JP2787178B2 - 吸収式冷凍機用吸収蒸発器 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、吸収式冷凍機の吸収器
と蒸発器とを一体化させた吸収式冷凍機用吸収蒸発器及
びこれを備えた吸収式冷凍機に関する。

【０００２】

【従来の技術】吸収式冷凍機は従来から空気調和装置等
として広く利用されている。以下では吸収式冷凍機の一
例の概要を、図７を参照しつつ説明する。図７は吸収式
冷凍機の一例の概略構造を説明する図である。同図にお
いて、高温再生器２１は内部に燃焼室が収められ、冷媒
を吸収して濃度が薄くなった稀溶液を加熱し、この稀溶
液から冷媒蒸気を発生する。分離器２２は冷媒蒸気を蒸
発して濃度が濃くなった中間濃溶液と冷媒蒸気とを分離
し、前者を高温溶液熱交換器２７へ後者を低温再生器２
３へと送り込む。低温再生器２３は高温溶液熱交換器２
７により温度が低下した中間濃溶液を分離器２２からく
る冷媒蒸気で再加熱し、中間濃溶液の中から更に冷媒蒸
気を発生させ、これを凝縮器２４へ送り出しかつ中間濃
溶液自身を濃溶液にするとともに、分離器２２からきた
冷媒蒸気を一部凝縮し冷媒液にして凝縮器２４へと送り
込む。凝縮器２４は低温再生器２３で発生した冷媒蒸気
と低温再生器２３で冷媒液とならなかった冷媒蒸気を冷
却水を用いて冷却液化して冷媒液にし蒸発器２５へ送り
込む。蒸発器２５は内部に冷却すべき循環水が流れる伝
熱管（冷水器）２５Ａが配設され、伝熱管２５Ａに凝縮
器２４から送られてくる冷媒液を散布器２５Ｂを用いて
散布し、冷媒液が冷媒蒸気となるときの気化熱を利用し
て循環水を冷却して冷水にする。吸収器２６は低温再生
器２３から低温溶液熱交換器２８を通ってきた濃溶液が
導入され上部に設けられた散布器２６Ｂを用いて散布・
滴下され、この濃溶液は蒸発器２５内で気化した冷媒蒸
気を吸収する。吸収器２６の吸収作用によって蒸発器２
５内は高真空が確保されており、蒸発器２５内の伝熱管
２５Ａ上に散布された冷媒液は直ちに蒸発できるように
なっている。また、吸収器２６には濃溶液が冷媒蒸気を
吸収して稀溶液となる際の冷却のための冷却手段２６Ａ
が配設されている。この冷却手段２６Ａはコイル状パイ
プで構成されており、凝縮器２４内の冷却手段２４Ａと
も連なっており、内部を冷却水が循環するようになって
いる。高温溶液熱交換器２７は分離器２２からの高温の
中間濃溶液を低温溶液熱交換器２８からの低温の稀溶液
と熱交換し、また、低温溶液熱交換器２８は低温再生器
２３からの高温の濃溶液を溶液循環ポンプ２９から送ら
れた低温の稀溶液と熱交換し、高温側と低温側とに２段
に設けて熱交換効率の向上を図っている。溶液循環ポン
プ２９は吸収器２６において冷媒蒸気を吸収して稀溶液
となったものを低温溶液熱交換器２８および高温溶液熱
交換器２７を介して高温再生器２１に送り、再び循環さ
せるために設けられている。

【０００３】ところで本出願人は伝熱面部分を薄板の連
続折り曲げにより加工した波板形状の蛇腹フィンとした
吸収式冷凍機の熱交換器を提案している（特願平３−１
６９７５７号等）。かかる蛇腹フィンは、吸収式冷凍機
の例えば蒸発器２５、吸収器２６、凝縮器２４および低
温再生器２３等の熱交換器に備えているものである。蛇
腹フィンの形状については図６を参照して説明する。図
６は蛇腹フィンの形状を示す図である。蛇腹フィン３１
は熱伝導性の良い薄い板を連続的に折り曲げて波板形状
を形成し、この蛇腹フィン３１の山部３２と谷部３３と
で形成される室を確保するため端面をシールするように
シールプレート３４、３５を設けて一体化して熱交換器
を形成している。図６においては蛇腹フィン３１とシー
ルプレート３４、３５とを解体した斜視図で示してあ
る。

【０００４】以下では、かかる蛇腹フィン３１を設けた
吸収式冷凍機の蒸発器、吸収器の構造について説明す
る。図４は、かかる蛇腹フィンを蒸発器２５に備えた場
合を示すものであり、同図（ａ）はこの蒸発器の概略図
であり、（ｂ）はそのＡ−Ａ矢視図である。図４におい
て、側板４１と蛇腹フィン３１とで形成される密閉され
た一方の室には冷水入口４２から循環水（冷水）４３が
流入し、その上方に配設された冷水出口４４から冷水は
流出する。これに対し、他方の室には、凝縮器２４から
くる冷媒液４５が上方から滴下され、この冷媒液４５が
冷媒蒸気となるときの気化熱を利用して冷水４３を冷却
する。

【０００５】図５は蛇腹フィン３１を吸収器２６に備え
た場合を示すものであり、同図（ａ）は、この吸収器の
概略図であり、（ｂ）はそのＡ−Ａ矢視図であり、
（ｃ）はＢ方向から見た場合の図でありその一部破断面
図である。図５において、側板５１と蛇腹フィン３１と
で形成される密閉された一方の室には冷却水入口５２か
ら冷却水５３が流入し、その上方に配設された冷却水出
口５４から冷却水５３は流出する。これに対し、他方の
室には低温再生器２３から低温熱交換器２８を経てくる
濃溶液５５が上方から滴下されると同時に蒸発器２５か
らくる冷媒蒸気が流入する。その結果、蛇腹フィン３１
の薄板を介し、濃溶液５５と冷媒蒸気とが熱交換するこ
とによって、この両者は冷却され濃溶液５５に冷媒が溶
け込んで稀溶液となる。

【０００６】以上のような蛇腹フィン３１を備えた蒸発
器２５、吸収器２６は、いずれも伝熱面部分が波板形状
であるため、限られたスペースの中で伝熱面の面積を大
きく取ることが出来、熱交換率の高い蒸発器、吸収器を
提供できる。また、上記蒸発器２５、吸収器２６はいず
れも蛇腹フィン３１の波板形状の方向が鉛直方向と直交
するものであり、冷媒液、濃溶液が該波板形状の方向と
直交する鉛直方向に蛇腹フィン３１の伝熱面を流れ落ち
ていきながら循環水、冷却水と熱交換を行うものであ
る。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかし、蛇腹フィン３
１の該伝熱面の広い範囲に冷媒液、濃溶液が拡がって流
れるようにしないと、せっかく蛇腹フィン３１を設けて
伝熱面積を拡げても冷媒液、濃溶液の伝熱面における濡
性が向上せず熱交換率の向上にはならない。しかしなが
ら、蛇腹フィン３１の伝熱面部分が波板形状であるた
め、該波板形状に対応して冷媒液、濃溶液をバランス良
く分配して伝熱面に流し、蛇腹フィン３１の伝熱面に冷
媒液、濃溶液が広い範囲に行き渡るようにするためには
冷媒液、濃溶液を分配、滴下する分配器が複雑で大きな
ものとなる。そのため、吸収式冷凍機をコンパクト化す
ることが困難となる。

【０００８】また、従来は蒸発器２５で発生した冷媒蒸
気を吸収器２６に導く接続管を設けていたため、この点
でも吸収式冷凍機のコンパクト化が図れなかった。

【０００９】本発明は、熱交換率の向上を妨げることな
く、コンパクト化が図れる吸収式冷凍機用吸収蒸発器
と、これを用いることにより吸収式冷凍機内における各
部材の配置の自由度を向上させることができる吸収式冷
凍機とを提供することを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
の本発明の要旨は、凝縮器から送られてくる冷媒液と冷
却すべき循環水との間で熱交換を行う蒸発部と、低温溶
液熱交換器から送られてきた濃溶液と該濃溶液を冷却す
る冷却水との間で熱交換を行いつつ前記蒸発部における
熱交換により前記冷媒液から発生した冷媒蒸気を前記濃
溶液に吸収させる吸収部とを備え、前記蒸発部における
熱交換のための冷媒液側の伝熱面と前記吸収部における
濃溶液側の伝熱面とを対峙させると共に、前記蒸発部及
び吸収部の前記伝熱面部分はそれぞれ薄板の連続折り曲
げにより波板形状に加工され、且つ水平断面が該波板形
状となるように鉛直方向に配置され、前記蒸発部におけ
る冷媒液側の伝熱面に前記冷媒液が流れ、前記吸収部に
おける濃溶液側の伝熱面に前記濃溶液が流れる蛇腹フィ
ンであり、該蛇腹フィンの山部と谷部とから形成される
室のうち前記循環水、冷却水がそれぞれ流れる室を前記
蛇腹フィンの端部面でシールする前記蒸発部、吸収部に
それぞれ設けられたシールプレートと、前記冷媒液を前
記蒸発部のシールプレート上に滴下する冷媒液滴下手段
と、前記濃溶液を前記吸収部のシールプレートに滴下す
る濃溶液滴下手段とを有し、前記蛇腹フィンの端部と前
記シールプレートとが前記滴下された冷媒液、濃溶液の
溜り部をそれぞれ形成し、該溜り部を形成する前記蛇腹
フィンの端部にはそれぞれ該端部に複数並んで前記溜り
部に滴下された冷媒液、濃溶液を前記蛇腹フィンの伝熱
面にそれぞれ分配して流す切欠きを備えた吸収式冷凍機
用吸収蒸発器にある。

【００１１】また、稀溶液を加熱源で加熱する高温再生
器と、該高温再生器で加熱された溶液を冷媒蒸気および
中間濃溶液に分離する分離器と、該分離器からの中間濃
溶液を稀溶液と熱交換する高温溶液熱交換器と、該高温
溶液熱交換器により温度が低下した中間濃溶液を前記分
離器からくる冷媒蒸気で再加熱し中間濃溶液の中からさ
らに冷媒蒸気を発生させ濃溶液とする低温再生器と、該
低温再生器で発生した冷媒蒸気を冷却液化して冷媒液に
する凝縮器と、請求項１に記載の吸収式冷凍機用吸収蒸
発器と、該吸収式冷凍機用吸収蒸発器の前記吸収部にて
冷媒を吸収した稀溶液を送り出す溶液循環ポンプと、前
記低温再生器からの濃溶液を前記溶液循環ポンプから送
られた稀溶液と熱交換する前記低温溶液熱交換器とを備
えた吸収式冷凍機も要旨とする。

【００１２】

【作用】蒸発部における前記熱交換により発生した冷媒
蒸気は吸収部における濃溶液側の伝熱面に流れ、該伝熱
面で冷却水と熱交換して冷された濃溶液に吸収される。

【００１３】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照しつつ説
明する。図１は本発明の一実施例にかかる吸収式冷凍機
用吸収蒸発器の一部切欠き斜視図である。同図におい
て、吸収蒸発器１内には蒸発部２、吸収部３が配置され
ている。蒸発部２、吸収部３の伝熱面部分はそれぞれ薄
板の連続折り曲げにより波板形状に加工され、且つ水平
断面が該波板形状となるように鉛直方向に配置され、蒸
発部２における冷媒液側の伝熱面に冷媒液が流れ、吸収
部３における濃溶液側の伝熱面に濃溶液が流れる蛇腹フ
ィン４と、シールプレート５とを備えている。蒸発部２
のシールプレート５は、蒸発部２において蛇腹フィン４
の山部と谷部とから形成される室のうち循環水が流れる
室を蛇腹フィン４の端部面でシールするものである。吸
収部３のシールプレート５は、同様に吸収部３において
蛇腹フィン４の山部と谷部とから形成される室のうち冷
却水が流れる室を蛇腹フィン４の端部面でシールするも
のである。循環水は循環水入口９から蛇腹フィン４の山
部と谷部とから形成される室のうち循環水が流れる室に
入り、循環水出口１０から抜ける。冷却水は冷却水入口
１１から蛇腹フィン４の山部と谷部とから形成される室
のうち冷却水が流れる室に入り、冷却水出口１２から抜
ける。蒸発部２のシールプレート５上には冷媒液滴下部
８により冷媒液が滴下される。同様に吸収部３のシール
プレート５上には図示しない濃溶液滴下部により濃溶液
が滴下される。蒸発部２、吸収部３のそれぞれの蛇腹フ
ィン４とシールプレート５とは前記の滴下された冷媒
液、濃溶液のそれぞれの溜り部である冷媒液分配・滴下
部６、濃溶液分配・滴下部７をそれぞれ形成している。

【００１４】冷媒液分配・滴下部６、濃溶液分配・滴下
部７の構造については図２を参照して説明する。図２は
冷媒液分配・滴下部６の拡大図である。冷媒液の溜り部
を形成する冷媒液分配・滴下部６の前記蛇腹フィン４の
端部には切欠き１３が該端部に略等間隔に複数並んで設
けられている。溜り部である冷媒液分配・滴下部６に滴
下された冷媒液は複数の切欠き１３から溢れて蛇腹フィ
ン４の伝熱面を流れ落ちていく。このように冷媒液は切
欠き１３により分配されて蛇腹フィン４の伝熱面を流れ
る。濃溶液分配・滴下部７の構造も以上のような冷媒液
分配・滴下部６の構造と同様であり、同じように切欠き
１３を有し、該切欠き１３により濃溶液が分配されて蛇
腹フィン４の伝熱面を流れる。なお、このように冷媒
液、濃溶液は蛇腹フィン４の波板形状の方向と直交する
鉛直方向に流れ落ちることとなる。

【００１５】図１を参照して、蒸発部２と吸収部３との
位置関係について説明する。蒸発部２の蛇腹フィン４の
冷媒液が流れる側の伝熱面と、吸収部３の蛇腹フィン４
の濃溶液が流れる側の伝熱面とは、１０ｍｍ程度の間隔
をおいて対峙して配置されている。このように本実施例
の吸収蒸発器１は従来の吸収式冷凍機の吸収器、蒸発器
を一体化した構成であり、もって、従来のような蒸発器
で発生した冷媒蒸気を吸収器に導くための接続管は不要
である。

【００１６】続いて、本実施例の吸収蒸発器１の動作に
ついて説明する。まず、循環水入口９から蒸発部２の室
に循環水が流入する。図示しない吸収式冷凍機の凝縮器
から送られてきた冷媒液は冷媒液滴下部８から冷媒液分
配・滴下部６に滴下され、前述のように分配されて蒸発
部２の蛇腹フィン４の伝熱面を流れる。一方、図示しな
い吸収式冷凍機の凝縮器から送られてきた冷却水は冷却
水入口１１から吸収部３の室に流入する。図示しない吸
収式冷凍機の低温溶液熱交換器から送られてきた濃溶液
は図示しない濃溶液滴下部により濃溶液分配・滴下部７
に滴下され、前述のように分配されて吸収部３の蛇腹フ
ィン４の伝熱面を流れる。図３はかかる状態の吸収部
３、蒸発部２を示すものである。蒸発部２の蛇腹フィン
４の伝熱面で循環水と冷媒液とは熱交換を行い、循環水
は冷却され、冷媒液は冷媒蒸気を発生させる。吸収部３
の蛇腹フィン４の伝熱面では冷却水と濃溶液とが熱交換
を行い、濃溶液は冷却される。蒸発部２の蛇腹フィン４
の冷媒液が流れる側の伝熱面と、吸収部３の蛇腹フィン
４の濃溶液が流れる側の伝熱面とは対峙して配置されて
いるから、図３に矢印で示すように、冷媒蒸気は冷却さ
れた濃溶液に吸収され、濃溶液は稀溶液となって、吸収
蒸発器底部１４に流れ落ちる。この稀溶液は稀溶液出口
１５から流出して、図示しない吸収式冷凍機の溶液循環
ポンプで、低温溶液熱交換器、高温溶液熱交換器を介し
高温再生器に送られる。

【００１７】以上説明した本実施例の吸収蒸発器１によ
れば、蒸発部２の蛇腹フィン４の冷媒液が流れる側の伝
熱面と、吸収部３の蛇腹フィン４の濃溶液が流れる側の
伝熱面とは対峙して配置されているから、従来の吸収
器、蒸発器を用いる場合と異なり、蒸発した冷媒蒸気を
吸収器に導く接続管が不要であり、吸収器、蒸発器部分
のコンパクト化が図れる。よって、熱交換率の向上を妨
げることなく、吸収式冷凍機のコンパクト化を図り、よ
って、吸収式冷凍機内における各部材の配置の自由度を
向上させることが出来る。

【００１８】また、冷媒液分配・滴下部６、濃溶液分配
・滴下部７は上述のような溜り部をなし、上述のような
複数の切欠き１３を設けただけの簡易な構成であり、こ
の冷媒液分配・滴下部６、濃溶液分配・滴下部７にそれ
ぞれ冷媒液、濃溶液を滴下するだけで冷媒液、濃溶液を
バランス良く分配して伝熱面に流し、冷媒液、濃溶液が
広い範囲に行き渡るようにすることが出来るから、従来
のように蛇腹フィンの伝熱面の波板形状に対応して冷媒
液、濃溶液をバランス良く分配して伝熱面に流し、蛇腹
フィンの伝熱面に冷媒液、濃溶液が広い範囲に行き渡る
ようにするための、複雑で大きな分配器が不要となる。
よって、この点でも熱交換率の向上を妨げることなく、
吸収式冷凍機のコンパクト化を図り、よって、吸収式冷
凍機内における各部材の配置の自由度を向上させること
が出来る。

【００１９】このように、従来の吸収器、蒸発器を備え
た吸収式冷凍機に比べ、構造が簡素化され、コンパクト
化されるから、吸収式冷凍機の低コスト化も図ることが
出来る。

【００２０】さらに、本実施例の吸収蒸発器１は炉中ロ
ー付によっての組立てが可能であり、もって、作業効率
の向上も図ることが出来る。

【００２１】

【発明の効果】本発明の吸収式冷凍機用吸収蒸発器によ
れば、熱交換率の向上を妨げることなく、コンパクト化
が図れる。

【００２２】また、上記吸収式冷凍機用吸収蒸発器を用
いた吸収式冷凍機は、コンパクト化が図れ、吸収式冷凍
機内における各部材の配置の自由度を向上させることが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例にかかる吸収蒸発器の一部切欠
き斜視図である。

【図２】本発明の実施例にかかる吸収蒸発器の冷媒液分
配・滴下部の拡大図である。

【図３】本発明の実施例にかかる吸収蒸発器の動作を説
明する図である。

【図４】従来の吸収式冷凍機用蒸発器の一例の構造を説
明する図であり、（ａ）は蒸発器の概略図、（ｂ）は
（ａ）のＡ−Ａ矢視図である。

【図５】従来の吸収式冷凍機用吸収器の一例の構造を説
明する図であり、（ａ）は吸収器の概略図、（ｂ）は
（ａ）のＡ−Ａ矢視図、（ｃ）は（ａ）のＢ方向から見
た図である。

【図６】従来の蛇腹フィン及びシールプレートの構造を
説明する図である。

【図７】従来に吸収式冷凍機の構造の概略図である。

【符号の説明】

２ 蒸発部 ３ 吸収部 ４ 蛇腹フィン ５ シールプレート ６ 冷媒液分配・滴下部 ７ 濃溶液分配・滴下部 １３ 切欠き

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭53−2751（ＪＰ，Ａ) 特開 昭54−137763（ＪＰ，Ａ) 実開 昭52−35553（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭62−142666（ＪＰ，Ｕ)

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 凝縮器から送られてくる冷媒液と冷却す
   べき循環水との間で熱交換を行う蒸発部と、低温溶液熱
   交換器から送られてきた濃溶液と該濃溶液を冷却する冷
   却水との間で熱交換を行いつつ前記蒸発部における熱交
   換により前記冷媒液から発生した冷媒蒸気を前記濃溶液
   に吸収させる吸収部とを備え、前記蒸発部における熱交
   換のための冷媒液側の伝熱面と前記吸収部における濃溶
   液側の伝熱面とを対峙させると共に、前記蒸発部及び吸
   収部の前記伝熱面部分はそれぞれ薄板の連続折り曲げに
   より波板形状に加工され、且つ水平断面が該波板形状と
   なるように鉛直方向に配置され、前記蒸発部における冷
   媒液側の伝熱面に前記冷媒液が流れ、前記吸収部におけ
   る濃溶液側の伝熱面に前記濃溶液が流れる蛇腹フィンで
   あり、該蛇腹フィンの山部と谷部とから形成される室の
   うち前記循環水、冷却水がそれぞれ流れる室を前記蛇腹
   フィンの端部面でシールする前記蒸発部、吸収部にそれ
   ぞれ設けられたシールプレートと、前記冷媒液を前記蒸
   発部のシールプレート上に滴下する冷媒液滴下手段と、
   前記濃溶液を前記吸収部のシールプレートに滴下する濃
   溶液滴下手段とを有し、前記蛇腹フィンの端部と前記シ
   ールプレートとが前記滴下された冷媒液、濃溶液の溜り
   部をそれぞれ形成し、該溜り部を形成する前記蛇腹フィ
   ンの端部にはそれぞれ該端部に複数並んで前記溜り部に
   滴下された冷媒液、濃溶液を前記蛇腹フィンの伝熱面に
   それぞれ分配して流す切欠きを備えたことを特徴とする
   吸収式冷凍機用吸収蒸発器。
2. 【請求項２】 稀溶液を加熱源で加熱する高温再生器
   と、該高温再生器で加熱された溶液を冷媒蒸気および中
   間濃溶液に分離する分離器と、該分離器からの中間濃溶
   液を稀溶液と熱交換する高温溶液熱交換器と、該高温溶
   液熱交換器により温度が低下した中間濃溶液を前記分離
   器からくる冷媒蒸気で再加熱し中間濃溶液の中からさら
   に冷媒蒸気を発生させ濃溶液とする低温再生器と、該低
   温再生器で発生した冷媒蒸気を冷却液化して冷媒液にす
   る凝縮器と、請求項１に記載の吸収式冷凍機用吸収蒸発
   器と、該吸収式冷凍機用吸収蒸発器の前記吸収部にて冷
   媒を吸収した稀溶液を送り出す溶液循環ポンプと、前記
   低温再生器からの濃溶液を 前記溶液循環ポンプから送ら
   れた稀溶液と熱交換する前記低温溶液熱交換器とを備え
   たことを特徴とする吸収式冷凍機。