JP2013231578A - 吸収ヒートポンプ - Google Patents

Abstract

【課題】吸収器の点検を行いやすい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１は、溶液Ｓａによる冷媒蒸気Ｖｅの吸収を内部で行わせる吸収器缶胴１７を有する吸収器１０と、溶液Ｓｗからの冷媒Ｖの離脱を内部で行わせる再生器缶胴３７を有する再生器３０と、冷媒蒸気Ｖｇの凝縮を内部で行わせる凝縮器缶胴４７を有する凝縮器４０と、冷媒蒸気Ｖｅの生成を内部で行わせる蒸発器缶胴２７を有する蒸発器２０とを備え、吸収器缶胴１７が、再生器缶胴３７、凝縮器缶胴４７、及び蒸発器缶胴２７と分離した別体に構成されると共に、構造物の据付面に近接して設置されている。而して、点検の頻度が比較的多くなりがちな吸収器缶胴１７に接近しやすくなると共に、吸収器缶胴１７のみを交換することが可能になる。
【選択図】図１

Description

本発明は吸収ヒートポンプに関し、特に吸収器の点検を行いやすい吸収ヒートポンプに関する。

駆動熱源温度より高い温度の被加熱媒体を取り出す熱源機械として、吸収ヒートポンプがある。吸収ヒートポンプは、冷媒液を蒸発させる蒸発器、冷媒蒸気を溶液で吸収させる吸収器、溶液から冷媒を離脱させる再生器、冷媒蒸気を凝縮させる凝縮器を主要構成として備えている。吸収ヒートポンプは、作動時の圧力関係及び製造上の都合から、吸収器と蒸発器とが１つの缶胴内に形成され、凝縮器と再生器とが１つの缶胴内に形成され、吸収器及び蒸発器の缶胴が、凝縮器及び再生器の缶胴よりも上方に配設されるのが一般的である（例えば、特許文献１参照。）。

特開２００７−１４７１４８号公報（段落００２３、図１等）

吸収ヒートポンプにおける吸収器は、他の主要構成器に比べて、作動時の温度及び圧力が高くなるため、腐食発生の有無の確認等の点検実施の要請が比較的高い。しかしながら、上述のような一般的な吸収ヒートポンプは、吸収器の点検を行うために労力を要し、仮に腐食等が発生して吸収器の交換が必要になった場合には蒸発器も一緒に交換する必要があった。

本発明は上述の課題に鑑み、吸収器の点検を行いやすい吸収ヒートポンプを提供することを目的とする。

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に示すように、冷媒の蒸気である冷媒蒸気Ｖｅを溶液Ｓａが吸収する際に生じる吸収熱で被加熱媒体Ｗを加熱する吸収器１０であって、溶液Ｓａによる冷媒蒸気Ｖｅの吸収を内部で行わせる吸収器缶胴１７を有する吸収器１０と；冷媒が吸収された溶液Ｓｗを加熱して溶液Ｓｗから冷媒を離脱させる再生器３０であって、溶液Ｓｗからの冷媒の離脱を内部で行わせる再生器缶胴３７を有する再生器３０と；再生器３０で溶液Ｓｗから離脱した冷媒蒸気Ｖｇを導入し凝縮させて冷媒の液体である冷媒液Ｖｆを生成する凝縮器４０であって、冷媒蒸気Ｖｇの凝縮を内部で行わせる凝縮器缶胴４７を有する凝縮器４０と；冷媒液Ｖｆを加熱して吸収器１０に供給する冷媒蒸気Ｖｅを生成する蒸発器２０であって、冷媒蒸気Ｖｅの生成を内部で行わせる蒸発器缶胴２７を有する蒸発器２０とを備え；吸収器缶胴１７が、再生器缶胴３７、凝縮器缶胴４７、及び蒸発器缶胴２７と分離した別体に構成されると共に、構造物の据付面Ｆ（図２参照）に近接して設置されている。ここで、吸収器缶胴が「据付面に近接して設置され」とは、典型的には、吸収器缶胴と据付面との間に、必要な点検スペースを確保したうえで、他の缶胴が入るスペースがない程度に近接している状態である。

このように構成すると、点検の頻度が比較的多くなりがちな吸収器缶胴に接近しやすくなると共に、蒸発器、凝縮器、及び再生器を存置しつつ吸収器缶胴を交換することが可能になる。また、吸収ヒートポンプの高さを抑制しやすくなる。さらに、最も高温になる吸収器缶胴の長手方向の熱応力が緩和されることとなる。

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１において、蒸発器缶胴２７が、再生器缶胴３７及び凝縮器缶胴４７よりも上方に配置されると共に、再生器缶胴３７及び凝縮器缶胴４７よりも水平投影面積が大きく形成されている。

このように構成すると、蒸発器の面積を広げることで高さを抑制することができ、吸収ヒートポンプ全体の高さを抑制することができる。蒸発器の高さを抑制すると、蒸発器内の冷媒液を加熱する伝熱管を冷媒液中に没入した状態とする満液式を採用した場合に、伝熱管の最深部を比較的浅くすることができ、冷媒液深による沸点上昇を抑制することができる。蒸発器を満液式にすると、冷媒液を伝熱管に向けて散布するノズルを省略することができ、装置構成を簡略化することができる。

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１に示すように、上記本発明の第１の態様又は第２の態様に係る吸収ヒートポンプ１において、蒸発器缶胴２７の内部の冷媒蒸気Ｖｅを吸収器缶胴１７に導く冷媒蒸気流路２５と；溶液Ｓａを吸収器缶胴１７に流入させる溶液導入管３５と；吸収器缶胴１７から溶液Ｓｗを導出させる溶液導出管１６と；冷媒蒸気流路２５、溶液導入管３５、及び溶液導出管１６のそれぞれに挿入配置される、流体の流路を閉塞する閉止フランジを取り付け可能なフランジ又は流体の流路を開閉する開閉弁２５ｖ、３５ｖ、１６ｖとを備える。

このように構成すると、吸収器缶胴の交換を行うときに、吸収器缶胴とその他の缶胴との縁を切ることができ、吸収器缶胴以外の缶胴に大気が侵入することを抑制することができる。

本発明によれば、点検の頻度が比較的多くなりがちな吸収器缶胴に接近しやすくなると共に、蒸発器、凝縮器及び再生器を存置しつつ吸収器缶胴を交換することが可能になる。

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。 主要構成機器の配置を説明する図であり、（Ａ）は本発明の実施の形態に係る吸収ヒートポンプの外観正面図、（Ｂ）は蒸発器、再生器、凝縮器の外観平面図である。

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。

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の基本構成を説明する。図１は、吸収ヒートポンプ１の模式的系統図である。吸収ヒートポンプ１は、吸収ヒートポンプサイクルを行う主要構成機器である吸収器１０、蒸発器２０、再生器３０、及び凝縮器４０と、吸収器１０で加熱された被加熱媒体Ｗを気液分離する気液分離器８０とを備えている。吸収ヒートポンプ１は、比較的利用価値の低い低温（例えば８０℃〜９０℃程度）の排温水を熱源媒体として再生器３０及び蒸発器２０に供給して、利用価値の高い被加熱媒体蒸気Ｗｖ（例えば、圧力が約０．１ＭＰａ（ゲージ圧）を超え、望ましくは０．８ＭＰａ（ゲージ圧）程度）を気液分離器８０から取り出すことができるものである。

なお、以下の説明においては、溶液に関し、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「溶液Ｓ」ということとする。また、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、溶液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（Ｈ_２Ｏ）が用いられている。また、被加熱媒体Ｗは、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、被加熱媒体液Ｗｑと被加熱媒体蒸気Ｗｖとが混合した混合被加熱媒体Ｗｍの総称である。本実施の形態では、被加熱媒体Ｗとして水（Ｈ_２Ｏ）が用いられている。

吸収器１０は、被加熱媒体Ｗの流路を構成する加熱管１１と、濃溶液Ｓａを散布する濃溶液散布ノズル１２とを、吸収器缶胴１７の内部に有している。濃溶液散布ノズル１２は、散布した濃溶液Ｓａが加熱管１１に降りかかるように、加熱管１１の上方に配設されている。吸収器１０は、濃溶液散布ノズル１２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、加熱管１１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。吸収器１０の下部には、散布された濃溶液Ｓａが蒸発器冷媒蒸気Ｖｅを吸収して濃度が低下した希溶液Ｓｗが貯留される貯留部１３が形成されている。加熱管１１は、希溶液Ｓｗに没入しないように、貯留部１３よりも上方に配設されている。

蒸発器２０は、加熱媒体としての熱源温水ｈの流路を構成する伝熱管２１を、蒸発器缶胴２７の内部に有している。蒸発器２０は、蒸発器缶胴２７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、伝熱管２１は、蒸発器缶胴２７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）。蒸発器２０は、伝熱管２１周辺の冷媒液Ｖｆが伝熱管２１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２７の底面には、蒸発器缶胴２７内に冷媒液Ｖｆを供給する冷媒液管４５が接続されている。

再生器３０は、希溶液Ｓｗを加熱する熱源媒体としての熱源温水ｈを内部に流す熱源管３１と、希溶液Ｓｗを散布する希溶液散布ノズル３２とを、再生器缶胴３７の内部に有している。再生器３０は、散布された希溶液Ｓｗから冷媒Ｖが蒸発して濃度が上昇した濃溶液Ｓａが下部に貯留されるように構成されている。再生器３０では、希溶液Ｓｗが熱源温水ｈに加熱されることにより、濃溶液Ｓａと再生器冷媒蒸気Ｖｇとが生成されるように構成されている。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１２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は、濃溶液散布ノズル１２を介して吸収器缶胴１７に溶液Ｓを流入させる配管であり、溶液導入管に相当する。濃溶液管３５には、再生器３０の濃溶液Ｓａを吸収器１０に圧送する溶液ポンプ３５ｐが配設されている。希溶液散布ノズル３２と吸収器１０の貯留部１３とは希溶液Ｓｗを流す希溶液管１６で接続されている。希溶液管１６は、吸収器缶胴１７から溶液Ｓを導出させる配管であり、溶液導出管に相当する。

凝縮器４０は、冷却媒体流路を形成する冷却水管４１を、凝縮器缶胴４７の内部に有している。冷却水管４１には、冷却媒体としての冷却水ｃが流れる。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。冷却水管４１は、再生器冷媒蒸気Ｖｇを直接冷却することができるように、再生器冷媒蒸気Ｖｇが凝縮した冷媒液Ｖｆに浸らないように配設されている。凝縮器４０には凝縮した冷媒液Ｖｆを蒸発器２０に送る冷媒液管４５が接続されている。冷媒液管４５には、冷媒液Ｖｆを蒸発器２０に圧送するための冷媒ポンプ４６が配設されている。

気液分離器８０は、吸収器１０の加熱管１１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の下部と吸収器１０の加熱管１１の一端とは、被加熱媒体液Ｗｑを加熱管１１に導く被加熱媒体液管８２で接続されている。被加熱媒体液管８２には、被加熱媒体液Ｗｑを加熱管１１に向けて圧送する被加熱媒体ポンプ８３が配設されている。内部が気相部となる気液分離器８０の側面と加熱管１１の他端とは、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、蒸気として系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を系外から導入する補給水管８５が接続されている。また、気液分離器８０には、被加熱媒体蒸気Ｗｖを系外に供給する被加熱媒体蒸気供給管８９が上部（典型的には頂部）に接続されている。

気液分離器８０は、加熱管１１内で被加熱媒体液Ｗｑの一部が蒸発して被加熱媒体液Ｗｑと被加熱媒体蒸気Ｗｖとが混合した混合被加熱媒体Ｗｍを導入してもよく、被加熱媒体液Ｗｑのまま気液分離器８０に導いて減圧し一部を気化させて混合被加熱媒体Ｗｍとしたものを気液分離させるようにしてもよい。被加熱媒体液Ｗｑを減圧気化するには、オリフィス等の絞り手段を用いることができる。加熱管１１内で被加熱媒体液Ｗｑの一部を蒸発させるか否かは、典型的には、被加熱媒体ポンプ８３の吐出圧力を調節することにより、加熱管１１内の圧力を被加熱媒体液Ｗｑの温度に相当する飽和圧力よりも高くするか否かによって調節することができる。

吸収ヒートポンプ１は、上記の基本構成に加え、以下のような構造を有している。以下、図２を、図１と併せて参照して、吸収ヒートポンプ１に特有な構成を説明する。図２は、主要構成機器の配置を説明する図であり、（Ａ）は吸収ヒートポンプ１の外観正面図、（Ｂ）は蒸発器２０、再生器３０、凝縮器４０の外観平面図である。吸収ヒートポンプ１は、吸収器缶胴１７が、他の３つの缶胴（蒸発器缶胴２７、再生器缶胴３７、及び凝縮器缶胴４７）に対して分離して、別体に構成されている。本明細書において「別体」とは、２つの物について相対的な配置関係を変えることができる状態にあることをいう。蒸発器缶胴２７も、他の３つの缶胴（吸収器缶胴１７、再生器缶胴３７、及び凝縮器缶胴４７）に対して別体に構成されている。再生器缶胴３７と凝縮器缶胴４７とは、一体に構成されている。再生器缶胴３７及び凝縮器缶胴４７は、連通流路３４を介して連通している。一体となった再生器缶胴３７及び凝縮器缶胴４７を、総称して共通缶胴４３ということとする。連通流路３４が形成されることで、再生器冷媒蒸気Ｖｇが再生器３０から凝縮器４０へ移動することができるように構成されている。

共通缶胴４３は、架台４９（図２（Ａ）参照）を介して、据付面Ｆに設置されている。据付面Ｆは、吸収ヒートポンプ１が設置される構造物の部分であり、吸収ヒートポンプ１が建物内に設置される場合はその建物の床や梁等の構造体の表面、吸収ヒートポンプ１が屋外に設置される場合は地面（基礎が設けられているものも含む）が相当し、平面であるか否かは問わない。共通缶胴４３は、架台４９によって、据付面Ｆとの間に点検スペースが確保されている。

蒸発器缶胴２７は、共通缶胴４３の上方に配設されている。水平投影面積について見ると（図２（Ｂ）参照）、蒸発器缶胴２７は、再生器缶胴３７よりも大きく、また、凝縮器缶胴４７よりも大きい。蒸発器缶胴２７の水平投影面積は、共通缶胴４３の水平投影面積と概ね同じになっている。蒸発器缶胴２７は、水平投影面積が比較的大きい分、高さが抑制されている。一般には一体に構成されることが多い（本実施の形態では異なるが）吸収器缶胴１７と比較すると、蒸発器缶胴２７は、水平投影面積が大きく、高さが低く構成されている。蒸発器缶胴２７が比較的平たく構成されていると、内部に貯留される冷媒液Ｖｆの増加分に対する液位の上昇が比較的小さくなるので、満液式の蒸発器２０の構造として好適である。つまり、冷媒液Ｖｆの液面から伝熱管２１までの距離が大きいほど、液圧による沸点上昇が大きくなって冷媒液Ｖｆが蒸発しにくくなるが、蒸発器缶胴２７を平たくして液位の増加割合を抑制することにより、冷媒液Ｖｆの蒸発しにくさを抑制することができる。

吸収器缶胴１７は、共通缶胴４３の横に並べて、架台１９（図２（Ａ）参照）を介して据付面Ｆに設置されている。吸収器缶胴１７と共通缶胴４３との間隔は、必要な点検スペースを確保したうえで極力狭くすると、吸収ヒートポンプ１の設置面積を小さくできるため好ましい。吸収器缶胴１７と据付面Ｆとの間の距離は、共通缶胴４３と据付面Ｆとの間の距離と同じであるか否かは不問であるが、必要な点検スペースを確保したうえで極力狭くすると、点検時に高所へ上がる必要がなくなり、作業を安定して行うことができるため好適である。吸収器缶胴１７と据付面Ｆとの間の距離は、典型的には、共通缶胴４３の高さよりも小さい。吸収器缶胴１７の上部と蒸発器缶胴２７の上部とは、蒸発器２０で生成された蒸発器冷媒蒸気Ｖｅを吸収器１０へ導く冷媒蒸気管２５で接続されている。

吸収器缶胴１７内の希溶液Ｓｗを、その横に配置されている共通缶胴４３の再生器缶胴３７内に移動させるため、希溶液管１６には、吸収器缶胴１７内の希溶液Ｓｗを再生器缶胴３７内に圧送する戻り溶液ポンプ１６ｐが配設されている。戻り溶液ポンプ１６ｐは、主として吸収ヒートポンプ１の起動時に稼働する。吸収ヒートポンプ１が定常運転に入ると、吸収器缶胴１７内と再生器缶胴３７内との圧力差で、希溶液Ｓｗを吸収器１０から再生器３０へ移動させることができるようになり、戻り溶液ポンプ１６ｐを停止することができるようになる。希溶液管１６には、戻り溶液ポンプ１６ｐを停止したときの希溶液Ｓｗの流路となるバイパス管１６Ｂが、戻り溶液ポンプ１６ｐを迂回するように、戻り溶液ポンプ１６ｐの上流側及び下流側の希溶液管１６に接続されている。バイパス管１６Ｂには、希溶液Ｓｗを吸収器１０側から再生器３０側へは流すがその逆には流さない逆止弁１６ｃが配設されている。

図１に示すように、冷媒蒸気管２５には、吸収器缶胴１７の近傍に、流路を遮断する開閉弁２５ｖが配設されている。希溶液管１６には、バイパス管１６Ｂとの分岐部よりも上流側の吸収器缶胴１７の近傍に、流路を遮断する開閉弁１６ｖが配設されている。濃溶液管３５には、吸収器缶胴１７の近傍に、流路を遮断する開閉弁３５ｖが配設されている。

引き続き図１を参照して、吸収ヒートポンプ１の作用を説明する。吸収ヒートポンプ１は、通常、各開閉弁１６ｖ、２５ｖ、３５ｖが開になっている。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、冷却水管４１を流れる冷却水ｃで冷却して凝縮し、冷媒液Ｖｆとする。凝縮した冷媒液Ｖｆは、冷媒ポンプ４６で蒸発器２０に送られ、蒸発器缶胴２７の底部から蒸発器缶胴２７内に導入される。蒸発器缶胴２７に導入された冷媒液Ｖｆは、液面が所定の範囲内で推移するように、冷媒ポンプ４６が制御される。液面の「所定の範囲」を設定するにあたり、伝熱管２１と冷媒液Ｖｆとの関係は、蒸発熱を効率よく伝熱管２１から冷媒液Ｖｆに伝達する観点からは冷媒液Ｖｆと伝熱管２１との接触面積が大きい方が好ましく、冷媒液Ｖｆの液面からの伝熱管２１の深さに応じた沸点上昇に起因して冷媒液Ｖｆの蒸発量が少なくなるのを回避する観点からは冷媒液Ｖｆの液面からの伝熱管２１の深さが浅い方が好ましい。したがって、所定の範囲は、吸収器１０における吸収熱の発生に必要な蒸発器冷媒蒸気Ｖｅを発生させることができる範囲内で、伝熱管２１の一部が露出する液位以上、伝熱管２１の上端から所定の距離上方の位置以下とするとよい。蒸発器缶胴２７内に貯留された冷媒液Ｖｆは、伝熱管２１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、冷媒蒸気管２５を通って吸収器１０へと移動する。

次に吸収ヒートポンプ１の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１２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、加熱管１１を流れる被加熱媒体液Ｗｑが加熱される。ここで、被加熱媒体蒸気Ｗｖを取り出すための気液分離器８０まわりの作用について説明する。

気液分離器８０には、系外から補給水Ｗｓが補給水管８５を介して導入される。気液分離器８０に導入された補給水Ｗｓは、被加熱媒体液Ｗｑとして気液分離器８０の下部に貯留される。気液分離器８０の下部に貯留されている被加熱媒体液Ｗｑは、被加熱媒体ポンプ８３で吸収器１０の加熱管１１に送られる。加熱管１１に送られた被加熱媒体液Ｗｑは、吸収器１０における上述の吸収熱により加熱される。加熱管１１で加熱された被加熱媒体液Ｗｑは、一部が蒸発して被加熱媒体蒸気Ｗｖとなった混合被加熱媒体Ｗｍとして、あるいは温度が上昇した被加熱媒体液Ｗｑとして、気液分離器８０に向けて加熱後被加熱媒体管８４を流れる。加熱後被加熱媒体管８４を、温度が上昇した被加熱媒体液Ｗｑが流れる場合、被加熱媒体液Ｗｑは、気液分離器８０に導入される際に減圧され、一部が蒸発して被加熱媒体蒸気Ｗｖとなった混合被加熱媒体Ｗｍとして気液分離器８０に導入される。気液分離器８０に導入された混合被加熱媒体Ｗｍは、被加熱媒体液Ｗｑと被加熱媒体蒸気Ｗｖとが分離される。分離された被加熱媒体液Ｗｑは、気液分離器８０の下部に貯留され、再び吸収器１０の加熱管１１に送られる。他方、分離された被加熱媒体蒸気Ｗｖは、被加熱媒体蒸気供給管８９に導出され、蒸気利用場所に供給される。

再び吸収ヒートポンプ１の溶液側のサイクルの説明に戻る。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、貯留部１３に貯留される。貯留部１３内の希溶液Ｓｗは、定常運転時は、吸収器缶胴１７と再生器缶胴３７との内圧の差により再生器３０に向かって希溶液管１６を流れる。このとき、希溶液Ｓｗは、戻り溶液ポンプ１６ｐを迂回して、バイパス管１６Ｂを流れる。なお、吸収ヒートポンプ１は、吸収器缶胴１７が再生器缶胴３７の横に配置されており、起動時は、吸収器缶胴１７内及び再生器缶胴３７内が、希溶液Ｓｗが自然に流れる程の圧力差がないので、戻り溶液ポンプ１６ｐを起動して、吸収器缶胴１７内の希溶液Ｓｗを再生器缶胴３７に圧送する。戻り溶液ポンプ１６ｐが逆転しないように、吐出側に逆止弁（不図示）を設けてもよい。

再生器３０に送られた希溶液Ｓｗは、希溶液散布ノズル３２から散布される。希溶液散布ノズル３２から散布された希溶液Ｓｗは、熱源管３１を流れる熱源温水ｈ（本実施の形態では約８５℃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（離脱して）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１２に圧送される。濃溶液管３５を流れる濃溶液Ｓａは、吸収器１０に流入し、濃溶液散布ノズル１２から散布される。以降、同様のサイクルを繰り返す。

上記のような溶液Ｓ及び冷媒Ｖのサイクルを行う吸収ヒートポンプ１は、運転中、温度及び圧力共に、吸収器１０が最も高くなる。温度が高いと腐食が発生する確率が高くなるため、腐食発生の有無の確認等の点検を適宜行うことが好ましい。また、吸収器缶胴１７内の圧力が高く、圧力容器に該当する場合は、開放点検が必要となる。いずれにしても、吸収器缶胴１７は、他の缶胴（蒸発器缶胴２７、再生器缶胴３７、及び凝縮器缶胴４７）よりも点検を行う頻度が高くなる傾向になる。吸収ヒートポンプ１は、吸収器缶胴１７が、共通缶胴４３の横に配置されていて、据付面Ｆ（図２（Ａ）参照）から近いので、点検の際に、足場を使うような高所での作業が軽減され、苦労が緩和されることとなる。このため、点検の頻度が高くなることを、比較的受け入れやすくなる。

また、吸収ヒートポンプ１は、吸収器缶胴１７が、他の３つの缶胴（蒸発器缶胴２７、再生器缶胴３７、及び凝縮器缶胴４７）に対して別体に構成されているので、仮に吸収器缶胴１７や加熱管１１に腐食が発生する等して吸収器１０一式を交換する必要が生じた場合に、他の３つの缶胴（蒸発器缶胴２７、再生器缶胴３７、及び凝縮器缶胴４７）をそのまま残しつつ、加熱管１１を有する吸収器缶胴１７のみを交換することができる。加えて、吸収器缶胴１７が、他の３つの缶胴に対して別体に構成されていることで、高温となる作動時において、長手方向の熱応力が緩和される効果も奏する。さらに、吸収器缶胴１７が別体に構成されていると、吸収器１０の伝熱面積を増大しようとしたときに、既存の吸収器缶胴１７の横に並べて設置することで、高さ方向の寸法を抑制しながら簡便に吸収器１０の伝熱面積を増やすことができる。

また、吸収ヒートポンプ１は、吸収器缶胴１７が他の缶胴と連通する流路１６、２５、３５に、吸収器缶胴１７の近傍で、開閉弁１６ｖ、２５ｖ、３５ｖが挿入配置されているので、吸収器缶胴１７を開放点検する際に、各開閉弁１６ｖ、２５ｖ、３５ｖを閉じてから吸収器缶胴１７を開放することで、他の缶胴２７、３７、４７の真空状態を維持したまま点検を行うことができる。なお、吸収器１０一式を交換する必要が生じた場合には、各開閉弁１６ｖ、２５ｖ、３５ｖを閉じてから、開閉弁１６ｖ、２５ｖ、３５ｖと吸収器缶胴１７との間の管を切断（典型的には溶断）することで、他の缶胴２７、３７、４７の真空状態を維持したまま吸収器１０一式の交換を行うことができる。

なお、開閉弁１６ｖ、２５ｖ、３５ｖが、フランジ接続で構成されていると、吸収器１０一式を交換する際の、吸収器１０の切り離しが容易になる。このとき、開閉弁１６ｖ、２５ｖ、３５ｖに対して吸収器１０側のみにフランジを設け、吸収器１０の反対側では開閉弁１６ｖ、２５ｖ、３５ｖを管に直に溶接することとすると、気密の低下を抑制することができる。また、開閉弁１６ｖ、２５ｖ、３５ｖを設けることに代えて、すなわち開閉弁１６ｖ、２５ｖ、３５ｖを設けずに、流路を閉塞する閉止フランジを取り付けることができるようなフランジを、挿入配置しておいてもよい。このようなフランジを設けておくと、吸収器１０一式を交換する必要が生じた場合に、フランジの部分で配管を切り離した直後に閉止フランジを取り付けることで、吸収器缶胴１７以外の缶胴２７、３７、４７が外気に長時間触れることを防ぐことができる。また、各缶胴２７、３７、４７内が外気に長時間触れることを許容できる場合は、各開閉弁２７、３７、４７及びフランジ共に、設けていなくてもよい。

以上の説明では、蒸発器２０が満液式に構成されているとしたが、蒸発器缶胴２７内の上部に冷媒液Ｖｆを散布する散布ノズルを配設すると共に、伝熱管２１が冷媒液Ｖｆに浸からないようにした散布式に構成されていてもよい。しかしながら、比較的平たく構成されて高さを抑制した蒸発器缶胴２７には、満液式の方が適しており、吸収器缶胴１７を共通缶胴４３の横に降ろした利点を享受しやすい。

以上の説明では、再生器缶胴３７と凝縮器缶胴４７とが一体に構成され、蒸発器缶胴２７はこれらとは別体に構成されているとしたが、蒸発器缶胴２７と、再生器缶胴３７と、凝縮器缶胴４７とが一体に構成されていてもよい。

以上の説明では、蒸発器２０の伝熱管２１に供給される加熱媒体及び再生器３０の熱源管３１に供給される熱源媒体が、共に熱源温水ｈであるとしたが、共に蒸気であってもよく、あるいは一方が熱源温水ｈで他方が蒸気であってもよい。つまり、加熱媒体及び熱源媒体は、吸収ヒートポンプの駆動に利用可能な熱を保有する流体であればよい。

以上の説明では、吸収ヒートポンプ１から取り出される熱出力（被加熱媒体Ｗ）が、蒸気（被加熱媒体蒸気Ｗｖ）であるとしたが、温水（被加熱媒体液Ｗｑ）であってもよい。吸収ヒートポンプ１から取り出される熱出力が温水である場合、気液分離器８０及び被加熱媒体ポンプ８３を省略しつつ補給水管８５を被加熱媒体液管８２に接続し、補給水Ｗｓを被加熱媒体液Ｗｑとして加熱管１１に供給して、温度が上昇した被加熱媒体液Ｗｑを加熱後被加熱媒体管８４から取り出すように構成してもよい。

以上の説明では、吸収ヒートポンプ１が、吸収器１０及び蒸発器２０を１つずつ備える単段の吸収ヒートポンプであるとしたが、吸収器１０及び蒸発器２０を作動温度の異なる２組あるいは３組以上に構成して、２段あるいは３段以上の多段の吸収ヒートポンプとしてもよい。多段の吸収ヒートポンプでは、作動時の温度及び圧力が最も高くなる吸収器が、単段の吸収器に比べて、内部の温度及び圧力がさらに高くなるので、点検の要請が高くなり、最高温度及び圧力となる吸収器の缶胴を、他の缶胴に対して別体に構成する利点が大きくなる。

１ 吸収ヒートポンプ
１０ 吸収器
１６ 希溶液管
１６ｖ 開閉弁
１７ 吸収器缶胴
２０ 蒸発器
２５ 冷媒蒸気管
２５ｖ 開閉弁
２７ 蒸発器缶胴
３０ 再生器
３５ 濃溶液管
３５ｖ 開閉弁
３７ 再生器缶胴
４０ 凝縮器
４７ 凝縮器缶胴
Ｆ 据付面
Ｓ 溶液
Ｓａ 濃溶液
Ｓｗ 希溶液
Ｖ 冷媒
Ｖｅ 蒸発器冷媒蒸気
Ｖｆ 冷媒液
Ｖｇ 再生器冷媒蒸気
Ｗ 被加熱媒体

Claims (3)

1. 冷媒の蒸気である冷媒蒸気を溶液が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であって、前記溶液による前記冷媒蒸気の吸収を内部で行わせる吸収器缶胴を有する吸収器と；
   前記冷媒が吸収された溶液を加熱して前記溶液から前記冷媒を離脱させる再生器であって、前記溶液からの前記冷媒の離脱を内部で行わせる再生器缶胴を有する再生器と；
   前記再生器で前記溶液から離脱した冷媒蒸気を導入し凝縮させて前記冷媒の液体である冷媒液を生成する凝縮器であって、前記冷媒蒸気の凝縮を内部で行わせる凝縮器缶胴を有する凝縮器と；
   前記冷媒液を加熱して前記吸収器に供給する前記冷媒蒸気を生成する蒸発器であって、前記冷媒蒸気の生成を内部で行わせる蒸発器缶胴を有する蒸発器とを備え；
   前記吸収器缶胴が、前記再生器缶胴、前記凝縮器缶胴、及び前記蒸発器缶胴と分離した別体に構成されると共に、構造物の据付面に近接して設置された；
   吸収ヒートポンプ。
2. 前記蒸発器缶胴が、前記再生器缶胴及び前記凝縮器缶胴よりも上方に配置されると共に、前記再生器缶胴及び前記凝縮器缶胴よりも水平投影面積が大きく形成された；
   請求項１に記載の吸収ヒートポンプ。
3. 前記蒸発器缶胴の内部の前記冷媒蒸気を前記吸収器缶胴に導く冷媒蒸気流路と；
   前記溶液を前記吸収器缶胴に流入させる溶液導入管と；
   前記吸収器缶胴から前記溶液を導出させる溶液導出管と；
   前記冷媒蒸気流路、前記溶液導入管、及び前記溶液導出管のそれぞれに挿入配置される、流体の流路を閉塞する閉止フランジを取り付け可能なフランジ又は流体の流路を開閉する開閉弁とを備える；
   請求項１又は請求項２に記載の吸収ヒートポンプ。

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