JPH0338597Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 (イ) 産業上の利用分野 本考案は吸収式冷却貯蔵庫に於いて、特に蒸発
器に於ける冷却性能の向上を達成する構造に関す
る。

(ロ) 従来の技術 従来此種吸収式冷却貯蔵庫に用いられる吸収式
冷却ユニツトは例えば特公昭55−1508号公報に示
される如く、冷媒としてアンモニアを用いると共
に不活性ガスとして水素ガスを用い、発生器にて
発生したアンモニアガスを凝縮器にて凝縮せしめ
てアンモニア液として蒸発器に送り、一方蒸発器
には吸収器より水素ガスが上昇して来て供給され
ており、アンモニア液はこの蒸発器内で蒸発し、
この時に生ずる吸熱作用により冷却貯蔵庫の庫内
を冷却する構成とされている。水素ガスは蒸発器
のアンモニア液流入部分に吐出され、蒸発器内の
アンモニアの分圧を下げることによつてアンモニ
ア液の蒸発拡散を促進する働きをする。

水素ガスは、水素ガスとアンモニアガスの混合
ガスが受液器から吸収器を通過する過程で、アン
モニア希溶液にアンモニアガスが吸収されること
によつて略純粋の状態とされて比重が軽くなり、
上昇流となつて蒸発器内を通過する水素ガス輸送
管によつて蒸発器の先端に送り出されるものであ
るが、吸収器から出る水素ガスは吸収器に於いて
比較的高温のアンモニア希溶液と接触すると共に
アンモニアガスが吸収される時に吸収熱を発生す
る為に高温となつており、このまま蒸発器に送つ
たのでは逆に蒸発器を加熱してしまい冷却効率が
悪化してしまう。その為、水素ガス輸送管は蒸発
器に至る前に、蒸発器内を流下して来る未蒸発の
アンモニア液、又は低温のアンモニア及び水素の
混合ガスと熱交換を行なうガス熱交換器を通過す
る構成として水素ガスの温度を下げる努力が成さ
れている。

此種吸収式冷却ユニツトでは、前述のガス熱交
換器に於いて水素ガスの冷却を良好に行う為に、
一般に蒸発器に於いて総べてのアンモニアを蒸発
させずに多少余らせて、これをガス熱交換器の冷
却に供する構成としている。即ち冷却ユニツトの
冷却能力は蒸発器のみでなく、ガス熱交換器に於
いても冷却作用が発揮される様に余裕を持たせて
いるのである。

又、冷却ユニツト内に充填されるアンモニア及
び水素ガスの量及び比率も当該ユニツトの全体容
量或いは構造によつて決定されてしまう。即ち、
発生器で発生するアンモニア蒸気量が少ない場合
は蒸発器に於いて蒸発する量が少なくなるので冷
却能力不足となる。そこでアンモニア蒸気量を多
くしようとして、発生器温度を高くすれば良いわ
けだが、（加熱手段の）消費電力，消費ガス量が
増して省エネルギーに反するものである。又逆に
封入アンモニア濃度を上げればアンモニア蒸気量
が多くなるが、今度はこのため希溶液濃度も高く
なり、そのため吸収器での吸収が行なわれ難くな
る。

水素についてみてみれば系内を流れる水素循環
量が少なすぎる場合は蒸発器でのアンモニア分圧
降下が十分達成されなくなるのでアンモニア液の
蒸発温度が高くなり、又蒸発し難くなつて冷却能
力が低くなる。逆に多すぎる場合は吸収器から送
りこまれてくる水素ガスがガス熱交換器で十分熱
交換されないで熱い水素ガスが蒸発器に入るた
め、アンモニアが蒸発した熱量がこの熱い水素ガ
スを冷やすために消費され蒸発器全体での温度を
上げてしまうからである。

(ハ) 考案が解決しようとする問題点 ここで冷却貯蔵庫の設置された環境の温度が高
くなると吸収器の温度が上昇し、それによつて水
素ガスの温度も上昇する。水素ガスの温度が上昇
するとそれによつて蒸発器に持ち込まれる熱量も
多くなる為、蒸発器の温度が上昇し、その為蒸発
するアンモニアの量も多くなる。供給されるアン
モニア液量が同一であるから、これによつて前述
の余り冷媒（アンモニア液）が無くなつてしま
い、ガス熱交換器の水素ガスの冷却能力も低下
し、水素ガス温度の低下による冷却能力の向上は
期待できない。

これを解決するためには発生器での発生アンモ
ニア蒸気量を加熱手段の入力を増大して多くすれ
ば蒸発器に供給されるアンモニア液が多くなり、
従つて前述の余り冷媒量を多くする事ができ、周
囲温度に対する十分なる対応ができるが、加熱手
段の入力増は節エネルギーに反する結果となる。
又、ガス熱交換器の寸法を大きくして熱交換面積
を十分とり、水素ガスの十分なる冷却能力を確保
しておけば周囲温度の上昇に耐えられるが、寸法
が大となり、特に小型の吸収式冷却貯蔵庫では実
用に供せなくなる。ところが此種吸収式冷却貯蔵
庫は一般に電力事情の悪い地域即ち未開発地域に
於いて使用される場合が多く、従つて冷蔵庫は極
めて高温の環境に据え付けられる危険性が極めて
高く、通常の温度から高温まで種々の周囲温度に
対応できる冷却ユニツトが望まれていた。

(ニ) 問題点を解決するための手段 本考案は斯かる問題点を解決するために、吸収
式冷却貯蔵庫１に於いて、ガス熱交換器２５内を
通過して蒸発器１９に至り、吸収器２４からの不
活性ガスを蒸発器１９に送る不活性ガス輸送管２
０内の少なくともガス熱交換器２５に位置する部
分に不活性ガスの流通に対する抵抗体３０を装設
し不活性ガスの流量を制御するものである。

(ホ) 作用 本考案によれば水素ガスの循環量が減少する為
高周囲温度状態での蒸発器への吸収器から流れ込
む水素ガスの熱の持ち込み量が減少する。又、水
素ガスの流速が遅くなると共にガス熱交換器部分
に於いて水素ガスの乱流が生じるため、蒸発器か
ら流下して来る低温の混合ガス若しくは冷媒液と
の熱交換が良好に行なわれる様になる。

(ヘ) 実施例 図面に於いて本考案の実施例を説明する。第４
図は本考案の吸収式冷却貯蔵庫１の概略側断面図
を示している。前方に開放せる断熱箱体２は、扉
３によつて開閉自在に閉塞せられ、その庫内は断
熱仕切壁４によつて上下に区画され、上方に内扉
５にて冷凍庫６が、又、下方に冷蔵庫７が形成さ
れている。断熱箱体２背面には吸収式冷却ユニツ
ト８が取り付けられている。９は冷凍庫６内に臨
んで配設される冷凍庫用蒸発器、１０は冷凍庫７
内に配設される冷蔵庫用蒸発器、又、１６は庫外
に位置せられる凝縮器であり、共に吸収式冷却ユ
ニツト８を構成するものである。

次に第１図は吸収式冷却ユニツト８を示してい
る。１１は内部にポンプパイプ１２を有した三重
管構造の発生器であり、電気ヒータ１３若しくは
バーナー１４と煙管１５等の加熱手段によつて運
転時に加熱される。１７は精留器、１８はアンモ
ニア液管であり、凝縮器１６と冷凍庫用蒸発器９
の入口部とを結ぶ。冷凍庫用蒸発器９と冷蔵庫用
蒸発器１０は一連の蒸発器１９を構成し、内部を
水素ガス輸送管２０が間隔を存して通過する二重
管構造となつている。水素ガス輸送管２０は冷凍
庫用蒸発器９の入口部で開放している。２１は受
液器で、接続管２２によつて蒸発器１９内の水素
ガス輸送管２０外側の空間と連通せられている。
２４は吸収器で後述する如くパイプを複数段コイ
ル状に巻回して構成されており、受液器２１上部
と水素ガス輸送管２０とを連通する。２５は蒸発
器１９より後段の二重管にて構成するガス熱交換
器であり、断熱箱体２の断熱材内にあり、その外
側には更にアンモニア液管１８が交熱的に設けら
れる。２６は受液器２１下部とポンプパイプ１２
とを連通する発生器１１の内側配管と、発生器１
１の外側配管とで構成する液熱交換器である。
又、２７は吸収器２４最上段と発生器１１の内外
側配管間の空間を連通する希溶液管である。以上
は周知の吸収式冷却ユニツトの構造であり、動作
を説明すると、ユニツト内部にはアンモニア水と
水素が所定量封入され、受液器２１と発生器１１
内側配管内にアンモニア濃溶液が液位A₁にて、
又、発生器１１の内外側配管間及び希溶液管２７
内にアンモニア希溶液が液位A₂にて貯留されて
いる（動作時）。発生器１１にて加熱されたアン
モニア濃溶液はアンモニア蒸気を発生し、この蒸
気がポンプパイプ１２内を上昇して放出される。
この時同時に気泡ポンプ作用でアンモニア蒸気を
発生した残りの液（希溶液）も汲み上げられ、外
側のパイプに落ち希溶液が溜つて行く。ポンプパ
イプ１２より放出されたアンモニア蒸気は精留器
１７にて水分を除去されて凝縮器１６に入り、そ
こで略100％のアンモニア液となつてアンモニア
液管１８を通つて冷凍庫用蒸発器９の入口部に流
入する。冷凍庫用蒸発器９には水素ガス輸送管２
０により水素ガスが供給されており、アンモニア
の分圧が低下するためアンモニア液が蒸発拡散を
始める。この時に周囲より蒸発熱を吸収すること
によつて庫内を冷却するものである。アンモニア
液は水素ガス輸送管２０外側の蒸発器１９内を流
下しながら蒸発を続け、冷蔵庫用蒸発器１０に於
いても吸熱作用を発揮し、一部のアンモニア液
（余り冷媒）とアンモニア蒸気及び水素ガスの混
合気体はガス熱交換器２５を経て接続管２２より
受液器２１に降下する。前記混合気体はその後吸
収器２４に流入してそこを上昇して行くが、吸収
器２４内は希溶液管２７により供給されるアンモ
ニア希溶液が流下しており、混合気体中のアンモ
ニア蒸気は上昇の過程でこの希溶液に吸収される
ため吸収器２４からは略純粋の水素ガスが流出
し、ガス熱交換器２５を経て水素ガス輸送管２０
によつて冷凍庫用蒸発器９入口部へ輸送される。
吸収器２４を出る水素ガスはアンモニア蒸気が吸
収される際に吸収熱を発生すると共に高温の希溶
液によつて加熱されるため比較的高温となつてい
るが、ガス熱交換器２５を通過する過程で、水素
ガス輸送管２０の外側を流下して来る低温のアン
モニア蒸気と水素ガスの混合ガスにより冷却さ
れ、若しくは同様に流下して来るアンモニア液
（余冷媒）が蒸発することによつて冷却されるこ
とによつて温度を低下せられ蒸発器１９に至る構
成とされている。

以上が一般的吸収式冷却ユニツトの構成及び動
作であるが、本考案では第３図に示す如き抵抗体
３０を水素ガス輸送管２０内のガス熱交換器２５
部分に装設する。尚実施例では第１図の如く更に
水素ガス輸送管２０の先端部内にも同様の抵抗体
３０を装設している。抵抗体３０は例えば第３図
の如く長尺の板体３１に複数の半円形状の切込み
を形成してこれを交互に逆方向に直角に立上げ折
曲して立上り部３２を構成している。寸法は予め
水素ガス輸送管２０の内径よりも少許小さくし、
第２図の如く予め水素ガス輸送管２０内に挿入し
た後、かしめ等の手段によつて位置決めする。

第５図に蒸発器１９単体の抵抗値（静圧）を測
定した結果を示す。軸横は流量、縦軸は静圧を示
す。又、L₁は抵抗体３０を装設しない場合、L₂
は抵抗体３０をガス熱交換器２５部分に一本装設
した場合、又、L₃はガス熱交換器２５部分と水
素ガス輸送管２０先端に合わせて二本装設した場
合の値をそれぞれ示している。図より明らかな如
く水素ガスの流通に対する抵抗値は抵抗体３０の
挿入本数が増加するに従つて増大する。即ち水素
ガス流速は抵抗体３０部分に於いて水素ガスの乱
流が生じることによつて緩和され、循環量が減少
する。

次に第６図には第７図に示す吸収器２４の実際
構造の各測定点に於ける温度を示す。この時冷却
ユニツト８の設置された周囲温度は34℃である。
L₄は抵抗体３０を装設しない場合、L₅はガス熱
交換器２５部分に抵抗体３０を一本を装設した場
合、L₆は更に水素ガス輸送管２０の先端とガス
熱交換器２５部分に合わせて二本装設した場合の
各測定点に於ける温度を示す。L₄では吸収器２
４の上段（測定点P₁部分）から下段（測定点P₇
部分）に渡つて略均一であるが、L₅では上段に
於いて温度が低く、下段に於いて温度が高くなつ
ている。これは水素ガスの循環量が減少したこと
により混合ガスの流速が緩慢となることにより、
吸収器２４下部でのアンモニア蒸気の吸収が活発
となつて、その吸収熱により温度が上昇している
からであり、上部では下部に於いて殆どのアンモ
ニア蒸気が吸収されてしまい、アンモニア蒸気吸
収が減少し吸収熱の発生が減少し、吸収器２４を
介して放熱が良好となつて温度が低下しているの
である。この傾向はL₆では更に顕著になる。即
ち吸収器２４を出る水素ガスの温度は抵抗体３０
を装設することによつて低下する事が分る。

次に第８図に周囲温度が45℃に上昇した場合の
吸収器２４の各測定点の温度を示す。L₇はガス
熱交換器２５部分に一本抵抗体３０を装設した場
合、L₈は更に水素ガス輸送管２０先端にも合わ
せて二本装設した場合の各測定点の温度を示す。
抵抗体３０を装設しない場合は第６図のL₄が10
℃程平行上昇することは明らかであり、この時の
吸収器２４上段の温度は56℃以上になり、そこか
ら出る水素ガスの温度も極めて高くなつて蒸発器
１９への熱の持ち込み量が増大することは明らか
である。一方L₇では前述の如く上段に於いて吸
収熱の発生が減少することによつて温度は50℃程
度に抑制され、L₈の場合は更に低くなる。これ
によつて水素ガスの温度は低下すると共に抵抗体
３０によつて循環量も減少しているので蒸発器１
９に持ち込まれる熱量は少なくなる。又、ガス熱
交換器２５部分で水素ガスの乱流が生じているの
で熱交換が良好に行われ水素ガスの温度は更に低
下する。

次に第９図に吸収式冷却貯蔵庫１各部の温度を
示す。周囲温度が34℃の時は殆ど大差は見られな
いが周囲温度が45℃に上昇すると抵抗体３０を装
設したものとしないものとでは顕著な差が表われ
る。即ち抵抗体３０を装設しない場合は周囲温度
の上昇に伴つて前述の如く水素ガスの温度も上昇
する。又、水素ガス循環量も多いため蒸発器１９
に持ち込まれる熱量が多くなり各蒸発器９，１０
の温度も上昇し、庫６，７の温度も周囲温度の上
昇分以上に大きく上昇している。更に蒸発器１９
でのアンモニア液の蒸発が盛んになる（蒸発温度
は高い）ため前述の余冷媒は無くなり、それによ
つてガス熱交換器２５の温度も大きく上昇してお
り、水素ガスの冷却は殆どなされない。

一方抵抗体３０を一本装設したものでは前述の
如く吸収器２４を出る水素ガスの温度も低く抑え
られているので蒸発器１９への熱の持ち込み量は
少なく従つて各蒸発器９，１０の温度上昇は低く
抑えられ庫６，７の温度上昇も少ない。又、水素
ガスの循環量が減少し、水素ガスを余分に冷却す
る必要がなくなるため冷媒は余り出し、蒸発器１
９の温度が上昇してアンモニア液の蒸発が盛んに
なつても余冷媒は確保されており従つてガス熱交
換器２５の温度上昇も低く抑えられ、乱流による
熱交換効率の向上と相俟つて水素ガスの温度上昇
の抑制に寄与する。これは抵抗体３０をガス熱交
換器２５と水素ガス輸送管２０の先端に合わせて
二本装設したものでは更に顕著に表われており、
冷凍庫６と冷蔵庫７の温度上昇は更に低く抑えら
れる結果となる。

(ト) 考案の効果 本考案によれば吸収式冷却貯蔵庫の周囲温度が
上昇した場合にも庫内の温度上昇を低く抑え、収
納物品の良好なる冷却貯蔵を達成できる。又、こ
の時ガス熱交換器の寸法を拡張する必要もないの
で冷却ユニツトの大型化を阻止でき、その分重量
削減になり、更に発生器での加熱量を増大せしめ
る必要もないので省エネルギーに寄与するもので
ある。

【図面の簡単な説明】

各図は本考案の実施例を示すもので、第１図は
吸収式冷却ユニツトを示す図、第２図は同要部拡
大図、第３図は抵抗体の斜視図、第４図は冷却貯
蔵庫の概略側断面図、第５図は蒸発器単体の抵抗
値を示す図、第６図及び第８図は吸収器の温度を
示す図、第７図は吸収器を示す図、第９図は吸収
式冷却貯蔵庫各部の温度を示す図である。 １９……蒸発器、２０……水素ガス輸送管、２
４……吸収器、２５……ガス熱交換器、３０……
抵抗体。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 加熱手段を有した発生器、精留器、凝縮器、冷
   媒液管、蒸発器、ガス熱交換器、受液器、希溶液
   管及び液熱交換器とを具備し、冷媒と不活性ガス
   を充填して成り、前記蒸発器によつて庫内を冷却
   する吸収式冷却貯蔵庫に於いて、前記ガス熱交換
   器内を通過して前記蒸発器に至り前記吸収器から
   の不活性ガスを前記蒸発器に送る不活性ガス輸送
   管内の少なくとも前記ガス熱交換器に位置する部
   分に、前記不活性ガスの流通に対する抵抗体を装
   設した事を特徴とする吸収式冷却貯蔵庫。