JPH0519873U

JPH0519873U - 蒸発冷却型吸収冷温水機の冷却用伝熱管

Info

Publication number: JPH0519873U
Application number: JP6900891U
Authority: JP
Inventors: 伸二頓宮; 和光小野田; 安倫牧野; 吉孝松島
Original assignee: Yazaki Corp
Current assignee: Yazaki Corp
Priority date: 1991-08-29
Filing date: 1991-08-29
Publication date: 1993-03-12
Anticipated expiration: 2006-08-29
Also published as: JP2511224Y2

Abstract

(57)【要約】【目的】蒸発冷却型吸収冷温水機の吸収器や凝縮器の
伝熱面積増加と冷却効率の向上を図り、装置の小型化と
コストダウンを図ること。【構成】蒸発冷却型吸収冷温水機の吸収器や凝縮器の
冷却用伝熱管であって、吸収器の伝熱管の吸収面と冷却
放熱面、および凝縮器の伝熱管の凝縮面と冷却放熱面の
うち少なくとも一つの面が、底面が平行四辺形の四角錐
でありかつその頂部が平面となっている複数の突起で形
成されていることを特徴とするもの。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、吸収冷温水機に係り、特にその吸収器および凝縮器の冷却効率の向上を図った冷却用伝熱管に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】

従来の水冷式吸収冷凍機の吸収器用の伝熱管に関しては、例えば特公昭６１− ４８０５９や実公平３−１７５３等が知られており、空冷式吸収冷凍機の吸収器用伝熱管に関しては、特開平１−２６９８８６等が存在する。

【０００３】これらに対し、本願発明者等は実願平３−５６５３８に示すような吸収冷温水機を提案した。そして、このタイプのものを上記従来の水冷式や空冷式のものに対比して、蒸発冷却型吸収冷温水機と称することにした。本考案はこの蒸発冷却型吸収冷温水機と密接に関連するものであるから図３を用いてその概要を説明しておくこととする。図３において、（ａ）は蒸発冷却型吸収冷温水機の一実施例を示す概略構成図であり、（ｂ）はその凝縮器におけるＡ−Ａ部断面図である。図３（ａ）において、高温再生器１は内部に燃焼室が収められ、冷媒を吸収し濃度が薄くなった稀溶液を加熱し、この稀溶液から冷媒蒸気を発生する。分離器２は前記冷媒蒸気を蒸発して濃度が濃くなった中間濃溶液と冷媒蒸気とを分離し、前者を高温溶液熱交換器７へ後者を低温再生器３へと送出する。低温再生器３は高温溶液熱交換器７により温度が低下した中間濃溶液を分離器２からくる冷媒蒸気で再加熱し、中間濃溶液の中から更に冷媒蒸気を発生させこれを凝縮器４へ送出しかつ中間濃溶液自身を濃溶液にするとともに、分離器２からきた冷媒蒸気を一部凝縮し冷媒液にして凝縮器４へと送出する。凝縮器４は低温再生器３で発生した冷媒蒸気と低温再生器３で冷媒液とならなかった冷媒蒸気を冷却水と空気を用いて冷却液化して冷媒液にし蒸発器５へ送出する。蒸発器５は内部に冷却すべき循環水が流れる伝熱管（冷水器）５Ａが配設され、伝熱管５Ａに凝縮器４から送られてくる冷媒液を散布器５Ｂを用いて散布し、冷媒液が冷媒蒸気となるときの気化熱を利用して循環水を冷却する。吸収器６は低温再生器３から低温溶液熱交換器８を通ってきた濃溶液が流入し、滴下され、この濃溶液は蒸発器５内で気化した冷媒蒸気を吸収する。吸収器６の吸収作用によって蒸発器５内は高真空が確保されており、蒸発器５内の伝熱管５Ａ上に散布された冷媒液は直ちに蒸発できるようになっている。また、吸収器６には濃溶液が冷媒蒸気を吸収して稀溶液となる際の冷却のための冷却手段が上記凝縮器４と同様配設されている。高温溶液熱交換器７は高温の中間濃溶液と低温の稀溶液との間で熱交換し、また、低温溶液熱交換器８は高温の濃溶液と低温の稀溶液との間で熱交換を行い、高温側と低温側とに２段に設けて熱交換効率の向上を図っている。溶液循環ポンプ９は吸収器６において冷媒蒸気を吸収して稀溶液となったものを低温溶液熱交換器８および高温溶液熱交換器７を介して高温再生器１に送り再び循環させるために設けられている。

【０００４】そして、凝縮器４には、前述のように低温再生器３で発生した冷媒蒸気と、低温再生器３で冷媒液とならなかった冷媒蒸気と一部冷されて冷媒液となったものとが流入する。これらは凝縮器４内で冷却してすべて冷媒液としてやらねばならないが、このためには冷媒蒸気と冷却媒体との間で熱交換が行われなければならない。図３に示すものにあっては、熱交換を行うための伝熱管として内が中空で鉛直方向に縦長形の管１０を図３（ｂ）のように複数本凝縮器４内に配設したものである。そして、この管１０の内壁面に冷却水の流下液膜を形成してやるために、管１０の上方から冷却水を滴下してやる。この流下液膜を適切に形成するため管上部１０Ａを凝縮器４の上面４Ａよりも若干突出するように形成し、この上面４Ａと管上部１０Ａとで形成される部分に冷却水の液溜りを作り、ここに給水弁１１から送られてくる冷却水を供給する。こうすると管上部１０Ａをオーバーフローした冷却水は管１０の内壁に沿って薄い液膜を形成しつつ流下する。一方、凝縮器４内に流入した冷媒蒸気はこの管１０の外壁面に接するような形で存在する。その結果、冷媒蒸気と冷却水とは管１０の壁面を介して熱交換が行われ、冷媒蒸気は冷却されて冷媒凝縮を起こし冷媒液となって管１０の外壁面に沿って流下し凝縮器４内の下面４Ｂに溜っくる、また、冷却水は凝縮熱を得て熱せられその一部が蒸発する。このようにして管１０内に蒸発した水蒸気は、凝縮器４の上方に設けられた冷却ファン１２によって凝縮器４および吸収器６の下方から強制的に導入された冷却用空気によって大気中に放出される。なお、符号１３は空気を導入する際の防塵用フィルタであり、符号１４は空気を排出する際の開閉用シャッターである。

【０００５】また、吸収器６には前述のように低温再生器３で形成された濃溶液が低温溶液熱交換器８を通って流入し、かつ、吸収器６の側面部に設けられた蒸発器５内で発生した冷媒蒸気が存在する。これらは吸収器６内で冷却されて稀溶液としてやらなければならないが、そのためには、これらと冷却媒体との間で熱交換が行われなければならない。この点は凝縮器４の場合と同様であって、熱交換を行うための伝熱管として内が中空で鉛直方向に縦長形の管１５を複数本吸収器６内に設ける点も同じである。そして、この管１５の内壁面に冷却水の流下液膜を形成するために管上部１５Ａを吸収器６の上面６Ａよりも若干突出して形成する点も凝縮器４の場合と同じであるからその詳細な説明は省略する。また、管１５の外壁面には吸収器６に流入した濃溶液が管の上端から接するように滴下され、液膜を形成しつつ流下する。その結果、濃溶液は管１５の壁面を介して冷却されつつ冷媒蒸気を吸収し吸収器６の下面６Ｂへと流れる。また、冷却水が吸収熱を得て水蒸気を発生し、これが管１５内に強制的に導入された冷却用空気によって大気中に放出される点は凝縮器４の場合と同じである。

【０００６】

【考案が解決しようとする課題】

従来の水冷式吸収冷凍機の吸収器用伝熱管は水平方向に配設されており、吸収液の横方向への拡がりを目的としている。そして、その作用として示している撹乱効果については未だ十分なものではなかった。また、水冷式のものの伝熱管の管内においては満水の状態で流れるため、特別な表面加工は施されていない。従って、これらを前述の蒸発冷却型吸収冷温水機にそのままの状態で適用することは冷却効率向上の面で得策ではない。

【０００７】よって、本考案の目的は蒸発冷却型吸収冷温水機の冷却効率向上を図り、装置のコンパクト化とコストダウンを図った冷却用伝熱管を提案することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】

上記目的を達成した本考案による吸収冷温水機の冷却用伝熱管は以下の構成を有する。即ち、蒸発冷却型吸収冷温水機の冷却用伝熱管であって、吸収器の伝熱管の吸収面（外側面）と冷却放熱面（内側面）および凝縮器の伝熱管の凝縮面（外側面）と冷却放熱面（内側面）のうち少なくとも一つの面が、底面が平行四辺形の四角錐であり、かつ、その頂部が平面となっている複数の突起で形成されていることを特徴とするものである。

【０００９】

【作用】

吸収器においては、伝熱管の上方より吸収面では濃溶液が滴下され冷媒蒸気を吸収しつつ流下し、他方冷却放熱面では冷却水が流下液膜を形成するように滴下される。そして、上記構成としたことから、吸収面側では四角錐底面部において吸収液は横方向への拡散が行われるとともに冷媒との混合が行われ、頂部平面部の直下近傍では吸収液の撹乱を促進している。また、冷却放熱面側でも同様であり、特に冷却水の液膜が少量時に横方向への拡散を促進する。

【００１０】凝縮器においても同様の作用をし、特に冷却放熱面側では横方向への拡散を促進する。

【００１１】

【実施例】

以下に本考案の実施例を図面に基づいて説明する。図１は冷却用伝熱管（熱交換器）を用いた場合の吸収器モデルであり、図２（ａ）はその伝熱管の伝熱面の表面形状を示すものであり、図２（ｂ）はそのＡ−Ａ断面図である。

【００１２】図１において、符号２０は吸収器６の冷却用伝熱管を示し、これは〔従来技術〕の欄で図３を用いて説明した際の管１５に対応するものであって、内側面２０Ａには上方から冷却水２１が流下液膜を形成しつつ滴下され下方からは冷却用空気が矢印Ｃ方向へ導入されて冷却放熱面を形成し、他方、外側面２０Ｂには上方から濃溶液（吸収液）２２が滴下され冷媒蒸気２３を吸収しつつ流下して吸収面を形成している。その結果、伝熱管２０を介して冷却水２１と吸収液２２との間で熱交換が行われて吸収液２２は冷却される。

【００１３】このような伝熱管２０の表面形状は図２（ａ）に示すような形状となっている。即ち、その底面２０ａは平行四辺形であって、その上に四角錐状の突起を設け、この四角錐状のものの頂部に平面２０ｂを形成してある。これらをＡ−Ａ断面で図示したものが図２（ｂ）である。これらの形状等は吸収面２０Ｂの吸収促進を考慮して決定されるので吸収面２０Ｂを例として以下ではせつめいする。吸収液の横方向への拡散を促進し良好な混合を行うためには、四角錐の底面２０Ａの平行四辺形の一辺と他の一辺とのなす角θ₁は６０度から１２０度であることが好ましく、突起と突起との間のピッチＰは０．９１〜２．１２ｍｍ即ちモジュールｍは０．２９〜０．６７ｍｍが好ましい。また、吸収液の撹乱を促進するためには、突起とその隣りの突起とのなす角θ₂は約９０度であるのがよく、突起の高さＨは０．４〜１．０ｍｍが好ましく、また頂部平面２０ｂの一辺の長さＬはピッチＰの４分の１程度であることが望ましい。冷却伝熱管２０の表面形状がこのように形成されると前述の〔作用〕の欄で説明したような態様で吸収液の拡散・混合および撹乱が行われる。

【００１４】冷却用伝熱管２０の表面形状が上述のように形成されると冷却放熱面２０Ａでも同様に冷却水の拡散が行われ、特に冷却水の液膜が少量時にその効果が大である。

【００１５】また、凝縮器４の場合も図示していないが同様であって、その冷却放熱面においては冷却水の横方向への拡散を促進する。しかし、凝縮面にあっては、その伝熱管の上方部において同様の作用により凝縮促進は図れるが、下方部では凝縮液膜の増加のため熱伝達係数が低下するので十分な効果を期待できない場合がある。

【００１６】なお、実施例では吸収面（凝縮面でも同じ）と冷却放熱面とを同一表面加工形状として示してあるがこれに限定されない。このようにすれば製造設備上装置の共同化を図れる利点があるにすぎない。

【００１７】

【考案の効果】

以上詳細に説明したように、本考案によれば、蒸発冷却型吸収冷温水機の吸収器や凝縮器の冷却用伝熱管の表面に加工を施すことにより、伝熱面積の増加、吸収液の拡散撹乱による吸収性能の増加と冷却水側の濡れ性向上による熱交換の促進が行われ、装置の小型化とコストダウン化が期待できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の冷却用伝熱管を用いた吸収器モデルで
ある。

【図２】本考案の冷却用伝熱管の表面形状を示す図であ
る。

【図３】蒸発冷却型吸収冷温水機の概要を説明するため
の図である。

【符号の説明】

４凝縮器６吸収器２０冷却用伝熱管２０Ａ伝熱管の冷却放熱面２０Ｂ伝熱管の吸収面２０ａ伝熱管の表面形状の底面２０ｂ伝熱管の表面形状の頂部平面２１冷却水２２吸収液２３冷媒蒸気

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)考案者松島吉孝静岡県浜松市子安町1370 矢崎総業株式会社内

Claims

【実用新案登録請求の範囲】

【請求項１】吸収冷温水機の吸収器と凝縮器の冷却用
伝熱管を鉛直方向縦長形の管またはプレートで構成し、
冷却水をその上方から滴下して伝熱管の内壁面に流下液
膜を形成するようにし、かつ下方からは冷却用空気を導
入して吸収熱や凝縮熱により伝熱管内に蒸発した水蒸気
を大気中に放出するようにした冷却用伝熱管であって、
吸収器の伝熱管の外側の吸収面と内側の冷却放熱面、お
よび凝縮器の伝熱管の外側の凝縮面と内側の冷却放熱面
のうち少なくとも一つの面が、底面が平行四辺形の四角
錐でありかつその頂部が平面となっている複数の突起で
形成されていることを特徴とする蒸発冷却型吸収冷温水
機の冷却用伝熱管。