JP5487390B2 - 粘性物質希釈装置 - Google Patents

Description

本発明は高い粘性をもつ粘性物質を希釈剤で希釈させる粘性物質希釈装置に関する。

吸収式ヒートポンプ装置を例にとって背景技術について説明する。この装置は、水蒸気を凝縮させて液相水を形成する凝縮器と、凝縮器で形成された液相水を蒸発させて水蒸気を形成する蒸発器と、蒸発器で蒸発された水蒸気を吸収液に吸収させて吸収液を希釈化させ、希釈吸収液を形成する吸収器と、吸収器で形成された希釈吸収液に含まれる水分を水蒸気として蒸散させることにより吸収液を濃縮させる再生器とを有する。

上記した吸収器によれば、蒸発器で蒸発された水蒸気を吸収液に吸収させて吸収液を希釈化させ、希釈吸収液を形成する。この吸収器では、冷媒が流れる長尺な伝熱管の外表面に吸収液を付着させ、吸収液を伝熱管で冷却させつつ、水蒸気を吸収器に供給し、水蒸気を吸収液に吸収させる技術が開発されている。水蒸気を吸収する前の吸収液は、高い粘性を有しており、粘調物ともいえる。

上記した吸収器として、従来、伝熱管の外表面に、伝熱管の長手方向に沿って複数の溝を並設させると共に、伝熱管を空気中で加熱して酸化処理させて酸化膜の微細凹凸を形成させたものが知られている（特許文献１）。このものによれば、伝熱管の外表面における濡れ性が向上し、高い粘性をもつ吸収液が伝熱管の外表面に沿って広がり易くなり、吸収液が水蒸気を吸収する吸収性を高めることができる旨が記載されている。

また、吸収式ヒートポンプ装置に使用される蒸発器として、親水基をもつ酸化膜を伝熱管の外表面に形成するものが知られている（特許文献２）。このものによれば、伝熱管の外表面に付着する流体を酸化膜の親水性により広げることができると記載されている。

特開平１０−１８５３５６号公報 特開平６−８２１２６号公報

本発明は上記した従来技術を更に改善させたものであり、伝熱管等の被付着部材の外表面に付着している粘性物質が高い粘性を有するときであっても、被付着部材の外表面に付着している粘性物質を機械的に薄く広げて粘性物質を広面積化でき、粘性物質が希釈剤を吸収する面積を増加でき、粘性物質を希釈剤で効率よく希釈させるのに有利な粘性物質希釈装置および吸収式ヒートポンプ装置を提供することを課題とする。

本発明に係る粘性物質希釈装置は、（ｉ）粘性物質およびこれを希釈させる希釈剤が供給される希釈室を有する器体と、（ｉｉ）粘性物質供給部から希釈室に供給された粘性物質を付着できるように希釈室に配置された被付着部材と、（ｉｉｉ）被付着部材の外表面に沿って移動可能に設けられ、移動に伴い、被付着部材の外表面に付着している粘性物質を被付着部材の外表面に沿って広げて粘性物質の吸収面積を増加させる可動体とを具備する。

本発明によれば、器体は、粘性物質および希釈剤が供給される希釈室を有する。粘性物質は、被付着部材に付着されているとき、自身が有する粘性により膜状に広がりにくい材料を意味する。被付着部材は、希釈室に供給された粘性物質を付着できるように希釈室の内部に配置されており、可動体を被付着部材の外表面に沿って移動させることができるものである。被付着部材の構造および形状は特に限定されず、例えば中空パイプ材、板材、棒材、線材などで形成できる。可動体は、被付着部材の外表面に沿って移動可能に設けられており、その構造および形状は特に限定されない。被付着部材の外表面に付着している粘性物質は、可動体の移動に伴い、被付着部材の外表面に沿って広げられて広面積化する。このため、被付着部材に付着されている粘性物質と希釈剤との接触面積が増加する。これにより粘性物質が高い粘性を有するときであっても、粘性物質は希釈剤で効率よく希釈される。粘性物質は、希釈されると、粘性が低下するため、被付着部材から離脱できる。

本発明によれば、被付着部材に付着されている粘性物質が高い粘性を有するときであっても、粘性物質を被付着部材の外表面に沿って広げられて広面積化させ得るため、粘性物質を希釈剤で効率よく希釈することができる。

実施形態１に係り、吸収器を示す断面図である。 実施形態１に係り、異なる方向から切断した吸収器を示す断面図である。 実施形態１に係り、伝熱管に移動可能に支持されている転動体付近の寸法関係を示す図である。 実施形態２に係り、吸収器を示す断面図である。 実施形態３に係り、転動体を載せている伝熱管群を示す平面図である。 実施形態４に係り、転動体の各形態を示す断面図である。 実施形態５に係り、（Ａ）は伝熱管に取り付けられている可動体の側面図であり、（Ｂ）は伝熱管に取り付けられている可動体の断面図である。 実施形態６に係り、（Ａ）は伝熱管に取り付けられている可動体の側面図であり、（Ｂ）は伝熱管に取り付けられている可動体の断面図である。 実施形態７に係り、伝熱管に可動体を取り付けている状態を示す断面図である。 実施形態８に係り、伝熱管に可動体を取り付けている状態を示す断面図である。 実施形態９に係り、伝熱管に可動体を取り付けている状態を示す断面図である。 吸収式ヒートポンプ装置を示すシステム図である。

本発明の一視点によれば、好ましくは、被付着部材は、被付着部材に付着している粘性物質を冷却または加熱させる熱交換器交換機能を有する。粘性物質を冷却または加熱させると、粘着物質が希釈剤を吸収し易くなる場合に適する。粘性物質の種類によっては、冷却させると、粘着物質が希釈剤を吸収し易くなる場合があり、または、加熱させると、粘着物質が希釈剤を吸収し易くなる場合がある。希釈剤としては、粘着物質を希釈できるものであれば良く、気相状または液相状の水、アルコール等の有機溶媒が例示される。本発明の一視点によれば、好ましくは、被付着部材は、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。粘性物質を冷却させると、粘着物質が希釈剤を吸収し易くなる場合に適する。

本発明の一視点によれば、好ましくは、被付着部材は、熱交換媒体が流れる通路を有する伝熱管を形成している。この場合、伝熱管の通路を流れる熱交換媒体は、被付着部材に付着した粘性物質と熱交換する。熱交換媒体は冷媒が好ましい。この場合、粘性物質が冷却された方が、粘性物質が希釈剤を吸収しやすい場合に好適する。場合によっては、粘性物質の温度が高い方が粘性物質が希釈剤を吸収しやすいときには、熱交換媒体は，温水等の暖かい媒体でも良い。

本発明の一視点によれば、好ましくは、可動体の両側には被付着部材が配置されている。この場合、可動体が被付着部材間の空間から離脱しないように、可動体の寸法は、被付着部材間の空間の空間幅よりも大きく設定されていることが好ましい。この場合、可動体が被付着部材から離脱することが抑制される。

本発明の一視点によれば、好ましくは、被付着部材がパイプ状であり、パイプの中心線に対して直交する方向に沿った断面において、可動体の両側にはパイプが配置されている。この場合、、可動体がパイプ間の空間から離脱しないように、可動体の寸法は、パイプ間の空間の空間幅よりも大きく設定されていることが好ましい。この場合、可動体が離脱することが抑制される。

本発明の一視点によれば、好ましくは、可動体は被付着部材に沿って移動できるものであり、被被着部材に沿って転動および／または滑走できるものが例示できる。可動体は球体、ローラ等の転動体が例示される。球体は、直径が各部で同一の真球状でも良く、直径が各部で相違する楕円球状や長円球状でも良い。

本発明の一視点によれば、好ましくは、可動体は、芯部と、芯部に被覆され芯部よりも衝突緩衝性および／または親水性に優れた被覆層とを備えている。芯部の母材としては、金属、セラミックス、硬質樹脂が例示される。被覆層が衝突緩衝性を有する場合には、衝突音の低減に貢献できる。被覆層が親水性を有する場合には、希釈剤が水蒸気や液相水である場合には適する。

本発明の一視点によれば、好ましくは、粘性物質希釈装置は移動物体に搭載され、移動物体の加速、減速、旋回、旋回戻し、振動のうちの少なくとも一つに基づいて発生する慣性力等の力が可動体に作用して、可動体は伝熱管の外表面に沿って移動する。この場合、可動体を移動させるための駆動源を廃止できる。移動物体としては、車両（乗用車、トラック、列車を含む）、船舶、飛翔体が挙げられる。

（実施形態１）
本発明の実施形態１について図１〜図３を参照しつつ説明する。本実施形態は、車両、船体、飛翔体等の移動物体に搭載される吸収式ヒートポンプ装置（吸収式冷凍機）に使用される吸収器１に適用した場合である。図１および図２に示すように、吸収器１は、器体２と、被付着部材として機能する伝熱管４で形成された伝熱管群３と、伝熱管４に沿って移動する可動体６として機能する転動体５とを有する。

器体２は箱形状をなしており、天井壁２ｕと、底壁２ｂと、側壁２ｓ，２ｓａとを有する。器体２は、中空状をなす希釈室２０と、粘性物質として機能する吸収液９を希釈室２０に供給する粘性物質供給部として機能する吸収液供給部２１と、希釈剤として機能する水蒸気を希釈室２０に供給する希釈剤供給口として機能する水蒸気供給口２２（水供給口）と、希釈された希釈吸収液９ｃを貯留させる貯留室２４と、貯留室２４に形成された吐出口２５とを有する。

図１に示すように、吸収液供給部２１は、希釈室２０の上部に配置されており、高い粘性を有する高濃度の吸収液９を待機させつつ貯留させる待機室２１０と、待機室２１０と希釈室２０とを連通させる複数個のノズル状の滴下口２１２とを有する。待機室２１０は、吸収液９を待機室２１０に供給する吸収液供給源２１４に繋がる。水蒸気供給口２２は、器体２の側壁２ｓに設けられており、水としての水蒸気を供給する水蒸気供給源２１６（水供給源）に繋がる。

伝熱管群３は複数の伝熱管４で形成されている。伝熱管４は、高い伝熱性を有する金属等の伝熱材料で形成された通路４ｐを有するパイプで構成されている。パイプは金属、硬質樹脂、セラミックスを例示できる。伝熱管４の熱交換性を考慮すると、熱伝導性が高い金属が好ましい。金属の場合には、銅、銅合金、アルミニウム、アルミニウム合金、ステンレス鋼、合金鋼が例示される。更に転動体５が金属であれば、伝熱管４の冷却作用は転動体５を介して伝熱管４上の吸収液９に及ぶ。このため、伝熱管４に付着されている粘性を有する吸収液９を転動体５および伝熱管４を介して積極的に冷却させることが期待できる。この吸収液９は低温であると、水分を吸収し易い性質を有するため、好適である。

伝熱管４の母材が金属である場合には、必要に応じて、伝熱管４の外表面４０に耐腐食膜を形成しておくことができる。更に、水分等の濡れ性を高めるため、金属製の伝熱管４の外表面４０に微細な凹凸構造を形成することも好ましい。伝熱管４の母材が硬質樹脂である場合には、フェノール樹脂、エポキシ樹脂等が例示される。伝熱管４の母材がセラミックスである場合には、アルミナ、マグネシアが例示される。炭化珪素、ベリリア、窒化アルミニウム、窒化硼素等の伝熱性が高いセラミックスを採用しても良い。この場合、伝熱管４の耐食性を確保しつつ、伝熱管４に付着されている粘性を有する吸収液９を冷却させるのに有利となる。

伝熱管４の内部には、熱交換媒体として機能する冷媒を流す通路４ｐが形成されている。冷媒は液状でも、気相状でも、ミスト状でも良いが、高い熱交換性を有する冷却水等の冷却液が好ましい。図１に示すように、伝熱管４は、Ｕ字形状および逆Ｕ字形状に曲成された複数の曲成部４ｍを有する。これにより希釈室２０の小型化を図りつつも、伝熱管４による伝熱距離および伝熱面積が確保されている。

伝熱管４は、吸収液供給部２１から希釈室２０に供給された高い粘性をもつ吸収液９を付着できるように希釈室２０に配置されている。このため、伝熱管４は、吸収液供給部２１の滴下口２１２に対して重力方向の下方に位置する。このため、滴下口２１２から希釈室２０に滴下された吸収液９を伝熱管４の外表面４０に付着できる確率が増加する。図１に示すように、伝熱管４は水蒸気供給口２２に対面する。これにより伝熱管４に付着している高粘性の吸収液９に対して水蒸気を吸収させ易い。伝熱管４は水平線に沿って延設されている。ここで、伝熱管４が水平線に沿って延設されているとは、伝熱管４が水平線と平行である形態の他に、図示しないものの、伝熱管４が水平線に対して所定角度（例えば３０℃以内）傾斜している形態とを含む意味である。

転動体５（５ｆ，５ｓ，５ｔ）は、伝熱管４の外表面４０の上側の部分に沿って転動または滑走して移動できるように複数個設けられている。場合によっては単数個でも良い。転動又は滑走する転動体５の落下を抑えるため、伝熱管４の外表面４０にはストッパ４ｋが形成されている。ストッパ４ｋにより、転動体５が伝熱管群３から落下することが抑えられている。

本実施形態によれば、転動体５は、下から上にかけて、第１転動体５ｆと第２転動体５ｓと第３転動体５ｔとで形成されている。具体的には、球状をなす転動体５は、伝熱管４の外表面４０に転動可能または滑走可能に載せられている。図２は、伝熱管４の中心線Ｐ１に対して直交する方向に沿った断面を示す。図２において、転動体５の両側には伝熱管４が配置されている。

図２に示すように、伝熱管４は、中央列Ａ１に相当する第１伝熱管４１，左列Ａ２に相当する第２伝熱管４２，右列Ａ３に相当する第３伝熱管４３とされている。第１伝熱管４１は、前述したようにＵまたは逆Ｕ形状に曲成されているため、下から上にかけて、部位４１ｆ，４１ｓ，４１ｔ，４１ｕを有する。第２伝熱管４２も同様に、Ｕまたは逆Ｕ形状に曲成されているため、下から上にかけて、部位４２ｆ，４２ｓ，４２ｔ，４２ｕを有する。第３伝熱管４３も同様に、Ｕまたは逆Ｕ形状に曲成されているため、下から上にかけて、部位４３ｆ，４３ｓ，４３ｔ，４３ｕを有する。

本実施形態によれば、図３から理解できるように、第１伝熱管４１の部位４１ｆと，部位４１ｆの真上の部位４１ｓと，第２伝熱管４２の部位４２ｆと，第３伝熱管４３の部位４３ｆとで、１組の落下防止構造を構成している。従って、第１伝熱管４１の部位４１ｆ，４１ｓと第２伝熱管４２の部位４２ｆと第３伝熱管４３の部位４３ｆとで、第１転動体５ｆを離脱させないように支持している。よって、図３（伝熱管４の横断方向に沿った断面図）において、第１転動体５ｆの両側には、第２伝熱管４２および第３伝熱管４３が配置されている。

ここで、図３において、第１伝熱管４１の部位４１ｓ（部位４１ｆの真上）と第２伝熱管４２の部位４２ｆとの間に存在する第１空間４０１の空間幅は、Ｌ１２として示される。第１伝熱管４１の部位４１ｓと第３伝熱管４３の部位４３ｆとの間に存在する第２空間４０２の空間幅は、Ｌ１３として示される。そして、第１空間４０１から第１転動体５ｆが離脱しないように、第１転動体５ｆの外径寸法Ｄ１（可動体６の寸法）は、第１空間４０１の空間幅Ｌ１２よりも大きく設定されている。更に、第２空間４０２から第１転動体５ｆが離脱しないように、第１転動体５ｆの外径寸法Ｄ１（可動体の寸法に相当）は、第２空間４０２の空間幅Ｌ１３よりも大きく設定されている。このように第１転動体５ｆについて、伝熱管群３から落下しないような落下防止構造が採用されている。

図３から理解できるように、下側の転動体５ｆは、第１伝熱管４１の部位４１ｆと第２伝熱管４２の部位４２ｆと第３伝熱管４３の部位４３ｆとに沿って移動できる。このため、転動体５ｆは、これらの部位４１ｆ，４２ｆ，４３ｆに付着している吸収液９ｆを広げることができる。車両等の移動体の移動時には、第１転動体５ｆに慣性力の他に振動等も作用すると、第１転動体５ｆは上昇することも可能である。このため、図３から理解できるように、第１転動体５ｆは、第１転動体５ｆの上方に位置する第１伝熱管４１の部位４１ｓにも摺動でき、ここに付着している吸収液９ｓを広げることもできる。

本実施形態については、第２転動体５ｓおよび第３転動体５ｔについても、第１転動体５ｆと同様の落下防止構造が採用されている。

次に使用時について説明を更に加える。使用時には、水蒸気（希釈剤）が水蒸気供給口２２から器体２の希釈室２０に供給される。更に、吸収液供給部２１の貯留室２４に貯留されている粘性物質で形成されている吸収液９は、水分吸収前であるため、高い粘性をもつ。貯留室２４の吸収液９は、滴下口２１２から希釈室２０の伝熱管群３に向けて重力により滴下される。吸収液９としては、臭化リチウムおよびヨウ化リチウムのうちの少なくとも１種が例示される。

滴下された吸収液９は、被付着部材としての伝熱管群３の伝熱管４の外表面４０に付着される。単に付着しただけでは、吸収液９は、高い粘性を有する粘調物であるため、伝熱管４の外表面４０にほとんど広がらず、厚肉状に盛り上がる。この点本実施形態によれば、転動体５が伝熱管４の外表面４０に沿って転動する。このため、伝熱管４に厚肉状に付着していた吸収液９は、転動体５の転動により伝熱管４の外表面４０に沿って薄く広がり、広面積化される。このため吸収液９は水蒸気を効率よく吸収できる。

更に、使用時には、伝熱管４の通路４ｐには冷媒が流れるため、伝熱管４は冷却作用を発揮させ、伝熱管４に付着している吸収液９を積極的に冷却させる。吸収液９は高温よりも低温の方が水分を吸収し易い性質を有する。このため、伝熱管４に付着している吸収液９を冷却させると、吸収液９は水蒸気を一層吸収して更に希釈される。水分を吸収した吸収液９は、粘性が低下するため、伝熱管４から重力により貯留室２４に向けて落下する。落下した吸収液９は貯留室２４に溜められ、吐出口２５から次工程に向けて吐出される。この場合、ポンプ等の搬送源または重力により希釈吸収液９ｃを次工程に向けて吐出させることが好ましい。

本実施形態によれば、吸収器１は車両、船体、飛翔体等の移動物体に搭載されるタイプである。このため車両等の移動物体の加速、減速、旋回、振動に基づいて発生する慣性力等の力が、転動体５に作用する。よって、転動体５（５ｆ，５ｓ，５ｔ）は、伝熱管４の外表面４０に沿って転動または滑走して移動し、伝熱管４の外表面４０に付着している吸収液９を広面積化させて、吸収液９が水蒸気を吸収する面積を増加させることができる。このため伝熱管４に厚肉状に付着している吸収液９を広げる動力は不要であり、コスト低減に貢献できる。

ここで、転動体５が伝熱管４に沿って転動して移動する方向を矢印Ｍ１，Ｍ２方向（図１参照）とする。矢印Ｍ１，Ｍ２方向は、車両、船体、飛翔体等の移動物体の前進後退方向に設定しても良い。この場合、移動物体の前進時または後退時における加速、減速等に起因する力は、矢印Ｍ１，Ｍ２方向に作用する。このため、移動物体の前進時または後退時における加速または減速を巧みに利用して、転動体５を伝熱管４に沿って転動または滑走させ、伝熱管４上の吸収液９を伝熱管４の外表面４０に沿って薄く延ばして広げることができる。移動物体の前進または後退の頻度が旋回の頻度よりも高い場合には、矢印Ｍ１，Ｍ２方向は、車両、船体、飛翔体等の移動物体の前進後退方向に設定することができる。但し、これに限定されるものではない。

また矢印Ｍ１，Ｍ２方向は、車両、船体、飛翔体等の移動物体の旋回方向および旋回戻し方向に設定しても良い。この場合、移動物体の旋回および旋回戻しに起因する力は、矢印Ｍ１，Ｍ２方向に作用する。このため、移動物体の旋回および旋回戻しを巧みに利用して、転動体５を転動または滑走により移動させて吸収液９を伝熱管４の外表面４０に沿って広げることができる。上記したように移動物体の旋回または旋回戻しの頻度が前進の頻度よりも高い場合には、矢印Ｍ１，Ｍ２方向は、車両、船体、飛翔体等の移動物体の旋回方向に設定することが好ましい。但し、これに限定されるものではない。

以上説明したように本実施形態によれば、高い粘性をもつ吸収液９は、伝熱管群３の伝熱管４の外表面４０に厚肉状に付着される。単に付着しただけでは、吸収液９は、高い粘性を有する粘調物であるため、伝熱管４の外表面４０に広がらないため、水蒸気の吸収効率を高めるには限界がある。しかしながら、転動体５が伝熱管４の外表面４０に沿って転動または滑走により移動すれば、伝熱管４の外表面４０に厚肉状に付着していた吸収液９は、転動体５の移動により伝熱管４の外表面４０に沿って広がり、吸収液９の面積が増大する。よって、吸収液９が水蒸気を吸収し易くなり、吸収液９が効率よく希釈され易くなる。ここで、転動体５は真球状または疑似真球状であるため、僅かの力が転動体５に作用すれば、転動体５は簡単に転動または滑走により移動できるため、伝熱管４の外表面４０における吸収液９を効率よく広げて広面積化を図ることができる。

転動体５は中空構造でも、中実構造でも良い。中実構造であれば、転動体５の質量が確保され、慣性力（Ｆ＝ｍａ）の増加に有利である。転動体５が中空構造であっても、軽量化を図り得る。

更に本実施形態によれば、前述したように、転動体５（５ｆ，５ｓ，５ｔ）を第１伝熱管４１と第２伝熱管４２と第３伝熱管４３とで離脱して落下しないように支持している。このため、車両等の移動物体の振動が大きいときであっても、転動体５が伝熱管群３から脱落することが抑えられる。故に、転動体５が伝熱管４の外表面４０に沿って吸収液９を広げる効果を長期間にわたり良好に維持させることができる。転動体５ｆ，５ｓ，５ｔは互いに独立して個別に移動できるため、吸収液９を広げる効果を確保できる。

更に本実施形態によれば、図２に示すように、転動体５は球状をなしている。更に伝熱管４の外表面４０の横断面形状は円形状である。このため転動体５が伝熱管４の外表面４０に沿って移動または滑走により移動するにあたり、転動体５と伝熱管４との接触面積が少なくて済み、摩擦抵抗を低下させることができる。この意味においても、転動体５の移動性を確保できる効果を向上させ得る。

（実施形態２）
図４は実施形態２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。図４に示すように、器体２は水平線ＨＡに対して角度θ１傾斜している。具体的には器体２の底部には介在物２０ｍが介在している。このため伝熱管４は同方向に傾斜している。このため、車両等の移動物体の加速、減速、旋回、振動に基づいて転動体５が伝熱管４の外表面４０を登り道として登ったとき、転動体５は重力により下り坂に沿って転動又は滑走する。このため、転動体５について、登りの移動と下りの移動との双方を期待でき、転動体５の移動距離の増加が期待され、伝熱管４に付着している吸収液９を広げるのに有利となる。

（実施形態３）
図５は実施形態３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。矢印ＭＦ方向は、車両、船体、飛翔体等の移動物体ＷＡの前方を示す。矢印ＭＨ方向は、移動物体ＷＡの後方を示す。矢印ＭＲ方向は、移動物体ＷＡの右方を示す。矢印ＭＬ方向は、移動物体ＷＡの左方を示す。

移動物体ＷＡが前後方向において加速したり減速したりするとき、慣性力が転動体５に対して矢印ＭＦまたはＭＲ方向に作用するため、慣性力により転動体５は伝熱管４の長手方向（矢印Ｌ方向）に沿って移動する。また、移動物体ＷＡが右方または左方に旋回したり旋回戻しをするときには、慣性力が転動体５に対して矢印ＭＲまたはＭＬ方向に作用するため、慣性力により転動体５は伝熱管４の長手方向に沿って移動する。

図５（平面視）に示すように、このように伝熱管４の長手方向（矢印Ｌ方向）は、車両、船体、飛翔体等の移動物体ＭＡの前後方向に対して角度θａ（例えば４０°以内）傾斜されていると共に、左右方向に対して角度θｃ（例えば６０°以上）傾斜されている。この場合、移動物体ＭＡの前進または後退により発生する慣性力によって、転動体５が伝熱管４の長手方向（矢印Ｌ方向）に沿って移動することができる。更に、移動物体ＭＡの左方または右方への旋回によって発生する慣性力によっても、転動体５が伝熱管４の長手方向（矢印Ｌ方向）に沿って移動することができる。このように本実施形態は、平面視において、伝熱管４等の被付着部材は、長手方向に延設されており、且つ、移動物体ＭＡの前後方向および左右方向に対してそれぞれ傾斜されている。

（実施形態４）
図６（Ａ）〜図６（Ｆ）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。図６（Ａ）に示す形態によれば、可動体６である転動体５は、内側に位置する球状の芯部５０と、芯部５０の表面に被覆され芯部５０よりも衝突緩衝性に優れた被覆層５１とを備えている。被覆層５１は樹脂またはゴムなどの高分子材料で形成されている。車両等の移動物体の移動につれて、転動体５が伝熱管４に衝突する衝突音が発生するおそれがある。しかし被覆層５１は芯部５０よりも衝突緩衝性に優れているため、衝突音の低減に貢献できる。更に、芯部５０は、被覆層５１よりも比重が大きな材料（例えば金属、セラミックス）で形成されているため、芯部５０の質量が確保され、車両等の移動物体の加速時、減速時等において慣性力（Ｆ＝ｍａ）が増加し、転動体５の転動性が確保される。

図６（Ｂ）に示す形態によれば、可動体６である転動体５は、内側に位置する球状の芯部５０と、芯部５０の表面に被覆され芯部５０よりも親水性に優れた被覆された被覆層として機能する親水層５１ｃとを備えている。親水層５１ｃは、親水性をもつ樹脂で形成されている。可動体６の親水層５１ｃの親水性により、親水層５１ｃに含まれる水分が増加する。このため転動体５が転動するとき、伝熱管４の外表面４０の吸収液９に水分を吸収させる効果を期待でき、吸収効率を高めるのに有利である。

図６（Ｃ）に示す形態によれば、球状の転動体５の重心Ｇは、転動体５を形成する３次元球状面の位置中心Ｇ２に対してΔＧ偏芯している。この場合、球状の転動体５は、互いに比重が異なる材料で形成された半球状の第１分割部５２と半球状の第２分割部５３とを、摩擦溶接または接着材などで結合させて形成されている。このため、転動体５が伝熱管４の外表面４０に沿って転動するとき、転動体５の転動性が確保される。殊に、重心が偏芯しているため、転動体５が転動または滑走しつつ揺動する効果を期待でき、転動体５と吸収液（粘性物質）との接触頻度を増加させ得る。更に、球状の転動体５の偏った位置に凹部５４を形成しても良い。この場合、転動体５の重心Ｇは、転動体５の球状面の位置中心Ｇ２に対してΔＧ偏芯している。重心が偏芯した転動体５の表面に被覆層５１を被覆させても良い。凹部５４に進入した粘性物質が腐食性を有する場合には、転動体５の母材としてはセラミックスを例示できる。

図６（Ｄ）に示す形態によれば、転動体５は、円筒状の外周面を有するローラで形成されている。図６（Ｅ）に示す形態によれば、転動体５は、複数の突起５５を有する疑似球状体で形成されている。突起５５は、伝熱管４に付着している高粘性の吸収液９（粘性物質）を掻き取る作用を発揮し易いため、吸収液９を広げ易い作用を期待できる。図６（Ｆ）に示す形態によれば、転動体５は長径および短径をもつ楕円球で形成されており、伝熱管４に沿って移動するときにおいて複雑な動作をし易いため、伝熱管４０に付着している吸収液を複数方向に広げる効果を期待できる。

（実施形態５）
図７は実施形態５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。図７（Ａ）は伝熱管４の側面視を示す。図７（Ｂ）は伝熱管４の横断面を示す。図７（Ａ）（Ｂ）に示すように、伝熱管４には、これの長手方向に沿って延びるガイド部４ｉが形成されている。可動体６は、伝熱管４の外周面をこれの周方向に包囲するようなＣ形状をなすリング部６０と、リング部６０に保持され伝熱管４の外表面４０に沿って転動する転動ローラ６１と、リング部６０の内面に保持された植毛状のブラシ部６２とを有する。リング部６０は伝熱管４の外周側に伝熱管４の長手方向に沿って移動可能に嵌められている。この場合、伝熱管４にストッパを形成させずとも、リング部６０が伝熱管４から脱落することが抑制される。もちろん、ストッパを伝熱管４に予備的に形成しても良い。

車両等の移動物体に加速、減速、旋回、振動等が発生すると、転動ローラ６１の転動または滑走作用により可動体６のリング部６０が伝熱管４０の長手方向（矢印Ｌ方向）に沿って移動する。これにより可動体６のブラシ部６２が、伝熱管４の外表面４０に厚肉状に付着している吸収液９を薄く延ばし、伝熱管４の外表面４０に沿って広げて広面積化させることができる。この結果、吸収液９が水蒸気を吸収させる吸収面積を増加させることができる。この場合、伝熱管４に付着している吸収液９を広げるモータ等の動力は不要であり、コスト低減に貢献できる。図７（Ｂ）に示すように、リング部６０の端部６０ｅと伝熱管４の外表面４０との間には、移動抵抗を低減させるための隙間６３が形成されている。隙間６３は、伝熱管４の中心線Ｐ１よりも重力方向の下側に形成されている。

本実施形態によれば、図１から理解できるように、伝熱管４の外表面４０の上部は滴下口２１２に対向するため、伝熱管４の外表面４０のうち滴下口２１２に対向する上部では、高粘性を有する吸収液９が厚肉状に付着し易い。この点について、図７に示す本実施形態によれば、伝熱管４の外周側に嵌められているリング部６０に下向きの重力が作用する。このため、リング部６０の上部６０ｕは伝熱管４の外表面４０に接近する方向に変位するため、伝熱管４の上部に付着している吸収液９を掻き取る作用、広げる作用の向上を期待できる。

なお、リング部６０の下側の端部６０ｅは、伝熱管４から離れる方向に変位し隙間を形成する。このため、リング部６０の移動性を確保させつつ、伝熱管４の外表面４０の上部に付着されている厚肉状の吸収液９を掻き取って伸ばし易い効果を期待できる。

（実施形態６）
図８は実施形態６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。図８（Ａ）は伝熱管４の側面視を示す。図８（Ｂ）は伝熱管４の横断面を示す。図８（Ａ）（Ｂ）に示すように、可動体６は、伝熱管４の外周面を周方向に包囲するようなＯ形状をなすリング部６０と、リング部６０に保持され伝導管の外表面４０に沿って転動する複数個の転動ローラ６１とを有する。転動ローラ６１は、リング部６０の内壁面よりも径内方に突出しており、伝熱管４に外表面４０に接触する。リンク部６０は伝熱管４の外周側に伝熱管４の長手方向（矢印Ｌ方向）に沿って移動可能に嵌められている。このため伝熱管４にストッパを形成させずとも、リング部６０が伝熱管４から脱落することが抑制される。

車両等の移動物体に加速、減速、旋回、振動等が発生すると、転動ローラ６１の転動作用により可動体６が伝熱管４の長手方向（矢印Ｌ方向）に沿って移動する。これにより可動体６のリング部６０が伝熱管４の外表面４０の厚肉状の吸収液９を薄く延ばして伝熱管４の外表面４０に沿って広げて広面積化させる。この結果、吸収液９が水蒸気を吸収させる吸収面積を増加させることができる。この場合、伝熱管４に付着している吸収液９を広げる動力は不要であり、コスト低減に貢献できる。

重力方向にリング部６０は変位する。このため、図８（Ｂ）に示すように、リング部６０の内壁面の下端部と伝熱管４の外表面４０との間には、移動抵抗を低減させるための隙間６３が形成されている。隙間６３は、伝熱管４の外表面４０のほぼ全周にわたり形成される。伝熱管４の中心線Ｐ１に対して下側の領域における隙間６３の隙間幅をｔ１とする。伝熱管４の中心線Ｐ１に対して上側の領域における隙間６３の隙間幅をｔ２とする。重力がリング部６０に作用するため、隙間幅ｔ１は隙間幅ｔ２よりも小さくされている（ｔ１＞ｔ２）。

本実施形態によれば、図１から理解できるように、伝熱管４の外表面４０の上部は滴下口２１２に対向するため、伝熱管４の外表面４０のうち滴下口２１２に対向する上部では、高粘性を有する吸収液９が厚肉状に付着し易い。この点について本実施形態によれば、ｔ１＞ｔ２の関係とされているため、リング部６０が伝熱管４の長手方向に沿って移動できる移動性を高めつつ、伝熱管４の外表面４０の上部に付着されている厚肉状の吸収液９を掻き取って延ばし易い効果を期待できる。

（実施形態７）
図９は実施形態７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。伝熱管群３を構成する複数個の伝熱管４は、伝熱管４の中心線Ｐ１と交差する方向に沿って且つ水平線に沿って並設されている。並設方向の両端に位置する伝熱管４には、リング形状をなす可動体６が嵌められている。図９に示すように、可動体６は、伝熱管４の外周側に嵌められたリング部６０と、伝熱管４の外表面４０に沿った移動性を向上させる球状をなす転動ローラ６１（円筒ローラ状でも良い）をもつ。転動ローラ６１はリング部６０に保持されている。、車両等の移動物体が移動するとき、その慣性力により、複数の可動体６は、伝熱管４の長手方向に沿って移動可能とされている。この場合、複数の可動体６に作用する慣性力の方向は共通するため、複数の可動体６は同じ方向に併走して移動する。

ここで、図９から理解されるように、伝熱管群３における両側の可動体６には、ワイヤ、細棒等の索状体６４が伝熱管４０の上部において伝熱管４を横断する方向に架設されている。複数の可動体６が共通方向に伝熱管４の長手方向に沿って移動すると、複数の可動体６に架設されている索状体６４が、可動体６と同じ方向に移動する。このため、可動体６を保持していない他の伝熱管４ｉの外表面４０に厚肉状に付着している吸収液９を、索状体６４が延ばして広げる作用を期待できる。このため伝熱管４に付着している吸収液９は水蒸気などの水分を効率よく吸収できる。更に、伝熱管４の通路４ｐには冷媒が流れるため、伝熱管４に付着している吸収液９は冷却され、この意味においても、吸収液９は水蒸気などの水分を効率よく吸収できる。水分を吸収した吸収液９は、粘性が低下するため、伝熱管４から落下する。

図９に示す索状体６４は、可動体６を保持していない他の伝熱管４の外表面４０に接触しても良いし、非接触でも良い。この場合、伝熱管４の外表面４０に付着している吸収液９の粘性、吸収液９に要請される広面積化、索状体６４の摩擦などの要因を考慮して設定できる。吸収液９の広げる効果を高めるため、索状体６４は植毛部６４ｓを有していても良い
（実施形態８）
図１０は実施形態８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。第１伝熱管群３ｘを構成する複数個の伝熱管４ｘは、伝熱管４ｘの中心線Ｐ１と交差する方向に沿って且つ水平線に沿って並設されている。第２伝熱管群３ｙを構成する複数個の伝熱管４ｙは、伝熱管４ｙの中心線Ｐ１と交差する方向に沿って且つ水平線に沿って並設されている。第１伝熱管群３ｘは、第２伝熱管群３ｙよりも重力方向の下側に位置する。第１伝熱管群３ｘを構成する複数の伝熱管４ｘには、第１可動体６ｘが慣性力または重力等により転動または滑走可能に載せられている。第２伝熱管群３ｙを構成する複数の伝熱管４ｙには、第１可動体６ｙが慣性力または重力等により転動または滑走可能に載せられている。

図１０に示すように、第１可動体６ｘは、複数の伝熱管４ｘに載せられた第１回転軸６５ｘと、第１回転軸６５ｘの両端に設けられた第１抜け止め鍔部６６ｘとを有する。第２可動体６ｙは、複数の伝熱管４ｙに載せられた第２回転軸６５ｙと、第２回転軸６５ｙの両端に設けられた第２抜け止め鍔部６６ｙとを有する。第１伝熱管群３ｘと第２伝熱管群３ｙとは、高さ方向において互いに接近しつつ、Δｈｘ離間している。このため第１可動体６ｘの第１回転軸６５ｘが水平線に対して傾いたとしても、抜け止め鍔部６６ｘの抜け止め作用が期待できるため、第１可動体６ｘは第１伝熱管群３ｘから落下しない。図１０に示すように、第１伝熱管群３ｘおよび第２伝熱管群３ｙは千鳥配列とされており、隣設する第１伝熱管４ｘの間に、第２伝熱管４ｙが配置されている。このため、第１伝熱管４ｘおよび第２伝熱管４ｙの双方に、高粘性をもつ吸収液９を付着させるのに有利となる。

（実施形態９）
図１１は実施形態９を示す。本実施形態は実施形態８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。伝熱管群３を構成する複数個の伝熱管４は、伝熱管４の中心線Ｐ１と交差する方向に沿って且つ水平線に沿って並設されている。伝熱管群３を構成する複数の伝熱管４には、可動体６ｚが慣性力または重力等により転動または滑走可能に載せられている。可動体６ｚは、両端に設けられている球状をなす２個の転動ローラ６７と、２個の転動ローラ６７を繋ぐワイヤ等の索状体６４とを備えている。索状体６４は捻られにくいものが好ましい。

図１１に示すように、転動ローラ６７は、器体２の側壁２ｓａのガイド部２８のガイド溝２８０に転動可能に設けられている。ガイド部２８からの転動ローラ６７の離脱を防止する第１係合部２９ｆと第２係合部２９ｓとを有する。これにより係合部２９ｆ，２９ｓの抜け止め作用が期待できるため、転動ローラ６７はガイド溝２８０から落下せず、ひいては伝熱管群３から落下しない。

車両等の移動物体の前進、後退、旋回等に起因する慣性力は、２個の転動ローラ６７について共通する方向に同程度作用する。従って、慣性力により、２個の転動ローラ６７は共通する方向に連動して移動することができる。このとき、索状体６４も伝熱管４の長手方向に沿って転動ローラ６７と同方向に移動する。このため、図１１に示すように、伝熱管４の外表面４０に付着されている高粘性をもつ厚肉状の吸収液９を、索状体６４で押して広げることができる。索状体６４と伝熱管４との間にはΔｈｅが形成されるように、ガイド部２８のガイド面２８２の高さ位置が設定されている。なお、吸収液９の粘性の程度等によっては、２個の転動ローラ６７間に架設されている索状体６４を多少垂下させて伝熱管４の外表面４０に接触させても良い。

（実施形態１０）
図１２は実施形態１０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。吸収式ヒートポンプ装置（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をもつ蒸発器１１２と、希釈室２０を有する吸収器１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の希釈室２０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１の希釈室２０とを繋ぐ水蒸気供給路１４０が設けられている。

図１２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１０１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、水蒸気供給路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では、粘性物質としての高濃度の吸収液９が、吸収液供給路１４２の滴下口２１２から重力により滴下する。滴下された高濃度の吸収液９は、希釈室２０において水蒸気を吸収する。この結果、高濃度の吸収液９が希釈化され、希釈吸収液９ｃとなる。

吸収器１の希釈室２０において形成された希釈吸収液９ｃは、流路１４６のポンプ１８０（搬送源）を介して再生器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９ｃ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、水蒸気を形成させる。形成された水蒸気は、流路１５１から凝縮室１２１に供給される。これにより希釈吸収液９ｃは再生室１３１において濃縮されて高濃度の吸収液９となる。高い濃度の吸収液９は、再生室１３１から吸収液供給路１４２を介して再び吸収器１の吸収液供給部２１に帰還され、吸収液供給部２１の滴下口２１２から吸収器１の希釈室２０に滴下される。

ここで、吸収液９は臭化リチウムまたはヨウ化リチウムが例示される。このように吸収式ヒートポンプ装置では、凝縮器１０２で凝縮熱が得られて加熱作用が得られる。また、蒸発器１１２では、蒸発潜熱により吸熱作用が得られて冷却作用が得られる。

上記した吸収式ヒートポンプ装置における吸収器１は、上記した各実施形態に係る吸収器１で構成されている。このため、吸収器１の吸収液供給部の滴下口２１２から、高濃度の吸収液９が吸収器１の希釈室２０に滴下される。このように滴下された吸収液９は、水蒸気供給口２２から希釈室２０に供給された水蒸気を吸収し、希釈されて希釈吸収液９ｃとなる。この場合、上記した実施形態において説明したように、伝熱管４に付着した高濃度の吸収液９は、転動体５または可動体６により広げられて広面積化される。このため吸収液９が高粘性物質であっても、水蒸気を効率よく吸収することができる。

（その他）上記した実施形態１によれば、被付着部材として、冷却作用を果たす伝熱管４が採用されているが、これに限らず、伝熱管４に代えて、単なる中空パイプ、棒材、平板材、網材を被付着部材として希釈室２０に配置しても良い。この場合、中空パイプ、棒材、平板材、網材等で形成されている被付着部材に、高粘性をもつ吸収液９が付着される。この場合、希釈室２０を冷却させる冷却部を希釈室２０に設け、吸収液を冷却させることが好ましい。冷却部としては、冷却水等の冷却液を流す構造でも良いし、冷凍サイクルの冷却ヘッドを用いても良い。

上記した実施形態によれば、転動体５および可動体６は、車両等の移動物体の移動または振動に伴い、伝熱管４に沿って移動するが、これに限らず、モータ等の駆動源の駆動で転動体５および可動体６が移動することにしても良い。この場合、駆動源は、希釈室２０の内部に設けても良いし、外部に設けても良い。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。

本発明は粘性物質を希釈剤で希釈させる粘性物質希釈装置に適用でき、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。

図中、１は吸収器、２は器体、２０は希釈室、２１は吸収液供給部、２１０は大気室、２１２は滴下口、２２は水蒸気供給口、２４は貯留室、２８はガイド部、３は伝熱管群（被付着部材）、４は伝熱管、４ｐは通路、４０は外表面、４１は第１伝熱管、４２は第２伝熱管、４３は第３伝熱管、５，５ｆ，５ｓ，５ｔは転動体、５０は芯部、５１は被覆層、６は可動体、６０はリング部、６１は転動ローラ、６４は索状体、１００はヒートポンプ装置、１０２は凝縮器、１１２は蒸発器、１３２は再生器、ＷＡは移動物体を示す。

Claims (6)

1. 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であって、
   粘性物質およびこれを希釈させる希釈剤が供給される希釈室を有する器体と、
   前記希釈室に供給された粘性物質を付着できるように前記希釈室に配置された被付着部材と、
   前記被付着部材の外表面に沿って移動可能に設けられ、慣性力による移動に伴い、前記被付着部材の前記外表面に付着している粘性物質を前記被付着部材の前記外表面に沿って広げて粘性物質の吸収面積を増加させる可動体と、
   前記被付着部材の外表面に形成され、前記可動体が前記被付着部材から落下することを抑制するストッパ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、前記可動体の両側には前記被付着部材が配置されており、前記可動体が前記被付着部材間の空間から離脱しないように、前記可動体の寸法は、前記被付着部材間の空間の空間幅よりも大きく設定されている粘性物質希釈装置。
4. 請求項１〜請求項３のうちの一項において、前記可動体は、芯部と、前記芯部に被覆され芯部よりも衝突緩衝性および／または親水性に優れた被覆層とを備えている粘性物質希釈装置。
5. 請求項１〜請求項４のうちの一項において、移動物体に搭載され、前記移動物体の加速、減速、旋回、旋回戻し、振動のうちの少なくとも一つに基づいて発生する慣性力が前記可動体に作用して、前記可動体は前記伝熱管の前記外表面に沿って移動する粘性物質希釈装置。
6. 請求項１〜請求項５のうちの一項において、前記可動体は、前記被付着部材の外表面に沿って転動または滑走する転動体で形成されている粘性物質希釈装置。

Images