JP2013011424A - 蒸気吸収式冷凍機 - Google Patents

Abstract

【課題】高温再生器からの蒸気ドレンを、減圧沸騰を起こさない安定した温度まで確実に冷却すると共に、部分負荷時の冷凍機効率も向上する。
【解決手段】蒸気吸収式冷凍機は、蒸気を加熱源とする高温再生器５、低温再生器４、凝縮器３、蒸発器１、吸収器２、低温溶液熱交換器９、高温溶液熱交換器１０及び蒸気ドレンを冷却するドレンクーラ１１，１２を備える。また、稀溶液配管から分岐され低温溶液熱交換器９をバイパスするバイパス配管５０を設け、ドレンクーラ１１はバイパス配管からの稀溶液とドレン配管からの蒸気ドレンとを熱交換させる。更に、前記バイパス配管におけるドレンクーラよりも上流側に設けられた流量調節弁３７と、前記ドレン配管に設けられた温度検出器３５と、この温度検出器で検出された温度に応じて前記流量調節弁を調節し排出されるドレン温度を制御する制御装置を備えている。
【選択図】図１

Description

本発明は、蒸気を加熱源とする蒸気吸収式冷凍機に係り、特に高温再生器と低温再生器を有し且つ前記蒸気を冷却するドレンクーラを備えている二重効用の蒸気吸収式冷凍機に関する。

高温再生器と低温再生器を有し且つ前記蒸気を冷却するドレンクーラを備えている二重効用の蒸気吸収式冷凍機としては、例えば特許文献１（特許第３７２４９７５号公報）に記載されたものがある。この特許文献１のものにおいては、吸収器から高温再生器及び低温再生器へ送られる稀溶液が流れる稀溶液配管にドレンクーラが配置されており、高温再生器で稀溶液を加熱して濃溶液に再生するために供給された蒸気は、高温再生器を出た後前記ドレンクーラにおいて、前記稀溶液と熱交換して稀溶液を加熱し、熱回収されて自らは環水された後、冷凍機外に排出されるように構成されている。

特許第３７２４９７５号公報

上記特許文献１のものにおいて、前記高温再生器を出た後の蒸気ドレンの温度は１００℃以上（二重効用吸収式冷凍機では一般に１５５℃前後）となっており、この蒸気ドレンが排出される。このため、排出されるドレンをそのままの温度で冷凍機外の大気圧雰囲気に放出すると減圧沸騰（フラッシュ）を引き起こす。この減圧沸騰を防止するため、前記ドレンクーラにおいて、蒸気ドレンを吸収器からの前記稀溶液により１００℃以下まで冷却すると共に、前記稀溶液は加熱されることにより熱回収されるように構成されている。

しかし、特許文献１のものでは、吸収器からの低温の稀溶液は、まず低温溶液熱交換器に入り、濃溶液と熱交換して加熱された後、前記ドレンクーラに流入する構成となっているため、ドレンクーラに流入する稀溶液温度は比較的高く（例えば９０℃前後）なっており、高温再生器からの高温の蒸気ドレンを、減圧沸騰を起こさない安定した低温度（例えば９０℃以下）まで冷却することは難しいという課題がある。

更に、特許文献１のものには、吸収器からの稀溶液を直接ドレンクーラに導いて蒸気ドレンを冷却する例も記載されているが、この例のものでは、吸収器からの低温の稀溶液を常に一定割合でドレンクーラに分岐させる構成のため、冷凍機の部分負荷（低負荷）時には蒸気ドレンを必要以上に冷却してしまい、また低温溶液熱交換器及び高温溶液熱交換器へ流れる稀溶液の流量もドレンクーラに流す分だけ少なくなってしまうため、吸収器に供給する濃溶液の温度を十分に低下させることはできず、濃溶液からの熱回収も不十分となり、部分負荷時の冷凍機効率が低下することに対する配慮が十分に為されていない。

本発明の目的は、高温再生器からの蒸気ドレンを、減圧沸騰を起こさない安定した温度まで確実に冷却できると共に、部分負荷時の冷凍機効率も向上できる蒸気吸収式冷凍機を得ることにある。

上記目的を達成するため、本発明は、蒸気を加熱源とする高温再生器、低温再生器、凝縮器、蒸発器及び吸収器を備え、更に前記吸収器で冷媒蒸気を吸収した稀溶液を該吸収器から前記高温再生器及び低温再生器に送る稀溶液配管と、前記高温再生器及び低温再生器で濃縮された濃溶液を前記吸収器に送る濃溶液配管と、前記稀溶液配管を流れる稀溶液と前記濃溶液配管を流れる濃溶液とを熱交換させる低温溶液熱交換器及び高温溶液熱交換器と、前記高温再生器からの蒸気ドレンが流れるドレン配管と、該ドレン配管に設けられ蒸気ドレンを冷却するドレンクーラを備える蒸気吸収式冷凍機において、前記稀溶液配管から分岐され前記低温溶液熱交換器をバイパスするバイパス配管を設け、前記ドレンクーラは前記バイパス配管からの稀溶液と前記ドレン配管からの蒸気ドレンとを熱交換させるように構成すると共に、前記バイパス配管における前記ドレンクーラよりも上流側に設けられた流量調節弁と、前記ドレン配管に設けられ蒸気ドレンの温度を検出する温度検出器と、前記温度検出器で検出された温度に応じて前記バイパス配管の流量調節弁を調節し排出されるドレン温度を制御する制御装置を備えることを特徴とする。

本発明の他の特徴は、供給される蒸気を加熱源として冷媒蒸気を溶液から分離する高温再生器と、この高温再生器で分離した冷媒蒸気を加熱源として冷媒蒸気を溶液から分離する低温再生器と、この低温再生器で分離した冷媒蒸気を液化する凝縮器と、この凝縮器で液化した冷媒を蒸気に変える蒸発器と、この蒸発器で発生した冷媒蒸気を溶液に吸収させる吸収器と、冷媒蒸気を吸収した稀溶液を前記吸収器から前記高温再生器及び低温再生器に送るための稀溶液配管と、前記高温再生器及び低温再生器で冷媒蒸気が分離されて濃縮された濃溶液を前記吸収器に送るための濃溶液配管と、前記稀溶液配管を流れる稀溶液と前記濃溶液配管を流れる濃溶液とを熱交換させる低温溶液熱交換器及び高温溶液熱交換器と、前記高温再生器から排出された蒸気ドレンが流れるドレン配管と、このドレン配管に設けられ蒸気ドレンを冷却するためのドレンクーラを備える蒸気吸収式冷凍機において、前記稀溶液配管における前記低温溶液熱交換器の上流側から分岐して前記低温溶液熱交換器の下流側の前記稀溶液配管に接続されるバイパス配管を設け、前記ドレンクーラは前記バイパス配管からの稀溶液と前記ドレン配管からの蒸気ドレンとを熱交換させるように構成すると共に、前記ドレンクーラよりも上流側の前記バイパス配管に設けられた稀溶液の流量調節弁と、前記ドレン配管に設けられ蒸気ドレンの温度を検出する温度検出器と、前記温度検出器で検出された蒸気ドレンの温度に応じて前記バイパス配管を流れる稀溶液の流量を調節して排出されるドレンの温度を制御する制御装置を備えることにある。

本発明によれば、高温再生器からの蒸気ドレンを、減圧沸騰を起こさない安定した温度まで確実に冷却できると共に、部分負荷時の冷凍機効率も向上できる蒸気吸収式冷凍機を得ることができる。

本発明の蒸気吸収式冷凍機の実施例１を示すサイクル系統図である。 図１の一部変形例を示す要部のサイクル系統図である。 図１の他の一部変形例を示す要部のサイクル系統図である。 本発明の蒸気吸収式冷凍機の実施例２を示すサイクル系統図である。 本発明の蒸気吸収式冷凍機の実施例３を示すサイクル系統図である。

以下、本発明の蒸気吸収式冷凍機の具体的実施例を図面に基づき説明する。

本発明の蒸気吸収式冷凍機の実施例１を図１に基づいて説明する。
図１は、本発明の実施例１に係る蒸気焚吸収冷温水機のサイクル系統図である。図において、１は蒸発器、２は吸収器、３は凝縮器、４は低温再生器、５は高温再生器、６は稀溶液ポンプ、７は濃溶液ポンプ、８は冷媒ポンプ、９は低温溶液熱交換器、１０は高温溶液熱交換器、１１，１２はドレンクーラである。本実施例では、前記ドレンクーラを、低温ドレンクーラ１１と高温ドレンクーラ１２の二つのドレンクーラで構成している。なお、冷媒としては水が、溶液としては臭化リチウムがこの実施例では使用されている。

前記蒸発器１は隔壁２１により第１蒸発器１ａ（低段側蒸発器）と第２蒸発器１ｂ（高段側蒸発器）に分割され、前記第１蒸発器１ａの上部には冷媒分配器（冷媒散布装置）１７が設置され、また前記隔壁２１には前記第１蒸発器１ａを流下した冷媒液を集めて第２蒸発器１ｂに散布する冷媒再分配器（冷媒散布装置）１９が設けられている。

前記吸収器２は、隔壁２２により第１吸収器２ａ（低段側吸収器）と第２吸収器２ｂ（高段側吸収器）にそれぞれ分割され、前記第１吸収器２ａの上部には溶液分配器（溶液散布装置）１８が設置され、また前記隔壁２２には第１吸収器２ａを流下した溶液を集めて第２吸収器２ｂに散布する溶液再分配器（溶液散布装置）２０が設けられている。

前記第１蒸発器１ａと第１吸収器２ａとはエリミネータを介して冷媒蒸気が流れるように連通されており、第２蒸発器１ｂと第２吸収器２ｂもエリミネータを介して冷媒蒸気が流れるように連通されている。

前記第２蒸発器１ｂの下部には冷媒液溜めが設けられ、またこの冷媒液溜めの底部と前記第１蒸発器１ａの上部に設置された前記冷媒分配器１７とを接続する冷媒配管４３が設けられており、この冷媒配管４３には前記冷媒ポンプ８が設置されて、冷媒液溜め内の冷媒液を前記第１蒸発器１ａの上部に設置された前記冷媒分配器１７から前記第１蒸発器１ａ内に散布する。冷媒分配器１７から散布された冷媒液は第１蒸発器１ａを流下する間に蒸発器内を流れる冷水から熱を奪って蒸発し、蒸発仕切れなかった冷媒は前記冷媒再分配器１９に集められ、この冷媒再分配器１９から前記第２蒸発器１ｂに散布される。第２蒸発器１ｂに散布された冷媒液は該第２蒸発器１ｂを流下する間に蒸発器内を流れる冷水から熱を奪って蒸発し、蒸発仕切れなかった冷媒液は第２蒸発器１ｂの下部に貯められる。前記冷水は、冷水負荷（室内冷房負荷など）から例えば１２℃の冷水が冷水入口配管２４を通って蒸発器１内に設けられた蒸発器伝熱管内に供給され、蒸発器１内で冷却されて、例えば７℃の冷水となって冷水出口配管２５から前記冷水負荷に再び供給される。

前記高温再生器５及び低温再生器４で濃縮された濃溶液は、前記濃溶液ポンプ７を介して、前記第１吸収器２ａの上部に設置された溶液分配器（溶液散布装置）１８から散布され、第１吸収器２ａを流下する間に第１蒸発器１ａで蒸発した冷媒蒸気を吸収し、冷媒蒸気を吸収して濃度の薄くなった溶液は前記溶液再分配器（溶液散布装置）２０に集められ、第２吸収器２ｂに散布される。この散布された溶液は、第２吸収器２ｂを流下する間に、第２蒸発器１ｂで蒸発した冷媒蒸気を吸収し、冷媒蒸気を吸収して更に濃度の薄くなった希溶液は、第２吸収器２ｂの下部に一旦貯められ、その後、前記稀溶液ポンプ（溶液循環ポンプ）６により高温再生器１及び低温再生器２に送られる。前記冷媒蒸気を吸収する際に発生する吸収熱は、吸収器２内を流れる冷却水により冷却される。この冷却水は冷却水入口配管２６から吸収器２内に設けられた吸収器伝熱管内に供給され、前記吸収器２内を通過した後、前記凝縮器３を通過し、冷却水出口配管２７から排出される。

前記冷媒ポンプ８下流側の前記冷媒配管４３には、ここから分岐し前記第２吸収器２ｂに接続される冷媒配管４４が設けられており、この冷媒配管４４には制御弁（図示せず）が設けられている。
前記稀溶液ポンプ６を出た希溶液は、低温溶液熱交換器９で高温再生器５及び低温再生器４からの濃溶液と熱交換して温度上昇した後、一部は分岐されて分岐配管４８を介して前記低温再生器４に送られ、残りは高温溶液熱交換器１０で高温再生器５からの濃溶液と更に熱交換して温度上昇した後、高温再生器５に送られる。

前記高温再生器５には、ボイラ３９から、例えば１７４℃の蒸気が、蒸気流量調節弁３４及び蒸気入口配管２８を介して供給され、この蒸気により高温再生器５内の溶液を加熱して冷媒蒸気を発生させると共に、溶液は濃縮される。この濃縮された濃溶液は、高温再生器５から濃溶液配管５４を通って前記高温溶液熱交換器１０に送られ、吸収器２からの希溶液と熱交換して冷却され、低温再生器４から濃溶液配管５５を介して流入する濃溶液と合流して、濃溶液ポンプ（溶液散布ポンプ）７に送られる。濃溶液ポンプ７を出た溶液は低温溶液熱交換器９で吸収器２からの希溶液と熱交換して冷却され、第１吸収器２ａの上部に設置された前記溶液分配器１８に送られる。

前記高温再生器５で発生した冷媒蒸気は、冷媒蒸気配管４５を介して前記低温再生器４に送られる。この低温再生器４内には、高温再生器５からの冷媒蒸気が流れる低温再生器伝熱管４６及び該低温再生器伝熱管４６の上部に設置された溶液散布装置４７が設置されている。この溶液散布装置４７には、前記低温溶液熱交換器９の出口から分岐した希溶液の一部が分岐配管（稀溶液配管）４８を介して供給され、低温再生器４内に散布される。この散布された希溶液は、前記低温再生器伝熱管４６を流下する間に、高温再生器４からの冷媒蒸気により加熱されて冷媒蒸気を発生する。

冷媒蒸気を発生して濃度が高くなった溶液は、低温再生器４の下部に一旦貯められた後、前述したように、前記濃溶液ポンプ７の上流側で、前記高温再生器５からの濃溶液と合流して、低温溶液熱交換器９を経由し前記溶液分配器１８に送られる。

前記高温再生器５から前記低温再生器４の低温再生器伝熱管４６に送られた冷媒蒸気は、低温再生器４内を流下する希溶液を加熱して自らは凝縮し、この凝縮した冷媒液は減圧機構（図示せず）により減圧されて凝縮器３に送られる。

前記低温再生器４で発生した冷媒蒸気は、エリミネータ通路を通って前記凝縮器３に送られ、凝縮器３内を流れる冷却水により冷却されて凝縮する。凝縮した冷媒液は凝縮器３の下部に一旦溜められて、減圧機構（図示せず）を通って前記蒸発器１に送られる。

前記冷水出口配管２５には冷水出口温度検出器３２が設けられており、この冷水出口温度検出器３２で検出された温度が所定の温度範囲になるように、冷水出口温度の制御装置３３により前記蒸気流量調節弁３４を制御して、高温再生器５への蒸気投入量を調節する。

ボイラ３９から高温再生器５に例えば１７４℃で供給され、該高温再生器５で稀溶液を加熱し、例えば１５５℃の蒸気ドレンとなって前記高温再生器５からドレン配管２９に排出される。この蒸気ドレンは、その後前記高温ドレンクーラ１２、ドレン配管３０及び低温ドレンクーラ１１を通過して、前記吸収器２からの稀溶液の一部により、一般に９０℃以下の温度、例えば５５℃の温度まで冷却され、ドレン配管３１を通って、大気解放されたドレンタンク３８に戻される。このドレンタンク３８内の水はドレンポンプ４２により再び前記ボイラ３９に送られて蒸気となり、前記高温再生器５に供給されるというサイクルを繰り返す。

前記低温ドレンクーラ１１は、前記稀溶液ポンプ６と前記低温溶液熱交換器９との間の稀溶液配管４９から分岐するバイパス配管５０の途中に設けられ、ドレン配管３０からの例えば１１５℃の蒸気ドレンと、前記バイパス配管５０を流れる低温（例えば３５℃）の稀溶液とを熱交換させるものである。なお、前記バイパス配管５０の前記低温ドレンクーラ１１出口側は前記低温再生器４に接続される前記分岐配管４８に接続されている。

前記高温ドレンクーラ１２は、前記低温溶液熱交換器９と前記高温溶液熱交換器１０との間の稀溶液配管５１から分岐して前記高温溶液熱交換器１０をバイパスするように設けられたバイパス配管５２に設けられ、ドレン配管２９からの例えば１５５℃の蒸気ドレンと、前記バイパス配管５２を流れる例えば９０℃の稀溶液とを熱交換させるものである。

前記高温ドレンクーラ１２を通過した後の蒸気ドレンの温度は、定格運転時など、運転条件によって１００℃以上となるので、本実施例では上述したように、低温の稀溶液と熱交換させるための低温ドレンクーラ１１を更に設けており、１００℃以上の蒸気ドレンを低温の稀溶液と熱交換させることにより、蒸気ドレン温度を、蒸気ドレンが大気開放されても減圧沸騰を起こさない９０℃以下の温度まで確実に低下させた後、冷凍機外に排出するようにしている。

このように構成することにより、前記ドレンクーラ１１，１２において、蒸気ドレンを稀溶液と熱交換させ、安定して低温度にすることができる。
蒸気ドレンからの熱回収量を多くするためには、低温ドレンクーラ１１から出る蒸気ドレンの温度を、定格運転時で例えば５５℃になるように設計する。

しかし、冷凍機の負荷が低下して部分負荷になると、高温再生器５を通過した後の蒸気ドレン温度は低下していき、高温ドレンクーラ１２、低温ドレンクーラ１１を通過した後の蒸気ドレン温度もそれに伴い低下していく。ところが、低温ドレンクーラ１１で蒸気ドレンから回収した熱は前記低温再生器４へ送られる稀溶液の加熱に用いられるが、低温再生器４でのエネルギー効率は低く、成績係数（ＣＯＰ）は０．７程度のため、回収熱量に対する熱回収効率が低くなる。一方、本実施例のように、温度の低下した蒸気ドレンが再びボイラ３９に供給されて加熱されるという閉サイクルで使用される場合、低温ドレンクーラ１１で熱回収した分だけ多くの加熱量が必要になる。従って、蒸気（または温水）が閉サイクルで使用される場合、低温ドレンクーラ１１での熱回収は必要最小限にすることが好ましいことがわかった。

なお、蒸気（または水）が閉サイクルで使用されるものでない場合でも、低温ドレンクーラ１１から出た温水が給湯用途などに再利用されるようなシステムの場合でも、同様に、低温ドレンクーラ１１での熱回収は必要最小限にすることが好ましい。

そこで、本実施例では、前記バイパス配管５０の前記低温ドレンクーラ１１の上流側に稀溶液の流量調節弁３７を設けると共に、前記低温ドレンクーラ１１と高温ドレンクーラ１２との間のドレン配管３０には蒸気ドレンの温度を検出する温度検出器３５を設け、更に前記温度検出器３５で検出された蒸気ドレンの温度に応じて前記流量調節弁３７の開度を制御するドレン温度の制御装置３６を設けている。このドレン温度の制御装置３６は、低温ドレンクーラ１１上流の蒸気ドレン温度に基づいて、前記低温ドレンクーラ１１出口側のドレン温度が、減圧沸騰を起こさない安定した温度で且つ蒸気ドレンからの熱回収量もできるだけ少なくできる温度、例えば９０〜５５℃、好ましくは９０〜８０℃になるように、前記稀溶液の流量調節弁３７を制御する。

これにより、定格運転時には、前記低温ドレンクーラ１１出口側のドレン温度が例えば９０℃になるように前記流量調節弁３７が制御される。また、部分負荷運転時には、前記低温ドレンクーラ１１入口側のドレン温度が低下するので、その温度が例えば９０℃以下であれば、ドレン温度の制御装置３６は前記流量調節弁３７を全閉するように制御する。従って、本実施例によれば、蒸気ドレンからの熱回収を最小限にできるから、回収熱をエネルギー効率の低い低温再生器４で消費されるのを少なくして、その熱量分だけボイラ３９での投熱量を低減することができ、効率を向上できる。また、バイパス配管５０に流れる稀溶液流量を必要最小限にできるので、吸収器２からの低温の稀溶液は低温溶液熱交換器９で濃溶液の冷却に有効に使用することができ、全体として蒸気吸収式冷凍機のエネルギー効率を向上できる。特に、部分負荷運転時には前記稀溶液流量調節弁３７の開度が、全閉或いは小開度に制御されることにより、エネルギー効率を特に向上することができる効果が得られる。

以上説明したように、本実施例によれば、高温ドレンクーラ１２を通過した後の蒸気ドレンの温度を温度検出器３５で計測し、冷凍機外に排出されるドレンの温度をできるだけ高く、且つ減圧沸騰を起こさない温度となるように、ドレン温度の制御装置３６で稀溶液の流量調節弁３７を制御して、稀溶液のバイパス流量を調節しているので、ドレンの減圧沸騰（フラッシュ）を防止しつつ、特に部分負荷時にドレン温度を必要以上に低下させることはないので、成績係数（ＣＯＰ）の高い蒸気吸収式冷凍機を得ることができる。

図２は、図１に示した実施例１の一部変形例で、この図２に示す例では、図１に示した低温ドレンクーラ１１と高温ドレンクーラ１２との間のドレン配管３０の蒸気ドレン温度を検出する温度検出器３５の代わりに、前記低温ドレンクーラ１１下流側のドレン配管３１に温度検出器３５ａを設け、前記低温ドレンクーラ１１から出るドレンの温度を直接計測するようにしたものである。ドレン温度の制御装置３６は、この低温ドレンクーラ１１を通過後のドレン温度に基づいて、当該ドレン温度をできるだけ高く、且つ減圧沸騰を起こさない温度となるように、稀溶液の流量調節弁３７を制御して、稀溶液のバイパス流量を調節するので、図１に示す例と同様の効果を得ることができる。しかも、図２に示す例では、低温ドレンクーラ１１から出るドレンクーラの温度を直接計測して、その計測された温度が目標温度になるように稀溶液のバイパス流量（即ち、流量調節弁３７の開度）を制御するから、より精度の高い温度制御が可能となる。図２において、他の構成については図１と同じであるので、同一符号を付してそれらの説明については省略する。

図３は、図１に示した実施例１の更に別の一部変形例である。この例では、低温ドレンクーラ１１と高温ドレンクーラ１２との間のドレン配管３０と、前記低温ドレンクーラ１１下流側のドレン配管３１とを、前記低温ドレンクーラ１１をバイパスするようにバイパス配管５３を設けている。また、前記ドレン配管３０の前記バイパス配管５３との分岐部と低温ドレンクーラ１１との間、及び前記バイパス配管に、それぞれ蒸気ドレンの流量調節弁４０，４１が設けられている。これらの流量調節弁４０，４１は流量調節が可能なようにその開度を調整できる弁でも、或いは全開及び全閉にのみ制御可能な開閉弁（例えば電磁弁）で構成しても良い。前記流量調節弁４０，４１の開度制御は、稀溶液の流量調節弁３７の開度に基づいて、制御装置３６により制御されるように構成され、例えば前記稀溶液の流量調節弁３７が全閉の場合には、前記流量調節弁４０も全閉にし、前記流量調節弁４１は全開となるように、前記制御装置３６により制御される。

このように構成することにより、稀溶液の流量調節弁３７が全閉となった場合の低温ドレンクーラ１１内の溶液の結晶化を防止することができる。即ち、図１の場合には、稀溶液の流量調節弁３７が全閉となった場合、低温ドレンクーラ１１内には稀溶液が滞留することになるが、ドレン配管３０からの蒸気ドレンは流れ続けるため、滞留している稀溶液は加熱されて濃縮される可能性がある。このため、冷凍機の停止時など低温ドレンクーラ１１内の温度が低下した時に溶液が結晶化しないように、稀溶液の流量調節弁３７が全閉となった場合には、前記流量調節弁４０を全閉に、前記流量調節弁４１は全開となるように、前記制御装置３６により制御することで、溶液の結晶化を確実に防止できる効果が得られる。
なお、図３において、他の構成については図１と同じであるので、同一符号を付してそれらの説明については省略する。

図４により本発明の蒸気吸収式冷凍機の実施例２を説明する。図４において、図１と同一符号を付した部分は同一或いは相当する部分を示している。
本実施例２が図１に示した実施例１と異なる点を説明する。図１の実施例１では、低温ドレンクーラ１１を設けているバイパス配管５０の前記低温ドレンクーラ１１出口側は低温再生器４に接続される分岐配管４８に接続するように構成しているが、図４に示す実施例２では、前記分岐配管４８に接続するのではなく、低温溶液熱交換器９と高温溶液熱交換器１０との間の稀溶液配管５１に接続するようにしたものである。また、この実施例では、前記バイパス配管５０の前記稀溶液配管５１への接続部を、前記分岐配管４８が分岐する部分より上流側としている。

このように構成することにより、低温ドレンクーラ１１で蒸気ドレンから熱回収して温度の上昇した稀溶液は、実施例１のように前記分岐配管４８を経由してその全量がエネルギー効率の悪い低温再生器４に送られるのではなく、一部はエネルギー効率の良い高温再生器５にも送られるので、蒸気ドレンからの回収熱量に対する熱回収効率が高くなり、冷凍機の成績係数をより向上できる。

なお、バイパス配管５０の前記低温ドレンクーラ１１出口側の前記稀溶液配管５１への接続部を、前記分岐配管４８が分岐する部分より下流側としても良く、この場合には低温ドレンクーラ１１で蒸気ドレンから熱回収して温度の上昇した稀溶液の全量がエネルギー効率の良い高温再生器５に送られるので、熱回収効率は更に高くなり、冷凍機の成績係数を更に向上できる。

他の構成については、図１に示す実施例１と同様であるので、説明を省略する。
また、図２に示すように低温ドレンクーラ１１の下流側のドレン配管３１に温度検出器３５ａを設けるようにして図２と同様の制御をするようにしても良い。

更に、図３に示すように、低温ドレンクーラ１１をバイパスする蒸気ドレンのバイパス配管５３を設け、図３と同様に蒸気ドレンの流量調節弁４０，４１を設けて図３と同様の制御をしても良い。

図５により本発明の蒸気吸収式冷凍機の実施例３を説明する。図５において、図１と同一符号を付した部分は同一或いは相当する部分を示している。
本実施例３が図１に示した実施例１と異なる点を説明する。図１の実施例１では、低温ドレンクーラ１１と高温ドレンクーラ１２の二つのドレンクーラを設けているが、本実施例３では一つのドレンクーラ１３のみを設け、このドレンクーラ１３は、稀溶液ポンプ６と低温溶液熱交換器９との間の稀溶液配管４９から分岐するバイパス配管５６の途中に設けられ、ドレン配管２９からの例えば１５５℃の蒸気ドレンと、前記バイパス配管５６を流れる低温（例えば３５℃）の稀溶液とを熱交換させるようにし、更に前記バイパス配管５６の前記ドレンクーラ１３出口側は前記高温溶液熱交換器１０の下流側の稀溶液配管５７に接続する構成としたものである。

また、蒸気ドレンの温度検出器３５ｂが前記ドレン配管２９に設けられ、蒸気ドレン温度の制御装置３６は、ドレンクーラ１３上流の蒸気ドレン温度、即ち高温再生器５から排出された高温の蒸気ドレンの温度を検出して、この蒸気ドレン温度に基づいて、前記ドレンクーラ１３出口側のドレン温度が、減圧沸騰を起こさない安定した温度で且つ蒸気ドレンからの熱回収量もできるだけ少なくできる温度になるように、稀溶液の流量調節弁３７を制御する。

これにより、定格運転時には、前記ドレンクーラ１３出口側のドレン温度が例えば９０〜８０℃になるように前記流量調節弁３７が制御される。また、部分負荷運転時には、前記ドレンクーラ１３入口側のドレン温度が低下するので、それに応じて前記流量調節弁３７の開度が小さくなるように制御し、前記ドレンクーラ１３出口側のドレン温度が例えば９０〜８０℃になるようにする。

本実施例においても上記実施例１或いは実施例２と同様の効果が得られる。また、本実施例によれば、ドレンクーラ１３は一つのみで良く、構成が簡単になると共に、蒸気ドレンからの回収熱はエネルギー効率の高い高温再生器５で消費されるので、その分ボイラ３９での投熱量を低減することができ、効率を向上できる。更に、バイパス配管５０に流れる稀溶液流量を必要最小限にできるので、吸収器２からの低温の稀溶液を、低温溶液熱交換器９及び高温溶液熱交換器１０で濃溶液の冷却に有効に使用することができ、この点からも蒸気吸収式冷凍機のエネルギー効率を向上でき、特に部分負荷運転時には前記稀溶液流量調節弁３７の開度を小開度に制御することにより、エネルギー効率を特に向上できる効果がある。

他の構成については、図１に示す実施例１と同様であるので、説明を省略する。
また、本実施例においても、図２に示すものと同様に、ドレンクーラ１３（低温ドレンクーラ１１）の下流側のドレン配管３１に温度検出器３５ａを設けるようにして図２と同様の制御をするようにしても良く、更に、図３に示すように、ドレンクーラ１３（低温ドレンクーラ１１）をバイパスする蒸気ドレンのバイパス配管５３を設け、図３と同様に蒸気ドレンの流量調節弁４０，４１を設けて図３と同様の制御をしても良い。

１：蒸発器、１ａ：第１蒸発器、１ｂ：第２蒸発器、
２：吸収器、２ａ：第１吸収器、２ｂ：第２吸収器、
３：凝縮器、
４：低温再生器、５：高温再生器、
６：希溶液ポンプ、７：濃溶液ポンプ、８：冷媒ポンプ、
９：低温溶液熱交換器、１０：高温溶液熱交換器、
１１〜１３：ドレンクーラ（１１：低温ドレンクーラ、１２：高温ドレンクーラ）、
１７：冷媒分配器（冷媒散布装置）、１８：溶液分配器（溶液散布装置）、
１９：冷媒再分配器、２０：溶液再分配器、
２１：蒸発器隔壁、２２：吸収器隔壁、
２４：冷水入口配管、２５：冷水出口配管、
２６：冷却水入口配管、２７：冷却水出口配管、
２８：蒸気入口配管、
２９，３０，３１：ドレン配管、
３２：冷水出口温度検出器、３３：冷水出口温度の制御装置、
３４：蒸気流量調節弁、
３５，３５ａ，３５ｂ：温度検出器、
３６：ドレン温度の制御装置、
３７：希溶液の流量調節弁、
３８：ドレンタンク、
３９：ボイラ、
４０，４１：蒸気ドレンの流量調節弁、
４２：ドレンポンプ、
４３，４４：冷媒配管、４５：冷媒蒸気配管、
４６：低温再生器伝熱管、４７：溶液散布装置、
４８：分岐配管（稀溶液配管）、４９，５１，５７：稀溶液配管、
５０，５２，５３，５６：バイパス配管、
５４，５５：濃溶液配管。

Claims (13)

1. 蒸気を加熱源とする高温再生器、低温再生器、凝縮器、蒸発器及び吸収器を備え、更に前記吸収器で冷媒蒸気を吸収した稀溶液を該吸収器から前記高温再生器及び低温再生器に送る稀溶液配管と、前記高温再生器及び低温再生器で濃縮された濃溶液を前記吸収器に送る濃溶液配管と、前記稀溶液配管を流れる稀溶液と前記濃溶液配管を流れる濃溶液とを熱交換させる低温溶液熱交換器及び高温溶液熱交換器と、前記高温再生器からの蒸気ドレンが流れるドレン配管と、該ドレン配管に設けられ蒸気ドレンを冷却するドレンクーラを備える蒸気吸収式冷凍機において、
   前記稀溶液配管から分岐され前記低温溶液熱交換器をバイパスするバイパス配管を設け、前記ドレンクーラは前記バイパス配管からの稀溶液と前記ドレン配管からの蒸気ドレンとを熱交換させるように構成すると共に、
   前記バイパス配管における前記ドレンクーラよりも上流側に設けられた流量調節弁と、
   前記ドレン配管に設けられ蒸気ドレンの温度を検出する温度検出器と、
   前記温度検出器で検出された温度に応じて前記バイパス配管の流量調節弁を調節し排出されるドレン温度を制御する制御装置
   を備えることを特徴とする蒸気吸収式冷凍機。
2. 供給される蒸気を加熱源として冷媒蒸気を溶液から分離する高温再生器と、この高温再生器で分離した冷媒蒸気を加熱源として冷媒蒸気を溶液から分離する低温再生器と、この低温再生器で分離した冷媒蒸気を液化する凝縮器と、この凝縮器で液化した冷媒を蒸気に変える蒸発器と、この蒸発器で発生した冷媒蒸気を溶液に吸収させる吸収器と、冷媒蒸気を吸収した稀溶液を前記吸収器から前記高温再生器及び低温再生器に送るための稀溶液配管と、前記高温再生器及び低温再生器で冷媒蒸気が分離されて濃縮された濃溶液を前記吸収器に送るための濃溶液配管と、前記稀溶液配管を流れる稀溶液と前記濃溶液配管を流れる濃溶液とを熱交換させる低温溶液熱交換器及び高温溶液熱交換器と、前記高温再生器から排出された蒸気ドレンが流れるドレン配管と、このドレン配管に設けられ蒸気ドレンを冷却するためのドレンクーラを備える蒸気吸収式冷凍機において、
   前記稀溶液配管における前記低温溶液熱交換器の上流側から分岐して前記低温溶液熱交換器の下流側の前記稀溶液配管に接続されるバイパス配管を設け、前記ドレンクーラは前記バイパス配管からの稀溶液と前記ドレン配管からの蒸気ドレンとを熱交換させるように構成すると共に、
   前記ドレンクーラよりも上流側の前記バイパス配管に設けられた稀溶液の流量調節弁と、
   前記ドレン配管に設けられ蒸気ドレンの温度を検出する温度検出器と、
   前記温度検出器で検出された蒸気ドレンの温度に応じて前記バイパス配管を流れる稀溶液の流量を調節して排出されるドレンの温度を制御する制御装置
   を備えることを特徴とする蒸気吸収式冷凍機。
3. 請求項１または２に記載の蒸気吸収式冷凍機において、前記バイパス配管のドレンクーラ下流側は、前記低温溶液熱交換器と前記高温溶液熱交換器との間の稀溶液配管から分岐して前記低温再生器に接続される分岐配管に接続されていることを特徴とする蒸気吸収式冷凍機。
4. 請求項１または２に記載の蒸気吸収式冷凍機において、前記バイパス配管のドレンクーラ下流側は、前記低温溶液熱交換器と前記高温溶液熱交換器との間の稀溶液配管に接続されていることを特徴とする蒸気吸収式冷凍機。
5. 請求項４に記載の蒸気吸収式冷凍機において、前記バイパス配管のドレンクーラ下流側は、前記低温溶液熱交換器と前記高温溶液熱交換器との間の稀溶液配管であって且つ稀溶液配管から分岐して前記低温再生器に接続される分岐配管が分岐する部分よりも下流側に接続されていることを特徴とする蒸気吸収式冷凍機。
6. 請求項１または２に記載の蒸気吸収式冷凍機において、前記バイパス配管のドレンクーラ下流側は、前記高温溶液熱交換器よりも下流側の稀溶液配管に接続されていることを特徴とする蒸気吸収式冷凍機。
7. 請求項１〜６の何れかに記載の蒸気吸収式冷凍機において、前記温度検出器は前記ドレンクーラよりも上流側の前記ドレン配管に設けられていることを特徴とする蒸気吸収式冷凍機。
8. 請求項１〜６の何れかに記載の蒸気吸収式冷凍機において、前記温度検出器は前記ドレンクーラよりも下流側の前記ドレン配管に設けられていることを特徴とする蒸気吸収式冷凍機。
9. 請求項１〜５の何れかに記載の蒸気吸収式冷凍機において、前記ドレンクーラは、前記ドレン配管の下流側に配置された低温ドレンクーラと、前記ドレン配管の上流側に配置された高温ドレンクーラから構成され、前記低温ドレンクーラは、前記低温溶液熱交換器をバイパスするように前記稀溶液配管から分岐されたバイパス配管を流れる稀溶液と蒸気ドレンとを熱交換させるように構成され、前記高温ドレンクーラは、前記高温溶液熱交換器をバイパスするように前記稀溶液配管から分岐されたバイパス配管を流れる稀溶液と蒸気ドレンとを熱交換させるように構成されていることを特徴とする蒸気吸収式冷凍機。
10. 請求項９に記載の蒸気吸収式冷凍機において、前記温度検出器は前記低温ドレンクーラと前記高温ドレンクーラとの間の前記ドレン配管に設けられていることを特徴とする蒸気吸収式冷凍機。
11. 請求項９または１０に記載の蒸気吸収式冷凍機において、前記ドレンクーラをバイパスするように、前記低温ドレンクーラと前記高温ドレンクーラとの間のドレン配管と前記低温ドレンクーラ下流側のドレン配管とを接続するバイパス配管を設けると共に、前記ドレン配管の前記バイパス配管との分岐部と低温ドレンクーラ１１との間、及び前記バイパス配管にはそれぞれ蒸気ドレンの流量調節弁を設けていることを特徴とする蒸気吸収式冷凍機。
12. 請求項１〜１１の何れかに記載の蒸気吸収式冷凍機において、前記高温再生器にはボイラからの蒸気が供給され、高温再生器から排出された蒸気ドレンはドレンクーラで９０〜５５℃の温度に冷却されて環水された後、大気開放されたドレンタンクに流入させ、このドレンタンクからドレンポンプにより再び前記ボイラに供給されるように構成されていることを特徴とする蒸気吸収式冷凍機。
13. 請求項１２に記載の蒸気吸収式冷凍機において、高温再生器から排出された蒸気ドレンはドレンクーラで９０〜８０℃の温度に冷却されて環水された後、前記ドレンタンクに流入するように構成されていることを特徴とする蒸気吸収式冷凍機。

Images