| 【発明の名称】 |
アンモニア吸収式冷凍機 |
| 【発明者】 |
【氏名】大西 尚
【氏名】平中 幸男
【氏名】椿原 昇
【氏名】岩田 克雄
【氏名】岩本 皓夫
【氏名】矢野 猛
【氏名】吉良 和久
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| 【要約】 |
【課題】蒸発器内のアンモニア液の濃度が薄くなるのを防止して、冷凍能力の低下を防止し得るアンモニア吸収式冷凍機を提供することを目的とする。
【解決手段】アンモニア液を蒸発させる蒸発器１からアンモニア液を取り出すためのアンモニア液取出管１７の途中に介装された冷媒再生器８に、吸収器２から再生部３に移送するアンモニア水溶液移送管１２内のアンモニア水溶液を加熱用の熱源として導くようにするとともに、冷媒再生器８から排出されるアンモニア水溶液を、アンモニア水溶液排出管４５を介して、吸収器２内の不凝縮性ガスを抽気するための不凝縮性ガス抽気管４３途中に設けられたエジェクタ４１に、駆動液として供給するようにしたものである。 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】 アンモニア液を蒸発させる蒸発器と、この蒸発器で蒸発されたアンモニア蒸気を第１アンモニア蒸気移送管を介して導きアンモニア水溶液に吸収する吸収器と、この吸収器で得られた濃アンモニア水溶液をアンモニア水溶液移送管を介して導き加熱する再生器および精留器からなる再生部と、この再生部からのアンモニア蒸気を第２アンモニア蒸気移送管を介して導き凝縮させる凝縮器と、この凝縮器で凝縮されたアンモニア液を上記蒸発器に移送するとともに途中に開閉弁が設けられたアンモニア液移送管と、上記蒸発器の底部に溜まったアンモニア液を取り出すとともに途中に加熱用の冷媒再生器が設けられたアンモニア液取出管とから構成し、かつ上記アンモニア水溶液移送管内のアンモニア水溶液を上記冷媒再生器に熱源として導くアンモニア水溶液供給管を具備させたことを特徴とするアンモニア吸収式冷凍機。
【請求項２】 冷媒再生器におけるアンモニア水溶液の出口部と、吸収器内の不凝縮性ガスを抽気するための抽気管途中に設けられたエジェクタの駆動液供給部とをアンモニア水溶液排出管により接続したことを特徴とする請求項１記載のアンモニア吸収式冷凍機。
【請求項３】 アンモニア液を蒸発させる蒸発器と、この蒸発器で蒸発されたアンモニア蒸気を第１アンモニア蒸気移送管を介して導きアンモニア水溶液に吸収する吸収器と、この吸収器で得られた濃アンモニア水溶液をアンモニア水溶液移送管を介して導き加熱する再生器および精留器からなる再生部と、この再生部からのアンモニア蒸気を第２アンモニア蒸気移送管を介して導き凝縮させる凝縮器と、この凝縮器で凝縮されたアンモニア液を上記蒸発器に移送するとともに途中に開閉弁が設けられたアンモニア液移送管と、途中に還流ポンプを有するとともに上記凝縮器からのアンモニア液を上記精留器に還流させる還流管と、上記蒸発器の底部に溜まったアンモニア液を取り出すとともに途中に加熱用の冷媒再生器が設けられたアンモニア液取出管とから構成し、かつ上記還流ポンプの下流位置における還流管と上記冷媒再生器の熱源入口部とをアンモニア液供給管を介して接続するとともに、上記冷媒再生器の熱源出口部と上記還流ポンプの上流位置における還流管とをアンモニア液排出管を介して接続したことを特徴とするアンモニア吸収式冷凍機。
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【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、アンモニア吸収式冷凍機に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、アンモニア吸収式冷凍機は、図３に示すように、主に、アンモニア液を蒸発させる蒸発器１０１、この蒸発器１０１で蒸発されたアンモニア蒸気を第１アンモニア蒸気移送管１１１を介して導きアンモニア水溶液に吸収する吸収器１０２、この吸収器１０２で得られた濃アンモニア水溶液をアンモニア水溶液移送管１１２を介して導き加熱する再生器１０５およびアンモニアの濃度を増加させる精留器１０６からなる再生部１０３、この再生部１０３からのアンモニア蒸気を第２アンモニア蒸気移送管１１３を介して導き凝縮させる凝縮器１０４、この凝縮器１０４からのアンモニア液を蒸発器１０１に移送するアンモニア液移送管１１４、上記凝縮器１０４からのアンモニア液を精留器１０６に還流させる還流ポンプ１１６が設けられた還流管１１５などが具備されており、さらに上記アンモニア液移送管１１４と上記蒸発器１０１からのアンモニア蒸気を吸収器１０２に移送する第１アンモニア蒸気移送管１１１との間で熱交換を行い冷凍効率を向上させるための過冷却器１０７、上記蒸発器１０１の底部に溜まったアンモニア液を取り出すとともに上記アンモニア液移送管１１４内を流れるアンモニア液の持つ熱により水分を蒸発させて蒸発器１０１の性能劣化すなわち冷凍能力の低下を防止するための冷媒再生器５８などが具備されている。
【０００３】上記構成において、冷凍サイクルの作動により、蒸発器１０１内でアンモニア液が蒸発され、この蒸発によりブラインが冷却されて、冷熱源が得られている。そして、この冷凍サイクルの作動時に、ブラインの温度に応じて、すなわちブライン温度指示調節計１２１からの指示により、再生器１０５に加熱用蒸気を供給する蒸気量調整弁１２２が制御されるとともに、凝縮器１０４内のアンモニア液の液面についても、一定の液面となるように、アンモニア液移送管１１４の冷媒再生器１０８より下流側に介装された開閉弁１２３が制御されている。
【０００４】例えば、冷凍負荷が大きい時、すなわちブライン温度が高い時、加熱用蒸気の供給量が大きくなって凝縮器１０４内の液面が上昇するため、開閉弁１２３の開度が大きくされる。また、逆に、冷凍負荷が小さい時、加熱用蒸気の供給量が絞られて凝縮器１０４内の液面が下がるため、開閉弁１２３の開度が小さくされる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】上記従来の構成によると、冷凍負荷が小さい場合、アンモニア液移送管１１４途中に設けられた開閉弁１２３の開度が小さくされるため、冷媒再生器１０８に供給される熱源であるアンモニア液が少なくなる。この状態が持続すると、蒸発器１０１の底部から取り出されたアンモニア液に含まれる水分の除去が充分に行われず、蒸発器１０１内のアンモニア液の濃度が次第に薄くなって、冷凍能力が低下するという問題があった。
【０００６】そこで、本発明は、蒸発器内のアンモニア液の濃度が薄くなるのを防止して、冷凍能力の低下を防止し得るアンモニア吸収式冷凍機を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するために、本発明の第１の手段は、アンモニア液を蒸発させる蒸発器と、この蒸発器で蒸発されたアンモニア蒸気を第１アンモニア蒸気移送管を介して導きアンモニア水溶液に吸収する吸収器と、この吸収器で得られた濃アンモニア水溶液をアンモニア水溶液移送管を介して導き加熱する再生器および精留器からなる再生部と、この再生部からのアンモニア蒸気を第２アンモニア蒸気移送管を介して導き凝縮させる凝縮器と、この凝縮器で凝縮されたアンモニア液を上記蒸発器に移送するとともに途中に開閉弁が設けられたアンモニア液移送管と、上記蒸発器の底部に溜まったアンモニア液を取り出すとともに途中に加熱用の冷媒再生器が設けられたアンモニア液取出管とから構成し、かつ上記アンモニア水溶液移送管内のアンモニア水溶液を上記冷媒再生器に熱源として導くアンモニア水溶液供給管を具備させたアンモニア吸収式冷凍機であり、さらにこの冷凍機において、冷媒再生器におけるアンモニア水溶液の出口部と、吸収器内の不凝縮性ガスを抽気するための抽気管途中に設けられたエジェクタの駆動液供給部とをアンモニア水溶液排出管により接続したものである。
【０００８】上記第１の手段の構成によると、冷媒再生器の熱源として、吸収器から再生部に移送されるアンモニア水溶液を使用するようにしたので、凝縮器の液面に応じて制御される開閉弁が設けられたアンモニア液移送管内を流れるアンモニア液を使用する場合とは異なり、常に、冷媒再生器において必要とされる熱量を確保することができ、また吸収器内の不凝縮性ガスを取り出すためにエジェクタを使用するとともにその駆動液として冷媒再生器から排出されるアンモニア水溶液を使用するようにしたので、吸収器内の不凝縮性ガスの抽気能力が高められる。
【０００９】また、本発明の第２の手段は、アンモニア液を蒸発させる蒸発器と、この蒸発器で蒸発されたアンモニア蒸気を第１アンモニア蒸気移送管を介して導きアンモニア水溶液に吸収する吸収器と、この吸収器で得られた濃アンモニア水溶液をアンモニア水溶液移送管を介して導き加熱する再生器および精留器からなる再生部と、この再生部からのアンモニア蒸気を第２アンモニア蒸気移送管を介して導き凝縮させる凝縮器と、この凝縮器で凝縮されたアンモニア液を上記蒸発器に移送するとともに途中に開閉弁が設けられたアンモニア液移送管と、途中に還流ポンプを有するとともに上記凝縮器からのアンモニア液を上記精留器に還流させる還流管と、上記蒸発器の底部に溜まったアンモニア液を取り出すとともに途中に加熱用の冷媒再生器が設けられたアンモニア液取出管とから構成し、かつ上記還流ポンプの下流位置における還流管と上記冷媒再生器の熱源入口部とをアンモニア液供給管を介して接続するとともに、上記冷媒再生器の熱源出口部と上記還流ポンプの上流位置における還流管とをアンモニア液排出管を介して接続したアンモニア吸収式冷凍機である。
【００１０】上記第２の手段の構成によると、還流管内を流れるアンモニア液を冷媒再生器に供給するようにしたので、常に、冷媒再生器が必要とされる熱量を確保することができ、しかも冷媒再生器にて冷却されたアンモニア液が還流ポンプの上流側の還流管内に戻されるため、凝縮器を出た温度の高い、すなわち飽和温度に近いアンモニア液が直接還流ポンプに流入する場合に比べて、キャビテーションの発生を防止し得る。
【００１１】
【発明の実施の形態】以下、本発明の第１の実施の形態におけるアンモニア吸収式冷凍機を、図１に基づき説明する。
【００１２】このアンモニア吸収式冷凍機は、冷媒であるアンモニア液を蒸発させる蒸発器１と、この蒸発器１で蒸発されたアンモニア蒸気を第１アンモニア蒸気移送管１１を介して導きアンモニア水溶液に吸収する吸収器２と、この吸収器２でアンモニア蒸気を吸収して濃度が濃くなったアンモニア水溶液を、溶液ポンプ１３を有するアンモニア水溶液移送管１２を介して導きアンモニア蒸気の再生を行うための再生器５および濃縮を行う精留器６からなる再生部３（正確には、アンモニア水溶液は精留器側に供給される）と、この再生部３で得られたアンモニア蒸気を第２アンモニア蒸気移送管１４を介して導き凝縮させる凝縮器４と、この凝縮器４で得られたアンモニア液を上記蒸発器１に移送するアンモニア液移送管１５と、上記再生器５の底部に溜まった水を吸収器２に移送する水移送管１６と、上記第１アンモニア蒸気移送管１１とアンモニア液移送管１５との間で熱交換を行う過冷却器７と、上記蒸発器１の底部に溜まったアンモニア液を取り出すとともに途中に冷媒再生器８が介装されたアンモニア液取出管１７と、途中に還流ポンプ１９が介装されて凝縮器４内のアンモニア液を精留器６に還流させるための還流管１８と、上記蒸発器１からブラインを取り出すブライン取出管２１途中に設けられてブライン温度を検出するとともにその検出温度に応じて再生器５に加熱用蒸気を供給する蒸気供給管２２途中に介装された蒸気量調整弁３２に所定の指示信号を出力するブライン温度指示調節計３１と、凝縮器４側に設けられて凝縮器４内の液面を検出するとともにその液面に応じてアンモニア液移送管１５途中に介装された開閉弁（勿論、その開度が調整し得るもの）３４に所定の指示信号を出力する液面指示調節計３３と、上記第２アンモニア蒸気移送管１４途中に設けられてアンモニア蒸気温度を検出するとともにその検出温度に応じて還流管１８途中に介装された還流量調整弁３６に所定の指示信号を出力するアンモニア蒸気温度指示調節計３５と、途中に介装されたエジェクタ４１により吸収器２内の不凝縮性ガスを抽気タンク４２に抜き出すための不凝縮性ガス抽気管４３とが具備されている。
【００１３】そして、さらに上記構成において、アンモニア水溶液移送管１２の溶液ポンプ１３の下流側と冷媒再生器８の熱源入口部とがアンモニア水溶液供給管４４により接続されるとともに、冷媒再生器８の熱源出口部と不凝縮性ガス抽気管４３に設けられたエジェクタ４１の駆動液供給部とがアンモニア水溶液排出管４５により接続されている。
【００１４】上記構成において、蒸発器１から出力されるブライン温度が設定温度範囲内である場合には、冷凍サイクルが全て作動されるとともに、再生部３（精留器６）から出力されるアンモニア液の温度が一定温度（または所定温度範囲）となるように、アンモニア蒸気温度指示調節計３５により還流量調節弁３６が制御され、また凝縮器４内の液面が一定（または所定範囲）となるように、液面指示調節計３３からの指示によりアンモニア液移送管１５途中の開閉弁３４が制御され、さらにアンモニア水溶液供給管４４よりアンモニア水溶液が冷媒再生器８に供給されて、この冷媒再生器８内を流れる蒸発器１からのアンモニア液を加熱し、その水分が蒸発される。
【００１５】また、上記冷媒再生器８を出たアンモニア水溶液は、アンモニア水溶液排出管４５を介して、吸収器２内の不凝縮性ガスを抽気タンク４２に抜き出すための不凝縮性ガス抽気管４３に設けられたエジェクタ４１に導かられ、駆動液として使用される。
【００１６】このように、冷媒再生器８の熱源として、吸収器２から再生部３に移送されるアンモニア水溶液を使用するようにしたので、従来のように、凝縮器４の液面に応じて制御される開閉弁３４が介装されたアンモニア液移送管１５内を流れるアンモニア液を使用する場合とは異なり、常に、冷媒再生器８において必要とされる熱量を確保することができ、したがって蒸発器１内のアンモニア液の濃度を高く維持することができるので、冷凍能力の低下を防止し得る。
【００１７】次に、本発明の第２の実施の形態におけるアンモニア吸収式冷凍機を、図２に基づき説明する。なお、本第２の実施の形態と上記第１の実施の形態との相違点は、冷媒再生器の熱源であるため、本説明においては、その要部について説明をするとともに、第１の実施の形態と同一部品については、同一番号を符してその詳細な説明を省略する。
【００１８】本アンモニア吸収式冷凍機においては、冷媒再生器の熱源として、凝縮器から再生部に還流されるアンモニア液を使用するようにしたものである。すなわち、図２に示すように、還流管１８の還流ポンプ１９より下流位置と冷媒再生器８の熱源入口部とがアンモニア液供給管５１により接続されるとともに、冷媒再生器８の熱源出口部と還流管１８の還流ポンプ１９より上流位置とがアンモニア液排出管５２により接続されている。
【００１９】したがって、この構成においては、還流ポンプ１９により還流管１８内の温度が高いアンモニア液が冷媒再生器８に供給されるため、常に、冷媒再生器８で必要とされる熱量を確保することができ、したがって第１の実施の形態と同様に、蒸発器１での冷凍機能力の低下を防止することができる。
【００２０】また、本第２の実施の形態においては、冷媒再生器８にて冷却（過冷却）されたアンモニア液が還流ポンプ１９より上流側の還流管１８内に戻されるため、凝縮器４を出た温度の高い、すなわち飽和温度に近いアンモニア液が直接還流ポンプ１９に流入する場合に比べて、キャビテーションの発生による還流ポンプ１９での空引き運転を防止することもできる。
【００２１】
【発明の効果】以上のように本発明の請求項１に係るアンモニア吸収式冷凍機の構成によると、冷媒再生器の熱源として、吸収器から再生部に移送されるアンモニア水溶液を使用するようにしたので、従来のように、凝縮器の液面に応じて制御される開閉弁が設けられたアンモニア液移送管内を流れるアンモニア液を使用する場合とは異なり、常に、冷媒再生器において必要とされる熱量を確保することができ、したがって蒸発器内のアンモニア液の濃度を高く維持することができるので、冷凍能力の低下を防止し得る。
【００２２】また、請求項２に記載のアンモニア吸収式冷凍機の構成によると、吸収器内の不凝縮性ガスを取り出すためにエジェクタを使用するとともにその駆動液として冷媒再生器から排出されるアンモニア水溶液を使用するようにしたので、吸収器内の不凝縮性ガスの抽気能力を高めることができる。
【００２３】さらに、請求項３に記載のアンモニア吸収式冷凍機の構成によると、還流管内を流れるアンモニア液を冷媒再生器に供給するようにしたので、常に、冷媒再生器が必要とされる熱量を確保することができ、したがって請求項１の場合と同様に、蒸発器での冷凍能力の低下を防止することができ、しかも冷媒再生器にて冷却されたアンモニア液が還流ポンプの上流側の還流管内に戻されるため、凝縮器を出た温度の高い、すなわち飽和温度に近いアンモニア液が直接還流ポンプに流入する場合に比べて、キャビテーションの発生による還流ポンプでの空引き運転を防止することができる。
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| 【出願人】 |
【識別番号】００００００２８４
【氏名又は名称】大阪瓦斯株式会社
【識別番号】０００１８３３６９
【氏名又は名称】住友精密工業株式会社
【識別番号】０００００５１１９
【氏名又は名称】日立造船株式会社
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| 【出願日】 |
平成１０年（１９９８）１月８日 |
| 【代理人】 |
【弁理士】
【氏名又は名称】森本 義弘
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| 【公開番号】 |
特開平１１−２０１５９１ |
| 【公開日】 |
平成１１年（１９９９）７月３０日 |
| 【出願番号】 |
特願平１０−１９４１ |
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