(57)【要約】【課題】本発明は低負荷運転時の蒸気の流れをスムーズに確保した蒸気を熱源とする吸収式冷凍機に関するものである。【解決手段】吸収式冷凍機において、再生器１に蒸気を供給する熱源配管２の再生器入口側に設けられた蒸気制御弁１３と、再生器１とスチームトラップ１７との間にあり再生器１から出た蒸気の蒸気ドレンを溜めるドレンボックス１６と、蒸気制御弁１３に至る手前の熱源配管からドレンボックス１６へ至るバイパス管に設けられる開閉弁１８と、負荷に応じて蒸気制御弁の開度を制御すると共に、ドレンボックス１６内のドレンの液面が予め定められた値以上になった際に開閉弁１８を開く制御装置を備えるものである。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
吸収器、蒸気を熱源とする再生器、凝縮器、及び蒸発器を配管接続して冷凍サイクルを構成した吸収式冷凍機において、前記再生器に接続されて当該再生器に蒸気を供給する熱源配管と、この熱源配管の前記再生器入口側に設けられた蒸気制御弁と、前記再生器とスチームトラップとの間にあり前記再生器から出た蒸気の蒸気ドレンを溜めるドレンボックスと、前記蒸気制御弁に至る手前の熱源配管からドレンボックスへ至るバイパス管に設けられる開閉弁と、負荷に応じて前記蒸気制御弁の開度を制御すると共に、前記ドレンボックス内のドレンの液面が予め定められた値以上になった際に前記開閉弁を開く制御装置を備えること特徴とする吸収式冷凍機。
【請求項２】
前記再生器と前記ドレンボックスとの間に蒸気が前記ドレンボックス側から前記再生器側へ流れることを規制する逆止弁を設け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関し、特に、再生器の加熱源に蒸気を使用する吸収冷凍機に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
再生器の加熱源に蒸気を用いた吸収式冷凍機では負荷の変動に応じて供給する蒸気量を制御するものがあり、蒸気の供給再開時に蒸気ドレンが残っていると、蒸気ハンマーによる音や振動等を招くものであった。
【０００３】
この対策として蒸気ドレンが溜まらないようにしたものがあった。（例えば、特許文献１参照）
吸収器、蒸気を熱源とする再生器、凝縮器、及び蒸発器を配管接続して冷凍サイクルを構成した従来の吸収式冷凍機には、再生器に接続されて再生器に蒸気を供給する熱源配管と、この熱源配管の再生器入口側に設けられた遮断弁と、この遮断弁より再生器側の熱源配管に設けられて開信号に基づいて次第に開き閉信号に基づいて次第に閉じる制御弁と、制御弁と遮断弁との間の熱源配管から分岐して制御弁と再生器との間の熱源配管に至り開閉弁を有したバイパス管と、吸収式冷凍機の停止時に制御弁及び遮断弁に閉信号を出力し、制御弁及び遮断弁が閉じた後開閉弁に開信号を出力する制御器とを備えたものがあり、吸収式冷凍機が運転を停止するときには、制御器が動作して、制御弁と遮断弁とが閉じた後、制御弁と遮断弁との間の熱源配管から分岐して制御弁と再生器との間の熱源配管に至るバイパス管もしくは再生器の出口側に至るバイパス管に設けられた開閉弁が開き、開閉弁が開いている間に制御弁と遮断弁との間の熱源配管に残っていた蒸気ドレンがバイパス管を介して再生器もしくは再生器の出口側へ流れ遮断弁と制御弁との間の熱源配管に残っている蒸気ドレンの量は大幅に減少し、次の吸収式冷凍機の運転開始時に制御弁と遮断弁との間の熱源配管に残っている蒸気ドレン（凝縮水）の量を僅かに抑えることができ、この結果、高温高圧の蒸気の供給が再開された際のハンマー音の発生を防止する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第３７２３２６５号  公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
このような従来の吸収式冷凍機では、再生器へ蒸気を供給する熱源配管中に蒸気ドレンがたまらないようにするものであった。制御弁の開度を負荷に応じて調節した際、低負荷運転時は再生器へ供給される蒸気の量が少なくなる。蒸気の量が減少すると同時に再生器内を通過する蒸気の圧力も低くなり、蒸気の通路中に蒸気ドレンが溜まっているところがあれば、この蒸気ドレンを排出するに十分な蒸気圧力が得られない。
【０００６】
蒸気ドレンの設備側背圧より再生器内の蒸気圧力が低くなると、蒸気ドレンの排出が困難となり、蒸気ドレンが再生器内に溜まることになる。そして、蒸気ドレンが溜まっている再生器へ再び多量の蒸気が供給されると蒸気ハンマーの現象が起き機器の損傷へつながる。
【０００７】
再生器内が負圧になった際に外部の空気を取り入れて内部の圧力を上げるためのバキュームブレーカーを取り付けたものがあるが、このバキュームブレーカーが作動した際には再生器内に空気が入り伝熱管の性能劣化を引き起こすことがあった。
【０００８】
本発明はこのような問題点を解決する吸収式冷凍機を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の吸収式冷凍機では、吸収器、蒸気を熱源とする再生器、凝縮器、及び蒸発器を配管接続して冷凍サイクルを構成した吸収式冷凍機において、再生器に接続されて当該再生器に蒸気を供給する熱源配管と、この熱源配管の再生器入口側に設けられた蒸気制御弁と、再生器とスチームトラップとの間にあり再生器から出た蒸気の蒸気ドレンが溜まるドレンボックスと、蒸気制御弁に至る手前の熱源配管を再生器からドレンボックスへ至る配管につなげる再生器のバイパス管に設けられる開閉弁と、負荷に応じて蒸気制御弁の開度を制御すると共に、ドレンボックス内のドレンの液面が予め定められた値以上になった際に開閉弁を開く制御装置を備えることにより、蒸気ドレンの量が所定値を越えた際に圧力の十分に高い蒸気が直接このドレンボックス内に供給され、この蒸気圧でドレンボックス内の蒸気ドレンを排出するものである。
【００１０】
また、再生器とドレンボックスとの間に蒸気がドレンボックス側から再生器側へ流れることを規制する逆止弁を設けると共に、バイパス管の一方の側を逆止弁とドレンボックスとの間に接続することによって再生器へ高圧の蒸気が回り込むことを抑制することができるものである。
【発明の効果】
【００１１】
このような本発明の吸収式冷凍機では、開閉弁を用いて高圧の蒸気をドレンボックスに導くことによりバキュームブレーカーなどを設けることなく再生器内に溜まり蒸気の通路をふさいでいた蒸気ドレンを排出することができ、低負荷時の蒸気の流れを確保できるものである。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の実施例を示す蒸気一重吸収式冷凍機の説明図
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下本発明の実施形態を図１に基づいて説明する。
【００１４】
図１に示す蒸気一重式吸収冷凍機では、冷媒としては例えば水、吸収液（溶液）に臭化リチウム（ＬｉＢｒ）溶液を使用している。
【００１５】
この図において、１は蒸気を熱源とする再生器、２は蒸気が供給される熱源配管、３は凝縮器、４ は蒸発器、５は吸収器、６は再生器１に設けられ熱源である蒸気が流れる加熱器、７は凝縮器伝熱管、８は蒸発器伝熱管、９は吸収器伝熱管、１０は再生器１及び凝縮器３を収納した上胴、１１は蒸発器４及び吸収器５を収納した下胴、１２は溶液熱交換器である。
【００１６】
また、熱源配管２は蒸気供給源へつながり、例えばボイラーなどから例えば１２７度、１．５Ｋｇ／平方センチメートルＧの高温高圧の蒸気が供給される。１３は熱源配管２の再生器１の入口側の熱源配管２（蒸気配管）の途中に設けられた蒸気制御弁である。
【００１７】
１４は蒸気ドレン熱交換器、１５は逆流防止の逆止弁、１６は蒸気ドレンが溜まるドレンボックス、１７はスチームトラップであり、順に再生器１の加熱器６を成す伝熱管からつながっている。
【００１８】
１８は開閉弁であり蒸気制御弁１３に至る手前の熱源配管２とドレンボックス１６へ至るバイパス管に設けられている。この開閉弁１８の開閉制御はドレンボックス１６に設けられた液面センサ１９が検出する蒸気ドレンの溜まった液面の高さによって図示しない制御装置によって制御される。
【００１９】
２０は吸収器５内の稀吸収液を溶液熱交換器１２、蒸気ドレン熱交換器１４を介して再生器１へ送る吸収液ポンプである。溶液熱交換器１２では再生器１から吸収器５へ至る濃液で稀吸収液が加熱され、蒸気ドレン熱交換器１４では再生器１の加熱器６を出た蒸気ドレンで稀吸収液が加熱されるものである。
【００２０】
２２は凝縮器３から蒸発器４に至る冷媒流下配管、２１は蒸発器４の下部に溜まった冷媒を蒸発器熱交換器８に冷媒循環配管２３を介して散布させる冷媒ポンプである。
【００２１】
２４は冷却水配管であり、途中に吸収器伝熱管９及び凝縮器伝熱管７が設けられている。２５ａは入口側の冷水配管、２５ｂは出口側の冷水配管であり、蒸発器伝熱管８につながっている。入口側の冷水配管２５ａは負荷側からの冷水の戻り配管につながり、出口側の冷水配管25bは負荷側への冷水を供給する配管につながっている。
【００２２】
２６は負荷側（ビル等の室内熱交換器（図示せず）へ供給される冷水の温度を検出する温度検出器である。この温度検出器２６が検出した温度は、例えばマイコンによって構成された制御装置（図示せず）によって、蒸気制御弁１３の開度を制御する際に用いられる。制御方法としてはPID制御（比例、微分、積分制御）などが一般的である。
【００２３】
このように構成されたに吸収式冷凍機の運転時は、再生器１の加熱器６に高温高圧の蒸気が供給され、再生器１は運転する。再生器１において稀吸収液（濃度が薄い吸収液）が加熱され、稀吸収液から冷媒が分離して蒸発する。蒸発した冷媒は凝縮器３へ流れ凝縮する。
【００２４】
凝縮器３で凝縮した液冷媒は蒸発器４へ流下し、冷媒ポンプ２１の運転によって蒸発器熱交換器８に散布される。そして、冷媒液が蒸発器熱交換器８を流れる冷水と熱交換して蒸発し、気化熱によって冷水が冷却されてビルの空気調和機などの負荷へ供給される。また、蒸発器４で蒸発した冷媒は吸収器５へ流れ、散布された濃液（濃い吸収液）に吸収される。
【００２５】
吸収器５にて冷媒を吸収した稀吸収液は吸収液ポンプ２０によって再生器１へ送られる。稀吸収液は再生器１にて加熱器６によって加熱され、冷媒を分離して濃くなった濃液は溶液熱交換器１２を経て再び吸収器５へ散布される。
【００２６】
このように吸収液及び冷媒が循環しているとき、温度検出器２６の検出温度に基づいて蒸気制御弁１３の開度が調節される。例えば負荷の量が増加して温度検出器２６の検出温度である冷水出口温度が上昇したときには、蒸気制御弁１３の開度は増加して加熱器６の加熱量は増加し、稀吸収液からの冷媒蒸気の分離量は増加する。このため、吸収器５へ滴下する濃液濃度が上昇し、吸収器５の吸収能力が増加し、その結果蒸発器４の冷媒蒸発量も増加して冷水の出口温度が低下する。
【００２７】
また、例えば温度検出器２６の検出温度である冷水出口温度が低下したときには、蒸気制御弁１３の開度は減少して加熱器６の加熱量は減少し、稀吸収液からの冷媒蒸気の分離量は減少する。このため、吸収器５へ滴下する濃液濃度が低下し、吸収器５の吸収能力が減少し、その結果蒸発器４の冷媒蒸発量も減少して冷水の出口温度が上昇する。
【００２８】
上記のように再生器１の加熱量は制御され、蒸発器４の冷却能力は調節されて冷水出口温度はほぼ設定温度（例えば７度）に保たれる。
【００２９】
温度検出器２６の検出温度が低下し蒸気制御弁１３の開度が減少すると加熱器６へ供給される蒸気の量が減少し加熱器６内の圧力が低くなり、また蒸気が凝縮して蒸気ドレンとなることにより一層加熱器６内の圧力が低下し、蒸気ドレンが排出されにくくなる。
【００３０】
液面センサ１９にはフロートとマグネットとの組み合わせによるもの、電極を用いるもの、光学的に検出するもの等、蒸気ドレンの液面の高さが予め定めた値となったことが判断できるものであればよく限定されるものではない。
【００３１】
制御装置は液面センサ１９が予め定めた液面の高さを検出した際に開閉弁１８を開き高温高圧の蒸気をドレンボックス１６へ再生器１をバイパスして導くものである。この蒸気圧によりドレンボックス１６内の蒸気ドレンを排出して、再生器１の加熱器６からの蒸気ドレンの流れをスムーズにするものである。
【００３２】
この液面の高さは再生器１内の加熱器６へ供給されている蒸気圧（蒸気制御弁１３によって絞られた蒸気圧）が加熱器６を出てドレンボックス１６に至った際に蒸気ドレンを排出できない高さ、すなわち水圧に相当する高さである。この際、加熱器６内で蒸気が凝縮して蒸気ドレンとなった際の減圧も考慮して設定してもよい。
【００３３】
液面センサ１９の検出する液面の高さが予め定めた液面の高さ以下（実際には所定のデファレンシャルを設けた低い高さ、もしくは再生器１から出た蒸気が排出できる蒸気ドレンの高さ）となった際には開閉弁１８を閉じて通常の運転を継続するものである。
【００３４】
開閉弁１８は開き量が調節できる制御弁に置き換えることが可能であり、この際は、単に全開／全閉の切り替えでもよく、また蒸気制御弁１３の開度に応じて開くようにしてドレンボックス１６内の圧力が不必要に上昇するのを抑制するようにしても良い。
【００３５】
蒸気ドレンが排出されることによって、低負荷時の低圧の蒸気でもスムーズに流れることになり低負荷時の運転が安定するものである。
【符号の説明】
【００３６】
１  再生器
２  熱源配管
３  凝縮器
４  蒸発器
５  吸収器
１３  蒸気制御弁
１６  ドレンボックス
１７  スチームトラップ
１８  開閉弁
１９  液面センサ
【図１】
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