(57)【要約】【課題】  吸収冷温水機において、起動時には上部ヘッダ内の溶液量が過剰とならずに伝熱管群内に溶液を充填し、停止時には伝熱管内に残った濃溶液が確実に排出されてサイクル全体の溶液の希釈が円滑に行われるようにする。【解決手段】  吸収冷温水機は、貫流式高温再生器１、気液分離器１６、高温再生器蒸気配管１５及び溶液バイパス配管１７を備える。貫流式高温再生器１は、上部ヘッダ１４、下部ヘッダ１２、これらの間に設けられた伝熱管群１３を備え、且つ希溶液を下部ヘッダに供給して伝熱管群１３内に導くように構成されている。気液分離器１６は、上部ヘッダ１４に接続されて伝熱管群１３内で発生した冷媒蒸気と濃縮された溶液とを分離するように構成されている。高温再生器蒸気配管１５は、上部ヘッダ１４から冷媒蒸気と濃縮された溶液とを気液分離器１６に導くように構成されている。溶液バイパス配管１７は、上部ヘッダ１４と気液分離器１６で分離された溶液の出口流路とを接続するように構成されている。【選択図】  図１
2005114241.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
上部ヘッダ、下部ヘッダ、これらの間に設けられた伝熱管群を備え、且つ希溶液を前記下部ヘッダに供給して前記伝熱管群内に導くように構成した貫流式高温再生器と、
前記上部ヘッダに接続されて前記伝熱管群内で発生した冷媒蒸気と濃縮された溶液とを分離する気液分離器と、
前記上部ヘッダから前記冷媒蒸気と前記濃縮された溶液とを前記気液分離器に導く高温再生器蒸気配管と、を備えた吸収冷温水機において、
前記上部ヘッダと前記気液分離器で分離された溶液の出口流路とを接続する溶液バイパス配管を設置したことを特徴とする吸収冷温水機。
【請求項２】
上部ヘッダ、下部ヘッダ、これらの間に設けられた伝熱管群を備え、且つ溶液を前記下部ヘッダに供給して前記伝熱管群内に導くように構成した貫流式高温再生器と、
前記上部ヘッダに接続されて前記伝熱管群内で発生した冷媒蒸気と濃縮された溶液とを分離する気液分離器と、
前記上部ヘッダから前記冷媒蒸気と前記濃縮された溶液とを前記気液分離器に導く高温再生器蒸気配管と、を備えた吸収冷温水機において、
前記上部ヘッダと前記気液分離器とを接続する溶液バイパス配管を設置したことを特徴とする吸収冷温水機。
【請求項３】
請求項１に記載の吸収冷温水機において、前記気液分離器で分離された溶液の出口流路に、この溶液を滞留させる溶液タンクを設け、前記溶液バイパス配管の出口部をこの溶液タンクに接続したことを特徴とする吸収冷温水機。
【請求項４】
請求項３に記載の吸収冷温水機において、前記溶液タンクの内部に、溶液の液位によって前記下部ヘッダに供給される溶液の流量を調節するフロートバルブを設けたことを特徴とする吸収冷温水機。
【請求項５】
請求項１から４のいずれかに記載の吸収冷温水機において、前記溶液バイパス配管の途中にＵ字型に形成した部分を設けたことを特徴とする吸収冷温水機。
【請求項６】
請求項１、３から５のいずれかに記載の吸収冷温水機において、前記溶液バイパス配管は、前記上部ヘッダに接続された入口部の位置が、前記気液分離器で分離された溶液の出口流路に接続された出口部の位置よりも高いことを特徴とする吸収冷温水機。
【請求項７】
請求項１から６のいずれかに記載の吸収冷温水機において、前記溶液バイパス配管と前記上部ヘッダとの接続位置は、前記伝熱管群のうち前記高温再生器の加熱に用いられた燃焼ガスの出口近傍に設けた伝熱管と前記上部ヘッダとの接続位置の近傍としたことを特徴とする吸収冷温水機。
【請求項８】
請求項１から６のいずれかに記載の吸収冷温水機において、前記溶液バイパス配管と前記上部ヘッダとの接続位置は、前記伝熱管群のうち、管群内への燃焼ガス入口近傍の伝熱管から離れた位置にある伝熱管と、前記上部ヘッダとの接続位置の近傍としたことを特徴とする吸収冷温水機。
【請求項９】
請求項２に記載の吸収冷温水機において、前記気液分離器から溶液を排出する溶液出口配管を気液分離器の下部近傍に接続し、前記溶液バイパス配管の出口部を前記気液分離器の下部近傍に接続したことを特徴とする吸収冷温水機。
【請求項１０】
請求項２に記載の吸収冷温水機において、前記溶液バイパス配管は、前記上部ヘッダに接続された入口部の位置が、前記気液分離器に接続された出口部の位置よりも高いことを特徴とする吸収冷温水機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、吸収冷温水機に係わり、特に、空気調和装置等の熱源機あるいは産業用冷却装置の冷熱源として使用される貫流式高温再生器を備えた吸収冷温水機に好適なものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の貫流式高温再生器を用いた吸収冷温水機としては、特開２０００−２０１２０２号公報（特許文献１）に開示されたものがある。この吸収冷温水機では、上部と下部に環状の管寄せ（ヘッダ）を備え、これらの管寄せ間に多数の上昇管（伝熱管群）を設け、上部中央部に燃焼装置を備え、吸収液（溶液）を下部管寄せに導入して加熱濃縮し、上部管寄せから気液混合物を取り出すようにした貫流式濃縮器と、この貫流式濃縮器に気液混合物導管を介して接続された気液分離器と、気液分離器の上部に接続された蒸気抜出導管と、気液分離器の下部近傍に接続された吸収液抜出導管と、気液分離器の下部と貫流式濃縮器の下部管寄せとを接続する吸収液循環導管と、この吸収液循環導管に接続された吸収液供給ポンプを有する吸収液供給管と、を備えている。また、この吸収冷温水機では、吸収液循環導管と吸収液供給管との合流部の上流側の吸収液循環導管に絞り部を設け、この絞り部をオリフィス又は弁としている。さらに、この吸収冷温水機では、気液分離器の下部に仕切板を設けてこの仕切板で仕切られた片方の領域に吸収液循環導管を接続し、もう片方の領域に吸収液抜出導管（吸収液出口配管）を接続している。
【０００３】
【特許文献１】特開２０００−２０１２０２号公報（第１頁、第３頁、図１、図３）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１の貫流式高温再生器を用いた吸収冷温水機は、気液分離器の下部と貫流式高温再生器の下部ヘッダとを接続する溶液循環導管を設け、この溶液循環導管に絞り部を設けた構成とすることにより、冷温水機の起動時などの高温再生器への加熱量がない状態では、供給された溶液の大部分が溶液循環導管を通って直接気液分離器に入り、気液分離器の吸収液抜出導管（溶液出口配管）から排出されるようになっている。
【０００５】
この場合、冷温水機の起動時に伝熱管群の内部に溶液を充填して、点火時における高温再生器の空焚きを防止するためには、溶液循環導管を接続した気液分離器の下部を伝熱管群の上端近傍の高さとするか、あるいは、気液分離器の下部に仕切板を設けてこの仕切板の上端を伝熱管群の上端近傍の高さとする必要が生じる。このため、気液分離器を設置する際の制約条件となり、冷温水機全体の小型化を図ることが困難となっていた。
【０００６】
それでも冷温水機全体を小型化しようとする場合には、気液分離器の高さ寸法が前記の理由により制約を受けるため、気液分離性能に支障を来たすという課題があった。
【０００７】
さらに冷温水機の停止時には、高温再生器に送られた溶液の大部分が溶液循環導管を通って直接気液分離器に入り、高温再生器の伝熱管の内部に残存する濃溶液が排出されないこととなるので、気温が低下する夜間等における溶液の結晶とそれに伴う不具合を生じていた。
【０００８】
さらに特許文献１の技術では、溶液循環導管に設けた絞りの抵抗が小さい場合は運転中の溶液の再循環量が大きくなり、気液分離器に流入する溶液流量が大きくなることにより気液分離性能に支障を来たし、あるいは大型の気液分離器が必要となって機器の小型化に支障を来たすという課題があった。
【０００９】
一方、絞りの抵抗が大きい場合には、起動時等の高温再生器への加熱量がない状態において、高温再生器に供給された溶液が下部ヘッダから伝熱管群内を上昇して上部ヘッダに流入し、上部ヘッダ内の大部分が溶液で満たされる。この場合、着火時の急激な沸騰の開始によって大量の溶液が気液分離器内に流入して気液分離性能に支障を来たす。従ってこの絞りの抵抗の設定が難しく、また冷温水機の容量、機種ごとに異なるという課題があった。
【００１０】
さらには、これらの課題によって、運転中の再循環流量を適切に設定することが困難であり、また再循環系統を省略してシステムを簡素化することが困難であった。
【００１１】
本発明の目的は、起動時には上部ヘッダ内の溶液量が過剰とならずに伝熱管群内に溶液を充填し、停止時には伝熱管内に残った濃溶液が確実に排出されてサイクル全体の溶液の希釈が円滑に行われる吸収冷温水機を提供することにある。
【００１２】
また、本発明の他の目的は、気液分離器の設置高さが起動時等の溶液循環から制約されず、気液分離性能を確保して信頼性を向上するとともに、小型化された吸収冷温水機を提供することにある。
【００１３】
本発明のさらに他の目的は、気液分離器で分離された溶液を再び高温再生器内に循環させずに、全量吸収器あるいは他の再生器へ排出して再循環系統を省略した構造の簡単な吸収冷温水機を提供することにある。
【００１４】
本発明のさらに他の目的は、溶液の一部を再び伝熱管群内に循環させる場合においても、再循環系統に設置する絞りなどの抵抗を、起動時に溶液の循環を成立させるための条件に係らず、運転中の伝熱性能および耐腐食性等の観点から設定することができる、信頼性の高い吸収冷温水機を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
前記目的を達成するために、本発明に係る吸収冷温水機は、上部ヘッダと気液分離器で分離された溶液の出口流路または気液分離器とを接続する溶液バイパス配管を設置したものである。これにより、入熱がない条件においても上部ヘッダ内に流入した溶液がこのバイパス配管を通って溶液の出口部分に排出されるので、伝熱管群内に溶液を供給して点火時の空焚きを防止することができるとともに、上部ヘッダへの過剰な滞留を防止することができ、停止時には伝熱管内に残った濃溶液が確実に排出されてサイクル全体の溶液の希釈を円滑に行うことができる。
【００１６】
さらに前記目的を達成するために、本発明に係る吸収冷温水機は、高温再生器から溶液を排出する溶液出口配管を前記気液分離器の下部近傍に接続し、前記溶液バイパス配管の出口を、同様に気液分離器の下部近傍に接続したものである。これにより、入熱がない条件では上述の溶液の排出が円滑になるとともに、運転中に前記溶液バイパス配管から溶液が流入しても気液分離性能にほとんど影響がないため、吸収冷温水機の性能を安定させることができる。
【００１７】
さらに前記目的を達成するために、本発明に係る吸収冷温水機は、前記気液分離器で分離された濃溶液を滞留させる溶液タンクを設け、前記溶液バイパス配管の出口部をこの溶液タンクに接続したものである。これにより、運転中は前記溶液タンク内に濃溶液がいったん滞留して、溶液系統への冷媒蒸気の随伴による性能低下を防止するとともに、前記溶液バイパス配管から溶液が流入しても気液分離器の性能に影響を与えることないため、吸収冷温水機の性能を安定させることができる。
【００１８】
さらに前記目的を達成するために、本発明に係る吸収冷温水機は、前記溶液タンクの内部に、溶液の液位によって前記下部ヘッダに供給される溶液の流量を調節するフロートバルブを設けたものである。これにより、広い運転範囲で溶液供給量が適切に調節され、濃溶液の流出量に応じた適切な流量の溶液が前記下部ヘッダに供給されるとともに、起動、停止時の溶液循環は前記溶液バイパス配管によってなされるので、特許文献１で用いたような高温再生器内の再循環系統（吸収液循環導管）およびこの系統に設けられる絞り部が不要となる。
【００１９】
さらに前記目的を達成するために、本発明に係る吸収冷温水機は、前記溶液バイパス配管の途中にＵ字型に形成した部分を設けたものである。これにより、冷温水機の運転中はこのＵ字型の部分に溶液による液シールが形成されるので、上部ヘッダ内の冷媒蒸気が直接溶液出口部に流入して濃溶液とともに溶液系統に排出されることによる損失を防止して、性能を良好に維持することが可能となる。
【００２０】
さらに前記目的を達成するために、本発明に係る吸収冷温水機は、前記溶液バイパス配管と前記上部ヘッダとの接続位置を、前記伝熱管群のうち高温再生器の加熱に用いられた燃焼ガスの出口近傍に設けた伝熱管と前記上部ヘッダとの接続位置の近傍としたものである。これにより、冷温水機の運転中はバイパス配管の入口付近の伝熱管における沸騰が比較的弱いため、熱損失の原因となるバイパス配管での冷媒蒸気の吹き抜けを低減あるいは防止することが可能となる。
【発明の効果】
【００２１】
以上の説明からも明らかなように、本発明によれば、起動時には上部ヘッダ内の溶液量が過剰とならずに伝熱管群内に溶液を充填し、停止時には伝熱管内に残った濃溶液が確実に排出されてサイクル全体の溶液の希釈が円滑に行われる吸収冷温水機を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下、本発明の複数の実施の形態を図面に基づいて説明する。
【００２３】
本発明の第一の実施の形態の吸収冷温水機を図１から図３を参照しながら説明する。図１は本発明の第一の実施の形態に係る吸収冷温水機のサイクル系統図、図２は図１の吸収冷温水機の貫流式高温再生器周辺の系統図、図３は図２の貫流式高温再生器の平面断面略図である。なお、図３では、図示を容易にするため、貫流式高温再生器の管群の最内周部の管のみを示す。
【００２４】
本実施の形態の吸収冷温水機は、図１に示すように、高温再生器１、中温再生器２、低温再生器３を備えた三重効用サイクルであり、これら各再生器１〜３に並行に希溶液を流す、いわゆるパラレルフロー方式のものである。
【００２５】
吸収冷温水機は、貫流式高温再生器１、気液分離器１６、高温再生器フロートボックス１８、中温再生器２、低温再生器３、凝縮器４、蒸発器５、冷媒ポンプ５５、吸収器６、希溶液ポンプ７０、濃溶液ポンプ８１、低温熱交換器８、高温熱交換器１０、低温ドレン熱交換器８５、中温ドレン熱交換器９５、これら機器を結ぶ溶液配管及び冷媒配管などから構成されている。本実施の形態においては、吸収冷温水機における冷凍機の冷媒には水、吸収剤には臭化リチウム水溶液が用いられている。
【００２６】
次に、この冷凍機の運転中の動作について説明する。
【００２７】
冷房に供される冷水は、蒸発器５で冷媒の蒸発熱によって冷却されて冷水配管５９から冷房負荷系に送られる。このとき発生した冷媒蒸気は、吸収器６の溶液によって吸収される。この吸収によって蒸発器内の圧力と蒸発温度とが低圧、低温に維持される。なお、蒸発器５内の冷媒液は冷媒配管Ｒ１に設けられた冷媒ポンプ５５で加圧され蒸発器上部より蒸発伝熱管群５３に滴下する構成となっている。
【００２８】
また、蒸発器５及び吸収器６は、２段蒸発吸収型の構成となっている。すなわち、蒸発器５の上段側の蒸発部５ａで蒸発した冷媒蒸気は吸収器６の上段側の吸収部６ａで吸収され、蒸発器５の下段側の蒸発部５ｂで蒸発した冷媒蒸気は吸収器６の下段側の吸収部６ｂ、で吸収される。この構成により、冷凍機の運転効率を一層向上している。
【００２９】
吸収器６では、高温再生器１、中温再生器２、低温再生器３の各再生器で加熱濃縮された溶液すなわち濃溶液が各熱交換器を経由して濃溶液配管Ｐ１により送られてきて、伝熱管群６３上に滴下される。滴下された濃溶液は、吸収器６内の伝熱管群６３内を流れる冷却水によって冷却されると共に冷媒蒸気を吸収し、濃度のより薄い溶液すなわち希溶液となって吸収器６の下部に滞留する。
【００３０】
この希溶液は、希溶液配管Ｐ２に設けられた希溶液ポンプ７０によって、低温熱交換器８および低温ドレン熱交換器８５に送られる。低温熱交換器８に送られた希溶液は、配管Ｐ１によって吸収器６に流入する濃溶液と熱交換して温度上昇する。一方、低温ドレン熱交換器８５に送られた希溶液は、中温再生器２で発生した冷媒蒸気を低温再生器３内で凝縮した冷媒配管Ｒ２からの冷媒液と、配管Ｒ３を流れる中温ドレン熱交換器９５からの冷媒液と、を混合した冷媒液と熱交換して温度上昇する。
【００３１】
低温熱交換器８と低温ドレン熱交換器８５とで熱交換した希溶液は一旦合流し、その後再び分岐して、一部は希溶液配管Ｐ３に導かれ、残りは低温再生器３に送られる。希溶液配管Ｐ３はさらに分岐して、一方は中温再生器２に、残りは貫流式高温再生器１に送られる。一方、低温ドレン熱交換器８５で希溶液と熱交換して温度低下した冷媒液は、冷媒配管Ｒ４により凝縮器４に導かれる。
【００３２】
中温再生器２に送られる希溶液はさらに分岐して、一部は、中温ドレン熱交換器９５に送られて、冷媒配管Ｒ６の貫流式高温再生器１で発生した冷媒蒸気を中温再生器２内で凝縮した冷媒液と熱交換して温度上昇する。また、残りは中温熱交換器９に送られて、中温再生器２から流出する濃溶液と熱交換して温度上昇する。そして、これらの希溶液は再び合流して中温再生器２に導かれる。なお、冷媒配管Ｒ６の中温ドレン熱交換器９５で希溶液と熱交換して温度を下げた冷媒液は、低温再生器３内で凝縮した冷媒液（冷媒配管Ｒ２）と合流して低温ドレン熱交換器８５に送られる。
【００３３】
中温再生器２に送られた希溶液は、高温再生器１で発生した冷媒蒸気の凝縮熱によって加熱濃縮されて濃溶液となり、フロートボックス２４にオーバーフローする。フロートボックス２４内にはフロートバルブ２５が設置されており、このフロートバルブ２５は、フロートボックス２４内の濃溶液の液位によって中温再生器２に送られる希溶液量を調節する流量調整手段となっている。フロートボックス２４内の濃溶液は、中温熱交換器９に導かれて、中温再生器２に送られる希溶液と熱交換して温度低下する。
【００３４】
中温再生器２の加熱に用いられて管内で凝縮した冷媒は、冷媒配管Ｒ６により中温ドレン熱交換器９５に送られて希溶液を顕熱で加熱した後に、低温再生器３で凝縮した冷媒液と合流し、低温ドレン熱交換器８５を経て冷媒配管Ｒ４で凝縮器４に送られる。また、中温再生器２で発生した冷媒蒸気は低温再生器３の伝熱管３３に送られ、ここで低温再生器３に流入した希溶液を加熱濃縮する。
【００３５】
一方、低温再生器３に送られた希溶液は、外部からの排熱を伝える伝熱管群３４および中温再生器２で発生した冷媒蒸気の凝縮熱を伝える伝熱管群３３に滴下することによって加熱濃縮されて、濃度の濃い溶液すなわち濃溶液となる。この濃溶液は、低温再生器の下部からフラッシュタンク３５において、中温再生器２で過熱濃縮されて中温熱交換器９で希溶液と熱交換した濃溶液および貫流式高温再生器１で過熱濃縮されて高温熱交換器１０で希溶液と熱交換した濃溶液と合流し、濃溶液ポンプ８１によって、低温熱交換器８を経由して吸収器６へ送られる。
【００３６】
なお、希溶液ポンプ７０および濃溶液ポンプ８１はそれぞれインバータ２０１、２０３から電源を供給されており、これらの電源周波数は、気液分離器１６に設けられた圧力センサ２１０からの信号を元に制御装置２００によって演算、決定されて各インバータ２０１、２０３に送信されている。
【００３７】
低温再生器３で発生した冷媒蒸気は、低温再生器３と同一筐体内の凝縮器４に設置された凝縮伝熱管４３内を流れる冷却水によって冷却されて凝縮し、低温ドレン熱交換器８５から冷媒配管Ｒ４により供給された冷媒液と混合され冷媒配管Ｒ５により蒸発器５の下段側の蒸発部５ｂへ送られる。
【００３８】
貫流式高温再生器１に送られる希溶液はさらに分岐して、一部は排ガス熱交換器１０５に送られて、貫流式高温再生器１を加熱した後の排ガスと熱交換して温度上昇する。また、残りは高温熱交換器１０に送られて、貫流式高温再生器１から流出する濃溶液と熱交換して温度上昇する。そして、これらの希溶液は再び合流して貫流式高温再生器１に導かれる。なお、排ガス熱交換器１０５で希溶液と熱交換して温度を下げた排ガスは外部に放出される。
【００３９】
貫流式高温再生器１に流入する希溶液の流入量は、貫流式高温再生器１の出口に設けられたフロートボックスすなわち溶液タンク１８内の液位によって溶液の流入量を調節するフロートバルブ１９によって調節されている。
【００４０】
貫流式高温再生器１は、燃料を燃焼するバーナ１１、環状の下部ヘッダ１２および上部ヘッダ１４、これらの間に同心円状に配置されて溶液を加熱濃縮する伝熱管群１３などから構成され、上部ヘッダ１４の底部近傍には溶液バイパス配管１７が接続され、この配管１７のもう一方は溶液タンク１８に接続されている。また、この溶液バイパス配管１７の途中はＵ字型に形成されたＵシール部１７ａとなっている。
【００４１】
フロートバルブ１９によって流量調節された希溶液は、溶液配管Ｐ４を通って貫流式高温再生器１の下部ヘッダ１２に導かれ、さらに伝熱管群１３の管内に流入してバーナ１１によって発生する燃焼ガスとの熱交換によって加熱濃縮される。そして、発生した冷媒蒸気とともに、高温再生器蒸気配管１５を通って気液分離器１６に導かれ、気液分離器１６内において冷媒蒸気と分離される。
【００４２】
一方、バーナ１１によって発生する燃焼ガスは、図３に示すように、同心円状に配置された伝熱管群の中心部から矢印１１ａの方向に管群内に流入して、左右すなわち図３における上下方向に分かれてそれぞれ管内の溶液と熱交換する。そして、管群内への流入位置から１８０°回転した位置で合流し、矢印１１ｂの方向に排出されて排ガス熱交換器１０５に導かれる。
【００４３】
気液分離器１５で冷媒蒸気から分離された濃溶液は、上部が気液分離器１６の上部と連通した溶液タンク１８内に一旦滞留して液面を形成し、さらに溶液配管Ｐ５を通って高温熱交換器１０に送られ、貫流式高温再生器１に流入する希溶液と熱交換して温度低下する。そして、フラッシュタンク３５に導かれて中温再生器２および低温再生器３で加熱濃縮された濃溶液と合流し、濃溶液ポンプ８１によって加圧されて低温熱交換器８に送られる。気液分離器１６で濃溶液から分離された冷媒蒸気は、中温再生器２に送られて中温再生器２の希溶液を加熱濃縮して管内で凝縮した後、中温ドレン熱交換器９５に導かれる。
【００４４】
次に、本実施の形態における上部ヘッダ１４と溶液タンク１８とを結ぶ溶液バイパス配管１７の動作について、図２を参照しながら具体的に説明する。
【００４５】
吸収冷温水機の起動時は、バーナ１１の着火すなわち入熱の開始の前に希溶液ポンプ７０の運転によって伝熱管群１３内に溶液が送られる。伝熱管群１３内が溶液で満たされると、上部ヘッダ１４に溶液が流入して、上部ヘッダ１４の底部近傍に接続された溶液バイパス配管１７を通って溶液タンク１８に流入する。
【００４６】
希溶液ポンプ７０の運転開始後、伝熱管群１３内が溶液によって満たされるために十分な時間が経過した時点でバーナ１１が着火され、入熱すなわち冷房または暖房の運転が開始される。従って、入熱が開始する時点では伝熱管群１３内には充分な溶液が供給されており、空焚きとなることがなく、上部ヘッダ１４内の溶液量は少なく入熱開始に伴う急激な沸騰による溶液のミストアップすなわち冷媒への混入が防止できる。
【００４７】
入熱が始まると、伝熱管群１３内の溶液が沸騰して冷媒蒸気が発生し、供給された希溶液は濃縮されて濃溶液となる。この冷媒蒸気と濃溶液は前述のように、ともに気液分離器１６に送られる。このとき溶液バイパス配管１７にも濃溶液と冷媒蒸気が流入しようとするが、溶液バイパス配管１７にはＵ字型の部分１７ａが形成されているために、この部分に濃溶液によるＵシールが形成されて、濃溶液だけが配管を通過して溶液タンク１８に流入し、冷媒蒸気は通過しない。従って、伝熱管群１３内で発生した冷媒蒸気は全て蒸気配管１５、気液分離器１６を介して中温再生器２の加熱側に送られる。また濃溶液は、大部分が冷媒蒸気の流れに伴って気液分離器１６に流入し、残りは溶液バイパス配管１７から直接溶液タンク１８に流入する。
【００４８】
吸収冷温水機の停止時には、まずバーナ１１での燃焼が停止して入熱が停止する。これに伴って冷媒蒸気も発生しなくなり、伝熱管群１３の内部は吸収器６から希溶液ポンプ７０によって送られた希溶液によって満たされる。さらに、伝熱管群１３から上部ヘッダ１４に希溶液が流入する。このとき冷媒蒸気は発生していないので、上部ヘッダ１４に流入した希溶液は気液分離器１６へ送られることはなく、溶液バイパス配管１７を通って溶液タンク１８に流出する。
【００４９】
そして、冷温水機全体の溶液が混合するとともに、夜間などの停止中にも結晶に至らない程度まで十分濃度低下した後に希溶液ポンプ７０、濃溶液ポンプ８１、および冷媒ポンプ５５が停止する。
【００５０】
また、バーナ１１の停止中に冷水温度の上昇などによって運転が再開すると、再び沸騰が始まって上述の運転中の状態に移行する。
【００５１】
以上説明したように本実施の形態によれば、貫流式高温再生器１の上部ヘッダ１４と気液分離器１６で分離された溶液の出口流路に設けられた溶液タンク１８とを接続する溶液バイパス配管１７を設けたので、吸収冷温水機の起動時に、貫流式高温再生器１の伝熱管群１３の内部を確実に溶液で満たして伝熱管の腐食の原因となる空焚きを防止するとともに、上部ヘッダ１４内への溶液の過剰な滞留による、沸騰開始時の気液分離器への溶液の過剰な流入に伴う気液分離不良と冷温水機の性能低下を防止することができ、吸収冷温水機の信頼性を向上して性能を安定化することが可能となる。
【００５２】
さらに、運転中はこの溶液バイパス配管１７から一部の濃溶液が直接溶液の出口流路に設けられた溶液タンク１８に流入するため、冷媒蒸気に随伴して気液分離器１６に送られる濃溶液の量が減少するため、気液分離器１６の負担が軽減されて、分離性能の向上あるいは気液分離器１６の小型化が可能となる。
【００５３】
さらに、停止時には、入熱停止時に伝熱管群１３内に残っている濃溶液が溶液バイパス配管１７から溶液タンク１８を経て排出されるので、サイクル内の溶液の濃度を確実に下げて、停止中の結晶による不具合を防止できる。
【００５４】
また、本実施の形態によれば、気液分離器１６で分離された濃溶液を滞留させる溶液タンク１８を設け、前記溶液バイパス配管１７の出口をこの溶液タンク１８に接続したので、運転中に溶液バイパス配管１７を流れる濃溶液が気液分離器１６に影響を与えることがなく、安定した気液分離性能が得られる。また溶液タンク１８内に濃溶液が一旦滞留することにより液面が形成され、冷媒蒸気が溶液循環系統に随伴されることによる損失を防ぐことも可能となる。
【００５５】
また、本実施の形態によれば、溶液タンク１８の内部に、溶液の液位によって貫流式高温再生器１の下部ヘッダ１２に供給される溶液の流量を調節するフロートバルブ１９を設けたので、希溶液の供給量を適切に制御することが可能となる。特に、起動時や停止時などの貫流式高温再生器１内の圧力が低く溶液タンク１８から溶液配管Ｐ５に流出する溶液流量が減少した条件においても溶液ポンプをオンオフすることなく運転を継続することが可能となる。
【００５６】
さらに、本実施の形態によれば、溶液バイパス配管１７の途中にＵ字型に形成した部分１７ａを設けたので、運転中はこの部分に濃溶液によるＵシールが形成され、冷媒蒸気が溶液バイパス配管１７を通って直接溶液の出口流路に流れ、気液分離に支障を来たしたり冷媒蒸気が溶液ラインに混入して熱損失となったりすることを防止できる。
【００５７】
さらに、本実施の形態によれば、溶液バイパス配管１７を、貫流式高温再生器１の上部ヘッダ１４に接続された入口部の位置が溶液の出口流路への接続位置よりも高くなるように設置したので、溶液の流れが円滑になり上部ヘッダ１４内への溶液の過剰な滞留を効果的に防ぐことが可能となる。
【００５８】
さらに、本実施の形態によれば、溶液バイパス配管１７と貫流式高温再生器１の上部ヘッダ１４との接続位置は、伝熱管群１３のうち高温再生器の加熱に用いられた燃焼ガスの出口近傍に設けた伝熱管と前記上部ヘッダ１４との接続位置の近傍としたので、運転中は溶液バイパス配管１７の入口付近での沸騰は比較的弱く、前述のＵシールが壊れて気液分離に支障を来たすことを防止できる。
【００５９】
なお、本実施の形態では溶液タンク１８の内部にフロートバルブ１９を設けて貫流式高温再生器１に供給する希溶液流量を調節しているが、フロートバルブを用いずに、貫流式高温再生器１に希溶液を供給する溶液ポンプのインバータ制御によって流量を調節する方式としても、本実施の形態における溶液バイパス配管１７の効果は同様に得られる。
【００６０】
次に、本発明の第二の実施形態の吸収冷温水機を図４を用いて説明する。図４は本発明の第二の実施形態の吸収冷温水機の貫流式高温再生器周辺の系統図である。この第二の実施形態は、次に述べる通り第一の実施形態と相違するものであり、その他の点については第一の実施形態と基本的には同一であるため、共通する部分の重複する説明及び図示は省略する。この第二の実施形態において、第一の実施形態と共通する構成においては同じ効果を奏するものである。
【００６１】
この第二の実施の形態では、溶液タンク１８の内部にフロートバルブ１９を設けて貫流式高温再生器１に供給する希溶液流量を調節する代わりに、貫流式高温再生器１に希溶液を供給する溶液ポンプをインバータ制御することによって希溶液流量を調節するようにしている。また、気液分離器１６の下部を下方に延ばし、溶液バイパス管１７の出口部を気液分離器１６の下部に接続している。これによって、溶液タンク１８を省略して気液分離器１６から直接濃溶液を高温熱交換器１０に排出することができる。
【００６２】
係る第二の実施の形態においても、溶液バイパス配管１７の効果は第二の実施の形態と同様に得られる。
【００６３】
上述した各実施の形態では吸収冷温水機のサイクルはパラレルフロー方式の三重効用サイクルとなっているが、本発明は高温再生器に貫流ボイラの構造を採用したあらゆる吸収冷温水機および吸収式冷凍機、例えばシリーズフロー方式やリバースフロー方式を採用した三重効用サイクル、あるいは二重効用サイクル、およびその他の多重効用サイクルに適用可能であることは明白である。
【図面の簡単な説明】
【００６４】
【図１】本発明の第一の実施の形態に係る吸収冷温水機の系統図である。
【図２】図１の実施の形態に係る貫流式高温再生器周辺の詳細系統図である。
【図３】図２の貫流式高温再生器の断面平面図である。
【図４】本発明の第二の実施の形態に係る吸収冷温水機の系統図である。
【符号の説明】
【００６５】
１…貫流式高温再生器、２…中温再生器、３…低温再生器、４…凝縮器、５…蒸発器、６…吸収器、８…低温熱交換器、９…中温熱交換器、１０…高温熱交換器、１１…バーナ、１２…下部ヘッダ、１３…伝熱管群、１４…上部ヘッダ、１５…高温再生器蒸気配管、１６…気液分離器、１７…溶液バイパス配管、１８、２４…溶液タンク（フロートボックス）、１９、２５…フロートバルブ、３３、３４、４３、５３、６３、…伝熱管群、３５…フラッシュタンク、３７、３８…絞り、５５…冷媒ポンプ、５９…冷水配管、５ａ…上段側蒸発器、５ｂ…下段側蒸発器、６ａ…上段側吸収器、６ｂ…下段側吸収器、７０…希溶液ポンプ、８１…濃溶液ポンプ、８５…低温ドレン熱交換器、９５…中温ドレン熱交換器、１０５…排ガス熱交換器、２００…制御装置、２０１、２０３…インバータ、２１０…圧力センサ、Ｐ１〜Ｐ５…溶液配管、Ｒ１〜Ｒ５…冷媒配管。
【図１】
2005114241.tif 000003
【図２】
2005114241.tif 000004
【図３】
2005114241.tif 000005
【図４】
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