JP2008232573A - 吸収冷凍機 - Google Patents

Abstract

【課題】再生器からの濃吸収液を過冷却器で冷却してから吸収器に供給するとともに、再生器からの濃吸収液を効率良く冷媒の吸収に寄与させ、吸収性能を向上する。
【解決手段】吸収器５に、循環ポンプ２４と過冷却器２５とを介装した吸収液循環配管２６を接続する。吸収液循環配管２６と再生器１の上部とにわたって希吸収液供給管２８を接続する。再生器１の下部に濃吸収液供給管２９を接続し、その濃吸収液供給管２９を、吸収液循環配管２６の希吸収液供給管２８との接続箇所よりも下流側で、かつ、過冷却器２５よりも上流側の箇所に、エジェクター３０を介して接続し、循環ポンプ２４の動力によって供給される希吸収液の一部を希吸収液供給管２８を介して再生器１に供給し、その下流側で残部の希吸収液に濃吸収液をエジェクター３０を介して混合し、その吸収液を過冷却器２５で冷却してから吸収器５に供給する。
【選択図】図１

Description

本発明は、再生器、凝縮器、蒸発器、吸収器とを備え、冷媒と吸収剤との混合溶液を用いるととともに、吸収器において吸収液を再循環させて外部の過冷却器により冷却する断熱方式を採用し、蒸発器で冷媒を蒸発冷却し、その冷却冷媒液により冷熱を取出すように構成した吸収冷凍機に関する。

上述のような断熱方式の吸収器を用いた吸収冷凍機としては、従来、次のようなものが知られている。
すなわち、空冷吸収器の円筒状の伝熱器体中に蒸発器が一体に組み込んで構成され、再生器からの臭化リチウム濃溶液を上部空間側溶液散布トレイに導入し、その溶液散布トレイから伝熱器体の内壁面に液膜状態で流下させるとともに下部側液溜め部からの冷媒蒸気吸収後の臭化リチウム希溶液を溶液ポンプによりクロスフィン熱交換器構造よりなる空冷吸収液冷却器を介設した希溶液循環路（吸収液循環路）を通してスプレーノズルに導入した後、伝熱器体の上部空間側内壁面に霧状に吹き付けて上方から下方に緩やかに流下させ、各流下状態において蒸発器で蒸発し、エリミネータを介して拡散供給される冷媒蒸気を吸収させるようになっている（特許文献１参照）。
特開平１０−１２２６８５号公報

しかしながら、上述のように再生器からの臭化リチウム濃溶液（濃吸収液）を上部空間側溶液散布トレイに導入するものの場合、その濃吸収液を吸収器に直接供給しているために、その濃吸収液の温度が高く、冷媒蒸気の吸収性能が低い欠点があった。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、請求項１に係る発明は、再生器からの濃吸収液を過冷却器で冷却してから吸収器に供給するとともに、再生器からの濃吸収液を効率良く冷媒の吸収に寄与させ、吸収性能を向上できるようにすることを目的とし、請求項２および請求項３に係る発明は、吸収性能をより良好に向上できるようにすることを目的とする。

請求項１に係る発明は、上述のような目的を達成するために、
冷媒と吸収剤との混合溶液を加熱して冷媒蒸気を発生するとともに吸収剤の濃度が高い濃吸収液を分離する再生器と、前記再生器からの冷媒蒸気を凝縮する凝縮器と、前記凝縮器で凝縮された冷媒液を蒸発冷却して低温の冷媒液を発生する蒸発器と、前記蒸発器から冷熱を取出す冷熱取出し手段と、前記蒸発器内の冷媒液を蒸発冷却させて発生した冷媒蒸気を吸収液に吸収させる吸収器と、前記吸収器の下部から上部にわたって吸収液を再循環する吸収液循環配管に介装されて前記吸収器内に供給される吸収液を過冷却する過冷却器と、前記再生器で分離された濃吸収液を前記吸収器に供給する濃吸収液供給管と、前記吸収器で冷媒を吸収した吸収剤の濃度が低い希吸収液を前記再生器に供給する希吸収液供給管と備えた吸収冷凍機において、
前記吸収液循環配管に、前記吸収器と前記過冷却器との間に循環ポンプを介装するとともに、前記循環ポンプと前記過冷却器との間に前記希吸収液供給管を接続し、かつ、前記希吸収液供給管との接続箇所よりも下流側で前記過冷却器よりも上流側の箇所に、前記濃吸収液供給管からの濃吸収液を強制的に混合する濃吸収液混合手段を設けて構成する。

（作用・効果）
請求項１に係る発明の吸収冷凍機の構成によれば、循環ポンプの動力によって吸収器から過冷却器に供給される希吸収液の一部を希吸収液供給管を介して再生器に供給し、その下流側で残部の希吸収液に濃吸収液供給管からの濃吸収液を混合し、その吸収液を過冷却器に供給して冷却してから吸収器に供給することができる。
したがって、再生器からの濃吸収液が希吸収液供給管側に流れてしまうことを回避しながら吸収器からの希吸収液に混合し、その吸収液を過冷却器に供給して冷却してから吸収器に供給するから、再生器からの濃吸収液を濃度の高い状態でかつ低温化して効率良く冷媒の吸収に寄与させることができ、吸収性能を向上できる。

請求項２に係る発明は、前述のような目的を達成するために、
請求項１に記載の吸収冷凍機において、
濃吸収液混合手段を、吸収液循環配管と濃吸収液供給管との間に、循環ポンプの背圧で前記濃吸収液供給管からの濃吸収液を吸い込むエジェクターを介装して構成する。

（作用・効果）
請求項２に係る発明の吸収冷凍機の構成によれば、一部を希吸収液供給管を介して再生器に供給した後の吸収器から過冷却器に供給される希吸収液に濃吸収液供給管からの濃吸収液をエジェクターによって混合して吸収液循環配管内に供給し、その吸収液を過冷却器に供給して冷却してから吸収器に供給することができる。
したがって、吸収液循環配管内に供給された濃吸収液の一部が、希吸収液供給管側に供給されてしまうことを良好に防止でき、より良好に吸収性能を向上できる。

請求項３に係る発明は、前述のような目的を達成するために、
請求項１に記載の吸収冷凍機において、
濃吸収液混合手段が、濃吸収液供給管からの濃吸収液を吸収液循環配管に強制的に供給する濃吸収液ポンプを前記濃吸収液供給管に介装して構成する。

（作用・効果）
請求項３に係る発明の吸収冷凍機の構成によれば、一部を希吸収液供給管を介して再生器に供給した後の吸収器から過冷却器に供給される希吸収液に濃吸収液供給管からの濃吸収液を濃吸収液供給管に介装した濃吸収液ポンプによって混合して吸収液循環配管内に供給し、その吸収液を過冷却器に供給して冷却してから吸収器に供給することができる。
したがって、吸収液循環配管内に供給された濃吸収液の一部が、希吸収液供給管側に供給されてしまうことを良好に防止でき、より良好に吸収性能を向上できる。

以上の説明から明らかなように、請求項１に係る発明の吸収冷凍機によれば、循環ポンプの動力によって吸収器から過冷却器に供給される希吸収液の一部を希吸収液供給管を介して再生器に供給し、その下流側で残部の希吸収液に濃吸収液供給管からの濃吸収液を混合し、その吸収液を過冷却器に供給して冷却してから吸収器に供給することができる。
したがって、再生器からの濃吸収液が希吸収液供給管側に流れてしまうことを回避しながら吸収器からの希吸収液に混合し、その吸収液を過冷却器に供給して冷却してから吸収器に供給するから、再生器からの濃吸収液を濃度の高い状態でかつ低温化して効率良く冷媒の吸収に寄与させることができ、吸収性能を向上できる。

次に、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明する。

図１は、本発明に係る吸収冷凍機の実施例１を示す全体概略構成図であり、ガスエンジン（図示せず）のエンジン冷却部からの排熱（エンジン冷却水）を加熱媒体として供給する再生器１内に、低圧下でエンジン冷却水（例えば、温度85℃）によって沸騰可能な水を冷媒とし、かつ、リチウムブロマイド溶液を吸収剤としたリチウムブロマイド水溶液（混合溶液）が収容され、混合溶液を加熱して冷媒蒸気を発生するとともに吸収剤の濃度が高い濃吸収液を分離するようになっている。

再生器１には、吸収剤を分離した冷媒蒸気を供給するように凝縮器２が第１の配管３を介して連通接続され、再生器１に第２の配管４を介して吸収器５が接続されるとともに、凝縮器２に第３の配管６を介して蒸発器７が接続され、更に、吸収器５と蒸発器７とが冷媒蒸気の導入路を形成するエリミネータ８を介して連通接続され、吸収冷凍機が構成されている。

凝縮器２は、再生器１からの冷媒蒸気を流すフィン付きの熱交換用パイプ９と、その熱交換用パイプ９に外気を供給するファン１０と、液溜め１１とから構成され、冷媒蒸気を空冷によって凝縮液化し、その液化した冷媒液を液溜め１１に溜め、液化した冷媒液を蒸発器７に供給するようになっている。

蒸発器７は、散布ノズル１２を付設した冷媒液用液溜め部１３と、冷媒液用液溜め部１３から流下される冷媒液を分散させる分散板１４とから構成されている。
蒸発器７の下部と冷媒液用液溜め部１３とにわたって、冷媒ポンプ１５および冷熱取出し用熱交換器１６を介装した冷熱取出し用循環配管１７が接続されている。
冷熱取出し用熱交換器１６に、ガスヒートポンプ用の冷媒入口管１８と冷媒出口管１９とが接続され、吸収器５における吸収液による冷媒の吸収に伴って冷媒液を蒸発冷却し、その冷却冷媒液によってガスヒートポンプ用の冷媒を冷却するようになっている。上述の蒸発器７から冷熱を取出すための、溶液ポンプ１５、冷熱取出し用熱交換器１６、冷熱取出し用循環配管１７、冷媒入口管１８および冷媒出口管１９から成る構成をして冷熱取出し手段と称する。

吸収器５は、蒸発器７と一体構成の吸収器本体２０の上部に吸収液散布手段２１を備えて構成されている。吸収液散布手段２１は、トレイ２２の底面に吸収液散布孔（図示せず）を分散配備して構成されている。
トレイ２２の上部に、スプレーノズル２３が設けられ、そのスプレーノズル２３と吸収器５の下部とが、循環ポンプ２４と過冷却器２５とを介装した吸収液循環配管２６を介して接続され、吸収液を循環しながら過冷却し、吸収液に吸収させる冷媒量を増加し、更に、吸収液をトレイ２２内に水平方向に分散して供給し、吸収液散布孔から液滴状態で滴下できるようになっている。２７は、過冷却器２５のファンを示している。

図示しないが、トレイ２２において、吸収液散布孔が、エリミネータ８から導入される冷媒蒸気の流れ方向に密で流れ方向に直交する水平方向に疎な状態で分布するように分散して配備され、冷媒蒸気の流れを阻害せずに液滴との接触面積を大きくして吸収性能を向上できるように構成されている。

吸収液循環配管２６の循環ポンプ２４と過冷却器２５との間の箇所と再生器１の上部とにわたって希吸収液供給管２８が接続されている。吸収液循環配管２６の一部と希吸収液供給管２８とによって第２の配管４が構成されている。
再生器１の下部に濃吸収液供給管２９が接続され、その濃吸収液供給管２９が、吸収液循環配管２６の希吸収液供給管２８との接続箇所よりも下流側で、かつ、過冷却器２５よりも上流側の箇所に、濃吸収液混合手段としてのエジェクター３０を介して接続されている。濃吸収液供給管２９と希吸収液供給管２８との間に熱交換器３１が設けられ、再生器１に戻す希吸収液を、再生器１から吸収液循環配管２６に供給する濃吸収液によって加熱するように、逆に言えば、濃吸収液を希吸収液によって冷却するようになっている。

トレイ２２の下方に鉛直方向に所定間隔を隔てて中間トレイ３２が設けられている。中間トレイ３２それぞれは、トレイ２２と同様に構成され、中間トレイ３２の底面には、散布孔（図示せず）が、トレイ２２と同じ配置で、冷媒蒸気の流れ方向に密で流れ方向に直交する水平方向に疎な状態で分布するように分散して配備され、吸収液散布手段２１から散布された液滴を中間トレイ３２に受け留め、更に、その中間トレイ３２の散布孔から液滴として落下させ、また、中間トレイ３２から散布された液滴をその下方の中間トレイ３２に受け留め、より下方の中間トレイ３２に液滴として落下させていくようになっている。

再生器１は、再生器本体３３内に、外面を伝熱面に形成した伝熱部材としての鉛直方向の伝熱面を有するプレート３４を水平方向に並設し、プレート３４の下部にエンジン冷却後のエンジン冷却水をプレート３４内に供給する加熱媒体供給管３５を接続し、一方、プレート３４の上部に混合液との熱交換によって冷却されたエンジン冷却水をプレート３４内から取り出す加熱媒体取り出し管３６を接続して構成されている。

上記実施例１の構成によれば、循環ポンプ２４の動力によって吸収器５から過冷却器２５に供給される希吸収液の一部を希吸収液供給管２８を介して再生器１に供給し、その下流側で残部の希吸収液に濃吸収液供給管２９からの濃吸収液をエジェクター３０を介して循環ポンプ２４の背圧によって混合し、その吸収液を過冷却器２５に供給して冷却してから吸収器５に供給することができる。このため、再生器１からの濃吸収液が希吸収液供給管２８側に流れてしまうことを回避しながら吸収器５からの希吸収液に混合し、その吸収液を過冷却器２５に供給して冷却してから吸収器５に供給するから、再生器１からの濃吸収液を濃度の高い状態でかつ低温化して効率良く冷媒の吸収に寄与させることができ、吸収性能を向上できる。

図２は、本発明に係る吸収冷凍機の実施例２を示す全体概略構成図であり、実施例１と異なるところは次の通りである。
すなわち、濃吸収液混合手段として、エジェクター３０に代えて、濃吸収液供給管２９に濃吸収液ポンプ４１が介装されている。他の構成は実施例１と同じであり、同一図番を付すことにより、その説明は省略する。

上記実施例２の構成によれば、循環ポンプ２４の動力によって吸収器５から過冷却器２５に供給される希吸収液の一部を希吸収液供給管２８を介して再生器１に供給し、その下流側で残部の希吸収液に濃吸収液供給管２９からの濃吸収液を濃吸収液ポンプ４１を介して混合し、その吸収液を過冷却器２５に供給して冷却してから吸収器５に供給することができる。このため、再生器１からの濃吸収液が希吸収液供給管２８側に流れてしまうことを回避しながら吸収器５からの希吸収液に混合し、その吸収液を過冷却器２５に供給して冷却してから吸収器５に供給するから、再生器１からの濃吸収液を濃度の高い状態でかつ低温化して効率良く冷媒の吸収に寄与させることができ、吸収性能を向上できる。

本発明に係る吸収冷凍機の実施例１を示す全体概略構成図である。 本発明に係る吸収冷凍機の実施例２を示す全体概略構成図である。

符号の説明

１…再生器
２…凝縮器
５…吸収器
７…蒸発器
１５…冷媒ポンプ（冷熱取出し手段）
１６…冷熱取出し用熱交換器（冷熱取出し手段）
１７…冷熱取出し用循環配管（冷熱取出し手段）
１８…冷媒入口管（冷熱取出し手段）
１９…冷媒出口管（冷熱取出し手段）
２４…循環ポンプ
２５…過冷却器
２６…吸収液循環配管
２８…希吸収液供給管
２９…濃吸収液供給管
３０…エジェクター（濃吸収液混合手段）
４１…濃吸収液ポンプ（濃吸収液混合手段）

Claims (3)

1. 冷媒と吸収剤との混合溶液を加熱して冷媒蒸気を発生するとともに吸収剤の濃度が高い濃吸収液を分離する再生器と、前記再生器からの冷媒蒸気を凝縮する凝縮器と、前記凝縮器で凝縮された冷媒液を蒸発冷却して低温の冷媒液を発生する蒸発器と、前記蒸発器から冷熱を取出す冷熱取出し手段と、前記蒸発器内の冷媒液を蒸発冷却させて発生した冷媒蒸気を吸収液に吸収させる吸収器と、前記吸収器の下部から上部にわたって吸収液を再循環する吸収液循環配管に介装されて前記吸収器内に供給される吸収液を過冷却する過冷却器と、前記再生器で分離された濃吸収液を前記吸収器に供給する濃吸収液供給管と、前記吸収器で冷媒を吸収した吸収剤の濃度が低い希吸収液を前記再生器に供給する希吸収液供給管と備えた吸収冷凍機において、
   前記吸収液循環配管に、前記吸収器と前記過冷却器との間に循環ポンプを介装するとともに、前記循環ポンプと前記過冷却器との間に前記希吸収液供給管を接続し、かつ、前記希吸収液供給管との接続箇所よりも下流側で前記過冷却器よりも上流側の箇所に、前記濃吸収液供給管からの濃吸収液を強制的に混合する濃吸収液混合手段を設けてあることを特徴とする吸収冷凍機。
2. 請求項１に記載の吸収冷凍機において、
   濃吸収液混合手段が、吸収液循環配管と濃吸収液供給管との間に、循環ポンプの背圧で前記濃吸収液供給管からの濃吸収液を吸い込むエジェクターを介装したものである吸収冷凍機。
3. 請求項１に記載の吸収冷凍機において、
   濃吸収液混合手段が、濃吸収液供給管からの濃吸収液を吸収液循環配管に強制的に供給する濃吸収液ポンプを前記濃吸収液供給管に介装したものである吸収冷凍機。

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