JP2011033236A5 - - Google Patents

Description

本発明に係る粘性物質希釈装置は、（ｉ）希釈室をもつ器体と、（ｉｉ）器体に設けられ、粘性物質を希釈室に供給させる粘性物質供給部と、（ｉｉｉ）器体の希釈室内に回転可能に設けられ、希釈室に供給された粘性物質を回転により細断片化させて粘性物質の多数の細断片からなる細断片群を形成する回転体と、（ｉｖ）器体に設けられ、回転体の回転で形成された細断片群と希釈剤とが接触するように、希釈剤を希釈室に供給させる希釈剤供給部と、（ｖ）器体の希釈室に設けられ、希釈剤で希釈される粘性物質の細断片が付着する被付着部材と、を具備する。

粘性物質供給部は、粘性物質を希釈室に供給させる。回転体は、器体の希釈室内において回転し、希釈室に供給される粘性物質を遠心力により細断させ、粘性物質の多数の細断片からなる細断片群を形成する。ここで、回転体の回転に基づく遠心力が粘性物質に作用するため、粘性物質に遠心力を与える前に比較して、粘性物質のサイズは遠心力に基づいて小さくされる。希釈剤供給部は、回転体の回転で形成された細断片群と希釈剤とが接触するように、希釈剤を希釈室に供給させる。これにより粘性物質と希釈剤とが接触する頻度が増加する。このため、粘性物質は希釈剤により効率よく希釈される。被付着部材は希釈剤で希釈される粘性物質の細断片が付着するように器体の希釈室に設けられる。粘性物質は粘性を有するため、被付着部材に付着された粘性物質が直ちに落下することが抑制される。このため、粘性物質の細断片と希釈剤とが接触する時間が確保される。ひいては、粘性物質の細断片が希釈剤で希釈される時間が確保される。

細断片は、回転体に基づく遠心力により粘性物質が機械的に破砕または散乱されて細かくされたものを意味する。細断片の形状としては特に限定されるものではない。細断片のサイズとしては特に限定されるものではない。粘性物質と希釈剤との接触頻度を高めることを考慮すると、サイズとしては、一般的には、１０ミリサイズ以下、５ミリサイズ以下、３ミリサイズ以下、１ミリサイズ以下、０．５ミリサイズ以下が例示されるが、これらに限定されるものではない。ここで、一般的には、回転体の回転速度が速いと、遠心力が増加し、細断片のサイズは微小となり易い。回転体の回転速度が遅いと、遠心力が減少し、細断片のサイズは大きくなり易い。

本発明の一視点によれば、好ましくは、器体は、粘性物質の細断片群と希釈剤との接触で希釈された粘性物質を貯留させる貯留室を有する。この場合、粘性物質希釈装置は、貯留室に貯留されている粘性物質を回転により再び細断片とし、且つ、その細断片と希釈剤とを再び接触させて更に希釈化させる再希釈用回転部を有することが好ましい。粘性物質の細断片と希釈剤とが接触する頻度が再希釈用回転部により更に増加され、粘性物質の細断片が効率よく希釈剤で希釈される。

本発明の一視点によれば、好ましくは、吸収式ヒートポンプ装置における吸収器に用いられる。吸収器の性能が高まるため、吸収式ヒートポンプ装置の性能が高まる。この場合、粘性物質は吸収液となる。吸収液は、臭化リチウム、ヨウ化リチウムが例示される。希釈剤は気相または液相の水が好ましい。

（実施形態１）
以下、本発明の実施形態１について図１を参照して説明する。本実施形態は、吸収式ヒートポンプ装置（吸収式冷凍機）における吸収器１に適用している。図１に示すように、吸収器１は、希釈室２０をもつ器体２と、器体２に設けられた粘性物質供給部として機能する吸収液供給部２７と、器体２の希釈室２０内において回転可能に設けられた回転体３と、器体２に設けられた希釈剤供給部として機能する水蒸気供給部２８とを有する。器体２は、上壁２ｕと、底壁２ｂと、側壁２ｓとを有する。希釈室２０は、上側の機械室２０ａと、機械室２０ａの下側に設けられた熱交換室２０ｃと、熱交換室２０ｃの下側に設けられた貯留室２０ｅとを有する。

回転体３は、器体２の希釈室２０内に回転可能に設けられており、駆動源３９により軸芯の周りで回転される縦型の回転軸３０と、回転軸３０の一端側（上側）３０ｕに保持された遠心式の第１回転噴霧器を形成する第１回転体３１と、回転軸３０の他端側（下側）３０ｄに保持された遠心式の第２回転噴霧器を形成する第２回転体３２（再希釈用回転部）とを有する。回転軸３０は、第１軸受３０ｆおよび第２軸受３０ｓにより回転可能に支持されている。第１軸受３０ｆおよび第２軸受３０ｓにより回転軸３０のぶれが抑制される。回転軸３０の一端（上端）は駆動源３９に接続され、駆動源３９により回転軸３０が回転される。駆動源３９は、電力で駆動する電動モータ、または、流体圧で駆動する流体圧モータが好ましい。

第１回転体３１は、円盤状の第１連結部３３などにより回転軸３０の一端側（上側）３０ｕにおいて回転軸３０と同軸的に保持されており、上部３１ｕから下部３１ｄに向かうにつれて内径および外径が増加する円錐形状をなしている。第１連結部３３は、吸収液供給部２７の下方において吸収液供給部２７に対面しており、吸収液供給部２７から供給された高粘性吸収液９を受ける受け面３４を有する。受け面３４は第１回転体３１で包囲されている。第１連結部３３の受け面３４には、高粘性吸収液９を第１回転体３１の内側円錐面３１ｉに向けて吐出させる通過孔３５が形成されている。

上記した第２回転体３２は、図１に示されるように、第２連結部３７により回転軸３０の他端側（下側）３０ｄに回転軸３０と同軸的に配置されており、下部３２ｄから上部３２ｕに向かうにつれて内径および外径が増加する円錐形状をなす。第２回転体３２の下部３２ｄは、貯留室２０ｅに貯留されている希釈吸収液９５（粘性物質）に浸漬される。第２回転体３２が回転すると、貯留室２０ｅに貯留されている希釈吸収液９５を吸い上げる吸込口３８が、第２回転体３２の下部３２ｄを厚み方向に貫通するように形成されている。ここで、第２回転体３２においては、下部３２ｄの回転半径よりも上部３２ｕの回転半径が大きい。このため、第２回転体３２が回転軸３０の回りで回転するとき、上部３２ｕの遠心力は下部３２ｄの遠心力よりも大きい。このように大きな遠心力を発生できる第２回転体３２の上部３２ｕにより、第２回転体３２の内側円錐面３２ｉに吸い上げて接触させた高粘性吸収液９を遠心力で細断して外方に飛散させるので、微粒子化を促進させることができる。

図１に示すように、第１回転体３１の外周側には、第１固定体４１が希釈室２０に設けられている。第１固定体４１は、第１回転体３１とほぼ同軸的に設けられており、上部４１ｕから下部４１ｄに向かうにつれて内径および外径が増加する円錐形状をなす。第１回転体３１と第１固定体４１との間には、円錐状をなす第１通路５１が形成されている。第２回転体３２の外周側には、第２固定体４２が希釈室２０に設けられている。第２固定体４２は、第２回転体３２とほぼ同軸的に設けられており、下部４２ｄから上部４２ｕに向かうにつれて内径および外径が増加する円錐形状をなしている。第２回転体３２と第２固定体４２との間には、円錐状をなす第２通路５２が形成されている。第１固定体４１および第２固定体４２は希釈室２０において固定されており、非回転である。

第１回転体３１で形成された微粒子９２の微粒子群９３は、被付着部材６Ｅに向かい、棒材６０Ｅの外表面６２Ｅに付着する。被付着部材６Ｅに付着した高粘性吸収液９の微粒子９２は、希釈室２０の水蒸気と接触して水蒸気を吸収して希釈化される。粘性をもつ高粘性吸収液９は、水蒸気を吸収すると、粘性を低下させるため、棒材６０Ｅの外表面６２Ｅから貯留室２０ｅに向けて重力により落下し、希釈吸収液９５として貯留室２０ｅに貯留される。また被付着部材６Ｅに付着しなかった微粒子９２も、水蒸気を吸収して希釈化され、貯留室２０ｅに向けて落下し、希釈吸収液９５として貯留室２０ｅに貯留される。

このように微粒子９２は棒材６０Ｅの外表面６２Ｅに付着するため、希釈室２０に滞在する時間が確保される。このため、微粒子９２が棒材６０Ｅの外表面６２Ｅに付着せずに直ちに落下する場合に比較して、棒材６０Ｅの外表面６２Ｅに付着している吸収液９，９５と水蒸気との接触時間が確保され、水蒸気の吸収量を高めるのに有利である。

吸収液供給部２７は、器体２の上壁２ｕに設けられており、供給源２７ｘからの高粘性吸収液９（粘性物質）を希釈室２０に下向きに供給させる。水蒸気供給部２８は、器体２の上壁２ｕに設けられており、気相状の水である水蒸気を水蒸気源２８ｘ（希釈剤原）から希釈室２０に下向きに供給させる。

（実施形態４）
図４は実施形態４を示す。本実施形態は実施形態１と基本的には同様の構成および同様の作用効果を有するものである。以下、相違する部分を中心として説明する。図４に示すように、回転体３Ｋは、器体２の希釈室２０内に回転可能に設けられており、駆動源３９により回転軸３０の軸芯の周りで回転される縦型の回転軸３０と、回転軸３０の一端側（上側）３０ｕに保持された遠心式の第１回転噴霧器を形成する円盤状をなす第１回転体３１Ｋと、回転軸３０の他端側（下側）３０ｄに保持された遠心式の第２回転噴霧器を形成する第２回転体３２（再希釈用回転部）とを有する。

図５に示すように、凝縮器１０２は冷媒を流す冷却パイプ１０３を有する。凝縮器１０２では、再生器１３２から流路１５１を介して供給された水蒸気を、冷却パイプ１０３で冷却させて凝縮させて液相水を形成すると共に、凝縮潜熱を得る。凝縮器１０２で形成された液相水は、流路１５２を介して蒸発器１１２に移動する。蒸発器１１２では、流路１５２の孔から液相水が蒸発室１１１に滴下する。滴下された液相水は、高真空状態の蒸発室１１１において水蒸気となる。このように蒸発器１１２では、凝縮器１０２で形成された液相水を蒸発させて水蒸気を形成させると共に、蒸発潜熱（吸熱作用）を得る。蒸発潜熱は、空調器１９０の冷房作用として利用される。蒸発器１１２で蒸発された水蒸気は、水蒸気供給部１４０を介して水蒸気供給口２２から吸収器１の希釈室２０に供給される。

吸収器１の希釈室２０において形成された希釈吸収液９５は、流路１４６のポンプ１８０（吸収液搬送源）によって搬送され、再生器１３２の再生室１３１に帰還する。再生室１３１に帰還した希釈吸収液９５は、粘性が低くなっている。このように再生室１３１に帰還した希釈吸収液９５は、燃焼バーナや電気ヒータなどの加熱部１６０により加熱され、水蒸気を蒸散させて濃縮される。水蒸気は、流路１５１から凝縮室１０１に供給される。このように希釈吸収液９５は再生室１３１において濃縮されて、再び高濃度の高粘性吸収液９となる。高粘性吸収液９は、再生室１３１（粘性物質供給源）から重力により吸収液供給部１４２を通過し、再び吸収器１の希釈室２０に供給される。そして、高粘性吸収液９は、回転体３の回転に基づく遠心力により細断化されて多数の細断片（微粒子）からなる細断片群（微粒子群）となり、更に、伝熱管群６に付着された状態で、伝熱管群６により冷却されつつ水蒸気と接触して水蒸気で希釈化される。

［付記項１］希釈室をもつ器体と、前記器体に設けられ、粘性物質を前記希釈室に供給させる粘性物質供給部と、器体の前記希釈室内に回転可能に設けられ、希釈室に供給される粘性物質を回転により細断片化させて粘性物質の多数の細断片からなる細断片群を形成する回転体と、器体に設けられ、回転体の回転で形成された細断片群と希釈剤とが接触するように希釈剤を希釈室に供給させる希釈剤供給部と、器体の前記希釈室に設けられ、熱交換媒体が流れる通路をもち、微粒子として粘性物質が付着すると共に付着している粘性物質を熱交換媒体と熱交換させる被付着部材とを具備する熱交換器。この場合、被被着部材に付着されている粘性物質は、熱交換媒体と熱交換されつつ、希釈剤に接触して希釈化される。熱交換器の熱交換は、粘性物質を冷却させる形態でも良いし、粘性物質を加熱させる加熱でも良い。

本発明は、高粘性をもつ粘性物質を細断片とした後に、希釈剤で希釈させる粘性物質希釈装置に適用できる。例えば、吸収式ヒートポンプ装置における吸収器に適用できる。

Claims (7)

1. 希釈室をもつ器体と、
   前記器体に設けられ、粘性物質を前記希釈室に供給させる粘性物質供給部と、
   前記器体の前記希釈室内に回転可能に設けられ、前記希釈室に供給される粘性物質を回転により細断片化させて粘性物質の多数の細断片からなる細断片群を形成する回転体と、
   前記器体に設けられ、前記回転体の回転で形成された細断片群と希釈剤とが接触するように、希釈剤を前記希釈室に供給させる希釈剤供給部と、
   前記器体の前記希釈室に設けられ、希釈剤で希釈される前記粘性物質の前記細断片が付着する被付着部材と、
   を具備する粘性物質希釈装置。
2. 請求項１において、前記被付着部材は、前記被付着部材に付着している粘性物質を冷却させる冷却機能を有する粘性物質希釈装置。
3. 請求項１または２において、前記被付着部材は、冷媒が流れる通路をもつ複数の伝熱管からなる伝熱管群で形成されている粘性物質希釈装置。
4. 請求項１〜３のうちの一項において、前記器体は、細断片群と希釈剤との接触で希釈された粘性物質を貯留させる貯留室を有しており、
   前記貯留室に貯留されている粘性物質を回転により再び細断片とし、且つ、その細断片と希釈剤とを再び接触させて更に希釈化させる再希釈用回転部を有する粘性物質希釈装置。
5. 請求項１〜４のうちの一項において、前記希釈剤供給部は、前記希釈室において生成された細断片群の外側に希釈剤を供給させて希釈剤流を形成し、前記希釈室における粘性物質の細断片群の過剰飛散を希釈剤流により抑える粘性物質希釈装置。
6. 請求項１〜５のうちの一項において、前記希釈室において希釈剤を攪拌させることにより、細断片と希釈剤との接触確率を増加させる希釈剤攪拌部が、前記希釈室の内部に設けられている粘性物質希釈装置。
7. 請求項１〜６のうちの一項において、吸収式ヒートポンプ装置における吸収器に用いられる粘性物質希釈装置。