Absorption cycle heat machine

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、少くとも一方が液相である２つの媒体の間の熱伝達が、回転駆動される板の厚さを通して達成されるような、回転熱交換装置に関する。

【０００２】かかる装置の一例は、従来のヨーロッパ特許出願第３２７０３０号に開示され、それは、回転吸収サイクル熱ポンプに関し、この熱ポンプは、揮発性流体要素とそれに対する吸収剤液体とのための循環流体流路を提供するように相互連結された蒸気発生部、凝縮部、
蒸発部および吸収部を包含する回転組立体を有する。 ヨーロッパ特許出願第３２７０３０号において、凝縮部および吸収部における熱を贈与する流体と熱を受取る液体（例えば水）との間の熱交換は、凝縮部および吸収部に関連するそれぞれの壁の厚さを横切って達成される。 熱受取液体は、凝縮部および吸収部の壁によって両側を限られた室を通して流れ、この室は、熱受取液体で溢れされる。

【０００３】この発明の目的は、回転熱交換装置の部分を形成する回転する板の厚さを横切る熱交換の効率の改善を提供することにある。

【０００４】この発明によれば、揮発性流体成分およびそれに対する吸収剤液体のための循環流体流路を提供するように相互連結された蒸気発生部、凝縮部、蒸発部および吸収部を包含する回転組立体を有し、発生部、凝縮部、吸収部および蒸発部の少くとも１つの一般に半径方向に広がる壁の内面に熱受取および熱供給またはそのいずれかの流体を送るための手段を有し、前記手段が、遠心力の作用で、薄膜液体として、前記内面を横切って半径方向外向きに流体を流すように、半径方向内方の場所で、前記内面に流体を吐出し、前記内面と良好な熱接触をなすようにこれに取付けられた熱伝導構造を有し、前記熱伝導構造が、半径方向および周方向に前記内面に渉って分布された要素の配列を有し、前記要素が、前記薄膜液体の流れを内面に渉って半径方向外向きに流すとときに液体の流れを偏向させる表面を提供するように、前記外面から突出し、前記熱構造の突出の程度が、前記薄膜の厚さより実質的に大きいこと、を特徴とする吸収サイクル熱機械が提供される。 使用の際に、所与の粘度および密度を有する液体に対して、液体膜の厚さは、板の回転速さおよび板への液体の供給割合を選択することによって、制御できる。 前記内面に供給される流体は、気相でもよく、これは、前記一面に吐出されるときに凝縮し、次いで、薄膜液体として板を横切って流れる。

【０００５】望ましくは、熱構造は、これを取付ける表面の有効表面積を少くとも３望ましくは少くとも１０の係数だけ増大させるようなものであり、その際に、前記内面に対して直交する方向へのこれからの突出は、５ｍ
ｍに過ぎず、望ましくは１０ｍｍに過ぎない。

【０００６】液体による熱構造の「盲目化」を避けるために、また熱構造の内部への蒸気の接近を容易にするために、熱構造は、都合よくは、少くとも８０％、さらに望ましくは、少くとも９０％の間隙率を有する。

【０００７】望ましくは、前記熱構造は、吸収部の内面に設けられる。

【０００８】都合よくは、熱構造は、前記内面に供給される流体の混合を増大させるように形成される。 かくして、蒸気相の冷媒を吸収部の壁における液相の吸収剤によって吸収すべき、吸収部の場合には、組立体の回転の際に生じる遠心力と共に、冷媒と吸収剤の混合を増強させるような形状を、熱構造が有すれば、特に都合がよい。

【０００９】要素は、金属フィンの形にでき、または、
板の前記一面に接合されたエキスパメット(Expamet登録商標) のような金属メッシュまたは金属ガーゼの層のストランドまたはフィラメントによって構成できる。

【００１０】望ましくは、要素は、板の前記一面に接合された、レテイメット(Retimet) の商品名で製造されているような、多孔金属フォームのストランドまたはフィラメントによって構成される。 レテイメット金属フォームに関する詳しい情報は、濾過および分離(Filtration
and Separation) １９７３年５／６日号におけるエッチ・エイ・ブレー（Ｈ．Ａ．Ｂｒａｙ）による「多孔金属フォーム(Porous Metal Foams)」と題する論文が参照される。

【００１１】要素が金属メッシュ、金属ガーゼまたは金属フォームからなる場合に、材料の層は、真空ろう付けまたは拡散接合によって板に接合でき、このようにすると、ストランドまたはフィラメントと板との間の良好な熱接触が達成される。

【００１２】熱構造がストランドまたはフィラメントからなる場合に、ストランドまたはフィラメントは、望ましくは、それらの間の交点で接合され、このようにすると、１つのストランドまたはフィラメントから次のものへの良好な熱接触が生じる。 実際に、熱構造の前記要素は、フィンの厚さに対して大きくない有効なフィンの長さを備えた、適当に熱伝導性の材料の選択によって達成できる、高いフィン効率を有する。

【００１３】望ましくは、材料の層は、層の一側だけで前記内面に接合され、層の反対側は自由である。

【００１４】この発明は、発生部／凝縮部および吸収部／蒸発部またはそのいずれかが２つの段階によって構成される、二重効果機械に特別の応用を有し、例えば、発生部／凝縮部は、一次発生部および中間凝縮部からなる第１段階と、中間発生部および一次凝縮部からなる第２
段階とを有することができる。 同様に、吸収部／蒸発部は、一次蒸発部と中間吸収部および中間蒸発部と一次吸収部からなることができる。 かかる二重効果機械は、従来のヨーロッパ特許第１４９３５３号に詳細に開示され、その開示をここでは参照する。 かくして、以上に定義した吸収サイクル熱機械は、一次および中間またはそのいずれかの構成要素（すなわち、発生部、凝縮部、吸収部および蒸発部）の少くとも１つ内面に、上述したような熱構造を備える、二重効果機械からなることができる。

【００１５】この発明の特別の観点によれば、以上に定義した吸収サイクル熱機械が二重効果機械からなり、これにおいて、発生部／凝縮部が、一次発生部および中間凝縮部からなる第１段階と、中間発生部および一次凝縮部から第２段階とを有し、吸収部の内面が、上述したような熱構造を備え、熱構造が、望ましくは、多孔金属フォームの形を有する。

【００１６】蒸発部／吸収部が、二段階、すなわち一次蒸発部および中間吸収部と、中間蒸発部および一次吸収部、からなる場合には、望ましくは、少くとも一次吸収部が、上述したような熱構造を備える。

【００１７】この発明に関連する種類の回転熱機械の例は、従来のヨーロッパ特許第１１９７７６号と第１４９
３５３号およびヨーロッパ特許出願第３２７２３０号に開示されている。

【００１８】かかる回転熱機械において、高圧区域に関連する凝縮手段から蒸発手段に、凝縮した流体が移送される際に、大きな圧力差が、蒸気発生手段（これは、高圧区域である）と蒸発手段（これは、低圧区域である）
の間に、存在し、維持されなければならない。

【００１９】ヨーロッパ特許出願第３２７２３０号に開示されているように、これは、蒸気発生手段と蒸発手段の周端の間で延長し機械と共に回転するＵ管の形の絞りによって達成され、維持できる最大圧力差は、Ｕ管における液筒（液柱）の高さによって決定される。

【００２０】ヨーロッパ特許出願第３２７２３０号に特に示されている機械は、単一効果機械で、これにおいては、機械を通る作動流体の流れの各サイクルにおいて、
発生手段の中での蒸気発生と、蒸気の凝縮が一回起る。
典型的には、かかる単一効果機械において蒸気発生／凝縮区域を支配する圧力は、０．３バール絶対の程度であり、蒸発部を支配する圧力は数ミリバール絶対の程度である。

【００２１】ヨーロッパ特許第１４９３５３号は、二重効果機械を開示し、これにおいて、高圧区域における蒸気発生と凝縮は、二つの蒸気発生部／凝縮部段階で起る。 二重効果機械において、機械の高圧側を支配する圧力は、単一効果機械に対する場合におけるよりも大きくなる傾向がある。 例えば、第１蒸気発生部／凝縮部段階において、圧力は、典型的には、３．０バール絶対の程度であり、第２蒸気発生部／凝縮部段階において、これは、典型的には、０．３バール絶対の程度である。 換言すれば、維持すべき圧力差は、二重効果機械に対してかなり大きくできる。 ヨーロッパ特許出願第３２７２３
０号に開示されているようなＵ管絞り配備が、高圧区域と低圧区域を互に隔離するに使用される場合に、増大した圧力差は、二重効果機械（または、所望ならば、単一効果機械）の場合に、Ｕ管を半径方向外向きに延長させることによって適応できるであろう。 しかしながら、これは、機械の全半径方向寸法を増大させるという欠点を有する。 同様に、例えば単一効果機械の場合に、コンパクトな設計を達成のために、機械の半径方向寸法を低減させようと欲するときには、圧力差を維持するに適した絞りを提供しながらＵ脚の長さを低減できる程度には、
限界が存する。

【００２２】この発明の別の観点によれば、機械の作動の際に異なる圧力で作動流体を含有する少くとも２つの区域と、高圧区域から低圧区域に作動流体を移送するためのＵ管絞り手段とを備える、回転熱機械において、Ｕ
管絞りが、それぞれの区域の外周から半径方向内向きの位置で各区域に通じることと、高圧区域の半径方向外方の領域から作動流体を集めて作動流体を半径方向内向きにＵ管絞りに送るための手段が、高圧区域に設けられること、を特徴とする回転熱機械が提供される。 これら手段によって、Ｕ管の各脚の有効長は、これによって相互に連結される区域の周を越えて過度に突出することなしに、前記区域の半径方向寸法を越えることができる。

【００２３】望ましくは、Ｕ管絞りの脚は、これによって相互連結される区域の周を越えて、半径方向外向きに延長し、それで、脚を相互連結するＵ管の部分は、前記区域の外部に位置する。 しかしながら、この発明によれば、Ｕ管の脚について、区域の内方に長くすることが可能であるから、考えられるように、適当な事態で、Ｕ管絞りは、前記区域の周の中に全体として収容できる。

【００２４】回転熱機械は、単一効果機械にでき、その場合に、高圧区域は、蒸気発生部／凝縮部段階によって構成され、低圧区域は、蒸発部／蒸気吸収部段階によって構成される。

【００２５】熱機械が、それぞれ圧力の異なる２つの蒸気発生部／凝縮部段階および蒸発部段階を備えた二重効果機械である場合には、Ｕ管絞り手段および関連の集め送り手段は、２つの蒸気発生部／凝縮部段階の間の圧力差に対して、および低圧蒸気発生部／凝縮部段階と蒸発部段階の間の圧力差に対して、またはそのいずれかに対して、設けることができる。

【００２６】集め送り手段は、望ましくは、半径方向外方に位置する入口と半径方向内方に位置する出口とを有する通路手段を備えた、高圧区域の中に配置される、回転について拘束された部材からなり、前記入口は、機械の作動の際に、高圧区域の周通路の中の回転する作動流体の中に浸され、前記出口は、通路から集められた作動流体を高圧区域の外周の半径方向内方の位置で、Ｕ管の中に吐出する。

【００２７】望ましくは、熱機械は、機械の異なる段階の少くとも或るものを互に分離する熱伝達壁、および外部の加熱と冷却またはそのいずれの源、若しくはそのいずれかを有し、熱伝達壁は、熱機械の回転軸線の半径方向に延長し、異なる段階の間およびかかる段階と外部の源の間またはそのいずれかの熱伝達が、前記壁の厚さを通して行なわれる。

【００２８】この発明の望ましい実施例において、機械が、回転可能に取付けられた組立体を有し、この組立体が、一次蒸気発生部および中間凝縮部をそれぞれ形成する一般に半径方向に延長する壁を備えた第１高圧区域と、中間蒸気発生部および一次凝縮部を形成する一般に半径方向に延長する壁を備えた第２中間圧区域と、蒸発部および吸収部を形成する壁を備え、少くとも吸収部の壁を一般に半径方向に延長させた、第３低圧区域と、第１区域と第２区域の間に設けられ第１絞り手段と、第２
区域と第３区域の間に設けられる第２絞り手段とを有し、さらにこの機械において、特徴として、絞り手段の少くとも一方が、それぞれの区域の外周の半径方向内方の位置で各区域に通じるＵ管と、Ｕ管によって相互連結される２つの区域のうちの高圧の区域の周領域から作動流体を集めるための、および低圧区域への移送のために作動流体を半径方向内向きにＵ管に送るための、前記の高圧の区域に設けられる手段とを有する。

【００２９】望ましくは、前記の一方の絞り手段が、第１絞り手段によって構成される。

【００３０】第２絞り手段は、同様にＵ管を有することができるが、この場合には、圧力差が、第１区域と第２
区域の間に存するよりもいくぶんか小さくなる傾向を有するので、Ｕ管は、第２区域および第３区域の外周の近くの場所で、これら区域に通じることができ、それで、
作動流体を集めかつ半径方向内向きに送るための手段は、必要でない。

【００３１】ヨーロッパ特許出願第３２７２３０号に開示された機械において、機械の凝縮部および吸収部と熱交換流体例えば加熱すべき水の外部供給源との間の熱伝達は、凝縮部と吸収部の間に配置されて組立体と共に回転できる室によって達成され、流体は、組立体の回転駆動軸の部分における環状通路を介して室に供給される。
この配備の欠点として、熱交換流体は、特別のシールを介して供給されるべきであり、流体供給回路が完全に溢れるようにして作動されるので、熱交換効率は、所望のように高くはないかも知れず、熱交換効率を改良するために対策が採用されるべきであり、例えば、熱交換流体に接触する表面の有効面積を増大させるために、かかる表面にメッシュが準備されるべきである。

【００３２】回転熱機械の内部で循環する流体と外部の熱受取および熱供給またはそのいずれかの流体との熱交換を達成するための、熱交換配備の代りの形式を提供するため、この発明の別の観点によれば、揮発性流体成分とそれに対する吸収剤液体とのための循環流体流路を提供するように相互連結された、蒸気発生部、凝縮部、蒸発部および吸収部を包含する回転組立体を備えた、吸収サイクル熱機械において、発生部、凝縮部、吸収部および蒸発部の少くとも１つの一般に半径方向に延長する壁の外面に、熱受取および熱供給またはそのいずれかの流体を送るための手段が設けられ、前記手段が、半径方向内方の位置で、かかる外面に流体を吐出して、それでこの流体が、遠心力の作用で薄膜液体として、前記外面を横切って半径方向外向きに流れること、を特徴とするものが提供される。

【００３３】熱受取または熱供給の流体は通常、前記壁の外面に吐出されるときに液体の形を取るけれども、流体が気体状性質を有し、壁に吐出されたときに、凝縮して次いで薄膜液体として流れることが、排除されるものではない。 例えば、機械が熱変形用として使用される場合に、発生部に供給される中間品位の熱が、水蒸気の形にでき、これが、発生部の壁の外面と接触するときに凝縮し、次いで液体の薄膜として表面を横切って流れる。

【００３４】薄膜液体が横切って流れる外面は、都合よくは、これに沿う液体の連続膜の保持を援けるように処理できる。 化学的に例えばエッチングによってまたは物理的に例えばサンドブラストによって達成できるかかる処理は、一般に、表面に全体として細かい荒さを与えることに向けられる。

【００３５】機械は、発生部／凝縮部および吸収部／蒸発部またはそのいずれかを二段階によって構成した、二重効果機械にでき、例えば発生部／凝縮部が、一次発生部および中間凝縮部からなる第１段と、中間発生部および一次凝縮部からなる第２段とを有することができる。
同様に、吸収部／蒸発部は、一次蒸発部および中間吸収部と中間蒸発部および一次吸収部とからなることができる。 かかる二重効果機械は、その開示をここで参照として組入れる従来のヨーロッパ特許第１４９３５３号に詳細に開示されている。

【００３６】前記手段が、２つまたは多くの前記外面に熱交換液体を送るように配置されている場合には、液体は、異なる源から引出しできる。 典型的には、蒸発部に供給される液体は、吸収部および凝縮部またはそのいずれかに供給される液体を引出す源と異なる源から引出される。 吸収部および凝縮部は、共通の源からの液体を備えることができ、或はそれぞれが、別個の源からの液体を備えることができる。 凝縮部および吸収部に、共通の源から熱交換液体が供給される場合には、液体は、並列または直列のいずれかで、凝縮部および吸収部の外面に供給できる。 例えば、直列の供給が採用される場合には、熱交換液体は、凝縮部または蒸発部の外面の１つに供給し、その外面の外径の場所で集め、次いで、半径方向内方の場所で、他の外面に移送し、その後に後者の外面の外径方向外の場所で集めることができる。

【００３７】この発明の一実施例において、凝縮部および吸収部が、互に間隔を置いて向い合う関係の一般に半径方向に延長する壁によって境され、前記手段が、向い合う壁の間で延長する液体供給通路を包含し、この通路が、半径方向内方の場所で各壁に熱交換液体を吐出するための、前記壁の近くの吐出開口を有し、凝縮部および吸収部のおのおのが、前記外面の半径方向外方の場所の近くに環状集め通路を備えて、それぞれの表面を横切って薄膜として流れたのちの液体を集める。

【００３８】図面を参照しながら、この発明の例示だけについて以下に説明する。

【００３９】図１には二重効果機械が図示され、これは、この機械に相互作用する外部の加熱／冷却源に依存して、熱ポンプ作用、冷却または熱変形を達成するように作動できる。 差し当って、機械は、熱ポンプ様式でのその使用に関して説明される。 作動水溶液は、蒸発部Ｅ
Ｖ、吸収部ＡＢ、一対の溶液熱交換部３０と３２、発生部／凝縮部組立体（これは、一次蒸気発生部ＰＧ、中間凝縮部ＩＣ、中間発生部ＩＧおよび一次凝縮部ＰＣからなる）を備える密閉式にシールされた回路をまわって蒸発部ＥＶに戻されるように循環する。 作動溶液は、（冷媒としての）水のような蒸発できる成分と、水に対する吸収剤（例えばヨーロッパ特許第２０８４２７号に開示されているようなアルカリ水酸化物の混合物）との混合物からなる。 蒸発部ＥＶは、凸の皿状の壁３４によって限定され、その内面に、凝縮された冷媒が吐出される。 凝縮された冷媒は、一次凝縮部ＰＣからＵ管絞り３
６（これは、機械と共に回転する）を通って進行し、機械の回転駆動軸Ｓの軸線の近くの位置で終る絞り３６の脚３８の開端から吐出されたものである。 回転軸Ｓは、
逆転可能で速さを変化できる駆動部材Ｄによって、回転可能に駆動される。

【００４０】蒸発部の壁３４の内面に吐出された冷媒は、遠心力の作用で薄膜として広がり、蒸発部ＥＶの外周における環状通路４０に向って流れ、ここで、蒸発しなかった冷媒は集められ、ピトー管の方式で配置された定置の管４２を介して循環させられ、半径方向内方の場所で蒸発部の壁３４に吐出されるように戻される。 通路４０の中にたまった過剰の冷媒は、ピトー管として作用する定置の管５０によってすくい取られ、機械の吸収部の区域に送られ、ここで、環状通路５２の中の冷媒に富む溶液と混合する。

【００４１】脚３８または管４２から吐出されたのちに壁３４の内面を横切って流れるときに、冷媒の若干は、
低品位の熱の源として作用し壁３４の外面を横切って流れる液体の流れとの熱交換によって、蒸発する。 水でよいこの液体は、半径方向内方の位置で壁３４に定置の通路４４から吐出され、それで水は、遠心力の作用で薄膜として広がり、壁３４を横切って、半径方向外方に位置する通路４６に向って流れ、ここから、ピトー管の方式で配置された定置の管４８ですくい取られる。 壁３４の厚さを横切る熱交換の結果として生成された冷媒の蒸気は、吸収部ＡＢに向って軸線方向に進行し、ここで、定置の管５４を介して壁５６の内面に噴霧された吸収剤と接触するときに、吸収剤と再び組合わせられる。 溶液の生成熱は、壁５６を介して、後述するような負荷に伝達される。

【００４２】冷媒に富む生成された作動溶液は、環状通路５２に集められ、その運動エネルギによって、（ヨーロッパ特許出願第３２７２３０号に詳述されているような、管４２および５０と一緒に、回転について拘束されたピトーポンプ作用配備６２の一部を形成する）定置の管５８および６０を介して、環状室６４の中に移送され、ここから、機械と共に回転する管６６および６８を介して、溶液熱交換部３０に送られ、これにおいて、中間発生部ＩＧと関連する環状通路７０からの、冷媒を減じた作動溶液との熱交換を遂行する。 次いで、冷媒に富む溶液は、第２溶液熱交換部３２を通過し、これにおいて、一次発生部ＰＧと関連する環状通路７４から管７２
および７２ａを介して移送される、冷媒を減じた作動溶液との、熱交換が行なわれる。 かかる移送は、ポンプ６
２と同様の様式で作動する回転について拘束されたピトーポンプ７６によって達成される。 管７２は回転しないように拘束されるが、管７２ａは、機械の回転構造と共に回転する。

【００４３】熱交換部３２を通過したのちに、冷媒に富む溶液は、管７９を介して環状通路８０に送られ、ここで、ピトーポンプ７６の部分を形成する管８２によってすくい取られ、壁８４に吐出される。 壁８４の反対側は、バーナ８８の放射額８６によって加熱され、このバーナは、ガスを供給されて、放射額８６からの放射エネルギの形の高品位の熱と、燃焼生成物の中に含まれる熱とを生成する。 バーナ８８からの高温の煙道ガスは、ハウジング９０によって遮蔽された一次発生部の壁８４の外面をおおって流れ、熱交換部３０および３２のまわりを通過したのちに環状溝孔９２を介して排出され、これら熱交換部において、熱はさらに、煙道ガスによって、
熱交換部３０および３２の中を流れる流体との熱交換で引渡される。 一次発生器の壁８４に衝突した冷媒に富む溶液は、半径方向外向きに流れるときに、壁の厚さを横切る熱交換によって加熱され、水成分の蒸発が生じる。 吸収剤および蒸発しなかった水からなる減じられた成分は、壁８４の面を横切って流れ、結局は熱交換部３
２と３０、中間発生部ＩＧおよび環状通路９４を介して吸収部に移送戻しするために、環状通路７４の中に集められ、環状通路９４において、ピトーポンプ６２の部分を形成する管９６によってすくい取られ、吸収部の壁５
６に吐出するために、管５４に送られる。 冷媒の蒸発の結果として、一次発生部ＰＧおよび中間凝縮部ＩＣを包囲する区域の中に生起する圧力は、典型的には、３．０
バール絶対の程度である。

【００４４】蒸発した成分は、中間凝縮部ＩＣおよび中間発生部ＩＧに共通の壁９８と接触し、ここにおいて、
壁９８のＩＧ側における冷却された冷媒を減じた溶液との熱交換の結果として、ＩＣ側における冷媒の蒸気は、
凝縮し、半径方向外向きに環状通路１００に流れる。 壁９８のＩＧ側に供給される流体は、通路７４から管７
２，７２ａ，１０２および１０４を介して得られたものであり、管１０４は、ポンプ６２および７６と同様な様式で作動するように配置された回転について拘束されるピトーポンプ１０６の一部を形成する。 通路７４からの冷媒を減じた溶液は、吸収部から引出される比較的冷却された冷媒に富む溶液と熱交換関係で、熱交換部３２を通過するから、比較的冷たく、故に、壁９８のＩＣ側における水蒸気から熱を吸収し、所望の凝縮を生成させる。 中間発生部ＩＧに供給される冷媒を減じた溶液は、
壁９８を横切る熱伝達によって、さらに水蒸気を発生し、これは、一冷凝縮部ＰＣに進行し、凝縮される。

【００４５】通路１００の中に集められた凝縮した冷媒は、ピトーポンプ７６の一部を形成する管１０８によってすくい取られ、機械の回転軸線の近くの環状通路１０
９に移送される。 凝縮した冷媒は、通路１０９から、機械と共に回転するＵ管絞り１１２の一脚を構成する１１
０によって、半径方向外向きに送られる。 絞り１１２の他脚１１４は、ＩＧおよびＰＣを包囲する（典型的に０．３バール絶対の程度の）低圧の区域の中へ凝縮物を送る。 脚１１４は（１１５で示されるように）折り戻され、それで、凝縮物は、回転軸の近くの地点まで送られ、次いで区分１１５に沿って半径方向外向きに送られて、壁１１６に吐出され、この凝縮物は、中間発生部Ｉ
Ｇで生成された冷媒蒸気に由来する凝縮物と共に、後述する負荷と熱交換関係で、壁１１６を横切って半径方向外向きに流れる。 凝縮した冷媒は、環状通路１１８の中に集められ、定置の配管１２０、回転する配管１２２、
Ｕ管絞り３６および管３８を介して、蒸発部ＥＶに送られる。 通路１１８の中に浸されている管１２０は、ピトーポンプ１０６の一部を形成する。

【００４６】通路１１８に供給される凝縮物の一部分は、ピトーポンプ１０６の一部を形成できる図示なしの管によって、連続的に再循環でき、回転軸線の近くの点で壁１１６に吐出できる。 見られるように、絞り３６および１１２は、ハウジング９０（これは、いつでも、外側に配置される熱交換部３０および３２を収容するための、或る直径を有するべきである）の限界の中に、ＰＧ
／ＩＣおよびＩＧ／ＰＣの半径方向寸法を越える筒の高さを備えることができる。 この方法によれば、絞り３６
および１１２は、組立体の差圧区域の間に維持すべき実質的な圧力差を可能にする。

【００４７】管１０４によって壁９８のＩＧ側に吐出された冷媒を減じた溶液は、壁９８の表面に渉って（前述したように）半径方向外向きに流れるときに、さらに蒸発を達成し、蒸発ののちに残っている溶液は、通路１３
０に集められ、ここで、定置の管１３２によって環状通路７０の中に送られ、ここから、組立体と共に回転する配管１３４、熱交換部３０および組立体と共に回転する配管１３６によって、壁５６のＡＢ側に吐出するための、従って前述したように冷媒の富んだ、通路９４に送られる。

【００４８】上述した組立体は、モータＤによって駆動される軸構造Ｓの軸線を中心として回転するように、ユニットとして取付けられる。 軸構造Ｓは、ヨーロッパ特許第３２７２３０号に開示されているように軸と共に回転しないように重力的にまたは磁気的に拘束されるピトーポンプ６２，７６および１０６を、回転可能に取付けるに役立つ。

【００４９】ＡＢおよびＰＣの壁５６および１１６の外面において、ＡＢおよびＰＣ区域における流体と熱受取負荷を形成する流体との間で熱交換が行なわれ、負荷への熱伝達は、一次凝縮部ＰＣの場合には冷媒の凝縮から、吸収部ＡＢの場合には凝縮した冷媒から、引出される。 負荷は、流体例えば中央加熱系のまわりを循環する水からなり、定置の管１３８，１４０によって、半径方向内方に位置する地点で、壁５６および１１６の外面に送られ、それで、遠心力の作用で薄膜として半径方向外向きに流れて、環状通路１４２，１４４の中に集められ、ここにおいて、負荷を構成する流体を流す回路の一部分を形成する定置の管１４６，１４８によってすくい取られる。

【００５０】所望ならば、管１３８および１４０によって供給される流体は、共通の回路の中を流れてもよく、
別別の回路の中を流れてもよい。 例えば、熱受取流体が中央加熱回路をまわって流れる水である場合には、集め管１４６は、供給管１４０と直列に連結できる。

【００５１】注目すべき点として、熱受取流体は、ヨーロッパ特許第３２７２３０号に開示された配備と対照的に、非溢流方法で提供され、その利点として、熱受取流体の薄膜が熱伝達面に沿って利用でき、その結果、熱伝達特性が改良される。 また、この技術は、（ヨーロッパ特許第３２７２３０号のような）溢流技術と比べて、流体が汚れている場合に起る問題によって大きく影響されない。

【００５２】この発明によれば、壁１１６の少くとも内面が、これに取付けられた熱伝導構造（熱構造）を有する。 図２を参照すると、熱構造は、壁１１６の外面に一側だけに接合された多孔金属フォームの層２００で形成され、層２００の反対側は、自由であって支持されていない。 多孔金属フォームは、レテイメット(Retimet)金属フォームからなり、これは、良好な熱伝導率と単位容積当りの高い表面積とを有する材料である。 層２００
と、同じく良好な熱伝導率を有するであろう壁１１６との間の、良好な熱接触を確保するため、層２００は、真空ろう付けまたは拡散接合によって壁１１６に接合される。 層２００の厚さ、すなわち機械の回転軸線に平行な方向のその深さは、液体の薄膜の厚さより有意義に大きく（望ましくは、少くともマグニチュードの程度だけ）、それで薄膜は、層２００を形成するストランドまたはフィラメントに渉って流れるときに、層を通って三次元にすなわち半径方向、周方向および軸線方向に延長する曲折した径路に従う。

【００５３】典型的には、レテイメット金属の層は０．
５ｃｍ厚の程度であり、その比面積は２５ｃｍ ^-1の程度であり、これによれば、単一平面の表面の面積と比較して、１２．５の程度の面積増大係数が提供される。

【００５４】層２００を備えた壁１１６に加えて、組立体の他の壁例えば壁３４，５６および８４の内面も、同じ目的のための材料の層を同じ方法で備えることができる。 図示の実施例において、作動溶液は、吸収部ＡＢから一次発生部ＰＧへ送られ次いで中間発生部ＩＧを介して戻されるとして図示される。 しかしながら、発明の範囲の中で、種種の変形が可能であり、例えば、作動溶液は、吸収部から最初に中間発生部に送り、一次発生部を介して戻されることもでき、或はこれは、分割して、２
つの成分として、一方を一次発生部に他方を中間発生部に送ることもできる。 かかる変形において、ポンプ作用配備の構成は、図示の実施例に示したものと異なるであろうが、それについては、かかる代りの実施例に必要なポンプ作用の形は当業者に容易に明白となるので、ここでは説明しない。

【００５５】図示の実施例は、熱ポンプ様式で機械を使用することに関して説明された。 これはまた、熱変形装置として使用することもでき、例えば、蒸発部および一次発生部の双方に、中品位の熱が供給でき、一次凝縮部が、低品位の熱出力を提供でき、吸収部が、有用な品位の熱の出力を提供できる。

【００５６】図３を参照すれば、これには、その開示を参照としてここに組入れるヨーロッパ特許出願第３２７
２３０号に図示された単一効果機械に採用されているものと同様な絞り配備が、線図的に示される。 区域２１０
は高圧区域を表わし、これにおいて、冷媒が、（冷媒および吸収剤からなる）作動溶液から壁２１２において蒸発し、壁２１４において凝縮させられ、Ｕ管絞り２１６
を介して低圧区域２１８に移送され、これにおいてサイクルの蒸発および吸収の機構が行なわれる。 組立体の回転軸線は、符号２２０で示される。 見られるように、機械の所与の回転速さに対して維持できる最大圧力差は、
作動溶液の筒の高さｈによって支配される。 一般に、維持できる圧力差は、式 ΔＰ＝１／２・ｄｗ ² （ｘ ² −ｙ ² ） で与えられ、ここで、ｄは、筒を形成する液体の密度、
ｗは、組立体の回転速さ、ｘおよびｙは、筒の外径および内径を示す。

【００５７】図４に示されるように、維持えきる圧力差は、区域２１０および２１８の外周を越えて半径方向外向きにＵ管を突出させる程度を過度に増大させることなしに、かなり増大できる。 これの達成のため、Ｕ管２１
６の脚２２２，２２４が、軸線２２０の近くで終らせるように延長させられ、区域２１０の外周で作動溶液を集めるためのポンプ作用配備２１６が設けられ、作動溶液が、半径方向内向きに送られ、Ｕ管２１６の中に移送され、次いで区域２１８に移送される。 ポンプ作用配備２
２６は、ピトーの原理で作動し、回転しないように拘束されて区域２１０の周において回転する流体を集める管を備え、それで、ポンプのための別個の駆動源を必要とすることなしに、液体を半径方向内向きに送るに流体の運動エネルギが使用される。

【００５８】図５には、二重効果機械が図示され、これは、この機械と相互作用する外部の加熱／冷却源に依存して、熱ポンプ作用、冷却または熱変形を達成するように作動できる。 この目的に対し、熱ポンプ様式で使用するときに機械を制限して、以下に説明がなされる。 作動水溶液は、蒸発部ＥＶ、吸収部ＡＢ、第１溶液熱交換部２３０、第２溶液熱交換部２５２、一次蒸気発生部Ｐ
Ｇ、中間凝縮部ＩＣ、中間発生部ＩＧ、一次凝縮部ＰＣ
を備える密閉式にシールされた回路をまわって、蒸発部ＥＶに戻されるように循環する。 作動溶液は、（冷媒としての）水のような蒸発できる成分と、水に対する吸収剤例えばヨーロッパ特許第２０８４２７号に開示されているようなアルカリ水酸化物の混合物との、混合物からなる。 蒸発部ＥＶは、ヨーロッパ特許出願第３２７２３
０号における教示に従って一般に構成され、壁２３３に取付けられた多くの角度的に離れた楕円横断面の管２３
２を有し、これの中に、一次凝縮部ＰＣからＵ管絞り２
３４を介して進行する凝縮した冷媒が、（ヨーロッパ特許出願第３２７２３０号に詳述されている）分配装置２
３６によって射入され、この分配装置２３６は、蒸発部ＥＶおよび吸収部ＡＢを包囲する区域から、水を管２３
７によって集める。 蒸発部の管２３２の中において、水の或るものは、周囲空気（または低品位の熱の他の源）
の流れとの熱交換によって蒸発し、生じた蒸気は、管２
４０を介して壁２４２に噴霧された吸収剤と接触するようになるときに、吸収剤と再組合わされる。 溶液の生成された熱は、壁２４２を介して、後述するような負荷に伝達される。

【００５９】生じた水に富む作動溶液は、環状通路２４
４の中に集められ、（ヨーロッパ特許出願第３２７２３
０号に詳述される回転について拘束されたピトーポンプ作用配備２４８の一部を形成する）管２４６を介して、
溶液熱交換部２３０に移送され、これにおいて、中間発生部ＩＧと関連する環状通路２５０からの水を減じた作動溶液との熱交換を遂行する。 水に富む溶液は、次いで、第２溶液熱交換部２５２に進行し、これにおいて、
一次発生部ＰＧと関連する環状通路２５４から管２５３
および管２５３ａを介して移送される水を減じた作動溶液との熱交換が達成され、かかる移送は、ポンプ２４８
と同じ様式で作動する回転について拘束されたピトーポンプ２５６によって遂行される。 管２５３は、回転しないように拘束されるが、管２５３ａは、機械の回転構造と共に回転する。

【００６０】熱交換部２５２を通過したのちに、水に富む溶液は、環状通路２５７にはいり、ここで、ピトーポンプ２５６の部分を形成する管２５８によってすくい取られ、壁２６０に吐出される。 壁２６０の反対側は、放射額２６２からの放射エネルギの形の高品位の熱を生成するためにガスを供給されるバーナ２４６の放射額２６
２と、燃焼生成物に含有される熱とによって、加熱される。 バーナー２６４からの高温の煙道ガスは、ハウジング２６６によって遮蔽された一次発生部の壁２６０の外面に渉って流れ、熱交換部２３０および２５２のまわりを通過したのちに、環状溝孔２６８を介して排出され、
これら熱交換部２３０および２５２において、さらに熱が、煙道ガスによって、熱交換器２３０および２５２を通って流れる流体との熱交換で放出される。

【００６１】一次発生部の壁２６０に衝突する水に富む溶液は、半径方向外向きに流れるときに、壁の厚さを横切る熱交換によって加熱され、水成分の蒸発を起す。 吸収剤および蒸発しなかった水からなる減じた成分は、壁２６０の面を横切って流れ、環状溝２５４の中に集められ、熱交換部２５２と２３０、中間発生部ＩＧおよび環状通路２６８を介して吸収部に戻り移送され、環状通路２６８において、ピトーポンプ２４８の一部を形成する管２７１によってすくい取られ、吸収部の壁２４２に吐出するために管２４０に送られる。 水の蒸発の結果として、一次発生器ＰＧおよび中間凝縮器ＩＣを包囲する区域の中で生起する圧力は、典型的には３．０バール絶対の程度である。

【００６２】蒸発した成分は、結局は、中間凝縮部ＩＣ
および中間発生部ＩＧに共通な壁２７０と接触するようになり、ここでは、壁２７０のＩＧ側における冷却された水を減じた溶液との熱交換の結果として、ＩＣ側における水蒸気が凝縮し、半径方向外向きに環状通路２７２
に流れる。 壁２７０のＩＧ側に供給される流体は、通路２５４から、管２５３，２５３ａ，２７４および２７６
を介して引出されたものであり、管２７６は、ポンプ２
４８および２５６と同様の様式で作動するように配置された回転について拘束されるピトーポンプ２７８の一部を形成する。 通路２５４からの水を減じた溶液は、吸収部から引出される比較的冷却した水に富む溶液と熱交換関係で、熱交換部２５２を通過するから、これは、比較的冷たく、故に、壁２７０のＩＣ側における水蒸気から熱を取上げて、所望の凝縮を生成させる。 中間発生部Ｉ
Ｇに供給される水を減じた溶液は、壁２７０を横切る熱伝達によって、さらに水蒸気を発生し、これは、一次凝縮部ＰＣに進行し、凝縮する。 通路２７２に集まる凝縮した水は、ピトーポンプ２５６の部分を形成する管２
８０によってすくい取られ、機械の回転軸線の近くの環状通路２８２に移送される。 この実施例における管２８
０は、図４における管２２６の対応部分である。 凝縮した水は、通路２８２から、機械と共に回転するＵ管絞り２８６の一脚を構成する管２８４によって、半径方向外向きに送られる。 絞り２８６の他脚２８８は、ＩＧおよびＰＣを包囲する（典型的には、０．３バール絶対の程度の）低圧区域の中に、凝縮物を送る。 凝縮物は、回転軸線の近く地点に供給され、壁２９０に吐出され、それで、中間発生部ＩＧで生成された水蒸気から引出された凝縮物と共に、半径方向外向きに、環状通路２９２の中い流れ、次いで、Ｕ管絞り２３４、通路２３８および分配装置２３６を介して、蒸発部ＥＶに流れる。

【００６３】通路２９２に供給された凝縮物の一部は、
ピトーポンプ２７８の部分を形成する管２９４によって、連続的に再循環させられる。 見られるように、絞り２８６は、ハウジング２６６（これは、いずれの場合にも、外側に配置された熱交換部２３０および２５２を収容するために或る直径を有するべきである）の限界の中に、ＰＧ／ＩＣ区域およびＩＧ／ＰＣ区域の半径方向寸法を越える筒の高さを提供できる。

【００６４】注目される点として、管２５３ａ，２７４
および熱交換部２５２も、図４を参照して記載したような方法でＵ管絞りとして作用するように配置される。 この場合に、使用される作動流体は、管２５３によって管２５３ａに送られる冷媒を減じた溶液からなり、冷媒を減じた溶液が、（吸収剤が前述したような水酸化物の混合物であるとして）高い比重を有するから、圧力差を維持するに必要な筒の高さは、絞り２８６の場合におけるよりもいくぶんか小さく、これは、管２５３ａおよび２
７４の長さが、図示のように対応して短くできること、
を意味する。

【００６５】上述した組立体は、モータＤによって駆動される軸構造Ｓの軸線を中心として回転するためのユニットとして取付けられる。 軸構造は、中実部分２９６
と、吸収部ＡＢおよび一次凝縮部ＰＣにそれぞれ関連する壁２４２および２９０によって限られた室３０２を通して加熱すべき流体媒体を送るための、一対の同心の入口管２９８および出口管３００からなる中空部分とを包含し、室３０２は、中央で仕切られ、それで、熱受取流体は、最初に一次凝縮部の壁２９０に渉って、次いで吸収部の壁２４２に渉って流されたのちに、出口管３００
を介して送出される。 これに加えて、軸構造は、それぞれ軸受組立体を介して、ピトーポンプ作用配備２４８，
２５６および２７８を取付けるに役立ち、それで、ポンプは定置にとどまることができるが、残りの機械構成要素は、軸構造と共に回転する。

【００６６】図示の実施例において、この発明は、二重効果発生部／凝縮部に関して説明された。 しかしながら判るように、この発明はまた、（ヨーロッパ特許出願第３２７２３０号に記載されているように）単一効果発生部／凝縮部および単一効果吸収部／蒸発部を有する機械に、またはヨーロッパ特許第１４９３５３号に記載されたような多重効果機械に、適用できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明による回転吸収熱機械の軸線断面図。

【図２】機械の一定の表面に接合された熱伝導層材料を示す拡大図解図。

【図３】業界ですでに知られたＵ管絞りの形を示す線図。

【図４】この発明によるＵ管絞り配備の図解図。

【図５】図４に示す形のＵ形絞り配備を組込んだ機械の軸線断面図。

【符号の説明】

ＡＢ 吸収部 ＥＶ 蒸発部 ＩＣ 中間凝縮部 ＩＧ 中間発生部 ＰＣ 一次凝縮部 ＰＧ 一次発生部

フロントページの続き (71)出願人 591040096 キヤラダン・マイラ・リミテツド イギリス国． ジイエル52・５イーピイ． グ ロスターシヤー． チエルテナム． クラムウ エル・ロード（番地その他表示なし） (72)発明者 テレンス・レスリー・ウイニントン イギリス国． グロスターシヤー． ヤコブ ス・クノール・バーレイ． ヒルサイド・ハ ウス（番地その他表示なし） (72)発明者 ロバート・ラートン イギリス国． グロスターシヤー． チヤール トン・キングス・チエルテナム． ヘイワー ズ・ロード． 37 (72)発明者 コリン・ラムシヨー イギリス国． チエシヤー． ノーレー・ウオ リントン． ザ・スピネイ． ４