JP2558853Y2 - 吸収式冷凍機の抽気装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本考案は吸収式冷凍機の抽気装置
に係り、より詳しくは不凝縮性ガス補集機構を簡素化し
てガス分離の向上を図った吸収式冷凍機に関する。

【０００２】

【従来の技術】吸収式冷凍機は、その作動原理から、機
内の主要部を大気圧以下に維持する必要があるが、各種
の原因で機内に不凝縮姓の気体が次第にたまり、放置し
ておくとそのために機内の圧力が所定の圧力よりも上昇
して装置の効率が低下する恐れがある。従来、実公昭６
２ー４４２８４号に示されるように、冷却水の一部で低
温熱交換器から分流されてくる濃溶液を冷却し、吸収器
より更に低圧の部位を作りここを前記不凝縮性ガスを集
める補助吸収器とし、この補助吸収器からガス分離器を
介して分離した前記ガスを貯蔵するガス貯蔵室を設け、
このガス貯蔵室に連結し、冷房運転の際にガス貯蔵室が
大気圧以上の時に開き、ガスを大気中に放出する真空バ
ルブを備えた吸収式冷凍機の抽気装置が知られている。

【０００３】補助吸収器からガス分離器への吸収液の流
れは、図３に示すようになっている。即ち、補助吸収器
１６には管１７から冷媒蒸気が導入され、管１８から濃
溶液が滴下されてコイル状管１９内を流れる冷却水によ
って冷却されつつ稀溶液Ａになり、管２０からガス分離
器へ導出されるようになっている。不凝縮性ガスＢは稀
溶液Ａに混入してガス分離器へ送られる。

【０００４】

【考案が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来の吸収式冷凍機の抽気装置にあっては、装置が
小型、小容量化した場合、前記濃溶液の一部を補助吸収
器１６に分流制御するのは、流量が少量のため制御が困
難である。特に、吸収式冷凍機が空冷化されると運転圧
力が変化し、通常使用されるオリフィスやキャピラリー
等では制御不能となる。また、大気に手動にてガスを放
出する必要があり、頻繁なメンテナンスを要することと
なる。メンテナンス回数を減じるためには、ガス貯蔵室
容量を増加させればよいが、このために吸収式冷凍機全
体が大きくなり小型化できない。

【０００５】また、吸収器からガス分離器への吸収液の
流れを図４のような配置とすると、吸収口の部分でガス
が分離され、ガスを巻き込みにくくガス分離器へガスを
導出しにくくなる。

【０００６】本考案は上記問題点を解決するためになさ
れたもので、その目的はガス捕集機構が簡素であり、捕
集分離したガスを自動的に放出できるとともに容量の大
きなガス貯蔵室を必要とせず、かつ吸収器内の吸収口の
部分でガスが分離され、ガスを巻き込み易くした吸収式
冷凍機の抽気装置を提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
本考案は、蒸発器にて蒸発した冷媒蒸気を吸収器にて吸
収溶液に吸収させて稀溶液を溶液循環ポンプを介して高
温再生器へ送り、この高温再生器にて加熱することによ
って冷媒と吸収濃溶液に再生・分離し、分離された冷媒
及び吸収濃溶液を前記蒸発器及び吸収器へ還流する循環
系と、前記溶液循環ポンプの下流に配設されたガス分離
器とを含んでなる吸収式冷凍機の抽気装置において、吸
収器内の稀溶液を溶液循環ポンプに送るための吸い込み
口を逆Ｕ字管で構成したことと、前記ガス分離器内に稀
溶液が滞留する区画と排気管区画とを設け、両区画の間
に稀溶液の液面が低下すると開くフロート式弁を設け、
排気管区画と外部との間に排気管区画の圧力が設定値を
超えたときに開く逆止弁を設けたたことを特徴とする。

【０００８】

【作用】吸収器内の稀溶液を吸引する吸い込み口に逆Ｕ
字形の管を設けたので、該吸い込み口に吸い込まれた稀
溶液に混入した不凝縮性ガスは再び吸収器内に戻りにく
く、また、逆Ｕ字形の管のために開口が吸収器底面に対
向する形となり、稀溶液が溶液循環ポンプで吸引される
際に液面が上下に変動して、液面付近の不凝縮性ガスが
稀溶液とともに吸引されやすい。

【０００９】溶液循環ポンプによってガス分離器の稀溶
液が滞留する区画に送りこまれた稀溶液に混入していた
不凝縮性ガスは、該区画内で稀溶液から分離され、稀溶
液液面上に溜る。溜った不凝縮性ガスの量が多くなると
不凝縮性ガスの圧力に押されて稀溶液液面が低下し、液
面低下に伴ってフロート式弁が開く。フロート式弁が開
くと、稀溶液液面上に溜っていた不凝縮性ガスが排気管
区画に流入する。不凝縮性ガスが排気管区画に流入する
と稀溶液が滞留する区画内の不凝縮性ガスの圧力が低下
して稀溶液液面が上昇し、フロート式弁が閉じる。この
過程が繰り返されて排気管区画内の圧力がある設定値を
超えると逆止弁が開き、排気管区画内の不凝縮性ガスが
大気中に放出される。排気管区画内の不凝縮性ガスが大
気中に放出されると該排気管区画内の圧力は低下し、次
に同じ手順が繰り返されて圧力が上昇するまで逆止弁は
閉じたままとなる。

【００１０】

【実施例】以下、本考案が適用された吸収式冷凍機の一
実施例を図１，２に基づいて説明する。図１に示す吸収
式冷凍機は、稀溶液を加熱する高温再生器１と、該高温
再生器１に接続された分離器２と、該分離器２に接続さ
れた低温再生器３と、該低温再生器３に接続された凝縮
器４と、該凝縮器４に液冷媒管２１で接続された蒸発器
５と、該蒸発器５に冷媒蒸気通路を介して接続された吸
収器６と、該吸収器６に稀溶液吸い込み配管１５を介し
て接続された溶液循環ポンプ９と、該溶液循環ポンプ９
の出口側にガス分離器１０を介して接続された低温溶液
熱交換器７と、該低温溶液熱交換器７と前記高温再生器
１を結ぶ配管に介装された高温溶液熱交換器８と、を含
んで構成されている。

【００１１】図１に示す吸収式冷凍機において、高温再
生器１は燃焼室を備え、冷媒を吸収して濃度が薄くなっ
た稀溶液を加熱する。該高温再生器１に接続して設けら
れた分離器２は、加熱された稀溶液から蒸発する冷媒蒸
気と冷媒蒸気を蒸発させて濃度が濃くなった中間濃溶液
とを分離し、前者を低温再生器３の管側へ後者を高温溶
液熱交換器８の加熱流体側へと送り込む。高温溶液熱交
換器８で被加熱流体側を流れる稀溶液に熱を与えて温度
が低下した中間濃溶液は低温再生器３の胴側に流入す
る。低温再生器３では、分離器２から流入して管側を流
れる冷媒蒸気で胴側に流入する中間濃溶液が再加熱さ
れ、該中間濃溶液の中から更に新たな冷媒蒸気が発生
し、新たな冷媒蒸気を発生させた中間濃溶液は濃度が高
くなって濃溶液となる。

【００１２】新たに発生した冷媒蒸気及び分離器２から
流入した冷媒蒸気は、前記中間濃溶液に熱を与えて一部
凝縮して生成された冷媒液を伴って凝縮器２４へ流入
し、生成された濃溶液は低温溶液熱交換器７の加熱流体
側に流入する。凝縮器４は低温再生器３で新たに発生し
た冷媒蒸気と低温再生器３で冷媒液とならなかった冷媒
蒸気を冷却水を用いて冷却液化して冷媒液にし、蒸発器
５へ送り込む。蒸発器５には、内部に冷却すべき循環水
が流れる伝熱管（冷水器）１４が配設されており、該伝
熱管１４外面に凝縮器４から送られてくる冷媒液が散布
器を用いて散布される。蒸発器内部は、大気圧よりも低
い所定の圧力に減圧されており、散布された冷媒液は伝
熱管１４内を流れる循環水の熱を奪って蒸発し、熱を奪
われた循環水は冷水となって、所要の冷水負荷に送られ
る。また、蒸発した冷媒蒸気は、冷媒蒸気通路を経て吸
収器６に流入する。

【００１３】一方、低温溶液熱交換器７の加熱流体側に
流入し、被加熱流体側を流れる稀溶液に熱を与えて温度
が低下した濃溶液は吸収器６に流入し、その上部に設け
られた散布器を経て内装された冷却水管外面上に散布・
滴下される。散布・滴下された濃溶液は、蒸発器５から
吸収器６に流入してくる冷媒蒸気を吸収し、稀溶液とな
る。吸収器６における吸収作用によって蒸発器５内は所
定の真空度に維持されており、蒸発器５内の伝熱管１４
上に散布された冷媒液は所定の温度で蒸発できるように
なっている。また、濃溶液が冷媒蒸気を吸収して稀溶液
となる際に発生する吸収熱は、吸収器６に内装されコイ
ル状パイプで構成された冷却水管１３内を流れる冷却水
により冷却される。冷却水管１３は凝縮器４内の冷却水
管とも連なっている。図５は、蒸発器５と流下液膜式吸
収器６が同一容器内に配設された例を示す。

【００１４】吸収器６において冷媒蒸気を吸収して稀溶
液となった吸収液は、溶液循環ポンプ９により、低温溶
液熱交換器７および高温溶液熱交換器８を介して高温再
生器１に送られ、前述のサイクルが繰り返される。

【００１５】溶液循環ポンプ９の出口側と低温溶液熱交
換器７の被加熱流体入り口（稀溶液入り口）を結ぶ配管
には、溶液循環ポンプ９から送り出される稀溶液に含ま
れる不凝縮性ガスを分離するガス分離器１０が介装され
ている。該ガス分離器１０は、円筒状の容器である稀溶
液が滞留する区画をなす分離器本体１０Ａと、該分離器
本体１０Ａの上部に接続され分離器本体１０Ａ内と外気
とを連通する排気管区画をなす排気管１０Ｂと、該排気
管１０Ｂと分離器本体１０Ａとの間に装着されて分離器
本体１０Ａ内の稀溶液が排気管１０Ｂに流入するのを防
ぐフロート式弁と、前記排気管１０Ｂの上端開口部に装
着されて外気が排気管１０Ｂ内に流入するのを防止する
逆止弁１２とを含んで構成されている。分離器本体１０
Ａと前記溶液循環ポンプ９の出口側を結ぶ配管及び分離
器本体１０Ａと前記低温溶液熱交換器７の被加熱流体入
り口（稀溶液入り口）側を結ぶ配管は、いずれも分離器
本体１０Ａの下部に接続されている。フロート式弁１１
は、通常稀溶液の浮力により閉じられている。

【００１６】吸収器６と溶液循環ポンプ９の入り口側を
結ぶ稀溶液吸い込み配管１５の吸収器６との接続部は、
図２に示されるように形成されている。すなわち該配管
１５の吸収器側末端は、吸収器６内の下部で吸収器６の
底面に対向して下向きに開口しており、該開口は逆Ｕ字
形管を介して吸収器外部の稀溶液吸い込み配管１５に接
続されている。

【００１７】吸収器６内で流下壁面を流下しつつ冷媒蒸
気を吸収した濃溶液は、稀溶液となって吸収器底部にた
まり、稀溶液吸い込み配管１５の末端開口部の高さに達
する。吸収器底部にたまった稀溶液は溶液循環ポンプ９
に吸引され、該稀溶液に混入している不凝縮性ガスとと
もにガス分離器１０に送りこまれる。稀溶液吸い込み配
管１５の末端開口が下向きとなっており、該開口に接続
して逆Ｕ字形の管が設けられているので、一旦開口内に
吸引された稀溶液内に混入している不凝縮性ガスは前記
末端開口から吸収器内に放出されることなくガス分離器
１０内に送りこまれ、吸収器内から確実に取り出され
る。また、溶液循環ポンプ９によって吸引される際に、
逆Ｕ字形部分の存在のために稀溶液液面が上下し、不凝
縮性ガスを含んだ冷媒蒸気が稀溶液とともに吸引されや
すい。特に図５に示す流下液膜式吸収器では、吸収器底
部の稀溶液液面上に不凝縮性ガスが溜りやすく、逆Ｕ字
形管による不凝縮性ガスの吸いだし効果が大きい。

【００１８】溶液循環ポンプ９によってガス分離器１０
に送りこまれた稀溶液に混入していた不凝縮性ガスは、
該ガス分離器内で稀溶液から分離され、稀溶液液面上に
溜る。溜った不凝縮性ガスの量が多くなると不凝縮性ガ
スの圧力に押されて液面が低下し、フロート式弁１１が
開く。フロート式弁１１が開くと、稀溶液液面上に溜っ
ていた不凝縮性ガスが排気管１０Ｂに流入する。不凝縮
性ガスが排気管１０Ｂに流入するとガス分離器本体１０
Ａ内の不凝縮性ガスの圧力が低下して稀溶液液面が上昇
し、フロート式弁１１が閉じる。この過程が繰り返され
て排気管１０Ｂ内の圧力がある設定値を超えると逆止弁
１２が開き、排気管１０Ｂ内の不凝縮性ガスが大気中に
放出される。排気管１０Ｂ内の不凝縮性ガスが大気中に
放出されると該排気管１０Ｂ内の圧力は低下し、次に同
じ手順が繰り返されて圧力が上昇するまで逆止弁１２は
閉じたままとなる。逆止弁１２は、冷凍運転停止時に、
機内に大気が流入するのを防止する役割も果たしてい
る。また、排気管１０Ｂの長さは流入する冷媒蒸気の凝
縮を促進し、冷媒の大気中への放出を防ぐために、長く
するのが望ましい。

【００１９】

【考案の効果】以上、説明したように、本考案の吸収式
冷凍機の抽気装置によれば、吸収器底部の稀溶液吸い込
み配管に逆Ｕ字形の部分が設けられるので、不凝縮性ガ
ス捕集のための低圧部を設けることなく、効率的に不凝
縮性ガスを捕集することが可能となり、装置全体の小型
化が可能となった。また、溶液循環ポンプの出口側に設
けた不凝縮性ガス分離器に稀溶液が流入する分離器本体
区画と不凝縮性ガスを蓄える排気管区画とが設けられ、
両区画の間に、分離器本体区画内の不凝縮性ガスの量が
増加して稀溶液液面が低下すると開いて不凝縮性ガスを
排気管区画に導入するフロート式弁が設けられ、排気管
区画と大気との間に、該排気管区画の不凝縮性ガスの圧
力がある設定値を超えると開いて排気管区画の不凝縮性
ガスを大気中に放出する逆止弁が設けられるので、捕集
分離された不凝縮性ガスが自動的に大気中に放出され、
メンテナンス回数をへらすことが可能になるとともに、
容量の大きなガス貯蔵室を設ける必要がなくなり、冷凍
装置の小型化が可能になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案を適用した吸収式冷凍機の一実施例の主
要部の構成を示すブロック図である。

【図２】本考案の実施例の部分の詳細を示す断面図であ
る。

【図３】従来技術の例を示す断面図である。

【図４】従来技術の例を示す断面図である。

【図５】図１に示す実施例の部分を示す斜視図である。

【符号の説明】

１ 高温再生器 ２ 分離器 ３ 低温再生器 ４ 凝縮器 ５ 蒸発器 ６ 吸収器 ７ 低温溶液熱交換器 ８ 高温溶液熱交
換器 ９ 溶液循環ポンプ １０ ガス分離器 １０Ａ 分離器本体 １０Ｂ 排気管 １１ フロート式弁 １２ 逆止弁 １３ 冷却水管 １４ 伝熱管 １５ 稀溶液吸い込み管 １６ 補助吸収器 １７ 管 １８ 管 １９ コイル状管 ２０ 管 ２１ 液冷媒管 ２２ 濃溶液管

Claims (1)

(57)【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 蒸発器にて蒸発した冷媒蒸気を吸収器に
   て吸収溶液に吸収させて稀溶液を溶液循環ポンプを介し
   て高温再生器へ送り、この高温再生器にて加熱すること
   によって冷媒と吸収濃溶液に再生・分離し、分離された
   冷媒及び吸収濃溶液を前記蒸発器及び吸収器へ還流する
   循環系と、前記溶液循環ポンプの下流に配設されたガス
   分離器とを含んでなる吸収式冷凍機の抽気装置におい
   て、吸収器内の稀溶液を溶液循環ポンプに送るための吸
   い込み口を逆Ｕ字管で構成したことと、前記ガス分離器
   内に稀溶液が滞留する区画と排気管区画とを設け、両区
   画の間に稀溶液の液面が低下すると開くフロート式弁を
   設け、排気管区画と外部との間に排気管区画の圧力が設
   定値を超えたときに開く逆止弁を設けたたことを特徴と
   する吸収式冷凍機の抽気装置。