JP2004317058A - 蒸発器や吸収器における熱交換器の熱交換素子への供給液の供給構造 - Google Patents
蒸発器や吸収器における熱交換器の熱交換素子への供給液の供給構造 Download PDFInfo
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Abstract
【課題】熱交換機の熱交換素子への供給液の供給が、該熱交換素子に向けて前記供給液が自由状態で流し込み供給されることで、前記供給液の供給のためのコストの削減を図る。
【解決手段】熱交換器1の上方を横断するように供給液供給管2aが配設されており、該供給管2aには、熱交換器1の熱交換素子1aに前記供給液を供給するための複数の孔部2a1が設けられ、該孔部2a1はメッシュ部材2a2により覆われている。そして、前記供給管2aから前記孔部2a1のメッシュ部材2a2を通して熱交換素子1aに自由状態で流し込み供給される供給液は、前記メッシュ部材2a2を通過することにより最適な供給状態に調整される。
【選択図】 図3
【解決手段】熱交換器1の上方を横断するように供給液供給管2aが配設されており、該供給管2aには、熱交換器1の熱交換素子1aに前記供給液を供給するための複数の孔部2a1が設けられ、該孔部2a1はメッシュ部材2a2により覆われている。そして、前記供給管2aから前記孔部2a1のメッシュ部材2a2を通して熱交換素子1aに自由状態で流し込み供給される供給液は、前記メッシュ部材2a2を通過することにより最適な供給状態に調整される。
【選択図】 図3
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、吸収式冷凍機の蒸発器や吸収器における熱交換器の熱交換素子への冷媒液もしくは吸収液等供給液の供給構造の改良に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来の吸収式冷凍機の蒸発器や吸収器における熱交換器の熱交換素子への冷媒液もしくは吸収液の供給は、前記蒸発器においては、前記熱交換素子内の媒体通路を流通するブラインを冷却するための前記冷媒液の供給が、前記熱交換素子の上方からノズルを経て該素子間の媒体通路に噴霧されることでなされ、
また、前記吸収器においては、熱交換素子間の媒体通路を流下する冷媒蒸気の吸収のための前記吸収液の供給が、前記熱交換素子の上方からノズルを経て該素子間の前記媒体通路に噴霧されることでなされている(例えば、特許文献1参照)。
【0003】
【特許文献1】
特開平10−232066号公報(第3頁ないし第4頁、第1図ないし第2図)
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
上記特許文献1に記載された従来の蒸発器および吸収器における熱交換素子への冷媒液あるいは吸収液の供給は、図9(a)に図示されるように前記蒸発器においては、前記複数配列された熱交換素子01a,01a・・・の上部からブラインを冷却するための冷媒液がノズル02を経て噴霧され、該冷媒液は前記熱交換素子01a,01a・・・間の媒体通路01bに導かれ、該媒体通路01b内を流下し、前記熱交換素子01a内の媒体通路を流通するブラインから蒸発熱を奪うことで、該ブラインを冷却させるものである。なお、01cはブライン供給管であり、01dはブライン排出管である。
【0005】
また、図9(b)に図示されるように前記吸収器においては、前記複数配列された熱交換素子01a,01a・・・の上部から矢印Aのように導入された冷媒蒸気を吸収するための吸収液がノズル02を経て噴霧され、該吸収液は前記熱交換素子01a,01a・・・間の媒体通路01bに導入されて、該媒体通路01b内を下方へ流下し、前記導入された前記冷媒蒸気と互いに攪拌されることで、該冷媒蒸気が前記吸収液により吸収されるものである。なお、01eは冷却水供給管であり、01fは冷却水排出管である。
【0006】
ところで、前記従来の蒸発器および吸収器における熱交換器の熱交換素子への冷媒液もしくは吸収液等供給液の供給は、前記のようにノズルを用いた噴霧により行われており、該ノズルの使用は、前記冷媒液もしくは吸収液の噴霧による散布という視点からは効果的なものであるが、ノズル使用のための部品が比較的高価であり、また、ノズル使用のための配管設備等にもかなりの費用を要し、前記冷媒液もしくは吸収液等供給液供給のための設備コストが高くつくことになる。
【0007】
そして、前記ノズルの使用は、前記冷媒液もしくは吸収液の噴霧による散布のためのポンプの圧力損失を招きポンプ動力の増大を来たし、結果としてポンプ運転コストを高めることになる。
【0008】
そこで、前記蒸発器もしくは吸収器における前記冷媒液もしくは吸収液等供給液の供給のためのコストの低減、すなわち、前記冷媒液もしくは吸収液等供給液供給のための設備コストの低減と、前記ポンプ動力の低減による前記供給液供給の稼動コスト低減のための良策が求められるところであるが、現状においては前記課題を解決すべく格別の良策は見出されていない。
【0009】
【課題を解決するための手段および発明の効果】
本発明は、前記の課題を解決するための吸収式冷凍機の蒸発器や吸収器における熱交換器の熱交換素子への冷媒液もしくは吸収液等供給液の供給のための改良構造に関し、特に低コストでしかも前記冷媒液もしくは吸収液等供給液の供給が適切な状態においてなされる前記供給液供給のための装置の改良構造であり、
蒸発器や吸収器における熱交換器の熱交換素子への供給液の供給構造であって、前記熱交換器の熱交換素子への前記供給液供給のための供給通路と、前記供給通路に設けられ前記共給液を前記熱交換素子に向けて自由状態で流し込むための開口部と、を備えたことをその基本構成とするものである。
【0010】
請求項1に記載された発明のものは、蒸発器や吸収器における熱交換器の熱交換素子への供給液の供給構造であって、前記熱交換器の熱交換素子への前記供給液供給のための供給通路と、前記供給通路に設けられ前記供給液を前記熱交換素子に向けて自由状態で流し込むための開口部と、を備えた前記供給液の供給構造において、前記供給液供給のための前記供給通路が供給管であり、前記供給液を前記熱交換素子に向けて自由状態で流し込むための前記開口部が前記供給管に設けられた複数の孔部であり、かつ該孔部はメッシュ部材により覆われたものであるから、
比較的高価なノズル部品やノズル使用のための配管設備等が不要であり、ノズルの使用によるポンプ圧損失がなく動力の低減が図れるから、前記供給液供給装置の設備コストの低減と該装置の稼動コストの低減が図れ、また、前記供給管から前記孔部を経て導入される前記供給液の自由状態で流し込む状態は前記孔部を覆う前記メッシュ部材の目の粗さ等の選択により適宜調整され、前記各熱交換素子へのムラのない最適な供給液の供給状態の設定が可能となる。
【0011】
請求項2に記載された発明のものは、前記供給液供給のための前記供給通路が樋状部材であり、前記供給液を前記熱交換素子に向けて自由状態で流し込むための前記開口部が前記樋状部材の側壁部に設けられた複数の切欠き部であるから、前記請求項1記載の発明と同様の前記コスト低減の効果を奏し、また、前記自由状態で流し込む前記供給液の供給が前記切欠きによる所定の液ヘッドが保持されてなされるから、各熱交換素子への前記供給液の供給液量の均一化がなされ、ムラのない最適な供給液の供給状態の設定が可能となる。
【0012】
請求項3に記載された発明のものは、前記供給液供給のための前記供給通路が水平位置でU字型に屈曲した供給管であり、前記供給液を前記熱交換素子へ向けて自由状態で流し込むための前記開口部が前記U字型に屈曲した供給管に設けられた複数の孔部であるから、
前記請求項1記載の発明と同様の前記コスト低減の効果を奏し、また、前記供給液供給のための供給管がU字型をなしているから、1つの熱交換素子に対し、2つの孔部を対応させることが可能であり、しかも前記熱交換素子に対応する2つの孔部は、その一方の孔部が最も液流入口に近いときは他方の孔部が最も液流入口から離れた位置になるという選択が可能であり、該選択により各熱交換素子に対する前記供給液の供給液量は均一化されムラのない最適な供給液の供給状態の設定が可能となる。
【0013】
【発明の実施の形態】
以下、図1ないし図8に基づいて本発明の実施形態について説明する。
【0014】
図1は、本発明の蒸発器もしくは吸収器の概要を示す図であり、該蒸発器もしくは吸収器は、複数枚の熱交換素子1a,1a,・・・を並列配置させた多板式の熱交換器1と、該熱交換器1の前記熱交換素子1a,1a・・・に冷媒液もしくは吸収液である供給液を降りかかるように自由状態で流し込むための開口部をもつ前記液供給構造部2とを備えている。
【0015】
前記熱交換器1を実質的に構成する前記熱交換素子1aはそれぞれ、図2に図示されるように、凹凸加工を施した2枚の板状体1a1,1a1を互いに重ね合わせて、その重ね合わせによる内側部分に前記凹凸により形成された通路1a2を備えた構造を有し、該通路1a2は、前記蒸発器においてはブライン流通のために供され、また前記吸収器においては冷却水の流通のために供されるものである。
【0016】
そして、前記構造を備えた熱交換素子1a,1a・・・が複数枚互い並列配置されて前記熱交換器1が構成され、前記熱交換素子1aの互いの並列配置は該熱交換素子1a,1a・・・間に所定の空間1bが形成されるような関係においてなされ、図1に図示されるように蒸発器もしくは吸収器内に配設され、前記熱交換素子1a,1a・・・間の前記空間1bは、蒸発器においては冷媒液の流通に供され、また吸収器においては吸収液と冷媒蒸気の流通と攪拌のために供されるものである。
【0017】
前記蒸発器もしくは吸収器の熱交換器1における前記熱交換素子1a,1a・・・間の前記空間1bへの前記冷媒液もしくは前記吸収液の供給は、以下のような実施態様においてなされる。
【0018】
前記実施態様の1つが図3および図4に図示されている。
そして、該実施態様によれば、前記熱交換器1の前記熱交換素子1aへの前記供給液の供給が管状の供給通路である供給管2aの開口部として形成された孔部2a1を介してなされている。
【0019】
前記供給管2aとしては通常、その横断面形状が円形の管が使用され、該供給管2aは前記熱交換器1の上方を横断するように配設され、その一端部は閉鎖板2a3により閉鎖され、その所定位置には円形の孔部2a1が設けられ、該孔部2a1は既述のように前記供給液の供給に供されるための孔で、原則同じ大きさの孔であり、該孔部2a1は前記熱交換器1の熱交換素子1a,1a・・・の配設位置に対応して通常は等間隔にそれぞれ設けられており、該孔部2a1を介した前記供給液の前記熱交換素子1aへの供給が効果的なものとされている。
【0020】
そして、前記孔部2a1における前記供給液の供給における特徴的な構造として、図3および図4に図示されるように、該孔部2a1を覆うようにメッシュ部材2a2が配設されており、該メッシュ部材2a2は前記配設状態を保って移動不能に前記供給管2aの外部に巻き付け固定されている。
【0021】
前記供給管2aから供給され前記孔部2a1に導入された前記供給液は、前記メッシュ部材2a2を通して該孔部2a1から自由状態で流し込まれることで前記熱交換器1の熱交換素子1aの上部に降りかかり、該熱交換素子1aの両側面に沿って流下する。すなわち、前記熱交換素子1a,1a・・・間の流路1bを流下する。なお、メッシュ部材2a2としては通常金属メッシュや樹脂製のメッシュが使用される。
【0022】
前記メッシュ部材2a2を介した前記冷媒液もしくは吸収液である前記供給液の供給は、前記供給管2aを流れてきた該供給液が前記孔部2a1の前記メッシュ部材2a2を通過することでその流速が抑えられ、流れが均一的に調整されてなされるので、該供給液の飛沫の発生が抑えられて安定した前記供給液の供給が可能となる。
【0023】
そして、前記供給液の前記各熱交換素子1a,1a・・・への供給状態の調整は、すなわち、前記供給液の前記各熱交換素子1a,1a・・・への供給液量の調整と、前記供給液の前記各熱交換素子1a,1a・・・への降りかかるような自由状態で流し込まれる供給状態の調整は、前記メッシュ部材2a2の目の粗さを適宜選択することで可能である。
【0024】
前記冷媒液もしくは吸収液である前記供給液の供給における別の実施態様は、図5および図7に図示されており、該実施態様によれば、前記熱交換器1への前記供給液の供給通路が雨樋式のトレイ2bを介してなされている。
【0025】
前記雨樋式トレイ2bは、その横断面形状が図7に図示されるような凹部型をなして長手方向に樋状に所定長さ延在し、その両端部はそれぞれ閉鎖板2b3,2b3により閉鎖され、該雨樋式トレイ2bの上部には該トレイ2bへの前記供給液の供給に供されるための液供給部2b4が配設されており、前記雨樋式トレイ2bは前記熱交換器1の各熱交換素子1a,1a・・・が配列された上部を実質的に横断している。
【0026】
前記雨樋式トレイ2bには、図6の図示から明らかなように、その両側壁部2b2,2b2の互いに対向する位置でかつ等間隔に複数の四角形もしくは矩形状の切欠き部2b1,2b1・・・が設けられており、該切欠き部2b1は前記供給液を前記各熱交換素子1a,1a・・・に供給するための開口部を形成する切欠きであり、それぞれ同じ大きさの切欠きとされている。
【0027】
そして、前記切欠き部2b1による前記冷媒液もしくは吸収液である前記供給液の供給は、前記熱交換素子1aに向って降りかかるように自由状態で流し込まれることで供給され、前記熱交換素子1aの側面に沿うように該熱交換素子1a,1a・・・間の流路1bを流下する。
【0028】
前記切欠き部2b1は、前記熱交換素子1a,1a・・・の前記それぞれの配設位置に対応して既述のように前記両側壁部2b2,2b2にそれぞれ対向して設けられ、したがって、各熱交換素子1a,1a・・・に対してそれぞれ一対の対向する所定の間隔をもって設けられた切欠き部2b1,2b1が対応することになり、該切欠き部2b1を介した前記熱交換素子1aへの前記供給液の供給はムラがなく効果的なものとされる。
【0029】
そして、前記雨樋式トレイ2bによる前記供給液供給における特徴的な構造は、図7の図示から明らかなように、前記雨樋式トレイ2bの両側壁部2b2,2b2に左右対称的に設けられた複数切欠き部2b1,2b1・・・のそれぞれが所定の同一液ヘッドhを有する関係とされており、該同一液ヘッドhを備える前記切欠き部2b1,2b1・・・により前記各熱交換素子1a,1a・・・への均一化された液量の前記供給液、すなわち前記冷媒液もしくは吸収液の供給が可能となる。
【0030】
さらに、前記冷媒液もしくは吸収液である前記供給液の供給における別の実施形態は、図8に図示されており、該実施態様によると、前記熱交換器1への前記供給液の供給通路は管状部材が略U字型に曲折形成2c2された供給管2cであり、前記供給液の供給は、該供給管2cの開口部として形成された孔部2c1を介してなされる。
【0031】
前記U字型供給管2cは、その横断面形状が円形の管であり、前記管状部材を略U字型に折り返すように曲げられた形状を呈し、その先端部2c3は閉鎖板2c4により閉鎖されていて、前記熱交換器1の各熱交換素子1aが配列された上部を横切り再び戻るように水平面において略U字型の形状をなしている。
【0032】
前記U字型供給管2cには、その所定の個所に複数個の円形の開口部である孔部2c1,2c1・・・が設けられており、該孔部2c1は既述のように前記供給液の供給に供される孔で、原則同じ大きさの孔であり、該孔部2c1はそれぞれ前記熱交換器1の各熱交換素子1a,1a・・・に対応する位置に設けられ、各熱交換素子1a,1a・・・に対してそれぞれ一対の孔部2c1,2c1が対応している。
【0033】
前記孔部2c1,2c1の対応関係は、例えば、冷媒液もしくは吸収液である前記供給液の導入側に最も近い位置に配列される前記熱交換素子1aに対しては、前記U字型供給管2cの前記供給液の導入側に最も近い孔部2c1である孔2c1−1とU字型折り返し部の最後の孔部2c1、すなわち、前記供給液の導入側から最も離れた孔2c1−10とが一対となり対応する関係をなしている(図8参照)。
【0034】
前記対応関係は、順次、前記供給液導入側から配列された2番目の熱交換素子1aには、前記U字型供給管2cの2番目の開口部2c1である孔2c1−2と前記U字型折り返し部の最後から2番目の孔部2c1である孔2c1−9のそれぞれが対応し、前記3番目の熱交換素子1aには、前記3番目と前記最後から3番目の孔部2c1である孔2c1−3,2c1−8がそれぞれ対応するという関係である。
【0035】
前記関係に基づく前記供給液の供給は、各熱交換素子1a,1a・・・への均一な液量の供給を可能とするものであり、該供給による前記供給液、すなわち、前記冷媒液もしくは吸収液は、前記各熱交換素子1a,1a・・・に向って降りかかるように自由状態で流し込まれて供給され、前記熱交換素子1aの側面に沿うように前記熱交換素子1a,1a・・・間の流路を流下する。
【0036】
図1ないし図8に図示の各実施形態においては、前記のように構成されるので、比較的高価なノズル部品や該ノズル使用のための配管設備等を必要とすることなく、前記冷媒液もしくは吸収液である供給液の供給が適切になされる供給装置が提供されるので、前記供給液供給のための設備コストの削減が図られ、また、ノズルの使用による前記供給液噴霧のためのポンプ圧損失がなくポンプ動力の低減が図られ、該供給液供給のための稼動コストも削減することができる。
【0037】
そして、前記図3および図4に図示の実施形態においては、前記設備コストの削減効果とポンプ動力の低減による前記供給液供給のための稼動コストの削減効果に加えて、前記メッシュ部材2a2の使用による前記孔部2a1からの導入液流は、該メッシュ部材2a2を通過することによりその流速が抑えられて、該導入液流による飛沫の発生が抑制され、均一的な液流調整がなされ、熱交換素子1aへの適正かつ効果的な冷媒液もしくは吸収液の供給がなされる。
【0038】
さらに、前記メッシュ部材2a2の目の粗さの選択により、各熱交換素子1a,1a・・・への最適な前記冷媒液もしくは吸収液である前記供給液の供給液量の設定が可能であり、また、前記各熱交換素子1a,1a・・・への前記供給液の降りかかり状態の調整が可能となり、該各熱交換素子1a,1a・・・へのムラのない効果的な前記供給液の供給が達成される。
【0039】
また、前記図5および図7に図示の実施形態においては、前記設備コストの削減効果とポンプ動力の低減による前記供給液供給のための稼動コストの削減効果に加えて、前記雨樋式トレイ2bの切欠き部2b1による所定の液ヘッドhの確保により各熱交換素子1a,1a・・・への冷媒液もしくは吸収液である前記供給液の供給液量の均一化が図られ、ムラのない適正かつ効果的な前記供給液の供給が可能となる。
【0040】
また、前記切欠き部2b1は、前記雨樋式トレイ2bの両側壁部2b2にそれぞれ対向する位置関係をもって設けられているから、1つの熱交換素子1aに対して互いに間隔をおいた2つの切欠き部2b1,2b1から前記供給液が供給されることになるので、ムラのない効果的な前記供給液の供給が可能となる。
【0041】
前記図8に図示の実施形態においては、前記設備コストの削減効果と前記ポンプ動力低減による前記供給液供給のための稼動コストの削減効果に加えて、U字型の供給管2c故の、各熱交換素子1a,1a・・・に対して2つの孔部2c1,2c1から前記冷媒液もしくは吸収液である前記供給液が供給され、しかも該2つの孔部2c1,2c1は一方の孔部2c1が前記供給液の流入口に最も近いときには、他方の孔部2c1が該流入口から最も離れた位置になるという関係になる。
【0042】
したがって、前記各熱交換素子1a,1a・・・に対する前記2つの前記孔部2c1,2c1から供給される前記冷媒液もしくは吸収液である前記供給液の液量の和が略等しくなり、前記各熱交換素子1a,1a・・・への均等でかつ効果的な前記供給液の供給が可能となる。
【0043】
本発明の前記実施形態に換えて種々の実施形態が考えられる。
【0044】
本発明の前記図3および図4に図示の実施形態においては、供給管の断面形状が円形とされたが、これに限られるものではなく、該断面形状は本発明の趣旨を逸脱することのない範囲において適宜選択採用されるものであり、四角形や長方形あるいは多角形,長円,楕円等であってもよい。
【0045】
本発明の前記図3および図4に図示の実施形態においては、前記供給管における前記供給液供給孔部の形状も円形に限られることなく、四角形や長方形あるいは多角形,長円,楕円等適宜選択採用することができ、また、前記孔部の大きさも適宜選択設定されるものである。
【0046】
本発明の前記図3および図4に図示の実施形態においては、前記供給管としてその一本が示されているが、該供給管は適宜複数本配備することが可能である。
【0047】
本発明の前記図5および図7に図示の実施形態においては、前記雨樋式トレイの横断面形状が凹部型とされているが、該断面形状に限定されるものではなく、適宜半円形や円弧あるいは三角形等の凹状をなす形状を選択採用できるものである。
【0048】
本発明の前記図5ないし図7に図示の実施形態においては、雨樋式トレイにおける前記供給液供給のための切欠き部の形状が四角形もしくは矩形状とされているが、該切欠き部の形状は本発明の趣旨を逸脱することがない範囲において適宜選択採用されるものであり、半円形や円弧あるいは三角形等でもよい。
【0049】
本発明の前記図5ないし図7に図示の実施形態においては、前記雨樋式トレイとして、その一本が示されているが、該雨樋式トレイは適宜複数本配備することが可能である。
【0050】
本発明の前記図8に図示の実施形態においては、前記U字型供給管の断面形状が円形とされているが、該形状に限定されることなく適宜選択採用できるものであり、該断面形状は、四角形や長方形あるいは多角形,長円,楕円形等あってもよい。
【0051】
本発明の前記図8に図示の実施形態においては、前記U字型供給管における供給液供給孔部の形状が円形とされているが、これに限られるものではなく、適宜選択採用できるものであり、該形状は四角形や長方形あるいは多角形,長円,楕円形等でもよい。
【0052】
本発明の前記図8に図示の実施形態においては、前記U字型供給管として、その一本が示されているが、該U字型供給管は適宜複数本配備することが可能である。
【0053】
本発明の上記各実施形態における前記供給液供給のための孔部や切欠き部の数は、前記各実施形態に記載の数に限定されるものではなく、適宜選択設定されるものである。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の蒸発器および吸収器の基本構造の概略を示す図である。
【図2】本発明の蒸発器および吸収器の熱交換素子の構造を示す拡大図である。
【図3】本発明の供給液供給構造の実施形態を示す図である。
【図4】本発明の図3における実施形態の部分構造を示す図である。
【図5】本発明の供給液供給構造の別の実施形態を示す図である。
【図6】本発明の図5における実施形態の部分構造を示す拡大斜視図である。
【図7】本発明の図6におけるA−A断面図である。
【図8】本発明の供給液供給構造のさらに別の実施態様を示す図である。
【図9】従来の蒸発器もしくは吸収器における熱交換素子への供給液供給構造を示す図であり、図9(a)は蒸発器における熱交換素子への供給液供給構造を示し、また、図9(b)は吸収器における熱交換素子への供給液供給構造を示している。
【符号の説明】
1・・・熱交換器、1a・・・熱交換素子、1a1・・・板状体、1a2・・・通路、1b・・・流路、2・・・供給液供給構造部、2a・・・供給液供給管、2a1・・・供給液供給孔部、2a2・・・メッシュ部材、2a3・・・閉鎖板、2b・・・雨樋式トレイ、2b1・・・供給液供給切欠き部、2b2・・・側壁部、2b3・・・端部閉鎖板、2b4・・・供給液供給部、2c・・・U字型供給管、2c1・・・供給液供給孔部、2c1−1,2c1−2,2c1−3,2c1−4,2c1−5,2c1−6,2c1−7,2c1−8,2c1−9,2c1−10・・・供給液供給孔、2c2・・・曲折部、2c3・・・端部閉鎖板。
【発明の属する技術分野】
本発明は、吸収式冷凍機の蒸発器や吸収器における熱交換器の熱交換素子への冷媒液もしくは吸収液等供給液の供給構造の改良に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来の吸収式冷凍機の蒸発器や吸収器における熱交換器の熱交換素子への冷媒液もしくは吸収液の供給は、前記蒸発器においては、前記熱交換素子内の媒体通路を流通するブラインを冷却するための前記冷媒液の供給が、前記熱交換素子の上方からノズルを経て該素子間の媒体通路に噴霧されることでなされ、
また、前記吸収器においては、熱交換素子間の媒体通路を流下する冷媒蒸気の吸収のための前記吸収液の供給が、前記熱交換素子の上方からノズルを経て該素子間の前記媒体通路に噴霧されることでなされている(例えば、特許文献1参照)。
【0003】
【特許文献1】
特開平10−232066号公報(第3頁ないし第4頁、第1図ないし第2図)
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
上記特許文献1に記載された従来の蒸発器および吸収器における熱交換素子への冷媒液あるいは吸収液の供給は、図9(a)に図示されるように前記蒸発器においては、前記複数配列された熱交換素子01a,01a・・・の上部からブラインを冷却するための冷媒液がノズル02を経て噴霧され、該冷媒液は前記熱交換素子01a,01a・・・間の媒体通路01bに導かれ、該媒体通路01b内を流下し、前記熱交換素子01a内の媒体通路を流通するブラインから蒸発熱を奪うことで、該ブラインを冷却させるものである。なお、01cはブライン供給管であり、01dはブライン排出管である。
【0005】
また、図9(b)に図示されるように前記吸収器においては、前記複数配列された熱交換素子01a,01a・・・の上部から矢印Aのように導入された冷媒蒸気を吸収するための吸収液がノズル02を経て噴霧され、該吸収液は前記熱交換素子01a,01a・・・間の媒体通路01bに導入されて、該媒体通路01b内を下方へ流下し、前記導入された前記冷媒蒸気と互いに攪拌されることで、該冷媒蒸気が前記吸収液により吸収されるものである。なお、01eは冷却水供給管であり、01fは冷却水排出管である。
【0006】
ところで、前記従来の蒸発器および吸収器における熱交換器の熱交換素子への冷媒液もしくは吸収液等供給液の供給は、前記のようにノズルを用いた噴霧により行われており、該ノズルの使用は、前記冷媒液もしくは吸収液の噴霧による散布という視点からは効果的なものであるが、ノズル使用のための部品が比較的高価であり、また、ノズル使用のための配管設備等にもかなりの費用を要し、前記冷媒液もしくは吸収液等供給液供給のための設備コストが高くつくことになる。
【0007】
そして、前記ノズルの使用は、前記冷媒液もしくは吸収液の噴霧による散布のためのポンプの圧力損失を招きポンプ動力の増大を来たし、結果としてポンプ運転コストを高めることになる。
【0008】
そこで、前記蒸発器もしくは吸収器における前記冷媒液もしくは吸収液等供給液の供給のためのコストの低減、すなわち、前記冷媒液もしくは吸収液等供給液供給のための設備コストの低減と、前記ポンプ動力の低減による前記供給液供給の稼動コスト低減のための良策が求められるところであるが、現状においては前記課題を解決すべく格別の良策は見出されていない。
【0009】
【課題を解決するための手段および発明の効果】
本発明は、前記の課題を解決するための吸収式冷凍機の蒸発器や吸収器における熱交換器の熱交換素子への冷媒液もしくは吸収液等供給液の供給のための改良構造に関し、特に低コストでしかも前記冷媒液もしくは吸収液等供給液の供給が適切な状態においてなされる前記供給液供給のための装置の改良構造であり、
蒸発器や吸収器における熱交換器の熱交換素子への供給液の供給構造であって、前記熱交換器の熱交換素子への前記供給液供給のための供給通路と、前記供給通路に設けられ前記共給液を前記熱交換素子に向けて自由状態で流し込むための開口部と、を備えたことをその基本構成とするものである。
【0010】
請求項1に記載された発明のものは、蒸発器や吸収器における熱交換器の熱交換素子への供給液の供給構造であって、前記熱交換器の熱交換素子への前記供給液供給のための供給通路と、前記供給通路に設けられ前記供給液を前記熱交換素子に向けて自由状態で流し込むための開口部と、を備えた前記供給液の供給構造において、前記供給液供給のための前記供給通路が供給管であり、前記供給液を前記熱交換素子に向けて自由状態で流し込むための前記開口部が前記供給管に設けられた複数の孔部であり、かつ該孔部はメッシュ部材により覆われたものであるから、
比較的高価なノズル部品やノズル使用のための配管設備等が不要であり、ノズルの使用によるポンプ圧損失がなく動力の低減が図れるから、前記供給液供給装置の設備コストの低減と該装置の稼動コストの低減が図れ、また、前記供給管から前記孔部を経て導入される前記供給液の自由状態で流し込む状態は前記孔部を覆う前記メッシュ部材の目の粗さ等の選択により適宜調整され、前記各熱交換素子へのムラのない最適な供給液の供給状態の設定が可能となる。
【0011】
請求項2に記載された発明のものは、前記供給液供給のための前記供給通路が樋状部材であり、前記供給液を前記熱交換素子に向けて自由状態で流し込むための前記開口部が前記樋状部材の側壁部に設けられた複数の切欠き部であるから、前記請求項1記載の発明と同様の前記コスト低減の効果を奏し、また、前記自由状態で流し込む前記供給液の供給が前記切欠きによる所定の液ヘッドが保持されてなされるから、各熱交換素子への前記供給液の供給液量の均一化がなされ、ムラのない最適な供給液の供給状態の設定が可能となる。
【0012】
請求項3に記載された発明のものは、前記供給液供給のための前記供給通路が水平位置でU字型に屈曲した供給管であり、前記供給液を前記熱交換素子へ向けて自由状態で流し込むための前記開口部が前記U字型に屈曲した供給管に設けられた複数の孔部であるから、
前記請求項1記載の発明と同様の前記コスト低減の効果を奏し、また、前記供給液供給のための供給管がU字型をなしているから、1つの熱交換素子に対し、2つの孔部を対応させることが可能であり、しかも前記熱交換素子に対応する2つの孔部は、その一方の孔部が最も液流入口に近いときは他方の孔部が最も液流入口から離れた位置になるという選択が可能であり、該選択により各熱交換素子に対する前記供給液の供給液量は均一化されムラのない最適な供給液の供給状態の設定が可能となる。
【0013】
【発明の実施の形態】
以下、図1ないし図8に基づいて本発明の実施形態について説明する。
【0014】
図1は、本発明の蒸発器もしくは吸収器の概要を示す図であり、該蒸発器もしくは吸収器は、複数枚の熱交換素子1a,1a,・・・を並列配置させた多板式の熱交換器1と、該熱交換器1の前記熱交換素子1a,1a・・・に冷媒液もしくは吸収液である供給液を降りかかるように自由状態で流し込むための開口部をもつ前記液供給構造部2とを備えている。
【0015】
前記熱交換器1を実質的に構成する前記熱交換素子1aはそれぞれ、図2に図示されるように、凹凸加工を施した2枚の板状体1a1,1a1を互いに重ね合わせて、その重ね合わせによる内側部分に前記凹凸により形成された通路1a2を備えた構造を有し、該通路1a2は、前記蒸発器においてはブライン流通のために供され、また前記吸収器においては冷却水の流通のために供されるものである。
【0016】
そして、前記構造を備えた熱交換素子1a,1a・・・が複数枚互い並列配置されて前記熱交換器1が構成され、前記熱交換素子1aの互いの並列配置は該熱交換素子1a,1a・・・間に所定の空間1bが形成されるような関係においてなされ、図1に図示されるように蒸発器もしくは吸収器内に配設され、前記熱交換素子1a,1a・・・間の前記空間1bは、蒸発器においては冷媒液の流通に供され、また吸収器においては吸収液と冷媒蒸気の流通と攪拌のために供されるものである。
【0017】
前記蒸発器もしくは吸収器の熱交換器1における前記熱交換素子1a,1a・・・間の前記空間1bへの前記冷媒液もしくは前記吸収液の供給は、以下のような実施態様においてなされる。
【0018】
前記実施態様の1つが図3および図4に図示されている。
そして、該実施態様によれば、前記熱交換器1の前記熱交換素子1aへの前記供給液の供給が管状の供給通路である供給管2aの開口部として形成された孔部2a1を介してなされている。
【0019】
前記供給管2aとしては通常、その横断面形状が円形の管が使用され、該供給管2aは前記熱交換器1の上方を横断するように配設され、その一端部は閉鎖板2a3により閉鎖され、その所定位置には円形の孔部2a1が設けられ、該孔部2a1は既述のように前記供給液の供給に供されるための孔で、原則同じ大きさの孔であり、該孔部2a1は前記熱交換器1の熱交換素子1a,1a・・・の配設位置に対応して通常は等間隔にそれぞれ設けられており、該孔部2a1を介した前記供給液の前記熱交換素子1aへの供給が効果的なものとされている。
【0020】
そして、前記孔部2a1における前記供給液の供給における特徴的な構造として、図3および図4に図示されるように、該孔部2a1を覆うようにメッシュ部材2a2が配設されており、該メッシュ部材2a2は前記配設状態を保って移動不能に前記供給管2aの外部に巻き付け固定されている。
【0021】
前記供給管2aから供給され前記孔部2a1に導入された前記供給液は、前記メッシュ部材2a2を通して該孔部2a1から自由状態で流し込まれることで前記熱交換器1の熱交換素子1aの上部に降りかかり、該熱交換素子1aの両側面に沿って流下する。すなわち、前記熱交換素子1a,1a・・・間の流路1bを流下する。なお、メッシュ部材2a2としては通常金属メッシュや樹脂製のメッシュが使用される。
【0022】
前記メッシュ部材2a2を介した前記冷媒液もしくは吸収液である前記供給液の供給は、前記供給管2aを流れてきた該供給液が前記孔部2a1の前記メッシュ部材2a2を通過することでその流速が抑えられ、流れが均一的に調整されてなされるので、該供給液の飛沫の発生が抑えられて安定した前記供給液の供給が可能となる。
【0023】
そして、前記供給液の前記各熱交換素子1a,1a・・・への供給状態の調整は、すなわち、前記供給液の前記各熱交換素子1a,1a・・・への供給液量の調整と、前記供給液の前記各熱交換素子1a,1a・・・への降りかかるような自由状態で流し込まれる供給状態の調整は、前記メッシュ部材2a2の目の粗さを適宜選択することで可能である。
【0024】
前記冷媒液もしくは吸収液である前記供給液の供給における別の実施態様は、図5および図7に図示されており、該実施態様によれば、前記熱交換器1への前記供給液の供給通路が雨樋式のトレイ2bを介してなされている。
【0025】
前記雨樋式トレイ2bは、その横断面形状が図7に図示されるような凹部型をなして長手方向に樋状に所定長さ延在し、その両端部はそれぞれ閉鎖板2b3,2b3により閉鎖され、該雨樋式トレイ2bの上部には該トレイ2bへの前記供給液の供給に供されるための液供給部2b4が配設されており、前記雨樋式トレイ2bは前記熱交換器1の各熱交換素子1a,1a・・・が配列された上部を実質的に横断している。
【0026】
前記雨樋式トレイ2bには、図6の図示から明らかなように、その両側壁部2b2,2b2の互いに対向する位置でかつ等間隔に複数の四角形もしくは矩形状の切欠き部2b1,2b1・・・が設けられており、該切欠き部2b1は前記供給液を前記各熱交換素子1a,1a・・・に供給するための開口部を形成する切欠きであり、それぞれ同じ大きさの切欠きとされている。
【0027】
そして、前記切欠き部2b1による前記冷媒液もしくは吸収液である前記供給液の供給は、前記熱交換素子1aに向って降りかかるように自由状態で流し込まれることで供給され、前記熱交換素子1aの側面に沿うように該熱交換素子1a,1a・・・間の流路1bを流下する。
【0028】
前記切欠き部2b1は、前記熱交換素子1a,1a・・・の前記それぞれの配設位置に対応して既述のように前記両側壁部2b2,2b2にそれぞれ対向して設けられ、したがって、各熱交換素子1a,1a・・・に対してそれぞれ一対の対向する所定の間隔をもって設けられた切欠き部2b1,2b1が対応することになり、該切欠き部2b1を介した前記熱交換素子1aへの前記供給液の供給はムラがなく効果的なものとされる。
【0029】
そして、前記雨樋式トレイ2bによる前記供給液供給における特徴的な構造は、図7の図示から明らかなように、前記雨樋式トレイ2bの両側壁部2b2,2b2に左右対称的に設けられた複数切欠き部2b1,2b1・・・のそれぞれが所定の同一液ヘッドhを有する関係とされており、該同一液ヘッドhを備える前記切欠き部2b1,2b1・・・により前記各熱交換素子1a,1a・・・への均一化された液量の前記供給液、すなわち前記冷媒液もしくは吸収液の供給が可能となる。
【0030】
さらに、前記冷媒液もしくは吸収液である前記供給液の供給における別の実施形態は、図8に図示されており、該実施態様によると、前記熱交換器1への前記供給液の供給通路は管状部材が略U字型に曲折形成2c2された供給管2cであり、前記供給液の供給は、該供給管2cの開口部として形成された孔部2c1を介してなされる。
【0031】
前記U字型供給管2cは、その横断面形状が円形の管であり、前記管状部材を略U字型に折り返すように曲げられた形状を呈し、その先端部2c3は閉鎖板2c4により閉鎖されていて、前記熱交換器1の各熱交換素子1aが配列された上部を横切り再び戻るように水平面において略U字型の形状をなしている。
【0032】
前記U字型供給管2cには、その所定の個所に複数個の円形の開口部である孔部2c1,2c1・・・が設けられており、該孔部2c1は既述のように前記供給液の供給に供される孔で、原則同じ大きさの孔であり、該孔部2c1はそれぞれ前記熱交換器1の各熱交換素子1a,1a・・・に対応する位置に設けられ、各熱交換素子1a,1a・・・に対してそれぞれ一対の孔部2c1,2c1が対応している。
【0033】
前記孔部2c1,2c1の対応関係は、例えば、冷媒液もしくは吸収液である前記供給液の導入側に最も近い位置に配列される前記熱交換素子1aに対しては、前記U字型供給管2cの前記供給液の導入側に最も近い孔部2c1である孔2c1−1とU字型折り返し部の最後の孔部2c1、すなわち、前記供給液の導入側から最も離れた孔2c1−10とが一対となり対応する関係をなしている(図8参照)。
【0034】
前記対応関係は、順次、前記供給液導入側から配列された2番目の熱交換素子1aには、前記U字型供給管2cの2番目の開口部2c1である孔2c1−2と前記U字型折り返し部の最後から2番目の孔部2c1である孔2c1−9のそれぞれが対応し、前記3番目の熱交換素子1aには、前記3番目と前記最後から3番目の孔部2c1である孔2c1−3,2c1−8がそれぞれ対応するという関係である。
【0035】
前記関係に基づく前記供給液の供給は、各熱交換素子1a,1a・・・への均一な液量の供給を可能とするものであり、該供給による前記供給液、すなわち、前記冷媒液もしくは吸収液は、前記各熱交換素子1a,1a・・・に向って降りかかるように自由状態で流し込まれて供給され、前記熱交換素子1aの側面に沿うように前記熱交換素子1a,1a・・・間の流路を流下する。
【0036】
図1ないし図8に図示の各実施形態においては、前記のように構成されるので、比較的高価なノズル部品や該ノズル使用のための配管設備等を必要とすることなく、前記冷媒液もしくは吸収液である供給液の供給が適切になされる供給装置が提供されるので、前記供給液供給のための設備コストの削減が図られ、また、ノズルの使用による前記供給液噴霧のためのポンプ圧損失がなくポンプ動力の低減が図られ、該供給液供給のための稼動コストも削減することができる。
【0037】
そして、前記図3および図4に図示の実施形態においては、前記設備コストの削減効果とポンプ動力の低減による前記供給液供給のための稼動コストの削減効果に加えて、前記メッシュ部材2a2の使用による前記孔部2a1からの導入液流は、該メッシュ部材2a2を通過することによりその流速が抑えられて、該導入液流による飛沫の発生が抑制され、均一的な液流調整がなされ、熱交換素子1aへの適正かつ効果的な冷媒液もしくは吸収液の供給がなされる。
【0038】
さらに、前記メッシュ部材2a2の目の粗さの選択により、各熱交換素子1a,1a・・・への最適な前記冷媒液もしくは吸収液である前記供給液の供給液量の設定が可能であり、また、前記各熱交換素子1a,1a・・・への前記供給液の降りかかり状態の調整が可能となり、該各熱交換素子1a,1a・・・へのムラのない効果的な前記供給液の供給が達成される。
【0039】
また、前記図5および図7に図示の実施形態においては、前記設備コストの削減効果とポンプ動力の低減による前記供給液供給のための稼動コストの削減効果に加えて、前記雨樋式トレイ2bの切欠き部2b1による所定の液ヘッドhの確保により各熱交換素子1a,1a・・・への冷媒液もしくは吸収液である前記供給液の供給液量の均一化が図られ、ムラのない適正かつ効果的な前記供給液の供給が可能となる。
【0040】
また、前記切欠き部2b1は、前記雨樋式トレイ2bの両側壁部2b2にそれぞれ対向する位置関係をもって設けられているから、1つの熱交換素子1aに対して互いに間隔をおいた2つの切欠き部2b1,2b1から前記供給液が供給されることになるので、ムラのない効果的な前記供給液の供給が可能となる。
【0041】
前記図8に図示の実施形態においては、前記設備コストの削減効果と前記ポンプ動力低減による前記供給液供給のための稼動コストの削減効果に加えて、U字型の供給管2c故の、各熱交換素子1a,1a・・・に対して2つの孔部2c1,2c1から前記冷媒液もしくは吸収液である前記供給液が供給され、しかも該2つの孔部2c1,2c1は一方の孔部2c1が前記供給液の流入口に最も近いときには、他方の孔部2c1が該流入口から最も離れた位置になるという関係になる。
【0042】
したがって、前記各熱交換素子1a,1a・・・に対する前記2つの前記孔部2c1,2c1から供給される前記冷媒液もしくは吸収液である前記供給液の液量の和が略等しくなり、前記各熱交換素子1a,1a・・・への均等でかつ効果的な前記供給液の供給が可能となる。
【0043】
本発明の前記実施形態に換えて種々の実施形態が考えられる。
【0044】
本発明の前記図3および図4に図示の実施形態においては、供給管の断面形状が円形とされたが、これに限られるものではなく、該断面形状は本発明の趣旨を逸脱することのない範囲において適宜選択採用されるものであり、四角形や長方形あるいは多角形,長円,楕円等であってもよい。
【0045】
本発明の前記図3および図4に図示の実施形態においては、前記供給管における前記供給液供給孔部の形状も円形に限られることなく、四角形や長方形あるいは多角形,長円,楕円等適宜選択採用することができ、また、前記孔部の大きさも適宜選択設定されるものである。
【0046】
本発明の前記図3および図4に図示の実施形態においては、前記供給管としてその一本が示されているが、該供給管は適宜複数本配備することが可能である。
【0047】
本発明の前記図5および図7に図示の実施形態においては、前記雨樋式トレイの横断面形状が凹部型とされているが、該断面形状に限定されるものではなく、適宜半円形や円弧あるいは三角形等の凹状をなす形状を選択採用できるものである。
【0048】
本発明の前記図5ないし図7に図示の実施形態においては、雨樋式トレイにおける前記供給液供給のための切欠き部の形状が四角形もしくは矩形状とされているが、該切欠き部の形状は本発明の趣旨を逸脱することがない範囲において適宜選択採用されるものであり、半円形や円弧あるいは三角形等でもよい。
【0049】
本発明の前記図5ないし図7に図示の実施形態においては、前記雨樋式トレイとして、その一本が示されているが、該雨樋式トレイは適宜複数本配備することが可能である。
【0050】
本発明の前記図8に図示の実施形態においては、前記U字型供給管の断面形状が円形とされているが、該形状に限定されることなく適宜選択採用できるものであり、該断面形状は、四角形や長方形あるいは多角形,長円,楕円形等あってもよい。
【0051】
本発明の前記図8に図示の実施形態においては、前記U字型供給管における供給液供給孔部の形状が円形とされているが、これに限られるものではなく、適宜選択採用できるものであり、該形状は四角形や長方形あるいは多角形,長円,楕円形等でもよい。
【0052】
本発明の前記図8に図示の実施形態においては、前記U字型供給管として、その一本が示されているが、該U字型供給管は適宜複数本配備することが可能である。
【0053】
本発明の上記各実施形態における前記供給液供給のための孔部や切欠き部の数は、前記各実施形態に記載の数に限定されるものではなく、適宜選択設定されるものである。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の蒸発器および吸収器の基本構造の概略を示す図である。
【図2】本発明の蒸発器および吸収器の熱交換素子の構造を示す拡大図である。
【図3】本発明の供給液供給構造の実施形態を示す図である。
【図4】本発明の図3における実施形態の部分構造を示す図である。
【図5】本発明の供給液供給構造の別の実施形態を示す図である。
【図6】本発明の図5における実施形態の部分構造を示す拡大斜視図である。
【図7】本発明の図6におけるA−A断面図である。
【図8】本発明の供給液供給構造のさらに別の実施態様を示す図である。
【図9】従来の蒸発器もしくは吸収器における熱交換素子への供給液供給構造を示す図であり、図9(a)は蒸発器における熱交換素子への供給液供給構造を示し、また、図9(b)は吸収器における熱交換素子への供給液供給構造を示している。
【符号の説明】
1・・・熱交換器、1a・・・熱交換素子、1a1・・・板状体、1a2・・・通路、1b・・・流路、2・・・供給液供給構造部、2a・・・供給液供給管、2a1・・・供給液供給孔部、2a2・・・メッシュ部材、2a3・・・閉鎖板、2b・・・雨樋式トレイ、2b1・・・供給液供給切欠き部、2b2・・・側壁部、2b3・・・端部閉鎖板、2b4・・・供給液供給部、2c・・・U字型供給管、2c1・・・供給液供給孔部、2c1−1,2c1−2,2c1−3,2c1−4,2c1−5,2c1−6,2c1−7,2c1−8,2c1−9,2c1−10・・・供給液供給孔、2c2・・・曲折部、2c3・・・端部閉鎖板。
Claims (3)
- 蒸発器や吸収器における熱交換器の熱交換素子への供給液の供給構造であって、
前記熱交換器の熱交換素子への前記供給液供給のための供給通路と、
前記供給通路に設けられ前記供給液を前記熱交換素子に向けて自由状態で流し込むための開口部と、
を備えた前記供給液の供給構造において、
前記供給液供給のための前記供給通路が供給管であり、前記供給液を前記熱交換素子に向けて自由状態で流し込むための前記開口部が前記供給管に設けられた複数の孔部であり、かつ該孔部はメッシュ部材により覆われたものであることを特徴とする蒸発器や吸収器における熱交換素子への供給液の供給構造。 - 前記供給液の供給構造において、前記供給液供給のための前記供給通路が樋状部材であり、前記供給液を前記熱交換素子に向けて自由状態で流し込むための前記開口部が前記樋状部材の側壁部に設けられた複数の切欠き部であることを特徴とする蒸発器や吸収器における熱交換素子への供給液の供給構造。
- 前記供給液の供給構造において、前記供給液供給のための前記供給通路が水平位置でU字型に屈曲した供給管であり、前記供給液を前記熱交換素子へ向けて自由状態で流し込むための前記開口部が前記U字型に屈曲した供給管に設けられた複数の孔部であることを特徴とする蒸発器や吸収器における熱交換素子への供給液の供給構造。
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