JP3485495B2 - アンモニア吸収式冷凍装置の蒸発器 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、アンモニア冷媒を
用いて冷凍を行うアンモニア吸収式冷凍装置の蒸発器、
特に冷媒の気液分離のための低圧受液器を含む構成に関
する。

【０００２】

【従来の技術】従来から、アンモニアを冷媒とする吸収
式冷凍装置は、廃温水や廃ガス等を含む種々の熱源を利
用可能であり、０℃〜−６０℃の低温範囲の冷熱を得る
ことも可能であるため、将来的に広範囲な応用展開が図
られている。

【０００３】図７は、従来からのアンモニア吸収式冷凍
装置（１）の基本的な構成を示す。アンモニア吸収式冷
凍装置（１）では、発生器（２）を熱源で加熱して、冷
媒であるアンモニアの蒸気を発生させ、凝縮器（３）で
冷媒を凝縮させたあと、蒸発器（４）で蒸発させ、被冷
却物を冷却して冷凍を行う。蒸発器（４）で蒸発した冷
媒は、吸収器（５）で吸収液であるアンモニア水の稀溶
液に吸収させる。凝縮器（３）と蒸発器（４）との間に
は、膨張弁（６）が設けられる。

【０００４】発生器（２）で蒸発する冷媒蒸気には水蒸
気も含まれるので、精留塔（７）を設け、凝縮器（３）
から高純度の冷媒液をリフラックスポンプ（８）で精留
塔（７）に送込み、発生する冷媒蒸気の純度を高める。
発生器（２）で冷媒を蒸発させた吸収液は、稀溶液とし
て吸収器（５）に送られる。吸収器（５）で冷媒を吸収
した濃溶液は、溶液ポンプ（９）によって発生器（２）
に送込まれる。この濃溶液と、発生器（２）から吸収器
（５）に送込まれる稀溶液とは、溶液熱交換器（１０）
で熱交換し、濃溶液は加温され、稀溶液は冷却される。
発生器（２）および凝縮器（３）の１０数ａｔａの圧力
と比較すると、蒸発器（４）および吸収器（５）は数ａ
ｔａの圧力で低圧であるので、発生器（３）から溶液熱
交換器（１０）を介して吸収器（５）に送られる稀溶液
の供給経路にも減圧弁（１１）が設けられる。

【０００５】冷凍能力が米冷凍トンで数１０〜数９０Ｕ
ＳＲＴの範囲で、アンモニア吸収式冷凍装置（１）の主
要な構成要素である発生器（２）、凝縮器（３）、蒸発
器（４）、および吸収器（５）は、基本的に横置きのシ
ェル・アンド・チューブ型の熱交換器が使用されてい
る。たとえば蒸発器（４）では、胴体内の伝熱管群に下
方から冷媒液を供給し、伝熱管内を流れるブラインから
冷媒液の蒸発熱を奪って冷却する。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】図７に示すようなアン
モニア吸収式冷凍装置（１）では、精留塔（７）で作ら
れる冷媒純度が９９．８％であり、蒸発器（４）で蒸発
する冷媒ガスは純度１００％であることから、蒸発器
（４）内に残留する冷媒液の純度が低下するのを防ぐた
め、蒸発器（４）で一部冷媒液を抜取って冷媒液の濃度
を高い値に維持するブリードが行われ、蒸発器（４）
は、冷媒液を保有しうる構造にしておく必要がある。そ
のため、蒸発器（４）としてはシェル・アンド・チュー
ブなどの多管式熱交換器が使用され、コンパクトで効率
が高く、かつ取外してのメンテナンスも可能なプレート
式熱交換器は、冷媒液を溜められないので、使用するこ
とができない。

【０００７】さらに、従来の冷媒液の抜取り方法による
ブリードでは、蒸発器（４）に溜っている冷媒液を抜取
るので、精留塔（７）で作られた９９．８％の高純度の
冷媒と、蒸発後の低純度の冷媒とを混合した状態からし
か抜取ることができない。このようにすると、蒸発前の
高純度の冷媒の一部も抜取られてしまい、蒸発器（４）
での蒸発に寄与させることができない。冷凍装置として
の効率を高めるためには、蒸発後の純度の低い冷媒液の
みを抜取ることが好ましい。

【０００８】本発明の目的は、プレート式熱交換器を使
用することができ、小型でメンテナンスが容易なアンモ
ニア吸収式冷凍装置の蒸発器を提供することである。

【０００９】本発明の他の目的は、蒸発後の冷媒液のみ
を抜取るブリードが可能なアンモニア吸収式冷凍装置の
蒸発器を提供することである。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明は、アンモニアを
冷媒として、凝縮器（５３）で凝縮する冷媒液（４０）
が供給され、冷媒液（４０）を蒸発させて冷却を行い、
蒸発した冷媒を吸収器（５４）で吸収液に吸収させるア
ンモニア吸収式冷凍装置（５１）の蒸発器（２０）にお
いて、蒸発器（２０）は、プレート式熱交換器としての
構造を有し、蒸発器（２０）の上方に配置され、凝縮器
（５３）から供給される冷媒液（４０）を、胴体（３
１，９１）内に貯留し、冷媒液（４０）を液面の下方か
ら流下させて蒸発器（２０）に供給し、蒸発器（２０）
から冷媒を液面の上方に戻し、液面上方の冷媒ガスを吸
収器（５４）に送る低圧受液器（３０，９０）を備える
ことを特徴とするアンモニア吸収式冷凍装置の蒸発器で
ある。

【００１１】本発明に従えば、凝縮器（５３）からの冷
媒液（４０）は、プレート式熱交換器としての構造を有
する蒸発器（２０）よりも上方に配置される低圧受液器
（３０，９０）内に貯留される。低圧受液器（３０，９
０）内の冷媒液（４０）は、重力による自然落下で、蒸
発器（２０）に流下する。蒸発器（２０）内では、ブラ
インとの熱交換で冷媒液（４０）が蒸発し、気液混合状
態で軽量となるので、低圧受液器（３０，９０）から流
下する冷媒液（４０）に押し上げられて低圧受液器（３
０，９０）に戻る。重力による自然落下で、低圧受液器
（３０，９０）から蒸発器（２０）に冷媒液（４０）を
循環させることができるので、簡単な構成で、動力を使
用することなく冷媒を循環させることができる。熱交換
効率が高く、分解しての洗浄等も容易なプレート型熱交
換器を用いるので、蒸発器（２０）を小型化し、メンテ
ナンスも容易にすることができる。

【００１２】また本発明で、前記低圧受液器（３０，９
０）は、前記蒸発器（２０）から戻る冷媒を、前記液面
の上方で、前記胴体（３１，９１）の端部の内壁面（３
２）の近傍に配置され、該内壁面（３２）に向けて開口
する冷媒戻り管（２５）と、該冷媒戻り管（２５）の開
口部近傍で、該開口部よりも該胴体（３１，９０）内部
寄りに配置され、該開口部から流出し、該内壁面（３
２）に当って胴体（３１，９１）内部に戻る冷媒の流れ
に対して抵抗を与える抵抗部材（３４）とを含むことを
特徴とする。

【００１３】本発明に従えば、蒸発器（２０）から低圧
受液器（３０，９０）に、冷媒戻り管（２５）で戻る冷
媒は、ガスと液とが混在している状態であり、低圧受液
器（３０，９０）の胴体（３１，９１）内の液面上方で
内壁面（３２）に向けて開口する部分から流出する。気
液混合の冷媒は、内壁面（３２）に当り、胴体（３１，
９１）内部に戻る際に、抵抗部材（３４）で抵抗を受け
るので、冷媒のガスと液とは分離しやすくなる。気液混
合状態から分離した冷媒液（４０）は、胴体（３１，９
１）内の冷媒液（４０）に加わる。分離した冷媒ガス
は、吸収器（５４）に送られ、吸収液で吸収される。

【００１４】また本発明で、前記低圧受液器（３０）
は、液面の下方に開口し、冷媒液（４０）の一部をブリ
ード冷媒として吸収器（５４）に送るブリード配管（４
３）を含み、ブリード配管（４３）は、凝縮器（５３）
から蒸発器（２０）に供給される冷媒液（４０）と熱交
換するブリード熱交換器（６０）を介して、吸収器（５
４）に接続されることを特徴とする。

【００１５】本発明に従えば、低圧受液器（３０）に貯
留される冷媒液（４０）の一部は、ブリード冷媒とし
て、ブリード熱交換器（６０）を介して吸収器（５４）
に送られる。蒸発器（２０）内では純度９９．８％未満
の冷媒液が蒸発し、純度１００％の冷媒ガスが発生する
ので、低圧受液器（３０）に戻る冷媒中の冷媒液では純
度が低下する。ブリード冷媒を低圧受液器（３０）から
抽出し、低圧受液器（３０）内に貯留される冷媒液（４
０）を減少させることによって、低圧受液器（３０）内
での冷媒液（４０）中の冷媒純度を所定範囲に保つこと
ができる。

【００１６】また本発明は、前記蒸発器（２０）から前
記低圧受液器（９０）の冷媒戻り管（２５）に戻る冷媒
の一部を分岐させてブリード冷媒として吸収器（５４）
に送るブリード分岐部（９２）を含み、ブリード分岐部
（９２）から分岐したブリード冷媒は、凝縮器（５３）
から蒸発器（２０）に供給される冷媒液（４０）と熱交
換するブリード熱交換器（６０）を介して、吸収器（５
４）に供給されることを特徴とする。

【００１７】本発明に従えば、蒸発器（２０）から低圧
受液器（９０）に戻る冷媒の一部は、ブリード分岐部
（９２）で分岐するブリード冷媒として、ブリード熱交
換器（６０）を介して吸収器（５４）に送られる。蒸発
器（２０）内では純度９９．８％未満の冷媒液が蒸発
し、純度１００％の冷媒ガスが発生するので、低圧受液
器（９０）に戻る冷媒中では冷媒液の純度が低下する。
ブリード冷媒を低圧受液器（９０）に戻る冷媒中から抽
出することによって、低圧受液器（９０）内に戻る低純
度の冷媒液（４０）を減少させ高純度の冷媒液をブリー
ド液として抜取ることなく、低圧受液器（９０）内での
冷媒液（４０）中の冷媒純度を所定範囲に保つことがで
きる。

【００１８】

【発明の実施の形態】図１は、本発明の実施の一形態と
して、アンモニア吸収式冷凍装置の蒸発器（２０）に関
連する概略的な構成を示す。蒸発器（２０）は、プレー
ト式熱交換器としての構造を有し、ブライン入口（２
１）、ブライン出口（２２）、冷媒入口（２３）、およ
び冷媒出口（２４）がそれぞれ設けられる。ブラインと
しては、たとえばエチレングリコールの水溶液を用い
る。蒸発器（２０）には、冷媒循環用に、冷媒戻り管
（２５）および冷媒流下管（２６）が接続される。アン
モニア冷媒は、冷媒流下管（２６）から冷媒入口（２
３）に流入し、冷媒出口（２４）から冷媒戻り管（２
５）を介して、低圧受液器（３０）に戻る。冷媒流下管
（２６）も、低圧受液器（３０）の下部に接続される。

【００１９】低圧受液器（３０）では、筒状の胴体（３
１）の軸線方向の一端側の内壁面（３２）に臨む位置
に、冷媒戻り管（２５）の先端の戻り冷媒流出口（３
３）が開口する。戻り冷媒流出口（３３）は、胴体（３
１）の一端付近を仕切るパンチングメタルなどの多孔板
（３４）の表面を貫通して、内壁面（３２）に蒸発器
（２０）からの戻りの冷媒を当てることができる位置に
配置される。低圧受液器（３０）の胴体（３１）内に
は、冷媒供給管（３５）を介して、凝縮器からの冷媒液
が供給される。冷媒供給管（３５）の先端も、多孔板
（３４）を貫通し、供給冷媒流出口（３６）が内壁面
（３２）に臨むように配置される。胴体（３１）の下部
には冷媒流下口（３７）が設けられ、冷媒を蒸発器（２
０）に流下させるための冷媒流下管（２６）が接続され
る。

【００２０】多孔板（３４）を設けるので、胴体（３
１）の軸線方向の端部の内壁面（３２）に当って胴体
（３１）の中央側に戻る冷媒の流れの勢いは殺がれ、気
液混合状態の冷媒はガスと液とに分離しやすくなる。多
孔板（３４）は、冷媒の流れに対して抵抗するような部
材であればよく、網や、スリットが形成される板などで
あっても、同様の効果を奏する。

【００２１】低圧受液器（３０）内では、冷媒のガスと
液とが分離する。胴体（３１）の上方には、冷媒ガスが
溜るので、冷媒ガス出口（３８）を開口させ、冷媒ガス
を吸収器に送込む。胴体（３１）下部には、ブリード出
口（３９）も設け、貯留される冷媒液（４０）の一部を
ブリード冷媒として抽出する。液面の高さは液面センサ
（４１）によって検出され、冷媒供給管（３５）に設け
る流量制御弁４２で凝縮器から供給される冷媒液（４
０）の流量を制御する。ブリード出口（３９）には、ブ
リード配管（４３）が接続され、ブリード冷媒として抽
出された冷媒液（４０）を吸収器に送出する。

【００２２】図２は、図１の蒸発器（２０）および低圧
受液器（３０）を含むアンモニア吸収式冷凍装置（５
１）の配管系統を示す。アンモニア吸収式冷凍装置（５
１）としての冷凍サイクルは、発生器（５２）、凝縮器
（５３）、蒸発器（２０）、低圧受液器（３０）、吸収
器（５４）、精留塔（５５）、リフラックスポンプ（５
６）、溶液ポンプ（５７）、溶液熱交換器（５８）、冷
媒過冷却器（５９）、およびブリード熱交換器（６０）
等を含んで構成される。本実施形態では、発生器（５
２）および吸収器（５４）は、シェル・アンド・チュー
ブ型の熱交換器であり、凝縮器（５３）および蒸発器
（２０）はプレート式の熱交換器である。

【００２３】発生器（５２）でアンモニア水溶液は加熱
され、アンモニアと水との混合水蒸気が精留塔（５５）
下部に送られる。精留塔（５５）からは、精留に利用さ
れたアンモニア水溶液が発生器（５２）上部に戻され
る。この溶液は、発生器（５２）で加熱され、高温の稀
溶液になって溶液熱交換器（５８）に送られる。精留塔
（５５）は、発生器（５２）より送られてくる純度の低
い、たとえば５０〜６０％の冷媒ガスを、高純度９９．
８％のアンモニアガスに濃縮する。精留塔（５５）内に
は、バブルキャプ式等のトレイを多段に設置してある。
各トレイでは、アンモニアの純度の高い濃溶液とアンモ
ニアおよび水の混合蒸気とが気液接触し、混合蒸気中の
水蒸気は濃溶液中に吸収され、その時に発生する凝縮熱
で濃溶液中のアンモニアがガス化する。このような過程
をトレイの各段毎に繰返すことによって、高純度のアン
モニアガスが得られる。

【００２４】凝縮器（５３）は、９９．８％のアンモニ
アガスを冷却して凝縮させる。凝縮したアンモニア液
は、冷媒受液器（５３ａ）に貯留され、その一部はリフ
ラックスポンプ（５６）によって精留塔（５５）の頂部
に送られ、精留のために利用される。冷媒過冷却器（５
９）では、凝縮器（５３）の冷媒受液器（５３ａ）から
の温かい冷媒液と、蒸発器（２０）からの冷たい冷媒ガ
スとを熱交換させ、冷媒液を過冷却状態にして冷凍効率
を向上させる。蒸発器（２０）では、冷媒であるアンモ
ニア液が被冷却媒体であるブラインから熱を奪い、蒸発
してガス化する。純度は１００％である。したがって、
沸騰している冷媒液側の純度は９９．８％よりも低下す
る。蒸発器（２０）に循環する冷媒液純度を９６〜９８
％程度に保つため、低圧受液器（３０）内の冷媒液を、
冷媒循環流量の４〜５％程度、ブリード熱交換器（６
０）にブリード冷媒として放出する。ブリード熱交換器
（６０）は、ブリード冷媒の冷熱回収を図るため、冷媒
過冷却器（５９）で過冷却された冷媒液をさらに過冷却
する。ブリード冷媒は、熱交換によってガス化し、吸収
器（５４）で吸収液に吸収される。

【００２５】溶液熱交換器（５８）は、発生器（５２）
からの高温稀溶液と吸収器（５４）からの低温濃溶液と
を熱交換させて、発生器（５２）の必要熱量を削減させ
るとともに、吸収器（５４）へは低温の稀溶液を送るこ
とによって、吸収器（５４）の吸収性能を向上させる。
吸収器（５４）では、吸収力の強い稀溶液を吸収器伝熱
管上に散布し、伝熱管上の溶液フィルムで冷媒ガスを吸
収する。溶液ポンプ（５７）は吸収器（５４）からの濃
溶液を高圧部の発生器（５２）に送るために設けられ、
約２００ｍ水柱のヘッドが必要である。

【００２６】容量制御弁（６１）は、被冷却ブラインの
温度を制御するために、アンモニア濃溶液の循環流量を
調整する。冷凍負荷に比例した溶液循環流量に絞るた
め、温度検出器（６２）で冷却したブラインの温度を検
出し、温度コントローラ（６３）で容量制御弁（６１）
の弁開度を比例制御する。容量制御弁（６４）は、冷凍
負荷に応じた入熱量を発生器（５２）に供給するために
設けられ、温度検出器（６５）が検出する高温稀溶液の
温度に応じて、温度コントローラ（６６）が容量制御弁
（６４）の弁開度を比例制御する。

【００２７】なお、ブリード冷媒の流量と、冷媒液（４
０）の純度とには、以下説明するような関係がある。冷
媒供給管（３５）から低圧受液器（３０）に９９．８％
の純度の冷媒液（４０）が１００ｋｇ／ｈ供給され、低
圧受液器（３０）と蒸発器（２０）との間の自然循環に
よる冷媒流量が２００ｋｇ／ｈであるとき、ブリード冷
媒液の流量を５ｋｇ／ｈ、吸収器（５４）に送る冷媒ガ
ス量を９５ｋｇ／ｈとする。低圧受液器（３０）内に貯
留され、蒸発器（２０）に循環し、ブリード冷媒として
抽出される冷媒液（４０）の純度をＡ１％、蒸発器（２
０）から低圧受液器（３０）に戻る冷媒中の冷媒液の純
度をＡ２％とする。蒸発器（２０）では、流入する冷媒
液（４０）のうちの半分が蒸発するものとする。低圧受
液器（３０）に冷媒供給管（３５）から供給される冷媒
と、ブリード熱交換器（６０）および吸収器（５４）に
送出する冷媒とのＮＨ₃物質収支から次の第１式が得ら
れる。また、蒸発器（２０）の出入りに関するＮＨ₃物
質収支から次の第２式が得られる。 １００×９９．８ ＝ ９５×１００＋５×Ａ１ …（１） ２００×Ａ１ ＝ １００×１００＋１００×Ａ２ …（２）

【００２８】第１式および第２式を連立させて解くこと
によって、Ａ１＝９６％、Ａ２＝９２％が得られる。冷
媒の純度と沸点の上昇とは、図３に示すような関係があ
る。したがって、９６％および９２％の純度の冷媒で
は、純度１００％の場合に比較して、１．２℃および
２．４℃だけ、沸点がそれぞれ上昇する。

【００２９】図４は、図１に示す蒸発器（２０）として
用いるプレート式熱交換器の内部構成を示す。熱交換器
の内部は、図４（ａ）に示すように、間隔を開けて配置
される複数の伝熱板（７１）によって、複数の層に分け
られる。図４（ｂ）に示すように、複数の伝熱板（７
１）の全体を、ブライン流入路（７２）、ブライン流出
路（７３）、冷媒流入路（７４）および冷媒流出路（７
５）が貫通するように形成される。金属製の伝熱板（７
１）の端部は、２つずつ気密に溶接される。各組の伝熱
板（７１）間の隙間は、ゴム製のガスケット（７６）に
よって封止される。

【００３０】冷媒流入路（７４）および冷媒流出路（７
５）は、伝熱板（７１）の端部が溶接部（７７）で溶接
されて袋状に形成される層に冷媒の流入および流出が可
能な透孔（７４ａ，７５ａ）をそれぞれ有し、冷媒流入
路（７４）から冷媒流出路（７５）に冷媒が流れる。ブ
ライン流入路（７２）およびブライン流出路（７３）
は、伝熱板（７１）の端部がガスケット（７６）で封止
される層にブラインの流入および流出が可能な透孔（７
２ａ，７３ａ）をそれぞれ有し、ブライン流入路（７
２）からブライン流出路（７３）にブラインが流れる。
このようなプレート式熱交換器では、各層毎に冷媒とブ
ラインとが交互に流れ、流量がほぼ同等であるときに効
率よく熱交換を行うことができる。また、締付ボルトを
外せばガスケット（７６）で封止される層の部分で伝熱
板（７１）を分離させることができ、点検や洗浄などの
メンテナンスを容易に行うことができる。

【００３１】図５は、本実施形態のアンモニア吸収式冷
凍装置（５１）の全体的な構成を示す。冷凍サイクルの
構成要素は、枠体（８０）に装着されて一体的なモジュ
ールが形成される。枠体（８０）には、アンモニア吸収
式冷凍装置（５１）の運転の制御を行う制御盤（８１）
も設けられる。枠体（８０）の上部には、低圧受液器
（３０）、冷媒過冷却器（５９）、吸収器（５４）、凝
縮器（５３）、蒸発器（２０）、およびブリード熱交換
器（６０）等が配置される。凝縮器（５３）および蒸発
器（２０）は、前述のようなプレート式熱交換器として
の構造を有し、伝熱効率を高めて小形化することができ
る。枠体（８０）の下部には、冷媒受液器（５３ａ）、
発生器（５２）、リフラックスポンプ（５６）、および
制御盤（３２）等が配置される。枠体（８０）の下方か
ら上方にわたって、精留塔（５５）が立設される。

【００３２】図６は、本発明の実施の他の形態としての
低圧受液器（９０）に関連する構成を示す。本実施形態
の低圧受液器（９０）の基本的な構成は、図１の低圧受
液器（２０）と同等であり、対応する部分には同一の参
照符を付して重複する説明を省略する。本実施形態で
は、蒸発器（２０）の冷媒出口（２４）にブリード分岐
部（９２）を設け、冷媒戻り管（２５）から低圧受液器
（９０）に戻る気液混合状態の冷媒の一部をブリード冷
媒として分岐させる。低圧受液器（９０）は、胴体（９
１）に、図１の低圧受液器（３０）にブリード冷媒を抽
出するために設けられているブリード出口（３９）に相
当する部分がない点で、低圧受液器（３０）と異なる。

【００３３】次に、本実施形態でのブリード冷媒の流量
と、冷媒液（４０）の純度との関係を求めてみる。ブリ
ード冷媒をブリード分岐部（９２）から分岐させること
を除いて、図１の実施形態について説明した条件と同一
とする。低圧受液器（９０）内に貯留され、蒸発器（２
０）に循環する冷媒液（４０）の濃度をＢ１％、蒸発器
（２０）から低圧受液器（９０）に戻る冷媒中の冷媒液
の純度をＢ２％とする。低圧受液器（９０）に冷媒供給
管（３５）から供給される冷媒と、ブリード熱交換器
（６０）および吸収器（５４）に送出する冷媒とのＮＨ
₃物質収支から次の第３式が得られる。また、蒸発器
（２０）の出入りに関するＮＨ₃物質収支から次の第４
式が得られる。 １００×９９．８＝９５×１００＋５×Ｂ２ …（３） ２００×Ｂ１＝１００×１００＋１００×Ｂ２ …（４）

【００３４】第３式および第４式を連立させて解くこと
によって、Ｂ１＝９８％、Ｂ２＝９６％が得られる。冷
媒の純度と沸点の上昇とは、前述の表１のような関係が
ある。したがって、９８％および９６％の純度の冷媒で
は、純度１００％の場合に比較して、０．７５℃および
１．２℃だけ、沸点がそれぞれ上昇する。本実施形態で
は、図１の実施形態と同量のブリード冷媒で、冷媒液
（４０）の純度を、より高く維持することができる。同
一の純度なら、図１の実施形態よりも小さい割合のブリ
ード冷媒の流量で維持することができ、成績係数ＣＯＰ
が向上する。

【００３５】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、低圧受液
器（３０，９０）を設けるので、プレート式熱交換器を
蒸発器（２０）として使用することができ、小形化、メ
ンテナンスの容易化を図ることができる。プレート式熱
交換器としての構造を有する蒸発器（２０）内では、ブ
ラインとの熱交換で冷媒液（４０）が蒸発し、気液混合
状態で軽量となるので、低圧受液器（３０，９０）から
流下する冷媒液（４０）に押し上げられて低圧受液器
（３０，９０）に戻る。重力による自然落下で、低圧受
液器（３０，９０）から蒸発器（２０）に冷媒液（４
０）を循環させることができるので、簡単な構成で、動
力を使用することなく冷媒を循環させることができる。

【００３６】また本発明によれば、蒸発器（２０）から
低圧受液器（３０，９０）に、冷媒戻り管（２５）で戻
る冷媒は、ガスと液とが混在している状態であり、低圧
受液器（３０，９０）の胴体（３１，９１）内の液面上
方で内壁面（３２）に当り、胴体（３１，９１）内部に
戻る際に、抵抗部材（３４）で抵抗を受ける。冷媒のガ
スと液とは分離しやすくなり、分離した冷媒液（４０）
は、胴体（３１，９１）内の冷媒液（４０）に加わる。
分離した冷媒ガスは、吸収器（５４）に送られ、吸収液
に吸収される。

【００３７】また本発明によれば、低圧受液器（３０）
に貯留される冷媒液（４０）の一部は、ブリード冷媒と
して、ブリード熱交換器（６０）を介して吸収器（５
４）に送られる。ブリード冷媒を低圧受液器（３０）か
ら抽出し、低圧受液器（３０）内に貯留される冷媒液
（４０）を減少させることによって、蒸発器（２０）内
での冷媒の蒸発によって冷媒液（４０）の純度が低下し
ても、低圧受液器（３０）内での冷媒液（４０）中の冷
媒純度を所定範囲に保つことができる。

【００３８】また本発明によれば、蒸発器（２０）から
低圧受液器（９０）に戻る冷媒の一部は、ブリード冷媒
として、ブリード熱交換器（６０）を介して吸収器（５
４）に送られる。蒸発器（２０）で冷媒が純度１００％
の状態で蒸発するので、低圧受液器（９０）に戻る冷媒
中では冷媒液の純度が低下する。ブリード冷媒を蒸発後
の冷媒液から分岐させて抜取り、低圧受液器（９０）内
に戻る低純度の冷媒液（４０）を減少させることによっ
て、低圧受液器（９０）内での冷媒液（４０）中の冷媒
純度を所定範囲に保つことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の一形態としてのアンモニア吸収
式冷凍装置の蒸発器（２０）に関連する低圧受圧器（３
０）の構成を示す簡略化した断面図である。

【図２】図１の蒸発器（２０）および低圧受圧器（３
０）を含むアンモニア吸収式冷凍装置（５１）の配管系
統図である。

【図３】冷媒液中のアンモニア純度と沸点上昇との関係
を示すグラフである。

【図４】図１の蒸発器（２０）の概略的な構成を示す部
分的な斜視図および基本的構造を示す簡略化した断面図
である。

【図５】図２のアンモニア吸収式冷凍装置（５１）の斜
視図である。

【図６】本発明の実施の他の形態としての低圧受圧器
（９０）に関連する構成を示す簡略化した断面図であ
る。

【図７】従来からのアンモニア吸収式冷凍装置の簡略化
した配管系統図である。

【符号の説明】

２０ 蒸発器 ２５ 冷媒戻り管 ２６ 冷媒流下管 ３０，９０ 低圧受液器 ３１，９１ 胴体 ３２ 内壁面 ３３ 戻り冷媒流出口 ３４ 多孔板 ３５ 冷媒供給管 ３６ 供給冷媒流出口 ３７ 冷媒流下口 ３８ 冷媒ガス出口 ３９ ブリード出口 ４０ 冷媒液 ４３ ブリード配管 ５１ アンモニア吸収式冷凍装置 ５２ 発生器 ５３ 凝縮器 ５４ 吸収器 ６０ ブリード熱交換器 ７１ 伝熱板 ７２ ブライン流入路 ７３ ブライン流出路 ７４ 冷媒流入路 ７５ 冷媒流出路 ７６ ガスケット ７７ 溶接部 ９２ ブリード分岐部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 武居 俊孝 大阪府摂津市西一津屋１番１号 ダイキ ン工業株式会社淀川製作所内 (72)発明者 山本 忠彦 大阪府摂津市西一津屋１番１号 ダイキ ン工業株式会社淀川製作所内 (72)発明者 石黒 貴也 大阪府摂津市西一津屋１番１号 ダイキ ン工業株式会社淀川製作所内 (72)発明者 安尾 晃一 大阪府堺市金岡町1304番地 ダイキン工 業株式会社堺製作所金岡工場内 (72)発明者 川端 克宏 大阪府堺市金岡町1304番地 ダイキン工 業株式会社堺製作所金岡工場内 (72)発明者 谷本 啓介 大阪府堺市金岡町1304番地 ダイキン工 業株式会社堺製作所金岡工場内 (56)参考文献 特開 平９−280694（ＪＰ，Ａ) 特開 平９−89408（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−211673（ＪＰ，Ａ) 特開 平11−118283（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−4774（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) F25B 39/02 F25B 15/04

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 アンモニアを冷媒として、凝縮器（５
   ３）で凝縮する冷媒液（４０）が供給され、冷媒液（４
   ０）を蒸発させて冷却を行い、蒸発した冷媒を吸収器
   （５４）で吸収液に吸収させるアンモニア吸収式冷凍装
   置（５１）の蒸発器（２０）において、 蒸発器（２０）は、プレート式熱交換器としての構造を
   有し、 蒸発器（２０）の上方に配置され、凝縮器（５３）から
   供給される冷媒液（４０）を、胴体（３１，９１）内に
   貯留し、冷媒液（４０）を液面の下方から流下させて蒸
   発器（２０）に供給し、蒸発器（２０）から冷媒を液面
   の上方に戻し、液面上方の冷媒ガスを吸収器（５４）に
   送る低圧受液器（３０，９０）を備えることを特徴とす
   るアンモニア吸収式冷凍装置の蒸発器。
2. 【請求項２】 前記低圧受液器（３０，９０）は、 前記蒸発器（２０）から戻る冷媒を、前記液面の上方
   で、前記胴体（３１，９１）の端部の内壁面（３２）の
   近傍に配置され、該内壁面（３２）に向けて開口する冷
   媒戻り管（２５）と、 該冷媒戻り管（２５）の開口部近傍で、該開口部よりも
   該胴体（３１，９１）内部寄りに配置され、該開口部か
   ら流出し、該内壁面（３２）に当って胴体（３１，９
   １）内部に戻る冷媒の流れに対して抵抗を与える抵抗部
   材（３４）とを含むことを特徴とする請求項１記載のア
   ンモニア吸収式冷凍装置の蒸発器。
3. 【請求項３】 前記低圧受液器（３０）は、液面の下方
   に開口し、冷媒液（４０）の一部をブリード冷媒として
   吸収器（５４）に送るブリード配管（４３）を含み、 ブリード配管（４３）は、凝縮器（５３）から蒸発器
   （２０）に供給される冷媒液（４０）と熱交換するブリ
   ード熱交換器（６０）を介して、吸収器（５４）に接続
   されることを特徴とする請求項１または２記載のアンモ
   ニア吸収式冷凍装置の蒸発器。
4. 【請求項４】 前記蒸発器（２０）から前記低圧受液器
   （９０）の冷媒戻り管（２５）に戻る冷媒の一部を分岐
   させてブリード冷媒として吸収器（５４）に送るブリー
   ド分岐部（９２）を含み、 ブリード分岐部（９２）から分岐したブリード冷媒は、
   凝縮器（５３）から蒸発器（２０）に供給される冷媒液
   （４０）と熱交換するブリード熱交換器（６０）を介し
   て、吸収器（５４）に供給されることを特徴とする請求
   項１または２記載のアンモニア吸収式冷凍装置の蒸発
   器。