(57)【要約】より効率がよく、コンパクトな、６０〜７０°Ｃ程度の温水を熱源とする吸収冷凍機を提供する。再生器Ｇ、凝縮器Ｃ、吸収器Ａ、蒸発器Ｅ、補助再生器ＧＸ及び補助吸収器ＡＸを備えた吸収冷凍機において、前記Ｇからの濃溶液を、ＧＸで加熱してさらに濃縮し、Ａからの希溶液をＡＸで冷却しながら、ＧＸからの冷媒蒸気を吸収させる構成にすると共に、ＧＸからＡへ導かれる濃溶液と、ＡＸからＧに送られる希溶液との間で熱交換をする低温側熱交換器ＸＬを設け、さらに、前記ＸＬを出てＧに送られる希溶液を、ＧからＧＸに導かれる濃溶液で加熱する高温側熱交換器ＸＨを設けた。
2004046622.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
冷媒蒸気を発生して溶液を濃縮する再生器と；
前記発生した冷媒蒸気を凝縮する凝縮器と；
前記凝縮した冷媒を蒸発させる蒸発器と；
前記蒸発した冷媒蒸気を溶液で吸収する吸収器と；
前記再生器からの濃溶液を、加熱して冷媒蒸気を発生させてさらに濃縮する補助再生器と；
前記吸収器からの希溶液を冷却しながら、前記補助再生器で発生した冷媒蒸気を吸収させる補助吸収器と；
前記補助再生器から前記吸収器へ導かれる濃溶液と、前記補助吸収器から前記再生器に送られる希溶液との間で熱交換をする低温側熱交換器と；
前記低温側熱交換器を出て前記再生器に送られる希溶液を、前記再生器から前記補助再生器に導かれる濃溶液で加熱する高温側熱交換器とを備える；
吸収冷凍機。
【請求項２】
冷媒蒸気を発生して溶液を濃縮する再生器と；
前記発生した冷媒蒸気を凝縮する凝縮器と；
前記凝縮した冷媒を蒸発させる蒸発器と；
前記蒸発した冷媒蒸気を溶液で吸収する吸収器と；
前記再生器からの濃溶液を、加熱して冷媒蒸気を発生させてさらに濃縮する補助再生器と；
前記吸収器からの希溶液を冷却しながら、前記補助再生器で発生した冷媒蒸気を吸収させる補助吸収器とを備え；
前記補助再生器の伝熱面積を、前記再生器の伝熱面積の１／３以下、前記補助吸収器の伝熱面積を、前記吸収器の伝熱面積の２／３以下とした；
吸収冷凍機。
【請求項３】
冷媒蒸気を発生して溶液を濃縮する再生器と；
前記発生した冷媒蒸気を凝縮する凝縮器と；
前記凝縮した冷媒を蒸発させる蒸発器と；
前記蒸発した冷媒蒸気を溶液で吸収する吸収器と；
前記再生器からの濃溶液を、加熱して冷媒蒸気を発生させてさらに濃縮する補助再生器と；
前記吸収器からの希溶液を冷却しながら、前記補助再生器で発生した冷媒蒸気を吸収させる補助吸収器と；
前記溶液が、前記吸収器から前記補助吸収器、前記再生器、前記補助再生器をこの順番で経て前記吸収器に至る循環経路と；
前記補助再生器の伝熱能力を調整する手段及び前記補助吸収器の伝熱能力を調整する手段の少なくとも一方の手段を備える；
吸収冷凍機。
【請求項４】
前記補助再生器の伝熱能力を調整する手段が、該補助再生器をバイパス及び／又は通過する温水流量を調節する温水流量調節弁、又は、前記補助再生器の伝熱部をバイパス及び／又は通過する溶液流量を調節する溶液流量調節弁である、請求項３に記載の吸収冷凍機。
【請求項５】
前記補助吸収器の伝熱能力を調整する手段が、該補助吸収器をバイパス及び／又は通過する冷却水流量を調節する冷却水流量調節弁、又は、前記補助吸収器の伝熱部をバイパス及び／又は通過する溶液流量を調節する溶液流量調節弁である、請求項３又は請求項４に記載の吸収冷凍機。
【請求項６】
前記補助再生器の伝熱能力を調整する手段と補助吸収器の伝熱能力を調整する手段の少なくとも一方は、熱源となる温水温度又は再生器溶液温度を基に、調節する制御機構を有する、請求項３乃至請求項５のいずれか１項に記載の吸収冷凍機。
【請求項７】
前記吸収器を低圧吸収器と高圧吸収器に、前記蒸発器を低圧蒸発器と高圧蒸発器に区分し、冷水を先ず前記高圧蒸発器に導き、冷却された冷水を次いで前記低圧蒸発器に導くと共に、前記補助再生器からの濃溶液を先ず前記低圧吸収器に導き、前記低圧蒸発器からの冷媒蒸気を吸収させ、前記低圧吸収器で冷媒蒸気を吸収した溶液を前記高圧吸収器に導き、前記高圧蒸発器からの冷媒蒸気を吸収させ、該冷媒蒸気を吸収した希溶液を前記補助吸収器に導くように構成した、請求項１乃至請求項６のいずれか１項に記載の吸収冷凍機。
【請求項８】
冷媒蒸気を発生して溶液を濃縮する再生器と；
前記発生した冷媒蒸気を凝縮する凝縮器と；
前記凝縮した冷媒を蒸発させる蒸発器と；
前記蒸発した冷媒蒸気を溶液で吸収する吸収器と；
前記再生器からの濃溶液を、加熱して冷媒蒸気を発生させてさらに濃縮する補助再生器と；
希溶液を冷却しながら、前記補助再生器で発生した冷媒蒸気を吸収させる補助吸収器であって、前記希溶液として前記吸収器出口希溶液と該補助吸収器出口希溶液との混合希溶液の一部を用いるように構成にした補助吸収器と；
前記混合希溶液の残部を前記再生器に送る経路と；
前記経路に、順次、前記混合希溶液を、前記補助再生器から前記吸収器へ導かれる濃溶液で加熱する低温側熱交換器と；
前記低温側熱交換器を出て前記再生器に送られる混合希溶液を、前記再生器から前記補助再生器に導かれる濃溶液で加熱する高温側熱交換器とを備える；
吸収冷凍機。
【請求項９】
前記吸収器を低圧吸収器と高圧吸収器に、前記蒸発器を低圧蒸発器と高圧蒸発器に区分し、冷水を先ず前記高圧蒸発器に導き、冷却された冷水を次いで前記低圧蒸発器に導くと共に、前記再生器からの濃溶液を先ず前記低圧吸収器に導き、前記低圧蒸発器からの冷媒蒸気を吸収させ、前記低圧吸収器で冷媒蒸気を吸収した溶液を前記高圧吸収器に導き、前記高圧蒸発器からの冷媒蒸気を吸収させ、該冷媒蒸気を吸収した前記高圧吸収器出口希溶液と前記補助吸収器出口希溶液との混合希溶液の一部を前記補助吸収器に、残部を前記再生器に送るように構成した、請求項８に記載の吸収冷凍機。
【請求項１０】
前記溶液を加熱する熱源流体を先ず前記再生器に導き、次いで、前記補助再生器に導くように構成された、請求項１乃至請求項９のいずれか１項に記載の吸収冷凍機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】  本発明は、吸収冷凍機に係り、特に、エンジンの冷却排熱（ジャケット温水）、工場プロセスの冷却排熱、ボイラー排ガスからの温水回収熱など、比較的温度の低い温水、例えば６０〜７０℃程度の温水を熱源とする吸収冷凍機に関するものである。
【背景技術】  エンジンの冷却排熱（ジャケット温水）、工場プロセスの冷却排熱など６０〜７０℃程度の比較的低温の排熱は、世の中に多量に存在するが、これらの排熱は、温度が低いため、利用先が少なく、直接的あるいは冷却塔を介して間接的に廃棄することが多い。
排温水を加熱源とし、冷水を製造する吸収冷凍機が知られている。冷却塔による３０〜３１℃程度の冷却水を冷却源として、空調用途の７℃程度の冷水を作る例として、図１４に、デューリング線図上に描いた単効用吸収サイクルを示す。
蒸発器Ｅで冷媒が蒸発し、図中のＥ−Ａ間の破線の如く移動し、吸収器Ａに吸収される。濃度の低下した希溶液は、再生器Ｇにて外部からの熱源で加熱され、蒸発器で蒸発した冷媒と同量の冷媒蒸気を放出して、濃縮されて吸収器Ａに戻る。この際、熱回収のため熱交換器Ｘを利用する（濃溶液側Ｘ２と希溶液側Ｘ１とで熱交換する）。再生器Ｇで発生した冷媒蒸気は、図中のＧ−Ｃ間の破線の如く移動し、凝縮器Ｃで凝縮し、冷媒液となる。この冷媒液は、凝縮器Ｃから蒸発器Ｅに戻る。
蒸発温度５℃、吸収器出口温度３５℃、凝縮温度３５℃程度とすると、再生器の溶液温度は、６９〜７４℃程度となり、加熱源となる温水入口温度は７５℃程度は必要になる。
即ち、単効用吸収冷凍機では、６５〜７０℃の温水は加熱源として温度が低すぎて、７℃程度の冷水は製造できなくなっている。
また、市場には６０〜６５℃前後の排温水を加熱源とし、冷却塔による３０〜３１℃程度の冷却水を冷却源として、空調用途の１０℃以下の冷水を製造可能な冷凍機として、二段濃縮型の吸収冷凍機がある。
図１５に、デューリング線図上に描いた二段濃縮型吸収サイクルで、両再生器ＧＬ、ＧＨがほぼ同面積、両吸収器ＡＬ、ＡＨもほぼ同面積を持つとした場合の例であり、一般的な面積関係のサイクル例を示す。
蒸発器Ｅで冷媒が蒸発し、図中のＥ−ＡＬ間の破線の如く移動し、吸収器ＡＬに吸収される。
濃度の低下した希溶液は、低圧再生器ＧＬにて外部からの熱源で加熱され、蒸発器で蒸発した冷媒と同量の冷媒蒸気を放出して、濃縮されて吸収器ＡＬに戻る。この際、熱回収のため低温側熱交換器ＸＬを利用する（濃溶液側ＸＬ２と希溶液側ＸＬ１とで熱交換する）。
一方、低圧再生器ＧＬで発生した冷媒蒸気は、図中のＧＬ−ＡＨ間の破線の如く移動し、高圧吸収器ＡＨに吸収される。高圧吸収器ＡＨで濃度の低下した希溶液は高圧再生器ＧＨにて外部からの熱源で加熱され、低圧再生器ＧＬで発生した冷媒と同量即ち蒸発器Ｅで蒸発した冷媒と同量の冷媒蒸気を放出して、濃縮されて高圧吸収器ＡＨに戻る。溶液の熱回収のため高温側熱交換器ＸＨを利用する（濃溶液側ＸＨ２と希溶液側ＸＨ１とで熱交換する）。
高圧再生器ＧＨで発生した冷媒蒸気は、図中のＧＨ−Ｃ間の破線の如く移動し、凝縮器Ｃで凝縮し、冷媒液となり、この冷媒液は凝縮器Ｃから蒸発器Ｅに戻る。
以上のように、二段濃縮型吸収冷凍機は、構成機器が多くなって、装置が大きくなり、かつ高圧再生器ＧＨ及び低圧再生器ＧＬで、蒸発器Ｅで発生した冷媒蒸気と同量の冷媒蒸気を二度発生させる必要があり、熱効率は通常の単効用型吸収冷凍機の半分以下と低くなり、実際に採用されることは少ないものであった。
また、６５℃前後の排温水を加熱源として運転可能な冷凍機として、吸着冷凍機もあるが、その装置は二段濃縮型吸収冷凍機よりもさらに大きく、高価であり、かつ高圧熱効率も低いものであり、殆ど使用されていない。
さらに、単効用型と二段型濃縮型の吸収冷凍機の中間の吸収冷凍機として、高圧と低圧の吸収器と再生器を有する吸収冷凍機がある（図１６）。このような吸収冷凍機では、ある程度は前記の二段型濃縮型のものより装置は小さくまた熱効率もよくなるが、より熱効率のよい吸収冷凍機が要望されていた。
図１６では、蒸発器Ｅで冷媒が蒸発し、図中のＥ−Ａ間の破線の如く移動し、吸収器Ａに吸収される。濃度の低下した吸収器出口希溶液を補助吸収器ＡＸに送り、該補助吸収器ＡＸで冷却しながら、前記補助再生器ＧＸからの冷媒蒸気（図中ＧＸ−ＡＸ間の破線の如く移動）を吸収させる。
さらに、希薄になった補助吸収器ＡＸからの希溶液を、前記再生器Ｇに送り、該再生器にて外部からの熱源で加熱濃縮する。発生した冷媒蒸気は、図中のＧ−Ｃ間の破線の如く移動し、前記凝縮器Ｃで凝縮して冷媒液となり、この冷媒液は凝縮器Ｃから蒸発器Ｅに戻る。一方、再生器Ｇで濃縮された溶液は、補助再生器ＧＸで外部熱源でさらに加熱濃縮され、吸収器Ａに戻る。発生した冷媒蒸気は，図中のＧＸ−ＡＸ間の破線の如く移動し、補助吸収器ＡＸに吸収される。
このサイクルの溶液循環系には、吸収器Ａから吸収器よりも圧力の高い補助吸収器ＡＸに溶液を送るための溶液ポンプと、補助吸収器ＡＸから再生器Ｇに溶液を送るための溶液ポンプとが必要となり、また、補助吸収器ＡＸからの全量を再生器Ｇに送るため、溶液流量のバランス制御が必要となり、システムが複雑になる。
即ち、補助吸収器から再生器に送る量が少なすぎると、補助吸収器に溶液が溜まり、再生器→補助再生器→吸収器系の溶液量が少なくなり、最終的に、吸収器から補助吸収器に送る溶液ポンプが溶液量不足でキャビテーションを起こし、運転不能となる。一方、補助吸収器から再生器に送る量が多すぎると、補助吸収器の溶液量が不足し、補助吸収器から再生器に送る溶液ポンプがキャビテーションを起こし、運転不能となる。従って、補助吸収器出入りの溶液流量をバランスさせる制御などが必要となる。
本発明は、上記従来技術に鑑み、熱交換器の設置位置を改善し、より効率がよく、しかもコンパクトな、６０〜７０℃程度の温水を熱源とする吸収冷凍機を提供することを課題とする。
【発明の開示】
上記目的を達成するために、例えば図１に示すように、本発明の吸収冷凍機は、冷媒蒸気を発生して溶液を濃縮する再生器Ｇと；前記発生した冷媒蒸気を凝縮する凝縮器Ｃと；前記凝縮した冷媒を蒸発させる蒸発器Ｅと；前記蒸発した冷媒蒸気を溶液で吸収する吸収器Ａと；前記再生器Ｇからの濃溶液を、加熱して冷媒蒸気を発生させてさらに濃縮する補助再生器ＧＸと；前記吸収器Ａからの希溶液を冷却しながら、前記補助再生器ＧＸで発生した冷媒蒸気を吸収させる補助吸収器ＡＸと；前記補助再生器ＧＸから前記吸収器Ａへ導かれる濃溶液と、前記補助吸収器ＡＸから前記再生器Ｇに送られる希溶液との間で熱交換をする低温側熱交換器ＸＬと；前記低温側熱交換器ＸＬを出て前記再生器Ｇに送られる希溶液を、前記再生器Ｇから前記補助再生器ＧＸに導かれる濃溶液で加熱する高温側熱交換器ＸＨとを備える。
また、冷媒蒸気を発生して溶液を濃縮する再生器Ｇと；前記発生した冷媒蒸気を凝縮する凝縮器Ｃと；前記凝縮した冷媒を蒸発させる蒸発器Ｅと；前記蒸発した冷媒蒸気を溶液で吸収する吸収器Ａと；前記再生器Ｇからの濃溶液を、加熱して冷媒蒸気を発生させてさらに濃縮する補助再生器ＧＸと；前記吸収器Ａからの希溶液を冷却しながら、前記補助再生器ＧＸで発生した冷媒蒸気を吸収させる補助吸収器ＡＸとを備え；前記補助再生器ＧＸの伝熱面積を、前記再生器Ｇの伝熱面積の１／３以下、前記補助吸収器ＡＸの伝熱面積を、前記吸収器Ａの伝熱面積の２／３以下とした吸収冷凍機としてもよい。
また、例えば図７に示すように、冷媒蒸気を発生して溶液を濃縮する再生器Ｇと；前記発生した冷媒蒸気を凝縮する凝縮器Ｃと；前記凝縮した冷媒を蒸発させる蒸発器Ｅと；前記蒸発した冷媒蒸気を溶液で吸収する吸収器Ａと；前記再生器Ｇからの濃溶液を、加熱して冷媒蒸気を発生させてさらに濃縮する補助再生器ＧＸと；前記吸収器Ａからの希溶液を冷却しながら、前記補助再生器ＧＸで発生した冷媒蒸気を吸収させる補助吸収器ＡＸと；前記溶液が、前記吸収器Ａから前記補助吸収器ＡＸ、前記再生器Ｇ、前記補助再生器ＧＸをこの順番で経て前記吸収器Ａに至る循環経路１、２、３、４と；前記補助再生器ＧＸの伝熱能力を調整する手段ＶＧＨ、ＶＧＳ及び前記補助吸収器ＡＸの伝熱能力を調整する手段ＶＡＷ、ＶＡＳの少なくとも一方の手段を備える吸収冷凍機としてもよい。
また、例えば図９に示すように、冷媒蒸気を発生して溶液を濃縮する再生器Ｇと；前記発生した冷媒蒸気を凝縮する凝縮器Ｃと；前記凝縮した冷媒を蒸発させる蒸発器Ｅと；前記蒸発した冷媒蒸気を溶液で吸収する吸収器Ａと；前記再生器からの濃溶液を、加熱して冷媒蒸気を発生させてさらに濃縮する補助再生器ＧＸと；希溶液を冷却しながら、前記補助再生器ＧＸで発生した冷媒蒸気を吸収させる補助吸収器ＡＸであって、前記希溶液として前記吸収器Ａ出口希溶液と該補助吸収器ＡＸ出口希溶液との混合希溶液の一部を用いるように構成にした補助吸収器ＡＸと；前記混合希溶液の残部を前記再生器Ｇに送る経路２と；前記経路２に、順次、前記混合希溶液を、前記補助再生器ＧＸから前記吸収器Ａへ導かれる濃溶液で加熱する低温側熱交換器ＸＬと；前記低温側熱交換器ＸＬを出て前記再生器Ｇに送られる混合希溶液を、前記再生器Ｇから前記補助再生器ＧＸに導かれる濃溶液で加熱する高温側熱交換器ＸＨとを備える吸収冷凍機としてもよい。
また例えば図５又は図１２に示すように、前記吸収器Ａを低圧吸収器ＡＬと高圧吸収器ＡＨに、前記蒸発器Ｅを低圧蒸発器ＥＬと高圧蒸発器ＥＨに区分し、冷水１０を先ず前記高圧蒸発器ＥＨに導き、冷却された冷水１０を次いで前記低圧蒸発器ＥＬに導くようにしてもよい。そして、例えば図５に示すように、前記補助再生器ＧＸからの濃溶液を先ず前記低圧吸収器ＡＬに導き、前記低圧蒸発器ＥＬからの冷媒蒸気を吸収させ、前記低圧吸収器ＡＬで冷媒蒸気を吸収した溶液を前記高圧吸収器ＡＨに導き、前記高圧蒸発器ＥＨからの冷媒蒸気を吸収させ、該冷媒蒸気を吸収した希溶液を前記補助吸収器ＡＸに導くように構成してもよく、又は例えば図１２に示すように、前記再生器Ｇからの濃溶液を先ず前記低圧吸収器ＡＬに導き、前記低圧蒸発器ＥＬからの冷媒蒸気を吸収させ、前記低圧吸収器ＡＬで冷媒蒸気を吸収した溶液を前記高圧吸収器ＡＨに導き、前記高圧蒸発器ＥＨからの冷媒蒸気を吸収させ、該冷媒蒸気を吸収した前記高圧吸収器ＡＨ出口希溶液と前記補助吸収器ＡＸ出口希溶液との混合希溶液の一部を前記補助吸収器ＡＸに、残部を前記再生器Ｇに送るように構成してもよい。
この出願は、日本国で２００２年９月２６日に出願された特願２００２−２８０１１１号、２００２年９月２６日に出願された特願２００２−２８０１１２号、２００３年６月１１日に出願された特願２００３−１６６１８１号に基づいており、その内容は本出願の内容として、その一部を形成する。
また、本発明は以下の詳細な説明によりさらに完全に理解できるであろう。本発明のさらなる応用範囲は、以下の詳細な説明により明らかとなろう。しかしながら、詳細な説明及び特定の実例は、本発明の望ましい実施の形態であり、説明の目的のためにのみ記載されているものである。この詳細な説明から、種々の変更、改変が、本発明の精神と範囲内で、当業者にとって明らかであるからである。
出願人は、記載された実施の形態のいずれをも公衆に献上する意図はなく、開示された改変、代替案のうち、特許請求の範囲内に文言上含まれないかもしれないものも、均等論下での発明の一部とする。
【図面の簡単な説明】  図１は、本発明の第１の実施の形態の吸収冷凍機を示すフロー構成図である。
図２は、図１の溶液サイクルのデューリング線図である。
図３は、図１のＧＸ−ＡＸ間の冷媒蒸気移動量と必要温水入口温度、ＣＯＰの関係を示すグラフである。
図４は、図１のＧＸ−ＡＸ間の冷媒蒸気移動量と温水入口温度の冷却水入口温度との関係を示すグラフである。
図５は、本発明の第２の実施の形態の吸収冷凍機を示すフロー構成図である。
図６は、図５の溶液サイクルのデューリング線図である。
図７は、本発明の第３の実施の形態の吸収冷凍機を示すフロー構成図である。
図８は、（ａ）（ｂ）は、図７の溶液サイクルを一部変更したデューリング線図である。
図９は、本発明の第４の実施の形態の吸収冷凍機を示す概略構成図である。
図１０は、本発明の第５の実施の形態の吸収冷凍機を示す概略構成図である。
図１１は、図９に対する溶液サイクルのデューリング線図である。
図１２は、本発明の第６の実施の形態の吸収冷凍機を示す概略構成図である。
図１３は、図１２に対する溶液サイクルのデューリング線図である。
図１４は、単効用吸収サイクルのデューリング線図である。
図１５は、二段濃縮型吸収サイクルのデューリング線図である。
図１６は、公知の二段濃縮型吸収サイクルの２系統に分かれたサイクルを連結するサイクルのデューリング線図である。
【発明を実施するための最良の形態】  次に、本発明を図面を用いて詳細に説明する。以下に、本発明の実施の形態を示すが、本発明の範囲はこれらに限定されるものではない。
図１は、本発明の第１の実施の形態の吸収冷凍機を示すフロー構成図である。
図１において、Ｅは蒸発器、Ａは吸収器、Ｇは再生器、Ｃは凝縮器、ＡＸは補助吸収器、ＧＸは補助再生器、ＸＬは低温側熱交換器、ＸＨは高温側熱交換器、ＳＰは溶液ポンプ、ＲＰは冷媒ポンプ、Ｖ１は三方弁、１〜４は溶液流路、５は冷媒蒸気流路、６、７は冷媒流路、８は温水、９は冷却水、１０は冷水である。
本実施の形態では、蒸発器Ｅは、吸収器Ａとエリミネータを介して同一空間に形成されている。同様に再生器Ｇは、凝縮器Ｃとエリミネータを介して別の同一空間に形成されている。補助吸収器ＡＸ、補助再生器ＧＸ、低温側熱交換器ＸＬ、高温側熱交換器ＸＨはそれぞれ独立した缶胴に形成されている。
蒸発器Ｅ内で冷水１０の流れるチューブに冷媒を散布するために、冷媒を循環させる冷媒流路７に、冷媒ポンプＲＰが挿入配置されている。
補助吸収器ＡＸと再生器Ｇとは、補助吸収器ＡＸから再生器Ｇに希溶液を送る溶液流路２で接続されており、その途中に低温側熱交換器ＸＬと高温側熱交換器ＸＨとがこの順番に配置され、補助吸収器ＡＸと低温側熱交換器ＸＬとの間に溶液ポンプＳＰが挿入配置されている。
また吸収器Ａと補助吸収器ＡＸとは、吸収器Ａから補助吸収器ＡＸに希溶液を送る溶液流路１で接続されている。
再生器Ｇと補助再生器ＧＸとは、再生器Ｇから補助再生器ＧＸに濃溶液を送る溶液流路３で接続され、溶液流路３には高温側熱交換器ＸＨが挿入配置されている。
補助再生器ＧＸと吸収器Ａとは、補助再生器ＧＸから吸収器Ａに溶液を送る溶液流路４で接続され、溶液流路４には低温側熱交換器ＸＬが挿入配置されている。
また補助再生器ＧＸと補助吸収器ＡＸとは、補助再生器ＧＸから補助吸収器ＡＸに冷媒蒸気を送る冷媒蒸気流路５で接続されている。
凝縮器Ｃと蒸発器Ｅとは、凝縮器Ｃから蒸発器Ｅに冷媒液を送る冷媒流路６が設けられている。
溶液を加熱する熱源流体としての温水８を流す温水配管８１は、再生器Ｇから補助再生器ＧＸにかけて敷設されている。温水８は、温水配管８１を通って、先ず再生器Ｇに流入し、さらに温水配管８１を介して補助再生器ＧＸに流入する。
温水配管８１の、補助再生器ＧＸの出口側には、補助再生器ＧＸを通過する温水量を調節する三方弁Ｖ１が設けられている。三方弁Ｖ１は、温水配管８１の、補助再生器ＧＸの入口側に設けてもよい。
溶液を冷却する冷却媒体である冷却水９を流す冷却水配管９１は、吸収器Ａから凝縮器Ｃへ、そして補助吸収器ＸＡへと敷設されている。冷却水９は、冷却水配管９１を通って、先ず吸収器Ａに流入し、さらに冷却水配管９１を介して凝縮器Ｃへ、そして補助吸収器ＡＸに流入する。
図１の吸収冷凍機において、吸収器Ａに導かれた濃溶液は、冷却水９で冷却されながら蒸発器Ｅからの冷媒蒸気を吸収し、希溶液となる。吸収器Ａからの希溶液は、流路１から補助吸収器ＡＸに導かれ、冷却水で冷却されながら補助再生器ＧＸで発生した流路５からの冷媒蒸気を吸収し、さらに濃度の低い希溶液となる。
補助吸収器ＡＸを出た希溶液は、流路２から溶液ポンプＳＰで昇圧され、低温側熱交換器ＸＬに入り、低温側熱交換器ＸＬにて、補助再生器ＧＸから流路４を通り吸収器Ａに向かう濃溶液と熱交換し、希溶液温度が上昇し、一方濃溶液は温度が低下する。希溶液は、次いで高温側熱交換器ＸＨにて、再生器Ｇから補助再生器ＧＸに向かう濃溶液と熱交換し、希溶液はさらに温度が上昇し、一方濃溶液は温度が低下する。
再生器Ｇで溶液は、熱源となる温水８で加熱され、冷媒蒸気を発生して濃縮される。濃縮された濃溶液は、流路３から高温側熱交換器ＸＨの加熱側を経由して補助再生器ＧＸに入り、熱源の温水８で加熱されて冷媒蒸気を発生し、さらに濃縮され、流路４から低温側熱交換器ＸＬの加熱側を経由して吸収器Ａに導かれ、溶液サイクルを一巡する。
蒸発器Ｅで、冷媒液は蒸発潜熱で冷水１０を冷却し、冷媒蒸気となって、吸収器Ａの溶液に吸収される。再生器Ｇで発生した冷媒蒸気は、凝縮器Ｃにて冷却水９で冷却され、冷媒液となって流路６から蒸発器Ｅに導かれる。
この溶液サイクルでは、従来の二段濃縮サイクルが２系統に分かれた（図１５）サイクルであるのに対し、１系統で循環するサイクルであり、しかも、補助再生器ＧＸで加熱された濃溶液の熱エネルギーを、補助吸収器ＡＸから再生器Ｇに向かう希溶液に回収し、再生器Ｇで加熱された濃溶液の熱エネルギーを、前述の希溶液にさらに熱回収している。
次に、図２のデューリング線図上のサイクルを用いて説明する。
図１に対する溶液サイクルを、図２にデューリング線図上で示す。
本実施の形態は、必要な温水温度を下げるために、補助再生器ＧＸ、補助吸収器ＡＸを利用してサイクル濃度を変化させている。対応する温水温度によって、補助再生器ＧＸ、補助吸収器ＡＸの伝熱面積を設定すればよい。この図は、補助再生器ＧＸの伝熱面積を再生器Ｇの伝熱面積の約５％、補助吸収器ＡＸの伝熱面積を吸収器Ａの伝熱面積の約２０％としたときの例である。
補助再生器ＧＸでは、熱源温度と溶液温度とが大きな差となるので、補助再生器ＧＸの伝熱面積を小さくしている。また、この温度関係から、熱源となる温水は、高温側を再生器Ｇの入口に、再生器Ｇの出口の低温側を補助再生器ＧＸとし、温水を先ず再生器Ｇに導き、次いで補助再生器ＧＸに導くのが好ましい。
蒸発器Ｅで冷媒が蒸発し、図２中のＥ−Ａ間の破線の如く移動し、吸収器Ａに吸収される。
吸収器Ａを出た溶液は、そのままの温度、濃度で、補助吸収器ＡＸに入り、補助再生器ＧＸで発生し、図２中のＧＸからＡＸに移動する冷媒蒸気を吸収し、さらに濃度の低い希溶液となる。この希溶液は、低温側熱交換器ＸＬの被加熱側ＸＬ１を通り、補助再生器ＧＸから低温側熱交換器の加熱側ＸＬ２を経由して吸収器Ａに導かれる濃溶液によって加熱される。この希溶液は、さらに高温側熱交換器ＸＨの被加熱側ＸＨ１を通り、再生器Ｇから高温側熱交換器の加熱側ＸＨ２を経由して補助再生器ＧＸに導かれる濃溶液によって加熱されて、再生器Ｇに入る。再生器Ｇでは、吸収器Ａで吸収した冷媒量の冷媒蒸気を放出し、濃溶液となり、高温側熱交換器ＸＨの加熱側ＸＨ２を経由して補助再生器ＧＸに入り、外部熱源で加熱され、補助吸収器ＡＸで吸収した冷媒量に相当する分を放出し、さらに濃縮されて、低温側熱交換器ＸＬの加熱側ＸＬ２を経由して吸収器Ａに入る。
このように、本実施の形態では、補助再生器ＧＸから吸収器Ａに向かう濃溶液の保有熱を、吸収器Ａから補助吸収器ＡＸに向かう希溶液ではなく、補助吸収器ＡＸから再生器Ｇに向かう希溶液に回収し、さらに、再生器Ｇから補助再生器ＧＸに向かう濃溶液の保有熱を回収することとしている。この熱回収により、再生器Ｇに入る溶液温度を上げることができて、再生器Ｇで溶液を加熱するのに必要な熱量を減らすことができ、さらに、高温側熱交換器加熱側ＸＨ２を経由して補助再生器ＧＸに入る溶液温度も、低温側熱交換器被加熱側ＸＬ２で補助吸収器ＡＸから再生器Ｇに向かう希溶液を加熱しなかった場合よりも、高くすることができ、補助再生器ＧＸでの溶液を加熱するに必要な熱量も減らすことができる。
図３及び図４は、補助再生器ＧＸ−補助吸収器ＡＸ間の冷媒蒸気移動量と温水入口温度との関係を示すグラフである。
補助再生器ＧＸで発生し、補助吸収器ＡＸで吸収する冷媒蒸気量は、単効用吸収冷凍機よりも効率が落ちる分であり、この蒸気量をゼロとすれば単効用相当になり、蒸発器Ｅでの蒸発量と同量とすれば、二段濃縮型相当の効率になる。また、この補助再生器ＧＸで発生し、補助吸収器ＡＸで吸収する冷媒蒸気量により、サイクル濃度が変化し、必要な加熱源温度が変化する。図３はこの関係を示したものである。なお、この図は、補助再生器ＧＸの伝熱面積を再生器Ｇの伝熱面積の約１５％、補助吸収器ＡＸの伝熱面積を吸収器Ａの伝熱面積の約５０％とし、再生器Ｇの伝熱能力に制限を加えて、冷媒蒸気量を変化させたものである。
熱源温度が、例えば６５〜７０℃程度あれば、補助再生器ＧＸ−補助吸収器ＡＸで移動させる冷媒蒸気量は、蒸発器で蒸発する量の半分程度でよく、従って、この条件で吸収冷凍機を設計する場合、補助再生器ＧＸ、補助吸収器ＡＸ共に、それぞれ再生器Ｇ、吸収器Ａの半分以下の大きさでよいことになり、二段濃縮型吸収冷凍機の場合よりコンパクトにすることができ、しかも効率をよくすることができる。
補助再生器ＧＸの伝熱面積を再生器Ｇの伝熱面積の１／３、特に約２０％、補助吸収器ＡＸの伝熱面積を吸収器Ａの伝熱面積の２／３、特に約６０％程度までは、吸収器出口濃度の方が再生器出口濃度よりも低く、効率もサイクルの分離された完全な二段濃縮型吸収冷凍機よりも良くなることが多い。
冷却水温度が低下すると、同一冷水温度を得るのに必要な溶液濃度は低下し、溶液濃縮に必要な熱源温度は低下する。図４に、冷却水温度が変化した場合の必要温水温度を示す。従って、供給可能な熱源温度が同一であっても、冷却水温度が低下した場合、補助再生器ＧＸで発生し補助吸収器ＡＸで吸収する冷媒蒸気量を減らすことができ、効率を良くすることができる。
補助再生器ＧＸで発生し、補助吸収器ＡＸで吸収する冷媒蒸気量は、例えば、図１のように三方弁Ｖ１を、補助再生器ＧＸに導入する温水量の調節用に設ければ、調節可能である。その他、補助再生器ＧＸへの溶液流量を一部〜全量バイパスすることで、発生蒸気量を変化させたり、あるいは、補助吸収器ＡＸへの溶液流量を一部〜全量バイパスすることで、吸収蒸気量を変化させたりすることも可能である。補助吸収器ＡＸへの冷却水流量を変化させても良い。
本実施の形態では、補助再生器ＧＸで発生し、補助吸収器ＡＸで吸収する冷媒蒸気量を調節することで、二段濃縮型吸収サイクルから単効用吸収サイクルまでの効率を、連続的に変化させることが可能であり、温水温度が上昇した場合、あるいは冷却水温度が低下した場合など、それらを有効に利用し、効率を上げることができる。
図５は、本発明の第２の実施の形態の吸収冷凍機を示すフロー構成図である。
図５において、図１と同一符号は同じ意味を有し、図５では冷水の出入口温度差を利用して、さらに効率を高めるため、前記吸収冷凍機の吸収器Ａを低圧吸収器ＡＬと高圧吸収器ＡＨに、蒸発器Ｅを低圧蒸発器ＥＬと高圧蒸発器ＥＨに区分している。低圧吸収器ＡＬと低圧蒸発器ＥＬとはエリミネータを介して同一空間に形成され、高圧吸収器ＡＨと高圧蒸発器ＥＨとは、エリミネータを介して別の同一空間に形成されている。
冷却水配管９１は、低圧吸収器ＡＬと高圧ＡＨとに並列に流れ込むように敷設されており、冷水配管１０ａは、高圧蒸発器ＥＨから低圧蒸発器ＥＬにこの順番に流れ込むように直列に敷設されている。
また溶液流路４は、補助再生器ＸＬから低温側熱交換器ＸＬを経由して低圧吸収器ＡＬにと敷設されている。次いで、低圧吸収器ＡＬから高圧吸収器ＡＨに溶液を導くように敷設されている。
本実施の形態では、冷水１０を先ず高圧蒸発器ＥＨに導き、冷却された冷水１０を次いで低圧蒸発器ＥＬに導くと共に、補助再生器ＧＸからの濃溶液を先ず低圧吸収器ＡＬに導き、低圧蒸発器ＥＬからの冷媒蒸気を吸収させ、低圧吸収器ＡＬで冷媒蒸気を吸収した溶液を高圧吸収器ＡＨに導き、高圧蒸発器ＥＨからの冷媒蒸気を吸収させている。
高圧吸収器ＡＨで冷媒蒸気を吸収した溶液は、流路１から補助吸収器ＡＸを通り、流路２から低温側熱交換器ＸＬ、高温側熱交換器ＸＨを経由して再生器Ｇに送り、再生器Ｇで濃縮された溶液は、流路３から高温側熱交換器ＸＨを経由して捕助再生器ＧＸに、さらに流路４から低温側熱交換器ＸＬを経由して低圧吸収器ＡＬに導くようにしている。
図６は、図５に対する溶液サイクルをデューリング線図上で示したものであり、高圧蒸発器ＥＨの飽和温度が高くなり、高圧吸収器ＡＨを出る希溶液濃度が低くなっている。
これにより、補助吸収器ＡＸでさらに濃度を下げるのに必要な冷媒量を減らすことができ、図１の場合に比して効率を上げることができる。
図７は、本発明の第３の実施の形態の吸収冷凍機を示すフロー構成図である。
図７において、図１で説明した第１の実施の形態と異なるのは、流量調節弁ＶＧＨ、ＶＧＳ、ＶＡＷ、ＶＡＳを備える点である。これらは本実施の形態では三方弁である。
流量調節弁ＶＧＨは、第１の実施の形態で説明した三方弁Ｖ１と同様に温水配管８１に配置されている。
流量調節弁ＶＧＳは、高温側熱交換器ＸＨと補助再生器ＧＸとを接続する溶液流路３に配置され、三方弁ＶＧＳの１のポートは補助再生器ＧＸと低温側熱交換器ＸＬとを接続する溶液流路４に接続されている。
流量調節弁ＶＡＷは、冷却水配管９１の、補助吸収器ＡＸの出口側に設けられている。三方弁ＶＡＷは、冷却水配管９１の、補助吸収器ＡＸの入口側に設けてもよい。
流量調節弁ＶＡＳは、吸収器Ａと補助吸収器ＡＸとを接続する溶液流路１に配置され、三方弁ＶＡＳの１のポートは補助吸収器ＡＸと低温側熱交換器ＸＬとを接続する溶液流路２の補助吸収器ＡＸと溶液ポンプＳＰとの間に接続されている。
本実施の形態のデューリングサイクルは図１で説明したものと同様である。
なお、図８に、第３の実施の形態の変形例のデューリングサイクルを示す。図８（ａ）に示すように、効率は若干犠牲になるが、低温側熱交換器ＸＬを省き、コンパクト化することもできる。また、図８（ｂ）に示すように、低温側熱交換器ＸＬの被加熱側ＸＬ１を、吸収器から補助吸収器に向かう希溶液とすることもできる。
補助再生器ＧＸ−補助吸収器ＡＸ間の冷媒蒸気移動量と温水入口温度の関係は、第１の実施の形態で説明した通りである。
また第１の実施の形態と同様に、補助再生器ＧＸで発生し、補助吸収器ＡＸで吸収する冷媒蒸気量は、例えば、図７のように三方弁ＶＧＨを、補助再生器ＧＸに導入する温水量を調節するために設ければ、調節可能である。また、図７に示した溶液弁ＶＧＳで、破線で示すように補助再生器ＧＸへの溶液流量を一部乃至全量バイパスすることにより、発生蒸気量に制限を加え、ＧＸ−ＡＸ間を移動する冷媒蒸気量を変化させることができる。また、図７の冷却水弁ＶＡＷで、補助吸収器ＡＸへの冷却水流量を変化させ、あるいは図７の溶液弁ＶＡＳで、補助吸収器ＡＸへの溶液流量を一部乃至全量バイパスすることで変化させ、吸収蒸気量に制限を加え、ＧＸ−ＡＸ間を移動する冷媒蒸気量を変化させることができる。
本実施の形態では、補助再生器ＧＸで発生し、補助吸収器ＡＸで吸収する冷媒蒸気量を調節することで、二段濃縮型吸収サイクルから単効用吸収サイクルまでの効率を連続的に変化させることが可能であり、温水温度が上昇した場合、あるいは冷却水温度が低下した場合など、それらを有効に利用し、効率を上げることができる。
図９は、本発明の第４の実施の形態の吸収冷凍機を示す概略構成図である。
図９に示すように、本実施の形態の冷凍機は、蒸発器Ｅ、吸収器Ａ、再生器Ｇ、凝縮器Ｃ、補助吸収器ＡＸ、補助再生器ＧＸ及び低温側熱交換器ＸＬ、高温側熱交換器ＸＨを含んで構成されている。
本実施の形態の第１の実施の形態と異なる点は、吸収器Ａからの溶液流路１ａが補助吸収器ＡＸからの溶液流路２ａと合流して溶液ポンプＳＰに吸い込まれるようになっている点と、補助吸収器ＡＸへの溶液流路１ｂが溶液ポンプＳＰの出口からの溶液流路２から分岐している点である。
このような構成において、吸収器Ａに導かれた濃溶液は、冷却水９で冷却されながら、蒸発器Ｅからの冷媒蒸気を吸収し、希溶液となる。吸収器Ａからの希溶液は、補助吸収器ＡＸからの希溶液と共に、溶液ポンプＳＰで昇圧され混合した状態となる。該混合希溶液の一部は、補助吸収器ＡＸに導かれ、冷却水９で冷却されながら補助再生器ＧＸで発生した冷媒蒸気を吸収し、さらに濃度の低い希溶液となる。
溶液ポンプＳＰで昇圧された残部の混合希溶液は、低温側熱交換器ＸＬに入り、低温側熱交換器ＸＬにて、補助再生器ＧＸから吸収器Ａに向かう濃溶液と熱交換し、混合希溶液は温度が上昇し、一方濃溶液は、温度が低下する。混合希溶液は、次いで高温側熱交換器ＸＨに入り、高温側熱交換器ＸＨにて再生器Ｇから補助再生器ＧＸに向かう濃溶液と熱交換し、混合希溶液はさらに温度が上昇し、一方濃溶液は温度が低下する。再生器Ｇで溶液は、熱源となる温水で加熱され、冷媒蒸気を発生して濃縮される。濃縮された濃溶液は、高温側熱交換器ＸＨの加熱側を経由して補助再生器ＧＸに入り、熱源の温水で加熱されて冷媒蒸気を発生し、さらに濃縮され、低温側熱交換器ＸＬの加熱側を経由して吸収器Ａに導かれ、溶液サイクルを一巡する。蒸発器Ｅで、冷媒液は蒸発潜熱で冷水を冷却し、冷媒蒸気となって、吸収器Ａの溶液に吸収される。再生器Ｇで発生した冷媒蒸気は、凝縮器Ｃにて冷却水９で冷却され、冷媒液となって蒸発器Ｅに導かれる。
この溶液サイクルでは、従来の二段濃縮サイクルが、２系統に分かれた（図１５）サイクルであるのに対し、１系統で循環するサイクルであり、しかも、補助再生器ＧＸで加熱された濃溶液の熱エネルギーを、補助吸収器ＡＸから再生器Ｇに向かう希溶液に回収し、再生器Ｇで加熱された濃溶液の熱エネルギーを、前述の希溶液にさらに熱回収することを特徴としている。
従来の単効用と二段濃縮型の中間的なサイクルでは、溶液循環系に、吸収器出口の溶液ポンプと補助吸収器出口の溶液ポンプとが必要であり、また、補助吸収器に出入りする溶液流量のバランス制御が必要であった。
本実施の形態のサイクルでは、補助吸収器ＡＸからの溶液は、再生器Ｇには送らず、補助吸収器ＡＸからより低圧の吸収器Ａ出口側に溶液を送っているので、補助吸収器ＡＸ出口の溶液ポンプは不要となる。
また、補助吸収器ＡＸ出口からは、単に流出させるだけでよく、特別な流量バランス制御をしなくても差し支えなく、コンパクト化が可能である。
図１１は、デューリング線図上のサイクルであり、図９に対する溶液サイクルをデューリング線図上で示す。
補助再生器ＧＸ−補助吸収器ＡＸ間の冷媒蒸気移動量において、補助再生器ＧＸで発生し、補助吸収器ＡＸで吸収する冷媒蒸気量は、単効用吸収冷凍機よりも効率が落ちる分であり、この蒸気量をゼロとすれば単効用相当になり、蒸発器Ｅでの蒸発量と同量とすれば、二段濃縮型相当の効率になる。
即ち、補助再生器ＧＸで発生し、補助吸収器ＡＸで吸収する冷媒蒸気量を減らすと冷凍機の効率は上昇する。但し、冷却水温度が高いときには、補助吸収器出口の溶液濃度が高くなり、また、凝縮温度も低下していないので、再生器に必要な加熱源温度は高くなる。冷却水温度が低下してくると、補助吸収器出口の溶液濃度が低くなり、また凝縮温度も低下してくるので、再生器に必要な加熱源温度を抑えることができるようになる。冷却水温度あるいは冷却水温度に相当する物理量をもとに、補助再生器ＧＸで発生して補助吸収器ＡＸで吸収する冷媒蒸気量を制御してもよい。
図１０の概略構成図に、図９の改良である第５の実施の形態を示す。本実施の形態の吸収冷凍機は、補助再生器ＧＸで発生して補助吸収器ＡＸで吸収する冷媒蒸気量を調節する方法を備える。
本実施の形態には、補助再生器ＧＸでの加熱量調節（ＧＸへの加熱源導入量調節＝図１０のＧＸ入口三方弁ＶＡ、あるいはＧＸへの溶液散布量調節＝図１０のＶＢ）あるいは補助吸収器ＡＸでの吸収能力調節（ＡＸへの冷却水流量調節＝図１０のＶＣ、あるいはＡＸへの溶液散布量調節＝図１０のＶＤ）がある。
図中、弁ＶＡは、第１の実施の形態で説明した三方弁Ｖ１と同様に温水配管８１に配置されている。
三方弁ＶＤは、溶液ポンプＳＰから補助吸収器ＡＸへの溶液流路１ｂに配置され、三方弁ＶＤの１のポートは補助吸収器ＡＸに接続されている。三方弁ＶＤの１のポートは補助吸収器ＡＸではなく、溶液ポンプＳＰの吸込側、即ち溶液流路２ａ又は溶液流路１ａに接続してもよい。
三方弁ＶＣは、冷却水配管の、補助吸収器ＡＸの出口側に設けられている。三方弁ＶＣは、冷却水配管の、補助吸収器ＡＸの入口側に設けてもよい。
三方弁ＶＢは、高温側熱交換器ＸＨと補助再生器ＧＸとを接続する溶液流路３に配置され、三方弁ＶＢの１のポートは補助再生器ＧＸと低温側熱交換器ＸＬとを接続する溶液流路４に接続されている。
本実施の形態では、補助再生器ＧＸで発生して補助吸収器ＡＸで吸収する冷媒蒸気量を減らすとき、補助再生器ＧＸに必要な熱源熱量は少なく、必要温度も低下する。一方、再生器Ｇに必要な熱源温度は高いままである。熱源流体は、先ず再生器Ｇに導き、次いで、補助再生器ＧＸに導くことが望ましい。即ち、再生器Ｇ側で高い熱源温度を利用できるので、効率を上げやすくなる。
補助再生器ＧＸで発生して補助吸収器ＡＸで吸収する冷媒蒸気量を多くすると、熱源熱量が多くなり、熱源出口温度が低下する。一方、該冷媒蒸気量を減らすと熱源熱量が少なくなり、熱源出口温度が上昇する。そこで、補助再生器ＧＸで発生して補助吸収器ＡＸで吸収する冷媒蒸気量の制御を、熱源温度（熱源出口温度）を目標値にするように前記調節端で調節することが望ましい。
熱源が、吸収冷凍機と熱発生源とを循環している場合、熱源出口温度が低下すると、熱源入口温度も低下してくるので、熱源出口温度でなく熱源入口温度を目標値にしてもよく、熱源の検出位置は特に指定しなくてもよい。一般には、熱源出口温度又は熱源入口温度である。
図１２は、本発明の第６の実施の形態の吸収冷凍機を示す概略構成図である。本実施の形態は第４の実施の形態の変形例ということができるものである。
図１２に示すように、第２の実施の形態と同様に、冷水の出入口温度差を利用して、さらに効率を高めるため、前記吸収冷凍機の吸収器Ａを低圧吸収器ＡＬと高圧吸収器ＡＨに、蒸発器Ｅを低圧蒸発器ＥＬと高圧蒸発器ＥＨに区分し、冷水を先ず高圧蒸発器ＥＨに導き、冷却された冷水を、次いで低圧蒸発器ＥＬに導くと共に、補助再生器ＧＸからの濃溶液を先ず低圧吸収器ＡＬに導き、低圧蒸発器ＥＬからの冷媒蒸気を吸収させ、低圧吸収器ＡＬで冷媒蒸気を吸収した溶液を高圧吸収器ＡＨに導き、高圧蒸発器ＥＨからの冷媒蒸気を吸収させている。
図１３は、図１２に対する溶液サイクルをデューリング線図上で示したものであり、高圧蒸発器ＥＨの飽和温度が高くなり、高圧吸収器ＡＨを出る希溶液濃度が低くなっている。これにより、補助吸収器ＡＸでさらに濃度を下げる必要な量を減らすことができ、図９の場合に比して効率を上げることができる。
冷却水の流し方は、冷却水導入口で分岐して、一方は凝縮器→吸収冷凍機と流し、他方は補助吸収器に流すのが、必要な温水温度が低くてよく、好ましい。
以上説明したように、本発明の実施の形態の吸収冷凍機では、再生器、凝縮器、吸収器、蒸発器、補助再生器及び補助吸収器を備えた吸収冷凍機において、前記再生器からの濃溶液を、前記補助再生器で加熱して冷媒蒸気を発生させてさらに濃縮し、前記吸収器からの希溶液を前記補助吸収器で冷却しながら、前記補助再生器からの冷媒蒸気を吸収させる構成にすると共に、前記補助再生器から前記吸収器へ導かれる濃溶液と、前記補助吸収器から再生器に送られる希溶液との間で熱交換をする低温側熱交換器を設け、さらに、前記低温側熱交換器を出て再生器に送られる希溶液を、前記再生器から前記補助再生器に導かれる濃溶液で加熱する高温側熱交換器を設ける。
また、前記吸収冷凍機において、吸収器を低圧吸収器と高圧吸収器に、前記蒸発器を低圧蒸発器と高圧蒸発器に区分し、冷水を先ず高圧蒸発器に導き、冷却された冷水を次いで低圧蒸発器に導くと共に、前記補助再生器からの濃溶液を先ず低圧吸収器に導き、低圧蒸発器からの冷媒蒸気を吸収させ、低圧吸収器で冷媒蒸気を吸収した溶液を高圧吸収器に導き、高圧蒸発器からの冷媒蒸気を吸収させ、該希溶液を前記補助吸収器に導くように構成することができる。
また、本発明の別の実施の形態の吸収冷凍機では、再生器、凝縮器、吸収器、蒸発器、補助再生器及び補助吸収器を備えた吸収冷凍機において、前記再生器からの濃溶液を、前記補助再生器で加熱して冷媒蒸気を発生させてさらに濃縮し、前記吸収器からの希溶液を前記補助吸収器で冷却しながら、前記補助再生器からの冷媒蒸気を吸収させる構成にすると共に、前記補助再生器の伝熱面積を、前記再生器の伝熱面積の１／３以下、前記補助吸収器の伝熱面積を、前記吸収器の伝熱面積の２／３以下とするとよい。
これらの吸収冷凍機において、熱源流体を先ず再生器に導き、次いで補助再生器へ導くように構成することができる。
本発明の別の実施の形態の吸収冷凍機では、再生器、凝縮器、吸収器、蒸発器、補助再生器及び補助吸収器を備え、吸収溶液が、吸収器から補助吸収器→再生器→補助再生器を経て吸収器に至る循環経路を有する吸収冷凍機において、前記補助再生器の伝熱能力を調整する手段及び／又は補助吸収器の伝熱能力を調整する手段を設けてもよい。
また、前記吸収冷凍機において、前記吸収器を低圧吸収器と高圧吸収器に、前記蒸発器を低圧蒸発器と高圧蒸発器に区分し、冷水を先ず高圧蒸発器に導き、冷却された冷水を次いで低圧蒸発器に導くと共に、前記再生器と補助再生器からの濃溶液を先ず低圧吸収器に導き、低圧蒸発器からの冷媒蒸気を吸収させ、低圧吸収器で冷媒蒸気を吸収した溶液を高圧吸収器に導き、高圧蒸発器からの冷媒蒸気を吸収させ、該希溶液を前記補助再生器に導くようにしてもよい。このように構成すると、前述の吸収冷凍機の効率をさらにあげることができる。
前記補助再生器の伝熱能力を調整する手段は、該補助再生器をバイパス及び／又は通過する温水流量を調節する温水流量調節弁、又は、前記補助再生器の伝熱部をバイパス及び／又は通過する溶液流量を調節する溶液流量調節弁とすることができる。
また、前記補助吸収器の伝熱能力を調整する手段は、該補助吸収器をバイパス及び／又は通過する冷却水流量を調節する冷却水流量調節弁、又は、前記補助吸収器の伝熱部をバイパス及び／又は通過する溶液流量を調節する溶液流量調節弁とすることができる。
さらに、前記補助再生器の伝熱能力を調整する手段及び／又は補助吸収器の伝熱能力を調整する手段は、熱源となる温水温度又は再生器溶液温度を基に、調節する制御機構を有するようにしてもよい。
本発明のさらに別の実施の形態の吸収冷凍機では、再生器、凝縮器、吸収器、蒸発器、補助再生器及び補助吸収器とを備えた吸収冷凍機において、前記再生器からの濃溶液を、前記補助再生器で加熱して冷媒蒸気を発生させてさらに濃縮し、該発生した冷媒蒸気を前記補助吸収器で、前記吸収器出口希溶液と補助吸収器出口希溶液との混合希溶液の一部を用いて冷却しながら吸収させる構成にすると共に、前記混合希溶液の残部を前記再生器に送る経路を有し、該経路に順次、該混合希溶液を、前記補助再生器から前記吸収器へ導かれる濃溶液で加熱する低温側熱交換器と、該低温側熱交換器を出て再生器に送られる混合希溶液を、前記再生器から前記補助再生器に導かれる濃溶液で加熱する高温側熱交換器とを設ける。
また、前記吸収冷凍機において、冷水の出入口温度差を利用して、さらに効率を高めるため、前記吸収冷凍機の吸収器を低圧吸収器と高圧吸収器に、蒸発器を低圧蒸発器と高圧蒸発器に区分し、冷水を先ず高圧蒸発器に導き、冷却された冷水を次いで低圧蒸発器に導くと共に、再生器からの濃溶液を先ず低圧吸収器に導き、低圧蒸発器からの冷媒蒸気を吸収させ、低圧吸収器で冷媒蒸気を吸収した溶液を高圧吸収器に導き、高圧蒸発器からの冷媒蒸気を吸収させ、高圧吸収器で冷媒蒸気を吸収した希溶液を、補助吸収器からの希溶液と混合して混合希溶液とし、その一部を補助吸収器に、残部を再生器に導くようにしてもよい。
【産業上の利用可能性】  本発明によれば、前記のような構成としたことにより、６０〜７０℃程度の温水を熱源とする吸収冷凍機で、単効用吸収冷凍機よりは劣るが、二段濃縮型の吸収冷凍機よりも効率のよい吸収冷凍機とすること、及び、外気条件の関係で冷却水温度が低下することを有効に利用、つまり、冷却水温低下に伴い、効率を上昇させ、温度条件によっては、単効用と同じ効率で運転を可能にすることができる。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【手続補正書】
【提出日】平成16年8月2日(2004.8.2)
【手続補正００１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【書類名】特許請求の範囲
【請求項１】冷媒蒸気を発生して溶液を濃縮する再生器と；
前記発生した冷媒蒸気を凝縮する凝縮器と；
前記凝縮した冷媒を蒸発させる蒸発器と；
前記蒸発した冷媒蒸気を溶液で吸収する吸収器と；
前記再生器からの濃溶液を、加熱して冷媒蒸気を発生させてさらに濃縮する補助再生器と；
前記吸収器からの希溶液を冷却しながら、前記補助再生器で発生した冷媒蒸気を吸収させる補助吸収器と；
前記補助再生器から前記吸収器へ導かれる濃溶液と、前記補助吸収器から前記再生器に送られる希溶液との間で熱交換をする低温側熱交換器と；
前記低温側熱交換器を出て前記再生器に送られる希溶液を、前記再生器から前記補助再生器に導かれる濃溶液で加熱する高温側熱交換器とを備える；
吸収冷凍機。
【請求項２】冷媒蒸気を発生して溶液を濃縮する再生器と；
前記発生した冷媒蒸気を凝縮する凝縮器と；
前記凝縮した冷媒を蒸発させる蒸発器と；
前記蒸発した冷媒蒸気を溶液で吸収する吸収器と；
前記再生器からの濃溶液を、加熱して冷媒蒸気を発生させてさらに濃縮する補助再生器と；
前記吸収器からの希溶液を冷却しながら、前記補助再生器で発生した冷媒蒸気を吸収させる補助吸収器とを備え；
前記補助再生器の伝熱面積を、前記再生器の伝熱面積の１／３以下、前記補助吸収器の伝熱面積を、前記吸収器の伝熱面積の２／３以下とした；
吸収冷凍機。
【請求項３】冷媒蒸気を発生して溶液を濃縮する再生器と；
前記発生した冷媒蒸気を凝縮する凝縮器と；
前記凝縮した冷媒を蒸発させる蒸発器と；
前記蒸発した冷媒蒸気を溶液で吸収する吸収器と；
前記再生器からの濃溶液を、加熱して冷媒蒸気を発生させてさらに濃縮する補助再生器と；
前記吸収器からの希溶液を冷却しながら、前記補助再生器で発生した冷媒蒸気を吸収させる補助吸収器と；
前記溶液が、前記吸収器から前記補助吸収器、前記再生器、前記補助再生器をこの順番で経て前記吸収器に至る循環経路と；
前記補助再生器の伝熱能力を調整する手段及び前記補助吸収器の伝熱能力を調整する手段の少なくとも一方の手段を備える；
吸収冷凍機。
【請求項４】前記補助再生器の伝熱能力を調整する手段が、該補助再生器をバイパス及び／又は通過する温水流量を調節する温水流量調節弁、又は、前記補助再生器の伝熱部をバイパス及び／又は通過する溶液流量を調節する溶液流量調節弁である、請求項３に記載の吸収冷凍機。
【請求項５】前記補助吸収器の伝熱能力を調整する手段が、該補助吸収器をバイパス及び／又は通過する冷却水流量を調節する冷却水流量調節弁、又は、前記補助吸収器の伝熱部をバイパス及び／又は通過する溶液流量を調節する溶液流量調節弁である、請求項３又は請求項４に記載の吸収冷凍機。
【請求項６】前記補助再生器の伝熱能力を調整する手段と補助吸収器の伝熱能力を調整する手段の少なくとも一方は、熱源となる温水温度又は再生器溶液温度を基に、調節する制御機構を有する、請求項３乃至請求項５のいずれか１項に記載の吸収冷凍機。
【請求項７】前記吸収器を低圧吸収器と高圧吸収器に、前記蒸発器を低圧蒸発器と高圧蒸発器に区分し、冷水を先ず前記高圧蒸発器に導き、冷却された冷水を次いで前記低圧蒸発器に導くと共に、前記補助再生器からの濃溶液を先ず前記低圧吸収器に導き、前記低圧蒸発器からの冷媒蒸気を吸収させ、前記低圧吸収器で冷媒蒸気を吸収した溶液を前記高圧吸収器に導き、前記高圧蒸発器からの冷媒蒸気を吸収させ、該冷媒蒸気を吸収した希溶液を前記補助吸収器に導くように構成した、請求項１乃至請求項６のいずれか１項に記載の吸収冷凍機。
【請求項８】冷媒蒸気を発生して溶液を濃縮する再生器と；
前記発生した冷媒蒸気を凝縮する凝縮器と；
前記凝縮した冷媒を蒸発させる蒸発器と；
前記蒸発した冷媒蒸気を溶液で吸収する吸収器と；
前記再生器からの濃溶液を、加熱して冷媒蒸気を発生させてさらに濃縮する補助再生器と；
希溶液を冷却しながら、前記補助再生器で発生した冷媒蒸気を吸収させる補助吸収器であって、前記希溶液として前記吸収器出口希溶液と該補助吸収器出口希溶液との混合希溶液の一部を用いるように構成にした補助吸収器と；
前記混合希溶液の残部を前記再生器に送る経路と；
前記経路に、順次、前記混合希溶液を、前記補助再生器から前記吸収器へ導かれる濃溶液で加熱する低温側熱交換器と；
前記低温側熱交換器を出て前記再生器に送られる混合希溶液を、前記再生器から前記補助再生器に導かれる濃溶液で加熱する高温側熱交換器とを備える；
吸収冷凍機。
【請求項９】前記吸収器を低圧吸収器と高圧吸収器に、前記蒸発器を低圧蒸発器と高圧蒸発器に区分し、冷水を先ず前記高圧蒸発器に導き、冷却された冷水を次いで前記低圧蒸発器に導くと共に、前記再生器からの濃溶液を先ず前記低圧吸収器に導き、前記低圧蒸発器からの冷媒蒸気を吸収させ、前記低圧吸収器で冷媒蒸気を吸収した溶液を前記高圧吸収器に導き、前記高圧蒸発器からの冷媒蒸気を吸収させ、該冷媒蒸気を吸収した前記高圧吸収器出口希溶液と前記補助吸収器出口希溶液との混合希溶液の一部を前記補助吸収器に、残部を前記再生器に送るように構成した、請求項８に記載の吸収冷凍機。
【請求項１０】前記溶液を加熱する熱源流体を先ず前記再生器に導き、次いで、前記補助再生器に導くように構成された、請求項１乃至請求項９のいずれか１項に記載の吸収冷凍機。
【請求項１１】冷媒蒸気を発生して溶液を濃縮する再生器と；
冷媒を蒸発させる蒸発器と；
前記蒸発した冷媒蒸気を前記溶液で吸収する吸収器と；
前記再生器からの濃溶液を、加熱して冷媒蒸気を発生させてさらに濃縮する補助再生器と；
前記吸収器からの希溶液を冷却しながら、前記補助再生器で発生した冷媒蒸気を吸収させる補助吸収器と；
前記補助吸収器から前記再生器に送られる希溶液を、前記再生器から前記補助再生器に導かれる濃溶液で加熱する熱交換器とを備える；
吸収冷凍機。
【請求項１２】冷媒蒸気を発生して溶液を濃縮する再生器と；
冷媒を蒸発させる蒸発器と；
前記蒸発した冷媒蒸気を前記溶液で吸収する吸収器と；
前記再生器からの濃溶液を、加熱して冷媒蒸気を発生させてさらに濃縮する補助再生器と；
前記補助再生器から前記吸収器へ導かれる濃溶液と、前記吸収器から前記再生器に送られる希溶液との間で熱交換をする熱交換器とを備える；
吸収冷凍機。




【国際調査報告】
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