JP2000161816A

JP2000161816A - 蒸発器

Info

Publication number: JP2000161816A
Application number: JP10334181A
Authority: JP
Inventors: Shosuke Ishiguro; 捷祐石黒; Hiroshi Kamiya; 洋神谷
Original assignee: Paloma Kogyo KK
Current assignee: Paloma Kogyo KK
Priority date: 1998-11-25
Filing date: 1998-11-25
Publication date: 2000-06-16

Abstract

(57)【要約】【課題】蒸発器の蒸発効率を上げる。【解決手段】冷媒水は、蒸発管部４１ａの上部の水受
皿４４から散布され、酸化被膜６２を生成した溝６３の
付いた蒸発管部４１ａに広がって流下すると共に、その
一部はコイル６０により螺旋状に導かれながら、蒸発管
４１ａとコイル６０との間から流下される。その際冷媒
水が対流して蒸発管部４１ａ全域で接触して蒸発するた
め蒸発効率が向上する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、伝熱管の外表面に
液体冷媒を散布する構造の蒸発器に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来から、伝熱管の外表面に液体冷媒を
散布して蒸発させ、伝熱管内を流れる液体を冷却させる
といった構造の蒸発器が知られており、このような構造
の蒸発器では、伝熱管の外表面での熱交換を効率良く行
うために、外表面に溝等を設けている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ような伝熱管では、散布された液体冷媒は、その量や散
布方法によっては、十分に伝熱管の外表面に広がらず、
特に伝熱管が鉛直に立設されている場合は、伝熱管の外
表面を真下に流下するため伝熱管の水平方向にはあまり
広がらず、しかも短時間で下部に到達してしまい、伝熱
管の外表面全体を使って液体冷媒を蒸発させることが難
しく冷却効率が悪い。また液体冷媒が少量の場合は、外
表面に広がりにくく、熱交換面積を有効に使うことがで
きないため、雫のまま落下し易い。従って所定量の液体
冷媒を、伝熱管の外表面で蒸発させることができないた
め、冷却効率がかなり悪かった。

【０００４】そのため表面積や濡れ性を考慮して、伝熱
管の外表面全体に縦横方向の溝を形成した構成が知られ
ているが、液体冷媒が流れる部分の近傍に広がるのみ
で、十分な効果を得ることができない。また、特開平１
０−１８５４８８においては、有機金属化合物と金属酸
化物微粒子を含有する処理液を、伝熱管表面にコーティ
ングし、加熱して、伝熱管表面に多孔質の金属酸化物層
を形成した蒸発器が知られているが、金属アルコキシド
等の有機金属化合物を材料とし、またかなりの高温で加
熱処理する必要があるため、製造コストが嵩むという不
都合が生じていた。本発明の蒸発器は上記課題を解決
し、蒸発器の蒸発効率を上げることを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決する本発
明の請求項１記載の蒸発器は、吸収式冷凍機に設けら
れ、伝熱管の外表面に液体冷媒を散布して蒸発させ、該
伝熱管内を流れる液体を冷却させる蒸発器において、上
記伝熱管の外表面を酸化して酸化被膜を生成したことを
要旨とする。

【０００６】また、本発明の請求項２記載の蒸発器は、
上記請求項１記載の蒸発器において、上記伝熱管はその
外表面に溝を形成した溝付管であることを要旨とする。

【０００７】また、本発明の請求項３記載の蒸発器は、
上記請求項１又は２記載の蒸発器において、上記伝熱管
を鉛直に立設し、その外表面にコイルを装着したことを
要旨とする。

【０００８】また、本発明の請求項４記載の蒸発器は、
上記請求項１又は２又は３記載の蒸発器において、上記
伝熱管の材料に銅を用い、その外表面に酸化銅（Ｃｕ
Ｏ）の被膜を生成したことを要旨とする。

【０００９】上記構成を有する本発明の請求項１記載の
蒸発器は、伝熱管の外表面に液体冷媒を散布して蒸発さ
せ、伝熱管内を流れる液体を冷却させる。この伝熱管の
外表面は酸化されて、酸化被膜が生成されているため、
その表面がビロード状に生成されて表面積が大きくな
り、液体冷媒の濡れ性が向上する。従って、散布した液
体冷媒は少量の場合でも、雫状で落下することが無く伝
熱管の鉛直方向だけではなく、水平方向へも拡散するた
め、伝熱管の外表面を利用して蒸発することができ、ま
た外表面を確実に伝っていくため、外表面上で蒸発しな
がら流下する時間が長くなり、蒸発効率を高くすること
ができる。

【００１０】上記構成を有する本発明の請求項２記載の
蒸発器は、酸化被膜を生成した伝熱管の外表面に縦横方
向の溝が形成されているため、表面積が一層増加し濡れ
性が向上して、伝熱管の外表面をより有効に利用するこ
とができ蒸発効率をより高くすることができる。

【００１１】上記構成を有する本発明の請求項３記載の
蒸発器は、酸化被膜を生成した伝熱管の外表面に更にコ
イルを装着することにより、散布された液体冷媒はコイ
ル上に溜り伝熱管の外表面とコイルとの間隙を縫って徐
々に流下するため、伝熱管の外表面上で蒸発しながら流
下する時間が一層長くなり、また、液体冷媒の一部はコ
イルに沿って伝熱管の全周に螺旋状に導かれつつ前述の
間隙から流下するので、伝熱管の外表面全体を利用し
て、蒸発効率を高くすることができる。

【００１２】上記構成を有する本発明の請求項４記載の
蒸発器は、伝熱管の材料を熱伝導の良い銅にすることに
より冷却能力を高め、その伝熱管を酸化させるという簡
単な方法により酸化銅（ＣｕＯ）の被膜を得て、伝熱管
の外表面に液体冷媒を拡散させるため、冷却能力を高く
することができる。

【００１３】

【発明の実施の形態】以上説明した本発明の構成・作用
を一層明らかにするために、以下本発明の蒸発器の好適
な実施形態について説明する。図１は、本発明の一実施
形態としての吸収式冷凍機の概略構成図である。この吸
収式冷凍機は、バーナ１２の燃焼熱により低濃度の吸収
液である臭化リチウム水溶液（以下、臭化リチウムの濃
度に応じて単に低濃度溶液、中間濃度溶液、高濃度溶液
と記す）を加熱する高温再生器１０と、高温再生器１０
で加熱された低濃度溶液を水蒸気と中間濃度溶液とに分
離する高温再生器気液分離器１４（以下、単に高温分離
器と記す）と、高温分離器１４から高温熱交換器１７を
介して送られる中間濃度溶液を高温分離器１４から送ら
れる水蒸気により再加熱する低温再生器２０と、低温再
生器２０で加熱された中間濃度溶液を水蒸気と高濃度溶
液とに分離する低温再生器気液分離器２３（以下、単に
低温分離器と記す）と、低温分離器２３から送られる水
蒸気を冷却して液化させる凝縮器３０と、凝縮器３０か
ら送られる冷媒水を蒸発させることにより冷房用冷水を
冷却すると共に低温分離器２３から低温熱交換器２６を
介して送られる高濃度溶液によりその水蒸気を吸収させ
る二重管ユニット４０と、二重管ユニット４０及び凝縮
器３０を冷却する冷却ファン５０と、二重管ユニット４
０から低濃度溶液を低温熱交換器２６及び高温熱交換器
１７において熱交換により温度を上げて高温再生器１０
へ送る溶液ポンプＰ１とを基本的要素として備えてお
り、それらの間はそれぞれ配管により接続されている。
各要素について、以下にさらに具体的に説明する。

【００１４】高温再生器１０は、ハウジング１１内に収
容されて、バーナ１２により加熱されるフィンチューブ
式熱交換器１３（以下、熱交換器と記す）を有してお
り、チューブ内を流れる臭化リチウム水溶液を効率よく
加熱することができるようになっている。高温再生器１
０に循環管Ｋ１を介して接続された高温分離器１４に
は、液面の下限を検知する下限フロートスイッチ１５ａ
と、液面の上限を検知する上限フロートスイッチ１５ｂ
と、上限フロートスイッチ１５ｂの上に設けられて限界
液面を検知する停止フロートスイッチ１５ｃとが設けら
れている。この停止フロートスイッチ１５ｃがオンする
ことにより、バーナ１２の加熱が停止され、運転が停止
するようになっている。また、高温分離器１４内には、
貯留された中間濃度溶液の温度を検出する液温センサ１
６が設けられている。

【００１５】高温分離器１４からの溶液を循環させる循
環管Ｋ２は、高温熱交換器１７を介して低温再生器２０
の後述するフィンチューブ式熱交換器２２（以下、熱交
換器と記す）に接続される。高温熱交換器１７は、外側
を流れる高温分離器１４からの高温溶液と、内側を流れ
る上記溶液ポンプＰ１から供給される低温の低濃度溶液
との熱交換を行うものである。高温熱交換器１７と低温
再生器２０との間の循環管Ｋ２には、オリフィス１８と
フロート連動弁Ｖ１とが並列で設けられている。オリフ
ィス１８は、通過する溶液の圧力を減圧して前後の圧力
差を小さくし、高温分離器１４の液面を、液シールがで
きるような適正な高さに保つものである。フロート連動
弁Ｖ１は、高温分離器１４内のフロートスイッチ１５
ａ、１５ｂと連動した電磁弁であり、内部の中間濃度溶
液の液面が下限に達して下限フロートスイッチ１５ａが
オフになったとき閉鎖され、液面が上限に達して上限フ
ロートスイッチ１５ｂがオンしたとき開放されるように
なっている。

【００１６】循環管Ｋ２の高温熱交換器１７の上流側
（以下、溶液の流れてくる側を上流側、溶液の流れて行
く側を下流側と記す）では、循環管Ｋ２から分岐して後
述する循環管Ｋ８に合流接続するオーバーフロー防止管
Ｋ３が設けられている。オーバーフロー防止管Ｋ３に
は、管路を開閉するオーバーフロー弁Ｖ２が設けられて
おり、オーバーフロー弁Ｖ２の開放により高温分離器１
４内の溶液のオーバーフロー状態を解消できるようにな
っている。

【００１７】低温再生器２０は、ハウジング２１内に収
容されたフィンチューブ式の熱交換器２２を有し、ハウ
ジング２１には高温分離器１４からの水蒸気の経路であ
る流通管Ｑ１が接続されている。そして、熱交換器２２
内を流れる臭化リチウム水溶液が、高温分離器１４から
流通管Ｑ１を通して供給される水蒸気により加熱される
ようになっている。また、ハウジング２１の底部には、
ハウジング２１内部に溜った水分を凝縮器３０の底部に
送る流通管Ｑ２が設けられており、流通管Ｑ２には低温
再生器２０と凝縮器３０との間に差圧をもたせるための
オリフィス機能を有する弁Ｖ３が介装されている。

【００１８】低温分離器２３は、循環管Ｋ４を介して熱
交換器２２の下流側に接続されている。低温分離器２３
にも、下限フロートスイッチ２４ａと、上限フロートス
イッチ２４ｂと、停止フロートスイッチ２４ｃが設けら
れており、それぞれ液面制御に用いられる。また、低温
分離器２３内には、貯留された高濃度溶液の温度を検出
する液温センサ２５が設けられている。低温分離器２３
からの溶液を循環させる循環管Ｋ５には、低温熱交換器
２６と、管路を開閉する電磁弁Ｖ４とが順次介装されて
おり、循環管Ｋ５は電磁弁Ｖ４の下流側で循環管Ｋ６に
合流し、後述する分配器４８に接続される。低温熱交換
器２６は、外側を流れる低温分離器２３からの高温溶液
と、内側を流れる上記溶液ポンプＰ１から供給される低
温の低濃度溶液との熱交換を行うものである。

【００１９】循環管Ｋ５の低温熱交換器２６の上流側で
は、循環管Ｋ５から分岐して後述する循環管Ｋ８に合流
接続するオーバーフロー防止管Ｋ７が設けられている。
オーバーフロー防止管Ｋ７には、管路を開閉するオーバ
ーフロー弁Ｖ５が設けられており、オーバーフロー弁Ｖ
５の開放により低温分離器２３内の溶液のオーバーフロ
ー状態を解消できるようになっている。

【００２０】凝縮器３０は、鉛直に立設した複数の円筒
パイプにより複数枚のフィンを貫いて形成されており、
上端部が流通管Ｑ３によって低温分離器２３と接続さ
れ、低温分離器２３から送られる水蒸気を冷却ファン５
０による送風により冷却して水に凝縮させる。また、凝
縮器３０には、低温再生器２０で液化した水が、底部に
接続された上記流通管Ｑ２を通して流入し、凝縮器３０
内で凝縮された水と合流する。凝縮器３０の下部には、
冷媒タンク３１が接続されており、凝縮器３０及び低温
再生器２０で凝縮された冷媒水が流入して一時的に溜め
られるようになっている。冷媒タンク３１内には、液面
の下限を検知する下限フロートスイッチ３２ａと、液面
の上限を検知する上限フロートスイッチ３２ｂとが設け
られている。冷媒タンク３１の下端部からは流通管Ｑ４
が延設されており、後述する分配器４５に接続されてい
る。流通管Ｑ４には冷媒ポンプＰ２が介装されており、
冷媒ポンプＰ２は、冷媒タンク３１の液面が上限に達し
て上限フロートスイッチ３２ｂがオンすることにより運
転を開始して冷媒液を供給し、液面が下限に達して下限
フロートスイッチ３２ａがオフになることにより運転を
停止するもので、液面制御により流通管Ｑ４内への気体
の混入を防止すると共に、系全体の濃度管理を行ってい
る。

【００２１】二重管ユニット４０は、図示しない屋内冷
房機で用いる冷水の流路となる冷水管４１と、その外周
に同軸的に配置された外管４２とを備えて鉛直に立設さ
れている。冷水管４１は、屋内冷房機側から冷水が流入
する流入管Ｗ１に一体で接続されてその下端が封止され
た蒸発管部４１ａと、蒸発管部４１ａの内部に同軸的に
配置された内側管部４１ｂとにより二重管構造に構成さ
れている。内側管部４１ｂは、その下端が蒸発管部４１
ａの下端近傍で開口すると共に、上端が蒸発管部４１ａ
の上端を貫通して突出した状態で蒸発管部４１ａに液密
に固定され、先端が屋内冷房機へ冷水が流出する流出管
Ｗ２に一体で接続されている。なお、流入管Ｗ１には、
冷水循環ポンプＰＷが介装されており、流出管Ｗ２には
管内を循環する冷水の温度を検出する水温センサＴＷが
設けられている。

【００２２】外管４２は、上下端は封止されており、外
表面に冷却用の多数のフィン４２ａが同軸的に取り付け
られている。そして、上記冷水管４１は、外管４２の上
端面を貫通して下端が外管４２の下端から所定距離隔て
た位置に配置された状態で、外管４２上端面に液密に固
定して取り付けられる。これにより、二重管ユニット４
０が形成されて、蒸発管部４１ａと外管４２との間に、
冷媒水の蒸発が行われる蒸発室と蒸発した冷媒の吸収が
行われる吸収室とからなる蒸発吸収室４３が設けられ
る。

【００２３】冷水管４１の蒸発管部４１ａには、図１及
び図２に示すように、蒸発吸収室４３内の上端近傍位置
に、外表面を囲んで環状の水受皿４４が同軸的に設けら
れており、水受皿４４の内周位置には、蒸発管部４１ａ
に沿って冷媒水を散布するための複数の散布孔４４ａが
設けられている。水受皿４４の上部には、冷媒タンク３
１から延出された上記流通管Ｑ４の先端に設けた分配器
４５を介して分配された冷媒散布管である水散布管４６
が、外管４２上面を貫通して蒸発吸収室４３内に突出し
て配置されている。

【００２４】蒸発管部４１ａの材料には熱伝導の良い銅
を用いる。蒸発管部４１ａに脱脂処理を施し、例えば、
１００℃という低温で、酸化剤を含有するアルカリ水溶
液に浸して、その表面を酸化させて酸化銅（ＣｕＯ）の
被膜６２を厚さ０．１〜１μｍで均一に生成させる。こ
のように、蒸発管部４１ａを酸化させるだけなので、酸
化被膜６２を生成するために特別な薬品を用いることは
なく、また比較的低温で処理できるため、管理が容易で
あり、低コストで済む。尚、酸化銅（ＣｕＯ）は酸化銅
（Ｃｕ₂Ｏ）と区別するために、一般に酸化銅（II）と
呼ばれているので、以下酸化銅（II）と呼ぶ。酸化銅
（II）は、ビロード状に毛羽立って生成させることがで
きるため、表面積が大きくなり濡れ性が良好である。従
って、特に散布した冷媒水が少量の場合でも雫状で落下
することは無く、蒸発管部４１ａの水平方向へも拡散す
るため、蒸発管部４１ａの外表面を有効に利用すること
ができ、また蒸発管部４１ａの外表面を確実に伝ってい
くため、蒸発管部４１ａの外表面上で蒸発しながら流下
する時間が長くなり、蒸発管部４１ａの外表面を流れる
冷媒水の蒸発を効率よく行わせている。次に、酸化銅
（II）の被膜６２が濡れ性が良好であることを以下の実
験結果により示す。５ｍｍ×３０ｍｍの銅板（酸化被膜
の無い平滑板）に水を１滴（約０．０４ｃｃ）滴下した
時の水滴が銅板と接触している部分は直径約５ｍｍの円
形で、その面積は約２０ｍｍ²となったが、これに対し
酸化被膜６２を生成させた同一面積の銅製の平滑板で
は、滴下直後には５ｍｍ×２０ｍｍ程度広がり、面積で
は約１００ｍｍ²となり、滴下２〜３秒後では板全面に
広がり、面積では約１５０ｍｍ²という結果が得られ、
酸化被膜６２の濡れ性に対する効果は非常に大きいこと
が分かる。

【００２５】一般に酸化被膜に小孔が存在すると酸化被
膜との間で電位差を生じ腐食の要因となるが、この実施
形態では完全に脱脂処理をするため酸化銅（II）による
被膜６２が均一に生成されて、また、水に不溶性でしか
も高温でも分解しない（１０２６℃で分解しながら融解
する）ので温度変化に強く蒸発管部４１ａの耐食性およ
び耐久性を向上させている。尚、酸化銅には、この実施
形態で用いた酸化銅（II）すなわちＣｕＯの他に酸化銅
（Ｉ）すなわちＣｕ₂Ｏもあるが、酸化銅（Ｉ）は湿っ
た空気中では徐々に酸化銅（II）に酸化され、不安定な
ため適していない。

【００２６】また、散布孔４４ａから散布された冷媒水
は、表面張力により水受皿４４の底面に停滞して蒸発管
部４１ａへ移動しにくいが、水受皿４４の底面付近の蒸
発管部４１ａにも酸化被膜６２が生成されているため、
円滑に冷媒水を水受皿４４の底面から蒸発管部４１ａへ
導いて、蒸発を促進させている。尚、蒸発管部４１ａに
は、その外表面に縦横方向の溝６３を形成すると共にコ
イル６０を装着している。この溝６３によって表面積が
更に増加するため、濡れ性が一層向上し蒸発管部４１ａ
の外表面全体を利用して蒸発させることができ、冷媒水
の蒸発を効率よく行わせている。

【００２７】また、蒸発管部４１ａの外表面にコイル６
０を蒸発管部４１ａにほぼ接するように装着すること
で、散布孔４４ａから散布された冷媒水はコイル６０上
に溜り、蒸発管部４１ａの外表面とコイル６０との間隙
を縫って徐々に流下するため、蒸発管部４１ａの外表面
上で蒸発しながら流下する時間が一層長くなり、また、
冷媒水の一部はコイル６０に沿って蒸発管部４１ａの全
周に螺旋状に導かれつつ前述の間隙から流下するので、
蒸発管部４１ａの外表面全体を利用することができ、蒸
発管部４１ａを流れる冷媒水の蒸発を効率よく行わせて
いる。特に、散布孔の数が少ない場合にはこのコイル６
０の働きが有効となる。

【００２８】図３は、本実施形態の冷水管４１の斜視図
である。蒸発管４１ａの外表面には縦横方向の溝６３を
形成し、酸化被膜６２が生成されると共にコイル６０を
装着している。散布孔４４ａから蒸発管４１ａに散布さ
れた冷媒水は、溝６３と酸化被膜６２とによって蒸発管
４１ａの外表面で拡散しながらコイル６０に到達し、上
述したように蒸発管部４１ａの外表面全体を流下して、
冷媒水の蒸発を効率よく行わせている。これに対して酸
化被膜６２を生成していない平滑管を用いた場合は、図
４に示すように、散布孔４４ａから散布された冷媒水
は、拡散しないまま真下に流下し蒸発管４１ａの外表面
の一部にしか接触しないため、蒸発効率が悪い。

【００２９】水散布管４６は、蒸発吸収室４３の直前か
ら先端部分にかけて絞り４６ａが設けられており、この
絞り４６ａによって、高温にさらされた上流側と、低温
低圧の蒸発吸収室４３内とが分離されるようになってい
る。また、外管４２の内周面には、水受皿４４のわずか
に下側に、内周面に沿って環状の溶液受皿４７が同軸的
に設けられており、溶液受皿４７の外周位置には外管４
２の内周面に沿って溶液を散布するための複数の散布孔
４７ａが設けられている。溶液受皿４７の上部には、延
出された上記循環管Ｋ６の先端に設けた分配器４８を介
して分配された溶液散布管４９が、外管４２上面を貫通
して蒸発吸収室４３内に突出して配置されている。

【００３０】そして、溶液散布管４９についても、水散
布管４６と同様に、蒸発吸収室４３の直前から先端部分
にかけて絞り４９ａが設けられており、高温にさらされ
る絞り４９ａの上流側と、低温低圧の蒸発吸収室４３と
が分離されるようになっている。また、外管４２の内周
面にも、ショットブラスト加工等が施されて面が荒さ
れ、内周面に溶液を保液し易くさせて、その落下速度を
遅くすると共に広がり易くしている。なお、内周面にラ
ス網６１等の板材を設けてもよい。ここで、図示しない
が、二重管ユニット４０は、上記分配器４５により分配
された複数の水散布管４６及び分配器４８により分配さ
れた複数の溶液散布管４９に応じて、複数個並列して設
けられている。

【００３１】二重管ユニット４０の底壁からは、低濃度
溶液を高温再生器１０へ供給する溶液循環路を形成する
循環管Ｋ８が延出されており、循環管Ｋ８の途中には上
記溶液ポンプＰ１が設けられている。循環管Ｋ８の溶液
ポンプＰ１の上流側では、上記オーバーフロー防止管Ｋ
７、Ｋ３が順次合流接続されている。循環管Ｋ８には、
溶液ポンプＰ１を挟んでバイパス管Ｋ９が設けられてお
り、バイパス管Ｋ９にはバイパス弁Ｖが設けられ、溶液
の流量を調節できるようになっている。また、循環管Ｋ
８には、溶液の温度を検出する液温センサ５１が設けら
れており、通常運転及び希釈運転制御に用いられる。循
環管Ｋ８の溶液ポンプＰ１下流側には、流量センサ５２
が介装されており、バーナ１２の点火制御や、低濃度溶
液の流量によってバーナ１２へのガス供給量等を制御す
るために用いられる。また、低温熱交換器２６の入口近
傍には管路を開閉する電磁弁Ｖ６が設けられている。低
温熱交換器２６の内管と高温熱交換器１７の内管の間
は、循環管Ｋ１０で接続されており、また高温熱交換器
１７の内管は循環管Ｋ１１によって高温再生器１０の熱
交換器１３に接続されている。

【００３２】循環管Ｋ８の電磁弁Ｖ６のわずか上流側で
は、循環管Ｋ８から分岐して循環管Ｋ６に合流する希釈
液循環管ＫＤが設けられており、希釈液循環管ＫＤには
管路を開閉する希釈弁ＶＤが介装されている。希釈液循
環管ＫＤは、希釈弁ＶＤの開放により、循環管Ｋ６を通
して溶液ポンプＰ１が設けられた循環管Ｋ８を直接分配
器４８に接続できるようになっており、通常運転後の高
濃度溶液を希釈する運転に用いられている。

【００３３】吸収式冷凍機の動作の電気的制御は、例え
ばＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、タイマ、Ｉ／Ｏ等からなる
マイクロコンピュータ等により構成された、図示しない
制御装置によって行われ、上記下限フロートスイッチ１
５ａ、上限フロートスイッチ１５ｂ、停止フロートスイ
ッチ１５ｃ、液温センサ１６、液温センサ２５、下限フ
ロートスイッチ３２ａ、上限フロートスイッチ３２ｂ、
液温センサ５１、流量センサ５２、外気温を検出する外
気温センサＴＧ、水温を検出する水温センサＴＷ及び運
転スイッチＳＷの入力により、上記フロート連動弁Ｖ
１、オーバーフロー弁Ｖ２、Ｖ５、電磁弁Ｖ４、Ｖ６、
希釈弁ＶＤ、溶液ポンプＰ１、冷媒ポンプＰ２、冷水循
環ポンプＰＷ、バーナ１２、冷却ファン５０を制御する
ことにより行われる。

【００３４】次に、上記のように構成した実施形態の動
作について説明する。屋内冷房機の運転スイッチＳＷを
オンにすることにより、冷水循環ポンプＰＷが冷水を二
重管ユニット４０に供給開始するが、冷水温度が設定温
度（例えば７℃）以下の場合、冷凍機の運転が行われな
い。冷水温度が設定温度以上になると、電磁弁Ｖ４、Ｖ
６及びオーバーフロー弁Ｖ２が開放され、かつ溶液ポン
プＰ１が動作を開始する。流量センサ５２により溶液の
流れが確認されると、バーナ１２の燃焼が開始され、低
濃度溶液の加熱が行われる。さらに冷却ファン５０の運
転も開始される。これにより、高温再生器１０で加熱さ
れた低濃度の臭化リチウム溶液は、水分が蒸発し、高温
分離器１４で水蒸気と中間濃度溶液に分離される。そし
て、循環管Ｋ１、Ｋ２、オーバーフロー防止管Ｋ３、循
環管Ｋ８、Ｋ１０、Ｋ１１をつなぐ短い経路を通して溶
液が循環し、急速にその温度上昇が行われる。

【００３５】そして、高温分離器１４内の液温が、設定
温度（例えば７０℃）以上になったことが液温センサ１
６によって検知されると、オーバーフロー弁Ｖ２が閉鎖
され、オーバーフロー弁Ｖ５が開放される。これによ
り、高温分離器１４の中間濃度溶液は、高温熱交換器１
７で冷却された後、低温再生器２０の熱交換器２２で加
熱されて、低温分離器２３で水蒸気と高濃度溶液に分離
される。そして、循環管Ｋ１、Ｋ２、Ｋ４、Ｋ５、オー
バーフロー防止管Ｋ７、循環管Ｋ８、Ｋ１０、Ｋ１１を
つなぐ短い経路を通して溶液の温度上昇が急速に行われ
る。ここでは、下限上限フロートスイッチ１５ａ、１５
ｂとフロート連動弁Ｖ１により、高温分離器１４の液面
制御が行われ、水蒸気と溶液の混合が防止される。

【００３６】低温分離器２３内の液温が、設定温度（例
えば７０℃）以上となったことが液温センサ２５によっ
て検知されると、オーバーフロー弁Ｖ５が閉鎖される。
これにより低温分離器２３の高濃度溶液は、低温熱交換
器２６を通過して冷却され、循環管Ｋ５、Ｋ６を経て分
配器４８で分配され、各溶液散布管４９の散布孔から溶
液受皿４７に滴下され外管４２内壁を伝って流下する。
これに伴い、熱媒である水蒸気が高濃度溶液に吸収され
る際発生する熱が、冷却ファン５０により効率よく冷却
される。

【００３７】低温分離器２３の流通管Ｑ３からの水蒸気
が、凝縮器３０で凝縮されて液化し、冷媒タンク３１を
経て冷媒ポンプＰ２により分配器４５に供給される。分
配器４５で分配された冷媒水は水散布管４６から水受皿
４４に滴下され、水受皿４４の散布孔４４ａから蒸発管
部４１ａの外表面を伝って流下すると共に、その一部は
コイル６０により螺旋状に導かれる。その際、冷媒水が
対流して蒸発管部４１ａに接触する面積が増加し、濡れ
性の良い酸化被膜６２を生成した溝６３の付いた管によ
って更に広がることで、外表面全域を有効利用しながら
流下する。このとき、蒸発吸収室４３内は低圧に保持さ
れているので、流下する冷媒水は蒸発し、その蒸発潜熱
により蒸発管部４１ａが冷却され、蒸発管部４１ａに流
入した冷水が冷却され内側管部４１ｂを経て屋内冷房機
に還流される。この冷水により屋内冷房機の冷却運転が
行われる。

【００３８】蒸発した冷媒水は、外管４２内壁を流下す
る高濃度溶液に吸収され、これにより高濃度溶液が低濃
度に希釈され、外管４２底部から循環管Ｋ８に排出され
る。上記動作が連続的に行われることにより、冷水管４
１を循環する冷水の冷却が効率よく行われ、屋内冷房機
の冷房運転を維持できる。

【００３９】以上説明したように、本実施形態の吸収式
冷凍機によれば、以下のような効果を得られる。１．銅管の表面に酸化銅（II）の被膜６２を生成した
ため、管の表面が毛羽立ち表面積が大きくなって濡れ性
が向上し、散布孔４４ａから散布された冷媒水を蒸発管
部４１ａの水平方向へも拡散させる。このため蒸発管部
４１ａの外表面全体を利用することができ、しかも蒸発
管部４１ａの外表面上で蒸発しながら流下する時間が長
くなるため、蒸発管部４１ａを流れる冷媒水の蒸発を効
率よく行うことができる。また、酸化被膜６２によって
円滑に冷媒水を水受皿４４の底面から蒸発管部４１ａへ
導いて、蒸発を促進させることができる。また、蒸発管
部４１ａを酸化させて被膜６２を生成するといった簡単
な構成で済み、装置が大型化しないため、コストアップ
せずに蒸発効率を上げることができる。２．蒸発管部４１ａは酸化被膜６２が均一に生成され
ていることにより、耐食性および耐久性が向上をする。３．蒸発管部４１ａに溝６３を形成することにより、表
面積が更に増加するため、濡れ性が一層向上し、蒸発管
部４１ａをより有効に利用することができ蒸発管部４１
ａを流れる冷媒水の蒸発を効率よく行わせている。ま
た、蒸発管部４１ａに溝６３を形成するといった簡単な
構成で蒸発効率を上げることができる。４．蒸発管部４１ａにコイル６０を装着することによ
り、冷媒水の一部はコイル６０に沿って蒸発管部４１ａ
の全周に螺旋状に導かれつつ、蒸発管部４１ａの外表面
とコイル６０との間隙を縫って徐々に流下するので、蒸
発管部４１ａの外表面全体を利用することができ、また
蒸発しながら流下する時間が一層長くなり、蒸発管部４
１ａを流れる冷媒水の蒸発を効率よく行わせ、簡単な構
成で蒸発効率を上げることができる。

【００４０】以上本発明の実施形態について説明した
が、本発明はこうした実施形態に何等限定されるもので
はなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、種々
なる態様で実施し得ることは勿論である。例えば、本実
施形態では冷房装置を用いて説明したが、例えば二重管
ユニット４０に送風していたファン５０を止め、高濃度
溶液と冷媒水との散布箇所を切替えることで暖房運転を
行うといった冷暖房装置であってもよい。また、本実施
形態では蒸発管部４１ａに溝６３の付いた管を用いた
が、例えば平滑管を用いてもよく、またコイルを装着し
なくてもよい。また、蒸発器は吸収器を一体化した二重
管構造に限らず、伝熱管の外表面に沿って液体冷媒を散
布して蒸発させ、伝熱管内を流れる液体を冷却させると
いった構成の蒸発器であれば適用できる。また、冷媒と
吸収液とは水と臭化リチウムとに限ったものではない。
また、本実施形態では蒸発管部４１ａの材料に銅を用い
たが、アルミニウム等他の材料でもよい。

【００４１】

【発明の効果】以上詳述したように、本発明の請求項１
記載の蒸発器によれば、伝熱管の外表面上で液体冷媒が
十分に拡散し、蒸発しながら流下する時間が長くなるた
め、伝熱管の外表面全体を有効に利用でき、冷却能力が
効率良く発揮される。また、伝熱管を酸化して酸化被膜
を生成させるといった簡単な構成で蒸発効率を上げるこ
とができる。

【００４２】また、本発明の請求項２記載の蒸発器によ
れば、溝によって表面積が一層増加するため、簡単な構
成で更に冷却能力が向上できる。

【００４３】また、本発明の請求項３記載の蒸発器によ
れば、コイルによって液体冷媒の一部を螺旋状に導き、
特に水平方向への拡散が良好になると共に、更に伝熱管
とコイルとの間から流下させるため、鉛直に伝熱管を設
置した場合でも外表面全体を利用でき、また外表面上で
蒸発しながら流下する時間が一層長くなるため、蒸発効
率をより高めて、冷却能力が向上できる。また、伝熱管
にコイルを設けるといった簡単な構成で蒸発効率を上げ
ることができる。

【００４４】更に、本発明の請求項４記載の蒸発器によ
れば、伝熱管の材料を熱伝導の良い銅にすることにより
冷却能力を高めることができ、酸化銅（ＣｕＯ）の被膜
により濡れ性を向上させ、冷却能力を一層向上できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】一実施形態としての吸収式冷凍機の概略構成図
である。

【図２】二重管ユニットの断面図である。

【図３】一実施形態としての冷水管の斜視図である。

【図４】酸化被膜を生成していない冷水管の斜視図であ
る。

【符号の説明】

１０…高温再生器、２０…低温再生器、３０…凝縮
器、４０…二重管ユニット、４１…冷水管、４２…
外管、４３…蒸発吸収室、４４…水受皿、６０…
コイル、６２…酸化被膜、６３…溝。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】吸収式冷凍機に設けられた伝熱管の外表
面に液体冷媒を散布して蒸発させ、該伝熱管内を流れる
液体を冷却させる蒸発器において、上記伝熱管の外表面を酸化して酸化被膜を生成したこと
を特徴とする蒸発器。
【請求項２】上記伝熱管はその外表面に溝を形成した
溝付管であることを特徴とする請求項１記載の蒸発器。
【請求項３】上記伝熱管を鉛直に立設し、その外表面
にコイルを装着したことを特徴とする請求項１又は２記
載の蒸発器。
【請求項４】上記伝熱管の材料に銅を用い、その外表
面に酸化銅（ＣｕＯ）の被膜を生成したことを特徴とす
る請求項１又は２又は３記載の蒸発器。