JP6753577B2 - 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、特に被加熱媒体への伝熱効率の低下を抑制する吸収ヒートポンプに関する。

蒸発器で発生させた冷媒蒸気を吸収器に導き、吸収器において冷媒蒸気を吸収液に吸収させた際に発生した吸収熱で被加熱媒体の液体を加熱して被加熱媒体の蒸気を生成する吸収ヒートポンプは公知である。被加熱媒体の液体が蒸気に変わる際に、体積の増加が妨げられることにより被加熱媒体の流れが不安定になることを回避するために、吸収器を以下のように構成したものがある。その吸収器には、被加熱媒体を内部に流すチューブが、複数本水平に配置されている。複数のチューブの両端には、それぞれ水室が設置されている。水室は、複数の仕切板によって複数に区画されている。仕切板で区画された各水室には、複数のチューブが接続されている。また、仕切板は、各チューブ及び水室を全体として１つの流れとして流れる被加熱媒体が、全体として下方から上方に向かう流れとなるように水室を区画するべく設置されている。また、仕切板は、ある水室から導出する被加熱媒体を流すチューブの集合の流路断面積の合計面積が、その水室に導入する被加熱媒体を流すチューブの集合の流路断面積の合計面積以上となるように設置されている（例えば、特許文献１参照）。

特開２０１０−１６４２４８号公報（段落００３４−００３７等）

チューブを流れる被加熱媒体は、吸収熱で加熱されることによって液体の一部が蒸発し、気体を伴って流れることになる。このとき、例えば被加熱媒体が水の場合、蒸発した気体の体積は液体の体積の数百倍大きいことから、ある水室において被加熱媒体が下方のチューブ群から流出して次の上方のチューブ群に流入する際、流れの状況により気体だけが流入して液体が流入しないチューブが現れることがあった。気体だけが流入したチューブでは、吸収熱が被加熱媒体に効率よく伝達されないこととなる。

本発明は上述の課題に鑑み、被加熱媒体の液体が流入せずに被加熱媒体の蒸気が流入してしまう蒸発管が生じることを防いで、被加熱媒体への伝熱効率の低下を抑制した、伝熱効率が優れた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、被加熱媒体の液体Ｗｑを導入して内部に流す伝熱管１２を複数有し、伝熱管１２の外側で吸収液Ｓａが冷媒の蒸気Ｖｅを吸収したときに生じた吸収熱で被加熱媒体Ｗｑを加熱して被加熱媒体の液体Ｗｑを蒸発させる吸収器１０と；吸収器１０で加熱された被加熱媒体Ｗｍを導入して被加熱媒体の液体Ｗｑと蒸気Ｗｖとに分離する気液分離器８０と；吸収器１０で加熱された被加熱媒体Ｗｍを気液分離器８０に導く第１の流路８４と；気液分離器８０で分離された被加熱媒体の液体Ｗｑを吸収器１０に導く第２の流路８１、８２とを備え；吸収器１０は、被加熱媒体の液体Ｗｑを複数の伝熱管１２に分配する分配部１４と、複数の伝熱管１２から被加熱媒体Ｗを収集する収集部１５とを有し、複数の伝熱管１２のそれぞれの一端が分配部１４に接続されると共に複数の伝熱管１２のそれぞれの他端が１５収集部に接続され、複数の伝熱管１２のそれぞれの内部を流れる被加熱媒体Ｗが分配部１４から収集部１５に至る間に合流も分流もしないように構成され、収集部１５の容積が分配部１４の容積よりも大きく形成され；収集部１５は、第１の流路８４に連通する被加熱媒体流出口１５ｈが上部に形成され；気液分離器８０は、分離された被加熱媒体の液体Ｗｑが貯留される部分８０ｃが、収集部１５よりも上方になるように配置されている。

このように構成すると、分配部が被加熱媒体の液体で満たされて、各伝熱管に被加熱媒体の液体が流入することとなり、複数本の伝熱管のうち被加熱媒体の液体が流入せずに被加熱媒体の蒸気が流入してしまう伝熱管が生じることを防ぐことができて、被加熱媒体への吸収熱の伝熱効率の低下を抑制することができる。

上記目的を達成するために、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１及び図２に示すように、被加熱媒体の液体Ｗｑを導入して内部に流す伝熱管１２を複数有し、伝熱管１２の外側で吸収液Ｓａが冷媒の蒸気Ｖｅを吸収したときに生じた吸収熱で被加熱媒体Ｗｑを加熱して被加熱媒体の液体Ｗｑを蒸発させる吸収器１０と；吸収器１０で加熱された被加熱媒体Ｗｍを導入して被加熱媒体の液体Ｗｑと蒸気Ｗｖとに分離する気液分離器８０と；吸収器１０で加熱された被加熱媒体Ｗｍを気液分離器８０に導く第１の流路８４と；気液分離器８０で分離された被加熱媒体の液体Ｗｑを吸収器１０に導く第２の流路８１、８２とを備え；吸収器１０は、被加熱媒体の液体Ｗｑを複数の伝熱管１２に分配する分配部１４と、複数の伝熱管１２から被加熱媒体Ｗを収集する収集部１５とを有し、複数の伝熱管１２のそれぞれの一端が分配部１４に接続されると共に複数の伝熱管１２のそれぞれの他端が１５収集部に接続され、複数の伝熱管１２のそれぞれの内部を流れる被加熱媒体Ｗが分配部１４から収集部１５に至る間に合流も分流もしないように構成され、収集部１５の容積が分配部１４の容積よりも大きく形成され；収集部１５は、第１の流路８４に連通する被加熱媒体流出口１５ｈが上部に形成され；気液分離器８０は、分離された被加熱媒体の液体Ｗｑが貯留される部分８０ｃが、分配部１４よりも上方になるように配置されている。

このように構成すると、分配部が被加熱媒体の液体で満たされて、各伝熱管に被加熱媒体の液体が流入することとなり、複数本の伝熱管のうち被加熱媒体の液体が流入せずに被加熱媒体の蒸気が流入してしまう伝熱管が生じることを防ぐことができて、被加熱媒体への吸収熱の伝熱効率の低下を抑制することができる。

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３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において、分配部１４は、内部を上下に分割する区画板１４ｄを含み；第２の流路８２は区画板１４ｄよりも上方の分配部１４Ａの内部に連通し；外部から被加熱媒体の液体Ｗｓを導入する第３の流路８５が区画板１４ｄよりも下方の分配部１４Ｂの内部に連通して構成されている。

このように構成すると、外側に接触する吸収液の温度が上部よりも低くなる下部の伝熱管に、比較的温度が低い外部からの被加熱媒体の液体が流入することとなり、吸収熱を効率よく被加熱媒体に伝達することができる。

また、本発明の第４の態様に係る吸収ヒートポンプは、例えば図４に示すように、上記本発明の第１の態様乃至第３の態様のいずれか１つの態様に係る吸収ヒートポンプにおいて、収集部１５は、複数の伝熱管１２が取り付けられた伝熱管取付壁１５ｗａと、伝熱管取付壁１５ｗａに対向する対向壁１５ｗｂとを有し、伝熱管取付壁１５ｗａと対向壁１５ｗｂとの間における伝熱管取付壁１５ｗａに直交する断面の面積が、上部から下部に向けて減少するように構成されている。

このように構成すると、気体よりも体積が小さい液体の含有率が大きくなる収集部の下部ほど水平断面積が小さくなり、収集部内の保有液量を少なくすることができ、ひいては被加熱媒体の加熱量を減少することができて、加熱効率を向上させることができる。

また、本発明の第５の態様に係る吸収ヒートポンプは、例えば図５に示すように、上記本発明の第１の態様乃至第４の態様のいずれか１つの態様に係る吸収ヒートポンプにおいて、分配部１４は、外部から導入した被加熱媒体の液体Ｗｓを分配部１４の内部の下部で吹き出す被加熱媒体液吹き出し部材１４ｐを有し；被加熱媒体液吹き出し部材１４ｐは、複数の吹き出し孔１４ｐｈが伝熱管１２の端部に対向する向きで形成されて構成されている。

このように構成すると、分配部の下部で被加熱媒体の液体を均一に吹き出すことが可能になり、下方に配置された伝熱管の複数に均一に被加熱媒体の液体を流入させることが可能になる。

また、本発明の第６の態様に係る吸収ヒートポンプは、例えば図２乃至図５に示すように、上記本発明の第１の態様乃至第５の態様のいずれか１つの態様に係る吸収ヒートポンプにおいて、第２の流路８２は、複数の伝熱管１２の群の高さ方向の中間よりも低い位置で分配部１４に接続されている。

このように構成すると、被加熱媒体の液体の吸収器への入口部分を、吸収器内の被加熱媒体の液体の液位よりも下方の液相域に存在させることができ、吸収器内の被加熱媒体の蒸気が第２の流路に逆流することを防ぐことができる。

また、本発明の第７の態様に係る吸収ヒートポンプは、例えば図６（Ｃ）に示すように、上記本発明の第１の態様乃至第６の態様のいずれか１つの態様に係る吸収ヒートポンプにおいて、複数の伝熱管１２のそれぞれは、水平部分を複数行路有する。

このように構成すると、吸収器の大型化を抑制しつつ伝熱管１つあたりの長さを長くすることができ、伝熱管内を流れる被加熱媒体の受熱量を増加させることができる。

また、本発明の第８の態様に係る吸収ヒートポンプは、例えば図６（Ａ）及び図６（Ｂ）に示すように、上記本発明の第１の態様乃至第６の態様のいずれか１つの態様に係る吸収ヒートポンプにおいて、複数の伝熱管１２のそれぞれが傾斜して配置されている。

このように構成すると、伝熱管の内部で生じた被加熱媒体の蒸気が伝熱管の内部に留まってしまうことを防ぐことができる。

本発明によれば、分配部が被加熱媒体の液体で満たされて、各伝熱管に被加熱媒体の液体が流入することとなり、複数本の伝熱管のうち被加熱媒体の液体が流入せずに被加熱媒体の蒸気が流入してしまう伝熱管が生じることを防ぐことができて、被加熱媒体への吸収熱の伝熱効率の低下を抑制することができる。

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。 本発明の実施の形態に係る吸収ヒートポンプの吸収器まわりの断面図である。 本発明の実施の形態に係る吸収ヒートポンプが備える吸収器の第１の変形例を示す断面図である。 本発明の実施の形態に係る吸収ヒートポンプが備える吸収器の第２の変形例を示す断面図である。 本発明の実施の形態に係る吸収ヒートポンプが備える吸収器の第３の変形例を示す断面図である。 本発明の実施の形態に係る吸収ヒートポンプの吸収器内の伝熱管の配置の変形例を示す図である。 本発明の実施の形態の変形例に係る二段昇温型吸収ヒートポンプの模式的系統図である。

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。最初に吸収ヒートポンプ１全体の構成及び作用を説明し、その後に吸収ヒートポンプ１の構成要素の１つである吸収器１０の詳細を説明する。吸収ヒートポンプ１は、吸収液Ｓ（Ｓａ、Ｓｗ）と冷媒Ｖ（Ｖｅ、Ｖｇ、Ｖｆ）との吸収ヒートポンプサイクルが行われる主要機器を構成する吸収器１０、蒸発器２０、再生器３０、及び凝縮器４０を備え、さらに、気液分離器８０を備えている。

本明細書においては、吸収液に関し、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「吸収液Ｓ」ということとする。同様に、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、吸収液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、吸収器１０に供給される液体の被加熱媒体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、液体と気体とが混合した状態の被加熱媒体である混合被加熱媒体Ｗｍ、吸収ヒートポンプ１外から補充された被加熱媒体である補給液体としての補給水Ｗｓ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の流路を構成する伝熱管１２と、濃溶液Ｓａを散布する濃溶液散布ノズル１３とを内部に有している。吸収器１０は、濃溶液散布ノズル１３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、伝熱管１２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。

蒸発器２０は、熱源流体としての熱源温水ｈの流路を構成する熱源管２２を、蒸発器缶胴２１の内部に有している。蒸発器２０は、蒸発器缶胴２１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、熱源管２２は、蒸発器缶胴２１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）。吸収ヒートポンプでは、吸収冷凍機よりも蒸発器内の圧力が高いので、熱源管が冷媒液に浸かる構成でも所望の冷媒蒸気を得ることが可能となる。蒸発器２０は、熱源管２２周辺の冷媒液Ｖｆが熱源管２２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２１の下部には、蒸発器缶胴２１内に冷媒液Ｖｆを供給する冷媒液管４５が接続されている。

吸収器１０と蒸発器２０とは、相互に連通している。吸収器１０と蒸発器２０とが連通することにより、蒸発器２０で発生した蒸発器冷媒蒸気Ｖｅを吸収器１０に供給することができるように構成されている。

再生器３０は、希溶液Ｓｗを加熱する熱源流体としての熱源温水ｈを内部に流す熱源管３２と、希溶液Ｓｗを散布する希溶液散布ノズル３３とを有している。熱源管３２内を流れる熱源温水ｈは、本実施の形態では熱源管２２内を流れる熱源温水ｈと同じ流体となっているが、異なる流体であってもよい。再生器３０は、希溶液散布ノズル３３から散布された希溶液Ｓｗが熱源温水ｈに加熱されることにより、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が生成されるように構成されている。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に移動するように構成されている。

凝縮器４０は、冷却媒体としての冷却水ｃが流れる冷却水管４２を凝縮器缶胴４１の内部に有している。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。再生器３０と凝縮器４０とは、相互に連通するように、再生器の缶胴と凝縮器缶胴４１とが一体に形成されている。再生器３０と凝縮器４０とが連通することにより、再生器３０で発生した再生器冷媒蒸気Ｖｇを凝縮器４０に供給することができ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１３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には、濃溶液Ｓａを圧送する溶液ポンプ３５ｐが配設されている。吸収器１０の希溶液Ｓｗが貯留される部分と希溶液散布ノズル３３とは、希溶液Ｓｗを流す希溶液管３６で接続されている。濃溶液管３５及び希溶液管３６には、濃溶液Ｓａと希溶液Ｓｗとの間で熱交換を行わせる溶液熱交換器３８が配設されている。凝縮器４０の冷媒液Ｖｆが貯留される部分と蒸発器缶胴２１の下部（典型的には底部）とは、冷媒液Ｖｆを流す冷媒液管４５で接続されている。冷媒液管４５には、冷媒液Ｖｆを圧送する冷媒ポンプ４６が配設されている。

蒸発器２０の熱源管２２の一端には、熱源温水ｈを熱源管２２に導入する熱源温水導入管５１が接続されている。熱源管２２の他端と再生器の熱源管３２の一端とは、熱源温水連絡管５２で接続されている。熱源管３２の他端には、熱源温水ｈを吸収ヒートポンプ１の外に導く熱源温水流出管５３が接続されている。熱源温水流出管５３には、内部を流れる熱源温水ｈの流量を調節可能な熱源温水切替弁５３ｖが配設されている。熱源温水切替弁５３ｖよりも下流側の熱源温水流出管５３と熱源温水導入管５１との間には、熱源温水バイパス管５５が設けられている。熱源温水バイパス管５５には、流路を開閉可能なバイパス弁５５ｖが配設されている。

気液分離器８０は、吸収器１０の伝熱管１２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には、分離された被加熱媒体液Ｗｑを気液分離器８０から流出する分離液管８１が下部（典型的には底部）に接続されている。気液分離器８０の下部は、分離された被加熱媒体液Ｗｑを貯留する貯留部８０ｃとなっている。分離液管８１の他端には、被加熱媒体液Ｗｑを伝熱管１２に導く被加熱媒体液管８２が接続されている。本実施の形態では、分離液管８１と被加熱媒体液管８２とで第２の流路を構成している。伝熱管１２の他端と気液分離器８０の気相部とは、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。加熱後被加熱媒体管８４は、第１の流路に相当する。また、気液分離器８０には、分離された被加熱媒体蒸気Ｗｖを需要先に向けて吸収ヒートポンプ１の外に導く被加熱媒体蒸気管８９が上部（典型的には頂部）に接続されている。また、主に蒸気として吸収ヒートポンプ１の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を吸収ヒートポンプ１の外から導入する補給水管８５が設けられている。補給水管８５は、本実施の形態では、分離液管８１と被加熱媒体液管８２との接続部に接続されており、分離液管８１を流れてきた被加熱媒体液Ｗｑに補給水Ｗｓを合流させるように構成されている。補給水管８５には、吸収器１０に向けて補給水Ｗｓを圧送する補給水ポンプ８６が配設されている。また、気液分離器８０には、貯留部８０ｃの被加熱媒体液Ｗｑの液位を検出する液位検出器８７が設けられている。貯留部８０ｃの被加熱媒体液Ｗｑの液位は、吸収ヒートポンプ１の動作を制御する制御装置９０によって、液位検出器８７で検出される液位が所定の液位となるように制御される。典型的には、貯留部８０ｃの被加熱媒体液Ｗｑの液位は、制御装置９０による補給水ポンプ８６の吐出流量の制御によって所定の液位となるように制御される。気液分離器８０の下部（典型的には底部）には、気液分離器８０内の被加熱媒体液Ｗｑを吸収ヒートポンプ１の外に導くブロー管９５が接続されている。

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。通常、熱源温水切替弁５３ｖが開、バイパス弁５５ｖが閉となっている。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４２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で蒸発器缶胴２１に送られる。蒸発器缶胴２１に送られた冷媒液Ｖｆは、熱源管２２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、蒸発器２０と連通する吸収器１０へと移動する。

次に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１３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、伝熱管１２を流れる被加熱媒体Ｗが加熱される。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、吸収器１０の下部に貯留される。貯留された希溶液Ｓｗは、吸収器１０と再生器３０との内圧の差により再生器３０に向かって希溶液管３６を流れ、溶液熱交換器３８で濃溶液Ｓａと熱交換して温度が低下して、再生器３０に至る。

再生器３０に送られた希溶液Ｓｗは、希溶液散布ノズル３３から散布され、熱源管３２を流れる熱源温水ｈ（本実施の形態では約８０℃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１３に圧送される。濃溶液管３５を流れる濃溶液Ｓａは、溶液熱交換器３８で希溶液Ｓｗと熱交換して温度が上昇してから吸収器１０に流入し、濃溶液散布ノズル１３から散布される。濃溶液Ｓａは、溶液ポンプ３５ｐで昇圧されて吸収器１０に入り、吸収器１０内で蒸発器冷媒蒸気Ｖｅを吸収することに伴い温度が上昇する。吸収器１０に戻った濃溶液Ｓａは蒸発器冷媒蒸気Ｖｅを吸収し、以降、同様のサイクルを繰り返す。

吸収液Ｓ及び冷媒Ｖが上記のような吸収ヒートポンプサイクルを行う過程で、吸収器１０において濃溶液Ｓａが蒸発器冷媒蒸気Ｖｅを吸収する際に発生する吸収熱で被加熱媒体液Ｗｑが加熱されて湿り蒸気（混合被加熱媒体Ｗｍ）となり、気液分離器８０に導かれる。気液分離器８０に流入した混合被加熱媒体Ｗｍは、被加熱媒体蒸気Ｗｖと被加熱媒体液Ｗｑとに分離される。気液分離器８０で分離された被加熱媒体蒸気Ｗｖは、被加熱媒体蒸気管８９に流出し、吸収ヒートポンプ１の外部の蒸気利用場所（需要先）に供給される。つまり、吸収ヒートポンプから被加熱媒体蒸気Ｗｖが取り出される。このように、吸収ヒートポンプ１は、駆動熱源の温度以上の被加熱媒体Ｗを取り出すことができる第２種の吸収ヒートポンプとして構成されている。他方、気液分離器８０で分離されて貯留部８０ｃに所定の液位で貯留された被加熱媒体液Ｗｑは、分離液管８１に流出し、被加熱媒体液管８２を流れ、伝熱管１２内に供給される。このとき、補給水Ｗｓが補給水管８５を流れてきた場合は、分離液管８１から被加熱媒体液管８２に流入する被加熱媒体液Ｗｑに補給水Ｗｓが合流し、被加熱媒体液Ｗｑとして伝熱管１２内に供給される。典型的には、被加熱媒体蒸気Ｗｖとして外部に供給された分及びブロー管９５から排出された分の被加熱媒体Ｗが、補給水Ｗｓとして吸収ヒートポンプ１の外部から供給される。なお、上述した吸収ヒートポンプ１を構成する各機器は、制御装置９０で制御される。

次に図２を参照して、上述の吸収ヒートポンプ１（図１参照）を構成する吸収器１０の詳細を説明する。図２は、図１に示す吸収ヒートポンプ１の吸収器１０まわりの断面図である。吸収器１０は、伝熱管１２と濃溶液散布ノズル１３とが缶胴１１内に収容され、缶胴１１の外側に入口液室１４を形成する入口液室形成部材１４ｆ及び出口液室１５を形成する出口液室形成部材１５ｆが設けられて構成されている。缶胴１１は、典型的には設置されたときに横長になるように形成されている。

伝熱管１２は、本実施の形態では、直線状に形成されたものの複数が缶胴１１内に設けられている。伝熱管１２は、横長の缶胴１１の一端及びその反対側の他端に接合している。缶胴１１の、伝熱管１２が接合する面は、伝熱管１２を挿通することができる孔が形成された管板（伝熱管プレート）として形成されている。缶胴１１の両端の管板に接合した伝熱管１２は、内部が缶胴１１の内部と連通しないようになっている。換言すれば、伝熱管１２内を流れる被加熱媒体Ｗと、缶胴１１内に流出入して伝熱管１２の外側に存在する流体（吸収液Ｓ及び冷媒Ｖ）とが混合しないように構成されている。伝熱管１２の管板への接合態様の具体例を示すと、伝熱管１２は、缶胴１１の管板に形成された孔に拡管され固定されている。

各伝熱管１２は、本実施の形態では、軸線が水平になるように配置されている。伝熱管１２内で被加熱媒体液Ｗｑを加熱沸騰させることを考慮すると、伝熱管１２をその軸線が鉛直になるように配置することも考えられる。しかし、本実施の形態では、散布された吸収液Ｓを伝熱管１２の外面に薄い液膜としてできるだけ多く接触させる観点から、伝熱管１２を軸線が水平になるように配置することとしている。軸線が水平になるように配置された伝熱管１２は、水平方向成分が１００％、鉛直方向成分が０％であり、鉛直方向成分を持たないこととなる。また、缶胴１１内に設けられた複数の伝熱管１２は、相互に平行になるように配置されている。

缶胴１１内に設けられる伝熱管１２のうち、鉛直方向最下部に配置される伝熱管１２は、その下方に希溶液Ｓｗが貯留される部分（空間）が確保される位置に配置されている。このように構成されることで、定常運転時に伝熱管１２が吸収液Ｓに没入することがなく、伝熱管１２の表面に濡れ広がった濃溶液Ｓａに蒸発器冷媒蒸気Ｖｅが吸収されるようになるため、濃溶液Ｓａと蒸発器冷媒蒸気Ｖｅとの接触面積を大きくできると共に、発生した吸収熱が伝熱管１２を流れる被加熱媒体Ｗ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。他方、缶胴１１の最上部に配置される伝熱管１２は、濃溶液散布ノズル１３が設置できる空間が確保される位置に配置されている。

入口液室形成部材１４ｆは、各伝熱管１２の一端が接合している缶胴１１の面（管板）に取り付けられている。本実施の形態では、入口液室形成部材１４ｆは、両端が開口した筒状の部材の一端に着脱可能な蓋を取り付けて構成されており、開口した面（蓋が取り付けられた面に対向する面）が、缶胴１１の管板に取り付けられているすべての伝熱管１２の一端を覆うように、缶胴１１の管板に取り付けられている。入口液室形成部材１４ｆが缶胴１１の管板に取り付けられることにより、入口液室形成部材１４ｆと缶胴１１の管板とに囲まれた空間が入口液室１４となる。入口液室１４は、各伝熱管１２の内部と連通している。したがって、入口液室１４は、各伝熱管１２に被加熱媒体液Ｗｑを供給（分配）することができ、分配部に相当する。また、入口液室形成部材１４ｆが着脱可能な蓋を含んで構成されていることにより、入口液室１４を開放したメンテナンスを簡便に行うことができる。

出口液室形成部材１５ｆは、本実施の形態では、両端が開口した筒状の部材の一端に着脱可能な蓋を取り付け、他端が開口して構成されている。出口液室形成部材１５ｆは、各伝熱管１２の他端が接合している缶胴１１の面（管板）に取り付けられている。つまり、出口液室形成部材１５ｆは、一端が入口液室１４に連通したすべての伝熱管１２の他端を、開口した面（蓋が取り付けられた面に対向する面）で覆うように、缶胴１１の管板に取り付けられている。出口液室形成部材１５ｆが缶胴１１の管板に取り付けられることにより、出口液室形成部材１５ｆと缶胴１１の管板とに囲まれた空間が出口液室１５となる。出口液室１５は、一端が入口液室１４に連通した各伝熱管１２の内部と連通している。したがって、出口液室１５は、各伝熱管１２を介して入口液室１４と連絡していることとなり、各伝熱管１２から被加熱媒体Ｗを収集することができ、収集部に相当する。また、出口液室形成部材１５ｆが着脱可能な蓋を含んで構成されていることにより、出口液室１５を開放したメンテナンスを簡便に行うことができる。

缶胴１１内に配設されたすべての伝熱管１２は、１パスで構成されている。ここで、「パス」とは、ある伝熱管１２内を流れる流体が、他の伝熱管１２内の流体と合流も分流もせずに流れる流路の単位である。したがって、１パスは、ある伝熱管１２を流れて一旦出口液室１５に流入した被加熱媒体Ｗが、さらに伝熱管１２に流入することがない構成であり、流体が流れる伝熱管１２の数は問わない。

入口液室形成部材１４ｆ及び出口液室形成部材１５ｆは、出口液室１５の容積が入口液室１４の容積よりも大きくなるような大きさに形成されている。出口液室１５の容積が入口液室１４の容積よりも大きいとは、本実施の形態では、出口液室１５における缶胴１１の管板と出口液室形成部材１５ｆの蓋との距離を、入口液室１４における缶胴１１の管板と入口液室形成部材１４ｆの蓋との距離よりも大きくして容積を変えたものであるが、出口液室１５の水平断面積を入口液室１４の水平断面積よりも大きくすることで容積を変えたものであってもよい。出口液室１５の容積は、典型的には、被加熱媒体液Ｗｑが伝熱管１２内で加熱され蒸発することによって生ずる体積膨張の分だけ入口液室１４よりも大きくすることを基準として、出口液室１５内の被加熱媒体Ｗの流速を加味して決定するとよい。出口液室１５における被加熱媒体Ｗの流速は、出口液室１５の容積を、小さくすると速くなり、大きくすると遅くなる。なお、定常運転時の出口液室１５内の被加熱媒体Ｗは、典型的には被加熱媒体液Ｗｑと被加熱媒体蒸気Ｗｖとが混合した混合被加熱媒体Ｗｍであるので、定常運転時以外の状況を特に説明する場合を除き、出口液室１５内の被加熱媒体Ｗが混合被加熱媒体Ｗｍであるものとして説明する。

出口液室形成部材１５ｆの上部には、出口液室１５内の混合被加熱媒体Ｗｍを流出する被加熱媒体流出口としての流出口１５ｈが形成されている。流出口１５ｈが形成される出口液室形成部材１５ｆの上部は、典型的には出口液室形成部材１５ｆの頂部であるが、少なくとも最上部に配置された伝熱管１２よりも流出口１５ｈの最下部が高くなる位置である。流出口１５ｈが出口液室形成部材１５ｆの上部に形成されていることで、出口液室１５内を流れる混合被加熱媒体Ｗｍは上昇流となり、伝熱管１２の出口液室１５への開口端に気体溜まりが生じることを抑制することができる。仮に、伝熱管１２の出口液室１５への開口端に気体が溜まると、流れの状況によっては、溜まった気体が伝熱管１２を介して入口液室１４に逆流し、入口液室１４の一部が気体に占有されて被加熱媒体液Ｗｑが流入しない伝熱管１２が出現する場合があるが、伝熱管１２の出口液室１５への開口端に気体溜まりが生じることを抑制することができる本実施の形態では、伝熱管１２を介して入口液室１４に気体が逆流することを防ぐことができる。流出口１５ｈ（出口液室１５の上部）には、加熱後被加熱媒体管８４が接続されている。他方、出口液室形成部材１５ｆの下部（典型的には底部）には、被加熱媒体液Ｗｑを排出することができるブロー排出管１７が設けられている。ブロー排出管１７には、ブロー排出弁１７ｖが配設されている。被加熱媒体Ｗは、入口液室１４から出口液室１５に向けて一方向に流れるので、伝熱管１２内で発生する蒸発残留物は出口液室１５に溜まりやすい。出口液室１５の下部（典型的には底部）にブロー排出管１７を設けていることで、１個のブロー排出管１７があれば溜まった蒸発残留物を排出することができる。また、出口液室１５よりも上方に気液分離器８０の貯留部８０ｃが位置するように（出口液室１５が貯留部８０ｃよりも下方に位置するように）、気液分離器８０が配置されている。本実施の形態では、伝熱管１２が水平に配置されていることで入口液室１４が出口液室１５と同じ高さに配置されるため、入口液室１４も貯留部８０ｃより下方に位置することとなる。また、流出口１５ｈ及びブロー排出管１７共に、出口液室１５の着脱可能な蓋には設けられていないので、出口液室１５を開放する際に、流出口１５ｈに接続された加熱後被加熱媒体管８４及びブロー排出管１７を取り外す作業が不要となり、出口液室１５の保守点検作業が容易になる。

缶胴１１内に収容されている濃溶液散布ノズル１３は、各伝熱管１２に満遍なく濃溶液Ｓａを散布することができるように、鉛直上方から見て複数の伝熱管１２を覆う広範囲に広がって配置されている。濃溶液散布ノズル１３に接続される濃溶液管３５は、缶胴１１の一面を貫通している。なお、上述のように、複数の伝熱管１２は缶胴１１内に水平に配置されているが、水平に配置されているとは、厳密に水平であることを要求するものではなく、被加熱媒体Ｗが伝熱管１２内で液体から気体（蒸気）に変化しても被加熱媒体Ｗの流動を阻害しない程度に水平であればよい。しかしながら、濃溶液散布ノズル１３から散布された濃溶液Ｓａが伝熱管１２の外表面に接している量を増加させる観点から、水平に近づくほど好ましい。缶胴１１の底部に貯留されている希溶液Ｓｗを再生器３０（図１参照）に導く希溶液管３６は、缶胴１１の底部に接続されている。

気液分離器８０内の被加熱媒体液Ｗｑを吸収器１０に導く被加熱媒体液管８２は、入口液室形成部材１４ｆに接続されている。被加熱媒体液管８２は、複数配置された伝熱管１２の群の高さ方向の中間より低い位置で入口液室形成部材１４ｆに接続されていることが好ましく、本実施の形態では入口液室形成部材１４ｆの下部に接続されている。換言すれば、本実施の形態では、被加熱媒体液管８２から入口液室１４内へ被加熱媒体液Ｗｑが流入する流入口１４ｈが入口液室形成部材１４ｆの下部に形成されていることになる。このような構成により、以下のような不都合を回避することができる。その前提として、吸収ヒートポンプ１の起動時は、被加熱媒体Ｗが加熱され蒸発することによって生ずる体積膨張に起因する被加熱媒体蒸気Ｗｖのキャリオーバー（液滴随伴）やその対処として行う被加熱媒体Ｗのブロー排液操作を回避するために、缶胴１１内の被加熱媒体液Ｗｑの液位を気液分離器８０の貯留部８０ｃよりも低い位置に設ける場合がある。このような場合であっても、吸収ヒートポンプ１の起動時の吸収器１０における被加熱媒体液Ｗｑの液位を流入口１４ｈよりも高く設定することで、流入口１４ｈが常に被加熱媒体液Ｗｑの液面より下方の液相域に存在することとなり、伝熱管１２内で発生した被加熱媒体蒸気Ｗｖが被加熱媒体液管８２に逆流することを防ぐことができる。仮に、被加熱媒体蒸気Ｗｖが被加熱媒体液管８２に逆流すると、被加熱媒体液Ｗｑの伝熱管１２への流入が滞るが、流入口１４ｈが入口液室形成部材１４ｆの下部に形成されていることで、この不都合を回避することができる。なお、起動時の被加熱媒体液Ｗｑの液位を気液分離器８０の貯留部８０ｃよりも低い位置に設けた場合であっても、定常運転時の被加熱媒体液Ｗｑの液位は気液分離器８０の貯留部８０ｃに設定するとよい。補給水管８５は、本実施の形態では、前述のように、分離液管８１と被加熱媒体液管８２との接続部に接続されている。この構成により、被加熱媒体Ｗを入口液室１４に流入させる管の接続部が１箇所で済むこととなり、構成を簡便にすることができると共に、入口液室１４を開放する際の保守点検作業が容易になる。また、流入口１４ｈが入口液室１４の着脱可能な蓋には設けられていないので、入口液室１４を開放する際に、流入口１４ｈに接続された被加熱媒体液管８２を取り外す作業が不要となり、入口液室１４の保守点検作業が容易になる。

引き続き図２を主に参照し、適宜図１を参照して、吸収器１０まわりの作用を説明する。濃溶液散布ノズル１３から散布される濃溶液Ｓａは、再生器３０から溶液ポンプ３５ｐで圧送されてくる。濃溶液Ｓａは、濃溶液散布ノズル１３から散布されると、重力によって落下し、伝熱管１２に降りかかる。濃溶液Ｓａは、まず、缶胴１１内で上方に配置されている伝熱管１２に降りかかり、上方に配置された伝熱管１２に接触しなかった分及び伝熱管１２の表面を伝わって滴下してきた分が、その下方に配置された伝熱管１２に降りかかるように移動しながら、各伝熱管１２の表面に濡れ広がる。各伝熱管１２の表面に濡れ広がった濃溶液Ｓａは、蒸発器２０から供給された蒸発器冷媒蒸気Ｖｅを吸収し、その際に発生した吸収熱で内部を流れる被加熱媒体Ｗを加熱する。蒸発器冷媒蒸気Ｖｅを吸収した濃溶液Ｓａは、希溶液Ｓｗとなって缶胴１１の下部に一旦貯留された後、希溶液管３６を介して再生器３０に導かれる。

その一方で、吸収器１０内の入口液室１４には、分離液管８１及び被加熱媒体液管８２を介して気液分離器８０からの被加熱媒体液Ｗｑが流入する。このとき、入口液室１４が気液分離器８０の貯留部８０ｃよりも下方に配置されているので、定常運転時の液位を気液分離器８０の貯留部８０ｃに設定することにより、入口液室１４が被加熱媒体液Ｗｑで満たされる。また、入口液室１４に流入する被加熱媒体液Ｗｑには、入口液室１４に流入する前に、適宜、補給水ポンプ８６の稼働により補給水Ｗｓが混合される。なお、補給水管８５及び気液分離器８０から入口液室１４に流入する被加熱媒体液Ｗｑの合計質量流量は、典型的には、吸収器１０で生成される被加熱媒体蒸気Ｗｖの質量流量の２〜１０倍程度である。入口液室１４に流入した被加熱媒体液Ｗｑは伝熱管１２を流れて出口液室１５に流入する。このとき、入口液室１４が被加熱媒体液Ｗｑで満たされているので、各伝熱管１２に被加熱媒体液Ｗｑが流入することとなる。換言すれば、被加熱媒体液Ｗｑが流入せずに気体が流入してしまう伝熱管１２が生じることを回避することができる。

被加熱媒体液Ｗｑは、伝熱管１２内を流れるとき、伝熱管１２の外表面に濡れ広がった濃溶液Ｓａが蒸発器冷媒蒸気Ｖｅを吸収した際に発生した吸収熱で加熱され、出口液室１５に至るまでに一部又は全部が蒸発する。本実施の形態に係る吸収ヒートポンプ１では、上述のように、すべての伝熱管１２に被加熱媒体液Ｗｑが流入する。仮に、被加熱媒体液Ｗｑが流入せずに気体のみが流入する伝熱管１２が存在する場合、当該伝熱管１２では吸収熱が被加熱媒体液Ｗｑに伝わる効率が悪化することとなってしまう。本実施の形態に係る吸収ヒートポンプ１では、すべての伝熱管１２に被加熱媒体液Ｗｑが流入することで、吸収熱が効率よく被加熱媒体液Ｗｑに伝わり、効率的に被加熱媒体蒸気Ｗｖを生成することができる。伝熱管１２を流れる際に加熱された被加熱媒体液Ｗｑは、混合被加熱媒体Ｗｍとなって出口液室１５に到達する。出口液室１５内の混合被加熱媒体Ｗｍは、加熱後被加熱媒体管８４を流れて吸収器１０から流出する。このように、１パスで構成された伝熱管１２で生成された混合被加熱媒体Ｗｍは、その後は伝熱管１２を通過せずに吸収器１０から流出する。

吸収器１０から流出した混合被加熱媒体Ｗｍは、加熱後被加熱媒体管８４を介して気液分離器８０に流入する。気液分離器８０に流入した混合被加熱媒体Ｗｍは、バッフル板８０ａに衝突して気液分離され、被加熱媒体液Ｗｑと、被加熱媒体蒸気Ｗｖとに分かれる。分離された被加熱媒体蒸気Ｗｖは、吸収ヒートポンプ１外の蒸気利用場所に向かって被加熱媒体蒸気管８９を流れる。他方、気液分離器８０で分離された被加熱媒体液Ｗｑは、気液分離器８０下部の貯留部８０ｃに貯留される。貯留部８０ｃに貯留されている被加熱媒体液Ｗｑは、分離液管８１に流出した後に、被加熱媒体液管８２を流れる。被加熱媒体液管８２を流れる被加熱媒体液Ｗｑは、補給水管８５からの補給水Ｗｓと合流して入口液室１４に流入し、以降、上述の作用を繰り返す。

以上で説明したように、本実施の形態に係る吸収ヒートポンプ１によれば、各伝熱管１２が１パスで構成されていると共に、定常運転時の入口液室１４が被加熱媒体液Ｗｑで満たされるので、被加熱媒体液Ｗｑが流入せずに気体が流入してしまう伝熱管１２が発生することを防ぐことができ、被加熱媒体液Ｗｑへの吸収熱の伝達効率の低下を抑制することができる。また、各伝熱管１２が水平に配置されているので、蒸発器冷媒蒸気Ｖｅを吸収する濃溶液Ｓａが濡れ広がる面積を最大化することができ、多くの吸収熱を発生させることができる。また、各伝熱管１２を１パスで構成していることから、被加熱媒体Ｗが各伝熱管１２を流動する際の流路断面積を最大にして、流動抵抗を最小にすることができる。このため、気液分離器８０と各伝熱管１２との間で被加熱媒体Ｗを循環させるための循環駆動力は小さくてよく、循環駆動力を得るためのポンプを不要にして、被加熱媒体Ｗの循環流路における比重量の差による気泡ポンプ作用で充分な循環駆動力を得ることができる。また、気泡ポンプ作用による循環駆動力は、吸収器１０の伝熱管１２に対する気液分離器８０の高さに比例して増大するので、本実施の形態では、必要な循環駆動力が小さく気液分離器８０の高さを抑制することができ、高さを抑制した吸収ヒートポンプ１にすることができる。

次に図３を参照して、第１の変形例に係る吸収器１０Ａを説明する。吸収器１０Ａは、吸収器１０（図２参照）と比較して、以下の点で異なっている。吸収器１０Ａは、入口液室１４を、上部入口液室１４Ａと下部入口液室１４Ｂとに分割する区画板１４ｄが、入口液室１４内に設けられている。つまり、区画板１４ｄは、入口液室１４の内部を上下に分割する部材である。そして、被加熱媒体液管８２は、上部入口液室１４Ａに接続されている。補給水管８５は、分離液管８１と被加熱媒体液管８２との接続部ではなく、下部入口液室１４Ｂに接続されており、第３の流路に相当する。区画板１４ｄが設けられる位置は、入口液室１４内の容積を、被加熱媒体液管８２から入口液室１４に流入する被加熱媒体液Ｗｑの流量と、補給水管８５から入口液室１４に流入する補給水Ｗｓの流量との比で分割する位置とするとよい。このようにして分割された下部入口液室１４Ｂは、最下列の伝熱管１２が水平方向の１列分全部が含まれなくとも、最下列の伝熱管１２の一部が含まれるだけでもよい。吸収器１０Ａの、上記以外の構成は、吸収器１０（図２参照）と同様である。

上述のように構成された吸収器１０Ａでは、比較的温度が高い気液分離器８０内の被加熱媒体液Ｗｑが分離液管８１及び被加熱媒体液管８２を介して上部入口液室１４Ａに流入し、比較的温度が低い補給水Ｗｓが補給水管８５を介して下部入口液室１４Ｂに流入する。上部入口液室１４Ａに流入した被加熱媒体液Ｗｑは、区画板１４ｄよりも上方に配置された伝熱管１２に流入し、下部入口液室１４Ｂに流入した補給水Ｗｓ（被加熱媒体液Ｗｑ）は、区画板１４ｄよりも下方に配置された伝熱管１２に流入する。他方、伝熱管１２の外側を滴下する吸収液Ｓは、上方から下方に進むにつれて、順次吸収熱が被加熱媒体液Ｗｑに奪われるため、また、吸収液Ｓの濃度が低下するため、温度が低下していく。本変形例に係る吸収器１０Ａでは、下方に配置された伝熱管１２において、比較的温度が低い被加熱媒体液Ｗｑが内部を流れるので、温度が低下した吸収液Ｓから被加熱媒体液Ｗｑへの熱伝達が行われることとなり、吸収熱を効率よく被加熱媒体液Ｗｑに伝達することができる。

次に図４を参照して、第２の変形例に係る吸収器１０Ｂを説明する。吸収器１０Ｂは、吸収器１０（図２参照）と比較して、以下の点で異なっている。吸収器１０Ｂは、出口液室１５を区画する対向壁１５ｗｂが斜めに設けられている。対向壁１５ｗｂは、取付壁１５ｗａに対向する壁であり、本実施の形態では着脱可能な蓋として構成されている。取付壁１５ｗａは、各伝熱管１２が取り付けられた管板として構成されている。出口液室１５を形成する取付壁１５ｗａと対向壁１５ｗｂとの間の筒状の部材は、鉛直断面が矩形（長方形又は正方形）に形成されている。取付壁１５ｗａは、垂直に（法線が水平になるように）設けられている。対向壁１５ｗｂは、取付壁１５ｗａとの間における出口液室１５の水平断面積が、上部から下部に向けて漸減するような傾きで設置されている。吸収器１０Ｂの、上記以外の構成は、吸収器１０（図２参照）と同様である。

上述のように構成された吸収器１０Ｂでは、出口液室１５の下部ほど水平断面積が小さくなり、吸収器１０Ｂの保有液量（保有する被加熱媒体Ｗの量）を少なくすることができる。出口液室１５では、混合被加熱媒体Ｗｍが、下部から上部の流出口１５ｈに向けて流れる上昇流であり、下部から上部に至るほど各伝熱管１２から流出する混合被加熱媒体Ｗｍが混合して混合被加熱媒体Ｗｍの流量が増大するので、混合被加熱媒体Ｗｍの流量が少ない下部側ほど水平断面積を小さくすることができる。吸収器１０Ｂの保有液量を少なくすることができると、被加熱媒体Ｗの加熱量を少なくすることができ、加熱効率を向上させることができる。

次に図５を参照して、第３の変形例に係る吸収器１０Ｃを説明する。吸収器１０Ｃは、吸収器１０（図２参照）と比較して、以下の点で異なっている。吸収器１０Ｃは、補給水管８５が、分離液管８１と被加熱媒体液管８２との接続部に接続されておらず、入口液室１４内に配置された補給水内管１４ｐに接続されている。補給水管８５は、入口液室形成部材１４ｆの蓋部でないところを貫通している。補給水内管１４ｐは、被加熱媒体液吹き出し部材に相当する。補給水内管１４ｐは、入口液室１４内の下部に、水平に延びるように配置されている。補給水内管１４ｐは、補給水Ｗｓを吹き出す吹き出し孔１４ｐｈが、長手方向に沿って、適宜の間隔で複数形成されている。補給水内管１４ｐは、吹き出し孔１４ｐｈが伝熱管１２の開口端に対向する向きで、入口液室１４内に配置されている。なお、本変形例では、補給水内管１４ｐは水平に延びるように形成されているが、入口液室１４が正方形に近いのであれば補給水内管１４ｐも正方形に近いリング状にするとよい。吸収器１０Ｃの、上記以外の構成は、吸収器１０（図２参照）と同様である。

上述のように構成された吸収器１０Ｃでは、比較的温度が低い補給水Ｗｓが、入口液室１４の下部において、補給水内管１４ｐの吹き出し孔１４ｐｈから、下部に配置された伝熱管１２に向けて吹き出され、その多くが当該下部に配置された伝熱管１２内に流入する。気液分離器８０の貯留部８０ｃにある比較的温度が高い被加熱媒体液Ｗｑは、被加熱媒体液管８２を介して入口液室１４に流入し、概ね補給水内管１４ｐよりも上方の入口液室１４に行き渡り、補給水Ｗｓが専ら流入した伝熱管１２以外の伝熱管１２内に流入する。本変形例では、区画板１４ｄ（図３参照）を設けなくても、缶胴１１内の下部に配置された伝熱管１２に比較的温度が低い補給水Ｗｓを流入させ、上部に配置された伝熱管１２に気液分離器８０からの比較的温度が高い被加熱媒体液Ｗｑを流入させることができる。したがって、下部に配置された伝熱管１２において、比較的温度が低い被加熱媒体液Ｗｑが内部を流れるので、上部に配置された伝熱管１２から滴下してきた温度が低下した吸収液Ｓからも被加熱媒体液Ｗｑへの熱伝達が行われることとなり、吸収熱を効率よく被加熱媒体液Ｗｑに伝達することができる。

なお、補給水内管１４ｐに代えて、缶胴１１内の下部に配置された伝熱管１２に対向する入口液室形成部材１４ｆの壁面に吹き出し孔１４ｐｈに相当する孔を形成すると共に、当該孔が形成された壁面の外側に補給水Ｗｓのヘッダーを設けた構成を、被加熱媒体液吹き出し部材としてもよい。つまり、被加熱媒体液吹き出し部材は、液体（本変形例では補給水Ｗｓ）を下部に配置された伝熱管１２に概ね均等に流入させることができる構成であればよい。

以上の説明では、伝熱管１２が水平に配置されていることで入口液室１４が出口液室１５と同じ高さに配置されるため、出口液室１５よりも上方に気液分離器８０の貯留部８０ｃが位置するように気液分離器８０が配置されたときに、入口液室１４も貯留部８０ｃより下方に位置することとなるとしたが、入口液室１４が出口液室１５と同じ高さに配置されていない場合であっても（入口液室１４が出口液室１５よりも低い場合であっても高い場合であっても）、入口液室１４よりも上方に気液分離器８０の貯留部８０ｃが位置するように気液分離器８０が配置されているとよい。ここで、入口液室１４、出口液室１５、貯留部８０ｃのそれぞれの高さは、入口液室１４及び出口液室１５についてはその最上部を基準とし、貯留部８０ｃについてはその最下部を基準とする。貯留部８０ｃの最下部は気液分離器８０の最下部でもあり、常用液位（定常運転時の液位）を貯留部８０ｃ内に所定の液位で制御すると、常用液面高さは、少なくとも入口液室１４より上方になり（出口液室１５より上方になることを妨げるものではない）、入口液室１４が出口液室１５よりも高い場合は入口液室１４及び出口液室１５より上方になる。なお、運転中の負荷変動等により液位が貯留部８０ｃより下方に低下する場合や起動時に貯留部８０ｃより低い液位に制御する場合があるが、いずれも常用液位とは言わない。入口液室１４が出口液室１５よりも低い場合として、以下の例が挙げられる。出口液室１５に接続される加熱後被加熱媒体管８４は、発生した被加熱媒体蒸気Ｗｖを含む混合被加熱媒体Ｗｍを流通させるために大口径となっている。大口径の加熱後被加熱媒体管８４を取り付けるための取り付け部を出口液室１５に用意するために、出口液室１５を入口液室１４よりも上方に延長することで、入口液室１４が出口液室１５よりも低くなる場合がある。また、吸収器１０（以下、この段落において、変形例の吸収器１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃを含む。）とその周辺の機器の配置の都合上、入口液室１４が出口液室１５よりも低くなる場合がある。他方、入口液室１４が出口液室１５よりも高い場合として、吸収器１０とその周辺の機器の配置の都合上、入口液室１４が出口液室１５よりも高くなる場合がある。このように、気液分離器８０の貯留部８０ｃが入口液室１４よりも上方になるように気液分離器８０が配置されている場合に、あるいは気液分離器８０の貯留部８０ｃが出口液室１５よりも上方になるように気液分離器８０が配置されている場合であっても、入口液室１４の高さと出口液室１５の高さとが異なることとしてもよい。入口液室１４が出口液室１５よりも低い場合であっても高い場合であっても、入口液室１４よりも上方に気液分離器８０の貯留部８０ｃが位置するように気液分離器８０を配置すると、入口液室１４は被加熱媒体液Ｗｑで満たされて各伝熱管１２に被加熱媒体液Ｗｑが流入することとなり、被加熱媒体液Ｗｑが流入せずに被加熱媒体Ｗの蒸気が流入してしまう伝熱管１２が生じることを防ぐことができる。

以上の説明では、各伝熱管１２が水平に配置されているとしたが、傾いていてもよい。この場合、各伝熱管１２は、濃溶液Ｓａを伝熱管１２の外表面に確実に接触させる観点から水平方向成分を有する（換言すれば軸線が鉛直ではない）ように配置することが好ましく、濃溶液Ｓａが伝熱管１２の外表面にできるだけ広がった状態で蒸発器冷媒蒸気Ｖｅを吸収させる観点から水平方向成分が鉛直方向成分よりも多いほど好ましい。

図６に、各伝熱管１２を傾けて配置した例を示す。図６（Ａ）のように、管板を垂直に配置した状態で伝熱管１２が傾斜配置されるようにしてもよく、図６（Ｂ）に示すように管板の面と伝熱管１２の軸線とを直角に保ったまま管板ごと各伝熱管１２を傾斜させてもよい。いずれの場合も、伝熱管１２で発生した被加熱媒体蒸気Ｖｗが出口液室１５に流入するように、先上りの勾配で配置するとよい。伝熱管１２の上り勾配は、伝熱管１２の外表面に濡れ広がる吸収液Ｓの範囲を考慮して、所望の吸収熱を得ることができる範囲内で決定するとよい。伝熱管１２に上り勾配がついていると、伝熱管１２内で生じた被加熱媒体蒸気Ｗｖが出口液室１５に抜けやすくなる。他方、伝熱管１２を水平に配置した場合は、外表面に濡れ広がる吸収液Ｓの範囲を広くすることができる。あるいは、図６（Ｃ）に示すように、各伝熱管１２をＵ字状に形成して曲部以外の大部分が水平になるように配置してもよい。この場合も、下流側が上方に配置されるようにするとよい。この例の伝熱管１２は、水平管部を２行路備え、入口液室１４の反対側端部をＵ字状の反転で接続して、一続きにしたものである。この構成のほか、伝熱管１２は、水平管部を３行路備えて、３行路の水平管部を流れの向きに沿って、入口液室１４の反対側端部、次に入口液室１４側端部と交互にＵ字状の反転で接続して一続きにしたＳ字状としてもよい。又は、伝熱管１２は、水平管部を４行路備えてその端部をＵ字状の反転で交互に次々と接続して一続きにしたＭ字状、あるいは、さらに多くの水平管部の行路を備えてその端部をＵ字状の反転で交互に次々と接続して一続きにした蛇行状としてもよい。いずれの場合も、水平管部の端部をＵ字状の反転部で次々と接続して、ある伝熱管１２内を流れる流体が他の伝熱管１２内の流体と合流も分流もせず、他の伝熱管１２と交わることがない一続きの伝熱管１２複数個から構成され、入口液室１４及び出口液室１５は、これらの伝熱管１２の入口及び出口に各々接続される。なお、図６（Ａ）、図６（Ｂ）、図６（Ｃ）に示す例では、いずれも、入口液室１４が出口液室１５よりも低くなっており、これらの場合でも、入口液室１４よりも上方に気液分離器８０の貯留部８０ｃが位置するように気液分離器８０を配置することで、入口液室１４は被加熱媒体液Ｗｑで満たされて各伝熱管１２に被加熱媒体液Ｗｑが流入することとなり、被加熱媒体液Ｗｑが流入せずに被加熱媒体Ｗの蒸気が流入してしまう伝熱管１２が生じることを防ぐことができる。

以上の説明では、典型的には補給水管８５が分離液管８１と被加熱媒体液管８２との接続部に接続されて補給水Ｗｓが被加熱媒体液導入流路に供給されることで補給水Ｗｓが間接的に気液分離器８０に供給されることとしたが、補給水管８５が気液分離器８０に接続されて補給水Ｗｓが直接気液分離器８０に供給されることとしてもよく、補給水管８５が吸収器１０の伝熱管１２あるいは加熱後被加熱媒体管８４等の被加熱媒体Ｗが存在する部分に接続されて補給水Ｗｓが間接的に気液分離器８０に供給されることとしてもよい。また、気液分離器８０と各伝熱管１２との間で被加熱媒体Ｗを循環させるためのポンプは不要であるとしたが、被加熱媒体Ｗを循環させるためのポンプを、気液分離器８０内の被加熱媒体液Ｗｑを入口液室１４に導く配管に設けることとしてもよい。

以上の説明では、蒸発器２０が満液式であるとしたが、散布式であってもよい。蒸発器を散布式とする場合は、蒸発器缶胴の上部に冷媒液Ｖｆを散布する冷媒液散布ノズルを設け、満液式の場合に蒸発器缶胴２１の下部に接続することとしていた冷媒液管４５の端部を、冷媒液散布ノズルに接続すればよい。また、蒸発器缶胴の下部の冷媒液Ｖｆを冷媒液散布ノズルに供給する配管及びポンプを設けてもよい。

以上の説明では、吸収ヒートポンプ１が単段であるとして説明したが、多段でもよい。
図７に、二段昇温型の吸収ヒートポンプ１Ａの構成を例示する。吸収ヒートポンプ１Ａは、図１に示されている吸収ヒートポンプ１における吸収器１０及び蒸発器２０が、高温側の高温吸収器１０Ｈ及び高温蒸発器２０Ｈと、低温側の低温吸収器１０Ｌ及び低温蒸発器２０Ｌとに分かれている。高温吸収器１０Ｈは低温吸収器１０Ｌよりも内圧が高く、高温蒸発器２０Ｈは低温蒸発器２０Ｌよりも内圧が高い。高温吸収器１０Ｈと高温蒸発器２０Ｈとは、高温蒸発器２０Ｈの冷媒Ｖの蒸気を高温吸収器１０Ｈに移動させることができるように上部で連通している。低温吸収器１０Ｌと低温蒸発器２０Ｌとは、低温蒸発器２０Ｌの冷媒Ｖの蒸気を低温吸収器１０Ｌに移動させることができるように上部で連通している。被加熱媒体液Ｗｑは、高温吸収器１０Ｈで加熱される。熱源温水ｈは、低温蒸発器２０Ｌに導入される。低温吸収器１０Ｌは低温蒸発器２０Ｌから移動してきた冷媒Ｖの蒸気を吸収液Ｓが吸収する際の吸収熱で高温蒸発器２０Ｈ内の冷媒液Ｖｆを加熱して高温蒸発器２０Ｈ内に冷媒Ｖの蒸気を発生させ、発生した高温蒸発器２０Ｈ内の冷媒Ｖの蒸気は高温吸収器１０Ｈに移動して高温吸収器１０Ｈ内の吸収液Ｓに吸収される際の吸収熱で被加熱媒体液Ｗｑを加熱するように構成されている。吸収ヒートポンプ１Ａでは、被加熱媒体Ｗのほか、低温吸収器１０Ｌ内の伝熱管内を流れる冷媒Ｖも、被加熱媒体に相当する。低温吸収器１０Ｌは、伝熱管内を流れる被加熱媒体が冷媒Ｖであるので、被加熱媒体（冷媒Ｖ）のブロー排出管の設置やブロー排液操作を行わなくてよい。

１０ 吸収器
１２ 伝熱管
１４ 入口液室
１４ｄ 区画板
１４ｐ 補給水内管
１４ｐｈ 吹き出し孔
１５ 出口液室
１５ｈ 流出口
１５ｗａ 取付壁
１５ｗｂ 対向壁
８０ 気液分離器
８０ｃ 貯留部
８１ 分離液管
８２ 被加熱媒体液管
８４ 加熱後被加熱媒体管
８５ 補給水管
Ｓａ 濃溶液
Ｖｅ 蒸発器冷媒蒸気
Ｗｍ 混合被加熱媒体
Ｗｑ 被加熱媒体液
Ｗｖ 被加熱媒体蒸気

Claims (8)

1. 被加熱媒体の液体を導入して内部に流す伝熱管を複数有し、前記伝熱管の外側で吸収液が冷媒の蒸気を吸収したときに生じた吸収熱で前記被加熱媒体を加熱して前記被加熱媒体の液体を蒸発させる吸収器と；
   前記吸収器で加熱された前記被加熱媒体を導入して前記被加熱媒体の液体と蒸気とに分離する気液分離器と；
   前記吸収器で加熱された前記被加熱媒体を前記気液分離器に導く第１の流路と；
   前記気液分離器で分離された前記被加熱媒体の液体を前記吸収器に導く第２の流路とを備え；
   前記吸収器は、前記被加熱媒体の液体を複数の前記伝熱管に分配する分配部と、複数の前記伝熱管から前記被加熱媒体を収集する収集部とを有し、複数の前記伝熱管のそれぞれの一端が前記分配部に接続されると共に複数の前記伝熱管のそれぞれの他端が前記収集部に接続され、複数の前記伝熱管のそれぞれの内部を流れる前記被加熱媒体が前記分配部から前記収集部に至る間に合流も分流もしないように構成され、前記収集部の容積が前記分配部の容積よりも大きく形成され；
   前記収集部は、前記第１の流路に連通する被加熱媒体流出口が上部に形成され；
   前記気液分離器は、分離された前記被加熱媒体の液体が貯留される部分が、前記収集部よりも上方になるように配置されている；
   吸収ヒートポンプ。
2. 被加熱媒体の液体を導入して内部に流す伝熱管を複数有し、前記伝熱管の外側で吸収液が冷媒の蒸気を吸収したときに生じた吸収熱で前記被加熱媒体を加熱して前記被加熱媒体の液体を蒸発させる吸収器と；
   前記吸収器で加熱された前記被加熱媒体を導入して前記被加熱媒体の液体と蒸気とに分離する気液分離器と；
   前記吸収器で加熱された前記被加熱媒体を前記気液分離器に導く第１の流路と；
   前記気液分離器で分離された前記被加熱媒体の液体を前記吸収器に導く第２の流路とを備え；
   前記吸収器は、前記被加熱媒体の液体を複数の前記伝熱管に分配する分配部と、複数の前記伝熱管から前記被加熱媒体を収集する収集部とを有し、複数の前記伝熱管のそれぞれの一端が前記分配部に接続されると共に複数の前記伝熱管のそれぞれの他端が前記収集部に接続され、複数の前記伝熱管のそれぞれの内部を流れる前記被加熱媒体が前記分配部から前記収集部に至る間に合流も分流もしないように構成され、前記収集部の容積が前記分配部の容積よりも大きく形成され；
   前記収集部は、前記第１の流路に連通する被加熱媒体流出口が上部に形成され；
   前記気液分離器は、分離された前記被加熱媒体の液体が貯留される部分が、前記分配部よりも上方になるように配置されている；
   吸収ヒートポンプ。
3. 前記分配部は、内部を上下に分割する区画板を含み；
   前記第２の流路は前記区画板よりも上方の前記分配部の内部に連通し；
   外部から前記被加熱媒体の液体を導入する第３の流路が前記区画板よりも下方の前記分配部の内部に連通して構成された；
   請求項１又は請求項２に記載の吸収ヒートポンプ。
4. 前記収集部は、複数の前記伝熱管が取り付けられた伝熱管取付壁と、前記伝熱管取付壁に対向する対向壁とを有し、前記伝熱管取付壁と前記対向壁との間における前記伝熱管取付壁に直交する断面の面積が、上部から下部に向けて減少するように構成された；
   請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の吸収ヒートポンプ。
5. 前記分配部は、外部から導入した前記被加熱媒体の液体を前記分配部の内部の下部で吹き出す被加熱媒体液吹き出し部材を有し；
   前記被加熱媒体液吹き出し部材は、複数の吹き出し孔が前記伝熱管の端部に対向する向きで形成されて構成された；
   請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載の吸収ヒートポンプ。
6. 前記第２の流路は、複数の前記伝熱管の群の高さ方向の中間よりも低い位置で前記分配部に接続された；
   請求項１乃至請求項５のいずれか１項に記載の吸収ヒートポンプ。
7. 複数の前記伝熱管のそれぞれは、水平部分を複数行路有する；
   請求項１乃至請求項６のいずれか１項に記載の吸収ヒートポンプ。
8. 複数の前記伝熱管のそれぞれが傾斜して配置された；
   請求項１乃至請求項６のいずれか１項に記載の吸収ヒートポンプ。

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