０へ搬送可能に構成されている。
【００２３】
再生器３０の濃溶液Ｓａが貯留される部分と吸収器１０の濃溶液散布ノズル１３とは、濃溶液Ｓａを流す濃溶液管３５で接続されている。濃溶液管３５には、濃溶液Ｓａを圧送する溶液ポンプ３５ｐが配設されている。吸収器１０の希溶液Ｓｗが貯留される部分と希溶液散布ノズル３３とは、希溶液Ｓｗを流す希溶液管３６で接続されている。濃溶液管３５及び希溶液管３６には、濃溶液Ｓａと希溶液Ｓｗとの間で熱交換を行わせる溶液熱交換器３８が配設されている。凝縮器４０の冷媒液Ｖｆが貯留される部分と蒸発器缶胴２１の下部（典型的には底部）とは、冷媒液Ｖｆを流す冷媒液管４５で接続されている。冷媒液管４５には、冷媒液Ｖｆを圧送する冷媒ポンプ４６が配設されている。冷媒液管４５は、凝縮器缶胴４１の内部を通っている。
【００２４】
気液分離器８０は、吸収器１０の伝熱管１２を流れて加熱された被加熱媒体Ｗを導入し、被加熱媒体蒸気Ｗｖと被加熱媒体液Ｗｑとを分離する機器である。気液分離器８０と吸収器１０とは、気液分離器８０内の被加熱媒体液Ｗｑを伝熱管１２に導く被加熱媒体液管８２及び加熱された被加熱媒体Ｗを気液分離器８０に導く加熱後被加熱媒体管８４で接続されている。また、気液分離器８０には、分離された被加熱媒体蒸気Ｗｖを吸収ヒートポンプ１の外に導く被加熱媒体蒸気管８９が接続されている。また、主に蒸気として吸収ヒートポンプ１の外に供給された分の被加熱媒体Ｗを補うための補給水Ｗｓを吸収ヒートポンプ１の外から導入する補給水管８５が設けられている。補給水管８５は、被加熱媒体液管８２に接続されており、被加熱媒体液管８２を流れる被加熱媒体液Ｗｑに補給水Ｗｓを合流させるように構成されている。補給水管８５には、吸収器１０に向けて補給水Ｗｓを圧送する補給水ポンプ８６が配設されている。
【００２５】
次に、上述の吸収ヒートポンプ１のヒートポンプサイクルを説明する。まず、冷媒側のサイクルを説明する。凝縮器４０では、再生器３０で蒸発した再生器冷媒蒸気Ｖｇを受け入れて、冷却水チューブ４３を流れる冷却水ｃで冷却して凝縮し、冷媒液Ｖｆとする。このとき、再生器冷媒蒸気Ｖｇは、冷媒液チューブ４５ｔを流れる冷媒液Ｖｆによっても冷却される。凝縮した冷媒液Ｖｆは、冷媒ポンプ４６で蒸発器缶胴２１に送られる。蒸発器缶胴２１に送られた冷媒液Ｖｆは、熱源管２２内を流れる熱源温水ｈによって加熱され、蒸発して蒸発器冷媒蒸気Ｖｅとなる。蒸発器２０で発生した蒸発器冷媒蒸気Ｖｅは、蒸発器２０と連通する吸収器１０へと移動する。
【００２６】
次に溶液側のサイクルを説明する。吸収器１０では、濃溶液Ｓａが濃溶液散布ノズル１３から散布され、この散布された濃溶液Ｓａが蒸発器２０から移動してきた蒸発器冷媒蒸気Ｖｅを吸収する。蒸発器冷媒蒸気Ｖｅを吸収した濃溶液Ｓａは、濃度が低下して希溶液Ｓｗとなる。吸収器１０では、濃溶液Ｓａが蒸発器冷媒蒸気Ｖｅを吸収する際に吸収熱が発生する。この吸収熱により、伝熱管１２を流れる被加熱媒体Ｗが加熱される。吸収器１０で蒸発器冷媒蒸気Ｖｅを吸収した濃溶液Ｓａは、濃度が低下して希溶液Ｓｗとなり、吸収器１０の下部に貯留される。貯留された希溶液Ｓｗは、重力及び吸収器１０と再生器３０との内圧の差により再生器３０に向かって希溶液管３６を流れ、溶液熱交換器３８で濃溶液Ｓａと熱交換して温度が低下して、再生器３０に至る。希溶液Ｓｗは、溶液熱交換器３８を出て再生器３０に入る際に圧力（露点温度）が下がり、希溶液Ｓｗ中の冷媒Ｖの一部が蒸発するのに伴い温度が低下する。
【００２７】
再生器３０に送られた希溶液Ｓｗは、希溶液散布ノズル３３から散布され、熱源管３２を流れる熱源温水ｈ（本実施の形態では約８０℃前後）によって加熱され、散布された希溶液Ｓｗ中の冷媒が蒸発して濃溶液Ｓａとなり、再生器３０の下部に貯留される。他方、希溶液Ｓｗから蒸発した冷媒Ｖは再生器冷媒蒸気Ｖｇとして凝縮器４０へと移動する。再生器３０の下部に貯留された濃溶液Ｓａは、溶液ポンプ３５ｐにより、濃溶液管３５を介して吸収器１０の濃溶液散布ノズル１３に圧送される。濃溶液管３５を流れる濃溶液Ｓａは、溶液熱交換器３８で希溶液Ｓｗと熱交換して温度が上昇してから吸収器１０に流入し、濃溶液散布ノズル１３から散布される。濃溶液Ｓａは、溶液ポンプ３５ｐで昇圧されて吸収器１０に入り、吸収器１０内で蒸発器冷媒蒸気Ｖｅを吸収することに伴い温度が上昇する。吸収器１０に戻った濃溶液Ｓａは蒸発器冷媒蒸気Ｖｅを吸収し、以降、同様のサイクルを繰り返す。
【００２８】
吸収液Ｓ及び冷媒Ｖが上記のような吸収ヒートポンプサイクルを行う過程で、吸収器１０において濃溶液Ｓａが蒸発器冷媒蒸気Ｖｅを吸収する際に発生する吸収熱で被加熱媒体液Ｗｑが加熱されて湿り蒸気（混合被加熱媒体Ｗｍ）となり、気液分離器８０に導かれて分離された被加熱媒体蒸気Ｗｖが吸収ヒートポンプ１の外部の蒸気利用場所に供給される。つまり、吸収ヒートポンプから被加熱媒体蒸気Ｗｖが取り出される。このように、吸収ヒートポンプ１は、駆動熱源の温度以上の被加熱媒体Ｗを取り出すことができる第２種の吸収ヒートポンプとして構成されている。外部に供給された分の被加熱媒体Ｗは、補給水Ｗｓとして吸収ヒートポンプ１の外部から供給される。なお、上述した吸収ヒートポンプ１を構成する各機器は、制御装置（不図示）で制御される。
【００２９】
次に図２を参照して、上述の吸収ヒートポンプ１（図１参照）を構成する凝縮器４０の詳細を説明する。図２（Ａ）は、図１に示す吸収ヒートポンプ１の凝縮器４０回りの縦断面図である。凝縮器４０は、冷却水チューブ４３と冷媒液チューブ４５ｔとが凝縮器缶胴４１内に収容されている。冷却水チューブ４３は、本実施の形態では、直線状に形成されたものが複数本設けられている。冷却水チューブ４３は、典型的には、概ね水平に配設されている。冷却水チューブ４３は、凝縮器缶胴４１の下部の冷媒液Ｖｆが貯留される部分よりも上方に配設されている。このように構成されることで、冷却水チューブ４３が冷媒液Ｖｆに没入することがなく、冷却水チューブ４３内を流れる冷却水ｃによって、凝縮器缶胴４１に流入してきた再生器冷媒蒸気Ｖｇを適切に冷却することができる。
【００３０】
冷媒液チューブ４５ｔは、本実施の形態では、直線状に形成されたものが１本又は複数本（典型的には２〜３本）設けられている。冷媒液チューブ４５ｔは、典型的には、概ね水平に配設されている。冷媒液チューブ４５ｔは、少なくとも凝縮器缶胴４１の下部の冷媒液Ｖｆが貯留される部分よりも上方に配設されており、典型的には、冷却水チューブ４３よりも上方に配設されている。冷媒液チューブ４５ｔの外周には、フィン４５ｆが設けられている。フィン４５ｆは、本実施の形態では、図２（Ｂ）の部分拡大側面図に示すように、冷媒液チューブ４５ｔの軸線が延びる方向に対して直交する方向に広がるように、冷媒液チューブ４５ｔの外表面からねじ山状に延びている。換言すれば、冷媒液チューブ４５ｔの表面に多数の凹凸を形成した凸の部分がフィン４５ｆとなっている。フィン４５ｆは、適宜間隔をあけて複数設けられている。
【００３１】
凝縮器缶胴４１は、一対の管板４２を有している。一対の管板４２は、間隔をあけて、平行に配置されている。管板４２は、法線が水平になるように配設されている。一対の管板４２の間には、冷却水チューブ４３及び冷媒液チューブ４５ｔが配設されている。冷却水チューブ４３及び冷媒液チューブ４５ｔは、それぞれ、一端が一方の管板４２に接続され、他端が他方の管板４２に接続されている。管板４２は、冷却水チューブ４３あるいは冷媒液チューブ４５ｔが接続される位置に、冷却水チューブ４３あるいは冷媒液チューブ４５ｔを挿通することができる孔が形成されている。冷却水チューブ４３は、管板４２に形成された孔に端部が挿通され、管板４２の外側で端部が拡管されることで、端部が管板４２に固定されている。冷媒液チューブ４５ｔも、冷却水チューブ４３と同様の要領で、端部が管板４２に固定されている。このように、冷却水チューブ４３の固定先と、冷媒液チューブ４５ｔの固定先とを共通の管板４２とすることで、冷却水チューブ４３及び冷媒液チューブ４５ｔを同時に固定することが可能となり、凝縮器４０の製造が簡便になる。両端が管板４２に接合された冷却水チューブ４３及び冷媒液チューブ４５ｔは、それぞれ、内部が凝縮器缶胴４１の内部と連通しないようになっている。換言すれば、冷却水チューブ４３内を流れる冷却水ｃと、冷媒液チューブ４５ｔ内を流れる冷媒液Ｖｆと、凝縮器缶胴４１内に流入する再生器冷媒蒸気Ｖｇとが相互に混合しないように構成されている。
【００３２】
一対の管板４２の外側には、それぞれ、冷却水ｃの水室（以下「冷却水室４３ｒ」という）と、冷媒液Ｖｆの液室（以下「冷媒液室４５ｒ」という）とが形成されている。冷却水室４３ｒは、各冷却水チューブ４３に冷却水ｃを供給し、あるいは各冷却水チューブ４３から冷却水ｃを収集する部位である。冷却水室４３ｒは、一面が開口した直方体状の部材が、管板４２に取り付けられているすべての冷却水チューブ４３の端部を覆うように管板４２の外側に取り付けられることで形成されている。冷却水室４３ｒは、各冷却水チューブ４３の内部と連通している。冷媒液室４５ｒは、１本又は複数本の冷媒液チューブ４５ｔに冷媒液Ｖｆを供給し、あるいは冷媒液チューブ４５ｔから冷媒液Ｖｆを収集する部位である。冷媒液室４５ｒは、一面が開口した直方体状の部材が、管板４２に取り付けられているすべての冷媒液チューブ４５ｔの端部を覆うように管板４２の外側に取り付けられることで形成されている。冷媒液室４５ｒは、冷媒液チューブ４５ｔの内部と連通している。
【００３３】
引き続き図２を主に参照し、適宜図１を参照して、凝縮器４０回りの作用を説明する。なお、以下に示す温度条件は、理解の容易にために例示するものであり、限定されるものではない。先に、凝縮器４０に導入される冷却水ｃについて言及する。凝縮器４０に導入される冷却水ｃは、３２℃で冷却水チューブ４３に流入し、３７℃に上昇して冷却水チューブ４３から流出する。したがって、凝縮器缶胴４１の下部に貯留される冷媒液Ｖｆは、３８℃〜３９℃となる。遡って、凝縮器缶胴４１には、再生器３０で発生した再生器冷媒蒸気Ｖｇが、８０℃〜９０℃で流入する。凝縮器缶胴４１に流入した再生器冷媒蒸気Ｖｇは、まず、冷媒液チューブ４５ｔに接触し、冷媒液チューブ４５ｔ内を流れる冷媒液Ｖｆとの熱交換が行われる。このとき、冷媒液チューブ４５ｔの外表面にはフィン４５ｆが設けられているので、再生器冷媒蒸気Ｖｇ側の伝熱面積を増大させることができ、再生器冷媒蒸気Ｖｇから冷媒液Ｖｆへの熱回収を効率よく行うことができる。再生器冷媒蒸気Ｖｇは、冷媒液Ｖｆとの熱交換により、４３℃〜４５℃に低下する。
【００３４】
再生器冷媒蒸気Ｖｇは、次に、冷却水チューブ４３に接触し、冷却水チューブ４３内を流れる冷却水ｃとの熱交換が行われる。再生器冷媒蒸気Ｖｇは、冷却水ｃとの熱交換によって凝縮して冷媒液Ｖｆとなり、上述のように３８℃〜３９℃の冷媒液Ｖｆとして凝縮器缶胴４１の下部に貯留される。凝縮器缶胴４１の下部に貯留された冷媒液Ｖｆは、冷媒ポンプ４６によって流動され、冷媒液管４５を流れる。冷媒液管４５を流れる冷媒液Ｖｆは、冷媒液室４５ｒを介して冷媒液チューブ４５ｔに流入し、前述のように再生器冷媒蒸気Ｖｇとの熱交換が行われる。冷媒液Ｖｆは、再生器冷媒蒸気Ｖｇとの熱交換により、４１℃〜４２℃に上昇する。その後、冷媒液Ｖｆは、冷媒液チューブ４５ｔから流出して冷媒液管４５を流れ、蒸発器２０に供給される。
【００３５】
以上で説明したように、本実施の形態に係る吸収ヒートポンプ１によれば、凝縮器缶胴４１の内部に冷却水チューブ４３と冷媒液チューブ４５ｔとを収容し、再生器冷媒蒸気Ｖｇで冷媒液チューブ４５ｔ内の冷媒液Ｖｆを加熱するように構成されているので、簡便な構成で、再生器冷媒蒸気Ｖｇから冷媒液Ｖｆへ熱を回収することができ、冷媒液Ｖｆに回収した熱量の分だけ吸収ヒートポンプ１に投入する熱量を削減することができて、ＣＯＰを向上させることができる。また、冷却水チューブ４３と冷媒液チューブ４５ｔとが共通の管板４２に固定されているので、凝縮器４０の製造が簡便になる。
【００３６】
次に図３を参照して、第１の変形例に係る凝縮器４０Ａを説明する。図３（Ａ）は、凝縮器４０Ａ回りの縦断面図である。凝縮器４０Ａは、凝縮器４０（図２（Ａ）参照）と比較して、冷媒液チューブ４５ｔＡが固定された管板４２Ｂを、凝縮器缶胴４１Ａに対して取り付けることができるように構成されている点で異なっている。以下、凝縮器４０Ａに関し、主として凝縮器４０（図２（Ａ）参照）との相違点を説明する。凝縮器４０Ａは、一対のうちの一方の管板が、凝縮器缶胴４１Ａに固定されている固定管板４２Ａと、固定管板４２Ａに対して付け外しができる独立管板４２Ｂとで構成されている。凝縮器４０Ａは、凝縮器缶胴４１Ａの内部に収容された各冷却水チューブ４３の一端が、凝縮器４０（図２（Ａ）参照）と同様に管板４２に接続され、他端が管板４２Ａに接続されており、各冷却水チューブ４３の両端が、それぞれ、管板４２、４２Ａに形成された孔に挿通され、管板４２、４２Ａの外側で拡管されて固定されている。凝縮器４０Ａは、凝縮器缶胴４１Ａの内部に収容される冷媒液チューブ４５ｔＡがＵ字状に形成され、冷媒液チューブ４５ｔＡの両端が共に独立管板４２Ｂに拡管固定されている。図３（Ｂ）の斜視図に示すように、冷媒液チューブ４５ｔＡが複数本設けられる場合、各冷媒液チューブ４５ｔＡの一端は、独立管板４２Ｂを仮想的に二分割した一方の領域４２ＢＰに接続され、他端は他方の領域４２ＢＱに接続されている。冷媒液室４５ｒは、図３（Ａ）に示すように、冷媒液チューブ４５ｔＡに冷媒液Ｖｆを供給する方、及び冷媒液チューブ４５ｔＡから冷媒液Ｖｆを収集する方の両方とも、独立管板４２Ｂに取り付けられている。独立管板４２Ｂに対して冷媒液チューブ４５ｔＡ及び冷媒液室４５ｒが設けられたユニット（以下「冷媒液チューブユニット４５Ｕ」という。）は、凝縮器缶胴４１Ａから独立している（別体に構成されて分離可能である）ため、凝縮器缶胴４１Ａとは別に製造した後に、凝縮器缶胴４１Ａに組み込むことができる。冷媒液チューブユニット４５Ｕは、凝縮器缶胴４１Ａと別に製造することができるため、簡便かつ高精度に製造することができる。図３（Ａ）は、凝縮器缶胴４１Ａに冷媒液チューブユニット４５Ｕを組み込む途中の状態を示している。冷媒液チューブユニット４５Ｕを凝縮器缶胴４１Ａに組み込んだ後、冷媒液チューブユニット４５Ｕを溶接等で凝縮器缶胴４１Ａに固定することで、気密性が保持される。冷媒液チューブユニット４５Ｕは、凝縮器缶胴４１Ａに取り付ける際、独立管板４２Ｂを凝縮器缶胴４１Ａに重ね合わせて固定することで、隅肉溶接等で凝縮器缶胴４１Ａに取り付けられるため、凝縮器缶胴４１Ａから取り外す必要が生じた場合に、取り外しが容易になる。
【００３７】
次に図４を参照して、第２の変形例に係る凝縮器４０Ｂを説明する。図４（Ａ）は、凝縮器４０Ｂ回りの縦断面図、図４（Ｂ）は凝縮器４０Ｂの横断面図である。図４（Ｂ）は、再生器冷媒蒸気Ｖｇの流れ方向に直交する断面（本変形例では水平断面）を示している。凝縮器４０Ｂは、凝縮器４０（図２（Ａ）参照）と比較して、冷媒液チューブ４５ｔＢが、水平断面上で蛇行して、均一に配列されている点で異なっている。ここで、均一に配列とは、実質的に均一に配列されていることを含み、隣接する冷媒液チューブ４５ｔＢの部分同士又は当該部分と凝縮器缶胴４１との距離が等しいことである。また、実質的に均一に配列とは、冷媒液チューブ４５ｔＢの各部分内を流れる冷媒液Ｖｆが再生器冷媒蒸気Ｖｇから受ける熱量が、許容される誤差の範囲内で同じになることである。凝縮器４０Ｂの、上記以外の構成は、凝縮器４０（図２（Ａ）参照）と同様である。凝縮器４０Ｂでは、再生器冷媒蒸気Ｖｇの熱を効率よく回収することができる。
【００３８】
以上の説明では、蒸発器２０が満液式であるとしたが、散布式であってもよい。蒸発器を散布式とする場合は、蒸発器缶胴の上部に冷媒液Ｖｆを散布する冷媒液散布ノズルを設け、満液式の場合に蒸発器缶胴２１の下部に接続することとしていた冷媒液管４５の端部を、冷媒液散布ノズルに接続すればよい。また、蒸発器缶胴の下部の冷媒液Ｖｆを冷媒液散布ノズルに供給する配管及びポンプを設けてもよい。
【００３９】
以上の説明では、再生器冷媒蒸気Ｖｇ側の伝熱面積を増大させるために、冷媒液チューブ４５ｔにねじ山状の凹凸を形成してフィン４５ｆを形成することとしたが、凹凸のないチューブの外表面に薄板状の部材をチューブの断面半径方向に広がるように取り付けることでフィン４５ｆを形成してもよい。あるいは、伝熱面積を増大させなくても再生器冷媒蒸気Ｖｇと冷媒液Ｖｆとで所望の熱交換を行うことができる場合は、冷媒液チューブ４５ｔにフィン４５ｆを設けなくてもよい。
【００４０】
以上の説明では、吸収ヒートポンプ１が単段であるとして説明したが、多段でもよい。
図５に、二段昇温型の吸収ヒートポンプ１Ａの構成を例示する。吸収ヒートポンプ１Ａは、図１に示されている吸収ヒートポンプ１における吸収器１０及び蒸発器２０が、高温側の高温吸収器１０Ｈ及び高温蒸発器２０Ｈと、低温側の低温吸収器１０Ｌ及び低温蒸発器２０Ｌとに分かれている。高温吸収器１０Ｈは低温吸収器１０Ｌよりも内圧が高く、高温蒸発器２０Ｈは低温蒸発器２０Ｌよりも内圧が高い。高温吸収器１０Ｈと高温蒸発器２０Ｈとは、高温蒸発器２０Ｈの冷媒Ｖの蒸気を高温吸収器１０Ｈに移動させることができるように上部で連通している。低温吸収器１０Ｌと低温蒸発器２０Ｌとは、低温蒸発器２０Ｌの冷媒Ｖの蒸気を低温吸収器１０Ｌに移動させることができるように上部で連通している。被加熱媒体液Ｗｑは、高温吸収器１０Ｈで加熱される。熱源温水ｈは、低温蒸発器２０Ｌに導入される。低温吸収器１０Ｌは低温蒸発器２０Ｌから移動してきた冷媒Ｖの蒸気を吸収液Ｓが吸収する際の吸収熱で高温蒸発器２０Ｈ内の冷媒液Ｖｆを加熱して高温蒸発器２０Ｈ内に冷媒Ｖの蒸気を発生させ、発生した高温蒸発器２０Ｈ内の冷媒Ｖの蒸気は高温吸収器１０Ｈに移動して高温吸収器１０Ｈ内の吸収液Ｓに吸収される際の吸収熱で被加熱媒体液Ｗｑを加熱するように構成されている。
【００４１】
吸収ヒートポンプ１Ａでは、ヒートポンプサイクルで用いられる冷媒Ｖも被加熱媒体の１つとなり得る。つまり、吸収ヒートポンプ１Ａの外部の蒸気利用場所に供給される被加熱媒体蒸気Ｗｖが高温吸収器１０Ｈで加熱される被加熱媒体に相当し、高温蒸発器２０Ｈ内の冷媒液Ｖｆが低温吸収器１０Ｌで加熱される被加熱媒体に相当する。
【符号の説明】
【００４２】
１    吸収ヒートポンプ
１０  吸収器
２０  蒸発器
３０  再生器
４０  凝縮器
４１  凝縮器缶胴
４２  管板
４３  冷却水チューブ
４５  冷媒液管
４５ｆ  フィン
４５ｔ  冷媒液チューブ
ｃ    冷却水
Ｓａ  濃溶液
Ｓｗ  希溶液
Ｖｅ  蒸発器冷媒蒸気
Ｖｆ  冷媒液
Ｖｇ  再生器冷媒
Ｗｑ  被加熱媒体液
【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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