JPH05118708A

JPH05118708A - 吸収・蒸発器

Info

Publication number: JPH05118708A
Application number: JP3285339A
Authority: JP
Inventors: Yoshio Kaida; 義雄改田
Original assignee: Osaka Gas Co Ltd
Current assignee: Osaka Gas Co Ltd
Priority date: 1991-10-31
Filing date: 1991-10-31
Publication date: 1993-05-14
Anticipated expiration: 2016-09-10
Also published as: JP3208161B2

Abstract

(57)【要約】【目的】吸収・蒸発器を例えば吸収式冷温水機に採用
する場合に、機台内に収容して使用する場合に、生じる
デッドスペースが少なく、結果吸収式冷温水機を小さく
構成する【構成】一対の縦型配置の平板状伝熱板１６ａ、１６
ｂ間に、冷媒液もしくは希溶液が滴下する滴下路が形成
されるとともに、伝熱板１６ａ、１６ｂに沿い、滴下路
と交差する方向に冷媒蒸気が導出・導入される蒸気路を
形成した蒸発部もしくは吸収部を複数並設し、隣接する
蒸発部２もしくは吸収部３の伝熱板１６ａ、１６ｂの間
に、熱交部４、５を配設して吸収・蒸発器を構成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、冷媒液を熱交換により
蒸発させて冷媒蒸気を発生させる蒸発器と、前記蒸発器
より発生した蒸気を濃溶液に吸収させて希溶液を得る吸
収器とを備えた吸収・蒸発器に関する。

【０００２】

【従来の技術】この種の吸収・蒸発器は、いわゆる吸収
式冷温水機に使用されるものである。従来、このような
吸収・蒸発器は、管を同芯にコイル状に巻き、この管内
に吸収器では冷却水を、蒸発器では冷温水を流し、コイ
ル巻き管上部に、それぞれ濃溶液及び冷媒水の分配器を
設けて、所定の液を前記コイルに滴下するようにしてい
た。そして、蒸発器においては、熱交換により冷媒蒸気
が形成され、これが吸収器に移動していき、吸収器のコ
イル表面に膜をなす濃溶液に吸収されて、これが希溶液
とされる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】近来、吸収式冷温水機
を家庭用に使用することが試みられている。ここで、家
庭用として採用するための最大の障害は、吸収・蒸発器
のスペースが大きく、結果冷温水機自体を小型化できな
い問題が残っていた。即ち上記従来技術においては、吸
収器・蒸発器のコイルを同芯円状に配置（例えば、内側
に吸収器、それを取り巻くように外側に蒸発器）してい
るため、中心部分にデッドスペースが生じるとともに、
全体として円筒状になるため、機器に収納した状態で、
コーナ部分（円筒状部とこの円筒を収納するための例え
ば方形の部分間に生じるスペース）がデッドスペースと
なり、これらの空間が無駄となっていたのである。一
方、管を垂直に立て、その一方の側（内面又は外面）の
壁面に吸収液を流下させ、他の面に冷却水又は冷却用空
気を流し、吸収熱を除去する、所謂、垂直管型では、吸
収器と蒸発器を一体化することは困難で、別構造とな
る。従って、小型化が困難であり、蒸発器から吸収器へ
流れる冷媒蒸気の配管が必要であることからも構造も複
雑となる。また伝熱板を増加するためにできるだけ管径
を小さくして管の本数を増やす必要が生じるが、冷媒蒸
気の流れは管の上部からの一方向の流れとなるため、管
径を小さくすると蒸気の流速が増加し圧損が増え、小口
径化にはこの要因からの限度がある。結果、この型のも
のは採用しにくい。

【０００４】そこで本発明の目的は、吸収・蒸発器を例
えば吸収式冷温水機に採用する場合に、機台内に収容し
て使用する時、生じるデッドスペースが少なく、結果吸
収式冷温水機をコンパクトに構成することができる吸収
・蒸発器を得ることにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
の本発明による吸収・蒸発器の特徴構成は、一対の縦型
配置の平板状の第一伝熱板間に、冷媒液が滴下する冷媒
液滴下路が形成されるとともに、第一伝熱板に沿い、冷
媒液滴下路と交差する方向に冷媒蒸気が導出される導出
側冷媒蒸気路を形成した冷媒蒸発部を複数並設し、隣接
する冷媒蒸発部の第一伝熱板の間に、熱交換用の冷温水
循環路を備えた冷温水熱交部を配設した蒸発器と、一対
の縦型配置の平板状の第二伝熱板間に、濃溶液が滴下す
る溶液滴下路が形成されるとともに、第二伝熱板に沿
い、溶液滴下路と交差する方向に冷媒蒸気が導入される
導入側冷媒蒸気路を形成した蒸気吸収部を複数並設し、
隣接する蒸気吸収部の第二伝熱板の間に、熱交換用の冷
却水循環路を備えた冷却水熱交部を配設した前吸収器と
を備えたことにあり、その作用・効果は次の通りであ
る。

【０００６】

【作用】つまりこの吸収・蒸発器においては、縦型配置
の平板状伝熱板間に冷媒液もしくは溶液が滴下される。
そして、夫々の作動部（冷媒蒸発部、蒸気吸収部）に隣
接して設けられる熱交部（冷温水熱交部、冷却水熱交
部）から、この作動部（冷媒蒸発部、蒸気吸収部）に要
求される熱が供給される。ここで、作動部及び熱交部は
夫々層状の形態を備えている。そして、各熱交部におい
ては、冷媒蒸発部において冷媒蒸気が発生し、この蒸気
が、導出側冷媒蒸気路を介して吸収器に設けられる導入
側冷媒蒸気路に移流される。吸収器の蒸気吸収部内に入
った冷媒蒸気は、この部位に滴下してくる濃溶液に吸収
されて希溶液を生成する。

【０００７】

【発明の効果】従って、本願の吸収・蒸発器において
は、作動部と熱交部とが交互にサンドイッチ構成で配設
され、さらに、蒸気路が液の滴下方向とは異なった方向
に導出・導入されるため、熱を有効に利用するととも
に、蒸気移動に無駄な空間が使用されることはなく、圧
損等が生じることはない。さらに、吸収器、蒸発器を例
えば直方体に構成することが可能であるため、従来の管
コイル液滴下法に比べて、大きさ（容積）は５０〜６０
％程度に小さくすることが出来る。また、管コイル巻に
比べ形状が比較的自由になるために、他の熱交換器の配
置等から、吸収式冷温水機全体のコンパクト化を考える
上で非常に有利なものとすることが可能となり、全体と
しても小型化が図れた。さらに、この吸収・蒸発器はプ
レートフィン型のため、大量生産をはかることが容易で
機器のコストダウンが実現出来た。

【０００８】

【実施例】本願の実施例を図面に基づいて説明する。図
１には本願発明の蒸発・吸収器１の斜視図が、図２に
は、この蒸発・吸収器１に於ける蒸発・吸収側である冷
媒蒸発部２と蒸気吸収部３の構成、図３には冷温水、冷
却水循環側である冷温水熱交換部４と冷却水熱交換部５
の構成、さらに、図４、図５には図２に於けるＡ−Ａ，
Ｂ−Ｂ断面の構成が示されている。さらに、図６には、
この蒸発・吸収器１を採用する吸収式冷凍機６のシステ
ム図が示されている。先ず、図６に基づいて、吸収式冷
凍機６のシステム構成を説明する。この吸収式冷凍機６
はいわゆる二重効用吸収式冷凍機であり、高温再生器７
及び低温再生器８、低温再生器８の蒸気路下流側に設け
られる凝縮器９、室内機１０の冷却系との熱交換をおこ
なう蒸発器１１、蒸発器１１からの水蒸気を吸収液に吸
収させる吸収器１２、溶液循環ポンプ１３、低温溶液熱
交換器１４、高温溶液熱交換器１５等を備えて構成され
ている。ここで、蒸発器１１、吸収器１２、低温再生器
８、凝縮器９、低温溶液熱交換器１４、高温溶液熱交換
器１５がそれぞれプレート型の熱交換系から構成されて
いる。

【０００９】以下に各機器に関して特徴的な構成を順次
説明してゆく。吸収・蒸発器１この吸収・蒸発器１は、図１に示すように外形形状が直
方体形状とされ、その一方（図においては奥側）に蒸発
器１１が、他方（図においては手前側）に吸収器１２が
配設されて構成されている。この構成において、蒸気ｖ
は蒸発器１１側から吸収器１２側へ、中央流通路１ｃを
介して流れる。ここで、蒸発器１１と吸収器１２との概
略構成は同一であり、蒸発もしくは吸収をおこなう冷媒
蒸発部２もしくは蒸気吸収部３と、これらの部位に反応
に必要な熱を授受する冷温水熱交部４もしくは冷却水熱
交部５とを機台横方向に交互に配設して構成されてい
る。さらに、冷媒蒸発部２もしくは蒸気吸収部３は、縦
型配置の平板状の伝熱板１６（１６ａ，１６ｂ）間に形
成されるものであり、この伝熱板１６間に伝熱性の良い
波型仕切り板１７を配設するとともに、複数の滴下孔１
８を設け、所定の液の滴下路Ｌ１，Ｌ２を設けた構成と
されている。

【００１０】以下にさらに詳細に、蒸発器１１、吸収器
１２の構成について図１、図２、図３、図４、図５に基
づいて説明する。蒸発器１１蒸発器１１は複数の第一伝熱板１６ａを縦型配設すると
ともに、交互に、冷媒蒸発部２と冷温水熱交部４を設け
て構成されている。そして、冷媒蒸発部２の上部には冷
媒溜め１９ａが設けられており、冷媒入口２０ａから流
入する冷媒は、この冷媒溜め１９ａからドリッパ２１を
介して滴下する。そして、冷媒が前述の波型仕切り板１
７上を膜を形成しながら流下するとともに、前述の滴下
孔１８から滴下することにより下段部へ移流していく。
即ち、ドリッパ２１より蒸発器１１の下部域に渡って冷
媒滴下路Ｌ１が形成されるとともに、この滴下に伴っ
て、前述の冷温水熱交部４より受熱し、冷媒蒸気ｖが発
生する。そして、発生した蒸気ｖは、波型仕切り板１７
の間隙部を通って（この流路を導出側冷媒蒸気路Ｌ３と
称する）前述の中央流路１ｃに導かれるのである。一
方、冷温水熱交部４には、蒸発器１１の水平方向に設け
られた幾つかの仕切り板２２ａによって、冷温水流路Ｌ
４が構成されており、冷温水がこの流路Ｌ４に沿って移
流しながら、第一伝熱板１６ａを介して熱交換をおこな
う。さらに、蒸発器１１、それ自体への冷温水ｗａの流
入・流出が、図１に示すように、機台奥側の上下位置に
設けられた冷温水入口４ａ及び冷温水出口４ｂにおこな
われる。さらに、隣接する冷温水熱交部４において冷温
水の移流をおこなうため、冷温水移流路４ｃが設けられ
ている。吸収器１２次に吸収器１２について説明する。概略を説明すると、
この吸収器１２の構成は、蒸発器１１のそれと同一であ
り、ただ、蒸気ｖが流入する導入側冷媒蒸気路Ｌ５の入
口が前述の蒸発器１１の導出側冷媒蒸気路Ｌ３に対向し
て設けられていることのみ異なる。即ち、吸収器１２は
複数の第二伝熱板１６ｂを縦型配設するとともに、交互
に、蒸気吸収部３と冷却水熱交部５を設けて構成されて
いる。そして、蒸気吸収部３の上部には濃溶液が溜まる
吸収液溜め１９ｂが設けられており、濃溶液入口２０ｂ
から流入する濃溶液は、この吸収液溜め１９ｂからドリ
ッパ２１を介して滴下する。そして、濃溶液が前述の波
型仕切り板１７上を膜を形成しながら流下するととも
に、前述の滴下孔１８から滴下することにより下段部へ
移流していく。即ち、ドリッパ２１より吸収器１２の下
部域に渡って溶液滴下路Ｌ２が形成されるとともに、こ
の滴下に伴って、前述の冷却水熱交部５より受熱し、波
型仕切り板１７の間隙部を通って導入される冷媒蒸気の
吸収が行われ、希溶液が生成される（この蒸気の流路を
導入側冷媒蒸気路Ｌ５と称する）。一方、冷却水熱交部
５は、吸収器１２の水平方向に設けられた幾つかの仕切
り板２２ｂによって、冷却水流路Ｌ６が構成されてお
り、この流路に沿って移流しながら、第二伝熱板１６ｂ
を介して熱交換をおこなう。さらに、吸収器１２、それ
自体への冷却水ｗｃの流入・流出が、図１に示すよう
に、機台手前側の上下位置に設けられた冷却水入口５
ａ、及び冷却水出口５ｂによりおこなわれる。さらに、
隣接する冷却水熱交部５において冷却水の移流をおこな
うため、冷却水移流路５ｃが設けられている。吸収器１
１により生成された希溶液は、機台中央部に設けられる
希溶液溜部１ｄに溜まるとともに、ここから、希溶液出
口１ｆを介して、溶液ポンプ１３側に送られる。

【００１１】ここで、蒸気ｖの吸収を十分に行わせるた
めには、吸収器１２における吸収液（濃溶液）の滞留時
間を十分とる必要があるため、吸収器１２は縦長になら
ざるを得ない。その場合、本願のように冷媒蒸気ｖの流
れが水平方向であることは蒸気ｖの流路面積が増加し、
圧損を減らす効果がある。吸収器・蒸発器の容積につい
て同一能力を備えた吸収・蒸発器の容積比を以下に示
す。本願の構成（プレート型）４０〜６０程度従来の構成（管コイル巻き型）１００

【００１２】以下に図６に基づいて、高温再生器７、低
温再生器８、凝縮器９、低温及び高温溶液熱交換器１
４、１５について説明する。

【００１３】高温再生器７は、その出口側に高温気液分
離器７０を有したもので、希溶液の再生用にいわゆる貫
流式の加熱・沸騰系を備えている。即ち、この再生器７
は、図６に示すように希溶液の通路管７ａをコイル状に
巻き、希溶液がその管７ａ内を下から上へ流れる間に沸
騰するように構成されたものである。

【００１４】さらに、高温気液分離器７０は、その蒸気
側７０ａが低温再生器８に接続され、溶液側７０ｂが高
温溶液熱交換器１５を介して、低温再生器８に接続され
ている。前述の高温気液分離器７０と高温再生器７に希
溶液を導く希溶液導入路７ｂとの間には、高温気液分離
器７０により分離された溶液が前記希溶液導入路７ｂに
導かれる連通戻り路７０ｃが備えられるとともに、さら
に前記の連通戻り路７０ｃを介して溶液が希溶液導入路
７ｂから前記高温気液分離器７０へ流れるのを防止する
逆止弁７０ｄが備えられている。

【００１５】次に低温再生器８について説明すると、こ
の低温再生器８はプレート式熱交換器であり、一方の熱
交換部として、前述の高温気液分離器７０により分離さ
れた冷媒蒸気が移流する冷媒蒸気路８ａが形成されると
ともに、他方の熱交換部として、再生過程にあるととも
に再生後の濃溶液及び冷媒蒸気の全量が混在したまま流
れる低温再生流路８ｂが備えられている。そして、この
低温再生流路８ｂの下流側には、低温気液分離器８０が
備えられ、この低温気液分離器８０により分離された濃
溶液及び冷媒蒸気が夫々低温溶液熱交換器１４及び凝縮
器９に導かれる構成が採用されている。ここで、低温気
液分離器８０の構成は、高温気液分離器７０のそれに等
しい。

【００１６】さらに凝縮器９について説明すると、この
凝縮器９もまたプレート式熱交換器であり、一方の熱交
換部に前述の低温気液分離器８０により分離された冷媒
蒸気が移流される冷媒蒸気路９ａが形成されるととも
に、他方の熱交換部として、後述する冷媒凝縮用熱交換
循環路９０の一部９ｂがこの任をになっている。この冷
媒凝縮用熱交換循環路９０には、冷却水ポンプ９０ａ
と、外気と作動液とが熱交換をおこなう空気熱交換器９
０ｂとを備え、且つ凝縮器部位９ｂにおいて、この部位
９ｂに移流する冷媒蒸気との熱交換をおこなう。

【００１７】さらに、所定の部位には、圧力計Ｐ、流量
計Ｑ、または温度計Ｔ等が配設されている。

【００１８】〔別実施例〕上記の実施例においては、熱
交換部を構成する場合に、波型仕切り板とこの仕切り板
に設けられる滴下孔により滴下路を構成したが、これは
液の自由表面が出来るだけ多く確保できることと、液膜
から冷却水側への伝熱性が充分確保出来る条件を満足す
れば良く、例えば伝熱性の良い多孔質体でこの部位を構
成してもよい。さらに、熱交部の冷温水、冷却水の流
路構成は任意に選択決定できる。

【００１９】尚、特許請求の範囲の項に図面との対照を
便利にするために符号を記すが、該記入により本発明は
添付図面の構成に限定されるものではない。

【図面の簡単な説明】

【図１】本願の蒸発・吸収器の全体構造を示す斜視図

【図２】蒸発・吸収器に於ける蒸発・吸収側の断面視図

【図３】蒸発・吸収器に於ける冷温水・冷却水側の断面
視図

【図４】図２、図３に示すＡ−Ａ断面方向視図

【図５】図２、図３に示すＢ−Ｂ断面方向視図

【図６】吸収式冷温水機のシステム構成を示す図

【符号の説明】

１ｄ希溶液溜部２冷媒蒸発部３蒸気吸収部４冷温水熱交部５冷却水熱交部１１蒸発器１２吸収器１６ａ第一伝熱板１６ｂ第二伝熱板１７波型仕切り板１８滴下孔Ｌ１冷媒液滴下路Ｌ２溶液滴下路Ｌ３導出側冷媒蒸気路Ｌ４冷温水循環路Ｌ５導入側冷媒蒸気路Ｌ６冷却水循環路

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】冷媒液を熱交換により蒸発させて冷媒蒸
気を発生させる蒸発器（１１）と、前記蒸発器（１１）
より発生した蒸気を濃溶液に吸収させて希溶液を得る吸
収器（１２）とを備えた吸収・蒸発器であって、一対の縦型配置の平板状の第一伝熱板（１６ａ）間に、
前記冷媒液が滴下する冷媒液滴下路（Ｌ１）が形成され
るとともに、前記第一伝熱板（１６ａ）に沿い、前記冷
媒液滴下路（Ｌ１）と交差する方向に前記冷媒蒸気が導
出される導出側冷媒蒸気路（Ｌ３）を形成した冷媒蒸発
部（２）を複数並設し、隣接する前記冷媒蒸発部（２）
の前記第一伝熱板（１６ａ）の間に、熱交換用の冷温水
循環路（Ｌ４）を備えた冷温水熱交部（４）を配設した
前記蒸発器（１１）と、一対の縦型配置の平板状の第二伝熱板（１６ｂ）間に、
前記濃溶液が滴下する溶液滴下路（Ｌ２）が形成される
とともに、前記第二伝熱板（１６ｂ）に沿い、前記溶液
滴下路（Ｌ２）と交差する方向に前記冷媒蒸気が導入さ
れる導入側冷媒蒸気路（Ｌ５）を形成した蒸気吸収部
（３）を複数並設し、隣接する前記蒸気吸収部（３）の
前記第二伝熱板（１６ｂ）の間に、熱交換用の冷却水循
環路（Ｌ６）を備えた冷却水熱交部（５）を配設した前
記吸収器（１２）とを備えた吸収・蒸発器。
【請求項２】前記導出側冷媒蒸気路（Ｌ３）と導入側
冷媒蒸気路（Ｌ５）とが相対向して設けられ、これらが
直線流路で接続されている請求項１記載の吸収・蒸発
器。
【請求項３】前記蒸発器（１１）と前記吸収器（１
２）の中間で、それらの下部領域に希溶液が参集する希
溶液溜部（１ｄ）が設けられている請求項１または２記
載の吸収・蒸発器。
【請求項４】前記冷媒液滴下路（Ｌ１）および前記溶
液滴下路（Ｌ２）が、それぞれ前記第一伝熱板（１６
ａ）および第二伝熱板（１６ｂ）間に備えられる波型仕
切り板（１７）に備えられる滴下孔（１８）を通して形
成されている請求項１記載の吸収・蒸発器。