JPH09257342A - 吸収冷凍機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 抽気動作後も吸収器に残る不凝縮性ガス量を
低減し、吸収冷凍機を小型化、省電力化する。 【解決手段】 高温再生器１０、分離器１６、凝縮器２
６、蒸発器３４、吸収器４４及び溶液循環ポンプ５４を
配管接続して吸収冷凍サイクルを構成し、前記凝縮器２
６及び吸収器４４に通流される冷却水を空気冷却する空
気熱交換器５３と、溶液循環ポンプ５４で加圧された吸
収溶液を駆動流体とするエゼクター５７を用いて不凝縮
性ガスを吸収器４４から抽気する不凝縮性ガス抽気装置
とを備えてなる吸収冷凍機において、前記空気熱交換器
５３を前記冷却水の流路の他に第２の被冷却流体の流路
を備えたものとし、前記溶液循環ポンプの吐出側配管６
３を電磁弁５５を介装した分岐管６４で前記空気熱交換
器５３の前記第２の被冷却流体の流路入り口に接続し、
第２の被冷却流体の流路出口を前記エゼクター５７の駆
動流体入り口に接続した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、吸収冷凍機に係
り、特に不凝縮性ガス抽気装置を備えた吸収冷凍機に関
する。

【０００２】

【従来の技術】吸収冷凍機においては、系統中に外部か
ら不凝縮性の気体が漏れ込むと、系統内を所定の圧力に
保持できなくなって必要な性能を発揮しなくなったり、
酸素による腐食が促進されるなどの不具合が生ずる。そ
のため、系統内の不凝縮性ガスを系統外に取り出す不凝
縮性ガス抽気装置が設けられている。従来知られている
エゼクター方式の抽気装置は、図３に示すように、希溶
液を搬送する溶液循環ポンプ吐出側の配管に分岐を設
け、溶液循環ポンプで加圧された希溶液の一部をエゼク
ターの駆動流体として抽気を行っていた。溶液循環ポン
プで加圧された希溶液の一部を駆動流体としてエゼクタ
ーを駆動し、このエゼクターで抽気するようにしたもの
は、特開平７−１９６７０号公報や、特開平２−１７３
６９号公報に開示された例がある。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】エゼクターの性能は駆
動流体の蒸気圧（駆動流体の温度できまる飽和蒸気圧）
によって決まり、駆動流体の蒸気圧よりも数mmＨg高い
圧力までしか真空度が得られない。不凝縮性ガスの抽気
は、通常、吸収冷凍機の運転中に行われる。例えば運転
中のエゼクター駆動溶液の蒸気圧が６mmＨg（吸収器下
部の希溶液も同様）であり、不凝縮性ガスが吸収器に溜
って吸収器の圧力が１０mmＨgになったとする。エゼク
ターで作ることのできる真空度は６mmＨg＋αであり、
αを２mmＨｇと仮定すると、エゼクターでは吸収器圧力
は８ｍｍＨgまでしか下がらない。この場合、吸収器に
は常に２mmＨgの分圧を持った不凝縮性ガスが滞留する
ことになる。このため、吸収冷凍機は、残った不凝縮性
ガス量（この場合、２mmＨgの分圧の不凝縮性ガス）を
考慮して冷凍能力を計画しなければならない。つまり、
不凝縮性ガスの存在による性能低下分だけ、出力の大き
い冷凍機、言い替えると大きくて電力消費の大きい冷凍
機を設計する必要があった。

【０００４】本発明の課題は、抽気動作後も吸収器に残
る不凝縮性ガス量を低減し、吸収冷凍機を小型化、省電
力化するにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明は上記課題を解決
するために、高温再生器、分離器、凝縮器、蒸発器、吸
収器及び溶液循環ポンプを配管接続して吸収冷凍サイク
ルを構成し、凝縮器および吸収器に通流される冷却水を
空気冷却する空気熱交換器と、溶液循環ポンプで加圧さ
れた吸収溶液を駆動流体とするエゼクターを用いて蒸発
器もしくは吸収器から不凝縮性ガスを抽出するエゼクタ
ー式不凝縮性ガス抽気装置を備えてなる吸収冷凍機にお
いて、前記溶液循環ポンプの吐出側配管に分岐を設け、
溶液循環ポンプで加圧された吸収溶液の一部を前記分岐
を経て取り出し、取り出した吸収溶液を前記空気熱交換
器で冷却し、この冷却された吸収溶液をエゼクター駆動
流体としたことを特徴とする。

【０００６】エゼクター駆動流体として用いる加圧され
た吸収溶液を空気熱交換器で冷却することにより、エゼ
クター駆動流体の飽和蒸気圧が低下する。先の例のよう
に、吸収器の正常な（不凝縮性ガスがないとき）圧力
（真空度）が６mmＨgの場合、空気熱交換器で冷却され
たあとの吸収溶液（エゼクター駆動流体）の飽和蒸気圧
がβmmＨgとすると、エゼクターで形成可能な真空度
は、エゼクターにおける圧力損失をαとすると、（β＋
α）mmＨgとなる。（β＋α）≦６になるような温度に
までエゼクター駆動流体となる吸収溶液を冷却すれば、
エゼクターで吸収器内に発生した不凝縮性ガスを排除
し、吸収器の圧力を所定の圧力に維持することができ
る。

【０００７】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施例を図面を参
照して説明する。図１に本発明の実施例である吸収冷凍
機の要部構成を示す。図示の吸収冷凍機は、作動流体と
して、吸収剤であるリチウムブロマイド（ＬiＢr）に冷
媒である水を吸収させた吸収溶液を用いている。吸収溶
液のＬiＢr濃度は、作動流体が装置内を循環するにつれ
て変動するが、この変動はほぼ３段階に分けることがで
き、濃度レベルの低い方から、希溶液、中間濃溶液、濃
溶液と呼ぶ。

【０００８】図示の吸収冷凍機は、内包する吸収溶液
（希溶液）を加熱する手段を備えた高温再生器１０と、
高温再生器１０の上方に配置され該高温再生器１０に上
昇管１４で接続された分離器１６と、該分離器１６の気
相部分に一端を接続された冷媒蒸気コイル２３を内装し
た低温再生器２２と、該低温再生器２２に二次冷媒蒸気
通路２８で連通され前記冷媒蒸気コイル２３の他端が接
続されるとともに冷却水コイル５０を内装した凝縮器２
６と、該凝縮器２６に液冷媒管３０で接続され蒸発コイ
ル３２を内装した蒸発器３４と、該蒸発器３４に蒸発冷
媒蒸気通路で連通され冷却水コイル４６を内装した吸収
器４４と、吸収器４４の底部に希溶液吸入管５２で吸入
側を接続された溶液循環ポンプ５４と、溶液循環ポンプ
５４の吐出側に被加熱流体入り口側を接続させた低温溶
液熱交換器４２と、低温溶液熱交換器４２の被加熱流体
出側に被加熱流体入り口側を接続させ被加熱流体出側を
前記高温再生器１０の希溶液入り口に接続させた高温溶
液熱交換器３６と、前記分離器１６の液相部と高温溶液
熱交換器３６の加熱流体入り口を接続する中間濃溶液管
２０と、高温溶液熱交換器３６の加熱流体出側と低温再
生器２２を接続する中間濃溶液管３８と、低温再生器２
２の底部と低温溶液熱交換器４２の加熱流体入り側を接
続する濃溶液管４０と、低温溶液熱交換器４２の加熱流
体出側と吸収器４４の上部を接続する濃溶液管４１と、
冷却水コイル４６の出側と冷却水コイル５０の入り側を
接続する冷却水管４８と、を含んで構成されている。

【０００９】また、第１、第２の二つの被冷却流体流路
を備え、それら被冷却流体流路を流れる流体の熱を大気
に放出する空気熱交換器５３が配置され、冷却水コイル
５０の出側は、第１の被冷却流体流路入り側に接続さ
れ、この第１の被冷却流体流路出側は冷却水コイル４６
の入り側に接続されている。空気熱交換器５３の第２の
被冷却流体流路入り側は電磁弁５５を介して溶液循環ポ
ンプ５４の吐出側配管に接続されている。空気熱交換器
５３には冷却ファンが設けられている。

【００１０】吸収器４４に接続して抽気管５６が設けら
れ、この抽気管５６に吸い込み側を接続したエゼクター
５７が配置されている。空気熱交換器５３の第２の被冷
却流体流路出側はエゼクター５７の駆動流体入り口に接
続され、エゼクター５７の吐出側はエゼクター吐出管５
８を介してガス分離器５９に接続されている。ガス分離
器５９の底部は溶液戻り管６０を介して吸収器４４の底
部に接続され、ガス分離器５９の上部は、ガス上昇管６
１を介してガスタンク６２に接続されている。

【００１１】上記構成の吸収冷凍機の抽気動作を以下に
説明する。抽気動作は吸収冷凍機の運転終了後（冷房時
は冷凍サイクル停止後の稀釈運転終了後）、溶液循環ポ
ンプ５４、空気熱交換器の作動状態で行われる。まず、
電磁弁５５が開かれ、溶液循環ポンプ５４で加圧された
吸収溶液の一部が電磁弁５５を経て空気熱交換器５３の
第２の被冷却流体流路に導かれる。被冷却流体流路に導
かれた吸収溶液は冷却ファンによって送られる空気で冷
却され（暖房運転後の場合は外気温度が低いので必ずし
も冷却ファンの運転を要しない）、次いでエゼクター５
７に駆動流体として供給される。エゼクター５７は空気
熱交換器５３で冷却された吸収溶液によって駆動され、
吸収器４４内の不凝縮性ガスを含む気体を抽気管５６を
通して吸引する。エゼクター５７を駆動する吸収溶液
は、空気熱交換器５３で、エゼクター５７の吸引側圧力
（真空度）が、吸収器４４の運転時の所定の真空度とほ
ぼ同じかそれ以下になるような温度にまで冷却される。

【００１２】吸引された気体は、駆動流体である吸収溶
液と混合された状態でエゼクター吐出管５８を経てガス
分離器５９に導かれ、ここで不凝縮性ガスと吸収溶液に
分離される。分離された吸収溶液は溶液戻り管６０を経
て吸収器４４に戻され、分離された不凝縮性ガスはガス
上昇管６１を経てガスタンク６２に貯蔵される。

【００１３】抽気動作は予め設定された時間（例えば約
１０分）だけ継続され、その時間が経過すると電磁弁５
５が閉じられて吸収溶液のエゼクター５７への供給が停
止され、抽気動作は終了する。予め不凝縮性ガスの抽気
が終了したと想定される吸収器４４の圧力を設定してお
き、吸収器４４の圧力が前記設定された真空度になった
ら電磁弁を閉じて抽気動作を終了させるようにしてもよ
い。

【００１４】図２に上記抽気動作の手順をフローチャー
トで示した。

【００１５】

【発明の効果】本発明によれば、通常の冷凍サイクルで
溶液循環ポンプから送り出される希溶液よりも低温（飽
和蒸気圧の低い）の吸収溶液をエゼクターの駆動流体と
して作用させているため、エゼクターの抽気性能が向上
し、機器の設計にあたり抽気動作後吸収器に残存する不
凝縮性ガス量を考慮する必要が無くなる。また、冷凍サ
イクル運転中に溶液循環ポンプから吐出される希溶液の
量には、抽気のためのエゼクターを駆動するための溶液
量を付加しておく必要がないので、機器の小型化、省電
力化の効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例である吸収冷凍機の要部構成を
示す系統図である。

【図２】抽気動作の手順の例を示すフローチャートであ
る。

【図３】従来技術の例の要部構成を示す系統図である。

【符号の説明】

１０ 高温再生器 １１ 温度検出
器 １２ 加熱源 １３ コントロ
ーラ １４ 上昇管 １６ 分離器 １８ 冷媒蒸気管 ２０ 中間濃溶
液管 ２２ 低温再生器 ２３ 冷媒蒸気
コイル ２６ 凝縮器 ２８ 二次冷媒
蒸気通路 ３０ 液冷媒管 ３２ 蒸発コイ
ル ３４ 蒸発器 ３６ 高温溶液
熱交換器 ３８ 中間濃溶液管 ４０ 濃溶液管 ４１ 濃溶液管 ４２ 低温溶液
熱交換器 ４４ 吸収器 ４６ 冷却水コ
イル ４８ 冷却水管 ５０ 冷却水コ
イル ５２ 希溶液吸入管 ５３ 空気熱交
換器 ５４ 溶液循環ポンプ ５５ 電磁弁 ５６ 抽気管 ５７ エゼクタ
ー ５８ エゼクター吐出管 ５９ ガス分離
器 ６０ 溶液戻り管 ６１ ガス上昇
管 ６２ ガスタンク

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 高温再生器、分離器、凝縮器、蒸発器、
   吸収器及び溶液循環ポンプを配管接続して吸収冷凍サイ
   クルを構成し、前記凝縮器及び吸収器に通流される冷却
   水を空気冷却する空気熱交換器と、溶液循環ポンプで加
   圧された吸収溶液を駆動流体とするエゼクターを用いて
   不凝縮性ガスを蒸発器もしくは吸収器から抽気する不凝
   縮性ガス抽気装置とを備えてなる吸収冷凍機において、
   前記溶液循環ポンプの吐出側配管に分岐管を設け、溶液
   循環ポンプで加圧された吸収溶液の一部を前記分岐管を
   経て取り出し、取り出した吸収溶液を前記空気熱交換器
   で冷却し、この冷却された吸収溶液をエゼクター駆動流
   体とすることを特徴とする吸収冷凍機。
2. 【請求項２】 溶液循環ポンプの吐出側配管と空気熱交
   換器を接続する分岐管に電磁弁が介装されていることを
   特徴とする請求項１に記載の吸収冷凍機。
3. 【請求項３】 高温再生器、分離器、凝縮器、蒸発器、
   吸収器及び溶液循環ポンプを配管接続して吸収冷凍サイ
   クルを構成し、前記凝縮器及び吸収器に通流される冷却
   水を空気冷却する空気熱交換器と、溶液循環ポンプで加
   圧された吸収溶液を駆動流体とするエゼクターを用いて
   不凝縮性ガスを蒸発器もしくは吸収器から抽気する不凝
   縮性ガス抽気装置とを備えてなる吸収冷凍機において、
   前記空気熱交換器は前記冷却水の流路の他に第２の被冷
   却流体の流路を備えてなり、前記溶液循環ポンプの吐出
   側配管は電磁弁を介装した分岐管で前記空気熱交換器の
   前記第２の被冷却流体の流路入り口に接続され、第２の
   被冷却流体の流路出口は前記エゼクターの駆動流体入り
   口に接続されていることを特徴とする吸収冷凍機。
4. 【請求項４】 高温再生器、分離器、凝縮器、蒸発器、
   吸収器及び溶液循環ポンプを配管接続して吸収冷凍サイ
   クルを構成し、前記凝縮器及びまたは吸収器に通流され
   る冷却水を空気冷却する空気熱交換器を備えてなる吸収
   冷凍機の不凝縮性ガスを抽気する方法において、冷房運
   転後に行われる稀釈運転終了後、溶液循環ポンプで加圧
   された吸収溶液の一部を取り出し、取り出した吸収溶液
   を前記空気熱交換器で冷却し、冷却した吸収溶液で吸い
   込み側が蒸発器もしくは吸収器に接続されたエゼクター
   を駆動し、このエゼクターで吐出された気液混合体から
   不凝縮性ガスを分離回収することを特徴とする吸収冷凍
   機の不凝縮性ガス抽気方法。