JP2002081783A

JP2002081783A - 吸収冷凍機及びその制御方法

Info

Publication number: JP2002081783A
Application number: JP2000264532A
Authority: JP
Inventors: Takehiko Ichioka; 丈彦市岡; Atsushi Sasaki; 惇佐々木
Original assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Current assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Priority date: 2000-08-31
Filing date: 2000-08-31
Publication date: 2002-03-22

Abstract

(57)【要約】【課題】熱交換性能を向上し得る吸収冷凍機並びに吸
収冷凍機の制御方法を提供すること。【解決手段】ケーシング７０内に互いに並んで配置さ
れた吸収器２０と蒸発器１０とを備えた吸収冷凍機の冷
水製造装置において、前記蒸発器１０と吸収器２０の少
なくともいずれか一方の伝熱管群１０ａ（２０ａ）が複
数設けられているとともに前記蒸発器１０と吸収器２０
の他方の伝熱管群の両側方にそれぞれ配置されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、吸収冷凍機及びそ
の制御方法に関し、特にその吸収器及び蒸発器の配置に
関する。

【０００２】

【従来の技術】吸収冷凍機は、水を冷媒、臭化リチウム
溶液を吸収剤とし、ガス燃料または油燃料をエネルギー
源とした冷凍機である。この吸収冷凍機は、蒸発器（熱
交換器）と吸収器（熱交換器）と再生器と凝縮器とを主
要部材として構成されており、蒸発器及び吸収器の内部
は、高真空に保持されている。

【０００３】この蒸発器では、冷媒ポンプにより送られ
てきた冷媒（水）を、冷水（例えば１２℃）が流通する
蒸発器管群に向けて散布することにより、冷媒が加熱さ
れて冷媒蒸気となる。つまり、蒸発器は高真空容器とな
っているので水（冷媒）は４〜６℃位で沸騰して蒸発気
化する。したがって１２℃程度の冷水でも冷媒蒸発の熱
源水とすることができるのである。

【０００４】そして、冷水は、冷媒（水）に与えた蒸発
潜熱分だけ温度低下（例えば７℃になる）して蒸発器か
ら出ていく。このように温度低下した冷水は、ビルの冷
房装置等（冷房負荷）に送られて冷房に利用される。冷
房に利用された冷水は、温度上昇（例えば１２℃にな
る）して再び蒸発器の蒸発器管群に流入してくる。

【０００５】一方、吸収器では、蒸発器で発生した冷媒
蒸気を、臭化リチウム溶液により吸収する。水分を吸収
して濃度が低くなった臭化リチウム溶液（以下「臭化リ
チウム希溶液」と称する）は吸収器の底部に集められ
る。この吸収器では、冷媒蒸気が臭化リチウム溶液に吸
収されて気体（水蒸気）から液体（水）に変化するとき
の凝縮潜熱と、臭化リチウム溶液が水分を吸収して濃度
が薄くなるときの希釈熱が発生するので、冷却水（上記
「冷水」とは別の系に流通している）によりこれらの熱
を取り除いている。なお、臭化リチウム溶液は、その水
蒸気分圧が純水のそれよりも低く、吸湿性に富むため、
冷媒蒸気である水蒸気の吸収液として好適である。

【０００６】そして、再生器では、吸収器から送られて
くる臭化リチウム希溶液を加熱する。このため、臭化リ
チウム希溶液中の冷媒は一部が蒸発気化し、溶液は濃縮
された臭化リチウム溶液（以下「臭化リチウム濃溶液」
と称する）となる。濃度が元の状態まで高められた臭化
リチウム濃溶液は、吸収器に送られ再び冷媒蒸気を吸収
する。一方、蒸発した冷媒蒸気は、凝縮器に送られる。

【０００７】なお、実機では、熱効率を上げ加熱エネル
ギーを減少させる目的で、再生器を２段に配置した二重
効用型の吸収冷凍機が採用されている。この二重効用型
の吸収冷凍機では、再生器として、供給された燃料を燃
焼させることにより臭化リチウム希溶液を加熱する高圧
再生器と、高圧再生器で発生した高温の冷媒蒸気を加熱
源として臭化リチウム希溶液を加熱する低圧再生器とを
備えている。

【０００８】また、凝縮器では、再生器から送られてき
た冷媒蒸気を冷却水により冷却して、凝縮液化する。こ
の凝縮液化した水は、冷媒（水）として再び蒸発器に供
給される。

【０００９】このように、吸収冷凍機では、冷媒（水）
が、水−水蒸気−水と変化（相の変化）をすると共に、
臭化リチウム溶液が、濃溶液−希溶液−濃溶液と変化
（濃度の変化）をする。吸収冷凍機は、上述した相の変
化（冷媒）と濃度の変化（臭化リチウム溶液）の過程
で、水の蒸発潜熱により冷水を製造し、臭化リチウム溶
液の吸収能力により水蒸気を吸収する作用を、高真空密
閉系内で繰り返し行わせる装置である。

【００１０】かかる吸収冷凍機では、高圧再生器に供給
する燃料の量を増加して加熱量を増大し、臭化リチウム
溶液の循環量を大きくすることにより、蒸発器から出て
いく冷水の循環量を大きくすることができる。逆に、高
圧再生器に供給する燃料の量を減少して加熱量を減少
し、臭化リチウム溶液の循環量を小さくすることによ
り、蒸発器から出ていく冷水の循環量を小さくすること
ができる。このように、臭化リチウム溶液の濃度調整を
することにより、冷水温度を制御して、蒸発器から出て
行く冷水の温度を設定温度（例えば７℃）にしている。

【００１１】ここで、吸収冷凍機における蒸発器及び吸
収器について説明する。図６に従来の吸収冷凍機の内部
構造を表す概略を示す。

【００１２】従来の吸収冷凍機において、図６に示すよ
うに、蒸発器１０１と吸収器１０２は同一のシェル内に
配設され、両者の間にはエリミネータ１０３が配設され
ており、吸収器１０２の上部に低圧再生器１０４が、こ
の低圧再生器１０４に隣接して凝縮器１０５がそれぞれ
配設されている。箱型のケース本体１０７内の一側には
複数の伝熱管１１２がエリミネータ１０３に平行に配列
されている。一方、箱型のケース本体１０７内の他側に
は複数の伝熱管１１４がエリミネータ１０３に平行に配
列されている。

【００１３】蒸発器１０１では、冷房に利用されて温度
上昇した冷水が蒸発器管群としての複数の伝熱管１１２
内に流れており、この伝熱管１１２に向けて冷媒が散布
されると、この冷媒が加熱されて冷媒蒸気となり、エリ
ミネータ１０３を通して吸収器１０２側に移動する。こ
の吸収器１０２では、冷水が吸収器管群としての複数の
伝熱管１１４内に流れており、この伝熱管１１４に向け
て臭化リチウム溶液が散布されると共に、蒸発器１０１
で発生した冷媒蒸気が臭化リチウム溶液によって吸収さ
れる。そして、冷媒蒸気を吸収した臭化リチウム溶液は
伝熱管１１４に接触することで内部を流れる冷却水によ
り凝縮潜熱や希釈熱が取り除かれ、低濃度となった臭化
リチウム溶液はケース本体１０７の底部に集められる。

【００１４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記従来の
吸収冷凍機においては、蒸発器１０１と吸収器１０２と
が一対一で対応しているため、一つの蒸発器１０１で発
生した冷媒蒸気の全てが一つの吸収器１０２に導入され
る。このため、管隙間の冷媒蒸気の移動距離が大きく、
冷媒蒸気の通過速度が大きく、さらに容量の増加に合わ
せて装置を相似的にスケールアップしようとすると、冷
媒蒸気の移動距離が一層大きくなり、流速が一層増大す
る。これは圧損の増大を招くと共に、冷媒蒸気の流速の
速い流れに冷媒液（ミスト）が同伴し、そのまま吸収器
１０２に送られ、無駄に吸収液を薄めたり、冷媒や吸収
液の液滴が横流れし、伝熱管１１２，１１３の濡れが悪
くなったりして、性能が低下するという問題がある。

【００１５】本発明は上記事情に鑑みて成されたもので
あり、熱交換性能を向上し得る吸収冷凍機及びその制御
方法を提供することを目的とする。

【００１６】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載の発明
は、冷却媒体を流す伝熱管群を備えて同伝熱管群に吸収
液を散布するよう構成した吸収器と、被冷却流体を流す
伝熱管群を備えて同伝熱管群に冷媒を散布するよう構成
した蒸発器とを、１つのケーシング内に水平方向に並設
してなる吸収冷凍機において、前記蒸発器又は吸収器の
少なくともいずれか一方が複数の前記伝熱管群を備え、
該複数の伝熱管群は、前記蒸発器又は吸収器の他方の前
記伝熱管群の両側にそれぞれ配置されていることを特徴
とする。

【００１７】この吸収冷凍機においては、蒸発器の伝熱
管群から、吸収器の伝熱管群に流体が供給される。蒸発
器と吸収器のいずれか一方の伝熱管群は複数設けられて
いるため、吸収器と蒸発器それぞれの容積の和が従来と
同一であっても、吸収器の伝熱管群と蒸発器の伝熱管群
との距離が短くなり、さらに、一つの蒸発器の伝熱管群
から一つの吸収器の伝熱管群に供給される流体量を減少
させることができる。さらには、流体の流速も遅くな
る。

【００１８】請求項２に記載の発明は、請求項１に記載
の吸収冷凍機において、前記蒸発器が複数の前記伝熱管
群を備え、該複数の伝熱管群は前記吸収器の前記伝熱管
群の両側にそれぞれ配置されていることを特徴とする。

【００１９】この吸収冷凍機においては、蒸発器の複数
の伝熱管群のそれぞれから、吸収器の伝熱管群に流体が
供給される。

【００２０】請求項３に記載の発明は、請求項１に記載
の吸収冷凍機において、前記吸収器が複数の前記伝熱管
群を備え、該複数の伝熱管群は前記蒸発器の前記伝熱管
群の両側にそれぞれ配置されていることを特徴とする。

【００２１】この吸収冷凍機においては、吸収器の複数
の伝熱管群のそれぞれから、蒸発器の伝熱管群に流体が
供給される。

【００２２】請求項４に記載の発明は、請求項１に記載
の吸収冷凍機において、前記蒸発器及び吸収器がそれぞ
れ複数の前記伝熱管群を備え、該蒸発器または吸収器の
一方の伝熱管群の少なくとも一側に、他方の伝熱管群を
位置させて各伝熱管群が配置されていることを特徴とす
る。

【００２３】この吸収冷凍機においては、蒸発器または
吸収器の一方の伝熱管群の一側に隣接した伝熱管群から
流体が供給される。

【００２４】請求項５に記載の発明は、請求項１乃至４
のいずれかに記載の吸収冷凍機において、前記ケーシン
グと前記蒸発器及び吸収器との間に、冷媒流路が形成さ
れているとともに、前記各伝熱管群の隣接する伝熱管群
間に前記冷媒流路に連なる管群間流路が形成されている
ことを特徴とする。

【００２５】この吸収冷凍機においては、蒸発器で発生
した蒸気が、冷媒流路、管群間流路を経て、吸収器に流
入する。

【００２６】請求項６に記載の発明は、請求項１乃至５
のいずれかに記載の吸収冷凍機において、前記各伝熱管
群は、それぞれ垂直方向及び水平方向に並べられて配列
された複数の伝熱管により構成され、各伝熱管群を構成
する複数の伝熱管の両端には、それぞれ前記冷却媒体ま
たは被冷却流体を流通させるヘッダーが接続されている
ことを特徴とする。

【００２７】この吸収冷凍機においては、ヘッダーから
各伝熱管群に冷却媒体または被冷却流体が供給され、そ
して伝熱管の終端側にてヘッダーに排出される。

【００２８】請求項７に記載の発明は、請求項６に記載
の吸収冷凍機において、前記各伝熱管群は、所定本数の
伝熱管からなる小区分毎に垂直方向に分割され、前記冷
却媒体及び被冷却流体は相互に隣接する前記各小区分に
対して逆方向に流通することにより、前記冷却媒体及び
被冷却流体が伝熱管群を蛇行して流通するよう前記ヘッ
ダーが構成されていることを特徴とする。

【００２９】この吸収冷凍機においては、一つのヘッダ
から一つの伝熱管の小区分に供給された冷却媒体または
被冷却流体は、伝熱管から排出された後、隣接する小区
分を逆方向に流動する。

【００３０】請求項８に記載の発明は、請求項１乃至７
のいずれかに記載の吸収冷凍機の制御方法において、要
求される冷凍能力に応じて複数の前記伝熱管群の稼動数
を変化させることを特徴とする。

【００３１】この吸収冷凍機の制御方法においては、一
つのケーシング内に、蒸発器の伝熱管群と吸収器の伝熱
管群との組み合わせを複数備えているため、要求されて
いる冷凍能力が低い場合にはその起動個数を抑え、高い
冷凍能力が要求されている場合は、その起動個数を増や
す。

【００３２】

【発明の実施の形態】以下、図面に基づいて本発明の実
施の形態を詳細に説明する。図１に本実施形態の吸収冷
凍機の概略構成、図２に、本発明の第１実施形態に係る
吸収冷凍機が備える吸収器および蒸発器の側断面図、図
３に図２のＴ−Ｔ線矢視断面図を示す。

【００３３】本実施形態の吸収冷凍機において、図１に
示すように、蒸発器１０と吸収器２０は、同一のシェル
（高真空容器）内に構成されている。蒸発器１０と吸収
器２０により冷水製造装置が構成されている。この蒸発
器１０内には伝熱管１１が配置されている。この伝熱管
１１には、冷水入口ラインＬ１を介して冷水（被冷却流
体）Ｗ１が供給され、伝熱管１１を流通した冷水Ｗ１は
冷水出口ラインＬ２を介して外部に排出される。また、
冷媒ラインＬ１１を介して冷媒ポンプＰ１により汲み上
げられた冷媒（水）Ｒは、伝熱管１１に向けて散布され
る。散布された冷媒Ｒは、伝熱管１１内を流れる冷水Ｗ
１から気化の潜熱を奪って蒸発気化して冷媒蒸気ｒとな
る。この冷媒蒸気ｒは吸収器２０側に流入していく。

【００３４】この冷水Ｗ１は、例えば１２℃の温度で蒸
発器１０に入り、伝熱管１１にて冷却されて、蒸発器１
０から７℃の温度で排出される。冷水出口ラインＬ２か
ら出てくる例えば７℃の冷水Ｗ１は、ビルの冷房や工場
のプロセス用として用いられる。ビル冷房等の冷房負荷
において冷房に供せられた冷水Ｗ１は、温度上昇し１２
℃の温度となって再び蒸発器１０に流入してくる。

【００３５】一方、吸収器２０内には伝熱管２１が配置
されている。この伝熱管２１には、冷却水ラインＬ３を
介して冷却水（冷却媒体）Ｗ２が供給される。そして、
溶液ポンプＰ２により溶液ラインＬ２１を介して圧送さ
れてきた臭化リチウム濃溶液Ｙ１は、伝熱管２１に向け
て散布される。このため、散布された臭化リチウム濃溶
液Ｙ１は、吸収器２０側に流入してきた冷媒蒸気ｒを吸
収して、濃度が薄くなる。濃度が薄くなった臭化リチウ
ム希溶液Ｙ３は、吸収器２０の底部に集められる。な
お、吸収器２０内で発生する熱は、伝熱管２１内を流通
する冷却水Ｗ２により冷却される。

【００３６】この吸収器２０の底部に集められた臭化リ
チウム希溶液Ｙ３は、溶液ポンプＰ３により圧送され、
バルブＶ５，低温熱交換器３０，溶液ラインＬ２２，高
温熱交換器３１，溶液ラインＬ２３を介して、高圧再生
器４０に供給される。

【００３７】高圧再生器４０は、炉筒，伝熱管を胴内に
収めると共にバーナを装備している。この高圧再生器４
０は、ガスラインＬ３１及びバルブＶ２１及び燃料制御
弁Ｖ２２を介して燃料ガスＧが供給されることにより、
燃料ガスＧを燃焼して臭化リチウム希溶液Ｙ３を加熱す
る。高圧再生器４０に供給された臭化リチウム希溶液Ｙ
３は、加熱され、冷媒の一部が蒸発気化して濃度が中程
度の臭化リチウム中溶液Ｙ２となる。この臭化リチウム
中溶液Ｙ２は、溶液ラインＬ２４，高温熱交換器３１を
通って低圧再生器５０に供給される。

【００３８】一方、高圧再生器４０にて蒸発した冷媒蒸
気ｒは、冷媒ラインＬ１２を介して、低圧再生器５０の
伝熱管５１に供給され、更に、冷媒ラインＬ１３を介し
て凝縮器６０に供給される。なお、低圧再生器５０と凝
縮器６０は、同一のシェル内に構成されている。

【００３９】この低圧再生器５０では、溶液ラインＬ２
４を介して臭化リチウム中溶液Ｙ２が供給されるととも
に、溶液ラインＬ２５を介して溶液ラインＬ２２から分
岐してきた臭化リチウム希溶液Ｙ３が伝熱管５１に向け
て散布される。この低圧再生器５０では、伝熱管５１に
より溶液Ｙ２，Ｙ３が加熱され、冷媒の一部が蒸発して
溶液の濃度が更に濃くなり、高濃度の臭化リチウム濃溶
液Ｙ１が低圧再生器５０の底部に集められる。この臭化
リチウム濃溶液Ｙ１は、溶液ポンプＰ２により、再び吸
収器２０に供給される。

【００４０】また、凝縮器６０には、冷却水ラインＬ４
により冷却水Ｗ２が供給される伝熱管６１が配置されて
いる。この凝縮器６０では、高圧再生器４０にて蒸発し
て冷媒ラインＬ１２，伝熱管５１及び冷媒ラインＬ１３
を介して供給されてきた冷媒蒸気ｒと、低圧再生器５０
にて蒸発して凝縮器６０側に流入してきた冷媒蒸気ｒ
が、伝熱管６１にて冷却凝縮されて、冷媒（水）Ｒとな
る。この冷媒Ｒは、重力及び圧力差により、冷媒ライン
Ｌ１４を介して蒸発器１０に送られる。蒸発器１０の底
部に集められた冷媒Ｒは、冷媒ポンプＰ１により再び冷
媒ラインＬ１１を介して蒸発器管群管群１１に向けて散
布される。

【００４１】なお、上述した吸収冷凍機にて、冷房運転
時には、バルブＶ１，Ｖ２，Ｖ３，Ｖ４は閉じており
（図では黒塗りして示している）、バルブＶ５，Ｖ１
１，Ｖ１２，Ｖ１３，Ｖ１４は開いている（図では白抜
きして示している）。また、吸収冷凍機は暖房運転をす
ることもできるが、本発明には関係がないので、暖房運
転時の動作説明は割愛する。

【００４２】次に、上述した本実施形態の吸収冷凍機に
おいて、蒸発器１０及び吸収器２０の構造を具体的に説
明する。図２に示すように、一つのケーシング７０内に
水平方向に並置された蒸発器１０と吸収器２０とを備え
た吸収冷凍機であって、前記蒸発器１０、吸収器２０の
少なくともいずれか一方（図では蒸発器１０）が複数
（図で左右二つ）の伝熱管群１０ａ、１０ａを備え、そ
の複数の管群１０ａ、１０ａがそれぞれ中央に配置され
た他方の伝熱管群２０ａ、２０ａと相対するように配置
され、それによって、複数（図で左右二つ）の冷水製造
体Ｃ、Ｃが構成されている。

【００４３】上記各管群１０ａ，１０ａは、全体的な外
形が直方体よりなり、それを構成する適当な間隔で水平
方向に複数列、鉛直方向に複数段配列された伝熱管１１
は、管群の配置の方向に垂直且つ水平な方向に縁設され
ており、その伝熱管１１の各端は、液（蒸発器１０では
冷水、吸収器２０では冷却水）の分岐・合流のために設
けられたヘッダ（例えば８０ａ，８１ａ，８２ａ，８３
ａ，８４ａ）に接続されている。

【００４４】各管群１０ａ、１０ａは、各々垂直方向に
所定本数の伝熱管からなる小区分１１Ａ毎に垂直方向に
分割されている。さらに、前記管群１０ａ，１０ａは、
下方の小区分１１Ａに供給された液が適当数の伝熱管１
１に分岐された後、合流・分岐を繰り返しながら、ジグ
ザグに蛇行して折り返し、上昇し、最後の上方の適当数
の伝熱管１１からなる小区分１１Ａから排出可能に、中
間のヘッダ８１ａ、８２ａ、８３ａを介して、下方の伝
熱管１１の終端側と上方の伝熱管１１の始端側とが連通
している。

【００４５】図示は省略するが、吸収器の管群２０ａも
図３に示した蒸発器の管群１０ａと同様に、小区分２１
Ａに分割され、ヘッダ８０ａ、８１ａ、８２ａ、８３
ａ、８４ａを備えている。

【００４６】なお、符号８５は再分散板であり、伝熱管
１１の外側を降下した液（蒸発器１０では冷媒液、吸収
機２０では吸収液）が溜められるとともに、再度水平断
面全体に均一に滴下可能に複数の孔が形成されている。
また、上記管群１０ａ、２０ａ全てが、上述のように構
成されると限定されるものではなく、例えば、液は一つ
の伝熱管１１、２１を１度通過しただけで、そのまま管
群１０ａ、２０ａ外へ排出されても良い。

【００４７】各蒸発器１０及び吸収器２０と、ケーシン
グ７０との間には、冷媒蒸気流路（冷媒流路）７１が形
成されている。この冷媒蒸気流路７１の流路幅と前記管
群１０ａと管群２０ａとの間の間隙７２の幅は、伝熱管
１１、２１間を流れる流体の流動抵抗に比べ、その流動
抵抗が無視できる程度に小さくなるよう広く設定されて
いる。別に前記冷媒蒸気流路７１に連続する、鉛直面に
平行な冷媒蒸気流路（管群間流路）２２が形成され、そ
れによって蒸発器１０、吸収器２０の少なくとも一方
（図では吸収器２０）が複数の管群２０ａ、２０ａに分
割されている。なお、図５に示すように流路２２が設け
られていなくてもよく、後述するように、その効果が発
揮されないが、前項に記載の効果は支障なく発揮され
る。なお、本例においては、蒸発器管群１０ａと吸収
器管群２０ａとの間にはエリミネータ（気液分離器）
（図４の符号１０３参照）は設けられていない。

【００４８】このように構成された本例の吸収冷凍機に
おいては、各冷水製造体Ｃの各管群１０ａに導入された
冷水Ｗ１は、ヘッダ８０ａ→ヘッダ８１ａ→ヘッダ８２
ａ→ヘッダ８３ａ→ヘッダ８４ａの順に伝熱管１１内を
流れる。すなわち、冷水Ｗ１は下方から上方への小区分
１１Ａへ向かって流れる。一方、冷媒液Ｒは蒸発器伝熱
管１１の外部を上方から下方に向かって散布される。し
たがって冷水Ｗ１と冷媒液Ｒとが向流的に熱交換し、効
率よく熱交換が行われる。また、鉛直方向に複数段の再
分散板８５が設けられていることにより、伝熱管１１を
ぬらしながら滴下する冷媒液Ｒは再分散板８５上に一端
溜められた後、孔から再度全体にわたって均一に滴下さ
れるため、伝熱管１１の液濡れが、水平方向の偏りなく
均一となり、効率よく熱交換が行われる。

【００４９】各冷水製造体Ｃの管群１０ａにおいて蒸発
気化した冷媒蒸気ｒの一部は、隣接する管群２０ａに流
入する。残りの一部は、蒸発器１０の周りの冷媒蒸気流
路７１に流入する。冷媒蒸気流路７１に流入した冷媒蒸
気ｒは、二つの吸収器管群２０ａの間にある吸収器内流
体流路２２に入り、各吸収器管群２０ａの背面から吸収
器２０に流入する。

【００５０】このように吸収器管群２０ａには両側から
冷媒蒸気ｒが流入する。そして、上方から散布された臭
化リチウム濃溶液Ｙ１に吸収され、濃度の薄い臭化リチ
ウム希溶液Ｙ３となる。このとき、吸収によって臭化リ
チウム希溶液Ｙ３が発熱するが、吸収器ユニット２０ａ
は、蒸発器１０と同様に、伝熱管群内の冷却水Ｗ２は下
方から上方の小区分２１Ａへ流れる一方、臭化リチウム
濃溶液Ｙ１（臭化リチウム希溶液Ｙ３）は吸収器管群２
１の外部を上方から下方に向かって散布される。したが
って冷却水Ｗ２と臭化リチウム濃溶液Ｙ１（臭化リチウ
ム希溶液Ｙ３）とが向流的に接触し、臭化リチウム濃溶
液Ｙ１（臭化リチウム希溶液Ｙ３）の冷却が効率よく行
われる。

【００５１】以上においては、通常は両冷水製造体Ｃ、
Ｃが同時に運転される場合を示したが、冷房要求量が１
／２以下の場合は、引き続き、２組で運転されても良い
が、その１組だけが運転されることが望ましい。

【００５２】以上説明したように、本例の吸収冷凍機に
おいては、従来一つのケーシング内に一つの冷水製造体
しか設けられていなかったのに対して、総伝熱面積が従
来例のそれと同一か略同一の二つの冷水製造体Ｃ、Ｃが
並設されているため、伝熱管１１、２１のピッチが従来
例のそれと同じであれば、伝熱管１１、２１の隙間を通
過する冷媒蒸気の移動距離が半減するとともに、冷媒蒸
気の通過断面積が、冷媒蒸気流速が半減するため、それ
だけでも圧損はざっと１／８に減少する。

【００５３】そのうえさらに、ケーシング７０と各管群
１０ａ、２０ａとの間には、冷媒蒸気流路７１が設けら
れ、その冷媒蒸気流路７１に連続する、鉛直面に平行な
吸収器冷媒蒸気流路２２が、蒸発器１０、吸収器２０の
少なくとも一方（図では吸収器２０）を複数の管群２０
ａ、２０ａに分割するよう設けられていることによっ
て、いずれの流路２２、７１も、伝熱管１１の隙間に比
べて、流動抵抗が無視しうる程度に小さいため、冷媒蒸
気ｒは、これらの流路２２，７１を経由して、裏側から
管群２０ａに侵入するため、上記効果は、著しく高ま
る。

【００５４】さらに従来、冷媒液（ミスト）が同伴し、
そのまま吸収器に送られ、無駄に吸収液を薄めたり、冷
媒や吸収液の液滴が横流れし、伝熱管の濡れが悪くなっ
たりして、性能が低下するという問題があったが、本例
によれば、上述のように冷媒蒸気流速の著しい低下によ
って、特に冷媒液ミストの同伴や滴下する冷媒液・吸収
液の横流れが著しく低減される。そのため本例ではミス
ト除去のためのエリミネータは削除されており、それに
よってさらに圧損が低下する。

【００５５】上述のような圧損の低下に伴い、蒸発器１
０の圧力がそのまま保持されると、吸収器２０の圧力が
上昇するため、冷媒蒸気の吸収液への吸収性能が向上す
る。それに伴って、従来吸収器の伝熱面積が蒸発器のそ
れより著しく大きく、アンバランスであり、結果的にケ
ーシングが大きくなっていたが、それも改善される。ま
た、冷媒蒸気の密度も高くなり、そのことがさらなる圧
損低下をもたらす。

【００５６】なお、圧損が従来例のそれと同じになるよ
う伝熱管１１のピッチが若干下げられることによって装
置を小さくすることができる。その他、吸収器２０の圧
力が高まることや、吸収器２０が蒸発器１０の二つの管
群１０ａ、１０ａに挟まれた状態で配置され、圧力の低
い吸収器２０のケーシング７０へ対向面積が小さくなる
ことによって、外部から取り込まれる不凝縮ガスの量が
減少し、それによる性能低下が抑制される。

【００５７】また、中間のヘッダ８１ａ、８２ａ、８３
ａを介して、下方の伝熱管１１の終端側と上方の伝熱管
１１の始端側とが連通するよう構成され、伝熱管１１
（小区分１１Ａ）を流れる液が、折り返し、上昇し、上
方の伝熱管から排出されるとともに、その伝熱管１１の
外面に液が散布され、下降しながら繰り返し伝熱管１１
の外部を濡らすため、伝熱管１１の内外の液が向流的に
接触、熱交換するため、熱効率が高い。

【００５８】なお、上記の実施形態においてはエリミネ
ータを不要としたが、より十分に気液分離を行うため、
蒸発器管群１０ａと吸収器管群２０ａとの間にエリミネ
ータを設ける構成としてもよい。

【００５９】他の実施態様について図６及び図７により
説明すると、一つのケーシング内に、図６は三つの冷水
製造体Ｃが設けられているもの、図７は、４つの冷水製
造体Ｃが設けられているものを示し、同一ケーシング内
に設けられる冷水製造体Ｃの数が増やされるとともに、
高さや伝熱管に平行、垂直な方向の縦横の幅のバランス
の良い拡大によって、冷媒蒸気の移動距離や流速の増大
をなし、すなわち性能はもちろんコストが保持されたま
まの容量アップが容易に実現される。

【００６０】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の吸収冷凍
機においては、従来一つのケーシング内に一つの冷水製
造体しか設けられていなかったのに対して、蒸発器また
は吸収器の少なくとも一方が複数の伝熱管群を備えてい
るため、伝熱管のピッチが従来例のそれと同じであれ
ば、伝熱管の隙間を通過する冷媒蒸気の移動距離が半減
するとともに、冷媒蒸気の通過断面積が、冷媒蒸気流速
が半減するため、それだけでも圧損はざっと１／８に減
少する。

【００６１】そのうえさらに、ケーシングと各管群との
間には、冷媒流路が設けられ、その冷媒流路に連続す
る、管群間流路が、蒸発器、吸収器の少なくとも一方を
複数の管群に分割するよう設けられていることによっ
て、冷媒蒸気はこれらの流路を経由して管群に侵入する
ため、上記効果は、著しく高まる。

【００６２】さらに従来、冷媒液（ミスト）が同伴し、
そのまま吸収器に送られ、無駄に吸収液を薄めたり、冷
媒や吸収液の液滴が横流れし、伝熱管の濡れが悪くなっ
たりして、性能が低下するという問題があったが、本例
によれば、上述のように冷媒蒸気流速の著しい低下によ
って、特に冷媒液ミストの同伴や滴下する冷媒液・吸収
液の横流れが著しく低減される。

【００６３】上述のような圧損の低下に伴い、蒸発器の
圧力がそのまま保持されると、吸収器の圧力が上昇する
ため、冷媒蒸気の吸収液への吸収性能が向上する。それ
に伴って、従来吸収器の伝熱面積が蒸発器のそれより著
しく大きく、アンバランスであり、結果的にケーシング
が大きくなっていたが、それも改善される。また、冷媒
蒸気の密度も高くなり、そのことがさらなる圧損低下を
もたらす。

【００６４】なお、圧損が従来例のそれと同じになるよ
う伝熱管のピッチが若干下げられることによって装置を
小さくすることができる。その他、吸収器の圧力が高ま
ることや、吸収器が蒸発器の二つの管群に挟まれた状態
で配置され、圧力の低い吸収器のケーシングへ対向面積
が小さくなることによって、外部から取り込まれる不凝
縮ガスの量が減少し、それによる性能低下が抑制され
る。

【００６５】また、ヘッダーを介して、伝熱管を流れる
液が、折り返し、上昇し、上方の伝熱管から排出される
とともに、その伝熱管の外面に液が散布され、下降しな
がら繰り返し伝熱管の外部を濡らすため、伝熱管の内外
の液が向流的に接触、熱交換するため、熱効率が高い。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態として示した吸収冷凍機の
全体構成を示す概略図である。

【図２】同吸収冷凍機の吸収器と蒸発器の正面断面図
である。

【図３】同蒸発器の側断面図である。

【図４】本発明の他の例として示した吸収器と蒸発器
の正面断面図である。

【図５】本発明の他の例として示した吸収器と蒸発器
の正面断面図である。

【図６】従来の吸収冷凍機の概略構成図である。

【符号の説明】

１０蒸発器１０ａ伝熱管群１１伝熱管１１Ａ小区分２０吸収器２０ａ伝熱管群２１伝熱管２１Ａ小区分２２冷媒蒸気流路（管群間流路）７０ケーシング７１冷媒蒸気流路（冷媒流路）８０ａ、８１ａ、８２ａ、８３ａ、８４ａヘッダーＣ冷水製造体

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｆ２５Ｂ 39/02 Ｆ２５Ｂ 39/02 Ｒ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】冷却媒体を流す伝熱管群を備えて同伝熱
管群に吸収液を散布するよう構成した吸収器と、被冷却
流体を流す伝熱管群を備えて同伝熱管群に冷媒を散布す
るよう構成した蒸発器とを、１つのケーシング内に水平
方向に並設してなる吸収冷凍機において、前記蒸発器又は吸収器の少なくともいずれか一方が複数
の前記伝熱管群を備え、該複数の伝熱管群は、前記蒸発
器又は吸収器の他方の前記伝熱管群の両側にそれぞれ配
置されていることを特徴とする吸収冷凍機。
【請求項２】請求項１に記載の吸収冷凍機において、前記蒸発器が複数の前記伝熱管群を備え、該複数の伝熱
管群は前記吸収器の前記伝熱管群の両側にそれぞれ配置
されていることを特徴とする吸収冷凍機。
【請求項３】請求項１に記載の吸収冷凍機において、前記吸収器が複数の前記伝熱管群を備え、該複数の伝熱
管群は前記蒸発器の前記伝熱管群の両側にそれぞれ配置
されていることを特徴とする吸収冷凍機。
【請求項４】請求項１に記載の吸収冷凍機において、前記蒸発器及び吸収器がそれぞれ複数の前記伝熱管群を
備え、該蒸発器または吸収器の一方の伝熱管群の少なく
とも一側に、他方の伝熱管群を位置させて各伝熱管群が
配置されていることを特徴とする吸収冷凍機。
【請求項５】請求項１乃至４のいずれかに記載の吸収
冷凍機において、前記ケーシングと前記蒸発器及び吸収器との間に、冷媒
流路が形成されているとともに、前記各伝熱管群の隣接
する伝熱管群間に前記冷媒流路に連なる管群間流路が形
成されていることを特徴とする吸収冷凍機。
【請求項６】請求項１乃至５のいずれかに記載の吸収
冷凍機において、前記各伝熱管群は、それぞれ垂直方向及び水平方向に並
べられて配列された複数の伝熱管により構成され、各伝
熱管群を構成する複数の伝熱管の両端には、それぞれ前
記冷却媒体または被冷却流体を流通させるヘッダーが接
続されていることを特徴とする吸収冷凍機。
【請求項７】請求項６に記載の吸収冷凍機において、前記各伝熱管群は、所定本数の伝熱管からなる小区分毎
に垂直方向に分割され、前記冷却媒体及び被冷却流体は
相互に隣接する前記各小区分に対して逆方向に流通する
ことにより、前記冷却媒体及び被冷却流体が伝熱管群を
蛇行して流通するよう前記ヘッダーが構成されているこ
とを特徴とする吸収冷凍機。
【請求項８】請求項１乃至７のいずれかに記載の吸収
冷凍機の制御方法において、要求される冷凍能力に応じて複数の前記伝熱管群の稼動
数を変化させることを特徴とする吸収冷凍機の制御方
法。