(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
高温側再生器で発生させた冷媒蒸気を低温側再生器での加熱源にする多重効用吸収式冷凍機であって、
前記高温側再生器から送出される高温側濃溶液と前記低温側再生器から送出される低温側濃溶液とを合流させて、その合流濃溶液を吸収器において冷媒吸収させ、
この吸収器で生成される希溶液を、前記高温側再生器へ送る高温側希溶液と前記低温側再生器へ送る低温側希溶液とに分流して各再生器に送る溶液循環構成にし、
この循環構成において、前記合流濃溶液を前記高温側希溶液と優先的に熱交換させ、
この熱交換の後、前記合流濃溶液を前記低温側希溶液又は分流前の前記希溶液と熱交換させるとともに、前記高温側希溶液を前記高温側濃溶液と熱交換させる構成にしてある多重効用吸収式冷凍機。
【請求項２】
前記高温側希溶液を第２吸収器でさらに冷媒吸収させた上で、前記合流濃溶液と熱交換させる構成にしてある請求項１記載の多重効用吸収式冷凍機。
【請求項３】
高温側再生器で発生させた冷媒蒸気を低温側再生器での加熱源にする多重効用吸収式冷凍機であって、
前記高温側再生器から送出される高温側濃溶液と前記低温側再生器から送出される低温側濃溶液とを各別の吸収器において冷媒吸収させ、
これら吸収器で生成される高温側希溶液と低温側希溶液とを前記高温側再生器と前記低温側再生器とに各別に送る溶液循環構成にし、
この循環構成において、前記低温側濃溶液を、前記高温側再生器へ送る前記高温側希溶液と優先的に熱交換させ、
この熱交換の後、前記低温側濃溶液を、前記低温側再生器へ送る前記低温側希溶液と熱交換させるとともに、前記高温側希溶液を前記高温側濃溶液と熱交換させる構成にしてある多重効用吸収式冷凍機。
【請求項４】
前記高温側希溶液と熱交換させた後の前記高温側濃溶液を、前記低温側濃溶液と熱交換させた後の前記低温側希溶液と熱交換させる構成にしてある請求項３記載の多重効用吸収式冷凍機。
【請求項５】
前記低温側再生器として中温再生器と低温再生器を設け、
前記高温側再生器での発生冷媒蒸気を前記中温再生器の加熱源にするとともに、その中温再生器での発生冷媒蒸気又はその中温再生器で加熱源として用いた後の凝縮液冷媒を前記低温再生器の加熱源にする多重効用形式にしてある請求項１〜４のいずれか１項に記載の多重効用吸収式冷凍機。
【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関し、詳しくは、高温側再生器で発生させた冷媒蒸気を低温側再生器での加熱源にする多重効用吸収式冷凍機に関する。
【０００２】
【従来の技術】
多重効用の吸収式冷凍機には分離型と一体型があり、分離型では、図５（三重効用の例）に示す如く、高温側再生器２１から送出される高温側濃溶液Ｌａ’と低温側再生器２２，２３から送出される低温側濃溶液Ｌｂｃ’とを各別の吸収器２８，２９において冷媒吸収させ、これら吸収器２８，２９で生成される高温側希溶液Ｌａと低温側希溶液Ｌｂｃとを高温側再生器２１と低温側再生器２２，２３とに各別に送る溶液循環を行う。
【０００３】
また一体型では、図６（三重効用の例）に示す如く、高温側再生器１から送出される高温側濃溶液Ｌａ’と低温側再生器２，３から送出される低温側濃溶液Ｌｂ’，Ｌｃ’とを合流させて、その合流濃溶液Ｌ’を吸収器４８において冷媒吸収させ、この吸収器４８で生成される希溶液Ｌを、高温側再生器１へ送る高温側希溶液Ｌａと低温側再生器２，３へ送る低温側希溶液Ｌｂ，Ｌｃとに分流して各再生器に送る溶液循環を行う。
【０００４】
そして従来、分離型では同図５に示すように、高温側濃溶液Ｌａ’を高温側希溶液Ｌａと熱交換させる高温側熱交換器５０、及び、低温側濃溶液（この例では中温再生器２２から送出される中濃度の濃溶液Ｌｂｃｍと低温再生器２３から送出される最終の濃溶液Ｌｂｃ’の夫々）を低温側希溶液Ｌｂｃと熱交換させる低温側熱交換器５３，５４を設け、これにより、高温側濃溶液Ｌａ’及び低温側濃溶液Ｌｂｃｍ，Ｌｂｃ’の夫々から熱回収を行っている。
【０００５】
また、一体側では同図６に示すように、高温側濃溶液Ｌａ’を高温側希溶液Ｌａと熱交換させる高温側熱交換器１０、及び、その熱交換後の高温側濃溶液Ｌａ’と低温側濃溶液Ｌｂ’，Ｌｃ’とを合流させた合流濃溶液（この例では中温再生器２からの送出液及び低温再生器３からの送出液を順次に合流させた液）を、高温側希溶液Ｌａへの分流前の希溶液Ｌａｂ，Ｌと熱交換させる低温側熱交換器１２，１４を設け、これにより、高温側濃溶液Ｌａ’及び低温側濃溶液Ｌｂ’，Ｌｃ’の夫々から熱回収を行っている。
【０００６】
なお、各図において、２４，４は加熱器、２５，５は凝縮器、２６，２７，４６は蒸発器、Ｐ２１，Ｐ２２，Ｐ４１は溶液ポンプ、Ｐ２３，Ｐ２４，Ｐ４３は冷媒ポンプ、Ｃは冷却対象熱媒、Ｗは冷却用熱媒である。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、多重効用形式では、高温側再生器で発生させた冷媒蒸気を低温側再生器での冷媒蒸気発生の加熱源にすることから、高温側再生器における冷媒蒸気の発生効率が装置の全体効率（成績係数）を大きく左右するが、多重効用の場合、低温側再生器での再生温度を確保する上で高温側再生器において高圧の冷媒蒸気を発生させる必要があることから、高温側再生器における再生温度が単効用の場合の再生温度（一般に９０〜１００℃）に比べ非常に高い温度（三重効用では２００℃以上もの温度）になる。
【０００８】
この為、前記した従来の分離型では、高温側熱交換器の改善を図ったとしても、高温側再生器に対する希溶液供給温度と上記再生温度との温度差が単効用の場合に比べかなり大きくなって、高温側再生器での加熱器による加熱量のうち、再生温度までの溶液昇温に費やされる熱量の比率が相当に大きくなり、その分、高温側再生器での冷媒蒸気発生に有効に寄与する熱量の比率が低下して、高温側再生器における冷媒蒸気の発生効率が低く制限され、これが原因で、装置全体効率の向上が大巾に制限される問題があった。
【０００９】
また、前記した一体型にしても、高温側熱交換器での熱交換に先立ち、高温側希溶液への分流前の希溶液を低温側熱交換器で低温側濃溶液と熱交換させて、低温側濃溶液の保有熱を高温側希溶液の昇温にも寄与させることから、上記の分離型に比べれば、高温側再生器に対する希溶液供給温度を高くすることができて、全体効率をある程度は高くし得るものの、依然、その希溶液供給温度と再生温度との差は相当に大きく、やはり同様の問題があった。
【００１０】
以上の実情に対し、本発明の主たる課題は、濃溶液からの熱の回収利用を合理化することにより、多重効用吸収式冷凍機の全体効率を効果的に向上させる点にある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
〔１〕請求項１記載の発明では、高温側再生器で発生させた冷媒蒸気を低温側再生器での加熱源にする多重効用吸収式冷凍機であって、前記高温側再生器から送出される高温側濃溶液と前記低温側再生器から送出される低温側濃溶液とを合流させて、その合流濃溶液を吸収器において冷媒吸収させ、この吸収器で生成される希溶液を、前記高温側再生器へ送る高温側希溶液と前記低温側再生器へ送る低温側希溶液とに分流して各再生器に送る溶液循環構成にし、この循環構成において、前記合流濃溶液を前記高温側希溶液と優先的に熱交換させ、この熱交換の後、前記合流濃溶液を前記低温側希溶液又は分流前の前記希溶液と熱交換させるとともに、前記高温側希溶液を前記高温側濃溶液と熱交換させる構成にしてある。
すなわち、合流濃溶液を、低温側再生器へ送る低温側希溶液や分流前の希溶液と熱交換させる前（すなわち、その熱交換による温度降下の前）に、高温側再生器へ送る高温側希溶液（すなわち、分流前の希溶液よりも少量となった高温側希溶液）と優先的に熱交換させ、その後に、この高温側希溶液を高温側再生器から送出される高温側濃溶液と熱交換させるから、高温側希溶液を高温側濃溶液と熱交換させるだけの従来の分離型に比べ、また、高温側濃溶液との熱交換に先立ち、高温側希溶液への分流前の大量の希溶液を合流濃溶液と熱交換させる従来の一体型に比べ、合流濃溶液の有する温度と熱量を高温側希溶液の昇温に効果的に寄与させて、高温側再生器に対する希溶液供給温度を効果的に高めることができる。
【００１２】
そして、このことにより、高温側再生器での加熱器による加熱量のうち、再生温度までの溶液昇温に費やされる熱量の比率を小さくして、高温側再生器での冷媒蒸気発生に有効に寄与する熱量の比率を効果的に高めることができ、これにより、全体効率に大きく影響する高温側再生器での冷媒蒸気の発生効率を効果的に高めて、装置の全体効率を大きく向上させることができる。
【００２０】
〔２〕請求項２記載の発明では、前記高温側希溶液を第２吸収器でさらに冷媒吸収させた上で、前記合流濃溶液と熱交換させる構成にしてある。
すなわち、合流濃溶液を高温側希溶液と優先的に熱交換させるのに、その高温側希溶液を、分流前の吸収器での冷媒吸収に続き第２吸収器においてさらに冷媒吸収させた上で合流濃溶液と熱交換させるから、その第２吸収器での冷媒吸収により、高温側再生器へ送る高温側希溶液の溶液濃度を低温側再生器へ送る低温側希溶液の溶液濃度よりも低くすることができる。
【００２１】
つまり、このように高温側再生器に送る高温側希溶液の溶液濃度を低下させることにより、その高温側希溶液と高温側再生器からの送出濃溶液との濃度差（すなわち、高温側再生器での溶液濃縮における溶液濃度の変化幅）を増大させて、高温側再生器での冷媒蒸気発生量を増加させることができ、これにより、前記の如く高温側再生器に対する希溶液供給温度を高めることで高温側再生器での冷媒蒸気発生効率を向上させる請求項１記載の発明と相まって、全体効率に大きく影響する高温側再生器での冷媒蒸気発生効率を一層効果的に高めることができ、装置の全体効率をさらに効果的に向上させることができる。
【００２２】
あるいはまた、高温側再生器に送る高温側希溶液の溶液濃度を低下させることにより、その供給側の溶液濃度低下による冷媒蒸気発生量の増量分をもって高温側再生器での冷媒蒸気発生量は大きく保ちながら、高温側再生器から送出させる濃溶液の溶液濃度を低下させて、その送出側の溶液濃度低下（すなわち、高温側再生器での溶液濃縮における最終濃度の低下）により再生温度の低下に対して発生冷媒蒸気の圧力を高く維持する形態で、低温側再生器での再生温度を確保するのに要する高温側再生器での再生温度を低下させることもでき、これにより、高温側再生器に対する希溶液供給温度と再生温度との温度差を一層縮小して、その温度差の縮小による装置効率の向上を一層効果的なものにするとともに、高温化による装置腐食の問題も効果的に回避することができる。
【００２３】
ちなみに、三重効用の場合、高温側再生器での再生温度は先述の如く２００℃以上になるが、一般に吸収液に用いられる臭化リチウム溶液の鉄などに対する腐食性は２００℃を越えると急激に増大することから、上記の如く高温側再生器に要求される再生温度を低下し得ることは、装置腐食を防止する上で極めて有効である。
【００２４】
〔３〕請求項３記載の発明では、低温側再生器から送出される低温側濃溶液を、低温側再生器へ送る低温側希溶液と熱交換させる前（すなわち、その熱交換による温度降下の前）に、高温側再生器へ送る高温側希溶液と優先的に熱交換させ、その後に、この高温側希溶液を高温側再生器から送出される高温側濃溶液と熱交換させるから、形式的には分離型でありながら、前記した請求項１記載の発明と同様、高温側希溶液を高温側濃溶液と熱交換させるだけの従来の分離型に比べ、また、高温側濃溶液との熱交換に先立ち、高温側希溶液への分流前の大量の希溶液を低温側濃溶液と熱交換させる従来の一体型に比べ、低温側濃溶液の有する温度と熱量を高温側希溶液の昇温に効果的に寄与させて、高温側再生器に対する希溶液供給温度を効果的に高めることができ、これにより、全体効率に大きく影響する高温側再生器での冷媒蒸気の発生効率を効果的に高めて、装置の全体効率を大きく向上させることができる。
【００２５】
また、高温側再生器から送出される高温側濃溶液と低温側再生器から送出される低温側濃溶液とを各別の吸収器で冷媒吸収させるから、これら吸収器の運転条件設定をもって、高温側再生器へ送る高温側希溶液の溶液濃度を低温側再生器へ送る低温側希溶液の溶液濃度より低くすることもでき、そのことにより、前記した請求項２記載の発明と同様、高温側希溶液と高温側再生器からの送出濃溶液との濃度差を増大させて高温側再生器での冷媒蒸気発生量を増加させることで、全体効率に大きく影響する高温側再生器での冷媒蒸気発生効率を一層効果的に高める、あるいはまた、高温側再生器からの送出濃溶液の溶液濃度も低下させて、低温側再生器での再生温度を確保するのに要する高温側再生器での再生温度を低下させることで、高温側再生器に対する希溶液供給温度と再生温度との温度差を一層縮小して装置効率の向上を一層効果的なものにし、また、高温化による装置腐食の問題を効果的に回避するといった機能も得ることができる。
【００２６】
〔４〕請求項４記載の発明では、前記の如く、低温側濃溶液を低温側希溶液と熱交換させる前に高温側希溶液と優先的に熱交換させ、その後に、この高温側希溶液を高温側再生器から送出される高温側濃溶液と熱交換させるのに対し、高温側希溶液と熱交換させた後の高温側濃溶液を、低温側濃溶液と熱交換させた後の低温側希溶液と熱交換させるから、分離型でありながら、高温側希溶液と熱交換させた後の高温側濃溶液が有する温度と熱量を、低温側再生器に対する希溶液供給温度の上昇に有効に寄与させて、低温側再生器での冷媒蒸気発生効率も向上させ、これにより、装置の全体効率を一層向上させることができる。
【００２７】
〔５〕請求項５記載の発明では、低温側再生器として中温再生器と低温再生器を設ける装置構成にして、高温側再生器での発生冷媒蒸気を中温再生器の加熱源にするとともに、その中温再生器での発生冷媒蒸気、又は、その中温再生器で加熱源として用いた後の凝縮液冷媒を低温再生器の加熱源にする多重効用形式（すなわち、少なくとも前記した如き三重効用形式）にするから、高温側再生器での発生冷媒蒸気を低温側再生器の加熱源に利用する多重効用形式の段数増加による全体効率の向上と、前述の如く低温側濃溶液を高温側希溶液と優先的に熱交換させることで高温側再生器での冷媒蒸気発生効率を向上させることとが相まって、全体効率の極めて高い吸収式冷凍機とすることができる。
【００２８】
そして、このように多重効用形式を採ることにおいて、高温側再生器（最上段の再生器）に対する希溶液供給温度と再生温度との温度差は多重効用形式の段数を多くするほど拡大することから、合流濃溶液を高温側希溶液と優先的に熱交換させて高温側再生器に対する希溶液供給温度を高める請求項１記載の発明、又は、低温側濃溶液を高温側希溶液と優先的に熱交換させて高温側再生器に対する希溶液供給温度を高める請求項３記載の発明は、装置効率を向上させる上で、多重効用形式の段数が多くなるほど一層有効なものとなる。
【００２９】
なお、四重効用以上の多重効用形式とする場合には、上記の低温再生器及び中温再生器に対する高温側再生器として、さらに高温側再生器と低温側再生器との多重効用関係を有する複数の再生器を設ける装置構成にする。
【００３０】
【発明の実施の形態】
〔第１実施形態〕
図１は溶液循環系を一つにまとめた一体型の三重効用吸収式冷凍機を示し、１は高温再生器、２は中温再生器、３は低温再生器であり、加熱器４による加熱で高温再生器１において溶液Ｌａ中から発生させた冷媒蒸気Ｒａを中温再生器２の加熱用熱交換器２ａに送り、この冷媒蒸気Ｒａを加熱源として中温再生器２において溶液Ｌｂ中から冷媒蒸気Ｒｂを発生させる。
【００３１】
また、中温再生器２の加熱用熱交換器２ａから送出される高温の凝縮液冷媒Ｒａ’及び中温再生器２での発生冷媒蒸気Ｒｂを低温再生器３の加熱用熱交換器３ａ，３ｂに送り、これら高温液冷媒Ｒａ’及び冷媒蒸気Ｒｂを加熱源として低温再生器３において溶液Ｌｃ中から冷媒蒸気Ｒｃを発生させる。
【００３２】
なお、２ｇ，３ｇは、加熱器４にガスバーナ等の燃焼装置を採用した場合、その燃焼装置が発生する高温燃焼ガスＥを高温再生器１での冷媒蒸気発生の加熱源として使用した後、さらに中温再生器２や低温再生器３での冷媒蒸気発生の加熱源の一部として有効利用するための加熱用熱交換器である。
【００３３】
低温再生器３の加熱用熱交換器３ａ，３ｂから送出される凝縮液冷媒Ｒａ’，Ｒｂ’及び低温再生器３での発生冷媒蒸気Ｒｃは凝縮器５で合流させて、未凝縮分を冷却用熱交換器５ａによる冷却で凝縮させ、そして、この凝縮器５から第１及び第２蒸発器６，７へ液冷媒を二流Ｒｘ’，Ｒｙ’に分流して送り、これら液冷媒Ｒｘ’，Ｒｙ’を各蒸発器６，７において冷却対象熱媒Ｃ（本例では循環冷水）からの気化熱奪取により蒸発させる。
【００３４】
６ａ，７ａは各蒸発器６，７において蒸発過程の冷媒Ｒｘ’，Ｒｙ’と冷却対象熱媒Ｃとを熱交換させる蒸発用熱交換器（すなわち、冷水発生用の熱交換器）であり、冷却対象熱媒Ｃは、第２蒸発器７の蒸発用熱交換器７ａから第１蒸発器６の蒸発用熱交換器６ａの順に通過させることで、第２蒸発器７の蒸発用熱交換器７ａにおいて温度をｔ１からｔ２へ降下させ、続いて、第１蒸発器６の蒸発用熱交換器６ａにおいて温度をｔ２からｔ３に降下させ、この二段階冷却より第２蒸発器７での冷媒Ｒｙ’の蒸発温度ｔｂを第１蒸発器６での冷媒Ｒｘ’の蒸発温度ｔａよりも高くする。
【００３５】
一方、各再生器１，２，３から送出される冷媒蒸気発生後（すなわち濃縮後）の濃溶液Ｌａ’，Ｌｂ’，Ｌｃ’は合流させて第１吸収器８に送り、この第１吸収器８において第１蒸発器６での発生冷媒蒸気Ｒｘを合流濃溶液Ｌ’に吸収させる。そして、第１吸収器８での冷媒吸収により生成される希溶液Ｌを二流Ｌ１，Ｌ２に分流し、その一方Ｌ１を低温側希溶液としてさらに二流Ｌｂ，Ｌｃに分流して中温再生器２と低温再生器３とに分配供給し、他方Ｌ２は第２吸収器９に送る。
【００３６】
第２吸収器９では、前記の如く第２蒸発器７における冷媒蒸発温度ｔｂを第１蒸発器６における冷媒蒸発温度ｔａよりも高くした条件の下で、第１吸収器８から供給される希溶液Ｌ２に第２蒸発器７での発生冷媒蒸気Ｒｙをさらに吸収させ、これにより、中温・低温再生器２，３に送る低温側希溶液Ｌｂ，Ｌｃの溶液濃度ｄ１よりも溶液濃度ｄ２の低い希溶液Ｌａを生成して、その低濃度希溶液Ｌａを高温側希溶液として高温再生器１に供給する。
【００３７】
そして、本第１実施形態の三重効用吸収式冷凍機では、このように高温再生器１（高温側再生器）に送る高温側希溶液Ｌａの溶液濃度ｄ２を、中温・低温再生器２，３（低温側再生器）に送る低温側希溶液Ｌｂ，Ｌｃの溶液濃度ｄ１よりも低くすることにより、高温再生器１での溶液濃度の変化幅Δｄ２を、中温・低温再生器２，３での溶液濃度の変化幅Δｄ１よりも大きく（Δｄ２＞Δｄ１）する、または、高温再生器１から送出される高温側濃溶液Ｌａ’の溶液濃度ｄ２’（＝ｄ２＋Δｄ２）を、中温・低温再生器２，３から送出される低温側濃溶液Ｌｂ’，Ｌｃ’の溶液濃度ｄ１’（＝ｄ１＋Δｄ１）よりも低く（ｄ２’＜ｄ１’）するようにしてある。
【００３８】
なお、具体的運転値の一例としては、冷媒に水を用い、吸収液に臭化リチウム溶液を用いる形式において、ｔ１≒１５℃，ｔ２≒１２℃，ｔ３≒７℃，ｔａ≒５℃，ｔｂ≒１０℃，ｄ１≒５８％（溶液温度４０℃），ｄ２≒５５％（溶液温度４０℃），ｄ１’≒６３％とするのに対し、Δｄ２＞Δｄ１にする場合では６０％＜ｄ２’≦６３％を挙げることができ、また、ｄ２’＜ｄ１’とする場合では５８％≦ｄ２’＜６３％を挙げることができる。
【００３９】
Ｗは凝縮器５の冷却用熱交換器５ａや第１，第２吸収器８，９の冷却用熱交換器８ａ，９ａに供給する冷却用熱媒（本例では水）、Ｐ１は低圧溶液ポンプ、Ｐ２は高温側希溶液用の高圧溶液ポンプ、Ｐ３，Ｐ４は第１，第２蒸発器６，７の夫々において液冷媒Ｒｘ’，Ｒｙ’を循環散布する冷媒ポンプである。
【００４０】
１０〜１４は濃溶液と希溶液を熱交換させる熱回収用の第１〜第５の熱交換器であり、第１熱交換器１０では、高温再生器１からの送出濃溶液Ｌａ’を高温再生器１への供給希溶液Ｌａと熱交換させ、第２熱交換器１１では、第１熱交換器１０からの送出濃溶液Ｌａ’と中温再生器２からの送出濃溶液Ｌｂ’との合流濃溶液を第１熱交換器１０への供給希溶液Ｌａと熱交換させ、第３熱交換器１２では、第２熱交換器１１から送出される合流濃溶液Ｌａ’，Ｌｂ’を中温再生器２への供給希溶液Ｌｂと熱交換させる。
【００４１】
また、第４熱交換器１３では、第３熱交換器１２から送出される合流濃溶液Ｌａ’，Ｌｂ’と低温再生器３からの送出濃溶液Ｌｃ’との合流濃溶液を第２熱交換器１１への供給希溶液Ｌａと熱交換させ、そして、第５熱交換器１４では、第４熱交換器１３から送出される合流濃溶液Ｌ’を、第３熱交換器１２への供給希溶液Ｌｂと低温再生器３への供給希溶液Ｌｃとへ分流する前の希溶液Ｌ１に対し熱交換させる。
【００４３】
〔第２実施形態〕
図２は溶液循環系を高温側と低温側との夫々で独立させた分離型の三重効用吸収式冷凍機を示し、２１は高温再生器、２２は中温再生器、２３は低温再生器であり、加熱器２４による加熱で高温再生器２１において溶液Ｌａ中から発生させた冷媒蒸気Ｒａを中温再生器２２の加熱用熱交換器２２ａに送り、この冷媒蒸気Ｒａを加熱源として中温再生器２２において溶液Ｌｂ中から冷媒蒸気Ｒｂを発生させる。
【００４４】
また、中温再生器２２での発生冷媒蒸気Ｒｂを低温再生器２３の加熱用熱交換器２３ａに送り、この冷媒蒸気Ｒｂを加熱源として低温再生器２３において溶液Ｌｃ中から冷媒蒸気Ｒｃを発生させる。
【００４５】
２２ｇ，２３ｇは、第１実施形態と同様、加熱器２４にガスバーナ等の燃焼装置を採用した場合、その燃焼装置が発生する高温燃焼ガスＥを高温再生器２１での冷媒蒸気発生の加熱源として使用した後、さらに中温再生器２２や低温再生器２３での冷媒蒸気発生の加熱源の一部として有効利用するための加熱用熱交換器である。
【００４６】
低温再生器２３の加熱用熱交換器２３ａから送出される凝縮液冷媒Ｒｂ’及び低温再生器２３での発生冷媒蒸気Ｒｃは凝縮器２５で合流させ、未凝縮分を冷却用熱交換器２５ａによる冷却で凝縮させる。
【００４７】
そして、凝縮器２５から送出される液冷媒Ｒｂｃ’は第１蒸発器２６へ送り、また、中温再生器２２の加熱用熱交換器２２ａから送出される凝縮液冷媒Ｒａ’は第２蒸発器２７へ送り、これら液冷媒Ｒｂｃ’，Ｒａ’を各蒸発器２６，２７において冷却対象熱媒Ｃ（本例では循環冷水）からの気化熱奪取により蒸発させる。
【００４８】
なお、中温再生器２２の加熱用熱交換器２２ａから送出される凝縮液冷媒Ｒａ’や、低温再生器２３の加熱用熱交換器２３ａから送出される凝縮液冷媒Ｒｂ’は、中温再生器２２や低温再生器２３における溶液温度以上の温度を有することから、これら凝縮液冷媒Ｒａ’，Ｒｂ’を上記の第２蒸発器２７や凝縮器２５へ送る前に適当な箇所で中温再生器２２への供給希溶液Ｌｂや低温再生器２３への供給希溶液Ｌｃと熱交換させ、この熱交換により、中温再生器２２や低温再生器２３へ供給する希溶液Ｌｂ，Ｌｃのエンタルピを上昇させることで装置の全体効率を向上させるようにしてもよい。
【００４９】
２６ａ，２７ａは各蒸発器２６，２７において蒸発過程の冷媒Ｒｂｃ’，Ｒａ’と冷却対象熱媒Ｃとを熱交換させる蒸発用熱交換器（冷水発生用の熱交換器）であり、冷却対象熱媒Ｃは、第２蒸発器２７の蒸発用熱交換器２７ａから第１蒸発器２６の蒸発用熱交換器２６ａの順に通過させることで、第２蒸発器２７の蒸発用熱交換器２７ａにおいて温度をｔ１からｔ２へ降下させ、続いて、第１蒸発器２６の蒸発用熱交換器２６ａにおいて温度をｔ２からｔ３に降下させ、この二段階冷却より、第２蒸発器２７での冷媒Ｒａ’の蒸発温度ｔｂを第１蒸発器２６での冷媒Ｒｂｃ’の蒸発温度ｔａよりも高くする。
【００５０】
一方、中温再生器２２及び低温再生器２３から送出される冷媒蒸気発生後（濃縮後）の濃溶液Ｌｂ’，Ｌｃ’は合流させて第１吸収器２８に送り、この第１吸収器２８において第１蒸発器２６での発生冷媒蒸気Ｒｂｃを合流濃溶液Ｌｂｃ’に吸収させる。そして、第１吸収器２８での冷媒吸収により生成される希溶液Ｌｂｃを低温側希溶液として二流Ｌｂ，Ｌｃに分流して中温再生器２２と低温再生器２３とに分配供給する。
【００５１】
また、高温再生器２１から送出される冷媒蒸気発生後（濃縮後）の濃溶液Ｌａ’は単独で第２吸収器２９に送り、この第２吸収器２９では、前記の如く第２蒸発器２７における冷媒蒸発温度ｔｂを第１蒸発器２６における冷媒蒸発温度ｔａよりも高くした条件の下で、高温再生器２１からの送出濃溶液Ｌａ’に第２蒸発器２７での発生冷媒蒸気Ｒａを吸収させ、これにより、中温・低温再生器２２，２３に送る低温側希溶液Ｌｂ，Ｌｃの溶液濃度ｄ１よりも溶液濃度ｄ２の低い希溶液Ｌａを生成して、その低濃度希溶液Ｌａを高温側希溶液として高温再生器２１に供給する。
【００５２】
そして、前述の第１実施形態と同様、本第２実施形態の三重効用吸収式冷凍機においても、このように高温再生器２１（高温側再生器）に送る高温側希溶液Ｌａの溶液濃度ｄ２を、中温・低温再生器２２，２３（低温側再生器）に送る低温側希溶液Ｌｂ，Ｌｃの溶液濃度ｄ１よりも低くすることにより、高温再生器２１での溶液濃度の変化幅Δｄ２を、中温・低温再生器２２，２３での溶液濃度の変化幅Δｄ１よりも大きく（Δｄ２＞Δｄ１）する、または、高温再生器２１から送出される高温側濃溶液Ｌａ’の溶液濃度ｄ２’（＝ｄ２＋Δｄ２）を、中温・低温再生器２２，２３から送出される低温側濃溶液Ｌｂ’，Ｌｃ’の溶液濃度ｄ１’（＝ｄ１＋Δｄ１）よりも低く（ｄ２’＜ｄ１’）するようにしてある。
【００５３】
なお、具体的運転値の例についても、前述第１実施形態と同様、冷媒に水を用い、吸収液に臭化リチウム溶液を用いる形式において、ｔ１≒１５℃，ｔ２≒１２℃，ｔ３≒７℃，ｔａ≒５℃，ｔｂ≒１０℃，ｄ１≒５８％（溶液温度４０℃），ｄ２≒５５％（溶液温度４０℃），ｄ１’≒６３％とするのに対し、Δｄ２＞Δｄ１にする場合では６０％＜ｄ２’≦６３％を挙げることができ、また、ｄ２’＜ｄ１’とする場合では５８％≦ｄ２’＜６３％を挙げることができる。
【００５４】
Ｗは凝縮器２５の冷却用熱交換器２５ａや第１，第２吸収器２８，２９の冷却用熱交換器２８ａ，２９ａに供給する冷却用熱媒（本例では水）、Ｐ２１は低温側希溶液用の低圧溶液ポンプ、Ｐ２２は高温側希溶液用の高圧溶液ポンプ、Ｐ２３，Ｐ２４は第１，第２蒸発器２６，２７の夫々において液冷媒Ｒｂｃ’，Ｒａ’を循環散布する冷媒ポンプである。
【００５５】
３０〜３５は濃溶液と希溶液を熱交換させる熱回収用の第１〜第６の熱交換器であり、第１熱交換器３０では、高温再生器２１からの送出濃溶液Ｌａ’を高温再生器２１への供給希溶液Ｌａと熱交換させ、第２熱交換器３１では、中温再生器２２からの送出濃溶液Ｌｂ’を第１熱交換器３０への供給希溶液Ｌａと熱交換させ、第３熱交換器３２では、第１熱交換器３０からの送出濃溶液Ｌａ’を第２熱交換器３１への供給希溶液Ｌａと熱交換させる。
【００５６】
また、第４熱交換器３３では第２熱交換器３１からの送出濃溶液Ｌｂ’を中温再生器２２への供給希溶液Ｌｂと熱交換させ、第５熱交換器３４では、第４熱交換器３３からの送出濃溶液Ｌｂ’と低温再生器２３からの送出濃溶液Ｌｃ’との合流濃溶液を第４熱交換器３３への供給希溶液Ｌｂと熱交換させ、そして、第６熱交換器３５では、第５熱交換器３４から送出される合流濃溶液Ｌｂｃ’を、第５熱交換器３４への供給希溶液Ｌｂと低温再生器２３への供給希溶液Ｌｃとへ分流する前の希溶液Ｌｂｃに対し熱交換させる。
【００５７】
つまり、この熱交換構成においては、中温再生器２２（低温側再生器）から送出される低温側濃溶液Ｌｂ’を、中温再生器２２に送る低温側希溶液Ｌｂと第４熱交換器３３で熱交換させる前に、高温再生器２１（高温側再生器）に送る高温側希溶液Ｌａと第２熱交換器３１で優先的に熱交換させ、その後に、この高温側希溶液Ｌａを高温再生器２１から送出される高温側濃溶液Ｌａ’と第１熱交換器３０で熱交換させるようにしてあり、この優先熱交換により高温再生器２１に対する希溶液供給温度を高める。
【００５８】
また、第４熱交換器３３からの送出濃溶液Ｌｂ’（中温再生器２２からの送出濃溶液）と低温再生器２３からの送出濃溶液Ｌｃ’との合流濃溶液を、中温再生器２２への供給希溶液Ｌｂと低温再生器２３への供給希溶液Ｌｃとへの分流前の希溶液Ｌｂｃに対し第６熱交換器３６で熱交換させる前に、第４熱交換器３３への供給希溶液Ｌｂ（中温再生器２２への供給希溶液）と第５熱交換器３４で優先的に熱交換させて、この優先熱交換により中温再生器２２に対する希溶液供給温度を、低温再生器２３に対する供給希溶液温度よりも優先的に高めるようにし、このように、低温再生器２３に対する供給希溶液Ｌｃの温度よりも中温再生器２２に対する供給希溶液Ｌｂの温度を優先的に高め、さらにまた、その中温再生器２２に対する供給希溶液Ｌｂの温度よりも高温再生器２１に対する供給希溶液Ｌａの温度を優先的に高めることで、装置の全体効率（成績係数）を一層向上させるようにしてある。
【００５９】
〔第３実施形態〕
図３は前述の第１実施形態に比べ溶液循環構成を簡素化した一体型の三重効用吸収式冷凍機を示し、第１実施形態における冷凍機構成の各部と同機能の部分には同じ符号を付してある。
【００６０】
この冷凍機では、凝縮器５からの送出液冷媒Ｒ’の全量を蒸発器４６に送り、この蒸発器４６において冷却対象熱媒Ｃからの気化熱奪取により液冷媒Ｒ’を蒸発させることで、冷却対象熱媒Ｃの温度を前述の第１実施形態の場合と同じくｔ１からｔ３へ降下させる。
【００６１】
蒸発器４６での発生冷媒蒸気Ｒは吸収器４８において、各再生器１，２，３からの合流濃溶液Ｌ’に吸収させ、この冷媒吸収により生成した希溶液Ｌを二流Ｌｂｃ，Ｌａに分流し、その一方Ｌｂｃを低温側希溶液としてさらに二流Ｌｂ，Ｌｃに分流して中温再生器２と低温再生器３とに分配供給し、他方Ｌａを高温側希溶液として高温再生器１に供給する。
【００６２】
４８ａは吸収器４８における冷却用熱交換器、Ｐ４１は低圧溶液ポンプ、Ｐ４２は高温側希溶液用の高圧溶液ポンプ、Ｐ４３は蒸発器４６において液冷媒Ｒ’を循環散布する冷媒ポンプである。
【００６３】
そして、この溶液循環構成において、濃溶液と希溶液を熱交換させる熱回収用熱交換器のうち、第１〜第４の熱交換器１０〜１３は第１実施形態の場合と全く同等の箇所に配備し、また、第５の熱交換器１４’は、第４熱交換器１３から送出される合流濃溶液Ｌ’を、低温側希溶液Ｌｂｃと高温側希溶液Ｌａとへの分流前の希溶液Ｌと熱交換させる箇所に配備してある。
【００６５】
〔第４実施形態〕
図４は、前述の第２実施形態とは別の溶液循環構成を採用した分離型の三重効用吸収式冷凍機を示し、第２実施形態における冷凍機構成の各部と同機能の部分には同じ符号を付してある。
【００６６】
この冷凍機では、第１吸収器２８での冷媒吸収により生成される低温側希溶液Ｌｂｃの全量を中温再生器２２に送って冷媒蒸気を発生させ、続いて、この中温再生器２２から送出される中濃度の溶液Ｌｂｃｍを低温再生器２３に送ってさらに冷媒蒸気を発生させ、この低温再生器２３から送出される濃溶液Ｌｂｃ’を第１吸収器２８において冷媒吸収させる。
【００６７】
そして、この溶液循環構成において、濃溶液と希溶液を熱交換させる熱回収用熱交換器として第１〜第６の熱交換器５０〜５５を設け、第１熱交換器５０では、第２実施形態の場合と同様、高温再生器２１からの送出濃溶液Ｌａ’を高温再生器２１への供給希溶液Ｌａと熱交換させるのに対し、第２熱交換器５１では、中温再生器２２からの送出される中濃度溶液Ｌｂｃｍを第１熱交換器５０への供給希溶液Ｌａと熱交換させ、第３熱交換器５２では、第１熱交換器５０からの送出濃溶液Ｌａ’を中温再生器２２への供給希溶液Ｌｂｃと熱交換させ、第４熱交換器５３では、第２熱交換器５１から送出される中濃度溶液Ｌｂｃｍを第３熱交換器５２への供給希溶液Ｌｂｃと熱交換させる。
【００６８】
また、第５熱交換器５４では、低温再生器２３からの送出濃溶液Ｌｂｃ’を第４熱交換器５３への供給希溶液Ｌｂｃと熱交換させ、第６熱交換器５５では、第３熱交換器５２からの送出濃溶液Ｌａ’を第２熱交換器５１への供給希溶液Ｌａと熱交換させる。
【００６９】
つまり、この熱交換構成においても、中温再生器２２（低温側再生器）から送出される低温側濃溶液としての中濃度溶液Ｌｂｃｍを、中温再生器２２に送る低温側希溶液Ｌｂｃと第４熱交換器５３で熱交換させる前に、高温再生器２１（高温側再生器）に送る高温側希溶液Ｌａと第２熱交換器５１で優先的に熱交換させ、その後に、この高温側希溶液Ｌａを高温再生器２１から送出される高温側濃溶液Ｌａ’と第１熱交換器５０で熱交換させるようにしてあり、この優先熱交換により高温再生器２１に対する希溶液供給温度を高めることで、高温再生器２１での冷媒蒸気発生効率、ひいては、その影響を大きく受ける装置全体効率（成績係数）を向上させるようにしてある。
【００７０】
また、この熱交換構成では、第１熱交換器５０で高温側希溶液Ｌａと熱交換させた後の高温側濃溶液Ｌａ’を、第４熱交換器５３で低温側濃溶液としての中濃度溶液Ｌｂｃｍと熱交換させた後の低温側希溶液Ｌｂｃと第３熱交換器５２において熱交換させることにより、第１熱交換器５０で高温側希溶液Ｌａと熱交換させた後の高温側濃溶液Ｌａ’が有する温度と熱量を、中温再生器２２（低温側再生器）に対する希溶液供給温度の上昇に寄与させて、中温再生器２２での冷媒蒸気発生効率も合わせ向上させるようにしてある。
【００７１】
〔その他の実施形態〕
前述の各実施形態では三重効用吸収式冷凍機を示したが、本発明の実施にあたり、高温側再生器での発生冷媒蒸気を低温側再生器での加熱源にする多重効用の段数は何段であってもよく、本発明は三重効用に限らず、二重効用あるいは四重効用以上の多重効用吸収式冷凍機にも適用できる。
【００７２】
三重効用以上で低温側再生器が複数器となる場合、これら低温側再生器に対し希溶液を並列的に供給する形態、あるいは、直列的に供給する形態、あるいはまた、並列供給と直列供給とを組み合わせた形態のいずれを採用してもよい。
【００７３】
冷媒と吸収液との組み合わせは水と臭化リチウム溶液との組み合わせに限定されるものではなく、例えば、アンモニアを冷媒とし水を吸収液とする組み合わせなど、種々の組み合わせが可能である。
【００７４】
高温側再生器における加熱器は、ガス燃料ないし液体燃料を用いる燃焼形式、あるいは、高温蒸気や高温水を熱源とする形式のいずれであってもよい。
【００７５】
本発明による多重効用吸収式冷凍機は、冷凍専用機に限らず、吸収式冷温水機や吸収式ヒートポンプとして実施してもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】  第１実施形態を示す冷凍回路図
【図２】  第２実施形態を示す冷凍回路図
【図３】  第３実施形態を示す冷凍回路図
【図４】  第４実施形態を示す冷凍回路図
【図５】  従来例を示す冷凍回路図
【図６】  他の従来例を示す冷凍回路図
【符号の説明】
１                        高温側再生器
Ｒａ’                    冷媒蒸気
２，３                    低温側再生器（中温再生器、低温再生器）
Ｌ                        分流前の希溶液
Ｌａ                      高温側希溶液
Ｌｂ，Ｌｃ，Ｌｂｃ        低温側希溶液
Ｌａ’                    高温側濃溶液
Ｌｂ’，Ｌｃ’，Ｌｂｃｍ  低温側濃溶液
Ｌ’                      合流濃溶液
８，４８                  吸収器
９                        第２吸収器
２８，２９                各別吸収器
【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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