(57)【要約】【課題】溶液ポンプの駆動用電力の低減化を図り得る吸収式冷凍機を提供する。【解決手段】冷媒を蒸発させる蒸発器、この蒸発器にて蒸発した冷媒蒸気を吸収液に吸収させる吸収器１、この吸収器にて冷媒を吸収した吸収液を第１吸収液移送管１２を介して導き加熱し冷媒を蒸発させて吸収液の再生を行う再生器２、この再生器で分離された冷媒蒸気を導き凝縮させる凝縮器、および上記再生器で再生された吸収液を上記吸収器に移送する第２吸収液移送管１４、並びに上記第１吸収液移送管途中に介装されて電動機３により駆動される溶液ポンプ４が具備された吸収式冷凍機であって、第１吸収液移送管および第２吸収液移送管の途中に、それぞれ吸収液により回転される第１および第２羽根車２１，２２を回転自在に配置するとともに、これら両羽根車を連結用軸体２３を介して連結したものである。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
冷媒を蒸発させる蒸発器、この蒸発器にて蒸発した冷媒蒸気を吸収液に吸収させる吸収器、この吸収器にて冷媒を吸収した吸収液を第１吸収液移送管を介して導き加熱し冷媒を蒸発させて吸収液の再生を行う再生器、この再生器で分離された冷媒蒸気を導き凝縮させる凝縮器、および上記再生器で再生された吸収液を上記吸収器に移送する第２吸収液移送管、並びに上記第１吸収液移送管途中に介装されて電動機により駆動される溶液ポンプが具備された吸収式冷凍機であって、
上記第１吸収液移送管および第２吸収液移送管の途中に、それぞれ吸収液により回転される羽根車を回転自在に配置するとともに、これら両羽根車を軸体を介して連結したことを特徴とする吸収式冷凍機。
【請求項２】
冷媒を蒸発させる蒸発器、この蒸発器にて蒸発した冷媒蒸気を吸収液に吸収させる吸収器、この吸収器にて冷媒を吸収した吸収液を第１吸収液移送管を介して導き加熱し冷媒を蒸発させて吸収液の再生を行う再生器、この再生器で分離された冷媒蒸気を導き凝縮させる凝縮器、および上記再生器で再生された吸収液を上記吸収器に移送する第２吸収液移送管、並びに上記第１吸収液移送管途中に介装されて電動機により駆動される溶液ポンプが具備された吸収式冷凍機であって、
上記第２吸収液移送管の途中に、吸収液により回転される回転体を配置するとともに、この回転体により回転駆動される発電機を設け、
且つ上記発電機にて発電された電力を溶液ポンプを駆動する電動機に供給するようにしたことを特徴とする吸収式冷凍機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、吸収式冷凍機に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
冷凍機の中には吸収式のものがあり、その中でも、冷媒としてアンモニアを用いるとともに吸収液としてアンモニア水溶液を用いたアンモニア吸収式冷凍機がある。
このアンモニア吸収式冷凍機は、アンモニア液を蒸発させる蒸発器と、アンモニア蒸気を濃度の薄いアンモニア水溶液（以下、稀吸収液ともいう）に吸収する吸収器と、アンモニア蒸気を吸収して濃度が濃くなったアンモニア水溶液（以下、濃吸収液ともいう）を加熱してアンモニア蒸気を分離して吸収液の再生を行う再生器と、この分離されたアンモニア蒸気を凝縮する凝縮器とが具備されたもので、蒸発器にて被冷却流体の冷却を行うようにしたものである。なお、凝縮器で凝縮されたアンモニア液は蒸発器に移送されるとともに、再生器で再生された吸収液は吸収器に移送される。
【０００３】
そして、図３に示すように、吸収器５１内の濃吸収液は第１吸収液移送管６１を介して再生器５２に移送されるとともに、再生器５２内の稀吸収液は第２吸収液移送管６２を介して吸収器５１に移送されている。
【０００４】
ところで、冷凍運転時においては、再生器５２内の圧力（例えば、１．６ＭＰａＧ）の方が吸収器５１内の圧力（例えば、０ＭＰａＧ、所謂大気圧である）よりも高いため、その圧力差により、再生された吸収液（稀吸収液）は第２吸収液移送管６２を介して吸収器５１に移送されるが、吸収器５１内の濃吸収液を再生器５２に移送する第１吸収液移送管６１の途中には、電動機５３により駆動される溶液ポンプ５４が設けられていた。なお、第１吸収液移送管６１の途中には、濃吸収液の流量が所定値となるように、流量調節計７１および当該流量調節計７１からの指示信号により制御される流量制御弁７２が設けられており、また第２吸収液移送管６２の途中には、吸収器５１内の液面が所定高さとなるように、吸収器５１に設けられた液面検出計７３からの検出信号により制御される液面調節弁（例えば、開閉弁が用いられる）７４が設けられている。
【特許文献１】特開平１１−２０１５７５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記従来の構成によると、第１吸収液移送管６１の途中に設けられた溶液ポンプ５４の能力は、再生器５２と吸収器５１との圧力差が最大であっても、吸収液が所定値（所定量）以上流れるように決められていた。
【０００６】
このため、再生器５２内の圧力が最大でない場合［例えば、凝縮器での冷却水温度が低いとき（凝縮器での平衡温度が下がり、それに伴い再生器内の圧力も下がる）、部分負荷運転のときなど、殆どの場合がそうである］でも、溶液ポンプ５４は最大能力で運転されているため、その駆動用電力の低減化が望まれている。なお、再生器５２の圧力が低い場合には、溶液ポンプ５３の能力（移送能力）が過大となるため、第２吸収液移送管６２途中に設けられた流量制御弁７２によりその流量が絞られており、したがって駆動用電力の低減には繋がっていない。
【０００７】
そこで、本発明は、溶液ポンプの駆動用電力の低減化を図り得る吸収式冷凍機を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するため、本発明の吸収式冷凍機は、冷媒を蒸発させる蒸発器、この蒸発器にて蒸発した冷媒蒸気を吸収液に吸収させる吸収器、この吸収器にて冷媒を吸収した吸収液を第１吸収液移送管を介して導き加熱し冷媒を蒸発させて吸収液の再生を行う再生器、この再生器で分離された冷媒蒸気を導き凝縮させる凝縮器、および上記再生器で再生された吸収液を上記吸収器に移送する第２吸収液移送管、並びに上記第１吸収液移送管途中に介装されて電動機により駆動される溶液ポンプが具備された吸収式冷凍機であって、
上記第１吸収液移送管および第２吸収液移送管の途中に、それぞれ吸収液により回転される羽根車を回転自在に配置するとともに、これら両羽根車を軸体を介して連結したものである。
【０００９】
また、本発明の他の吸収式冷凍機は、冷媒を蒸発させる蒸発器、この蒸発器にて蒸発した冷媒蒸気を吸収液に吸収させる吸収器、この吸収器にて冷媒を吸収した吸収液を第１吸収液移送管を介して導き加熱し冷媒を蒸発させて吸収液の再生を行う再生器、この再生器で分離された冷媒蒸気を導き凝縮させる凝縮器、および上記再生器で再生された吸収液を上記吸収器に移送する第２吸収液移送管、並びに上記第１吸収液移送管途中に介装されて電動機により駆動される溶液ポンプが具備された吸収式冷凍機であって、
上記第２吸収液移送管の途中に、吸収液により回転される回転体を配置するとともに、この回転体により回転駆動される発電機を設け、
且つ上記発電機にて発電された電力を溶液ポンプを駆動する電動機に供給するようにしたものである。
【発明の効果】
【００１０】
上記の各構成によると、再生器と吸収器との圧力差により移送される吸収液の持つ運動エネルギーを、互いに連結された一対の羽根車を介して、吸収器から再生器に移送される吸収液に与えるようにしたので、または再生器と吸収器との圧力差により移送される吸収液の持つ運動エネルギーにて発電を行い、この発電された電力を、溶液ポンプの電動機に供給するようにしたので、溶液ポンプの駆動用電力の低減化を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
［実施の形態］
以下、本発明の実施の形態に係る吸収式冷凍機を、図１に基づき説明する。
本実施の形態においては、冷媒としてアンモニアを用いるとともに吸収液としてアンモニア水溶液を用いたアンモニア吸収式冷凍機について説明する。
【００１２】
図１に示すように、この吸収式冷凍機には、冷媒であるアンモニア液を蒸発させる蒸発器（図示せず）と、この蒸発器にて蒸発した冷媒蒸気であるアンモニア蒸気を第１冷媒蒸気移送管１１を介して導き吸収液である濃度が薄いアンモニア水溶液（以下、稀吸収液ともいう）に吸収する吸収器１と、この吸収器１にてアンモニア蒸気を吸収して濃度が濃くなったアンモニア水溶液（以下、濃吸収液ともいう）を第１吸収液移送管１２介して導き加熱しアンモニアを蒸発させて吸収液の再生を行う再生器２と、この再生器２で分離されたアンモニア蒸気を第２冷媒蒸気移送管１３を介して導き凝縮させる凝縮器（図示せず）と、上記再生器２にて再生された稀吸収液を吸収器１に移送する第２吸収液移送管１４とが具備されている。
【００１３】
そして、上記第１吸収液移送管１２の途中には、電動機３にて駆動される溶液ポンプ４が設けられている。
また、上記第１および第２吸収液移送管１２，１４の途中には、第１および第２羽根車２１，２２が回転自在に配置されるとともに、これら両羽根車２１，２２同士が連結用軸体２３を介して連結されている。これら各羽根車２１，２２は、例えば吸収液移送管１２，１４の途中に接続されるとともに内部に吸収液が通過し得る空間室を有する円形のケーシング２１ａ，２２ａと、このケーシング２１ａ，２２ａの空間室内に回転自在に配置されるとともに回転軸部に放射状に突設された複数の羽根材２１ｂ，２２ｂとから構成されている。
【００１４】
したがって、再生器２から吸収器１にその圧力差（例えば、再生器では１．６ＭＰａＧ、吸収器では０ＭＰａＧである）により移送される吸収液の運動エネルギーが、第２羽根車２２、連結用軸体２３および第１羽根車２１を介して、溶液ポンプ４により吸収器１から再生器２に移送される濃吸収液に運動エネルギーが与えられることになる。すなわち、溶液ポンプ４で必要とされる運動エネルギーがその分だけ軽減されるため、電動機３が消費する駆動用電力が低減される。
【００１５】
上記吸収器１には、その液面位置および許容最低液面位置を検出するとともに所定の検出信号を出力し得る液面検出計３１が設けられるとともに、この液面検出計３１からの許容最低液面位置の検出信号が上記電動機３の制御部に入力されて、溶液ポンプ４の空運転が防止されている。
【００１６】
また、上記第１吸収液移送管１２の途中には、濃吸収液の流量が所定値となるように、流量調節計３２および当該流量調節計３２からの指示信号により制御される流量制御弁３３が設けられている。なお、この流量制御弁３３の下流側には逆止弁３４が介装されている。
【００１７】
さらに、上記第２吸収液移送管１４の第２羽根車２２より下流側には、上記液面検出計３１からの検出信号を入力して吸収器１内の液面が所定高さ（一定）となるように稀吸収液の流量を調節するための液面調節弁（例えば、開閉弁が用いられる）３５が介装されている。
【００１８】
なお、吸収器１には、アンモニア蒸気を吸収した際に発生した熱を除去するための冷却水配管１５が設けられるとともに、再生器２には、吸収液を加熱するための蒸気配管１６が設けられている。また、第１吸収液移送管１２と第２吸収液移送管１４との間には、第２吸収液移送管１４内を移送される稀吸収液が有する熱を回収するための熱交換器（熱回収器でもある）１７が設けられている。
【００１９】
上記構成において、蒸発器にて蒸発されたアンモニア蒸気が第１冷媒蒸気移送管１１を介して吸収器１に導かれて吸収液であるアンモニア水溶液に吸収され、そして吸収器１でアンモニア蒸気を吸収して濃度が濃くなったアンモニア水溶液すなわち濃吸収液は、溶液ポンプ４により第１吸収液移送管１２を介して再生器２に移送されて、冷凍サイクルが行われる。勿論、蒸発器に供給される被冷却流体が冷却されるとともに、再生器２で蒸発されたアンモニア蒸気は凝縮器に導かれて凝縮された後、蒸発器に移送されて蒸発に供される。
【００２０】
そして、上述したように、第１および第２吸収液移送管１２，１４途中に設けられ両羽根車２１，２２により、再生器２と吸収器１との圧力差により移送される吸収液の運動エネルギーの一部が、第１吸収液移送管１２内を移送される吸収液に与えられるため、溶液ポンプ４で必要とされる運動エネルギーがその分だけ軽減され、したがって溶液ポンプ４を駆動する電動機３の駆動用電力の低減化を図ることができる。
【００２１】
また、吸収器１からの稀吸収液の移送流量については流量制御弁３３により、また再生器２からの濃吸収液の移送流量については液面調節弁３５により制御されている。
なお、吸収器１内の吸収液の液面が許容最低液面位置より低下した場合には、液面検出計３１からの検出信号が電動機３の制御部に入力されて、溶液ポンプ４の駆動が停止される。勿論、液面が元に上昇した場合には、溶液ポンプ４が駆動される。
【００２２】
上述したように、再生器と吸収器との圧力差により移送される（流れる）吸収液の持つ運動エネルギーを、互いに連結された一対の羽根車を介して、吸収器から再生器に移送される（流れる）吸収液に与えるようにしたので、第２吸収液移送管の途中に設けられた溶液ポンプで必要とされる運転能力（移送能力）を軽減することができ、したがって溶液ポンプの駆動用電力の低減化を図ることができる。
【００２３】
ところで、上記実施の形態においては、第１吸収液移送管１２内を移送される吸収液の運動エネルギーを、第２吸収液移送管１４内を移送される吸収液に直接与えるようにしたが、例えば図２に示すように、第２吸収液移送管１４の途中に、タービンなどの回転体（勿論、羽根車であってもよい）４１を配置するとともに、この回転体４１により発電機４２を駆動させ、そしてこの発電機４２で発電された電力を電気配線４３を介して溶液ポンプ４を駆動する電動機３に直接供給することにより、外部から電動機３に供給される駆動用電力の低減化を図ることができる。
【００２４】
また、上記実施の形態においては、吸収式冷凍機として、冷媒がアンモニアで、吸収液がアンモニア水溶液である場合について説明したが、例えば冷媒が水で、吸収液が臭化リチウム水溶液である場合についても適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明の実施の形態に係る吸収式冷凍機の概略構成を示す模式図である。
【図２】同実施の形態に係る吸収式冷凍機の変形例の概略構成を示す模式図である。
【図３】従来例の吸収式冷凍機の概略構成を示す模式図である。
【符号の説明】
【００２６】
１      吸収器
２      再生器
３      電動機
４      溶液ポンプ
１２      第１吸収液移送管
１４      第２吸収液移送管
２１      第１羽根車
２２      第２羽根車
２３      連結用軸体
４１      回転体
４２      発電機
【図１】
2006194454.tif 000003
【図２】
2006194454.tif 000004
【図３】
2006194454.tif 000005