JP4542985B2 - 吸収ヒートポンプ - Google Patents

Description

本発明は吸収ヒートポンプに関し、特に長期運転による能力の低下を抑制する吸収ヒートポンプに関するものである。

低温の熱源から熱を汲み上げて高温の熱源にする機器であるヒートポンプのうち、熱駆動のものとして、吸収ヒートポンプが知られている。吸収ヒートポンプには、駆動熱源として投入した熱量より多くの熱量を得る増熱型のヒートポンプである第一種吸収ヒートポンプと、駆動熱源温度より高い温度の被加熱媒体を取り出す昇温型のヒートポンプである第二種吸収ヒートポンプとがある。

吸収ヒートポンプの内部は冷媒の蒸発を促進させるために高真空となっており、配管接続部等から吸収ヒートポンプの内部に大気が侵入することがある。また、吸収ヒートポンプの缶胴を構成する鋼材が吸収溶液と反応して水素ガスが発生することがある。このように、吸収ヒートポンプの内部に不凝縮ガスが溜まることは避けられない。不凝縮ガスは吸収ヒートポンプの能力を著しく低下させるため、機外に排出する必要がある。一般に、吸収ヒートポンプと類似の構成を有する吸収冷凍機では、吸収器に抽気管を設け、不凝縮ガスを吸引、排出することが行われている（例えば特許文献１参照）。
特開平１１−１１８３０１号公報（段落００２０、図１等）

しかしながら、吸収ヒートポンプにおいても吸収冷凍機と同じように吸収器に抽気管を設けて抽気を行うと、長期運転で次第に能力が低下してくるという問題があった。

本発明は上述の課題に鑑み、長期運転による能力の低下を抑制する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、請求項１に記載の発明に係る吸収ヒートポンプは、例えば図１に示すように、冷媒液Ｒを加熱して冷媒蒸気Ｒｅを発生させる蒸発器Ｅと；吸収溶液Ｌｓが蒸発器Ｅで発生した冷媒蒸気Ｒｅを吸収する際の吸収熱で被加熱媒体Ｗａを加熱する吸収器Ａと；蒸発器Ｅで発生した冷媒蒸気Ｒｅを吸収して濃度が低くなった希溶液Ｌｗを導入し加熱することにより、希溶液Ｌｗ中の冷媒を蒸発させて希溶液Ｌｗよりも高濃度の濃溶液Ｌｓを生成する再生器Ｇと；再生器Ｇで蒸発した冷媒蒸気Ｒｇを導入し凝縮させて蒸発器Ｅに供給する冷媒液Ｒを生成する凝縮器Ｃと；凝縮器Ｃ内の不凝縮ガスＮｃｇを抽気する抽気手段３１Ａ、３１Ｂ、３３、３４、３５、３６、３７とを備える。

このように構成すると、凝縮器内の不凝縮ガスを抽気する抽気手段を備えるので、蒸発器、吸収器、再生器、凝縮器のうち最も圧力が低くなる凝縮器から抽気することとなり、ほとんどの不凝縮ガスを抽気することができ、長期運転による能力の低下を抑制することができる。

また、請求項１に記載の発明に係る吸収ヒートポンプは、例えば図１に示すように、前記抽気手段が、凝縮器Ｃ内の不凝縮ガスＮｃｇを導入する導入口３３ａの形成されたエジェクタ３３と、エジェクタ３３で吸引した不凝縮ガスＮｃｇを収集し分離する抽気タンク３４とを有する。

このように構成すると、エジェクタを有するので不凝縮ガスを確実に凝縮器から抽気することができる。また、抽気タンクを有するのでエジェクタの駆動流体と不凝縮ガスとを容易に分離することができ、捕集した不凝縮ガスを溜めておくことができる。

また、請求項１に記載の発明に係る吸収ヒートポンプは、例えば図１に示すように、エジェクタ３３の駆動源が冷媒液Ｒである。

このように構成すると、吸収ヒートポンプが有する流体をエジェクタの駆動源とすることができて別途駆動源を用意する必要がなく、駆動源として用いた後に所定の場所に戻すため駆動源となる流体の廃棄処分が不要となる。

また、請求項２に記載の発明に係る吸収ヒートポンプは、請求項１に記載の吸収ヒートポンプにおいて、エジェクタに導入される駆動源を冷却する冷却手段を備える。

このように構成すると、駆動源が冷却されていることにより駆動源の蒸気圧が低下して抽気能力が向上する。

また、例えば図４に示すように、前記抽気手段が、吸収溶液Ｌｓを導入して冷却する冷却手段５２と、冷却手段５２で冷却された吸収溶液Ｌｓを導入すると共に不凝縮ガスＮｃｇを導入する導入口５４ａの形成された抽気タンク５４とを有することとしてもよい。

このように構成すると、単純な構成で不凝縮ガスを捕集することができる。

また、例えば図５に示すように、抽気タンク６４が、吸収溶液Ｌｓよりも温度が低い第２の冷却媒体Ｗｔを内部に流す伝熱管６８を有することとしてもよい。

このように構成すると、第２の冷却媒体で冷却されることにより抽気タンク内の蒸気圧が低下し、不凝縮ガスが抽気タンクに吸引される。

また、請求項３に記載の発明に係る吸収ヒートポンプは、例えば図１に示すように、請求項１又は請求項２に記載の吸収ヒートポンプにおいて、凝縮器Ｃが、導入した冷媒蒸気Ｒｇを冷却する第１の冷却媒体Ｗｃを内部に流す冷却媒体流路１９を内部に有し、凝縮器Ｃ内に、冷却媒体流路１９の上流部を囲むように仕切られた低圧室４８が形成され；低圧室４８内に集結した不凝縮ガスＮｃｇを導入口３３ａ、５４ａ、６４ａに導入するように構成されている。

このように構成すると、凝縮器内に冷却媒体流路の上流部を囲むように仕切られた低圧室が形成されているので、低圧室内の熱負荷が小さくなると共に圧力が低くなり、不凝縮ガスが低圧室に集まりやすくなって凝縮器から排出しやすくなる。

本発明によれば、凝縮器内の不凝縮ガスを抽気する抽気手段を備えるので、蒸発器、吸収器、再生器、凝縮器のうち最も圧力が低くなる凝縮器から抽気することとなり、ほとんどの不凝縮ガスを抽気することができ、長期運転による能力の低下を抑制することができる。

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。なお、以下に説明する吸収ヒートポンプ（単段、多段を問わない）の作動媒体としては、吸収溶液と冷媒の組み合わせが用いられる。吸収溶液及び冷媒は、典型的には、臭化リチウム（ＬｉＢｒ）を吸収溶液として使用し、水を冷媒として使用する。しかしながらこれに限らず、例えば水を吸収溶液とし、アンモニアを冷媒として使用してもよい。

（第１の実施の形態）
まず図１を参照して、本発明の第１の実施の形態に係る吸収ヒートポンプ１を説明する。図１は、吸収ヒートポンプ１を説明する系統図である。吸収ヒートポンプ１は、凝縮器Ｃから導入した冷媒液Ｒを蒸発させて冷媒蒸気Ｒｅとする蒸発器Ｅと、蒸発器Ｅで発生した冷媒蒸気Ｒｅを吸収溶液Ｌｓで吸収する吸収器Ａと、冷媒蒸気Ｒｅを吸収して吸収溶液Ｌｓの濃度が低くなった希溶液Ｌｗを導入し加熱して冷媒蒸気Ｒｇを発生させる再生器Ｇと、再生器Ｇで発生した冷媒蒸気Ｒｇを冷却して凝縮させる凝縮器Ｃと、凝縮器Ｃに集まった不凝縮ガスＮｃｇを抽気するエジェクタ３３と、抽気した不凝縮ガスＮｃｇと駆動源としての冷媒液Ｒとを導入する抽気タンク３４とを備えている。

吸収器Ａと蒸発器Ｅとは共に１つの缶胴内にシェルアンドチューブ型に形成され、両者の間には仕切壁２７が設けられている。吸収器Ａと蒸発器Ｅとは仕切壁２７の上部で連通しており、蒸発器Ｅで発生した冷媒蒸気Ｒｅを吸収器Ａに移動させることができるように構成されている。なお、吸収器Ａと蒸発器Ｅとは、シェルアンドチューブ型に限らず、プレート式熱交換器を用いた構造等であってもよい。

蒸発器Ｅは、伝熱部として熱源温水配管１７を有している。熱源温水配管１７には、加熱媒体としての温水Ｗｅが流れる。蒸発器Ｅは、凝縮器Ｃと冷媒配管１６で接続されている。蒸発器Ｅは、凝縮器Ｃから冷媒液Ｒを導き入れ、温水Ｗｅの熱により冷媒液Ｒを蒸発させて冷媒蒸気Ｒｅを発生させることができるように構成されている。熱源温水配管１７は、蒸発器Ｅ内に溜まった冷媒液Ｒを加熱するように、冷媒液Ｒに浸っている。このようにすると、蒸発器Ｅ内で冷媒液Ｒを循環させるための循環ポンプが不要になる。また、蒸発器Ｅには、給水予熱熱交換器２３が配設されている。給水予熱熱交換器２３は、蒸発器Ｅから吸収器Ａへと移動する冷媒蒸気Ｒｅにより、内部を流れる被加熱媒体としての給水Ｗａを予熱することができるように構成されている。

吸収器Ａは、伝熱部として蒸気発生熱交換器２４を有している。吸収器Ａは、その内部に比較的濃度が高い吸収溶液である濃溶液Ｌｓが散布され、濃溶液Ｌｓが蒸発器Ｅで発生した冷媒蒸気Ｒｅを吸収する際に吸収熱が発生する。この吸収熱により、給水予熱熱交換器２３で予熱されて蒸気発生熱交換器２４内に導入された被加熱媒体としての給水Ｗａが昇温して高温水あるいは蒸気となるように構成されている。給水Ｗａは、給水ポンプ２１により圧送され、給水予熱熱交換器２３を介して蒸気発生熱交換器２４に導入される。吸収器Ａの下部には、散布された濃溶液Ｌｓが冷媒蒸気Ｒｅを吸収して濃度が低くなった吸収溶液である希溶液Ｌｗが貯留されるが、蒸気発生熱交換器２４は希溶液Ｌｗに没入しない位置に配設されている。このようにすると、蒸気発生熱交換器２４の表面に濡れ広がった濃溶液Ｌｓに冷媒蒸気Ｒｅが吸収されるようになるため、濃溶液Ｌｓと冷媒蒸気Ｒｅとの接触面積を大きくできると共に、発生した吸収熱が蒸気発生熱交換器２４内を流れる給水Ｗａに速やかに伝わり、吸収能力の回復を早めることができる。

再生器Ｇと凝縮器Ｃとは共に１つの缶胴内にシェルアンドチューブ型に形成され、両者の間には仕切壁２８が設けられている。再生器Ｇと凝縮器Ｃとは仕切壁の上部で連通しており、再生器Ｇで発生した冷媒蒸気Ｒｇを凝縮器Ｃに移動させることができるように構成されている。再生器Ｇと凝縮器Ｃとが形成された缶胴は、典型的には、吸収器Ａと蒸発器Ｅとが形成された缶胴よりも下方に配設されており、吸収器Ａの希溶液Ｌｗを再生器Ｇに重力によって送液することができるように構成されている。

再生器Ｇは、伝熱部として熱源温水配管１８を有している。熱源温水配管１８には、温水Ｗｇが流れる。温水Ｗｇは温水Ｗｅと同じものを並列あるいは直列に導入してもよい。再生器Ｇは、吸収器Ａと濃溶液配管１２及び希溶液配管１３で接続されている。また、吸収器Ａの気相部と再生器Ｇの気相部とは、吸収器Ａに集まった不凝縮ガスＮｃｇを再生器Ｇへと導くガス配管３８で接続されている。ガス配管３８にはオリフィス（不図示）が設置されている。再生器Ｇは、希溶液配管１３を介して吸収器Ａから希溶液Ｌｗを導入し、温水Ｗｇの熱により希溶液Ｌｗ中の冷媒を蒸発させて濃溶液Ｌｓに再生することができるように構成されている。濃溶液配管１２には再生器Ｇの濃溶液Ｌｓを吸収器Ａに圧送する溶液ポンプ１１が配設されている。また、濃溶液配管１２及び希溶液配管１３には溶液熱交換器１０が配設されている。溶液熱交換器１０は、吸収器Ａから再生器Ｇへ流れる高温の希溶液Ｌｗと、再生器Ｇから吸収器Ａへ圧送される低温の濃溶液Ｌｓとの間で熱交換を行わせる機器である。溶液熱交換器１０は、典型的にはプレート型熱交換器が用いられるがシェルアンドチューブ型やその他の熱交換器を用いてもよい。

凝縮器Ｃは、伝熱部として冷却水配管１９を有している。冷却水配管１９には、冷却水Ｗｃが流れる。凝縮器Ｃは、再生器Ｇで発生した冷媒蒸気Ｒｇを導入し、これを冷却水Ｗｃで冷却して凝縮させるように構成されている。冷却水配管１９は、冷媒蒸気Ｒｇを直接冷却することができるように、冷媒液Ｒに浸らない位置に配設されている。また、凝縮器Ｃは、その内部の冷却水配管１９の上流部を囲むように仕切ることにより、低圧室４８が形成されている。低圧室４８には抽気管３５が接続されている。また、凝縮器Ｃの冷媒液Ｒが貯留されている部分には、冷媒液Ｒを蒸発器Ｅに導く冷媒配管１６が接続されている。冷媒配管１６には、冷媒液Ｒを蒸発器Ｅに圧送するための冷媒ポンプ１５が配設されている。また、凝縮器Ｃには、抽気タンク３４内の冷媒液Ｒを導入するための冷媒液戻り管３６が接続されている。

エジェクタ３３は、駆動源としての冷媒液Ｒを減圧して加速させるノズル（不図示）と、吸引物としての不凝縮ガスＮｃｇを導入する導入口３３ａとを有している。エジェクタ３３の導入口３３ａには、抽気管３５が接続されている。エジェクタ３３のノズルの吸い込み側には、冷媒ポンプ１５の吐出側で冷媒配管１６から分岐した冷媒液配管３１Ａが接続されている。冷媒液配管３１Ａには、流量調整用の二方弁３９が配設されている。エジェクタ３３のノズルの吐出側には、駆動源の冷媒液Ｒと吸引物の不凝縮ガスＮｃｇとの混合流体を抽気タンク３４へと導く冷媒液配管３１Ｂが接続されている。

抽気タンク３４は、駆動源の冷媒液Ｒと吸引物の不凝縮ガスＮｃｇとの混合流体を導入し、冷媒液Ｒと不凝縮ガスＮｃｇとに分離して、捕集した不凝縮ガスＮｃｇを溜めておくことができるタンクである。抽気タンク３４には、冷媒液Ｒと不凝縮ガスＮｃｇとの混合流体を導入する冷媒液配管３１Ｂと、分離された冷媒液Ｒを凝縮器Ｃに戻す冷媒液戻り管３６と、分離された不凝縮ガスＮｃｇを系外に排出する排出ポート３７が接続されている。冷媒液配管３１Ｂは、抽気タンク３４の上方で、抽気タンク３４の内部に突き抜けて下方に延び、開口端が冷媒液Ｒに没入している。また、冷媒液戻り管３６は、Ｕ字状に配設されて液トラップを形成しており、冷媒ポンプ１５の停止時には内部に冷媒液Ｒが満たされて気体の流通がないようになっている。これにより、抽気タンク３４に導かれた不凝縮ガスＮｃｇが凝縮器Ｃに逆流しないように構成されている。また、排出ポート３７には、二方弁３７ａが配設されていると共に、二方弁３７ａより下流側に抽気タンク３４内の不凝縮ガスＮｃｇを系外に排出する真空ポンプ３０が配設されている。なお、上記の冷媒液配管３１Ａ、３１Ｂ、エジェクタ３３、抽気タンク３４、抽気管３５、冷媒液戻り管３６、排出ポート３７で抽気手段が構成されている。

続いて図１に加えて図２のデューリング線図を参照して、吸収ヒートポンプ１の作用を説明する。デューリング線図とは、飽和圧力と吸収溶液の温度との関係を表したもので、縦軸に飽和圧力を、横軸に溶液温度（吸収溶液の温度）をとっている。右上がりの線は吸収溶液の等濃度線を表し、右に行くほど高濃度、左に行くほど低濃度となり、図中の原点を通る右上がりの線は溶液濃度０％（すなわち冷媒のみ）の線である。なお、本図では縦軸にその点の圧力に対応する冷媒の露点温度を表示している。

吸収器Ａ内で散布された濃度が高い吸収溶液の濃溶液Ｌｓが、仕切壁２７を越えて蒸発器Ｅから移動してきた冷媒蒸気Ｒｅを吸収すると、濃溶液Ｌｓの濃度が低下して希溶液Ｌｗとなる（ｊ〜ｋ）。このとき発生する吸収熱で加熱された蒸気発生熱交換器２４内の給水Ｗａは、蒸気あるいは高温水となって有効に利用される。濃度が低下した希溶液Ｌｗは、希溶液配管１３を通って再生器Ｇに至る間の溶液熱交換器１０にて温度が低下する（ｋ〜ｍ）。溶液熱交換器１０を出て再生器Ｇに入った希溶液Ｌｗは、熱源温水配管１８内を流れる温水Ｗｇの熱によって加熱され、希溶液Ｌｗ中の冷媒が蒸発すると共に濃度が上昇して再び濃溶液Ｌｓに再生される（ｎ〜ｐ）。再生された濃溶液Ｌｓは、濃溶液配管１２を介して溶液ポンプ１１で吸収器Ａに戻る間の溶液熱交換器１０にて温度が上昇する（ｐ〜ｑ）。溶液熱交換器１０を出て吸収器Ａに戻った濃溶液Ｌｓは冷媒蒸気Ｒｅを吸収し、以降同様のサイクルを繰り返す。

一方冷媒のサイクルとして、再生器Ｇから仕切壁２８を越えて凝縮器Ｃへと移動した冷媒蒸気Ｒｇは、冷却水配管１９内を流れる冷却水Ｗｃで冷却されて凝縮し、冷媒液Ｒとなって凝縮器Ｃの下部に貯留する（ｖ）。凝縮器Ｃ内の冷媒液Ｒは、冷媒ポンプ１５で圧送され冷媒配管１６を介して蒸発器Ｅに導入される。蒸発器Ｅに入った冷媒液Ｒは、熱源温水管１７内を流れる温水Ｗｅで加熱されて蒸発し冷媒蒸気Ｒｅとなる（ｗ）。冷媒蒸気Ｒｅは、仕切壁２７を越えて吸収器Ａへと移動する際、冷媒蒸気Ｒｅの一部は給水予熱熱交換器２３の表面で凝縮し、給水予熱熱交換器２３内を流れる給水Ｗａを加熱する。以上のようにして、吸収ヒートポンプ１は、蒸発器Ｅ内の熱源温水管１７内を流れる加熱媒体としての温水Ｗｅ及び再生器を流れるＷｇから、吸収器Ａ内の蒸気発生熱交換器２４内を流れる被加熱媒体としての給水Ｗａに熱を汲み上げる。なお、図２から明らかなように、冷媒蒸気Ｒｅの移動がある吸収器Ａ（ｊ、ｋ）と蒸発器Ｅ（ｗ）は同じ圧力（露点温度）となっているが温度は異なっている。他方、再生器Ｇ（ｎ、ｐ）と凝縮器Ｃ（ｖ）は同じ圧力（露点温度）となっているが温度は異なっている。また、吸収器Ａ及び蒸発器Ｅよりも、再生器Ｇ及び凝縮器Ｃの方が低い圧力（露点温度）となっている。吸収器Ａ、再生器Ｇ、凝縮器Ｃ及び蒸発器Ｅの圧力及び温度は、供給する温水Ｗｅ、Ｗｇ、冷却水Ｗｃの温度によるバランスによって決まり、ヒートポンプとして取り出す蒸気（温水）Ｗａの温度も各器のバランスによって定まる。

上記のような吸収溶液及び冷媒のサイクルを行う吸収ヒートポンプ１は、内部が大気圧以下であるため大気が侵入する場合があり、缶胴を構成する鋼材が吸収溶液と反応して水素ガスが発生する。大気は比較的低圧となる再生器Ｇ及び凝縮器Ｃに侵入しやすく、水素ガスは比較的高温となる吸収器Ａで多く発生する。この大気及び水素ガスが不凝縮ガスＮｃｇとして吸収ヒートポンプ１内に滞留すると能力が低下するため、以下に説明するように抽気手段で不凝縮ガスＮｃｇを吸収ヒートポンプ１の外に排出する。蒸発器Ｅで発生した不凝縮ガスＮｃｇは、冷媒蒸気Ｒｅの移動に伴って吸収器Ａへと移動する。吸収器Ａの不凝縮ガスＮｃｇは、オリフィス（不図示）が設けられたガス配管３８を通ってより低圧の再生器Ｇへと導かれる。再生器Ｇ内の不凝縮ガスＮｃｇは、冷媒蒸気Ｒｇの移動に伴って凝縮器Ｃへと移動し、凝縮器Ｃ内で最も低圧となる低圧室４８に収集される。

不凝縮ガスＮｃｇを低圧室４８から排出するために、凝縮器Ｃから蒸発器Ｅに圧送される冷媒液Ｒの一部を、冷媒液配管３１Ａを介してエジェクタ３３に導く。エジェクタ３３に導かれた冷媒液Ｒは、エジェクタ３３内のノズル（不図示)で減圧・加速され、導入口３３ａに接続された抽気管３５を介して凝縮器Ｃの低圧室４８から不凝縮ガスＮｃｇを吸引する。冷媒液Ｒと不凝縮ガスＮｃｇとは混合して冷媒液配管３１Ｂ内を流れ、抽気タンク３４に流入する。抽気タンク３４に流入した冷媒液Ｒと不凝縮ガスＮｃｇとの混合流体は分離して、冷媒液Ｒは抽気タンク３４の下部に溜まり、不凝縮ガスＮｃｇは、抽気タンク３４の上部に溜まる。冷媒液Ｒは、冷媒液戻り管３６を通って凝縮器Ｃに戻る。この凝縮器Ｃから抽気タンク３４への不凝縮ガスＮｃｇの抽気は、吸収ヒートポンプ１の稼動中は常時行っている。抽気タンク３４は、常時排出ポート３７から真空引きしなくても不凝縮ガスＮｃｇを溜めておくことができる。抽気タンク３４内の不凝縮ガスＮｃｇは、真空ポンプ３０が起動すると共にそれまで閉じられていた二方弁３７ａが開となることにより排出ポート３７から系外に排出される。このようにして、凝縮器Ｃ内の不凝縮ガスＮｃｇが吸収ヒートポンプ１から排出される。

不凝縮ガスＮｃｇを抽気タンク３４から排出するタイミングは、抽気タンク３４に圧力計（不図示）を設け、検出した圧力に基づいて二方弁３７ａを開閉制御することにより行ってもよいし、吸収ヒートポンプ１を起動及び／又は停止する度に行ってもよい。あるいは、タイマー（不図示）によって所定の時間ごとに二方弁３７ａを開閉制御することにより行ってもよい。

以上の説明では、給水予熱熱交換器２３が蒸発器Ｅ内に配設されていることとしたが、吸収溶液の循環系統（濃溶液配管１２及び希溶液配管１３）に配設して吸収溶液から受熱するようにしてもよく、凝縮器Ｃ内に配設して冷媒蒸気Ｒｇの凝縮熱により加熱するようにしてもよく、熱源温水Ｗｅ、Ｗｇにより直接加熱するようにしてもよく、あるいはこれらを組み合わせてもよい。また、エジェクタ３３に導入する駆動源としての冷媒液Ｒを冷却して冷媒液Ｒの蒸気圧を低下させてもよい。このようにすると不凝縮ガスＮｃｇを吸引する能力が向上する。冷媒液Ｒを冷却するために、冷媒液配管３１Ａに熱交換器を配設してもよい。

（第２の実施の形態）
次に図３を参照して、本発明の第２の実施の形態に係る吸収ヒートポンプ２を説明する。図３は、吸収ヒートポンプ２を説明する部分系統図である。以下では、吸収ヒートポンプ１（図１参照）と異なる部分を説明し、同様の部分の説明は省略する。図３においても、吸収器Ａ、蒸発器Ｅ、及びこれらに付随する部分は省略して図示していないが、図１に示す吸収ヒートポンプ１と同様に構成されている。

吸収ヒートポンプ２では、エジェクタ３３のノズル（不図示）の吸い込み側に接続されるのが、溶液ポンプ１１の吐出側で濃溶液配管１２から分岐した吸収溶液配管４１Ａとなっている。すなわち、エジェクタ３３の駆動源が濃溶液Ｌｓとなっている。吸収溶液配管４１Ａには、流量調整用の二方弁４９と冷却手段としての熱交換器４２とが配設されており、熱交換器４２内で濃溶液Ｌｓと冷却水Ｗｓとが熱交換を行って駆動源としての濃溶液Ｌｓの温度が低下するように構成されている。エジェクタ３３のノズルの吐出側には、駆動源の濃溶液Ｌｓと吸引物の不凝縮ガスＮｃｇとの混合流体を抽気タンク３４へと導く吸収溶液配管４１Ｂが接続されている。吸収溶液配管４１Ｂは、抽気タンク３４の上方で、抽気タンク３４の内部に突き抜けて下方に延び、開口端が濃溶液Ｌｓに没入している。

抽気タンク３４では、流入した濃溶液Ｌｓと不凝縮ガスＮｃｇとの混合流体が、濃溶液Ｌｓと不凝縮ガスＮｃｇとに分離する。抽気タンク３４には、分離された濃溶液Ｌｓを再生器Ｇに戻す吸収溶液戻り管４６が接続されている。また、吸収溶液戻り管４６は、Ｕ字状に配設されて液トラップを形成しており、溶液ポンプ１１の停止時には内部に濃溶液Ｌｓが満たされて気体の流通がないようになっている。このような吸収溶液戻り管４６の構成と、吸収溶液配管４１Ｂの開口端が抽気タンク３４内で濃溶液Ｌｓに没入している構成とにより、抽気タンク３４に導かれた不凝縮ガスＮｃｇが再生器Ｇ及び凝縮器Ｃに逆流しないようになっている。

吸収ヒートポンプ２における吸収溶液及び冷媒のサイクルは、吸収ヒートポンプ１における場合と同様であるので説明を省略する。吸収ヒートポンプ２において、不凝縮ガスＮｃｇを排出するには、まず、再生器Ｇから吸収器Ａに圧送される濃溶液Ｌｓの一部を、吸収溶液配管４１Ａを介してエジェクタ３３に導く。その途中の熱交換器４２で濃溶液Ｌｓは冷却されて温度が低下する。駆動源である濃溶液Ｌｓは、冷却されることによって蒸気圧が低下し、エジェクタ３３における吸引能力が向上することとなる。エジェクタ３３に導かれた濃溶液Ｌｓは、エジェクタ３３内のノズル（不図示)で減圧・加速され、導入口３３ａに接続された抽気管３５を介して凝縮器Ｃの低圧室４８から不凝縮ガスＮｃｇを吸引する。濃溶液Ｌｓと不凝縮ガスＮｃｇとは混合して吸収溶液配管４１Ｂ内を流れ、抽気タンク３４に流入する。抽気タンク３４に流入した濃溶液Ｌｓと不凝縮ガスＮｃｇとの混合流体は分離して、濃溶液Ｌｓは抽気タンク３４の下部に溜まり、不凝縮ガスＮｃｇは、抽気タンク３４の上部に溜まる。濃溶液Ｌｓは、吸収溶液戻り管４６を通って再生器Ｇに戻る。この凝縮器Ｃから抽気タンク３４への不凝縮ガスＮｃｇの抽気は、吸収ヒートポンプ２の稼動中は常時行っている。抽気タンク３４は、常時排出ポート３７から真空引きしなくても不凝縮ガスＮｃｇを溜めておくことができる。抽気タンク３４内の不凝縮ガスＮｃｇは、真空ポンプ３０が起動すると共にそれまで閉じられていた二方弁３７ａが開となることにより排出ポート３７から系外に排出される。このようにして、凝縮器Ｃ内の不凝縮ガスＮｃｇが吸収ヒートポンプ２から排出される。なお、不凝縮ガスＮｃｇを抽気タンク３４から排出するタイミングは、吸収ヒートポンプ１における場合と同様に制御するとよい。また、熱交換器４２を省略してもよい。

（第３の実施の形態）
次に図４を参照して、本発明の第３の実施の形態に係る吸収ヒートポンプ３を説明する。図４は、吸収ヒートポンプ３を説明する部分系統図である。以下では、主として吸収ヒートポンプ２（図３参照）と異なる部分を説明し、同様の部分の説明は省略する。図４において、図示していない吸収器Ａ、蒸発器Ｅ、及びこれらに付随する部分は、図１に示す吸収ヒートポンプ１と同様に構成されている。

吸収ヒートポンプ３は、エジェクタを備えていない。また、凝縮器Ｃの低圧室４８に一端が接続された抽気管５５の他端は、抽気タンク５４の導入口５４ａに接続されている。導入口５４ａは、典型的には抽気タンク５４の上部に形成されている。抽気管５５には、抽気タンク５４内の不凝縮ガスＮｃｇの逆流を防ぐためのチェッキ弁５８が配設されている。また、溶液ポンプ１１の吐出側で濃溶液配管１２から分岐した吸収溶液配管５１が、抽気タンク５４の上部に接続されている。吸収溶液配管５１には、濃溶液Ｌｓを噴霧するスプレーノズル５１ｓが抽気タンク５４の内部で接続されている。吸収溶液配管５１には、濃溶液Ｌｓの冷却手段としての熱交換器５２が配設されている。熱交換器５２では、抽気タンク５４に送液される濃溶液Ｌｓと凝縮器Ｃから蒸発器Ｅへ送られる冷媒液Ｒとの間で熱交換を行い、濃溶液Ｌｓの温度が低下して冷媒液Ｒの温度が上昇する。

抽気タンク５４には、吸収溶液配管５１及び抽気管５５の他に、濃溶液Ｌｓ（冷媒蒸気を吸収して濃度が低下したものも含む）を再生器Ｇに戻す吸収溶液戻り管５６と、不凝縮ガスＮｃｇを系外に排出する排出ポート５７とが接続されている。吸収溶液戻り管５６は、Ｕ字状に配設されて液トラップを形成しており、溶液ポンプ１１の停止時には内部に濃溶液Ｌｓが満たされて気体の流通がないようになっている。このような吸収溶液戻り管５６の構成と、抽気管５５にチェッキ弁５８が設けられている構成とにより、抽気タンク５４に導かれた不凝縮ガスＮｃｇが再生器Ｇ及び凝縮器Ｃに逆流しないようになっている。また、排出ポート５７には、二方弁５７ａが配設されていると共に、二方弁より下流側に抽気タンク５４内の不凝縮ガスＮｃｇを系外に排出する真空ポンプ５０が配設されている。

吸収ヒートポンプ３における吸収溶液及び冷媒のサイクルは、吸収ヒートポンプ１、２における場合と同様であるので説明を省略する。吸収ヒートポンプ３において、不凝縮ガスＮｃｇを低圧室４８から排出するために、再生器Ｇから吸収器Ａに圧送される濃溶液Ｌｓの一部を、吸収溶液配管５１を介して抽気タンク５４に導く。その途中の熱交換器５２で濃溶液Ｌｓは冷媒液Ｒと熱交換することにより冷やされて温度が低下する。冷やされた濃溶液Ｌｓは、スプレーノズル５１ｓから抽気タンク５４内に噴霧される。これにより抽気タンク５４内の蒸気圧が低下し、凝縮器Ｃの低圧室４８内に集まった不凝縮ガスＮｃｇが冷媒蒸気Ｒｇと共に抽気管５５を介して抽気タンク５４に吸引される。吸引された不凝縮ガスＮｃｇは、抽気タンク５４の上部に溜まる。不凝縮ガスＮｃｇと共に抽気タンク５４に吸引された冷媒蒸気Ｒｇは、抽気タンク５４に導かれた濃溶液Ｌｓに吸収される。冷媒蒸気Ｒｇを吸収した濃溶液Ｌｓは、濃度が低下すると共に温度が上昇し、吸収溶液戻り管５６を通って再生器Ｇに戻る。この凝縮器Ｃから抽気タンク５４への不凝縮ガスＮｃｇの抽気は、吸収ヒートポンプ３の稼動中は常時行っている。抽気タンク５４は、常時排出ポート５７から真空引きしなくても不凝縮ガスＮｃｇを溜めておくことができる。抽気タンク５４の上部に溜まった不凝縮ガスＮｃｇは、真空ポンプ５０が起動すると共にそれまで閉じられていた二方弁５７ａが開となることにより排出ポート５７から系外に排出される。このようにして、凝縮器Ｃ内の不凝縮ガスＮｃｇが吸収ヒートポンプ３から排出される。なお、不凝縮ガスＮｃｇを抽気タンク５４から排出するタイミングは、吸収ヒートポンプ１、２における場合と同様に制御するとよい。本実施の形態では、熱交換器５２において、抽気のための濃溶液Ｌｓの冷却を行うと同時に凝縮器Ｃから蒸発器Ｅに向かう冷媒液Ｒの予熱を行うことにより、熱の有効利用を図っている。

（第４の実施の形態）
次に図５を参照して、本発明の第４の実施の形態に係る吸収ヒートポンプ４を説明する。図５は、吸収ヒートポンプ４を説明する部分系統図である。以下では、主として吸収ヒートポンプ３（図４参照）と異なる部分を説明し、同様の部分の詳しい説明は省略する。図５において、図示していない吸収器Ａ、蒸発器Ｅ、及びこれらに付随する部分は、図１に示す吸収ヒートポンプ１と同様に構成されている。

吸収ヒートポンプ４は、吸収ヒートポンプ３（図４参照）と同様にエジェクタを備えていない。また、同様に、抽気管６５が凝縮器Ｃの低圧室４８及び抽気タンク６４の導入口６４ａに接続されている。抽気管６５は、図５では抽気タンク６４の内部に延長されて開口端が濃溶液Ｌｓに没入している。また、同様に、抽気タンク６４には、抽気管６５の他に、吸収溶液配管６１と、吸収溶液戻り管６６と、不凝縮ガスＮｃｇを系外に排出する排出ポート６７とが接続されており、吸収溶液配管６１にはスプレーノズル６１ｓが抽気タンク６４の内部で接続されている。排出ポート６７には、二方弁６７ａが配設されていると共に、二方弁より下流側に抽気タンク６４内の不凝縮ガスＮｃｇを系外に排出する真空ポンプ６０が配設されている。

吸収ヒートポンプ４では、抽気タンク６４内に伝熱管６８が設けられている点で吸収ヒートポンプ３（図４参照）と異なっている。伝熱管６８は、内部に第２の冷却媒体としての冷却水Ｗｔを流して表面に散布された濃溶液Ｌｓを冷却すように構成されており、抽気タンク６４内の下部に溜まった濃溶液Ｌｓに没入しない位置に配設されている。冷却水Ｗｔは、駆動源の濃溶液Ｌｓよりも温度が低い状態で伝熱管６８内に供給される。伝熱管６８は、冷却水Ｗｔによって表面に散布された濃溶液Ｌｓを冷却することができればよく、厳密な管ではなく例えばプレート状に形成されていてもよい。このように管以外のプレート状等に形成されているものも伝熱管６８に含まれることとする。

また、吸収ヒートポンプ４では、濃溶液Ｌｓの冷却手段としての熱交換器６２が吸収溶液配管６１及び吸収溶液戻り管６６に配設され、抽気タンク６４に送液される濃溶液Ｌｓと抽気タンク６４から再生器Ｇへと戻る濃溶液Ｌｓとの間で熱交換を行っている点で吸収ヒートポンプ３（図４参照）と異なっている。熱交換器６２では、濃溶液Ｌｓ同士で熱交換を行うことにより、抽気タンク６４に送液される濃溶液Ｌｓの温度が低下し、抽気タンク６４から再生器Ｇへと戻る濃溶液Ｌｓの温度が上昇する。なお、後述するように、抽気タンク６４に送液される濃溶液Ｌｓよりも、抽気タンク６４から再生器Ｇへと戻る濃溶液Ｌｓの方が低濃度となっている。

吸収ヒートポンプ４における吸収溶液及び冷媒のサイクルは、吸収ヒートポンプ１〜３（図１〜３参照）における場合と同様であるので説明を省略する。吸収ヒートポンプ４において、不凝縮ガスＮｃｇを低圧室４８から排出するために、再生器Ｇから吸収器Ａに圧送される濃溶液Ｌｓの一部を、吸収溶液配管６１を介して抽気タンク６４に導く。その途中の熱交換器６２で濃溶液Ｌｓは再生器Ｇへと戻る低濃度の濃溶液Ｌｓと熱交換することにより予冷されて温度が低下する。予冷された濃溶液Ｌｓは、スプレーノズル６１ｓから抽気タンク６４内の伝熱管６８に散布される。散布された濃溶液Ｌｓは、伝熱管６８の表面に液膜状に広がり、これが冷却水Ｗｔに冷やされることによって抽気タンク６４内の蒸気圧が低下し、凝縮器Ｃの低圧室４８内に集まった不凝縮ガスＮｃｇが冷媒蒸気Ｒｇと共に抽気管６５を介して抽気タンク６４に吸引される。吸引された不凝縮ガスＮｃｇは、抽気タンク６４の上部に溜まる。不凝縮ガスＮｃｇと共に抽気タンク６４に吸引された冷媒蒸気Ｒｇは、抽気タンク６４に導かれた濃溶液Ｌｓに吸収される。冷媒蒸気Ｒｇを吸収した濃溶液Ｌｓは、濃度が低下すると共に吸収熱により温度が上昇するが、吸収熱は冷却水Ｗｔに放熱されるため、濃溶液Ｌｓの吸収能力を持続することができる。冷媒蒸気Ｒｇを吸収して濃度が低下した濃溶液Ｌｓは、吸収溶液戻り管６６を通り、熱交換器６２で温度が上昇して再生器Ｇに戻る。この凝縮器Ｃから抽気タンク６４への不凝縮ガスＮｃｇの抽気は、吸収ヒートポンプ４の稼動中は常時行っている。抽気タンク６４は、常時排出ポート６７から真空引きしなくても不凝縮ガスＮｃｇを溜めておくことができる。抽気タンク６４の上部に溜まった不凝縮ガスＮｃｇは、真空ポンプ６０が起動すると共にそれまで閉じられていた二方弁６７ａが開となることにより排出ポート６７から系外に排出される。このようにして、凝縮器Ｃ内の不凝縮ガスＮｃｇが吸収ヒートポンプ４から排出される。なお、不凝縮ガスＮｃｇを抽気タンク６４から排出するタイミングは、吸収ヒートポンプ１〜３（図１〜３参照）における場合と同様に制御するとよい。

（第５の実施の形態）
次に図６を参照して、本発明の第５の実施の形態に係る吸収ヒートポンプ５を説明する。図６は、吸収ヒートポンプ５を説明する系統図である。吸収ヒートポンプ５は、蒸発器及び吸収器がそれぞれ高圧と低圧との２段に構成されている。高圧吸収器ＡＨと高圧蒸発器ＥＨとは共に１つの缶胴内にシェルアンドチューブ型に形成され、両者の間には仕切壁８７Ｈが設けられている。高圧吸収器ＡＨと高圧蒸発器ＥＨとは仕切壁８７Ｈの上部で連通しており、高圧蒸発器ＥＨで発生した冷媒蒸気Ｒｅｈを高圧吸収器ＡＨに移動させることができるように構成されている。他方、低圧吸収器ＡＬと低圧蒸発器ＥＬとは共に１つの缶胴内にシェルアンドチューブ型に形成され、両者の間には仕切壁８７Ｌが設けられている。低圧吸収器ＡＬと低圧蒸発器ＥＬとは仕切壁８７Ｌの上部で連通しており、低圧蒸発器ＥＬで発生した冷媒蒸気Ｒｅｌを低圧吸収器ＡＬに移動させることができるように構成されている。なお、高圧吸収器ＡＨと高圧蒸発器ＥＨ、及び低圧吸収器ＡＬと低圧蒸発器ＥＬとは、各々シェルアンドチューブ型に限らず、プレート式熱交換器を用いた構造等であってもよい。

高圧吸収器ＡＨは、吸収ヒートポンプ１（図１参照）の吸収器Ａと同様の内部構造を有している。他方、高圧蒸発器ＥＨは、伝熱部として熱媒伝熱管７７を有している。熱媒伝熱管７７は、低圧吸収器ＡＬ内の熱媒伝熱管７８と熱媒配管８０で接続されており、循環流路を形成している。熱媒伝熱管７７には、循環媒体Ｗｒが流れる。また、高圧蒸発器ＥＨには、給水予熱熱交換器２３が配設されると共に、冷媒配管７６が接続されている。低圧吸収器ＡＬは、伝熱部として熱媒伝熱管７８を有している。上述のように、熱媒伝熱管７８は、高圧蒸発器ＥＨ内の熱媒伝熱管７７と熱媒配管８０で接続されて循環流路を形成し、内部には循環媒体Ｗｒが流れる。低圧蒸発器ＥＬは、吸収ヒートポンプ１（図１参照）の蒸発器Ｅとほぼ同様の内部構造を有しているが、給水予熱熱交換器を有しない点において異なっている。再生器Ｇ及び凝縮器Ｃは、吸収ヒートポンプ１（図１参照）の再生器Ｇ及び凝縮器Ｃと同じように構成されている。なお、低圧蒸発器ＥＬに給水予熱熱交換器を設けてもよい。

再生器Ｇと高圧吸収器ＡＨとは、再生器Ｇ内の濃溶液Ｌｓを高圧吸収器ＡＨへ送る濃溶液配管７２を介して接続されている。濃溶液配管７２は途中で濃溶液配管７２Ａが分岐しており、濃溶液配管７２Ａは低圧吸収器ＡＬと接続されている。高圧吸収器ＡＨの下部には、冷媒蒸気Ｒｅｈを吸収し濃度が低下した中間濃度溶液Ｌｍを導出する中間濃度溶液配管７３が接続されている。低圧吸収器ＡＬの下部には、冷媒蒸気Ｒｅｌを吸収し濃度が低下した希溶液Ｌｗを導出する希溶液配管７４が接続されている。中間濃度溶液配管７３と希溶液配管７４とは合流継手（不図示）によって接続されて一本の混合溶液配管７５となり、混合溶液配管７５は再生器Ｇの上部に接続されている。濃溶液配管７２と混合溶液配管７５とには、低温溶液熱交換器７０Ｌが配設されている。濃溶液配管７２と中間濃度溶液配管７３とには、高温溶液熱交換器７０Ｈが配設されている。なお、濃溶液配管７２Ａは、低温溶液熱交換器７０Ｌと高温溶液熱交換器７０Ｈとの間の濃溶液配管７０から分岐している。

高圧吸収器ＡＨの気相部と低圧吸収器ＡＬの気相部とは、高圧吸収器ＡＨに集まった不凝縮ガスＮｃｇを低圧吸収器ＡＬへと導くガス配管８８で接続されている。また、低圧吸収器ＡＬの気相部と再生器Ｇの気相部とは、低圧吸収器ＡＬに集まった不凝縮ガスＮｃｇを再生器Ｇへと導くガス配管８９で接続されている。ガス配管８８及び８９には、それぞれオリフィスが設置されている。さらに、凝縮器Ｃと高圧蒸発器ＥＨとは、凝縮器Ｃ内の冷媒液Ｒを高圧蒸発器ＥＨへ送る冷媒配管７６を介して接続されている。冷媒配管７６は途中で冷媒配管７６Ａが分岐しており、冷媒配管７６Ａは低圧蒸発器ＥＬと接続されている。

吸収ヒートポンプ５は、吸収ヒートポンプ１（図１参照）と同様に、抽気手段を構成するエジェクタ３３及び抽気タンク３４等を備えている。吸収ヒートポンプ５における抽気手段は、エジェクタ３３の駆動源が冷却水Ｗｃとなっている点で、吸収ヒートポンプ１の抽気手段と異なっている。エジェクタ３３の導入口３３ａに抽気管３５が接続されている点は、吸収ヒートポンプ１と同じである。しかし、抽気管３５にチェッキ弁３５ｖが配設されている点、及びエジェクタ３３のノズル（不図示）の吸い込み側には、冷却水配管９１Ａの一端が接続されている点が吸収ヒートポンプ１と異なっている。冷却水配管９１Ａの他端は、凝縮器Ｃ内の冷却水配管１９に接続されている。冷却水配管９１Ａは、凝縮器Ｃとエジェクタ３３との間で冷却水配管９１Ｃが分岐している。冷却水配管９１Ａから冷却水配管９１Ｃが分岐する部分には、冷却水Ｗｃの一部をエジェクタ３３に分岐する三方弁９２が配設されている。三方弁９２よりも上流側の冷却水配管９１Ａには、冷却水Ｗｃを圧送する駆動源ポンプ９８が配設されている。エジェクタ３３のノズルの吐出側には、駆動源の冷却水Ｗｃと吸引物の不凝縮ガスＮｃｇとの混合流体を抽気タンク３４へと導く冷却水配管９１Ｂが接続されている。

抽気タンク３４では、導入された駆動源の冷却水Ｗｃと吸引物の不凝縮ガスＮｃｇとの混合流体が、冷却水Ｗｃと不凝縮ガスＮｃｇとに分離される。抽気タンク３４には、冷却水Ｗｃと不凝縮ガスＮｃｇとの混合流体を導入する冷却水配管９１Ｂと、分離された冷却水Ｗｃを冷却塔（不図示）に導く冷却水戻り管９６と、分離された不凝縮ガスＮｃｇを系外に排出する排出ポート３７が接続されている。なお、抽気管３５にチェッキ弁３５ｖが配設されていることにより、抽気タンク３４に導かれた不凝縮ガスＮｃｇが凝縮器Ｃに逆流せず、また、冷却水Ｗｃの停止時に冷却水Ｗｃや大気が吸収ヒートポンプ５内に侵入しないように構成されている。冷却水戻り管９６には、冷却水配管９１Ａから分岐した冷却水配管９１Ｃが接続されている。冷却水配管９１Ｃの接続部よりも上流側の冷却水戻り管９６には、抽気タンク３４に貯留された冷却水Ｗｃを冷却塔（不図示）に圧送する冷却水ポンプ９９が配設されている。また、排出ポート３７には、二方弁３７ａが配設されていると共に、二方弁より下流側に抽気タンク３４内の不凝縮ガスＮｃｇを系外に排出する真空ポンプ３０が配設されている。

引き続き図６を参照して、吸収ヒートポンプ５の作用を説明する。再生器Ｇ内の濃溶液Ｌｓは、溶液ポンプ１１で圧送されて濃溶液配管７２を流れ、低温熱交換器７０Ｌで温度が上昇した後に分流し、一部は低圧吸収器ＡＬに流入して散布され、残りは高温熱交換器７０Ｈでさらに温度が上昇した後に高圧吸収器ＡＨに流入して散布される。低圧蒸発器ＥＬでは、冷媒液Ｒが熱源温水管１７内を流れる温水Ｗｅによって加熱されて冷媒蒸気Ｒｅｌとなる。冷媒蒸気Ｒｅｌは、仕切壁８７Ｌを越えて低圧吸収器ＡＬへと移動する。低圧吸収器ＡＬへと移動した冷媒蒸気Ｒｅｌは、低圧吸収器ＡＬ内で散布された濃溶液Ｌｓに吸収され、このとき吸収熱が発生し、この吸収熱で熱媒伝熱管７８内の循環媒体Ｗｒを加熱する。加熱された循環媒体Ｗｒは熱媒配管８０を通って高圧蒸発器ＥＨ内の熱媒伝熱管７７に導かれる。

高圧蒸発器ＥＨでは、冷媒液Ｒが熱媒伝熱管７７内を流れる循環媒体Ｗｒによって加熱されて冷媒蒸気Ｒｅｈとなる。冷媒蒸気Ｒｅｈは、仕切壁８７Ｈを越えて高圧吸収器ＡＨへと移動する。移動の際、冷媒蒸気Ｒｅｈの一部は給水予熱熱交換器２３の表面で凝縮し、給水予熱熱交換器２３内を流れる給水Ｗａを加熱する。高圧吸収器ＡＨへと移動した冷媒蒸気Ｒｅｌは、高圧吸収器ＡＨ内で散布された濃溶液Ｌｓに吸収され、このとき吸収熱が発生し、この吸収熱で蒸気発生熱交換器２４内の給水Ｗａを加熱する。蒸気発生熱交換器２４内の加熱された給水Ｗａは、蒸気あるいは高温水となって有効に利用される。

冷媒蒸気Ｒｅｈを吸収して濃度が低くなった中間濃度溶液Ｌｍは、中間濃度溶液配管７３を通って高温熱交換器７０Ｈに流入して放熱し、温度が降下する。他方、冷媒蒸気Ｒｅｌを吸収して濃度が低くなった希溶液Ｌｗは、希溶液配管７４を通って、高温熱交換器７０Ｈから出た中間濃度溶液Ｌｍと合流して混合溶液Ｌｃとなり、混合溶液配管７５を流れる。混合溶液配管７５を流れる混合溶液Ｌｃは、低温熱交換器７０Ｌに流入して放熱し、温度が降下した後に再生器Ｇ内に流入する。

再生器Ｇに流入した混合溶液Ｌｃは、熱源温水配管１８内を流れる温水Ｗｇによって加熱され、混合溶液Ｌｃ中の冷媒が蒸発して再び濃溶液Ｌｓに再生される。再生された濃溶液Ｌｓは、濃溶液配管７２、７２Ａを介して溶液ポンプ１１で高圧吸収器ＡＨ及び低圧吸収器ＡＬへと圧送される。他方、混合溶液Ｌｃから蒸発して蒸気となった冷媒蒸気Ｒｇは、仕切壁２８を越えて凝縮器Ｃへと移動する。移動の際、冷媒蒸気Ｒｇの一部は給水予熱熱交換器８２の表面で凝縮し、給水予熱熱交換器８２内を流れる給水Ｗａを予熱する。凝縮器Ｃへと移動した冷媒蒸気Ｒｇは、冷却水配管１９内を流れる冷却水Ｗｃによって冷却されて凝縮し、冷媒液Ｒとなって凝縮器Ｃの下部に貯留する。凝縮器Ｃ内の冷媒液Ｒは、冷媒配管７６、７６Ａを介して冷媒ポンプ１５で高圧蒸発器ＥＨ及び低圧蒸発器ＥＬへと圧送される。

吸収ヒートポンプ５のように、吸収ヒートポンプのサイクルを多段にすることによって、吸収ヒートポンプ１（図１参照）等と同じ温度の熱源Ｗｅ、Ｗｇから、より高温の熱を蒸気あるいは高温水として取り出すことができる。吸収ヒートポンプ５においても吸収ヒートポンプ１等と同様に不凝縮ガスＮｃｇが発生する。高圧蒸発器ＥＨで発生した不凝縮ガスＮｃｇは、冷媒蒸気Ｒｅｈの移動に伴って高圧吸収器ＡＨへと移動する。また、低圧蒸発器ＥＬで発生した不凝縮ガスＮｃｇは、冷媒蒸気Ｒｅｌの移動に伴って低圧吸収器ＡＬへと移動する。高圧吸収器ＡＨの不凝縮ガスＮｃｇは、ガス配管８８を通ってより低圧の低圧吸収器ＡＬへと導かれる。低圧吸収器ＡＬの不凝縮ガスＮｃｇは、ガス配管８９を通ってより低圧の再生器Ｇへと導かれる。再生器Ｇ内の不凝縮ガスＮｃｇは、冷媒蒸気Ｒｇの移動に伴って凝縮器Ｃへと移動し、凝縮器Ｃ内で最も低圧となる低圧室４８に収集される。

不凝縮ガスＮｃｇを排出するには、まず、凝縮器Ｃ内の冷却水配管１９を流れた冷却水Ｗｃを駆動源ポンプ９８で圧送し、冷却水配管９１Ａを介してエジェクタ３３に導く。エジェクタ３３に導かれた冷却水Ｗｃは、エジェクタ３３内のノズル（不図示)で減圧・加速され、導入口３３ａに接続された抽気管３５とチェッキ弁３５ｖを介して凝縮器Ｃの低圧室４８から不凝縮ガスＮｃｇを吸引する。冷却水Ｗｃと不凝縮ガスＮｃｇとは混合して冷却水配管９１Ｂ内を流れ、抽気タンク３４に流入する。抽気タンク３４に流入した冷却水Ｗｃと不凝縮ガスＮｃｇとの混合流体は分離して、冷却水Ｗｃは抽気タンク３４の下部に溜まり、不凝縮ガスＮｃｇは、抽気タンク３４の上部に溜まる。冷却水Ｗｃは、冷却水ポンプ９９にて圧送され、冷却水戻り管９６を介して冷却塔（不図示）に導かれる。この凝縮器Ｃから抽気タンク３４への不凝縮ガスＮｃｇの抽気は、吸収ヒートポンプ５の稼動中は常時行っている。他方、不凝縮ガスＮｃｇは、真空ポンプ３０が起動すると共にそれまで閉じられていた二方弁３７ａが開となることにより排出ポート３７から系外に排出される。このようにして、凝縮器Ｃ内の不凝縮ガスＮｃｇが吸収ヒートポンプ５から排出される。

不凝縮ガスＮｃｇを抽気タンク３４から排出するタイミングは、抽気タンク３４に圧力計（不図示）を設け、検出した圧力に基づいて二方弁３７ａを開閉制御することにより行ってもよいし、吸収ヒートポンプ１を起動及び／又は停止する度に行ってもよい。あるいは、タイマー（不図示）によって所定の時間ごとに二方弁３７ａを開閉制御することにより行ってもよい。

（その他）
上述の熱源温水Ｗｅ、Ｗｇとしては、エンジンのジャケット温水や工場における排熱等を適用することができる。また、熱源温水Ｗｅ、Ｗｇは、廃蒸気など温水以外の他の媒体としてもよい。また、被加熱媒体としての給水Ｗａは、水に限らず他の媒体であってもよい。また、抽気タンク内の不凝縮ガスＮｃｇを排出するための真空ポンプ３０、５０、６０に代えて、エジェクタやパラジウムセル等を用いてもよい。また、吸収ヒートポンプ５（図６参照）の抽気手段を、例えば吸収ヒートポンプ３（図４参照）のように、エジェクタ３３を省略して冷却手段及び抽気タンクを中心に構成してもよい。また、ガス配管３８、８８、８９を、再生器Ｇに代えて凝縮器Ｃに接続してもよく、あるいは省略してもよい。また、ガス配管３８、８８、８９に配設されるオリフィスに代えてバルブを配設してもよい。また、冷却手段は空冷のラジエータ等であってもよい。

以上の説明では、エジェクタ３３の駆動源を、吸収ヒートポンプ１では冷媒液Ｒ、吸収ヒートポンプ２では濃溶液Ｌｓ、吸収ヒートポンプ５では冷却水Ｗｃとしたが、ここに示した組み合わせに限定されるものではなく、適宜組み合わせを変更して、例えば吸収ヒートポンプ１で冷却水Ｗｃを駆動源としてもよい。また、生成した蒸気の一部を駆動流体とするエジェクタでもよい。また、吸収ヒートポンプ１〜４においても、凝縮器Ｃ内に給水予熱熱交換器を配設してもよい。

以上の説明では、凝縮器Ｃに低圧室４８が形成されているとして説明したが、形成されていなくてもよい。しかしながら、低圧室が形成されていると、不凝縮ガスＮｃｇが集まるので抽気しやすくなる。

以上の説明では、蒸発器及び吸収器が単段（吸収ヒートポンプ１〜４）又は２段（吸収ヒートポンプ５）であるとして説明したが、３段以上としてもよい。

本発明の第１の実施の形態に係る吸収ヒートポンプを説明する系統図である。 単段の吸収ヒートポンプのデューリング線図である。 本発明の第２の実施の形態に係る吸収ヒートポンプを説明する部分系統図である。 本発明の第３の実施の形態に係る吸収ヒートポンプを説明する部分系統図である。 本発明の第４の実施の形態に係る吸収ヒートポンプを説明する部分系統図である。 本発明の第５の実施の形態に係る吸収ヒートポンプを説明する系統図である。

符号の説明

１〜５ 吸収ヒートポンプ
１９ 冷却媒体流路
３３ エジェクタ
３３ａ 導入口
３４、５４、６４ 抽気タンク
４２ 冷却手段
４８ 低圧室
５２ 熱交換器（冷却手段）
５４ａ、６４ａ 導入口
６８ 伝熱管
Ａ 吸収器
Ｃ 凝縮器
Ｅ 蒸発器
Ｇ 再生器
Ｌｓ 濃溶液
Ｌｗ 希溶液
Ｎｃｇ 不凝縮ガス
Ｒ 冷媒液
Ｒｅ、Ｒｇ 冷媒蒸気
Ｗａ 被加熱媒体
Ｗｃ 冷却水（第１の冷却媒体）
Ｗｔ 冷却水（第２の冷却媒体）

Claims (3)

1. 冷媒液を加熱して冷媒蒸気を発生させる蒸発器と；
   吸収溶液が前記蒸発器で発生した冷媒蒸気を吸収する際の吸収熱で被加熱媒体を加熱する吸収器と；
   前記蒸発器で発生した冷媒蒸気を吸収して濃度が低くなった希溶液を導入し加熱することにより、前記希溶液中の冷媒を蒸発させて前記希溶液よりも高濃度の濃溶液を生成する再生器と；
   前記再生器で蒸発した冷媒蒸気を導入し凝縮させて前記蒸発器に供給する冷媒液を生成する凝縮器と；
   前記凝縮器内の不凝縮ガスを抽気する抽気手段とを備え；
   前記抽気手段が、前記凝縮器内の不凝縮ガスを導入する導入口の形成されたエジェクタと、前記エジェクタで吸引した前記不凝縮ガスを収集し分離する抽気タンクとを有し；
   前記エジェクタの駆動源が前記冷媒液である；
   吸収ヒートポンプ。
2. 前記エジェクタに導入される駆動源を冷却する冷却手段を備える；
   請求項１に記載の吸収ヒートポンプ。
3. 前記凝縮器が、前記導入した冷媒蒸気を冷却する第１の冷却媒体を内部に流す冷却媒体流路を内部に有し、
   前記凝縮器内に、前記冷却媒体流路の上流部を囲むように仕切られた低圧室が形成され；
   前記低圧室内に集結した前記不凝縮ガスを前記導入口に導入するように構成された；
   請求項１又は請求項２に記載の吸収ヒートポンプ。

Images