(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
凝縮器にて凝縮した冷媒液を蒸発器に送り、前記冷媒液を冷水が流通する前記蒸発器内の伝熱管に向けて散布することにより冷媒蒸気を発生させ、蒸発潜熱分だけ温度低下した前記伝熱管中の冷水を冷房負荷に送るものであって、前記凝縮器と前記蒸発器とを接続する冷媒液管路の途中に冷却手段を配設し、該冷却手段にて前記凝縮冷媒液を冷却することにより、前記蒸発器の入口でのフラッシュを防止するフラッシュ防止装置を備えた冷凍機において、前記冷却手段は、一端が前記蒸発器の出口側伝熱管に接続され、他端が前記蒸発器の入口側伝熱管に接続される循環路で構成され、該循環路中を流れる前記出口側伝熱管炉中の冷水の一部と前記冷媒液管路中の凝縮冷媒液とが熱交換するようにしていることを特徴とする冷凍機。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、蒸発器入口でのフラッシュ防止装置を備えた吸収冷凍機、ターボ冷凍機等の冷凍機に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の冷凍機のうち、例えば吸収冷凍機は、蒸発器、吸収器、再生器及び凝縮器を主要な構成要素として備えており、図２に示す如く、蒸発器５１と凝縮器５２とは、冷媒液管路５３を介して互いに接続されている。蒸発器５１の内部は、温度が５℃であり、絶対圧力が６ｍｍＨｇ（Ｔｏｒｒ）と高真空に保持され、凝縮器５２の内部は、温度が４０〜５０℃であり、絶対圧力が４０〜５０ｍｍＨｇ（Ｔｏｒｒ）に保持されている。
【０００３】
蒸発器５１では、１２℃の冷水が流通する伝熱管５４が配設されており、凝縮器５２から送られてきた冷媒液を伝熱管５４に向けて散布することにより、１２℃の冷水を熱源として冷媒液が加熱されて冷媒蒸気となる。伝熱管５４中の冷水は、蒸発潜熱分だけ温度低下して７℃となり、蒸発器５１から出ていき、建物などに設置した冷房負荷に送られて、冷房に利用される。冷房に利用された冷水は、温度上昇して１２℃になり、再び蒸発器５１の伝熱管５４に流入してくるように構成されている。なお、図示しない吸収器では、蒸発器５１で発生した冷媒蒸気が臭化リチウム溶液により吸収され、この水分を吸収して濃度が低くなった臭化リチウム希溶液は図示しない再生器に送られ、該再生器において加熱される。そして、蒸発した冷媒蒸気は、凝縮器５２に送られる。
また、凝縮器５２では、冷却水が流通する伝熱管５５が配設されており、図示しない再生器から送られてきた冷媒蒸気が伝熱管５５中の冷却水により冷却されて凝縮液化される。この凝縮した冷媒液は、冷媒液管路５３を経て、再び蒸発器５１に供給されるようになっている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述した従来の冷凍機では、内部圧力が６ｍｍＨｇの蒸発器５１に送られる凝縮冷媒液の飽和圧力が４０ｍｍＨｇであり、両者には大きな圧力差があることから、蒸発器５１の入口において凝縮冷媒液がフラッシュし、フラッシュした冷媒蒸気５６が伝熱管５４の周囲に付着している冷媒液を吹き飛ばすという不具合を有している。これによるフラッシュ量は冷媒量の５％位であり、蒸発器５１の伝熱性能を低下させるので、冷凍機の運転コスト高を招くおそれがあった。
【０００５】
本発明はこのような実状に鑑みてなされたものであって、その目的は、蒸発器入口でのフラッシュを防止し、蒸発器の有効面積を増大させることにより有効冷媒量を増やし、蒸発器の伝熱性能の向上及びコストダウンを図ることが可能な冷凍機を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記従来技術の有する課題を解決するために、本発明は、凝縮器にて凝縮した冷媒液を蒸発器に送り、前記冷媒液を冷水が流通する前記蒸発器内の伝熱管に向けて散布することにより冷媒蒸気を発生させ、蒸発潜熱分だけ温度低下した前記伝熱管中の冷水を冷房負荷に送るものであって、前記凝縮器と前記蒸発器とを接続する冷媒液管路の途中に冷却手段を配設し、該冷却手段にて前記凝縮冷媒液を冷却することにより、前記蒸発器の入口でのフラッシュを防止するフラッシュ防止装置を備えた冷凍機において、前記冷却手段は、一端が前記蒸発器の出口側伝熱管に接続され、他端が前記蒸発器の入口側伝熱管に接続される循環路で構成され、該循環路中を流れる前記出口側伝熱管炉中の冷水の一部と前記冷媒液管路中の凝縮冷媒液とが熱交換するようにしている。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を図示の実施の形態に基づいて詳細に説明する。ここで、図１は本発明の実施形態に係る冷凍機の主要部を示す構成図である。
【０００９】
本実施形態の冷凍機は、蒸発器、吸収器、再生器及び凝縮器を主要な構成要素とする吸収冷凍機に適用されており、蒸発器で発生させた冷媒蒸気は吸収器内の臭化リチウム溶液により吸収され、この水分を吸収して濃度が低くなった臭化リチウム希溶液は再生器に送られて加熱されると共に、蒸発した冷媒蒸気は凝縮器に送られるようになっている。そして、冷凍機の主要な構成要素のうち、図１に示す蒸発器１と凝縮器２とは、冷媒液管路３を介して互いに接続されており、蒸発器１の内部は温度５℃、圧力６ｍｍＨｇの状態に保持され、凝縮器２の内部は温度４０〜５０℃、圧力４０〜５０ｍｍＨｇの状態に保持されている。
【００１０】
上記蒸発器１には、閉回路を形成する伝熱管４がこれと関連して配設されている。この伝熱管４は、１２℃の冷水５が蒸発器１内に流入する入口側伝熱管部４ａと、蒸発器１の内部に配置される中間伝熱管部４ｂと、７℃の冷水５が蒸発器１から流出する出口側伝熱管部４ｃとから構成され、中間伝熱管部４ｂの反対側端部は図示しない冷凍機の冷房負荷に連絡されている。
また、上記凝縮器２では、冷却水６が流通する伝熱管７が配設されており、図示しない再生器から送られてきた冷媒蒸気が伝熱管７中の冷却水６により冷却されて凝縮液化される。この凝縮した冷媒液８は、冷媒液管路３を経て、再び蒸発器１に供給されるようになっている。
【００１１】
さらに、本発明の実施形態に係る冷凍機は、蒸発器１の入口でのフラッシュを防止するフラッシュ防止装置９を備えている。このフラッシュ防止装置９では、冷媒液管路３の途中に冷却手段１０が配設されており、該冷却手段１０にて凝縮冷媒液８を冷却することにより、凝縮冷媒液８の飽和圧力をできるだけ蒸発圧力の近くになるように構成されている。
【００１２】
このため、冷却手段１０は、一端部が伝熱管４の出口側伝熱管部４ｃに接続されていると共に、他端部が伝熱管４の入口側伝熱管部４ａに接続されている循環路１１で構成されている。したがって、蒸発潜熱分だけ温度低下した７℃の冷水５が蒸発器１内の中間伝熱管部４ｂから流出して出口側伝熱管部４ｃ中を流れると、この冷水５の一部は、出口側伝熱管部４ｃより循環路１１中に導入され、循環路１１中を流れて冷媒液管路３中の凝縮冷媒液８と熱交換し、その熱交換後に温度上昇した冷水５は、入口側伝熱管部４ａに戻って、図示しない冷房負荷より送られてくる１２℃の冷水と一緒に蒸発器１内の中間伝熱管部４ｂへ送られ、循環するようになっている。
【００１３】
本実施形態の冷凍機において、図示しない再生器から送られてきた冷媒蒸気が凝縮器２の伝熱管７中の冷却水６により冷却されて凝縮液化すると、この凝縮冷媒液８は、４０〜５０℃の温度で冷媒液管路３中を流れながら、途中に設置したフラッシュ防止装置９の冷却手段１０を通る。その際、循環路１１中の７℃の冷水５と熱交換し、１０℃程度に冷却されて飽和圧力が下げられる。
冷却された凝縮冷媒液８が、冷媒液管路３より蒸発器１内の伝熱管４の中間伝熱管部４ｂに向かって散布されると、１２℃の冷水５を熱源として加熱されることにより冷媒蒸気となる。そして、中間伝熱管部４ｂ中の冷水５は、蒸発潜熱分だけ温度低下して７℃となり、蒸発器１から流出して出口側伝熱管部４ｃを通り、冷却手段１０の循環路１１中に導入される一部を除いて建物などに設置した冷房負荷に送られて、冷房に利用される。その後、冷房に利用された冷水は、温度上昇して１２℃になり、再び伝熱管４の入口側伝熱管部４ａに流入し、蒸発器１に送られることになる。
【００１４】
このように、本発明の実施形態に係る冷凍機は、蒸発器１と凝縮器２とを接続する冷媒液管路３の途中にフラッシュ防止装置９の冷却手段１０を配設し、冷媒液管路３中を流れる凝縮冷媒液８を冷却手段１０にて冷却し、当該凝縮冷媒液８の飽和圧力を下げて蒸発器１内の圧力に近づけるようにしているため、蒸発器１の入口でのフラッシュを確実に防止できる。これによって、５％程度の冷凍能力の減少が発生するように見えるが、フラッシュ現象がなくなって蒸発器１内に設置した中間伝熱管部４ｂの周囲の冷媒が吹き飛ばされずに済み、有効冷媒量が５％程度増えることになる。その結果、本実施形態の冷凍機では、蒸発器１の有効面積が増えることになるため、伝熱性能の向上を図ることができる。しかも、本実施形態の冷却手段１０は、一端部が伝熱管４の出口側伝熱管部４ｃに接続され、かつ他端部が伝熱管４の入口側伝熱管部４ａに接続される循環路１１で構成されているため、既存の設備を大幅に変更する必要がなく、簡単な構造で経済的に製造できる。
【００１５】
以上、本発明の実施形態につき述べたが、本発明は既述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において各種の変形及び変更を加え得るものである。例えば、本発明は、本実施形態のような吸収冷凍機以外のターボ冷凍機などにも適用可能である。
【００１６】
【発明の効果】
上述の如く、本発明は、凝縮器にて凝縮した冷媒液を蒸発器に送り、前記冷媒液を冷水が流通する前記蒸発器内の伝熱管に向けて散布することにより冷媒蒸気を発生させ、蒸発潜熱分だけ温度低下した前記伝熱管中の冷水を冷房負荷に送るものであって、前記凝縮器と前記蒸発器とを接続する冷媒液管路の途中に冷却手段を配設し、該冷却手段にて前記凝縮冷媒液を冷却することにより、前記蒸発器の入口でのフラッシュを防止するフラッシュ防止装置を備えた冷凍機において、前記冷却手段は、一端が前記蒸発器の出口側伝熱管に接続され、他端が前記蒸発器の入口側伝熱管に接続される循環路で構成され、該循環路中を流れる前記出口側伝熱管炉中の冷水の一部と前記冷媒液管路中の凝縮冷媒液とが熱交換するようにしているので、蒸発器内の伝熱管周囲の冷媒が飛ばされることがなくなり、蒸発器の有効面積の増大により有効冷媒量を増やし、蒸発器の伝熱性能を向上させ、運転コストの低減化を図ることができる上、既存設備の設計変更が少なくて済み、経済的に有利である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係る冷凍機の主要部を示す構成図である。
【図２】従来の冷凍機の主要部を示す構成図である。
【符号の説明】
１  蒸発器
２  凝縮器
３  冷媒液管路
４  伝熱管
４ａ  入口側伝熱管部
４ｂ  中間伝熱管部
４ｃ  出口側伝熱管部
５  冷水
６  冷却水
７  伝熱管
８  凝縮冷媒液
９  フラッシュ防止装置
１０  冷却手段
１１  循環路
【図１】
0003762217.tif 000002
【図２】
0003762217.tif 000003