JP2642308B2 - 吸収式冷凍機用の溶液熱交換器 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、単効用や２重効用吸
収式冷凍機に組み込まれ、高温溶液と低温溶液とを熱交
換させる溶液熱交換器に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来より、２重効用吸収式冷凍機（特開
平２−２６３０６６号公報など）が知られている。この
２重効用吸収式冷凍機は、高温再生器、低温再生器、凝
縮器、蒸発器および吸収器を、冷媒配管と溶液配管によ
って作動的に接続することによって得られた冷水または
温水を室内ユニットに導いて冷房または暖房を行うよう
にしたものである。

【０００３】また、２重効用吸収式冷凍機では、低温再
生器にて加熱された高温の濃溶液を溶液配管を介して吸
収器に導いている。そして、その溶液配管の途中で高温
の濃溶液の温度を低くして溶液に冷媒を吸収し易くする
ため、吸収器より高温再生器へ圧送される低温の稀溶液
と熱交換させている。また、高温再生器から低温再生器
へ導く高温の中濃度溶液と上記高温再生器へ導く低温の
稀溶液とを熱交換させている。

【０００４】このように、高温の濃溶液等と低温の稀溶
液とを熱交換させる溶液熱交換器としては、従来より図
１８に示したような溶液熱交換器１００が採用されてい
る。この溶液熱交換器１００は、絞り成形等により成形
された複数の成形プレート１０１を各々の連通穴１０２
が板厚方向に連通するように積層した熱交換器本体１０
３と、この熱交換器本体１０３の上部に設けられ、高温
の濃溶液と低温の稀溶液の出入口配管１０４が取り付け
られた天板１０５と、熱交換器本体１０３の下部に設け
られた底板１０６とから構成されている。

【０００５】なお、熱交換器本体１０３の上下端部に
は、スペーサ１０７、１０８を介して天板１０５および
底板１０６が接合されている。そして、溶液熱交換器１
００は、各部品が耐熱性、耐食性に優れたステンレス鋼
により形成されていることから、各部品の接合手段とし
てニッケルろうによる真空ろう付けを採用している。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところが、従来の溶液
熱交換器１００においては、ろう材としてニッケルろう
を用いているので真空ろう付けの温度が非常に高温（例
えば１２００℃）となる。そして、ろう付け後に常温に
て徐冷しているため、とくに各部品のろう付け部分の金
属結晶が粗大化してしまう。このため、溶液熱交換器１
００を長期間使用すると、そのろう付け部分に錆が発生
したりする等、ろう付け部分が腐食する可能性があっ
た。とくに、溶液として臭化リチウム溶液等の腐食性の
高い溶液のときは上記の不具合はより顕著となる。

【０００７】なお、一般的には蒸発器と吸収器は同じシ
ェル内に設けられており、そのシェルの内圧は大気圧よ
り非常に低い低圧（ほぼ真空）となるように維持されて
いる。そして、二重効用吸収式冷凍機は外部と密閉され
た閉サイクルで運転されているので、高温の濃溶液と低
温の稀溶液とを熱交換させる熱交換器には、溶液の外部
洩れに厳しい制限があった。

【０００８】すなわち、上述のようにろう付け部分に腐
食が発生してしまうと、濃溶液または稀溶液が外部洩れ
してしまい、その分外部より空気が熱交換器内に侵入し
て、蒸発器において定常時（例えば５mmＨｇ）に沸点が
５℃であったものが、シェル内の内圧が上昇することに
より、沸点も上昇し、冷媒が蒸発し難くなることによっ
て、二重効用吸収式冷凍機の能力を低下させてしまうと
いう問題点があった。

【０００９】

【発明の目的】 この発明は、熱交換器本体にて熱交換を
行う高温溶液または低温溶液の外部洩れを防止すること
により、吸収式冷凍機の能力の低下を抑えることが可能
な吸収式冷凍機用の溶液熱交換器の提供を目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載の発明
は、吸収式冷凍機に組み込まれ、耐熱性、耐食性に優れ
た金属板を成形してなり、板厚方向に第１連通穴および
第２連通穴が貫通した成形プレートを、前記第１連通穴
同士および前記第２連通穴同士が連通するように 複数積
層することによって、前記複数の成形プレートの板長さ
方向または板幅方向に、前記各第１連通穴に連通し且つ
内部を高温溶液が流れる複数の第１流体通路と、前記各
第２連通穴に連通し且つ内部を低温溶液が流れる複数の
第２流体通路とが交互に形成され、高温溶液と低温溶液
との熱交換を行う熱交換器本体と、この熱交換器本体の
周囲を覆い、内部と外部とを気密的に区画すると共に、
一端が開口した容器本体、およびこの容器本体の開口部
を塞ぐ蓋部材よりなる、耐熱性、耐食性に優れた金属に
より形成された密閉箱とを備えた吸収式冷凍機用の溶液
熱交換器であって、 前記成形プレートには、内側面およ
び外側面を高温溶液または低温溶液が蛇行して流れる板
壁部、およびこの板壁部の周辺から前記容器本体内への
圧入方向に対して逆方向に折り曲げ形成され、前記容器
本体内への圧入前は前記容器本体の開口面積よりも大き
く拡開した形状を持ち、前記容器本体内に圧入される
と、前記容器本体の内壁面に密着する方向に付勢する弾
性変形力が与えられる側壁部が形成され、 前記密閉箱
は、前記容器本体の開口部側の端部と前記蓋部材の周辺
部とを融接、圧接またはろう付け等の接合手段を用いて
接合した技術手段を採用した。

【００１１】

【作用】 本発明によれば、耐熱性、耐食性に優れた金属
板を成形してなる成形プレートを複数積層することによ
って、複数の成形プレートの板長さ方向または板幅方向
に、各第１連通穴に連通し且つ内部を高温溶液が流れる
複数の第１流体通路と、各第２連通穴に連通し且つ内部
を低温溶液が流れる複数の第２流体通路とが形成された
熱交換器本体を容器本体内に入れることにより、熱交換
器本体を組付ける。

【００１２】そして、蓋部材で容器本体の開口部を塞い
だ後に、容器本体の開口部側の端部と蓋部材の周辺部と
が融接、圧接またはろう付け等の接合手段を用いて接合
される。しかし、その接合手段による熱影響が熱交換器
本体にあまり伝わらないので、熱交換器本体を長期間使
用しても熱交換器本体に錆が発生したり、腐食性の強 い
溶液を用いた場合でも腐食が促進したりする等の悪影響
は発生しない。

【００１３】また、高温溶液と低温溶液との熱交換を行
う熱交換器本体として成形プレートを複数積層すること
によって複数の第１流体通路と複数の第２流体通路が形
成された熱交換器本体を使用しているが、その熱交換器
本体の全部が内部と外部とを気密的に区画する密閉箱に
より覆われている。これにより、仮に隣接する２つの成
形プレート間から熱交換を行うための高温溶液または低
温溶液が洩れ出しても、密閉箱より外部へ洩れ出ること
は有りえない。

【００１４】したがって、溶液熱交換器より外に高温溶
液または低温溶液が洩れ出すことはないため、溶液熱交
換器の内部と外部とが常に気密的に区画されることによ
り、外部と密閉された閉サイクルで運転される吸収式冷
凍機内への空気の侵入を防止できるので、吸収式冷凍機
の能力の低下を防止することができる。

【００１５】そして、耐熱性、耐食性に優れた金属板を
成形してなる各成形プレートの板壁部の周辺より容器本
体内への圧入方向に対して逆方向に折り曲げられた側壁
部を窄めながら、容器本体内に圧入すると、容器本体内
への圧入前は容器本体の開口面積よりも大きく拡開して
いた側壁部は、弾性変形して容器本体の内壁面に密着す
る方向に付勢する弾性変形力を保有する。これにより、
複数の成形プレートの各側壁部が容器本体の内壁面に密
着することになり、熱交換器本体と容器本体との間のシ
ール性が確保される。

【００１６】また、各成形プレートの板壁部を先頭にし
て容器本体内に圧入することにより、各成形プレートの
側壁部が容器本体の開口部側の端部に引っ掛かることが
なくなる。このため、熱交換器本体を容器本体内に圧入
し易くなるので、溶液熱交換器の組付けが簡易となる。

【００１７】

【実施例】この発明の吸収式冷凍機用の溶液熱交換器を
２重効用吸収式冷凍機用の溶液熱 交換器に適用した例に
基づき説明する。

【００１８】〔第１実施例の構成〕 図１ないし図１１はこの発明の第１実施例を示したもの
で、図１および図２は２重効用吸収式冷凍機用の溶液熱
交換器を示した図である。

【００１９】この実施例の溶液熱交換器１は、例えば臭
化リチウム水溶液よりなる高温の濃溶液と低温の稀溶液
とを熱交換させて濃溶液を冷却し稀溶液を加熱する熱交
換器本体２、およびこの熱交換器本体２の周囲を覆う密
閉箱３を備えている。

【００２０】熱交換器本体２は、第１成形プレート４と
第２成形プレート５とを交互に複数積層することによっ
て、内部を高温の濃溶液が流れる第１流路管６と内部を
低温の稀溶液が流れる第２流路管７とが交互に形成され
ている。

【００２１】ここで、この実施例で用いた第１成形プレ
ート４の構造を図３ないし図６を用いて詳細に説明す
る。第１成形プレート４は、耐熱性、耐食性に優れたス
テンレス鋼等の金属板（例えば板厚０．３mm）を絞り成
形することによって、第２成形プレート５との間で板長
さ方向および板幅方向に溶液が蛇行して流れる流路を形
成する波形状部１１を有する略方形形状の板壁部１２を
備えている。そして、図４ないし図６に示したように、
板壁部１２の周辺から熱交換器本体２の密閉箱３内への
圧入方向に対して逆方向に折り曲げられた筒状の側壁部
１３は、板壁部１２の面方向に対して所定の傾斜角度と
なるように形成されている。

【００２２】波形状部１１には、図４に示したように、
高低差が例えば１．２mm程度の凹部１４と凸部１５が複
数形成されている。そして、凹部１４と凸部１５は、図
４において図示左側から図示右側へ向かって交互に繰り
返すように設けられている。また、複数の凹部１４の延
長方向と複数の凸部１５の延長方向は、第１成形プレー
ト４の板長さ方向に対して所定角度だけ傾斜している。

【００２３】また、板壁部１２の板長さ方向の両端部に
は、図５および図６に示したように、斜め壁１６、１７
が形成されている。それらの斜め壁１６、１７は、隣合
う平板部１８、１９および平板部２０、２１に例えば
１．２mm程度の段差を形成すると共に、隣合う平板部１
８、１９間および平板部２０、２１間を区画する区画部
としても機能する。なお、平板部１８、２１の方が平板
部１９、２０より低くなるように設けられている。

【００２４】平板部１８、１９には、高温の濃溶液が通
過する円形状の第１出口穴（第１連通穴に相当する）２
２、および低温の稀溶液が通過する円形状の第２入口穴
（第２連通穴に相当する）２３が板厚方向に貫通するよ
うにバーリング加工により形成されている。

【００２５】そして、第１出口穴２２の周りには、図５
に示したように、円環状のバーリング部２４が周囲の平
板部１８より窪むように形成されている。また、第２入
口穴２３の周りには、図４および図５に示したように、
円環状のバーリング部２５がバーリング部２４の窪み量
と同じ量かそれより少ない突出量だけ周囲の平板部１９
より突出するように形成されている。

【００２６】平板部２０、２１には、図６に示したよう
に、低温の稀溶液が通過する円形状の第２出口穴（第２
連通穴に相当する）２６、および高温の稀溶液が通過す
る円形状の第１入口穴（第１連通穴に相当する）２７が
板厚方向に貫通するようにバーリング加工により形成さ
れている。

【００２７】なお、第２出口穴２６の周りには、図６に
示したように、円環状のバーリング部２８が周囲の平板
部２０より突出するように形成されている。また、第１
入口穴２７の周りには、図４および図６に示したよう
に、円環状のバーリング部２９がバーリング部２８の突
出量と同じ量かそれより多い窪み量だけ周囲の平板部２
１より窪むように形成されている。

【００２８】ここで、この実施例で用いた第２成形プレ
ート５の構造を図７ないし図１０を用いて詳細に説明す
る。第２成形プレート５は、第１成形プレート４と同一
の金属材料にて形成され、第１成形プレート４の波形状
部１１との間で溶液が蛇行して流れる流路を形成する波
形状部３１を有する略方形形状の板壁部３２を備えてい
る。そして、板壁部３２の周辺には、図８ないし図１０
に示したように、第１成形プレート４の側壁部１３と同
様な筒状の側壁部３３が形成されている。

【００２９】波形状部３１には、図８に示したように、
第１成形プレート４と同様な凸部３４と凹部３５が複数
形成されている。そして、凸部３４と凹部３５は、図８
において図示左側から図示右側へ向かって交互に繰り返
すように設けられている。また、複数の凸部３４の延長
方向と複数の凹部３５の延長方向は、第１成形プレート
４の凹部１４と凸部１５の延長方向に対して逆向きに傾
斜している。このため、濃溶液または稀溶液が第１成形
プレート４の波形状部１１との間で、これらの凹部１
４、３５と凸部１５、３４を縫うように流れるため、熱
交換性能に優れたものとなる。

【００３０】また、第１成形プレート４と同様に、板壁
部３２の板長さ方向の両端部には、図９および図１０に
示したように、斜め壁３６、３７、平板部３８、３９お
よび平板部４０、４１が形成されている。なお、平板部
３９、４０の方が平板部３８、４１より低くなるように
設けられている。

【００３１】平板部３８、３９には、高温の濃溶液が通
過する円形状の第１出口穴（第１連通穴に相当する）４
２、および低温の稀溶液が通過する円形状の第２入口穴
（第２連通穴に相当する）４３が板厚方向に貫通するよ
うにバーリング加工により形成されている。

【００３２】なお、第１出口穴４２の周りには、図９に
示したように、円環状のバーリング部４４が周囲の平板
部３８より突出するように形成されている。このバーリ
ング部４４は、平板部３８より図１において図示上側に
隣接する第１成形プレート４のバーリング部２４に当接
している。

【００３３】また、第２入口穴４３の周りには、図８お
よび図９に示したように、円環状のバーリング部４５が
バーリング部４４の突出量と同じ量かそれより多い窪み
量だけ周囲の平板部３９より窪むように形成されてい
る。なお、バーリング部４５は、平板部３９より図１に
おいて図示下側に隣接する第１成形プレート４のバーリ
ング部２５に当接している。

【００３４】平板部４０、４１には、図１０に示したよ
うに、第１成形プレート４の第２出口穴２６に連通する
円形状の第２出口穴（第２連通穴に相当する）４６、お
よび第１入口穴２７に連通する円形状の第１入口穴（第
１連通穴に相当する）４７が板厚方向に貫通するように
バーリング加工により形成されている。

【００３５】なお、第２出口穴４６の周りには、図１０
に示したように、円環状のバーリング部４８が周囲の平
板部４０より窪むように形成されている。このバーリン
グ部４８は、平板部４０より図１において図示下側に隣
接する第１成形プレート４のバーリング部２８に当接し
ている。

【００３６】また、第１入口穴４７の周りには、図８お
よび図１０に示したように、円環状のバーリング部４９
がバーリング部４８の窪み量と同じ量かそれより少ない
突出量だけ周囲の平板部４１より突出するように形成さ
れている。このバーリング部４９は、平板部４１より図
１において図示上側に隣接する第１成形プレート４のバ
ーリング部２９に当接している。

【００３７】複数の第１流路管６は、図１１に示したよ
うに、隣接する第１、第２成形プレート４、５で構成さ
れている。これらの第１流路管６は、各第１入口穴２
７、４７および各第１出口穴２２、４１が積層方向に連
通するように積層されることによって、第１成形プレー
ト４の波形状部１１の表面と第２成形プレート５の波形
状部３１の裏面との間に、内部を濃溶液が流れる複数の
第１流体通路５１が形成されている。

【００３８】なお、熱交換器本体２内の濃溶液の基本的
な流れは、図１１に示したように、第１成形プレート４
の第１入口穴２７→第２成形プレート５の第１入口穴４
７→第１流体通路５１→第２成形プレート５の第１出口
穴４２→第１成形プレート４の第１出口穴２２となる。

【００３９】複数の第２流路管７は、図１１に示したよ
うに、隣接する第２、第１成形プレート５、４で構成さ
れている。これらの第２流路管７は、各第２入口穴２
３、４３および各第２出口穴２６、４６が積層方向に連
通するように積層されることによって、第１成形プレー
ト４の波形状部１１の裏面と第２成形プレート５の波形
状部３１の表面との間に、内部を稀溶液が流れる複数の
第２流体通路５２が形成されている。

【００４０】なお、熱交換器本体２内の稀溶液の基本的
な流れは、図１１に示したように、第２成形プレート５
の第２入口穴４３→第１成形プレート４の第２入口穴２
３→第２流体通路５２→第１成形プレート４の第２出口
穴２６→第２成形プレート５の第２出口穴４６となる。

【００４１】ここで、図１に示したように、熱交換器本
体２の天井側プレート５３と底側プレート５４は、板壁
部５５、５６が全て平面形状に形成されており、熱交換
器本体２と密閉箱３との接触面積を大きくすることによ
り、密閉箱３内での熱交換器本体２のがたつきを防止し
ている。

【００４２】密閉箱３は、図１に示したように、容器本
体６１および蓋部材６２よりなり、内部と外部とを気密
的に区画するものである。容器本体６１は、耐熱性、耐
食性に優れたステンレス鋼、その他のニッケル合金等の
金属板により製造されている。この容器本体６１は、熱
交換器本体２の側方を囲む各筒状の側壁部６３を有して
いる。この側壁部６３の一端部には開口部６４が形成さ
れ、他端部には方形状の底壁部６５が一体形成されてい
る。

【００４３】なお、側壁部６３の内側面には、熱交換器
本体２の複数の第１成形プレート４の各側壁部１３、複
数の第２成形プレート５の各側壁部３３、天井側プレー
ト５３の側壁部５７および底側プレート５４の側壁部５
８が密着している。底壁部６５の内側面には、熱交換器
本体２の底側プレート５４の板壁部５６の裏面が密着し
ている。

【００４４】蓋部材６２は、容器本体６１と同一の金属
材料により製造されている。この蓋部材６２は、容器本
体６１の開口部６４を塞ぐもので、第１、第２入口配管
６７、６９および第１、第２出口配管６８、７０を取り
付けている。蓋部材６２の周辺部には、筒状の立壁部７
１が折曲げ成形されている。

【００４５】また、蓋部材６２には、第１入口穴７２、
第２入口穴７３、第１出口穴７４および第２出口穴７５
（図１１参照）が形成されている。そして、容器本体６
１の開口部６４側の端部と蓋部材６２の立壁部７１との
間には、第１、第２成形プレート４、５および天井側プ
レート５３の側壁部１３、３３、５７より逃げるための
逃げ部８３が形成されている。

【００４６】第１入口配管６７は、耐熱性、耐食性に優
れたステンレス鋼、その他のニッケル合金等の金属材料
により円管状に形成されている。第１入口配管６７は、
高温の濃溶液を熱交換器本体２内へ流入させるためのも
ので、蓋部材６２側の端部に円環状のフランジ部７６を
有している。この第１入口配管６７の内部は、蓋部材６
２の第１入口穴７２を介して、熱交換器本体２の第１、
第２成形プレート４、５の各第１入口穴２７、４７に連
通している。

【００４７】第１出口配管６８は、第１入口配管６７と
同一の金属材料により同形状に形成されている。第１出
口配管６８は、高温の濃溶液を熱交換器本体２より流出
させるためのもので、蓋部材６２側の端部に円環状のフ
ランジ部７７を有している。この第１出口配管６８の内
部は、蓋部材６２の第１出口穴７４を介して、熱交換器
本体２の第１、第２成形プレート４、５の各第１出口穴
２２、４２に連通している。

【００４８】第２入口配管６９は、第１入口配管６７と
同一の金属材料により同形状に形成されている。第２入
口配管６９は、低温の稀溶液を熱交換器本体２内へ流入
させるためのもので、蓋部材６２側の端部に円環状のフ
ランジ部７８を有している。この第２入口配管６９の内
部は、蓋部材６２の第２入口穴７３を介して、熱交換器
本体２の第１、第２成形プレート４、５の各第２入口穴
２３、４３に連通している。

【００４９】第２出口配管７０は、第１入口配管６７と
同一の金属材料により同形状に形成されている。第２出
口配管７０は、低温の稀溶液を熱交換器本体２より流出
させるためのもので、蓋部材６２側の端部に円環状のフ
ランジ部７９を有している。この第２出口配管７０の内
部は、蓋部材６２の第２出口穴７５を介して、熱交換器
本体２の第１、第２成形プレート４、５の各第２出口穴
２６、４６に連通している。

【００５０】〔第１実施例の製造方法〕 この実施例の溶液熱交換器１の組付け方法を図１ないし
図１０に基づき簡単に説明する。

【００５１】複数の第１成形プレート４、複数の第２成
形プレート５、天井側プレート５３および底側プレート
５４をプレス成形等により所定の形状に形成し、さらに
容器本体６１および蓋部材６２をプレス成形等により所
定の形状に形成する。

【００５２】天井側プレート５３と底側プレート５４と
の間に、第１成形プレート４と第２成形プレート５とを
交互に複数積層することにより熱交換器本体２を形成す
る。そして、蓋部材６２の表面上に、第１、第２入口配
管６７、６９および第１、第２出口配管６８、７０の各
フランジ部７６〜７９をティグ溶接またはろう付け等の
接合手段を用いて接合する。

【００５３】ここで、複数の第１成形プレート４、複数
の第２成形プレート５、天井側プレート５３および底側
プレート５４の各側壁部１３、３３、５７、５８は、容
器本体６１内に圧入する前は容器本体６１の開口面積よ
り大きく拡開している。そして、各板壁部１２、３２、
５５、５６を先頭にして各側壁部１３、３３、５７、５
８を窄めながら、熱交換器本体２を容器本体６１内に圧
入すると、各側壁部１３、３３、５７、５８が弾性変形
して容器本体６１の側壁部６３の内側面に密着する方向
へ付勢する弾性変形力を保有する。これにより、各側壁
部１３、３３、５７、５８が容器本体６１の側壁部６３
の内側面に密着することになり、熱交換器本体２の側面
と容器本体６１の側壁部６３の内側面との間に所望のシ
ール性が確保される。

【００５４】そして、容器本体６１の開口部６４側に蓋
部材６２を嵌め込み、所定の加圧力で蓋部材６２を加圧
しながら、すなわち、熱交換器本体２の積層方向に加圧
しながら、容器本体６１の開口部６４側の端部と蓋部材
６２の立壁部７１とをティグ溶接等の接合手段を用いて
シーム溶接する。これにより、密閉箱３の内部と外部と
が気密的に区画されることになる。

【００５５】このような組付け方法により、第１流路管
６を構成する第１、第２成形プレート４、５のバーリン
グ部２４、２９とバーリング部４４、４９が潰れるが、
それらのバーリング部が弾性変形力を保有することによ
り平板部１８、２１と平板部３８、４１がほぼ密着する
ことになり所望のシール性が確保される。

【００５６】また、第２流路管７を構成する第１、第２
成形プレート４、５のバーリング部２５、２８とバーリ
ング部４５、４８が潰れるが、それらのバーリング部が
弾性 変形を保有することにより平板部１９、２０と平板
部３９、４０がほぼ密着することになり所望のシール性
が確保される。

【００５７】したがって、以上のような簡単な組付け方
法により組み付けられた溶液熱交換器１は、熱交換器本
体２内に溶接やろう付け等を用いなくても、所望のシー
ル性を確保することができるので、高温の濃溶液と低温
の稀溶液とが混ざり合うことを防止することができ、溶
液熱交換器１の熱交換能力の低下を防止することができ
る。また、高温の濃溶液または低温の稀溶液が熱交換器
本体２より洩れ出ることも防止することができる。

【００５８】〔第１実施例の作用〕 この実施例の溶液熱交換器１の作用を図１ないし図１１
に基づき説明する。２重効用吸収式冷凍機の運転を開始
すると、高温再生器または低温再生器で加熱されて冷媒
蒸気が発生することにより高温の濃溶液が生成される。
この高温の濃溶液が溶液配管（図示せず）、第１入口配
管６７、蓋部材６２の第１入口穴７２を通って熱交換器
本体２内に流入すると、図１１に示したように、複数の
第１、第２成形プレート４、５の各第１入口穴２７、４
７を通りながら各第１流路管６内の第１流体通路５１へ
分配される。

【００５９】各第１流体通路５１内へ分配された高温の
濃溶液は、複数の第１、第２成形プレート４、５の各第
１出口穴２２、４２へ到達するまでの間に、波形状部１
１、３１の凹部１４、３５および凸部１５、３４を縫う
ように流れ、第１、第２成形プレート４、５を介して隣
設された第２流路管７内の第２流体通路５２内を濃溶液
に対して逆行して流れる低温の稀溶液と熱交換して冷却
される。

【００６０】冷却された濃溶液は、複数の第１、第２成
形プレート４、５の各第１出口穴２２、４２を通りなが
ら集められて蓋部材６２の第１出口穴７４を通って第１
出口配管６８内に流入する。そして、第１出口配管６８
内に流入した濃溶液は、溶液配管を通って例えば吸収器
へ送られ、吸収器で更に冷やされながら冷媒蒸気を吸収
することにより低温の稀溶液となる。

【００６１】この低温の稀溶液は、例えば溶液ポンプに
よって高温再生器に圧送されて再加熱されるのである
が、高温再生器に流入する前に溶液熱交換器１で加熱し
ておくことにより高温再生器の加熱源（例えばバーナ）
の燃料消費量を抑えると共に、高温再生器での加熱をし
易くしている。

【００６２】したがって、吸収器で生成された低温の稀
溶液は、第２入口配管６９、蓋部材６２の第２入口穴７
３を通って熱交換器本体２内に流入すると、図１１に示
したように、複数の第１、第２成形プレート４、５の各
第２入口穴２３、４３を通りながら各第２流路管７内の
第２流体通路５２へ分配される。

【００６３】各第２流体通路５２内へ分配された低温の
稀溶液は、複数の第１、第２成形プレート４、５の各第
２出口穴２６、４６へ到達するまでの間に、波形状部１
１、３１の凹部１４、３５および凸部１５、３４を縫う
ように流れ、第１流路管６内の第１流体通路５１内を稀
溶液に対して逆行して流れる高温の濃溶液と熱交換して
加熱される。

【００６４】加熱された稀溶液は、複数の第１、第２成
形プレート４、５の各第２出口穴２６、４６を通りなが
ら集められて蓋部材６２の第２出口穴７５、第２出口配
管７０、溶液配管を通って高温再生器へ圧送される。

【００６５】また、密閉箱３の容器本体６１と蓋部材６
２とがティグ溶接またはろう付け等の接合手段を用いて
接合されているが、熱交換器本体２の複数の第１、第２
成形プレート４、５への接合手段による錆や腐食の促進
等の悪影響はなく、これにより隣接する２つの第１、第
２成形プレート４、５の側壁部１３、３３間から濃溶液
または稀溶液が漏洩することはない。なお、仮に熱交換
器本体２の隣接する第１、第２成形プレート４、５の側
壁部１３、３３間から濃溶液または稀溶液が漏洩したと
しても、密閉箱３の内部が外部と気密的に区画されてい
るので、密閉箱３より外部へ濃溶液や稀溶液が洩れ出る
ことはない。

【００６６】〔第１実施例の効果〕 以上のように、熱交換器本体２の組付け時にニッケルろ
うを用いた真空ろう付けを行わないため、溶液熱交換器
１の組付けが非常に簡易となるので、低コスト化を図る
ことができる。また、熱交換器本体２の組付け時にニッ
ケルろうを用いた真空ろう付けを行わないため、熱交換
器本体２の各構成部品の接合部分の腐食を防止すること
ができる。

【００６７】その上、熱交換器本体２の周囲を密閉箱３
により、気密的に覆っているので、密閉箱３より外部へ
の濃溶液または濃溶液の洩れを防止することができる。
したがって、外部と密閉された閉サイクルで運転されて
いる二重効用吸収式冷凍機内への空気の侵入を防止する
ことができる。このため、蒸発器において内圧の上昇に
よる冷媒の沸点上昇を防止することができるので、冷媒
の蒸発量の低下を防止できる。よって、二重効用吸収式
冷凍機の冷房能力の低下を防止することができる。

【００６８】そして、複数の第１成形プレート４、複数
の第２成形プレート５、天井側プレート５３および底側
プレート５４の各側壁部１３、３３、５７、５８は、容
器本体６１内に圧入する前は容器本体６１の開口面積よ
り大きく拡開している。このため、各板壁部１２、３
２、５５、５６を先頭にして各側壁部１３、３３、５
７、５８を窄めながら、熱交換器本体２を容器本体６１
内に圧入すると、各側壁部１３、３３、５７、５８が弾
性変形して容器本体６１の側壁部６３の内側面に密着す
る方向へ付勢する弾性変形力を保有する。これにより、
各側壁部１３、３３、５７、５８が容器本体６１の側壁
部６３の内側面に密着することになり、熱交換器本体２
の側面と容器本体６１の側壁部６３の内側面との間に所
望のシール性を確保できる。

【００６９】さらに、この実施例の場合には、第１、第
２成形プレート４、５の板壁部１２ 、３２等を先頭にし
て容器本体６１内に圧入されることになるので、各側壁
部１３、３３が容器本体６１の側壁部６３の開口部６４
側の端部に引っ掛かることがなくなる。このため、熱交
換器本体２を容器本体６１内に圧入し易くなるので、溶
液熱交換器１の組付けが簡易となる。

【００７０】〔第２実施例〕 図１２はこの発明の第２実施例を示したもので、２重効
用吸収式冷凍機用の溶液熱交換器を示した図である。 こ
の実施例では、第１入口配管６７および第１出口配管６
８を蓋部材６２の表面に取り付け、第２入口配管６９お
よび第２出口配管７０を容器本体６１の底壁部６５の表
面に取り付けている。なお、逆に第１入口配管６７およ
び第１出口配管６８を容器本体６１の底壁部６５の表面
に取り付けても良い。

【００７１】〔第３実施例〕 図１３はこの発明の第３実施例を示したもので、２重効
用吸収式冷凍機用の溶液熱交換器を示した図である。 こ
の実施例では、第１入口配管６７および第１出口配管６
８を蓋部材６２の表面に取り付け、第２入口配管６９お
よび第２出口配管７０を容器本体６１の側壁部６３の外
側面に取り付けている。

【００７２】この実施例の場合には、内部を濃溶液が流
れる流路管を所定の間隙を隔てて複数列設した熱交換器
本体を密閉箱３内に組み込み、複数の流路管の周囲に稀
溶液が流れるようにする。なお、逆に第１入口配管６７
および第１出口配管６８を容器本体６１の側壁部６３の
外側面に取り付けても良い。

【００７３】〔第４実施例〕 図１４はこの発明の第４実施例を示したもので、２重効
用吸収式冷凍機用の溶液熱交換器を示した図である。 こ
の実施例では、第１入口配管６７、第１出口配管６８、
第２入口配管６９お よび第２出口配管７０を容器本体６
１の底壁部６５の表面に取り付けている。

【００７４】〔第５実施例〕 図１５はこの発明の第５実施例を示したもので、２重効
用吸収式冷凍機用の溶液熱交換器を示した図である。 こ
の実施例では、容器本体６１の開口部６４側の端部と蓋
部材６２の立壁部７１とを途中で外側に折曲げて、その
折曲げ部８１、８２同士をティグ溶接またはろう付け等
の接合手段を用いてシーム溶接している。

【００７５】〔第６実施例〕 図１６はこの発明の第６実施例を示したもので、２重効
用吸収式冷凍機用の溶液熱交換器を示した図である。 こ
の実施例は、第５実施例の折曲げ部８１、８２をさらに
図示上方に延ばした延長部８４、８５同士をティグ溶接
またはろう付け等の接合手段を用いてシーム溶接してい
る。

【００７６】〔第７実施例〕 図１７はこの発明の第７実施例を示したもので、密閉箱
の蓋部材を示した図である。 この実施例では、蓋部材６
２に濃溶液または稀溶液が流入または流出する出入口配
管８６をバーリング加工等により一体形成している。こ
のようにすると、溶液熱交換器１の溶接箇所が減少する
ため、組付け作業性が向上する。

【００７７】〔変形例〕本実施例では、本発明を２重効用吸収式冷凍機用の溶液
熱交換器１に適用したが、本発明を単効用吸収式冷凍機
用の溶液熱交換器に適用しても良い。 本実施例では、第
１、第２成形プレート４、５の２種類の成形プレートに
より熱交換器本体２を構成したが、１種類または３種類
以上の成形プレートにより熱交換器本体を構成しても良
い。

【００７８】本実施例では、熱交換器本体２に接合手段
を使用しなかったが、第１成形プレート４の平板部１８
〜２１と第２成形プレート５の平板部３８〜４１とを融
接、圧接またはろう付け等の接合手段を用いて癒着して
も良い。

【００７９】密閉箱３の容器本体６１の開口部６４側の
端部と蓋部材６２の周辺部との接合方法として、ティグ
溶接以外のアーク溶接やレーザービーム溶接等の融接
法、電気抵抗溶接や摩擦圧接等の圧接法、あるいは真空
ろう付けやディップろう付け等のろう付け法を用いても
良い。また、密閉箱３内の気密性が確保されるのであれ
ば、ボルト締め等の締結手段を用いても良い。

【００８０】

【発明の効果】 請求項１に記載の発明は、成形プレート
を複数積層してなる熱交換器本体の周囲を密閉箱で覆う
ことによって、仮に隣接する２つの成形プレート間であ
る第１流体通路および第２流体通路から高温溶液または
低温溶液が漏洩した場合でも、高温溶液または低温溶液
が密閉箱の外へ洩れ出ることを防止することができる。

【００８１】また、容器本体内に熱交換器本体を入れて
から、容器本体の開口部側の端部と蓋部材の周辺部とが
融接、圧接またはろう付け等の接合手段を用いて接合し
ても、熱交換器本体を構成する複数の成形プレートが接
合手段による錆や腐食の促進等の悪影響を受けることが
なくなる。このため、隣設する２つの成形プレート間か
ら高温溶液または低温溶液が漏洩することを防止するこ
とができる。

【００８２】したがって、溶液熱交換器より外に高温溶
液または低温溶液が洩れ出すことはないため、溶液熱交
換器の内部と外部とが常に気密的に区画されることによ
り、外部と密閉された閉サイクルで運転されている吸収
式冷凍機内への空気の侵入を防止することができる。こ
のため、吸収式冷凍機に組み込まれる蒸発器において内
圧の上昇による冷媒の沸点上昇を防止することができる
ので、冷媒の蒸発量の低下を防止できる。よって、吸収
式冷凍機の能力の低下を防止することができる 。

【００８３】そして、熱交換器本体を容器本体内に圧入
することにより熱交換器本体を容器本体に組み付ける
と、複数の成形プレートの各板壁部の周辺から、熱交換
器本体の容器本体への圧入方向に対して逆方向に折り曲
げられた側壁部が弾性変形力を保有する。これにより、
複数の成形プレートの各側壁部が容器本体の内側面に密
着するので、シール性が確保される。したがって、隣設
する２つの成形プレート間である第１流体通路および第
２流体通路から高温溶液または低温溶液が漏洩すること
を防止することができる。

【００８４】また、熱交換器本体が複数の成形プレート
の板壁部を先頭にして容器本体内に圧入される際に、複
数の成形プレートの各側壁部が容器本体の側壁部の開口
部側の端部に引っ掛からない。このため、熱交換器本体
を容器本体内に圧入し易くなるので、溶液熱交換器の組
付けが簡易となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の第１実施例を示した断面図である。

【図２】この発明の第１実施例を示した斜視図である。

【図３】この発明の第１実施例で用いた第１成形プレー
トを示した平面図である。

【図４】図３のＡ−Ａ断面図である。

【図５】図３のＢ−Ｂ断面図である。

【図６】図３のＣ−Ｃ断面図である。

【図７】この発明の第１実施例で用いた第２成形プレー
トを示した平面図である。

【図８】図７のＡ−Ａ断面図である。

【図９】図７のＢ−Ｂ断面図である。

【図１０】図７のＣ−Ｃ断面図である。

【図１１】この発明の第１実施例の濃溶液と稀溶液の流
れを示した分解図である。

【図１２】この発明の第２実施例を示した正面図であ
る。

【図１３】この発明の第３実施例を示した正面図であ
る。

【図１４】この発明の第４実施例を示した断面図であ
る。

【図１５】この発明の第５実施例の主要部を示した断面
図である。

【図１６】この発明の第６実施例の主要部を示した断面
図である。

【図１７】この発明の第７実施例で用いた密閉箱の蓋部
材を示した断面図である。

【図１８】従来の溶液熱交換器を示した断面図である。

【符号の説明】

１ 溶液熱交換器 ２ 熱交換器本体 ３ 密閉箱 ４ 第１成形プレート ５ 第２成形プレート ６ 第１流路管 ７ 第２流路管 １１ 波形状部 １２ 板壁部 １３ 側壁部 ２２ 第１出口穴（第１連通穴） ２３ 第２入口穴（第２連通穴） ２６ 第２出口穴（第２連通穴） ２７ 第１入口穴（第１連通穴） ３１ 波形状部 ３２ 板壁部 ３３ 側壁部 ４２ 第１出口穴（第１連通穴） ４３ 第２入口穴（第２連通穴） ４６ 第２出口穴（第２連通穴） ４７ 第１入口穴（第１連通穴） ５１ 第１流体通路 ５２ 第２流体通路 ６１ 容器本体 ６２ 蓋部材 ６４ 開口部 ６７ 第１入口配管 ６８ 第１出口配管 ６９ 第２入口配管 ７０ 第２出口配管

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四丁目１番２号 大 阪瓦斯株式会社内 (72)発明者 高橋 慎介 大阪市中央区平野町四丁目１番２号 大 阪瓦斯株式会社内 (56)参考文献 特開 昭49−57443（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−233292（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−217792（ＪＰ，Ａ) 実開 昭48−35656（ＪＰ，Ｕ) 特表 平３−501645（ＪＰ，Ａ)

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】吸収式冷凍機に組み込まれ、耐熱性、耐食
   性に優れた金属板を成形してなり、板厚方向に第１連通
   穴および第２連通穴が貫通した成形プレートを、前記第
   １連通穴同士および前記第２連通穴同士が連通するよう
   に複数積層することによって、前記複数の成形プレート
   の板長さ方向または板幅方向に、前記各第１連通穴に連
   通し且つ内部を高温溶液が流れる複数の第１流体通路
   と、前記各第２連通穴に連通し且つ内部を低温溶液が流
   れる複数の第２流体通路とが交互に形成され、高温溶液
   と低温溶液との熱交換を行う熱交換器本体と、 この熱交換器本体の周囲を覆い、内部と外部とを気密的
   に区画すると共に、一端が開口した容器本体、およびこ
   の容器本体の開口部を塞ぐ蓋部材よりなる、耐熱性、耐
   食性に優れた金属により形成された密閉箱とを備えた吸
   収式冷凍機用の溶液熱交換器であって、 前記成形プレートには、内側面および外側面を高温溶液
   または低温溶液が蛇行して流れる板壁部、およびこの板
   壁部の周辺から前記容器本体内への圧入方向に対して逆
   方向に折り曲げ形成され、前記容器本体内への圧入前は
   前記容器本体の開口面積よりも大きく拡開した形状を持
   ち、前記容器本体内に圧入されると、前記容器本体の内
   壁面に密着する方向に付勢する弾性変形力が与えられる
   側壁部が形成され、 前記密閉箱は、前記容器本体の開口部側の端部と前記蓋
   部材の周辺部とを融接、圧接またはろう付け等の接合手
   段を用いて接合したことを特徴とする吸収式冷凍機用の
   溶液 熱交換器。