JPH0219385B2

JPH0219385B2 -

Info

Publication number: JPH0219385B2
Application number: JP59030236A
Authority: JP
Inventors: Nobutaka Myoshi; Shigeo Sugimoto; Michihiko Aizawa
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1984-02-22
Filing date: 1984-02-22
Publication date: 1990-05-01
Also published as: US4551991A; JPS60175979A

Description

【発明の詳細な説明】〔発明の利用分野〕本発明は、再生器を２個以上備えた吸収式冷凍
機や冷温水機またはピートポンプ式吸収冷凍機な
どの多重効用吸収式冷凍機に関する。

〔発明の背景〕

従来、多重効用吸収式冷凍機において、蒸発・
吸収室をもつた直接接触形熱交換器を、吸収器と
再生器との間の溶液経路中に配置することは、た
とえば特公昭48−44427号公報に開示されている。

しかし、この先行技術においては、最終の蒸
発・吸収室で生成された稀薄溶液の全部が、高温
再生器に供給され、低温再生器へは、高温再生器
で濃縮された後の溶液が供給されるようになつて
いる。

そのため、低温再生器へ供給される溶液の濃度
は中間濃度（高温再生器に供給される溶液の濃度
と、低温再生器から出る溶液の濃度との中間）と
なる。

一方、低温再生器の溶液の濃度や器内圧力が高
くなればなるほど加熱源となる冷媒蒸気の飽和温
度が高くなり、また、二重効用では、低温再生器
の加熱源として高温再生器で発生した冷媒蒸気を
用いているので、低温再生器の溶液の濃度や器内
圧力が高くなれば、それに応じて高温再生器での
冷媒蒸気の飽和温度を高くしなければならない。

このように、従来は高温再生器の冷媒蒸気の飽
和温度が高くなるため次のような問題を有する。

高温出力の加熱源を必要とする。

高温再生器における溶液温度が高くなるの
で、溶液の腐食性が急激に高くなり、器壁を早
期に腐食させ、耐久性に乏しい。

〔発明の目的〕

本発明の目的は、腐食の発生がなく、耐久性に
富んだ多重効用吸収式冷凍機を提供することにあ
る。

〔発明の概要〕

本発明の主たる特徴は、吸収器から各再生器に
溶液を供給する供給経路中に順次連なる複数の吸
収室を、再生器から吸収器に溶液を戻す戻し経路
中に、順次連なる複数の自己蒸発室を、それぞれ
設け、各蒸発室とこれに対応する圧力レベルの吸
収室とを互に蒸気通路で連絡して、各蒸発室で溶
液から自己蒸発した冷媒蒸気を吸収室内の溶液に
吸収させ、これによつて、吸収器からの溶液を順
次稀薄にする蒸発−吸収工程を複数段繰り返すと
ともに、蒸発−吸収工程を経た後の溶液を各再生
器のすべてに、他の再生器を経由することなく供
給することにある。

上記のように、各蒸発室において再生器から吸
収器に向つて戻る溶液から自己蒸発した冷媒蒸気
が吸収室内の溶液（吸収器から再生器に向つて流
れる）に吸収されることによつて吸収室内の溶液
が稀薄になると同時に、冷媒蒸気は蒸発室で自己
蒸発したときの潜熱を吸収室で溶液に吸収された
ときに放出するすなわち、蒸発室の溶液から吸収
室の溶液へ熱移動があるので、吸収室の溶液は吸
収作用を繰返すたびに温度が上昇する。

〔発明の実施例〕

以下本発明の一実施例を第１図、第２図により
説明する。

同図に示した実施例は、３個の再生器を有する
三重効用吸収式冷凍機の場合を示し、冷媒として
水、吸収剤として臭化リチウム（LiBr）の水溶
液を用いている。また、この装置においては、蒸
発器から得られる冷水を利用すれば、冷房、吸収
器および／または凝縮器の冷却水（温水）を利用
すれば、暖房が可能である。

この装置は、大別して蒸発器１、吸収器２、凝
縮器３、第１再生器４、第２再生器５、第３再生
器６および直接接触型熱交換器９、冷媒ポンプ
７、溶液ポンプ８から構成されている。

蒸発器１は、被冷却媒体（水）が通る冷水管１
１、冷媒を冷水管１１に、スプレーするスプレー
ヘツダ１２を有し、凝縮器３から流入してくる冷
媒液を蒸発させ、蒸発の際の潜熱を冷水管１１内
を通る水から奪つて冷水を生成する。

吸収器２は、冷却媒体（冷却水）が通る冷却水
管２１、溶液を冷却水管２１にスプレーするスプ
レーヘツダ２２を有し、前記蒸発器１から流入し
てくる冷媒蒸気を各再生器４，５，６から戻つて
きた溶液に吸収させて、濃度の薄い（冷媒を多く
含んでいる溶液）稀溶液を生成する。凝縮器３は
冷却媒体（冷却水）が通る冷却水管３１を有し、
前記第１〜第３の各再生器４，５，６を発生した
冷媒蒸気を冷却水によつて冷却して冷媒を液化さ
せる。

第１再生器４は、加熱器４１たとえば、バーナ
や過熱蒸気用管路などを有し、吸収器２から送ら
れてくる稀溶液を加熱器４１で加熱して冷媒蒸気
を発生させる。

第２発生器５は、第１再生器で発生した冷媒蒸
気が通る加熱管５１を有し、第１再生器からの冷
媒蒸気によつて、吸収器２から送られてくる稀溶
液を加熱して冷媒蒸気を発生させる。

第３再生器６は、第２再生器５で発生した冷媒
蒸気が通る加熱管６１を有し、第２再生器５から
の冷媒蒸気によつて、吸収器２から送られてくる
稀溶液を加熱して冷媒蒸気を発生させる。冷媒ポ
ンプ７は、蒸発器１のスプレーヘツダ１２に設置
され、冷媒液をスプレーヘツダ１２に圧送する。
溶液ポンプ８は、吸収器２の底部に連絡され、吸
収器２で生成された稀溶液を直接接触型熱交換器
９の吸収室に送り込む。また、溶液ポンプ８から
吐き出された溶液の一部は、吸収器２のスプレー
ヘツダ２２に流れ、各再生器４，５，６からの溶
液とともに吸収器２の冷却水管２１に向つてスプ
レーされる。

直接接触型熱交換器９は、３つの群に分かれた
９個の吸収室９１Ａ（９１Ａ１〜９１Ａ９）吸収
室９１Ａと同数で３つの群に分かれた、蒸発室９
２Ｅ（９２Ｅ１〜９２Ｅ９）、第１の吸収室９１Ａ
１と、第９（最終）の蒸発室９２Ｅ９とを連絡し、
蒸発室９２Ｅ９の冷媒蒸気のみを吸収室９１Ａ１
に流す蒸気通路９３Ｖ１、同様に第２の吸収室９
１Ａ２と第８の蒸発室９２Ｅ８、第３の吸収室９
１Ａ３と第７の蒸発室９２Ｅ７、第４の吸収室９
１Ａ４と第６の蒸発室９２Ｅ６、第５の吸収室９
１Ａ５と第５の蒸発室９２Ｅ５、第６の吸収室９
１Ａ６と第４の蒸発室９２Ｅ４、第７の吸収室９
１Ａ７と第３の蒸発室９２Ｅ３、第８の吸収室９
１Ａ８と第２の蒸発室９２Ｅ２、第９（最終）の
吸収室９１Ａ９と第１の蒸発室９２Ｅ１とを、そ
れぞれ連絡する蒸気通路９３Ｖ２，９３Ｖ３，９
３Ｖ４，９３Ｖ５，９３Ｖ６，９３Ｖ７，９３Ｖ
８，９３Ｖ９、第１の吸収室９１Ａ１と第２の吸
収室９１Ａ２とを連絡し、第１の吸収室９１Ａ１
から第２の吸収室９１Ａ２に溶液を送り込む第１
溶液通路９４Ｓ１、同様に、第２と第３の吸収室
９１Ａ２，９１Ａ３同士、第３と第４の吸収室９
１Ａ３，９１Ａ４同士、第４と第５の吸収室９１
Ａ４，９１Ａ５同士、第５と第６の吸収室９１Ａ
５，９１Ａ６同士、第６と第７の吸収室９１Ａ
６，９１Ａ７同士、第７と第８の吸収室９１Ａ
７，９１Ａ８同士、第８と第９の吸収室９１Ａ
８，９１Ａ９同士をそれぞれ連絡する第２〜第８
溶液通路９４Ｓ２，９４Ｓ３，９４Ｓ４，９４Ｓ
５，９４Ｓ６，９４Ｓ７，９４Ｓ８、第１の蒸発
室９２Ｅ１と第２の蒸発室９２Ｅ２とを連絡し、
第１の蒸発室９２Ｅ１の溶液を第２の蒸発室９２
Ｅ２に流す第１戻り溶液通路９５Ｓ１、同様に第
２と第３の蒸発室９５Ｅ２，９２Ｅ３同士、第３
と第４の蒸発室９２Ｅ３，９２Ｅ４同士、第４と
第５の蒸発室９２Ｅ４，９２Ｅ５同士、第５と第
６の蒸発室９２Ｅ５，９２Ｅ６同士、第６と第７
の蒸発室９２Ｅ６，９２Ｅ７同士、第７と第８の
冷媒蒸気９２Ｅ７，９２Ｅ８同士、第８と第９の
蒸発室９２Ｅ８，９２Ｅ９同士をそれぞれ連絡す
る第２〜第８戻り溶液通路９５Ｓ２，９５Ｓ３，
９５Ｓ４，９５Ｓ５，９５Ｓ６，９５Ｓ７，９５
Ｓ８、前記第１〜第８溶液通路９４Ｓ１〜９４Ｓ
８にそれぞれ介在されたポンプ９６Ｐ１，９６Ｐ
２，９６Ｐ３，９６Ｐ４，９６Ｐ５，９６Ｐ６，
９５Ｐ７，９５Ｐ８を備えている。このポンプ９
６Ｐ１〜９６Ｐ９は、ポンプ部が１つの軸に結合
されたものを利用できる。そして、第１の吸収室
９１Ａ１は溶液ポンプ８の吐出した側に溶液通路
９４Ｓ０を介して連絡され、第９の吸収室９１Ａ
９は、ポンプ９６Ｐ９を有する溶液第１供給路９
７Ｓ１を介して第１再生器４に連絡され、第６の
溶液通路９４Ｓ６は、第２再生器５と第２溶液供
給路９７Ｓ２を介して連絡され、第３の溶液通路
９４Ｓ３は、第３再生器６と第３溶液供給路９７
Ｓ３を介して連絡され、第１の蒸発室９２Ｅ１
は、第１再生器４と第１濃溶液戻り通路９８Ｓ１
を介して連絡され、第４の蒸発室９２Ｅ４は、第
２再生器５と第２濃溶液戻り通路９８Ｓ２を介し
て連絡され、第７の蒸発室９２Ｅ７は、第３再生
器６と第３濃溶液戻り通路９８Ｓ３を介して連絡
され、第９（最終）の蒸発室９２Ｅ９は吸収器２
のスプレーヘツダ２２の配管に第９戻り溶液通路
９５Ｓ７を介して、連絡されている。

またスプレーヘツダ２２の配管と第９戻り溶液
通路９５Ｓ９との合流部にはエゼクター１０が配
置されている。

次に、動作を説明する。

加熱器４１によつて、第１再生器４内の溶液を
加熱して、冷媒蒸気を発生させる。この冷媒蒸気
を加熱管５１に導入し、第２再生器５内の溶液を
加熱して冷媒蒸気を発生させる。第２再生器５で
発生した冷媒蒸気を加熱管６１に導入し、第３再
生器６内の溶液を加熱して冷媒蒸気を発生させ
る。第３再生器６で発生した冷媒蒸気、第２再生
器５を加熱した後されに第３再生器６内を経由し
て、第３再生器６内の溶液を加熱した後の冷媒お
よび第２再生器５で発生して第３再生器６内の溶
液を加熱した冷媒は、ともに凝縮器３に流入す
る。

凝縮器３に流入した冷媒（蒸気と液）は、冷却
水管３１内の通る冷却水によつて冷却される。冷
却された冷媒液は、低圧の蒸発器１に流れ、蒸発
器１内で冷水管１１内を通る水から蒸発潜熱を奪
つて蒸発する。蒸発の際奪われる蒸発潜熱によつ
て水は冷却され、冷水が生成される。蒸発した冷
媒蒸気は、液滴を取り除くためのエリミネータを
通つて吸収器２に流れ、ここで冷却水管２１を通
る冷却水によつて冷却されつつスプレーヘツダ２
２からスプレーされる溶液に吸収される。これに
より、吸収器２内の溶液は比較的薄い溶液とな
る。

吸収器２内の溶液は溶液ポンプ８によつて、溶
液通路９４Ｓ０を経て第１の吸収室９１Ａ１にス
プレーされ、第１の吸収室９１Ａ１の溶液はポン
プ９６Ｐ１によつて溶液通路９４Ｓ１を介して第
２の吸収室９１Ａ２に、スプレー以下同様に溶液
は、次段の吸収室に順次スプレーされ、第９（最
終）の吸収室９１Ａ９の溶液が、ポンプ９６Ｐ９
によつて第１溶液供給路９７Ｓ１を介して第１再
生器４に供給される。また、途中の第３の再生器
９１Ａ３の溶液が、ポンプ９６Ｐ３によつて第３
溶液供給路９７Ｓ３を介して第３再生器に、第６
の吸収室９１Ａ６の溶液が、ポンプ９６Ｐ６によ
つて、第２溶液供給路９７Ｓ２を介して第２再生
器５にそれぞれ送り込まれる。一方、第１再生器
４の濃溶液は、差圧によつて第１濃溶液戻り通路
９８Ｓ１を介して第１の蒸発室９２Ｅ１に流入
し、第１の蒸発室９２Ｅ１の溶液は、差圧によつ
て、第１戻り通路９５Ｓ１を介して第２の吸収室
９２Ｅ２に流入し、以下同様に溶液は次段の蒸発
室へ流入し、第９（最終）の蒸発室９１Ｅ９の溶
液が差圧によつて、第９戻り溶液通路９５Ｓ９を
介してエゼクタ１０に流入し、スプレーヘツダ２
２から吸収器２にスプレーされる。また、途中の
第４の蒸発室９２Ｅ４には、第２濃溶液戻り通路
９８Ｓ２を介して第２再生器５の濃溶液が、第７
の蒸発室９２Ｅ７には、第３濃溶液戻り通路９８
Ｓ３を介して第３再生器６の濃溶液がそれぞれ流
入する。各蒸発室９２Ｅ１〜９２Ｅ９は、再生器
から吸収器２へ向つて流れる溶液の戻り通路中に
配置され、再生器と吸収器２との間に圧力差があ
るから各蒸発室間には、差圧が形成される。その
ため、溶液が前段から次段の蒸発室に流入したと
きに、その都度溶液中の冷媒が自己蒸発し、溶液
は濃度が高くなるとともに、自己冷却して温度が
低くなる。

一方、吸収室９１Ａ１〜９１Ａ９には、それぞ
れ、蒸気通路９３Ｖ１〜９３Ｖ９を介して蒸発室
９２Ｅ１〜９２Ｅ９で自己蒸発した冷媒蒸気が流
入し、この冷媒蒸気は、溶液通路９４Ｓ０〜９４
Ｓ８からスプレーされる溶液に吸収されて溶液が
薄くなる。同時に冷媒蒸気が溶液に吸収されたと
き、吸収熱が発生し、この熱により溶液の温度が
上昇する。

このように、吸収器２から各再生器４，５，６
に供給される溶液は、順次次の吸収室９１Ａにス
プレーされる都度、これに連通している蒸発室９
２Ｅからの冷媒蒸気を吸収して、溶液濃度が薄く
なるとともに、温度が上昇していき、各再生器
４，５，６には吸収器２の出口よりもさらに薄く
なつた溶液が送られる。また、各再生器４，５，
６から吸収器２に戻る溶液は、順次、次の蒸発室
９２Ｅに流れ込んだ（フラツシユした）都度、溶
液中の冷媒が自己蒸発して、溶液濃度が濃くなる
とともに温度が低下していき、溶液は各再生器
４．５，６を出たときよりもさらに濃くなつて吸
収器２に戻る。

上記の説明では、次の吸収室への溶液供給ポン
プで行う例を述べたが、第１の吸収室の位置を高
くし、第２次降の吸収室を階段状に配置し、次の
吸収室への溶液移送を落差によつて行つてもよ
い。

上記のように、本実施例によれば、自己蒸発と
吸収とを複数段階繰り返して行う直接接触形熱交
換器を備え、この熱交換器における最終段階およ
び途中段階の吸収室から各再生器に別々に他の再
生器を経由することなく、溶液供給するので、極
めて薄い溶液を各再生器に供給することができ
る。

多重効用吸収式冷凍機は、前段の再生器で発生
した冷媒蒸気を加熱源とするものなので、最げ高
温となる再生器（第１再生器）の加熱温度は、こ
の再生器内の溶液濃度とこの再生器で発生した冷
媒蒸気を加熱源とする再生器の飽和蒸気圧によつ
て定まる。従つて、この発明の実施例のように、
第２、第３の各再生器に、別々に他の再生器を経
由することなく、しかも、直接接触形熱交換器に
より得られた薄い溶液を供給するので、装置を動
作させるのに必要な第１再生器の加熱温度を低く
することができる。

この実施例によれば、装置を動作させるのに必
要な第１再生器の溶液温度は20〜30℃低くなり、
これに応じて同程度加熱源温度を低くできるとと
もに腐蝕の進行が激しくなる温度よりも溶液温度
を低く維持でき、再生器の腐蝕を軽減またはなく
することができる。

また、第２再生器には、第６の吸収室、第３再
生器には第３の吸収室からの溶液を供給してお
り、１箇所から各再生器に分岐して供給する場合
に比べて各再生器への溶液供給量の分配を容易に
行うことができる。吸収室間の溶液移送をポンプ
によつて行つているので、冷凍容量の変化によつ
て起こる第１再生器と吸収器間の差圧変動に対し
ても溶液の流動を安定させることができる。

〔発明の効果〕

以上詳細に述べたように本発明によれば、腐蝕
の発生がなく耐久性のある多重効用吸収式冷凍機
を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の系統図、第２図は
本発明の要部の詳細系統図である。１…蒸発器、２…吸収器、９…凝縮器、４…第
１再生器、５…第２再生器、６…第３再生器、７
…冷媒ポンプ、８…溶液ポンプ、９…直接接触形
熱交換器、９１Ａ…吸収室、９２Ｅ…蒸発室、９
３Ｖ…蒸気通路、９４Ｓ…溶液通路、９５Ｓ…戻
り溶液通路、９６Ｐ…ポンプ、９７Ｓ…溶液供給
路、９８Ｓ…濃溶液戻り通路、１０…エゼクタ。

Claims

【特許請求の範囲】１蒸発器、吸収器、凝縮器、および少なくとも
３個の再生器を備え、再生器で発生する冷媒蒸気
を次の再生器の加熱源とし、各再生器で発生した
冷媒を凝縮器で冷却液化し、この冷媒液を蒸発器
に導いて蒸発させ、蒸発した冷媒蒸気を吸収器に
導き、ここで再生器から戻つてきた溶液に吸収さ
せ、この溶液を再生器に供給するように連絡され
たものにおいて、溶液から冷媒蒸気を自己蒸発さ
せる蒸発室と、この蒸発室と蒸気通路を介して連
絡され、冷媒蒸気を吸収する吸収室とからなる蒸
発・吸収室を複数組有し、各蒸発室の間には、溶
液が直列に流れるように各蒸発室を連絡する溶液
通路を有し、各吸収室の間には、溶液が直列に流
れるように各吸収室を連絡する溶液通路を有し、
蒸発・吸収室の吸収室は、吸収器から再生器への
溶液供給経路中に配置され、蒸発・吸収室の蒸発
室は、再生器から吸収器への溶液戻り経路中に配
置されていることを特徴とする多重効用吸収式冷
凍機。２特許請求の範囲第１項において、複数組の蒸
発・吸収室は、３つのグループに区分され、第１
グループの蒸発・吸収室の最終吸収室から取り出
された溶液の一部が、第３の再生器に供給され、
第２グループの蒸発・吸収室の最終吸収室から取
出された溶液の一部が第２の再生器に供給され、
第３グループの蒸発・吸収室の最終吸収室から取
出された溶液が第１再生器に供給されるように、
連絡する溶液通路を有し、第３再生器からの溶液
を第１グループの蒸発・吸収室の最初の蒸発室に
導入し、第２再生器からの溶液を第２グループの
蒸発・吸収室の最初の吸収室に導入し、第１発生
器からの溶液を第３グループの蒸発・吸収室の最
初の吸収室に導入する溶液通路をそれぞれ有する
ことを特徴とする多重効用吸収式冷凍機。３特許請求の範囲第１項または第２項におい
て、複数組の蒸発・吸収室における各吸収室間を
連絡する溶液通路中に各々ポンプを有することを
特徴とする多重効用吸収式冷凍機。