JP3137963B2 - 吸収式空調装置 - Google Patents
吸収式空調装置Info
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- Y02A—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
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- Mechanical Engineering (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
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- Materials Engineering (AREA)
- Sorption Type Refrigeration Machines (AREA)
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、吸収式の空気調和
に関し、特に、小型の空調機に関する。
に関し、特に、小型の空調機に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来技術で周知のように、暖房と冷房の
両方を提供する多段式の吸収式空調機は、フロー回路で
相互に接続された比較的多数の環状部材を含み、このフ
ロー回路は、これらの環状部材間で作動流体を移動させ
ることで吸収サイクルを完結させる。このような装置の
１つは、ニューヨーク州、シラキュース所在のキャリア
コーポレイションから１６ＤＦの名称で供給されてい
る。１６ＤＦは、水を冷媒として使用し、臭化リチウム
を吸収溶液として使用する。装置の吸収器では、水を多
く含む、水と臭化リチウムの希溶液が形成される。この
希溶液は、一連の再生器を通過し、これらの再生器にお
いて比較的低圧で加熱されて蒸発する。再生器からの比
較的高温の濃溶液は、溶液熱交換器を通過して再生器へ
流入する希溶液と熱交換を行う。
両方を提供する多段式の吸収式空調機は、フロー回路で
相互に接続された比較的多数の環状部材を含み、このフ
ロー回路は、これらの環状部材間で作動流体を移動させ
ることで吸収サイクルを完結させる。このような装置の
１つは、ニューヨーク州、シラキュース所在のキャリア
コーポレイションから１６ＤＦの名称で供給されてい
る。１６ＤＦは、水を冷媒として使用し、臭化リチウム
を吸収溶液として使用する。装置の吸収器では、水を多
く含む、水と臭化リチウムの希溶液が形成される。この
希溶液は、一連の再生器を通過し、これらの再生器にお
いて比較的低圧で加熱されて蒸発する。再生器からの比
較的高温の濃溶液は、溶液熱交換器を通過して再生器へ
流入する希溶液と熱交換を行う。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】これまで、複数の溶液
熱交換機が、独立したユニットとなっており、それぞれ
のユニットが個々のハウジング内に完全に収容されてい
た。これらの熱交換機のチューブは、比較的薄いチュー
ブシートの間に取り付けられており、従って、１つのチ
ューブが破損してしまうと、通常は、熱交換器全体を交
換する必要があった。このことは、かなりの機械停止時
間及びコストを要する。また、個々の溶液熱交換器にそ
れぞれハウジングを設けると、かなりの空間が占有され
てしまう。
熱交換機が、独立したユニットとなっており、それぞれ
のユニットが個々のハウジング内に完全に収容されてい
た。これらの熱交換機のチューブは、比較的薄いチュー
ブシートの間に取り付けられており、従って、１つのチ
ューブが破損してしまうと、通常は、熱交換器全体を交
換する必要があった。このことは、かなりの機械停止時
間及びコストを要する。また、個々の溶液熱交換器にそ
れぞれハウジングを設けると、かなりの空間が占有され
てしまう。
【０００４】本発明の目的は、吸収式空調機を改善する
ことである。
ことである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】この目的は、一対の対向
するチューブシートを含む吸収器によって達成され、こ
れらのチューブシートは、冷暖房を提供する吸収サイク
ルが完結するように相互に接続された蒸発器、吸収器、
少なくとも１つの再生器、及び凝縮器のチューブをそれ
ぞれ収容する軸方向に整列した孔を有する。更に、これ
らのチューブシートは、１つもしくはそれ以上の溶液熱
交換器を支持するための軸方向に整列した孔も含む。溶
液熱交換器の数は、通常、装置で用いられる再生器と同
じ数である。チューブシート間に支持された種々のユニ
ットの周囲のシェルは、シートに溶接され、漏れのない
非常に小型のアセンブリが形成される。
するチューブシートを含む吸収器によって達成され、こ
れらのチューブシートは、冷暖房を提供する吸収サイク
ルが完結するように相互に接続された蒸発器、吸収器、
少なくとも１つの再生器、及び凝縮器のチューブをそれ
ぞれ収容する軸方向に整列した孔を有する。更に、これ
らのチューブシートは、１つもしくはそれ以上の溶液熱
交換器を支持するための軸方向に整列した孔も含む。溶
液熱交換器の数は、通常、装置で用いられる再生器と同
じ数である。チューブシート間に支持された種々のユニ
ットの周囲のシェルは、シートに溶接され、漏れのない
非常に小型のアセンブリが形成される。
【０００６】本発明の特徴や目的を更によく理解するた
めに、以下の実施形態及び添付図面を参照されたい。
めに、以下の実施形態及び添付図面を参照されたい。
【０００７】
【発明の実施の形態】まず、図１を参照すると、多段式
の吸収式空調機の全体が符号１０として示されている。
上述したように、この機械の全体構造は、よく知られて
おり、ニューヨーク州、シラキュース所在のキャリアコ
ーポレイションによって供給されている二段式機械であ
る。この機械は、２つのセクションを含み、ここでは、
これらのセクションをそれぞれ主要な即ち第１の大きい
セクション１１とこの第１の大きいセクションの近くに
隣接して設けられた比較的小さいセクション１２と呼
ぶ。二段式機械を特に参照して本発明を説明するが、こ
の特定構成に限定されるものではなく、一段式機械また
は吸収溶液及び冷媒の異なる組み合わせを処理する独立
回路をそれぞれ有するスプリット型装置を含む多段式機
械とともに使用することもできる。種々のコンポーネン
トは、フローチューブによって従来技術で周知の方法で
接続されており、ここでは詳細には説明しない。
の吸収式空調機の全体が符号１０として示されている。
上述したように、この機械の全体構造は、よく知られて
おり、ニューヨーク州、シラキュース所在のキャリアコ
ーポレイションによって供給されている二段式機械であ
る。この機械は、２つのセクションを含み、ここでは、
これらのセクションをそれぞれ主要な即ち第１の大きい
セクション１１とこの第１の大きいセクションの近くに
隣接して設けられた比較的小さいセクション１２と呼
ぶ。二段式機械を特に参照して本発明を説明するが、こ
の特定構成に限定されるものではなく、一段式機械また
は吸収溶液及び冷媒の異なる組み合わせを処理する独立
回路をそれぞれ有するスプリット型装置を含む多段式機
械とともに使用することもできる。種々のコンポーネン
トは、フローチューブによって従来技術で周知の方法で
接続されており、ここでは詳細には説明しない。
【０００８】次に、図２を参照して、当業者が本発明を
よりよく理解することができるように、図１に示した機
械で用いられる二段式空調機を冷房サイクルに関して充
分に詳細に説明していく。当業者には明らかであるよう
に、暖房を提供するように冷房サイクルを逆動作させる
こともできる。本発明の装置は、水を冷媒として使用
し、吸収溶液として臭化リチウムを使用するが、発明の
実施には、他の適切な組み合わせを用いることもでき
る。臭化リチウムは、水に対して親和性を有し、装置の
通常の動作条件において比較的多量の水を吸収する。
よりよく理解することができるように、図１に示した機
械で用いられる二段式空調機を冷房サイクルに関して充
分に詳細に説明していく。当業者には明らかであるよう
に、暖房を提供するように冷房サイクルを逆動作させる
こともできる。本発明の装置は、水を冷媒として使用
し、吸収溶液として臭化リチウムを使用するが、発明の
実施には、他の適切な組み合わせを用いることもでき
る。臭化リチウムは、水に対して親和性を有し、装置の
通常の動作条件において比較的多量の水を吸収する。
【０００９】本発明の装置は、単一のシェル１５内で組
み合わさった蒸発器ユニット１３と吸収器ユニット１４
を含む。処理で使用された冷媒は、蒸発器１３で蒸発し
て管路１６を通って蒸発器１３を通過する物質から熱を
吸収する。蒸発器１３で蒸発した冷媒は、吸収器１４に
送り込まれ、ここで臭化リチウムに吸収される。冷却水
管路１７を通して冷却水が吸収器１４を通過し、この冷
却水によって吸収処理中に発生した熱エネルギが取り除
かれる。
み合わさった蒸発器ユニット１３と吸収器ユニット１４
を含む。処理で使用された冷媒は、蒸発器１３で蒸発し
て管路１６を通って蒸発器１３を通過する物質から熱を
吸収する。蒸発器１３で蒸発した冷媒は、吸収器１４に
送り込まれ、ここで臭化リチウムに吸収される。冷却水
管路１７を通して冷却水が吸収器１４を通過し、この冷
却水によって吸収処理中に発生した熱エネルギが取り除
かれる。
【００１０】冷媒を多く含む希溶液は、吸収器１４から
溶液ポンプ１９によって導かれ、低温の溶液熱交換器２
０を通過する。以下の説明で明らかとなるように、希溶
液は、高温の濃溶液と熱交換を行うように関連づけられ
る。この濃溶液は、希溶液の温度が上昇して濃度が高く
なるように、冷媒の多くが処理によって取り除かれたも
のである。
溶液ポンプ１９によって導かれ、低温の溶液熱交換器２
０を通過する。以下の説明で明らかとなるように、希溶
液は、高温の濃溶液と熱交換を行うように関連づけられ
る。この濃溶液は、希溶液の温度が上昇して濃度が高く
なるように、冷媒の多くが処理によって取り除かれたも
のである。
【００１１】低温の溶液熱交換器２０から出る希溶液の
約半分が溶液管路２３を通って低温の再生器２２へと送
られる。残りの溶液は、高温の溶液熱交換器２４を通っ
て高温の再生器２５へと送られる。図示は省略している
が、高温の再生器２５の溶液は、冷媒を蒸発させるよう
にバーナなどによって加熱されている。高温の再生器の
吸収溶液から蒸発した水蒸気は、蒸気管路２１を通って
低温の再生器ユニット２２へと送られる。この再生器ユ
ニット２２は、装置の凝縮器３０と組み合わさって別個
のシェル２９内に設けられている。ここでは、残りの希
溶液が高温の再生器２５からの高温の冷媒によって熱さ
れ、これにより、低温の再生器２２内の冷媒が蒸発し、
また、これにより生じた管路２１からの凝縮水が凝縮器
３０へと送り込まれる。
約半分が溶液管路２３を通って低温の再生器２２へと送
られる。残りの溶液は、高温の溶液熱交換器２４を通っ
て高温の再生器２５へと送られる。図示は省略している
が、高温の再生器２５の溶液は、冷媒を蒸発させるよう
にバーナなどによって加熱されている。高温の再生器の
吸収溶液から蒸発した水蒸気は、蒸気管路２１を通って
低温の再生器ユニット２２へと送られる。この再生器ユ
ニット２２は、装置の凝縮器３０と組み合わさって別個
のシェル２９内に設けられている。ここでは、残りの希
溶液が高温の再生器２５からの高温の冷媒によって熱さ
れ、これにより、低温の再生器２２内の冷媒が蒸発し、
また、これにより生じた管路２１からの凝縮水が凝縮器
３０へと送り込まれる。
【００１２】低温の再生器２２で蒸発した冷媒蒸気も、
シェルの凝縮器セクション３０へ送られ、このセクショ
ンを通過するように冷却水を運ぶチューブ３２上で凝縮
する。この冷却水は、吸収器１４で使用されたものと同
じものであり、冷却水管路１７によって凝縮器３０に運
ばれたものである。凝縮した冷媒は、冷媒管路３３によ
って蒸発器１３に戻るように送られ、これによりサイク
ルが完結する。移動時には、冷媒は、装置の高圧側から
装置の低圧側へと適切なスロットル手段（図示省略）に
よって減圧され即ち膨張する。
シェルの凝縮器セクション３０へ送られ、このセクショ
ンを通過するように冷却水を運ぶチューブ３２上で凝縮
する。この冷却水は、吸収器１４で使用されたものと同
じものであり、冷却水管路１７によって凝縮器３０に運
ばれたものである。凝縮した冷媒は、冷媒管路３３によ
って蒸発器１３に戻るように送られ、これによりサイク
ルが完結する。移動時には、冷媒は、装置の高圧側から
装置の低圧側へと適切なスロットル手段（図示省略）に
よって減圧され即ち膨張する。
【００１３】濃い吸収溶液は、２つの再生器２２，２５
から吸収器１４へと戻るように流れ、新たな冷凍サイク
ルで使用される。高温の再生器２５からの濃溶液は、吸
収器１４へと戻るように流れる途中で戻り管路３８を通
って第１及び第２の溶液熱交換器２０，２４の両方を通
過し、そのエネルギが再生器２２へと移動する希溶液に
伝達される。低温の再生器２２を出る濃溶液は、フィー
ダ管路４０によって主戻り管路３８と接続されている。
から吸収器１４へと戻るように流れ、新たな冷凍サイク
ルで使用される。高温の再生器２５からの濃溶液は、吸
収器１４へと戻るように流れる途中で戻り管路３８を通
って第１及び第２の溶液熱交換器２０，２４の両方を通
過し、そのエネルギが再生器２２へと移動する希溶液に
伝達される。低温の再生器２２を出る濃溶液は、フィー
ダ管路４０によって主戻り管路３８と接続されている。
【００１４】冷媒ポンプ４３が、凝縮器３０からの冷媒
とともに蒸発器１３の液だめに集まった冷媒を冷媒戻り
管路４５の噴射ヘッドを通って循環させるように配置さ
れており、循環する冷媒は、この噴射ヘッドから蒸発器
１３の熱交換器チューブ上に噴射される。
とともに蒸発器１３の液だめに集まった冷媒を冷媒戻り
管路４５の噴射ヘッドを通って循環させるように配置さ
れており、循環する冷媒は、この噴射ヘッドから蒸発器
１３の熱交換器チューブ上に噴射される。
【００１５】低温の再生器２２と凝縮器３０のアセンブ
リとともに蒸発器１３と吸収器１４のアセンブリの組み
合わせは、装置の大きいセクション１１に含まれてお
り、高温の再生器２５と高温の再生器２５を加熱するバ
ーナは装置の小さいセクション１２に含まれている。図
３に示されているように、本発明の装置で使用されてい
る２つの溶液熱交換器２０，２４も、共に装置の主な大
きいセクション１１に含まれている。装置のこの主なセ
クションは、一対の離間されたチューブシート５０，５
１を含んでおり、これらのチューブシートは、装置の主
な支持構造の一部である。各チューブシートは、上述の
ユニットの全ての熱交換器チューブ用の孔が軸方向に整
列するように機械加工されている。従って、チューブシ
ート５０，５１の機械加工は、単一の作業で行うことが
でき、これにより、チューブを正確に整列させることが
できるとともに工具や準備が最小で済む。また、このこ
とによって、装置を迅速に製造して組み立てることが可
能となり、かつ要求される空間を最小とすることができ
る。
リとともに蒸発器１３と吸収器１４のアセンブリの組み
合わせは、装置の大きいセクション１１に含まれてお
り、高温の再生器２５と高温の再生器２５を加熱するバ
ーナは装置の小さいセクション１２に含まれている。図
３に示されているように、本発明の装置で使用されてい
る２つの溶液熱交換器２０，２４も、共に装置の主な大
きいセクション１１に含まれている。装置のこの主なセ
クションは、一対の離間されたチューブシート５０，５
１を含んでおり、これらのチューブシートは、装置の主
な支持構造の一部である。各チューブシートは、上述の
ユニットの全ての熱交換器チューブ用の孔が軸方向に整
列するように機械加工されている。従って、チューブシ
ート５０，５１の機械加工は、単一の作業で行うことが
でき、これにより、チューブを正確に整列させることが
できるとともに工具や準備が最小で済む。また、このこ
とによって、装置を迅速に製造して組み立てることが可
能となり、かつ要求される空間を最小とすることができ
る。
【００１６】チューブシート５０，５１により、チュー
ブ及び種々の機械コンポーネントを囲むシェルの充分な
支持が提供される。組立時には、漏れのない構造を提供
するために各シェルがチューブシート５０，５１に溶接
される。各シェルの内側の漏れを防止するように、チュ
ーブの受入れ孔も同様に閉じることもできる。
ブ及び種々の機械コンポーネントを囲むシェルの充分な
支持が提供される。組立時には、漏れのない構造を提供
するために各シェルがチューブシート５０，５１に溶接
される。各シェルの内側の漏れを防止するように、チュ
ーブの受入れ孔も同様に閉じることもできる。
【００１７】図３では、低温の溶液熱交換器２０のチュ
ーブ束５２が別個のシェル５４内に設けられており、高
温の熱交換器２４のチューブ束５３がこのチューブ束用
のシェル５５内に設けられている。しかし、装置の構造
によっては、単一のシェル内に両方のチューブ束を設け
ることが有利な場合もあり得る。同様に、本発明の実施
例では、２つの熱交換器２０，２４を要する二段式の吸
収器を用いているが、より多くのもしくはより少ない
段、及びこれに伴ってより多くのもしくはより少ない溶
液熱交換器を用いた装置を本発明で使用し、小型で空間
が少なくて済む装置を提供することができる。
ーブ束５２が別個のシェル５４内に設けられており、高
温の熱交換器２４のチューブ束５３がこのチューブ束用
のシェル５５内に設けられている。しかし、装置の構造
によっては、単一のシェル内に両方のチューブ束を設け
ることが有利な場合もあり得る。同様に、本発明の実施
例では、２つの熱交換器２０，２４を要する二段式の吸
収器を用いているが、より多くのもしくはより少ない
段、及びこれに伴ってより多くのもしくはより少ない溶
液熱交換器を用いた装置を本発明で使用し、小型で空間
が少なくて済む装置を提供することができる。
【図１】本発明に係る多段式の吸収式機械の斜視図であ
る。
る。
【図２】図１の吸収式機械のコンポーネント動作の概略
説明図である。
説明図である。
【図３】機械の主要部分を示した図１の線３−３に沿っ
た断面図である。
た断面図である。
１１…大きいセクション １３…蒸発器ユニット １４…吸収器ユニット １５…シェル ２０…低温の溶液熱交換器 ２４…高温の溶液熱交換器 ２９…シェル ３０…凝縮器 ５０…チューブシート ５２，５３…チューブ束 ５４，５５…シェル
フロントページの続き (72)発明者 アレジャンドロ アール．ガルシア アメリカ合衆国，ニューヨーク，マンリ ウス，キャリエッジ ハウス イース ト，アパートメント 22シー，ウエスト セネカ ストリート 311 (56)参考文献 特開 平９−152290（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−263559（ＪＰ，Ａ) 特開 平９−159326（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−105662（ＪＰ，Ａ) 特開 平11−118276（ＪＰ，Ａ) 実開 昭58−22663（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) F25B 15/00 F25B 15/00 303
Claims (8)
- 【請求項１】 吸収式空調装置であって、 吸収式空調サイクルを形成するように接続された吸収器
ユニット、蒸発器ユニット、第１の再生器ユニット、及
び凝縮器ユニットを含む主要セクションと、 前記吸収器ユニットと前記第１の再生器ユニットとの間
で吸収溶液を交換するためのフロー手段と、 前記吸収器ユニットから前記第１の再生器ユニットに送
られる希溶液と、前記第１の再生器ユニットから前記吸
収器ユニットへと戻る濃溶液と、の間で熱を伝達する少
なくとも１つの溶液熱交換器と、 前記装置の前記主要セクション内に取り付けられている
一対の対向するチューブシートと、を有し、 前記チューブシートは、前記それぞれの各 ユニットに関
連する熱交換用チューブと前記少なくとも１つの溶液熱
交換器に関連する熱交換用チューブとをそれぞれ内部に
支持するように形成された軸方向に整列した孔を含むこ
とを特徴とする吸収式空調装置。 - 【請求項２】 少なくとも１つの追加の高温再生器ユニ
ットとバーナとが前記装置の第２のセクションに設けら
れており、前記高温再生器は、多段式の吸収装置を形成
するように前記空調サイクルに接続されていることを特
徴とする請求項１記載の吸収式空調装置。 - 【請求項３】 複数の高温再生器とこれらの再生器と同
数の溶液熱交換器とを有し、これらの溶液熱交換器は、
該溶液熱交換器のチューブが前記チューブシートに支持
された状態で前記主要セクション内に取り付けられてい
ることを特徴とする請求項２記載の吸収式空調装置。 - 【請求項４】 前記吸収器ユニットと前記蒸発器ユニッ
トとが第１のシェル内に組み合わさって設けられてお
り、前記第１の再生器ユニットと前記凝縮器ユニットと
が第２のシェル内に組み合わさって設けられており、前
記溶液熱交換器が少なくとも１つのシェル内に設けられ
ていることを特徴とする請求項３記載の吸収式空調装
置。 - 【請求項５】 前記各シェルは、漏れが生じないように
前記チューブシートに取り付けられていることを特徴と
する請求項４記載の吸収式空調装置。 - 【請求項６】 吸収式空調装置であって、一対の離間さ
れたチューブシートを含む第１のセクションを有し、こ
れらのチューブシートは、蒸発器と吸収器が組み合わさ
ったアセンブリと再生器と凝縮器のアセンブリと少なく
とも１つの溶液熱交換器とに関連する一連の熱交換用チ
ューブを支持するように形成された軸方向に整列した孔
を備えている吸収式空調装置において、 前記蒸発器と吸収器のアセンブリは、第１のシェル内に
設けられており、前記再生器と凝縮器のアセンブリは、
第２のシェル内に設けられており、前記少なくとも１つ
の溶液熱交換器は、第３のシェル内に設けられており、 前記各シェルは、漏れが生じないように前記チューブシ
ートに取り付けられていることを特徴とする吸収式空調
装置。 - 【請求項７】 前記チューブシート間に取り付けられた
複数の溶液熱交換器を含むことを特徴とする請求項６記
載の吸収式空調装置。 - 【請求項８】 前記複数の溶液熱交換器は、それぞれ個
々のシェル内に取り付けられていることを特徴とする請
求項７記載の吸収式空調装置。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US09/237,491 US6101839A (en) | 1999-01-25 | 1999-01-25 | Compact absorption machine |
| US09/237491 | 1999-01-25 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000220904A JP2000220904A (ja) | 2000-08-08 |
| JP3137963B2 true JP3137963B2 (ja) | 2001-02-26 |
Family
ID=22893945
Family Applications (1)
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|---|---|---|---|
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