JP2568803B2

JP2568803B2 - 吸収式冷凍装置

Info

Publication number: JP2568803B2
Application number: JP5336803A
Authority: JP
Inventors: 俊洋古橋; 省三石谷; 勝彦上西; 和美山本
Original assignee: Osaka Gas Co Ltd; Rinnai Corp
Current assignee: Osaka Gas Co Ltd; Rinnai Corp
Priority date: 1993-12-28
Filing date: 1993-12-28
Publication date: 1997-01-08
Anticipated expiration: 2012-01-08
Also published as: JPH07190552A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、耐腐食性を向上させ
た吸収式冷凍装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】吸収式冷凍装置では吸収液の腐食性が高
いため、吸収液が接触する部材の材料にステンレスなど
の耐蝕性の高い材料が使用される。この部材に付属部品
など他の部材を固定する場合には、直接に溶接するかボ
ルトなどの締結具を溶接して締結する必要が生じる。こ
の場合、通常の溶接、ろう付け等の接合方法を使用する
と、接合時の高熱による組成の変化で、内壁面の耐蝕性
が低下し、装置の耐久性が不充分となる問題が生じる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】この発明の目的は、吸
収液が直接に内壁面に接触する吸収式冷凍装置の部材に
他の部材を固定する場合において、前記部材の内壁面に
溶接、ろう付け等の影響が及ぶことを防止でき、耐蝕耐
久性が向上できる吸収式冷凍装置の提供にある。

【０００４】

【課題を解決するための手段】この発明の吸収式冷凍装
置は、内壁面が吸収液に接触する耐蝕金属製の部材の外
壁面に、容量放電方式スタッド溶接により他の部材を溶
接したことを特徴とする。請求項２に記載の吸収式冷凍
装置は、低濃度吸収液加熱タンクの上壁面に容量放電方
式スタッド溶接により締結具を溶接し、該締結具により
再生器のケーシングを締結したことを特徴とする。

【０００５】

【発明の作用・効果】この発明の吸収式冷凍装置は、他
の部材を接合した場合における吸収式冷凍装置の内面の
粒子の粗大化などの耐蝕性が低下する影響が及ばないの
で、耐蝕耐久性が向上できる。

【０００６】

【実施例】図１は、この発明の一実施例にかかる再生器
を備えた吸収式冷凍装置１００を示す。この吸収式冷凍
装置１００は、ガスバーナＢの発熱で低濃度吸収液を加
熱・沸騰させる高温再生器１の上方に、気液分離部２を
備え、該気液分離部２の外周に縦型円筒形の低温再生部
３を設けている。低温再生器３の外周に縦型の吸収器４
を配置し、吸収器４の外周に蒸発器５を設け、吸収器４
の上方に凝縮器６を設置してある。吸収器４の上部に
は、吸収器４の冷却コイル４１に高濃度吸収液を散布す
るための吸収液散布具７が装着されている。

【０００７】高温再生器１は、図２、図３に示す如く、
縦型円筒状の燃焼筒１１と、該燃焼筒１１の下方に設置
されたガスバーナＢと、燃焼筒１１の上方に設置された
低濃度吸収液加熱タンク８を備える。ガスバーナＢは、
燃焼筒１１の下方に連設されて４角筒状のバーナケース
Ｃを備え、バーナケースＣの下端は開口して二次空気の
吸込口Ｄとなっている。燃焼筒１１の外周には、同軸的
に配設され燃焼筒１１との間に下方が環状の底板１２に
より閉じられ上方が開放した環状隙間１０を形成すると
ともに外周面に排気管Ｆが突設された燃焼外筒１３が設
けられている。

【０００８】低濃度吸収液加熱タンク８はステンレス板
製（他の耐熱ニッケル合金も可）であり、球殻状の胴部
８１と、該胴部８１の外周から下方に延長されるととも
に、環状隙間１０に同軸的に差し込まれた有底二重円筒
状のスカート部８２とからなる。円筒状のスカート部８
２の内周壁８３および外周壁８４には、熱交換のための
内側コルゲートフィン１８および外側コルゲートフィン
１９が例えばろう付けで接合されている。

【０００９】胴部８１の天井壁８５には吸収液の出口穴
８６および入口穴８７が形成され、入口穴８７には吸収
液導入管１４が差し込まれ、該吸収液導入管１４の先端
出口１５はスカート部８２の下部に設定されている。天
井壁８５の外周には平坦で環状の縁面８Ａが設けられて
おり、縁面８Ａには容量放電方式スタッド溶接により複
数のボルト８Ｂが溶接されている。ボルト８Ｂの容量放
電方式スタッド溶接においては必要電力および溶接時間
が調整され、厚さ１．２ｍｍの天井壁８５の上面表層部
のみに溶接による組成の変化が生じ粒子の粗大化が発生
する。これに対し、沸騰した吸収液が直接接触する縁面
８Ａの裏面であるボルト溶接部の内面表層部８Ｃには溶
接による金属組成の変化は全くもしくは殆ど及ばない。

【００１０】タンク８は、ガスバーナＢの燃焼気流によ
り加熱され内部の吸収液を沸騰させる。この際、吸収液
はスカート部８２の下部に供給され、タンク８の最低温
部となっており、吸収液の沸騰はコルゲートフィンが溶
接、ろう付け等で接合されたスカート部８２の上部で生
じる。この際、ボルト溶接部の内面表層部８Ｃには最も
腐食性の強い沸騰中の吸収液が接触するが、該内面表層
部８Ｃは耐蝕性に優れた金属組成が保たれているため、
腐食の発生および進行は防止される。

【００１１】９は空気ジャケットであり、ケーシング９
０内に形成されている。ケーシング９０は、燃焼外筒１
３の外周を包むとともに空気導入口９１が設けられた上
筒部９２、および該上筒部９２の下方に連設されるとと
もにガスバーナＢの外周を包む有底下筒部９３を有す
る。上筒部９２の上端とタンク８の縁面８Ａとの間は環
状の天板９４により連結され、上筒部９２と下筒部９３
との間は環状の中間底板９５により連結されている。

【００１２】天板９４にはボルト８Ｂのスタッド溶接位
置に対応して穴９６が設けられており、縁面８Ａ（内壁
面が吸収液に接触するステンレス製の吸収式冷凍装置の
部材）への天板（他の部材）９４の取り付けは、セラミ
ックペーパー製の耐熱ガスケット９７を介して縁面８Ａ
上に天板９４を重ねボルト８Ｂにナット８Ｄを螺合させ
ることによりなされている。空気導入口９１には送風機
Ｋから空気が供給され、この空気は燃焼外筒１３を包む
空気ジャケット９の上部空間９Ａ、底板１２と中間底板
９５との隙間である連結部空間９Ｂ、バーナケースＣを
包む下部空間９Ｃをへて熱交換により加熱されながらガ
スバーナＢに供給される。

【００１３】高温再生器１は、空気ジャケット９を設け
たことにより、ガスバーナＢへ供給される燃焼用空気が
加熱できるので、燃焼用空気は燃焼外筒やバーナからの
輻射熱によって加熱され昇温し、その加熱量はバーナの
燃焼による発生熱量の増加分として再利用されることで
外部へのむだな熱の放散が減少し高温再生器１の熱効率
が向上できる。また、ケーシング９０の表面温度は低い
ため輻射熱が低減でき、周囲の機器への悪影響が防止で
きる。さらにガスバーナＢでの燃焼騒音も低減できる。
この実施例では燃焼気流が方向転換をして加熱し易い底
板１２に空気ジャケット９の連結部９Ｂを設けており、
連結部９Ｂで偏向して乱流となった吸入空気を底板１２
に積極的に当てることにより底板１２の過昇温の防止と
吸入空気の加熱効率の向上とを図っている。

【００１４】なお、容量放電方式スタッド溶接による他
の部材はボルト以外のナット、その他の締結具であって
も、例えば燃焼外筒１３等の締結具以外の他の部材であ
ってもよい。また、他の部材の容量放電方式スタッド溶
接位置は再生器の天井壁以外の上壁面であっても、再生
器以外の内壁面が吸収液に接触するステンレス製の部材
の外壁面であってもよい。

【００１５】高温再生器１は、沸騰した吸収液の上昇流
路Ｌ1 が形成されて気液分離部２に連通し、気液分離部
２は、中濃度吸収液受け部２２が吸収液供給路Ｌ2 を介
して低温再生器３の底部３２に連通している。低温再生
器３の下部の高濃度吸収液受け部３６は、吸収器４の上
部の吸収液散布具７に吸収液供給路Ｌ3 を介して接続し
てある。吸収器４の底部は、ポンプＰ付きの吸収液供給
路Ｌ4 により前記吸収液導入管１４を介して高温再生器
１の吸収液加熱タンク８に接続されている。

【００１６】吸収液供給路Ｌ4 には、吸収器４からの吸
収液を吸収液供給路Ｌ3 および吸収液供給路Ｌ2 の吸収
液の熱と熱交換させて加熱する低温熱交換器Ｈ1 および
高温熱交換器Ｈ2 を設けている。吸収液供給路Ｌ2 に
は、オリフィス付の電磁弁Ｖ1および前記高温熱交換器
Ｈ2 が設けられ低温再生器３への吸収液は吸収液供給路
Ｌ4 の吸収液と熱交換を行って温度が下げられる。吸収
液供給路Ｌ3 には前記低温熱交換器Ｈ1 が設けられ、吸
収液供給路Ｌ3 内の吸収液は吸収液供給路Ｌ4 内の吸収
液と熱交換を行って温度が下げられる。

【００１７】気液分離部２の冷媒液受け部２６と凝縮器
６とを冷媒液供給路Ｌ5 で連通している。低温再生器３
の気液分離部３１と凝縮器６とは連通しており、凝縮器
６の下部と蒸発器５の冷媒液散布具５３とは冷媒液供給
路Ｌ6 で連通してある。冷媒液供給路Ｌ6 には、電磁式
比例制御弁Ｖ3 が装着されている。蒸発器５と吸収器４
とは連通してあり、蒸発器５内のコイル５１を空調装置
の室内機５２に接続してある。凝縮器６内の冷却コイル
６１は、吸収器４内の冷却コイル４１に接続し、さらに
冷却塔４２と熱運搬流体の循環路Ｌ7 で接続してある。
なお、蒸発器５と吸収器４との間には多孔の仕切板を設
けて、吸収器４で滴下する吸収液が飛散して蒸発器５に
侵入することを防止するとともに、冷却コイル４１およ
びコイル５１を支持している。吸収液は、高温再生器１
→低温再生器３→吸収器４→ポンプＰ→高温再生器１の
順に循環する。

【００１８】この吸収式冷凍機では、冷媒（水）を多量
に含んだ低濃度吸収液（臭化リチウム水溶液）は、高温
再生器１で加熱されて吸収液が沸騰し、冷媒が一部分離
され、中濃度となった吸収液は上昇流路Ｌ1 の出口に設
けられた気液分離傘２１により気液分離部２の中濃度吸
収液受け部２２に溜まる。また冷媒は隔壁２３で凝縮
し、下方に流下する。

【００１９】気液分離部２内はほぼ大気圧程度となって
おり、低温再生器３内は７０ｍｍＨｇと低圧に維持され
ているため、中濃度の吸収液は供給路Ｌ2 を通じてオリ
フィス付の電磁弁Ｖ1 を介して低温再生器３の底部３２
に供給される。このとき、中濃度の吸収液は高温熱交換
器Ｈ２で低温の低濃度吸収液によって液−液熱交換さ
れ、冷却されている。気液分離部２と低温再生器３とを
区隔する隔壁２３は、気液分離部２内の冷媒蒸気で低温
再生器３内の吸収液を加熱するための伝熱壁となってお
り、隔壁２３の内面での凝縮により発生した冷媒液を隔
壁２３と内筒２５の間の冷媒液受け部２６に流下させ
る。

【００２０】底部３２から入った低温再生器３内の中濃
度の吸収液は、気液分離部２の熱で隔壁２３を介して再
加熱されて再び沸騰し、低温再生器３の上部の気液分離
部３１で気化した冷媒を完全に分離させて中筒３４と外
壁３５の間の高濃度吸収液受け部３６に流下する。この
結果、高濃度となった吸収液は供給路Ｌ3 を介して吸収
器４の上部の吸収液散布具７に供給される。このとき高
濃度吸収液は供給路Ｌ3 に設けられた前記低温熱交換器
Ｈ1 で冷却されるとともに、前記供給路Ｌ4 内の低濃度
吸収液を加熱する。また、気液分離部３１で分離された
冷媒蒸気は連通路を介して凝縮器６に入り、冷却コイル
６１で冷却され液化する。

【００２１】前記凝縮器６内の液化冷媒は、供給路Ｌ6
を介して電磁式比例制御弁Ｖ3 で流量を要求冷凍能力に
応じて制御されながら、蒸発器５に供給される。蒸発器
５内は５ｍｍＨｇ程度の真空状態となっており、冷媒液
散布具５３からコイル５１の表面に散布された冷媒は蒸
発してコイル５１から蒸発熱を奪う。これによりコイル
５１の作動流体の冷却がなされて、冷却された作動流体
が空調装置の室内機５２に流れて冷房を行うことができ
る。蒸発した冷媒は吸収液散布具７から吸収器４に滴下
された高濃度の吸収液に吸収されるため、蒸発器５（吸
収器４）内は低圧に維持される。

【００２２】この吸収時に吸収熱が発生するため、吸収
器４には冷却コイル４１が配され、吸収熱を冷却コイル
４１内の冷却水によって吸熱させた後、冷却塔４２で外
部に排出して前記吸収能力を持続させている。冷媒を吸
収して低濃度となった吸収液は、液体ポンプＰにより供
給路Ｌ４に設けた低温熱交換器Ｈ１及び高温熱交換器Ｈ
２で加熱されて高温再生器１へ循環される。この際、ポ
ンプＰと高温再生器１との間に設けた電磁式比例制御弁
Ｖ2 により、帰還する低濃度吸収液の流量が、設定され
た要求冷凍能力など運転条件に応じて適性制御される。

【００２３】すなわち、この吸収式冷凍装置は、高温再
生器１で吸収液から発生した冷媒蒸気を低温再生器３と
の熱交換により隔壁２３の内面で凝縮させ、凝縮器６に
冷媒液を送る。また、低温再生器３で吸収液から発生し
た冷媒蒸気を凝縮器６に送る。そして、凝縮器６におい
て冷却コイル６１内の冷却水の作用で冷媒蒸気を凝縮さ
せ、凝縮器６から蒸発器５に送った冷媒液をコイル５１
の作用で蒸発させ、蒸発器５から吸収器４に送られた冷
媒蒸気を吸収液に吸収させ、その吸収熱を冷却コイル４
１内の冷却水の作用で取り出し、該冷却水を冷却塔４２
との間で循環させる。その結果、空調室内機（冷却対
象）５２からの入熱が、蒸発器５から吸収器４に送られ
た後、冷却コイル４１の作用で冷却水に付与されて冷却
塔４２から外部放出される。

【図面の簡単な説明】

【図１】吸収式冷凍装置の概念図である。

【図２】この発明の吸収式冷凍装置の再生器の正面断面
図である。

【図３】この発明の吸収式冷凍装置の再生器の側面断面
図である。

【図４】ケーシングの組み付け図である。

【符号の説明】

１高温再生器２気液分離部３低温再生器４吸収器５蒸発器６凝縮器７吸収液散布具８低濃度吸収液加熱タンク８Ａ縁面（内壁面が吸収液に接触する部材）８Ｂ容量放電スタッド溶接されたボルト（他の部材）９空気ジャケット１０環状隙間１１燃焼筒１３燃焼外筒１４吸収液導入管８１胴部８２スカート部９０ケーシング９１燃焼用空気導入口１００吸収式冷凍装置

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者上西勝彦大阪市中央区平野町４丁目１番２号大阪瓦斯株式会社内 (72)発明者山本和美大阪市中央区平野町４丁目１番２号大阪瓦斯株式会社内

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】内壁面が吸収液に接触する耐蝕金属製の
部材の外壁面に、容量放電方式スタッド溶接により他の
部材を溶接したことを特徴とする吸収式冷凍装置。
【請求項２】低濃度吸収液加熱タンクの上壁面に容量
放電方式スタッド溶接により締結具を溶接し、該締結具
により再生器のケーシングを締結したことを特徴とする
吸収式冷凍装置。