JP4887872B2

JP4887872B2 - 吸収式冷凍装置

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Publication number: JP4887872B2
Application number: JP2006104002A
Authority: JP
Inventors: 満嗣河合; 克宏川端
Original assignee: Daikin Industries Ltd
Current assignee: Daikin Industries Ltd
Priority date: 2006-04-05
Filing date: 2006-04-05
Publication date: 2012-02-29
Anticipated expiration: 2026-04-05
Also published as: JP2007278573A

Description

本願発明は、吸収式冷凍装置に関するものである。

ＬｉＢｒ水溶液の濃度変化を利用したＬｉＢｒ式の吸収式冷凍装置は、従来からよく知られているが、この種の吸収式冷凍装置において、吸収器に入る溶液（濃溶液）を空冷熱交換器にて過冷却し、吸収器では、冷媒蒸気（水蒸気）を溶液に吸収させるだけとする間接空冷（溶液分離冷却）方式を採用しているものが既に提案されている（特許文献１参照）。

特開平７−９８１６３号公報。

ところで、上記特許文献１に開示されている間接空冷（溶液分離冷却）方式を採用した場合、冷媒蒸気の吸収という物質移動と冷却という熱移動とが分離されているため、吸収器を小型化することが可能であるが、冷媒蒸気の吸収熱を、過冷却された溶液の保有する顕熱だけで処理することとなっているため、吸収器出口における溶液温度が、従来の直接空冷方式の場合よりも高温となるおそれがあり、蒸発器における蒸発温度が上昇し、蒸発器における冷水出口温度（即ち、利用側温度）が低下しにくくなるという不具合が起きる。また、間接空冷（溶液分離冷却）方式を採用した場合、発生器における排熱温度も高くなり、発生器での交換熱量が減少するという不具合が起きる。

本願発明は、上記の点に鑑みてなされたもので、冷水出口温度（即ち、利用側温度）の低下を可能とするとともに、発生器での排熱温度を低下させ得るようにすることを目的としている。

本願発明では、上記課題を解決するための第１の手段として、発生器Ｇ、該発生器Ｇから得られた冷媒蒸気Ｒｓを凝縮液化する凝縮器Ｃ、該凝縮器Ｃで凝縮液化された液冷媒Ｒｗを蒸発気化させる蒸発器Ｅおよび該蒸発器Ｅで蒸発気化された冷媒蒸気Ｒｓを前記発生器Ｇで得られた濃溶液Ｌｃに吸収して前記発生器Ｇへ供給される希溶液Ｌｄを生成する吸収器Ａを備えた吸収式冷凍装置において、前記蒸発器Ｅと前記吸収器Ａとを水平に並べて一体化してなるユニットＵ，Ｕを上下方向に２段積層し且つ前記下段側の吸収器Ａの出口からの希溶液Ｌｄの大部分を空冷熱交換器Ｈａにより過冷却した状態で前記上段側の吸収器Ａの上部に還流させる還流回路６を付設する一方、前記上段側の蒸発器Ｅにおける熱交換部７および前記下段側の吸収器Ａにおける熱交換部８を循環する冷媒回路９を設け且つ該冷媒回路９をフロン系冷媒が自然循環するように構成するとともに、前記下段側の吸収器Ａの出口からの希溶液Ｌｄを第２の空冷熱交換器Ｈａ′で過冷却した状態で前記下段側の吸収器Ａの上部に還流する第２の還流回路１２を付設している。

上記のように構成したことにより、下段側の吸収器Ａの出口からの希溶液Ｌｄの大部分は、空冷熱交換器Ｈａを経て過冷却状態で上段側の吸収器Ａの上部に還流されるが、下段側の吸収器Ａの出口からの希溶液Ｌｄの一部は、発生器Ｇにおいて濃縮されて濃溶液となり、該濃溶液Ｌｃは、上段側の吸収器Ａの上部に供給される。従って、ユニットＵ，Ｕにおいては、上段側の吸収器Ａでは上段側の蒸発器Ｅで蒸発した冷媒蒸気Ｒｓが濃溶液Ｌｄに吸収され、冷媒蒸気Ｒｓの吸収により希釈された溶液は下段側の吸収器Ａに流入する。そのとき発生する吸収熱は、過冷却された溶液が保有する顕熱で取り去られる。一方、下段側の吸収器Ａでは下段側の蒸発器Ｅで蒸発した冷媒蒸気Ｒｓを吸収してさらに希釈され、そのとき発生する吸収熱は、冷媒回路を構成する下段側の吸収器Ａの熱交換部８を流れるフロン系冷媒の蒸発潜熱により取り去られる。このことにより、下段側の蒸発器Ｅにおける蒸発温度を低くすることができるとともに、上段側の蒸発器Ｅにおける蒸発温度を高くすることができることとなり、下段側での冷凍能力を確保できるとともに、下段側の吸収器Ａの出口の溶液の濃度が低下することによって、発生器Ｇでの加熱媒体（例えば、排温水）Ｗｈの温度が低くなって、発生器Ｇでの加熱量が増加する。しかも、冷媒回路９はフロン系冷媒が自然循環するものとしているので、冷媒循環用の圧送手段が不要となり、コストダウンを図り得る。また、前記下段側の吸収器Ａの出口からの希溶液Ｌｄを第２の空冷熱交換器Ｈａ′で過冷却した状態で前記下段側の吸収器Ａの上部に還流する第２の還流回路１２を付設したことにより、下段側の吸収器Ａからの希溶液Ｌｄの一部は、第２の空冷熱交換器Ｈａ′で過冷却された後に下段側の吸収器Ａの上部に還流されることとなり、下段側の吸収器Ａにおける吸収熱の除去がより一層効果的に行える。

本願発明では、上記課題を解決するための第２の手段として、発生器Ｇ、該発生器Ｇから得られた冷媒蒸気Ｒｓを凝縮液化する凝縮器Ｃ、該凝縮器Ｃで凝縮液化された液冷媒Ｒｗを蒸発気化させる蒸発器Ｅおよび該蒸発器Ｅで蒸発気化された冷媒蒸気Ｒｓを前記発生器Ｇで得られた濃溶液Ｌｃに吸収して前記発生器Ｇへ供給される希溶液Ｌｄを生成する吸収器Ａを備えた吸収式冷凍装置において、前記蒸発器Ｅと前記吸収器Ａとを水平に並べて一体化してなるユニットＵ，Ｕを上下方向に２段積層し且つ前記下段側の吸収器Ａの出口からの希溶液Ｌｄの大部分を空冷熱交換器Ｈａにより過冷却した状態で前記上段側の吸収器Ａの上部に還流させる還流回路６を付設する一方、前記上段側の蒸発器Ｅにおける熱交換部７および前記下段側の吸収器Ａにおける熱交換部８を循環する冷媒回路９を設け且つ該冷媒回路９をフロン系冷媒が自然循環するように構成するとともに、前記空冷熱交換器Ｈａを出た希溶液Ｌｄを、前記上段側および下段側の吸収器Ａ，Ａの上部にそれぞれ還流させるように構成している。

上記のように構成したことにより、下段側の吸収器Ａの出口からの希溶液Ｌｄの大部分は、空冷熱交換器Ｈａを経て過冷却状態で上段側の吸収器Ａの上部に還流されるが、下段側の吸収器Ａの出口からの希溶液Ｌｄの一部は、発生器Ｇにおいて濃縮されて濃溶液となり、該濃溶液Ｌｃは、上段側の吸収器Ａの上部に供給される。従って、ユニットＵ，Ｕにおいては、上段側の吸収器Ａでは上段側の蒸発器Ｅで蒸発した冷媒蒸気Ｒｓが濃溶液Ｌｄに吸収され、冷媒蒸気Ｒｓの吸収により希釈された溶液は下段側の吸収器Ａに流入する。そのとき発生する吸収熱は、過冷却された溶液が保有する顕熱で取り去られる。一方、下段側の吸収器Ａでは下段側の蒸発器Ｅで蒸発した冷媒蒸気Ｒｓを吸収してさらに希釈され、そのとき発生する吸収熱は、冷媒回路を構成する下段側の吸収器Ａの熱交換部８を流れるフロン系冷媒の蒸発潜熱により取り去られる。このことにより、下段側の蒸発器Ｅにおける蒸発温度を低くすることができるとともに、上段側の蒸発器Ｅにおける蒸発温度を高くすることができることとなり、下段側での冷凍能力を確保できるとともに、下段側の吸収器Ａの出口の溶液の濃度が低下することによって、発生器Ｇでの加熱媒体（例えば、排温水）Ｗｈの温度が低くなって、発生器Ｇでの加熱量が増加する。しかも、冷媒回路９はフロン系冷媒が自然循環するものとしているので、冷媒循環用の圧送手段が不要となり、コストダウンを図り得る。また、前記空冷熱交換器Ｈａを出た希溶液Ｌｄを、前記上段側および下段側の吸収器Ａ，Ａの上部にそれぞれ還流させるように構成したことにより、空冷熱交換器Ｈａによって過冷却状態とされた希溶液Ｌｄが上段側および下段側の吸収器Ａ，Ａの上部にそれぞれ還流されることとなり、上段側および下段側の吸収器Ａ，Ａにおける吸収熱の除去がより一層効果的に行える。

本願発明では、さらに、上記課題を解決するための第３の手段として、上記第１又は第２の手段を備えた吸収式冷凍装置において、前記冷媒回路９に、前記下段側の吸収器Ａにおける熱交換部８と前記上段側の蒸発器Ｅにおける熱交換部７との間であって前記上段側の蒸発器Ｅより上位に位置する冷媒冷却器Ｈｒを介設することもでき、そのように構成した場合、冷媒回路９における下段側の吸収器Ａの熱交換部８において吸収熱を吸熱して蒸発したフロン系冷媒が冷媒冷却器Ｈｒにおいて冷却された状態で上段側の蒸発器Ｅの熱交換部７に供給され、当該熱交換部７において凝縮器Ｃから供給される冷媒（液冷媒）の蒸発によって凝縮液化とされることとなり、下段側の蒸発器Ｅでの冷凍能力をより確実に確保できる。

本願発明では、さらに、上記課題を解決するための第４の手段として、上記第１、第２又は第３の手段を備えた吸収式冷凍装置において、前記発生器Ｇからの濃溶液Ｌｃと前記下段側の吸収器Ａの出口からの希溶液Ｌｄとを、前記空冷熱交換器Ｈａの入口側で合流させるように構成することもでき、そのように構成した場合、下段側の吸収器Ａからの溶液の大部分は、発生器Ｇにおいて冷媒蒸気Ｒｓを発生して濃縮された濃溶液Ｌｃと合流した後に空冷熱交換器Ｈａで過冷却された状態で上段側の吸収器Ａの上部へ還流されることとなり、上段側の吸収器Ａに還流される溶液温度を低く抑えることができ、吸収熱の除去が容易となる。

本願発明では、さらに、上記課題を解決するための第５の手段として、上記第１、第２又は第３の手段を備えた吸収式冷凍装置において、前記発生器Ｇからの濃溶液Ｌｃと前記下段側の吸収器Ａの出口からの希溶液Ｌｄとを、前記空冷熱交換器Ｈａの出口側で合流させるように構成することもでき、そのように構成した場合、下段側の吸収器Ａからの希溶液Ｌｄの大部分は、空冷熱交換器Ｈａで過冷却された後に発生器Ｇにおいて冷媒蒸気Ｒｓを発生して濃縮された濃溶液Ｌｃと合流して上段側の吸収器Ａの上部へ還流されることとなり、上段側の吸収器Ａにおける吸収熱の発生量を抑制でき、吸収熱の除去が容易となる。なお、上段側の吸収器Ａへ還流される溶液の温度が少し高くなるが、発生器Ｇからの濃溶液Ｌｃの量が少ないので問題とはならない。

本願発明の第１の手段によれば、発生器Ｇ、該発生器Ｇから得られた冷媒蒸気Ｒｓを凝縮液化する凝縮器Ｃ、該凝縮器Ｃで凝縮液化された液冷媒Ｒｗを蒸発気化させる蒸発器Ｅおよび該蒸発器Ｅで蒸発気化された冷媒蒸気Ｒｓを前記発生器Ｇで得られた濃溶液Ｌｃに吸収して前記発生器Ｇへ供給される希溶液Ｌｄを生成する吸収器Ａを備えた吸収式冷凍装置において、前記蒸発器Ｅと前記吸収器Ａとを水平に並べて一体化してなるユニットＵ，Ｕを上下方向に２段積層し且つ前記下段側の吸収器Ａの出口からの希溶液Ｌｄの大部分を空冷熱交換器Ｈａにより過冷却した状態で前記上段側の吸収器Ａの上部に還流させる還流回路６を付設する一方、前記上段側の蒸発器Ｅにおける熱交換部７および前記下段側の吸収器Ａにおける熱交換部８を循環する冷媒回路９を設け且つ該冷媒回路９をフロン系冷媒が自然循環するように構成して、ユニットＵ，Ｕにおいては、上段側の吸収器Ａでは上段側の蒸発器Ｅで蒸発した冷媒蒸気Ｒｓが濃溶液Ｌｄに吸収され、冷媒蒸気Ｒｓの吸収により希釈された溶液は下段側の吸収器Ａに流入し、そのとき発生する吸収熱は、過冷却された溶液が保有する顕熱で取り去られる一方、下段側の吸収器Ａでは下段側の蒸発器Ｅで蒸発した冷媒蒸気Ｒｓを吸収してさらに希釈され、そのとき発生する吸収熱は、冷媒回路を構成する下段側の吸収器Ａの熱交換部８を流れるフロン系冷媒の蒸発潜熱により取り去られるようにしたので、下段側の蒸発器Ｅにおける蒸発温度を低くすることができるとともに、上段側の蒸発器Ｅにおける蒸発温度を高くすることができることとなり、下段側での冷凍能力を確保できるとともに、下段側の吸収器Ａの出口の溶液の濃度が低下することによって、発生器Ｇでの加熱媒体（例えば、排温水）Ｗｈの温度が低くなって、発生器Ｇでの加熱量が増加するという効果がある。しかも、冷媒回路９はフロン系冷媒が自然循環するものとしているので、冷媒循環用の圧送手段が不要となり、コストダウンを図り得るという効果もある。また、前記下段側の吸収器Ａの出口からの希溶液Ｌｄを第２の空冷熱交換器Ｈａ′で過冷却した状態で前記下段側の吸収器Ａの上部に還流する第２の還流回路１２を付設して、前記空冷熱交換器Ｈａを出た希溶液Ｌｄを、前記上段側および下段側の吸収器Ａ，Ａの上部にそれぞれ還流させるように構成したことにより、空冷熱交換器Ｈａによって過冷却状態とされた希溶液Ｌｄが上段側および下段側の吸収器Ａ，Ａの上部にそれぞれ還流されることとなり、上段側および下段側の吸収器Ａ，Ａにおける吸収熱の除去がより一層効果的に行えるという効果もある。

本願発明の第２の手段によれば、発生器Ｇ、該発生器Ｇから得られた冷媒蒸気Ｒｓを凝縮液化する凝縮器Ｃ、該凝縮器Ｃで凝縮液化された液冷媒Ｒｗを蒸発気化させる蒸発器Ｅおよび該蒸発器Ｅで蒸発気化された冷媒蒸気Ｒｓを前記発生器Ｇで得られた濃溶液Ｌｃに吸収して前記発生器Ｇへ供給される希溶液Ｌｄを生成する吸収器Ａを備えた吸収式冷凍装置において、前記蒸発器Ｅと前記吸収器Ａとを水平に並べて一体化してなるユニットＵ，Ｕを上下方向に２段積層し且つ前記下段側の吸収器Ａの出口からの希溶液Ｌｄの大部分を空冷熱交換器Ｈａにより過冷却した状態で前記上段側の吸収器Ａの上部に還流させる還流回路６を付設する一方、前記上段側の蒸発器Ｅにおける熱交換部７および前記下段側の吸収器Ａにおける熱交換部８を循環する冷媒回路９を設け且つ該冷媒回路９をフロン系冷媒が自然循環するように構成して、ユニットＵ，Ｕにおいては、上段側の吸収器Ａでは上段側の蒸発器Ｅで蒸発した冷媒蒸気Ｒｓが濃溶液Ｌｄに吸収され、冷媒蒸気Ｒｓの吸収により希釈された溶液は下段側の吸収器Ａに流入し、そのとき発生する吸収熱は、過冷却された溶液が保有する顕熱で取り去られる一方、下段側の吸収器Ａでは下段側の蒸発器Ｅで蒸発した冷媒蒸気Ｒｓを吸収してさらに希釈され、そのとき発生する吸収熱は、冷媒回路を構成する下段側の吸収器Ａの熱交換部８を流れるフロン系冷媒の蒸発潜熱により取り去られるようにしたので、下段側の蒸発器Ｅにおける蒸発温度を低くすることができるとともに、上段側の蒸発器Ｅにおける蒸発温度を高くすることができることとなり、下段側での冷凍能力を確保できるとともに、下段側の吸収器Ａの出口の溶液の濃度が低下することによって、発生器Ｇでの加熱媒体（例えば、排温水）Ｗｈの温度が低くなって、発生器Ｇでの加熱量が増加するという効果がある。しかも、冷媒回路９はフロン系冷媒が自然循環するものとしているので、冷媒循環用の圧送手段が不要となり、コストダウンを図り得るという効果もある。また、前記空冷熱交換器Ｈａを出た希溶液Ｌｄを、前記上段側および下段側の吸収器Ａ，Ａの上部にそれぞれ還流させるように構成したことにより、空冷熱交換器Ｈａによって過冷却状態とされた希溶液Ｌｄが上段側および下段側の吸収器Ａ，Ａの上部にそれぞれ還流されることとなり、上段側および下段側の吸収器Ａ，Ａにおける吸収熱の除去がより一層効果的に行えるという効果もある。

本願発明の第３の手段におけるように、上記第１又は第２の手段を備えた吸収式冷凍装置において、前記冷媒回路９に、前記下段側の吸収器Ａにおける熱交換部８と前記上段側の蒸発器Ｅにおける熱交換部７との間であって前記上段側の蒸発器Ｅより上位に位置する冷媒冷却器Ｈｒを介設することもでき、そのように構成した場合、冷媒回路９における下段側の吸収器Ａの熱交換部８において吸収熱を吸熱して蒸発したフロン系冷媒が冷媒冷却器Ｈｒにおいて冷却された状態で上段側の蒸発器Ｅの熱交換部７に供給され、当該熱交換部７において凝縮器Ｃから供給される冷媒（液冷媒）の蒸発によって凝縮液化とされることとなり、下段側の蒸発器Ｅでの冷凍能力をより確実に確保できる。

本願発明の第４の手段におけるように、上記第１、第２又は第３の手段を備えた吸収式冷凍装置において、前記発生器Ｇからの濃溶液Ｌｃと前記下段側の吸収器Ａの出口からの希溶液Ｌｄとを、前記空冷熱交換器Ｈａの入口側で合流させるように構成することもでき、そのように構成した場合、下段側の吸収器Ａからの溶液の大部分は、発生器Ｇにおいて冷媒蒸気Ｒｓを発生して濃縮された濃溶液Ｌｃと合流した後に空冷熱交換器Ｈａで過冷却された状態で上段側の吸収器Ａの上部へ還流されることとなり、上段側の吸収器Ａに還流される溶液温度を低く抑えることができ、吸収熱の除去が容易となる。

本願発明の第５の手段におけるように、上記第１、第２又は第３の手段を備えた吸収式冷凍装置において、前記発生器Ｇからの濃溶液Ｌｃと前記下段側の吸収器Ａの出口からの希溶液Ｌｄとを、前記空冷熱交換器Ｈａの出口側で合流させるように構成することもでき、そのように構成した場合、下段側の吸収器Ａからの希溶液Ｌｄの大部分は、空冷熱交換器Ｈａで過冷却された後に発生器Ｇにおいて冷媒蒸気Ｒｓを発生して濃縮された濃溶液Ｌｃと合流して上段側の吸収器Ａへ還流されることとなり、上段側の吸収器Ａにおける吸収熱の発生量を抑制でき、吸収熱の除去が容易となる。なお、上段側の吸収器Ａへ還流される溶液の温度が少し高くなるが、発生器Ｇからの濃溶液Ｌｃの量が少ないので問題とはならない。

以下、添付の図面を参照して、本願発明の幾つかの好適な実施の形態について説明する。

第１の実施の形態
図１には、本願発明の第１の実施の形態にかかる吸収式冷凍装置における吸収冷凍サイクルが示されている。

この吸収冷凍サイクルは、冷媒（例えば、水）を吸収する能力に優れた吸収剤（例えば、ＬｉＢｒ）の水溶液（以下、単に希溶液という）の冷媒吸収能力が増強するように該溶液を加熱媒体（例えば、排温水）Ｗｈで加熱して濃縮するための発生器Ｇと、該発生器Ｇにおいて溶液から分離した蒸気（冷媒）Ｒｓを導入してこれを冷却することによって液化させる凝縮器Ｃと、該凝縮器Ｃによって液化された液冷媒Ｒｗを導入して低圧下で蒸発（気化）させる蒸発器Ｅと、該蒸発器Ｅで発生した蒸気（冷媒）Ｒｓを吸収するために前記発生器Ｇで濃縮された濃溶液Ｌｃを収容する吸収器Ａと、該吸収器Ａで蒸気（冷媒）Ｒｓを吸収したことによって希釈された溶液（希溶液）Ｌｄを濃縮するために再び発生器Ｇへ送り込むための溶液ポンプＰと、該溶液ポンプＰから吐出される希溶液Ｌｄの一部（大部分）を導入してこれを冷却する空冷熱交換器Ｈａとを備えており、下段側の吸収器Ａの出口からの希溶液Ｌｄを空冷熱交換器Ｈａにより過冷却した状態で前記上段側の吸収器Ａの上部に還流させる還流回路６が付設されている。そして、本実施の形態においては、該還流回路６には、発生器Ｇからの濃溶液Ｌｃと下段側の吸収器Ａの出口からの希溶液Ｌｄとを空冷熱交換器Ｈａの入口側で合流させる合流点１０が設けられている。符号Ｈｗは吸収器Ａから出た希溶液Ｌｄの一部（発生器Ｇへ供給される希溶液Ｌｄ）と発生器Ｇから出た濃溶液Ｌｃとを熱交換する溶液熱交換器、Ｆ1は凝縮器Ｃを空冷する冷却ファン、Ｆ2は空冷熱交換器Ｈａを空冷する冷却ファンである。

また、この吸収冷凍サイクルにおいては、前記蒸発器Ｅおよび吸収器Ａは一体化されてユニットＵを構成している。

上記ユニットＵは、図２に示すように、蒸発器Ｅと吸収器Ａとを水平に並べて一体化して構成されており、本実施の形態においては、前記ユニットＵ，Ｕは上下方向に２段積層されている。ここで、ユニットＵ，Ｕにおける蒸発器Ｅ，Ｅおよび吸収器Ａ，Ａはそれぞれ連通可能な構造とされている。

前記各ユニットＵにおいては、左側に蒸発器Ｅを、右側に吸収器Ａをそれぞれ形成してなるプレート１，１・・を複数枚積層し、前記蒸発器Ｅにおいては、凝縮器Ｃから供給された凝縮水（液冷媒）が内部を流れる水と熱交換して蒸発気化するとともに、利用側の熱源として冷水Ｗｃが得られる一方、前記吸収器Ａにおいては、発生器Ｇから供給された濃溶液Ｌｃに蒸発器Ｅから得られた蒸気（冷媒）Ｒｓが吸収されることにより、溶液濃度が希釈されることとなっている。符号２はユニットＵの外郭を構成するケーシング、３は蒸発器Ｅおよび吸収器Ａに供給された冷媒（液冷媒）Ｒｗおよび溶液（希溶液）Ｌｄをそれぞれ均等に散布するための散布トレー、４は冷水通路、５は吸収器Ａを構成する多孔部材である。なお、前記各プレート１は、熱良導体（例えば、鋼板、ステンレス鋼等）により製作される。

そして、本実施の形態においては、上段側の蒸発器Ｅにおける熱交換部７および下段側の吸収器Ａにおける熱交換部８を循環する冷媒回路９が付設されており、該冷媒回路９は、フロン系冷媒が自然循環するように構成されている。

上記のように構成したことにより、下段側の吸収器Ａの出口からの希溶液Ｌｄの大部分は、空冷熱交換器Ｈａを経て過冷却状態で上段側の吸収器Ａの上部に還流されるが、下段側の吸収器Ａの出口からの希溶液Ｌｄの一部は、発生器Ｇにおいて濃縮されて濃溶液となり、該濃溶液Ｌｃは、上段側の吸収器Ａの上部に供給される。従って、ユニットＵ，Ｕにおいては、上段側の吸収器Ａでは上段側の蒸発器Ｅで蒸発した冷媒蒸気Ｒｓが濃溶液Ｌｄに吸収され、冷媒蒸気Ｒｓの吸収により希釈された溶液は下段側の吸収器Ａに流入し、そのとき発生する吸収熱は、過冷却された溶液が保有する顕熱で取り去られる。一方、下段側の吸収器Ａでは下段側の蒸発器Ｅで蒸発した冷媒蒸気Ｒｓを吸収してさらに希釈され、そのとき発生する吸収熱は、冷媒回路９を構成する下段側の吸収器Ａの熱交換部８を流れるフロン系冷媒の蒸発潜熱により取り去られることとなる。その結果、下段側の蒸発器Ｅにおける蒸発温度を低くすることができるとともに、上段側の蒸発器Ｅにおける蒸発温度を高くすることができることとなり、下段側での冷凍能力を確保できるとともに、下段側の吸収器Ａの出口の溶液の濃度が低下することによって、発生器Ｇでの加熱媒体（例えば、排温水）Ｗｈの温度が低くなって、発生器Ｇでの加熱量が増加する。しかも、冷媒回路９はフロン系冷媒が自然循環するものとしているので、冷媒循環用の圧送手段が不要となり、コストダウンを図り得る。

また、本実施の形態においては、下段側の吸収器Ａからの溶液の大部分は、発生器Ｇにおいて冷媒蒸気Ｒｓを発生して濃縮された濃溶液Ｌｃと合流した後に空冷熱交換器Ｈａで過冷却された状態で上段側の吸収器Ａの上部へ還流されることとなっているので、上段側の吸収器Ａに還流される溶液温度を低く抑えることができ、上段側の吸収器Ａにおける吸収熱の除去が容易となる。

第２の実施の形態
図３には、本願発明の第２の実施の形態にかかる吸収式冷凍装置における吸収冷凍サイクルが示されている。

この場合、還流回路６における空冷熱交換器Ｈａの出口側には、発生器Ｇからの濃溶液Ｌｃを合流させる合流点１１が設けられている。このようにすると、下段側の吸収器Ａからの希溶液Ｌｄの大部分は、空冷熱交換器Ｈａで過冷却された後に発生器Ｇにおいて冷媒蒸気Ｒｓを発生して濃縮された濃溶液Ｌｃと合流して上段側の吸収器Ａの上部へ還流されることとなり、上段側の吸収器Ａにおける吸収熱の発生量を抑制でき、吸収熱の除去が容易となる。なお、上段側の吸収器Ａへ還流される溶液の温度が少し高くなるが、発生器Ｇからの濃溶液Ｌｃの量が少ないので問題とはならない。

その他の構成および作用効果は、第１の実施の形態におけると同様なので説明を省略する。

第３の実施の形態
図４には、本願発明の第３の実施の形態にかかる吸収式冷凍装置における吸収冷凍サイクルが示されている。

この場合、空冷熱交換器Ｈａを出た希溶液Ｌｄを、上段側および下段側の吸収器Ａ，Ａの上部にそれぞれ還流させるように構成されている。このようにすると、空冷熱交換器Ｈａによって過冷却状態とされた希溶液Ｌｄが上段側および下段側の吸収器Ａ，Ａの上部にそれぞれ還流されることとなり、上段側および下段側の吸収器Ａ，Ａにおける吸収熱の除去がより一層効果的に行える。

第４の実施の形態
図５には、本願発明の第４の実施の形態にかかる吸収式冷凍装置における吸収冷凍サイクルが示されている。

また、還流回路６における空冷熱交換器Ｈａの出口側には、発生器Ｇからの濃溶液Ｌｃを合流させる合流点１１が設けられている。このようにすると、下段側の吸収器Ａからの希溶液Ｌｄの大部分は、空冷熱交換器Ｈａで過冷却された後に発生器Ｇにおいて冷媒蒸気Ｒｓを発生して濃縮された濃溶液Ｌｃと合流して上段側の吸収器Ａの上部へ還流されることとなり、上段側の吸収器Ａにおける吸収熱の発生量を抑制でき、吸収熱の除去が容易となる。なお、上段側の吸収器Ａへ還流される溶液の温度が少し高くなるが、発生器Ｇからの濃溶液Ｌｃの量が少ないので問題とはならない。

第５の実施の形態
図６には、本願発明の第５の実施の形態にかかる吸収式冷凍装置における吸収冷凍サイクルが示されている。

この場合、下段側の吸収器Ａの出口からの希溶液Ｌｄを第２の空冷熱交換器Ｈａ′で過冷却した状態で下段側の吸収器Ａの上部に還流する第２の還流回路１２が付設されている。このようにすると、下段側の吸収器Ａからの希溶液Ｌｄの一部は、第２の空冷熱交換器Ｈａ′で過冷却された後に下段側の吸収器Ａの上部に還流されることとなり、下段側の吸収器Ａにおける吸収熱の除去がより一層効果的に行える。符号Ｆ2′は第２の空冷熱交換器Ｈａ′を空冷する冷却ファンである。

第６の実施の形態
図７には、本願発明の第６の実施の形態にかかる吸収式冷凍装置における吸収冷凍サイクルが示されている。

また、下段側の吸収器Ａの出口からの希溶液Ｌｄを第２の空冷熱交換器Ｈａ′で過冷却した状態で下段側の吸収器Ａの上部に還流する第２の還流回路１２が付設されている。このようにすると、下段側の吸収器Ａからの希溶液Ｌｄの一部は、第２の空冷熱交換器Ｈａ′で過冷却された後に下段側の吸収器Ａの上部に還流されることとなり、下段側の吸収器Ａにおける吸収熱の除去がより一層効果的に行える。符号Ｆ2′は第２の空冷熱交換器Ｈａ′を空冷する冷却ファンである。

第７の実施の形態
図８には、本願発明の第７の実施の形態にかかる吸収式冷凍装置における吸収冷凍サイクルが示されている。

この場合、上記第３の実施の形態と同様に、空冷熱交換器Ｈａを出た希溶液Ｌｄを、上段側および下段側の吸収器Ａ，Ａの上部にそれぞれ還流させるように構成されている。このようにすると、空冷熱交換器Ｈａによって過冷却状態とされた希溶液Ｌｄが上段側および下段側の吸収器Ａ，Ａの上部にそれぞれ還流されることとなり、上段側および下段側の吸収器Ａ，Ａにおける吸収熱の除去がより一層効果的に行える。

また、本実施の形態においては、冷媒回路９には、下段側の吸収器Ａにおける熱交換部８と上段側の蒸発器Ｅにおける熱交換部７との間であって上段側の蒸発器Ｅより上位に位置する冷媒冷却器Ｈｒが介設されている。このようにすると、冷媒回路９における下段側の吸収器Ａの熱交換部８において吸収熱を吸熱して蒸発したフロン系冷媒が冷媒冷却器Ｈｒにおいて冷却された状態で上段側の蒸発器Ｅの熱交換部７に供給され、当該熱交換部７において凝縮器Ｃから供給される冷媒（液冷媒）の蒸発によって凝縮液化とされることとなり、下段側の蒸発器Ｅでの冷凍能力をより確実に確保できる。符号Ｆ3は空冷冷却器Ｈｒを空冷する冷却ファンである。

その他の構成および作用効果は、第１の実施の形態におけると同様なので説明を省略する。なお、上記第１、第２および第４〜第６の実施の形態にかかる吸収式冷凍装置にも、本実施の形態を適用することは可能である。

本願発明は、上記各実施の形態に限定されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲において適宜設計変更可能なことは勿論である。

本願発明の第１の実施の形態にかかる吸収式冷凍装置における吸収冷凍サイクルを示す系統図である。本願発明の第１の実施の形態にかかる吸収式冷凍装置における蒸発器・吸収器ユニットの正面図である。本願発明の第２の実施の形態にかかる吸収式冷凍装置における吸収冷凍サイクルを示す系統図である。本願発明の第３の実施の形態にかかる吸収式冷凍装置における吸収冷凍サイクルを示す系統図である。本願発明の第４の実施の形態にかかる吸収式冷凍装置における吸収冷凍サイクルを示す系統図である。本願発明の第５の実施の形態にかかる吸収式冷凍装置における吸収冷凍サイクルを示す系統図である。本願発明の第６の実施の形態にかかる吸収式冷凍装置における吸収冷凍サイクルを示す系統図である。本願発明の第７の実施の形態にかかる吸収式冷凍装置における吸収冷凍サイクルを示す系統図である。

６は還流回路
７は熱交換部
８は熱交換部
９は冷媒回路
１０は合流点
１１は合流点
１２は第２の還流回路
Ｇは発生器
Ｃは凝縮器
Ｅは蒸発器
Ａは吸収器
Ｈａは空冷熱交換器
Ｈａ′は第２の空冷熱交換器
Ｈｗは溶液熱交換器
Ｕはユニット
Ｌｃは濃溶液
Ｌｄは希溶液
Ｒｓは冷媒蒸気（水蒸気）
Ｒｗは液冷媒（凝縮水）
Ｗｈは加熱媒体（排温水）

Claims

発生器（Ｇ）、該発生器（Ｇ）から得られた冷媒蒸気（Ｒｓ）を凝縮液化する凝縮器（Ｃ）、該凝縮器（Ｃ）で凝縮液化された液冷媒（Ｒｗ）を蒸発気化させる蒸発器（Ｅ）および該蒸発器（Ｅ）で蒸発気化された冷媒蒸気（Ｒｓ）を前記発生器（Ｇ）で得られた濃溶液（Ｌｃ）に吸収して前記発生器（Ｇ）へ供給される希溶液（Ｌｄ）を生成する吸収器（Ａ）を備えた吸収式冷凍装置であって、前記蒸発器（Ｅ）と前記吸収器（Ａ）とを水平に並べて一体化してなるユニット（Ｕ），（Ｕ）を上下方向に２段積層し且つ前記下段側の吸収器（Ａ）の出口からの希溶液（Ｌｄ）の大部分を空冷熱交換器（Ｈａ）により過冷却した状態で前記上段側の吸収器（Ａ）の上部に還流させる還流回路（６）を付設する一方、前記上段側の蒸発器（Ｅ）における熱交換部（７）および前記下段側の吸収器（Ａ）における熱交換部（８）を循環する冷媒回路（９）を設け且つ該冷媒回路（９）をフロン系冷媒が自然循環するように構成するとともに、前記下段側の吸収器（Ａ）の出口からの希溶液（Ｌｄ）を第２の空冷熱交換器（Ｈａ′）で過冷却した状態で前記下段側の吸収器（Ａ）の上部に還流する第２の還流回路（１２）を付設したことを特徴とする吸収式冷凍装置。
発生器（Ｇ）、該発生器（Ｇ）から得られた冷媒蒸気（Ｒｓ）を凝縮液化する凝縮器（Ｃ）、該凝縮器（Ｃ）で凝縮液化された液冷媒（Ｒｗ）を蒸発気化させる蒸発器（Ｅ）および該蒸発器（Ｅ）で蒸発気化された冷媒蒸気（Ｒｓ）を前記発生器（Ｇ）で得られた濃溶液（Ｌｃ）に吸収して前記発生器（Ｇ）へ供給される希溶液（Ｌｄ）を生成する吸収器（Ａ）を備えた吸収式冷凍装置であって、前記蒸発器（Ｅ）と前記吸収器（Ａ）とを水平に並べて一体化してなるユニット（Ｕ），（Ｕ）を上下方向に２段積層し且つ前記下段側の吸収器（Ａ）の出口からの希溶液（Ｌｄ）の大部分を空冷熱交換器（Ｈａ）により過冷却した状態で前記上段側の吸収器（Ａ）の上部に還流させる還流回路（６）を付設する一方、前記上段側の蒸発器（Ｅ）における熱交換部（７）および前記下段側の吸収器（Ａ）における熱交換部（８）を循環する冷媒回路（９）を設け且つ該冷媒回路（９）をフロン系冷媒が自然循環するように構成するとともに、前記空冷熱交換器（Ｈａ）を出た希溶液（Ｌｄ）を、前記上段側および下段側の吸収器（Ａ），（Ａ）の上部にそれぞれ還流させるように構成したことを特徴とする吸収式冷凍装置。
前記冷媒回路（９）には、前記下段側の吸収器（Ａ）における熱交換部（８）と前記上段側の蒸発器（Ｅ）における熱交換部（７）との間であって前記上段側の蒸発器（Ｅ）より上位に位置する冷媒冷却器（Ｈｒ）を介設したことを特徴とする請求項１および２のいずれか一項記載の吸収式冷凍装置。
前記発生器（Ｇ）からの濃溶液（Ｌｃ）と前記下段側の吸収器（Ａ）の出口からの希溶液（Ｌｄ）とを、前記空冷熱交換器（Ｈａ）の入口側で合流させるように構成したことを特徴とする請求項１、２および３のいずれか一項記載の吸収式冷凍装置。
前記発生器（Ｇ）からの濃溶液（Ｌｃ）と前記下段側の吸収器（Ａ）の出口からの希溶液（Ｌｄ）とを、前記空冷熱交換器（Ｈａ）の出口側で合流させるように構成したことを特徴とする請求項１、２および３のいずれか一項記載の吸収式冷凍装置。