(57)【要約】【課題】伝熱板の外表面に塗布された溶媒と熱交換流体との熱交換を効率的に行うことが可能な熱交換部を備える吸収式ヒートポンプ装置を提供する。【解決手段】この吸収式ヒートポンプ装置１００は、冷却水が流通する蛇行形状の冷却水流路４８を内部に含む平板状の伝熱板４３と、冷媒蒸気を吸収する吸収液を、伝熱板４３の外表面４３ａおよび４３ｂに塗布する回転塗布部４４と、を含む熱交換部４２を備える。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱交換流体が流通する蛇行形状の熱交換流体流路を内部に有する平板状の伝熱板と、
冷媒蒸気を吸収する吸収液、または、冷媒からなる溶媒を、前記伝熱板の外表面に塗布する塗布部と、を含む熱交換部を備える、吸収式ヒートポンプ装置。
【請求項２】
前記蛇行形状の熱交換流体流路は、上方から下方に向かって前記熱交換流体が流通せずに、横方向または下方から上方に向かって前記熱交換流体が流通するように形成されている、請求項１に記載の吸収式ヒートポンプ装置。
【請求項３】
前記伝熱板は、所定の間隔を隔てて並んで複数配列され、
前記熱交換部は、
複数の前記伝熱板の下方に前記複数の伝熱板の配列方向に延びるように配置され、下方から前記複数の伝熱板の前記熱交換流体流路に前記熱交換流体を供給する共通の熱交換流体供給管と、
前記複数の伝熱板の上方に前記複数の伝熱板の配列方向に延びるように配置され、前記複数の伝熱板の前記熱交換流体流路を流通した前記熱交換流体を上方から回収する共通の熱交換流体回収管と、をさらに含む、請求項２に記載の吸収式ヒートポンプ装置。
【請求項４】
前記塗布部は、前記伝熱板の外表面に沿って回転しながら前記溶媒を塗布する回転塗布部を含み、
前記伝熱板は、前記回転塗布部を回転させるための軸部が貫通する孔部を有し、
前記熱交換流体流路は、前記孔部を避けるように蛇行している、請求項１〜３のいずれか１項に記載の吸収式ヒートポンプ装置。
【請求項５】
前記伝熱板は、蛇行溝を有する板状の本体部と、前記蛇行溝を覆うように前記本体部に取り付られる蓋部とを含み、
前記蛇行溝と前記蓋部とに囲まれた空間により、前記蛇行形状の熱交換流体流路が構成されている、請求項１〜４のいずれか１項に記載の吸収式ヒートポンプ装置。
【請求項６】
吸収液により冷媒蒸気を吸収する吸収式ヒートポンプ装置であって、
冷媒を蒸発させる蒸発器と、
前記蒸発器で蒸発した冷媒蒸気を吸収液に吸収させる吸収器と、を備え、
前記吸収器または前記蒸発器は、
熱交換流体が流通する蛇行形状の熱交換流体流路を内部に含む平板状の伝熱板と、
冷媒蒸気を吸収する吸収液、または、冷媒からなる溶媒を、前記伝熱板の外表面に塗布する塗布部と、を有する熱交換部を含む、吸収式ヒートポンプ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、吸収式ヒートポンプ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、伝熱板と伝熱板の外表面に溶媒を塗布する塗布部とを含む吸収式ヒートポンプ装置が知られている（たとえば、特許文献１参照）。
【０００３】
上記特許文献１には、粘性物質を貯留する箱状の基体と、吸収器と、を備える吸収式ヒートポンプ装置が開示されている。上記特許文献１に記載の吸収式ヒートポンプ装置の吸収器は、基体内に配置され、塗布表面に塗布された粘性物質を冷却させる円板状の冷却器と、冷却器の塗布表面に存在する粘性物質を膜状に塗り広げるための塗布部と、を含んでいる。また、吸収器では、冷却器の内部の冷却室に、塗布表面に塗布された粘性物質と熱交換を行う冷媒が供給されるとともに、熱交換を行った冷媒が冷却室から回収されるように構成されている。なお、上記特許文献１には、冷却器における冷却室の構造は開示されていない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第５３７０５８９号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記特許文献１では、冷却室の構造が考慮されていないため、冷媒が冷却室に供給されたとしても、冷却室の広い範囲に行き渡らせる前に、冷媒が冷却室から排出される場合があると考えられる。この場合、冷却器の塗布表面に塗布された粘性物質と、冷媒との熱交換が効率的に行われない。したがって、冷却器の塗布表面に塗布された粘性物質と、冷媒との熱交換を効率的に行うことが可能な冷却器を備える吸収式ヒートポンプ装置が望まれている。
【０００６】
この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、この発明の１つの目的は、伝熱板の外表面に塗布された溶媒と熱交換流体との熱交換を効率的に行うことが可能な熱交換部を備える吸収式ヒートポンプ装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するために、この発明の第１の局面における吸収式ヒートポンプ装置は、熱交換流体が流通する蛇行形状の熱交換流体流路を内部に含む平板状の伝熱板と、冷媒蒸気を吸収する吸収液、または、冷媒からなる溶媒を、伝熱板の外表面に塗布する塗布部と、を含む熱交換部を備える。
【０００８】
この発明の第１の局面による吸収式ヒートポンプ装置では、上記のように、伝熱板の内部に熱交換流体が流通する熱交換流体流路を設けるとともに、熱交換流体流路を蛇行形状に形成する。これにより、蛇行形状の熱交換流体流路を熱交換流体が流通することによって、熱交換流体が伝熱板から回収（排出）される前に伝熱板の広い範囲に熱交換流体を十分に行き渡らせることができるので、伝熱板の外表面に塗布された溶媒と熱交換流体との熱交換を効率的に行うことができる。
【０００９】
上記第１の局面による吸収式ヒートポンプ装置において、好ましくは、蛇行形状の熱交換流体流路は、上方から下方に向かって熱交換流体が流通せずに、横方向または下方から上方に向かって熱交換流体が流通するように形成されている。
【００１０】
このように構成すれば、熱交換流体流路において下方から上方に向かって熱交換流体が流通することによって、伝熱板の外表面に塗布され、自重により上方から下方に向かって流れ落ちる溶媒の流れと、熱交換流体の流れとを対向させることができる。これにより、溶媒と熱交換流体との間の熱交換を効率的に行うことができる。また、蛇行形状の熱交換流体流路に上方から下方に向かって熱交換流体が流通する流路を設けないことによって、蛇行形状のうち、横方向に向かう流路と上方から下方に向かう流路との境界部分（Ｌ字状の角部分）、または、下方から上方に向かう流路と上方から下方に向かう流路との境界部分（逆Ｕ字状の上端近傍の湾曲部分）に、熱伝達にほとんど寄与しない空気が滞留するのを抑制することができる。この結果、熱交換部において、伝熱板の外表面に塗布された溶媒と熱交換流体との熱交換をより効率的に行うことができる。
【００１１】
この場合、好ましくは、伝熱板は、所定の間隔を隔てて並んで複数配列され、複数の伝熱板の下方に複数の伝熱板の配列方向に延びるように配置され、下方から複数の伝熱板の熱交換流体流路に熱交換流体を供給する共通の熱交換流体供給管と、複数の伝熱板の上方に複数の伝熱板の配列方向に延びるように配置され、複数の伝熱板の熱交換流体流路を流通した熱交換流体を上方から回収する共通の熱交換流体回収管と、をさらに備える。
【００１２】
このように構成すれば、下方から伝熱板の熱交換流体流路に熱交換流体が供給され、伝熱板の上方から熱交換流体流路を流通した熱交換流体が回収されるので、熱交換流体流路において、下方から上方に向かう方向に熱交換流体を容易に流通させることができる。また、熱交換部に、複数の伝熱板に共通の熱交換流体供給管および熱交換流体回収管を設けることによって、熱交換部における部品点数の増加を抑制することができるとともに、複数の伝熱板により伝熱板の外表面に塗布された溶媒と熱交換流体との熱交換をより広い範囲で行うことができる。
【００１３】
上記第１の局面による吸収式ヒートポンプ装置において、好ましくは、塗布部は、伝熱板の外表面に沿って回転しながら溶媒を塗布する回転塗布部を含み、伝熱板は、回転塗布部を回転させるための軸部が貫通する孔部を有し、熱交換流体流路は、孔部を避けるように蛇行している。
【００１４】
このように構成すれば、孔部が形成された伝熱板であっても、孔部近傍を含む伝熱板の広い範囲に熱交換流体を流通させて、伝熱板の外表面に塗布された溶媒と熱交換流体との熱交換を十分に行うことができる。
【００１５】
上記第１の局面による吸収式ヒートポンプ装置において、好ましくは、伝熱板は、蛇行溝を有する板状の本体部と、蛇行溝を覆うように本体部に取り付られる蓋部とを含み、蛇行溝と蓋部とに囲まれた空間により、蛇行形状の熱交換流体流路が構成されている。
【００１６】
このように構成すれば、伝熱板に蛇行形状の熱交換流体流路を容易に形成することができる。
【００１７】
この発明の第２の局面における吸収式ヒートポンプ装置は、吸収液により冷媒蒸気を吸収する吸収式ヒートポンプ装置であって、冷媒を蒸発させる蒸発器と、蒸発器で蒸発した冷媒蒸気を吸収液に吸収させる吸収器と、を備え、吸収器または蒸発器は、熱交換流体が流通する蛇行形状の熱交換流体流路を内部に含む平板状の伝熱板と、冷媒蒸気を吸収する吸収液、または、冷媒からなる溶媒を、伝熱板の外表面に塗布する塗布部と、を有する熱交換部を含む。
【００１８】
この発明の第２の局面による吸収式ヒートポンプ装置では、上記のように、吸収器または蒸発器の熱交換部において、伝熱板の内部に熱交換流体が流通する熱交換流体流路を設けるとともに、熱交換流体流路を蛇行形状に形成する。これにより、第１の局面における吸収式ヒートポンプ装置と同様に、伝熱板の外表面に塗布された溶媒と熱交換流体との熱交換を効率的に行うことができる。
【００１９】
なお、上記第１の局面による吸収式ヒートポンプ装置において、以下の構成も考えられる。
【００２０】
（付記項１）
すなわち、上記熱交換流体流路が伝熱板の孔部を避けるように蛇行している吸収式ヒートポンプ装置において、蛇行形状の熱交換流体流路は、上方から下方に向かって熱交換流体が流通せずに、横方向または下方から上方に向かって熱交換流体が流通するように構成された第１分岐部および第２分岐部に分岐することによって、孔部を避けるように蛇行している。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の第１実施形態における吸収式ヒートポンプ装置の全体構成を示した図である。
【図２】本発明の第１実施形態における吸収器の内部構造を示した斜視図である。
【図３】本発明の第１実施形態における吸収器の熱交換部の構造を示した拡大斜視図である。
【図４】本発明の第１実施形態における吸収器の伝熱板を示した分解斜視図である。
【図５】図４の３００−３００線に沿った断面図である。
【図６】本発明の第２実施形態における吸収式ヒートポンプ装置の全体構成を示した図である。
【図７】本発明の第２実施形態における蒸発器の内部構造を示した斜視図である。
【図８】本発明の第２実施形態における蒸発器の熱交換部の構造を示した拡大斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
【００２３】
［第１実施形態］
まず、図１〜図５を参照して、本発明の第１実施形態による吸収式ヒートポンプ装置１００の構成について説明する。
【００２４】
（吸収式ヒートポンプ装置の構成）
本発明の第１実施形態による吸収式ヒートポンプ装置１００では、冷媒としての水と、吸収液（溶媒の一例）としての臭化リチウム（ＬｉＢｒ）水溶液とが用いられており、エンジン９０を備えた乗用車およびバスなどの車両（図示せず）に搭載されるように構成されている。
【００２５】
吸収式ヒートポンプ装置１００は、図１に示すように、再生器１０（二点鎖線枠内）と、凝縮器２０と、蒸発器３０と、吸収器４０とを備える。再生器１０は、吸収液から冷媒蒸気（高温水蒸気）を分離する役割を有する。凝縮器２０は、冷房運転時に、冷媒蒸気を凝縮（液化）させる役割を有する。蒸発器３０は、冷房運転時に、凝縮して水となった冷媒を低温低圧の条件下で蒸発（気化）させる役割を有する。吸収器４０は、濃液状態で供給された吸収液に蒸発器３０で気化した冷媒蒸気（低温水蒸気）を吸収させる役割を有する。
【００２６】
再生器１０は、吸収液を加熱する加熱部１１と、加熱された吸収液から冷媒蒸気を分離する気液分離部１２とを含む。加熱部１１では、エンジン９０からの排気管９１を流通する高温の排気ガスと吸収液とが熱交換される。排気管９１は、加熱部１１を経由する排熱供給路９１ａと、迂回路９１ｂとを含み、排熱供給路９１ａには弁９２が設けられている。冷房運転時および暖房運転時に弁９２が開かれることによって、エンジン９０からの排気ガスの一部が排熱供給路９１ａを経由して加熱部１１に流通されるように構成されている。
【００２７】
また、吸収式ヒートポンプ装置１００は、吸収液循環路５１ａおよび５１ｂからなる循環通路５１と、冷媒蒸気通路５２ａ、５２ｂおよび５３と、冷媒通路５４と、吸収液通路５５および５６と、冷媒供給路５７および５８とを備える。循環通路５１は、吸収液を加熱部１１と気液分離部１２との間で循環させる役割を有しており、吸収液循環路５１ａにポンプ７１が設けられている。冷媒蒸気通路５２ａは、冷房運転時に気液分離部１２からの冷媒蒸気を凝縮器２０に供給する役割を有する。冷媒蒸気通路５２ｂは、暖房運転時に気液分離部１２で分離された冷媒蒸気を蒸発器３０に流入させる役割を有する。なお、冷媒蒸気通路５２ｂと冷媒蒸気通路５３との接続部分には、冷房運転時に冷媒蒸気通路５２ｂを閉状態するか、暖房運転時に冷媒蒸気通路５２ｂを開状態にするかを切替可能な三方弁６４が設けられている。また、冷媒蒸気通路５２ａには、弁６５が設けられている。弁６５は、暖房運転時に、気液分離部１２により分離された冷媒蒸気が凝縮器２０に流入するのを遮断する役割を有する。また、冷媒通路５４には、弁６６が設けられている。
【００２８】
吸収液通路５５は、弁６１の開閉動作に応じて再生器１０から吸収器４０に吸収液（濃液）を供給する役割を有する。吸収液通路５６は、ポンプ７２と弁６２との連動時に吸収器４０において冷媒蒸気が吸収された吸収液（希液）を再生器１０に供給する役割を有する。冷媒供給路５７は、暖房運転時にポンプ７３と弁６３とが連動することによって、蒸発器３０に貯留された冷媒（水）を再生器１０に供給する役割を有する。冷媒供給路５８は、吸収液の結晶化防止を目的として弁６７の開閉動作に応じて凝縮器２０に貯留された凝縮水を吸収器４０に供給する役割を有する。また、熱交換器５９においては、吸収液通路５５および吸収液通路５６を流通する吸収液同士の熱交換が行われる。
【００２９】
また、吸収式ヒートポンプ装置１００は、冷房運転時に駆動される冷却水回路８０を備える。冷却水回路８０は、凝縮器２０における冷媒蒸気の冷却と、吸収器４０における冷媒の吸収液（濃液）への吸収時に発生する吸収熱の除去とに用いられる。詳細には、冷却水回路８０は、冷却水（熱交換流体の一例）が流通する冷却水循環路８１と、ポンプ８２と、凝縮器２０に配置された熱交換部８３と、吸収器４０に配置された熱交換部４２と、放熱部８４とを含む。放熱部８４では、熱交換部８４ａを流通する冷却水が送風機８４ｂにより送風された空気（外気）によって冷却（放熱）される。なお、冷却水循環路８１は、吸収器４０に冷却水を供給する冷却水通路８１ａと、吸収器４０から冷却水を回収する冷却水通路８１ｂとを含んでいる。
【００３０】
凝縮器２０は、冷媒が貯留される容器２０ａと、容器２０ａ内に設置され、冷却水が内部を流通する熱交換部８３とを含んでいる。凝縮器２０では、熱交換部８３内を流通する冷却水と気液分離部１２からの冷媒蒸気とが熱交換される。これにより、冷媒蒸気が凝縮されて液状の冷媒になる。
【００３１】
蒸発器３０は、水（冷媒）が貯留される冷媒貯留部３１ａを有し、内部を絶対圧力で１ｋＰａ以下の真空状態に保持する容器３１と、容器３１内部に設置された熱交換部３２および噴射器３３とを含む。蒸発器３０の外部には、冷媒貯留部３１ａと噴射器３３とを接続する通路３４にポンプ３５が設けられている。これにより、冷媒貯留部３１ａの冷媒（水）がポンプ３５により汲み上げられて噴射器３３から熱交換部３２に向けて噴霧される。したがって、冷房運転時には、噴霧された冷媒（水）が冷媒蒸気（低温水蒸気）になる際に得る蒸発潜熱によって、送風機３６により循環される車内の吸込空気は熱交換部３２を通過する際に冷却される。
【００３２】
ここで、第１実施形態では、冷媒蒸気（低温水蒸気）を吸収液（ＬｉＢｒ水溶液）に吸収させる吸収器４０は、以下のように構成されている。
【００３３】
（吸収器の構造）
吸収器４０は、図１および図２に示すように、真空状態（絶対圧力で１ｋＰａ以下）に保たれた容器４１と、容器４１内に配置され、吸収液と冷媒蒸気とが熱交換を行う熱交換部４２とを含む。容器４１には、上下方向（Ｚ軸方向）のＺ１側（下方）に、吸収液が主に貯留される液溜まり部４１ａが形成されている。
【００３４】
熱交換部４２は、図２に示すように、Ｘ軸方向に配列され、平円板状の複数（５個）の伝熱板４３と、隣接する伝熱板４３間の領域に配置された４個の回転塗布部４４と、伝熱板４３に冷却水を供給する冷却水供給管４５ａと、伝熱板４３から冷却水を回収する冷却水回収管４５ｂ       冷却水回収管４５ｂとを有する。回転塗布部４４は、伝熱板４３のＸ２側の外表面４３ａおよびＸ１側の外表面４３ｂ（図３参照）に吸収液を塗布する役割を有する。なお、回転塗布部４４は、特許請求の範囲の「塗布部」の一例である。また、冷却水供給管４５ａおよび冷却水回収管４５ｂは、それぞれ、特許請求の範囲の「熱交換流体供給管」および「熱交換流体回収管」の一例である。
【００３５】
また、伝熱板４３のＺ１側の下部と、冷却水供給管４５ａとは、容器４１の液溜まり部４１ａ内に配置されてことにより、吸収液に浸かっている。また、回転塗布部４４がＺ軸方向に延びるように回転された状態において、回転塗布部４４のＺ１側の下部は、吸収液に浸かっている。
【００３６】
伝熱板４３の中心には、図３および図４に示すように、後述する回転軸４９ａが貫通する孔部４３ｃが形成されている。
【００３７】
また、複数の伝熱板４３の各々は、アルミニウム製の本体部４６と、本体部４６のＸ１側にろう付けなどにより取り付けられる、アルミニウム製の蓋部４７とを有している。本体部４６の中心には、孔部４３ｃの一部を構成する孔部４６ａが形成されている。同様に、蓋部４７の中心には、孔部４３ｃの一部を構成する孔部４７ａが形成されている。
【００３８】
また、図４に示すように、本体部４６のＸ２側の表面（外表面４３ｂ）は、ＹＺ平面に沿って平坦面状に形成されている。また、蓋部４７のＸ１側の表面（外表面４３ａ）およびＸ２側の表面は、共にＹＺ平面に沿って平坦面状に形成されている。
【００３９】
ここで、第１実施形態では、本体部４６のＸ１側の表面に、Ｘ２側に窪むとともに、蛇行形状に形成された蛇行溝４６ｂが形成されている。この蛇行溝４６ｂは、本体部４６のＺ１側の底部（伝熱板４３の底部４３ｄ）からＺ２側（上側）の頂部（伝熱板４３の頂部４３ｅ）まで延びるように形成されている。これにより、蛇行溝４６ｂと、本体部４６のＸ１側に取り付けられた蓋部４７とに囲まれた空間によって、冷却水が流通する蛇行形状の冷却水流路４８が構成されている。なお、冷却水流路４８は、特許請求の範囲の「熱交換流体流路」の一例である。
【００４０】
具体的には、図５に示すように、冷却水流路４８は、下部流路４８ａと、下部流路４８ａから分岐する分岐流路４８ｂおよび４８ｃと、分岐流路４８ｂと分岐流路４８ｃとが合流する上部流路４８ｄとから構成されている。そして、下部流路４８ａ、分岐流路４８ｂ、４８ｃおよび上部流路４８ｄは、蛇行形状に形成されている。
【００４１】
より具体的には、下部流路４８ａは、伝熱板４３のＺ１側の底部４３ｄに形成された開口部４８ｅからＺ２方向（上方）に向かって延びてＬ字状に折り返され、伝熱板４３の横方向（Ｙ軸方向）の一方方向（Ｙ１方向）に向かってＹ軸方向に延びている。そして、下部流路４８ａは、Ｚ２方向に向かってＵ字状に折り返して、伝熱板４３のＹ軸方向の他方側（Ｙ２側）の端部近傍までＹ軸方向に延びている。そして、下部流路４８ａは、Ｚ２方向に向かってＵ字状に折り返して、伝熱板４３のＹ１側の端部近傍までＹ軸方向に延びている。そして、下部流路４８ａは、Ｌ字状に折り返されてＺ２方向に向かって延びている。
【００４２】
分岐流路４８ｂは、Ｚ２方向に向かって延びる下部流路４８ａのＺ２側の端部から、Ｌ字状に折り返されて、孔部４３ｃのＹ１側の近傍までＹ軸方向に延びている。そして、分岐流路４８ｂは、Ｚ２方向に向かってＵ字状に折り返して、伝熱板４３のＹ１側の端部近傍までＹ軸方向に延びている。そして、分岐流路４８ｂは、Ｚ２方向に向かってＵ字状に折り返して、伝熱板４３のＹ２側の端部近傍までＹ軸方向に延びている。そして、分岐流路４８ｂは、上部流路４８ｄに接続されている。
【００４３】
分岐流路４８ｃは、Ｚ２方向に向かって延びる下部流路４８ａのＺ１側の端部近傍から分岐して、伝熱板４３のＹ２側の端部近傍までＹ軸方向に延びている。そして、分岐流路４８ｃは、Ｚ２方向に向かってＵ字状に折り返して、孔部４３ｃのＹ２側の近傍までＹ軸方向に延びている。そして、分岐流路４８ｃは、Ｚ２方向に向かってＵ字状に折り返して、伝熱板４３のＹ２側の端部近傍までＹ軸方向に延びている。そして、分岐流路４８ｃは、上部流路４８ｄのＺ２側の端部に接続されている。
【００４４】
上部流路４８ｄは、分岐流路４８ｃのＺ２側の端部からＺ２方向に向かって延びている。なお、このＺ２方向に向かって延びる部分において、分岐流路４８ｂが接続されている。そして、上部流路４８ｄは、Ｚ２方向に向かってＵ字状に折り返して、伝熱板４３のＹ１側の端部近傍までＹ軸方向に延びている。そして、上部流路４８ｄは、Ｚ２方向に向かってＵ字状に折り返して、伝熱板４３のＹ２側の端部近傍までＹ軸方向に延びている。そして、上部流路４８ｄは、Ｚ２方向に向かってＵ字状に折り返して、伝熱板４３の中央近傍までＹ軸方向に延びている。そして、上部流路４８ｄは、Ｌ字状に折り返され、伝熱板４３のＺ２側の頂部４３ｅに形成された開口部４８ｆまで延びている。
【００４５】
この結果、蛇行形状の下部流路４８ａ、分岐流路４８ｂ、４８ｃおよび上部流路４８ｄによって、冷却水流路４８は、伝熱板４３の略全面に冷却水を行き渡るように蛇行形状に形成されている。また、冷却水流路４８は、分岐した分岐流路４８ｂおよび４８ｃにおいて、孔部４３ｃを避けるように蛇行している。
【００４６】
冷却水供給管４５ａは、図２および図３に示すように、複数の伝熱板４３の配列方向であるＸ軸方向に延びるように、伝熱板４３のＺ１側の底部４３ｄの下方に配置されている。そして、冷却水供給管４５ａの冷却水が流通する管内が複数の伝熱板４３の各々におけるＺ１側の開口部４８ｅに連通した状態で、伝熱板４３は冷却水供給管４５ａに固定されている。これにより、冷却水供給管４５ａは、複数の伝熱板４３に共通に設けられており、各々の伝熱板４３に冷却水を供給可能に構成されている。
【００４７】
同様に、冷却水回収管４５ｂは、Ｘ軸方向に延びるように、伝熱板４３のＺ２側の頂部４３ｅの上方に配置されている。そして、冷却水回収管４５ｂの冷却水が流通する管内が複数の伝熱板４３の各々におけるＺ２側の開口部４８ｆに連通した状態で、伝熱板４３は冷却水回収管４５ｂに固定されている。これにより、冷却水回収管４５ｂは、複数の伝熱板４３に共通に設けられており、各々の伝熱板４３から冷却水を回収可能に構成されている。
【００４８】
また、冷却水供給管４５ａおよび冷却水回収管４５ｂに挟まれた状態で固定されていることによって、複数の伝熱板４３は、吸収器４０の容器４１内に固定的に設置されている。
【００４９】
また、図１に示すように、冷却水供給管４５ａは、冷却水回路８０の冷却水通路８１ａに接続されており、冷却水通路８１ａの冷却水が供給されている。また、冷却水回収管４５ｂは、冷却水回路８０の冷却水通路８１ｂに接続されており、伝熱板４３から回収された冷却水が冷却水通路８１ｂに回収されている。
【００５０】
これにより、吸収器４０の冷却水流路４８における冷却水の流通は以下のようになる。つまり、図５に示すように、吸収器４０の冷却水供給管４５ａ（図２参照）から供給された冷却水は、伝熱板４３のＺ１側の開口部４３ｅから冷却水が冷却水流路４８の下部流路４８ａに流入する。そして、下部流路４８ａに流入した冷却水は、横方向および上方に蛇行しながら下部流路４８ａを流通する。その後、下部流路４８ａを流通した冷却水は、分岐流路４８ｂおよび４８ｃに分かれて、分岐流路４８ｂおよび４８ｃを、孔部４３ｃを避けるように横方向および上方に蛇行しながら流通する。そして、分岐流路４８ｂおよび４８ｃを流通した冷却水は、上部流路４８ｄにおいて合流するとともに、横方向および上方に蛇行しながら上部流路４８ｄを流通する。最後に、上部流路４８ｄのＺ２側の上端に到達した冷却水は、伝熱板４３のＺ２側の開口部４３ｆから冷却水回収管４５ｂに回収される。
【００５１】
この結果、蛇行形状の冷却水流路４８は、上方から下方に向かって冷却水が流通せずに、横方向または下方から上方に向かって冷却水が流通するように形成されている。
【００５２】
また、熱交換部４２は、図２に示すように、４個の回転塗布部４４を回転軸線Ａまわりに矢印Ｒ方向に回転させるモータ４９をさらに有する。モータ４９には、回転軸４９ａが接続されている。回転軸４９ａは、図３に示すように、複数の伝熱板４３の孔部４３ｃを貫通するように、Ｘ１方向からＸ２方向に向かってＸ軸方向に延びている。回転塗布部４４は、略１８０°間隔で回転軸４９ａに取り付けられた一対のブラシ部材４４ａを有している。一対のブラシ部材４４ａは、回転軸４９ａから半径外側に延びる腕部４４ｂと、腕部４４ｂに植え付けられている複数本のブラシ４４ｃとを有する。ブラシ４４ｃは、伝熱板４３の外表面４３ａに向かってＸ２方向に延びるように腕部４４ｂに植え付けられているとともに、外表面４３ｂに向かってＸ１方向に延びるように植え付けられている。
【００５３】
次に、第１実施形態における吸収式ヒートポンプ装置１００の動作について説明する。
【００５４】
（冷房運転時の動作）
吸収式ヒートポンプ装置１００の冷房運転時には、図１に示すように、弁６１および６２を閉じた状態でポンプ７１が始動されて吸収液を循環通路５１に循環させる。加熱部１１により昇温されて気液分離部１２で分離された冷媒蒸気が所定温度に達した時点で弁６１および６２が開かれてポンプ７２が始動される。これにより、気液分離部１２に貯留された吸収液の濃液が吸収液通路５５を介して、吸収器４０の液溜まり部４１ａに供給される。また、三方弁６４が気液分離部１２と凝縮器２０とを連通する（冷媒蒸気が冷媒蒸気通路５２ａを流通する）側に切り替えられ、凝縮器２０で凝縮された冷媒蒸気が蒸発器３０に流入されて、熱交換部３２を介して車内の空気が冷却される。そして、容器３１内の熱交換部３２で蒸発した冷媒蒸気は、吸収器４０に吸引される。さらに、冷却水回路８０のポンプ８２および送風機８４ｂが駆動されることによって、冷却水回路８０が駆動される。
【００５５】
ここで、吸収器４０では、図２および図３に示すように、モータ４９が駆動されることにより、各々の回転塗布部４４のブラシ部材４４ａが伝熱板４３の外表面４３ａおよび４３ｂに沿って矢印Ｒ方向に回転移動される。これにより、液溜まり部４１ａに貯留された吸収液が伝熱板４３の外表面４３ａおよび４３ｂに塗布される。塗布された吸収液は、冷媒蒸気を吸収して希釈されつつ昇温するとともに、自重により、外表面４３ａおよび４３ｂ上を上方から下方に向かって流れ落ちる。この際、塗布された吸収液に冷媒蒸気が吸収される際に発生する吸収熱は、伝熱板４３の略全面にわたって形成された冷却水流路４８を流通する冷却水により、吸収される。なお、冷却水流路４８内を下方から上方に向かって吸収液に対向するように冷却水が流通することによって、吸収液と冷却水との間の熱交換が効率的に行われる。したがって、塗布された吸収液の温度が低温に保たれるので、塗布された吸収液への更なる冷媒蒸気の吸収が促進される。そして、吸収液は希液となって液溜まり部４１ａに落下する。液溜まり部４１ａに落下した吸収液は、回転塗布部４４により再度伝熱板４３の外表面４３ａおよび４３ｂに塗布されるか、または、図１に示すように、吸収液通路５５を流通して循環通路５１に戻される。
【００５６】
（暖房運転時の動作）
吸収式ヒートポンプ装置１００の暖房運転時には、図１に示すように、弁６１および６２は常に閉じられており吸収器４０は使用されない。三方弁６４が気液分離部１２と蒸発器３０とを結ぶ流路（高温水蒸気が冷媒蒸気通路５２ｂを流通する流路）側に切り替えられ、かつ、弁６５および６６が閉じられて凝縮器２０がサイクルから切り離される。そして、運転開始直後に循環通路５１を循環させて吸収液の昇温が行われ、気液分離部１２で分離された高温水蒸気が蒸発器３０（凝縮器の役割を果たす）に流入される。これにより、熱交換部３２を介して車内の空気が暖められる。また、蒸発器３０で熱交換された凝縮水は、ポンプ７３と弁６３との連動により冷媒供給路５７を介して循環通路５１に還流されて暖房サイクルが形成される。
【００５７】
（第１実施形態の効果）
第１実施形態では、以下のような効果を得ることができる。
【００５８】
第１実施形態では、伝熱板４３の内部に冷却水が流通する冷却水流路４８を設けるとともに、冷却水流路４８を蛇行形状に形成する。これにより、蛇行形状の冷却水流路４８を冷却水が流通することによって、冷却水が伝熱板４３から回収される前に伝熱板４３の広い範囲に冷却水を十分に流通させることができるので、伝熱板４３の外表面４３ａおよび４３ｂに塗布された吸収液と冷却水との熱交換を効率的に行うことができる。
【００５９】
また、第１実施形態では、流路面積が小さくなるように冷却水流路４８を設計することによって、冷却水の流速を容易に大きくすることができるので、吸収液と冷却水との熱交換効率を容易に向上させることができる。
【００６０】
また、第１実施形態では、冷却水流路４８において下方（Ｚ１方向）から上方（Ｚ２方向）に向かって冷却水が流通するように吸収式ヒートポンプ装置１００の伝熱板４３を構成する。これにより、伝熱板４３の外表面４３ａおよび４３ｂに塗布され、自重により上方から下方に向かって流れ落ちる吸収液の流れと、冷却水の流れとを対向させることができる。この結果、吸収液と冷却水との間の熱交換を効率的に行うことができる。また、蛇行形状の冷却水流路４８に上方から下方に向かって冷却水が流通する流路を伝熱板４３に設けないことによって、蛇行形状のうち、横方向に向かう流路と上方から下方に向かう流路との境界部分（Ｌ字状の角部分）、または、下方から上方に向かう流路と上方から下方に向かう流路との境界部分（逆Ｕ字状の上端近傍の湾曲部分）に、熱伝達にほとんど寄与しない空気が滞留するのを抑制することができる。この結果、熱交換部４２において、伝熱板４３の外表面４３ａおよび４３ｂに塗布された吸収液と冷却水との熱交換をより効率的に行うことができる。
【００６１】
また、第１実施形態では、下方から複数の伝熱板４３の冷却水流路４８に冷却水を供給する共通の冷却水供給管４５ａを、複数の伝熱板４３の下方に複数の伝熱板４３の配列方向（Ｘ軸方向）に延びるように配置する。また、複数の伝熱板４３の冷却水流路４８を流通した冷却水を上方から回収する共通の冷却水回収管４５ｂを、複数の伝熱板４３の上方に複数の伝熱板４３の配列方向に延びるように配置する。これにより、下方から伝熱板４３の冷却水流路４８に冷却水が供給され、伝熱板４３の上方から冷却水流路４８を流通した冷却水が回収されるので、冷却水流路４８において、下方から上方に向かう方向に冷却水を容易に流通させることができる。また、熱交換部４２に、複数の伝熱板４３に共通の冷却水供給管４５ａおよび冷却水回収管４５ｂを設けることによって、熱交換部４２における部品点数の増加を抑制することができるとともに、複数の伝熱板４３により伝熱板４３の外表面４３ａおよび４３ｂに塗布された吸収液と冷却水との熱交換をより広い範囲で行うことができる。
【００６２】
また、第１実施形態では、冷却水流路４８を孔部４３ｃを避けるように蛇行させることによって、孔部４３ｃが形成された伝熱板４３であっても、孔部４３ｃ近傍を含む伝熱板４３の広い範囲に冷却水を流通させて、伝熱板４３の外表面４３ａおよび４３ｂに塗布された吸収液と冷却水との熱交換を十分に行うことができる。
【００６３】
また、第１実施形態では、蛇行溝４６ｂと蓋部４７とに囲まれた空間により、蛇行形状の冷却水流路４８を構成することによって、伝熱板４３に蛇行形状の冷却水流路４８を容易に形成することができる。
【００６４】
また、第１実施形態では、回転塗布部４４により伝熱板４３の外表面４３ａおよび４３ｂに吸収液を塗布することによって、伝熱板４３の外表面４３ａおよび４３ｂ上に吸収液を確実に配置することができるので、振動や傾斜が生じる車両に吸収式ヒートポンプ装置１００が搭載された場合であっても、吸収液と冷却水との間の熱交換が行われる面積（伝熱面積）を確実に確保することができる。
【００６５】
［第２実施形態］
図６〜図８を参照して、第２実施形態について説明する。この第２実施形態では、上記第１実施形態と異なり、蒸発器２３０に対しても上記第１実施形態の吸収器４０と同様の構成（構造）を適用した例について説明する。
【００６６】
本発明の第２実施形態による吸収式ヒートポンプ装置２００では、図６に示すように、上記第１実施形態で用いた蒸発器３０（図１参照）の替わりに、蒸発器２３０を備えている。
【００６７】
（蒸発器の構造）
蒸発器２３０は、図７に示すように、容器２３１と、容器２３１内に配置され、冷媒としての水（溶媒の一例）と空調用の循環水（熱交換流体の一例）とが熱交換を行う熱交換部２３２とを含む。容器２３１には、Ｚ１側（下方）に、水が貯留される液溜まり部２３１ａが形成されている。
【００６８】
熱交換部２３２は、孔部２３３ｃが形成された平円板状の複数（５個）の伝熱板２３３と、隣接する伝熱板２３３間の領域に配置された４個の回転塗布部２３４と、伝熱板２３３に循環水を供給する循環水供給管２３５ａと、伝熱板２３３から循環水を回収する循環水回収管２３５ｂとを有する。なお、回転塗布部２３４は、特許請求の範囲の「塗布部」の一例である。また、循環水供給管２３５ａおよび循環水回収管２３５ｂは、それぞれ、特許請求の範囲の「熱交換流体供給管」および「熱交換流体回収管」の一例である。
【００６９】
ここで、第２実施形態では、図８に示すように、伝熱板２３３には、上記第１実施形態の伝熱板４３と同様に、蛇行形状の循環水流路２３８が形成されている。この蛇行形状の循環水流路２３８は、伝熱板２３３のＺ１側の底部２３３ｄに形成された開口部２３８ｅからＺ２側（上側）の頂部２３３ｅに形成された開口部２３８ｆに向かって、上方から下方に向かって循環水が流通せずに、横方向または下方から上方に向かって循環水が蛇行しながら流通するように構成されている。なお、循環水流路２３８は、特許請求の範囲の「熱交換流体流路」の一例である。
【００７０】
循環水供給管２３５ａは、図７および図８に示すように、伝熱板２３３のＺ１側の底部２３３ｄの下方に配置されている。そして、循環水供給管２３５ａの循環水が流通する管内は、複数の伝熱板２３３の各々におけるＺ１側の開口部２３８ｅに連通している。同様に、循環水回収管２３５ｂは、伝熱板２３３のＺ２側の頂部２３３ｅの上方に配置されている。また、循環水回収管２３５ｂの循環水が流通する管内は、複数の伝熱板２３３の各々におけるＺ２側の開口部２３８ｆに連通している。
【００７１】
また、図６に示すように、循環水供給管２３５ａは、後述する循環水回路２８０の循環水通路２８１ａに接続されており、循環水通路２８１ａの循環水が供給されている。また、循環水回収管２３５ｂは、循環水回路２８０の循環水通路２８１ｂに接続されており、伝熱板２３３から回収された循環水が循環水通路２８１ｂに回収されている。
【００７２】
また、熱交換部２３２は、図７に示すように、回転軸２３９ａが接続されたモータ２３９をさらに有する。また、回転塗布部２３４は、図８に示すように、上記第１実施形態の回転塗布部４４と同様の構成を有しており、伝熱板２３３の外表面２３３ａおよび２３３ｂに水を塗布する役割を有している。
【００７３】
また、図６に示すように、吸収式ヒートポンプ装置２００は、循環水回路２８０を備える。循環水回路２８０は、蒸発器２３０における水の冷却または昇温に用いられる。詳細には、循環水回路２８０は、循環水が流通する循環水流路２８１と、ポンプ２８２と、蒸発器２３０に配置された熱交換部２３２と、熱交換部２８３ａおよび熱交換部２８３ａを流通する循環水に送風する送風機２８３ｂとを含んでいる。なお、循環水流路２８１は、蒸発器２３０に循環水を供給する循環水流路２８１ａと、蒸発器２３０から循環水を回収する循環水流路２８１ｂとを含んでいる。なお、第２実施形態の吸収式ヒートポンプ装置２００のその他の構成は、上記第１実施形態の吸収式ヒートポンプ装置１００と同様である。
【００７４】
次に、第２実施形態における吸収式ヒートポンプ装置２００の動作について説明する。なお、蒸発器２３０および循環水回路２８０の動作以外は、第１実施形態における吸収式ヒートポンプ装置１００の動作と同様であるので、説明を省略する。
【００７５】
（冷房運転時の動作）
吸収式ヒートポンプ装置２００の冷房運転時には、図６〜図８に示すように、蒸発器２３０では、回転塗布部２３４により、液溜まり部２３１ａに貯留された水が伝熱板２３３の外表面２３３ａおよび２３３ｂに塗布される。塗布された水は、自重により、外表面２３３ａおよび２３３ｂ上を上方から下方に向かって流れ落ちる。この際、塗布された水は、伝熱板２３３の略全面にわたって形成された循環水流路２３８を流通する循環水の熱により暖められる。これにより、冷却された循環水により、循環水回路２８０の熱交換部２８３ａおよび送風機２８３ｂを介して車内の空気が冷却される。また、熱交換により暖められた水は液溜まり部２３１ａに落下するか、または、冷媒蒸気（低温水蒸気）として、冷媒蒸気通路５３を介して吸収器４０に供給される。そして、液溜まり部２３１ａに落下した水は、回転塗布部２３４により再度伝熱板２３３の外表面２３３ａおよび２３３ｂに塗布される。
【００７６】
（暖房運転時の動作）
吸収式ヒートポンプ装置２００の暖房運転時には、気液分離部１２で分離された高温水蒸気が蒸発器２３０（凝縮器の役割を果たす）に流入される。ここで、蒸発器２３０では、伝熱板２３３の外表面２３３ａおよび２３３ｂにおいて、循環水流路２３８を流通する循環水と高温水蒸気との間で熱交換が行われる。そして、高温水蒸気の熱を吸収した循環水により、循環水回路２８０の熱交換部２８３ａおよび送風機２８３ｂを介して車内の空気が暖められる。熱交換により冷却された高温水蒸気は、液化して液溜まり部２３１ａに落下する。
【００７７】
（第２実施形態の効果）
第２実施形態では、伝熱板２３３の内部に循環水が流通する循環水流路２３８を設けるとともに、循環水流路２３８を蛇行形状に形成する。これにより、吸収器４０と同様に、伝熱板２３３の外表面２３３ａおよび２３３ｂに塗布された水と循環水との熱交換を効率的に行うことができる。なお、第２実施形態の蒸発器２３０におけるその他の効果は、吸収器４０における効果と同様である。
【００７８】
［変形例］
今回開示された実施形態は、全ての点で例示であり制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記実施形態の説明ではなく特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲と均等の意味および範囲内での全ての変更（変形例）が含まれる。
【００７９】
たとえば、上記第１実施形態では、吸収器が蛇行形状の熱交換流体流路が形成された伝熱板を有する例を示し、上記第２実施形態では、吸収器および蒸発器が共に蛇行形状の熱交換流体流路が形成された伝熱板を有する例を示したが、本発明はこれに限られない。蒸発器のみが蛇行形状の熱交換流体流路が形成された伝熱板を有するように、吸収式ヒートポンプ装置を構成してもよい。
【００８０】
また、上記第１および第２実施形態では、蛇行形状の熱交換流体流路を、上方から下方に向かって熱交換流体が流通せずに、横方向または下方から上方に向かって熱交換流体が流通するように形成したが、本発明はこれに限られない。熱交換流体流路の一部において、上方から下方に向かって熱交換流体が流通するように熱交換流体流路を形成してもよい。また、熱交換流体流路の一部において、上下方向および横方向に対して傾斜する方向に熱交換流体が流通するように熱交換流体流路を形成してもよい。
【００８１】
また、上記第１および第２実施形態では、蛇行形状の熱交換流体流路が形成された伝熱板に対して、伝熱板の底部の下方から熱交換流体を供給し、伝熱板の頂部の上方から熱交換流体を回収したが、本発明はこれに限られない。たとえば、蛇行形状の熱交換流体流路が形成された伝熱板に対して、伝熱板の頂部の上方から熱交換流体を供給し、伝熱板の底部の下方から熱交換流体を回収してもよい。また、たとえば、蛇行形状の熱交換流体流路が形成された伝熱板に対して、伝熱板の一方側の側部から熱交換流体を供給し、伝熱板の他方側の側部から熱交換流体を回収してもよい。
【００８２】
また、上記第１および第２実施形態では、熱交換部に伝熱板を５個設けたが、本発明はこれに限られない。熱交換部に、伝熱板を１個以上４個以下、または、６個以上設けてもよい。その際、各々の伝熱板の外表面に溶媒を塗布するように塗布部を構成するのが好ましい。
【００８３】
また、上記第１および第２実施形態では、熱交換部において、複数（５個）の伝熱板に共通の熱交換流体供給管および共通の熱交換流体回収管を設けたが、本発明はこれに限られない。たとえば、熱交換部において、伝熱板の各々に熱交換流体供給管および熱交換流体回収管を設けてもよい。
【００８４】
また、上記第１および第２実施形態では、熱交換流体として、冷却水および循環水をそれぞれ用いたが、本発明はこれに限られない。たとえば、熱交換流体として、水以外の溶媒を用いてもよい。また、熱交換流体として、空調用の空気などを用いてもよい。
【００８５】
また、上記第１および第２実施形態では、伝熱板および回転塗布部の下側を液溜まり部の溶媒に浸からせたが、本発明はこれに限られない。伝熱板および回転塗布部の下側を液溜まり部の溶媒に浸からせなくてもよい。この場合、伝熱板の外表面に直接溶媒を供給するのが好ましい。
【００８６】
また、上記第１および第２実施形態では、本発明の吸収式ヒートポンプ装置を、乗用車やバスなどの空調システムに適用したが、本発明はこれに限られない。車両のみならず商業施設向け（据置型）の吸収式ヒートポンプ装置にも、本発明を適用することができる。
【００８７】
また、上記第１および第２実施形態では、排気ガスの熱を利用して吸収液を加熱したが、本発明はこれに限られない。たとえば、ハイブリッド自動車や電気自動車の空調用に本発明の吸収式ヒートポンプ装置を適用してもよい。また、吸収液の加熱熱源に電気自動車のバッテリやモータ排熱や燃料電池における発電時の排熱を利用して、燃料電池システムを備えた乗用車の空調に本発明の吸収式ヒートポンプ装置を適用してもよい。この際、吸収液の加熱熱源に電気ヒータなどを利用してもよい。
【００８８】
また、上記第１および第２実施形態では、冷媒および吸収液として、水および臭化リチウム水溶液を用いたが、本発明はこれに限られない。たとえば、冷媒および吸収液として、それぞれ、アンモニアおよび水を用いて吸収式ヒートポンプ装置を構成してもよい。
【符号の説明】
【００８９】
４０  吸収器
４２、２３２  熱交換部
４３、２３３  伝熱板
４３ａ、４３ｂ、２３３ａ、２３３ｂ  外表面
４３ｃ  孔部
４４、２３４  回転塗布部（塗布部）
４５ａ  冷却水供給管（熱交換流体供給管）
４５ｂ  冷却水回収管（熱交換流体回収管）
４６  本体部
４６ｂ  蛇行溝
４７  蓋部
４８  冷却水流路（熱交換流体流路）
４８ｂ  分岐流路（第１分岐部）
４８ｃ  分岐流路（第２分岐部）
１００、２００  吸収式ヒートポンプ装置
２３５ａ  循環水供給管（熱交換流体供給管）
２３５ｂ  循環水回収管（熱交換流体回収管）
２３８  循環水流路（熱交換流体流路）
【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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