JPH03186162A - 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−にの利用分野〕 本発明はＷ＞＞の吸収式冷凍機に関する。

〔従来の技術〕

まず、冷媒として水、吸収剤としてリチウムブロマイド
（Ｌ　ｊ、　１３　ｒ　）を使用した吸収式冷凍機を第
１図により説明する（特公昭４６−３２３８４号）。

冷媒である水は、低バに保たれた蒸発器１のシェル内に
あって、冷水管２内を流れる冷水から熱ｋｌって蒸発し
冷凍の目的を達する。蒸発した冷媒ガスは吸収器３に１
＋′すって流れる。吸収器３のシェル内には管４内を流
れる冷却水によって一定温度に保たれた臭化リチウムの
水溶液があり、蒸発した冷媒ガスは、この溶液中に吸収
され、希溶液となって溶液循環ポンプ５により低温熱交
換器６に送られる。ここを出た希溶液は二重され、その
うち一方は直接低温再生器７に送られ、他方はさらに高
温熱交換器８を経て。高温再生器９に送られる。高温再
生器９の中には、ボイラ１０があって、このボイラ１０
による加熱によって希溶液から冷媒蒸気を蒸発させａ？
８液と冷媒蒸気に分離する。冷媒蒸気は、低温再生器７
の管内に供給されシェル内に送られてきた希溶液を加熱
して、濃溶液と冷媒蒸気とに分離する。このようにして
高温再生器９および低温再生器７で溶液から分離された
冷媒ガスは共に凝縮器↓１に至り、冷却水管４内を通る
冷却水により冷却されて液冷媒にもどり、管１２を経て
蒸発器１に戻り、冷媒サイクルを一巡する。また高温再
生器９で冷媒を蒸発したあとの濃溶液は高温熱交換器８
を経て、低温再生器７から来た濃溶液と合流したのち低
温熱交換器６を経て吸収器３にもどって再び蒸発器１か
らの冷媒蒸気を吸収して希溶液となり溶液サイクルを一
巡する。１３は冷媒ポンプで、蒸発器ｌ内の冷媒を循環
させるためのものである。

第１図に示したように蒸発器１の温度は約４℃、吸収器
３を出る吸収液の温度は４０℃、高温再生器９の温度は
約１５０℃である。

〔発明が解決しようとする課題〕

このうち特に重要な温度は吸収器３の動作温度であって
、リチウムブロマイド水溶液において結晶を発生しない
ためにはあまり高くない温度であることが必要である。

また二重効用吸収式冷凍機においては、高温再生器の温
度が高いと、腐食を考慮して耐用年数を十分長くできな
いことや、大気圧をこえない動作をさせるためにも、吸
収器３や凝縮器１１の温度を高くすることは好ましくな
い。

これらの見地から、通常の構成では吸収器出口の吸収液
の温度と凝縮器の動作温度は４０’Ｃ程度にとらねばな
らない。

一方、水−リチウムブロマイド吸収式冷凍機は従来、吸
収器および凝縮器は冷却水によって冷却されているもの
がほとんでであった。特に二重効用吸収式冷凍機では吸
収器および凝縮器を空気で冷却することは不可能であっ
た。これは盛夏期の冷却空気の条件によると空気冷却に
よる熱交換でえられる吸収器あるいは凝縮器の動作温度
は５０℃程度であり、すでにのべたような４０℃程度の
動作温度を実現することができなかったからである。

すなわち盛夏期にえられる外気温度は３２〜３５℃程度
であり、したがって吸収器（あるいは凝縮器）を冷却し
た後の空気の温度は４０〜４５℃となる。これに熱伝達
のために必要な温度差を加えると、吸収器（凝縮器）の
動作温度は約５０℃となり、前述したような約４０℃の
動作温度は実現できないからである。

吸収式冷凍機で冷却を必要とする部分は凝縮器の温度、
熱交換器から吸収器に流入する吸収液の温度、吸収器か
ら流出する吸収液の温度など１０〜２０℃異なった温度
で動作している。

また冷却空気も外気温度から、吸収器あるいは凝縮器を
冷却した後に放出される温度まで１０℃程度の温度差が
ある。

本発明の目的は、上記異なった温度レベルを有効に活用
し、低い温度の必要む部分を低い温度の空気で冷却する
こヒによって、冷却水で冷却される吸収式冷凍機と同程
度の低い吸収器および凝縮器の動作温度を実現する吸収
式冷凍機を提供することにある。

〔課題を解決するための手段〕

以上の目的を達成するために、本発明は蒸発器。

再生器、凝縮器及び空気で冷却する吸収器を備える吸収
式冷凍機において、前記吸収器を垂直もしくは傾斜させ
て配列し、冷却空気を前記吸収器へ導く手段と、吸収器
を山た吸収液を次段の吸収器へ４く手段とを設けたもの
である。

又１本発明は、複数個の吸収器を垂直もしくは傾斜させ
て配列し、これら吸収器の内壁面に７１′ｉって吸収液
を流下させると共に吸収器外に冷却媒体を流通させて吸
収器内の気状の冷媒を吸収液に吸収させる構成とした吸
収式冷凍機において、前記吸収器の底部と次列の吸収器
の頂部とを吸収液用経路で結び最−１−流側の吸収器か
ら最下流側のそれへと吸収液を直列に導く流路を形１戊
したものである。

更に本発明は、蒸発器、再生器、凝縮器及び空気で冷却
する吸収器を備える吸収式冷凍機において、前記吸収器
を垂直もしくは傾斜させて配列し、冷却空気を前記吸収
器の冷却空気入口側へ導く手段と、吸収器を出た吸収液
を次段の吸収器へ導く手段とを設け、冷却空気を吸収液
の上流側吸収器へ流すものである。

更に、本発明は蒸発器、再生器、凝縮器及び空気で冷却
する吸収器を備える吸収式冷凍機において、前記吸収器
を垂直もしくは傾斜させて配列し。

冷却空気を前記吸収器の冷却空気入口側へ導く手段と、
吸収器を出た吸収液を次段の吸収器へ導く手段とを設け
、吸収液の下流側吸収器の長さを上流側吸収器より長く
するものである。

更に本発明は、蒸発器、再生器、凝縮器及び空気で冷却
する吸収器を備える吸収式冷凍機において、前記吸収器
を垂直もしくは傾斜させて配列し、冷却空気を前記吸収
器の冷却空気入口側へ導く手段と、吸収器を出た吸収液
を次段の吸収器へ導く手段とを設け、冷却空気を吸収液
の上流側吸収器へ流し、吸収液の下流側吸収器の長さを
上流側吸収器のそれより長くするものである。

〔実施例〕

以下本是明の一実施例を第２図〜第９図により説明する
。

第２図はその一実施例であって、第１図の吸収器３を空
気冷却にしたもので、この吸収器３は垂直方向（もしく
は斜め方向）に配列される。低温再生器７．高温再生器
９から熱交換器８，６を通った温度が高くかつ濃度が濃
い吸収液２３が吸収器２７の被冷却側の上方に散布され
壁面２２を伝わって冷却され、又冷媒蒸気２４を吸収し
ながら下方に流れてゆく。一方伝熱壁を介した反対側の
面はフィン２５などを備えた空気による冷却面であり、
冷却空気１９は下の方から上の方へ流れてゆく。

このよう構成すると、吸収器２７の出口２８の溶液の温
度は冷却空気の入口温度、すなわち外気温度に必要な伝
熱温度差（数℃〜１０℃）を加えたものとなり、吸収液
出口２８の温度は４０’Ｃ程度とすることができる。

第３図は第２図の変形であって、吸収器２７の冷媒蒸気
を吸収する部分と空気冷却熱交換器とを近設できない場
合に空気冷却器の壁面２６と吸収器の冷却壁面２２とを
ヒルドパイブ２９でつないだものである。第４図は第３
図と同じように必要な場合にそれぞれの区間に強制的に
、熱媒体３１を駆動するポンプ３２を設けて、かつ、吸
収器を冷却する側と空気によって冷却される側の小区分
を中間熱媒体３１が循環するようにしたものであり、一
種の変型的なヒートパイプを用いた例である。第３図及
び第４図のいずれの例も中間の熱媒体が存在するだけで
、はぼ吸収液の挙動と冷却空気の挙動に関しては、第２
図の場合と同し関係が成り立っている。又、吸収器で冷
却される吸収液は第１図の熱交換器８，６を出てかなり
高い温度で流入する溶液を単に顕熱的に冷却する作用を
しでいる部分と、冷媒蒸気を吸収しながら冷媒蒸気の吸
収熱を主として冷却している部分とが存往する。前者は
Ｊｆ常に高い温度であって、この部分を別に冷却するな
らば、吸収器として冷媒蒸気を吸収する本来の吸収器の
作用をする部分はより低い温度で作動させることができ
る。

第５図はその実施例であって、冷却空気１９は、吸収器
において、蒸気を吸収し、その吸収熱を冷却する区分３
４．凝縮器を冷却する区分３３．吸収器に流入する比較
的高温の吸収液の顕熱を冷却する区分３５の順に熱交換
するようにむっでいる。

このように構成すると、区分３４および３３は、顕熱を
冷却している区分３５との熱交換のために生しる空気の
温度−Ｊ二昇の温度差だけ、低い温度の空気で冷却でき
る。吸収式冷凍機の動作温度は区分３３．３４で決定さ
れ、顕熱冷却の区分３５に影響されないので冷却空気の
温度を有効に利用することができる。

空気と吸収液等の間に熱媒体を介して熱交換を行なう場
合、熱媒体として吸収液を用いると、構成を簡素化でき
るとともに熱媒体と吸収液の間の熱交換に必要な温度を
節減できる。

第６図はその実施例であって、空気熱交換器３５〜３８
で冷却された吸収液を吸収器３の区分４４〜４７内に噴
出することにより冷媒蒸気２４を吸収させる。前述の実
施例と同じように、空気冷却器３５〜３８は多数に区分
されている。第１図の吸収式冷凍機で熱交換器６から、
吸収器３に流入する吸収液がもつとも温度が高いが、こ
れが、まず第６図の空気熱交換器の区分３５で冷却され
る。空気熱交換の区分３５は最も高い空気の温度で冷却
される区分である。つづいて吸収液は吸収器の区分４４
に噴出される。この部分は蒸発器ｌから送られる冷媒蒸
気２４にみたされているので吸収液は冷媒蒸気を吸収し
、吸収熱によって温度が上昇する。この吸収液をポンプ
４１によって空気熱交換器の次の区分３６に送り冷却す
るようになっている。

この区分３６は、区分３５より低い温度の空気で冷却さ
れているので、吸収液は吸収器の区分４４より低い温度
まで冷却されて次の区分４５に噴射される。このように
吸収器の区分４４．４５・４６．４７には順次低い温度
に冷却された吸収液が浜給される。一方冷媒蒸気を吸収
し、吸収液の濃度は４４〜４７と順次低下するが（した
がって吸収能力は同じ温度においては低下する。）、温
度もそれに応じて低トするので同程度の吸収作用がつづ
けられる。このような構成にすると吸収器出口の溶液の
温度は、空気熱交換器の空気入口の空気温度との熱交換
できめられ、本発明の基本的な関係である、空気の入口
温度に熱伝達に必要な温度差を加えた温度が吸収器出口
の溶液の温度であるという関係を実現できる。

上記実施例において、それぞれの一つの区分で生じる吸
収熱は、かなり大きな吸収液の温度上昇をもたらす。た
とえば第７図に示すように全体の区分を一つの区分にし
、第１図に示したような吸収式冷凍機で採用されている
程度の溶液の流量で評価すると吸収器出口５０の温度は
、吸収器内に流入する吸収液５↓の温度に対し吸収熱に
よって】Ｏ℃〜２０’Ｃ程度上昇する。

吸収器出口５０の吸収液温度が空気熱交換器３５の入口
での空気１９の温度に熱伝達のために必要な温度を加え
、さらに前記１０〜２０℃を加えたとすると、４０℃程
度の吸収器出口の吸収液温度は実現できない。

この解決策としてポンプ４】による流量を通常採用され
ている量にくらべ極端に大きくすることは容易に実施で
きることであるが、吸収器出口５０での吸収液の温度を
４０℃程度にした場合、吸収液人口５１での吸収液の温
度が４０℃程度になるため、空気熱交換器３５の出口５
２での空気温度では吸収器人口５１の吸収液を冷却でき
ないことになる。もちろんポンプ４１の動力が非実用的
な大きさになることも大きな障害となる。第６図では区
分を多数もうけることによりそれぞれの区分４４．４５
等での区分内の吸収液の温度上昇は第７図の５０．５１
にくらべて区分の数に反比例して減少し、またポンプの
動力も従来から用いられてきた水準で構成できる。これ
は第６図の構戊の大きな効果であるが、さらにそれぞれ
の区分４４〜４７における吸収熱による吸収液の温度］
二昇を小さくするには、第６図に符号４９で示すように
それぞれの区分を再循環する糸路をもうけることが有効
である。

しかし第７図に示す構成のものでも、ポンプ４１で送ら
れる吸収液が吸収器３に流入する吸収液２３より多量で
あり、再循環させている例は多い。これと区別するため
に再循環が有効な節用を限定すると、それぞれの区分で
の吸収液の温度上昇が十分小さいためには吸収液の再循
環量は吸収する冷媒量の２０倍以りであり、ポンプ４１
〜４３の動力が小さいためには吸収器３に流入する吸収
液２３の量の１０倍以下であることが望ましい。

第６図の実施例では、吸収液を空間に噴出させ、直接冷
媒を吸収させる構成になっているが、第３図、第４図の
実施例にみられるようにヒートパイプ（あるいは中間熱
媒体を用いた熱交換）においても、中間熱媒体に吸収液
（あるいは冷媒）を用い、全体のシステムを構成する流
体の種類を少なくすることも十分な効果がある。この構
成については第３図、第４図から十分に理解できるので
図示およびそれにもとづく詳細な説明は省略する。

第６図において、多数のポンプを用いた多くの区分を用
いる糸路再循環糸路４９は、吸収液を直接、冷媒を吸収
する空間に噴出させ吸収作用をさせる場合について説明
しているが、吸収作用を行なう区分と中間熱媒体が伝熱
壁を介して熱交換している場合でも全く同じ効果がある
３ 第８図がその実施例であって吸収器３のそれぞれの区分
４４〜４７を中間熱媒体５３が順次吸収器の伝熱管群５
５〜５８を通っていくようになっている。ポンプ４１〜
４３および吸収器区分４４〜４７を吸収液の挙動は第６
図とまったく同じである。中間熱媒体５３は空気熱交換
器３５〜３８と順次熱交換するようになっている。

以上にのべた多くの実施例だけでなく、本発明の本質的
な内容を実施するには他の多くの構成が考えられる。た
とえば第２図の実施例において、吸収器２７の出［１は
正確に空気の入口で冷却されている必要はなく、吸収式
冷凍機を実現できる程度の低い吸収器温度（たとえば　
４０′Ｃ）程度となるようにむっていればよい。たとえ
ば第２図の実施例についていうと第９図のように変形で
きる。

空気１９が吸収液の流れの中間に対応する部分６１に導
入され、矢示６２および６３の方向に流れるようになっ
ている。

第９図中の番号で示す部分は第２図の同じ番号の部分と
同一である。

このように構成しても、矢示６２の部分が吸収器２７の
出口に近ければ吸収器を出る吸収液の温度を低くするこ
とができるのは明らかである。

例えば空気と吸収液の流れを第２図、第３図。

第４図、第５図、第６図及び第８図の実施例を変更し、
必ずしも吸収液の流出部と空気入口部が対応しないよう
に変形しても、吸収器を流出する吸収液の温度が冷却空
気の入口温度（例えば３３℃）に伝熱温度差（例えば５
℃）の１．５倍を加えた程度であれば（この例では吸収
液温度４０．５℃となる）、十分吸収冷凍サイクルを構
成しえる。

これらの変形も明らかに本発明の有効な実施例というこ
とができる。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明によれば、冷却水で冷却さ
れる吸収式冷凍機と同程度の低い吸収器および凝縮器の
動作温度を空冷で実現することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、一般の吸収式冷凍サイクルの系統図、第２図
は本発明の一実施例の要部を示す系統図、第３図、第４
図、第５図、第６図、第７図、第８図および第９図は本
発明の他の実施例の要部を示す系統図である。 １・・・蒸気器、２・・・冷水管、３・・・吸収器、４
・・・管、５・・・溶液循環ポンプ、６・・・低温熱交
換器、７・・・低温再生器、８・・・高温熱交換器、９
・・・高温再生器、１０・・・ボイラ、１１・・・凝縮
器、１２・・・管、２３・・吸収液、２２・・・内壁面
、２４・・・冷媒蒸気、２５・・・フィン、工９・・・
冷却空気、２７・・・空気吸収器、２８・吸収器出口溶
液、２６・・外壁面、２９−トバイプ、３２・・・駆動
用ポンプ、３】・・・熱動３０・・熱媒配管、３４　・
吸収冷却器、３３・・叙冷却器、３５，３６，３７．３
８・・溶液冷却路４４．４５，４６，４７・・吸収器、
４９・・・再祈経路、５０，５１・・・吸収液、５２・
・・冷却空気口）、５３・・中間熱媒体、５５．５６，
５７゜５８・・伝熱管。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、蒸発器、再生器、凝縮器及び空気で冷却する吸収器
   を備える吸収式冷凍機において、前記吸収器を垂直もし
   くは傾斜させて配列し、冷却空気を前記吸収器へ導く手
   段と、吸収器を出た吸収液を次段の吸収器へ導く手段と
   を設けたことを特徴とする吸収式冷凍機。 ２、複数個の吸収器を垂直もしくは傾斜させて配列し、
   これら吸収器の内壁面に沿って吸収液を流下させると共
   に吸収器外に冷却媒体を流通させて吸収器内の気状の冷
   媒を吸収液に吸収させる構成とした吸収式冷凍機におい
   て、前記吸収器の底部と次列の吸収器の頂部とを吸収液
   用経路で結び最上流側の吸収器から最下流側のそれへと
   吸収液を直列に導く流路を形成したことを特徴とする吸
   収式冷凍機。 ３、蒸発器、再生器、凝縮器及び空気で冷却する吸収器
   を備える吸収式冷凍機において、前記吸収器を垂直もし
   くは傾斜させて配列し、冷却空気を前記吸収器の冷却空
   気入口側へ導く手段と、吸収器を出た吸収液を次段の吸
   収器へ導く手段とを設け、冷却空気を吸収液の上流側吸
   収器へ流すことを特徴とする吸収式冷凍機。 ４、蒸発器、再生器、凝縮器及び空気で冷却する吸収器
   を備える吸収式冷凍機において、前記吸収器を垂直もし
   くは傾斜させて配列し、冷却空気を前記吸収器の冷却空
   気入口側へ導く手段と、吸収器を出た吸収液を次段の吸
   収器へ導く手段とを設け、吸収液の下流側吸収器の長さ
   を上流側吸収器より長くすることを特徴とする吸収式冷
   凍機。 ５、蒸発器、再生器、凝縮器及び空気で冷却する吸収器
   を備える吸収式冷凍機において、前記吸収器を垂直もし
   くは傾斜させて配列し、冷却空気を前記吸収器の冷却空
   気入口側へ導く手段と、吸収器を出た吸収液を次段の吸
   収器へ導く手段とを設け、冷却空気を吸収液の上流側吸
   収器へ流し、吸収液の下流側吸収器の長さを上流側吸収
   器のそれより長くすることを特徴とする吸収式冷凍機。 ６、請求項１から５のいずれかに記載の吸収式冷凍機に
   おいて、冷却空気を吸収器と交差して流すことを特徴と
   する吸収式冷凍機。