JP2015200426A - 吸収冷温水機、モジュール連結型吸収冷温水機及びその搬入据付方法 - Google Patents

Abstract

【課題】中・大規模の建物に設置が義務付けられているエレベータにも収容でき、分割・運搬が容易な吸収冷温水機を提供する。【解決手段】吸収器１と、蒸発器２と、凝縮器４と、再生器３と、を備えた吸収冷温水機３０において、吸収器１及び蒸発器２は、低温ユニット３１を構成し、凝縮器４及び再生器３は、高温ユニット３２を構成し、低温ユニット３１と高温ユニット３２とは、左右に分割可能な構成とする。【選択図】図３Ａ

Description

本発明は、吸収冷温水機、モジュール連結型吸収冷温水機及びその搬入据付方法に関する。

電力需給の逼迫などを背景に、ガスを熱源とする吸収冷温水機等の冷暖房設備のニーズが増加している。

しかし、ビルその他の建物の新築時と異なり、吸収冷温水機を機械室、屋上等に搬入する際、寸法、重量等の面から搬入経路に制約が生じている。例えば、既設の中・大型の吸収冷温水機を更新する際、機器を分割して搬入するか、建屋の壁や床を壊して搬入するかのいずれかの対応が必要となる。

中・大規模の建物においては、エレベータが設置されており、特に階高３１ｍを超える場合は、非常用エレベータ（最小のものは１７人乗り）の設置が義務付けられているが、このようなエレベータに吸収冷温水機を積載することが困難であるため、吸収冷温水機の設備更新の際、上記の対応を採らざるを得ない場合がある。

機器を分割して搬入する場合、エレベータに収容可能な寸法のブロックに分割して据付現場まで搬入し、その後、当該ブロックを溶接して組み立てる手法が採られている。

特許文献１には、搬入性に優れると同時に、配管の分割箇所や溶接部位を減少できてその組み立てが容易な構成を有する吸収冷凍機として、上下に二分割してそれぞれを一体缶胴としたものが開示されている。

非特許文献１には、吸収冷温水機の分割搬入の例が記載されている。この例においては、ロープ式非常用エレベータ（ＪＩＳ Ａ ４３０１）による搬入を想定し、低温胴、高温胴及び分離器の３つに分割し、台車を用いて搬入している。

特開２００６−２０７８９６号公報

https://www2.panasonic.biz/es/air/abs/eruler/feature2.html

特許文献１に記載の吸収冷凍機は、上下に二分割されているため、運搬及び組み立ての際、クレーン等が必要となると考えられる。

非特許文献１に記載の例においては、３つに分割する工程と台車に載せる工程とが必要となる点で改善の余地があると考えられる。

本発明の目的は、中・大規模の建物に設置が義務付けられているエレベータにも収容でき、分割・運搬が容易な吸収冷温水機を提供することにある。

本発明の吸収冷温水機は、吸収器と、蒸発器と、凝縮器と、再生器と、を備え、吸収器及び蒸発器は、低温ユニットを構成し、凝縮器及び再生器は、高温ユニットを構成し、低温ユニットと高温ユニットとは、左右に分割可能なものであることを特徴とする。

本発明によれば、低温ユニットと高温ユニットとを左右に分割可能な構成としたため、幅を小さくでき、非常用エレベータ（ＪＩＳ Ａ ４３０１）に収容して、他の階に容易に搬入することができる。また、クレーン等を用いることなく、運搬し、据付けることができる。

従来の吸収冷温水機を示す模式正面図である。 実施例の吸収冷温水機を示す模式正面図である。 実施例の吸収冷温水機を示す概略斜視図である。 実施例の吸収冷温水機の低温ユニットを示す概略斜視図である。 実施例の吸収冷温水機の高温ユニットを示す概略斜視図である。 実施例の吸収冷温水機を示す模式正面図である。 既設の２００冷凍トンの吸収冷温水機が設置された状態を示す上面図である。 実施例の吸収冷温水機を４台並べたモジュール連結型吸収冷温水機が設置された状態を示す上面図である。 吸収冷温水機の内部を示す模式構成図である。 実施例の吸収冷温水機の搬入据付方法を示すフローチャートである。 実施例の吸収冷温水機の低温ユニットを搬入するためにエレベータに収容した状態を示す正面図である。 実施例の吸収冷温水機の低温ユニットをエレベータに収容する途中の状態を示す正面図である。

まず、吸収冷温水機の内部構造及び原理について説明する。

図７は、吸収冷温水機の内部を示す模式構成図である。

本図において、吸収冷温水機は、吸収器１と、蒸発器２と、低温再生器３と、凝縮器４と、高温再生器３３と、低温熱交換器７１ａと、高温熱交換器７１ｂを備えている。高温再生器３３は、バーナ７２を有する。吸収器１及び蒸発器２は、１つのシェルに配置されている。吸収器１と蒸発器２とは、ミストセパレータ７９により仕切られている。吸収器１には、溶液スプレー７７及び伝熱管７３が内蔵されている。蒸発器２には、冷媒スプレー７８及び伝熱管７４が内蔵されている。低温再生器３には、伝熱管７５が内蔵されている。凝縮器４には、伝熱管７６が内蔵されている。なお、本図においては、低温熱交換器７１ａと高温熱交換器７１ｂとを１つにまとめてあるが、後述のとおり、本発明の望ましい実施形態としては、低温熱交換器７１ａと高温熱交換器７１ｂとに分割して配管で接続した構成とし、低温ユニットに低温熱交換器７１ａを、高温ユニットに高温熱交換器７１ｂを分配する。

なお、吸収冷温水機の内部は、常に高真空の状態を保つ必要があるため、配管等の接続部分は、溶接により封止することにより気密性を高めている。

以下、吸収冷温水機の内部における冷媒や溶液などの動きを説明する。ここでは、冷水を得るための運転に関して述べる。

高温再生器３３においては、バーナ７２により臭化リチウム濃厚水溶液（クロスハッチング）（以下、「濃溶液」という。）が加熱される。高温再生器３３で発生した冷媒蒸気（水蒸気）は、低温再生器３を経て（矢印ａ）、凝縮器４に流入する（矢印ｂ）。このとき、冷暖切換弁Ｖ_１が閉じられているため、蒸発器２には流入しない。低温再生器３は、吸収冷温水機の熱効率を高めるために設けられたものであり、その作用の詳細については後に述べる。

凝縮器４の内部に設けられた伝熱管７６には、冷却水が矢印ｃ、ｄで示すように流通するようになっている。伝熱管７６に接触した水蒸気は、凝縮潜熱を奪われ、凝縮液化し、液状の水が凝縮器４の底部に溜まる。凝縮器４の底部に溜まった水は、蒸発器２に流入し（矢印ｅ）、冷媒スプレー７８からスプレーされる。蒸発器２内は、後述する吸収器１の作用で減圧されているため、スプレーされた冷媒（水）は、蒸発気化して水蒸気となる。蒸発し切れずに蒸発器２の底部に溜まった水（斑点）は、冷媒ポンプ８０で汲み上げられ、蒸発器２内の頂部空間に設けられた冷媒スプレー７８からスプレーされる。

蒸発器２の内部に設けられた伝熱管７４には、冷熱負荷（図外）からの戻り冷温水（この場合は冷水）が流通している。この冷水は、蒸発した水蒸気に気化潜熱を奪われて冷却され、更に温度が低い冷水として図外の冷熱負荷に送給される。上述のようにして冷水を冷却するという核心部分の作用を果たした冷媒（水）は、ミストセパレータ７９を通過し、矢印ｆのように吸収器１に移動し、濃溶液に吸収される。

一方、高温再生器３３で冷媒蒸気（水蒸気）を発生し、濃縮された臭化リチウム水溶液（クロスハッチング）は、高温熱交換器７１ｂ、低温熱交換器７１ａを経て吸収器１に送られ、その頂部空間に設けられた溶液スプレー７７からスプレーされる（矢印ｇ）。この臭化リチウム水溶液は、濃度が高いため、水蒸気を吸収する能力が高く、蒸発器２内で発生した水蒸気を吸収する。吸収器１内で水蒸気を吸収して薄くなった稀溶液は、伝熱管７３内を流通する冷却水により冷却されることで吸収器１内が減圧されるため、蒸発器２内の水蒸気は、圧力差により矢印ｆ方向に移動する。

水蒸気を吸収した濃溶液は、稀釈され、吸収器１の底部に溜まる。溜まった溶液は、臭化リチウム稀薄水溶液（平行斜線のハッチング）（以下、「稀溶液」という。）である。

稀溶液は、溶液ポンプ８１により低温熱交換器７１ａ、高温熱交換器７１ｂに送られ、高温再生器３３で加熱され濃縮された濃溶液と熱交換され、加熱される。

また、低温熱交換器７１ａを通過した一方の稀溶液は、低温再生器３に送られる（矢印ｉ）。一方、高温熱交換器７１ｂを通過した稀溶液は、高温再生器３３に送られる（矢印ｈ）。低温再生器３の伝熱管７５には、高温再生器３３で発生した高温度の水蒸気が流通しているため、矢印ｉに従って送られた稀溶液は、加熱され、冷媒蒸気（水蒸気）を発生する。発生した水蒸気は、矢印ｊで示すように凝縮器４の中に移動し、高温再生器３３で発生した水蒸気（矢印ｂ）と合流し、凝縮液化する。

低温再生器３の底部に溜まった液は、伝熱管７５内を流通する高温度の水蒸気により加熱濃縮され、濃溶液となっている。この濃溶液は、矢印ｋで示すように低温熱交換器７１ａに送られ、高温再生器３３から送られた濃溶液と合流する。

図１は、従来の吸収冷温水機の例について部分的に示したものである。

本図において、吸収冷温水機は、吸収器１と、蒸発器２と、低温再生器３と、凝縮器４とを備えている。これらは、１つのシェル銅板５及び１つの管板６により一体化された構造を有している。このため、吸収冷温水機を分割し、再結合することは困難である。また、吸収冷温水機全体の幅が大きく、エレベータを用いて建物に搬入することが困難である。

図２は、実施例の吸収冷温水機を示したものである。

本図の吸収冷温水機は、２つのシェル銅板２１、２２及び２つの管板２３、２４を除いて、図１と同様の配置である。すなわち、本実施例においては、シェル銅板及び管板がそれぞれ２つに分割されている。このため、管板２３の領域と管板２４の領域とに分割し、再結合することが容易である。また、分割後は吸収冷温水機の幅が約半分になることから、エレベータに収容し、建物に搬入することが容易である。

図３Ａは、実施例の吸収冷温水機を示す概略斜視図である。

本図において、吸収冷温水機３０は、吸収器１及び蒸発器２を含む低温ユニット３１と、低温再生器３及び凝縮器４を含む高温ユニット３２とを備えている。このほか、吸収冷温水機３０は、高温再生器３３と、高温熱交換器３４と、低温熱交換器３５と、操作盤３６とを備えている。

吸収冷温水機３０は、本図に示す一点鎖線を含む平面（縦断面）でＡ方向とＢ方向とに分割することができるようになっている。よって、吸収冷温水機３０は、低温ユニット３１と高温ユニット３２とに、正面から向って左右に分割することができる。言い換えると、吸収冷温水機３０は、低温ユニット３１と高温ユニット３２とに、それぞれの脚部を含む構成で、横方向（水平方向）に分割することができる。

操作盤３６は、低温ユニット３１と高温ユニット３２との結合面に直交する側面部に付設されている。操作盤３６が幅広の場合には、低温ユニット３１及び高温ユニット３２は、ともに操作盤３６の支持部を有する構成であってもよい。また、操作盤３６は、低温ユニット３１と高温ユニット３２とに渡って付設された構成であってもよい。

図３Ｂは、実施例の吸収冷温水機の低温ユニットを示したものである。

本図に示すように、低温ユニット３１は、吸収器１と、蒸発器２と、低温熱交換器３５とを含む。これらの構成要素が脚部３７に支持されている。

本図には、低温ユニット３１全体の寸法を付記している。単位はミリメートルである。低温ユニット３１は、幅が７６０ｍｍであり、高さが１８８０ｍｍであり、奥行きが１４８５ｍｍである。また、低温ユニット３１の質量は、付属の部品を除去することにより、１１５０ｋｇ以下とすることができる。

図３Ｃは、実施例の吸収冷温水機の高温ユニットを示したものである。

本図に示すように、高温ユニット３２は、低温再生器３と、凝縮器４と、高温再生器３３と、高温熱交換器３４とを含む。これらの構成要素が脚部３９に支持されている。

本図には、高温ユニット３２全体の寸法を付記している。単位はミリメートルである。高温ユニット３２は、幅が７６０ｍｍであり、高さが１８８０ｍｍであり、奥行きが１４８５ｍｍである。また、高温ユニット３２の質量は、付属の部品を除去することにより、１１５０ｋｇ以下とすることができる。

図４は、実施例の吸収冷温水機を正面から見た詳細図である。

本図において、吸収冷温水機３０は、低温ユニット３１と高温ユニット３２とを備えている。これらはそれぞれに分割することができる。

低温ユニット３１は、吸収器１、蒸発器２及び低温熱交換器３５を含む。高温ユニット３２は、低温再生器３、凝縮器４、高温再生器３３及び高温熱交換器３４を含む。操作盤３６は、低温ユニット３１と高温ユニット３２とに渡って付設されている。低温ユニット３１及び高温ユニット３２を含む吸収冷温水機３０は、脚部４１に支持されている。

本図に示すように、低温ユニット３１と高温ユニット３２とを結合した状態では、吸収器１と凝縮器４とが隣り合う構成となっている。これは、図７の説明で述べたように、吸収器１及び凝縮器４に共通の冷却水が流通することから、冷却水の配管が短くて済むように吸収器１及び凝縮器４を配置することが望ましいことによる。

つぎに、本発明のモジュール連結型吸収冷温水機について説明する。

既設の中・大型の吸収冷温水機を更新する場合には、同等の容量になるように複数台の小型の吸収冷温水機を並列に設置することが考えられる。この場合、搬入が容易となるメリットもあるが、隣り合う複数台の間に必要なクリアランス（メンテナンススペース）が集積されるため、３台以上を並列に設置する場合、中・大型の機器に比べ設置面積が増大するという問題がある。

図５は、既設の２００冷凍トンの吸収冷温水機（１台）が設置された状態を示す上面図である。

本図において、吸収冷温水機５０が占有する領域は、幅が１８７０ｍｍであり、奥行きが４０１０ｍｍである。この領域の周囲には、９００〜１０００ｍｍのスペースが設けてある。よって、必要なメンテナンススペースは、６０１０ｍｍ×３６７０ｍｍである。これに加えて、チューブ抜きスペースとして、更に１２６４ｍｍ×１６５０ｍｍの領域を設ける必要がある。

図６は、実施例の吸収冷温水機を４台並べたモジュール連結型吸収冷温水機が設置された状態を示す上面図である。

本図においては、４台の吸収冷温水機３０が幅方向に並列に近接した状態で設置されている。これらの吸収冷温水機３０をモジュール連結型吸収冷温水機６０と呼ぶ。ここで、４台の吸収冷温水機３０を近接した状態で設置可能である理由は、それぞれの吸収冷温水機３０の両方の側面部に操作盤や計器類等を配置していないためである。操作盤や計器類等は、奥行き方向の前面部又は背面部に設けてある。

４台の吸収冷温水機３０が占有する領域は、幅が５１２０ｍｍであり、奥行きが１７５０ｍｍである。この領域の周囲には、奥行き方向に１０００〜１１００ｍｍのスペースが設けてある。また、幅方向のスペースは、両側にそれぞれ５００ｍｍである。よって、必要なメンテナンススペースは、６１２０ｍｍ×３８５０ｍｍである。

上述のとおり、複数台の小型の吸収冷温水機を並列に配置したモジュールの正面側及び背面側に、操作盤等のメンテナンススペースを必要とする部材を集結させることができるため、中・大型の機器に比べても同等以下の設置面積とすることができる。

以下、実施例の吸収冷温水機の搬入据付方法について説明する。

図８は、実施例の吸収冷温水機の搬入据付方法を示すフローチャートである。

上述のように、実施例の吸収冷温水機は、低温ユニットと高温ユニットとに分割可能である。

したがって、吸収冷温水機の搬入及び据付は、本図に示す手順で行う。

すなわち、まず、吸収冷温水機を低温ユニットと高温ユニットとに分割する（Ｓ１０１）。つぎに、各ユニットをエレベータに収容して建物の他の階へ搬入する（Ｓ１０２）。そして、別々に搬入した低温ユニットと高温ユニットとを、設置場所に据付け、溶接等により結合する（Ｓ１０３）。

図９は、実施例の吸収冷温水機の低温ユニットを搬入するためにエレベータに収容した状態を示す正面図である。本図は、エレベータホールの側からエレベータかごの内部を見た図である。

本図において、吸収冷温水機の低温ユニット３１は、エレベータかご９３に収容されている。このエレベータは、非常用であり、非常用ボタン９４が設置されている。搬入作業の際は、作業中を示す札９５を吊るしておく。低温ユニット３１には、運搬時に水平移動を容易にするためのキャスタ９１、９２（車輪）が取り付けてある。低温ユニット３１をエレベータかご９３に収容する際には、床面に保護シート９６を敷くことにより、床やエレベータかご９３が損傷しないようにしている。

非常用エレベータ（ＪＩＳ Ａ ４３０１）は、出入口寸法幅が１０００ｍｍ以下であり、高さが２１００ｍｍ以下であり、かごの奥行が１５００ｍｍ以下であり、積載質量が１１５０ｋｇ以下であることが規定されている。

図１０は、実施例の吸収冷温水機の低温ユニットをエレベータに収容する途中の状態を示す正面図である。

本図には、低温ユニット３１のキャスタ９１、９２が明瞭に写っている。

以下、本発明による効果についてまとめて説明する。

本発明によれば、低温ユニットと高温ユニットとを左右に分割可能な構成としたため、幅を小さくでき、設置が義務付けられている非常用エレベータ（ＪＩＳ Ａ ４３０１）に収容することができ、他の階に容易に搬入することができる。また、クレーン等を用いることなく、運搬し、据付けることができる。

低温ユニット及び高温ユニットの脚部にそれぞれ、キャスタを設けることにより、分割した状態で容易に水平移動をすることができる。また、キャスタを設けることにより、各ユニットを台車に載せる手間がなくなり、作業を短時間で行うことができ、作業の安全性も向上する。

熱交換器を高温熱交換器と低温熱交換器とに分割することにより、各ユニットの質量を同等にすることができる。

管板を低温ユニット用と高温ユニット用とに分割しておくことにより、分割工程における手間が少なくすることができる。また、搬入後に溶接する部位の数を低減することができる。

操作盤を、低温ユニットと高温ユニットとの結合面に直交する側面部に付設することにより、１台の吸収冷温水機の幅を小さくすることができ、複数台を並列に配置したモジュールとした場合に全体の幅を小さくすることができる。

なお、上述した実施形態や実施例は、本発明の理解を助けるために説明したものであり、本発明は、記載した具体的な構成のみに限定されるものではない。例えば、ある実施例の構成の一部を他の実施例の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施例の構成に他の実施例の構成を加えることも可能である。すなわち、本発明は、本明細書の実施形態や実施例の構成の一部について、削除、他の構成に置換、及び他の構成の追加をすることが可能である。

１：吸収器、２：蒸発器、３：低温再生器、４：凝縮器、５、２１、２２：シェル銅板、６、２３、２４：管板、３０：吸収冷温水機、３１：低温ユニット、３２：高温ユニット、３３：高温再生器、３４：高温熱交換器、３５：低温熱交換器、３６：操作盤、３７：低温ユニット脚部、３９：高温ユニット脚部、４１：吸収冷温水機脚部、５０：２００冷凍トンの吸収冷温水機、６０：モジュール連結型吸収冷温水機、７１ａ：低温熱交換器、７１ｂ：高温熱交換器、７２：バーナ、７３、７４、７５、７６：伝熱管、７７：溶液スプレー、７８：冷媒スプレー、７９：ミストセパレータ、８０：冷媒ポンプ、８１：溶液ポンプ、９１、９２：キャスタ、９３：エレベータかご、９４：非常用ボタン、９５：札、９６：保護シート。

Claims (13)

1. 吸収器と、蒸発器と、凝縮器と、再生器と、を備えた吸収冷温水機であって、
   前記吸収器及び前記蒸発器は、低温ユニットを構成し、
   前記凝縮器及び前記再生器は、高温ユニットを構成し、
   前記低温ユニットと前記高温ユニットとは、左右に分割可能なものであることを特徴とする吸収冷温水機。
2. 前記低温ユニットと前記高温ユニットとを結合した状態では、前記吸収器と前記凝縮器とが隣り合う構成であることを特徴とする請求項１記載の吸収冷温水機。
3. 前記低温ユニット及び前記高温ユニットはそれぞれ、分割した状態で水平移動を容易にするためのキャスタを有することを特徴とする請求項１記載の吸収冷温水機。
4. さらに、高温熱交換器と、低温熱交換器と、を備え、
   前記高温熱交換器は、前記高温ユニットに含まれ、前記低温熱交換器は、前記低温ユニットに含まれることを特徴とする請求項１記載の吸収冷温水機。
5. 前記低温ユニット及び前記高温ユニットはそれぞれ、管板を有することを特徴とする請求項１記載の吸収冷温水機。
6. さらに、操作盤を備え、
   前記操作盤は、前記低温ユニットと前記高温ユニットとの結合面に直交する側面部に付設されていることを特徴とする請求項１記載の吸収冷温水機。
7. 前記低温ユニット及び前記高温ユニットは、ともに前記操作盤の支持部を有することを特徴とする請求項６記載の吸収冷温水機。
8. 前記低温ユニット及び前記高温ユニットはそれぞれ、幅が１０００ｍｍ以下であり、奥行が１５００ｍｍ以下であり、高さが２１００ｍｍ以下であり、質量が１１５０ｋｇ以下であることを特徴とする請求項１〜７のいずれか一項に記載の吸収冷温水機。
9. 請求項１〜８のいずれか一項に記載の吸収冷温水機を複数台備え、それらを並列に設置したことを特徴とするモジュール連結型吸収冷温水機。
10. 前記複数台の吸収冷温水機は、同一平面に正面部を配置し、当該正面部の側と当該正面部の反対側に位置する背面部の側とにメンテナンススペースを設けたことを特徴とする請求項９記載のモジュール連結型吸収冷温水機。
11. 吸収器と、蒸発器と、凝縮器と、再生器と、を備え、
    前記吸収器及び前記蒸発器は、低温ユニットを構成し、
    前記凝縮器及び前記再生器は、高温ユニットを構成し、
    前記低温ユニットと前記高温ユニットとは、左右に分割可能なものである吸収冷温水機を建物に搬入し据付をする方法であって、
    前記吸収冷温水機を前記低温ユニットと前記高温ユニットとに分割し、それぞれを別々にエレベータに収容して前記建物の他の階へ搬入する工程と、
    前記低温ユニットと前記高温ユニットとを隣り合うように設置し、結合することにより、一台の吸収冷温水機を据え付ける工程と、を含むことを特徴とする吸収冷温水機の搬入据付方法。
12. 前記低温ユニット及び前記高温ユニットはそれぞれ、キャスタを有し、それぞれに分割した状態で水平移動をして前記エレベータに収容することを特徴とする請求項１１記載の吸収冷温水機の搬入据付方法。
13. 前記低温ユニットと前記高温ユニットとは、溶接により結合することを特徴とする請求項１１又は１２に記載の吸収冷温水機の搬入据付方法。

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