JP2002310526A - 吸収冷凍機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 吸収器に流入する吸収剤溶液が温度上昇する
のを防止し、吸収器の伝熱面積の増加を防ぐこと。 【解決手段】 吸収器１および高圧再生器３を結ぶ希溶
液配管系統６に設けられた低温熱交換器として、第１低
温熱交換器８ａと第２低温熱交換器８ｂとの二つに分割
形成され、その第１低温熱交換器８ａと第２低温熱交換
器８ｂとの間に、ドレン系統１０の低圧再生器ドレン熱
交換器１１が設けられる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、水を冷媒とすると
共に、その冷媒を吸収し易い性質をもった溶液の溶解特
性（低温であるほど冷媒をよく溶かす性質）を利用し
て、圧縮機の代替を行う吸収冷凍機に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】一般の吸収冷凍機にあっては、水を冷媒
とすると共に、臭化リチウム溶液等のような溶解特性に
優れた溶液を吸収剤溶液として用い、ガスや重油さらに
は蒸気等をエネルギー源として運転されるものがある。
そのような従来の吸収冷凍機の一構成例を図４に示す。
この吸収冷凍機は、概略的には吸収器１，低圧再生器
２，高圧再生器３，凝縮器４，蒸発器５を備えている。

【０００３】吸収器１は、内部に配管されたチューブ
（図示せず）に冷熱源しての冷却水が流通され、また低
圧再生器２からの臭化リチウム濃溶液が導入管ａにより
供給されると共に、そのチューブに向けて散布される
と、散布された臭化リチウム濃溶液が、蒸発器５側から
流入してきた冷媒蒸気を吸収して希釈されると共に、希
釈された臭化リチウム希溶液が冷却水と熱交換されるこ
とによって潜熱や希釈熱が取り除かれ、吸収器１の底部
に溜まる。吸収器１の底部に溜まった臭化リチウム希溶
液は、希溶液配管系統６を介して高圧再生器３に供給さ
れる一方、また希溶液配管系統６の途中部分から分岐管
７を経て低圧再生器２に送り込まれる。

【０００４】低圧再生器２は、高圧再生器３から破線に
示すように冷媒蒸気が供給される一方、吸収器内の臭化
リチウム希溶液が希溶液配管系統６の分岐管７により送
り込まれると、その臭化リチウム希溶液が高圧再生器３
からの冷媒蒸気により加熱されて溶液の濃度が濃くな
り、かつ臭化リチウム濃溶液として底に溜まる。低圧再
生器２の底に溜まった臭化リチウム濃溶液は、導出管
ｂ，希溶液配管系統６に設けられている低温熱交換器
８，導入管ａを経て吸収器１に導かれる。

【０００５】一方、高圧再生器３は、例えばガスや燃料
油を燃料とした直焚きタイプであり、吸収器内の臭化リ
チウム希溶液が希溶液配管系統６を介して取り込まれる
と、その臭化リチウム希溶液を加熱することにより、濃
度の高い臭化リチウム濃溶液を生成する。生成された臭
化リチウム濃溶液は、導出管ｃ，希溶液配管系統６に設
けられている高温熱交換器９，接続管ｄを経て導出管ｂ
に送り込まれる。

【０００６】即ち、この吸収冷凍機は、吸収器内の臭化
リチウム希溶液が希溶液配管系統６によって高圧再生器
３に供給されるまでの間、低温熱交換器８にて臭化リチ
ウム濃溶液と熱交換され、次いで、高温熱交換器９にて
臭化リチウム濃溶液と熱交換されることにより、次第に
温度上昇して高圧再生器３に送り込まれ、これによって
高圧再生器３内の加熱力を省力化できるようにしてい
る。そのため、希溶液配管系統６は、吸収器１と高圧再
生器３との間を結ぶ管路６ａに、低温熱交換器８と、高
温熱交換器９とを有し、さらに、低温熱交換器８と高温
熱交換器９とを結ぶ管路６ａの途中位置に、臭化リチウ
ム希溶液の一部を低圧再生器２に供給する分岐管７を有
している。

【０００７】さらに、低圧再生器２と凝縮器４との間に
は、ドレン系統１０が設けられている。そして、高圧再
生器３から送られた冷却蒸気が低圧再生器２内で、臭化
リチウム希溶液と熱交換されることによってドレン化す
るが、その低圧再生ドレンは、高温（約９７℃）である
ので、ドレン系統１０のドレン管を通って低圧再生器ド
レン熱交換器１１に導かれ、吸収器内の臭化リチウム希
溶液と熱交換することによって熱回収された後、凝縮器
４に送り込まれる。これにより、吸収器内の臭化リチウ
ム希溶液が、低温熱交換器８によって熱交換される前の
段階で、ドレン系統１０の低圧再生器ドレン熱交換器１
１によって加熱されて温度上昇することにより、高圧再
生器３の加熱力のいっそうの省力化を図るようにしてい
る。

【０００８】なお、凝縮器４は、低圧再生器２を経た冷
媒蒸気を凝縮することにより、冷媒（水）を生成してい
る。凝縮器４にて生成された冷媒（水）は、下方の蒸発
器５に送り込まれ、内部に流通されている冷水と熱交換
されることにより気化し、気化した冷媒が矢印のように
吸収器１側に送り込まれる。また、蒸発器５内で気化さ
れない冷媒（水）は、図示しないポンプにより蒸発器５
内に戻して循環される。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】上述したように、従来
の冷凍吸収器は、吸収器１内の臭化リチウム希溶液を希
溶液配管系統６により低圧再生器２および高圧再生器３
に送り込み、しかも希溶液配管系統６の低温熱交換器８
を通る前の段階で、低圧再生器ドレン熱交換器１１によ
り、低圧再生器ドレンと熱交換することによって熱回収
する構成となっている。

【００１０】しかしながら、吸収器内の臭化リチウム希
溶液がドレン系統１０の低圧再生器ドレン熱交換器１１
によって熱交換されると温度上昇するので、その温度上
昇した臭化リチウム希溶液が、その後、低温熱交換器８
にて臭化リチウム濃溶液と熱交換されると、臭化リチウ
ム濃溶液の温度も上昇（約４５℃）してしまう。そのた
め、温度上昇した臭化リチウム濃溶液が吸収器１内に流
入すると、その時点で水蒸気となって蒸発してしまい、
それだけ無駄になるので、吸収器１内の交換熱量を増加
しなければならず、吸収器１内の冷却水を通す伝熱管の
面積を増加する必要があった。

【００１１】本発明は、上記技術の問題点に鑑み、吸収
器に流入する吸収剤溶液が温度上昇することを防止し、
吸収器の伝熱面積が増加することのない吸収冷凍機を提
供することを課題とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に本発明においては、以下の手段を採用した。本発明で
は、吸収剤溶液の希溶液を、冷媒蒸気により加熱して吸
収剤溶液の濃溶液を生成する低圧再生器と、低圧再生器
からの吸収剤溶液の濃溶液を希釈して希溶液を生成する
吸収器と、吸収器における吸収剤溶液の希溶液を、低温
熱交換器および高温熱交換器を経て高圧再生器に送り込
むと共に、低温交換器および高温熱交換器間の分岐管に
より低圧再生器に供給する希溶液配管系統と、吸収器に
おける吸収剤溶液の希溶液を、希溶液配管系統を経て取
り込んで加熱したとき、低圧再生器に供給すべき冷媒蒸
気を生成する高圧再生器と、低圧再生器および凝縮器間
を連絡するドレン管に設けられ、かつ低圧再生器で発生
した低圧再生器ドレンを熱交換媒体とする低圧再生器ド
レン熱交換器を有するドレン系統とを備えた吸収冷凍機
において、前記ドレン系統の前記低圧再生器ドレン熱交
換器を、吸収器の吸収剤溶液の希溶液と熱交換可能に、
希溶液配管系統の低温熱交換器より下流側に配置するこ
とを特徴とする。

【００１３】このように、低圧再生器ドレン熱交換器
が、低圧再生器および凝縮器を結ぶドレン系統において
低温熱交換器の下流側に配置されると、吸収器から取り
込まれた吸収剤溶液の希溶液が、低温熱交換器を通過し
た後で低圧再生器ドレン熱交換器の低圧再生器ドレンと
熱交換されるので、低圧再生器から吸収器に供給される
吸収剤溶液の濃溶液が、従来技術のように吸収器内に流
入しただけで蒸発するような温度に上昇するのを防ぐこ
とができる。そのため、吸収器に吸収剤溶液の濃溶液が
供給されると、その入口側で沸騰したりすることがなく
なるので、良好な吸収作用を行うことができる結果、伝
熱面積を増大することが不要になるばかりでなく、吸収
効率アップして吸収冷凍機全体の効率を高めることがで
きる。

【００１４】また、本発明では、前記ドレン系統の前記
低圧再生器熱交換体は、希溶液配管系統の低温熱交換器
および高温熱交換器の間に配置されることを特徴とす
る。このように、低圧再生器ドレン熱交換器が、低圧再
生器および凝縮器を結ぶドレン系統において希溶液配管
系統の低温熱交換器および高温熱交換器の間に配置され
ると、吸収器から取り込まれた吸収剤溶液の希溶液が、
低温熱交換器を通過した後で低圧再生器ドレン熱交換器
の低圧再生ドレンと熱交換されるので、低圧再生器から
吸収器１に供給される吸収剤溶液の濃溶液が、吸収器内
に流入しただけで蒸発するような温度に上昇するのを防
ぐことができ、良好な吸収作用を行うことができる結
果、上記と同様の作用効果を得ることができる。

【００１５】さらに本発明では、前記希溶液配管系統に
おける低温熱交換器は、吸収器寄りの位置に配置される
第１低温熱交換器と、それより下流側に配置される第２
低温熱交換器とに分割され、前記ドレン系統の前記低圧
再生器熱交換器は、希溶液配管系統の前記第１低温熱交
換器と第２低温熱交換器との間に配置されることを特徴
とする。吸収器内の吸収剤溶液の希溶液は、第１低温熱
交換器を経て低圧再生器ドレン熱交換器によって熱交換
され、その後第２低温熱交換器，高温熱交換器を経て高
温再生器に取り込まれるので、第２低温熱交換器におい
て、低圧再生器ドレン熱交換器によって温度上昇した吸
収剤溶液の希溶液と、低圧再生器からの吸収剤溶液の濃
溶液とが熱交換することにより、吸収剤溶液の濃溶液が
温度上昇する。しかしながら、第２低温熱交換器を経た
吸収剤溶液の濃溶液が、第１低温熱交換器において、吸
収器内の吸収剤溶液の希溶液と熱交換されることによっ
て温度が降下するので、吸入器に供給されても、直ちに
蒸発するのを防ぐことができる。したがって、低圧再生
器からの吸収剤溶液の濃溶液が、低圧再生器ドレン熱交
換器によって温度上昇するものの、第１低温熱交換器に
より熱交換されて温度下降してから吸収器に供給される
ので、基本的には上述と同様の効果を得ることができ
る。

【００１６】またさらに、本発明では、前記希溶液配管
系統における低温熱交換器は、吸収器寄りの位置に配置
される第１低温熱交換器と、それより下流側に配置され
る第２低温熱交換器とに分割され、前記ドレン系統の前
記低圧再生器熱交換器は、前記希溶液配管系統の前記分
岐管の途中位置に配置されることを特徴とする。これに
より、吸収器内の吸収剤溶液の希溶液が、第１低温熱交
換器，第２低温熱交換器および高温熱交換器を経て高圧
再生器に供給される一方、希溶液配管系統の分岐管によ
り、低圧再生器ドレン熱交換器で熱交換され、さらにそ
の後、熱回収器によって熱交換されて低圧再生器に供給
されるので、低圧再生器内での吸収剤溶液の濃溶液の生
成を極めて効率的に行うことができる。

【００１７】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図１
〜図３に基づいて説明する。図１は本発明による吸収冷
凍機の一実施形態を示している。図１に示す実施形態の
吸収冷凍機は、吸収剤溶液である臭化リチウムの希溶液
を、冷媒蒸気により加熱して臭化リチウム濃溶液を生成
する低圧再生器２と、低圧再生器２からの臭化リチウム
濃溶液を希釈して臭化リチウム希溶液を生成する吸収器
１と、吸収器１内の臭化リチウム希溶液を、低温熱交換
器８および高温熱交換器９を経て高圧再生器３に送り込
むと共に、低温交換器８および高温熱交換器９間の分岐
管７により低圧再生器２に供給する希溶液配管系統６
と、吸収器１内の臭化リチウム希溶液を、希溶液配管系
統６を経て取り込んで加熱したとき、低圧再生器２に供
給すべき冷媒蒸気を生成する高圧再生器３と、冷媒
（水）を凝縮させる凝縮器４と、凝縮器４からの冷媒が
供給され、その冷媒を蒸発させて気化冷媒を生成すると
共に、その気化冷媒を吸収器１側に送り込む蒸発器５
と、低圧再生器２および凝縮器４間を連絡するドレン管
に設けられ、かつ低圧再生器２で発生した低圧再生器ド
レンを熱交換媒体とする低圧再生器ドレン熱交換器１１
を有するドレン系統１０とを備えている。この点は従来
技術と同様である。

【００１８】そして、本実施形態では、低圧再生器ドレ
ン熱交換器１１が低温熱交換器８の下流側に設置されて
いる。即ち、この低圧再生器ドレン熱交換器１１は、低
温熱交換器８と高温熱交換器９との間に配置されてお
り、その低温再生器ドレンが、低温熱交換器８を経た臭
化リチウム希溶液と熱交換するようになっている。つま
り、吸収器内の臭化リチウム希溶液が、低温熱交換器８
を経た後で、低圧再生ドレンと熱交換して熱回収するよ
うになっている。

【００１９】このように、低圧再生器ドレン熱交換器１
１が、低圧再生器２および凝縮器４を結ぶドレン管１０
において、低温熱交換器８の下流側に配置されると、吸
収器１から取り込まれた臭化リチウム希溶液が、低温熱
交換器８を通過した後で低圧再生器ドレン熱交換器１１
の低圧再生ドレンと熱交換されるので、低圧再生器２か
ら吸収器１に供給される臭化リチウム濃溶液が、従来技
術のように吸収器１内に流入しただけで蒸発するような
温度に上昇するのを防ぐことができる。

【００２０】そのため、吸収器１に臭化リチウム濃溶液
が供給されると、その入口側で沸騰したりすることがな
くなるので、良好な吸収作用を行うことができる結果、
伝熱面積を増大することが不要になるばかりでなく、吸
収効率アップして吸収冷凍機全体の効率を高めることが
できる。

【００２１】なお、図示実施形態では、低圧再生器ドレ
ン熱交換器１１が、低温熱交換器８のすぐ下流側に設置
された例を示したが、例えば低圧再生器２寄りの分岐管
７側の位置、あるいは高温熱交換器９の入口近くに配置
されてあっても、吸収器内の臭化リチウム希溶液によ
り、低圧再生器ドレンを熱回収することができ、図示例
に限定されるものではない。

【００２２】図２は他の実施形態を示している。この場
合は、吸収器１および高圧再生器３を結ぶ希溶液配管系
統６に設けられた低温熱交換器として、第１低温熱交換
器８ａと第２低温熱交換器８ｂとの二つに分割形成さ
れ、その第１低温熱交換器８ａと第２低温熱交換器８ｂ
との間に、ドレン系統１０の低圧再生器ドレン熱交換器
１１が設けられたものである。

【００２３】即ち、希溶液配管系統６の管路６ａにおい
て、吸収器１寄りの位置に第１低温熱交換器８ａが接続
されると共に、その第１低温熱交換器８ａと高温熱交換
器９との間に第２低温熱交換器８ｂが接続される。この
第１低温熱交換器８ａと第２低温熱交換器８ｂとは、本
例では、元々一個であった低温熱交換器８の能力を半分
程度の仕様となるようにそれぞれ構成されているが、こ
れに限らず、適宜変えることも可能である。

【００２４】そして、管路６ａ上の第１低温熱交換器８
ａおよび第２低温熱交換器８ｂの間に低圧再生器ドレン
熱交換器１１が配置される。この場合、低圧再生器２か
らの臭化リチウム濃溶液は、導出管ｂ，第２低温熱交換
器８ｂ，中継管ｅ，第１低温熱交換器８ａ，供給管ａを
経ることにより吸収器１に供給されるようになってい
る。したがって、吸収器内の臭化リチウム希溶液は、第
１低温熱交換器８ａを経て低圧再生器ドレン熱交換器１
１によって熱交換され、その後第２低温熱交換器８ｂ，
高温熱交換器９を経て高温再生器３に取り込まれるよう
になっている。

【００２５】この実施形態によれば、吸収器内の臭化リ
チウム希溶液が、第１低温熱交換器８ａ，低圧再生器ド
レン熱交換器１１，第２低温熱交換器８ｂ，高温熱交換
器９を経て高圧再生器３に取り込まれるので、第２低温
熱交換器８ｂにおいて、低圧再生器ドレン熱交換器１１
によって温度上昇した臭化リチウム希溶液と、低圧再生
器２からの臭化リチウム濃溶液とが熱交換することによ
り、臭化リチウム濃溶液が温度上昇する。

【００２６】しかしながら、第２低温熱交換器８ｂを経
た臭化リチウム濃溶液が、第１低温熱交換器８ａにおい
て、吸収器内の臭化リチウム希溶液と熱交換されること
によって温度が降下するので、導入管ａから吸入器１に
供給されても、直ちに蒸発するのを防ぐことができる。
したがって、低圧再生器２からの臭化リチウム濃溶液
が、低圧再生器ドレン熱交換器１１によって温度上昇す
るものの、第１低温熱交換器８ａにより熱交換されて温
度下降してから吸収器１に供給されるので、基本的には
前述した一実施形態と同様の効果を得ることができる。

【００２７】しかも、一実施形態に比較すれば、二つに
分割された第１低温熱交換器８ａと第２低温熱交換器８
ｂとの間に低圧再生器ドレン熱交換器１１が設けられて
いるので、吸収器内の臭化リチウム希溶液が、第１低温
熱交換器８ａを経た後で低圧再生器ドレンと熱交換され
るので、低圧再生器ドレンに対する熱回収率を高めるこ
とができる。

【００２８】図３はさらに他の実施形態を示している。
これまで前述した実施形態では何れも、高圧再生器３が
ガスや油を燃料とした直焚きタイプのものを用いた例を
示したが、本実施形態においては、高圧再生器３が蒸気
を燃料としたものであり、したがって、蒸気により臭化
リチウム希溶液の濃度を変えたり、また低圧再生器２に
送る冷媒蒸気を生成するように構成されている。

【００２９】そして、この実施形態は、前述した実施形
態と同様に、低温熱交換器が第１，第２熱交換器８ａ，
８ｂからなる二つに分割されると共に、その第１低温熱
交換器８ａおよび第２低温熱交換器８ｂの間に、低圧再
生器２に臭化リチウム希溶液を供給するための分岐管７
が設けられている。また、分岐管７の途中位置には低圧
再生器ドレン熱交換器１２が設けられている。この低圧
再生器ドレン熱交換器１２も、低圧再生器２からの低圧
再生ドレンが凝縮器４に送り込まれるようになってお
り、その途中位置において分岐管７に導かれたとき、希
溶液配管系統６の臭化リチウム希溶液によって熱交換さ
れ、これによって低圧再生器ドレンが熱回収されるよう
になっている。

【００３０】なお、分岐管７において、低圧再生器ドレ
ン熱交換器１２の下流側には熱回収器１３が接続されて
いる。この熱回収器１３は、高圧再生器３が上述したよ
うに蒸気を燃料としたものであって、その排出蒸気が高
温（約１７０℃）となっていることから、この熱を利用
できるように分岐管７の途中位置に配置されている。図
４において、符号１４は、凝縮器４で凝縮された冷媒
（水）が蒸発器５に送られる破線を示し、１５は、蒸発
器５内で蒸発した気化冷媒が吸収器１内に送られる破線
を示している。

【００３１】この実施形態によれば、吸収器内の臭化リ
チウム希溶液が、第１低温熱交換器８ａ，第２低温熱交
換器８ｂおよび高温熱交換器９を経て高圧再生器３に供
給される一方、希溶液配管系統６の分岐管７により、低
圧再生器ドレン熱交換器１２で熱交換され、さらにその
後、熱回収器１３によって熱交換されて低圧再生器２に
供給されるので、低圧再生器２内での臭化リチウム濃溶
液の生成を極めて効率的に行うことができる。

【００３２】

【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、低
圧再生器からの吸収剤溶液の濃溶液が、低圧再生器ドレ
ン熱交換器によって温度上昇するものの、第１低温熱交
換器により熱交換されて温度下降してから吸収器に供給
されるように構成したので、吸収器に吸収剤溶液の濃溶
液が供給されると、その入口側で沸騰したりすることが
なくなり、良好な吸収作用を行うことができる結果、伝
熱面積を増大することが不要になるばかりでなく、吸収
効率アップして吸収冷凍機全体の効率を高めることがで
きる効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明による吸収冷凍機の第１の実施形態を
示す配管図である。

【図２】 本発明による吸収冷凍機の第２の実施形態を
示す配管図である。

【図３】 本発明による吸収冷凍機の他の実施形態を示
す配管図である。

【図４】 従来の吸収冷凍機の一例を示す配管図であ
る。

【符号の説明】

１ 吸収器 ２ 低圧再生器 ３ 高圧再生器 ４ 凝縮器 ５ 蒸発器 ６ 希溶液配管系統 ６ａ 管路 ７ 分岐管 ８ 低温熱交換器 ８ａ 第１低温熱交換器 ８ｂ 第２低温熱交換器 ９ 高温熱交換器 １０ ドレン系統 １１，１２ 低圧再生器ドレン熱交換器 １３ 熱回収器 ａ 導入管 ｂ，ｃ 導出管 ｄ 接続管 ｅ 中継管

フロントページの続き Ｆターム(参考） 3L093 BB00 BB11 BB23 LL03 MM00 MM07

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 吸収剤溶液の希溶液を、冷媒蒸気により
   加熱して吸収剤溶液の濃溶液を生成する低圧再生器と、
   低圧再生器からの吸収剤溶液の濃溶液を希釈して希溶液
   を生成する吸収器と、吸収器における吸収剤溶液の希溶
   液を、低温熱交換器および高温熱交換器を経て高圧再生
   器に送り込むと共に、低温交換器および高温熱交換器間
   の分岐管により低圧再生器に供給する希溶液配管系統
   と、吸収器における吸収剤溶液の希溶液を、希溶液配管
   系統を経て取り込んで加熱したとき、低圧再生器に供給
   すべき冷媒蒸気を生成する高圧再生器と、低圧再生器お
   よび凝縮器間を連絡するドレン管に設けられ、かつ低圧
   再生器で発生した低圧再生器ドレンを熱交換媒体とする
   低圧再生器ドレン熱交換器を有するドレン系統とを備え
   た吸収冷凍機において、 前記ドレン系統の前記低圧再生器ドレン熱交換器を、吸
   収器の吸収剤溶液の希溶液と熱交換可能に、希溶液配管
   系統の低温熱交換器より下流側に配置することを特徴と
   する吸収冷凍機。
2. 【請求項２】 前記ドレン系統の前記低圧再生器熱交換
   体は、希溶液配管系統の低温熱交換器および高温熱交換
   器の間に配置されることを特徴とする請求項１記載の吸
   収冷凍機。
3. 【請求項３】 前記希溶液配管系統における低温熱交換
   器は、吸収器寄りの位置に配置される第１低温熱交換器
   と、それより下流側に配置される第２低温熱交換器とに
   分割され、前記ドレン系統の前記低圧再生器熱交換器
   は、希溶液配管系統の前記第１低温熱交換器と第２低温
   熱交換器との間に配置されることを特徴とする請求項２
   記載の吸収冷凍機。
4. 【請求項４】 前記希溶液配管系統における低温熱交換
   器は、吸収器寄りの位置に配置される第１低温熱交換器
   と、それより下流側に配置される第２低温熱交換器とに
   分割され、前記ドレン系統の前記低圧再生器熱交換器
   は、前記希溶液配管系統の前記分岐管の途中位置に配置
   されることを特徴とする請求項２記載の吸収冷凍機。