JPS58200968A - 吸収冷熱機 - 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】 本発明は吸収冷凍サイクルを利用して冷房用冷水や製氷
或いはヒートポンプなどに利用される吸収冷凍機（以下
吸収冷熱機という）に関する。

従来から一般に使用されている吸収冷熱機は第１図に示
すようにエリミネータ（１）を蒸発器（２）仁吸収器（
３）との間に設け、蒸発器（２）で気化した冷媒が吸収
器の熱交換器（４）の表面を流下する吸収液に吸収され
る構成の器側（５）を有している。そして、吸収器（３
）と蒸発器（２）とに内蔵された熱交換器（４＞（６１
は水平方向に配設された管群によって構成され、蒸発器
（２）で気化した冷媒゛ガスが横方向の吸収器（３）に
流入し吸収される配置となっている。このような従来の
構造では、吸収器（３）における冷媒の吸収効率、吸収
液濃度と温度勾配との関係などは特に考纒されていなか
った。

このような従来の吸収冷熱機の構造も、水−ノ・ロダン
化リチウム系吸収冷凍サイクルによる吸収冷熱機など、
吸収剤の蒸気圧が極く小さい冷媒吸収剤の組み合わせに
おいては問題ないが、吸収剤に、蒸気圧が成程度高い有
機系の吸収剤を使用した吸収冷熱機、例えば、冷媒と吸
収剤との組み合わせがフロン２２−テトラエチレングリ
コールジメチルエーテル、１．ＴＦＥ（）リフルオロエ
タノール）−Ｎメチル２ピロリドン系などを使用した吸
収冷熱機においては、冷媒ガスの流動に吸収剤ガスの混
入を防ぎＫくいのみならず、吸収液への冷媒の吸収が進
んだときは、温度条件によっては吸収剤の気化、蒸気相
への変化が起り、冷媒の吸収能力の低下を伴なうもので
あった。

このような点に鑑み成された本発明は、吸収冷熱機の吸
収器の中の各横断面における蒸気組成を吸収液濃度と平
衡状態に近づくようにするため、吸収器内部の温度勾配
が冷媒流入口に向って低くなるように吸収器に内蔵され
る熱交換器の配置を改良したものであり、これにより、
吸収器における冷媒の吸収効率を向上させることを主な
目的としたものである。

以下に本発明の一実施例を示す図面に従い説明する。第
２図において、（７）は灯油やガス等の燃焼装ｆ（８）
を有し、冷媒を多量に吸収した吸収液（以下濃液という
）を加熱沸騰させることにより冷媒をガス化して分離す
るようにした発生器、（９）は上昇する冷媒ガスから吸
収剤の成分を分離する精留器 器、ａ〔は談精留器（９）から送られてくるガス流を熱
交換器旧）で冷却して吸収剤成分の最終分離を行なう分
縮器であり、該分縮器Ｏ０において分離された辱 液は液散％（］　’？に導びかれ、前記精留器（９）の
上部から散布されて冷媒と吸収剤との分離のための気液
接触液の一部として使用される。０（は精留器（９）の
外周にラセン形にパイプが巻回された熱交換器θａを内
蔵し、凝縮器０５１で液化され、減圧弁Ｏｅで降圧し散
布される液冷媒に熱交換器０４）から熱を与えて気化さ
せる蒸発器、Ｑ′７）は発生器（７）において冷媒が分
離されて冷ｍ濃度の低（なった吸収液（以下補液という
）を減圧弁α印で減圧して散布装置Ｑｌから散布するこ
とにより蒸発器０３）で気化した冷媒ガスを吸収させ、
これにより蒸発器０３が熱交換器０４）を流れる低温度
レベルの熱源流体から連続的に吸熱を行なうようにした
吸収器であり、蒸発器０（と吸収器０７）とは下部の開
口■で連通され、蒸発器ＯＪの外周側又は内周側に吸収
器０ηが位置するような同心状の配置を有している。２
１）は吸収器０７）において冷媒を吸収した濃液を発生
器（力へ還流する溶液ポンプであり、該溶液ポンプ（２
１）を有する濃液管（ハ）には、分縮器ＯＩ内を冷却す
る熱交換器０９、発生器（７）から吸収器０７）に送出
される補液と熱交換して濃液を予熱する熱交換器（ハ）
が配設されている。

また、精留器（９）は外周を断熱材Ｑ４で囲繞され、そ
の外側に配された蒸発器及び吸収器と熱的に分離される
と共に、内部は散布器α２により散布される液と発生器
（７）から凝縮器αり側へ流れるガス流とを気液接触さ
せる充填材（ハ）の入った濃縮部（イ）と、同じくガス
流と濃液との気液接触をうながす充填材−が入った回収
部器とを鉛直方向に立設し、濃縮部（イ）の充填材（ハ
）の間を経て落下した液が散布付けによって充填材−に
散布される濃液と共に回収部（至）を流下して発生器（
７）に戻るようにしている。

また、吸収器ｃｌη及び凝縮ｒｙＱ５１は内蔵する熱交
換器（至）０１）を精留器（９）のまわりを周回するコ
イル状に形成し、該熱交換器（７）、Ｃ３１）へ水又は
ブラインを流通させることにより吸収器αη及び／又は
凝縮器０９の熱が機外へ排出（ヒートポンプのときは利
用）できるようＫしたものであり、熱交換器■に連続し
て形成されたコイル状の冷却器０１）は分縮器０１での
冷却機能を有している。

而して、本発明の吸収器０７）は中間部に吸収液受Ｇ′
口を設け、上方から散布された吸収液を、一旦、該吸収
液受Ｃ３２で集めた後、再び下方に滴下する一方、該吸
収液受Ｓ２より下方の熱交換器＠には、蒸発器０３１を
出た熱源流体を、下方から順次上方へ、又、吸収液受Ｃ
３力より上方の熱交換器（（ｌには、この吸収冷熱機に
よって加熱、昇温される温水を下方から上方へ流通させ
ている。これにより、吸収器が増す構造にすることがで
きる。

以上のような機器構成となるように配管接続された冷媒
と吸収剤との密閉循環サイクルを持つ本発明の吸収冷熱
機に、冷媒としてトリフルオロエタノール、吸収剤とし
てＮメチル−２ピロリドンを使用し、ヒートポンプ運転
した実施例について説明すると、この場合のデユーリン
グ線図は第３図のようになる。

いま、吸収器０７）への被加熱流体の流入点囚の温度が
３５”Ｃで、出口（８）の温度が４５°Ｃとするとき、
散布された吸収液の濃度（ＴＦＥｗｔ％）は、吸収器０
７）の上部では、液相３０ｗｔ％、気相７５ｗｔ％であ
り、吸収液受（至）付近で液相４４％、気相９２％の状
態となり、吸収液受Ｃ３２から下方では更に温度及び吸
収液濃度が順次低下して吸収器Ｃ１７１の冷媒入口（イ
）付近では、蒸発器０３からの蒸発冷媒（連続的な温度
勾配、換言すれば、吸収器０ｎは、蒸発器０３）で気化
した冷媒の流入鋼に向って温度が低下していくような勾
配を形成できる。

尚、Ｃ３４）は吸収器壁＠の内側に取り付けられたバッ
フルで、冷媒蒸気が吸収器内を偏りなく上昇させるよう
にしたものであり、冷媒が吸収器（Ｉηの器壁に沿って
流れるのを防ぐためのものである。このようなバクフル
（２）は熱交換器Ｇυの小型化、吸収器０７１の小型化
をはかる上で好ましいものである。

このような構成のない従来の吸収冷熱機において、例え
ば、上記のような冷媒−吸収剤系によるヒートポンプ運
転をするとき、吸収器αＤの下部の冷媒の流入口■付近
では、液相・１４ｗｔ％、気相９２ｗｔ％どなる。この
状態で吸収器０７）に蒸発器０りで気化した冷媒ガスが
流入するとき、吸収液によ−りて冷媒ガスが吸収される
に従って、逆に、吸収剤が気化する現象がおこり、吸収
能力の阻害、ひいては蒸発器０における冷媒気化の停止
をもたらすこととなる。

しかし、本発明の吸収冷熱機によれば、吸収器ＯＴＩが
蒸発器（１３１に連通ずる冷媒流入口部■において、吸
収液の気相側の濃度と、吸収器αηに流入する気化冷媒
とかはぼ平衡状態にできるため、吸収器の冷媒流入口部
■において吸収剤が蒸発する現象は防ぐことができ、蒸
気圧が成程度高い吸収剤を使用した吸収冷熱機において
も冷媒吸収の阻害、蒸発阻害の原因を低減できるもので
あり、吸収冷熱機をヒートポンプ運転するときに特に効
果の太きいものである。

上記のヒートポンプの実施例では、温度が数置摂氏の熱
源流体を供給して３５°Ｃの温水を６０°Ｃ近くにまで
昇温して機外に供給できるものである。

尚、上記の説明においては、ヒートポンプを中心に説明
したが、吸収器の内部Ｋ、・吸収液の散布装置側から冷
媒の流入口＠に向って温度勾配を形成するように吸収器
内に熱交換器を配設する思想は、吸収冷熱機を冷房用冷
水機或いは冷凍機、製氷機などに使用する場合にも有効
なものであり、又、冷媒−吸収剤も、吸収剤の蒸気圧が
特に低いものでない限り、上記のピロリド／系のみなら
ず、他の吸収剤においても本発明によってその効果を期
待できるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の吸収冷熱機の蒸発吸収側の一例を示す構
成図、第２図は本発明による吸収冷熱機の一実施例を示
す構成図、第３図は同じく使用される冷媒吸収剤のデー
−リング線図である。 ７〜発生器、１０〜凝縮器、１３〜蒸発器、１７〜吸収
器、１９〜吸収液散布装置、２０〜流入口、第１図 ｆ：４Ｓ２図 第３図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）　　発生器で加熱されて気化したガス流から吸収
   剤成分を分離して冷媒ガスにする発生器と、冷媒ガスを
   冷却液化する凝縮器と、機外の流体から熱を得て液冷媒
   を気化させる蒸発器と、発生器において冷媒が分離され
   冷媒成分が減少した吸収液を散布して気化冷媒を吸収す
   るようにした吸収器とを備え、これらの発生器、凝縮器
   、蒸発器及び吸収器を気密に配管接続して成る冷媒と吸
   収剤との循環サイクルにおいて、吸収器は吸収液散布装
   置から蒸発器で気化した冷媒の流入口に向って温度勾配
   を形成するように構成されていることを特徴とする吸収
   冷熱機。