JP3729876B2 - 空気調和装置の低温再生器 - Google Patents

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、冷媒分離能力の向上及び小型化を図って家庭用の吸収式空気調和装置の普及を可能とした低温再生器に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、家庭用の空気調和装置すなわちエアコンにはフロンガスを冷媒として使用し、この熱交換作用によって室内の冷却を可能としている。しかしながら、フロンガスの使用は環境破壊に繋がり、また、フロンガスを圧送するコンプレッサに多大な電力を要して、夏場の使用電力が急激に増加するという社会問題を起こしている。
そこで、家庭用エアコンとしてフロンガスを使用せず、しかも低電力な空気調和装置の開発が急務となっている。
【０００３】
従来、フロンガスを使用しない空気調和装置としては、大型建物内を冷却する吸収式ガス冷房機が知られている。この冷房機は、図６に示すように、内部を真空に維持した蒸発器６１内に水等の冷媒液６２を散布器６３で散布し、真空内で液冷媒６２が蒸発する時の熱交換作用によって給水管６４内の水を冷却し、冷水を各部屋の室内機へ循環させて室内を冷房するものである。
【０００４】
蒸発器６１内の蒸気は吸収器６５内の吸収液（例えば臭化リチウム溶液）６６で吸収し、これにより蒸発器６１内の真空度が保たれる。吸収器６５内の臭化リチウム溶液６６はやがて蒸気を吸収して飽和することから、蒸気を吸収した臭化リチウム溶液をポンプ６７で高温再生器６８に圧送し、高温再生器６８で臭化リチウム溶液を加熱して溶液内の蒸気冷媒を分離させ、この蒸気冷媒を低温再生器６９内の蛇行した熱交換配管７０に導入すると共に、高温再生器６８内の臭化リチウム溶液を低温再生器６９内に導入し、臭化リチウム溶液で蒸気冷媒を冷却して液化すると共に、この蒸気冷媒によって低温再生器６９内の臭化リチウム溶液を加熱して、溶液から蒸気冷媒を分離させ、この蒸気冷媒を凝縮器７１に送り、吸収器６５と凝縮器７１を冷却するための冷却配管７２内の冷却水で冷媒蒸気を冷却して液冷媒に戻し、低温再生器６９からの液冷媒とを合わせて再び蒸発器６１に送り、冷房プロセスを完成させる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記の吸収式ガス冷房機は、冷却水を循環させて室内を冷房すると共に、各冷房プロセスにおいて冷却水を使用するために、機構が極めて大型化した。この吸収式ガス冷房機を小型化して家庭用に供するためには、臭化リチウム溶液から冷媒蒸気を分離するための極めて高効率の高温再生器や低温再生器が必要な上、臭化リチウム溶液を高温で加熱することから、小型化に伴う機械的強度を確保できない等の問題が生じ、未だに家庭用の吸収式ガス冷房機は実用化されていない。
【０００６】
特に、空気調和装置の低温再生器６９は、臭化リチウム溶液等の吸収液が満たされた貯留タンク内に、蒸気冷媒を凝縮するための熱交換用配管７０を配列し、この配管内を通過する蒸気冷媒が凝縮されて液冷媒となるが、この低温再生器は非常に大型であるという欠点を有している。
【０００７】
そしてこの低温再生器６９で高温再生器６８からの蒸気冷媒を凝縮させることと、高温再生器６８の臭化リチウム溶液から冷媒を効率良く分離させるために、大量の臭化リチウム溶液を低温再生器６９内に蓄積しなければならず、この結果、低温再生器６９に導かれる臭化リチウム溶液の量を確保するために吸収器６５や高温再生器６８にも大量の臭化リチウム溶液を貯留することになり、低温再生器６９自体が大型化すると共に高温再生器６８や吸収器６５自体も大型化せざるを得ず、従って装置全体が大型化して、家庭用空気調整器として使用できない大きな原因となっている。
【０００８】
本発明は、上記した点に鑑み、低温再生器の冷媒の分離能力を向上させると共に、低温再生器内の臭化リチウム溶液量を減少させることにより、空気調和装置全体の臭化リチウム溶液量を減らして空気調和装置自体を小型化させることのできる低温再生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】
上記目的を達成するために、本発明は、高温の蒸気冷媒に対する導入口を一方に有して他方を袋小路状に閉塞した熱交換器本体と、該熱交換器本体を包囲し、冷媒を含む吸収液に対する供給口と、冷媒蒸発後の吸収液に対する回収口と、蒸気冷媒回収口とを有するケース本体とを備え、該ケース本体の内側において該熱交換器本体の一部が吸収液面から露出するように構成されている低温再生器を基本とする（請求項１）。
【００１０】
そして、前記導入口が液冷媒の導出口を兼ね、該導入口から前記熱交換器本体内に導入された蒸気冷媒が前記吸収液によって冷却されて凝縮し、凝縮した液冷媒が該導入口から排出される構造（請求項２）や、前記熱交換器本体を吸収液に対して1/3 〜2/3 の高さの範囲で露出させる構造（請求項３）、及び前記吸収液に対するオーバーフロー壁を前記ケース本体の内側に設けて吸収液面位置を規定し、該オーバーフロー壁から溢れた吸収液を前記回収口に導入する構造（請求項４）、あるいは前記蒸気冷媒回収口と前記吸収液の液面との間において前記ケース本体に邪魔板を設けた構造（請求項５）も可能である。
【００１１】
また、前記熱交換器本体を前記導入口側において前記ケース本体に片持ち接合した構造（請求項６）や、前記熱交換器本体には吸収液の液面に対して垂直方向に複数の放熱室が並列に形成されている構造（請求項７）、及び放熱室を構成する二枚の対向する放熱板の一方に放熱用凸部を形成し、他方に該放熱用凸部と同方向に凹部をなす放熱用凹部を形成し、該放熱室内の該放熱用凸部と該放熱用凹部の部分の内部間隔は、他の放熱室内の内部間隔と等しく構成されている構造（請求項８）、並びに前記熱交換器本体を前記ケース本体に対して前記導入口側を低く傾斜させた構造（請求項９）も有効である。
【００１２】
さらに、前記導入口に液冷媒回収路が接続され、該液冷媒回収路には前記蒸気冷媒に対する蒸気遮断手段が設けられた構造（請求項１０）や、前記回収口に吸収液回収路が接続され、該吸収液回収路には吸収液から分離された蒸気冷媒に対する蒸気遮断手段が設けられた構造（請求項１１）を採用し、この蒸気遮断手段には液冷媒ないし吸収液の流入と同時に浮上して流路を開放するフロートを含むものである（請求項１２）。
【００１３】
【作用】
請求項１〜４記載の発明の構成により、高温再生器からの冷媒を含む吸収液は供給口からケース本体内に導入され、例えばオーバーフロー壁の高さによって液位が調整される。吸収液の液面からは熱交換器本体の一部が露出する。熱交換器本体内には導入口から吸収液よりも高温の蒸気冷媒が導入される。吸収液は熱交換器本体で加熱され、冷媒を含んだ時の沸騰温度に昇温されて沸騰温度の飛沫を盛んに吹き上げる。この飛沫は熱交換器の露出部分に接触すると、熱交換器表面から蒸気冷媒の熱量をさらに受けて、吸収液に含まれている冷媒は瞬時に蒸発して効率的に吸収液から分離される。
【００１４】
蒸気冷媒は回収口から導出され、ケース本体内の圧力が下がるから冷媒の蒸発が連続的に行われる。熱交換器本体内の蒸気冷媒は吸収液で冷やされて凝縮し、液冷媒となって導出口を兼ねた導入口から排出される。蒸気冷媒が凝縮されると熱交換器本体内の圧力が下がり、導入口から新しい蒸気冷媒が連続的に導入される。
【００１５】
請求項５記載の発明の構成により、邪魔板は吸収液の飛沫が直接的に蒸気冷媒回収口に浸入するのを防止する。また、請求項６記載の発明の構成により、熱交換器本体がケース本体に片持ちに固定されたから、熱交換器本体が長手方向に熱膨張ないし熱収縮しても接合部に応力がかからない。請求項７記載の発明の構成により、熱交換器本体の放熱室は垂直方向に並列に形成されているから、放熱室で凝縮した液冷媒は速やかに流下する。さらに、請求項９記載の発明の構成により、熱交換器本体が傾斜しているから、凝縮した液冷媒が導出口へ速やかに導かれ、新たな蒸気冷媒が効率良く熱交換器本体内へ導かれる。
【００１６】
ここで、請求項８記載の発明の構成のように、放熱室を構成する放熱板の凸部と、凸部と同方向に設けられた凹部により、放熱室の内部幅と等しくなるように放熱室内の凸部と凹部の幅を設けたため、放熱室内で凝縮した液冷媒が、この凸部と凹部の所に表面張力によって溜まることがなく、放熱室内で生成された液冷媒は速やかに流下することから、放熱室内での液冷媒の溜まりによってこの部分の熱交換が損なわれることがない。
【００１７】
また、請求項１０〜１２記載の発明の構成により、液冷媒回収路の蒸気遮断手段によって熱交換器内に導入される蒸気圧力が維持されて、導入された蒸気冷媒は凝縮して排出されることから、熱交換器内に連続して高温再生器からの蒸気を導入して、一つの導入口から外部に排出することができ、そして吸収液回収路の蒸気遮断手段によってケース本体内の圧力が一定に維持されて、発生する蒸気冷媒を凝縮器に良好に導く。
【００１８】
【実施例】
図１は本発明に係る低温再生器を用いた空気調和装置の全体説明図である。
図１で、１は内部を９torr程度の真空度に維持した蒸発器、２は冷媒滴下装置である。冷媒液３は蒸発器１内で蒸発し、その熱交換作用によって蒸発器１及び蒸発器１の外部に併設された冷却フィンを冷却し、冷房ファン４により室内から導入した空気をこの冷却フィンで冷やして再び室内へ送り込むことによって室内を冷却する。５は臭化リチウム供給器で、蒸発器１内の真空度の低下を防ぐために臭化リチウム溶液６を供給して吸収器７内で蒸気冷媒を吸収させる。
【００１９】
この吸収器７は、蒸発器１内での蒸発による熱交換で発生した熱量と臭化リチウム濃溶液６が冷媒を吸収した時に発生する熱量を放熱して冷房能力を維持するために空冷によって冷却する。８は、冷媒を多量に含んだ臭化リチウム希溶液９の回収タンクで、この回収タンク８は吸収器７より流下してくる吸収液を貯留するもので、運転停止時に各プロセスにある吸収液が各プロセスの圧力低下に伴う負圧によって集まるため、空気調和装置全体で使用する吸収液を回収できるだけの容量を必要とし、本装置の回収タンク８は３〜５リットルの容量を有している。１０はその供給管、１１はポンプ、１２，１２′は低温熱交換器、１３は高温熱交換器、１４は高温再生器である。
【００２０】
この高温再生器１４は臭化リチウム希溶液９をガスバーナ１５で加熱して蒸気冷媒１６と、冷媒をある程度放出した臭化リチウム中溶液１７とに分離する。ガスバーナ１５は冷房温度の変更などの冷房負荷の変動に伴い、その燃料供給量が調整され、燃焼能力の可変により蒸気冷媒１６の分離能力を調整する。蒸気冷媒１６は供給管１８を経て低温再生器１９の熱交換器本体２０内に導入され、臭化リチウム中溶液１７は供給管２９を経て低温再生器１９のケース本体２１内に導入される。熱交換器本体２０内の蒸気冷媒１６は臭化リチウム中溶液１７で冷却されて凝縮し、分離した液冷媒２２は回収管２３を経て凝縮器２４に導入される。
【００２１】
また、ケース本体２１内の臭化リチウム中溶液１７は熱交換器本体２０で加熱されて蒸発し、この蒸気冷媒２５は回収管２６を経て凝縮器２４に導入される。凝縮器２４で冷却された液冷媒は前記冷媒滴下装置２に導かれ、ケース本体２１内で蒸気冷媒２５を蒸発させた臭化リチウム濃溶液２７は回収管２８を経て臭化リチウム供給器５に導かれる。
【００２２】
図２は本発明に係る低温再生器１９の一実施例を示す縦断面図、図３は同じく横断面図、図４，５は熱交換作用を示す縦断面図と横断面図である。
この低温再生器１９は、前記高温再生器１４からの高温の蒸気冷媒１６を導入する熱交換器本体２０と、熱交換器本体２０を包囲して熱交換器本体２０の外側に吸収液１７（冷媒を含んだ臭化リチウム中溶液）を導入させるケース本体２１とにより構成される。低温再生器１９の各部は耐食性及び耐熱性に優れたステンレスで形成される。
【００２３】
熱交換器本体２０は中央の水平な筒状部３０に複数の放熱室３１を直交（垂直）方向に並列に形成して成り、筒状部３０の一方は導入口３２を経て蒸気冷媒供給管１８と液冷媒回収管２３に接続し、筒状部３０の他方は閉塞されて袋小路状を呈している。放熱室３１が垂直に形成されたことで、放熱室３１内で凝縮した液冷媒は熱交換器本体２０の下部に速やかに流下し、その液冷媒の付着による熱交換効率の低下を防いでいる。
【００２４】
各放熱室３１は凹状の放熱板３３，３４を二枚接合して形成され、放熱板３３，３４の先端にはフィン３５が一体に突出形成される。放熱板３３，３４は前記筒状部３０に対して垂直に形成される。筒状部３０は導入口３２の外側においてケース本体２１の前端壁３６に溶接接合されている。すなわち熱交換器本体２０はケース本体２１に対して溶接接合部３７で片持ちに固定され、熱膨張及び熱収縮による応力を長手方向に逃がすようになっている。
【００２５】
本例において放熱板３３，３４は矩形状を呈し、接合した二枚の放熱板３３，３４の一方３３には複数の放熱用凸部３８が形成され、他方には放熱用凸部３８と同方向に放熱用凹部３９が形成され、熱交換器本体２０内の間隔Ｓが放熱用凸部３８と放熱用凹部３９の部分においても等しい内部間隔を維持するように配列されている。放熱用凸部３８と放熱用凹部３９を同方向に形成して、内部間隔を等しく維持するようにしたことによって、熱交換器本体２０内で凝縮した液冷媒が表面張力によって放熱用凸部３８と放熱用凹部３９の部分に液冷媒の蓄積を形成することなく、このため液冷媒の蓄積部の発生による熱交換器２０外側の臭化リチウム中溶液との熱交換が阻害されず、有効に熱交換器２０全体で熱交換がなされる。
【００２６】
図２において熱交換器本体２０はケース本体２１内で水平に位置するが、図に鎖線２０′で示す如く熱交換器本体２０の導入口３２を下側にして５°程度傾斜させても良い。これにより熱交換器本体２０内で凝縮した液冷媒が導入口３２を経て液冷媒回収管２３に流れ出やすくなり、熱交換器本体２０内に発生した液冷媒により熱交換が妨げられるのを防いでいる。ここで導入口３２は冷媒液の導出口も兼ねている。
【００２７】
熱交換器本体２０はケース本体２１の底壁４０寄りに近接して位置し、ケース本体２１は放熱板３３，３４の形状に沿った矩形状に形成し、ケース本体２１の上壁４１との間には上部空間４２が形成され、熱交換器本体２０の閉塞端２０ａ側には後部空間４３が形成されている。ケース本体２１の底壁４０には導入口３２寄りに吸収液供給口２９ａが形成され、後部空間４３側に吸収液回収口２８ａが形成されている。また吸収液回収口２８ａにほぼ対向してケース本体２１の上壁４１には蒸気冷媒回収口２６ａが形成されている。
【００２８】
さらにケース本体２１の底壁４０には、熱交換器本体２０の閉塞端２０ａと吸収液回収口２８ａとの間においてオーバーフロー壁４４が立設されている。オーバーフロー壁４４の高さは熱交換器本体２０の高さの１／３〜２／３の範囲内で設定され、それにより熱交換器本体２０の一部が吸収液面から露出する。そして熱交換器本体２０の高熱の露出部に、沸騰温度まで昇温された冷媒を吸収した吸収液（臭化リチウム中溶液）の飛沫が付着し、冷媒が瞬時に蒸発し、吸収液から蒸気冷媒が効率良く分離されることになる。
【００２９】
熱交換器本体２０の閉塞端部２０ａと蒸気冷媒回収口２６ａとの間には一枚の邪魔板（エリミネータ）４５が配設されている。邪魔板４５の基端はケース本体２１の上壁４１に溶接等で固定されている。邪魔板４５は、ケース本体２１内で沸騰した臭化リチウム中溶液から分離される蒸気冷媒と共に臭化リチウム液自体が蒸気冷媒回収管２６に飛び込むのを後部空間４３と共に防止する役割を果たしている。
【００３０】
すなわち、蒸気冷媒及び臭化リチウム液の飛沫は後部空間に向かう時に減速され、邪魔板４５により臭化リチウム液がはたき落とされることにより、その目的を達成し、従来のようにケース本体上部に臭化リチウム溶液と蒸気冷媒の分離のための蛇行した分離経路と蛇腹状の邪魔板を設置する必要がなく、構成を簡略化することができる。
【００３１】
ケース本体２１の吸収液供給口２９ａには臭化リチウム供給管２９が接続され、吸収液回収口２８ａには臭化リチウム回収管２８が接続され、蒸気冷媒回収口２６ａには蒸気冷媒回収管２６が接続される。吸収液回収口２８ａは広口に形成され、テーパ管部２８ｂを経て臭化リチウム回収管２８に続く。また熱交換器本体２０の導入口（導出口）３２に続く蒸気冷媒供給管１８には液冷媒回収管２３が下向きに接続されている。
【００３２】
液冷媒回収管２３の入口部には蒸気遮断手段４６が設けられており、この蒸気遮断手段４６により高温再生器１４からの蒸気冷媒が外部に漏出せず、熱交換器本体２０内には高温再生器からの蒸気圧力が加えられることになる。そして熱交換器本体２０内で凝縮された液冷媒は、高温再生器からの蒸気圧力に押されて、液冷媒回収管２３を経て凝縮器２４に送り込まれる。この蒸気遮断手段４６は、拡径されたフロート室４７と、フロート室４７の出口を塞ぐ栓部４８ａを有するフロート４８とにより構成される。
【００３３】
ケース本体２１側の臭化リチウム回収管２８にも同様のフロート５０を有する蒸気遮断手段４９が設けられており、蒸気冷媒を凝縮器２４に回収するために内部圧力を維持するのに用いられ、冷媒を分離した臭化リチウム濃溶液２７が液冷媒回収管２８より臭化リチウム供給器５へ還元される。
蒸気遮断手段４９は、ケース本体２１内の圧力が低いことから臭化リチウム回収管２８をＵ字状に変形させて、このＵ字部に臭化リチウム液が溜まるようにして蒸気を遮断しても良く、または臭化リチウム回収管２８の途中を内管径１ｍｍ位まで狭くして、液だけを通過させるようにしても良い。
【００３４】
高温再生器１４（図１）で発生した約１８０°Ｃの蒸気冷媒１６は蒸気冷媒供給管１８から導入口３２を経て熱交換器本体２０の内部に導かれる。また、高温再生器１４から臭化リチウム供給管２９を経て熱交換器本体２０の周囲に導入される臭化リチウム中溶液１７は、途中の高温熱交換器１３にて供給管１０より高温再生器１４に入る臭化リチウム希溶液９に熱量を与え、約１８０°Ｃの高温から約１１２°Ｃまでに降温されるが、ケース本体２１内の圧力が高温再生器１４内の圧力より極めて低いことから、臭化リチウム供給管２９からケース本体２１内に入るまでに自己蒸発を開始して放熱し、ケース本体２１内には約１０２°Ｃの臭化リチウム中溶液１７が導入され、オーバーフロー壁４４にて一定の液位１７ａに保たれる。
【００３５】
熱交換器本体２０内の蒸気冷媒１６は、熱交換器本体２０の周囲の臭化リチウム中溶液１７によって冷却されて凝縮し、液冷媒２２として熱交換器本体２０内を流下し、熱交換器本体２０の下部を伝って導入口３２から外部に排出されて液冷媒回収管２３より回収されていく。熱交換器本体２０内は高温再生器１４からの約１３０４．７ｔｏｒｒもの蒸気圧力によって満たされるが、熱交換器本体２０の周囲の臭化リチウム中溶液１７によって凝縮し、この凝縮のため容積が減少して圧力が低下するため、高温再生器１４で発生する蒸気冷媒１６は連続的に吸引されて間断なく液冷媒２２を排出する。
【００３６】
また、熱交換器本体２０内の蒸気冷媒１６は液冷媒回収管２３の蒸気遮断器（手段）４６によって維持され、熱交換器本体２０内で凝縮した液冷媒２２はこの蒸気遮断器４６内に蓄積し、この液冷媒２２の蓄積によりフロート４８が浮上して、液冷媒回収管２３への流路を開き、蒸気冷媒１６が液冷媒回収管２３へ逃げるのを阻止して、熱交換器本体２０内の蒸気圧力を維持し、この結果、熱交換器本体２０に導入された蒸気冷媒１６が凝縮して蒸気圧力が低下し、この蒸気圧力の低下によって高温再生器１４から蒸気冷媒１６が連続的に取り込まれる。
【００３７】
一方、熱交換器本体２０の周囲に導入された臭化リチウム中溶液１７は熱交換器本体２０内に導入された１８０°Ｃの蒸気冷媒１６によって加熱され、約１０２°Ｃの温度が、約９２．５ｔｏｒｒでの冷媒を含んだときの臭化リチウム溶液の沸騰温度である約１１２°Ｃまで昇温し、臭化リチウム中溶液１７は蒸気冷媒を噴出するとともに盛んに液面から沸騰温度の飛沫１７ｂを噴出する。
【００３８】
特に本実施例ではオーバーフロー壁４４によって臭化リチウム中溶液１７の液位１７ａは、液面から噴出する飛沫１７ｂが満遍なく吹きかかり、そして熱交換器本体２０内の蒸気を冷却するために、熱交換器本体２０が１／３〜２／３程度浸るように維持され、その熱交換器本体の露出部に沸騰した臭化リチウム中溶液１７の飛沫１７ｂが付着することにより、さらに熱量を与えて、飛沫１７ｂに含まれる冷媒を効率良く蒸発分離させる。
【００３９】
もし熱交換器本体２０が総て吸収液１７内に浸されていれば、臭化リチウム中溶液１７の下部の導入温度は約１０２°で、これが熱交換器本体２０によって受熱されて約９２．５ｔｏｒｒでの冷媒を含んだ時の臭化リチウム溶液の沸騰温度である約１１２°Ｃまで昇温するが、この液の昇温は液体同士が熱交換を行う自由対流熱交換に依存されるため、非常に液体の昇温が遅く、その結果、冷媒が蒸発し難い。
【００４０】
本例の場合は液面１７ａが沸騰のために飛沫１７ｂを盛んに吹き出し、この沸騰温度の飛沫１７ｂが露出した熱交換器本体２０の表面に付着し、更に熱量を与えることから臭化リチウム中溶液１７内に含まれている冷媒が瞬時に蒸発分離する。そして、この時の飛沫１７ｂが熱交換器本体２０の露出部に付着する時の熱交換作用により、熱交換器本体２０内の蒸気冷媒も効率的に熱量を奪われることから、蒸気冷媒１６も効率良く液冷媒２２に凝縮される。
【００４１】
すなわち約１１２°Ｃもの約９２．５ｔｏｒｒ程度の圧力下における冷媒を含んだ吸収液の沸騰温度に昇温されている飛沫１７ｂが熱交換器本体からの僅かな受熱により昇温することにより、効率的な熱交換がなされ、冷媒を分離することができ、この時の熱交換作用による熱交換器本体２０内の蒸気冷媒の凝縮も促進され、結果的に吸収液からの冷媒の分離能力が向上することから、低温再生器１９を小型に構成することができ、冷房の負荷変動に対して追従することができる。
【００４２】
この時の冷媒の分離状態は、鍋で水を沸騰させる状態と加熱したフライパンに水を掛ける状態とを想起すると分かり易い。すなわち、鍋で水を沸騰させるよりフライパンに水を掛ける方が瞬時に蒸発させることができ、そして大量に蒸発させることができる。そしてフライパンに掛ける水が沸騰温度近辺のものであったなら、より蒸発が促進されることは明白であろう。
【００４３】
熱量は Ｑ＝Ｕ・Ａ・ΔＴ
（Ｕ：総括熱伝達係数、Ａ：面積、ΔＴ：温度差）
で表され、従来の空気調和装置における低温再生器の熱交換器に比べると、上記式により熱交換器の総括熱伝達係数が飛躍的に向上する。このため熱交換器２０の面積を縮小しても充分な熱量を得ることができる。この結果、熱交換器２０の面積を小面積に形成することができ、また低温再生器１９内に貯留する吸収液としての臭化リチウム中溶液１７を熱交換器本体２０より露出するように貯留することと併せて、熱効率の増大による効果により大幅に貯留量を減少させることができる。
【００４４】
この結果、吸収液の減少と熱効率の向上に対し、高温再生器もバーナなどを小型下することができ、更に高温再生器にて加熱する吸収液も減少することから、高温再生器１４自体も小型に構成することができ、冷房装置自体の吸収液量が減少することから回収タンク８も小型化され、そして吸収器７の冷却も容易になり、従来のように冷却水を用いて冷却する必要がなくなり、実用的な空冷を行うことができる。そして、吸収器自体に吸収されている冷媒量も少なくすることができるため、凝縮器３０も空冷によってその目的を達成することができる。
【００４５】
オーバーフロー壁４４を乗り越えた臭化リチウム液２７は冷媒を分離した臭化リチウム濃溶液として臭化リチウム回収管２８から回収されていく。そして、臭化リチウム回収管２８に設けられた蒸気遮断器（手段）４９によって凝縮器２４（図１）からの吸引力を一定に維持し、ケース本体２１の蒸気室（空間）４２，４３内の蒸気冷媒２５は蒸気冷媒回収管２６より総て回収されていく。
【００４６】
また、ケース本体２１内の臭化リチウム中溶液１７の冷媒の分離を促進するために、ケース本体２１内を冷媒の分離に好適な９２．５ｔｏｒｒの圧力に維持する。そのために凝縮器２４（図１）を冷却し、蒸気冷媒を低温再生器１９から回収して冷媒の分離に必要な圧力値にケース本体１９内を維持する。これは凝縮器２４内の温度を温度センサ５２（図１）で監視し、所定の温度になるように冷媒凝縮用ファン５３で冷却して調整する。この結果、低温再生器１９内に発生する蒸気冷媒２５は効率良く回収され、回収効率の向上と共に装置の簡素化が図られる。
【００４７】
【発明の効果】
以上のように、請求項１〜４記載の発明によれば、熱交換器の周囲に導入された冷媒を含む吸収液が、蒸気冷媒によって高温になった熱交換器から熱量をもらって沸騰し、沸騰面から盛んに飛沫を吹き上げ、上部に露出している高温の熱交換器表面に飛沫が付着して瞬時に飛沫内の冷媒を蒸発分離させると同時に、熱交換器に導入される高温の蒸気冷媒が熱交換器の周囲の低温の吸収液で冷やされて液冷媒に凝縮し、熱交換器の内部圧力が高温再生器で発生する蒸気圧力より低く維持され、高温再生器から蒸気冷媒を連続的に吸引して熱交換器内に取り込むことができるから、冷媒の分離能力が格段に向上し、それにより低温再生器を小型化することができると共に、熱交換効率を飛躍的に増大させることができる。
【００４８】
また、請求項５記載の発明によれば、ケース本体内で邪魔板が蒸気冷媒回収口へ吸収液の飛沫の浸入を防ぐから、生成する冷媒の純度が高く保たれる。また、請求項６記載の発明によれば、熱交換器本体をケース本体に片持ち固定したから、熱交換器本体の長手方向への熱膨張や熱収縮時の応力が接合部に加わらず、その結果、熱交換器本体ないしケース本体の破損が防止され、機械的強度を上げるための剛性を増す必要がなくなり、低温再生器自体の薄肉小型化が可能となる。また、請求項７記載の発明によれば、熱交換器本体の放熱室を垂直に形成したから液冷媒が流下しやすくなる。また、請求項８記載の発明によれば、放熱室を構成する放熱板の凸部と凹部とを同方向に形成したから、放熱板の間隔を狭くしても放熱室内で凸部と凹部との間に液冷媒の溜まりが発生せず、その部分での熱交換作用が良好に行われると共に、熱交換器本体を長手方向にコンパクト化できる。さらに、請求項９記載の発明によれば、熱交換器本体を導出口兼用の導入口側に傾斜させたから液冷媒の回収効率が高まる。
【００４９】
また、請求項１０〜１２記載の発明によれば、液冷媒回収路や吸収液回収路にフロート等による蒸気冷媒遮断手段を設けたから、熱交換器本体内やケース本体内の蒸気冷媒が各回収路に逃げることがなく、ケース本体内の圧力が一定に維持され、熱交換器本体内での液冷媒への凝縮化が確実に行われ、且つケース本体内の蒸気冷媒は蒸気冷媒回収路に確実に導出され、その結果、熱交換器本体内に新たな蒸気冷媒が効率的に吸引され、ケース本体内では冷媒蒸気が連続的に発生して、冷媒の生成が効率的に行われる。
【００５０】
以上の結果、請求項１〜１２記載の発明によれば、低温再生器を小型化できると共にその機械的強度を向上させることができ、且つ熱交換効率を飛躍的に増大させることができる。そして低温再生器の熱交換器の面積を小面積に形成し、低温再生器内に貯留する吸収液を低温再生器の熱交換器が露出するように貯留し、且つ熱効率増大の効果により大幅に貯留量を減少させることができる。さらに、吸収液の減少と熱効率の向上に伴い、高温再生器もバーナなどを小型化することができ、高温再生器にて加熱する吸収液も減少することから、高温再生器自体も小型に構成でき、バーナに供給する燃料も少なくなり、冷房負荷の変動に対しても追従することが可能となる。また冷房装置として全体の吸収液量が減少することから回収タンクも小型化され、そして吸収器の冷却も容易になり、従来のように冷却水を用いて冷却する必要がなくなり、実用的な空冷を行うことができ、吸収器自体に回収される冷媒量も少なくすることができるため、凝縮器も空冷によってその目的を達成することができる。
【００５１】
これらの結果、家庭用としての吸収式冷房装置を提供することができ、従来のようなフロンガスに代わって吸収液として臭化リチウムを使用するから、環境の悪化を防止でき、さらは従来の空気調和装置とは異なり、コンプレッサを使用しないので省エネルギ運転が行え、電力需要の低下を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の低温再生器を含む空気調和装置全体の説明図である。
【図２】本発明に係る低温再生器の一実施例を示す縦断面図である。
【図３】同じく横断面図である。
【図４】上記低温再生器の作用を示す縦断面図である。
【図５】同じく作用を示す横断面図である。
【図６】従来の低温再生器を含む空気調和装置全体の説明図である。
【符号の説明】
１６，２５ 蒸気冷媒
１７ 吸収液（臭化リチウム中溶液）
１９ 低温再生器
２０ 熱交換器本体
２１ ケース本体
２２ 液冷媒
２３ 液冷媒回収管
２６ａ 蒸気冷媒回収口
２７ 吸収液（臭化リチウム濃溶液）
２９ａ 吸収液供給口
２８ 吸収液回収管
２８ａ 吸収液回収口
３１ 放熱室
３２ 導入口
３３，３４ 放熱板
３８ 放熱用凸部
３９ 放熱用凹部
４４ オーバーフロー壁
４５ 邪魔板
４６，４９ 蒸気遮断手段
４８，５０ フロート

Claims (12)

1. 高温の蒸気冷媒に対する導入口を一方に有して他方を袋小路状に閉塞した熱交換器本体と、該熱交換器本体を包囲し、冷媒を含む吸収液に対する供給口と、冷媒蒸発後の吸収液に対する回収口と、蒸気冷媒回収口とを有するケース本体とを備え、該ケース本体の内側において該熱交換器本体の一部が該吸収液の液面から露出するように構成されていることを特徴とする空気調和装置の低温再生器。
2. 前記導入口が液冷媒の導出口を兼ね、該導入口から前記熱交換器本体内に導入された蒸気冷媒が前記吸収液によって冷却されて凝縮し、凝縮した液冷媒が該導入口から排出されることを特徴とする請求項１記載の空気調和装置の低温再生器。
3. 前記熱交換器本体を前記吸収液に対して1/3 〜2/3 の高さの範囲で露出させることを特徴とする請求項１，２の何れかに記載の空気調和装置の低温再生器。
4. 前記吸収液に対するオーバーフロー壁を前記ケース本体の内側に設けて吸収液面位置を規定し、該オーバーフロー壁から溢れた吸収液を前記回収口に導入することを特徴とする請求項１〜３の何れかに記載の空気調和装置の低温再生器。
5. 前記蒸気冷媒回収口と前記吸収液の液面との間において前記ケース本体に該吸収液の飛沫に対する邪魔板を設けたことを特徴とする請求項１〜４の何れかに記載の空気調和装置の低温再生器。
6. 前記熱交換器本体を前記導入口側において前記ケース本体に片持ち接合したことを特徴とする請求項１，２，５の何れかに記載の空気調和装置の低温再生器。
7. 前記熱交換器本体には吸収液の液面に対して垂直方向に複数の放熱室が並列に形成されていることを特徴とする請求項１，２，６の何れかに記載の空気調和装置の低温再生器。
8. 前記放熱室を構成する二枚の対向する放熱板の一方に放熱用凸部を形成し、他方に該放熱用凸部と同方向に凹部をなす放熱用凹部を形成し、該放熱室内の該放熱用凸部と該放熱用凹部の部分の内部間隔は、他の放熱室内の内部間隔と等しく構成されていることを特徴とする請求項１，２，６，７の何れかに記載の空気調和装置の低温再生器。
9. 前記熱交換器本体を前記ケース本体に対して前記導入口側を低く傾斜させたことを特徴とする請求項１，２，６，７，８の何れかに記載の空気調和装置の低温再生器。
10. 前記導入口に液冷媒回収路が接続され、該液冷媒回収路には前記蒸気冷媒に対する蒸気遮断手段が設けられたことを特徴とする請求項１，２，９の何れかに記載の空気調和装置の低温再生器。
11. 前記回収口に吸収液回収路が接続され、該吸収液回収路には、吸収液から分離された蒸気冷媒に対する蒸気遮断手段が設けられたことを特徴とする請求項１，４，１０の何れかに記載の空気調和装置の低温再生器。
12. 前記蒸気遮断手段には、液冷媒ないし吸収液の流入と同時に浮上して流路を開放するフロートを含むことを特徴とする請求項１０，１１記載の空気調和装置の低温再生器。

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