JP2001091084A

JP2001091084A - 吸収冷凍機

Info

Publication number: JP2001091084A
Application number: JP26323699A
Authority: JP
Inventors: Akira Nishiguchi; 章西口; Ryoko Sakiyama; 涼子崎山; Tadakatsu Nakajima; 忠克中島
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1999-09-17
Filing date: 1999-09-17
Publication date: 2001-04-06

Abstract

(57)【要約】【課題】２段吸収冷凍機の高温蒸発器と低温吸収器間の
熱交換温度差を小さくして、冷凍サイクルの性能を向上
させる。【解決手段】２段吸収冷凍機は、高温吸収器２１、高温
蒸発器１１、低温吸収器２２、低温蒸発器１２を備えて
いる。高温蒸発器および低温吸収器にはそれぞれ伝熱管
１５、２９が配置されており、ポンプ２０とともに熱交
換流体の循環路を形成している。この循環路は高温蒸発
器と低温吸収器とを交互に経巡り、少なくともそれぞれ
を２回以上通過している。

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に関わ
り、特に蒸発器と吸収器を２組有し、低温から高温まで
の汲み上げ温度差を大きくできる２段吸収方式の吸収冷
凍機に関する。

【０００２】

【従来の技術】２段吸収冷凍機の一例が特開平６−３３
１２３１号公報に記載されている。この公報には、低圧
側吸収器に配置した伝熱管内で加熱された水を高圧側蒸
発器の伝熱管に導いて高圧側蒸発器内で冷媒蒸気を発生
させることが記載されている。そして、低圧側吸収器に
配置した伝熱管と高圧側蒸発器に配置した伝熱管とを接
続して閉ループ流路を形成し、この流路内を水が循環し
ている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上記特開平６−３３１
２３１号公報に記載のものは、高圧側蒸発器に配置した
伝熱管内で冷却された水を低圧側吸収器の伝熱管に導
き、次いで、低圧側吸収器の伝熱管内で加熱された水を
高圧側蒸発器に導いて、低圧側吸収器から高圧側蒸発器
へ熱を輸送している。高圧側蒸発器内の伝熱管で冷却さ
れた循環水は、低圧側吸収器の伝熱管内で加熱されて温
度が上昇し、伝熱管出口が循環水の最高温度になる。

【０００４】低圧側吸収器内の溶液は通常、循環水の最
高温度付近までしか冷却できない。また、低圧側吸収器
内で加熱された循環水は、高圧側蒸発器内で冷却されて
温度が低下し、高圧側蒸発器の出口で循環水の最低温度
になる。上記と同様の理由で、蒸発器内の冷媒は、この
循環水の最低温度以上には加熱されない。

【０００５】すなわち、低圧側吸収器から高圧側蒸発器
に熱を輸送するためには、低圧側吸収器の出口における
循環水の最高温度と高圧側蒸発器の出口における循環水
の最低温度と差以上の温度差が必要である。この温度差
が必要となるので、吸収冷凍サイクルの性能が低下す
る。

【０００６】循環水の最高温度と最低温度との温度差を
小さくすると、サイクルの性能低下を抑制できる。しか
し、そのためには循環水の流量を増加して、加熱及び冷
却の温度差を小さくする必要がある。温度差をカバーす
るために流量を増やすと、循環水の圧力損失が大きくな
り、ポンプ動力が増大するという不具合を生じる。

【０００７】本発明は上記従来技術の不具合に鑑みなさ
れたものであり、その目的は、2段吸収型の吸収冷凍機
において、吸収冷凍サイクル性能を高めることにある。
本発明の他の目的は、2段吸収型の吸収冷凍機におい
て、エネルギー効率を高めることにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
の本発明の第１の特徴は、高温吸収器、高温蒸発器、低
温吸収器、低温蒸発器、再生器、凝縮器、溶液熱交換器
を備え、高温蒸発器内を流通する熱交換流体の冷熱で低
温吸収器内の吸収液を冷却する2段吸収蒸発式の吸収冷
凍機において、高温蒸発器と低温吸収器の双方を通過す
る伝熱管を配置し、この伝熱管は少なくとも高温蒸発器
から低温吸収器に導かれ、次いで再び高温蒸発器から低
温吸収器に導かれているこものである。

【０００９】上記目的を達成するための本発明の第２の
特徴は、高温吸収器、高温蒸発器、低温吸収器、低温蒸
発器、再生器、凝縮器、溶液熱交換器を備え、高温蒸発
器内を流通する熱交換流体の冷熱で前記低温吸収器内の
吸収液を冷却する吸収冷凍機において、高温蒸発器およ
び低温吸収器のそれぞれに複数の伝熱管を配置し、この
複数の伝熱管の両端部を接続する１対のヘッダを有し、
このヘッダに高温蒸発器の伝熱管から低温吸収器の伝熱
管への流路と、低温吸収器の伝熱管から高温蒸発器の伝
熱管への流路がそれぞれ２回以上となる仕切りを設けた
ものである。

【００１０】高温吸収器、高温蒸発器、低温吸収器、低
温蒸発器、再生器、凝縮器、溶液熱交換器を備え、高温
蒸発器内を流通する冷媒の冷熱で前記低温吸収器内の吸
収液を冷却する吸収冷凍機において、高温吸収器、高温
蒸発器、低温吸収器、低温蒸発器を一体化した缶体とす
るとともに、これらを高温吸収器、高温蒸発器、低温吸
収器、低温蒸発器の順に並置し、高温蒸発器および低温
吸収器のそれぞれに複数の伝熱管を配置し、この複数の
伝熱管の両端部を接続する１対のヘッダを設け、このヘ
ッダに高温蒸発器の伝熱管から低温吸収器の伝熱管への
流路と、低温吸収器の伝熱管から高温蒸発器の伝熱管へ
の流路がそれぞれ２回以上となる仕切りを設けたもので
ある。

【００１１】そして好ましくは、高温蒸発器の伝熱管と
低温吸収器の伝熱管を接続した配管路を閉じた循環路と
し、この循環路に熱交換流体を循環させるポンプを設置
する；ヘッダの一方に熱交換流体を循環させるポンプを
設置する；ポンプの吸い込み側が、低温吸収器側の伝熱
管に連通している；配管路に膨張タンクを設置した；ヘ
ッダーの一方に膨張タンクを設置した；低温吸収器及び
高温蒸発器内の伝熱管にヘッダを介在させものである。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施例を図１を
用いて説明する。

【００１３】蒸発器と吸収器を各々2個ずつ有し、それ
らを蒸発器及び吸収器のペア2組にし、吸収液と冷媒を
シリーズに流すようにした2段吸収式の吸収冷凍機は、
図1に示すように、高温蒸発器１１、低温蒸発器１２、
高温吸収器２１、低温吸収器２２、高温再生器３１、低
温再生器３５、凝縮器４１、低温溶液熱交換器５１、中
温溶液熱交換器５２、高温溶液熱交換器５３、冷媒ポン
プ６１、６２、溶液ポンプ７１、７２、循環ポンプ２０
を備えている。この吸収冷凍機の動作の詳細を以下に示
す。

【００１４】高温蒸発器１１内には、伝熱管１５が配置
されている。凝縮器４１から高温蒸発器１１に冷媒液が
送られる。高温蒸発器１１の下部には冷媒タンク１７
が、上部には散布装置１３が設けられている。冷媒タン
ク17の冷媒液を、冷媒ポンプ６１が散布装置１３に送
る。冷媒液は、散布装置１３から伝熱管１５上に散布さ
れるが、液冷媒が蒸発するときに発生する蒸発潜熱によ
り、伝熱管１５内を流れる流体を冷却する。

【００１５】高温吸収器２１内には、その内部を冷却水
が流れる伝熱管２５が配置されている。高温再生器３１
及び低温再生器３５で加熱濃縮された濃溶液と、溶液タ
ンク２７から導かれた溶液の混合液が、高温吸収器２１
内の上部に設けられた溶液散布装置２３から伝熱管２５
上に散布される。その際、混合液は高温蒸発器１１で蒸
発した冷媒蒸気を吸収する。この吸収作用により、高温
蒸発器内の圧力は低圧に保たれ、高温蒸発器１１の伝熱
管１５上に散布された冷媒が継続的に蒸発できる。

【００１６】混合液が冷媒蒸気を吸収する時に発生する
吸収熱は、高温吸収器２１内の伝熱管２５内を流れる冷
却水により冷却される。冷媒蒸気を吸収して濃度が薄く
なった溶液は、高温吸収器２１内を落下し、高温吸収器
２１の下部に設けられた溶液タンク２７に溜められる。
溶液タンク２７から溶液ポンプ７１により送り出される
溶液の一部はエジェクターポンプ７３へ、残りは低温吸
収器２２側に配管で接続される溶液熱交換器５１へ送ら
れる。エジェクターポンプ７３に送られた溶液は、高温
再生器３１及び低温再生器３５で濃縮され、高温再生器
の中温溶液熱交換器５２を経た濃溶液を吸引し、この濃
溶液と混合し、高温吸収器２１内の散布装置２３に送ら
れる。

【００１７】一方、低温吸収器側の低温溶液熱交換器５
１に送られた溶液は、低温吸収器２２から流れ出た溶液
と熱交換した後、フロート弁９８を経由して低温吸収器
２２下部の溶液タンク２８に送られる。フロート弁２８
により、溶液タンク２７に流入する溶液の流量が制御さ
れる。これにより、低温吸収器の溶液タンク２８の液面
高さが所定の範囲内に制御される。

【００１８】低温蒸発器１２内には、冷水あるいはブラ
インが流れる伝熱管１６が配置されている。高温蒸発器
１１下部の冷媒タンク１７から高温蒸発器１１内の散布
装置１３へ冷媒を送るために、冷媒ポンプ６１が設けら
れている。この冷媒ポンプ６１の吐出側配管の途中か
ら、低温蒸発器１２の冷媒タンク１８へ冷媒を導く配管
４８が分岐している。この分岐配管４８は、低温蒸発器
１２に設けた冷媒タンク１８の液相部である底面に開口
している。高温蒸発器１１の冷媒タンク１７から、低温
蒸発器１２の冷媒タンク１８へ送られる冷媒の流量は、
分岐配管４８の途中に設けた制御弁４９により制御され
る。

【００１９】低温蒸発器１２の冷媒タンク１８の冷媒に
は溶液が混合されていて、混合冷媒となっている。混合
冷媒の濃度制御については後述する。冷媒タンク１８の
冷媒液は、濃度検知手段９５を経て冷媒ポンプ６２によ
り低温蒸発器１２の上部に設けた散布装置１２に送られ
る。散布装置12は、低温蒸発器１２内の伝熱管１６上に
混合冷媒を散布し、この混合冷媒が表面で蒸発するとき
の蒸発潜熱により伝熱管16の内部を流れる冷水あるいは
ブラインが冷却される。

【００２０】低温吸収器２２内には、伝熱管２９が設置
されている。低温吸収器２２下部の溶液タンク２８に溜
められた溶液は、溶液ポンプ７２により散布装置２４に
送られ、散布装置２４から伝熱管２９上に散布される。
散布された溶液は、伝熱管２９内を流れる熱交換流体に
より冷却され、低温蒸発器１２で蒸発した冷媒蒸気を吸
収する。この吸収作用により蒸発器内の圧力は低圧に保
たれ、伝熱管１６に散布された冷媒が継続的に蒸発でき
る。

【００２１】低温吸収器２２内の伝熱管２９と高温蒸発
器１１内の伝熱管１５は、配管で接続されて、連通して
いる。この連通した伝熱管１５、２９は、低温吸収器２
２と高温蒸発器１１とを３往復しており、間に循環ポン
プ２０を介在させて循環する閉ループを構成している。
循環ポンプ２０の吸い込み配管は、低温吸収器２２内の
伝熱管２９の出口側に接続されている。循環ポンプ２０
は、伝熱管２９と伝熱管１５内の流体を循環させる。

【００２２】低温吸収器２２内の伝熱管２９で加熱され
て温度上昇した伝熱管２９内の流体は、逐次高温蒸発器
１１内の伝熱管１５に送られて冷却される。そして、高
温蒸発器１１内の伝熱管１５で冷却されて温度低下した
伝熱管１５内の流体は、低温吸収器２２内の伝熱管２９
に送られる。連通配管が、高温蒸発器１１と低温吸収器
２２とを３回行き来することにより、低温吸収器２２の
吸収熱は高温蒸発器１１に運ばれ、高温蒸発器内で熱交
換される。低温吸収器２２と高温蒸発器１１の上方に
は、膨張タンク１０７が配置されている。膨張タンク１
０７の下部は連通配管の最上部と接続されている。そし
て、この接続部は、循環ポンプ２０の吸い込み側になっ
ている。これにより、循環流体が温度により膨張や収縮
しても、その体積差を吸収できる。

【００２３】低温吸収器２２で冷媒蒸気を吸収して濃度
が薄くなった溶液は、溶液タンク２８に貯められ、溶液
ポンプ７２により低温吸収器２２の散布装置２４および
低温溶液熱交換器５１に送られる。また、溶液ポンプ７
２から冷媒の濃度検出手段９５を経て低温吸収器の散布
装置２４へ溶液を送る配管の途中から、低温蒸発器１２
に溶液を供給する配管９１が分岐している。分岐配管９
１には、制御弁９２が設けられている。溶液ポンプ７２
が吸込んだ溶液の一部は冷媒タンク１８に送られるが、
この溶液流量は制御弁９２により制御される。

【００２４】低温蒸発器１２の冷媒タンク１８には、冷
媒の液面高さ検出手段９６が設けられている。また、冷
媒ポンプ６２から低温蒸発器１２の散布装置１４へ冷媒
を送る配管の途中から、低温吸収器２２に冷媒を供給す
る配管９３が分岐している。分岐配管９３には、制御弁
９４が設けられている。したがって、冷媒タンク１８に
溜められた冷媒の一部は溶液タンク２８に送られるが、
この冷媒流量は分岐配管９３の途中に設けた制御弁９４
により制御される。

【００２５】濃度検出手段９５及び液面高さ検知手段９
６からの信号を入力して、低温蒸発器１２内の冷媒濃度
が所定の濃度になるように、制御弁４９及び制御弁９
２、９４を制御する制御装置９７を吸収冷凍機は備えて
いる。すなわち、制御装置９７は、低温蒸発器１２の冷
媒濃度の設定値を記憶する記憶手段を有している。さら
に、制御装置９７は、低温蒸発器１２下部の冷媒タンク
１８の液面高さの上限設定値及び下限設定値の記憶手段
も有している。

【００２６】制御装置９７は、検出された冷媒の濃度が
設定濃度よりも低い場合には制御弁４９を閉じ、検出さ
れた冷媒の濃度が所定の濃度よりも高い場合には制御弁
４９を開く。これにより、冷媒タンク１８の混合冷媒の
濃度は設定値に保たれる。

【００２７】検出された液面高さが上限設定値よりも低
い場合は制御弁９４を閉じ、検出された液面高さが設定
上限値よりも高い場合は、制御弁９４を所定時間だけ開
く。また、検出された液面高さが設定下限値よりも低い
場合には、制御弁９２を所定時間だけ開き、検出された
液面高さが設定下限値よりも高い場合には、制御弁９２
を閉じる。

【００２８】溶液が混合された混合冷媒が低温蒸発器１
２内で蒸発するときは、水分のみが蒸発し、溶質である
塩類は蒸発しない。したがって、所定の濃度が一旦達成
されると、検出した濃度の変化に応じて高温蒸発器１１
の冷媒タンク１７から供給される冷媒量を制御するだけ
で、混合冷媒の濃度を所定の値に制御することが可能で
ある。これにより、溶質である塩類を補給したり抜き出
したりする操作が不要となる。

【００２９】混合冷媒の液滴の飛散等で溶質である塩類
が流出した場合には、溶液を補給する必要が生じる。こ
のときは、冷媒濃度を所定値に保つように制御装置９５
が作動し、低温蒸発器１２下部の冷媒タンク１８の液面
が低下する。このとき、液面高さが設定下限値よりも低
くなると、制御弁９２が所定時間だけ開き、低温吸収器
２２側から溶液が補給される。これにより、液面高さは
設定範囲内になり、しかも混合冷媒濃度も所定値にな
る。

【００３０】低温吸収器２２内の溶液が、液滴飛散等の
理由で冷媒タンク１８に流れ込んだときには、溶液を放
出しなければならない。このとき、冷媒濃度を所定値に
保つように制御装置９７が冷媒タンク１８の液面を上昇
させる。そして、液面高さが設定上限値よりも高くなっ
た場合には、制御弁９４が所定時間だけ開き、混合冷媒
を溶液側に流出させる。これにより溶質が放出され、液
面高さが低くなって、濃度が所定値になる。

【００３１】溶液ポンプ７２により溶液タンク２８から
溶液熱交換器５１へ送られた溶液は、溶液熱交換器５１
で高温吸収器２１から導かれた溶液と熱交換して温度上
昇する。その後、中温溶液熱交換器５２に送られる。中
温溶液熱交換器５２では、高温再生器３１と低温再生器
３５から導かれた溶液と熱交換して温度上昇する。その
後、一部は溶液流入管３７を通って低温再生器３５に送
られる。熱交換した溶液の残りは、高温再生器３１と中
温溶液熱交換器５２間に設けられた高温溶液熱交換器５
３および溶液流入管３３を通って高温再生器３１に送ら
れる。

【００３２】高温再生器３１に送られた溶液は、燃焼器
３２で加熱されて沸騰する。沸騰により分離された冷媒
蒸気は、低温再生器３５に送られる。冷媒蒸気を分離し
て濃縮された溶液は、高温再生器３１に付設した溶液流
出部３４から流出し、高温溶液熱交換器５３に送られて
中温溶液熱交換器５２から流入した溶液と熱交換する。

【００３３】低温再生器３５内には伝熱管３６が配置さ
れている。この伝熱管３６内を、高温再生器３１から導
かれた冷媒蒸気が流れる。溶液流入管３７を介して低温
再生器３５に送られた溶液は、伝熱管３６の内部を流れ
る蒸気により加熱されて沸騰する。沸騰により分離され
た冷媒蒸気は、凝縮器４１に送られる。

【００３４】冷媒蒸気を分離して濃縮された溶液は、溶
液流出管３８を介して中温溶液熱交換器５２に導かれ
る。この溶液が中温溶液熱交換器５２に流入する前、高
温再生器３１から高温溶液熱交換器５３に導かれた溶液
と合流し、合流した溶液が中温溶液熱交換器５２へ送ら
れる。中温溶液熱交換器５２において、低温溶液熱交換
器５１から導かれた溶液と熱交換した合流溶液は、エジ
ェクタポンプ７３の吸引側に送られる。

【００３５】エジェクタポンプ７３に導かれた合流溶液
は、溶液ポンプ７１から送られた溶液と一緒になって、
高温吸収器２１の散布装置２３へ導かれる。一方、高温
再生器３１から導かれた伝熱管３６内の冷媒は、低温再
生器３５で溶液を加熱して凝縮し、絞り３９を経て凝縮
器４２下部に設けられた冷媒タンク４３に送られる。

【００３６】凝縮器４１内には、吸収器２５から導かれ
た冷却水が内部を流れている伝熱管４２が配置されてい
る。低温再生器３５から送られた冷媒蒸気が、この伝熱
管４２上で伝熱管４２内を流れる冷却水に冷却されて凝
縮する。そして、凝縮器４１下部の冷媒タンク４３に貯
められる。凝縮した液冷媒は、低温再生器３５から送ら
れた液冷媒と混合する。この液冷媒は、絞り４５を有す
る冷媒配管４４を経て高温蒸発器１１に送られる。

【００３７】以上説明した本実施例においては、高温蒸
発器に配置した伝熱管と低温吸収器に配置した伝熱管と
を連通させている。さらに、この連通管をポンプを有す
る熱交換流体の循環路にしている。そして、この循環路
を、高温蒸発器と低温吸収器とをそれぞれ交互に３回通
過するように構成したので、循環流体の温度差を小さく
できる。したがって、高温蒸発器と低温吸収器の熱交換
温度差が小さくなり、吸収冷凍サイクルの性能を向上で
きる。

【００３８】次に、本発明の他の実施例を図２から図４
を用いて説明する。図２は、吸収冷凍機の４つの構成要
素、高温吸収器、高温蒸発器、低温吸収器、低温蒸発
器、を一体に構成した缶体の斜視図である。また、図３
は、高温蒸発器と低温吸収器の循環ポンプ接続側の循環
流体ヘッダ内部構造を示した図であり、図４は高温蒸発
器と低温吸収器の循環ポンプ接続側と反対側の循環流体
ヘッダ内部構造を示した図である。

【００３９】高温吸収器２１、高温蒸発器１１、低温吸
収器２２および低温蒸発器１２は、一体の缶体に構成さ
れている。これらの各構成要素には伝熱管が配置されて
おり、この各伝熱管に冷却水やブライン、熱交換流体が
流出入する一方の側には、高温蒸発器と低温吸収器用の
一体化された流体ヘッダ１０１、高温吸収器用の冷却水
ヘッダ１０２、低温蒸発器用の冷水ヘッダ１０３が設け
られている。また、各伝熱管に冷却水やブライン、熱交
換流体が流出入する他方の側にも、高温蒸発器と低温吸
収器用の一体化された流体ヘッダ１０４、高温吸収器の
冷却水ヘッダ１０５、低温蒸発器の冷水ヘッダ１０６が
設けられている。

【００４０】流体ヘッダ１０１には、循環ポンプ２０が
接続されている。循環ポンプ２０の吸い込み側は、流体
ヘッダ１０１の低温吸収器２２側の上部に接続されてい
る。循環ポンプ２０の吐出側は、流体ヘッダ１０１の低
温吸収器側の下部に接続されている。缶体の上部には、
膨張タンク１０７が設置されている。膨張タンク１０７
の下部と流体ヘッダ１０１の上部とは、配管１０９で接
続されている。

【００４１】冷却水は、冷却水ヘッダ１０２の下部から
入って、高温吸収器２１内に配置した伝熱管(図示省略)
内を流れ、冷却水ヘッダ１０２の上部から流出する。冷
水は、冷水ヘッダ１０３の下部から入って、低温蒸発器
１２内に配置した伝熱管(図示省略)内を流れて、冷水ヘ
ッダ１０３の上部から流出する。

【００４２】図３は、流体ヘッダ１０１の内部構造と流
体の流れを説明する図であり、図４は、流体ヘッダ１０
４の内部構造と流体の流れを説明する図である。流体ヘ
ッダ１０１は、仕切り１０１ｗ、１０１ｘ、１０１y、
１０１zにより複数のヘッダ室に区切られている。具体
的には、図３において、左側には上から順にヘッダ室１
０１ｅ、ヘッダ室１０１ｃ、ヘッダ室１０１aが、右側
にはこれも上から順にヘッダ室１０１ｄ、ヘッダ室１０
１ｂが形成されている。

【００４３】循環ポンプ２０から吐出された流体は、ヘ
ッダ室１０１ａに流入する。ここで、ヘッダ室１０１
ａ、ヘッダ室１０１ｂ、ヘッダ室１０１eには、低温吸
収器２２内に配置した伝熱管２９が複数本接続されてい
る。なお、この図３では、各伝熱管の開口部のみを示し
ている。ヘッダ室１０１aに流入した熱交換流体は、伝
熱管２９を通って、流体ヘッダ１０１と缶体に関して反
対面にある流体ヘッダ１０４に流入する。

【００４４】流体ヘッダ１０４も、仕切り１０４ｘ、１
０４ｙ、１０４ｚにより、複数のヘッダ室に区切られて
いる。具体的には、図４に示すように、左右方向には区
切られておらず、ただ上下方向に上からヘッダ室１０４
ｄ、ヘッダ室１０４c、ヘッダ室１０４b、ヘッダ室１０
４ａが形成されている。ヘッダ室１０１aに接続された
伝熱管２９の他端は、ヘッダ室１０４ａの半分(図4の右
半分)に接続されている。ヘッダ室１０４ａに流入した
熱交換流体は、図４で右から左へ流れ、ヘッダ室１０１
cに接続された伝熱管１５内を流通する。この伝熱管１
５は、高温蒸発器１１内に配置されている。以下、熱交
換流体は、ヘッダ室１０１ｂ、伝熱管１５、ヘッダ室１
０４ｂ、伝熱管２９、ヘッダ室１０１ｃ、伝熱管２９、
ヘッダ室１０４ｃ、伝熱管１５、ヘッダ室１０１ｄ、伝
熱管１５、ヘッダ室１０４ｄ、伝熱管２９、ヘッダ室１
０１ｅの順に流れる。熱交換流体が最後に流入するヘッ
ダ室１０１ｅは、循環ポンプ２０の吸い込み側に連通し
ているので、熱交換流体の循環路が形成される。なお、
図３及び図４においては前面側の熱交換流体の流れを濃
い矢印で、背面側の熱交換流体の流れを薄い矢印で示し
た。

【００４５】本実施例においては、高温吸収器、高温蒸
発器、低温吸収器、低温蒸発器を一体化するとともに、
高温蒸発器の伝熱管内に流体を流すヘッダと低温吸収器
の伝熱管内に流体を流すヘッダとを一体化している。こ
のヘッダに仕切りを設け、高温蒸発器の伝熱管から低温
吸収器の伝熱管へ、次いで、低温吸収器の伝熱管から高
温蒸発器の伝熱管へという具合に、低温吸収器と高温吸
収器間を熱伝達流体が複数回往復するようにしたので、
熱交換流体の温度差が小さくなる。

【００４６】したがって、高温蒸発器と低温吸収器の熱
交換温度差が小さくなり、吸収冷凍サイクルの性能向上
が可能となる。また、ヘッダを一体化したので、外部と
の熱損失を低減でき、冷凍サイクルの性能が向上する。

【００４７】さらに、循環ポンプの吸い込み側と低温吸
収器のヘッダとを接続したので、低温吸収器で温度上昇
した熱交換流体は、循環ポンプから動力エネルギーを受
けてさらに温度上昇する。そして、高温蒸発器の伝熱管
に最高温度状態で流入するから、高温蒸発器における熱
交換温度差が大きくなり、熱交換効率的を向上できる。

【００４８】上記各実施例においては、高温蒸発器と低
温吸収器に設けた伝熱管で閉循環路を設けているが、高
温蒸発器と低温吸収器を複数回経過する流路であっても
よい。この場合、最初に高温蒸発器に流入する熱交換流
体の温度を予め調整しておけばさらに吸収冷凍機の性能
が向上する。また、吸収剤としては臭化リチウムを、冷
媒としては水を用いるのが望ましい。この場合、低温蒸
発器で得られる冷水温度を氷点いかにすることが可能で
ある。さらに、制御装置は、吸収冷凍機が高温再生器の
燃料の調整や運転／停止の制御等に備える制御装置と兼
用してもよい。また、液面設定用の記憶手段と濃度設定
の記憶手段を同一物で構成してもよい。これらの場合に
は、吸収冷凍機の構造が簡単になる。

【００４９】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
高温蒸発器と低温吸収器間を流通する流体の温度差を小
さくできる。したがって、高温蒸発器と低温蒸発器の熱
交換温度差が小さくなり、吸収冷凍サイクルの性能を向
上させることができる。

【００５０】また、高温蒸発器と低温吸収器間を複数回
熱交換流体が流通する流路を形成したので、流通する熱
交換流体の流量を少なくすることができ、エネルギー効
率の高い２段吸収冷凍機が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る吸収冷凍機の一実施例のシステム
図。

【図２】本発明に係る高温吸収器と高温蒸発器、低温吸
収器、低温蒸発器を一体化した缶体の一実施例の斜視
図。

【図３】本発明に係る吸収冷凍機が備える高温蒸発器と
低温吸収器に用いる循環流体ヘッダの一実施例の斜視
図。

【図４】図３に示した循環流体ヘッダと対をなす循環流
体ヘッダの斜視図。

【符号の説明】

１１…高温蒸発器、１２…低温蒸発器、２１…高温吸収
器、２２…低温吸収器、３１…高温再生器、３５…低温
再生器、４１…凝縮器、５１…低温溶液熱交換器、５２
…中温溶液熱交換器、５３…高温溶液熱交換器、６１、
６２…溶液ポンプ、７１、７２…冷媒ポンプ、２０…循
環ポンプ、４９、９２、９４…制御弁、９５…冷媒濃度
検出手段、９６…冷媒液面高さ検出手段、９７…制御装
置、１０１〜１０５…流体ヘッダ、１０１ａ〜１０１ｅ
…ヘッダ室、１０１ｗ〜１０１ｚ…仕切り、１０４ａ〜
１０４ｄ…ヘッダ室、１０４ｘ〜１０４ｚ…仕切り、１
０６…冷水ヘッダ、１０７…膨張タンク。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者中島忠克茨城県土浦市神立町502番地株式会社日立製作所機械研究所内Ｆターム(参考） 3L093 AA01 BB11 BB12 BB13 BB22 BB29 BB31 MM02

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】高温吸収器、高温蒸発器、低温吸収器、低
温蒸発器、再生器、凝縮器、溶液熱交換器を備え、前記
高温蒸発器内を流通する熱交換流体の冷熱で前記低温吸
収器内の吸収液を冷却する2段吸収蒸発式の吸収冷凍機
において、前記高温蒸発器と前記低温吸収器の双方を通過する伝熱
管を配置し、この伝熱管は少なくとも高温蒸発器から低
温吸収器に導かれ、次いで再び高温蒸発器から低温吸収
器に導かれていることを特徴とする吸収冷凍機。
【請求項２】高温吸収器、高温蒸発器、低温吸収器、低
温蒸発器、再生器、凝縮器、溶液熱交換器を備え、前記
高温蒸発器内を流通する熱交換流体の冷熱で前記低温吸
収器内の吸収液を冷却する吸収冷凍機において、前記高温蒸発器および低温吸収器のそれぞれに複数の伝
熱管を配置し、この複数の伝熱管の両端部を接続する１
対のヘッダを有し、このヘッダに高温蒸発器の伝熱管か
ら低温吸収器の伝熱管への流路と、低温吸収器の伝熱管
から高温蒸発器の伝熱管への流路がそれぞれ２回以上と
なる仕切りを設けたことを特徴とする吸収冷凍機。
【請求項３】高温吸収器、高温蒸発器、低温吸収器、低
温蒸発器、再生器、凝縮器、溶液熱交換器を備え、前記
高温蒸発器内を流通する冷媒の冷熱で前記低温吸収器内
の吸収液を冷却する吸収冷凍機において、前記高温吸収器、高温蒸発器、低温吸収器、低温蒸発器
を一体化した缶体とするとともに、これらを高温吸収
器、高温蒸発器、低温吸収器、低温蒸発器の順に並置
し、前記高温蒸発器および低温吸収器のそれぞれに複数
の伝熱管を配置し、この複数の伝熱管の両端部を接続す
る１対のヘッダを設け、このヘッダに高温蒸発器の伝熱
管から低温吸収器の伝熱管への流路と、低温吸収器の伝
熱管から高温蒸発器の伝熱管への流路がそれぞれ２回以
上となる仕切りを設けたことを特徴とする吸収冷凍機。
【請求項４】前記高温蒸発器の伝熱管と前記低温吸収器
の伝熱管を接続した配管路を閉じた循環路とし、この循
環路に熱交換流体を循環させるポンプを設置したことを
特徴とする請求項１に記載の吸収冷凍機。
【請求項５】前記ヘッダの一方に熱交換流体を循環させ
るポンプを設置したことを特徴とする請求項２または３
に記載の吸収冷凍機。
【請求項６】前記ポンプの吸い込み側が、前記低温吸収
器側の伝熱管に連通していることを特徴とする請求項4
または５に記載の吸収冷凍機。
【請求項７】前記配管路に膨張タンクを設置したことを
特徴とする請求項４に記載の吸収冷凍機。
【請求項８】前記ヘッダーの一方に膨張タンクを設置し
たことを特徴とする請求項５に記載の吸収冷凍機。
【請求項９】前記低温吸収器及び高温蒸発器内の伝熱管
にヘッダを介在させたことを特徴とする請求項１に記載
の吸収冷凍機。