(57)【要約】【課題】タービンに供給する作動媒体に改良を加え、蒸発器から冷熱を取り出す上での成績係数を高くできるようにする。【解決手段】アンモニア吸収冷凍機の再生器２と吸収器５を接続する戻し管４に分岐配管１３を接続し、この分岐配管１３に、ガスエンジンからの排ガスによる排ガスボイラ１５を設け、分岐配管１３にタービン１６を接続し、そのタービン１６と吸収器５とを第４の配管１７を介して接続する。タービン１６に圧縮機１９を連動連結し、圧縮機１９によって蒸発器７内の蒸気を吸引して吸収器５に加圧供給する。タービン１６および圧縮機１９から排出されて吸収器５に供給するアンモニア−水系混合媒体のガスの熱を、第４の熱交換器２２によって、吸収器５から再生器２に供給されるアンモニア−水系混合媒体の溶液に凝縮潜熱として回収させるように構成する。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
アンモニアを冷媒、水を吸収剤とするアンモニア−水系混合媒体を収容するとともにエンジン冷却水の加熱により冷媒を蒸発分離する再生器と、
前記再生器に接続されて前記再生器で蒸発分離させた冷媒を導入して凝縮液化する凝縮器と、
前記再生器に接続されて前記再生器から供給される冷媒蒸発後の吸収剤に冷媒を吸収して前記再生器に戻す吸収器と、
前記凝縮器および前記吸収器に接続されて前記凝縮器からの冷媒液を蒸発する蒸発器と、
前記蒸発器に付設されて前記蒸発器で得られる冷熱を取出す冷熱取り出し手段と、
前記蒸発器内の冷媒を吸引して前記吸収器に加圧供給する圧縮機と、
前記圧縮機に連動連結されるタービンと、
前記タービンに供給するアンモニア−水系混合媒体をガスエンジン排ガスにより蒸発させる排ガスボイラとを備えたアンモニア吸収冷凍機において、
前記再生器から前記吸収器にアンモニア−水系混合媒体の溶液を戻す戻し管と前記排ガスボイラとを接続する配管と、
前記タービンから排出されるアンモニア−水系混合媒体のガスの熱を前記吸収器から前記再生器に供給されるアンモニア−水系混合媒体の溶液に回収する熱交換器を備えたことを特徴とするアンモニア吸収冷凍機。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、吸収冷凍機の蒸発器で蒸発されたアンモニア蒸気を圧縮機で吸収器に供給するように構成したアンモニア吸収冷凍機に関する。
【０００２】
【従来の技術】
この種のアンモニア吸収冷凍機としては、従来、特許文献１に開示されているものがあった。
この従来例によれば、圧縮機を駆動するタービンの作動媒体として、吸収器からのアンモニア−水系混合媒体の溶液を用い、そのアンモニア−水系混合媒体の溶液の供給ラインの途中箇所に排ガスボイラを介装し、アンモニア−水系混合媒体の溶液をガスエンジン排ガスにより蒸発させるように構成している。
【０００３】
タービンおよび圧縮機から排出されるアンモニア−水系混合媒体のガスを吸収器に供給し、その途中において、熱交換器により、吸収器から再生器に供給されるアンモニア−水系混合媒体の溶液と熱交換し、タービンおよび圧縮機から排出されるアンモニア−水系混合媒体のガスの熱を回収して排熱回収効率を高め、蒸発器から冷熱を取り出す上での成績係数を高くできるように構成している。
【０００４】
【特許文献１】
特開２００２−４８４２６号公報（図１）
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、タービンに供給される吸収器からのアンモニア−水系混合媒体の溶液は、アンモニアガスを吸収した溶液であるため、アンモニア濃度が高く、タービンから排出されるガスのアンモニア濃度も高い。
【０００６】
このようなアンモニア濃度の高いガスの凝縮温度は低く、吸収器から再生器に供給されるアンモニア−水系混合媒体の溶液との熱交換によって凝縮されるガス量が少なくなり、アンモニア−水系混合媒体の溶液に回収される熱はほとんどが顕熱での回収となり、熱回収量が少なくなり、蒸発器から冷熱を取り出す上での成績係数を高くする点で改善の余地があった。
【０００７】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、タービンに供給する作動媒体に改良を加え、蒸発器から冷熱を取り出す上での成績係数を高くできるようにすることを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上述のような目的を達成するために、
アンモニアを冷媒、水を吸収剤とするアンモニア−水系混合媒体を収容するとともにエンジン冷却水の加熱により冷媒を蒸発分離する再生器と、
前記再生器に接続されて前記再生器で蒸発分離させた冷媒を導入して凝縮液化する凝縮器と、
前記再生器に接続されて前記再生器から供給される冷媒蒸発後の吸収剤に冷媒を吸収して前記再生器に戻す吸収器と、
前記凝縮器および前記吸収器に接続されて前記凝縮器からの冷媒液を蒸発する蒸発器と、
前記蒸発器に付設されて前記蒸発器で得られる冷熱を取出す冷熱取り出し手段と、
前記蒸発器内の冷媒を吸引して前記吸収器に加圧供給する圧縮機と、
前記圧縮機に連動連結されるタービンと、
前記タービンに供給するアンモニア−水系混合媒体をガスエンジン排ガスにより蒸発させる排ガスボイラとを備えたアンモニア吸収冷凍機において、
前記再生器から前記吸収器にアンモニア−水系混合媒体の溶液を戻す戻し管と前記排ガスボイラとを接続する配管と、
前記タービンから排出されるアンモニア−水系混合媒体のガスの熱を前記吸収器から前記再生器に供給されるアンモニア−水系混合媒体の溶液に回収する熱交換器を備えて構成する。
【０００９】
（作用・効果）
本発明のアンモニア吸収冷凍機の構成によれば、タービンの作動媒体として、再生器から吸収器に戻すアンモニア−水系混合媒体を用いるように、アンモニア−水系混合媒体の溶液を戻す戻し管と排ガスボイラとを接続する。
したがって、再生器から吸収器に戻すアンモニア濃度の低いアンモニア−水系混合媒体をタービンの作動媒体に用いるから、タービンから排出されるアンモニア−水系混合媒体のガスにおけるアンモニア濃度を低くできる。このため、そのアンモニア−水系混合媒体のガスの凝縮温度を高くでき、吸収器から再生器に供給されるアンモニア−水系混合媒体の溶液に熱交換によって熱を回収させる際に、凝縮されるガス量を増加でき、アンモニア−水系混合媒体の溶液に凝縮潜熱として回収することができ、熱回収量を大幅に増加できて、蒸発器から冷熱を取り出す上での成績係数を高くできる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明する。
図１は、本発明に係るアンモニア吸収冷凍機の実施例を示す概略構成図であり、ガスエンジンのエンジン冷却部の出口と入口とにわたってエンジン冷却水（ジャケット冷却水）を循環する循環配管１が、吸収冷凍機を構成する再生器２に接続されている。再生器２には、ガスエンジンからのエンジン冷却後のエンジン冷却水（温度８５〜９５℃）によって蒸発可能なアンモニアを冷媒とし、かつ、水を吸収剤としたアンモニア−水系混合媒体が収容されている。
【００１１】
再生器２には、水を分離したアンモニア蒸気を供給するように凝縮器３が連通接続され、再生器２に戻し管４を介して吸収器５が接続されるとともに、凝縮器３に第１の配管６を介して蒸発器７が接続され、更に、吸収器５と蒸発器７とが第２の配管８（後述する第４の配管１７をも一部含む）を介して連通接続され、アンモニア吸収冷凍機が構成されている。
【００１２】
凝縮器３では、再生器２で蒸発した冷媒を凝縮液化し、その液化した冷媒を蒸発器７に戻すようになっている。
蒸発器７では、吸収器５における吸収剤による冷媒の吸収に伴い、冷媒が蒸発するようになっている。
【００１３】
吸収器５から再生器２にわたって、第１の溶液ポンプ９を介装した第３の配管１０が接続されている。この第３の配管１０と戻し管４との間に第１の熱交換器１１が設けられ、再生器２に戻す液化したアンモニア−水系混合媒体の溶液を、再生器２から吸収器５に流すアンモニア−水系混合媒体の溶液によって加熱するようになっている。
【００１４】
戻し管４の第１の熱交換器１１と吸収器５との間に、第２の溶液ポンプ１２を介装した分岐配管１３が接続され、この分岐配管１３と、ガスエンジンからの排ガスを流すガス配管１４とにわたって排ガスボイラ１５が設けられている。これにより、再生器２から吸収器５に戻すアンモニア濃度の低い液化したアンモニア−水系混合媒体の溶液の一部をガスエンジンからの排気ガスからの伝熱により加熱し、高温高圧の蒸気を発生させるように構成されている。
【００１５】
分岐配管１３にタービン１６が接続されるとともに、そのタービン１６と吸収器５とが第４の配管１７を介して接続され、吸収冷凍機の作動媒体であるアンモニア−水系混合媒体の高温高圧の蒸気によってタービン１６を駆動するとともに、タービン１６から排出される蒸気を吸収器５に戻すように構成されている。
【００１６】
タービン１６に伝動軸１８を介して圧縮機１９が連動連結されるとともに、この圧縮機１９が第２の配管８に設けられている。第１の配管６の途中箇所に第２の熱交換器２０と第３の熱交換器２１とが設けられ、この第２および第３の熱交換器２０，２１で熱交換可能に、吸収器１２と圧縮機１９とを接続する第２の配管８が設けられ、圧縮機１９によって蒸発器７内の蒸気を吸引して吸収器５に加圧供給するとともに、凝縮器３から蒸発器７に供給されるアンモニア−水系混合媒体の溶液を冷却するようになっている。
【００１７】
タービン１６および圧縮機１９からのアンモニア−水系混合媒体のガスを吸収器５に供給する第４の配管１７と第３の配管１０とにわたって第４の熱交換器２２が設けられ、タービン１６および圧縮機１９から排出されて吸収器５に供給するアンモニア−水系混合媒体のガスの熱を、吸収器５から再生器２に供給されるアンモニア−水系混合媒体の溶液に回収させるように構成されている。
【００１８】
蒸発器７に、冷熱取り出し手段としての、冷凍用媒体（例えば、ブライン）を取り出す冷凍用媒体取り出し管２３が付設され、この冷凍用媒体取り出し管２３が保冷庫や空調用ファンコイルユニットなどの冷却用熱源（図示せず）に導入されるようになっている。
【００１９】
凝縮器３と再生器２とが、第３の溶液ポンプ２４を介装した第５の配管２５を介して接続され、再生器２の上部で整流作用を行えるようになっている。
凝縮器３および吸収器５には、クーリングタワーからの冷却水を供給する冷却管２４が通されている。
【００２０】
上記構成により、タービン１６の作動媒体として、再生器２から吸収器５に戻すアンモニア濃度の低いアンモニア−水系混合媒体の溶液を用い、タービン１６から排出されるアンモニア−水系混合媒体のガスにおけるアンモニア濃度を低くし、そのアンモニア−水系混合媒体のガスの凝縮温度を高くして、吸収器５から再生器２に供給されるアンモニア−水系混合媒体の溶液との熱交換によって凝縮されるガス量を増加し、アンモニア−水系混合媒体の溶液に凝縮潜熱として回収し、熱回収量を大幅に増加できる。
【００２１】
次に、上記実施例と従来例との成績係数についての比較実験結果について説明する。
ガスエンジンからの排ガスによる入熱量とエンジン冷却水による入熱量との合計に対する、冷凍用媒体取り出し管２３から取り出される取り出し熱量による成績係数を、所定の冷凍用媒体の取り出し温度ごと（４℃間隔）に求めてプロットしたところ、図２の冷熱の取り出し温度と成績係数との相関のグラフに示す結果が得られた。
上記結果から、−２０℃に近い温度まで、本発明例のものＡの方が、従来例のものＢよりも高い成績係数を得ることができ、かつ、取り出し温度が高くなる程高い成績係数を得ることができることが明らかであった。
【００２２】
上述実施例の排ガスやエンジン冷却水の排出熱源としてのガスエンジンとしては、汎用のガスエンジンやディーゼルガスエンジンやスターリングガスエンジンなど各種のガスエンジンを用いることができる。
【００２３】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明のアンモニア吸収冷凍機によれば、再生器から吸収器に戻すアンモニア濃度の低いアンモニア−水系混合媒体をタービンの作動媒体に用いるから、タービンから排出されるアンモニア−水系混合媒体のガスにおけるアンモニア濃度を低くできる。このため、そのアンモニア−水系混合媒体のガスの凝縮温度を高くでき、吸収器から再生器に供給されるアンモニア−水系混合媒体の溶液に熱交換によって熱を回収させる際に、凝縮されるガス量を増加でき、アンモニア−水系混合媒体の溶液に凝縮潜熱として回収することができ、熱回収量を大幅に増加できて、蒸発器から冷熱を取り出す上での成績係数を高くできる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るアンモニア吸収冷凍機の実施例を示す概略構成図である。
【図２】冷熱の取り出し温度と成績係数との相関のグラフである。
【符号の説明】
２…再生器
３…凝縮器
４…戻し管
５…吸収器
７…蒸発器
１３…分岐配管（配管）
１５…排ガスボイラ
１６…タービン
１９…圧縮機
２２…第４の熱交換器（熱交換器）
２３…冷凍用媒体取り出し管（冷熱取り出し手段）
【図１】
2004301345.tif 000003
【図２】
2004301345.tif 000004