| 【発明の名称】 |
アンモニア吸収冷凍機 |
| 【発明者】 |
【氏名】田中 啓一
【氏名】大西 尚
【氏名】平中 幸男
【氏名】椿原 昇
【氏名】古寺 雅晴
【氏名】藤田 優
【氏名】松田 光史
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| 【要約】 |
【課題】吸収器側と蒸発器側との間の冷媒蒸気移送管経路において、水分が残るのを防止し得るアンモニア吸収冷凍機を提供する。
【解決手段】直膨式蒸発器内の伝熱管にて蒸発されたアンモニア蒸気を吸収器に移送する冷媒蒸気移送管１１の途中に、その管内を上昇しきれなかったアンモニア蒸気中の水分を液貯溜室２６内に落下させて回収する冷媒再生容器２１を設けるとともに、この冷媒再生容器２１の液貯溜室２６の周囲に設けられた環状空間室２７内に、冷媒液移送管１６を介して凝縮器からの温度の高いアンモニア液を導き、液貯溜室２６内の水分を含むアンモニア液を加熱して蒸発させるようにしたものである。 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】アンモニア液を伝熱管内に導き蒸発させる直膨式の蒸発器と、アンモニア蒸気を吸収液に吸収する吸収器と、アンモニア蒸気を吸収した吸収液を加熱して再生を行う再生部と、再生部で加熱蒸発されたアンモニア蒸気を凝縮させる凝縮器と、途中に膨張弁を有するとともに上記凝縮器で得られたアンモニア液を蒸発器内の伝熱管に移送するための冷媒液移送管と、上記蒸発器内の伝熱管にて蒸発されたアンモニア蒸気を吸収器に移送する冷媒蒸気移送管とを有するアンモニア吸収冷凍機において、上記冷媒蒸気移送管の途中に冷媒再生容器を設けるとともに、この冷媒再生容器における加熱源として、凝縮器から蒸発器に移送されるアンモニア液の熱を使用したことを特徴とするアンモニア吸収冷凍機。
【請求項２】冷媒再生容器を、上部に回収用空間室が設けられ、下部に液貯溜室およびこの液貯溜室の外周位置で環状空間室が設けられた容器本体と、この容器本体の側壁部に挿通され、かつ一端部が冷媒蒸気移送管に接続されるとともに他端部が上記回収用空間室に開口された冷媒蒸気導入管とから構成し、さらに上記環状空間室に冷媒液移送管を接続してアンモニア液を供給するようにしたことを特徴とする請求項１記載のアンモニア吸収冷凍機。
【請求項３】液貯溜室を加熱する加熱器を具備したことを特徴とする請求項１または２に記載のアンモニア吸収冷凍機。
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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、アンモニア吸収冷凍機、特に、直膨式蒸発器を有するアンモニア吸収冷凍機に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】一般に、アンモニア吸収冷凍機では、濃度が９９．８％（水分が０．２％）のアンモニア液を蒸発器に移送して蒸発を行わせるが、０．２％の水分が、運転中に除々に蓄積されて、蒸発器内のアンモニア液の濃度が低下して、冷凍能力が低下する。
【０００３】この冷凍能力の低下を防止するために、通常、蒸発器の底部に溜まっているアンモニア液を取り出すとともに、凝縮器から蒸発器に移送される温度の高いアンモニア液の熱を利用して、アンモニア液中の水分を蒸発させて冷媒の再生を行う冷媒再生器が具備されていた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上述したようなアンモニア吸収冷凍機の蒸発器として、アンモニア液を膨張弁により減圧させて蒸発器内に配置された伝熱管に導き蒸発させるようにした直膨式のものを使用する場合には、蒸発器内に配置される伝熱管は蛇行状に設けられており、すなわち伝熱管の出口部と吸収器側とが、冷媒蒸気移送管により接続されることになり、従来のように、蒸発器の底部からアンモニア液を直接取り出して冷媒再生器に導くことができなくなる。
【０００５】したがって、蒸発器で発生されるとともに水分を含むアンモニア蒸気は、全て、冷媒蒸気移送管を経て吸収器側に戻されることになるが、冷媒蒸気移送管の配管距離が長い場合、または吸収器と蒸発器との間に設置高低差がある場合には、冷媒蒸気移送管の水平部または凹部に水分が溜まりやすくなり、特に、低負荷時などにおいては、その傾向が顕著になって、冷凍性能の低下のみならず、運転が不可能になる場合も生じるという問題があった。
【０００６】そこで、本発明は、吸収器側と蒸発器側との間の冷媒蒸気移送管経路において、水分が残るのを防止し得るアンモニア吸収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、本発明のアンモニア吸収冷凍機は、アンモニア液を伝熱管内に導き蒸発させる直膨式の蒸発器と、アンモニア蒸気を吸収液に吸収する吸収器と、アンモニア蒸気を吸収した吸収液を加熱して再生を行う再生部と、再生部で加熱蒸発されたアンモニア蒸気を凝縮させる凝縮器と、途中に膨張弁を有するとともに上記凝縮器で得られたアンモニア液を蒸発器内の伝熱管に移送するための冷媒液移送管と、上記蒸発器内の伝熱管にて蒸発されたアンモニア蒸気を吸収器に移送する冷媒蒸気移送管とを有するアンモニア吸収冷凍機において、上記冷媒蒸気移送管の途中に冷媒再生容器を設けるとともに、この冷媒再生容器における加熱源として、凝縮器から蒸発器に移送されるアンモニア液を使用したものである。
【０００８】また、上記構成における冷媒再生容器を、上部に回収用空間室が設けられ、下部に液貯溜室およびこの液貯溜室の外周位置で環状空間室が設けられた容器本体と、この容器本体の側壁部に挿通され、かつ一端部が冷媒蒸気移送管に接続されるとともに他端部が上記回収用空間室に開口された冷媒蒸気導入管とから構成し、さらに上記環状空間室に冷媒液移送管を接続してアンモニア液を供給するようにしたものである。
【０００９】さらに、上記各構成における液貯溜室を加熱する加熱器を具備させたものである。上記の各構成によると、アンモニア蒸気に含まれる水分の蒸発作用が、冷媒蒸気移送管の途中に設けられた冷媒再生容器にて行われるため、少なくとも吸収器と蒸発器との水平距離が長い場合、または互いの設置場所に高低差がある場合でも、その途中で水分が溜まるのを防止することができる。
【００１０】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態におけるアンモニア吸収冷凍機を、図１および図２に基づき説明する。このアンモニア吸収式冷凍機は、図１に示すように、冷媒液であるアンモニア液を導く伝熱管１ａを有するとともにこの伝熱管１ａ内でアンモニア液を蒸発させてその蒸発潜熱により被冷却流体（例えば、空気、ガスなど）を冷却する蒸発器１と、この蒸発器１で蒸発された冷媒蒸気であるアンモニア蒸気を吸収液であるアンモニア水溶液に吸収する吸収器２と、加熱再生器３ａおよび精留塔３ｂから成るとともに上記吸収器２でアンモニア蒸気を吸収したアンモニア水溶液を導き加熱再生を行う再生部３と、この再生部３で再生されたアンモニア蒸気を凝縮させる凝縮器４と、蒸発器１の伝熱管１ａ内のアンモニア蒸気を吸収器２に移送する第１冷媒蒸気移送管１１と、途中に液移送用ポンプ１２を有するとともに吸収器２にてアンモニア蒸気を吸収したアンモニア水溶液を再生部３に移送する吸収液移送管１３と、再生部３の精留塔３ｂ側から出たアンモニア蒸気を凝縮器４に移送する第２冷媒蒸気移送管１４と、途中に膨張弁１５を有するとともに凝縮器４で凝縮されたアンモニア液を蒸発器１の伝熱管１ａに移送する冷媒液移送管１６と、途中に還流ポンプ１７を有するとともに上記冷媒液移送管１６を流れるアンモニア液の一部を再生部３の精留塔３ｂ側に還流させる還流管１８と、上記第１冷媒蒸気移送管１１と冷媒液移送管１６との間に設けられて凝縮器４からのアンモニア液の持つ熱を蒸発器１からのアンモニア蒸気に与えて熱効率を向上させるための過冷却器１９とが具備されている。
【００１１】また、このアンモニア吸収冷凍機には、蒸発器１から吸収器２にアンモニア蒸気を移送する第１冷媒蒸気移送管１１の途中でかつ過冷却器１９より上流側位置に、アンモニア蒸気に含まれている水分を回収するとともに、冷媒液移送管１６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るための複数個、例えば３個の冷媒再生容器２１が設けられている。
【００１２】以下、上記冷媒再生容器２１を、図２に基づき説明する。すなわち、冷媒再生容器２１の円筒状の容器本体２２内の中間位置に水平仕切板２３が設けられて、その上部に回収用空間室２４が形成され、また仕切板２３の中央に形成された開口穴２３ａから下方に小径の有底筒状部２５が垂下されてその内部が液貯溜室２６とされ、さらにこの筒状部２５の外周には、アンモニア液が供給される環状空間室２７が形成されている。
【００１３】また、上記容器本体２２の側壁部２２ａには、一端部が第１冷媒蒸気移送管１１に直接接続されるとともに他端部が上記回収用空間室２４内に開口された冷媒蒸気導入管２８が挿通して設けられ、さらに上記環状空間室２７に対応する側壁部２２ａには、冷媒液移送管１６に接続される液入口ノズル部２９と液出口ノズル部３０とが設けられている。
【００１４】上記容器本体２２の回収用空間室２４に対応する上壁部２２ｂには、アンモニア蒸気を吸収器２寄りの第１冷媒蒸気移送管１１に導出する導出ノズル部３１が形成されている。勿論、上記冷媒再生容器２１は、第１冷媒蒸気移送管１１および冷媒液移送管１６の途中に、３個、直列に設けられているため、各冷媒再生容器２１における、アンモニア蒸気の導入管２８および導出ノズル部３１、並びにアンモニア液の液入口ノズル部２９および液出口ノズル部３０は、それぞれ第１冷媒蒸気移送管１１および冷媒液移送管１６の途中に接続されることになる。
【００１５】上記構成において、冷凍サイクルの作動状態では、蒸発器１の伝熱管１ａに、冷媒液移送管１６を介して膨張弁１５にて減圧されたアンモニア液が供給されるとともに蒸発が行われ、蒸発器１内に供給される被冷却流体が冷却される。一方、伝熱管１ａ内で蒸発したアンモニア蒸気は、水蒸気および水滴（正確には、アンモニア液分が混入している。以下、同じ。）とともに第１冷媒蒸気移送管１１により吸収器２側に移送されるが、その途中に設けられた、３個の冷媒再生容器２１を通過することになる。
【００１６】これら各冷媒再生容器２１においては、その回収用空間室２４から上方の冷媒移送管１１内に入り、ここで上昇しきれなかった水滴が、その管内壁面をつたって落下して、液貯溜室２６内に溜められることになる。この液貯溜室２６内に溜まった水分は、その外周に設けられた環状空間室２７に冷媒液移送管１６を介して供給されている温度の高いアンモニア液により、加熱・蒸発されて、アンモニア蒸気と一緒に、吸収器２寄りの第１冷媒蒸気移送管１１内に入り、再び移送される。
【００１７】このように、アンモニア蒸気に含まれる水分の蒸発作用が、各冷媒再生容器２１にて行われるため、吸収器２、再生部３、凝縮器４などからなる冷凍駆動部側と蒸発器１との間の設置場所に高低差がある場合でも、蒸発器１からの水分を完全に吸収器２側に戻すことができ、したがって吸収器２側に水が戻りにくくなることにより生じる冷凍性能の低下、および運転が不能になるのを防止することができる。また、冷凍駆動部側と蒸発器１との間の水平距離が長い場合には、一旦、第１冷媒蒸気移送管１１により高く上昇させ、そしてその後、水平部分を下向きに傾斜させることにより、水分を完全に吸収器２側に戻すことができる。
【００１８】ところで、上記実施の形態においては、冷媒再生容器２１の液貯溜室２６に溜まった水分を蒸発させるのに、凝縮器４側から移送されるアンモニア液の持つ熱だけで行うように説明したが、例えば水分を蒸発させるための熱量が不足する場合には、図３に示すように、筒状部２５の下方部を容器本体２１の底壁部２１ｃから突出させるとともに、その筒状部２５の下端突出部２５ａの外周に、加熱用の電熱線４１を巻き付けて、外部から熱を供給するようにしてもよい。
【００１９】したがって、この構成においても、上記実施の形態と同様の作用効果が発揮されるとともに、液貯溜室２６に溜まった水分を多く含むアンモニア液を完全に蒸発させることができる。なお、電熱線の変わりに、他の形式の加熱器を使用することもできる。また、上記実施の形態においては、３個の冷媒再生容器を、直列に、配置したものについて説明したが、冷凍駆動部側と蒸発器との間の設置距離、または互いの設置場所の高低差に応じて、適宜、増減することができる。
【００２０】
【発明の効果】以上のように本発明の構成によると、アンモニア蒸気に含まれる水分の蒸発作用が、冷媒蒸気移送管の途中に設けられた冷媒再生容器にて行われるため、少なくとも吸収器と蒸発器との間の設置距離（水平距離）が長い場合、または互いの設置場所に高低差がある場合でも、その途中で水分が溜まるのを防止することができ、したがって吸収器側に水が戻りにくくなることにより生じる冷凍性能の低下、および運転が不能になるの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】０００００５１１９
【氏名又は名称】日立造船株式会社
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| 【出願日】 |
平成１１年５月１３日（１９９９．５．１３） |
| 【代理人】 |
【識別番号】１０００６８０８７
【弁理士】
【氏名又は名称】森本 義弘
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| 【公開番号】 |
特開２０００−３２０９１９（Ｐ２０００−３２０９１９Ａ） |
| 【公開日】 |
平成１２年１１月２４日（２０００．１１．２４） |
| 【出願番号】 |
特願平１１−１３２０６６ |
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