JPH0517563Y2 - - Google Patents

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JPH0517563Y2
JPH0517563Y2 JP1987131725U JP13172587U JPH0517563Y2 JP H0517563 Y2 JPH0517563 Y2 JP H0517563Y2 JP 1987131725 U JP1987131725 U JP 1987131725U JP 13172587 U JP13172587 U JP 13172587U JP H0517563 Y2 JPH0517563 Y2 JP H0517563Y2
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evaporator
heat transfer
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heat
adsorption
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Description

【考案の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本考案は吸着剤の冷媒吸脱着作用を利用して冷
凍運転あるいはヒートポンプ運転を行う吸着式冷
凍器の蒸発器の構成に係り、特に、熱媒を通過さ
せる伝熱管表面での冷媒の沸騰を促進し、効率の
向上を企図した前記蒸発器に関するものである。
(従来の技術) 吸着剤の冷媒吸脱着作用を利用し、冷熱を発生
したり、ヒートポンプ運転を行うための吸着式冷
凍機は、太陽集熱器等で得られる温水や工場廃熱
などの低等級の熱源を有効に利用出来ると共に、
コンプレツサタイプの冷凍機と比較してポンプ装
置などの可動部分が少なく装置コストが安価で、
かつ、運転騒音が小さいなど多くの利点を有して
いる。
ところで、この種従来の吸着式冷凍機は、例え
ば、第4図に示す如く吸着剤1を充填した吸着塔
aの胴体2内に加熱用熱媒および冷却用熱媒を選
択的に通過させる伝熱管3を挿設し、胴体2内に
封入した作動流体(冷媒)を吸着剤1の加熱又は
冷却により吸脱着させるものであつて、前記胴体
2には、気化した作動流体を伝熱管5内を流れる
冷却水で冷却し、液化させる凝縮器4と、該凝縮
器4で液化された作動流体Lをバルブ6aを備え
た配管6を通じて導入し、該流体Lの沸騰蒸発に
より伝熱管7内を流れる熱媒から蒸発潜熱を奪う
蒸発器8が、中間にバルブ9a,10aを備えた
配管9,10により接続されている。
上記構成の吸着式冷凍機は、バルブ9aを開放
し、バルブ10aを閉鎖した状態で胴体2内の伝
熱管3に加熱用熱媒を供給し、吸着剤1を加熱脱
着しながら凝縮器4の伝熱管5に冷却水を供給す
ると、吸着剤1から吐出された冷媒蒸気は配管9
を通じて凝縮器4内に流入し、伝熱管5内を流れ
る冷却水により冷却され、凝縮器4の胴体内に貯
溜される。その後、配管6を通じて作動流体を蒸
発器8の胴体内に導入し、バルブ9aを閉鎖し、
バルブ10aを開放することにより吸着塔aの胴
体2と蒸発器8とを連通させると共に、前記吸着
塔aの伝熱管3に冷却用熱媒を通過させ、吸着剤
1を冷却して、該吸着剤1に吸着作用をさせる
と、前記蒸発器8内の作動流体Lが伝熱管7と接
した部分で沸騰蒸発を起こし、伝熱管7内を流れ
る熱媒から蒸発潜熱を奪い、これを冷却する。従
つて、前記伝熱管3に加熱用熱媒として工場廃熱
などを供給し、かつ、蒸発器8の伝熱管7内に利
用側熱媒を通過させ、これを空調対象域に設けた
フアンコイルユニツトに供給すれば冷房運転をす
ることが可能であり、また、反対に、蒸発器8の
伝熱管7内に熱源側熱媒を通過させれば、該熱源
側熱媒から奪つた熱を吸着塔a又は凝縮器4で取
出し、ヒートポンプ運転を行うことが出来るよう
になつている。(例えば、特開昭60−11072号公報
あるいは特開昭57−80158号公報など参照) (考案が解決しようとする問題点) ところが、かかる従来の吸着式冷凍機に用いら
れている蒸発器8の多くは、前記第4図に示した
如く液状作動流体L内に伝熱管7を浸漬状態に挿
設した満液式のものてあり、伝熱管7の外面に常
時作動流体Lの圧力が作用しているため表面での
沸騰が生じ難く、充分なシステム効率が得られな
い問題があつた。
本考案はかかる従来の吸着式冷凍機の蒸発器が
有していた問題点に着目してなされたもので、蒸
発器の伝熱管を多段配列となし、各伝熱管の下方
に冷媒液の受皿を設けると共に、各伝熱管の下部
が常に冷媒液中に浸漬する構成となし、冷媒の沸
騰を盛んにして蒸発器の冷却効率を高め、もつて
前記問題点を解消せんとするものである。
(問題点を解決するための手段) 上記目的を達成するための本考案の構成を添付
図面第1図乃至第3図について説明する。
本考案の蒸発器17は、吸着塔11,12およ
び凝縮器14に接続される胴体19の内部に熱媒
を通過させる複数本の伝熱管26を多段配列をな
して水平に収設し、各段の伝熱管26の下方に液
上の作動流体を貯溜する偏平な蒸発皿30を配設
したもので、各蒸発皿30の底部には、前記伝熱
管26の下部約1/2乃至1/5が常時浸漬する如く液
面レベルを調整し、かつ、余剰の作動流体を下段
の蒸発皿30に自然流下させるオーバーフロー管
31が立設されている。
(作用) 上記構成を備えた本考案の蒸発器17は、凝縮
器14から胴体19内に導入される液状の作動流
体を最上段の蒸発皿30に供給すると、最上段の
伝熱管26の下部が所要深さだけ冷媒液中に浸漬
し、余剰の冷媒液がオーバーフロー管31を通じ
て順次下方の蒸発皿30に流下し、最下段の蒸発
皿30が略満杯になつた時点で、全ての蒸発皿3
0の液面レベルが所定の深さになり各伝熱管26
の下部が等しい深さだけ冷媒液中に浸漬する。
次いで、前記吸着塔11又は12の容器と蒸発
器17の胴体19とを連通させ、吸着塔11又は
12内の吸着剤13を冷却して吸着作用を行わせ
ると同時に蒸発器17の伝熱管26に利用側熱媒
を通過させると、該伝熱管26の表面、特に冷媒
液Lと接している部分で盛んに沸騰が生じ、この
ときの飛沫が伝熱管26の露出部分に薄い液膜状
として付着すると共に、この液膜が伝熱管26の
表面で盛んに蒸発し、伝熱管26から蒸発潜熱を
奪うため、伝熱管26内を流れる利用側熱媒が効
率良く冷却される。
(実施例) 以下、本考案の実施例を添付図面にもとづいて
詳細に説明する。
第1図は本考案に係る蒸発器の一例を示す側断
面図、第2図は第1図におけるA−A矢視拡大断
面図、第3図は同蒸発器を適用した吸着式冷凍機
の一例を示す概略図である。
これらの図において11および12は耐圧容器
内にシリカゲル、ゼオライト、活性炭、活性アル
ミナ等の固定吸着剤13を収設し、内部を真空に
した2基の吸着塔、14は該吸着塔11,12の
容器にダンパ15a,16aを備えたダクト1
5,16を介して接続された凝縮器、17は該凝
縮器14の胴体底部にトラツプ構造の配管18を
介して接続されて本考案の要部をなす蒸発器であ
つて、該蒸発器17のケーシング19と前記吸着
塔11,12の真空容器とは途中にダンパ20
a,21aを備えたダクト20,21で接続され
ている。
前記吸着塔11,12は、真空容器の内部に前
記固定吸着剤13をフイン間隙に接触状態に保持
するフインチユーブ22,23を収設したもの
で、該フインチユーブ22,23には、固定吸着
剤13を加熱脱着するための熱源側熱媒、例え
ば、太陽集熱器あるいは廃熱回収用熱交換器等で
得られた80〜85℃の温水とクーリングタワー等で
生成した30〜35℃の冷却水とが選択的に供給さ
れ、吸着剤の加熱冷却により冷媒の吸脱着を行わ
せるようになつている。
また、前記凝縮器14は、胴体の内部にクロス
フインチユーブあるいはエロフインチユーブ等の
伝熱管24を収設した公知の構造のものであつ
て、該伝熱管24には常時30〜35℃の冷却水が供
給されており、前記吸着塔11,12内の吸着剤
から吐出された冷媒蒸気を凝縮し、液化したもの
を胴体の底部に貯溜し、配管18から蒸発器17
側へ供給するようになつている。
一方、前記蒸発器17は、第1図および第2図
に示す如く断熱された横長のケーシング19内部
に、両端を管板25,25′により支持した多数
の伝熱管26,26……が多段多列をなして水平
に収設されており、各伝熱管26の端部がマニホ
ールド27,27′を介して入口管28および出
口管29に接続されていると共に、各段の伝熱管
26の下部には各々伝熱管26の下面を覆つて皿
形の蒸発皿30が水平に配設されている。
上記蒸発皿30は、第2図に示す如く、伝熱管
26の長手方向に沿う縁部が内方に傾斜し、伝熱
管26の表面で沸騰した冷媒の飛沫が蒸発皿30
の外へ吹き溢れないようになつていると共に、各
蒸発皿30の底部には、夫々一方の端において一
つの蒸発皿30内の冷媒貯溜量を一定にするオー
バーフロー管31が交互に位置をずらせた状態で
立設されている。
なお、上記オーバーフロー管31は、蒸発皿3
0の底面からの高さhが、伝熱管26の外径dに
対し1/2d〜1/5dの範囲に設定されており、ま
た、全ての蒸発皿30に受止される冷媒の総量
は、所定の運転条件下において、必要最小限の量
に規定されている。
従つて、運転条件の変更により冷媒量が過剰に
なり、ケーシング19の底部に落下し、滞留した
場合は、ケーシング19の底部にヒータや温水タ
ンク等の冷媒加熱手段を設けて全量を蒸発させる
か、ポンプにより汲み上げて再び最上段の蒸発皿
30に還流させることが行われる。
32は、各蒸発皿30の下面から下方に垂下さ
せた冷媒飛散防止用の邪魔板である。
本考案の蒸発器は叙上の構成を有するものであ
るが、次にその作用について説明すると、先ず、
第3図に示す如く第1の吸着塔11に冷却水(例
えば、30℃の水)を供給し、吸着剤13に吸着を
行わせているときは、第2の吸着塔12には熱限
側熱媒(例えば、85℃の温水)が供給され、吸着
剤13の脱着が行われている。
このとき、ダンパ16aおよび20aは開状態
にあり、また、ダンパ15aおよび21aが閉状
態にあるため、第2の吸着塔12で吐出された冷
媒蒸気がダクト16を通じて凝縮器14内に入
り、伝熱管24内を通過する冷却水で冷却されて
凝縮器14の底部に徐々に貯溜される。なお、上
記凝縮器14の底部に貯溜された冷媒は、第1、
第2の吸着塔11,12の吸脱着工程を切替えた
時点で凝縮器14と蒸発器17との内圧の差によ
つて略々全量が配管18を通じて蒸発器17側に
流れ落ち、各蒸発皿30にオーバーフロー管31
の開口レベルまで略均一に貯溜されることにな
る。
また、第1の吸着塔11が吸着工程を開始した
時点では、各蒸発皿30に冷媒が均一な深さで貯
溜され、伝熱管26の下面約1/2〜1/5が冷媒液中
に浸つているため、伝熱管26内に利用側熱媒を
通過させると、伝熱管26と冷媒の接触部分では
激しい沸騰が生じると共に、このときの冷媒の飛
沫が伝熱管26の露出部分に付着し、均一な液膜
を形成して表面から急速に蒸発するため、伝熱管
26が効率良く冷却されることになる。
かくして、蒸発器17内の冷媒が吸着塔11の
吸着剤13に吸着されて所定レベルまで減少した
ときは、ダンパ15a,16a,20a,21a
を切替え、第1、第2の吸着塔11,12の吸脱
着運転を切替えれば、凝縮器14内の冷媒が配管
18を通じて蒸発器17の各蒸発皿30に補給さ
れるため、連続した冷媒出力を得ることが出来
る。
(考案の効果) 以上述べた如く本考案の蒸発器は、吸着剤を収
納した吸着塔に対し、作動流体が循環可能なる如
く凝縮器と蒸発器とを接続してなる吸着式冷凍機
において、前記蒸発器の胴体内に熱媒を通過させ
る複数本の伝熱管を多段配列をなして水平に収設
し、各段の伝熱管の下方に前記液状の作動流体を
貯溜する蒸発皿を略水平に配設すると共に、各蒸
発皿の底部に、前記伝熱管の下部約1/2乃至1/5が
常時浸漬する如く液面レベルを調整し、かつ、余
剰の作動流体を下段の蒸発皿の自然流下させるオ
ーバーフロー管を立設せしめたものであるから、
作動流体中に伝熱管の浸漬させた部分における作
動流体の沸騰が容易になると共に、このときに発
生する作動流体の飛沫を伝熱管の上部露出部分に
薄い液膜状態で付着させ、伝熱管の表面から盛ん
に蒸発させることが可能であり、伝熱管内を通過
する熱媒の冷却を効率よく行うことが出来、ま
た、全ての伝熱管を略同じ状態で作動流体中に浸
漬し、上述の如き作動流体の蒸発作用を行わせる
ことが出来るというすぐれた効果を発揮する。
【図面の簡単な説明】
第1図は本考案に係る蒸発器の一例を示す側断
面図、第2図は第1図におけるA−A矢視拡大断
面図、第3図は同蒸発器を適用した吸着式冷凍機
の一例を示す概要図、第4図は従来の吸着式冷凍
機の概要図である。 11,12……吸着塔、13……吸着剤、14
……凝縮器、17……蒸発器、19……胴体(ケ
ーシング)、26……伝熱管、30……蒸発皿、
31……オーバーフロー管。

Claims (1)

  1. 【実用新案登録請求の範囲】 1 吸着材を収納した吸着塔に対し、作動流体が
    循環可能なる如く凝縮器と蒸発器とを接続して
    なる吸着式冷凍機において、前記蒸発器の胴体
    内に前記作動流体とは別の熱媒を通過させる複
    数本の伝熱管を多段配列をなして水平に収納
    し、各段の伝熱管の下方に前記液状の作動流体
    を貯溜する蒸発皿を略水平に配設すると共に、
    各蒸発皿の底部に、前記伝熱管の下部約1/2乃
    至1/5が常時浸漬する如く液面レベルを調整し、
    かつ、余剰の作動流体を下段の蒸発皿に自然流
    下させるオーバーフロー管を立設せしめたこと
    を特徴とする吸着式冷凍機の蒸発器。 2 蒸発皿の周縁のうち、少なくとも伝熱管の長
    手方向に沿う側壁上端部が内方に傾斜している
    実用新案登録請求の範囲第1項記載の蒸発器。 3 蒸発皿が、その下面周縁部において鉛直下方
    に垂下する冷媒飛散防止用の邪魔板を具備して
    いる実用新案登録請求の範囲第1項又は第2項
    記載の蒸発器。
JP1987131725U 1987-08-28 1987-08-28 Expired - Lifetime JPH0517563Y2 (ja)

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GB8803801A GB2209589B (en) 1987-08-28 1988-02-18 Absorption refrigeration system
US07/158,294 US4881376A (en) 1987-08-28 1988-02-19 Adsorption refrigeration system
DE3808653A DE3808653C2 (de) 1987-08-28 1988-03-15 Verfahren zum Betrieb einer Adsorptionskälteanlage
DE3844679A DE3844679C2 (de) 1987-08-28 1988-03-15 Verdampfer für eine Adsorptionskälteanlage
FR888804032A FR2619895B1 (fr) 1987-08-28 1988-03-28 Systeme de refrigeration par adsorption
KR1019880004130A KR920001097B1 (ko) 1987-08-28 1988-04-12 흡착식 냉동장치 및 그 작동방법
GB9110901A GB2242970B (en) 1987-08-28 1991-05-20 Absorption refrigeration system

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JPS6441056U JPS6441056U (ja) 1989-03-10
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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS4417089Y1 (ja) * 1968-12-19 1969-07-23
JPS6011072A (ja) * 1983-06-30 1985-01-21 高砂熱学工業株式会社 吸着剤利用のヒートポンプの運転方法

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JPS51145653U (ja) * 1975-05-16 1976-11-22

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