JPS599036B2 - 二重効用吸収冷凍装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、高温及び低温段の２組の発生器を有する二重
効用吸収冷凍装置に関するものである。

二重効用吸収冷凍装置においては、吸収器において冷媒
を吸収した稀溶液は高温発生器に送られ蒸気などの熱源
により加熱されて濃縮されて中濃度溶液となりポンプあ
るいは機器間の圧力差により更に低温発生器に導入され
、高温発生器にて発生した冷媒蒸気を導いた加熱管によ
り加熱されて更に蒸発し冷媒蒸気を発生し溶液自体は濃
縮されて濃溶液となり吸収器に戻る。

低温発生器において導入された中濃度溶液は加熱管と接
触して熱交換を行ない冷媒蒸気を発生せしめるものであ
るが濃度が高いため伝熱が悪く効率の低下を招くもので
あった。

また高温発生器内での加熱量を低減せしめかつ低温発生
器内での蒸発を濃度低下による沸点低下により促進せし
めるために稀溶液の一部を直接低温発生器に導入する場
合もあるが、この場合も低温発生器内での伝熱促進に特
に考慮がなされていなかった。

本発明は、低温発生器に導入される濃溶液あるいは稀溶
液の導入部に低温発生器内の撹乱を行なう撹乱機構を設
けたことにより、従来のものの上記の欠点を除き、低温
発生器内の伝熱状態を良好とし、高い効率が得られる二
重効用吸収冷凍装置を提供することを目的とするもので
ある。

本発明は、吸収器、高温発生器、低温発生器、凝縮器、
蒸発器、高温熱交換器、低温熱交換器、溶液径路及び冷
媒径路を備え、低温発生器底部より溶液又は蒸気が導入
され該低温発生器内に貯えられている溶液を撹乱する撹
乱機構を設けたことを特徴とする二重効用吸収冷凍装置
である。

本発明を実施例につき図面を用いて説明すれば、第１図
に示す二重効用吸収冷凍装置において、Ｅは蒸発器、Ａ
は吸収器、ＧＨは高湿発生器、ＧＬは低温発生器、Ｃは
凝縮器、ＸＬは低温熱交換器、ＸＨは高温熱交換器、１
は溶液ポンプ、２は冷媒ポンプであり、３はフラッシュ
室である。

これらの機器の間は配管により接続されている。

即ち、吸収器Ａと高温発生器ＧＨとの間は稀溶液の径路
として稀溶液管４により接続され、稀溶液管４の途中に
は低温熱交換器ＸＬ及び高温熱交換器ＸＨが設けられて
おり、両熱交換器の間の分岐点５より稀溶液の分岐径路
として稀溶液分岐管６が分岐され低温発生器ＧＬと接続
している。

高温発生器ＧＨの下部より濃溶液を導く径路として濃溶
液管７，８が高温熱交換器ＸＨの加熱側を経由してフラ
ッシュ室３に接続している。

フラッシュ室３にはフラッシュ室３下部と低温発生器Ｇ
Ｌの液面上部とを結ぶ溶液管９、およびフラッシュ室３
上部と低温発生器ＧＬの下部とを結ぶ蒸気管１０が設け
られそれぞれ噴射口２３．２４を有する。

凝縮器Ｃには冷媒管１１が設けられ蒸発器Ｅと接続して
いる。

高温発生器ＧＨの上部には冷媒蒸気管１２が設けられ低
温発生器ＧＬ内の加熱管１３と接続し、加熱管１３はさ
らに冷媒管１１に接続している。

低温発生器ＧＬの下部より濃溶液管１４，１５が低温熱
交換器ＸＬの加熱側を経由して吸収器Ａに接続している
。

１６は冷水管、１７，１８は冷却水管、１９は加熱管で
ある。

本実施例の作用効果を説明するに、吸収器Ａにて冷媒を
吸収した稀溶液は溶液ポンプ１により稀溶液管４により
低温及び高温熱交換器ＸＬ，ＸＨにて加熱されながら高
温発生器ＧＨに達する。

途中分岐点５にて一部の稀溶液は稀溶液分岐管６に分岐
して低温発生器ＧＬに導かれる。

高温発生器ＧＨに入った稀溶液は、加熱管１９により加
熱され、一部の冷媒を冷媒蒸気として蒸発せしめて濃縮
された濃溶液となって濃溶液管７，８により途中高温熱
交換器ＸＨにおいて温度か下かりながらフラッシュ室３
に導かれる。

フラッシュ室３において急激に蒸発した冷媒蒸気は蒸気
管１０、噴射口２４を経て低温発生器ＧＬ下部より液の
中に、また残りの濃溶液は溶液管９、噴射口２３を経て
低温発生器ＧＬ液面上部より勢よく噴出する。

一方高温発生器ＧＨにおいて生じた冷媒蒸気は冷媒蒸気
管１２を経て加熱管１３に達し、低温発生器ＧＬ内に入
った濃溶液を加熱し冷媒蒸気を発生せしめる。

稀溶液分岐管６より導入される稀溶液の量か比較的少な
い場合は溶液濃度は更に高くなり濃溶液管１４．１５を
経て途中低温熱交換器ＸＬにおいて温度が下がりながら
吸収器Ａに導かれるが、導入される稀′溶液か比較的多
い場合は稀釈されてやや濃度か低下した状態で濃溶液管
１４，１５を経て吸収器Ａに戻る。

低温発生器ＧＬにて発生した冷媒蒸気は凝縮器Ｃに入り
冷却されて凝縮し冷媒管１１を通り、加熱管１３からの
冷媒を合流して蒸発器Ｅに達する。

本実施例は上記の如き構成、作用を有するので濃溶液管
８により導かれた濃溶液かフラッシュ室３においてフラ
ッシュし蒸気と溶液とを低温発生器ＧＬの中に噴出せし
めて低温発生器ＧＬ内を撹乱するので伝熱係数か増大し
熱交換が充分に効率よく行なわれる。

即ちフラッシュ室３から導かれた溶液管９の噴射口２３
、蒸気管の噴射口２４か撹乱機構として作用し、溶液の
濃度か高いにも拘らず良好な熱交換を行なうことができ
る。

稀溶液分岐管６にて稀溶液を分岐したことにより、高温
発生器ＧＨを通過する溶液流量を減じて溶液を冷媒蒸気
発生に必要な温度まで加熱するに要する熱量を低減せし
めることができ、また、低温発生器ＧＬ内の溶液を稀釈
してその濃度を下げることにより沸点を降下せしめて蒸
発を活発に行なわしめる効果をもたらすものである。

即ち溶液のサイクルは濃度一温度線図上に現わせば第２
図に示す如く■■■■■■■■のサイクル（高温発生器
ＧＨを通過するサイクル）のほかに稀溶液分岐管６を通
過する■■の径路が加わったサイクルとなる。

フラッシュ室３を出て低温発生器ＧＬに入った溶液は■
の状態であり、濃度はξ５でその沸点はｔ，である。

若し稀溶液分岐管６よりの稀溶液による稀釈かない場合
には濃溶液は更に濃縮されて濃度はξ８となりその沸点
は上昇してｔ８となる。

一方この濃溶液を加熱管１３の中の加熱媒体の温度は輸
送中の温度低下がなければ高温発生器ＧＨにおける蒸気
圧ＰＣＨの飽和温ｔＯＨとほほ等しい。

高温発生器ＧＨにおける加熱量を低減せしめるためには
ｔＯＨは低くとられるが、ｔＯＨが低いと温度（ｔｃＨ
−ｉｓ）あるいは（ｔｃｉ−ｉ １８）か小さくなり
また沸騰伝熱における伝熱係数も悪くなる。

稀溶液分岐管６より稀溶液を導入して稀釈して濃度をξ
６に下げて■の状態にすると沸点がｔ６に下がり温度差
（ ｔ Ｏ Ｈ−ｔ６）は増大し、伝熱係数もよくなり
沸騰蒸発が促進される。

この場合前述の撹乱機構であるフラッシュ室３から導か
れた噴射口２３．２４の作用で充分撹乱か行なわれ、特
に噴射口２４は低温発生器ＧＬ底部にあるので低温発生
器ＧＬ内に貯えられている溶液を下部から撹乱して稀溶
液による稀釈も速やかに行なわれ、伝熱係数も高く良好
な熱効率が得られる。

溶液管９、蒸気管１０の接続は第３図のようにしても、
低温発生器ＧＬ内の溶液を上、下から撹乱でき、伝熱が
改良される。

すなわち溶液管９をフラッシュ室下部と低温発生器ＧＬ
の下部とを結ぶように設け、蒸気管１０をフラッシュ室
上部と低温発生器ＧＬの液面上部とを結ぶように設けて
もよい。

第４図は別の実施例を示し、濃溶液は濃溶液管８を経て
低温発生器ＧＬの底部２１に導入され、内部に設けられ
た多孔板２２により分散して溶液内に噴出し撹乱して伝
熱効果を上げるものである。

底部２１と多孔板２２とにより撹乱機構か構成される。

内部の構成についての実施例を第５図、第６図に示す。

第５図は低温発生器ＧＬの長手力向に稀溶液分岐管６よ
り導入された稀溶液を流しその下側の多孔板２０の下に
濃溶液を流して多孔板２０から噴出せしめて溶液を撹乱
するものである。

この場合下流側の濃度が高くなり温度差が小となり伝熱
が悪くなるので、これを補うため、第６図の如く下流部
分のみに多孔板２０を設けて集中的に強い撹乱を起こす
ようにしてもよい。

また濃溶液管８から入る溶液のフラッシュ蒸気による撹
乱あるいは溶液ジェットによる撹乱を行なってもよい。

多孔板２０の孔の大きさ、大きさの分配、孔の配置など
は条件に合わせ最適のものを選ぶことができる。

第Ｔ図は別の実施例で、低温発生器ＱＬの底部２１に稀
溶液分岐管６よりの稀溶液を導入した例である。

加熱管１３の一部１３′は最下段に比較的密に配例され
、第４図における多孔板２２の代りに分散噴出作用を行
う。

即ち底部２１と一部の加熱管１３′とにより撹乱機構を
構成し分散噴出しかつ激しく沸騰する稀溶液を以て溶液
全体を撹乱し伝熱効果を良好にすることかできる。

この場合、濃溶液による噴出撹乱と比べ、分散噴出によ
る効果のほかにさらに沸騰して多量の冷媒蒸気が発生し
易く、これにより撹乱効果は一層強いものとなる。

伝熱管１３′のほかに多孔板を併用してもよい。

第８図は、底部２１に稀溶液を導入する場合で撹乱機構
の一部に多孔板２０を用いた例を示す。

低温発生器ＧＬの長手力向に対し底部２１を流れる稀溶
液と多孔板２０の上を流れる濃溶液とは流れを対向させ
ることが好ましい。

何れの流れも上流は沸騰が活発で下流は弱いので、対向
せしめることによって互に補い、良好な撹乱効果が得ら
れるからである。

第９図は別の実施例で同様な効果を有する。

第１０図は別の実施例で、多孔板などを用いる代りに稀
溶液分岐管６の終端に多数の枝管を分岐させて噴射口２
３を設けて分散噴出せしめ撹乱機構を構成した例を示し
、同様な作用、効果を有する。

以上の実施例においては溶液や冷媒の径路は管路によっ
て示したが、機器が隣接する場合は隔壁に設けた孔など
の通路などのように流体が移動し得る径路であればよい
。

本発明により、低温発生器内での接触が充分行なわれ、
しかも低温発生器の底部より気泡が発生し沸騰が促進さ
れて伝熱か良好で効率の高い二重効用吸収冷凍装置を提
供することができ実用上極めて犬なる効果を有するもの
である。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の実施例を示し、第１図はフローシート、
第２図はそのサイクル線図、第３図はフラッシュ室附近
の実施例を示すフローシート、第４図は別の実施例のフ
ローシート、第５図及び第６図はそれぞれ異なる撹乱機
構の例、第７図は別の実施例の部分フローシ一ト、第８
図〜第１０図はそれぞれ異なる撹乱機構の例である。 Ｅ・・・・・・蒸発器、Ａ・・・・・・吸収器、ＧＨ・
・・・・・高温発生器、ＧＬ・・・・・・低温発生器、
Ｃ・・・・・・凝縮器、ＸＬ・・・・・・低温熱交換器
、ＸＨ・・・・・・高温熱交換器、１・・・・・・溶液
ポンプ、２・・・・・・冷媒ポンプ、３・・・・・・フ
ラッシュ室、４・・・・・・稀溶液管、５・・・・・・
分岐点、６・・・・・・稀溶液分岐管、７，８・・・・
・・濃溶液管、９・・・・・・溶液管、１０・・・・・
・蒸気管、１１・・・・・・冷媒管、１２・・・・・・
冷媒蒸気管、１３，１３’・・・・・・加熱管、１４，
１５・・・・・・濃溶液管、１６・・・・・・冷水管、
１７．１８・・・・・・冷却水管、１９・曲・加熱管、
２ｏ・曲・多孔板、２１・・・・・・底部、２２・・・
・・・多孔板、２３．２４−・・曲噴射口。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 吸収器、高温発生器、低温発生器、凝縮器、蒸発器
   、高温熱交換器、低温熱交換器、溶液径路及び冷媒径路
   を備え、低温発生器底部より溶液又は蒸気が導入され該
   低温発生器内に貯えられている溶液を撹乱する撹乱機構
   を設けたことを特徴とする二重効用吸収冷凍装置。 ２ 前記溶液径路が、低温熱交換器から高温熱交換器に
   達する間の稀溶液径路の途中で分岐し、その稀溶液分岐
   径路が低温発生器と接続している特許請求の範囲第１項
   記載の装置。 ３ 前記撹乱機構が、溶液を低温発生器底部内に噴射す
   る噴射装置である特許請求の範囲第１項又は第２項記載
   の装置。 ４ 前記撹乱機構が、濃溶液を低温発生器の底部より分
   散して導入せしめる溶液分散導入装置である特許請求の
   範囲第１項又は第２項記載の装置。 ５ 前記撹乱機構が、稀溶液を低温発生器の底部より分
   散して導入せしめる稀溶液分散導入装置である特許請求
   の範囲第１項又は第２項記載の装置。 ６ 前記撹乱機構が、フラッシュ蒸気を低温発生器の底
   部より分散して導入せしめる蒸気分散導入装置である特
   許請求の範囲第１項又は第２項記載の装置。