(57)【要約】【課題】一重効用の吸収式冷凍機を温水で駆動する場合、その温水の還り温度を可及的に低くすると共に、当該吸収式冷凍機の冷凍能力を向上させる。【解決手段】蒸発器１２と、吸収器１４と、再生器１６と、凝縮器１８とを有し、駆動温水が再生器を通り、再生器から吸収器に向かって流れる濃吸収液と、吸収器から再生器に向かって流れる希吸収液との間で吸収液間熱交換器Ｎ０を介して熱交換する一重効用の吸収式冷凍機において、吸収液間熱交換器Ｎ０に入る手前の希吸収液と、再生器１６を出た駆動温水との間で熱交換をする第１熱交換器Ｎ１を具備するよう構成する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
蒸発器と、吸収器と、再生器と、凝縮器とを有し、駆動温水が再生器を通り、再生器から吸収器に向かって流れる濃吸収液と、吸収器から再生器に向かって流れる希吸収液との間で吸収液間熱交換器を介して熱交換する一重効用の吸収式冷凍機において、
吸収液間熱交換器に入る手前の希吸収液と、再生器を出た駆動温水との間で熱交換をする第１熱交換器を具備することを特徴とする吸収式冷凍機。
【請求項２】
蒸発器と、吸収器と、再生器と、凝縮器とを有し、駆動温水が再生器を通り、再生器から吸収器に向かって流れる濃吸収液と、吸収器から再生器に向かって流れる希吸収液との間で吸収液間熱交換器を介して熱交換する一重効用の吸収式冷凍機において、
吸収液間熱交換器を出た希吸収液と、再生器を出た駆動温水との間で熱交換をする第２熱交換器を具備することを特徴とする吸収式冷凍機。
【請求項３】
蒸発器と、吸収器と、再生器と、凝縮器とを有し、駆動温水が再生器を通り、再生器から吸収器に向かって流れる濃吸収液と、吸収器から再生器に向かって流れる希吸収液との間で吸収液間熱交換器を介して熱交換する一重効用の吸収式冷凍機において、
吸収液間熱交換器に入る手前の濃吸収液と、再生器を出た駆動温水との間で熱交換をする第３熱交換器を具備することを特徴とする吸収式冷凍機。
【請求項４】
蒸発器と、吸収器と、再生器と、凝縮器とを有し、駆動温水が再生器を通り、再生器から吸収器に向かって流れる濃吸収液と、吸収器から再生器に向かって流れる希吸収液との間で吸収液間熱交換器を介して熱交換する一重効用の吸収式冷凍機において、
吸収液間熱交換器に入る手前の希吸収液と、再生器を出た駆動温水との間で熱交換をする第１熱交換器と、
吸収液間熱交換器を出た希吸収液と、再生器を出た駆動温水との間で熱交換をする第２熱交換器とを
具備することを特徴とする吸収式冷凍機。
【請求項５】
吸収液間熱交換器に入る手前の濃吸収液と、再生器を出た駆動温水との間で熱交換をする第３熱交換器を更に具備する請求項１又は４記載の吸収式冷凍機。
【請求項６】
再生器を出た駆動温水と、該温水よりも低温である外部からの流体との間で熱交換をする第４熱交換器を更に具備する請求項１〜５の何れか１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、温水駆動の可能な吸収式冷凍機に関する。
【背景技術】
【０００２】
吸収式冷凍機を温水で駆動する場合、その温水の還り温度はせいぜい再生器の温度程度である。駆動温水を使用した吸収式冷凍機の例が下記特許文献１に開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平７−１３９８４２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、上記温水の還り温度をもっと低くしたい場合がある。例えば、環境上、外部への排出基準において排出温度の上限が定められている場合がある。また、クーリングタワー等で放熱しなければならない場合は、クーリングタワーの充填材の許容温度以下に下げる必要がある。更には、吸収式冷凍機を出た温排水を他の機械の低温加熱源として入力させる設定の場合に、所定温度以下にする要求も考えられる。
依って解決しようとする課題は、一重効用の吸収式冷凍機を温水で駆動する場合、その温水の還り温度を可及的に低くすると共に、当該吸収式冷凍機の冷凍能力を向上させることである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
一重効用の吸収式冷凍機を温水で駆動する場合、その温水は、例えば、８０度〜９０度の比較的低温で駆動可能である。一方、二重効用等の多重効用の吸収式冷凍機では、駆動温水の温度は１７０度程度を超える必要がある。本願では、比較的低温の駆動温水で駆動可能な一重効用の吸収式冷凍機を対象としている。
【０００６】
上記課題に鑑みて第１の発明は、蒸発器と、吸収器と、再生器と、凝縮器とを有し、駆動温水が再生器を通り、再生器から吸収器に向かって流れる濃吸収液と、吸収器から再生器に向かって流れる希吸収液との間で吸収液間熱交換器を介して熱交換する一重効用の吸収式冷凍機において、
吸収液間熱交換器に入る手前の希吸収液と、再生器を出た駆動温水との間で熱交換をする第１熱交換器を具備することを特徴とする吸収式冷凍機を提供する。
【０００７】
第２の発明は、蒸発器と、吸収器と、再生器と、凝縮器とを有し、駆動温水が再生器を通り、再生器から吸収器に向かって流れる濃吸収液と、吸収器から再生器に向かって流れる希吸収液との間で吸収液間熱交換器を介して熱交換する一重効用の吸収式冷凍機において、
吸収液間熱交換器を出た希吸収液と、再生器を出た駆動温水との間で熱交換をする第２熱交換器を具備することを特徴とする吸収式冷凍機を提供する。
【０００８】
第３の発明は、蒸発器と、吸収器と、再生器と、凝縮器とを有し、駆動温水が再生器を通り、再生器から吸収器に向かって流れる濃吸収液と、吸収器から再生器に向かって流れる希吸収液との間で吸収液間熱交換器を介して熱交換する一重効用の吸収式冷凍機において、
吸収液間熱交換器に入る手前の濃吸収液と、再生器を出た駆動温水との間で熱交換をする第３熱交換器を具備することを特徴とする吸収式冷凍機を提供する。
【０００９】
第４の発明は、蒸発器と、吸収器と、再生器と、凝縮器とを有し、駆動温水が再生器を通り、再生器から吸収器に向かって流れる濃吸収液と、吸収器から再生器に向かって流れる希吸収液との間で吸収液間熱交換器を介して熱交換する一重効用の吸収式冷凍機において、
吸収液間熱交換器に入る手前の希吸収液と、再生器を出た駆動温水との間で熱交換をする第１熱交換器と、
吸収液間熱交換器を出た希吸収液と、再生器を出た駆動温水との間で熱交換をする第２熱交換器とを
具備することを特徴とする吸収式冷凍機を提供する。
【００１０】
第５の発明は、第１又は第４の発明において、吸収液間熱交換器に入る手前の濃吸収液と、再生器を出た駆動温水との間で熱交換をする第３熱交換器を更に具備するよう構成する。
【００１１】
第６の発明は、第１〜第５の発明において、再生器を出た駆動温水と、該温水よりも低温である外部からの流体との間で熱交換をする第４熱交換器を更に具備するよう構成する。
【発明の効果】
【００１２】
第１の発明では、吸収液間熱交換器に入る手前の希吸収液は循環する吸収液では最も低温であるため、第１熱交換器によって効果的な熱交換ができ、排出される駆動温水の温度が下がる。また、当該吸収式冷凍機の冷凍能力も大きくなるという利点がある（このことは他の発明でも同様故、以下では省略する）。
【００１３】
第２の発明では、吸収液間熱交換器を出た希吸収液との熱交換は、第１の発明よりは熱交換の効率が落ちるかもしれないが、熱交換できて排出される駆動温水の温度が下がる。
第３の発明では、吸収液間熱交換器に入る手前の濃吸収液との熱交換は、本発明の中では最も効率が落ちるであろうが、熱交換すれば排出される駆動温水の温度が下がる。
第４の発明では、第１の発明と第２の発明の両熱交換器を併用するため、効果的に熱交換でき、排出される駆動温水の温度が下がる。
【００１４】
第５の発明では、第１又は第４の発明に、第３の発明の第３熱交換器を追加しているので、効果的に熱交換でき、排出される駆動温水の温度が下がる。
第６の発明では、第１〜第５の発明に対して、外部からの流体との間で熱交換するため、外部からの流体の種類やその温度を適宜選択できる可能性があり、効果的に駆動温水の温度を下げることができる。また、この外部流体は適宜な暖房等に使用することが望ましい。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】図１は本発明に係る吸収式冷凍機の配管構成図である。
【図２】図２は図１の冷凍機の作動を示すグラフ図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明を添付図面を用いて更に詳細に説明する。図１を参照して、全体構造を説明する。筐体部は上胴２０と下胴１０とに分かれている。下胴１０の左右方向の一側には蒸発器１２が、他側には吸収器１４が形成配設されている。また、上胴２０には、再生器１６と凝縮器１８とが形成配設されている。蒸発器１２には、図示しない室内冷房機等の熱負荷機器から循環するブライン（ここでは冷水）が流れるブライン管Ｈ１が配設されている。また、吸収器１４には冷却塔（図示せず）等から流れてくる冷却水が流れる冷却水管Ｈ２が配設され、吸収器１４を出たこの冷却水管Ｈ２は凝縮器１８をも通り、凝縮器１８を出た冷却水管Ｈ２は前記冷却塔に接続されており、冷却水が循環して戻ってくるようになっている。
【００１７】
蒸発器１２で蒸発した冷媒（この例では水）の蒸気は、吸収器１４にて吸収液（この例では臭化リチウム溶液）に吸収され、蒸発器１２の高真空状態が維持される。冷媒を吸収した吸収液は濃度が薄くなって希吸収液となる。下胴１０の下部であって吸収器１４の下部に溜まった吸収液は、吸収液ポンプＰ１によって希吸収液管Ｈ３に流され、再生器１６において、この例では上方位置に位置する散布器Ｈ３Ｃによって再生器１６の上方から散布される。本願では、この吸収液管Ｈ３は後述の吸収液間熱交換器Ｎ０の前後で、前希吸収液管Ｈ３Ａと後希吸収液管Ｈ３Ｂとに分けて命名している。
【００１８】
再生器１６には外部から駆動温水を流す駆動温水管Ｈ４が通っており、この駆動温水の熱によって散布器Ｈ３Ｃから散布される希吸収液を加熱する。希吸収液は加熱されると、吸収していた冷媒が蒸発して濃度の高い濃吸収液となる。一方、駆動温水管Ｈ４は、駆動温水が再生器１６に導入される第１部分Ｈ４Ａと、再生器１６を出てから後述の第１熱交換器Ｎ１までの第２部分Ｈ４Ｂと、該第１熱交換器Ｎ１を出た後の第３部分Ｈ４Ｃとに便宜上分けて命名している。また、第３部分Ｈ４Ｃに弁３０を設けている。
【００１９】
再生器１６にて濃吸収液となった吸収液は、濃吸収液管Ｈ７を通って吸収器１４の上部の散布器Ｈ７Ｃから散布され、既述の冷却液にて冷却されつつ蒸発器１２からの冷媒蒸気を吸収する。その濃吸収液管Ｈ７の途中において、希吸収液管Ｈ３を流れる希吸収液との間で熱交換する吸収液間熱交換器Ｎ０を設けている。即ち、この吸収液間熱交換器Ｎ０では、相対的に温度の高い濃吸収液の有する熱を温度の低い希吸収液に与える。この吸収液間熱交換器Ｎ０の前後で、前濃吸収液管Ｈ７Ａと後濃吸収液管Ｈ７Ｂとに便宜上分けて命名している。
【００２０】
再生器１６にて希吸収液から蒸発した冷媒蒸気は、凝縮器１８にて既述の冷却水によって冷却、凝縮されて冷媒液となる。その冷媒液は第１冷媒管Ｈ５を通って蒸発器１２へ流下する。蒸発器１２の下部に溜まった冷媒液は冷媒ポンプＰ２によって第２冷媒管Ｈ６を通って蒸発器１２の上部に設けた散布器Ｈ６Ａから散布される。この散布された冷媒液がブライン管Ｈ１内を流れるブラインとしての冷水から蒸発熱を奪って冷媒蒸気になると共に、ブラインである冷水の温度を下げる。
【００２１】
本願では、上記したような一重効用の吸収式冷凍機を循環する吸収液との間で、駆動温水が再生器１６を出た後に熱交換させることで、当該吸収式冷凍機から排出される駆動温水の温度を下げると共に、吸収式冷凍機の冷凍能力を向上させる。以下、熱交換器の配置に関する一例を説明する。
【００２２】
再生器１６を出た駆動温水は、第２部分Ｈ４Ｂと第３部分Ｈ４Ｃとの間位置において、ここを流れる駆動温水と前希吸収液管Ｈ３Ａを流れる希吸収液との間で熱交換する第１熱交換器Ｎ１を設けている。また、第２部分Ｈ４Ｂを流れる駆動温水と、後希吸収液管Ｈ３Ｂを流れる希吸収液との間で熱交換する第２熱交換器Ｎ２を設けている。更には、第２部分Ｈ４Ｂを流れる駆動温水と、前濃吸収液管Ｈ７Ａを流れている濃吸収液との間で熱交換する第３熱交換器Ｎ３を設けている。また、外部からの流体（例えば、水）と、第２部分Ｈ４Ｂを流れる駆動温水との間で熱交換する第４熱交換器Ｎ４を設けている。
【００２３】
上記例と異なり、前記第４熱交換器Ｎ４は第３部分Ｈ４Ｃに設ける第４熱交換器Ｎ４’としてもよい。しかし、第１熱交換器と第４熱交換器を併用する場合は、駆動温水の流れに対して、第１熱交換器Ｎ１よりも手前位置で熱交換する第４熱交換器Ｎ４の方が熱交換が効果的である。また、第４熱交換器Ｎ４は、第２熱交換器Ｎ２や第３熱交換器Ｎ３よりも下流側の駆動温水と熱交換させる位置に設ける。更には、第２熱交換器Ｎ２と第３熱交換器Ｎ３との、駆動温水の流れに対する位置関係は、図１では第２熱交換器Ｎ２が上流側に位置しているが、逆の位置関係でもよい。また、第１〜第４熱交換器を全てを設けるのではなく、第１熱交換器Ｎ１のみ、又は第２熱交換器Ｎ２のみ、又は第３熱交換器Ｎ３のみとしてもよい。
【００２４】
また、第４熱交換器Ｎ４，Ｎ４’は、少なくとも第１〜第３熱交換器の何れかと共に設ける。更には、第１熱交換器Ｎ１と第２熱交換器Ｎ２のみ、又は第１熱交換器Ｎ１と第３熱交換器Ｎ３のみ、又は第２熱交換器Ｎ２と第３熱交換器Ｎ３のみ、又は第１〜第３熱交換器のみとしてもよい。
【００２５】
図２は、横軸が温度Ｔ（℃）、縦軸が圧力Ｐを示すデューリング線図である。但し、縦軸の数値は圧力に代えて、圧力に対応する水（冷媒）の沸点Ｔ０（℃）の数値を示している。また、各傾斜線は臭化リチウム溶液の濃度が一定の線を示し、図の右ほど濃度の高い線となる。数値は濃度（％）である。グラフの横軸の下欄外には、ブラインとしての冷水、冷却水、駆動温水の各温度幅を例示している。図２の温度等の数値は、例示として正確に記載している。濃度０％の太線部分は吸収式冷凍機の冷媒としての水（液）の温度変化である。
【００２６】
第１熱交換器Ｎ１と第２熱交換器Ｎ２のみを設けている場合について説明する。吸収液である臭化リチウム溶液は、図２のポイントＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅ，Ｆの順に進むサイクルを示す。これらの各ポイントに対応する吸収式冷凍機における吸収液の位置を図１にも同じ記号で示している。吸収器１４の下端部に溜まっている希吸収液が、サイクル中最も温度の低いポイントＡである。この希吸収液が第１熱交換器Ｎ１において駆動温水から熱を奪って希吸収液の温度が上がり、ポイントＢとなる。駆動温水は与えた熱量に対応して自身の温度が下がる。
【００２７】
ポイントＢの希吸収液は、吸収液間熱交換器Ｎ０において前濃吸収液管Ｈ７Ａを流れる濃吸収液から熱を奪い、大幅に温度が上昇してポイントＣとなる。この希吸収液は後希吸収液管Ｈ３Ｂの途中位置の第２熱交換器Ｎ２において、第２部分Ｈ４Ｂを流れる駆動温水から熱を奪って温度が上がり、ポイントＤとなる。駆動温水は与えた熱量分自身の温度が下がる。ポイントＤの希吸収液は、再生器１６の上部の散布器Ｈ３Ｃから散布されつつ駆動温水によって加熱され、吸収器１４内において吸収していた冷媒（水）を蒸発させて、再生器１６の下部に溜まったポイントＥの濃度の濃い濃吸収液に戻る。
【００２８】
ポイントＥの濃吸収液は、既述のように吸収液間熱交換器Ｎ０において希吸収液に熱を与え、自身は大幅に温度が下がってポイントＦの状態になる。その後、濃吸収液は吸収器１４の上部の散布器Ｈ７Ｃから散布され、冷却水管Ｈ２を流れる冷却水によって冷却されつつ、蒸発器１２から流れてくる冷媒蒸気を吸収して濃度の薄い希吸収液（ポイントＡ）となる。
【００２９】
こうして、少なくとも第１〜第４熱交換器を適宜使用して駆動温水排出の際に低温にできれば、温排水を所定温度以下にする排出基準の場合、外部の冷却器の容量を小さくできたり、或いは無くすることも可能となる。それと共に、本吸収式冷凍機の冷凍能力を大きくできる。第４熱交換器を使用する場合は、使用する外部水は温度が上昇するため、それを他の暖房機器等において利用することも考えられる。
【産業上の利用可能性】
【００３０】
本発明は、一重効用の温水駆動の可能な吸収式冷凍機に利用できる。
【符号の説明】
【００３１】
１２              蒸発器
１４              吸収器
１６              再生器
１８              凝縮器
Ｈ３              希吸収液管
Ｈ４              駆動温水管
Ｈ７              濃吸収液管
Ｎ０              吸収液間熱交換器
Ｎ１              第１熱交換器
Ｎ２              第２熱交換器
Ｎ３              第３熱交換器
Ｎ４              第４熱交換器
【図１】
2011247511.tif 000003
【図２】
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