JP2003222425A - 吸収式冷凍装置 - Google Patents

吸収式冷凍装置

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JP2003222425A
JP2003222425A JP2002025956A JP2002025956A JP2003222425A JP 2003222425 A JP2003222425 A JP 2003222425A JP 2002025956 A JP2002025956 A JP 2002025956A JP 2002025956 A JP2002025956 A JP 2002025956A JP 2003222425 A JP2003222425 A JP 2003222425A
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heat exchanger
regenerator
absorption
temperature
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JP2002025956A
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Hajime Yatsuhashi
元 八橋
Shiro Yakushiji
史朗 薬師寺
Kenji Yasuda
賢二 安田
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Daikin Industries Ltd
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Daikin Industries Ltd
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    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
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    • Y02B30/00—Energy efficient heating, ventilation or air conditioning [HVAC]
    • Y02B30/62—Absorption based systems

Abstract

(57)【要約】 【課題】 吸収式冷凍装置において、溶液熱交換器の安
全性を確保しつつ、その製造コストの低廉化及び軽量化
を実現する。 【解決手段】 各溶液熱交換器Ｈn〜Ｈ1のうち、内部圧
力が大気圧を越える再生器Ｇnの直前に位置し該再生器
Ｇnに流入する吸収溶液を該再生器Ｇnから流出する吸収
溶液で加熱する溶液熱交換器Ｈnを、吸収溶液の流れ方
向に直列に配置された少なくとも二つ以上の熱交換器Ｈ
3a，Ｈ3bで構成する。かかる構成とすることで、再生器
Ｇnに近い側の熱交換器Ｈ3aではその内部圧力が高く、
近い側の熱交換器Ｈ3aはその内部圧力が高く、再生器Ｇ
nから遠い側の熱交換器Ｈ3bはその内部圧力が低くな
る。従って、熱交換器の設計に際し、遠い側の熱交換器
Ｈ3bは耐圧性能を気にすることなく最適な構造等に設計
することができ、例えば溶液熱交換器Ｈ3全体を耐圧構
造とする場合に比して、その製造コストの低廉化と軽量
化が図れる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本願発明は、吸収式冷凍装
置、特に作動温度の異なる複数の再生器を備えてなる吸
収式冷凍装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】一般に、吸収式冷凍装置は、少なくとも
１個以上の凝縮器と蒸発器と吸収器、及び２個以上の溶
液熱交換器と再生器を基本構成要素とし、且つこれら各
構成要素を溶液配管系と冷媒配管系とにより順次作動的
に接続して構成される。そして、高温側（即ち、上段
側）の再生器で発生した冷媒蒸気を低温側（即ち、下段
側）の再生器に順次導入してこれを該低温側の再生器の
加熱源として利用して該低温側の再生器の吸収溶液を加
熱濃縮することを最も作動温度の低い再生器まで繰り返
すとともに、上記各再生器にそれぞれ溶液熱交換器を付
設し、再生器から流出する加熱された濃溶液と該再生器
に流入する希溶液との間で熱交換を行わせるようになっ
ている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】ところで、このような
複数の再生器を備えた吸収式冷凍装置においては、上述
のように、上段側の再生器で発生した冷媒蒸気を下段側
の再生器の加熱源として利用するものであることから、
該各再生器の内部圧力も上段側ほど高くなり、該内部圧
力が大気圧を越えるようなケースも生じる。そして、内
部圧力が大気圧を越える再生器の直前に配置された溶液
熱交換器においては、該再生器から流出する吸収溶液
（濃溶液）で該再生器に流入する吸収溶液（希溶液）を
加熱することから、該溶液熱交換器内には、溶液温度が
大気圧における沸点を越える部分と該沸点を越えない部
分とが共存した状態で吸収溶液が存在する場合がある。
このことは、溶液熱交換器内には、上記沸点を越える溶
液部分に対応する高圧部分（大気圧以上の部分）と、該
沸点を越えない溶液部分に対応する真空部分（大気圧以
下の部分）とが共存することを意味している。従って、
溶液熱交換器の設計（特に容器の強度設計）に際して
は、高圧部分の圧力を基準とし、これに耐えるように設
計することが必要である。
【０００４】ところが、このように溶液熱交換器を高圧
側を基準にして設計する場合には、例え溶液熱交換器の
中に占める高圧部分の比率が小さい場合であっても、該
溶液熱交換器全体として、例えば容器の板厚を厚くする
等の強度確保手段を講じる必要があり、それだけ溶液熱
交換器の製造コストが高くつくことは勿論のこと、吸収
式冷凍装置の軽量化という要請にも逆行する等の問題が
あった。
【０００５】そこで本願発明は、溶液熱交換器の安全性
を確保しつつ、その製造コストの低廉化とか軽量化等を
実現し得るようにした吸収式冷凍装置を提供することを
目的としてなされたものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本願発明ではかかる課題
を解決するための具体的手段として次のような構成を採
用している。
【０００７】本願の第１の発明では、少なくとも１個以
上の凝縮器Ｃ、蒸発器Ｅ、吸収器Ａ及びｎ個（ｎ≧２）
の溶液熱交換器Ｈn〜Ｈ1と再生器Ｇn〜Ｇ1を溶液配管系
と冷媒配管系とで作動的に接続して循環サイクルを構成
し、高温側の再生器Ｇnで発生した冷媒蒸気を低温側の
再生器Ｇn-1に順次導入してこれを該低温側の再生器Ｇ
n-1の加熱源として利用して該低温側の再生器Ｇn-1の吸
収溶液を加熱濃縮することを最も作動温度の低い再生器
Ｇ1まで繰り返すようにしてなる吸収式冷凍装置におい
て、上記各溶液熱交換器Ｈn〜Ｈ1のうち、内部圧力が大
気圧を越える再生器Ｇnの直前に位置し該再生器Ｇnに流
入する吸収溶液を該再生器Ｇnから流出する吸収溶液で
加熱する溶液熱交換器Ｈnを、吸収溶液の流れ方向に直
列に配置された少なくとも二つ以上の熱交換器Ｈ3a，Ｈ
3bで構成したことを特徴としている。
【０００８】本願の第２の発明では、少なくとも１個以
上の凝縮器Ｃ、蒸発器Ｅ、吸収器Ａ及びｎ個（ｎ≧２）
の溶液熱交換器Ｈn〜Ｈ1と再生器Ｇn〜Ｇ1を溶液配管系
と冷媒配管系とで作動的に接続して循環サイクルを構成
し、高温側の再生器Ｇnで発生した冷媒蒸気を低温側の
再生器Ｇn-1に順次導入してこれを該低温側の再生器Ｇ
n-1の加熱源として利用して該低温側の再生器Ｇn-1の吸
収溶液を加熱濃縮することを最も作動温度の低い再生器
Ｇ1まで繰り返すようにしてなる吸収式冷凍装置におい
て、上記各溶液熱交換器Ｈn〜Ｈ1のうち、内部圧力が大
気圧を越える再生器Ｇnの直前に位置し該再生器Ｇnに流
入する吸収溶液を該再生器Ｇnから流出する吸収溶液で
加熱する溶液熱交換器Ｈnを、その内部に大気圧におけ
る沸点を越える温度の吸収溶液を保有する熱交換器Ｈ3a
と、その内部に大気圧における沸点を越えない温度の吸
収溶液を保有する熱交換器Ｈ3bとを直列に配置して構成
したことを特徴としている。
【０００９】本願の第３の発明では、上記第１又は第２
の発明にかかる吸収式冷凍装置において、上記熱交換器
Ｈ3a，Ｈ3bをプレート型熱交換器で構成したことを特徴
としている。
【００１０】本願の第４の発明では、上記第１，第２又
は第３の発明にかかる吸収式冷凍装置において、上記熱
交換器Ｈ3a，Ｈ3bを同一構造の熱交換器で構成したこと
を特徴としている。
【００１１】本願の第５の発明では、上記第１，第２，
第３又は第４の発明にかかる吸収式冷凍装置において、
上記溶液熱交換器Ｈn〜Ｈ1及び上記再生器Ｇn〜Ｇ1の設
置数（ｎ）をｎ＝２又はｎ＝３としたことを特徴として
いる。
【００１２】
【発明の効果】本願発明ではかかる構成とすることによ
り次のような効果が得られる。
【００１３】 本願の第１の発明にかかる吸収式冷凍
装置によれば、上記各溶液熱交換器Ｈn〜Ｈ1のうち、内
部圧力が大気圧を越える再生器Ｇnの直前に位置し該再
生器Ｇnに流入する吸収溶液を該再生器Ｇnから流出する
吸収溶液で加熱する溶液熱交換器Ｈnを、吸収溶液の流
れ方向に直列に配置された少なくとも二つ以上の熱交換
器Ｈ3a，Ｈ3bで構成しているので、これら各熱交換器Ｈ
3a，Ｈ3bのうち、上記再生器Ｇnに近い側の熱交換器Ｈ
3aと遠い側の熱交換器Ｈ3bとの間においては、上記近い
側の熱交換器Ｈ3aはその内部圧力が高く、上記遠い側の
熱交換器Ｈ3bはその内部圧力が低くなる。
【００１４】従って、これら各熱交換器Ｈ3a，Ｈ3bの設
計に際しては、上記近い側の熱交換器Ｈ3aはその内部圧
力に耐え得るように耐圧性能あるいは構造を考慮する必
要があるが、上記遠い側の熱交換器Ｈ3bは特に耐圧を気
にすることなく最適な構造等に設計することができ、例
えば上記溶液熱交換器Ｈ3を一体構造とし且つこれ全体
を耐圧構造に設計するような場合に比して、溶液熱交換
器の製造コストの低廉化あるいは軽量化が図れるもので
ある。
【００１５】 本願の第２の発明にかかる吸収式冷凍
装置によれば、上記各溶液熱交換器Ｈn〜Ｈ1のうち、内
部圧力が大気圧を越える再生器Ｇnの直前に位置し該再
生器Ｇnに流入する吸収溶液を該再生器Ｇnから流出する
吸収溶液で加熱する溶液熱交換器Ｈnを、その内部に大
気圧における沸点を越える温度の吸収溶液を保有する熱
交換器Ｈ3aと、その内部に大気圧における沸点を越えな
い温度の吸収溶液を保有する熱交換器Ｈ3bとを直列に配
置して構成しているので、これら各熱交換器Ｈ 3a，Ｈ3b
の間においては、上記沸点を越える温度の吸収溶液を保
有する熱交換器Ｈ3aはその溶液温度に対応してその内部
圧力が高く、上記沸点を越えない温度の吸収溶液を保有
する熱交換器Ｈ3bはその内部圧力が低くなる。
【００１６】従って、これら各熱交換器Ｈ3a，Ｈ3bの設
計に際しては、内部圧力の高い熱交換器Ｈ3aはその内部
圧力に耐え得るように耐圧性能あるいは構造を考慮する
必要があるが、内部圧力の低い熱交換器Ｈ3bは特に耐圧
を気にすることなく最適な構造等に設計することがで
き、例えば上記溶液熱交換器Ｈ3を一体構造とし且つこ
れ全体を耐圧構造に設計するような場合に比して、溶液
熱交換器の製造コストの低廉化あるいは軽量化が図れる
ものである。
【００１７】 本願の第３の発明にかかる吸収式冷凍
装置によれば、上記又はに記載の効果に加えて次の
ような特有の効果が得られる。即ち、この発明の吸収式
冷凍装置によれば、上記熱交換器Ｈ3a，Ｈ3bをプレート
型熱交換器で構成しているので、積層効果によって高い
熱交換効率が得られるというプレート型熱交換器の特性
に基づき、上記熱交換器Ｈ3a，Ｈ3bの容量を小さくして
そのコンパクト化が図れ、延いては該熱交換器Ｈ3a，Ｈ
3bを備えてなる吸収式冷凍装置のコンパクト化にも寄与
し得るものである。
【００１８】 本願の第４の発明にかかる吸収式冷凍
装置によれば、上記，又はに記載の効果に加えて
次のような特有の効果が得られる。即ち、この発明の吸
収式冷凍装置によれば、上記熱交換器Ｈ3a，Ｈ3bを同一
構造の熱交換器で構成しているので、これらの製作に際
しては、例えばその成形金型の共通化が図れる等のこと
から、これら熱交換器Ｈ3a，Ｈ3b相互間においてその構
造が異なる場合に比して、溶液熱交換器の製造コストの
低廉化がさらに促進されることになる。
【００１９】 本願の第５の発明にかかる吸収式冷凍
装置によれば、上記，又はに記載の効果に加えて
次のような特有の効果が得られる。即ち、この発明の吸
収式冷凍装置によれば、上記溶液熱交換器Ｈn〜Ｈ1及び
上記再生器Ｇn〜Ｇ1の設置数（ｎ）をｎ＝２又はｎ＝３
としているが、再生器の数を多くして吸収溶液の濃縮段
数を増加させて熱効率を高めることと、溶液熱交換器の
数を多くして熱回収率を高めることとによる吸収式冷凍
装置の性能向上というメリットと、これら再生器及び溶
液熱交換器の数を増加させることによる製造コストの上
昇というデメリットとを比較考量すれば、この発明のよ
うに再生器及び溶液熱交換器の数を２又は３に設定する
ことによって吸収式冷凍装置の性能面とコスト面とを両
立させることができ、実用上極めて有用である。
【００２０】
【発明の実施の形態】以下、本願発明を好適な実施形態
を具体的に説明する。
【００２１】Ｉ：第１の実施形態 図１には、本願発明の第１の実施形態にかかる吸収式冷
凍装置Ｚ1の作動サイクルを示している。これは、所謂
「シリースフロー」と呼ぶサイクルである。
【００２２】この吸収式冷凍装置Ｚ1は、水を冷媒と
し、臭化リチウムを吸収液とする吸収式冷凍装置であっ
て、各１個の凝縮器Ｃと吸収器Ａと蒸発器Ｅ、及び各三
個の溶液熱交換器Ｈ3，Ｈ2，Ｈ1と再生器Ｇ3，Ｇ2，Ｇ1
を、溶液配管系と冷媒配管系で作動的に接続して冷媒と
吸収溶液の循環サイクルを構成している。
【００２３】上記蒸発器Ｅは、容器１の中に、被冷却液
Ｗｅを通す熱交換部７と該熱交換部７上に冷媒Ｒｅを散
布する冷媒散布器１３とを備えて構成される。
【００２４】上記吸収器Ａは、容器２内に、濃溶液Ｌｇ
を散布する溶液散布器１２と、該吸収器Ａ内で発生する
吸収熱を除去するための熱交換部８とを備えて構成され
る。上記凝縮器Ｃは、容器６内に凝縮熱を除去するため
の熱交換部１１を備えて構成される。
【００２５】上記各再生器Ｇ3，Ｇ2，Ｇ1は、共に、冷
媒を含む吸収溶液を加熱濃縮して順次高濃度の濃溶液と
するためのものであって、これら相互間においてはその
作動温度が異なっており、最も高温で作動する高温再生
器Ｇ3（特許請求の範囲中の「高温側の再生器Ｇn」に該
当する）は容器３内に外部熱源Ｊ（例えば、燃焼ガスと
か蒸気）を備えて構成され、中温で作動する中温再生器
Ｇ2（特許請求の範囲中の「低温側の再生器Ｇn-1」に該
当する）は容器４内に溶液加熱部９を備えて構成され、
さらに最も低温で作動する低温再生器Ｇ1（特許請求の
範囲中の「最も低温側の再生器Ｇ1」に該当する）は容
器５内に溶液加熱部１０を備えて構成される。
【００２６】上記各熱交換器Ｈ1，Ｈ2，Ｈ3は、上記各
再生器Ｇ1，Ｇ2，Ｇ3で生成される低温溶液Ｌ1、中温溶
液Ｌ2、及び高温溶液Ｌ3のそれぞれがもつ熱を希溶液Ｌ
ａ側へ回収するためのものであって、一般的にはシェル
アンドチューブ型熱交換器が用いられるが、他の型式と
して例えばプレート型熱交換器で構成されても良い。そ
して、特にこの実施形態の吸収式冷凍装置Ｚ1において
は、上記高温溶液熱交換器Ｈ3を単一の熱交換器で構成
するのではなく、これを高圧側熱交換器Ｈ3aと低圧側熱
交換器Ｈ3bの二つに分割した構成とし、且つこれら各熱
交換器Ｈ3a，Ｈ 3bを後述のように直列に配置している。
【００２７】上記各機器は、溶液配管系及び冷媒配管系
によって以下のように作動的に接続されている。
【００２８】即ち、上記凝縮器Ｃの容器６と上記蒸発器
Ｅの容器１とは液冷媒配管３０によって接続され、上記
凝縮器Ｃにおいて生成される液冷媒Ｒｃは上記液冷媒配
管３０を介して上記蒸発器Ｅ側に供給される。また、こ
の蒸発器Ｅに供給された液冷媒Ｒｃは、冷媒ポンプＲＰ
により液冷媒配管２９を介して上記冷媒散布器１３に汲
み上げられ、冷媒Ｒｅとして該冷媒散布器１３から上記
熱交換部７側に散布される。
【００２９】被冷却液入口配管４５から上記熱交換部７
に流入して被冷却液出口配管４６から流出する被冷却液
（水）Ｗｅは、上記冷媒Ｒｅの蒸発熱によって冷却され
る。さらに、上記熱交換部７への散布により上記蒸発器
Ｅにおいて発生する気化冷媒Ｒａはそのまま上記吸収器
Ａ側に移送される。
【００３０】上記吸収器Ａの容器２の底部には、溶液ポ
ンプＬＰを備えた希溶液配管２１が接続されているが、
この希溶液配管２１は、上記低温溶液熱交換器Ｈ1の被
加熱側と上記中温溶液熱交換器Ｈ2の被加熱側を順次通
るとともに、さらに、上記高温溶液熱交換器Ｈ3を構成
する上記低圧側熱交換器Ｈ3bと高圧側熱交換器Ｈ3aの各
被加熱側を順次通って、上記高温再生器Ｇ3に接続され
ている。尚、この場合、上記高圧側熱交換器Ｈ3aと低圧
側熱交換器Ｈ3bは、該高圧側熱交換器Ｈ3aが上記低圧側
熱交換器Ｈ3bよりも上記高温再生器Ｇ3に近い側に位置
するように直列に配置されている。
【００３１】上記高温再生器Ｇ3に接続されて該高温再
生器Ｇ3より流出する高温溶液配管２７は、上記高圧側
熱交換器Ｈ3aの加熱側と上記低圧側熱交換器Ｈ3bの加熱
側とを順次通って上記中温再生器Ｇ2に接続されてい
る。
【００３２】上記中温再生器Ｇ2に接続されて該中温再
生器Ｇ2より流出する中温溶液配管２６は、上記中温溶
液熱交換器Ｈ2の加熱側を通って上記低温再生器Ｇ1に接
続されている。
【００３３】上記低温再生器Ｇ1に接続されて該低温再
生器Ｇ1より流出する低温溶液配管２５は、上記低温溶
液熱交換器Ｈ1の加熱側を通って上記吸収器Ａの上記溶
液散布器１２に接続されている。
【００３４】上記高温再生器Ｇ3の気室側は、高温蒸気
配管３１を介して上記中温再生器Ｇ2の上記溶液加熱部
９の入口側に接続されている。
【００３５】上記中温再生器Ｇ2の気室側は、中温蒸気
配管３２を介して上記低温再生器Ｇ1の上記溶液加熱部
１０の入口側に接続されている。
【００３６】上記低温再生器Ｇ1の上記溶液加熱部１０
の出口側は冷媒ドレン配管３５を介して上記凝縮器Ｃに
接続されている。
【００３７】上記中温再生器Ｇ2の上記溶液加熱部９の
出口側に接続された冷媒ドレン配管３４は、上記冷媒ド
レン配管３５に合流している。
【００３８】上記低温再生器Ｇ1で発生した冷媒は、冷
媒通路３３を介して上記凝縮器Ｃへ移送される。上記吸
収式冷凍装置Ｚ1は、以上のような機器配置と経路構成
とを採ることで、冷媒と吸収溶液の循環サイクルを構成
している。
【００３９】続いて、この吸収式冷凍装置Ｚ1の作動サ
イクルを具体的に説明する。
【００４０】上記吸収器Ａから上記溶液ポンプＬＰによ
って送給される希溶液Ｌａは、上記低温溶液熱交換器Ｈ
1の被加熱側、上記中温溶液熱交換器Ｈ2の被加熱側、さ
らに上記高温溶液熱交換器Ｈ3を構成する上記低圧側熱
交換器Ｈ3bの被加熱側及び上記高圧側熱交換器Ｈ3aの被
加熱側をそれぞれ通って上記高温再生器Ｇ3に流入し、
該高温溶液熱交換器Ｈ3において上記外部熱源Ｊによる
加熱濃縮作用を受け、濃溶液となって流出し、上記高圧
側熱交換器Ｈ3aの加熱側と上記低圧側熱交換器Ｈ3bの加
熱側を順次通って上記中温再生器Ｇ2に流入する。この
際、上記高温溶液熱交換器Ｈ3の上記高圧側熱交換器Ｈ
3aと低圧側熱交換器Ｈ3bにおいて、被加熱側の希溶液Ｌ
ａと加熱側の濃溶液との間で熱交換が行われる。
【００４１】一方、上記中温再生器Ｇ2に流入した中温
溶液Ｌ2は、上記高温再生器Ｇ3側から上記溶液加熱部９
に流入する冷媒蒸気Ｒ3によって加熱濃縮された後、こ
こから流出し、上記中温溶液熱交換器Ｈ2の加熱側を通
って上記低温再生器Ｇ1に流入する。この際、上記中温
溶液熱交換器Ｈ2において、被加熱側の希溶液Ｌａと加
熱側の濃溶液との間で熱交換が行われる。
【００４２】さらに、上記低温再生器Ｇ1に流入した低
温溶液Ｌ1は、該低温再生器Ｇ1において上記中温再生器
Ｇ2側から上記溶液加熱部１０に流入する冷媒蒸気Ｒ2に
よって加熱濃縮された後、ここから流出し、上記低温溶
液熱交換器Ｈ1の加熱側を通って上記吸収器Ａ側に流入
し、ここで上記溶液散布器１２によって散布される。こ
の際、上記低温溶液熱交換器Ｈ1において、被加熱側の
希溶液Ｌａと加熱側の濃溶液との間で熱交換が行われ
る。
【００４３】以上がこの実施形態の吸収式冷凍装置Ｚ1
の作動サイクルであるが、この作動サイクルにおいては
以下のような特有の作用効果が得られるものである。
【００４４】即ち、この実施形態の吸収式冷凍装置Ｚ1
のように、複数の再生器Ｇ1，Ｇ2，Ｇ3を備えたものに
あっては、上段側の再生器で発生した冷媒蒸気を下段側
の再生器の加熱源として利用するものであることから、
上記各再生器Ｇ1，Ｇ2，Ｇ3の内部圧力も上段側ほど
（即ち、低温再生器Ｇ1から高温再生器Ｇ3に向かうに従
って）高くなり、例えば最上段の上記高温再生器Ｇ3に
おいてはその内部圧力が大気圧を越える場合もある。そ
して、内部圧力が大気圧を越える上記高温再生器Ｇ3の
直前に配置された上記高温溶液熱交換器Ｈ3において
は、上記高温再生器Ｇ 3から流出する高温の濃溶液で該
高温再生器Ｇ3に流入する希溶液Ｌａを加熱することか
ら、上記高温溶液熱交換器Ｈ3内には、溶液温度が大気
圧における沸点を越える部分と該沸点を越えない部分と
が共存した状態で吸収溶液が存在する場合があり、これ
は上記高温溶液熱交換器Ｈ3内には、上記沸点を越える
溶液部分に対応する大気圧以上の高圧部分と、該沸点を
越えない溶液部分に対応する大気圧以下の真空部分とが
共存することを意味する。これらのことは既述の通りで
ある。
【００４５】ここで、例えば従来のように、上記高温溶
液熱交換器Ｈ3を単一構成とした場合には、該高温溶液
熱交換器Ｈ3の設計、特にその容器の強度設計に際して
は高圧部分の圧力を基準とし、これに耐えるように設計
するとすれば、例え上記高温溶液熱交換器Ｈ3の中に占
める高圧部分の比率が小さいような場合であっても、こ
れに関係無く該高温溶液熱交換器Ｈ3全体を、例えば素
材の板厚を厚くする等の強度確保手段を講じる必要があ
り、それだけ高温溶液熱交換器Ｈ3の製造コストが高く
つく等の問題が生じることも既述の通りである。
【００４６】ところが、この実施形態の吸収式冷凍装置
Ｚ1においては、上述のように上記高温溶液熱交換器Ｈ3
を単一構成とするのに代えて、これを上記高圧側熱交換
器Ｈ3aと低圧側熱交換器Ｈ3bとに分割して構成し、これ
らを上記高温再生器Ｇ3の直前に直列に配置するように
しているので、上記高温溶液熱交換器Ｈ3の安全性を確
保しつつ、同時に該高温溶液熱交換器Ｈ3の製造コスト
の低廉化あるいは軽量化を図ることができるものであ
る。
【００４７】即ち、上記高温溶液熱交換器Ｈ3を上記高
圧側熱交換器Ｈ3aと低圧側熱交換器Ｈ3bとで分割構成
し、且つこれらを上記高温再生器Ｇ3に対して直列に配
置すると、上記高温再生器Ｇ3の近い側の上記高圧側熱
交換器Ｈ3aには大気圧における沸点を越える温度の吸収
溶液を保有させ、上記高温再生器Ｇ3から遠い側の上記
低圧側熱交換器Ｈ3bには大気圧における沸点を越えない
温度の吸収溶液を保有させる等、該各熱交換器Ｈ3a，Ｈ
3bをその内部圧力の大きさに応じて使い分けることが可
能となる。
【００４８】この結果、これら各熱交換器Ｈ3a，Ｈ3bの
設計に際しては、上記高圧側熱交換器Ｈ3aはその耐圧性
能を考慮する必要があるものの、上記低圧側熱交換器Ｈ
3bは特に耐圧性能を気にすることなく最適構造に設計す
ることができ、例えば上記高温溶液熱交換器Ｈ3を一体
構造とし且つこれ全体を耐圧構造に設計するような場合
に比して、該高温溶液熱交換器Ｈ3の製造コストの低廉
化あるいは軽量化を図ることができるものである。
【００４９】さらに、この実施形態の吸収式冷凍装置Ｚ
1においては、上記高温溶液熱交換器Ｈ3の上記高圧側熱
交換器Ｈ3aと低圧側熱交換器Ｈ3bをプレート型熱交換器
で構成している場合には、積層効果によって高い熱交換
効率が得られるというプレート型熱交換器の特性に基づ
き、上記各熱交換器Ｈ3a，Ｈ3bの容量を小さくしてその
コンパクト化を図ることができ、延いては該各熱交換器
Ｈ3a，Ｈ3bを備えてなる吸収式冷凍装置Ｚ1のコンパク
ト化にも寄与し得ることになる。
【００５０】ＩＩ：第２の実施形態 図２には、本願発明の第２の実施形態にかかる吸収式冷
凍装置Ｚ2の作動サイクルを示している。この吸収式冷
凍装置Ｚ2は、水を冷媒とし、臭化リチウムを吸収液と
する吸収式冷凍装置であって、各１個の凝縮器Ｃと吸収
器Ａと蒸発器Ｅ、及び各三個の溶液熱交換器Ｈ3，Ｈ2，
Ｈ1と再生器Ｇ3，Ｇ2，Ｇ1を、溶液配管系と冷媒配管系
で作動的に接続して冷媒と吸収溶液の循環サイクルを構
成している。
【００５１】上記蒸発器Ｅは、容器１の中に、被冷却液
Ｗｅを通す熱交換部７と該熱交換部７上に冷媒Ｒｅを散
布する冷媒散布器１３とを備えて構成される。
【００５２】上記吸収器Ａは、容器２内に、濃溶液Ｌｇ
を散布する溶液散布器１２と、該吸収器Ａ内で発生する
吸収熱を除去するための熱交換部８とを備えて構成され
る。上記凝縮器Ｃは、容器６内に凝縮熱を除去するため
の熱交換部１１を備えて構成される。
【００５３】上記各再生器Ｇ3，Ｇ2，Ｇ1は、共に、冷
媒を含む吸収溶液を加熱濃縮して順次高濃度の濃溶液と
するためのものであって、これら相互間においてはその
作動温度が異なっており、最も高温で作動する高温再生
器Ｇ3（特許請求の範囲中の「高温側の再生器Ｇn」に該
当する）は容器３内に外部熱源Ｊ（例えば、燃焼ガスと
か蒸気）を備えて構成され、中温で作動する中温再生器
Ｇ2（特許請求の範囲中の「低温側の再生器Ｇn-1」に該
当する）は容器４内に溶液加熱部９を備えて構成され、
さらに最も低温で作動する低温再生器Ｇ1（特許請求の
範囲中の「最も低温側の再生器Ｇ1」に該当する）は容
器５内に溶液加熱部１０を備えて構成される。
【００５４】上記各熱交換器Ｈ1，Ｈ2，Ｈ3は、上記各
再生器Ｇ1，Ｇ2，Ｇ3で生成される低温溶液Ｌ1、中温溶
液Ｌ2、及び高温溶液Ｌ3のそれぞれがもつ熱を希溶液Ｌ
ａ側へ回収するためのものであって、一般的にはシェル
アンドチューブ型熱交換器が用いられるが、他の形式と
して、例えばプレート型熱交換器で構成されても良い。
そして、特にこの実施形態の吸収式冷凍装置Ｚ2におい
ては、上記高温溶液熱交換器Ｈ3を単一の熱交換器で構
成するのではなく、これを高圧側熱交換器Ｈ3aと低圧側
熱交換器Ｈ3bの二つに分割した構成とし、且つこれら各
熱交換器Ｈ3a，Ｈ3bを後述のように直列に配置してい
る。
【００５５】上記各機器は、溶液配管系及び冷媒配管系
によって以下のように作動的に接続されている。
【００５６】即ち、上記凝縮器Ｃの容器６と上記蒸発器
Ｅの容器１とは液冷媒配管３０によって接続され、上記
凝縮器Ｃにおいて生成される液冷媒Ｒｃは上記液冷媒配
管３０を介して上記蒸発器Ｅ側に供給される。また、こ
の蒸発器Ｅに供給された液冷媒Ｒｃは、冷媒ポンプＲＰ
により液冷媒配管２９を介して上記冷媒散布器１３に汲
み上げられ、冷媒Ｒｅとして該冷媒散布器１３から上記
熱交換部７側に散布される。
【００５７】被冷却液入口配管４５から上記熱交換部７
に流入して被冷却液出口配管４６から流出する被冷却液
（水）Ｗｅは、上記冷媒Ｒｅの蒸発熱によって冷却され
る。さらに、上記熱交換部７への散布により上記蒸発器
Ｅにおいて発生する気化冷媒Ｒａはそのまま上記吸収器
Ａ側に移送される。
【００５８】上記吸収器Ａの容器２の底部には、溶液ポ
ンプＬＰを備えた希溶液配管２１が接続されているが、
この希溶液配管２１は上記低温溶液熱交換器Ｈ1の被加
熱側を通過後、第１分岐配管２２と第２分岐配管２３の
二つの経路に分岐されている。そして、上記第１分岐配
管２２は、高温溶液熱交換器Ｈ3を構成する上記低圧側
熱交換器Ｈ3bの被加熱側と上記高圧側熱交換器Ｈ3aの被
加熱側とをそれぞれ通って上記高温再生器Ｇ3に接続さ
れている。また、上記第２分岐配管２３は、中温溶液熱
交換器Ｈ2の被加熱側を通って上記中温再生器Ｇ2に接続
されている。
【００５９】上記中温再生器Ｇ2の底部に接続された中
温溶液配管２６は、上記中温溶液熱交換器Ｈ2の加熱側
を通って上記低温再生器Ｇ1に接続されている。
【００６０】上記高温再生器Ｇ3に接続されて該高温再
生器Ｇ3から流出する高温溶液配管２７は、上記高圧側
熱交換器Ｈ3aの加熱側と低圧側熱交換器Ｈ3bの加熱側を
順次通って、上記低温再生器Ｇ1に接続されて該低温再
生器Ｇ1から流出する低温溶液配管２５と合流し、上記
低温溶液熱交換器Ｈ1の加熱側を通って上記溶液散布器
１２に接続されている。
【００６１】上記高温再生器Ｇ3の気室側は、高温蒸気
配管３１を介して上記中温再生器Ｇ2の上記溶液加熱部
９の入口側に接続されている。
【００６２】上記中温再生器Ｇ2の気室側は、中温蒸気
配管３２を介して上記低温再生器Ｇ1の上記溶液加熱部
１０の入口側に接続されている。
【００６３】上記低温再生器Ｇ1の上記溶液加熱部１０
の出口側は冷媒ドレン配管３５を介して上記凝縮器Ｃに
接続されている。
【００６４】上記中温再生器Ｇ2の上記溶液加熱部９の
出口側に接続された冷媒ドレン配管３４は、上記冷媒ド
レン配管３５に合流している。
【００６５】上記低温再生器Ｇ1で発生した冷媒は、冷
媒通路３３を介して上記凝縮器Ｃへ移送される。
【００６６】上記吸収式冷凍装置Ｚ2は、以上のような
機器配置と経路構成とを採ることで、冷媒と吸収溶液の
循環サイクルを構成している。
【００６７】続いて、この吸収式冷凍装置Ｚ2の作動サ
イクルを具体的に説明する。
【００６８】上記吸収器Ａから上記溶液ポンプＬＰによ
って送給される希溶液Ｌａは、上記低温溶液熱交換器Ｈ
1の被加熱側を通過したのち、分岐され、その一方は上
記高温溶液熱交換器Ｈ3の上記低圧側熱交換器Ｈ3bの被
加熱側と上記高圧側熱交換器Ｈ3aの被加熱側とを順次通
って上記高温再生器Ｇ3に流入し、該高温溶液熱交換器
Ｈ3において上記外部熱源Ｊによる加熱濃縮作用を受
け、濃溶液となって流出し、上記高圧側熱交換器Ｈ3aの
加熱側と上記低圧側熱交換器Ｈ3bの加熱側とを通る。こ
の際、上記高温溶液熱交換器Ｈ3の上記高圧側熱交換器
Ｈ3aと低圧側熱交換器Ｈ3bとにおいて、被加熱側の希溶
液Ｌａと加熱側の濃溶液との間で熱交換が行われる。
【００６９】一方、分岐した他方の希溶液Ｌａは、上記
中温溶液熱交換器Ｈ2の被加熱側を通過後、上記中温再
生器Ｇ2に流入し、該中温再生器Ｇ2において上記高温再
生器Ｇ3側から上記溶液加熱部９に流入する冷媒蒸気Ｒ3
によって加熱濃縮され、濃溶液となって流出し、上記中
温溶液熱交換器Ｈ2の加熱側を通って上記低温再生器Ｇ1
に流入する。この際、上記中温溶液熱交換器Ｈ2におい
て、被加熱側の希溶液Ｌａと加熱側の濃溶液との間で熱
交換が行われる。
【００７０】さらに、上記低温再生器Ｇ1に流入した濃
溶液は、該低温再生器Ｇ1において上記中温再生器Ｇ2側
から上記溶液加熱部１０に流入する冷媒蒸気Ｒ2によっ
て加熱濃縮されて流出する。
【００７１】そして、この低温再生器Ｇ1から流出する
濃溶液は、上記高温再生器Ｇ3側から流出した濃溶液と
合流し、上記低温溶液熱交換器Ｈ1の加熱側を通って上
記吸収器Ａ側に流入し、ここで上記溶液散布器１２によ
って散布される。この際、上記低温溶液熱交換器Ｈ1に
おいて、被加熱側の希溶液Ｌａと加熱側の濃溶液との間
で熱交換が行われる。
【００７２】以上がこの実施形態の吸収式冷凍装置Ｚ2
の作動サイクルであるが、この作動サイクルにおいては
以下のような特有の作用効果が得られるものである。
【００７３】即ち、この実施形態の吸収式冷凍装置Ｚ2
のように、複数の再生器Ｇ1，Ｇ2，Ｇ3を備えたものに
あっては、上段側の再生器で発生した冷媒蒸気を下段側
の再生器の加熱源として利用するものであることから、
上記各再生器Ｇ1，Ｇ2，Ｇ3の内部圧力も上段側ほど
（即ち、低温再生器Ｇ1から高温再生器Ｇ3に向かうに従
って）高くなり、例えば最上段の上記高温再生器Ｇ3に
おいてはその内部圧力が大気圧を越える場合もある。そ
して、内部圧力が大気圧を越える上記高温再生器Ｇ3の
直前に配置された上記高温溶液熱交換器Ｈ3において
は、上記高温再生器Ｇ 3から流出する高温の濃溶液で該
高温再生器Ｇ3に流入する希溶液Ｌａを加熱することか
ら、上記高温溶液熱交換器Ｈ3内には、溶液温度が大気
圧における沸点を越える部分と該沸点を越えない部分と
が共存した状態で吸収溶液が存在する場合があり、これ
は上記高温溶液熱交換器Ｈ3内には、上記沸点を越える
溶液部分に対応する大気圧以上の高圧部分と、該沸点を
越えない溶液部分に対応する大気圧以下の真空部分とが
共存することを意味しており、これらのことは既述の通
りである。
【００７４】ここで、例えば従来のように、上記高温溶
液熱交換器Ｈ3を単一構成とした場合には、該高温溶液
熱交換器Ｈ3の設計、特にその容器の強度設計に際して
は高圧部分の圧力を基準とし、これに耐えるように設計
するとすれば、例え上記高温溶液熱交換器Ｈ3の中に占
める高圧部分の比率が小さいような場合であっても、こ
れに関係無く該高温溶液熱交換器Ｈ3全体を、例えば素
材の板厚を厚くする等の強度確保手段を講じる必要があ
り、それだけ高温溶液熱交換器Ｈ3の製造コストが高く
つく等の問題が生じることも既述の通りである。
【００７５】ところが、この実施形態の吸収式冷凍装置
Ｚ2においては、上述のように上記高温溶液熱交換器Ｈ3
を単一構成とするのに代えて、これを上記高圧側熱交換
器Ｈ3aと低圧側熱交換器Ｈ3bとに分割して構成し、これ
らを上記高温再生器Ｇ3の直前に直列に配置するように
しているので、上記高温溶液熱交換器Ｈ3の安全性を確
保しつつ、同時に該高温溶液熱交換器Ｈ3の製造コスト
の低廉化あるいは軽量化を図ることができるものであ
る。
【００７６】即ち、上記高温溶液熱交換器Ｈ3を上記高
圧側熱交換器Ｈ3aと低圧側熱交換器Ｈ3bとで分割構成
し、且つこれらを上記高温再生器Ｇ3に対して直列に配
置すると、上記高温再生器Ｇ3の近い側の上記高圧側熱
交換器Ｈ3aには大気圧における沸点を越える温度の吸収
溶液を保有させ、上記高温再生器Ｇ3から遠い側の上記
低圧側熱交換器Ｈ3bには大気圧における沸点を越えない
温度の吸収溶液を保有させる等、該各熱交換器Ｈ3a，Ｈ
3bをその内部圧力の大きさに応じて使い分けることが可
能となる。
【００７７】この結果、これら各熱交換器Ｈ3a，Ｈ3bの
設計に際しては、上記高圧側熱交換器Ｈ3aはその耐圧性
能を考慮する必要があるものの、上記低圧側熱交換器Ｈ
3bは特に耐圧性能を気にすることなく最適構造に設計す
ることができ、例えば上記高温溶液熱交換器Ｈ3を一体
構造とし且つこれ全体を耐圧構造に設計するような場合
に比して、該高温溶液熱交換器Ｈ3の製造コストの低廉
化あるいは軽量化を図ることができるものである。
【００７８】さらに、この実施形態の吸収式冷凍装置Ｚ
2においては、上記溶液ポンプＬＰから出た希溶液Ｌａ
を上記低温溶液熱交換器Ｈ1を通過後に分岐させてその
一部を上記高温再生器Ｇ3側へ流入させるようにしてい
るので、該高温再生器Ｇ3への希溶液Ｌａの流入量は、
かかる分岐構造をもたない場合に比して、減少する。こ
のように上記高温再生器Ｇ3への希溶液Ｌａの流入量が
少ないということは、その直前に位置する上記高温溶液
熱交換器Ｈ3の上記高圧側熱交換器Ｈ3aと低圧側熱交換
器Ｈ3bにおいてもその被加熱側への希溶液Ｌａの流入
量、その加熱側への高温溶液Ｌ3の流入量が共に減少す
るということである。この結果、上記高圧側熱交換器Ｈ
3aと低圧側熱交換器Ｈ3bにおいては、その容量を小さく
してそのコンパクト化を図ることができる。そして、こ
の場合、特に上記高圧側熱交換器Ｈ3aにおいては、これ
を耐圧構造とする必要があるところ、その容量が小さく
て良いことから、耐圧構造を採用することに起因するコ
ストアップ及び重量増加が可及的に抑制されることにな
る。
【００７９】また、この実施形態の吸収式冷凍装置Ｚ2
においては、上記高温溶液熱交換器Ｈ3の上記高圧側熱
交換器Ｈ3aと低圧側熱交換器Ｈ3bをプレート型熱交換器
で構成している場合には、積層効果によって高い熱交換
効率が得られるというプレート型熱交換器の特性に基づ
き、上記各熱交換器Ｈ3a，Ｈ3bの容量を小さくしてその
コンパクト化を図ることができ、延いては該各熱交換器
Ｈ3a，Ｈ3bを備えてなる吸収式冷凍装置Ｚ2のコンパク
ト化にも寄与し得ることになる。
【００８０】ＩＩＩ：第３の実施形態 図３には、本願発明の第３の実施形態にかかる吸収式冷
凍装置Ｚ3の作動サイクルを示している。この吸収式冷
凍装置Ｚ3は、水を冷媒とし、臭化リチウムを吸収液と
する吸収式冷凍装置であって、各１個の凝縮器Ｃと吸収
器Ａと蒸発器Ｅ、及び各三個の溶液熱交換器Ｈ3，Ｈ2，
Ｈ1と再生器Ｇ3，Ｇ2，Ｇ1を、溶液配管系と冷媒配管系
で作動的に接続して冷媒と吸収溶液の循環サイクルを構
成している。
【００８１】上記蒸発器Ｅは、容器１の中に、被冷却液
Ｗｅを通す熱交換部７と該熱交換部７上に冷媒Ｒｅを散
布する冷媒散布器１３とを備えて構成される。
【００８２】上記吸収器Ａは、容器２内に、濃溶液Ｌｇ
を散布する溶液散布器１２と、該吸収器Ａ内で発生する
吸収熱を除去するための熱交換部８とを備えて構成され
る。上記凝縮器Ｃは、容器６内に凝縮熱を除去するため
の熱交換部１１を備えて構成される。
【００８３】上記各再生器Ｇ3，Ｇ2，Ｇ1は、共に、冷
媒を含む吸収溶液を加熱濃縮して順次高濃度の濃溶液と
するためのものであって、これら相互間においてはその
作動温度が異なっており、最も高温で作動する高温再生
器Ｇ3（特許請求の範囲中の「高温側の再生器Ｇn」に該
当する）は容器３内に外部熱源Ｊ（例えば、燃焼ガスと
か蒸気）を備えて構成され、中温で作動する中温再生器
Ｇ2（特許請求の範囲中の「低温側の再生器Ｇn-1」に該
当する）は容器４内に溶液加熱部９を備えて構成され、
さらに最も低温で作動する低温再生器Ｇ1（特許請求の
範囲中の「最も低温側の再生器Ｇ1」に該当する）は容
器５内に溶液加熱部１０を備えて構成される。
【００８４】上記各熱交換器Ｈ1，Ｈ2，Ｈ3は、上記各
再生器Ｇ1，Ｇ2，Ｇ3で生成される低温溶液Ｌ1、中温溶
液Ｌ2、及び高温溶液Ｌ3のそれぞれがもつ熱を希溶液Ｌ
ａ側へ回収するためのものであって、一般的にはシェル
アンドチューブ型熱交換器が用いられるが、他の形式と
して例えばプレート型熱交換器で構成されても良い。そ
して、この実施形態の吸収式冷凍装置Ｚ3では、上記高
温溶液熱交換器Ｈ3を単一の熱交換器で構成するのでは
なく、これを高圧側熱交換器Ｈ3aと低圧側熱交換器Ｈ3b
の二つに分割した構成とし、且つこれら各熱交換器
Ｈ3a，Ｈ3bを後述のように直列に配置している。
【００８５】上記各機器は、溶液配管系及び冷媒配管系
によって以下のように作動的に接続されている。
【００８６】即ち、上記凝縮器Ｃの容器６と上記蒸発器
Ｅの容器１とは液冷媒配管３０によって接続され、上記
凝縮器Ｃにおいて生成される液冷媒Ｒｃは上記液冷媒配
管３０を介して上記蒸発器Ｅ側に供給される。また、こ
の蒸発器Ｅに供給された液冷媒Ｒｃは、冷媒ポンプＲＰ
により液冷媒配管２９を介して上記冷媒散布器１３に汲
み上げられ、冷媒Ｒｅとして該冷媒散布器１３から上記
熱交換部７側に散布される。
【００８７】被冷却液入口配管４５から上記熱交換部７
に流入して被冷却液出口配管４６から流出する被冷却液
（水）Ｗｅは、上記冷媒Ｒｅの蒸発熱によって冷却され
る。さらに、上記熱交換部７への散布により上記蒸発器
Ｅにおいて発生する気化冷媒Ｒａはそのまま上記吸収器
Ａ側に移送される。
【００８８】上記吸収器Ａの容器２の底部には、溶液ポ
ンプＬＰを備えた希溶液配管２１が接続されているが、
この希溶液配管２１は上記低温溶液熱交換器Ｈ1の直前
において第１分岐配管２２と第２分岐配管２３の二つの
経路に分岐されている。そして、上記第１分岐配管２２
は、高温溶液熱交換器Ｈ3を構成する上記低圧側熱交換
器Ｈ3bの被加熱側と上記高圧側熱交換器Ｈ3aの被加熱側
とを順次通って上記高温再生器Ｇ3に接続されている。
また、上記第２分岐配管２３は、上記低温溶液熱交換器
Ｈ1の被加熱側、及び上記中温溶液熱交換器Ｈ2の被加熱
側を順次通って上記中温再生器Ｇ2に接続されている。
【００８９】上記中温再生器Ｇ2に接続されて該中温再
生器Ｇ2から流出する中温溶液配管２６は、上記中温溶
液熱交換器Ｈ2の加熱側を通って上記低温再生器Ｇ1に接
続されている。
【００９０】上記高温再生器Ｇ3に接続されて該高温再
生器Ｇ3から流出し且つ上記高圧側熱交換器Ｈ3aの加熱
側と低圧側熱交換器Ｈ3bの加熱側を順次通る高温溶液配
管２７と、上記低温再生器Ｇ1に接続されて該低温再生
器Ｇ1から流出し上記低温溶液熱交換器Ｈ1の加熱側を通
る低温溶液配管２５とは、合流して上記吸収器Ａの上記
溶液散布器１２に接続されている。
【００９１】上記高温再生器Ｇ3の気室側は、高温蒸気
配管３１を介して上記中温再生器Ｇ2の上記溶液加熱部
９の入口側に接続されている。
【００９２】上記中温再生器Ｇ2の気室側は、中温蒸気
配管３２を介して上記低温再生器Ｇ1の上記溶液加熱部
１０の入口側に接続されている。
【００９３】上記低温再生器Ｇ1の上記溶液加熱部１０
の出口側は冷媒ドレン配管３５を介して上記凝縮器Ｃに
接続されている。
【００９４】上記中温再生器Ｇ2の上記溶液加熱部９の
出口側に接続された冷媒ドレン配管３４は、上記冷媒ド
レン配管３５に合流している。
【００９５】上記低温再生器Ｇ1で発生した冷媒は、冷
媒通路３３を介して上記凝縮器Ｃへ移送される。
【００９６】上記吸収式冷凍装置Ｚ3は、以上のような
機器配置と経路構成とを採ることで、冷媒と吸収溶液の
循環サイクルを構成している。
【００９７】続いて、この吸収式冷凍装置Ｚ3の作動サ
イクルを具体的に説明する。
【００９８】上記吸収器Ａから上記溶液ポンプＬＰによ
って送給される希溶液Ｌａは、上記低温溶液熱交換器Ｈ
1の直前で分岐し、その一方は上記高温溶液熱交換器Ｈ3
の上記低圧側熱交換器Ｈ3bの被加熱側と上記高圧側熱交
換器Ｈ3aの被加熱側とを順次通って上記高温再生器Ｇ3
に流入し、該高温溶液熱交換器Ｈ3において上記外部熱
源Ｊによる加熱濃縮作用を受け、濃溶液となって流出
し、上記高圧側熱交換器Ｈ 3aの加熱側と上記低圧側熱交
換器Ｈ3bの加熱側とを順次通る。この際、上記高圧側熱
交換器Ｈ3aと低圧側熱交換器Ｈ3bにおいて、被加熱側の
希溶液Ｌａと加熱側の濃溶液との間で熱交換が行われ
る。
【００９９】一方、分岐した他方の希溶液Ｌａは、先
ず、上記低温溶液熱交換器Ｈ1の被加熱側を通過後し、
さらに上記中温溶液熱交換器Ｈ2の被加熱側を通過した
後、上記中温再生器Ｇ2に流入する。そして、上記中温
再生器Ｇ2において上記高温再生器Ｇ3側から上記溶液加
熱部９に流入する冷媒蒸気Ｒ3によって加熱濃縮され、
濃溶液となって流出し、上記中温溶液熱交換器Ｈ2の加
熱側を通って上記低温再生器Ｇ1に流入する。この際、
上記中温溶液熱交換器Ｈ2において、被加熱側の希溶液
Ｌａと加熱側の濃溶液との間で熱交換が行われる。
【０１００】さらに、上記低温再生器Ｇ1に流入した濃
溶液は、該低温再生器Ｇ1において上記中温再生器Ｇ2側
から上記溶液加熱部１０に流入する冷媒蒸気Ｒ2によっ
て加熱濃縮されて流出する。そして、この低温再生器Ｇ
1から流出する濃溶液は、上記低温溶液熱交換器Ｈ1の加
熱側を通過した後、上記高温再生器Ｇ3側から流出した
濃溶液と合流して上記吸収器Ａ側に流入し、ここで上記
溶液散布器１２によって散布される。
【０１０１】この際、上記低温溶液熱交換器Ｈ1におい
て、被加熱側の希溶液Ｌａと加熱側の濃溶液との間で熱
交換が行われる。
【０１０２】以上がこの実施形態の吸収式冷凍装置Ｚ3
の作動サイクルであるが、この作動サイクルにおいては
以下のような特有の作用効果が得られるものである。
【０１０３】即ち、この実施形態の吸収式冷凍装置Ｚ3
のように、複数の再生器Ｇ1，Ｇ2，Ｇ3を備えたものに
あっては、上段側の再生器で発生した冷媒蒸気を下段側
の再生器の加熱源として利用するものであることから、
上記各再生器Ｇ1，Ｇ2，Ｇ3の内部圧力も上段側ほど
（即ち、低温再生器Ｇ1から高温再生器Ｇ3に向かうに従
って）高くなり、例えば最上段の上記高温再生器Ｇ3に
おいてはその内部圧力が大気圧を越える場合もある。そ
して、内部圧力が大気圧を越える上記高温再生器Ｇ3の
直前に配置された上記高温溶液熱交換器Ｈ3において
は、上記高温再生器Ｇ 3から流出する高温の濃溶液で該
高温再生器Ｇ3に流入する希溶液Ｌａを加熱することか
ら、上記高温溶液熱交換器Ｈ3内には、溶液温度が大気
圧における沸点を越える部分と該沸点を越えない部分と
が共存した状態で吸収溶液が存在する場合があり、これ
は上記高温溶液熱交換器Ｈ3内には、上記沸点を越える
溶液部分に対応する大気圧以上の高圧部分と、該沸点を
越えない溶液部分に対応する大気圧以下の真空部分とが
共存することを意味しており、これらのことは既述の通
りである。
【０１０４】ここで、例えば従来のように、上記高温溶
液熱交換器Ｈ3を単一構成とした場合には、該高温溶液
熱交換器Ｈ3の設計、特にその容器の強度設計に際して
は高圧部分の圧力を基準とし、これに耐えるように設計
するとすれば、例え上記高温溶液熱交換器Ｈ3の中に占
める高圧部分の比率が小さいような場合であっても、こ
れに関係無く該高温溶液熱交換器Ｈ3全体を、例えば素
材の板厚を厚くする等の強度確保手段を講じる必要があ
り、それだけ高温溶液熱交換器Ｈ3の製造コストが高く
つく等の問題が生じることも既述の通りである。
【０１０５】ところが、この実施形態の吸収式冷凍装置
Ｚ3においては、上述のように上記高温溶液熱交換器Ｈ3
を単一構成とするのに代えて、これを上記高圧側熱交換
器Ｈ3aと低圧側熱交換器Ｈ3bとに分割して構成し、これ
らを上記高温再生器Ｇ3の直前に直列に配置するように
しているので、上記高温溶液熱交換器Ｈ3の安全性を確
保しつつ、同時に該高温溶液熱交換器Ｈ3の製造コスト
の低廉化あるいは軽量化を図ることができるものであ
る。
【０１０６】即ち、上記高温溶液熱交換器Ｈ3を上記高
圧側熱交換器Ｈ3aと低圧側熱交換器Ｈ3bとで分割構成
し、且つこれらを上記高温再生器Ｇ3に対して直列に配
置すると、上記高温再生器Ｇ3の近い側の上記高圧側熱
交換器Ｈ3aには大気圧における沸点を越える温度の吸収
溶液を保有させ、上記高温再生器Ｇ3から遠い側の上記
低圧側熱交換器Ｈ3bには大気圧における沸点を越えない
温度の吸収溶液を保有させる等、該各熱交換器Ｈ3a，Ｈ
3bをその内部圧力の大きさに応じて使い分けることが可
能となる。
【０１０７】この結果、これら各熱交換器Ｈ3a，Ｈ3bの
設計に際しては、上記高圧側熱交換器Ｈ3aはその耐圧性
能を考慮する必要があるものの、上記低圧側熱交換器Ｈ
3bは特に耐圧性能を気にすることなく最適構造に設計す
ることができ、例えば上記高温溶液熱交換器Ｈ3を一体
構造とし且つこれ全体を耐圧構造に設計するような場合
に比して、該高温溶液熱交換器Ｈ3の製造コストの低廉
化あるいは軽量化を図ることができるものである。
【０１０８】さらに、この実施形態の吸収式冷凍装置Ｚ
3においては、上記溶液ポンプＬＰから出た希溶液Ｌａ
を上記低温溶液熱交換器Ｈ1の直前で分岐させてその一
部を上記高温再生器Ｇ3側へ流入させるようにしている
ので、該高温再生器Ｇ3への希溶液Ｌａの流入量は、か
かる分岐構造をもたない場合に比して、減少する。この
ように上記高温再生器Ｇ3への希溶液Ｌａの流入量が少
ないということは、その直前に位置する上記高温溶液熱
交換器Ｈ3の上記高圧側熱交換器Ｈ3aと低圧側熱交換器
Ｈ3bにおいてもその被加熱側への希溶液Ｌａの流入量、
その加熱側への高温溶液Ｌ3の流入量が共に減少すると
いうことである。この結果、上記高圧側熱交換器Ｈ3aと
低圧側熱交換器Ｈ3bにおいては、その容量を小さくして
そのコンパクト化を図ることができる。そして、この場
合、特に上記高圧側熱交換器Ｈ3aにおいては、これを耐
圧構造とする必要があるところ、その容量が小さくて良
いことから、耐圧構造を採用することに起因するコスト
アップ及び重量増加が可及的に抑制されることになる。
【０１０９】また、この実施形態の吸収式冷凍装置Ｚ3
においては、上記高温溶液熱交換器Ｈ3の上記高圧側熱
交換器Ｈ3aと低圧側熱交換器Ｈ3bをプレート型熱交換器
で構成している場合には、積層効果によって高い熱交換
効率が得られるというプレート型熱交換器の特性に基づ
き、上記各熱交換器Ｈ3a，Ｈ3bの容量を小さくしてその
コンパクト化を図ることができ、延いては該各熱交換器
Ｈ3a，Ｈ3bを備えてなる吸収式冷凍装置Ｚ3のコンパク
ト化にも寄与し得ることになる。
【０１１０】尚、 以上の各実施形態においては所謂
「シリースフロー」と呼ばれるサイクルを含む三種のサ
イクルに基づいて説明したが、本願発明はこれに限定さ
れるものではなく、例えば「パラレルフロー」とか「リ
バースフロー」、あるいはこれら両者の組み合わせ等、
如何なるサイクルでも同様に適用できるものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本願発明の第１の実施形態にかかる吸収式冷凍
装置の作動サイクル図である。
【図２】本願発明の第２の実施形態にかかる吸収式冷凍
装置の作動サイクル図である。
【図３】本願発明の第３の実施形態にかかる吸収式冷凍
装置の作動サイクル図である。
【符号の説明】
１〜６は容器、７及び８は熱交換部、９及び１０は溶液
加熱部、１１は熱交換部、１２は溶液散布器、１３は冷
媒散布器、１４は溶液加熱部、２１は希溶液配管、２２
は第１分岐配管、２３は第２分岐配管、２５は低温溶液
配管、２６は中温溶液配管、２７は高温溶液配管、２９
は液冷媒配管、３０は液冷媒配管、３１は高温蒸気配
管、３２は中温蒸気配管、３３は冷媒配管、３４は冷媒
ドレン配管、３５は冷媒ドレン配管、３６は冷媒ドレン
配管、４１は冷却水入口配管、４２は冷却水配管、４３
は冷却水出口配管、４５は被冷却液入口配管、４６は被
冷却液出口配管、Ａは吸収器、Ｃは凝縮器、Ｅは蒸発
器、Ｇ1〜Ｇ3は再生器、Ｈ1〜Ｈ3は溶液熱交換器、Ｈ3a
は高圧側熱交換器、Ｈ3bは低圧側熱交換器、Ｊは外部熱
源、Ｌ1〜Ｌ3は溶液、Ｌａは希溶液、Ｌｇは濃溶液、Ｌ
Ｐは溶液ポンプ、Ｒ1〜Ｒ3は冷媒蒸気、Ｒａは気化冷
媒、Ｒｃは液冷媒、Ｒｅは冷媒、ＲＰは冷媒ポンプ、Ｚ
2〜Ｚ3は吸収式冷凍装置である。
フロントページの続き (72)発明者 安田 賢二 大阪府堺市金岡町1304番地 ダイキン工業 株式会社堺製作所金岡工場内 Ｆターム(参考） 3L093 BB12 BB13 BB14 BB16 BB37 MM02

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 少なくとも１個以上の凝縮器（Ｃ）、蒸
    発器（Ｅ）、吸収器（Ａ）及びｎ個（ｎ≧２）の溶液熱
    交換器（Ｈn〜Ｈ1）と再生器（Ｇn〜Ｇ1）を溶液配管系
    と冷媒配管系とで作動的に接続して循環サイクルを構成
    し、高温側の再生器（Ｇn）で発生した冷媒蒸気を低温
    側の再生器（Ｇn-1）に順次導入してこれを該低温側の
    再生器（Ｇn-1）の加熱源として利用して該低温側の再
    生器（Ｇn -1）の吸収溶液を加熱濃縮することを最も作
    動温度の低い再生器（Ｇ1）まで繰り返すようにしてな
    る吸収式冷凍装置であって、 上記各溶液熱交換器（Ｈn〜Ｈ1）のうち、内部圧力が大
    気圧を越える再生器（Ｇn）の直前に位置し該再生器
    （Ｇn）に流入する吸収溶液を該再生器（Ｇn）から流出
    する吸収溶液で加熱する溶液熱交換器（Ｈn）を、吸収
    溶液の流れ方向に直列に配置された少なくとも二つ以上
    の熱交換器（Ｈ3a），（Ｈ3b）で構成したことを特徴と
    する吸収式冷凍装置。
  2. 【請求項２】 少なくとも１個以上の凝縮器（Ｃ）、蒸
    発器（Ｅ）、吸収器（Ａ）及びｎ個（ｎ≧２）の溶液熱
    交換器（Ｈn〜Ｈ1）と再生器（Ｇn〜Ｇ1）を溶液配管系
    と冷媒配管系とで作動的に接続して循環サイクルを構成
    し、高温側の再生器（Ｇn）で発生した冷媒蒸気を低温
    側の再生器（Ｇn-1）に順次導入してこれを該低温側の
    再生器（Ｇn-1）の加熱源として利用して該低温側の再
    生器（Ｇn -1）の吸収溶液を加熱濃縮することを最も作
    動温度の低い再生器（Ｇ1）まで繰り返すようにしてな
    る吸収式冷凍装置であって、 上記各溶液熱交換器（Ｈn〜Ｈ1）のうち、内部圧力が大
    気圧を越える再生器（Ｇn）の直前に位置し該再生器
    （Ｇn）に流入する吸収溶液を該再生器（Ｇn）から流出
    する吸収溶液で加熱する溶液熱交換器（Ｈn）を、その
    内部に大気圧における沸点を越える温度の吸収溶液を保
    有する熱交換器（Ｈ3a）と、その内部に大気圧における
    沸点を越えない温度の吸収溶液を保有する熱交換器（Ｈ
    3b）とを直列に配置して構成したことを特徴とする吸収
    式冷凍装置。
  3. 【請求項３】 請求項１又は２において、 上記熱交換器（Ｈ3a），（Ｈ3b）をプレート型熱交換器
    で構成したことを特徴とする吸収式冷凍装置。
  4. 【請求項４】 請求項１，２又は３において、 上記熱交換器（Ｈ3a），（Ｈ3b）を同一構造の熱交換器
    で構成したことを特徴とする吸収式冷凍装置。
  5. 【請求項５】 請求項１，２，３又は４において、 上記溶液熱交換器（Ｈn〜Ｈ1）及び上記再生器（Ｇn〜
    Ｇ1）の設置数（ｎ）をｎ＝２又はｎ＝３としたことを
    特徴とする吸収式冷凍装置。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011519006A (ja) * 2007-09-12 2011-06-30 レール・リキード−ソシエテ・アノニム・プール・レテュード・エ・レクスプロワタシオン・デ・プロセデ・ジョルジュ・クロード 主交換ラインおよびこのような交換ラインを組込んだ深冷蒸留空気分離ユニット

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JP2011519006A (ja) * 2007-09-12 2011-06-30 レール・リキード−ソシエテ・アノニム・プール・レテュード・エ・レクスプロワタシオン・デ・プロセデ・ジョルジュ・クロード 主交換ラインおよびこのような交換ラインを組込んだ深冷蒸留空気分離ユニット

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