JP2000018753A

JP2000018753A - 吸収冷凍機

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Publication number: JP2000018753A
Application number: JP10183844A
Authority: JP
Inventors: Satoshi Naito; 佐登志内藤
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1998-06-30
Filing date: 1998-06-30
Publication date: 2000-01-18

Abstract

(57)【要約】【課題】従来の３重効用の吸収冷凍機では、高温再生器
を極端に高い温度まで加熱しなければならず、水−リチ
ウム塩系水溶液等を吸収剤溶液に用いると、結果として
高温再生器を構成する鋼材を腐食してしまう。【解決手段】冷却負荷５３と、循環剤の循環経路５５
と、その途中に直列に配置された蒸発器５９、６１、６
３と、各蒸発器と対に設けた吸収器６５、６７、６９
と、再生器７７、８７、９４と、吸収剤溶液を加熱する
バーナ７９とを有する。循環剤を矢印で示す方向で循環
させ、再生器の加熱温度は再生器９４を最も低く再生器
７７を最も高くし、且つ再生器７７で発生した冷媒蒸気
の凝縮熱を再生器８７の加熱源とし更に再生器８７で発
生した冷媒蒸気の凝縮熱を再生器９４の加熱源とし、し
かも吸収器６５内に散布される吸収剤溶液の濃度を最も
低く且つ圧力を最も高くし、それから離れて配置された
吸収器ほど、その器内に散布される吸収剤溶液の濃度を
高くし且つ圧力を低くする。

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に係り、
特に吸収剤溶液の再生温度が極端に高温となるのを抑制
できる吸収冷凍機に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】図６は従来例に係る吸収冷凍機２０の系
統図である。伝熱管９には循環剤（水）が通されてお
り、ポンプ１５によって伝熱管９内の循環剤は冷却負荷
１２と蒸発器５との間を循環させられている。冷却負荷
１２を通過して温度が上昇した循環剤は、蒸発器５内に
配置された伝熱管９の被冷却部９ａに到達する。被冷却
部９ａの表面には液体冷媒（水）が散布され、その蒸発
潜熱によって伝熱管９内の循環剤が冷却されて冷却負荷
１２へ戻される。蒸発器５で発生した冷媒蒸気は吸収器
４に流入し、吸収器４内の伝熱管８の表面に散布された
吸収剤溶液（水−リチウム塩系水溶液）に吸収され、こ
の時発生する吸収熱は伝熱管８を流れる冷却水によって
除去される。尚、吸収器４に散布され、冷媒蒸気の吸収
を開始する前の高濃度の吸収剤溶液を、従来の技術の説
明においては、濃溶液という。

【０００３】吸収器４で冷媒蒸気を吸収した吸収剤溶液
は濃度が低下し、吸収力が低下する。そこで、この吸収
剤溶液はポンプ１３によって、熱交換器１０、１１を通
って温められた後、高温再生器１に送られそこで加熱さ
れて、冷媒蒸気と吸収剤溶液とに分離される。即ち、吸
収剤溶液が再生される。高温再生器１の外部加熱源１４
には、ガスバーナ、油バーナを用いるのが一般的であ
る。尚、吸収器４で冷媒蒸気を吸収し、吸収力が低下し
た低濃度の吸収剤溶液を従来技術の説明においては、稀
溶液という。

【０００４】高温再生器１で加熱され再生された吸収剤
溶液は、熱交換器１１を通って冷された後、低温再生器
２へ送られ、そこで再び加熱され再生される。ここで再
生された吸収剤溶液は、熱交換器１０を通って冷された
後、吸収器４へ戻される。一方、高温再生器１で発生し
た冷媒蒸気（即ち、稀溶液から分離された冷媒）は、低
温再生器２内の伝熱管６に流され、低温再生器２の加熱
源となる。即ち、低温再生器２を加熱するのに、伝熱管
６を流れる冷媒蒸気の凝縮熱を用いる。尚、高温再生器
１で加熱再生が終了した、中濃度の吸収剤溶液を、従来
技術の説明においては、中間濃溶液という。低温再生器
２で発生した冷媒蒸気（即ち、中間濃溶液から分離され
た冷媒）は凝縮器３に送られそこで凝縮し液化する。ま
た低温再生器２で吸収剤溶液の加熱に用いられる冷媒蒸
気は伝熱管６内で凝縮し、液化して、凝縮器３へ送られ
る。即ち、凝縮器３には、低温再生器２で発生した冷媒
蒸気と低温再生器２で吸収剤溶液の加熱に用いられて液
化した液体冷媒とが送られる。凝縮器３には、伝熱管７
が備えられており、この伝熱管７には冷却水が通水され
るようになっている。低温再生器２で発生した冷媒蒸気
は、凝縮器３に入ると、伝熱管７を流れる冷却水によっ
て冷却され凝縮して液体冷媒となる。凝縮器３を出た液
体冷媒は、蒸発器５に供給される。以後このサイクルを
繰返して伝熱管９の被冷却部９ａ内の循環剤が冷却され
る。

【０００５】図７は吸収冷凍機２０の吸収冷凍サイクル
を、水−リチウム塩系の水溶液のデューリング線図上に
示したものである。ここにおいて各点は従来技術の説明
においての状態を示している。Ｔｅ₁ 蒸発器５で冷媒が蒸発する温度。Ｔａ₁ 濃溶液が冷媒蒸気を吸収し、吸収を終了した稀
溶液の蒸発圧力に対する平衡温度。Ｔａ₂ 濃溶液が冷媒蒸気の吸収を開始する時の平衡温
度。Ｔｃ₁ 低温再生器２で発生した蒸気の凝縮器３におけ
る凝縮温度。Ｔｌ₁ 中間濃溶液が低温再生器２で沸騰を開始する温
度。Ｔｌ₂ 低温再生器２で濃縮が終了した濃溶液の温度。Ｔｃ₂ 高温再生器１で発生した蒸気が低温再生器２内
の伝熱管６で凝縮する温度。Ｔｇ₁ 稀溶液が高温再生器１で沸騰を開始する温度。Ｔｇ₂ 高温再生器１で加熱濃縮が完了した中間濃溶液
の温度。Ｐｅ₁、Ｐｃ₁、Ｐｇ₁ 前述した各状態に対応する圧
力。 ξ₁ 吸収器４を出る稀溶液の濃度。 ξ₂ 高温再生器１を出る中間濃溶液の濃度。 ξ₃ 吸収器４に入る濃溶液の濃度。一般的な水−リチウム塩系吸収冷凍機はξ₁＝５８％、
ξ₂＝６０．５％、ξ₃＝６２．５％、Ｔｇ₂＝１５８
℃、Ｔｃ₂＝１００℃、Ｔｃ₁＝４２．５℃、Ｔａ₁＝３
７℃、Ｔｅ₁＝５℃程度になる様に設計されている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】この種の吸収冷凍機の
能力を上げる為には、図８に示す吸収冷凍機２１のよう
に、図６に示した吸収冷凍機２０にさらにもう一つの高
温再生器１’を加えて設け、その発生した冷媒蒸気を高
温再生器１の加熱源とする３重効用の吸収冷凍機が考え
られる。この吸収冷凍機２１を以下に説明する。吸収冷
凍機２１は、図６に示した吸収冷凍機２０と同様の構成
部分を有するので、同様の構成部分については吸収冷凍
機２０の説明で用いた符号と同じ符号を用いてその説明
を省略する。吸収器４で冷媒蒸気を吸収した吸収剤溶液
は、ポンプ１３によって、熱交換器１０、１１、１１’
を通って温められた後、高温再生器１’に送られそこで
加熱されて、冷媒蒸気と吸収剤溶液とに分離される。

【０００７】高温再生器１’で加熱され再生された吸収
剤溶液は、熱交換器１１’を通って冷された後、高温再
生器１へ送られそこで更に加熱され再生される。一方、
高温再生器１’で発生した冷媒蒸気（即ち、吸収剤溶液
から分離された冷媒）は、高温再生器１内の伝熱管２’
に流され、高温再生器１の加熱源となる。即ち、高温再
生器１を加熱するのに、伝熱管２’を流れる冷媒蒸気の
凝縮熱を用いる。高温再生器１で再生された吸収剤溶
液、発生した冷媒蒸気、及び伝熱管２’内を流れる液体
冷媒は、以後、図６に示された吸収冷凍機２０の場合と
同様の経路を進む。

【０００８】図８に示す吸収冷凍機２１の高温再生器１
の中間濃溶液の温度Ｔｇ₂を１５８℃とすれば、高温再
生器１’で発生した蒸気の凝縮温度Ｔｃ₂’はＴｇ₂より
３℃以上は高い１６１℃程度にしなければならず、この
時の圧力Ｐｇ₁’は６．５ｋｇｆ／ｃｍ²Ａｂｓ程度にな
る。そして、高温再生器１’で濃縮が完了した吸収剤溶
液の温度Ｔｇ₂’は測定デュ−リング線図を基に、延長
して推定すると２３０℃程度になると思われる（図９参
照）。

【０００９】水−リチウム塩系水溶液等の吸収剤溶液は
鋼材に対する腐食性が強く、吸収剤溶液の温度が高くな
るほど腐食性が増すことになる。高温再生器１’を構成
する鋼材が腐食すると水素ガスが発生し、この水素ガス
が吸収器４に流入すると、吸収性能が著しく低下し、冷
却能力が減少してしまうことになる。更に腐食が進むと
高温再生器１’に穴が空いてしまい、気密不良を生じる
ことになる。

【００１０】本発明は上記した従来の問題点に鑑みて為
されたものであり、吸収冷凍機の冷却能力を向上させる
ため、複数の再生器を具備しても、吸収剤溶液を極端に
高くせず、吸収剤溶液の再生を行うことができる吸収冷
凍機を提供することを目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明は、冷却
負荷と、前記冷却負荷へ循環される循環剤の循環経路
と、前記循環剤を循環経路に循環させる循環手段と、前
記循環経路の途中に配置され前記冷却負荷を通過し温度
が上昇した循環剤の温度を下げるため冷媒を蒸発させる
複数の蒸発器と、前記蒸発器と対になり液体冷媒を吸収
する吸収剤溶液が散布される吸収器と、前記冷媒を吸収
した吸収剤溶液を加熱して吸収剤溶液と冷媒とに分離す
る複数の再生器と、前記複数の再生器のうち最も高温で
再生を行う再生器が前記冷媒を吸収した吸収剤溶液を加
熱するための外部加熱源とを有し、且つ前記最も高温で
再生を行う再生器で発生する冷媒蒸気を、それより低温
で再生を行う再生器へ供給して前記冷媒蒸気の凝縮熱を
加熱源とする吸収冷凍機において、前記複数の蒸発器を
前記循環経路に直列に配置し、前記蒸発器が前記冷却負
荷を通過した循環剤の出口から離れて配置されたもの
程、前記蒸発器と対になる吸収器に散布される吸収剤溶
液の濃度を高くし、且つ前記蒸発器及び前記吸収器内の
圧力を低くしたことを特徴とする吸収冷凍機である。

【００１２】請求項２の発明は、請求項１に記載の吸収
冷凍機において、高圧蒸発器、中圧蒸発器及び低圧蒸発
器が、この順序で冷却負荷を通過した循環剤の出口に近
い方から配置されており、且つ前記高圧蒸発器に高圧吸
収器が対になるように設けられ、前記中圧蒸発器に中圧
吸収器が対になるように設けられ、さらに低圧蒸発器に
低圧吸収器が対になるように設けられており、しかも高
温再生器、中温再生器及び低温再生器がこの順序で前記
外部加熱源に近い方から配置されており、吸収剤溶液は
前記高圧吸収器と前記低温再生器との間、前記中圧吸収
器と前記中温再生器との間、前記低圧再生器と前記高温
再生器との間を、それぞれ独立して循環させられること
を特徴とする吸収冷凍機である。

【００１３】請求項３の発明は、請求項１に記載の吸収
冷凍機において、高圧蒸発器、中圧蒸発器及び低圧蒸発
器が、この順序で冷却負荷を通過した循環剤の出口に近
い方から配置されており、且つ前記高圧蒸発器に高圧吸
収器が対になるように設けられ、前記中圧蒸発器に中圧
吸収器が対になるように設けられ、さらに低圧蒸発器に
低圧吸収器が対になるように設けられており、しかも高
温再生器、中温再生器及び低温再生器がこの順序で前記
外部加熱源に近い方から配置されており、吸収剤溶液は
前記低圧吸収器、前記中圧吸収器、前記高圧吸収器、前
記低温再生器、前記中温再生器及び前記高温再生器との
間をこの順序で循環させられることを特徴とする吸収冷
凍機である。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、図１、図２によって本発明
の第一の実施の形態にかかる吸収冷凍機５１について説
明する。符号５３は冷却負荷を示し、この冷却負荷５３
にはファン等が備えられ、空気との間で熱交換が行われ
る。循環経路としての伝熱管５５には循環剤としての水
が循環手段としてのポンプ５７によって循環させられ
る。伝熱管５５には空気との熱交換を促進する為のフィ
ンを設けた空気−水熱交換器５５ａが冷却負荷５３内に
取りつけられ、これがファンによって送られた空気と熱
交換するようになっている。また伝熱管５５には、被冷
却部５５ｂ、５５ｃ、５５ｄが形成されている。被冷却
部５５ｂは高圧蒸発器５９内に、被冷却部５５ｃは中圧
蒸発器６１内に、被冷却部５５ｄは低圧蒸発器６３内に
それぞれ配置されている。即ち、高圧蒸発器５９、中圧
蒸発器６１、低圧蒸発器６３は、冷却負荷５３を通過し
た伝熱管５５に対し直列に配置されている。

【００１５】高圧蒸発器５９には高圧吸収器６５が、中
圧蒸発器６１には中圧吸収器６７が、低圧蒸発器６３に
は低圧吸収器６９が、それぞれ対になって設けられてい
る。これら各蒸発器５９、６１、６３は各吸収器６５、
６７、６９と連通している。各吸収器６５、６７、６９
には、伝熱管７１、７３、７５がそれぞれ備えられてお
り、これらの伝熱管７１、７３、７５には冷却水が通水
されるようになっている。

【００１６】符号７７は高温再生器を示し、この高温再
生器７７には外部加熱源としてのガスバーナ７９が備え
られている。高温再生器７７には濃溶液供給管８１の一
端が接続され、この濃溶液供給管８１の他端は低圧吸収
器６９に取り付けられている。低圧吸収器６９には稀溶
液排出管８３の一端が接続され、この稀溶液排出管８３
は途中から分岐管８３ａと分岐管８３ｂとに分岐してお
り、これらの分岐管８３ａ、８３ｂは途中で合流して高
温再生器７７に接続されている。稀溶液排出管８３の途
中にはポンプ８６が取り付けられている。また高温再生
器７７には伝熱管８５の一端が接続され、この伝熱管８
５の螺旋状に形成されたコイル状部８５ａは中温再生器
８７に収容されている。また伝熱管８５の他端は低圧蒸
発器６３内まで延びている。

【００１７】中温再生器８７には濃溶液供給管９１の一
端が接続され、この濃溶液供給管９１の他端は中圧吸収
器６７に取り付けられている。中圧吸収器６７には稀溶
液排出管９３の一端が接続され、この稀溶液排出管９３
は途中から分岐管９３ａと分岐管９３ｂとに分岐してお
り、これらの分岐管９３ａ、９３ｂは途中で合流して中
温再生器８７に接続されている。稀溶液排出管９３の途
中にはポンプ９６が取り付けられている。また中温再生
器８７には伝熱管８９の一端が接続され、この伝熱管８
９の螺旋状に形成されたコイル状部８９ａは低温再生器
９４に収容されている。また伝熱管８９の他端は中圧蒸
発器６１内まで延びている。

【００１８】低温再生器９４には濃溶液供給管９５の一
端が接続され、この濃溶液供給管９５の他端は高圧吸収
器６５に取り付けられている。高圧吸収器６５には稀溶
液排出管９７の一端が接続され、他端は低温再生器９４
に接続されている。稀溶液排出管９７の途中にはポンプ
９９が取り付けられている。また低温再生器９４には蒸
気排出管１０１の一端が接続され、他端は凝縮器１０３
に接続されている。この凝縮器１０３には伝熱管１０５
が備えられている。凝縮器１０３には冷媒供給管１０８
の一端が接続され、他端は高圧蒸発器５９内まで延びて
いる。

【００１９】１０７は濃溶液供給管８１と稀溶液排出管
８３の分岐管８３ａとの間で熱交換を行う熱交換器を示
し、１０９は稀溶液排出管８３の分岐管８３ｂと伝熱管
８５との間で熱交換を行う熱交換器を示し、１１１は稀
溶液排出管９３の分岐管９３ａと伝熱管９１との間で熱
交換を行う熱交換器を示す。また、１１３は稀溶液排出
管９３の分岐管９３ｂと伝熱管８９との間で熱交換を行
う熱交換器を示し、１１５は濃溶液供給管９５と稀溶液
排出管９７との間で熱交換を行う熱交換器を示す。

【００２０】この吸収冷凍機５１では、吸収剤溶液とし
て水−リチウム塩系水溶液が用いられ、冷媒には水が使
用される。吸収冷凍機５１では、高温再生器７７から低
圧吸収器６９へ濃溶液供給管８１を介して水−リチウム
塩系水溶液のリチウム塩濃度６０％溶液（以下高濃溶液
という）が供給され、低圧吸収器６９から高温再生器７
７へ稀溶液排出管８３を介して水−リチウム塩系水溶液
のリチウム塩濃度５８％溶液（以下高稀溶液という）が
供給されるように設定されている。

【００２１】また、中温再生器８７から中圧吸収器６７
へ濃溶液供給管９１を介して水−リチウム塩系水溶液の
リチウム塩濃度５８％溶液（以下中濃溶液という）が供
給され、中圧吸収器６７から中温再生器８７へ稀溶液排
出管９３を介して水−リチウム塩系水溶液のリチウム塩
濃度５６％溶液（以下中稀溶液という）が供給されるよ
うに設定されている。さらに、低温再生器９４から高圧
吸収器６５へ濃溶液供給管９５を介して水−リチウム塩
系水溶液のリチウム塩濃度５６％溶液（以下低濃溶液と
いう）が供給され、高圧吸収器６５から低温再生器９４
へ稀溶液排出管９７を介して水−リチウム塩系水溶液の
リチウム塩濃度５４％溶液（以下低稀溶液という）が供
給されるように設定されている。

【００２２】次に吸収冷凍機５１の動作について説明す
る。伝熱管５５内は循環剤がポンプ５７によって循環さ
せられており、循環剤が冷却負荷５３内の空気−水熱交
換器５５ａを通過する際に、空気との間で熱交換が行わ
れ、伝熱管５５内の循環剤の温度が上昇する。

【００２３】高圧蒸発器５９において、伝熱管５５の被
冷却部５５ｂに冷媒供給管１０８から液体冷媒が散布さ
れ蒸発して冷媒蒸気となるが、このときの蒸発潜熱によ
って伝熱管５５内の循環剤が冷却される。冷媒蒸気は高
圧吸収器６５内の低濃溶液に吸収され、この際に発生す
る吸収熱は伝熱管７１を通る冷却水によって除去され
る。また、中圧蒸発器６１において、伝熱管５５の被冷
却部５５ｃに冷媒供給管８９から液体冷媒が散布され蒸
発して冷媒蒸気となるが、このときの蒸発潜熱によって
伝熱管５５内の循環剤が冷却される。冷媒蒸気は中圧吸
収器６７内の中濃溶液に吸収され、この際に発生する吸
収熱は伝熱管７３を通る冷却水によって除去される。

【００２４】さらに、低圧蒸発器６３において、伝熱管
５５の被冷却部５５ｄに冷媒供給管８５から液体冷媒が
散布され蒸発して冷媒蒸気となるが、このときの蒸発潜
熱によって伝熱管５５内の循環剤が冷却される。冷媒蒸
気は低圧吸収器６９内の高濃溶液に吸収され、この際に
発生する吸収熱は伝熱管７５を通る冷却水によって除去
される。このように冷却負荷を通過した伝熱管５５内の
循環剤の温度は、高圧蒸発器５９、中圧蒸発器６１、低
圧蒸発器６３を通過する毎に下がることになる。高圧蒸
発器５９内の被冷却部５５ｂへ供給される循環剤の温度
が最も高いので、高圧蒸発器５９内の圧力が高くても液
体冷媒である水の蒸発が可能であり、その分吸収剤とし
ての水−リチウム塩系水溶液の濃度を低くすることがで
き、前述の低濃溶液を使用することができる。

【００２５】中圧蒸発器６１の被冷却部５５ｃへ供給さ
れる循環剤の温度は、高圧蒸発器５９内の被冷却部５５
ｂへ供給される循環剤の温度より下がっているので、中
圧蒸発器６１内の圧力を高圧蒸発器５９内の圧力より低
くして液体冷媒である水の蒸発を可能にし、その分、吸
収剤としての水−リチウム塩系水溶液の濃度が低濃溶液
より高い中濃溶液を使用する。さらに低圧蒸発器６３の
被冷却部５５ｄへ供給される循環剤の温度は、被冷却部
５５ｃへ供給される循環剤の温度より下がっているの
で、低圧蒸発器６３内の圧力を中圧蒸発器６１内の圧力
より低くして液体冷媒である水の蒸発を可能にし、その
分、吸収剤としての水−リチウム塩系水溶液の濃度が中
濃溶液より高い高濃溶液を使用する。

【００２６】高圧吸収器６５で低濃溶液が冷媒蒸気を吸
収して低稀溶液になると、ポンプ９９によって低温再生
器９４へ送られる。また中圧吸収器６７で中濃溶液が冷
媒蒸気を吸収して中稀溶液になると、ポンプ９６によっ
て中温再生器８７へ送られる。さらに低圧吸収器６９で
高濃溶液が冷媒蒸気を吸収して高稀溶液になると、ポン
プ８６によって高温再生器７７へ送られる。高温再生器
７７において高稀溶液はバーナ７９によって加熱されそ
こから冷媒が分離されて高濃溶液に再生され、この高濃
溶液は濃溶液供給管８１を通って低圧吸収器６９へ供給
される。尚、熱交換器１０７によって、分岐管８３ａを
通る高稀溶液と濃溶液供給管８１を通る高濃溶液との間
で熱交換が行われ、高稀溶液が温められ、高濃溶液が冷
される。

【００２７】高温再生器７７で発生した高温の冷媒蒸気
（即ち、高稀溶液から分離された冷媒）は、伝熱管８５
を通り、中温再生器８７内のコイル状部８５ａに流され
る。一方、中温再生器８７において中稀溶液はコイル状
部８５ａを流れる高温の冷媒蒸気によって加熱され冷媒
が分離されて中濃溶液に再生され、この中濃溶液は濃溶
液供給管９１を通って、中圧吸収器６７へ供給される。
尚、熱交換器１１１によって、分岐管９３ａを通る中稀
溶液と濃溶液供給管９１を通る中濃溶液との間で熱交換
が行われ、中稀溶液が温められ、中濃溶液が冷される。
また、コイル状部８５ａを通過した冷媒蒸気は、凝縮し
て液体冷媒となり、さらに熱交換器１０９によって分岐
管８３ｂを通る高稀溶液との間で熱交換が行われ、温度
降下して低圧蒸発器６９に入り、伝熱管５５の被冷却部
５５ｄ上に散布される。

【００２８】中温再生器８７で発生した中温の冷媒蒸気
（即ち、中稀溶液から分離された冷媒）は、伝熱管８９
を通り、低温再生器９４内のコイル状部８９ａに入る。
また、コイル状部８９ａを通過した冷媒蒸気は、凝縮し
て液体冷媒となり、さらに熱交換器１１３によって分岐
管９３ｂを通る中稀溶液との間で熱交換が行われ、温度
降下して中圧蒸発器６１に入り、伝熱管５５の被冷却部
５５ｃ上に散布される。

【００２９】低温再生器９４において低稀溶液はコイル
状部８９ａに供給された冷媒蒸気によって加熱され、冷
媒が分離されて低濃溶液に再生され、この低濃溶液は濃
溶液供給管９５を通って、高圧吸収器６５へ供給され
る。尚、熱交換器１１５によって、稀溶液供給管９７を
通る低稀溶液と濃溶液供給管９５を通る低濃溶液との間
で熱交換が行われ、低稀溶液が温められ、低濃溶液が冷
される。

【００３０】低温再生器９４で発生した低温の冷媒蒸気
（即ち、低稀溶液から分離された冷媒）は、蒸気排出管
１０１を通り、凝縮器１０３に入り、伝熱管１０５に通
される冷却水によって冷却され凝縮して液体冷媒とな
り、この液体冷媒は冷媒供給管１０８を通り高圧蒸発器
５９に入り、被冷却部５５ｂ上に散布される。以後、上
記の動作を繰返し、伝熱管５５を流れる循環剤の冷却が
行われ、低温となって冷却負荷５３に送られる。

【００３１】図２は吸収冷凍機５１の吸収冷凍サイクル
をデュ−リング線図上に示したものである。ここにおい
て凝縮器１０３、各吸収器６５、６７、６９に入る冷却
水温度を３２℃、低圧蒸発器６３を出る循環剤の温度を
７℃、冷却負荷５３から高圧蒸発器５９に戻る循環剤の
温度を１５℃に設定して、吸収冷凍サイクルを想定し
た。

【００３２】高圧蒸発器５９、中圧蒸発器６１を出た循
環剤の温度を求めてみる。熱交換器１０７、１１１、１
１５の伝熱面積等によって異なってくるが、概略、高温
再生器７７で発生する冷媒（水）を１とすると、高温再
生器７７で発生した高温の冷媒蒸気を加熱源として、中
温再生器８７で発生する冷媒の量は約０．８である。よ
って発生冷媒量の割合は高温再生器７７で１、中温再生
器８７で０．８、低温再生器９４で０．８×０．８＝
０．６４となる。従って、各蒸発器を通る循環剤の温度
降下は各蒸発器で散布される冷媒量に比例するから１５
℃から７℃までの循環剤の温度差８℃を冷媒量で按分す
ることになり、高圧蒸発器５９を出る循環剤の温度は１
５−８×（０．６４÷２．４４）＝１５−２．１＝１
２．９℃、中圧蒸発器６１を出る循環剤の温度は１２．
９−８×（０．８÷２．４４）＝１０．３℃となる。

【００３３】前述のように、低温再生器９４の低濃溶液
のリチウム塩濃度は５６％、低稀溶液のリチウム塩濃度
は５４％、中温再生器８７の中濃溶液のリチウム塩濃度
は５８％、中稀溶液のリチウム塩濃度は５６％、高温再
生器７７の高濃溶液のリチウム塩濃度は６０％、高稀溶
液のリチウム塩濃度は５８％に設定されている。各吸収
器６５、６７、６９へ吸収熱を除去するために供給され
る冷却水の温度、即ち冷却水入口温度が３２℃である
と、各吸収器６５、６７、６９の稀溶液は３７℃程度ま
で冷却される。従って、各吸収器６５、６７、６９は、
それぞれ９．７ｍｍＨｇ、８．０ｍｍＨｇ、６．５ｍｍ
Ｈｇの平衡圧力まで減圧され、冷媒はそのときの飽和温
度１０．８℃、８．０℃、５．０℃でそれぞれ蒸発す
る。前述したように各蒸発器５９、６１、６３で全ての
冷媒が蒸発した場合に循環剤が各蒸発器を出るときの循
環剤の温度、即ち循環剤出口温度は、それぞれ１２．９
℃、１０．３℃、７．０℃であるので、前述の冷媒の蒸
発温度は循環剤出口温度に対して約２℃低い。よって、
冷媒は各蒸発器５９、６１、６３内の被冷却部５５ｂ、
５５ｃ、５５ｄ内を流れる循環剤から熱を奪って蒸発す
ることが可能である。

【００３４】低温再生器９４の低濃溶液のリチウム塩濃
度が５６％と低いので、凝縮器１０３の凝縮温度を冷却
水入口温度より６℃高い３８℃とすると、低温再生器９
４での低濃溶液の沸騰終了温度は７３℃となる。この加
熱濃縮の加熱源である冷媒蒸気の凝縮温度を沸騰終了温
度より３℃高い７６℃とし、順に中温再生器８７の中濃
溶液の沸騰終了温度を求めると１２３℃、この加熱源で
ある高温再生器７７からの冷媒蒸気の凝縮温度を１２６
℃とし、高温再生器７７の濃溶液の沸騰終了温度を求め
ると１８７℃となる。従って従来技術により考えられる
３重効用の吸収冷凍機の高温再生器１’の濃溶液の温度
より約４０℃も低くなる。よって高温再生器の腐食を非
常に小さくすることが出来、３重効用の吸収冷凍機の実
現が可能となる。また、高温再生器７７の圧力も１８０
０ｍｍＨｇと低く、ポンプ８６の動力を小さなものとで
きる。

【００３５】本発明は各再生器の系の溶液を同一のもの
として説明したが、各系は独立しているので、例えば、
使用すると成績係数は高いが、高温になると腐食性が高
くなり、不都合が生ずる吸収剤溶液と冷媒の組合せを、
温度の低い低温再生器系に使うなど、各系で異なる吸収
剤溶液と冷媒の組合せを用いることも可能で、より効率
の高い吸収冷凍機を設計することが可能となる。

【００３６】低温再生器系の部分をゼオライト、シリカ
ゲル等を吸着剤、水を冷媒とする、比較的低温で作動す
る吸着冷凍機とすることも可能である。

【００３７】吸収冷凍機５１は各再生器７７、８７、９
４の系を独立したものとしたが、図３に示す吸収冷凍機
１３１のように各系を連結したものであってもよい。こ
の吸収冷凍機１３１は、高圧吸収器６５からの低稀溶液
を低温再生器９４に流し、順に中温再生器８７、高温再
生器７７に流すようにし、かつ、凝縮器１０３からの冷
媒及び高温再生器７７から出た高濃溶液をそれぞれ低圧
蒸発器６３、低圧吸収器６９に流し、重力等で、順に
中、高の蒸発、吸収器に流すことで各系を連結した構造
としている。

【００３８】図４に示す吸収冷凍機１５１は図３の構成
とは逆に、高圧吸収器６５からの低稀溶液を高温再生器
７７から流すようにしたものである。基本的には従来考
えられた３重効用の吸収冷凍機であるが、高、中、低圧
の蒸発及び吸収器を使うことで稀溶液の濃度を低く設定
できるので、従来の３重効用の冷凍機より吸収剤溶液の
再生温度を低くできる３重効用冷凍サイクルを構成出来
るようになる。但し、吸収冷凍機５１、１３１より、温
度、圧力ともに高くなる。この方式にすれば、高温再生
器７７から圧力差で順に溶液を次の中、低温再生器８
７、９４に送ることが出来るので、ポンプ８６、９６を
減らすことが出来る。

【００３９】以上、本発明の実施の形態について詳述し
てきたが、具体的な構成はこの実施の形態に限られるも
のではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲における設
計の変更などがあっても本発明に含まれる。

【００４０】

【発明の効果】以上のように本発明の吸収冷凍機によれ
ば、高温再生器の温度を余り上げずに３重効用の吸収冷
凍サイクルが可能となる。冷媒は高温再生器で、外部加
熱源によって発生する冷媒量を１Ｋｇとすれば、中温再
生器で０．８Ｋｇ、低温再生器で０．６４Ｋｇとなるの
で、１＋０．８＋０．６４＝２．４４Ｋｇ、２重効用で
は１＋０．８＝１．８Ｋｇである。冷却能力は発生する
冷媒量で決まるので、２．４４÷１．８＝１．３６とな
り、従来の２重効用の吸収冷凍機に対し、同一の高温再
生器入熱量で１．３６倍の冷却能力を得ることが出来
る。従来の吸収冷凍機の燃料消費熱量基準の成績係数は
高いもので１．０７程度であるから、本発明によれば成
績係数を１．０７×１．３６＝１．４５程度にすること
が可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による吸収冷凍機の概略構成図を示した
ものである。

【図２】本発明の３重効用吸収冷凍サイクルに係るデュ
−リング線図を示したものである。

【図３】本発明による吸収冷凍機の概略構成図を示した
ものである。

【図４】本発明による吸収冷凍機の概略構成図を示した
ものである。

【図５】デュ−リング線図上に図４の構成による吸収冷
凍サイクルを示したものである。

【図６】従来例に係る吸収冷凍機の概略構成図を示した
ものである。

【図７】デュ−リング線図上に図６の構成による吸収冷
凍サイクルを示したものである。

【図８】従来方式で考えられる３重効用の吸収冷凍機の
概略構成図を示したものである。

【図９】デュ−リング線図上に、図８の構成による吸収
冷凍サイクルを示したものである。

【符号の説明】

５１、１３１、１５１吸収冷凍機５３冷却負荷５５伝熱管５７ポンプ５９高圧蒸発器６１中圧蒸発器６３低圧蒸発器６５高圧吸収器６７中圧吸収器６９低圧吸収器７７高温再生器８７中温再生器９４低温再生器７９バーナ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】冷却負荷と、前記冷却負荷へ循環される循
環剤の循環経路と、前記循環剤を循環経路に循環させる
循環手段と、前記循環経路の途中に配置され前記冷却負
荷を通過し温度が上昇した循環剤の温度を下げるため冷
媒を蒸発させる複数の蒸発器と、前記蒸発器と対になり
液体冷媒を吸収する吸収剤溶液が散布される吸収器と、
前記冷媒を吸収した吸収剤溶液を加熱して吸収剤溶液と
冷媒とに分離する複数の再生器と、前記複数の再生器の
うち最も高温で再生を行う再生器が前記冷媒を吸収した
吸収剤溶液を加熱するための外部加熱源とを有し、且つ
前記最も高温で再生を行う再生器で発生する冷媒蒸気
を、それより低温で再生を行う再生器へ供給して前記冷
媒蒸気の凝縮熱を加熱源とする吸収冷凍機において、前
記複数の蒸発器を前記循環経路に直列に配置し、前記蒸
発器が前記冷却負荷を通過した循環剤の出口から離れて
配置されたもの程、前記蒸発器と対になる吸収器に散布
される吸収剤溶液の濃度を高くし、且つ前記蒸発器及び
前記吸収器内の圧力を低くした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、高
圧蒸発器、中圧蒸発器及び低圧蒸発器が、この順序で冷
却負荷を通過した循環剤の出口に近い方から配置されて
おり、且つ前記高圧蒸発器に高圧吸収器が対になるよう
に設けられ、前記中圧蒸発器に中圧吸収器が対になるよ
うに設けられ、さらに低圧蒸発器に低圧吸収器が対にな
るように設けられており、しかも高温再生器、中温再生
器及び低温再生器がこの順序で前記外部加熱源に近い方
から配置されており、吸収剤溶液は前記高圧吸収器と前
記低温再生器との間、前記中圧吸収器と前記中温再生器
との間、前記低圧再生器と前記高温再生器との間を、そ
れぞれ独立して循環させられ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、高
圧蒸発器、中圧蒸発器及び低圧蒸発器が、この順序で冷
却負荷を通過した循環剤の出口に近い方から配置されて
おり、且つ前記高圧蒸発器に高圧吸収器が対になるよう
に設けられ、前記中圧蒸発器に中圧吸収器が対になるよ
うに設けられ、さらに低圧蒸発器に低圧吸収器が対にな
るように設けられており、しかも高温再生器、中温再生
器及び低温再生器がこの順序で前記外部加熱源に近い方
から配置されており、吸収剤溶液は前記低圧吸収器、前
記中圧吸収器、前記高圧吸収器、前記低温再生器、前記
中温再生器及び前記高温再生器との間をこの順序で循環
させられることを特徴とする吸収冷凍機。