(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
凝縮器で凝縮した冷媒液が第１蒸発器を経由してその下方に設置された第２蒸発器の伝熱管上に散布され、第２蒸発器底部に溜った冷媒液が第１蒸発器の伝熱管上に散布され、第１蒸発器、第２蒸発器で各伝熱管内を流れる流体からそれぞれ熱を奪って蒸発可能に構成すると共に、低温再生器で冷媒を蒸発した吸収液が低温熱交換器を経由して第１蒸発器に併設した第１吸収器、第２蒸発器に併設した第２吸収器の順に流入し、第１蒸発器、第２蒸発器で蒸発した冷媒を順次吸収するように構成された吸収式冷凍機において、第１蒸発器底部に冷媒液溜りを設けると共に、第２蒸発器底部から第１蒸発器の冷媒液散布手段に至る冷媒管路に揚送量制御手段を設け、且つ、冷媒管路を経て第２蒸発器底部から第１蒸発器の冷媒液散布手段に揚送される冷媒液の量が、第１吸収器、第２吸収器、凝縮器に供給する冷却水の温度が低い程減少するように揚送量制御手段を動作させる制御手段を設けたことを特徴とする吸収式冷凍機。
【請求項２】
凝縮器で凝縮した冷媒液が第１蒸発器を経由してその下方に設置された第２蒸発器の伝熱管上に散布され、第２蒸発器底部に溜った冷媒液が第１蒸発器の伝熱管上に散布され、第１蒸発器、第２蒸発器で各伝熱管内を流れる流体からそれぞれ熱を奪って蒸発可能に構成すると共に、低温再生器で冷媒を蒸発した吸収液が低温熱交換器を経由して第１蒸発器に併設した第１吸収器、第２蒸発器に併設した第２吸収器の順に流入し、第１蒸発器、第２蒸発器で蒸発した冷媒を順次吸収するように構成された吸収式冷凍機において、第１蒸発器底部に冷媒液溜りを設けると共に、この第１蒸発器の冷媒液溜りに溜る冷媒液量を制御する制御手段を、第１蒸発器の冷媒液溜りと第２蒸発器の冷媒液散布手段との間に設置された流量制御弁と、第１吸収器、第２吸収器、凝縮器に供給する冷却水の温度が低い程前記流量制御弁を開けるように動作させる制御器とで構成した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関し、特に詳しくは凝縮器で凝縮した冷媒液が第１蒸発器を経由してその下方に設置された第２蒸発器の伝熱管の上に散布され、第２蒸発器底部に溜った冷媒液が第１蒸発器の伝熱管の上に散布され、第１蒸発器、第２蒸発器で各伝熱管内を流れる流体からそれぞれ熱を奪って蒸発可能に構成すると共に、低温再生器で冷媒を蒸発した吸収液が低温熱交換器を経由して第１蒸発器に併設した第１吸収器、第２蒸発器に併設した第２吸収器の順に流入し、第１蒸発器、第２蒸発器で蒸発した冷媒を順次吸収するように構成された吸収式冷凍機に関する。
【０００２】
【従来の技術】
吸収式冷凍機の成績係数は、一般に冷却水の温度が下がる程高くなる。ところが、吸収器に供給する冷却水の温度が下がると吸収液の濃度も低下する。
【０００３】
したがって、冷却水温度の低下に備えて機内に冷媒を多めに保有しておく必要がある。そして、この冷媒保有量が大きいほど、吸収液濃度が低下することになり、運転可能範囲が拡大する。
【０００４】
このため、従来は冷媒ポンプの吐出側などにタンクを設け、ここに過剰な冷媒を保有するようになっている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、冷媒タンクを冷媒ポンプの吐出側などに設置した従来の吸収式冷凍機においては、▲１▼装置の大型化が避けられない、▲２▼冷媒溜め容積の制御ができない、などと云った問題点があり、これら問題点の解決が求められていた。
【０００６】
【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、凝縮器で凝縮した冷媒液が第１蒸発器を経由してその下方に設置された第２蒸発器の伝熱管上に散布され、第２蒸発器底部に溜った冷媒液が第１蒸発器の伝熱管上に散布され、第１蒸発器、第２蒸発器で各伝熱管内を流れる流体からそれぞれ熱を奪って蒸発可能に構成すると共に、低温再生器で冷媒を蒸発した吸収液が低温熱交換器を経由して第１蒸発器に併設した第１吸収器、第２蒸発器に併設した第２吸収器の順に流入し、第１蒸発器、第２蒸発器で蒸発した冷媒を順次吸収するように構成する吸収式冷凍機において、
【０００９】
第１蒸発器底部に冷媒液溜りを設けると共に、第２蒸発器底部から第１蒸発器の冷媒液散布手段に至る冷媒管路に揚送量制御手段を設け、且つ、冷媒管路を経て第２蒸発器底部から第１蒸発器の冷媒液散布手段に揚送される冷媒液の量が、第１吸収器、第２吸収器、凝縮器に供給する冷却水の温度が低い程減少するように揚送量制御手段を動作させる制御手段を設けるようにした吸収式冷凍機と、
【００１０】
第１蒸発器底部に冷媒液溜りを設けると共に、この第１蒸発器の冷媒液溜りに溜る冷媒液量を制御する制御手段を、第１蒸発器の冷媒液溜りと第２蒸発器の冷媒液散布手段との間に設置された流量制御弁と、第１吸収器、第２吸収器、凝縮器に供給する冷却水の温度が低い程前記流量制御弁を閉じる冷媒液量を制御する制御手段を、第１蒸発器の冷媒液溜りと第２蒸発器の冷媒液散布手段との間に設置された流量制御弁と、第１吸収器、第２吸収器、凝縮器に供給する冷却水の温度が低い程前記流量制御弁を開けるように動作させる制御器とから構成するようにした吸収式冷凍機と、
を提供するものである。
【００１１】
【発明の実施の形態】
〔第１の実施形態〕
本発明の第１の実施形態を図１と図２に基づいて説明する。図１に例示した吸収式冷凍機は、冷媒に水、吸収液（溶液）に臭化リチウム（ＬｉＢｒ）溶液を用いるものであり、１は第１蒸発器、２はこの第１蒸発器１に併設された第１吸収器、３は第２蒸発器、４はこの第２蒸発器３に併設された第２吸収器、５は図示しないガスバーナなどを加熱手段として備えた高温再生器、６は低温再生器、７は凝縮器、８は低温熱交換器、９は高温熱交換器である。
【００１２】
４Ａは第２吸収器４の下部に形成された稀吸収液溜りであり、この稀吸収液溜り４Ａと高温再生器５の気相部とは、途中に吸収液ポンプＰ１を備えた稀吸収液配管１１により配管接続されている。
【００１３】
高温再生器５の液相部と低温再生器６の気相部とは、途中に高温熱交換器９を備えた中間吸収液配管１２によって配管接続されている。また、低温再生器６の下部に形成された濃吸収液溜り６Ａと第１吸収器２の気相部に設けられた濃吸収液散布装置２Ｂとは、途中に低温熱交換器８を備えた濃吸収液配管１３によって配管接続され、第１吸収器２の底部に形成された中間吸収液溜り２Ａと第２吸収器４の気相部に設けられた中間吸収液散布装置４Ｂとは、中間吸収液配管１４によって配管接続されている。
【００１４】
１５は高温再生器５の気相部から延設された冷媒蒸気配管であり、低温再生器６の濃吸収液溜り６Ａを経由して凝縮器７の底部に開口している。
【００１５】
１６は凝縮器７の底部と第１蒸発器１の気相部とを配管接続している第１冷媒液配管であり、１７は第１蒸発器１の底部に形成された冷媒液溜り１Ａと第２蒸発器３の冷媒液散布装置３Ｂとを配管接続している第２冷媒液配管である。また、１８は第２蒸発器３の冷媒液溜り３Ａと第１蒸発器１の冷媒液散布装置１Ｂとを配管接続している冷媒液循環配管であり、この冷媒液循環配管１８の途中に冷媒ポンプＰ２と流量制御弁Ｖ１とが設けられている。
【００１６】
１９は第１蒸発器１の底部に設けた冷媒液溜り１Ａの上部と第２蒸発器３の気相部とを配管接続しているオーバーフロー配管である。
【００１７】
２０は冷水配管であり、この冷水配管２０は図示しない冷房負荷などから第２蒸発器伝熱管２０Ａ・第１蒸発器伝熱管２０Ｂを経て冷房負荷などに還流する冷水の循環路を形成している。また、２１は冷却水配管であり、この冷却水配管２１は図示しない冷却塔から第２吸収器伝熱管２１Ａ・第１吸収器伝熱管２１Ｂ・凝縮器伝熱管２１Ｃを経て冷却塔に還流する冷却水の循環路を形成している。
【００１８】
Ｓ１は、冷却水配管２１の第２吸収器４入口側に設置されてこの中を流れている冷却水の温度を検出して制御器Ｃに出力する温度センサである。
【００１９】
そして、制御器Ｃは温度センサＳ１が検出して出力する冷却水の温度に基づいて、流量制御弁Ｖ１の開度を制御するものである。
【００２０】
冷水配管２０から図示しない負荷に所定温度の冷水を循環供給して冷房などを行うときの、冷媒と吸収液の挙動を以下に簡単に説明する。
【００２１】
第２吸収器４の稀吸収液溜り４Ａから稀吸収液配管１１を介して吸収液ポンプＰ１により高温再生器５に送り込まれた稀吸収液は、ここで図示しないガスバーナなどからなる加熱手段により加熱されて冷媒が蒸発分離する。
【００２２】
高温再生器４で冷媒を分離して濃度が上昇した中間吸収液は、高温熱交換器９を経て低温再生器６へ送られる。そして、中間吸収液は低温再生器６において、冷媒蒸気配管１５を通って送られて来る高温の冷媒蒸気によって加熱され、さらに冷媒が分離して濃度が一段と高くなり、この濃吸収液が低温熱交換器８を経て第１吸収器２へ送られ、濃吸収液散布装置２Ｂから散布される。
【００２３】
一方、高温再生器５と低温再生器６で分離生成された冷媒は、凝縮器７に入り凝縮器伝熱管２１Ｃの内部を流れる冷却水に放熱して凝縮する。そして、冷媒液は第１凝縮液配管１６を通って第１蒸発器１に入り、第１蒸発器１から第２凝縮液配管１７を通って冷媒液散布装置３Ｂから第２蒸発器伝熱管２０Ａの上に散布される。第２蒸発器３の冷媒液溜り３Ａに溜った冷媒液は冷媒ポンプＰ２の運転により、冷媒液散布装置１Ｂから第１蒸発器伝熱管２０Ｂの上に散布される。
【００２４】
第１蒸発器伝熱管２０Ｂ、第２蒸発器伝熱管２０Ａの上に散布された冷媒液ははその一部が、それぞれの部位でその内部を通る冷水から蒸発熱を奪って蒸発する。そして、第１蒸発器伝熱管２０Ｂ、第２蒸発器伝熱管２０Ａの内部を流れる冷水は冷媒の蒸発熱により冷却され、こうして温度を下げた冷水が図示しない負荷に冷水配管２０により循環供給されて冷房などが行われる。
【００２５】
そして、第１蒸発器１で蒸発した冷媒は第１吸収器２へ入り、低温再生器６より供給されて濃吸収液散布装置２Ｂから散布される濃吸収液に吸収される。また、第２蒸発器３で蒸発した冷媒は第２吸収器４へ入り、第１吸収器２の中間吸収液溜り２Ａより供給されて中間吸収液散布装置４Ｂより散布される中間吸収液に吸収され稀吸収液となって稀吸収液溜り４Ａに溜り、吸収液ポンプＰ１によって高温再生器５に送られる。
【００２６】
冷媒と吸収液の上記冷凍サイクルにおいて、制御器Ｃは温度センサＳ１が計測する冷却水の温度Ｔに基づいて、流量制御弁Ｖ１の開度を、例えば図２のように制御し、第１蒸発器１の冷媒液散布装置１Ｂから第１蒸発器伝熱管２０Ｂの上に散布する冷媒液の量を制御する。
【００２７】
すなわち、温度センサＳ１が計測する冷却水の温度Ｔが低いほど、流量制御弁Ｖ１の開度を小さくし、冷媒液散布装置１Ｂから第１蒸発器伝熱管２０Ｂ上に散布される冷媒液の量を減少させ、第１蒸発器１での未蒸発冷媒が減少するので、第１蒸発器１の冷媒液溜り１Ａに溜る冷媒液の量は減少する。これにより、第２蒸発器３の冷媒液溜り３Ａに溜る冷媒液の量は増加し、過剰分がオーバーフローして第２吸収器４に流入するので吸収液の濃度が低下する。
【００２８】
したがって、冷却水配管２１から第２吸収器４、第１吸収器２、凝縮器７に供給する冷却水の温度が低い程、冷媒液溜り１Ａに溜る冷媒液の量は減少する。このため、吸収液の濃度は低下し、運転可能範囲の拡大が図られる。
【００２９】
なお、負荷が小さいために第１蒸発器１で蒸発する冷媒液の量が少なく、冷媒液溜り１Ａに溜る冷媒液の量が増加すると、過剰となった冷媒液はオーバーフロー配管１９を通って下方の第２蒸発器３に流入する。
【００３０】
〔第２の実施形態〕
本発明の第２の実施形態を図３と図４に基づいて説明する。図３に例示した吸収式冷凍機も冷媒に水、吸収液（溶液）に臭化リチウム（ＬｉＢｒ）溶液を用いるものであり、この吸収式冷凍機が図１に示した吸収式冷凍機と相違する点は、流量制御弁Ｖ１の取り付け位置が冷媒液循環配管１８から第２冷媒液配管１７に変更されていることである。
【００３１】
第２冷媒液配管１７に設置された流量制御弁Ｖ１も、温度センサＳ１が計測する冷却水の温度Ｔに基づいて、制御器Ｃにより図４のように制御し、第１蒸発器１の冷媒液溜り１Ａに溜る冷媒液の量を制御する。
【００３２】
すなわち、温度センサＳ１が計測する冷却水の温度Ｔが低いほど、流量制御弁Ｖ１の開度を大きくし、第２冷媒液配管１７の流路抵抗が小さくなるので、冷媒液溜り１Ａに溜る冷媒液の量は減少する。これにより、前記第１の実施形態の場合と同様、吸収液の濃度が低下する。
【００３３】
したがって、冷却水配管２１から第２吸収器４、第１吸収器２、凝縮器７に供給する冷却水の温度が低い程、冷媒液溜り１Ａに溜る冷媒液の量は減少する。このため、吸収液の濃度は低下し、運転可能範囲の拡大が図られる。
【００３４】
ところで、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。
【００３５】
例えば、冷媒ポンプＰ２を回転数制御可能なポンプで構成し、温度センサＳ１が計測する冷却水の温度Ｔが低いほど、冷媒ポンプＰ２の回転数を下げて第１蒸発器１の冷媒液散布装置１Ｂから第１蒸発器伝熱管２０Ｂ上に散布する冷媒液の量を減らすように構成することもできる。
【００３６】
また、第１蒸発器１の冷媒液溜り１Ａの下部と、第２蒸発器３の気相部とを配管接続し、その配管に自動弁を設け、温度センサＳ１がある一定の温度を検出したら自動弁を開けて、第１蒸発器１の冷媒液溜り１Ａの冷媒液量を減少させるようにしても良い。
【００３７】
【発明の効果】
以上説明したように本発明の吸収式冷凍機によれば、第２蒸発器から第１蒸発器に送る冷媒液の量を減らすなどして第１蒸発器に溜る冷媒液の量を減らせることができるので、冷却水の温度が低下したときには、第１蒸発器に溜る冷媒液の量を減らして吸収液濃度を低下させ、これにより運転可能な範囲の拡大を図ることができる。
しかも、従来の吸収式冷凍機で冷媒ポンプの吐出側などに設けていた冷媒タンクの設置が不要になったので、装置の小型化が図れる。
【図面の簡単な説明】
【図１】請求項１に係わる吸収式冷凍機の概略構成図である。
【図２】請求項１に係わる吸収式冷凍機の一制御例を示す説明図である。
【図３】請求項２に係わる吸収式冷凍機の概略構成図である。
【図４】請求項２に係わる吸収式冷凍機の一制御例を示す説明図である。
【符号の説明】
１      第１蒸発器
１Ａ    冷媒液溜り
１Ｂ    冷媒液散布装置
２      第１吸収器
２Ａ    中間吸収液溜り
２Ｂ    濃吸収液散布装置
３      第２蒸発器
３Ａ    冷媒液溜り
３Ｂ    冷媒液散布装置
４      第２吸収器
４Ａ    稀吸収液溜り
４Ｂ    中間吸収液散布装置
５      高温再生器
６      低温再生器
６Ａ    濃吸収液液溜り
７      凝縮器
８      低温熱交換器
９      高温熱交換器
１１    稀吸収液配管
１２    中間吸収液配管
１３    濃吸収液配管
１４    中間吸収液配管
１５    冷媒蒸気配管
１６    第１冷媒液配管
１７    第２冷媒液配管
１８    冷媒液循環配管
１９    オーバーフロー配管
２０    冷水配管
２０Ａ  第２蒸発器伝熱管
２０Ｂ  第１蒸発器伝熱管
２１    冷却水配管
２１Ａ  第２吸収器伝熱管
２１Ｂ  第２吸収器伝熱管
２１Ｃ  凝縮器伝熱管
Ｃ      制御器
Ｐ１    吸収液ポンプ
Ｐ２    冷媒ポンプ
Ｓ１  温度センサ
Ｖ１    流量制御弁
【図１】
0003813348.tif 000002
【図２】
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【図３】
0003813348.tif 000004
【図４】
0003813348.tif 000005