JPH06300383A - 吸収式冷凍機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 安価で且つ耐久性の優れた構成で、しかも、
確実に、気液分離器における吸収液の滞留量が過少とな
るのを回避するための処置を講じることができる吸収式
冷凍機を提供する。 【構成】 第１吸収液路１０を通流する吸収液における
熱交換部１４からの流出温度と第２吸収液路１１，１３
を通流する吸収液における熱交換部１４への流入温度と
の温度差を検出する温度差検出手段Ｄが設けられ、その
温度差検出手段Ｄの検出情報に基づいて、前記温度差が
設定値以下になると、第２吸収液路１１，１３を通流す
る吸収液の流量を小さくするように流量調整手段Ｖ₂ を
制御する制御手段Ｃが設けられている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、吸収器と、気液分離器
を備えた再生器と、前記吸収器内の吸収液を前記再生器
に供給する第１吸収液路と、前記気液分離器にて分離さ
れた吸収液を前記吸収器に供給する第２吸収液路と、前
記第２吸収液路を通流する吸収液により前記第１吸収液
路を通流する吸収液を加熱する熱交換部と、前記第１吸
収液路及び前記第２吸収液路夫々を通流する吸収液の流
量の比を調整する流量比調整手段とが設けられた吸収式
冷凍機に関する。

【０００２】

【従来の技術】かかる吸収式冷凍機では、吸収器及び気
液分離器夫々に滞留している吸収液により、吸収器と再
生器との間及び気液分離器と吸収器との間の夫々を気密
的にシールして、吸収器の圧力が再生器の圧力よりも低
くなる状態で維持している。この吸収器と再生器との間
の圧力差（以下、単に圧力差と称する場合もある）は、
外乱（例えば、吸収器内を通流させている冷却水の温度
の変化）により変動するが、その圧力差に応じて吸収器
及び気液分離器夫々における吸収液の滞留量も変動す
る。そして、気液分離器における吸収液の滞留量が過少
となると、再生器で発生した冷媒蒸気が第２吸収液路に
洩れ出し、その洩れ出した冷媒蒸気が再び吸収液に吸収
されるため、蒸発器に供給される冷媒量が減少し、その
結果、冷凍能力が低下することになる。

【０００３】そこで、上記の如く冷凍能力が低下するの
を防止するため、従来は、気液分離器に滞留している吸
収液の液面を検出する液面センサを設け、その液面セン
サが気液分離器における吸収液の滞留量が下限となった
ことを検出することに基づいて、第２吸収液路の吸収液
の流量が第１吸収液路の吸収液の流量よりも小となるよ
うに流量比調整手段を制御して、気液分離器における吸
収液の滞留量を適性量に戻すようにして、気液分離器に
おける吸収液の滞留量が過少となるのを回避するための
処置を講じていた。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、気液分
離器は高温高圧状態であるので、気液分離器に設ける液
面センサの性能劣化が速く、耐久性の面で改善が望まれ
ていた。又、気液分離器の吸収液は沸騰状態であり、液
面センサの検出バラツキが大きいので、気液分離器にお
ける吸収液の滞留量が過少となるのを回避するための処
置が遅れたり、処置が早すぎて不必要に処置を講じてし
まうといった問題があった。

【０００５】ちなみに、気液分離器における吸収液の滞
留量が過少となる前兆として、第１吸収液路を通流する
吸収液の流量と第２吸収液路を通流する吸収液の流量と
がアンバランス（第２吸収液路の吸収液の流量の方が多
くなる）になるので、第１吸収液路及び第２吸収液路夫
々に流量センサを設けて、それら流量センサの検出情報
に基づいて、流量比調整手段を制御して、気液分離器に
おける吸収液の滞留量が過少となるのを回避するための
処置を講じるものが想定される。しかしながら、流量セ
ンサは高価であり、しかも、流量センサを設置するに当
たっては、検出部分は流路内に設け且つ検出情報を流路
外に導出する状態で設けなければならないので、全体と
して、流量センサを設置するためのコストが高くなると
いう欠点がある。

【０００６】本発明は、かかる実情に鑑みて成されたも
のであり、その目的は、安価で且つ耐久性の優れた構成
で、しかも、確実に、気液分離器における吸収液の滞留
量が過少となるのを回避するための処置を講じることが
できる吸収式冷凍機を提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明による吸収式冷凍
機の特徴構成は、前記流量比調整手段が、前記第２吸収
液路を通流する吸収液の流量を調整する流量調整手段に
て構成され、前記第１吸収液路を通流する吸収液におけ
る前記熱交換部からの流出温度と前記第２吸収液路を通
流する吸収液における前記熱交換部への流入温度との温
度差を検出する温度差検出手段が設けられ、その温度差
検出手段の検出情報に基づいて、前記温度差が設定値以
下になると、前記第２吸収液路を通流する吸収液の流量
を小さくするように前記流量調整手段を制御する制御手
段が設けられている点にある。

【０００８】

【作用】上記特徴構成による作用は、以下の通りであ
る。気液分離器における吸収液の滞留量が過少となる前
兆として、再生器で発生した冷媒蒸気が徐々に第２吸収
液路に洩れ出し始める。すると、熱交換部においては、
第２吸収液路を通流する吸収液の保有熱量が第１吸収液
路を通流する吸収液に付与されて、第２吸収液路を通流
する吸収液の温度が低下し、その温度低下に伴って、第
２吸収液路の冷媒蒸気が凝縮するので、その凝縮熱も第
１吸収液路を通流する吸収液に付与される。従って、第
２吸収液路を通流する吸収液における熱交換部への流入
温度は、冷媒蒸気は蒸気の儘であるのでそれほど変動し
ないが、第１吸収液路を通流する吸収液における熱交換
部からの流出温度は、冷媒蒸気の凝縮熱が付与されるこ
とにより上昇する。即ち、再生器で発生した冷媒蒸気が
徐々に第２吸収液路に洩れ出し始めると、第１吸収液路
を通流する吸収液における熱交換部からの流出温度と第
２吸収液路を通流する吸収液における熱交換部への流入
温度との温度差が小さくなる現象として現れるので、そ
の現象を検出することにより、気液分離器における吸収
液の滞留量が過少となる前兆を検出できるのである。

【０００９】本特徴構成は、上述の如き見地に基づくも
のであり、即ち、気液分離器における吸収液の滞留量が
過少となる前兆となって、再生器で発生した冷媒蒸気が
徐々に第２吸収液路に洩れ出し始めて、温度差検出手段
が設定値以下の前記温度差を検出すると、制御手段は、
第２吸収液路を通流する吸収液の流量を小さくするよう
に流量調整手段を制御する。従って、気液分離器におけ
る吸収液の滞留量が増加するので、滞留量が過少となる
のを回避することができる。

【００１０】ちなみに、流量比調整手段を、第１吸収液
路を通流する吸収液の流量を調整する流量調整手段にて
構成する場合が想定されるが、この場合は、第１吸収液
路を通流する吸収液の流量を変化させても、その流量の
変化は再生器を経て気液分離器における吸収液の滞留量
に反映されるので、気液分離器における吸収液の滞留量
が適性量に戻るのが遅い。これに対して、本特徴構成で
あれば、第２吸収液路を通流する吸収液の流量変化は、
直接、気液分離器における吸収液の滞留量に反映される
ので、気液分離器における吸収液の滞留量が適性量に戻
るのが速い。

【００１１】尚、温度差検出手段の具体構成としては、
例えば、第１吸収液路を通流する吸収液における熱交換
部からの流出温度及び第２吸収液路を通流する吸収液に
おける熱交換部への流入温度の夫々を検出する温度セン
サを設け、それら温度センサ夫々の検出情報に基づい
て、前記温度差を検出するように構成する。温度センサ
は、第１吸収液路及び第２吸収液路夫々の流路を形成す
るための管路の外周部の温度を検出するように設けるこ
とができる。

【００１２】

【発明の効果】従って、温度差検出手段は、気液分離器
における吸収液の滞留量が過少となる前兆として現れる
現象、即ち、前記温度差が小さくなる現象を確実に検出
することができる。又、温度差検出手段を具体的に構成
する温度センサは、安価であり、しかも、第１吸収液路
及び第２吸収液路夫々の流路を形成するための管路の外
部に設けるので、簡単に設けることができ、又、性能劣
化もほとんど無い。その結果、安価で且つ耐久性の優れ
た構成で、しかも、確実に、気液分離器における吸収液
の滞留量が過少となるのを回避するための処置を講じる
ことができるようになった。

【００１３】

【実施例】以下、図１に基づいて、本発明を二重効用吸
収式冷凍機に適用した実施例について説明する。先ず、
二重効用吸収式冷凍機の全体構成について説明する。

【００１４】バーナＢにより吸収液を加熱する高温再生
器１の上方に、縦型円筒形に形成した高温再生器気液分
離器２を配置し、その高温再生器気液分離器２の周部に
縦型の低温再生器３を配置し、その低温再生器３の上方
に低温再生器気液分離器４を配置し、低温再生器３の周
部に縦型の吸収器５を配置し、その吸収器５の周部で下
方に蒸発器６を、且つ、上方に凝縮器７を配置してあ
る。

【００１５】冷媒蒸気と吸収液の上昇流路８で高温再生
器１に高温再生器気液分離器２を接続し、低温再生器３
の上部と低温再生器気液分離器４とを連通させてある。
吸収器５から高温再生器１に低濃度の吸収液（以下、稀
液と称する場合もある）を供給すべく、吸収器５の下部
の吸収液貯留部５ａと高温再生器１とを溶液ポンプ９を
介装した稀液供給路１０で接続し、高温再生器１から低
温再生器３へ中濃度の吸収液（以下、中液と称する場合
もある）を供給すべく、高温再生器気液分離器２と低温
再生器３の下部とを中液供給路１１で接続し、低温再生
器３から吸収器５へ高濃度の吸収液（以下、濃液と称す
る場合もある）を供給すべく、低温再生器気液分離器４
と吸収器５の上部の吸収液散布具１２とを濃液供給路１
３で接続してある。

【００１６】中液供給路１１を通流する中液により稀液
供給路１０を通流する稀液を加熱する高温熱交換器１４
を設け、濃液供給路１３を通流する濃液により稀液供給
路１０を通流する稀液を加熱する低温熱交換器１５を設
けてある。

【００１７】高温再生器気液分離器２と低温再生器３と
を区画する隔壁１６を、高温再生器気液分離器２内の冷
媒蒸気で低温再生器３内の吸収液を加熱するための伝熱
壁に形成し、隔壁１６の内面での凝縮により発生した冷
媒液を隔壁１６と内筒１７との間の冷媒液貯留部２ａに
流下させるように構成してある。

【００１８】高温再生器気液分離器２の冷媒液貯留部２
ａと凝縮器７とを冷媒液供給路１８で接続し、低温再生
器気液分離器４と凝縮器７とを冷媒蒸気供給路１９で接
続し、凝縮器７の下部の冷媒液貯留部７ａと蒸発器６の
冷媒液散布具２０とを冷媒液供給路２１で接続してあ
る。又、蒸発器６と吸収器５とは、連通させてある。

【００１９】冷却水供給源２２からの冷却水を吸収器５
内の冷却コイル２３から凝縮器７内の冷却コイル２４へ
と供給するように、冷却コイル２３と冷却コイル２４と
を接続するとともに、それらに冷却水供給路２５を接続
してある。蒸発器６内の被冷却コイル２６からの冷水を
冷却対象２７に供給するように、被冷却コイル２６と冷
却対象２７とをポンプを介装した冷水供給路２８で接続
してある。

【００２０】つまり、高温再生器１で吸収液から発生し
た冷媒蒸気を高温再生器気液分離器２で凝縮させ、その
冷媒液を凝縮器７に供給し、低温再生器３で吸収液から
発生した冷媒蒸気を凝縮器７に供給して、その冷媒蒸気
を冷却コイル２４の作用で凝縮させるようにしてある。
そして、冷媒液貯留部７ａに貯留されている冷媒液を、
冷媒液散布具２０にて蒸発器６内に散布し、その散布冷
媒液を被冷却コイル２６の作用で蒸発させ、その気化熱
により、被冷却コイル２６を通流する水を冷却するよう
に構成してある。

【００２１】一方、低温再生器気液分離器４からの吸収
液を吸収液散布具１２にて吸収器５内に散布して、その
散布吸収液に蒸発器６で発生した冷媒蒸気を吸収させ、
その冷媒蒸気を吸収した吸収液を高温再生器１、高温再
生器気液分離器２、低温再生器３、低温再生器気液分離
器４に順次供給して冷媒を分離し、その冷媒を分離した
吸収液を吸収液散布具１２にて吸収器５内に散布するよ
うに構成してある。つまり、吸収液を高温再生器１、高
温再生器気液分離器２、低温再生器３、低温再生器気液
分離器４、吸収器５、高温再生器１の順に循環する循環
サイクルを循環させるように構成してある。吸収器５内
で吸収液が冷媒蒸気を吸収することにより生じた吸収熱
を、冷却コイル２３を通流する水に与えて外部に取り出
すようにしてある。

【００２２】次に、本発明の特徴構成である、気液分離
器における吸収液の滞留量が過少となるのを回避するた
めの構成について説明する。

【００２３】稀液供給路１０を通流する稀液の流量を調
整する稀液流量調整弁Ｖ₁ 、中液供給路１１を通流する
中液の流量を調整する中液流量調整弁Ｖ₂ 、バーナＢに
供給する天然ガス等の燃料のインプット量を調整する流
量調整弁Ｖ₃ を設けてある。又、稀液供給路１０を通流
する稀液における高温熱交換器１４からの流出温度Ｔ ₁
を検出する稀液温度センサＳ₁ 、中液供給路１１を通流
する中液における高温熱交換器１４への流入温度Ｔ₂ を
検出する中液温度センサＳ₂ 、及び、冷却コイル２３に
流入する冷却水の温度Ｔ₃ を検出する冷却水温度センサ
Ｓ₃ を設けてある。

【００２４】図中のＣはマイクロコンピュータを利用し
た制御部を示し、その制御部Ｃは、要求される冷凍能力
に応じて前記インプット量を調整すべく、流量調整弁Ｖ
₃ を制御する。

【００２５】制御部Ｃには、前記インプット量及び冷却
水温度Ｔ₃ に応じて予め設定した稀液流量調整弁Ｖ₁ 及
び中液流量調整弁Ｖ₂ 夫々の目標開度を記憶させてあ
る。そして、制御部Ｃは、前記インプット量及び冷却水
温度センサＳ₃ の検出冷却水温度Ｔ₃ に基づいて、稀液
流量調整弁Ｖ₁ 及び中液流量調整弁Ｖ₂ 夫々の開度を前
記目標開度に制御して、吸収液の循環量を制御する。

【００２６】更に、制御部Ｃは、中液温度センサＳ₂ の
検出温度Ｔ₂ と稀液温度センサＳ₁の検出温度Ｔ₁ との
温度差ｄＴ（＝Ｔ₂ −Ｔ₁ ）を演算し、その温度差ｄＴ
が設定値以下になると、温度差ｄＴが前記設定値より大
になるまで、設定時間毎に流量調整弁Ｖ₂ の開度を設定
開度だけ小にする制御を実行する。

【００２７】従って、稀液供給路１０は、吸収器５内の
吸収液を高温再生器１に供給する第１吸収液路として機
能し、中液供給路１１及び濃液供給路１３は、高温再生
器気液分離器２で分離された吸収液を吸収器５へ供給す
る第２吸収液路として機能し、高温熱交換器１４は、第
２吸収液路１１を通流する吸収液により第１吸収液路を
通流する吸収液を加熱する熱交換部として機能する。
又、第１吸収液路１０及び第２吸収液路１１，１３夫々
を通流する吸収液の流量の比を調整する流量比調整手段
Ｖを、第２吸収液路１１，１３を通流する吸収液の流量
を調整する流量調整手段としての中液流量調整弁Ｖ₂ に
て構成してある。又、稀液温度センサＳ₁ 、中液温度セ
ンサＳ₂ 及び制御部Ｃは、第１吸収液路１０を通流する
吸収液における熱交換部１４からの流出温度Ｔ₁ と第２
吸収液路１１，１３を通流する吸収液における熱交換部
１４への流入温度Ｔ₂ との温度差ｄＴを検出する温度差
検出手段Ｄとして機能し、制御部Ｃは、温度差検出手段
Ｄの検出情報に基づいて、温度差ｄＴが前記設定値以下
になると、第２吸収液路１１，１３を通流する吸収液の
流量を小さくするように中液流量調整弁Ｖ₂ を制御する
制御手段として機能する。

【００２８】〔別実施例〕次に別実施例を列記する。 溶液ポンプ９及び稀液流量調整弁Ｖ₁ に代えて、吐
出量の調整が可能なインバータ式ポンプを設け、制御部
Ｃによりこのインバータ式ポンプを制御することによ
り、稀液供給路１０を通流する稀液の流量を調整するよ
うに構成しても良い。

【００２９】 吸収器５、蒸発器６及び凝縮器７を、
高温再生器気液分離器２、低温再生器３及び低温再生器
気液分離器４とは別体で別置にしても良い。

【００３０】 冷媒や吸収液は公知のものから適当に
選定することができる。

【００３１】 上記実施例では、本発明を二重効用吸
収式冷凍機に適用する場合について例示したが、単効用
吸収式冷凍機に適用することも可能である。

【００３２】尚、特許請求の範囲の項に図面との対照を
便利にするために符号を記すが、該記入により本発明は
添付図面の構成に限定されるものではない。

【図面の簡単な説明】

【図１】二重効用吸収式冷凍機の構成図

【符号の説明】

１ 再生器 ２ 気液分離器 ５ 吸収器 １０ 第１吸収液路 １１，１３ 第２吸収液路 １４ 熱交換部 Ｃ 制御手段 Ｄ 温度差検出手段 Ｖ 流量比調整手段 Ｖ₂ 流量調整手段

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 谷 英樹 大阪府大阪市中央区平野町四丁目１番２号 大阪瓦斯株式会社内 (72)発明者 佐藤 寿洋 愛知県名古屋市昭和区広路本町４―33―５

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 吸収器（５）と、気液分離器（２）を備
   えた再生器（１）と、前記吸収器（５）内の吸収液を前
   記再生器（１）に供給する第１吸収液路（１０）と、前
   記気液分離器（２）にて分離された吸収液を前記吸収器
   （５）に供給する第２吸収液路（１１），（１３）と、
   前記第２吸収液路（１１），（１３）を通流する吸収液
   により前記第１吸収液路（１０）を通流する吸収液を加
   熱する熱交換部（１４）と、前記第１吸収液路（１０）
   及び前記第２吸収液路（１１），（１３）夫々を通流す
   る吸収液の流量の比を調整する流量比調整手段（Ｖ）と
   が設けられた吸収式冷凍機であって、 前記流量比調整手段（Ｖ）が、前記第２吸収液路（１
   １），（１３）を通流する吸収液の流量を調整する流量
   調整手段（Ｖ₂ ）にて構成され、前記第１吸収液路（１
   ０）を通流する吸収液における前記熱交換部（１４）か
   らの流出温度と前記第２吸収液路（１１），（１３）を
   通流する吸収液における前記熱交換部（１４）への流入
   温度との温度差を検出する温度差検出手段（Ｄ）が設け
   られ、その温度差検出手段（Ｄ）の検出情報に基づい
   て、前記温度差が設定値以下になると、前記第２吸収液
   路（１１），（１３）を通流する吸収液の流量を小さく
   するように前記流量調整手段（Ｖ₂ ）を制御する制御手
   段（Ｃ）が設けられている吸収式冷凍機。