JP2926464B2 - 吸収管 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、吸収管に関する。詳し
くは、垂直円形管の内方側壁面に吸収液を流下させ、蒸
気等を吸収する過程で、熱及び物質伝達を促進させるた
めに、垂直円形管内部の内方側壁面に吸収液が均等に分
布され、また、良く混合されるようにするための技術に
関する。

【０００２】

【従来の技術】垂直円形管の内方側壁面に吸収液が流下
しながら、蒸気又は熱を吸収する垂直吸収管は、種々の
化学工程及び機械装置に使用される。それら垂直吸収管
は、通常一つの装置に数十ないし数百個が使用され、該
吸収過程で発生した熱は、空冷又は水冷方式により、管
の外部に放出される。この場合、蒸気を吸収する溶液
は、吸収管の上端部から内壁面に沿って流入し、流下し
た溶液が管内部の壁面に均等に分布され、混合がよくな
ると、蒸気と溶液との接触面積が増加して、吸収管の性
能が向上することとなる。

【０００３】例えば、冷房装置に使われる空冷型吸収式
冷温水器の場合で、複数の垂直円形管に吸収剤のブロー
ムリチウム(LiBr)水溶液が流下しながら水蒸気を吸収す
る場合においては、溶液が均等に分布され、混合がよ
く、水蒸気を多く吸収するほど、冷房性能が向上され
る。このため、蒸気と溶液との接触面積を増加させるよ
うにする一方、蒸気と吸収液とが接触する気液境界面(V
apor-liquid interrace)での吸収液の濃度の急激な減少
のため、溶液を攪拌して吸収能力が優れた溶液を蒸気と
接触させるようにするのが好ましい。

【０００４】このような事実に基づいて、従来、開発若
しくは提案されている垂直吸収管の形態を図３に示す。
図３（Ａ）は、管の内方側壁面にどんな加工もなく設置
物もない平滑管（２）であり、（Ｂ）は、溶液の混合と
管内の滞留とを増加させるために、管（４）内にスプリ
ング（６）を挿着した形態であり、（Ｃ）は、吸収液の
混合を促進させるために管内部に螺旋型のフィン(fin)
（１０）の加工を施した垂直吸収管（８）である。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図３
（Ｂ）及び（Ｃ）の垂直吸収管は、（Ａ）の垂直吸収管
に比べて、或る程度の性能増大の効果はあるが、その程
度は大きくなかった。その理由は、これら管においては
吸収液が管に流入するとき、吸収管内壁に均等に分布さ
れず、従って流下する吸収液は管壁に偏って付着される
と共に、吸収液が混合される効果が少ないためである。

【０００６】本発明は、従来のこのような問題に鑑みな
されたもので、吸収溶液を壁面に均等に流下させること
ができる垂直吸収管を提供することを目的とする。又本
発明は、吸収液の混合を促進させることができる垂直吸
収管を提供することを目的とする。そして、本発明にか
かる垂直吸収管の性能を一層向上させることも本発明の
目的である。

【０００７】

【課題を解決するための手段】このため、請求項１に記
載の発明に係る吸収管は、略垂直に配設された円形管の
内部に吸収液を流すようにした垂直吸収管（２０）であ
って、当該垂直吸収管（２０）の内部に、内側から外側
に向けて下方に傾斜した上部傾斜面（１８）と、前記上
部傾斜面の外周縁から下方に延設され前記垂直吸収管
（２０）内面と接する外周面と、前記上部傾斜面（１
８）の内側から該上部傾斜面（１８）の外周縁を経て前
記外周面の下端まで延びた複数の溝（１６ａ）と、を備
えたリング（１６）を備えるようにした。

【０００８】また、請求項２に記載の発明に係る吸収管
は、前記リング（１６）の上方に、略中空円筒状に形成
され、その上面が外側から前記中空円筒部に向けて下方
に傾斜した傾斜面（１２ｃ）を有する上端部（１２ａ）
と、前記上端部（１２ａ）の下方に形成され、前記傾斜
面（１２ｃ）上を流れる吸収液を、前記リング（１６）
の上部傾斜面（１８）に周方向に略均等に落下させる落
下部を有する下端部（１２ｂ）と、を備えた上部リング
（１２）を装着するようにした。

【０００９】更に、請求項３に記載の発明に係る吸収管
は、前記上部リング（１２）の上方に、前記リング（１
６）同様の入口リング（１９）を装着するようにした。
請求項４に記載の発明に係る吸収管は、前記リング
（１６）と、前記上部リング（１２）と、を複数備える
ようにし、請求項５に記載の吸収管では、前記上部リン
グ（１２）間に、少なくとも１つの前記リング（１６）
が挟んで配設されるようにした。

【００１０】

【作用】上記構成を備える請求項１に記載の発明では、
垂直吸収管に装着されるリングの上部に設けられた上部
傾斜面を介して、吸収液を垂直吸収管の内側面に寄せ集
めるようにすると共に、この収集された吸収液を、リン
グに設けた溝により周方向に均等に分配する。これによ
り、例えば、蒸気と吸収溶液との接触面積を増加させる
ことができるので、溶液の蒸気等の吸収能力を向上させ
ることができる。

【００１１】また、請求項２に記載の発明では、更に、
前記リングの上方に、吸収液を前記リングの上部傾斜面
に落下させる落下部を有する上部リングを装着するよう
にして、吸収液を落下させて積極的に吸収液の混合を促
進させるようにする。これにより、吸収液の均等な分配
（分布）を可能にすると共に、吸収液の攪拌が促進され
るので、より吸収能力の優れた吸収液を供給できること
となる。

【００１２】請求項３に記載の発明のように、前記上部
リングの上方に、前記リング同様の入口リングを装着す
ることで、上部リングに落下する吸収液の周方向分布の
均一化を図るようにする。これにより、上記分配・混合
作用をより効果的に発揮させることができるようにな
る。請求項４，５に記載の発明では、複数の前記リン
グ，前記上部リングを備えるようにすれば、上記分配・
混合作用が更に一層良好に発揮されることになるので、
吸収液の周方向分布の均一化と、吸収液の混合と、をよ
り一層促進させることができるようになる。

【００１３】

【実施例】このような本発明の溶液分布及び混合促進の
ため、リングを利用した垂直吸収管の構造を図面に基づ
いて具体的に説明する。図１，図２に示したように、垂
直吸収管（２０）内に一対の環状の上部リング（１２）
と、これより下方にリング（１６）が設置されている。
これら上部リング（１２）とリング（１６）とは、垂直
吸収管（２０）の内方側壁面（２２）に装着する。この
ために、リングの周壁には垂直に０．５mmほど切断して
形成された隙間（１４，１７）があり、リングの半径方
向に弾性を有するようにした。これら隙間（１４，１
７）により、リングを管の壁面に密着に挟合することが
できる。なお、上部リング（１２）とリング（１６）と
が、比較的弾性の大きな材料で形成される場合には、前
記間隙は設けなくてもよい。

【００１４】前記上部リング（１２）は、図１（Ａ）に
示したように、直径が大きい上端部（１２ａ）と、該上
端部（１２ａ）より直径が小さい下端部（１２ｂ）とに
より構成されている。前記上端部（１２ａ）の面は、前
記上部リングの外側から内側へ３０°ないし４５°程下
方向きに傾斜された傾斜面（１２ｃ）を有し、下端部
（１２ｂ）の外周縁には、環状の外向チップ（１５）が
形成されている。垂直吸収管（２０）の管壁（２２）に
沿って流下する吸収溶液は、前記傾斜面（１２）により
垂直壁面（２２）から分離されて、上部リング（１２）
の内方側空間部に流れる。又、外向チップ（１５）は、
前記上部リング（１２）の内方側壁面（１２ｄ）に沿っ
て流下した吸収溶液を、前記リング（１６）の上部面に
落下するようにする機能を行う。従って、本実施例にお
いては、当該外向チップ（１５）が、本発明の落下部に
相当する。なお、上記機能を有するものであれば、本実
施例における外向チップ（１５）以外の形状であっても
構わない。

【００１５】前記リング（１６）は、図１の（Ｂ）に示
したように、内方側から外方側へ３０°ないし４０°ほ
ど下方向きに傾斜された傾斜面（１８）を有し、外傾斜
面（１８）から側面まで延長されており、前記リング
（１６）から側面まで延長されており、前記リング（１
６）の外周面には、傾斜面（１８）から延びた複数個の
溝（１６ａ）が形成されている。前記傾斜面（１８）
は、前記上部リング（１２）の外向チップ（１５）から
落下した吸収溶液が、前記リング（１６）の内面に流下
しないようにする役割を行い、前記溝（１６ａ）は、前
記傾斜面（１８）から管の壁面に吸収溶液が均等に分布
された状態で流下するようにする役割を行う。即ち、垂
直吸収管（２０）の内方側壁面に沿って流下した吸収溶
液は、前記上部リング（１２）の傾斜面（１２ｃ）の管
の内方側壁面から分離されて前記上部リングの内壁面に
沿って流下し、該上部リング（１２）の外向チップ（１
５）に到達する。次いで、該外向チップ（１５）に到達
した吸収溶液は、管の内方側壁面（２２）から離隔され
て、前記リング（１６）の上部面の上に落下するが、該
リング（１６）の内部空間部には落下しない。吸収溶液
は、前記リング（１６）の上部面に落下するとき、互い
に混合して均質な状態となる。このように良く混合され
た吸収溶液は、本発明が目的とする蒸気等の吸収機能が
向上される。又、前記リング（１６）の上部面に落下し
た吸収溶液は、複数個の溝（１６ａ）に沿って均一に内
方側壁面に流下しながら、向上された吸収機能により垂
直吸収管（２０）内の蒸気等を効率良く吸収することが
できる。なお、前記リング（１６）の下方側に複数個の
一対の上部リング（１２）とリング（１６）とを配設し
てもよく、この場合も上記同様にして垂直吸収管（２
０）の下端まで、逐次上部リング（１２）からリング
（１６）の傾斜面（１８）への吸収溶液の流下と、溝
（１６ａ）により溶液の均等な分配が繰り返されること
になるので、上述の蒸気等の吸収機能をより一層向上さ
せることができる。また、複数の上部リング（１２）と
リング（１６）とを設ける場合に、上部リング（１２）
とリング（１６）とを一対の形で設けなくても良いが、
例えば、上部リング（１２）が連続して並ばないよう
に、各上部リング（１２）の間に、少なくとも１のリン
グ（１６）を介装するようにするのが好ましい。また、
交互に配設するようにしてもよい。

【００１６】上部リング（１２）の厚さは、使用される
溶液の種類により適宜に選択される。リングの厚さが薄
すぎると、溶液が壁面から分離されないで付着されてし
まう。又、リングの厚さが厚すぎると、蒸気の通路がか
なり小さくなって、蒸気の流れに対した圧力の損失が過
度になる。リチウムプロムイト吸収溶液を使用した実験
結果、内径２３．４mmの管に対して上部リングの厚さ
は、３．５ないし５mmが適当で、下端部は壁面から３mm
程の間隔を必要とする。他の種類の吸収剤を使用する場
合、吸収剤の種類及びその粘性に従い、リングの厚さを
適切に変化させることができる。

【００１７】前記リング（１６）は、前記上部リング
（１２）から落下した溶液を受け取る役割をすると共
に、溶液分布を均等にする役割もする。リング（１６）
の上端部（１８）に落下した溶液は、リング（１６）の
外周縁に形成された多数の溝（１６ａ）を通じて壁面
（２２）に均等に分布されて流下する。前記リング（１
６）の外周縁の溝（１６ａ）数と大きさは、使用される
吸収剤によって適切な値が選定されるべきである。ブロ
ーム化リチウム吸収溶液を使用した実験結果、幅１mm，
長さ０．７mm，個数２０個で、優れた溶液分布効果を演
じた。

【００１８】更に、本発明の分布及び混合促進のための
リングを吸収管内に設置した状態を図２に示す。吸収管
（２０）の溶液入口部分には、入口リング（１９）が設
置されている。該入口リング（１９）は、前記リング
（１６）と同様形状及び構造を有するので、別の詳細な
説明をしない。このような入口リング（１９）は、溶液
が流入する過程で、垂直吸収管の内方側面を均等に流下
するような役割をする。実際の実験結果によれば、入口
部分にリングが設置されない場合は、溶液が偏って流下
することがわかる。一方、入口リング（１９）を設置す
ると、溶液は内方側面と該リングの上端部とに円周方向
に広がりながら、均等に壁面を流下することがわかっ
た。

【００１９】垂直吸収管の溶液流入口に設置された入口
リング（１９）から適当な距離、例えば、管直径の約１
０倍距離を置いて、一対の上部リング（１２）とリング
（１６）が設置される。入口リングと上部リングとの距
離，上部リング（１２）とリング（１６）との距離は、
管の直径，吸収液の種類及び吸収液の密度により適切に
調節しうる。

【００２０】本発明の垂直吸収管内で吸収溶液が流れる
経路について、図２に基づいて説明する。垂直吸収管
（２０）の上端部から入口リング（１９）の傾斜面（１
８）に落下した吸収溶液は、該傾斜面（１８）に沿っ
て、前記入口リング（１９）の外周縁に形成された溝
（１６ａ）を通じて内方壁面（２２）に均等に分布し、
管の壁面（２２）に沿って流下しながら垂直吸収管（２
０）内の蒸気等を吸収する。該吸収溶液が入口リング
（１９）の下方側に設置された上部リング（１２）の上
面部に到達し、前記上部リング（１２）の上面部に形成
された傾斜面（１２ｃ）に沿って上部リング（１２）の
内部空洞壁面（１２ｄ）に流れ込んで、外向チップ（１
５）に集められる。吸収溶液が該外向チップ（１５）に
所定量集まると、重力と粘性とにより下方向きに落下
し、前記上部リング（１２）の下方側に配列されたリン
グ（１６）の傾斜面（１８）と衝突する。このとき、蒸
気等を多く吸収した溶液と、これより蒸気等を少なく吸
収した溶液と、が混合され、殆ど均質な吸収溶液とな
る。このように、前記リング（１６）の傾斜面（１８）
に落下した吸収溶液は、上述したように続けて垂直吸収
管（２０）の下部に流動し、該垂直吸収管（２０）の最
下端部に至るまで上述の作動が反復的に遂行される。

【００２１】以上説明したように、吸収溶液が垂直吸収
管（２０）の内方側壁（２２）に均等に分布した状態で
流下し、各リング（１６）の傾斜面（１８）に吸収溶液
が落下しながら衝突しする。これによって吸収溶液が混
合して、均質な吸収溶液がなり、蒸気吸収能力を顕著に
改善させることができる。なお、請求項１に記載の発明
のように、リング（１６）のみを垂直吸収管に装着する
だけでも（例えば入口部近傍等に設けるのが効果的であ
る）、垂直吸収管に装着されるリングの上部に設けられ
た上部傾斜面を介して、垂直吸収管の内壁面から剥離し
た吸収液を垂直吸収管の内壁面に寄せ集めることができ
ると共に、この収集された吸収液を、リング（１６）に
設けた溝（１６ａ）により周方向に均等に分配すること
ができるので、蒸気と吸収溶液との接触面積を増加させ
ることができ、以って溶液の吸収能力を向上させること
ができることになる。

【００２２】

【発明の効果】上述したように、請求項１に記載の発明
によれば、垂直吸収管に装着されるリングの上部に設け
られた上部傾斜面を介して、吸収液を垂直吸収管の内側
面に寄せ集めることができると共に、この収集された吸
収液を、リングに設けた溝により周方向に均等に分配す
ることができるので、例えば、蒸気と吸収溶液との接触
面積を増加させることができ、溶液の蒸気等の吸収能力
を向上させることができる。

【００２３】請求項２に記載の発明によれば、更に、前
記リングの上方に、吸収液を前記リングの上部傾斜面に
落下させる落下部を有する上部リングを装着するように
したので、吸収液を落下させることで、積極的に吸収液
の混合を促進させることができるので、吸収液の均等な
分配（分布）を可能にすると共に、吸収液の攪拌が促進
されるので、より吸収能力の優れた吸収液を供給するこ
とができる。

【００２４】請求項３に記載の発明によれば、前記上部
リングの上方に、前記リング同様の入口リングを装着す
るようにしたので、上部リングに落下する吸収液の周方
向分布の均一化をより向上させることができ、以って上
記分配・混合作用をより効果的に発揮させることができ
る。請求項４，５に記載の発明では、複数の前記リン
グ，前記上部リングを備えるようにしたので、上記分配
・混合作用が更に一層良好に発揮させることができ、吸
収液の周方向分布の均一化と、吸収液の混合と、をより
一層促進させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の吸収溶液膜の均等分布と混合とを促進
させるための、一対の上部リングと下部リングの一例を
示した斜視図である。

【図２】本発明の上部リングと下部リングを吸収管の内
部に設置し、かつ入口リングを装着した状態の一例を示
した縦断面図である。

【図３】従来技術の垂直吸収管を示した斜視図である。

【符号の説明】

１２ 上部リング １２ｃ 傾斜面 １５ 外向チップ １６ リング １８ 上部傾斜面 １６ａ 溝 １９ 入口リング ２０ 垂直吸収管

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 金 在 鶴 大韓民国ソウル特別市江東区城内洞288 −17番地 (56)参考文献 特開 昭63−131962（ＪＰ，Ａ) 実開 昭64−53863（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) F25B 37/00

Claims (5)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】略垂直に配設された円形管の内部に吸収液
   を流すようにした垂直吸収管（２０）であって、 当該垂直吸収管（２０）の内部に、 内側から外側に向けて下方に傾斜した上部傾斜面（１
   ８）と、前記上部傾斜面の外周縁から下方に延設され前
   記垂直吸収管（２０）内面と接する外周面と、前記上部
   傾斜面（１８）の内側から該上部傾斜面（１８）の外周
   縁を経て前記外周面の下端まで延びた複数の溝（１６
   ａ）と、を備えたリング（１６）を備えたことを特徴と
   する吸収管。
2. 【請求項２】前記リング（１６）の上方に、 略中空円筒状に形成され、その上面が外側から前記中空
   円筒部に向けて下方に傾斜した傾斜面（１２ｃ）を有す
   る上端部（１２ａ）と、 前記上端部（１２ａ）の下方に形成され、前記傾斜面
   （１２ｃ）上を流れる吸収液を、前記リング（１６）の
   上部傾斜面（１８）に周方向に略均等に落下させる落下
   部を有する下端部（１２ｂ）と、 を備えた上部リング（１２）を、 装着したことを特徴とする請求項１に記載の吸収管。
3. 【請求項３】前記上部リング（１２）の上方に、前記リ
   ング（１６）同様の入口リング（１９）を装着したこと
   を特徴とする請求項２に記載の吸収管。
4. 【請求項４】前記リング（１６）と、前記上部リング
   （１２）と、を複数備えたことを特徴とする請求項２ま
   たは請求項３に記載の吸収管。
5. 【請求項５】上部リング（１２）間に、少なくとも１つ
   の前記リング（１６）が挟んで配設されたことを特徴と
   する請求項４に記載の吸収管。