(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも低温再生器(1)、高温再生器(2)、凝縮器(3)、吸収器(4)と揮発性二次冷媒冷熱出力用の蒸発器(5)より構成され、吸収液の再生を低温再生器(1)と高温再生器(2)により行い、前記高温再生器(2)からの発生冷媒蒸気(2a)を前記低温再生器(1)に供給してそこでの吸収液再生用熱源として使用し、前記低温再生器(1)からの発生冷媒蒸気(1a)を前記凝縮器(3)にフラッシュさせ、そこで冷却水(26)により冷媒液に凝縮させ、
前記低温再生器(1)において吸収液を冷媒蒸気により加熱して生じた冷媒凝縮液(1b)を希吸収液または要再生吸収液と熱交換させて熱回収がなされてから前記凝縮器(3)にフラッシュさせるかあるいは直後に前記凝縮器(3)にフラッシュさせるかどうかに拘わらずただし、そこでの発生冷媒蒸気を冷却水(26)により凝縮させ、
前記凝縮器(3)内の冷媒凝縮液(8a)を圧力差によりＵ字管(8)を経て前記蒸発器(5)内に供給し、前記循環冷媒液ポンプ(5a)により前記蒸発器(5)底部の冷媒液貯室(5b)内の冷媒液を循環し、このような循環冷媒液(8b)と前記凝縮器(3)からの冷媒凝縮液(8a)を共に蒸発器(5)の伝熱管外壁面に散布し、その蒸発吸熱による発生冷熱により、蒸発器(5)の伝熱管内に入ってくる揮発性二次冷媒蒸気(5c)を凝縮させて得た揮発性二次冷媒液(5d)をレシーバー(6)に流入させていったん溜めてから揮発性二次冷媒液ポンプ(6a)により揮発性二次冷媒／空気熱交換器（以下、空調機と称す）(7)に送り、そこで送風される空調用空気を冷却して冷熱出力をなされ、
前記吸収器(4)において循環希吸収液ポンプ(4a)により前記吸収器(4)底部の希吸収液貯室(4b)からの希吸収液(4e)を循環し、低温溶液熱交換器(9)を出た再生済吸収液(2b)と共に前記吸収器(4)の伝熱管外壁面に散布して流下させながら前記蒸発器(5)からの発生冷媒蒸気を吸収し、その際の吸収熱を前記吸収器(4)の伝熱管内に流される冷却水(26)により除去する構成とした二重効用吸収式冷熱発生・出力装置において、
前記高温再生器(2)からの高温の発生冷媒蒸気(2a)を低温再生器(1)に供給し吸収液の再生に使用して生じる冷媒凝縮液(1b)を、低温溶液熱交換器(9)の希吸収液出口付近に設けられる希吸収液／冷媒液熱交換器(9a)において前記低温再生器(1)からの前記低温溶液熱交換器(9)を出た希吸収液の再予熱に使用して熱回収が行われることを特徴とする請求項１記載の二重効用吸収式冷熱発生・出力装置。
【請求項２】
少なくとも低温再生器(1)、高温再生器(2)、凝縮器(3)、吸収器(4)と揮発性二次冷媒冷熱出力用の蒸発器(5)より構成され、吸収液の再生を低温再生器(1)と高温再生器(2)により行い、前記高温再生器(2)からの発生冷媒蒸気(2a)を前記低温再生器(1)に供給してそこでの吸収液再生用熱源として使用し、前記低温再生器(1)からの発生冷媒蒸気(1a)を前記凝縮器(3)にフラッシュさせ、そこで冷却水(26)により冷媒液に凝縮させ、
前記低温再生器(1)において吸収液を冷媒蒸気により加熱して生じた冷媒凝縮液(1b)を希吸収液または要再生吸収液と熱交換させて熱回収がなされてから前記凝縮器(3)にフラッシュさせるかあるいは直後に前記凝縮器(3)にフラッシュさせるかどうかに拘わらずただし、そこでの発生冷媒蒸気を冷却水(26)により凝縮させ、
前記凝縮器(3)内の冷媒凝縮液(8a)を圧力差によりＵ字管(8)を経て前記蒸発器(5)内に供給し、前記循環冷媒液ポンプ(5a)により前記蒸発器(5)底部の冷媒液貯室(5b)内の冷媒液を循環し、このような循環冷媒液(8b)と前記凝縮器(3)からの冷媒凝縮液(8a)を共に蒸発器(5)の伝熱管外壁面に散布し、その蒸発吸熱による発生冷熱により、蒸発器(5)の伝熱管内に入ってくる揮発性二次冷媒蒸気(5c)を凝縮させて得た揮発性二次冷媒液(5d)をレシーバー(6)に流入させていったん溜めてから揮発性二次冷媒液ポンプ(6a)により揮発性二次冷媒／空気熱交換器（以下、空調機と称す）(7)に送り、そこで送風される空調用空気を冷却して冷熱出力をなされ、
前記吸収器(4)において循環希吸収液ポンプ(4a)により前記吸収器(4)底部の希吸収液貯室(4b)からの希吸収液(4e)を循環し、低温溶液熱交換器(9)を出た再生済吸収液(2b)と共に前記吸収器(4)の伝熱管外壁面に散布して流下させながら前記蒸発器(5)からの発生冷媒蒸気を吸収し、その際の吸収熱を前記吸収器(4)の伝熱管内に流される冷却水(26)により除去する構成とした二重効用吸収式冷熱発生・出力装置において、
希吸収液／冷媒液熱交換器(9a)を、低温溶液熱交換器(9)の付近における希吸収液(4g)の分流流路に設置し、
シリーズフローの場合、希吸収液ポンプ(4a)により前記吸収器(4)底部の希吸収液貯室(4b)から送ってくる希吸収液を分流し、主流の希吸収液を低温溶液熱交換器(9)に送って低温再生器(1)からの再生済吸収液(1c)により予熱し、
リバースフローの場合、主流の希吸収液を高温再生器(2)からの高温溶液熱交換器(10)を経た再生済吸収液(2b)により予熱し、
パラレルフローの場合、主流の希吸収液を低温溶液熱交換器(9)において低温再生器(1)からの再生済吸収液(1c)と高温再生器からの高温溶液熱交換器(10)を経てきた再生済吸収液(2b)との合流吸収液により予熱してから分流してそれぞれ低温再生器(1)と高温溶液熱交換器(10)を経て高温再生器(2)へ供給するかあるいは分流してからそれぞれ低温溶液熱交換器(9)と高温溶液熱交換器(10)を経て低温再生器(1)と高温再生器(2)へ供給するかに拘わらず、
いずれの場合において、支流の希吸収液を前記希吸収液／冷媒液熱交換器(9a)に送り、そこで前記低温再生器(1)からの冷媒凝縮液(1b)により予熱し、また前記希吸収液／冷媒液熱交換器(9a)を出た支流の希吸収液を、低温溶液熱交換器(9)を出た主流の希吸収液に合流させることを特徴とする二重効用吸収式冷熱発生・出力装置。
【請求項３】
前記高温再生器(2)に燃料ガスまたは燃料油直だき再生器を適用し、前記低温再生器(1)には流下液膜式再生凝縮器(200)またはプール加熱方式再生器を適用することを特徴とする請求項１又は２に記載の二重効用吸収式冷熱発生・出力装置。
【請求項４】
前記高温再生器(2)に流下液膜式再生器(100)を適用し、相変化のない熱源流体または排熱を高温再生器(2)の熱源とし、低温再生器(1)には流下液膜式再生凝縮器(200)またはプール加熱方式再生器を適用することを特徴とする請求項１又は２に記載の二重効用吸収式冷熱発生・出力装置。
【請求項５】
前記高温再生器(2)に流下液膜式再生凝縮器(200)を適用し、相変化のある熱源流体または高温水蒸気を高温再生器(2)の熱源とし、低温再生器(1)には流下液膜式再生凝縮器(200)またはプール加熱方式再生器を適用することを特徴とする請求項１又は２に記載の二重効用吸収式冷熱発生・出力装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、二重効用吸収式冷熱発生・出力装置に関し、特に、揮発性二次冷媒冷熱出力方式、蒸発器、流下液膜式再生器と流下液膜式再生凝縮器の組み合わせ使用または単独使用により、成績係数の向上及び装置の簡素化を図るための新規な改良に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の汎用リチウム／水素二重効用吸収冷凍機は、吸収液の再生方式によりシリーズ、パラレルとリバースフローを適用するものに分類され、さらに二段吸収、蒸発サイクルの適用や、再生器部、吸収器部と蒸発器部における違う種類の熱交換器、違う熱交換方式の適用や違う熱交換器の構成と配置により違うものに分類される。
また、どの種類の二重効用吸収冷凍機であっても、蒸発器部において循環冷水による発生冷熱の出力方式を採用しており、つまりこの様な蒸発器は冷熱発生・出力のための冷媒と循環冷水の熱交換器である。ここで、循環冷水による冷熱発生の出力方式とは、蒸発器伝熱管外壁面に散布される冷媒液の蒸発吸熱による発生冷熱により、前記蒸発器伝熱管管内に流される循環冷水を冷却し、この様に温度が下がった循環冷水を循環冷水ポンプにより、空調機に送り、そこで空調用空気を冷やして冷熱出力をなされるものである。即ち、蒸発器での発生冷熱の出力は、循環冷水の冷却とこれによる空気の冷却を行う循環冷水の顕熱変化を利用してなされるものである。
また、一般に低温再生器または高温再生器には伝熱管横型配置のプール加熱方式が採用されている。
【０００３】
図９は、特許文献等は特に示していないが、本発明者がこれまでに発明した揮発性二次冷媒冷熱発生・出力装置の構成例を示している。
図示の揮発性二次冷媒冷熱発生・出力装置５００は、図示しない凝縮器からの冷媒凝縮液を蒸発器５０１の伝熱管外壁面に散布し、その蒸発吸熱によって発生する冷熱により、前記蒸発器５０１の伝熱管内側に流される揮発性二次冷媒蒸気を凝縮させ、次にこの様な揮発性二次冷媒凝縮液をいったんレシーバー６に溜めてから揮発性二次冷媒液ポンプ５０３により空調機７に送り、その蒸発吸熱により前記空調機７を通る空気を冷やして冷熱出力が得られる。
また前記冷熱出力用揮発性二次冷媒に関しては、ＨＦＥ系冷媒や炭化水素系冷媒や代替フロン系冷媒、アンモニアや二酸化炭素等が適用できる。
【０００４】
図１０は、本発明者はこれまでに発明した揮発性二次冷媒冷熱出力用蒸発器６００の構成例を示している。
図示の蒸発器伝熱管は伝熱管の間に前記伝熱管外径より薄いプレート部が設けられるプレートチューブ伝熱管６０１で構成され、図１０の管内流体初期分配器６０２はこれに入ってくる揮発性二次冷媒流体（蒸気）を、複数のプレートチューブ伝熱管６０１のそれぞれの複数チューブ管内に分配するものである。
図１０の管内流体サブ分配器６０３は図示しない上流側プレートチューブの複数管内流路からの蒸気または蒸気と流体の二相流体を混合してその下流側プレートチューブの複数並列流路に分配する機能を備えるものである。
また、管外液サブ分配装置６０４はプレートチューブ管外壁面に沿って流下した液流体を受けた後、その下流側プレートチューブの外壁面に再散布する機能を有するものである。
図１０の出口ヘッダー６０５は複数のプレートチューブからの管内流体を集合して導出するものである。
従って、図１０に示した熱交換器は上述の管内流体初期分配器６０２、管内流体サブ分配器６０３、管外液サブ分配器６０４、出口ヘッダー６０５とプレートチューブ伝熱管６０１より構成されるコンパクト熱交換器である。
図１１は、本発明者がこれまでに発明した吸収冷熱発生装置に適用する揮発性二次冷媒冷熱出力装置に含まれる空調機熱交換器７００の構成例を示す。図示の空調機熱交換器７００は、伝熱管７０２内に揮発性二次冷媒液７０３を流し、管外のプレートフィン７０１間流路に空調用空気を流して、揮発性二次冷媒による空調用空気の冷却用３層パネル型コンパクト熱交換器である。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従来の二重効用吸収冷凍機には、次のような課題が存在していた。
（１）、循環冷水冷熱出力は循環冷水の顕熱を利用するものなので、蒸発器部においてなるべく低い冷熱発生温度、例えば５℃が求められている。よって、一般に希吸収液と再生済吸収液の濃度を５８〜６４ｗｔ％の範囲に設定している。冷熱発生温度が低い場合、再生済吸収液は濃度が高いと、まず吸収器へ戻される際、低温溶液熱交換器下流側の吸収液出口または吸収液戻し管における局部温度低下による結晶現象が生じやすく、これにより、運転支障が生じる場合もある。
（２）、蒸発器部での発生冷熱温度の設定が低いと、逆に再生器部または高温再生器での吸収液再生操作温度が高くなり、所用熱源流体をより低温または低品位まで利用できなく、一次エネルギー利用効率が劣っている。
（３）、蒸発器部における循環冷水側の局部熱伝達係数が比較的低いことにより、所要蒸発器伝熱面積あるいは熱交換器サイズが大きく、所用材料が多い。
（４）、空調器部における循環冷水側局部熱伝達係数が比較的低いことと、空気側局部熱伝達係数が低いことにより、熱交換器のコンパクト化が困難であり、所用材料が多い。
（５）、循環冷水量が多いため、所用循環冷水ポンプ動力または電力が多い。
（６）、循環冷水装置所用材料が多い。
（７）、補給水による蒸発器部熱交換器伝熱管管内の汚れの定期的清掃が必要となる。
（８）、再生器内の吸収液プール側局部熱伝達係数が低く、所用伝熱管内凝縮冷媒液の流れにより管内局部熱伝達係数が劣っている場合も多く、所用伝熱面積または所用材料が多いと見られる。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明による二重効用吸収式冷熱発生・出力装置は、少なくとも低温再生器、高温再生器、凝縮器、吸収器と揮発性二次冷媒冷熱出力用の蒸発器より構成され、吸収液の再生を低温再生器と高温再生器により行い、前記高温再生器からの発生冷媒蒸気を前記低温再生器に供給してそこでの吸収液再生用熱源として使用し、前記低温再生器からの発生冷媒蒸気を前記凝縮器にフラッシュさせ、そこで冷却水により冷媒液に凝縮させ、前記低温再生器において吸収液を冷媒蒸気により加熱して生じた冷媒凝縮液を希吸収液または要再生吸収液と熱交換させて熱回収がなされてから前記凝縮器にフラッシュさせるかあるいは直後に前記凝縮器にフラッシュさせるかどうかに拘わらずただし、そこでの発生冷媒蒸気を冷却水により凝縮させ、前記凝縮器内の冷媒凝縮液を圧力差によりＵ字管を経て前記蒸発器内に供給し、前記循環冷媒液ポンプにより前記蒸発器底部の冷媒液貯室内の冷媒液を循環し、このような循環冷媒液と前記凝縮器からの冷媒凝縮液を共に蒸発器の伝熱管外壁面に散布し、その蒸発吸熱による発生冷熱により、蒸発器の伝熱管内に入ってくる揮発性二次冷媒蒸気を凝縮させて得た揮発性二次冷媒液をレシーバーに流入させていったん溜めてから揮発性二次冷媒液ポンプにより揮発性二次冷媒／空気熱交換器（以下、空調機と称す）に送り、そこで送風される空調用空気を冷却して冷熱出力をなされ、前記吸収器において循環希吸収液ポンプにより前記吸収器底部の希吸収液貯室からの希吸収液を循環し、低温溶液熱交換器を出た再生済吸収液と共に前記吸収器の伝熱管外壁面に散布して流下させながら前記蒸発器からの発生冷媒蒸気を吸収し、その際の吸収熱を前記吸収器の伝熱管内に流される冷却水により除去する構成とした二重効用吸収式冷熱発生・出力装置において、前記高温再生器からの高温の発生冷媒蒸気を低温再生器に供給し吸収液の再生に使用して生じる冷媒凝縮液を、低温溶液熱交換器の希吸収液出口付近に設けられる希吸収液／冷媒液熱交換器において前記低温再生器からの前記低温溶液熱交換器を出た希吸収液の再予熱に使用して熱回収が行われる構成であり、また、少なくとも低温再生器、高温再生器、凝縮器、吸収器と揮発性二次冷媒冷熱出力用の蒸発器より構成され、吸収液の再生を低温再生器と高温再生器により行い、前記高温再生器からの発生冷媒蒸気を前記低温再生器に供給してそこでの吸収液再生用熱源として使用し、前記低温再生器からの発生冷媒蒸気を前記凝縮器にフラッシュさせ、そこで冷却水により冷媒液に凝縮させ、前記低温再生器において吸収液を冷媒蒸気により加熱して生じた冷媒凝縮液を希吸収液または要再生吸収液と熱交換させて熱回収がなされてから前記凝縮器にフラッシュさせるかあるいは直後に前記凝縮器にフラッシュさせるかどうかに拘わらずただし、そこでの発生冷媒蒸気を冷却水により凝縮させ、前記凝縮器内の冷媒凝縮液を圧力差によりＵ字管を経て前記蒸発器内に供給し、前記循環冷媒液ポンプにより前記蒸発器底部の冷媒液貯室内の冷媒液を循環し、このような循環冷媒液と前記凝縮器からの冷媒凝縮液を共に蒸発器の伝熱管外壁面に散布し、その蒸発吸熱による発生冷熱により、蒸発器の伝熱管内に入ってくる揮発性二次冷媒蒸気を凝縮させて得た揮発性二次冷媒液をレシーバーに流入させていったん溜めてから揮発性二次冷媒液ポンプにより揮発性二次冷媒／空気熱交換器（以下、空調機と称す）に送り、そこで送風される空調用空気を冷却して冷熱出力をなされ、前記吸収器において循環希吸収液ポンプにより前記吸収器底部の希吸収液貯室からの希吸収液を循環し、低温溶液熱交換器を出た再生済吸収液と共に前記吸収器の伝熱管外壁面に散布して流下させながら前記蒸発器からの発生冷媒蒸気を吸収し、その際の吸収熱を前記吸収器の伝熱管内に流される冷却水により除去する構成とした二重効用吸収式冷熱発生・出力装置において、希吸収液／冷媒液熱交換器を、低温溶液熱交換器の付近における希吸収液の分流流路に設置し、シリーズフローの場合、希吸収液ポンプにより前記吸収器底部の希吸収液貯室から送ってくる希吸収液を分流し、主流の希吸収液を低温溶液熱交換器に送って低温再生器からの再生済吸収液により予熱し、リバースフローの場合、主流の希吸収液を高温再生器からの高温溶液熱交換器を経た再生済吸収液により予熱し、パラレルフローの場合、主流の希吸収液を低温溶液熱交換器において低温再生器からの再生済吸収液と高温再生器からの高温溶液熱交換器を経てきた再生済吸収液との合流吸収液により予熱してから分流してそれぞれ低温再生器と高温溶液熱交換器を経て高温再生器へ供給するかあるいは分流してからそれぞれ低温溶液熱交換器と高温溶液熱交換器を経て低温再生器と高温再生器へ供給するかに拘わらず、いずれの場合において、支流の希吸収液を前記希吸収液／冷媒液熱交換器に送り、そこで前記低温再生器からの冷媒凝縮液により予熱し、また前記希吸収液／冷媒液熱交換器を出た支流の希吸収液を、低温溶液熱交換器を出た主流の希吸収液に合流させる構成であり、また、前記高温再生器に燃料ガスまたは燃料油直だき再生器を適用し、前記低温再生器には流下液膜式再生凝縮器またはプール加熱方式再生器を適用する構成であり、また、前記高温再生器に流下液膜式再生器を適用し、相変化のない熱源流体または排熱を高温再生器の熱源とし、低温再生器には流下液膜式再生凝縮器またはプール加熱方式再生器を適用する構成であり、また、前記高温再生器に流下液膜式再生凝縮器を適用し、相変化のある熱源流体または高温水蒸気を高温再生器の熱源とし、低温再生器には流下液膜式再生凝縮器またはプール加熱方式再生器を適用する構成である。
【発明の効果】
【０００７】
本発明による二重効用吸収式冷熱発生・出力装置は、以上のように構成されているため、次のような効果を得ることができる。
（１）、揮発性二次冷媒冷熱出力方式は、循環揮発性二次冷媒の潜熱を利用して冷熱出力をなされるため、循環揮発性二次冷媒の圧損による温度変化を小さく抑えられるように設計でき、これにより、冷熱出力時に蒸発器部の冷熱発生温度を高く設定できる。
（２）、蒸発器部冷熱発生温度が高く設定できるため、冷媒蒸気と吸収液との気液平衡関係により、吸収器部吸収操作温度一定の条件下において再生済吸収液の濃度を低く設定でき、これにより再生器部または高温再生器部の吸収液再生操作温度を低く設定でき、熱源流体をより低温または低品位まで利用でき、熱源の熱エネルギー利用効率の向上が図れる。
（３）、再生済吸収液濃度を低く設定できることにより、吸収液の結晶現象による運転支障発生の可能性は低くなるかあるいは無くなる。
（４）、蒸発器と空調機のコンパクト化が図られ、所用熱交換器サイズが小さくなり、省材料が図れる。
（５）、循環冷水冷熱出力時に比較的大きい循環冷水動力の代わりに、所要循環二次冷媒動力は極小さく、省エネの効果が顕著である。
（６）、循環冷水装置や膨張タンクは不要である。
（７）、蒸発器熱交換器伝熱管内の定期的清掃は不要である。
すなわち、揮発性二次冷媒の凝縮、蒸発潜熱を利用して冷熱出力をなされるため、蒸発器部の冷熱発生温度を合理的に高く設定でき、これにより最高再生温度の低下と成績係数の向上が図られる。
また、最高再生温度の低下により、熱源流体をより低温または低品位まで利用でき、熱源の熱エネルギー利用効率の向上が図れる。また、蒸発器と空調機のコンパクト化、装置全体のサイズが低減、省材料が図れる。また、所要循環二次冷媒動力は極小さく、省エネの効果が顕著である。さらに、循環冷水装置や膨張タンク不要であり、これにより、蒸発器熱交換器伝熱管内の定期的清掃は不要となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
本発明は、揮発性二次冷媒冷熱出力方式、蒸発器、流下液膜式再生器と流下液膜式再生凝縮器の組み合わせ使用または単独使用により、成績係数の向上及び装置の簡素化を図るようにした二重効用吸収式冷熱発生・出力装置を提供することを目的とする。
【実施例】
【０００９】
以下、図面と共に本発明による二重効用吸収式冷熱発生・出力装置の好適な実施の形態について説明する。
尚、従来例と同一又は同等部分には、同一符号を付して説明する。
本発明は、上述した本発明者の従来の発明、特に揮発性二次冷媒冷熱出力用蒸発器５００を利用して構成した二重効用吸収式冷熱発生・出力装置であり、この実施形態については以下のように詳細に説明する。
図１は、吸収液のシリーズ再生フロー、揮発性二次冷媒冷熱出力方式、蒸発器と流下液膜式再生凝縮器を適用する二重効用吸収式冷熱発生方法と装置の構成例を示す。ここで、高温再生器２には、燃料ガスまたは燃料油直だき再生器を、低温再生器１には流下液膜式再生凝縮器を適用し、凝縮器３、吸収器４と揮発性二次冷媒冷熱出力用の蒸発器５を同胴体１２で収納して構成している。
【００１０】
図１に示した二重効用吸収式冷熱発生装置による冷熱発生・出力は以下のように行われる。
すなわち、希吸収液ポンプ４ｄにより吸収器４から送られる希吸収液４ｇを、低温溶液熱交換器９と高温溶液熱交換器１０において低温再生器１の図８の流下液膜式再生凝縮器２００からの再生済吸収液１ｃと高温再生器２の直だき再生器からのワンステップ再生後吸収液２ｂにより順次に予熱してから、前記直だきの高温再生器２に供給して再生し、そこからのワンステップ再生後吸収液２ｂを高温溶液熱交換器１０において希吸収液４ｇと熱交換させて熱回収を行ってから、前記低温再生器１に供給して再生し、また前記低温再生器１からの再生済吸収液１ｃを低温溶液熱交換器９において希吸収液４ｇと熱交換させて熱回収をしてから吸収器４に戻して蒸発器５からの発生冷媒蒸気の吸収に使用し、その際の吸収熱を冷却水２６により除去する。
また、直だきの高温再生器２からの発生冷媒蒸気２ａを低温再生器１の吸収液再生用熱源にして利用する。
【００１１】
また、流下液膜式再生凝縮器２００からなる低温再生器１において吸収液を加熱して再生する際に生じる冷媒凝縮液を、その顕熱の回収有無に拘わらず、バルブ１３により凝縮器３内にフラッシュさせ、その際の発生冷媒蒸気と前記低温再生器１からの発生冷媒蒸気と共に冷却水２６により冷却する。また前記凝縮器３から冷媒液を蒸発器５に供給して循環冷媒液８ｂと共に蒸発器５の熱交換器伝熱管外壁面に散布し、その蒸発吸熱による発生冷熱により、前記蒸発器伝熱管管内に流される揮発性二次冷媒蒸気を凝縮させる。この様になった揮発性二次冷媒凝縮液５ｄをいったん揮発性二次冷媒のレシーバー６に溜めてから、揮発性二次冷媒液ポンプ６ａにより、空調機７に送り、そこで揮発性二次冷媒液５ｄの蒸発吸熱により空調用空気を冷やして冷熱出力が得られる。またその際の揮発性二次冷媒蒸気５ｃを前記蒸発器５に戻して凝縮させる。
【００１２】
図２は、吸収液再生のパラレルフローと揮発性二次冷媒冷熱出力方式を組み合わせた二重効用吸収式冷熱発生・出力方法と装置の例を示す。ここで、高温再生器２には、燃料ガスまたは燃料油直だき再生器を、低温再生器１には流下液膜式再生凝縮器２００を適用し、凝縮器３、吸収器４と蒸発器５を同胴体１２で収納して構成している。
【００１３】
前述の図２に示した装置構成による冷熱発生・出力は以下のようになされる。
すなわち、希吸収液ポンプ４ｄにより吸収器４から送られる希吸収液４ｇを分流し、それぞれ低温溶液熱交換器９と高温溶液熱交換器１０において低温再生器１の流下液膜式再生凝縮器２００からの再生済吸収液１ｃと高温再生器２の直だき再生器からの再生済吸収液２ｂにより予熱してから前記低温再生器１と前記高温再生器２に供給するかあるいは図３に示した様に、前記希吸収液４ｇを低温溶液熱交換器９において前記低温再生器１からの再生済吸収液１ｃと前記高温再生器２からの高温溶液熱交換器１０を経た再生済吸収液２ｂとの合流吸収液と熱交換させて予熱してから分流し、一部を前記低温再生器１の流下液膜式再生器１００に供給して再生し、一部を前記高温溶液熱交換器１０により予熱してから前記高温再生器２の直だき再生器に供給して再生する。
また、この様に得られた再生済吸収液を吸収器４に戻して蒸発器５からの発生冷媒蒸気の吸収に使用し、その際の吸収熱を冷却水２６により除去する。
また高温再生器２からの発生冷媒蒸気２ａを流下液膜式の低温再生器１の吸収液再生用熱源にして利用する。
また蒸発器３の揮発性二次冷媒出力方法は以上に説明したシリーズフローを適用する二重効用吸収式冷熱発生・出力装置のケースと同様のため、説明を省略する。
尚、図２及び図３の構成において、図１と同一部分には同一符号を付し、その説明は省略している。
【００１４】
図４は、吸収液再生のリバースフローと揮発性二次冷媒冷熱出力方式を組み合わせた二重効用吸収式冷熱発生・出力方法と装置の例を示す。ここで、高温再生器２には、燃料ガスまたは燃料油直だき再生器を、低温再生器１には流下液膜式再生凝縮器２００を適用し、凝縮器３、吸収器４と蒸発器５を同胴体１２で収納して構成している。
【００１５】
図４に示した装置構成による冷熱発生・出力は以下のように行われる。
すなわち、希吸収液ポンプ４ｄにより吸収器４から送られる希吸収液４ｇを、低温溶液熱交換器９において高温再生器２の直だき再生器から送られ、高温溶液熱交換器１０を経た再生後吸収液２ｂと熱交換させて予熱した後、低温再生器１の流下液膜式再生凝縮器２００に供給して再生する。また前記低温再生器１に接続された吸収液ポンプ１１により前記低温再生器１の流下液膜式再生凝縮器２００から送られるワンステップ再生済吸収液１ｃを高温溶液熱交換器１０において高温再生器２の直だき再生器からの再生済吸収液２ｂと熱交換させて予熱してから前記直だき再生器に供給して再生する。この様にして前記直だき再生器からの再生済吸収液を高温溶液熱交換器１０と低温溶液熱交換器９を経て順次熱回収を行ってから吸収器４に戻して蒸発器部からの発生冷媒蒸気の吸収に使用し、その際の吸収熱を冷却水２６により除去する。
【００１６】
また高温再生器２からの発生冷媒蒸気２ａを流下液膜式再生器１００からなる低温再生器１の吸収液再生用熱源として利用する。
また蒸発器３の揮発性二次冷媒出力方法は以上に説明したシリーズフローを適用する二重効用吸収式冷熱発生・出力装置のケースと同様のため、説明を省略する。
尚、図４の構成において、図１と同一部分には同一符号を付し、その説明は省略している。
【００１７】
図５はシリーズ再生フローと揮発性二次冷媒冷熱出力方式適用の二重効用吸収式冷熱発生装置を例にして、請求項１に記載の冷媒凝縮液から熱回収がなされる方法と装置について説明するものである。ただし、ここで高温再生器２に図８に示した流下液膜式再生凝縮器２００を適用している。
【００１８】
前記吸収器４から送られてきた希吸収液４ｇを前記流下液膜式再生凝縮器２００の伝熱管内壁面に分布して膜状に流下させ、この様な流下吸収液膜を管外加熱室に導入される相変化のある熱源流体またはボイラからの高温水蒸気２ｄにより加熱して再生する。ここで、吸収器４からの希吸収液は低温溶液熱交換器９において低温再生器１からのワンステップ再生済吸収液１ｃにより予熱してから、希吸収液／冷媒液熱交換器９ａに送られ、そこで低温再生器１からの冷媒凝縮液１ｂにより再予熱してから低温再生器１に供給して再生する。尚、図５において、図１と同一部分には同一符号を付し、その説明は省略する。
【００１９】
図６はシリーズ再生フローと揮発性二次冷媒冷熱出力方式適用の二重効用吸収式冷熱発生装置を例にして、請求項２に記載の冷媒凝縮液から熱回収を行う方法と装置について説明するものである。ただし、ここで高温再生器２に図７に示した流下液膜式再生器１００を適用している。
前記吸収器４から送られた希吸収液４ｇを前記流下液膜式再生器１００の所有伝熱管内壁面に分布して膜状に流下させ、この様な流下吸収液膜を管外加熱室に導入される相変化のない熱源流体または排熱２ｃにより加熱して再生する。
【００２０】
低温再生器１の冷媒凝縮液からの熱回収は以下のようになされる。
すなわち、前記吸収器４からの希吸収液４ｇを分流して低温溶液熱交換器９と希吸収液／冷媒液熱交換器９ａにおいてそれぞれ前記低温再生器１の流下液膜式再生凝縮器２００からのワンステップ再生後吸収液１ｃと冷媒凝縮液１ｂと熱交換させ、また希吸収液／冷媒液熱交換器９ａを出た希吸収液を、低温溶液熱交換器９を出た主流の希吸収液に合流させ、この様にして低温再生器１からの冷媒凝縮液１ｂより熱回収を行う。
【００２１】
以上で説明した低温再生器１からの冷媒凝縮液からの熱回収の例は前述のパラレルフローやリバースフローを適用する二重効用吸収式冷熱発生・出力装置にも適用することが容易に分かるので、その説明を省略する。
また本発明の揮発性二次冷媒冷熱出力方式を適用する二重効用吸収式冷熱発生装置は低温再生器１にも高温再生器２にもプール加熱方式の再生器が適用できることが容易に分かるので、これについての説明も省略する。尚、図６において、図１と同一部分については同一符号を付し、その説明は省略する。
【００２２】
図７は、吸収液の再生過程にわたって相変化のない高温排熱を吸収液の再生に利用する前記流下液膜式再生装置１００の構成について説明するものである。
まず、図７に示した様に、本発明の流下液膜式再生装置１００は、縦型筒状の胴体４０を上仕切板４１と下仕切板４２により区切って形成される吸収液分配室３０、加熱室３５と気液分離室３８を備えている。
前記吸収液分配室３０は、前記胴体４０の上部と上仕切板４１との間の空間より形成され、吸収液導入部３１、前記吸収液を吸収液プール４２内に散液するための散液器４３、前記吸収液を伝熱管３４の管束３４Ａの各管内に均等の流量で分配すること及び管内壁面に膜状に分布する機能を有する流下液分配器５０が設けられている。
【００２３】
また、前記加熱室３５が、上仕切板４１、下仕切板４２及び胴体４０で囲まれる空間より形成され、熱源流体である高温排熱や高温水と流下吸収液膜との熱交換部を形成する伝熱管３４の管束３４Ａ、排熱導入部３６と排熱導出部３２とを備え、伝熱管３４の管外加熱側流路に複数のじゃま板３３が所要の間隔で千鳥状に設けられている。そのため、前記排熱導入部３６と前記排熱導出部３２をそれぞれ前記加熱室３５の下端部と上端部に設けている。また、下仕切板４２と吸収液導出部３９間には気液分離室３８が形成され、発生冷媒蒸気導出部３７が形成されている。
【００２４】
前記流下液分配器５０には、吸収液は吸収液プール４２からこの間隙流路部４１により容易に伝熱管３４の管内壁面に膜状に分布されて流下する。また各々の伝熱管３４に設置される流下液分配器５０が同じ形状のため、同じ液位差により各伝熱管３４に分配される要再生の吸収液の流量は同一である。
【００２５】
次に、前述の構成において、吸収液分配室３０内において要再生の吸収液、例えば希吸収液が散液器４３より吸収液プール４２に散布された後、流下液分配器５０により伝熱管３４の管内壁面に分布されて流下液膜状に流下し、その際、加熱室３５に導入される相変化のない、例えば、ガス状高温排熱からなる熱源流体により加熱されてその中から冷媒成分が蒸発していく。また伝熱管３４の底部を出た再生後の吸収液は下方の吸収液貯室５１に入っていったん溜まる。また、伝熱管３４底部を出た冷媒蒸気は、その中の飛沫がエリミネータ３７ａにより捕獲されて発生冷媒蒸気導出部３７より導出される。
【００２６】
また、前記流下液膜式再生凝縮器２００は、図８に示されるように相変化のある熱源流体又は高温水蒸気を用いて構成され、図７と同一部分には同一符号を付して説明する。
図８に示した様に、本発明の流下液膜式再生凝縮装置２００は、要再生吸収液（または希吸収液）を伝熱管３４の内壁面に分布させて膜状に流下させながら、伝熱管３４の管外流路から凝縮性熱源流体を提供して伝熱管３４の壁を通じて加熱し、この様な吸収液膜中の冷媒を液位差の影響を受けない条件下で蒸発させ、前記流下吸収液膜を再生し、基本的に、縦型筒状の胴体４０を上仕切板４１、下仕切板４２により区切って形成される吸収液分配室３０、加熱室３５及び気液分離室３８を有するものである。
【００２７】
また、前記吸収液分配室３０が、胴体４０の上部と上仕切板４１との間の空間より形成され、吸収液導入部３１、前記要再生吸収液を伝熱管３４の管束３４Ａの管内壁面に散液するための散液器４３、吸収液プール４２、前記プール４２内の要再生吸収液を各伝熱管３４の各管内に均等の流量で分配すると共に前記各伝熱管３４の各管内壁面に膜状に分布する機能を有する流下液分配器５０を備えている。また、散液器４３は吸収液プール４２上方の胴体４２内に設置され、その吸収液導入部３１は胴体４０を貫通して設けられている。
【００２８】
また、前記胴体４０の中部の加熱室３５は、前記上仕切板４１、下仕切板４２の間で胴体４０で囲まれる空間により形成され、加熱用の凝縮性熱源流体と吸収液膜との熱交換部を形成する伝熱管３４の管束３４Ａ、凝縮性の熱源流体導入部６０と凝縮液導出部６１ａ付き凝縮液貯室６１を備えている。また、前記熱源流体導入部６０と凝縮液貯室６１はそれぞれ前記加熱室３５の胴体４０の上端部側と下端部に設けられている。
【００２９】
また、前記下仕切板４２の下方には気液分離室３８が形成され、この気液分離室３８の側部には、エリミネータ３７ａ付きエントレ防止装置３７Ａと発生冷媒蒸気導出部３７とが設けられている。
【００３０】
従って、要再生吸収液は前記吸収液分配室３０の散液器４３より前記吸収液分配室３０内の吸収液プール４２に散布された後、流下液分配器５０により各伝熱管３４の管内壁面に膜状に分布されて流下し、その際加熱室３５に導入される加熱用の凝縮性熱源流体６０ａにより加熱され、その中から冷媒成分が蒸発していく。また伝熱管３４の底部を出た再生後の吸収液５１ａは下方の吸収液貯室５１に入っていったん溜まる。また、前記伝熱管３４の底部を出た冷媒蒸気は、前記エントレ防止装置３７Ａに入り、その持っている飛沫がエリミネータ３７ａにより捕獲されて発生冷媒蒸気導出部３７より下流側の図示しない低温再生器部または凝縮器部に導入される。
また、伝熱管３４の構成材料としては、銅系材またはキュプロニッケル材が好適である。
【産業上の利用可能性】
【００３１】
本発明は、二重効用吸収冷凍機に関して揮発性二次冷媒冷熱出力方式、蒸発器、流下液膜式再生器及び流下液膜式再生凝縮器の組合せ使用又は単独使用により、成績係数の向上及び簡素化のために適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本発明による二重効用吸収式冷熱発生・出力装置を示す構成図である。
【図２】図１の他の形態を示す構成図である。
【図３】図２の他の形態を示す構成図である。
【図４】図１の他の形態を示す構成図である。
【図５】図１の他の形態を示す構成図である。
【図６】図５の他の形態を示す構成図である。
【図７】本発明に使用される流下液膜式再生器を示す構成図である。
【図８】本発明に使用される流下液膜式再生凝縮器を示す構成図である。
【図９】従来の揮発性二次冷媒冷熱出力装置の構成図である。
【図１０】従来の揮発性二次冷媒冷熱出力用蒸発器の構成図である。
【図１１】従来の揮発性二次冷媒冷熱出力用空調機の構成図である。
【符号の説明】
【００３３】
１    低温再生器（流下液膜式再生凝縮器、プール加熱方式再生器適用）
１ａ    低温再生器からの発生冷媒蒸気
１ｂ    冷媒凝縮液
１ｃ    低温再生器からのワンステップ再生後吸収液（リバースフロー）または再生済吸収液（シリーズフローまたはパラレルフロー）
２    高温再生器（直だき再生器、流下液膜式再生器、流下液膜式再生凝縮器、プール加熱方式再生器適用）
２ａ    高温再生器からの発生冷媒蒸気
２ｂ    高温再生器からのワンステップ再生後吸収液（シリーズフロー）または再生済吸収液（リバースフローまたはパラレルフロー）
３    凝縮器
４    吸収器
４ａ    循環希吸収液ポンプ
４ｂ    希吸収液貯室
４ｄ    希吸収液ポンプ
４ｅ    循環希吸収液
４ｆ    再生済吸収液
４ｇ    希吸収液
５    揮発性二次冷媒冷熱出力用の蒸発器
５ａ    循環冷媒液ポンプ
５ｂ    冷媒貯室
５ｃ    揮発性二次冷媒蒸気
５ｄ    揮発性二次冷媒凝縮液
６    レシーバー
６ａ    揮発性二次冷媒液ポンプ
７    空調機
８    Ｕ字管
８ａ    凝縮器からの冷媒凝縮液
８ｂ    循環冷媒液
９    低温溶液熱交換器
９ａ    希吸収液／冷媒液熱交換器
１０    高温溶液熱交換器
１１    吸収液ポンプ
１２    胴体
１３    バルブ
２０    凝縮器・吸収器・蒸発器ユニット装置
２６    冷却水
１００    流下液膜式再生器
２００    流下液膜式再生凝縮器
３１    吸収液導入部
３２    排熱導出部
３３    じゃま板
３４    伝熱管
３４Ａ    伝熱管管束
３５    加熱室
３６    排熱導入部
３７    発生冷媒蒸気導出部
３７ａ    エリミネータ
３７Ａ    エントレ防止装置
３８    気液分離室
３９    吸収液導出部
４０    胴体
４１    上仕切板
４１ａ    下仕切板
４２    吸収液プール
４３    散液器
５０    流下液分配器
５１    吸収液貯室
５１ａ    再生後吸収液
６０    高温水蒸気導入部
６１ａ    凝縮液導出部
５００    揮発性二次冷媒冷熱発生・出力装置
５０１    揮発性二次冷媒冷熱出力用蒸発器
５０３    揮発性二次冷媒液ポンプ
６００    揮発性二次冷媒冷熱出力用蒸発器
６０１    プレートチューブ伝熱管
６０２    管内流体初期分配器
６０３    管内流体サブ分配器
６０４    管外流体サブ分配装置
６０５    出口ヘッダー
７００    空調器熱交換器
７０１    プレートフィン
７０２    伝熱管
７０３    揮発性二次冷媒液
【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】
0004566919.tif 000009
【図９】
0004566919.tif 000010
【図１０】
0004566919.tif 000011
【図１１】
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