(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
排熱源の熱により加熱された熱媒の熱によって稀溶液を加熱する再生器と、前記再生器で生成した冷媒蒸気を冷却して液化する凝縮器と、二次冷媒が通流する伝熱管に前記凝縮器で液化した冷媒を滴下または散布して蒸発させることにより前記二次冷媒を冷却する蒸発器と、該蒸発器で生成された冷媒蒸気を濃溶液に吸収させる吸収器と、前記再生器に供給される前記熱媒を補助加熱する補助加熱手段とを有する吸収式冷凍機において、
前記再生器は、前記熱媒が通流する伝熱管の上方から滴下または散布された前記稀溶液が前記伝熱管の外側表面を流下することにより前記加熱された熱媒の熱で前記稀溶液を加熱するように形成され、
さらに、前記蒸発器で冷却された二次冷媒の温度を検出する温度検出手段と、該温度検出手段で検出した二次冷媒の温度に応じて該補助加熱手段の駆動を制御する制御手段とを有し、
該制御手段は、二次冷媒の温度が予め設定した温度範囲の上限以上に上昇した場合は前記補助加熱手段を駆動し、二次冷媒の温度が前記温度範囲の下限以上に低下した場合は前記補助加熱手段を停止するように形成されてなることを特徴とする吸収式冷凍機。
【請求項２】
請求項1において、
さらに、前記凝縮器で液化した冷媒を前記蒸発器の伝熱管に滴下または散布する冷媒液量を制御する冷媒液流量調整弁を設け、前記制御手段は、前記補助加熱手段を停止させても二次冷媒の温度が低下する場合は前記冷媒液流量調整弁を開方向に制御することを特徴とする吸収式冷凍機。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、吸収式冷凍機に係り、特に、加熱された熱媒の熱により稀溶液を加熱する再生器を有する熱媒焚きの吸収式冷凍機に関する。
【０００２】
【従来の技術】
エンジン、燃料電池、工業排熱、地熱、温泉などの様々な排熱源からの排熱を利用する再生器を備えた熱媒焚きの吸収式冷凍機では、従来、排熱源からの排熱の温度が変動し、熱媒の温度が変動することによって、吸収式冷凍機が２次冷媒を所望の温度に冷却できなくなるのを防ぐため、熱媒の温度を検出し、検出した熱媒の温度を所定の温度、例えば８５℃といった高い温度以上に保つようにしている。そして、排熱源からの排熱の温度が変動した場合に、熱媒の温度をこのような所定の高温以上に保つために、熱媒の流路にボイラなどからなる補助加熱手段を備えており、検出した熱媒の温度に応じて補助加熱手段を駆動して排熱源の温度変動により不足した熱量を補っている。
【０００３】
このような従来の熱媒焚きの吸収式冷凍機では、熱媒温度が前述のような所定の高温以上に保たれていることから、この所定の高温以上の温度に加熱された熱媒と稀溶液との熱交換効率を向上するため、プール沸騰式の再生器を用いている。プール沸騰式の再生器は、特開平９−２６４６３４号公報などに記載されているように、稀溶液が溜まる槽内に熱媒が通流する伝熱管を配設し、この伝熱管が槽内に溜まっている稀溶液に浸るようにし、伝熱管内を通流する熱媒の熱で槽内に溜まっている稀溶液を加熱するものである。また、プール沸騰式の再生器の伝熱管は、槽内に溜まる稀溶液の液深に対応した高さになるようなコイル状に形成したものや、直線状の管を縦方向に数段積層したものなどを用いている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
このような従来の吸収式冷凍機に用いられているプール沸騰式の再生器では、再生器の槽内に溜まっている稀溶液の液深が深くなるに連れて稀溶液にかかる圧力が高くなる。したがって、稀溶液の液深が稀溶液の沸騰に影響することになり、稀溶液の液深が深くなるに連れて、熱媒の熱による稀溶液の加熱効率が低下してしまう。このように稀溶液の液深が深くなるに連れて、熱媒の熱による稀溶液の加熱効率が低下してしまうことから、再生器内の稀溶液の液深は、できるだけ浅くする必要がある。
【０００５】
しかし、再生器内の稀溶液の液深を浅くすると、その液深に応じて伝熱管の高さを低くする必要があるため、伝熱管のコイル状部の巻数を減らしたり、縦方向に積層された管の本数を減らすことになる。そして、伝熱管のコイル状部の巻数を減らしたり、縦方向に積層された管の本数を減らすことによって減少する伝熱面積、つまり稀溶液と伝熱管との接触面積を補うため、コイルの径を大きくしたり、伝熱管の横方向に並ぶ管の本数を増加したりする必要が生じる。したがって、従来の吸収式冷凍機では、再生器の幅と奥行き、つまり底面積が増大し、吸収式冷凍機の設置に必要とされる面積、つまり設置面積が再生器の底面積で制約され増大することになる。このように、従来の吸収式冷凍機では、再生器の底面積が増大することにより吸収式冷凍機の設置面積が増大しており、設置場所が制限されてしまう場合などがある。
【０００６】
本発明の課題は、排熱源の熱により加熱された熱媒により希溶液を再生する再生器を備えた吸収式冷凍機において、補助ボイラなどにより熱媒の温度を所定の高温以上に保つことによる希溶液再生の加熱効率の低下を抑えて、排熱の利用効率の低下を抑えることにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明の吸収式冷凍機は、排熱源の熱により加熱された熱媒の熱によって稀溶液を加熱する再生器と、前記再生器で生成した冷媒蒸気を冷却して液化する凝縮器と、二次冷媒が通流する伝熱管に前記凝縮器で液化した冷媒を滴下または散布して蒸発させることにより前記二次冷媒を冷却する蒸発器と、該蒸発器で生成された冷媒蒸気を濃溶液に吸収させる吸収器と、前記再生器に供給される前記熱媒を補助加熱する補助加熱手段とを有する吸収式冷凍機において、前記再生器は、前記熱媒が通流する伝熱管の上方から滴下または散布された前記稀溶液が前記伝熱管の外側表面を流下することにより前記加熱された熱媒の熱で前記稀溶液を加熱するように形成され、さらに、前記蒸発器で冷却された二次冷媒の温度を検出する温度検出手段と、該温度検出手段で検出した二次冷媒の温度に応じて該補助加熱手段の駆動を制御する制御手段とを有し、該制御手段は、二次冷媒の温度が予め設定した温度範囲の上限以上に上昇した場合は前記補助加熱手段を駆動し、二次冷媒の温度が前記温度範囲の下限以上に低下した場合は前記補助加熱手段を停止するように形成されてなる構成とすることにより上記課題を解決する。
【０００８】
このような構成とすれば、稀溶液に伝熱管を浸す必要が無く再生器内に稀溶液を溜めないため、再生器の設計において稀溶液の液深の影響などを考慮する必要が無くなる。したがって、伝熱管のコイル状部の径を大きくする必要や横方向に並ぶ管の本数を増加する必要が無くなり、伝熱管のコイル状部の巻数の増加や縦方向に積層された管の段数によって、伝熱管に必要な伝熱面積を与えることができ、再生器の底面積を低減できる。
【０００９】
ところで、従来の熱媒焚きの吸収式冷凍機では、前述のように、熱媒温度が所定の高温以上に保たれていることから、この所定の高温以上の温度に加熱された熱媒と稀溶液との熱交換効率を向上するため、プール沸騰式の再生器を用いている。したがって、流下液膜式の再生器を用いた場合、その保とうとする熱媒の温度によっては、伝熱管表面に液膜を形成している稀溶液を必要以上に加熱することになるため、熱媒による稀溶液の加熱効率、つまり排熱の利用効率が低下してしまう。
【００１０】
これに対して、加熱された熱媒の熱によって稀溶液を加熱する再生器と、再生器で生成した冷媒蒸気を液化する凝縮器と、この凝縮器で液化した冷媒を蒸発させて冷媒蒸気を生成する際に二次冷媒を冷却する蒸発器と、この蒸発器で生成された冷媒蒸気を濃溶液に吸収させる吸収器とを有し、蒸発器で冷却された二次冷媒の温度を検出する温度検出手段で検出した二次冷媒の温度に応じて運転が制御され、再生器は、熱媒が通流する伝熱管の上方から滴下または散布された稀溶液が伝熱管の外側表面を流下することにより加熱された熱媒の熱で稀溶液を加熱する構成とする。
【００１２】
排熱の熱量が熱媒の温度を所定の高温以上に保てない程度のものであっても、その排熱の熱量だけで吸収式冷凍機が十分に二次冷媒を冷却できる場合がある。この点、本発明によれば、二次冷媒の温度が予め設定した温度範囲の上限以上に上昇した場合は補助加熱手段を駆動し、二次冷媒の温度が設定温度範囲の下限以上に低下した場合は補助加熱手段を停止するようにし、二次冷媒の温度によって、吸収式冷凍機の運転を制御するため、熱媒の温度を所定の高温以上に維持する従来の吸収式冷凍機に比べて熱媒の平均温度が低くなる。さらに、熱媒の温度が低い場合には、伝熱管の表面に形成された液膜を加熱する流下液膜式の再生器の方がプール沸騰式の再生器より稀溶液の加熱効率が向上する特性を持つ。このため、二次冷媒の温度に応じて吸収式冷凍機の運転を制御することにより、流下液膜式の再生器と前記制御との組み合わせにより、熱媒による稀溶液の加熱効率の低下を抑えることができ、排熱の利用効率の低下を抑えることができる。
【００１３】
また、再生器と凝縮器とがコイル状に形成された伝熱管を有し、凝縮器が再生器の周囲に形成されている構成とすれば、吸収式冷凍機の再生器と凝縮器を効率的に配置することができるため、流下液膜式の再生器を備えた吸収式冷凍機を小型化できる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を適用してなる吸収式冷凍機の一実施形態について図１乃至図４を参照して説明する。図１は、本発明を適用してなる吸収式冷凍機の再生器の概略構成を断面で示す模式図である。図２は、本発明を適用してなる吸収式冷凍機の概略構成と動作を示すブロック図である。図３は、本発明を適用してなる吸収式冷凍機の再生器と凝縮器の配置と構成を示す断面図である。図４は、本発明を適用してなる吸収式冷凍機と従来の吸収式冷凍機との設置面積の比較を示す図であり、（ａ）は従来の吸収式冷凍機を、（ｂ）は本発明の吸収式冷凍機を示す図である。
【００１５】
本実施形態の吸収式冷凍機が備える再生器１は、図１に示すように、容器３内に設けられた伝熱管５、容器３内の伝熱管５の上方に設けられて伝熱管５に稀溶液を滴下または散布するための散布手段７などで構成されており、流下液膜式の再生器となっている。伝熱管５は、例えば、コイル状に形成されて、このコイルの中心軸を上下方向にして容器３内に設置されており、伝熱管５の両端部は、各々、図示していない排熱源の熱を回収した熱媒が通流する熱媒管路９に連結されている。散布手段７は、伝熱管５がコイル状の場合、伝熱管５の形状に対応するリング状に形成された稀溶液の流路を有し、このリング状に形成された稀溶液の流路からコイル状の伝熱管５に稀溶液をできるだけ均一に滴下または散布するものである。
【００１６】
熱媒管路９は、図示していない排熱源からの排気などの熱を熱媒、例えば水などに回収する図示していない排熱回収装置に連結されている。したがって、熱媒は、図示していない排熱回収装置、熱媒管路９、再生器１の伝熱管５、熱媒管路９、そして図示していない排熱回収装置の順に循環する。なお、排熱回収装置を用いず、排熱源からの排気や、排熱源の冷却により加熱された冷却液やその蒸気などを直接熱媒管路９に通流させて熱媒として用いる構成にすることもできる。
【００１７】
このような流下液膜式の再生器１を備えた本実施形態の吸収式冷凍機は、図２に示すように、再生器１、凝縮器１１、蒸発器１３、吸収器１５、そして補助ボイラ１６などで構成されている。再生器１と凝縮器１１は、ほぼ同じ高さに隣接して位置し、蒸発器１３と吸収器１５は、再生器１と凝縮器１１の下方に位置している。再生器１の散布手段７には、吸収器１５で生成された稀溶液が通流する稀溶液管路１７が連結されている。再生器１の底部には、再生器１の底部に溜まった濃溶液を吸収器１５に導く濃溶液管路１９が連結されている。再生器１の伝熱管５に連結されている熱媒管路９のうち、排熱回収装置からの熱媒を再生器１に送る側の熱媒管路９には、ボイラの燃焼により熱媒を加熱する補助ボイラ１６が設けられている。また、再生器１は、再生器１で発生した蒸気が通流できるように凝縮器１１と連通している。
【００１８】
凝縮器１１は、図示していない冷却塔で冷却された冷却水が通流する伝熱管２１を内部に備えている。伝熱管２１には、冷却水が伝熱管２１と図示していない冷却塔との間を循環できるように冷却水管路２３が連結されている。また、凝縮器１１の底部には、凝縮器１１の底部に溜まった冷媒液が通流する冷媒液管路２５の一端が連結されている。冷媒液管路２５の他端は、蒸発器１３内に設けられた伝熱管２７に冷媒液を滴下または散布する散布手段２９に連結されている。さらに、凝縮器１１の底部には冷媒液管路２５と並列に、蒸発器１１での冷媒液の散布量を調整すると共に、凝縮器１１の底部に溜まる冷媒液の量を調整して濃溶液の濃度を調整するための冷媒液流量調整用管路３１の一端が連結されており、冷媒液流量調整用管路３１の他端は、冷媒液管路２５と共に蒸発器１１内の散布手段２９に連結されている。
【００１９】
冷媒液流量調整用管路３１には、冷媒の流量を調整するための冷媒液流量調整弁３３が設けられている。蒸発器１３内の伝熱管２７は、吸収式冷凍機が冷却する二次冷媒が通流する二次冷媒管路３５に連結されており、伝熱管２７の上方に散布手段２９が設けられている。二次冷媒管路３５の蒸発器１３からの二次冷媒が流出する部分には二次冷媒の温度を検出する温度センサ３７が設けられている。また、蒸発器１３は、蒸発器１３内で発生した蒸気が通流できるように吸収器１５と連通している。
【００２０】
吸収器１５は、図示していない冷却塔で冷却された冷却水が通流する伝熱管３９を内部に備えている。吸収器１５の伝熱管３９には、冷却水が伝熱管３９と図示していない冷却塔との間を循環できるように冷却水管路２３が連結されている。吸収器１５の伝熱管３９の上方には、再生器１で生成された濃溶液を伝熱管３９に滴下または散布する散布手段４１が設けられており、散布手段４１には濃溶液管路１９が連結されている。
【００２１】
また、吸収器１５の底部には、吸収器１５の底部に溜まった稀溶液が通流する稀溶液管路１７が連結されている。稀溶液管路１７にはポンプ４３が設けられており、稀溶液を再生器１の散布手段７に送っている。また、凝縮器１１の伝熱管２１と吸収器１５の伝熱管３９とは、冷却水管路２３に直列に設けられており、図示していない冷却塔で冷却された冷却水は、吸収器１５の伝熱管３９と凝縮器１１の伝熱管２１とを順次通流して循環する。稀溶液管路１７のポンプ４３と再生器１との間の部分には、稀溶液管路１７内の稀溶液と、濃溶液管路１９内の濃溶液との間で熱交換を行うための熱交換器４５が設けられている。
【００２２】
ここで、再生器１と凝縮器１１の構成の一例を説明する。再生器１と凝縮器１１、そして再生器１と凝縮器１１の下に位置する図示していない蒸発器１３と吸収器１５は、図３に示すように、円筒状の筐体４７内に形成されている。再生器１と凝縮器１１は、同心円状に配置されており、円筒状の再生器１の周囲をリング状の凝縮器１１が取り囲んだ形態になっている。つまり、再生器１と凝縮器１１は、円筒状の筐体４７内に同軸に設置された円筒状の隔壁４９で仕切られている。再生器１と凝縮器１１の底部には、略円板状の底板５１があり、図示していない蒸発器１３と吸収器１５との仕切となっている。円筒状の隔壁４９は、筐体４７の天井面５３とは接しておらず、隔壁４９の上端縁と天井面５３との間の隙間で再生器１と凝縮器１１とが連通している。このように、円筒状の隔壁４９と略円板状の底板５１によって再生器１の容器３が形成されている。
【００２３】
再生器１内の伝熱管５は、複数の横方向に並列に並んだ管、例えば４本の横方向に並列に並んだ管をコイル状に巻いたコイル状部５３、そしてコイル状部５３の両端部に形成されて複数の横方向に並列に並んだ管が連結された２つのヘッダ部５５などで構成されている。２つのヘッダ部５５は、各々熱媒管路９に連結されており、下側のヘッダ部５５は、熱媒管路９から流入してくる熱媒をコイル状部５３の複数の横方向に並列に並んだ管に分流し、上側のヘッダ部５５は、コイル状部５３の複数の横方向に並列に並んだ管を通流した熱媒を合流して熱媒管路９へ流出させる。
【００２４】
伝熱管５の上方に配置された散布手段７は、伝熱管５のコイル状部５３の対応するリング状の複数の樋からなる樋部、例えば同心円状に位置する２つの樋からなる樋部５７、そして稀溶液管路１７から散布手段７に供給される稀溶液を樋部５７に分配する分配部５９などで構成されている。分配部５９は、稀溶液管路１７に一端が連結され、他端が閉塞された管の側面に樋部５７の樋に稀溶液が流入させる複数のノズル、例えば２本のノズル６１を設けた構成となっている。散布手段７は、樋部５７の両側の側壁をオーバーフローした稀溶液を、伝熱管５のコイル状部５３を構成する複数の横方向に並列に並んだ管の位置に流下させることで、稀溶液を伝熱管５にできるだけ均一に滴下または散布するものである。なお、散布手段は、稀溶液が通流する流路に稀溶液を滴下する貫通孔を形成した構成など、伝熱管に稀溶液を滴下または散布できれば様々な構成のものを用いることができる。
【００２５】
凝縮器１１内の伝熱管２１は、複数の横方向に並列に並んだ管、例えば３本の横方向に並列に並んだ管をコイル状に巻いたコイル状部６３、そしてコイル状部６３の両端部に形成されて複数の横方向に並列に並んだ管が連結された２つのヘッダ部６５などで構成されている。２つのヘッダ部６５は、各々冷却水管路２３に連結されており、下側のヘッダ部６５は、冷却水管路２３から流入してくる熱媒をコイル状部６３の複数の横方向に並列に並んだ管に分流し、上側のヘッダ部６５は、コイル状部６３の複数の横方向に並列に並んだ管を通流した熱媒を合流して熱媒管路９へ流出させる。なお、再生器１内の伝熱管５のコイル状部５３と凝縮器１１内の伝熱管２１のコイル状部６３とは、同軸に配置されている。
【００２６】
このような構成の吸収式冷凍機の動作と本発明の特徴部について説明する。再生器１において、図１に示すように、熱媒が熱媒管路９を通流している状態で、稀溶液が散布手段７から滴下または散布されると、伝熱管５の外側表面に液膜を形成して流下する稀溶液が、伝熱管５内を通流する熱媒の熱によって加熱される。これにより、稀溶液中に吸収されている冷媒が蒸発して冷媒蒸気が生成されると共に、稀溶液は、所定の濃度に濃縮された濃溶液となる。冷媒蒸気は、凝縮器１１に流入し、伝熱管２１内を通流する冷却水により冷却されて凝縮し、液化する。なお、稀溶液は、例えば臭化リチウムと水からなる溶液であり、この場合、水が冷媒となる。
【００２７】
液化した冷媒つまり冷媒液は、冷媒液管路２５、または冷媒液管路２５と冷媒液流量調整用管路３１とを介して蒸発器１３の冷媒液の散布手段２９に流入し、散布手段２９から蒸発器１３の伝熱管２７に滴下または散布される。蒸発器１３の伝熱管２７に滴下または散布された冷媒液は、蒸発器１３の伝熱管２７内を通流する二次冷媒、例えば水の熱を奪って蒸発し、二次冷媒を冷却する。蒸発器１３での冷媒液の蒸発により生成された冷媒蒸気は、濃溶液管路１９を介して吸収器１５の濃溶液の散布手段４１から吸収器１５の伝熱管３９に滴下または散布された濃溶液に吸収されて稀溶液となる。このとき、濃溶液への冷媒蒸気の吸収によって発生する熱は、吸収器１５の伝熱管３９を通流する冷却水によって冷却される。吸収液１５で生成された稀溶液は、稀溶液管路１７により再生器１の稀溶液の散布手段７に供給される。
【００２８】
ところで、要求される二次冷媒の冷却条件、つまり二次冷媒の温度を何度降下させる必要があるかなどの条件によっては、排熱源の熱量が変動して排熱の熱量が少なくなった場合であっても、吸収式冷凍機が二次冷媒を要求される温度に冷却できる場合がある。このため、本実施形態の吸収式冷凍機では、本実施形態の吸収式冷凍機で冷却された二次冷媒の温度を温度センサ３７で検出し、この温度センサ３７で検出した二次冷媒の温度に応じて補助ボイラ１６の駆動や、吸収式冷凍機のポンプ４３の発停、冷媒液流量調整弁３３の開度調整などの制御を行っている。
【００２９】
例えば、温度センサ３７で検出した二次冷媒の温度が、予め設定した温度範囲の上限以上に上昇した場合には、補助ボイラ１６を駆動し、熱媒の温度を吸収式冷凍機が二次冷媒を設定した温度範囲に冷却できる温度に昇温する。また、二次冷媒の温度が、予め設定した温度範囲の下限以上に低下した場合には、補助ボイラ１６を停止して熱媒の加熱を停止し、吸収式冷凍機による二次冷媒の冷却を抑える。また、補助ボイラ１６を停止しても二次冷媒の温度が低下する場合には、冷媒液流量調整弁３３を開方向に制御して濃溶液の濃度を低下させ、濃溶液の吸収能力を低下させることで二次冷媒の冷却を抑えたり、ポンプ４３を停止して稀溶液の循環を停止することで二次冷媒の冷却を抑える、または熱媒の循環を停止することで二次冷媒の冷却を抑えるなどの方法を単独または組み合わせた制御を行う。
【００３０】
なお、本実施形態の吸収式冷凍機は、上述のように熱媒の温度に関係なく、二次冷媒の温度で運転を制御するため、排熱源の排熱の温度が変動し、熱媒の温度が変動する場合でも、要求される二次冷媒の冷却条件によっては、補助ボイラ１６を備えていない構成にすることもできる。
【００３１】
従来の吸収式冷凍機では、再生器が、再生器の容器内に溜まっている稀溶液に伝熱管が浸った状態にすることで、伝熱管内を通流する熱媒の熱で稀溶液を加熱するプール沸騰式の再生器である。このため、再生器の容器内に溜まる稀溶液の液深をできるだけ浅くして稀溶液にかかる圧力を低減することで稀溶液の加熱効率を向上するため、例えばコイル状の伝熱管の場合、コイル状部の巻数を少なくして高さを抑える必要がある。このとき、伝熱管のコイル上部の巻数を少なくすることで失われる伝熱面積、つまり稀溶液と伝熱管のコイル状部の外表面との接触面積をコイル状部の径を大きくすることで補っている。
【００３２】
したがって、従来の吸収式冷凍機では、図４（ａ）に示すように、再生器６７の幅と奥行きＷが大きくなるため、再生器６７の下に配置された蒸発器１３と吸収器１５よりも再生器６７の底面積が大きくなり、吸収式冷凍機の設置に必要とされる面積、つまり設置面積が再生器６７の底面積で制約されてしまう。図４（ａ）では、再生器６７が、再生器６７の下に配置された蒸発器１３と吸収器１５や、再生器６７の上に配置された凝縮器６９よりも大きく描かれているが、実際の吸収式冷凍機では、最も底面積が大きい再生器６７に合わせて筐体や枠が組まれるため、吸収式冷凍機の設置に必要とされる面積、つまり設置面積が再生器６７の底面積で制約されてしまう。
【００３３】
これに対して、本実施形態の吸収式冷凍機は、流下液膜式の再生器１を備えているため、稀溶液の加熱効率に対する稀溶液の液深の影響を考慮する必要が無く、図３及び図４（ｂ）に示すように、再生器１内の伝熱管５のコイル状部５３の巻数を増加することで必要な伝熱面積を得ることができるため、再生器１の底面積を低減でき、吸収式冷凍機の設置面積を低減できる。
【００３４】
このように、本実施形態の吸収式冷凍機では、稀溶液の散布手段７から滴下または散布された稀溶液が伝熱管５の外側表面に液膜を形成して流下することにより、伝熱管５内を通流する加熱された熱媒の熱で稀溶液が加熱される流下液膜式の再生器１を備えている。したがって、稀溶液に伝熱管を浸す必要が無く再生器内に稀溶液を溜めないため、稀溶液の液深の影響などを考慮する必要が無くなり、必要な伝熱面積を得るために伝熱管５のコイル状部５３の径を大きくする必要が無く、コイル状部５３の巻数によって、伝熱管５の必要な伝熱面積を得ることができ、再生器の底面積を低減できる。
【００３５】
さらに、本実施形態の吸収式冷凍機では、再生器１内に稀溶液が滞留しないため、吸収式冷凍機で使用する吸収液の量を低減できる。また、吸収式冷凍機で使用する吸収液の量を低減できることにより、吸収式冷凍機のコストを低減できる。加えて、吸収式冷凍機で使用する吸収液の量を低減できることにより稀溶液の加熱に必要な熱容量が減少し、吸収式冷凍機の立ち上がり時間、つまり吸収式冷凍機の運転を開始して稀溶液などが所定の温度になり、定格の冷却能力を発揮できるようになるまでの時間を短縮することができる。また、排熱源からの排熱が少ない場合、例えばエンジンやマイクロガスタービンといった排熱源が部分負荷運転状態にあるときなどでも、冷却能力を発揮できるようになるまでの時間を短縮することができ、排熱を有効利用できる。
【００３６】
さらに、流下液膜式の再生器では、従来の熱媒の温度を検出して、この検出した熱媒の温度の応じて熱媒を補助ボイラで加熱し、熱媒を所定の温度以上に保つ制御では、その保つべき温度の値によっては、熱媒の熱が伝熱管表面に液膜を形成している稀溶液を必要以上に加熱するのに用いられ無駄になってしまう場合がある。このため、熱媒による稀溶液の加熱効率、つまり排熱の利用効率が低下してしまう。しかし、本実施形態の吸収式冷凍機では、従来の吸収式冷凍機のように熱媒の温度を所定の高温以上に保つ制御を行わず、温度センサ３７で検出した二次冷媒の温度に応じて運転を制御している。このため、従来の吸収式冷凍機に比べて熱媒の平均温度が低くなり、流下液膜式の再生器１であっても、加熱効率の低下を抑えることができ、排熱の利用効率の低下を抑えることができる。
【００３７】
加えて、流下液膜式の再生器１は、伝熱管５のコイル状部７の外側表面に形成された液膜を加熱するものであるため、プール沸騰式の再生器に比べて熱媒の温度が低い場合の加熱効率が高い。したがって、本実施形態の吸収式冷凍機のように、流下液膜式の再生器１を備え、温度センサ３７で検出した二次冷媒の温度に応じて運転を制御することによって、要求される二次冷媒の冷却条件によっては、補助ボイラ１６が消費するエネルギーを少なくできること、またはエネルギー消費を無くせることで、省エネルギー性を一層向上することができる。
【００３８】
さらに、本実施形態の吸収式冷凍機では、流下液膜式の再生器１であるため、伝熱管５のコイル状部５３の巻数で伝熱面積を調整でき、伝熱管５のコイル状部５３の径を小さくできる。したがって、凝縮器１１が再生器１の周囲に形成されている構成にでき、再生器１と凝縮器１１を効率的に配置することができるため、吸収式冷凍機の小型化、軽量化ができる。
【００３９】
また、本実施形態の再生器１ではコイル状部５３を有する伝熱管５を用いているが、コイル状部５３に代えて、例えば複数の直線状の管を有する伝熱管など、散布手段から滴下または散布された稀溶液が管の外側表面に液膜を形成して流下するものであれば様々な形状の伝熱管を用いることができる。
【００４０】
また、本発明は、本実施形態の構成の吸収式冷凍機に限らず、熱媒で駆動する吸収式冷凍機であれば様々な構成の吸収式冷凍機に適用できる。
【００４１】
【発明の効果】
本発明によれば、排熱源の熱により加熱された熱媒により希溶液を再生する再生器を備えた吸収式冷凍機において、補助ボイラなどにより熱媒の温度を所定の高温以上に保つことによる希溶液再生の加熱効率の低下を抑えて、排熱の利用効率の低下を抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を適用してなる吸収式冷凍機に備えられた再生器の一実施形態の概略構成を断面で示す模式図である。
【図２】本発明を適用してなる吸収式冷凍機の一実施形態の概略構成と動作を示すブロック図である。
【図３】本発明を適用してなる吸収式冷凍機の一実施形態の再生器と凝縮器の配置と構成を示す断面図である。
【図４】本発明を適用してなる吸収式冷凍機と従来の吸収式冷凍機との設置面積の比較を示す図であり、（ａ）は従来の吸収式冷凍機を、（ｂ）は本発明の吸収式冷凍機を示す図である。
【符号の説明】
１  熱媒焚き再生器
３  バーナー焚き再生器
５  凝縮器
７  蒸発器
９  吸収器
１７  稀溶液管路
１９  溶液管路
２３  冷媒蒸気管路
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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