JPH08121911A - エンジン排熱利用吸収式冷凍機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 操作者による定期的な抽気操作を廃止し、且
つ抽気装置２６のコストの上昇を抑えるようにする。 【構成】 冷媒吸収器２４内の不凝縮ガスを吸引するエ
ゼクタ４１と、吸引された不凝縮ガスを蒸気冷媒や希溶
液より分離する気液分離器４２と、分離した不凝縮ガス
を溜めるストレージタンク４３と、このストレージタン
ク４３とエンジン２の吸気管４を接続する不凝縮ガス抽
気管５２と、ストレージタンク４３の上方に設けたパラ
ジウムセル４４とから単効用吸収式冷凍サイクル３の抽
気装置２６を構成した。そして、ストレージタンク４３
内に不凝縮ガスが溜りストレージタンク４３内の内圧が
吸気管負圧より高くなった時に不凝縮ガスが排出される
ようにした。また、パラジウムセル４４をエンジン２の
排気排熱を利用して加熱することにより質の高い電力を
利用することなく、水素ガスの放出作用を促進させるよ
うにした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、エンジンの吸気管負
圧により吸収式冷凍サイクル内で発生する不凝縮ガスを
吸引し、且つエンジンの排熱によりパラジウムセルを加
熱し、水素ガスの放出を促進させるようにしたエンジン
排熱利用吸収式冷凍機に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】一般に、吸収式冷凍機は、高真空下（例
えば冷媒吸収器で６．５ｍｍＨｇ）で運転されており、
吸収式冷凍サイクルの溶液ポンプのシール部や冷媒ポン
プのシール部より酸素（Ｏ₂ ）ガス等の空気の漏入や、
冷凍機器や配管等の腐食を抑制するためのクロム酸リチ
ウム、硝酸リチウム等の腐食抑制剤の働きによる吸収式
冷凍サイクル内で水素（Ｈ₂ ）ガス等の不凝縮ガスが発
生する。

【０００３】吸収式冷凍サイクル内で発生した不凝縮ガ
スは、吸収式冷凍サイクル内において内圧が最も低圧の
冷媒吸収器内に徐々に蓄積していく。これにより、この
不凝縮ガスの存在により冷媒吸収器内の圧力が上がり、
吸収溶液に蒸気冷媒を吸収する際の吸収性能が低下する
と共に、冷媒蒸発器の蒸発温度が上昇して冷水（熱媒
体）と冷媒との熱交換性能が低下することによって、吸
収式冷凍サイクルの冷凍能力が大幅に低下するという問
題が生じる。

【０００４】そこで、従来より、吸収式冷凍サイクルの
冷媒吸収器に、不凝縮ガスを真空ポンプや抽気ポンプを
利用して冷媒吸収器内より抽気する抽気装置を接続した
吸収式冷凍機が提案されている。また、不凝縮ガスのう
ち水素ガスをパラジウムの選択透過性を利用して吸収式
冷凍サイクルの外部へ放出するようにした吸収式冷凍機
も提案されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところが、従来の技術
においては、吸収式冷凍サイクルの冷媒吸収器内より不
凝縮ガスを抽気して冷凍能力の低下を抑えるためには、
１週間に１回程度真空ポンプや抽気ポンプを手動により
作動させて抽気操作を行う必要があり、操作者にとって
手間がかかるという問題が生じる。

【０００６】また、水素ガスをパラジウムセルを利用し
て放出する際には、常時電気ヒータにより例えば２００
℃〜３００℃程度でパラジウムセルを加熱する必要があ
り、エネルギーとして質の高い電力を使用することによ
って、抽気装置のコストが上昇し、結果的に抽気装置を
組み込んだ吸収式冷凍機の価格が上昇する問題が生じ
る。

【０００７】請求項１に記載の発明の目的は、エンジン
の吸気管負圧を利用することにより吸収式冷凍サイクル
内で蓄積される不凝縮ガスの抽気を行うようにして操作
者による定期的な抽気操作を廃止することが可能なエン
ジン排熱利用吸収式冷凍機を提供することにある。請求
項２に記載の発明の目的は、エネルギーとして質の高い
電力を利用することなくパラジウムの選択透過性による
水素ガスの放出を促進するようにして抽気装置のコスト
の上昇を抑えることが可能なエンジン排熱利用吸収式冷
凍機を提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載の発明
は、燃料と空気を吸い込む吸気管を有し、運転により排
熱を生じるエンジンと、加熱源として前記エンジンの排
熱を利用する再生器、この再生器で発生した冷媒を凝縮
させる冷媒凝縮器、この冷媒凝縮器で凝縮した冷媒を蒸
発させる冷媒蒸発器、この冷媒蒸発器で蒸発した冷媒を
吸収溶液に吸収させる冷媒吸収器、および不凝縮ガスを
抽気する抽気装置を管路で接続してなる吸収式冷凍サイ
クルとを備えたエンジン排熱利用吸収式冷凍機におい
て、前記抽気装置は、前記吸収式冷凍サイクルの冷媒凝
縮器内または冷媒吸収器内の蒸気冷媒と不凝縮ガスを吸
引する吸引手段、この吸引手段で吸引された蒸気冷媒を
吸収溶液に吸収し、その蒸気冷媒を吸収した吸収溶液と
不凝縮ガスとを分離する気液分離手段、およびこの気液
分離手段で分離した不凝縮ガスを前記エンジンの吸気管
負圧を利用して前記吸収式冷凍サイクルから吸引除去す
る除去手段を有する技術手段を採用した。

【０００９】請求項２に記載の発明は、運転により排熱
を生じるエンジンと、加熱源として前記エンジンの排熱
を利用する再生器、この再生器で発生した冷媒を凝縮さ
せる冷媒凝縮器、この冷媒凝縮器で凝縮した冷媒を蒸発
させる冷媒蒸発器、この冷媒蒸発器で蒸発した冷媒を吸
収溶液に吸収させる冷媒吸収器、および不凝縮ガスを抽
気する抽気装置を管路で接続してなる吸収式冷凍サイク
ルとを備えたエンジン排熱利用吸収式冷凍機において、
前記抽気装置は、前記吸収式冷凍サイクルの冷媒凝縮器
内または冷媒吸収器内の蒸気冷媒と不凝縮ガスを吸引す
る吸引手段、この吸引手段で吸引された蒸気冷媒を吸収
溶液に吸収し、その蒸気冷媒を吸収した吸収溶液と不凝
縮ガスとを分離する気液分離手段、この気液分離手段で
分離した不凝縮ガスのうち水素ガスのみを透過するパラ
ジウムセル、およびこのパラジウムセルを前記エンジン
の排熱を利用して加熱する加熱手段を有する技術手段を
採用した。

【００１０】請求項３に記載の発明は、請求項１に記載
のエンジン排熱利用吸収式冷凍機に加えて、前記抽気装
置は、前記気液分離手段で分離した不凝縮ガスのうち水
素ガスのみを透過するパラジウムセル、およびこのパラ
ジウムセルを前記エンジンの排気排熱を利用して加熱す
る加熱手段を有する。請求項４に記載の発明は、請求項
１ないし請求項３のいずれかに記載のエンジン排熱利用
吸収式冷凍機に加えて、前記吸収式冷凍サイクルは、前
記冷媒吸収器内の吸収溶液を前記再生器へ送り込む溶液
ポンプを有し、前記吸引手段は、前記溶液ポンプで吐出
される吸収溶液を駆動源とするエゼクタを有することを
特徴とする。請求項５に記載の発明は、請求項１ないし
請求項４のいずれかに記載のエンジン排熱利用吸収式冷
凍機に加えて、前記抽気装置は、前記気液分離手段で蒸
気冷媒を吸収した吸収溶液を前記冷媒吸収器内へ送り込
む溶液戻し手段を有することを特徴とする。

【００１１】

【作用】請求項１に記載の発明によれば、吸収式冷凍サ
イクル内の蒸気冷媒および不凝縮ガスを吸引手段により
吸引して気液分離手段内に流入させる。気液分離手段内
に流入した蒸気冷媒が吸収溶液に吸収され、この蒸気冷
媒を吸収した吸収溶液と不凝縮ガスとが気液分離され
る。この気液分離手段で分離した不凝縮ガスが回収され
ていくと除去手段内の内圧が上昇する。そして、エンジ
ンの吸気管負圧より除去手段内の内圧が上昇した際に、
不凝縮ガスがエンジンの吸気管内に吸引除去される。

【００１２】請求項２に記載の発明によれば、吸収式冷
凍サイクル内の蒸気冷媒および不凝縮ガスを吸引手段に
より吸引して気液分離手段内に流入させる。気液分離手
段内に流入した蒸気冷媒が吸収溶液に吸収され、この蒸
気冷媒を吸収した吸収溶液と不凝縮ガスとが気液分離さ
れる。この気液分離手段で分離した不凝縮ガスのうち水
素ガスのみがパラジウムセルを透過して吸収式冷凍サイ
クル外へ放出される。このとき、エネルギーとして質の
高い電力を利用することなく、パラジウムセルがエンジ
ンの排熱により加熱されているので、パラジウムの選択
透過性による水素ガスの放出が促進される。

【００１３】

【実施例】

〔実施例の構成〕次に、この発明のエンジン排熱利用吸
収式冷凍機を図１ないし図３に示す一実施例に基づいて
説明する。図１はエンジン排熱利用吸収式冷凍機の全体
システムの概略構造を示した図である。

【００１４】エンジン排熱利用吸収式冷凍機１は、エン
ジン２の排気排熱と温水排熱を有効に利用して、室内の
冷房を行うもので、エンジン２と、室内ユニット（図示
せず）と、室外ユニット（図示せず）と、単効用吸収式
冷凍サイクル３とから構成されている。

【００１５】エンジン２は、例えば発電機等の被駆動手
段を回転駆動する内燃機関で、天然ガス等の燃料ガスを
燃焼することにより熱が発生する。このエンジン２は、
吸気管４、燃料管５、排気管６およびエンジン冷却水配
管７を備えている。吸気管４は、燃料ガスと吸入空気と
を混合した混合気をエンジン２に吸入させるものであ
る。この吸気管４には、風上側よりベンチュリ８、およ
び吸入空気を清浄化するエアクリーナ４ａが設置されて
いる。

【００１６】燃料管５には、この燃料管５内に形成され
る燃料通路の開閉を行うガス遮断弁１０、１１、燃料通
路内の燃料ガスの油圧を適正な圧力に調整するレギュレ
ータバルブ１２、吸気管４からの吸入空気と燃料ガスと
を混合させるスロットルバルブ兼用ミキサ１３が設置さ
れている。なお、燃料として、天然ガスの他に、都市ガ
ス等の気体燃料、ディーゼル油（軽油）や液化石油ガス
（ＬＰＧ）等の液体燃料を利用しても良い。

【００１７】排気管６は、エンジン２の燃焼時に発生し
たエンジン排気（以下排気と略す）を排気熱交換器１４
を通して大気へ排出するものである。排気熱交換器１４
は、内部を通過する高温の排気とエンジン冷却水配管７
内を流れるエンジン冷却水とを熱交換させてエンジン冷
却水を加熱する冷却水加熱手段である。

【００１８】エンジン冷却水配管７は、エンジン２のウ
ォータジャケット内で加熱されたエンジン冷却水（温
水）をウォータポンプ（図示せず）の作動により、排気
熱交換器１４、単効用吸収式冷凍サイクル３内のコイル
チューブ（温水排熱回収コイル、溶液加熱手段）９を通
して再度ウォータジャケット内へ戻す回路である。

【００１９】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に設置さ
れ、冷水と空気とを熱交換させて室内を冷房する室内熱
交換器（図示せず）、および室内へ向かう空気流を発生
させる室内ファン（図示せず）等から構成されている。

【００２０】なお、室内熱交換器は、例えばコイルチュ
ーブと複数のフィン等から構成されており、冷水配管１
５を介して単効用吸収式冷凍サイクル３内のコイルチュ
ーブ（冷水コイル、熱媒体冷却手段）１６に接続してい
る。また、冷水配管１５には、この冷水配管１５に冷水
（純水だけでなく、エチレングリコール水溶液等の不凍
液でも良い）の流れを発生させるウォータポンプ（図示
せず）が取り付けられている。

【００２１】室外ユニットは、建築物の屋外に設置さ
れ、冷却水（純水だけでなく、エチレングリコール水溶
液等の不凍液でも良い）を冷却するクーリングタワー等
から構成されている。この室外ユニットは、冷却水配管
１７を介して単効用吸収式冷凍サイクル３内のコイルチ
ューブ（冷却水コイル、溶液冷却手段）１８およびコイ
ルチューブ（冷却水コイル、冷媒冷却手段）１９に接続
している。

【００２２】単効用吸収式冷凍サイクル３は、再生器２
１、冷媒凝縮器２２、冷媒蒸発器２３、冷媒吸収器２
４、溶液熱交換器２５および抽気装置２６を、冷媒配管
２７、溶液配管２８および溶液配管２９にて作動的に接
続することにより構成されている。なお、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
度の臭化リチウム水溶液を用い、濃溶液として臭化リチ
ウムの溶解度が６５重量％程度の臭化リチウム水溶液を
用いている。

【００２３】また、単効用吸収式冷凍サイクル３内に
は、再生器２１、冷媒凝縮器２２、冷媒蒸発器２３、冷
媒吸収器２４および溶液熱交換器２５等の冷凍機器や、
冷媒配管２７、溶液配管２８および溶液配管２９等の配
管の腐食を抑制するためにクロム酸リチウム、硝酸リチ
ウム等の腐食抑制剤を入れている。

【００２４】冷媒配管２７は、冷媒凝縮器２２で発生し
た液冷媒（本例では水）を冷媒蒸発器２３へ導く冷媒管
路で、先端部にコイルチューブ１６上に液冷媒を噴霧す
るためのノズル３０が設けられている。溶液配管２８に
は、溶液ポンプ３１が設置されている。溶液配管２８
は、冷媒吸収器２４内の希溶液を溶液熱交換器２５を介
して再生器２１内に送り込む溶液管路である。

【００２５】溶液配管２９は、再生器２１内の濃溶液を
溶液熱交換器２５を介して冷媒吸収器２４内に送り込む
溶液管路で、先端部にコイルチューブ１８上に濃溶液を
噴霧するノズル３２が設けられている。溶液ポンプ３１
は、冷媒吸収器２４内の吸収溶液を、溶液配管２８→再
生器２１→溶液配管２９→冷媒吸収器２４の順に循環さ
せる溶液循環手段である。

【００２６】再生器２１は、本発明の低温側の再生器で
あって、エンジン冷却水配管７のコイルチューブ９、お
よび内部にコイルチューブ９を収容するシェル３３等か
ら構成されている。この再生器２１は、溶液ポンプ３１
の作動により溶液配管２８からシェル３３内に流入した
希溶液をコイルチューブ９内を通過するエンジン２の温
水排熱により加熱して高温、高圧の蒸気冷媒を発生さ
せ、希溶液を濃縮させる蒸気冷媒発生手段である。な
お、シェル３３の材料としては、鉄等の金属材料が用い
られる。

【００２７】冷媒凝縮器２２は、冷却水配管１７のコイ
ルチューブ１９、および内部にコイルチューブ１９を収
容し、再生器２１と同一のシェル３３等により構成され
ている。この冷媒凝縮器２２は、再生器２１で発生した
蒸気冷媒とコイルチューブ１９内を通過する冷却水とを
熱交換させて蒸気冷媒を凝縮液化させる冷媒液化手段で
ある。なお、冷媒凝縮器２２と再生器２１との間には、
複数の連通口３４が形成された仕切り板３５が設けられ
ている。

【００２８】冷媒蒸発器２３は、冷水配管１５のコイル
チューブ１６、および内部にコイルチューブ１６を収容
するシェル３６等から構成されている。この冷媒蒸発器
２３は、冷媒配管２７の先端部に設けられたノズル３０
からコイルチューブ１８上に噴霧された液冷媒とコイル
チューブ１６内を通過する冷却水とを熱交換させて液冷
媒を蒸発気化させる冷媒気化手段である。なお、シェル
３６の材料としては、鉄等の金属材料が用いられる。

【００２９】冷媒吸収器２４は、冷却水配管１７のコイ
ルチューブ１８、および内部にコイルチューブ１８を収
容し、冷媒蒸発器２３と同一のシェル３６等により構成
されている。この冷媒吸収器２４は、溶液配管２９の先
端部に設けられたノズル３２からコイルチューブ１８上
に噴霧された濃溶液に冷媒蒸発器２３で発生した蒸気冷
媒（飽和蒸気）を吸収させる冷媒吸収手段である。

【００３０】なお、冷媒吸収器２４と冷媒蒸発器２３と
の間には、複数の連通口３７が形成された仕切り板３８
が設けられている。また、コイルチューブ１８内を通過
する冷却水は、冷媒吸収器２４内の飽和蒸気が濃溶液に
吸収される際に発生する吸収熱を除熱すると共に、飽和
蒸気が濃溶液に吸収され易くするため、冷媒吸収器２４
内の雰囲気を冷却する。

【００３１】溶液熱交換器２５は、再生器２１で濃縮さ
れた濃溶液と冷媒吸収器２４で希薄化された希溶液とを
熱交換する溶液熱交換手段である。溶液熱交換器２５
は、希溶液を濃溶液で加熱することにより再生器２１内
での加熱性能を高め、冷媒吸収器２４内に流入する濃溶
液を希溶液で冷却することにより冷媒吸収器２４内での
冷媒の吸収性能を高める。

【００３２】次に、抽気装置２６を図１ないし図３に基
づいて詳細に説明する。この抽気装置２６は、単効用吸
収式冷凍サイクル３内、とくに冷媒吸収器２４内より水
素（Ｈ₂ ）ガス、窒素（Ｎ₂ ）ガス、酸素（Ｏ₂ ）ガス
等の不凝縮ガスをエンジン２の吸気管負圧（＝大気圧と
の差圧：−５００ｍｍＨｇ〜−６００ｍｍＨｇ）を利用
して抽気する不凝縮ガス抽気手段である。

【００３３】そして、抽気装置２６は、本例ではハーメ
チックパージ方式を採用しており、エゼクタ４１、気液
分離器４２、ストレージタンク４３およびパラジウムセ
ル４４等から構成され、これらをエンジン２の吸気管４
のベンチュリ８と冷媒吸収器２４との間に管路を介して
接続している。

【００３４】エゼクタ４１は、本発明の吸引手段であっ
て、溶液ポンプ３１で吐出される希溶液を駆動源とする
エゼクタ本体を備え、溶液導入管４５より溶液導出管４
６へ希溶液が流れる際に発生する負圧によりガス吸引管
４７より蒸気冷媒（Ｈ₂ Ｏ）と不凝縮ガス（Ｈ₂ ガス、
Ｎ₂ ガス、Ｏ₂ ガス）を吸引する。溶液導入管４５は、
溶液ポンプ３１の吐出側の溶液配管２８とエゼクタタン
ク４８とを接続し、内部を希溶液が流れる溶液管路であ
る。

【００３５】溶液導出管４６は、エゼクタタンク４８と
気液分離器４２とを接続し、内部を蒸気冷媒を吸収した
希溶液と不凝縮ガスが流れる管路である。ガス吸引管４
７は、冷媒吸収器２４とエゼクタタンク４８とを接続
し、冷媒吸収器２４内の蒸気冷媒と不凝縮ガスを吸引す
る管路である。エゼクタタンク４８は、溶液導入管４５
より希溶液が流入し、ガス吸引管４７より蒸気冷媒と不
凝縮ガスが吸引されるエゼクタ４１を収容する容器であ
る。なお、エゼクタタンク４８には、内部に希溶液が溜
められ、希溶液の液面Ｈ（図２参照）が形成されてい
る。

【００３６】気液分離器４２は、本発明の気液分離手段
であって、ストレージタンク４３に接続する不凝縮ガス
抽気管５０、および冷媒吸収器２４に接続する溶液戻し
管路５１を有しており、エゼクタ４１の溶液導出管４６
より流出した蒸気冷媒を希溶液に吸収すると共に、蒸気
冷媒を吸収した希溶液と不凝縮ガスとを気液分離する。

【００３７】なお、不凝縮ガス抽気管５０は、上下方向
に延ばされており、上端部がストレージタンク４３の底
壁に接続され、下端部が気液分離器４２の天井壁に接続
されている。この不凝縮ガス抽気管５０の下端側には、
内部に希溶液が溜められ、希溶液の液面Ｌ（図２参照）
が形成されている。溶液戻し管路５１は、本発明の溶液
戻し手段であって、上流側端部が気液分離器４２の底壁
に接続され、下流側端部が冷媒吸収器２４の上方側に接
続されている。

【００３８】ストレージタンク４３は、内部に不凝縮ガ
スを溜める抽気タンクで、天井壁にパラジウムセル４４
を接続しており、側壁に不凝縮ガス抽気管５２を介して
エンジン２の吸気管４のベンチュリ８に接続している。
なお、不凝縮ガス抽気管５２には、燃料ガスや吸入空気
の逆流を防止するための逆止弁５３が設置されている。
そして、ストレージタンク４３および不凝縮ガス抽気管
５０、５２から本発明の除去手段を構成する。

【００３９】パラジウムセル４４は、図３に示したよう
に、エンジン２の排気管６に溶接または締結により接続
された鉄等の熱伝導性に優れる金属製の接続管５４、お
よびこの接続管５４に溶接または締結により接続された
金属パラジウム管５５等から構成されている。

【００４０】接続管５４は、ストレージタンク４３の天
井壁に一体成形されているか、あるいは別途設けられた
もので、内部に不凝縮ガスが充満する。金属パラジウム
管５５は、パラジウム（Ｐｄ）の選択透過性により水素
ガスを大気へ放出する円筒管である。また、金属パラジ
ウム管５５は、接続管５４を介してエンジン２の排気管
６に熱的に接触しているので、常時２００℃〜３００℃
に加熱されることにより、水素ガスの放出効率に優れて
いる。なお、パラジウムセル４４をエンジンブロックに
熱的に接触させても良い。

【００４１】〔実施例の作用〕次に、この実施例のエン
ジン排熱利用吸収式冷凍機１の作用を図１ないし図３に
基づいて簡単に説明する。

【００４２】運転スイッチ（図示せず）がオンされる
と、エンジン２の運転が開始され、発電機が回転駆動さ
れて発電がなされ電力負荷への電力の供給が開始され
る。エンジン２が運転を開始することによりエンジン２
内で発生した高温（例えば５００℃程度）の排気は、排
気管６を通ってパラジウムセル４４との接触部に導か
れ、接続管５４を介して金属パラジウム管５５を加熱し
た後に、排気熱交換器１４内に導かれる。そして、排気
熱交換器１４内に導かれた排気は、排気熱交換器１４を
通過する際にエンジン冷却水配管７内を流れるエンジン
冷却水を加熱した後に大気へ放出される。

【００４３】また、エンジン２が運転を開始することよ
りエンジン２のウォータジャケット内で温められた高温
（例えば８５℃〜９０℃）の温水は、ウォータポンプ
（図示せず）の作動により、排気熱交換器１４を通る際
にエンジン２の排気排熱によりさらに加熱された後に、
再生器２１内のコイルチューブ９内に導かれる。そし
て、コイルチューブ９内に導かれた温水は、コイルチュ
ーブ９内を通過する際に再生器２１内の濃溶液を加熱す
る。そして、温水は、自身は冷却された低温となって再
度エンジン２のウォタジャケット内に戻されてエンジン
２を適正な温度となるように冷却する。

【００４４】一方、再生器２１内の希溶液は、エンジン
冷却水配管７のコイルチューブ９内を流れる高温の温水
排熱を回収して加熱されて高温、高圧（４０ｍｍＨｇ〜
５０ｍｍＨｇ）の蒸気冷媒が発生し、濃縮される。再生
器２１内で発生した蒸気冷媒は冷媒凝縮器２２内へ導か
れ、濃縮された濃溶液は溶液配管２９を通って溶液熱交
換器２５内で低温の希溶液と熱交換した後に冷媒吸収器
２４へ送り込まれる。

【００４５】冷媒凝縮器２２内に導かれた蒸気冷媒は、
冷却水配管１７のコイルチューブ１９内を流れる冷却水
に熱を与えて凝縮液化される。そして、冷媒凝縮器２２
内で液化された液冷媒は、冷媒配管２７の先端部のノズ
ル３０から冷媒蒸発器２３内のコイルチューブ１６上に
散布されて冷水配管１５のコイルチューブ１６内を流れ
る冷水から熱を奪って蒸発気化して、再生器２１より低
温、低圧（６．５ｍｍＨｇ）の蒸気冷媒となる。

【００４６】したがって、冷水配管１５内をウォータポ
ンプの作用により循環する冷水は、冷媒に熱を与えるこ
とにより冷却され、この冷水を室内ユニットに導き、室
内ファンを運転させることにより百貨店、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。

【００４７】そして、冷媒蒸発器２３内で発生した蒸気
冷媒は、冷媒吸収器２４内に導かれて、冷媒吸収器２４
内のコイルチューブ１８内を流れる冷却水により冷却さ
れて液冷媒となり、溶液配管２９の先端部のノズル３２
から冷媒吸収器２４内のコイルチューブ１８上に散布さ
れた濃溶液に吸収される。このため、濃溶液は希薄化さ
れて希溶液となり、冷媒吸収器２４の下部に一時的に溜
まる。

【００４８】そして、冷媒吸収器２４の下部に溜まった
希溶液は、溶液ポンプ３１の作動により汲み上げられて
溶液配管２８を通って溶液熱交換器２５内に導かれる。
溶液熱交換器２５内に導かれた希溶液は、高温の濃溶液
と熱交換して加熱された再生器２１内へ送り込まれる。
以上のような溶液サイクル、冷媒サイクルを繰り返すこ
とにより、単効用吸収式冷凍サイクル３の冷房運転がな
される。

【００４９】次に、この実施例のエンジン排熱利用吸収
式冷凍機１に組み込まれたハーメチックパージ方式の抽
気装置２６の作用を図１ないし図３に基づいて簡単に説
明する。

【００５０】溶液ポンプ３１の吐出側から分岐した溶液
導入管４５よりエゼクタ４１へ希溶液を送り込み、エゼ
クタ４１で発生する負圧で冷媒吸収器２４内のガスをガ
ス吸引管４７を介して吸引する。すると、エゼクタ４１
の溶液導出管４６中で蒸気冷媒は希溶液に吸収され、不
凝縮ガスは気液分離器４２で分離する。そして、気液分
離器４２内の蒸気冷媒を吸収した希溶液は溶液戻し管路
５１を介して冷媒吸収器２４に戻される。

【００５１】一方、気液分離器４２内で分離された不凝
縮ガスは不凝縮ガス抽気管５０を通ってストレージタン
ク４３内に一時的に溜まる。そして、パラジウムセル４
４とエンジン２の排気管６とが接続管５４を介して熱的
に接触しているため金属パラジウム管５５が常時２００
℃〜３００℃に加熱され、パラジウムの選択透過性によ
り水素ガスが大気からの不凝縮ガスの侵入無しに連続的
に大気へ放出される。

【００５２】水素ガス以外の不凝縮ガスはストレージタ
ンク４３内に溜められる。ストレージタンク４３内の圧
力は、図２に示したように、吸収溶液の水頭差（Ｈ−
Ｌ）分の圧力になっており、エンジン２の吸気管４の圧
力Ｐ1 （＝吸気管負圧）がＰ1＜Ｐ2 になるとストレー
ジタンク４３から抽気が行われるので、常にストレージ
タンク４３内の圧力がＰ1 以下に保たれる。これによ
り、単効用吸収式冷凍サイクル３内の圧力（とくに冷媒
吸収器２４内の内圧）が上昇することはない。

【００５３】すなわち、不凝縮ガスがストレージタンク
４３内に溜まることによりストレージタンク４３内の内
圧が吸気管負圧より大きくなる毎にエンジン２の吸気管
負圧を利用して不凝縮ガスの抽気がなされる。なお、エ
ンジン２の吸気管負圧と冷媒吸収器２４内の内圧との差
圧は不凝縮ガス抽気管５０内の希溶液の液面（ヘッド）
にてシールしているので、冷媒吸収器２４内の内圧の上
昇はない。

【００５４】〔実施例の効果〕以上のように、この実施
例のエンジン排熱利用吸収式冷凍機１は、単効用吸収式
冷凍サイクル３内で蓄積される水素等の不凝縮ガスの抽
気を、溶液ポンプ３１で吐出される希溶液を駆動源とす
るエゼクタ４１、およびエンジン２の吸気管負圧とスト
レージタンク４３内の圧力差を利用して行うようにする
ことにより、操作者による定期的な抽気操作が不要とな
るので、操作者の負担が減る。

【００５５】また、金属パラジウム管５５を形成するパ
ラジウムの選択透過性による水素ガスの放出を効率的に
行うようにするためのパラジウムセル４４の加熱手段と
して、電気ヒータを利用することなく、エンジン２の高
温の排気排熱を利用しているので、抽気装置２６のコス
トの上昇を抑えることにより結果的にそのような安価な
抽気装置２６を組み込んだエンジン排熱利用吸収式冷凍
機１の価格を抑えることができる。

【００５６】〔変形例〕この実施例では、本発明を単効
用吸収式冷凍サイクル３を備えたエンジン排熱利用吸収
式冷凍機１に適用したが、２重効用以上の多重効用エン
ジン排熱利用吸収式冷凍サイクルを備えたエンジン排熱
利用吸収式冷凍機に本発明を適用しても良い。また、エ
ンジン排熱利用吸収式冷凍機１を室内の冷房装置に用い
たが、室内の暖房装置、冷蔵装置、冷凍装置に用いても
良い。

【００５７】この実施例では、吸引手段としてエゼクタ
４１を利用するハーメチックパージ方式の抽気装置２６
を利用したが、吸引手段として補助吸収器を利用する補
助吸収式の抽気装置を利用しても良い。また、エゼクタ
（吸引手段）４１のガス吸引管４７の上流端を冷媒凝縮
器２２に接続して冷媒凝縮器２２内の蒸気冷媒および不
凝縮ガスを吸引するようにしても良い。

【００５８】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％程度の臭化リチウム水溶液を用
い、濃溶液として臭化リチウムの溶解度が６５重量％程
度の臭化リチウム水溶液を用いたが、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。

【００５９】この実施例では、エンジン２により発電機
を回転駆動したが、エンジン２により空気圧縮機、ポン
プ、送風機等の被駆動手段を用いても良い。さらに、エ
ンジン２の出力軸に、その出力軸の回転運動を往復運動
に変換する機構を取り付けて、エンジン２により往復機
械（ピストンなど）等の被駆動手段を駆動するようにし
ても良い。

【００６０】この実施例では、エンジン２の吸気管４の
ベンチュリ８とストレージタンク４３とを接続する不凝
縮ガス抽気管５２の途中に逆止弁５３を設置したが、エ
ンジン２の吸気管４のベンチュリ８とストレージタンク
４３とを接続する不凝縮ガス抽気管５２の途中に開閉弁
（２方弁）を設置しても良い。

【００６１】

【発明の効果】請求項１に記載の発明は、吸収式冷凍サ
イクル内で蓄積される不凝縮ガスの抽気をエンジンの吸
気管負圧を利用して行うようにすることにより、操作者
による定期的な抽気操作が不要となる。

【００６２】請求項２に記載の発明は、エンジンの排熱
を利用してパラジウムセルを加熱することにより、エネ
ルギーとして質の高い電力を利用することなく、パラジ
ウムの選択透過性による水素ガスの放出を促進するよう
にして抽気装置のコストの上昇を抑えることにより結果
的にそのような抽気装置を組み込んだエンジン排熱利用
吸収式冷凍機の価格を抑えることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施例の全体システムの概略構造
を示した構成図である。

【図２】図１の抽気装置を示した拡大図である。

【図３】（Ａ）、（Ｂ）は図１のパラジウムセルを示し
た拡大図である。

【符号の説明】

１ エンジン排熱利用吸収式冷凍機 ２ エンジン ３ 単効用吸収式冷凍サイクル ４ 吸気管 ６ 排気管（加熱手段） ２１ 再生器 ２２ 冷媒凝縮器 ２３ 冷媒蒸発器 ２４ 冷媒吸収器 ２６ 抽気装置 ２７ 冷媒配管（冷媒管路） ２８ 溶液配管（溶液管路） ２９ 溶液配管（溶液管路） ３１ 溶液ポンプ ４１ エゼクタ（吸引手段） ４２ 気液分離器（気液分離手段） ４３ ストレージタンク（除去手段） ４４ パラジウムセル ５０ 不凝縮ガス抽気管（除去手段） ５１ 溶液戻し管路（溶液戻し手段） ５２ 不凝縮ガス抽気管（除去手段）

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】燃料と空気を吸い込む吸気管を有し、運転
   により排熱を生じるエンジンと、加熱源として前記エン
   ジンの排熱を利用する再生器、この再生器で発生した冷
   媒を凝縮させる冷媒凝縮器、この冷媒凝縮器で凝縮した
   冷媒を蒸発させる冷媒蒸発器、この冷媒蒸発器で蒸発し
   た冷媒を吸収溶液に吸収させる冷媒吸収器、および不凝
   縮ガスを抽気する抽気装置を管路で接続してなる吸収式
   冷凍サイクルとを備えたエンジン排熱利用吸収式冷凍機
   において、 前記抽気装置は、前記吸収式冷凍サイクル内の蒸気冷媒
   と不凝縮ガスを吸引する吸引手段、この吸引手段で吸引
   された蒸気冷媒を吸収溶液に吸収し、その蒸気冷媒を吸
   収した吸収溶液と不凝縮ガスとを分離する気液分離手
   段、およびこの気液分離手段で分離した不凝縮ガスを前
   記エンジンの吸気管負圧を利用して前記吸収式冷凍サイ
   クルから吸引除去する除去手段を有することを特徴とす
   るエンジン排熱利用吸収式冷凍機。
2. 【請求項２】運転により排熱を生じるエンジンと、加熱
   源として前記エンジンの排熱を利用する再生器、この再
   生器で発生した冷媒を凝縮させる冷媒凝縮器、この冷媒
   凝縮器で凝縮した冷媒を蒸発させる冷媒蒸発器、この冷
   媒蒸発器で蒸発した冷媒を吸収溶液に吸収させる冷媒吸
   収器、および不凝縮ガスを抽気する抽気装置を管路で接
   続してなる吸収式冷凍サイクルとを備えたエンジン排熱
   利用吸収式冷凍機において、 前記抽気装置は、前記吸収式冷凍サイクル内の蒸気冷媒
   と不凝縮ガスを吸引する吸引手段、この吸引手段で吸引
   された蒸気冷媒を吸収溶液に吸収し、その蒸気冷媒を吸
   収した吸収溶液と不凝縮ガスとを分離する気液分離手
   段、この気液分離手段で分離した不凝縮ガスのうち水素
   ガスのみを透過するパラジウムセル、およびこのパラジ
   ウムセルを前記エンジンの排熱を利用して加熱する加熱
   手段を有することを特徴とするエンジン排熱利用吸収式
   冷凍機。
3. 【請求項３】請求項１に記載のエンジン排熱利用吸収式
   冷凍機において、 前記抽気装置は、前記気液分離手段で分離した不凝縮ガ
   スのうち水素ガスのみを透過するパラジウムセル、およ
   びこのパラジウムセルを前記エンジンの排気排熱を利用
   して加熱する加熱手段を有することを特徴とするエンジ
   ン排熱利用吸収式冷凍機。
4. 【請求項４】請求項１ないし請求項３のいずれかに記載
   のエンジン排熱利用吸収式冷凍機において、 前記吸収式冷凍サイクルは、前記冷媒吸収器内の吸収溶
   液を前記再生器へ送り込む溶液ポンプを有し、 前記吸引手段は、前記溶液ポンプで吐出される吸収溶液
   を駆動源とするエゼクタを有することを特徴とするエン
   ジン排熱利用吸収式冷凍機。
5. 【請求項５】請求項１ないし請求項４のいずれかに記載
   のエンジン排熱利用吸収式冷凍機において、 前記抽気装置は、前記気液分離手段で蒸気冷媒を吸収し
   た吸収溶液を前記冷媒吸収器内へ送り込む溶液戻し手段
   を有することを特徴とするエンジン排熱利用吸収式冷凍
   機。