JP2004197984A - 一体型多板式熱交換器 - Google Patents
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Abstract
【課題】プレートの成形時における材料歩留まりが良く、組立工数を大幅に削減することができる一体型多板式熱交換器を供する。
【解決手段】吸収器と蒸発器からなる多板式熱交換器であって、吸収器側凹凸形状と蒸発器側凹凸形状を左右に加工形成した１枚のプレート６，７を２枚互いに重ね合わせて一体に形成した吸収器側素子４ａと蒸発器側素子５ａを複数重ね合わせ左右に吸収器コア４と蒸発器コア５が一体に構成され、吸収器側素子４ａの内側の素子内空間４ｂが一方の熱伝達媒体を通す通路とし外側の素子外空間４ｃが他方の熱伝達媒体たる吸収液を通す通路として形成され、蒸発器側素子５ａの内側の素子内空間５ｂが一方の熱伝達媒体を通す通路とし外側の素子外空間５ｃが他方の熱伝達媒体を通す通路として形成され、一体に構成された吸収器コア４と蒸発器コア５がケーシング２に収容され、ケーシング２内の下方空間が吸収器コア側と蒸発器コア側とに画成されそれぞれ熱伝達媒体溶液が貯留されている一体型多板式熱交換器。
【選択図】 図２
【解決手段】吸収器と蒸発器からなる多板式熱交換器であって、吸収器側凹凸形状と蒸発器側凹凸形状を左右に加工形成した１枚のプレート６，７を２枚互いに重ね合わせて一体に形成した吸収器側素子４ａと蒸発器側素子５ａを複数重ね合わせ左右に吸収器コア４と蒸発器コア５が一体に構成され、吸収器側素子４ａの内側の素子内空間４ｂが一方の熱伝達媒体を通す通路とし外側の素子外空間４ｃが他方の熱伝達媒体たる吸収液を通す通路として形成され、蒸発器側素子５ａの内側の素子内空間５ｂが一方の熱伝達媒体を通す通路とし外側の素子外空間５ｃが他方の熱伝達媒体を通す通路として形成され、一体に構成された吸収器コア４と蒸発器コア５がケーシング２に収容され、ケーシング２内の下方空間が吸収器コア側と蒸発器コア側とに画成されそれぞれ熱伝達媒体溶液が貯留されている一体型多板式熱交換器。
【選択図】 図２
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本願発明は、吸収冷凍機における吸収器，蒸発器または吸収器，蒸発器，過冷却器の組合せ一体型多板式熱交換器に関する。
【０００２】
【従来の技術】
この種の一体型多板式熱交換器については、既に同じ出願人が先に出願した例がある（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】
特開平１０−２３２０６６号公報
【０００４】
同特許文献１に開示されたものは、凹凸加工を施した２枚のプレートを互いに重ね合わせた素子を複数重ね合わせて形成された互いに別体の蒸発器コアと吸収器コアがさらに互いに重ね合わされ、両者間に仕切り板を介在させて１つのケーシング内に収容され一体に組み付けられた一体型多板式熱交換器である。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
蒸発器コアと吸収器コアをそれぞれ構成する素子すなわち重ね合わされるプレートが蒸発器コアと吸収器コアとでは別体であり、それぞれプレス加工などにより製造しなければならない。
【０００６】
そのためプレートの成形時における材料歩留まりが良くない。
また蒸発器コアと吸収器コアをそれぞれ別に組立てるため組立工数が多くかかる。
【０００７】
本願発明は、斯かる点に鑑みなされたもので、その目的とする処は、プレートの成形時における材料歩留まりが良く、組立工数を大幅に削減することができる一体型多板式熱交換器を供する点にある。
【０００８】
【課題を解決するための手段及び作用効果】
上記目的を達成するために、本請求項１記載の発明は、吸収器と蒸発器からなる多板式熱交換器であって、吸収器側凹凸形状と蒸発器側凹凸形状を左右に加工形成した１枚のプレートを２枚互いに重ね合わせて一体に形成した吸収器側素子と蒸発器側素子を複数重ね合わせ左右に吸収器コアと蒸発器コアが一体に構成され、前記吸収器側素子の内側の素子内空間が一方の熱伝達媒体を通す通路とし、同吸収器側素子の外側の素子外空間が他方の熱伝達媒体たる吸収液を通す通路として形成され、前記蒸発器側素子の内側の素子内空間が一方の熱伝達媒体を通す通路とし、同蒸発器側素子の外側の素子外空間が他方の熱伝達媒体を通す通路として形成され、前記一体に構成された吸収器コアと蒸発器コアがケーシングに収容され、前記ケーシング内の下方空間が前記吸収器コア側と蒸発器コア側とに画成されそれぞれ熱伝達媒体溶液が貯留されている一体型多板式熱交換器とした。
【０００９】
１枚のプレートに吸収器側凹凸形状と蒸発器側凹凸形状を左右に一体に加工形成するので、プレートの成形時における材料歩留まりが良い。
このプレートを２枚互いに重ね合わせて一体に形成した吸収器側素子と蒸発器側素子を複数重ね合わせ左右に吸収器コアと蒸発器コアが一体に構成されるので、組立工数が従来に比べ略半減する。
【００１０】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の一体型多板式熱交換器において、前記プレートにおける吸収器側凹凸形状と蒸発器側凹凸形状とともに両形状間に断熱用のスリットを同時に加工形成したことを特徴とする。
【００１１】
断熱用のスリットは、吸収器側凹凸形状と蒸発器側凹凸形状とともに同時に形成されるので、加工が簡単である。
断熱用のスリットにより吸収器コアと蒸発器コアの間の熱伝導が抑制される。
【００１２】
請求項３記載の発明は、吸収器と過冷却器と蒸発器からなる多板式熱交換器であって、吸収器側凹凸形状と蒸発器側凹凸形状を左右に過冷却器半筒形状を中央に一体に加工形成した１枚のプレートを２枚互いに重ね合わせて一体に形成した吸収器側素子と過冷却器素子と蒸発器側素子を複数重ね合わせ吸収器コアと過冷却器コアと蒸発器コアが一体に構成され、前記吸収器側素子の内側の素子内空間が一方の熱伝達媒体を通す通路とし、同吸収器側素子の外側の素子外空間が他方の熱伝達媒体たる吸収液を通す通路として形成され、前記過冷却器素子の内側の筒状の素子内空間が冷媒液を通す通路とし、同過冷却器素子の外側の素子外空間が冷媒蒸気を通す通路として形成され、前記蒸発器側素子の内側の素子内空間が一方の熱伝達媒体を通す通路とし、同蒸発器側素子の外側の素子外空間が他方の熱伝達媒体を通す通路として形成され、前記一体に構成された吸収器コアと過冷却器コアと蒸発器コアがケーシングに収容され、前記ケーシング内の下方空間が前記吸収器コア側と蒸発器コア側とに画成されそれぞれ熱伝達媒体溶液が貯留されている一体型多板式熱交換器である。
【００１３】
１枚のプレートに吸収器側凹凸形状と過冷却器半筒形状と蒸発器側凹凸形状を一体に加工形成するので、プレートの成形時における材料歩留まりが良い。
このプレートを２枚互いに重ね合わせて一体に形成した吸収器側素子と過冷却器素子と蒸発器側素子を複数重ね合わせ吸収器コアと過冷却器コアと蒸発器コアが一体に構成されるので、組立工数が従来に比べ大幅に削減される。
【００１４】
請求項４記載の発明は、請求項３記載の一体型多板式熱交換器において、前記プレートにおける吸収器側凹凸形状と過冷却器半筒形状と蒸発器側凹凸形状とともに前記吸収器側凹凸形状と過冷却器半筒形状との間および過冷却器半筒形状と蒸発器側凹凸形状との間にそれぞれ断熱用のスリットを同時に加工形成したことを特徴とする。
【００１５】
断熱用のスリットは、吸収器側凹凸形状と蒸発器側凹凸形状とともに同時に形成されるので、加工が簡単である。
断熱用のスリットにより吸収器コアと過冷却器コアとの間の熱伝導および過冷却器コアと蒸発器コアとの間の熱伝導が抑制される。
【００１６】
請求項５記載の発明は、請求項３または請求項４記載の一体型多板式熱交換器において、前記過冷却器素子の外側の素子外空間には冷却フィンが配設されていることを特徴とする。
【００１７】
冷却フィンにより過冷却器コアにおける冷媒液の冷却効果を高めることができる。
【００１８】
請求項６記載の発明は、請求項１または請求項３記載の一体型多板式熱交換器において、前記吸収器コアと前記蒸発器コアの各上部に上方に開口した貯留槽が形成され、各貯留槽を形成する各素子のプレートに同各貯留槽から各素子の素子外空間に連通する連通孔が複数列設されていることを特徴とする。
【００１９】
吸収器コアおよび蒸発器コアにおいて各貯留槽に溶液媒体を溜めると、各連通孔から均一で適量の溶液媒体を素子外空間に流出することが簡単にでき熱交換効率を向上させることができる。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下本発明に係る一実施の形態について図１ないし図５に基づき説明する。
本実施の形態に係る一体型多板式熱交換器１のケーシング２の一部を省略して図示した斜視図を図１に示す。
【００２１】
ケーシング２に収容された吸収器コア４と蒸発器コア５とは一体型であり、ケーシング２の前板２ｆと背板２ｂに挟まれて左右に配設されている。
前板２ｆを外した正面図を図２に示す。
【００２２】
図２において左側に吸収器コア４、右側に蒸発器コア５が位置しており、ケーシング２の下方空間は、仕切り壁３によって吸収器側と蒸発器側に仕切られている。
吸収器コア４と蒸発器コア５とは一体に構成されており、同じ構造をしている。
【００２３】
すなわち吸収器側凹凸形状と蒸発器側凹凸形状を左右に一体にプレス加工により成形した２枚のプレート６，７を互いに重ね合わせて一体に吸収器側素子４ａと蒸発器側素子５ａを形成し、この吸収器側素子４ａと蒸発器側素子５ａを複数重ね合わせて吸収器コア４と蒸発器コア５が一体に構成されている。
【００２４】
プレート６，７の吸収器側凹凸形状と蒸発器側凹凸形状との間には上下方向に長尺の断熱用スリット８が形成されている。
吸収器側素子４ａと蒸発器側素子５ａを構成するプレート６，７は、それぞれ１枚のプレートをプレス加工して一体に成形するので、吸収器側素子４ａと蒸発器側素子５ａのプレートをそれぞれ加工成形するのに比べ、プレートの成形時における材料歩留まりが良い。
【００２５】
プレート６，７は、互いに重ね合わされ、その周縁部および吸収器側凹凸形状と蒸発器側凹凸形状の間が断熱用スリット８の周縁部とともにろう付けにより水密に接合される（図３参照）。
【００２６】
一体に構成される吸収器コア４と蒸発器コア５は同じ構造をしており、以下吸収器コア４について図３ないし図５に基づいて説明する。
【００２７】
図４の縦断面図に図示するようにプレート６，７の凹凸形状は縦方向に連続した波形状が形成され、互いに接近したところで当接し、互いに離れたところに共通の素子内空間４ｂが形成され、各吸収器側素子４ａの互いの間および吸収器側素子４ａとケーシング２との間に素子外空間４ｃが形成される。
【００２８】
各吸収器側素子４ａの上端水平部の両端が上方へ延出されて上方に開いたコ字状の上端凹部４ｄが形成され、この上端凹部４ｄは、一対のプレート６，７の上端部が互いに離れる方向に膨出して内側に連通空間４ｅをなす閉断面形状が形成されている。
【００２９】
この連通空間４ｅを有する上端凹部４ｄは、吸収器側素子４ａの最大幅を有し、吸収器側素子４ａを順次重ね合せるときに、上端凹部４ｄどうしが当接しろう付けにより互いに水密に接合される。
一対のプレート６，７の下端も同様の構造をしている。
【００３０】
吸収器側素子４ａにおける一対のプレート６，７の上下にそれぞれ対向して円孔が形成され、各吸収器側素子４ａの円孔が連結されて共通の連通路４ｆ，４ｇが形成され、同上下の連通路４ｆ，４ｇは各素子内空間４ｂと連通している。
【００３１】
こうして重ね合わされた吸収器側素子４ａの前側と後側にケーシング２の前板２ｆと背板２ｂがそれぞれ当てがわれ、前板２ｆの上下に形成された円孔が連通路４ｆ，４ｇと連結されるとともに、前板２ｆと後板２ｂの前後上部にそれぞれ最外側の各吸収器側素子４ａの上端凹部４ｄ，４ｄがろう付けにより水密に接合される。
【００３２】
よって複数の吸収器側素子４ａの上端凹部４ｄが順次重ね合わされて形成された上方に開口した断面コ字状の溝の前後を前板２ｆと後板２ｂの上部が塞ぐような形で上方に開口した貯留槽４ｈが形成されている。
なお前板２ｆと後板２ｂの前後下部と一対のプレート６，７の下端も同様の構造をしている。
【００３３】
そして各プレート６，７の上端凹部４ｄの連通空間４ｅをなす部分に、上方の貯留槽４ｈと連通空間４ｅとを連通する上側連通孔４ｉが複数列設されるとともに、連通空間４ｅと下方の素子外空間４ｃとを連通する下側連通孔４ｊが複数列設されている。
【００３４】
したがって貯留槽４ｇは、上側連通孔４ｉおよび下側連通孔４ｊにより連通空間４ｅを介して素子外空間４ｃと連通している。
また前板２ｆの上下に形成された円孔が連結される上下の連通路４ｆ，４ｇは各素子内空間４ｂと連通している。
【００３５】
吸収器コア４は、以上のような構造をしており、他方の蒸発器コア５も同様の構造で、同じプレート６，７の重ね合わせにより蒸発器側素子５ａが形成され、蒸発器側素子５ａが順次重ねられて蒸発器コア５が構成されている。
【００３６】
したがって蒸発器コア５の貯留槽５ｈは、上側連通孔５ｉおよび下側連通孔５ｊにより連通空間５ｅを介して素子外空間５ｃと連通している。
また前板２ｆの上下に形成された円孔が連結される上下の連通路５ｆ，５ｇは各素子内空間５ｂと連通している。
【００３７】
なお吸収器コア４の上部の貯留槽４ｈおよび蒸発器コア５の上部の貯留槽５ｈの上方には、それぞれ媒体溶液を注入する注入パイプ９，10が設けられている。
【００３８】
以上のような構造の一体型多板式熱交換器１において、吸収器コア４の上部の貯留槽４ｈには注入パイプ９により吸収液である濃度の高いLiBr水溶液が注入されて貯留され、蒸発器コア５の上部の貯留槽５ｈには注入パイプ10により水が注入され貯留される。
【００３９】
吸収器コア４の貯留槽４ｈに貯留されたLiBr水溶液は、上側連通孔４ｉおよび下側連通孔４ｊにより連通空間４ｅを介して素子外空間４ｃに散布されてケーシング２の仕切り壁３により仕切られた下方空間の吸収器側に溜まる。
【００４０】
蒸発器コア５は、上側連通孔５ｉおよび下側連通孔５ｊにより連通空間５ｅを介して素子外空間５ｃに散布されてケーシング２の下方空間の蒸発器側に溜まる。
【００４１】
吸収器コア４の下側の連通路４ｇには約32度Ｃの水が供給され、素子内空間４ｂを通って約35度Ｃに加熱されて上側の連通路４ｆから排出され、蒸発器コア５の下側の連通路５ｇには約12度Ｃの水が供給され、素子内空間５ｂを通って約７度Ｃに冷却されて上側の連通路５ｆから排出される。
吸収器コア４と蒸発器コア５は間の断熱用スリット８により両者間の熱伝導が抑制されている。
【００４２】
上記のように吸収器コア４の素子内空間４ｂを冷却水が流れ、蒸発器コア５の素子内空間５ｂを冷水が流れ、ケーシング２により密封し抽気された環境内で、吸収器コア４の貯留槽４ｈに貯留されたLiBr水溶液が素子外空間４ｃに散布されると、LiBr水溶液は内部を冷却水が流れる吸収器側素子４ａに触れてケーシング２内の水分の吸収を促進する。
【００４３】
そして蒸発器コア５の貯留槽５ｈに貯留された水が素子外空間５ｃに散布されることで、水の蒸発が促進され、吸収器側のLiBr水溶液に吸収される。
蒸発器側の水の蒸発の潜熱によって素子内空間５ｂを流れる冷水が冷却される。
【００４４】
吸収器コア４および蒸発器コア５において各貯留槽４ｈ，５ｈに溶液媒体を溜め各連通孔４ｊ，５ｊから散布することで、均一で適量の溶液媒体を素子外空間に流出することが簡単にでき熱交換効率を向上させることができる。
【００４５】
なお水分を吸収して薄くなったLiBr水溶液は再生器に回送されて、濃くなったLiBr水溶液が再び吸収器コア４の貯留槽４ｈに注入され、散布に供される。
【００４６】
以上のような優れた作用効果を備える本一体型多板式熱交換器１は、プレート６，７を互いに重ね合わせて一体に形成した吸収器側素子４ａと蒸発器側素子５ａを複数重ね合わせ左右に吸収器コア４と蒸発器コア５が一体に構成されるので、組立工数を従来に比べ略半減することができる。
【００４７】
次に過冷却器を備えた一体型多板式熱交換器31について図６ないし図８に基づき説明する。
本一体型多板式熱交換器31は、ケーシング32内に吸収器コア34と蒸発器コア35とともに過冷却器コア33が一体に構成されたものが収容されている。
【００４８】
過冷却器コア33は、左側の吸収器コア34と右側の蒸発器コア35の間にあり、ケーシング32の下方空間は、底壁の中央が内方に膨出しさらに仕切り壁32ａによって吸収器側と蒸発器側に仕切られている。
【００４９】
吸収器コア34と蒸発器コア35と過冷却器コア33を構成する吸収器側素子34ａと蒸発器側素子35ａと過冷却器素子36ａは、プレス加工により一体に成形した２枚のプレート36，37を互いに重ね合わせて形成する。
【００５０】
プレート36，37は、吸収器側凹凸形状と蒸発器側凹凸形状を左右に、２条（２条に限らず１条または３条以上としてもよい）の過冷却器半筒形状を間に配した形状に１枚のプレートからプレス加工により一体に成形する。
したがってプレートの成形時における材料歩留まりが非常に良い。
【００５１】
なおプレート36，37の吸収器側凹凸形状と過冷却器半筒形状との間および過冷却器半筒形状と蒸発器側凹凸形状との間には上下方向に長尺の断熱用スリット38，38が形成されている。
【００５２】
プレート36，37は、互いに重ね合わされ、その周縁部および吸収器側凹凸形状と過冷却器半筒形状と蒸発器側凹凸形状の各間が断熱用スリット38，38の周縁部とともにろう付けにより水密に接合される（図７参照）。
【００５３】
吸収器コア34と蒸発器コア35は、前記実施の形態の吸収器コア４と蒸発器コア５と同じ構造をしており、吸収器側素子34ａと蒸発器側素子35ａはそれぞれ素子内空間34ｂ，35ｂ、素子外空間34ｃ，35ｃ、連通空間34ｅ，35ｅ、上側連通路34ｆ，35ｆ、下側連通路34ｇ，35ｇ、貯留槽34ｈ，35ｈ、上側連通孔34ｉ，35ｉ、下側連通孔34ｊ，35ｊを形成している。
【００５４】
一方、過冷却器コア33の過冷却器素子33ａは、プレート36，37の中央の２条の縦長過冷却器半筒形状が重ね合わされて上下方向に指向した２条の素子内通路33ｂ，33ｃが形成されており、両素子内通路33ｂ，33ｃは上下端が連結され、この上下連結部にそれぞれ円孔が形成され、順次重ねられた過冷却器素子33ａの円孔が連なって上下の連通路33ｄ，33ｅが構成されている。
【００５５】
上下の連通路33ｄ，33ｅは各過冷却器素子33ａの２条の素子内通路33ｂ，33ｃに連通している。
そして各過冷却器素子33ａの互いの間には、図７および図８に図示するようにコルゲート状に屈曲形成された冷却フィン41が挟まれて介装されている。
【００５６】
以上のような構造の一体型多板式熱交換器31において、吸収器コア34の貯留槽34ｈには注入パイプ39により吸収液であるＤＭＩ（１，３−ジメチル−２−イミダゾリジノン、Ｃ５Ｈ１０Ｎ２Ｏ）溶液が注入されて貯留され、蒸発器コア35の貯留槽35ｈには注入パイプ40によりＴＦＥ（トリフルオロエタノール、ＣＦ３ＣＨ２ＯＨ）溶液が注入され貯留される。
【００５７】
なお吸収器コア34の素子内空間34ｂと蒸発器コア35の素子内空間35ｂには、前記実施の形態と同じ水が流通する。
【００５８】
そして過冷却器コア33のの下側の連通路33ｅには凝縮器から回送された約50度ＣのＴＦＥ溶液が供給されて、冷却フィン41により30度Ｃに効率良く冷却されて蒸発器コア35の貯留槽35ｈに注入される。
【００５９】
吸収器コア34の貯留槽34ｈに貯留されたＤＭＩ溶液が素子外空間34ｃに散布されると、ＤＭＩ溶液は内部を冷却水が流れる吸収器側素子34ａに触れてケーシング32内のＴＦＥの吸収を促進し、蒸発器コア35の貯留槽34ｈに貯留されたＴＦＥ溶液の散布によるＴＦＥの蒸発を促し、蒸発の潜熱によって素子内空間５ｂを流れる冷水が効率良く冷却される。
【００６０】
本一体型多板式熱交換器31は、プレート36，37を互いに重ね合わせて一体に形成した吸収器側素子34ａと蒸発器側素子35ａと過冷却器素子33ａを複数重ね合わせ左右に吸収器コア34と蒸発器コア35、中央に過冷却コア33が一体に構成されるので、組立工数を従来に比べ大幅に削減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本願発明の一実施の形態に係る一体型多板式熱交換器のケーシングの一部を省略して図示した斜視図である。
【図２】同一体型多板式熱交換器のケーシングの前板を外した正面図である。
【図３】図２のIII−III線に沿った断面図である。
【図４】図２のIV−IV線に沿った断面図である。
【図５】図２のＶ−Ｖ線に沿った断面図である。
【図６】別の実施の形態に係る一体型多板式熱交換器のケーシングの前板を外した正面図である。
【図７】図６のVII−VII線に沿った断面図である。
【図８】図６のVIII−VIII線に沿った断面図である。
【符号の説明】
１…一体型多板式熱交換器、２…ケーシング、３…仕切り壁、
４…吸収器コア、４ａ…吸収器側素子、４ｂ…素子内空間、４ｃ…素子外空間、４ｄ…上端凹部、４ｅ…連通空間、４ｆ，４ｇ…連通路、４ｈ…貯留槽、４ｉ，４ｊ…連通孔、
５…蒸発器コア、５ａ…吸収器側素子、５ｂ…素子内空間、５ｃ…素子外空間、５ｄ…上端凹部、５ｅ…連通空間、５ｆ，５ｇ…連通路、５ｈ…貯留槽、５ｉ，５ｊ…連通孔、
６，７…プレート、８…断熱用スリット、９，10…注入パイプ、
31…一体型多板式熱交換器、32…ケーシング、32ａ…仕切り壁、
33…過冷却器コア、33ａ…過冷却器素子、33ｂ，33ｃ…素子内通路、33ｄ，33ｅ…連通路、
34…吸収器コア、34ａ…吸収器側素子、34ｂ…素子内空間、34ｃ…素子外空間、34ｄ…上端凹部、34ｅ…連通空間、34ｆ，34ｇ…連通路、34ｈ…貯留槽、34ｉ，34ｊ…連通孔、
35…蒸発器コア、35ａ…吸収器側素子、35ｂ…素子内空間、35ｃ…素子外空間、35ｄ…上端凹部、35ｅ…連通空間、35ｆ，35ｇ…連通路、35ｈ…貯留槽、35ｉ，35ｊ…連通孔、
36，37…プレート、38…断熱用スリット、39，40…注入パイプ、
41…冷却フィン。
【発明の属する技術分野】
本願発明は、吸収冷凍機における吸収器，蒸発器または吸収器，蒸発器，過冷却器の組合せ一体型多板式熱交換器に関する。
【０００２】
【従来の技術】
この種の一体型多板式熱交換器については、既に同じ出願人が先に出願した例がある（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】
特開平１０−２３２０６６号公報
【０００４】
同特許文献１に開示されたものは、凹凸加工を施した２枚のプレートを互いに重ね合わせた素子を複数重ね合わせて形成された互いに別体の蒸発器コアと吸収器コアがさらに互いに重ね合わされ、両者間に仕切り板を介在させて１つのケーシング内に収容され一体に組み付けられた一体型多板式熱交換器である。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
蒸発器コアと吸収器コアをそれぞれ構成する素子すなわち重ね合わされるプレートが蒸発器コアと吸収器コアとでは別体であり、それぞれプレス加工などにより製造しなければならない。
【０００６】
そのためプレートの成形時における材料歩留まりが良くない。
また蒸発器コアと吸収器コアをそれぞれ別に組立てるため組立工数が多くかかる。
【０００７】
本願発明は、斯かる点に鑑みなされたもので、その目的とする処は、プレートの成形時における材料歩留まりが良く、組立工数を大幅に削減することができる一体型多板式熱交換器を供する点にある。
【０００８】
【課題を解決するための手段及び作用効果】
上記目的を達成するために、本請求項１記載の発明は、吸収器と蒸発器からなる多板式熱交換器であって、吸収器側凹凸形状と蒸発器側凹凸形状を左右に加工形成した１枚のプレートを２枚互いに重ね合わせて一体に形成した吸収器側素子と蒸発器側素子を複数重ね合わせ左右に吸収器コアと蒸発器コアが一体に構成され、前記吸収器側素子の内側の素子内空間が一方の熱伝達媒体を通す通路とし、同吸収器側素子の外側の素子外空間が他方の熱伝達媒体たる吸収液を通す通路として形成され、前記蒸発器側素子の内側の素子内空間が一方の熱伝達媒体を通す通路とし、同蒸発器側素子の外側の素子外空間が他方の熱伝達媒体を通す通路として形成され、前記一体に構成された吸収器コアと蒸発器コアがケーシングに収容され、前記ケーシング内の下方空間が前記吸収器コア側と蒸発器コア側とに画成されそれぞれ熱伝達媒体溶液が貯留されている一体型多板式熱交換器とした。
【０００９】
１枚のプレートに吸収器側凹凸形状と蒸発器側凹凸形状を左右に一体に加工形成するので、プレートの成形時における材料歩留まりが良い。
このプレートを２枚互いに重ね合わせて一体に形成した吸収器側素子と蒸発器側素子を複数重ね合わせ左右に吸収器コアと蒸発器コアが一体に構成されるので、組立工数が従来に比べ略半減する。
【００１０】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の一体型多板式熱交換器において、前記プレートにおける吸収器側凹凸形状と蒸発器側凹凸形状とともに両形状間に断熱用のスリットを同時に加工形成したことを特徴とする。
【００１１】
断熱用のスリットは、吸収器側凹凸形状と蒸発器側凹凸形状とともに同時に形成されるので、加工が簡単である。
断熱用のスリットにより吸収器コアと蒸発器コアの間の熱伝導が抑制される。
【００１２】
請求項３記載の発明は、吸収器と過冷却器と蒸発器からなる多板式熱交換器であって、吸収器側凹凸形状と蒸発器側凹凸形状を左右に過冷却器半筒形状を中央に一体に加工形成した１枚のプレートを２枚互いに重ね合わせて一体に形成した吸収器側素子と過冷却器素子と蒸発器側素子を複数重ね合わせ吸収器コアと過冷却器コアと蒸発器コアが一体に構成され、前記吸収器側素子の内側の素子内空間が一方の熱伝達媒体を通す通路とし、同吸収器側素子の外側の素子外空間が他方の熱伝達媒体たる吸収液を通す通路として形成され、前記過冷却器素子の内側の筒状の素子内空間が冷媒液を通す通路とし、同過冷却器素子の外側の素子外空間が冷媒蒸気を通す通路として形成され、前記蒸発器側素子の内側の素子内空間が一方の熱伝達媒体を通す通路とし、同蒸発器側素子の外側の素子外空間が他方の熱伝達媒体を通す通路として形成され、前記一体に構成された吸収器コアと過冷却器コアと蒸発器コアがケーシングに収容され、前記ケーシング内の下方空間が前記吸収器コア側と蒸発器コア側とに画成されそれぞれ熱伝達媒体溶液が貯留されている一体型多板式熱交換器である。
【００１３】
１枚のプレートに吸収器側凹凸形状と過冷却器半筒形状と蒸発器側凹凸形状を一体に加工形成するので、プレートの成形時における材料歩留まりが良い。
このプレートを２枚互いに重ね合わせて一体に形成した吸収器側素子と過冷却器素子と蒸発器側素子を複数重ね合わせ吸収器コアと過冷却器コアと蒸発器コアが一体に構成されるので、組立工数が従来に比べ大幅に削減される。
【００１４】
請求項４記載の発明は、請求項３記載の一体型多板式熱交換器において、前記プレートにおける吸収器側凹凸形状と過冷却器半筒形状と蒸発器側凹凸形状とともに前記吸収器側凹凸形状と過冷却器半筒形状との間および過冷却器半筒形状と蒸発器側凹凸形状との間にそれぞれ断熱用のスリットを同時に加工形成したことを特徴とする。
【００１５】
断熱用のスリットは、吸収器側凹凸形状と蒸発器側凹凸形状とともに同時に形成されるので、加工が簡単である。
断熱用のスリットにより吸収器コアと過冷却器コアとの間の熱伝導および過冷却器コアと蒸発器コアとの間の熱伝導が抑制される。
【００１６】
請求項５記載の発明は、請求項３または請求項４記載の一体型多板式熱交換器において、前記過冷却器素子の外側の素子外空間には冷却フィンが配設されていることを特徴とする。
【００１７】
冷却フィンにより過冷却器コアにおける冷媒液の冷却効果を高めることができる。
【００１８】
請求項６記載の発明は、請求項１または請求項３記載の一体型多板式熱交換器において、前記吸収器コアと前記蒸発器コアの各上部に上方に開口した貯留槽が形成され、各貯留槽を形成する各素子のプレートに同各貯留槽から各素子の素子外空間に連通する連通孔が複数列設されていることを特徴とする。
【００１９】
吸収器コアおよび蒸発器コアにおいて各貯留槽に溶液媒体を溜めると、各連通孔から均一で適量の溶液媒体を素子外空間に流出することが簡単にでき熱交換効率を向上させることができる。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下本発明に係る一実施の形態について図１ないし図５に基づき説明する。
本実施の形態に係る一体型多板式熱交換器１のケーシング２の一部を省略して図示した斜視図を図１に示す。
【００２１】
ケーシング２に収容された吸収器コア４と蒸発器コア５とは一体型であり、ケーシング２の前板２ｆと背板２ｂに挟まれて左右に配設されている。
前板２ｆを外した正面図を図２に示す。
【００２２】
図２において左側に吸収器コア４、右側に蒸発器コア５が位置しており、ケーシング２の下方空間は、仕切り壁３によって吸収器側と蒸発器側に仕切られている。
吸収器コア４と蒸発器コア５とは一体に構成されており、同じ構造をしている。
【００２３】
すなわち吸収器側凹凸形状と蒸発器側凹凸形状を左右に一体にプレス加工により成形した２枚のプレート６，７を互いに重ね合わせて一体に吸収器側素子４ａと蒸発器側素子５ａを形成し、この吸収器側素子４ａと蒸発器側素子５ａを複数重ね合わせて吸収器コア４と蒸発器コア５が一体に構成されている。
【００２４】
プレート６，７の吸収器側凹凸形状と蒸発器側凹凸形状との間には上下方向に長尺の断熱用スリット８が形成されている。
吸収器側素子４ａと蒸発器側素子５ａを構成するプレート６，７は、それぞれ１枚のプレートをプレス加工して一体に成形するので、吸収器側素子４ａと蒸発器側素子５ａのプレートをそれぞれ加工成形するのに比べ、プレートの成形時における材料歩留まりが良い。
【００２５】
プレート６，７は、互いに重ね合わされ、その周縁部および吸収器側凹凸形状と蒸発器側凹凸形状の間が断熱用スリット８の周縁部とともにろう付けにより水密に接合される（図３参照）。
【００２６】
一体に構成される吸収器コア４と蒸発器コア５は同じ構造をしており、以下吸収器コア４について図３ないし図５に基づいて説明する。
【００２７】
図４の縦断面図に図示するようにプレート６，７の凹凸形状は縦方向に連続した波形状が形成され、互いに接近したところで当接し、互いに離れたところに共通の素子内空間４ｂが形成され、各吸収器側素子４ａの互いの間および吸収器側素子４ａとケーシング２との間に素子外空間４ｃが形成される。
【００２８】
各吸収器側素子４ａの上端水平部の両端が上方へ延出されて上方に開いたコ字状の上端凹部４ｄが形成され、この上端凹部４ｄは、一対のプレート６，７の上端部が互いに離れる方向に膨出して内側に連通空間４ｅをなす閉断面形状が形成されている。
【００２９】
この連通空間４ｅを有する上端凹部４ｄは、吸収器側素子４ａの最大幅を有し、吸収器側素子４ａを順次重ね合せるときに、上端凹部４ｄどうしが当接しろう付けにより互いに水密に接合される。
一対のプレート６，７の下端も同様の構造をしている。
【００３０】
吸収器側素子４ａにおける一対のプレート６，７の上下にそれぞれ対向して円孔が形成され、各吸収器側素子４ａの円孔が連結されて共通の連通路４ｆ，４ｇが形成され、同上下の連通路４ｆ，４ｇは各素子内空間４ｂと連通している。
【００３１】
こうして重ね合わされた吸収器側素子４ａの前側と後側にケーシング２の前板２ｆと背板２ｂがそれぞれ当てがわれ、前板２ｆの上下に形成された円孔が連通路４ｆ，４ｇと連結されるとともに、前板２ｆと後板２ｂの前後上部にそれぞれ最外側の各吸収器側素子４ａの上端凹部４ｄ，４ｄがろう付けにより水密に接合される。
【００３２】
よって複数の吸収器側素子４ａの上端凹部４ｄが順次重ね合わされて形成された上方に開口した断面コ字状の溝の前後を前板２ｆと後板２ｂの上部が塞ぐような形で上方に開口した貯留槽４ｈが形成されている。
なお前板２ｆと後板２ｂの前後下部と一対のプレート６，７の下端も同様の構造をしている。
【００３３】
そして各プレート６，７の上端凹部４ｄの連通空間４ｅをなす部分に、上方の貯留槽４ｈと連通空間４ｅとを連通する上側連通孔４ｉが複数列設されるとともに、連通空間４ｅと下方の素子外空間４ｃとを連通する下側連通孔４ｊが複数列設されている。
【００３４】
したがって貯留槽４ｇは、上側連通孔４ｉおよび下側連通孔４ｊにより連通空間４ｅを介して素子外空間４ｃと連通している。
また前板２ｆの上下に形成された円孔が連結される上下の連通路４ｆ，４ｇは各素子内空間４ｂと連通している。
【００３５】
吸収器コア４は、以上のような構造をしており、他方の蒸発器コア５も同様の構造で、同じプレート６，７の重ね合わせにより蒸発器側素子５ａが形成され、蒸発器側素子５ａが順次重ねられて蒸発器コア５が構成されている。
【００３６】
したがって蒸発器コア５の貯留槽５ｈは、上側連通孔５ｉおよび下側連通孔５ｊにより連通空間５ｅを介して素子外空間５ｃと連通している。
また前板２ｆの上下に形成された円孔が連結される上下の連通路５ｆ，５ｇは各素子内空間５ｂと連通している。
【００３７】
なお吸収器コア４の上部の貯留槽４ｈおよび蒸発器コア５の上部の貯留槽５ｈの上方には、それぞれ媒体溶液を注入する注入パイプ９，10が設けられている。
【００３８】
以上のような構造の一体型多板式熱交換器１において、吸収器コア４の上部の貯留槽４ｈには注入パイプ９により吸収液である濃度の高いLiBr水溶液が注入されて貯留され、蒸発器コア５の上部の貯留槽５ｈには注入パイプ10により水が注入され貯留される。
【００３９】
吸収器コア４の貯留槽４ｈに貯留されたLiBr水溶液は、上側連通孔４ｉおよび下側連通孔４ｊにより連通空間４ｅを介して素子外空間４ｃに散布されてケーシング２の仕切り壁３により仕切られた下方空間の吸収器側に溜まる。
【００４０】
蒸発器コア５は、上側連通孔５ｉおよび下側連通孔５ｊにより連通空間５ｅを介して素子外空間５ｃに散布されてケーシング２の下方空間の蒸発器側に溜まる。
【００４１】
吸収器コア４の下側の連通路４ｇには約32度Ｃの水が供給され、素子内空間４ｂを通って約35度Ｃに加熱されて上側の連通路４ｆから排出され、蒸発器コア５の下側の連通路５ｇには約12度Ｃの水が供給され、素子内空間５ｂを通って約７度Ｃに冷却されて上側の連通路５ｆから排出される。
吸収器コア４と蒸発器コア５は間の断熱用スリット８により両者間の熱伝導が抑制されている。
【００４２】
上記のように吸収器コア４の素子内空間４ｂを冷却水が流れ、蒸発器コア５の素子内空間５ｂを冷水が流れ、ケーシング２により密封し抽気された環境内で、吸収器コア４の貯留槽４ｈに貯留されたLiBr水溶液が素子外空間４ｃに散布されると、LiBr水溶液は内部を冷却水が流れる吸収器側素子４ａに触れてケーシング２内の水分の吸収を促進する。
【００４３】
そして蒸発器コア５の貯留槽５ｈに貯留された水が素子外空間５ｃに散布されることで、水の蒸発が促進され、吸収器側のLiBr水溶液に吸収される。
蒸発器側の水の蒸発の潜熱によって素子内空間５ｂを流れる冷水が冷却される。
【００４４】
吸収器コア４および蒸発器コア５において各貯留槽４ｈ，５ｈに溶液媒体を溜め各連通孔４ｊ，５ｊから散布することで、均一で適量の溶液媒体を素子外空間に流出することが簡単にでき熱交換効率を向上させることができる。
【００４５】
なお水分を吸収して薄くなったLiBr水溶液は再生器に回送されて、濃くなったLiBr水溶液が再び吸収器コア４の貯留槽４ｈに注入され、散布に供される。
【００４６】
以上のような優れた作用効果を備える本一体型多板式熱交換器１は、プレート６，７を互いに重ね合わせて一体に形成した吸収器側素子４ａと蒸発器側素子５ａを複数重ね合わせ左右に吸収器コア４と蒸発器コア５が一体に構成されるので、組立工数を従来に比べ略半減することができる。
【００４７】
次に過冷却器を備えた一体型多板式熱交換器31について図６ないし図８に基づき説明する。
本一体型多板式熱交換器31は、ケーシング32内に吸収器コア34と蒸発器コア35とともに過冷却器コア33が一体に構成されたものが収容されている。
【００４８】
過冷却器コア33は、左側の吸収器コア34と右側の蒸発器コア35の間にあり、ケーシング32の下方空間は、底壁の中央が内方に膨出しさらに仕切り壁32ａによって吸収器側と蒸発器側に仕切られている。
【００４９】
吸収器コア34と蒸発器コア35と過冷却器コア33を構成する吸収器側素子34ａと蒸発器側素子35ａと過冷却器素子36ａは、プレス加工により一体に成形した２枚のプレート36，37を互いに重ね合わせて形成する。
【００５０】
プレート36，37は、吸収器側凹凸形状と蒸発器側凹凸形状を左右に、２条（２条に限らず１条または３条以上としてもよい）の過冷却器半筒形状を間に配した形状に１枚のプレートからプレス加工により一体に成形する。
したがってプレートの成形時における材料歩留まりが非常に良い。
【００５１】
なおプレート36，37の吸収器側凹凸形状と過冷却器半筒形状との間および過冷却器半筒形状と蒸発器側凹凸形状との間には上下方向に長尺の断熱用スリット38，38が形成されている。
【００５２】
プレート36，37は、互いに重ね合わされ、その周縁部および吸収器側凹凸形状と過冷却器半筒形状と蒸発器側凹凸形状の各間が断熱用スリット38，38の周縁部とともにろう付けにより水密に接合される（図７参照）。
【００５３】
吸収器コア34と蒸発器コア35は、前記実施の形態の吸収器コア４と蒸発器コア５と同じ構造をしており、吸収器側素子34ａと蒸発器側素子35ａはそれぞれ素子内空間34ｂ，35ｂ、素子外空間34ｃ，35ｃ、連通空間34ｅ，35ｅ、上側連通路34ｆ，35ｆ、下側連通路34ｇ，35ｇ、貯留槽34ｈ，35ｈ、上側連通孔34ｉ，35ｉ、下側連通孔34ｊ，35ｊを形成している。
【００５４】
一方、過冷却器コア33の過冷却器素子33ａは、プレート36，37の中央の２条の縦長過冷却器半筒形状が重ね合わされて上下方向に指向した２条の素子内通路33ｂ，33ｃが形成されており、両素子内通路33ｂ，33ｃは上下端が連結され、この上下連結部にそれぞれ円孔が形成され、順次重ねられた過冷却器素子33ａの円孔が連なって上下の連通路33ｄ，33ｅが構成されている。
【００５５】
上下の連通路33ｄ，33ｅは各過冷却器素子33ａの２条の素子内通路33ｂ，33ｃに連通している。
そして各過冷却器素子33ａの互いの間には、図７および図８に図示するようにコルゲート状に屈曲形成された冷却フィン41が挟まれて介装されている。
【００５６】
以上のような構造の一体型多板式熱交換器31において、吸収器コア34の貯留槽34ｈには注入パイプ39により吸収液であるＤＭＩ（１，３−ジメチル−２−イミダゾリジノン、Ｃ５Ｈ１０Ｎ２Ｏ）溶液が注入されて貯留され、蒸発器コア35の貯留槽35ｈには注入パイプ40によりＴＦＥ（トリフルオロエタノール、ＣＦ３ＣＨ２ＯＨ）溶液が注入され貯留される。
【００５７】
なお吸収器コア34の素子内空間34ｂと蒸発器コア35の素子内空間35ｂには、前記実施の形態と同じ水が流通する。
【００５８】
そして過冷却器コア33のの下側の連通路33ｅには凝縮器から回送された約50度ＣのＴＦＥ溶液が供給されて、冷却フィン41により30度Ｃに効率良く冷却されて蒸発器コア35の貯留槽35ｈに注入される。
【００５９】
吸収器コア34の貯留槽34ｈに貯留されたＤＭＩ溶液が素子外空間34ｃに散布されると、ＤＭＩ溶液は内部を冷却水が流れる吸収器側素子34ａに触れてケーシング32内のＴＦＥの吸収を促進し、蒸発器コア35の貯留槽34ｈに貯留されたＴＦＥ溶液の散布によるＴＦＥの蒸発を促し、蒸発の潜熱によって素子内空間５ｂを流れる冷水が効率良く冷却される。
【００６０】
本一体型多板式熱交換器31は、プレート36，37を互いに重ね合わせて一体に形成した吸収器側素子34ａと蒸発器側素子35ａと過冷却器素子33ａを複数重ね合わせ左右に吸収器コア34と蒸発器コア35、中央に過冷却コア33が一体に構成されるので、組立工数を従来に比べ大幅に削減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本願発明の一実施の形態に係る一体型多板式熱交換器のケーシングの一部を省略して図示した斜視図である。
【図２】同一体型多板式熱交換器のケーシングの前板を外した正面図である。
【図３】図２のIII−III線に沿った断面図である。
【図４】図２のIV−IV線に沿った断面図である。
【図５】図２のＶ−Ｖ線に沿った断面図である。
【図６】別の実施の形態に係る一体型多板式熱交換器のケーシングの前板を外した正面図である。
【図７】図６のVII−VII線に沿った断面図である。
【図８】図６のVIII−VIII線に沿った断面図である。
【符号の説明】
１…一体型多板式熱交換器、２…ケーシング、３…仕切り壁、
４…吸収器コア、４ａ…吸収器側素子、４ｂ…素子内空間、４ｃ…素子外空間、４ｄ…上端凹部、４ｅ…連通空間、４ｆ，４ｇ…連通路、４ｈ…貯留槽、４ｉ，４ｊ…連通孔、
５…蒸発器コア、５ａ…吸収器側素子、５ｂ…素子内空間、５ｃ…素子外空間、５ｄ…上端凹部、５ｅ…連通空間、５ｆ，５ｇ…連通路、５ｈ…貯留槽、５ｉ，５ｊ…連通孔、
６，７…プレート、８…断熱用スリット、９，10…注入パイプ、
31…一体型多板式熱交換器、32…ケーシング、32ａ…仕切り壁、
33…過冷却器コア、33ａ…過冷却器素子、33ｂ，33ｃ…素子内通路、33ｄ，33ｅ…連通路、
34…吸収器コア、34ａ…吸収器側素子、34ｂ…素子内空間、34ｃ…素子外空間、34ｄ…上端凹部、34ｅ…連通空間、34ｆ，34ｇ…連通路、34ｈ…貯留槽、34ｉ，34ｊ…連通孔、
35…蒸発器コア、35ａ…吸収器側素子、35ｂ…素子内空間、35ｃ…素子外空間、35ｄ…上端凹部、35ｅ…連通空間、35ｆ，35ｇ…連通路、35ｈ…貯留槽、35ｉ，35ｊ…連通孔、
36，37…プレート、38…断熱用スリット、39，40…注入パイプ、
41…冷却フィン。
Claims (6)
- 吸収器と蒸発器からなる多板式熱交換器であって、
吸収器側凹凸形状と蒸発器側凹凸形状を左右に一体に加工形成した１枚のプレートを２枚互いに重ね合わせて一体に形成した吸収器側素子と蒸発器側素子を複数重ね合わせ左右に吸収器コアと蒸発器コアが一体に構成され、
前記吸収器側素子の内側の素子内空間が一方の熱伝達媒体を通す通路とし、同吸収器側素子の外側の素子外空間が他方の熱伝達媒体たる吸収液を通す通路として形成され、
前記蒸発器側素子の内側の素子内空間が一方の熱伝達媒体を通す通路とし、同蒸発器側素子の外側の素子外空間が他方の熱伝達媒体を通す通路として形成され、
前記一体に構成された吸収器コアと蒸発器コアがケーシングに収容され、
前記ケーシング内の下方空間が前記吸収器コア側と蒸発器コア側とに画成されそれぞれ熱伝達媒体溶液が貯留されていることを特徴とする一体型多板式熱交換器。 - 前記プレートにおける吸収器側凹凸形状と蒸発器側凹凸形状とともに両形状間に断熱用のスリットを同時に加工形成したことを特徴とする請求項１記載の一体型多板式熱交換器。
- 吸収器と過冷却器と蒸発器からなる多板式熱交換器であって、
吸収器側凹凸形状と蒸発器側凹凸形状を左右に過冷却器半筒形状を中央に一体に加工形成した１枚のプレートを２枚互いに重ね合わせて一体に形成した吸収器側素子と過冷却器素子と蒸発器側素子を複数重ね合わせ吸収器コアと過冷却器コアと蒸発器コアが一体に構成され、
前記吸収器側素子の内側の素子内空間が一方の熱伝達媒体を通す通路とし、同吸収器側素子の外側の素子外空間が他方の熱伝達媒体たる吸収液を通す通路として形成され、
前記過冷却器素子の内側の筒状の素子内空間が冷媒液を通す通路とし、同過冷却器素子の外側の素子外空間が冷媒蒸気を通す通路として形成され、
前記蒸発器側素子の内側の素子内空間が一方の熱伝達媒体を通す通路とし、同蒸発器側素子の外側の素子外空間が他方の熱伝達媒体を通す通路として形成され、
前記一体に構成された吸収器コアと過冷却器コアと蒸発器コアがケーシングに収容され、
前記ケーシング内の下方空間が前記吸収器コア側と蒸発器コア側とに画成されそれぞれ熱伝達媒体溶液が貯留されていることを特徴とする一体型多板式熱交換器。 - 前記プレートにおける吸収器側凹凸形状と過冷却器半筒形状と蒸発器側凹凸形状とともに前記吸収器側凹凸形状と過冷却器半筒形状との間および過冷却器半筒形状と蒸発器側凹凸形状との間にそれぞれ断熱用のスリットを同時に加工形成したことを特徴とする請求項３記載の一体型多板式熱交換器。
- 前記過冷却器素子の外側の素子外空間には冷却フィンが配設されていることを特徴とする請求項３または請求項４記載の一体型多板式熱交換器。
- 前記吸収器コアと前記蒸発器コアの各上部に上方に開口した貯留槽が形成され、各貯留槽を形成する各素子のプレートに同各貯留槽から各素子の素子外空間に連通する連通孔が複数列設されていることを特徴とする請求項１または請求項３記載の一体型多板式熱交換器。
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