JP2005098596A - 吸収冷凍機 - Google Patents
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Abstract
【課題】 より高効率の吸収冷凍機を提供することを目的とする。
【解決手段】 高圧再生器4及び低圧再生器5とを有する蒸気二重効用の吸収冷凍機1において、一部が高圧再生器4に挿通されて高圧再生器4の熱源となる蒸気が流通される蒸気管路Sの、高圧再生器4よりも下流側に、高圧再生器4に供給される吸収液との熱交換を行う蒸気ドレン熱回収器16を設ける。蒸気管路Sにおいて熱回収器よりも下流側には、蒸気管路Sに流通される蒸気に対して抵抗を付与するためのオリフィス18(抵抗付与部材)を設ける。
【選択図】 図1
【解決手段】 高圧再生器4及び低圧再生器5とを有する蒸気二重効用の吸収冷凍機1において、一部が高圧再生器4に挿通されて高圧再生器4の熱源となる蒸気が流通される蒸気管路Sの、高圧再生器4よりも下流側に、高圧再生器4に供給される吸収液との熱交換を行う蒸気ドレン熱回収器16を設ける。蒸気管路Sにおいて熱回収器よりも下流側には、蒸気管路Sに流通される蒸気に対して抵抗を付与するためのオリフィス18(抵抗付与部材)を設ける。
【選択図】 図1
Description
本発明は、蒸気を吸収液再生のための熱源として利用する吸収冷凍機、特に蒸気二重効用の吸収冷凍機に関するものである。
このような吸収冷凍機としては、後記の特許文献1に記載されているように、冷却水と冷媒(例えば水等)との熱交換を行う蒸発器と、蒸発器と接続されて内部でLiBr(臭化リチウム)等の吸収液による冷媒の吸収を行う吸収器と、吸収器で使用された吸収液の再生を行う再生器とを有している。
再生器は、冷媒を吸収して希釈された吸収液を、蒸気を熱源として加熱して冷媒を蒸発させて除去することで、吸収液を濃縮するものである。
再生器に供給された蒸気は、吸収液再生のための熱源として利用された後、再生器の下流側にスチームトラップを介して接続される熱回収器に送り込まれて、その熱が回収される。
熱回収器は、この蒸気と再生器に送り込まれる吸収液との熱交換を行い、再生器に送り込まれる吸収液を加熱するものである。
再生器に供給された蒸気は、吸収液再生のための熱源として利用された後、再生器の下流側にスチームトラップを介して接続される熱回収器に送り込まれて、その熱が回収される。
熱回収器は、この蒸気と再生器に送り込まれる吸収液との熱交換を行い、再生器に送り込まれる吸収液を加熱するものである。
ここで、特許文献1に記載の吸収冷凍機は、再生器として、高圧再生器と低圧再生器とを有する、いわゆる二重効用の吸収冷凍機である。
高圧再生器は、吸収器から熱回収器を介して吸収液が送り込まれて、この吸収液を、蒸気を熱源として再生するものである。また、低圧再生器は、高圧再生器から発生した蒸気を熱源として吸収液の再生を行うものである。
高圧再生器は、吸収器から熱回収器を介して吸収液が送り込まれて、この吸収液を、蒸気を熱源として再生するものである。また、低圧再生器は、高圧再生器から発生した蒸気を熱源として吸収液の再生を行うものである。
ところで、従来の吸収冷凍機では、再生器に供給された蒸気は、スチームトラップを通過して熱回収器に送り込まれた後は、そのまま系外に流出する構成とされている。
しかし、スチームトラップには、大気圧よりも高圧で蒸気が供給されているが、スチームトラップの下流側は大気圧に開放されている。そして、スチームトラップを通過した蒸気ドレンは、スチームトラップによる圧力損失によって減圧されて、一部が再び蒸発してしまう(フラッシュする)。このため、スチームトラップを通過した蒸気(蒸気ドレン)は温度が低下してしまい、熱回収器には低温の蒸気しか供給することができず、熱回収器による吸収液の昇温幅が狭くなってしまう。
このように、従来の吸収冷凍機では、熱回収器による熱回収効率が低いために、所望の性能を得るために投入しなければならない熱源量が多くなってしまうという問題があった。
しかし、スチームトラップには、大気圧よりも高圧で蒸気が供給されているが、スチームトラップの下流側は大気圧に開放されている。そして、スチームトラップを通過した蒸気ドレンは、スチームトラップによる圧力損失によって減圧されて、一部が再び蒸発してしまう(フラッシュする)。このため、スチームトラップを通過した蒸気(蒸気ドレン)は温度が低下してしまい、熱回収器には低温の蒸気しか供給することができず、熱回収器による吸収液の昇温幅が狭くなってしまう。
このように、従来の吸収冷凍機では、熱回収器による熱回収効率が低いために、所望の性能を得るために投入しなければならない熱源量が多くなってしまうという問題があった。
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、より高効率の吸収冷凍機を提供することを目的とする。
上記課題を解決するために、本発明の吸収冷凍機は以下の手段を採用する。
すなわち、本発明にかかる吸収冷凍機は、内部で冷媒を蒸発させる蒸発器と;該蒸発器と接続されて内部で吸収液による前記冷媒の吸収を行う吸収器と;該吸収器で使用された吸収液の再生を行う再生器と;該再生器に挿通されて前記吸収液の再生のための熱源となる蒸気が流通される蒸気管路と;該蒸気管路上でかつ前記再生器の下流側に設けられて前記蒸気の熱を回収する熱回収器と;を有する吸収冷凍機であって、前記蒸気管路上でかつ前記熱回収器の下流側には、該蒸気管路内を流通する蒸気に抵抗を付与する抵抗付与部材が設けられていることを特徴とする。
すなわち、本発明にかかる吸収冷凍機は、内部で冷媒を蒸発させる蒸発器と;該蒸発器と接続されて内部で吸収液による前記冷媒の吸収を行う吸収器と;該吸収器で使用された吸収液の再生を行う再生器と;該再生器に挿通されて前記吸収液の再生のための熱源となる蒸気が流通される蒸気管路と;該蒸気管路上でかつ前記再生器の下流側に設けられて前記蒸気の熱を回収する熱回収器と;を有する吸収冷凍機であって、前記蒸気管路上でかつ前記熱回収器の下流側には、該蒸気管路内を流通する蒸気に抵抗を付与する抵抗付与部材が設けられていることを特徴とする。
本発明にかかる吸収冷凍機は、前記した従来の吸収冷凍機と同じく、蒸気管路に供給された蒸気を熱源として、再生器による吸収液の再生を行うものである。
すなわち、再生器の熱源として利用された蒸気(蒸気が凝集した蒸気ドレンも含む)は、蒸気管路を通じて再生器の下流側に設けられた熱回収器に送り込まれて、この熱回収器によって熱が回収されたのち、蒸気管路から排出される。
本発明にかかる吸収冷凍機は、蒸気管路において熱回収器の下流側に抵抗付与部材を設けているので、再生器を通過した蒸気は、再生器の下流側で抵抗を受けて、蒸気管路から緩やかに排出されるか、または蒸気管路からの排出が一時的に停止させられる。
すると、蒸気管路において再生器の下流側での内圧の低下が防止されるので、この領域での蒸気の温度低下が防止される。また、高温の蒸気が熱回収器内に滞留する時間が長くなる。
これにより、再生器を通過した蒸気の熱を、効率よく熱回収器に回収させることができ、熱回収量が増加する。
すなわち、再生器の熱源として利用された蒸気(蒸気が凝集した蒸気ドレンも含む)は、蒸気管路を通じて再生器の下流側に設けられた熱回収器に送り込まれて、この熱回収器によって熱が回収されたのち、蒸気管路から排出される。
本発明にかかる吸収冷凍機は、蒸気管路において熱回収器の下流側に抵抗付与部材を設けているので、再生器を通過した蒸気は、再生器の下流側で抵抗を受けて、蒸気管路から緩やかに排出されるか、または蒸気管路からの排出が一時的に停止させられる。
すると、蒸気管路において再生器の下流側での内圧の低下が防止されるので、この領域での蒸気の温度低下が防止される。また、高温の蒸気が熱回収器内に滞留する時間が長くなる。
これにより、再生器を通過した蒸気の熱を、効率よく熱回収器に回収させることができ、熱回収量が増加する。
請求項2に記載の発明は、請求項1記載の吸収冷凍機であって、前記熱回収器と前記抵抗付与部材との間の前記蒸気管路上には、スチームトラップが設けられていることを特徴とする。
このように構成される吸収冷凍機では、蒸気管路に設けられたスチームトラップが、蒸気管路内を流通する蒸気に対するさらなる抵抗となる。
このため、蒸気管路において再生器の下流側での内圧の低下がより少なくなって、この領域での蒸気の温度低下がより少なくなる。また、高温の蒸気が熱回収器内に滞留する時間がさらに長くなる。
これにより、再生器を通過した蒸気の熱を、より効率よく熱回収器に回収させることができ、熱回収量がさらに増加する。
このため、蒸気管路において再生器の下流側での内圧の低下がより少なくなって、この領域での蒸気の温度低下がより少なくなる。また、高温の蒸気が熱回収器内に滞留する時間がさらに長くなる。
これにより、再生器を通過した蒸気の熱を、より効率よく熱回収器に回収させることができ、熱回収量がさらに増加する。
請求項3に記載の発明は、請求項1記載の吸収冷凍機であって、前記再生器と前記熱回収器との間の前記蒸気管路上の一部区間には、上流側から下流側に向けて下降部と上昇部とがこの順番で設置された貯留部が設けられていることを特徴とする。
貯留部は、下降部から上昇部までの区間に、蒸気管路を流通する蒸気が凝集して液化した蒸気ドレンが一時的に貯留されて蒸気管路を閉塞するようになっており、この蒸気ドレンによって再生器を通過した蒸気の通過が妨げられる。また、この貯留部内の蒸気ドレンは、新たに貯留部に流入した蒸気または蒸気ドレンによって押し出されて、順次下流側へオーバーフローする。すなわち、この構成では、貯留部がスチームトラップの役割を果たすので、蒸気管路にスチームトラップを設ける必要がない。
請求項4に記載の発明は、請求項3記載の吸収冷凍機であって、前記貯留部には、内部の液面高さを検出するレベルセンサが設けられており、前記抵抗付与部材が、前記蒸気管路を流通する蒸気の流量を制御可能な調節弁とされていることを特徴とする。
貯留部に供給される蒸気ドレンの量は、蒸気管路に供給される蒸気の流量に正比例するものである。例えば、蒸気管路に供給される蒸気の流量が少ない場合には、貯留部に供給される蒸気ドレンの量も少なくなり、貯留部の液面高さが低下する(この場合には蒸気管路において高圧再生器の下流側における内圧が低くなる)。
そこで、レベルセンサによって貯留部内の液面高さを測定し、液面高さが低い場合(すなわち蒸気管路に供給される蒸気の量が少ない場合)には、調節弁を閉じて、蒸気管路から排出される蒸気または蒸気ドレンの量を低減させる。
これにより、蒸気管路内に蒸気ドレンが滞留する時間をより長くして、熱回収器による蒸気ドレンからの熱回収をより効率的に行うことが可能となり、熱回収量が増加する。
ここで、調節弁の開度は、必要に応じて、全閉も含めた任意の開度に適宜選択されるものである。
そこで、レベルセンサによって貯留部内の液面高さを測定し、液面高さが低い場合(すなわち蒸気管路に供給される蒸気の量が少ない場合)には、調節弁を閉じて、蒸気管路から排出される蒸気または蒸気ドレンの量を低減させる。
これにより、蒸気管路内に蒸気ドレンが滞留する時間をより長くして、熱回収器による蒸気ドレンからの熱回収をより効率的に行うことが可能となり、熱回収量が増加する。
ここで、調節弁の開度は、必要に応じて、全閉も含めた任意の開度に適宜選択されるものである。
請求項5に記載の発明は、請求項4記載の吸収冷凍機であって、前記レベルセンサが検出した前記下降部の液面高さに基づいて前記調節弁の開度を制御する制御装置が設けられていることを特徴とする。
この構成では、レベルセンサによる貯留部内の液面高さの検出結果に基づいて、制御装置が調整弁の開度を制御するので、調整弁の開度を適正に保って、蒸気管路において高圧再生器の下流側における内圧を適正な正圧に維持することができる。
請求項6記載の発明は、請求項1から5のいずれかに記載の吸収冷凍機であって、前記再生器は、前記蒸気管路内を流通する蒸気の熱を利用して吸収液の再生を行う高圧再生器と、該高圧再生器で発生した蒸気の熱を利用して前記吸収液の再生を行う低圧再生器とを有していることを特徴とする。
このように構成される吸収冷凍機では、高圧再生器で吸収液の再生に利用した蒸気の熱が熱回収器で効率的に回収され、この熱が、高圧再生器で蒸気を発生させるための熱源となり、さらにこの蒸気が低圧再生器での吸収液の再生にも利用されるので、蒸気管路に供給された蒸気の熱を効率よく利用して吸収液の再生を行うことができる。
請求項7に記載の発明は、請求項6記載の吸収冷凍機であって、前記高圧再生器及び前記低圧再生器には、前記吸収器からの前記吸収液の供給路である吸収液管路が接続されており、該吸収液管路は、少なくとも前記高圧再生器と前記低圧再生器とのそれぞれに対する接続部が独立した管路とされており、前記熱回収器は、回収した熱を、前記吸収液管路のうち、前記高圧再生器との接続部を流通する吸収液に伝達することを特徴とする。
このように構成される吸収冷凍機では、熱回収器によって、高圧再生器で吸収液の再生に利用した蒸気と高圧再生器に供給される吸収液とが熱交換される。
そして、この蒸気と吸収液との熱交換は、再生器に送り込まれる吸収液のうち、高圧再生器に供給される吸収液に対してのみ行われる。
このため、高圧再生器に供給される蒸気の流量が同一である場合には、従来よりも高圧再生器に供給される吸収液の温度を高くすることができる。また、高圧再生器に供給される吸収液の温度を従来と同一にした場合には、高圧再生器に供給する蒸気の流量が少なくて済む。
そして、この蒸気と吸収液との熱交換は、再生器に送り込まれる吸収液のうち、高圧再生器に供給される吸収液に対してのみ行われる。
このため、高圧再生器に供給される蒸気の流量が同一である場合には、従来よりも高圧再生器に供給される吸収液の温度を高くすることができる。また、高圧再生器に供給される吸収液の温度を従来と同一にした場合には、高圧再生器に供給する蒸気の流量が少なくて済む。
このように構成される吸収冷凍機では、再生器を通過した蒸気の熱を、効率よく熱回収器に回収させることができ、熱回収量が増加するので、蒸気の熱を有効利用して、高効率化を図ることができる。
以下に、本発明にかかる実施形態について、図面を参照して説明する。
[第一実施形態]
以下、本発明の第一実施形態について、図1を用いて説明する。
本実施形態にかかる吸収冷凍機1は、図1に示すように、低温負荷に接続される冷水管路C内に冷水を供給することによって冷却を行うものであって、冷水管路Cの一部が挿通されて冷水管路C内の冷水を冷媒(冷却水)によって冷却する蒸発器2と、蒸発器2と内部が連通されて内部でLiBr等の吸収液によって冷媒の吸収を行う吸収器3とを有している。
また、吸収器3には、吸収器3で希釈された吸収液(希溶液)から冷媒を水蒸気として抽出して濃縮された吸収液(濃溶液)を再び吸収器3に戻す高圧再生器4及び低圧再生器5が接続されている。
[第一実施形態]
以下、本発明の第一実施形態について、図1を用いて説明する。
本実施形態にかかる吸収冷凍機1は、図1に示すように、低温負荷に接続される冷水管路C内に冷水を供給することによって冷却を行うものであって、冷水管路Cの一部が挿通されて冷水管路C内の冷水を冷媒(冷却水)によって冷却する蒸発器2と、蒸発器2と内部が連通されて内部でLiBr等の吸収液によって冷媒の吸収を行う吸収器3とを有している。
また、吸収器3には、吸収器3で希釈された吸収液(希溶液)から冷媒を水蒸気として抽出して濃縮された吸収液(濃溶液)を再び吸収器3に戻す高圧再生器4及び低圧再生器5が接続されている。
これら高圧、低圧再生器4,5には、高圧、低圧再生器4,5で抽出された水蒸気を凝集させて液化させる凝集器6が接続されている。凝集器6は蒸発器2に接続されており、凝集器6で液化された冷媒は、蒸発器2で再利用されるようになっている。
ここで、高圧再生器4と凝集器6とは、第一の蒸気回収管路R1を介して接続されており、低圧再生器5と凝集器6とは、第二の蒸気回収管路R2を介して接続されている。そして、高圧、低圧再生器4,5から発生した水蒸気は、第一,第二の蒸気回収管路R1,R2を通じて凝集器6へ送り込まれるようになっている。
また、高圧再生器4から凝集器6へと水蒸気を供給する第一の蒸気回収管路R1は、一部が低圧再生器5に挿通されており、第一の蒸気回収管路R1に流通される水蒸気の熱が、低圧再生器5において吸収液(希溶液)を加熱するための熱源として利用されるようになっている。すなわち、本実施形態にかかる吸収冷凍機1は、蒸気の熱をより効率的に利用することができる、蒸気二重効用の吸収冷凍機である。
ここで、高圧再生器4と凝集器6とは、第一の蒸気回収管路R1を介して接続されており、低圧再生器5と凝集器6とは、第二の蒸気回収管路R2を介して接続されている。そして、高圧、低圧再生器4,5から発生した水蒸気は、第一,第二の蒸気回収管路R1,R2を通じて凝集器6へ送り込まれるようになっている。
また、高圧再生器4から凝集器6へと水蒸気を供給する第一の蒸気回収管路R1は、一部が低圧再生器5に挿通されており、第一の蒸気回収管路R1に流通される水蒸気の熱が、低圧再生器5において吸収液(希溶液)を加熱するための熱源として利用されるようになっている。すなわち、本実施形態にかかる吸収冷凍機1は、蒸気の熱をより効率的に利用することができる、蒸気二重効用の吸収冷凍機である。
蒸発器2は、真空に保たれた内部で冷媒を散布して蒸発させることによって冷水管路Cに流通される冷水から熱を奪って冷却するものである。
吸収器3は、内部が蒸発器2と連通されており、内部で吸収液を散布することで蒸発器2内の冷媒蒸気を吸収して、蒸発器2内及び吸収器3内の真空を保つものである。
吸収器3には、冷却水管路CLの一部が挿通されており、吸収液が冷媒蒸気を吸収することによって生じた吸収熱が、冷却水管路CLに流通される冷却水によって持ち去られるようになっている。
吸収器3は、内部が蒸発器2と連通されており、内部で吸収液を散布することで蒸発器2内の冷媒蒸気を吸収して、蒸発器2内及び吸収器3内の真空を保つものである。
吸収器3には、冷却水管路CLの一部が挿通されており、吸収液が冷媒蒸気を吸収することによって生じた吸収熱が、冷却水管路CLに流通される冷却水によって持ち去られるようになっている。
冷却水管路CLにおいて、吸収器3の下流側の一部は、凝集器6に挿通されている。凝集器6は、冷却水管路CLに流通される冷却水によって凝集器6内の水蒸気の熱を持ち去ることによって水蒸気を凝集させるものである。
ここで、冷却水管路CLの最下流には、図示せぬ冷却塔が接続されている。
冷却塔に供給された冷却水は、冷却塔で放熱されて十分低温に冷却された後に、再び冷却水管路CLの最上流に供給されて、再利用されるようになっている。
ここで、冷却水管路CLの最下流には、図示せぬ冷却塔が接続されている。
冷却塔に供給された冷却水は、冷却塔で放熱されて十分低温に冷却された後に、再び冷却水管路CLの最上流に供給されて、再利用されるようになっている。
高圧再生器4及び低圧再生器5は、吸収器3内の底部に溜まった吸収液を送出する溶液ポンプP及び吸収液管路11を介して吸収器3と接続されており、溶液ポンプPから送出された吸収液が、吸収液管路11を介してそれぞれ供給されるようになっている。
吸収液管路11には、吸収液管路11に流通される吸収液(希溶液)と高圧、低圧再生器4,5から吸収器3に戻される濃溶液との間での熱交換を行う低温熱交換器12が設けられている。すなわち、低温熱交換器12は、高圧、低圧再生器4,5から戻された高温の濃溶液の熱を、吸収液管路11の希溶液に伝えて、濃溶液の冷却と、希溶液の加熱とを行うものである。
吸収液管路11において、低温熱交換器12の下流側は、高圧再生器4に接続される第一管路11aと、低圧再生器5に接続される第二管路11b(接続部)とに分岐されている。
吸収液管路11において、低温熱交換器12の下流側は、高圧再生器4に接続される第一管路11aと、低圧再生器5に接続される第二管路11b(接続部)とに分岐されている。
第一管路11aには、第一管路11aに流通される吸収液(希溶液)と高圧再生器4から低温熱交換器12に送り込まれる吸収液(濃溶液)との間での熱交換を行う高温熱交換器13が設けられている。すなわち、高温熱交換器13は、高圧再生器4から戻された高温の濃溶液の熱を、低温熱交換器12によって昇温された第一管路11aの希溶液に伝えて、濃溶液の冷却と、希溶液のさらなる加熱とを行うものである。
また、吸収液管路11には、第一管路11a,第二管路11bとの分岐点よりも上流側と、第一管路11aにおいて高温熱交換器13の下流側とを接続するバイパス管路14(接続部)が設けられている。
このバイパス管路14には、バイパス管路14に流通される吸収液(希溶液)と第一の蒸気管路R1に流通される水蒸気(ドレン)との間での熱交換を行う再生ドレン熱回収器15が設けられている。
また、バイパス管路14において、第一ドレン熱回収器15の下流側には、再生ドレン熱回収器15によって昇温された吸収液と後述する蒸気管路Sに流通される蒸気(蒸気ドレン)との間での熱交換を行う蒸気ドレン熱回収器16が設けられている。
このバイパス管路14には、バイパス管路14に流通される吸収液(希溶液)と第一の蒸気管路R1に流通される水蒸気(ドレン)との間での熱交換を行う再生ドレン熱回収器15が設けられている。
また、バイパス管路14において、第一ドレン熱回収器15の下流側には、再生ドレン熱回収器15によって昇温された吸収液と後述する蒸気管路Sに流通される蒸気(蒸気ドレン)との間での熱交換を行う蒸気ドレン熱回収器16が設けられている。
高圧再生器4には、図示せぬボイラー等から高温の蒸気が供給される蒸気管路Sの一部が挿通されており、この蒸気管路Sに流通される高温の蒸気の熱が、高圧再生器4において吸収液(希溶液)を加熱するための熱源として利用されるようになっている。この蒸気管路Sにおいて高圧再生器4よりも下流側には、スチームトラップ17が設けられている。
スチームトラップ17は、上方に蒸気入口が設けられ、下方にドレン出口が設けられたケースを有し、このケース内に、蒸気入口とドレン出口との間で昇降移動可能なフロートが設けられたものである。スチームトラップ17は、ケース内に蒸気ドレンがない場合にはフロートが重力によってケース下端に移動してドレン出口を閉塞することとなり、蒸気の排出が規制される。また、ケース内に蒸気ドレンがある場合にはフロートに浮力が生じてフロートが上昇することとなり、ドレン出口が開放されて、蒸気ドレンの排出が許容される。
また、蒸気管路Sにおいてスチームトラップ17よりも下流側の位置には、前記した蒸気ドレン熱回収器16が設けられていて、スチームトラップ17を通過した蒸気(蒸気ドレン)の熱回収が行われるようになっている。
そして、蒸気管路Sにおいて熱回収器よりも下流側にはオリフィス18(抵抗付与部材)が設けられており、蒸気管路Sに流通される蒸気に対して抵抗が付与されるようになっている。
そして、蒸気管路Sにおいて熱回収器よりも下流側にはオリフィス18(抵抗付与部材)が設けられており、蒸気管路Sに流通される蒸気に対して抵抗が付与されるようになっている。
このように構成される吸収冷凍機1は、蒸気管路Sに供給された蒸気を熱源として、高圧再生器4による吸収液の再生を行うものである。
すなわち、高圧再生器4の熱源として利用された蒸気(蒸気が凝集した蒸気ドレンも含む)は、蒸気管路Sを通じて高圧再生器4の下流側に設けられた蒸気ドレン熱回収器16に送り込まれて、この蒸気ドレン熱回収器16によって熱が回収されたのち、蒸気管路Sから排出される。
すなわち、高圧再生器4の熱源として利用された蒸気(蒸気が凝集した蒸気ドレンも含む)は、蒸気管路Sを通じて高圧再生器4の下流側に設けられた蒸気ドレン熱回収器16に送り込まれて、この蒸気ドレン熱回収器16によって熱が回収されたのち、蒸気管路Sから排出される。
本実施形態にかかる吸収冷凍機1では、高圧再生器4及び低圧再生器5に吸収液を供給する吸収液管路11に、低圧再生器5へ吸収液を供給する第二管路11bとは独立したバイパス管路14が設けられている。
そして、蒸気ドレン熱回収器16は、吸収液管路11に流通される吸収液のうち、バイパス管路14に流通される吸収液に対してのみ、蒸気管路Sに流通される蒸気との熱交換を行う。
このため、高圧再生器4に供給される蒸気の流量が同一であれば、バイパス管路14に蒸気ドレン熱回収器16を設けた構成を採用していない場合に比べて、高圧再生器4に供給される吸収液の温度を高くすることができる。
また、高圧再生器4に供給される吸収液の温度が同一であれば、高圧再生器4に供給する蒸気の流量が少なくて済む。
そして、蒸気ドレン熱回収器16は、吸収液管路11に流通される吸収液のうち、バイパス管路14に流通される吸収液に対してのみ、蒸気管路Sに流通される蒸気との熱交換を行う。
このため、高圧再生器4に供給される蒸気の流量が同一であれば、バイパス管路14に蒸気ドレン熱回収器16を設けた構成を採用していない場合に比べて、高圧再生器4に供給される吸収液の温度を高くすることができる。
また、高圧再生器4に供給される吸収液の温度が同一であれば、高圧再生器4に供給する蒸気の流量が少なくて済む。
ここで、蒸気配管Sにおいては、蒸気の抵抗となる部分で圧力低下が生じやすく、フラッシュによる蒸気の温度低下が生じやすくなる。すなわち、本実施形態の吸収冷凍機1でいえば、蒸気管路Sにおいてスチームトラップ17の下流側で蒸気の温度低下が生じやすくなる。
特に、高圧再生器4に供給される吸収液の温度を高くするために、高温再生器4に供給する蒸気の流量を増加させた場合には、この温度低下が顕著になる。
しかし、この吸収冷凍機1は、蒸気管路Sにおいて蒸気ドレン熱回収器16の下流側にオリフィス18を設けているので、高圧再生器4を通過した蒸気は、高圧再生器4の下流側で抵抗を受けて、蒸気管路Sから緩やかに排出されるか、または蒸気管路Sからの排出が一時的に停止させられる。
すると、蒸気管路Sにおいて高圧再生器4の下流側での内圧の低下が防止されるので、この領域での蒸気の温度低下が防止される。すなわち、スチームトラップ17通過前と通過後とで、蒸気の温度の低下が防止されるので、蒸気ドレン熱回収器16による吸収液の昇温幅を広くすることができる。
この効果は、蒸気管路Sに供給される蒸気の流量が変わっても(すなわち蒸気の温度が変動しても)維持される。
また、高温の蒸気が蒸気ドレン熱回収器16内に滞留する時間が長くなる。
これにより、高圧再生器4を通過した蒸気の熱を、効率よく蒸気ドレン熱回収器16に回収させることができ、熱回収量が増加する。
特に、高圧再生器4に供給される吸収液の温度を高くするために、高温再生器4に供給する蒸気の流量を増加させた場合には、この温度低下が顕著になる。
しかし、この吸収冷凍機1は、蒸気管路Sにおいて蒸気ドレン熱回収器16の下流側にオリフィス18を設けているので、高圧再生器4を通過した蒸気は、高圧再生器4の下流側で抵抗を受けて、蒸気管路Sから緩やかに排出されるか、または蒸気管路Sからの排出が一時的に停止させられる。
すると、蒸気管路Sにおいて高圧再生器4の下流側での内圧の低下が防止されるので、この領域での蒸気の温度低下が防止される。すなわち、スチームトラップ17通過前と通過後とで、蒸気の温度の低下が防止されるので、蒸気ドレン熱回収器16による吸収液の昇温幅を広くすることができる。
この効果は、蒸気管路Sに供給される蒸気の流量が変わっても(すなわち蒸気の温度が変動しても)維持される。
また、高温の蒸気が蒸気ドレン熱回収器16内に滞留する時間が長くなる。
これにより、高圧再生器4を通過した蒸気の熱を、効率よく蒸気ドレン熱回収器16に回収させることができ、熱回収量が増加する。
このように、本実施形態にかかる吸収冷凍機1では、高圧再生器4を通過した蒸気の熱を、効率よく蒸気ドレン熱回収器16に回収させることができるので、蒸気の熱を有効利用して、高効率化を図ることができる。
[第二実施形態]
次に、本発明の第二実施形態について、図2を用いて説明する。
本実施形態にかかる吸収冷凍機31は、図2に示すように、第一実施形態に示した吸収冷凍機1の一部構成を変更したものである。
以下、吸収冷凍機31において吸収冷凍機1と同様の構成については図中に同じ符号を用いて示し、詳細な説明を省略する。
吸収冷凍機31は、吸収冷凍機1において、蒸気管路Sに設けられるスチームトラップ17を、蒸気ドレン熱回収器16の上流側ではなく、蒸気ドレン熱回収器16とオリフィス18との間に設けたことを特徴とするものである。
次に、本発明の第二実施形態について、図2を用いて説明する。
本実施形態にかかる吸収冷凍機31は、図2に示すように、第一実施形態に示した吸収冷凍機1の一部構成を変更したものである。
以下、吸収冷凍機31において吸収冷凍機1と同様の構成については図中に同じ符号を用いて示し、詳細な説明を省略する。
吸収冷凍機31は、吸収冷凍機1において、蒸気管路Sに設けられるスチームトラップ17を、蒸気ドレン熱回収器16の上流側ではなく、蒸気ドレン熱回収器16とオリフィス18との間に設けたことを特徴とするものである。
この吸収冷凍機31では、蒸気管路Sにおいて蒸気ドレン熱回収器16の下流側に設けられたスチームトラップ17が、蒸気管路S内を流通する蒸気に対するさらなる抵抗となる。
このため、蒸気管路Sにおいて高圧再生器4の下流側での内圧の低下がより少なくなって、この領域での蒸気(蒸気ドレン)の温度低下がより少なくなる。また、高温の蒸気が蒸気ドレン熱回収器16内に滞留する時間がさらに長くなる。
これにより、高圧再生器4を通過した蒸気の熱を、より効率よく蒸気ドレン熱回収器16に回収させることができ、熱回収量が増加する。
このため、蒸気管路Sにおいて高圧再生器4の下流側での内圧の低下がより少なくなって、この領域での蒸気(蒸気ドレン)の温度低下がより少なくなる。また、高温の蒸気が蒸気ドレン熱回収器16内に滞留する時間がさらに長くなる。
これにより、高圧再生器4を通過した蒸気の熱を、より効率よく蒸気ドレン熱回収器16に回収させることができ、熱回収量が増加する。
また、この構成では、蒸気管路Sにおいて蒸気ドレン熱回収器16の上流側にはスチームトラップ等、蒸気の抵抗となるものを設けていないので、蒸気ドレン熱回収器16の上流側での蒸気ドレンのフラッシュが生じなくなり、蒸気ドレン熱回収器16により高温の蒸気(蒸気ドレン)を供給することができ、熱回収量が増加する。
[第三実施形態]
次に、本発明の第三実施形態について、図3及び図4を用いて説明する。
本実施形態にかかる吸収冷凍機41は、図3及び図4に示すように、第一実施形態に示した吸収冷凍機1の一部構成を変更したものである。
以下、吸収冷凍機41において吸収冷凍機1と同様の構成については図中に同じ符号を用いて示し、詳細な説明を省略する。
次に、本発明の第三実施形態について、図3及び図4を用いて説明する。
本実施形態にかかる吸収冷凍機41は、図3及び図4に示すように、第一実施形態に示した吸収冷凍機1の一部構成を変更したものである。
以下、吸収冷凍機41において吸収冷凍機1と同様の構成については図中に同じ符号を用いて示し、詳細な説明を省略する。
吸収冷凍機41は、図3に示すように、吸収冷凍機1において、蒸気管路Sに設けられるスチームトラップ17をなくし、図4に示すように、高圧再生器4と蒸気ドレン熱回収器16との間の一部区間を、上流側から下流側に向けて下降部42と上昇部43とがこの順番で設置されてなる貯留部44としたものである。
以下、この部分の詳細な構成について、図4を用いて説明する。
蒸気管路Sにおいて、高圧再生器4に挿通される部分は、他の部分よりも拡径された拡径部Saとされており、蒸気ドレン熱交換器16は、この拡径部Sa内に設置されている。
蒸気管路Sにおいて、拡径部Saよりも下流側の部分は、高圧再生器4に設けられる高圧再生器水室4aから一旦高圧再生器4外に引き出されたのち、再び高圧再生器4内に戻されて、蒸気ドレン熱交換器16に接続されている。
そして、蒸気管路Sにおいて、高圧再生器水室4aの下流側には、高圧再生器水室4aから下方に降ろされる下降部42と、下降部42の下流側で上方に立ち上がる上昇部43とが設けられている。蒸気管路Sにおいて、これら下降部42、上昇部43、及びこれらの間に位置する領域によって、貯留部44が構成されている。
貯留部44には、内部の液面高さを検出するレベルセンサ45が設けられている。
蒸気管路Sにおいて、高圧再生器4に挿通される部分は、他の部分よりも拡径された拡径部Saとされており、蒸気ドレン熱交換器16は、この拡径部Sa内に設置されている。
蒸気管路Sにおいて、拡径部Saよりも下流側の部分は、高圧再生器4に設けられる高圧再生器水室4aから一旦高圧再生器4外に引き出されたのち、再び高圧再生器4内に戻されて、蒸気ドレン熱交換器16に接続されている。
そして、蒸気管路Sにおいて、高圧再生器水室4aの下流側には、高圧再生器水室4aから下方に降ろされる下降部42と、下降部42の下流側で上方に立ち上がる上昇部43とが設けられている。蒸気管路Sにおいて、これら下降部42、上昇部43、及びこれらの間に位置する領域によって、貯留部44が構成されている。
貯留部44には、内部の液面高さを検出するレベルセンサ45が設けられている。
また、この吸収冷凍機41は、図3及び図4に示すように、吸収冷凍機1のように管路Sにおいて蒸気ドレン熱回収器16の下流側にオリフィス18を設ける代わりに、蒸気管路Sを流通する蒸気の流量を制御可能な調節弁46(抵抗付与部材)を設けている。
さらに、この吸収冷凍機41には、レベルセンサ45が検出した下降部42の液面高さに基づいて調節弁46の開度を制御する制御装置47が設けられている。
さらに、この吸収冷凍機41には、レベルセンサ45が検出した下降部42の液面高さに基づいて調節弁46の開度を制御する制御装置47が設けられている。
このように構成される吸収冷凍機41では、貯留部44の下降部42から上昇部43までの区間には、蒸気管路Sを流通する蒸気が凝集して液化した蒸気ドレンが一時的に貯留されて、蒸気管路Sが閉塞される。すなわち、この蒸気ドレンによって高圧再生器4を通過した蒸気の通過が妨げられる。
また、この貯留部44内の蒸気ドレンは、新たに貯留部44に流入した蒸気または蒸気ドレンによって押し出されて、順次下流側へオーバーフローする。すなわち、この構成では、貯留部44がスチームトラップの役割を果たすので、スチームトラップを設置する必要がなくなり、吸収冷凍機41の製造コストを低減することができる。
また、この貯留部44内の蒸気ドレンは、新たに貯留部44に流入した蒸気または蒸気ドレンによって押し出されて、順次下流側へオーバーフローする。すなわち、この構成では、貯留部44がスチームトラップの役割を果たすので、スチームトラップを設置する必要がなくなり、吸収冷凍機41の製造コストを低減することができる。
ここで、蒸気管路Sに供給される蒸気の流量が少ないと、蒸気管路Sにおいて高圧再生器4の下流側における内圧が低くなる。
貯留部44に供給される蒸気ドレンの量は、蒸気管路Sに供給される蒸気の流量に正比例するものである。例えば、蒸気管路Sに供給される蒸気の流量が少ない場合には、貯留部44に供給される蒸気ドレンの量も少なくなり、貯留部44の液面高さが低下する。
そこで、この吸収冷凍機41では、レベルセンサ45によって貯留部44内の液面高さを測定し、この測定結果に基づいて、制御装置47が、液面高さが適正な高さ(基準高さ)を下回っているかどうか判定するようになっている。
そして、液面高さが適正な高さよりも低いと判断された場合(すなわち蒸気管路Sに供給される蒸気の量が少ない場合)には、制御装置47が調節弁46の開度を少なくして、蒸気管路から排出される蒸気または蒸気ドレンの量を低減させる。
貯留部44に供給される蒸気ドレンの量は、蒸気管路Sに供給される蒸気の流量に正比例するものである。例えば、蒸気管路Sに供給される蒸気の流量が少ない場合には、貯留部44に供給される蒸気ドレンの量も少なくなり、貯留部44の液面高さが低下する。
そこで、この吸収冷凍機41では、レベルセンサ45によって貯留部44内の液面高さを測定し、この測定結果に基づいて、制御装置47が、液面高さが適正な高さ(基準高さ)を下回っているかどうか判定するようになっている。
そして、液面高さが適正な高さよりも低いと判断された場合(すなわち蒸気管路Sに供給される蒸気の量が少ない場合)には、制御装置47が調節弁46の開度を少なくして、蒸気管路から排出される蒸気または蒸気ドレンの量を低減させる。
これにより、蒸気管路S内に蒸気ドレンが滞留する時間をより長くして、蒸気ドレン熱回収器16による蒸気ドレンからの熱回収をより効率的に行うことが可能となる。
ここで、調節弁46の開度は、必要に応じて、全閉も含めた任意の開度に適宜選択されるものである。
このように蒸気管路S内に蒸気ドレンが滞留しやすくすることで、貯留部44の液面高さも上昇する。そして、貯留部44の液面高さが基準値以上となった場合には、制御装置47は、調整弁46の開度を多くする。
このような制御により、貯留部44の液面は、常に適正高さに保たれる。すなわち、蒸気管路Sにおいて高圧再生器4の下流側の内圧が、常に適正な正圧に保たれる。
ここで、調節弁46の開度は、必要に応じて、全閉も含めた任意の開度に適宜選択されるものである。
このように蒸気管路S内に蒸気ドレンが滞留しやすくすることで、貯留部44の液面高さも上昇する。そして、貯留部44の液面高さが基準値以上となった場合には、制御装置47は、調整弁46の開度を多くする。
このような制御により、貯留部44の液面は、常に適正高さに保たれる。すなわち、蒸気管路Sにおいて高圧再生器4の下流側の内圧が、常に適正な正圧に保たれる。
このように、この吸収冷凍機41では、レベルセンサ45による貯留部44内の液面高さの検出結果に基づいて、制御装置47が調整弁46の開度を制御するので、蒸気管路Sにおいて高圧再生器4の下流側の内圧が、常に適正な正圧に保たれることとなり、蒸気ドレン熱回収器16に供給される蒸気の温度を常に適正に保つことができる。
ここで、上記各実施の形態の他の変形例について、図5を用いて説明する。
以下では、一例として、第一実施形態で示した吸収冷凍機1の変形例について示すが、この構成は、他の実施形態で示した吸収冷凍機に適用してもよい。
以下では、一例として、第一実施形態で示した吸収冷凍機1の変形例について示すが、この構成は、他の実施形態で示した吸収冷凍機に適用してもよい。
図5に示す吸収冷凍機51は、第一実施形態で示した吸収冷凍機1において、バイパス管路14を有する吸収液管路11の代わりに、バイパス管路14を有していない吸収液管路52を設けたものである。
吸収液管路52は、低温熱交換器12よりも下流側で、高圧再生器4に接続される第一管路52a(接続部)と、低圧再生器5に接続される第二管路52b(接続部)とに分岐されている。
そして、バイパス管路14に設けられていた蒸気ドレン熱回収器16を、第一管路52aに設けている。
吸収液管路52は、低温熱交換器12よりも下流側で、高圧再生器4に接続される第一管路52a(接続部)と、低圧再生器5に接続される第二管路52b(接続部)とに分岐されている。
そして、バイパス管路14に設けられていた蒸気ドレン熱回収器16を、第一管路52aに設けている。
この構成でも、蒸気ドレン熱回収器16は、吸収液管路52に流通される吸収液のうち、第一管路52aに流通される吸収液に対してのみ、蒸気管路Sに流通される蒸気との熱交換を行う。
このため、高圧再生器4に供給される蒸気の流量が同一である場合には、従来よりも高圧再生器4に供給される吸収液の温度を高くすることができる。また、高圧再生器4に供給される吸収液の温度を従来と同一にした場合には、高圧再生器4に供給する蒸気の流量が少なくて済む。
このため、高圧再生器4に供給される蒸気の流量が同一である場合には、従来よりも高圧再生器4に供給される吸収液の温度を高くすることができる。また、高圧再生器4に供給される吸収液の温度を従来と同一にした場合には、高圧再生器4に供給する蒸気の流量が少なくて済む。
また、上記各実施の形態に示す吸収冷凍機においては、第一の蒸気管路R1に再生ドレン熱回収器15を設けているが、図5に示す吸収冷凍機51のように、再生ドレン熱回収器15を省略してもよい。
吸収冷凍機51では、再生ドレン熱回収器15を省略して、第一の蒸気回収管路R1の、低圧再生器5に挿通される位置よりも下流側を、凝縮器6に直接接続している。
吸収冷凍機51では、再生ドレン熱回収器15を省略して、第一の蒸気回収管路R1の、低圧再生器5に挿通される位置よりも下流側を、凝縮器6に直接接続している。
1,31,41,51 吸収冷凍機
2 蒸発器
3 吸収器
4 高圧再生器
5 低圧再生器
11、52 吸収液管路
11a,52a 第一管路(接続部)
11b,52b 第二管路(接続部)
14 バイパス管路(接続部)
16 蒸気ドレン熱回収器
17 スチームトラップ
18 オリフィス(抵抗付与部材)
42 下降部
43 上昇部
44 貯留部
45 レベルセンサ
46 調節弁
47 制御装置
S 蒸気管路
2 蒸発器
3 吸収器
4 高圧再生器
5 低圧再生器
11、52 吸収液管路
11a,52a 第一管路(接続部)
11b,52b 第二管路(接続部)
14 バイパス管路(接続部)
16 蒸気ドレン熱回収器
17 スチームトラップ
18 オリフィス(抵抗付与部材)
42 下降部
43 上昇部
44 貯留部
45 レベルセンサ
46 調節弁
47 制御装置
S 蒸気管路
Claims (7)
- 内部で冷媒を蒸発させる蒸発器と、該蒸発器と接続されて内部で吸収液による前記冷媒の吸収を行う吸収器と、該吸収器で使用された吸収液の再生を行う再生器と、該再生器に挿通されて前記吸収液の再生のための熱源となる蒸気が流通される蒸気管路と、該蒸気管路上でかつ前記再生器の下流側に設けられて前記蒸気の熱を回収する熱回収器とを有する吸収冷凍機であって、
前記蒸気管路上でかつ前記熱回収器の下流側には、該蒸気管路内を流通する蒸気に抵抗を付与する抵抗付与部材が設けられていることを特徴とする吸収冷凍機。 - 前記熱回収器と前記抵抗付与部材との間の前記蒸気管路上には、スチームトラップが設けられていることを特徴とする請求項1記載の吸収冷凍機。
- 前記再生器と前記熱回収器との間の前記蒸気管路上の一部区間には、上流側から下流側に向けて下降部と上昇部とがこの順番で設置された貯留部が設けられていることを特徴とする請求項1記載の吸収冷凍機。
- 前記貯留部には、内部の液面高さを検出するレベルセンサが設けられており、
前記抵抗付与部材が、前記蒸気管路を流通する蒸気の流量を制御可能な調節弁とされていることを特徴とする請求項3記載の吸収冷凍機。 - 前記レベルセンサが検出した前記下降部の液面高さに基づいて前記調節弁の開度を制御する制御装置が設けられていることを特徴とする請求項4記載の吸収冷凍機。
- 前記再生器は、前記蒸気管路内を流通する蒸気の熱を利用して吸収液の再生を行う高圧再生器と、
該高圧再生器で発生した蒸気の熱を利用して前記吸収液の再生を行う低圧再生器とを有していることを特徴とする請求項1から5のいずれかに記載の吸収冷凍機。 - 前記高圧再生器及び前記低圧再生器には、前記吸収器からの前記吸収液の供給路である吸収液管路が接続されており、
該吸収液管路は、少なくとも前記高圧再生器と前記低圧再生器とのそれぞれに対する接続部が独立した管路とされており、
前記熱回収器は、回収した熱を、前記吸収液管路のうち、前記高圧再生器との接続部を流通する吸収液に伝達することを特徴とする請求項6記載の吸収冷凍機。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2003332632A JP2005098596A (ja) | 2003-09-25 | 2003-09-25 | 吸収冷凍機 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2003332632A JP2005098596A (ja) | 2003-09-25 | 2003-09-25 | 吸収冷凍機 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2005098596A true JP2005098596A (ja) | 2005-04-14 |
Family
ID=34460871
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Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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JP2003332632A Withdrawn JP2005098596A (ja) | 2003-09-25 | 2003-09-25 | 吸収冷凍機 |
Country Status (1)
Country | Link |
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JP (1) | JP2005098596A (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2009002539A (ja) * | 2007-06-19 | 2009-01-08 | Daikin Ind Ltd | 排熱駆動型吸収式冷凍装置 |
JP2010078299A (ja) * | 2008-09-29 | 2010-04-08 | Sanyo Electric Co Ltd | 吸収式冷凍機 |
-
2003
- 2003-09-25 JP JP2003332632A patent/JP2005098596A/ja not_active Withdrawn
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP2009002539A (ja) * | 2007-06-19 | 2009-01-08 | Daikin Ind Ltd | 排熱駆動型吸収式冷凍装置 |
JP2010078299A (ja) * | 2008-09-29 | 2010-04-08 | Sanyo Electric Co Ltd | 吸収式冷凍機 |
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Legal Events
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