JP2003254679A - 熱交換器とそれを用いた吸収冷凍機 - Google Patents

熱交換器とそれを用いた吸収冷凍機

Info

Publication number
JP2003254679A
JP2003254679A JP2002051116A JP2002051116A JP2003254679A JP 2003254679 A JP2003254679 A JP 2003254679A JP 2002051116 A JP2002051116 A JP 2002051116A JP 2002051116 A JP2002051116 A JP 2002051116A JP 2003254679 A JP2003254679 A JP 2003254679A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
heat transfer
transfer tube
heat exchanger
pipe
absorption
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2002051116A
Other languages
English (en)
Inventor
Akiyoshi Suzuki
晃好 鈴木
Jun Murata
純 村田
Takeshi Ishiyama
健 石山
Toshio Matsubara
利男 松原
Osamu Ito
理 伊藤
Kikuichi Mori
喜久一 森
Koichi Kunimasa
浩一 國政
Hiroshi Ishii
浩 石井
Yukio Imoto
行央 井本
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Ebara Corp
Original Assignee
Ebara Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Ebara Corp filed Critical Ebara Corp
Priority to JP2002051116A priority Critical patent/JP2003254679A/ja
Publication of JP2003254679A publication Critical patent/JP2003254679A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02ATECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
    • Y02A30/00Adapting or protecting infrastructure or their operation
    • Y02A30/27Relating to heating, ventilation or air conditioning [HVAC] technologies
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02BCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B30/00Energy efficient heating, ventilation or air conditioning [HVAC]
    • Y02B30/62Absorption based systems

Landscapes

  • Sorption Type Refrigeration Machines (AREA)
  • Heat-Exchange Devices With Radiators And Conduit Assemblies (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 均一な流下液膜を形成して、安価で強い熱交
換器と、それを用いたコンパクトで高性能な吸収冷凍機
を提供する。 【解決手段】 伝熱管3の内部を流れる管内流体と外部
を流れる管外流体との間で熱交換を行う熱交換器におい
て、前記3が水平方向に配置され、該3の外面をほぼ密
接するように上下方向に複数積層して伝熱管ユニット4
とし、4を水平方向に所定間隔で複数配列すると共に、
前記3両端部が、管板2又は管内流体用のヘッダーと接
合され、該3両端部の外径寸法dが3中央部の外径寸法
Dより小さい構造を有するものであり、前記3外表面
は、濡れ性向上のための親水性処理を施すのがよく、吸
収冷凍機を構成する蒸発器、吸収器、再生器又は凝縮器
の機器のうち、少なくとも一つに前記の熱交換器を用い
た吸収冷凍機としたものである。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、熱交換器に係り、
特にコンパクトで高性能な流下液膜式熱交換器とそれを
用いた吸収冷凍機に関する。
【0002】
【従来の技術】従来の、吸収冷凍機用の熱交換器、特に
蒸発器、吸収器、再生器、凝縮器は、流下液膜式熱交換
器としてシェル&チューブ型が主に使用されてきた。こ
の熱交換器は、各種高性能伝熱管の開発により、かなり
コンパクトになってはきたが、更なるコンパクト化、高
性能化のために、近年ではプレート熱交換器が提案され
ている。しかしながら、従来のプレート熱交換器には解
決すべき次の問題がある。 薄板の周囲及び内部流路に多数設けられた凹凸部を、
ロー接又は溶接等により接合しているが、この接合部の
一部に不完全部があると気密不良及び強度不足が起こり
信頼性確保に難点がある。 広い伝熱面全体に渡り、薄くて均一な流下液膜を形成
することが難しい。 市販の伝熱管に比較してコストが高い。 また、吸収冷凍機内においては冷媒蒸気流速がかなり高
く、これによる圧力損失が吸収冷凍機の性能低下をもた
らす要因となっている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記従来技
術の問題点を解決し、均一な流下液膜を形成して、安価
で強い熱交換器と、それを用いたコンパクトで高性能な
吸収冷凍機を提供することを課題とする。
【0004】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明では、伝熱管の内部を流れる管内流体と外部
を流れる管外流体との間で熱交換を行う熱交換器におい
て、前記伝熱管が水平方向に配置され、該伝熱管の外面
をほぼ密接するように上下方向に複数積層して伝熱管ユ
ニットとし、該伝熱管ユニットを水平方向に所定間隔で
複数配列すると共に、前記伝熱管両端部が、管板又は管
内流体用のヘッダーと接合され、該伝熱管両端部の外径
寸法が、伝熱管中央部の外径寸法より小さい構造を有す
ることとしたものである。前記熱交換器において、伝熱
管外表面は、濡れ性向上のための親水性処理が施されて
いるのがよい。
【0005】また、本発明では、吸収冷凍機を構成する
蒸発器、吸収器、再生器又は凝縮器の機器のうち、少な
くとも一つに前記の熱交換器を用いたことを特徴とする
吸収冷凍機としたものである。上記本発明の吸収冷凍機
は、前記熱交換器を、凝縮器として用いるか、又は、前
記伝熱管ユニットの上部に冷媒の散布装置を設けて蒸発
器として用いることができ、また、伝熱管ユニットの上
部に吸収溶液の散布装置を設け、吸収器又は再生器とし
て用いることができる。また、本発明の吸収冷凍機は、
前記熱交換器を、伝熱管ユニットの上部に交互に冷媒散
布装置、吸収溶液散布装置を設け、下部に冷媒又は吸収
溶液のいずれかを分離回収するための回収器を設けて、
交互に蒸発器、吸収器として用いるか、又は、前記熱交
換器を、伝熱管ユニットの上部に一列おきに吸収溶液散
布装置を設け、下部に冷媒又は吸収溶液のいずれかを分
離回収するための回収器を設けて、交互に再生器、凝縮
器として用いることができる。
【0006】
【発明の実施の形態】次に、本発明を図面を用いて詳細
に説明する。図1は、本発明の熱交換器の一例を示す断
面構成図の平面図である。図1では、シェル1と両端の
管板2で構成された容器内に、伝熱管ユニット4が6個
配置されている。図2は、本発明の熱交換器の他の例を
示す断面構成図で、(a)は正面図、(b)は側面図、
(c)は(a)のX−Xの断面図、(d)は(a)のY
部拡大図である。図2(a)では、伝熱管3が5本積層
された伝熱管ユニット4が両端の管板に接合されている
状態を示している。管板と伝熱管との固定は、拡管、溶
接、ロー接いずれでも良い。伝熱管ユニット4の上部に
液散布装置5を設け、伝熱管外部に液体が流下するする
ように構成されている。
【0007】図2(b)において、伝熱管端部では管板
2に固定するためのスペースとして、ピッチP1、P2
が設けられている。ピッチP1、P2は伝熱管3の管外
径に応じて任意に決定できる。図2(b)では、伝熱管
3が、5本及び4本で構成された伝熱管ユニット4が3
個配置されている。また、伝熱管の配置が、千鳥状に配
置してあるが、もちろん、碁盤目状に配置してもよい。
図2(c)の(a)のX−X断面図では、5本の伝熱管
3が上下に密接して積層されて、伝熱管ユニット4を形
成している。伝熱管3外部には散布装置から散布された
冷媒又は吸収溶液が流下している状態が図示されてい
る。
【0008】本発明によれば、伝熱管の密接面におい
て、横方向の液溜りが形成され、これにより伝熱管外面
に均等な薄膜を形成することが可能であるが、更に濡れ
広がり性を高めるために、伝熱管外面に親水性処理を施
すことが好ましい。親水性処理としては、酸化皮膜、シ
ョットブラスト、金属の溶射等により伝熱管表面に凹凸
を形成することにより達成できる。伝熱管3の密接部隙
間は特に規定しないが、0〜2mm程度が好ましい。伝
熱管3の端部形状は、図2(d)に示すように、伝熱管
中央部では伝熱管はお互いに密接しているが、伝熱管端
部では離れている。伝熱管中央部の外径D、及び伝熱管
端部の外径dは、必要な接合スペースに応じて任意に決
定できる。
【0009】図3は、本発明の熱交換器を吸収冷凍機に
用いた一例を示す断面構造図である。図3では、シェル
1に囲まれた容器内に、蒸発器用伝熱管ユニット4Eと
吸収器用伝熱管ユニット4Aが左右に配置されている。
蒸発器用伝熱管ユニット4Eでは、伝熱管内に冷水が流
れ、伝熱管外部には、液散布装置5Eから冷媒液が流下
し、流下途中で冷水と熱交換して冷媒液の一部が蒸発す
る。吸収器用伝熱管ユニット4Aでは、伝熱管内に冷却
水が流れ、伝熱管外部には、液散布装置5Aから吸収溶
液が流下し、流下途中で蒸発器からの冷媒蒸気を吸収す
る。
【0010】上記のように、吸収冷凍機の蒸発器及び吸
収器として用いることができる。蒸発器と吸収器間に
は、液滴の飛散を防止するエリミネータ6が配置されて
いる。また、蒸発器下部の冷媒溜めと吸収器下部の吸収
溶液溜め間の熱ロスを防止するために、逆U字上の断熱
空間を設けている。蒸発器部分を再生器に置き換え、さ
らに吸収器部分を凝縮器に置き換えることもできる。こ
の場合は、凝縮器部には液散布装置5Aは不要となる。
再生器用伝熱管ユニットでは、伝熱管内に加熱用流体
(蒸気、温水等)が流れ、伝熱管外部では吸収溶液が流
下する。流下途中で吸収溶液から冷媒蒸気を発生させ
る。凝縮器用伝熱管ユニットでは、伝熱管内に冷却水が
流れ、伝熱管外部では再生器からの冷媒蒸気が凝縮し、
この凝縮した冷媒液が流下する。
【0011】図4は、本発明の熱交換器を吸収冷凍機に
用いた他の例を示す断面構造図である。図4では、シェ
ル1に囲まれた容器内に、蒸発器用伝熱管ユニット4E
と吸収器用伝熱管ユニット4Aが交互に3個配置されて
いる。このように配置すると、蒸発器で蒸発した冷媒蒸
気は隣接する吸収器伝熱管ユニットに向かって流れるの
で、蒸気流速は極めて遅いため、圧力損失が小さく、吸
収冷凍機の性能を改善することができる。蒸発器用伝熱
管ユニットでは、伝熱管内に冷水が流れ、伝熱管外部に
は冷媒液が流下し、流下途中で冷水と熱交換して冷媒液
の一部が蒸発する。吸収器用伝熱管ユニットでは、伝熱
管内に冷却水が流れ、伝熱管外部には吸収溶液が流下す
る。流下途中で蒸発器からの冷媒蒸気を吸収する。蒸発
器用伝熱管ユニット4Eの上部には、冷媒散布装置5E
が、また吸収器用伝熱管ユニット4Aの上部には、吸収
溶液散布装置5Aが配置されている。
【0012】この散布装置5E、5Aは、各伝熱管ユニ
ットと一体に成形しても良いし、単独で設置しても良
い。また、この散布装置においても、液体が接する面に
は親水性処理を施すことが好ましい。この親水性処理に
より、良好な散布状態を得ることが可能となる。蒸発器
用伝熱管ユニット4Eの下部又は吸収器用伝熱管ユニッ
ト4Aの下部には、冷媒と吸収溶液を分離して回収する
ための回収器7を設ける。図4は、回収器7を蒸発器用
伝熱管ユニットの下部に設けた例である。この回収器で
回収された冷媒液は、冷媒液溜め部(図示せず)に導か
れ、吸収溶液との混合を防止することができる。図4で
も、蒸発器部分を再生器に置き換え、さらに吸収器部分
を凝縮器に置き換えることもできる。この場合は、凝縮
器部には液散布装置5Aは不要となる。
【0013】再生器用伝熱管ユニットでは、伝熱管内に
加熱用流体(蒸気温水等)が流れ、伝熱管外部では吸収
溶液が流下する。流下途中で吸収溶液から冷媒蒸気を発
生させる。凝縮器用伝熱管ユニットでは、伝熱管内に冷
却水が流れ、伝熱管外部では再生器からの冷媒蒸気が凝
縮し、この凝縮した冷媒液が流下する。図5は、図4に
おける冷水、冷却水のヘッダー構造を示す概略構成図で
ある。図5では、一方の管板に取り付けられた冷水ヘッ
ダーと冷却水ヘッダーの構造が図示してある。図5にお
いて、冷水は、入口8からヘッダー10に流入し、分岐
路8Eから蒸発器用伝熱管ユニット4E内を経由して、
他端の管板に設けられたヘッダー(図示せず)から流出
する。
【0014】また、冷却水は、入口9からヘッダー11
に流入し、分岐路9Aから吸収器用伝熱管ユニット4A
内を経由して他端の管板に設けられたヘッダー(図示せ
ず)から流出する。図5では、冷却水ヘッダーを上に、
冷水ヘッダーを下に配置してあるが、もちろんこの逆で
も良い。更には、ヘッダー10、11に仕切り板を設け
ることにより、任意のパス数にも設定できる。前記図示
された例は、単効用吸収冷凍機に限定されることは無
く、多重効用吸収冷凍機や吸収冷温水機にも当然適用可
能である。また、蒸発器、吸収器、再生器、凝縮器を一
体型のシェルに収納することも、双胴型シェルに収納す
ることも可能である。
【0015】
【発明の効果】本発明によれば、伝熱管を密接すること
により、コンパクト化を実施すると共に、管端部の固定
を容易にし、かつ、通常の円管等を伝熱管として使用す
ることにより強度的に信頼性のある熱交換器とすること
ができた。さらには、伝熱管の密接面において、水平方
向の液流れを促進し、結果として均等な液膜を伝熱面に
形成し、高性能な熱交換器とすることができた。また、
前記本発明の熱交換器を用いて、コンパクトで高性能な
吸収冷凍機を提供することができた。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の熱交換器の一例を示す断面構成図の平
面図。
【図2】本発明の熱交換器の他の例を示す断面構成図
で、(a)は正面図、(b)は側面図、(c)は(a)
のX−Xの断面図、(d)は(a)のY部拡大図。
【図3】本発明の熱交換器を吸収冷凍機に用いた一例を
示す断面構成図。
【図4】本発明の熱交換器を吸収冷凍機に用いた他の例
を示す断面構成図。
【図5】図4における冷水、冷却水のヘッダー構造を示
す概略構成図である。
【符号の説明】
1:シェル、2:管板、3:伝熱管、4、4A、4E:
伝熱管ユニット、5、5A、5E:液散布装置、6:エ
リミネータ、7:回収器、8:冷水入口、9:冷却水入
口、10:冷水ヘッダー、11:冷却水ヘッダー
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) F25B 39/04 F25B 39/04 Q (72)発明者 石山 健 東京都大田区羽田旭町11番1号 株式会社 荏原製作所内 (72)発明者 松原 利男 東京都大田区羽田旭町11番1号 株式会社 荏原製作所内 (72)発明者 伊藤 理 東京都大田区羽田旭町11番1号 株式会社 荏原製作所内 (72)発明者 森 喜久一 東京都大田区羽田旭町11番1号 株式会社 荏原製作所内 (72)発明者 國政 浩一 東京都大田区羽田旭町11番1号 株式会社 荏原製作所内 (72)発明者 石井 浩 東京都大田区羽田旭町11番1号 株式会社 荏原製作所内 (72)発明者 井本 行央 東京都大田区羽田旭町11番1号 株式会社 荏原製作所内 Fターム(参考) 3L093 BB00 BB29 BB31 BB32 MM02 MM07 3L103 AA36 AA40 BB33 BB43 CC02 CC18 DD08 DD44

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 伝熱管の内部を流れる管内流体と外部を
    流れる管外流体との間で熱交換を行う熱交換器におい
    て、前記伝熱管が水平方向に配置され、該伝熱管の外面
    をほぼ密接するように上下方向に複数積層して伝熱管ユ
    ニットとし、該伝熱管ユニットを水平方向に所定間隔で
    複数配列すると共に、前記伝熱管両端部が、管板又は管
    内流体用のヘッダーと接合され、該伝熱管両端部の外径
    寸法が、伝熱管中央部の外径寸法より小さい構造を有す
    ることを特徴とする熱交換器。
  2. 【請求項2】 前記伝熱管外表面は、濡れ性向上のため
    の親水性処理が施されていることを特徴とする請求項1
    記載の熱交換器。
  3. 【請求項3】 吸収冷凍機を構成する蒸発器、吸収器、
    再生器又は凝縮器の機器のうち、少なくとも一つに請求
    項1又は2記載の熱交換器を用いたことを特徴とする吸
    収冷凍機。
  4. 【請求項4】 請求項3記載の吸収冷凍機は、前記熱交
    換器を凝縮器として用いるか、又は、前記伝熱管ユニッ
    トの上部に冷媒の散布装置を設けて蒸発器として用いる
    ことを特徴とする吸収冷凍機。
  5. 【請求項5】 請求項3記載の吸収冷凍機は、前記熱交
    換器を、伝熱管ユニットの上部に吸収溶液の散布装置を
    設け、吸収器又は再生器として用いることを特徴とする
    吸収冷凍機。
  6. 【請求項6】 請求項3記載の吸収冷凍機は、前記熱交
    換器を、伝熱管ユニットの上部に交互に冷媒散布装置、
    吸収溶液散布装置を設け、下部に冷媒又は吸収溶液のい
    ずれかを分離回収するための回収器を設けて、交互に蒸
    発器、吸収器として用いることを特徴とする吸収冷凍
    機。
  7. 【請求項7】 請求項3記載の吸収冷凍機は、前記熱交
    換器を、伝熱管ユニットの上部に一列おきに吸収溶液散
    布装置を設け、下部に冷媒又は吸収溶液のいずれかを分
    離回収するための回収器を設けて、交互に再生器、凝縮
    器として用いることを特徴とする吸収冷凍機。
JP2002051116A 2002-02-27 2002-02-27 熱交換器とそれを用いた吸収冷凍機 Pending JP2003254679A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2002051116A JP2003254679A (ja) 2002-02-27 2002-02-27 熱交換器とそれを用いた吸収冷凍機

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2002051116A JP2003254679A (ja) 2002-02-27 2002-02-27 熱交換器とそれを用いた吸収冷凍機

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2003254679A true JP2003254679A (ja) 2003-09-10

Family

ID=28663170

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2002051116A Pending JP2003254679A (ja) 2002-02-27 2002-02-27 熱交換器とそれを用いた吸収冷凍機

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2003254679A (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10816271B2 (en) 2017-11-24 2020-10-27 Yazaki Energy System Corporation Heat exchanger and absorption refrigerator

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10816271B2 (en) 2017-11-24 2020-10-27 Yazaki Energy System Corporation Heat exchanger and absorption refrigerator

Similar Documents

Publication Publication Date Title
WO2000052411A1 (fr) Echangeur de chaleur a plaques
JP3305653B2 (ja) 吸収式冷凍機のプレート型蒸発器及び吸収器
JPH0814702A (ja) 積層型蒸発器
JPH08105669A (ja) 吸収冷凍機用再生器
JP2003240454A (ja) プレート熱交換器とそれを用いた吸収冷凍機
JP2003254683A (ja) 熱交換器とそれを用いた吸収冷凍機
JP2003222437A (ja) 吸収冷凍機
JP2003254680A (ja) 熱交換器とそれを用いた吸収冷凍機
JP2003254679A (ja) 熱交換器とそれを用いた吸収冷凍機
JP2003254681A (ja) 熱交換器とそれを用いた吸収冷凍機
JP3712775B2 (ja) 吸収式冷凍機のためのプレート型蒸発・吸収器
JP2003254682A (ja) 熱交換器とそれを用いた吸収冷凍機
JPH05215482A (ja) 熱交換器
JP2502934B2 (ja) 吸収式冷凍機
JP3292663B2 (ja) プレート式熱交換器
JPH0518634A (ja) 吸収冷凍機
JPH11351697A (ja) 熱交換器及び吸収冷凍機
JP2003240378A (ja) プレート熱交換器とそれを用いた吸収冷凍機
JPS5922441Y2 (ja) 熱交換器
JP2000121195A (ja) アンモニア吸収冷凍機
JP3123476B2 (ja) 熱交換器
JP3475003B2 (ja) 吸収式冷凍機のためのプレート型蒸発器
JP2945972B1 (ja) 吸収冷温水機
JP2558033Y2 (ja) 吸収冷温水機
WO1999015847A1 (fr) Echangeur de chaleur et dispositif de refroidissement/chauffage d'eau par absorption utilisant ledit echangeur de chaleur