JP3481079B2 - 吸収式冷却装置 - Google Patents

吸収式冷却装置

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JP3481079B2 JP13951497A JP13951497A JP3481079B2 JP 3481079 B2 JP3481079 B2 JP 3481079B2 JP 13951497 A JP13951497 A JP 13951497A JP 13951497 A JP13951497 A JP 13951497A JP 3481079 B2 JP3481079 B2 JP 3481079B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、吸収式冷凍サイク
ルを用いた冷却装置に関するもので、特に高温の排気ガ
スによって吸収液を加熱する技術に関する。
【0002】
【従来の技術】従来技術の一例を図7に示す。燃焼装置
J1 の排気ガスによって吸収液を加熱する加熱容器J2
として、バーナJ3 を上方から覆うとともに、環状の環
状筒容器部J4 を備えた断面略コ字型の容器形状を呈
し、排気ガスが環状筒容器部J4の内周排気通路J5 お
よび外周排気通路J6 を流れるように設けられたものが
知られている。環状筒容器部J4 の外周壁面J7 には、
排気ガスの熱を効率的に環状筒容器部J4 へ伝えるため
に、外周フィンJ8 が接合されている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】排気ガスは環状筒容器
部J4 の外周壁面J7 に沿って下から上に向けて流れ
る。この時、外周フィンJ8 の下端は上部に比べて吸熱
が進んでいない高温の排気ガスに触れる。この結果、外
周フィンJ8 の外端は、内端に比べて外周壁面J7への
熱引きが悪い(伝熱が遅い)ため、高温になり、高温酸
化による腐蝕が進んでしまう不具合があった。
【0004】
【発明の目的】本発明は、上記の事情に鑑みてなされた
もので、その目的は、加熱容器の環状筒容器部の壁面に
沿って排気ガスが流れる構造を採用し、壁面にフィンを
設けても、フィンの過熱による高温酸化が起こらない吸
収式冷却装置の提供にある。
【0005】
【0006】
【0007】
【0008】
【課題を解決するための手段】〔請求項1の手段〕 吸収式冷却装置は、燃料の燃焼を行うバーナ、このバー
ナに燃焼用の空気を強制的に送る燃焼ファンを備えた燃
焼装置と、この燃焼装置によって加熱されるとともに吸
収液が供給される加熱容器を備え、吸収液の一部を気化
させる再生器、この再生器で発生した気化冷媒を冷却し
て液化する凝縮器、この凝縮器で液化した液化冷媒を低
圧下で蒸発させて熱媒体を冷却する蒸発器、この蒸発器
で蒸発した気化冷媒を吸収液に吸収させる吸収器、この
蒸発器内で気化冷媒を吸収した吸収液を前記再生器へ圧
送する溶液ポンプを備える吸収式冷凍サイクルと、を具
備する。
【0009】前記加熱容器は、上方から前記バーナを覆
うとともに環状の環状筒容器部を備えた断面略コ字型の
容器形状を呈し、前記燃焼装置は、前記バーナで発生し
た排気ガスを、前記環状筒容器部の壁面に沿って流す排
気通路を備え、前記環状筒容器部の壁面には、排気ガス
の熱を効率的に前記環状筒容器部へ伝えるフィンを備
え、前記排気通路は、前記フィンの上流側に、排気ガス
を前記環状筒容器部の壁面側に導く制限板を備えること
を特徴とする。
【0010】〔請求項2の手段〕 請求項1の吸収式冷却装置において、前記排気通路は、
排気ガスを収集して外部に排出する排気口を備え、前記
制限板は、前記排気口に近い側の排気ガスの通る排気面
積を小さくし、前記排気口から遠い側の排気ガスの通る
排気面積を大きくすることを特徴とする。
【0011】
【0012】
【0013】
【作用および発明の効果】〔請求項1の作用および効
果〕 フィンの上流側の排気通路に、排気ガスを壁面側に導く
制限板を設けたことにより、フィンの壁面から遠い側が
排気ガスの流れの死角となって、フィンの壁面から遠い
側の受ける熱量が小さくなり、フィンの壁面から遠い側
が極度の高温にならず、高温酸化による腐蝕が抑えられ
る。なお、排気ガスの流れが当たる壁面側のフィンは、
壁面に伝熱が行われて熱引きが良いため、極度に高温に
ならず、高温酸化による腐蝕が抑えられる。また、下流
に行くほど制限板による死角の効果が小さくなるため、
壁面より遠い側のフィンにも排気ガスの流れが当たる
が、吸収液との熱交換が進んで排気ガスの温度が下がっ
ているため、フィンが高温酸化する不具合がない。
【0014】〔請求項2の作用および効果〕 制限板によって排気口に近い側の排気ガスの通る排気面
積が小さく設けられ、排気口から遠い側の排気ガスの通
る排気面積が大きく設けられたことによって、排気通路
の全周の排気ガス量が均一化され、フィンの局部過熱が
さらに防止できる。
【0015】
〔第1参考例の構成〕
この参考例は、本発明の吸収式冷却装置を空調装置に適
用したもので、図1ないし図3を用いて説明する。な
お、図2は本参考例の空調装置の概略構成図である。
【0016】(空調装置1の概略説明) 本参考例に示す空調装置1は、家庭用等に使用される比
較的小型なもので、室外に配置される室外機Aと、室内
に配置される室内空調機Bとを備える。室外機Aは、吸
収液(本参考例では臭化リチウム水溶液)を加熱する燃
焼装置2と、室内空調に用いられる冷温水(室内を冷暖
房するための熱媒体、本参考例では水)を冷却あるいは
加熱する2重効用型の吸収式冷凍サイクル3と、吸収式
冷凍サイクル3内で主に気化冷媒(本参考例では水蒸
気)を冷やすために用いられる冷却水を冷却する冷却塔
4とを備える。なお、空調装置1に搭載される各電気機
能部品は、室外機Aに配置された制御装置5によって制
御される。
【0017】(燃焼装置2の説明) 本参考例の燃焼装置2は、燃料であるガスを燃焼して熱
を発生させ、発生した熱によって吸収式冷凍サイクル3
の加熱容器10を加熱し、加熱容器10内に供給された
低濃度吸収液(以下、低液)を加熱するガス燃焼装置
で、ガスの燃焼を行うガスバーナ11、このガスバーナ
11へガスの供給を行うガス供給管12、ガスバーナ1
1へ燃焼用の空気を供給する燃焼ファン13等から構成
される。ガス供給管12には、ガス供給管12の開閉を
行うガス開閉弁12aと、ガスの供給量を調節すること
で燃焼量を調節するガス量調節弁12bとが設けられて
いる。なお、燃焼装置2および加熱容器10の構造の詳
細は後述する。
【0018】(吸収式冷凍サイクル3の説明)吸収式冷
凍サイクル3は、燃焼装置2によって加熱される加熱容
器10を備え、この加熱容器10内に供給された低液が
加熱されることによって低液に含まれる冷媒(水)を気
化(蒸発)させて中濃度吸収液(以下、中液)にする高
温再生器15と、この高温再生器15内の気化冷媒の凝
縮熱を利用して、高温再生器15側から圧力差を利用し
て供給される中液を加熱し、中液に含まれる冷媒を気化
させて中液を高濃度吸収液(以下、高液)にする低温再
生器16と、高温再生器15および低温再生器16から
の気化冷媒(水蒸気)を冷却して液化する凝縮器17
と、この凝縮器17で液化した液化冷媒(水)を真空に
近い圧力下で蒸発させる蒸発器18と、この蒸発器18
で蒸発した気化冷媒を低温再生器16で得られた高液に
吸収させる吸収器19と、この吸収器19内で気化冷媒
を吸収した低液を加熱容器10へ圧送する溶液ポンプ2
0とから構成される。
【0019】また、本参考例の吸収式冷凍サイクル3に
は、上述の作動による冷房運転の他に、暖房運転を行う
ために、燃焼装置2で加熱された高温の吸収液を蒸発器
18へ導く暖房管21と、この暖房管21を開閉する冷
暖切替弁22とを備える。この冷暖切替弁22は暖房運
転時に開弁されて、高温の吸収液を蒸発器18へ導き、
室内空調機Bに供給される冷温水を加熱するものであ
る。
【0020】(冷房運転の作動説明)制御装置5に冷房
の指示が与えられると、各電気機能部品の作動により、
燃焼装置2および吸収式冷凍サイクル3が作動する。吸
収式冷凍サイクル3は、燃焼装置2が加熱容器10を加
熱することにより、高温再生器15で、低液から気化冷
媒と中液が取り出されるとともに、低温再生器16で、
中液から気化冷媒と高液が取り出される。
【0021】高温再生器15および低温再生器16で取
り出された気化冷媒は、凝縮器17で凝縮されて液化し
た後に蒸発器18内に散布され、室内空調機Bに供給さ
れる冷温水から気化熱を奪って蒸発する。そして、蒸発
器18で冷却された冷温水は、室内空調機Bに供給され
て室内を冷房する。
【0022】蒸発器18内で蒸発した気化冷媒は、吸収
器19内に流入する。吸収器19内には、低温再生器1
6で取り出された高液が散布されており、この散布され
た高液に蒸発器18から流入した気化冷媒が吸収され
る。なお、気化冷媒が高液に吸収される際に発生する吸
収熱は、冷却塔4から供給された冷却水に吸収されるた
め、吸収能力の低下は防止される。そして、吸収器19
で気化冷媒を吸収した高液は、低液となって溶液ポンプ
20で吸い込まれ、再び加熱容器10内に戻され、上記
のサイクルを繰り返す。
【0023】(加熱容器10の説明)加熱容器10は、
図1に示すように、バーナ11の上方を覆う断面略コ字
型を呈したステンレス製容器で、上方に吹出筒10aが
接続される。加熱容器10のうち環状を呈した環状筒容
器部23は、内周壁面23aの内側および外周壁面23
bの外側に沿って燃焼ガスが流れるもので、環状筒容器
部23の外周壁面23bには、図1に示すように、排気
ガスと加熱容器10との熱交換率を向上させる目的で、
熱伝動性に優れた材質(例えば銅)よりなる外周フィン
25がろう付け等の接合手段によって接合されている。
【0024】(燃焼装置2の説明)燃焼装置2は、燃焼
ファン13の発生した空気流をバーナ11へ送る給気通
路26と、バーナ11における燃焼により発生した排気
ガスを加熱容器10に触れさせて排気口27へ導く排気
通路28とを備える。この排気通路28は、バーナ11
で発生した排気ガスを、環状筒容器部23の内周壁面2
3aに沿って上から下に流す内周排気通路28aと、環
状筒容器部23の外周壁面23bに沿って下から上に流
す外周排気通路28bとを備える。
【0025】(外周フィン25の説明) 外周フィン25は、薄い銅板を多数波状に屈曲させたコ
ルゲートフィンを、外周壁面23bに沿って接合したも
ので、この外周フィン25の下部25a(最上流端部に
相当する)は、その上部25bに比較して外周側が欠落
して設けられている。具体的に本参考例では、外周フィ
ン25の下端外周側が斜め方向にカットした形状に設け
られている(図3参照)。なお、カットの形状は、下流
側に向かうに従って欠落幅が小さくなるように斜めにカ
ットされており、例えば、図4に示すように、幅が4m
m、流れ方向に沿う長さが40mmにカットされてい
る。
【0026】〔参考例の効果〕 外周フィン25の下端外周側が欠落して設けられたこと
により、外周フィン25の下端外周側が受ける排気ガス
の熱量が、外周フィン25の外周壁面23b側のみとな
る。この外周壁面23b側の外周フィン25は、外周壁
面23bから内部の吸収液に伝熱が行われて熱引きが良
いため、極度に高温にならず、高温酸化による腐蝕が抑
えられる。また、高温になり易い下側ほど、大きくカッ
トした形状に設けたことにより、高温酸化の生じ易さに
応じた部分をカットした形状の外周フィン25になり、
高温酸化を防止しながら、排気ガスと吸収液との熱交換
効率の低下を最小限に抑えることができる。
【0027】〔第2参考例〕 図5は第2参考例を示すもので、燃焼装置2および加熱
容器10の断面図である。第2参考例では、外周フィン
25の最下端から所定高(例えば40mm)の下部25
aの幅を例えば6mmとし、その上部25bの幅(例え
ば9mm)に比較して3mm小さく設けたものである。
【0028】〔第1実施例〕 図6は第1実施例を示すもので、燃焼装置2および加熱
容器10の断面図である。上記の第1、第2参考例で
は、外周フィン25の下部25aを上部25bより欠落
させることで、外周フィン25の下端外側の過熱による
高温酸化を防止する例を示した。これに対し、この第1
実施例では、外周フィン25の直下の外周排気通路28
bに、排気ガスを外周フィン25の内側に導く制限板3
0(例えばステンレス製)を設けて外周排気通路28b
の内側のみに排気ガスの通る隙間を形成して、排気ガス
の流れが直接当たらない死角を形成することにより、外
周フィン25の下端外側が過熱しないようにしたもので
ある。
【0029】外周排気通路28bにおける排気口27と
の位置関係で、排気口27側は制限板30による排気隙
間(排気面積に相当する)が小さく設けられ、排気口2
7から遠い側は制限板30による排気隙間が大きく設け
られる。このため、外周排気通路28bの全周の排気ガ
ス量が均一化され、外周フィン25の局部過熱がさらに
防止できる。なお、この実施例では、制限板30と外周
壁面23bとの間に排気隙間を設けることで、排気ガス
を外周壁面23b側に導く例を示したが、制限板30に
穴を設けて、この穴の位置で排気ガスを外周壁面23b
側に導くように設けても良い。また、穴の大きさや数に
よって、排気ガスの通過抵抗を調節し、外周排気通路2
8bの全周の排気ガス量を均一化させても良い。
【0030】〔変形例〕上記の実施例では、吸収式冷凍
サイクルの一例として2重効用型の吸収式冷凍サイクル
3を例に示したが、1重効用型の吸収式冷凍サイクルで
も良いし、3重以上の多重効用型の吸収式冷凍サイクル
でも良い。また、低温再生器16内に中液を注入する
際、低温再生器16の上方から注入する例を示したが、
下方から注入しても良い。
【0031】バーナ11の一例としてブンゼン式を示し
たが、ガスと燃焼用空気とを混合させたエアリッチ混合
気を燃焼させる全1次式ガスバーナを用いても良いし、
ガスと燃焼用空気とを混合させたガスリッチ混合気を燃
焼させるとともに、燃焼部へ2次空気を供給する予混合
式ブンゼンガスバーナを用いても良い。バーナ11の一
例として偏平器体を複数列設して設けた例を示したが、
セラミックバーナなど他のバーナを用いても良い。燃焼
装置2としてガスの燃焼を行う燃焼装置を例に示した
が、液体燃料で燃焼を行う燃焼装置を用いても良い。
【0032】吸収液の一例として臭化リチウム水溶液を
例に示したが、冷媒にアンモニア、吸収剤に水を利用し
たアンモニア水溶液など他の吸収液を用いても良い。熱
媒体の一例として、水道水を用い、冷却水回路の冷却水
と共用した例を示したが、冷却水回路の冷却水とは異な
る不凍液やオイルなど他の熱媒体を用いても良い。凝縮
用熱交換器、蒸発用熱交換器、吸収用熱交換器をコイル
状に設けた例を示したが、チューブアンドフィンや、積
層型熱交換器など他の形式の熱交換器を用いても良い。
【0033】上記の実施例では、外周壁面23bに設け
られた外周フィン25に本発明を適用した例を示した
が、内周フィンの上流側に制限板30を設けても良い。
なお、この場合は、外周フィン25の上流側に制限板3
0を設ける必要はない。
【図面の簡単な説明】
【図1】燃焼装置および加熱容器の断面図である(第1
参考例)。
【図2】吸収式冷凍サイクルを用いた空調装置の概略図
である(第1参考例)。
【図3】外周フィンの要部断面図である(第1参考
例)。
【図4】外周フィンの要部拡大図である(第1参考
例)。
【図5】燃焼装置および加熱容器の断面図である(第2
参考例)。
【図6】燃焼装置および加熱容器の断面図である(第1
実施例)。
【図7】燃焼装置および加熱容器の断面図である(従来
例)。
【符号の説明】
2 燃焼装置 3 吸収式冷凍サイクル 10 加熱容器 11 バーナ 13 燃焼ファン 15 高温再生器 16 低温再生器 17 凝縮器 18 蒸発器 19 吸収器 20 溶液ポンプ 23 環状筒容器部 23b 外周壁面 25 外周フィン 25a 外周フィンの下部 27 排気口 28b 外周排気通路 30 制限板
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平2−287065(JP,A) 特開 平6−347132(JP,A) 特開 平7−190551(JP,A) 特開 平3−39875(JP,A) 実開 昭58−24649(JP,U) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) F25B 33/00

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 燃料の燃焼を行うバーナ、このバーナに燃
    焼用の空気を強制的に送る燃焼ファンを備えた燃焼装置
    と、 この燃焼装置によって加熱されるとともに吸収液が供給
    される加熱容器を備え、吸収液の一部を気化させる再生
    器、この再生器で発生した気化冷媒を冷却して液化する
    凝縮器、この凝縮器で液化した液化冷媒を低圧下で蒸発
    させて熱媒体を冷却する蒸発器、この蒸発器で蒸発した
    気化冷媒を吸収液に吸収させる吸収器、この蒸発器内で
    気化冷媒を吸収した吸収液を前記再生器へ圧送する溶液
    ポンプを備える吸収式冷凍サイクルと、 を具備する吸収式冷却装置において、 前記加熱容器は、上方から前記バーナを覆うとともに環
    状の環状筒容器部を備えた断面略コ字型の容器形状を呈
    し、 前記燃焼装置は、前記バーナで発生した排気ガスを、前
    記環状筒容器部の壁面に沿って流す排気通路を備え、 前記環状筒容器部の壁面には、排気ガスの熱を効率的に
    前記環状筒容器部へ伝えるフィンを備え、 前記排気通路は、前記フィンの上流側に、排気ガスを前
    記環状筒容器部の壁面側に導く制限板を備えることを特
    徴とする吸収式冷却装置。
  2. 【請求項2】 請求項の吸収式冷却装置において、 前記排気通路は、排気ガスを収集して外部に排出する排
    気口を備え、 前記制限板は、前記排気口に近い側の排気ガスの通る排
    気面積を小さくし、前記排気口から遠い側の排気ガスの
    通る排気面積を大きくすることを特徴とする吸収式冷却
    装置。
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