JPH01247969A - 空冷式吸収冷凍機 - 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】 （り産業上の利用分野 本発明は空冷式吸収冷凍機の改良に関する。

（ロ）従来の技術 空冷式吸収冷凍機の従来の技術として、例えば実公昭４
７−１９９６７号公報や特開昭５７−１９８９６９号公
報などにみられるように、空冷式凝縮器から蒸発器へ至
る冷媒液管路に減圧弁〔膨張弁〕を備えたものがある。

（ハ）発明が解決しようとする課題 上記した従来の空冷式吸収冷凍機においては、外気温が
低いときに運転した場合〔例えば春や秋などに運転した
場合〕、その起動時、凝縮器での冷媒の凝縮量は多くな
るため蒸発器での冷媒の必要量を十分に満たし得る冷媒
液が生成きれる反面、凝縮器内圧および発生器内圧の上
昇が遅くなるため発生器側から吸収器側へ吸収液が殆ん
ど流れないという弊害を招きやすく、その結果として起
動時の立上り性能が著しく悪くなる問題があった。また
、従来のものにおいては、外気温の変動に伴なう発生器
側から吸収器側への吸収液流量の変動が大きくなりやす
いため、冷凍性能の安定性に欠ける問題もあった。

本発明は、起動時の立上り性能に秀れ、かつ、冷凍性能
に対する外気温の変動による影響の度合を軽減し得る空
冷式吸収冷凍機の提供を課題としたものである。

（ニ）課題を解決するための手段 本発明は、吸収冷凍機の空冷式凝縮器から蒸発器へ至る
冷媒液管路の途中に制御弁を設け、この制御弁の開度を
凝縮器もしくは発生器内の圧力検出器の信号により調節
する構成としたものである。

（＊）作用 本発明の吸収冷凍機においては、空冷式凝縮器内圧が低
いときには制御弁を閉方向へ制御して凝縮器内の冷媒液
位を高くする一方、内圧が高いときには制御弁を開方向
へ制御して凝縮器内の液位を低くする作用がある。そし
て、液位が高くなって凝縮器の外気との伝熱面積が減る
に伴ない冷媒蒸気の凝縮量が減ると共に凝縮器および発
生器の気相部の容積が小きくなることによりこれら器内
圧が上昇する一方、液位が低くなるに伴ない逆に器内圧
は降下する。それ故、吸収冷凍機の起動時に外気温が低
くて空冷式凝縮器の内圧が低い場合、制御弁を全閉する
ことにより、凝縮器および発生器内の圧力を急速に上昇
させて発生器から吸収器へ吸収液を、起動後、短時間の
うちに流すことができ、立上り性能を向上させることが
できる。

また、本発明の吸収冷凍機においては、外気温の変化に
伴なう空冷式凝縮器内の温度、蒸気圧の変化に対し、凝
縮器内圧を検出しつつ前記制御弁を制御して器内の液位
を上下させることにより、換言すれば、凝縮器と発生器
との気相部容積を増減きせることにより、これら機器の
気相部の圧力を一定の範囲内に保つ作用がある。そして
、本発明の空冷式吸収冷凍機においては、従来のものに
くらべ、外気温の変動に伴なう空冷式凝縮器および発生
器内の圧力変動の幅を小さくすることができ、発生器か
ら吸収器への吸収液流量の変動幅も小さくすることがで
きる。したがって、従来の空冷式吸収冷凍機にくらべ、
冷凍出力や冷凍温度などのハンチングを小さくでき、安
定した性能を発揮させることができる。

（へ）実施例 第１図は本発明による空冷式吸収冷凍機の一実施例を示
した概略構成説明図である。

第１図において、（１）は直焚発生器、（２）、＜３）
はそれぞれ第１．第２空冷式凝縮器、（４）　、　（５
）はそれぞれ第１．第２空冷式吸収器、（６）　、　（
７）はそれぞれ第１．第２空冷式蒸発器、（８）は溶液
熱交換器、（９）は気液分離器であり、（１０）は希吸
収液用ポンプである。

第１吸収器（４）と第１蒸発器（６）は気状冷媒用ダク
ト（１１）で結ばれる一方、第２吸収器（５）と第２蒸
発器（７）が気状冷媒用ダクト（１２）で結ばれ、第１
と第２の蒸発器・吸収器ユニットが形成されている。

（１３）　、　（１４）はそれぞれ吸収器（４）　、　
（５）の伝熱管の水平部局縁に吸収液を滴下する散布器
で、ここから滴下きれた吸収液は伝熱管内壁に沿って流
下しつつ管内の気状冷媒を吸収する。そし工、ポンプ（
１５）付きの管路（１６）で吸収器（４）の伝熱管底部
と吸収器（５）の散布器（１４）とが結ばれ、また、希
吸収液用ポンプ（１０）付きの管路（１７）で吸収器（
５）の伝熱管底部と溶液熱交換器（８）の希液入口とが
結ばれる一方、この濃液出口と吸収器（４）の散布器（
１３）とが管路（１８）で結ばれている。なお、吸収器
の伝熱管外壁にはフィンが設けである。

また、発生器（１）と気液分離器（９）とは揚液用管路
（１９）で結ばれ、かつ管路（２０）で発生器（１）の
希液入口と溶液熱交換器（８）の希液出口とが結ばれる
一方、この濃液入口と気液分離器（９）の濃液出口とが
管路（２１）で結ばれ、気液分離器（９）の気相部と第
１．第２凝縮器（２＞　、　（３）とはダクト（２２）
　。

（２３）で結ばれている。なおまた、凝縮器の伝熱管外
壁にもフィンが設けである。

（２４）は気液分離器（９〉と第２吸収器（５）の底部
を結ぶＵ字状のオーバーフロー管であり、これと希吸収
液用ポンプ（１０）吐出側の管路（１７）とが開閉弁（
ＶＡ）付きの管路（２５）で結ばれて気液分離器（９〉
と第２吸収器り５）との液封用の希吸収液がオーバーフ
ロー管（２４）に供給できるようになっている。なお、
オーバフロー管（２４）は吸収器（５）底部と接続する
代りに希吸収液用ポンプ（１０）吸込み側の管路（１７
）と接続しても良い。

（２６）は第１蒸発器り６）の下方であって第１吸収器
〈４）底部の上方に配備した冷媒液溜であり、これと第
１．第２凝縮器（２）　、　（３）の底部とが管路（２
７）　、　（２Ｂ）および凝縮冷媒の合流用の管路（２
９）によって結ばれる一方、冷媒液溜（２６）と第１．
第２蒸発器（６）　、　（７）の底部とがそれぞれ未気
化冷媒の流下用の管路（３０）、Ｌ字状管路（３１）に
よって結ばれている。なお、管路（３０）をＬ字状に形
成しても良いことは勿論である。また、＜３２）は第２
蒸発器（７）の上方に配備した冷媒液用の小型タンクで
あり、これと第１．第２蒸発器（６）　、　（７）の冷
媒液導入口とがそれぞれ冷媒液流下用の管路（３３）　
、　（３４）で結ばれ、かつ、冷媒液溜（２６）底部と
タンク（３２）とが冷媒液用ポンプ（３５）付きの管路
（３６）で結ばれている。なお、図示していないが、管
路（３３）　、　（３４）には液封用のＵ字状部を形成
しても良い。なおまた、（３７）はタンク（３２〉内に
設けた堰であり、（３８）はタンク（３２）の気相部と
ダクト（１２）とを連通させた管路である。尤も、管路
（３８〉を設けていなくても運転に大きな支障はない。

第１．第２蒸発器（６）　、　（７）の伝熱管はほぼ水
平に配置されており、図示していないが、これら伝熱管
内には網状のウィックが挿入されていてその毛管現象に
より管内壁面に沿って冷媒液膜が形成きれるようになっ
ている。なお、これら伝熱管を冷媒液の上流側から下流
側へ下方に傾斜させても良い。また、蒸発器の伝熱管に
はフィンが設けである。

なお、図示していないが、吸収器（４）　、　＜５）の
伝熱管にも、その管内壁面に沿う螺旋状の線材を挿入し
ても良い。

（Ｂ）は発生器（１）のバーナー、（３９）は発生器（
１）の燃焼ガス通路、（４０）はバーナー（Ｂ）への燃
料供給路、（ＶＦ）は燃料制御弁であり、この弁は例え
ば蒸発器出口側の空気温度を検出するサーモスタット〔
図示せず〕などの信号で制御されるようになっている。

また、（Ｌ〉は冷媒液溜（２６）に備えた電極式液面リ
レーなどの液面制御器で、これにより冷媒液用ポンプ（
３５）の発停制御や吐出制御が行われる。かつまた、（
４１）は冷媒液溜（２６）と第１吸収器（４）の液溜り
部とを結んだ冷媒ブロー用管路であり、この管路には例
えば吸収液の希釈運転時に開かれる弁（Ｖ、）が配備さ
れている。なお、（４２）　、　（４３）はそれぞれダ
クト（１１）　、　（１２）に設けたエリミネータ−で
あり、（４４）　、　（４５）　、　（４６）はそれぞ
れ管路（１６）　、　（１７）　、　（３６）に設けた
ダンパー型開閉弁である。

（４７〉は蒸発器側に配備した送風機で、これにより冷
房用空気が第２蒸発器（７）から第１蒸発器（６）へと
シリーズに流れるようになっている。また、（４８）は
吸収器、凝縮器側に配備した送風機で、これにより第１
．第２吸収器（４）　、　（５）へ同じ温度レベルの外
気がパラレルに供給され、これら吸収器および凝縮器（
２）　、　（３）を通過して合流した空気が再び外へ放
出きれるようになっている。

（Ｓ）は発生器（１）および凝縮器（２）　、　（３）
の気相部（４９）に備えた圧力センサーであり、（Ｖ）
は冷媒液用の管路（２９）に備えた制御弁である。（Ｃ
）は制御弁（Ｖ）および圧力センサー（Ｓ）と電気配線
で結んだコントローラーで、このコントローラーは圧力
センサー（Ｓ）の信号を受けつつ制御弁（Ｖ）の開度調
節の制御信号を発する。ちなみに、センサー（Ｓ）の検
出圧力が下限設定値［例えば７０１１１１Ｈｇ］未満で
あるときには弁（Ｖ）は全閉される一方、検出圧力が上
限設定値〔例えば１００　ｎｍＨｇ）以上であるときに
は弁（Ｖ）は全開され、また、検出圧力が下限設定値〜
上限設定値の範囲内にあるときには弁（Ｖ）の開度は０
〜１００％の範囲内で比例制御される。

次に、発生器（１）および空冷式凝縮器（２）　、　（
３）の気相部（４９）に設けた圧力センサー（Ｓ）の信
号を受けつつ制御弁（Ｖ）の開度を上述のように制御す
るコントローラー（Ｃ）の備えられた空冷式吸収冷凍機
〔以下、本機という〕の運転動作例を説明する。

バーナー（Ｂ）を点火して本機の運転を開始したとき、
その直後において機内は外気温に近く、気相部（４９）
の圧力は７０ａＨｇよりも低いので、弁（Ｖ）は全閉さ
れている。バーナー（Ｂ）の点火後、発土器（１）内で
吸収液は次第に昇温しつつ冷媒蒸気が発生し、この冷媒
蒸気は空冷式凝縮器（２）　、　（３）へ流れ、外気と
熱交換して液化する。この冷媒液の流れは全閉されてい
る弁（Ｖ）でせき止められているため、凝縮器（２）　
、　（３）内の冷媒液位が次第に上昇する。そのため、
気相部（４９）の容積およびこの気相部内の冷媒蒸気と
外気との熱交換面積が次第に減少する。一方、発生器（
１）での冷媒蒸気の発生量は次第に増える。したがって
、気相部（４９）の圧力が急速に高くなる。それ故、本
機においては、バーナー（Ｂ）の点火後、短時間で吸収
液が発生器（１）から溶液熱交換器（８）を経由して第
１吸収器（４）へ流れるようになる。そして、気相部（
４９）の圧力が７０ｍｌｌ）ｉｇまで上昇すると弁（ｖ
）が開かれ、凝縮器（２）　、　（３）から蒸発器（６
）　、　（７）側へ冷媒液が流きれるようになり、本機
の定常運転に移る。なお、図示していないが、吸収液用
のポンプ（１５）の発停および吐出量制御を弁（Ｖ）の
制御と同様にコントローラー（Ｃ）で行なっても良い。

このように、本機においては、その起動時、気相部（４
９）の圧力が所定の値［ニア０ｍｎＨｇ］に上昇するま
で凝縮器側から蒸発器側への冷媒液の流れをせき止める
制御を行うので、この制御を行なわない従来の空冷式吸
収冷凍機にくらべ、バーナー（Ｂ）の点火後、短時間で
気相部（４９〉の圧力を上昇許せて発生器側から吸収器
側へ吸収液を流すことができ、定常運転への移行を早め
ることができる。特に、外気温が低いとき、従来のもの
にくらべ立上り時間が大幅に短縮される。

また、本機においては、その定常運転中、外気温の変化
や冷房負荷の増減に対するバーナー（Ｂ）の燃焼量制御
などの影響で気相部り４９）の温度、圧力が変化すると
き、その圧力を検出しつつコントローラー（Ｃ）で弁（
Ｖ）の開度を調節して気相部（４９）の容積及び冷媒蒸
気と外気との熱交換面積を増減きせることにより、気相
部（４９）内の圧力変動を７０〜１００１１００ｌの範
囲に保つ。このため、発生器（１）と吸収器（４）　、
　（５）との間の吸収液の循環量の変動が所定の範囲内
に保たれる。また、発生器（１）の冷媒再生温度のハン
チングも小さい。

これに対し、気相部（４９）の容積を増減許せない従来
の空冷式吸収冷凍機においては、本機にくらべ、気相部
（４９）の圧力変動の幅がはるかに大きくなり、吸収液
循環量のハンチングが大きくなる。

特に、外気温が著しく低くなったときやバーナー（Ｂ）
の燃焼量を大幅に減らしたときなどには、気相部（４９
）の圧力が過度に降下し、発生器から溶液熱交換器を経
て吸収器へ至る吸収液の流れが止まり、冷凍サイクルを
生成しなくなるケースもある。

したがって、従来の空冷式吸収冷凍機においてはその運
転中の外気温の変化などの影響で冷凍出力や冷房用空気
の温度に大きなハンチングを生じる欠点があるのに対し
、本機においてはこれらハンチングを小さくでき、安定
した冷凍性能を発揮できる利点がある。

（ト）発明の効果 以上のとおり、本発明は、空冷式吸収冷凍機の発生器お
よび空冷式凝縮器の気相部の圧力を検出しつつ凝縮器か
ら蒸発器側への冷媒液流量を調節して凝縮器内の冷媒液
位を上下させることにより、発生器と空冷式凝縮器との
気相部の容積および凝縮器内の冷媒蒸気と外気との熱交
換面積を変えて発生器内圧を所定の範囲内に保つように
したものであるから、空冷式吸収冷凍機の運転中の吸収
液循環量の変動幅を小さくして冷凍出力や冷風温度のハ
ンチングを小さくする効果をもつ。

また、空冷式吸収冷凍機の起動時には、発生器内圧を短
時間に所定の値まで高めて定常運転への移行を早め得、
立上り性能を向上させることもできる。

【図面の簡単な説明】 図面は本発明の一実施例としての空冷式吸収冷凍機の概
略構成説明図である。 （１）・・・発生器、　（２）　、　（３）・・・第１
．第２空冷式凝縮器、　（４）　、　（５）・・・第１
．第２空冷式吸収器、（６）　、　（７）・・・第１．
第２蒸発器、　（８）・・・溶液熱交換器、　（１０）
　、　（１５）・・・ポンプ、　（１６）　、　（１７
）　、　（１８）　、　（１９）　、　（２０＞　、　
（２１）・・・管路、　（２２）　、　（２３）・・・
ダクト、　（２６）・・・冷媒液溜、　（２７）　、　
（２８）　、　（２９）・・・管路、　（３０）　、　
（３１）・・・管路、　（３２）・・・タンク、（３３
）　、　（３４）・・・管路、　（３５）・・・ポンプ
、　（３６）・・・管路、（Ｓ）・・・圧力センサー、
（Ｃ）・・・コントローラー、　（ｖ）・・・制御弁。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）発生器、空冷式凝縮器、空冷式吸収器、蒸発器、
   溶液熱交換器などの機器を配管接続して冷媒および吸収
   液の循環路を形成した空冷式吸収冷凍機において、その
   凝縮器から蒸発器へ至る冷媒液流路の途中に制御弁を備
   えると共に、凝縮器もしくは発生器の気相部あるいは発
   生器から凝縮器へ至る冷媒蒸気通路に圧力検出器を備え
   、かつ、この検出器の信号により上記制御弁の開度を調
   節する制御器を備えたことを特徴とする空冷式吸収冷凍
   機。