JPS63201460A - 吸収式冷温水機 - 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〕 本発明は、吸収式冷温水機に係り、特に、水を冷媒とし
、リチウムブロマイドを吸収剤とし、溶液中に界面活性
剤を添加したものの、界面活性剤の分離および循環に好
適な吸収式冷温水機に関するものである。

〔従来の技術〕

従来、吸収式冷凍機において溶液中にオクチルアルコー
ル等の界面活性剤を添加して溶液と冷却水管群との熱伝
達率をよくすることが一般的に行われている。すなわち
、界面活性剤によって溶液の表面張力が小さくなり、吸
収器内の冷却水管群の表面が全面にわたって濡れるため
熱伝達率がよくなり、溶液が充分に冷却されて、冷媒蒸
気が溶液に吸収されやすくなる。このような特質を生か
すためには、界面活性剤の分離および循環が十分になさ
れなければならない。

従来の装置は、例えば、特公昭５６−１５４３号公報、
特公昭５５−３９７４０号公報記載のように、凝縮器か
ら蒸発器へ冷媒液を送る通路の途中に、冷媒中に混入し
ている界面活性剤を分離する分離器を設け、界面活性剤
を吸収器に戻すようになっていた。

〔発明が解決しようとする問題点〕

上記従来技術は、界面活性剤の分離器を吸収器より高い
位置に設置してあり、分離器を吸収器と同一水準に置く
配置構成について配慮されておらず１分離器が吸収器と
同一水準にある場合、吸収液が分離器に逆流し、冷媒に
溶液が混入して液冷媒の沸点が上昇し、性能が低下し、
溶液が過濃縮されて結晶化する問題点があった。

しかるに、本発明に係る吸収式冷温水機では、凝縮器を
冷却した冷却空気を冷却媒体として吸収器を冷却する構
成として、装置をコンパクト化している。

そこで、凝縮器、吸収器、分離器の各液面を同一水準と
しても、吸収液が分離器に逆流しないようにすべき課悪
が生じた。

本発明は、前述の問題点を解決するためになされたもの
で、凝縮器と吸収器との各液面がほぼ同一水準にある配
置構成の吸収式冷温水機について、−界面活性剤分離器
への吸収器からの溶液逆流を防止し、溶液混入による冷
媒沸点の上昇にともなう性能低下、溶液の過濃縮による
結晶化を防止しうる吸収式冷温水機を提供することを、
その目的としている。

〔問題点を解決するための手段〕

上記目的を達成するために、本発明に係る吸収式冷温水
機の構成は、再生器、凝縮器、蒸気器、吸収器、溶液熱
交換器、溶液ポンプ、冷媒ポンプ、およびこれらを作動
的に接続する配管系からなり、前記凝縮器と前記蒸発器
とを接続する管路の途中に界面活性剤を分離する分離器
を設けた吸収式冷温水機において、前記分離器内に分離
された界面活性剤層と前記吸収器とを、逆流防止手段を
介して接続したものである。

なお付記すると、上記目的は、下記の技術手段により達
成される。

すなわち、界面活性剤分離器は、凝縮器の底部と連絡す
る溶液媒導管と、吸収器の気相部との連絡導管とが分離
器内で連絡され、下部にもぐり堰を介して分離された純
液冷媒は、Ｕ字シール管および絞りを介して蒸発器に送
られ、上部に分離された界面活性剤は、Ｕシール管を介
して、吸収器液面より高い位置に立ち上げられた導管を
経て、吸収器のスプレポンプ吸入側に連絡されるもので
ある。

〔作　用〕

界面活性剤は吸収器の伝熱性能向上に効果が大で、約０
．１〜０．５％程度、溶液に混入されているが、高温再
生器で加熱されて蒸発し、液冷媒に混入するため、凝縮
器または蒸発器で分離して吸収器に戻す必要がある。

界面活性剤分離器は、２液の比重差を利用して浮力によ
り自然分離させる分離器で、上部に界面活性剤が分離さ
れ、下部に純液冷媒がもぐり堰を介して分離される。界
面活性剤はＵシール部で凝縮器と吸収器との差圧変動を
吸収して、冷媒蒸気を流出させることがない。立ち上げ
部が液シール不足分をカバーするので、凝縮器を吸収器
と同等の低い位置に設置することができ、しかも、吸収
器の溶液が分離器に逆流することがない。その理由は、
立ち上げ部から下がる溶性が、溶液逆流を防止できるこ
とによる。

本吸収冷温水機は、このような溶液逆流防止手段を設け
たため、液冷媒に溶液が混入しないので、冷媒の沸点上
昇に伴う能力低下や、溶液の高濃度化や結晶化が防止で
き、安全かつ確実に運転できる。

〔実施例〕

以下、本発明の各実施例を第１図および第２図を参照し
て説明する。

まず、第１図は、本発明の一実施例に係る空冷吸収式冷
温水機のサイクル系統図である。

第１図に示す空冷吸収式冷温水機は、高温再生器１、低
温再生器２、空冷凝縮器（以下単に凝縮器という）３、
蒸発器４、空冷吸収器（以下単に吸収器という）５、低
温熱交換器６、高温熱交換器７、溶液循環ポンプ（以下
単に溶液ポンプという）８、冷媒スプレポンプ（以下単
に冷媒ポンプという）９、界面活性剤分離器（以下単に
分離器という）１０、およびこれらを作動的に接続する
配管系からなり、前記凝縮器３および吸収器５へ冷却空
気を白い矢印方向に供給する冷却ファン１３を備えてい
る。

吸収器５および凝縮器３は、複数の螺旋状の溝（図示せ
ず）を管内に加工し、管外に多数の水平方向のフィン１
２を具備した複数の垂直管１１により構成されている。

吸収器５は、前記のような垂直管１１が冷却空気の流れ
方向に沿って複数図（第１図では４個）並列させた複数
の垂直管流路（以下パスという）をもつものである。

吸収器５は、スプレポンプ１４　（１４ａ〜１４ｄの総
称）を４台有し、第１パスの第１スプレポンプ１４ａ、
第２パスの第２スプレポンプ１４ｂ、第３パスの第３ス
プレポンプ１４ｃ、第４パスの第４スプレポンプ１４ｄ
がそれぞれ下部ヘッダ１５（１５ａ〜１５ｄの総称）に
連絡されている。

下部へラダ１５は、第１パスの下部ヘッダ］、　５　ａ
、第２パスの下部ヘッダ１５ｂ、第３パスの下部へラダ
１５ｃ、第４パスの下部へラダ１５ｄに仕切られている
。各パスの垂直管上部に散布装置１６ａ、１６ｂ、１６
ｃ、１６ｄが設けられ、各パス上部は蒸発器４からの冷
媒蒸気供給ダクト１７に接続されている。

凝縮器３は、吸収器５の第４パスと第３パスとの中間に
配設されており、このため冷却空気の温度利用効率が高
い、凝縮器３の上部は、低温再生器２からの冷媒蒸気供
給ダクト１８に接続され、凝縮器３の下部へラダ１９は
、連通管２０により分離器１０の中間部に接続されてい
る。

分離器１０は、もぐり堰に係る隔壁２１を介して界面活
性剤層２２と液冷媒層２３に仕切られ、上部気相部およ
び下部液相部において両者は連通している。上部気相部
と凝縮器３とは均圧管２４で連通され、液冷媒層２３の
液面に開孔した液冷媒導管２５は蒸発器へ０字シールを
形成し、蒸発器４開孔部近くに絞り２６（または細管等
の減圧手段）を介して連絡されている。この液冷媒導管
２５を経由して液冷媒は蒸発器４に送られる。

一方、界面活性剤層２２に開孔した界面活性剤導管２６
はＵ字シール部２７を経て、一度吸収器５の下部へラダ
１５よりも高い位置まで立上げ部２８が形成され、２方
向に分岐して、一方は吸収器５上部に均圧管２９で接続
され、他方は第１スプレポンプ１４ａの吸入管３０に導
管３１により接続されている。

分離器１０内に、凝縮器３から界面活性剤と液冷媒との
混合液が導管２０を経て導入され、密度の小さい界面活
性剤は上部の界面活性剤層２２に分離され、密度の大き
い液冷媒は隔壁２１の下部連通部を経て液冷媒Ｍ２３に
導入される。液冷媒導管２５と界面活性剤導管２６とは
１分離器１０内での開孔高さに違いがあり、界面活性剤
導管２６の開孔部が高い位置にあり、必ず界面活性剤が
。

滞留しないと導管２６からは流出しない構造になってい
る。そのため、導管２６から液冷媒は排出されない。

界面活性剤は導管２６とＵ字シール部２７との液柱ΔＨ
１と立上がり部２８の液柱ΔＨ２と均圧管２９内に生じ
る液柱ΔＨ１とにより、以下の関係にある。

ΔＰｃＡ＝　（ΔＨ２＋ΔＨ１−ΔＨｚ　）　”ζ−−
−（１）ここに、ΔＰｃＡは凝縮器３と吸収器５との差
圧、ζは界面活性剤の密度である。

また、吸収器５の第１パス下部ヘッダ１５ａと導管３１
との溶液液柱ΔＨ４と導管３１内の界面活性剤液柱ΔＨ
１とは ΔＨ４・ζＱ≦（ΔＨｓ＋ΔＨｓ　）・ζ・・・（２）
の関係にあって、界面活性剤が第１スプレポンプ１４ａ
の吸入管３０に流入する。

運転停止時は、溶液が希釈され、スプレ等のために液面
上に持上げられていた溶液が流下することもあって、吸
収器５の各パス下部へラダ１５の液面が高くなる。この
場合、導管３１に溶液が逆流して、界面活性剤も界面活
性剤層２２に逆流する。しかし、立ち上げ部２８があっ
て、前記下部へラダ１５の液面よりも十分高い位置まで
立ち上げられているため、導管３１内の溶液はバランス
する高さまでしか上昇せず、溶液が立ち上げ部２８に流
入することを防止できる。

以上のように、構成したので、吸収器５と凝縮器３とを
同一レベルの下部ヘッダ１５および１９にコンパクトに
構成でき、しかも、界面活性剤分離器に溶液が逆流する
ことを防止できる。

本実施例によれば、界面活性剤の分離器１０と吸収器５
との間に溶液逆流防止手段を配設したので、吸収器液面
変動および凝縮器３と吸収器５の差圧変動にともなう吸
収器溶液が分離器１０に流入することが防止できる。し
たがって、液冷媒に溶液が混入しないので、溶流混入に
よる冷媒沸点上昇にともなう性能低下や溶液の過濃縮に
よる結晶化を防止して、安全かつ確実に冷房運転できる
効果がある。

また、本実施例では、特に導管３１に逆止弁や電磁弁な
どの弁を使わない逆流防止手段であるため、信頼性が高
いという効果がある。

次に、本発明の他の実施例を第２図を参照して説明する
。

第２図は、本発明の他の実施例に係る空冷吸収式冷温水
機のサイクル系統図であり、図中、第１図と同一符号の
ものは、先の実施例と同一部分であるから、その説明を
省略する。

第２図の実施例が、第１図の実施例と異なるところは、 １）隔壁２１のかわりに選択透過膜３３を採用した点、 ２）均圧管２９をやめて、逆Ｕ字シール３２を設けた点 の２点である。

選択透過膜３３は、冷媒（例えば水）を通すが分子量の
大きい界面活性剤（例えばｎ−オクチルアルコール、２
エチルヘキシルアルコール）を通さない膜であり、効率
良く分離器１０Ａを小形にできる利点がある。

また、逆Ｕ字シール３２は、この部分にわずかの冷媒蒸
気層を生成させることにより、溶液の逆流を防止できる
。

第２図の実施例では、この逆Ｕ字シール３２に不凝縮ガ
スが流入すると作動不良を起こす場合もあるが、均圧管
２９を除く利点があり、コスト低減の効果がある。

本発明のさらに他の実施例としては、特に図示はしない
が、導管２６と導管３１とを逆止弁を介して接続しても
よい。

この場合は、逆止弁により、吸収器５から分離器１０へ
の溶液の逆流を防止できる。しかし、長期停止中などの
間に逆止弁からの漏れにより若干逆流する場合があり、
信頼性の点で前述の実施例より若干劣る。

さらに他の実施例としては、特に図示しないが前記逆止
弁の代わりに電磁弁を導管２６と導管３１との間に設け
てもよい。

運転開始後一定時間経過したら電磁弁を開き、停止時閉
めることにより、吸収器５から分離器１０への溶液の逆
流を防止できる。

以上のように、溶液逆流防止手段を設けたので、凝縮器
３と吸収器５の下部ヘッダ１５および１９を同一レベル
に配設できる。また、このため、空冷熱交換器を一体構
成することが可能でもあり、原価低減と装置のコンパク
ト化とが期待される。

なお、前述の各実施例は空冷吸収式冷温水機について説
明したが、本発明は、第１．２図に示す空冷吸収式冷温
水機に限定されるものではなく、同様の効果が期待され
る範囲において他の吸収式冷温水機にも適用できるもの
である。

〔発明の効果〕

以上述べたように、本発明によれば、ｉ縮器と吸収器と
の各液面がほぼ同一水準にある配置構成の吸収式冷温水
機について、界面活性剤分随器への吸収器からの溶液逆
流を防止し、溶液混入による冷媒沸点の上昇にともなう
性能低下、溶液の過濃縮による結晶化を防止しうる吸収
式冷温水機を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は１本発明の一実施例に係る空冷吸収式冷温水機
のサイクル系統図、第２図は、本発明の他の実施例に係
る空冷吸収式冷温水機のサイクル系統図である。 １・・・高温再生器、２・・・低温再生器、３・・・凝
縮器、４・・・蒸発器、５・・吸収器、６・・・低温熱
交換器、７・・・高温熱交換器、８・・・溶液ポンプ、
９・・・冷媒ポンプ、１０゜１０Ａ・・・分離器、２２
・・・界面活性剤層。 ２３・・・液冷媒層、２５・・・液冷媒導管、２６・・
・界面活性剤導管、２７・・・Ｕ字シール部、２８・・
・立ち上げ部、２９・・・均圧管、３１・・・導管、３
２・・・逆Ｕ字シール。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、再生器、凝縮器、蒸発器、吸収器、溶液熱交換器、
   溶液ポンプ、冷媒ポンプ、およびこれらを作動的に接続
   する配管系からなり、前記凝縮器と蒸発器とを接続する
   管路の途中に界面活性剤を分離する分離器を設けた吸収
   式冷温水機において、前記分離器内に分離された界面活
   性剤層と前記吸収器とを、逆流防止手段を介して接続し
   たことを特徴とする吸収式冷温水機。 ２、特許請求の範囲第１項記載のものにおいて、逆流防
   止手段は、分離器と吸収器とを接続する導管が、少なく
   とも吸収器の溶液面より高い位置に立ち上げ部を有する
   ものである吸収式冷温水機。 ３、特許請求の範囲第２項記載のものにおいて、導管の
   立ち上げ部は、その上端を吸収器の気相部に連通したも
   のである吸収式冷温水機。 ４、特許請求の範囲第２項記載のものにおいて、導管の
   立ち上げ部を、逆Ｕ字状に形成したものである吸収式冷
   温水機。