(57)【要約】【課題】合理的な構成の採用により、安価にして吸収液が混入した冷媒を除去できるようにする。【解決手段】蒸発器３の下部側に、冷媒液を溜める冷媒液溜め２３を設け、吸収器４の下部側に、吸収液を溜める吸収液溜め２４を設ける。冷媒液溜め２３と吸収液溜め２４とにわたって、蒸発器３内の余剰冷媒液の液面が設定レベル以上に増加したときに余剰冷媒液を吸収器４側に排出するオーバーフロー管２５を設ける。オーバーフロー管２５の冷媒液導入側端部２５ａを冷媒液溜め２３の底部に近い箇所に配置し、かつ、オーバーフロー管２５およびその冷媒液排出端２５ｂを、定常運転状態での冷媒液溜め２３内の冷媒液の液面レベルよりも低い位置に配置する。これにより、余剰冷媒液が冷媒液溜め２３からあふれ出す前に、冷媒液溜め２３の底部に滞留しやすい吸収液の混入した冷媒液を優先的に吸収器４側に排出する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
冷媒を含んだ吸収液を加熱して冷媒を再生する再生器と、前記再生器で再生・蒸発した冷媒を凝縮液化する凝縮器と、前記凝縮器で凝縮液化された冷媒液を蒸発する蒸発器と、前記再生器からの吸収液に前記蒸発器からの冷媒蒸気を吸収させる吸収器と、前記蒸発器の下部側に設けられて冷媒液を溜める冷媒液溜めと、前記吸収器の下部側に設けられて吸収液を溜める吸収液溜めと、を備えた吸収式冷凍機において、
前記冷媒液溜めと前記吸収液溜めとにわたって、前記蒸発器内の余剰冷媒液の液面が設定レベル以上に増加したときに余剰冷媒液を前記吸収器側に排出するオーバーフロー管を設け、かつ、前記オーバーフロー管の冷媒液導入側端部を前記冷媒液溜めの底部に近い箇所に配置してあることを特徴とする吸収式冷凍機。
【請求項２】
請求項１に記載の吸収式冷凍機において、
冷媒液溜めと吸収液溜めとを仕切るオーバーフロー堰を設け、オーバーフロー管およびその冷媒液排出端を、前記オーバーフロー堰の上端よりも低い位置に配置してある吸収式冷凍機。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の吸収式冷凍機において、
冷媒液溜め内に、凝縮器からの冷媒液供給口の下方相当箇所を分離する分離液溜めを設け、前記分離液溜めの底部にオーバーフロー管の冷媒液導入側端部を設けてある吸収式冷凍機。
【請求項４】
請求項１、請求項２、請求項３のいずれかに記載の吸収式冷凍機において、
オーバーフロー管に、冷媒液溜めの底部に近い箇所での比重が設定値よりも大きくなったときの浮力によって開くフロート弁を付設してある吸収式冷凍機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、冷媒を含んだ吸収液を加熱して冷媒を再生する再生器と、再生器で再生・蒸発した冷媒を凝縮液化する凝縮器と、凝縮器で凝縮液化された冷媒液を蒸発する蒸発器と、再生器からの吸収液に蒸発器からの冷媒蒸気を吸収させる吸収器と、蒸発器の下部側に、冷媒液を溜める冷媒液溜めを設けるとともに、吸収器の下部側に、吸収液を溜める吸収液溜めを設けた吸収式冷凍機に関する。
【背景技術】
【０００２】
吸収式冷凍機では、例えば、二重効用吸収式冷凍機では、低温再生器で吸収液の一部が凝縮器に飛散して冷媒に吸収液が混入するなど、吸収液が混入した冷媒が蒸発器に流入することがあった。冷媒に吸収液が混入すると、蒸発器での冷媒の蒸発量が低下して冷凍能力が低下する。このため、従来では、蒸発器の下部の冷媒液溜めから上部に冷媒液を戻す冷媒液配管と、吸収器から冷媒を吸収した希吸収液を再生器に供給する希吸収液配管とにわたって、手動あるいは電動の冷媒ブロー弁を介装した冷媒ブロー配管を接続しておき、その冷媒ブロー弁を開けて冷媒液溜めの冷媒液を吸収液側に排出した後に、冷媒ブロー弁を閉めて冷媒液溜めに冷媒を蓄えるという操作を繰り返し、吸収液が混入した冷媒を希釈して混入した吸収液を除去するようにしていた。
ところが、冷媒を希釈するまでに弁の開閉操作を何度も繰り返さなければならず、吸収液の除去に手間を要するとともに、コストおよび時間がかかる不都合があった。
【０００３】
上記不都合を解消するために、従来、次のようなものが提案されている。
（１）第１従来例
二重効用吸収式冷凍機において、蒸発器の上部に、冷媒を散布する冷媒スプレダクトを設け、その冷媒スプレダクトと蒸発器の底部とを冷媒ポンプを設けた冷媒スプレ管を介して連通接続する。冷媒スプレ管の途中箇所に冷媒管を連通接続し、その冷媒管を吸収器にわたらせるとともに、冷媒配管に電磁弁を設け、冷媒タンク内に、比重１．１以上になると浮くフロートスイッチを設ける。冷媒に溶液が混入して冷媒比重が大きくなるとフロートスイッチが浮き、スイッチオンすることにより電磁弁を開き、冷媒タンク内の冷媒を冷媒ポンプにより冷媒管および電磁弁を通じて吸収器に移送するように構成されている（特許文献１参照）。
【０００４】
（２）第２従来例
蒸発器の底部と吸収器とにわたって冷媒ブロー配管を設けるとともに、冷媒ブロー配管に自動弁を設ける。低温再生器の凝縮冷媒測定用の導電率センサーと凝縮器液冷媒測定用の導電率センサーとで蒸発器に流入する前の液冷媒の導電率を測定し、制御装置で演算することにより、液冷媒の純度低下を感知する。制御装置で演算の結果、蒸発器の液冷媒純度が低下し蒸発作用が低下する所定の導電率になったことを感知したとき、制御装置からの信号により自動弁を開き、冷媒ブロー配管を通じて液冷媒を吸収器に流入し、溶液ポンプで高温再生器に送り、再精製するように構成されている（特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平５−９３５５５号公報
【特許文献２】特開平１０−１７６８７１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上述第１従来例の場合であれば、フロートスイッチと電磁弁、ならびに、それらを電気的に連係する構成が必要であり、一方、第２従来例の場合であれば、ふたつの導電率センサーと制御装置と自動弁、ならびに、それらを電気的に連係する構成が必要であり、いずれにおいても高価になる不都合があった。
【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、請求項１に係る発明は、合理的な構成の採用により、安価にして吸収液が混入した冷媒液を除去できるようにすることを目的とし、請求項２に係る発明は、冷媒の不必要な排出を回避して吸収液が混入した冷媒液を良好に除去できるようにすることを目的とし、請求項３に係る発明は、一層合理的な構成によって吸収液が混入した冷媒液をより良好に除去できるようにすることを目的とし、請求項４に係る発明は、吸収液が混入した冷媒液をより良好に除去できるようにすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
請求項１に係る発明は、上述のような目的を達成するために、
冷媒を含んだ吸収液を加熱して冷媒を再生する再生器と、前記再生器で再生・蒸発した冷媒を凝縮液化する凝縮器と、前記凝縮器で凝縮液化された冷媒液を蒸発する蒸発器と、前記再生器からの吸収液に前記蒸発器からの冷媒蒸気を吸収させる吸収器と、前記蒸発器の下部側に設けられて冷媒液を溜める冷媒液溜めと、前記吸収器の下部側に設けられて吸収液を溜める吸収液溜めと、を備えた吸収式冷凍機において、
前記冷媒液溜めと前記吸収液溜めとにわたって、前記蒸発器内の余剰冷媒液の液面が設定レベル以上に増加したときに余剰冷媒液を前記吸収器側に排出するオーバーフロー管を設け、かつ、前記オーバーフロー管の冷媒液導入側端部を前記冷媒液溜めの底部に近い箇所に配置して構成する。
【０００９】
（作用・効果）
請求項１に係る発明の吸収式冷凍機の構成によれば、冷媒に吸収液が混入した場合、吸収液の比重が大きく、吸収液の混入した冷媒液が冷媒液溜めの底部に滞留することに着目し、蒸発器内の余剰冷媒液の液面が設定レベル以上に増加したときに、冷媒液導入側端部からオーバーフロー管を通じて、冷媒液溜めの底部に滞留しやすい吸収液の混入した冷媒液を優先的に吸収器側に排出することができる。
したがって、冷媒液溜めと吸収液溜めとにわたってオーバーフロー管を設けるだけでありながら、その冷媒液導入側端部を冷媒液溜めの底部に近い箇所に配置するという合理的な構成を採用することにより、従来のような電気的なスイッチや電磁弁とか、導電率センサーや制御装置や自動弁、更にはそれらの電気的な連係構成を備えずに、吸収液の混入した冷媒液を吸収器側に排出でき、簡単な構成で安価にして、吸収液が混入した冷媒液を除去できる。
【００１０】
請求項２に係る発明は、前述のような目的を達成するために、
請求項１に記載の吸収式冷凍機において、
冷媒液溜めと吸収液溜めとを仕切るオーバーフロー堰を設け、オーバーフロー管およびその冷媒液排出端を、前記オーバーフロー堰の上端よりも低い位置に配置して構成する。
【００１１】
（作用・効果）
請求項２に係る発明の吸収式冷凍機の構成によれば、冷媒液溜めに溜まった余剰冷媒液をオーバーフロー堰より低い位置でオーバーフロー管を通じて吸収器側に排出することができるので、オーバーフロー堰を越えて余剰冷媒液が冷媒液溜めからあふれ出す前に、冷媒液溜めの底部に滞留しやすい吸収液の混入した冷媒液を優先的に吸収器側に排出することができる。
したがって、オーバーフロー堰を越えて余剰冷媒液が不必要に排出することを回避して、吸収液が混入した冷媒液を良好に除去できる。
【００１２】
請求項３に係る発明は、前述のような目的を達成するために、
請求項１または請求項２に記載の吸収式冷凍機において、
冷媒液溜め内に、凝縮器からの冷媒液供給口の下方相当箇所を分離する分離液溜めを設け、前記分離液溜めの底部にオーバーフロー管の冷媒液導入側端部を設けて構成する。
【００１３】
（作用・効果）
請求項３に係る発明の吸収式冷凍機の構成によれば、例えば、二重効用吸収式冷凍機では、低温再生器で吸収液の一部が凝縮器に飛散して冷媒に吸収液が混入するなどといったように、凝縮器から蒸発器に冷媒が供給される前に吸収液が冷媒に混入することに着目し、凝縮器からの冷媒液供給口の下方に設けた分離液溜めに吸収液の混入した冷媒液を効果的に溜め、その分離液溜めの底部から吸収液の混入した冷媒液を吸収器側に排出することができる。
したがって、分離液溜めを設けて吸収液の混入した冷媒液を効果的に溜め、その分離液溜めの底部から排出するという一層合理的な構成によって吸収液が混入した冷媒液をより良好に除去できる。
【００１４】
請求項４に係る発明は、前述のような目的を達成するために、
請求項１、請求項２、請求項３のいずれかに記載の吸収式冷凍機において、
オーバーフロー管に、冷媒液溜めの底部に近い箇所での比重が設定値よりも大きくなったときの浮力によって開くフロート弁を付設して構成する。
設定値としては、冷媒中に吸収液が４％程度混入した場合の比重を設定すれば良い。水を冷媒とし、臭化リチウム溶液を吸収液とする場合であれば、１．０２をやや超える値になる。
【００１５】
（作用・効果）
請求項４に係る発明の吸収式冷凍機の構成によれば、冷媒液に吸収液が混入して冷媒液溜めの底部に近い箇所での比重が設定値よりも大きくなると、浮力によってフロート弁が自動的に開き、分離液溜めの底部から吸収液の混入した冷媒液を吸収器側に排出することができる。
したがって、電気的な連係構成によらずに、吸収液の混入に伴う浮力を利用し、吸収液が設定量以上に混入したときに吸収液の混入した冷媒液を吸収器側に排出するから、吸収液が混入した冷媒液をより良好に除去できる。
【発明の効果】
【００１６】
以上の説明から明らかなように、請求項１に係る発明の吸収式冷凍機によれば、冷媒に吸収液が混入した場合、吸収液の比重が大きく、吸収液の混入した冷媒液が冷媒液溜めの底部に滞留することに着目し、蒸発器内の余剰冷媒液の液面が設定レベル以上に増加したときに、冷媒液導入側端部からオーバーフロー管を通じて、冷媒液溜めの底部に滞留しやすい吸収液の混入した冷媒液を優先的に吸収器側に排出することができる。
したがって、冷媒液溜めと吸収液溜めとにわたってオーバーフロー管を設けるだけでありながら、その冷媒液導入側端部を冷媒液溜めの底部に近い箇所に配置するという合理的な構成を採用することにより、従来のような電気的なスイッチや電磁弁とか、導電率センサーや制御装置や自動弁、更にはそれらの電気的な連係構成を備えずに、吸収液の混入した冷媒液を吸収器側に排出でき、簡単な構成で安価にして、吸収液が混入した冷媒液を除去できる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明に係る吸収式冷凍機の実施例１を示す全体構成図である。
【図２】本発明に係る吸収式冷凍機の実施例２を示す要部の構成図である。
【図３】本発明に係る吸収式冷凍機の実施例３を示す要部の構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
次に、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明する。
【実施例１】
【００１９】
図１は、本発明に係る吸収式冷凍機の実施例１を示す全体構成図であり、水を冷媒、臭化リチウム溶液を吸収液とした作動流体により動作するように構成されており、冷媒を含んだ吸収液を加熱して冷媒を再生する低温再生器１と、再生・蒸発した冷媒を凝縮液化する凝縮器２とが、互いに連通する状態で設けられている。
【００２０】
低温再生器１および凝縮器２の下方に、蒸発器３と吸収器４とが互いに連通する状態で設けられている。
凝縮器２と蒸発器３とが第１の冷媒液配管５を介して接続され、凝縮器２で凝縮液化された冷媒液を蒸発器３に供給するように構成されている。
【００２１】
蒸発器３の上部に冷媒液散布ノズル６が設けられ、その冷媒液散布ノズル６と蒸発器３の下部とが、冷媒液ポンプ７を介装した第２の冷媒液配管８を介して接続されるとともに、冷媒液散布ノズル６の下方に冷水取出し管９が設けられ、吸収器４による冷媒吸収により冷媒を蒸発するとともに、その蒸発に伴う蒸発潜熱により冷水を冷却して取出すように構成されている。
吸収器４から凝縮器２にわたって、クーリングタワー（図示せず）からの冷却水配管１０が設けられている。
【００２２】
吸収器４と高温再生器１１とが、第１の吸収液ポンプ１２を介装した希吸収液配管１３を介して接続されている。希吸収液配管１３に、低温溶液熱交換器１４および高温溶液熱交換器１５が介装されている。
低温再生器１と吸収器４の上部に設けた吸収液散布ノズル１６とが、低温溶液熱交換器１４を介装した第１の濃吸収液配管１７を介して接続され、低温再生器１で冷媒を再生分離した吸収液の濃度が高い濃吸収液を吸収器４に供給するようになっている。
高温再生器１１と低温再生器１とが、高温溶液熱交換器１５を介装した第２の濃吸収液配管１８を介して接続され、高温再生器１１で冷媒を再生分離した吸収液の濃度が高い濃吸収液を低温再生器１に供給するようになっている。
【００２３】
高温再生器１１にバーナ１９が設けられ、高温再生器１１の上部と凝縮器２とが、低温再生器１内の冷媒を加熱蒸発可能な状態で設けられた蒸気配管２０を介して接続されている。すなわち、蒸気配管２０内を流れる蒸気が低温再生器１の加熱源となるように構成されている。
【００２４】
冷媒蒸気の導入路を形成するエリミネータ２１の下方箇所にオーバーフロー堰２２が設けられ、オーバーフロー堰２２で仕切られた蒸発器３の下部側には冷媒液を溜める冷媒液溜め２３が、そして、吸収器４の下部側には吸収液を溜める吸収液溜め２４がそれぞれ設けられている。
【００２５】
冷媒液溜め２３と吸収液溜め２４とにわたって、蒸発器３内の余剰冷媒液の液面が設定レベル以上に増加したときに余剰冷媒液を吸収器４側に排出するオーバーフロー管２５が設けられている。
オーバーフロー管２５の冷媒液導入側端部２５ａが冷媒液溜め２３の底部に近い箇所に配置され、かつ、オーバーフロー管２５およびその冷媒液排出端２５ｂが、定常運転状態での冷媒液溜め２３内の冷媒液の液面レベルよりも低い位置に配置されている。
【００２６】
上記構成により、冷媒液溜め２３に溜まった余剰冷媒液をオーバーフロー堰２２より低い位置でオーバーフロー管を通じて吸収器側に排出することができるので、オーバーフロー堰２２を越えて余剰冷媒液が冷媒液溜め２３からあふれ出す前に、オーバーフロー管２５を通じて、冷媒液溜め２３の底部に滞留しやすい吸収液の混入した冷媒液を優先的に吸収器４側に排出することができる。
【実施例２】
【００２７】
図２は、本発明に係る吸収式冷凍機の実施例２を示す要部の構成図であり、実施例１と異なるところは、次の通りである。
すなわち、冷媒液溜め２３内に、第１の冷媒液配管５を接続した凝縮器２からの冷媒液供給口３１の下方相当箇所を分離するように分離液溜め３２が設けられ、分離液溜め３２と吸収液溜め２４とにわたって、蒸発器３内の余剰冷媒液の液面が設定レベル以上に増加したときに余剰冷媒液を吸収器４側に排出するオーバーフロー管３３が設けられている。
オーバーフロー管３３の冷媒液導入側端部３３ａが分離液溜め３２の底部に近い箇所に配置されている。他の構成は実施例１と同じであり、同一図番を付すことによりその説明は省略する。
【００２８】
低温再生器１で吸収液の一部が凝縮器２に飛散して冷媒に吸収液が混入するなどといったように、蒸発器３に冷媒が供給される前に吸収液が冷媒に混入するものであり、上記実施例２の構成により、凝縮器２から冷媒液供給口３１を通じて供給される吸収液が混入した冷媒を分離液溜め３２に効果的に溜め、その分離液溜め３２の底部から吸収液の混入した冷媒液を吸収器４側に排出することができる。
【実施例３】
【００２９】
図３は、本発明に係る吸収式冷凍機の実施例３を示す要部の構成図であり、実施例１と異なるところは、次の通りである。
すなわち、オーバーフロー管２５に、冷媒液溜め２３の底部に近い箇所での比重が設定値よりも大きくなったときの浮力によって開くフロート弁４１が付設されている。
フロート弁４１は、弁体４２に一体の弁棒４３にアーム４４を介してフロート４５を一体回転可能に連動連結して構成されている。図中４６は、弁体４２の外周縁に当接して弁体４２を全閉位置に維持させる弁体ガイドを示している。
フロート４５としては、比重が１．０２以下では沈み、１．０２を超えると浮くように設定されている。他の構成は実施例１と同じであり、同一図番を付すことによりその説明は省略する。
【００３０】
上記構成により、冷媒液に吸収液が混入して冷媒液溜め２３の底部に近い箇所での比重が１．０２よりも大きくなると、浮力によってフロート弁４１が自動的に開き、冷媒液溜め２３の底部から吸収液の混入した冷媒液を吸収器４側に排出することができる。
【００３１】
上記実施例３の構成は、実施例２のオーバーフロー管３３にも適用できる。
また、実施例２の構成と実施例３の構成の両方を備えさせ、冷媒液溜め２３の分離液溜め３２以外の箇所においては、フロート弁４１を備えたオーバーフロー管２５を設け、主として、吸収液の混入した冷媒液が溜まりやすい分離液溜め３２の底部から吸収液の混入した冷媒液を吸収器４側に排出しながら、冷媒液溜め２３の分離液溜め３２以外の箇所に吸収液の混入した冷媒液が設定量溜まったときには、フロート弁４１を自動的に開いて、そこに溜まった吸収液の混入した冷媒液を冷媒液溜め２３の底部から吸収器４側に排出するように構成しても良い。
【００３２】
上述実施例では、低温再生器１と高温再生器１１とを設けた二重効用吸収式冷凍機を示しているが、本発明としては、１個の再生器を設ける単効用吸収式冷凍機や３個の再生器を設ける三重効用吸収式冷凍機にも適用できる。
また、再生器の加熱源としては、エンジンや燃料電池から発生する排熱や太陽熱で得られる温水を利用するなど各種のものを用いることができる。
【符号の説明】
【００３３】
１…低温再生器（再生器）
２…凝縮器
３…蒸発器
４…吸収器
１１…高温再生器（再生器）
２３…冷媒液溜め
２４…吸収液溜め
２５…オーバーフロー管
２５ａ…冷媒液導入側端部
２５ｂ…冷媒液排出端
３１…冷媒液供給口
３２…分離液溜め
３３…オーバーフロー管
３３ａ…冷媒液導入側端部
４１…フロート弁
【図１】
2013217511.tif 000003
【図２】
2013217511.tif 000004
【図３】
2013217511.tif 000005