JPS62178858A - 吸収冷凍機 - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、冷媒及び吸収溶液を用いて吸収冷凍サイクル
を行う吸収冷凍機であって、冷却水温度低下或いは不凝
縮ガス侵入等による冷媒液の偏在を確実に防止しうる吸
収冷凍機に関するものである。

〔従来の技術〕

例えば、冷媒に水、吸収剤にＬｉＢｒ水溶液を使用する
吸収冷凍機では吸収器に通水される冷却水温度が低い場
合には吸収能力が過大となるため、吸収溶液濃度は低い
側で平衡する。この場合、蒸発器側の冷媒が吸収溶液側
に多量に移動するため、冷媒の液レヘルが低下し、冷媒
ポンプの吸い込み揚程が低下してキャビテーションを生
じポンプが運転不能になり易い問題がある。

また冷却水温度が低下しなくても気密不良による不凝縮
ガスの侵入等により吸収能力が低下した場合には、溶液
濃度は比較的濃くかつ吸収熱低下のために溶液温度が低
くなり、溶液の結晶トラブルを生じ易い状態になる問題
があった。このときに冷却水温度が低下すれば結晶を生
ずる危険は一層大となった。

これらの問題に対処するため、従来、冷却水温度を一定
以上に保つべく冷却塔の能力制御をする方法がとられる
こともあるが、冷凍能力及び効率は冷却水温度が低い方
が向上するので、このように冷却水温度を一定以上に保
って運転することは省エネルギー上好ましくない。従っ
て冷却水温度を特に上げることなく低いままとして冷凍
能力及び効率を下げない状態で運転し、かつ前述のよう
にトラブルが生じた時に対応する装置が提案されている
。

〔発明が解決しようとする問題点〕

その具体例を示すと、第４図において、１は蒸発器、２
は吸収器、３は凝縮器、４は発生器、５は熱交換器、６
は溶液ポンプ、７は冷媒ポンプである。蒸発器１には液
面検出器３１が設けられ、冷媒レヘルを該液面検出器３
１で検出し、液面が高い場合には冷媒を溶液側に移して
結晶を防止し、液面が低い場合には冷媒ポンプ７を停止
するものである。

従って、溶液の結晶は防止できるものの、冷媒ポンプ７
停止の時冷凍能力が急激に低下するため冷水温度変化が
大きく、系が安定しない問題がある。また、この例では
、液面検出器３１を低温の蒸発器１に設けるため、結露
による誤作動の惧れがあり、フロート式液面検出器を用
いた場合は異物混入による作動不良に対しても配慮しな
ければならなかった。

別の従来例である実公昭５２−１３６４６号公報の例で
は、蒸発器液面が低下した場合にも冷媒ポンプを停止さ
せないでポンプの連続運転を可能とするために、液面が
低下した場合に別途設けた冷媒溜から冷媒を蒸発器に流
入させ、蒸発器の液面を冷媒ポンプがキャビテーション
を起こさない高さに維持するようにしたものである。

しかし、この場合も冷媒溜から蒸発器への経路中に設け
た弁の制御は蒸発器の液面検出器によって行われるため
、前述と同様の誤作動などの問題があった。

また、この例では、溶液の結晶防止を行うのに、冷却水
温度を検出しているが、気密不良のため不凝縮ガスが侵
入して吸収能力が低下し、溶液温度が低下して結晶を生
ずるような場合には、冷却水温度は下がらなくとも結晶
の危険を生ずるので、冷却水温度の検出によるのではこ
のような場合の結晶防止には役立たなかった。

以上の如く、従来の装置においては、冷却水温度低下及
び気密不良による不凝縮ガスの侵入等による冷媒液の偏
在の問題を共に解決する手段が見られなかった。

本発明は、上述の問題点を解決し、冷却水温度低下及び
気密不良による不凝縮ガスの侵入等による冷媒液の偏在
の問題を共に解決することができる吸収冷凍機を提供す
ることを目的とするものである。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明は、問題点を解決するための手段として、吸収器
、蒸発器、発生器、凝縮器、熱交換器及びこれらを接続
する冷媒、溶液経路から構成される吸収冷凍機において
、凝縮器からの冷媒を蓄えうる冷媒貯室を設け、該冷媒
貯室を開閉弁を有する冷媒導管で蒸発器に接続し、該蒸
発器には冷媒液を吸収器に溢流せしめるオーバーフロー
部を備え、吸収器内又はその出口側の希溶液経路の溶液
温度を検出する温度検出器を設け、該温度検出器の信号
により、溶液温度が所定温度以下になった時に前記開閉
弁を開く信号を発する制御機構を有することを特徴とす
る吸収冷凍機を提供せんとするものである。

〔実施例〕

本発明の実施例を図面を用いて説明する。

第１図において、■は蒸発器、２は吸収器、３は凝縮器
、４は発生器、５は熱交換器で、これらを溶液経路、冷
媒経路で接続して吸収冷凍サイクルを形成している。６
は溶液ポンプ、７は冷媒ポンプである。

凝縮器３と蒸発器１とは、通常運転時の冷媒経路である
冷媒戻り管８と、異常時に作動せしめる冷媒導管９の、
２本の配管で接続されている。冷媒戻り管８の入口は凝
縮器３の底部より高さｈを隔てて開口させ、凝縮器３の
底部に、高さｈの、優先的に冷媒が貯留される冷媒貯室
１０を形成しである。この冷媒貯室１０の底部に冷媒導
管９の入口は開口配備されている。また、冷媒戻り管８
の出口は冷水管上方に、冷媒導管９の出口は冷媒溜直上
部に開口させている。冷媒戻り管８には減圧機構として
オリフィス１１が設けられている。

冷媒導管９には開閉弁１２が備えられているが、この開
閉弁１２は吸収器２出口の希溶液経路に設けた、溶液温
度の温度検出器１３からの信号を受けて作動する制御機
構としての制御器１４により開閉されるようにしである
。

制御器１４はサーモスタットとし、開閉弁１２は電磁弁
として、予め定められた溶液温度にてＯＮ−ＯＦＦする
よう構成してもよいが、開閉弁１２を比例制御弁とし、
制御器１４により溶液温度に準じて開度設定できるよう
構成すれば、より確実な運転ができる。

開閉弁１２の位置は図示の如く凝縮器３と蒸発器１の圧
力ヘソドＨ４及び液ヘッドＨＬを有効に使用できるよう
Ｉ（＋’ｏ以上の位置レベルＨＰ（１＋ＨＶの点に設け
ると口径が小さくでき、コスト的に有利である。

蒸発器１には冷媒液を吸収器２へ溢流させるオバーフロ
一部１５を、蒸発器１と吸収器２を区画する仕切壁に設
け、蒸発器１を経由して冷媒液が吸収器２に移行するよ
うにしである。

この場合、冷媒貯室１０及び蒸発器１の冷媒溜１６の大
きさは次の（１）　（２）式で求められる。

冷凍機への当初の溶液抽入量をξ。％でＷｋｇとし、冷
却水温度低下時の溶液サイクルの平均濃度をξ１％、定
格運転時の溶液平均濃度をξ、％とすると、凝縮器３に
おける冷媒貯室１０の必要容積ＶＣは ξ、　ξ、　　　　　　１００ また、蒸発器１における冷媒溜１６の必要容積Ｖ４は、
冷媒ポンプ７のキャビテーション限界における平均濃度
を８６％として ξ。　ξ、　　　　　　１００ 冷媒溜１６の、吸収器２へのオーバーフロー位置は、正
常な吸収サイクル平均濃度に比較し、式（１）　（２）
で決まる条件よりも０．５〜１．０　ｗｔ％程濃くなっ
た点でオーバーフローするように定めると効果的である
。

しかして、冷却水温度が急激に低下した場合、溶液温度
が低下して吸収能力の過剰をきたし、従って蒸発器１が
冷媒不足となって冷媒ポンプ７のキャビテーションが発
生する惧れがあるが、溶液温度を温度検出器１３で検出
し、所定温度まで低下したら前記開閉弁１２を開き冷媒
貯室１０の冷媒を蒸発器１に流入させるので、即ち、蒸
発器１の冷媒量に関係なく冷媒不足となる可能性力ζ高
い時に冷媒を蒸発器１に移行させるので、冷媒ポンプ７
のキャビテーションは確実に防止できる。

この場合、開閉弁１２は吸収器２の出口側の溶液経路に
温度検出器１３に拠って制御されるので、従来のように
蒸発器１の液面検出に拠る場合に比べ、結露による誤作
動や、フロート式液面検出器を用いた時に起こる異物混
入による作動不良の惧れがなく、正確な検出が可能であ
る。

また、冷媒貯室１０は通常の冷媒経路である冷媒戻り管
８への供給よりも優先して冷媒液の供給を受ける優先貯
留部なので常に満杯状態となっており、異常時に直ちに
確実に冷媒を蒸発器１に供給することができる。

さらに、開閉弁１２が溶液経路に設けた温度検出器１３
によって制御されるので、不凝縮ガスの侵入などにより
起こる溶液の結晶を防止できる。

即ち、従来、冷却水温度に拠って冷媒を蒸発器に流入さ
せ、蒸発器から吸収器へオーバーフローさせて溶液濃度
を低くすることが行われているが、それでは第２図に示
すような、気密不良による不凝縮ガスの侵入等により、
吸収能力不足をきたすような場合には溶液濃度が上昇し
て結晶を起こす惧れがあるが、その場合は冷却水温度は
変わらないので冷却水温度を検出したのでは、対処でき
ない。しかし、その場合も溶液温度は吸収熱低下により
低下しているので温度検出器１３で検出可能であり、的
確に開閉弁１２を作動せしめ、冷媒を蒸発器１からオー
バーフローさせて吸収器２に流入させて溶液濃度を低く
することができるので、結晶を確実に防止できる。

第３図は本発明の別の実施例で、冷媒貯室１０はせき板
１７で区画形成されている。せき板１７の上方には、せ
き板１７で区画される一方の室を優先的に冷媒が貯留さ
れる冷媒溜とするためにガイド板１８が設けられており
、形成される優先冷媒溜を冷媒貯室１０としである。冷
媒貯室１０の底部には冷媒導管９の入口が設けられてい
る。

せき板１７で区画される他方の室１９の底部には冷媒戻
り管８の入口が設けられ、せき板１７を溢流した冷媒の
、蒸発器１への戻り流路となっている。冷媒戻り管８及
び冷媒導管９各々の出口は、前述の実施例とは逆で、前
者が冷媒溜１６直上部に、後者が冷水管上方に、それぞ
れ設けられている。

冷媒導管９には開閉弁１２が前述の実施例と同様に備え
られる。開閉弁１２の開口径は、凝縮器３と蒸発器１の
圧力差が利用できるため、圧力シールを配慮した大きさ
で選択すればよいから流量係数の小さな弁が使用できる
。

蒸発器１に設けられるオーバーフロー部は配管２０を用
いて形成されている。

なお、凝縮器３からの冷媒移行は２点式として第３図に
おける冷媒貯室１０の高さｈ′の位置に開口させた、開
閉弁２１を備えた冷媒導管２２を用いて、流入させるよ
うにすれば、溶液温度低下の度合によって冷媒移行量を
変えることができる。

このことは前述の比例弁によって開閉弁１２の開口径を
制御したり、或いは、開口の時間を制御することによっ
ても可能である。

この実施例においても前述の実施例と同様に、冷媒ポン
プ７のキャビテーション防止及び溶液の結晶防止を確実
に行うことができる。

以上、単効用の吸収冷凍機で説明したが、発生器を複数
もった多重効用の吸収冷凍機についても同様に使用でき
るのは勿論である。

〔発明の効果〕

本発明により、冷却水温度低下や、気密不良等による吸
収能力の低下による、冷媒液の偏在に基づく冷媒ポンプ
のキャビテーションや溶液の結晶などのトラブルを確実
に防止でき、実用上顕著な効果を奏することができる。

【図面の簡単な説明】

第１〜３図は本発明の実施例を示し、第１図はフロー図
、第２図は異常時の温度変化の一例を示す線図、第３図
は別の実施例のフロー図、第４図は従来例のフロー図で
ある。 １・・・蒸発器、２・・・吸収器、３・・・凝縮器、４
・・・発生器、５・・・熱交換器、６・・・溶液ポンプ
、７・・・冷媒ポンプ、８・・・冷媒戻り管、９・・・
冷媒導管、１０・・・冷媒貯室、１１・・・オリフィス
、１２・・・開閉弁、１３・・・温度検出器、１４・・
・制御器、１５・・・オーバーフロー部、１６・・・冷
媒溜、１７・・・せき板、１８・・・ガイド板、１９・
・・室、２０・・・配管、２１・・・開閉弁、２２・・
・冷媒導管。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、吸収器、蒸発器、発生器、凝縮器、熱交換器及びこ
   れらを接続する冷媒、溶液経路から構成される吸収冷凍
   機において、凝縮器からの冷媒を蓄えうる冷媒貯室を設
   け、該冷媒貯室を開閉弁を有する冷媒導管で蒸発器に接
   続し、該蒸発器には冷媒液を吸収器に溢流せしめるオー
   バーフロー部を備え、吸収器内又はその出口側の希溶液
   経路の溶液温度を検出する温度検出器を設け、該温度検
   出器の信号により、溶液温度が所定温度以下になった時
   に前記開閉弁を開く信号を発する制御機構を有すること
   を特徴とする吸収冷凍機。