(57)【要約】【課題】吸収器および再生器が大型化するのを抑制しつつ、吸収液が流通しない流路に吸収液が流出するのを抑制することが可能な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、内部に貯留される吸収液に冷媒蒸気（水蒸気）が吸収されることによって、吸収液が希釈される吸収器４０と、希釈された吸収液が濃縮される再生器１０と、再生器１０と吸収器４０とを接続し、吸収液が流通する吸収液流路部５０とを備える。吸収式ヒートポンプ装置１００には、吸収液流路部５０には、容積が可変である容積可変配管部５９が設けられている。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部に貯留される吸収液に冷媒蒸気が吸収されることによって、前記吸収液が希釈される吸収器と、
希釈された前記吸収液が濃縮される再生器と、
前記再生器と前記吸収器とを接続し、前記吸収液が流通する吸収液流路部とを備え、
前記吸収液流路部には、容積が可変である容積可変配管部が設けられている、吸収式ヒートポンプ装置。
【請求項２】
前記冷媒蒸気が凝縮されて冷媒になる凝縮器と、
前記凝縮器と前記吸収器とを接続し、前記冷媒が流通する冷媒流路部とをさらに備え、
前記容積可変配管部は、前記冷媒流路部を介して前記凝縮器から前記吸収器に前記冷媒が供給されて、前記吸収器内の前記吸収液が前記冷媒により希釈される際に、容積が大きくなるように変化するように構成されている、請求項１に記載の吸収式ヒートポンプ装置。
【請求項３】
吸収式ヒートポンプ装置本体が停止したことに基づいて、前記凝縮器から前記吸収器に前記冷媒が供給されるとともに、前記容積可変配管部の容積が大きくなるように変化するように構成されている、請求項２に記載の吸収式ヒートポンプ装置。
【請求項４】
前記容積可変配管部は、吸収式ヒートポンプ装置本体の運転中は、容積が小さくなるように変化するように構成されている、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】
前記容積可変配管部は、駆動源を有しており、
前記駆動源を駆動させることにより、前記容積可変配管部の容積が変化するように構成されている、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】
前記吸収器は、内部に貯留された前記吸収液の液面高さを検出する液面検出部を含み、
前記液面検出部の検出結果に基づいて前記駆動源を駆動させることにより、前記容積可変配管部の容積が変化するように構成されている、請求項５に記載の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し、特に、吸収器と再生器とを備えた吸収式ヒートポンプ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、吸収器と再生器とを備えた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、吸収液が流通する加熱器、気液分離器および吸収器と、吸収液ではなく水が流通する凝縮器および蒸発器と、を備える車載用吸収式ヒートポンプ装置が開示されている。この車載用吸収式ヒートポンプ装置では、車載用吸収式ヒートポンプ装置の運転動作が停止された際に、凝縮器内の水を吸収器に供給することによって、吸収器内の吸収液を希釈させるとともに、加熱器および気液分離器を含む吸収液が流れる流路全体に希釈された吸収液が供給されるように構成されている。これにより、吸収液が流れる流路全体において吸収液の温度の低下に起因して吸収液が固相化（結晶化）するのが抑制されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１３−１９６１４号公報
【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に記載された車載用吸収式ヒートポンプ装置では、凝縮器内の水が吸収液が流れる流路に供給されるため、吸収液が流れる流路において吸収液（凝縮器からの水により希釈された吸収液）の量が増加してしまうという不都合がある。この際、量が増加した吸収液が蒸発器および凝縮器などの吸収液が流通しない流路に流出するのを抑制するために、吸収器および気液分離器（再生器）の容積を十分大きく確保する必要があり、その結果、吸収器および気液分離器（再生器）が大型化してしまうという問題点がある。
【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、吸収器および再生器が大型化するのを抑制しつつ、吸収液が流通しない流路に吸収液が流出するのを抑制することが可能な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、この発明の一の局面における吸収式ヒートポンプ装置は、内部に貯留される吸収液に冷媒蒸気が吸収されることによって、吸収液が希釈される吸収器と、希釈された吸収液が濃縮される再生器と、再生器と吸収器とを接続し、吸収液が流通する吸収液流路部とを備え、吸収液流路部には、容積が可変である容積可変配管部が設けられている。
【０００８】
この発明の一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、吸収液が流通する吸収液流路部に容積が可変である容積可変配管部を設けることによって、たとえ、吸収液が希釈されて吸収液の量が増加したとしても、容積が大きくなるように容積可変配管部を変化させることによって、その分、吸収器および再生器において貯留される吸収液の量が増加するのを抑制することができる。これにより、吸収器および再生器が大型化するのを抑制しつつ、吸収器および再生器を介して吸収液が流通しない流路に吸収液が流出するのを抑制することができる。この結果、限られた空間に吸収式ヒートポンプ装置を搭載する必要のある車両などへの搭載に特に適した吸収式ヒートポンプ装置を提供することができる。また、吸収液を希釈する必要がない場合には、容積が小さくなるように容積可変配管部を変化させることによって、容積可変配管部に貯留される吸収液の量が増加するのを抑制することができるので、吸収液を流通させるためのエネルギーが増加するのを抑制することができる。これにより、吸収式ヒートポンプ装置の運転効率が低下するのを抑制することができる。
【０００９】
また、上記一の局面による吸収式ヒートポンプ装置では、容積可変配管部を吸収液を流通する吸収液流路部に設けることによって、タンクなどの吸収液を一時的に貯留することが可能な貯留部を吸収液流路部に分岐して設ける場合と比べて、吸収液の一部が濃縮された状態で貯留されるのをより抑制することができる。これにより、吸収液流路部において吸収液が結晶化するのを効果的に抑制することができる。
【００１０】
上記一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、冷媒蒸気が凝縮されて冷媒になる凝縮器と、凝縮器と吸収器とを接続し、冷媒が流通する冷媒流路部とをさらに備え、容積可変配管部は、冷媒流路部を介して凝縮器から吸収器に冷媒が供給されて、吸収器内の吸収液が冷媒により希釈される際に、容積が大きくなるように変化するように構成されている。
【００１１】
このように構成すれば、凝縮器から吸収器に冷媒が供給されて吸収器内の吸収液の量が増加したとしても、容積が大きくなるように容積可変配管部を変化させるとともに、吸収器内の吸収液を容積可変配管部に供給することによって、少なくとも吸収器において貯留される吸収液の量が増加するのを確実に抑制することができる。
【００１２】
この場合、好ましくは、吸収式ヒートポンプ装置本体が停止したことに基づいて、凝縮器から吸収器に冷媒が供給されるとともに、容積可変配管部の容積が大きくなるように変化するように構成されている。
【００１３】
このように構成すれば、吸収式ヒートポンプ装置本体が停止した際に、容積可変配管部の容積が大きくなるように変化することにより吸収器において貯留される吸収液の量が増加するのを確実に抑制しつつ、凝縮器から供給された冷媒により吸収器内の吸収液を希釈することができる。これにより、吸収式ヒートポンプ装置本体の停止状態が継続することにより吸収器内の吸収液の温度が低下したとしても、吸収液が結晶化するのを確実に抑制することができる。
【００１４】
上記一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、容積可変配管部は、吸収式ヒートポンプ装置本体の運転中は、容積が小さくなるように変化するように構成されている。
【００１５】
このように構成すれば、吸収式ヒートポンプ装置本体の運転中には、容積が小さくなるように容積可変配管部を変化させることによって、容積可変配管部に貯留される吸収液の量が増加するのを抑制することができるので、運転中の吸収式ヒートポンプ装置本体における運転効率が低下するのを抑制することができる。
【００１６】
上記一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、容積可変配管部は、駆動源を有しており、駆動源が駆動することにより、容積可変配管部の容積が変化するように構成されている。
【００１７】
このように構成すれば、駆動源を設けずに容積可変配管部の容積を変化させる場合と比べて、容積可変配管部の容積をより確実に変化させることができる。また、駆動源の駆動を制御することにより、容積可変配管部の容積を所望の容積に変化させるように吸収式ヒートポンプ装置を構成することができるので、容積可変配管部の容積を現状に即して適宜最適な容積に変化させることができる。
【００１８】
この場合、好ましくは、吸収器は、内部に貯留された吸収液の液面高さを検出する液面検出部を含み、液面検出部の検出結果に基づいて駆動源を駆動させることにより、容積可変配管部の容積が変化するように構成されている。
【００１９】
このように構成すれば、吸収器内の吸収液の量に応じて、容積可変配管部の容積を確実に変化させることができる。また、吸収器内の吸収液の液面高さを検知することによって、吸収器内の吸収液の量が一定量を超えるのを確実に検知して吸収液の量のさらなる増加を抑制することができるので、吸収器を介して吸収液が流通しない流路に吸収液が流出するのを効果的に抑制することができる。
【００２０】
なお、上記一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。
【００２１】
（付記項１）
すなわち、上記凝縮器と冷媒流路部とを備える吸収式ヒートポンプ装置において、凝縮器と吸収器との差圧により、冷媒流路部を介して凝縮器から吸収器に冷媒が供給されるように構成されている。
【００２２】
（付記項２）
この場合、吸収液流路部には、再生器と吸収器との間で吸収液を循環させる際に駆動される循環ポンプが設けられており、吸収液を循環させる際に加えて、凝縮器から吸収器に冷媒が供給されて吸収器内の吸収液が冷媒により希釈される際に、循環ポンプが駆動されるように構成されている。
【００２３】
（付記項３）
また、上記一の局面による吸収式ヒートポンプ装置において、容積可変配管部の管径は、吸収液流路部の容積可変配管部以外の配管の管径よりも大きい。
【００２４】
（付記項４）
また、上記容積可変配管部が駆動源を有する吸収式ヒートポンプ装置において、駆動源を駆動させて容積可変配管部の容積を変化させることによって、吸収器、再生器および吸収液流路部における吸収液の濃度を調整するように構成されている。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明の一実施形態における吸収式ヒートポンプ装置の運転時の状態を示した全体構成図である。
【図２】本発明の一実施形態における吸収式ヒートポンプ装置の容積可変配管部を示した図である。
【図３】本発明の一実施形態における吸収式ヒートポンプ装置の運転停止直後の状態を示した全体構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
【００２７】
まず、図１〜図３を参照して、本発明の一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。
【００２８】
（吸収式ヒートポンプ装置の構成）
本発明の一実施形態による吸収式ヒートポンプ装置１００では、エンジン（内燃機関）９０を備えた乗用車およびバスなどの車両（図示せず）に搭載されて、冷房運転用に用いられるように構成されている。吸収式ヒートポンプ装置１００は、吸収式ヒートポンプ装置本体１００ａと、ＥＣＵ（Ｅｎｇｉｎｅ  Ｃｏｎｔｒｏｌ  Ｕｎｉｔ）１００ｂとをさらに備えている。また、吸収式ヒートポンプ装置１００では、冷媒としての水と、吸収液としての臭化リチウム（ＬｉＢｒ）水溶液とが用いられている。なお、この臭化リチウム水溶液は、濃度が高く、かつ、温度が低い場合には、結晶化する場合がある。
【００２９】
吸収式ヒートポンプ装置１００の吸収式ヒートポンプ装置本体１００ａ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とを備えている。再生器１０は、吸収液から冷媒蒸気（水蒸気）を分離して、吸収液を濃縮する（濃液にする）役割を有する。凝縮器２０は、冷媒蒸気（水蒸気）を凝縮（液化）させる役割を有する。蒸発器３０は、凝縮器２０において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（水蒸気）を吸収させる役割を有する。
【００３０】
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とを含んでいる。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には電磁弁９２が設けられている。吸収式ヒートポンプ装置１００は、吸収式ヒートポンプ装置本体１００ａの運転時に電磁弁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。
【００３１】
凝縮器２０は、冷媒貯留部２１ａを有する容器２１と、容器２１内に設置され、後述する冷却水が内部を流通する熱交換部２２とを含んでいる。凝縮器２０では、熱交換部２２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。
【００３２】
また、凝縮器２０は、冷媒貯留部２１ａに貯留された冷媒の液面高さが下限値か否かを検出する液面検出部２３をさらに含んでいる。この液面検出部２３は、蒸発器３０や吸収器４０に冷媒を供給しすぎることを抑制することによって、液封が生じるのを抑制するために設けられている。
【００３３】
蒸発器３０は、冷媒貯留部３１ａを含み、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内に設置された熱交換部３２および噴射器３３とを含んでいる。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、蒸発器３０では、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、吸収式ヒートポンプ装置本体１００ａの運転時には、噴霧された冷媒（水）が冷媒蒸気（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。
【００３４】
吸収器４０は、真空状態（絶対圧力で１ｋＰａ以下）に保たれ、希釈された吸収液（希液）が主に貯留される吸収液貯留部４１ａを有する容器４１と、容器４１内に設置され、冷却水が内部を流通する熱交換部４２とを含んでいる。これにより、吸収器４０では、吸収式ヒートポンプ装置本体１００ａの運転時において、気液分離部１２から供給された吸収液（濃液）が熱交換部４２の表面において蒸発器３０からの冷媒蒸気を吸収するとともに、冷媒蒸気を吸収して昇温された吸収液と熱交換部４２内を流通する冷却水とが熱交換される。これにより、冷却された吸収液に冷媒蒸気がさらに吸収されることによって、吸収液は希釈される。そして、希釈された吸収液は吸収液貯留部４１ａに落下する。
【００３５】
また、吸収器４０は、吸収液貯留部４１ａの液面Ｓの位置（液面高さ）を検出する液面検出部４３をさらに含んでいる。
【００３６】
また、吸収式ヒートポンプ装置１００は、吸収液が流通する吸収液流路５１、５２および５３から構成される吸収液流路部５０と、液状の冷媒（水）が流通する冷媒流路５４および５５と、気体の冷媒（水蒸気）が流通する冷媒蒸気流路５６および５７とを備えている。なお、冷媒流路５４は、特許請求の範囲の「冷媒流路部」の一例である。
【００３７】
吸収液流路５１は、加熱部１１と気液分離部１２との間を吸収液が循環するように形成されており、再生器１０の一部を構成している。吸収液流路５２は、再生器１０から吸収器４０に向かって吸収液が流通するように形成されている。吸収液流路５３は、吸収器４０から再生器１０に向かって吸収液が流通するように形成されている。つまり、吸収液流路５２および５３により、再生器１０と吸収器４０との間を吸収液が循環するように構成されている。
【００３８】
吸収液流路５１は、気液分離部１２から加熱部１１に向かって吸収液が流通する吸収液循環路５１ａと、加熱部１１から気液分離部１２に向かって吸収液が流通する吸収液循環路５１ｂとを含んでいる。吸収液循環路５１ａには、加熱部１１から気液分離部１２に向かって吸収液が逆流するのを抑制するための弁６１ａと、気液分離部１２から加熱部１１に向かって吸収液を流通させるためのポンプ７１とが設けられている。吸収液循環路５１ｂには、気液分離部１２から加熱部１１に向かって吸収液が逆流するのを抑制するための弁６１ｂが設けられている。
【００３９】
吸収液流路５２には、吸収液流路５２の開閉を制御することによって、吸収液の流通の有無を切り替える電磁弁６２が設けられている。吸収液流路５３には、再生器１０から吸収器４０に向かって吸収液が逆流するのを抑制するための弁６３ａおよび６３ｂと、弁６３ａおよび６３ｂの間に配置されたポンプ７３とが設けられている。このポンプ７３は、吸収器４０から再生器１０に向かって吸収液を流通させるために設けられている。なお、ポンプ７３は、再生器１０と吸収器４０との間で吸収液を循環させる際に駆動される。また、ポンプ７３は、特許請求の範囲の「循環ポンプ」の一例である。
【００４０】
また、吸収式ヒートポンプ装置１００は、吸収液流路５２と吸収液流路５３とを流通する吸収液同士において熱交換を行うための熱交換器５８を含んでいる。
【００４１】
＜容積可変配管部の構成＞
ここで、本実施形態では、吸収液流路部５０の吸収液流路５３には、容積が可変である容積可変配管部５９が設けられている。容積可変配管部５９は、図２に示すように、Ｘ方向に伸縮可能な蛇腹状に形成され、内部を吸収液が流通する容積可変配管５９ａと、容積可変配管５９ａをＸ方向に伸縮させるための駆動源５９ｂとを含んでいる。
【００４２】
容積可変配管５９ａのＸ方向の一方端部には、吸収液流路５３を構成する配管のうち、容積が略変化しない一方、柔軟に変形可能なフレキシブル配管５３ａが接続されている。また、容積可変配管５９ａのＸ方向の他方端部には、吸収液流路５３を構成する配管のうち、変形しない配管５３ｂが接続されている。つまり、容積可変配管５９ａは、吸収液流路５３の一部として吸収液流路５３に直列に接続されている。なお、容積可変配管５９ａ、フレキシブル配管５３ａおよび配管５３ｂは、ステンレス製である。
【００４３】
また、容積可変配管５９ａのＸ方向の一方端部とフレキシブル配管５３ａとは、接続部材５３ｃを介して互いに接続されている。また、容積可変配管５９ａのＸ方向の他方端部と配管５３ｂとは、接続部材５３ｄを介して互いに接続されている。また、配管５３ｂおよび接続部材５３ｄが移動しないように固定されていることにより、容積可変配管５９ａのＸ方向の他方端部は、移動しないように固定されている。
【００４４】
また、容積可変配管５９ａの管径Ｄ１は、フレキシブル配管５３ａの管径Ｄ２および配管５３ｂの管径Ｄ３よりも大きい。なお、容積可変配管５９ａの管径Ｄ１は、容積可変配管５９ａを除く吸収液流路部５０を構成する配管の管径よりも大きい。
【００４５】
駆動源５９ｂは、Ｘ方向に沿って延びるウォーム軸５９ｃと、ウォーム軸５９ｃに螺合されるとともに、容積可変配管５９ａのＸ方向の一方端部に固定されるナット５９ｄと、ウォーム軸５９ｃをＸ方向に延びる回転軸線Ａ回りに回転させるステッピングモータ５９ｅとを有している。駆動源５９ｂの具体的な駆動としては、ステッピングモータ５９ｅを駆動させることによって、ウォーム軸５９ｃが回転軸線Ａ回りに回転する。これにより、ウォーム軸５９ｃに螺合しているナット５９ｄがＸ方向に移動するとともに、ナット５９ｄに固定された容積可変配管５９ａのＸ方向の一方端部がナット５９ｄと共にＸ方向に移動する。一方、容積可変配管５９ａのＸ方向の他方端部は、移動しないように固定されている。これにより、蛇腹状の容積可変配管５９ａが容易にＸ方向に伸縮されることによって、容積可変配管５９ａの容積が変化する。
【００４６】
なお、容積可変配管５９ａの容積は、完全収縮状態においては容積Ｖ１（＝Ｌ１×π×（Ｄ１／２）2）になり、完全伸長状態においては容積Ｖ２（＝Ｌ２×π×（Ｄ１／２）2）になる。つまり、容積可変配管５９ａの完全伸長状態における吸収液流路部５０の全体の容積は、容積可変配管５９ａの完全収縮状態における吸収液流路部５０の全体の容積よりも、容積Ｖ（＝（Ｌ２−Ｌ１）×π×（Ｄ１／２）2）だけ大きくなる。なお、容積可変配管５９ａは、完全収縮状態と完全伸長状態との間の状態を取り得る。
【００４７】
また、容積可変配管５９ａがＸ方向に収縮した際には、容積可変配管５９ａのＸ方向の一方端部に接続されたフレキシブル配管５３ａが容積可変配管５９ａの収縮に合わせて伸びる。また、容積可変配管５９ａがＸ方向に伸長した際には、フレキシブル配管５３ａが容積可変配管５９ａの伸長に合わせて撓む。これにより、容積可変配管５９ａのＸ方向の伸縮状態に拘わらず、容積可変配管５９ａとフレキシブル配管５３ａとの接続が確保される。
【００４８】
冷媒流路５４は、凝縮器２０の冷媒貯留部２１ａに貯留された液状の冷媒を吸収器４０に供給する役割を有する。この冷媒流路５４は、凝縮器２０の冷媒貯留部２１ａと吸収器４０の直前の吸収液流路５２とを接続している。冷媒流路５５は、凝縮器２０の冷媒貯留部２１ａに貯留された液状の冷媒を蒸発器３０に供給する役割を有する。この冷媒流路５５は、凝縮器２０の冷媒貯留部２１ａと蒸発器３０の冷媒貯留部３１ａとを接続している。また、冷媒流路５４および５５には、それぞれ、冷媒流路５４および５５の開閉を制御することによって、冷媒の流通の有無を切り替える電磁弁６４および６５が設けられている。
【００４９】
冷媒蒸気流路５６は、気液分離部１２において吸収液から分離された冷媒蒸気を凝縮器２０に供給する役割を有する。また、冷媒蒸気流路５６には、気液分離部１２から凝縮器２０に向かって吸収液が流通するのを防止するための弁６６が設けられている。冷媒蒸気流路５７は、蒸発器３０において発生した冷媒蒸気を吸収器４０に供給する役割を有する。また、冷媒蒸気流路５７には、吸収器４０から蒸発器３０に向かって吸収液が流通するのを防止するための弁６７が設けられている。
【００５０】
また、吸収式ヒートポンプ装置１００は、凝縮器２０における冷媒蒸気の冷却と、吸収器４０における冷媒蒸気の吸収液（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冷却水回路８０を備えている。冷却水回路８０は、冷却水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２２と、吸収器４０に配置された熱交換部４２と、放熱部８３とを含む。放熱部８３では、熱交換部８３ａを流通する冷却水が送風機８３ｂにより送風された空気（外気）によって冷却（放熱）される。
【００５１】
ＥＣＵ１００ｂは、吸収式ヒートポンプ装置本体１００ａの運転時、および、停止時の動作制御を行うように構成されている。具体的には、ＥＣＵ１００ｂは、吸収器４０の液面検出部４３による検出結果などに基づいて、容積可変配管部５９の駆動源５９ｂの駆動制御を行うように構成されている。また、ＥＣＵ１００ｂは、電磁弁６２、６４、６５および９２の開閉制御、ポンプ３５、７１、７３および８２の運転制御、および、送風機３６および８３ｂの駆動制御などを行うように構成されている。
【００５２】
（動作説明）
次に、本発明の一実施形態による吸収式ヒートポンプ装置本体１００ａの動作について説明する。
【００５３】
＜運転時の動作＞
図１に示すように、吸収式ヒートポンプ装置本体１００ａの運転時では、電磁弁６２を閉じた状態でポンプ７１が始動されて吸収液を吸収液流路５１（再生器１０内）のみに循環させる。これにより、気液分離部１２において吸収液が効率的に濃縮される。そして、吸収液流路５１を流通する吸収液が十分に濃縮された時点で電磁弁６２が開かれてポンプ７３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（濃液）が吸収液流路５２および５３にも流通されて冷房サイクルが形成される。この際、容積可変配管部５９の容積可変配管５９ａが伸長状態である場合には、駆動源５９ｂが駆動されることによって、容積可変配管５９ａは、伸長状態から収縮される。この際、完全伸長状態から完全収縮状態になるように一度に容積可変配管５９ａを収縮させてもよいし、吸収器４０における吸収液の液面高さが一定になるように容積可変配管５９ａを徐々に収縮させてもよい。これにより、吸収式ヒートポンプ装置本体１００ａの運転中では、容積可変配管５９ａの容積が小さくなるように変化される。
【００５４】
また、気液分離部１２で分離された冷媒蒸気が凝縮器２０で凝縮された後、電磁弁６５が開かれて蒸発器３０に流入される。そして、蒸発器３０においてポンプ３５および送風機３６が駆動されて、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。吸収器４０では、吸収液（濃液）に冷媒蒸気が吸収されて吸収液が希液となり、吸収液貯留部４１ａに貯留される。また、吸収液貯留部４１ａに貯留された吸収液（希液）は、ポンプ７３が駆動されることによって、吸収液流路５３を流通して吸収液流路５１（再生器１０）に戻される。
【００５５】
なお、吸収式ヒートポンプ装置本体１００ａの動作時においては、冷媒流路５４の電磁弁６４は閉じられていることにより、凝縮器２０の冷媒は吸収器４０に供給されない。
【００５６】
＜運転停止直後の動作＞
図３に示すように、車両の運転停止、または、吸収式ヒートポンプ装置本体１００ａの運転停止などにより、吸収式ヒートポンプ装置本体１００ａが運転状態から運転停止状態に移行する際（運転停止直後）には、電磁弁６５および９２が閉じられるとともに、ポンプ３５および８２が停止される。そして、電磁弁６４が開かれることによって、冷媒流路５４を介して、凝縮器２０の冷媒が吸収器４０に供給される。つまり、吸収式ヒートポンプ装置本体１００ａが停止したことに基づいて、凝縮器２０の冷媒が吸収器４０に供給される。
【００５７】
この際、吸収器４０内が負圧であることにより、凝縮器２０の内圧は、吸収器４０の内圧よりも高い。これにより、電磁弁６４が開かれることによって、凝縮器２０と吸収器４０との差圧により、凝縮器２０の冷媒が自動的に吸収器４０に供給される。なお、吸収式ヒートポンプ装置本体１００ａでは、冷媒貯留部２１ａに貯留された冷媒の液面高さが下限値になるまで、凝縮器２０の冷媒を吸収器４０に供給させることが可能に構成されている。
【００５８】
また、吸収器４０の液面検出部４３の検出結果に基づいて吸収器４０内の吸収液の液面Ｓの位置（液面高さ）が略一定になるように、ポンプ７３が駆動されて、吸収器４０内の吸収液（希液）が吸収液流路５３に送られる。なお、吸収器４０内の吸収液（希液）が吸収液流路５３に送られた分、凝縮器２０と吸収器４０との差圧が再度生じて、凝縮器２０の冷媒が吸収器４０に再度供給される。
【００５９】
ここで、本実施形態では、吸収器４０内の吸収液の液面高さが略一定になるようにポンプ７３が駆動されることに合わせて、容積可変配管部５９の容積が変化する。この際、液面検出部４３の検出結果に基づいて駆動源５９ｂが駆動されることによって、容積可変配管５９ａは収縮状態から伸長される。この際、吸収器４０における吸収液の液面高さが一定になるように容積可変配管５９ａが徐々に伸長される。これにより、吸収式ヒートポンプ装置本体１００ａが停止したことに基づいて、凝縮器２０から供給された冷媒の容積だけ、容積可変配管部５９の容積が大きくなるように容積可変配管部５９が変化する。
【００６０】
これらにより、吸収器４０内の吸収液の液面高さが高くなるのを抑制することができるので、吸収器４０の容積を大きく確保しなくても、吸収液が吸収器４０から冷媒蒸気流路５７に流入してしまうのを抑制することが可能である。
【００６１】
また、容積可変配管部５９を含む吸収液流路５３を通過した吸収液（希液）は、再生器１０に供給される。これにより、再生器１０内の吸収液が希釈される。また、この際、再生器１０のポンプ７１も駆動されることによって、再生器１０において循環する吸収液流路５１全体に、吸収器４０からの希釈された吸収液が供給される。これにより、再生器１０の一部の流路に吸収液の濃液が残留するのを抑制することが可能である。さらに、容積可変配管部５９の容積が大きくなることによって、再生器１０内の吸収液の液面が上昇するのを抑制することができるので、再生器１０の容積を大きく確保しなくても、吸収液が再生器１０から冷媒蒸気流路５６に流入してしまうのを抑制することが可能である。
【００６２】
また、電磁弁６２が開かれていることによって、再生器１０から吸収液流路５２にも希釈された吸収液が供給される。これにより、吸収液流路５２の吸収液が希釈される。そして、吸収液流路５２内の吸収液が吸収器４０に再度供給される。これらが連続的に行われることによって、吸収液流路５１、５２および５３から構成される吸収液流路部５０の全体において、吸収液が希釈される。
【００６３】
＜希釈完了後の動作＞
そして、十分に吸収液が希釈された際には、電磁弁６４が閉じられるとともに、ポンプ７１および７３の駆動が停止される。これにより、吸収式ヒートポンプ装置本体１００ａの運転停止状態が継続されて吸収液の温度が低下したとしても、吸収液流路部５０の全体において吸収液が結晶化するのが抑制される。
【００６４】
また、吸収液流路部５０内の吸収液に温度差が生じたとしても、弁６１ａ、６１ｂ、６３ａおよび６３ｂと、閉状態の電磁弁６２および６４とにより吸収液の流通が規制される。これにより、気液分離部１２および吸収器４０の液面が上昇するのが抑制されるとともに、冷媒流路５４を介して凝縮器２０に吸収液が流入するのが抑制される。
【００６５】
（本実施形態の効果）
本実施形態では、以下のような効果を得ることができる。
【００６６】
本実施形態では、吸収液が流通する吸収液流路部５０に容積が可変である容積可変配管部５９を設けることによって、たとえ、吸収液が希釈されて吸収液の量が増加したとしても、容積が大きくなるように容積可変配管部５９（容積可変配管５９ａ）を変化させることによって、その分、吸収器４０および再生器１０において貯留される吸収液の量が増加するのを抑制することができる。これにより、吸収器４０および再生器１０が大型化するのを抑制しつつ、吸収器４０および再生器１０を介して吸収液が流通しない流路（冷媒蒸気流路５６および５７）に吸収液が流出するのを抑制することができる。この結果、限られた空間に吸収式ヒートポンプ装置１００を搭載する必要のある車両などへの搭載に特に適した吸収式ヒートポンプ装置１００を提供することができる。
【００６７】
また、本実施形態では、吸収液を希釈する必要がない場合には、容積が小さくなるように容積可変配管部５９を変化させることによって、容積可変配管部５９に貯留される吸収液の量が増加するのを抑制することができるので、吸収式ヒートポンプ装置１００（吸収式ヒートポンプ装置本体１００ａ）の運転効率が低下するのを抑制することができる。
【００６８】
また、本実施形態では、容積可変配管部５９を吸収液を流通する吸収液流路部５０の吸収液流路５３に直列に設ける。これにより、タンクなどの吸収液を一時的に貯留することが可能な貯留部を吸収液流路部に分岐して設ける場合と比べて、吸収液の一部が濃縮された状態で貯留されるのをより抑制することができる。この結果、吸収液流路部５０において吸収液が結晶化するのを効果的に抑制することができる。
【００６９】
また、本実施形態では、容積可変配管部５９を、凝縮器２０から吸収器４０に冷媒が供給されて、吸収器４０内の吸収液が冷媒により希釈される際に、容積が大きくなるように変化するように構成する。これにより、凝縮器２０から吸収器４０に冷媒が供給されて吸収器４０内の吸収液の量が増加したとしても、容積が大きくなるように容積可変配管部５９を変化させるとともに、吸収器４０内の吸収液を容積可変配管部５９に供給することによって、吸収器４０において貯留される吸収液の量が増加するのを確実に抑制することができる。
【００７０】
また、本実施形態では、吸収式ヒートポンプ装置１００を、吸収式ヒートポンプ装置本体１００ａが停止したことに基づいて、凝縮器２０から吸収器４０に冷媒が供給されるとともに、容積可変配管部５９の容積が大きくなるように変化されるように構成する。これにより、吸収式ヒートポンプ装置本体１００ａが停止した際に、容積可変配管部５９の容積が大きくなるように変化することにより吸収器４０において貯留される吸収液の量が増加するのを確実に抑制しつつ、凝縮器２０から供給された冷媒により吸収器４０内の吸収液を希釈することができる。この結果、吸収式ヒートポンプ装置本体１００ａの停止状態が継続することにより吸収器４０内の吸収液の温度が低下したとしても、吸収液が結晶化するのを確実に抑制することができる。
【００７１】
また、本実施形態では、容積可変配管部５９を吸収式ヒートポンプ装置本体１００ａの運転中は、容積が小さくなるように変化するように構成する。これにより、吸収式ヒートポンプ装置本体１００ａの運転中には、容積が小さくなるように容積可変配管部５９を変化させることによって、容積可変配管部５９に貯留される吸収液の量が増加するのを抑制することができるので、運転中の吸収式ヒートポンプ装置本体１００ａにおける運転効率が低下するのを抑制することができる。
【００７２】
また、本実施形態では、吸収式ヒートポンプ装置１００を、容積可変配管部５９の駆動源５９ｂが駆動することにより、容積可変配管部５９の容積が変化するように構成する。これにより、駆動源５９ｂを設けずに容積可変配管部５９の容積を変化させる場合と比べて、容積可変配管部５９の容積をより確実に変化させることができる。また、駆動源５９ｂの駆動を制御することにより、容積可変配管部５９の容積を所望の容積に変化させるように構成することができるので、容積可変配管部５９の容積を現状に即して適宜最適な容積に変化させることができる。
【００７３】
また、本実施形態では、吸収式ヒートポンプ装置１００を、吸収器４０の液面検出部４３の検出結果に基づいて駆動源５９ｂを駆動させることにより、容積可変配管部５９の容積が変化するように構成する。これにより、吸収器４０内の吸収液の量に応じて、容積可変配管部５９の容積を確実に変化させることができる。また、吸収器４０内の吸収液の液面高さを検知することによって、吸収器４０内の吸収液の量が一定量を超えるのを確実に検知して吸収液の量のさらなる増加を抑制することができるので、吸収器４０を介して吸収液が流通しない流路（冷媒蒸気流路５７）に吸収液が流出するのを効果的に抑制することができる。
【００７４】
また、本実施形態では、吸収式ヒートポンプ装置１００を、凝縮器２０と吸収器４０との差圧により、冷媒流路５４を介して凝縮器２０から吸収器４０に冷媒が供給されるように構成する。これにより、凝縮器２０から吸収器４０に冷媒が供給するためにポンプなどの駆動源を設ける必要がないので、吸収式ヒートポンプ装置１００の構成を簡素化することができるとともに、吸収式ヒートポンプ装置１００を小型化することができる。この結果、車両などに搭載されるのにさらに適した吸収式ヒートポンプ装置１００を提供することができる。
【００７５】
また、本実施形態では、吸収式ヒートポンプ装置１００を、凝縮器２０から吸収器４０に冷媒が供給されて吸収器４０内の吸収液が冷媒により希釈される際に、再生器１０と吸収器４０との間で吸収液を循環させる際に駆動されるポンプ７３が駆動されるように構成する。これにより、冷媒流路５４を介して凝縮器２０から吸収器４０に冷媒が供給されることにより、凝縮器２０と吸収器４０との差圧がなくなったとしても、吸収器４０内の吸収液を再生器１０に供給することによって、凝縮器２０と吸収器４０との間に差圧を再度発生させて、凝縮器２０から吸収器４０に冷媒を供給することができる。この結果、多くの冷媒を凝縮器２０から吸収器４０に供給して吸収液を十分に希釈することができる。
【００７６】
また、本実施形態では、容積可変配管部５９の管径Ｄ１を、吸収液流路部５０の容積可変配管部５９以外の配管の管径よりも大きくする。これにより、容積可変配管部５９の径方向と直交するＸ方向の変位に応じた容積可変配管部５９の容積変化を大きくすることができる。
【００７７】
［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。
【００７８】
たとえば、上記実施形態では、吸収式ヒートポンプ装置を冷房運転にのみ用いる例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、吸収式ヒートポンプ装置を冷房運転だけでなく、暖房運転にも用いてもよい。この際、気液分離部と蒸発器とを接続する流路を設けるとともに、図１および図３の蒸発器を凝縮器として用い、図１および図３の凝縮器を蒸発器として用いる。これにより、吸収式ヒートポンプ装置の蒸発器（凝縮器の役割を果たす）により車内の吸込空気を暖めることが可能である。
【００７９】
また、本発明では、上記実施形態の構成に加えて、吸収式ヒートポンプ装置本体の運転時において、容積可変配管部の駆動源を駆動させて容積可変配管部の容積を変化させることによって、吸収器、再生器および吸収液流路部における吸収液の濃度を調整するように構成してもよい。たとえば、吸収式ヒートポンプ装置本体の運転時において、吸収式ヒートポンプ装置の冷房能力を向上させたい場合には、容積が小さくなるように容積可変配管部を変化させるように、吸収式ヒートポンプ装置を構成する。これにより、吸収器、再生器および吸収液流路部における吸収液の量を減少させて吸収液の濃度を高くすることができるので、吸収器内の吸収液による冷媒蒸気の吸収効率を向上させること可能である。この結果、吸収式ヒートポンプ装置の冷房能力を向上させることが可能である。さらに、塗布式の吸収器においては、吸収器の液面検出部の検出結果に基づいて吸収器における吸収液の液面高さを大きくすることによっても、吸収器において冷媒蒸気を吸収可能な吸収液の割合（塗布される吸収液の割合）を大きくすることができるので、吸収器内の吸収液による冷媒蒸気の吸収効率を向上させること可能である。
【００８０】
一方、吸収式ヒートポンプ装置の冷房能力を低下させたい場合には、容積が大きくなるように容積可変配管部を変化させるように、吸収式ヒートポンプ装置を構成する。これにより、吸収器、再生器および吸収液流路部における吸収液の量を増加させて吸収液の濃度を低くすることができるので、吸収器内の吸収液による冷媒蒸気の吸収効率を低下させることが可能である。この結果、吸収式ヒートポンプ装置の冷房能力を低下させることが可能である。さらに、塗布式の吸収器においては、吸収器の液面検出部の検出結果に基づいて吸収器における吸収液の液面高さを小さくすることによっても、吸収器において冷媒蒸気を吸収可能な吸収液の割合（塗布される吸収液の割合）を小さくすることができるので、吸収器内の吸収液による冷媒蒸気の吸収効率を低下させること可能である。
【００８１】
なお、吸収式ヒートポンプ装置の冷房能力を向上させる場合であるか否か、および、吸収式ヒートポンプ装置の冷房能力を低下させる場合であるか否かは、吸収液流路部に設けられ、吸収液の濃度を測定する濃度計（密度計）の測定結果、ユーザの冷房指示の度合い、および、外気温を測定する外気温センサの測定結果などに基づいて、ＥＣＵが判断するように吸収式ヒートポンプ装置を構成することが可能である。
【００８２】
また、上記実施形態では、容積が可変な容積可変配管部を吸収液流路部のうちの吸収器から再生器に向かって吸収液が流通する吸収液流路（図１の吸収液流路５３）に設けた例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、容積可変配管部を吸収液流路部の他の吸収液流路に設けてもよい。つまり、容積可変配管部を再生器から吸収器に向かって吸収液が流通する吸収液流路（図１の吸収液流路５２）に設けてもよいし、容積可変配管部を再生器内の吸収液流路（図１の吸収液流路５１）に設けてもよい。
【００８３】
また、上記実施形態では、駆動源を用いて容積可変配管部の容積を変化させる例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、駆動源を用いずに容積可変配管部の容積を変化させてもよい。たとえば、ポンプを容積可変配管部から吸収液が流出する側に設けることによって、ポンプを駆動させた際の負圧（吸引力）により容積可変配管部の容積が小さく変化し、ポンプの駆動が停止した際に容積可変配管部の容積が大きく変化する（元に戻る）ように吸収式ヒートポンプ装置を構成してもよい。
【００８４】
また、上記実施形態では、容積が可変な容積可変配管部がＸ方向に伸縮可能な蛇腹状に形成された容積可変配管を有する例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、容積可変配管部の容積が可変であれば、容積可変配管部の構成は特に限定されない。
【００８５】
また、上記実施形態では、吸収式ヒートポンプ装置本体が運転状態から運転停止状態に移行する際に、吸収器内の吸収液の液面高さが略一定になるように吸収式ヒートポンプ装置本体を制御する例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、吸収式ヒートポンプ装置本体が運転状態から運転停止状態に移行する際に、吸収器内の吸収液の液面高さが変化するように吸収式ヒートポンプ装置本体を制御してもよい。この際、吸収器内の吸収液の液面高さが所定の高さを超えないように吸収式ヒートポンプ装置本体を制御するのがよい。
【００８６】
また、上記実施形態では、容積可変配管の一方端部および他方端部に、それぞれ、フレキシブル配管および変形しない配管を接続した例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、容積可変配管の一方端部および他方端部に、それぞれ、フレキシブル配管を接続してもよい。また、容積可変配管の一方端部および他方端部に、それぞれ、変形しない配管を接続してもよい。この際、容積可変配管の配管を接続されていない端部側が膨張収縮可能なように構成することによって、容積可変配管部（容積可変配管）の容積を可変にすることが可能である。
【００８７】
また、上記実施形態では、本発明の吸収式ヒートポンプ装置を、乗用車およびバスなどの車両に搭載する例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、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可能である。なお、本発明の吸収式ヒートポンプ装置は、特に小型化が要求される施設などに設置されるのに特に適している。
【００８８】
また、上記実施形態では、エンジンを備えた車両に本発明の吸収式ヒートポンプ装置を搭載した例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、たとえば、ハイブリッド自動車、電気自動車および燃料電池システムを備えた乗用車に本発明の吸収式ヒートポンプ装置を搭載してもよい。その際、再生器の加熱部における熱源として、エンジンから排出される排気ガスの熱（排熱）の替わりに、ハイブリッド自動車および電気自動車のバッテリからの排熱、燃料電池における発電時の排熱、または、モータからの排熱などを利用することが可能である。また、再生器の加熱部として電動ヒータなどを用いてもよい。
【００８９】
また、上記実施形態では、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。
【００９０】
また、上記実施形態では、一対の冷媒蒸気流路にそれぞれ吸収液が流通するのを防止するための弁を設けた例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、一対の冷媒蒸気流路にそれぞれ弁を設けなくてもよい。
【符号の説明】
【００９１】
１０  再生器
２０  凝縮器
４０  吸収器
４３  液面検出部
５０  吸収液流路部
５４  冷媒流路（冷媒流路部）
５９  容積可変配管部
５９ｂ  駆動源
７３  ポンプ（循環ポンプ）
１００  吸収式ヒートポンプ装置
１００ａ  吸収式ヒートポンプ装置本体
Ｓ  液面
【図１】
2017138044.tif 000003
【図２】
2017138044.tif 000004
【図３】
2017138044.tif 000005