JP3935610B2 - 熱交換器及び吸収冷凍機 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、水を冷媒、臭化リチウム溶液を吸収剤とした吸収冷凍機、また、この吸収冷凍機などに適用される熱交換器としての吸収器に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
吸収冷凍機は、水を冷媒、臭化リチウム溶液を吸収剤とし、ガス燃料または油燃料をエネルギー源とした冷凍機である。この吸収冷凍機は、蒸発器と吸収器と再生器と凝縮器を主要部材として構成されており、蒸発器及び吸収器の内部は、高真空（絶対圧力が６〜７mmHg）に保持されている。
【０００３】
この蒸発器では、冷媒ポンプにより送られてきた冷媒（水）を、冷水（１２℃）が流通する蒸発器チューブに向けて散布することにより、冷媒が加熱されて冷媒蒸気となる。つまり、蒸発器は高真空容器となっているので水（冷媒）は４〜６℃位で沸騰して蒸発気化するので、１２℃の冷水を熱源水とすることができるのである。
【０００４】
そして、冷水は、冷媒（水）に与えた蒸発潜熱分だけ温度低下（７℃になる）して蒸発器から出ていく。このように温度低下（７℃となる）した冷水は、ビルの冷房装置等（冷房負荷）に送られて冷房に利用される。冷房に利用された冷水は温度上昇（１２℃になる）して再び蒸発器の蒸発器チューブに流入してくる。
【０００５】
一方、吸収器では、蒸発器で発生した冷媒蒸気を、臭化リチウム溶液により吸収する。水分を吸収して濃度が低くなった臭化リチウム溶液（以下「臭化リチウム希溶液」と称する）は吸収器の底部に集められる。この吸収器では、冷媒蒸気が臭化リチウム溶液に吸収されて気体（水蒸気）から液体（水）に変化するときの凝縮潜熱と、臭化リチウム溶液が水分を吸収して濃度が薄くなるときの希釈熱が発生するので、冷却水（上記「冷水」とは別の系に流通している）によりこれらの熱を取り除いている。なお、臭化リチウム溶液は、その水蒸気分圧が水の飽和蒸気よりも低いので、吸湿性に富み、冷媒蒸気を吸収するのに好適な物質である。
【０００６】
そして、再生器では、吸収器から送られてくる臭化リチウム希溶液を加熱する。このため、臭化リチウム希溶液中の冷媒は一部が蒸発気化し、溶液は濃縮された臭化リチウム溶液（以下「臭化リチウム濃溶液」と称する）となる。濃度が元の状態まで高められた臭化リチウム濃溶液は、吸収器に送られ再び冷媒蒸気を吸収する。一方、蒸発した冷媒蒸気は、凝縮器に送られる。
【０００７】
なお、実機では、熱効率を上げ加熱エネルギーを減少させる目的で、再生器を２段に配置した二重効用型の吸収冷凍機が採用されている。この二重効用型の吸収冷凍機では、再生器として、供給された燃料を燃焼することにより臭化リチウム希溶液を加熱をする高圧再生器と、高圧再生器で発生した高温の冷媒蒸気を加熱源として臭化リチウム希溶液を加熱する低圧再生器とを備えている。
【０００８】
また、凝縮器では、再生器から送られてきた冷媒蒸気を冷却水により冷却して、凝縮液化する。この凝縮した水は冷媒（水）として再び蒸発器に供給される。
【０００９】
このように吸収冷凍機では、冷媒（水）が、水−水蒸気−水と変化（相の変化）をすると共に、臭化リチウム溶液が、濃溶液−希溶液−濃溶液と変化（濃度の変化）をする。吸収冷凍機は、上述した相の変化（冷媒）と濃度の変化（臭化リチウム溶液）の過程で、水の蒸発潜熱により冷水を製造し、臭化リチウム溶液の吸収能力により水蒸気を吸収する作用を、高真空密閉系内で繰り返し行わせる装置である。
【００１０】
かかる吸収冷凍機では、高圧再生器に供給する燃料の量を増加して加熱量を増大し、臭化リチウム溶液の濃度を濃くすることにより、蒸発器から出ていく冷水の温度を下げることができる。逆に、高圧再生器に供給する燃料の量を減少して加熱量を減少し、臭化リチウム溶液の濃度を薄くすることにより、蒸発器から出ていく冷水の温度を上げることができる。このように、臭化リチウム溶液の濃度調整をすることにより、冷水温度を制御して、蒸発器から出て行く冷水の温度を設定温度（７℃）にしている。
【００１１】
ここで、吸収冷凍機における蒸発器及び吸収器について説明する。図４に従来の吸収冷凍機の内部構造を表す概略を示す。
【００１２】
従来の吸収冷凍機において、図４に示すように、蒸発器101と吸収器102は同一のシェル内に配設され、両者の間には気液分離器103が配設されており、吸収器102の上部に低圧再生器104が、この低圧再生器104に隣接して凝縮器105がそれぞれ配設されている。箱型のケース本体111内の一側には複数の伝熱管112が水平方向に貫通して格子状に配列されており、各端部が図示しない箱体内に突出して開口している。そして、この箱体内を水平な仕切り板113によって複数の部屋に区画することで、冷水を流動させるための蛇行した蒸発器チューブが構成される。一方、箱型のケース本体111内の他側には複数の伝熱管114が水平方向に貫通して千鳥状に配列されており、各端部が図示しない箱体内に突出して開口している。そして、この箱体内を水平な仕切り板115によって複数の部屋に区画することで、冷水を流動させるための蛇行した吸収器チューブが構成される。
【００１３】
従って、蒸発器101では、冷房に利用されて温度上昇した冷水が蒸発器チューブとしての複数の伝熱管112に流動しており、この伝熱管112に向けて冷媒が散布されると、この冷媒が加熱されて冷媒蒸気となり、気液分離器103を通して吸収器102に流動する。この吸収器102では、冷水が吸収器チューブとしての複数の伝熱管114に流動しており、この伝熱管204に向けて臭化リチウム溶液が散布されると共に、蒸発器101で発生した冷媒蒸気がが臭化リチウム溶液によって吸収される。そのため、冷媒蒸気を吸収した臭化リチウム溶液は伝熱管114に接触することで内部を流れる冷却水により凝縮潜熱や希釈熱が取り除かれ、低濃度となった臭化リチウム溶液はケース本体111の底部に集められる。
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】
上述した吸収冷凍機において、吸収器102では、冷水が流通する吸収器チューブ（伝熱管204）に向けて臭化リチウム溶液を散布すると共に、蒸発器101で発生した冷媒蒸気が流動することで、吸収器チューブに付着した臭化リチウム溶液は内部を流通する冷水によって冷却されながら冷媒蒸気を吸収することとなり、凝縮潜熱や希釈熱が取り除かれる。ところが、吸収器102の複数の伝熱管112は上方から散布された臭化リチウム溶液が確実に付着するように密集して千鳥状に配列されている。そのため、隣接する各伝熱管112の間隔は狭く、蒸発器101から流れ込んで各伝熱管112間を流動する冷媒蒸気の流速は早くなる。すると、この冷媒蒸気の流動によって散布された臭化リチウム溶液が伝熱管112に付着せずに吹き飛ばされてしまい、冷媒蒸気を吸収することができずに吸収性能が低下してしまうという問題がある。
【００１５】
また、吸収器102の各伝熱管112の間隔が狭いため、この伝熱管112が蒸発器101から流れ込んだ冷媒蒸気の抵抗となり、圧力損失が発生して冷媒蒸気の圧力が低下してしまう。この冷媒蒸気の圧力が高いほど、冷水によって冷却された臭化リチウム溶液の圧力との圧力差が大きくなり、冷媒蒸気の吸収能力が向上するものであり、圧力損失の発生による冷媒蒸気の圧力低下が吸収能力の低下を招いてしまう。
【００１６】
更に、吸収冷凍機にあっては、作動中に水素ガスが発生したり、外部から不凝縮ガスが浸入することがあり、内部にこれらの不凝縮ガスが溜まると伝熱効率が低下してしまうため、抽気装置を用いて外部に排出している。吸収器102では、エジェクタ機構などを用いて抽気しているが、この不凝縮ガスは冷媒蒸気の流動のないところ（抽気点）に停留するものであり、従来はこの抽気点に吸引パイプを延設して不凝縮ガスを抽気していた。ところが、複数の伝熱管114が近接して千鳥状に配列されていると、この抽気点がどこになるかが不明であり、流動解析をして抽気点を設定しなければならず、面倒であった。
【００１７】
本発明はこのような問題を解決するものであって、性能の向上を図った熱交換器及び吸収冷凍機を提供することを目的とする。
【００１８】
【課題を解決するための手段】
上述の目的を達成するための請求項１の発明の熱交換器は、箱型のケース本体と、該ケース本体の両側に取付けられた左右一対の箱体と、前記ケース本体内を水平方向に貫通して千鳥状に配列されると共に各端部が前記各箱体内に突出して開口する複数の伝熱管と、前記一対の箱体の内部をそれぞれ上下に並設された複数の部屋に区画する仕切り板とを有し、前記ケース本体内に流動する第１の流体と前記複数の部屋及び前記複数の伝熱管を流通する第２の流体との間で熱交換を行う熱交換器において、前記複数の伝熱管によって構成される管群における互いに隣接する伝熱管間の距離を、該管群の中央部の管群に対して外周部の管群を大きくし、前記中央部の管群を前記外周部の管群が囲む配置としたことを特徴とするものである。
【００１９】
また、請求項２の発明の熱交換器では、前記管群の中央部の伝熱管を千鳥状に配列する一方、前記管群の外周部の伝熱管を格子状に配列したことを特徴としている。
【００２０】
また、請求項３の発明の吸収冷凍機は、冷房に利用して温度上昇した冷水が流通する蒸発器チューブに向けて冷媒を散布することによりこの冷媒を蒸発気化させて冷媒蒸気とする蒸発器と、該蒸発器で発生した冷媒蒸気を濃度の濃い臭化リチウム溶液により吸収させる吸収器と、冷媒を吸収して低濃度となった臭化リチウム溶液を燃焼ガスにより加熱して臭化リチウム溶液中の冷媒を蒸発させて臭化リチウム溶液を高濃度として前記吸収器に供給する再生器と、前記再生器で発生した冷媒蒸気を凝縮させて凝縮した冷媒を前記蒸発器に供給する凝縮器とを具えた吸収冷凍機において、前記吸収器を、箱型のケース本体の両側に左右一対の箱体を取付け、複数の伝熱管が前記ケース本体内を水平方向に貫通して千鳥状に配列されると共に各端部が前記各箱体内に突出して開口し、該箱体の内部が仕切り板によってそれぞれ上下に並設された複数の部屋に区画され、前記蒸発器から前記ケース本体に流動した冷媒蒸気を吸収した臭化リチウム溶液と前記複数の部屋及び前記複数の伝熱管を流通する冷却水との間で熱交換を行うように構成し、前記複数の伝熱管によって構成される管群における互いに隣接する伝熱管間の距離を、該管群の中央部の管群に対して外周部の管群を大きくし、前記中央部の管群を前記外周部の管群が囲む配置としたことを特徴とするものである。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下、図面に基づいて本発明の実施の形態を詳細に説明する。
【００２２】
図１に本発明の第１実施形態に係る吸収冷凍機の内部構造を表す側面概略、図２に本実施形態の吸収冷凍機の内部構造を表す正面概略、図３に本実施形態の吸収器における管群の配列を表す断面、図４に本実施形態の吸収冷凍機の概略構成を示す。
【００２３】
本実施形態の吸収冷凍機において、図４に示すように、蒸発器１０と吸収器２０は、同一のシェル（高真空容器）内に構成されている。この蒸発器１０内には蒸発器チューブ１１が配置されている。この蒸発器チューブ１１には、冷水入口ラインＬ１を介して冷水Ｗ１が供給され、蒸発器チューブ１１を流通した冷水Ｗ１は冷水出口ラインＬ２を介して外部に排出される。また、冷媒ラインＬ１１を介して冷媒ポンプＰ１により汲み上げられた冷媒（水）Ｒは、蒸発器チューブ１１に向けて散布される。散布された冷媒Ｒは、蒸発器チューブ１１内を流通する冷水Ｗ１から気化の潜熱を奪って蒸発気化して冷媒蒸気ｒとなる。この冷媒蒸気ｒは吸収器２０側に流入していく。
【００２４】
この冷水Ｗ１は、１２℃の温度で蒸発器１０に入り、蒸発器チューブ１１にて冷却されて、蒸発器１０から７℃の温度で排出される。冷水出口ラインＬ２から出てくる７℃の冷水Ｗ１は、ビルの冷房や工場のプロセス用として用いられる。ビル冷房等の冷房負荷において冷房に供せられた冷水Ｗ１は、温度上昇し１２℃の温度となって再び蒸発器１０に流入してくる。
【００２５】
一方、吸収器２０内には吸収器チューブ２１が配置されている。この吸収器チューブ２１には、冷却水ラインＬ３を介して冷却水Ｗ２が供給される。そして、溶液ラインＬ２１を介して溶液ポンプＰ２により圧送されてきた臭化リチウム濃溶液Ｙ１は、吸収器チューブ２１に向けて散布される。このため、散布された臭化リチウム濃溶液Ｙ１は、吸収器２０側に流入してきた冷媒蒸気ｒを吸収して、濃度が薄くなる。濃度が薄くなった臭化リチウム希溶液Ｙ３は、吸収器２０の底部に集められる。なお、吸収器２０内で発生する熱は、吸収器チューブ２１内を流通する冷却水Ｗ２により冷却される。
【００２６】
この吸収器２０の底部に集められた臭化リチウム希溶液Ｙ３は、溶液ポンプＰ３により圧送され、バルブＶ５，低温熱交換器３０，溶液ラインＬ２２，高温熱交換器３１，溶液ラインＬ２３を介して、高圧再生器４０に供給される。
【００２７】
高圧再生器４０は、炉筒，伝熱管を胴内に収めると共にバーナを装備している。この高圧再生器４０は、ガスラインＬ３１及びバルブＶ２１及び燃料制御弁Ｖ２２を介して燃料ガスＧが供給されることにより、燃料ガスＧを燃焼して臭化リチウム希溶液Ｙ３を加熱する。高圧再生器４０に供給された臭化リチウム希溶液Ｙ３は、加熱され、冷媒の一部が蒸発気化して濃度が中程度の臭化リチウム中溶液Ｙ２となる。この臭化リチウム中溶液Ｙ２は、溶液ラインＬ２４，高温熱交換器３１を通って低圧再生器５０に供給される。
【００２８】
一方、高圧再生器４０にて蒸発した冷媒蒸気ｒは、冷媒ラインＬ１２を介して、低圧再生器５０の低圧再生器チューブ５１に供給され、更に、冷媒ラインＬ１３を介して凝縮器６０に供給される。なお、低圧再生器５０と凝縮器６０は、同一のシェル内に構成されている。
【００２９】
この低圧再生器５０では、溶液ラインＬ２４を介して臭化リチウム中溶液Ｙ２が供給されるとともに、溶液ラインＬ２５を介して溶液ラインＬ２２から分岐してきた臭化リチウム希溶液Ｙ３が低圧再生器チューブ５１に向けて散布される。この低圧再生器５０では、低圧再生器チューブ５１により溶液Ｙ２，Ｙ３が加熱され、冷媒の一部が蒸発して溶液の濃度が更に濃くなり、高濃度の臭化リチウム濃溶液Ｙ１が低圧再生器５０の底部に集められる。この臭化リチウム濃溶液Ｙ１は、溶液ポンプＰ２により、再び吸収器２０に供給される。
【００３０】
また、凝縮器６０には、冷却水ラインＬ４により冷却水Ｗ２が供給される凝縮器チューブ６１が配置されている。この凝縮器６０では、高圧再生器４０にて蒸発して冷媒ラインＬ１２，低圧再生器チューブ５１及び冷媒ラインＬ１３を介して供給されてきた冷媒蒸気ｒと、低圧再生器５０にて蒸発して凝縮器６０側に流入してきた冷媒蒸気ｒが、凝縮器チューブ６１にて冷却凝縮されて、冷媒（水）Ｒとなる。この冷媒Ｒは、重力及び圧力差により、冷媒ラインＬ１４を介して蒸発器１０に送られる。蒸発器１０の底部に集められた冷媒Ｒは、冷媒ポンプＰ１により再び冷媒ラインＬ１１を介して蒸発器チューブ１１に向けて散布される。
【００３１】
なお、上述した吸収冷凍機にて、冷房運転時には、バルブＶ１，Ｖ２，Ｖ３，Ｖ４は閉じており（図では黒塗りして示している）、バルブＶ５，Ｖ１１，Ｖ１２，Ｖ１３，Ｖ１４は開いている（図では白抜きして示している）。また、吸収冷凍機は暖房運転をすることもできるが、本発明には関係がないので、暖房運転時の動作説明は割愛する。
【００３２】
ここで、上述した本実施形態の吸収冷凍機において、吸収器２０の構造を具体的に説明する。
【００３３】
図１及び図２に示すように、蒸発器１０と吸収器２０は同一のシェル内に構成されており、箱型のケース本体７０のほぼ中央部に気液分離器７１が配設されて両者を区画している。吸収器２０側にて、ケース本体７０の両側に箱体７２，７３が取付けられており、ケース本体７０内には吸収器チューブ２１を構成する複数の伝熱管７４が水平方向に貫通して千鳥状に配列され、各端部が各箱体７２，７３内に突出して開口している。そして、一方の箱体７２の内部は水平方向に沿った２つの仕切り板７５ａ，７５ｂによって上下に並設された３つの部屋Ａ，Ｃ，Ｅに区画され、他方の箱体７３の内部は水平方向に沿った１つの仕切り板７６ａによって上下に並設された２つの部屋Ｂ，Ｄに区画されている。また、箱体７２の下部の部屋Ａに連通する冷却水の供給口７７が設けられると共に、上部の部屋Ｅに連通する冷却水の排出口７８が設けられている。
【００３４】
従って、箱体７２の部屋Ａには冷水入口ラインＬ３から冷水Ｗ２が供給口７７を通して供給されており、この冷却水Ｗ２は部屋Ａから伝熱管７４群を通って箱体７３の部屋Ｂに流動し、更に、伝熱管７４群を通って部屋Ｃ，Ｄ，Ｅに流動し、排出口７８を通して冷却水ラインＬ４に排出されている。一方、臭化リチウム濃溶液Ｙ１は伝熱管７４に向けて散布して外面に付着することで、内部を流れる冷却水Ｗ２により冷却され、蒸発器１０で発生した冷媒蒸気ｒが気液分離器７１を通って吸収器２０に流動しており、この冷媒蒸気ｒが臭化リチウム濃溶液Ｙ１によって吸収され、ここで、凝縮潜熱や希釈熱が取り除かれ、低濃度となった臭化リチウム希溶液Ｙ３はケース本体７０の底部に集められる。
【００３５】
この吸収器２０は、本実施形態では、図３に詳細に示すように、複数の伝熱管７４は千鳥状に配列されてはいるが、複数の伝熱管７４によって構成される管群において、互いに隣接する伝熱管７４間の距離を、管群の中央部に対して外周部を大きくしている。つまり、中央部の管群Ｓを密集して配設し、外周部の管群Ｔを離間して配設している。
【００３６】
従って、吸収器２０における外周部の管群Ｔは伝熱管７４が離間して配設されているために伝熱管７４同志の間隔は広い。そのため、蒸発器１０から気液分離器７１を通して流れ込んでくる冷媒蒸気ｒの流速は遅くなり、散布された臭化リチウム濃溶液Ｙ１がこの冷媒蒸気ｒの流動によって吹き飛ばされることはなく、確実に伝熱管７４に付着させることができ、臭化リチウム濃溶液Ｙ１はこの伝熱管７４内を通る冷水Ｗ２に冷却されて冷媒蒸気ｒを効率よく吸収することができる。一方、吸収器２０における中央部の管群Ｓは伝熱管７４が密集して配設されているために伝熱管７４同志の間隔は狭い。そのため、管群Ｔの間を通った残りの冷媒蒸気ｒの流速は早くなり、伝熱管７４に付着した臭化リチウム濃溶液Ｙ１に確実に吸収されることとなる。
【００３７】
また、吸収器２０における外周部の管群Ｔは伝熱管７４同志の間隔は広いため、この伝熱管７４が蒸発器１０から流れ込んだ冷媒蒸気ｒの抵抗とはほとんどならず、圧力損失が低減して冷媒蒸気ｒの圧力の低下を抑制できる。そのため、圧力損失の発生による冷媒蒸気ｒの圧力低下が低減して吸収能力の低下を抑制できる。
【００３８】
更に、吸収器２０で発生する不凝縮ガスは冷媒蒸気ｒの流動のないところ（抽気点）に停留するものであるが、本実施形態では、外周部の管群Ｔが離間して配設され、中央部の管群Ｓが密集して配設しているため、管群Ｓの中央が抽気点と予測できる。そのため、流動解析を行うことなく抽気点を設定し、不凝縮ガスの吸引パイプを容易に配設できる。
【００３９】
図５に本発明の第２実施形態に係る吸収冷凍機における吸収器の管群の配列を表す断面を示す。
【００４０】
本実施形態では、図５に詳細に示すように、吸収器２０にて、中央部に配設された複数の伝熱管７４の管群Ｓを千鳥状に配列し、外周部に配設された複数の伝熱管７４の管群Ｗを格子状に配列することで、互いに隣接する伝熱管７４間の距離を、管群の中央部に対して外周部を大きくしている。つまり、中央部の管群Ｓを密集して配設し、外周部の管群Ｗを離間して配設している。
【００４１】
従って、吸収器２０における外周部の管群Ｗは伝熱管７４が格子状に配設されているために伝熱管７４同志の間隔は広い。そのため、蒸発器１０から流れ込んでくる冷媒蒸気ｒの流速は遅くなり、散布された臭化リチウム濃溶液Ｙ１がこの冷媒蒸気ｒの流動によって吹き飛ばされることはなく、確実に伝熱管７４に付着させて冷媒蒸気ｒを効率よく吸収することができる。一方、吸収器２０における中央部の管群Ｓは伝熱管７４が千鳥状に配設されているために伝熱管７４同志の間隔は狭い。そのため、管群Ｔの間を通った残りの冷媒蒸気ｒの流速は早くなり、臭化リチウム濃溶液Ｙ１に確実に吸収されることとなる。
【００４２】
また、吸収器２０における外周部の管群Ｔは伝熱管７４同志の間隔は広いため、この伝熱管７４が冷媒蒸気ｒの抵抗とはほとんどならず、圧力損失が低減して冷媒蒸気ｒの圧力の低下を抑制できる。そのため、圧力損失の発生による冷媒蒸気ｒの圧力低下が低減して吸収能力の低下を抑制できる。
【００４３】
なお、前述した第１実施形態では、吸収器２０にて、複数の伝熱管７４を千鳥状に配列し、中央部の管群Ｓを密集して配設する一方、外周部の管群Ｔを離間して配設し、第２実施形態では、中央部の管群Ｓを千鳥状に配設する一方、外周部の管群Ｗを格子状に配設することで、互いに隣接する伝熱管７４間の距離を、管群の中央部に対して外周部を大きくしたが、本発明はこの構成に限定されるものではなく、複数の伝熱管７４を千鳥状、あるいは、格子状に配列し、中央部から外周部にかけて徐々に隣接する伝熱管７４の間隔を大きくしてもよいものである。また、前述した各実施形態では、本発明の熱交換器を吸収器２０に適用して説明したが、凝縮器６０や他の熱交換器に適用することもできる。
【００４４】
【発明の効果】
以上、実施形態において詳細に説明したように請求項１の発明の熱交換器によれば、箱型のケース本体の両側に左右一対の箱体を取付け、複数の伝熱管がケース本体内を水平方向に貫通して千鳥状に配列されると共に各端部が各箱体内に突出して開口し、箱体の内部が仕切り板によってそれぞれ上下に並設された複数の部屋に区画され、ケース本体内に流動する第１の流体と複数の部屋及び複数の伝熱管を流通する第２の流体との間で熱交換を行うように熱交換器を構成し、複数の伝熱管によって構成される管群における互いに隣接する伝熱管間の距離を、この管群の中央部の管群に対して外周部の管群を大きくし、前記中央部の管群を前記外周部の管群が囲む配置としたので、外周部の管群は間隔が広いため、ケース本体内に流動する第１の流体は伝熱管がほとんど抵抗とはならずに圧力損失が低減し、且つ、流速は遅くなり、一方、中央部の管群は間隔が狭いため、中央部に流動する残りの第１の流体は流速は速くなり、熱交換の性能を向上することができる。
【００４５】
また、請求項２の発明の熱交換器によれば、管群の中央部の伝熱管を千鳥状に配列する一方、管群の外周部の伝熱管を格子状に配列したので、外周部の管群は間隔が広くなり、ケース本体内に流動する第１の流体は伝熱管がほとんど抵抗とはならずに圧力損失が低減し、且つ、流速は遅くなり、一方、中央部の管群は間隔が狭くなり、中央部に流動する残りの第１の流体は流速は速くなり、熱交換の性能を向上することができる。
【００４６】
また、請求項３の発明の吸収冷凍機によれば、冷房に利用して温度上昇した冷水が流通する蒸発器チューブに向けて冷媒を散布することによりこの冷媒を蒸発気化させて冷媒蒸気とする蒸発器と、蒸発器で発生した冷媒蒸気を濃度の濃い臭化リチウム溶液により吸収させる吸収器と、冷媒を吸収して低濃度となった臭化リチウム溶液を燃焼ガスにより加熱して臭化リチウム溶液中の冷媒を蒸発させて臭化リチウム溶液を高濃度として吸収器に供給する再生器と、再生器で発生した冷媒蒸気を凝縮させて凝縮した冷媒を蒸発器に供給する凝縮器とで吸収冷凍機を構成し、吸収器を、箱型のケース本体の両側に左右一対の箱体を取付け、複数の伝熱管がケース本体内を水平方向に貫通して千鳥状に配列されると共に各端部が各箱体内に突出して開口し、箱体の内部が仕切り板によってそれぞれ上下に並設された複数の部屋に区画され、蒸発器からケース本体に流動した冷媒蒸気を吸収した臭化リチウム溶液と複数の部屋及び複数の伝熱管を流通する冷却水との間で熱交換を行うように構成し、複数の伝熱管によって構成される管群における互いに隣接する伝熱管間の距離を、この管群の中央部の管群に対して外周部の管群を大きくし、前記中央部の管群を前記外周部の管群が囲む配置としたので、吸収器における外周部の伝熱管同志の間隔が広いため、蒸発器から流動する冷媒蒸気の流速は遅くなり、散布された臭化リチウム溶液がこの冷媒蒸気によって吹き飛ばされることはなく、且つ、圧力損失による冷媒蒸気圧力の低下を抑制し、確実に伝熱管に付着して冷却することができ、冷媒蒸気を効率よく吸収することができる一方、中央部の伝熱管同志の間隔が狭いため、残りの冷媒蒸気の流速は早くなり、伝熱管に付着した臭化リチウム溶液に確実に吸収されることとなり、吸収能力の向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態に係る吸収冷凍機の内部構造を表す側面概略図である。
【図２】本実施形態の吸収冷凍機の内部構造を表す正面概略図である。
【図３】本実施形態の吸収器における管群の配列を表す断面図である。
【図４】本実施形態の吸収冷凍機の概略構成図である。
【図５】本発明の第２実施形態に係る吸収冷凍機における吸収器の管群の配列を表す断面図である。
【図６】従来の吸収冷凍機の内部構造を表す概略図である。
【符号の説明】
１０ 蒸発器
２０ 吸収器
２１ 吸収器チューブ
３０ 低温熱交換器
３１ 高温熱交換器
４０ 高圧再生器
５０ 低圧再生器
６０ 凝縮器
７０ ケース本体
７４ 伝熱管
７５ａ，７５ｂ，７６ａ 仕切り板
７７ 供給口
７８ 排出口
Ｓ，Ｔ，Ｗ 管群
Ｐ１ 冷媒ポンプ
Ｐ２，Ｐ３ 溶液ポンプ
Ｌ１ 冷水入口ライン
Ｌ２ 冷水出口ライン
Ｌ３，Ｌ４ 冷却水ライン
Ｌ１１〜Ｌ１５ 冷媒ライン
Ｌ２１〜Ｌ２５ 溶液ライン
Ｌ３１ ガス（燃料）ライン
Ｒ 冷媒（水）
ｒ 冷媒蒸気
Ｙ１ 臭化リチウム濃溶液
Ｙ２ 臭化リチウム中溶液
Ｙ３ 臭化リチウム希溶液
Ｗ１ 冷水
Ｗ２ 冷却水
Ｇ 燃料ガス

Claims (3)

1. 箱型のケース本体と、該ケース本体の両側に取付けられた左右一対の箱体と、前記ケース本体内を水平方向に貫通して千鳥状に配列されると共に各端部が前記各箱体内に突出して開口する複数の伝熱管と、前記一対の箱体の内部をそれぞれ上下に並設された複数の部屋に区画する仕切り板とを有し、前記ケース本体内に流動する第１の流体と前記複数の部屋及び前記複数の伝熱管を流通する第２の流体との間で熱交換を行う熱交換器において、前記複数の伝熱管によって構成される管群における互いに隣接する伝熱管間の距離を、該管群の中央部の管群に対して外周部の管群を大きくし、前記中央部の管群を前記外周部の管群が囲む配置としたことを特徴とする熱交換器。
2. 請求項１記載の熱交換器において、前記管群の中央部の伝熱管を千鳥状に配列する一方、前記管群の外周部の伝熱管を格子状に配列したことを特徴とする熱交換器。
3. 冷房に利用して温度上昇した冷水が流通する蒸発器チューブに向けて冷媒を散布することによりこの冷媒を蒸発気化させて冷媒蒸気とする蒸発器と、該蒸発器で発生した冷媒蒸気を濃度の濃い臭化リチウム溶液により吸収させる吸収器と、冷媒を吸収して低濃度となった臭化リチウム溶液を燃焼ガスにより加熱して臭化リチウム溶液中の冷媒を蒸発させて臭化リチウム溶液を高濃度として前記吸収器に供給する再生器と、前記再生器で発生した冷媒蒸気を凝縮させて凝縮した冷媒を前記蒸発器に供給する凝縮器とを具えた吸収冷凍機において、前記吸収器を、箱型のケース本体の両側に左右一対の箱体を取付け、複数の伝熱管が前記ケース本体内を水平方向に貫通して千鳥状に配列されると共に各端部が前記各箱体内に突出して開口し、該箱体の内部が仕切り板によってそれぞれ上下に並設された複数の部屋に区画され、前記蒸発器から前記ケース本体に流動した冷媒蒸気を吸収した臭化リチウム溶液と前記複数の部屋及び前記複数の伝熱管を流通する冷却水との間で熱交換を行うように構成し、前記複数の伝熱管によって構成される管群における互いに隣接する伝熱管間の距離を、該管群の中央部の管群に対して外周部の管群を大きくし、前記中央部の管群を前記外周部の管群が囲む配置としたことを特徴とする吸収冷凍機。

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