(57)【要約】      （修正有）【課題】  信頼性の低下を抑制しながら性能を向上できる吸収式冷凍機を提供する。【解決手段】  熱源の熱により加熱を行う高温再生器３、高温再生器３で発生した冷媒蒸気の熱で加熱を行う低温再生器５を備えた吸収式冷凍機１であり、低温再生器５に溜まった冷媒液の量を検出する冷媒液量検出手段３３、４１と、この冷媒液量検出手段３３で検出した冷媒液の量に応じて冷媒液流路２９の冷媒液の流量を調整する冷媒流量調整手段３７、４１とを設けた構成とする。これにより、冷媒蒸気の冷媒熱交換器３１への流入を抑制でき、性能を向上できる。さらに、低温再生器５内の冷媒液の量が増加するに連れて冷媒液の流量を増大できるため、低温再生器５内の冷媒液が溜まることによって発生する吸収式冷凍機の不具合の発生を抑制できる。【選択図】図１
2006250427.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱源の熱により加熱を行う高温再生器、該高温再生器で発生した冷媒蒸気の熱で加熱を行う低温再生器、凝縮器、蒸発器及び吸収器を備え、前記低温再生器で加熱に用いられて凝縮した冷媒液を前記凝縮器に導く冷媒液流路と、前記吸収器からの稀溶液の一部が通流する稀溶液流路との間で熱交換を行う冷媒熱交換器が設けられた吸収式冷凍機であり、
前記低温再生器に溜まった冷媒液の量を検出する冷媒液量検出手段と、該冷媒液量検出手段で検出した冷媒液の量に応じて前記冷媒液流路の冷媒液の流量を調整する冷媒流量調整手段とを設けたことを特徴とする吸収式冷凍機。
【請求項２】
前記冷媒液流路の少なくとも一部を並列に２本の流路に分岐し、該冷媒液流路の分岐した部分の一方にオリフィスが設けてあり、前記冷媒流量調整手段は、前記冷媒液流路の分岐した部分の他方に設けられ、前記冷媒液量検出手段で検出した冷媒液の量に応じて開閉する開閉弁を有することを特徴とする請求項１に記載の吸収式冷凍機。
【請求項３】
前記冷媒液量検出手段は、前記低温再生器に溜まった冷媒液の量に相関する値として前記高温再生器の燃焼量と、前記高温再生器及び前記低温再生器で生成した冷媒蒸気を液化する冷却液の前記凝縮器からの出口温度とを検出することを特徴とする請求項２に記載の吸収式冷凍機。
【請求項４】
前記冷媒流量調整手段は、前記冷媒液流路に設けられ、前記冷媒液量検出手段で検出した冷媒液の量に比例して開度が可変する比例弁を有することを特徴とする請求項１に記載の吸収式冷凍機。
【請求項５】
前記冷媒液量検出手段は、前記低温再生器に溜まった冷媒液の量に相関する値として前記高温再生器の燃焼量と、前記高温再生器内の圧力とを検出することを特徴とする請求項４に記載の吸収式冷凍機。
【請求項６】
前記冷媒液量検出手段は、前記低温再生器で凝縮した冷媒液が溜まる冷媒液溜め部の液面に応じて移動するフロートを有し、前記冷媒流量調整手段は、前記フロートの動きに連動して開度が変わる弁を有し、前記フロートと前記弁とは、前記フロートの動きを前記弁に伝える連結部材によって連結されていることを特徴とする請求項１に記載の吸収式冷凍機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、吸収式冷凍機に係り、特に、再生器として高温再生器及び低温再生器を有する吸収式冷凍機に関する。
【背景技術】
【０００２】
高温再生器及び低温再生器を有する吸収式冷凍機では、高温再生器で発生した冷媒蒸気が低温再生器での加熱に用いられる。低温再生器での加熱に用いられることで凝縮した冷媒液は、冷媒液流路によって凝縮器に導かれる。この低温再生器と凝縮器の間に設けられた冷媒液流路には、吸収器からの稀溶液の一部が通流する稀溶液流路との間で熱交換を行うことで、冷媒液流路を通流する凝縮した冷媒液の熱を低温再生器に導かれる稀溶液に回収する冷媒熱交換器が設けられているものがある（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
このような吸収式冷凍機では、高温再生器からの冷媒蒸気が低温再生器で凝縮せずに冷媒熱交換器に流入すると、吸収式冷凍機の性能の低下を招いてしまう。このため、高温再生器からの冷媒蒸気を低温再生器で凝縮させるため、冷媒液流路に、特許文献１の吸収式冷凍機のように冷媒液の冷媒熱交換器からの出口温度に応じて開度が制御される流量制御弁や、穿設された孔の口径及び一次側と２次側の圧力差の関係によって冷媒液の流量を調整するオリフィスなどが設けられており、冷媒液流路に流路抵抗を付与するようになっている。
【０００４】
【特許文献１】特開２００３−２８７３１５号公報（第３−４頁、第１図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、例えば、高温再生器や低温再生器で生成した冷媒蒸気を凝縮して液化するための凝縮器に供給される冷却液の温度が低くなるに連れ、高温再生器内と凝縮器内の圧力差が小さくなる。このため、凝縮器に供給される冷却液の温度によっては、従来の吸収式冷凍機のように、冷媒液流路に冷媒液の冷媒熱交換器からの出口温度に応じて開度が制御される流量制御弁やオリフィスが設けられていると、冷媒液が流れなくなってしまう場合がある。冷媒液流路を冷媒液が流れなくなってしまうと、低温再生器内に冷媒液が溜まり、吸収液の濃度の上昇や晶析などの不具合が発生し、これにより吸収式冷凍機の運転に支障を来し、吸収式冷凍機が異常停止するなど、信頼性が低下してしまう。
【０００６】
一方、このような信頼性の低下を抑制するため、冷媒液の冷媒熱交換器からの出口温度に対する流量制御弁の開度やオリフィスの口径を大きくして冷媒液流路の冷媒液の流量を大きく設定することが考えられる。しかし、冷媒液の冷媒熱交換器からの出口温度に対する流量制御弁の開度やオリフィスの口径を大きくすると、吸収式冷凍機の定格運転時に、高温再生器からの冷媒蒸気が低温再生器で凝縮せずに冷媒熱交換器に流入し、吸収式冷凍機の性能が低下してしまう。このように従来の吸収式冷凍機では、信頼性の低下を抑制しようとすると、吸収式冷凍機の性能を向上できなくなるという問題がある。このため、信頼性の低下を抑制しながら性能を向上できる吸収式冷凍機が求められている。
【０００７】
本発明の課題は、信頼性の低下を抑制しながら性能を向上することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の吸収式冷凍機は、熱源の熱により加熱を行う高温再生器、この高温再生器で発生した冷媒蒸気の熱で加熱を行う低温再生器、凝縮器、蒸発器及び吸収器を備え、低温再生器で加熱に用いられて凝縮した冷媒液を凝縮器に導く冷媒液流路と、吸収器からの稀溶液の一部が通流する稀溶液流路との間で熱交換を行う冷媒熱交換器が設けられた吸収式冷凍機であり、低温再生器に溜まった冷媒液の量を検出する冷媒液量検出手段と、この冷媒液量検出手段で検出した冷媒液の量に応じて冷媒液流路の冷媒液の流量を調整する冷媒流量調整手段とを設けた構成とすることにより上記課題を解決する。
【０００９】
このような構成とすれば、冷媒液の流量を適切に調整できることにより、低温再生器で冷媒蒸気を凝縮させて冷媒蒸気の冷媒熱交換器への流入を抑制でき、性能を向上できる。さらに、凝縮器へ供給される冷却液の温度が低くなるなどの条件によって冷媒液の流れが悪い状態になっても、低温再生器内の冷媒液の量が増加すると冷媒流量調整手段によって冷媒液の流量を増大させることができる。このため、低温再生器内に冷媒液が溜まるのを防ぎ、信頼性の低下を抑制できる。したがって、信頼性の低下を抑制しながら性能を向上できる。
【００１０】
また、冷媒液流路の少なくとも一部を並列に２本の流路に分岐し、この冷媒液流路の分岐した部分の一方にオリフィスが設けてあり、冷媒流量調整手段は、冷媒液流路の分岐した部分の他方に設けられ、冷媒液量検出手段で検出した冷媒液の量に応じて開閉する開閉弁を有する構成とする。このような構成とすれば、従来のオリフィスを設けた構成の吸収式冷凍機に、このオリフィスに対して並列に開閉弁を設けた流路を設置することで、信頼性の低下を抑制しながら性能を向上できる。
【００１１】
このとき、冷媒液量検出手段は、低温再生器に溜まった冷媒液の量に相関する値として高温再生器の燃焼量と、高温再生器及び低温再生器で生成した冷媒蒸気を液化する冷却液の凝縮器からの出口温度とを検出する構成とする。このような構成でも、低温再生器に溜まった冷媒液の量に応じて冷媒の流量を調整することができる。
【００１２】
また、冷媒流量調整手段は、冷媒液流路に設けられ、冷媒液量検出手段で検出した冷媒液の量に比例して開度が可変する比例弁を有する構成とする。このような構成でも、低温再生器での冷媒蒸気の凝縮状態に応じて適切に冷媒液の流量を調整できるため、信頼性の低下を抑制しながら性能を向上できる。
【００１３】
このとき、冷媒液量検出手段は、低温再生器に溜まった冷媒液の量に相関する値として高温再生器の燃焼量と、高温再生器内の圧力とを検出する構成とする。このような構成でも、低温再生器に溜まった冷媒液の量に応じて冷媒の流量を調整することができる。
【００１４】
また、冷媒液量検出手段は、低温再生器で凝縮した冷媒液が溜まる冷媒液溜め部の液面に応じて移動するフロートを有し、冷媒流量調整手段は、フロートの動きに連動して開度が変わる弁を有し、フロートと弁とは、フロートの動きを弁に伝える連結部材によって連結されている構成とする。このような構成とすれば、機械的な構成のみで冷媒液の量に応じて冷媒液の流量を制御できる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、信頼性の低下を抑制しながら性能を向上できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
（第１の実施形態）
以下、本発明を適用してなる吸収式冷凍機の第１の実施形態について図１を参照して説明する。図１は、本発明を適用してなる吸収式冷凍機の概略構成を模式的に示すブロック図である。
【００１７】
本実施形態の吸収式冷凍機１は、図１に示すように、高温再生器３、低温再生器５、凝縮器７、蒸発器９、そして吸収器１１などを備えている。高温再生器３は、ボイラの燃焼により熱媒を加熱する直焚き型の再生器や加熱された熱媒を熱源とする熱媒焚きの再生器などである。高温再生器３には、この高温再生器３での稀溶液の加熱により発生した冷媒蒸気が通流する第１冷媒蒸気管路１３、冷媒蒸気の発生により吸収液の濃度が高くなった濃溶液が通流する第１濃溶液管路１５、そして、蒸発器７や吸収器１１の底部に溜まった稀溶液を高温再生器３に戻すための第１稀溶液管路１７などが連結されている。なお、稀溶液は、例えば臭化リチウムと水からなる溶液であり、この場合、水が冷媒となり、臭化リチウムが吸収液となる。
【００１８】
低温再生器５は、高温再生器３で発生した冷媒蒸気と蒸発器９や吸収器１１からの稀溶液との間で熱交換を行うことで稀溶液を加熱するものであり、冷媒蒸気が通流する伝熱管５ａを内部に備えている。低温再生器５の伝熱管５ａの一端には、高温再生器３からの第１冷媒蒸気管路１３が連結されている。伝熱管５ａは、複数の管路であるため、伝熱管５ａの両端部には、これらの複数の伝熱管５ａが連結されたヘッダ管やマニホールドなどといったが部材が設けられている。したがって、複数の伝熱管５ａの一端は、図示していないヘッダ管などに連結されており、第１冷媒蒸気管路１３は、この図示していないヘッダ管などに連結されている。
【００１９】
同様に、本実施形態の低温再生器５では、複数の伝熱管５ａの他端は、低温再生器５で凝縮した冷媒液が溜まるマニホールド１９に連結されている。さらに、低温再生器５には、この低温再生器５での稀溶液の加熱により発生した冷媒蒸気が通流する第２冷媒蒸気管路２１、冷媒蒸気の発生により吸収液の濃度が高くなった濃溶液が通流し、第１濃溶液管路１５に合流する第２濃溶液管路２３、そして、蒸発器９や吸収器１１の底部に溜まった稀溶液を低温再生器５に戻すための第１稀溶液管路１７から各々分岐した第２稀溶液管路２５、第３稀溶液管路２７などが連結されている。さらに、低温再生器５は、マニホールド１９に連結され、マニホールド１９内の冷媒液を凝縮器７内に導く第１冷媒液管路２９によって凝縮器７と連結されている。
【００２０】
低温再生器５で凝縮した冷媒液が溜まる冷媒液溜め部の役割を果たすマニホールド１９には、マニホールド１９内の液面を検出することで、低温再生器５で凝縮して溜まった冷媒液の量を検出するための液面レベル検知器３３が設けられている。第１冷媒液管路２９には、第１冷媒液管路２９を通流する冷媒液と第２稀溶液管路２５を通流する稀溶液との間で熱交換を行うことで、低温再生器５で凝縮した冷媒液の熱を稀溶液に回収する冷媒熱交換器３１が設けられている。
【００２１】
さらに、第１冷媒液管路２９の冷媒熱交換器３１よりも冷媒の流れに対して下流側の部分には、穿設された孔の口径及び一次側と２次側の圧力差の関係によって冷媒液の流量を調整するオリフィス３５が設けられている。また、第１冷媒液管路２９の冷媒熱交換器３１よりも冷媒の流れに対して下流側の部分には、オリフィス３５に対して並列に第１冷媒液管路２９から分岐して再び合流する並列管路２９ａが設けられており、この並列管路２９ａには、電動開閉弁３７が設けられている。液面レベル検知器３３と電動開閉弁３７は、各々、配線３９を介して制御部４１に電気的に接続されている。
【００２２】
液面レベル検知器３３としては、電極棒方式の液面レベル検知器や、フロート方式の液面レベル検知器などを用いる。液面レベル検知器３３は、マニホールド１９内の液面が予め設定された位置以上に上昇すると、電極棒による液面の検知またはフロートの上昇によって上側のスイッチがオンし、その信号を制御部４１に送信する。制御部４１は、液面レベル検知器３３からのマニホールド１９内の液面が予め設定された位置以上に上昇したことを知らせる信号を受信すると、電動開閉弁３７に弁を開いた状態にすることを指令する開信号を送信する。これにより、電動開閉弁３７が開いた状態となる。
【００２３】
一方、液面レベル検知器３３は、マニホールド１９内の液面が予め設定された位置以下に低下すると、電極棒による液面の検知またはフロートの下降によって下側のスイッチがオンし、その信号を制御部４１に送信する。制御部４１は、液面レベル検知器３３からのマニホールド１９内の液面が予め設定された位置以下に低下したことを知らせる信号を受信すると、電動開閉弁３７に弁を閉じた状態にすることを指令する閉信号を送信する。これにより、電動開閉弁３７が閉じた状態となる。このように、本実施形態では、液面レベル検知器３３や制御部４１などが冷媒液量検出手段を構成し、電動開閉弁３７や制御部４１などが冷媒流量調整手段を構成している。
【００２４】
凝縮器７は、図示していない冷却塔で冷却された冷却液、例えば水が通流する伝熱管７ａを内部に備えている。したがって、本実施形態では、冷却水が凝縮器７の冷却液となる。伝熱管７ａには、冷却水が伝熱管７ａと図示していない冷却塔との間を循環できるように冷却水管路４３が連結されている。また、凝縮器７には、低温再生器５からの第２冷媒蒸気管路２１、マニホールド１９からの第１冷媒液管路２９、そして、凝縮器７内の冷媒液を蒸発器９に導く第２冷媒液管路４５などが連結されている。そして、蒸発器９で流体を冷却する運転を行うとき、凝縮器７に流入した高温再生器３及び低温再生器５からの冷媒蒸気は、伝熱管７ａ内を通流する冷却水により冷却されて凝縮し、液化する。
【００２５】
蒸発器９は、吸収式冷凍機１が冷却する流体、例えば水などが通流する伝熱管９ａを内部に備えている。伝熱管９ａは、冷却された水などの流体を利用する図示していない設備や機器との間でこの流体を循環させるための流体循環管路４７に連結されている。また、蒸発器９は、第２冷媒液管路４５を介して伝熱管９ａに滴下または散布された冷媒液が気化することで、蒸発器９で発生した冷媒蒸気が通流できるように吸収器１１と連通している。
【００２６】
吸収器１１は、図示していない冷却塔で冷却された冷却水が通流する伝熱管１１ａを内部に備えている。また、吸収器１１には、第１濃溶液管路１５が連結されており、高温再生器３で生成された濃溶液及び第１濃溶液管路１５に合流する第２濃溶液管路２３からの低温再生器５で生成された濃溶液は、吸収器１１の伝熱管１１ａに滴下または散布される。伝熱管１１ａは、冷却水が伝熱管１１ａと図示していない冷却塔との間を循環できるように冷却水管路４３が連結されている。そして、吸収器１１の伝熱管１１ａと凝縮器７の伝熱管７ａが冷却水管路４３に対して直列に連結されていることにより、図示していない冷却塔で冷却された冷却水は、冷却水管路４３を介して、図示していない冷却塔から、吸収器１１の伝熱管１１ａ、凝縮器７の伝熱管７ａ、そして、図示していない冷却塔の順に循環する。
【００２７】
第１稀溶液管路１７の吸収器１１からの出口部分には、ポンプ４９が設けられており、蒸発器９や吸収器１１の底部に溜まった稀溶液は、第１稀溶液管路１７を介して高温再生器３に、第１稀溶液管路１７から分岐した第２稀溶液管路２５及び第３稀溶液管路２７を介して低温再生器５に戻される。第１稀溶液管路１７のポンプ４９及び第２稀溶液管路２５との分岐部よりも稀溶液の流れに対して下流側の部分には、第２濃溶液管路２３との合流部よりも濃溶液の流れに対して下流側の第１濃溶液管路１５の部分内を通流する高温再生器３及び低温再生器５からの濃溶液と、第１稀溶液管路１７内を通流する稀溶液との間で熱交換を行うための熱交換器５１が設けられている。
【００２８】
さらに、第１稀溶液管路１７の熱交換器５１及び第３稀溶液管路２７との分岐部よりも稀溶液の流れに対して下流側の部分には、第２濃溶液管路２３との合流部よりも濃溶液の流れに対して上流側の第１濃溶液管路１５の部分内を通流する高温再生器３からの濃溶液と、第１稀溶液管路１７内を通流する稀溶液との間で熱交換を行うための熱交換器５３が設けられている。
【００２９】
このような構成の吸収式冷凍機の本発明の特徴部に関わる動作などについて説明する。なお、その他の吸収式冷凍機としての動作などは、一般的な吸収式冷凍機と同じである。また、ここでは、蒸発器９で伝熱管９ａ内の流体を冷却する場合、例えば本実施形態の吸収式冷凍機１が空調設備の室外機であり、室内機に供給される冷媒を蒸発器９で冷却する冷房運転の場合について説明する。しかし、本発明は、空調用の吸収式冷凍機に限らず、様々な用途の吸収式冷凍機に適用でき、また、蒸発器９で伝熱管９ａ内の流体の冷却のみを行うものや、伝熱管９ａ内の流体を冷却及び加熱できるものなど、様々な構成の吸収式冷凍機に適用できる。
【００３０】
本実施形態の吸収式冷凍機１では、高温再生器３での加熱により、稀溶液中に吸収されている冷媒が蒸発して生成された冷媒蒸気は、第１冷媒蒸気管路１３に流入し、低温再生器５へと導かれる。低温再生器５へと導かれた冷媒蒸気は、伝熱管５ａを通流する間に、第２稀溶液管路２５や第３稀溶液管路２７から低温再生器５内に流入してくる稀溶液と熱交換する。これにより、低温再生器５へと導かれた冷媒蒸気の熱が稀溶液に回収され、冷媒蒸気が凝縮して冷媒液となる。
【００３１】
このとき、本実施形態の吸収式冷凍機１では、低温再生器５へと導かれた高温再生器３からの冷媒蒸気が凝縮した冷媒液がマニホールド１９内に溜まってマニホールド１９内の液面が予め設定された位置以上に上昇すると、液面レベル検知器３３からの信号により、制御部４１が、電動開閉弁３７に弁を開いた状態にする。これにより、例えば冷却水の温度が比較的低い条件での運転などによって高温再生器３と凝縮器７との圧力差が小さくなり、冷媒液がオリフィス３５を通過して流れ難くなくなった場合でも、マニホールド１９内に溜まった冷媒液の液面が上昇すると、電動開閉弁３７が開くため、冷媒液は並列管路２９ａを通って凝縮器７へ流れ、冷媒液の流量を増大できる。
【００３２】
したがって、冷却水の温度の変動といったような運転条件などに関わらず、冷媒液が低温再生器５内に溜まるのを抑制できる。そして、低温再生器５内に冷媒液が溜まるのを抑制できることにより、吸収式冷凍機内を循環する稀溶液などが含む吸収液の濃度の上昇や晶析の発生などを抑制でき、これにより、吸収式冷凍機の運転に支障が生じたり、吸収式冷凍機が異常停止したりするのを抑制できる。
【００３３】
一方、マニホールド１９内の液面が予め設定された位置以下であれば、液面レベル検知器３３からの信号により、制御部４１が、電動開閉弁３７に弁を閉じた状態にする。これにより、冷媒液の流量は、高温再生器３と凝縮器７との圧力差に応じてオリフィス３５によって調整され、高温再生器３からの冷媒蒸気は低温再生器５で凝縮する。したがって、高温再生器３からの冷媒蒸気が冷媒熱交換器３１に流入し難くなり、熱効率やＣＯＰが向上することなどにより、性能を向上できる。
【００３４】
このように、本実施形態の吸収式冷凍機１では、低温再生器５で凝縮して溜まった冷媒液の量を検出するためにマニホールド１９に設けた液面レベル検知器３３などの冷媒液量検出手段、そして、液面レベル検知器３３で検出した液面の位置つまり低温再生器５で凝縮して溜まった冷媒液の量に応じて冷媒液の流量を調整するため、オリフィス３５に対して並列に配管された並列管路２９ａに設けられた電動開閉弁３７などの冷媒流量調整手段を有している。
【００３５】
このため、冷却水の温度の変動といったような運転条件の変動があっても、第１冷媒液管路２９の冷媒液の流量を適切に調整できることにより、低温再生器５で冷媒蒸気を凝縮させて冷媒蒸気の冷媒熱交換器への流入を抑制でき、性能を向上できる。さらに、低温再生器５内の冷媒液の量が増加すると電動開閉弁３７が開くことによって冷媒液の流量を増大できるため、低温再生器５内の冷媒液が溜まることによって発生する吸収式冷凍機の信頼性を低下させる不具合の発生を抑制できる。すなわち、信頼性の低下を抑制しながら性能を向上できる。
【００３６】
さらに、本実施形態の吸収式冷凍機１では、冷媒流量調整手段は、オリフィス３５に対して並列に配管された並列管路２９ａに設けられた電動開閉弁３７などからなる構成となっている。このため、従来のオリフィスを設けた構成の吸収式冷凍機に、このオリフィスに対して並列に開閉弁を設けた流路を設置するといった簡単な改造で、信頼性の低下を抑制しながら性能を向上できる。
【００３７】
また、本実施形態では、冷媒液量検出手段として、マニホールド１９のような冷媒液溜め部に液面レベル検知器３３を設けた構成を示した。しかし、冷媒液量検出手段は、冷媒液溜め部に液面レベル検知器を設けた構成に限らず、低温再生器で凝縮して溜まった冷媒液の量を検出できれば様々な構成にできる。例えば、低温再生器５で凝縮して溜まった冷媒液の量を直接検出せずに、低温再生器５に溜まった冷媒液の量に相関する値を用いて低温再生器５で凝縮して溜まった冷媒液の量を検出する冷媒液量検出手段にすることもできる。
【００３８】
ここで、低温再生器５に溜まった冷媒液の量に相関する値を用いる冷媒液量検出手段を用いる本実施形態の一変形例について説明する。低温再生器５に溜まった冷媒液の量に相関する値を用いる冷媒液量検出手段を用いる場合は、マニホールド１９などの冷媒液溜め部となる部材に液面レベル検知器３３などは設けず、図１には示していないが、冷媒液量検出手段として、高温再生器３の燃焼量を検出する燃焼量検出器及び凝縮器からの冷却水の出口温度を検出する温度検出器、そして、燃焼量検出器と温度検出器で検出した燃焼量と温度に基づいて低温再生器５に溜まった冷媒液の量に対応する電動開閉弁の開閉を制御する制御部４１を設けた構成とする。
【００３９】
低温再生器５での冷媒液溜まりや冷媒熱交換器３１への冷媒蒸気抜けは、冷媒量つまり低温再生器５に流入してくる冷媒蒸気の量、そして、高温再生器３と凝縮器７との間の圧力差に影響を受ける。そこで、低温再生器５に流入してくる冷媒蒸気の量は、高温再生器３の燃焼量つまり高温再生器３での最大燃焼量に対するそのときの燃焼量の割合（％）にほぼ比例するとして捉える。また、高温再生器３と凝縮器７との間の圧力差は、冷却水の凝縮器７からの出口温度に対応するとして捉えた。
【００４０】
そして、空調の場合の冷房運転のように蒸発器９で伝熱管９ａ内の流体を冷却する運転のとき、燃焼量を固定したと考えた場合、冷却水の凝縮器７からの出口温度が高くなり所定の温度になると低温再生器５から冷媒熱交換器３１への冷媒蒸気抜けが発生する。逆に、冷却水の凝縮器７からの出口温度が低くなり所定の温度になると、吸収式冷凍機１の運転に不具合が生じるような低温再生器５での冷媒液溜まりが発生する。
【００４１】
そこで、図２に示すように、高温再生器３での燃焼量と、問題となるような低温再生器５での冷媒液溜まりが発生する温度との関係を示す直線である冷媒液溜まり限界ライン２０１、そして、高温再生器３での燃焼量と、冷媒蒸気抜けが発生する温度との関係を示す直線である冷媒蒸気抜け限界ライン２０３を実験的に求め、制御部４１に記憶しておく。そして、制御部４１は、図示していない燃焼量検出器で検出した高温再生器３での燃焼量に対して、そのときの図示していない温度検出器で検出した冷却水の凝縮器７からの出口温度が冷媒液溜まり限界ライン２０１以下に下降した場合には電動開閉弁３７を開く制御を行う。一方、制御部４１は、図示していない燃焼量検出器で検出した高温再生器３での燃焼量に対して、そのときの図示していない温度検出器で検出した冷却水の凝縮器７からの出口温度が冷媒蒸気抜け限界ライン２０３以上に上昇した場合には電動開閉弁３７を閉じる制御を行う。
【００４２】
このように、低温再生器５に溜まった冷媒液の量を直接検出せず、低温再生器５に溜まった冷媒液の量に相関する値として、高温再生器３の燃焼量と、冷却水の凝縮器７からの出口温度とを検出し、電動開閉弁３７の開閉を制御する構成とすることでも、信頼性の低下を抑制しながら性能を向上できる。さらに、高温再生器３の燃焼量と、冷却水の凝縮器７からの出口温度とを検出し、電動開閉弁３７の開閉を制御するための制御部４１を設置するだけで、従来の吸収式冷凍機の構成をそのまま用いることができるため、液面レベル検知器３３を設置するといった加工を必要としない。このため、従来の吸収式冷凍機に簡単な改造を施すことで、信頼性の低下を抑制しながら性能を向上できるようになる。
【００４３】
（第２の実施形態）
以下、本発明を適用してなる吸収式冷凍機の第２の実施形態について図３を参照して説明する。図３は、本発明を適用してなる吸収式冷凍機の概略構成を模式的に示すブロック図である。なお、本実施形態では、第１の実施形態と同一の構成などには同じ符号を付して説明を省略し、第１の実施形態と相違する構成や特徴部などについて説明する。
【００４４】
本実施形態の吸収式冷凍機が第１の実施形態と相違する点は、冷媒流量調整手段の構成にある。すなわち、本実施形態の吸収式冷凍機５５では、冷媒流量調整手段は、第１冷媒液管路２９の冷媒熱交換器３１よりも冷媒の流れに対して下流側の部分に設けられた電動の比例弁５７、比例弁５７の開度を制御する制御部５９などで構成されている。制御部５９は、配線３９を介して、低温再生器５で凝縮した冷媒液が溜まる冷媒液溜め部となるマニホールド１９に設けられた液面レベル検知器３３、そして、比例弁５７と電気的に接続されている。
【００４５】
本実施形態では、冷媒液量検出手段を構成する液面レベル検知器３３としては、できるだけ多くの位置で液面位置を検出できるか、または、連続的に液面位置を検出できる液面レベル検知器を用いる。液面レベル検知器３３は、マニホールド１９内に溜まった冷媒液の液面位置に応じた信号を送信する。制御部５９には、予め実験的に決定された液面レベル検知器３３からの信号つまり冷媒液の液面位置に対する比例弁５７の開度のデータが記憶されている。そして、制御部５９は、
液面レベル検知器３３からの信号と記憶されている比例弁５７の開度のデータとに基づいて比例弁５７の開度を決定し、決定した開度に応じた信号を比例弁５７に送信する。
【００４６】
本実施形態の吸収式冷凍機５５では、低温再生器５へと導かれた高温再生器３からの冷媒蒸気が凝縮した冷媒液がマニホールド１９内に溜まってマニホールド１９内の液面が上昇するに連れ、液面レベル検知器３３からの信号により、制御部５９が、比例弁５７の弁の開度を大きくする。これにより、例えば冷却水の温度が比較的低い条件での運転などによって高温再生器３と凝縮器７との圧力差が小さくなっても、冷媒液は凝縮器７へ流れ、冷媒液の流量を増大できる。したがって、冷却水の温度の変動といったような運転条件などに関わらず、冷媒液が低温再生器５内に溜まるのを抑制できる。そして、低温再生器５内に冷媒液が溜まるのを抑制できることにより、吸収式冷凍機内を循環する稀溶液などが含む吸収液の濃度の上昇や晶析の発生などを抑制でき、これにより、吸収式冷凍機の運転に支障が生じたり、吸収式冷凍機が異常停止したりするのを抑制できる。
【００４７】
一方、マニホールド１９内の液面が下降するに連れ、液面レベル検知器３３からの信号により、制御部５９が、比例弁５７の弁の開度を小さくする。これにより、冷媒液の流量が絞られ、高温再生器３からの冷媒蒸気は低温再生器５で凝縮するため、高温再生器３からの冷媒蒸気が冷媒熱交換器３１に流入し難くなり、熱効率やＣＯＰが向上することなどにより、性能を向上できる。
【００４８】
このように、本実施形態の吸収式冷凍機５５では、低温再生器５で凝縮して溜まった冷媒液の量を検出するためにマニホールド１９に設けた液面レベル検知器３３などの冷媒液量検出手段、そして、液面レベル検知器３３で検出した液面の位置つまり低温再生器５で凝縮して溜まった冷媒液の量に応じて冷媒液の流量を調整するため、第１冷媒液管路２９に設けられた電動の比例弁５７などの冷媒流量調整手段を有している。
【００４９】
このため、本実施形態の吸収式冷凍機５５でも、冷却水の温度の変動といったような運転条件の変動があっても、第１冷媒液管路２９の冷媒液の流量を適切に調整できることにより、低温再生器５で冷媒蒸気を凝縮させて冷媒蒸気の冷媒熱交換器への流入を抑制でき、性能を向上できる。さらに、低温再生器５内の冷媒液の量が増加するに連れて比例弁５７の開度が大きくなることによって冷媒液の流量を増大できるため、低温再生器５内の冷媒液が溜まることによって発生する吸収式冷凍機の信頼性を低下させる不具合の発生を抑制できる。すなわち、信頼性の低下を抑制しながら性能を向上できる。
【００５０】
さらに、本実施形態の吸収式冷凍機５５では、第１の実施形態のように、オリフィスを設ける管路と電動開閉弁を設ける管路を並列に設ける必要がないため、配管などの構成を簡素化できる。
【００５１】
また、本実施形態でも、冷媒液量検出手段として、マニホールド１９のような冷媒液溜め部に液面レベル検知器３３を設けた構成を示した。しかし、冷媒液量検出手段は、冷媒液溜め部に液面レベル検知器を設けた構成に限らず、低温再生器で凝縮して溜まった冷媒液の量を検出できれば様々な構成にできる。例えば、低温再生器５で凝縮して溜まった冷媒液の量を直接検出せずに、低温再生器５に溜まった冷媒液の量に相関する値を用いて低温再生器５で凝縮して溜まった冷媒液の量を検出する冷媒液量検出手段にすることもできる。
【００５２】
ここで、低温再生器５に溜まった冷媒液の量に相関する値を用いる冷媒液量検出手段を用いる本実施形態の一変形例について説明する。低温再生器５に溜まった冷媒液の量に相関する値を用いる冷媒液量検出手段を用いる場合は、マニホールド１９などの冷媒液溜め部となる部材に液面レベル検知器３３などは設けず、図１には示していないが、冷媒液量検出手段として、高温再生器３の燃焼量を検出する燃焼量検出器及び高温再生器３の圧力を検出する圧力検出器、そして、燃焼量検出器と圧力検出器で検出した燃焼量と圧力に基づいて低温再生器５に溜まった冷媒液の量に対応して比例弁の開度を制御する制御部５９を設けた構成とする。
【００５３】
低温再生器５での冷媒液溜まりや冷媒熱交換器３１への冷媒蒸気抜けは、冷媒量つまり低温再生器５に流入してくる冷媒蒸気の量、そして、高温再生器３と凝縮器７との間の圧力差に影響を受ける。そこで、低温再生器５に流入してくる冷媒蒸気の量は、高温再生器３の燃焼量つまり高温再生器３での最大燃焼量に対するそのときの燃焼量の割合（％）にほぼ比例するとして捉える。また、高温再生器３と凝縮器７との間の圧力差は、高温再生器３の圧力に対応するとして捉えた。
【００５４】
そして、高温再生器３の燃焼量と高温再生器３の圧力とに相関する相関値をＸとすると、相関値Ｘの値が大きくなるに連れて冷媒液の液溜まりが多くなるため、相関値Ｘの値が大きくなるに連れて比例弁５７の開度を大きくすることになる。一方、相関値Ｘの値が小さくなるに連れて冷媒蒸気の蒸気抜けが発生し易くなるため、相関値Ｘの値が小さくなるに連れて比例弁５７の開度を小さくすることになる。なお、相関値Ｘは、高温再生器３の燃焼量と高温再生器３の圧力との関数として表すことができ、さらに、比例弁５７の開度は、このような相関値Ｘの関数として求めることができる。
【００５５】
そこで、高温再生器３の燃焼量と高温再生器３の圧力とに相関する相関値Ｘの値と、問題となるような低温再生器５での冷媒液溜まりや冷媒蒸気抜けが発生する比例弁５７の開度との関係を実験的に求め、その結果から、図４に示すように、問題となるような低温再生器５での冷媒液溜まりや冷媒蒸気抜けが発生しないＸの値に対する比例弁５７の開度との関係のデータを得、制御部５９に記憶しておく。そして、制御部５９は、図示していない燃焼量検出器で検出した高温再生器３での燃焼量と、そのときの図示していない圧力検出器で検出した高温再生器３の圧力とから、相関値Ｘを求め、この求めた相関値Ｘに対応する比例弁５７の開度を図４に示すようなデータから決定し、決定した開度に対応する信号を比例弁５７に送信することで比例弁５７の開度の制御を行う。
【００５６】
このように、低温再生器５に溜まった冷媒液の量を直接検出せず、低温再生器５に溜まった冷媒液の量に相関する値として、高温再生器３の燃焼量と圧力を検出し、比例弁５７の開度の制御する構成とすることでも、信頼性の低下を抑制しながら性能を向上できる。さらに、高温再生器３の燃焼量と圧力を検出し、比例弁５７の開度を制御するための制御部５９を設置するだけで、従来の吸収式冷凍機の構成をそのまま用いることができるため、液面レベル検知器３３を設置するといった加工を必要としない。このため、従来の吸収式冷凍機に簡単な改造を施すことで、信頼性の低下を抑制しながら性能を向上できるようになる。また、比例弁５７を用いた構成で、第１の実施形態に記載した電動開閉弁３７と同様に、比例弁５７に開閉動作のみを行なわせる構成などにすることもできる。このとき、例えば第１の実施形態に記載した制御部４１のような制御部により、図２に示す冷媒液溜まり限界ライン２０１、冷媒蒸気抜け限界ライン２０３などを用いて、比例弁５７の開閉を制御する。
【００５７】
（第３の実施形態）
以下、本発明を適用してなる吸収式冷凍機の第３の実施形態について図５を参照して説明する。図５は、本発明を適用してなる吸収式冷凍機の概略構成を模式的に示すブロック図である。なお、本実施形態では、第１及び第２の実施形態と同一の構成などには同じ符号を付して説明を省略し、第１及び第２の実施形態と相違する構成や特徴部などについて説明する。
【００５８】
本実施形態の吸収式冷凍機が第１及び第２の実施形態と相違する点は、冷媒流量調整手段が電気的な制御部を含まず、冷媒液の溜まった量に対して機械的な構成のみで冷媒流量を調整する構成としたことにある。すなわち、本実施形態の吸収式冷凍機６１では、冷媒液量検出手段と冷媒流量調整手段を兼ねたボールタップ方式の流量調整機構６３を備えている。ボールタップ方式の流量調整機構６３は、低温再生器５のマニホールド１９内に位置し、マニホールド１９内の液面に応じて上下動するフロート６３ａ、フロート６３ａに連結されたアーム部６３ｂ、フロート部６３ａの動きに連動して開度が変わる弁部６３ｃなどで構成されている。
【００５９】
本実施形態のボールタップ方式の流量調整機構６３では、フロート６３ａは、アーム部６３ｂの一端部に取り付けられており、アーム部６３ｂの他端部側には、弁部６３ｃの弁体６３ｄが連結されている。また、アーム部６３ｂの弁体６３ｄが連結されている側の端部は、アーム部６３ｂが回動できるように軸支されている。弁部６３ｃは、第１冷媒液管路２９の冷媒熱交換器３１よりも冷媒の流れに対して下流側の部分に設けられている。弁部６３ｃ内の流路は、弁座が設けられた仕切板６３ｅによって仕切られており、仕切板６３ｅに形成された弁座部分の孔に弁体６３ｄが嵌合することで弁が閉じた状態となり、弁座から弁体６３ｄが離れることによって弁が開き、弁座から弁体６３ｄが離れるにしたがって弁の開度が大きくなるようになっている。
【００６０】
このように、フロート６３ａと弁体６３ｄは、フロート６３ａの動きを弁部６３ｃの弁体６３ｄに伝える連結部材となり、弁体６３ｄ側の端部で回動可能に軸支されたアーム部６３ｂによって連結されている。このため、マニホールド１９内の液面が上昇してフロート６３ａが上昇するに連れて弁体６３ｄも上昇する。これにより、弁座から弁体６３ｄが離れる方向に移動し、弁の開度が大きくなる。一方、マニホールド１９内の液面が下降してフロート６３ａが下降するに連れて弁体６３ｄも下降する。これにより、弁座に弁体６３ｄが近づく方向に移動し、弁の開度が小さくなる。
【００６１】
したがって、本実施形態の吸収式冷凍機６１では、低温再生器５へと導かれた高温再生器３からの冷媒蒸気が凝縮した冷媒液がマニホールド１９内に溜まってマニホールド１９内の液面が上昇するに連れ、フロート６３ａが上昇し、弁部６３ｃの開度が大きくなる。これにより、例えば冷却水の温度が比較的低い条件での運転などによって高温再生器３と凝縮器７との圧力差が小さくなっても、冷媒液は凝縮器７へ流れ、冷媒液の流量を増大できる。したがって、冷却水の温度の変動といったような運転条件などに関わらず、冷媒液が低温再生器５内に溜まるのを抑制できる。そして、低温再生器５内に冷媒液が溜まるのを抑制できることにより、吸収式冷凍機内を循環する稀溶液などが含む吸収液の濃度の上昇や晶析の発生などを抑制でき、これにより、吸収式冷凍機の運転に支障が生じたり、吸収式冷凍機が異常停止したりするのを抑制できる。
【００６２】
一方、マニホールド１９内の液面が下降するに連れ、フロート６３ａが下降し、弁体６３ｄも下降する。これにより、弁座に弁体６３ｄが近づく方向に移動し、弁部６３ｃの開度が小さくなる。これにより、冷媒液の流量が絞られ、高温再生器３からの冷媒蒸気は低温再生器５で凝縮するため、高温再生器３からの冷媒蒸気が冷媒熱交換器３１に流入し難くなり、熱効率やＣＯＰが向上することなどにより、性能を向上できる。
【００６３】
このように、本実施形態の吸収式冷凍機６１では、冷媒液量検出手段と冷媒流量調整手段を兼ねたボールタップ方式の流量調整機構６３が、低温再生器５で凝縮して溜まった冷媒液の量に対応する液面の位置を検出し、そして、検出した液面の位置に応じて冷媒液の流量を調整する。このため、本実施形態の吸収式冷凍機６１でも、冷却水の温度の変動といったような運転条件の変動があっても、第１冷媒液管路２９の冷媒液の流量を適切に調整できることにより、低温再生器５で冷媒蒸気を凝縮させて冷媒蒸気の冷媒熱交換器への流入を抑制でき、性能を向上できる。さらに、低温再生器５内の冷媒液の量が増加するに連れて流量調整機構６３の弁部６３ｃの開度が大きくなることによって冷媒液の流量を増大できるため、低温再生器５内の冷媒液が溜まることによって発生する吸収式冷凍機の信頼性を低下させる不具合の発生を抑制できる。すなわち、信頼性の低下を抑制しながら性能を向上できる。
【００６４】
さらに、本実施形態の吸収式冷凍機６１では、低温再生器で凝縮した冷媒液の量を対応する電気信号に変換し、この冷媒液の量に対応する電気信号に応じて弁の開度を制御するといった電気的な制御のための構成を不要にできる。
【００６５】
また、本発明は、第１乃至第３の実施形態の構成の吸収式冷凍機に限らず、高温再生器、低温再生器、低温再生器からの冷媒液の熱を冷媒熱交換器により稀溶液の一部に回収する構成であれば、様々な構成の吸収式冷凍機に適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００６６】
【図１】本発明を適用してなる吸収式冷凍機の第１の実施形態の概略構成を模式的に示すブロック図である。
【図２】本発明を適用してなる吸収式冷凍機の第１の実施形態の変形例における開閉弁の開閉の制御を説明する図である。
【図３】本発明を適用してなる吸収式冷凍機の第２の実施形態の概略構成を模式的に示すブロック図である。
【図４】本発明を適用してなる吸収式冷凍機の第２の実施形態の変形例における比例弁の開度の制御を説明する図である。
【図５】本発明を適用してなる吸収式冷凍機の第３の実施形態の概略構成を模式的に示すブロック図である。
【符号の説明】
【００６７】
１  吸収式冷凍機
３  高温再生器
５  低温再生器
７  凝縮器
９  蒸発器
１１  吸収器
２９  第１冷媒液管路
２９ａ  並列管路
３１  冷媒熱交換器
３３  液面レベル検知器
３５  オリフィス
３７  開閉弁
４１  制御部
【図１】
2006250427.tif 000003
【図２】
2006250427.tif 000004
【図３】
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【図４】
2006250427.tif 000006
【図５】
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