JP2659331B2 - 吸収式冷凍機 - Google Patents

吸収式冷凍機

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JP2659331B2 JP5336007A JP33600793A JP2659331B2 JP 2659331 B2 JP2659331 B2 JP 2659331B2 JP 5336007 A JP5336007 A JP 5336007A JP 33600793 A JP33600793 A JP 33600793A JP 2659331 B2 JP2659331 B2 JP 2659331B2
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勤 丸橋
直人 野邑
徹 福知
勝彦 上西
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    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
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    • Y02BCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B30/00Energy efficient heating, ventilation or air conditioning [HVAC]
    • Y02B30/62Absorption based systems

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  • Sorption Type Refrigeration Machines (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、冷凍能力の適性制御
を可能にした吸収式冷凍機に関する。
【0002】
【従来の技術】従来の吸収式冷凍機における冷凍能力の
調整は、冷媒液、または冷媒液を吸収している吸収液の
供給路に開閉弁を設けて成されており、使用条件に応じ
て精密に冷凍能力を適性制御することは困難であった。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかるに、室内の空調
に吸収式冷凍機を使用する場合、燃費の低減と快適使用
性の観点から冷凍能力の精密な制御の必要性が増大して
いる。この発明の目的は、ポンプの回転数変化や温度変
化による圧力変化があっても一定流量が確保される機械
的なガバナ機能(定流量機能)を有し、使用条件に応じ
て冷凍能力の適性制御が容易にできる吸収式冷凍機の提
供にある。
【0004】
【課題を解決するための手段】この発明は、冷媒を含む
低濃度吸収液を沸騰させる再生器と、該沸騰した吸収液
を冷媒蒸気と高濃度吸収液に分離させる気液分離器と、
前記分離した冷媒蒸気を凝縮させる凝縮器と、該凝縮器
で凝縮した液相冷媒の気化熱で冷却対象を冷却する蒸発
器と、前記気液分離器から供給された高濃度吸収液に前
記蒸発器で気化した冷媒を吸収させる吸収器とを供給路
で連結するとともに、吸収器と再生器との間に液体ポン
プを設けた吸収式冷凍機において、前記液体ポンプと再
生器との間の供給路、または凝縮器と蒸発器との間の供
給路の何れか一か所以上に通電量に応じて液体流量が変
化する電磁式比例制御弁を設け、該電磁式比例制御弁へ
の通電量を調整して液体流量を適性制御するとともに、
該電磁式比例制御弁に、ポンプの吐出圧変化や温度変化
による圧力変化があっても前記適性制御された液体流量
が確保できる定流量機能を付与したことを特徴とする。
また請求項2に記載の構成では、上記電磁式比例制御弁
を二重効用形吸収式冷凍機に適用した。
【0005】
【発明の作用効果】請求項1または2に記載の吸収式冷
凍機では、電磁式比例制御弁への通電量で冷媒、冷媒の
一部を分離した高(中)濃度の吸収液、または冷媒を吸
収した低濃度の吸収液の流量を全開から全閉まで制御す
る。この電磁式比例制御弁としてポンプの吐出圧の変化
や温度変化による圧力変化があっても、圧力変化に応じ
て開度が変化して一定流量が確保されるという定流量機
能(機械的なガバナ機能)を保持した電磁式比例制御弁
を採用して、冷凍能力を調整している。このため、使用
状態に応じて自動または手動操作による冷凍能力の精密
な調節が可能である。請求項3に記載の電磁式比例制御
弁は、構造が簡単で故障が生じにくく、長期間メンテナ
ンスフリーの運転ができる。請求項4に記載の電磁比例
制御弁は、簡単な構造で機械的な定流量機能を有し、ポ
ンプの吐出圧の変化、流体の温度変化などによる通過流
体の圧力変動があっても冷媒などの流量が一定に保たれ
る。この結果、冷凍能力が安定する。
【0006】
【実施例】図1は、この発明の一実施例にかかる二重効
用形吸収式冷凍機を示す。バーナBで吸収液を加熱する
高温再生器1の上方に、縦型円筒形を呈する気液分離器
2を配置し、該気液分離器2の周囲に円環状断面を有す
る縦型の低温再生器3を設けている。該低温再生器3の
周部に縦型の吸収器4を配置し、吸収器4の周部で下方
に蒸発器5を設け、上方に凝縮器6を設置してある。
【0007】高温再生器1の上部は、冷媒蒸気と吸収液
の上昇流路7で気液分離器2の下部に連通し、気液分離
器2は、吸収液供給路8で低温再生器3の下部に連通し
ている。吸収液供給路8には、電磁式比例制御弁100
が装着されている。低温再生器3の上部に連通する気液
分離部9に、吸収器4の上部の吸収液散布口10を吸収
液供給路11で接続し、ポンプP付きの吸収液供給路1
2で吸収器4の下部に高温再生器1を接続してある。吸
収液供給路12には、電磁式比例制御弁100が装着さ
れている。
【0008】低温再生器3から吸収器4への吸収液供給
路11には、吸収器4からの吸収液を加熱する低温熱交
換器19を設けている。また、気液分離器2から低温再
生器3への吸収液供給路8には、低温熱交換器19から
高温再生器1への吸収液を加熱する高温熱交換器20を
設けてある。気液分離器2の冷媒液受け部と凝縮器6と
を冷媒液供給路15で連通し、低温再生器3の気液分離
部9と凝縮器6とを冷媒蒸気供給路16で連通し、凝縮
器6の下部と蒸発器5の冷媒液散布具17とを冷媒液供
給路18で連通してある。冷媒液供給路18には、電磁
式比例制御弁100が装着されている。
【0009】また、蒸発器5と吸収器4とは隔壁を設け
ず連通してある。吸収器4内の冷却コイル21を冷却水
供給源22に接続し、凝縮器6内の冷却コイル23を吸
収器4内の冷却コイル21に接続してある。蒸発器5内
の被冷却用コイル24と冷却対象25を熱運搬流体の循
環路26で接続してある。吸収液は、高温再生器1→気
液分離器2→低温再生器3→吸収器4→高温再生器1の
順に循環する。
【0010】この吸収式冷凍機では、冷媒(水)を多量
に含んだ低濃度吸収液(臭化リチュウム水溶液)は、高
温再生器1で加熱されて吸収液に含まれた冷媒が沸騰
し、気液分離器2に入る。ここで冷媒が一部分離され、
中濃度となった吸収液は上昇流路7の出口に設けられた
気液分離傘71により気液分離器2の底に溜まる。また
冷媒は気液分離器2の側壁で凝縮し、下方に流下する。
【0011】気液分離器2内はほぼ大気圧となってお
り、低温再生器3内は70mmHgと低圧に維持されて
いるため、中濃度の吸収液は供給路8を通じて電磁式比
例制御弁100で流量制御されて低温再生器3の底部に
供給される。気液分離器2と低温再生器3とを区隔する
隔壁13は、気液分離器2内の冷媒蒸気で低温再生器3
内の吸収液を加熱するための伝熱壁となっており、隔壁
13の内面での凝縮により発生した冷媒液を隔壁13と
内筒14の間の冷媒液受け部に流下させる。
【0012】低温再生器内の中濃度の吸収液は、気液分
離器2の熱で再加熱されて再び沸騰し、低温再生器3の
上部の気液分離部9で冷媒の一部が気化して分離され
る。この結果、高濃度となった吸収液は供給路11を介
して吸収器4の上部に供給される。このとき高濃度吸収
液は供給路11に設けられた前記低温熱交換器19で冷
却されるとともに、前記供給路12内の低濃度吸収液を
加熱する。また、気液分離部9で分離された冷媒蒸気は
冷媒蒸気供給路16を介して凝縮器6に入り、冷却コイ
ル23で冷却され液化する。
【0013】前記凝縮器6内の液化冷媒は、供給路18
を介して電磁比例制御弁100で流量を要求冷凍能力に
応じて制御されながら、蒸発器5に供給される。蒸発器
5内は5mmHg程度の真空状態となっており、冷媒液
散布具17から被冷却コイル24に散布された冷媒は瞬
時に蒸発して被冷却コイル24から蒸発熱を奪う。これ
により冷却対象の冷却がなされる。蒸発した冷媒は高濃
度の吸収液に吸収されるため、蒸発器5(吸収器4)内
は低圧に維持される。この吸収時に発熱するため、吸収
器4には被冷却用コイル24が配され、発熱を外部に排
気して前記吸収を持続させている。冷媒を吸収して低濃
度となった吸収液は、液体ポンプPにより高温再生器1
へ循環される。この際、ポンプPと高温再生器1との間
に設けた電磁比例制御弁100により、帰還する低濃度
吸収液の流量が、設定された要求冷凍能力など運転条件
に応じて適性制御される。
【0014】すなわち、この吸収式冷凍機は、高温再生
器1で吸収液から発生した冷媒蒸気を気液分離器2に送
って低温再生器3との熱交換により隔壁13の内面で凝
縮させ、気液分離器2から凝縮器6に冷媒液を送る。ま
た、低温再生器3で吸収液から発生した冷媒蒸気を気液
分離器2から凝縮器6に送る。そして、凝縮器6におい
て冷却コイル23の作用で冷媒蒸気を凝縮させ、凝縮器
6から蒸発器5に送った冷媒液を被冷却用コイル24の
作用で蒸発させ、蒸発器5から吸収器4に送った冷媒蒸
気を吸収液に吸収させ、その吸収による熱を冷却コイル
21の作用で取り出し、冷媒を循環させる。その結果、
冷却対象25からの入熱が、蒸発器5から吸収器4に送
られた後、冷却コイル21の作用で冷却水に付与されて
外部放出される。
【0015】図2は電磁式比例制御弁100の断面を示
す。電磁式比例制御弁100は、吸収液または冷媒液の
供給路を構成する管路101の外側に配された電磁コイ
ル102と、該電磁コイル102の内側の管路101内
に配された円環状磁性駆動体103と、前記管路101
の開口度合いを調整する絞り弁110と、該絞り弁11
0の弁体120と前記磁性駆動体103との間に介在さ
せたスプリング104とからなる。
【0016】絞り弁110は、管路101に設けた円形
オリフィスからなる弁口111と、該弁口111に貫設
された弁体120とを備える。弁体120は、前記弁口
111の上流側に位置し、弁口111の開口度合いを調
整する逆円錐部121と、該逆円錐部121と連結棒1
22で一体に連結されるとともに前記弁口111の下流
に位置し、小オリフィス123付き受圧板124とで構
成される。弁体120は、流路の圧力が増大すると前記
受圧板124の上流側面および下流側面の圧力差の増大
により前記スプリング104を圧縮して図示上方に変位
し、逆円錐部121が弁口111の開口度合いを低減さ
せる定流量弁機能を有する。
【0017】上記電磁式比例制御弁100において、磁
性駆動体103は磁性ステンレス製、管路101、弁体
120、弁口111を形成するオリフィス板、およびス
プリング104は、それぞれステンレス製である。これ
は吸収液である臭化リチウムが強い腐食性を有すること
による。
【0018】図3は電磁式比例制御弁100の他の実施
例を示す。この実施例では、弁体120の連結棒122
と受圧板124との間がテーパー部125となってお
り、電磁コイル102の通電量を所定値以上としたと
き、磁性駆動体103が図示下方に変位してスプリング
104を介して弁体120を下方に押圧し、前記テーパ
ー部125が弁口111を閉鎖する。逆流が防止できる
ので新たな電磁弁を追加する必要がない。この構成によ
り、電磁式比例制御弁100は管路101を開閉する開
閉弁としても作用する。
【0019】上記実施例の吸収式冷凍機では、使用状態
に応じて要求される冷凍能力により各電磁式比例制御弁
への通電量を全開から全閉まで適宜制御し、中濃度吸収
液供給路8、低濃度吸収液供給路12、および冷媒液供
給路18の流量を最適に調整する。これにより吸引式冷
凍機の低燃費運転および最適冷凍運転が達成されるとと
もにポンプや温度変化による圧力変化があっても、流量
は制御された開度に応じて一定流量が確保できる。
【0020】上記実施例では、熱効率にすぐれた二重効
用形吸収式冷凍機について説明したが、電磁比例制御弁
100は、構造の簡単な(一重効用形)吸収式冷凍機に
も適用できることは当然である。なお、上記実施例で
は、吸収式冷凍機の3か所に電磁式比例制御弁100を
設けているが、冷凍機の使用目的に応じて冷凍能力の調
整があまり精密でなくてよいものには、何れか1か所ま
たは2か所のみに装着してもよい。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の吸収式冷凍機の概念図である。
【図2】電磁式比例制御弁の断面図である。
【図3】他の実施例にかかる電磁式比例制御弁の断面図
である。
【符号の説明】
1 高温再生器 2 気液分離器 3 低温再生器 4 吸収器 5 蒸発器 6 凝縮器 8 吸収液供給路(流路) 11 吸収液供給路(流路) 18 冷媒液供給路(流路) 25 冷却対象 100 電磁式比例制御弁 102 電磁コイル 103 磁性駆動体 104 スプリング 110 絞り弁 120 弁体
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 野邑 直人 名古屋市中川区福住町2番26号 リンナ イ株式会社内 (72)発明者 福知 徹 大阪府大阪市中央区平野町四丁目1番2 号 大阪瓦斯株式会社内 (72)発明者 上西 勝彦 大阪府大阪市中央区平野町四丁目1番2 号 大阪瓦斯株式会社内 (56)参考文献 特開 平5−60420(JP,A) 特開 昭63−172076(JP,A) 実開 昭62−124460(JP,U) 実開 昭60−26380(JP,U)

Claims (4)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 冷媒を含む低濃度吸収液を沸騰させる再
    生器と、該沸騰した吸収液を冷媒蒸気と高濃度吸収液に
    分離させる気液分離器と、前記分離した冷媒蒸気を凝縮
    させる凝縮器と、該凝縮器で凝縮した液相冷媒の気化熱
    で冷却対象を冷却する蒸発器と、前記気液分離器から供
    給された高濃度吸収液に前記蒸発器で気化した冷媒を吸
    収させる吸収器とを供給路で連結するとともに、吸収器
    と再生器との間に液体ポンプを設けた吸収式冷凍機にお
    いて、 前記液体ポンプと再生器との間の供給路、または凝縮器
    と蒸発器との間の供給路の何れか一か所以上に通電量に
    応じて液体流量が変化する電磁式比例制御弁を設け、該
    電磁式比例制御弁への通電量を調整して液体流量を適性
    制御するとともに、該電磁式比例制御弁に、ポンプの吐
    出圧変化や温度変化による圧力変化があっても前記適性
    制御された液体流量が確保できる定流量機能を付与した
    ことを特徴とする吸収式冷凍機。
  2. 【請求項2】 冷媒を含む低濃度吸収液を沸騰させる高
    温再生器と、該沸騰した吸収液を冷媒蒸気と中濃度吸収
    液に分離させる気液分離器と、該分離した中濃度吸収液
    を再沸騰させ冷媒蒸気と高濃度吸収液とを分離させると
    同時に前記気液分離器内の冷媒蒸気を液化させる低温再
    生器と、前記気液分離器および低温再生器で分離した冷
    媒を凝縮させる凝縮器と、該凝縮器で凝縮した液相冷媒
    の気化熱で冷却対象を冷却する蒸発器と、低温再生され
    た高濃度吸収液に前記蒸発器で気化した冷媒を吸収させ
    る吸収器とを供給路で連結するとともに、吸収器と高温
    再生器との間に液体ポンプを設けた二重効用形吸収式冷
    凍機において、 液体ポンプと高温再生器との間の供給路、気液分離器と
    低温再生器との間の供給路、または凝縮器と蒸発器との
    間の供給路の何れか一か所以上に通電量に応じて液体流
    量が変化する電磁式比例制御弁を設け、該電磁式比例制
    御弁への通電量を調整して液体流量を適性制御するとと
    もに、該電磁式比例制御弁に、ポンプの吐出圧変化や温
    度変化による圧力変化があっても前記適性制御された液
    体流量が確保できる定流量機能を付与したことを特徴と
    する吸収式冷凍機。
  3. 【請求項3】 請求項1または請求項2において、電磁
    式比例制御弁は、供給路の外側に配された電磁コイル
    と、該電磁コイルの内側の前記供給路内に配された磁性
    駆動体と、前記供給路の開口度合いを調整する絞り弁
    と、該絞り弁の弁体と前記磁性駆動体との間に介在させ
    たスプリングとからなる吸収式冷凍機。
  4. 【請求項4】 請求項3において、絞り弁は、供給路に
    設けた弁口と、該弁口上流側に位置し弁口の開口度合い
    を調整する弁体と、該弁体と一体に連結されるとともに
    前記弁口の下流に位置したオリフィス付き受圧板とから
    なり、供給路の圧力が増大すると前記受圧板の上流側面
    および下流側面の圧力差の増大により前記スプリングを
    圧縮して前記弁体が弁口の開口度合いを低減させる定流
    量弁である吸収式冷凍機。
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