JPS631510B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は水―リチウム塩系吸収式冷温水機にお
ける熱伝達に有害な不凝縮性ガスを抽気する装置
に関するものである。

従来、吸収式冷凍機における不凝縮ガスの抽気
は凝縮器および吸収器などに抽気管を取付けて抽
気し、この抽気中の冷媒を冷却して凝縮するか、
または溶液に吸収させてサイクル内に回吸した
後、真空排気装置により系外に排出していた。

ところが不凝縮ガスの存在は、冷媒が凝縮また
は吸収される際の熱伝達の抵抗となり、特に低圧
部の方が同量の不凝縮ガスでも冷媒密度は小さい
ため、熱伝達に及ぼす影響が大である。

また吸収式冷温水機、例えば第２図に示す冷温
水機の低温再生器５としてはシエルアンドチユー
ブまたはシエルアンドコイルの熱交換器が使用さ
れ、その熱交換器５ａ内に高温再生器４で発生し
た冷媒蒸気が導入される。同時に前記熱交換管５
ａの弁側には吸収器２の溶液が溶液ポンプ８によ
り昇圧された後、低温熱交換器６を経て導入され
て前記冷媒蒸気と熱交換するので、冷媒蒸気は冷
却されて液化する。この液冷媒は密度が大で、か
つ流速が冷媒蒸気に比べて遅いため、第１図に示
すように不凝縮ガスＤは熱交換管５ａ内を流動す
る液冷媒Ｃの定常波の谷間に滞留するので、熱伝
達を低下させるばかりでなく、極端な場合には抽
気不能になる恐れがある。

上記不凝縮ガスの滞留する理由は、熱伝達率が
液冷媒の対流熱伝達に比べて冷媒蒸気の凝縮熱伝
達の方が数倍ないし十数倍高いからである。

本発明は上記欠点を解消し、冷温水機の熱効率
を向上させることを目的とするもので、低温再生
器の冷媒出口側に設けた出口水室に連通する補助
凝縮器を設け、低温再生器の熱交換管内の冷媒蒸
気の一部を凝縮させ、前記熱交換管内の流速を高
めて液冷媒を迅速に排出させると共に、前記補助
凝縮器へ流れる冷媒蒸気流により高圧側の不凝縮
ガスを吹き寄せ、この吹き寄せられた不凝縮ガス
を冷媒蒸気と共に低温低圧に保持された抽気槽に
導いて冷媒を分離させた後、その抽気槽の圧力に
応動する電磁弁を開いて排気ポンプにより排気す
るようにしたものである。

以下本発明の実施例を図面について説明する。

第２図において、Ａは蒸発器１、吸収器２、凝
縮器３、低温再生器５を収納するシエル、４はボ
イラ１１を内蔵し、かつ低温および高温の各熱交
換器６，７を介して吸収器２および低温再生器５
に接続すると共に、凝縮器３に接続する高温再生
器、８は吸収器２、凝縮器３および高温再生器４
に接続する溶液ポンプ、９は高温再生器４に接続
する温水器、１０は蒸発器１と吸収器２に接続す
る冷媒ポンプである。

Ｂは出口水室１６、補助凝縮器２０、抽気槽２
１および排気ポンプ２２からなり、出口水室１６
は低温再生器５と凝縮器３とを連絡する冷媒回路
における低温再生器５の伝熱管５ａの出口側に連
通するように設けられている。前記補助凝縮器２
０は出口水室１６の上方に配置され、かつ前記出
口水室１６の気相部１８および液相部１９に蒸気
導管２３および液冷媒戻し管２４を介してそれぞ
れ連通されている（第３図参照）、また抽気槽２
１は抽気管２５を介して補助凝縮器２０に、導管
２８，２９およびＵ字状シール管２６を介して蒸
発器１にそれぞれ連通されている。さらに排気ポ
ンプ２２は電磁弁２８を有する抽気管２７を介し
て抽気槽２１に接続されており、かつ排気ポンプ
２２および電磁弁３０は排気槽２１の圧力を検出
する圧力リレー３１に接続されている。

次に上記のような構成からなる本実施例の作用
について説明する。

蒸発器１の液冷媒は冷媒ポンプ１０により、蒸
発器１の伝熱管群上に散布されて蒸発・気化し、
この蒸発の潜熱でその伝熱管を流通する冷水１２
は冷却されて冷房に使用される。一方、蒸発器１
において気化した冷媒蒸気は吸収器２に導入さ
れ、溶液スプレポンプ（図示せず）により吸収器
２の伝熱管上に散布されて吸収液に吸収される。

吸収器２で冷却水１３により冷却され、かつ冷
媒蒸気を吸収して希釈された希溶液は溶液ポンプ
８により昇圧され、低温熱交換器６を経て２分さ
れる。その一方の希溶液は低温再生器５に、他方
の希溶液は高温熱交換器７を経て高温再生器４に
それぞれ供給される。

上記高温再生器４はボイラ１１を内蔵するた
め、燃焼ガスにより希溶液は加熱されて冷媒蒸気
を発生して濃縮される。この冷媒蒸気は低温再生
器５の伝熱管内に導入されて凝縮、液化された
後、圧力差により凝縮器３へ給送される。

低温再生器５で発生した冷媒蒸気は凝縮器３に
導入され、低温再生器５の伝熱管内で液化した液
冷媒と共に、凝縮器３の伝熱管内を流通する冷却
水により冷却、液化された後、圧力差およびヘツ
ド差により蒸発器１へ戻されてサイクルを一巡す
る。一方、高温再生器４で濃縮された溶液は高温
熱交換器７を経て低温熱交換器６に流入し、ここ
で低温再生器５で濃縮された溶液と合流し、さら
に圧力差およびヘツド差により低温熱交換器６を
経て吸収器２へ戻されてサイクルを一巡する。

前記出口水室１６の気相部１８から抽気管２３
を介して補助凝縮器２０内に抽気された冷媒蒸気
と不凝縮ガスは冷却水１３より分岐された冷却水
１３ａにより冷却される。このためその冷媒蒸気
は液化して戻り管２４を経て出口水室６へ戻され
る。一方、冷媒の分離により濃縮された不凝縮ガ
スは抽気管２５を経て抽気槽２１に導入され、こ
こで導管２８，２９を循環する蒸発器１の低温液
冷媒により冷却される。さらに抽気槽２１で凝
縮、分離されて液化した冷媒はＵ字状シール管２
６を経て蒸発器１に戻される。そして抽気槽２１
は不凝縮ガスの捕集に伴つて圧力が上昇し、この
圧力により動作する圧力リレー３１を介して電磁
弁３０が開放されると共に、排気ポンプ２２が作
動して自動的に抽気を排出する。

上述した本実施例によれば、抽気槽２に抽気さ
れた蒸気中の不凝縮ガスの濃度が濃いので、少量
の抽気により多量の不凝縮ガスを捕集することが
でき、かつ抽気量および冷媒蒸気量が少いので、
蒸発器１の冷媒に与える熱影響を低減させること
ができる。またＵ字状シール管３０により抽気ガ
スの圧力を圧力（ΔH×ρ＋P_E）（ただしΔHはシ
ール高さ、ρは冷媒の密度、P_Eは蒸発器内の圧
力）まで上昇させることができるから、排気ポン
プ２２の発停回数を減少させることができる。さ
らに補助凝縮器２０を介して低温再生器の熱交換
管５ａ内の冷媒流速を増速させることにより、液
冷媒の滞留を防止することができる。

本実施例では補助凝縮器２０の冷却媒体を低温
再生器５から凝縮器３へ給送される溶液を使用し
たが、これに代り吸収器２から低温再生器５へ給
送される溶液を使用してもよい。このように構成
すれば、補助凝縮器２０における冷媒蒸気の凝縮
熱を低温再生器５へ給送される溶液に熱回収する
ことができるから、冷温水機の熱交率を向上させ
ることができる。

また本実施例では抽気槽２１の冷媒戻し管２６
を蒸発器１に連通したが、これに代り凝縮器３に
連通するようにしてもよい。このように構成すれ
ば、抽気槽２１の貯気圧力Ｐを圧力｛ΔH×ρ＋
Pc（凝縮器３内の圧力）｝まで上昇させて貯気で
きるので、抽気槽２１をコンパクトにすることが
できる。

第３図に示す他の実施例は、出口水室１６と凝
縮器（図示せず）とを連通する冷媒導管１７の出
口水室１６内に開口する端部１７ａの近傍に不凝
縮ガス流出防止機構、例えば高温再生器４の気相
部と連通する冷媒蒸気導管３２の開口端を配設
し、この導管３２の開口端から噴出する蒸気によ
り前記冷媒導管の開口端部１７ａ近傍の不凝縮ガ
スを吹き払うようにした点が前記実施例（第２
図）と異なり、その他の構造は同一であるから図
面および説明を省略する。このように構成すれ
ば、不凝縮ガスが冷媒導管１７を介して凝縮器３
へ流出するのを防止すると共に、補助凝縮器２０
における不凝縮ガスの捕集効率を向上させること
ができる。

上記実施例（第３図）において、冷媒導管１７
に制御弁３３を設け、出口水室１６内の液冷媒中
に常に前記導管１７の開口端１７ａが埋没するよ
うにすれば、運転停止時にも補助凝縮器２０に捕
集された不凝縮ガスが高圧側にのみ拡散し、不凝
縮ガスの影響を受けやすい低圧側へ流出するのを
防止することができる。

さらに第４図に示す他の実施例は冷媒導管１７
に設けた制御弁３３と連動し、かつ出口水室１６
内の冷媒液面を検出する液面リレー３４を設ける
と共に、出口水室１６と補助凝縮器２０とを連絡
する蒸気導管２３に圧力リレー３６を、冷却水分
岐管１３ａに電磁弁３５をそれぞれ設けた点が第
３図に示す実施例と異なり、その他の構造は同一
であるから説明を省略する。なお第３図および第
４図の実施例に示す符号のうち第２図に示す符号
と同一のものは同一部分を示すものとする。

上記のように構成すれば、低温再生器の熱交換
管５ａ内に不凝縮ガスが滞留すると、熱伝達率は
低下して高圧側の圧力が上昇する。この圧力上昇
を圧力リレー３６で検出し、冷却水分岐管１３ａ
の電磁弁３５を開放させると、補助凝縮器２０を
冷却すると共に、不凝縮ガスを抽気し、かつ前記
圧力上昇を抑制する。圧力が低下した場合には圧
力リレー３６の作動により電磁弁３５を閉じる。
補助凝縮器２０に一たん捕集された不凝縮ガスは
容易に拡散せず、抽気管２５を介して抽気槽２１
に導入され、さらに排気ポンプ２２により排気さ
れる。

上述したように補助凝縮器２０の冷却を冷温水
機の運転中に断続すると、第１図に示す液冷媒の
波Ｃの谷間に滞留する不凝縮ガスＤを、前記液冷
媒波Ｃの急激な流動変化により出口水室１６へ排
出することができ、かつ冷却水を断続して流すこ
とにより、放熱量を減少させることができる。

第４図に示す実施例において、補助凝縮器２０
の冷却媒体に冷水を使用すれば、熱交換温度差を
大きくすることができるから、補助凝縮器２０を
コンパクトにすることができる利点がある。

以上説明したように、本発明によれば不凝縮ガ
スを高圧部で捕集し、安全にかつ確実にしかも自
動的に排出し、冷温水機の熱効率を向上させるこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の吸収式冷温水機における低温再
生器の欠陥説明図、第２図は本発明の自動抽気装
置を備える吸収式冷温水機の系統図、第３図およ
び第４図は本発明の自動抽気装置の他の実施例を
示す系統図である。 ２……吸収器、３……凝縮器、５……低温再生
器、１６……出口水室、２０……補助凝縮器、２
１……抽気槽、２２……排気ポンプ、２３……蒸
気導管、２４……液冷媒戻し管、２５……抽気
管、３１……圧力リレー。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 低温再生器と凝縮器または吸収器と低温再生
   器とを連絡する冷媒回路に設けた低温再生器の出
   口水室と、この出口水室の上方に配置され、かつ
   前記出口水室の気相部および液相部に蒸気導管お
   よび液冷媒戻し管を介してそれぞれ連通する補助
   凝縮器と、この補助凝縮器に抽気管を介して連通
   すると共に、冷媒蒸気圧力を補助凝縮器よりも低
   圧に維持する手段を備える抽気槽と、この抽気槽
   に接続する排気ポンプとからなり、この排気ポン
   プを抽気槽に付設した圧力リレーにより作動させ
   るようにしたことを特徴とする吸収式冷温水機の
   自動抽気装置。 ２ 低温再生器の出口水室と凝縮器とを連通する
   冷媒導管が前記出口水室内に開口する端部近傍に
   不凝縮ガス流出防止機構を設けたことを特徴とす
   る特許請求の範囲第１項記載の吸収式冷温水機の
   自動抽気装置。 ３ 補助凝縮器を断続的に冷却するように構成し
   たことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の
   吸収式冷温水機の自動抽気装置。