JP3081391B2 - 吸収ヒートポンプ装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、冷媒剤を混入した吸
収液を用いる吸収ヒートポンプ作用によって、所要の熱
交換動作を行うことにより目的とする熱操作流体を冷却
・加温するようにした吸収冷凍機・吸収冷温水機など
（この発明において吸収ヒートポンプ装置という）に関
するものである。

【０００２】

【従来の技術】この種の装置において、冷媒を比較的低
温を蒸発温度とする流体、例えば、ＮＨ3とし、この冷
媒に対して比較的高温を蒸発温度とする安価で無害な流
体、例えば、水を混入したものを吸収液として用いる吸
収ヒートポンプ装置が周知であり、図３の吸収ヒートポ
ンプ装置１００のように吸収液の循環系と冷媒の循環系
とを設けて構成したものがある。

【０００３】図３において、吸収液の循環系を、吸収器
１の底部に溜っている冷媒濃度の高い吸収液、つまり、
濃液２ａを起点として説明する。

【０００４】濃液２ａは、ポンプ３により、管路４を経
て、高温発生器５に入る。高温発生器５は、バーナーな
どの加熱器６で加熱しているので、濃液２ａに中に含ま
れている冷媒が蒸発して、高温で冷媒濃度の低い吸収
液、つまり、稀液２ｂと、冷媒蒸気７ａとに分離する。

【０００５】高温の稀液２ｂは、管路８を経て、減圧器
９に入る。減圧器９は、例えば、減圧弁で構成してあ
り、稀液２ｂを減圧して吸収器１に与え、希液２ｂを吸
収器１内に散布する。

【０００６】散布した希液２ｂは、吸収器１内の冷却管
１Ａを流通する冷却用の熱操作流体、例えば、水によっ
て冷却する。希液２ｂは、冷却管１Ａに沿って流れる際
に、後記の蒸発器１４から入ってくる冷媒蒸気７ｃを吸
収して冷媒濃度の高い、低温の濃液２ａに戻り、吸収液
の一巡が終えるという循環を繰り返すものである。

【０００７】次に、冷媒の循環系を、吸収器１に入った
冷媒蒸気７ｃを起点にして説明する。冷媒蒸気７ｃは、
上記の吸収液循環系で説明したように、吸収器１内で散
布した稀液２ｂに吸収されて、濃液２ａの中に入り、高
温発生器５で蒸発して冷媒蒸気７ａになる。

【０００８】冷媒蒸気７ａは、管路１０を経て、凝縮器
１１に入り、被加熱側１１Ａを通る熱操作流体、例え
ば、水に熱を与えて放熱し、凝縮して冷媒液７ｂになっ
た後、管路１２を経て、減圧器１３に入る。

【０００９】減圧器１３は、例えば、減圧弁で構成して
あり、冷媒液７ｂを減圧して蒸発器１４に与え、冷媒液
７ｂは蒸発器１４の被冷却側１４Ａを通る熱操作流体か
ら熱を奪って蒸発し、冷媒蒸気７ｃになった後、管路１
５を経て、吸収器１に戻り、冷媒の一巡が終えるという
循環を繰り返すものである。

【００１０】そして、吸収器１の冷却管１Ａに熱操作流
体を与える管路２０・２１と、凝縮器１１の被加熱側１
１Ａに熱操作流体を与える管路２２・２３と、蒸気用熱
交換器１３の被冷却側１３Ａに熱操作流体を与える管路
２４・２５とに、目的の加温・冷却を行う対象となる熱
操作流体、例えば、暖房用・冷房用の水と、吸熱・放熱
を助けるための流体、例えば、フィン付ラジエータなど
を通って吸熱・放熱した水などを与えるように構成して
ある。

【００１１】上記のような構成のものが特公平３−６４
７８４などに開示されており、こうした吸収ヒートポン
プ装置において、上記の管路２０・２１と管路２２・２
３と放熱用熱交換器（図示せず）とを直列に接続したも
のを通る第１の熱操作流体の循環系と、上記の管路２４
・２５を通る第２の熱操作流体の循環系との２系統にし
て構成することにより、管路２５から冷水を供給し、ま
たは、管路２４・２５に直列に接続した吸熱用熱交換器
（図示せず）により冷房を行う冷却運転を行う構成が周
知である。

【００１２】また、上記の管路２４・２５と吸熱用熱交
換器（図示せず）を通る第１の熱操作流体の循環系と、
上記の管路２０・２１と管路２２・２３とを直列にした
ものを通る第２の熱操作流体の循環系との２系統に構成
することにより、管路２３から温水を供給し、または、
管路２３と管路２０とに直列に接続した放熱用熱交換器
（図示せず）により暖房を行う加温運転を行う構成が周
知である。

【００１３】図３の構成では、高温発生器５から稀液２
ｂを吸収器１に与える経路に、減圧器９のみを設けてい
るが、図４のように、この経路に吸収液熱交換器３１を
設け、吸収器１から高温発生器５に与える濃液２ａを吸
収液熱交換器３１の被加熱側３１Ａを介して与えること
により、濃液２ａを予熱して高温発生器５に与える構成
にすることもできる。

【００１４】ガス体または液体などの流体の経路を形成
する管路の接続部に用いる継手として、分離時には接続
側と被接続側との経路を同時に閉塞して閉じ、接続時に
は接続側と被接続側との経路が開通する構造の継手、つ
まり、双方同時閉塞開通型継手が周知であり、例えば、
市販のセルフシールカップリングがある。

【００１５】この双方同時閉塞開通型継手２００は、例
えば、図５のように、雌ねじ側２１０と雄ねじ２２０と
の組み合わせになっており、〔分離状態〕において、雌
ねじ側２１０は、筒状の本体２１１に袋ナット２１２・
可動スリーブ２１３・つる巻ばね２１４・固定ヘッド２
１５を組み付けた構造になっている。

【００１６】雌ねじ２１２Ａを設けた袋ナット２１２は
本体２１１の外周溝２１１Ａに回動可能に嵌め込まれて
おり、可動スリーブ２１２はリング状パッキン２１６で
気密を保ちながら、つる巻ばね２１４に抗して、本体２
１１の内径側を滑動する。

【００１７】固定ヘッド２１５は本体２１１内の突壁部
２１１Ｂに末端部２１５Ａを固定し、頭部２１５Ｂの背
面側を可動スリーブ２１３の頭部側に設けたリング状パ
ッキン２１７に当接して気密を保っており、また、本体
２１１の末端側には、流体の経路を形成する管２１８を
ろう付けして固定してある。したがって、管２１８の流
体は、リング状パッキン２１６・２１７により気密に閉
塞されている。

【００１８】雄ねじ側２２０は、筒状の本体２２１につ
る巻ばね２２２・可動ヘッド２２３を組み付けた構造に
なっている。雄ねじ２２１Ａを設けた本体２２１の頭部
にはリング状パッキン２２４を設けてある。

【００１９】可動ヘッド２２３は、つる巻ばね２２２に
抗して、端末側２２３Ａが本体２２１内の突壁部２２１
Ｂに設けた穴内を滑動するとともに、頭部２２３Ｂの前
面周囲を覆うキャップ状パッキン２２５を本体２２１の
内側突縁部分２２１Ｃに当接して気密を保っており、ま
た、本体２２１の末端側には、流体の経路を形成する管
２２６をろう付けして固定してある。したがって、管２
２６の流体は、キャプ状パッキン２２５により気密に閉
塞されている。

【００２０】雄ねじ２２１Ａに雌ねじ２１２Ａをねじ込
んで、〔接続状態〕にすると、雄ねじ側２２０の本体２
２１の頭部に可動スリーブ２１３の頭部が当接して可動
スリーブ２１３が、つる巻ばね２１４に抗して、雌ねじ
側２１０の本体２１１内に押し込まれ、本体２１１の頭
部と本体２２１の頭部とがリング状パッキン２１７・２
２４を挟んで気密に接続され、これと同時に、固定ヘッ
ド２１５の頭部が可動ヘッド２２３の頭部に当接して可
動ヘッド２２３を、つる巻ばね２２２に抗して押し込
み、キャップ状パッキン２２５が内側突縁部分２２１Ｃ
から離れて、それぞれの間に隙間が生じ、さらに、固定
ヘッド２１５の背面側とリング状パッキン２１７の面と
が離れて、固定ヘッド２１５の背面側に隙間が生じ、管
２１８内と管２２６内とが開通することになる。

【００２１】

【発明が解決しようとする課題】上記のような吸収ヒー
トポンプ装置１００では、ＮＨ3などの有害な冷媒を用
いており、各機器類に対する管路の接続部分には、パッ
キンを挟む双方のフランジをボルト・ナット類でねじ締
め付けして接続する構成にしあるため、機器類の内部保
守点検や故障交換の際には、その都度、冷媒を含む液
体、つまり、吸収液・冷媒液を抜き取った後、ボルト・
ナット類をは取り外して分解する方法で故障機器類を交
換しているため、保守点検作業・故障交換作業が手間取
り、また、経費がかさむという不都合がある。

【００２２】また、保守点検作業・故障交換作業の際
に、吸収液・冷媒液を抜き取ってしまうため、正常の運
転可能状態に戻すには、これの液体の配量状態を以前の
状態に戻すなどの復元作業を必要とするなどの不都合が
ある。

【００２３】そこで、各接続部分に、上記の双方同時閉
塞開通型継手２００を設けて、こうした不都合を解消す
ることが考えられるが、この双方同時閉塞開通型継手２
００は高価であり、すべての接続部分に設けたのでは装
置が高価になり過ぎるほか、双方同時閉塞開通型継手２
００は機械的保持強度が弱いので、この部分での故障が
起き易くなるなど不都合を生ずることになる。

【００２４】このため、双方同時閉塞開通型継手２００
をどの部分に配置して、より合理的、かつ、より効果的
な装置を提供すべきかという課題がある。

【００２５】

【課題を解決するための手段】この発明は、上記のよう
な吸収器・高温発生器・凝縮器・蒸発器など、つまり、
熱交換器類により冷媒を循環する冷媒循環系と、吸収器
・高温発生器などによりポンプを介して冷媒を混入した
吸収液を循環する吸収液循環系とを設け、凝縮器と蒸発
器とにより所要の熱操作流体を冷却・加温する運転を行
う吸収ヒートポンプ装置において、上記の熱交換器類と
ポンプのうちで、比較的温度の高い吸収液または比較的
温度の高い冷媒液、つまり、高温溶液が流通する機器
と、吸収液または冷媒液が流通するとともに機械的摩耗
部分をもつ機器とのみに対する各管路の接続部のみに、
分離時には接続側と被接続側との経路を同時に閉塞して
閉じ、接続時には接続側と被接続側との経路が開通する
継手を設けて接続する接続手段を設ける構成などをもつ
装置を提供することにより上記の課題を解決し得るよう
にしたものである。

【００２６】

【作用】冷媒にＮＨ3などの腐食性をもつ活性物質を用
いた場合、腐食の進度は温度が高いほど速いので、上記
の高温溶液が流通するとともに熱交換が行われる機器類
と、高温溶液が流通するとともに機械的摩耗部分をもつ
機器類が最も速く故障し易いことになる。したがって、
こうした機器類の部分のみを分離時には接続側と被接続
側との経路を同時に閉塞して閉じ、接続時には接続側と
被接続側との経路が開通する継手、つまり、双方同時閉
塞開通型継手２００で接続しているので、機器類の内部
保守点検や故障交換に対して合理的、かつ、効果的な装
置として作用することになる。

【００２７】

【実施例】以下、実施例を図１・図２により説明する。
これらの図において、図３・図４の符号と同一符号で示
した部分は、図３・図４によって説明したものと同一の
機能をもつ部分である。

【００２８】〔第１実施例〕まず、第１実施例を図１に
より説明する。この第１実施例は、図３のような吸収器
１・高温発生器５・凝縮器１１・蒸発器１４など、つま
り、熱交換器類により冷媒を循環する冷媒循環系と、吸
収器１・高温発生器５などによりポンプ３を介して冷媒
を混入した吸収液を循環する吸収液循環系とを設け、凝
縮器１１と蒸発器１４とにより所要の熱操作流体を冷却
・加温する運転を行う吸収ヒートポンプ装置１００にお
いて、図５のような双方同時閉塞開通型継手２００を所
要の合理的な箇所に配置したものである。

【００２９】そして、上記の熱交換器類とポンプのうち
で、比較的温度の高い吸収液または比較的温度の高い冷
媒液、つまり、高温溶液が流通する機器に該当する高温
発生器５・凝縮器１１と、吸収液または冷媒液が流通す
るとともに機械的摩耗部分をもつ機器に該当するポンプ
３とのみに対する各管路の接続部の継手Ｊ１・Ｊ２・Ｊ
３・Ｊ４・Ｊ５・Ｊ６・Ｊ７・Ｊ８・Ｊ９のみに、分離
時には接続側と被接続側との経路を同時に閉塞して閉
じ、接続時には接続側と被接続側との経路が開通する継
手として、上記の双方同時閉塞開通型継手２００を設け
て接続する接続手段を設けた構成をもつ装置になってい
る。

【００３０】〔第２実施例〕次に、第２実施例を図２に
より説明する。この第２実施例は、図３と同様の運転を
行う吸収ヒートポンプ装置１００であって図４のような
吸収ヒートポンプ装置、つまり、第１実施例の構成に対
して吸収液循環系に吸収液熱交換器３１を増設した構成
の吸収ヒートポンプ装置において、上記の第１実施例の
構成に加えて、上記の高温溶液が流通する機器に該当す
る吸収液熱交換器３１に対する各管路の接続部の継手Ｊ
１１・Ｊ１２・Ｊ１３・Ｊ１４に、分離時には接続側と
被接続側との経路を同時に閉塞して閉じ、接続時には接
続側と被接続側との経路が開通する継手として、上記の
双方同時閉塞開通型継手２００を設けて接続する接続手
段を設けた構成をもつ装置になっている。

【００３１】〔変形実施〕この発明は次のように変形し
て実施することができる （１）各機器類の各管路の接続部分のうち、継手が１つ
の管路に２箇所あるもので、管路の長さが比較的短い箇
所の継手を１つの継手で兼用して、双方同時閉塞開通型
継手２００の配置箇所を少なくし、例えば、第１実施例
では、Ｊ２とＪ３、Ｊ５とＪ６のうちの任意のものを、
また、第２実施例では、Ｊ２とＪ１４、Ｊ１１とＪ３、
ＪＪ１２とＪ４、Ｊ５とＪ６のうちの任意のものを、１
つの継手にして構成する。

【００３２】

【発明の効果】この発明によれば、以上のように、冷媒
にＮＨ3などの腐食性をもつ活性物質を用いたものにお
いて、比較的温度の高い吸収液または冷媒液によって腐
食の進度が速く故障し易い機器類と、吸収液または冷媒
液による腐食と機械的摩耗とが重なる機器類の接続部分
にのみ双方同時閉塞開通型継手を配置しているので、構
成を安価にし得るとともに、機器類の内部保守点検や故
障交換の作業を大幅に簡略化でき、また、機械的強度の
弱い双方同時閉塞開通型継手を少なくしているので、こ
の継手部分による故障を低減し得るようにした吸収ヒー
トポンプ装置を提供し得るなどの特長がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の第１実施例のブロック構成図

【図２】この発明の第２実施例のブロック構成図

【図３】従来技術のブロック構成図

【図４】従来技術のブロック構成図

【図５】従来技術の構成要素の断面図

【符号の説明】

１ 吸収器 １Ａ 冷却管 ２ａ 濃液 ２ｂ 稀液 ２ｃ 稀液 ３ ポンプ ４ 管路 ５ 高温発生器 ６ 加熱器 ７ａ 冷媒蒸気 ７ｂ 冷媒液 ７ｃ 冷媒蒸気 ８ 管路 ９ 減圧器 １０ 管路 １１ 凝縮器 １１Ａ 被加熱側 １２ 管路 １３ 減圧器 １４ 蒸発器 １４Ａ 被冷却側 １５ 管路 ２０ 管路 ２１ 管路 ２２ 管路 ２３ 管路 ２４ 管路 ２５ 管路 ３１ 吸収液熱交換器 ３１Ａ 被加熱側 Ｊ１ 継手 Ｊ２ 継手 Ｊ３ 継手 Ｊ４ 継手 Ｊ５ 継手 Ｊ６ 継手 Ｊ７ 継手 Ｊ８ 継手 Ｊ９ 継手 Ｊ１１ 継手 Ｊ１２ 継手 Ｊ１３ 継手 Ｊ１４ 継手 １００ 吸収ヒートポンプ装置 ２００ 双方同時閉塞開通型継手 ２１０ 雌ねじ側 ２１１ 本体 ２１１Ａ 外周溝 ２１１Ｂ 突壁部 ２１２ 袋ナット ２１２Ａ 雌ねじ ２１３ 可動スリーブ ２１４ つる巻ばね ２１５ 固定ヘッド ２１６ リング状パッキン ２１７ リング状パッキン ２１８ 管 ２２０ 雄ねじ側 ２２１ 本体 ２２１ 雄ねじ ２２２ つる巻ばね ２２３ 可動ヘッド ２２４ リング状パッキン ２２５ キャップ状パッキン ２２６ 管

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 吸収器・高温発生器・凝縮器・蒸発器な
   ど（以下、熱交換器類という）により冷媒を循環する冷
   媒循環系と、前記吸収器・前記高温発生器などによりポ
   ンプを介して前記冷媒を混入した吸収液を循環する吸収
   液循環系とを設け、前記凝縮器と前記蒸発器とにより所
   要の熱操作流体を冷却・加温する運転を行う吸収ヒート
   ポンプ装置であって、 前記熱交換器類とポンプのうちで、比較的温度の高い前
   記吸収液または比較的温度の高い冷媒液（以下、高温溶
   液という）が流通する機器と、前記吸収液または冷媒液
   が流通するとともに機械的摩耗部分をもつ機器とのみに
   対する各管路の接続部にのみ、分離時には接続側と被接
   続側との経路を同時に閉塞して閉じ、接続時には接続側
   と被接続側との経路が開通する継手を設けて接続する接
   続手段を具備することを特徴とする吸収ヒートポンプ装
   置。
2. 【請求項２】 吸収器・高温発生器・凝縮器・蒸発器な
   どにより冷媒を循環する冷媒循環系と、前記吸収器・前
   記高温発生器・吸収液熱交換器などによりポンプを介し
   て前記冷媒を混入した吸収液を循環する吸収液循環系と
   を設け、前記凝縮器と前記蒸発器とにより所要の熱操作
   流体を冷却・加温する運転を行う吸収ヒートポンプ装置
   であって、 前記吸収液熱交換器・前記高温発生器・前
   記凝縮器・前記ポンプのみに対する各管路の接続部のみ
   に、分離時には接続側と被接続側との経路を同時に閉塞
   して閉じ、接続時には接続側と被接続側との経路が開通
   する継手を設けて接続する接続手段を具備することを特
   徴とする吸収ヒートポンプ装置。