JP2806189B2 - 吸収式冷凍機 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、主に冷媒に水を吸収溶
液に臭化リチウム水溶液を各々用い、構成機器として蒸
発器、吸収器、発生器及び凝縮器を備える吸収式冷凍機
に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、特開昭５８−１３９６７号公報に
開示され且つ図４に示すように、冷媒液の散布器Ｎ及び
冷水管Ｗをもつ蒸発器Ａと、該蒸発器Ａと同一容器Ｕ内
にエリミネータＭを挟んで隣接状に設けられ、濃溶液の
散布器Ｓ及び冷却水配管Ｒをもつ吸収器Ｂと、該吸収器
Ｂと溶液ポンプＰ並びに低温熱交換器Ｌ及び高温熱交換
器Ｈを介して接続され、バーナーＶを加熱源として吸収
器Ｂで多量に冷媒を含んだ稀溶液から冷媒を発生させる
高温発生器Ｃと、この高温発生器Ｃで発生する冷媒蒸気
を流す加熱器Ｋをもち、高温発生器Ｃで生成されて高温
熱交換器Ｈを通過した後の中間濃度溶液から冷媒を発生
させる低温発生器Ｄと、該低温発生器Ｄと同一容器Ｑ内
に設けられ、吸収器Ｂの冷却水配管Ｒの後段に連続して
設ける冷却水配管Ｊにより低温発生器Ｄで発生した冷媒
蒸気を凝縮させる凝縮器Ｅとを備えている。こうして、
蒸発器Ａにおいて、散布する冷媒の蒸発に伴い、冷水管
Ｗに冷房に用いる冷水を取り出すようにしている。尚、
図４中、Ｔは冷却水のクーリングタワー、Ｇは冷却水ポ
ンプである。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、以上のよう
に、凝縮器Ｅが、低温発生器Ｄから発生した冷媒蒸気を
容器Ｑの内部に充満させ、この冷媒蒸気を冷却水配管Ｊ
に流す冷却水により冷却する構造であるため、冷媒の凝
縮温度が高めになり、その後の蒸発、吸収及び発生の各
行程における冷媒及び溶液の温度が高くなる欠点があ
る。このため、元々腐食性の強い臭化リチウム水溶液を
吸収溶液に用い、該溶液は高温になるほどその腐食性が
増す性質があるため、特に最高温度となる高温発生器Ｃ
の周りで、容器内壁や管内壁で腐食が生じ易い問題があ
る。更に、通常この種の吸収式冷凍機では系内の圧力が
大気圧７６０ｍｍＨｇ以下で運転し、大気圧以上になる
と運転を停止するようにしているため、高温発生器Ｃの
温度が高く、冷媒の蒸気発生温度が高くなることから、
過剰な圧力上昇により運転停止に陥り易い問題もある。

【０００４】特に、以上のものでは凝縮器Ｅの冷却水配
管Ｊが吸収器Ｂの冷却水配管Ｒの後段に連続して設けら
れ、凝縮器Ｅの冷却水配管Ｊには吸収器Ｂを通過した後
のやや温度上昇した冷却水が供給されるため、凝縮温度
を低下させるにしてもせいぜい４０℃が限度であり、高
温発生器Ｃの溶液温度は１５０〜１５５℃にまで達し
て、上記問題が一層顕著に現れることになる。

【０００５】本発明の主目的は、凝縮器の構造を工夫す
ることにより、冷媒の凝縮温度を低下させることがで
き、発生器での温度を低下させることができて、腐食や
運転停止に至る問題を低減できる吸収式冷凍機を提供す
る点にある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】そこで、上記主目的を達
成するために、第一に、図１及び図２に示すように、冷
媒を蒸発させる蒸発器１、該蒸発器１で蒸発した冷媒を
溶液中に吸収させる吸収器２、該吸収器２で吸収した冷
媒を溶液中から発生させる発生器３、及び、該発生器３
で発生した冷媒蒸気を凝縮させる凝縮器４を備えた吸収
式冷凍機において、前記凝縮器４が、内部に冷媒蒸気を
流通させる熱交換管４３と、この熱交換管４３に冷却水
を散布する散布器４７とを備えている構造にした。

【０００７】第二に、凝縮器４での熱交換を促進させ、
散布する冷却水の蒸発を促して、その蒸発潜熱を一層効
果的に利用するため、上記第一の手段で、凝縮器４に備
える熱交換管４３の周りに空気を流通させるファン５２
を備えている構造にした。

【０００８】第三に、凝縮器４に備える散布器４７から
散布する冷却水の温度を低減して、凝縮温度をより一層
低減するため、上記第一又は第二の各手段で、凝縮器４
に備える散布器４７と冷却水供給源との間を、吸収器２
に配管する冷却水配管２２と別系統とした冷却水供給管
４８を介して接続した。

【０００９】第四に、凝縮器４を設けるに際し、その構
成を簡易化するため、上記第一又は第二の各手段で、凝
縮器４をクーリングタワー５の内部に配設した。

【００１０】第五に、凝縮器４を設けるに際してその構
成を簡易化すると共に、凝縮器４及び吸収器２にそれぞ
れ供給する冷却水のポンプ容量を効果的に小形化できる
ようにするため、上記第一又は第二の各手段で、凝縮器
４をクーリングタワー５の内部に配設すると共に、前記
凝縮器４に備える散布器４７に接続する冷却水供給管４
８、並びに、吸収器２に配管し、前記冷却水供給管４８
とは別系統とする冷却水配管２２に供給する冷却水を、
前記クーリングタワー５に接続する冷却水ポンプ５０を
介して循環させた。

【００１１】第六に、吸収器２に供給した冷却水をも凝
縮器４での散布に用い、該凝縮器４での冷媒の凝縮作用
を促進させるため、図３に示すように、凝縮器４に備え
る散布器４７が、冷却水供給源に直接的に接続する第一
散布器４７ａと、吸収器２に配管する冷却水配管２２に
接続する第二散布器４７ｂとから成る構成にした。

【００１２】第七に、上記第六の手段で、凝縮温度を効
果的に低減するため、凝縮器４に備える熱交換管４３の
出口部付近に第一散布器４７ａを、前記熱交換管４３の
入口部付近に第二散布器４７ｂをそれぞれ付設した。

【００１３】

【作用】上記第一の手段により、凝縮器４に備える散布
器４７から散布する冷却水は、熱交換管４３側から蒸発
潜熱を奪い取って蒸発し、これに伴い、熱交換管４３に
流れる冷媒蒸気は冷やされて凝縮することになる。この
ように、散布器４７から冷媒蒸気の流れる熱交換管４３
に向けて冷却水を散布するから、冷却水の蒸発作用を活
発化でき、その蒸発潜熱を効果的に利用できて冷媒蒸気
を凝縮させることができる。このため、凝縮器４での熱
交換効率は高く、冷媒の凝縮温度を効果的に低減するこ
とができる。こうして凝縮温度が低下できることから、
後の蒸発、吸収及び発生の各行程における冷媒及び溶液
の温度を低減することができ、最高温度となる発生器３
周りでの腐食の問題を低減できると共に、該発生器３で
の蒸気発生温度を低減できて、過剰な圧力上昇を抑制で
き、運転停止に陥る恐れも低減できる。

【００１４】上記第二の手段により、ファン５２により
凝縮器４に備える熱交換管４３の周りには常時新しい空
気が流通されるため、該熱交換管４３周りでの熱交換を
促進でき、散布器４７から散布する冷却水の蒸発作用を
促進することができる。このため、冷却水の蒸発潜熱を
一層効果的に利用することができ、凝縮器４での冷媒の
凝縮温度を一層効果的に低減することができる。

【００１５】上記第三の手段により、凝縮器４に備える
散布器４７には、吸収器２に配管する冷却水配管２２と
は別系統とした冷却水供給管４８を介して冷却水が供給
される。こうして、散布器４７には、吸収器２で温度上
昇しない冷却水が供給されるから、それだけ該散布器４
７から散布する冷却水の温度を低減でき、凝縮器４での
冷媒の凝縮温度をより一層低減することができる。

【００１６】上記第四の手段により、凝縮器４をクーリ
ングタワー５の内部に配設することにより全体構成を簡
易化することができる。すなわち、凝縮器４は、内部に
冷媒蒸気を流通させる熱交換管４３と、この熱交換管４
３に冷却水を散布する散布器４７とから成るものである
から、全体を容器で密閉する必要がなく、凝縮器４をク
ーリングタワー５の内部に配設することが可能であっ
て、このように凝縮器４をクーリングタワー５の内部に
配設することにより、凝縮器４を適切且つ簡易に構成す
ることができる。

【００１７】上記第五の手段により、凝縮器４をクーリ
ングタワー５の内部に配設することにより全体構成を簡
易化することができると共に、凝縮器４の散布器４７及
び吸収器２の冷却水配管２２には、ともにクーリングタ
ワー５で温度低下された冷却水が供給でき、しかも、散
布器４７に接続する冷却水供給管４８と吸収器２の冷却
水配管２２とは別系統としていて、凝縮器４側と吸収器
２側とには並列的に冷却水が循環されるのであるから、
凝縮器４での凝縮温度を十分に低減することができる
し、冷却水を循環させる冷却水ポンプ５０の容量を比較
的小さくでき、該冷却水ポンプ５０を効果的に小形化す
ることができる。

【００１８】上記第六の手段により、冷却水供給源に直
接的に接続する第一散布器４７ａと吸収器２に配管する
冷却水配管２２に接続する第二散布器４７ｂとで凝縮器
４の散布器４７を構成し、吸収器２に供給した冷却水を
も凝縮器４での散布に用いるため、凝縮器４の熱交換管
４３に散布する水量を増加でき、それだけ凝縮器４での
冷媒の凝縮作用を促進することができる。

【００１９】上記第七の手段により、吸収器２を通り、
やや温度上昇した冷却水は、第二散布器４７ｂを介して
熱交換管４３の入口部付近に散布され、凝縮器２を通ら
ず、冷却水供給源から直接的に供給される低温の冷却水
は、第一散布器４７ａを介して熱交換管４３の出口部付
近に散布されるため、凝縮器４での凝縮温度を効果的に
低減することができる。

【００２０】

【実施例】図１に示すものは、冷媒に水を吸収溶液に臭
化リチウム水溶液を各々用いた直焚二重効用吸収式冷凍
機であり、構成機器として、容器８の内部にエリミネー
タ８１を挟んで隣接状に設ける蒸発器１及び吸収器２、
並びに、熱量節約用の低温熱交換器６及び高温熱交換器
７、発生器３を構成する高温発生器３１及び低温発生器
３２、凝縮器４、冷却水のクーリングタワー５を備える
ものである。

【００２１】蒸発器１は、冷媒ポンプ１０と冷媒液の散
布器１１を備えると共に、冷水ポンプ９０をもつ冷水取
出管９と連続して設ける冷水管１２を備え、散布する冷
媒の蒸発作用により冷水取出管９に冷房用の冷水を取り
出すようにしたものである。吸収器２は、低温発生器３
２で再生されて低温熱交換器６を通過した後の濃溶液を
散布する散布器２１と、クーリングタワー５で再生し、
冷却水ポンプ５０及び冷却水の散布器２３を介して循環
させる冷却水を流す冷却水配管２２とを備え、蒸発器１
で蒸発した冷媒を溶液中に吸収させるものである。高温
発生器３１は、加熱源にバーナー３１ａを備え、吸収器
２から溶液ポンプ２０を介して送られてくる稀溶液から
冷媒を発生させるものである。低温発生器３２は、容器
３０の内部に、高温発生器３１で発生した冷媒蒸気を流
す加熱器３２ａを備え、高温発生器３１で生成されて高
温熱交換器７を通過した後の中間濃度溶液から冷媒を発
生させるものである。凝縮器４は、低温発生器３２で発
生した冷媒蒸気を凝縮させて液管４６を通じて蒸発器１
に受け渡すものである。尚、図１に示したシステムで
は、配管中に第一〜第四冷暖切換弁９１，９２，９３，
９４を備え、通常の冷房の他、暖房も可能にしている。

【００２２】以上の構成で、前記凝縮器４を、図２に明
示するように、低温発生器３２の容器３０の上部から冷
媒蒸気を取り込む複数本の接続管４１と、上部ヘッダー
４２と、該ヘッダー４２の底部から延設する多数本の熱
交換管４３と、該各熱交換管４３の出口部及び低温発生
器３２の加熱器３２ａから延びる出口管３３を接続する
下部ヘッダー４４と、液管４６との間で接続を行うコレ
クタ４５とを備えると共に、図１に示すように、熱交換
管４３に冷却水を散布する散布器４７を備える構造にす
る。これにより、凝縮器４に備える散布器４７から散布
する冷却水は、熱交換管４３に流れる冷媒蒸気から蒸発
潜熱を奪い取って蒸発し、これに伴い、熱交換管４３に
流れる冷媒蒸気は冷やされて凝縮する。こうして、散布
する冷却水の蒸発潜熱を効果的に利用でき、従来に比
べ、冷媒の凝縮温度を低減することができ、最高温度と
なる高温発生器３１での腐食の問題を低減できると共
に、該高温発生器３１での蒸気発生温度を低減でき、過
剰な圧力上昇を抑制できて運転停止に陥る恐れも低減で
きるのである。

【００２３】更に、図１に示したものは、凝縮器４の全
体をクーリングタワー５の内部に配設して全体構成を簡
易化していると共に、空気取入口５１から取り入れる空
気をファン５２により凝縮器４に備える熱交換管４３の
周りに流通させ、該熱交換管４３周りでの熱交換を促進
し、凝縮器４での冷媒の凝縮温度を一層効果的に低減で
きるようにしている。

【００２４】又、図１に示したものは、凝縮器４に備え
る散布器４７と冷却水供給源となるクーリングタワー５
との間を、吸収器２に配管する冷却水配管２２と別系統
とした冷却水供給管４８を介して接続すると共に、冷却
水供給管４８及び冷却水配管２２に供給する冷却水を、
一台の冷却水ポンプ５０を介して循環させており、凝縮
器４の散布器４７及び吸収器２の冷却水配管２２の双方
に、クーリングタワー５で再生した低温の冷却水を供給
し、冷却水ポンプ５０に小形小容量のものを用いても、
凝縮器４での凝縮温度を十分に低減できるようにしてい
る。

【００２５】ところで、図１に示したものでは、凝縮器
４に、冷却水供給源たるクーリングタワー５から冷却水
供給管４８を介して直接的に延設する散布器４７のみを
付設したが、その他、図３に示すように、凝縮器４の散
布器４７を、冷却水供給源たるクーリングタワー５に直
接的に接続する第一散布器４７ａと、吸収器２に配管す
る冷却水配管２２に接続する第二散布器４７ｂとで構成
し、吸収器２に供給した冷却水をも凝縮器４での散布に
用い、凝縮器４の熱交換管４３に散布する水量を増加し
て、凝縮器４での冷媒の凝縮作用を促進させるようにし
てもよい。

【００２６】この場合、図３に示すように、第一散布器
４７ａを熱交換管４３の出口部付近に、第二散布器４７
ｂを熱交換管４３の入口部付近にそれぞれ付設するのが
好ましく、このようにすることにより、凝縮器４での凝
縮温度を効果的に低減することができる。

【００２７】

【発明の効果】以上、請求項１記載の発明によれば、凝
縮器４の散布器４７から冷媒蒸気の流れる熱交換管４３
に向けて冷却水を散布することにより冷媒蒸気の凝縮を
行うものであるから、冷却水の蒸発潜熱を効果的に利用
でき、冷媒の凝縮温度を低下させることができ、後の蒸
発、吸収及び発生の各行程における冷媒及び溶液の温度
を低減することができて、最高温度となる発生器３周り
での腐食の問題を低減できると共に、該発生器３での蒸
気発生温度を低減できて、過剰な圧力上昇を抑制でき、
運転停止に陥る恐れも低減できる。

【００２８】請求項２記載の発明によれば、ファン５２
により熱交換管４３周りでの熱交換を促進でき、散布器
４７から散布する冷却水の蒸発作用を促進できて、冷却
水の蒸発潜熱を一層効果的に利用することができ、凝縮
器４での冷媒の凝縮温度を一層効果的に低減することが
できる。

【００２９】請求項３記載の発明によれば、凝縮器４の
散布器４７には、吸収器２に配管する冷却水配管２２と
は別系統とした冷却水供給管４８を介して冷却水が供給
されるため、該散布器４７から散布する冷却水の温度を
低減でき、凝縮器４での冷媒の凝縮温度をより一層低減
することができる。

【００３０】請求項４記載の発明によれば、凝縮器４を
クーリングタワー５の内部に配設することにより、凝縮
器４を適切且つ簡易に構成することができる。

【００３１】請求項５記載の発明によれば、凝縮器４を
クーリングタワー５の内部に配設することにより全体構
成を簡易化することができると共に、凝縮器４の散布器
４７及び吸収器２の冷却水配管２２には、ともにクーリ
ングタワー５で温度低下された冷却水が供給でき、しか
も、散布器４７に接続する冷却水供給管４８と吸収器２
の冷却水配管２２とは別系統としていて、凝縮器４側と
吸収器２側とには並列的に冷却水が循環されるのである
から、凝縮器４での凝縮温度を十分に低減することがで
きるし、冷却水を循環させる冷却水ポンプ５０の容量を
比較的小さくでき、該冷却水ポンプ５０を効果的に小形
化することができる。

【００３２】請求項６記載の発明によれば、凝縮器４の
散布器４７を、冷却水供給源に直接的に接続する第一散
布器４７ａと、吸収器２に配管する冷却水配管２２に接
続する第二散布器４７ｂとで構成し、吸収器２に供給し
た冷却水をも凝縮器４での散布に用いるため、凝縮器４
の熱交換管４３に散布する水量を増加でき、それだけ凝
縮器４での冷媒の凝縮作用を促進することができる。

【００３３】請求項７記載の発明によれば、吸収器２を
通り、やや温度上昇した冷却水は、第二散布器４７ｂを
介して熱交換管４３の入口部付近に散布され、凝縮器２
を通らず、冷却水供給源から直接的に供給される低温の
冷却水は、第一散布器４７ａを介して熱交換管４３の出
口部付近に散布されるため、凝縮器４での凝縮温度を効
果的に低減することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る吸収式冷凍機の第一実施例を示す
配管構成図。

【図２】同凝縮器部分の要部斜視図。

【図３】同第二実施例を示す要部の配管構成図。

【図４】従来の吸収式冷凍機の配管構成図。

【符号の説明】

１；蒸発器、２；吸収器、２２；冷却水配管、３；発生
器、３１；高温発生器、３２；低温発生器、４；凝縮
器、４３；熱交換管、４７；散布器、４８；冷却水供給
管、５；クーリングタワー、５０；冷却水ポンプ、５
２；ファン、４７ａ；第一散布器、４７ｂ；第二散布器

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) F25B 39/04

Claims (7)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】冷媒を蒸発させる蒸発器１、該蒸発器１で
   蒸発した冷媒を溶液中に吸収させる吸収器２、該吸収器
   ２で吸収した冷媒を溶液中から発生させる発生器３、及
   び、該発生器３で発生した冷媒蒸気を凝縮させる凝縮器
   ４を備えた吸収式冷凍機において、前記凝縮器４が、内
   部に冷媒蒸気を流通させる熱交換管４３と、この熱交換
   管４３に冷却水を散布する散布器４７とを備えているこ
   とを特徴とする吸収式冷凍機。
2. 【請求項２】凝縮器４に備える熱交換管４３の周りに空
   気を流通させるファン５２を備えている請求項１記載の
   吸収式冷凍機。
3. 【請求項３】凝縮器４に備える散布器４７と冷却水供給
   源との間を、吸収器２に配管する冷却水配管２２と別系
   統とした冷却水供給管４８を介して接続している請求項
   １又は請求項２記載の吸収式冷凍機。
4. 【請求項４】凝縮器４をクーリングタワー５の内部に配
   設している請求項１又は請求項２記載の吸収式冷凍機。
5. 【請求項５】凝縮器４をクーリングタワー５の内部に配
   設すると共に、前記凝縮器４に備える散布器４７に接続
   する冷却水供給管４８、並びに、吸収器２に配管し、前
   記冷却水供給管４８とは別系統とする冷却水配管２２に
   供給する冷却水を、前記クーリングタワー５に接続する
   冷却水ポンプ５０を介して循環させている請求項１又は
   請求項２記載の吸収式冷凍機。
6. 【請求項６】凝縮器４に備える散布器４７が、冷却水供
   給源に直接的に接続する第一散布器４７ａと、吸収器２
   に配管する冷却水配管２２に接続する第二散布器４７ｂ
   とから成る請求項１記載の吸収式冷凍機。
7. 【請求項７】凝縮器４に備える熱交換管４３の出口部付
   近に第一散布器４７ａを、前記熱交換管４３の入口部付
   近に第二散布器４７ｂをそれぞれ付設している請求項６
   記載の吸収式冷凍機。