JPS63116065A - 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】 （イ）産業上の利用分野 本発明は蒸発器の未気化冷媒を蒸発器に再循環させる冷
媒液用ポンプとこのポンプの発停制御用の液面リレーと
を備えた型式の吸収冷凍機の改良に関する。

（ロ）従来の技術 上記型式の吸収冷凍機の従来の技術として、例えば、特
開昭５４−１４７５４９号公報に４みられるように、凝
縮器から蒸発器への液化冷媒用管路の下端を蒸発器用液
溜めもしくはその上刃に開口させ、かつ、この液溜めに
設けた液面リレーにより冷媒液用ポンプを発停制御する
もの〔以下、第１従来例という〕が知られている。また
、別の従来の技術として、実開昭５８−９３７５５号公
報にみられるように、液化冷媒用管路の下端を冷媒液用
ポンプの吐出口から冷媒液散布器へ至る冷媒液還流路に
接続し、かつ、蒸発器用液溜めに設けた液面リレーによ
り冷媒液用ポンプを発停制御するもの〔以下、第２従来
例という〕が知られている。

（ハ）発明が解決しようとする問題点 第１従来例においては、凝縮器からの液化冷媒が凝縮温
度に近い温度のままで低圧側の蒸発器内に流入してここ
で激しくフラッシュしつつ自己蒸発し、この自己蒸発の
分だけ蒸発器の熱交換器の冷媒との交換熱量が減るのに
加え、フラッシュに伴ない蒸発器の液溜めの液面が激し
く波立って多量の冷媒液が吸収器の溶液溜めへこぼれ落
ちるため、その分、発生器で溶液から冷媒を分離した熱
が無駄に消費されることとなり、吸収冷凍機の熱効率の
低下を招く問題点があった。また、このことは、吸収冷
凍機の運転中に液面リレーによって冷媒液用ポンプを停
止させている場合においても、同様である。

第２従来例においては、冷媒液用ポンプが作動している
場合、これにより送られて来た低温の未気化冷媒と液化
冷媒とが合流して蒸発器内に流入するため第１従来例程
には冷媒のフラッシュが激しくないものの、液化冷媒が
未気化冷媒と十分にミックスされずに高温のままで蒸発
器内に流入しやすいため間歇的なフラッシュ蒸発を生じ
やすい問題点があり、一方、冷媒液用ポンプが停止して
いる場合、高温の液化冷媒がそのまま蒸発器内に流入す
るため第１従来例と同様に激しいフラッシュを生じる問
題点があった。また、第２従来例においては、軽負荷時
や起動時などのように凝縮器と蒸発器との圧力差が小さ
くなったときに冷媒液用ポンプで吐出された未気化冷媒
の一部が凝縮器側へ逆流したり、液化冷媒が殆んど流下
しなくなるなどのケースもあり、圧力条件によって吸収
冷凍機の運転障害を引起こすという問題点もあった。

本発明は、これらの問題点に鑑み、冷媒の蒸発器内での
フラッシュ蒸発に伴なう熱効率の低下を軽減することの
可能な吸収冷凍機の提供を目的としたものである。

（ニ）問題点を解決するための手段 本発明は、上記の問題点を解決するための手段として、
液化冷媒を冷媒液用ポンプの吸込み口へ導く流路と蒸発
器の側壁へ導く補助流路とを配備し、この補助流路の途
中には冷媒液用ポンプの発停に応じて開閉される弁を備
え、かつ、補助流路の蒸発器側開口端には、ここから流
入した冷媒液をフラッシュさせた後に蒸発器の側壁に沿
って流下させるガイドを配備した吸収冷凍機を構成した
ものである。

（＊）作用 本発明によれば、作動中の冷媒液用ポンプが温度の低い
多量の未気化冷媒と共に液化冷媒を主流路経由で吸込ん
でこれを均一にミックスして降温させる作用を発揮する
ため、蒸発器内へ送られた冷媒液のフラッシュ蒸発が著
しく緩和され、吸収冷凍機の熱効率の低下を軽減するこ
とができる。

また、主流路を流下する液化冷媒の高い液柱が冷媒液用
ポンプの押込みヘッドとして作用するので、未気化冷媒
の低い液柱が押込みヘッドとして作用する従来の吸収冷
凍機にくらべ、ポンプ機能が高まって液化冷媒の流下が
促進され、吸収冷凍機の円滑な運転を続けることもでき
る。一方、液面リレーにより冷媒液用ポンプを停止させ
ている場合、フラッシュ室付き冷媒液用ガイドがフラッ
シュに伴なう蒸発器用液溜めでの冷媒液の波立ちや飛散
の防止作用を発揮するため、冷媒液用ポンプの停止中に
おける吸収冷凍機の熱効率の低下も軽減することができ
る。

（へ）実施例 図面は本発明による吸収冷凍機の一実施例を示した概略
構成説明図である。図において、（１）は高温発生器、
（２）は低温発生器、（３）は凝縮器、（４）は蒸発器
（５）および吸収器（６）より成る蒸発吸収器、（７）
　、　（８）はそれぞれ低温、高温溶液熱交換器、（Ｐ
、）は冷媒液用ポンプ、（ＰＡ）は溶液用ポンプであり
、これら機器を配管接続することにより冷媒〔水〕と溶
液〔臭化リチウム水溶液〕の循環路を形成して吸収冷凍
機が構成されている。

（９）は高温発生器（１）の燃焼加熱室、（１０）は低
温発生器（２）の加熱器、（１１）は凝縮器（３）の冷
却器、（１２）は蒸発器り５）の熱交換器、（１３）は
吸収器（６）の冷却器であり、（１４）　、　（１４）
・・・は燃焼ガスの通路、（１５）は燃焼ガスの排気路
、（１６）　、　（１７）は熱交換器（１２）と接続し
た冷温水用管路、（１８）　、　（１９）　、　（２０
）は冷却器（１３）　、　（１１）を直列に接続した冷
却水用管路である。

（２１）　、　（２２）　、　（２３）　、　（２４）
　、　（２５）　、　（２６）はそれぞれ溶液用管路、
（２７）は高温発生器（１）の気相部と加熱器（１０）
とを結んだ冷媒蒸気用管路、（２８）は加熱器（１０）
と凝縮器（３）の冷媒液溜め（２９）とを結んだ冷媒ド
レン用管路である。また、（３０）は蒸発器（５）の冷
媒液溜め、（３１）は蒸発器（５）内の熱交換器（１２
）上方に配備した冷媒液散布器、（３２）は冷媒液溜め
（３０）と冷媒液用ポンプ（ＰＲ）の吸込み口とを結ん
だ冷媒液用管路、（３３）は冷媒液用ポンプ（ｐｇ＞吐
出口と冷媒液散布器（３１〉とを結んだ冷媒液用管路で
あり、これら冷媒液用管路および冷媒液用ポンプ（ＰＲ
）によって冷媒液再循環路が蒸発器（５）に形成されて
いる。

そして、（３４）は冷媒液溜め（３０）から冷媒液用ポ
ンプ（Ｐｌ〉吸込み口へ至る冷媒液再循環路即ち冷媒液
用管路（３２）に下端を接続する一方で上端を凝縮器（
３）の冷媒液溜め（２９）底部に接続した冷媒液流下用
管路である。また、（ＬＣ）は蒸発器（５）の冷媒液溜
め（３０）に備えた液面リレーであり、このリレーによ
って冷媒液用ポンプ（ＰＩ）が発停制御されるようにな
っている。かつまた、　（３５）は冷媒液流下用管路（
３４）から分岐して蒸発器（５）の側壁に開口したＵ字
状の冷媒液用管路であり、この管路には冷媒液用ポンプ
（Ｐ、〉の作動中に閉じられる一方で停止中に開かれる
電磁弁（Ｖ、）が備えである。すなわち、液面リレー（
ｔ、ｃ）によって冷媒液用ポンプ（Ｐ、）の作動が止め
られている際にも凝縮器（３）からの液化冷媒が蒸発器
（５）へ導かれるように、管路（３５）が冷媒液の補助
流路としての役割を果しているのである。一方、冷媒液
流下用管路（３４）がポンプ（ＰＩ）の作動中における
冷媒液の主流路としての役割を果すことは勿論である。

なお、電磁弁（■、）の開閉信号には液面リレー（ＬＣ
）の信号を用いても良く、あるいは、冷媒液用ポンプ（
Ｐ、）のモーターの通電、非通電による信号などを用い
るようにしても良い。

また、（Ｇ）はＵ字状の冷媒液用管路（３５）の開口を
包むように形成したフラッシュ室（Ｆ）付きの冷媒液用
ガイドで、このガイドにより、管路（３５）の開口から
流入した冷媒液をフラッシュさせた後に蒸発器（５）の
型網内側壁に沿って流下させるようにガイド（Ｇ）の下
部が上記側壁に沿って垂下形成されている。

なお、（ＭＢ）　、　（ＰＢ）はそれぞれ高温発生器（
１）のメインバーナー、パイロットバーナー、（３６）
　、　（３７）はそれぞれメインバーナー（ＭＢ）の燃
料供給路、燃焼用空気供給路、（ＦＡ）は送風機、（Ｖ
、）は燃料制御弁である。（３８）は冷媒蒸気用管路（
２７）と蒸発吸収器（４）とを結んだ冷温切替弁（ＶＣ
□Ｖ）付き蒸気用管路、（３９）は溶液用管路（２３）
と蒸発吸収器（４）とを結んだ冷温切替弁（ｖＣＭＬ）
付き溶液用管路、（４０）は溶液用管路（２３）と低温
発生器（２）とを結んだ溶液オーバーフロー用管路であ
り、この管路には例えばパケットや浮子などのフロート
で開閉する弁の内蔵されたスチームトラップ（ＳＴ）が
備えである。

次に、このように構成された吸収冷凍機（以下、本機と
いう）の運転動作例および作用を説明する。

本機から冷水を取出す際の通常の運転時〔この運転時に
は冷温切替弁（Ｖｃｕｖ）　、　（ＶＣＭＬ）は共に全
開きれており、また、蒸発器（５）の冷媒液溜め（３０
）は冷媒液で十分に満たきれていて冷媒液用ポンプ（ｐ
ｍ）は作動している一方、電磁弁（Ｖ、）は閉じられて
いる。〕、凝縮器（３）で液化した４０″Ｃ程度の冷媒
は流下用管路（３４）を流れつつこの冷媒よりもはるか
に多量の４〜５°Ｃ程度の未気化冷媒と共に冷媒液用ポ
ンプ（ｐＨ＞に吸込まれ、この中でミ・７クスされた後
、冷媒液散布器（３１）へ送られる。その結果、冷媒液
散布器（３１）に流入する冷媒液の温度は冷媒液溜め（
３０）の未気化冷媒のそれ、すなわち、蒸発器（５）に
おける冷媒の気化温度に近い値になる。また、冷媒液用
ポンプ（ｐＨ）内で液化冷媒と未気化冷媒とが十分にミ
ックスされるため、冷媒液用管路（３３）の液流におけ
る温度分布は均一となり、冷媒液散布器（３１）に流入
する冷媒液の温度が高くなったり、低くなったりするこ
ともない。

したがって、本機においては、冷媒液用、ボンブ（Ｐ、
ｌ）の作動中に冷媒液散布器（３１）へ送られた冷媒液
が蒸発器（５）内で急激に沸騰してフラッシュ蒸発する
ようなことは殆んどなく、また、間歇的なフラッシュ蒸
発をするようなことも殆んどない。

そして、冷媒液散布器（３１）から流下する液滴は飛散
することなくそのほぼ全量が熱交換器（１２）へ至り、
その伝熱管の外表面を濡らしつつ冷水と熱交換して気化
し、本機の冷凍作用に活用きれる。

一方、本機の冷水取出し運転中に例えば定格の２０％以
下の冷房負荷となって冷媒液溜め（３０）の液面が下限
設定液位まで降下し、液面リレー（Ｌ、）により冷媒液
用ポンプ（ＰＲ）の作動が中断きれた場合、電磁弁（Ｖ
、）が開かれ、凝縮器（３）からの液化冷媒は補助流路
としてのＵ字状管路（３５）経由で蒸発器（５）へ流れ
る。次いで、液化冷媒は、ガイド（Ｇ）のフラッシュ室
（Ｆ）内で一部のフラッシュ蒸発を伴ないつつ降温し、
型態内壁に沿って冷媒液溜め（３０）まで流下する。そ
の結果、冷媒液溜め（３０）での液化冷媒のフラッシュ
およびこれによる液面の波立ちが防止され、冷媒液の吸
収器（６）側への飛散が藺止される。そして、冷媒液溜
め（３０）の液面が所定のレベルまで上昇すると、冷媒
液用ポンプ（Ｐ、）の作動が再開きれるのである。

このように、本機は、冷媒液がフラッシュ蒸発しつつ冷
水と熱交換せずに飛散して吸収器（６）の溶液溜めへ落
下する従来の吸収冷凍機にくらべ、発生器（１）、（２
）の熱源の無駄な消費すなわち熱ロスを軽減できるもの
であり、運転の熱効率を向上許せ得るものである。

また、本機においては、液化冷媒を冷媒液用ポンプ（Ｐ
え）の吸込み口側へ流す構造となっているので、起動時
や軽負荷時など凝縮器（３〉と蒸発器（５）との間の圧
力差が小きい際にも液化冷媒を十分に流下きせることが
できる。かつまた、液化冷媒の液柱〔冷媒液流下用管路
（３４）の液柱〕が冷媒液用ポンプ（ｐＨ）の押込みヘ
ッドとして作用するので、このポンプを円滑に作動させ
てその機能を高めることができる。このため、本機は、
未気化冷媒の液柱を冷媒液用ポンプの押込みヘッドとし
て作用させている従来の吸収冷凍機にくらべ、安全でか
つ安定した運転を可能にするものである。

なお、本機において、Ｕ字状管路（３５）のＵシール部
の垂下長Ｈは例えば２９０１ａ程度に設計きれる。尤も
、この垂下長Ｈは本機の容量などによって、適宜、選定
きれることも無論である。なおまた、図示していないが
、燃料制御弁（■Ｆ）は冷温水用管路（１７）の温度セ
ンサーにより制御芒れることも無論である。

（ト）発明の効果 本発明は、以上のとおり、蒸発器内での冷媒液のフラッ
シュ蒸発を著しく緩和して吸収冷凍機の運転中の熱効率
低下を大幅に軽減する効果と、冷媒液用ポンプの機能向
上および液化冷媒の流下促進の効果とを吸収冷凍機にも
たらすものであり、熱ロスの小きい安定した吸収冷凍機
の運転を可能にするものとして実用的価値の高いもので
ある。

なお、本発明は吸収冷凍機をヒートポンプとして運転す
る場合に適用しても同様の効果を期待できる。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明による吸収冷凍機の一実施例を示した概略
構成説明図である。 （１）・・・高温発生器、　（２）・・・低温発生器、
　（３）・・・凝縮器、　（５）・・・蒸発器、　（６
）・・・吸収器、　（Ｐ、）・・・冷媒液用ポンプ、　
（１２）・・・熱交換器、　（３０）・・・冷媒液溜め
、　（３１）・・・冷媒液散布器、　（３２）　。 （３３）・・・冷媒液用管路、　（３４）・・・冷媒液
流下用管路、　（３５）・・・Ｕ字状管路、　（シ）・
・・液面リレー、（■、）・・・電磁弁、（Ｇ）・・・
ガイド、（Ｆ〉・・・フラッシュ室・

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）蒸発器下部の冷媒液溜めの冷媒を蒸発器へ還流さ
   せる冷媒液用ポンプとこのポンプを発停制御する蒸発器
   用冷媒液溜めの液面リレーとを備えた吸収冷凍機におい
   て、凝縮器からの液化冷媒を冷媒液用ポンプの吸込み口
   へ導く冷媒液用主流路と蒸発器の器胴側壁へ導くＵ字状
   の冷媒液用補助流路とが備えられ、この冷媒液用補助流
   路の途中には冷媒液用ポンプの作動中に閉じられる一方
   で停止中に開かれる弁が備えられ、かつ、冷媒液用補助
   流路の蒸発器側開口端には、ここから流入した冷媒液を
   フラッシュさせた後に蒸発器の器胴側壁に沿って流下さ
   せるフラッシュ室付き冷媒液用ガイドが配備されている
   ことを特徴とした吸収冷凍機。