JPH06201222A - 吸収冷温水機の冷媒・溶液散布装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【構成】吸収冷温水機の冷媒・溶液散布装置２０は、液
導入管１９が分岐ヘッダ１９ａに接続され、伝熱管と平
行に配置され角パイプで構成された２本の分配管２１が
この分岐ヘッダ１９ａに接続されて構成されている。こ
の分配管２１には複数個の液分配オリフィス２２がその
両側面に設けられている。また、分配管２１の外側にコ
の字状に覆い板２３が凹み部２５によって隙間を持って
固定されている。この覆い板２３の内側で、分配管２１
の下側に、コの字状の液滴分散板２４が配置されてい
る。この液滴分散板２４の下部は櫛歯状になっている。 【効果】大量の溶液及び冷媒等の散布液を少ない配管抵
抗で均一に散布することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は水を冷媒とし、例えば、
臭化リチウムなどの塩類溶液を吸収剤とする吸収冷温水
機に係り、特に、蒸発器，吸収器，低温再生器などの水
平伝熱管群上に冷媒液や溶液を散布させて熱交換させる
液膜流下タイプ熱交換器に最適な吸収冷温水機の冷媒・
溶液散布装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】吸収冷温水機の蒸発器，吸収器などの液
散布装置としては、下記のようなスプレー方式，サイフ
ォン方式，オーバーフロー方式，液案内板方式，エプロ
ン方式，ノズルガイド方式，透し孔方式などが使用され
ていた。すなわち、 （１）スプレー方式…実開昭51−126415号公報に記載さ
れているように、蒸発器，吸収器にスプレーノズルが使
用されていた。蒸発器の冷媒液は冷媒ポンプによりスプ
レーノズルが設置されたスプレートリーにより散布され
る。また、吸収器では溶液が溶液ポンプにより、スプレ
ーノズルが設置されたスプレートリーにより散布され
る。この種のものには特公昭43−10472 号公報が挙げら
れる。

【０００３】（２）サイフォン方式…実公昭53−52682
号公報に記載されているように、散布樋側壁にサイフォ
ンが挟持され、サイフォンが吸い込み孔より吸い込んだ
吸収液あるいは冷媒を一滴ずつ散布していた。液導入管
から分配オリフィスを経て散布樋に導かれた液はサイフ
ォンによって散布樋の縁を乗り越えて散布覆い板の内側
に沿って流下し、伝熱管群上に滴下する。この種のもの
には、特開昭63−176967号，実公昭46−17399号，実公
昭46−17400号，実公昭46−7956号，特公昭43−18501
号公報が挙げられる。

【０００４】（３）オーバーフロー方式…実公昭46−43
68号公報に記載されているように、分布器の上面に設け
たスリットから溢れた濃溶液は針金に沿って流れて行く
方式である。液が溜らないように分布器の下部には小孔
を設けている。サイフォン方式よりもさらに伝熱管群に
対する液分配の均一性は分配器の水平設置の厳密さが要
求される。なお、上面からではなく、散布樋の側面から
行うものとしては、実公平1−17013号，特開昭63−1769
67号公報が挙げられる。

【０００５】（４）液案内板方式…特公昭42−25871 号
公報に記載されているように、散布樋の側面あるいは底
面の小孔から流出した液を案内溝を介して下方の案内板
上に導き伝熱管群に散布する方式。下方の案内板にさら
に孔を備えたものもある。この種のものには、実公昭46
−17399号，特開昭60−29564号公報が挙げられる。

【０００６】（５）エプロン方式…特公昭53−30535 号
公報に記載されているように、液分配管の上部小孔から
液を噴出させ、分配溝で分散させさらに案内板（エプロ
ン）の上を液を流下させて伝熱管群に散布する方式。こ
の種のものとしては、特開昭51−51040 号，特開昭52−
9154号公報が挙げられる。また、散布ノズルと組合わせ
た方式は特開昭61−16907 号公報が挙げられる。

【０００７】（６）ノズルガイド方式…実開平3−42974
号公報に記載されているように、液分配管の下部に開口
したスプレー孔に棒上のガイドを差し込み、ガイドに沿
って液を伝熱管上に滴下させる。この種のものは、特公
昭43−28499 号公報があげられる。

【０００８】（７）透し孔方式…特公昭42−25871 号公
報に記載されているように、液分配トレーの下部に伝熱
管上に対応した位置に孔を開けて散布する方式。

【０００９】これら７種類の液散布装置は吸収冷温水機
に用いられている。吸収冷温水機は、冷房サイクルの従
来例が示されている図５に示されているように、灯油や
都市ガス燃料の燃焼熱などの外部熱源で加熱される高温
再生器１，低温再生器２，凝縮器３，蒸発器４，吸収器
５，高温溶液熱交換器６，低温溶液熱交換器７，溶液ポ
ンプ８，冷媒ポンプ９を動作的に配管で接続し、冷却塔
ＣＴで冷却した冷却水ＣＷを冷却水ポンプで吸収器５及
び凝縮器３に通水し、蒸発器４に冷却水４ａを冷温水ポ
ンプにより通水させ、室内のエアハンドリングユニット
に冷温水配管を介して循環させて冷房を行う。高温再生
器１で加熱された溶液は冷媒蒸気を発生して濃縮され
る。低温再生器２の溶液は高温再生器１で発生した冷媒
蒸気で加熱されて冷媒蒸気を発生して濃縮される。凝縮
器３は低温再生器２の冷媒蒸気および高温再生器１から
低温再生器２を経由した冷媒を冷却水ＣＷで冷却し、凝
縮液化させて液冷媒導管１７を経由して蒸発器４に送ら
れる。蒸発器４の液冷媒は冷媒ポンプ９によって熱交換
器上に散布装置２０を介して散布されて冷水４ａから熱
を奪って蒸発気化し、エリミネータ１１を通って吸収器
５に導かれる。一方、高温再生器１で生成した濃溶液は
高温溶液熱交換器６を経て低温再生器２で生成した濃溶
液と混合して低温溶液熱交換器７を経由し、圧力差とヘ
ッド差により吸収器５に導かれ、溶液スプレーポンプ１
８により液導入管１９を経由して散布装置２０により熱
交換器上に散布される。吸収器５の熱交換器上に散布さ
れた濃溶液は、冷却水ＣＷで冷却されて蒸発器４から冷
媒蒸気を吸収して希溶液を生成し、溶液ポンプ８により
高温再生器１，低温再生器２にそれぞれ送られる。

【００１０】暖房時は、冷媒ポンプ９が停止され、冷暖
切り換え弁１２が開放される。高温再生器１で発生した
冷媒蒸気は低温再生器２ヘッダより分岐した分岐管１６
および冷暖切り換え弁１２を経由して２分され、１部は
気泡ポンプ１３に導かれ、残りはバイパス管１４を経由
して蒸発器４に導かれ、蒸発器４の伝熱管内を流れ温水
４ｂと熱交換して凝縮液化する。この液冷媒は暖房液冷
媒導管１５を経由して気泡ポンプ１３により吸収器５に
送られる。なお、作動媒体には、冷媒に水，吸収剤に臭
化リチウム水溶液が用いられ、また、界面活性剤として
２エチルヘキシルアルコールなどが添加されている。

【００１１】また、冷媒ポンプ９の無いサイクルでは、
凝縮器３で生成した液冷媒は液冷媒導管１７を経由して
蒸発器４の散布装置２０に液ヘッド差と圧力差を利用し
て導き熱交換器上に滴下される。

【００１２】同様に、溶液スプレーポンプ１８が配設さ
れていないサイクルでは、液のヘッド差と圧力差によ
り、濃溶液が液導入管１９を経由して吸収器５の散布装
置２０に送られる。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】上述した従来の吸収冷
温水機の７種類の液散布装置はそれぞれ次のような問題
があった。

【００１４】（１）スプレー方式は広範囲散布，散布密
度の均一性に重点が置かれており、散布密度が変化する
場合や高散布密度を要求する場合は、散布液のむだが多
く問題であった。また、（２）サイフォン方式，（３）
オーバーフロー方式，（４）液案内板方式などは散布樋
を利用するため、高散布密度を要求する場合は散布樋が
巨大になるという問題があった。さらに、（５）エプロ
ン方式や散布ノズルと液案内板とを組み合わせた方式で
は、散布密度の均一性に重点が置かれており、散布液量
が変化する場合や高散布密度を要求する場合は、散布液
体のむだが多く問題であった。また、（６）ノズルガイ
ド方式は少ない液の散布に適しており、高散布密度では
目的とする液の飛散防止が不可能になり、スプレー方式
と同様に散布液体のむだが多く問題であった。最後に、
（７）透し孔方式は最も簡単な構成であるが、散布液量
が変化する場合には散布密度の均一性が悪くなる問題が
あり、ほとんど利用されていない。

【００１５】以上のように、従来の液散布装置は、散布
液量の変化や散布密度の配分や高散布密度の要求など、
吸収冷温水機の高性能化を図るために重要な機能を十分
に満足できる構成では無いという問題があった。

【００１６】本発明の目的は、冷媒ポンプや溶液スプレ
ーポンプを配置された吸収冷凍サイクルにおいて、溶液
散布液量の変化や散布密度の配分や高散布密度の要求な
ど、吸収冷温水機の高性能化を図るために重要な機能に
対応できる吸収冷温水機の冷媒・溶液散布装置を提供す
ることにある。

【００１７】

【課題を解決するための手段】図１および図２の実施例
を参照するに、本発明の吸収冷温水機の冷媒・溶液散布
装置２０は、液導入管１９，分岐ヘッダ１９ａ，伝熱管
と平行に配置した分配管２１と分配管の両側に開孔した
複数個の液分配オリフィス２２と分配管の外側にコの字
状に分配管と隙間を持って固定された覆い板２３と該分
配管下側に固定されたコの字状の液滴分散板２４とから
なることを特徴とする。

【００１８】また、液導入管１９から分岐して伝熱管と
平行に配置した分配管２１と分配管２１の両側に開孔し
た複数個の液分配オリフィス２２と分配管２１の外側に
コの字状に分配管２１と隙間を持って固定された覆い板
２３と分配管の下側に固定されたコの字状の液滴分散板
２４とからなり、液滴分散板２４が櫛歯状に形成されて
いるとともに液滴分散板２４と伝熱管とは液落下距離を
３mmから９mmの範囲にしたことを特徴とする。

【００１９】さらに、液導入管１９から分岐して伝熱管
と平行に配置した分配管２１と該分配管２１の両側に開
孔した複数個の液分配オリフィス２２と分配管２１の外
側にコの字状に分配管２１と凹み部２５を設けて分配管
との隙間を持って固定された覆い板２３と分配管下側に
固定されたコの字状の液滴分散板２４とからなり、覆い
板２３と前記分配管２１を凹み部２５で固定したのを特
徴とする。

【００２０】また、液導入管１９から分岐して伝熱管と
平行に配置した分配管２１と分配管２１に開孔した複数
個の液分配オリフィス２２と分配管２１の外側にコの字
状に分配管２１と隙間を持って固定された覆い板２３と
分配管下側に固定されたコの字状の液滴分散板２４とか
らなり、覆い板２３と液滴分散板２４がエンジニアリン
グプラスチックで構成されていることを特徴とする。

【００２１】

【作用】冷媒ポンプ９または溶液スプレーポンプ１８に
より昇圧された液冷媒または溶液は、液導入管１９から
分岐して伝熱管と平行に配置した分配管２１に導入され
る。分配管２１には複数個の液分配管オリフィス２２が
配置され、伝熱管の軸方向に対してまず均一に分配され
る。液分配オリフィス２２から噴出した冷媒液または溶
液は分配管２１の外側にコの字状に分配管２１と隙間を
持って固定された覆い板２３に衝突してその液の噴出速
度を弱められるとともに液が長手方向に広げられ、さら
に、液分配管２１の下方に配置された液滴分散板２４に
導かれ、液滴分散板２４を伝って液は伝熱管上に流下す
る。ここで、冷媒ポンプ９や溶液スプレーポンプ１８の
回転数制御や液導入管１９に設けた液量制御手段２７に
より液量を絞った。液量が少ない場合は液分配オリフィ
ス２２からの液の噴出が弱くなり、覆い板２３に衝突し
た際の液の広がりが少なく、従って、液滴分散板２４で
の液流下範囲が狭められる。このように散布液量を少な
くコントロールすると伝熱管群上への液散布の広がりが
狭められ、従って、熱交換量も少なくコントロールされ
る。

【００２２】また、液滴分散板２４の櫛歯状の先端から
落下する液滴が３mmから９mm落下すると伝熱管に到達す
る。３mmよりも少ない距離では、従来の針金ガイド方式
と同じように液が連続的に流下し、先端に液滴の形成が
できないために、伝熱管での液流下は連続的になり、液
の広がりが悪い。一方、約９mmよりも大きく離れると、
伝熱管に滴下した液が落下の運動エネルギにより伝熱管
から離脱しやすくなり、特に散布液量を増大させた際に
著しい。さらに、覆い板２３の内側に複数個の凹み部２
５を設けて分配管２１との隙間の距離を保つとともにそ
の一部を分配管２１に固定させるので、散布装置の組立
てが極めてやさしくなる。これらをエンジニアリングプ
ラスチックで構成すれば軽量化でき、さらに組立てが容
易にできるという効果がある。同様に、散布装置２０を
分解して掃除が容易にできる。

【００２３】

【実施例】以下、本発明の一実施例を図１及び図２によ
り説明する。

【００２４】図１及び図２において、吸収冷温水機の冷
媒・溶液散布装置２０は、液導入管１９が分岐ヘッダ１
９ａに接続され、伝熱管と平行に配置され角パイプで構
成された２本の分配管２１がこの分岐ヘッダ１９ａに接
続されて構成されている。この分配管２１には複数個の
液分配オリフィス２２がその両側面に設けられている。
また、分配管２１の外側にコの字状に覆い板２３が凹み
部２５によって隙間を持って固定されている。この覆い
板２３の内側で、分配管２１の下側に、コの字状の液滴
分散板２４が配置されている。この液滴分散板２４の下
部は櫛歯状になっている。

【００２５】液冷媒または溶液は液導入管１９より、ま
ず分岐ヘッダ１９ａに導かれ、ここで各分配管２１に分
配導入される。分配管２１に導かれた液は液分配オリフ
ィス２２より噴出し、覆い板２３の内側に衝突して広が
るとともに減速される。覆い板２３と分配管２１との隙
間を流下した液は液滴分散板２４に沿ってその櫛歯の先
端より伝熱管の上に流下する。このように、板に沿って
液が流下するので細かなミスト発生が無く液をうまく伝
熱管の上に流下させることが出来る。

【００２６】ここでさらに、液量が増大すると、液分配
オリフィス２２よりの液の噴出速度が増大し、覆い板２
３の内側に衝突して広がるとともに減速されるため、伝
熱管に液流が衝突することが無く、ミスト発生を防止で
きる。

【００２７】また、逆に液量がコントロールされて減少
した場合は、液分配オリフィス２２からは適量が流出
し、噴出する液流速が遅いため液の広がりが少ない。そ
のため、狭い範囲で伝熱管上に液が流下し、そのため伝
熱管の一部は液が流下しない。なお、櫛歯は分配オリフ
ィス２２の１個所に対して３個から５個を対応させるの
が望ましい。これによって熱交換量が減少し、コントロ
ールできる。

【００２８】なお、本実施例では覆い板２３を分岐ヘッ
ダ１９ａに接続したので、端部からの液の噴出を防止出
来る。もちろん、他端には端板２８が設置されて分配管
２１と覆い板２３との端部隙間からの液の噴出を防止し
ている。

【００２９】図３及び図４は本発明の他の一実施例であ
る。本実施例では分配管２１は変えずに図１及び図２の
角パイプの両側面に分配オリフィス２２を設けたままで
ある。図１及び図２で図示されていた覆い板２３と液分
散板２４が一体型になった点が前述の実施例と異なる。
図３及び図４で図示されている液滴分散板２６は図１及
び図２での覆い板２３と液滴分散板２４の要素をかねそ
なえており液滴分散板２６の凹み部２７によって分配管
２１の隙間を持って固定されている。この液滴分散板２
６の下部は櫛歯状になっている。液冷媒または溶液の滴
下は前実施例で述べた結果が得られる。また、液滴分散
板２６が図１及び図２で図示されてある覆い板２３と液
滴分散板２４が一体になったので部材数を減らすことが
でき組立て及び分解が容易である。

【００３０】

【発明の効果】本発明によれば、液導入管から分岐して
伝熱管と平行に配置した分配管と分配管の両側に開孔し
た複数個の液分配オリフィスと分配管の外側にコの字状
に分配管と隙間を持って固定された覆い板と分配管下側
に固定されたコの字状の液滴分散板または分配管の外側
にコの字状の液滴分散板からなる吸収冷温水機の冷媒・
溶液散布装置としたので以下の効果を奏する。

【００３１】（イ）大量の溶液及び冷媒等の散布液を少
ない配管抵抗で均一に散布することができる。

【００３２】また、液滴分散板が櫛歯状に形成され液滴
分散板と伝熱管との液落下距離を３mmから９mmの範囲に
したので、（ロ）冷媒ポンプ９や溶液スプレーポンプ１
８が回転数制御や流量制御されると、散布液量が少なく
なるが、それに応じて散布液の広がりが小さくなり、液
が濡らす伝熱面積が少なくなって、熱交換量を制御で
き、部分負荷時のコントロールが容易になる。

【００３３】さらに、液滴分散板と覆い板とにそれぞれ
内側に複数個の凹み部を設けて分配管との隙間の距離を
保つとともに分配管と液滴分散板または覆い板の固定が
できるので、（ハ）散布装置の分解や組立てが極めて容
易になり、特に組立中の異物の排除が容易になる。

【００３４】また、覆い板と液滴分散板がエンジニアリ
ングプラスチックで構成したので、（ニ）軽量化ととも
に、銹発生を防止できる。

【００３５】（ホ）分配管上部に分岐ヘッダを設けたこ
とにより液滴分散板からの液流下が伝熱管端部まで滴下
されるので冷媒・溶液の熱交換効率が向上する。

【００３６】（ヘ）分配管から蒸発した蒸気の流れを妨
げることが少なくなり蒸気流れが向上する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示す吸収冷温水機の冷媒・
溶液散布装置の説明図。

【図２】図１の液散布装置の断面図。

【図３】本発明の一実施例を示す液散布装置の断面図。

【図４】図３の側面部分図。

【図５】吸収冷温水機のサイクル系統図。

【符号の説明】

１９…液導入管、１９ａ…液ヘッダ、２０…散布装置、
２１…分配管、２２…液分配オリフィス、２３…覆い
板、２４…液滴分散板、２５…凹み部。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 小泉 悟 東京都千代田区神田和泉町１ 日立ビル施 設エンジニアリング株式会社内

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】液導入管から分岐して伝熱管と平行に配置
   した分配管と、前記分配管の両側に開孔した複数個の液
   分配オリフィスと前記分配管の外側にコの字状に前記分
   配管と隙間を持って固定されたコの字状の液滴分散板と
   からなり、前記液滴分散板の内側に複数個の凹み部を設
   けて分配管との距離を保つのを特徴とする吸収冷温水機
   の冷媒・溶液散布装置。