JP3241498B2 - 吸収冷凍機 - Google Patents

吸収冷凍機

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JP3241498B2 JP18321093A JP18321093A JP3241498B2 JP 3241498 B2 JP3241498 B2 JP 3241498B2 JP 18321093 A JP18321093 A JP 18321093A JP 18321093 A JP18321093 A JP 18321093A JP 3241498 B2 JP3241498 B2 JP 3241498B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、吸収冷凍機に係り、特
に蒸発器が凝縮器よりも高い位置にある吸収冷凍機にお
ける冷媒の循環経路に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、凝縮器が、蒸発器よりも低い位置
にある吸収冷凍機では、運転状態特に冷却温度が低い運
転では冷媒液が凝縮器に溜り、吸収冷凍機のサイクルに
不都合をきたしていた。吸収冷凍機においては、冷却流
体の温度が低いと、凝縮器圧力が低くなり、冷媒液が蒸
発器側に戻り難くなり、凝縮器に冷媒液が溜まって、凝
縮器伝熱面を冷媒液で浸してくる。そうすると、有効な
凝縮伝熱面が減少し、凝縮圧力が上昇し、冷媒液を凝縮
器から蒸発器に戻すに必要な圧力になってバランスする
が、冷却流体の温度が低いほど冷媒液が凝縮器に溜ま
る。
【0003】一方、冷却流体温度が低いと、サイクルの
吸収溶液濃度は希くなる。即ち、吸収溶液濃度は、凝縮
器/蒸発器系統の冷媒が吸収器/再生器系統に移行する
ことにより希くなる。以上のように、冷却流体温度が低
いときには、溶液濃度の関係から凝縮器/蒸発器系統の
冷媒が少なくなり、さらに、凝縮器には圧力の関係から
冷媒が溜りがちになる。従って、図6に示されるような
従来型の吸収冷凍機においては、蒸発器側の冷媒が非常
に少なくなり、蒸発器の冷媒散布が不能になってくる。
【0004】このように、従来の吸収冷凍機の運転範囲
は、冷却流体の温度に制限があった。すなわち、低温で
の運転はできなかった。この運転範囲をひろくするた
め、従来から、例えば蒸発器内の冷媒保有部の容積を大
きくしたり、あるいは、冷却流体の温度低下時に、流量
の制限を加えたり、空気冷却の場合、ファンの回転速度
を制御する等の技術が知られていた。また、凝縮器下部
に冷媒ポンプをもうけて、凝縮器から蒸発器に冷媒を戻
すように構成することも公知である。(特開平1−13
4175号公報)
【0005】
【発明が解決しようとする課題】上記のように、従来か
ら蒸発器に冷媒を保持するために種々の方法が提案され
ているが、装置、制御が複雑であったり、効率的に満足
のいく方法はなかった。そこで、本発明は、上記従来技
術の問題点を解消し、簡単な装置と配管のみで、低温で
も使用でき、しかも効率的な吸収冷凍機を提供すること
を課題とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明では、再生器、吸収器、蒸発器、凝縮器、及
びそれらを連絡する溶液通路及び冷媒通路と溶液ポンプ
及び冷媒ポンプを有し、蒸発器が凝縮器よりも高い位置
にある吸収冷凍機において、前記冷媒ポンプを凝縮器の
伝熱面以下の位置に設け、蒸発器底部と該冷媒ポンプの
吸込側とを配管9で結び、該冷媒ポンプの吐出側は、前
記蒸発器の冷媒散布装置に配管10で接続し、前記蒸発
器の配管9との接続部よりも高い位置と凝縮器底部とを
配管8で結び、前記配管9と配管8とを冷媒ポンプ吸込
口付近で配管12で結んだものである。
【0007】前記吸収冷凍機において、配管8と配管1
2との接続部に気液分離器を設け、気液分離器の上部を
配管8で蒸発器側と結び、気液分離器の下部を配管12
で配管9に結んでもよく、また、配管9の途中で、凝縮
器伝熱面下部付近に、冷媒タンクを設け、該冷媒タンク
と配管8とを配管12で結んでもよい。更に、配管9の
途中で凝縮器の伝熱面以下の位置に、冷媒タンクを設
け、配管8で該冷媒タンクと凝縮器底部を結び、続いて
冷媒タンク上部と蒸発器を結んで、前記配管12を冷媒
タンクで兼用した構造としてもよく、この冷媒タンクと
蒸発器を結ぶ配管8と配管9を二重管としてもよい。
【0008】上記のように、本発明では、凝縮器の下部
付近、あるいはさらに下の位置に、冷媒ポンプを設け、
蒸発器の冷媒液溜部と冷媒ポンプ吸込側とを配管9で結
び、また、蒸発器の蒸気部、即ち液溜の上部空間と前記
凝縮器の底部とを配管8で結ぶと共に、冷媒ポンプ吸込
口に近い方で、前記両配管を配管12で結んでいる。こ
の両配管を結ぶ配管12には、流量制限のためオリフィ
ス等の絞り装置が入っているのがよく、また、凝縮器下
部のシェル自体に絞りがあってもよい。
【0009】通常、吸収冷凍機の定格点では、凝縮器の
圧力で凝縮冷媒液が冷媒蒸気を一部巻き込んで蒸発器系
に戻る。この巻き込み蒸気量を制限するため前記絞りを
入れるのがよい。また、配管8には、気泡の多い冷媒が
上昇し、配管12には、蒸気があまり入らない。配管8
と12の接続部に気液分離器を設け、蒸気を確実に上部
の蒸発器に導くようにすると安定した流れとなる。な
お、配管12内の冷媒の流れ方向は、基本的には、配管
8側から配管9側に流れるが、運転状態によっては変化
することがある。すなわち、蒸気量が多い場合、配管8
が気泡ポンプとなって、配管9側の冷媒液が配管12を
通り、配管8に入り込むこともある。
【0010】
【作用】蒸発器が凝縮器より高い位置にある吸収冷凍機
においては、冷却流体の温度が低くなっていくと、凝縮
器圧力が低くなり、冷媒液が蒸発器側に戻り難くなり、
凝縮器に冷媒液が溜まってくることになり、凝縮器冷却
流体の温度が低いほど冷媒液が凝縮器に溜まる。また、
サイクルの吸収溶液濃度は、冷却流体の温度が低くなる
に従い、低くなり、凝縮器/蒸発器系統の冷媒が吸収器
/再生器系統に移行し、凝縮器/蒸発器系の冷媒が少な
くなる。
【0011】本発明の吸収冷凍機によれば、蒸発器系冷
媒が極端に少なくなると、冷媒液面が配管9に入り込
み、蒸発器側の冷媒液柱ヘッドが低下するので、低い凝
縮圧力でも蒸発器に冷媒が戻るようになる。さらに、温
度が低下すると、液面は、冷媒ポンプ吸込口付近まで低
下し、この状態では、凝縮器にはほとんど溜まらないこ
とになる。このように、本発明によれば、凝縮器/蒸発
器系の冷媒がほとんど全て吸収器/再生器系に移行する
ことで利用できる。すなわち、吸収器濃度の変化の範囲
は非常に広くとることができる。また、配管9の冷媒ポ
ンプ吸込口付近に冷媒タンクを設けると、配管だけの場
合よりも液面変動がゆるやかになり、冷媒ポンプの安定
運転ができる。
【0012】
【実施例】以下、本発明を図面を用いて具体的に説明す
るが、本発明はこれに限定されるものではない。 実施例1 図1は本発明の吸収冷凍機の一例を示す概略構成図であ
る。図1において、Eは蒸発器、Aは吸収器、Gは再生
器、Cは凝縮器、HSは溶液熱交換器、1〜4は溶液通
路、5は溶液ポンプ、6は冷媒ポンプ、7〜12は冷媒
通路であり、冷媒通路には気液分離器13が設けられ、
また、凝縮器出口の冷媒通路8にはオリフィス14が設
けられている。
【0013】そして、この吸収冷凍機の運転において、
冷媒を吸収した希溶液は、吸収器Aから管1を通り、ポ
ンプ5により、再生器Gに導入される。再生器Gでは加
熱器17により加熱され、希溶液から冷媒が蒸発して濃
縮された溶液が管3を通って吸収器Aに戻され、冷媒を
吸収する。一方、蒸発した冷媒は、管7から凝縮器Cに
入り、空冷ファン19により吸引される空気で冷却され
て凝縮し、管8で気液分離器13を通り蒸発器Eに入
る。蒸発器Eでは冷媒が冷媒ポンプ6により管9と10
を通り循環されて蒸発し、その際に蒸発熱を負荷側の冷
水16から奪い、冷水16を冷却し、冷房に供される。
【0014】気液分離器13では、凝縮器からの冷媒が
気液分離され、気泡の多い冷媒が管8を通り上昇して蒸
発器Eに入り、蒸気が分離された冷媒は管12から管9
を通り、ポンプ6により蒸発器に導入される。このよう
な冷房運転において、凝縮器の冷却流体、即ち空冷の場
合気温が低くなると、凝縮器圧力が低くなり冷媒液が凝
縮器に溜まる。そして、蒸発器系の冷媒が少なくなって
くるが、本発明では配管12が設けられているため、蒸
発器系冷媒が極端に少なくなり冷媒液面が配管9に入り
蒸発器側の冷媒液柱ヘッドが低下すると、凝縮器の冷媒
は管8から気液分離器13、管12を通り、管9に冷媒
が戻ることになる。さらに、温度が低下すると管9の液
面は冷媒ポンプ6吸込口付近まで低下し、この状態では
凝縮器には液がほとんど溜まらないことになる。
【0015】このように、本発明の吸収冷凍機によれ
ば、気温の低いときでも、十分に冷房運転が可能であ
り、凝縮器/蒸発器系の冷媒がほとんど全て吸収器/再
生器系に移行するまで運転できる。図2〜5は、本発明
の吸収冷凍機の他の例を示す概略構成図であり、すべて
図1と同様の作用効果を有する。
【0016】図2においては、配管9の途中に冷媒タン
ク15を設け、配管12をこの冷媒タンク15と結んだ
ものである。冷媒タンク15は凝縮器伝熱面下部付近に
設けるのがよく、これによって配管だけの場合よりも液
面変動がゆるやかになり、冷媒ポンプ6の安定運転がで
きる。図3は、図2と同様に冷媒タンク15を設け、こ
の冷媒タンク15に凝縮器からの配管8を結び、さらに
該冷媒タンク15から配管8で蒸発器に連結している。
こうすることによって、冷媒蒸気のみが蒸発器に配管8
によって導入されることになる。
【0017】図4、図5は共に図3における配管8と9
を二重管としたもので、図4と図5の相違点は蒸発器E
と冷媒タンクとの連結部のみであり、両者とも同様な作
用を有する。以上、本発明の説明はすべて単効用でした
が、本発明は二重効用吸収冷凍機にも適用できる。
【0018】
【発明の効果】本発明においては、冷却流体が低温の場
合でも凝縮器から蒸発器へと冷媒が容易に移動でき、気
温が低い場合でも冷房運転が可能で、吸収器濃度の変化
の範囲を非常に広くとることができた。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の吸収冷凍機の一例を示す概略構成図。
【図2】本発明の吸収冷凍機の他の例を示す概略構成
図。
【図3】本発明の吸収冷凍機の他の例を示す概略構成
図。
【図4】本発明の吸収冷凍機の他の例を示す概略構成
図。
【図5】本発明の吸収冷凍機の他の例を示す概略構成
図。
【図6】従来の吸収冷凍機の概略構成図。
【符号の説明】
E:蒸発器、A:吸収器、G:再生器、C:凝縮器、H
S:溶液熱交換器、1〜4:溶液通路、5:溶液ポン
プ、6:冷媒ポンプ、7〜12:冷媒通路、13:気液
分離器、14:オリフィス、15:冷媒タンク、16:
冷水、17:加熱器、18:排ガス、19:空冷ファ
ン、20:カバー
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) F25B 15/00 301

Claims (5)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 再生器、吸収器、蒸発器、凝縮器、及び
    それらを連絡する溶液通路及び冷媒通路と溶液ポンプ及
    び冷媒ポンプを有し、蒸発器が凝縮器よりも高い位置に
    ある吸収冷凍機において、前記冷媒ポンプを凝縮器の伝
    熱面以下の位置に設け、蒸発器底部と該冷媒ポンプの吸
    込側とを配管9で結び、該冷媒ポンプの吐出側は、前記
    蒸発器の冷媒散布装置に配管10で接続し、前記蒸発器
    の配管9との接続部よりも高い位置と凝縮器底部とを配
    管8で結び、前記配管9と配管8とを冷媒ポンプ吸込口
    付近で配管12で結んだことを特徴とする吸収冷凍機。
  2. 【請求項2】 配管8と配管12との接続部に気液分離
    器を設け、気液分離器の上部を配管8で蒸発器側と結
    び、気液分離器の下部を配管12で配管9に結んだこと
    を特徴とする請求項1記載の吸収冷凍機。
  3. 【請求項3】 配管9の途中で、凝縮器伝熱面下部付近
    に、冷媒タンクを設け、該冷媒タンクと配管8とを配管
    12で結んだことを特徴とする請求項1又は2記載の吸
    収冷凍機。
  4. 【請求項4】 配管9の途中で凝縮器の伝熱面以下の位
    置に、冷媒タンクを設け、配管8で該冷媒タンクと凝縮
    器底部を結び、続いて冷媒タンク上部と蒸発器を結ん
    で、前記配管12を冷媒タンクで兼用したことを特徴と
    する請求項1記載の吸収冷凍機。
  5. 【請求項5】 冷媒タンクと蒸発器を結ぶ配管8と配管
    9を二重管としたことを特徴とする請求項4記載の吸収
    冷凍機。
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