JP4152140B2 - 排熱吸収冷凍機 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ディーゼルエンジン、スターリングエンジン、ガスエンジンといったエンジンから発生する排熱を回収して冷凍用媒体を取り出すように構成した排熱吸収冷凍機に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、アンモニア−水混合媒体を用いてエンジンの排熱から冷熱を効率良く取出す技術として、特開２００２−４８４２６号公報に開示されているものがあった。
【０００３】
この従来例によれば、エンジンの排熱を熱源とする単効用吸収冷凍機の蒸発器と吸収器との間に圧縮機を介装し、蒸発器内の圧力を低下させ、−１０℃以下の冷熱をも取出せるように構成している。
また、単効用吸収冷凍機の吸収器から取出したアンモニア−水混合媒体をエンジンの排気ガスの熱を利用して蒸発させた高温蒸気により蒸気タービンを駆動するように構成し、その蒸気タービンと圧縮機を連動連結し、エンジンの排熱をより有効に回収し、ランニングコストおよびイニシャルコストのいずれも安価にして冷凍用媒体を得られるように構成している。
このような構成により、取り出す冷却熱の温度を７℃程度として冷房用に利用すれば、一般の単効用排熱吸収冷凍機を越える冷凍効率を得ることができる。なぜなら、一般の単効用排熱吸収冷凍機では、エンジン冷却水であるジャケット水で排気ガスの熱を回収し、まとめて再生器の加熱に使っているため、（１）排気ガスのジャケット水の温度以下の部分を熱回収できない。（２）排気ガスのジャケット水の温度以上の部分をジャケット水の温度まで落として使用しているため、エクセルギロスが大きい等の欠点があるが、本方式ではこれらの欠点を回避できるからである。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述のように、単効用吸収冷凍機を冷房用とした場合、夏期や中間期の一部のみの使用となり、冷房が不用な冬期には全く利用されず、無駄になる欠点があった。
【０００５】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、請求項１および請求項２に係る発明は、ランニングコストおよびイニシャルコストのいずれをも安価にして冷凍用媒体を得て冷房を行えるものでありながら、稼動率を大幅に向上できるようにするとともに凝縮器で冷却水に回収させる熱量を減少して発電機の出力を向上できるようにすることを目的とし、請求項３および請求項４に係る発明は、稼働率を一層向上できるようにするとともに再生器で発生させるアンモニア蒸気を利用して発電機の出力を向上できるようにすることを目的とし、請求項５および請求項６に係る発明は、再生器で発生させるアンモニア蒸気を利用して発電機の出力を向上できるようにすることを目的とし、請求項７に係る発明は、排熱回収量を増加して蒸気タービンの出力を向上できるようにすることを目的する。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
請求項１に係る発明は、上述のような目的を達成するために、
130℃よりも低い温度のエンジン冷却水を発生するエンジン冷却部(1a)と、
130℃よりも高い温度の排気ガスを発生するエンジン(1) と、
再生器(8) と吸収器(12)と凝縮器(10)と蒸発器(14)とから成る単効用吸収冷凍機と、
前記エンジン(1) からのエンジン冷却水を熱源とするように前記エンジン冷却部(1a)と前記再生器(8) とにわたって接続される循環配管(7) と、
前記エンジン(1) からのエンジン冷却水によって蒸発可能なアンモニア−水系混合媒体を前記吸収器(12)から前記再生器(8) に供給する配管(16)と、
前記再生器(8) から前記吸収器(12)にアンモニア−水系混合媒体を供給する配管(11)と、
前記配管(16)の途中に接続されて前記吸収器(12)から前記再生器(8) に供給するアンモニア−水系混合媒体の一部を取り出す分岐配管(19)と、
前記エンジン(1) に接続されて前記エンジン(1) からの排気ガスを取り出すガス配管(4) と、
前記ガス配管(4) と前記分岐配管(19)との間に設けられて、前記エンジン(1)
からの排気ガスによりアンモニア−水系混合媒体を加熱して蒸発させる熱交換器(20)と、
前記分岐配管(19)に設けられて、前記熱交換器(20)で蒸発したアンモニア−水系混合媒体の蒸気によって駆動する蒸気タービン(21)と、
前記蒸発器(14)に連通接続され、前記蒸気タービン(21)に連動連結されて前記蒸発器(14)内の蒸気を吸引して前記吸収器(12)との間に圧力差を発生させる圧縮機(24)と、
前記圧縮機(24)に連通接続されて前記圧縮機(24)から排出される蒸気を前記吸収器(12)に供給する蒸気配管(27)と、
前記蒸発器(14)に付設されて冷凍用媒体を取り出す冷凍用媒体取り出し管(28)とを備えた排熱吸収冷凍機において、
前記分岐配管(19)に前記蒸気タービン(21)と並列接続される発電用蒸気タービン(31)と、
前記発電用蒸気タービン(31)に連動連結されて発電する発電機(32)と、
前記分岐配管(19)からのアンモニア−水系混合媒体を、前記蒸気タービン(21)に供給する状態と前記発電用蒸気タービン(31)に流す状態とに切り換える熱電切換機構とを備え、かつ、前記凝縮器 (10) の上部空間と前記分岐配管 (19) とを接続し、前記吸収器 (12) からのアンモニア−水系混合媒体の吸収用溶液を前記凝縮器 (10) に供給し、前記凝縮器 (10) に供給されるアンモニア−水系混合媒体の蒸気を吸収用溶液に吸収するように構成する。
【０００７】
（作用・効果）
請求項１に係る発明の排熱吸収冷凍機の構成によれば、エンジン(1) からのエンジン冷却水を熱源として単効用吸収冷凍機を作動する。一方、エンジン(1) からの排気ガスにより、吸収器(12)から再生器(8) に供給されるアンモニア−水系混合媒体の一部を熱交換器(20)を介して加熱してアンモニア−水系混合媒体の蒸気を発生させ、その蒸気によって蒸気タービン(21)を駆動し、蒸気タービン(21)に一体的に連動連結した圧縮機(24)を駆動する。この圧縮機(24)により、蒸発器(14)内の蒸気を吸引して蒸発器(14)内の圧力を吸収器(12)内の圧力よりも低下させ、蒸発器(14)での蒸発に伴い、冷凍用媒体取り出し管(28)を通じて低温の冷凍用媒体を取り出すことができる。
しかも、低温の冷凍用媒体の取出しにより冷房を行っているときには、分岐配管(19)からのアンモニア−水系混合媒体を蒸気タービン(21)に供給し、冷凍効率の良い状態で冷房を行い、冬期や中間期などで冷房が不用なときには、分岐配管(19)からのアンモニア−水系混合媒体を発電用蒸気タービン(31)に供給し、その発電用蒸気タービン(31)に連動連結された発電機(32)を駆動して発電することができる。
【０００８】
したがって、エンジン(1)からのエンジン冷却水を熱源として単効用吸収冷凍機を作動しながら、エンジン(1)からの排気ガスにより蒸気タービン(21)を駆動して圧縮機(24)を駆動し、蒸発器(14)内の圧力を吸収器(12)内の圧力よりも低下させて低温の冷凍用媒体を取り出すから、エンジン(1)からのエンジン冷却水および排気ガスによって冷凍用媒体を取り出すことができ、ランニングコストおよびイニシャルコストのいずれをも安価にして、冷凍効率に優れた状態で冷房を行うことができる。
このようにランニングコストおよびイニシャルコストのいずれをも安価にして冷房を行えながら、更に、冬期や中間期などで冷房が不用なときには、発電機(32)を駆動して発電するから、排熱吸収冷凍機の稼働率を大幅に向上できる。
そのうえ、排気ガスと熱交換する熱交換器 (20) に供給される溶液のアンモニア濃度を高 めるために、凝縮器 (10) に供給されるアンモニア−水系混合媒体の蒸気を凝縮によらずに吸収用溶液に吸収させることによって液化するから、凝縮器 (10) において、クーリングタワーなどからの冷却水に捨てる熱量を減少させることができ、蒸気タービン (21) の出力を向上できて発電出力を向上できる。
【０００９】
請求項２に係る発明は、上述のような目的を達成するために、
130℃よりも低い温度のエンジン冷却水を発生するエンジン冷却部(1a)と、
130℃よりも高い温度の排気ガスを発生するエンジン(1) と、
再生器(8) と吸収器(12)と凝縮器(10)と蒸発器(14)とから成る単効用吸収冷凍機と、
前記エンジン(1) からのエンジン冷却水を熱源とするように前記エンジン冷却部(1a)と前記再生器(8) とにわたって接続される循環配管(7) と、
前記エンジン(1) からのエンジン冷却水によって蒸発可能なアンモニア−水系混合媒体を前記吸収器(12)から前記再生器(8) に供給する配管(16)と、
前記再生器(8) から前記吸収器(12)にアンモニア−水系混合媒体を供給する配管(11)と、
前記配管(16)の途中に接続されて前記吸収器(12)から前記再生器(8) に供給するアンモニア−水系混合媒体の一部を取り出す分岐配管(19)と、
前記エンジン(1) に接続されて前記エンジン(1) からの排気ガスを取り出すガス配管(4) と、
前記ガス配管(4) と前記分岐配管(19)との間に設けられて、前記エンジン(1)
からの排気ガスによりアンモニア−水系混合媒体を加熱して蒸発させる熱交換器(20)と、
前記分岐配管(19)に設けられて、前記熱交換器(20)で蒸発したアンモニア−水系混合媒体の蒸気によって駆動する蒸気タービン(21)と、
前記蒸発器(14)に連通接続され、前記蒸気タービン(21)に連動連結されて前記蒸発器(14)内の蒸気を吸引して前記吸収器(12)との間に圧力差を発生させる圧縮機(24)と、
前記圧縮機(24)に連通接続されて前記圧縮機(24)から排出される蒸気を前記吸収器(12)に供給する蒸気配管(27)と、
前記蒸発器(14)に付設されて冷凍用媒体を取り出す冷凍用媒体取り出し管(28)とを備えた排熱吸収冷凍機において、
前記蒸気タービン(21)と前記圧縮機(24)との間に介装されて駆動状態と停止状態とに切り換えるクラッチ(61)と、
前記蒸気タービン(21)に発電用クラッチ(62)を介して駆動状態と停止状態とに切り換え可能に連動連結されて発電する発電機(64)とを備え、かつ、前記凝縮器 (10) の上部空間と前記分岐配管 (19) とを接続し、前記吸収器 (12) からのアンモニア−水系混合媒体の吸収用溶液を前記凝縮器 (10) に供給し、前記凝縮器 (10) に供給されるアンモニア−水系混合媒体の蒸気を吸収用溶液に吸収するように構成する。
【００１０】
（作用・効果）
請求項２に係る発明の排熱吸収冷凍機の構成によれば、エンジン(1) からのエンジン冷却水を熱源として単効用吸収冷凍機を作動する。一方、エンジン(1) からの排気ガスにより、吸収器(12)から再生器(8) に供給されるアンモニア−水系混合媒体の一部を熱交換器(20)を介して加熱してアンモニア−水系混合媒体の蒸気を発生させ、その蒸気によって蒸気タービン(21)を駆動し、蒸気タービン(21)にクラッチ(61)を介して連動連結した圧縮機(24)を駆動する。この圧縮機(24)により、蒸発器(14)内の蒸気を吸引して蒸発器(14)内の圧力を吸収器(12)内の圧力よりも低下させ、蒸発器(14)での蒸発に伴い、冷凍用媒体取り出し管(28)を通じて低温の冷凍用媒体を取り出して冷房を行うことができる。
一方、冬期や中間期などで冷房が不用なときには、クラッチ(61)を切り状態にして発電用クラッチ(62)を入り状態にし、蒸気タービン(21)により発電機(64)を駆動して発電することができる。
【００１１】
したがって、請求項１に係る発明と同様に、ランニングコストおよびイニシャルコストのいずれもを安価にして冷房を行えながら、更に、冬期や中間期などで冷房が不用なときには、発電機(64)を駆動して発電するから、排熱吸収冷凍機の稼働率を大幅に向上できる。
そのうえ、蒸気タービン(21)を発電機(64)の駆動用に兼用でき、構成が簡単で安価にできる。
更に、排気ガスと熱交換する熱交換器 (20) に供給される溶液のアンモニア濃度を高めるために、凝縮器 (10) に供給されるアンモニア−水系混合媒体の蒸気を凝縮によらずに吸収用溶液に吸収させることによって液化するから、凝縮器 (10) において、クーリングタワーなどからの冷却水に捨てる熱量を減少させることができ、蒸気タービン (21) の出力を向上できて発電出力を向上できる。
【００１２】
請求項３に係る発明は、上述のような目的を達成するために、
130℃よりも低い温度のエンジン冷却水を発生するエンジン冷却部(1a)と、
130℃よりも高い温度の排気ガスを発生するエンジン(1) と、
再生器(8) と吸収器(12)と凝縮器(10)と蒸発器(14)とから成る単効用吸収冷凍機と、
前記エンジン(1) からのエンジン冷却水を熱源とするように前記エンジン冷却部(1a)と前記再生器(8) とにわたって接続される循環配管(7) と、
前記エンジン(1) からのエンジン冷却水によって蒸発可能なアンモニア−水系混合媒体を前記吸収器(12)から前記再生器(8) に供給する配管(16)と、
前記再生器(8) から前記吸収器(12)にアンモニア−水系混合媒体を供給する配管(11)と、
前記配管(16)の途中に接続されて前記吸収器(12)から前記再生器(8) に供給するアンモニア−水系混合媒体の一部を取り出す分岐配管(19)と、
前記エンジン(1) に接続されて前記エンジン(1) からの排気ガスを取り出すガス配管(4) と、
前記ガス配管(4) と前記分岐配管(19)との間に設けられて、前記エンジン(1)
からの排気ガスによりアンモニア−水系混合媒体を加熱して蒸発させる熱交換器(20)と、
前記分岐配管(19)に設けられて、前記熱交換器(20)で蒸発したアンモニア−水系混合媒体の蒸気によって駆動する蒸気タービン(21)と、
前記蒸発器(14)に蒸気吸引配管(26)を介して連通接続され、前記蒸気タービン(21)に連動連結されて前記蒸発器(14)内の蒸気を吸引して前記吸収器(12)との間に圧力差を発生させる圧縮機(24)と、
前記圧縮機(24)に連通接続されて前記圧縮機(24)から排出される蒸気を前記吸収器(12)に供給する蒸気配管(27)と、
前記蒸発器(14)に付設されて冷凍用媒体を取り出す冷凍用媒体取り出し管(28)とを備えた排熱吸収冷凍機において、
前記分岐配管(19)に前記蒸気タービン(21)と並列接続される発電用蒸気タービン(31)と、
前記蒸気タービン(21)に連動連結されて発電する発電機(32)と、
前記蒸気吸引配管(26)に設けられて前記圧縮機(24)に吸引される蒸気量を調整する流量調整弁(53)と、
前記分岐配管(19)からのアンモニア−水系混合媒体を、前記蒸気タービン(21)および前記発電用蒸気タービン(31)に分配量を調整可能に流す分配機構(51)(52)と、
前記流量調整弁(53)および前記分配機構(51)(52)を冷房負荷に応じて調整する熱電可変制御手段(55)とを備えて構成する。
【００１３】
（作用・効果）
請求項３に係る発明の排熱吸収冷凍機の構成によれば、エンジン(1) からのエンジン冷却水を熱源として単効用吸収冷凍機を作動する。一方、エンジン(1) からの排気ガスにより、吸収器(12)から再生器(8) に供給されるアンモニア−水系混合媒体の一部を熱交換器(20)を介して加熱してアンモニア−水系混合媒体の蒸気を発生させ、その蒸気によって蒸気タービン(21)を駆動し、蒸気タービン(21)に一体的に連動連結した圧縮機(24)を駆動する。この圧縮機(24)により、蒸発器(14)内の蒸気を吸引して蒸発器(14)内の圧力を吸収器(12)内の圧力よりも低下させ、蒸発器(14)での蒸発に伴い、冷凍用媒体取り出し管(28)を通じて低温の冷凍用媒体を取り出すことができる。
しかも、低温の冷凍用媒体の取出しにより冷房を行っているときには、分岐配管(19)からのアンモニア−水系混合媒体を蒸気タービン(21)に供給し、冷凍効率の良い状態で冷房を行い、その冷房負荷に応じて流量調整弁(53)を調整し、圧縮機(24)で蒸発器(14)から吸入するアンモニア蒸気の量を調整し、それに伴い、分岐配管(19)からのアンモニア−水系混合媒体の余剰分（１００％も含む）を発電用蒸気タービン(31)に供給し、その発電用蒸気タービン(31)に連動連結された発電機(32)を駆動して、発電出力を冷房負荷に応じて変更しながら発電することができる。
【００１４】
したがって、請求項１に係る発明と同様に、ランニングコストおよびイニシャルコストのいずれも安価にして冷房を行えながら、冷房負荷に応じて、蒸気タービン(21)と発電用蒸気タービン(31)とに流すアンモニア−水系混合媒体の分配量を調整し、冷房だけ、あるいは冷房と発電の両方、更には発電だけを行うことができ、排熱吸収冷凍機の稼働率を一層向上できる。
【００１５】
請求項４に係る発明は、上述のような目的を達成するために、
130℃よりも低い温度のエンジン冷却水を発生するエンジン冷却部(1a)と、
130℃よりも高い温度の排気ガスを発生するエンジン(1) と、
再生器(8) と吸収器(12)と凝縮器(10)と蒸発器(14)とから成る単効用吸収冷凍機と、
前記エンジン(1) からのエンジン冷却水を熱源とするように前記エンジン冷却部(1a)と前記再生器(8) とにわたって接続される循環配管(7) と、
前記エンジン(1) からのエンジン冷却水によって蒸発可能なアンモニア−水系混合媒体を前記吸収器(12)から前記再生器(8) に供給する配管(16)と、
前記再生器(8) から前記吸収器(12)にアンモニア−水系混合媒体を供給する配管(11)と、
前記配管(16)の途中に接続されて前記吸収器(12)から前記再生器(8) に供給するアンモニア−水系混合媒体の一部を取り出す分岐配管(19)と、
前記エンジン(1) に接続されて前記エンジン(1) からの排気ガスを取り出すガス配管(4) と、
前記ガス配管(4) と前記分岐配管(19)との間に設けられて、前記エンジン(1)
からの排気ガスによりアンモニア−水系混合媒体を加熱して蒸発させる熱交換器(20)と、
前記分岐配管(19)に設けられて、前記熱交換器(20)で蒸発したアンモニア−水系混合媒体の蒸気によって駆動する蒸気タービン(21)と、
前記蒸発器(14)に蒸気吸引配管(26)を介して連通接続され、前記蒸気タービン(21)に連動連結されて前記蒸発器(14)内の蒸気を吸引して前記吸収器(12)との間に圧力差を発生させる圧縮機(24)と、
前記圧縮機(24)に連通接続されて前記圧縮機(24)から排出される蒸気を前記吸収器(12)に供給する蒸気配管(27)と、
前記蒸発器(14)に付設されて冷凍用媒体を取り出す冷凍用媒体取り出し管(28)とを備えた排熱吸収冷凍機において、
前記蒸気タービン(21)に一体的に連動連結されて発電する発電機(72)と、
前記蒸気吸引配管(26)に設けられて前記圧縮機(24)に吸引される蒸気量を調整する流量調整弁(73)と、
前記流量調整弁(73)を冷房負荷に応じて調整する熱電可変制御手段(75)とを備え、かつ、前記再生器 (8) と前記凝縮器 (10) とを接続するアンモニア−水系混合媒体の蒸気配管 (81 ) の途中箇所と前記蒸気タービン (21) とを接続し、前記再生器 (8) からのアンモニア−水系混合媒体の蒸気を前記蒸気タービン (21) に供給するように構成する。
【００１６】
（作用・効果）
請求項４に係る発明の排熱吸収冷凍機の構成によれば、エンジン(1) からのエンジン冷却水を熱源として単効用吸収冷凍機を作動する。一方、エンジン(1) からの排気ガスにより、吸収器(12)から再生器(8) に供給されるアンモニア−水系混合媒体の一部を熱交換器(20)を介して加熱してアンモニア−水系混合媒体の蒸気を発生させ、その蒸気によって蒸気タービン(21)を駆動し、蒸気タービン(21)に連動連結した圧縮機(24)を駆動する。この圧縮機(24)により、蒸発器(14)内の蒸気を吸引して蒸発器(14)内の圧力を吸収器(12)内の圧力よりも低下させ、蒸発器(14)での蒸発に伴い、冷凍用媒体取り出し管(28)を通じて低温の冷凍用媒体を取り出して冷房を行うことができる。
しかも、低温の冷凍用媒体の取出しにより冷房を行っているときには、分岐配管(19)からのアンモニア−水系混合媒体を蒸気タービン(21)に供給し、冷凍効率の良い状態で冷房を行い、その冷房負荷に応じて流量調整弁(73)を調整し、圧縮機(24)で蒸発器(14)から吸入するアンモニア蒸気の量を調整し、その圧縮機(24)での吸引量の変動に伴い、冷房出力が小さくなって圧縮機(24)での吸引量が減少するに伴って発電機(72)の出力が増加するといったように、発電機(72)の出力を冷房負荷に応じて変更しながら発電することができる。
【００１７】
したがって、請求項１に係る発明と同様に、ランニングコストおよびイニシャルコストのいずれも安価にして冷房を行えながら、冷房負荷に応じて、発電機(72)の発電出力を変更し、冷房だけ、あるいは冷房と発電の両方、更には発電だけを行うことができ、排熱吸収冷凍機の稼働率を一層向上できる。
そのうえ、蒸気タービン(21)を発電機(72)の駆動用として兼用できるとともに、圧縮機(24)を駆動する状態と発電機(72)を駆動する状態とに切り換えるクラッチも不用で、構成が簡単で安価にできる。
更に、冬期や中間期のように冷房を行わない、あるいは、冷房負荷が低いときに、エンジン (1) からのエンジン冷却水により再生器 (8) で発生させるアンモニア−水系混合媒体の蒸気の過剰分を蒸気タービン (21) に供給するから、蒸気タービン (21) の出力を向上できて発電出力を向上できる。
【００１８】
【００１９】
【００２０】
請求項５に係る発明は、上述のような目的を達成するために、
請求項１または３に記載の排熱吸収冷凍機において、
再生器(8)と凝縮器(10)とを接続するアンモニア−水系混合媒体の蒸気配管(86)の途中箇所と発電用蒸気タービン(31)とを接続し、前記再生器(8)からのアンモニア−水系混合媒体の蒸気を前記発電用蒸気タービン(31)に供給するように構成する。
【００２１】
（作用・効果）
請求項５に係る発明の排熱吸収冷凍機の構成によれば、冬期や中間期のように冷房を行わない、あるいは、冷房負荷が低いときに、エンジン(1)からのエンジン冷却水により再生器(8)で発生させるアンモニア−水系混合媒体の蒸気の過剰分を発電用蒸気タービン(31)に供給する。
したがって、発電用蒸気タービン(31)の出力を向上できて発電出力を向上できる。
【００２２】
請求項６に係る発明は、上述のような目的を達成するために、
請求項２に記載の排熱吸収冷凍機において、
再生器(8)と凝縮器(10)とを接続するアンモニア−水系混合媒体の蒸気配管(81)の途中箇所と蒸気タービン(21)とを接続し、前記再生器(8)からのアンモニア−水系混合媒体の蒸気を前記蒸気タービン(21)に供給するように構成する。
【００２３】
（作用・効果）
請求項６に係る発明の排熱吸収冷凍機の構成によれば、冬期や中間期のように冷房を行わない、あるいは、冷房負荷が低いときに、エンジン(1)からのエンジン冷却水により再生器(8)で発生させるアンモニア−水系混合媒体の蒸気の過剰分を蒸気タービン(21)に供給する。
したがって、蒸気タービン(21)の出力を向上できて発電出力を向上できる。
【００２４】
請求項７に係る発明は、上述のような目的を達成するために、
請求項１、２、３、４，５または６のいずれかに記載の排熱吸収冷凍機において、
凝縮器(10)と分岐配管(19)とを接続し、前記凝縮器(10)内のアンモニア−水系混合媒体の溶液を前記分岐配管(19)に供給可能に構成する。
【００２５】
（作用・効果）
請求項７に係る発明の排熱吸収冷凍機の構成によれば、凝縮器(10)内のアンモニア−水系混合媒体の溶液を分岐配管(19)に供給し、熱交換器(20)においてエンジン(1)からの排気ガスから回収する熱量を増加することができる。
したがって、蒸気タービン(21)の出力を向上できて冷凍効率および発電出力を向上できる。
【００２６】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明する。
図１は、本発明に係る排熱吸収冷凍機の第１実施例（請求項１に係る発明の実施例の一部）を示す概略構成図であり、原動機としてのガスエンジン１に、カップリング２を介して発電機３が連動連結されている。
【００２７】
高温排熱源としてのガスエンジン１の排気管にガス配管４が接続され、そのガス配管４に、ＮＯｘ成分を除去する脱硝装置５が付設されている。
【００２８】
ガスエンジン１の低温排熱源としてのエンジン冷却部１ａの出口と入口とにわたって、エンジン冷却水（ジャケット冷却水）を循環する第１のポンプ６を介装した循環配管７が接続され、この循環配管７に、単効用吸収冷凍機を構成する再生器８が設けられている。再生器８には、ガスエンジン１からのエンジン冷却水（温度85〜95℃）によって蒸発可能なアンモニアを冷媒とし、かつ、水を吸収剤としたアンモニア−水系混合媒体としてのアンモニア−水系溶液が収容されている。
【００２９】
再生器８には、精留器９を介して水を分離したアンモニア蒸気を供給するように凝縮器１０が連通接続され、再生器８に第１の配管１１を介して吸収器１２が接続されるとともに、凝縮器１０に第２の配管１３を介して蒸発器１４が接続され、更に、吸収器１２と蒸発器１４とが連通接続され、単効用吸収冷凍機が構成されている。
【００３０】
凝縮器１０では、再生器８で蒸発した冷媒を凝縮液化し、その液化した冷媒を蒸発器１４に噴霧供給により戻すようになっている。
蒸発器１４では、吸収器１２における吸収剤による冷媒の吸収に伴い、冷媒が蒸発するようになっている。
【００３１】
吸収器１２から再生器８にわたって、第１の溶液ポンプ１５を介装した第３の配管１６が接続され、この第３の配管１６と第１の配管１１との間に第１の熱交換器１７が設けられ、再生器８に戻す液化したアンモニア−水系溶液を、再生器８から吸収器１２に流すアンモニア−水系溶液によって加熱するようになっている。
【００３２】
第３の配管１６の吸収器１２と第１の熱交換器１７との間に、第２の溶液ポンプ１８を介装した分岐配管１９が接続され、この分岐配管１９とガス配管４とにわたって第２の熱交換器２０が設けられ、液化したアンモニア−水系溶液をガスエンジン１からの排気ガスとの伝熱により加熱し、高温高圧の蒸気を発生させるように構成されている。
【００３３】
分岐配管１９に蒸気タービン２１が接続されるとともに、その蒸気タービン２１と第１の配管１１とが第４の配管２２を介して接続され、単効用吸収冷凍機の作動媒体であるアンモニア−水系溶液の高温高圧の蒸気によって蒸気タービン２１を駆動するとともに、蒸気タービン２１から排出される蒸気を吸収器１２に戻すように構成されている。
【００３４】
第４の配管２２の途中箇所が、再生器８内におけるエンジン冷却水との熱交換後のアンモニア−水系溶液と熱交換するように再生器８内に導入され、蒸気タービン２１から排出される蒸気の熱を利用して、再生器８から出て吸収器１２に供給されるアンモニア−水系溶液の温度を高くできるように構成されている。
ただし、第４の配管２２中のアンモニア排蒸気によって第３の配管１６内の吸収器１２から再生器８へ供給されるアンモニア−水系溶液を加熱しても同等な効果が得られる。
【００３５】
蒸気タービン２１に伝動軸２３を介して圧縮機２４が一体的に連動連結されている。第２の配管１３の途中箇所に第３の熱交換器２５が設けられ、この第３の熱交換器２５で熱交換可能に、吸収器１２と前述の圧縮機２４とを接続する蒸気吸引配管２６が設けられ、圧縮機２４によって蒸発器１４内の蒸気を吸引するようになっている。
【００３６】
圧縮機２４と第１の配管１１とが蒸気配管２７を介して接続され、その蒸気配管２７の途中箇所が、再生器８内におけるエンジン冷却水との熱交換後のアンモニア−水系溶液と熱交換するように再生器８内に導入され、圧縮機２４から排出される蒸気の熱を利用して、再生器８から出て吸収器１２に供給されるアンモニア−水系溶液を加熱してその温度を高くし、その後に、吸収器１２に供給するように構成されている。
【００３７】
蒸発器１４に、冷凍用媒体としてのブラインを取り出す冷凍用媒体取り出し管２８が付設され、この冷凍用媒体取り出し管２８が空調装置の冷房用熱源（図示せず）に導入され、冷房を行えるようになっている。
凝縮器１０および吸収器１２には、クーリングタワーからの冷却水を供給する冷却管２９が通されている。
【００３８】
上記構成により、圧縮機２４から排出される蒸気の顕熱を利用して再生器８から出て吸収器１２に供給されるアンモニア−水系溶液の温度を高くし、吸収器１２から出るアンモニア−水系溶液のアンモニア濃度を低くして吸収器１２内の圧力を低くし、圧縮機２４の圧縮比を減少できるようになっている。
【００３９】
図２のデューリング線図に示すように、精留器９から凝縮器１０への出口でのアンモニア−水系溶液のアンモニア（ＮＨ3 ）濃度ξR によって凝縮器１０の状態（Ａ）が決まり、それによって、再生器８の状態（Ｂ）、すなわち、再生器８から吸収器１２への出口のアンモニア濃度ξa が決まる。吸収器１２の出口のアンモニア濃度をξr とすると（Ｃ）、アンモニア−水系溶液の循環比ａが、
ａ＝（ξR −ξa ）／（ξr −ξa ）
となり、この循環比ａを設計上で決定すれば、吸収器１２の出口のアンモニア濃度ξr が決まり、吸収器１２の状態（Ｄ）が決まる。
【００４０】
再生器８から吸収器１２への出口のアンモニア濃度ξa は、再生器８から吸収器１２への出口の温度で決まり、従来では、ガスエンジン１からのエンジン冷却水（ジャケット冷却水）の温度で決まっていた。
【００４１】
上記実施例によれば、循環比ａを一定とした場合、圧縮機２４から排出される蒸気の顕熱を利用して再生器８から吸収器１２への出口の温度を高くし（Ｂ’）、再生器８から吸収器１２への出口のアンモニア濃度ξa を低くして吸収器１２内の圧力をＰａ→Ｐａ’へと低くできるようにする（Ｄ’）。また、圧縮機２４の吐出圧力Ｐａを一定にした場合、循環比ａを小さく、吸収器１２の出口のアンモニア濃度ξr と再生器８から吸収器１２への出口のアンモニア濃度ξa の濃度差を大きくできる。
【００４２】
このため、圧縮機２４の吐出圧力が一定であれば、吸収器１２から再生器８にアンモニア−水系溶液を送るための第１の溶液ポンプ１５のポンプ動力が小さくて済むとともに、その送液量を減少できて第３の配管１６を小径にでき、全体をコンパクトに構成できる。
また、アンモニア−水系溶液の循環比ａを一定にすれば、すなわち、吸収器１２から再生器８に送るアンモニア−水系溶液の量が一定であれば、圧縮機２４の圧力差を小さくでき、排熱吸収冷凍機全体としての設計の自由度が高くなって設計しやすくできることになる。
【００４３】
分岐配管１９に発電用分岐配管３０が接続され、その発電用分岐配管３０に、蒸気タービン２１と並列になるように発電用蒸気タービン３１が設けられ、その発電用蒸気タービン３１に発電機３２が連動連結されている。
発電機３２の電力出力線３３に電力線３４を介して商用電源３５が接続されて系統連係されている。
【００４４】
分岐配管１９の発電用分岐配管３０との接続箇所と蒸気タービン２１との間に第１の開閉弁３６が介装され、発電用分岐配管３０の発電用蒸気タービン３１よりも上流箇所に第２の開閉弁３７が介装され、分岐配管１９からのアンモニア−水系溶液の高温蒸気を、蒸気タービン２１に供給する状態と発電用蒸気タービン３１に流す状態とに切り換えるように熱電切換機構が構成されている。
【００４５】
第２の配管１３に第３の開閉弁３８が介装されている。
凝縮器１０と分岐配管１９とが第３の溶液ポンプ３９を介装した第５の配管４０を介して接続され、凝縮器１０内のアンモニア−水系溶液を分岐配管１９に供給し、熱交換器２０においてガスエンジン１からの排気ガスから回収する熱量を増加できるように構成されている。
【００４６】
第５の配管４０に三方弁４１が介装され、その三方弁４１と吸収器１２とが第６の配管４２を介して接続され、余剰のアンモニア−水系溶液を吸収器１２に戻すように構成されている。
【００４７】
以上の構成により、夏期などの冷房が必要なときには、第１および第３の開閉弁３６，３８を開くとともに第２の開閉弁３７を閉じ、ランニングコストおよびイニシャルコストのいずれも安価にして冷房を行えながら、冬期や中間期などで冷房が不用なときには、第１および第３の開閉弁３６，３８を閉じるとともに第２の開閉弁３７を開き、発電機３２を駆動して発電し、排熱吸収冷凍機の稼働率を向上できるようになっている。
本発明としては、上記第１実施例において、第５の配管４０を設けないものをも含んでいる。
【００４８】
図３は、本発明に係る排熱吸収冷凍機の第２実施例を示す概略構成図であり、第１実施例と異なるところは次の通りである。
すなわち、第３の開閉弁３８が無くされ、第１および第２の開閉弁３６，３７に代えて第１および第２の流量調整弁５１，５２が設けられ、分岐配管１９から蒸気タービン２１および発電用蒸気タービン３１に流すアンモニア−水系溶液の蒸気の分配量を調整可能に分配機構が構成されている。
また、蒸気吸引配管２６に第３の流量調整弁５３が設けられている。
【００４９】
空調装置側において、冷房負荷を測定する冷房負荷センサ５４が設けられ、その冷房負荷センサ５４が熱電可変制御手段としてのコントローラ５５に接続されるとともに、コントローラ５５に第１、第２および第３の流量調整弁５１，５２，５３が接続されている。
コントローラ５５では、冷房負荷センサ５４で測定される冷房負荷に応じて、冷房負荷が高いほど第３の流量調整弁５３の開度を大きくなるように予め冷房負荷に応じた開度が設定されている。また、冷房負荷が高いほど第１の流量調整弁５１の開度が大きくなり、一方、第２の流量調整弁５２は逆に開度が小さくなるように予め冷房負荷に応じた開度が設定されている。
【００５０】
この第２実施例の構成によれば、中間期などで冷房負荷が低下して回収する排熱の利用効率が低下した場合でも、すなわち、冷房負荷の変動にかかわらず、その余剰の回収熱量分を発電に利用し、排熱吸収冷凍機の稼働率を一層向上できるようになっている。他の構成は第１実施例と同じであり、同一図番を付すことにより、その説明は省略する。
【００５１】
図４は、本発明に係る排熱吸収冷凍機の第３実施例（請求項２に係る発明の実施例の一部）を示す概略構成図であり、第１実施例と異なるところは次の通りである。
すなわち、伝動軸２３にクラッチ６１が介装され、圧縮機２４を駆動状態と停止状態とに切り換えるように構成されている。
また、発電用蒸気タービン３１が無くされ、蒸気タービン２１に、発電用クラッチ６２を介装した伝動軸６３を介して発電機６４が連動連結されている。
【００５２】
この第３実施例の構成によれば、夏期などの冷房が必要なときには、クラッチ６１を入り状態にするとともに発電用クラッチ６２を切り状態にし、かつ、第３の開閉弁３８を開き、ランニングコストおよびイニシャルコストのいずれも安価にして冷房を行えながら、冬期や中間期などで冷房が不用なときには、クラッチ６１を切り状態にするとともに発電用クラッチ６２を入り状態にし、かつ、第３の開閉弁３８を閉じ、発電機３２を駆動して発電し、排熱吸収冷凍機の稼働率を向上できるようになっている。他の構成は第１実施例と同じであり、同一図番を付すことにより、その説明は省略する。
【００５３】
図５は、本発明に係る排熱吸収冷凍機の第４実施例（請求項４に係る発明の実施例の一部）を示す概略構成図であり、第１実施例と異なるところは次の通りである。
すなわち、第３の開閉弁３８が無くされ、蒸気タービン２１に伝動軸７１を介して発電機７２が一体的に連動連結されている。
また、蒸気吸引配管２６に流量調整弁７３が設けられている。
【００５４】
空調装置側において、冷房負荷を測定する冷房負荷センサ７４が設けられ、その冷房負荷センサ７４が熱電可変制御手段としてのコントローラ７５に接続されるとともに、コントローラ７５に流量調整弁７３が接続されている。
コントローラ７５では、冷房負荷センサ７４で測定される冷房負荷に応じて、冷房負荷が高いほど流量調整弁７３の開度を大きくして蒸気吸引量が増加するように予め冷房負荷に応じた開度が設定されている。
【００５５】
この第４実施例の構成によれば、冷房負荷が低くなって圧縮機２４での蒸気吸引量が減少すると、圧縮機２４の負荷が減少した分だけ発電機２１の発電出力が増加し、一方、冷房負荷が高くなって、圧縮機２４での蒸気吸引量が増加すると、圧縮機２４の負荷が増加した分だけ発電機２１の発電出力が減少する。すなわち、中間期などで冷房負荷が低下して回収する排熱の利用効率が低下するなど、冷房負荷の変動にかかわらず、その余剰の回収熱量分を発電に利用し、排熱吸収冷凍機の稼働率を一層向上できるようになっている。他の構成は第１実施例と同じであり、同一図番を付すことにより、その説明は省略する。
【００５６】
図６は、本発明に係る排熱吸収冷凍機の第５実施例を示す概略構成図であり、第３実施例に改良を加えたものであって、第３実施例と異なるところについて説明する。
すなわち、蒸気タービン２１が多段タービンで構成され、精留器９と凝縮器１０とを接続する蒸気配管８１の途中箇所と蒸気タービン２１の中間段とが開閉弁８２を介装した蒸気配管８３を介して接続され、発電機６４を駆動して発電を行っている状態において開閉弁８２を開き、再生器８で発生した蒸気の一部を蒸気タービン２１に直接供給し、蒸気タービン２１の出力を向上して発電出力を向上できるように構成されている。他の構成は第３実施例と同じであり、同一図番を付すことにより、その説明は省略する。
【００５７】
図７は、本発明に係る排熱吸収冷凍機の第６実施例を示す概略構成図であり、第１実施例に改良を加えたものであって、第１実施例と異なるところについて説明する。
すなわち、発電用蒸気タービン３１が多段タービンで構成され、精留器９と凝縮器１０とを接続する蒸気配管８６の途中箇所と発電用蒸気タービン３１の中間段とが開閉弁８７を介装した蒸気配管８８を介して接続され、発電機３２を駆動して発電を行っている状態において開閉弁８７を開き、再生器８で発生した蒸気の一部を発電用蒸気タービン３１に直接供給し、発電用蒸気タービン３１の出力を向上して発電出力を向上できるように構成されている。他の構成は第１実施例と同じであり、同一図番を付すことにより、その説明は省略する。
【００５８】
図８は、本発明に係る排熱吸収冷凍機の第７実施例を示す概略構成図であり、第１実施例と異なるところは次の通りである。
すなわち、分岐配管１９の第５の配管４０との接続箇所と第２の溶液ポンプ１８の中間箇所に三方弁９１を介して第７の配管９２が接続され、凝縮器１０の上部空間内に設けた散布管９３と第７の配管９２とが接続され、吸収器１２からのアンモニア−水系溶液の吸収用溶液を凝縮器１０に供給し、凝縮器１０に供給されるアンモニア−水系溶液の蒸気を吸収用溶液に吸収するように構成されている。他の構成は第１実施例と同じであり、同一図番を付すことにより、その説明は省略する。
【００５９】
この第７実施例の構成によれば、冷房の不用なときにおいて、凝縮器１０に供給されるアンモニア−水系溶液の蒸気を吸収用溶液に吸収させ、凝縮器１０において、クーリングタワーなどからの冷却水に捨てる熱量を減少させることができ、蒸気タービン２１の出力を向上できて発電出力を向上できる。
【００６０】
上記実施例では、ガスエンジン１からの排気ガスの全量を第２の熱交換器２０で熱交換してアンモニア−水系溶液の蒸気を発生させるようにしているが、例えば、図９の変形例の概略構成図に示すように、ガス配管４の第２の熱交換器２０よりも上流側に第４の熱交換器９４を設け、水蒸気タービン９５と復水器９６と循環ポンプ９７とを介装した循環配管９８を、その水蒸気タービン９５よりも上流箇所で第４の熱交換器９４と熱交換可能に設けるとともに水蒸気タービン９５に発電機９９を連動連結し、排気ガスの一部によって水蒸気タービン９５を駆動し、更に発電を行うように構成しても良い。
【００６１】
また、上記実施例では、ガスエンジン１によって発電機３を駆動して電力を取り出す、いわゆるコジェネレーションシステムを示したが、ガスエンジン１によって各種の機械装置を駆動する場合にも適用できる。
【００６２】
上述実施例のガスエンジン１としては、汎用のガスエンジンやディーゼルエンジンやスターリングエンジンなど各種のガスエンジンを用いることができる。
【００６３】
なお、わかりやすくするために、特許請求の範囲、ならびに、課題を解決するための手段および作用等それぞれの欄において、構成部材に参照図番を付しているが、これに制限されるものでは無い。
【００６４】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１に係る発明の排熱吸収冷凍機の構成によれば、エンジン(1)からのエンジン冷却水を熱源として単効用吸収冷凍機を作動しながら、エンジン(1)からの排気ガスにより蒸気タービン(21)を駆動して圧縮機(24)を駆動し、蒸発器(14)内の圧力を吸収器(12)内の圧力よりも低下させて低温の冷凍用媒体を取り出すから、エンジン(1)からのエンジン冷却水および排気ガスによって冷凍用媒体を取り出すことができ、ランニングコストおよびイニシャルコストのいずれをも安価にして、冷凍効率に優れた状態で冷房を行うことができる。
このようにランニングコストおよびイニシャルコストのいずれも安価にして冷房を行えながら、更に、冬期や中間期などで冷房が不用なときには、発電機(32)を駆動して発電するから、排熱吸収冷凍機の稼働率を大幅に向上できる。
そのうえ、排気ガスと熱交換する熱交換器 (20) に供給される溶液のアンモニア濃度を高めるために、凝縮器 (10) に供給されるアンモニア−水系混合媒体の蒸気を凝縮によらずに吸収用溶液に吸収させることによって液化するから、凝縮器 (10) において、クーリングタワーなどからの冷却水に捨てる熱量を減少させることができ、蒸気タービン (21) の出力を向上できて発電出力を向上できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明に係る排熱吸収冷凍機の第１実施例を示す概略構成図である。
【図２】 デューリング線図である。
【図３】 本発明に係る排熱吸収冷凍機の第２実施例を示す概略構成図である。
【図４】 本発明に係る排熱吸収冷凍機の第３実施例を示す概略構成図である。
【図５】 本発明に係る排熱吸収冷凍機の第４実施例を示す概略構成図である。
【図６】 本発明に係る排熱吸収冷凍機の第５実施例を示す概略構成図である。
【図７】 本発明に係る排熱吸収冷凍機の第６実施例を示す概略構成図である。
【図８】 本発明に係る排熱吸収冷凍機の第７実施例を示す概略構成図である。
【図９】 本発明に係る排熱吸収冷凍機の変形例を示す概略構成図である。
【符号の説明】
１…ガスエンジン
１ａ…エンジン冷却部
４…ガス配管
７…循環配管
８…再生器
１０…凝縮器
１２…吸収器
１４…蒸発器
１６…第３の配管
１９…分岐配管
２０…第２の熱交換器
２１…蒸気タービン
２４…圧縮機
２６…蒸気吸引配管
２７…蒸気配管
２８…冷凍用媒体取出し管
３１…発電用蒸気タービン
３２…発電機
５１…第１の流量調整弁（分配機構）
５２…第２の流量調整弁（分配機構）
５３…第３の流量調整弁
５５…コントローラ（熱電可変制御手段）
６１…クラッチ
６２…発電用クラッチ
６４…発電機
７２…発電機
７３…流量調整弁
７５…コントローラ（熱電可変制御手段）
８１…蒸気配管
８６…蒸気配管
【発明の属する技術分野】
本発明は、ディーゼルエンジン、スターリングエンジン、ガスエンジンといったエンジンから発生する排熱を回収して冷凍用媒体を取り出すように構成した排熱吸収冷凍機に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、アンモニア−水混合媒体を用いてエンジンの排熱から冷熱を効率良く取出す技術として、特開２００２−４８４２６号公報に開示されているものがあった。
【０００３】
この従来例によれば、エンジンの排熱を熱源とする単効用吸収冷凍機の蒸発器と吸収器との間に圧縮機を介装し、蒸発器内の圧力を低下させ、−１０℃以下の冷熱をも取出せるように構成している。
また、単効用吸収冷凍機の吸収器から取出したアンモニア−水混合媒体をエンジンの排気ガスの熱を利用して蒸発させた高温蒸気により蒸気タービンを駆動するように構成し、その蒸気タービンと圧縮機を連動連結し、エンジンの排熱をより有効に回収し、ランニングコストおよびイニシャルコストのいずれも安価にして冷凍用媒体を得られるように構成している。
このような構成により、取り出す冷却熱の温度を７℃程度として冷房用に利用すれば、一般の単効用排熱吸収冷凍機を越える冷凍効率を得ることができる。なぜなら、一般の単効用排熱吸収冷凍機では、エンジン冷却水であるジャケット水で排気ガスの熱を回収し、まとめて再生器の加熱に使っているため、（１）排気ガスのジャケット水の温度以下の部分を熱回収できない。（２）排気ガスのジャケット水の温度以上の部分をジャケット水の温度まで落として使用しているため、エクセルギロスが大きい等の欠点があるが、本方式ではこれらの欠点を回避できるからである。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述のように、単効用吸収冷凍機を冷房用とした場合、夏期や中間期の一部のみの使用となり、冷房が不用な冬期には全く利用されず、無駄になる欠点があった。
【０００５】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、請求項１および請求項２に係る発明は、ランニングコストおよびイニシャルコストのいずれをも安価にして冷凍用媒体を得て冷房を行えるものでありながら、稼動率を大幅に向上できるようにするとともに凝縮器で冷却水に回収させる熱量を減少して発電機の出力を向上できるようにすることを目的とし、請求項３および請求項４に係る発明は、稼働率を一層向上できるようにするとともに再生器で発生させるアンモニア蒸気を利用して発電機の出力を向上できるようにすることを目的とし、請求項５および請求項６に係る発明は、再生器で発生させるアンモニア蒸気を利用して発電機の出力を向上できるようにすることを目的とし、請求項７に係る発明は、排熱回収量を増加して蒸気タービンの出力を向上できるようにすることを目的する。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
請求項１に係る発明は、上述のような目的を達成するために、
130℃よりも低い温度のエンジン冷却水を発生するエンジン冷却部(1a)と、
130℃よりも高い温度の排気ガスを発生するエンジン(1) と、
再生器(8) と吸収器(12)と凝縮器(10)と蒸発器(14)とから成る単効用吸収冷凍機と、
前記エンジン(1) からのエンジン冷却水を熱源とするように前記エンジン冷却部(1a)と前記再生器(8) とにわたって接続される循環配管(7) と、
前記エンジン(1) からのエンジン冷却水によって蒸発可能なアンモニア−水系混合媒体を前記吸収器(12)から前記再生器(8) に供給する配管(16)と、
前記再生器(8) から前記吸収器(12)にアンモニア−水系混合媒体を供給する配管(11)と、
前記配管(16)の途中に接続されて前記吸収器(12)から前記再生器(8) に供給するアンモニア−水系混合媒体の一部を取り出す分岐配管(19)と、
前記エンジン(1) に接続されて前記エンジン(1) からの排気ガスを取り出すガス配管(4) と、
前記ガス配管(4) と前記分岐配管(19)との間に設けられて、前記エンジン(1)
からの排気ガスによりアンモニア−水系混合媒体を加熱して蒸発させる熱交換器(20)と、
前記分岐配管(19)に設けられて、前記熱交換器(20)で蒸発したアンモニア−水系混合媒体の蒸気によって駆動する蒸気タービン(21)と、
前記蒸発器(14)に連通接続され、前記蒸気タービン(21)に連動連結されて前記蒸発器(14)内の蒸気を吸引して前記吸収器(12)との間に圧力差を発生させる圧縮機(24)と、
前記圧縮機(24)に連通接続されて前記圧縮機(24)から排出される蒸気を前記吸収器(12)に供給する蒸気配管(27)と、
前記蒸発器(14)に付設されて冷凍用媒体を取り出す冷凍用媒体取り出し管(28)とを備えた排熱吸収冷凍機において、
前記分岐配管(19)に前記蒸気タービン(21)と並列接続される発電用蒸気タービン(31)と、
前記発電用蒸気タービン(31)に連動連結されて発電する発電機(32)と、
前記分岐配管(19)からのアンモニア−水系混合媒体を、前記蒸気タービン(21)に供給する状態と前記発電用蒸気タービン(31)に流す状態とに切り換える熱電切換機構とを備え、かつ、前記凝縮器 (10) の上部空間と前記分岐配管 (19) とを接続し、前記吸収器 (12) からのアンモニア−水系混合媒体の吸収用溶液を前記凝縮器 (10) に供給し、前記凝縮器 (10) に供給されるアンモニア−水系混合媒体の蒸気を吸収用溶液に吸収するように構成する。
【０００７】
（作用・効果）
請求項１に係る発明の排熱吸収冷凍機の構成によれば、エンジン(1) からのエンジン冷却水を熱源として単効用吸収冷凍機を作動する。一方、エンジン(1) からの排気ガスにより、吸収器(12)から再生器(8) に供給されるアンモニア−水系混合媒体の一部を熱交換器(20)を介して加熱してアンモニア−水系混合媒体の蒸気を発生させ、その蒸気によって蒸気タービン(21)を駆動し、蒸気タービン(21)に一体的に連動連結した圧縮機(24)を駆動する。この圧縮機(24)により、蒸発器(14)内の蒸気を吸引して蒸発器(14)内の圧力を吸収器(12)内の圧力よりも低下させ、蒸発器(14)での蒸発に伴い、冷凍用媒体取り出し管(28)を通じて低温の冷凍用媒体を取り出すことができる。
しかも、低温の冷凍用媒体の取出しにより冷房を行っているときには、分岐配管(19)からのアンモニア−水系混合媒体を蒸気タービン(21)に供給し、冷凍効率の良い状態で冷房を行い、冬期や中間期などで冷房が不用なときには、分岐配管(19)からのアンモニア−水系混合媒体を発電用蒸気タービン(31)に供給し、その発電用蒸気タービン(31)に連動連結された発電機(32)を駆動して発電することができる。
【０００８】
したがって、エンジン(1)からのエンジン冷却水を熱源として単効用吸収冷凍機を作動しながら、エンジン(1)からの排気ガスにより蒸気タービン(21)を駆動して圧縮機(24)を駆動し、蒸発器(14)内の圧力を吸収器(12)内の圧力よりも低下させて低温の冷凍用媒体を取り出すから、エンジン(1)からのエンジン冷却水および排気ガスによって冷凍用媒体を取り出すことができ、ランニングコストおよびイニシャルコストのいずれをも安価にして、冷凍効率に優れた状態で冷房を行うことができる。
このようにランニングコストおよびイニシャルコストのいずれをも安価にして冷房を行えながら、更に、冬期や中間期などで冷房が不用なときには、発電機(32)を駆動して発電するから、排熱吸収冷凍機の稼働率を大幅に向上できる。
そのうえ、排気ガスと熱交換する熱交換器 (20) に供給される溶液のアンモニア濃度を高 めるために、凝縮器 (10) に供給されるアンモニア−水系混合媒体の蒸気を凝縮によらずに吸収用溶液に吸収させることによって液化するから、凝縮器 (10) において、クーリングタワーなどからの冷却水に捨てる熱量を減少させることができ、蒸気タービン (21) の出力を向上できて発電出力を向上できる。
【０００９】
請求項２に係る発明は、上述のような目的を達成するために、
130℃よりも低い温度のエンジン冷却水を発生するエンジン冷却部(1a)と、
130℃よりも高い温度の排気ガスを発生するエンジン(1) と、
再生器(8) と吸収器(12)と凝縮器(10)と蒸発器(14)とから成る単効用吸収冷凍機と、
前記エンジン(1) からのエンジン冷却水を熱源とするように前記エンジン冷却部(1a)と前記再生器(8) とにわたって接続される循環配管(7) と、
前記エンジン(1) からのエンジン冷却水によって蒸発可能なアンモニア−水系混合媒体を前記吸収器(12)から前記再生器(8) に供給する配管(16)と、
前記再生器(8) から前記吸収器(12)にアンモニア−水系混合媒体を供給する配管(11)と、
前記配管(16)の途中に接続されて前記吸収器(12)から前記再生器(8) に供給するアンモニア−水系混合媒体の一部を取り出す分岐配管(19)と、
前記エンジン(1) に接続されて前記エンジン(1) からの排気ガスを取り出すガス配管(4) と、
前記ガス配管(4) と前記分岐配管(19)との間に設けられて、前記エンジン(1)
からの排気ガスによりアンモニア−水系混合媒体を加熱して蒸発させる熱交換器(20)と、
前記分岐配管(19)に設けられて、前記熱交換器(20)で蒸発したアンモニア−水系混合媒体の蒸気によって駆動する蒸気タービン(21)と、
前記蒸発器(14)に連通接続され、前記蒸気タービン(21)に連動連結されて前記蒸発器(14)内の蒸気を吸引して前記吸収器(12)との間に圧力差を発生させる圧縮機(24)と、
前記圧縮機(24)に連通接続されて前記圧縮機(24)から排出される蒸気を前記吸収器(12)に供給する蒸気配管(27)と、
前記蒸発器(14)に付設されて冷凍用媒体を取り出す冷凍用媒体取り出し管(28)とを備えた排熱吸収冷凍機において、
前記蒸気タービン(21)と前記圧縮機(24)との間に介装されて駆動状態と停止状態とに切り換えるクラッチ(61)と、
前記蒸気タービン(21)に発電用クラッチ(62)を介して駆動状態と停止状態とに切り換え可能に連動連結されて発電する発電機(64)とを備え、かつ、前記凝縮器 (10) の上部空間と前記分岐配管 (19) とを接続し、前記吸収器 (12) からのアンモニア−水系混合媒体の吸収用溶液を前記凝縮器 (10) に供給し、前記凝縮器 (10) に供給されるアンモニア−水系混合媒体の蒸気を吸収用溶液に吸収するように構成する。
【００１０】
（作用・効果）
請求項２に係る発明の排熱吸収冷凍機の構成によれば、エンジン(1) からのエンジン冷却水を熱源として単効用吸収冷凍機を作動する。一方、エンジン(1) からの排気ガスにより、吸収器(12)から再生器(8) に供給されるアンモニア−水系混合媒体の一部を熱交換器(20)を介して加熱してアンモニア−水系混合媒体の蒸気を発生させ、その蒸気によって蒸気タービン(21)を駆動し、蒸気タービン(21)にクラッチ(61)を介して連動連結した圧縮機(24)を駆動する。この圧縮機(24)により、蒸発器(14)内の蒸気を吸引して蒸発器(14)内の圧力を吸収器(12)内の圧力よりも低下させ、蒸発器(14)での蒸発に伴い、冷凍用媒体取り出し管(28)を通じて低温の冷凍用媒体を取り出して冷房を行うことができる。
一方、冬期や中間期などで冷房が不用なときには、クラッチ(61)を切り状態にして発電用クラッチ(62)を入り状態にし、蒸気タービン(21)により発電機(64)を駆動して発電することができる。
【００１１】
したがって、請求項１に係る発明と同様に、ランニングコストおよびイニシャルコストのいずれもを安価にして冷房を行えながら、更に、冬期や中間期などで冷房が不用なときには、発電機(64)を駆動して発電するから、排熱吸収冷凍機の稼働率を大幅に向上できる。
そのうえ、蒸気タービン(21)を発電機(64)の駆動用に兼用でき、構成が簡単で安価にできる。
更に、排気ガスと熱交換する熱交換器 (20) に供給される溶液のアンモニア濃度を高めるために、凝縮器 (10) に供給されるアンモニア−水系混合媒体の蒸気を凝縮によらずに吸収用溶液に吸収させることによって液化するから、凝縮器 (10) において、クーリングタワーなどからの冷却水に捨てる熱量を減少させることができ、蒸気タービン (21) の出力を向上できて発電出力を向上できる。
【００１２】
請求項３に係る発明は、上述のような目的を達成するために、
130℃よりも低い温度のエンジン冷却水を発生するエンジン冷却部(1a)と、
130℃よりも高い温度の排気ガスを発生するエンジン(1) と、
再生器(8) と吸収器(12)と凝縮器(10)と蒸発器(14)とから成る単効用吸収冷凍機と、
前記エンジン(1) からのエンジン冷却水を熱源とするように前記エンジン冷却部(1a)と前記再生器(8) とにわたって接続される循環配管(7) と、
前記エンジン(1) からのエンジン冷却水によって蒸発可能なアンモニア−水系混合媒体を前記吸収器(12)から前記再生器(8) に供給する配管(16)と、
前記再生器(8) から前記吸収器(12)にアンモニア−水系混合媒体を供給する配管(11)と、
前記配管(16)の途中に接続されて前記吸収器(12)から前記再生器(8) に供給するアンモニア−水系混合媒体の一部を取り出す分岐配管(19)と、
前記エンジン(1) に接続されて前記エンジン(1) からの排気ガスを取り出すガス配管(4) と、
前記ガス配管(4) と前記分岐配管(19)との間に設けられて、前記エンジン(1)
からの排気ガスによりアンモニア−水系混合媒体を加熱して蒸発させる熱交換器(20)と、
前記分岐配管(19)に設けられて、前記熱交換器(20)で蒸発したアンモニア−水系混合媒体の蒸気によって駆動する蒸気タービン(21)と、
前記蒸発器(14)に蒸気吸引配管(26)を介して連通接続され、前記蒸気タービン(21)に連動連結されて前記蒸発器(14)内の蒸気を吸引して前記吸収器(12)との間に圧力差を発生させる圧縮機(24)と、
前記圧縮機(24)に連通接続されて前記圧縮機(24)から排出される蒸気を前記吸収器(12)に供給する蒸気配管(27)と、
前記蒸発器(14)に付設されて冷凍用媒体を取り出す冷凍用媒体取り出し管(28)とを備えた排熱吸収冷凍機において、
前記分岐配管(19)に前記蒸気タービン(21)と並列接続される発電用蒸気タービン(31)と、
前記蒸気タービン(21)に連動連結されて発電する発電機(32)と、
前記蒸気吸引配管(26)に設けられて前記圧縮機(24)に吸引される蒸気量を調整する流量調整弁(53)と、
前記分岐配管(19)からのアンモニア−水系混合媒体を、前記蒸気タービン(21)および前記発電用蒸気タービン(31)に分配量を調整可能に流す分配機構(51)(52)と、
前記流量調整弁(53)および前記分配機構(51)(52)を冷房負荷に応じて調整する熱電可変制御手段(55)とを備えて構成する。
【００１３】
（作用・効果）
請求項３に係る発明の排熱吸収冷凍機の構成によれば、エンジン(1) からのエンジン冷却水を熱源として単効用吸収冷凍機を作動する。一方、エンジン(1) からの排気ガスにより、吸収器(12)から再生器(8) に供給されるアンモニア−水系混合媒体の一部を熱交換器(20)を介して加熱してアンモニア−水系混合媒体の蒸気を発生させ、その蒸気によって蒸気タービン(21)を駆動し、蒸気タービン(21)に一体的に連動連結した圧縮機(24)を駆動する。この圧縮機(24)により、蒸発器(14)内の蒸気を吸引して蒸発器(14)内の圧力を吸収器(12)内の圧力よりも低下させ、蒸発器(14)での蒸発に伴い、冷凍用媒体取り出し管(28)を通じて低温の冷凍用媒体を取り出すことができる。
しかも、低温の冷凍用媒体の取出しにより冷房を行っているときには、分岐配管(19)からのアンモニア−水系混合媒体を蒸気タービン(21)に供給し、冷凍効率の良い状態で冷房を行い、その冷房負荷に応じて流量調整弁(53)を調整し、圧縮機(24)で蒸発器(14)から吸入するアンモニア蒸気の量を調整し、それに伴い、分岐配管(19)からのアンモニア−水系混合媒体の余剰分（１００％も含む）を発電用蒸気タービン(31)に供給し、その発電用蒸気タービン(31)に連動連結された発電機(32)を駆動して、発電出力を冷房負荷に応じて変更しながら発電することができる。
【００１４】
したがって、請求項１に係る発明と同様に、ランニングコストおよびイニシャルコストのいずれも安価にして冷房を行えながら、冷房負荷に応じて、蒸気タービン(21)と発電用蒸気タービン(31)とに流すアンモニア−水系混合媒体の分配量を調整し、冷房だけ、あるいは冷房と発電の両方、更には発電だけを行うことができ、排熱吸収冷凍機の稼働率を一層向上できる。
【００１５】
請求項４に係る発明は、上述のような目的を達成するために、
130℃よりも低い温度のエンジン冷却水を発生するエンジン冷却部(1a)と、
130℃よりも高い温度の排気ガスを発生するエンジン(1) と、
再生器(8) と吸収器(12)と凝縮器(10)と蒸発器(14)とから成る単効用吸収冷凍機と、
前記エンジン(1) からのエンジン冷却水を熱源とするように前記エンジン冷却部(1a)と前記再生器(8) とにわたって接続される循環配管(7) と、
前記エンジン(1) からのエンジン冷却水によって蒸発可能なアンモニア−水系混合媒体を前記吸収器(12)から前記再生器(8) に供給する配管(16)と、
前記再生器(8) から前記吸収器(12)にアンモニア−水系混合媒体を供給する配管(11)と、
前記配管(16)の途中に接続されて前記吸収器(12)から前記再生器(8) に供給するアンモニア−水系混合媒体の一部を取り出す分岐配管(19)と、
前記エンジン(1) に接続されて前記エンジン(1) からの排気ガスを取り出すガス配管(4) と、
前記ガス配管(4) と前記分岐配管(19)との間に設けられて、前記エンジン(1)
からの排気ガスによりアンモニア−水系混合媒体を加熱して蒸発させる熱交換器(20)と、
前記分岐配管(19)に設けられて、前記熱交換器(20)で蒸発したアンモニア−水系混合媒体の蒸気によって駆動する蒸気タービン(21)と、
前記蒸発器(14)に蒸気吸引配管(26)を介して連通接続され、前記蒸気タービン(21)に連動連結されて前記蒸発器(14)内の蒸気を吸引して前記吸収器(12)との間に圧力差を発生させる圧縮機(24)と、
前記圧縮機(24)に連通接続されて前記圧縮機(24)から排出される蒸気を前記吸収器(12)に供給する蒸気配管(27)と、
前記蒸発器(14)に付設されて冷凍用媒体を取り出す冷凍用媒体取り出し管(28)とを備えた排熱吸収冷凍機において、
前記蒸気タービン(21)に一体的に連動連結されて発電する発電機(72)と、
前記蒸気吸引配管(26)に設けられて前記圧縮機(24)に吸引される蒸気量を調整する流量調整弁(73)と、
前記流量調整弁(73)を冷房負荷に応じて調整する熱電可変制御手段(75)とを備え、かつ、前記再生器 (8) と前記凝縮器 (10) とを接続するアンモニア−水系混合媒体の蒸気配管 (81 ) の途中箇所と前記蒸気タービン (21) とを接続し、前記再生器 (8) からのアンモニア−水系混合媒体の蒸気を前記蒸気タービン (21) に供給するように構成する。
【００１６】
（作用・効果）
請求項４に係る発明の排熱吸収冷凍機の構成によれば、エンジン(1) からのエンジン冷却水を熱源として単効用吸収冷凍機を作動する。一方、エンジン(1) からの排気ガスにより、吸収器(12)から再生器(8) に供給されるアンモニア−水系混合媒体の一部を熱交換器(20)を介して加熱してアンモニア−水系混合媒体の蒸気を発生させ、その蒸気によって蒸気タービン(21)を駆動し、蒸気タービン(21)に連動連結した圧縮機(24)を駆動する。この圧縮機(24)により、蒸発器(14)内の蒸気を吸引して蒸発器(14)内の圧力を吸収器(12)内の圧力よりも低下させ、蒸発器(14)での蒸発に伴い、冷凍用媒体取り出し管(28)を通じて低温の冷凍用媒体を取り出して冷房を行うことができる。
しかも、低温の冷凍用媒体の取出しにより冷房を行っているときには、分岐配管(19)からのアンモニア−水系混合媒体を蒸気タービン(21)に供給し、冷凍効率の良い状態で冷房を行い、その冷房負荷に応じて流量調整弁(73)を調整し、圧縮機(24)で蒸発器(14)から吸入するアンモニア蒸気の量を調整し、その圧縮機(24)での吸引量の変動に伴い、冷房出力が小さくなって圧縮機(24)での吸引量が減少するに伴って発電機(72)の出力が増加するといったように、発電機(72)の出力を冷房負荷に応じて変更しながら発電することができる。
【００１７】
したがって、請求項１に係る発明と同様に、ランニングコストおよびイニシャルコストのいずれも安価にして冷房を行えながら、冷房負荷に応じて、発電機(72)の発電出力を変更し、冷房だけ、あるいは冷房と発電の両方、更には発電だけを行うことができ、排熱吸収冷凍機の稼働率を一層向上できる。
そのうえ、蒸気タービン(21)を発電機(72)の駆動用として兼用できるとともに、圧縮機(24)を駆動する状態と発電機(72)を駆動する状態とに切り換えるクラッチも不用で、構成が簡単で安価にできる。
更に、冬期や中間期のように冷房を行わない、あるいは、冷房負荷が低いときに、エンジン (1) からのエンジン冷却水により再生器 (8) で発生させるアンモニア−水系混合媒体の蒸気の過剰分を蒸気タービン (21) に供給するから、蒸気タービン (21) の出力を向上できて発電出力を向上できる。
【００１８】
【００１９】
【００２０】
請求項５に係る発明は、上述のような目的を達成するために、
請求項１または３に記載の排熱吸収冷凍機において、
再生器(8)と凝縮器(10)とを接続するアンモニア−水系混合媒体の蒸気配管(86)の途中箇所と発電用蒸気タービン(31)とを接続し、前記再生器(8)からのアンモニア−水系混合媒体の蒸気を前記発電用蒸気タービン(31)に供給するように構成する。
【００２１】
（作用・効果）
請求項５に係る発明の排熱吸収冷凍機の構成によれば、冬期や中間期のように冷房を行わない、あるいは、冷房負荷が低いときに、エンジン(1)からのエンジン冷却水により再生器(8)で発生させるアンモニア−水系混合媒体の蒸気の過剰分を発電用蒸気タービン(31)に供給する。
したがって、発電用蒸気タービン(31)の出力を向上できて発電出力を向上できる。
【００２２】
請求項６に係る発明は、上述のような目的を達成するために、
請求項２に記載の排熱吸収冷凍機において、
再生器(8)と凝縮器(10)とを接続するアンモニア−水系混合媒体の蒸気配管(81)の途中箇所と蒸気タービン(21)とを接続し、前記再生器(8)からのアンモニア−水系混合媒体の蒸気を前記蒸気タービン(21)に供給するように構成する。
【００２３】
（作用・効果）
請求項６に係る発明の排熱吸収冷凍機の構成によれば、冬期や中間期のように冷房を行わない、あるいは、冷房負荷が低いときに、エンジン(1)からのエンジン冷却水により再生器(8)で発生させるアンモニア−水系混合媒体の蒸気の過剰分を蒸気タービン(21)に供給する。
したがって、蒸気タービン(21)の出力を向上できて発電出力を向上できる。
【００２４】
請求項７に係る発明は、上述のような目的を達成するために、
請求項１、２、３、４，５または６のいずれかに記載の排熱吸収冷凍機において、
凝縮器(10)と分岐配管(19)とを接続し、前記凝縮器(10)内のアンモニア−水系混合媒体の溶液を前記分岐配管(19)に供給可能に構成する。
【００２５】
（作用・効果）
請求項７に係る発明の排熱吸収冷凍機の構成によれば、凝縮器(10)内のアンモニア−水系混合媒体の溶液を分岐配管(19)に供給し、熱交換器(20)においてエンジン(1)からの排気ガスから回収する熱量を増加することができる。
したがって、蒸気タービン(21)の出力を向上できて冷凍効率および発電出力を向上できる。
【００２６】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明する。
図１は、本発明に係る排熱吸収冷凍機の第１実施例（請求項１に係る発明の実施例の一部）を示す概略構成図であり、原動機としてのガスエンジン１に、カップリング２を介して発電機３が連動連結されている。
【００２７】
高温排熱源としてのガスエンジン１の排気管にガス配管４が接続され、そのガス配管４に、ＮＯｘ成分を除去する脱硝装置５が付設されている。
【００２８】
ガスエンジン１の低温排熱源としてのエンジン冷却部１ａの出口と入口とにわたって、エンジン冷却水（ジャケット冷却水）を循環する第１のポンプ６を介装した循環配管７が接続され、この循環配管７に、単効用吸収冷凍機を構成する再生器８が設けられている。再生器８には、ガスエンジン１からのエンジン冷却水（温度85〜95℃）によって蒸発可能なアンモニアを冷媒とし、かつ、水を吸収剤としたアンモニア−水系混合媒体としてのアンモニア−水系溶液が収容されている。
【００２９】
再生器８には、精留器９を介して水を分離したアンモニア蒸気を供給するように凝縮器１０が連通接続され、再生器８に第１の配管１１を介して吸収器１２が接続されるとともに、凝縮器１０に第２の配管１３を介して蒸発器１４が接続され、更に、吸収器１２と蒸発器１４とが連通接続され、単効用吸収冷凍機が構成されている。
【００３０】
凝縮器１０では、再生器８で蒸発した冷媒を凝縮液化し、その液化した冷媒を蒸発器１４に噴霧供給により戻すようになっている。
蒸発器１４では、吸収器１２における吸収剤による冷媒の吸収に伴い、冷媒が蒸発するようになっている。
【００３１】
吸収器１２から再生器８にわたって、第１の溶液ポンプ１５を介装した第３の配管１６が接続され、この第３の配管１６と第１の配管１１との間に第１の熱交換器１７が設けられ、再生器８に戻す液化したアンモニア−水系溶液を、再生器８から吸収器１２に流すアンモニア−水系溶液によって加熱するようになっている。
【００３２】
第３の配管１６の吸収器１２と第１の熱交換器１７との間に、第２の溶液ポンプ１８を介装した分岐配管１９が接続され、この分岐配管１９とガス配管４とにわたって第２の熱交換器２０が設けられ、液化したアンモニア−水系溶液をガスエンジン１からの排気ガスとの伝熱により加熱し、高温高圧の蒸気を発生させるように構成されている。
【００３３】
分岐配管１９に蒸気タービン２１が接続されるとともに、その蒸気タービン２１と第１の配管１１とが第４の配管２２を介して接続され、単効用吸収冷凍機の作動媒体であるアンモニア−水系溶液の高温高圧の蒸気によって蒸気タービン２１を駆動するとともに、蒸気タービン２１から排出される蒸気を吸収器１２に戻すように構成されている。
【００３４】
第４の配管２２の途中箇所が、再生器８内におけるエンジン冷却水との熱交換後のアンモニア−水系溶液と熱交換するように再生器８内に導入され、蒸気タービン２１から排出される蒸気の熱を利用して、再生器８から出て吸収器１２に供給されるアンモニア−水系溶液の温度を高くできるように構成されている。
ただし、第４の配管２２中のアンモニア排蒸気によって第３の配管１６内の吸収器１２から再生器８へ供給されるアンモニア−水系溶液を加熱しても同等な効果が得られる。
【００３５】
蒸気タービン２１に伝動軸２３を介して圧縮機２４が一体的に連動連結されている。第２の配管１３の途中箇所に第３の熱交換器２５が設けられ、この第３の熱交換器２５で熱交換可能に、吸収器１２と前述の圧縮機２４とを接続する蒸気吸引配管２６が設けられ、圧縮機２４によって蒸発器１４内の蒸気を吸引するようになっている。
【００３６】
圧縮機２４と第１の配管１１とが蒸気配管２７を介して接続され、その蒸気配管２７の途中箇所が、再生器８内におけるエンジン冷却水との熱交換後のアンモニア−水系溶液と熱交換するように再生器８内に導入され、圧縮機２４から排出される蒸気の熱を利用して、再生器８から出て吸収器１２に供給されるアンモニア−水系溶液を加熱してその温度を高くし、その後に、吸収器１２に供給するように構成されている。
【００３７】
蒸発器１４に、冷凍用媒体としてのブラインを取り出す冷凍用媒体取り出し管２８が付設され、この冷凍用媒体取り出し管２８が空調装置の冷房用熱源（図示せず）に導入され、冷房を行えるようになっている。
凝縮器１０および吸収器１２には、クーリングタワーからの冷却水を供給する冷却管２９が通されている。
【００３８】
上記構成により、圧縮機２４から排出される蒸気の顕熱を利用して再生器８から出て吸収器１２に供給されるアンモニア−水系溶液の温度を高くし、吸収器１２から出るアンモニア−水系溶液のアンモニア濃度を低くして吸収器１２内の圧力を低くし、圧縮機２４の圧縮比を減少できるようになっている。
【００３９】
図２のデューリング線図に示すように、精留器９から凝縮器１０への出口でのアンモニア−水系溶液のアンモニア（ＮＨ3 ）濃度ξR によって凝縮器１０の状態（Ａ）が決まり、それによって、再生器８の状態（Ｂ）、すなわち、再生器８から吸収器１２への出口のアンモニア濃度ξa が決まる。吸収器１２の出口のアンモニア濃度をξr とすると（Ｃ）、アンモニア−水系溶液の循環比ａが、
ａ＝（ξR −ξa ）／（ξr −ξa ）
となり、この循環比ａを設計上で決定すれば、吸収器１２の出口のアンモニア濃度ξr が決まり、吸収器１２の状態（Ｄ）が決まる。
【００４０】
再生器８から吸収器１２への出口のアンモニア濃度ξa は、再生器８から吸収器１２への出口の温度で決まり、従来では、ガスエンジン１からのエンジン冷却水（ジャケット冷却水）の温度で決まっていた。
【００４１】
上記実施例によれば、循環比ａを一定とした場合、圧縮機２４から排出される蒸気の顕熱を利用して再生器８から吸収器１２への出口の温度を高くし（Ｂ’）、再生器８から吸収器１２への出口のアンモニア濃度ξa を低くして吸収器１２内の圧力をＰａ→Ｐａ’へと低くできるようにする（Ｄ’）。また、圧縮機２４の吐出圧力Ｐａを一定にした場合、循環比ａを小さく、吸収器１２の出口のアンモニア濃度ξr と再生器８から吸収器１２への出口のアンモニア濃度ξa の濃度差を大きくできる。
【００４２】
このため、圧縮機２４の吐出圧力が一定であれば、吸収器１２から再生器８にアンモニア−水系溶液を送るための第１の溶液ポンプ１５のポンプ動力が小さくて済むとともに、その送液量を減少できて第３の配管１６を小径にでき、全体をコンパクトに構成できる。
また、アンモニア−水系溶液の循環比ａを一定にすれば、すなわち、吸収器１２から再生器８に送るアンモニア−水系溶液の量が一定であれば、圧縮機２４の圧力差を小さくでき、排熱吸収冷凍機全体としての設計の自由度が高くなって設計しやすくできることになる。
【００４３】
分岐配管１９に発電用分岐配管３０が接続され、その発電用分岐配管３０に、蒸気タービン２１と並列になるように発電用蒸気タービン３１が設けられ、その発電用蒸気タービン３１に発電機３２が連動連結されている。
発電機３２の電力出力線３３に電力線３４を介して商用電源３５が接続されて系統連係されている。
【００４４】
分岐配管１９の発電用分岐配管３０との接続箇所と蒸気タービン２１との間に第１の開閉弁３６が介装され、発電用分岐配管３０の発電用蒸気タービン３１よりも上流箇所に第２の開閉弁３７が介装され、分岐配管１９からのアンモニア−水系溶液の高温蒸気を、蒸気タービン２１に供給する状態と発電用蒸気タービン３１に流す状態とに切り換えるように熱電切換機構が構成されている。
【００４５】
第２の配管１３に第３の開閉弁３８が介装されている。
凝縮器１０と分岐配管１９とが第３の溶液ポンプ３９を介装した第５の配管４０を介して接続され、凝縮器１０内のアンモニア−水系溶液を分岐配管１９に供給し、熱交換器２０においてガスエンジン１からの排気ガスから回収する熱量を増加できるように構成されている。
【００４６】
第５の配管４０に三方弁４１が介装され、その三方弁４１と吸収器１２とが第６の配管４２を介して接続され、余剰のアンモニア−水系溶液を吸収器１２に戻すように構成されている。
【００４７】
以上の構成により、夏期などの冷房が必要なときには、第１および第３の開閉弁３６，３８を開くとともに第２の開閉弁３７を閉じ、ランニングコストおよびイニシャルコストのいずれも安価にして冷房を行えながら、冬期や中間期などで冷房が不用なときには、第１および第３の開閉弁３６，３８を閉じるとともに第２の開閉弁３７を開き、発電機３２を駆動して発電し、排熱吸収冷凍機の稼働率を向上できるようになっている。
本発明としては、上記第１実施例において、第５の配管４０を設けないものをも含んでいる。
【００４８】
図３は、本発明に係る排熱吸収冷凍機の第２実施例を示す概略構成図であり、第１実施例と異なるところは次の通りである。
すなわち、第３の開閉弁３８が無くされ、第１および第２の開閉弁３６，３７に代えて第１および第２の流量調整弁５１，５２が設けられ、分岐配管１９から蒸気タービン２１および発電用蒸気タービン３１に流すアンモニア−水系溶液の蒸気の分配量を調整可能に分配機構が構成されている。
また、蒸気吸引配管２６に第３の流量調整弁５３が設けられている。
【００４９】
空調装置側において、冷房負荷を測定する冷房負荷センサ５４が設けられ、その冷房負荷センサ５４が熱電可変制御手段としてのコントローラ５５に接続されるとともに、コントローラ５５に第１、第２および第３の流量調整弁５１，５２，５３が接続されている。
コントローラ５５では、冷房負荷センサ５４で測定される冷房負荷に応じて、冷房負荷が高いほど第３の流量調整弁５３の開度を大きくなるように予め冷房負荷に応じた開度が設定されている。また、冷房負荷が高いほど第１の流量調整弁５１の開度が大きくなり、一方、第２の流量調整弁５２は逆に開度が小さくなるように予め冷房負荷に応じた開度が設定されている。
【００５０】
この第２実施例の構成によれば、中間期などで冷房負荷が低下して回収する排熱の利用効率が低下した場合でも、すなわち、冷房負荷の変動にかかわらず、その余剰の回収熱量分を発電に利用し、排熱吸収冷凍機の稼働率を一層向上できるようになっている。他の構成は第１実施例と同じであり、同一図番を付すことにより、その説明は省略する。
【００５１】
図４は、本発明に係る排熱吸収冷凍機の第３実施例（請求項２に係る発明の実施例の一部）を示す概略構成図であり、第１実施例と異なるところは次の通りである。
すなわち、伝動軸２３にクラッチ６１が介装され、圧縮機２４を駆動状態と停止状態とに切り換えるように構成されている。
また、発電用蒸気タービン３１が無くされ、蒸気タービン２１に、発電用クラッチ６２を介装した伝動軸６３を介して発電機６４が連動連結されている。
【００５２】
この第３実施例の構成によれば、夏期などの冷房が必要なときには、クラッチ６１を入り状態にするとともに発電用クラッチ６２を切り状態にし、かつ、第３の開閉弁３８を開き、ランニングコストおよびイニシャルコストのいずれも安価にして冷房を行えながら、冬期や中間期などで冷房が不用なときには、クラッチ６１を切り状態にするとともに発電用クラッチ６２を入り状態にし、かつ、第３の開閉弁３８を閉じ、発電機３２を駆動して発電し、排熱吸収冷凍機の稼働率を向上できるようになっている。他の構成は第１実施例と同じであり、同一図番を付すことにより、その説明は省略する。
【００５３】
図５は、本発明に係る排熱吸収冷凍機の第４実施例（請求項４に係る発明の実施例の一部）を示す概略構成図であり、第１実施例と異なるところは次の通りである。
すなわち、第３の開閉弁３８が無くされ、蒸気タービン２１に伝動軸７１を介して発電機７２が一体的に連動連結されている。
また、蒸気吸引配管２６に流量調整弁７３が設けられている。
【００５４】
空調装置側において、冷房負荷を測定する冷房負荷センサ７４が設けられ、その冷房負荷センサ７４が熱電可変制御手段としてのコントローラ７５に接続されるとともに、コントローラ７５に流量調整弁７３が接続されている。
コントローラ７５では、冷房負荷センサ７４で測定される冷房負荷に応じて、冷房負荷が高いほど流量調整弁７３の開度を大きくして蒸気吸引量が増加するように予め冷房負荷に応じた開度が設定されている。
【００５５】
この第４実施例の構成によれば、冷房負荷が低くなって圧縮機２４での蒸気吸引量が減少すると、圧縮機２４の負荷が減少した分だけ発電機２１の発電出力が増加し、一方、冷房負荷が高くなって、圧縮機２４での蒸気吸引量が増加すると、圧縮機２４の負荷が増加した分だけ発電機２１の発電出力が減少する。すなわち、中間期などで冷房負荷が低下して回収する排熱の利用効率が低下するなど、冷房負荷の変動にかかわらず、その余剰の回収熱量分を発電に利用し、排熱吸収冷凍機の稼働率を一層向上できるようになっている。他の構成は第１実施例と同じであり、同一図番を付すことにより、その説明は省略する。
【００５６】
図６は、本発明に係る排熱吸収冷凍機の第５実施例を示す概略構成図であり、第３実施例に改良を加えたものであって、第３実施例と異なるところについて説明する。
すなわち、蒸気タービン２１が多段タービンで構成され、精留器９と凝縮器１０とを接続する蒸気配管８１の途中箇所と蒸気タービン２１の中間段とが開閉弁８２を介装した蒸気配管８３を介して接続され、発電機６４を駆動して発電を行っている状態において開閉弁８２を開き、再生器８で発生した蒸気の一部を蒸気タービン２１に直接供給し、蒸気タービン２１の出力を向上して発電出力を向上できるように構成されている。他の構成は第３実施例と同じであり、同一図番を付すことにより、その説明は省略する。
【００５７】
図７は、本発明に係る排熱吸収冷凍機の第６実施例を示す概略構成図であり、第１実施例に改良を加えたものであって、第１実施例と異なるところについて説明する。
すなわち、発電用蒸気タービン３１が多段タービンで構成され、精留器９と凝縮器１０とを接続する蒸気配管８６の途中箇所と発電用蒸気タービン３１の中間段とが開閉弁８７を介装した蒸気配管８８を介して接続され、発電機３２を駆動して発電を行っている状態において開閉弁８７を開き、再生器８で発生した蒸気の一部を発電用蒸気タービン３１に直接供給し、発電用蒸気タービン３１の出力を向上して発電出力を向上できるように構成されている。他の構成は第１実施例と同じであり、同一図番を付すことにより、その説明は省略する。
【００５８】
図８は、本発明に係る排熱吸収冷凍機の第７実施例を示す概略構成図であり、第１実施例と異なるところは次の通りである。
すなわち、分岐配管１９の第５の配管４０との接続箇所と第２の溶液ポンプ１８の中間箇所に三方弁９１を介して第７の配管９２が接続され、凝縮器１０の上部空間内に設けた散布管９３と第７の配管９２とが接続され、吸収器１２からのアンモニア−水系溶液の吸収用溶液を凝縮器１０に供給し、凝縮器１０に供給されるアンモニア−水系溶液の蒸気を吸収用溶液に吸収するように構成されている。他の構成は第１実施例と同じであり、同一図番を付すことにより、その説明は省略する。
【００５９】
この第７実施例の構成によれば、冷房の不用なときにおいて、凝縮器１０に供給されるアンモニア−水系溶液の蒸気を吸収用溶液に吸収させ、凝縮器１０において、クーリングタワーなどからの冷却水に捨てる熱量を減少させることができ、蒸気タービン２１の出力を向上できて発電出力を向上できる。
【００６０】
上記実施例では、ガスエンジン１からの排気ガスの全量を第２の熱交換器２０で熱交換してアンモニア−水系溶液の蒸気を発生させるようにしているが、例えば、図９の変形例の概略構成図に示すように、ガス配管４の第２の熱交換器２０よりも上流側に第４の熱交換器９４を設け、水蒸気タービン９５と復水器９６と循環ポンプ９７とを介装した循環配管９８を、その水蒸気タービン９５よりも上流箇所で第４の熱交換器９４と熱交換可能に設けるとともに水蒸気タービン９５に発電機９９を連動連結し、排気ガスの一部によって水蒸気タービン９５を駆動し、更に発電を行うように構成しても良い。
【００６１】
また、上記実施例では、ガスエンジン１によって発電機３を駆動して電力を取り出す、いわゆるコジェネレーションシステムを示したが、ガスエンジン１によって各種の機械装置を駆動する場合にも適用できる。
【００６２】
上述実施例のガスエンジン１としては、汎用のガスエンジンやディーゼルエンジンやスターリングエンジンなど各種のガスエンジンを用いることができる。
【００６３】
なお、わかりやすくするために、特許請求の範囲、ならびに、課題を解決するための手段および作用等それぞれの欄において、構成部材に参照図番を付しているが、これに制限されるものでは無い。
【００６４】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１に係る発明の排熱吸収冷凍機の構成によれば、エンジン(1)からのエンジン冷却水を熱源として単効用吸収冷凍機を作動しながら、エンジン(1)からの排気ガスにより蒸気タービン(21)を駆動して圧縮機(24)を駆動し、蒸発器(14)内の圧力を吸収器(12)内の圧力よりも低下させて低温の冷凍用媒体を取り出すから、エンジン(1)からのエンジン冷却水および排気ガスによって冷凍用媒体を取り出すことができ、ランニングコストおよびイニシャルコストのいずれをも安価にして、冷凍効率に優れた状態で冷房を行うことができる。
このようにランニングコストおよびイニシャルコストのいずれも安価にして冷房を行えながら、更に、冬期や中間期などで冷房が不用なときには、発電機(32)を駆動して発電するから、排熱吸収冷凍機の稼働率を大幅に向上できる。
そのうえ、排気ガスと熱交換する熱交換器 (20) に供給される溶液のアンモニア濃度を高めるために、凝縮器 (10) に供給されるアンモニア−水系混合媒体の蒸気を凝縮によらずに吸収用溶液に吸収させることによって液化するから、凝縮器 (10) において、クーリングタワーなどからの冷却水に捨てる熱量を減少させることができ、蒸気タービン (21) の出力を向上できて発電出力を向上できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明に係る排熱吸収冷凍機の第１実施例を示す概略構成図である。
【図２】 デューリング線図である。
【図３】 本発明に係る排熱吸収冷凍機の第２実施例を示す概略構成図である。
【図４】 本発明に係る排熱吸収冷凍機の第３実施例を示す概略構成図である。
【図５】 本発明に係る排熱吸収冷凍機の第４実施例を示す概略構成図である。
【図６】 本発明に係る排熱吸収冷凍機の第５実施例を示す概略構成図である。
【図７】 本発明に係る排熱吸収冷凍機の第６実施例を示す概略構成図である。
【図８】 本発明に係る排熱吸収冷凍機の第７実施例を示す概略構成図である。
【図９】 本発明に係る排熱吸収冷凍機の変形例を示す概略構成図である。
【符号の説明】
１…ガスエンジン
１ａ…エンジン冷却部
４…ガス配管
７…循環配管
８…再生器
１０…凝縮器
１２…吸収器
１４…蒸発器
１６…第３の配管
１９…分岐配管
２０…第２の熱交換器
２１…蒸気タービン
２４…圧縮機
２６…蒸気吸引配管
２７…蒸気配管
２８…冷凍用媒体取出し管
３１…発電用蒸気タービン
３２…発電機
５１…第１の流量調整弁（分配機構）
５２…第２の流量調整弁（分配機構）
５３…第３の流量調整弁
５５…コントローラ（熱電可変制御手段）
６１…クラッチ
６２…発電用クラッチ
６４…発電機
７２…発電機
７３…流量調整弁
７５…コントローラ（熱電可変制御手段）
８１…蒸気配管
８６…蒸気配管
Claims (7)
130℃よりも低い温度のエンジン冷却水を発生するエンジン冷却部(1a)と、
130℃よりも高い温度の排気ガスを発生するエンジン(1) と、
再生器(8) と吸収器(12)と凝縮器(10)と蒸発器(14)とから成る単効用吸収冷凍機と、
前記エンジン(1) からのエンジン冷却水を熱源とするように前記エンジン冷却部(1a)と前記再生器(8) とにわたって接続される循環配管(7) と、
前記エンジン(1) からのエンジン冷却水によって蒸発可能なアンモニア−水系混合媒体を前記吸収器(12)から前記再生器(8) に供給する配管(16)と、
前記再生器(8) から前記吸収器(12)にアンモニア−水系混合媒体を供給する配管(11)と、
前記配管(16)の途中に接続されて前記吸収器(12)から前記再生器(8) に供給するアンモニア−水系混合媒体の一部を取り出す分岐配管(19)と、
前記エンジン(1) に接続されて前記エンジン(1) からの排気ガスを取り出すガス配管(4) と、
前記ガス配管(4) と前記分岐配管(19)との間に設けられて、前記エンジン(1)
からの排気ガスによりアンモニア−水系混合媒体を加熱して蒸発させる熱交換器(20)と、
前記分岐配管(19)に設けられて、前記熱交換器(20)で蒸発したアンモニア−水系混合媒体の蒸気によって駆動する蒸気タービン(21)と、
前記蒸発器(14)に連通接続され、前記蒸気タービン(21)に連動連結されて前記蒸発器(14)内の蒸気を吸引して前記吸収器(12)との間に圧力差を発生させる圧縮機(24)と、
前記圧縮機(24)に連通接続されて前記圧縮機(24)から排出される蒸気を前記吸収器(12)に供給する蒸気配管(27)と、
前記蒸発器(14)に付設されて冷凍用媒体を取り出す冷凍用媒体取り出し管(28)とを備えた排熱吸収冷凍機において、
前記分岐配管(19)に前記蒸気タービン(21)と並列接続される発電用蒸気タービン(31)と、
前記発電用蒸気タービン(31)に連動連結されて発電する発電機(32)と、
前記分岐配管(19)からのアンモニア−水系混合媒体を、前記蒸気タービン(21)に供給する状態と前記発電用蒸気タービン(31)に流す状態とに切り換える熱電切換機構とを備え、かつ、前記凝縮器 (10) の上部空間と前記分岐配管 (19) とを接続し、前記吸収器 (12) からのアンモニア−水系混合媒体の吸収用溶液を前記凝縮器 (10) に供給し、前記凝縮器 (10) に供給されるアンモニア−水系混合媒体の蒸気を吸収用溶液に吸収するように構成してあることを特徴とする排熱吸収冷凍機。
130℃よりも高い温度の排気ガスを発生するエンジン(1) と、
再生器(8) と吸収器(12)と凝縮器(10)と蒸発器(14)とから成る単効用吸収冷凍機と、
前記エンジン(1) からのエンジン冷却水を熱源とするように前記エンジン冷却部(1a)と前記再生器(8) とにわたって接続される循環配管(7) と、
前記エンジン(1) からのエンジン冷却水によって蒸発可能なアンモニア−水系混合媒体を前記吸収器(12)から前記再生器(8) に供給する配管(16)と、
前記再生器(8) から前記吸収器(12)にアンモニア−水系混合媒体を供給する配管(11)と、
前記配管(16)の途中に接続されて前記吸収器(12)から前記再生器(8) に供給するアンモニア−水系混合媒体の一部を取り出す分岐配管(19)と、
前記エンジン(1) に接続されて前記エンジン(1) からの排気ガスを取り出すガス配管(4) と、
前記ガス配管(4) と前記分岐配管(19)との間に設けられて、前記エンジン(1)
からの排気ガスによりアンモニア−水系混合媒体を加熱して蒸発させる熱交換器(20)と、
前記分岐配管(19)に設けられて、前記熱交換器(20)で蒸発したアンモニア−水系混合媒体の蒸気によって駆動する蒸気タービン(21)と、
前記蒸発器(14)に連通接続され、前記蒸気タービン(21)に連動連結されて前記蒸発器(14)内の蒸気を吸引して前記吸収器(12)との間に圧力差を発生させる圧縮機(24)と、
前記圧縮機(24)に連通接続されて前記圧縮機(24)から排出される蒸気を前記吸収器(12)に供給する蒸気配管(27)と、
前記蒸発器(14)に付設されて冷凍用媒体を取り出す冷凍用媒体取り出し管(28)とを備えた排熱吸収冷凍機において、
前記分岐配管(19)に前記蒸気タービン(21)と並列接続される発電用蒸気タービン(31)と、
前記発電用蒸気タービン(31)に連動連結されて発電する発電機(32)と、
前記分岐配管(19)からのアンモニア−水系混合媒体を、前記蒸気タービン(21)に供給する状態と前記発電用蒸気タービン(31)に流す状態とに切り換える熱電切換機構とを備え、かつ、前記凝縮器 (10) の上部空間と前記分岐配管 (19) とを接続し、前記吸収器 (12) からのアンモニア−水系混合媒体の吸収用溶液を前記凝縮器 (10) に供給し、前記凝縮器 (10) に供給されるアンモニア−水系混合媒体の蒸気を吸収用溶液に吸収するように構成してあることを特徴とする排熱吸収冷凍機。
130℃よりも低い温度のエンジン冷却水を発生するエンジン冷却部(1a)と、
130℃よりも高い温度の排気ガスを発生するエンジン(1) と、
再生器(8) と吸収器(12)と凝縮器(10)と蒸発器(14)とから成る単効用吸収冷凍機と、
前記エンジン(1) からのエンジン冷却水を熱源とするように前記エンジン冷却部(1a)と前記再生器(8) とにわたって接続される循環配管(7) と、
前記エンジン(1) からのエンジン冷却水によって蒸発可能なアンモニア−水系混合媒体を前記吸収器(12)から前記再生器(8) に供給する配管(16)と、
前記再生器(8) から前記吸収器(12)にアンモニア−水系混合媒体を供給する配管(11)と、
前記配管(16)の途中に接続されて前記吸収器(12)から前記再生器(8) に供給するアンモニア−水系混合媒体の一部を取り出す分岐配管(19)と、
前記エンジン(1) に接続されて前記エンジン(1) からの排気ガスを取り出すガス配管(4) と、
前記ガス配管(4) と前記分岐配管(19)との間に設けられて、前記エンジン(1)
からの排気ガスによりアンモニア−水系混合媒体を加熱して蒸発させる熱交換器(20)と、
前記分岐配管(19)に設けられて、前記熱交換器(20)で蒸発したアンモニア−水系混合媒体の蒸気によって駆動する蒸気タービン(21)と、
前記蒸発器(14)に連通接続され、前記蒸気タービン(21)に連動連結されて前記蒸発器(14)内の蒸気を吸引して前記吸収器(12)との間に圧力差を発生させる圧縮機(24)と、
前記圧縮機(24)に連通接続されて前記圧縮機(24)から排出される蒸気を前記吸収器(12)に供給する蒸気配管(27)と、
前記蒸発器(14)に付設されて冷凍用媒体を取り出す冷凍用媒体取り出し管(28)とを備えた排熱吸収冷凍機において、
前記蒸気タービン(21)と前記圧縮機(24)との間に介装されて駆動状態と停止状態とに切り換えるクラッチ(61)と、
前記蒸気タービン(21)に発電用クラッチ(62)を介して駆動状態と停止状態とに切り換え可能に連動連結されて発電する発電機(64)とを備え、かつ、前記凝縮器 (10) の上部空間と前記分岐配管 (19) とを接続し、前記吸収器 (12) からのアンモニア−水系混合媒体の吸収用溶液を前記凝縮器 (10) に供給し、前記凝縮器 (10) に供給されるアンモニア−水系混合媒体の蒸気を吸収用溶液に吸収するように構成してあることを特徴とする排熱吸収冷凍機。
130℃よりも高い温度の排気ガスを発生するエンジン(1) と、
再生器(8) と吸収器(12)と凝縮器(10)と蒸発器(14)とから成る単効用吸収冷凍機と、
前記エンジン(1) からのエンジン冷却水を熱源とするように前記エンジン冷却部(1a)と前記再生器(8) とにわたって接続される循環配管(7) と、
前記エンジン(1) からのエンジン冷却水によって蒸発可能なアンモニア−水系混合媒体を前記吸収器(12)から前記再生器(8) に供給する配管(16)と、
前記再生器(8) から前記吸収器(12)にアンモニア−水系混合媒体を供給する配管(11)と、
前記配管(16)の途中に接続されて前記吸収器(12)から前記再生器(8) に供給するアンモニア−水系混合媒体の一部を取り出す分岐配管(19)と、
前記エンジン(1) に接続されて前記エンジン(1) からの排気ガスを取り出すガス配管(4) と、
前記ガス配管(4) と前記分岐配管(19)との間に設けられて、前記エンジン(1)
からの排気ガスによりアンモニア−水系混合媒体を加熱して蒸発させる熱交換器(20)と、
前記分岐配管(19)に設けられて、前記熱交換器(20)で蒸発したアンモニア−水系混合媒体の蒸気によって駆動する蒸気タービン(21)と、
前記蒸発器(14)に連通接続され、前記蒸気タービン(21)に連動連結されて前記蒸発器(14)内の蒸気を吸引して前記吸収器(12)との間に圧力差を発生させる圧縮機(24)と、
前記圧縮機(24)に連通接続されて前記圧縮機(24)から排出される蒸気を前記吸収器(12)に供給する蒸気配管(27)と、
前記蒸発器(14)に付設されて冷凍用媒体を取り出す冷凍用媒体取り出し管(28)とを備えた排熱吸収冷凍機において、
前記蒸気タービン(21)と前記圧縮機(24)との間に介装されて駆動状態と停止状態とに切り換えるクラッチ(61)と、
前記蒸気タービン(21)に発電用クラッチ(62)を介して駆動状態と停止状態とに切り換え可能に連動連結されて発電する発電機(64)とを備え、かつ、前記凝縮器 (10) の上部空間と前記分岐配管 (19) とを接続し、前記吸収器 (12) からのアンモニア−水系混合媒体の吸収用溶液を前記凝縮器 (10) に供給し、前記凝縮器 (10) に供給されるアンモニア−水系混合媒体の蒸気を吸収用溶液に吸収するように構成してあることを特徴とする排熱吸収冷凍機。
130℃よりも低い温度のエンジン冷却水を発生するエンジン冷却部(1a)と、
130℃よりも高い温度の排気ガスを発生するエンジン(1) と、
再生器(8) と吸収器(12)と凝縮器(10)と蒸発器(14)とから成る単効用吸収冷凍機と、
前記エンジン(1) からのエンジン冷却水を熱源とするように前記エンジン冷却部(1a)と前記再生器(8) とにわたって接続される循環配管(7) と、
前記エンジン(1) からのエンジン冷却水によって蒸発可能なアンモニア−水系混合媒体を前記吸収器(12)から前記再生器(8) に供給する配管(16)と、
前記再生器(8) から前記吸収器(12)にアンモニア−水系混合媒体を供給する配管(11)と、
前記配管(16)の途中に接続されて前記吸収器(12)から前記再生器(8) に供給するアンモニア−水系混合媒体の一部を取り出す分岐配管(19)と、
前記エンジン(1) に接続されて前記エンジン(1) からの排気ガスを取り出すガス配管(4) と、
前記ガス配管(4) と前記分岐配管(19)との間に設けられて、前記エンジン(1)
からの排気ガスによりアンモニア−水系混合媒体を加熱して蒸発させる熱交換器(20)と、
前記分岐配管(19)に設けられて、前記熱交換器(20)で蒸発したアンモニア−水系混合媒体の蒸気によって駆動する蒸気タービン(21)と、
前記蒸発器(14)に蒸気吸引配管(26)を介して連通接続され、前記蒸気タービン(21)に連動連結されて前記蒸発器(14)内の蒸気を吸引して前記吸収器(12)との間に圧力差を発生させる圧縮機(24)と、
前記圧縮機(24)に連通接続されて前記圧縮機(24)から排出される蒸気を前記吸収器(12)に供給する蒸気配管(27)と、
前記蒸発器(14)に付設されて冷凍用媒体を取り出す冷凍用媒体取り出し管(28)とを備えた排熱吸収冷凍機において、
前記分岐配管(19)に前記蒸気タービン(21)と並列接続される発電用蒸気タービン(31)と、
前記蒸気タービン(21)に連動連結されて発電する発電機(32)と、
前記蒸気吸引配管(26)に設けられて前記圧縮機(24)に吸引される蒸気量を調整する流量調整弁(53)と、
前記分岐配管(19)からのアンモニア−水系混合媒体を、前記蒸気タービン(21)および前記発電用蒸気タービン(31)に分配量を調整可能に流す分配機構(51)(52)と、
前記流量調整弁(53)および前記分配機構(51)(52)を冷房負荷に応じて調整する熱電可変制御手段(55)と、
を備えたことを特徴とする排熱吸収冷凍機。
130℃よりも高い温度の排気ガスを発生するエンジン(1) と、
再生器(8) と吸収器(12)と凝縮器(10)と蒸発器(14)とから成る単効用吸収冷凍機と、
前記エンジン(1) からのエンジン冷却水を熱源とするように前記エンジン冷却部(1a)と前記再生器(8) とにわたって接続される循環配管(7) と、
前記エンジン(1) からのエンジン冷却水によって蒸発可能なアンモニア−水系混合媒体を前記吸収器(12)から前記再生器(8) に供給する配管(16)と、
前記再生器(8) から前記吸収器(12)にアンモニア−水系混合媒体を供給する配管(11)と、
前記配管(16)の途中に接続されて前記吸収器(12)から前記再生器(8) に供給するアンモニア−水系混合媒体の一部を取り出す分岐配管(19)と、
前記エンジン(1) に接続されて前記エンジン(1) からの排気ガスを取り出すガス配管(4) と、
前記ガス配管(4) と前記分岐配管(19)との間に設けられて、前記エンジン(1)
からの排気ガスによりアンモニア−水系混合媒体を加熱して蒸発させる熱交換器(20)と、
前記分岐配管(19)に設けられて、前記熱交換器(20)で蒸発したアンモニア−水系混合媒体の蒸気によって駆動する蒸気タービン(21)と、
前記蒸発器(14)に蒸気吸引配管(26)を介して連通接続され、前記蒸気タービン(21)に連動連結されて前記蒸発器(14)内の蒸気を吸引して前記吸収器(12)との間に圧力差を発生させる圧縮機(24)と、
前記圧縮機(24)に連通接続されて前記圧縮機(24)から排出される蒸気を前記吸収器(12)に供給する蒸気配管(27)と、
前記蒸発器(14)に付設されて冷凍用媒体を取り出す冷凍用媒体取り出し管(28)とを備えた排熱吸収冷凍機において、
前記分岐配管(19)に前記蒸気タービン(21)と並列接続される発電用蒸気タービン(31)と、
前記蒸気タービン(21)に連動連結されて発電する発電機(32)と、
前記蒸気吸引配管(26)に設けられて前記圧縮機(24)に吸引される蒸気量を調整する流量調整弁(53)と、
前記分岐配管(19)からのアンモニア−水系混合媒体を、前記蒸気タービン(21)および前記発電用蒸気タービン(31)に分配量を調整可能に流す分配機構(51)(52)と、
前記流量調整弁(53)および前記分配機構(51)(52)を冷房負荷に応じて調整する熱電可変制御手段(55)と、
を備えたことを特徴とする排熱吸収冷凍機。
130℃よりも低い温度のエンジン冷却水を発生するエンジン冷却部(1a)と、
130℃よりも高い温度の排気ガスを発生するエンジン(1) と、
再生器(8) と吸収器(12)と凝縮器(10)と蒸発器(14)とから成る単効用吸収冷凍機と、
前記エンジン(1) からのエンジン冷却水を熱源とするように前記エンジン冷却部(1a)と前記再生器(8) とにわたって接続される循環配管(7) と、
前記エンジン(1) からのエンジン冷却水によって蒸発可能なアンモニア−水系混合媒体を前記吸収器(12)から前記再生器(8) に供給する配管(16)と、
前記再生器(8) から前記吸収器(12)にアンモニア−水系混合媒体を供給する配管(11)と、
前記配管(16)の途中に接続されて前記吸収器(12)から前記再生器(8) に供給するアンモニア−水系混合媒体の一部を取り出す分岐配管(19)と、
前記エンジン(1) に接続されて前記エンジン(1) からの排気ガスを取り出すガス配管(4) と、
前記ガス配管(4) と前記分岐配管(19)との間に設けられて、前記エンジン(1)
からの排気ガスによりアンモニア−水系混合媒体を加熱して蒸発させる熱交換器(20)と、
前記分岐配管(19)に設けられて、前記熱交換器(20)で蒸発したアンモニア−水系混合媒体の蒸気によって駆動する蒸気タービン(21)と、
前記蒸発器(14)に蒸気吸引配管(26)を介して連通接続され、前記蒸気タービン(21)に連動連結されて前記蒸発器(14)内の蒸気を吸引して前記吸収器(12)との間に圧力差を発生させる圧縮機(24)と、
前記圧縮機(24)に連通接続されて前記圧縮機(24)から排出される蒸気を前記吸収器(12)に供給する蒸気配管(27)と、
前記蒸発器(14)に付設されて冷凍用媒体を取り出す冷凍用媒体取り出し管(28)とを備えた排熱吸収冷凍機において、
前記蒸気タービン(21)に一体的に連動連結されて発電する発電機(72)と、
前記蒸気吸引配管(26)に設けられて前記圧縮機(24)に吸引される蒸気量を調整する流量調整弁(73)と、
前記流量調整弁(73)を冷房負荷に応じて調整する熱電可変制御手段(75)とを備え、かつ、前記再生器 (8) と前記凝縮器 (10) とを接続するアンモニア−水系混合媒体の蒸気配管 (81) の途中箇所と前記蒸気タービン (21) とを接続し、前記再生器 (8) からのアンモニア−水系混合媒体の蒸気を前記蒸気タービン (21) に供給するように構成してあることを特徴とする排熱吸収冷凍機。
130℃よりも高い温度の排気ガスを発生するエンジン(1) と、
再生器(8) と吸収器(12)と凝縮器(10)と蒸発器(14)とから成る単効用吸収冷凍機と、
前記エンジン(1) からのエンジン冷却水を熱源とするように前記エンジン冷却部(1a)と前記再生器(8) とにわたって接続される循環配管(7) と、
前記エンジン(1) からのエンジン冷却水によって蒸発可能なアンモニア−水系混合媒体を前記吸収器(12)から前記再生器(8) に供給する配管(16)と、
前記再生器(8) から前記吸収器(12)にアンモニア−水系混合媒体を供給する配管(11)と、
前記配管(16)の途中に接続されて前記吸収器(12)から前記再生器(8) に供給するアンモニア−水系混合媒体の一部を取り出す分岐配管(19)と、
前記エンジン(1) に接続されて前記エンジン(1) からの排気ガスを取り出すガス配管(4) と、
前記ガス配管(4) と前記分岐配管(19)との間に設けられて、前記エンジン(1)
からの排気ガスによりアンモニア−水系混合媒体を加熱して蒸発させる熱交換器(20)と、
前記分岐配管(19)に設けられて、前記熱交換器(20)で蒸発したアンモニア−水系混合媒体の蒸気によって駆動する蒸気タービン(21)と、
前記蒸発器(14)に蒸気吸引配管(26)を介して連通接続され、前記蒸気タービン(21)に連動連結されて前記蒸発器(14)内の蒸気を吸引して前記吸収器(12)との間に圧力差を発生させる圧縮機(24)と、
前記圧縮機(24)に連通接続されて前記圧縮機(24)から排出される蒸気を前記吸収器(12)に供給する蒸気配管(27)と、
前記蒸発器(14)に付設されて冷凍用媒体を取り出す冷凍用媒体取り出し管(28)とを備えた排熱吸収冷凍機において、
前記蒸気タービン(21)に一体的に連動連結されて発電する発電機(72)と、
前記蒸気吸引配管(26)に設けられて前記圧縮機(24)に吸引される蒸気量を調整する流量調整弁(73)と、
前記流量調整弁(73)を冷房負荷に応じて調整する熱電可変制御手段(75)とを備え、かつ、前記再生器 (8) と前記凝縮器 (10) とを接続するアンモニア−水系混合媒体の蒸気配管 (81) の途中箇所と前記蒸気タービン (21) とを接続し、前記再生器 (8) からのアンモニア−水系混合媒体の蒸気を前記蒸気タービン (21) に供給するように構成してあることを特徴とする排熱吸収冷凍機。
請求項１または３に記載の排熱吸収冷凍機において、
再生器 (8) と凝縮器 (10) とを接続するアンモニア−水系混合媒体の蒸気配管 (86) の途中箇所と発電用蒸気タービン (31) とを接続し、前記再生器 (8) からのアンモニア−水系混合媒体の蒸気を前記発電用蒸気タービン (31) に供給するように構成してある排熱吸収冷凍機。
再生器 (8) と凝縮器 (10) とを接続するアンモニア−水系混合媒体の蒸気配管 (86) の途中箇所と発電用蒸気タービン (31) とを接続し、前記再生器 (8) からのアンモニア−水系混合媒体の蒸気を前記発電用蒸気タービン (31) に供給するように構成してある排熱吸収冷凍機。
請求項２に記載の排熱吸収冷凍機において、
再生器 (8) と凝縮器 (10) とを接続するアンモニア−水系混合媒体の蒸気配管 (81) の途中箇所と蒸気タービン (21) とを接続し、前記再生器 (8) からのアンモニア−水系混合媒体の蒸気を前記蒸気タービン (21) に供給するように構成してある排熱吸収冷凍機。
再生器 (8) と凝縮器 (10) とを接続するアンモニア−水系混合媒体の蒸気配管 (81) の途中箇所と蒸気タービン (21) とを接続し、前記再生器 (8) からのアンモニア−水系混合媒体の蒸気を前記蒸気タービン (21) に供給するように構成してある排熱吸収冷凍機。
請求項１、２、３、４，５または６のいずれかに記載の排熱吸収冷凍機において、
凝縮器 (10) と分岐配管 (19) とを接続し、前記凝縮器 (10) 内のアンモニア−水系混合媒体の溶液を前記分岐配管 (19) に供給可能に構成してある排熱吸収冷凍機。
凝縮器 (10) と分岐配管 (19) とを接続し、前記凝縮器 (10) 内のアンモニア−水系混合媒体の溶液を前記分岐配管 (19) に供給可能に構成してある排熱吸収冷凍機。
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