JP2013167430A - 空冷吸収式冷凍機 - Google Patents

Abstract

【課題】空冷吸収式冷凍機の空冷凝縮器及び空冷吸収器の周辺における気流の乱れを抑制して騒音を低減し、空冷凝縮器及び空冷吸収器における熱交換効率を向上する。
【解決手段】再生器１と、空冷凝縮器３と、蒸発器４と、空冷吸収器６とを備えた空冷吸収式冷凍機において、空冷吸収器６及び空冷凝縮器３は、空冷ファン１５を設けた筺体の内部に配置し、再生器１及び蒸発器４は、該筺体の外部に配置する。
【選択図】図２Ａ

Description

本発明は、吸収器及び凝縮器の冷却を空冷で行う空冷吸収式冷凍機に関する。

吸収式冷凍機には、従来、吸収器及び凝縮器の冷却を冷却水で行う水冷式がある。水冷式の吸収式冷凍機の場合、ほぼ同じ圧力となる再生器及び凝縮器においては伝熱管の外表面で蒸発及び凝縮が行われ、ほぼ同じ圧力になる蒸発器及び吸収器においては伝熱管の外表面で蒸発及び吸収が行われる構造である。このため、冷媒蒸気流路の確保の容易さから、再生器及び凝縮器、蒸発器及び吸収器は、それぞれ並列に一体的に構成することが一般的である。

一方、吸収器及び凝縮器を空冷式とした空冷式吸収式冷凍機も提案されている。

特許文献１には、蒸発器及び吸収器を近接して配置した空冷吸収式冷凍装置が開示されている。

特開２００４−１０８７４６号公報

一般に、水冷式の吸収式冷凍機の場合は、冷却水を任意の温度に保つためにクーリングタワーと冷却水とを循環するポンプが別途必要になる。さらに、水質管理や性能維持のための洗浄を行う定期的なメンテナンスが必要となる。水冷式の部分を空冷化すれば、冷却水に関係する定期的なメンテナンスを低減することができる。

特許文献１の技術においては、小型化のために蒸発器が空気の流路内に配置されているため、蒸発器が空気の流れを遮る遮蔽体となってしまう。また、図面には記載されていないが、蒸発器と空冷吸収器とを接続する冷媒蒸気配管が空気の流路内に配置することになるため、冷媒蒸気配管も空気を遮る遮蔽体となってしまう。

空気が遮られた場合、空気流路の圧力損失が大きくなり、風量が小さくなり、空冷凝縮器及び空冷吸収器の熱交換効率が低下する。そのため、任意の風量を確保するには、ファン回転数を上げて電気入力を大きくせざるを得ない場合も考えられる。この場合、ファン回転数の上昇による振動や、ファンの風切り音等の騒音が問題になることも考えられる。

また、空冷化に当たって水冷式と同様に配置すると、空気側の流路に蒸発器、配管等を配置することになり、これらが空冷用の空気の流れを遮って気流が乱れ、騒音の原因となる。騒音を低減するためには、空気の流速を低くする必要があるが、これに伴って熱交換効率が低下してしまう問題が生じる。

そこで、本発明は、空冷吸収式冷凍機の空冷凝縮器及び空冷吸収器の周辺における気流の乱れを抑制して騒音を低減し、空冷凝縮器及び空冷吸収器における熱交換効率を向上することを目的とする。

本発明は、再生器と、空冷凝縮器と、蒸発器と、空冷吸収器とを備えた空冷吸収式冷凍機において、空冷吸収器及び空冷凝縮器は、空冷ファンを設けた筺体の内部に配置し、再生器及び蒸発器は、該筺体の外部に配置したことを特徴とする。

本発明によれば、空冷熱交換器である空冷凝縮器及び空冷吸収器が再生器及び蒸発器と異なる区画に配置されるため、空冷凝縮器及び空冷吸収器の周辺の気流が再生器及び蒸発器並びにこれらと空冷凝縮器及び空冷吸収器と結ぶ配管等によって阻害されることなく、当該気流が乱れることによって生じる騒音を低減することができる。また、これにより、気流の流速を高くすることができるため、空冷凝縮器及び空冷吸収器における熱交換効率を向上することができる。

実施例１の空冷単効用吸収式冷凍機を示す全体構成図である。 実施例１の空冷単効用吸収式冷凍機を示す概略斜視図である。 実施例１の空冷単効用吸収式冷凍機の空気熱交換ユニットを示す要部縦断面図である。 実施例２の空冷単効用吸収式冷凍機を示す全体構成図である。 実施例２の空冷単効用吸収式冷凍機を示す概略斜視図である。 実施例３の空冷単効用吸収式冷凍機を示す全体構成図である。 実施例３の空冷単効用吸収式冷凍機を示す概略斜視図である。 実施例４の空冷単効用吸収式冷凍機を示す全体構成図である。 実施例４の空冷単効用吸収式冷凍機を示す概略斜視図である。

本発明は、吸収器を空冷化した空冷吸収器と、凝縮器を空冷化した空冷凝縮器とを蒸発器及び再生器とは別の区画に配した空冷吸収式冷凍機に関する。

以下、本発明の具体的実施例について図面を用いて説明する。なお、各図において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。

図１は、空冷単効用吸収式冷凍機のサイクル系統の例を示したものである。

空冷単効用吸収式冷凍機は、再生器１、空冷凝縮器３、蒸発器４、空冷吸収器６、溶液熱交換器７、冷媒ポンプ、溶液ポンプ９、１０などを備えている。点線Ａと点線Ａ’との間に配置された部品群は、冷温水ユニットＢを構成する。

再生器１は、散布装置１ａ（液散布部）及び伝熱管１ｂを内蔵したものである。再生器１と空冷凝縮器３とは、冷媒蒸気配管２（高温冷媒蒸気配管）で接続されている。蒸発器４は、散布装置４ａ（液散布部）と伝熱管４ｂとを内蔵したものである。蒸発器４と空冷吸収器６とは、冷媒蒸気配管５（低温冷媒蒸気配管）で接続されている。

伝熱管１ｂ内を加熱源となる温水が流れ、溶液（吸収液）が散布装置１ａから伝熱管１ｂに向かって散布される。散布された溶液は、伝熱管１ｂの外面を流下し、温水により加熱されて一部が蒸発するため、冷媒蒸気が発生する。これにより、濃度の薄い溶液を濃度の濃い溶液に濃縮して再生する。

再生器１には、例えば９０℃の温水が供給され、伝熱管１ｂの外面を流れる溶液を加熱することで、温水は８５℃まで冷却される。一方、溶液を加熱濃縮することで発生する冷媒蒸気は、冷媒蒸気配管２を介して空冷凝縮器３に流入する。

空冷凝縮器３は、上部ヘッダ３ａ（凝縮器上部ヘッダ）と、伝熱管及び空冷用フィンを有する空冷熱交換器３ｂと、下部ヘッダ３ｃ（凝縮器下部ヘッダ）とで構成されている。再生器１からの冷媒蒸気は、冷媒蒸気配管２を介して上部ヘッダ３ａに導かれる。空冷熱交換器３ｂでは、伝熱管内の冷媒蒸気が伝熱管外を流れる冷却空気で冷やされて凝縮液化し、液冷媒（水）となる。

空冷凝縮器３で凝縮液化した液冷媒は、溶液配管１１を介して蒸発器４に導かれる。

蒸発器４に導かれた液冷媒は、一旦、蒸発器４の下部に溜められ、溶液配管１４及び冷媒ポンプ８を介して散布装置４ａに導かれ、伝熱管４ｂの外表面に散布される。伝熱管４ｂの外表面を流下する液冷媒は、伝熱管４ｂの内部を流れる冷水によって加熱されて一部が蒸発するため、冷媒蒸気が発生する。冷媒蒸気は、冷媒蒸気配管５を介して空冷吸収器６に流入する。

一方、伝熱管４ｂの内部を流れる冷水は、冷媒蒸気が発生する際の蒸発潜熱により冷却される。例えば、蒸発器４内の圧力が約８００Ｐａで液冷媒（水）の飽和温度約４℃のときに、蒸発器４の伝熱管４ｂに１２℃で流入した冷水は、蒸発潜熱で７℃まで冷やされ、冷熱として供給される。

再生器１で濃縮された溶液は、溶液配管１３及び溶液ポンプ９を介して空冷吸収器６に導かれる。

空冷吸収器６は、上部ヘッダ６ａ（吸収器上部ヘッダ）と、伝熱管及び空冷用フィンを有する空冷熱交換器６ｂと、下部ヘッダ６ｃ（吸収器下部ヘッダ）とで構成されている。再生器１からの溶液は、空冷吸収器６の上部ヘッダ６ａに導かれ、空冷熱交換器６ｂの伝熱管内を蒸発器４からの冷媒蒸気を吸収しながら流下する。溶液が冷媒蒸気を吸収する際に発生する吸収熱は、空気熱交換器６ｂの外表面を流れる冷却空気と熱交換して外気へ放出される。

冷媒蒸気を吸収して濃度の薄くなった溶液は、下部ヘッダ６ｃから溶液配管１２及び溶液ポンプ１０を介して再生器１に流入する。溶液配管１２と溶液配管１３とは、溶液熱交換器７において熱交換するようになっている。これにより、再生器１で加熱濃縮された高温度の溶液の顕熱を回収し、空冷吸収器６からの比較的低温度の溶液を予熱することができる。

なお、この実施例において、溶液（吸収液）に含まれる吸収剤は臭化リチウムであり、冷媒は水である。しかし、吸収剤に関しては、臭化リチウムに必ずしも限定されるものではなく、塩化リチウム等の他の塩を用いても本発明は適用可能である。

図２Ａは、本実施例の空冷単効用吸収式冷凍機を示す概略斜視図である。

本図に示す空冷単効用吸収式冷凍機は、再生器１及び蒸発器４を含む冷温水ユニットＢと、空冷凝縮器３及び空冷吸収器６を１つの区画にまとめた空気熱交換ユニットＣとを分けて配置したものである。

冷温水ユニットＢは、このほか、再生器１及び蒸発器４の下方の破線部分１６に収納した溶液熱交換７、冷媒ポンプ８及び溶液ポンプ９、１０を含む。

空気熱交換ユニットＣは、このほか、空冷ファン１５を有し、空冷凝縮器３及び空冷吸収器６の下方の破線部分１７に収納した溶液配管１１及び溶液配管１２を含む。空冷ファン１５は、空冷熱交換ユニットＣの上部に配置してあり、空冷凝縮器３と空冷吸収器６との間に設けた空間を負圧にして、空冷凝縮器３及び空冷吸収器６に空冷用の気流を供給する。

異なる区画に配置した冷温水ユニットＢと空気熱交換ユニットＣとは、冷媒蒸気配管２、５並びに図１の溶液配管１１、１２、１３で接続してあり、これにより、吸収式冷凍機のサイクルを成り立たせている。特に、冷媒蒸気配管２、５は、冷媒蒸気の圧力損失が性能低下の要因となるため、図２Ａのように直管で接続してある。

また、図１の溶液配管１１は、空冷凝縮器３の下部ヘッダ３ｃと蒸発器４を接続するものであり、破線部分１６、１７を通るように配置することができる。図１に示すように、溶液配管１２は、溶液ポンプ１０と空冷吸収器６の下部ヘッダ６ｃとを接続するものであり、破線部分１６、１７を通るように配置することができる。図１に示すように、溶液配管１３は、溶液ポンプ９と空冷吸収器６の上部ヘッダ６ａとを接続するものであり、溶液ポンプ９が配置される破線部分１６から溶液配管１３を立上げる必要があるが、冷温水ユニットＢの区画内で立上げて空冷吸収器６の上部ヘッダ６ａに接続される。

また、図２Ａにおいては、空気熱交換ユニットＣの冷温水ユニットＢ側とその反対側は開放されているようになっているが、実際には閉鎖されている。また、空冷凝縮器３と空冷吸収器６の下部の破線部分１７の周囲も閉鎖され、冷却空気のほぼ全量が空気熱交換ユニットＣの空冷熱交部分を流れるようになっている。

図２Ｂは、実施例１の空冷単効用吸収式冷凍機の空気熱交換ユニットを示す要部縦断面図である。

本図において、空気熱交換ユニット１００は、空冷凝縮器３と、空冷吸収器６と、筺体１０１と、空冷ファン１５とを含む構成である。図２Ａに示す空気熱交換ユニットＣの破線部分１７は省略してある。

筺体１０１の内部には、空冷凝縮器３と、空冷吸収器６とが収納してある。

空冷凝縮器３は、上部ヘッダ３ａ、下部ヘッダ３ｃ、伝熱管１３１（凝縮器伝熱管）及び空冷用フィン１３２で構成してある。再生器から送られた冷媒蒸気は、上部ヘッダ３ａから流入し、伝熱管１３１を通って下部ヘッダ３ｃに至る過程で凝縮して液体となる。空冷用フィン１３２は、伝熱管１３１の外表面の伝熱面積を拡大するものである。

空冷吸収器６は、上部ヘッダ６ａ、下部ヘッダ６ｃ、伝熱管１６１（吸収器伝熱管）及び空冷用フィン１６２で構成してある。蒸発器から送られた冷媒蒸気は、上部ヘッダ６ａから流入し、伝熱管１６１を通って下部ヘッダ６ｃに至る過程で、上部ヘッダ６ａから供給される吸収液に吸収される。空冷用フィン１６２は、伝熱管１６１の外表面の伝熱面積を拡大するものである。

筺体１０１の上部には、空冷ファン１５が設けてある。そして、筺体１０１の側面部には、空冷凝縮器３及び空冷吸収器６に空冷用の吸い込み空気を供給するためのグリル１３３、１６３が設けてある。白抜きの矢印は、空冷ファン１５によって発生する気流の向きを表している。

この構成により、グリル１３３及び空冷凝縮器３を通過した気流、並びに、グリル１６３及び空冷吸収器６を通過した気流は、空冷ファン１５によって筺体１０１の上部から送り出されるようになっている。

本図に示すように、筺体１０１の内部には、再生器１も蒸発器４もなく、冷媒溶液配管１４は、筺体１０１の側面部に設けてあるため、空冷ファン１５によって発生する気流が妨害されることもなく、当該気流の流路面積が十分に確保され、当該気流の乱れも低減され、この乱れによる騒音も低減することができる。

また、本実施例の空冷単効用吸収式冷凍機においては、冷温水ユニットＢと空気熱交換ユニットＣとを異なる区画に配置してあるため、空気熱交換ユニットＣの空冷熱交換器の部位から空冷ファン１５までの流路に、冷却空気の流れを遮る部品等が少なくて済む。このため、空気熱交換ユニットＣを構成する空冷凝縮器３及び空冷吸収器６の熱交換効率の向上を図ることができる。

図３は、空冷単効用吸収式冷凍機のサイクル系統の他の例を示したものである。図４は、図３の空冷単効用吸収式冷凍機の構成部品の配置を示したものである。

以下、実施例１と異なっている構成及び作用について説明する。

本実施例は、複数個の空気熱交換ユニットを備えたものである。

先ず、図３を用いてサイクル系統について説明する。

本図に示す空冷単効用吸収式冷凍機においては、空冷凝縮器３に増設空冷凝縮器２０を接続してある。また、空冷吸収器６に増設空冷吸収器２１を接続してある。増設空冷凝縮器２０は、上部ヘッダ２０ａと空冷熱交換器２０ｂと下部ヘッダ２０ｃとを含む。増設空冷吸収器２１は、上部ヘッダ２１ａと空冷熱交換器２１ｂと下部ヘッダ２１ｃとを含む。

具体的には、空冷凝縮器３側については、冷媒蒸気配管２を接続した上部ヘッダ３ａの反対側に冷媒蒸気配管２２（高温冷媒蒸気配管）を設け、増設空冷凝縮器２０の上部ヘッダ２０ａに接続してある。また、溶液配管１１の途中に合流点Ｘを設け、合流点Ｘと増設空冷凝縮器２０の下部ヘッダ２０ｃとを溶液配管２３で接続してある。

空冷吸収器６側については、冷媒蒸気配管５を接続した上部ヘッダ６ａの反対側に冷媒蒸気配管２５（低温冷媒蒸気配管）を設け、増設空冷吸収器２１の上部ヘッダ２１ａに接続してある。また、溶液配管１２の途中に合流点Ｚを設け、合流点Ｚと増設空冷吸収器２１の下部ヘッダ２１ｃとを溶液配管２７で接続してある。また、溶液配管１３の途中に分岐点Ｙを設け、分岐点Ｙと増設空冷吸収器２１の上部ヘッダ２１ａとを溶液配管２４で接続してある。

次に、動作について説明する。

空冷凝縮器３側では、再生器１からの冷媒蒸気が空冷凝縮器３の上部ヘッダ３ａに導かれるとともに、冷媒蒸気配管２２で増設空冷凝縮器２０の上部ヘッダ２０ａに導かれ、それぞれの空冷熱交換器３ｂ、２０ｂで冷却空気と熱交換して凝縮液化し、増設空冷凝縮器２０の液冷媒は溶液配管２３を通り、合流点Ｘで空冷凝縮器３の液冷媒と合流して蒸発器４に導かれる。空冷吸収器６側では、蒸発器４からの冷媒蒸気は、空冷吸収器６の上部ヘッダ６ａに導かれるとともに、冷媒蒸気配管２５で増設空冷吸収器２１の上部ヘッダ２１ａに導かれ、再生器１からの溶液によって吸収され、それぞれの空冷熱交換器６ｂ、２１ｂの伝熱管内を流下し、冷却空気と熱交換して吸収熱を外気へ放出する。増設空冷吸収器２１の溶液は、溶液配管２７を通り、合流点Ｚで空冷吸収器６の溶液と合流して溶液ポンプ１０に導かれる。また、再生器１からの溶液は、溶液配管１３の途中に設けた分岐点Ｙで二分され、一方が空冷吸収器６の上部ヘッダ６ａに導かれ、もう一方が溶液配管２４で増設空冷吸収器２１の上部ヘッダ２１ａに導かれる。

次に、図４を用いて説明する。

本図に示す符号Ｄは、図３の増設空冷凝縮器２０と増設空冷吸収器２１とを１つの区画にまとめた空気熱交換ユニットを示したものである。

本実施例の空冷単効用吸収式冷凍機は、実施例１の空冷単効用吸収式冷凍機に主に増設空冷凝縮器２０及び増設空冷吸収器２１を追加したものであり、図４に示すように、冷温水ユニットＢと空気熱交換ユニットＣと空気熱交換ユニットＤとが異なる区画に配置してある。

空冷熱交換ユニットＤは、空気熱交換ユニットＣと同様に、その上部に空冷ファン１５を配置し、増設空冷凝縮器２０と増設空冷吸収器２１との間に空冷ファン１５を挟むように配置したものである。破線部分２６には、増設空冷凝縮器２０の下部ヘッダ２０ｃと接続する溶液配管２３、及び、増設空冷吸収器２１の下部ヘッダ２１ｃと接続する溶液配管２７が配置してある。冷媒蒸気配管２２及び冷媒蒸気配管２５は、冷媒蒸気の圧力損失が性能低下の要因となるため、図４に示すように直管で接続してある。また、溶液配管２３は、増設空冷凝縮器２０の下部ヘッダ２０ｃと合流点Ｘとを接続するものであり、破線部分１７、２６を通るように配置することができる。溶液配管２７は、合流点Ｚと増設空冷吸収器２１の下部ヘッダ２１ｃと接続するものであり、破線部分１７、２６を通るように配置することができる。溶液配管２４は、例えば、空冷吸収器３の上部ヘッダ３ａの上面部を通って増設空冷吸収器２１の上部ヘッダ２１ａに接続することができる。

また、図４においては、空気熱交換ユニットＤの空気熱交換ユニットＣ側とその反対側は開放されているようになっているが、実際には閉鎖されている。この点は、図２Ｂに示す筺体１０１を２つ並べた構成であるということができる。

また、増設空冷凝縮器２０及び増設空冷吸収器２１の下方の破線部分２６の周囲も閉鎖され、空冷熱交換ユニットＤを流れる冷却空気のほぼ全量が空気熱交換ユニットＤの空冷熱交換器の部分を流れるようになっている。

以上にように、構成し、配置することにより、本実施例の空冷単効用吸収式冷凍機は、次に述べる効果を有する。

再生器１の加熱源となる温水の温度が一定の場合、空冷凝縮器３及び空冷吸収器６を流れる冷却空気の温度が高くなると、溶液側と冷却空気との温度差が小さくなり、同じ交換熱量を得ようとすると温度差が小さくなった分の伝熱面積が不足する。このため、蒸発器４から供給できる冷熱の量（冷凍能力）が減少する。この場合、一般には、冷凍能力が不足する分は、空冷単効用吸収式冷凍機の台数を増やす、あるいは、冷凍能力の大きいものを選定することが考えられる。

これに対して、本実施例においては、冷却空気が高くなる条件で、冷温水ユニットＢは実施例１と同様とし、空冷吸収器３に増設空冷吸収器２１を追加し、空冷凝縮器３に増設空冷凝縮器２０を追加することにより、吸収器及び凝縮器の伝熱面積を容易に増加することができる。

本実施例の構成は、空気熱交換ユニットＣ、Ｄをパッケージ化しているため、増設空冷吸収器２１及び増設空冷凝縮器２０の追加が容易であることが特徴である。これにより、冷凍能力を容易に増強することができ、空冷単効用吸収式冷凍機のイニシャルコストを低減することができる。

また、本実施例においても、空気熱交換ユニットＤの空冷熱交換器の部位から空冷ファン１５までの流路に、冷却空気の流れを遮る部品等が少なくて済む。このため、空気熱交換ユニットＤを構成する増設空冷凝縮器２０及び増設空冷吸収器２０の熱交換効率の向上を図ることができる。

図５は、空冷単効用吸収式冷凍機のサイクル系統の他の例を示したものである。図６は、図５の空冷単効用吸収式冷凍機の構成部品の配置を示したものである。

以下、実施例１と異なっている構成及び作用について説明する。

先ず、図５を用いてサイクル系統について説明する。

本図に示す空冷単効用吸収式冷凍機においては、蒸発器及び空冷吸収器が、それぞれ２つに分かれている。すなわち、内部の圧力の異なる低温蒸発器５０及び高温蒸発器５１並びに空冷低温吸収器５２及び空冷高温吸収器５３を組み合わせた構成である。

本図においては、低温蒸発器５０の気相部と空冷低温吸収器５２の上部ヘッダ５２ａとが冷媒蒸気配管５６（第一の低温冷媒蒸気配管）で接続してあり、高温蒸発器５１の気相部と空冷高温吸収器５３の上部ヘッダ５３ａとが冷媒蒸気配管５７（第二の低温冷媒蒸気配管）で接続してある。また、液冷媒は、冷媒ポンプ８で低温蒸発器５０に導かれ、散布装置５０ａから伝熱管５０ｂに散布される。蒸発せずに残った液冷媒は、一旦、低温蒸発器５０の下部に溜められた後、液ヘッドを利用して高温蒸発器５１の散布装置５１ａから伝熱管５１ｂに散布される。伝熱管５０ｂ、５１ｂの内部には、冷水が流れるようになっている。冷水は、冷媒の蒸発によって冷却される。

一方、再生器１からの溶液は、溶液ポンプ９で空冷低温吸収器５２の上部ヘッダ５２ａに導かれ、低温蒸発器５０からの冷媒蒸気を吸収しながら空冷熱交換器５２ｂの伝熱管内を流下し、下部ヘッダ５２ｃで一旦溜められる。下部ヘッダ５２ｃに溜められた溶液は、液ヘッドを利用して空冷高温吸収器５３の上部ヘッダ５３ａに導かれ、高温蒸発器５１からの冷媒蒸気を吸収しながら空冷熱交換器５３ｂの伝熱管内を流下する。なお、蒸発器の冷水は、高温蒸発器５１、低温蒸発器５０の順で流すようになっている。

また、本図において、点線Ａと点線Ａ’との間に配置された部品群は、冷温水ユニットＥを構成する。

次に、図６を用いて説明する。

本図に示す符号Ｅは、図５の再生器１と低温蒸発器５０と高温蒸発器５１とを１つの区画にまとめた冷温水ユニットである。また、図６に示す符号Ｆは、図５の空冷凝縮器３と空冷低温吸収器５２と空冷低温吸収器５３とを１つの区画にまとめた空気熱交換ユニットである。

冷温水ユニットＥにおいては、低温蒸発器５０と高温蒸発器５１とが上下に配置されている。空気熱交換ユニットＦにおいては、空冷低温吸収器５２と空冷高温吸収器５３とが上下に配置されている。低温蒸発器５０と空冷低温吸収器５２とは冷媒蒸気配管５６で接続され、高温蒸発器５１と空冷高温吸収器５３とは冷媒蒸気配管５７で接続されている。冷媒蒸気配管５６、５７は、冷媒蒸気の圧力損失が性能低下の要因となるため、図６に示すように直管で接続されている。他の要素の構成や配置は、実施例１と同様であるため、省略する。

本実施例の空冷単効用吸収式冷凍機においては、低温蒸発器５０及び空冷低温吸収器５２の器内圧力と、高温蒸発器５１及び空冷高温吸収器５３の器内圧力とに差圧を付けることができる。これにより、空冷低温吸収器５２及び空冷高温吸収器５３において冷却空気側との温度差を大きくとることができ、熱交換効率の向上を図ることができる。

さらに、冷温水ユニットＥと空気熱交換ユニットＦを異なる区画に配置し、空気熱交換ユニットＦの空冷熱交換器の部位から空冷ファン１５までの流路に、冷却空気の流れを遮る部品等が少なくて済む。このため、空気熱交換ユニットＦを構成する空冷凝縮器３、空冷低温吸収器５２及び空冷高温吸収器５３の熱交換効率の向上を図ることができる。

図７は、空冷単効用吸収式冷凍機のサイクル系統の他の例を示したものである。図８は、図７の空冷単効用吸収式冷凍機の構成部品の配置を示したものである。

以下、実施例３と異なっている構成及び作用について説明する。

先ず、図７を用いて説明する。

本図に示す空冷単効用吸収式冷凍機においては、蒸発器を再生器の両側に分けて配置するとともに、空冷熱交換器における冷却空気の圧力損失を同等にするために、空冷凝縮器も分割して配置する構成とした。

具体的には、低温蒸発器５０と高温蒸発器５１とは、分割して配置してある。器内の圧力差を保持するため、低温蒸発器５０の底部に接続した溶液配管６２には、Ｕシールを設けてあり、溶液配管６２は、冷媒タンク６０に接続してある。同様に、高温蒸発器５１の底部に接続した溶液配管６３には、Ｕシールを設けてあり、溶液配管６３は、冷媒タンク６０に接続してある。

また、空冷低温吸収器５２は、冷媒蒸気配管５６で低温蒸発器５０に接続してある。空冷高温吸収器５３は、冷媒蒸気配管５７で高温蒸発器５１に接続してある。再生器１の出口部に接続される溶液配管１３は、溶液熱交換器７及び溶液ポンプ９を介して空冷低温吸収器５２の上部ヘッダ５２ａに接続してある。下部ヘッダ５２ｃに接続する溶液配管６４は、溶液ポンプ６１を介して空冷高温吸収器５３の上部ヘッダ５３ａに接続してある。下部ヘッダ５３ｂに接続する溶液配管１２は、溶液ポンプ１２及び溶液熱交換器７を介して再生器１に接続してある。

また、再生器１に接続した冷媒蒸気配管２は、途中で分岐し、冷媒蒸気配管５８、５９に分かれる。一方の冷媒蒸気配管５８は、第１空冷凝縮器５４の上部ヘッダ５４ａに接続してあり、分岐したもう一方の冷媒蒸気配管５９は、第２空冷凝縮器５５の上部ヘッダ５５ａに接続してある。第１空冷凝縮器５４の下部ヘッダ５４ｃに接続した溶液配管６５、及び、第２空冷凝縮器５５の下部ヘッダ５５ｃに接続した溶液配管６６は、冷媒タンク６０に接続してある。

これらの構成により、再生器１で発生した冷媒蒸気は、第１空冷凝縮器５４及び第２空冷凝縮器５５で冷却空気と熱交換して液冷媒となり、冷媒タンク６０に導かれる。冷媒タンク６０に溜められた液冷媒は、冷媒ポンプ８で低温蒸発器５０及び高温蒸発器５１に導かれる。未蒸発の液冷媒は、溶液配管６２、６３でＵシールを形成しつつ冷媒タンク６０に導かれる。また、冷媒タンク６０及び低温蒸発器５０の気相部は、連通管（図示せず）で接続されている。これにより、低温蒸発器５０の器内圧力を基準にＵシール６２、６３内に液面を形成して、低温蒸発器５０と高温蒸発器５１との器内圧力差を維持することができる。

一方、再生器１で濃度が濃くなった溶液は、溶液配管１３、溶液熱交換器７及び溶液ポンプ９を介して空冷低温吸収器５２の上部ヘッダ５２ａに導かれる。溶液は、空冷低温吸収器５２の空冷熱交換器５２ｂの伝熱管内を低温蒸発器５０からの冷媒蒸気を吸収しながら流下し、下部ヘッダ５２ｃに一旦溜められ、溶液配管６４で溶液ポンプ６１を介して空冷高温吸収器５３の上部ヘッダ５３に導かれる。さらに溶液は、空冷高温吸収器５３の空冷熱交換器５３ｂの伝熱管内を高温蒸発器５１からの冷媒蒸気を吸収しながら流下し、一旦溜められ、溶液配管１２、溶液ポンプ１０及び溶液熱交換器７を介して再生器１に導かれる。

また、本図において、点線Ａと点線Ａ’との間に配置された部品群は、冷温水ユニットＧを構成する。

次に、図８を用いて説明する。

本図に示す符号Ｇは、図７の主に再生器１と、低温蒸発器５０と高温蒸発器５１とを１つの区画にまとめた冷温水ユニットである。また、図８に示す符号Ｈは、図７の主に第１空冷凝縮器５４と第２空冷凝縮器５５と空冷低温吸収器５２と空冷低温吸収器５３とを１つの区画にまとめた空気熱交換ユニットである。

冷温水ユニットＧは、再生器１、低温蒸発器５０及び高温蒸発器５１の他に破線部分６７を含む。破線部分６７には、溶液熱交換器７、溶液ポンプ９、１０、６１、冷媒タンク６０及び冷媒ポンプ８が配置されている。

また、空気熱交換ユニットＨは、空冷低温吸収器５２と第１空冷凝縮器５４とをこの順に気流の上流側から隣接するように配置し、空冷高温吸収器５３と第２空冷凝縮器５５とをこの順に気流の上流側から隣接するように配置してある。本図においては、空冷低温吸収器５２及び第１空冷凝縮器５４の組と、空冷高温吸収器５３及び第２空冷凝縮器５５の組とが、上部に配置する空冷ファン１５を挟むように配置してある。破線部分６８には、第１空冷凝縮器５４の下部ヘッダ５４ｃに接続した溶液配管６５と、第２空冷凝縮器５５の下部ヘッダ５５ｃに接続した溶液配管６６と、空冷低温吸収器５２の下部ヘッダ５２ｃに接続した溶液配管６４と、空冷高温吸収器５３の下部ヘッダ５３ｃに接続した溶液配管１２が配置してある。

また、溶液配管１３は、溶液ポンプ９と空冷低温吸収器５２の上部ヘッダ５２ａとを接続するものであり、溶液ポンプ９を配置した破線部分６７から溶液配管１３を立上げる必要があるが、冷温水ユニットＧの区画内で立上げて空冷低温吸収器５２の上部ヘッダ５２ａに接続してある。同様に、溶液配管６４は、溶液ポンプ６１と空冷高温吸収器５３の上部ヘッダ５３ａと接続するものであり、溶液ポンプ６１を配置した破線部分６７から溶液配管６４を立上げる必要があるが、冷温水ユニットＧの区画内で立上げて空冷低温吸収器５３の上部ヘッダ５３ａに接続してある。

また、図８においては、空気熱交換ユニットＨの冷温水ユニットＧ側とその反対側は開放されているようになっているが、実際には閉鎖されている。また、破線部分６８の周囲も閉鎖され、冷却空気のほぼ全量が空気熱交換ユニットＨの空冷熱交部分を流れるようになっている。

以上のように、本実施例の空冷単効用吸収式冷凍機においては、空冷吸収器を空冷低温吸収器５２と空冷高温吸収器５３とに分割するとともに、空冷凝縮器を第１空冷凝縮器５４と第２空冷凝縮器５５とに分割した場合でも、冷温水ユニットＧと空気熱交換ユニットＨに分けて異なる区画に配置することができる。よって、空気熱交換ユニットＨの空冷熱交部分から空冷ファン１５までの流路に、冷却空気の流れを遮る部品等が少なくて済む。このため、空気熱交換ユニットＨを構成する第１空冷凝縮器５４、第２空冷凝縮器５５、空冷低温吸収器５２及び空冷高温吸収器５３の熱交換効率の向上を図ることができる。また、蒸発器、空冷凝縮器、空冷吸収器を分割して配置する構成としているため、実施例３に比べて高さを低く抑えられる効果がある。

なお、以上の実施例においては、空気熱交換ユニットを１個だけ増設した場合については述べたが、これに限定されるものではなく、空気熱交換ユニットを２個以上増設してもよい。すなわち、空気熱交換ユニットを３個以上併設してもよい。

また、以上の実施例においては、空冷単効用吸収式冷凍機について説明したが、必ずしも単効用でなくてもよく、以上の構成は二重効用又は三重効用の場合にも適用可能である。さらに、本発明は、冷凍機だけでなく、ヒートポンプにも適用可能である。

１：再生器、２、５、２２、２４、５６、５７、５８、５９：冷媒蒸気配管、３：空冷凝縮器、３ａ：上部ヘッダ、３ｃ：下部ヘッダ、４：蒸発器、６：空冷吸収器、６ａ：上部ヘッダ、６ｃ：下部ヘッダ、７：溶液熱交換器、８：冷媒ポンプ、９、１０、６１：溶液ポンプ、１１、１２、１３、１４：溶液配管、１５：空冷ファン、２０：増設空冷凝縮器、２１：増設空冷吸収器、５０：低温蒸発器、５１：高温蒸発器、５２：空冷低温吸収器、５３：空冷高温吸収器、５４：第１空冷凝縮器、５５：第２空冷凝縮器、６０：冷媒タンク、１００：空気熱交換ユニット、１０１：筺体、Ｂ、Ｅ、Ｇ：冷温水ユニット、Ｄ：増設空気熱交換ユニット、Ｃ、Ｆ、Ｈ：空気熱交換ユニット。

Claims (5)

1. 再生器と、空冷凝縮器と、蒸発器と、空冷吸収器と、空冷ファンを設けた筺体とを備え、前記再生器と前記空冷凝縮器とは高温冷媒蒸気配管で接続し、前記蒸発器と前記空冷吸収器とは低温冷媒蒸気配管で接続した空冷吸収式冷凍機であって、前記空冷吸収器及び前記空冷凝縮器は、前記筺体の内部に配置し、前記再生器及び前記蒸発器は、前記筺体の外部に配置したことを特徴とする空冷吸収式冷凍機。
2. 前記再生器と前記蒸発器とは隣接して配置し、前記空冷凝縮器と前記空冷吸収器との間には空気の流路を設けたことを特徴とする請求項１記載の空冷吸収式冷凍機。
3. 前記空冷凝縮器は、凝縮器上部ヘッダと、凝縮器下部ヘッダと、これらの間に配置された複数本の凝縮器伝熱管と、該凝縮器伝熱管の外面に設けた凝縮器空冷用フィンとを含み、前記高温冷媒蒸気配管は、前記再生器と前記凝縮器上部ヘッダとを接続し、前記空冷吸収器は、吸収器上部ヘッダと、吸収器下部ヘッダと、これらの間に配置された複数本の吸収器伝熱管と、該吸収器伝熱管の外面に設けた吸収器空冷用フィンとを含み、前記低温冷媒蒸気配管は、前記蒸発器と前記吸収器上部ヘッダとを接続したことを特徴とする請求項１又は２に記載の空冷吸収式冷凍機。
4. 前記空冷吸収器及び前記空冷凝縮器を前記筺体の内部に配置して構成した空気熱交換ユニットを複数個備え、これらを隣り合うように配置し、隣り合うそれぞれの前記空気熱交換ユニットの前記空冷凝縮器同士は、前記高温冷媒蒸気配管で接続し、隣り合うそれぞれの前記空気熱交換ユニットの前記空冷吸収器同士は、前記低温冷媒蒸気配管で接続したことを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の空冷吸収式冷凍機。
5. 前記蒸発器は、冷媒蒸気の圧力が異なる低温蒸発器と高温蒸発器とで構成され、前記空冷吸収器は、前記冷媒蒸気の圧力が異なる空冷低温吸収器と空冷高温吸収器とで構成され、前記低温蒸発器と前記空冷低温吸収器とは第一の低温冷媒蒸気配管で接続し、前記高温蒸発器と前記空冷高温吸収器とは第二の低温冷媒蒸気配管で接続したことを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の空冷吸収式冷凍機。

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