JP2607037B2 - 吸収式冷凍装置の再生器 - Google Patents

吸収式冷凍装置の再生器

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JP2607037B2
JP2607037B2 JP5336447A JP33644793A JP2607037B2 JP 2607037 B2 JP2607037 B2 JP 2607037B2 JP 5336447 A JP5336447 A JP 5336447A JP 33644793 A JP33644793 A JP 33644793A JP 2607037 B2 JP2607037 B2 JP 2607037B2
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勝彦 上西
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、熱効率を向上させた
吸収式冷凍装置の再生器に関する。
【0002】
【従来の技術】ガスなどを燃料とするバーナを加熱源と
した吸収式冷凍装置の再生器は、燃焼筒と、該燃焼筒の
下方に設置されたバーナと、前記燃焼筒の外周に同軸的
に配設され前記燃焼筒の外周壁との間に下方が閉じ上方
が開放して環状隙間を形成する燃焼外筒と、前記環状隙
間に同軸的に差し込まれた円筒状のスカート部を有する
低濃度吸収液加熱タンクとで構成することによりコンパ
クトに形成できる。この構造の再生器では、熱効率を向
上させるために低濃度吸収液加熱タンクの熱交換壁面に
吸熱フィンを接合することが必要である。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかるに、従来の再生
器は吸熱フィンの接合に手間がかかるとともに熱交換効
率が不充分であるなどの問題が生じている。この発明の
目的は、熱効率を向上できるとともに製造が容易なバー
ナを加熱源とする吸収式冷凍装置の再生器の提供にあ
る。請求項2に記載の発明は、耐熱金属製の低濃度吸収
液加熱タンクの腐食による劣化が防止できる再生器の提
供にある。請求項3に記載の発明は、コルゲートフィン
の耐久性の向上にある。
【0004】
【課題を解決するための手段】この発明は、冷媒を含む
低濃度吸収液を沸騰させる吸収式冷凍装置の再生器にお
いて、燃焼筒と、該燃焼筒の下方に設置されたバーナ
と、前記燃焼筒の外周に同軸的に配設され前記燃焼筒と
の間に下方が閉じ上方が開放して環状隙間を形成する燃
焼外筒と、前記環状隙間に同軸的に差し込まれた有底二
重円筒状のスカート部を有する低濃度吸収液加熱タンク
と、前記スカート部の内周壁または外周壁に接合したコ
ルゲートフィンとからなり、該コルゲートフィンは、前
記バーナの燃焼気流方向に複数段に形成されるととも
に、各段のコルゲートフィンは相互にピッチをずらして
設けられたことを特徴とする。
【0005】請求項2においては、冷媒を含む低濃度吸
収液を沸騰させる吸収式冷凍装置の再生器において、燃
焼筒と、該燃焼筒の下方に設置されたバーナと、前記燃
焼筒の外周に同軸的に配設され前記燃焼筒との間に下方
が閉じ上方が開放して環状隙間を形成する燃焼外筒と、
前記環状隙間に同軸的に差し込まれた有底二重円筒状の
スカート部を有する低濃度吸収液加熱タンクと、前記ス
カート部の内周壁または外周壁に接合したコルゲートフ
ィンとからなり、前記低濃度吸収液加熱タンクのスカー
ト部および前記コルゲートフィンは耐熱金属製であり、
前記コルゲートフィンの山部の頂面を平坦または前記ス
カート部と対応した曲率に形成して、前記コルゲートフ
ィンと前記スカート部との接合面を増大させたことを特
徴とする。請求項3においては、冷媒を含む低濃度吸収
液を沸騰させる吸収式冷凍装置の再生器において、燃焼
筒と、該燃焼筒の下方に設置されたバーナと、前記燃焼
筒の外周に同軸的に配設され前記燃焼筒との間に下方が
閉じ上方が開放して環状隙間を形成する燃焼外筒と、前
記環状隙間に同軸的に差し込まれた有底二重円筒状のス
カート部を有する低濃度吸収液加熱タンクと、前記スカ
ート部の内周壁または外周壁に接合したコルゲートフィ
ンとからなり、前記コルゲートフィンの周壁に接合しな
い側の山部の先端に中抜き窓を設けたことを特徴とす
る。
【0006】
【発明の作用効果】この発明の再生器は、低濃度吸収液
加熱タンクの円筒状のスカート部の内周壁または外周壁
にコルゲートフィンを巻設しておき高温炉内で一度に接
合できる。このため製造が容易でコストが低減できると
ともに、熱効率が高い。また、コルゲートフィンを複数
段で形成し、ピッチをずらして配置しているので、燃焼
気流を乱流にでき、熱交換効率を更に向上できる。
【0007】請求項2の構成では、コルゲートフィンが
接合されているスカート部の壁面が焦熱して腐食が進行
することを防止できる。これによりタンクの耐久性が向
上する。請求項3の構成では、接合面から隔たったコル
ゲートフィンの山部を除去しているので、熱伝導の遅れ
による高温部分の発生を防止でき、コルゲートフィンの
熱劣化が低減できる。
【0008】
【実施例】図1は、この発明の一実施例にかかる再生器
1を備えた吸収式冷凍装置100を示す。この吸収式冷
凍装置は、ガスバーナ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の周囲に円環状断面を有する縦型の低温再生器
3を設けている。該低温再生器3の周部に縦型の吸収器
4を配置し、吸収器4の周部に蒸発器5を設け、上方に
凝縮器6を設置してある。吸収器4内に設置した冷却コ
イル41の上方には吸収液散布具7が装着されている。
吸収器4の底部と高温再生器1とを連通させる供給路L
4には液体ポンプPが介装されている。
【0009】高温再生器1は、冷媒蒸気と吸収液の上昇
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が中濃度吸収液供給路
L2で低温再生器3の下部に連通し、冷媒液受け部26
が冷媒液供給路L5で凝縮器6に連通している。吸収液
供給路L2 には、オリフィス付き電磁弁V1 が装着され
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。
【0010】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。尚、蒸発器5と吸収器
4の間には多孔の仕切を設けて、吸収器4で滴下する吸
収液が飛散して蒸発器5に浸入することを防止するとと
もに冷却コイル41及びコイル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→液体
ポンプP→高温再生器1の順に循環する。
【0011】高温再生器1は、図2、図3に示す第1実
施例の如く、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、前記燃焼筒11の
上方に設置された低濃度吸収液加熱タンク12を備え
る。燃焼筒11の外周には同軸的に配設され燃焼筒11
との間に下方が閉じ上方が開放して環状隙間を形成する
排気外筒13が設けられている。低濃度吸収液加熱タン
ク12は、ステンレス製であり、球殻状の胴部14と、
該胴部14の外周から下方に延長されるとともに、前記
環状隙間に同軸的に差し込まれた有底二重円筒状のスカ
ート部15とからなる。円筒状のスカート部15の内周
壁16および外周壁17には、いずれも銅板製で熱交換
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が接合されている。
【0012】図2、図3に示す如くコルゲートフィン1
8および19を接合した吸収液タンク12を有する高温
再生器1はバーナBの燃焼気流からの吸熱効率が高く、
熱効率に優れる。また、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の接合は、円筒状のスカー
ト部15の内周壁16および外周壁17に内側コルゲー
トフィン18および外側コルゲートフィン19を巻設し
た状態でバンド等により固定しておくとともに、各コル
ゲートフィンの山の先端(内側コルゲートフィン18は
外側の山の先端、外側コルゲートフィン19は内側の山
の先端)とスカート部15の壁面との当接部にろう材を
介在させておき、高温炉中でろう付け一体化する。これ
によりろう付け作業が一度ででき生産性が向上し、製造
コストが低減できる。なお、コルゲートフィン18、1
9の接合はろう付け以外に真空溶接、ガスシールド溶
接、ディップ溶接など他の接合手段が使用できる。
【0013】内側コルゲートフィン18による吸熱量と
外側コルゲートフィン19とによる吸熱量は、ほぼ1
0:1と内側コルゲートフィン18による吸熱量が燃焼
気流の温度差に起因して圧倒的に大きい。このため、吸
収液として一般的である臭化リチウム水溶液の沸騰がス
カート部15の内周壁側で発生する。このため内周壁側
の熱効率は限界となる。更に熱効率を上げるには外側コ
ルゲートフィン19による吸熱量を増大させることが重
要である。図4に示す第2実施例では、スカート部15
の外周壁に接合した外側コルゲートフィン19は、前記
ガスバーナBの燃焼気流の方向に191、192に2分
割してあり、2段に形成されるとともに、周方向に山、
谷のピッチを半ピッチずらしてある。これにより、外側
コルゲートフィン19が一体である場合に比較し、燃焼
気流の乱流効果により熱交換効率がさらに増大できる。
この結果、内側コルゲートフィン18による吸熱量と外
側コルゲートフィン19とによる吸熱量の差が低減でき
るとともに、熱効率が向上できる。尚、図4において、
二段の外側コルゲートフィン19の上下間に少許の間隔
を設けたが、接していても同様の効果が得られる。
【0014】図3、図4に示す内側コルゲートフィン1
8は波形であり、外側の山部1Aとスカート部15の内
周壁16とのろう付け面積が狭いとスカート部15の内
周壁の接合部分が熱流束の集中により高温となる。この
高温部分で吸収液の沸騰が集中的に発生する。沸騰状態
にある吸収液は腐食力が高いため、この高温部分で腐食
が進行し易い。
【0015】図5は高温再生器1の第3実施例を示す。
この実施例では、内側コルゲートフィン18の外側の山
部1Aとスカート部15の内周壁16との接合面を大き
くしている。山部1Aは頂面が平坦または前記内周壁1
6と対応した曲率になっている。これにより内側コルゲ
ートフィン18とスカート部15との接合面が増大する
ため、スカート部15の内周壁16の接合部が高温とな
らず、吸収液により腐食することが防止できる。
【0016】図6は高温再生器の第4実施例を示す。こ
の実施例では、内側コルゲートフィン18の内側の山部
1Bに切り抜き窓1Cを形成している。これは山部1B
は接合部分から距離が離れているため伝熱経路が長く熱
の飽和が生じて高温になり、熱劣化が発生し易い。この
実施例の如く、切り抜き窓1Cを設けておくと、接合部
から遠く隔たった部分での吸熱が無くなるため、フィン
材料の過昇温が防止でき耐久性が向上できる。
【0017】図7は高温再生器の第5実施例を示す。こ
の実施例では、接合面を大きくするとともに、伝熱経路
を短くしている。
【0018】つぎにこの吸収式冷凍機の作動を説明す
る。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に含
まれた冷媒が沸騰し、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。また冷媒は側壁33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33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33の内面での凝縮により発生した冷媒液を隔
壁33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33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の間の濃液受け部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。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H2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。
【0022】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33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。
【0023】上記実施例では、内側コルゲートフィンを
一段として、外側コルゲートフィンを二段としたが、内
側コルゲートフィン二段、外側コルゲートフィン三段以
上でも良く、また、内側コルゲートフィンのピッチを大
きくして、内側コルゲートフィンのみ複数段としても良
い。低濃度吸収液加熱タンクのスカート部の材質は、耐
熱金属として耐熱ニッケル合金、ステンレスなどを適用
できる。コルゲートフィンの材質は銅のほか、ステンレ
ス等も適用できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の吸収式冷凍機の概念図である。
【図2】高温再生器の断面図である。
【図3】第1実施例にかかる低濃度吸収液加熱タンクの
斜視図である。
【図4】第2実施例にかかる低濃度吸収液加熱タンクの
斜視図である。
【図5】第3実施例にかかる低濃度吸収液加熱タンクの
要部拡大斜視図である。
【図6】第4実施例にかかる低濃度吸収液加熱タンクの
要部拡大斜視図である。
【図7】第5実施例にかかる低濃度吸収液加熱タンクの
要部拡大斜視図である。
【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 11 燃焼筒 12 低濃度吸収液加熱タンク 13 燃焼外筒 14 タンクの胴部 15 スカート部 16 スカート部の外周壁 17 スカート部の内周壁 18 内側コルゲートフィン 19 外側コルゲートフィン
───────────────────────────────────────────────────── 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 (56)参考文献 特開 平3−39875(JP,A) 特開 平5−215446(JP,A) 特開 平2−287065(JP,A)

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 冷媒を含む低濃度吸収液を沸騰させる吸
    収式冷凍装置の再生器において、 燃焼筒と、該燃焼筒の下方に設置されたバーナと、前記
    燃焼筒の外周に同軸的に配設され前記燃焼筒との間に下
    方が閉じ上方が開放して環状隙間を形成する燃焼外筒
    と、前記環状隙間に同軸的に差し込まれた有底二重円筒
    状のスカート部を有する低濃度吸収液加熱タンクと、前
    記スカート部の内周壁または外周壁に接合したコルゲー
    トフィンとからなり、該コルゲートフィンは、前記バー
    ナの燃焼気流方向に複数段に形成されるとともに、各段
    のコルゲートフィンは相互にピッチをずらして設けられ
    ことを特徴とする吸収式冷凍装置の再生器。
  2. 【請求項2】 冷媒を含む低濃度吸収液を沸騰させる吸
    収式冷凍装置の再生器において、 燃焼筒と、該燃焼筒の下方に設置されたバーナと、前記
    燃焼筒の外周に同軸的に配設され前記燃焼筒との間に下
    方が閉じ上方が開放して環状隙間を形成する燃焼外筒
    と、前記環状隙間に同軸的に差し込まれた有底二重円筒
    状のスカート部を有する低濃度吸収液加熱タンクと、前
    記スカート部の内周壁または外周壁に接合したコルゲー
    トフィンとからなり、前記低濃度吸収液加熱タンクのス
    カート部および前記コルゲートフィンは耐熱金属製であ
    り、前記コルゲートフィンの山部の頂面を平坦または前
    記スカート部と対応した曲率に形成して、前記コルゲー
    トフィンと前記スカート部との接合面を増大させた こと
    を特徴とする吸収式冷凍装置の再生器。
  3. 【請求項3】 冷媒を含む低濃度吸収液を沸騰させる吸
    収式冷凍装置の再生器において、 燃焼筒と、該燃焼筒の下方に設置されたバーナと、前記
    燃焼筒の外周に同軸的に配設され前記燃焼筒との間に下
    方が閉じ上方が開放して環状隙間を形成する燃焼外筒
    と、前記環状隙間に同軸的に差し込まれた有底二重円筒
    状のスカート部を有する低濃度吸収液加熱タンクと、前
    記スカート部の内周壁または外周壁に接合したコルゲー
    トフィンとからなり、前記コルゲートフィンの周壁に接
    合しない側の山部の先端に中抜き窓を設けた ことを特徴
    とする吸収式冷凍装置の再生器。
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JPH05215446A (ja) * 1992-02-04 1993-08-24 Osaka Gas Co Ltd 二重効用吸収式冷凍機

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