JP3920978B2 - 吸収式空調装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、臭化リチウムなどの水溶液を吸収液とする吸収サイクルを形成するとともに再生器から蒸発器へ吸収液を供給する暖房用の吸収液流路を設けて、暖房用の吸収液流路中の弁の開閉によって暖房運転と冷房運転とを切替える吸収式空調装置に関し、特に、吸収サイクル内で発生する不凝縮性ガスの貯蔵構造に係る。
【０００２】
【従来の技術】
吸収サイクルを用いた吸収式空調装置では、冷房運転時には、吸収サイクルにおいて、再生器でバーナの加熱により沸騰した低濃度吸収液から冷媒蒸気が分離され、冷媒蒸気は凝縮器で冷却されて冷媒液となり蒸発器へ供給される。再生器で冷媒蒸気が分離されて高濃度となった吸収液は、吸収器へ供給される。吸収器と蒸発器とは連通しており、冷媒液は蒸発器内で蒸発して熱を奪う冷却源となり、蒸発器内に配した冷温水配管内を循環する冷温水を冷却して、室内機の空調用熱交換器に循環させることで、室内の冷房を行う。
吸収液は吸収器で蒸発器で蒸発した冷媒蒸気を吸収し、このときの発熱を外部へ排出するために、吸収器内には熱交換用配管が設けられていて、冷却水ポンプによって供給される冷却水の通過によって外部へ排熱される。
【０００３】
暖房運転時には、上記構成の吸収サイクルとは別に再生器と蒸発器とを連絡する吸収液流路中の冷暖切替え弁を開弁し、バーナで加熱された吸収液を蒸発器内へ供給することにより、蒸発器内の冷温水配管を通過する冷温水を加熱して室内機へ循環させ、蒸発器へ供給された吸収液は、吸収器を介して再生器へ戻される。
【０００４】
上記構成によって、冷房運転と暖房運転とを切替えによって行うようにした吸収式空調装置では、冷房運転に最適な吸収液濃度のままで暖房運転を行うと、加熱された吸収液が吸収液の循環路の各所で晶析する恐れがある。このため、従来では、吸収液中の冷媒である水の量を多くして、吸収液の濃度を吸収サイクル内全体では冷房運転時に最適な濃度より低く抑えておき、冷房運転時に凝縮器で冷却されて生じた冷媒液を凝縮器内に一時的に貯留できるように、凝縮器内には容器状の冷媒液貯留部が設けられている。
【０００５】
これにより、冷房運転時に吸収サイクル内を吸収液が循環する際には、凝縮器で冷却されて生じた冷媒液がそのまますべて蒸発器へ供給されるのではなく、一部が凝縮器内で貯留されることによって、冷房運転時における吸収サイクル内の実質的な吸収液濃度を高くして冷房能力を確保し、暖房運転時には、冷媒液貯留部と蒸発器とを連通させる冷媒液流路中の冷媒弁を開弁することによって、冷媒液貯留部内の冷媒液をすべて蒸発器内へ供給して、吸収器および再生器内の吸収液の濃度を下げて上記晶析を防止している。
【０００６】
一方、暖房運転時には、再生器から蒸発器内へ直接供給される高温の吸収液が、蒸発コイルに付着しないようにする必要があるため、蒸発器内の暖房用吸収液流路の開口部には、吐出する高温の吸収液の蒸発器内への噴き出しを防止するための防止板（バッフル板）が蒸発コイルの下方に設けられている。
さらに、上記構成において、吸収サイクルを構成する再生器等の各器具および配管には、臭化リチウムに対して耐食性が強いステンレス材および銅材が用いられており、また、吸収液内には、各器具の腐食を防止するためのインヒビター（腐食抑制剤）が含まれている。
しかし、これらによって吸収サイクル内の各器具及び配管内の化学反応を完全に無くすことはできず、吸収液と各構成器具との化学反応によって不凝縮性ガス（具体的には水素ガス）が発生し、長期間の使用の間に吸収サイクル内に蓄積される。
このため、吸収サイクル内で発生した不凝縮性ガスを、運転時に蒸発吸収ケース内で抽気する不凝縮性ガス抽出装置を設けて、ガス貯蔵室（ガス貯蔵タンク）内に保管するようにしている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
上記のとおり構成された吸収式空調装置において、暖房運転時には、前記の如く吸収液の濃度を下げて晶析防止するために、冷房運転時に貯留された冷媒液を戻しているが、これによって暖房運転時に循環する吸収液の絶対量が多くなり、再生器から蒸発器内に供給されて滞留した高温の吸収液の液面が高くなって蒸発コイルに達してしまったり、また、蒸発器内の底部に滞留した高温の吸収液の液面が蒸発器内に設けられた防止板を越えてしまう。
吸収液の液面が防止板より高いと、暖房運転時における吸収液の噴き出しを防止するための防止板が蒸発器内に設けられていても、再生器で加熱された吸収液の沸騰により生じた冷媒蒸気の気泡が吸収液に混入していることから、吸収液の蒸発器内への吐出時に、気泡の吐出によって蒸発器内の吸収液が防止板を越えて飛び散り、飛散した吸収液が蒸発コイルに付着する不具合が生じ、蒸発コイルの腐食の原因になる。
尚、蒸発コイルや防止板を蒸発器の底面から十分に高く設定することは装置が大きくなり、小型化の要請に反してしまう。
【０００８】
本発明は、装置の小型化を図りつつ、暖房運転時に吸収器および蒸発器内の吸収液の液位を適切に維持して、吸収液が蒸発コイルに付着することを防止することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明の請求項１では、冷媒を含む吸収液を加熱手段により加熱して吸収液から冷媒蒸気を分離させる再生器と、該再生器によって分離した前記冷媒蒸気を冷却して凝縮させるとともに、凝縮によって生じた冷媒液を貯留する冷媒液貯留部が設けられた凝縮器と、
該凝縮器の前記冷媒液貯留部に貯留された冷媒液を低圧下で蒸発させて冷却源とする蒸発器と、前記蒸発器と連通して設けられ、前記再生器で前記冷媒蒸気が分離された吸収液に、前記蒸発器で蒸発した冷媒蒸気を吸収させる吸収器と、前記吸収器から前記再生器へ吸収液を戻すための吸収液ポンプとから吸収サイクルを形成し、室内機に設けられた空調用熱交換器との間で冷温水を循環させるための冷温水循環回路を形成した熱交換用配管を前記蒸発器内に配するとともに、冷房運転と暖房運転とを切り替えるための冷暖切替え弁を備えた暖房用吸収液流路により前記再生器と前記蒸発器とを接続した吸収式空調装置であって、冷房運転時には前記冷暖切替え弁を閉弁制御し、暖房運転時には前記冷暖切替え弁を開弁制御する運転制御手段を具備した吸収式空調装置において、前記蒸発器及び吸収器を形成する蒸発吸収ケース内の不凝縮性ガスを抽出する抽出部および前記蒸発吸収ケースの底部と連通して設けられ、前記抽出部で抽出された不凝縮性ガスを吸収液から分離する気液分離部とからなる不凝縮性ガス抽出装置と、連通部を有する隔壁により上下に分割して形成した上方ガス貯蔵室と下方ガス貯蔵室とを有し、前記下方ガス貯蔵室の下端に、前記不凝縮性ガス抽出装置の前記気液分離部の端が接続された不凝縮性ガス貯蔵タンクであって、前記下方ガス貯蔵室が吸収液で満たされると、前記隔壁の前記連通部に配された浮き弁体が吸収液に浮いて前記連通部に密着し、前記下方ガス貯蔵室から前記上方ガス貯蔵室へ向かう吸収液を遮断する逆止弁機構を設けた二室式不凝縮性ガス貯蔵タンクとを設けたことを技術的手段とする。
【００１０】
この構成により、請求項１では、冷房運転が行われると、吸収サイクル内で吸収液が循環し、また、吸収液から分離された冷媒は、凝縮器から蒸発器、吸収器へと循環する。この冷媒の循環路である凝縮器には、凝縮によって生じた冷媒液を貯留する冷媒液貯留部が設けられているため、吸収器から再生器へと戻される吸収液の濃度は、凝縮器の冷媒液貯留部に貯留された冷媒液の分だけ濃縮された状態にある。
蒸発吸収ケース内には、不凝縮性ガスを抽出する不凝縮性ガス抽出装置が設けられており、蒸発吸収ケースの底部で不凝縮性ガス抽出装置を介して二室式不凝縮性ガス貯蔵タンクと連通しているが、吸収サイクルの作動によって吸収器内の圧力は低くなっているため、蒸発吸収ケース内の吸収液は、二室式不凝縮性ガス貯蔵タンク内へ流入しない。
従って、冷房運転時には、凝縮器内に貯留された冷媒液分だけ少なくなって濃縮された吸収液が、吸収サイクル内を循環する。
【００１１】
逆に、暖房運転が行われた場合には、再生器で加熱された吸収液は、暖房用吸収液流路により再生器から蒸発吸収ケース内の蒸発器へ直接供給されて、吸収器を経て再び再生器へと戻され、凝縮器等の吸収サイクル内を循環しない。従って、暖房運転時には、吸収サイクル内に存在する吸収液は、吸収器および蒸発器と再生器のみの間で循環し、凝縮器へは循環せず、冷媒液貯留部で冷媒液が貯留されないため、あらかじめ装置内に封入された濃度が低く冷房運転時に比べて多量の吸収液が再生器、蒸発器、吸収器の順で循環することになる。
ここで、蒸発吸収ケースの底部は、二室式不凝縮性ガス貯蔵タンクと連通しており、蒸発吸収ケース内の圧力は高温の吸収液の蒸気圧によって二室式不凝縮性ガス貯蔵タンク内の圧力より高くなっているため、蒸発吸収ケース内の吸収液は、不凝縮性ガス抽出装置を介して二室式不凝縮性ガス貯蔵タンク内へ流入する。
【００１２】
二室式不凝縮性ガス貯蔵タンクは、上方ガス貯蔵室と下方ガス貯蔵室とを上下に分割する隔壁の連通部に、浮き弁体からなる逆止弁機構が設けられている。このため、下方ガス貯蔵室内が吸収液で充填されると、浮き弁体が逆止弁として作用し、上記連通部を封鎖するので、上方ガス貯蔵室内には吸収液が流入しない。
従って、再生器、蒸発器、吸収器を循環する吸収液のうち、下方ガス貯蔵室の容積分の吸収液が減少して、蒸発吸収ケース内の吸収液の液位が低下する。
【００１３】
この結果、蒸発器等の小型化を図って、容積、寸法などを小さくした場合であっても、暖房運転時に再生器から高温の吸収液が蒸発器内へ供給されるとき、供給された吸収液の液面が蒸発器内の熱交換用配管まで達しないから、該熱交換用配管に吸収液が付着することがなく、腐食を防止できる。
また、冷房運転時には、凝縮器内に冷媒液を貯留することによって、吸収サイクル内を循環する吸収液の実質的な濃度を高くすることができるため、冷凍能力が低下することがないとともに、暖房運転時においては吸収液の濃度が低くなって、吸収液の晶析を招くことがなく、冷房運転時、暖房運転時ともに、それぞれの運転に適した濃度で吸収液を循環させることができる。
【００１４】
請求項２では、請求項１において、前記気液分離部は、Ｕ字形状のＵ字管体を有し、該Ｕ字管体により前記蒸発吸収ケースの下部と前記下方ガス貯蔵室の下部とを連通させることを技術的手段とする。
請求項３では、請求項１または２において、前記蒸発器における前記暖房用吸収液流路の開口部には、供給される吸収液の噴出を防止するための防止板が設けられたことを技術的手段とする。
これにより、請求項３では、上記蒸発吸収ケース内の吸収液の液位の低下により、液面を防止板より低い高さに確保でき、再生器から蒸発器内に供給される高温の吸収液が気泡を伴って防止板を越えて飛び散り、蒸発器内の熱交換用配管に付着することがないから、腐食を防止できる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明に関わる吸収式空調装置の実施例を示す。
吸収式空調装置は、冷凍装置としての室外機１００と室内機ＲＵとからなり、室外機１００は、冷凍機本体１０１と冷却塔（クーリングタワー）ＣＴとから構成される。なお、空調装置は、制御装置１０２により制御される。
【００１６】
冷凍機本体１０１は、主にステンレスによって成形され、冷媒及び吸収液としての臭化リチウム水溶液の吸収サイクルを形成するもので、加熱手段としてのガスバーナＢが下方に備えられた高温再生器１と、この高温再生器１の外側に被さるように配置された低温再生器２とからなる二重効用型の再生器と、低温再生器２の外周に順に配置された吸収器３および蒸発器４と、低温再生器２の外周で吸収器３及び蒸発器４の上方に配置された凝縮器５とを、幾つかの通路で接続してなる。なお、吸収液内には、ステンレスと臭化リチウムとの反応による腐食を抑制するためのインヒビター（腐食抑制剤）が含まれている。
【００１７】
高温再生器１は、ガスバーナＢによって加熱される加熱タンク１１の上方に中濃度吸収液分離筒１２を延長させて設け、中濃度吸収液分離筒１２の上方からその外側に覆い被さるように縦型円筒形の気密性の冷媒回収タンク１０が設けられている。
中濃度吸収液分離筒１２の内側下方には、中濃度吸収液分離筒１２の内壁との間に間隔をおいて配置された吸収液仕切り容器１３が、その上縁の数カ所を中濃度吸収液分離筒１２の内側に接合させて設けられ、中濃度吸収液分離筒１２と吸収液仕切り容器１３との間には、加熱タンク１１で加熱された吸収液が上昇する筒状の吸収液上昇流路１４が形成されている。
【００１８】
吸収液仕切り容器１３の上方の中濃度吸収液分離筒１２内には、吸収液上昇流路１４を上昇する吸収液を戻すための吸収液戻し板１５が設けられており、上述の中濃度吸収液分離筒１２は、この吸収液戻し板１５の上方に位置する上方部材と下方に位置する下方部材との上下２つの部材からなるもので、これらが吸収液戻し板１５に対して溶接によって接合されたものである。
【００１９】
吸収液仕切り容器１３の側部には、冷媒が分離されて高濃度化された中濃度吸収液を低温再生器２へ供給するための中濃度吸収液流路Ｌ１の流入口が開口しており、吸収液仕切り容器１３の底部には、暖房運転時に、加熱された吸収液を蒸発器４内へ供給するための暖房用吸収液流路Ｌ４の流入口が開口している。
【００２０】
冷媒回収タンク１０内の下部内側には、中濃度吸収液分離筒１２との間に断熱用間隙１７ａを形成して冷媒仕切り筒１７が中濃度吸収液分離筒１２に接合されている。この断熱用間隙１７ａにより、中濃度吸収液分離筒１２内の熱が遮断され、後述する冷媒回収タンク１０下方の冷媒貯留部１０ａ内の冷媒液が、吸収液上昇流路１４内の高温の吸収液によって加熱されることを防止している。
【００２１】
以上の構成により、高温再生器１では、加熱タンク１１の内部に供給された低濃度吸収液をガスバーナＢによって加熱すると、中濃度吸収液分離筒１２と吸収液仕切り容器１３との間に形成された筒状の吸収液上昇流路１４を加熱された吸収液が上昇し、加熱により低濃度吸収液中の冷媒としての水が蒸発して冷媒蒸気（水蒸気）として分離して、冷媒蒸気の蒸発により濃化した中濃度吸収液は、吸収液戻し板１５によって内側へ方向を転換されて吸収液仕切り容器１３内へ戻される。
【００２２】
冷媒が分離されて高濃度化された中濃度吸収液は、吸収液仕切り容器１３の側部に開口した中濃度吸収液流路Ｌ１から、低温再生器２へ供給される。
冷媒回収タンク１０は、冷媒仕切り筒１７の外側が、分離された冷媒が貯留する冷媒貯留部１０ａとなっており、冷媒貯留部１０ａに貯留された冷媒は、冷媒流路Ｌ５から凝縮器５へ供給される。
【００２３】
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２０を有し、低温再生器ケース２０の天井の周囲には冷媒蒸気出口２１が設けられている。
低温再生器ケース２０の天井の頂部は、中濃度吸収液流路Ｌ１により熱交換器Ｈを介して中濃度吸収液分離筒１２内の吸収液仕切り容器１３内と連結されている。
【００２４】
中濃度吸収液流路Ｌ１中には、吸収液仕切り容器１３から低温再生器２へ流れる中濃度吸収液の流量を制限するためのオリフィス（図示なし）が設けられていて、低温再生器ケース２０内へは中濃度吸収液分離筒１２との圧力差により中濃度吸収液が供給される。（低温再生器ケース２０内では、約７０ｍｍＨｇ、中濃度吸収液分離筒１２内では約７００ｍｍＨｇ）
【００２５】
これにより、低温再生器２では、低温再生器ケース２０内に供給された中濃度吸収液を、冷媒回収タンク１０の外壁を熱源として再加熱し、中濃度吸収液は低温再生器ケース２０の上部の気液分離部２２で冷媒蒸気と高濃度吸収液とに分離され、高濃度吸収液は、高濃度吸収液受け部２３に貯留される。
高濃度吸収液受け部２３の底には、吸収器３と連通する高濃度吸収液流路Ｌ２の流入口が開口している。
【００２６】
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が下部に、凝縮器ケース５０が上部にそれぞれ同心的に配されており、冷媒回収タンク１０、低温再生器ケース２０および蒸発・吸収ケース３０は、底板部１８に一体に溶接され、また、底板部１８の内側端は、中濃度吸収液分離筒１２の下方部材の外周面に溶接されて、冷凍機本体１０１を形成している。
なお、低温再生器ケース２０内は、冷媒蒸気出口２１および隙間５Ａを介して凝縮器ケース５０内と連通している。蒸発・吸収ケース３０の表記は、蒸発と吸収との間にドットの無い蒸発吸収ケース３０の文言と同一である。
【００２７】
吸収器３は、蒸発・吸収ケース３０内の内側部分に、銅管が縦型円筒状に巻設され内部に排熱用冷却水が流れる吸収管としてコイル状に巻かれた吸収コイル３１が配置され、吸収コイル３１の上方には、高濃度吸収液を吸収コイル３１に散布するための高濃度吸収液散布具３２が配置されている。
吸収コイル３１は、低温再生器ケース２０の外側に、捲回された銅管からなるもので、吸収コイル３１の流入口は、冷却水流路３４と接続され、吸収コイル３１の流出口は凝縮器５の冷却コイル５１の流入口に接続されている。
【００２８】
高濃度吸収液散布具３２は、熱交換器Ｈを介して低温再生器２の高濃度吸収液受け部２３と連結された高濃度吸収液流路Ｌ２を介して供給される高濃度吸収液を受けて溜めることによって自己冷却させる吸収液冷却容器と、吸収液冷却容器で溜められた吸収液を巻設された吸収コイル３１の各周上に滴下させる。
【００２９】
以上の構成により、吸収器３では、低温再生器２の高濃度吸収液受け部２３の高濃度吸収液が圧力差により高濃度吸収液流路Ｌ２から流入し、流入した高濃度吸収液は、高濃度吸収液散布具３２により吸収コイル３１の上端に散布され、吸収コイル３１の表面に付着して薄膜状になり、重力の作用で下方に流下し、水蒸気を吸収して低濃度吸収液となる。この水蒸気を吸収する際に吸収コイル３１の表面で発熱するが、吸収コイル３１を循環する排熱用冷却水により冷却される。尚、吸収液に吸収される水蒸気は、後述する蒸発器４で冷媒蒸気として発生したものである。
【００３０】
吸収器３の底部３３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流路Ｌ３で加熱タンク１１の底部と連結されており、吸収液ポンプＰ１の作動により吸収器３内の低濃度吸収液は加熱タンク１１内へ供給される。
また吸収コイル３１内には、冷房運転時に、冷却塔ＣＴで冷却された排熱用冷却水が、凝縮器５の冷却コイル５１を介して循環する。
【００３１】
吸収器３の内部には、吸収サイクル内で発生した不凝縮性ガス（水素ガス）を吸い込むための抽気装置としてのエジェクター８０が設けられている。
エジェクター８０は、吸収器３内に開口した吸引口８１に連続して吸引口８１より径が小さい吸導管８２を設けるとともに、吸引口８１の内側に吸収液ポンプＰ１の吐出側と連通した吸収液吐出管８３を配して、吸収液ポンプＰ１の吐出圧によって吸収液吐出管８３の末端から吸収液が吸引口８１に向かって吐出される際に、吸引口８１との間の冷媒蒸気および不凝縮性ガス等の気体成分をいわゆるエゼクタ効果によって吸収液内に吸い込み混合するようにした構造である。
【００３２】
吸導管８２は、吸収器３の底部３３に連通して設けられた略Ｊ字（又は略Ｕ字）形状の有谷管状体からなる気液分離管８４の内側に配されて、気液分離管８４とともに気液分離器を構成するもので、気液分離管８４と同様に略Ｊ字（又は略Ｕ字）形状を呈し、気液分離管８４内の谷部８５を経た位置で上向きに開口している。谷部８５は気液分離管８４と一体的になっているため、以後、気液分離管に谷部の番号８５を付することがある。
気液分離器の末端、すなわち、気液分離管８４の末端には、不凝縮性ガス貯蔵器９０が接続されている。
【００３３】
不凝縮性ガス貯蔵器９０は、下方側タンク９１と上方側タンク９２とからなり、下方側タンク９１と上方側タンク９２とは、連通穴９３を有する隔壁９４によって分割されており、連通穴９３には、逆止弁機構９５が備えられている。
逆止弁機構９５は、連通穴９３から下方側タンク９１内へ向かって突出した筒状部９６内に、吸収液より比重の小さいシリコンゴム性で球体状のフロート弁体９７が配され、連通穴９３の下方側に弁座９８が形成されたもので、筒状部９６内の下部には、フロート弁体９７が筒状部９６内から遊離しないようにするための遊離防止棒９９が装着されている。
【００３４】
エジェクター８０及び不凝縮性ガス貯蔵器９０は、以上の構成により、吸収液ポンプＰ１の作動中には、エジェクター８０の吸収液吐出管８３から吸引口８１へ向かって吐出される吸収液のエゼクタ効果によって、吸収器３内の冷媒蒸気および不凝縮性ガスをエジェクター８０の吸引口８１から吸引し、吸導管８２内を吸収液と混合した状態で気液分離管８４へ導き、気液分離管８４では不凝縮性ガスを吸収液から分離させて、不凝縮性ガス貯蔵器９０の下方側タンク９１内に貯蔵する。
尚、吸引された冷媒蒸気は、吸導管８２内で吸収液に吸収され、気液分離管８４からは、不凝縮性ガスのみが気体として分離する。
【００３５】
蒸発器４は、蒸発・吸収ケース３０内の吸収コイル３１の外周に設けた縦型円筒形で多数の連通口（図示なし）付きの仕切り板４０の外周に、内部を冷暖房用の冷温水が流れる銅管からな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。尚、蒸発器４の底部４３は、電磁式の冷暖切替え弁６を有する暖房用吸収液流路Ｌ４により中濃度吸収液分離筒１２内の吸収液仕切り容器１３の底部と連通している。
尚、蒸発器４内の暖房用吸収液流路Ｌ４の開口部の内側には、暖房運転時に供給される吸収液が、蒸発器４内へ噴出しないようにするために、図４に示すように、防止板（バッフル板）４３Ａが配されている。
【００３６】
以上の構成により、蒸発器４では、冷房運転時に冷媒液散布具４２より冷媒液（水）を蒸発コイル４１の上に流下させると、流下された冷媒液は、表面張力で蒸発コイル４１の表面を濡らして膜状となり、重力の作用で下方へ降下しながら低圧（例えば、６．５ｍｍＨｇ）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内を流れる空調用の冷温水を冷却する。
【００３７】
凝縮器５は、蒸発・吸収ケース３０の上方の開口を塞ぐようにして設けられた凝縮器ケース５０の内部に冷却塔ＣＴで冷却された排熱用冷却水が内部を循環する冷却コイル５１を配設してなる。
【００３８】
凝縮器ケース５０内には、冷却コイル５１によって冷却された冷媒蒸気が液化した冷媒液を凝縮器ケース５０から浮かした位置で受けるための皿状の冷媒液受け部５２が設けられていて、冷媒液受け部５２は、蒸発器４の冷媒液散布具４２の上方に設けられて、供給される冷媒液の自己冷却により冷媒液を冷却させる冷媒冷却器４８と、冷媒液供給路Ｌ６によって連通している。
以上の構造を有する凝縮器５は、冷媒流量を制限するためのオリフィス（図示なし）が設けられた冷媒流路Ｌ５により冷媒回収タンク１０の冷媒貯留部１０ａ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とも連通しており、いずれも圧力差（凝縮器ケース内では約７０ｍｍＨｇ）により冷媒が供給される。
【００３９】
冷房運転時において、凝縮器ケース５０内に供給された冷媒蒸気は、冷却コイル５１により冷却されて液化し、凝縮器５の下部に設けられた冷媒液受け部５２から蒸発器４内に配置された冷媒冷却器４８へ冷媒液供給路Ｌ６を介して供給される。冷媒液受け部５２をオーバーフローした冷媒液は、凝縮器ケース５０の底によって形成される冷媒液貯留部５３に貯留され、冷房運転時に吸収サイクルを循環する吸収液の濃度を実質的に高く維持して、冷房性能を向上させている。そして、冷媒液貯留部５３と冷媒冷却器４８とは、冷媒弁７を備えた冷媒液流路Ｌ７によって連通しており、冷媒液の凍結の恐れのある場合に、冷媒弁７の開弁制御によって蒸発器４に冷媒液が供給されて、蒸発器４内の蒸気圧を高くすることにより凍結を防止する。
また、暖房運転の開始時にも、冷媒弁７が開弁されて、冷房運転時に凝縮器５の冷媒液貯留部５３内に貯留された冷媒液が蒸発器４内へ供給され、暖房運転時に加熱され循環する吸収液の濃度を低く維持して、晶析が防止される。
【００４０】
以上の構成により、冷房運転時において、吸収液は、高温再生器１→中濃度吸収液流路Ｌ１→低温再生器２→高濃度吸収液流路Ｌ２→高濃度吸収液散布具３２→吸収器３→吸収液ポンプＰ１→低濃度吸収液流路Ｌ３→高温再生器１の順に循環する。
また、冷媒は、高温再生器１（冷媒蒸気）→冷媒流路Ｌ５（冷媒蒸気）又は低温再生器２（冷媒蒸気）→凝縮器５（冷媒液）→冷媒供給路Ｌ６（冷媒液）又は冷媒液流路Ｌ７（冷媒液）→冷媒冷却器４８→冷媒液散布具４２（冷媒液）→蒸発器４（冷媒蒸気）→吸収器３（吸収液）→吸収液ポンプＰ１→低濃度吸収液流路Ｌ３→高温再生器１の順に循環する。
【００４１】
上記、吸収液と熱交換する吸収器３の吸収コイル３１と凝縮器５の冷却コイル５１は、接続されて連続コイルを形成しており、連続コイルは、冷却水流路３４によって冷却塔ＣＴと接続されて冷却水循環路を形成している。
この冷却水循環路において、吸収コイル３１の入口と冷却塔ＣＴとの間の冷却水流路３４には、連続コイル内へ冷却水を送り込むための冷却水ポンプＰ２が設けられており、冷却水ポンプＰ２の作動により連続コイルを通過する冷却水は、吸収コイル３１で吸収熱を、冷却コイル５１で凝縮熱をそれぞれ吸熱して比較的高温となって、冷却塔ＣＴに供給される。
【００４２】
上記の構成により、冷房運転時には、冷却水ポンプＰ２の作動により冷却塔ＣＴ内の冷却水が、冷却塔ＣＴ→冷却水ポンプＰ２→吸収コイル３１→冷却コイル５１→冷却塔ＣＴの順に循環する。
冷却塔ＣＴでは、落下する冷却水を大気中に一部蒸発させて、残りの冷却水を冷却する自己冷却がなされており、冷却水は、大気中に放熱して低温度になる排熱サイクルを形成している。なお、送風機Ｓからの送風により、水の蒸発を促進させている。
【００４３】
蒸発器４の蒸発コイル４１には、室内機ＲＵに設けられた空調熱交換器４４が冷温水流路４７で連結されていて、冷温水流路４７には、冷温水ポンプＰ３が設けられている。
以上の構成により、蒸発コイル４１で低温度となった冷温水は、蒸発コイル４１→冷温水流路４７→空調熱交換器４４→冷温水流路４７→冷温水ポンプＰ３→蒸発コイル４１の順で循環する。
【００４４】
室内機ＲＵには、空調熱交換器４４が設けられているとともに、この熱交換器４４に対して、室内空気を通過させて再び室内へ吹き出すブロワ４６が備えられている。
【００４５】
暖房用吸収液流路Ｌ４および冷暖切替え弁６は暖房運転用に設けられたもので、暖房運転時には冷暖切替え弁６を開弁し、吸収液ポンプＰ１を作動させる。
これにより、中濃度吸収液分離筒１２内の吸収液仕切り容器１３内の高温度の中濃度吸収液が蒸発器４内へ流入し、中濃度吸収液の高温蒸気（冷媒蒸気）によって蒸発コイル４１内の冷温水が加熱され、加熱された蒸発コイル４１内の冷温水は、冷温水ポンプＰ３の作動により冷温水流路４７から空調用熱交換器４４へ供給され、暖房の熱源となる。
蒸発器４内の中濃度吸収液は、仕切り板４０の連通口４０ａから吸収器３側へ入り、低濃度吸収液流路Ｌ３を経て、吸収液ポンプＰ１により加熱タンク１１へ戻される。
【００４６】
以上の構成からなる本実施例の空調装置では、吸収サイクルにおいて吸収液を循環させるための吸収液ポンプＰ１と、蒸発器コイル４１で冷却または加熱された冷温水を冷温水流路４７によって室内機ＲＵの空調用熱交換器４４に循環させるための冷温水ポンプＰ３とが、同一のモータによって駆動されるタンデムポンプとして構成されていて、常に吸収液ポンプＰ１と冷温水ポンプＰ３とが同時に同一回転数で回転する。
【００４７】
次に、以上の構成からなる室外機１００における不凝縮性ガスの貯蔵動作を説明する。
［冷房運転］
冷房運転では、冷暖切替え弁６が閉弁されており、ガスバーナＢが点火され、吸収液ポンプＰ１及び冷温水ポンプＰ３が駆動されると、吸収液は、高温再生器１→中濃度吸収液流路Ｌ１→低温再生器２→高濃度吸収液流路Ｌ２→高濃度吸収液散布具３２→吸収器３→吸収液ポンプＰ１→低濃度吸収液流路Ｌ３→高温再生器１の順に循環する。
また、冷媒は、高温再生器１（冷媒蒸気）→冷媒流路Ｌ５（冷媒蒸気）又は低温再生器２（冷媒蒸気）→凝縮器５（冷媒液）→冷媒供給路Ｌ６（冷媒液）又は冷媒液流路Ｌ７（冷媒液）→冷媒冷却器４８→冷媒液散布具４２（冷媒液）→蒸発器４（冷媒蒸気）→吸収器３（吸収液）→吸収液ポンプＰ１→低濃度吸収液流路Ｌ３→高温再生器１の順に循環する。
【００４８】
この循環によって、吸収サイクル内の冷媒は、凝縮器５内の冷媒液貯留部５３で貯留されるため、吸収器３および高温再生器１内を循環する吸収液の実質的な濃度は、凝縮器５の冷媒液貯留部５３で貯留された冷媒液の分だけ濃縮されて、高濃度になる。従って、吸収サイクル内に封入しておく吸収液の濃度を、予め低くしておくことで、冷房運転時に循環する吸収液の濃度を最適にすることができる。
【００４９】
さらに吸収液は、不凝縮性ガス抽出装置であるエジェクター８０および不凝縮性ガス貯蔵器９０に対して吸収液ポンプＰ１→低濃度吸収液流路Ｌ３→吸収液吐出管８３→吸導管８２→気液分離管８５→不凝縮性ガス貯蔵器９０の下方側タンク９１→気液分離管８５→吸収器３→吸収液ポンプＰ１の順で循環する。
この吸収液の循環において、吸収サイクル内で発生した不凝縮性ガスは、エジェクター８０によって抽気され、不凝縮性ガス貯蔵器９０の下方側タンク９１に流入する。このとき、吸収器３および蒸発器４を形成する蒸発・吸収ケース３０内の圧力は、不凝縮性ガス貯蔵器９０内の圧力と同程度に低くなるため、図２に示すように、吸収器３内の吸収液は下方側タンク９１へ流入せず、下方側タンク９１内の液位は一定に保たれる。また、このとき、逆止弁機構９５のフロート弁体９７は、弁座９８から下方に離れて筒状部９６内で遊離防止棒９９に係止されていて、連通穴９３は開放状態にある。従って、下方側タンク９１へ導かれた不凝縮性ガスは、逆止弁機構９５を通過して、上方側タンク９２内へ流入して貯蔵される。
【００５０】
［暖房運転］
暖房運転では、冷暖切替え弁６が開弁される。従って、ガスバーナＢが点火され、吸収液ポンプＰ１及び冷温水ポンプＰ３の駆動されると、吸収液は、高温再生器１→暖房用吸収液流路Ｌ４→蒸発器４→吸収器３→吸収液ポンプＰ１→低濃度吸収液流路Ｌ３→高温再生器１の順に循環する。
暖房運転では冷却水ポンプＰ２は駆動されず、凝縮器５で冷媒液は生成されず、また、暖房運転の開始時に冷媒弁７が開弁して凝縮器５の冷媒液貯留部５３内に貯留された冷媒液は全て冷媒液流路Ｌ７を介して蒸発器４内へ戻されるため、上記暖房運転時の吸収液の循環では、予め設定された低濃度の吸収液が循環する。従って、吸収液が高温になっていても、循環流路中で、吸収液が晶析することがない。
【００５１】
また、暖房運転においても、吸収液は、不凝縮性ガス抽出装置であるエジェクター８０および不凝縮性ガス貯蔵器９０に対して吸収液ポンプＰ１→低濃度吸収液流路Ｌ３→吸収液吐出管８３→吸導管８２→気液分離管８５→不凝縮性ガス抽出装置９０の下方側タンク９１→気液分離管８５→吸収器３→吸収液ポンプＰ１の順で循環する。
この吸収液の循環において、吸収サイクル内で発生した不凝縮性ガスは、エジェクター８０によって抽気され、不凝縮性ガス貯蔵器９０の下方側タンク９１に流入する。
このとき、吸収器３および蒸発器４を形成する蒸発・吸収ケース３０内の圧力は、不凝縮性ガス貯蔵器９０内の圧力に対して高くなっている（例えば、２００〜２５０ｍｍＨｇ）ため、図３に示すように、吸収器３内の吸収液が、より低圧の不凝縮性ガス貯蔵器９０へ流入する。
【００５２】
不凝縮性ガス貯蔵器９０へ流入した吸収液が下方側タンク９１内を満たすと、逆止弁機構９５のフロート弁体９７は、流入した吸収液によって筒状部９６内を上方へ移動し、連通穴９３の弁座９８に密着し、遮断されて、吸収液は上方側タンク９２内には流入せず、不凝縮性ガスの貯蔵スペースは上方側タンク９２によって確保される。この結果、不凝縮性ガス貯蔵器９０の下方側タンク９１内には吸収液が充満し、この分、蒸発・吸収ケース３０内の吸収液が減少する。従って、凝縮器５内の冷媒液貯留部５３に冷却液が貯留されていないため冷房運転時より多くなっていた吸収液の過剰分が、下方側タンク９１内に貯留することによって、暖房運転時においても、蒸発・吸収ケース３０内の吸収液の液面が高くならず、しかも、低濃度で循環させることができる。
【００５３】
暖房運転中にも、不凝縮性ガスはエジェクター８０によって抽出され、下方側タンク９１へ導かれる。下方側タンク９１内の不凝縮性ガスが増加すると、逆止弁機構９５が開いて、不凝縮性ガスが上方タンク９２へ移動して貯蔵される。
【００５４】
【発明の効果】
以上のとおり、本発明によれば、吸収サイクルにおいて、凝縮器５内の冷媒液貯留部５３に冷媒液を貯留することによって、冷房運転時には、吸収サイクルのうち吸収器３及び高温再生器１内の吸収液の濃度を、冷房運転に適した濃度にして冷房性能を確保することができるとともに、暖房運転時は、吸収液の濃度が高くならないため、晶析を防止することができる。
また、不凝縮性ガス貯蔵器９０を下方側タンク９１と上方側タンク９２の２室構造とし、これらのタンク９１、９２を逆止弁機構９５を介して連通させることにより、暖房運転時には、下方側タンク９１の容積分だけ、吸収液を吸収器３等の循環路から減らすことができるため、蒸発・吸収ケース３０内つまりは蒸発器４内の吸収液の液位を下げることができる。この結果、高温再生器１から蒸発器４内へ供給される吸収液の液面と蒸発コイル４１との間には隙間Ｍが確保され、吸収液は蒸発コイル４１に接触しない。また、防止板４３Ａと液面との間には、隙間Ｋが確保され、この隙間Ｋを通って高温再生器１から供給される高温の吸収液内の蒸気が上方に抜けるため、蒸気の混ざった吸収液の噴き上げは防止板４３Ａで阻止され吸収液が蒸発器４内で飛散することがない。従って、室外機１００の小型化を図って蒸発器４等の容積が小さくなった場合でも、蒸発コイル４１に吸収液が付着し、腐食することを防止できる。
【００５５】
図５に不凝縮性ガス貯蔵器９０における逆止弁機構９５の他の実施例を示す。この実施例では、筒状部９６、遊離防止棒９９を省略し、代わりにフロート弁体９７に係止フランジ９７ａを連結棒９７ｂで連結して、フロート弁体９７の遊離を防止している。
【００５６】
上記実施例では、不凝縮性ガス抽出装置としてエジェクター８０を用いたものを示したが、サイホン式の不凝縮性ガス抽出装置を用いてもよい。
上記実施例では、室外機１００に対して、単一の室内機ＲＵのみを設けたものを示したが、複数の室内機ＲＵを室外機１００の蒸発コイル４１に対して並列に接続してもよい。
上記各実施例では、冷却水流路３４の冷却塔ＣＴを、冷却水の一部を蒸発させて冷却水を自己冷却する開放式のものとしたが、冷却水流路３４を循環する冷却水が、大気に開放されていない密閉回路を形成した水冷装置でもよい。
上記実施例では、室内機ＲＵに空調熱交換器４４のみを設けたものを示したが、室内温度を下げないで除湿運転を行うために、空調熱交換器４４で一旦冷却した空気を加熱する加熱用熱交換器を空調熱交換器４４と並設させるようにしてもよい。
上記実施例では、２重効用式で説明したが、１重効用式でもよい。また、加熱源としては、石油バーナや、電気ヒータを用いてもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例を示す空調装置の概略構成図である。
【図２】実施例における冷房運転時の不凝縮性ガス貯蔵器の状態を説明するための部分断面図である。
【図３】実施例における暖房運転時の不凝縮性ガス貯蔵器の状態を説明するための部分断面図である。
【図４】実施例における暖房運転時の蒸発・吸収ケース内の吸収液の状態を説明するための部分断面図である。
【図５】本発明の不凝縮性ガス貯蔵器における逆止弁機構の他の実施例を示す不凝縮性ガス貯蔵器の断面図である。
【符号の説明】
１ 高温再生器
２ 低温再生器
３ 吸収器
３０ 蒸発・吸収ケース（吸収器ケース）
３３ 底部（吸収器の底部）
４ 蒸発器
４１ 蒸発コイル（熱交換用配管）
４３Ａ 防止板
４４ 空調熱交換器（空調用熱交換器）
４７ 冷温水流路（冷温水循環回路）
５ 凝縮器
５２ 冷媒液受け部
５３ 冷媒液貯留部
６ 冷暖切替え弁
８０ エジェクター（不凝縮性ガス抽出装置）
８１ 吸引口（抽出部）
８４ 気液分離管（気液分離部）
８５ 気液分離管の谷部
９０ 不凝縮性ガス貯蔵器（二室式不凝縮性ガス貯蔵タンク）
９１ 下方側タンク（下方ガス貯蔵室）
９２ 上方側タンク（上方ガス貯蔵室）
９３ 連通穴（下方ガス貯蔵室と上方ガス貯蔵室との連通部）
９４ 隔壁
９５ 逆止弁機構
９７ フロート弁体（浮き弁体、逆止弁機構）
１０２ 制御装置（運転制御手段）
Ｂ ガスバーナ（加熱手段）
Ｐ１ 吸収液ポンプ
ＲＵ 室内機
Ｌ４ 暖房用吸収液流路

Claims (3)

1. 冷媒を含む吸収液を加熱手段により加熱して吸収液から冷媒蒸気を分離させる再生器と、
   該再生器によって分離した前記冷媒蒸気を冷却して凝縮させるとともに、凝縮によって生じた冷媒液を貯留する冷媒液貯留部が設けられた凝縮器と、
   該凝縮器の前記冷媒液貯留部に貯留された冷媒液を低圧下で蒸発させて冷却源とする蒸発器と、
   前記蒸発器と連通して設けられ、前記再生器で前記冷媒蒸気が分離された吸収液に、前記蒸発器で蒸発した冷媒蒸気を吸収させる吸収器と、
   前記吸収器から前記再生器へ吸収液を戻すための吸収液ポンプとから吸収サイクルを形成し、
   室内機に設けられた空調用熱交換器との間で冷温水を循環させるための冷温水循環回路を形成した熱交換用配管を前記蒸発器内に配するとともに、
   冷房運転と暖房運転とを切り替えるための冷暖切替え弁を備えた暖房用吸収液流路により前記再生器と前記蒸発器とを接続した吸収式空調装置であって、
   冷房運転時には前記冷暖切替え弁を閉弁制御し、暖房運転時には前記冷暖切替え弁を開弁制御する運転制御手段を具備した吸収式空調装置において、
   前記蒸発器及び吸収器を形成する蒸発吸収ケース内の不凝縮性ガスを抽出する抽出部および前記蒸発吸収ケースの底部と連通して設けられ、前記抽出部で抽出された不凝縮性ガスを吸収液から分離する気液分離部とからなる不凝縮性ガス抽出装置と、
   連通部を有する隔壁により上下に分割して形成した上方ガス貯蔵室と下方ガス貯蔵室とを有し、前記下方ガス貯蔵室の下端に、前記不凝縮性ガス抽出装置の前記気液分離部の端が接続された不凝縮性ガス貯蔵タンクであって、前記下方ガス貯蔵室が吸収液で満たされると、前記隔壁の前記連通部に配された浮き弁体が吸収液に浮いて前記連通部に密着し、前記下方ガス貯蔵室から前記上方ガス貯蔵室へ向かう吸収液を遮断する逆止弁機構を設けた二室式不凝縮性ガス貯蔵タンクとを設けたことを特徴とする吸収式空調装置。
2. 前記気液分離部は、Ｕ字形状のＵ字管体を有し、該Ｕ字管体により前記蒸発吸収ケースの下部と前記下方ガス貯蔵室の下部とを連通させることを特徴とする請求項１に記載の吸収式空調装置。
3. 前記蒸発器における前記暖房用吸収液流路の開口部には、供給される吸収液の噴出を防止するための防止板が設けられたことを特徴とする請求項１または２に記載の吸収式空調装置。

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