JPH07218021A - 多重効用吸収式冷凍装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ポンプ性能の異なる２つの溶液ポンプを希溶
液流路に直列に配置することにより、希溶液流路全体の
ポンプ動力を低下させることを可能にする。 【構成】 内部に希溶液を収容した吸収器８と高温再生
器３、中温再生器４および低温再生器５とを希溶液流路
５２により接続した。そして、高温再生器３側の希溶液
流路５２に高温側の溶液ポンプ６３と、低温再生器５側
の希溶液流路５２に高温側の溶液ポンプ６３より低揚程
大流量の性能を持つ低温側の溶液ポンプ６２とを直列に
設置した。この結果、希溶液の循環量の必要特性が低温
側の再生器ほど低揚程大流量となる特性を持ち、高温側
の再生器ほど高揚程小流量となる特性を持つことによっ
て、幅広いポンプ揚程および幅広い希溶液の吐出量が必
要な３重効用吸収式冷凍装置１においても、希溶液流路
５２全体のポンプ動力を低下させることができるように
なった。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、２重効用吸収式冷凍
装置や３重効用吸収式冷凍装置などの多重効用吸収式冷
凍装置に関するもので、とくにエンジンの排気排熱と温
水排熱を有効に利用した多重効用吸収式冷凍装置にかか
わる。

【０００２】

【先行の技術】近年、例えばエンジン排熱を利用した吸
収式冷凍装置を高いエネルギー効率で運転するために多
重効用化することがなされている。なお、多重効用化の
一例として、エンジンの排気排熱を低温側の再生器のみ
で回収し、排気排熱をその温度レベルに応じて高温側の
再生器から低温側の再生器までの３段階に分けて回収
し、さらに高温側の再生器で発生した蒸気冷媒をそれよ
り低温側の再生器にて回収するようにした３重効用吸収
式冷凍装置（周知の技術ではない）が考えられる。な
お、このような低温側から高温側までの３段階の温度レ
ベルで熱量を回収する再生器内には、希溶液流路に設置
された１個の溶液ポンプの作動により吸収器内の希溶液
が常に循環供給されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところが、前述の３重
効用吸収式冷凍装置は、必ず低温側の再生器ほど多くの
熱量を回収し、高温側の再生器ほど少ない熱量を回収す
ることになるため、低温側の再生器ほど希溶液の循環量
が多くなり、高温側の再生器ほど希溶液の循環量が少な
くなる。

【０００４】したがって、吸収式冷凍装置を多重効用化
するにつれて、低温側の再生器から高温側の再生器へ向
かって各再生器内の蒸気冷媒の蒸発圧力および蒸発温度
が上昇していく。すなわち、図７のグラフに示したよう
に、溶液ポンプのポンプ揚程として低温側の再生器内の
大気圧より低い吐出圧力から高温側の再生器内の大気圧
より高い吐出圧力まで幅広い範囲が必要となると共に、
溶液ポンプより吐出される吐出量も高温側の再生器への
小流量から低温側の再生器への大流量まで幅広い範囲が
必要となる。

【０００５】以上のように、１個の溶液ポンプで吸収器
と各再生器へ希溶液を循環させるようにすると、高揚程
大流量の性能を具備した溶液ポンプが必要となり、希溶
液流路内において多大なポンプ動力が必要となってくる
という問題点があった。

【０００６】この発明は、性能の異なる複数の溶液ポン
プを溶液流路に配置することにより、溶液流路全体のポ
ンプ動力を低下させることが可能な多重効用吸収式冷凍
装置の提供を目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載の発明
は、溶液を加熱して蒸気冷媒を発生させる高温側の再生
器と、溶液を加熱して前記高温側の再生器で発生する蒸
気冷媒より低温、低圧の蒸気冷媒を発生させる低温側の
再生器と、濃溶液に冷媒を吸収させる吸収器と、この吸
収器内で冷媒を吸収した溶液を前記高温側の再生器およ
び前記低温側の再生器に循環させる溶液流路とを備えた
多重効用吸収式冷凍装置において、前記溶液流路は、前
記低温側の再生器に溶液を圧送する低温側の溶液ポン
プ、およびこの低温側の溶液ポンプと直列または並列に
配され、前記高温側の再生器に溶液を圧送する高温側の
溶液ポンプを備え、前記低温側の溶液ポンプは、前記高
温側の溶液ポンプの性能に対して低揚程大流量の性能を
具備した技術手段を採用した。

【０００８】このような発明において、前記高温側の再
生器の加熱源としてエンジンの排気排熱を利用し、前記
低温側の再生器の加熱源として前記高温側の再生器で発
生した蒸気冷媒を利用しても良い。また、前記低温側の
再生器の加熱源として前記高温側の再生器で熱が回収さ
れたエンジンの排気排熱を利用しても良い。

【０００９】さらに、前記低温側の再生器の加熱源とし
てエンジンの温水排熱を利用しても良い。そして、前記
エンジンと前記低温側の再生器との間に、エンジンの温
水を、前記高温側の再生器で熱が回収されたエンジンの
排気により加熱させる温水加熱器を配しても良い。

【００１０】

【作用】この発明によれば、高温側の溶液ポンプによ
り、低温側の再生器に対して高揚程小流量の溶液が高温
側の再生器へ循環するようになる。また、低温側の溶液
ポンプにより、高温側の再生器に対して低揚程大流量の
溶液が吸収器から低温側の再生器へ循環するようにな
る。これらにより、１個の溶液ポンプで高温側の再生器
と低温側の再生器に溶液を循環させるものに対して、吸
収器から高温側の再生器および低温側の再生器へ溶液を
供給する溶液流路全体のポンプ動力が抑制される。

【００１１】

【実施例】次に、この発明の多重効用吸収式冷凍装置を
エンジン排熱を有効に利用した３重効用吸収式冷凍装置
に適用した実施例に基づいて説明する。

【００１２】〔第１実施例の構成〕図１ないし図４はこ
の発明の第１実施例を示したものである。図１は３重効
用吸収式冷凍装置を示した図である。

【００１３】３重効用吸収式冷凍装置１は、エンジン２
の排気排熱と温水排熱とを有効に利用して室内の冷暖房
を行うもので、高温再生器３、中温再生器４、低温再生
器５、凝縮器６、蒸発器７、吸収器８、冷却水回路９、
冷水回路１０、冷媒循環回路１１および溶液循環回路１
２等から構成されている。なお、この実施例では、希溶
液とは、臭化リチウムの溶解度が５５重量％程度の水溶
液を言う。また、濃溶液とは、臭化リチウムの溶解度が
６０重量％程度の水溶液を言う。

【００１４】エンジン２は、例えば発電機１３を回転駆
動する内燃機関で、天然ガスまたはディーゼル油等の燃
料を燃焼することにより熱が発生するものである。この
エンジン２は、排気管１４および温水循環回路１５を備
えている。排気管１４は、エンジン２の燃焼時に発生し
た排気を高温再生器３、中温再生器４、温水加熱器１６
を通して外部へ排出するものである。

【００１５】温水循環回路１５は、エンジン２のウォー
タジャケット（図示せず）よりウォータポンプ（図示せ
ず）の作用により吸入したエンジン冷却水（以下温水と
呼ぶ）を温水加熱器１６と低温再生器５を通して再度ウ
ォータジャケットへ戻す回路である。なお、温水加熱器
１６は、中温再生器４で熱が回収されたエンジン２の排
気により、エンジン２のウォータジャケットから流出し
た温水を加熱する熱交換器である。

【００１６】高温再生器３は、本発明の高温側の再生器
であって、エンジン２の排気管１４の伝熱管（所謂コイ
ルチューブ）２１、およびこの伝熱管２１を収容する耐
圧化容器２２等より構成されている。この高温再生器３
は、耐圧化容器２２内に供給された希溶液を、伝熱管２
１内を流れる排気排熱を利用して加熱することにより、
希溶液より高温、高圧の水蒸気（以下蒸気冷媒と呼ぶ）
を発生させ、且つ希溶液を濃縮する。

【００１７】中温再生器４は、本発明の高温側の再生
器、低温側の再生器であって、エンジン２の排気管１４
の伝熱管２１の下流側に直列接続された伝熱管２３、冷
媒循環回路１１の伝熱管２４、およびこれらの伝熱管２
３、２４を収容する大気容器２５等より構成されてい
る。この中温再生器４は、大気容器２５内に供給された
希溶液を、伝熱管２３内を流れる排気排熱および伝熱管
２４内を流れる高温再生器３で発生した蒸気冷媒を利用
して加熱することにより、希溶液より中温、中圧の蒸気
冷媒を発生させ、且つ希溶液を濃縮する。

【００１８】低温再生器５は、本発明の低温側の再生器
であって、エンジン２の温水循環回路１５の温水加熱器
１６の下流側に直列接続された伝熱管２６、冷媒循環回
路１１の伝熱管２４と並列接続された伝熱管２７、およ
びこれらの伝熱管２６、２７を収容する真空容器２８等
より構成されている。この低温再生器５は、真空容器２
８内に供給された希溶液を、伝熱管２６内を流れる温水
排熱および伝熱管２７内を流れる中温再生器４で発生し
た蒸気冷媒を利用して加熱することにより、希溶液より
低温、低圧の蒸気冷媒を発生させ、且つ希溶液を濃縮す
る。

【００１９】凝縮器６は、冷却水回路９の伝熱管３１、
およびこの伝熱管３１を収容する真空容器３２等から構
成されている。この凝縮器６は、真空容器３２内に供給
された蒸気冷媒を、伝熱管３１内を流れる冷却水を利用
して凝縮液化させる熱交換器である。

【００２０】蒸発器７は、冷水回路１０の伝熱管３３、
およびこの伝熱管３３を収容する真空容器３４等から構
成されている。この蒸発器７は、冷媒循環回路１１のノ
ズル３５から伝熱管３３上に噴霧された水（以下液冷媒
と呼ぶ）を、伝熱管３３内を流れる冷却水を利用して蒸
発気化させる熱交換器である。

【００２１】吸収器８は、冷却水回路９の伝熱管３１の
上流側に直列接続された伝熱管３６、およびこの伝熱管
３６を収容し、蒸発器７と同一の真空容器３４等から構
成されている。この吸収器８は、溶液循環回路１２のノ
ズル３７から伝熱管３６上に噴霧された濃溶液に、蒸発
器７で発生した蒸気冷媒を吸収させるものである。

【００２２】なお、伝熱管３６内を通過する冷却水は、
吸収器８内の蒸気冷媒が濃溶液に吸収される際に発生す
る吸収熱を除熱するため、吸収器８内の雰囲気を冷却す
る。また、真空容器３４内には、蒸発器７と吸収器８と
を仕切る仕切り板３８、および真空容器３４の下部に一
時的に貯溜される希溶液と液冷媒とを分離する分離板３
９が設けられている。仕切り板３８は、蒸発器７側と吸
収器８側とを連通する複数の連通口４０が形成されてい
る。

【００２３】冷却水回路９は、クーリングタワー等の室
外ユニット（図示せず）で冷却された冷却水を、図示し
ないウォータポンプの作用により、吸収器８内の伝熱管
３６、凝縮器６内の伝熱管３１に循環させる回路であ
る。冷水回路１０は、蒸発器７内の伝熱管３３を通過す
る際に冷却された冷水を、図示しないウォータポンプの
作用により、室内ファンと室内熱交換器よりなる室内ユ
ニット（図示せず）へ循環させる回路である。なお、室
内ユニットは、百貨店、スーパーマーケット、コンビニ
エンスストア等の建築物の室内の冷房（または暖房）を
行う。

【００２４】冷媒循環回路１１は、内部を蒸気冷媒や液
冷媒が流れる複数の冷媒流路４１〜４３等より構成され
ている。冷媒流路４１は、高温再生器３、中温再生器４
および低温再生器５内より冷媒を凝縮器６へ供給する流
路である。この冷媒流路４１は、上流側端が耐圧化容器
２２の上部に接続された高温側の冷媒流路４４、上流側
端が大気容器２５の上部に接続された中温側の冷媒流路
４５、および上流側端が真空容器２８の上部に接続され
た低温側の冷媒流路４６を有している。

【００２５】高温側の冷媒流路４４は、高温再生器３内
で発生した高温、高圧の蒸気冷媒を中温再生器４内の伝
熱管２４を介して凝縮器６へ導入する。中温側の冷媒流
路４５は、中温再生器４内で発生した中温、中圧の蒸気
冷媒を、低温再生器５内の伝熱管２７を介して凝縮器６
へ導入する。低温側の冷媒流路４６は、低温再生器５内
で発生した低温、低圧の蒸気冷媒を凝縮器６へ導入す
る。

【００２６】冷媒流路４２は、真空容器３２の下部と真
空容器３４の蒸発器７側の上部とを接続して、凝縮器６
内の液冷媒を蒸発器７へ供給する流路である。冷媒流路
４３は、真空容器３４の蒸発器７側の下部と蒸発器７側
の上部とを接続して、液冷媒をノズル３５から噴霧させ
る流路である。この冷媒流路４３には、冷媒循環回路１
１内に冷媒の流れを発生させる冷媒ポンプ４７が設置さ
れている。その冷媒ポンプ４７には、キャンドモータポ
ンプ等が用いられている。

【００２７】溶液循環回路１２は、濃溶液流路５１、希
溶液流路５２、高温溶液熱交換器５３、中温溶液熱交換
器５４、低温溶液熱交換器５５等より構成されている。
濃溶液流路５１は、高温再生器３、中温再生器４および
低温再生器５内より濃溶液を吸収器８へ供給する流路で
ある。この濃溶液流路５１は、上流側端が耐圧化容器２
２の下部に接続された高温側の濃溶液流路５６、上流側
端が大気容器２５の下部に接続された中温側の濃溶液流
路５７、および上流側端が真空容器２８の下部に接続さ
れた低温側の濃溶液流路５８を有している。

【００２８】高温側の濃溶液流路５６は、高温再生器３
内の高温の濃溶液を吸収器８へ導入する。中温側の濃溶
液流路５７は、中温再生器４内の中温の濃溶液を吸収器
８へ導入する。低温側の濃溶液流路５８は、低温再生器
５内の低温の濃溶液を吸収器８へ導入する。

【００２９】希溶液流路５２は、本発明の溶液流路であ
って、高温再生器３、中温再生器４および低温再生器５
へ吸収器８内の希溶液を供給する流路である。この希溶
液流路５２は、下流側端が耐圧化容器２２の上側部に接
続された高温側の分岐流路５９、下流側端が大気容器２
５の上側部に接続された中温側の分岐流路６０、および
下流側端が真空容器２８の上側部に接続された低温側の
分岐流路６１を有している。

【００３０】高温側の分岐流路５９は、吸収器８内の希
溶液を高温再生器３へ導入する。中温側の分岐流路６０
は、吸収器８内の希溶液を中温再生器４へ導入する。低
温側の分岐流路６１は、吸収器８内の希溶液を低温再生
器５へ導入する。なお、低温側の希溶液流路５２には、
低温側の溶液ポンプ６２が設置され、高温側の分岐流路
５９には、高温側の溶液ポンプ６３が設置されている。

【００３１】高温溶液熱交換器５３は、高温側の濃溶液
流路５６内を流れる高温の濃溶液と高温側の分岐流路５
９内を流れる低温の希溶液とを熱交換させる。中温溶液
熱交換器５４は、中温側の濃溶液流路５７内を流れる高
温の濃溶液と中温側の分岐流路６０内を流れる低温の希
溶液とを熱交換させる。低温溶液熱交換器５５は、合流
部より下流側の濃溶液流路５１内を流れる低温の濃溶液
と分岐部より上流側の希溶液流路５２内を流れる低温の
希溶液とを熱交換させる。これらの熱交換器５３〜５５
は、濃溶液を希溶液で冷却することにより吸収器８内で
の冷媒の吸収性能を高めると共に、希溶液を濃溶液で加
熱することにより各再生器３〜５内での加熱性能を高め
る。

【００３２】次に、低温側の溶液ポンプ６２および高温
側の溶液ポンプ６３の性能および構造を図１ないし図３
に基づいて説明する。ここで、図２は低温側の溶液ポン
プ６２の一例を示した図である。

【００３３】低温側の溶液ポンプ６２は、ポンプケーシ
ング６４およびインペラ（羽根車）６６等よりなり、キ
ャンドモータ６７により回転駆動されるキャンドモータ
ポンプが使用されている。

【００３４】ポンプケーシング６４には、吸収器８内よ
り希溶液を吸い込む吸込部６８、および希溶液を各再生
器３〜５へ吐出する吐出部６９が一体形成されている。
なお、吸込部６８および吐出部６９には、内部に希溶液
流路５２を形成する希溶液配管７０、７１が液密的に接
続されている。また、吸込部６８と吐出部６９は、側板
ライナリング７２および主板ライナリング７３により仕
切られている。インペラ６６は、キャンドモータ６７の
出力軸７４の先端部に取り付けられ、回転により希溶液
に循環流を発生させる。

【００３５】キャンドモータ６７は、モータハウジング
７５の内周面に固定されたステータ７６、出力軸７４と
共に一体回転するロータ７７、および循環パイプ７８等
から構成されている。出力軸７４は、エンドカバー７９
やセンタリング用の支持壁８０内にスラスト軸受８１、
８２およびラジアル軸受８３、８４を介して回転自在に
支持されている。なお、スラスト軸受８１、８２と出力
軸７４の鍔状部との間には円環状のスラストカラー８
５、８６が配されている。モータハウジング７５は、ポ
ンプケーシング６４、エンドカバー７９および支持壁８
０に締結されている。

【００３６】ステータ７６およびロータ７７は、非常に
薄いステンレス等の耐食性金属製のキャン８７、８８で
完全密閉されている。なお、ステータ７６は、ステータ
コイル８９とステータコア９０よりなる。循環パイプ７
８は、吐出部６９より吐出される希溶液をキャンドモー
タ６７内に循環させるもので、これによりステータ７６
およびロータ７７の発熱の冷却、スラスト軸受８１、８
２およびラジアル軸受８３、８４の潤滑を行うことがで
きる。

【００３７】ここで、図３は低温側の溶液ポンプ６２お
よび高温側の溶液ポンプ６３の吐出圧力と吐出量との関
係を示したグラフである。なお、図３のグラフ中におい
て、実線Ｌは低温側の溶液ポンプ６２の流量特性を示
し、実線Ｈは高温側の溶液ポンプ６３の流量特性を示
し、破線Ｔはトータルの流量特性を示す。

【００３８】低温側の溶液ポンプ６２は、高温側の溶液
ポンプ６３より低揚程大流量の性能を持つ溶液ポンプが
採用されている。したがって、高温側の溶液ポンプ６３
は、低温側の溶液ポンプ６２より高揚程小流量の性能を
持つ溶液ポンプが採用されていることになる。なお、こ
の実施例では図３のグラフの作動点で低温側の溶液ポン
プ６２と高温側の溶液ポンプ６３が共に運転されてい
る。また、高温側の溶液ポンプ６３の構造は低温側の溶
液ポンプ６２と同一であるので説明を省略する。

【００３９】〔第１実施例の作用〕次に、この実施例の
３重効用吸収式冷凍装置１の作用を図１ないし図３に基
づいて簡単に説明する。

【００４０】エンジン２を作動させることにより発生し
た排気は、伝熱管２１内に流入する。そして、伝熱管２
１内に流入した排気は、伝熱管２１を通過する際に高温
再生器３内の希溶液を加熱した後に伝熱管２３内に流入
する。さらに、伝熱管２３内に流入した排気は、伝熱管
２３を通過する際に中温再生器４内の希溶液を加熱した
後に温水加熱器１６を通って大気へ放出される。

【００４１】一方、エンジン２のウォータジャケット内
で温められた温水は、ウォータポンプの作用により、温
水加熱器１６内に流入して排気排熱を吸収して昇温した
後に伝熱管２６内に流入する。伝熱管２６内に流入した
温水は、伝熱管２６を通過する際に低温再生器５内の希
溶液を加熱した後に再度エンジン２のウォータジャケッ
ト内に戻る。

【００４２】高温再生器３内の希溶液は、排気管１４の
伝熱管２１内を流れる排気排熱を回収して加熱されて高
温、高圧の蒸気冷媒が発生し、濃縮される。濃縮された
高温の濃溶液は、高温側の濃溶液流路５６を通って高温
溶液熱交換器５３で低温の希溶液と熱交換した後に中温
側の濃溶液流路５７に流入する。

【００４３】また、高温再生器３内で発生した蒸気冷媒
は、高温側の冷媒流路４４を通って伝熱管２４内に流入
する。伝熱管２４内に流入した蒸気冷媒は、中温再生器
４内の希溶液を加熱して中温再生器４内の希溶液からの
蒸気発生量を増大させて自身は凝縮した後に凝縮器６内
へ送り込まれる。

【００４４】中温再生器４内の希溶液は、伝熱管２３内
を流れる排気排熱および伝熱管２４内を流れる蒸気冷媒
の潜熱を回収して加熱されて中温、中圧の蒸気冷媒が発
生し、濃縮される。濃縮された中温の濃溶液は、中温側
の濃溶液流路５７を通って中温溶液熱交換器５４で低温
の希溶液と熱交換した後に低温溶液熱交換器５５内に流
入する。

【００４５】また、中温再生器４内で発生した蒸気冷媒
は、中温側の冷媒流路４５を通って伝熱管２７内に流入
する。伝熱管２７内に流入した蒸気冷媒は、低温再生器
５内の希溶液を加熱して低温再生器５内の希溶液からの
蒸気発生量を増大させて自身は凝縮した後に凝縮器６内
へ送り込まれる。

【００４６】低温再生器５内の希溶液は、伝熱管２６内
を流れる温水排熱および伝熱管２７内を流れる蒸気冷媒
の潜熱を回収して加熱されて低温、低圧の蒸気冷媒が発
生し、濃縮される。濃縮された低温の濃溶液は、低温側
の濃溶液流路５８を通って低温溶液熱交換器５５内で低
温の希溶液と熱交換した後に吸収器８へ送り込まれる。
また、低温再生器５内で発生した蒸気冷媒は、低温側の
冷媒流路４６を通って凝縮器６内へ送り込まれる。

【００４７】凝縮器６内に送り込まれた蒸気冷媒や液冷
媒は、凝縮器６内の伝熱管３１上に散布されて冷却水回
路９の伝熱管３１内を流れる冷却水に熱を与えて凝縮液
化される。そして、凝縮器６内の液冷媒は、冷媒ポンプ
４７の吐出力により、冷媒流路４２、４３を通ってノズ
ル３５から蒸発器７内の伝熱管３３上に散布されて冷水
回路１０の伝熱管３３内を流れる冷水から熱を奪って蒸
発気化して蒸気冷媒となる。ここで、冷水は液冷媒に熱
を与えることにより冷却されるので、この冷水を室内ユ
ニットに導くことにより百貨店、スーパーマーケット、
コンビニエンスストア等の建築物の室内が冷房される。

【００４８】そして、蒸発器７内で発生した低温、低圧
の蒸気冷媒は、高温再生器３、中温再生器４および低温
再生器５にて濃縮され、且つ高温溶液熱交換器５３、中
温溶液熱交換器５４および低温溶液熱交換器５５にて冷
却された濃溶液に、吸収器８内で吸収されて、希薄化さ
れ希溶液となる。

【００４９】そして、吸収器８内の希溶液は、低温側の
溶液ポンプ６２および高温側の溶液ポンプ６３の作用に
より汲み上げられて希溶液流路５２を通って低温溶液熱
交換器５５内に流入する。低温溶液熱交換器５５内に流
入した低温の希溶液は、低温溶液熱交換器５５を通過す
る際に高温の濃溶液により加熱されて下流側の希溶液流
路５２へ送られる。

【００５０】ここで、この実施例の３重効用吸収式冷凍
装置１は、上述のように、エンジン２の温水排熱を低温
再生器５のみで回収し、排気排熱をその温度レベルに応
じて高温再生器３、中温再生器４、低温再生器５に分け
て回収している。さらに、高温再生器３、中温再生器４
にて発生した蒸気冷媒の潜熱は、次の温度レベルの中温
再生器４、低温再生器５にて回収している。この結果、
この実施例のように、エンジン排熱を有効に利用して冷
房を行う３重効用吸収式冷凍装置１は、低温再生器５で
の回収量は必ず他の高温再生器３、中温再生器４より多
いと言える。

【００５１】したがって、冷媒循環回路１１内の濃溶液
や希溶液の循環量も高温側の再生器よりも低温側の再生
器の方がより多く循環することになる。よって、例えば
エンジン２の排気温度が５００℃、排熱熱量が１５００
０ｋｃａｌ／ｈの排気排熱を利用し、且つ温水温度が８
０℃、温水熱量が１２０００ｋｃａｌ／ｈ程度の温水排
熱を利用した３重効用吸収式冷凍装置１においては、高
温再生器３、中温再生器４、低温再生器５への希溶液の
循環が４０リットル／ｈ、５０リットル／ｈ、２５０リ
ットル／ｈ程度となる。

【００５２】また、高温再生器３、中温再生器４、低温
再生器５内で発生する各蒸気冷媒の蒸発圧力は、例えば
５０mmＨｇ、７６０mmＨｇ、６０００mmＨｇ程度であ
り、これは多重効用化するにつれて高温側の再生器が１
０倍程度ずつ上昇することとなる。すなわち、多重効用
化（この実施例では３重効用化）における希溶液の循環
量の必要特性は、低温側の再生器ほど低揚程大流量とな
る特性を持ち、高温側の再生器ほど高揚程小流量となる
特性を持つことになる。

【００５３】このため、この実施例では、希溶液流路５
２に直列に低温側の溶液ポンプ６２と高温側の溶液ポン
プ６３を設置すると共に、低温側の溶液ポンプ６２を希
溶液流路５２の低温側に設置し、且つ高温側の溶液ポン
プ６３を希溶液流路５２の高温側（高温側の分岐流路５
９）に設置することにより、多重効用化における溶液ポ
ンプの最適化を図った。

【００５４】したがって、この実施例においては、低揚
程大流量の特性を持つ低温側の溶液ポンプ６２より吐出
され、低温溶液熱交換器５５より流出した希溶液全体の
うち７割程度の希溶液が低温側の分岐流路６１を通って
低温再生器５内へ送り込まれ、残りが中温溶液熱交換器
５４内に流入する。中温溶液熱交換器５４内に流入した
低温の希溶液は、中温溶液熱交換器５４を通過する際に
高温の濃溶液により加熱されてさらに下流側の希溶液流
路５２へ送られる。

【００５５】そして、低温側の溶液ポンプ６２の吐出力
により、希溶液全体のうち２割程度の希溶液が低温側の
分岐流路６１を通って低温再生器５内へ送り込まれ、希
溶液全体のうち１割程度の希溶液が高温溶液熱交換器５
３内に流入する。高温溶液熱交換器５３内に流入した低
温の希溶液は、高温溶液熱交換器５３を通過する際に高
温の濃溶液により加熱された後に、高揚程小流量の性能
を持つ高温側の溶液ポンプ６３の吐出力により高温再生
器３内へ送り込まれる。

【００５６】〔第１実施例の効果〕以上のように、３重
効用吸収式冷凍装置１は、図３のグラフに示したよう
に、高温側の溶液ポンプ６３の作用により低温再生器５
に対して高揚程小流量の希溶液を高温再生器３に循環さ
せ、且つ低温側の溶液ポンプ６２の作用により高温再生
器３に対して低揚程大流量の希溶液を低温再生器５へ循
環させるようにしている。また、２つの溶液ポンプ６
２、６３を希溶液流路５２に直列に配置しているため、
２つの溶液ポンプを並列配置した先行の技術と比較して
ポンプ揚程を低くすることができる。

【００５７】したがって、この実施例の３重効用吸収式
冷凍装置１においては、図４のグラフに示したように、
１個の溶液ポンプで高温側の再生器と低温側の再生器に
希溶液を循環させる技術（先行の技術）に対して、希溶
液流路５２全体のポンプ動力を約７３％も抑えることが
できる。このため、経済性に優れる。

【００５８】〔第２実施例〕図５はこの発明の第２実施
例を示したもので、３重効用吸収式冷凍装置の主要部を
示した図である。この実施例では、高温再生器３、中温
再生器４および低温再生器５と吸収器８の下部とを並列
して設けられた３本の希溶液流路９１〜９３にて接続し
ている。

【００５９】そして、希溶液流路９１には、高揚程小流
量の性能を持つ高温側の溶液ポンプ９４が設置されてい
る。また、希溶液流路９２には、高温側の溶液ポンプ９
４より低揚程大流量の性能を持つ中温側の溶液ポンプ９
５が設置されている。さらに、希溶液流路９３には、中
温側の溶液ポンプ９５より低揚程大流量の性能を持つ低
温側の溶液ポンプ９６が設置されている。

【００６０】〔第３実施例〕図６はこの発明の第３実施
例を示したもので、３重効用吸収式冷凍装置の主要部を
示した図である。この実施例では、希溶液流路５２の上
流側に低温側の溶液ポンプ６２を設置し、低温側の分岐
流路６１に並列して設けられた高温側の分岐流路５９に
高温側の溶液ポンプ６３を設置している。

【００６１】そして、吸収器８と中温再生器４を接続す
る中温側の分岐流路６０を廃止して、高温再生器３と中
温再生器４を濃溶液流路９７により直列接続することに
より、高温再生器３で濃縮された濃溶液を中温再生器４
に供給するようにしている。この実施例の中温再生器４
では、高温再生器３より濃溶液流路９７を通って流入し
た濃溶液を加熱源の熱を回収することによりさらに濃縮
することになる。なお、この実施例の場合には、希溶液
流路５２、高温再生器３、濃溶液流路９７より本発明の
溶液流路が構成される。

【００６２】〔変形例〕第１実施例では、高温側の溶液
ポンプ６３を高温溶液熱交換器５３の上流側の高温側の
分岐流路５９に設置したが、高温側の溶液ポンプ６３を
中温側の分岐流路６０に設置しても良い。また、高温溶
液熱交換器５３の下流側の高温側の分岐流路５９に高温
側の溶液ポンプ６３を設置しても良い。

【００６３】この実施例では、冷媒ポンプ４７、低温側
の溶液ポンプ６２および高温側の溶液ポンプ６３として
キャンドモータポンプを用いたが、これらのポンプとし
てその他の回転型ポンプ、往復型ポンプ、渦巻型ポン
プ、軸流型ポンプ等を用いても良い。

【００６４】この実施例では、本発明を３重効用吸収式
冷凍装置１に適用したが、２重効用吸収式冷凍装置や４
重効用以上の多重効用吸収式冷凍装置に適用しても良
い。また、単効用吸収式ヒートポンプサイクルと２重効
用吸収式ヒートポンプサイクルとを組み合わせた多重効
用吸収式冷凍装置に適用しても良い。

【００６５】また、３重効用以上の多重効用吸収式冷凍
装置において３個以上の溶液ポンプを設置する場合に
は、高温側の溶液ポンプより低温側の溶液ポンプに向か
うにつれて順に高揚程小流量の性能を持つように性能を
変化させれば良い。また、２重効用以上の多重効用吸収
式冷凍装置においては、溶液ポンプの個数は何個でも良
く、複数の溶液ポンプをどのように直列または並列設置
しても良い。

【００６６】高温側の再生器と低温側の再生器の加熱源
として、エンジン２の排気排熱または温水排熱のみを用
いても良い。また、高温側の再生器と低温側の再生器の
加熱源として、ガスバーナ、石油バーナ、電気ヒータ等
の加熱源を利用しても良い。

【００６７】高温再生器３、中温再生器４、低温再生器
５、凝縮器６、蒸発器７、吸収器８を構成する伝熱管と
してコイルチューブを用いたが、チューブアンドフィン
や積層型チューブ等を用いても良い。なお、低温側の再
生器と凝縮器とを１つの容器内に配置しても良く、蒸発
器７と吸収器８とを別々の真空容器内に配置しても良
い。また、冷却水回路９を室内ユニットと接続し、冷水
回路１０を室外ユニットと接続することにより、多重効
用吸収式冷凍装置にて室内暖房を行うようにしても良
い。

【００６８】この実施例では、希溶液として臭化リチウ
ムの溶解度が５５重量％程度の水溶液を用い、濃溶液と
して臭化リチウムの溶解度が６０重量％程度の水溶液を
用いたが、臭化リチウム等の吸収剤の溶解度は自由に変
更しても良い。また、吸収溶液として臭化リチウム水溶
液以外に、ヨウ化リチウム水溶液、塩化リチウム水溶
液、アンモニア水溶液を用いても良い。なお、アンモニ
ア水溶液の場合は、吸収剤が水、冷媒がアンモニアとな
る。

【００６９】

【発明の効果】この発明は、低揚程大流量の流量特性を
持つ低温側の再生器に、高温側の溶液ポンプの性能に対
して低揚程大流量のポンプ性能を持つ低温側の溶液ポン
プにより溶液を供給することができ、且つ高揚程小流量
の流量特性を持つ高温側の再生器に、低温側の溶液ポン
プの性能に対して高揚程小流量のポンプ性能を持つ高温
側の溶液ポンプにより溶液を供給することができる。こ
のように、ポンプ性能の異なる複数の溶液ポンプを溶液
流路に配置することにより、吸収器から高温側の再生器
および低温側の再生器へ溶液を供給する溶液流路全体の
ポンプ動力を低下させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の第１実施例の全体構成を示した構成
図である。

【図２】この発明の第１実施例に用いた低温側の溶液ポ
ンプの構造を示した半断面図である。

【図３】この発明の第１実施例で用いた低温側の溶液ポ
ンプおよび高温側の溶液ポンプの吐出圧力と吐出量との
関係を示したグラフである。

【図４】この発明の第１実施例の必要ポンプ動力と先行
の技術の必要ポンプ動力を比較したグラフである。

【図５】この発明の第２実施例の主要部を示した構成図
である。

【図６】この発明の第３実施例の主要部を示した構成図
である。

【図７】先行の技術の溶液ポンプの吐出圧力と吐出量と
の関係特性を示したグラフである。

【符号の説明】

１ ３重効用吸収式冷凍装置（多重効用吸収式冷凍装
置） ２ エンジン ３ 高温再生器（高温側の再生器） ４ 中温再生器（低温側の再生器、高温側の再生器） ５ 低温再生器（低温側の再生器） ８ 吸収器 １４ 排気管 １５ 温水循環回路 １６ 温水加熱器 ５２ 希溶液流路（溶液流路） ６２ 低温側の溶液ポンプ ６３ 高温側の溶液ポンプ

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】溶液を加熱して蒸気冷媒を発生させる高温
   側の再生器と、 溶液を加熱して前記高温側の再生器で発生する蒸気冷媒
   より低温、低圧の蒸気冷媒を発生させる低温側の再生器
   と、 濃溶液に冷媒を吸収させる吸収器と、 この吸収器内で冷媒を吸収した溶液を前記高温側の再生
   器および前記低温側の再生器に循環させる溶液流路とを
   備えた多重効用吸収式冷凍装置において、 前記溶液流路は、前記低温側の再生器に溶液を圧送する
   低温側の溶液ポンプ、およびこの低温側の溶液ポンプと
   直列または並列に配され、前記高温側の再生器に溶液を
   圧送する高温側の溶液ポンプを備え、 前記低温側の溶液ポンプは、前記高温側の溶液ポンプの
   性能に対して低揚程大流量の性能を具備したことを特徴
   とする多重効用吸収式冷凍装置。
2. 【請求項２】請求項１に記載の多重効用吸収式冷凍装置
   において、 前記高温側の再生器は、加熱源としてエンジンの排気排
   熱を利用し、 前記低温側の再生器は、加熱源として前記高温側の再生
   器で発生した蒸気冷媒を利用したことを特徴とする多重
   効用吸収式冷凍装置。
3. 【請求項３】請求項１または請求項２に記載の多重効用
   吸収式冷凍装置において、 前記低温側の再生器は、加熱源として前記高温側の再生
   器で熱が回収されたエンジンの排気排熱を利用したこと
   を特徴とする多重効用吸収式冷凍装置。
4. 【請求項４】請求項１または請求項２に記載の多重効用
   吸収式冷凍装置において、 前記低温側の再生器は、加熱源としてエンジンの温水排
   熱を利用したことを特徴とする多重効用吸収式冷凍装
   置。
5. 【請求項５】請求項４に記載の多重効用吸収式冷凍装置
   において、 前記エンジンと前記低温側の再生器との間には、エンジ
   ンの温水を、前記高温側の再生器で熱が回収されたエン
   ジンの排気により加熱させる温水加熱器が配されたこと
   を特徴とする多重効用吸収式冷凍装置。