JPH0415455A - 吸収式冷凍サイクル装置 - 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〕 本発明は、ガスバーナやヒータ等の加熱手段を熱源とし
て駆動される吸収式冷凍サイクル装置に係り、特に、屋
外や自動車に搭載して用いられるポータプルタイプの冷
蔵庫やホテルの客室用の冷蔵庫の冷凍サイクル装置とし
て好適である。

〔従来技術〕

この種の冷凍サイクル装置は、圧縮式の冷凍サイクル装
置に比べて冷凍能力が小さく効率も低いが、例えば市販
のカセットガスボンベを使用したガス熱源あるいは自動
車に搭載されたバッテリにより駆動されるヒータ熱源等
により運転することが可能な熱駆動型の冷凍サイクル装
置であるため、例えば電源のない屋外やキャンピングカ
ー等の自動車の中での使用を目的としたアウトドア型の
ポータプル冷蔵庫に用いられる冷凍サイクル装置として
近年注目を浴びている。

また、最近はオゾン層破壊をもたらすフロンを使用して
いない点でも注目されると共に機械的駆動部を有しない
ため運転音がほとんどないなどの特長により、商用電源
を用いたホテル客室用の冷蔵庫にもこの冷凍サイクル装
置が用いられている。

上記冷凍サイクル装置の冷却能力は、一般に、冷凍サイ
クル各部の熱バランス、物質平衡によっても決定される
が、主としてこの冷凍サイクル装置に与えられる熱入力
によって決められる。

上記熱入力は、熱効率を重視して設定され、例えば商用
電源により作動されるヒータを用いた冷蔵庫では、８５
Ｗ程度である。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、前述したように従来の吸収式冷凍サイク
ル装置は、圧縮式の冷凍サイクル装置に比べて効率が低
く冷凍能力が小さいので、冷却速度が遅い。

例えば、この吸収式冷凍サイクル装置を用いた冷蔵庫で
は、周囲温度及び庫内温度が３０’Ｃの初期状態から庫
内温度を５℃とするまでの時間（いわゆるプルダウン時
間）が８〜１０時間と長時間である（第２図破線矢印Ａ
）。

一般に、上記吸収式冷凍サイクル装置を用いたアウトド
ア型のポータプル冷蔵庫は、旅行等に主として用いられ
るが、この場合、′準備した被冷却物をこのポータプル
冷蔵庫の庫内に入れて冷却を開始し、旅行先で上記被冷
却物を取り出したときに同被冷却物の冷却が完了してい
る状態が理想的である。

った。それゆえに上記熱効率を度外視して熱入力を増大
させることは当業者にとって思いもよらないことであっ
た。

本発明は上記したような吸収式冷凍サイクル装置の技術
分野における常識をくつがえし、冷凍サイクルの熱入力
を増大して設定できるようにし、その冷却能力を簡単に
大きくし得るようにして、上記初期の運転開始時や多量
の被加熱物による庫内温度上昇時の冷却時間を大幅に短
縮し得るようにした吸収式冷凍サイクル装置を提供する
ことを目的としてなされたものである。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的を達成するために本発明は、加熱手段により加
熱される発生器、精溜器、凝縮器９貫発器及び吸収器を
備えた循環経路内に冷媒及び吸収剤を封入してなる吸収
式冷凍サイクル装置において、上記加熱手段が加熱量調
整可能に構成され、該加熱手段による加熱量が外部から
操作可能の加熱量設定手段により設定可能である吸収式
冷凍サイクル装置として構成されている。

ところが、このポータプル冷蔵庫では上記プルダウン時
間が長時間であるため、上記理想状態を実現するのに例
えば上記冷却開始時を旅行出発の当日でなくその前日に
しなければならない等の不具合を生じた。

また、この吸収式冷凍サイクル装置を用いたホテル用等
の屋内設置型の冷蔵庫においても、設置時の初期の運転
開始時に上記プルダウン時間の経過が必要であると共に
、−時に多量の被加熱物が同冷蔵庫に入れられて、この
被加熱物が有する負荷熱量によって庫内温度が高くなっ
た場合も、前述したように冷却速度が遅いので、庫内温
度が所定温度まで低下するのに時間がかかるという不具
合もあった。

ところで、前述したように上記吸収式冷凍サイクル装置
の冷却能力は、主として熱入力により決定されるが、こ
の吸収式冷凍サイクル装置は、前記したように圧縮式の
冷凍サイクル装置に比べて冷凍能力が小さいうえにその
効率が低いので、熱効率を最重視して熱入力を設定する
のが常識であ〔作用〕 この吸収式冷凍サイクル装置では、初期起動時又は多量
の被加熱物の投入等による高負荷時等に外部から加熱量
設定手段が操作されると、加熱手段の加熱量が例えば増
大されて、同吸収式冷凍サイクル装置の冷却能力が大き
くされる。

従って、この吸収式冷凍サイクル装置を用いた冷蔵庫に
おいては、簡単にその冷却能力を大きくでき、その結果
、同冷蔵庫内の温度を短時間で所定の温度とすることが
できる。

〔実施例〕

以下、添付図面を参照して、本発明を具体化した実施例
につき説明し、本発明の理解に供する。

尚、以下の実施例は本発明を具体化した一例であって、
本発明の技術的範囲を限定する性格のものではない。

第１図は本発明の一実施例に係る吸収式冷凍サイクル装
置のブロック図、第２図は同吸収式冷凍サイクル装置の
庫内温度変化等の一例を示す説明グラフである。

この実施例に係る吸収式冷凍サイクル装置１を具備した
例えばポータプルタイプの冷蔵庫やホテル用の冷蔵庫で
は、第１図に示す如く、ガスバーナ２や例えば８５Ｗの
ヒータ３　（加熱手段）を熱源とする発生器４、燃焼ガ
スを排気する排気筒５気泡ポンプ６、水蒸気（吸収剤と
して水が用いられている）と蒸発した冷媒ガス（アンモ
ニア）を分離する精溜器７．冷媒ガスを液化する凝縮器
８゜冷蔵室を冷却する蒸発器１０．冷媒のアンモニアガ
スを希アンモニア水溶液に吸収させる吸収器１１、ａ縮
されたアンモニア水溶液を貯える受液タンク１２．及び
上記気泡ポンプ６と上記精溜器７で分離された希アンモ
ニア水溶液を上記吸収器１１へ導く希溶液パイプ１４等
を具備している。

上記ガスバーナ２は、当該冷蔵庫の屋外における使用を
可能とするため、例えば市販のカセットガスボンベ１５
を使用することができる。

上記ヒータ３は、屋内（又は車載）使用時には、例えば
商用電源（又はカーバッテリ）から電力が供給される。

作部１９、上記流量調整弁１６．ヒータ３．フースタヒ
ータ１７．ガスバーナ２の点火プラグ２０、及び冷蔵室
（不図示）内の温度を検出する温度センサ２１等が接続
されている。

また、上記操作部１９には、上記ブースタヒータ１７を
強制的にオン（又はオフ）させるためのブースタスイッ
チ２２　（又は解除スイッチ２３）が設けられている。

次に、この吸収式冷凍ザイクル装置１の冷却基本動作に
ついて説明する。

上記操作部１９が所定起動操作されると、流量切替弁１
６が所定開度開かれる共に点火プラグ２０がスパークし
てガスバーナ２により　（又はヒータ３が作動されるこ
とにより）発生器４内の濃アンモニア溶液が加熱される
。

そして、この溶液から水蒸気とアンモニアガスの気泡が
発生し、これらの気泡は気泡ポンプ６内を上昇して精溜
器７側へ移動する。

この精溜器７では、上記のような混合ガスの内、水蒸気
のみが凝縮され、液化する。そして、液化」１記凝縮器
８においては、空気との熱交換す】率を向上させること
を目的として、その流路を構成するｍ製パイプには、熱
伝導性に優れた金属（例えばアルミニウム）製の放熱フ
ィン８ａが設けられている。

ここで、注意すべき点は、本実施例装置においては、上
記ガスボンへ１５とガスバーナ２との間のガス供給経路
上にガス流量を切り替えるための流量切替弁１６が設け
られていることである。

また、上記ヒータ３に加えて例えば４５Ｗのブースタヒ
ータ１７が発生器４に取り付けられていることである。

この吸収式冷凍ザイクル装置１は、上記ガスバーナ２又
はヒータ３及びブースタヒータ１７から発生器４に与え
られる熱量によってのみ作動され、圧縮機等の機械的駆
動部を持たないので、低騒音である。

上記吸収式冷凍サイクル装置１の制御回路は、タイマＴ
を有する制御部１８を中心として構成され、この制御部
１８に、各種操作指令を与える操、した水滴は、上記精
溜器７の傾斜した内壁面に沿って環状の希溶液パイプ１
４側へ落下し、水蒸気とアンモニアガスとが分離される
。

上記希溶液パイプ１４側へ落下した水滴は、液熱交換器
２４を通って吸収器１１　ＩＩ＋へ供給されて後述する
ようにアンモニアガスを吸収する希アンモニア水溶液と
なる。

また、上記精溜器７にて凝縮されなかったアンモニアガ
スは、凝縮器８にて凝縮されてアンモニア液となり、水
素ガスが導入されている蒸発器１０側へ移動する。

上記蒸発器１０内のアンモニア液は、該蒸発器１０が設
置されている冷蔵室から気化潜熱を奪って蒸発し、上記
冷蔵室を冷却する。

そして、蒸発したアンモニアガスは、水素ガス中に拡散
して吸収器１１内の希アンモニア水溶液に吸収される。

上記希アンモニア水溶液は、アンモニアガスを吸収して
濃度が濃くなると、受液タンク１２を経て再び上記発生
器４へ戻され、」１記した手順にて動作が繰り返される
。

上記吸収式冷凍サイクル装置１の冷却能力は、前記した
ように主として蒸発器４へ与えられる熱入力によって決
められる。

即ち、上記発生器４への熱入力が例えば増大されると、
同発生器４内のアンモニアガスの発生量が多くなり、そ
の結果、アンモニア溶液の循環量が増え、冷却能力が大
きくなる。

上記冷却基本動作において、例えば商用電源を用いた冷
蔵庫では、周囲温度及び庫内温度が３０℃で操作部１９
が所定起動操作されると（第２図（イ））、ヒータ３が
作動されると共にブースタヒータ１７も作動されて発生
器４への熱入力が１３０Ｗとされ、また、タイマＴの限
時も開始される。

即ち、この冷蔵庫では、従来よりも熱効率は悪くなるが
、従来の熱入力８５Ｗよりも大きい熱入力１３０Ｗが蒸
発器４に与えられ、冷却能力が大きくされて冷蔵室内が
冷却される。

従って、例えば第２図の実線Ｂで示すようにこル客によ
り解除スイッチ２３が操作されると、上記ブースタヒー
タ１７は強制的にオフされ、上記大きくされた冷却能力
はもとに戻される。

従って、この冷蔵庫は消費電力が小さい効率運転状態と
なる。

上記タイマＴ、ブースタスイッチ２２．および解除スイ
ッチ２３等が加熱量設定手段の一例である。

上記実施例では商用電源を用いた冷蔵庫について述べた
が、カーバッテリ電源を用いた冷蔵庫であってもヒータ
仕様が異なるだけで他は全（同様である。

あるいは、両型源が兼用できるように各電源用のヒータ
およびブースタヒータをそれぞれ設けてもよく、又はい
ずれか一方のブースタヒータを省略、してもよい。

また、屋外等でガス熱源により作動される冷蔵庫では、
ガスボンベ１５がこの冷蔵庫に装着されて所定起動操作
がなされると、ガスバーナ２が点火される。そして、前
記ブースタスイッチ２２がの冷蔵庫の庫内温度は従来の
約半分の約５時間で約５℃となる。

そして、タイマＴの限時が終了すると（第２図（ロ））
、ブースタヒータ１７がオフされて、ヒータ３のみが温
度センサ２１からの検出信号に基づいて例えばオン・オ
フ制御される。

従って、この冷蔵庫は、熱効率のよい効率運転状態とな
る。

ここで、上記冷蔵庫に例えば−時的に多量の被加熱物が
入れられる等の多大の負荷が与えられて、同冷蔵庫の庫
内温度が高くなったようなときに例えばホテル客により
ブースタスイッチ２２がオンされると、上記起動時と同
様ブースタヒータ１７が再び作動され、またタイマＴの
限時も開始され、この冷蔵庫の冷却能力が前述したよう
に大きくされる。

従って、この冷蔵庫の庫内温度は短時間で所定の温度（
例えば５℃）となる。

なお、上記タイマＴが所定時間を限時するよりも前に庫
内温度が所定温度となって、例えばホテ゛１２ オンされると流量切替弁１６が所定開度よりも大きく開
かれ、ガスバーナ２の熱出力が増大され、この冷蔵庫の
冷却能力が大きくされる。

以下、ヒータの切替処理が流量切替弁１６の開度切替処
理となるだけで、タイマＴ等の動作については上記実施
例と全く同様である。

なお、前記したヒータ出力の切替は、ヒータ３とブース
タヒータ１７の組み合わせのみでなく、他の方法、例え
ばサイリスク等によるヒータ電力制御やトランスによる
ヒータ電圧切替等を用いてもよい。

〔発明の効果〕

本発明により加熱手段により加熱される発生器精溜器、
凝縮器、蒸発器及び吸収器を備えた循環経路内に冷媒及
び吸収剤を封入してなる吸収式冷凍サイクル装置におい
て、上記加熱手段が加熱量調整可能に構成され、該加熱
手段による加熱量が外部から操作可能の加熱量設定手段
により設定可能である吸収式冷凍サイクル装置が提供さ
れる。

従って、初期運転開始時や高負荷時における冷即時間を
大幅に短縮することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例に係る吸収式冷凍サイクル装
置のブロック図、第２図は同吸収式冷凍サイクル装置の
庫内温度変化等の一例を示す説明グラフである。 〔符号の説明〕 １・・・吸収式冷凍ザイクル装置 ２・・・ガスバーナ（加熱手段） ３・・・ヒータ（加熱手段）　　４・・・発生器７・・
・精溜器　　　　　　　　８・・・凝縮器１０・・・蒸
発器　　　　　　　１１・・・吸収器１６・・・流量切
替弁 １７・・・ブースタヒータ（加熱手段）１８・・・制御
部 ２２・・・ブースタスイッチ ２３・・・解除スイッチ Ｔ・・・タイマ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、加熱手段により加熱される発生器、精溜器、凝縮器
   、蒸発器及び吸収器を備えた循環経路内に冷媒及び吸収
   剤を封入してなる吸収式冷凍サイクル装置において、 上記加熱手段が加熱量調整可能に構成され、該加熱手段
   による加熱量が外部から操作可能の加熱量設定手段によ
   り設定可能である吸収式冷凍サイクル装置。