JP3114855B2

JP3114855B2 - 吸収冷温水機

Info

Publication number: JP3114855B2
Application number: JP08316429A
Authority: JP
Inventors: 寺勝江
Original assignee: Tokyo Gas Co Ltd
Current assignee: Tokyo Gas Co Ltd
Priority date: 1996-11-27
Filing date: 1996-11-27
Publication date: 2000-12-04
Anticipated expiration: 2016-11-27
Also published as: JPH10160277A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、高質燃料系と排熱
利用系とを備え、排熱利用系の配管に介装した熱交換器
を介して外部からの排熱（例えばコジェネレーションシ
ステム等から発生する３０℃〜１２０℃の流体、例えば
温水や蒸気）が投入される吸収冷温水機に関する。

【０００２】

【従来の技術】かかる吸収冷温水機に関し、本出願人が
特願平６−７３４２８号において提案したものを、図１
５を参照して説明する。

【０００３】図１５において、吸収冷温水機１は、蒸発
器９、吸収器１０、高温再生器１１、低温再生器１２、
凝縮器１３、高温溶液熱交換器１４、低温溶液熱交換器
１５、冷媒ポンプＰ９、溶液ポンプＰ１０及びこれらの
部材を接続する各種ラインが設けられている。また、図
示しない冷房負荷に対して冷水を供給する冷水ライン６
と、高温再生器１１への加熱源（例えばガスバーナ）に
高質燃料を供給する燃料ライン７が設けられている。そ
して、高温溶液熱交換器１４と低温溶液熱交換器１５と
の間の稀溶液ラインＬ１には温熱源用熱交換器５が介装
されており、該温熱源用熱交換器５において、図示しな
いコジェネレーションシステムの排熱ラインＬ２を流れ
る温排水と、吸収器１０からポンプＰ１０を介して稀溶
液ラインＬ１を流れる稀溶液とが、熱交換を行う。すな
わち、温熱源用熱交換器５により、８５℃〜１２０℃の
排温水が有している熱量の一部が、稀溶液ラインＬ１を
流れる稀溶液に伝達され、これによりコストの高い高質
燃料の消費量の削減が図られるようになっている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記提案の技術自体は
非常に有効なものである。しかし、省エネルギの要請が
厳しい昨今においては、高質燃料の消費量の削減率とし
て、３０％〜４０％程度まで要望されている。これに対
して、上記従来技術では、定格時における高質燃料の削
減率は１８％程度であり、上述した厳しい要請に対処す
ることが困難である。

【０００５】他方、コジェネレーションシステムへの戻
り温度は、８０℃以下が望ましい。そのためには、顕熱
・潜熱変換を行う交換器内の溶液の再生温度は７０℃が
必要となる。しかし、従来の再生温度は８０℃付近であ
り、したがって、戻り温度は、８０℃以上になる。その
ため、一旦冷却塔で冷却するか、又は温熱源用熱交換器
を大きくする必要がある。

【０００６】本発明は上記した従来技術の問題点に鑑み
て提案されたもので、排熱利用率を更に高めて、高質燃
料の消費量を削減すると共に、冷却塔などを通す水量を
減らしてコジェネレーションシステム全体としての熱の
有効利用を図ることができる吸収冷温水機の提供を目的
としている。

【０００７】

【知見】本発明者は種々研究の結果、上記従来技術にお
いて、稀溶液ラインＬ１に介装した温熱源用熱交換器５
において液相・液相間で行われる顕熱・顕熱交換に代え
て、高温再生器と低温再生器とを連通する中間濃度溶液
ラインを流れる中間濃度溶液と温排水との間で顕熱・潜
熱交換を行えば、より多くの熱量が排熱側から吸収冷温
水機内に投入出来ることを見出だした。具体的に述べる
と、前記中間濃度溶液ラインを流れる中間濃度溶液を減
圧して熱交換器（温熱源用熱交換器）に送ると、中間濃
度溶液の一部が熱交換器（温熱源用熱交換器）において
相変化すなわち気化して、温排水より気化熱すなわち潜
熱を奪い、顕熱・潜熱交換が行われることに着目した。
そして、この様な顕熱・潜熱交換が行われた場合には、
従来の顕熱・顕熱交換に比較して、吸収冷温水機内を循
環する溶液（この場合、高温再生器と低温再生器とを連
通する中間濃度溶液ライン内を流れる中間濃度溶液）が
より多くの熱量を温排水から奪い、熱交換量及び熱交換
効率が向上することを見出した。また、図１６は吸収器
１０が１段の場合のデューリング線図Ｄを示している。
この吸収器１０を多段すなわち図１に示すように例えば
２段にして低圧側吸収器１０Ｌ、高圧側吸収器１０Ｈを
配置する。すると、稀溶液ラインＬ１の吸収器１０の圧
力ｐ１０は図１７に示すように、圧力ｐ１０に対応する
低圧側吸収器１０Ｌの圧力ｐ１０Ｌと、高圧側吸収器１
０Ｈの圧力ｐ１０Ｈとになる。その結果、図１８に示す
ようなデューリング線図Ｄ１となる。このデューリング
線図Ｄの稀溶液ラインＬ１に対応する部分Ｓ１は、線図
Ｄの同様部分Ｓに比べ左斜め方向に移動している。これ
は稀溶液の濃度が下ったことを意味し、したがって、沸
点が下がり、顕熱・潜熱交換が付勢されることを見出し
た。

【０００８】本発明は、この様な知見に基づいて創作さ
れたものである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明の吸収冷温水機
は、吸収器と高温再生器とを連通する稀溶液ラインと、
高温再生器と低温再生器とを連通する中間濃度溶液ライ
ンとを有しており、前記中間濃度溶液ラインの高温溶液
熱交換器と低温再生器との間に、圧力調整手段と温熱源
用熱交換器を介装し、該温熱源用熱交換器は、外部の温
熱源から供給される流体と中間濃度溶液ライン中の流体
との間で顕熱・潜熱交換を行い、蒸発器及び吸収器を複
数段に分割した状態で配置している。

【００１０】ここで圧力調整手段としては、例えば減圧
弁が用いられる。

【００１１】本発明の実施に際し、本発明によれば、複
数段に分割された前記蒸発器と吸収器は、圧力が概略等
しいもの同士が連通しているのが好ましい。

【００１２】また本発明によれば、外部の温熱源から供
給される流体と溶液ライン中を流れる流体との間で顕熱
・顕熱交換を行う温熱源用補助熱交換器が、前記稀溶液
ラインに介装されている。

【００１３】また本発明によれば、前記中間濃度溶液ラ
インが高温溶液熱交換器と低温再生器との間で分岐して
おり、分岐したラインは前記圧力調整手段及び前記温熱
源用熱交換器をバイパスして低温再生器に連通してお
り、該分岐したラインには、外部の温熱源から供給され
る流体と溶液ライン中を流れる流体との間で顕熱・顕熱
交換を行う温熱源用補助熱交換器が介装されている。

【００１４】また本発明によれば、前記中間濃度溶液ラ
インが高温溶液熱交換器と低温再生器との間で分岐して
おり、分岐したラインは前記圧力調整手段及び前記温熱
源用熱交換器をバイパスして低温再生器に連通してお
り、該分岐したラインには、外部の温熱源から供給され
る流体と溶液ライン中を流れる流体との間で顕熱・顕熱
交換を行う温熱源用補助熱交換器が介装されており、該
温熱源用補助熱交換器が前記稀溶液ラインにも介装され
ている。

【００１５】また本発明によれば、前記中間濃度溶液ラ
インが圧力調整手段の上流側近傍で並列に２系統のライ
ンに分岐しており、該分岐した２系統のラインに、外部
の温熱源から供給される流体と中間濃度溶液ライン中の
流体との間で顕熱・潜熱交換を行う温熱源用熱交換器と
顕熱・顕熱交換を行う温熱源用補助熱交換器とを一体化
した温熱源用複合熱交換器が介装されている。

【００１６】また本発明によれば、前記中間濃度溶液ラ
インが圧力調整手段の上流側近傍で並列に２系統のライ
ンに分岐しており、該分岐した２系統のラインに、外部
の温熱源から供給される流体と中間濃度溶液ライン中の
流体との間で顕熱・潜熱交換を行う温熱源用熱交換器と
顕熱・顕熱交換を行う温熱源用補助熱交換器とを一体化
した温熱源用複合熱交換器を介装すると共に、温熱源用
補助熱交換器が稀溶液ラインに介装されている。

【００１７】また本発明によれば、前記中間濃度溶液ラ
インが高温溶液熱交換器と低温再生器との間で分岐して
おり、分岐したラインは前記圧力調整手段及び前記温熱
源用熱交換器をバイパスして低温再生器に連通してお
り、前記中間濃度溶液ラインの分岐点には三方弁が介装
されており、高温溶液熱交換器と前記分岐点の間及び前
記分岐したラインの分岐点の下流側の箇所には圧力調整
補助手段が介装されている。

【００１８】また本発明によれば、前記中間濃度溶液ラ
インが高温溶液熱交換器と低温再生器との間で分岐して
おり、分岐したラインは前記圧力調整手段及び前記温熱
源用熱交換器をバイパスして低温再生器に連通してお
り、該分岐したラインには、外部の温熱源から供給され
る流体と溶液ライン中を流れる流体との間で顕熱・顕熱
交換を行う温熱源用補助熱交換器が介装されており、前
記中間濃度溶液ラインの分岐点には三方弁が介装されて
おり、高温溶液熱交換器と前記分岐点の間、前記分岐し
たラインの分岐点の下流側近傍、及び分岐したラインに
介装された前記温熱源用補助熱交換器の下流側近傍の箇
所には、圧力調整補助手段が介装されている。

【００１９】また本発明によれば、前記中間濃度溶液ラ
インが高温溶液熱交換器と低温再生器との間で分岐して
おり、分岐したラインは前記圧力調整手段及び前記温熱
源用熱交換器をバイパスして低温再生器に連通してお
り、該分岐したラインには外部の温熱源から供給される
流体と溶液ライン中を流れる流体との間で顕熱・顕熱交
換を行う温熱源用補助熱交換器が介装され、該温熱源用
補助熱交換器が前記稀溶液ラインにも介装されており、
前記中間濃度溶液ラインの分岐点には三方弁が介装さ
れ、高温溶液熱交換器と前記分岐点の間、前記分岐した
ラインの分岐点の下流側近傍、及び分岐したラインに介
装された前記温熱源用補助熱交換器の下流側近傍の箇所
には、圧力調整補助手段が介装されている。

【００２０】また本発明によれば、前記中間濃度溶液ラ
インが圧力調整手段の上流側近傍で並列に２系統のライ
ンに分岐しており、該分岐した２系統のラインに、外部
の温熱源から供給される流体と中間濃度溶液ライン中の
流体との間で顕熱・潜熱交換を行う温熱源用熱交換器と
顕熱・顕熱交換を行う温熱源用補助熱交換器とを一体化
した温熱源用複合熱交換器が介装されており、前記２系
統のラインの一方は前記圧力調整手段をバイパスしてお
り、前記中間濃度溶液ラインの分岐点には三方弁が介装
され、高温溶液熱交換器と前記分岐点の間と、圧力調整
手段をバイパスした側の前記ライン中の分岐点と前記温
熱源用複合熱交換器との間と、該温熱源用複合熱交換器
の下流側近傍の箇所には、圧力調整補助手段が介装され
ている。また本発明によれば、前記中間濃度溶液ライン
が圧力調整手段の上流側近傍で並列に２系統のラインに
分岐しており、該分岐した２系統のラインに、外部の温
熱源から供給される流体と中間濃度溶液ライン中の流体
との間で顕熱・潜熱交換を行う温熱源用熱交換器と顕熱
・顕熱交換を行う温熱源用補助熱交換器とを一体化した
温熱源用複合熱交換器が介装すると共に、前記稀溶液ラ
インには温熱源用補助熱交換器を介装しており、前記２
系統のラインの一方は前記圧力調整手段をバイパスして
おり、前記中間濃度溶液ラインの分岐点には三方弁が介
装され、高温溶液熱交換器と前記分岐点の間と、圧力調
整手段をバイパスした側の前記ライン中の分岐点と前記
温熱源用複合熱交換器との間と、該温熱源用複合熱交換
器の下流側近傍の箇所には、圧力調整補助手段が介装さ
れている。

【００２１】また本発明によれば、稀溶液ラインの低温
溶液熱交換器と高温溶液熱交換器との間、中間濃度溶液
ラインの高温溶液熱交換器と圧力調整手段との間、該圧
力調整手段と温熱源用熱交換器との間、該温熱源用熱交
換器と低温再生器との間のいずれかにドレン熱交換器が
介装されている。

【００２２】また本発明によれば、低温溶液熱交換器及
び高温溶液熱交換器をバイパスするバイパスラインを稀
溶液ラインに設け、該バイパスラインにはドレン熱交換
器が介装されている。

【００２３】また本発明によれば、低温溶液熱交換器を
バイパスするバイパスラインを稀溶液ラインに設け、該
バイパスラインにはドレン熱交換器が介装されている。

【００２４】ここで、吸収冷温水機の循環系において、
圧力を設定すれば一義的に流量が定まり、流量を設定す
れば一義的に圧力が定まる。すなわち、圧力と流量とは
一対一の関係で定まる。従って、前記圧力調整手段或い
は補助圧力調整手段を、例えば可変オリフィスの様な流
量調整手段として設けることも好ましい。

【００２５】本発明の実施に際して、高温再生器はバー
ナ等で加熱するタイプを用い、高質燃料として燃料ガス
や灯油等を供給しても良い。或いは、高温再生器に高温
蒸気を供給することにより加熱しても良い。換言すれ
ば、高質燃料として高温蒸気を供給しても良い。

【００２６】上述した様な構成を具備する本発明の吸収
冷温水機によれば、高温再生器から低温再生器へ向う中
間濃度溶液ラインに、例えば減圧弁の様な圧力調整手段
を介装して圧力を減少せしめたので、該圧力調整手段よ
りも低温再生器側の中間濃度ライン内を流れる流体（中
間濃度溶液）の気化温度が低下する。

【００２７】従って、外部の温熱源から供給される流体
（温排水）が保有する熱量により、温熱源用熱交換器に
おいて、中間濃度溶液はその一部が気化する。すなわ
ち、温熱源用熱交換器において、温排水と中間濃度溶液
との間で顕熱・潜熱交換が行われるのである。

【００２８】ここで顕熱・潜熱交換は、顕熱・顕熱交換
に比較して交換或いは移動する熱量が大きい。従って、
本発明によれば、熱量の移動量が大きい顕熱・潜熱交換
を行うことにより、従来の顕熱・顕熱交換のみの技術に
比較して、より多くの熱量が温排水から中間濃度溶液、
すなわち吸収冷温水機内に投入されるのである。

【００２９】なお、顕熱・潜熱交換をした後の中間濃度
溶液は、一部が気相、一部が液相の二相流となって低温
再生器へ流入する。

【００３０】また、知見に示したように、複数段に分割
した蒸発器及び吸収器の配置により、稀溶液ラインの稀
溶液の濃度が下がり、沸点が下がって顕熱・潜熱交換が
更に活発に行われるのである。

【００３１】

【発明の実施の形態】以下、図１−１４を参照して、本
発明の実施の形態を説明する。なお、これらの図面にお
いて図１５に対応する部分については、同じ符号を付し
て重複説明を省略する。

【００３２】図１は本発明の第１の実施形態を示してお
り、該第１実施形態は、上記した請求項１及び請求項２
に対応している。高温再生器１１から高温溶液熱交換器
１４を介して低温再生器１２に向う中間濃度溶液ライン
Ｌ３において、高温溶液熱交換器１４と低温再生器１２
との間に、圧力調整手段である減圧弁１７と温熱源用熱
交換器１８とが介装されている。この温熱源用交換器１
８には、排熱ラインＬ２が接続され、中間濃度溶液ライ
ンＬ３内を流れる中間濃度溶液と、排熱ラインＬ２を流
れる温排水との間で熱交換を行う。ここで、吸収冷温水
機内を循環する溶液ライン系内の流量・圧力は微妙に調
整する必要があるので、上記圧力調整手段である減圧弁
１７は、圧力を調整するのみならず、流量調整手段とし
ての機能をも併せ持っている。

【００３３】他方、複数段に分割（図示の例では２段）
された低圧側蒸発器９Ｌ及び高圧側蒸発器９Ｈと、低圧
側吸収器１０Ｌ及び高圧側吸収器１０Ｈとが設けられて
いる。その低圧側蒸発器は、凝縮器１３に接続され、高
圧側蒸発９Ｈは、冷媒ポンプＰ９に接続されている。ま
た、低圧側吸収器１０Ｌは、低温溶液熱交換器１５に接
続され、高圧側吸収器１０Ｈは、溶液ポンプＰ１０に接
続されている。更に、圧力が概略等しい低圧側蒸発器９
Ｌと低圧側吸収器１０Ｌとが接続され、高圧側蒸発器９
Ｈと高圧側吸収器１０Ｈとが接続されている。以上の蒸
発器９Ｌ、９Ｈ及び吸収器１０Ｌ、１０Ｈの配置は、逆
流防止の主旨によるものである。また、分割により吸収
器１０Ｌ、１０Ｈ側の圧力が大きくなると、沸点が上昇
して蒸発器９Ｌ、９Ｈ側で蒸発しにくくなる。しかし、
蒸発器９Ｌ、９Ｈの大きさを設計変更することにより、
対処することが可能である。これらの計算は、既知のＵ
値（熱の変換され方を示す値）、又は、ＫＡ値（熱伝達
係数）を適宜変えることにより行う。

【００３４】次に作用について説明する。中間濃度溶液
ラインＬ３を流れる中間濃度溶液は、減圧弁１７で減圧
されているので、その気化温度は低下している。そし
て、温熱源用熱交換器１８を通過する際に、中間濃度溶
液の一部が気化して気相・液相の二相流となって低温再
生器１２内へ流入する。ここで、温熱源用熱交換器１８
を通過して気化する際に、排熱ラインＬ２の温排水から
気化熱（潜熱）を奪う。換言すれば、温熱源用熱交換器
１８において顕熱・潜熱交換が行われ、従来技術の顕熱
・顕熱交換に比較して大量の熱量が排熱側（Ｌ２側）か
ら吸収冷温水機側へ投入されるのである。

【００３５】したがって、図１５で示す従来の熱交換器
５を用いた場合よりも、排熱ラインＬ２から多くの熱量
が吸収冷温水機側へ供給され、その分、高温再生器１１
への高質燃料の消費量の削減率が、要望されている数値
である３０〜４０％程度近くまで向上するのである。

【００３６】また、知見に示したように、稀溶液ライン
Ｌ１の稀溶液濃度が下がり、その結果、中間濃度溶液ラ
インＬ３の溶液濃度が下がり、沸点が下がって熱交換器
１８の顕熱・潜熱交換が更に活発に行われ、排熱ライン
Ｌ２の戻り温度が、例えばコジェネレーションシステム
のガスエンジン冷却水としての好ましい温度８０℃に下
げられる。

【００３７】図２は本発明の第２の実施の形態を示して
いる。この実施形態では、稀溶液ラインＬ１の低温溶液
熱交換器１５と高温溶液熱交換器１４との間に、図１５
の温熱源用熱交換器５と同様な温熱源用補助熱交換器１
９を介装して排熱ラインＬ２Ａに接続している。

【００３８】この形態では、温熱源用補助熱交換器１９
において、排熱ラインＬ２を流れる温排水と稀溶液ライ
ンＬ１を流れる稀溶液との間で顕熱・顕熱交換が行われ
る。図２の実施形態では、該顕熱・顕熱交換により稀溶
液に供給される排熱量の分だけ、図１の実施形態に比較
して、より多くの排熱量を得ることができる。その他の
構成及び作用効果については、図１の実施形態と同様で
ある。

【００３９】図３は本発明の第３の実施の形態を示して
いる。中間濃度溶液ラインＬ３の高温溶液熱交換器１４
近傍の下流側に分岐点１６を設け、その分岐点１６から
直接低温再生器１２に向う補助ラインＬ４を設け、この
補助ラインＬ４に、温熱源用補助熱交換器１９Ａを設け
且つ排熱ラインＬ２Ｂに接続したものである。

【００４０】この実施形態では、補助ラインＬ４を流れ
る中間濃度溶液と排熱ラインＬ２Ｂを流れる温排水との
間では顕熱・顕熱変換が行われる。一方、分岐点１６よ
りも低温再生器１２側を流れる中間濃度溶液は、図１の
実施形態の場合と同様に、排熱ラインＬ２を流れる温排
水との間で顕熱・潜熱交換を行う。図３の形態でも、図
１の実施形態の場合よりも多くの排熱量を得ることがで
きる。その他の構成及び作用効果については、図１の実
施形態と同様である。

【００４１】図４は本発明の第４の実施の形態を示して
おり、図２の実施形態と図３の実施形態とを組合せた例
である。図４の実施形態では中間濃度溶液ラインＬ３が
分岐点１６において補助ラインＬ４を分岐しており、該
補助ラインＬ４には、その内部を流れる中間濃度溶液と
排熱ラインＬ２Ｂを流れる温排水との間で顕熱・顕熱交
換を行う温熱源用補助熱交換器１９Ａが設けられてい
る。一方、分岐点１６よりも低温再生器１２側の中間濃
度溶液ラインＬ３を流れる中間濃度溶液は、減圧弁１７
で減圧されて気化温度を低下させ、温熱源用熱交換器１
８において排熱ラインＬ２を流れる温排水と顕熱・潜熱
交換をする。この形態でも、図１の形態に比較して、よ
り多くの排熱量を得ることができる。

【００４２】図５は本発明の第５の実施の形態を示して
いる。図５において、中間濃度溶液ラインＬ３は、減圧
弁１７の上流側近傍で分岐（１６Ａ）しており、その分
岐点１６Ａから低温再生器１２に向う補助ラインＬ５を
設けている。また、温熱源用熱交換器２０ａと温熱源用
補助熱交換器２０ｂとを一体化した温熱源用複合熱交換
器２０を設け、排熱ラインＬ２に接続している。

【００４３】温熱源用複合熱交換器２０の補助ラインＬ
５側では、補助ラインＬ５の内部を流れる中間濃度溶液
と排熱ラインＬ２を流れる温排水との間で顕熱・顕熱交
換が行われる（符号「２０ｂ」で示す箇所）。一方、分
岐点１６Ａよりも低温再生器１２側の中間濃度溶液ライ
ンＬ３を流れる中間濃度溶液は、減圧弁１７で減圧され
て気化温度を低下させ、温熱源用複合熱交換器２０中の
符号「２０ａ」側で、排熱ラインＬ２を流れる温排水と
顕熱・潜熱交換をする。

【００４４】その他の構成及び作用効果については、図
１の実施形態と同様である。但し、図５で示す実施形態
は、図１の実施形態に比較して、排熱の供給量を多くす
ることが可能である。

【００４５】図６は本発明の第６の実施の態様を示し、
稀溶液ラインＬ１に温熱源用補助熱交換器１９を設け、
他を図５と同様に構成した例である。この形態では、温
熱源用補助熱交換器１９において顕熱・顕熱交換により
排熱ラインＬ２Ａから投入された排熱の分だけ、図５の
実施形態よりも多量の排熱量を得ることができる。

【００４６】以上、第２ないし第６の形態が請求項３な
いし７に対応している。

【００４７】次に、請求項８以下に対応する実施の形態
を説明するが、先ず、後述する位置ａ〜ｆについて説明
する。

【００４８】位置ａ：分岐点２１又は２１Ａの上流側の
位置位置ｂ：補助ラインＬ４の位置位置ｃ：温熱源用補助熱交換器１９Ａの上流側の位置位置ｄ：温熱源用補助熱交換器１９Ａの下流側の位置位置ｅ：補助ラインＬ５の温熱源用複合熱交換器２０の
上流側の位置位置ｆ：補助ラインＬ５の温熱源用複合熱交換器２０の
下流側の位置図７は本発明の第７の実施の形態を示している。この実
施形態では、中間濃度溶液ラインＬ３は高温熱交換器１
４の下流側近傍から補助ラインＬ４が分岐しており、分
岐点１６に三方弁２１を設け、かつ、位置ａ又はｂに前
記減圧弁１７と同様な圧力調整補助手段としての補助減
圧弁１７Ａ（図示せず）を介装し、他を図１と同様に構
成した例である。この形態では、運転状態に応じて両減
圧弁１７、１７Ａ及び三方弁２１を作動し、系内の流量
・圧力のバランスを調整し、運転の円滑及び排熱の熱交
換率の向上を図っている。但し、この実施形態におい
て、三方弁２１のみを制御することにより、系内の流量
・圧力のバランスを調整することが可能である。或い
は、前記減圧弁１７及び（位置ａ又はｂのいずれかに設
けた）補助減圧弁１７Ａの２部材のみを制御して、流量
・圧力バランスを制御することも出来る。

【００４９】図８は本発明の第８の実施の形態を示し、
補助ラインＬ４の分岐点１６に三方弁２１を設け、か
つ、位置ａ、ｃ及びｄのいずれかに、補助減圧弁１７Ａ
を設け、他を図３の実施形態と同様に構成している。こ
の実施形態では、運転の円滑及び排熱の熱交換率の向上
（及びそれに伴う高質燃料消費量の削減率の向上）が図
られる。なお、三方弁２１、補助減圧弁１７Ａは、いず
れも流量調整手段としても機能するものである。この実
施形態において、三方弁２１のみによって系内の流量・
圧力のバランスを調整することが可能であり、或いは、
前記減圧弁１７及び図示しない補助減圧弁１７Ａだけを
用いて制御しても良い。

【００５０】図９は本発明の第９の実施の形態を示し、
補助ラインＬ４の分岐点１６に三方弁２１を設け、か
つ、位置ａ、ｃ及びｄのいずれかに補助減圧弁１７Ａを
設け、他を図４と同様に構成した例である。この形態で
も、運転の円滑及び排熱の熱交換率（及びそれに伴う高
質燃料消費量の削減率）の向上が図られる。

【００５１】この実施形態においても、三方弁２１のみ
により、或いは、前記減圧弁１７及び補助減圧弁１７Ａ
のみにより、流量・圧力のバランス制御を行うことが可
能である。

【００５２】図１０は本発明の第１０の実施の形態を示
し、補助ラインＬ５の分岐点１６Ａに三方弁２１Ａを設
け、かつ、位置ａ、ｅ及びｆのいずれかに補助減圧弁１
７Ａを設け、他を図５と同様に構成した例である。この
形態でも、運転の円滑及び排熱の熱交換率の向上（及び
それに伴う高質燃料消費量の削減率の向上）が図られ
る。

【００５３】この実施形態における流量・圧力のバラン
ス制御についても、三方弁２１のみにより、或いは、前
記減圧弁１７及び補助減圧弁１７Ａの２部材だけを用い
ることにより、行うことが出来る。

【００５４】図１１は本発明の第１１の実施の形態を示
し、補助ラインＬ５の分岐点１６Ａに三方弁２１Ａを設
け、かつ、位置ａ、ｅ及びｆのいずれかに補助減圧弁１
７Ａを設け、他を図６と同様に構成した例である。この
形態でも、運転の円滑及び排熱の熱交換率（及びそれに
伴う高質燃料消費量の削減率）の向上が図られる。

【００５５】ここで、三方弁２１のみを制御することに
より、或いは、前記減圧弁１７及び（位置ａ、ｅ及びｆ
のいずれかに設けた）補助減圧弁１７Ａの２部材を制御
することにより、系内の流量・圧力バランスが制御出来
る。

【００５６】以上、第７ないし第１１の形態が、請求項
８ないし１２に対応いている。

【００５７】図１−１１で示す本発明の実施の形態で
は、高温再生器１１はガスバーナで加熱され、高質燃料
として燃料ガスを用いている。これに対して、図１２〜
１４で示す本発明の第１２ないし第１４の実施形態で
は、高温再生器１１に高温蒸気を供給して加熱してい
る。換言すれば、図１２〜１４で示す実施形態において
は、高質燃料として高温蒸気を用いている。

【００５８】図１２は本発明の第１２の実施形態を示
し、図１で示す実施形態の高温再生器１１を、ガスバー
ナにより加熱するタイプから高温蒸気により加熱するタ
イプに変更したものを示している。ここで、高温蒸気は
高温蒸気ラインＬ１０により供給される。なお図１２に
おいて、符号Ａ−Ｄで示されているのはドレン熱交換器
を設置可能な位置である。ここでドレン熱交換器とは、
ラインＬ１０を介して供給された高温蒸気が吸収冷温水
機側へ熱量を付与してドレンとなった際に、該ドレンが
保有している熱量を吸収冷温水機内に取り込むための熱
交換器である。

【００５９】図１３は本発明の第１３の実施形態を示
し、該実施形態では、稀溶液ラインＬ１と並行に、低温
溶液熱交換器１５と高温溶液熱交換器１４とをバイパス
する様な態様で、ドレン熱回収用補助ラインＬ１２が設
けられている。そして、図１３で示す実施形態では、高
温蒸気のドレンが保有する熱量を取り込むためのドレン
熱交換器は、ドレン熱回収用補助ラインＬ１２の途中の
符号Ｅで示す箇所に設けられている。

【００６０】図１４は本発明の第１４の実施形態を示し
ており、この第１４の実施形態では、稀溶液が低温溶液
熱交換器１５をバイパスする様な態様でドレン熱回収用
補助ラインＬ１４が配置されている。そして、ドレン熱
交換器は該ラインＬ１４途中の符号Ｈで示す箇所に設け
られる。

【００６１】以上、第１２ないし第１４の形態が請求項
１３ないし１５に対応している。

【００６２】なお、図１２〜１４で示す実施形態の作動
については、図１−１１で示すのと概略同様であるた
め、重複説明は省略する。

【００６３】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
熱量の移動量が大きい顕熱・潜熱交換を行うことによ
り、従来の顕熱・顕熱交換のみの技術に比較して、より
多くの熱量を排熱から吸収冷温水機内へ供給することが
出来る。その結果、排熱利用率を高め、高質燃料の消費
量を削減して、目標値である３０−４０％に近付けるこ
とが可能となるのである。

【００６４】また、更に稀溶液ラインを介して中間濃度
溶液ラインの濃度を下げ、沸点を下げて顕熱・潜熱交換
を活発化し、コジェネレーションシステムへの戻り温度
を好ましい８０℃に下げ、システム全体としての有効利
用を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態を示すブロック図。

【図２】本発明の第２の実施の形態を示すブロック図。

【図３】本発明の第３の実施の形態を示すブロック図。

【図４】本発明の第４の実施の形態を示すブロック図。

【図５】本発明の第５の実施の形態を示すブロック図。

【図６】本発明の第６の実施の形態を示すブロック図。

【図７】本発明の第７の実施の形態を示すブロック図。

【図８】本発明の第８の実施の形態を示すブロック図。

【図９】本発明の第９の実施の形態を示すブロック図。

【図１０】本発明の第１０の実施の形態を示すブロック
図。

【図１１】本発明の第１１の実施の形態を示すブロック
図。

【図１２】本発明の第１２の実施形態を示すブロック
図。

【図１３】本発明の第１３の実施形態を示すブロック
図。

【図１４】本発明の第１４の実施形態を示すブロック
図。

【図１５】従来の排熱を投入するタイプの吸収冷温水機
を示すブロック図。

【図１６】単段吸収器の場合のデューリング線図。

【図１７】吸収器を２段にする場合を説明するデューリ
ング線図

【図１８】２段吸収器の場合のデューリング線図。

【符号の説明】

Ｌ１・・・稀溶液ラインＬ２、Ｌ２Ａ、Ｌ２Ｂ・・・排熱ラインＬ３・・・中間濃度溶液ラインＬ４、Ｌ５・・・補助ラインＬ１０・・・高温蒸気ラインＬ１２、Ｌ１３・・・ドレン熱回収用補助ライン１・・・吸収冷温水機５・・・温熱源用熱交換器６・・・冷水ライン７・・・燃料ライン９・・・蒸発器９Ｈ・・・高圧側蒸発器９Ｌ・・・低圧側温蒸発器１０・・・吸収器１０Ｈ・・・高圧側吸収器１０Ｌ・・・低圧側吸収器１１・・・高温再生器１２・・・低温再生器１３・・・凝縮器１４・・・高温溶液熱交換器１５・・・低温溶液熱交換器１６、１６Ａ・・・分岐点１７、１７Ａ・・・減圧弁１８・・・温熱源用熱交換器１９、１９Ａ・・・温熱源用補助熱交換器２０・・・温熱源用複合熱交換器２１、２１Ａ・・・三方弁

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】吸収器と高温再生器とを連通する稀溶液
ラインと、高温再生器と低温再生器とを連通する中間濃
度溶液ラインとを有しており、前記中間濃度溶液ライン
の高温溶液熱交換器と低温再生器との間に、圧力調整手
段と温熱源用熱交換器を介装し、該温熱源用熱交換器
は、外部の温熱源から供給される流体と中間濃度溶液ラ
イン中の流体との間で顕熱・潜熱交換を行い、蒸発器及
び吸収器を複数段に分割した状態で配置していることを
特徴とする吸収冷温水機。
【請求項２】複数段に分割された前記蒸発器と吸収器
は、圧力が概略等しいもの同士が連通している請求項１
の吸収冷温水機。
【請求項３】外部の温熱源から供給される流体と溶液
ライン中を流れる流体との間で顕熱・顕熱交換を行う温
熱源用補助熱交換器が、前記稀溶液ラインに介装されて
いる請求項１、２のいずれかの吸収冷温水機。
【請求項４】前記中間濃度溶液ラインが高温溶液熱交
換器と低温再生器との間で分岐しており、分岐したライ
ンは前記圧力調整手段及び前記温熱源用熱交換器をバイ
パスして低温再生器に連通しており、該分岐したライン
には、外部の温熱源から供給される流体と溶液ライン中
を流れる流体との間で顕熱・顕熱交換を行う温熱源用補
助熱交換器が介装されている請求項１、２のいずれかの
吸収冷温水機。
【請求項５】前記中間濃度溶液ラインが高温溶液熱交
換器と低温再生器との間で分岐しており、分岐したライ
ンは前記圧力調整手段及び前記温熱源用熱交換器をバイ
パスして低温再生器に連通しており、該分岐したライン
には、外部の温熱源から供給される流体と溶液ライン中
を流れる流体との間で顕熱・顕熱交換を行う温熱源用補
助熱交換器が介装されており、該温熱源用補助熱交換器
が前記稀溶液ラインにも介装されている請求項１、２の
いずれかの吸収冷温水機。
【請求項６】前記中間濃度溶液ラインが圧力調整手段
の上流側近傍で並列に２系統のラインに分岐しており、
該分岐した２系統のラインに、外部の温熱源から供給さ
れる流体と中間濃度溶液ライン中の流体との間で顕熱・
潜熱交換を行う温熱源用熱交換器と顕熱・顕熱交換を行
う温熱源用補助熱交換器とを一体化した温熱源用複合熱
交換器が介装されている請求項１、２のいずれかの吸収
冷温水機。
【請求項７】前記中間濃度溶液ラインが圧力調整手段
の上流側近傍で並列に２系統のラインに分岐しており、
該分岐した２系統のラインに、外部の温熱源から供給さ
れる流体と中間濃度溶液ライン中の流体との間で顕熱・
潜熱交換を行う温熱源用熱交換器と顕熱・顕熱交換を行
う温熱源用補助熱交換器とを一体化した温熱源用複合熱
交換器を介装すると共に、温熱源用補助熱交換器が稀溶
液ラインに介装されている請求項１、２のいずれかの吸
収冷温水機。
【請求項８】前記中間濃度溶液ラインが高温溶液熱交
換器と低温再生器との間で分岐しており、分岐したライ
ンは前記圧力調整手段及び前記温熱源用熱交換器をバイ
パスして低温再生器に連通しており、前記中間濃度溶液
ラインの分岐点には三方弁が介装されており、高温溶液
熱交換器と前記分岐点の間及び前記分岐したラインの分
岐点の下流側の箇所には圧力調整補助手段が介装されて
いる請求項１、２のいずれかの吸収冷温水機。
【請求項９】前記中間濃度溶液ラインが高温溶液熱交
換器と低温再生器との間で分岐しており、分岐したライ
ンは前記圧力調整手段及び前記温熱源用熱交換器をバイ
パスして低温再生器に連通しており、該分岐したライン
には、外部の温熱源から供給される流体と溶液ライン中
を流れる流体との間で顕熱・顕熱交換を行う温熱源用補
助熱交換器が介装されており、前記中間濃度溶液ライン
の分岐点には三方弁が介装されており、高温溶液熱交換
器と前記分岐点の間、前記分岐したラインの分岐点の下
流側近傍、及び分岐したラインに介装された前記温熱源
用補助熱交換器の下流側近傍の箇所には、圧力調整補助
手段が介装されている請求項１、２のいずれかの吸収冷
温水機。
【請求項１０】前記中間濃度溶液ラインが高温溶液熱
交換器と低温再生器との間で分岐しており、分岐したラ
インは前記圧力調整手段及び前記温熱源用熱交換器をバ
イパスして低温再生器に連通しており、該分岐したライ
ンには外部の温熱源から供給される流体と溶液ライン中
を流れる流体との間で顕熱・顕熱交換を行う温熱源用補
助熱交換器が介装され、該温熱源用補助熱交換器が前記
稀溶液ラインにも介装されており、前記中間濃度溶液ラ
インの分岐点には三方弁が介装され、高温溶液熱交換器
と前記分岐点の間、前記分岐したラインの分岐点の下流
側近傍、及び分岐したラインに介装された前記温熱源用
補助熱交換器の下流側近傍の箇所には、圧力調整補助手
段が介装されている請求項１、２のいずれかの吸収冷温
水機。
【請求項１１】前記中間濃度溶液ラインが圧力調整手
段の上流側近傍で並列に２系統のラインに分岐してお
り、該分岐した２系統のラインに、外部の温熱源から供
給される流体と中間濃度溶液ライン中の流体との間で顕
熱・潜熱交換を行う温熱源用熱交換器と顕熱・顕熱交換
を行う温熱源用補助熱交換器とを一体化した温熱源用複
合熱交換器が介装されており、前記２系統のラインの一
方は前記圧力調整手段をバイパスしており、前記中間濃
度溶液ラインの分岐点には三方弁が介装され、高温溶液
熱交換器と前記分岐点の間と、圧力調整手段をバイパス
した側の前記ライン中の分岐点と前記温熱源用複合熱交
換器との間と、該温熱源用複合熱交換器の下流側近傍の
箇所には、圧力調整補助手段が介装されている請求項
１、２のいずれかの吸収冷温水機。
【請求項１２】前記中間濃度溶液ラインが圧力調整手
段の上流側近傍で並列に２系統のラインに分岐してお
り、該分岐した２系統のラインに、外部の温熱源から供
給される流体と中間濃度溶液ライン中の流体との間で顕
熱・潜熱交換を行う温熱源用熱交換器と顕熱・顕熱交換
を行う温熱源用補助熱交換器とを一体化した温熱源用複
合熱交換器が介装すると共に、前記稀溶液ラインには温
熱源用補助熱交換器を介装しており、前記２系統のライ
ンの一方は前記圧力調整手段をバイパスしており、前記
中間濃度溶液ラインの分岐点には三方弁が介装され、高
温溶液熱交換器と前記分岐点の間と、圧力調整手段をバ
イパスした側の前記ライン中の分岐点と前記温熱源用複
合熱交換器との間と、該温熱源用複合熱交換器の下流側
近傍の箇所には、圧力調整補助手段が介装されている請
求項１、２のいずれかの吸収冷温水機。
【請求項１３】稀溶液ラインの低温溶液熱交換器と高
温溶液熱交換器との間、中間濃度溶液ラインの高温溶液
熱交換器と圧力調整手段との間、該圧力調整手段と温熱
源用熱交換器との間、該温熱源用熱交換器と低温再生器
との間のいずれかにドレン熱交換器が介装されている請
求項１、２のいずれかの吸収冷温水機。
【請求項１４】低温溶液熱交換器及び高温溶液熱交換
器をバイパスするバイパスラインを稀溶液ラインに設
け、該バイパスラインにはドレン熱交換器が介装されて
いる請求項１、２のいずれかの吸収冷温水機。
【請求項１５】低温溶液熱交換器をバイパスするバイ
パスラインを稀溶液ラインに設け、該バイパスラインに
はドレン熱交換器が介装されている請求項１、２のいず
れかの吸収冷温水機。