JP3028924B2 - 吸収式冷凍装置 - Google Patents

吸収式冷凍装置

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JP3028924B2 JP7303090A JP30309095A JP3028924B2 JP 3028924 B2 JP3028924 B2 JP 3028924B2 JP 7303090 A JP7303090 A JP 7303090A JP 30309095 A JP30309095 A JP 30309095A JP 3028924 B2 JP3028924 B2 JP 3028924B2
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泰平 林
勤 丸橋
佐登志 内藤
紀夫 上殿
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Osaka Gas Co Ltd
Rinnai Corp
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    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25BREFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B15/00Sorption machines, plants or systems, operating continuously, e.g. absorption type
    • 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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  • Sorption Type Refrigeration Machines (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、臭化リチウムな
どの水溶液を吸収液として用いた吸収式冷凍装置に関す
る。
【0002】
【従来の技術】吸収式冷凍装置では、低濃度となってい
る臭化リチウムなどの水溶液(吸収液)を再生器で加熱
・沸騰させて、水など溶液(冷媒)と高濃度吸収液(高
濃度の臭化リチウム水溶液)とに分離している。冷媒
は、内部を排熱用冷却水が流れる冷却コイルを有する凝
縮器で液化される。液化された冷媒液は、気密性の蒸発
・吸収ケースに導かれ、内部を冷熱源用冷温水が流れる
蒸発コイルに散布され、蒸発熱を奪って気化する。
【0003】高濃度吸収液は、蒸発・吸収ケース内に前
記蒸発コイルに同軸的に配され内部を排熱用冷却水が流
れる冷却コイルに散布され、気化した冷媒蒸気を吸収し
て低濃度吸収液に戻る。また、吸収式冷凍装置では、腐
食性の強い臭化リチウム溶液を使用しているため、循環
路内部での腐食の発生により、作動流体中に微量の、水
素などの不凝縮性ガスが存在している。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】この不凝縮性ガスは、
高濃度吸収液とともに吸収器に導かれ、最も低圧である
吸収器内に滞留し易い。従来の吸収式冷凍装置では、吸
収コイルの中間部分など、冷媒蒸気の吸収に必要な部分
に不凝縮性ガスが滞留して冷媒蒸気の円滑な吸収を阻害
することが判明した。
【0005】この発明の目的は、運転中は不凝縮性ガス
を蒸発・吸収ケースの底部など、吸収コイルにより冷媒
蒸気の吸収に寄与することの少ない部分に集合させるこ
とにより、吸収コイルによる冷媒蒸気の吸収を効率良く
行える吸収式冷凍装置を提供することにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】この発明は、縦に配され
るとともに内部に排熱用冷却水が流れる吸収コイル、お
よび該吸収コイルに上方から高濃度吸収液を散布するた
めの高濃度吸収液散布具を有する吸収器と、前記吸収コ
イルの内周または外周に配されるとともに内部に冷熱源
用冷温水が流れる蒸発コイル、および該蒸発コイルに上
方から冷媒液を散布するための冷媒液散布具を有する蒸
発器と、前記吸収器および前記蒸発器を収容する気密性
の蒸発・吸収ケースとを有する吸収式冷凍装置におい
て、前記吸収コイルと前記蒸発コイルとの間に冷媒蒸気
の通過を制限するための整流筒を取付け、前記吸収コイ
ルの開放されている前記整流筒の上方を迂回して形成さ
れ、前記吸収コイルの下方を終点とする冷媒蒸気通路を
形成したことを特徴とする。
【0007】
【0008】
【発明の作用・効果】この吸収式冷凍装置では、蒸発コ
イルの表面で発生した冷媒蒸気が、冷媒蒸気を吸収する
ことにより相対的に負圧となった吸収器内に流れる際
に、整流筒を迂回して吸収コイルの少なくとも上方また
は下方に流れるよう整流しているので、蒸発・吸収ケー
ス内の不凝縮性ガスは冷媒蒸気の流れに乗って吸収コイ
ルの上方または下方の蒸発・吸収ケース内に集中する。
このため、冷媒蒸気は、不凝縮性ガスの滞留に妨げられ
ることなく吸収コイルの表面を膜状に流下する高濃度吸
収液に効率良く接触でき、吸収効率が高い。
【0009】とくに、冷媒蒸気通路が吸収コイルの開放
されている前記整流筒の上方を迂回して形成され、前記
吸収コイルの下方を終点としているため、不凝縮性ガス
を、吸収液による冷媒蒸気の吸収に最も寄与しない蒸発
・吸収コイルの底部に集中できる。このため、吸収液の
濃度が高く冷媒吸収効率の最も高い吸収コイルの上部か
ら不凝縮性ガスを完全に除去できる。
【0010】
【発明の実施の形態】図1は吸収式冷凍装置100の冷
凍機本体200を示し、図2に示す如く、クーリングタ
ワー(冷却塔)CTを備えるとともに、室内器CUが付
設されて冷房・暖房装置を構成している。吸収式冷凍装
置100は、高温再生器1および低温再生器2を備え、
高温再生器1の下方には、加熱源としてのガスバーナB
が配置されている。低温再生器2の外周には吸収器3お
よび蒸発器4が設けられ、蒸発器4の上方には凝縮器5
が設置されている。
【0011】高温再生器1は、ガスバーナBによって加
熱され、内部の低濃度吸収液を沸騰させる加熱タンク1
1と、該加熱タンク11の頂部から上方に延長され、冷
媒蒸気と、該冷媒蒸気の蒸発により濃化した中濃度吸収
液とを分離する中濃度吸収液分離筒12とを有する。中
濃度吸収液分離筒12の外周には、冷媒蒸気を回収する
縦型円筒形の気密性冷媒回収タンク10が設けられてい
る。
【0012】低温再生器2は、冷媒回収タンク10の外
周に偏心して設置した縦型円筒形の低温再生器ケース2
0を有する。低温再生器ケース20は、天井に冷媒蒸気
出口21が設けられるとともに、頂部が中濃度吸収液分
離筒12の底部121と中濃度吸収液流路L1 により連
結されている。低温再生器ケース20内には、圧力差に
より熱交換器Hを介して中濃度吸収液が供給され、冷媒
回収タンク10の外壁を熱源として再沸騰し、冷媒蒸気
と高濃度吸収液とに分離される。
【0013】低温再生器ケース20の外周には、縦型円
筒形で気密性の蒸発・吸収ケース30が同心的に配さ
れ、蒸発・吸収ケース30の上方に区画された凝縮器ケ
ース50を設けている。なお、蒸発・吸収ケース30の
天井と凝縮器ケース50の底は共通の区画壁30aで形
成されている。冷媒回収タンク10、低温再生器ケース
20、蒸発・吸収ケース30は、底板13に一体に溶接
されて冷凍機本体200を形成している。低温再生器ケ
ース20の上部は、気液分離部22となっており、冷媒
蒸気出口21および隙間5Aを介して凝縮器ケース50
と連通している。
【0014】吸収器3は、蒸発・吸収ケース30内の内
側部分内に縦型円筒状に巻設した吸収コイル31を配置
し、その上方に該吸収コイル31に高濃度吸収液を散布
するための高濃度吸収液散布具32を装着してなる。吸
収コイル31内には、冷却塔CTで冷却された排熱用冷
却水が流れている。
【0015】低温再生器2の高濃度吸収液受け部23
は、熱交換器Hを介して高濃度吸収液供給路L2 によ
り、高濃度吸収液散布具32へ連結している。高濃度吸
収液散布具32は、高濃度吸収液が流入し、流入した高
濃度吸収液は、吸収コイル31の上端に散布され、吸収
コイル31の表面に付着して膜状になり、重力の作用で
下方に流下して行く。吸収器3の底部と高温再生器1の
底部との間は、熱交換器Hおよび吸収液ポンプP1 が装
着された低濃度吸収液供給路L3 で連結されている。
【0016】蒸発器4は、蒸発・吸収ケース30内の吸
収コイル31の外周に、内部を冷熱源用冷温水が流れる
縦型円筒形の蒸発コイル41を配設し、その上方に冷媒
液散布具42を取り付けてなる。蒸発コイル41の両端
は、室内器CUに連結され、ポンプP2 により室内器C
Uに冷熱源用冷温水を循環させ空調のための冷熱源サイ
クルを形成している。
【0017】冷媒散布具42は、冷媒液を蒸発コイル4
1の上に滴下させる。滴下された冷媒は、表面張力で蒸
発コイル41の表面を濡らして膜状となり重力の作用で
下方に降下しながら、低圧となっている蒸発・吸収ケー
ス30内で蒸発コイル41から気化熱を奪って蒸発し、
蒸発コイル41内を流れる冷熱源用冷温水を冷却する。
【0018】凝縮器5は、凝縮器ケース50の内部に、
内部を排熱用冷却水が流れる冷却コイル51を配設して
なる。凝縮器ケース50は、冷媒流路L4 により冷媒回
収タンク10の底部と連通するとともに、冷媒蒸気出口
21および隙間5Aを介して低温再生器2と連通してお
り、いずれも圧力差により冷媒が供給される。供給され
た冷媒は、冷却コイル51により冷却されて液化する。
【0019】凝縮器5の下部と蒸発器4の蒸発コイル4
1の上方に設置された冷媒液散布具42とは、冷媒液供
給路43で連通している。低温再生器2の高濃度吸収液
受け部23は、熱交換器Hを介して高濃度吸収液供給路
L2 により、高濃度吸収液散布具32へ連結されてい
る。
【0020】吸収コイル31は冷却コイル51に接続
し、さらに冷却塔CTと冷却水循環路34で接続してあ
り、冷却水ポンプP2 により冷却水が、冷却塔CT→吸
収コイル31→冷却コイル51→冷却塔CTの順に循環
している。吸収液は、高温再生器1→低温再生器2→吸
収器3→吸収液ポンプP1 →高温再生器1の順に循環す
る。
【0021】6は、蒸発・吸収ケース30内の吸収コイ
ル31と蒸発コイル41との間に設けられた整流筒であ
り、ステンレス製の無穴の円筒からなる。整流筒6の上
端61は、ほぼ吸収コイル31の上端と同レベルに位置
し、下端62は底板13に当接して略気密状態になって
いる。
【0022】従って上端61と蒸発・吸収ケース30の
天井30aとの間には全周に開口6aが形成される。蒸
発コイル41の表面で蒸発した冷媒は、吸収コイル31
の表面の高濃度吸収液に吸収されるため、吸収コイル3
1の近傍は蒸発コイル41の近傍に較べて負圧になり、
蒸発・吸収ケース30内には、全周に亘って矢印Aの冷
媒蒸気流が生じる。
【0023】冷媒蒸気流Aは、蒸発コイル41の周囲か
ら発生して上記開口6aに向かう上昇流で始まり、整流
筒6の上端61を回って開口6aを通り、吸収コイル3
1の上端から下方に向かう下降流となる。吸収式冷凍装
置100の運転中は常時冷媒蒸気流Aは存在するため、
蒸発・吸収ケース30内の水素などの不凝縮性ガスは、
吸収コイル31の下方の蒸発・吸収ケース30の底部C
に集中する。
【0024】なお、集中した不凝縮性ガスは図示しない
補助吸収器に吸込管Sを介して吸引される。これによ
り、吸収コイル31の表面は、冷媒蒸気に覆われ、冷媒
蒸気は高濃度吸収液に円滑に吸収される。特に、冷媒蒸
気流Aの流速が大きく、かつ濃い高濃度吸収液膜の存在
する吸収コイル31の上部から確実に不凝縮性ガスが排
除されるため、冷媒蒸気の吸収効率は向上する。
【0025】また、整流筒6は、高濃度吸収液散布具3
2から吸収コイル31への吸収液の落下の際に飛散して
蒸発コイル41に付着し、冷媒蒸気の蒸発を妨げて効率
が低下することを防止する仕切壁の役目も兼ねている。
【0026】なお、円筒からなる整流筒6の上端61側
を略気密状に形成し、下端62のみに開口を設けて、吸
収コイル31の上方に不凝縮性ガス溜まりを設けても良
く、さらには、整流筒6の中間にのみ開口を設けて、吸
収コイル31の上方および下方の双方に不凝縮性ガス溜
まりを設けても良いが、上記の如く、吸収コイル31の
下方に不凝縮性ガス溜まりを設ける場合が最も合理的で
ある。なお、上記実施例では、整流筒6の上端61と天
井30aとの間を冷媒蒸気流が通過する開口6aとした
が、整流筒6を天井30aまで設けて整流筒6の上端近
傍に穴を開けて開口6aとしても良い。
【図面の簡単な説明】
【図1】吸収式冷凍装置の冷凍機本体の断面図である。
【図2】吸収式冷凍装置を用いた冷暖房装置の概念図で
ある。
【符号の説明】
1 高温再生器 2 低温再生器 3 吸収器 4 蒸発器 5 凝縮器 6 整流筒 30 蒸発・吸収ケース 31 吸収コイル 32 高濃度吸収液散布具 41 蒸発コイル 42 冷媒液散布具 100 吸収式冷凍装置 200 冷凍機本体
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 内藤 佐登志 静岡県浜松市倉松町916番地の1 株式 会社ハマテック内 (72)発明者 上殿 紀夫 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7−174429(JP,A) 特開 平9−60997(JP,A) 特公 平3−53551(JP,B2) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) F25B 15/00 303 F25B 37/00

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 縦に配されるとともに内部に排熱用冷却
    水が流れる吸収コイル、および該吸収コイルに上方から
    高濃度吸収液を散布するための高濃度吸収液散布具を有
    する吸収器と、前記吸収コイルの内周または外周に配さ
    れるとともに内部に冷熱源用冷温水が流れる蒸発コイ
    ル、および該蒸発コイルに上方から冷媒液を散布するた
    めの冷媒液散布具を有する蒸発器と、前記吸収器および
    前記蒸発器を収容する気密性の蒸発・吸収ケースとを有
    する吸収式冷凍装置において、 前記吸収コイルと前記蒸発コイルとの間に冷媒蒸気の通
    過を制限するための整流筒を取付け、前記吸収コイルの
    開放されている前記整流筒の上方を迂回して形成され、
    前記吸収コイルの下方を終点とする冷媒蒸気通路を形成
    したことを特徴とする吸収式冷凍装置。
JP7303090A 1995-09-22 1995-11-21 吸収式冷凍装置 Expired - Fee Related JP3028924B2 (ja)

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