JPH04136665A - 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】 ［産業上の利用分野］ この発明は、吸収冷凍機に関し、例えば発電機駆動用エ
ンジンなどの排熱を回収する熱併給発電（コージェネレ
ーション）用の吸収冷凍機に関するものである。

［従来の技術］ 第９図は、例えば「冷凍」、第６２巻、第７１）号に掲
載された従来のバーナ焚き吸収冷凍機を示す構成図であ
る。

図において、（１）は発生器、（２）は煙道、（３）は
煙道（２）に設けられた伝熱管、（４）はバーナ、（５
）は発生器（１）向上部の冷媒蒸気空間、（６）は凝縮
器、（７）は蒸発器、（８）は吸収器、（９）は発生器
（１）と吸収器（８）の間に設けられた熱回収用の溶液
熱交換器、（１０）は吸収器（８）から発生器（１）へ
溶液を送るための溶液ポンプ、（１））は吸収器（８）
から発生器（１）へ希溶液を送る希溶液管、（１２）は
発生器（１）から吸収器（８）へ濃溶液を送るための濃
溶液管、（１３）は発生器（］）と凝縮器（２）を接続
する冷媒蒸気管である。これらは図のように順次接続さ
れて、吸収冷凍機を構成している。なお５ｍ締器（６）
には冷却用熱交換器、蒸発器（７）には加熱用熱交換器
、吸収器（８）には冷却用熱交換器があるが、図示は省
略する。

次に第９図を基いでに動作を説明する。バーナ（４）か
らの高温の排ガスは、煙道（２）の壁面及び伝熱管（３
）を介して発生器（＋１内の溶液を加熱して、冷媒蒸気
を放出させる。冷媒蒸気は冷媒蒸気管（１３）を通り、
ｍ縮器（６）内で冷却用熱交換器（図示せず）により冷
却され液化する。液化した冷媒は、蒸発器（７）へ送ら
れ、熱交換器（図示せず）内を流れる他の媒体、例えば
冷水から熱を奪い蒸発する。温度の低下した冷水は冷房
などに使われる。蒸発した冷媒は吸収器（８）に入り、
発生器（１）から濃溶液管（１２）を通って吸収器（８
）に流入する濃溶液に吸収される。冷媒蒸気を吸収した
溶液は希溶液となり、溶液ポンプ（１０）により希溶液
管（］　Ｉ）を通って発生器（１）に戻る。途中、溶液
交換器（９）で高温の濃溶液と低温の希溶液が熱交換し
、発生器（１）への加熱量を減らして効率の向上を図っ
ている。

最近省エネルギー化が盛んになり、発電機駆動用エンジ
ンなどの排熱を回収して利用する熱併給発電（コージェ
ネレーション）用の吸収冷凍機がある。第１０図は「冷
凍」、第６２巻、第７１）号に掲載された従来の温水又
は蒸気焚き吸収冷凍機を示す構成図である。この冷凍機
では、第９図の装置における煙道（２）、伝導管（３）
、バーナ（４）を熱交換器（１４）に置き換えており、
熱交換器（１４）は温水又は蒸気により溶液を加熱する
ための熱交換器である。この熱交換器（１４）の熱源は
発電機駆動エンジンなどの排熱を循環水により移動して
用いている。ところがこの吸収冷凍機は排熱量の変動に
よって、吸収冷凍機の能力も影響を受けて、変動し、制
御が困難である。

［発明が解決しようとする課題］ 従来の吸収冷凍機は以上のように構成されているので、
発電機及び駆動用エンジンなどと組み合わせ、その排熱
を回収して利用するコージェネレーションに用いる場合
、発電機駆動用エンジンの排熱量の変動によって、吸収
冷凍機の能力も変動するという問題点があった。

この発明は上記のような問題点を解消するためになされ
たもので、排熱量に左右されず、安定した出力が得られ
る排熱回収用の吸収冷凍機を提供することを目的とする
。

［課題を解決するための手段］ この発明の請求項Ｉの発明にかかる吸収冷凍機は、希溶
液をバーナで加熱して冷媒蒸気を発生すると共に濃溶液
とする発生器、冷媒蒸気を冷却して液化する凝縮器、液
化した冷媒と他の媒体とを熱交換して液化した冷媒を蒸
発させる蒸発器、蒸発器により蒸発した冷媒を濃溶液に
吸収させて希溶液とする吸収器、及び吸収器からの希溶
液を発生器に循環させるポンプを備えたものにおいて、
発生器内の冷媒蒸気空間に配置され、吸収器からの希溶
液を通過させるようにした溶液パン及びこの溶液パンの
溶液に浸る排熱回収用熱交換器を備え、バーナによるバ
ーナ加熱により発生器の希溶液を加熱すると共に゛排熱
回収用熱交換器による排熱加熱により発生器の希溶液を
加熱するようにしたものである。

また、この発明の請求項２の発明にかかる吸収冷凍機は
、希溶液をバーナで加熱して冷媒蒸気を発生すると共に
濃溶液とする発生器、冷媒蒸気を冷却して液化する凝縮
器、液化した冷媒と他の媒体とを熱交換して液化した冷
媒を蒸発させる蒸発器、蒸発器により蒸発した冷媒を濃
溶液に吸収させて希溶液とする吸収器、及び吸収器から
の希溶液を発生器に循環させるポンプを備えたものにお
いて、発生器内の冷媒蒸気空間に配置された排熱回収用
熱交換器及びこの排熱回収用熱交換器に吸収器からの希
溶液を散布する液散布装置を備え、バーナによるバーナ
加熱により発生器の希溶液を加熱すると共に排熱回収用
熱交換器による排熱加熱により発生器の希溶液を加熱す
るようにしたものである。

［作用］ この発明の請求項１及び請求項２の発明における吸収冷
凍機は、排熱回収用の発生器とバーナ加熱の発生器を併
設しており、駆動用エンジンなどの排熱量に影響されず
安定した冷房出力が得られる。また、排熱回収用発生器
とバーナ加熱発生器として事実上分離することにより、
お互いの動作状態の影響を受けることなく制御性が著し
く向上する。

［実施例コ 以下、この発明の一実施例について説明する。

第１図はこの発明の一実施例による吸収冷凍機に係る発
生器近傍を拡大して示す構成図である。図において５（
１）は発生器、（２）は煙道５（３）は煙道（２）に設
けられた伝熱管、（４）はバーナ、（５）は発生器（１
）内の冷媒蒸気空間、（１））は発生器（１）の上部に
取り付けられ、吸収器（８）から発生器（１）へ希溶液
を送る希溶液管、　（＋２Ｊは発生器ｍの下部に取り付
けられ、発生器（１）から吸収器（８）へ濃溶液を送る
ための濃溶液管、（１３）は発生器＋１）　の上部に取
り付けられ、発生器（１）と凝縮器（２）を接続する冷
媒蒸気管、（１４）は冷媒蒸気空間（５）内に設置され
、″温水、又は蒸気により溶液を加熱する排熱回収用熱
交換器、（１５）は排熱回収用熱交換器（Ｉ４）を囲む
溶液パン、（１６）は溶液パン（１５）の下部に設けら
れた溶液流出用のオリフィスである。なお、発生器（１
）以外は従来装置とほぼ同一でありその部分は図示して
いない、この実施例における冷媒は例えば水、溶液は例
えば臭化リチウムである。

希溶液管（Ｉ　Ｉ）を通って発生器（１）に流入した希
溶液は、溶液パン（１５）に入り、排熱回収用熱交換器
（１４）を介して排熱により加熱され、冷媒蒸気を放出
する。濃度が高くなった溶液は、溶液パン（１５）の下
部に取り付けたオリフィス（１６）を通り、発生器（１
）の下部へ流出する。オリフィス（１６）の大きさは、
ある溶液パン（１５）内の液面高さに対して所定の液流
量を得るように設計されている。発生器（１）の下部へ
流入した溶液は、煙道（２）の壁及び伝熱管（３）を介
してバーナ（４）の炎で加熱されて、冷媒蒸気を放出す
る。排熱回収用熱交換器（１４）を介して排熱により加
熱されて発生した冷媒蒸気と、発生器（１）の下部でバ
ーナ加熱により発生した冷媒蒸気は、冷媒蒸気空間（５
）で合流し、冷媒蒸気管（１３）を通って凝縮器に向か
う。一方、バーナ加熱により必要な濃度まで濃縮された
溶液は濃溶液となって、濃溶液管（１２）から流出し、
吸収器に向かう。この後の動作は従来のものと同様であ
る。

第２図は溶液パン（１５）の形状を示す斜視図である。

この溶液パン（１５）は鉄（Ｆｅ）で構成しでいるが、
これに限るものではなく、１５０°〜１６０’Ｃに対し
耐熱性のあるものなら良い、また、溶液パン（１５）の
形状もこれに限るものではない。

第３図は、溶液パン（１５）を設けずに単に排熱回収用
の発生器とバーナ加熱の発生器を併設した発生器の構成
を示す。図において、（１７）は排熱回収用伝熱管、（
Ｉ８）は冷媒蒸気気泡、（１９）は溶液液滴である。バ
ーナの炎により煙道（２）内の伝熱管（３）内の溶液が
加熱されて、冷媒蒸気気泡（１８）が発生する。排熱回
収用伝熱管（１７）を設けたことにより、液の高さＨが
増し、液圧で伝熱管（３）内で発生する気泡（１８）が
圧縮されている。この気泡（１８）が排熱回収用伝熱管
（１７）付近まで上昇すると液圧が減少するため、気泡
（１８）は急激に膨張しながら排熱回収用伝熱管（１７
）管群の間隙を上昇し、溶液を持ちあげる。液面付近で
気泡（１８）が破裂し、液滴（１９）を跳ね上げる。こ
のように液滴（１９）が冷媒蒸気に混入し、冷媒蒸気管
（Ｉ３）を通って凝縮器へ移動すると、吸収冷凍機の性
能を低下させる。

第１図における溶液パン（１５）は、発生器（１）を事
実上排熱回収用とバーナ加熱の２つの発生器に分割する
もの−であり、液の深さＨの増大による気泡（１８）の
圧縮と排熱回収用伝熱管（１７）管群中での気泡（１８
）の急膨張を防止する。従って、第３図で示したような
液滴飛散が生じない。また、吸収冷凍機の能力を絞る時
には、溶液の流量を減少させるが、オリフィス（１６）
の大きさが一定なので、溶液パン（１５）内の液面が溶
液の流入量と流出量が平・衡する高さまで低下する。こ
の結果、排熱回収用熱交換器（１４）の一部は冷媒蒸気
中に露出し、液中の表面積が減少するため、排熱による
加熱量が減少する。即ち、吸収冷凍機の出力に合せて、
排熱による加熱量も減少する。このようにバーナ加熱に
より発生器の希溶液を加熱すると共に、排熱回収用熱交
換器による排熱加熱により発生器の希溶液を加熱するよ
うにしたことにより、排熱量に左右されず、安定した出
力が得られる。また、排熱回収用発生器とバーナ加熱発
生器として事実上分離しているので、お互いの動作状態
の影響を受けることなく制御性が著しく向上する。

なお、上記実施例では溶液パン（１５）のオリフィス（
１５）を溶液パン（１５）の下部に設けているが、第４
図に示すように上部に設けてもよい。この実施例は溶液
パン（１５）の下部に希溶液管（１））が接続され、溶
液パン（１５）の下部から上部へ溶液が流れる間に排熱
と熱交換する構成である。

また、第５図に示すようにオリフィス（１６）のかわり
に溶液パン（１５）から発生器（１）へ通じる溶液管（
２０）を設けてもよい。

第６図は冷媒蒸気空間（５）中に排熱回収用熱交換器（
１４）を設置し、溶液散布装置（２１）により溶液を上
部から散布するようにしたものである。散布された溶液
は排熱回収用熱交換器（１４）を流下しながら加熱され
る。

第７図は冷媒蒸気空間（５ン中に設置した排熱回収用熱
交換器（１４）の下方に溶液誘導根（２２）を設けて、
流下する溶液を煙道（２）の後方に誘導するようにした
ものである。

第８図は溶液散布装置（２１）の構成を示すものであり
、第８図（ａ）に示すものは複数本の散布管で構成され
、各散布管には複数の散布穴（２３）が設けられている
。第８図（ｂｌに示すものは箱状の液散布装置（２１）
で、−面に複数の散布穴（２３）が設けられている。第
８図（ｃ）は散布穴（２３）の構成例を示す断面図であ
り、溶液がスムーズに散布されるようにノズル形状に構
成している。このように構成した吸収冷凍機においても
上記一実施例と同様の効果を奏する。

［発明の効果コ 以上のように、この発明の請求項１の発明によれば、希
溶液をバーナで加熱して冷媒蒸気を発生すると共に濃溶
液とする発生器、冷媒蒸気を冷却して液化する凝縮器、
液化した冷媒と他の媒体とを熱交換して液化した冷媒を
蒸発させる蒸発器、蒸発器により蒸発した冷媒を濃溶液
に吸収させて希溶液とする吸収器、及び吸収器からの希
溶液を発生器に循環させるポンプを備えた吸収冷凍機に
おいて、発生器内の冷媒蒸気空間に配置され、吸収器か
らの希溶液を通過させるようにした溶液パンと、この溶
液パンの溶液に浸る排熱回収用熱交換器を備え、バーナ
によるバーナ加熱により発生器の希溶液を加熱すると共
に排熱回収用熱交換器による排熱加熱により発生器の希
溶液を加熱するようにしたことにより、排熱量に左右さ
れず、安定した出力が得られる排熱回収用の吸収冷凍機
を提供できる効果がある。

また、この発明の請求項２の発明によれば、希溶液をバ
ーナで加熱して冷媒蒸気を発生すると共に濃溶液とする
発生器、冷媒蒸気を冷却して液化する凝縮器、液化した
冷媒と他の媒体とを熱交換して液化した冷媒を蒸発させ
る蒸発器、蒸発器により蒸発した冷媒を°濃溶液に吸収
させて希溶液とする吸収器、及び吸収器からの希溶液を
発生器に循環させるポンプを備えた吸収冷凍機において
、発生器内の冷媒蒸気空間に配置された排熱回収用熱交
換器及びこの排熱回収用熱交換器に吸収器からの希溶液
を散布する液散布装置を備え、パーナによるバーナ加熱
により発生器の希溶液を加熱すると共に排熱回収用熱交
換器による排熱加熱により発生器の希溶液を加熱するよ
うにしたことにより、排熱量に左右されず、安定した出
力が得られる排熱回収用の吸収冷′ａ磯を提供できる効
果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例による吸収冷凍機に係る発
生器近傍を拡大して示す構成図、第２図は一実施例に係
る溶液パンの形状を示す斜視図、第３図は溶液パンを設
けずに排熱回収用の発生器とバーナ加熱の発生器を併設
した発生器を示す構成図、第４図はこの発明の他の実施
例による吸収冷凍機に係る発生器近傍を拡大して示す構
成図、第５図ないし第７図はそれぞれこの発明の他の実
施例による吸収冷凍機に係る発生器近傍を拡大して示す
構成図、第８図（ａ）　、　（ｂ）はそれぞれこの発明
のさらに他の実施例にかかる溶液散布装置を示す斜視図
、第８図（Ｃ）はその散布室近傍の断面図、第９図は従
来のバーナ焚き吸収冷凍機を示す構成図、第１Ｏ図は従
来の温水又は蒸気焚き吸収冷凍機を示す構成図である。 （１）・・・発生器、（４）・・・バーナ、（５）・・
冷媒蒸気空間、（６）・・・凝縮器、（７）・・・蒸発
器、（ｌＯ）・・・ポンプ、（１４）・・・排熱回収用
熱交換器、（１５）・・・溶液パン、（２Ｉ）・・・溶
液散布装置。 なお、図中、同一符号は同一、又は相当部分を示す。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）希溶液をバーナで加熱して冷媒蒸気を発生すると
   共に濃溶液とする発生器、上記冷媒蒸気を冷却して液化
   する凝縮器、上記液化した冷媒と他の媒体とを熱交換し
   て上記液化した冷媒を蒸発させる蒸発器、上記蒸発器に
   より蒸発した冷媒を濃溶液に吸収させて希溶液とする吸
   収器、及び上記吸収器からの希溶液を上記発生器に循環
   させるポンプを備えた吸収冷凍機において、上記発生器
   内の冷媒蒸気空間に配置され、上記吸収器からの希溶液
   を通過させるようにした溶液パンと、この溶液パンの溶
   液に浸る排熱回収用熱交換器を備え、上記バーナによる
   バーナ加熱により上記発生器の希溶液を加熱すると共に
   上記排熱回収用熱交換器による排熱加熱により上記発生
   器の希溶液を加熱するようにした吸収冷凍機。
2. （２）希溶液をバーナで加熱して冷媒蒸気を発生すると
   共に濃溶液とする発生器、上記冷媒蒸気を冷却して液化
   する凝縮器、上記液化した冷媒と他の媒体とを熱交換し
   て上記液化した冷媒を蒸発させる蒸発器、上記蒸発器に
   より蒸発した冷媒を濃溶液に吸収させて希溶液とする吸
   収器、及び上記吸収器からの希溶液を上記発生器に循環
   させるポンプを備えた吸収冷凍機において、上記発生器
   内の冷媒蒸気空間に配置された排熱回収用熱交換器と、
   この排熱回収用熱交換器に上記吸収器からの希溶液を散
   布する液散布装置を備え、上記バーナによるバーナ加熱
   により上記発生器の希溶液を加熱すると共に上記排熱回
   収用熱交換器による排熱加熱により上記発生器の希溶液
   を加熱するようにした吸収冷凍機。