(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
排ガス等の加熱源で加熱沸騰させ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、低温再生器で生成し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た冷媒液が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、この吸収器に出入する稀吸収液と濃吸収液とが熱交換する低温熱交換器と、高温再生器に出入する中間吸収液と稀吸収液とが熱交換する高温熱交換器とを備えた吸収式冷凍機において、
前記高温再生器と、当該高温再生器を通過した前記排ガスと該高温再生器に供給される稀吸収液とが熱交換する熱回収器と、を一体に形成して設けると共に、当該熱回収器内を通過する前記排ガス等の流通方向に対して前記稀吸収液が直交方向に蛇行しながら流通するよう構成し、前記熱回収器内の吸収液部の上端部には、当該熱回収器内の入口側から出口側へと流れる稀吸収液の流れを蛇行させようとする仕切板が設けられ、前記吸収液部上部の気相部は、該熱回収器内で開放されており、当該気相部は、前記高温再生器の吸収液部の上部気相部と連通して設けられていることを特徴とする吸収式冷凍機。
【請求項２】
前記仕切板は、前記熱回収器内を流通する稀吸収液の入口側から出口側になるにつれて前記仕切板の高さを低くしたことを特長とする請求項１に記載の吸収式冷凍機。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、吸収式冷凍機に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
高温再生器の稀吸収液を加熱沸騰させるガスバーナから排出される排ガスを、高温熱交換器の出口に設けた熱回収器に送り、吸収器から高温再生器にに送られている稀吸収液の温度を上げ、ガスバーナによる必要加熱量を減らし、燃料の消費量を削減するように工夫した吸収式冷凍機がある。この時の熱回収器は単体形状で配管で接続されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来の吸収式冷凍機においては、強制循環式の密閉型熱回収器が一般的であり、熱回収器と高温再生器がそれぞれ別に設けられていたために、多大なる設置スペースや、それぞれを接続する構成等も必要であった。
【０００４】
また、溶液循環ポンプの容量増加や、ポンプ停止時の溶液沸騰対策が必要であった。
【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、排ガス等の加熱源で加熱沸騰させ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、低温再生器で生成し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た冷媒液が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、この吸収器に出入する稀吸収液と濃吸収液とが熱交換する低温熱交換器と、高温再生器に出入する中間吸収液と稀吸収液とが熱交換する高温熱交換器とを備えた吸収式冷凍機において、前記高温再生器と、当該高温再生器を通過した前記排ガスと該高温再生器に供給される稀吸収液とが熱交換する熱回収器と、を一体に形成して設けると共に、当該熱回収器内を通過する前記排ガス等の流通方向に対して前記稀吸収液が直交方向に蛇行しながら流通するよう構成し、前記熱回収器内の吸収液部の上端部には、当該熱回収器内の入口側から出口側へと流れる稀吸収液の流れを蛇行させようとする仕切板が設けられ、前記吸収液部上部の気相部は、該熱回収器内で開放されており、当該気相部は、前記高温再生器の吸収液部の上部気相部と連通して設けられている吸収式冷凍機である。
【０００６】
上記構成によれば、高温再生器と熱回収器を１つの容器内に設けたことにより、それぞれを設けたものに対して設置スペースを小型化することができることに加えて、排ガスとの熱交換を効率良く行うことができると共に、排ガスの温度を下げることができる。
【０００８】
また、上記構成によれば、高温再生器と熱回収器の吸収液部の上面は共に開放されていることにより、吸収液が高温再生器又は熱回収器のいずれかにあろうとも沸騰状態となった冷媒蒸気を直接冷媒管に導くことができる。
【０００９】
更に、上記に加えて、前記仕切板は、前記熱回収器内を流通する稀吸収液の入口側から出口側になるにつれて前記仕切板の高さを低くしたことを特徴とするものである。
【００１０】
上記構成によれば、仕切板の高さを吸収液の入口付近において高くすると共に、出口になるにつれて低くなるように形成し液面差を用いて溶液を循環させることにより、熱回収器の入口付近での熱交換量を多くすることができると共に、更に排ガスの温度を低下させることができる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を、水を冷媒とし、臭化リチウム（ＬｉＢｒ）水溶液を吸収液とした吸収式冷凍機を例に挙げて説明する。
【００１２】
第１の実施形態を、図１に基づいて説明する。図中１は、例えば都市ガスを燃料とする図示しないガスエンジンやガスタービン排ガスによって吸収液を加熱して冷媒を蒸発分離するよう構成された高温再生器、３は低温再生器、４は凝縮器、５は低温再生器３と凝縮器４が収納されている上胴、６は蒸発器、７は吸収器、８は蒸発器６と吸収器７が収納されている下胴、９は低温熱交換器、１０は高温熱交換器、１１〜１３は吸収液管、１４は吸収液ポンプ、１５〜１８は冷媒管、１９は冷媒ポンプ、２０は冷水管、２１は冷却水管、２２は前記ガスエンジン等の排ガスを高温再生器１に導く排気管、２３は熱回収器、２４は高温再生器１及び熱回収器２３と熱交換した排ガスを外部に導く排気管である。
【００１３】
上記構成の吸収式冷凍機において、熱回収器２３を高温再生器１と一体に１つの容器内に形成している。そして熱回収器２３は、吸収液の流れる吸収液部２５と、排ガスの流れる排ガス部２６により構成され、吸収液部２５には吸収液部２５を複数に仕切るための仕切板２７が複数（本実施例では３つ）形成されている。ここで、熱交換器２３内の溶液が液面差により流動できるように、吸収液の入り口付近に設けられた仕切板２７の高さを高くすると共に、出口になるにつれて低くなるように形成している。
【００１４】
また、高温再生器１内も熱回収器２３内と同様に、吸収液の流れる吸収液部２８と、排ガスの流れる排ガス部２９により構成されている。
【００１５】
ここで、排ガス部２６と排ガス部２９は連通しており、吸収液部２５と吸収液部２８も連通していると共に、それぞれの吸収液部２５、２８の上面（気相部）は共に開放されている。
【００１６】
吸収液管１１より熱回収器２３に流入した吸収液は、排気管２２より排ガス部２９及び排ガス部２６を通過して排気管２４に導かれる排ガスと熱交換して温度上昇し、稀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。そして冷媒蒸気は、冷媒管１５に導かれ、中間吸収液は、吸収液管１２に導かれる。
【００１７】
上記構成の様に、高温再生器１と熱回収器２３を１つの容器内に設けたことにより、それぞれを設けたものに対して設置スペースを小型化することができることに加えて、排ガスとの熱交換を効率良く行うことができると共に、排ガスの温度を下げることができる。
【００１８】
また、高温再生器１と熱回収器２３の吸収液部２５，２８の上面は共に開放されていることにより、吸収液が高温再生器１又は熱回収器２３のいずれかにあろうとも沸騰状態となった冷媒蒸気を直接冷媒管１５に導くことができる。
【００１９】
更に、仕切板２７の高さを吸収液の入口付近において高くすると共に、出口になるにつれて低くなるように形成していることにより、熱回収器２３の入口付近での熱交換量を多くすることができると共に、更に排ガスの温度を低下させることができる。
【００２０】
また、必要量を超える溶液が吸収液管１１から供給されても仕切板２７の上部を流れるため閉塞などの不都合が起こらない。
【００２１】
ここで、高温再生器１及び熱回収器２３で生成された高温の冷媒蒸気は、冷媒管１５を通って低温再生器３に入り、高温再生器１で生成され吸収液管１２により高温熱交換器１０を経由して低温再生器３に入った中間吸収液を加熱して放熱凝縮し、凝縮器４に入る。
【００２２】
また、低温再生器３で加熱されて中間吸収液から蒸発分離した冷媒は凝縮器４へ入り、冷却水管２１内を流れる水と熱交換して凝縮液化し、冷媒管１６から凝縮して供給される冷媒と一緒になって冷媒管１７を通って蒸発器６に入る。
【００２３】
蒸発器６に入って冷媒液溜りに溜まった冷媒液は、冷水管２０に接続された伝熱管２０Ａの上に冷媒ポンプ１９によって散布され、冷水管２０を介して供給される水と熱交換して蒸発し、伝熱管２０Ａの内部を流れる水を冷却する。
【００２４】
蒸発器６で蒸発した冷媒は吸収器７に入り、低温再生器３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１３により低温熱交換器９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。
【００２５】
そして、吸収器７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１４の運転により、低温熱交換器９及び高温熱交換器１０で加熱され、熱回収器２３へ吸収液管１１から送られる。
【００２６】
上記のように吸収式冷凍機の運転が行われると、蒸発器６の内部に配管された伝熱管２０Ａ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２０を介して図示しない空調負荷に循環供給できるので、冷房などの冷却運転が行える。
【００２７】
上記構成の吸収式冷凍機においては、吸収器７から出て吸収液ポンプ１４によって高温再生器１に搬送される稀吸収液は、低温熱交換器９及び高温熱交換器１０において加熱されると共に熱回収器２３で更に加熱されるので、高温再生器１に流入するときの稀吸収液の温度は熱回収器２３がないものより上昇し、排ガス等から回収する熱量を増加することができる。
【００２８】
第２の実施形態を、図３に基づいて説明する。この第２の実施形態の吸収式冷凍機においては、前記図１に示した第１の実施形態の吸収式冷凍機が備えていた排気管２２に代えて、都市ガス等を燃料としたバーナー２を設け、このバーナー２により高温ガスを得るようにしたものであり、その他の構成は前記第１の実施形態の吸収式冷凍機と同じである。
【００２９】
また、第３の実施形態を、図４に基づいて説明する。この第２の実施形態の吸収式冷凍機においては、前記図１に示した第１の実施形態の吸収式冷凍機が備えていた排気管２２に加えて、都市ガス等を燃料としたバーナー３０を設け、排気管２２に供給される排ガス熱量が不足する場合にバーナ３０にて追い焚きし所定の加熱量を得ようとするものであり、その他の構成は前記第１の実施形態の吸収式冷凍機と同じである。
【００３０】
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一重効用の吸収式冷凍機の再生器等の各種の変形実施が可能である。
【００３１】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、高温再生器と熱回収器を１つの容器内に設けたことにより、それぞれを設けたものに対して設置スペースを小型化することができることに加えて、排ガスとの熱交換を効率良く行うことができると共に、排ガスの温度を下げることができる。
【００３２】
また、高温再生器と熱回収器の吸収液部の上面は共に開放されていることにより、吸収液が高温再生器又は熱回収器のいずれかにあろうとも沸騰状態となった冷媒蒸気を直接冷媒管に導くことができる。
【００３３】
更に、仕切板の高さを吸収液の入口付近において高くすると共に、出口になるにつれて低くなるように形成し液面差を用いて溶液を循環させることにより、熱回収器の入口付近での熱交換量を多くすることができると共に、更に排ガスの温度を低下させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態を示す説明図である。
【図２】本発明の高温再生器及び熱回収器の説明図である。
【図３】本発明の第２の実施形態を示す説明図である。
【図４】本発明の第３の実施形態を示す説明図である。
【符号の説明】
１  高温再生器
３  低温再生器
４  凝縮器
５  高温胴
６  蒸発器
７  吸収器
８  高温胴
９  低温熱交換器
１０  高温熱交換器
１１〜１３  吸収液管
１１Ａ  側路吸収液管
１４  吸収液ポンプ
１５〜１９  冷媒管
１９  冷媒ポンプ
２０  冷水管
２１  冷却水管
２２，２４  排気管
２３  熱回収器
２５，２８  吸収液部
２６，２９  排ガス部
２７  仕切板
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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