JP2001355935A - 吸収冷凍装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 吸収冷凍システム停止後の吸収器内部におけ
る結晶生成を抑制する。 【解決手段】 吸収冷凍装置が、冷媒を貯蔵することが
できる１次貯留器を凝縮器と関連して備えており、シス
テムが冷却モードで運転されている場合に、１次冷媒放
出構造を介して冷媒がこのような貯留器から蒸発器へと
放出される。さらに、さらに、２次冷媒貯留器および２
次冷媒放出経路を備えており、２次冷媒放出経路は、シ
ステムが冷却モードで運転されている状態では、冷媒を
蒸発器液溜に放出しないが、システムの停止工程中、つ
まり希釈サイクルが進行している間に、冷媒を蒸発器液
溜へと放出するものである。結果として、２次貯留器お
よび２次冷媒放出構造によって、希釈サイクル中に冷媒
がシステムへと放出される速度が増大するため、停止工
程が完了した後に、吸収器内部で結晶が生成されること
が防止される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、吸収冷凍システ
ム、吸収加熱システムおよび冷凍システムに関する。本
発明は、特に、吸収器内部に吸収剤の結晶が生成され得
る状態を発生させることなくこのようなシステムを停止
するのに十分な量の冷媒を、有効な希釈時間内に、この
ようなシステム内部へ付加的に放出させる希釈制御装置
に関する。

【０００２】

【従来の技術】吸収タイプの冷凍システムでは、吸収剤
が液体冷媒中に溶解させられることによって、このよう
なプロセスに適した冷媒−吸収剤溶液が形成される。こ
のようなシステムが、冷凍負荷が変化する状態で運転さ
れている場合、システムの運転効率を維持するのに要す
る冷媒の量もまた変化する。従って、一般的には、この
ような冷凍システムに、冷媒貯留器を有する冷媒調整シ
ステムが備えられ、冷凍負荷が変化した場合に、冷媒
を、このような貯留器に貯蔵したり、これから放出させ
たりすることによって、溶液の濃度が許容可能な濃度範
囲内に維持される。このような貯留器は、多くの場合、
液溜としてシステムの凝縮器内部に配置されるか、もし
くはこれに近接して配置される。

【０００３】上述したタイプの、冷凍モードのための冷
媒調整システムの一例が、日本国東京都のエバラ社に譲
渡された特開昭６２−１７８８５８号に開示されてい
る。この特許出願には、システムの凝縮器と蒸発器との
間において重力により生じる液体冷媒流が、システムの
検出された状態（例えば、吸収器から放出される際の溶
液の温度）に応じて制御される吸収装置が開示されてい
る。液体冷媒のための貯留器が、凝縮器内部に設けられ
ており、通常運転状態で、冷媒が第１の流路を介して蒸
発器に供給されるようになっている。冷媒量を増大する
必要がある状態が検出されると、付加的な冷媒を凝縮器
から蒸発器へと供給する第２の流路が開かれる。

【０００４】冷媒調整システムの他の例が、１９９９年
２月４日に出願され、本願の出願人に譲渡された同時係
属中の米国特許出願第０９／２４４，９１０号に開示さ
れており、この出願は、この点について明確に記載して
いる。この出願には、凝縮器液溜から分離されていると
ともに冷媒ブリードラインを介して冷媒が充填されるよ
うになっているタンクに冷媒が貯蔵される吸収タイプの
装置が開示されている。所望の冷媒濃度は、冷媒をさら
に要する状態が検出されたことに応答して、マイクロプ
ロセッサによる制御によりこのタンクから冷媒が放出さ
れることによって維持される。

【０００５】吸収タイプの冷凍器での利用のために適合
された冷媒調整システムの一例が、米国特許第５,８０
６,３２５号（フルカワ等）に開示されている。この出
願には、孔の列を備えたダムにより凝縮器内部に貯留器
が設けられた吸収タイプの冷凍器が開示されている。こ
のような孔の列によって、冷媒が放出される速度が、冷
媒が凝縮する速度、ひいては冷凍器の冷凍負荷の関数と
して、変化し得るようになっている。

【０００６】吸収タイプの冷凍システムが停止される際
には、希釈時間として周知の時間内に、多量の冷媒をこ
のシステムに放出する必要がある。このときの冷媒の量
は、吸収器内部の冷却剤−冷媒溶液の濃度を、吸収器内
部における吸収剤の結晶の生成を抑制できるほど小さな
値にまで希釈する（つまり減少させる）のに十分なもの
でなければならない。停止工程中のこのような溶液の希
釈は、システムの希釈サイクルとして知られている。本
発明が利用される前は、システムの希釈サイクルに必要
な付加的な冷媒が、２つの方法のうちの１つを用いて供
給されていた。これらの方法のうちの１つは、このよう
な付加的な冷媒を、特別に設けられた貯蔵タンクからく
み上げるものである。しかし、このような方法には、こ
のような貯蔵タンクを設けるコストだけでなく、これに
関連するポンプおよびポンプ制御回路を設けるコストが
必要となるため、コスト効率が低い。

【０００７】希釈工程を完全に行なうのに必要な冷媒を
付加的に提供するための第２の方法は、冷却モードにあ
る冷媒調整システムの一部として利用される冷媒貯留器
つまりタンクの中身をシステムに放出させるものであ
る。しかし、溶液を希釈するためのこのような方法に
は、実用性を制限する欠点がある。これは、冷却モード
での冷媒調整工程中に冷媒が放出される貯留器の流出口
およびパイプが小さいために、希釈工程を完全に行なう
のに必要な冷媒を有効な希釈時間内に放出することがで
きないことである。結果として、吸収器内部での結晶生
成を抑制できるほど迅速に、放出される冷媒を、吸収剤
−冷媒溶液と混合させることができない。

【０００８】上述したような欠点は、停止状態になった
ことを検出して、冷媒が蒸発器に放出される速度を制御
可能に増大させるバルブを開くよう機能する回路を設け
ることによって、解消することができる。しかし、この
ような回路およびバルブを提供することによって、冷凍
システムの停止部分でのコストが実質的に増加する。こ
のような回路およびバルブを提供することによって、さ
らに、システムがより複雑となるため、損傷モードが生
じて総合的な信頼性が減少する。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】以上のような理由によ
り、本発明が得られる前には、システムが停止された後
に吸収器液溜内部で結晶が生成されないようにするのに
十分な量の冷媒を、有効な希釈時間内に、吸収冷凍シス
テムに放出するための簡単かつ効果的な方法が、必要と
されていた。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明によると、システ
ムが停止された後に吸収器内部に結晶が生成されること
を抑制するのに十分な量の冷媒を、有効な希釈時間内
に、システム内部に放出する簡単かつ効率的な改善され
た希釈制御システムが提供される。

【００１１】概して、本発明は、冷媒を貯蔵することが
できる１次貯留器を凝縮器と関連して備えており、これ
に貯蔵される冷媒の量は、停止工程の希釈段階にシステ
ム内に放出された場合に、溶液濃度を、システムが冷却
モードで通常運転されている状態での溶液濃度範囲内の
濃度から、システム停止後の吸収器内部における吸収剤
の結晶の生成を抑制するのに十分な低い濃度にまで減少
させるのに十分なものである。システムが冷却モードで
運転されている場合に、１次冷媒放出構造を介して冷媒
がこのような貯留器から放出される。この１次冷媒放出
構造は、１次冷媒バリア（例えばダム）を備えており、
これは、前記１次貯留器の端部に配置されており、かつ
少なくとも１つの（好ましくは２つの）流路を画定して
いる。前記流路に沿って、冷媒が１次貯留器から蒸発器
液溜へと放出される。これらの流路によって、冷媒を、
冷凍負荷の変動に拘わらずシステムを効率的に運転する
のに十分な速度で、システムに提供することができる。
本発明の好適な実施例では、これらの流路を流れる冷媒
が、流出ボックス内部で混合され、続いて、１本の１次
排出パイプを介して蒸発器に供給される。

【００１２】本発明は、さらに、２次冷媒貯留器および
２次冷媒放出経路を備えている。２次冷媒放出経路は、
システムが冷却モードで運転されている状態では、冷媒
を蒸発器液溜に放出しないが、システムの停止工程中、
つまり希釈サイクルが進行している間に、冷媒を蒸発器
液溜へと放出するものである。結果として、２次貯留器
および２次冷媒放出構造によって、希釈サイクル中に冷
媒がシステムへと放出される速度が増大するため、停止
工程が完了した後に、吸収器内部で結晶が生成されるこ
とが防止される。

【００１３】本発明の好適な実施例では、２次冷媒貯留
器が、１次冷媒貯留器の端部に配置されており、かつ１
次冷媒貯留器と２方向で流体的に連通している。このこ
とによって、２次貯留器内部の冷媒のレベルが、１次冷
媒貯留器内部の冷媒レベルとともに、上昇したり下降し
たりする。２次冷媒放出構造は、好ましくは、開口部を
備えており、その寸法は、停止工程中に冷媒が蒸発器へ
と放出されるべき速度に依存する。このような開口部か
ら放出される冷媒は、好ましくは、１次排出パイプとは
別個に設けられた２次排出パイプを介して蒸発器液溜へ
と導かれる。

【００１４】本発明によると、希釈サイクルが開始され
た場合に、２次冷媒放出手段によって、２次冷媒貯留器
内部に貯蔵されていた冷媒の放出が開始されるように、
２次冷媒放出手段が配置されている。このことは、適し
た遮断装置により２次排出パイプを蒸発器液溜に接続す
ることによって達成される。この遮断装置は、希釈サイ
クルが進行していない状態では、閉じられたまま維持さ
れることによって２次排出パイプを介して冷媒が流れる
ことを阻止するが、希釈サイクルが進行している状態で
は、開かれることによって、このような冷媒の流れを阻
止しないものである。冷媒ポンプの停止もしくはこれに
伴う冷媒ポンプの吐出圧力の低下に応答する制御回路な
どによって能動的に駆動されるバルブ（例えば、ソレノ
イドもしくは圧力駆動式バルブ）を、このような遮断装
置として、用いることができる。２次排出ラインが、冷
媒ポンプの吐出ラインを介して蒸発器液溜に接続される
場合は、このような遮断装置として、冷媒ポンプの吐出
圧力の低下により自動的に駆動されるバルブ（例えばチ
ェックバルブ）を利用することもできる。冷媒ポンプの
吐出圧力の低下は、冷媒ポンプが停止されたことに伴っ
て生じる。このような遮断装置およびこれに類似したも
のが全て本発明の範囲内に含まれることは理解されるだ
ろう。

【００１５】本発明の好適な実施例では、２次冷媒放出
構造により２次排出パイプに冷媒を放出するための開口
部は、１次冷媒放出構造により１次排出パイプに冷媒を
放出するための開口部に近接して設けられている。この
ように近接して設けられていることによって、１つの流
出ボックスの異なる部分を介して、１次冷媒放出構造お
よび２次冷媒放出構造から各冷媒排出パイプに冷媒が放
出される。このようなタイプの実施例には、別個の流出
ボックスを利用する実施例よりもコストが小さいという
利点がある。このようなタイプの実施例では、流体的に
互いに分割された２つの部分を設けるためのパーティシ
ョンが、流出ボックスに設けられている。

【００１６】本発明の全ての好適な実施例では、蒸発器
液溜の上方に、１次冷媒貯留器および２次冷媒貯留器が
設けられているため、冷媒が、蒸発器液溜へとくみ上げ
られることなく、重力によってこれらの冷媒貯留器から
蒸発器液溜へと流れ得る。このような実施例では、１次
冷媒貯留器が、凝縮器内部に配置されており、かつ凝縮
器液溜を備えている。しかし、凝縮器から分離されたタ
ンクを、所望により、本発明の冷媒貯留器に設けること
もできる。但し、このようなタンクに冷媒がくみ上げら
れることなく、このタンクが凝縮器内部で凝縮している
冷媒により満たされ、このタンクから冷媒がくみ出され
ることなく蒸発器へと放出されるように、このようなタ
ンクが配置される場合に限られる。

【００１７】本発明の冷媒制御装置は、このように簡単
なため、広く普及している全てのタイプの吸収冷凍シス
テムに適用することができる。例えば、本発明の冷媒制
御装置は、連続吸収サイクルおよび平行吸収サイクルの
いずれを行なう冷却システムにも適用できる。本発明の
冷媒制御装置は、１つ、２つもしくは３つの吸収サイク
ルを利用する加熱システムおよび冷凍システムに適用す
ることもできる。

【００１８】

【発明の実施の形態】図１を参照すると、当該技術分野
で周知のタイプの吸収冷凍システム１０（ここでは、２
段の連続サイクルを行なう冷凍システム）が示されてい
る。他のタイプの吸収冷凍システムには、これより多数
の段を備えているもの、冷却モードおよび加熱モードの
両方での運転を行うことが可能なもの、および連続サイ
クルではなく平行サイクルを行うことが可能なものもあ
る。図１の冷却システムが、本発明の技術分野で利用さ
れてきた多数のタイプの吸収システムのうちの例示的な
１つを示していることは、理解されるだろう。以下でよ
り詳細に説明するように、本発明の希釈制御装置は、い
かなるタイプの吸収システムの冷却部分にも適用するこ
とができる。

【００１９】図１の吸収システム１０は、気相および液
相で存在する冷媒、吸収剤、および冷媒中に吸収剤が混
ぜられた溶液を用いる閉じた流体システムを備えてい
る。以下の説明では、システム１０には、冷媒として水
が用いられ、吸収剤としては水に対する親和力が大きい
臭化リチウムが用いられるものと仮定する。

【００２０】図１の吸収システム１０は、共通シェル４
０の内部に並べて配置された蒸発器２０および吸収器３
０を備えている。システム１０は、さらに、吸収剤−冷
媒溶液から冷媒気体を発生させるための高温発生器（hi
gh temperature generator）５０および低温発生器（lo
w temperature generator）６０と、冷媒気体を受けて
凝縮させることにより液体冷媒を発生させるための凝縮
器７０と、を備えている。凝縮器７０は、蒸発器２０の
上方でこれにすぐ隣接して配置されており、かつ共通シ
ェル８０内部で低温発生器６０と並べて配置されてい
る。

【００２１】システム１０が冷却モードで動作している
場合、凝縮器７０からの液体冷媒は、蒸発器２０に供給
され、ここで蒸発して冷却されている流体（通常は水）
から熱を吸収する。冷却されている水は、被冷却水ライ
ン２２および熱交換器アッセンブリ（図示せず）を通っ
て蒸発器２０に通される。蒸発器２０において発生した
冷媒気体は、パーティションＰ１を介して吸収器３０に
流入し、ここで比較的濃い溶液により吸収されて比較的
薄い溶液となる。このような吸収過程で発生した熱は、
冷却水ライン３２および熱交換器アッセンブリ（図示せ
ず）を通る冷却水によって吸収器３０から取り除かれ
る。

【００２２】吸収器３０内部の溶液は、吸収器液溜３４
に集められ、適切な溶液ポンプ３６によってここから汲
み上げられる。この溶液の一部は、噴射ヘッド３９によ
り吸収器３０の内側に再循環されることによって、この
ような吸収過程が効果的に行なわれるようになってい
る。この溶液の残りは、第１の低温溶液熱交換器５５お
よび第２の高温溶液熱交換器５７を通過し、続いて、溶
液流入ライン５２を介して高温発生器５０に供給され
る。高温発生器５０内部の溶液が適した熱源５６により
加熱されることによって、冷媒気体が取り出され、気体
ライン５４，６４を通して低温発生器６０および凝縮器
７０に導かれる。高温発生器５０内部に残っている加熱
された溶液は、溶液流出ライン５６を介して排出され、
溶液流入ライン３３を介して吸収器３０に導かれる。そ
の途中で、この溶液は、流入ライン６２および流出ライ
ン６４を通って熱交換器５７、バルブ孔５９および低温
発生器６０を通過し、続いて、熱交換器５５に導かれる
ようになっており、これによって、その内部に蓄積され
た熱エネルギの大部分が確実に補われるため、熱源５３
により供給されるべき熱量が減少する。図１に示された
装置は、さらに、Ｊ形管６７として構成することができ
る溢流経路を備えており、これを介して低温発生器６０
内部の過度な溶液を適切な流入口３７から吸収器３０に
供給することが可能となっている。

【００２３】気体ライン５４，６４を介して凝縮器７０
へと放出される冷媒気体は、パーティションＰ２を介し
て低温発生器６０から凝縮器７０に放出される冷媒気体
とともに、冷却水ライン３２および熱交換器（図示せ
ず）を流れる冷却水によって冷却される。この気体は、
凝縮して液体冷媒となり、凝縮器液溜７４に収集され
る。この液体冷媒は、重力を受けて、凝縮器液溜７４か
ら適したＪ形管７５および冷媒流入ライン２３を通って
蒸発器２０へと流れ、蒸発器液溜２４に収集される。

【００２４】液体冷媒は、適した冷媒ポンプ２６により
蒸発器液溜から汲み上げられ、冷媒排出ライン２８およ
びオリフィス板２７を介して噴射ヘッド２９へと導か
れ、この噴射ヘッド２９により蒸発器室の内部へと噴射
される。ここで、パーティションＰ１を通して吸収器３
０によりその内部が低圧に維持されているため、この冷
媒が蒸発することによって、上述したような、被冷却水
ライン２２を流れる流体（通常は水）を冷却する効果が
得られる。冷媒気体は、続いて、パーティションＰ１を
通って吸収器３０の内部へと流入し、ここで、吸収器液
溜３４から溶液ポンプ３６により汲み上げられて噴射ヘ
ッド３９から噴射されている溶液により吸収される。こ
の結果として吸収器液溜３４内部に収集された溶液は、
続いて、上述したように、噴射ヘッド３９を介して再循
環されるか、もしくは高温発生器５０に戻されることに
よって、サイクルが完了する。

【００２５】上述したタイプの冷凍システムは当業者に
は周知であるため、本願では、図１のシステムの冷却モ
ードでの動作については説明しない。図１のシステムを
加熱モードでの動作のために変更する方法もまた、当業
者には周知であるため、図１のシステムの加熱モードで
の動作についても、本願では説明しない。

【００２６】システム１０が冷却モードで運転されてい
る状態では、冷媒−吸収剤溶液の濃度が、比較的高く
（つまりこの溶液が比較的濃い（冷媒の比率が小さ
い））、かつ冷凍負荷とともに変動する濃度範囲内で変
化することが望ましい。特に、この溶液の濃度が、シス
テムの冷凍負荷が増加するに従って増加することが望ま
しい。このように濃度を増大させることは、冷凍負荷が
増大するに従って液体冷媒を溶液から回収し（つまりシ
ステム内の主要な循環から液体冷媒を回収し）、かつ冷
凍負荷が減少するに従って液体冷媒をシステム内に放出
する冷却モード冷媒調整システムを、冷凍システムに備
えることによって好適に達成される。

【００２７】特開昭６２−１７８８５８号および米国特
許５，８０６，３２５号（フルカワ等）に開示されてい
るタイプの吸収冷凍システムにおいては、冷媒調整シス
テムが、凝縮器の一部を構成しかつ凝縮器液溜を備えた
冷媒貯留器を備えている。このような凝縮器液溜／貯留
器は、多量の液体冷媒を貯蔵できるように設計されてお
り、貯蔵できる冷媒の量は、システムの冷凍負荷が時間
とともに変動するような状態で運転効率が確実に良好な
ものとなるように、溶液の濃度を調整するのに十分なも
のである。このような調整は、冷凍負荷の変動に応じ
て、凝縮器液溜／貯留器から蒸発器液溜へと冷媒を放出
したり、放出しなかったりすることによって行われる。

【００２８】上述した日本国特許出願に記載されている
ように、所望の冷媒放出は、吸収器の流出口における溶
液温度といった、システムの変化するパラメータに応じ
て、制御可能なバルブおよび特別に設けられた排出ライ
ンにより能動的に行うことができる。上述したフルカワ
等の特許に記載されているように、所望の冷媒放出は、
放出孔の列が垂直に設けられているダムおよび溢流構造
を有する貯留器を備えることによって、受動的に行うこ
ともできる。このようなタイプの調整システムについて
は、上述した引用例に詳細に記載されているので、本願
ではこれ以上説明しない。

【００２９】冷凍システムが冷却モードで動作している
状態では、上述したタイプの冷媒調整システムは適切に
動作するが、この冷凍システムが完全に停止した状態で
は、このような冷媒調整システムにより問題が生じる可
能性がある。完全に停止するためには、システムを、容
易に再起動できるような状態で置いておく必要があるた
めである。特に、吸収剤の結晶によりシステムの構成部
材が閉塞されることがないような状態で、このシステム
を保存する必要がある。このような吸収剤の結晶は、特
に、溶液が濃い状態で存在する部分（例えば、吸収器液
溜、溶液ポンプや吸収器の噴射ヘッド）の内部に形成さ
れ易い。このため、適切な短時間の間に冷媒を吸収器へ
と放出させる工程を含む停止工程に従ってシステムを停
止する必要がある。このとき、吸収器に放出される冷媒
の量は、システムの温度が周囲温度にまで低下した後で
もこのような部分の内部で結晶が生成されないほどに、
溶液を希釈することができるものとする必要がある。

【００３０】上述した停止工程における、吸収器内の溶
液を希釈する部分は、希釈サイクルとして知られてお
り、この希釈サイクルを完了すべき時間は、希釈時間と
して知られている。希釈冷媒の量およびそれが希釈冷媒
が放出される時間は、両方とも、重要である。希釈冷媒
の量が十分であっても、それが放出されるのが遅れて冷
媒と吸収剤との混合が適度に行われない場合は、結晶が
形成される可能性があるためである。本願でより詳細に
説明されるように、本発明の希釈装置により、必要量の
希釈冷媒が放出される速度が増加することによって、こ
の必要量の冷媒が有効な希釈時間内に放出される。

【００３１】図２〜５を参照すると、本発明の１つの実
施例の希釈装置を備えた吸収冷凍システムが示されてい
る。図２〜５に示された冷凍システムは、図１に関して
示されたシステムと実質的に同じものであり、同様な機
能を有する部材には同じ参照符号が付けられているが、
付加的な冷媒貯留器１００（図３Ａに最も明確に示され
ている）と、付加的な冷媒放出経路１１０と、を備えて
いる点で異なる。これらは、協働して、希釈サイクルが
進行している間に希釈冷媒が蒸発器液溜に供給される速
度を増大させる。明確化のため、システムの冷媒調整部
における貯留器および冷媒放出経路を１次貯留器および
１次冷媒放出経路とし、本発明の貯留器および冷媒放出
経路を２次貯留器および２次冷媒放出経路とすることに
よって、これらを区別する。

【００３２】図２および図３に示された本発明の実施例
の１次貯留器は、凝縮器７０の内側に配置されており、
かつ凝縮器液溜７４を備えている。このような貯留器
は、凝縮器７０の底部を備えており、その容量が、シェ
ル８０の底面と、シェル８０の長軸全体に渡ってほぼ垂
直に延びたダム１２２（図５に最も明確に示されてい
る）と、により規定されている。当業者には明らかなよ
うに、１次貯留器は、さらに、タンク（図示せず）を別
個に備えている場合もある。この場合、液体冷媒が、重
力を受けて凝縮器７０からこのようなタンクへと、さら
に、このようなタンクから蒸発器２０へと流れるように
するために、凝縮器７０の下方でかつ蒸発器２０の上方
にこのようなタンクが配置されている。このようなタン
クを別個に設けるにはコストが更にかかるため、このよ
うなタイプの貯留器は、本発明の好適な実施例には利用
されていない。

【００３３】図２および図３に示された本発明の実施例
の１次冷媒放出経路は、一部は、冷媒排出パイプ７５お
よび冷媒収集室１２０により規定されている。冷媒収集
室１２０は、ダム１２２に近接して凝縮器シェル８０に
固定されている適した流出ボックス１３０の内部に配置
されている。１次冷媒放出経路は、さらに、液体冷媒を
貯留器７４から収集室１２０および排出パイプ７５へと
放出させることが可能な２本の経路によって規定されて
いることが好ましい。これらのうちの第１の経路は、１
つもしくは複数の開口部（例えば、図３Ａの孔１２５の
ような開口部）を備えており、これらの開口部は、ダム
１２２に近接して凝縮器シェル７０の側壁の一部を通し
て形成されており、流出ボックス１３０の収集室１２０
と連通している。冷媒は、貯留器７４内の冷媒の深さと
ともに変化する比較的小さな速度で、このような経路を
通して貯留器７４から放出される。このような経路を通
る冷媒流は、上述した冷媒調整工程に利用され、冷凍負
荷がその最大定格容量の約２５％〜８０％の範囲内で変
化する状態でシステムが運転される場合にこのシステム
を効率的に運転するために重要となる。これらの冷媒放
出経路のうちの第２の冷媒放出経路は、ダム１２２の頂
部の上方で貯留器７４から収集室１２０まで延びている
経路を備えている。このような経路を通る冷媒流もま
た、冷媒調整工程に利用され、冷凍容量がその最大定格
容量の約８０％以上となる状態でシステムが運転される
場合に重要となる。このようなタイプの冷媒放出経路
は、当業者には周知のものであるため、本願では詳細に
説明しない。

【００３４】図２および図３に示された本発明の実施例
の第２貯留器は、凝縮器７０に隣接して配置されてお
り、かつ凝縮器シェル８０を通って延びた適切な開口部
１０５を介して凝縮器液溜７４と流体的に連通してい
る。このような貯留器は、冷媒収集室１００を備えてお
り、これは、流出ボックス１３０の内側の左側下方部分
に配置されており、つまりその容積が、左側板１３０Ｓ
１、前方板１２０Ｆ、底板１３０Ｂ、およびボックス１
３０を流体的に分離された２つの部分に分割する板１３
０Ｐによって規定されている。以下でより詳細に説明さ
れるように、当然、このような貯留器は、停止工程の希
釈工程中に冷媒収集室１００から蒸発器２０へと冷媒を
排出するパイプ１１２の内側容積を含むものとみなされ
る。

【００３５】本発明の２次冷媒放出構造においては、２
次貯留器１００および蒸発器液溜２４との間に排出アッ
センブリ１１０が配置されている。図２および図３の実
施例において、このような排出アッセンブリは、排出パ
イプ１１２およびバルブ１１４を備えており、かつ冷媒
ポンプ２６の排出ラインを介して蒸発器液溜２４に連結
されている。システムが冷却モードで運転されている状
態では、ポンプ２６は動作している。このような状態で
は、バルブ１１４は閉じられることによって、パイプ１
１２を介した貯留器１００からの冷媒の放出が阻止され
る。しかし、システムの停止工程中に、ポンプ２６が停
止される。このような状態では、バルブ１１４が開かれ
ることによって、貯留器１００内部およびパイプ１１２
内側にある冷媒がポンプ２６を介して蒸発器液溜２４へ
と流れ得る。本発明によると、システムの希釈サイクル
が進行している間に、蒸発器液溜２４内部の冷媒が溢れ
てパーティションＰ１を介して吸収器液溜３４へと流れ
るほど、蒸発器液溜２４へと放出される冷媒の量が大き
くなるように、貯留器１００および孔１０５の寸法、お
よびパイプ１１２の直径が全て決定されている。これに
よって、停止工程が完了した時点で吸収器内部の溶液が
十分に希釈されているため、吸収剤の結晶が溶液中に生
成される可能性がない。

【００３６】本発明の好適な実施例において、バルブ１
１４は、チェックバルブからなる。このチェックバルブ
は、ポンプ２６が動作している状態では、ポンプ２６の
吐出圧力により閉じられるが、停止工程中にポンプ２６
が停止されてその吐出圧力が低下した場合には、自動的
に開くものである。例えば、閉塞部材を備えた揺動タイ
プのチェックバルブをバルブ１１４として利用すること
もできる。この閉塞部材は、ポンプ２６が動作している
状態では、上方に揺動することにより、２次冷媒放出経
路を遮断して所定値以上の吐出圧力を発生させるが、ポ
ンプが停止された場合に、下方に揺動することにより、
２次冷媒放出経路を遮断しない状態となり、その吐出圧
力が維持されないようにするものである。しかし、圧力
（例えば、ポンプ２６の吐出圧力）やポンプ２６の速度
もしくはオン／オフ状態に応答する別個の制御回路によ
り電子的に駆動されるバルブをバルブ１１４として用い
ることもできる。このような実施例およびこれらと同様
な実施例は、全て、本発明の思想の範囲内に含まれるこ
とは理解されるだろう。

【００３７】本発明は、図２〜４に示された好適な実施
例に関して記載されてきたが、異なる構成を有する他の
多数の実施例によっても実施することができる。好適な
実施例では、例えば、１次冷媒貯留器および２次冷媒貯
留器、１次冷媒放出構造および２次冷媒放出構造は、全
て、１つの流出ボックス１３０に連結されている。流出
ボックス１３０を１つだけ用いる理由は、製造コストを
抑えることの他にはない。従って、本発明によるシステ
ムにおいて、１次冷媒貯留器および１次冷媒放出構造と
ともに利用されている流出ボックスとは別個の流出ボッ
クスを、２次冷媒貯留器および２次冷媒放出構造のため
に利用することもできる。

【００３８】加えて、２次冷媒貯留器内に貯蔵されてい
る冷媒の量は、貯留器１００内に貯蔵されている冷媒の
量とパイプ１１２内の冷媒の量とを合計したものであ
る。従って、貯留器１００の寸法は、重要ではなく、室
１００内に貯蔵されている冷媒の量が、パイプ１１２内
に貯蔵されている冷媒の量よりも大きくなるように、も
しくは小さくなるように、決定することができる。従っ
て、所望により、貯留器１００を、パイプ１１２よりも
大きく形成することも小さく形成することも可能であ
る。

【００３９】最後に、本発明の装置は、２段の連続サイ
クルの吸収冷凍システムに関連して説明されたが、１段
の平行サイクルシステムといった他の様々なタイプの冷
凍システムに関しても同様に説明することができる。こ
れは、全てのタイプのシステムが、発生器や熱交換器の
数、熱交換器と熱交換器の連結状態および熱交換器と吸
収器との連結状態によって、区別されており、凝縮器と
蒸発器との連結状態によっては区別されていないためで
ある。本発明の目的のために重要となるのは、凝縮器と
蒸発器との連結状態であるため、本発明の装置は、段の
数やサイクルの種類に拘わらず、これらの全てのシステ
ムに適用することが可能である。従って、他のタイプの
システムへの本発明の適用については、本願では特に記
載しないが、このようなシステムは、本発明の思想の範
囲内に含まれる。

【００４０】図６は、本発明の希釈制御装置を備えた吸
収冷凍装置の好適な実施例を後方から示す斜視図であ
る。図６の実施例は、キャリアコーポレイション社製の
１６ＤＮ型直火式吸収冷凍装置（model 16DN direct fi
red absorption chiller）を備えている。図６のシステ
ムの動作については、当業者であれば図２〜４に関する
説明から理解できるため、本願では詳細に説明しない。

【図面の簡単な説明】

【図１】当該技術分野で周知のタイプの２段式吸収冷凍
装置の概略図。

【図２】図１の吸収冷凍装置に本発明の希釈制御装置が
加えられた装置を示す概略図。

【図３】図２の装置を後方から示す図。

【図４】図３の吸収冷凍装置の流出ボックスの一部を、
その前板が取り外された状態で示す拡大図。

【図５】図３の吸収冷凍装置を、凝縮器シェルの前部お
よび上部、および流出ボックスが取り外された状態で示
す斜視図。

【図６】図３の吸収冷凍装置を後方から示す斜視図。

【符号の説明】

２０…蒸発器 ２４…蒸発器液溜 ２６…ポンプ ３０…吸収器 ３４…吸収器液溜 ７０…凝縮器 ７５…冷媒排出パイプ ８０…シェル １２２…ダム １３０…流出ボックス

フロントページの続き (72)発明者 ジン サン リュ 大韓民国，ギョンギ−ド，グンポ−シ，ギ ュムジュン−ドン 871−７，ソウォル アパートメント 382−203 (72)発明者 ニールカンス シェリッドハー グプテ アメリカ合衆国，ニューヨーク，リヴァプ ール，ブラック ブラント ドライヴ 3715 Ｆターム(参考） 3L093 BB29 BB31 BB32 BB36 BB37 CC01 DD02 MM02 MM03 MM07

Claims (18)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 冷媒および吸収剤を利用するタイプの吸
   収冷凍装置であって、前記吸収冷凍装置は、発生器と、
   凝縮器と、蒸発器液溜および前記蒸発器液溜から冷媒を
   くみ上げるためのポンプを有する蒸発器と、吸収器液溜
   および前記吸収器液溜から冷媒−吸収剤溶液をくみ上げ
   るためのポンプを有する吸収器と、を備えており、前記
   蒸発器液溜および前記吸収器液溜がパーティションによ
   って分割されており、さらに、前記吸収冷凍装置は、前
   記発生器、前記凝縮器、前記蒸発器および前記吸収器を
   互いに接続して閉じた吸収冷凍システムを構成する接続
   手段を備えており、さらに、希釈サイクルに従って停止
   されるように設計されているタイプのものであり、前記
   希釈サイクル中に、蒸発器液溜内部の冷媒の量が、前記
   パーティションから溢れるほど大きくなることによっ
   て、前記吸収器液溜内部の溶液の濃度が、結晶化が生じ
   る濃度よりも低くなるように構成されたものにおいて、
   前記吸収冷凍装置は、 前記凝縮器内部で凝縮する冷媒を受けるとともに、冷媒
   を貯蔵するための１次冷媒貯留器を備えており、これに
   貯蔵される冷媒の量は、前記希釈サイクル中に前記シス
   テムに放出された場合に、前記溶液の濃度を、前記シス
   テムが冷却モードで運転されている状態での前記溶液の
   濃度範囲内にある濃度から、前記希釈サイクルの完了後
   の前記溶液中における結晶生成を防止できるほど低い濃
   度にまで低下させるのに十分なものであり、前記吸収冷
   凍装置は、さらに、 前記１次貯留器の端部に配置されているとともに少なく
   とも１つの流路を画定しているバリヤ手段を備えた１次
   冷媒放出手段を備えており、前記システムが冷却モード
   で運転されている状態で、冷媒が前記流路を通って前記
   １次貯留器から前記蒸発器液溜へと流れ得るようになっ
   ており、前記吸収冷凍装置は、さらに、 前記１次冷媒貯留器と２方向で流体的に連通した２次冷
   媒貯留器と、 ２次流路を規定する２次冷媒放出手段と、を備えてお
   り、前記希釈サイクルが進行している間に、前記２次流
   路を通って、前記２次冷媒貯留器から前記蒸発器液溜へ
   と冷媒が流れ得るようになっていることを特徴とする吸
   収冷凍装置。
2. 【請求項２】 前記凝縮器が凝縮器液溜を備えており、
   前記２次冷媒貯留器が前記凝縮器液溜と２方向で流体的
   に連通しており、さらに、前記２次冷媒放出手段が、前
   記２次冷媒貯留器から前記蒸発器液溜へと冷媒流を導く
   ためのパイプと、前記冷媒ポンプの吐出圧力が所定値を
   上回る状態で前記パイプを介して液体が流れることを阻
   止するためのバルブと、を備えていることを特徴とする
   請求項１記載の吸収冷凍装置。
3. 【請求項３】 前記バルブがチェックバルブであること
   を特徴とする請求項２記載の吸収冷凍装置。
4. 【請求項４】 前記バルブが揺動式チェックバルブであ
   ることを特徴とする請求項２記載の吸収冷凍装置。
5. 【請求項５】 前記パイプが、前記冷媒ポンプの吐出側
   端部に接続されていることを特徴とする請求項２記載の
   吸収冷凍装置。
6. 【請求項６】 前記２次冷媒貯留器が２次バリヤを備え
   ており、前記２次バリヤによって、開口部が画定されて
   おり、前記開口部の寸法は、前記２次冷媒放出手段によ
   り放出されるべき冷媒の速度と関連していることを特徴
   とする請求項１記載の吸収冷凍装置。
7. 【請求項７】 前記凝縮器が凝縮器液溜を備えており、
   前記１次冷媒貯留器が前記凝縮器液溜と流体的に連通し
   ており、前記１次冷媒放出手段が、前記の少なくとも１
   つの流路を流れる冷媒を受けるように接続された流出ボ
   ックスを備えていることを特徴とする請求項１記載の吸
   収冷凍装置。
8. 【請求項８】 前記流出ボックスから前記蒸発器液溜へ
   と冷媒の流れを導くためのパイプを備えており、前記の
   少なくとも１つの流路が、前記バリヤ手段の下方部分を
   通る開口部を備えた第１の流路と、前記バリヤ手段の上
   方部分に近接した溢流構造を備えた第２の流路と、を備
   えていることを特徴とする請求項７記載の吸収冷凍装
   置。
9. 【請求項９】 前記凝縮器が凝縮器液溜を備えており、
   前記１次冷媒貯留器および前記２次冷媒貯留器が両方と
   も前記凝縮器液溜と流体的に連通しており、前記１次冷
   媒放出手段が、前記１次冷媒貯留器から冷媒を受けるよ
   うに接続された流出ボックスの第１部分と、前記流出ボ
   ックスの第１部分を前記蒸発器液溜へと接続するための
   第１パイプと、を備えており、前記２次冷媒放出手段
   が、前記流出ボックスの第２部分と、前記流出ボックス
   の第２部分を前記蒸発器液溜へと接続するための第２パ
   イプと、を備えていることを特徴とする請求項１記載の
   吸収冷凍装置。
10. 【請求項１０】 前記流出ボックスの第１部分と第２部
    分とは、これらの間に冷媒が流れることを防止するパー
    ティションにより分割されていることを特徴とする請求
    項９記載の吸収冷凍装置。
11. 【請求項１１】 冷媒および吸収剤を利用するタイプの
    吸収冷凍装置であって、前記吸収冷凍装置は、発生器
    と、凝縮器と、蒸発器液溜および前記蒸発器液溜から冷
    媒をくみ上げるためのポンプを有する蒸発器と、吸収器
    液溜および前記吸収器液溜から冷媒−吸収剤溶液をくみ
    上げるためのポンプを有する吸収器と、を備えており、
    前記蒸発器液溜および前記吸収器液溜がパーティション
    によって分割されており、前記吸収冷凍装置は、さら
    に、前記発生器、前記凝縮器、前記蒸発器および前記吸
    収器を互いに接続して閉じた吸収冷凍システムを構成す
    る接続手段を備えており、かつ希釈サイクルに従って停
    止されるように設計されているタイプのものであり、前
    記希釈サイクル中に、蒸発器液溜内部の冷媒の量が、前
    記パーティションから溢れるほど大きくなることによっ
    て、前記吸収器内部の溶液の濃度が、結晶化が生じる濃
    度よりも低くなるものにおいて、前記吸収冷凍装置は、 前記凝縮器と関連しており、前記凝縮器内部で凝縮して
    いる冷媒を受けるととともに、冷媒を貯蔵するための１
    次冷媒貯留器を備えており、これに貯蔵される冷媒の量
    は、前記システムに放出された場合に、前記溶液の濃度
    を、前記システムが冷却モードで運転されている状態で
    の前記溶液の第１濃度範囲内にある濃度から、前記希釈
    サイクルの完了後の前記溶液の第２濃度範囲内の低い濃
    度にまでにまで低下させるのに十分なものであり、前記
    吸収冷凍装置は、さらに、 前記１次冷媒貯留器から流れる冷媒を受けるように配置
    された流出ボックスと、 前記流出ボックスから前記蒸発器へと冷媒の流れを導く
    ための第１排出パイプと、前記１次貯留器と前記流出ボ
    ックスとの間に配置されたバリアと、を備えており、前
    記バリアによって、少なくとも１つの冷媒放出流路が規
    定されており、システムがその冷凍負荷が変動する状態
    で運転されている場合に、冷媒が、前記冷媒放出流路を
    通って、変化する速度で前記１次貯留器から前記流出ボ
    ックスへと流れるようになっており、前記吸収冷凍装置
    は、さらに、 前記１次貯留器と流体的に連通した２次貯留器と、 冷媒の流れを前記２次冷媒貯留器から前記蒸発器へと導
    くための２次排出パイプと、 前記希釈サイクルが進行していない状態で、前記２次排
    出パイプを介して冷媒が流れることを阻止するための冷
    媒阻止手段と、を備えていることを特徴とする吸収冷凍
    装置。
12. 【請求項１２】 前記冷媒阻止手段が、前記冷媒ポンプ
    の吐出圧力が所定値を下回る状態で開かれるように構成
    されたバルブであることを特徴とする請求項１１記載の
    吸収冷凍装置。
13. 【請求項１３】 前記バルブがチェックバルブであるこ
    とを特徴とする請求項１２記載の吸収冷凍装置。
14. 【請求項１４】 前記２次排出パイプが、前記冷媒ポン
    プの吐出側端部に接続されていることを特徴とする請求
    項１１記載の吸収冷凍装置。
15. 【請求項１５】 前記２次排出パイプが、前記冷媒ポン
    プの吐出側端部に接続されていることを特徴とする請求
    項１２記載の吸収冷凍装置。
16. 【請求項１６】 前記凝縮器が凝縮器液溜を備えてお
    り、前記凝縮器液溜が前記１次貯留器として機能するこ
    とを特徴とする請求項１１記載の吸収冷凍装置。
17. 【請求項１７】 前記の少なくとも１つの冷媒放出経路
    が、前記バリヤの下方部分を通って延びている第１の開
    口部と、前記バリヤより上方に延びているか、もしくは
    前記バリヤの上方部分を通っている少なくとも１つの流
    路と、を備えていることを特徴とする請求項１１記載の
    吸収冷凍装置。
18. 【請求項１８】 前記２次貯留器が前記流出ボックス内
    部に配置されており、前記流出ボックス内部に配置され
    たバリヤによって、前記第１排出パイプを通って前記２
    次貯留器から前記蒸発器へと冷媒が放出されていること
    が阻止されることを特徴とする請求項１１記載の吸収冷
    凍装置。