JP3489934B2 - 吸収式冷凍機における蒸発器 - Google Patents

吸収式冷凍機における蒸発器

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JP3489934B2 JP09065496A JP9065496A JP3489934B2 JP 3489934 B2 JP3489934 B2 JP 3489934B2 JP 09065496 A JP09065496 A JP 09065496A JP 9065496 A JP9065496 A JP 9065496A JP 3489934 B2 JP3489934 B2 JP 3489934B2
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幸男 平中
宣夫 幡中
哲次 堀江
克雄 岩田
猛 矢野
皓夫 岩本
哲郎 古川
光史 松田
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Hitachi Zosen Corp
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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、吸収式冷凍機にお
ける蒸発器に関するものである。 【0002】 【従来の技術】従来、アンモニアを冷媒とした吸収式冷
凍機の蒸発器においては、アンモニア液が蒸発して、ア
ンモニア蒸気になるときの潜熱により、ブラインを冷却
しているが、熱効率すなわち冷却効率を向上させるため
に、下記のような構成が採られていた。 【0003】すなわち、図5に示すように、蒸発器51
からのアンモニア蒸気を吸収器(図示せず)へ移送する
アンモニア蒸気移送管52の途中に、第1過冷却器53
を配置していた。 【0004】そして、さらに蒸発器51内での水の濃縮
すなわち水の蓄積を防止するため(蒸発器内に水が蓄積
されると、ブラインの冷却効率が低下してしまう)に、
蒸発器51内のアンモニア液(実際には、アンモニア水
溶液)を導くとともに、凝縮器(図示せず)からのアン
モニア液を導き、温度が高い雰囲気下で蒸発器51から
導かれたアンモニア液を加熱してアンモニアの蒸発と水
分の蒸発とを同時に行わせる第2過冷却器54が設けら
れていた。 【0005】すなわち、上記第1過冷却器53は吸収器
にアンモニア蒸気を移送する冷媒蒸気移送管52の途中
に配置され、また第2過冷却器54は蒸発器51とは別
個に設けられるとともに、この第2過冷却器54には、
蒸発器51の底部からアンモニア液を導くアンモニア液
取出管55が接続され、さらに第2過冷却器54の上部
には、この第2過冷却器54で発生したアンモニア蒸気
をアンモニア蒸気移送管52に導くアンモニア蒸気導入
管56が接続されている。 【0006】なお、上記蒸発器51内のアンモニア蒸気
移送管52の接続部近傍には、ミストセパレータ57が
配置されており、また第1および第2過冷却器53,5
4で冷却されたアンモニア液は、アンモニア液移送管5
8により蒸発器51に移送される。 【0007】 【発明が解決しようとする課題】上記従来の構成による
と、熱効率の向上および蒸発器51内での水の濃縮を防
止するために、第1および第2過冷却器53,54が設
けられているが、熱交換器の個数が増加するとともに、
そのための配管類が複雑になってしまうという欠点があ
る。 【0008】そこで、本発明は、熱効率の向上および蒸
発器内での水の濃縮の防止を図る際に、構造が簡単とな
る吸収式冷凍機における蒸発器を提供することを目的と
する。 【0009】 【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明の吸収式冷凍機における蒸発器は、冷媒とし
てアンモニアを使用する吸収式冷凍機の蒸発器であっ
て、アンモニア液からアンモニアを蒸発させてアンモニ
ア蒸気を得る蒸発器本体と、この蒸発器本体で蒸発され
たアンモニア蒸気を導くとともに凝縮器からのアンモニ
ア液を導き、この凝縮器からのアンモニア液を上記アン
モニア蒸気により冷却する第1過冷却部と、上記蒸発器
本体内のアンモニア液を導くとともに上記凝縮器からの
アンモニア液を導き、この凝縮器からのアンモニア液を
上記蒸発器本体からのアンモニア液により冷却する第2
過冷却部とを設け、かつ上記蒸発器本体と、上記第1お
よび第2過冷却部とを、一体化させたものである。 【0010】上記の構成によると、蒸発器本体で蒸発さ
れたアンモニア蒸気により、凝縮器から移送されるアン
モニア液から熱を奪い冷却を行うための第1過冷却部、
および凝縮器本体内のアンモニア液内の水分の濃縮を防
止するための第2過冷却部を、蒸発器本体と一体的に設
けたので、例えば過冷却器を、蒸発器と別個に設ける場
合に比べて、アンモニア液の移送配管類、ミストセパレ
ータなどを不要にすることができる。 【0011】 【発明の実施の形態】以下、本発明の吸収式冷凍機にお
ける蒸発器の実施の形態を、図1〜図4に基づき説明す
る。 【0012】図1および図2において、1は冷媒として
アンモニアを使用した冷媒吸収式冷凍機の蒸発器で、ア
ンモニア液を加熱してアンモニア蒸気を得るための蒸発
器本体2と、この蒸発器本体2の上部に一体的に設けら
れて、凝縮器(図示せず)からのアンモニア液をアンモ
ニア液移送管3を介して導くとともに蒸発器本体2で蒸
発されたアンモニア蒸気を導き、このアンモニア蒸気に
よりアンモニア液を冷却する第1過冷却部4と、同じく
蒸発器本体2の第1過冷却部4とは異なる位置に、すな
わち後方側部に一体的に設けられて、凝縮器からのアン
モニア液をアンモニア液移送管3を介して導くとともに
蒸発器本体2内のアンモニア液(正確には、アンモニア
水溶液)をアンモニア液取出用連通管5を介して導き、
凝縮器からのアンモニア液により蒸発器本体2のアンモ
ニア液を蒸発させる第2過冷却部6とから構成されてい
る。 【0013】そして、図1〜図4に示すように、上記蒸
発器本体2、第1過冷却部4および第2過冷却部6は、
それぞれプレートフィン式の熱交換器により構成されて
おり、例えば一個の塔状体11の内部が3つの部分に区
画されることにより、それぞれが一体的に構成されてい
る。 【0014】上記塔本体11内には、第1通路21と第
2通路22とが交互に配置されるとともに、第2通路2
2は、蒸発器本体2に相当する下側前部第2通路22A
と、第1過冷却部4に相当する上部第2通路22Bと、
第2過冷却部6に相当する下側後部第2通路22Cとに
分割されている。 【0015】上記第1通路21ではアンモニア蒸気が下
から上に向かって流れ、また上部第2通路22Bではア
ンモニア液移送管3からのアンモニア液が流され、また
下側前部第2通路22Aではブラインが流され、さらに
下側後部第2通路22Cではアンモニア液移送管3から
のアンモニア液が流される。 【0016】また、上記第1通路21には、上下方向に
アンモニア蒸気が流れるように、水平方向で屈曲するコ
ルゲート状の伝熱板(フィン)31が配置されるととも
に、第2通路22には、水平方向に正確にはコの字形状
にアンモニア液およびブラインが流れるように、上下方
向で屈曲するコルゲート状の伝熱板(フィン)32が配
置されている。なお、図示していないが、各通路21,
22に配置される伝熱板31,32には、各流体が移動
し得るように、連通用開口部が形成されている。 【0017】したがって、蒸発器本体2ではアンモニア
液とブラインとの間で、第1過冷却部4ではアンモニア
液とアンモニア蒸気との間で、第2過冷却部6ではアン
モニア液とアンモニア液との間で、それぞれ熱交換が行
われる。 【0018】上記構成において、蒸発器本体2内には、
NH3 (97%)−水(3%)のアンモニア液が充填さ
れるとともに、−25℃のブラインがブライン供給配管
21を介して供給され、ここでアンモニア液を加熱し
て、ブライン自身は−30℃程度に冷却される。なお、
蒸発器本体2内の圧力は1ata で、また温度は−33.
5℃である。 【0019】そして、この蒸発器本体2内で蒸発された
アンモニア蒸気[NH3 (ほぼ、100%)]は、その
上部に設けられた第1過冷却部4内に移動して、ここで
凝縮器から移送されるアンモニア液(40℃程度)との
間で熱交換が行われる。すなわち、アンモニア液の熱が
アンモニア蒸気により冷却されて、熱効率(冷却効率)
の向上が図られる。 【0020】また、上記蒸発器本体2内に供給されたア
ンモニア液の一部は、アンモニア液取出用連通管5を介
して第2過冷却部6内に入り、ここで凝縮器から送られ
るアンモニア液により加熱されて蒸発される(アンモニ
ア液自身は冷却される)。この時、アンモニア液に含ま
れている水分も一緒に蒸発される。なお、第2過冷却部
6内は、温度が30.7℃で、圧力が1ata にされてい
る。 【0021】この第2過冷却部6で発生したアンモニア
蒸気は、塔本体11の上部に到り、第1通路21よりの
アンモニア蒸気とともに、アンモニア蒸気移送管7を介
して吸収器に移送される。 【0022】なお、蒸発器本体2からのアンモニア蒸気
中に同伴されたアンモニア液すなわちミストは、第1過
冷却部4におけるアンモニア液の熱により蒸発される。
すなわち、この第1過冷却部4自身が、ミストセパレー
タの役目を果たしており、したがって、ミストセパレー
タを別個に設ける必要がない。 【0023】このように、蒸発器本体で蒸発されたアン
モニア蒸気により、凝縮器から移送されるアンモニア液
から熱を奪い冷却を行うための第1過冷却部、および蒸
発器本体からアンモニア液を導いて温度が高い箇所で蒸
発を行わせて水分を蒸発させることにより、蒸発器本体
内でのアンモニア液の水分の濃縮を防止するための第2
過冷却部を、蒸発器本体と一体的に設けたので、従来の
ように、各過冷却器を、蒸発器と別個に設ける場合に比
べて、アンモニア液の移送配管類、ミストセパレータな
どを不要にすることができ、ひいては、圧損および熱放
散を少なくすることができる。 【0024】 【発明の効果】以上のように本発明の構成によると、蒸
発器本体で蒸発されたアンモニア蒸気により、凝縮器か
ら移送されるアンモニア液から熱を奪い冷却を行うため
の第1過冷却部、および凝縮器本体内のアンモニア液内
の水分の濃縮を防止するための第2過冷却部を、蒸発器
本体と一体的に設けたので、従来のように、過冷却器
を、蒸発器と別個に設ける場合に比べて、アンモニア液
の移送配管類、ミストセパレータなどを不要にすること
ができ、したがって構造を簡単にすることができる。
【図面の簡単な説明】 【図1】本発明の蒸発器の実施の形態における縦断面図
である。 【図2】図1のA−A断面図である。 【図3】図2のB−B断面図である。 【図4】図2のC−C断面図である。 【図5】従来例における蒸発器および過冷却器の概略構
成を示す図である。 【符号の説明】 1 蒸発器 2 蒸発器本体 3 アンモニア液移送管 4 第1過冷却部 5 アンモニア液移送用連通管 6 第2過冷却部 7 アンモニア蒸気移送管 11 塔状体 21 第1通路 22 第2通路 31 伝熱板 32 伝熱板
フロントページの続き (72)発明者 大西 尚 大阪府大阪市中央区平野町4丁目1−2 大阪瓦斯株式会社内 (72)発明者 平中 幸男 大阪府大阪市中央区平野町4丁目1−2 大阪瓦斯株式会社内 (72)発明者 幡中 宣夫 大阪府大阪市中央区平野町4丁目1−2 大阪瓦斯株式会社内 (72)発明者 堀江 哲次 兵庫県尼崎市扶桑町1番10号 住友精密 工業株式会社内 (72)発明者 岩田 克雄 兵庫県尼崎市扶桑町1番10号 住友精密 工業株式会社内 (72)発明者 矢野 猛 大阪府大阪市此花区西九条5丁目3番28 号 日立造船株式会社内 (72)発明者 岩本 皓夫 大阪府大阪市此花区西九条5丁目3番28 号 日立造船株式会社内 (72)発明者 古川 哲郎 大阪府大阪市此花区西九条5丁目3番28 号 日立造船株式会社内 (72)発明者 松田 光史 大阪府大阪市此花区西九条5丁目3番28 号 日立造船株式会社内 (56)参考文献 特開 平7−4774(JP,A) 特開 平8−14688(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) F25B 39/02

Claims (1)

  1. (57)【特許請求の範囲】 【請求項1】冷媒としてアンモニアを使用する吸収式冷
    凍機の蒸発器であって、アンモニア液からアンモニアを
    蒸発させてアンモニア蒸気を得る蒸発器本体と、この蒸
    発器本体で蒸発されたアンモニア蒸気を導くとともに凝
    縮器からのアンモニア液を導き、この凝縮器からのアン
    モニア液を上記アンモニア蒸気により冷却する第1過冷
    却部と、上記蒸発器本体内のアンモニア液を導くととも
    に上記凝縮器からのアンモニア液を導き、この凝縮器か
    らのアンモニア液を上記蒸発器本体からのアンモニア液
    により冷却する第2過冷却部とを設け、かつ上記蒸発器
    本体と、上記第1および第2過冷却部とを、一体化させ
    たことを特徴とする吸収式冷凍機における蒸発器。
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