JPH01219453A - 吸収式冷凍機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、吸収式冷凍機に関するものである。

〔従来の技術〕

吸収式冷凍機は、沸点が大きく異なり、しかも互いに完
全に溶解し合う２物質の溶液を用い、低沸点物質を冷媒
、高沸点物質を吸収剤として吸収反応を利用して低圧力
を作り、そのもとで冷媒を蒸発させ、冷熱を得て、冷房
等の用に広く供されていることは周知の通りである。

冷媒として水、吸収剤として臭化リチウムを用いて作動
物質とする吸収式冷凍機が一般的であり、以下の記述で
は、この臭化リチウム水溶液を用いた吸収式冷凍機に例
をとり説明する。

第２図は従来技術による単効用式吸収式冷凍機の構成例
を示す概略フロー図である。

臭化リチウム濃度の高い溶液（１１）　（以下濃溶液と
記す）は、吸収器（１２）において水蒸気（１３）を吸
収し、臭化リチウム濃度が低い溶液（１４）となる（以
下これを稀溶液と記す）。

稀溶液（１４）は、再生器（１５）に送られる。吸収器
（１２）では吸収反応のため温度が上昇するので冷却水
（１Ｂ）を導いて吸収熱を冷却水（１Ｂ）に与え、蒸発
器（１７）における水の蒸発温度（飽和温度）を低く保
つための低圧力（真空）を確保する。

再生器（１５）は、吸収器（１２）からの稀溶液を外部
熱源（１８）で加熱し、溶液の濃度と圧力によって定ま
ろ水の蒸発温度まで昇温し水を蒸発させる。

その際の加熱源として、蒸気または高温水を用いるのが
一般的であるが、ガス等の燃料を直接燃焼させる方式、
あるいはガスエンジン等の熱機関の高温冷却水や高温排
気ガスが用いられるケースもある。

水の蒸発分離により得られた濃溶液（１１）は、吸収器
（１２）よりの稀溶液に熱交換器（１９）にて、その顕
熱の一部を与え、自身は温度を下げ吸収器（１２）に戻
る。そして再び蒸発器（１７）からの水蒸気（１３）を
吸収するサイクルを繰返す。

一方、再生器（１５）において蒸発分離された水蒸気（
２０）は凝縮器（２１）において冷却水（１Ｂ）に蒸発
潜熱を与えて凝縮し水（２２）となる。水（２２）は蒸
発器（１７）において低圧力下で蒸発し、蒸発熱を器内
に導かれた水から奪ってこれを冷却し、冷水（２３）と
して冷房等冷熱需要先に供給する。また、蒸発器（１７
）で発生した水蒸気（１３）は再び吸収器（１２）に導
かれ、濃溶液（１１）に吸収されるサイクルを繰返す。

以上述べたところから、吸収式冷凍機は、（イ）水を低
圧力下で蒸発させ、濃溶液に吸収させること。

（ｆｆ）　　濃溶液から水を連続的に分離すること。

の２つの基本要素から構成されているが、前期説明した
従来技術による吸収式冷凍機では、上記後者（ロ）の基
本要素、すなわち濃溶液から水を分離するために再生器
（１５）および凝縮器（２１）を用い、いわゆる蒸溜法
により分離している。そのため、再生器（１５）および
凝縮器（２１）が不可欠であると共に再生器（１５）に
は外部熱源（１８）が必要で、装置が大型化、複雑化す
ることは避けられず、従って設備費、運転費もかさむな
どの欠点があった。

〔発明が解決しようとする問題点〕

本発明は以上の欠点を解決し、稀溶液から水を分離する
ため浸透気化膜を用いることにより、再生器、凝縮器さ
らには加熱源をも不要とする吸収式冷凍機を提供するこ
とを目的とする。

〔問題を解決するための手段〕

一般に、水と互いに完全に溶解し合う２物質の混合溶液
から水を分離する手段として蒸溜法に限らずいくつかの
手段が考えられるが、新しい分離技術として膜分離があ
る。近年、工業的に利用されている膜分離技術のうち、
浸透気化膜は、水を気化して透過させる高機能膜で、１
例として公知の非多孔質有機高分子膜がある。図４に浸
透気化膜による水分離機構を示す。実用的には第４図の
ように非対称複合膜に形成され、この膜をはさんで、一
方は臭化リチウム水溶液、他方は真空とすることにより
、真空側に水蒸気として水が分離されると共に稀溶液は
濃度を高め濃溶液となって再生される。同時に真空側に
おける水の蒸発のため、膜をはさんで反対側の溶液は蒸
発潜熱を奪われて冷える。従って、吸収式冷凍機におい
て稀溶液からの水の分離に浸透気化膜を用いて分離膜部
とし゛て構成すると極めて好都合であることが容易に着
想される。

本発明は上記浸透気化膜による水分離部を第１図の概略
フロー図に示すように分離膜部を、（イ）水の蒸発器と
して機能させる。

（０）　　臭化リチウム稀溶液の再生部へして機能させ
る。

（八）臭化リチウム濃溶液の冷却部として機能させる ように構成し、 （ニ）　上記（八）により温度低下した臭化リチウム濃
溶液を熱交換器に導き、該濃溶液との熱交換によって冷
熱を得る。

本発明は以上の構成である。

〔作用〕

第１図に本発明の吸収式冷凍機概略フロー図を示す。

第１図において吸収器（１）にて水蒸気（２）を吸収し
た稀溶液（３）は、ポンプ（４）によって分離膜蒸発器
（５）に送られ、そこで含有する水を一部蒸発によって
失うと共に、蒸発した水蒸気（２）は再び吸収器（１）
に導かれる。一方、蒸発熱を奪われ温度低下すると共に
溶接濃度を高めた濃溶液（８）は冷熱製造用熱交換器（
７）を経て吸収器（１）に戻り、同じく戻ってきた水蒸
気（２）を吸収して稀溶液（３）となるサイクルを繰返
す。冷熱製造用熱交換器（７）においては、外部からの
水等を冷却して冷水（８）等を製造、需要先に供給する
。また吸収器（１）では、吸収熱を取去るべく冷却水（
９）が導かれる。上記説明したように本発明による構成
では、第２図に示す従来の吸収式冷凍機に不可欠であっ
た再生器（１５）、凝縮器（２１）を不要とすると共に
、再生器（１５）での外部熱源（１８）も必要としない
。

〔実施例〕

第３ａ図に本発明による吸収式冷凍機の実施例を示す。

吸収器（２５）において水蒸気（２６）を吸収し、溶質
濃度の低下した稀溶液（２７）は、ポンプ（２８）、フ
ィルター（２９）を経て浸透気化模式の分離膜蒸発器（
３０）に送り込まれる。

本実施例では、第４図のような浸透気化膜の例を円管状
に製作して分離膜管（３１）として例示し、円管内部を
臭化リチウム水溶液、外部を真空として図示しているが
、膜の具体的形状は平板であってもよく、また、内部を
真空、外部を溶液として構成してもよい。さて、分離膜
管（３１）に流入した稀溶液（２７）は、管内を通過中
に水が管外に分離蒸発するため、水の蒸発潜熱を奪われ
て温度低下すると同時に濃度を高められて分離膜管（３
１）から出る。次に冷水製造用熱交換器（３２）の冷却
管（３３）に入り、冷房用等に用いられる冷水（３４）
を冷却し、自身は温度を高めて再び吸収器（２５）に戻
る。そこで分離膜管（３りの表面から蒸発した水蒸気（
２Ｂ）を吸収して再び稀溶液となるサイクルを繰返す。

その際発生する吸収熱は、冷却水（３６）に与え、吸収
器（２５）、従って、分１ｌｌＩ膜蒸発器（３０）の器
内圧力を低く保持することにより分離膜管（３１）にお
ける水の蒸発温度を低くし、管内を通過する溶液温度を
下げる。本実施例では、分離膜蒸発器（３０）から出た
低温濃溶液（３９・・・第３ｂ図）の用途として簡単の
ため冷水製造用熱交換器（３２）を例示し、かつ、分離
膜蒸発器（３０）に隣接して設けた例を示した。

第３ｂ図は第３ａ図のＡ部詳細を図示するものであるが
、分離膜管（３１）と冷水製造用熱交換器（３２）の冷
却管（３３）の接続方法の一例として接続管（４０）と
バンド（４１）を用いた例を示した。また、冷水製造用
熱交換器（３２）については、空気冷却器等冷熱需要形
態に応じた熱交換器であってよく、また、分離膜蒸発器
（３０）から離し、最終需要先に集中または分散して配
置してもよい。

〔発明の効果〕

本発明により、吸収式冷凍機において再生器や凝縮器が
不要となり装置が簡単になると共に再生器での加熱源も
必要としない。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の吸収式冷凍機概略フロー図、第２図は
従来の吸収式冷凍機の概略フロー図、第３ａ図は本発明
の吸収式冷凍機の実施例を示す概略説明図、第３ｂ図は
第３ａ図のＡ部詳細図、第４図は浸透気化膜の水分離機
構説明図である。 １．１２．２５・・・吸収器、２．１３．２６・・・水
蒸気３．１４．２７・・・稀溶液、４．１０．２８・・
・稀溶液ポンプ５．３０・・・分離膜蒸発器、８．１１
．３８・・・濃溶液７．３２・・・冷水製造用熱交換器
、８．２３．３４・・・冷水９．１６．３６・・・冷却
水、１５・・・再生器、１７・・・蒸発器１８・・・外
部熱源、１９・・・熱交換器、２０・・・水蒸気、２１
・・・凝縮器、２２・・・水、２４・・・冷却水ポンプ
、２９・・・フィルタ、３１・・・分離膜管、３３・・
・冷却管、３５・・・管板、３７・・・濃溶接散布管、
３９・・・低温濃溶液、４０・・・接続管、４１・・・
バンド。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 浸透気化膜による冷媒分離部を、 （イ）蒸発器として機能させる。 （ロ）冷媒−吸収剤混合液の再生部として機能させる。 （ハ）冷媒−吸収剤混合液の冷却部として機能させる。 （ニ）冷熱は上記（ハ）により温度の低下した冷媒−吸
   収剤混合液との熱交換により得る。 以上の如く構成した吸収式冷凍機。