JP2675379B2 - 吸収冷凍機 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （イ） 産業上の利用分野 本発明は、蒸発器の未気化冷媒を冷媒ポンプにより蒸
発器に再循環させる吸収冷凍機や吸収ヒートポンプ（以
下、吸収冷凍機という）に関する。

（ロ） 従来の技術 上記型式の吸収冷凍機の従来の技術として、蒸発器の
冷媒液溜めと冷媒液流入口とを冷媒液用ポンプ付き管路
で結んだ冷媒液再循環路を蒸発器に形成したもの（例え
ば、特開昭58-69372号公報、特公昭61-10744号公報など
を参照）が知られている。

（ハ） 発明が解決しようとする課題 上記型式の従来の吸収冷凍機は蒸発器の未気化冷媒を
吸収冷凍作用に再活用できる利点をもっている。その反
面、冷媒液溜めの液位は吸収冷凍機の負荷や吸収冷凍機
に供給される冷却水の温度などの変化に伴って変わるの
で、冷媒液位の変位を探知する手段〔例えば液面リレ
ー〕により冷媒液面の過度の降下時における冷媒液用ポ
ンプの空運転を防ぐためのポンプの発停制御を行ってい
た。ここで、冷媒液面リレーに電極棒が使用され、電極
棒間の抵抗値の変化により直接液面を検出する構造であ
るため、例えば電極棒の汚れにより電極棒間の抵抗値が
変化した場合には、冷媒液溜めの冷媒量の変化を誤って
検出しポンプに誤動作が発生する虞れがあった。

本発明は、冷媒液溜めの液面を確実に検出してポンプ
の発停制御を行い、ポンプの誤動作を防止することを目
的とする。

（ニ） 課題を解決するための手段 本発明は上記課題を解決するために、冷媒液溜め（4
A）を有した蒸発器（４）と、この蒸発器（４）に接続
された冷媒液循環路（23）と、この冷媒液循環路（23）
に設けられた冷媒ポンプ（Ｐ）とを備えた吸収冷凍機に
おいて、冷媒液溜め（4A）に設けられ、上下方向２箇所
の温度を検出する上位温度検出器（31）と下位温度検出
器（32）と、それぞれの温度検出器に接続されそれぞれ
の温度検出器（31），（32）の検出温度の差に基づいて
冷媒ポンプ（Ｐ）の発停を制御する制御装置（33）とを
備えた吸収冷凍機を提供するものである。

又、冷媒液溜め（4A）を有した蒸発器（４）と、この
蒸発器（４）に接続された冷媒液循環路（23）と、この
冷媒液循環路（23）に設けられた冷媒ポンプ（Ｐ）とを
備えた吸収冷凍機において、冷媒液溜め（4A）に設けら
れた上位温度検出器（31）と、冷媒液循環路（23）に設
けられた下位温度検出器（32A）又は（32B）と、それぞ
れの温度検出器（31）と（32A）又は（32B）に接続さ
れ、それぞれの温度検出器（31）と（32A）又は（32B）
の検出温度の差に基づいて冷媒ポンプ（Ｐ）の発停を制
御する制御装置（33）とを備えた吸収冷凍機を提供する
ものである。

（ホ） 作用 吸収冷凍機の運転時、冷却水温度の低下、又は冷凍負
荷の減少により、冷媒液溜め（4A）の冷媒液面が上位温
度検出器（31）の取付位置まで低下したときには、上位
温度検出器（31）の検出温度が低下し、上位温度検出器
（31）と下方の下位温度検出器（32）との検出温度の差
が大きくなり、冷媒液面の低下を確実に検出し、制御装
置（33）が動作し、冷媒ポンプ（Ｐ）が運転を停止する
ため、冷媒ポンプ（Ｐ）が冷媒上記を吸い込むこと、即
ち冷媒ポンプ（Ｐ）のキャビテーション（空運転）を防
止することができ、冷媒ポンプ（Ｐ）の故障を防止し
て、冷媒ポンプ（Ｐ）を長期間にわたり使用することが
可能になる。又、冷媒液溜め（4A）の冷媒液面が上位温
度検出器（31）より高い位置にあり、それぞれの温度検
出器（31），（32）の検出温度の差が小さいときには、
冷媒ポンプ（Ｐ）の運転が継続し、誤動作による冷媒ポ
ンプ（Ｐ）の停止を回避することが可能になる。

又、吸収冷凍機の運転時、冷媒液溜め（4A）の冷媒液
面が低下した場合には、上位温度検出器（31）と冷媒液
循環路（23）の下位温度検出器（32A）又は（32B）との
検出温度の差が大きくなり、制御装置（33）が動作し、
冷媒ポンプ（Ｐ）が運転を停止するため、冷媒ポンプ
（Ｐ）のキャビテーションを防止して冷媒ポンプ（Ｐ）
を長期間にわたり使用することが可能になる。又、冷媒
液面が高く、上位温度検出器（31）と下位温度検出器
（32A），（32B）との温度差が小さいときには、制御装
置（33）の動作により冷媒ポンプ（Ｐ）が運転を継続
し、誤動作による冷媒ポンプ（Ｐ）の停止を回避するこ
とが可能になる。

（ヘ） 実施例 以下、本発明の一実施例を図面に基づいて詳細に説明
する。

図に示したものは二重効用吸収冷凍機であり、冷媒に
水（Ｈ₂Ｏ）を、吸収剤（吸収液）に臭化リチウム（LiB
r）水溶液を使用したものである。

図において、（１）はガスバーナ（1B）を備えた高温
再生器、（２）は低温再生器，（３）は凝縮器、（40）
は蒸発吸収器胴、（４）は蒸発器、（4A）は蒸発器
（４）の下部に設けられた冷媒液溜め、（５）は吸収
器、（６）は低温熱交換器、（７）は高温熱交換器、
（８）ないし（12）は吸収液配管、（15）は吸収液ポン
プ、（16）ないし（19）は冷媒配管、（Ｐ）は冷媒ポン
プ、（20）はガスバーナ（1B）に接続されたガス配管、
（21）は加熱量制御弁、（22）は冷水配管であり、それ
ぞれは第１図に示したように配管接続されている。そし
て、冷媒液循環路（23）が冷媒配管（18），（19）及び
冷媒ポンプ（Ｐ）により構成されている。

又、（25）は冷却水配管であり、この冷却水配管（2
5）の途中には吸収器熱交換器（26）、および凝縮器熱
交換器（27）が設けられている。さらに、（31），及び
（32）はそれぞれ蒸発器（４）の冷媒液溜め（4A）下部
の蒸発吸収器胴（40）の外壁に上下方向に取付けられた
上位温度検出器、及び下位温度検出器であり、又、キャ
ビテーションが冷媒ポンプ（Ｐ）に発生しない水位（キ
ャビテーション限界水位）より上に上位温度検出器（3
1）が設けられている。（33）は冷媒ポンプ（Ｐ）の運
転制御装置である。この運転制御装置（33）には上位温
度検出器（31）及び下位温度検出器（32）が接続され、
運転制御装置（33）はそれぞれの温度検出器（31），
（32）から信号を入力し、それぞれの温度検出器（3
1），（32）が検出した温度の差が設定値、例えば1.5℃
より小さいときには運転信号を冷媒ポンプ（Ｐ）へ出力
し、1.5℃以上のときには停止信号を冷媒ポンプ（Ｐ）
へ出力する。又、（34）は冷水配管（22）に設けられた
冷水温度検出器であり、この冷水温度検出器（34）から
の信号に基づいて加熱量制御装置（35）が動作する。そ
して、加熱量制御装置（35）からの信号により加熱量制
御弁（21）の開度が制御される。

上記吸収冷凍機の運転時、高温再生器（１）で蒸発し
た冷媒は低温再生器（２）を経て凝縮器（３）へ流れ、
凝縮器熱交換器（27）内を流れる水と熱交換して凝縮液
化した後冷媒配管（17）を介して蒸発器（４）へ流れ
る。そして、冷媒液溜め（4A）に溜った冷媒液が冷媒ポ
ンプ（Ｐ）の運転によりトレイ（4B）から散布され、冷
水配管（22）内の水と熱交換して蒸発し、気化熱によっ
て冷水配管（22）内の水が冷却される。そして、冷水が
負荷に循環して冷房運転が行われる。又、蒸発器（４）
で蒸発した冷媒は吸収器（５）で吸収液に吸収される。
そして、冷媒を吸収して濃度の薄くなった吸収液が吸収
液ポンプ（15）の運転により低温熱交換器（６）、高温
熱交換器（７）を経て高温再生器（１）へ送られる。高
温再生器（１）に入った吸収液はバーナ（1B）によって
加熱され、冷媒が蒸発し、中濃度の吸収液が高温熱交換
器（７）を経て低温再生器（２）に入る。そして、吸収
液は高温再生器（１）から冷媒配管（16）を流れて来た
冷媒蒸気により加熱され、さらに冷媒が蒸発分離され濃
度が高くなる。高濃度になった吸収液（濃度）は低温熱
交換器（６）を経て温度低下して吸収器（５）へ送られ
散布される。

以上のように吸収冷凍機が運転されているとき、冷媒
液溜め（4A）の冷媒液の上下方向温度は均一ではなく、
液面からの冷媒液の蒸発のため、液面付近が最も温度が
低く、液中の温度より1.5℃〜2.0℃低い。そして、冷媒
液溜め（4A）の冷媒液面が冷媒液溜め（4A）の上部に位
置し、上位温度検出器（31）より上方にあり、上位温度
検出器（31）と下位温度検出器（32）との検出温度差が
1.5℃より小さいときには、運転制御装置（33）が冷媒
ポンプ（Ｐ）へ運転信号を出力し、冷媒ポンプ（Ｐ）が
運転を継続する。又、吸収冷凍機の負荷の減少、又は吸
収冷凍機に供給される冷却水の温度低下等に伴い、冷媒
液溜め（4A）の冷媒液面が図面の一点鎖線（41）にて示
したように上位温度検出器（31）の取り付け位置まで低
下すると、この上位液面検出器（31）で検出する温度
は、この冷媒液面からの冷媒液の蒸発によって冷媒液中
の下位液面検出器（32）で検出する温度よりも低下す
る。従って、上位温度検出器（31）で検出する温度と下
部温度検出器（32）で検出する温度とのさはこの２つの
温度検出器（31）（32）がいずれも冷媒液中に位置して
いる場合と比較して大きく（例えば1.5℃以上）なる。
このことを運転制御装置（33）が受けると、この運転制
御装置（33）は冷媒ポンプ（Ｐ）へ停止信号を出力し、
冷媒ポンプ（Ｐ）が運転を停止する。その後、冷媒液が
凝縮器（３）から蒸発器（４）へ流入すると、冷媒液が
冷媒液溜め（4A）に溜り、液面が次第に上昇する。そし
て、冷媒液面が上位温度検出器（31）の取付位置より高
くなり、上位温度検出器（31）と下位温度検出器（32）
との検出温度差が1.5℃より小さくなると、運転制御装
置（33）が動作して冷媒ポンプ（Ｐ）へ運転信号を出力
し、冷媒ポンプ（Ｐ）が運転を開始する。以後、同様に
冷媒液溜め（4A）の冷媒液の量の変化に応じて冷媒ポン
プ（Ｐ）が発停する。

上記実施例によれば、冷凍負荷の変化、又は冷却水の
温度変化等により冷媒液溜め（4A）の冷媒液面が上位温
度検出器（31）の取付位置付近まで低下し、上位温度検
出器（31）と下位温度検出器（32）との検出温度差が1.
5℃以上になったときには、運転制御装置（33）が動作
し、冷媒液面の低下を確実に検出し、冷媒液面が大幅に
低下する前に冷媒ポンプ（Ｐ）が運転を停止するため、
冷媒液溜め（4A）の冷媒液が大幅に減少して冷媒ポンプ
（Ｐ）にキャビテーションが発生することを防止でき、
この結果、冷媒ポンプ（Ｐ）の故障を防止して冷媒ポン
プ（Ｐ）を長期間にわたり使用することができる。又、
上位温度検出器（31）の上方に冷媒液面があるとき、液
面検出の誤動作による冷媒ポンプ（Ｐ）の停止を回避で
き、運転の安定化を図ることができる。

又、上位温度検出器（31）、及び下位温度検出器（3
2）がそれぞれ蒸発吸収器胴（40）の外壁に取付けられ
ているため、温度検出器の取付け箇所から吸収冷凍機の
内部への空気の漏洩を回避することができ、この結果、
吸収冷凍機の成績係数の低下を防止することができる。

又、図に示したように下位温度検出器（32A）を冷媒
ポンプ（Ｐ）の冷媒液入口側の冷媒配管（19）の外壁に
取付け、上位温度検出器（31）と下位温度検出器（32
A）との検出温度差が所定温度より大きくなったとき、
運転制御装置（33）が動作して冷媒ポンプ（Ｐ）の運転
が停止するようにした場合にも、冷媒ポンプ（Ｐ）のキ
ャビテーションを防止し、上記実施例と同様に、冷媒ポ
ンプ（Ｐ）を長期間にわたり使用することができる。

さらに、図に示したように上位温度検出器（31）を冷
媒液溜め（4A）下部の蒸発吸収器胴（40）の外壁に設
け、下位温度検出器（32B）を冷媒配管（18）の外壁に
設け、それぞれの温度検出器（31），（32B）からの信
号に基づいて運転制御装置（33）が動作して冷媒ポンプ
（Ｐ）を停止させるように構成した場合にも、上位温度
検出器（31）と下位温度検出器（32B）との検出温度の
差に基づいて確実に冷媒液面の低下を検出することがで
き、この結果、冷媒ポンプ（Ｐ）を確実に停止させ、冷
媒ポンプ（Ｐ）にキャビテーションが発生することを防
止することができる。

（ト） 発明の効果 本発明は以上のように構成された吸収冷凍機であり、
冷媒液溜めに設けられ、上下方向２箇所の温度を検出す
る上位温度検出器と下位温度検出器と、それぞれの温度
検出器に接続されそれぞれの温度検出器の検出温度の差
に基づいて冷媒ポンプの発停を制御する制御装置とを備
えているため、冷媒液溜めの冷媒液面が低下し、上位温
度検出器と下位温度検出器との検出温度の差が大きくな
ったとき、運転制御装置が動作し、冷媒液面の低下を検
出して冷媒ポンプの運転を停止することができ、冷媒ポ
ンプのキャビテーションを防止でき、この結果、冷媒ポ
ンプの故障を防止して冷媒ポンプを長期間にわたり使用
することができ、又、液面検出の誤動作による冷媒ポン
プの停止を回避でき、運転の安定化を図ることができ
る。

又、冷媒液溜めの下部に設けられた上位温度検出器
と、冷媒液循環路に設けられた下位温度検出器と、それ
ぞれの温度検出器に接続されそれぞれの温度検出器の検
出温度の差に基づいて冷媒ポンプの発停を制御する制御
装置とを備えているため、冷媒液溜めの冷媒液面が低下
し、上位温度検出器と下位温度検出器との検出温度差が
大きくなったとき、確実に冷媒ポンプの運転を停止する
ことができ、冷媒ポンプのキャビテーションを防止して
冷媒ポンプを長時間にわたり使用することができる。

【図面の簡単な説明】

図は本発明の一実施例を示す吸収冷凍機の回路構成図で
ある。 （４）……蒸発器、（4A）……冷媒液溜め、（23）……
冷媒液循環路、（Ｐ）……冷媒ポンプ、（31）……上位
温度検出器、（32），（32A），（32B）……下位温度検
出器、（33）……制御装置。

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】冷媒液溜めを有した蒸発器と、この蒸発器
   に接続された冷媒液循環路と、この冷媒液循環路に設け
   られた冷媒ポンプとを備えた吸収冷凍機において、冷媒
   液溜めに設けられた上下方向２箇所の温度を検出する上
   位温度検出器と下位温度検出器と、それぞれの温度検出
   器に接続されそれぞれの温度検出器の検出温度の差に基
   づいて冷媒ポンプの発停を制御する制御装置とを備えた
   ことを特徴とする吸収冷凍機。
2. 【請求項２】冷媒液溜めを有した蒸発器と、この蒸発器
   に接続された冷媒液循環路と、この冷媒液循環路に設け
   られた冷媒ポンプとを備えた吸収冷凍機において、冷媒
   液溜めの下部に設けられた上位温度検出器と、冷媒液循
   環路に設けられた下位温度検出器と、それぞれの温度検
   出器に接続されそれぞれの温度検出器の検出温度の差に
   基づいて冷媒ポンプの発停を制御する制御装置とを備え
   たことを特徴とする吸収冷凍機。