JP7439522B2 - 車載用吸収式ヒートポンプ装置 - Google Patents

Description

本発明は、車載用吸収式ヒートポンプ装置に関し、特に、蒸発器と、吸収器とを備える車載用吸収式ヒートポンプ装置に関する。

従来、蒸発器と、吸収器とを備える車載用吸収式ヒートポンプ装置が知られている（たとえば、特許文献１参照）。

上記特許文献１には、蒸発器と、吸収器とを備える車載用吸収式ヒートポンプ装置が開示されている。また、車載用吸収式ヒートポンプ装置は、再生器と、凝縮器と、循環ポンプと、吸収液貯留タンクと、供給ポンプとを備えている。

上記特許文献１の再生器は、冷媒を含んだ希釈吸収液を冷媒と濃縮吸収液とに分離する気液分離部を含んでいる。凝縮器は、気液分離部において分離された冷媒蒸気を冷媒に凝縮するように構成されている。蒸発器は、凝縮器において凝縮された冷媒を蒸発させるように構成されている。吸収器は、気液分離部において分離された濃縮吸収液に、蒸発器において蒸発した冷媒蒸気を吸収させて希釈吸収液を生成するように構成されている。循環ポンプは、気液分離部において分離された濃縮吸収液を再生器内において循環させるように構成されている。

上記特許文献１の吸収液貯留タンクは、吸収器において生成された希釈吸収液を一時的に貯留するように構成されている。吸収液貯留タンクは、吸収器の下方に、吸収器とは別個に設けられている。吸収液貯留タンクは、吸収器と連通している。

上記特許文献１の車載用吸収式ヒートポンプ装置では、気液分離部内の濃縮吸収液が凝縮器において凝縮した冷媒に混入し、そのまま蒸発器に流入した場合、蒸発器では濃縮吸収液は蒸発することなく残留するので、その分蒸発器における冷媒の蒸発量が減少する。この場合、蒸発器の性能が低下することが考えられる。したがって、上記特許文献１の車載用吸収式ヒートポンプ装置では、供給ポンプにより、冷媒とともに混入した濃縮吸収液を再生器に排出している。

特開２０１８－１９７０９４号公報

しかしながら、上記特許文献１の車載用吸収式ヒートポンプ装置では、蒸発器の性能を確保するため、上記供給ポンプなどの駆動源を設けた分だけ、装置が大型化するという不都合がある。このため、上記特許文献１に記載した従来の車載用吸収式ヒートポンプ装置では、装置を小型化しながら、蒸発器の性能を確保することが望まれている。

この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、この発明の１つの目的は、装置を小型化しながら、蒸発器の性能を確保することが可能な車載用吸収式ヒートポンプ装置を提供することである。

上記目的を達成するために、この発明の一の局面における車載用吸収式ヒートポンプ装置は、冷媒を含んだ希釈吸収液を冷媒と希釈吸収液から分離された濃縮吸収液とに分離する気液分離部を含む再生器と、気液分離部において希釈吸収液から分離された冷媒蒸気を凝縮する凝縮器と、冷媒が貯留される冷媒貯留部を含み、凝縮器において凝縮された冷媒を蒸発させる蒸発器と、希釈吸収液が貯留される希釈吸収液貯留部を含み、気液分離部において希釈吸収液から分離された濃縮吸収液に、蒸発器により蒸発された冷媒を吸収させる吸収器と、吸収器から排出される希釈吸収液、および、蒸発器から排出される冷媒の両方を貯留可能な貯留タンクとを備え、貯留タンクは、吸収器および蒸発器の両方の下方に一体的に設けられるとともに、吸収器および蒸発器の両方に連通し、貯留タンクは、冷媒貯留部と貯留タンクとを接続する第１流出路と、希釈吸収液貯留部と貯留タンクとを接続する第２流出路とを含む。

この発明の一の局面による車載用吸収式ヒートポンプ装置では、上記のように、吸収器から排出される希釈吸収液、および、蒸発器から排出される冷媒の両方を貯留可能な貯留タンクを設ける。貯留タンクを、吸収器および蒸発器の両方の下方に一体的に設けるとともに、吸収器および蒸発器の両方に連通させる。これにより、吸収器内の圧力および蒸発器内の圧力と貯留タンク内の圧力とを略同じにすることができるので、貯留タンク内に貯留される希釈吸収液の量に応じて貯留タンク内の圧力を変えることができる。したがって、蒸発器内から冷媒とともに混入した濃縮吸収液を排出するためのポンプなどの駆動源を設けることなく、吸収器から希釈吸収液を排出することができるとともに、混入した濃縮吸収液を蒸発器から排出することができる。その結果、車載用吸収式ヒートポンプ装置を小型化しながら、蒸発器の性能を確保することができる。また、吸収器および蒸発器の両方の下方に貯留タンクを一体的に設けることにより、吸収器とは別個に貯留タンクを設ける場合と比較して、吸収器と貯留タンクとの間に配置する配管および蒸発器と貯留タンクとの間に配置する配管をなくす、または、短くすることができる。これにより、車載用吸収式ヒートポンプ装置をより小型化することができる。

上記一の局面による車載用吸収式ヒートポンプ装置において、好ましくは、吸収器および蒸発器を内部に配置した単一の吸収蒸発器容器をさらに備え、貯留タンクは、吸収蒸発器容器の下面に一体的に設けられている。

このように構成すれば、吸収蒸発器容器の下面に一体的に貯留タンクを設けることにより、吸収器と貯留タンクとの間に配置される配管および蒸発器と貯留タンクとの間に配置される配管をなくす、または、短くすることができるので、蒸発器および吸収器と貯留タンクとを含むユニットを小型化することができる。

この場合、好ましくは、吸収蒸発器容器と、凝縮器とは、水平方向において対向している。

このように構成すれば、上下方向において、吸収蒸発器容器と、凝縮器とがずれて配置される場合と比較して、車載用吸収式ヒートポンプ装置の上下方向のサイズ（寸法）を小さくすることができるので、車載用吸収式ヒートポンプ装置の大型化および複雑化を抑制することができる。

上記一の局面による車載用吸収式ヒートポンプ装置において、好ましくは、冷却水が流れる冷却水回路をさらに備え、凝縮器は、気液分離部において分離された冷媒蒸気と冷却水回路を流れる冷却水との熱交換が行われる熱交換器と、熱交換器を覆い、冷媒蒸気を通過させるが吸収液の通過を防止する蒸気透過膜とを含む。

このように構成すれば、蒸気透過膜により、熱交換器において凝縮した冷媒に気液分離部において分離された濃縮吸収液がより混入しにくくなるので、蒸発器に濃縮吸収液が流入することをより確実に抑制することできる。その結果、気液分離部内の濃縮吸収液が凝縮した冷媒に混入し、そのまま蒸発器に流入して蒸発することなく蒸発器内に残留することに起因する蒸発器の性能の低下を生じにくくすることができる。

上記一の局面による車載用吸収式ヒートポンプ装置において、好ましくは、再生器は、希釈吸収液を加熱する加熱部をさらに含み、気液分離部において分離された濃縮吸収液を吸収器に流す第１流路と、第１流路から分岐し、気液分離部において分離された濃縮吸収液を加熱部に流す第２流路と、第１流路において第２流路への分岐部分よりも上流側に配置され、再生器内において濃縮吸収液を循環させるポンプとをさらに備える。

このように構成すれば、第１流路において第２流路への分岐部分よりも下流側にポンプを配置した場合と比較して、ポンプから吐出される濃縮吸収液の流量が第１流路に偏りにくくなるので、ポンプから吐出される濃縮吸収液を第１流路および第２流路の各々により適切な流量で分配することができる。その結果、吸収器内に貯留される希釈吸収液を一定量に容易に維持することできる。

この場合、好ましくは、気液分離部は、分離された濃縮吸収液を貯留させる貯留部を含み、ポンプは、貯留部の下流側に配置されるとともに、気液分離部の下面に一体的に設けられている。

このように構成すれば、貯留部に貯留された濃縮吸収液の自重により、濃縮吸収液を加圧することができるので、濃縮吸収液内に含まれる気泡がポンプ内で析出することを抑制することができる。その結果、ポンプ内においてキャビテーションが生じることを抑制することができる。また、貯留部に貯留された濃縮吸収液の自重により、貯留部からポンプへ濃縮吸収液が流入しやすくなるので、ポンプによる濃縮吸収液の吸入を効率よく行うことができる。また、ポンプが貯留部に貯留された濃縮吸収液を吸入することにより、より確実にポンプが濃縮吸収液を吸入することができるので、ポンプの空回りを防止することができる。

上記第１流路を備える車載用吸収式ヒートポンプ装置において、好ましくは、吸収器において冷媒を吸収した希釈吸収液を第２流路に流す第３流路をさらに備え、第２流路は、第３流路との合流部分において他の部分よりも流路断面積が小さく、第３流路の下流側端部が接続された縮小部を有し、縮小部は、縮小部を流れる濃縮吸収液により生じる負圧によって、第３流路の希釈吸収液を第２流路に引き込むように構成されている。

このように構成すれば、縮小部により第３流路の希釈吸収液を第２流路に引き込むことによって、第３流路の希釈吸収液の流れが第２流路の濃縮吸収液の流れを妨げにくくすることができるので、加熱部へ供給される希釈吸収液の流量の急激な変動を抑制することができる。その結果、加熱部への希釈吸収液の流量を容易に一定量に維持することができる。

なお、上記一の局面による車載用吸収式ヒートポンプ装置において、以下のような構成も考えられる。

（付記項１）
すなわち、上記一の局面による車載用吸収式ヒートポンプ装置において、吸収器と蒸発器とは、水平方向に隣接して一体的に設けられ、凝縮器と気液分離部とは、水平方向に隣接して配置され、吸収器および蒸発器と、凝縮器および気液分離部とは、水平方向において対向している。

このように構成すれば、水平方向に隣接して一体的に吸収器と蒸発器とを設けることにより、吸収器と蒸発器との配置に必要な水平方向の空間を小さくすることができる。また、水平方向に隣接して凝縮器と気液分離部とを配置することにより、凝縮器と気液分離部との配置に必要な水平方向の空間を小さくすることができる。また、水平方向において、吸収器および蒸発器と、凝縮器および気液分離部とを対向させることにより、上下方向において、吸収器および蒸発器と、凝縮器および気液分離部とがずれて配置される場合と比較して、車載用吸収式ヒートポンプ装置の上下方向のサイズ（寸法）を小さくすることができる。これらの結果、車載用吸収式ヒートポンプ装置の上下方向および水平方向のサイズ（寸法）を小さくすることができるので、車載用吸収式ヒートポンプ装置の大型化および複雑化を抑制することができる。

（付記項２）
上記加熱部を備える車載用吸収式ヒートポンプ装置において、加熱部は、気液分離部の下方に配置されている

このように構成すれば、加熱部を気液分離部の下方に配置することにより、加熱部は高温高圧であるとともに、気液分離部は加熱部よりも低圧であるので、希釈吸収液を効率よく気液分離部に供給することができる。その結果、車載用吸収式ヒートポンプ装置を効率よく稼働させることができるとともに、車載用吸収式ヒートポンプ装置の水平方向のサイズ（寸法）の大型化を抑制することができる。

一実施形態による車載用吸収式ヒートポンプ装置を示した全体図である。 一実施形態による車載用吸収式ヒートポンプ装置における、再生器、凝縮器、気液分離部および吸収蒸発器容器をＹ１方向側から視た斜視図である。 一実施形態による車載用吸収式ヒートポンプ装置における、再生器、凝縮器、気液分離部および吸収蒸発器容器をＹ２方向側から視た斜視図である。 一実施形態による車載用吸収式ヒートポンプ装置における、吸収蒸発器容器内の蒸発器および吸収器を示した斜視図である。 一実施形態による車載用吸収式ヒートポンプ装置における、再生器、凝縮器、気液分離部および吸収蒸発器容器をＸ１方向側から視た斜視図である。 一実施形態による車載用吸収式ヒートポンプ装置における凝縮器を示した斜視図である。 一実施形態による車載用吸収式ヒートポンプ装置における、再生器、凝縮器、気液分離部および吸収蒸発器容器をＹ１方向側から視た側面図である。 図２のＡ部分の拡大断面図である。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。

図１～図８を参照して、車輌用のエンジンに設けられる車載用吸収式ヒートポンプ装置１００の構成について説明する。

図１および図２に示すように、車載用吸収式ヒートポンプ装置１００では、冷媒として水が用いられるとともに、吸収液として臭化リチウム（ＬｉＢｒ）水溶液が用いられる。また、車載用吸収式ヒートポンプ装置１００は、エンジンを備えた乗用車、バスおよびトラックなどの車輌に搭載され、車内の空調システムに適用されるように構成されている。

具体的には、車載用吸収式ヒートポンプ装置１００は、第１冷却水回路部１（特許請求の範囲の「冷却水回路」の一例）と、第２冷却水回路部２と、本体回路部３と、蒸発器４１および吸収器４２を含む蒸発吸収ユニット４と、再生器５１、凝縮器５２および熱交換器５３を含む再生凝縮ユニット５とを備えている。なお、図１において、冷却水が流れる流路については細線で示し、濃縮吸収液、希釈吸収液および冷媒が流れる流路については太線で示している。

ここで、蒸発吸収ユニット４と、再生凝縮ユニット５とが対向する方向をＸ方向とし、蒸発吸収ユニット４から再生凝縮ユニット５に向かう方向をＸ１方向とし、その逆方向をＸ２方向とする。また、上下方向をＺ方向とし、上方向をＺ１方向とし、下方向をＺ２方向とする。Ｘ方向およびＺ方向に直交する方向をＹ方向とし、一方をＹ１方向とし、他方をＹ２方向とする。また、水平方向をＸＹ方向とする。

図１に示すように、第１冷却水回路部１および第２冷却水回路部２は、冷却水が流れる循環管路部である。第１冷却水回路部１および第２冷却水回路部２は、冷房運転時に駆動されるように構成されている。

第１冷却水回路部１は、冷房運転時、吸収器４２および凝縮器５２に冷却水を流すように構成されている。すなわち、第１冷却水回路部１は、吸収器４２における冷媒（低温水蒸気）の濃縮吸収液への吸収時に発生する吸収熱の除熱と、冷房運転時の吸収器４２および凝縮器５２における冷媒蒸気（高温水蒸気）の冷却（液化）とを行う。

具体的には、第１冷却水回路部１は、上流側流量計１１と、下流側流量計１２と、ポンプ１３と、切替弁１４と、熱交換器１５（冷却器）とを含んでいる。上流側流量計１１は、熱交換器１５から吸収器４２に流れる冷却水の流量を計測する。下流側流量計１２は、凝縮器５２から熱交換器１５に流れる冷却水の流量を計測する。ポンプ１３は、第１冷却水回路部１内に冷却水を循環させている。切替弁１４は、熱交換器１５から吸収器４２に流れる流路を、熱交換器１５から凝縮器５２に流れる流路に短絡させるように構成されている。熱交換器１５は、第１冷却水回路部１内の冷却水を外気との熱交換により冷却するように構成されている。

第２冷却水回路部２は、冷房運転時、蒸発器４１に冷却水を流すように構成されている。すなわち、第２冷却水回路部２は、蒸発器４１（低温低圧）内の冷媒に熱を与えることにより（吸熱）、第２冷却水回路部２内の冷却水の冷却を行う。

具体的には、第２冷却水回路部２は、蒸発器用流量計２１と、ポンプ２２と、熱交換器２３と、送風機２４とを含んでいる。蒸発器用流量計２１は、熱交換器２３から蒸発器４１に流れる冷却水の流量を計測する。ポンプ２２は、第２冷却水回路部２内に冷却水を循環させている。熱交換器２３は、第２冷却水回路部２内の冷却水を外気との熱交換により外気を冷却するように構成されている。送風機２４は、熱交換器２３に風を送るように構成されている。

図１に示すように、本体回路部３は、濃縮吸収液、希釈吸収液および冷媒が流れる。ここで、本体回路部３には、再生凝縮ユニット５および蒸発吸収ユニット４が配置されている。このように、本体回路部３は、蒸発器４１、吸収器４２、再生器５１および凝縮器５２に、濃縮吸収液、希釈吸収液および冷媒を循環させるように構成されている。

具体的には、本体回路部３は、冷媒供給管路部３１と、第１吸収液管路部３２（特許請求の範囲の「第１流路」の一例）と、第２吸収液管路部３３（特許請求の範囲の「第３流路」の一例）と、分岐管路部３４（特許請求の範囲の「第２流路」の一例）とを備えている。

冷媒供給管路部３１（図２参照）は、凝縮器５２と蒸発器４１とを接続している。冷媒供給管路部３１は、凝縮器５２で凝縮（液化）した冷媒を蒸発器４１に供給するように構成されている。冷媒供給管路部３１には、電磁弁３１ａが配置されている。電磁弁３１ａは、凝縮器５２から蒸発器４１に供給する冷媒の流量を調整する。

第１吸収液管路部３２（図３参照）は、再生器５１の後述する気液分離部５１ｂと吸収器４２とを接続している。第１吸収液管路部３２は、気液分離部５１ｂで希釈吸収液から分離された濃縮吸収液を吸収器４２に流すように構成されている。第１吸収液管路部３２には、ポンプ３２ａ、流量計３２ｂおよび電磁弁３２ｃが配置されている。ポンプ３２ａは、気液分離部５１ｂから吸収器４２に濃縮吸収液を流す。流量計３２ｂは、第１吸収液管路部３２の流量を計測する。電磁弁３２ｃは、気液分離部５１ｂから吸収器４２に供給する濃縮吸収液の流量を調整する。

第２吸収液管路部３３（図２および図３参照）は、蒸発吸収ユニット４と再生器５１とを接続している。第２吸収液管路部３３は、蒸発吸収ユニット４の吸収器４２において冷媒を吸収した希釈吸収液を分岐管路部３４に流すように構成されている。第２吸収液管路部３３には、ポンプ３３ａおよび流量計３３ｂが配置されている。ポンプ３３ａは、蒸発吸収ユニット４から流出した希釈吸収液を再生器５１に流す。流量計３３ｂは、第２吸収液管路部３３の流量を計測する。

分岐管路部３４は、第１吸収液管路部３２から分岐して第２吸収液管路部３３に合流することにより、第１吸収液管路部３２と第２吸収液管路部３３とを接続している。

詳細には、分岐管路部３４の上流側端部は、第１吸収液管路部３２から分岐する分岐部３４ａ（特許請求の範囲の「第２流路への分岐部分」の一例）である。分岐管路部３４の下流側端部は、第２吸収液管路部３３に合流する合流部３４ｂ（特許請求の範囲の「第３流路との合流部分」の一例）である。分岐管路部３４は、第１吸収液管路部３２から分岐し、気液分離部５１ｂにおいて分離された濃縮吸収液を後述する再生器５１の加熱部５１ａに流すように構成されている。これにより、濃縮吸収液が再生器５１内を循環する。

（蒸発吸収ユニット）
図１および図４に示すように、本実施形態の蒸発吸収ユニット４は、蒸発器４１、吸収器４２および吸収液貯留タンク４４を一体的に設けたユニットである。詳細には、蒸発吸収ユニット４は、蒸発器４１と、吸収器４２と、吸収蒸発器容器４３と、吸収液貯留タンク４４（特許請求の範囲の「貯留タンク」の一例）とを含む。

〈蒸発器〉
蒸発器４１は、凝縮器５２において凝縮された冷媒を蒸発させるように構成されている。すなわち、蒸発器４１は、冷房運転時に、凝縮器５２において凝縮された冷媒を低温低圧の条件下において蒸発（気化）させるように構成されている。

具体的には、蒸発器４１は、熱交換器４１ａと、膜部材４１ｂと、回転塗布体４１ｃと、モータ（図示せず）と、液位計測部４１ｄとを含んでいる。

熱交換器４１ａは、凝縮器５２から供給された冷媒と冷却水とを熱交換させるように構成されている。熱交換器４１ａは、冷却水が流れる伝熱管（図示せず）を有している。熱交換器４１ａは、Ｘ方向に複数（５個）並んで配置されている。なお、熱交換器４１ａは、１個以上４個以下、および６個以上であってもよい。

膜部材４１ｂは、熱交換器４１ａを取り囲むように覆い、冷媒を透過させることなく冷媒蒸気を透過させるように構成されている。これにより、膜部材４１ｂの下部には、冷媒が貯留される冷媒貯留部１４１が形成されている。膜部材４１ｂは、熱交換器４１ａおよび回転塗布体４１ｃが一体化された構造を取り囲むように覆っている。また、膜部材４１ｂの内部は、冷媒を冷却水による蒸発させるために、低圧の真空状態に保持されている。膜部材４１ｂのＺ２方向側の部分（下部）には、冷媒貯留部１４１に貯留された冷媒を吸収液貯留タンク４４に流出させる流出口４１ｅが形成されている。

回転塗布体４１ｃは、膜部材４１ｂ内において、モータにより、回転軸を介してＲ１方向に回転される。蒸発器４１では、回転塗布体４１ｃのＲ１方向への回転とともに膜部材４１ｂに貯留された冷媒が汲み上げられて、熱交換器４１ａに万遍なく供給されている。また、液位計測部４１ｄは、膜部材４１ｂ内の冷媒貯留部１４１の液面水位を計測する。また、液位計測部４１ｄは、制御部（図示せず）に電気的に接続されている。

〈吸収器〉
吸収器４２は、気液分離部５１ｂにおいて希釈吸収液から分離された濃縮吸収液に、蒸発器４１により蒸発された冷媒（低温水蒸気）を吸収させるように構成されている。すなわち、吸収器４２は、冷房運転時に、濃縮吸収液を希釈させるように構成されている。

具体的には、吸収器４２は、熱交換器４２ａと、膜部材４２ｂと、回転塗布体４２ｃと、モータ（図示せず）と、液位計測部４２ｄと、圧力計測部４２ｅとを含んでいる。

熱交換器４２ａは、濃縮吸収液が冷媒蒸気を吸収した際に生じる熱を冷却水により冷却するように構成されている。すなわち、熱交換器４２ａは、希釈吸収液と冷却水とを熱交換させている。熱交換器４２ａは、冷却水が流れる伝熱管（図示せず）を有している。熱交換器４２ａは、Ｘ方向に複数（５個）並んで配置されている。なお、熱交換器４２ａは、１個以上４個以下、および６個以上であってもよい。

膜部材４２ｂは、熱交換器４２ａを取り囲むように覆い、希釈吸収液および濃縮吸収液を透過させることなく冷媒蒸気を透過させるように構成されている。これにより、膜部材４２ｂの下部には、希釈吸収液が貯留される吸収液貯留部１４２が形成されている。膜部材４２ｂは、熱交換器４２ａおよび回転塗布体４２ｃが一体化された構造を取り囲むように覆っている。また、膜部材４２ｂの内部は、蒸発器４１において蒸発した冷媒蒸気を内部に取り込むために、低圧の真空状態に保持されている。膜部材４２ｂのＺ２方向側の部分（下部）には、吸収液貯留部１４２に貯留された希釈吸収液を吸収液貯留タンク４４に流出させる流出口４２ｆが形成されている。

回転塗布体４２ｃは、膜部材４２ｂ内において、モータにより、回転軸を介してＲ２方向に回転される。吸収器４２では、回転塗布体４２ｃのＲ２方向への回転とともに膜部材４２ｂに貯留された希釈吸収液が汲み上げられて、熱交換器４２ａに万遍なく供給されている。液位計測部４２ｄは、膜部材４２ｂ内の吸収液貯留部１４２の液面水位を計測する。圧力計測部４２ｅは、膜部材４２ｂ内の圧力を計測する。また、液位計測部４２ｄおよび圧力計測部４２ｅは、制御部（図示せず）に電気的に接続されている。

〈吸収蒸発器容器〉
吸収蒸発器容器４３は、吸収器４２および蒸発器４１を内部に配置した単一の容器である。吸収蒸発器容器４３は、吸収器４２および蒸発器４１を取り囲むように覆う。吸収蒸発器容器４３の内部は、蒸発器４１および吸収器４２に合わせて、低圧の真空状態に保持されている。

〈吸収液貯留タンク〉
吸収液貯留タンク４４は、図１および図２に示すように、吸収器４２から排出される希釈吸収液、および、蒸発器４１から排出される冷媒の両方を貯留可能に構成されている。吸収液貯留タンク４４は、希釈吸収液を貯留する吸収液貯留部１４４を有している。詳細には、吸収液貯留タンク４４は、吸収器４２および蒸発器４１の両方のＺ２方向（下方）に一体的に設けられるとともに、吸収器４２および蒸発器４１の両方に連通している。すなわち、吸収液貯留タンク４４は、吸収蒸発器容器４３のＺ２方向側の面４３ａ（下面４３ａ）に一体的に設けられている。詳細には、吸収液貯留タンク４４は、Ｙ方向において、吸収蒸発器容器４３の下面４３ａの吸収器４２側（Ｙ２方向側）にずれた位置に配置されている。また、吸収液貯留タンク４４は、蒸発器４１の膜部材４１ｂ内の空間と連通しているとともに、吸収器４２の膜部材４２ｂ内の空間と連通している。

具体的には、吸収液貯留タンク４４は、第１流出路４４ａと、第２流出路４４ｂと、第３流出路４４ｃと、吸収液貯留部１４４と、排出流路４４ｄとを有している。

第１流出路４４ａは、蒸発器４１の膜部材４１ｂ内の冷媒貯留部１４１と、吸収液貯留タンク４４の吸収液貯留部１４４とを接続している。第１流出路４４ａには、第１流出路４４ａを流れる冷媒の流量を調整する調整弁４４ｅが配置されている。第２流出路４４ｂは、吸収器４２の膜部材４２ｂ内の吸収液貯留部１４２と、吸収液貯留タンク４４の吸収液貯留部１４４とを接続している。第２流出路４４ｂには、第２流出路４４ｂを流れる冷媒の流量を調整する電磁弁４４ｆが配置されている。第３流出路４４ｃは、吸収器４２の膜部材４２ｂ内の吸収液貯留部１４２と、ポンプ３３ａとを接続している。第３流出路４４ｃには、第３流出路４４ｃを流れる冷媒の流量を調整する電磁弁４４ｇが配置されている。

吸収液貯留部１４４には、希釈吸収液が貯留される。ここで、吸収液貯留部１４４は、貯留された希釈吸収液の液量に応じて、希釈吸収液および冷媒を引き込む量が変わるように構成されている。

詳細には、吸収液貯留部１４４内の圧力および蒸発器４１の膜部材４１ｂ内の圧力は、吸収液貯留部１４４内と、蒸発器４１の膜部材４１ｂ内とが第１流出路４４ａにより連通しているので、略同じ圧力である。これにより、吸収液貯留部１４４では、蒸発器４１の膜部材４１ｂとのヘッド差に応じて冷媒を引き込む量が変わる。また、吸収液貯留部１４４内の圧力および吸収器４２の膜部材４２ｂ内の圧力は、吸収液貯留部１４４内と、吸収器４２の膜部材４２ｂ内とが第２流出路４４ｂにより連通しているので、略同じ圧力である。これにより、吸収液貯留部１４４では、吸収器４２の膜部材４２ｂとのヘッド差に応じて希釈吸収液を引き込む量が変わる。

排出流路４４ｄは、吸収液貯留タンク４４内の吸収液貯留部１４４と、第３流出路４４ｃとを接続している。排出流路４４ｄには、排出流路４４ｄを流れる冷媒の流量を調整する電磁弁４４ｈが配置されている。

（再生凝縮ユニット）
図１および図５に示すように、再生凝縮ユニット５は、再生器５１、凝縮器５２および熱交換器５３を一体的に設けたユニットである。詳細には、再生凝縮ユニット５は、再生器５１と、凝縮器５２と、熱交換器５３とを含む。

〈再生器〉
再生器５１は、加熱部５１ａと、気液分離部５１ｂとを含んでいる。

加熱部５１ａは、プレート式熱交換器であり、エンジンの排気ガスの熱を用いて希釈吸収液を加熱する役割を有している。ここで、希釈吸収液は、通常、濃縮吸収液が冷媒（水）により希釈された状態において加熱部５１ａを流通する。加熱部５１ａは、希釈吸収液を加熱することにより高温高圧になる。ここで、加熱部５１ａは、気液分離部５１ｂと一体的に設けられている。すなわち、加熱部５１ａは、気液分離部５１ｂの下方に配置されている。加熱部５１ａは、気液分離部５１ｂのＺ２方向側の端部のＸ１方向側に隣接している。

気液分離部５１ｂは、冷媒を含んだ希釈吸収液を冷媒と希釈吸収液から分離された濃縮吸収液とに分離するように構成されている。すなわち、気液分離部５１ｂは、加熱部５１ａにより加熱された冷媒および濃縮吸収液を含んだ希釈吸収液から冷媒蒸気（高温水蒸気）を分離して濃縮する機能を有している。気液分離部５１ｂは、分離された濃縮吸収液を貯留させる吸収液貯留部１５１（特許請求の範囲の「貯留部」の一例）を有している。吸収液貯留部１５１は、Ｚ方向に向かって延びる筒状の空間である。吸収液貯留部１５１とポンプ３２ａとは、連通している。

〈凝縮器〉
凝縮器５２は、図１および図６に示すように、気液分離部５１ｂに隣り合って配置され、冷房運転時に、気液分離部５１ｂにおいて分離された冷媒蒸気を凝縮（液化）させるように構成されている。詳細には、凝縮器５２は、加熱部５１ａよりもＺ１方向側に配置されるとともに、Ｙ方向において気液分離部５１ｂに対してＹ２方向側にずれた位置に配置されている。

このような、凝縮器５２は、熱交換器５２ａと、蒸気透過膜５２ｂと、流出管５２ｃと、冷媒貯留タンク１５２と、液位計測部５２ｄと、圧力計測部５２ｅとを有している。

熱交換器５２ａでは、気液分離部５１ｂにおいて分離された冷媒蒸気と第１冷却水回路部１を流れる冷却水とが熱交換することにより、冷媒蒸気が液化する。蒸気透過膜５２ｂは、熱交換器５２ａを取り囲むように覆い、希釈吸収液および濃縮吸収液を透過させることなく冷媒蒸気を透過させるように構成されている。すなわち、蒸気透過膜５２ｂは、熱交換器５２ａを覆い、冷媒蒸気を通過させるが吸収液の通過を防止する。

流出管５２ｃは、蒸気透過膜５２ｂ内の空間と冷媒貯留タンク１５２とを連通させている。冷媒貯留タンク１５２は、凝縮器５２の熱交換器５２ａにより液化され、蒸気透過膜５２ｂ内に貯留された冷媒を貯留するように構成されている。冷媒貯留タンク１５２には、流出管５２ｃから排出された冷媒が貯留される冷媒貯留部１５２ａが設けられている。液位計測部５２ｄは、冷媒貯留部１５２ａの冷媒の液面水位を計測する。圧力計測部５２ｅは、蒸気透過膜５２ｂ内の圧力を計測する。また、液位計測部５２ｄおよび圧力計測部５２ｅは、制御部（図示せず）に電気的に接続されている。

〈熱交換器〉
図１および図３に示すように、熱交換器５３は、第１吸収液管路部３２を流れる濃縮吸収液と第２吸収液管路部３３を流れる希釈吸収液とが熱交換することにより、濃縮吸収液を冷却する。熱交換器５３は、凝縮器５２のＺ２方向側の面５２ｆ（下面５２ｆ）に一体的に設けられている。熱交換器５３は、Ｚ方向に延びる直方体形状を有している。

〈ポンプ〉
図１および図２に示すように、ポンプ３２ａは、第１吸収液管路部３２において分岐部３４ａ（第２流路への分岐部分）よりも上流側に配置され、再生器５１内において希釈吸収液を循環させるように構成されている。すなわち、ポンプ３２ａは、気液分離部５１ｂよりも下流側に配置されるとともに、分岐管路部３４よりも上流側に配置されている。また、ポンプ３２ａから吐出された濃縮吸収液の一部が、第１吸収液管路部３２を流れて吸収器４２に供給されるとともに、濃縮吸収液の残りの部分が、分岐管路部３４を流れて加熱部５１ａに供給される。ここで、第１吸収液管路部３２を流れる濃縮吸収液は、電磁弁３２ｃにより流量が一定量に調整されるが、分岐管路部３４を流れる濃縮吸収液は電磁弁による流量調整が行われることなく、そのままの勢いで流れる。

図１および図７に示すように、ポンプ３２ａは、吸収液貯留部１５１の下流側に配置されるとともに、気液分離部５１ｂのＺ２方向側の面５１ｃ（下面５１ｃ）に一体的に設けられている。すなわち、ポンプ３２ａは、気液分離部５１ｂの吸収液貯留部１５１内の濃縮吸収液を直接吸引するように構成されている。ポンプ３２ａは、吸収液貯留部１５１内の濃縮吸収液の荷重が加えられた状態で、濃縮吸収液を吸引するように構成されている。ポンプ３２ａは、気液分離部５１ｂのＺ２方向側に隣接している。このように、吸収液貯留部１５１は、ポンプ３２ａのバッファ空間である。

〈縮小部〉
図１および図８に示すように、分岐管路部３４は、第２吸収液管路部３３との合流部３４ｂにおいて他の部分よりも流路断面積が小さく、第２吸収液管路部３３の下流側端部が接続された縮小部１３４を有している。縮小部１３４は、第２吸収液管路部３３から分岐管路部３４に流入する希釈吸収液を引き込んで補助することにより、円滑に希釈吸収液を分岐管路部３４に流入させている。

具体的には、縮小部１３４は、分岐管路部３４の合流部３４ｂに設けられたエジェクタにより構成されている。すなわち、縮小部１３４は、縮小部１３４を流れる濃縮吸収液により生じる負圧によって、第２吸収液管路部３３の希釈吸収液を分岐管路部３４に引き込むように構成されている。

（蒸発吸収ユニットおよび再生凝縮ユニットの配置）
図２および図３に示すように、蒸発吸収ユニット４と、再生凝縮ユニット５とは、Ｘ方向において対向している。すなわち、吸収蒸発器容器４３と、凝縮器５２とは、ＸＹ方向（水平方向）において対向している。

ここで、吸収器４２と蒸発器４１とは、ＸＹ方向（水平方向）に隣接して一体的に設けられている。詳細には、吸収器４２と蒸発器４１とは、Ｙ方向に隣接して吸収蒸発器容器４３内に配置されている。また、凝縮器５２と気液分離部５１ｂとは、ＸＹ方向（水平方向）に隣接して配置されている。詳細には、凝縮器５２と気液分離部５１ｂとは、Ｙ方向に隣接して一体的に取り付けられている。このように、吸収器４２および蒸発器４１と、凝縮器５２および気液分離部５１ｂとは、ＸＹ方向（水平方向）において対向している。

（本実施形態の効果）
本実施形態では、以下のような効果を得ることができる。

本実施形態では、上記のように、車載用吸収式ヒートポンプ装置１００に、吸収器４２から排出される希釈吸収液、および、蒸発器４１から排出される冷媒の両方を貯留可能な吸収液貯留タンク４４を設ける。吸収液貯留タンク４４を、吸収器４２および蒸発器４１の両方のＺ２方向（下方）に一体的に設けるとともに、吸収器４２および蒸発器４１の両方に連通させる。これにより、吸収器４２内の圧力および蒸発器４１内の圧力と吸収液貯留タンク４４内の圧力とを略同じにすることができるので、吸収液貯留タンク４４内に貯留される希釈吸収液の量に応じて吸収液貯留タンク４４内の圧力を変えることができる。したがって、蒸発器４１内から冷媒とともに混入した濃縮吸収液を排出するためのポンプなどの駆動源を設けることなく、吸収器４２から希釈吸収液を排出することができるとともに、混入した濃縮吸収液を蒸発器４１から排出することができる。この結果、車載用吸収式ヒートポンプ装置１００を小型化しながら、蒸発器４１の性能を確保することができる。また、吸収器４２および蒸発器４１の両方のＺ２方向（下方）に吸収液貯留タンク４４を一体的に設けることにより、吸収器４２とは別個に吸収液貯留タンク４４を設ける場合と比較して、吸収器４２と吸収液貯留タンク４４との間に配置する配管および蒸発器４１と吸収液貯留タンク４４との間に配置する配管をなくす、または、短くすることができるので、車載用吸収式ヒートポンプ装置１００をより小型化することができる。

また、本実施形態では、上記のように、車載用吸収式ヒートポンプ装置１００に、吸収器４２および蒸発器４１を内部に配置した単一の吸収蒸発器容器４３を設ける。吸収液貯留タンク４４を、吸収蒸発器容器４３のＺ２方向側の面４３ａ（下面４３ａ）に一体的に設ける。これにより、吸収蒸発器容器４３のＺ２方向側の面４３ａ（下面４３ａ）に一体的に吸収液貯留タンク４４を設けることにより、吸収器４２と吸収液貯留タンク４４との間に配置される配管および蒸発器４１と吸収液貯留タンク４４との間に配置される配管をなくす、または、短くすることができるので、蒸発器４１および吸収器４２と吸収液貯留タンク４４とを含むユニットを小型化することができる。

また、本実施形態では、上記のように、吸収蒸発器容器４３と、凝縮器５２とを、ＸＹ方向（水平方向）において対向させる。これにより、Ｚ方向において、吸収蒸発器容器４３と、凝縮器５２とがずれて配置される場合と比較して、車載用吸収式ヒートポンプ装置１００の上下方向のサイズ（寸法）を小さくすることができるので、車載用吸収式ヒートポンプ装置１００の大型化および複雑化を抑制することができる。

また、本実施形態では、上記のように、車載用吸収式ヒートポンプ装置１００に、冷却水が流れる第１冷却水回路部１を設ける。凝縮器５２には、気液分離部５１ｂにおいて分離された冷媒蒸気と第１冷却水回路部１を流れる冷却水との熱交換が行われる熱交換器５２ａと、熱交換器５２ａを覆い、冷媒蒸気を通過させるが吸収液の通過を防止する蒸気透過膜５２ｂとを設ける。これにより、蒸気透過膜５２ｂにより、熱交換器５２ａにおいて凝縮した冷媒に気液分離部５１ｂにおいて分離された濃縮吸収液がより混入しにくくなるので、蒸発器４１に濃縮吸収液が流入することをより確実に抑制することできる。この結果、気液分離部５１ｂ内の濃縮吸収液が凝縮した冷媒に混入し、そのまま蒸発器４１に流入して蒸発することなく蒸発器４１内に残留することに起因する蒸発器４１の性能の低下を生じにくくすることができる。

また、本実施形態では、上記のように、車載用吸収式ヒートポンプ装置１００に、気液分離部５１ｂにおいて分離された濃縮吸収液を吸収器４２に流す第１吸収液管路部３２と、第１吸収液管路部３２から分岐し、気液分離部５１ｂにおいて分離された濃縮吸収液を加熱部５１ａに流す分岐管路部３４と、第１吸収液管路部３２において分岐管路部３４への分岐部３４ａよりも上流側に配置され、再生器５１内において濃縮吸収液を循環させるポンプ３２ａとを設ける。これにより、第１吸収液管路部３２において分岐管路部３４への分岐部３４ａよりも下流側にポンプ３２ａを配置した場合と比較して、ポンプ３２ａから吐出される濃縮吸収液の流量が第１吸収液管路部３２に偏りにくくなるので、ポンプ３２ａから吐出される濃縮吸収液を第１吸収液管路部３２および分岐管路部３４の各々により適切な流量で分配することができる。この結果、吸収器４２内に貯留される希釈吸収液を一定量に容易に維持することできる。

また、本実施形態では、上記のように、気液分離部５１ｂに、分離された濃縮吸収液を貯留させる吸収液貯留部１５１を設ける。ポンプ３２ａを、吸収液貯留部１５１の下流側に配置されるとともに、気液分離部５１ｂのＺ２方向側の面５１ｃ（下面５１ｃ）に一体的に設ける。これにより、吸収液貯留部１５１に貯留された濃縮吸収液の自重により、濃縮吸収液を加圧することができるので、濃縮吸収液内に含まれる気泡がポンプ３２ａ内で析出することを抑制することができる。この結果、ポンプ３２ａ内においてキャビテーションが生じることを抑制することができる。また、吸収液貯留部１５１に貯留された濃縮吸収液の自重により、吸収液貯留部１５１からポンプ３２ａへ濃縮吸収液が流入しやすくなるので、ポンプ３２ａによる濃縮吸収液の吸入を効率よく行うことができる。また、ポンプ３２ａが吸収液貯留部１５１に貯留された濃縮吸収液を吸入することにより、より確実にポンプ３２ａが濃縮吸収液を吸入することができるので、ポンプ３２ａの空回りを防止することができる。

また、本実施形態では、上記のように、分岐管路部３４に、第２吸収液管路部３３との合流部３４ｂにおいて他の部分よりも流路断面積が小さく、第２吸収液管路部３３の下流側端部が接続された縮小部１３４を設ける。縮小部１３４を、縮小部１３４を流れる濃縮吸収液により生じる負圧によって、第２吸収液管路部３３の希釈吸収液を分岐管路部３４に引き込むように構成する。これにより、縮小部１３４により第２吸収液管路部３３の希釈吸収液を分岐管路部３４に引き込むことによって、第２吸収液管路部３３の希釈吸収液の流れが分岐管路部３４の濃縮吸収液の流れを妨げにくくすることができるので、加熱部５１ａへ供給される希釈吸収液の流量の急激な変動を抑制することができる。この結果、加熱部５１ａへの希釈吸収液の流量を容易に一定量に維持することができる。

［変形例］
今回開示された実施形態は、全ての点で例示であり制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記実施形態の説明ではなく特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲と均等の意味および範囲内での全ての変更（変形例）が含まれる。

たとえば、上記実施形態では、吸収液貯留タンク４４は、吸収蒸発器容器４３のＺ２方向側の面４３ａ（下面４３ａ）に一体的に設けられている例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、吸収液貯留タンクは、吸収蒸発器容器の側面のうち吸収器および蒸発器の両方よりも下方の部分に一体的に設けられてもよい。

また、上記実施形態では、吸収蒸発器容器４３と、凝縮器５２とは、ＸＹ方向（水平方向）において対向している例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、吸収蒸発器容器と、凝縮器とは、上下方向にずれた位置に配置されてもよい。

また、上記実施形態では、凝縮器５２は、熱交換器５２ａと、蒸気透過膜５２ｂとを有する例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、凝縮器では、蒸気透過膜で熱交換器を覆うことなく、熱交換器のみが内部に配置されてもよい。

また、上記実施形態では、ポンプ３２ａは、分岐部３４ａよりも上流側に配置されている例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、ポンプは、分岐部よりも下流側に配置されてもよい。

また、上記実施形態では、ポンプ３２ａは、吸収液貯留部１５１（貯留部）の下流側に配置されるとともに、気液分離部５１ｂのＺ２方向側の面５１ｃ（下面５１ｃ）に一体的に設けられている例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、ポンプは、貯留部の下流側に配置されるとともに、気液分離部の下面以外の側面に一体的に配置されてもよい。

また、上記実施形態では、分岐管路部３４（第２流路）は、縮小部１３４を有している例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、第２流路は、縮小部を有していなくてもよい。

１ 第１冷却水回路部（冷却水回路）
３２ 第１吸収液管路部（第１流路）
３２ａ ポンプ
３３ 第２吸収液管路部（第３流路）
３４ 分岐管路部（第２流路）
３４ａ 分岐部（分岐部分）
３４ｂ 合流部（合流部分）
４１ 蒸発器
４２ 吸収器
４３ 吸収蒸発器容器
４３ａ 下面
４４ 吸収液貯留タンク（貯留タンク）
５１ 再生器
５１ａ 加熱部
５１ｂ 気液分離部
５１ｃ 下面
５２ 凝縮器
５２ａ 熱交換器
５２ｂ 蒸気透過膜
１００ 車載用吸収式ヒートポンプ装置
１３４ 縮小部
１５１ 吸収液貯留部（貯留部）

Claims (7)

1. 冷媒を含んだ希釈吸収液を前記冷媒と前記希釈吸収液から分離された濃縮吸収液とに分離する気液分離部を含む再生器と、
   前記気液分離部において前記希釈吸収液から分離された冷媒蒸気を凝縮する凝縮器と、
   前記冷媒が貯留される冷媒貯留部を含み、前記凝縮器において凝縮された前記冷媒を蒸発させる蒸発器と、
   前記希釈吸収液が貯留される希釈吸収液貯留部を含み、前記気液分離部において前記希釈吸収液から分離された濃縮吸収液に、前記蒸発器により蒸発された前記冷媒を吸収させる吸収器と、
   前記吸収器から排出される前記希釈吸収液、および、前記蒸発器から排出される前記冷媒の両方を貯留可能な貯留タンクとを備え、
   前記貯留タンクは、前記吸収器および前記蒸発器の両方の下方に一体的に設けられるとともに、前記吸収器および前記蒸発器の両方に連通し、
   前記貯留タンクは、
   前記冷媒貯留部と前記貯留タンクとを接続する第１流出路と、
   前記希釈吸収液貯留部と前記貯留タンクとを接続する第２流出路とを含む、車載用吸収式ヒートポンプ装置。
2. 前記吸収器および前記蒸発器を内部に配置した単一の吸収蒸発器容器をさらに備え、
   前記貯留タンクは、前記吸収蒸発器容器の下面に一体的に設けられている、請求項１に記載の車載用吸収式ヒートポンプ装置。
3. 前記吸収蒸発器容器と、前記凝縮器とは、水平方向において対向している、請求項２に記載の車載用吸収式ヒートポンプ装置。
4. 冷却水が流れる冷却水回路をさらに備え、
   前記凝縮器は、
   前記気液分離部において分離された前記冷媒蒸気と前記冷却水回路を流れる冷却水との熱交換が行われる熱交換器と、
   前記熱交換器を覆い、前記冷媒蒸気を通過させるが吸収液の通過を防止する蒸気透過膜とを含む、請求項１～３のいずれか１項に記載の車載用吸収式ヒートポンプ装置。
5. 前記再生器は、前記希釈吸収液を加熱する加熱部をさらに含み、
   前記気液分離部において分離された前記濃縮吸収液を前記吸収器に流す第１流路と、
   前記第１流路から分岐し、前記気液分離部において分離された前記濃縮吸収液を前記加熱部に流す第２流路と、前記第１流路において前記第２流路への分岐部分よりも上流側に配置され、前記再生器内において前記濃縮吸収液を循環させるポンプとをさらに備える、請求項１～４のいずれか１項に記載の車載用吸収式ヒートポンプ装置。
6. 前記気液分離部は、分離された濃縮吸収液を貯留させる貯留部を含み、
   前記ポンプは、前記貯留部の下流側に配置されるとともに、前記気液分離部の下面に一体的に設けられている、請求項５に記載の車載用吸収式ヒートポンプ装置。
7. 前記吸収器において前記冷媒を吸収した前記希釈吸収液を前記第２流路に流す第３流路をさらに備え、
   前記第２流路は、前記第３流路との合流部分において他の部分よりも流路断面積が小さく、前記第３流路の下流側端部が接続された縮小部を有し、
   前記縮小部は、前記縮小部を流れる前記濃縮吸収液により生じる負圧によって、前記第３流路の前記希釈吸収液を前記第２流路に引き込むように構成されている、請求項５または６に記載の車載用吸収式ヒートポンプ装置。

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