JP2004011930A - 吸収冷凍機の冷凍ユニット - Google Patents

Abstract

【課題】吸収器壁が縦に配されるとともに、吸収器壁の外壁面が冷却水に接している吸収器を備えた吸収冷凍機の扁平型冷凍ユニットにおいて、外殻の接合部のシールが確実にできるとともに、長期間にわたってシール性が維持できる扁平型冷凍ユニットの提供。
【解決手段】扁平で縦型の外殻２と、外殻２内の上部に設けられた凝縮器３と、下部に設けられた吸収器４と、吸収器４内に設置された蒸発器５とを備えた冷凍ユニット１であって、外殻２は、平板からなる外周縁２１、上側矩形膨出部２２および下側矩形膨出部２３を有する一対の半殻体２０を対向的に突き合わせ、突き合わせた外周縁２１の外周を気密に溶接した構造を有し、上側矩形膨出部２２に凝縮器３が収容され、下側矩形膨出部２３に吸収器４が収容されている。
【選択図】　　　　図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、吸収冷房機、吸収ヒートポンプ、吸収冷温水機などに使用される吸収冷凍機の扁平型冷凍ユニットに関する。
【０００２】
【従来の技術】
吸収冷凍機は、再生器で吸収液を加熱して冷媒蒸気と濃縮吸収液とに分離し、冷凍ユニットに供給する。扁平型冷凍ユニットは、薄い箱状の気密性外殻内に、冷媒蒸気を液化させる凝縮器、液化冷媒を蒸発させて気化熱によりクーラント（冷水）を冷却する蒸発器、および蒸発した冷媒を吸収して液化冷媒の蒸発を持続させる吸収器を設置している。凝縮器および吸収器には、凝縮熱および冷媒蒸気の吸収時に生じる吸収熱を大気中に排出するため、放熱部としての冷却塔（クーリングタワー）に冷却水を循環させる冷却機構が付設されている。
【０００３】
扁平型冷凍ユニットは、高真空下で腐食性の高い臭化リチウムなどの吸収液を使用しているため、外殻を耐腐食性のステンレス板で形成する必要がある。しかし、接合部のシール不良等で空気（酸素）が侵入すると耐腐食性ステンレス板とは言っても腐食が進行する。このため、接合方法としては溶接、ロウ付けなどシール性の高い接合方法を採用する。ところが、接合部の形状が複雑であると、慎重な接合作業を要求されることになり、欠陥などが生じ易く、結果として接合部の信頼性、耐久性が確保されないことが多い。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
この発明の目的は、吸収器壁が縦に配されるとともに、吸収器壁の外壁面が冷却水に接している吸収器を備えた吸収冷凍機の扁平型冷凍ユニットにおいて、外殻の接合部のシールが確実にできるとともに、長期間にわたってシール性が維持できる扁平型冷凍ユニットの提供にある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
この発明は、扁平で縦型の外殻と、該外殻内の上部に設けられた凝縮器と、前記外殻内の下部に設けられた吸収器と、該吸収器内に設置された蒸発器とを備えた吸収冷凍機の冷凍ユニットであって、
前記外殻は、平板からなる外周縁、上側膨出部および下側膨出部を有する一対の半殻体を対向的に突き合わせ、突き合わせた前記外周縁の外周を気密に溶接した構造を有し、
前記上側膨出部に前記凝縮器が収容され、前記下側膨出部に前記吸収器が収容されていることを特徴とする。
【０００６】
【発明の効果】
この発明では、平板からなる外周縁、左右対称的に設けた上側膨出部および下側膨出部を有する一対の半殻体を対向的（最中状）に突き合わせ、突き合わせた前記外周縁の外周を気密に溶接している。このため、接合部の形状が単純で溶接が容易にでき、シール性の確保、シール性の長期間の維持が確実であり、製造コストも低減できる。
【０００７】
請求項２に記載の発明では、前記外殻は、平板からなる外周縁、上側膨出部および下側膨出部を有する一対の半殻体の間に、両側に平板からなる外周縁を有する中枠を挟んで突き合わせ、突き合わせた前記外周縁の外周を気密に溶接した構造を有することを特徴とする。この構成では、内部に設置される機器への配管を中枠に形成できる。
【０００８】
請求項３に記載の発明では、半殻体の前記上側膨出部および前記下側膨出部は連続した１つの膨出部であることを特徴とする。この構成では、半殻体の構造が単純となり、生産性が向上する。
【０００９】
請求項４に記載の発明では、上側膨出部および下側膨出部には、上係止段部および下係止段部が周設され、凝縮器は、前記上側膨出部に嵌め込まれ、前記上係止段部に外周が係止され気密的に接合された凝縮器壁を有し、該凝縮器壁の外側は上ウォータージャケットとなっており、吸収器は、前記下側膨出部に嵌め込まれ、前記下係止段部に外周が係止され気密的に接合された吸収器壁を有し、該吸収器壁の外側は前記上ウォータージャケットに水路と通じて連結した下ウォータージャケットとなっている。この構成により、凝縮器と吸収器とに独立したウォータージャケットを容易に形成でき、高い冷却効率が低コストに得られる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
この発明を図に示す実施例とともに説明する。図１〜図３は、吸収冷凍機１０の扁平型冷凍ユニット１を示し、高温再生器１１、放熱部である冷却塔１２、および室内ユニット１３と相互に連結されて空調装置を構成している。扁平型冷凍ユニット１は、縦に扁平な矩形箱状を呈し、左右が対称となっている外殻２を有する。外殻２内の、上部に凝縮器３が設けられ、下部に吸収器４が設けられ、吸収器４内に蒸発器５が設置されている。
【００１１】
外殻２は、ステンレス板をプレス成形した矩形皿状の半殻体２０、２０を対向的（最中状）に突き合わせ、突き合わせた外周縁２１の外周を溶接線１４に沿って気密に溶接した２分割構造を有する。溶接線１４の溶接は、レーザー溶接、ＴＩＧ溶接、プラズマ溶接などが採用できる。この構造の採用により、溶接が容易になり、シール性の確保、シール性の長期間の維持が可能であるとともに、製造コストも低減できる。
【００１２】
半殻体２０は、平板をプレスし外周縁２１を残して外側に膨出成形した、上側矩形膨出部２２および下側矩形膨出部２３を有する。上側矩形膨出部２２は、側板部２４と枠部２５とからなり、枠部２５の中間には、上係止段部２６が周設されている。下側矩形膨出部２３は、側板部２７と枠部２８とからなり、枠部２８には、下係止段部２９が周設されている。この実施例では、対称構造の半殻体２０を突き合わせているが、外殻２は、外周縁２１が同一で膨出成形部分の構造が異なる半殻体の突き合わせであってもよい。
【００１３】
凝縮器３は、上側矩形膨出部２２に嵌め込まれ、上係止段部２６、２６に外周が係止され気密的に接合された凝縮器壁３１、３１を有する。この接合は、真空炉でロウ付けするか、レーザー溶接が好適である。が、凝縮器壁３１は熱交換壁であり、外側面には上下方向に多数の板状フィン３２が所定の間隔で取り付けられている。側板部２４、２４と凝縮器壁３１、３１との間は、冷却水が循環するウォータージャケット３３、３３となっている。
【００１４】
枠部２５の右側壁の中間位置には、高温再生器１１から高温冷媒蒸気が供給される冷媒蒸気流入管３４が水平的に差し込まれている。冷媒蒸気流入管３４には、下方に垂下した熱交換扁平管３５が接続されている。熱交換扁平管３５の底には、液化冷媒の出口パイプ３６が下方に突き出して設置されている。枠部２５の下側壁の中央には、液化冷媒を蒸発器５に流下させるための流下口３７が設けられている。
【００１５】
凝縮器壁３１、３１の間には、高温冷媒蒸気の凝縮熱を利用して吸収液の蒸発を行う低温再生器６が設置されている。低温再生器６は、枠部２５の右側壁の上端部に水平的に差し込まれるとともに、高温再生器１１に連結された中濃度吸収液供給管６１を備える。中濃度吸収液供給管６１の下方には、中濃度吸収液供給管６１から流下した中濃度吸収液を受ける漏斗樋６２が設置されている。
【００１６】
漏斗樋６２は、冷媒蒸気流入管３４および熱交換扁平管３５に上から中濃度吸収液を散布する作用を有する。漏斗樋６２の下方には、熱交換扁平管３５を収容した状態で高濃度吸収液の受け樋６３が設置されている。受け樋６３の底は、枠部２５の右側壁の下部を貫通して配された高濃度吸収液の流出管６４（図３に示す）に接続されている。
【００１７】
冷媒蒸気流入管３４から供給された高温冷媒蒸気は、熱交換扁平管３５内を下方に移動する間に低温度の中濃度吸収液に冷却されて低温になるとともに一部が液化して出口パイプ３６から凝縮器３の底に流下する。液化しなかった高温冷媒蒸気の残部は、熱交換扁平管３５の下端から凝縮器３内に供給される。冷媒蒸気流入管３４および熱交換扁平管３５の外を伝って冷媒の一部が蒸発し、高濃度となった高濃度吸収液は、受け樋６３で受けられ、高濃度吸収液の流出管６４から取り出される。流出管６４から取り出された高濃度吸収液は、吸収器４に供給される。
【００１８】
吸収器４は、下側矩形膨出部２３に嵌め込まれ、下係止段部２９、２９に外周が係止され気密的に接合された吸収器壁４１、４１を有する。この接合は、真空炉でロウ付けするか、レーザー溶接が好適である。吸収器壁４１は熱交換壁であり、外側面には上下方向に多数の板状フィン４２が所定の間隔で取り付けられ、内側面には金網を波型に折り曲げた網状フィン１８がロウ付けして固着されている。側板部２７、２７と吸収器壁４１、４１との間は、冷却水が循環するウォータージャケット４４、４４となっている。
【００１９】
枠部２５の右側壁の上端部には冷却水の流出口１５が設けられ、枠部２８の右側壁の下端部には冷却水の流入口１６が設けられている。枠部２５の下側壁と枠部２８の上側壁との間は、冷却水の流路管１７で連結されている。冷却水は、流入口１６→ウォータージャケット４４→流路管１７→ウォータージャケット３３→流出口１５の順で流れ、冷却塔１２に循環する。
【００２０】
枠部２８の右側壁の上部には、高濃度吸収液の供給パイプ４５が差し込まれている。吸収器壁４１、４１の内側の上端部には、供給パイプ４５に連結した散布管４６、４６が平行して水平的に設置されている。散布管４６、４６の下方には、散布した高濃度吸収液を吸収器壁４１、４１の内壁面に沿わせるための、ガイド板４７、４７が設置されている。供給パイプ４５から供給された高濃度吸収液は、散布管４６、４６からガイド板４７、４７および吸収器壁４１、４１の内壁面に散布され、吸収器壁４１、４１の内壁面および網状フィン１８を伝って下方に流下する。
【００２１】
吸収器壁４１、４１の間には、凝縮器３から供給された液化冷媒を蒸発させる蒸発器５が配設されている。蒸発器５は、流下口３７に連結した扁平散布管５１を備えている。扁平散布管５１の下方には、枠部２８の左側壁の上部と下部とを貫通して配されるとともに、室内ユニット１３に連結した冷水管５２、５３と、冷水管５２、５３を連結する扁平管５４とを備えた熱交換器５５が設置されている。
【００２２】
吸収器４および蒸発器５は、つぎのように作動する。扁平散布管５１から熱交換器５５に液化冷媒が散布され蒸発し、熱交換器５５内の冷水を冷却する。蒸発した冷媒は、吸収器壁４１、４１の内壁面を流下する高濃度吸収液に吸収されるため、液化冷媒の蒸発は連続して行われる。この吸収の際に生じる吸収熱は、ウォータージャケット４４を循環する冷却水に伝達され、冷却塔１２から外気に放出される。
【００２３】
図４、図５は第２実施例にかかる扁平型冷凍ユニット７を示す。この実施例では外殻２は、ステンレス板をプレス成形した矩形皿状の半殻体２０、２０を対向的（最中状）に配し、中間に筒部７１の両端に外周縁７２、７２を設けた中枠７０を介装し、突き合わせた外周縁２１と７２の外周を溶接線１４に沿って気密に溶接した３分割構造を有する。中枠７０には、凝縮器３と吸収器４とを仕切るとともに凝縮器３の底板を形成する仕切板７３が設置されている。
【００２４】
この構成では、冷媒蒸気流入管３４、中濃度吸収液供給管６１、高濃度吸収液の供給パイプ、冷水管５２、５３などの配管を筒部７１を貫通して配管でき、外周縁２１との干渉を防止できる利点がある。
【００２５】
図６、図７は第３実施例にかかる扁平型冷凍ユニット８を示す。この実施例では半殻体２０、２０が、図４、図５に示した第２実施例の上側矩形膨出部２２および下側矩形膨出部２３の代わりに、連続した１つの矩形膨出部８０を有する。矩形膨出部８０は、側板部８１と枠部８２とからなり、枠部８２には係止段８３が設けられている。
【００２６】
この構成では、凝縮器壁３１および吸収器壁４１が一体化できるとともに、係止段８３に一体の凝縮器壁および吸収器壁８４を嵌め込んでロウ付けすることにより、連続したウォータージャケット８５が形成できる。このため、凝縮器壁と吸収器壁８４が１つになり、かつ流路管１７が省略できるので、部品数と溶接箇所とが低減する利点がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】吸収冷凍機の概略構成図および冷凍ユニットの断面図である。
【図２】冷凍ユニットの正面図である。
【図３】冷凍ユニットの要部の断面図である。
【図４】第２実施例の冷凍ユニットの断面図の概略図である。
【図５】第２実施例の冷凍ユニットの外殻の組み付け図である。
【図６】第３実施例の冷凍ユニットの断面図の概略図である。
【図７】第３実施例の冷凍ユニットの外殻の組み付け図である。
【符号の説明】
１　　扁平型冷凍ユニット
１０　吸収冷凍機
１１　高温再生器
１２　冷却塔
１３　室内ユニット
１４　溶接線
２　　外殻
２０　半殻体
２１　外周縁
２２　上側矩形膨出部（上側膨出部）
２３　下側矩形膨出部（下側膨出部）
２６　上係止段部
２９　下係止段部
３　　凝縮器
３１　凝縮器壁
３３　ウォータージャケット
４　　吸収器
４１　吸収器壁
４４　ウォータージャケット
５　　蒸発器
６　　低温再生器
７　　第２実施例の扁平型冷凍ユニット
７０　中枠
８　　第３実施例の扁平型冷凍ユニット

Claims (4)

1. 扁平で縦型の外殻と、該外殻内の上部に設けられた凝縮器と、前記外殻内の下部に設けられた吸収器と、該吸収器内に設置された蒸発器とを備えた吸収冷凍機の冷凍ユニットであって、
   前記外殻は、平板からなる外周縁、上側膨出部および下側膨出部を有する一対の半殻体を突き合わせ、突き合わせた前記外周縁の外周を気密に溶接した構造を有し、
   前記上側膨出部に前記凝縮器が収容され、前記下側膨出部に前記吸収器が収容されていることを特徴とする吸収冷凍機の冷凍ユニット。
2. 扁平で縦型の外殻と、該外殻内の上部に設けられた凝縮器と、前記外殻内の下部に設けられた吸収器と、該吸収器内に設置された蒸発器とを備えた吸収冷凍機の冷凍ユニットであって、
   前記外殻は、平板からなる外周縁、上側膨出部および下側膨出部を有する一対の半殻体の間に、両側に平板からなる外周縁を有する中枠を挟んで突き合わせ、突き合わせた前記外周縁の外周を気密に溶接した構造を有することを特徴とする吸収冷凍機の冷凍ユニット。
3. 請求項２に記載の吸収冷凍機の冷凍ユニットであって、
   前記半殻体の前記上側膨出部および前記下側膨出部は連続した１つの膨出部であることを特徴とする吸収冷凍機の冷凍ユニット。
4. 請求項１または２において、前記上側膨出部および前記下側膨出部には、上係止段部および下係止段部が周設され、
   前記凝縮器は、前記上側膨出部に嵌め込まれ、前記上係止段部に外周が係止され気密的に接合された凝縮器壁を有し、該凝縮器壁の外側は上ウォータージャケットとなっており、
   前記吸収器は、前記下側膨出部に嵌め込まれ、前記下係止段部に外周が係止され気密的に接合された吸収器壁を有し、該吸収器壁の外側は前記上ウォータージャケットに水路と通じて連結した下ウォータージャケットとなっており、
   放熱部から供給された冷却水は、前記下ウォータージャケットから前記上ウォータージャケットを経て該放熱部に循環することを特徴とする吸収冷凍機の冷凍ユニット。

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