JPS6119406Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】

本考案は内燃機関の排熱を熱源とする二重効用
型吸収冷凍装置に関するものである。 近年省エネルギーのため内燃機関の排熱回収と
その有効利用が計られるようになつてきたが、こ
れを空気調和熱源として利用する場合、暖房時に
は温熱のままでよいが、冷房時の冷熱源の供給が
必要となつてくる。そこで吸収冷凍装置を併設す
る方法が採用されるが従来の吸収冷凍装置を利用
するとすれば90℃以上の温度の温水を作り、一重
効用型として利用するにとどまつていた。 本考案は機関排熱が高温排熱を保有しているこ
とから、発生器を高温側発生器と低温側発生器の
二段階に分け、しかも単純に従来の二重効用型の
形態をとるのではなく、機関の低温排熱を低温側
発生器に加える構造とすることで、吸収冷凍装置
の成積係数の向上を計るようにするものである。 本考案は上述の点を起良する目的で構成された
もので、内燃機関が排出する熱エネルギーを高温
度の排気ガス系と低温度の冷却水系とに分け、前
者の排気ガスを以つて高温側発生器内の希溶液を
加熱し、冷媒（一般には水）を蒸発させ、吸収溶
液と分離させ、これを濃縮せしめ且つ発生した冷
媒蒸気を次の低温側発生器の加熱源に利用すべく
該発生器に導き入れ希溶液を加熱濃縮せしめる
が、該発生器内には低温度の機関冷却水排熱（温
水）も導き入れて、両方の熱で以つて該発生器内
の希溶液を加熱し冷媒を蒸発させ吸収溶液を分
離、濃縮せしめるようにした二重効用型吸収冷凍
装置である。 本考案は上述の如く構成したもので、低温側発
生器を設けることにより凝縮器で放出される該吸
収冷凍装置の冷却水への放熱量を減少せしめるこ
とになり、冷却塔の小容量化を可能とする点は二
重効用型と同様である。 更に、高温側発生器はエンジンの排気ガスで直
接溶液を加熱する形態をとり、ここで排気ガスが
冷却され、機関の発生する燃焼音を減衰せしめる
効果があることから、排気消音器の作用もなし、
特に単独の消音器を設置する必要がなくなる。 又、従来の一重効用型吸収冷凍装置に機関排熱
を利用する方法に於いては、供給熱を温水で搬送
するために排気ガス熱交換器、機関冷却水熱交換
器、温水供給ポンプ等の設備を必要としたが、排
気ガス熱交換器は高温側発生器として、機関冷却
水熱交換器は低温側熱交換器に含めた構造とし、
更に温水供給ポンプは機関が放熱器（ラジエータ
ー）へ送水するポンプでもつて充分な供給が出来
ることからこれを省略することが出来、全体とし
て小型軽量化が計れるためエンジン駆動ヒートポ
ンプ装置、発電機等と一体構造のユニツトの形態
がとれ、設置面積の縮少、設備費の低減に効果が
ある考案である。 本考案の構成をその一実施例に就いて更に詳説
するに、第１図に示す如く、高温側発生器１は胴
の内部に内胴２と伝熱管３を配置し、内胴２に機
関の排気ガス（約700℃）を排気ガス管４により
導き入れ、該発生器１内の希吸収溶液を内胴２と
伝熱管３のそれぞれの伝熱面で熱交換を行わしめ
て希溶液を加熱し、溶液中の冷媒液（水）を蒸発
し溶液は濃縮される。 発生した冷媒蒸気（水蒸気）は発生器１の上部
から導管５を経て低温側発生器６の内部に設けら
れた伝熱管７に導かれ、該発生器６の胴の内部に
ある希吸収溶液に熱を与え、冷媒蒸気（水蒸気）
は凝縮し冷媒液（水）となる。一方、該発生器６
の内部には伝熱管８が併設して設けられ、ここに
機関を出た冷却水（約90℃）を導き入れ、希吸収
溶液に熱を与え自らは温度を下げて機関に戻り機
関を冷却する。 このように機関の排出する低温度の排熱もあわ
せて利用するもので、該低温発生器で加熱された
希吸収溶液は冷媒液成分（水分）を蒸発、濃縮さ
れ発生した冷媒蒸気（水蒸気）は胴の上部から導
管９を経て凝縮器１０に導かれ、内部に配置され
た伝熱管１１を通る冷却水により冷却され凝縮し
て冷媒液（水）となり、低温側発生器６の伝熱管
７で冷却され凝縮した冷媒液（水）と合流して、
該凝縮器１０の底部にたまる。この冷媒液（水）
は導管１２により冷媒冷却器１３に導かれ冷却水
と熱交換し冷却されたのち、導管１４により蒸発
器１５に導かれる。該蒸発器１５の胴の内部には
伝熱管１７とその上部に冷媒液（水）散布管１６
が配置され、導管１４で導き入れられた冷媒液
（水）は伝熱管１７に均等に散布される。このと
き伝熱管１７内部には循環冷水が通つているが、
散布された冷媒液（水）は該蒸発器１５内部が高
度の真空になつているため、伝熱管１７内の循環
冷水より蒸発潜熱を得て蒸発し、該冷水は冷却さ
れる。なお散布された冷媒液（水）が蒸発しきれ
なかつた場合には蒸発器１５の底部より導管２
７、冷媒ポンプ２６及び導管２８を通り冷媒散布
管２９に導かれて再度散布される。該蒸発器１５
内で蒸発した冷媒蒸気（水蒸気）は胴の内部に充
満するが順次仕切壁１８の上部の通路を通り吸吸
収器１９に入る。該吸収器１９の内部には上部に
吸収溶液の散布管２０が配され、高温側発生器１
及び低温側発生器６で濃縮された吸収溶液が導管
２１及び２２を通り、吸収溶液冷却器２３で冷却
されたのち、吸収溶液散布管２０に導かれて吸収
器１９の胴内に散布される。このとき蒸発器１５
内で発生した冷媒蒸気（水蒸気）は散布された吸
収溶液に吸収されることにより、蒸発器１５内は
常に高真空に維持され冷却は継続して行われる。 吸収器１９内に配置された伝熱管２４の内部は
冷却水が通つており、吸収溶液が冷媒（水）を吸
収するときに発生する凝縮熱を奪い吸収作用をよ
りよくしている。冷媒（水）を吸収した溶液は希
釈されて希溶液となり、吸収器１９の胴の下部に
たまり、溶液熱交換器２３を介して導管２４によ
り吸収溶液ポンプ２５に導かれ、導管２６及び２
７を通つて高温側発生器１と低温側発生器６に送
液され循環サイクルを形成する。 この循環サイクルにおいて、冷却水は温度の低
いところから順次温度の高いところ、すなわち冷
媒冷却器１３から吸収器伝導管２４から凝縮器伝
熱管１１の順に送られる。なお循環冷水は負荷側
より戻り、蒸発器伝熱管１７を通る間に冷却され
て再び負荷側にゆく。一方機関を出た高温排気ガ
スは高温側発生器１で熱をとられ温度を下げた状
態で排出される。このときドレンが生成すること
があるが、このドレンも排出される。また機関の
冷却水は、低温発生器６内の伝熱管８で熱をとら
れ温度を下げて機関側に戻る。 このように高温側及び低温側の発生器１及び６
を除けば他の部分の構造作用については従来の二
重効用形吸収冷凍装置と同様の構造及び作用を行
つているものである。 この提案により従来行われている一重効用吸収
冷凍装置に比べ一例として次のような改善がはか
れる。

【表】 このようなシステム構成において第一に高温側
発生器については、機関の排気ガスを利用する場
合、排気ガスと温水との熱交換器を必要とする
が、この構造は発生器を排気ガス直接加熱方式と
する限りでは同じ形態をとる。第二に低温側発生
器については一般に機関の冷却水系と温水系とを
分離するため熱交換器を介する方法をとるが、該
熱交換器と類似の形態で低温側発生器を構成でき
る。第三に低温側発生器への熱源温水（機関の冷
却水）の供給は、機関の近傍に設置すれば機関直
結の冷却水ポンプを利用出来るため、別途単独の
ポンプを設置する必要はない。 以上の三つの事項を含め、該吸収冷凍装置のシ
ステム構成は簡素化され、エンジン駆動ヒートポ
ンプ装置又は発電機構と一体のユニツト構成が出
来、安価且つ外形寸法も大差無き形態で提供する
ことが出来る。なお第１図に於いて低温側発生器
６と凝縮器１０とは一つの胴の中に収納し一体と
することも可能である。 更に、第２図に於いて高温側発生器を詳説する
と、高温側発生器１の胴の内部には機関の排気ガ
スの通路となる内胴２を配置し、該内胴内部には
伝熱管３を配置してある。機関の排気ガスは、機
関排気ガス入口２ａより入り、希吸収溶液は希吸
収溶液入口３ａより入つて熱交換し、排気ガスは
冷却され、希吸収溶液は加熱されて、排気ガスは
機関排気ガス出口２ｂより外部に放出される。一
方希吸収溶液は希吸収溶液出口３ｂより発生器の
胴の内部に出て、内胴２によりさらに加熱されて
冷媒蒸気を発生し、該蒸気は邪魔板１ａを経て冷
媒蒸気出口１ｂから低温側発生器に導かれる。 発生器の胴内部に残つた吸収溶液は冷媒の蒸発
により濃縮されて、濃吸収溶液出口１ｃから出て
溶液熱交換器２３を経て吸収器１９に導かれる。
なお該発生器は立型の形態をとることも可能であ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の説明図、第２図は高温側発生
器の構造を示す断面図、第３図は同縦断面図であ
る。 １……高温側発生器、２……内胴、３，７，
８，１１，１７，２４……伝熱管、４……排気ガ
ス管、５，９……導管（冷媒蒸気）、６……低温
側発生器、１０……凝縮器、１２，１４……導管
（冷媒液）、１３……冷媒冷却器、１５……蒸発
器、１６，２９……冷媒散布管、１８……仕切
壁、１９……吸収器、２０……吸収溶液散布管、
２１，２２……導管（吸収溶液）、２３……溶液
熱交換器、２５……溶液ポンプ、２６……冷媒ポ
ンプ、２７，２８……導管。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 内燃機関（エンジン又はガスタービン）を使用
   する設備（内燃機関駆動ヒートポンプ装置、発電
   機等）に於いて、機関が排出する熱エネルギーを
   高温度の排気ガス系と低温度の機関冷却水系に分
   けて回収し、これらの熱エネルギーを加熱源に利
   用する吸収冷凍装置で、高温度の排ガスは高温側
   発生器に導いて直接吸収溶液を加熱し、これによ
   り発生した冷媒蒸気を低温側発生器に導いて、吸
   収溶液を加熱せしめ、更に低温度の機関冷却水も
   該低温側発生器に導き、併せて吸収溶液を加熱せ
   しめる二重効用型吸収冷凍サイクルを構成せし
   め、且つ該高温側発生器の内筒の持つ容積を大き
   くし機関の排気ガスを導入する際に急膨張させ、
   且つここでの熱放出（排気ガスは冷却）させるこ
   とと相俟つて排気ガスの消音効果を持たせるべく
   構成した吸収冷凍装置。