JP3856181B2 - 蒸発器、吸収器および過冷却器の組合せ一体型熱交換器およびその製造方法 - Google Patents
蒸発器、吸収器および過冷却器の組合せ一体型熱交換器およびその製造方法 Download PDFInfo
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本願の発明は、吸収冷凍機において使用される蒸発器、吸収器および過冷却器の組合せ一体型熱交換器およびその製造方法に関し、特に熱交換性能に優れ、構造の小型化が可能な蒸発器、吸収器および過冷却器の組合せ一体型熱交換器と、その安価で、高品質がもたらされる製造方法とに関する。
【０００２】
【従来技術、発明が解決しようとする課題】
吸収冷凍機の蒸発器、吸収器、過冷却器等は、従来、管式熱交換器により構成されることが多く、これら管式熱交換器が、単胴型もしくは双胴型吸収冷凍機の胴体内に設置されるか、もしくは胴体外に独立して設置され、相互の間は、胴体内の通路か、もしくは配管により接続されている。
【０００３】
このため、吸収冷凍機の製造に当たっては、蒸発器、吸収器、過冷却器等の各熱交換器を別々に製作した上、これらを個別に胴体内もしくは胴体外に取付け、固定し、その後、所要の配管施工をし、さらに、仕切り板を取付けるなど、多くの追加工が必要であり、これらの熱交換器の製作、組付け、ひいては吸収冷凍機の熱交換器部分の製造に手間を要し、しかも構造が大型化、複雑化するなどの問題が生じていた。
【０００４】
本出願人は、先に、これらの問題点を解決すべく、以下に述べるような蒸発器、吸収器および過冷却器の組合せ一体型熱交換器の発明について、特許出願を行なった（特願平９−３４９６３号）。
【０００５】
すなわち、この発明は、蒸発器、吸収器および過冷却器が、それぞれ多板式熱交換器により構成されており、該多板式熱交換器は、両面に凹凸加工を施した２枚の板状体を互いに重ね合わせて形成した素子を複数重ね合わせ、各素子の内側の空間を一方の熱伝達媒体を通過させるための通路とし、各素子間の空間を他方の熱伝達媒体を通過させるための通路として形式され、過冷却器は、蒸発器もしくは吸収器の上部に連設されて一体的に形成され、吸収器と、前記一体的に形成された蒸発器および過冷却器とは、仕切り板により隔てられてケーシング内に収容され、これらが一体に組み付けられて後、ロウ付けされたことを特徴とする蒸発器、吸収器および過冷却器の組合せ一体型多板式熱交換器である。
【０００６】
先のこの発明によれば、前記のような問題点を十分満足できる程度に解決できる反面、蒸発器において生成される蒸発冷媒（冷媒蒸気）の保有する熱の回収が未だ十分とはいえず、過冷却器を出る凝縮冷媒の温度が十分に下がり切らないので、ブラインの冷却性能および蒸発冷媒の吸収性能が十分に満足できるものとはいえず、改善すべき点が残されていた。
【０００７】
また、過冷却器がその上部に連設されない側の蒸発器もしくは吸収器の上部には、無駄な空間が生じており、それだけ熱交換器の構造が大型化していたので、今なお小型化の余地が残されていた。
【０００８】
本願の発明は、これらの問題点を解決して、熱交換性能の向上とさらなる構造の小型化、ひいては、吸収冷凍機の成績係数の向上とさらなる構造の小型化とを可能にする蒸発器、吸収器および過冷却器の組合せ一体型熱交換器を提供するとともに、このような組合せ一体型熱交換器の安価で、高品質がもたらされる製造方法を提供することを課題とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段および効果】
本願の発明は、前記のような課題を解決した蒸発器、吸収器および過冷却器の組合せ一体型熱交換器およびその製造方法に係り、その請求項１に記載された発明は、組合せ一体型熱交換器のケーシングが、２つのケーシング部分を備え、前記２つのケーシング部分が、上方の連通路を介して連通され、該連通路より下方の断熱間隙を介して隔てられ、前記２つのケーシング部分のうちの一方のケーシング部分に、蒸発器が収容され、同他方のケーシング部分に、吸収器が収容され、過冷却器が、前記連通路を横切って、前記蒸発器の上部と前記吸収器の上部とにまたがるようにして横置きに配設された蒸発器、吸収器および過冷却器の組合せ一体型熱交換器において、前記ケーシングが、縦断面視略逆Ｕ字状をなして両端が開口された中空ケースと、該中空ケースの両端の開口を閉塞する２枚の蓋板とにより構成され、前記中空ケースの縦断面視略逆Ｕ字状の一方の脚部側の周囲器壁が、前記一方のケーシング部分とされ、同他方の脚部側の周囲器壁が、前記他方のケーシング部分とされ、同両方の脚部をつなぐ部分の空間が、前記連通路とされたことを特徴とする蒸発器、吸収器および過冷却器の組合せ一体型熱交換器である。
【００１０】
請求項１に記載された発明は、前記のように構成されており、蒸発器、吸収器および過冷却器の組合せ一体型熱交換器が、次のような構造からなっている。
すなわち、組合せ一体型熱交換器のケーシングが、２つのケーシング部分からなり、該２つのケーシング部分が、上方の連通路を介して連通され、該連通路より下方の断熱間隙を介して隔てられ、該２つのケーシング部分のうちの一方のケーシング部分に、蒸発器が収容され、同他方のケーシング部分に、吸収器が収容され、過冷却器が、前記連通路を横切って、前記蒸発器の上部と前記吸収器の上部とにまたがるようにして横置きに配設されている。
【００１１】
この結果、過冷却器の伝熱面積を十分に取ることが可能になり、該過冷却器内を流れる凝縮冷媒と蒸発器において生成される蒸発冷媒とは、直交対向流形式の熱交換をなすことができるようになり、連通路より下方の断熱間隙により、蒸発器と吸収器との間に熱移動が生じることもないので、各熱交換器部分（蒸発器、吸収器、過冷却器）における熱交換性能が向上し、蒸発器におけるブラインの冷却性能が向上するとともに、吸収器における蒸発冷媒の吸収が促進されて、吸収冷凍機の成績係数が向上する。
【００１２】
また、蒸発器と吸収器の上方の空間領域に空きスペースが生ずることがなくなり、スペース効率が向上して、蒸発器、吸収器および過冷却器の組合せ一体型熱交換器のさらなる構造の小型化、ひいては、吸収冷凍機のさらなる構造の小型化が可能になる。
【００１３】
また、２つのケーシング部分の連通路を横切って、蒸発器の上部と吸収器の上部とにまたがるようにして横置きに配設される過冷却器は、エリミネータとしての機能を奏し、蒸発器において生成される蒸発冷媒に含まれる液滴を分離して、蒸発冷媒が液滴を伴って蒸発器を出て行くのを防止し、また、吸収器において噴霧される吸収液が、その跳ね返りにより蒸発器側に混入するのをよく防止する。
【００１４】
さらに、前記のような効果を奏する組合せ一体型熱交換器のケーシングが、縦断面視略逆Ｕ字状をなして両端が開口された中空ケースと、該中空ケースの両端の開口を閉塞する２枚の蓋板とにより構成され、該中空ケースの縦断面視略逆Ｕ字状の一方の脚部側の周囲器壁が、前記一方のケーシング部分とされ、同他方の脚部側の周囲器壁が、前記他方のケーシング部分とされ、同両方の脚部をつなぐ部分の空間が、前記連通路とされるので、ケーシングの製造がきわめて容易になり、ひいては、蒸発器、吸収器および過冷却器の組合せ一体型熱交換器の製造がきわめて容易になる。
【００１５】
また、請求項２記載のように請求項１記載の発明を構成することにより、中空ケースは、押出し加工により一体に形成されるので、ケーシングの製造がさらに容易になり、ひいては、蒸発器、吸収器および過冷却器の組合せ一体型熱交換器の製造がさらに容易になる。
【００１６】
また、請求項３記載のように請求項１または請求項２記載の発明を構成することにより、蒸発器と吸収器とは、多板式熱交換器により構成され、過冷却器は、偏平なフィン・アンド・チューブ式熱交換器により構成されるので、ロウ付け手段を用いて、これら個々の熱交換器の製作を容易に行なうことができる。
【００１７】
さらに、その請求項４に記載された発明は、次の▲１▼〜▲６▼の工程からなることを特徴とする請求項１記載の蒸発器、吸収器および過冷却器の組合せ一体型熱交換器の製造方法である。
▲１▼前記中空ケースを押出し加工により一体に形成し、前記２枚の蓋板をプレス加工によりそれぞれ形成する。
▲２▼前記中空ケースの所定個所に、凝縮冷媒の噴霧管、濃吸収液の噴霧管および希吸収液の出口管をロウ付けにより一体に固着し、前記２枚の蓋板のうちのいずれか一方もしくは双方の所定個所に、各種センサ取付け用のボスをロウ付けにより一体に固着する。
▲３▼前記工程▲２▼において得られた中空ケースの一方の脚部側の空間に蒸発器のコア部分を組み付け、同他方の脚部側の空間に吸収器のコア部分を組み付け、過冷却器を、同両方の脚部をつなぐ部分の空間を横切って、前記蒸発器の上部と前記吸収器の上部とにまたがるようにして横置きに組み付けて、中空ケース、各種管類、蒸発器、吸収器および過冷却器の仮組立体を形成する。
▲４▼前記工程▲３▼において得られた仮組立体において、前記蒸発器へのブラインの入口管および出口管、前記吸収器への冷却水の入口管および出口管ならびに前記過冷却器への凝縮冷媒の入口管および出口管を、前記中空ケースの外方から、該中空ケースに形成された各取付け孔を貫通させて、各熱交換器にそれぞれ組み付ける。
▲５▼前記ブラインの入口管および出口管、前記冷却水の入口管および出口管ならびに前記凝縮冷媒の入口管および出口管が前記中空ケースに形成された各取付け孔を貫通する部分に、ティグ溶接を施して、これらの管と前記蒸発器、前記吸収器および前記過冷却器とをそれぞれ結合するともに、前記中空ケースと前記蒸発器、前記吸収器および前記過冷却器とをそれぞれ結合する。
▲６▼前記中空ケースの両端の開口に前記２枚の蓋板をそれぞれ当てがい、当接部にティグ溶接を施して、これらの開口をこれら２枚の蓋板で閉塞する。
【００１８】
請求項４に記載された発明は、前記のように構成されており、前記のような種々の効果を奏する請求項１記載の蒸発器、吸収器および過冷却器の組合せ一体型熱交換器が、前記工程▲１▼ないし▲６▼により製造される。
【００１９】
この結果、組合せ一体型熱交換器のケーシングを構成する中空ケースが、押出し加工により一挙に一体に形成され、同じく組合せ一体型熱交換器のケーシングを構成する２枚の蓋板が、プレス加工によりそれぞれ形成される（工程▲１▼）。そして、このようにして得られた中空ケースと２枚の蓋板とを用いて、中空ケースの両端の開口を２枚の蓋板で閉塞することにより、ケーシングを構成することができるので、ケーシングの製造がきわめて容易になり、ひいては、組合せ一体型熱交換器の製造がきわめて容易になる。
【００２０】
また、ケーシングを構成する部品点数が最小限にされるので、部品間の結合を要する個所が少なくなり、それだけケーシングを堅牢に構成することができ、ひいては、組合せ一体型熱交換器を堅牢に構成することができて、優れた熱交換性能とも相俟って、高品質の組合せ一体型熱交換器が得られる。
【００２１】
また、前記工程▲２▼ないし▲６▼においては、組合せ一体型熱交換器の製造のための同種の作業が同時に処理されて、次の同種の作業へと進んで行くので、作業能率が向上して、生産性が向上し、製造コストを低減することができる。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下、図１ないし図６に図示される本願の請求項１ないし請求項４に記載された発明の一実施形態について説明する。
図１は、本実施形態における蒸発器、吸収器および過冷却器の組合せ一体型熱交換器の正面蓋板を切除して見た正面図、図２は、図１の組合せ一体型熱交換器のケーシングを構成する中空ケースの製造方法を説明するための図、図３は、図１の組合せ一体型熱交換器の一製造工程を示す図、図４は、同他の製造工程を示す図、図５は、図１および図４における蒸発器のブライン入口管結合部の拡大図であって、ティグ溶接による蒸発器とブライン入口管との結合状態および蒸発器と中空ケースとの結合状態を示す図、図６は、図５の要部の右側面図である。
【００２３】
図１に図示されるように、本実施形態における蒸発器６、吸収器７および過冷却器８の組合せ一体型熱交換器１は、そのケーシング２が、２つのケーシング部分３、４を備えており、これら２つのケーシング部分３、４は、それらの間の上方部の連通路５を介して連通され、該連通路５より下方の断熱間隙Ｂを介して隔てられて、対面させられている。
【００２４】
２つのケーシング部分３、４は、縦長の直方体の中空容器形状をなしており、それらの縦断正面図における形状は、図１に図示されるように、縦長の矩形形状であって、それらの左右幅は、一方のケーシング部分３の左右幅よりも、他方のケーシング部分４の左右幅の方が大きくされている。
【００２５】
連通路５は、２つのケーシング部分３、４の間の上方部に、それらの内部空間と比較して括れた形状に、かつ、後で詳しく説明するように、紙面に直交する方向に細長く、同方向に平行な面による断面形状が矩形に形成されて、設けられている。そして、その器壁は、２つのケーシング部分３、４の器壁と一体に形成されている。
【００２６】
断熱間隙Ｂは、連通路５の下方に、２つのケーシング部分３、４の対向壁面と連通路５の底壁５a とにより画成されて形成された下方開口の間隙であって、この間隙により、後述する蒸発器６と吸収器７との間に熱の移動が生じない。この断熱間隙Ｂは、後述する中空ケース20の押し出し加工に支障のない範囲において、できるだけ幅の狭い間隙にされるのが、組合せ一体型熱交換器１の小型化のために望ましい。
【００２７】
このようにして、２つのケーシング部分３、４と連通路５の器壁部分とから構成されたケーシング２のうちの一方のケーシング部分３には、蒸発器６が収容され、他方のケーシング部分４には、吸収器７が収容されている。これらの蒸発器６および吸収器７は、詳細には図示されていないが、多板式熱交換器により構成されている。
【００２８】
過冷却器８は、連通路５を横切って、蒸発器６の上部と吸収器７の上部とにまたがるようにして横置きに配設されている。該過冷却器８は、詳細には図示されていないが、偏平なラジエータタイプのフィン・アンド・チューブ式熱交換器により構成されている。
【００２９】
また、過冷却器８は、その図１において中央よりやや右方の部分が、連通路５の底壁５a に支持され、その左方のヘッダ部分が、凝縮冷媒の入口管８a を介して他方のケーシング部分４の側壁に支持され、また、その右方のヘッダ部分が、凝縮冷媒の出口管８b を介して一方のケーシング部分３の側壁に支持されている。凝縮冷媒の入口管８a 、出口管８b は、各ケーシング部分４、３の側壁を気密に貫通している。
【００３０】
一方のケーシング部分３内において、過冷却器８の右方部分と蒸発器６との間の空間内には、過冷却器８を出て膨張弁９により減圧させられた凝縮冷媒の噴霧管10が、一方のケーシング部分３の側壁を気密に貫通して取り付けられている。この噴霧管10としては、図示のような直管のほかに、Ｔ字管を用いることもできる。
【００３１】
また、他方のケーシング部分４内において、過冷却器８の左方部分と吸収器７との間の空間内には、図示されない再生器を出て濃縮された濃吸収液の噴霧管11が、他方のケーシング部分４の側壁を気密に貫通して取り付けられている。この噴霧管11も、図示のような直管のほかに、Ｔ字管を用いることができる。
【００３２】
蒸発器６には、ブラインが、その下方の入口管12から流入し、その上方の出口管13から流出する。この間に、噴霧管10から噴霧される凝縮冷媒により、該凝縮冷媒の蒸発熱を奪われて、冷却される。
【００３３】
吸収器７には、冷却水が、その下方の入口管14から流入し、その上方の出口管15から流出する。この間に、噴霧管11から噴霧される濃吸収液が、蒸発器６において生成された蒸発冷媒（冷媒蒸気）を吸収しつつ、希吸収液となって、他方のケーシング部分４の底部に溜まる。該底部に溜まった希吸収液は、出口管16を経て次段の再生器へと送られる。
【００３４】
蒸発器６において生成された蒸発冷媒（温度１０°Ｃ）は、次段の吸収器７に移行して濃吸収液に吸収される前に、先ず、一方のケーシング部分３の上方の空間領域Ａ3 内において、過冷却器８の右方部分内を流れる凝縮冷媒の流れと直交する上方向に流れて、これと熱交換を行なう。
【００３５】
次いで、他方のケーシング部分４の上方の空間領域Ａ4 内において、過冷却器８の左方部分内を流れる凝縮冷媒の流れと直交する下方向に流れて、これと熱交換を行なう。このようにして、蒸発冷媒と凝縮冷媒との間で、直交対向流形式による熱交換が行なわれる。
【００３６】
この間に、凝縮冷媒の温度は、入口における５０°Ｃから、出口における３５°Ｃにまで低下させられる。この温度は、従来の組合せ一体型熱交換器が使用される場合に比べて、数度低くなっており、それだけ蒸発器６におけるブラインの冷却性能が向上されている。
【００３７】
他方、過冷却器８の右方部分を出た蒸発冷媒の温度は２０°Ｃに上昇し、次いで、左方部分を出て吸収器７に向かう蒸発冷媒の温度は４０°Ｃに上昇しているが、この温度も、従来の組合せ一体型熱交換器が使用される場合に比べて、数度低くなっており、それだけ吸収器７の冷却水の負担が軽減されて、吸収効率が向上されている。
【００３８】
次に、本実施形態における蒸発器６、吸収器７および過冷却器８の組合せ一体型熱交換器１の製造方法について説明する。この製造方法は、次の６つの工程からなっている。
【００３９】
先ず、図３に図示されるように、ケーシング２の構成要素である中空ケース20と２枚の蓋板25、25とを製造する。中空ケース20は、縦断面視略逆Ｕ字状をなして、両端が開口されており、押出し加工により形成される。２枚の蓋板25、25は、該中空ケース20の両端の開口を閉塞する部品であって、プレス加工により形成される（工程▲１▼）。
【００４０】
図２には、中空ケース20が押出し加工により製造される一工程が図示されている。同図に図示されるように、中空ケース20は、押出し加工により製造された細長い縦断面視略逆Ｕ字状の素材30を、ケーシング２の奥行き寸法毎に、切断線Ｌの位置において切断することにより得られる。
【００４１】
ケーシング２は、前記のとおり、２つのケーシング部分３、４と連通路５の器壁とが一体化されて構成されているが（図１参照）、その実際の製造方法は、前記のようにして得られた中空ケース20と２枚の蓋板25、25とを用いて、以下に述べる工程▲２▼〜▲５▼を経た後、これらを組み立てて、当接部をティグ溶接により結合して、一体化することにより製造される。中空ケース20は、ケーシング２の胴体部分をなしている。
【００４２】
このようにして製造されるケーシング２は、その胴体部分をなす中空ケース20の縦断面視略逆Ｕ字状の一方の脚部21側の周囲器壁が、前記した一方のケーシング部分３とされ、同他方の脚部22側の周囲器壁が、前記した他方のケーシング部分４とされ、同両方の脚部21、22をつなぐ部分の空間Ｅが、前記した連通路５とされて、使用される。
【００４３】
そこで、次いで、図３に図示されるように、中空ケース20の所定個所に、凝縮冷媒の噴霧管10、濃吸収液の噴霧管11および希吸収液の出口管16をロウ付けにより一体に固着する。同時に、２枚の蓋板25、25のうちのいずれか一方もしくは双方の所定個所に、各種センサ取付け用のボス17をロウ付けにより一体に固着する（工程▲２▼）。
【００４４】
次いで、工程▲２▼において得られた中空ケース20の一方の脚部21側の空間Ｃに蒸発器６のコア部分を組み付け、同他方の脚部22側の空間Ｄに吸収器７のコア部分を組み付け、過冷却器８のコア部分を、同両方の脚部21、22をつなぐ部分の空間Ｅを横切って、蒸発器６の上部と吸収器７の上部とにまたがるようにして横置きに組み付けて、図４に図示されるような中空ケース20、各種管類10、11、16（管11、16については図３参照）、蒸発器６、吸収器７および過冷却器８の仮組立体を形成する（工程▲３▼）。
【００４５】
次いで、工程▲３▼において得られた仮組立体において、蒸発器６へのブラインの入口管12および出口管13、吸収器７への冷却水の入口管14および出口管15（図１参照）ならびに過冷却器８への凝縮冷媒の入口管８a および出口管８b （入口管８a については図１参照）を、中空ケース20の外方から、該中空ケース20に形成されたそれぞれの取付け孔を貫通させて、蒸発器６、吸収器７および過冷却器８の各管連結部にそれぞれ組み付ける（工程▲４▼。図４参照）。
【００４６】
次いで、ブラインの入口管12および出口管13、冷却水の入口管14および出口管15ならびに凝縮冷媒の入口管８a および出口管８b が中空ケース20に形成されたそれぞれの取付け孔を貫通する部分に、ティグ溶接を施して、これらの管12、13、14、15、８a 、８b と蒸発器６、吸収器７および過冷却器８とをそれぞれ結合するともに、中空ケース20と蒸発器６、吸収器７および過冷却器８とをそれぞれ結合する（工程▲５▼）。
【００４７】
図５および図６には、ブラインの入口管12が中空ケース20に形成された取付け孔23を貫通する部分に、ティグ溶接を施して、該入口管12と蒸発器６とを結合するとともに、中空ケース20と蒸発器６とを結合する態様が図示されている。
【００４８】
これらの図から明らかなように、ティグ溶接は、入口管12が取付け孔23を貫通する部分の２個所に施されており、そのうちの一方の個所のティグ溶接Ｔi は、入口管12が蒸発器６の管連結部に嵌入する部分の入口管12の付け根部分に施されており、これにより、入口管12と蒸発器６とが結合されている。
【００４９】
また、他方の個所のティグ溶接Ｔo は、取付け孔23の内周面と蒸発器６の側板24の外表面とが出会う角部に、取付け孔23の内周面の全周を巡って施されており、これにより、中空ケース20と蒸発器６（その下方部）とが結合されている。
【００５０】
このようなティグ溶接Ｔi 、Ｔo は、他のブラインの出口管13、冷却水の入口管14および出口管15ならびに凝縮冷媒の入口管８a および出口管８b が中空ケース20に形成されたそれぞれの取付け孔を貫通する部分に対しても、同様に実施されて、これにより、これらの各管13、14、15、８a 、８b と蒸発器６、吸収器７および過冷却器８とがそれぞれ結合されるとともに、中空ケース20とこれら蒸発器６、吸収器７および過冷却器８とがそれぞれ結合される。
【００５１】
なお、ティグ溶接Ｔi 、Ｔo は、合体されて施されてもよい。また、各管12、13、14、15、８a 、８b と蒸発器６、吸収器７および過冷却器８との各結合が、シール手段を介して液密に堅固になされる場合には、各管12、13、14、15、８a 、８b と中空ケース20との間にのみ、それぞれティグ溶接を施して、これにより、中空ケース20とこれら蒸発器６、吸収器７および過冷却器８とをそれぞれ結合するようにしてもよい。
【００５２】
最後に、中空ケース20の両端の開口に２枚の蓋板25、25をそれぞれ当てがい、当接部にティグ溶接を施して、これらの開口をこれら２枚の蓋板25、25で閉塞する（工程▲６▼）。
このようにして、蒸発器６、吸収器７および過冷却器８の組合せ一体型熱交換器１の製造が完了する。
【００５３】
以上のような、蒸発器６、吸収器７および過冷却器８の組合せ一体型熱交換器１の製造方法において採用されるロウ付けは、構成材がＦe またはＳＵＳである場合には、Ｃu ロウ付けまたはＮi ロウ付けが、また、構成材がＡl である場合には、通常のクラッドロウ付けが採用される。
【００５４】
本実施形態における蒸発器６、吸収器７および過冷却器８の組合せ一体型熱交換器１とその製造方法は、前記のように構成されているので、次のような効果を奏することができる。
【００５５】
蒸発器６、吸収器７および過冷却器８の組合せ一体型熱交換器１が、次のような構造からなっている。
すなわち、組合せ一体型熱交換器１のケーシング２が、２つのケーシング部分３、４からなり、該２つのケーシング部分３、４が、上方の連通路５を介して連通され、該連通路５より下方の断熱間隙Ｂを介して隔てられ、該２つのケーシング部分３、４のうちの一方のケーシング部分３に、蒸発器６が収容され、同他方のケーシング部分４に、吸収器７が収容され、過冷却器８が、連通路５を横切って、蒸発器６の上部と吸収器７の上部とにまたがるようにして横置きに配設されている。
【００５６】
この結果、過冷却器８の伝熱面積を十分に取ることが可能になり、該過冷却器８内を流れる凝縮冷媒と蒸発器６において生成される蒸発冷媒とは、直交対向流形式の熱交換を十分に行なうことができるようになり、連通路５より下方の断熱間隙Ｂにより、蒸発器６と吸収器７との間に熱移動が生じることもないので、各熱交換器部分（蒸発器６、吸収器７、過冷却器８）における熱交換性能が向上し、蒸発器６におけるブラインの冷却性能が向上するとともに、吸収器７における蒸発冷媒の吸収が促進されて、吸収冷凍機の成績係数が向上する。
【００５７】
また、蒸発器６の上方の空間領域Ａ3 と吸収器７の上方の空間領域Ａ4 とに空きスペースが生ずることがなくなり、スペース効率が向上して、蒸発器６、吸収器７および過冷却器８の組合せ一体型熱交換器１のさらなる構造の小型化、ひいては、吸収冷凍機のさらなる構造の小型化が可能になる。
【００５８】
また、２つのケーシング部分３、４の連通路５を横切って、蒸発器６の上部と吸収器７の上部とにまたがるようにして横置きに配設される過冷却器８は、エリミネータとしての機能を奏し、蒸発器６において生成される蒸発冷媒に含まれる液滴を分離して、蒸発冷媒が液滴を伴って蒸発器６を出て行くのを防止し、また、吸収器７において噴霧される吸収液が、その跳ね返りにより蒸発器６側に混入するのをよく防止する。
【００５９】
さらに、前記のような効果を奏する組合せ一体型熱交換器１のケーシング２が、縦断面視略逆Ｕ字状をなして両端が開口された中空ケース20と、該中空ケース20の両端の開口を閉塞する２枚の蓋板25、25とにより構成され、該中空ケース20の縦断面視略逆Ｕ字状の一方の脚部21側の周囲器壁が、一方のケーシング部分３とされ、同他方の脚部22側の周囲器壁が、他方のケーシング部分４とされ、同両方の脚部21、22をつなぐ部分の空間Ｅが、連通路５とされているので、ケーシング２の製造がきわめて容易になり、ひいては、蒸発器６、吸収器７および過冷却器８の組合せ一体型熱交換器１の製造がきわめて容易になる。
【００６０】
また、中空ケース20は、押出し加工により一挙に一体に形成されているので、ケーシング２の製造がさらに容易になり、ひいては、蒸発器６、吸収器７および過冷却器８の組合せ一体型熱交換器１の製造がさらに容易になる。
【００６１】
また、ケーシング２を構成する部品点数が最小限にされるので、部品間の結合を要する個所が少なくなり、それだけケーシング２を堅牢に構成することができ、ひいては、組合せ一体型熱交換器１を堅牢に構成することができて、優れた熱交換性能とも相俟って、高品質の組合せ一体型熱交換器１が得られる。
【００６２】
さらに、蒸発器６と吸収器７とは、多板式熱交換器により構成され、過冷却器８は、偏平なフィン・アンド・チューブ式熱交換器により構成されているので、ロウ付け手段を用いて、これら個々の熱交換器の製作を容易に行なうことができる。
【００６３】
さらに、また、前記のような種々の効果を奏する蒸発器６、吸収器７および過冷却器８の組合せ一体型熱交換器１の製造方法が、前記工程▲１▼ないし▲６▼からなっており、これらの工程においては、同じ種類の作業が同時に処理されて、次の同じ種類の作業へと進んで行くので、作業能率が向上して、生産性が向上し、製造コストを低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本願の請求項１ないし請求項４に記載された発明の一実施形態における蒸発器、吸収器および過冷却器の組合せ一体型熱交換器の正面蓋板を切除して見た正面図である。
【図２】図１の組合せ一体型熱交換器のケーシングを構成する中空ケースの製造方法を説明するための図である。
【図３】図１の組合せ一体型熱交換器の一製造工程を示す図である。
【図４】同他の製造工程を示す図である。
【図５】図１および図４における蒸発器のブライン入口管結合部の拡大図であって、ティグ溶接による蒸発器とブライン入口管との結合状態および蒸発器と中空ケースとの結合状態を示す図である。
【図６】図５の要部の右側面図である。
【符号の説明】
１…組合せ一体型熱交換器、２…ケーシング、３…ケーシング部分、４…ケーシング部分、５…連通路、５a …底部器壁、６…蒸発器、７…吸収器、８…過冷却器、８a …凝縮冷媒入口管、８b …凝縮冷媒出口管、９…膨張弁、10…凝縮冷媒噴霧管、11…濃吸収液噴霧管、12…ブライン入口管、13…ブライン出口管、14…冷却水入口管、15…冷却水出口管、16…希吸収液出口管、17…センサ取付け用ボス、20…中空ケース、21、22…逆Ｕ字脚部、23…取付け孔、24…側板、25…蓋板、30…中空ケース素材、Ａ3 、Ａ4 …空間領域、Ｂ…断熱間隙、Ｃ〜Ｅ…空間、Ｌ…切断線、Ｔi 、Ｔo …ティグ溶接部。
【発明の属する技術分野】
本願の発明は、吸収冷凍機において使用される蒸発器、吸収器および過冷却器の組合せ一体型熱交換器およびその製造方法に関し、特に熱交換性能に優れ、構造の小型化が可能な蒸発器、吸収器および過冷却器の組合せ一体型熱交換器と、その安価で、高品質がもたらされる製造方法とに関する。
【０００２】
【従来技術、発明が解決しようとする課題】
吸収冷凍機の蒸発器、吸収器、過冷却器等は、従来、管式熱交換器により構成されることが多く、これら管式熱交換器が、単胴型もしくは双胴型吸収冷凍機の胴体内に設置されるか、もしくは胴体外に独立して設置され、相互の間は、胴体内の通路か、もしくは配管により接続されている。
【０００３】
このため、吸収冷凍機の製造に当たっては、蒸発器、吸収器、過冷却器等の各熱交換器を別々に製作した上、これらを個別に胴体内もしくは胴体外に取付け、固定し、その後、所要の配管施工をし、さらに、仕切り板を取付けるなど、多くの追加工が必要であり、これらの熱交換器の製作、組付け、ひいては吸収冷凍機の熱交換器部分の製造に手間を要し、しかも構造が大型化、複雑化するなどの問題が生じていた。
【０００４】
本出願人は、先に、これらの問題点を解決すべく、以下に述べるような蒸発器、吸収器および過冷却器の組合せ一体型熱交換器の発明について、特許出願を行なった（特願平９−３４９６３号）。
【０００５】
すなわち、この発明は、蒸発器、吸収器および過冷却器が、それぞれ多板式熱交換器により構成されており、該多板式熱交換器は、両面に凹凸加工を施した２枚の板状体を互いに重ね合わせて形成した素子を複数重ね合わせ、各素子の内側の空間を一方の熱伝達媒体を通過させるための通路とし、各素子間の空間を他方の熱伝達媒体を通過させるための通路として形式され、過冷却器は、蒸発器もしくは吸収器の上部に連設されて一体的に形成され、吸収器と、前記一体的に形成された蒸発器および過冷却器とは、仕切り板により隔てられてケーシング内に収容され、これらが一体に組み付けられて後、ロウ付けされたことを特徴とする蒸発器、吸収器および過冷却器の組合せ一体型多板式熱交換器である。
【０００６】
先のこの発明によれば、前記のような問題点を十分満足できる程度に解決できる反面、蒸発器において生成される蒸発冷媒（冷媒蒸気）の保有する熱の回収が未だ十分とはいえず、過冷却器を出る凝縮冷媒の温度が十分に下がり切らないので、ブラインの冷却性能および蒸発冷媒の吸収性能が十分に満足できるものとはいえず、改善すべき点が残されていた。
【０００７】
また、過冷却器がその上部に連設されない側の蒸発器もしくは吸収器の上部には、無駄な空間が生じており、それだけ熱交換器の構造が大型化していたので、今なお小型化の余地が残されていた。
【０００８】
本願の発明は、これらの問題点を解決して、熱交換性能の向上とさらなる構造の小型化、ひいては、吸収冷凍機の成績係数の向上とさらなる構造の小型化とを可能にする蒸発器、吸収器および過冷却器の組合せ一体型熱交換器を提供するとともに、このような組合せ一体型熱交換器の安価で、高品質がもたらされる製造方法を提供することを課題とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段および効果】
本願の発明は、前記のような課題を解決した蒸発器、吸収器および過冷却器の組合せ一体型熱交換器およびその製造方法に係り、その請求項１に記載された発明は、組合せ一体型熱交換器のケーシングが、２つのケーシング部分を備え、前記２つのケーシング部分が、上方の連通路を介して連通され、該連通路より下方の断熱間隙を介して隔てられ、前記２つのケーシング部分のうちの一方のケーシング部分に、蒸発器が収容され、同他方のケーシング部分に、吸収器が収容され、過冷却器が、前記連通路を横切って、前記蒸発器の上部と前記吸収器の上部とにまたがるようにして横置きに配設された蒸発器、吸収器および過冷却器の組合せ一体型熱交換器において、前記ケーシングが、縦断面視略逆Ｕ字状をなして両端が開口された中空ケースと、該中空ケースの両端の開口を閉塞する２枚の蓋板とにより構成され、前記中空ケースの縦断面視略逆Ｕ字状の一方の脚部側の周囲器壁が、前記一方のケーシング部分とされ、同他方の脚部側の周囲器壁が、前記他方のケーシング部分とされ、同両方の脚部をつなぐ部分の空間が、前記連通路とされたことを特徴とする蒸発器、吸収器および過冷却器の組合せ一体型熱交換器である。
【００１０】
請求項１に記載された発明は、前記のように構成されており、蒸発器、吸収器および過冷却器の組合せ一体型熱交換器が、次のような構造からなっている。
すなわち、組合せ一体型熱交換器のケーシングが、２つのケーシング部分からなり、該２つのケーシング部分が、上方の連通路を介して連通され、該連通路より下方の断熱間隙を介して隔てられ、該２つのケーシング部分のうちの一方のケーシング部分に、蒸発器が収容され、同他方のケーシング部分に、吸収器が収容され、過冷却器が、前記連通路を横切って、前記蒸発器の上部と前記吸収器の上部とにまたがるようにして横置きに配設されている。
【００１１】
この結果、過冷却器の伝熱面積を十分に取ることが可能になり、該過冷却器内を流れる凝縮冷媒と蒸発器において生成される蒸発冷媒とは、直交対向流形式の熱交換をなすことができるようになり、連通路より下方の断熱間隙により、蒸発器と吸収器との間に熱移動が生じることもないので、各熱交換器部分（蒸発器、吸収器、過冷却器）における熱交換性能が向上し、蒸発器におけるブラインの冷却性能が向上するとともに、吸収器における蒸発冷媒の吸収が促進されて、吸収冷凍機の成績係数が向上する。
【００１２】
また、蒸発器と吸収器の上方の空間領域に空きスペースが生ずることがなくなり、スペース効率が向上して、蒸発器、吸収器および過冷却器の組合せ一体型熱交換器のさらなる構造の小型化、ひいては、吸収冷凍機のさらなる構造の小型化が可能になる。
【００１３】
また、２つのケーシング部分の連通路を横切って、蒸発器の上部と吸収器の上部とにまたがるようにして横置きに配設される過冷却器は、エリミネータとしての機能を奏し、蒸発器において生成される蒸発冷媒に含まれる液滴を分離して、蒸発冷媒が液滴を伴って蒸発器を出て行くのを防止し、また、吸収器において噴霧される吸収液が、その跳ね返りにより蒸発器側に混入するのをよく防止する。
【００１４】
さらに、前記のような効果を奏する組合せ一体型熱交換器のケーシングが、縦断面視略逆Ｕ字状をなして両端が開口された中空ケースと、該中空ケースの両端の開口を閉塞する２枚の蓋板とにより構成され、該中空ケースの縦断面視略逆Ｕ字状の一方の脚部側の周囲器壁が、前記一方のケーシング部分とされ、同他方の脚部側の周囲器壁が、前記他方のケーシング部分とされ、同両方の脚部をつなぐ部分の空間が、前記連通路とされるので、ケーシングの製造がきわめて容易になり、ひいては、蒸発器、吸収器および過冷却器の組合せ一体型熱交換器の製造がきわめて容易になる。
【００１５】
また、請求項２記載のように請求項１記載の発明を構成することにより、中空ケースは、押出し加工により一体に形成されるので、ケーシングの製造がさらに容易になり、ひいては、蒸発器、吸収器および過冷却器の組合せ一体型熱交換器の製造がさらに容易になる。
【００１６】
また、請求項３記載のように請求項１または請求項２記載の発明を構成することにより、蒸発器と吸収器とは、多板式熱交換器により構成され、過冷却器は、偏平なフィン・アンド・チューブ式熱交換器により構成されるので、ロウ付け手段を用いて、これら個々の熱交換器の製作を容易に行なうことができる。
【００１７】
さらに、その請求項４に記載された発明は、次の▲１▼〜▲６▼の工程からなることを特徴とする請求項１記載の蒸発器、吸収器および過冷却器の組合せ一体型熱交換器の製造方法である。
▲１▼前記中空ケースを押出し加工により一体に形成し、前記２枚の蓋板をプレス加工によりそれぞれ形成する。
▲２▼前記中空ケースの所定個所に、凝縮冷媒の噴霧管、濃吸収液の噴霧管および希吸収液の出口管をロウ付けにより一体に固着し、前記２枚の蓋板のうちのいずれか一方もしくは双方の所定個所に、各種センサ取付け用のボスをロウ付けにより一体に固着する。
▲３▼前記工程▲２▼において得られた中空ケースの一方の脚部側の空間に蒸発器のコア部分を組み付け、同他方の脚部側の空間に吸収器のコア部分を組み付け、過冷却器を、同両方の脚部をつなぐ部分の空間を横切って、前記蒸発器の上部と前記吸収器の上部とにまたがるようにして横置きに組み付けて、中空ケース、各種管類、蒸発器、吸収器および過冷却器の仮組立体を形成する。
▲４▼前記工程▲３▼において得られた仮組立体において、前記蒸発器へのブラインの入口管および出口管、前記吸収器への冷却水の入口管および出口管ならびに前記過冷却器への凝縮冷媒の入口管および出口管を、前記中空ケースの外方から、該中空ケースに形成された各取付け孔を貫通させて、各熱交換器にそれぞれ組み付ける。
▲５▼前記ブラインの入口管および出口管、前記冷却水の入口管および出口管ならびに前記凝縮冷媒の入口管および出口管が前記中空ケースに形成された各取付け孔を貫通する部分に、ティグ溶接を施して、これらの管と前記蒸発器、前記吸収器および前記過冷却器とをそれぞれ結合するともに、前記中空ケースと前記蒸発器、前記吸収器および前記過冷却器とをそれぞれ結合する。
▲６▼前記中空ケースの両端の開口に前記２枚の蓋板をそれぞれ当てがい、当接部にティグ溶接を施して、これらの開口をこれら２枚の蓋板で閉塞する。
【００１８】
請求項４に記載された発明は、前記のように構成されており、前記のような種々の効果を奏する請求項１記載の蒸発器、吸収器および過冷却器の組合せ一体型熱交換器が、前記工程▲１▼ないし▲６▼により製造される。
【００１９】
この結果、組合せ一体型熱交換器のケーシングを構成する中空ケースが、押出し加工により一挙に一体に形成され、同じく組合せ一体型熱交換器のケーシングを構成する２枚の蓋板が、プレス加工によりそれぞれ形成される（工程▲１▼）。そして、このようにして得られた中空ケースと２枚の蓋板とを用いて、中空ケースの両端の開口を２枚の蓋板で閉塞することにより、ケーシングを構成することができるので、ケーシングの製造がきわめて容易になり、ひいては、組合せ一体型熱交換器の製造がきわめて容易になる。
【００２０】
また、ケーシングを構成する部品点数が最小限にされるので、部品間の結合を要する個所が少なくなり、それだけケーシングを堅牢に構成することができ、ひいては、組合せ一体型熱交換器を堅牢に構成することができて、優れた熱交換性能とも相俟って、高品質の組合せ一体型熱交換器が得られる。
【００２１】
また、前記工程▲２▼ないし▲６▼においては、組合せ一体型熱交換器の製造のための同種の作業が同時に処理されて、次の同種の作業へと進んで行くので、作業能率が向上して、生産性が向上し、製造コストを低減することができる。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下、図１ないし図６に図示される本願の請求項１ないし請求項４に記載された発明の一実施形態について説明する。
図１は、本実施形態における蒸発器、吸収器および過冷却器の組合せ一体型熱交換器の正面蓋板を切除して見た正面図、図２は、図１の組合せ一体型熱交換器のケーシングを構成する中空ケースの製造方法を説明するための図、図３は、図１の組合せ一体型熱交換器の一製造工程を示す図、図４は、同他の製造工程を示す図、図５は、図１および図４における蒸発器のブライン入口管結合部の拡大図であって、ティグ溶接による蒸発器とブライン入口管との結合状態および蒸発器と中空ケースとの結合状態を示す図、図６は、図５の要部の右側面図である。
【００２３】
図１に図示されるように、本実施形態における蒸発器６、吸収器７および過冷却器８の組合せ一体型熱交換器１は、そのケーシング２が、２つのケーシング部分３、４を備えており、これら２つのケーシング部分３、４は、それらの間の上方部の連通路５を介して連通され、該連通路５より下方の断熱間隙Ｂを介して隔てられて、対面させられている。
【００２４】
２つのケーシング部分３、４は、縦長の直方体の中空容器形状をなしており、それらの縦断正面図における形状は、図１に図示されるように、縦長の矩形形状であって、それらの左右幅は、一方のケーシング部分３の左右幅よりも、他方のケーシング部分４の左右幅の方が大きくされている。
【００２５】
連通路５は、２つのケーシング部分３、４の間の上方部に、それらの内部空間と比較して括れた形状に、かつ、後で詳しく説明するように、紙面に直交する方向に細長く、同方向に平行な面による断面形状が矩形に形成されて、設けられている。そして、その器壁は、２つのケーシング部分３、４の器壁と一体に形成されている。
【００２６】
断熱間隙Ｂは、連通路５の下方に、２つのケーシング部分３、４の対向壁面と連通路５の底壁５a とにより画成されて形成された下方開口の間隙であって、この間隙により、後述する蒸発器６と吸収器７との間に熱の移動が生じない。この断熱間隙Ｂは、後述する中空ケース20の押し出し加工に支障のない範囲において、できるだけ幅の狭い間隙にされるのが、組合せ一体型熱交換器１の小型化のために望ましい。
【００２７】
このようにして、２つのケーシング部分３、４と連通路５の器壁部分とから構成されたケーシング２のうちの一方のケーシング部分３には、蒸発器６が収容され、他方のケーシング部分４には、吸収器７が収容されている。これらの蒸発器６および吸収器７は、詳細には図示されていないが、多板式熱交換器により構成されている。
【００２８】
過冷却器８は、連通路５を横切って、蒸発器６の上部と吸収器７の上部とにまたがるようにして横置きに配設されている。該過冷却器８は、詳細には図示されていないが、偏平なラジエータタイプのフィン・アンド・チューブ式熱交換器により構成されている。
【００２９】
また、過冷却器８は、その図１において中央よりやや右方の部分が、連通路５の底壁５a に支持され、その左方のヘッダ部分が、凝縮冷媒の入口管８a を介して他方のケーシング部分４の側壁に支持され、また、その右方のヘッダ部分が、凝縮冷媒の出口管８b を介して一方のケーシング部分３の側壁に支持されている。凝縮冷媒の入口管８a 、出口管８b は、各ケーシング部分４、３の側壁を気密に貫通している。
【００３０】
一方のケーシング部分３内において、過冷却器８の右方部分と蒸発器６との間の空間内には、過冷却器８を出て膨張弁９により減圧させられた凝縮冷媒の噴霧管10が、一方のケーシング部分３の側壁を気密に貫通して取り付けられている。この噴霧管10としては、図示のような直管のほかに、Ｔ字管を用いることもできる。
【００３１】
また、他方のケーシング部分４内において、過冷却器８の左方部分と吸収器７との間の空間内には、図示されない再生器を出て濃縮された濃吸収液の噴霧管11が、他方のケーシング部分４の側壁を気密に貫通して取り付けられている。この噴霧管11も、図示のような直管のほかに、Ｔ字管を用いることができる。
【００３２】
蒸発器６には、ブラインが、その下方の入口管12から流入し、その上方の出口管13から流出する。この間に、噴霧管10から噴霧される凝縮冷媒により、該凝縮冷媒の蒸発熱を奪われて、冷却される。
【００３３】
吸収器７には、冷却水が、その下方の入口管14から流入し、その上方の出口管15から流出する。この間に、噴霧管11から噴霧される濃吸収液が、蒸発器６において生成された蒸発冷媒（冷媒蒸気）を吸収しつつ、希吸収液となって、他方のケーシング部分４の底部に溜まる。該底部に溜まった希吸収液は、出口管16を経て次段の再生器へと送られる。
【００３４】
蒸発器６において生成された蒸発冷媒（温度１０°Ｃ）は、次段の吸収器７に移行して濃吸収液に吸収される前に、先ず、一方のケーシング部分３の上方の空間領域Ａ3 内において、過冷却器８の右方部分内を流れる凝縮冷媒の流れと直交する上方向に流れて、これと熱交換を行なう。
【００３５】
次いで、他方のケーシング部分４の上方の空間領域Ａ4 内において、過冷却器８の左方部分内を流れる凝縮冷媒の流れと直交する下方向に流れて、これと熱交換を行なう。このようにして、蒸発冷媒と凝縮冷媒との間で、直交対向流形式による熱交換が行なわれる。
【００３６】
この間に、凝縮冷媒の温度は、入口における５０°Ｃから、出口における３５°Ｃにまで低下させられる。この温度は、従来の組合せ一体型熱交換器が使用される場合に比べて、数度低くなっており、それだけ蒸発器６におけるブラインの冷却性能が向上されている。
【００３７】
他方、過冷却器８の右方部分を出た蒸発冷媒の温度は２０°Ｃに上昇し、次いで、左方部分を出て吸収器７に向かう蒸発冷媒の温度は４０°Ｃに上昇しているが、この温度も、従来の組合せ一体型熱交換器が使用される場合に比べて、数度低くなっており、それだけ吸収器７の冷却水の負担が軽減されて、吸収効率が向上されている。
【００３８】
次に、本実施形態における蒸発器６、吸収器７および過冷却器８の組合せ一体型熱交換器１の製造方法について説明する。この製造方法は、次の６つの工程からなっている。
【００３９】
先ず、図３に図示されるように、ケーシング２の構成要素である中空ケース20と２枚の蓋板25、25とを製造する。中空ケース20は、縦断面視略逆Ｕ字状をなして、両端が開口されており、押出し加工により形成される。２枚の蓋板25、25は、該中空ケース20の両端の開口を閉塞する部品であって、プレス加工により形成される（工程▲１▼）。
【００４０】
図２には、中空ケース20が押出し加工により製造される一工程が図示されている。同図に図示されるように、中空ケース20は、押出し加工により製造された細長い縦断面視略逆Ｕ字状の素材30を、ケーシング２の奥行き寸法毎に、切断線Ｌの位置において切断することにより得られる。
【００４１】
ケーシング２は、前記のとおり、２つのケーシング部分３、４と連通路５の器壁とが一体化されて構成されているが（図１参照）、その実際の製造方法は、前記のようにして得られた中空ケース20と２枚の蓋板25、25とを用いて、以下に述べる工程▲２▼〜▲５▼を経た後、これらを組み立てて、当接部をティグ溶接により結合して、一体化することにより製造される。中空ケース20は、ケーシング２の胴体部分をなしている。
【００４２】
このようにして製造されるケーシング２は、その胴体部分をなす中空ケース20の縦断面視略逆Ｕ字状の一方の脚部21側の周囲器壁が、前記した一方のケーシング部分３とされ、同他方の脚部22側の周囲器壁が、前記した他方のケーシング部分４とされ、同両方の脚部21、22をつなぐ部分の空間Ｅが、前記した連通路５とされて、使用される。
【００４３】
そこで、次いで、図３に図示されるように、中空ケース20の所定個所に、凝縮冷媒の噴霧管10、濃吸収液の噴霧管11および希吸収液の出口管16をロウ付けにより一体に固着する。同時に、２枚の蓋板25、25のうちのいずれか一方もしくは双方の所定個所に、各種センサ取付け用のボス17をロウ付けにより一体に固着する（工程▲２▼）。
【００４４】
次いで、工程▲２▼において得られた中空ケース20の一方の脚部21側の空間Ｃに蒸発器６のコア部分を組み付け、同他方の脚部22側の空間Ｄに吸収器７のコア部分を組み付け、過冷却器８のコア部分を、同両方の脚部21、22をつなぐ部分の空間Ｅを横切って、蒸発器６の上部と吸収器７の上部とにまたがるようにして横置きに組み付けて、図４に図示されるような中空ケース20、各種管類10、11、16（管11、16については図３参照）、蒸発器６、吸収器７および過冷却器８の仮組立体を形成する（工程▲３▼）。
【００４５】
次いで、工程▲３▼において得られた仮組立体において、蒸発器６へのブラインの入口管12および出口管13、吸収器７への冷却水の入口管14および出口管15（図１参照）ならびに過冷却器８への凝縮冷媒の入口管８a および出口管８b （入口管８a については図１参照）を、中空ケース20の外方から、該中空ケース20に形成されたそれぞれの取付け孔を貫通させて、蒸発器６、吸収器７および過冷却器８の各管連結部にそれぞれ組み付ける（工程▲４▼。図４参照）。
【００４６】
次いで、ブラインの入口管12および出口管13、冷却水の入口管14および出口管15ならびに凝縮冷媒の入口管８a および出口管８b が中空ケース20に形成されたそれぞれの取付け孔を貫通する部分に、ティグ溶接を施して、これらの管12、13、14、15、８a 、８b と蒸発器６、吸収器７および過冷却器８とをそれぞれ結合するともに、中空ケース20と蒸発器６、吸収器７および過冷却器８とをそれぞれ結合する（工程▲５▼）。
【００４７】
図５および図６には、ブラインの入口管12が中空ケース20に形成された取付け孔23を貫通する部分に、ティグ溶接を施して、該入口管12と蒸発器６とを結合するとともに、中空ケース20と蒸発器６とを結合する態様が図示されている。
【００４８】
これらの図から明らかなように、ティグ溶接は、入口管12が取付け孔23を貫通する部分の２個所に施されており、そのうちの一方の個所のティグ溶接Ｔi は、入口管12が蒸発器６の管連結部に嵌入する部分の入口管12の付け根部分に施されており、これにより、入口管12と蒸発器６とが結合されている。
【００４９】
また、他方の個所のティグ溶接Ｔo は、取付け孔23の内周面と蒸発器６の側板24の外表面とが出会う角部に、取付け孔23の内周面の全周を巡って施されており、これにより、中空ケース20と蒸発器６（その下方部）とが結合されている。
【００５０】
このようなティグ溶接Ｔi 、Ｔo は、他のブラインの出口管13、冷却水の入口管14および出口管15ならびに凝縮冷媒の入口管８a および出口管８b が中空ケース20に形成されたそれぞれの取付け孔を貫通する部分に対しても、同様に実施されて、これにより、これらの各管13、14、15、８a 、８b と蒸発器６、吸収器７および過冷却器８とがそれぞれ結合されるとともに、中空ケース20とこれら蒸発器６、吸収器７および過冷却器８とがそれぞれ結合される。
【００５１】
なお、ティグ溶接Ｔi 、Ｔo は、合体されて施されてもよい。また、各管12、13、14、15、８a 、８b と蒸発器６、吸収器７および過冷却器８との各結合が、シール手段を介して液密に堅固になされる場合には、各管12、13、14、15、８a 、８b と中空ケース20との間にのみ、それぞれティグ溶接を施して、これにより、中空ケース20とこれら蒸発器６、吸収器７および過冷却器８とをそれぞれ結合するようにしてもよい。
【００５２】
最後に、中空ケース20の両端の開口に２枚の蓋板25、25をそれぞれ当てがい、当接部にティグ溶接を施して、これらの開口をこれら２枚の蓋板25、25で閉塞する（工程▲６▼）。
このようにして、蒸発器６、吸収器７および過冷却器８の組合せ一体型熱交換器１の製造が完了する。
【００５３】
以上のような、蒸発器６、吸収器７および過冷却器８の組合せ一体型熱交換器１の製造方法において採用されるロウ付けは、構成材がＦe またはＳＵＳである場合には、Ｃu ロウ付けまたはＮi ロウ付けが、また、構成材がＡl である場合には、通常のクラッドロウ付けが採用される。
【００５４】
本実施形態における蒸発器６、吸収器７および過冷却器８の組合せ一体型熱交換器１とその製造方法は、前記のように構成されているので、次のような効果を奏することができる。
【００５５】
蒸発器６、吸収器７および過冷却器８の組合せ一体型熱交換器１が、次のような構造からなっている。
すなわち、組合せ一体型熱交換器１のケーシング２が、２つのケーシング部分３、４からなり、該２つのケーシング部分３、４が、上方の連通路５を介して連通され、該連通路５より下方の断熱間隙Ｂを介して隔てられ、該２つのケーシング部分３、４のうちの一方のケーシング部分３に、蒸発器６が収容され、同他方のケーシング部分４に、吸収器７が収容され、過冷却器８が、連通路５を横切って、蒸発器６の上部と吸収器７の上部とにまたがるようにして横置きに配設されている。
【００５６】
この結果、過冷却器８の伝熱面積を十分に取ることが可能になり、該過冷却器８内を流れる凝縮冷媒と蒸発器６において生成される蒸発冷媒とは、直交対向流形式の熱交換を十分に行なうことができるようになり、連通路５より下方の断熱間隙Ｂにより、蒸発器６と吸収器７との間に熱移動が生じることもないので、各熱交換器部分（蒸発器６、吸収器７、過冷却器８）における熱交換性能が向上し、蒸発器６におけるブラインの冷却性能が向上するとともに、吸収器７における蒸発冷媒の吸収が促進されて、吸収冷凍機の成績係数が向上する。
【００５７】
また、蒸発器６の上方の空間領域Ａ3 と吸収器７の上方の空間領域Ａ4 とに空きスペースが生ずることがなくなり、スペース効率が向上して、蒸発器６、吸収器７および過冷却器８の組合せ一体型熱交換器１のさらなる構造の小型化、ひいては、吸収冷凍機のさらなる構造の小型化が可能になる。
【００５８】
また、２つのケーシング部分３、４の連通路５を横切って、蒸発器６の上部と吸収器７の上部とにまたがるようにして横置きに配設される過冷却器８は、エリミネータとしての機能を奏し、蒸発器６において生成される蒸発冷媒に含まれる液滴を分離して、蒸発冷媒が液滴を伴って蒸発器６を出て行くのを防止し、また、吸収器７において噴霧される吸収液が、その跳ね返りにより蒸発器６側に混入するのをよく防止する。
【００５９】
さらに、前記のような効果を奏する組合せ一体型熱交換器１のケーシング２が、縦断面視略逆Ｕ字状をなして両端が開口された中空ケース20と、該中空ケース20の両端の開口を閉塞する２枚の蓋板25、25とにより構成され、該中空ケース20の縦断面視略逆Ｕ字状の一方の脚部21側の周囲器壁が、一方のケーシング部分３とされ、同他方の脚部22側の周囲器壁が、他方のケーシング部分４とされ、同両方の脚部21、22をつなぐ部分の空間Ｅが、連通路５とされているので、ケーシング２の製造がきわめて容易になり、ひいては、蒸発器６、吸収器７および過冷却器８の組合せ一体型熱交換器１の製造がきわめて容易になる。
【００６０】
また、中空ケース20は、押出し加工により一挙に一体に形成されているので、ケーシング２の製造がさらに容易になり、ひいては、蒸発器６、吸収器７および過冷却器８の組合せ一体型熱交換器１の製造がさらに容易になる。
【００６１】
また、ケーシング２を構成する部品点数が最小限にされるので、部品間の結合を要する個所が少なくなり、それだけケーシング２を堅牢に構成することができ、ひいては、組合せ一体型熱交換器１を堅牢に構成することができて、優れた熱交換性能とも相俟って、高品質の組合せ一体型熱交換器１が得られる。
【００６２】
さらに、蒸発器６と吸収器７とは、多板式熱交換器により構成され、過冷却器８は、偏平なフィン・アンド・チューブ式熱交換器により構成されているので、ロウ付け手段を用いて、これら個々の熱交換器の製作を容易に行なうことができる。
【００６３】
さらに、また、前記のような種々の効果を奏する蒸発器６、吸収器７および過冷却器８の組合せ一体型熱交換器１の製造方法が、前記工程▲１▼ないし▲６▼からなっており、これらの工程においては、同じ種類の作業が同時に処理されて、次の同じ種類の作業へと進んで行くので、作業能率が向上して、生産性が向上し、製造コストを低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本願の請求項１ないし請求項４に記載された発明の一実施形態における蒸発器、吸収器および過冷却器の組合せ一体型熱交換器の正面蓋板を切除して見た正面図である。
【図２】図１の組合せ一体型熱交換器のケーシングを構成する中空ケースの製造方法を説明するための図である。
【図３】図１の組合せ一体型熱交換器の一製造工程を示す図である。
【図４】同他の製造工程を示す図である。
【図５】図１および図４における蒸発器のブライン入口管結合部の拡大図であって、ティグ溶接による蒸発器とブライン入口管との結合状態および蒸発器と中空ケースとの結合状態を示す図である。
【図６】図５の要部の右側面図である。
【符号の説明】
１…組合せ一体型熱交換器、２…ケーシング、３…ケーシング部分、４…ケーシング部分、５…連通路、５a …底部器壁、６…蒸発器、７…吸収器、８…過冷却器、８a …凝縮冷媒入口管、８b …凝縮冷媒出口管、９…膨張弁、10…凝縮冷媒噴霧管、11…濃吸収液噴霧管、12…ブライン入口管、13…ブライン出口管、14…冷却水入口管、15…冷却水出口管、16…希吸収液出口管、17…センサ取付け用ボス、20…中空ケース、21、22…逆Ｕ字脚部、23…取付け孔、24…側板、25…蓋板、30…中空ケース素材、Ａ3 、Ａ4 …空間領域、Ｂ…断熱間隙、Ｃ〜Ｅ…空間、Ｌ…切断線、Ｔi 、Ｔo …ティグ溶接部。
Claims (4)
- 組合せ一体型熱交換器のケーシングが、２つのケーシング部分を備え、
前記２つのケーシング部分が、上方の連通路を介して連通され、該連通路より下方の断熱間隙を介して隔てられ、
前記２つのケーシング部分のうちの一方のケーシング部分に、蒸発器が収容され、
同他方のケーシング部分に、吸収器が収容され、
過冷却器が、前記連通路を横切って、前記蒸発器の上部と前記吸収器の上部とにまたがるようにして横置きに配設された蒸発器、吸収器および過冷却器の組合せ一体型熱交換器において、
前記ケーシングが、縦断面視略逆Ｕ字状をなして両端が開口された中空ケースと、該中空ケースの両端の開口を閉塞する２枚の蓋板とにより構成され、
前記中空ケースの縦断面視略逆Ｕ字状の一方の脚部側の周囲器壁が、前記一方のケーシング部分とされ、
同他方の脚部側の周囲器壁が、前記他方のケーシング部分とされ、
同両方の脚部をつなぐ部分の空間が、前記連通路とされたことを特徴とする蒸発器、吸収器および過冷却器の組合せ一体型熱交換器。 - 前記中空ケースは、押出し加工により一体に形成されたことを特徴とする請求項１記載の蒸発器、吸収器および過冷却器の組合せ一体型熱交換器。
- 前記蒸発器と前記吸収器とは、多板式熱交換器により構成され、前記過冷却器は、偏平なフィン・アンド・チューブ式熱交換器により構成されたことを特徴とする請求項１または請求項２記載の蒸発器、吸収器および過冷却器の組合せ一体型熱交換器。
- 次の▲１▼〜▲６▼の工程からなることを特徴とする請求項１記載の蒸発器、吸収器および過冷却器の組合せ一体型熱交換器の製造方法。
▲１▼前記中空ケースを押出し加工により一体に形成し、前記２枚の蓋板をプレス加工によりそれぞれ形成する。
▲２▼前記中空ケースの所定個所に、凝縮冷媒の噴霧管、濃吸収液の噴霧管および希吸収液の出口管をロウ付けにより一体に固着し、前記２枚の蓋板のうちのいずれか一方もしくは双方の所定個所に、各種センサ取付け用のボスをロウ付けにより一体に固着する。
▲３▼前記工程▲２▼において得られた中空ケースの一方の脚部側の空間に蒸発器のコア部分を組み付け、同他方の脚部側の空間に吸収器のコア部分を組み付け、過冷却器のコア部分を、同両方の脚部をつなぐ部分の空間を横切って、前記蒸発器の上部と前記吸収器の上部とにまたがるようにして横置きに組み付けて、中空ケース、各種管類、蒸発器、吸収器および過冷却器の仮組立体を形成する。
▲４▼前記工程▲３▼において得られた仮組立体において、前記蒸発器へのブラインの入口管および出口管、前記吸収器への冷却水の入口管および出口管ならびに前記過冷却器への凝縮冷媒の入口管および出口管を、前記中空ケースの外方から、該中空ケースに形成された各取付け孔を貫通させて、各熱交換器にそれぞれ組み付ける。
▲５▼前記ブラインの入口管および出口管、前記冷却水の入口管および出口管ならびに前記凝縮冷媒の入口管および出口管が前記中空ケースに形成された各取付け孔を貫通する部分に、ティグ溶接を施して、これらの管と前記蒸発器、前記吸収器および前記過冷却器とをそれぞれ結合するともに、前記中空ケースと前記蒸発器、前記吸収器および前記過冷却器とをそれぞれ結合する。
▲６▼前記中空ケースの両端の開口に前記２枚の蓋板をそれぞれ当てがい、当接部にティグ溶接を施して、これらの開口をこれら２枚の蓋板で閉塞する。
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