JPS6115987B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は吸収式冷却装置に関し、システムの効
率を向上させることを目的としたものである。

従来、比較的高圧の冷媒、例えばアンモニアや
フロンを冷媒とする吸収式冷却装置の発生器は、
一度濃溶液をタンクにためて加熱し、冷媒蒸気を
発生させる、所謂、満液式発生器が用いられてい
た。濃溶液を加熱し冷媒蒸気を発生させる手法と
しては、この満液式の他に、加熱部へ濃溶液をポ
ンプを使つて液を強制的に流動させて加熱し、冷
媒を蒸発させた後、冷媒蒸気と冷媒が希薄になつ
た液（以下希溶液を記す）を分離する所謂、貫流
式発生器がある。貫流式発生器は満液式発生器と
比較すると、(1)熱伝達率が大きい、(2)熱源が燃焼
ガス等を使用する際には燃焼ガス側にかなり大き
な伝熱面をとれる、(3)熱容量が小さいために立上
り特性が良い、(4)製作が容易であるために安価で
ある等の数々の利点があるにもかかわらず、現在
までほとんど使用されてこなかつた。その理由の
一つとした効率の低下の問題が上げられる。満液
式の場合には溶液をタンクに溜めた後加熱するの
で蒸発した冷媒蒸気と濃溶液を対向させて接触さ
せることが容易であり、その操作により、冷媒蒸
気は比較的低温の濃溶液と平衡に達し、その純度
が高くなると同時に、自己の顕熱を濃溶液へ与え
るために加熱による入熱量が少くなり冷却装置の
効率が向上する。しかしながら、貫流式の場合に
は濃溶液をポンプによつて加熱部へ強制的に循環
させているため、冷媒蒸気と比較的低温の濃溶液
を対向させて接触させることは不可能に近い。そ
れ故、アンモニアと水を使用した吸収式冷凍機の
ように精留を必要とするものでは精留のために凝
縮器から還流させる冷媒量を冷媒蒸気の純度が低
い分だけ増加させる必要があり、効率の著しい低
下をきたす。また、冷媒と溶媒の沸点差が大きく
精留がそれ程重要でない様な系においても、冷媒
蒸気が凝縮器で外部へ捨て去る熱量が増加するの
で装置の効率が低下するばかりでなく、凝縮器の
サイズが大きくなる。

第１図は貫流式発生器をもつたガス燃焼を熱源
とする吸収式冷却装置において本発明を用いない
場合の一例を示したものである。図により、この
装置について説明する。ポンプ８で送られる濃溶
液は熱交換器９で高温の希溶液と熱交換し、フイ
ンチユーブ２へ入る。濃溶液はここでバーナ４で
燃焼したガスから熱を得て、自己内部の冷媒を蒸
発させ希釈される。冷媒蒸気と希溶液が混在した
二相流体は容器３に入り、冷媒蒸気と溶液に分離
され、冷媒蒸気は上部より希溶液は下部より流出
する。この様な容器は気相と液相に分離するので
気液分離器と呼ばれる、冷媒蒸気は凝縮器５へ入
り熱が奪われて凝縮する。凝縮た液体となつた冷
媒は、その後蒸発器６で外気から熱を奪い蒸発し
気体状態で吸収器７へ入る。一方気分液離器３で
冷媒蒸気と分離した希溶液は熱交換器９で濃溶液
へ熱を与え吸収器７へ入る。この吸収器７では蒸
発器６から流入してきた冷媒蒸気と希溶液とが混
合され、その時出る熱を外部へ捨てることによつ
て再び濃溶液として再生され前記ポンプ８によつ
て循環する。

この様な装置では、気液分離器３から吐出され
凝縮器５へ送られる冷媒蒸気は、気液分離器３内
部に液状態の最高温度となつた希溶液と平衡に達
しており、温度が高いばかりでなく、もし冷媒と
溶媒の沸点の差が小さければ、冷媒の純度は低く
なつている。この様な場合には気液分離器の上部
に凝縮器５から冷媒を還流させる精留器を付ける
必要があるが、前述した様に満液式の場合より還
流比は大きくなり冷却装置の効率は低下する。

本発明は上記貫流式発生器の問題点を改善し、
吸収式冷却装置の効率の向上を計るものである。

以下図面とともに本発明の詳細について説明す
る。第２図は本発明による一実施例である。第１
図との相違点は、熱交換器１９をフインチユーブ
１２の管路を分岐し、分岐管路１０を設けた点に
ある。この分岐管路１０はポンプ１８とフインチ
ユーブ１２の間であればどの部分から分岐しても
良い。この分岐管路１０によつてポンプ１８より
送られる濃溶液の一部は燃焼ガスにより加熱され
ることなく直接気液分離器１３に送り込まれる。
気液分離器１３で分離した高温の冷媒蒸気は、分
岐管路１０により送り込まれた濃溶液と対向して
接触し濃溶液と平衡に達し、比較的低温の冷媒蒸
気となつて凝縮器１５へ吐出される。凝縮器１５
の冷媒は蒸発器１６で蒸発し吸収器１７へ導かれ
る。つまり高温冷媒蒸気の顕熱は分岐された濃溶
液に回収され、回収された分だけ効率は向上す
る。また冷媒蒸気は比較的低温での高濃度の濃溶
液と接するために冷媒蒸気自身の純度が上がり、
この面でも効率の向上につながる。冷媒純度の向
上は精留を必要とする系においても冷媒還流比の
低下に寄与するので、ここで実施例として上げた
精留をそれ程必要としない系と様に装置の効率は
向上する。

第３図と第４図は本発明による実施例の効果を
実験によつて確認したものである。第３図は気液
分離器内の希溶液温度に対する冷却装置の効率を
示したものである。分岐流量０の曲線は本発明を
実施しない場合の効率を示している。また分岐流
量0.2と0.5は本発明を実施した濃溶液の分岐を行
い、分岐する液量の変化させたものである。この
図によると明らかに濃溶液の分岐による効果が見
られ、冷却装置の効率は向上している。

第４図は分岐流量に対して凝縮器へ吐出される
冷媒蒸気温度がどの程度降下していくのか示した
ものであり、降下温度が大きくなるにしたがつて
回収される熱量は多くなり、凝縮器の不要な負担
は減少していく。

以上の様に本発明においては発生器を貫流式と
しても発生器からの吐出冷媒蒸気の熱回収と純度
向上に著しい効果が期待され、その結果として吸
収式冷却装置の効率が向上する。

【図面の簡単な説明】

第１図は貫流式発生器を有する従来の吸収式冷
却装置の構成図、第２図は本発明の実施例による
吸収式冷却装置の構成図、第３図は分岐流量の変
化による冷却装置効率の変化を示す特性図、第４
図は分岐流量の変化による吐出冷媒蒸気の降下温
度の変化を示す特性図である。 １，１１……貫流式発生器、２，１２……フイ
ンチユーブ、３，１３……気液分離器、１０……
濃溶液分岐管。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 少なくとも発生器、吸収器、凝縮器、蒸発器
   およびポンプを連結してなる吸収式冷却装置にお
   いて、前記発生器が外部より加熱される単一また
   は複数の並列された管とその出口端部に取り付け
   られた容器とから構成され、前記ポンプにより送
   られてくる冷媒濃度の高い溶液（以下濃溶液と記
   す）の大部分が前記管を貫流し残りの濃溶液が前
   記管を貫流することなく前記容器へ分流され、前
   記容器を通過して前記凝縮器へ吐出される高温の
   冷媒蒸気と熱交換器することを特徴とする吸収式
   冷却装置。