JP3244356B2 - 二重効用吸収式冷凍機 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はいわゆる液膜流下式の二
重効用吸収式冷凍機に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】図３は本発明者等が開発したこの種の吸
収冷凍機の一例を示したもので、高温再生器１の上部に
連設された縦型円筒状の気液分離器２と、その外周に同
心状に設けられた低温再生器３との間の隔壁を伝熱壁４
とし、低温再生器３の外周に吸収器５、蒸発器６及び凝
縮器７を同心状に配設すると共に、伝熱壁４の上端部の
全周に亙って設けた樋体８内に気液分離器２からの中濃
度溶液を注入し、樋体８の下面に設けたスリット８ａか
ら、伝熱壁４の全周面に沿って中濃度溶液を流下せしめ
たものであり、また図４の従来例は、気液分離器２を上
端部がドーム状の縦型円筒状に形成してそのケーシング
を伝熱壁４とし、低温再生器３へ供給される中濃度溶液
の流出口９を、ドーム状部の真上に設けたものである。

【０００３】まず図３〜４の従来例により、二重効用吸
収冷凍機の動作を説明すると、高温再生器１に供給され
た希溶液は、加熱濃縮されて気液分離器２で中濃度溶液
と冷媒蒸気に分離され、中濃度溶液は途中で高温熱交換
器１２で希溶液を加熱しながら、中溶液配管１３を通っ
て低温再生器３に供給され、低温再生器３では伝熱壁４
を通して気液分離器２の冷媒蒸気による加熱で更に濃縮
されて濃溶液と冷媒蒸気に分離される。濃溶液は濃溶液
配管１４を通って途中で低温熱交換器１５で希溶液を加
熱しながら吸収器５に入り、冷却コイル１６上に滴下さ
れる。吸収器５は、その外周に設けられている蒸発器６
と連通しており、凝縮器７から蒸発器６に供給された冷
媒液は、被冷却コイル１７から熱を奪って蒸発すると共
に、吸収器５において冷却コイル１６に熱を奪われなが
ら、濃溶液に吸収されて希溶液となる。吸収器５内の冷
却コイル１６を通った冷却水は、更に凝縮器７内の冷却
コイル１６を通って、気液分離器２及び低温再生器３か
ら供給された冷媒蒸気を凝縮させる。また吸収器５の下
部に溜った希溶液は、溶液ポンプ１８により希溶液配管
１９を通って、途中で低温熱交換器１５及び高温熱交換
器１２により加熱されながら、高温再生器１へ送られ
る。なお２０及び２１は、吸収器５の冷却コイル１６及
び蒸発器６の被冷却コイル１７にそれぞれ吸収液及び冷
媒液を滴下する滴下装置である。

【０００４】図３〜４のいわゆる液膜流下式吸収冷凍機
の特徴は、中濃度溶液を低温再生器３の上部に供給し、
伝熱壁４の全周面に沿って液膜として流下させるように
した点にある。従来は低温再生器３の下端から供給して
いたので、例えば特公平２−２６３０６７号のように濃
溶液を上部から取り出すようにすると、外方へ張り出し
た低温再生器３の気液分離部のために吸収器５、蒸発器
６及び凝縮器７の設置スペースが制限される上に、凝縮
器７への蒸気出口と沸騰する液面が接近し過ぎて分離不
良の原因となり、また図５に示すように、低温再生器３
内を円筒壁２７により内外に仕切って内側から外側へオ
ーバーフローさせるようにすると、吸収器５などのスペ
ースの制約は解決するが、円筒壁の２７の内外に溶液溜
まりが形成され、内側上部で溶液が沸騰するために伝熱
壁４が有効に利用されない上に、やはり分離不良を起こ
すおそれがある。その点で図３〜４の液膜流下式は、伝
熱壁４の全面積に溶液が接触するので、伝熱性能がきわ
めて良好であり、しかも溶液の溜まる下部では既に溶液
が濃縮されているので沸騰のおそれがなく、従って分離
不良を起こすおそれもないという利点があるが、次に述
べるような問題があった。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】図３〜４の従来構成
は、図５における伝熱壁４の上部を液膜によって有効に
利用しようというものであるが、伝熱壁４の下半部は依
然として液溜まりの中に浸かっている。中濃度溶液を低
温再生器３の下部から供給していた特公平−２６３０６
７号や図５の構成では、低温再生器３内に液溜まりが形
成されるのは止むを得ないが、図３〜４の液膜流下式で
は、この液溜まりは濃溶液配管１４へ冷媒蒸気の気泡が
混入するのを防止するための液シールの役目を果しては
いるものの、むしろこの液溜まりのために本来中濃度溶
液の濃縮にのみ使用されるべき熱が濃溶液によって持ち
去られ、それだけ系の熱効率を低下させているという問
題があった。本発明はかかる問題点を解消することを目
的とするものである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は、図１〜２に示
すように、高温再生器１の上部に連設した縦型円筒状の
気液分離器２と、その外周に同心状に配設した低温再生
器３と、更に低温再生器３の外周に同心状に配設した吸
収器５、蒸発器６及び凝縮器７により円筒状の本体ブロ
ックＡを形成してなる吸収式冷凍機において、気液分離
器２から供給される中濃度溶液を低温再生器３の上部か
ら、伝熱壁４を構成する気液分離器２と低温再生器３の
隔壁４の全周面に沿って流下せしめると共に、低温再生
器３の液溜まり部を低温再生器３の器体下面から本体ブ
ロックＡの下面に至るパイプ１０で構成したものであ
る。

【０００７】

【作用】図３〜４の構成においては、低温再生器３内は
約７０ｍｍＨｇ、吸収器５内は冷却されているために約
７ｍｍＨｇとなっており、この圧力差は低温再生器３か
ら吸収器５に至る濃溶液配管１４の液柱高さと、吸収器
５の入り口付近に設けられたオリフィスとによって維持
されており、従って低温再生器３下部の液溜まりの液面
との間に所定の液柱高さを必要とする上に、流量が変動
しても低温再生器３内の冷媒蒸気の気泡が濃溶液配管１
４に侵入しないように低温再生器３の下部の液溜まりに
よって液シールを行っていたものであり、液膜流下式に
おいても、この液溜まりは濃溶液配管１４へ冷媒蒸気の
気泡が混入するのを防止するための液シールの役目を果
してはいるが、一方ではこの液溜まりのために本来中濃
度溶液の濃縮にのみ使用されるべき熱が濃溶液によって
持ち去られて、それだけ熱効率が低下していたのである
が、本発明の構成によれば、従来低温再生器３内の液溜
まりであった部分をパイプ１０に置き換え、所要の液シ
ールはこのパイプ１０内の液溜まりで行うようにしたの
で、既に濃縮の済んだ溶液を徒に加熱して系の熱効率を
低下させるのを防止することができる。

【０００８】

【実施例】図１は本発明の一実施例を示したもので、バ
ーナ２３で加熱される高温再生器１の上部に揚液管２４
を介して連設された縦型円筒形の気液分離器２と、気液
分離器２の外周に同心状に形成された低温再生器３との
隔壁４が、気液分離器２中の冷媒蒸気から低温再生器３
中の溶液へ熱を伝えるための伝熱壁４として形成されて
おり、気液分離器２内の下部は円筒状の仕切壁２２によ
り、その内側の溶液受け部２ａと外側の冷媒液受け部２
ｂに仕切られ、溶液受け部２ａに溜まった中濃度溶液は
中濃度溶液配管１３を通じて低温再生器３へ、冷媒液受
け部２ｂに溜まった冷媒液は冷媒配管１１を通じて凝縮
器７へそれぞれ供給されるようになっている。なお溶液
受け部２ａへの中濃度溶液配管１３の接続を容易にする
ため、揚液管２４はやや偏心して取り付けられている。
中濃度溶液配管１３の他端は低温再生器３の上端部に接
続され、伝熱壁４の上端部の全周に亙って設けた樋体８
に中濃度溶液が注入されて、樋体８の下面に設けたスリ
ット８ａから伝熱壁４の全周面に沿って流下するように
なっている。

【０００９】樋体８の下面のスリット８ａは、伝熱壁４
に接して設けられており、溶液は液膜となって流下しな
がら伝熱壁４の表面から熱を吸収し、冷媒蒸気を蒸発分
離する。こうして濃縮された溶液は、低温再生器３の下
端の濃溶液出口３ｂから濃溶液配管１４を通って吸収器
５へ送られる。このように伝熱壁４の全表面積が、気体
に比し熱伝導率の高い液膜で覆われるので、伝熱壁４の
熱伝達効率が向上し、溶液が伝熱壁４の下端に達するま
でに、分離し得る全ての冷媒を分離して濃溶液となる。
この場合伝熱壁４及び低温再生器３の高さを、中濃度溶
液が濃縮されるのに必要十分な高さに設計すると、従来
液溜まり部を形成していた低温再生器３の下部が不要と
なるので、図３〜４において液溜まり部となっていた部
分すなわち図１における低温再生器３の器体の下面から
本体ブロックＡの下端までの部分がパイプ１０で代用さ
れている。従って低温再生器３の伝熱壁４に沿って流下
し濃縮の完了した溶液は、低温再生器３内には溜まら
ず、気泡が濃溶液配管１４から吸収器５へ侵入するのを
防止するための液シールは、パイプ１０内に溜まった濃
溶液によって達成される。この構成により、従来濃縮済
みの溶液を無駄に加熱していた弊害が除去され、気液分
離器２から低温再生器３へ必要十分な熱量のみが伝達さ
れることになって、系の熱効率が改善される。

【００１０】図２は本発明の他の実施例を示したもの
で、ドーム状の天井を有する気液分離器２の器体が低温
再生器３の器体に下方から挿入された構造として、気液
分離器２の上面及び周側面を伝熱壁４として形成し、気
液分離器２から低温再生器３へ供給される中濃度溶液の
流出口９を、気液分離器２の上端ドーム状部の上方に設
けたものであり、２６は溶液の飛沫が蒸気通路３ｃへ飛
び込まないようにするための邪魔板である。この方式に
よれば、気液分離器２の天井まで有効に伝熱壁４として
利用できて気液分離器２を一層コンパクトに設計するこ
とができる上に、本体外壁面に露出した溶接部を低減す
ることができるので、耐久性が向上し、製造工数及び検
査工数の低減に役立つという利点がある。

【００１１】

【発明の効果】本発明によれば上述のように、伝熱壁４
の伝熱効率の優れた液膜流下式吸収式冷凍機において、
低温再生器３の液溜まり部を低温再生器３の器体下面か
ら本体ブロックＡの下端に至るパイプ１０で構成したの
で、所要の液柱高さと液シールの役目をパイプ１０内の
液溜まりに受け持たせると共に、伝熱壁４を中濃度溶液
の加熱に必要十分な高さまで低くすることができ、それ
によって低温再生器３内の液溜まりがなくなり、従って
気液分離後の濃溶液を無駄に加熱することがなくなり、
熱効率が向上するという利点がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例の縦断面図。

【図２】本発明の他の実施例の縦断面図。

【図３】従来例の縦断面図。

【図４】他の従来例の縦断面図。

【図５】更に他の従来例の縦断面図。

【符号の説明】

１ 高温再生器 ２ 気液分離器 ２ａ 溶液受け部 ２ｂ 冷媒液受け部 ３ 低温再生器 ３ａ 中濃度溶液入口 ３ｂ 濃溶液出口 ３ｃ 冷媒蒸気出口 ４ 伝熱壁 ５ 吸収器 ６ 蒸発器 ７ 凝縮器 ８ 樋体 ８ａ スリット ９ 流出口 １０ パイプ １１ 冷媒配管 １２ 高温熱交換器 １３ 中濃度溶液配管 １４ 濃溶液配管 １５ 低温熱交換器 １６ 冷却コイル １７ 被冷却コイル １８ 溶液ポンプ １９ 稀溶液配管 ２０ 滴下装置 ２１ 滴下装置 ２２ 仕切壁 ２３ バーナ ２４ 揚液管 ２５ 断熱層 ２６ 邪魔板 ２７ 円筒壁 Ａ 本体ブロック

───────────────────────────────────────────────────── 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 (56)参考文献 特開 平２−263068（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−247970（ＪＰ，Ａ) 実開 昭54−94963（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) F25B 15/00 303 F25B 33/00

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 高温再生器の上部に連設した縦型円筒状
   の気液分離器と、その外周に同心状に配設した低温再生
   器と、更に低温再生器の外周に同心状に配設した吸収
   器、蒸発器及び凝縮器により円筒状の本体ブロックを形
   成した吸収式冷凍機において、気液分離器から供給され
   る中濃度溶液を低温再生器の上部から、伝熱壁を構成す
   る気液分離器と低温再生器の隔壁の全周面に沿って流下
   せしめると共に、低温再生器の液溜まり部を低温再生器
   の器体下面から円筒状ブロックの下端に至るパイプで構
   成したことを特徴とする二重効用吸収式冷凍機。