JP2004053034A - 三重効用吸収式冷凍装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】必要な有効吸込ヘッドを従来のものと同程度に抑え、もって冷凍装置の全体高さを低くし得るようにするとともに、ポンプ効率の高いポイントで使用可能とすることで、低消費電力化を図る。
【解決手段】作動温度の異なる３個の再生器Ｇ１〜Ｇ３を備えた三重効用吸収式冷凍装置において、吸収器Ａの出口側に、２台の溶液ポンプＬＰ１，ＬＰ２を直列に接続して、必要な有効吸込ヘッドが１台のポンプ分（即ち、二重効用吸収式冷凍装置の場合と同等）となるようにし、もって冷凍装置の全体高さを低く抑え且つ低消費電力化をも図り、信頼性を高めるとともに、コスト的にも有利となるようにする。
【選択図】 図１
【解決手段】作動温度の異なる３個の再生器Ｇ１〜Ｇ３を備えた三重効用吸収式冷凍装置において、吸収器Ａの出口側に、２台の溶液ポンプＬＰ１，ＬＰ２を直列に接続して、必要な有効吸込ヘッドが１台のポンプ分（即ち、二重効用吸収式冷凍装置の場合と同等）となるようにし、もって冷凍装置の全体高さを低く抑え且つ低消費電力化をも図り、信頼性を高めるとともに、コスト的にも有利となるようにする。
【選択図】 図１
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本願発明は、作動温度の異なる３個の再生器を備えてなる三重効用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、凝縮器と蒸発器と吸収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。
【０００３】
かかる吸収式冷凍装置においては、吸収器において生成された希溶液を再生器で加熱濃縮して濃溶液とし、さらにこれを前記吸収器に還流させる一方、前記再生器での希溶液の加熱濃縮によって生成された冷媒蒸気を凝縮器で凝縮させて液冷媒とするとともに、この液冷媒を蒸発器において蒸発させ、ここで発生した冷媒蒸気を前記吸収器において濃溶液に吸収させて希溶液を生成することで、吸収溶液と冷媒の循環サイクルが実現される。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、吸収式冷凍装置では、その性能向上を図るには、溶液・冷媒循環系の熱効率を高めることが最も有効であることが知られており、これを具現化する手法として、再生器を複数（例えば、３個）設けて一つの外部熱源の熱を繰り返し再利用することが提案されている。即ち、再生器として、作動温度の異なるものを複数備え、高温で作動する高温側再生器の加熱によって生成される冷媒蒸気を、低温で作動する低温側再生器に導入し、これを該低温側再生器の加熱熱源として利用するものである。
【０００５】
ところが、吸収式冷凍装置においては、このように再生器を複数化することに伴って機内圧力（作動圧）、特に最も高温側の再生器の作動圧と温度が高くなり、冷凍装置の高圧・高温対策が必要になる。
【０００６】
例えば、三重効用吸収式冷凍装置においては、上述のように作動温度が異なる３個の再生器（即ち、高温再生器、中温再生器および低温再生器）を備えた場合、高温再生器の冷媒蒸気で中温再生器の吸収溶液を加熱濃縮するので、高温再生器の冷媒飽和蒸気温度は中温再生器の吸収溶液の沸騰温度以上でなければならず、従って高温再生器においてはその冷媒蒸気温度に比例的にその作動圧が高くなり、冷凍装置の高圧・高温対策が必要となる。
【０００７】
ところで、この種の三重効用吸収式冷凍装置の場合、吸収器から出た吸収溶液を再生器に供給するための溶液ポンプが必要であり、この溶液ポンプの必要揚程は、サイクル上の差圧（＝高温再生器の圧力−吸収器圧力）と配管圧損と溶液熱交換器の圧損とにより左右されるが、特に高温再生器の圧力に大きく左右される。例えば、作動温度が異なる２個の再生器（即ち、高温再生器および低温再生器）を備えた水ー臭化リチウム系の二重効用吸収式冷凍装置におけるサイクル上の差圧＝１００ｋＰａ、ポンプ必要揚程＝１５０〜２５０ｋＰａであるのに対して、作動温度が異なる３個の再生器を備えた水ー臭化リチウム系の三重効用吸収式冷凍装置におけるサイクル上の差圧＝３００〜３５０ｋＰａ、ポンプ必要揚程＝３５０〜５００ｋＰａとなる。
【０００８】
上記した三重効用吸収式冷凍装置における溶液ポンプの必要揚程を１台のポンプで確保しようとすると、有効吸込ヘッドとして７００〜８００ｍｍ程度（従来の二重効用吸収式冷凍装置における溶液ポンプの有効吸込ヘッド＝３５０〜５００ｍｍ）が必要となり、溶液ポンプの吸込側に有効吸込ヘッドを確保しなければならないため、冷凍装置全体の高さが高くなってしまうという不具合が生じる。また、三重効用であっても二重効用のものと冷凍能力当たりの吸収溶液の流量は変化しないところから、揚程のみ高揚程化を図ることとなり、ポンプ効率の低いポイントで溶液ポンプを設計せざるを得ないこととなる。その結果、従来のものに比べてポンプ効率が低下し、消費電力が増大する不具合も生じる。さらに、ポンプ効率が低下する分だけ駆動源であるモータも大きくする必要が生じることとなり、コストアップ要因となるという不具合も生じる。
【０００９】
本願発明は、上記の点に鑑みてなされたもので、溶液ポンプを２台直列に接続して使用することにより、有効吸込ヘッドを従来のものと同程度に抑え、もって冷凍装置の全体高さを低くし得るようにするとともに、ポンプ効率の高いポイントで使用可能とすることで、低消費電力化を図ることを目的としている。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本願発明では、上記課題を解決するための第１の手段として、凝縮器Ｃ、蒸発器Ｅ、吸収器Ａ及び作動温度が異なる３個の再生器Ｇ３〜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、前記吸収器Ａからの吸収溶液の一部又は全部を高温再生器Ｇ３に供給し、前記高温再生器Ｇ３で外部熱源Ｊを用いて吸収溶液を加熱沸騰せしめて冷媒蒸気を発生させ、該冷媒蒸気の凝縮熱を用いて前記中温再生器Ｇ２で吸収溶液を加熱沸騰せしめて冷媒蒸気を発生させ、該冷媒蒸気の凝縮熱を用いて前記低温再生器Ｇ１で吸収溶液を加熱沸騰せしめて冷媒蒸気を発生させるように構成した三重効用吸収式冷凍装置において、前記吸収器Ａの出口側に、２台の溶液ポンプＬＰ１，ＬＰ２を直列に接続している。
【００１１】
上記のように構成したことにより、ポンプ１台当たりの必要径が約半分となるので、必要な有効吸込ヘッドは１台のポンプ分（即ち、二重効用吸収式冷凍装置の場合と同等）となる。その結果、冷凍装置の全体高さを低く抑えることができる。しかも、ポンプ１台当たりの必要径が約半分となるので、溶液ポンプＬＰ１，ＬＰ２は、ポンプ効率の高いポイントでの使用が可能となり、低消費電力化をも図ることができる。さらに、溶液ポンプを新たに設計することなく、従来から二重効用吸収式冷凍装置での使用実績があるポンプを使用することができるため、信頼性が高くなるとともに、コスト的にも有利となる。
【００１２】
本願発明では、さらに、上記課題を解決するための第２の手段として、上記第１の手段を備えた三重効用吸収式冷凍装置において、前記溶液ポンプＬＰ１，ＬＰ２を、同形式の遠心ポンプとすることもでき、そのように構成した場合、１種類のポンプを２台用意すればよいので、２種類のポンプを使用する場合に比べて低コストとなる。
【００１３】
本願発明では、さらに、上記課題を解決するための第３の手段として、上記第１又は第２の手段を備えた三重効用吸収式冷凍装置において、前記溶液ポンプＬＰ１，ＬＰ２に、同一の周波数で流量制御されるインバータ制御機構ＩＮＶ１，ＩＮＶ２をそれぞれ付設することもでき、そのように構成した場合、溶液ポンプＬＰ１，ＬＰ２を流量制御する周波数を同一としているので、制御を簡素化できる。
【００１４】
本願発明では、さらに、上記課題を解決するための第４の手段として、上記第１又は第２の手段を備えた三重効用吸収式冷凍装置において、前記溶液ポンプＬＰ１，ＬＰ２に対して周波数制御を行う１台のインバータ制御機構ＩＮＶを付設することもでき、そのように構成した場合、１台のンバータ制御機構ＩＮＶで２台の溶液ポンプＬＰ１，ＬＰ２の流量制御を行うことができることとなり、コストダウンに寄与する。
【００１５】
本願発明では、上記課題を解決するための第５の手段として、上記第１又は第２の手段を備えた三重効用吸収式冷凍装置において、前記溶液ポンプＬＰ１，ＬＰ２のうちの１台を、インバータ制御機構ＩＮＶによる周波数制御を行うものとする一方、もう１台をＯＮ／ＯＦＦ制御するものとすることもでき、そのように構成した場合、１台の溶液ポンプのみをインバータ制御すればよいこととなり、インバータ制御機構ＩＮＶの小型化、低コスト化を図ることができる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、添付の図面を参照して、本願発明を幾つかの好適な実施の形態について説明する。
【００１７】
第１の実施の形態
図１には、本願発明の第１の実施の形態にかかる三重効用吸収式冷凍装置Ｚ１の作動サイクルが示されている。
【００１８】
この三重効用吸収式冷凍装置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。
【００１９】
前記蒸発器Ｅは、容器１の中に、被冷却液Ｗｅを通す熱交換部７を備えて構成されている。
【００２０】
前記吸収器Ａは、容器２内に、該吸収器Ａ内で発生する吸収熱を除去するための冷却水Ｗａを通す熱交換部８を備えて構成されている。
【００２１】
前記凝縮器Ｃは、容器６内に冷却水Ｗａを通す熱交換部１１を備えて構成されている。
【００２２】
前記各再生器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は容器５内に溶液加熱部１０を備えて構成される。
【００２３】
前記各溶液熱交換器Ｈ１，Ｈ２，Ｈ３は、前記各再生器Ｇ１，Ｇ２，Ｇ３で生成される低温濃溶液Ｌ１、中温濃溶液Ｌ２及び高温濃溶液Ｌ３のそれぞれがもつ熱を希溶液Ｌａ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であるが、他の形式、例えばプレート型熱交換器で構成されてもよい。
【００２４】
これらの各機器は、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。
【００２５】
即ち、前記凝縮器Ｃにおいて生成される液冷媒Ｒｃは前記蒸発器Ｅ側に供給され、この蒸発器Ｅに供給された液冷媒Ｒｃは、前記熱交換部７に散布される。前記熱交換部８に流入する冷却水Ｗａは、前記熱交換部８において吸収熱を吸熱し、熱交換部１１に流入する冷却水Ｗａは、低温再生器Ｇ１から移送された冷媒蒸気Ｒ１を冷却凝縮させる。前記熱交換部７に流入する被冷却液（水）Ｗｅは、前記冷媒Ｒｅの蒸発熱によって冷却される。さらに、前記熱交換部７への散布により前記蒸発器Ｅにおいて発生する気化冷媒Ｒｅはそのまま前記吸収器Ａ側に移送される。
【００２６】
前記吸収器Ａの容器２の底部には、２台の溶液ポンプＬＰ１，ＬＰ２を直列に接続した希溶液配管２１が接続されている。ここで、溶液ポンプＬＰ１，ＬＰ２としては、同型（即ち、同能力）の遠心ポンプが採用されているが、溶液ポンプＬＰ１，ＬＰ２として異なる能力を有するものを組み合わせて採用してもよい。
【００２７】
前記希溶液配管２１は、前記低温溶液熱交換器Ｈ１、前記中温溶液熱交換器Ｈ２および前記高温溶液熱交換器Ｈ３の被加熱側をそれぞれ通過した後に前記高温再生器Ｇ３に接続されている。従って、本実施の形態においては、前記吸収器Ａから流出する希溶液Ｌａの全部が、溶液熱交換器Ｈ１，Ｈ２，Ｈ３の被加熱側を通過後に高温再生器Ｇ３に流入することとなっているのである。
【００２８】
前記高温再生器Ｇ３に接続されて該高温再生器Ｇ３から流出する高温濃溶液Ｌ３を導く高温溶液配管２７は、前記高温溶液熱交換器Ｈ３の加熱側を通って前記中温再生器Ｇ２に接続されている。
【００２９】
前記中温再生器Ｇ２に接続されて該中温再生器Ｇ２から流出する中温濃溶液Ｌ２を導く中温溶液配管２６は、前記中温溶液熱交換器Ｈ２の加熱側を通って前記低温再生器Ｇ１に接続されている。
【００３０】
前記低温再生器Ｇ１から流出する低温濃溶液Ｌ１を導く低温溶液配管２５は、前記低温溶液熱交換器Ｈ１の加熱側を通って前記吸収器Ａに接続されている。
【００３１】
前記高温再生器Ｇ３の気室側は、高温蒸気配管２４を介して前記中温再生器Ｇ２における前記溶液加熱部９の入口側に接続されている。
【００３２】
前記中温再生器Ｇ２の気室側は、中温蒸気配管２３を介して前記低温再生器Ｇ１における前記溶液加熱部１０の入口側に接続されている。
【００３３】
前記低温再生器Ｇ１で発生した冷媒は低温蒸気配管２２を介して前記凝縮器Ｃへ移送される。
【００３４】
前記低温再生器Ｇ１における前記溶液加熱部１０の出口側は冷媒ドレン配管２８を介して前記凝縮器Ｃに接続されている。
【００３５】
前記中温再生器Ｇ２における前記溶液加熱部９の出口側に接続された冷媒ドレン配管２９は、前記中温蒸気配管２３に合流している。
【００３６】
前記吸収式冷凍装置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。
【００３７】
続いて、この三重効用吸収式冷凍装置Ｚ１の作動サイクルを具体的に説明する。
【００３８】
前記吸収器Ａから溶液ポンプＬＰ１，ＬＰ２によって送給される希溶液Ｌａは、溶液熱交換器Ｈ１〜Ｈ３の被加熱側をそれぞれ通って高温再生器Ｇ３に流入し、該高温再生器Ｇ３において外部熱源Ｊによる加熱濃縮作用を受け、高温濃溶液Ｌ３となって流出し、前記高温溶液熱交換器Ｈ３の加熱側を通る。この際、前記高温溶液熱交換器Ｈ３において、被加熱側の希溶液Ｌａと加熱側の高温濃溶液Ｌ３との間で熱交換が行われ（熱回収）、該希溶液Ｌａは予熱された状態で前記高温再生器Ｇ３に流入する。
【００３９】
前記高温再生器Ｇ３から流出する高温濃溶液Ｌ３は、高温溶液熱交換器Ｈ３の加熱側を通過後、中温再生器Ｇ２に流入し、該中温再生器Ｇ２において前記高温再生器Ｇ３側から溶液加熱部９に流入する冷媒蒸気Ｒ３によって加熱濃縮され、中温濃溶液Ｌ２となって流出し、前記中温溶液熱交換器Ｈ２の加熱側を通って低温再生器Ｇ１に流入する。この際、前記中温溶液熱交換器Ｈ２において、被加熱側の希溶液Ｌａと加熱側の中温濃溶液Ｌ２との間で熱交換が行われ（熱回収）、該希溶液Ｌａは予熱された状態で前記高温溶液熱交換器Ｈ３に送られる。
【００４０】
さらに、前記低温再生器Ｇ１に流入した中温濃溶液Ｌ２は、該低温再生器Ｇ１において前記中温再生器Ｇ２側から溶液加熱部１０に流入する冷媒蒸気Ｒ２によって加熱濃縮され、低温濃溶液Ｌ１となって流出する。
【００４１】
そして、この低温再生器Ｇ１から流出する低温濃溶液Ｌ１は、前記低温溶液熱交換器Ｈ１の加熱側を通って吸収器Ａに流入する。この際、前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Ｌ１との間で熱交換が行われ（熱回収）、該希溶液Ｌａは予熱された状態で前記中温溶液熱交換器Ｈ２に送られる。
【００４２】
以上がこの実施の形態の三重効用吸収式冷凍装置Ｚ１の作動サイクルであり、シリーズサイクルを構成している。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。
【００４３】
ところで、三重効用吸収式冷凍装置においては、上述のように作動温度が異なる３個の再生器（即ち、高温再生器Ｇ３、中温再生器Ｇ２および低温再生器Ｇ１）を備えた場合、高温再生器Ｇ３の冷媒蒸気で中温再生器Ｇ２の吸収溶液を加熱濃縮するので、高温再生器Ｇ３の冷媒飽和蒸気温度は中温再生器Ｇ２の吸収溶液の沸騰温度以上でなければならず、従って高温再生器Ｇ３においてはその冷媒蒸気温度に比例的にその作動圧が高くなり、冷凍装置の高圧・高温対策が必要となる。つまり、吸収器Ａからの吸収溶液を高温再生器Ｇ３に送給する溶液ポンプを１台で賄おうとすると、ポンプの揚程も必然的に高くなり、それに伴って必要な有効吸込ヘッドも高くなり、冷凍装置全体が高くなってしまう。
【００４４】
ところが、この第１の実施の形態にかかる三重効用吸収式冷凍装置Ｚ１においては、吸収器Ａから出た希溶液Ｌａの全部が、２台直列に接続された溶液ポンプＬＰ１，ＬＰ２によって高温再生器Ｇ３に流入せしめられることとなっているので、必要な有効吸込ヘッドは１台のポンプ分（即ち、二重効用吸収式冷凍装置の場合と同等）となる。その結果、冷凍装置の全体高さを低く抑えることができる。しかも、溶液ポンプＬＰ１，ＬＰ２は、ポンプ効率の高いポイントでの使用が可能となり、低消費電力化をも図ることができる。さらに、溶液ポンプを新たに設計することなく、従来から二重効用吸収式冷凍装置での使用実績があるポンプを使用することができるため、信頼性が高くなるとともに、コスト的にも有利となる。さらにまた、溶液ポンプＬＰ１，ＬＰ２を、同形式の遠心ポンプとしたことにより、１種類の遠心ポンプを２台用意すればよいので、２種類のポンプを使用する場合に比べて低コストとなる。
【００４５】
第２の実施の形態
図２には、本願発明の第２の実施の形態にかかる三重効用吸収式冷凍装置Ｚ２の作動サイクルが示されている。
【００４６】
この三重効用吸収式冷凍装置Ｚ２においては、吸収器Ａの容器２の底部に接続され、２台の同型（即ち、同能力）の遠心ポンプからなる溶液ポンプＬＰ１，ＬＰ２が直列に接続された希溶液配管２１は、低温溶液熱交換器Ｈ１の被加熱側を通過後に、第１分岐配管２１Ａと第２分岐配管２１Ｂとの二つの経路に分岐されており、該第１分岐配管２１Ａは、高温溶液熱交換器Ｈ３の被加熱側を通って高温再生器Ｇ３に接続される一方、前記第２分岐配管２１Ｂは、中温溶液熱交換器Ｈ２の被加熱側を通って中温再生器Ｇ２に接続されている。また、前記高温再生器Ｇ３から流出する高温濃溶液Ｌ３は、低温再生器Ｇ１から流出する低温濃溶液Ｌ１と合流した後、低温溶液熱交換器Ｈ１の加熱側を通って吸収器Ａに流入することとなっている。この場合、作動サイクルは、変形シリーズサイクルを構成している。
【００４７】
本実施の形態の場合、吸収器Ａから出た希溶液Ｌａの一部が、２台直列に接続された溶液ポンプＬＰ１，ＬＰ２によって高温再生器Ｇ３に流入せしめられることとなっているのでのである。このようにすると、中温再生器Ｇ２における吸収溶液の沸騰温度を低く抑えることができるので、高温再生器Ｇ３における吸収溶液の沸騰温度を低く抑えることが可能となり、溶液ポンプＬＰ１，ＬＰ２の揚程を低減できる。
【００４８】
その他の構成および作用効果は、第１の実施の形態におけると同様なので説明を省略する。
【００４９】
第３の実施の形態
図３には、本願発明の第３の実施の形態にかかる三重効用吸収式冷凍装置Ｚ３の作動サイクルが示されている。
【００５０】
この三重効用吸収式冷凍装置Ｚ３においては、吸収器Ａの容器２の底部に接続された希溶液配管２１は、低温溶液熱交換器Ｈ１の被加熱側を通過後に、第１分岐配管２１Ａと第２分岐配管２１Ｂとの二つの経路に分岐されており、該第１分岐配管２１Ａは、高温溶液熱交換器Ｈ３の被加熱側を通って高温再生器Ｇ３に接続される一方、前記第２分岐配管２１Ｂは、中温溶液熱交換器Ｈ２の被加熱側を通って中温再生器Ｇ２に接続されている。また、前記高温再生器Ｇ３から流出する高温濃溶液Ｌ３は、低温再生器Ｇ１から流出する低温濃溶液Ｌ１と合流した後、低温溶液熱交換器Ｈ１の加熱側を通って吸収器Ａに流入することとなっている。そして、１台の溶液ポンプＬＰ１は吸収器Ａの出口側に設けられ、もう１台の溶液ポンプＬＰ２は低温溶液熱交換器Ｈ１の出口側における第２分岐配管２１Ｂの分岐前に設けられている。この場合、作動サイクルは、変形シリーズサイクルを構成している。
【００５１】
本実施の形態の場合、吸収器Ａから出た希溶液Ｌａの一部が、２台直列に接続された溶液ポンプＬＰ１，ＬＰ２によって高温再生器Ｇ３に流入せしめられることとなっているのでのである。このようにすると、中温再生器Ｇ２における吸収溶液の沸騰温度を低く抑えることができるので、高温再生器Ｇ３における吸収溶液の沸騰温度を低く抑えることが可能となり、溶液ポンプＬＰ１，ＬＰ２の揚程を低減できる。
【００５２】
その他の構成および作用効果は、第１の実施の形態におけると同様なので説明を省略する。
【００５３】
第４の実施の形態
図４には、本願発明の第４の実施の形態にかかる三重効用吸収式冷凍装置Ｚ４の作動サイクルが示されている。
【００５４】
この三重効用吸収式冷凍装置Ｚ４においては、吸収器Ａの容器２の底部に接続され、２台の同型（即ち、同能力）の遠心ポンプからなる溶液ポンプＬＰ１，ＬＰ２が直列に接続された希溶液配管２１は、低温溶液熱交換器Ｈ１の被加熱側を通過後に、第１分岐配管２１Ａと第２分岐配管２１Ｂと第３分岐配管２１Ｃの三つの経路に分岐されており、該第１分岐配管２１Ａは、高温溶液熱交換器Ｈ３の被加熱側を通って高温再生器Ｇ３に接続され、前記第２分岐配管２１Ｂは、中温溶液熱交換器Ｈ２の被加熱側を通って中温再生器Ｇ２に接続され、第３分岐配管２１Ｃは、低温再生器Ｇ１に接続されている。また、前記高温再生器Ｇ３から流出する高温濃溶液Ｌ３は、中温再生器Ｇ２から流出する中温濃溶液Ｌ２と合流した後、中温溶液熱交換器Ｈ２の加熱側を通って低温再生器Ｇ１から流出する低温濃溶液Ｌ１と合流後、低温溶液熱交換器Ｈ１の加熱側を通って吸収器Ａに流入することとなっている。この場合、作動サイクルは、パラレルサイクルを構成している。
【００５５】
本実施の形態の場合、吸収器Ａから出た希溶液Ｌａの一部が、２台直列に接続された溶液ポンプＬＰ１，ＬＰ２によって高温再生器Ｇ３に流入せしめられることとなっているのでのである。
【００５６】
その他の構成および作用効果は、第１の実施の形態におけると同様なので説明を省略する。
【００５７】
次に、上記各実施の形態にかかる三重効用吸収式冷凍装置に使用されている２台の溶液ポンプＬＰ１，ＬＰ２の制御態様について説明する。
【００５８】
例えば、図５（イ）に示すように、溶液ポンプＬＰ１，ＬＰ２に、インバータ制御機構ＩＮＶ１，ＩＮＶ２をそれぞれ付設して、同一の周波数で流量制御するようにしてもよい。このようにすると、溶液ポンプＬＰ１，ＬＰ２を流量制御する周波数を同一としているので、制御を簡素化できる。
【００５９】
また、図５（ロ）に示すように、溶液ポンプＬＰ１，ＬＰ２に対して周波数制御を行う１台のインバータ制御機構ＩＮＶを付設するようにしてもよい。このようにすると、１台のンバータ制御機構ＩＮＶで２台の溶液ポンプＬＰ１，ＬＰ２の流量制御を行うことができることとなり、コストダウンに寄与する。
【００６０】
さらに、図５（ハ）に示すように、溶液ポンプＬＰ１，ＬＰ２のうちの１台（例えば、溶液ポンプＬＰ１）を、インバータ制御機構ＩＮＶによる周波数制御を行うものとする一方、もう１台（例えば、溶液ポンプＬＰ２）をマグネットスイッチＭＧによるＯＮ／ＯＦＦ制御されるものとするようにしてもよい。このようにすると、１台の溶液ポンプＬＰ１のみをインバータ制御すればよいこととなり、インバータ制御機構ＩＮＶの小型化、低コスト化を図ることができる。この場合、ＯＮ／ＯＦＦ制御される溶液ポンプＬＰ２は下流側に配置するのが、ＯＮ／ＯＦＦ制御される溶液ポンプＬＰ２のＯＦＦ時におけるもう一方の溶液ポンプＬＰ１の吸込抵抗を低減できる上で好ましい。
【００６１】
【発明の効果】
本願発明の第１の手段によれば、凝縮器Ｃ、蒸発器Ｅ、吸収器Ａ及び作動温度が異なる３個の再生器Ｇ３〜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、前記吸収器Ａからの吸収溶液の一部又は全部を高温再生器Ｇ３に供給し、前記高温再生器Ｇ３で外部熱源Ｊを用いて吸収溶液を加熱沸騰せしめて冷媒蒸気を発生させ、該冷媒蒸気の凝縮熱を用いて前記中温再生器Ｇ２で吸収溶液を加熱沸騰せしめて冷媒蒸気を発生させ、該冷媒蒸気の凝縮熱を用いて前記低温再生器Ｇ１で吸収溶液を加熱沸騰せしめて冷媒蒸気を発生させるように構成した三重効用吸収式冷凍装置において、前記吸収器Ａの出口側に、２台の溶液ポンプＬＰ１，ＬＰ２を直列に接続しているので、必要な有効吸込ヘッドは１台のポンプ分（即ち、二重効用吸収式冷凍装置の場合と同等）となり、冷凍装置の全体高さを低く抑えることができるという効果がある。しかも、溶液ポンプＬＰ１，ＬＰ２は、ポンプ効率の高いポイントでの使用が可能となり、低消費電力化をも図ることができるという効果もある。さらに、溶液ポンプを新たに設計することなく、従来から二重効用吸収式冷凍装置での使用実績があるポンプを使用することができるため、信頼性が高くなるとともに、コスト的にも有利となるという効果もある。
【００６２】
本願発明の第２の手段におけるように、上記第１の手段を備えた三重効用吸収式冷凍装置において、前記溶液ポンプＬＰ１，ＬＰ２を、同形式の遠心ポンプとすることもでき、そのように構成した場合、１種類のポンプを２台用意すればよいので、２種類のポンプを使用する場合に比べて低コストとなる。
【００６３】
本願発明の第３の手段におけるように、上記第１又は第２の手段を備えた三重効用吸収式冷凍装置において、前記溶液ポンプＬＰ１，ＬＰ２に、同一の周波数で流量制御されるインバータ制御機構ＩＮＶ１，ＩＮＶ２をそれぞれ付設することもでき、そのように構成した場合、溶液ポンプＬＰ１，ＬＰ２を流量制御する周波数を同一としているので、制御を簡素化できる。
【００６４】
本願発明の第４の手段におけるように、上記第１又は第２の手段を備えた三重効用吸収式冷凍装置において、前記溶液ポンプＬＰ１，ＬＰ２に対して周波数制御を行う１台のインバータ制御機構ＩＮＶを付設することもでき、そのように構成した場合、１台のンバータ制御機構ＩＮＶで２台の溶液ポンプＬＰ１，ＬＰ２の流量制御を行うことができることとなり、コストダウンに寄与する。
【００６５】
本願発明の第５の手段におけるように、上記第１又は第２の手段を備えた三重効用吸収式冷凍装置において、前記溶液ポンプＬＰ１，ＬＰ２のうちの１台を、インバータ制御機構ＩＮＶによる周波数制御を行うものとする一方、もう１台をＯＮ／ＯＦＦ制御するものとすることもでき、そのように構成した場合、１台の溶液ポンプのみをインバータ制御すればよいこととなり、インバータ制御機構ＩＮＶの小型化、低コスト化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本願発明の第１の実施の形態にかかる三重効用吸収式冷凍装置Ｚ１の作動サイクル図である。
【図２】本願発明の第２の実施の形態にかかる三重効用吸収式冷凍装置Ｚ２の作動サイクル図である。
【図３】本願発明の第３の実施の形態にかかる三重効用吸収式冷凍装置Ｚ３の作動サイクル図である。
【図４】本願発明の第４の実施の形態にかかる三重効用吸収式冷凍装置Ｚ４の作動サイクル図である。
【図５】（イ）、（ロ）、（ハ）は、本願発明の各実施の形態にかかる三重効用吸収式冷凍装置における溶液ポンプの各制御態様を説明する図である。
【符号の説明】
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、Ｊは外部熱源、Ｌ１〜Ｌ３は濃溶液、Ｌａは希溶液、ＬＰ１，ＬＰ２は溶液ポンプ、ＩＮＶ，ＩＮＶ１，ＩＮＶ２はインバータ制御機構、ＭＧはマグネットスイッチＺ１〜Ｚ４は三重効用吸収式冷凍装置。
【発明の属する技術分野】
本願発明は、作動温度の異なる３個の再生器を備えてなる三重効用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、凝縮器と蒸発器と吸収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。
【０００３】
かかる吸収式冷凍装置においては、吸収器において生成された希溶液を再生器で加熱濃縮して濃溶液とし、さらにこれを前記吸収器に還流させる一方、前記再生器での希溶液の加熱濃縮によって生成された冷媒蒸気を凝縮器で凝縮させて液冷媒とするとともに、この液冷媒を蒸発器において蒸発させ、ここで発生した冷媒蒸気を前記吸収器において濃溶液に吸収させて希溶液を生成することで、吸収溶液と冷媒の循環サイクルが実現される。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、吸収式冷凍装置では、その性能向上を図るには、溶液・冷媒循環系の熱効率を高めることが最も有効であることが知られており、これを具現化する手法として、再生器を複数（例えば、３個）設けて一つの外部熱源の熱を繰り返し再利用することが提案されている。即ち、再生器として、作動温度の異なるものを複数備え、高温で作動する高温側再生器の加熱によって生成される冷媒蒸気を、低温で作動する低温側再生器に導入し、これを該低温側再生器の加熱熱源として利用するものである。
【０００５】
ところが、吸収式冷凍装置においては、このように再生器を複数化することに伴って機内圧力（作動圧）、特に最も高温側の再生器の作動圧と温度が高くなり、冷凍装置の高圧・高温対策が必要になる。
【０００６】
例えば、三重効用吸収式冷凍装置においては、上述のように作動温度が異なる３個の再生器（即ち、高温再生器、中温再生器および低温再生器）を備えた場合、高温再生器の冷媒蒸気で中温再生器の吸収溶液を加熱濃縮するので、高温再生器の冷媒飽和蒸気温度は中温再生器の吸収溶液の沸騰温度以上でなければならず、従って高温再生器においてはその冷媒蒸気温度に比例的にその作動圧が高くなり、冷凍装置の高圧・高温対策が必要となる。
【０００７】
ところで、この種の三重効用吸収式冷凍装置の場合、吸収器から出た吸収溶液を再生器に供給するための溶液ポンプが必要であり、この溶液ポンプの必要揚程は、サイクル上の差圧（＝高温再生器の圧力−吸収器圧力）と配管圧損と溶液熱交換器の圧損とにより左右されるが、特に高温再生器の圧力に大きく左右される。例えば、作動温度が異なる２個の再生器（即ち、高温再生器および低温再生器）を備えた水ー臭化リチウム系の二重効用吸収式冷凍装置におけるサイクル上の差圧＝１００ｋＰａ、ポンプ必要揚程＝１５０〜２５０ｋＰａであるのに対して、作動温度が異なる３個の再生器を備えた水ー臭化リチウム系の三重効用吸収式冷凍装置におけるサイクル上の差圧＝３００〜３５０ｋＰａ、ポンプ必要揚程＝３５０〜５００ｋＰａとなる。
【０００８】
上記した三重効用吸収式冷凍装置における溶液ポンプの必要揚程を１台のポンプで確保しようとすると、有効吸込ヘッドとして７００〜８００ｍｍ程度（従来の二重効用吸収式冷凍装置における溶液ポンプの有効吸込ヘッド＝３５０〜５００ｍｍ）が必要となり、溶液ポンプの吸込側に有効吸込ヘッドを確保しなければならないため、冷凍装置全体の高さが高くなってしまうという不具合が生じる。また、三重効用であっても二重効用のものと冷凍能力当たりの吸収溶液の流量は変化しないところから、揚程のみ高揚程化を図ることとなり、ポンプ効率の低いポイントで溶液ポンプを設計せざるを得ないこととなる。その結果、従来のものに比べてポンプ効率が低下し、消費電力が増大する不具合も生じる。さらに、ポンプ効率が低下する分だけ駆動源であるモータも大きくする必要が生じることとなり、コストアップ要因となるという不具合も生じる。
【０００９】
本願発明は、上記の点に鑑みてなされたもので、溶液ポンプを２台直列に接続して使用することにより、有効吸込ヘッドを従来のものと同程度に抑え、もって冷凍装置の全体高さを低くし得るようにするとともに、ポンプ効率の高いポイントで使用可能とすることで、低消費電力化を図ることを目的としている。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本願発明では、上記課題を解決するための第１の手段として、凝縮器Ｃ、蒸発器Ｅ、吸収器Ａ及び作動温度が異なる３個の再生器Ｇ３〜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、前記吸収器Ａからの吸収溶液の一部又は全部を高温再生器Ｇ３に供給し、前記高温再生器Ｇ３で外部熱源Ｊを用いて吸収溶液を加熱沸騰せしめて冷媒蒸気を発生させ、該冷媒蒸気の凝縮熱を用いて前記中温再生器Ｇ２で吸収溶液を加熱沸騰せしめて冷媒蒸気を発生させ、該冷媒蒸気の凝縮熱を用いて前記低温再生器Ｇ１で吸収溶液を加熱沸騰せしめて冷媒蒸気を発生させるように構成した三重効用吸収式冷凍装置において、前記吸収器Ａの出口側に、２台の溶液ポンプＬＰ１，ＬＰ２を直列に接続している。
【００１１】
上記のように構成したことにより、ポンプ１台当たりの必要径が約半分となるので、必要な有効吸込ヘッドは１台のポンプ分（即ち、二重効用吸収式冷凍装置の場合と同等）となる。その結果、冷凍装置の全体高さを低く抑えることができる。しかも、ポンプ１台当たりの必要径が約半分となるので、溶液ポンプＬＰ１，ＬＰ２は、ポンプ効率の高いポイントでの使用が可能となり、低消費電力化をも図ることができる。さらに、溶液ポンプを新たに設計することなく、従来から二重効用吸収式冷凍装置での使用実績があるポンプを使用することができるため、信頼性が高くなるとともに、コスト的にも有利となる。
【００１２】
本願発明では、さらに、上記課題を解決するための第２の手段として、上記第１の手段を備えた三重効用吸収式冷凍装置において、前記溶液ポンプＬＰ１，ＬＰ２を、同形式の遠心ポンプとすることもでき、そのように構成した場合、１種類のポンプを２台用意すればよいので、２種類のポンプを使用する場合に比べて低コストとなる。
【００１３】
本願発明では、さらに、上記課題を解決するための第３の手段として、上記第１又は第２の手段を備えた三重効用吸収式冷凍装置において、前記溶液ポンプＬＰ１，ＬＰ２に、同一の周波数で流量制御されるインバータ制御機構ＩＮＶ１，ＩＮＶ２をそれぞれ付設することもでき、そのように構成した場合、溶液ポンプＬＰ１，ＬＰ２を流量制御する周波数を同一としているので、制御を簡素化できる。
【００１４】
本願発明では、さらに、上記課題を解決するための第４の手段として、上記第１又は第２の手段を備えた三重効用吸収式冷凍装置において、前記溶液ポンプＬＰ１，ＬＰ２に対して周波数制御を行う１台のインバータ制御機構ＩＮＶを付設することもでき、そのように構成した場合、１台のンバータ制御機構ＩＮＶで２台の溶液ポンプＬＰ１，ＬＰ２の流量制御を行うことができることとなり、コストダウンに寄与する。
【００１５】
本願発明では、上記課題を解決するための第５の手段として、上記第１又は第２の手段を備えた三重効用吸収式冷凍装置において、前記溶液ポンプＬＰ１，ＬＰ２のうちの１台を、インバータ制御機構ＩＮＶによる周波数制御を行うものとする一方、もう１台をＯＮ／ＯＦＦ制御するものとすることもでき、そのように構成した場合、１台の溶液ポンプのみをインバータ制御すればよいこととなり、インバータ制御機構ＩＮＶの小型化、低コスト化を図ることができる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、添付の図面を参照して、本願発明を幾つかの好適な実施の形態について説明する。
【００１７】
第１の実施の形態
図１には、本願発明の第１の実施の形態にかかる三重効用吸収式冷凍装置Ｚ１の作動サイクルが示されている。
【００１８】
この三重効用吸収式冷凍装置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。
【００１９】
前記蒸発器Ｅは、容器１の中に、被冷却液Ｗｅを通す熱交換部７を備えて構成されている。
【００２０】
前記吸収器Ａは、容器２内に、該吸収器Ａ内で発生する吸収熱を除去するための冷却水Ｗａを通す熱交換部８を備えて構成されている。
【００２１】
前記凝縮器Ｃは、容器６内に冷却水Ｗａを通す熱交換部１１を備えて構成されている。
【００２２】
前記各再生器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は容器５内に溶液加熱部１０を備えて構成される。
【００２３】
前記各溶液熱交換器Ｈ１，Ｈ２，Ｈ３は、前記各再生器Ｇ１，Ｇ２，Ｇ３で生成される低温濃溶液Ｌ１、中温濃溶液Ｌ２及び高温濃溶液Ｌ３のそれぞれがもつ熱を希溶液Ｌａ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であるが、他の形式、例えばプレート型熱交換器で構成されてもよい。
【００２４】
これらの各機器は、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。
【００２５】
即ち、前記凝縮器Ｃにおいて生成される液冷媒Ｒｃは前記蒸発器Ｅ側に供給され、この蒸発器Ｅに供給された液冷媒Ｒｃは、前記熱交換部７に散布される。前記熱交換部８に流入する冷却水Ｗａは、前記熱交換部８において吸収熱を吸熱し、熱交換部１１に流入する冷却水Ｗａは、低温再生器Ｇ１から移送された冷媒蒸気Ｒ１を冷却凝縮させる。前記熱交換部７に流入する被冷却液（水）Ｗｅは、前記冷媒Ｒｅの蒸発熱によって冷却される。さらに、前記熱交換部７への散布により前記蒸発器Ｅにおいて発生する気化冷媒Ｒｅはそのまま前記吸収器Ａ側に移送される。
【００２６】
前記吸収器Ａの容器２の底部には、２台の溶液ポンプＬＰ１，ＬＰ２を直列に接続した希溶液配管２１が接続されている。ここで、溶液ポンプＬＰ１，ＬＰ２としては、同型（即ち、同能力）の遠心ポンプが採用されているが、溶液ポンプＬＰ１，ＬＰ２として異なる能力を有するものを組み合わせて採用してもよい。
【００２７】
前記希溶液配管２１は、前記低温溶液熱交換器Ｈ１、前記中温溶液熱交換器Ｈ２および前記高温溶液熱交換器Ｈ３の被加熱側をそれぞれ通過した後に前記高温再生器Ｇ３に接続されている。従って、本実施の形態においては、前記吸収器Ａから流出する希溶液Ｌａの全部が、溶液熱交換器Ｈ１，Ｈ２，Ｈ３の被加熱側を通過後に高温再生器Ｇ３に流入することとなっているのである。
【００２８】
前記高温再生器Ｇ３に接続されて該高温再生器Ｇ３から流出する高温濃溶液Ｌ３を導く高温溶液配管２７は、前記高温溶液熱交換器Ｈ３の加熱側を通って前記中温再生器Ｇ２に接続されている。
【００２９】
前記中温再生器Ｇ２に接続されて該中温再生器Ｇ２から流出する中温濃溶液Ｌ２を導く中温溶液配管２６は、前記中温溶液熱交換器Ｈ２の加熱側を通って前記低温再生器Ｇ１に接続されている。
【００３０】
前記低温再生器Ｇ１から流出する低温濃溶液Ｌ１を導く低温溶液配管２５は、前記低温溶液熱交換器Ｈ１の加熱側を通って前記吸収器Ａに接続されている。
【００３１】
前記高温再生器Ｇ３の気室側は、高温蒸気配管２４を介して前記中温再生器Ｇ２における前記溶液加熱部９の入口側に接続されている。
【００３２】
前記中温再生器Ｇ２の気室側は、中温蒸気配管２３を介して前記低温再生器Ｇ１における前記溶液加熱部１０の入口側に接続されている。
【００３３】
前記低温再生器Ｇ１で発生した冷媒は低温蒸気配管２２を介して前記凝縮器Ｃへ移送される。
【００３４】
前記低温再生器Ｇ１における前記溶液加熱部１０の出口側は冷媒ドレン配管２８を介して前記凝縮器Ｃに接続されている。
【００３５】
前記中温再生器Ｇ２における前記溶液加熱部９の出口側に接続された冷媒ドレン配管２９は、前記中温蒸気配管２３に合流している。
【００３６】
前記吸収式冷凍装置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。
【００３７】
続いて、この三重効用吸収式冷凍装置Ｚ１の作動サイクルを具体的に説明する。
【００３８】
前記吸収器Ａから溶液ポンプＬＰ１，ＬＰ２によって送給される希溶液Ｌａは、溶液熱交換器Ｈ１〜Ｈ３の被加熱側をそれぞれ通って高温再生器Ｇ３に流入し、該高温再生器Ｇ３において外部熱源Ｊによる加熱濃縮作用を受け、高温濃溶液Ｌ３となって流出し、前記高温溶液熱交換器Ｈ３の加熱側を通る。この際、前記高温溶液熱交換器Ｈ３において、被加熱側の希溶液Ｌａと加熱側の高温濃溶液Ｌ３との間で熱交換が行われ（熱回収）、該希溶液Ｌａは予熱された状態で前記高温再生器Ｇ３に流入する。
【００３９】
前記高温再生器Ｇ３から流出する高温濃溶液Ｌ３は、高温溶液熱交換器Ｈ３の加熱側を通過後、中温再生器Ｇ２に流入し、該中温再生器Ｇ２において前記高温再生器Ｇ３側から溶液加熱部９に流入する冷媒蒸気Ｒ３によって加熱濃縮され、中温濃溶液Ｌ２となって流出し、前記中温溶液熱交換器Ｈ２の加熱側を通って低温再生器Ｇ１に流入する。この際、前記中温溶液熱交換器Ｈ２において、被加熱側の希溶液Ｌａと加熱側の中温濃溶液Ｌ２との間で熱交換が行われ（熱回収）、該希溶液Ｌａは予熱された状態で前記高温溶液熱交換器Ｈ３に送られる。
【００４０】
さらに、前記低温再生器Ｇ１に流入した中温濃溶液Ｌ２は、該低温再生器Ｇ１において前記中温再生器Ｇ２側から溶液加熱部１０に流入する冷媒蒸気Ｒ２によって加熱濃縮され、低温濃溶液Ｌ１となって流出する。
【００４１】
そして、この低温再生器Ｇ１から流出する低温濃溶液Ｌ１は、前記低温溶液熱交換器Ｈ１の加熱側を通って吸収器Ａに流入する。この際、前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Ｌ１との間で熱交換が行われ（熱回収）、該希溶液Ｌａは予熱された状態で前記中温溶液熱交換器Ｈ２に送られる。
【００４２】
以上がこの実施の形態の三重効用吸収式冷凍装置Ｚ１の作動サイクルであり、シリーズサイクルを構成している。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。
【００４３】
ところで、三重効用吸収式冷凍装置においては、上述のように作動温度が異なる３個の再生器（即ち、高温再生器Ｇ３、中温再生器Ｇ２および低温再生器Ｇ１）を備えた場合、高温再生器Ｇ３の冷媒蒸気で中温再生器Ｇ２の吸収溶液を加熱濃縮するので、高温再生器Ｇ３の冷媒飽和蒸気温度は中温再生器Ｇ２の吸収溶液の沸騰温度以上でなければならず、従って高温再生器Ｇ３においてはその冷媒蒸気温度に比例的にその作動圧が高くなり、冷凍装置の高圧・高温対策が必要となる。つまり、吸収器Ａからの吸収溶液を高温再生器Ｇ３に送給する溶液ポンプを１台で賄おうとすると、ポンプの揚程も必然的に高くなり、それに伴って必要な有効吸込ヘッドも高くなり、冷凍装置全体が高くなってしまう。
【００４４】
ところが、この第１の実施の形態にかかる三重効用吸収式冷凍装置Ｚ１においては、吸収器Ａから出た希溶液Ｌａの全部が、２台直列に接続された溶液ポンプＬＰ１，ＬＰ２によって高温再生器Ｇ３に流入せしめられることとなっているので、必要な有効吸込ヘッドは１台のポンプ分（即ち、二重効用吸収式冷凍装置の場合と同等）となる。その結果、冷凍装置の全体高さを低く抑えることができる。しかも、溶液ポンプＬＰ１，ＬＰ２は、ポンプ効率の高いポイントでの使用が可能となり、低消費電力化をも図ることができる。さらに、溶液ポンプを新たに設計することなく、従来から二重効用吸収式冷凍装置での使用実績があるポンプを使用することができるため、信頼性が高くなるとともに、コスト的にも有利となる。さらにまた、溶液ポンプＬＰ１，ＬＰ２を、同形式の遠心ポンプとしたことにより、１種類の遠心ポンプを２台用意すればよいので、２種類のポンプを使用する場合に比べて低コストとなる。
【００４５】
第２の実施の形態
図２には、本願発明の第２の実施の形態にかかる三重効用吸収式冷凍装置Ｚ２の作動サイクルが示されている。
【００４６】
この三重効用吸収式冷凍装置Ｚ２においては、吸収器Ａの容器２の底部に接続され、２台の同型（即ち、同能力）の遠心ポンプからなる溶液ポンプＬＰ１，ＬＰ２が直列に接続された希溶液配管２１は、低温溶液熱交換器Ｈ１の被加熱側を通過後に、第１分岐配管２１Ａと第２分岐配管２１Ｂとの二つの経路に分岐されており、該第１分岐配管２１Ａは、高温溶液熱交換器Ｈ３の被加熱側を通って高温再生器Ｇ３に接続される一方、前記第２分岐配管２１Ｂは、中温溶液熱交換器Ｈ２の被加熱側を通って中温再生器Ｇ２に接続されている。また、前記高温再生器Ｇ３から流出する高温濃溶液Ｌ３は、低温再生器Ｇ１から流出する低温濃溶液Ｌ１と合流した後、低温溶液熱交換器Ｈ１の加熱側を通って吸収器Ａに流入することとなっている。この場合、作動サイクルは、変形シリーズサイクルを構成している。
【００４７】
本実施の形態の場合、吸収器Ａから出た希溶液Ｌａの一部が、２台直列に接続された溶液ポンプＬＰ１，ＬＰ２によって高温再生器Ｇ３に流入せしめられることとなっているのでのである。このようにすると、中温再生器Ｇ２における吸収溶液の沸騰温度を低く抑えることができるので、高温再生器Ｇ３における吸収溶液の沸騰温度を低く抑えることが可能となり、溶液ポンプＬＰ１，ＬＰ２の揚程を低減できる。
【００４８】
その他の構成および作用効果は、第１の実施の形態におけると同様なので説明を省略する。
【００４９】
第３の実施の形態
図３には、本願発明の第３の実施の形態にかかる三重効用吸収式冷凍装置Ｚ３の作動サイクルが示されている。
【００５０】
この三重効用吸収式冷凍装置Ｚ３においては、吸収器Ａの容器２の底部に接続された希溶液配管２１は、低温溶液熱交換器Ｈ１の被加熱側を通過後に、第１分岐配管２１Ａと第２分岐配管２１Ｂとの二つの経路に分岐されており、該第１分岐配管２１Ａは、高温溶液熱交換器Ｈ３の被加熱側を通って高温再生器Ｇ３に接続される一方、前記第２分岐配管２１Ｂは、中温溶液熱交換器Ｈ２の被加熱側を通って中温再生器Ｇ２に接続されている。また、前記高温再生器Ｇ３から流出する高温濃溶液Ｌ３は、低温再生器Ｇ１から流出する低温濃溶液Ｌ１と合流した後、低温溶液熱交換器Ｈ１の加熱側を通って吸収器Ａに流入することとなっている。そして、１台の溶液ポンプＬＰ１は吸収器Ａの出口側に設けられ、もう１台の溶液ポンプＬＰ２は低温溶液熱交換器Ｈ１の出口側における第２分岐配管２１Ｂの分岐前に設けられている。この場合、作動サイクルは、変形シリーズサイクルを構成している。
【００５１】
本実施の形態の場合、吸収器Ａから出た希溶液Ｌａの一部が、２台直列に接続された溶液ポンプＬＰ１，ＬＰ２によって高温再生器Ｇ３に流入せしめられることとなっているのでのである。このようにすると、中温再生器Ｇ２における吸収溶液の沸騰温度を低く抑えることができるので、高温再生器Ｇ３における吸収溶液の沸騰温度を低く抑えることが可能となり、溶液ポンプＬＰ１，ＬＰ２の揚程を低減できる。
【００５２】
その他の構成および作用効果は、第１の実施の形態におけると同様なので説明を省略する。
【００５３】
第４の実施の形態
図４には、本願発明の第４の実施の形態にかかる三重効用吸収式冷凍装置Ｚ４の作動サイクルが示されている。
【００５４】
この三重効用吸収式冷凍装置Ｚ４においては、吸収器Ａの容器２の底部に接続され、２台の同型（即ち、同能力）の遠心ポンプからなる溶液ポンプＬＰ１，ＬＰ２が直列に接続された希溶液配管２１は、低温溶液熱交換器Ｈ１の被加熱側を通過後に、第１分岐配管２１Ａと第２分岐配管２１Ｂと第３分岐配管２１Ｃの三つの経路に分岐されており、該第１分岐配管２１Ａは、高温溶液熱交換器Ｈ３の被加熱側を通って高温再生器Ｇ３に接続され、前記第２分岐配管２１Ｂは、中温溶液熱交換器Ｈ２の被加熱側を通って中温再生器Ｇ２に接続され、第３分岐配管２１Ｃは、低温再生器Ｇ１に接続されている。また、前記高温再生器Ｇ３から流出する高温濃溶液Ｌ３は、中温再生器Ｇ２から流出する中温濃溶液Ｌ２と合流した後、中温溶液熱交換器Ｈ２の加熱側を通って低温再生器Ｇ１から流出する低温濃溶液Ｌ１と合流後、低温溶液熱交換器Ｈ１の加熱側を通って吸収器Ａに流入することとなっている。この場合、作動サイクルは、パラレルサイクルを構成している。
【００５５】
本実施の形態の場合、吸収器Ａから出た希溶液Ｌａの一部が、２台直列に接続された溶液ポンプＬＰ１，ＬＰ２によって高温再生器Ｇ３に流入せしめられることとなっているのでのである。
【００５６】
その他の構成および作用効果は、第１の実施の形態におけると同様なので説明を省略する。
【００５７】
次に、上記各実施の形態にかかる三重効用吸収式冷凍装置に使用されている２台の溶液ポンプＬＰ１，ＬＰ２の制御態様について説明する。
【００５８】
例えば、図５（イ）に示すように、溶液ポンプＬＰ１，ＬＰ２に、インバータ制御機構ＩＮＶ１，ＩＮＶ２をそれぞれ付設して、同一の周波数で流量制御するようにしてもよい。このようにすると、溶液ポンプＬＰ１，ＬＰ２を流量制御する周波数を同一としているので、制御を簡素化できる。
【００５９】
また、図５（ロ）に示すように、溶液ポンプＬＰ１，ＬＰ２に対して周波数制御を行う１台のインバータ制御機構ＩＮＶを付設するようにしてもよい。このようにすると、１台のンバータ制御機構ＩＮＶで２台の溶液ポンプＬＰ１，ＬＰ２の流量制御を行うことができることとなり、コストダウンに寄与する。
【００６０】
さらに、図５（ハ）に示すように、溶液ポンプＬＰ１，ＬＰ２のうちの１台（例えば、溶液ポンプＬＰ１）を、インバータ制御機構ＩＮＶによる周波数制御を行うものとする一方、もう１台（例えば、溶液ポンプＬＰ２）をマグネットスイッチＭＧによるＯＮ／ＯＦＦ制御されるものとするようにしてもよい。このようにすると、１台の溶液ポンプＬＰ１のみをインバータ制御すればよいこととなり、インバータ制御機構ＩＮＶの小型化、低コスト化を図ることができる。この場合、ＯＮ／ＯＦＦ制御される溶液ポンプＬＰ２は下流側に配置するのが、ＯＮ／ＯＦＦ制御される溶液ポンプＬＰ２のＯＦＦ時におけるもう一方の溶液ポンプＬＰ１の吸込抵抗を低減できる上で好ましい。
【００６１】
【発明の効果】
本願発明の第１の手段によれば、凝縮器Ｃ、蒸発器Ｅ、吸収器Ａ及び作動温度が異なる３個の再生器Ｇ３〜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、前記吸収器Ａからの吸収溶液の一部又は全部を高温再生器Ｇ３に供給し、前記高温再生器Ｇ３で外部熱源Ｊを用いて吸収溶液を加熱沸騰せしめて冷媒蒸気を発生させ、該冷媒蒸気の凝縮熱を用いて前記中温再生器Ｇ２で吸収溶液を加熱沸騰せしめて冷媒蒸気を発生させ、該冷媒蒸気の凝縮熱を用いて前記低温再生器Ｇ１で吸収溶液を加熱沸騰せしめて冷媒蒸気を発生させるように構成した三重効用吸収式冷凍装置において、前記吸収器Ａの出口側に、２台の溶液ポンプＬＰ１，ＬＰ２を直列に接続しているので、必要な有効吸込ヘッドは１台のポンプ分（即ち、二重効用吸収式冷凍装置の場合と同等）となり、冷凍装置の全体高さを低く抑えることができるという効果がある。しかも、溶液ポンプＬＰ１，ＬＰ２は、ポンプ効率の高いポイントでの使用が可能となり、低消費電力化をも図ることができるという効果もある。さらに、溶液ポンプを新たに設計することなく、従来から二重効用吸収式冷凍装置での使用実績があるポンプを使用することができるため、信頼性が高くなるとともに、コスト的にも有利となるという効果もある。
【００６２】
本願発明の第２の手段におけるように、上記第１の手段を備えた三重効用吸収式冷凍装置において、前記溶液ポンプＬＰ１，ＬＰ２を、同形式の遠心ポンプとすることもでき、そのように構成した場合、１種類のポンプを２台用意すればよいので、２種類のポンプを使用する場合に比べて低コストとなる。
【００６３】
本願発明の第３の手段におけるように、上記第１又は第２の手段を備えた三重効用吸収式冷凍装置において、前記溶液ポンプＬＰ１，ＬＰ２に、同一の周波数で流量制御されるインバータ制御機構ＩＮＶ１，ＩＮＶ２をそれぞれ付設することもでき、そのように構成した場合、溶液ポンプＬＰ１，ＬＰ２を流量制御する周波数を同一としているので、制御を簡素化できる。
【００６４】
本願発明の第４の手段におけるように、上記第１又は第２の手段を備えた三重効用吸収式冷凍装置において、前記溶液ポンプＬＰ１，ＬＰ２に対して周波数制御を行う１台のインバータ制御機構ＩＮＶを付設することもでき、そのように構成した場合、１台のンバータ制御機構ＩＮＶで２台の溶液ポンプＬＰ１，ＬＰ２の流量制御を行うことができることとなり、コストダウンに寄与する。
【００６５】
本願発明の第５の手段におけるように、上記第１又は第２の手段を備えた三重効用吸収式冷凍装置において、前記溶液ポンプＬＰ１，ＬＰ２のうちの１台を、インバータ制御機構ＩＮＶによる周波数制御を行うものとする一方、もう１台をＯＮ／ＯＦＦ制御するものとすることもでき、そのように構成した場合、１台の溶液ポンプのみをインバータ制御すればよいこととなり、インバータ制御機構ＩＮＶの小型化、低コスト化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本願発明の第１の実施の形態にかかる三重効用吸収式冷凍装置Ｚ１の作動サイクル図である。
【図２】本願発明の第２の実施の形態にかかる三重効用吸収式冷凍装置Ｚ２の作動サイクル図である。
【図３】本願発明の第３の実施の形態にかかる三重効用吸収式冷凍装置Ｚ３の作動サイクル図である。
【図４】本願発明の第４の実施の形態にかかる三重効用吸収式冷凍装置Ｚ４の作動サイクル図である。
【図５】（イ）、（ロ）、（ハ）は、本願発明の各実施の形態にかかる三重効用吸収式冷凍装置における溶液ポンプの各制御態様を説明する図である。
【符号の説明】
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、Ｊは外部熱源、Ｌ１〜Ｌ３は濃溶液、Ｌａは希溶液、ＬＰ１，ＬＰ２は溶液ポンプ、ＩＮＶ，ＩＮＶ１，ＩＮＶ２はインバータ制御機構、ＭＧはマグネットスイッチＺ１〜Ｚ４は三重効用吸収式冷凍装置。
Claims (5)
- 凝縮器（Ｃ）、蒸発器（Ｅ）、吸収器（Ａ）及び作動温度が異なる３個の再生器（Ｇ３〜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、前記吸収器（Ａ）からの吸収溶液の一部又は全部を高温再生器（Ｇ３）に供給し、前記高温再生器（Ｇ３）で外部熱源（Ｊ）を用いて吸収溶液を加熱沸騰せしめて冷媒蒸気を発生させ、該冷媒蒸気の凝縮熱を用いて前記中温再生器（Ｇ２）で吸収溶液を加熱沸騰せしめて冷媒蒸気を発生させ、該冷媒蒸気の凝縮熱を用いて前記低温再生器（Ｇ１）で吸収溶液を加熱沸騰せしめて冷媒蒸気を発生させるように構成した三重効用吸収式冷凍装置であって、前記吸収器（Ａ）の出口側には、２台の溶液ポンプ（ＬＰ１），（ＬＰ２）を直列に接続したことを特徴とする三重効用吸収式冷凍装置。
- 前記溶液ポンプ（ＬＰ１），（ＬＰ２）を、同形式の遠心ポンプとしたことを特徴とする前記請求項１記載の三重効用吸収式冷凍装置。
- 前記溶液ポンプ（ＬＰ１），（ＬＰ２）には、同一の周波数で流量制御されるインバータ制御機構（ＩＮＶ１），（ＩＮＶ２）をそれぞれ付設したことを特徴とする前記請求項１および２のいずれか一項記載の三重効用吸収式冷凍装置。
- 前記溶液ポンプ（ＬＰ１），（ＬＰ２）に対して周波数制御を行う１台のインバータ制御機構（ＩＮＶ）を付設したことを特徴とする前記請求項１および２のいずれか一項記載の三重効用吸収式冷凍装置。
- 前記溶液ポンプ（ＬＰ１），（ＬＰ２）のうちの１台を、インバータ制御機構（ＩＮＶ）による周波数制御を行うものとする一方、もう１台をＯＮ／ＯＦＦ制御するものとしたことを特徴とする前記請求項１および２のいずれか一項記載の三重効用吸収式冷凍装置。
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| JP2002206615A JP2004053034A (ja) | 2002-07-16 | 2002-07-16 | 三重効用吸収式冷凍装置 |
Applications Claiming Priority (1)
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| JP2002206615A JP2004053034A (ja) | 2002-07-16 | 2002-07-16 | 三重効用吸収式冷凍装置 |
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|---|---|
| JP2004053034A true JP2004053034A (ja) | 2004-02-19 |
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Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2002206615A Pending JP2004053034A (ja) | 2002-07-16 | 2002-07-16 | 三重効用吸収式冷凍装置 |
Country Status (1)
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|---|---|
| JP (1) | JP2004053034A (ja) |
-
2002
- 2002-07-16 JP JP2002206615A patent/JP2004053034A/ja active Pending
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