(57)【要約】【課題】継続して運転させることができる吸収式冷凍機を提供する。【解決手段】加熱源Ｈが供給されて吸収液Ｓと冷媒Ｖとの吸収サイクルにより温度調節対象流体Ｃの冷却又は加熱を行う吸収式冷凍機１は、吸収式冷凍機１に供給される加熱源Ｈの流量を調節する入熱量調節装置３３と、基準位置の温度調節対象流体Ｃの温度を検出する温度調節対象流体温度検出部５４と、吸収式冷凍機１の適切な運転を行うために監視する物理量を検出する監視物理量検出部と、監視物理量検出部で検出した値が許容上限値を超えたときに吸収式冷凍機１の運転を制限する安全制御手段６５と、入熱量調節装置３３を制御する制御装置６０とを備える。制御装置６０は、温度調節対象流体Ｃを設定温度とするときの加熱源Ｈの流量と、監視物理量検出部での検出値が許容上限値のときの加熱源Ｈの流量とを算出して、最小流量を吸収式冷凍機１に導入するように入熱量調節装置３３を制御する。【選択図】図１
2019020027.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
加熱源が供給されることによって構成される吸収液と冷媒との吸収サイクルにより温度調節対象流体の冷却又は加熱を行う吸収式冷凍機であって；
前記吸収式冷凍機に供給される前記加熱源の単位時間あたりの量を調節する入熱量調節装置と；
基準位置における前記温度調節対象流体の温度を検出する温度調節対象流体温度検出部と；
前記吸収式冷凍機の適切な運転を行うために監視する１つ以上の物理量を検出する監視物理量検出部と；
前記監視物理量検出部で検出した値が許容される上限値を超えたときに前記吸収式冷凍機の運転を停止させる又は前記吸収式冷凍機に供給される前記加熱源の単位時間あたりの量を所定の量に制限する安全制御手段と；
前記温度調節対象流体温度検出部で検出した温度をあらかじめ設定された温度とするときに導入すべき前記加熱源の単位時間あたりの量と、前記監視物理量検出部で検出した値が前記安全制御手段において定められた前記上限値となるときに導入すべき前記加熱源の単位時間あたりの量と、を算出し、算出した前記加熱源の単位時間あたりの量のうちの最小の量を前記吸収式冷凍機に導入するように前記入熱量調節装置を制御する制御装置とを備える；
吸収式冷凍機。
【請求項２】
前記監視物理量検出部で検出する物理量が、前記吸収液の温度及び前記吸収液の濃度の少なくとも一方を含んで構成された；
請求項１に記載の吸収式冷凍機。
【請求項３】
前記冷媒を吸収した前記吸収液を前記加熱源で加熱し、前記吸収液から前記冷媒を離脱させて濃度が上昇した濃溶液を生成する再生器と；
前記吸収液が前記冷媒の蒸気を吸収して濃度が低下した希溶液を生成する吸収器とを備え；
前記監視物理量検出部で検出する物理量が、前記再生器の内部圧力又は前記再生器の内部圧力に関連する物理量並びに前記吸収器の内部圧力又は前記吸収器の内部圧力に関連する物理量の少なくとも一方を含んで構成された；
請求項１又は請求項２に記載の吸収式冷凍機。
【請求項４】
前記冷媒の液である冷媒液を貯留する冷媒液貯留部を備え；
前記監視物理量検出部で検出する物理量が、前記冷媒液貯留部に貯留された前記冷媒液の液位を含んで構成された；
請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の吸収式冷凍機。
【請求項５】
前記吸収液を貯留する吸収液貯留部を備え；
前記監視物理量検出部で検出する物理量が、前記吸収液貯留部に貯留された前記吸収液の液位を含んで構成された；
請求項１乃至請求項４のいずれか１項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、特に継続して運転させることができる吸収式冷凍機に関する。
【背景技術】
【０００２】
吸収液と冷媒との吸収サイクルによって冷水の冷却又は温水の加熱を行う吸収式冷凍機は、再生器への入熱量（加熱用流体導入量又は燃焼量）を調節することにより、出力調節が行われる。吸収式冷凍機には、冷水又は温水の温度を検出し、検出した温度が目標温度となるように再生器への入熱量を制御するものがある（例えば、特許文献１参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００２−３４０４２９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
吸収サイクルにおける吸収液の濃度が想定よりも濃くなった場合に吸収液が結晶することを回避するために運転を停止させるか再生器への入熱量を制限する安全装置が働くように設計されている場合があるが、通常は、吸収液の濃度が想定よりも濃くなるような定格能力を超えた運転が行われることは稀である。しかしながら、不凝縮ガスの機内への混入や伝熱管の汚れ等によって能力が出にくくなると、定格能力以下の運転であっても安全装置が作動して運転を継続できなくなる場合が生じ得る。
【０００５】
本発明は上述の課題に鑑み、継続して運転させることができ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】
【０００６】
上記目的を達成するために、本発明の第１の態様に係る吸収式冷凍機は、例えば図１に示すように、加熱源Ｈが供給されることによって構成される吸収液Ｓと冷媒Ｖとの吸収サイクルにより温度調節対象流体Ｃの冷却又は加熱を行う吸収式冷凍機１であって；吸収式冷凍機１に供給される加熱源Ｈの単位時間あたりの量を調節する入熱量調節装置３３と；基準位置における温度調節対象流体Ｃの温度を検出する温度調節対象流体温度検出部５４と；吸収式冷凍機１の適切な運転を行うために監視する１つ以上の物理量を検出する監視物理量検出部１６、２５、４５、５１、５３、５５と；監視物理量検出部１６、２５、４５、５１、５３、５５で検出した値が許容される上限値を超えたときに吸収式冷凍機１の運転を停止させる又は吸収式冷凍機１に供給される加熱源Ｈの単位時間あたりの量を所定の量に制限する安全制御手段６５と；温度調節対象流体温度検出部５４で検出した温度をあらかじめ設定された温度とするときに導入すべき加熱源Ｈの単位時間あたりの量と、監視物理量検出部１６、２５、４５、５１、５３、５５で検出した値が安全制御手段６５において定められた上限値となるときに導入すべき加熱源Ｈの単位時間あたりの量と、を算出し、算出した加熱源Ｈの単位時間あたりの量のうちの最小の量を吸収式冷凍機１に導入するように入熱量調節装置３３を制御する制御装置６０とを備える。
【０００７】
このように構成すると、監視物理量検出部で検出した値が許容される上限値以下となるように制御されることとなり、吸収式冷凍機を継続して運転させることができる。
【０００８】
また、本発明の第２の態様に係る吸収式冷凍機は、例えば図１に示すように、上記本発明の第１の態様に係る吸収式冷凍機１において、監視物理量検出部５１、５３で検出する物理量が、吸収液Ｓａの温度及び吸収液Ｓａの濃度の少なくとも一方を含んで構成されている。
【０００９】
このように構成すると、吸収液が結晶することを回避しつつ吸収式冷凍機を継続して運転させることができる。
【００１０】
また、本発明の第３の態様に係る吸収式冷凍機は、例えば図１に示すように、上記本発明の第１の態様又は第２の態様に係る吸収式冷凍機１において、冷媒Ｖｅを吸収した吸収液Ｓｗを加熱源Ｈで加熱し、吸収液Ｓｗから冷媒Ｖｇを離脱させて濃度が上昇した濃溶液Ｓａを生成する再生器３０と；吸収液Ｓａが冷媒の蒸気Ｖｅを吸収して濃度が低下した希溶液Ｓｗを生成する吸収器１０とを備え；監視物理量検出部５５で検出する物理量が、再生器３０の内部圧力又は再生器３０の内部圧力に関連する物理量並びに吸収器１０の内部圧力又は吸収器１０の内部圧力に関連する物理量の少なくとも一方を含んで構成されている。
【００１１】
このように構成すると、吸収式冷凍機の内部圧力が過度に高くなることを回避することができ、継続して運転させることができる。
【００１２】
また、本発明の第４の態様に係る吸収式冷凍機は、例えば図１に示すように、上記本発明の第１の態様乃至第３の態様のいずれか１つの態様に係る吸収式冷凍機１において、冷媒Ｖの液である冷媒液Ｖｆを貯留する冷媒液貯留部２３、４３を備え；監視物理量検出部２５、４５で検出する物理量が、冷媒液貯留部２３、４３に貯留された冷媒液Ｖｆの液位を含んで構成されている。
【００１３】
このように構成すると、吸収液の濃度を推測することができ、吸収液が結晶することを抑制することができる。
【００１４】
また、本発明の第５の態様に係る吸収式冷凍機は、例えば図１に示すように、上記本発明の第１の態様乃至第４の態様のいずれか１つの態様に係る吸収式冷凍機１において、吸収液Ｓｗを貯留する吸収液貯留部１３を備え；監視物理量検出部１６で検出する物理量が、吸収液貯留部１３に貯留された吸収液Ｓｗの液位を含んで構成されている。
【００１５】
このように構成すると、吸収液の濃度を推測することができ、吸収液が結晶することを抑制することができる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、監視物理量検出部で検出した値が許容される上限値以下となるように制御されることとなり、吸収式冷凍機を継続して運転させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の実施の形態に係る吸収冷凍機の模式的系統図である。
【図２】安全制御部の指令に基づく吸収冷凍機の停止を極力回避する制御を説明するフローチャートである。
【図３】安全制御部の指令に基づく吸収冷凍機の停止を極力回避する制御を説明するタイムチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。なお、各図において互いに同一又は相当する部材には同一あるいは類似の符号を付し、重複した説明は省略する。
【００１９】
本明細書において、「吸収式冷凍機」は、再生器に加熱源を供給することによって、再生器、凝縮器、吸収器、蒸発器などによる吸収サイクルを構成し、温度調節対象流体の冷却又は加熱を行う吸収式熱源機の総称であり、加熱源を再生器に供給して吸収冷凍サイクルを構成し、冷水（冷却された温度調節対象流体）を供給する機械である吸収冷凍機、加熱源を再生器に供給して吸収サイクルを構成し、冷水（冷却された温度調節対象流体）及び／又は温水（加熱された温度調節対象流体）を供給する機械である吸収冷温水機、及び加熱源を再生器に供給して吸収ヒートポンプサイクルを構成し、蒸発器で熱源水から熱を回収することによって、少なくとも吸収器で加熱された温度調節対象流体を供給する機械である吸収ヒートポンプを含むものである。以下、吸収式冷凍機は、その一形態である吸収冷凍機であるとして説明する。
【００２０】
まず図１を参照して、本発明の実施の形態に係る吸収冷凍機１を説明する。図１は、吸収冷凍機１の模式的系統図である。吸収冷凍機１は、吸収冷凍サイクルを行う主要構成機器として、吸収器１０と、蒸発器２０と、再生器３０と、凝縮器４０とを備えていると共に、制御装置６０を備えている。吸収冷凍機１は、吸収液Ｓに対して冷媒Ｖが相変化をしながら循環することで熱移動を行わせ、温度調節対象流体である冷水Ｃの温度を低下させる機器である。以下の説明において、吸収液に関し、吸収冷凍サイクル上における区別を容易にするために、性状や吸収冷凍サイクル上の位置に応じて、「希溶液Ｓｗ」、「濃溶液Ｓａ」等と呼称するが、性状等を不問にするときは総称して「吸収液Ｓ」ということとする。また、冷媒に関し、吸収冷凍サイクル上における区別を容易にするために、性状や吸収冷凍サイクル上の位置に応じて、「蒸発器冷媒蒸気Ｖｅ」、「再生器冷媒蒸気Ｖｇ」、「冷媒液Ｖｆ」等と呼称するが、性状等を不問にするときは総称して「冷媒Ｖ」ということとする。本実施の形態では、吸収液Ｓ（吸収剤と冷媒との混合物）としてＬｉＢｒ水溶液が用いられており、冷媒Ｖとして水（Ｈ２Ｏ）が用いられているが、これに限らず他の冷媒、溶液（吸収剤）の組み合わせで使用してもよい。
【００２１】
吸収器１０は、蒸発器２０で発生した蒸発器冷媒蒸気Ｖｅを濃溶液Ｓａで吸収する機器である。吸収器１０は、冷却水Ｄを流す冷却水流路としての冷却管１１と、濃溶液Ｓａを冷却管１１の外面に向けて散布する濃溶液散布ノズル１２とを、吸収器缶胴１７の内部に有している。濃溶液散布ノズル１２は、散布した濃溶液Ｓａが冷却管１１に降りかかるように、冷却管１１の上方に配設されている。吸収器１０は、散布された濃溶液Ｓａが蒸発器冷媒蒸気Ｖｅを吸収することで濃度の低下した希溶液Ｓｗを吸収器缶胴１７の下部の貯留部１３に貯留すると共に、濃溶液Ｓａが蒸発器冷媒蒸気Ｖｅを吸収した際に発生した吸収熱を冷却水Ｄが奪うように構成されている。吸収器１０は、貯留部１３内の希溶液Ｓｗの液位を検出する希溶液位計１６を有している。
【００２２】
蒸発器２０は、冷水Ｃの熱で冷媒液Ｖｆを蒸発させて蒸発器冷媒蒸気Ｖｅを発生させることにより冷水Ｃを冷却する機器である。蒸発器２０は、冷水Ｃを流す冷水流路としての蒸発管２１と、冷媒液Ｖｆを蒸発管２１の外面に向けて散布する冷媒液散布ノズル２２とを、蒸発器缶胴２７の内部に有している。冷媒液散布ノズル２２は、散布した冷媒液Ｖｆが蒸発管２１に降りかかるように、蒸発管２１の上方に配設されている。蒸発器２０は、蒸発器缶胴２７の下部の貯留部２３に貯留されている冷媒液Ｖｆを冷媒液散布ノズル２２に導く冷媒液管２８と、冷媒液管２８内の冷媒液Ｖｆを冷媒液散布ノズル２２に送る冷媒ポンプ２９とを有している。また、蒸発器２０は、貯留部２３内の冷媒液Ｖｆの液位を検出する蒸発器冷媒液位計２５を有している。蒸発器２０は、蒸発管２１の外面に散布された冷媒液Ｖｆが蒸発して蒸発器冷媒蒸気Ｖｅとなるための気化熱を、蒸発管２１内を流れる冷水Ｃから奪うことで冷水Ｃを冷却し、散布された冷媒液Ｖｆのうち蒸発しなかった冷媒液Ｖｆが蒸発器缶胴２７の貯留部２３に貯留されるように構成されている。
【００２３】
本実施の形態では、吸収器１０と蒸発器２０とは隣接して配置されており、吸収器缶胴１７の上部と蒸発器缶胴２７の上部とが連通している。このような構成により、蒸発器缶胴２７の内部で発生した蒸発器冷媒蒸気Ｖｅを吸収器缶胴１７の内部に導くことができるようになっている。冷却管１１には、冷却水Ｄを導入する冷却水入口管１１ａが一端に接続されている。冷却管１１の他端には、冷却水連絡管５８が接続されている。冷却水入口管１１ａには、吸収冷凍機１外の冷却水往管９８が接続される。冷却水往管９８は、吸収冷凍機１外の冷却塔９３に接続されている。冷却水往管９８には、吸収冷凍機１外の冷却水ポンプ９１が配設されている。吸収冷凍機１は、冷却水ポンプ９１の稼働により、冷却管１１内を冷却水Ｄが流動するように構成されている。蒸発管２１には、冷水Ｃを導入する冷水入口管２１ａが一端に接続され、冷水Ｃを流出させる冷水出口管２１ｂが他端に接続されている。本実施の形態では、冷水出口管２１ｂに、温度調節対象流体温度検出部としての冷水温度計５４が設けられている。つまり、本実施の形態では、吸収冷凍機１の出口が基準位置となる。冷水入口管２１ａには、吸収冷凍機１外の冷水還管９５が接続される。冷水還管９５には、吸収冷凍機１外の冷水ポンプ９２が配設されている。吸収冷凍機１は、冷水ポンプ９２の稼働により、蒸発管２１内を冷水Ｃが流動するように構成されている。冷水出口管２１ｂには、吸収冷凍機１外の冷水往管９６が接続される。
【００２４】
再生器３０は、希溶液Ｓｗを導入し、加熱することで、希溶液Ｓｗ中の冷媒Ｖを離脱させ、濃溶液Ｓａを生成する機器である。再生器３０において、希溶液Ｓｗから離脱した冷媒Ｖは蒸気の状態であり、この冷媒Ｖの蒸気を再生器冷媒蒸気Ｖｇということとする。再生器３０は、希溶液Ｓｗを加熱する加熱部３１と、導入した吸収液Ｓを貯留する再生器缶胴３７とを有している。加熱部３１は、再生器缶胴３７の内部に配設されている。加熱部３１は、典型的には、バーナーの燃焼熱、外部から導入した蒸気や温水等の熱で、吸収液Ｓを加熱することができるように構成されている。加熱部３１には、加熱源としての加熱源流体Ｈを流す加熱源流体管３２が接続されている。加熱源流体Ｈは、典型的には、加熱部３１がバーナーの燃焼熱を発生する場合はガスや油等の燃料流体が用いられ、加熱部３１において外部から導入した流体が保有する熱が放出される場合は蒸気や温水等の加熱流体が用いられる。加熱源流体管３２には、加熱部３１に流入する加熱源流体Ｈの流量を調節する加熱源調節弁３３が配設されている。加熱源調節弁３３は、入熱量調節装置に相当する。再生器３０には、再生器缶胴３７の内部の気相部の圧力を検出する再生器圧力計５５が設けられている。再生器缶胴３７には、希溶液Ｓｗを導入する希溶液管１８が底部に、生成された濃溶液Ｓａを流出する濃溶液管３８が上部側面に、それぞれ接続されている。再生器３０は、再生器缶胴３７の底部から流入した希溶液Ｓｗが、加熱部３１で加熱されて上昇しながら徐々に濃縮して濃溶液Ｓａとなり、濃溶液管３８の液位に達した濃溶液Ｓａが再生器缶胴３７から流出するように構成されている。再生器３０として、貫流式再生器や煙管型再生器、液管型再生器等を用いることができる。
【００２５】
凝縮器４０は、再生器３０で希溶液Ｓｗから蒸発した再生器冷媒蒸気Ｖｇを導入し冷却して凝縮させ、蒸発器２０に送る冷媒液Ｖｆを生成する機器である。凝縮器４０は、冷却水Ｄの流路を形成する部材である凝縮管４１を、凝縮器缶胴４７の内部に有している。凝縮器４０は、生成した冷媒液Ｖｆを、凝縮器缶胴４７の下部の貯留部４３に貯留するように構成されている。凝縮器４０は、貯留部４３内の冷媒液Ｖｆの液位を検出する凝縮器冷媒液位計４５を有している。凝縮管４１の一端には、一端が冷却管１１に接続されている冷却水連絡管５８の他端が接続されている。凝縮管４１の他端には、冷却水Ｄを流出させる冷却水出口管４１ｂが接続されている。冷却水出口管４１ｂには、吸収冷凍機１外の冷却水還管９９が接続される。冷却水還管９９は、吸収冷凍機１外の冷却塔９３に接続されている。このような構成により、冷却水還管９９を流れる冷却水Ｄは、冷却塔９３で冷却されて冷却水往管９８に供給されるように構成されている。
【００２６】
凝縮器缶胴４７は、再生器缶胴３７に近接して配設されている。本実施の形態では、再生器缶胴３７の上部と凝縮器缶胴４７の上部とは、再生器冷媒蒸気流路３５を介して連通している。凝縮器４０は、再生器冷媒蒸気流路３５を介して再生器３０から再生器冷媒蒸気Ｖｇを導入し、凝縮管４１を流れる冷却水Ｄに再生器冷媒蒸気Ｖｇの熱を奪わせて、再生器冷媒蒸気Ｖｇを凝縮させて冷媒液Ｖｆにするように構成されている。本実施の形態では、凝縮器缶胴４７及び再生器缶胴３７は、蒸発器缶胴２７及び吸収器缶胴１７の上方に配設されている。凝縮器缶胴４７の貯留部４３と蒸発器缶胴２７とは、凝縮冷媒液管４８で接続されており、凝縮器缶胴４７内の冷媒液Ｖｆを位置ヘッド及び両者の内圧の差で蒸発器缶胴２７内に導くことができるように構成されている。
【００２７】
吸収器缶胴１７の貯留部１３と、再生器缶胴３７とは、希溶液管１８で接続されている。希溶液管１８には、溶液ポンプ１９が配設されている。吸収冷凍機１は、溶液ポンプ１９により、吸収器缶胴１７の希溶液Ｓｗを再生器缶胴３７内に搬送することができるように構成されている。再生器缶胴３７内では、導入された希溶液Ｓｗが、入口から出口に移動するに連れて希溶液Ｓｗ中から冷媒Ｖが離脱して濃度が上昇するようになっている。
【００２８】
再生器缶胴３７の濃溶液Ｓａが流出する部分と、吸収器１０の濃溶液散布ノズル１２とは、濃溶液管３８で接続されている。吸収冷凍機１は、溶液ポンプ１９によって希溶液Ｓｗが再生器缶胴３７に搬送され、再生器缶胴３７内で冷媒Ｖが離脱して生成された濃溶液Ｓａが、濃溶液管３８を介して濃溶液散布ノズル１２に導入されるように構成されている。つまり、溶液ポンプ１９は、吸収器１０と再生器３０との間で吸収液Ｓを循環させることができる。濃溶液管３８には、再生器３０の出口の濃溶液Ｓａの温度を検出する濃溶液温度計５１と、再生器３０の出口の濃溶液Ｓａの濃度を検出する濃溶液濃度計５３とが設けられている。希溶液管１８及び濃溶液管３８には、希溶液管１８を流れる希溶液Ｓｗと濃溶液管３８を流れる濃溶液Ｓａとの間で熱交換を行わせる溶液熱交換器８１が挿入されて配置されている。
【００２９】
制御装置６０は、吸収冷凍機１の動作を制御する機器である。制御装置６０は、溶液ポンプ１９、冷媒ポンプ２９、冷却水ポンプ９１、冷水ポンプ９２、冷却塔９３と、それぞれ有線又は無線で電気的に接続されており、これらの発停を制御することができるように構成されている。また、制御装置６０は、希溶液位計１６、蒸発器冷媒液位計２５及び凝縮器冷媒液位計４５と、それぞれ有線又は無線で電気的に接続されており、検出された液位を信号として受信することができるように構成されている。また、制御装置６０は、濃溶液温度計５１及び冷水温度計５４と、それぞれ有線又は無線で電気的に接続されており、検出された温度を信号として受信することができるように構成されている。また、制御装置６０は、濃溶液濃度計５３と有線又は無線で電気的に接続されており、検出された濃度を信号として受信することができるように構成されている。また、制御装置６０は、再生器圧力計５５と有線又は無線で電気的に接続されており、検出された圧力を信号として受信することができるように構成されている。また、制御装置６０は、加熱源調節弁３３と有線又は無線で電気的に接続されており、弁の開度を調節することができるように構成されている。
【００３０】
また、制御装置６０は、本実施の形態では、安全制御部６５を有している。安全制御部６５は、吸収冷凍機１の適切な運転を行うために特定の物理量を監視し、監視している物理量が許容される上限値を超えたときに吸収冷凍機１の運転を停止させる指令を出すものである。安全制御部６５が監視する物理量として、本実施の形態では、吸収液Ｓの温度、吸収液Ｓの濃度、再生器３０の内部圧力、吸収器１０の貯留部１３の液位、蒸発器２０の貯留部２３の液位、凝縮器４０の貯留部４３の液位を採用している。なお、本実施の形態では、安全制御部６５を、機能の観点から概念的に制御装置６０の中で区別して表現しているが、安全制御部６５が制御装置６０内に渾然一体に構成されていてもよく、安全制御部６５が制御装置６０に対して物理的に別体に構成されていてもよい。このような安全制御部６５を含む制御装置６０は、後述する吸収冷凍機１の作用で説明するような吸収冷凍機１の制御を行うことができるように構成されている。
【００３１】
引き続き図１を参照して、吸収冷凍機１の作用を説明する。まず、吸収冷凍機１の定常運転時の作用を説明する。吸収冷凍機１の定常運転時は、制御装置６０からの指令により、溶液ポンプ１９、冷媒ポンプ２９、冷却水ポンプ９１、冷水ポンプ９２、冷却塔９３がそれぞれ稼働している。冷媒Ｖ側のサイクルについて見ると、再生器冷媒蒸気流路３５を介して再生器３０から凝縮器４０に導入された再生器冷媒蒸気Ｖｇは、凝縮管４１を流れる冷却水Ｄに冷却されて凝縮し、冷媒液Ｖｆとなって凝縮器缶胴４７の貯留部４３に貯留される。再生器冷媒蒸気Ｖｇを冷却した冷却水Ｄは、温度が上昇して冷却水還管９９から流出し、冷却塔９３に供給される。凝縮器缶胴４７内の冷媒液Ｖｆは、凝縮冷媒液管４８を介して蒸発器缶胴２７内に導入される。
【００３２】
凝縮器缶胴４７から蒸発器缶胴２７に導入された冷媒液Ｖｆは、冷媒液散布ノズル２２から散布されて蒸発しなかった冷媒液Ｖｆと混合して蒸発器缶胴２７の貯留部２３に貯留される。蒸発器缶胴２７内の冷媒液Ｖｆは、冷媒ポンプ２９により、冷媒液管２８を流れて冷媒液散布ノズル２２に至る。冷媒液散布ノズル２２に至った冷媒液Ｖｆは、蒸発管２１に向けて散布され、蒸発管２１を流れる冷水Ｃの熱を得て一部が蒸発して蒸発器冷媒蒸気Ｖｅとなり、吸収器缶胴１７に導入される。散布された冷媒液Ｖｆに熱を奪われた冷水Ｃは、温度が低下して冷水往管９６から流出し、空気調和機等の冷水Ｃの利用場所に供給される。冷媒液散布ノズル２２から散布されて蒸発しなかった冷媒液Ｖｆは、凝縮器缶胴４７から導入された冷媒液Ｖｆと混合して蒸発器缶胴２７の貯留部２３に貯留される。
【００３３】
次に吸収冷凍機１の溶液Ｓ側のサイクルを見ると、吸収器缶胴１７内の貯留部１３に貯留されている希溶液Ｓｗは、溶液ポンプ１９により、希溶液管１８を流れ、溶液熱交換器８１で温度が上昇した後に、再生器缶胴３７に導入される。再生器缶胴３７に導入された希溶液Ｓｗは、加熱部３１によって加熱され、冷媒Ｖが離脱して濃溶液Ｓａとなる。他方、希溶液Ｓｗから離脱した冷媒Ｖは、再生器冷媒蒸気Ｖｇとして、再生器冷媒蒸気流路３５を介して凝縮器缶胴４７内に送られる。再生器缶胴３７内で生成された濃溶液Ｓａは、濃溶液管３８を流れ、溶液熱交換器８１において希溶液Ｓｗと熱交換して温度が低下したうえで濃溶液散布ノズル１２に至る。
【００３４】
濃溶液散布ノズル１２に至った濃溶液Ｓａは、冷却管１１に向けて散布され、蒸発器２０から導入された蒸発器冷媒蒸気Ｖｅを吸収し濃度が低下して希溶液Ｓｗとなる。吸収器缶胴１７内において、濃溶液Ｓａが蒸発器冷媒蒸気Ｖｅを吸収する際には吸収熱が発生する。この発生した吸収熱は、冷却水往管９８から導入されて冷却管１１を流れる冷却水Ｄによって除去される。冷却管１１を流れる冷却水Ｄは、吸収熱を奪って温度上昇して冷却水連絡管５８に流出し、凝縮器４０の凝縮管４１に供給される。吸収器缶胴１７内で生じた希溶液Ｓｗは、吸収器缶胴１７内の貯留部１３に貯留される。
【００３５】
上述のような吸収冷凍機１の運転を行っている際、制御装置６０は、平常時は、冷水温度計５４で検出した温度が設定済の温度になるように、加熱源調節弁３３の開度を調節することで加熱部３１における加熱量を調節する。加熱源調節弁３３の開度を大きくすると、加熱部３１に供給される加熱源流体Ｈの流量が増加し、加熱部３１における加熱量が増大して、再生器３０で生成される濃溶液Ｓａの濃度が上昇する。この濃度が上昇した濃溶液Ｓａが吸収器１０に搬送されて散布されると、濃溶液Ｓａに吸収される蒸発器冷媒蒸気Ｖｅの流量が増加し、蒸発器２０における蒸発器冷媒蒸気Ｖｅの生成量が増加して、冷水Ｃから奪われる熱量が増大する結果、冷水Ｃの温度は低下する。反対に、加熱源調節弁３３の開度を小さくすると、加熱部３１における加熱量が減少し、濃溶液Ｓａの濃度が低下して、濃溶液Ｓａに吸収される蒸発器冷媒蒸気Ｖｅの流量が減少することに伴って蒸発器冷媒蒸気Ｖｅの生成量が減少する結果、冷水Ｃから奪われる熱量が減少して冷水Ｃの温度は上昇する。
【００３６】
なお、加熱源調節弁３３の開度を大きくして加熱部３１における加熱量を増大した場合は、吸収液Ｓの濃縮が促進されるため、吸収冷凍機１の適切な運転を継続することが困難になる場合がある。吸収冷凍機１の適切な運転を継続することが困難になる要因として、例えば、吸収液Ｓが結晶するおそれが生じる程の吸収液Ｓの濃度及び／又は吸収液Ｓの温度の過度の上昇、吸収冷凍機１の圧力が最も高くなる部分の圧力の上昇等が挙げられる。あるいは、不凝縮ガスの機内への混入や蒸発管２１の汚れ等によって能力が出にくくなることに起因して、吸収冷凍機１の適切な運転を継続することが困難になる場合がある。本実施の形態では、吸収冷凍機１の適切な運転の継続の可否を判断するために、吸収液Ｓの濃度が最も高くなる再生器３０出口の濃溶液Ｓａの温度を検出する濃溶液温度計５１及び濃度を検出する濃溶液濃度計５３、吸収冷凍機１の圧力が最も高くなる再生器３０の内部圧力を検出する再生器圧力計５５、吸収器缶胴１７内の希溶液Ｓｗの液位を検出する希溶液位計１６、吸収冷凍機１内の冷媒液Ｖｆの液位を検出する蒸発器冷媒液位計２５及び凝縮器冷媒液位計４５が設けられている。ここで、濃溶液温度計５１、濃溶液濃度計５３、再生器圧力計５５、希溶液位計１６、蒸発器冷媒液位計２５、凝縮器冷媒液位計４５は、それぞれ、監視物理量検出部に相当する。
【００３７】
本実施の形態では、安全制御部６５が、各監視物理量検出部で検出した物理量が許容される上限値を超えたか否かを判断しており、各監視物理量検出部で検出した物理量のうちの１つ以上が、許容される上限値を超えたときに、安全制御部６５が吸収冷凍機１の運転を停止させる指令を出し、制御装置６０が吸収冷凍機１を停止させることで、吸収冷凍機１を保護することとしている。しかしながら、吸収冷凍機１が停止すると、冷水Ｃの供給も停止することとなり、冷水Ｃの供給先の熱負荷をまったく処理することができなくなってしまうため、吸収冷凍機１が停止することを極力回避することが好ましい。そこで、本実施の形態では、以下のような制御を行うこととしている。
【００３８】
図２は、安全制御部６５の指令に基づく吸収冷凍機１の停止を極力回避する制御を説明するフローチャートである。制御装置６０は、吸収冷凍機１の運転中、冷水温度計５４で検出した温度をあらかじめ設定された温度とするときに加熱部３１に導入する加熱源流体Ｈの流量を算出する（設定値に基づく加熱源流体Ｈ流量算出工程：Ｓ１）。また、制御装置６０は、各監視物理量検出部で検出した物理量が上限値となるときに加熱部３１に導入する加熱源流体Ｈの流量をそれぞれ算出する（各物理量が上限値となる加熱源流体Ｈ流量算出工程：Ｓ２）。なお、図２では、設定値に基づく加熱源流体Ｈ流量算出工程（Ｓ１）の後に、各物理量が上限値となる加熱源流体Ｈ流量算出工程（Ｓ２）を行うように示しているが、この順番を逆にして工程（Ｓ２）の後に工程（Ｓ１）を行うこととしてもよく、あるいは工程（Ｓ１）と工程（Ｓ２）とを並行して行うこととしてもよい。
【００３９】
設定値に基づく加熱源流体Ｈの流量と各物理量が上限値となる加熱源流体Ｈの流量とを算出したら、制御装置６０は、算出した加熱源流体Ｈの流量のうちの最小の加熱源流体Ｈを加熱部３１に導入するように、加熱源調節弁３３の開度を調節する（加熱源調節弁３３制御工程：Ｓ３）。このような制御を行うことにより、最小の加熱源流体Ｈ流量が設定値に基づく加熱源流体Ｈ流量の場合は、安全制御部６５による吸収冷凍機１の停止指令が発令されずに冷水Ｃの温度を設定値にすることができる。また、最小の加熱源流体Ｈ流量が、各監視物理量検出部で検出した物理量のいずれかが上限値となる加熱源流体Ｈ流量の場合は、冷水Ｃの温度が設定値まで至らないものの、安全制御部６５による吸収冷凍機１の停止指令が発令されるのを回避して吸収冷凍機１の適切な運転を継続することができる。
【００４０】
加熱源調節弁３３の開度を調節したら（Ｓ３）、安全制御部６５は、各監視物理量検出部で検出した物理量のいずれかが上限値を超えたか否かを判断する（Ｓ４）。加熱源調節弁３３制御工程（Ｓ３）において、各監視物理量検出部で検出した物理量が上限値を超えないように加熱源調節弁３３の開度を調節しているが、何らかの事情により上限値を超えた場合は吸収冷凍機１を保護する措置を講ずることができるように、この判断（Ｓ４）を行っている。安全制御部６５は、いずれかの物理量が上限値を超えたと判断したら、制御装置６０に吸収冷凍機１を停止させる指令を発令し、制御装置６０は安全制御部６５からの指令に基づいて吸収冷凍機１を停止させる（Ｓ６）。他方、どの物理量も上限値を超えていない場合、制御装置６０は、通常運転における吸収冷凍機１の停止指令があったか否かを判断する（Ｓ５）。通常運転における停止とは、吸収冷凍機１の継続的な運転が可能な状態で、熱負荷が減少した等の冷水Ｃ利用側の都合によって行われる吸収冷凍機１の停止である。通常運転における停止指令があった場合、制御装置６０は、吸収冷凍機１を停止させる（Ｓ６）。他方、通常運転における停止指令がない場合、再び設定値に基づく加熱源流体Ｈ流量算出工程（Ｓ１）に戻り、以降、上述のフローを繰り返す。
【００４１】
図３に、上述の制御の一例のタイムチャートを示す。図３は、時間を横軸に取り、算出された加熱源流体Ｈの流量を縦軸に取っている。図３中、実線Ｌｒは設定値に基づく加熱源流体Ｈの流量を示しており、一点鎖線Ｌｓは各監視物理量検出部で検出した物理量が上限値となる加熱源流体Ｈの流量のうち最小となるものを示している。図３に示す例では、時刻ｔ１までは、実線Ｌｒが一点鎖線Ｌｓよりも小さいので、制御装置６０は、設定値に基づいて算出された加熱源流体Ｈの流量を加熱部３１に導入するように加熱源調節弁３３の開度を制御している。時刻ｔ１から時刻ｔ２までは、一点鎖線Ｌｓが実線Ｌｒよりも小さいので、制御装置６０は、検出した物理量が上限値となる加熱源流体Ｈの流量を加熱部３１に導入するように加熱源調節弁３３の開度を制御している。そして、時刻ｔ２以降は、再び実線Ｌｒが一点鎖線Ｌｓよりも小さくなっているので、制御装置６０は、設定値に基づいて算出された加熱源流体Ｈの流量を加熱部３１に導入するように加熱源調節弁３３の開度を制御している。なお、図３に示す例では、時刻ｔ３において、制御装置６０は、通常運転における停止指令を受けたので、加熱源調節弁３３を全閉に向けて閉じ始め、加熱部３１への加熱源流体Ｈの供給量を減らしている。このようにして、安全装置の作動を回避しつつ、冷水Ｃの温度ができるだけ設定値に近づくようにしている。
【００４２】
以上で説明したように、本実施の形態に係る吸収冷凍機１によれば、吸収冷凍機１から流出した冷水Ｃの温度があらかじめ設定された温度になるように加熱源調節弁３３の開度を調節しつつ、各監視物理量検出部で検出した物理量が許容される上限値を超えそうな場合は、冷水Ｃの温度調節に優先して、各監視物理量検出部で検出した物理量が許容される上限値以下となるように制御されるので、吸収冷凍機１を継続して運転させることができる。
【００４３】
以上の説明では、監視物理量検出部で検出されて安全制御部６５が監視する物理量の一つとして再生器３０の内部圧力を再生器圧力計５５で検出することとしたが、これに代えて再生器３０の内部圧力に関連する物理量を検出することとしてもよい。再生器３０の内部圧力に関連する物理量として、例えば冷媒Ｖの露点温度に相当する再生器冷媒蒸気Ｖｇの温度が挙げられる。なお、吸収式冷凍機が第２種吸収ヒートポンプである場合は、最も内部圧力が高くなる主要構成部材である吸収器の内部圧力又は吸収器の内部圧力に関連する物理量を検出するとよい。
【００４４】
以上の説明では、監視物理量検出部が、希溶液位計１６、蒸発器冷媒液位計２５、凝縮器冷媒液位計４５、濃溶液温度計５１、濃溶液濃度計５３、再生器圧力計５５を含んでいることとしたが、これらのうちの少なくとも１つを有していれば、使用しないものを省略してもよい。
【００４５】
以上の説明では、安全制御部６５が、監視している物理量が許容される上限値を超えたときに、吸収冷凍機１の運転を停止させる指令を制御装置６０に出すこととしたが、吸収冷凍機１の運転を停止させる指令を出すことに代えて、加熱部３１に流入する加熱源流体Ｈの流量を所定の流量に制限する指令を出すこととしてもよい。所定の流量は、吸収冷凍機１の適切な運転を確実に行うことができる程度まで出力を低下させることとなる加熱源流体Ｈの流量である。安全制御部６５が監視している物理量が許容される上限値を超えたときに加熱部３１に流入する加熱源流体Ｈの流量を所定の流量に制限する指令を出す場合、図２に示すフローチャートでは、各監視物理量検出部で検出した物理量のいずれかが上限値を超えたか否かを判断する工程（Ｓ４）において、いずれかの物理量が上限値を超えたと判断したら、吸収冷凍機１を停止させる工程（Ｓ６）には進まずに、制御装置６０が安全制御部６５から受けた指令に基づいて加熱部３１に流入する加熱源流体Ｈの流量を所定の流量に制限するように加熱源調節弁３３の開度を制御し、その後、各監視物理量検出部で検出した物理量のいずれかが上限値を超えたか否かを判断する工程（Ｓ４）に戻るようにするとよい。
【００４６】
以上の説明では、加熱源が加熱源流体Ｈであるとしたが、加熱源は固形燃料等の固体であってもよい。
【００４７】
以上の説明では、基準位置を吸収冷凍機１の出口として、冷水温度計５４（温度調節対象流体温度検出部）が冷水出口管２１ｂに設けられているとしたが、基準位置を吸収冷凍機１の入口として冷水温度計５４が冷水入口管２１ａに設けられることとしてもよい。また、温度調節対象流体温度検出部は、冷水Ｃの温度を直接検出する冷水温度計５４に代えて、冷水Ｃの温度を間接的に検出するものであってもよい。
【００４８】
以上の説明では、冷却水Ｄが、吸収器１１に導入された後に凝縮器４０に導入される構成を例示したが、凝縮器４０に導入された後に吸収器１１に導入される構成であってもよく、吸収器１０と凝縮器４０とに並列に導入される構成であってもよい。
【００４９】
以上の説明では、冷却水ポンプ９１及び冷水ポンプ９２が吸収冷凍機１の構成要素ではないものとしたが、冷却水ポンプ９１及び／又は冷水ポンプ９２を吸収冷凍機１の構成要素として備えることとしてもよい。しかしながら、冷却水ポンプ９１が流動させる冷却水Ｄ、及び冷水ポンプ９２が流動させる冷水Ｃは、吸収冷凍機１が設置される場所等の条件によって供給先までの搬送距離や流量等が異なるのが一般的なため、冷却水ポンプ９１及び冷水ポンプ９２を吸収冷凍機１の構成要素とはせず、吸収冷凍機１の設置場所等に適した能力のものを選定できるようにするのが好ましい。
【００５０】
以上の説明では、理解の容易のために、吸収冷凍機１が単効用の構成であるとしたが、複数の再生器を有する多重効用の吸収冷凍機、あるいは、動作圧力の異なる複数の蒸発器／吸収器を有する吸収冷凍機にも適用することができる。
【００５１】
以上の説明では、吸収式冷凍機が吸収冷凍機であるとして説明したが、吸収冷温水機、吸収ヒートポンプ等、吸収液Ｓと冷媒Ｖとの吸収サイクルが行われる他の吸収式熱源機であってもよい。
【符号の説明】
【００５２】
１    吸収冷凍機
１０  吸収器
２５  蒸発器冷媒液位計
３０  再生器
３３  加熱源調節弁
４０  凝縮器
４５  凝縮器冷媒液位計
５１  濃溶液温度計
５３  濃溶液濃度計
５４  冷水温度計
５５  再生器圧力計
６０  制御装置
６５  安全制御部
Ｃ    冷水
Ｈ    加熱源
Ｓ    吸収液
Ｓａ  濃溶液
Ｓｗ  吸収液
Ｖ    冷媒
Ｖｅ  蒸発器冷媒蒸気
Ｖｆ  冷媒液
Ｖｇ  再生器冷媒蒸気
【図１】
2019020027.tif 000003
【図２】
2019020027.tif 000004
【図３】
2019020027.tif 000005