JPS6022253B2 - 吸収冷凍機 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は通常の冷凍サイクルと膨張機による動力サイ
クルを選択的に行なうことのできる吸収冷凍機に関する
。

第１図は従来一般に用いられている吸収冷凍機の系統を
示すもので、第１図において１は冷房用などに供する管
１３からの冷水を冷やす伝熱管群ｌａとその外表面に冷
煤を散布する散布装置ｌｂを備えた蒸発器で冷水は冷蝶
が蒸発するときの蒸発潜熱で冷やされる。

２は蒸発器１で蒸発した冷嬢を散布袋鷹２ｂから散布す
る吸収液に吸収して蒸発器内圧力を低く〈維持するため
、内側に管１４で供給する冷却水を通す伝熱管群２ａの
外表面に吸収液を膜状に滴下させ冷媒を吸収するときに
発生する熱を除去しながら吸収される構造の吸収器、３
は外部から管１６を通し伝熱管群３ａに供給する加熱媒
体の熱で吸収器２の下部に滴下した稀吸収液を吸収液ポ
ンプ１２によって管路２０、熱交換器１１を経て散布装
置３ｂに送り、これにより伝熱管群３ａに散布した稀吸
収液に吸収されている冷媒を加熱蒸発させ濃縮する再生
器、４は再生器３で蒸発分離された冷煤蒸気を管１５か
らの冷却水で冷却して凝縮させる伝熱管群４ａを有する
凝縮器である。

凝縮器で凝縮した冷媒は凝縮器４の下部より蒸発器１に
戻り再度冷水などの冷却に使われる。一方、再生器３で
冷嬢を分離して濃度の高くなった濃吸収液は管２５から
、熱交換器１１で稀吸収液に熱を与え、温度が低下して
吸収器２に入り、再び冷媒を吸収する作用を行う。

上記冷凍サイクルを連続して行うことにより、冷水など
の冷却を維持することができる。

吸収器２は、蒸発器１で袷煤が低圧下で蒸発を維持する
よう、蒸発器で蒸発した袷媒蒸気を吸収し除去するので
あるが、このように冷嬢と吸収しやすい物質との組合せ
は多数あり、水と臭化リチウム、アンモニウムと水など
の組合せが良く知られている。この他にもフロン系冷嬢
と油、フロン系冷煤とエチレングリコールやデイメチル
フオルムアミドなどがあり「組合せの種類により各部の
圧力は異るため、各部の構造に若干異ることがあっても
、サイクルの構成は同じである。再生器３の熱源として
は従来はポイラなどから蒸気や温水あるいは燃焼ガスを
用いて冷凍作用を行なわしめていたが「近年省エネルギ
ー化などのため工場廃熱や太陽熱を使用することが考え
られている。

これらの熱は冷房などの冷水が必要とするとき以外にも
、冷房とは無関係に排出されるもので冷凍機のみとして
利用するのでは廃熱や太陽熱の利用率が低下する。すな
わち上記第１図の吸収冷凍機の場合、冷房用の冷水の供
給に使用されるが、冷房は一般に外気温度の高いときの
みに利用され、その他の期間は使用されないのが普通で
ある。

したがって、冷房の必要なときに、必要な再生器３での
熱源を供給（例えばボイラなどで燃料を燃焼する）する
場合には、冷凍機を必要に応じて使用することでよいが
、エネルギーの昨今の事情から太陽熱や、廃熱の利用な
ど冷房等の用途とは無関係に熱源が供給されるときには
、冷房負荷がなければ、熱源は無駄に捨て去ることにな
る。この場合、他の熱利用を考えれば、それに適した他
の機関が必要となる。冷房用の冷水以外の用途として考
えられるものとしては発電機あるいはポンプ、送風機な
どの動力源とすることがあるが、いずれも回転力の形で
回収する必要がある。さて、凝縮器４の圧力と蒸発器１
の圧力を比較すると、例えば冷嬢にＲ−１２を、吸収液
に冷凍機油を使用したときの特性を示す第４図で、冷却
水として冷却塔などで冷やされた水を使用すると通常３
０〜３５午○位であり、伝熱のための温度差を考えて凝
縮器４で袷煤の凝縮温度を４０ｑｏとすると、純すし・
な冷媒Ｒ−１２の凝縮圧力は９．７ａｔａになる。

一方、吸収器２も凝縮器と同じく４０ｑｏに吸収液が冷
却されると、吸収液の冷媒の濃度が２６％のとき５．７
ａｔａとなる。したがって、この圧力で蒸発器１では冷
煤が蒸発する。すなわち、９．７−５．７＝傘ｔａの圧
力差が凝縮器と蒸発器（吸収器）の間に発生する。本発
明はこの圧力差を利用してより利用率を高めるため、再
生器で発生した圧力、温度の高い冷煤を作動流体に利用
して、膨張機を作動させ動力も取り出し「冷凍機として
利用する外に原動機としても使用せんとするもので、そ
の実施例を第２図及び第３図に示す。

第２図において、第１図と同一部分については説明を簡
略化するが、１は蒸発器、２は吸収器、３は再生器、Ｗ
ま凝縮機であり、５は蒸発器１と吸収器２を結ぶ管路２
１と、再生器３と凝縮器４を結ぶ管路２２相互を結ぶ管
路２３に設置した膨張機、管路２２に設けた弁６、管路
２１に設けた弁７、管路２３に設けた弁８及び９は冷凍
機として使用する場合と原動機として使用するときに切
替えるための弁である。

これらの弁により冷凍サイクルを閉じて、動力サイクル
に切替えて再生器３で発生する冷煤蒸気を作動流体とし
て供給すると「膨張機５はその負荷で発鰭機や冷水ある
いは冷却水のポンプ１０などを駆動するための動力源と
することができる。

１１は吸収冷凍機の熱効率を向上させるために吸収器２
から再生器３へ送られる吸収能力の低下した稀吸収液と
再生器３から吸収器２へ戻る吸収力の強い濃吸収液を熱
交換させ熱回収する熱交換器である。

１２は稀吸収液を再生器３へ供給する吸収液ポンプであ
る。

さて、第２図において再生器３と凝縮器４を結ぶ管路２
２の弁６と蒸発器１と吸収器２を結ぶ管路２１の弁７を
開け、これらの管路２１，２２相互を結ぶ管路２３に設
けた弁８と弁９を閉じれば、通常の吸収冷凍機（第１図
）と同じ冷凍サイクルが得られるのであり、弁６，７を
閉じ弁８，９を開けると再生器３からの冷煤蒸気は管略
２２、管路２３を通り膨張機５に作動流体として供給さ
れて原動機となり発電等に必要な十分なトルクが得られ
る。

一方、膨張機５を介して動力回収後の作動流体は膨張機
５から管略２１を経て吸収器２に入り、ここで再生器よ
り送られ散布菱魔で伝熱管群の管表面に散布される濃吸
収液に吸収される。

作動流体を吸収した稀吸収液は吸収液ポンプ１２によっ
て管略２０、熱交換器１１を通り再生器に戻され、この
動作を操返えすことにより動力サイクルが営まれるもの
となる。そしてし この間も吸収液は吸収冷凍機として
使用するときと同じ回路で循環している。弁６，７，８
，９を全部開けると、再生器３で発生した高温高圧の袷
煤は、一部は凝縮器４に流れ凝縮し、冷凍作用に使われ
、残りは膨張機５で仕事をして、膨張機を出た低圧の冷
煤蒸気は、蒸発器１で蒸発した玲煤蒸気と一緒になって
吸収器２で吸収される。

したがって、前記のいづれかを使用すれば再生器３で加
熱されて発生した冷媒蒸気は全て有効に利用できる。第
３図に示す他の実施例においては、前記実施例と異なる
のは管路２３の弁８を廃止し、これをその管路の膨張機
８と弁９の間からバィパスした管路２４に設けた点であ
り、これにより弁６と７を開け、弁８と９を閉じれば、
第１図と同じ吸収冷凍サイクルとなり、弁６，７，８を
閉じ弁９を開ければ、動力サイクルに変わり膨張機５を
前記実施例同様に原動機として使用することができる。

また、弁６，９を閉め「弁７と８を開ければ膨張機５で
動力を取り出した後の冷煤で冷凍サイクルができ、すな
わち、冷凍サイクルを同時に行なうことができるので熱
の利用効率が向上する。

この場合には再生器３で発生した高温、高圧の冷煤蒸気
は膨張機５を通って凝縮器４に入り、凝縮して蒸発器に
戻る。冷却水温度は外気温が低下すると低下するので、
凝縮器４における凝縮圧力や吸収器２における吸収圧力
は低下する。

この場合、再生器３への供給熱の温度は冷却水温度と糠
関係であるから、膨張機５の入口の冷嬢の温度圧力は高
く維持できる。したがって、冷却水温度が低下したとき
には再生器３と凝縮器４との圧力差を利用して膨張機５
を作動せしめうる。この場合には、膨張機５を通って仕
事をした冷煤で冷房ができるので、同じ再生器３での加
熱量でも動力の取出しと冷房の二重に利用できるので熱
効率が高くなる。以上のように構成した本発明によれば
、吸収冷凍機における再生器で蒸発分離した袷煤の管路
に設けた弁を適宜開閉することにより、冷煤を作動流体
として蒸発器から吸収器への管略と再生器から凝縮器へ
の管路とを結ぶ管路に設臆した膨張機に送り、膨張機を
介して動力回収後の作動流体は吸収器または凝縮器に導
ぴくようにしたから、冷凍サイクルと動力サイクルをそ
れぞれ単独または同時に行なうことができ、原動機とし
て発電機等に利用できる。

また動力サイクルにおいて、吸収器から再生器へ送られ
る稀吸収液と再生器から吸収器に戻る濃吸収液と熱交換
させるので効率の向上を計ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の吸収冷凍機の系統図、第２図及び第３図
はそれぞれ本発明の実施例を示す系統図、第４図は冷煤
と吸収液の組合せ例の曲線特性図である。 １・・・・・・蒸発器、２・・・・・・吸収器、３・・
・・・・再生器、４・・・…凝縮器、５・・・・・・膨
張機、６，７，８，９・・・…弁、１０・・・・・・発
電機等、１１・・・・・・熱交換器、１２・・・・・・
吸収液ポンプ、１３・・・・・・蒸発器へ冷水を供給す
る管、１４，１５・・…・吸収器、凝縮器へ冷却水を供
給する管、１６・・・・・・再生器へ冷媒の再生のため
の加熱源を供給する管、２０，２１，２２，２３，２４
・・・…管路。 第ノ図 第で図 第Ｊ図 第４図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 蒸発器、吸収器、再生器及び凝縮器からなる吸収冷
   凍機において、蒸発器から吸収器への管路と再生器から
   凝縮器への管路とを結ぶ管路に膨張機を設置し、再生器
   で蒸発分離された冷媒を凝縮器と膨張機へ並列か、また
   は平直列に流すことのできるよう冷媒の管路に弁を設け
   、冷房用などの冷熱源の製造の冷凍サイクルと、膨張機
   による動力の取出しの動力サイクルが、それぞれ単独ま
   たは同時に行うことのできるようにしたことを特徴とす
   る吸収冷凍機。 ２ 前記動力サイクルにおいて、膨張機を介して動力回
   収後の作動流体を吸収器に導びき、再生器から吸収器に
   戻される濃吸収液に吸収させると共にその作動流体とし
   ての冷媒蒸気を吸収した稀吸収液を吸収器から再生器へ
   送る途中で再生器から吸収器に戻る濃吸収液と熱交換さ
   せ効率の向上を計ることを特徴とする特許請求の範囲第
   １項記載の吸収冷凍機。 ３ 前記冷凍及び動力のサイクルにおいて、膨張機を介
   して動力回収後の作動流体を凝縮器に導びくと共に吸収
   器から再生器へ送られる稀吸収液と再生器から吸収器に
   戻る濃吸収液を熱交換させ効率の向上を計ることを特徴
   とする特許請求の範囲第１項記載の吸収冷凍機。