JP5489143B2 - 二段吸収式冷凍機及びその製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、二段吸収式冷凍機及びその製造方法に係り、特に、低温から高温までの汲み上げ温度差を大にした二段吸収式冷凍機に好適である。

従来の二段吸収方式の吸収式冷凍機（二段吸収式冷凍機）としては、特開２００２−２２７２６２号公報（特許文献１）に記載されたものがある。

上記特許文献１のものには、サイクル性能の高い二段吸収式冷凍機が記載されている。具体的には、前記二段吸収式冷凍機は、再生器と、この再生器で発生した蒸気冷媒を凝縮する凝縮器と、この凝縮器で凝縮した液冷媒を蒸発させる第１蒸発器（高温蒸発器）と、この第１蒸発器で蒸発した冷媒を溶液に吸収させる第１吸収器（高温吸収器）とを備えている。また、前記第１蒸発器内の液冷媒が導かれる第２蒸発器（低温蒸発器）と、この第２蒸発器で蒸発した冷媒を溶液に吸収させる第２吸収器（低温吸収器）とが備えられており、これら第２蒸発器、第２吸収器、第１蒸発器、第１吸収器の順に隣り合わせて同一の缶体で構成されている。更に、前記第１蒸発器と前記第２吸収器とは伝熱面を介して隣り合っており、前記凝縮器で凝縮した液冷媒を第１蒸発器、次いで第２の蒸発器に導くと共に、前記第１蒸発器の前記伝熱面の近傍に液冷媒を散布する液冷媒散布手段を、前記第２吸収器の前記伝熱面の近傍に溶液を散布する溶液散布手段をそれぞれ配設した構成となっている。

上記のように構成された特許文献１のものでは、第２吸収器の吸収熱が、第１蒸発器と第２吸収器の間の伝熱面を通して、直接第１蒸発器の伝熱面上を流れる冷媒に伝達されるため、熱輸送のための温度差が小さくて済み、サイクルの性能向上を図れるという特徴がある。

特開２００２−２２７２６２号公報

上記特許文献１に記載のものでは、前記第１蒸発器と前記第２吸収器とは伝熱面を介して隣り合った構成とすることで、第２吸収器の吸収熱が、第１蒸発器と第２吸収器の間の伝熱面を通して、直接第１蒸発器の伝熱面上を流れる冷媒に伝達するようにしているが、前記伝熱面は、大きな伝熱面積を確保できるように水平方向に蛇行した蛇腹状に構成されている。

即ち、上記伝熱面は、大きな伝熱面積を確保するために水平方向に蛇行した蛇腹状に構成されているが、そのためには非常に長い、例えば原材料となる数十メートルのプレートを蛇腹状にする必要がある。このため、非常に多くの回数折り曲げ加工する必要があり、製作が容易でない上、製作設備も過大なものが必要となる。また、この特許文献にも記載されているように、伝熱面にはその伝熱効率を上げるため、水平方向に多数の微細な凹凸部を形成することが多く、この多数の凹凸部が形成されているようなプレートを何度も折り曲げ加工することはかなり困難であり、曲げ部での割れやひびの欠陥が生じ易く、伝熱面に形成されている前記凹凸部が曲げ加工により変形して性能のばらつきも発生し易い。

また、上記特許文献１のものでは、前記蛇腹状の伝熱面（伝熱部；伝熱プレート）を、吸収器や蒸発器を含む箱体の底面と両側面部において、全周溶接し、その後高温側蒸発器（第１蒸発器）側と低温側吸収器（第２吸収器）側に分割した上面をそれぞれ全周溶接するようにしているが、数十メートルもある蛇腹状の伝熱面を連続溶接する必要があり、連続溶接部が長くなって大変である上に、溶接欠陥も生じ易い。更に、溶接部の漏れチェックも必要であるが、この漏れチェックは、蛇腹状の伝熱プレートの底面、側面及び上面の溶接を全て終了させてからになるため、仮に漏れが検出された場合にはその補修も極めて難しい。即ち、溶接欠陥が発見された場合にその欠陥部を、例えば高温吸収器（第１吸収器）側から行う場合、欠陥部が低温蒸発器（第２蒸発器）側だと、プレート間の狭い隙間から奥側の欠陥部を溶接する必要があり、補修がかなり困難となる。従って、従来の二段吸収式冷凍機のものでは、伝熱面積の大きい伝熱面をもつ構造にすると製作が困難になるという課題がある。

本発明の目的は、高温蒸発器と低温吸収器との間に設けられる伝熱部の伝熱面積を大きくとることが可能で、しかも製作も容易な二段吸収式冷凍機及びその製造方法を得ることにある。

前述の目的を達成するための本発明は、缶体内に、低温蒸発器、低温吸収器、高温蒸発器、高温吸収器を順に隣り合わせて配置すると共に、前記高温蒸発器と前記低温吸収器は伝熱部を介して隣り合うように配置されて、前記低温吸収器の吸収熱が、高温蒸発器と低温吸収器の間の前記伝熱部を通して、高温蒸発器側の伝熱部上を流れる冷媒に伝達されるように構成された二段吸収式冷凍機において、前記伝熱部は、一端が開口し、他端が閉じられた筒状の伝熱面体と、複数の開口部を有する閉止板とを備え、前記閉止板に形成された開口部に前記伝熱面体の開口が位置するようにして、前記伝熱面体を前記閉止板に取り付けて構成され、この伝熱部の閉止板は前記缶体に固定され、前記伝熱部の前記筒状の伝熱面体の内側には、前記高温蒸発器或いは前記低温吸収器の一方が配置され、前記筒状の伝熱面体の外側には、前記高温蒸発器或いは前記低温吸収器の他方が配置されると共に、前記伝熱面体上部の前記高温蒸発器側には冷媒散布装置が、前記伝熱面体上部の前記低温吸収器側には溶液散布装置が配置されていることを特徴とする。

本発明の他の特徴は、缶体内に、高温蒸発器と低温吸収器が伝熱部を介して隣り合うように配置されている二段吸収式冷凍機の製造方法において、一端が開口し、他端が閉じられた筒状の伝熱面体と、複数の開口部を有する閉止板を製作し、その後前記閉止板に形成された開口部に前記伝熱面体の開口が位置するようにして、前記伝熱面体を前記閉止板に溶接することで前記伝熱部を製作し、この製作された伝熱部を前記缶体の所定位置に配置した後、前記伝熱部の閉止板外周を前記缶体に全周溶接することを特徴とする。

本発明によれば、高温蒸発器と低温吸収器との間に設けられる伝熱部の伝熱面積を大きくとることが可能となり、しかも製作も容易な二段吸収式冷凍機及びその製造方法を得ることができる。

本発明の二段吸収式冷凍機の実施例１を示す系統図。 本発明の実施例１における蒸発器と吸収器の缶体の縦断面図で、図３のII−II線矢視断面図。 図２のIII−III線矢視断面図。 図３のIV−IV線矢視断面図。 図４に示す散布装置の部分を拡大して示す図 本発明の実施例１における伝熱部の構成を説明する斜視図。 図６に示した伝熱部の製作例を説明する斜視図。 図７に示した伝熱面体の製作例を説明する斜視図。 図６に示す伝熱部を閉止板側から見た図。 図８に示した伝熱面体の他の製作例を説明する斜視図。 伝熱部の他の製作例を説明する斜視図。 図１１に示す伝熱面体を組立てた状態の斜視図。 伝熱部の更に他の製作例を説明する斜視図。 伝熱部の更に他の製作例を説明する斜視図。 図１４に示す伝熱面体の変形例を説明する斜視図。 第２吸収器からの抽気を行う場合の例を説明する図。

本発明は、低温蒸発器（第２蒸発器）、低温吸収器（第２吸収器）、高温蒸発器（第１蒸発器）、高温吸収器（第１吸収器）の順に隣り合わせて同一の缶体で構成され、前記高温蒸発器と前記低温吸収器は伝熱面を介して隣り合うように配置されて、前記低温吸収器の吸収熱が、高温蒸発器と低温吸収器の間の前記伝熱部を通して、直接高温蒸発器の伝熱部上を流れる冷媒に伝達されるように構成された二段吸収式冷凍機に関する。以下、本発明の具体的実施例を、図面を用いて説明する。なお、各図において、同一符号を付した部分は同一或いは相当する部分を示している。

図１は、本発明を二段吸収式冷凍機に適用した実施例１を示す系統図である。二段吸収式冷凍機は、高温蒸発器（第１蒸発器）１１、低温蒸発器（第２蒸発器）１２、高温吸収器（第１吸収器）２１、低温吸収器（第２吸収器）２２、再生器３、凝縮器４、低温溶液熱交換器５１、高温溶液熱交換器５２、冷媒ポンプ６、溶液ポンプ７１，７２，７３などを備えている。

前記再生器３は、散布装置３１と伝熱管３２で構成され、前記伝熱管３２内を加熱源となる温水が流れ、前記散布装置３１から前記伝熱管３２に向かって散布され伝熱管３２外を流下する溶液を、前記温水により加熱して冷媒蒸気を発生させ、濃度の薄い溶液を濃度の濃い溶液に濃縮して再生するものである。

前記再生器３には例えば６０℃の温水が供給され、伝熱管３２外を流れる溶液を加熱することで、前記温水は５５℃まで冷却される。一方、溶液を加熱濃縮することで発生する冷媒蒸気は、凝縮器４に流入する。前記再生器３と凝縮器４とは、同一の容器で構成され、また前記凝縮器４内には、流入した冷媒蒸気を冷却して凝縮させるための冷却水が流れる伝熱管４１が設けられている。前記伝熱管４１から流出し温度が上昇した冷却水は冷却塔（図示せず）などで冷却される。

前記凝縮器４で凝縮して発生した液冷媒は、配管路９４を介して前記第１蒸発器１１に導かれる。この第１蒸発器１１で蒸発した冷媒は、前記第１吸収器２１で溶液に吸収される。また、前記第１蒸発器１１と第１吸収器２１とは同一の容器で構成されている。

前記第１蒸発器１１に隣合って第２吸収器２２が設けられている。この第２吸収器２２では、該第２吸収器と同一容器を構成する第２蒸発器１２で蒸発した冷媒を溶液に吸収する。
前記再生器３で発生した濃溶液は、前記溶液ポンプ７１により配管路９１を介して前記第１吸収器２１へ導かれ、第1吸収器２１の上部に設けられた溶液散布装置２３から散布される。また、第1吸収器２１内下部の溶液タンク２４に溜まった溶液は溶液ポンプ７２により配管路９２を介して前記第２吸収器２２に送られ、溶液散布装置２５から散布される。この第２吸収器２２内下部の溶液タンク２６の稀溶液は、溶液ポンプ７３により配管路９３を介して前記再生器３に送られ、濃溶液に再生される。

前記低温溶液熱交換器５１は、前記第１吸収器２１から配管路９２を流れる中温の溶液と、前記第２吸収器２２からの稀溶液とを熱交換させるものであり、前記中温の溶液の顕熱を回収するものである。また、前記高温溶液熱交換器５２は、前記再生器３からの高温の濃溶液と低温溶液熱交換器５１からの稀溶液とを熱交換させるものであり、高温の濃溶液の顕熱を回収するものである。

前記冷媒ポンプ６は、前記第１蒸発器１１の下部に溜まった液冷媒を配管路９５を介して第１蒸発器１１内に再び散布すると共に、前記第２蒸発器１２内にも散布するためのものであり、それぞれの冷媒散布装置１３，１４から散布される。前記第２蒸発器１２に散布された未蒸発の冷媒は冷媒タンク１６に溜められ、ここから連通管９６を介して前記第１蒸発器１１に導かれて、凝縮器４からの液冷媒、及び前記第１蒸発器１１に散布された未蒸発の冷媒と共に、再度冷媒ポンプ７２によりそれぞれの冷媒散布装置１３，１４に供給される。

前記第１蒸発器と第２蒸発器内の冷媒タンク１５，１６の液面は、それらの差圧（例えば１０００Ｐａ）分だけ第２蒸発器１２の液面の方が高くなる。前記連通管９６は液シールされるように封入冷媒量が設定されているので、第２蒸発器１２側と第１蒸発器１１側の圧力差を保つことができる。
なお、この実施例において、吸収剤は臭化リチウムであり、冷媒は水である。

前記第１蒸発器１１と第２吸収器２２とは、伝熱面体８１を有する伝熱部８を介して区画されている。そして、双方が、この伝熱面体８１を構成要素とし、この伝熱面体８１の内側が前記第１蒸発器１１側となり、外側が前記第２吸収器２２側となっている。

前記凝縮器４から第１蒸発器１１に送られてきた冷媒液は、第１蒸発器１１の下部に形成された冷媒タンク１５に溜められる。冷媒ポンプ６は、この冷媒液を第１蒸発器１１の上部に配置した前記冷媒散布装置１３に送り、第２吸収器２２との境界をなす前記伝熱面体８１の第１蒸発器１１側（内側）から冷媒液を散布する。散布された冷媒液は、伝熱面体８１上で蒸発するときに蒸発潜熱により、伝熱面体８１の第２吸収器２２側（外側）を流下する溶液を冷却する。

前記第１吸収器２１には内部を冷却水が流れる伝熱管２７が配置されている。再生器３で加熱濃縮された濃溶液は、第１吸収器２１の上部に配置された前記溶液散布装置２３から伝熱管２７上に散布される。このとき散布される溶液が、第１蒸発器１１で蒸発した冷媒蒸気を吸収する。

溶液が冷媒を吸収する吸収作用により、第１蒸発器１１の圧力は低圧（例えば１８００Ｐａ）に保たれる。その結果、第１蒸発器の上部に配置された前記冷媒散布装置１３から第１蒸発器側（内側）の伝熱面体８１に散布された冷媒を、継続的に蒸発できる。また、第１吸収器内に配置された伝熱管２７内を流れる冷却水は、冷媒蒸気を吸収する時に発生する吸収熱で温度上昇した溶液を冷却する。溶液を冷却した前記冷却水は、凝縮器４内の前記伝熱管４１を通過後、前述した冷却塔などで冷却される。

第１蒸発器１１の冷媒タンク１５の冷媒液は、冷媒ポンプ６により第２蒸発器１２の上部に配置した前記冷媒散布装置１４にも送られる。そして、この冷媒散布装置１４から、第２蒸発器１２内に配置された伝熱管１７上に散布され、該伝熱管１７の表面で蒸発するときに蒸発潜熱により伝熱管１７の内部を流れる冷水或いはブラインを冷却する。これにより、前記伝熱管１７内を流れる前記冷水或いはブラインは、例えば１２℃で伝熱管１７内に流入して７℃まで冷却され、冷房用途などに利用される。なお、この場合、第２蒸発器１２内の圧力は約８００Ｐａ（散布される冷媒の飽和温度３．８℃）に保持される。

一方、第２吸収器２２の上部に配置された前記溶液散布装置２５から、溶液は、前記第１蒸発器１１との境界をなす前記伝熱面体８１の第２吸収器側（外側）に散布される。散布された溶液は、伝熱面体８１の第１ 蒸発器１１側（内側）を流れる冷媒の蒸発潜熱により冷却される。そして、前記第２蒸発器１２で蒸発し、第２吸収器２２に流入した冷媒蒸気を吸収する。この吸収作用により、第２蒸発器１２内の圧力は低圧に保たれ、第２蒸発器１２内に散布される冷媒を継続的に蒸発可能にしている。

第２吸収器２２内で冷媒蒸気を吸収して濃度が薄くなった稀溶液は、溶液タンク２６に溜められ、溶液ポンプ７３により、この溜まった稀溶液は前記低温溶液熱交換器５１と前記高温溶液熱交換器５２を経由して前記再生器３に送られる。

次に、図１に示す本実施例の二段吸収式冷凍機の詳細構造を、図２〜図９を用いて説明する。図２は、本発明の実施例１における蒸発器と吸収器の缶体の縦断面図で、図３のII−II線矢視断面図、図３は図２のIII−III線矢視断面図、図４は図３のIV−IV線矢視断面図で、伝熱面及び散布装置の部分の図、図５は図４に示す散布装置の部分を拡大して示す図である。

図２は二段吸収式冷凍機に用いられる蒸発器と吸収器を一体にした缶体１０内部の構造を示しており、缶体１０周りの配管等は図１と同様であり、図２〜図４では省略している。

これら図２〜図４において、蒸発器と吸収器を一体にした缶体１０内には、前述した第１蒸発器１１、第１吸収器２１、第２蒸発器１２よび第２吸収器２２とを備えている。第１蒸発器１１と第２吸収器２２との間は、図３に示すように、水平方向に蛇行し、鉛直方向に延びた伝熱面を形成するように、前記伝熱面体８１を配置した伝熱部８で仕切られている。前記伝熱面体８１の上部には伝熱面体８１に沿って、第１蒸発器側の冷媒散布装置１３及び第２吸収器側の溶液散布装置２５が設置されている。伝熱面体８１の第１蒸発器１１側には冷媒の液膜が、伝熱面体８１の第２吸収器２２側には溶液の液膜がそれぞれ形成されている。

第２蒸発器１２側からの冷媒蒸気を、第２吸収器２２の溶液の液膜（伝熱面体の外側を流下）が吸収する際に、吸収熱を発生する。この吸収熱は、伝熱面体８１を介して、第１蒸発器１１側（伝熱面体の内側）の冷媒液膜に伝えられ、伝熱面体８１を流下する液冷媒を蒸発させる。前記冷媒散布装置１３及び溶液散布装置２５は、図３，図４に示すように、前記伝熱面体８１と狭い隙間を保つように設けられている。

伝熱面体８１の下部は第１蒸発器１１側で閉じられており、伝熱面体８１の第１蒸発器側（内側）を流下した冷媒であって蒸発しなかったものは、冷媒タンク１５（図１，図２参照）に集められる。また、伝熱面体８１の第２吸収器２２側（外側）を流下した溶液は、伝熱面体８１の閉じられた下端の外側を滴下して、下部の溶液タンク２６に集められる。

第１吸収器２１内には水平に伝熱管２７が配置されており、この伝熱管２７の内部を冷却水が流れている。第１蒸発器１１で蒸発した冷媒蒸気は、エリミネータ１８を通って第１吸収器２１に流入し、溶液散布装置２３から伝熱管２７上に散布された溶液に吸収される。この冷媒蒸気を吸収する際に発生する吸収熱は、伝熱管２７内を流れる冷却水に奪い去られる。冷媒蒸気を吸収して濃度の薄くなった溶液は、溶液タンク２４に集められる。

第２蒸発器１２内には、水平に伝熱管１７が配置されており、この伝熱管１７の内部を冷水またはブラインが流れている。散布装置１４からこの伝熱管１７上に冷媒液が散布され、散布された冷媒液は伝熱管１７の内部を流れる冷水またはブラインから熱を奪って蒸発する。蒸発した冷媒蒸気は、エリミネータ２８を通って第２吸収器２２に送られる。前記伝熱管１７上で蒸発しきれなかった冷媒は、冷媒タンク１６に集められる。

このように本実施例においては、伝熱面体８１を水平方向に蛇行するように設置して伝熱部８を構成しているので、コンパクトな容積内に、大きな伝熱面積を有する伝熱部８を収容でき、二段吸収式冷凍機全体の大きさをコンパクトにすることができる。

また、図４に示すように、伝熱面体８１の表面は、ほぼ水平方向に複数の凹部と凸部が形成された凹凸部となっている。また、図２〜図４に示すように、上下方向に長い筒状に構成された前記伝熱面体８１の上方の両側には、伝熱面体８１に沿って、前述した冷媒散布装置１３と溶液散布装置２５が設置されている。

図５は図４に示す散布装置１３，２５の部分を拡大して示す図で、第２吸収器（低温吸収器）２２の冷媒散布装置２５及び第１蒸発器（高温蒸発器）１１の冷媒散布装置１３は、それぞれ前記伝熱面体８１の上部に配置されており、各散布装置１３，２５にそれぞれ設けられた横穴１３ａ，２５ａから、液冷媒または溶液が、伝熱面体８１のそれぞれの伝熱面へ散布され、流下するように構成されている。このように構成することにより、液ヘッドを利用した簡単な構成で均一に散布することが可能となる。

次に、図６〜図９により、水平方向に蛇行するように構成されている上記伝熱部８の製作例を説明する。図６は本発明の実施例１における伝熱部８を組み立てた状態の構成を説明する斜視図、図７は図６に示した伝熱部８の製作例を説明する斜視図、図８は図７に示した伝熱面体８１の製作例を説明する斜視図、図９は図６に示す伝熱部８を閉止板８２側から見た図である。

図６に示すように、本実施例の上記伝熱部８は、筒状に構成された複数の伝熱面体８１と、この伝熱面体８１を取り付ける閉止板８２から構成されている。前記伝熱面体８１は、図７に示すように、一端側が開口した開口８１ａとなっており、他端側は閉止部材８１ｂで閉じられた構成となっている。また、その長手方向側面は、前記開口端側から奥側（閉止部材８１ｂ側）に延びるように、水平方向の凹凸部が形成されている。更に、前記閉止板８２は複数の開口部８２ａが形成された金属板で構成されており、前記開口部８２ａの部分に前記伝熱面体８１の開口８１ａが一致するように、伝熱面体８１を閉止板８２に突合せ溶接により接合固定することで伝熱部８が製作される。
図７に示す例では、前記閉止板８２に形成された開口部８２ａは、前記伝熱面体８１の開口８１ａ内に配置される矩形形状（図９参照）に構成されている。

図６に示すように、前記伝熱部８は吸収式冷凍機のシェルとなる缶体１０内の第１吸収器（高温吸収器）２１側と、第２蒸発器（低温蒸発器）１２側との間に配置され、閉止板８２の外周部の全周が前記缶体１０に溶接される。即ち、前記伝熱部８の右手前側が、第１蒸発器（高温蒸発器）１１を挟んで第１吸収器（高温吸収器）２１側となっており、左奥側が、第２吸収器（低温吸収器）２２を挟んで第２蒸発器（低温蒸発器）１２側となっている。

前記伝熱面体８１の製作例を図８により説明する。伝熱面体８１は、水平方向の凹凸部が形成されると共にその上端または下端が水平方向に折り曲げられた２枚の伝熱プレート８１ｃ，８１ｄと、前記閉止部材８１ｂから構成されており、これらの部材を溶接などで接合することにより、図７に示すように、一端側が開口し、他端側が閉じられた筒状に組立てられて構成されている。この製作例では、前記閉止部材８１ｂは、前記凹凸部が形成された２枚の伝熱プレート８１ｃ，８１ｄを組み立てた状態で形成される一端側の開口部の形状に合う形状に構成されて溶接されるから、前記伝熱プレートの凹凸部を折り曲げる必要がなく、伝熱面体８１を容易に製作できる。

図９は図６に示す伝熱部８を閉止板８２側から見た図で、閉止板８２の奥側に点線で示す前記伝熱面体８１の外側が第２吸収器（低温吸収器）２２側となっている。一方、開口部８２ａを含む前記伝熱面体８１の内側が第１蒸発器（高温蒸発器）１１側となっている。

このように、筒状の伝熱面体８１の内側を第１蒸発器１１側、外側を第２吸収器２２側となるように構成することにより、次の効果がある。即ち、筒状の伝熱面体８１の内側を第２吸収器２２側とすると、筒状の伝熱面体の底面に溶液が溜まる可能性があり、このため腐食を引起す可能性が高くなるが、本実施例のように筒状の伝熱面体８１の内側を第１蒸発器側にすることで腐食の危険性を回避することができる。第２吸収器２２側は低圧となるため、冷媒蒸気の密度が小さくなり、その分蒸気流速が速くなるが、第２吸収器２２を伝熱面体８１の外側とすることにより、蒸気密度が小さく（流速が速く）なることに対応させて十分な空間容積を容易に確保可能となる。

以上述べた本実施例によれば、まず筒状の伝熱面体８１を多数製作し、その溶接部の漏れチェック（漏れ検査）は伝熱面体８１単独の状態で行う。仮に溶接部の欠陥が見つかれば、その伝熱面体８１単体で補修をすることができる。従って、連続溶接する部分の長さを非常に短くすることができるから製作が容易である上に、補修のための溶接も簡単に行うことができる。

次に、漏れ検査実施後の溶接欠陥のない伝熱面体８１を閉止板８２に突合せ溶接して伝熱部８を製作した後、この伝熱部８の突合せ溶接部の漏れチェックを行う。この段階でも溶接部の欠陥が見つかれば、その補修を行うが、この段階では伝熱部８をまだ缶体１０に取り付けてはいないので、その補修は容易であり、連続溶接する長さも短い。

最後に、組み立てられて漏れ検査実施後の伝熱部８を、吸収式冷凍機のシェルとなる缶体１０に組み込んで、閉止板８２の外周部の全周を、前記缶体１０に溶接する。ここでは閉止板８２の外周を溶接するだけで良いので、従来の蛇腹状の伝熱面を缶体に溶接する場合に比べ、連続溶接する長さは非常短くなり、しかも閉止板８２の外周の溶接だけであるから、溶接自体も非常に簡単に行うことができ、溶接欠陥も発生し難い。また、当該溶接部の漏れチェックも缶体１０の一方側から観察して容易に行うことができる上、仮に欠陥が発見されても、その補修は閉止板８２の外周部のみであるから、その補修も極めて容易である。

吸収式冷凍機では溶接部の信頼性が極めて重要であるが、本実施例によれば、溶接欠陥のない信頼性の高い吸収式冷凍機を容易に製作することが可能になる。しかも本実施例によれば、前記伝熱部の伝熱面積も、従来の蛇腹状に形成した伝熱面としたものと同様に大きくすることができ、性能の高い二段吸収式冷凍機も得られる。

更に、前記伝熱面体８１を共用化し、吸収式冷凍機の容量に応じて前記伝熱面体の設置個数を増やすようにすることで、複数の容量の吸収式冷凍機に対応させることができ、製造コスト低減を図ることも容易に可能になる。

次に、本実施例の変形例を図１０〜図１６により説明する。
図１０は、伝熱面体８１の他の製作例を示す図で、水平方向に複数の微細な凹凸部が形成された１つの板材を折り曲げて筒状に形成するもので、このようにすれば、筒状にするための溶接部が上端縁の一箇所のみで良くなる。なお、筒状に構成された部材の一端側の開口８１ａを残し、他端側の開口部は、図８に示したような閉止部材８１ｂを溶接するか、凹凸部が形成された前記１つの板材に、予め閉止部材８１ｂに相当する部分を一体に形成しておくようにしても良い。

図１１は伝熱部８の他の製作例を示し、図１２は図１１に示す伝熱面体８１を組み立てた状態を示す図である。この製作例で製作された伝熱部８が、前述した伝熱部８と異なる点は、伝熱面体８１の閉止部材８１ｂを矩形状に構成している点である。このように、閉止部材８１ｂについては、凹凸部を有する伝熱面体８１の開口部の形状と一致させる形状にする必要はなく、単純な矩形形状にした閉止部材８１ｂを、図１２に示すように、伝熱プレート８１ｃ，８１ｄに突合せ溶接することでも製作は可能であり、伝熱面体８１の製作をより容易に行うことができる。他の構成については、上記図７などに示した伝熱部８と同様である。

図１３は、伝熱部８の更に他の製作例を示す図で、この例では、閉止板８２に形成された複数の開口部８２ａを、伝熱面体８１の開口８１ａの形状と一致する形状にしたものである。このように構成することにより、伝熱面体８１を閉止板８２の前記開口部８２ａに差し込むようにして溶接することができるから、伝熱部８における溶接部の漏れチェックを、反伝熱面体８１側から行うことができる。このため、伝熱部８を、吸収式冷凍機のシェルを構成する前記缶体１０に組み込み、伝熱部８の閉止板８２外周を前記缶体１０に溶接後、閉止板外周の溶接部の漏れチェックと一緒に、前記開口部８２ａの溶接部の漏れチェックも、第１蒸発器（高温蒸発器）１１側から行うことが可能となる。また、溶接部からの漏れが発見された場合でも、その補修を第１蒸発器１１側から容易に行うことができる。他の構成については上記図７などに示した伝熱部８と同様である。

図１４は、伝熱部８の更に他の製作例を示す図で、この例では、上記図１１、図１２に示したものと同様に、伝熱面体８１の閉止部材８１ｂを矩形状に構成したものであるが、本例の前記閉止部材８１ｂは、その下端が閉止板８２の下端と同じ高さ位置まで延長した構成としている点が異なっている。このように構成することにより、伝熱面体８１を、閉止板８２側の溶接部のみで片持ち支持するのではなく、閉止部材８１ｂでも缶体１０に支持できるから、強度を向上して信頼性を更に高めることができる。他の構成については上記図７や図１１などに示した伝熱部８と同様である。

図１５は図１４に示す伝熱面体８１の変形例を示すもので、この例では、閉止部材８１ｂの下端を延長する代わりに、伝熱面体８１の下部に設けた支持体８１ｅにより、伝熱面体８１を缶体１０に支持するようにしたものである。このようにしても、伝熱面体８１を、閉止板８２側の溶接部のみで片持ち支持するのではなく、支持体８１ｅでも缶体１０に支持できるから、図１４に示した例と同様の効果を得ることができる。他の構成については上記図１４などに示したものと同様である。

図１６は、第２吸収器（低温吸収器）２２からの抽気を行う場合の例を説明する図である。吸収式冷凍機では、装置内の腐食を防止するために溶液に腐食抑制剤が添加され、酸化皮膜を生成する際に不凝縮ガスが発生する。不凝縮ガスを装置外に排気しないと低温側では第２蒸発器１２の冷媒蒸気に随伴して低圧となる第２吸収器２２内に集まり熱交換の妨げとなってしまう。そのため、第２吸収器２２から不凝縮ガスを排出するための抽気が必要となる。第２吸収器２２からの抽気を行う場合、この例では、伝熱部８を構成する前記閉止板８２に、前記第２吸収器に連通する穴８３を形成し、抽気用配管８４を、前記第１蒸発器（高温蒸発器）１１側から前記穴８３に接続することで、第２吸収器２２からの抽気を行えるようにしたものである。このようにすれば、抽気用配管８４の取回しを第１吸収器（高温吸収器）２１側からできるので、抽気用配管８４の設置作業を容易に行うことができる。

以上述べたように、本実施例によれば、二段吸収式冷凍機を構成する低温吸収器２２と高温蒸発器１１の間に設けられる伝熱部８を、水平方向の凸凹部が形成された筒状の伝熱面体８１と閉止板８２とで構成しているので、伝熱部８の伝熱面積を大きくとることが可能となり、しかも製作も容易で低コストで製造できる二段吸収方式の吸収式冷凍機及びその製造方法を得ることができる。

１０：缶体、
１１：第１蒸発器（高温蒸発器）、１２： 第２蒸発器（低温蒸発器）、
１３，１４：冷媒散布装置、１３ａ：横穴、１５，１６：冷媒タンク、１７：伝熱管、
１８，２８：エリミネータ、
２１：第１吸収器（高温吸収器）、２２： 第２蒸発器（低温吸収器）、
２３，２５：溶液散布装置、２５ａ：横穴、２４，２６：溶液タンク、２７：伝熱管、
３： 再生器、３１：散布装置、３２：伝熱管、
４：凝縮器、４１：伝熱管、
５１：低温溶液熱交換器、５２：高温溶液熱交換器、
６：冷媒ポンプ、
７１、７２、７３：溶液ポンプ、
８：伝熱部、８１：伝熱面体、８１ａ：開口、８１ｂ：閉止部材、
８１ｃ，８１ｄ：伝熱プレート、８１ｅ：支持体、
８２：閉止板、８２ａ：開口部、８３：穴、８４：抽気用配管、
９１〜９５：配管路、９６：連通管。

Claims (11)

1. 缶体内に、低温蒸発器、低温吸収器、高温蒸発器、高温吸収器を順に隣り合わせて配置すると共に、前記高温蒸発器と前記低温吸収器は伝熱部を介して隣り合うように配置されて、前記低温吸収器の吸収熱が、高温蒸発器と低温吸収器の間の前記伝熱部を通して、高温蒸発器側の伝熱部上を流れる冷媒に伝達されるように構成された二段吸収式冷凍機において、
   前記伝熱部は、一端が開口し、他端が閉じられた筒状の伝熱面体と、複数の開口部を有する閉止板とを備え、前記閉止板に形成された開口部に前記伝熱面体の開口が位置するようにして、前記伝熱面体を前記閉止板に取り付けて構成され、この伝熱部の閉止板は前記缶体に固定され、
   前記伝熱部の前記筒状の伝熱面体の内側には、前記高温蒸発器或いは前記低温吸収器の一方が配置され、前記筒状の伝熱面体の外側には、前記高温蒸発器或いは前記低温吸収器の他方が配置されると共に、
   前記伝熱面体上部の前記高温蒸発器側には冷媒散布装置が、前記伝熱面体上部の前記低温吸収器側には溶液散布装置が配置されている
   ことを特徴とする二段吸収式冷凍機。
2. 請求項１に記載の二段吸収式冷凍機において、前記筒状の伝熱面体の内側には、前記高温蒸発器が配置され、前記筒状の伝熱面体の外側には、前記低温吸収器が配置されていることを特徴とする二段吸収式冷凍機。
3. 請求項１に記載の二段吸収式冷凍機において、前記伝熱面体は上下方向に長い筒状に構成され、この伝熱面体が複数個水平方向に配置されるように前記閉止板に取り付けることで、水平方向に蛇行し、垂直方向に延びた伝熱面に構成されていることを特徴とする二段吸収式冷凍機。
4. 請求項１に記載の二段吸収式冷凍機において、前記筒状の伝熱面体は水平方向の凹凸部を形成した伝熱面を有することを特徴とする二段吸収式冷凍機。
5. 請求項４に記載の二段吸収式冷凍機において、前記閉止板に形成された開口部は前記伝熱面体の開口内に配置される矩形形状に構成されていることを特徴とする二段吸収式冷凍機。
6. 請求項４に記載の二段吸収式冷凍機において、前記閉止板に形成された開口部は前記伝熱面体の開口の形状と一致した形状に構成されていることを特徴とする二段吸収式冷凍機。
7. 請求項１に記載の二段吸収式冷凍機において、一端が開口し、他端が閉じられた筒状の前記伝熱面体は、水平方向の凹凸部を形成した伝熱面を有する伝熱プレートと、前記閉じられた他端を塞ぐ閉止部材を備えることを特徴とする二段吸収式冷凍機。
8. 請求項７に記載の二段吸収式冷凍機において、前記閉止部材は、矩形形状に構成されて前記伝熱プレートに突合せ溶接されていることを特徴とする二段吸収式冷凍機。
9. 請求項８に記載の二段吸収式冷凍機において、前記閉止部材の下端が前記閉止板の下端と同じ高さ位置まで延長して構成されていることを特徴とする二段吸収式冷凍機。
10. 請求項１に記載の二段吸収式冷凍機において、前記伝熱面体を支持するための支持体を前記伝熱面体の下部に設けたことを特徴とする二段吸収式冷凍機。
11. 請求項１に記載の二段吸収式冷凍機において、前記冷媒散布装置及び前記溶液散布装置は、前記伝熱面体の伝熱面に沿うように隙間を介して設置され、前記各散布装置の側部には前記冷媒または溶液を散布するための横穴を設け、この横穴から前記伝熱面に冷媒または溶液を散布させ伝熱面に沿って流下させる構成としたことを特徴とする二段吸収式冷凍機。

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