(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
冷媒を多量に吸収した稀吸収液を加熱して冷媒を蒸発分離し、稀吸収液から冷媒蒸気と中間吸収液を得る高温再生器と、この高温再生器で生成して供給される中間吸収液を高温再生器で生成した冷媒蒸気で加熱してさらに冷媒を蒸発分離し、中間吸収液から冷媒蒸気と濃吸収液を得る低温再生器と、この低温再生器で中間吸収液を加熱して凝縮した冷媒液が供給されると共に、低温再生器で生成されエリミネータを通って供給される冷媒蒸気を冷却して冷媒液を得る凝縮器と、この凝縮器から供給されて冷媒液溜まりに溜まった冷媒液が冷媒ポンプにより伝熱管の上に散布され、伝熱管内を流れる流体から熱を奪って冷媒が蒸発する蒸発器と、この蒸発器で生成して供給される冷媒蒸気を低温再生器から冷媒蒸気を分離して供給される濃吸収液に吸収させて稀吸収液にし、高温再生器に供給する吸収器とを備え、外部から供給される排熱熱流体が内側を流れる排熱伝熱管を低温再生器の内部に一体の管群として設け、中間吸収液を散布させる吸収冷凍機において、前記低温再生器の内部には、前記排熱伝熱管と前記高温再生器から供給される冷媒蒸気が内側に流れる冷媒伝熱管とが、前記排熱伝熱管が前記エリミネータ側に配置されその反対側に前記冷媒伝熱管が配置されるように横並びに設置されたことを特徴とする吸収冷凍機。
【請求項２】
冷媒を多量に吸収した稀吸収液を加熱して冷媒を蒸発分離し、稀吸収液から冷媒蒸気と中間吸収液を得る高温再生器と、高温再生器で生成した冷媒蒸気で吸収液を加熱して冷媒を蒸発分離する低温再生器と、この低温再生器で吸収液を加熱して凝縮した冷媒液が供給されると共に、低温再生器で生成されエリミネータを通って供給される冷媒蒸気を冷却して冷媒液を得る凝縮器と、この凝縮器から供給されて冷媒液溜まりに溜まった冷媒液が冷媒ポンプにより伝熱管の上に散布され、伝熱管内を流れる流体から熱を奪って冷媒が蒸発する蒸発器と、この蒸発器で生成して供給される冷媒蒸気を低温再生器から冷媒蒸気を分離して供給される濃吸収液に吸収させて稀吸収液にする吸収器とを備え、外部から供給される排熱熱流体が内側を流れる排熱伝熱管を低温再生器の内部に一体の管群として設け、稀吸収液を散布させる吸収冷凍機において、前記低温再生器の内部には、前記排熱伝熱管と前記高温再生器から供給される冷媒蒸気が内側に流れる冷媒伝熱管とが、前記排熱伝熱管が前記エリミネータ側に配置されその反対側に前記冷媒伝熱管が配置されるように横並びに設置され、前記吸収器で冷媒蒸気を吸収して吸収液濃度が低下した稀吸収液が、前記高温再生器と前記低温再生器に分岐して供給され、前記高温再生器で冷媒を蒸発分離して濃縮された吸収液と、前記低温再生器で冷媒を蒸発分離して濃縮された吸収液とが、前記吸収器に戻されるように吸収液管を配管したことを特徴とする吸収冷凍機。
【請求項３】
冷媒を多量に吸収した稀吸収液を加熱して冷媒を蒸発分離し、稀吸収液から冷媒蒸気と中間吸収液を得る高温再生器と、高温再生器で生成した冷媒蒸気で吸収液を加熱して冷媒を蒸発分離する低温再生器と、この低温再生器で吸収液を加熱して凝縮しこの高温再生器で生成して供給される中間吸収液を高温再生器で生成した冷媒蒸気で加熱してさらに冷媒を蒸発分離し、中間吸収液から冷媒蒸気と濃吸収液を得る低温再生器と、この低温再生器で中間吸収液を加熱して凝縮した冷媒液が供給されると共に、低温再生器で生成されエリミネータを通って供給される冷媒蒸気を冷却して冷媒液を得る凝縮器と、この凝縮器から供給されて冷媒液溜まりに溜まった冷媒液が冷媒ポンプにより伝熱管の上に散布され、伝熱管内を流れる流体から熱を奪って冷媒が蒸発する蒸発器と、この蒸発器で生成して供給される冷媒蒸気を高温再生器から供給される吸収液に吸収させて稀吸収液にする吸収器とを備え、外部から供給される排熱熱流体が内側を流れる排熱伝熱管を低温再生器の内部に一体の管群として設け、稀吸収液を散布させる吸収冷凍機において、前記低温再生器の内部には、前記排熱伝熱管と前記高温再生器から供給される冷媒蒸気が内側に流れる冷媒伝熱管とが、前記排熱伝熱管が前記エリミネータ側に配置されその反対側に前記冷媒伝熱管が配置されるように横並びに設置され、前記吸収器で冷媒蒸気を吸収して吸収液濃度が低下した稀吸収液が、先ず前記低温再生器に供給され、前記低温再生器で冷媒を蒸発分離して濃縮された吸収液が前記高温再生器に供給され、前記高温再生器でさらに冷媒を蒸発分離して濃縮された吸収液が前記高温再生器から前記吸収器に戻されるように吸収液管を配管したことを特徴とする吸収冷凍機。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、コージェネレーション装置などから供給される排熱を利用して成績係数を改善するようにした吸収冷凍機に係わるものである。
【０００２】
【従来の技術】
この種の吸収冷凍機として、例えばガスバーナなどの燃焼加熱手段１Ａにより吸収液を加熱して冷媒を蒸発分離する高温再生器１、高温再生器１から供給される冷媒蒸気を熱源として吸収液を加熱し冷媒を蒸発分離する低温再生器２、それに併設され、低温再生器２から供給される冷媒蒸気を凝縮する凝縮器３、冷媒液を蒸発させて冷水を得る蒸発器４、蒸発器４で蒸発した冷媒を吸収液に吸収させる吸収器５、図示しないコージェネレーション装置などから排熱供給管１１を介して供給される温排水を熱源として吸収液を加熱し冷媒を蒸発分離する排熱再生器５、それに併設され、排熱再生器６から供給される冷媒蒸気を凝縮する排熱凝縮器７、吸収液ポンプＰ１、Ｐ２、冷媒ポンプＰ３などを備えた図６に示す構成の吸収冷凍機が周知である。
【０００３】
また、図７に示したように、低温再生器２と排熱再生器６とが凝縮器３を共有するように並設された吸収冷凍機も周知である。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
図６に示した構成の吸収冷凍機においては、広い設置スペースが必要となる、配管が複雑になる、と云った問題点があり、図７に示した構成の吸収冷凍機においては、濃度の異なる吸収液を同じ胴内に保有するため冷媒ロスが発生する、機内配管が複雑になる、と云った問題点があり、他の設備から供給される排熱を利用して成績係数を改善しながらも、構成が複雑にならない吸収冷凍機を提供する必要があった。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記従来技術の課題を解決するための具体的手段として、冷媒を多量に吸収した稀吸収液を加熱して冷媒を蒸発分離し、稀吸収液から冷媒蒸気と中間吸収液を得る高温再生器と、この高温再生器で生成して供給される中間吸収液を高温再生器で生成した冷媒蒸気で加熱してさらに冷媒を蒸発分離し、中間吸収液から冷媒蒸気と濃吸収液を得る低温再生器と、この低温再生器で中間吸収液を加熱して凝縮した冷媒液が供給されると共に、低温再生器で生成されエリミネータを通って供給される冷媒蒸気を冷却して冷媒液を得る凝縮器と、この凝縮器から供給されて冷媒液溜まりに溜まった冷媒液が冷媒ポンプにより伝熱管の上に散布され、伝熱管内を流れる流体から熱を奪って冷媒が蒸発する蒸発器と、この蒸発器で生成して供給される冷媒蒸気を低温再生器から冷媒蒸気を分離して供給される濃吸収液に吸収させて稀吸収液にし、高温再生器に供給する吸収器とを備え、外部から供給される排熱熱流体が内側を流れる排熱伝熱管を低温再生器の内部に一体の管群として設け、中間吸収液を散布させる吸収冷凍機において、前記低温再生器の内部には、前記排熱伝熱管と前記高温再生器から供給される冷媒蒸気が内側に流れる冷媒伝熱管とが、前記排熱伝熱管が前記エリミネータ側に配置されその反対側に前記冷媒伝熱管が配置されるように横並びに設置された第１構成の吸収冷凍機と、
【０００６】
冷媒を多量に吸収した稀吸収液を加熱して冷媒を蒸発分離し、稀吸収液から冷媒蒸気と中間吸収液を得る高温再生器と、高温再生器で生成した冷媒蒸気で吸収液を加熱して冷媒を蒸発分離する低温再生器と、この低温再生器で吸収液を加熱して凝縮した冷媒液が供給されると共に、低温再生器で生成されエリミネータを通って供給される冷媒蒸気を冷却して冷媒液を得る凝縮器と、この凝縮器から供給されて冷媒液溜まりに溜まった冷媒液が冷媒ポンプにより伝熱管の上に散布され、伝熱管内を流れる流体から熱を奪って冷媒が蒸発する蒸発器と、この蒸発器で生成して供給される冷媒蒸気を低温再生器から冷媒蒸気を分離して供給される濃吸収液に吸収させて稀吸収液にする吸収器とを備え、外部から供給される排熱熱流体が内側を流れる排熱伝熱管を低温再生器の内部に一体の管群として設け、稀吸収液を散布させる吸収冷凍機において、前記低温再生器の内部には、前記排熱伝熱管と前記高温再生器から供給される冷媒蒸気が内側に流れる冷媒伝熱管とが、前記排熱伝熱管が前記エリミネータ側に配置されその反対側に前記冷媒伝熱管が配置されるように横並びに設置され、前記吸収器で冷媒蒸気を吸収して吸収液濃度が低下した稀吸収液が、前記高温再生器と前記低温再生器に分岐して供給され、前記高温再生器で冷媒を蒸発分離して濃縮された吸収液と、前記低温再生器で冷媒を蒸発分離して濃縮された吸収液とが、前記吸収器に戻されるように吸収液管を配管した第２構成の吸収冷凍機と、
【０００７】
冷媒を多量に吸収した稀吸収液を加熱して冷媒を蒸発分離し、稀吸収液から冷媒蒸気と中間吸収液を得る高温再生器と、高温再生器で生成した冷媒蒸気で吸収液を加熱して冷媒を蒸発分離する低温再生器と、この低温再生器で吸収液を加熱して凝縮しこの高温再生器で生成して供給される中間吸収液を高温再生器で生成した冷媒蒸気で加熱してさらに冷媒を蒸発分離し、中間吸収液から冷媒蒸気と濃吸収液を得る低温再生器と、この低温再生器で中間吸収液を加熱して凝縮した冷媒液が供給されると共に、低温再生器で生成されエリミネータを通って供給される冷媒蒸気を冷却して冷媒液を得る凝縮器と、この凝縮器から供給されて冷媒液溜まりに溜まった冷媒液が冷媒ポンプにより伝熱管の上に散布され、伝熱管内を流れる流体から熱を奪って冷媒が蒸発する蒸発器と、この蒸発器で生成して供給される冷媒蒸気を高温再生器から供給される吸収液に吸収させて稀吸収液にする吸収器とを備え、外部から供給される排熱熱流体が内側を流れる排熱伝熱管を低温再生器の内部に一体の管群として設け、稀吸収液を散布させる吸収冷凍機において、前記低温再生器の内部には、前記排熱伝熱管と前記高温再生器から供給される冷媒蒸気が内側に流れる冷媒伝熱管とが、前記排熱伝熱管が前記エリミネータ側に配置されその反対側に前記冷媒伝熱管が配置されるように横並びに設置され、前記吸収器で冷媒蒸気を吸収して吸収液濃度が低下した稀吸収液が、先ず前記低温再生器に供給され、前記低温再生器で冷媒を蒸発分離して濃縮された吸収液が前記高温再生器に供給され、前記高温再生器でさらに冷媒を蒸発分離して濃縮された吸収液が前記高温再生器から前記吸収器に戻されるように吸収液管を配管した第３構成の吸収冷凍機と、
を提供することにより、前記した従来技術の課題を解決するものである。
【０００８】
【発明の実施の形態】
〔第１の実施形態〕
以下、本発明の第１の実施形態を図１と図２に基づいて詳細に説明する。なお、理解を容易にするため、これらの図においても前記図６、図７において説明した部分と同様の機能を有する部分には、同一の符号を付した。
【０００９】
本発明の吸収冷凍機の低温再生器２には、高温再生器１で生成し、冷媒管１４を介して供給される冷媒蒸気が内側を流れる冷媒伝熱管１４Ａと共に、例えば排熱供給管１１を介して図示しないコージェネレーション装置のエンジン発電機を冷却して循環供給される８８℃程度に加熱されたエンジン冷却水が内側を流れる排熱伝熱管１１Ａが配管され、高温再生器１から吸収液管１５を介して供給され、上方から散布される中間吸収液を加熱して冷媒を蒸発分離し、吸収液を濃縮するようになっている。
【００１０】
そして、この第１の実施形態の吸収冷凍機では、低温再生器２の内部に配管される排熱伝熱管１１Ａと冷媒伝熱管１４Ａは、図２に示したように排熱伝熱管１１Ａが冷媒伝熱管１４Ａの上に位置するように配置され、その排熱伝熱管１１Ａの上に高温熱交換器９を経由して高温再生器１から供給される中間吸収液が散布されるようになっている。
【００１１】
したがって、この第１の実施形態の吸収冷凍機においては、冷却水管１２に冷却水を流し、排熱供給管１１を介して低温再生器２内の排熱伝熱管１１Ａに約８０℃のエンジン冷却水を循環供給すると共に、ガスバーナなどの燃焼加熱手段１Ａに点火して高温再生器１で吸収液を加熱すると、高温再生器１においては吸収液から蒸発分離した冷媒蒸気と、冷媒蒸気を分離して吸収液の濃度が高くなった中間吸収液とが得られる。
【００１２】
高温再生器１で生成された高温、例えば９０℃の冷媒蒸気は、冷媒管１４を介して低温再生器２に入り、排熱供給管１１を介して排熱伝熱管１１Ａに循環供給されるエンジン冷却水と共同して、高温再生器１で生成され吸収液管１５により高温熱交換器９を経由して低温再生器２に入った中間吸収液を各伝熱管の管壁を介して加熱し、放熱凝縮して凝縮器３に入る。
【００１３】
低温再生器２で排熱伝熱管１１Ａの内側を流れるエンジン冷却水と冷媒伝熱管１４Ａの内側を流れる冷媒蒸気により加熱されて中間吸収液から蒸発分離した冷媒はエリミネータ２０を通って凝縮器３へ入り、冷却水管１２内を流れる水と熱交換して凝縮液化し、１４Ａで凝縮して供給される冷媒と一緒になって冷媒管１４を通って蒸発器４に入る。
【００１４】
蒸発器４に入って冷媒液溜まりに溜まった冷媒液は、冷水管１３に接続された冷水伝熱管１３Ａの上に冷媒ポンプＰ３によって散布され、冷水管１３を介して供給される水と熱交換して蒸発し、冷水伝熱管１３Ａの内部を流れる水を冷却する。
【００１５】
蒸発器４で蒸発した冷媒は、蒸発器４に併設された吸収器５に入り、低温再生器２で加熱されて冷媒を蒸発分離し、吸収液の濃度が一層高まった吸収液、すなわち吸収液管１５により低温熱交換器８を経由して供給され、上方から散布される濃吸収液に吸収される。この吸収液による冷媒の吸収作用により、蒸発器４における冷媒の蒸発作用が促進される。
【００１６】
吸収器５で冷媒を吸収して濃度の薄くなった吸収液、すなわち稀吸収液は吸収液ポンプＰ１の運転により、低温熱交換器８・高温熱交換器９を経由して高温再生器１へ吸収液管１５から送られる。
【００１７】
上記のように吸収冷凍機の運転が行われると、蒸発器４の内部に配管された冷水伝熱管１３Ａにおいて冷媒の気化熱によって冷却された冷水が、冷水管１３を介して図示しない冷却負荷に循環供給できるので、冷房運転などが行える。
【００１８】
そして、本発明の第１の実施形態の吸収冷凍機においては、排熱供給管１１を介して供給されるエンジン冷却水が内側を流れる排熱伝熱管１１Ａと、冷媒管１４を介して供給される冷媒蒸気が内側を流れる冷媒伝熱管１４Ａとを、低温再生器２の内部に上下に配置する一体構造としたので、機内配管が簡略化され、且つ、装置のコンパクト化も図れ、これにより製造コストの削減が可能となった。
【００１９】
また、排熱伝熱管１１Ａと、冷媒伝熱管１４Ａとを同じ胴内に配置する構成であるが、同じ吸収液を加熱する構成となっているので、飽和温度より温度が低い吸収液が散布されても冷媒ロスは発生しない。
【００２０】
しかも、上側に配置した排熱伝熱管１１Ａに相対的に温度の低いエンジン冷却水を流し、下に配置した冷媒伝熱管１４Ａに相対的に温度の高い冷媒を流し、排熱伝熱管１１Ａに吸収液を散布する構成としたので、温度の低いエンジン冷却水が冷媒を多く含んでいる吸収液を加熱し、冷媒が少なくなった吸収液をより高温の冷媒蒸気によって加熱するので、吸収液に含まれる冷媒の蒸発分離は効果的になされる。
【００２１】
〔第２の実施形態〕
本発明の第２の実施形態を図３に基づいて説明する。理解を容易にするため、この図３においても前記図面で説明した部分と同様の機能を有する部分には、同一の符号を付した。
【００２２】
この第２の実施形態の吸収冷凍機においては、約８８℃のエンジン冷却水が供給される排熱伝熱管１１Ａが凝縮器３、すなわちエリミネータ２０の側に、約９０℃の冷媒蒸気が供給される冷媒伝熱管１４Ａがその反対側に位置するように横並びに配設されており、その他の構成は前記第１の実施形態の吸収冷凍機と同じである。
【００２３】
上記構成の吸収冷凍機においても、低温再生器２の内部に排熱伝熱管１１Ａと冷媒伝熱管１４Ａとを配置した一体構造となっているので、機内配管が簡略化され、且つ、装置のコンパクト化と製造コストの削減が図れる。
【００２４】
なお、この第２の実施形態の吸収冷凍機においては、吸収液の濃度差を利用したエンジン冷却水による冷媒の蒸発分離作用を促進する作用効果は期待できないが、機器配置上でメリットがある場合に有効であり、排熱伝熱管１１Ａと冷媒伝熱管１４Ａとをこのように横並びに配置する場合は、排熱伝熱管１１Ａを凝縮器３の側に配置する方が、冷媒蒸気流による圧損を受け難く有利である。
【００２５】
なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではないので、特許請求の範囲に記載の趣旨から逸脱しない範囲で各種の変形実施が可能である。
【００２６】
例えば、図４に示したように、吸収器５で冷媒蒸気を吸収して吸収液濃度が低下した稀吸収液が、高温再生器１と低温再生器２に分岐して供給され、高温再生器１で冷媒を蒸発分離して濃縮された吸収液と、低温再生器２で冷媒を蒸発分離して濃縮された吸収液とが吸収器５に戻されるように吸収液管１５を配管しても良い。
【００２７】
また、図５に示したように、吸収器５で冷媒蒸気を吸収して吸収液濃度が低下した稀吸収液が、先ず低温再生器２に供給され、低温再生器２で冷媒を蒸発分離して濃縮された吸収液が高温再生器１に供給され、高温再生器１でさらに冷媒を蒸発分離して濃縮された吸収液が高温再生器１から吸収器５に戻されるように吸収液管１５を配管しても良い。
【００２８】
そして、図４、図５に示したように、吸収器５で冷媒蒸気を吸収して吸収液濃度が低下した稀吸収液の一部または全部を低温再生器２に供給するように吸収液管１５を配管した吸収冷凍機においては、高温再生器１で冷媒を蒸発分離して濃縮された中間吸収液を低温再生器２に供給する図１に示した第１の実施形態の吸収冷凍機よりも、排熱供給管１１を介して温度が比較的低いエンジン冷却水などを排熱伝熱管１１Ａに供給して行う、低温再生器２における冷媒の蒸発分離操作が一層効果的に行えると云った利点がある（排熱伝熱管１１Ａと冷媒伝熱管１４Ａとは、図３に示した配置関係であっても良い）。
【００２９】
また、高温再生器１で吸収液を加熱して冷媒を蒸発分離する熱源としては、１５０〜１９０℃程度の高温水、４００〜８００ｋＰａ程度の飽和蒸気などであっても良いし、排熱供給管１１を介して低温再生器２に供給する熱流体としては、８５〜９５℃程度の低温水、１００〜１３０℃程度の高温水、１００〜１５０ｋＰａ程度の飽和蒸気であっても良い。
【００３０】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、コージェネレーション装置などの他の装置から供給される排熱を搬送する熱流体が内側を流れる排熱伝熱管と、高温再生器で生成した冷媒蒸気が内側を流れる冷媒伝熱管とを、低温再生器の内部に並設する一体構造としたので、機内配管が簡略化され、且つ、装置のコンパクト化も図れ、これにより製造コストの削減が可能となった。
【００３１】
また、排熱伝熱管と冷媒伝熱管とを同じ胴内に配置する構成であるが、同じ吸収液を加熱する構成となっているので、飽和温度より温度が低い吸収液が散布されても冷媒ロスは発生しない。
【００３２】
さらに、請求項２及び請求項３の構成によって、吸収器で冷媒蒸気を吸収して吸収液濃度が低下した稀吸収液の一部または全部を低温再生器に供給するように吸収液管を配管した吸収冷凍機においては、高温再生器で冷媒を蒸発分離して濃縮された中間吸収液を低温再生器に供給する吸収冷凍機よりも、排熱供給管を介して温度が比較的低いエンジン冷却水などを排熱伝熱管に供給して行うところの、低温再生器における冷媒の蒸発分離操作が一層効果的に行えると云った利点がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１の実施形態を示す説明図である。
【図２】第１の実施形態の要部を示す説明図である。
【図３】第２の実施形態の要部を示す説明図である。
【図４】実施可能な他の例を示す説明図である。
【図５】実施可能なさらに他の例を示す説明図である。
【図６】従来技術を示す説明図である。
【図７】他の従来技術を示す説明図である。
【符号の説明】
１  高温再生器
２  低温再生器
３  凝縮器
４  蒸発器
５  吸収器
６  排熱再生器
７  排熱凝縮器
８  低温熱交換器
９  高温熱交換器
１１  排熱供給管
１１Ａ  排熱伝熱管
１２  冷却水管
１３  冷水管
１４  冷媒管
１４Ａ  冷媒伝熱管
１５  吸収液管
１６  冷水管
２０  エリミネータ
Ｐ１  吸収液ポンプ
Ｐ２  冷媒ポンプ
Ｐ３  吸収液ポンプ
【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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