JP2013178065A

JP2013178065A - ポンプ一体型熱交換器

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Publication number: JP2013178065A
Application number: JP2012043243A
Authority: JP
Inventors: Osamu Tsubouchi; 修坪内
Original assignee: Aisin Seiki Co Ltd
Current assignee: Aisin Corp
Priority date: 2012-02-29
Filing date: 2012-02-29
Publication date: 2013-09-09
Anticipated expiration: 2032-02-29
Also published as: JP5928790B2

Abstract

【課題】ポンプ圧を流体の流路全体に均一または略均一に作用させ得るポンプ一体型熱交換器を提供すること。
【解決手段】流路１０の内部にポンプ部２を設け、流路１０の中心Ａとポンプ部２の回転中心Ｂとを離間させるとともに、攪拌ブレード部４０を径方向外方に付勢する。攪拌ブレード４０等により流路１０を複数の小室１６に区画する。攪拌ブレード４０は出入を繰り返し、それに伴って小室１６内の圧力が変動することで、ポンプ作用を生じる。攪拌ブレード４０が流路１０の熱交換壁１１上を通り、かつ、ポンプ部２の周壁９３に摺接するようにすることで、液溜まり１７の形成を抑制する。
【選択図】図１

Description

本発明は、流体を熱交換させる熱交換器と、流体を輸送するポンプとを一体化したポンプ一体型熱交換器に関する。

流体を熱交換させる熱交換器と、流体を輸送するポンプとを一体化する技術が知られている（例えば、特許文献１、２参照）。熱交換器とポンプとを一体化することで、この熱交換器およびポンプを有する装置を小型化でき、かつ低コスト化できる。

しかし例えば特許文献１、２に紹介されているポンプ一体型熱交換器においては、ポンプは熱交換器の端部に位置するため、ポンプによる流体圧（ポンプ圧）は熱交換器における流体の流路全体に均一に作用し難い。その結果、流体の流速には、流路の部分毎にムラが生じる。特に、ポンプ一体型熱交換器のなかで流速の遅い部分（液溜まり）は流体の流入および流出が少ない。このためポンプ一体型熱交換器における液溜まり部は、熱交換性能に劣り、ポンプ一体型熱交換器全体の熱交換性能を向上させる妨げになっている。

特開昭60-4791号公報特開2006-3204号公報

本発明は上記した実情に鑑みてなされたものであり、ポンプ圧を流体の流路全体に均一または略均一に作用させ得るポンプ一体型熱交換器を提供することにある。

本発明に係るポンプ一体型熱交換器は、流体が流通する第１熱交換部と、前記第１熱交換部と熱的に連絡されている第２熱交換部と、該第１熱交換部の内部に配置されているポンプ部と、を有し、
前記第１熱交換部は、
互いに離間配置され、前記流体の流路の少なくとも一部を区画する一対の熱交換壁と、
一方の前記熱交換壁の外周面と他方の前記熱交換壁の外周面とを連絡する周壁と、を有する容器状をなし、
前記ポンプ部は、前記流路の内部に挿通されている回転軸と、中空状をなし前記回転軸に一体化され前記回転軸を中心とする円の径方向に延出するブレード枠部と、前記ブレード枠部の内部に配置され前記ブレード枠部に対して前記径方向にスライド可能な攪拌ブレード部と、を有し、
前記ポンプ部の回転軸は前記熱交換壁の中心に対して前記径方向に離間し、
前記ポンプ部が前記回転軸を中心として回転すると、前記攪拌ブレード部は、前記ブレード枠部から延出する方向に付勢されて前記周壁に摺接し、かつ、前記熱交換壁上を移動するものである。

本発明のポンプ一体型熱交換器においては、流体の流路が攪拌ブレード部およびブレード枠部によって複数の小室に区画される。そして隣り合う小室の境界部分において攪拌ブレード部が小室内に出入りする。つまり本発明のポンプ一体型熱交換器においては、流体の流路を小さく区画し、その小室毎にポンプによる流体圧を作用させている。このため、小室内には比較的均一に流体圧が作用し、液溜まりの形成を抑制できる。さらに、攪拌ブレード部は回転しつつ流路の熱交換壁上を移動する。このため、熱交換壁の近傍において流体を攪拌し、液溜まりの形成をさらに抑制できる。同様に攪拌ブレード部は回転しつつ流路の周壁内面に摺接する。このため、周壁内部の近傍において流体を攪拌し、液溜まりの形成をさらに抑制できる。これらの協働により、本発明のポンプ一体型熱交換器によると流体の流路におけるポンプ圧の差を低減でき、液溜まりの形成を抑制できる。このためポンプ一体型熱交換器の熱交換性能を向上させることが可能である。

本発明のポンプ一体型熱交換器は、下記の（１）〜（５）の何れかを備えるのが好ましく、複数を備えるのがより好ましい。
（１）前記攪拌ブレード部の前記周壁と対向する面は、前記周壁の曲率と同一曲率をなす部分を有する。
（２）前記攪拌ブレード部の平面を前記熱交換壁に対面させている。
（３）前記第２熱交換部は、第２の流体が流通する流路を有する。
（４）前記攪拌ブレード部は、弾性体からなる付勢手段によって、前記ブレード枠部から延出する方向に付勢されている。
（５）前記第１熱交換部の前記流路は、吸収式ヒートポンプにおける吸収器と再生器とを連絡する第１連絡通路の一部を構成するとともに、前記第１熱交換部の前記流路には吸収液と希釈剤との混和液が流通し、
前記第２熱交換部の前記流路は、吸収式ヒートポンプにおける吸収器と再生器とを連絡する第２連絡通路の一部を構成するとともに、前記第２熱交換部の前記流路には吸収液が流通する。

本発明のポンプ一体型熱交換器によれば、流体の流路にポンプ圧を均一または略均一に作用させることが可能である。

実施形態１のポンプ一体型熱交換器の概念を表す斜視図である。実施形態１のポンプ一体型熱交換器における第１熱交換部およびポンプ部を模式的に表す要部拡大図である。実施形態１のポンプ一体型熱交換器における攪拌ブレード部の動作を説明する説明図である。実施形態１のポンプ一体型熱交換器における攪拌ブレード部の動作を説明する説明図である。実施形態１のポンプ一体型熱交換器を用いた吸収式ヒートポンプの概念を示す図である。

本発明のポンプ一体型熱交換器は、種々の装置における熱交換器として適用できる。例えば車両に搭載される吸収式ヒートポンプに適用しても良い。本発明のポンプ一体型熱交換器における第１流出部の数、第２流路部の数は特に限定されない。例えばポンプ部を内蔵する第１流路部と、第２流路部とを１つずつ交互に配列しても良い。または、ポンプ部を内蔵する第１流路部と、ポンプ部を内蔵する第２流路部と、を１つずつ交互に配列しても良い。或いは、ポンプ部を内蔵する１つの第１流路部に対して２つの第２流路部を配置しても良い。そしてこのような３つ一組の流路部ユニットを複数組配列しても良い。少なくとも第１流路部には流体が流通する。この流体はポンプ部が回転するのに伴って第１流路部の内外に輸送される。熱交換器を適用する装置によっては、第２流路部には流体が流通しなくても良い。例えば固体−液体間で熱交換を行う場合、第２流路部を固体とし、第１流路部に流通する液体と固体である第２流路部とを熱交換させれば良い。何れの場合にも、第１流路部および第２流路部が伝熱路つまり熱の流路として機能することにはかわりない。第１流路部および第２流路部の両方に流体が流通する場合、第１流路部を流通する流体と、第２流路部を流通する流体とは同種の流体であっても良いし異種の流体であっても良い。両者に温度差さえあれば、熱交換可能である。

（実施形態１）
図１〜図５は実施形態１の概念を示す。実施形態１のポンプ一体型熱交換器は、図１に示すように、３つの第１熱交換部１と、３つの第２熱交換部９０とが交互に配列し、このうち各第１熱交換部１の内部（第１流路部１０）に、各々ポンプ部２を配置するとともに、各ポンプ部２の回転軸２０を同軸的に一体化したものである。第１熱交換部１は、２つの第１熱交換壁１１と、第１周壁１２とを有する。二つの第１熱交換壁１１は略同形状である。熱交換壁１１の面の中で他の熱交換壁１１に対面する面を熱交換面１１ａと呼ぶ。熱交換面１１ａは、図２に示すように、第１中心Ａを中心とする円形をなす。第１周壁１２は熱交換面１１ａの外周部に一体化され、第１中心Ａを中心とする円弧状に湾曲した立壁状をなす。第１周壁１２には、回転軸２０の軸方向と交差する方向（実施形態１においては略直交する方向）に延びる円筒状の第１流入部１８および第１流出部１９が一体化されている。図１、２に示すように、二つの第１熱交換部１には、第１中心から離間した略中心部（第２中心Ｂ）に、それぞれ略円形の貫通孔状をなす第１挿通孔１３が形成されている。第１挿通孔１３の内部は、第１流路部１０に連絡している。

第２熱交換部９０は、第１熱交換部１と略同形状であり、内部に第２流路部９１を有する中空状をなす。具体的には第２熱交換部９０は２つの第２熱交換壁９２、第２周壁９３、第２流入部９４および第２流出部９５を有する。第２熱交換壁９２は第１熱交換壁１１と略同形状であり、第２周壁９３は第１周壁１２と略同形状であり、第２流入部９４は第１流入部１８と略同形状であり、第２流出部９５は第１流出部１９と略同形状である。なお、二つの第２熱交換部９０には、第２熱交換面１１ａの中心からやや離間した位置に（第２中心Ｂと同軸的に）、それぞれ、略円形の貫通孔状をなす第２挿通孔（図略）が形成されている。二つの第２挿通孔の周壁は、略円筒状の立壁によって連結されている。つまり、第２挿通孔の内部は、第２流路部９１には連絡していない。第２熱交換部９０は、第２熱交換壁９２を第１熱交換壁１１に面接触させつつ、第１熱交換部１の隣に位置されている。

ポンプ部２は、図１に示す駆動手段８０と、回転軸２０と、図２、３に示す回転基体２１と、６つのブレード枠部３０と、６つの攪拌ブレード部４０と、６つの付勢手段２２（実施形態１においてはコイルバネ）とを有する。回転軸２０は第１熱交換部１および第２熱交換部９０の配列方向、すなわち図１における前後方向に延びている。以下、便宜的に、回転軸２０を中心とする円を基準円Ｘと呼び、基準円Ｘの径方向の外側方向を基準円Ｘの外径方向と呼び、基準円Ｘの径方向の内側方向を基準円Ｘの内径方向と呼ぶ。

回転軸２０は第１挿通孔１３に挿通されている。回転軸２０の中心（第２中心Ｂ）は、第１熱交換壁１１ａの中心である第１中心Ａに対して、基準円Ｘの径方向に離間している。回転軸２０には回転基体２１が一体化され、回転基体２１上には６つのブレード枠部３０、６つの攪拌ブレード部４０および６つの付勢手段２２が一体化されている。回転基体２１は略円板状をなし、回転軸２０に同軸的に一体化されている。６つのブレード枠部３０はそれぞれ同形状である。各ブレード枠部３０は、回転軸２０の周方向に等間隔で配列し、外径方向に開口する略角筒状をなす。図３、４に示すように、各ブレード枠部３０の前壁３１および後壁３２（後述する攪拌表面４５ａに対面する部分）には、それぞれ、基準円Ｘの径方向に延びる第１スリット３３が貫通形成されている。第１スリット３３は前壁３１および後壁３２の外径方向の端部に開口している。また、各ブレード枠部３０の２つの側壁３４（つまりブレード枠部３０のなかで前壁３１および後壁３２に隣接する部分、隣接するブレード枠部３０側の部分）には、基準円Ｘの径方向に延びる第２スリット３５が貫通形成されている。ブレード枠部３０の外径端部において、側壁３４のなかで第２スリット３５よりも前側の部分および後側の部分には、角柱状のストッパ壁３６が架け渡されている。このため第２スリット３５の外径方向端部は閉じられている。

攪拌ブレード部４０は略角柱状をなす。攪拌ブレード部４０における内径方向の端部を基部４１と呼ぶ。攪拌ブレード部４０における外径方向の端部を先端部４２と呼ぶ。図３中前後方向における先端部４２の厚さは、当該前後方向における基部４１の厚さに比べて厚く（厚肉）、当該前後方向におけるブレード枠部３０の厚さに比べても厚い。基部４１と先端部４２との間には鍔状のストッパ部４３が形成されている。ストッパ部４３は基準円Ｘの径方向に略直交する方向（つまり攪拌ブレード部４０の基部４１および先端部４２に対して略直交する方向）に延出する。攪拌ブレード部４０の基部４１はブレード枠部３０の内部に挿入されている。なお攪拌ブレード部４０の基部４１には付勢手段２２が装着されている。攪拌ブレード部４０のストッパ部４３はブレード枠部３０の第２スリット３５に挿通されている。ストッパ部４３は攪拌ブレード４０の飛び出し防止用の部分であり、第２スリット内をスライドするとともに、ストッパ壁３６と係止可能である。攪拌ブレード部４０の先端部４２は、基部４１に比べて前後方向に厚肉であるため、先端部４２の一部は、第１スリット３３を介して前側および後側に延出する。この先端部４２の一部（第１スリット３３から延出する部分）を塗布部４５と呼ぶ。塗布部４５の延出端面（熱交換面１１ａ側の面）を攪拌表面４５ａと呼ぶ。

回転軸２０には駆動手段８０（実施形態１においては電動モータ）が接続されている。ポンプ部２は駆動手段８０に駆動され、図１中時計回りに回転する。

実施形態１のポンプ一体型熱交換器は、図５に概略図を示す吸収式ヒートポンプの一部である。第１熱交換部１の第１流路部１０は、吸収式ヒートポンプにおける吸収器１１０と再生器１３２とを連絡する希釈吸収液供給路１４６の一部を構成する。具体的には、第１熱交換部１の第１流入部１８は希釈吸収液供給路１４６の上流側（吸収器１１０側）に接続され、第１流出部１９は希釈吸収液供給路１４６の下流側（再生器１３２側）に接続される。そして、第１流路部１０には吸収液（実施形態１では臭化リチウム）と希釈剤（実施形態１では水）との混和液である希釈吸収液が流通する。また、第２熱交換部９０の第２流路部９１は、吸収式ヒートポンプにおける吸収器１１０と再生器１３２とを連絡する吸収液供給路１４２の一部を構成する。具体的には、第２熱交換部９０の第２流入部９４は吸収液供給路１４２の上流側（再生器１３２側）に接続され、第２流出部９５は吸収液供給路１４２の下流側（吸収器１１０側）に接続されている。そして、第２流路部９１には吸収液が流通する。
希釈吸収液供給路１４６は本発明のポンプ一体型熱交換器における第１連絡通路に相当する。また、吸収液供給路１４２は本発明のポンプ一体型熱交換器における第２連絡通路に相当する。

＜ポンプ部２の動作＞
図２に示すように、ポンプ部２の回転軸２０（より詳しくは第２中心Ｂ）と、第１熱交換壁１１ａの第１中心Ａとは、基準円Ｘの径方向に離間している。つまり、ポンプ部２の回転軸２０と第１周壁１２との距離は一定ではない。

駆動手段８０に駆動されたポンプ部２は、図２中時計回りに回転する。攪拌ブレード部４０は外径方向に付勢されているため、第１周壁１２に当接する位置にまで延出しつつ回転する。したがって攪拌ブレード部４０およびブレード枠部３０によって、第１流路部１０内は複数の小室１６に区画される。各小室１６の容積は回転軸２０と第１周壁１２との距離に応じて異なり、小室１６を区画する攪拌ブレード部４０の延出量が大きい程、小室１６の容積も大きい。攪拌ブレード部４０は第１周壁１２に摺接しつつ回転するため、小室１６の容積はポンプ部２の回転に伴い変化する。攪拌ブレード部４０の延出量が大→小と変化し、小室１６の容積が大→小と変化すると、小室１６内の流体（吸収液と水の混和液、希釈吸収液）は圧縮される。この圧縮力によって希釈吸収液が第１流路部１０から送出される。具体的には、希釈吸収液は、第１流路部１０から第１流出部１９を介して再生室１３２に送出される。

一方、攪拌ブレード部４０の延出量が小→大と変化し、小室１６の容積が小→大と変化すると、小室１６内の希釈吸収液は膨張する。換言すると、小室１６内の圧力が下がり、吸引力が生じる。この吸引力によって、第１流路部１０に希釈吸収液が吸入される。具体的には、希釈吸収液は吸収器１１０から、第１流入部１８を介して第１流路部１０に流入する。

図１に示すように、第１熱交換部１には第２熱交換部９０が隣接している。第１流路部１０には吸収液（実施形態１では臭化リチウム）と希釈剤（実施形態１では水）との混和液である希釈吸収液が流通する。第２熱交換部９０の第２流路部９１は再生器１３２→吸収器１１０に向かう流路（吸収液供給路１４２）の一部を構成し、吸収液が流通している。再生器１３２において、吸収液は加熱されている。このため、第２熱交換部９０の第２流路部９１を流通する吸収液の温度は、第１熱交換部１を流通する希釈吸収液の温度に比べて高い。したがって、第１熱交換部１は第２熱交換部９０に比べて高温であり、両者は熱交換する。

実施形態１のポンプ一体型熱交換器においては、第１流路部１０を６つの小室１６に区画し、各小室１６にそれぞれ圧力を作用させている。各小室１６の容積は比較的小さいため、小室１６内には略均一な圧力が作用する。このため、小室１６内全体に希釈吸収液が流通し、液溜まりが生じ難い。よって、各小室１６内の希釈吸収液は略均一な温度になる。

また、図２に示すように、第１流路部１０の第１周壁１２には攪拌ブレード部４０が摺接する。第１流路部１０における第１周壁１２と熱交換面１１ａとの境界部分は角状をなし、流体の流動が妨げられ易い。このため、例えば図３に二点鎖線で示すように、第１周壁１２の近傍には液溜まり１７（境界層１７）が生じる場合がある。しかし、攪拌ブレード部４０が第１周壁１２に摺接しつつ回転することで、攪拌ブレード部４０により液溜まり１７を掻き取ることができる。換言すると、攪拌ブレード部４０は第１流路部１０における第１周壁１２近傍に形成される境界層１７の内部を通過し、境界層１７の発達を抑制できる。また、攪拌ブレード部４０は、回転に伴って熱交換面１１ａ上を移動する。このため、同様に熱交換面１１ａ近傍の液溜まり１７を掻き取り、熱交換面１１ａ近傍に形成される境界層１７の発達を抑制できる。さらに、攪拌ブレード部４０は略角柱状をなし平面を熱交換面１１ａに対面させつつ回転するため、熱交換面１１ａと攪拌ブレード部４０の表面との距離を非常に小さくできる。このことによっても、上述した境界層１７の発達をさらに抑制できる。さらに、図３に示すように、攪拌ブレード部４０は略角柱状をなし、熱交換面１１ａに対面する攪拌表面４５ａは平面であり、第１周壁１２に対面する面（延出端面４６ａ）は攪拌表面４５ａに対して略直交している。したがって、延出端面６４ａと攪拌表面４５ａとの間に角部４６ｂが形成される。この角部４６ｂは、熱交換面１１ａと第１周壁１２との境界部分に進入可能である。このことによっても、上述した境界層１７の発達をさらに抑制できる。実施形態１のポンプ一体型熱交換器は、これらの協働により、第１流路部１０内にポンプ圧を均一または略均一に作用させることができ、第１流路部１０内を流通する希釈吸収液の温度を略均一にできる。このため実施形態１のポンプ一体型熱交換器は熱交換性能に優れる。

なお、図２に示すように、攪拌ブレード部４０を回転軸２０の軸方向（図１、３中前後方向）から見ると、延出端面４６ａは曲面状をなしている。そして延出端面４６ａは第１周壁１２の内面１２ａと略同一曲率である。このため、ポンプ部２が回転する際における攪拌ブレード部４０と第１周壁１２との片当たりを緩和でき、攪拌ブレード部４０および第１周壁１２の偏摩耗を抑制できる。なお、実施形態１においては、延出端面４６ａの全体が第１周壁１２の内面１２ａと略同一曲率であるが、一部のみが第１周壁１２の内面１２ａと略同一曲率であっても良い。

実施形態１のポンプ一体型熱交換器が接続されている吸収式ヒートポンプにおいて、再生器内は吸収器内に比べて１００倍程度高圧である。このため、再生器から吸収器に向けて流体を輸送するためにはポンプ等を要しない。しかし、本発明のポンプ一体型熱交換器を他の用途に用いる場合、第１流路部１０および第２流路部９１の両方にポンプ部２を配設しても良い。

攪拌ブレード部４０およびブレード枠部３０の大きさや数は、流体の流量、比重、粘度、ポンプ部２の回転速度等に応じて適宜設定できる。

実施形態１のポンプ一体型熱交換器は、各攪拌ブレード部４０を付勢手段２２によって外径方向に延出させている。しかし、本発明のポンプ一体型熱交換器においては、攪拌ブレード部４０はポンプ部２が回転する際に外径方向に付勢されれば良く、付勢手段２２は必ずしも必要でない。例えば、ポンプ部２が回転する際の遠心力によって攪拌ブレード部４０を外径方向に付勢しても良い。

境界層１７の発達を攪拌ブレード部４０によってより確実に抑制するためには、熱交換面１１ａと攪拌ブレード部４０の攪拌表面４５ａとの距離をなるべく近づけるのが良い。また、ポンプ一体型熱交換器の耐久性を考慮すると、回転時にポンプ部２に作用する負荷を低減するのが良い。これらを勘案すると、攪拌ブレード部４０の攪拌表面４５ａと熱交換面１１ａとはなるべく近づけつつ、かつ、僅かに離間させておくのが好ましい。なお、実施形態１において攪拌ブレード部４０は略角柱状をなすが、攪拌ブレード部４０の形状はこれに限定されず、例えば円柱状等であっても良い。

なお、実施形態１においては１つの攪拌ブレードの攪拌表面４５ａが２つの熱交換面１１ａの近傍を通過するようにしたが、攪拌ブレードの形状はこれに限定されない。例えば、攪拌表面４５ａが何れか一方の熱交換面１１ａの近傍のみを通過するようにしても良い。

＜吸収式ヒートポンプ＞
一般的な吸収式ヒートポンプの概念を表す図５を用いて、実施形態１の吸収式ヒートポンプを説明する。実施形態１の吸収式ヒートポンプは、ポンプ一体型熱交換器を有すること以外は一般的な吸収式ヒートポンプと同様に構成されている。

吸収式ヒートポンプ（吸収式冷凍機）１００は、凝縮室１０１を有する凝縮器１０２と、高真空状態に維持されている蒸発室１１１を有する蒸発器１１２と、処理室１２０を有する吸収器１１０と、再生室１３１を有する再生器１３２とを有する。更に、再生器１３２の再生室１３１と吸収器１の処理室１２０とを繋ぐ吸収液供給路１４２が設けられている。蒸発器１１２の蒸発室１１１と吸収器１１０の処理室１２０とを繋ぐ水蒸気供給路１４０が設けられている。

図５に示すように、凝縮器１０２は冷水が流通する冷却パイプ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で冷却し凝縮させて液相水に相変化させるとともに、凝縮潜熱を得る。凝縮器１０２で形成された凝縮水（すなわち液相水）は、流路１５２を介して蒸発器１１２に移動する。流路１５２にはバルブ１９２が設けられ、蒸発器１１２に供給する液相水の流量を調整可能である。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、熱交換器１１３に到着する。熱交換器１１３には、冷水（クーラント）が流通している。蒸発器１１２の内部は真空雰囲気であるため低温であり、熱交換器１１３を流通する冷水は、これに比べると温かい。このため、熱交換器１１３は冷水により温められている。熱交換器１１３に付着した液相水は、高真空状態の蒸発室１１１において熱交換器１１３に温められて水蒸気となる。このように蒸発器１１２では、凝縮器１０１で形成された凝縮水である液相水を蒸発させて水蒸気に相変化させるとともに、気化潜熱（吸熱作用）を得る。この気化潜熱によって熱交換器１１３が冷却され、熱交換器１１３を流通する冷水は冷却される。冷却された冷水は、熱交換器１１３により空調器１９０に輸送され、外気と熱交換（冷房作用）して温められ、熱交換器１１３に戻される。蒸発器１１２で蒸発した水蒸気は、水蒸気供給路１４０を介して吸収器１１０の吸収処理室１２０に供給される。

吸収器１１０では、高濃度の吸収液が、吸収液供給路１４２から重力により滴下する。吸収液は、吸収処理室１２０において水蒸気（希釈剤）を吸収し、希釈吸収液となる。希釈吸収液は、希釈吸収液供給路１４６に流入し、第１熱交換部１の第１流路部１０を流通し、第２熱交換部９０の第２流路部９１を流通する吸収液と熱交換する。その後、再生器１３２の再生室１３１に移動する。再生室１３１に移動した希釈吸収液は、排気ガス或いは燃焼バーナや電気ヒータ等の熱源により加熱され、吸収液と水蒸気とに分離する。この水蒸気は、流路１５１から凝縮器１０２に供給される。これにより希釈吸収液は再生室１３１において濃縮されて高濃度の吸収液となる。再生された高濃度の吸収液は、再生室１３１から吸収液供給路１４２を介し、第２熱交換部９０の第２流路部９１を流通し、第１熱交換部１の第１流路部１０を流通する希釈吸収液と熱交換して、再び吸収器１１０に戻される。

このように吸収式ヒートポンプでは、凝縮器１０２で生じる凝縮熱により加熱作用が得られる。また、蒸発器１１２で生じる気化潜熱により吸熱作用（冷却作用）が得られる。

（その他）本発明は上記し且つ図面に示した実施形態のみに限定されるものではなく、要旨を逸脱しない範囲内で適宜変更して実施できる。例えば本発明のポンプ一体型熱交換器は各種の液−液熱交換器やプレート式熱交換器に適用できる。

１は第１熱交換部、９０は第２熱交換部、２はポンプ部、１１，９２は熱交換壁、１２、９３は周壁、２０は回転軸、３０はブレード枠部、４０は攪拌ブレード部、２２は付勢手段を示す。

Claims

流体が流通する第１熱交換部と、前記第１熱交換部と熱的に連絡されている第２熱交換部と、該第１熱交換部の内部に配置されているポンプ部と、を有し、
前記第１熱交換部は、
互いに離間配置され、前記流体の流路の少なくとも一部を区画する一対の熱交換壁と、
一方の前記熱交換壁の外周面と他方の前記熱交換壁の外周面とを連絡する周壁と、を有する容器状をなし、
前記ポンプ部は、前記流路の内部に挿通されている回転軸と、中空状をなし前記回転軸に一体化され前記回転軸を中心とする円の径方向に延出するブレード枠部と、前記ブレード枠部の内部に配置され前記ブレード枠部に対して前記径方向にスライド可能な攪拌ブレード部と、を有し、
前記ポンプ部の回転軸は前記熱交換壁の中心に対して前記径方向に離間し、
前記ポンプ部が前記回転軸を中心として回転すると、前記攪拌ブレード部は、前記ブレード枠部から延出する方向に付勢されて前記周壁に摺接し、かつ、前記熱交換壁上を移動するポンプ一体型熱交換器。
請求項１において、
前記攪拌ブレード部の前記周壁と対向する面は、前記周壁の曲率と同一曲率をなす部分を有するポンプ一体型熱交換器。
請求項１または２において、
前記攪拌ブレード部の平面を前記熱交換壁に対面させているポンプ一体型熱交換器。
請求項１〜３の何れか一項において、
前記第２熱交換部は、第２の流体が流通する流路を有するポンプ一体型熱交換器。
請求項１〜４の何れか一項において、
前記攪拌ブレード部は、弾性体からなる付勢手段によって、前記ブレード枠部から延出する方向に付勢されているポンプ一体型熱交換器。
請求項１〜５の何れか一項において、
前記第１熱交換部の前記流路は、吸収式ヒートポンプにおける吸収器と再生器とを連絡する第１連絡通路の一部を構成するとともに、前記第１熱交換部の前記流路には吸収液と希釈剤との混和液が流通し、
前記第２熱交換部の前記流路は、吸収式ヒートポンプにおける吸収器と再生器とを連絡する第２連絡通路の一部を構成するとともに、前記第２熱交換部の前記流路には吸収液が流通するポンプ一体型熱交換器。