JP2002048427A

JP2002048427A - 吸収冷凍機

Info

Publication number: JP2002048427A
Application number: JP2000238857A
Authority: JP
Inventors: Akira Nishiguchi; 章西口; Tatsuro Fujii; 達郎藤居; Satoshi Miyake; 聡三宅; Atsushi Shidara; 敦設楽; Toshikuni Ohashi; 俊邦大橋; Mitsuharu Matsubara; 光治松原
Original assignee: Hitachi Ltd; Osaka Gas Co Ltd; Tokyo Gas Co Ltd; Toho Gas Co Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd; Osaka Gas Co Ltd; Tokyo Gas Co Ltd; Toho Gas Co Ltd
Priority date: 2000-08-02
Filing date: 2000-08-02
Publication date: 2002-02-15
Also published as: KR100383363B1; KR20020011853A; CN1336528A

Abstract

(57)【要約】【課題】吸収冷凍機を小型化またはコンパクト化する。【解決手段】吸収冷凍機は、蒸発器１０、吸収器２０、
高温再生器３０、低温再生器４０、凝縮器５０、溶液ポ
ンプ７２、冷媒ポンプ７１を有している。吸収器の下部
に溶液ポンプと連通する溶液溜め２２を形成し、溶液溜
めとは別体に溶液タンク２５を設ける。一方、蒸発器の
下部にも冷媒ポンプと連通する冷媒溜め１２を形成し、
冷媒溜めとは別体に冷媒タンク１５を設ける。溶液タン
クの溶液収容部は溶液溜めの溶液溜め部より下方にあ
り、冷媒タンクの冷媒収容部は冷媒溜めの冷媒溜め部よ
り下方にある。そして、溶液ポンプの吸込み口から溶液
溜めまでの高さ、および冷媒ポンプの吸込み口から冷媒
溜めまでの高さは、各ポンプの必要有効吸込みヘッド以
上である。

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、冷媒に水を吸収剤に臭化リチウムを用いたときに
好適な吸収冷凍機に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の吸収冷凍機の一例が、特開平６−
２２１７１８号公報に記載されている。この公報に記載
の吸収冷凍機においては、吸収器の下部に設けられた液
溜めと液溜め下方に配置した溶液タンクとを溶液管で接
続している。そして、溶液タンクに溜まった溶液を溶液
ポンプで高温再生器及び低温再生器に送り出している。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上記公報に記載の吸収
冷凍機においては、溶液ポンプの必要有効吸込みヘッド
を確保するため、溶液タンク位置を、ポンプの吸込み口
高さとポンプの必要有効吸込みヘッドとの和の高さより
も高くしている。ところで、吸収冷凍機の溶液は、定格
運転時には濃度が濃くなり体積が減少する。一方、停止
時や冷却水温度が低い状態で運転される時には溶液濃度
が薄くなり、溶液の体積は増加する。この公報に記載の
吸収冷凍機では、溶液の体積変化を溶液タンクで調整し
ているので、停止時や冷却水温度が低い状態で吸収冷凍
機を運転する時は、溶液タンクを溶液で満たしている。
しかしながら、定格運転時には液面が低下するので、溶
液タンクはほぼ空の状態で運転される。このため、吸収
冷凍機の吸収器の伝熱面を、溶液ポンプの必要有効吸込
みヘッドと溶液タンクの高さの和だけ溶液ポンプより高
い位置に設置していた。

【０００４】また、冷媒の体積は、溶液の体積と逆の変
化をする。そこで、上記公報に記載の吸収冷凍機におい
ては、冷媒の体積変化を調整するために、溶液タンクと
同様の冷媒タンクも必要であった。この冷媒タンクは、
蒸発器の下部に設置されている。そして、冷媒ポンプに
ついても溶液ポンプと同様に、必要有効吸込みヘッドを
確保するため、ポンプの吸込み口高さに必要有効吸込み
ヘッドを加えた高さよりも高い位置に冷媒タンクを設置
せざるを得ない。そのため、蒸発器の伝熱面が、冷媒ポ
ンプの必要有効吸込みヘッドと冷媒タンクの高さの和だ
け冷媒ポンプより高い位置になっていた。以上の結果、
従来の吸収冷凍機においては、ポンプの有効吸込みヘッ
ドをポンプの吸込み口高さに加えた高さを最小限必要と
しており、装置の小型化の隘路になっていた。

【０００５】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、その目的は吸収冷凍機を小型化または
コンパクト化することにある。本発明の他の目的は、小
型コンパクト化した吸収冷凍機においても、信頼性を維
持向上させることにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めの本発明の第1の特徴は、蒸発器、吸収器、高温再生
器、低温再生器、凝縮器および溶液ポンプを有し、蒸発
器で冷媒を蒸発させて冷熱を発生させて需要元へ供給す
るとともにこの蒸発器で蒸発した冷媒を吸収器内の溶液
に吸収させる吸収冷凍機において、吸収器の下部に溶液
ポンプと連通する溶液溜めを形成し、この溶液溜めとは
別体に吸収器に散布された溶液を収容する溶液タンクを
設け、この溶液タンクの溶液収容部は溶液溜めの溶液溜
め部より下方に配置されているものである。なお、この
特徴において、蒸発器を低温蒸発器及び高温蒸発器から
構成し、吸収器を高温吸収器及び低温吸収器から構成
し、溶液タンクを低温吸収器側に配置するようにしても
よい。

【０００７】そして好ましくは、溶液ポンプの吸込み口
から溶液溜めまでの高さは、このポンプの必要有効吸込
みヘッド以上である；溶液溜めと溶液タンクとを連通す
る第２の連通路を設け、この第２の連通路を溶液溜めと
溶液ポンプとを連通する第１の連通路と異ならせる；溶
液溜めに堰を形成し、この堰から溢れた溶液を第２の連
通路に導く；溶液タンクの溶液を吸収器に導く配管路を
形成し、この配管路にポンプ手段を介在させるものであ
る。

【０００８】さらに、溶液溜めに液面検出手段を設け、
この液面検出手段が検出した液面信号に基づいてポンプ
手段を制御する制御手段を設ける；配管路の端部に溶液
ノズルを取付け、この溶液ノズルは溶液溜めからポンプ
に連通する第1の連通路の溶液溜め端部に対向するよう
にすることが好ましい。または、ポンプ手段はエジェク
タポンプであり、このエジェクタポンプを溶液ポンプか
ら吐出される溶液で駆動することが望ましい。

【０００９】上記目的を達成するための本発明の第2の
特徴は、蒸発器、吸収器、高温再生器、低温再生器、凝
縮器および溶液ポンプを有し、吸収器内に散布された溶
液を、溶液ポンプを用いて高温再生器または低温再生器
に戻して溶液を循環させる吸収冷凍機において、吸収器
の下部に溶液ポンプの吸込み揚程を付与する吸込み揚程
付与手段を、この吸込み揚程付与手段の下方に吸収器内
に散布される溶液を収容する溶液タンクをそれぞれ設け
るものである。そして、溶液タンクはを、吸収器の外部
に設けてもよいし、吸収器の内部に設けてもよい。

【００１０】上記目的を達成するための本発明の第３の
特徴は、蒸発器、吸収器、高温再生器、低温再生器、凝
縮器、及び冷媒ポンプを有し、蒸発器内に散布された冷
媒を、冷媒ポンプを用いてこの蒸発器内に再循環させる
吸収冷凍機において、蒸発器の下部に蒸発しない液状の
冷媒を溜める冷媒溜めを形成し、この冷媒溜めとは別体
に蒸発器内の未蒸発冷媒を収容する冷媒タンクを設け、
この冷媒タンクの冷媒収容部は冷媒溜めの冷媒溜め部よ
り下方に配置されているものである。

【００１１】そして好ましくは、冷媒ポンプの吸込み口
から冷媒溜めまでの高さは、このポンプの必要有効吸込
みヘッドより高い；冷媒溜めと冷媒タンクとを連通する
第2の冷媒側連通路を設け、この第２の冷媒側連通路を
冷媒溜めと冷媒ポンプとを連通する第1の冷媒側連通路
と異ならせる；冷媒タンクに収容された冷媒を蒸発器に
導くポンプ手段を設ける；冷媒溜めに液面検出手段を設
け、この液面検出手段が検出した液面信号に基づいてポ
ンプ手段を制御する冷媒量制御手段を設ける；ポンプ手
段はエジェクタポンプであり、このエジェクタポンプを
冷媒ポンプから吐出される冷媒で駆動するものである。
なお、上記第３の特徴において、蒸発器を低温蒸発器及
び高温蒸発器から構成し、吸収器を高温吸収器及び低温
吸収器から構成し、冷媒タンクを低温蒸発器側に配置し
てもよい。

【００１２】上記目的を達成するための本発明の第4の
特徴は、冷媒を発生する高温再生器と低温再生器とを有
し、上下方向に高温蒸発器及び低温蒸発器を、この高温
蒸発器と低温蒸発器のそれぞれとエリミネータを境に隣
接して高温吸収器及び低温吸収器を配置し、これら高温
蒸発器、低温蒸発器、高温吸収器、低温蒸発器を一体缶
で構成した2段吸収冷凍型の吸収冷凍機において、低温
吸収器の下部に溶液溜めを形成し、この溶液溜めとは別
体に吸収器に散布された溶液を収容する溶液タンクを設
け、この溶液タンクの溶液収容部は溶液溜めの溶液溜め
部より下方に配置されており、低温蒸発器の下部に冷媒
溜めを形成し、この冷媒溜めとは別体に蒸発器で未蒸発
の冷媒を収容する冷媒タンクを設け、この冷媒タンクの
冷媒収容部は冷媒溜めの冷媒溜め部より下方に配置され
ており、溶液溜めには高温再生器及び低温再生器に溶液
を導く溶液ポンプが接続されており、冷媒溜めには高温
蒸発器内に冷媒を再循環させる冷媒ポンプが接続されて
いるものである。

【００１３】そして、高温蒸発器と低温蒸発器内を冷媒
がシリーズに流れるように冷媒流路を形成するととも
に、高温吸収器と低温吸収器内を溶液がシリーズに流れ
るように溶液流路を形成し、溶液ポンプの吸込み口から
溶液溜めまでの高さを、この溶液ポンプの必要有効吸込
みヘッド以上とし、冷媒ポンプの吸込み口から冷媒溜め
までの高さを、この冷媒ポンプの必要有効吸込みヘッド
以上とすることが望ましい。また、冷媒タンクに収容さ
れた冷媒を高温蒸発器に再循環させる冷媒ポンプと、溶
液タンクに収容された溶液を低温吸収器に再循環させる
溶液ポンプとを付加して設けてもよい。

【００１４】上記の特徴を有する本発明においては、溶
液ポンプ及び冷媒ポンプに必要な有効吸込みヘッドを溶
液溜め及び冷媒溜めの高さで確保し、溶液及び冷媒を溶
液タンク及び冷媒タンクに収容するように、機能を分担
させたので、吸収冷凍機の高さを低くすることが可能に
なる。また、２段の吸収器において伝熱面に溶液を再循
環させるようにしたので、吸収器の性能が向上し、吸収
冷凍機をコンパクトにできる。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、本発明のいくつかの実施例
を、図面を用いて説明する。図1は、本発明に係る吸収
冷凍機の一実施例の模式図である。吸収冷凍機は、蒸発
器１０、吸収器２０、高温再生器３０、低温再生器４
０、凝縮器５０、溶液熱交換器６１、６２、冷媒ポンプ
７１、溶液循環ポンプ７２、溶液散布ポンプ７３などを
有している。

【００１６】すなわち、蒸発器１０内には需要側へ冷水
を供給する伝熱管１１が配置されている。蒸発器１０の
下部には、液溜め１２が形成されている。この液溜め１
２の側方には、蒸発器10の下部に設けた冷媒タンク１５
へのに開口部が形成されており、冷媒が液溜め１２から
溢れたときには、流出口１４から冷媒が冷媒タンク１５
に流出する。

【００１７】液溜め１２の底部に形成した流出口１３に
一端が接続され、蒸発器１０内部の上部に設けた冷媒散
布装置１７に連通する配管８３経路中に、冷媒ポンプ７
１が設けられている。冷媒ポンプ７１は、液溜め１２に
溜まった冷媒を冷媒散布装置１７に送り、この冷媒散布
装置１７から冷媒が伝熱管１１上に散布される。伝熱管
１１上に散布された冷媒は伝熱管１１内を流れる冷水か
ら熱を奪って蒸発し、蒸発器１０と吸収器２０との境界
に設けたエリミネータ６３を通って吸収器２０に流れ込
む。配管８３の途中には、冷媒タンク１５の底部に連通
しているエジェクタポンプ１６が配置されている。液溜
め１２から溢れ冷媒タンク１５に溜まった冷媒は、この
エジェクタポンプ１６により、冷媒散布装置１７へ導か
れる。流出口１４の上部にはカバー１９が設けられてお
り、冷媒散布装置１７から散布された冷媒が流出口１４
を経て、直接冷媒タンク１５に流出することを防止して
いる。

【００１８】ここで、冷媒液溜め１２の位置を、冷媒ポ
ンプ７１の吸込み口を基準位置にして、その基準位置よ
り冷媒ポンプ７１の必要有効吸込みヘッド以上高い位置
とする。そして、冷媒タンク１５の冷媒収容部の位置
を、流出口１４より低い位置に定めている。すなわち、
冷媒タンク１５の冷媒収容部は、基準位置より冷媒ポン
プ７１の必要有効吸込みヘッドだけ高い位置よりも下方
に位置している。

【００１９】蒸発器１０と同一シェルで構成された吸収
器２０内には、内部を冷却水が流通する伝熱管２１が配
置されている。低温再生器４０または高温再生器３０で
濃縮された濃溶液は、低温熱交換器６１を経た後、吸収
器２０の内部上方に設けられた溶液散布装置２７に配管
８４を経て送られる。そして、溶液散布装置２７から伝
熱管２１上に散布される。散布された濃溶液は、伝熱管
２１上で伝熱管２１内を流れる冷却水に冷却されるとと
もに、蒸発器１０から流入した冷媒蒸気を吸収して濃度
が薄くなり稀溶液となる。そして、吸収器２０の下部に
形成した溶液溜め２２に溜まる。吸収器２０の底部に
は、流出口２３が形成されており、この流出口２３と低
温熱交換器６１とが配管８５で接続されている。配管８
５の途中には、溶液ポンプ７２が設けられている。

【００２０】溶液溜め２２の側方には溶液溜め２２に溜
まって溢れた溶液が流出する流出口２４が形成されてい
る。そして、溶液溜め２２から溢れ出た溶液を収容する
溶液タンク２５が、流出口２４の近傍であって、側方及
び下部にわたって設けられている。溶液溜め２２に溜っ
た溶液は、溶液ポンプ７２により低温熱交換器６１に送
られる。なお、流出口２４の上部にはカバー２９が設け
られており、吸収器２０内に散布された溶液が流出口２
４から直接溶液タンク２５に流出するのを防止してい
る。

【００２１】配管８５の途中から分岐して分岐配管８２
が設けられており、この分岐配管８２の一端は吸収器２
０の溶液溜め２２より上方に導かれている。さらに、分
岐配管８２の途中には、エジェクタ２６が設けられてい
る。エジェクタ２６には、配管８１が接続されており、
配管８１の一端は溶液タンク２５の底面に連通してい
る。このエジェクタ２６は、溶液タンク２５に収容され
た溶液を溶液溜め２２に戻すものである。これにより、
容器タンク２５に収容された溶液を、高温再生器３０ま
たは低温再生器４０へ戻すことが可能になる。

【００２２】ここで、冷媒ポンプ７１の場合と同様に、
溶液ポンプ７２の必要有効吸込みヘッドを確保するため
に、溶液溜め２２および溶液タンク２５の位置を、以下
のように定める。溶液溜め２２の位置を、溶液ポンプ７
２の吸込み口を基準位置（第２の基準位置）にして、そ
の第２の基準位置より溶液ポンプ７２の必要有効吸込み
ヘッド以上高い位置にする。そして、溶液タンク２５の
溶液収容部の位置を、流出口２４より低い位置に定めて
いる。すなわち、溶液タンク２５の溶液収容部は、第２
の基準位置より溶液ポンプ７２の必要有効吸込みヘッド
だけ高い位置よりは下方に位置している。

【００２３】溶液ポンプ７２により低温熱交換器５１へ
送られた稀溶液は、低温再生器４０と高温再生器３０か
ら送られた濃溶液と熱交換して温度上昇する。そして、
一部は低温再生器４０へ、残りは高温熱交換器６２を経
て高温再生器３０へ送られる。高温熱交換器６２に送ら
れた稀溶液は、この高温熱交換器６２で高温再生器３０
から送られた濃溶液と熱交換して温度上昇する。そし
て、高温再生器３０へ送られ、高温蒸気やガスバーナで
燃焼した燃焼ガス等の加熱源３１により加熱される。稀
溶液が加熱されて沸騰すると、冷媒蒸気が稀溶液から分
離し、稀溶液は濃溶液となる。分離した冷媒蒸気は、低
温再生器４０に送られる。

【００２４】一方、冷媒蒸気を分離して濃縮された濃溶
液は、高温再生器３０の側部に設けた溶液流出部３２か
ら高温熱交換器６２へ導かれ、吸収器から送られた稀溶
液を加熱する。次いで、高温熱交換器６２から低温熱交
換器６１に導かれる。そして、この低温熱交換器６２に
おいて、低温再生器４０から導かれた濃溶液とともに、
吸収器２０から送られた稀溶液を予熱する。

【００２５】低温再生器４０内には、その内部を高温再
生器３０から導かれた冷媒蒸気が流通する伝熱管４１が
配置されている。低温再生器４０に送られた稀溶液は、
低温再生器４０内の上部に設けられた溶液散布装置４２
から伝熱管４１上に散布される。そして、伝熱管４１の
内部を流れる冷媒蒸気により加熱されて冷媒蒸気が分離
し、分離された冷媒蒸気が凝縮器５０に送られる。

【００２６】一方、冷媒蒸気を分離して濃縮された濃溶
液は、低温再生器４０の底部に接続された溶液流出管４
３を通って、低温熱交換器６１へと導かれる。この低温
再生器４０からの濃溶液は、低温熱交換器６１に流入す
る前に、高温再生器３０から高温熱交換器６２を通って
きた溶液と合流する。合流した濃溶液を、溶液ポンプ７
３が低温熱交換器６１へ送る。濃溶液は、低温熱交換器
６１で吸収器２０から導かれた稀溶液を予熱した後、吸
収器２０の溶液散布装置２７に導かれる。

【００２７】低温再生器４０の伝熱管４１内を流通する
冷媒蒸気は、低温再生器４０において溶液を加熱して凝
縮し、冷媒液となる。そして、伝熱管４１の途中に設け
た絞り４４を介して凝縮器５０に導かれる。凝縮器５０
内には伝熱管５１が配置されている。吸収器２０内の伝
熱管２１を流通した冷却水が、この伝熱管５１内部を流
通する。冷却水は、伝熱管５１内を流通する際に、低温
再生器４０で発生し凝縮器５０内に流入した冷媒蒸気を
冷却し凝縮する。凝縮器５０内で冷媒蒸気が凝縮して得
られた冷媒液は、凝縮器５０の下部において、低温再生
器４０から流入した冷媒液と合流する。そして、合流し
た冷媒液は、凝縮器５０底部と冷媒タンク１５を結ぶ冷
媒配管５２及びこの冷媒配管５２の途中に設けた絞り５
３を通って、冷媒タンク１５に送られる。

【００２８】このように構成した本実施例の吸収冷凍機
の動作を、以下に説明する。吸収冷凍機を停止させるた
め希釈運転をした後、吸収冷凍機を停止させたときは、
溶液濃度は定常運転時に比べて低い。そして、溶液タン
ク２５の溶液は増加し、逆に冷媒タンク１５の冷媒液は
減少する。この状態で吸収冷凍機を運転すると、溶液が
濃縮される。溶液が濃縮されると、流出口２４から流出
する溶液量よりエジェクタポンプ２６が溶液タンク２５
から吸収器２０へ送る溶液量の方が大になる。

【００２９】これにより、溶液タンク２５の溶液が減少
し、高温再生器、低温再生器および吸収器により形成さ
れる溶液サイクルを循環する溶液の体積が一定に保たれ
る。同様に、吸収冷凍機を運転したので、エジェクタポ
ンプ１６が冷媒タンク１５から冷媒散布装置１７へ送る
冷媒量より、流出口１４から流出する冷媒量が多くな
る。したがって、冷媒タンク１５の冷媒液量が増加し、
高温再生器、低温再生器、凝縮器および蒸発器により形
成される冷媒サイクルを循環する冷媒量が一定に保たれ
る。

【００３０】冷凍機を停止させるために希釈運転を行っ
たとき、部分負荷で運転するとき、または冷却水の温度
が低い状態で運転するときには、溶液サイクルを循環す
る溶液の濃度が低下する。そして、エジェクタポンプ２
６が溶液タンク２５から吸収器２０へ送る溶液量より、
流出口２４から流出する溶液量が大になり、溶液タンク
２５の溶液量が増加する。一方、流出口１４から流出す
る冷媒量より、エジェクタポンプ１６が冷媒タンク１５
から冷媒散布装置１７へ送る冷媒量の方が多くなり、冷
媒タンク１５の冷媒液量が減少する。

【００３１】以上説明したように本実施例においては、
吸収器２０の溶液溜め２２を、溶液ポンプ７２の吸込み
位置を基準として、溶液ポンプ７２の必要有効吸込みヘ
ッド分以上高い位置に配置した。また、溶液タンク２５
を、溶液溜め２２の流出口２４より低い位置であって、
上述した基準位置に対して、溶液ポンプ７２の必要有効
吸込みヘッド分の高さよりは低い位置に配置した。これ
により、運転条件が変化して溶液サイクルを循環する溶
液量が変化しても、自動的に溶液量を調整できる。ま
た、従来の吸収冷凍機に比べて溶液タンクの高さ分だけ
吸収冷凍機を低くできるので、コンパクトな吸収冷凍機
が得られる。

【００３２】さらに、蒸発器１０の冷媒液溜め１２につ
いても同様に、冷媒ポンプ７１の吸込み位置を基準とし
て、冷媒ポンプ７１の必要有効吸込みヘッドに相当する
高さ以上高い位置に配置した。また、冷媒タンク１５を
冷媒液溜め１２の流出口１４より低い位置に配置した。
これにより、運転条件が変化して冷媒サイクルを循環す
る冷媒量が変化しても、冷媒量を調整できるので、従来
の吸収冷凍機に比べて冷媒タンクの高さ分だけ吸収冷凍
機を低くできるので、コンパクトな吸収冷凍機が得られ
る。

【００３３】なお、本実施例においては、冷媒タンク１
５の冷媒を蒸発器１０の冷媒散布装置１７へ送るため
に、冷媒ポンプ７１から吐出される冷媒を駆動源とする
エジェクタポンプ１６を使用している。そして、溶液タ
ンク２５の溶液を吸収器２０に送るために、溶液ポンプ
７２から吐出される溶液の一部を駆動源とするエジェク
タポンプ２６を使用している。したがって、モータ等の
動力源を必要とするポンプの台数を減らすことができる
ので、低コストで電力消費量の少ない冷凍機が得られ
る。

【００３４】本実施例においては、上述したように吸収
器２０の側方から下方にわたって溶液タンク２５を配置
し、吸収器の壁面の一部を溶液タンクの壁面の一部と共
有した一体構造としている。同様に、蒸発器の壁面の一
部を冷媒タンクの一部と共有した一体構造としている。
これにより、熱損失を低減して性能を向上できる。

【００３５】次に、本発明の他の実施例を、図２を用い
て説明する。図2は、蒸発器と吸収器の一体構造部を模
式的に示した図である。本実施例が、図１に示した実施
例と異なる点は、（１）溶液タンクと冷媒タンクを、蒸
発器や吸収器と別体とし、それぞれ配管で蒸発器吸収器
と接続した、（２）溶液タンク内の溶液を吸収器に戻す
ための補助ポンプと、溶液溜め内の溶液量に応じて補助
ポンプを制御する制御装置、及び冷媒タンク内の冷媒を
蒸発器に戻すための補助ポンプと、冷媒溜め内の冷媒量
に応じて補助ポンプを制御する制御装置を設けた、点に
ある。その他は、図1に示した実施例と同様であるので
説明を省略する。

【００３６】具体的には、冷媒タンク１５の冷媒を蒸発
器１０に送るのに、補助冷媒ポンプ１６を用いている。
そして、冷媒液溜め１２の液面を検出するために、冷媒
液溜め１２に液面スイッチ９３を設け、この液面スイッ
チ９３の信号に基づいて補助冷媒ポンプ１６の運転を制
御装置９４が制御する。同様に、溶液タンク２５の溶液
を吸収器２０に送るのに、補助溶液ポンプ２６を用いて
いる。そして、溶液溜め２２の液面を検出するために、
溶液溜め２２に液面スイッチ９５を設け、この液面スイ
ッチ９５の信号に基づいて補助溶液ポンプ２６の運転を
制御装置９６が制御する。

【００３７】冷媒タンク１５は、蒸発器１０の下方に配
置され、蒸発器１０とは異なる容器である。蒸発器１０
の下部の液溜め１２には、堰１４ａが設けられている。
この堰１４ａから溢れた冷媒は、堰14ａの側方であって
蒸発器１０の底部に形成した流出口１４から冷媒タンク
１５に導かれる。溶液タンク２５は、吸収器２０の下方
に配置され、吸収器２０とは異なる容器である。吸収器
２０の液溜め２２にも、堰２４ａが設けられている。こ
の堰２４ａを溢れた溶液は、堰２4ａの側方であって吸
収器２０の底部に形成した流出口２４から溶液タンク２
５に導かれる。なお、連通管１８、２４は、それぞれ冷
媒タンク１５と蒸発器１０、溶液タンク２５と吸収器２
０の均圧管である。

【００３８】以上説明した本実施例によれば、溶液タン
ク２５の溶液を吸収器２０に送るのに補助溶液ポンプ２
６を用い、溶液溜め２２に設けた液面スイッチ８３から
の信号に基づいて補助溶液ポンプ２６の運転を制御して
いるので、補助溶液ポンプ２６を必要な時だけ運転すれ
ばよく、消費電力の削減が可能になる。同様に、冷媒タ
ンク１５の冷媒を蒸発器１０に送るのに補助冷媒ポンプ
１６を用い、冷媒液溜め１２に設けた液面スイッチ８１
からの信号に基づいて補助冷媒ポンプ１６の運転を制御
しているので、補助冷媒ポンプ１６を必要な時だけ運転
すればよく、消費電力の削減が可能になる。

【００３９】また本実施例によれば、補助冷媒ポンプ１
６は冷媒タンク１５の冷媒を蒸発器１０の下部に形成し
た冷媒液溜め１２に戻すだけでよく、吐出揚程を小さく
でき、ポンプの小型化と省電力化が可能になる。さら
に、冷媒タンク１５と溶液タンク２５を蒸発器１０や吸
収器２０と別体としたので、配置の自由度が向上する。

【００４０】なお、本実施例においては、冷媒液溜め１
２および溶液溜め２２の液面を検知するのに液面スイッ
チ８１、８３を用いたが、液位センサーを用いてもよ
い。液位センサーを用いれば、液位に応じた精密な制御
も可能となる。また、冷媒ポンプ１６や溶液ポンプの流
量を制御するために可変絞りを介在させてもよい。

【００４１】次に、本発明の他の実施例を図３に示す。
本図も、図2同様、吸収器と蒸発器の一体構造部を示す
図である。本実施例は、図１に示した実施例と、溶液タ
ンク２５の溶液を吸収器２０に送るエジェクタポンプ２
６の駆動源として、低温熱交換器６１から吸収器２０へ
送られる溶液を用いる点が異なっている。溶液タンク２
５の溶液は、低温熱交換器６１からの溶液とともに吸収
器２０の溶液散布装置２７へ送られる。本実施例によれ
ば、溶液タンクに収容された溶液も溶液散布装置に導い
ているので、吸収器２０の伝熱管２１に散布される溶液
量が増大し、吸収伝熱性能を向上できる。

【００４２】次に、本発明の他の実施例を図４に示す。
図4は、蒸発器と吸収器の一体構造部の模式図である。
本実施例が図１の実施例と異なる点は、（１）蒸発器１
０の底部に冷媒タンク部１５ｂを形成し、冷媒タンク部
の上方に冷媒液溜め１２を配置したこと、（２）同様
に、吸収器２０の底部に溶液タンク部２５ｂを形成し、
溶液タンク部２５ｂの上方に溶液溜め２２を配置したこ
と、である。これに伴い、冷媒タンク部１５ｂの冷媒を
冷媒散布装置１７へ送る配管83に介在させたエジェクタ
ポンプ１６を冷媒タンク部１５ｂ内に設置し、溶液タン
ク部２５ｂの溶液を溶液溜め２２に送る配管82に介在さ
せたエジェクタポンプ２６を溶液タンク部２５ｂ内に設
置した。

【００４３】さらに、配管82の先端部であって吸収器１
０の溶液溜め２２の上方に、溶液ノズル９１を配置し
た。この溶液ノズル９１にはエジェクタポンプ２６の吐
出溶液が導かれる。そして、溶液ノズル９１から噴射さ
れた溶液は、溶液溜め２２に形成された配管85への流出
口２３付近の溶液にぶつかる。なお、高温再生器３０及
び低温再生器４０から導かれた濃溶液は、エジェクタポ
ンプ74により、溶液散布装置27に送られている。このエ
ジェクタポンプの駆動源には、溶液ポンプ72から送られ
た稀溶液を用いている。

【００４４】本実施例によれば、蒸発器と吸収器の一体
缶体内に、溶液タンク部と冷媒タンク部を形成したの
で、構造が簡単になり、吸収冷凍機のコストダウンが可
能になる。これに伴い、エジェクタポンプ１６、２６を
それぞれ冷媒タンク１５および溶液タンク２５の内部に
配置したので、エジェクタポンプの吸込み抵抗が小さく
なってポンプ効率が向上し、省エネルギーになる。ま
た、効率の向上によりエジェクタポンプを小型化でき、
吸収冷凍機のコンパクト化が可能になる。

【００４５】さらに、溶液タンクの溶液を溶液溜めの流
出口付近の溶液にぶつけているので、吸収器内の伝熱管
の下部に集まる不凝縮ガスが、溶液ノズルから噴射され
た溶液ジェットおよびこの溶液ジェットが液面に衝突し
てできる気液界面の乱れに取り込まれ、配管８５側への
溶液の流れに随伴するので、吸収器２０内から不凝縮ガ
スが排出され易くなる。これにより吸収伝熱性能が向上
する。

【００４６】さらにまた、従来溶液溜めに溜まった溶液
を溶液タンクに戻した後、溶液ポンプで高温再生器また
は低温再生器に戻していたが、溶液溜めと溶液ポンプを
直接接続したので、溶液ポンプの必要吸込みヘッドを容
易に確保でき、吸収器を小型化できる。このことは、蒸
発器側の冷媒ポンプにおいても同様である。なお、溶液
溜めと冷媒溜めのいずれかに本発明を適用しても、吸収
冷凍機の小型化は達成される。

【００４７】次に、本発明を２段蒸発吸収型の吸収冷凍
機に用いた一実施例を、図５に模式的に示す。吸収冷凍
機は、蒸発器１０、吸収器２０、高温再生器３０、低温
再生器４０、凝縮器５０、溶液熱交換器６１、６２、冷
媒ポンプ７１、溶液循環ポンプ７２、溶液散布ポンプ７
３などを備えている。蒸発器１０及び吸収器２０はいず
れも隔壁１０ｃ、２０ｃにより上下に仕切られた構造で
ある。すなわち、隔壁１０ｃの下段には第１蒸発器１０
ａが、上段には第２蒸発器１０ｂが形成されており、隔
壁２０ｃの下段には第１吸収器２０ａが、上段には第２
吸収器２０ｂが形成されている。

【００４８】下段側に形成された第1蒸発器１０ａ及び
第1吸収器２０aの構成は、上記図1に示した実施例の蒸
発器及び吸収器と同様である。ただし、この図5におい
ては、図1と同一の要素には添字ａを付している。上段
側に形成された第2蒸発器１０ｂおよび第2吸収器20ｂ
は、冷媒タンク及び溶液タンクの部分を除けば、図1に
示した蒸発器及び吸収器と同様である。この上段側の構
成については、図1と同一の要素には添字ｂを付してい
る。ただし、蒸発器と吸収器とを2段重ねにしたので、
上段側の冷媒液溜め１２ｂに溜められた冷媒液及び吸収
液溜め22ｂに溜められた吸収液を冷媒の循環系及び吸収
液の循環系に戻す必要がある。そこで、本実施例では、
冷媒及び吸収液の循環系を以下のようにした。

【００４９】第2蒸発器１０ｂ内の冷媒液溜め１２ｂに
溜まった冷媒は、隔壁１０ｃに開けられた流出口１３ｂ
に接続された配管91を通って、第１蒸発器１０ａの冷媒
散布装置１７ａに送られる。一方、第2吸収器２０ｂ内
の溶液溜め２２ｂに溜まった溶液の一部は、高温再生器
３０及び低温再生器４０から第1吸収器２０ｂに濃溶液
を供給する配管84中に介在させたエジェクタポンプ７４
ａにより、溶液散布装置２７ｂに送られる。なお、エジ
ェクタポンプ７４ａは、低温再生器６１から溶液散布装
置２７ｂへ送られる溶液を駆動源としている。第2吸収
器２０ｂ内の溶液溜め２２ｂに溜まった溶液の残りは、
冷媒の場合と同様に、隔壁２０ｃに開けられた流出口２
３ｂに接続された配管９２を通って、第１吸収器の溶液
散布装置２７ａに送られる。なお、需要側へ冷水を導く
配管の一部をなす伝熱管１１ａ、１１ｂの途中は、一体
缶外に設けられている。同様に、冷却水配管２１ａ、２
１bの途中は、一体缶外に設けられている。

【００５０】本実施例においても、図1に示した実施例
と同様に、溶液タンク２５の溶液収容部の位置を、溶液
ポンプ７２の吸込み高さを基準にして、溶液ポンプ７２
の必要有効吸込みヘッド相当の高さより低い位置にして
いる。蒸発器１０ａの冷媒タンク１５についても同様
に、冷媒ポンプ７１の吸込み位置を基準として、冷媒ポ
ンプ７１の必要有効吸込みヘッドに相当する高さより低
い位置に配置している。これにより、運転条件が変化し
て冷媒サイクルを循環する冷媒量が変化しても、冷媒量
を調整できるので、従来の吸収冷凍機に比べて冷媒タン
クの高さ分だけ吸収冷凍機を低くでき、コンパクトな吸
収冷凍機が得られる。

【００５１】なお、吸収器と対をなす蒸発器を流れる冷
水は、溶液の流れとは逆にシリーズに下段から上段に流
通するので、冷水出口側となる上段の蒸発吸収圧力が下
段の蒸発吸収圧力より低くなる。したがって、効率的に
冷水を冷却できる。さらに、上段と下段の溶液溜めに溜
まった溶液の一部を、各段毎に各段の溶液散布装置に戻
しているので、吸収器の伝熱管に散布される溶液量が増
大し、伝熱性能が向上する。なお、本実施例において、
冷媒タンクや溶液タンクを従来通り蒸発器及び吸収器内
に設けても、溶液及び冷媒を各段毎に再循環させている
ので、冷媒及び溶液の散布効率及び伝熱効率が向上し、
蒸発器と吸収器の小型化を達成できる。

【００５２】以上説明した各実施例によれば、冷媒ポン
プ及び溶液ポンプに必要とされる有効吸込みヘッドを各
ポンプと溶液溜め間距離、または冷媒液溜め間距離で確
保し、冷媒循環系及び溶液循環系で一時的に貯留される
冷媒や溶液を溶液溜めや冷媒液溜とは異なるタンクに収
容したので、各ポンプを安定に運転できる。また、タン
ク位置を吸収器と蒸発器一体缶体の下部または側部に配
置することが可能になり、吸収冷凍機を小型コンパクト
化できる。なお、溶液溜めや冷媒液溜めの容量を小さく
すれば、溶液ポンプや冷媒ポンプを小型化でき、なおい
っそうの吸収冷凍機の小型化が可能になる。また、2段
吸収冷凍型の吸収冷凍機においては、冷媒及び溶液の再
循環流路を形成したので、吸収冷凍機を小型化できる。

【００５３】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、溶
液ポンプ及び冷媒ポンプの必要有効吸込みヘッドを確保
する機能と、溶液及び冷媒を収容する機能とを分離した
ので、吸収冷凍機をコンパクトにすることが可能にな
る。また、吸収冷凍機の信頼性を向上できる。

【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模式図。

【図２】本発明に係る吸収冷凍機の他の実施例の模式図
であり、吸収器と蒸発器一体缶部回りの図。

【図３】本発明に係る吸収冷凍機のさらに他の実施例の
模式図であり、吸収器と蒸発器一体缶部回りの図。

【図４】本発明に係る吸収冷凍機のさらに他の実施例の
模式図であり、吸収器と蒸発器一体缶部回りの図。

【図５】本発明に係る吸収冷凍機のさらに他の実施例の
模式図である。

【符号の説明】

１０、１０ａ、１０ｂ…蒸発器、１２、１２ａ…冷媒液
溜め、１４…流出口、１４ａ…堰、１５…冷媒タンク、
１５ｂ…冷媒タンク部、１６…エジェクタポンプ（ポン
プ手段）、２０、２０ａ、２０ｂ…吸収器、２２、２２
ａ…吸収液溜め、２４…流出口、２４ａ…堰、２５…溶
液タンク、２５…溶液タンク部、２６…エジェクタポン
プ（ポンプ手段）、３０…高温再生器、４０…低温再生
器、５０…凝縮器、６１…低温熱交換器、６２…高温熱
交換器、７１…冷媒ポンプ、７２…溶液循環ポンプ、７
３…溶液散布ポンプ、７４、７４ａ…エジェクタポン
プ、８１〜８５…配管。９３、９５…センサー（液面検
出手段）、９４、９６…制御装置。

フロントページの続き (71)出願人 000221834 東邦瓦斯株式会社愛知県名古屋市熱田区桜田町19番18号 (72)発明者西口章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 (72)発明者藤居達郎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 (72)発明者三宅聡茨城県土浦市神立町603番地株式会社日立製作所産業機械システム事業部内 (72)発明者設楽敦東京都港区海岸一丁目５番20号東京瓦斯株式会社内 (72)発明者大橋俊邦大阪府大阪市此花区北港白津１丁目１番３号大阪瓦斯株式会社内 (72)発明者松原光治愛知県東海市新宝町507番の２東邦瓦斯株式会社内Ｆターム(参考） 3L093 AA01 BB11 DD08 EE02 GG04 HH02 JJ06 LL03 MM03

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】蒸発器、吸収器、高温再生器、低温再生
器、凝縮器および溶液ポンプを有し、前記蒸発器で冷媒
を蒸発させて冷熱を発生させて需要元へ供給するととも
にこの蒸発器で蒸発した冷媒を前記吸収器内の溶液に吸
収させる吸収冷凍機において、前記吸収器の下部に前記
溶液ポンプと連通する溶液溜めを形成し、この溶液溜め
とは別体に溶液タンクを設け、この溶液タンクは前記吸
収器内に散布された溶液を収容し、前記溶液タンクの溶
液収容部は前記溶液溜めの溶液溜め部より下方に配置さ
れていることを特徴とする吸収冷凍機。
【請求項２】前記溶液ポンプの吸込み口から前記溶液溜
めまでの高さは、このポンプの必要有効吸込みヘッド以
上であることを特徴とする請求項１に記載の吸収冷凍
機。
【請求項３】前記溶液溜めと前記溶液タンクとを連通す
る第2の連通路を設け、この第2の連通路を前記溶液溜め
と前記溶液ポンプとを連通する第1の連通路と異ならせ
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４】前記溶液溜めに堰を形成し、この堰から溢
れた溶液を前記第2の連通路に導くことを特徴とする請
求項３に記載の吸収冷凍機。
【請求項５】前記溶液タンクの溶液を前記吸収器に導く
配管路を形成し、この配管路にポンプ手段を介在させた
ことを特徴とする請求項１に記載の吸収冷凍機。
【請求項６】前記溶液溜めに液面検出手段を設け、この
液面検出手段が検出した液面信号に基づいて前記ポンプ
手段を制御する制御手段を設け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７】前記配管路の端部に溶液ノズルを取付け、
この溶液ノズルは前記溶液溜めから前記ポンプに連通す
る連通路の溶液溜め端部に対向することを特徴とする請
求項５に記載の吸収冷凍機。
【請求項８】前記ポンプ手段はエジェクタポンプであ
り、このエジェクタポンプを前記溶液ポンプから吐出さ
れる溶液で駆動することを特徴とする請求項６に記載の
吸収冷凍機。
【請求項９】蒸発器、吸収器、高温再生器、低温再生
器、凝縮器および溶液ポンプを有し、前記吸収器内に散
布された溶液を、前記溶液ポンプを用いて前記高温再生
器または低温再生器に戻して溶液を循環させる吸収冷凍
機において、前記吸収器の下部に前記溶液ポンプの吸込み揚程を付与
する吸込み揚程付与手段を、この吸込み揚程付与手段の
下方に前記吸収器内に散布される溶液を収容する溶液タ
ンクをそれぞれ設けたことを特徴とする吸収冷凍機。
【請求項１０】前記溶液タンクを、前記吸収器の外部に
設けたことを特徴とする請求項９に記載の吸収冷凍機。
【請求項１１】蒸発器、吸収器、高温再生器、低温再生
器、凝縮器、及び冷媒ポンプを有し、蒸発器内に散布さ
れた冷媒を、前記冷媒ポンプを用いてこの蒸発器内に再
循環させる吸収冷凍機において、前記蒸発器の下部に蒸発しない液状の冷媒を溜める冷媒
溜めを形成し、この冷媒溜めとは別体に冷媒タンクを設
け、この冷媒タンクは蒸発機に散布されて未蒸発の冷媒
を収容し、前記冷媒タンクの冷媒収容部は前記冷媒溜め
の冷媒溜め部より下方に配置されていることを特徴とす
る吸収冷凍機。
【請求項１２】前記冷媒ポンプの吸込み口から前記冷媒
溜めまでの高さは、このポンプの必要有効吸込みヘッド
より高いことを特徴とする請求項１１に記載の吸収冷凍
機。
【請求項１３】前記冷媒溜めと前記冷媒タンクとを連通
する第２の冷媒側連通路を設け、この第2の冷媒側連通
路を前記冷媒溜めと前記冷媒ポンプとを連通する第1の
冷媒側連通路と異ならせたことを特徴とする請求項１２
に記載の吸収冷凍機。
【請求項１４】前記冷媒タンクに収容された冷媒を前記
蒸発器に導くポンプ手段を設けたこと特徴とする請求項
１２に記載の吸収冷凍機。
【請求項１５】前記冷媒溜めに液面検出手段を設け、こ
の液面検出手段が検出した液面信号に基づいて前記ポン
プ手段を制御する冷媒量制御手段を設けたことを特徴と
する請求項１４に記載の吸収冷凍機。
【請求項１６】前記ポンプ手段はエジェクタポンプであ
り、このエジェクタポンプを前記冷媒ポンプから吐出さ
れる冷媒で駆動することを特徴とする請求項１４に記載
の吸収冷凍機。
【請求項１７】前記蒸発器は低温蒸発器及び高温蒸発器
からなり、前記吸収器は高温吸収器及び低温吸収器から
なり、前記溶液タンクを低温吸収器側に配置したことを
特徴とする請求項２に記載の吸収冷凍機。
【請求項１８】前記蒸発器は低温蒸発器及び高温蒸発器
からなり、前記吸収器は高温吸収器及び低温吸収器から
なり、前記冷媒タンクを低温蒸発器側に配置したことを
特徴とする請求項１2に記載の吸収冷凍機。
【請求項１９】冷媒を発生する高温再生器と低温再生器
とを有し、上下方向に高温蒸発器及び低温蒸発器を、こ
の高温蒸発器と低温蒸発器のそれぞれとエリミネータを
境に隣接して高温吸収器及び低温吸収器を配置し、これ
ら高温蒸発器、低温蒸発器、高温吸収器、低温蒸発器を
一体缶で構成した２段吸収冷凍型の吸収冷凍機におい
て、前記低温吸収器の下部に溶液溜めを形成し、この溶
液溜めとは別体に溶液タンクを設け、この溶液タンクは
前記吸収器内に散布された溶液を収容し、前記溶液タン
クの溶液収容部は前記溶液溜めの溶液溜め部より下方に
配置されており、前記低温蒸発器の下部に冷媒溜めを形
成し、この冷媒溜めとは別体に冷媒タンクを設け、この
冷媒タンクは前記蒸発器内で未蒸発の冷媒を収容し、前
記冷媒タンクの冷媒収容部は前記冷媒溜めの冷媒溜め部
より下方に配置されており、前記溶液溜めには前記高温
再生器及び低温再生器に溶液を導く溶液ポンプが接続さ
れており、前記冷媒溜めには前記高温蒸発器内に冷媒を
再循環させる冷媒ポンプが接続されていることを特徴と
する吸収冷凍機。
【請求項２０】前記高温蒸発器と低温蒸発器内を冷媒が
シリーズに流れるように冷媒流路を形成するとともに、
前記高温吸収器と低温吸収器内を溶液がシリーズに流れ
るように溶液流路を形成し、前記溶液ポンプの吸込み口
から前記溶液溜めまでの高さは、この溶液ポンプの必要
有効吸込みヘッド以上であり、前記冷媒ポンプの吸込み
口から前記冷媒溜めまでの高さは、この冷媒ポンプの必
要有効吸込みヘッド以上としたことを特徴とする請求項
１９に記載の吸収冷凍機。
【請求項２１】前記冷媒タンクに収容された冷媒を高温
蒸発器に再循環させる、前記冷媒ポンプとは異なる他の
冷媒ポンプと、前記溶液タンクに収容された溶液を前記
低温吸収器に再循環させる、前記溶液ポンプとは異なる
他の溶液ポンプとを設けたことを特徴とする請求項２０
に記載の吸収冷凍機。