JPS6354564A - 立型吸収式冷凍機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は冷凍装置或いはヒートポンプ装置として使用さ
れる吸収式の冷凍機に関するものであり、特に発生器、
吸収器、蒸発器及び凝縮器を上下方向に組み上げ、冷媒
の循環流通を可能に接続した立型吸収式冷凍機に関する
ものである。

なお、本発明では冷凍機は上述の如くヒートポンプ装置
をも包含する。

［従来の技術］ 発生器、吸収器、蒸発器及び凝縮器を上下方向に設置し
た立型吸収式冷凍機は、設置面積を小さくできるという
効果があり、近年注目されている。ところで、前記吸収
器では、冷媒ガスを濃厚な冷媒液と接触させて吸収させ
るのであるが、この接触方式として次のものが知られて
いる。その第１は、上下に配設された吸収管の外周面に
冷媒液を流下し、吸収管の外周面に冷媒ガスを流すもの
である。また、その第２は上下方向に配設された吸収管
の内壁面に冷媒を流し、吸収管の内部に上向流にて冷媒
ガスを流すものである。

［発明が解決しようとする問題点］ 上記第１の接触方式の如く、冷媒液を吸収管の外壁面に
沿って流下させる方式においては、吸収管外壁面に均等
に液を流下させることが容易ではなく、ガスの吸収がス
ムースに行なわれない恐れがある。

また、上記第２の方式では、吸収管の内壁面に比較的容
易に液膜が形成され、かつ液がガスにより壁面に押し付
けられ均一な液の薄膜が形成されるという長所がある反
面、冷媒ガスを上向流にて流す場合、液膜の流下方向と
ガスの流通方向とが対向するため、壁膜の膜厚に変動が
生じやすい。

また、ローレンツサイクルが取れないという短所もある
。

［問題点を解決するための手段］ 本発明の立型吸収式冷凍機は、発生器、吸収器、蒸発器
及び凝縮器を上下方向に組み上げたものであって、この
吸収器として、上下方向に設置された吸収管を有するも
のを採用し、この吸収管の内壁面に液状冷媒が流下され
、かつガス状冷媒が該吸収管の内部を下降流にて流通さ
れるようにしたものである。

［作用］ 本発明の立型吸収式冷凍機においては、吸収管内部を液
状冷媒とガス状冷媒とが順流となって流れるので、該吸
収管内壁面を流下する液膜の膜厚が変動せず、安定した
ガス吸収を行なうことがてぎる。また、ローレンツサイ
クルを採用することができる。

［実施例コ 以下図面を参照して本発明の実施例について詳細に説明
する。

第１図は本発明の実施例に係る立型吸収式冷凍機２の構
成系統図である。図示の如く、この冷凍機は凝縮器４、
蒸発器６、吸収器８及び発生器１０等が上下方向に組み
上げられた立型のものであり、互いに冷媒の循環流通が
可能に配管等を用いて接続されている。

なお、本実施例に係る冷凍機は冷媒として水を採用し、
吸収液として臭化リチウム水溶液を採用している。また
、発生器の熱源としてスチームを採用し、吸収器、凝縮
器の玲却梳体として軟水を採用している。そこで、以下
の説明において、名水の区別を明瞭なものとするために
、発生器等で用いられる熱源流体たる蒸気をスチームと
いい、このスチームが凝縮したものをスチーム復水とい
う。また、冷凍サイクルにて発生ずる冷媒とじての水を
単に水といい、その気化物を蒸気という。

また、冷却用の水を冷却水という。更に、臭化リチウム
溶液のうち濃度の高い液を強溶液といい、濃度の低いも
のを弱溶液という。（ただし、図面においては明瞭とす
るために強溶液を単に強と記し、弱溶液を単に弱とのみ
記す。） 以下、塔形に組み上げられた冷凍機の上部よりその説明
を行なう。

凝縮器４は塔形の冷凍機の最上部に設けられており、蒸
気を受は入れるための蒸気受入室１２と、蒸気及び水を
排出するための排出室１４をその上部及び下部に有して
いる。これら受入室１２と排出室１４はそれぞれ管板１
６．１８によって仕切られて形成されているものであり
、排出室１４の底部は蒸発器６の上部と仕切板２０によ
って仕切られている。受入室１２と排出室１４とは凝縮
管２２によって連通されており、この凝縮管２２の周囲
部分には冷却水が通水されるように配管２４と２６とが
接続されている。従って、配管２８から受入室１２内に
供給された蒸気は、凝縮管２２内を流下する間に冷却さ
れて水となり、排出室１４に至る。

蒸発器６は、その上下の部分にそれぞわ水受入室３０と
分離室３２とを管板３４．３６により仕切られて構成さ
れており、該受入室３０と分離室３２とは、上下方向に
配設された蒸発管３８によって連通されている。受入室
３０内には水のトレー４０が設けられており、配管４２
及び４４から供給される水を受は入れ、その底面に開設
されている開口から流出させるようにしている。なお、
配管４２は分離室３２の水を冷媒ポンプ４５を介して循
環させるためのものであり、配管４４は凝縮器４の排出
室１４内の水を導入するためのものである。

また、前記蒸発管３８の外周面にブラインを流ずための
配管４６．４８が接続されており、各配管４６．４８は
蓄熱糟５０に接続されると共に、ブライン供給系の配管
４６にはブラインポンプ５２が設けられている。

吸収器８は、その上部及び下部に蒸気及び強溶液の受入
室５４と排出室５６とが管板５８．６０によって区画形
成されており、蒸気及び強溶液の受入室５４内には強溶
液を一旦貯留するためのトレー６２が設置され、配管６
４から供給される強溶液を該トレー６２の底面に開設さ
れた開口から流出させるように構成されている。なお受
入室５４の天井部分は管板６６によフて前記蒸発器６の
分離室３２と仕切られており、該管板６６には垂直管６
８が立設され、分離室３２内の蒸気を吸収器８の受入室
５４内に導入するように構成されている。なお垂直管６
８の上端開口には陣笠状の部材６８ａが設けられており
、蒸発管３８から滴下する水がこの垂直管６８内に入り
込まないように構成されている。

しかして、蒸気及び強溶液の受入室５４と排出室５６と
は鉛直方向に設置された吸収管７０によって連通されて
おり、受入室５４内にてトレー６２の底部開口から流下
する強溶液が該吸収管７０の内壁面を伝わって排出室５
６へ向って流下する。また、垂直管６８を通って受入室
５４内に流入した蒸気は、トレー６２の側周部分を通り
抜けて該吸収管７０内部を下降流にて流れ、その途中に
て強溶液に吸収される。吸収管７０を流下する間に蒸気
を吸収して弱溶液となった液は、排出室５６から配管７
２にて発生器１０へ送られる。

また、吸収管７０の外周囲に冷却水を消すための配管７
４が接続されており、冷却水の排出管として前記配管２
４が吸収器８の上部側に接続されている。また、吸収器
８の排出室５６には、純水の補給管７６が接続されると
共に、吸収しきれなかった蒸気を抜き出して油気吸収器
７８に供給するための配管８０が接続されている。

発生器１０は、その上下の部分にそれぞれ排出室８２と
弱液の受入室８４が仕切板８５及び管板８６．８８によ
って区画形成されており、これら排出室８２と受入室８
４を連通ずるように加熱管８８が配設されている。この
加熱管８８は、その内部を弱液が上向流にて通液され、
その外周囲を配管９０から導入されるスチームが通過さ
れ、弱液の加熱を行なうようになっている。スチーム及
びその復水は配管９２からトラップ９４へ送られる。

排出室８２には、スチームによる加熱により生じた蒸気
及び強溶液の排出管９６が接続されており、蒸気及び強
溶液をセパレータ９８に導入している。セパレータ９８
の頂部には前記配管２８が接続されており、蒸気を前記
凝縮器４の受入室１２に導いている。また、セパレータ
９８の底部には強溶液の抜き出し用の配管１００が接続
されており、熱交換器１０２に導いている。この熱交換
器１０２は配管７２にて吸収器８の排出室５６から抜き
出される弱溶液と、この強溶液とを熱交換させて弱溶液
を加熱するためのものであり、強溶液は配管１０４でこ
の熱交換器１０２から抜き出され、その一部は配管１０
６から抽気吸収器７８へ送られ、残部は配管６４から吸
収器８の蒸気及び強溶液の受入室５４へ送られる。なお
、弱溶液の配管７２の途中にはポンプ１０８が設置され
ている。

熱交換器】０２で加熱された弱溶液は配管１１０を経て
弱液予熱器１１２に導入され、更に加熱された後配管１
１４から発生器１０の受入室８４へ導入される。なお弱
液予熱器１１２は、前記スチーム配管９０から分岐した
配管１１６によって導入されるスチームを熱源とするも
のであり、このスチーム復水は配管１１８からトラップ
１２０に送り出される。

次に油気吸収器７８の構成について説明する。

符号１２２は吸収塔であり、その上部に強溶液の導入室
１２４が形成され、下部に排出室２６が形成されている
。この導入室１２４と排出室１２６とを連通ずるように
吸収管１２８が配設されており、配管１０６から導入室
１２４に導入された強溶液がこの吸収管１２８内壁面を
伝わって排出室１２６に流下する。また、導入室１２４
には、前記の蒸気排出管８０が接続されており、吸収器
８で吸収しぎれなかった蒸気が、吸収器排出室５６から
この導入室１２４へ導入され、次いでこの吸収管１２８
内部を下降流にて通過することにより強？８液に吸収さ
れる。排出室１２６に至った溶液は配管１３０．１３２
を経て排出室５６へ導入される。

符号１３４は結晶解除管である。また、油気吸収器７８
の排出室１２６には、蒸気及びミスト分の抜き出し用の
配管１３６が接続されており、蒸気及びミストをセパレ
ータ１３８に導入している。セパレータ１３８には真空
ポンプ１４０が接続されており、セパレータ１３８で分
離されない気体成分の系外への排出を行なっている。セ
パレータ１３８で分離された溶液は、配管１４２を経て
前記配管１３２に送り込まれ、次いで排出室５６へ導入
される。

なお、吸収塔１２２には冷却水の供給管１４４が接続さ
れており、この配管１４４の上流側はフローメータ１４
６を介して軟水器１４８に接続されている。従って、軟
水器１４８からの冷却水は、フローメータ１４６でその
流量が検出されつつ配管１４４から吸収塔１２２に送り
込まれ、更に配管７４を経て吸収器８に送り込まれ、吸
収管７０の冷却を行なった後配管２４を経て凝縮器４へ
送られ、凝縮管２２の冷却を行ない、その後配管２６か
ら軟水タンク１５０へ送り出される。

−例として、以上のように構成された立型吸収式冷凍機
において、前述した通り、配管２８によってセパレータ
９８から凝縮器４へ送られた蒸気は、凝縮して水となっ
て配管４４から蒸発器６の受入室３０内に導入され、蒸
発管３８内を通る間にブラインの冷却を行ない、蒸気と
なる。この蒸気は分離室３２から垂直管５８を経て吸収
器８の受入室５４に送り込まれ、配管６４から導入され
る強溶液と共に吸収管７０内に入り、この吸収管７０内
壁面を流下する強溶液と接触することにより吸収される
。生じた弱溶液は、排出室５６から配管７２を経て熱交
換器１０２に導入され、強溶液と熱交換して加熱され、
次いで配管ｉｉｏから弱溶液予熱器１１２にてスチーム
で更に加熱された後配管１１４を経て発生器１０へ導入
される。そして、この発生器１０で加熱されて生じた蒸
気及び強溶液は配管９６からセパレータ９８に送り込ま
れ、蒸気は再度凝縮器４へ戻される。

生じた強溶液は、セパレータ９８から熱交換器１０２を
経てその主要部分が配管１０４．６４を経て吸収器８の
受入室５４へ導入され、一部が油気吸収器７８へ送られ
る。吸収器８へ送られた強溶液はその後弱溶液となり前
記した経路に従って発生器１０にて加熱された後セパレ
ータ９８へ戻る。また、油気吸収器７８へ送られた強溶
液は油気吸収をなした後配管１３２を経て排出室５６へ
戻される。このような冷媒及び吸収液の基本的なフロー
のほかに、蒸発器６内で蒸発しきれなかった水は、配管
４２にて蒸発器６の受入室３０へ戻されている。

以上のように、本発明の立型吸収式冷凍機においては、
吸収器８において吸収管７０内壁面を強溶液が流下する
と共に、蒸気がこの吸収管７０内部を下降流にて通過さ
れるから、蒸気と吸収液（強溶液）との流れが順流とな
る。そのため、吸収管７０内壁面を伝わって流れる強溶
液の液膜厚さが蒸気流れによる変動を受けにくく、均一
な液膜厚さとなって安定した蒸気吸収作用が奏される。

また、このように順流であるからローレンツサイクルと
なる。

なお、ローレンツサイクルは、高低熱源の温度に変動幅
を持たせるときに、逆カルノーサイクルよりも必要人力
Ｗが小さくなるものとして注目されているものであり（
例えばＰｒｏｃ、　　”ＡｂｓｏｒｐｔｉｏｎＨｅａｔ
　Ｐｕｍｐ　Ｅｘｐｅｒｔｓ　Ｍｅｅｔｉｎｇ″’　Ｐ
ａｒｉｓ　１９８５゜Ｍａｒｃｈ等）、Ｔ−ｓ線図上で
平行四辺形となるものである。

第１図に示した臭化リチウム−水系立型吸収冷凍機にお
いて、臭化リチウム濃度ｍが変化すると、飽和温度や圧
力が変化するのであるが、同一圧力でも該濃度ｍが逐次
変化すれば温度が変化することを利用し、ローレンツサ
イクル化できる。

［発明の効果］ 以上の通り、本発明の立型吸収式冷凍機においては、吸
収液及び冷媒ガスが吸収管内部を通され、かつこの吸収
液と冷媒ガスとの流れが順流方式となるので、吸収管内
壁面を流下する液がガスにより吸収管内壁面に押し付け
られ、均一な厚さの液の薄膜が形成される。そして、順
流方式であるから、この液膜の厚さがガス流れによって
乱されることが少なく、安定な厚さの液膜となり、均一
な安定したガス吸収を行なうことができる。また、本発
明によればローレンツサイクル化が可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例に係る立型吸収式冷凍機の構成
を示す系統図である。 ２・・・塔体、　　　　　　４・・・凝縮器、６・・・
蒸発器、　　　　　８・・・吸収器、１０・・・発生器
、　　　　　１２・・・蒸気受入室、２２・・・凝縮室
、　　　　３０・・・水受入室、３８・・・蒸発管、 ５４・・・蒸気及び強溶液の受入室、 ７０・・・吸収管、　　　　８４・・・弱液受入室、９
８・・・セパレータ、　　　７８・・・油気吸収器、１
０２・・・熱交換器、　　　１１２・・・弱液予熱器。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）発生器、吸収器、蒸発器及び凝縮器を上下方向に
   組み上げ、冷媒の循環流通を可能に接続した立型吸収冷
   凍機であって、前記吸収器は、上下方向に設置されてお
   りその外周面に冷却流体が流通される吸収管を有し、溶
   媒が該吸収管内壁面を流下されると共にガス状冷媒が該
   吸収管内部を下降流にて流通されることを特徴とする立
   型吸収式冷凍機。