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技術 吸収冷凍機

出願人 川重冷熱工業株式会社
発明者 中島邦彦斉藤健一荒井英治大田益臣
出願日 1999年11月5日 (20年11ヶ月経過) 出願番号 1999-314925
公開日 2001年5月18日 (19年5ヶ月経過) 公開番号 2001-133068
状態 特許登録済
技術分野 収着式冷凍機械
主要キーワード 付随設備 補助再生 加熱交換器 設備効率 外部蒸気 取り扱い者 熱損失量 蒸気ドレン
関連する未来課題
重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(2001年5月18日)のものです。
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図面 (10)

課題

吸収冷凍機の効率向上およびプラント全体の設備効率の改善がなし得る吸収冷凍機を提供する。

解決手段

リバース式吸収冷凍機において、高温再生器7と高温熱交換器6との間に介装されて、外部蒸気により吸収液加熱濃縮する蒸気加熱濃縮器10と、前記高温再生器7と蒸気加熱式濃縮器10との間に介装されて、前記蒸気加熱式濃縮器10により濃縮された吸収液により前記高温再生器7からの吸収液を加熱する付加熱交換器14と、前記付加熱交換器14にパラレルに配設された前記蒸気加熱式濃縮器10からの蒸気ドレンにより吸収液を加熱する濃縮器ドレン熱回収器21と、前記高温再生器7からの濃吸収液を抽出して前記蒸気加熱式濃縮器10に供給する供給手段とを備え、前記蒸気加熱式濃縮器10から発生した冷媒蒸気が、前記高温再生器7に対し加熱源として供給されるようされてなるものである。

概要

背景

従来より、蒸気二重効用吸収冷凍機として、図9に例示したようなものが知られている。このものは、吸収液吸収器aから低温再生器cを経て高温再生器eに流されるというリバースサイクルを構成している。このものにおける吸収サイクルを説明すると、まず、吸収器aで多量の冷媒蒸気を吸収して濃度が薄められた吸収液(稀吸収液)が吸収器aから低温熱交換器bに送給され、この低温熱交換器bにより加熱された後に低温再生器cに送給される。前記稀吸収液は、この低温再生器cにおいて低温再生され、吸収している冷媒の一部を放出し濃度がその分高くなって中間濃度の吸収液(中間吸収液)となる。次に、この中間吸収液は、低温再生器cから高温熱交換器dに送給され、この高温熱交換器dにより加熱された後に高温再生器eに送給される。

前記中間吸収液は、この高温再生器eにおいて高温再生され、吸収している冷媒の一部を放出し濃度がさらに高くなって高濃度の吸収液(濃吸収液)となる。そして、この濃吸収液が前記高温熱交換器dの加熱側に対し前記中間吸収液を加熱する加熱源として戻され、さらに、低温熱交換器bの加熱側に対し前記稀吸収液を加熱する加熱源として戻された後、前記吸収器aに帰還される。この帰還された濃吸収液は吸収器aにおいて散布され、冷却水により冷却されながら再び冷媒蒸気を吸収して前記稀吸収液となる。

このような蒸気式二重効用吸収冷凍機においては、前記高温再生器eには蒸気ボイラfから高温の蒸気が加熱源として供給されるようになっており、この蒸気により中間吸収液が加熱されて吸収していた冷媒を放出するようにされ、この放出された冷媒蒸気は、低温再生器cに対しこの低温再生器cでの加熱源として利用された後、凝縮器gに戻されて凝縮される。

ところが、かかる蒸気ボイラfを組合わせた蒸気式吸収冷凍機においては、以下のような不都合がある。

蒸気ボイラfはそれ自体が大型であり吸収冷凍機全体の大型化を招くことになる。しかも、その蒸気ボイラfを運転させるには吸収冷凍機の系とは別の系の給水、加熱後の蒸気ドレン回収、および薬品注入等が必要になるなど省エネルギー要請に反する上に、それらのための付随設備が必要になり前記の大型化を助長している。しかるに、前記蒸気ボイラfが吸収冷凍機に対し貢献するのは単に加熱源を供給するという役割をのみ果たすに止まっており、蒸気ボイラfでの燃焼のための燃料消費に見合う効果を充分に得ているとは言い難い。その上、法規制上も、取り扱い者として所定の有資格者検査等が必要になるという煩わしさを伴うものとなる。

さらに、プラントなどによってはユーティリティ蒸気に余裕のあるものがあり、このような場合にまでも高温再生器のために蒸気ボイラを設けるのは、プラント全体の設備効率を低下させるという問題もある。

概要

吸収冷凍機の効率向上およびプラント全体の設備効率の改善がなし得る吸収冷凍機を提供する。

リバース式吸収冷凍機において、高温再生器7と高温熱交換器6との間に介装されて、外部蒸気により吸収液を加熱濃縮する蒸気加熱濃縮器10と、前記高温再生器7と蒸気加熱式濃縮器10との間に介装されて、前記蒸気加熱式濃縮器10により濃縮された吸収液により前記高温再生器7からの吸収液を加熱する付加熱交換器14と、前記付加熱交換器14にパラレルに配設された前記蒸気加熱式濃縮器10からの蒸気ドレンにより吸収液を加熱する濃縮器ドレン熱回収器21と、前記高温再生器7からの濃吸収液を抽出して前記蒸気加熱式濃縮器10に供給する供給手段とを備え、前記蒸気加熱式濃縮器10から発生した冷媒蒸気が、前記高温再生器7に対し加熱源として供給されるようされてなるものである。

目的

本発明はかかる従来技術の課題に鑑みなされたものであって、吸収冷凍機の効率向上およびプラント全体の設備効率の改善がなし得る吸収冷凍機を提供することを目的としている。

効果

実績

技術文献被引用数
1件
牽制数
0件

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請求項1

吸収液を、吸収器から順に低温熱交換器低温再生器高温熱交換器蒸気加熱高温再生器、前記高温熱交換器および低温熱交換器を経て前記吸収器に戻るよう循環させる蒸気式吸収冷凍機において、前記低温再生器からの吸収液の一部を戻り濃吸収液ラインバイパスさせる第1バイパスラインと、前記高温再生器からの吸収液の一部を戻り濃吸収液ラインにバイパスさせる第2バイパスラインと、前記高温再生器と高温熱交換器との間に介装されて、外部からの蒸気により吸収液を加熱濃縮する蒸気加熱式濃縮器と、前記高温再生器と蒸気加熱式濃縮器との間に介装されて、前記蒸気加熱式濃縮器により濃縮された吸収液により前記高温再生器からの吸収液を加熱する付加熱交換器と、前記高温再生器と蒸気加熱式濃縮器との間に介装されて、前記蒸気加熱式濃縮器からの蒸気ドレンにより吸収液を加熱する濃縮器ドレン熱回収器と、前記高温再生器からの濃吸収液を抽出して前記蒸気加熱式濃縮器に供給する供給手段とを備え、前記蒸気加熱式濃縮器から発生した冷媒蒸気が、前記高温再生器に対し加熱源として供給されるようされてなることを特徴とする吸収冷凍機

請求項2

吸収液を、吸収器から順に低温熱交換器、低温再生器、高温熱交換器、蒸気加熱式高温再生器、前記高温熱交換器および低温熱交換器を経て前記吸収器に戻るよう循環させる蒸気式吸収冷凍機において、前記低温再生器からの吸収液の一部を戻り濃吸収液ラインにバイパスさせる第1バイパスラインと、前記高温再生器からの吸収液の一部を戻り濃吸収液ラインにバイパスさせる第2バイパスラインと、前記高温再生器と高温熱交換器との間に介装されて、外部からの蒸気により吸収液を加熱濃縮する蒸気加熱式濃縮器と、前記高温再生器と蒸気加熱式濃縮器との間に介装されて、前記蒸気加熱式濃縮器により濃縮された吸収液により前記高温再生器からの吸収液を加熱する付加熱交換器と、前記低温再生器と高温再生器との間に介装されて、前記蒸気加熱式濃縮器からの蒸気ドレンにより吸収液を加熱する濃縮器ドレン熱回収器と、前記高温再生器からの濃吸収液を抽出して前記蒸気加熱式濃縮器に供給する供給手段とを備え、前記蒸気加熱式濃縮器から発生した冷媒蒸気が、前記高温再生器に対し加熱源として供給されるようされてなることを特徴とする吸収冷凍機。

請求項3

吸収液を、吸収器から順に低温熱交換器、低温再生器、高温熱交換器、蒸気加熱式高温再生器、前記高温熱交換器および低温熱交換器を経て前記吸収器に戻るよう循環させる蒸気式吸収冷凍機において、前記低温再生器からの吸収液の一部を戻り濃吸収液ラインにバイパスさせる第1バイパスラインと、前記高温再生器からの吸収液の一部を戻り濃吸収液ラインにバイパスさせる第2バイパスラインと、前記高温再生器と高温熱交換器との間に介装されて、外部からの蒸気により吸収液を加熱濃縮する蒸気加熱式濃縮器と、前記高温再生器と蒸気加熱式濃縮器との間に介装されて、前記蒸気加熱式濃縮器により濃縮された吸収液により前記高温再生器からの吸収液を加熱する付加熱交換器と、前記高温再生器の入口側の分岐ラインに配設されて、前記蒸気加熱式濃縮器からの蒸気ドレンにより吸収液の一部を再生する濃縮器ドレン熱回収器と、前記高温再生器からの濃吸収液を抽出して前記蒸気加熱式濃縮器に供給する供給手段とを備え、前記蒸気加熱式濃縮器から発生した冷媒蒸気が、前記高温再生器に対し加熱源として供給されるようされ、前記濃縮器ドレン熱回収器から発生した冷媒蒸気が、前記低温再生器に対し加熱源として供給されるようにされてなることを特徴とする吸収冷凍機。

請求項4

吸収液を、吸収器から順に低温熱交換器、低温再生器、高温熱交換器、蒸気加熱式高温再生器、前記高温熱交換器および低温熱交換器を経て前記吸収器に戻るよう循環させる蒸気式吸収冷凍機において、前記低温再生器からの吸収液の一部を戻り濃吸収液ラインにバイパスさせる第1バイパスラインと、前記高温再生器からの吸収液の一部を戻り濃吸収液ラインにバイパスさせる第2バイパスラインと、前記高温再生器と高温熱交換器との間に介装されて、外部からの蒸気により吸収液を加熱濃縮する蒸気加熱式濃縮器と、前記高温再生器と蒸気加熱式濃縮器との間に介装されて、前記蒸気加熱式濃縮器により濃縮された吸収液により前記高温再生器からの吸収液を加熱する付加熱交換器と、前記高温再生器からの冷媒ドレンを、前記蒸気加熱式濃縮器からの蒸気ドレンにより加熱する濃縮器ドレン熱回収器と、前記高温再生器からの濃吸収液を抽出して前記蒸気加熱式濃縮器に供給する供給手段とを備え、前記蒸気加熱式濃縮器から発生した冷媒蒸気が、前記高温再生器に対し加熱源として供給されるようされ、前記濃縮器ドレン熱回収器により加熱された冷媒ドレンが、前記低温再生器に対し加熱源として供給されるようにされてなることを特徴とする吸収冷凍機。

請求項5

前記低温熱交換器にパラレルに配設された第2低温熱交換器を備え、前記第2低温熱交換器に前記低温再生器からの冷媒ドレンが加熱源として供給されるようにされてなることを特徴とする請求項1、2、3または4記載の吸収冷凍機。

請求項6

前記低温熱交換器にパラレルに配設された第2低温熱交換器を備え、前記第2低温熱交換器に前記高温再生器からの冷媒ドレンが加熱源として供給されるようにされてなることを特徴とする請求項1、2または3記載の吸収冷凍機。

請求項7

前記低温熱交換器にパラレルに配設された第3低温熱交換器を備え、前記第3低温熱交換器に前記低温再生器からの冷媒ドレンが加熱源として供給されるようにされてなることを特徴とする請求項6記載の吸収冷凍機。

請求項8

前記高温熱交換器にパラレルに配設された第2高温熱交換器を備え、前記第2高温熱交換器に前記高温再生器からの冷媒ドレンが加熱源として供給されるようにされてなることを特徴とする請求項1または3記載の吸収冷凍機。

請求項9

前記低温熱交換器にパラレルに配設された第2低温熱交換器を備え、前記第2高温熱交換器に前記高温再生器からの冷媒ドレンが加熱源として供給されるようにされ、前記第2低温熱交換器に前記第2高温熱交換器において熱交換した後の冷媒ドレンが供給されるようにされてなることを特徴とする請求項8記載の吸収冷凍機。

請求項10

前記第2低温熱交換器の加熱源として低温再生器からの冷媒ドレンが供給されるようにされてなることを特徴とする請求項9記載の吸収冷凍機。

請求項11

吸収器と蒸発器との組合せを複数個設け、冷水冷却水および吸収液を前記複数個の組合せにシリーズに供給してなることを特徴とする請求項1、2、3、4、5、6、7、8、9または10記載の吸収冷凍機。

請求項12

吸収器と蒸発器との組合せを複数個設け、冷水および吸収液を前記複数個の組合せにシリーズに供給し、冷却水を前記複数個の組合せにパラレルに供給してなることを特徴とする請求項1、2、3、4、5、6、7、8、9または10記載の吸収冷凍機。

請求項13

冷却水が凝縮器から吸収器へ供給されてなることを特徴とする請求項1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11または12記載の吸収冷凍機。

技術分野

0001

本発明は吸収冷凍機に関する。さらに詳しくは、いわゆるリバースサイクル形の蒸気二重効用吸収冷凍機に対し、蒸気加熱濃縮器を付加してなる吸収冷凍機に関する。ここに、吸収冷凍機には吸収冷温水機も含むものとする。

背景技術

0002

従来より、蒸気式二重効用吸収冷凍機として、図9に例示したようなものが知られている。このものは、吸収液吸収器aから低温再生器cを経て高温再生器eに流されるというリバースサイクルを構成している。このものにおける吸収サイクルを説明すると、まず、吸収器aで多量の冷媒蒸気を吸収して濃度が薄められた吸収液(稀吸収液)が吸収器aから低温熱交換器bに送給され、この低温熱交換器bにより加熱された後に低温再生器cに送給される。前記稀吸収液は、この低温再生器cにおいて低温再生され、吸収している冷媒の一部を放出し濃度がその分高くなって中間濃度の吸収液(中間吸収液)となる。次に、この中間吸収液は、低温再生器cから高温熱交換器dに送給され、この高温熱交換器dにより加熱された後に高温再生器eに送給される。

0003

前記中間吸収液は、この高温再生器eにおいて高温再生され、吸収している冷媒の一部を放出し濃度がさらに高くなって高濃度の吸収液(濃吸収液)となる。そして、この濃吸収液が前記高温熱交換器dの加熱側に対し前記中間吸収液を加熱する加熱源として戻され、さらに、低温熱交換器bの加熱側に対し前記稀吸収液を加熱する加熱源として戻された後、前記吸収器aに帰還される。この帰還された濃吸収液は吸収器aにおいて散布され、冷却水により冷却されながら再び冷媒蒸気を吸収して前記稀吸収液となる。

0004

このような蒸気式二重効用吸収冷凍機においては、前記高温再生器eには蒸気ボイラfから高温の蒸気が加熱源として供給されるようになっており、この蒸気により中間吸収液が加熱されて吸収していた冷媒を放出するようにされ、この放出された冷媒蒸気は、低温再生器cに対しこの低温再生器cでの加熱源として利用された後、凝縮器gに戻されて凝縮される。

0005

ところが、かかる蒸気ボイラfを組合わせた蒸気式吸収冷凍機においては、以下のような不都合がある。

0006

蒸気ボイラfはそれ自体が大型であり吸収冷凍機全体の大型化を招くことになる。しかも、その蒸気ボイラfを運転させるには吸収冷凍機の系とは別の系の給水、加熱後の蒸気ドレン回収、および薬品注入等が必要になるなど省エネルギー要請に反する上に、それらのための付随設備が必要になり前記の大型化を助長している。しかるに、前記蒸気ボイラfが吸収冷凍機に対し貢献するのは単に加熱源を供給するという役割をのみ果たすに止まっており、蒸気ボイラfでの燃焼のための燃料消費に見合う効果を充分に得ているとは言い難い。その上、法規制上も、取り扱い者として所定の有資格者検査等が必要になるという煩わしさを伴うものとなる。

0007

さらに、プラントなどによってはユーティリティ蒸気に余裕のあるものがあり、このような場合にまでも高温再生器のために蒸気ボイラを設けるのは、プラント全体の設備効率を低下させるという問題もある。

発明が解決しようとする課題

0008

本発明はかかる従来技術の課題に鑑みなされたものであって、吸収冷凍機の効率向上およびプラント全体の設備効率の改善がなし得る吸収冷凍機を提供することを目的としている。

課題を解決するための手段

0009

本発明の吸収冷凍機の第1形態は、吸収液を、吸収器から順に低温熱交換器、低温再生器、高温熱交換器、蒸気加熱式高温再生器、前記高温熱交換器および低温熱交換器を経て前記吸収器に戻るよう循環させる蒸気式吸収冷凍機において、前記低温再生器からの吸収液の一部を戻り濃吸収液ラインバイパスさせる第1バイパスラインと、前記高温再生器からの吸収液の一部を戻り濃吸収液ラインにバイパスさせる第2バイパスラインと、前記高温再生器と高温熱交換器との間に介装されて、外部からの蒸気により吸収液を加熱濃縮する蒸気加熱式濃縮器と、前記高温再生器と蒸気加熱式濃縮器との間に介装されて、前記蒸気加熱式濃縮器により濃縮された吸収液により前記高温再生器からの吸収液を加熱する付加熱交換器と、前記高温再生器と蒸気加熱式濃縮器との間に介装されて、前記蒸気加熱式濃縮器からの蒸気ドレンにより吸収液を加熱する濃縮器ドレン熱回収器と、前記高温再生器からの濃吸収液を抽出して前記蒸気加熱式濃縮器に供給する供給手段とを備え、前記蒸気加熱式濃縮器から発生した冷媒蒸気が、前記高温再生器に対し加熱源として供給されるようされてなることを特徴とする。

0010

本発明の吸収冷凍機の第2形態は、吸収液を、吸収器から順に低温熱交換器、低温再生器、高温熱交換器、蒸気加熱式高温再生器、前記高温熱交換器および低温熱交換器を経て前記吸収器に戻るよう循環させる蒸気式吸収冷凍機において、前記低温再生器からの吸収液の一部を戻り濃吸収液ラインにバイパスさせる第1バイパスラインと、前記高温再生器からの吸収液の一部を戻り濃吸収液ラインにバイパスさせる第2バイパスラインと、前記高温再生器と高温熱交換器との間に介装されて、外部からの蒸気により吸収液を加熱濃縮する蒸気加熱式濃縮器と、前記高温再生器と蒸気加熱式濃縮器との間に介装されて、前記蒸気加熱式濃縮器により濃縮された吸収液により前記高温再生器からの吸収液を加熱する付加熱交換器と、前記低温再生器と高温再生器との間に介装されて、前記蒸気加熱式濃縮器からの蒸気ドレンにより吸収液を加熱する濃縮器ドレン熱回収器と、前記高温再生器からの濃吸収液を抽出して前記蒸気加熱式濃縮器に供給する供給手段とを備え、前記蒸気加熱式濃縮器から発生した冷媒蒸気が、前記高温再生器に対し加熱源として供給されるようされてなることを特徴とする。

0011

本発明の吸収冷凍機の第3形態は、吸収液を、吸収器から順に低温熱交換器、低温再生器、高温熱交換器、蒸気加熱式高温再生器、前記高温熱交換器および低温熱交換器を経て前記吸収器に戻るよう循環させる蒸気式吸収冷凍機において、前記低温再生器からの吸収液の一部を戻り濃吸収液ラインにバイパスさせる第1バイパスラインと、前記高温再生器からの吸収液の一部を戻り濃吸収液ラインにバイパスさせる第2バイパスラインと、前記高温再生器と高温熱交換器との間に介装されて、外部からの蒸気により吸収液を加熱濃縮する蒸気加熱式濃縮器と、前記高温再生器と蒸気加熱式濃縮器との間に介装されて、前記蒸気加熱式濃縮器により濃縮された吸収液により前記高温再生器からの吸収液を加熱する付加熱交換器と、前記高温再生器の入口側の分岐ラインに配設されて、前記蒸気加熱式濃縮器からの蒸気ドレンにより吸収液の一部を再生する濃縮器ドレン熱回収器と、前記高温再生器からの濃吸収液を抽出して前記蒸気加熱式濃縮器に供給する供給手段とを備え、前記蒸気加熱式濃縮器から発生した冷媒蒸気が、前記高温再生器に対し加熱源として供給されるようされ、前記濃縮器ドレン熱回収器から発生した冷媒蒸気が、前記低温再生器に対し加熱源として供給されるようにされてなることを特徴とする。

0012

本発明の吸収冷凍機の第4形態は、吸収液を、吸収器から順に低温熱交換器、低温再生器、高温熱交換器、蒸気加熱式高温再生器、前記高温熱交換器および低温熱交換器を経て前記吸収器に戻るよう循環させる蒸気式吸収冷凍機において、前記低温再生器からの吸収液の一部を戻り濃吸収液ラインにバイパスさせる第1バイパスラインと、前記高温再生器からの吸収液の一部を戻り濃吸収液ラインにバイパスさせる第2バイパスラインと、前記高温再生器と高温熱交換器との間に介装されて、外部からの蒸気により吸収液を加熱濃縮する蒸気加熱式濃縮器と、前記高温再生器と蒸気加熱式濃縮器との間に介装されて、前記蒸気加熱式濃縮器により濃縮された吸収液により前記高温再生器からの吸収液を加熱する付加熱交換器と、前記高温再生器からの冷媒ドレンを、前記蒸気加熱式濃縮器からの蒸気ドレンにより加熱する濃縮器ドレン熱回収器と、前記高温再生器からの濃吸収液を抽出して前記蒸気加熱式濃縮器に供給する供給手段とを備え、前記蒸気加熱式濃縮器から発生した冷媒蒸気が、前記高温再生器に対し加熱源として供給されるようされ、前記濃縮器ドレン熱回収器により加熱された冷媒ドレンが、前記低温再生器に対し加熱源として供給されるようにされてなることを特徴とする。

0013

本発明の吸収冷凍機においては、前記低温熱交換器にパラレルに配設された第2低温熱交換器を備え、前記第2低温熱交換器に前記低温再生器からの冷媒ドレンが加熱源として供給されるようにされていてもよい。

0014

また、本発明の吸収冷凍機においては、前記低温熱交換器にパラレルに配設された第2低温熱交換器を備え、前記第2低温熱交換器に前記高温再生器からの冷媒ドレンが加熱源として供給されるようにされていてもよく、また前記低温熱交換器にパラレルに配設された第3低温熱交換器を備え、前記第3低温熱交換器に前記低温再生器からの冷媒ドレンが加熱源として供給されるようにされていてもよい。

0015

さらに、本発明の吸収冷凍機においては、前記高温熱交換器にパラレルに配設された第2高温熱交換器を備え、前記第2高温熱交換器に前記高温再生器からの冷媒ドレンが加熱源として供給されるようにされていてもよい。

0016

さらにまた、本発明の吸収冷凍機においては、前記低温熱交換器にパラレルに配設された第2低温熱交換器を備え、前記第2高温熱交換器に前記高温再生器からの冷媒ドレンが加熱源として供給されるようにされ、前記第2低温熱交換器に前記第2高温熱交換器において熱交換した後の冷媒ドレンが供給されるようにされていてもよい。

0017

さらにまた、本発明の吸収冷凍機においては、前記第2低温熱交換器の加熱源として低温再生器からの冷媒ドレンが供給されるようにされていてもよい。

0018

さらにまた、本発明の吸収冷凍機においては、吸収器と蒸発器との組合せを複数個設け、冷水、冷却水および吸収液を前記複数個の組合せにシリーズに供給してもよい。

0019

さらにまた、本発明の吸収冷凍機においては、吸収器と蒸発器との組合せを複数個設け、冷水および吸収液を前記複数個の組合せにシリーズに供給し、冷却水を前記複数個の組合せにパラレルに供給してもよい。

0020

さらにまた、本発明の吸収冷凍機においては、冷却水が凝縮器から吸収器へ供されてもよい。

0021

本発明の吸収冷凍機は、前記の如く構成されているので、プラントなどの余剰蒸気を有効に利用できるとともに、吸収冷凍機の熱効率を向上できる。

発明を実施するための最良の形態

0022

以下、本発明を実施形態に基づいて説明するが、本発明はかかる実施形態のみに限定されるものではない。

0023

実施形態1
本発明の実施形態1に係る吸収冷凍機を図1に示す。この実施形態1は、吸収器1、ポンプ(稀液ポンプ)2、低温熱交換器3、低温再生器4、ポンプ(中間液ポンプ)5、高温熱交換器6、高温再生器7、凝縮器8および蒸発器9からなるリバースサイクル式の二重効用吸収冷凍機に対し、蒸気加熱式濃縮器10を付加してなるものである。そして、この実施形態1では、前記蒸気加熱式濃縮器10に加え、付加熱交換器14、濃縮器ドレン熱回収器20(つまり第1濃縮器ドレン熱回収器20A、第2濃縮器ドレン熱回収器20B、第3濃縮器ドレン熱回収器20C、第4濃縮器ドレン熱回収器20D)、ポンプ(濃液ポンプ)13、中間液ポンプ5の手前から分岐されて戻り濃吸収液ライン43に接続されている第1バイパスライン41、濃液ポンプ13の手前から分岐されて戻り濃吸収液ライン43に接続されている第2バイパスライン42等を付加している。なお、前記第1バイパスライン41および第2バイパスライン42における流量制御等は流量制御弁等の周知の手段により達成される。

0024

そして、この実施形態1では、第1濃縮器ドレン熱回収器20Aは、具体的には高温再生器7からの濃吸収液を加熱する濃吸収液加熱器21とされ、第2濃縮器ドレン熱回収器20Bは、具体的には中間吸収液を加熱する第2高温熱交換器6Aとされ、第3濃縮器ドレン熱回収器20Cは、具体的には中間吸収液を補助的に再生する補助再生器22とされ、第4濃縮器ドレン熱回収器20Dは高温再生器7からの冷媒ドレンを加熱する冷媒ドレン加熱器23とされる。また、図1において実線に付した矢印は吸収液もしくは冷媒の流れ方向を示し、破線に付した矢印は冷媒蒸気の流れ方向を示す。

0025

次に、吸収液の循環サイクルについて順に説明する。

0026

まず、吸収器1で多量の冷媒蒸気を吸収して濃度が薄められた稀吸収液が、稀液ポンプ2によって吸収器1から低温熱交換器3に送給され、この低温熱交換器3により加熱された後に低温再生器4に送給される。そして、前記稀吸収液はこの低温再生器4において低温再生され、吸収している冷媒の一部を放出し濃度がその分高くなって中間濃度の中間吸収液となる。

0027

ついで、中間吸収液の一部は、低温再生器4から中間液ポンプ5によって高温熱交換器6および第2高温熱交換器6Aにパラレルに送給される。高温熱交換器6に導入された中間吸収液は、蒸気加熱式濃縮器10からの濃吸収液により加熱され、また第2高温熱交換器6Aに導入された中間吸収液は、蒸気加熱式濃縮器10からの蒸気ドレンにより加熱される。一方、中間吸収液の残部は、第1バイパスライン41により戻り濃吸収液ライン43に送給される。

0028

高温熱交換器6および第2高温熱交換器6Aにより加熱された中間吸収液は、高温熱交換器6および第2高温熱交換器6Aを出た後に合流させられ、ついで再度分岐させられてその大部分は高温再生器7に送給されるが、残部は補助再生器22に送給される。

0029

高温再生器7に導入された前記中間吸収液は、この高温再生器7において高温再生され、吸収している冷媒の一部を放出して濃度がさらに高い濃吸収液となって高温再生器7から放出される。一方、補助再生器22に導入された前記中間吸収液は、この補助再生器22において補助再生され、吸収している冷媒の一部を放出して濃度がさらに高い濃吸収液となって補助再生器22から放出される。この補助再生器22から放出された濃吸収液は、高温再生器7から放出された濃吸収液と合流させられる。

0030

この濃吸収液は合流後に分岐させられてその一部は濃液ポンプ13によって蒸気加熱式濃縮器10に送給され、ついでこの蒸気加熱式濃縮器10によりさらに加熱されて吸収している冷媒が冷媒蒸気として放出され、より一層濃縮された高濃吸収液になる。一方、濃吸収液の残部は第2バイパスライン42により戻り濃吸収液ライン43に送給される。

0031

蒸気加熱式濃縮器10に送給された濃吸収液は、前記蒸気加熱式濃縮器10に導入される前に分岐させられてその一部は付加熱交換器14に送給され、残部は濃吸収液加熱器21に送給され、それぞれ付加熱交換器14および濃吸収液加熱器21により加熱される。そして、加熱後に合流させられて蒸気加熱式濃縮器10に供給される。すなわち、前記付加熱交換器14では、前記濃液ポンプ13により送給される濃吸収液が前記蒸気加熱式濃縮器10により濃縮された後、前記高温熱交換器6に戻される高濃吸収液と熱交換されて加熱されることになる。また、前記濃吸収液加熱器21では、前記濃液ポンプ13により送給される濃吸収液が、蒸気加熱式濃縮器10から排出される蒸気ドレンと熱交換されて加熱されることになる。

0032

前記蒸気加熱式濃縮器10により高濃縮された高濃吸収液は、前述したように戻り濃吸収液ライン43を介して前記付加熱交換器14の加熱側に通された後、まず高温熱交換器6の加熱側に通されて中間吸収液を加熱し、ついで低温熱交換器3の加熱側に通されて稀吸収液を加熱し、しかる後に吸収器1に戻される。この吸収器1においては、戻された高濃吸収液が散布され冷却水により冷却されることにより、蒸発器9から供給される冷媒蒸気を多量に吸収して再び稀吸収液となる。

0033

一方、前記蒸気加熱式濃縮器10において蒸発した冷媒蒸気は、配管16を通して高温再生器7に対し蒸気加熱源として送られ、高温再生器7での中間吸収液の高温再生に利用される。そして、この高温再生器7で利用された後の冷媒蒸気は、冷媒ドレン加熱器23に送給されて蒸気ドレンにより加熱された後に配管17に合流される。また、前記高温再生器7にて放出された冷媒蒸気は、配管18を通して送気されてくる補助再生器22における補助再生により発生した冷媒蒸気とともに、配管17を通して低温再生器4に対し加熱源として送られる。

0034

しかして、低温再生器4の加熱に利用された冷媒蒸気は、配管19に合流させられて低温再生器4からの冷媒蒸気とともに凝縮器8に送られ、冷却水により凝縮されて冷媒となる。

0035

前述したように、蒸気加熱式濃縮器10から排出される蒸気ドレンは、濃吸収液加熱器21、補助再生器22、冷媒ドレン加熱器23、第2高温熱交換器6Aに対して加熱源として送られるようになっているが、この場合蒸気ドレンは濃吸収液加熱器21、補助再生器22、第2高温熱交換器6A、冷媒ドレン加熱器23の順に供給されてもよく、あるいは濃吸収液加熱器21、補助再生器22、第2高温熱交換器6A、冷媒ドレン加熱器23にパラレルに供給されてもよい。

0036

また、この実施形態1では冷却水は、吸収器1から凝縮器8へシリーズに供給されるようにされている。

0037

このように、この実施形態1によれば、蒸気加熱式濃縮器10から排出される蒸気ドレンの保有熱量が有効に回収されるので、外部から供給する加熱量の低減による省エネルギーが図られるという効果が得られる。

0038

また、中間吸収液および濃吸収液の一部を戻り濃吸収液ライン43にバイパスさせているので、蒸気加熱式濃縮器10に供給される臭化リチウム量を減少させることができる。そのため、蒸気加熱式濃縮器10側で発生する熱損失量の低減も図られるという効果とともに、中間吸収液ポンプ5および稀液ポンプ2のキャビテーション防止も図られるという効果も得られる。

0039

実施形態2
本発明の実施形態2は実施形態1を改変したものであって、図2示すように、低温熱交換器3にパラレルに稀吸収液を加熱する第1冷媒熱回収器31、つまり第2低温熱交換器3Aを付加してなるものである。この第2低温熱交換器3Aの加熱源としては、低温再生器4からの冷媒ドレンが利用される。そして、この加熱に利用された冷媒ドレンは配管19に合流させられる。

0040

なお、実施形態2のその余の構成は実施形態1と同様とされている。

0041

しかして、実施形態2はかかる構成を取ることにより、冷媒ドレンの保有熱が回収されるので、外部から供給する加熱量の低減による省エネルギーが図られるという効果が得られる。

0042

実施形態3
本発明の実施形態3は実施形態2を改変したものであって、図3に示すように、冷媒ドレン加熱器23を廃止するとともに、低温熱交換器3および第2低温熱交換器3Aにパラレルに稀吸収液を加熱する第2冷媒熱回収器32、つまり第3低温熱交換器3Bを付加してなるものである。この第3低温熱交換器3Bの加熱源としては、高温再生器7からの冷媒ドレンが利用される。そして、この加熱に利用された冷媒ドレンは配管19に合流させられる。

0043

なお、実施形態3のその余の構成は実施形態2と同様とされている。

0044

しかして、実施形態3はかかる構成を取ることにより、冷媒ドレンの保有熱が回収されるので、外部から供給する加熱量の低減による省エネルギーが図られるという効果が得られる。

0045

実施形態4
本発明の実施形態4は実施形態2を改変したものであって、図4に示すように、第1冷媒ドレン加熱器23を廃止するとともに、低温熱交換器3にパラレルに稀吸収液を加熱する第1冷媒熱回収器31、つまり第2低温熱交換器3Aを付加し、さらに第2高温熱交換器6Aの加熱源を冷媒ドレンとしてなるものである。つまり、第2高温熱交換器6Aを第2冷媒熱回収器32としてなるものである。ここで、第1冷媒熱回収器31および第2冷媒熱回収器32の加熱源は、ともに高温再生器7からの冷媒ドレンとされるとともに、それによる加熱は第2高温熱交換器6Aおよび第2低温熱交換器3Aの順にされている。そして、この加熱に利用された冷媒ドレンは配管19に合流させられる。

0046

なお、実施形態4のその余の構成は実施形態2と同様とされている。

0047

しかして、実施形態4はかかる構成を取ることにより、冷媒ドレンの保有熱が回収されるので、外部から供給する加熱量の低減による省エネルギーが図られるという効果が得られる。

0048

実施形態5
本発明の実施形態5は実施形態4を改変したものであって、図5に示すように、第1冷媒熱回収器31の加熱源を変更してなるものである。すなわち、第1冷媒熱回収器31の加熱源に、第2冷媒熱回収器32を加熱した後の冷媒ドレンと低温再生器4からの冷媒ドレンの混合ドレンを用いてなるものである。

0049

なお、実施形態5のその余の構成は実施形態2と同様とされている。

0050

しかして、実施形態5はかかる構成を取ることにより、冷媒ドレンの保有熱が回収されるので、外部から供給する加熱量の低減による省エネルギーが図られるという効果が得られる。

0051

実施形態6
本発明の実施形態6は実施形態1を改変したものであって、図6に示すように、吸収器1と蒸発器9との組合せを二組とし、すなわち吸収器1と蒸発器9を第1吸収1A器と第1蒸発器9Aとの組からなる第1ブロックAと、第2吸収器1Bと第2蒸発器9Bとの組からなる第2ブロックBとにより構成し、そして冷水および冷却水を第2ブロックBから第1ブロックAにシリーズに供給する一方、高濃吸収液を第1ブロックAから第2ブロックBにシリーズに供給してなるものである。

0052

しかして、実施形態6はかかる構成を取ることにより、吸収液1内の圧力、蒸発器9内の圧力をブロックごとに段階的に変えることが可能になり、吸収液を広い濃度範囲で利用できるようになるので、稀薄な濃度領域まで利用できる範囲が広がり吸収液循環量の低減、低温熱源の有効利用が図られるという効果が得られる。

0053

実施形態7
本発明の実施形態7は実施形態6を改変したものであって、図7に示すように、吸収器1と蒸発器9との組合せを二組とし、すなわち吸収器1と蒸発器9を第1吸収器1Aと第1蒸発器9Aとの組からなる第1ブロックAと、第2吸収器1Bと第2蒸発器9Bとの組からなる第2ブロックBとにより構成し、そして冷水を第2ブロックBから第1ブロックAにシリーズに供給し、高濃吸収液を第1ブロックAから第2ブロックBにシリーズに供給し、冷却水を第1ブロックAおよび第2ブロックBにパラレルに供給してなるものである。

0054

しかして、実施形態7はかかる構成を取ることにより、吸収液1内の圧力、蒸発器9内の圧力をブロックごとに段階的に変えることが可能になり、吸収液を広い濃度範囲で利用できるようになるので、稀薄な濃度領域まで利用できる範囲が広がり、吸収液循環量の低減、低温熱源の有効利用が図られるという効果が得られる。

0055

実施形態8
本発明の実施形態8は実施形態1を改変したものであって、図8に示すように、通常とは逆に冷却水を凝縮器8から吸収器1にシリーズに流すようにしてなるものである。

0056

しかして、実施形態8はかかる構成を取ることにより、凝縮器8へ温度の低い冷却水を先に通すことにより、凝縮器8の温度、圧力が低下しそれにより低温再生器4の温度、圧力が下がり、高温再生器7の温度、圧力が下がりボイラ系の温度、圧力が下げられるので、吸収液の温度、濃度を低くでき低温熱源の有効利用という効果が得られる。

0057

以上、本発明を実施形態および実施形態に基づいて説明してきたが、本発明はかかる実施形態および実施形態に限定されるものではなく、種々改変が可能である。例えば、実施形態6および実施形態7においては、吸収器1と蒸発器9との組合せは二組とされているが、三組またはそれ以上とされてもよい。

発明の効果

0058

以上詳述したように、本発明の吸収冷凍機によれば、吸収冷凍機に対し蒸気加熱式濃縮器を付加することによって、プラントの余剰蒸気を吸収冷凍機の加熱源として用いているので、全体として冷房出力当たりの燃料消費量の可及的な低減を図ることができると同時に、省エネルギーおよび省資源を図ることができ、併せて吸収冷凍機全体のコンパクト化をも図ることができるという優れた効果が得られる。

0059

また、蒸気加熱式濃縮器に供給吸収液を導入する際、この供給吸収液に対し、蒸気加熱式濃縮器での生成物(高濃吸収液)を熱源とする付加熱交換器や、溶液濃縮ボイラからの排出物(蒸気ドレン)を熱源とする濃縮器ドレン熱回収器の一方もしくは双方を備えることにより、冷凍機効率の増大化を図ることができる上に、より大きな省エネルギーおよび省資源も達成されるという優れた効果も得られる。

0060

さらに、高温再生器への吸収液入口側位置に、蒸気加熱式濃縮器からの前記排出物を加熱源とする補助再生器を付設することにより、外部から加熱する必要のある冷房出力当たりの加熱熱量を低減させることができ、さらに大きな省エネルギーを図ることができるという優れた効果も得られる。

図面の簡単な説明

0061

図1本発明の実施形態1の概略図である。
図2本発明の実施形態2の概略図である。
図3本発明の実施形態3の概略図である。
図4本発明の実施形態4の概略図である。
図5本発明の実施形態5の概略図である。
図6本発明の実施形態6の要部概略図である。
図7本発明の実施形態7の要部概略図である。
図8本発明の実施形態8の概略図である。
図9従来の吸収冷凍機の概略図である。

--

0062

1吸収器
3低温熱交換器
4低温再生器
6高温熱交換器
7高温再生器
10蒸気加熱式濃縮器
13 濃液ポンプ(ポンプ)
14 付加熱交換器
20 濃縮器ドレン熱回収器
31 第1冷媒熱回収器
32 第2冷媒熱回収器

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