特許 6952527 吸収冷凍機

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6952527

(24)【登録日】2021年9月30日

(45)【発行日】2021年10月20日

(54)【発明の名称】吸収冷凍機

(51)【国際特許分類】

   F25B 15/00 20060101AFI20211011BHJP

【ＦＩ】

   F25B15/00 B

   F25B15/00 306Z

【請求項の数】12

【全頁数】23

(21)【出願番号】特願2017-145105(P2017-145105)

(22)【出願日】2017年7月27日

(65)【公開番号】特開2019-27626(P2019-27626A)

(43)【公開日】2019年2月21日

【審査請求日】2020年7月2日

【国等の委託研究の成果に係る記載事項】（出願人による申告）平成２８年度、国立研究開発法人新エネルギー・産業技術総合開発機構「未利用熱エネルギーの革新的活用技術研究開発」に係る委託研究、産業技術力強化法第１９条の適用を受ける特許出願

(73)【特許権者】

【識別番号】316011466

【氏名又は名称】日立ジョンソンコントロールズ空調株式会社

(73)【特許権者】

【識別番号】503116257

【氏名又は名称】学校法人八戸工業大学

(74)【代理人】

【識別番号】110000279

【氏名又は名称】特許業務法人ウィルフォート国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】折田 久幸

(72)【発明者】

【氏名】藤居 達郎

(72)【発明者】

【氏名】馬渕 勝美

(72)【発明者】

【氏名】武田 伸之

(72)【発明者】

【氏名】野田 英彦

(72)【発明者】

【氏名】小田島 聡

【審査官】 庭月野 恭

(56)【参考文献】

【文献】 特開平０３−０１７４７４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００６−２７５３５４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０４−１７７０６４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００３−０７５０１３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０８−１０５６６１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０２−２０３１６６（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｆ２５Ｂ １５／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

水と水溶性塩と水溶性有機液体とを混合した液体を作動媒体とし、当該作動媒体を加熱して前記水と前記水溶性有機液体とを蒸発させる再生器と、当該再生器で蒸発した第１の混合蒸気を冷却して凝縮する凝縮器と、当該凝縮器で凝縮された凝縮液を減圧蒸発させ、その気化熱で低温冷熱を得る蒸発器と、当該蒸発器で発生した第２の混合蒸気を前記水溶性塩に吸収させる吸収器と、を有する吸収冷凍機において、
前記再生器から抜き出した作動媒体の濃度または液組成の少なくとも何れか一つを計測する第１の液組成計測装置と、
前記第１の液組成計測装置による計測結果に基づいて、前記再生器に供給する作動媒体の液組成を調整する制御装置と、
前記再生器で蒸発されなかった作動媒体を前記吸収器に戻す作動媒体戻し機構と、
前記作動媒体戻し機構における前記再生器と前記吸収器との間に設けられ、前記吸収器内の常温の前記第２の混合蒸気を吸収した前記水溶性塩の水溶液と、前記再生器で加熱された高温の作動媒体との間で熱交換を行う熱交換器と、
前記吸収器、前記再生器、前記凝縮器または前記蒸発器の少なくとも何れか一つに、水を供給する水供給装置と、
水溶性有機液体を供給する水溶性有機液体供給装置と、を有し、
前記第１の液組成計測装置は、
前記熱交換器により熱交換された後の作動媒体の濃度または液組成の少なくとも何れか一つを計測する吸収冷凍機。

【請求項2】

前記水供給装置と前記水溶性有機液体供給装置を、前記吸収器に設けた請求項１に記載の吸収冷凍機。

【請求項3】

前記凝縮器内の凝縮液を排出する排出装置を有する請求項２に記載の吸収冷凍機。

【請求項4】

水と水溶性塩と水溶性有機液体とを混合した液体を作動媒体とし、当該作動媒体を加熱して前記水と前記水溶性有機液体とを蒸発させる再生器と、当該再生器で蒸発した第１の混合蒸気を冷却して凝縮する凝縮器と、当該凝縮器で凝縮された凝縮液を減圧蒸発させ、その気化熱で低温冷熱を得る蒸発器と、当該蒸発器で発生した第２の混合蒸気を前記水溶性塩に吸収させる吸収器と、を有する吸収冷凍機において、
前記再生器から抜き出した作動媒体の濃度または液組成の少なくとも何れか一つを計測する第１の液組成計測装置と、
前記第１の液組成計測装置による計測結果に基づいて、前記再生器に供給する作動媒体の液組成を調整する制御装置と、
前記再生器で蒸発されなかった作動媒体を前記吸収器に戻す作動媒体戻し機構と、
前記作動媒体戻し機構における前記再生器と前記吸収器との間に設けられ、前記吸収器内の常温の前記第２の混合蒸気を吸収した前記水溶性塩の水溶液と、前記再生器で加熱された高温の作動媒体との間で熱交換を行う熱交換器と、
前記吸収器内の前記第２の混合蒸気を吸収した少なくとも前記水と前記水溶性有機液体とを含む混合液を、前記蒸発器に供給する混合液供給装置を備え、
前記第１の液組成計測装置は、
前記熱交換器により熱交換された後の作動媒体の濃度または液組成の少なくとも何れか一つを計測する吸収冷凍機。

【請求項5】

前記蒸発器内の凝縮液の濃度または液組成のうち、少なくとも何れか一つを計測する第２の液組成計測装置を有する請求項４に記載の吸収冷凍機。

【請求項6】

前記蒸発器内の凝縮液を抜き出し、当該凝縮液を前記吸収器に供給する凝縮液供給装置を有する請求項５に記載の吸収冷凍機。

【請求項7】

前記吸収器内の前記混合液の濃度または液組成のうち、少なくとも何れか一つを計測する第３の液組成計測装置を有する請求項６に記載の吸収冷凍機。

【請求項8】

前記吸収器内に前記水溶性塩の水溶液を供給する第１の水溶性塩供給装置を有する請求項７に記載の吸収冷凍機。

【請求項9】

前記制御装置は、
前記第１の液組成計測装置による前記再生器内の作動媒体の計測結果に基づいて、前記水供給装置または前記水溶性有機液体供給装置または前記排出装置のうち、少なくとも何れか一つの駆動を制御する請求項３に記載の吸収冷凍機。

【請求項10】

前記制御装置は、
前記第２の液組成計測装置による前記蒸発器内の凝縮液の計測結果に基づいて、前記吸収器内の前記第２の混合蒸気を吸収した前記水溶性塩の水溶液を前記蒸発器内に供給する第２の水溶性塩供給装置を制御する請求項５に記載の吸収冷凍機。

【請求項11】

前記制御装置は、
前記第３の液組成計測装置による前記吸収器内の前記第２の混合蒸気を吸収した前記水溶性塩の水溶液の計測結果に基づいて、前記第１の水溶性塩供給装置を制御する請求項８に記載の吸収冷凍機。

【請求項12】

前記水溶性塩は臭化リチウムであり、前記水溶性有機液体が１．４ジオキサンまたはアルコールである請求項１〜請求項１１の何れか一項に記載の吸収冷凍機。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、吸収冷凍機に関する。

【背景技術】

【0002】

吸収力の高い作動媒体に水などの冷媒を吸収させる際に発生する低圧によって、別の容器にある冷媒を気化させて低温を得る吸収冷凍機が知られている。特に空調用の吸収冷凍機では、作動媒体として臭化リチウム（水溶性塩）水溶液が用いられる。

【0003】

この臭化リチウム水溶液を用いた吸収冷凍機では、臭化リチウム水溶液を加熱し、水を蒸発させる再生器と、再生器から供給された水蒸気を冷却及び凝縮して水を生成する凝縮器と、凝縮器から供給された水を減圧蒸発させ、その気化熱で低温冷熱を得る蒸発器と、蒸発器から供給された水蒸気を臭化リチウム水溶液に吸収させて、蒸発器内を低圧にする吸収器とを有している。

【0004】

この種の吸収冷凍機では、蒸発器内で水を減圧蒸発させるため、蒸発器において、水の凝固点（０℃）よりも低温の冷熱を得ることができない。

【0005】

特許文献１には、水に１．４ジオキサン（水溶性有機液体）を混合した混合液を用いることで、蒸発器における混合液の凝固点を０℃以下に下げることができる吸収冷凍機が開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【特許文献1】特開２００６−２７５３５４号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

ここで、従来の吸収冷凍機では、再生器と蒸発器で蒸発する成分は水だけであるので、再生器と蒸発器とで蒸気組成が異なることはない。そのため、従来の吸収冷凍機では、再生器と蒸発器での蒸気流量が等しくなるように運用することで安定した運用がなされる。

【0008】

一方、特許文献１に開示されている吸収冷凍機では、水に１．４ジオキサンを混合した混合液を用いているため、再生器と蒸発器での蒸気組成と蒸気流量とがそれぞれ等しくなるように運用する必要がある。

【0009】

しかし、このような混合液を用いた吸収冷凍機では、再生器での液組成が経時的に変化するため、安定した運用が困難となる。

【0010】

したがって本発明は、上記課題に鑑みてなされたもので、吸収冷凍機を安定して運用することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0011】

上記課題を解決するため、水と水溶性塩と水溶性有機液体とを混合した液体を作動媒体とし、当該作動媒体を加熱して水と水溶性有機液体とを蒸発させる再生器と、当該再生器で蒸発した第１の混合蒸気を冷却して凝縮する凝縮器と、当該凝縮器で凝縮された凝縮液を減圧蒸発させ、その気化熱で低温冷熱を得る蒸発器と、当該蒸発器で発生した第２の混合蒸気を水溶性塩に吸収させる吸収器と、を有する吸収冷凍機において、再生器に供給された作動媒体の濃度または液組成の少なくとも何れか一つを計測する第１の液組成計測装置と、第１の液組成計測装置による計測結果に基づいて、再生器に供給する作動媒体の液組成を調整する制御装置と、を有する吸収冷凍機とした。

【発明の効果】

【0012】

本発明によれば、吸収冷凍機を安定して運用することができる。

【図面の簡単な説明】

【0013】

【図1】実施の形態にかかる吸収冷凍機の構成とその系統を説明する模式図である。

【図2】液組成計測方法を説明する図である。

【図3】水、臭化リチウム、及び１．４ジオキサンを含む３成分系の作動媒体の凝固点を説明する図である。

【図4】図３において水モル分率Ｘｃ＝Ｃの位置での再生器と蒸発器における水と１．４ジオキサンの蒸気組成の温度依存性図である。

【図5】図３において水モル分率Ｘｃ＝Ａの位置での再生器と蒸発器における水と１．４ジオキサンの蒸気組成の温度依存性図である。

【図6】図３において水モル分率Ｘｃ＝Ｂの位置での再生器と蒸発器における水と１．４ジオキサンの蒸気組成の温度依存性図である。

【図7】各容器内での液組成図であり、液組成の重量分率の経時変化を示している。

【図8】各容器内での液組成図であり、液組成の重量分率の経時変化を示している。

【図9】吸収冷凍機における再生器内の混合液の水モル分率と、蒸発器内の混合液の水モル分率の関係を説明する図である。

【図10】第２の実施形態にかかる吸収冷凍機の構成とその系統を説明する模式図である。

【図11】第２の実施形態における各容器内での液組成図であり、液組成の重量分率の経時変化を示している。

【図12】第２の実施形態における各容器内での液組成図であり、液組成の重量分率の経時変化を示している。

【図13】吸収冷凍機における再生器内の混合液の水モル分率と、蒸発器内の混合液の水モル分率の関係を説明する図である。

【発明を実施するための形態】

【0014】

以下、本発明の実施の形態にかかる吸収冷凍機１を説明する。
図１は、実施の形態にかかる吸収冷凍機１の構成とその系統を説明する模式図である。

【0015】

［吸収冷凍機の構成］
図１に示すように、吸収冷凍機１は、作動媒体を加熱し、所定の成分を蒸発させる再生機１０と、再生器１０から供給された蒸気を冷却及び凝縮して液体を生成する凝縮器２０と、凝縮器２０から供給された液体を減圧蒸発させ、その気化熱で低温冷熱を得る蒸発器３０と、蒸発器３０から供給された蒸気を臭化リチウム水溶液に吸収させて、蒸発器３０内を低圧にする吸収器４０と、吸収冷凍機１の全体制御を行う制御装置５０とを備える。

【0016】

吸収器４０には、ジオキサン供給装置６０と、水供給装置７０と、インヒビター供給装置７３とが設けられている。吸収器４０には、ジオキサン供給装置６０により１．４ジオキサンが供給され、水供給装置７０により水が供給され、インヒビター供給装置７３によりインヒビターが供給される。

【0017】

ジオキサン供給装置６０は、ジオキサン供給管６１と、バルブ６２とを有している。バルブ６２の開閉は、制御装置５０（後述する操作処理装置５３）により制御される。

【0018】

水供給装置７０は、水供給管７１と、バルブ７２とを有している。バルブ７２の開閉は、制御装置５０（後述する操作処理装置５３）により制御される。

【0019】

インヒビター供給装置７３もまた、インヒビター供給管とバルブとを有しており、バルブの開閉は、制御装置５０（後述する操作処理装置５３）により制御される。
このインヒビター供給装置７３から供給されるインヒビターは、主に水酸化リチウムが用いられ、吸収器４０内の臭化リチウム水溶液に添加されることで防食機能を発揮する。

【0020】

吸収器４０では、臭化リチウム水溶液に１．４ジオキサンを混合した３成分系の作動媒体が用いられており、この３成分系の作動媒体は、ポンプ８０により再生器１０に供給される。

【0021】

再生器１０では、吸収器４０から供給された３成分系の作動媒体が加熱されるようになっている。再生器１０での加熱により、３成分系の作動媒体のうち水と１．４ジオキサンとが蒸発して高濃度の臭化リチウム水溶液が生成される。この再生器１０における作動媒体の加熱は、工場での排熱などが利用される。

【0022】

再生器１０で蒸発した水と１．４ジオキサンの混合蒸気は、管１０１を介して凝縮器２０に供給される。また、再生器１０で生成された高濃度の臭化リチウム水溶液は、管１０２を介して吸収器４０に戻されるようになっている。

【0023】

ここで、管１０２における再生器１０と吸収器４０との間には、熱交換器９０が設けられている。この熱交換器９０では、ポンプ８０により再生器１０に供給される前の常温（約１５℃〜４０℃）の３成分系の作動媒体と、再生器１０で生成された高温の臭化リチウム水溶液との間で熱交換が行われる。

【0024】

これにより、吸収器４０における３成分系の作動媒体は、常温よりも高い温度に加熱されたのち再生器１０に供給されるので、再生器１０での加熱に要する熱エネルギーを少なくすることができる。

【0025】

また、再生器１０で生成された高温の臭化リチウム水溶液は、常温近くまで冷却されたのち吸収器４０に戻される。その結果、吸収器４０での高濃度の臭化リチウム水溶液の冷却に要する熱エネルギーを少なくすることができる。

【0026】

熱交換器９０の下流側には、バルブ８５が設けられており、このバルブ８５の開閉により再生器１０から吸収器４０に戻される高濃度の臭化リチウム水溶液の量が調整される。バルブ８５の開閉は、制御装置５０（後述する操作処理装置５３）により制御される。

【0027】

凝縮器２０では、内部が冷却されるようになっており、再生器１０から供給された水と１．４ジオキサンの混合蒸気は冷却及び凝縮されて、水と１．４ジオキサンが混合したジオキサン水溶液が生成される。このジオキサン水溶液は、管１０３を介して蒸発器３０に供給される。

【0028】

凝縮器２０と蒸発器３０との間を接続する管１０３には、バルブ８６が設けられており、蒸発器３０に供給されるジオキサン水溶液の量は、バルブ８６により調整される。このバルブ８６の開閉は、制御装置５０（後述する操作処理装置５３）により制御される。

【0029】

また、凝縮器２０には、当該凝縮器２０の底部に残ったジオキサン水溶液を排出する排出管９５が設けられており、バルブ８７によりジオキサン水溶液の排出量が調整される。このバルブ８７の開閉もまた、制御装置５０（後述する操作処理装置５３）により制御される。

【0030】

蒸発器３０では、当該蒸発器３０内が低圧となるように維持されており、凝縮器２０から供給されたジオキサン水溶液が低温で蒸発するようになっている。蒸発器３０で発生した水と１．４ジオキサンの混合蒸気は、管１０８を介して吸収器４０に供給される。

【0031】

蒸発器３０では、ジオキサン水溶液が蒸発する過程で、気化熱により冷熱が得られるようになっている。この冷熱は、蒸発器３０での冷媒との熱交換により、冷熱取出部９６から取り出される。

【0032】

冷熱取出部９６には、温度センサ９１が設けられており、この温度センサ９１により冷熱取出部９６から取り出された冷媒の温度を計測する。温度センサ９１は、制御装置５０（後述する温度データ処理装置５２）に接続されており、温度センサ９１で計測された温度情報は制御装置５０（後述する温度データ処理装置５２）に送信される。

【0033】

ここで、蒸発器３０内のジオキサン水溶液は、水よりも凝固点が低くなり、水と１．４ジオキサンを混合させた実施の形態のジオキサン水溶液（作動媒体）では、凝固点が０℃よりも低くなる。よって、蒸発器３０では、０℃以下の冷熱が、冷熱取出部９６から取り出される。

【0034】

前述した再生器１０、凝縮器２０、蒸発器３０及び吸収器４０には、それぞれ液位計１１、２１、３１及び４１が設置されている。液位計１１、２１、３１及び４１は、再生器１０、凝縮器２０、蒸発器３０及び吸収器４０内に残留する液体の底部からの高さ位置（液位）を計測するものである。

【0035】

それぞれの液位計１１、２１、３１及び４１は、制御装置５０（後述する液位データ処理装置５１）に接続されており、液位計で計測された各容器の液位情報は、制御装置５０（後述する液位データ処理装置５１）に送信される。

【0036】

ここで、再生器１０と吸収器４０との間には、液組成計測装置６５が設けられている。液組成計測装置６５は、再生器１０で生成された高濃度の臭化リチウム水溶液の液組成（又は／及び濃度）を計測する。液組成計測装置６５は、制御装置５０（後述する液組成データ処理装置５５）に接続されており、計測した臭化リチウム水溶液の液組成（又は／及び濃度）を制御装置５０（後述する液組成データ処理装置５５）に送信する。

【0037】

液組成計測装置６５で計測された後の、高濃度の臭化リチウム水溶液は、管１０４を介して吸収器４０に供給されるようになっている。これにより、液組成計測装置６５は、再生器１０から抜き出した高濃度の臭化リチウム水溶液の組成を計測すると共に、計測後の臭化リチウム水溶液をそのまま吸収器４０に戻すようになっている。これにより、液組成計測装置６５は、吸収冷凍機１の運転サイクルの中で、臭化リチウム水溶液の液組成を連続して計測することができる。

【0038】

液組成計測装置６５と再生器１０との間を接続する管１０５には、ポンプ８１が接続されており、このポンプ８１により、再生器１０内に貯留した高濃度の臭化リチウム水溶液を含む３成分系の作動媒体が液組成計測装置６５に供給される。このポンプ８１の駆動は、制御装置５０（後述する操作処理装置５３）により制御される。

【0039】

実施の形態では、液組成計測装置６５の供給側には、恒温槽６６が設けられている。高濃度の臭化リチウム水溶液は、恒温槽６６で一定の温度にされた後、液組成計測装置６５で液組成が計測されるようになっている。

【0040】

また、蒸発器３０にも、管１０６を介して液組成計測装置６７が設けられている。液組成計測装置６７は、蒸発器３０で蒸発した水と１．４ジオキサンの混合蒸気（２成分系の混合蒸気）を、管１０６を介して抜き出して、その組成を計測する。そして、液組成計測装置６７は、計測した水と１．４ジオキサンの混合蒸気を、管１０７を介してそのまま凝縮器２０に供給するようになっている。このように、液組成計測装置６７は、吸収冷凍機１の運転サイクルの中で混合蒸気を連続して計測することができる。

【0041】

蒸発器３０と液組成計測装置６７との間を接続する管１０６には、ポンプ８２が設けられており、このポンプ８２により、蒸発器３０内の水と１．４ジオキサンの混合蒸気が液組成計測装置６７に供給される。このポンプ８２の駆動は、制御装置５０（後述する操作処理装置５３）により制御される。

【0042】

実施の形態では、液組成計測装置６７の供給側には、恒温槽６８が設けられている。水と１．４ジオキサンの混合蒸気は、恒温槽６８で一定の温度にされた後、液組成計測装置６７で液組成が計測されるようになっている。

【0043】

次に、制御装置５０を説明する。
図１に示すように、制御装置５０は、液位データ処理装置５１と、温度データ処理装置５２と、操作処理装置５３と、モニタ５４と、液組成データ処理装置５５とを有する。

【0044】

液位データ処理装置５１は、液位計１１、２１、３１及び４１から送信された液位データを取り込み、演算処理する装置である。

【0045】

温度データ処理装置５２は、温度センサ９１から送信された温度データを取り込み、演算処理する装置である。

【0046】

操作処理装置５３は、液位データ処理装置５１、温度データ処理装置５２、液組成データ処理装置５５での各データの処理結果に基づいて、バルブ６２、７２、８５、８６、８７、及びポンプ８０、８１、８２を制御する装置である。

【0047】

モニタ５４は、送信された液位データ、温度データ、各バルブの開閉状態などを表示する装置である。

【0048】

液組成データ処理装置５５は、液組成計測装置６５、６７の液組成データを取り込み、演算処理する装置である。実施の形態では、液組成データ処理装置５５は、再生器１０と蒸発器３０の液組成データを演算処理する。

【0049】

［液組成計測方法］
次に、液組成データ処理装置５５における、液組成の計測方法を説明する。
図２は、液組成計測方法を説明する図である。
本願発明者は、鋭意研究の結果、被計測媒体（例えば、再生器１０内の３成分系の作動媒体、蒸発器３０内の２成分系の混合蒸気）の異なる２以上の物理的性質に基づいて、被計測媒体における水のモル分率Ｘｃ、被計測媒体における水と臭化リチウムの重量分率ξを算出する演算式を構築した。

【0050】

以下、液組成計測装置６５と、液組成計測装置６５で計測された被測定媒体の物理的性質に基づいて演算を行う液組成データ処理装置５５とを、液組成データ処理装置５５で算出した演算式の算出方法と共に説明する。
［００００］
図２に示すように、液組成計測装置６５は、被計測媒体（再生器１０内の高濃度の臭化リチウム水溶液：３成分系の作動媒体）の組成を、異なる方法でそれぞれ計測するための複数の計測部（実施の形態では、第１計測部６５１、第２計測部６５２、第３計測部６５３）を有している。

【0051】

ここで、第１計測部６５１、第２計測部６５２、第３計測部６５３は、被計測媒体のそれぞれ異なる物理的性質を利用して、被計測媒体の組成を測定する装置である。

【0052】

第１計測部６５１は、光学的性質を利用して被計測媒体の組成を計測する装置である。光学的性質とは、例えば、被計測媒体の透過度、旋光度、屈曲率、濁度、色度などが挙げられる。

【0053】

第２計測部６５２は、電気的性質を利用して被計測媒体の組成を計測する装置である。電気的性質とは、例えば、被計測媒体のｐＨ、電気導電率、酸化還元電位、イオンメータなどが挙げられる。

【0054】

第３計測部６５３は、流体としての性質を利用して被計測媒体の組成を計測する装置である。流体としての性質とは、例えば、密度、粘度などが挙げられる。

【0055】

図２に示すように、実施の形態の液組成計測装置６５には、再生器１０で生成された高濃度の臭化リチウム水溶液（被計測媒体）の一部が導入される。

【0056】

高濃度の臭化リチウム水溶液は、再生器１０での加熱により高温になっている。そのため、高濃度の臭化リチウム水溶液は、液組成計測装置６５に導入される前に、液組成計測装置６５の供給側に設けられた恒温槽６６で、常温に近い一定の温度まで冷却される。

【0057】

そして、高濃度の臭化リチウム水溶液は所定の流路で分岐して、液組成計測装置６５の第１計測部６５１と第２計測部６５２と第３計測部６５３の何れか２以上に供給される。

【0058】

このように、ｍ種類の被計測媒体が混合されている場合、ｍ−１種類の計測装置に導入して、液組成を計測する。実施の形態では、再生器１０から導入された臭化リチウム水溶液は、水と臭化リチウムと１．４ジオキサンの３種類の成分が含まれた混合液であるので、前述した第１計測部６５１から第３計測部６５３のうちの何れか２（３−１種）種類の計測部に導入して、異なる２種類の物理的性質の計測を行う。

【0059】

計測後の被計測媒体（高濃度の臭化リチウム水溶液）は、そのまま吸収器４０へ戻される。

【0060】

液組成計測装置６５で計測された被計測媒体の液組成データは、制御装置５０の液組成データ処理装置５５に送信される。

【0061】

制御装置５０の液組成データ処理装置５５では、液組成計測装置６５（第１計測部６５１、第２計測部６５２、第３計測部６５３）で計測された複数の異なる性質の液組成データを取得すると共に、この液組成データに所定の重み係数ｆ、ｇ、ｒ、ｓを加えて、臭化リチウム水溶液（３成分系の作動媒体）の水モル分率Ｘｃと、臭化リチウムの重量分率ξの演算を行う。

【0062】

例えば、臭化リチウム水溶液（被計測媒体）の水モル分率Ｘｃと、臭化リチウムの重量分率ξは、第１計測部６５１で計測した臭化リチウム水溶液の屈折率ｎ、第２計測部６５２で計測した臭化リチウム水溶液の電気伝導率σに重み係数をｆ、ｇ、ｒ、ｓを加えて、次の数式（１）、（２）で表すことができる。

【0063】

Ｘｃ＝（ｎ、σ、ｆi（ｉ＝１〜４）、ｇi（ｉ＝１〜４）） ・・・・ （１）

【0064】

ξ＝（ｎ、σ、ｒi（ｉ＝１〜４）、ｓi（ｉ＝１〜４）） ・・・・ （２）

【0065】

ここで、重み係数ｆ、ｇ、ｒ、ｓは、それぞれ４個（ｉ＝１〜４）、合計１６個あり、複数の温度に対してそれぞれ設定することが好ましい。特に、実施の形態のように、被計測媒体を恒温槽６６で一定の温度に設定している場合には、重み係数ｆ、ｇ、ｒ、ｓは、一定の温度の１つの設定値（パターン）だけでよくなるので、演算式の構築時間を短縮化することができる。

【0066】

次に、水、臭化リチウム、及び１．４ジオキサンを含む３成分系の作動媒体の凝固点の変化を説明する。
図３は、水、臭化リチウム、及び１．４ジオキサンを含む３成分系の作動媒体の凝固点を説明する図（以下、凝固点図と表記する）である。

【0067】

図３に示す凝固点図では、横軸に作動媒体の水モル分率Ｘｃ、縦軸に凝固点「℃」が設定されており、臭化リチウムの重量分率ξに対して示されている。水モル分率Ｘｃ＝１は、作動媒体に１．４ジオキサンが全く含まれない場合、すなわち水と臭化リチウムのみの混合液を表している。

【0068】

臭化リチウムの重量分率ξ＝０、すなわち作動媒体に臭化リチウムが全く含まれない場合、水モル分率Ｘｃ＝１での作動媒体の成分は水であり、この場合の凝固点は０℃である。

【0069】

水モル分率Ｘｃが１から減少すると（１．４ジオキサンの濃度が高くなると）、ある一定の水モル分率Ｘｃまでは凝固点は下がるが、ある一定の水モル分率Ｘｃよりも下がるとそれ以上は凝固点が下がらず、反対に凝固点が上がってしまうことが分かる。

【0070】

また、臭化リチウムの重量分率ξが増加すると（臭化リチウムの濃度が高くなると）、凝固点は下がることが分かる。

【0071】

ここで、臭化リチウムは水溶性塩であり、臭化リチウムの濃度が高くなると凝固点が下がる一方、沸点を高めることとなる。臭化リチウムが高濃度になると、蒸発器３０での臭化リチウム水溶液の蒸発が阻害されると共に、蒸発器３０内の伝熱管に臭化リチウムの結晶が析出することにより伝熱が阻害され冷熱が得られにくくなる。

【0072】

このため、蒸発器３０では、凝固点の降下、沸点の上昇、及び結晶化を起こさないように最適な水と臭化リチウムの重量分率ξを設定する必要がある。ここで、凝固点の最小値は、重量分率ξが大きいほど水モル分率Ｘｃが高くなる側（図３の右側）へシフトしており、凝固点と沸点と結晶化温度を考慮した上で、蒸発器３０で必要な冷熱温度と、その冷熱温度を得るための混合液の組成を設定することとなる。

【0073】

吸収冷凍機１では、冷媒と作動媒体とを、再生器１０〜吸収器４０との間で循環させる閉サイクルを形成している。例えば、吸収器４０において、１．４ジオキサンを添加しない臭化リチウム水溶液の場合、再生器１０と蒸発器３０で水だけが蒸発するため、再生器１０と蒸発器３０とで蒸気組成が異なることはない。したがって、吸収冷凍機を安定して継続して運転するためには、再生器１０と蒸発器３０とで水の蒸発流量を等しくすればよい。

【0074】

一方、実施の形態の吸収冷凍機１では、吸収器４０において、水、臭化リチウムに１．４ジオキサンを加えた３成分系の作動媒体としている。このような場合、再生器１０と蒸発器３０とで水と１．４ジオキサンの両成分が蒸発するため、再生器１０と蒸発器３０の蒸気組成と蒸気流量を同時に等しくする必要がある。

【0075】

次に、再生器１０と蒸発器３０における水と１．４ジオキサンの蒸気組成の温度依存性図を説明する。
図４は、図３において水モル分率Ｘｃ＝Ｃの位置での再生器１０と蒸発器３０における水と１．４ジオキサンの蒸気組成の温度依存性図である。
図５は、図３において水モル分率Ｘｃ＝Ａの位置での再生器１０と蒸発器３０における水と１．４ジオキサンの蒸気組成の温度依存性図である。
図６は、図３において水モル分率Ｘｃ＝Ｂの位置での再生器１０と蒸発器３０における水と１．４ジオキサンの蒸気組成の温度依存性図である。
なお、水モル分率Ｘｃは、Ｃ＞Ａ＞Ｂの関係となっている（図３参照）。

【0076】

図４〜図６に示す蒸気組成の温度依存性図では、横軸に温度℃、縦軸に蒸気（液）組成「ｍｏｌ％」を設定している。

【0077】

図４に示すように、水モル分率Ｘｃ＝Ｃの場合の蒸気組成は、再生器１０と蒸発器３０の何れの容器でも、１．４ジオキサンよりも水の量が多くなっている。これは、水モル分率Ｘｃ＝Ｃでは、混合蒸気中の水の濃度が高いためである。

【0078】

また、再生器１０の方が、蒸発器３０よりも蒸気組成における水の量が少なく、１．４ジオキサンの量が多い。よって、水モル分率Ｘｃ＝Ｃでは、再生器１０と蒸発器３０とで、各容器内の液組成（濃度）が異なっていることが分かる。

【0079】

図５に示すように、水モル分率Ｘｃ＝Ａの場合の蒸気組成は、再生器１０と蒸発器３０の何れの容器でも、１．４ジオキサンよりも水の量が多くなっている。水モル分率Ｘｃ＝Ａもまた、混合蒸気中の水の濃度が高いためである。

【0080】

ここで、水モル分率Ｘｃ＝Ａでは、再生器１０と蒸発器３０とで、蒸気組成における水の量がほぼ同じとなり、１．４ジオキサンの量もほぼ同じとなる。これは、水モル分率Ｘｃ＝Ａの方が、Ｘｃ＝Ｃの場合よりも混合液中の水の濃度が低くなる代わりに、１．４ジオキサンの濃度が高くなっているからである。

【0081】

図６に示すように、水モル分率Ｘｃ＝Ｂの場合の蒸気組成は、低温の蒸発器３０では、水の量は１．４ジオキサンよりも少なく、高温の再生器１０では、水の量は１．４ジオキサンよりも多くなっている。各容器での、水と１．４ジオキサンの液組成（濃度）が異なっていることが分かる。

【0082】

図７は、各容器内での液組成図であり、液組成の重量分率の経時変化を示している。

【0083】

図７では、横軸に時間、縦軸に液組成の重量分率としている。また、初期状態で、再生器１０内の水モル分率Ｘｃ＝Ｂ（図３参照）、吸収器４０内の臭化リチウムの重量分率ξ＝０．５５とする。

【0084】

再生器１０内には、吸収器４０から、水と１．４ジオキサンと臭化リチウムの混合液（３成分系の作動媒体）が供給される。再生器１０では、この混合液が加熱されて、水と１．４ジオキサンが蒸発し、臭化リチウムは蒸発せずに残る。

【0085】

そのため、図７の右上図に示すように、再生器１０内では、時間の経過と共に、１．４ジオキサンが減少し、低い値で一定の値となる。これは、再生器１０には、１．４ジオキサンを含む混合液が吸収器４０から供給されるが、水モル分率Ｘｃ＝Ｂでの１．４ジオキサンの量が少ないためである。

【0086】

凝縮器２０内には、再生器１０から、水と１．４ジオキサンの混合蒸気が供給される。凝縮器２０では、この混合蒸気が冷却されて、水と１．４ジオキサンが凝縮される（ジオキサン水溶液が生成される）。

【0087】

図７の左上図に示すように、凝縮器２０内の混合蒸気は、所定時間経過後に水と１．４ジオキサンの量は一定となる。

【0088】

蒸発器３０内には、凝縮器２０で生成されたジオキサン水溶液が供給される。蒸発器３０では、このジオキサン水溶液が蒸発する。

【0089】

図７の左下図に示すように、蒸発器３０では、１．４ジオキサンが減少したのち、水モル分率Ｘｃ＝Ａで一定となる。水は増加後に一定の値となる。蒸発器３０内のジオキサン水溶液は、水と１．４ジオキサンの混合液であり、臭化リチウムが含まれていないため、図３のξ＝０を見ると初期状態のＸｃ＝Ｂでは凝固点は低い状態にあるが、Ｘｃ＝Ａでは凝固点は高くなることが分かる。

【0090】

吸収器４０内には、蒸発器３０から供給された水と１．４ジオキサンと、臭化リチウムとの混合液が貯留されている。

【0091】

図７の右下図に示すように、吸収器４０では、最終的に水と臭化リチウムと１．４ジオキサンの量は一定の値となる。

【0092】

次に、図８は、１．４ジオキサンをさらに加えた場合の、再生器１０、凝縮器２０、蒸発器３０、吸収器４０内の液組成図であり、液組成の重量分率の経時変化を示している。

【0093】

図８では、横軸に時間、縦軸に液組成の重量分率としている。また、初期状態で、再生器１０内の水モル分率Ｘｃ＝Ｄ（図３参照）、吸収器４０内の臭化リチウムの重量分率ξ＝０．５５としている。

【0094】

図８の右上図に示すように、再生器１０では、１．４ジオキサンの量は時間の経過と共に減少する。しかし、図８に示す再生器１０では、図７の場合よりも混合液中の１．４ジオキサンの量が多いため、１．４ジオキサンの重量分率は、図７の場合よりも多い値で一定の値となった。また、再生器１０では、混合液中の１．４ジオキサンの重量分率が増加した分、水と臭化リチウムの重量分率ξは、図７の場合よりも減少する。

【0095】

次に、図８の左上図に示すように、凝縮器２０では、図７の場合よりも、再生器１０から供給された水と１．４ジオキサンの混合蒸気に含まれる１．４ジオキサンの量が多くなっている。そのため、凝縮器２０では、１．４ジオキサンと水の量が時間の経過とともに一定となるが、図７の場合よりも、１．４ジオキサンの量が増加し、その分、水の量が減少する。

【0096】

図８の左下図に示すように、蒸発器３０では、吸収冷凍機１の稼働初期に１．４ジオキサンの量が減少したのち、Ｘｃ＝Ｂ（＜Ａ）で一定の値となる。水の量は、吸収冷凍機１の稼働初期に増加したのち、一定の値となる。蒸発器３０内の水と１．４ジオキサンの混合液には、臭化リチウムが含まれていないため、図３のξ＝０を見ると初期状態のＸｃ＝Ｄでは、１．４ジオキサンが過剰に含まれているため凝固点は高い状態にあるが、次第に１．４ジオキサンの含まれる割合が低下してＸｃ＝Ｂになり、凝固点が降下する。

【0097】

図８の右下図に示すように、吸収器４０では、蒸発器３０から供給された混合蒸気における１．４ジオキサンの重量分率が増加した分、水と臭化リチウムの重量分率ξがそれぞれ減少する。

【0098】

図７及び図８に示すように、凝縮器２０内の混合液中の１．４ジオキサンの重量分率は、時間と共に増加したのち、一定の値となった。吸収冷凍機１の稼働直後は、１．４ジオキサンが凝縮器２０に蓄積されるが、十分に時間が経てばそれ以上は蓄積しないことを表している。

【0099】

ここで、実施の形態では、吸収冷凍機１において、１．４ジオキサンの濃度が適切か否かの判断、及び定常状態になっているか否かの判断方法として、再生器１０内の１．４ジオキサンの濃度を基準として判断している。そのため、再生器１０内の１．４ジオキサンが減少している間は、定常状態になっていないことを表しており、また、１．４ジオキサンの濃度が０（ゼロ）、又は０（ゼロ）に近ければ混合液中の１．４ジオキサンの添加量が足りないことを表している。

【0100】

このように吸収冷凍機１では、再生器１０内の１．４ジオキサンの濃度を計測することで、吸収冷凍機１を安定して継続して運用することができる。

【0101】

ここで、吸収冷凍機１における再生器１０内の水と１．４ジオキサンの混合液の水モル分率Ｘｃと、蒸発器３０内の水と１．４ジオキサンの混合液の水モル分率Ｘｃの関係を説明する。
図９は、吸収冷凍機１における再生器１０内の混合液の水モル分率Ｘｃと、蒸発器３０内の混合液の水モル分率Ｘｃの関係を説明する図である。図９の横軸は再生器１０内の混合液の水モル分率Ｘｃ、縦軸は蒸発器３０内の混合液の水モル分率Ｘｃである。

【0102】

図９において、領域Ｋと領域Ｍは、再生器１０内の混合液の水モル分率Ｘｃの変化に対して蒸発器３０内の混合液の水モル分率Ｘｃの変化が大きい。これに対して、領域Ｌでは、再生器１０内の混合液の水モル分率Ｘｃが変化しても蒸発器３０内の混合液の水モル分率Ｘｃの変化が小さい。この領域Ｌは、蒸発器３０内での凝固点の変化が小さく、１．４ジオキサンの添加量に対して尤度を有し、吸収冷凍機１の運用を行う上で好ましい範囲である。

【0103】

この図９に示す再生器１０内の混合液の水モル分率Ｘｃと蒸発器３０内の混合液の水モル分率Ｘｃとの関係（領域Ｌ）を、液組成データ処理装置５５に予め組み込んでおき、図９における領域Ｌの範囲で、再生器１０と蒸発器３０の運用を行えばよい。

【0104】

吸収冷凍機１では、吸収器４０に１．４ジオキサンを供給するジオキサン供給装置６０（図１参照）を有しているので、再生器１０内又は蒸発器３０内の１．４ジオキサンが不足している場合、このジオキサン供給装置６０により、１．４ジオキサンを吸収器４０に供給する。これにより、吸収器４０で吸収された高濃度の１．４ジオキサンを含む混合液が再生器１０に供給されるので、再生器１０の１．４ジオキサンの濃度を高めることができる。

【0105】

その結果、吸収冷凍機１では、高濃度の１．４ジオキサンを含む混合蒸気が、再生器１０から凝縮器２０に供給されたのち、凝縮器２０で凝縮された高濃度の１．４ジオキサンを含む混合液が蒸発器３０に供給されて、蒸発器３０内の１．４ジオキサンの濃度を高めることができる。

【0106】

また、吸収冷凍機１では、再生器１０又は蒸発器３０の１．４ジオキサンが過剰の場合、凝縮器２０の高濃度の１．４ジオキサンを含む混合液を排出管９５から排出すると共に、吸収器４０に設けられた水供給装置７０により、吸収器４０に水を供給するようになっている（図１参照）。

【0107】

この結果、凝縮器２０内の高濃度の１．４ジオキサンを含む混合液が排出されて、水で薄められた低濃度の１．４ジオキサンを含む混合液が、再生器１０に供給される。

【0108】

再生器１０では、低濃度の１．４ジオキサンを含む混合蒸気が発生すると共に、この混合蒸気が凝縮器２０に供給される。

【0109】

凝縮器２０では、低濃度の１．４ジオキサンを含む混合蒸気が冷却及び凝縮されて、低濃度の１．４ジオキサンを含む混合液が生成される。この低濃度の１．４ジオキサンを含む混合液が、蒸発器３０に供給されて、蒸発器３０内の１．４ジオキサンの濃度が低くなる。

【0110】

前述した凝縮器２０内の混合液の抜き出し、吸収器４０内への１．４ジオキサン又は水の供給の判断は、液位データ処理装置５１が、液位計２１、４１で計測された各容器の液位に基づいて行う。

【0111】

以上の通り、実施の形態では、
（１）水と臭化リチウム（水溶性塩）と１．４ジオキサン（水溶性有機液体）とを混合した液体を３成分系の作動媒体とし、当該作動媒体を加熱して水と１．４ジオキサンを蒸発させる再生器１０と、当該再生器１０で蒸発した水と１．４ジオキサンの混合蒸気（第１の混合蒸気）を冷却して凝縮する凝縮器２０と、当該凝縮器２０で凝縮された水と１．４ジオキサンの混合液（凝縮液）を減圧蒸発させ、その気化熱で低温冷熱を得る蒸発器３０と、当該蒸発器３０で発生した水と１．４ジオキサンの混合蒸気（第２の混合蒸気）を臭化リチウムに吸収させる吸収器４０と、を有する吸収冷凍機１において、再生器１０に供給された３成分系の作動媒体の濃度または液組成の少なくとも何れか一つを計測する液組成計測装置６５（第１の液組成計測装置）と、液組成計測装置６５による計測結果に基づいて、再生器１０に供給する３成分系の作動媒体の液組成を調整する制御装置５０と、を有する構成とした。

【0112】

このように構成すると、吸収冷凍機１では、再生器１０内の３成分系の作動媒体の濃度または液組成のうち、少なくとも何れか一つを計測する液組成計測装置６５と、液組成計測装置６５の計測結果に基づいて、再生器１０に供給する３成分系の作動媒体の液組成を調整する制御装置５０を有している。よって、吸収冷凍機１では、再生器１０内の３成分系の作動媒体の濃度または液組成を適切に管理できるので、作動媒体が臭化リチウムと１．４ジオキサンを含む３成分になった場合でも、吸収冷凍機１を安定して運用することができる。

【0113】

（２）再生器１０で蒸発されなかった作動媒体を吸収器４０に戻す管１０２（作動媒体戻し機構）と、管１０２における再生器１０と吸収器４０との間に設けられ、吸収器４０内の常温の水と１．４ジオキサンの混合蒸気を吸収した臭化リチウム水溶液と、再生器１０で加熱された高温の作動媒体との間で熱交換を行う熱交換器９０と、を有し、液組成計測装置６５は、熱交換器９０により熱交換された後の作動媒体の濃度または液組成の少なくとも何れか一つを計測する構成とした。

【0114】

このように構成すると、液組成計測装置６５では、熱交換器９０で熱交換されて一定の温度に保たれた作動媒体の濃度または液組成を計測するので、液組成の計測における温度の影響を受け難く、濃度や液組成の計測（演算）を簡便に行うことができる。

【0115】

また、再生器１０内の作動媒体の液組成を計測することで、制御装置５０は、再生器１０内の作動媒体の液組成が最も適切な液組成となるように、より迅速に液組成を調整することができる。

【0116】

（３）吸収器４０、再生器１０、凝縮器２０または蒸発器３０の少なくとも何れか一つに、水を供給する水供給装置７０と、１．４ジオキサンを供給するジオキサン供給装置６０と、を有する構成とした。

【0117】

このように構成すると、水供給装置７０とジオキサン供給装置６０により、吸収器４０、再生器１０、凝縮器２０または蒸発器３０の何れか一つの容器内の混合液の液組成を適切に調整することができる。よって、吸収冷凍機１を安定して運用することができる。

【0118】

（４）水供給装置７０とジオキサン供給装置６０を、吸収器４０に設ける構成とした。

【0119】

このように構成すると、吸収器４０は、常温付近で運用されているので、水と１．４ジオキサンの混合蒸気を吸収器４０に供給することで、吸収器４０の温度を常温近傍まで下げることができる。よって、吸収冷凍機１では、吸収器４０の温度が高くなることによる運用効率の低下（熱ロス）を抑えることができる。

【0120】

（５）凝縮器２０内の作動媒体を排出する排出管９５（排出装置）を有する構成とした。

【0121】

凝縮器２０は、再生器１０、蒸発器３０、吸収器４０よりも１．４ジオキサンの濃度が高くなる。
よって、このように構成すると、吸収冷凍機１における１．４ジオキサンの濃度が過剰に高くなった場合、最も濃度が高くなる凝縮器２０から水と１．４ジオキサンの混合液を排出することで、１．４ジオキサンの濃度を効率よく下げることができる。

【0122】

（６）蒸発器３０内の水と１．４ジオキサンの混合液の濃度または液組成のうち、少なくとも何れか一つを計測する液組成計測装置６７（第２の液組成計測装置）を有する構成とした。

【0123】

このように構成すると、液組成計測装置６７により、蒸発器３０内の水と１．４ジオキサンの混合液の濃度又は液組成を計測できる。よって、制御装置５０は、液組成計測装置６７で計測した測定結果に基づいて、蒸発器３０内の混合液の濃度又は液組成を適切な値に調整することができる。

【0124】

（７）また、制御装置５０は、液組成計測装置６５による再生器１０内の３成分系の作動媒体の計測結果に基づいて、水供給装置７０またはジオキサン供給装置６０または排出管９５のうち、少なくとも何れか一つの駆動を制御する構成とした。

【0125】

このように構成すると、制御装置５０により、再生器１０内の３成分系の作動媒体の濃度又は液組成に基づいて、凝縮器２０から高濃度の１．４ジオキサン水溶液を排出すると共に、吸収器４０内に水と１．４ジオキサンを供給するので、運転サイクルの中で、再生器１０と蒸発器３０の作動媒体の濃度又は液組成を適切な値に調整することができる。

【0126】

（８）また、水溶性塩は臭化リチウムであり、水溶性有機液体が１．４ジオキサンまたはアルコール（１プロパノール又は２ブタノール）である構成とした。

【0127】

このように構成すると、吸収冷凍機１の運用を適切に行うことができる。

【0128】

＜第２実施形態＞
次に、本発明に係る第２の実施形態を説明する。
図１０は、第２の実施形態にかかる吸収冷凍機１Ａの構成とその系統を説明する模式図である。
この第２の実施形態の吸収冷凍機１Ａは、蒸発器３０の作動媒体として、水と臭化リチウムと１．４ジオキサンの３成分系の作動媒体を用いている点が、前述した実施形態の蒸発器３０の作動媒体として、水と１．４ジオキサンの２成分系の作動媒体を用いていた点と異なる。

【0129】

この第２の実施形態は、前述した実施の形態に対して、（１）吸収器４０に臭化リチウム供給装置７５を有している点、（２）吸収器４０内の水、臭化リチウム、１．４ジオキサンの３成分の混合液の液組成を計測する液組成計測装置９４及び恒温槽６９を有している点、（３）吸収器４０内の３成分の作動媒体を蒸発器３０に供給する作動媒体供給装置１２０を有している点、（４）蒸発器３０内の３成分系の凝縮液を吸収器４０に供給する凝縮液供給装置１２１を有している点、（５）吸収器４０内の圧力を測定する圧力センサ９２を有している点が異なり、その他の構成及び機能は、前述した実施の形態と同一である。
そのため、以下の説明では、前述した実施形態と異なる部分を主に説明し、同一の構成については同一の番号を付し、詳細な説明は省略する。

【0130】

吸収冷凍機１Ａでは、吸収器４０内の水と臭化リチウムと１．４ジオキサンの３成分を含んだ混合液を、蒸発器３０に供給する作動媒体供給装置１２０が設けられている。これにより蒸発器３０内の混合液を、臭化リチウムを含む３成分の混合液とすることができる。

【0131】

３成分の混合液の吸収器４０から蒸発器３０への供給は、吸収器４０から再生器１０へ混合液を供給するためのポンプ９３を利用し、バルブ９８の開閉により調整される。このポンプ９３とバルブ９８は、制御装置５０（操作処理装置５３）により制御される。

【0132】

これにより、蒸発器３０に混合液に臭化リチウムを入れることで、蒸発器３０内の混合液の凝固点を、混合液が水と１．４ジオキサンの２成分のみの混合液の場合よりも、より低い温度にすることができる。よって、吸収冷凍機１Ａでは、冷熱取出部９６からより低い冷熱を取り出すことができる。

【0133】

また、吸収器４０には、臭化リチウム供給装置７５と、圧力センサ９２とが設けられている。

【0134】

臭化リチウム供給装置７５は、臭化リチウム供給管７６と、バルブ７７とを有している。臭化リチウムは、バルブ７７が開かれた場合、臭化リチウム供給管７６を介して、吸収器４０に供給される。バルブ７７の開閉は、制御装置５０（操作処理装置５３）により制御される。

【0135】

圧力センサ９２は、吸収器４０内に設けられており、吸収器４０内の圧力を計測すると共に、計測した圧力値を温度データ処理装置５２に送信するようになっている。

【0136】

吸収冷凍機１Ａでは、吸収器４０内の３成分の混合液が蒸発器３０に供給される構成となっているため、吸収器４０内の臭化リチウム濃度が徐々に減少して、吸収器４０の吸収能力が低下する恐れがある。

【0137】

そのため、吸収冷凍機１Ａでは、吸収器４０内の圧力（吸収器４０の吸収能力）を圧力センサ９２で監視する。そして、制御装置５０（操作処理装置５３）は、圧力センサ９２の計測結果に基づいて、臭化リチウムの濃度が所定値よりも低くなった（吸収器４０の吸収能力が低下した）と判断した場合、バルブ７７を開いて、臭化リチウム供給管７６を介して吸収器４０に臭化リチウムを供給する。

【0138】

一方、制御装置５０（操作処理装置５３）は、圧力センサ９２の計測結果に基づいて、臭化リチウムの濃度が所定値よりも高い（吸収器４０の吸収能力が適切に保たれている）と判断した場合、バルブ７７を閉じて、吸収器４０への臭化リチウムの供給を停止する。

【0139】

このように、吸収冷凍機１Ａでは、圧力センサ９２による吸収器４０内の圧力の計測結果に基づいて、吸収器４０内の臭化リチウムの濃度を適切に制御することができる。

【0140】

吸収冷凍機１Ａには、吸収器４０内の混合液の液組成を計測する液組成計測装置９４と恒温槽６９が設けられている。これにより、制御装置５０では、液組成計測装置９４により計測した液組成データと、前述した数式（１）、（２）を用いて、吸収器４０内の混合液の水モル分率Ｘｃと、臭化リチウムの重量分率ξが算出できる。

【0141】

特に、液組成計測装置９４の混合液の供給側には、恒温槽６９が設けられており、計測前の混合液を一定の温度にすることができ、制御装置５０による数式（１）、（２）を用いた演算を、温度を固定した簡単な数式で演算をすることができる。

【0142】

実施の形態では、吸収器４０内の混合液は、水と臭化リチウムと１．４ジオキサンの３成分を含む混合液であるので、液組成計測装置９４は、異なる２種類の物理的性質（例えば、光学的性質の透過度と電気的性質の電気伝導率）を計測するようになっている。

【0143】

臭化リチウムは、低温で高濃度ほど結晶化し易い性質を有する。このため、吸収冷凍機１Ａでは、液組成計測装置９４及び制御装置５０による臭化リチウムの重量分率ξの算出結果に基づいて、吸収器４０内の臭化リチウムの濃度を適切な値に制御する。

【0144】

なお、吸収器４０から液組成計測装置９４への混合液の供給は、ポンプ８３により行われる。ポンプ８３の駆動は、制御装置５０（操作処理装置５３）により制御される。

【0145】

ここで、吸収冷凍機１Ａは、蒸発器３０内の水と臭化リチウムと１．４ジオキサンの３成分系の凝縮液を吸収器４０に供給する凝縮液供給装置１２１を有している。

【0146】

凝縮液供給装置１２１は、ポンプ８４とバルブ９７とを有しており、このポンプ８４とバルブ９７により、蒸発器３０内の３成分系の凝縮液を吸収器４０に供給／停止が決められる。ポンプ８４とバルブ９７とは、制御装置５０（操作処理装置５３）により制御される。

【0147】

これにより、吸収冷凍機１Ａでは、蒸発器３０内の臭化リチウムを含む３成分系の作動媒体が吸収器４０に供給され、吸収器４０での臭化リチウムの濃度の低下を防止している。

【0148】

次に、第２の実施形態における各容器内での液組成を説明する。
図１１は、第２の実施形態における各容器内での液組成図であり、液組成の重量分率の経時変化を示している。

【0149】

図１１では、横軸に時間、縦軸に液組成の重量分率としている。また、初期状態で、再生器１０内の水モル分率Ｘｃ＝Ｂ（図３参照）、吸収器４０内の臭化リチウムの重量分率ξ＝０．５５、蒸発器３０内の作動媒体の臭化リチウムの重量分率ξ＝０．２とした。

【0150】

第２の実施形態では、蒸発器３０内の作動媒体は、水と、１．４ジオキサンと、臭化リチウムを含む３成分系の作動媒体である。このため、蒸発器３０では、臭化リチウムがほぼ一定の値で含まれており、蒸発器３０では、作動媒体の臭化リチウムは蒸発しないため、臭化リチウムの重量分率ξ＝０．２でほぼ一定となる。また、蒸発器３０での、作動媒体の水モル分率Ｘｃ＝Ａで一定となる。

【0151】

初期状態では、蒸発器３０における水モル分率Ｘｃ＝Ｂであり、作動媒体の凝固点は低い状態にあるが、時間の経過と共に、蒸発器３０における水モル分率Ｘｃ＝Ａとなり、作動媒体の凝固点が上昇する。

【0152】

また、蒸発器３０では、作動媒体に臭化リチウムが一定の値で含まれている分、作動媒体中の水と１．４ジオキサンの量は、水と１．４ジオキサンの２成分系の作動媒体の場合よりも全体的に低下する。

【0153】

また、再生器１０、凝縮器２０、吸収器４０での液組成図は、図７に示す液組成図とほぼ同様となる。

【0154】

次に、蒸発器３０の作動媒体を、水と臭化リチウムと１．４ジオキサンの３成分系の作動媒体とし、１．４ジオキサンの量をさらに多く加えた場合の各容器での液組成を説明する。

【0155】

図１２は、蒸発器３０の３成分系の作動媒体に、１．４ジオキサンをさらに加えた場合の各容器内での液組成図であり、液組成の重量分率の経時変化を示している。
図１２では、横軸に時間、縦軸に液組成の重量分率としている。また、初期状態で、再生器１０内の水モル分率Ｘｃ＝Ｄ（図３参照）、吸収器４０内の臭化リチウムの重量分率ξ＝０．５５、蒸発器３０内の作動媒体の臭化リチウムの重量分率ξ＝０．２とした。

【0156】

図１２に示すように、再生器１０内の混合液は、時間の経過に伴って、１．４ジオキサンの量が減少したのち、所定の値で一定となった。この場合、蒸発器３０での１．４ジオキサンの量が多い分、再生器１０での１．４ジオキサンの所定の値は、図１１に示した再生器１０内での所定の値よりも大きな値となっている。

【0157】

蒸発器３０では、１．４ジオキサンの量が増加し、水モル分率Ｘｃ＝Ｂで一定の値となった。蒸発器３０内での３成分系の作動媒体中の水モル分率Ｘｃ＝Ｄであり、１．４ジオキサンが過剰に含まれているため、蒸発器３０における作動媒体の凝固点は高い状態になっているが、最終的には水モル分率Ｘｃ＝Ｂになり凝固点が低下する。

【0158】

凝縮器２０では、混合液中の１．４ジオキサンの量が時間の経過と共に増加し、その後、所定の値で安定した。吸収冷凍機１Ａの稼働直後は、１．４ジオキサンが凝縮器２０に蓄積されるが、十分に時間が経過すると、それ以上は蓄積しないからである。

【0159】

図１２に示すように、吸収器４０では、蒸発器３０での１．４ジオキサンの量が増加した分、吸収器４０での１．４ジオキサンの量も所定の値まで増加する。

【0160】

次に、第２の実施形態の吸収冷凍機１Ａにおける再生器１０内の混合液の水モル分率Ｘｃと、蒸発器３０内の混合液の水モル分率Ｘｃの関係を説明する。

【0161】

図１３は、吸収冷凍機１Ａにおける再生器１０内の混合液の水モル分率Ｘｃと、蒸発器３０内の混合液の水モル分率Ｘｃの関係を説明する図である。図１３の横軸は再生器１０内の混合液の水モル分率Ｘｃ、縦軸は蒸発器３０内の混合液の水モル分率Ｘｃである。

【0162】

図１３において、前述した図９と同様に、領域Ｑと領域Ｓは、再生器１０内の混合液の水モル分率Ｘｃの変化に対して蒸発器３０内の混合液の水モル分率Ｘｃの変化が大きい。これに対して、領域Ｒでは、再生器１０内の混合液の水モル分率Ｘｃが変化しても蒸発器３０内の混合液の水モル分率Ｘｃの変化が小さい。この領域Ｒは、蒸発器３０内での凝固点の変化が小さく、１．４ジオキサンの添加量に対して尤度を有し、吸収冷凍機１Ａの運用を行う上で好ましい範囲である。

【0163】

よって、この図１３に示す再生器１０内の混合液の水モル分率Ｘｃと蒸発器３０内の混合液の水モル分率Ｘｃとの関係（領域Ｒ）を、液組成データ処理装置５５に予め組み込んでおき、図１３における領域Ｒの範囲で、再生器１０と蒸発器３０の運用を行えばよい。

【0164】

以上の通り、第２の実施の形態では、
（９）吸収器４０内の水と１．４ジオキサンの混合蒸気を、蒸発器３０に供給する混合蒸気供給装置１２０を備える構成とした。

【0165】

このように構成すると、吸収器４０内の混合蒸気を利用して、蒸発器３０内の混合液の濃度または液組成を適切な値に調整することができる。

【0166】

（１０）蒸発器３０内の水と１．４ジオキサンの混合液（凝縮液）を抜き出し、当該水と１．４ジオキサンの混合液を吸収器４０に供給する凝縮液供給装置１２１を有する構成とした。

【0167】

このように構成すると、凝縮液供給装置１２１により、蒸発器３０内の凝縮液を吸収器４０に戻すことができるので、蒸発器３０において、吸収器４０から供給された臭化リチウム水溶液により、蒸発器３０内の凝縮液の量が過剰になることを防止することができる。

【0168】

（１１）吸収器４０内の水と臭化リチウムと１．４ジオキサンを含む３成分系の作動媒体の濃度または液組成のうち、少なくとも何れか一つを計測する液組成計測装置９４を有する構成とした。

【0169】

このように構成すると、液組成計測装置９４により、吸収器４０内の臭化リチウムの濃度を管理することができ、吸収器４０内の臭化リチウムの濃度が高くなることによる臭化リチウムの結晶化を防止することができる。

【0170】

（１２）吸収器４０内に臭化リチウム（水溶性塩）の水溶液を供給する臭化リチウム供給装置７５（水溶性塩供給装置）を有する構成とした。

【0171】

このように構成すると、臭化リチウム供給装置７５により、吸収器４０内の臭化リチウムの濃度を所定の値まで高めることができ、臭化リチウムの濃度不足による吸収器４０の吸収能力の低下を防止することができる。

【0172】

（１３）また、制御装置５０は、液組成計測装置６７による蒸発器３０内の水と臭化リチウムと１．４ジオキサンの３成分系の作動媒体の計測結果に基づいて、吸収器４０内の作動媒体を蒸発器３０内に供給する作動媒体供給装置１２０（第２の水溶性塩供給装置）を制御する構成とした。

【0173】

このように構成すると、制御装置５０による作動媒体供給装置１２０の制御により、吸収器４０内の作動媒体に含まれる臭化リチウムを、蒸発器３０に供給することができ、蒸発器３０での臭化リチウムの濃度を適切に調整することができる。

【0174】

（１４）また、制御装置５０は、液組成計測装置９４による吸収器４０内の水と１．４ジオキサンを吸収した臭化リチウム水溶液の計測結果に基づいて、吸収器４０に臭化リチウムの水溶液を供給する臭化リチウム供給装置７５（第１の水溶性塩供給装置）を制御する構成とした。

【0175】

このように構成すると、制御装置５０による臭化リチウム供給装置７５の制御により、吸収器４０内の臭化リチウムの濃度を適切に調整することができる。

【0176】

なお、前述では、水溶性有機液体として、１．４ジオキサンを用いる場合を例示して説明したが、水溶性有機液体として、アルコール類又はアルコール類の混合液でもよい。例えば、アルコール類として、メタノール、エタノール、１プロパノール、２プロパノール、１ブタノール、２ブタノールが適用できる。

【0177】

なお、前述では、水溶性塩として、臭化リチウムを用いる場合を例示して説明したが、水溶性塩であれば、臭化リチウムに限定されるものではない。

【0178】

なお、前述した実施形態では、吸収器４０に水供給装置７０、ジオキサン供給装置６０、臭化リチウム供給装置７５を設け、吸収器４０内の混合液の液組成を調整することで、再生器１０と蒸発器３０内での液組成を調整する場合を例示して説明した。しかし、水供給装置７０、ジオキサン供給装置６０、臭化リチウム供給装置７５を設ける位置は、吸収器４０に限定されるものではなく、再生器１０、凝縮器２０、蒸発器３０の何れか１つまたは複数に設けても良い。

【0179】

また、前述した実施形態では、液組成計測装置６５、６７、９４は、それぞれ再生器１０、蒸発器３０、吸収器４０に対応させて設けたが、これに限定されるものではない。液組成計測装置は、少なくとも、再生器１０、凝縮器２０、蒸発器３０、吸収器４０の何れか一つに対応させて設けていればよく、特に、再生器１０に対応させて設けるのが好ましい。

【符号の説明】

【0180】

１：吸収冷凍機、１０：再生器、１１：液位計、２０：凝縮器、２１：液位計、３０：蒸発器、３１：液位計、４０：吸収器、４１：液位計、５０：制御装置、５１：液位データ処理装置、５２：温度データ処理装置、５３：操作処理装置、５４：モニタ、５５：液組成データ処理装置、６０：ジオキサン供給装置、６１：ジオキサン供給管、６２：バルブ、６５、６７：液組成計測装置、６６、６８：恒温槽、７０：水供給装置、７１：水供給管、７２：バルブ、７３：インヒビター供給装置、８０〜８２：ポンプ、８５〜８７：バルブ、９０：熱交換器、９１：温度センサ、９５：排出管、９６：冷熱取出部、１０１〜１０８：管

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】