JPS59125365A - 垂直管型吸収器を備えた吸収冷凍装置 - 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】 本発明は、吸収冷α装はに関し、特に、吸収冷涼装置の
ための吸収器に関する。

吸収冷凍装置のための吸収器としてはいろいろな捕類の
ものがある。例えば、比較的大きい密閉容器と、その中
に配設された複数のそらせ版から成シ、容器内を通る冷
媒蒸気および吸収剤溶液のための蛇行通路を形成するよ
うになされプζ吸収器がある。冷媒蒸気と吸収剤溶液と
は、密閉容器の互いに反対側の端部から導入され、容器
内で−での向流１刃係をなし、容器内で蒸気と溶液との
流れが互いに不規則に指向される。

この種の吸収器は、通常、吸収器の容器内に配Ｉされた
配管を通して冷却流体を通流させることによって冷却さ
れる。

ちる釉の用例においては、複数の垂直管から成るを冷式
吸収器を設け、吸収剤溶液と冷媒蒸気とを各管内に平行
流として通流させることによって互いに接触させるよう
にすることが望ましい場合がある。通常、吸収剤溶液と
冷媒蒸気とは、６管の上端へ導入され、下端にまで流下
せしめられる。吸収器は、その管の外面を＆つそ冷風を
循環させることによって冷却される。

しかしながら、一般に、このような在来の垂直管型吸収
器の作動効率はその最大限にまでは至っていない。例え
ば、この種の吸収器によって生成される弱吸収剤溶液は
、必ずしも、理論的に可能なだけの址の冷媒を包含して
いないことが判明しており、従って、この種の吸収器の
性能は、まだ改良の余地がある。また、理論的熱力学的
観点からみて、このような平行流垂直管型吸収器では、
比較的高８度の吸収剤溶液が比較的高圧の冷媒蒸気と接
触する吸収器の頂部において、は熱力学的ａ動力が比較
的大きく、比較的高８度の吸収剤溶液が比較的低圧の冷
媒蒸気と接触する吸収器の底部においては熱力学的駆動
力が比較的小さい。このことは、この釧の吸収器の場合
、各吸収管の全長に亘って最大限の性能が得られないこ
とを示している。なぜなら、吸収、の大部分は、大きい
駆動力が存在する吸収管の頂部において行われ、駆動力
が小・さい吸収管の底部では僅かな吸収しか行われない
からである。

址だ、平行流垂直管型吸収器は、比較的低濃度の吸収剤
溶液が収集される吸収器の底部から行われる不凝縮性ガ
スのパージ（放逐）に関しても欠点を有している。即ち
、不凝縮性ガスは、吸収器の管内へ上昇する傾向を有す
るので、全部の不凝縮性ガスを吸収器の底部から放逐す
ることができないことである。

本発明は、吸収冷凍装置の垂直管型吸収器の垂直管内を
吸収剤溶液と冷媒蒸気とを正反対の向流関係で通流させ
ることによって上記諸欠点を解決するものである。吸収
ＲＪへの冷媒蒸気の容積流量は、吸収器の各管内の吸収
剤溶液の流れに対して完全に反対方向の冷媒産気の流れ
を６管の全長に亘って創生ずるのに十分な流量となるよ
うに冷凍装置を設計する。冷媒蒸気と吸収剤溶液とのこ
の完全対向向流は、吸収器の６管の全長に亘ってよシ均
一な熱力学的Ｓ動力を設定することを可能にし、それに
よって吸収器の効率を改イ９する。まだ、この完全対向
向流は、各吸収器管の全長に亘って乱流を増大させ、６
管の一外面をすっで流れる熱交換媒体への熱伝達を向上
させ、それによって更に吸収器の効率を高める。

不凝縮性ガスは、強吸収剤溶液が流入してくる吸収器の
頂部から放逐させる。吸収器の頂部に存在する強吸収剤
溶液が冷媒蒸気を吸収器の頂部へ吸引し、それによって
不凝縮性ガスを収集し易い吸収器面の頂部から掃去させ
る。

以下に添付図を参照して本発明の詳細な説明する。

８１図を参照すると、冷媒と”して水を使用し、吸収剤
溶液として臭化リチウムを使用する型式の吸収冷凍装置
１が示されている。純粋の臭化リチウムは技術的には溶
液ではないが、臭化リチウム即ち吸収剤には冷媒が溶存
するので、一般にこの吸収剤を溶液と称している。従っ
て、ここでも、吸収剤を表わすのに「溶液」という用語
が使用されている。また、「強」溶液とは、純粋の臭化
リチウムのように高い吸収剤濃度を有する吸収剤溶液の
ことをいう。「弱」溶液とは、その中に相当多量の冷媒
が溶存しているために吸収剤の０度が薄められている吸
収剤溶液のことをいう。

本発明の範囲内で水攻外の冷媒、および臭化リチウム以
外の吸収剤を使用することができ、そのような異る吸収
剤および冷媒に適応するように冷凍装置に改変を施すこ
とができることは癌負者には明らかであろう。

ε：゛Ｓ１図に示された空冷式吸収冷凍・装置１は、本
発明に従ってイＪ成した垂直管型吸収器２と、発生器３
と、ｉ”；ｌ縮器４と、蒸発器５と、パージ’ｉ、’已
ｆｉｌ　６と、溶液熱交換器７を備えており、更に冷媒
ポンプ９および溶液ポンプ１０が設けられている。

凝縮器４内で凝縮した液体冷媒は、冷媒液導管１１を通
り、蒸発器５内の１個まだは複数個の冷ＭＭスプレーノ
ズル１２へ送られる。一方、基発器５の？’ｔｘＹめ８
内に溜まった液体冷媒は、冷媒ポンプ９によって導管１
６を通して蒸発器５内の１個またはｒｌ数個の第２の冷
媒スプレーノズル１５ヘポンプ送りされる。このように
して、液体冷媒の流れが蒸発器５内の熱交換管６０に対
して連続的に接触せしめられる。

冷却すべき水などのよう々流体媒体は、導入導管１３を
通して蒸発器５内の熱交換管３０内へ通され、外向の冷
−に対し熱を放出することによって自らは冷却され、冷
媒を蒸発させる。

かくして冷却された流体媒体は、熱交換管３０から％ｌ
’出導管導管１４ｉ、’ｍ　して追出なご口；１乙へ交
）′〕暴（図示せず）へ送られ、該ｌ：”？交換器で熱
ぜられた後ｐ工び冷却するだめにへξ１人尋％７　ｉ　
５　ｋ通して蒸発器５へ戻される。蒸発器５からの冷媒
カ１■気は、冷媒蒸気通路１８を通って吸１１λ器２の
瓜：部へ流れる。

一方、発生器３からの強吸収剤溶液は、溶液熱交換器７
を通り強溶液と７人心管１９を逼って吸収器２０頂部に
流入し、ｅ、収器２内の管４１内を流下し、その間に晋
４１内を上→イ、シてくる、蒸発器５からの冷然蒸気と
向流１男係をなして接触せしめられ、冷媒によって稀釈
された弱吸収剤溶液となって吸収器２の底部に信まる。

この弱溶液は、吸収器２の底部から弱溶液排出導管２０
を通って流出し、溶液ポンプ１０によって溶液＋％に交
換器７を通して発生器６ヘル２される。

吸収器２日における吸収剤溶液への冷媒蒸気の吸収を促
進するために、例えば周囲空気などのような冷却媒体を
ファン（図示せず）によって吸収器２をびりようにして
通流させ、吸収器内の暇収剤浴液を？１）却さぜる。Ｂ
ｔ屋ならば、この同じ冷却媒体を凝縮器４の外周面へも
通し、乙仁佑；１七Ｊ内の７１）媒を凝水１１さぜるこ
ともできる。

グび生骨３は、吸収器２から送給されてくる弱済液から
冷媒を佛Ｘ＝放出させるだめに該発生器内の管６１を通
して熱湯などの適当なだをを供給する熱分を倫えている
。発生器３内で生じた冷媒蒸気は、わ１゛出導管２１を
通って凝ん器４内へ流入し、凝詰器内でその外面を覆っ
て通る周囲空気との熱又換によって冷却され６；ミ縮せ
しめられる。一方、発生器６の低部に溜まった比戟的ｉ
１’５温の強吸収剤溶液は、鈷液晶交も１ば、（７を通
シ、強溶Ｐａ　ｉｌ：入Ｍγ管１９を通って吸Ｊヌ器２
へ流入し、吸収サイクルを縁返す。

バージ装備６は、５１１１図に示されるように、吸収器
２の１１１部から不凝赤：ｉ性ガスを収３ｊ’、　Ｌ／
　％放通するだめのパージ樒’１Ｗ２２と、該６管に配
設されて計り、冷凍装置１０作ルυ中常）ｄでは開放し
ているパージｊｉＪビック・アンプ弁５５と、吸収器２
の頂部からパージ導管２２を通して不凝縮性ガスを分子
′Ｉｉ、ｉ２４内へポンブタ（すする流体ジェットポン
プ２３を備えている。不１５１−＋］ｌｆｌ性ガ子は、
分院室２４内で浮上刃によって分序１′二され、パージ
溜め２５内に収祭される。流体ジェットポンプ２３を作
動させる７こめに弱吸収剤；′Ｓ液で一パージ用供拾〇
管３５を通してポンプ２３へ供給する。ポンプ２５から
排出され、分院室２４内に収容される吸収剤溶液は、吸
収器２の頂部から不、妻１−性ガスと共にパージ恭ｒ″
Ｃ６内へ吸引された冷媒蒸気を吸収する。パージ装置６
を通しての吸収剤溶液の連続した流れは、分雑５．’、
７．　ｆたはパージ室２４からパージ用戻しえ！う：管
３７訃゛よびパージ用戻し弁３６を通して弱溶液排出り
ｆつ管２０へ吸収剤溶液を再循環さぜることによって維
持される。

パージ用ビック・アップ弁５３と同様に、パージ用戻し
弁３６も、冷凍装只１の作匈中？；′：態では開放され
ているが、不凝縮性ガスがパージ溜め２５および分１″
′、ｃ室２４内に溜丑ってくろと１、分子℃室２Ａ内の
吸収剤溶液のレベル（液面のβさ）に影響を及ぼし、亘
２４同のパージ用吸収剤溶液レベル検出スイッチ６８を
作動させる。

スイッチ６８は、作動されると、ランプまたはベル（図
示せず）などのｄ缶器亡付努し、操作者にパージ用溜め
２５から不凝縮性ガスを放出させる必要性があることを
知らせる。そこで操作者は、ビック・アップ弁３３およ
び戻し弁５６を閉鎖し、わト出弁３９を開放して不凝縮
性ガスを放出芒せる。不凝縮性ガスが放出された後、操
作者は、排出弁６９を閉じ、ピンク・アップ弁３６およ
び戻し弁３６を開く。かくして、パージ装置６は、その
通常作動状態へ戻される。

第２図を参照すると、第１図に概略的に示された垂直管
部吸収器２の詳細図が示されている。

基本的には、吸収器２は、強情液導入ヘッダー４０と、
吸収器管４１と、冷媒蒸気導入管４２とから成っている
。残浴液導入導管１９およびパージ導管２２は、第２図
（Ｃ示されるように、吸収器２の強情液尋人ヘッダー４
０に接続されている。また、酵媒蒸気導管１８お工び弱
溶液排出導管２０は、吸収器の弱溶液２３人ヘッダー４
２に接続されている。吸収器２内での吸収剤溶液による
冷媒蒸気の吸収を促進させるように吸収器を冷却させる
ために吸収器管４１を覆うようにして空気などの熱父換
繰体を常時通流させる。第２図に示された吸収器２は復
航の盾４１から成っているが、吸収剤溶液と冷媒蒸気と
を完全に対向した向流関係で通流させるブヒめの吸収器
２０通路はいろいろな手段によって枯成することができ
る。

第３図を参照すると、第２図に示された吸収器２の管４
１の１つの断面図が示されている。

第３図は、吸収器２の管４１内での強吸収剤溶液と冷媒
蒸気とが完全対向向流関係をなして流れる態様を示す。

即ち、強吸収剤溶液は、残浴液導入導管１９を通し・て
吸収器２の強情液導入ヘッダー４０−＼導入される。強
情液は、強情液導入ヘッグー４０の底部４４に溜まシ、
そこから吸収器の管４１の上端を越えて被管の内面に沿
って流下する。一方、冷媒蒸気は、今際蒸気通路１８を
通して冷媒蒸気導入ヘッダー４２へ導入され、管４１の
内面に沿って流下する上記強情液と完全に対向して該管
４１内を通って上昇する。冷凍装［１は、その各オ？ｆ
成要奈の寸法を逍正に定めることによって、冷媒蒸気と
吸収剤ｒ１１液とが６管４１の全長に亘って実質的に完
全に対向した向流関係をなして流れるのに十分な容積流
１１の冷媒蒸気を吸収器２へ送給するように設計する。

各管４１内での完全対向向流は、管４１の内面に沿って
流下する吸収剤溶液に乱流を生じさせ、それによって管
の内面に沿って流下する吸収剤溶液と、管の外面を口っ
て流れる熱交換操体（通常は冷風）との間での管壁を通
しての熱伝達を促進する。また、６管の全長に亘って熱
力学的原動力がよυ有効に利用されるので６管の全長に
亘ってその伝熱表面がより有効に利用される。詳述すれ
ば、各吸収器管４１の底部においては弱吸収剤溶液が比
較的高圧の冷媒蒸気とヒ肋し、６管４１の頂部において
は強吸収剤溶液が比較的低圧の冷媒ｉ、・ｊ；気と接触
するので、６管４１の全長に亘って吸収剤溶液による冷
媒蒸気の吸収がより均一に行われる。この自流吸収プロ
セスは、吸収Ｍ’Ｊ　？３液と冷媒蒸気とが管４１内を
平行流１．＋４係をなして通される賜金に理論的に可能
々吸収量よりも多くの冷媒蒸気を吸収する機会を吸収剤
ｉ′ｄ液に与える。

しかも、この吸収器管４１日での向流は、吸収器２から
の不２″：ε縮性ガスのパージを容易にする。先に述べ
たように、不凝縮性ガスは、吸収器２の強情液導入ヘッ
ダー４０からパージ導管２２を通して行われるが、不凝
縮性ガスは、強情液導入ヘッダー４０内へ隼められ易い
。々ぜナラ、ヘッダー４０の底部４４内の強情液が吸収
器管４１０頂ＴＳＩＳの強情液からヘッダー４０の底部
へ冷媒蒸気を吸引し、それによって不凝縮性ガスをヘッ
ダー４０内の上部へ掃去させるからである。まだ、不凝
縮性ガスは、その固有の浮上刃によっても吸収器２の頂
部に」１゛フまる傾向がある。パージ導管２２を通して
収呆された不凝縮性ガスは、第１図に関連して説明した
ようにパージ装置６によって冷凍装置１から放逐される
。

本発明は、空冷式空冷式型直管器に関連して説明したが
、本発明の直接向流原理に基いて他の型式の吸収器を植
成することもできる。従って、不発明は、上述の笑施例
に限定されるものではなく、本発明の精神および範囲か
ら逸脱することなくいろいろな変型が可能であることは
当文者には明らかであろう。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による垂直管型吸収器を有する吸収冷凍
装置の概略図、第２図は第１図の吸収器の詳細図、第３
図は第２図の吸゛収器の１つの管の断面図である。 図中、１は吸収冷凍装置、２は垂直管現吸収器、６は発
生器１．５は蒸発器、６はパージ装置、１０は溶故ポン
プ、４０は残湿液導入ヘッダー（岐収器の頂部）、４１
は吸収器の管、４２は冷媒蒸気尋人ヘッダー（吸収器の
底部）。 Ｆ／θ／

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 弱吸収剤溶液を加熱することによって冷媒蒸気および強
   吸収剤溶液を生成するだめの発生器（３）と、該発生器
   から冷然蒸気を受取シ、該冷媒蒸気を液体に凝縮させる
   だめの凝縮器（４）と、該５Ｊ縮器から液体冷にシな受
   取り、該液体冷媒を蒸発させて該冷厳との熱交換関係に
   おかれる標体を冷却させるための蒸発器（５）と、を有
   する吸収冷！！！装置において、 前記蒸発器（５）からの冷厳蒸気を前記発生器（３）か
   らの強吸収剤溶液に吸収させるための岳直管≦Ｖ吸収器
   （２）を設け、該垂直管型吸収器は、発生器（３）から
   の強吸収剤溶液を吸収器の頂部（・イ０で受取り、蒸発
   器からの冷媒蒸気を吸収器の底部で受取り、吸収器の容
   管（４＋）内を通して冷媒蒸気と吸収剤溶液とを完全に
   対向した向流関係をなして通流させて冷厳蒸気を強吸収
   剤溶液に吸収させ、それによって生成された弱吸収剤溶
   液を吸収器の底部ＧＩ２に収真するように杓成されてお
   り、該弱吸収剤溶液を吸収器の底部（４２）から発生器
   （３）へ供給するだめの手段（ｔｏ、２ｏ）　　を設け
   たことを特徴とする吸収冷凍装置。 ２）前記手直ｇ型吸収器の頂部０Ｑから不凝縮性ガスを
   収集し、該吸収冷凍装こから放出するだめのパージ装置
   （６）を備えている特許ｉ１１求の範、囲第１項記載の
   吸収冷凍装置。