(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
吸収剤溶液の希溶液を、冷媒蒸気により加熱して吸収剤溶液の濃溶液を生成する低圧再生器と、
低圧再生器からの吸収剤溶液の濃溶液を希釈して希溶液を生成する吸収器と、
吸収器における吸収剤溶液の希溶液を、低温熱交換器および高温熱交換器を経て高圧再生器に送り込むと共に、低温熱交換器および高温熱交換器間の分岐管により低圧再生器に供給する希溶液配管系統と、
吸収器における吸収剤溶液の希溶液を、希溶液配管系統を経て取り込んで加熱したとき、低圧再生器に供給すべき冷媒蒸気を生成する高圧再生器と、
低圧再生器および凝縮器間を連絡するドレン管に設けられ、かつ低圧再生器で発生した低圧再生器ドレンを熱交換媒体とする低圧再生器ドレン熱交換器を有するドレン系統と、
を備えた吸収冷凍機において、
前記希溶液配管系統における低温熱交換器は、吸収器寄りの位置に配置される第１低温熱交換器と、それより下流側に配置される第２低温熱交換器とに分割され、
前記ドレン系統の前記低圧再生器ドレン熱交換器は、希溶液配管系統の前記第１低温熱交換器と第２低温熱交換器との間に配置されることを特徴とする吸熱冷凍機。
【請求項２】
吸収剤溶液の希溶液を、冷媒蒸気により加熱して吸収剤溶液の濃溶液を生成する低圧再生器と、
低圧再生器からの吸収剤溶液の濃溶液を希釈して希溶液を生成する吸収器と、
吸収器における吸収剤溶液の希溶液を、低温熱交換器および高温熱交換器を経て高圧再生器に送り込むと共に、低温熱交換器および高温熱交換器間の分岐管により低圧再生器に供給する希溶液配管系統と、
吸収器における吸収剤溶液の希溶液を、希溶液配管系統を経て取り込んで加熱したとき、低圧再生器に供給すべき冷媒蒸気を生成する高圧再生器と、
低圧再生器および凝縮器間を連絡するドレン管に設けられ、かつ低圧再生器で発生した低圧再生器ドレンを熱交換媒体とする低圧再生器ドレン熱交換器を有するドレン系統と
を備えた吸収冷凍機において、
前記希溶液配管系統における低温熱交換器は、吸収器寄りの位置に配置される第１低温熱交換器と、それより下流側に配置される第２低温熱交換器とに分割され、
前記分岐管は、前記第１低温熱交換器と第２低温熱交換器との間から分岐して低圧再生器へ希溶液を供給するものであって、
前記ドレン系統の前記低圧再生器ドレン熱交換器は、当該分岐管の途中位置に配置されることを特徴とする吸収冷凍機。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、水を冷媒とすると共に、その冷媒を吸収し易い性質をもった溶液の溶解特性（低温であるほど冷媒をよく溶かす性質）を利用して、圧縮機の代替を行う吸収冷凍機に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般の吸収冷凍機にあっては、水を冷媒とすると共に、臭化リチウム溶液等のような溶解特性に優れた溶液を吸収剤溶液として用い、ガスや重油さらには蒸気等をエネルギー源として運転されるものがある。
そのような従来の吸収冷凍機の一構成例を図４に示す。この吸収冷凍機は、概略的には吸収器１，低圧再生器２，高圧再生器３，凝縮器４，蒸発器５を備えている。
【０００３】
吸収器１は、内部に配管されたチューブ（図示せず）に冷熱源しての冷却水が流通され、また低圧再生器２からの臭化リチウム濃溶液が導入管ａにより供給されると共に、そのチューブに向けて散布されると、散布された臭化リチウム濃溶液が、蒸発器５側から流入してきた冷媒蒸気を吸収して希釈されると共に、希釈された臭化リチウム希溶液が冷却水と熱交換されることによって潜熱や希釈熱が取り除かれ、吸収器１の底部に溜まる。吸収器１の底部に溜まった臭化リチウム希溶液は、希溶液配管系統６を介して高圧再生器３に供給される一方、また希溶液配管系統６の途中部分から分岐管７を経て低圧再生器２に送り込まれる。
【０００４】
低圧再生器２は、高圧再生器３から破線に示すように冷媒蒸気が供給される一方、吸収器内の臭化リチウム希溶液が希溶液配管系統６の分岐管７により送り込まれると、その臭化リチウム希溶液が高圧再生器３からの冷媒蒸気により加熱されて溶液の濃度が濃くなり、かつ臭化リチウム濃溶液として底に溜まる。低圧再生器２の底に溜まった臭化リチウム濃溶液は、導出管ｂ，希溶液配管系統６に設けられている低温熱交換器８，導入管ａを経て吸収器１に導かれる。
【０００５】
一方、高圧再生器３は、例えばガスや燃料油を燃料とした直焚きタイプであり、吸収器内の臭化リチウム希溶液が希溶液配管系統６を介して取り込まれると、その臭化リチウム希溶液を加熱することにより、濃度の高い臭化リチウム濃溶液を生成する。生成された臭化リチウム濃溶液は、導出管ｃ，希溶液配管系統６に設けられている高温熱交換器９，接続管ｄを経て導出管ｂに送り込まれる。
【０００６】
即ち、この吸収冷凍機は、吸収器内の臭化リチウム希溶液が希溶液配管系統６によって高圧再生器３に供給されるまでの間、低温熱交換器８にて臭化リチウム濃溶液と熱交換され、次いで、高温熱交換器９にて臭化リチウム濃溶液と熱交換されることにより、次第に温度上昇して高圧再生器３に送り込まれ、これによって高圧再生器３内の加熱力を省力化できるようにしている。
そのため、希溶液配管系統６は、吸収器１と高圧再生器３との間を結ぶ管路６ａに、低温熱交換器８と、高温熱交換器９とを有し、さらに、低温熱交換器８と高温熱交換器９とを結ぶ管路６ａの途中位置に、臭化リチウム希溶液の一部を低圧再生器２に供給する分岐管７を有している。
【０００７】
さらに、低圧再生器２と凝縮器４との間には、ドレン系統１０が設けられている。そして、高圧再生器３から送られた冷却蒸気が低圧再生器２内で、臭化リチウム希溶液と熱交換されることによってドレン化するが、その低圧再生ドレンは、高温（約９７℃）であるので、ドレン系統１０のドレン管を通って低圧再生器ドレン熱交換器１１に導かれ、吸収器内の臭化リチウム希溶液と熱交換することによって熱回収された後、凝縮器４に送り込まれる。
これにより、吸収器内の臭化リチウム希溶液が、低温熱交換器８によって熱交換される前の段階で、ドレン系統１０の低圧再生器ドレン熱交換器１１によって加熱されて温度上昇することにより、高圧再生器３の加熱力のいっそうの省力化を図るようにしている。
【０００８】
なお、凝縮器４は、低圧再生器２を経た冷媒蒸気を凝縮することにより、冷媒（水）を生成している。凝縮器４にて生成された冷媒（水）は、下方の蒸発器５に送り込まれ、内部に流通されている冷水と熱交換されることにより気化し、気化した冷媒が矢印のように吸収器１側に送り込まれる。また、蒸発器５内で気化されない冷媒（水）は、図示しないポンプにより蒸発器５内に戻して循環される。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
上述したように、従来の冷凍吸収器は、吸収器１内の臭化リチウム希溶液を希溶液配管系統６により低圧再生器２および高圧再生器３に送り込み、しかも希溶液配管系統６の低温熱交換器８を通る前の段階で、低圧再生器ドレン熱交換器１１により、低圧再生器ドレンと熱交換することによって熱回収する構成となっている。
【００１０】
しかしながら、吸収器内の臭化リチウム希溶液がドレン系統１０の低圧再生器ドレン熱交換器１１によって熱交換されると温度上昇するので、その温度上昇した臭化リチウム希溶液が、その後、低温熱交換器８にて臭化リチウム濃溶液と熱交換されると、臭化リチウム濃溶液の温度も上昇（約４５℃）してしまう。そのため、温度上昇した臭化リチウム濃溶液が吸収器１内に流入すると、その時点で水蒸気となって蒸発してしまい、それだけ無駄になるので、吸収器１内の交換熱量を増加しなければならず、吸収器１内の冷却水を通す伝熱管の面積を増加する必要があった。
【００１１】
本発明は、上記技術の問題点に鑑み、吸収器に流入する吸収剤溶液が温度上昇することを防止し、吸収器の伝熱面積が増加することのない吸収冷凍機を提供することを課題とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために本発明においては、以下の手段を採用した。
本発明では、吸収剤溶液の希溶液を、冷媒蒸気により加熱して吸収剤溶液の濃溶液を生成する低圧再生器と、低圧再生器からの吸収剤溶液の濃溶液を希釈して希溶液を生成する吸収器と、吸収器における吸収剤溶液の希溶液を、低温熱交換器および高温熱交換器を経て高圧再生器に送り込むと共に、低温交換器および高温熱交換器間の分岐管により低圧再生器に供給する希溶液配管系統と、吸収器における吸収剤溶液の希溶液を、希溶液配管系統を経て取り込んで加熱したとき、低圧再生器に供給すべき冷媒蒸気を生成する高圧再生器と、低圧再生器および凝縮器間を連絡するドレン管に設けられ、かつ低圧再生器で発生した低圧再生器ドレンを熱交換媒体とする低圧再生器ドレン熱交換器を有するドレン系統とを備えた吸収冷凍機において、前記ドレン系統の前記低圧再生器ドレン熱交換器を、吸収器の吸収剤溶液の希溶液と熱交換可能に、希溶液配管系統の低温熱交換器より下流側に配置することを特徴とする。
【００１３】
このように、低圧再生器ドレン熱交換器が、低圧再生器および凝縮器を結ぶドレン系統において低温熱交換器の下流側に配置されると、吸収器から取り込まれた吸収剤溶液の希溶液が、低温熱交換器を通過した後で低圧再生器ドレン熱交換器の低圧再生器ドレンと熱交換されるので、低圧再生器から吸収器に供給される吸収剤溶液の濃溶液が、従来技術のように吸収器内に流入しただけで蒸発するような温度に上昇するのを防ぐことができる。
そのため、吸収器に吸収剤溶液の濃溶液が供給されると、その入口側で沸騰したりすることがなくなるので、良好な吸収作用を行うことができる結果、伝熱面積を増大することが不要になるばかりでなく、吸収効率アップして吸収冷凍機全体の効率を高めることができる。
【００１４】
また、本発明では、前記ドレン系統の前記低圧再生器ドレン熱交換器は、希溶液配管系統の低温熱交換器および高温熱交換器の間に配置されることを特徴とする。このように、低圧再生器ドレン熱交換器が、低圧再生器および凝縮器を結ぶドレン系統において希溶液配管系統の低温熱交換器および高温熱交換器の間に配置されると、吸収器から取り込まれた吸収剤溶液の希溶液が、低温熱交換器を通過した後で低圧再生器ドレン熱交換器の低圧再生ドレンと熱交換されるので、低圧再生器から吸収器１に供給される吸収剤溶液の濃溶液が、吸収器内に流入しただけで蒸発するような温度に上昇するのを防ぐことができ、良好な吸収作用を行うことができる結果、上記と同様の作用効果を得ることができる。
【００１５】
さらに本発明では、前記希溶液配管系統における低温熱交換器は、吸収器寄りの位置に配置される第１低温熱交換器と、それより下流側に配置される第２低温熱交換器とに分割され、前記ドレン系統の前記低圧再生器ドレン熱交換器は、希溶液配管系統の前記第１低温熱交換器と第２低温熱交換器との間に配置されることを特徴とする。吸収器内の吸収剤溶液の希溶液は、第１低温熱交換器を経て低圧再生器ドレン熱交換器によって熱交換され、その後第２低温熱交換器，高温熱交換器を経て高温再生器に取り込まれるので、第２低温熱交換器において、低圧再生器ドレン熱交換器によって温度上昇した吸収剤溶液の希溶液と、低圧再生器からの吸収剤溶液の濃溶液とが熱交換することにより、吸収剤溶液の濃溶液が温度上昇する。しかしながら、第２低温熱交換器を経た吸収剤溶液の濃溶液が、第１低温熱交換器において、吸収器内の吸収剤溶液の希溶液と熱交換されることによって温度が降下するので、吸入器に供給されても、直ちに蒸発するのを防ぐことができる。したがって、低圧再生器からの吸収剤溶液の濃溶液が、低圧再生器ドレン熱交換器によって温度上昇するものの、第１低温熱交換器により熱交換されて温度下降してから吸収器に供給されるので、基本的には上述と同様の効果を得ることができる。
【００１６】
またさらに、本発明では、前記希溶液配管系統における低温熱交換器は、吸収器寄りの位置に配置される第１低温熱交換器と、それより下流側に配置される第２低温熱交換器とに分割され、前記ドレン系統の前記低圧再生器ドレン熱交換器は、前記希溶液配管系統の前記分岐管の途中位置に配置されることを特徴とする。これにより、吸収器内の吸収剤溶液の希溶液が、第１低温熱交換器，第２低温熱交換器および高温熱交換器を経て高圧再生器に供給される一方、希溶液配管系統の分岐管により、低圧再生器ドレン熱交換器で熱交換され、さらにその後、熱回収器によって熱交換されて低圧再生器に供給されるので、低圧再生器内での吸収剤溶液の濃溶液の生成を極めて効率的に行うことができる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図１〜図３に基づいて説明する。図１は本発明による吸収冷凍機の一実施形態を示している。
図１に示す実施形態の吸収冷凍機は、吸収剤溶液である臭化リチウムの希溶液を、冷媒蒸気により加熱して臭化リチウム濃溶液を生成する低圧再生器２と、低圧再生器２からの臭化リチウム濃溶液を希釈して臭化リチウム希溶液を生成する吸収器１と、吸収器１内の臭化リチウム希溶液を、低温熱交換器８および高温熱交換器９を経て高圧再生器３に送り込むと共に、低温交換器８および高温熱交換器９間の分岐管７により低圧再生器２に供給する希溶液配管系統６と、吸収器１内の臭化リチウム希溶液を、希溶液配管系統６を経て取り込んで加熱したとき、低圧再生器２に供給すべき冷媒蒸気を生成する高圧再生器３と、冷媒（水）を凝縮させる凝縮器４と、凝縮器４からの冷媒が供給され、その冷媒を蒸発させて気化冷媒を生成すると共に、その気化冷媒を吸収器１側に送り込む蒸発器５と、低圧再生器２および凝縮器４間を連絡するドレン管に設けられ、かつ低圧再生器２で発生した低圧再生器ドレンを熱交換媒体とする低圧再生器ドレン熱交換器１１を有するドレン系統１０とを備えている。この点は従来技術と同様である。
【００１８】
そして、本実施形態では、低圧再生器ドレン熱交換器１１が低温熱交換器８の下流側に設置されている。即ち、この低圧再生器ドレン熱交換器１１は、低温熱交換器８と高温熱交換器９との間に配置されており、その低温再生器ドレンが、低温熱交換器８を経た臭化リチウム希溶液と熱交換するようになっている。つまり、吸収器内の臭化リチウム希溶液が、低温熱交換器８を経た後で、低圧再生ドレンと熱交換して熱回収するようになっている。
【００１９】
このように、低圧再生器ドレン熱交換器１１が、低圧再生器２および凝縮器４を結ぶドレン管１０において、低温熱交換器８の下流側に配置されると、吸収器１から取り込まれた臭化リチウム希溶液が、低温熱交換器８を通過した後で低圧再生器ドレン熱交換器１１の低圧再生ドレンと熱交換されるので、低圧再生器２から吸収器１に供給される臭化リチウム濃溶液が、従来技術のように吸収器１内に流入しただけで蒸発するような温度に上昇するのを防ぐことができる。
【００２０】
そのため、吸収器１に臭化リチウム濃溶液が供給されると、その入口側で沸騰したりすることがなくなるので、良好な吸収作用を行うことができる結果、伝熱面積を増大することが不要になるばかりでなく、吸収効率アップして吸収冷凍機全体の効率を高めることができる。
【００２１】
なお、図示実施形態では、低圧再生器ドレン熱交換器１１が、低温熱交換器８のすぐ下流側に設置された例を示したが、例えば低圧再生器２寄りの分岐管７側の位置、あるいは高温熱交換器９の入口近くに配置されてあっても、吸収器内の臭化リチウム希溶液により、低圧再生器ドレンを熱回収することができ、図示例に限定されるものではない。
【００２２】
図２は他の実施形態を示している。
この場合は、吸収器１および高圧再生器３を結ぶ希溶液配管系統６に設けられた低温熱交換器として、第１低温熱交換器８ａと第２低温熱交換器８ｂとの二つに分割形成され、その第１低温熱交換器８ａと第２低温熱交換器８ｂとの間に、ドレン系統１０の低圧再生器ドレン熱交換器１１が設けられたものである。
【００２３】
即ち、希溶液配管系統６の管路６ａにおいて、吸収器１寄りの位置に第１低温熱交換器８ａが接続されると共に、その第１低温熱交換器８ａと高温熱交換器９との間に第２低温熱交換器８ｂが接続される。この第１低温熱交換器８ａと第２低温熱交換器８ｂとは、本例では、元々一個であった低温熱交換器８の能力を半分程度の仕様となるようにそれぞれ構成されているが、これに限らず、適宜変えることも可能である。
【００２４】
そして、管路６ａ上の第１低温熱交換器８ａおよび第２低温熱交換器８ｂの間に低圧再生器ドレン熱交換器１１が配置される。この場合、低圧再生器２からの臭化リチウム濃溶液は、導出管ｂ，第２低温熱交換器８ｂ，中継管ｅ，第１低温熱交換器８ａ，供給管ａを経ることにより吸収器１に供給されるようになっている。
したがって、吸収器内の臭化リチウム希溶液は、第１低温熱交換器８ａを経て低圧再生器ドレン熱交換器１１によって熱交換され、その後第２低温熱交換器８ｂ，高温熱交換器９を経て高温再生器３に取り込まれるようになっている。
【００２５】
この実施形態によれば、吸収器内の臭化リチウム希溶液が、第１低温熱交換器８ａ，低圧再生器ドレン熱交換器１１，第２低温熱交換器８ｂ，高温熱交換器９を経て高圧再生器３に取り込まれるので、第２低温熱交換器８ｂにおいて、低圧再生器ドレン熱交換器１１によって温度上昇した臭化リチウム希溶液と、低圧再生器２からの臭化リチウム濃溶液とが熱交換することにより、臭化リチウム濃溶液が温度上昇する。
【００２６】
しかしながら、第２低温熱交換器８ｂを経た臭化リチウム濃溶液が、第１低温熱交換器８ａにおいて、吸収器内の臭化リチウム希溶液と熱交換されることによって温度が降下するので、導入管ａから吸入器１に供給されても、直ちに蒸発するのを防ぐことができる。
したがって、低圧再生器２からの臭化リチウム濃溶液が、低圧再生器ドレン熱交換器１１によって温度上昇するものの、第１低温熱交換器８ａにより熱交換されて温度下降してから吸収器１に供給されるので、基本的には前述した一実施形態と同様の効果を得ることができる。
【００２７】
しかも、一実施形態に比較すれば、二つに分割された第１低温熱交換器８ａと第２低温熱交換器８ｂとの間に低圧再生器ドレン熱交換器１１が設けられているので、吸収器内の臭化リチウム希溶液が、第１低温熱交換器８ａを経た後で低圧再生器ドレンと熱交換されるので、低圧再生器ドレンに対する熱回収率を高めることができる。
【００２８】
図３はさらに他の実施形態を示している。
これまで前述した実施形態では何れも、高圧再生器３がガスや油を燃料とした直焚きタイプのものを用いた例を示したが、本実施形態においては、高圧再生器３が蒸気を燃料としたものであり、したがって、蒸気により臭化リチウム希溶液の濃度を変えたり、また低圧再生器２に送る冷媒蒸気を生成するように構成されている。
【００２９】
そして、この実施形態は、前述した実施形態と同様に、低温熱交換器が第１，第２熱交換器８ａ，８ｂからなる二つに分割されると共に、その第１低温熱交換器８ａおよび第２低温熱交換器８ｂの間に、低圧再生器２に臭化リチウム希溶液を供給するための分岐管７が設けられている。
また、分岐管７の途中位置には低圧再生器ドレン熱交換器１２が設けられている。この低圧再生器ドレン熱交換器１２も、低圧再生器２からの低圧再生ドレンが凝縮器４に送り込まれるようになっており、その途中位置において分岐管７に導かれたとき、希溶液配管系統６の臭化リチウム希溶液によって熱交換され、これによって低圧再生器ドレンが熱回収されるようになっている。
【００３０】
なお、分岐管７において、低圧再生器ドレン熱交換器１２の下流側には熱回収器１３が接続されている。この熱回収器１３は、高圧再生器３が上述したように蒸気を燃料としたものであって、その排出蒸気が高温（約１７０℃）となっていることから、この熱を利用できるように分岐管７の途中位置に配置されている。図４において、符号１４は、凝縮器４で凝縮された冷媒（水）が蒸発器５に送られる破線を示し、１５は、蒸発器５内で蒸発した気化冷媒が吸収器１内に送られる破線を示している。
【００３１】
この実施形態によれば、吸収器内の臭化リチウム希溶液が、第１低温熱交換器８ａ，第２低温熱交換器８ｂおよび高温熱交換器９を経て高圧再生器３に供給される一方、希溶液配管系統６の分岐管７により、低圧再生器ドレン熱交換器１２で熱交換され、さらにその後、熱回収器１３によって熱交換されて低圧再生器２に供給されるので、低圧再生器２内での臭化リチウム濃溶液の生成を極めて効率的に行うことができる。
【００３２】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明によれば、低圧再生器からの吸収剤溶液の濃溶液が、低圧再生器ドレン熱交換器によって温度上昇するものの、第１低温熱交換器により熱交換されて温度下降してから吸収器に供給されるように構成したので、吸収器に吸収剤溶液の濃溶液が供給されると、その入口側で沸騰したりすることがなくなり、良好な吸収作用を行うことができる結果、伝熱面積を増大することが不要になるばかりでなく、吸収効率アップして吸収冷凍機全体の効率を高めることができる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による吸収冷凍機の第１の実施形態を示す配管図である。
【図２】本発明による吸収冷凍機の第２の実施形態を示す配管図である。
【図３】本発明による吸収冷凍機の他の実施形態を示す配管図である。
【図４】従来の吸収冷凍機の一例を示す配管図である。
【符号の説明】
１  吸収器
２  低圧再生器
３  高圧再生器
４  凝縮器
５  蒸発器
６  希溶液配管系統
６ａ  管路
７  分岐管
８  低温熱交換器
８ａ  第１低温熱交換器
８ｂ  第２低温熱交換器
９  高温熱交換器
１０  ドレン系統
１１，１２  低圧再生器ドレン熱交換器
１３  熱回収器
ａ  導入管
ｂ，ｃ  導出管
ｄ  接続管
ｅ  中継管
【図１】
0003593052.tif 000002
【図２】
0003593052.tif 000003
【図３】
0003593052.tif 000004
【図４】
0003593052.tif 000005