JPH08128758A

JPH08128758A - 吸収冷凍機用吸収器

Info

Publication number: JPH08128758A
Application number: JP6264892A
Authority: JP
Inventors: Noriyuki Nishiyama; 教之西山; Atsushi Shidara; 敦設楽; Kazuo Kitani; 一夫木谷; Kenji Ando; 賢二安東
Original assignee: Sumitomo Precision Products Co Ltd; Tokyo Gas Co Ltd
Current assignee: Sumitomo Precision Products Co Ltd; Tokyo Gas Co Ltd
Priority date: 1994-10-28
Filing date: 1994-10-28
Publication date: 1996-05-21

Abstract

(57)【要約】【目的】吸収溶液による冷媒蒸気の吸収効率を著しく
向上させることができ、冷却流体のフローパターンおよ
びフィン形状を適宜選択することによって水冷式／空冷
式のいずれをも可能にするコンパクトな吸収冷凍機用吸
収器を提供することを目的とする。【構成】本発明の吸収冷凍機用吸収器は、前後左右に
立設されたサイドプレート２１、トッププレート２２並
びにボトムプレート２３からなるハウジングと、冷媒蒸
気ＣＶと吸収溶液ＣＳとを流下させるためにハウジング
の上下部にそれぞれ設けられた溶液入口ヘッダー２６お
よび溶液出口ヘッダー３０と、冷却流体通路３４と蒸気
／溶液通路２８とを仕切るように互いに平行してハウジ
ング内に立設された複数枚のチューブプレート２７とを
含み、冷却流体通路３４がチューブプレート２７の外壁
と接触する外部伝熱フィン手段３３を備えている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は吸収冷凍機に用いられる
吸収器に関し、特にプレートフィン型熱交換器を利用し
た流下液膜式吸収器に関する。

【０００２】

【従来の技術】まず、吸収冷凍機の概略全体構成を図３
のブロック図を参照して説明する。吸収冷凍機は、冷媒
（例えば蒸気）を吸収する能力に優れた吸収剤（例えば
臭化リチウム）水溶液（以下、単に吸収溶液と称す）の
冷媒吸収能力が増強するように吸収溶液を温水、蒸気、
ガス等の加熱源７で加熱して濃縮するための再生器１
と、この再生器１において吸収溶液から分離した冷媒蒸
気を導入してこれを冷却することによって液化させる凝
縮器２と、凝縮器２によって液化された冷媒を導入して
低圧下で蒸発（気化）させる蒸発器３と、この蒸発器３
で発生した蒸気を吸収するために再生器１で濃縮された
吸収溶液（濃溶液）を収容する吸収器４と、該吸収器４
内で蒸気を吸収したことによって希釈された吸収溶液
（希溶液）を貯蔵するための希溶液溜め５と、そしてこ
の希溶液を濃縮するために再び再生器１へ送り込むため
の溶液ポンプ６とを具備している。

【０００３】なお、図３には１個の再生器のみを有する
単効用吸収冷凍機を示したが、２個の再生器（高温再生
器及び低温再生器）を備えた二重効用吸収冷凍機もあ
る。

【０００４】吸収冷凍機の働きの１つは、蒸発器におい
て冷媒を蒸発（気化）させることによる潜熱を利用した
冷却機能である。一例では、約１２℃の冷水が配管８を
介して蒸発器３内を通過して蒸発器出口に到達する時に
は約７℃に冷却される。

【０００５】また、臭化リチウム水溶液の蒸気吸収能力
は、溶液温度が低いほど、そして溶液濃度が高いほど強
い。吸収器４内で冷媒蒸気を吸収すると、ほぼ凝縮器２
における凝縮熱に等しい吸収熱が溶液に加わるので、溶
液温度が上がり、また濃度も低下する。そのため吸収器
４内には伝熱管としての冷却用配管９が設けられ、内部
を流れる冷却水により溶液から吸収熱を取り除いてい
る。

【０００６】上記したような吸収冷凍機に用いられてき
た従来の吸収器としては、再生器から供給された濃溶液
を上方から下方へ流下させると共に、蒸発器から供給さ
れた冷媒蒸気を濃溶液に吸収させるように該冷媒蒸気を
濃溶液と併流させる流下液膜式構造が主流になってい
る。この流下液膜式構造の中でも、下向きに穿設された
複数個の吸収溶液滴下口１３を有する複数本の吸収溶液
導入管１２を容器１１の上方に配し、それらの吸収溶液
導入管１２の下方に互いに間隔を空けて並列配設され、
内部に冷却水ＣＷが通される複数本の水冷水平伝熱管１
４に向けて冷媒蒸気ＣＶと併流になるように吸収溶液Ｃ
Ｓを流下させ、冷媒蒸気ＣＶを吸収した希溶液ＷＳを外
部に排出するようにした図４に図示の水平管外型水冷式
吸収器や、互いに間隔を空けて並列配置した複数本の空
冷垂直伝熱管１５を備え、これら空冷垂直伝熱管１５の
各々の内部に上方から下方に向けて冷媒蒸気ＣＶと吸収
溶液ＣＳとを互いに併流になるように流下させながら、
吸収溶液ＣＳに冷媒蒸気ＣＶを吸収させ、各空冷垂直伝
熱管１５の下方から希溶液ＷＳを排出するようにした図
５に図示の垂直管内型空冷式吸収器が良く知られてい
る。なお、後者の各空冷垂直伝熱管１５には冷却空気Ｃ
Ａがほぼ直交するように供給され、しかも冷却効率を高
めるために、複数個の伝熱フィン１６が装着されてい
る。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】上記したように、従来
の吸収器は伝熱面に対して吸収溶液ＣＳを流下させて冷
却を行いながら冷媒蒸気ＣＶを吸収する流下液膜式が主
流となっているが、前記水平管外型水冷式吸収器及び垂
直管内型空冷式吸収器のいずれの場合にも、複数本の伝
熱管１４または１５を互いに間隔を空けて配設している
ことから装置のコンパクト化が困難である。また、垂直
管内型空冷式吸収器においては、その構造上の制限から
各空冷垂直伝熱管１５に対して冷却空気ＣＡがほぼ直交
するように供給されるので、冷却空気ＣＡの下流側で冷
却能力が低下するという不具合が改善課題として残され
ている。

【０００８】本発明は従来技術における上記問題点を解
決するために為されたもので、その目的とするところ
は、吸収溶液による冷媒蒸気の吸収効率を著しく向上さ
せることができ、冷却流体のフローパターン及びフィン
形状を適宜選択することによって水冷式／空冷式のいず
れをも可能にするコンパクトな吸収冷凍機用吸収器を提
供することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の主なる態様によれば、四方の側面を取り囲
むように前後左右に立設された４枚のサイドプレート
と、これらのサイドプレートの上端面に固着された１枚
のトッププレートと、及び前記各サイドプレートの下端
面に固着され、希溶液排出口を有する１枚のボトムプレ
ートとから構成されたハウジングと、前記トッププレー
トと各サイドプレートの上部との間に形成された蒸気入
口ヘッダーと、前記蒸気入口ヘッダーの直下であって、
かつ互いに所定間隔を空けて左右サイドプレートに平行
に形成された複数本の溶液分配溝と、前記各溶液分配溝
に連通するように前方サイドプレートの上部に形成され
た溶液入口ヘッダーと、前記ボトムプレートと各サイド
プレートの下部との間に、前記希溶液排出口と連通する
ように形成された希溶液出口ヘッダーと、前記溶液分配
溝の両側であって、かつ前記ハウジングの下方に向かっ
て伸直するように互いに平行するように立設された複数
枚のチューブプレートと、それぞれ対向する一対の前記
チューブプレートの内部空間に形成され、上方では前記
蒸気入口ヘッダーに、一方、下方では前記希溶液出口ヘ
ッダーにそれぞれ連通するように前記チューブプレート
と共に下方に伸直する蒸気／溶液通路と、前記溶液分配
溝内に溜った溶液が前記蒸気／溶液通路内に滴下するよ
うに、前記各チューブプレートの上部に互いに間隔を空
けて穿設されてた複数個の溶液滴下口と、各々の溶液分
配溝の底部材として、各々の両端が前方及び後方サイド
プレートにそれぞれ固着された複数本の上方フラットサ
イドバーと、各々のチューブプレートの下端部であっ
て、前記各上方フラットサイドバーにそれぞれ対応する
ように、両端が前方及び後方サイドプレートにそれぞれ
固着された複数本の下方フラットサイドバーと、互いに
対向する一対の上下フラットサイドバーの間であって、
前記チューブプレートと接触するように配設された外部
伝熱フィン手段によって互いに仕切られるように形成さ
れた複数個の冷却流体通路と、該冷却流体通路の各々の
両端にそれぞれ連通するように設けられた冷却流体排出
口及び冷却流体導入口とを具備することを特徴とする吸
収冷凍機用吸収器が提供される。

【００１０】上記主なる態様における冷却流体には冷却
水等の液体、または冷却空気等の気体が用いられる。

【００１１】上記主なる態様における外部伝熱フィン手
段は、横断面四角形の互いに平行する複数本の凹凸条を
交互に繰り返し形成した１枚のプレートから成り、該プ
レートは凹凸条を垂直方向または水平方向に伸長するよ
うに設けられており、凹凸条が垂直方向に伸長するよう
に設けられた場合には、互いに仕切られた冷却流体通路
の各々が下方及び上方冷却流体分配通路を介して冷却流
体導入口及び冷却流体排出口にそれぞれ連通せしめられ
ている。

【００１２】また、蒸気／溶液通路の各々の内部には、
横断面四角形の互いに平行する複数本の凹凸条を交互に
繰り返し形成した１枚のプレートから成り、溶液に対す
る冷却効果を向上させるための内部伝熱フィン手段が前
記凹凸条を垂直方向に伸長するように設けられている。

【００１３】更に、上記主なる態様における溶液滴下口
が間欠的または一連のスリット形状を有する。

【００１４】

【作用】吸収冷凍機の蒸発器から供給された冷媒蒸気を
吸収させるように、冷媒蒸気と吸収溶液とを内部及び外
部に伝熱フィン手段を設けたチューブプレートの内側上
方から内側下方に向けて流下させる。吸収溶液はチュー
ブプレートの外側を流通する冷却水または冷却風によっ
て伝熱フィン手段を介して冷却される。斯くして、吸収
溶液による冷媒蒸気の吸収効率を著しく向上させること
ができると共に、冷却流体のフローパターン及びフィン
形状を適宜選択することによって水冷式または空冷式の
いずれをも可能にするコンパクトな吸収冷凍機用吸収器
が提供されることになる。

【００１５】

【実施例】以下、添付の図面（図１及び図２）に示され
た実施例に関連して本発明を更に詳細に説明する。な
お、下記説明中、蒸気は冷媒蒸気をまた溶液は吸収溶液
をそれぞれ表す。

【００１６】まず、図１に関連して、本発明の第１実施
例としての水冷によるプレートフィン型流下液膜式吸収
器が説明される。吸収器のハウジング構成として、四方
の側面を取り囲むように前後左右に立設されたサイドプ
レート２１（前方側面と右側面とは省略）と、これらの
サイドプレート２１の各上下端面にそれぞれ固着された
トッププレート２２及び希溶液排出口２３ａを有するボ
トムプレート２３とが設けられている。

【００１７】トッププレート２２と各サイドプレート２
１の上部との間には蒸気入口ヘッダー２４が、一方、ボ
トムプレート２３と各サイドプレート２１の下部との間
には希溶液出口ヘッダー３０がそれぞれ形成されてお
り、蒸気入口ヘッダー２４の直下には複数本の溶液分配
溝２５が互いに所定間隔を空けて左右サイドプレートに
平行に形成されている。各溶液分配溝２５は、図示して
ない前方サイドプレート側の上部に形成された溶液入口
ヘッダー２６に連通している。

【００１８】溶液分配溝２５の両側にはそれぞれチュー
ブプレート２７が互いに平行するように立設され、それ
ぞれ対向する一対のチューブプレート２７の内部空間に
は蒸気／溶液通路２８が形成されている。これらの蒸気
／溶液通路２８は、チューブプレート２７に沿ってハウ
ジングの上方から下方に向かって伸直し、その上方では
蒸気入口ヘッダー２４に、一方、その下方では希溶液出
口ヘッダー３０にそれぞれ連通している。更に好ましく
は、各々の蒸気／溶液通路２８の内部には、横断面四角
形の互いに平行する複数本の凹凸条を交互に繰り返し形
成した１枚のプレートから成り、溶液の冷却効果を向上
させるための内部伝熱フィン手段２８ａが、凹凸条を垂
直方向に伸長するように設けられている。

【００１９】また、各チューブプレート２７の上部に
は、溶液分配溝２５内に溜った溶液が蒸気／溶液通路内
に滴下するように複数個の溶液滴下口２９が互いに間隔
を空けて穿設されている。なお、この滴下口２９の代わ
りに間欠的または一連のスリット（図示せず）を設けて
もよい。

【００２０】各々の溶液分配溝２５には底部材である上
方フラットサイドバー３１の両端が前方（図示せず）及
び後方サイドプレート２１にそれぞれ固着されており、
一方、各々のチューブプレート２８の下端部には上方フ
ラットサイドバー３１にそれぞれ対応するように下方フ
ラットサイドバー３２の両端が前方及び後方サイドプレ
ート２１にそれぞれ固着されている。そして、互いに対
向する一対の上下フラットサイドバー３１及び３２の間
には、チューブプレート２７と接触するように立設され
た外部伝熱フィン手段３３によって互いに隔てられた複
数個の冷却流体通路３４が形成されている。

【００２１】この外部伝熱フィン手段３３は、横断面四
角形の互いに平行する複数本の凹凸条を交互に繰り返し
形成した１枚のプレートから成り、凹凸条を垂直方向に
伸長するように設けられている。

【００２２】更に、各々の冷却流体通路３４の両端は、
冷却流体のための上方及び下方冷却流体分配通路３７
ａ，３７ｂをそれぞれ介して、上下フラットサイドバー
３１及び３２を前方または後方サイドプレート２１に固
着する位置の近傍にそれぞれ設けた冷却流体排出口３６
及び冷却流体導入口３５にそれぞれ連通している。

【００２３】次に、上記した構成を有する第１実施例の
作動を説明する。

【００２４】まず、吸収冷凍機の蒸発器（図示せず）か
ら供給された冷媒蒸気ＣＶと再生器（図示せず）から供
給された吸収溶液（濃溶液）ＣＳとが蒸気入口ヘッダー
２４及び溶液入口ヘッダー２６へそれぞれ流入する。

【００２５】蒸気入口ヘッダー２４に流入した冷媒蒸気
ＣＶは、該ヘッダー２４に連通する各チューブプレート
２７それぞれの上部開口を介して各チューブプレート２
７内をその上方から下方に向かって流下する。

【００２６】一方、溶液入口ヘッダー２６内に流入した
濃溶液ＣＳは、各チューブプレート２７の間に形成され
た各空間の上部と各上方フラットサイドバー３１によっ
て形成された各溶液分配溝２５内にそれぞれ分配され、
そこから各チューブプレート２７の上端部近傍に穿設さ
れた複数個の溶液滴下口２９を介して各チューブプレー
ト２７内に侵入し、冷媒蒸気を吸収しながら各チューブ
プレート２７の内壁並びに各内部伝熱フィン手段２８ａ
の壁面の一部を伝わって溶液出口ヘッダー３０に向かっ
て流下する。

【００２７】各チューブプレート２７の内壁並びに各内
部伝熱フィン手段２８ａの壁面は、冷却流体（冷水）Ｃ
Ｗによって高能率で冷却作用を受ける外部伝熱フィン手
段３３と直接または間接的に接触していることから、十
分な冷却を受ける。従って、濃溶液ＣＳによる冷媒蒸気
の吸収能力が著しく向上することになる。

【００２８】濃溶液ＣＳは、冷媒蒸気を吸収しながら各
チューブプレート２７内の蒸気／溶液通路２８を流下す
るので、その濃度が徐々に低くなり、溶液出口ヘッダー
３０に到達する頃には希溶液ＷＳに変わっている。この
希溶液ＷＳはボトムプレート２３に形成された排出口か
ら排出され、図３に図示のように、溶液ポンプ及び溶液
熱交換器等を介して再び再生器へ戻される。

【００２９】図２は、図１に示した第１実施例とほぼ同
じような構成を有する本発明の第２実施例の構造を概略
的に示す斜視図である。

【００３０】図２において、第１実施例の構成要素と同
一の機能を有する要素は同じ参照符号を付してあり、重
複を避けるためにその説明は省略するが、第１実施例の
構成と異なる点は冷却流体として冷却空気ＣＡが用いら
れている点で、従って冷却流体通路の構造も異なってい
る。以下、その相違点に就いてのみ説明する。

【００３１】吸収溶液（濃溶液）ＣＳを冷却するための
冷却流体として空気を用いることから、冷却空気ＣＡの
流入及び流出方向に制限を受ける。すなわち、冷却効果
を高めるために、冷却空気ＣＡを吸収器のハウジング周
囲で滞留させることなくスムーズに、しかも冷却効率が
上がるように流す必要がある。従って、冷却空気ＣＡを
ハウジングの上下方向に流すことには無理があるので、
図２に示されるように、ハウジングの側面、すなわち前
後方向または左右方向に冷却空気ＣＡを流すことにな
る。

【００３２】そこで、各チューブプレート２７の両側で
あると共に、上方及び下方フラットサイドバー３１及び
３２の間でもある空間に形成された冷却流体通路３４に
は、横断面四角形の互いに平行する複数本の凹凸条を交
互に繰り返し形成した１枚のプレートから成る外部伝熱
フィン手段３３′が凹凸条を水平方向に伸長するように
設置されている。

【００３３】この場合、冷却空気の導入口及び排出口
は、図示しないが、ハウジングの前面及び後面にそれぞ
れ設けられている。

【００３４】更に、第２実施例のように冷却空気ＣＡを
冷却流体として用いる場合には、途中で冷却空気ＣＡの
流れを曲げることがないので、図１図示の第１実施例に
あるような冷却流体分配通路３７ａ，３７ｂを必要とし
ない。

【００３５】なお、以上の説明は単に本発明の好適な実
施例の例証であり、本発明の範囲はこれに限定されるこ
とはない。

【００３６】

【発明の効果】本発明によれば、冷媒蒸気と吸収溶液と
を内部及び外部に伝熱フィン手段を設けたチューブプレ
ートの内側上方から内側下方に向けて流下させるように
したので、吸収溶液はチューブプレートの外側を流通す
る冷却流水または冷却風によって伝熱フィン手段を介し
て効率よく冷却される。従って、吸収溶液による冷媒蒸
気の吸収効率を著しく向上させることができると共に、
冷却流体のフローパターン及びフィン形状を適宜選択す
ることによって水冷式または空冷式のいずれをも可能に
するコンパクトな吸収冷凍機用吸収器が提供される。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例を示す概略斜視図である。

【図２】本発明の第２実施例を示す概略斜視図である。

【図３】単効用吸収冷凍機の一般的な全体構成を示すブ
ロック図である。

【図４】水平管外型水冷式吸収器の従来例を示す概略斜
視図である。

【図５】垂直管内型空冷式吸収器の従来例を示す概略斜
視図である。

【符号の説明】

１再生器２凝縮器３蒸発器４吸収器５希溶液溜め６吸収溶液ポンプ７加熱源８配管９冷却用配管１１容器１２吸収溶液導入管１３吸収溶液滴下口１４水冷水平伝熱管１５空冷垂直伝熱管２１サイドプレート２２トッププレート２３ボトムプレート２３ａ希溶液排出口２４蒸気入口ヘッダー２５溶液分配溝２６溶液入口ヘッダー２７チューブプレート２８蒸気／溶液通路２８ａ内部伝熱フィン手段２９溶液滴下口３０溶液出口ヘッダー３１上方フラットサイドバー３２下方フラットサイドバー３３外部伝熱フィン手段３３′ 外部伝熱フィン手段３４冷却流体通路３５冷却流体導入口３６冷却流体排出口３７ａ上方冷却流体分配通路３７ｂ下方冷却流体分配通路ＣＳ吸収溶液（濃溶液）ＷＳ希溶液ＣＶ冷媒蒸気ＣＷ冷却水ＣＡ冷却空気

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者木谷一夫大阪府大阪市住之江区南港中３丁目８番24 の701 (72)発明者安東賢二兵庫県伊丹市西野７丁目３−１Ａ−907

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】四方の側面を取り囲むように前後左右に
立設された４枚のサイドプレートと、これらのサイドプ
レートの上端面に固着された１枚のトッププレートと、
及び前記各サイドプレートの下端面に固着され、希溶液
排出口を有する１枚のボトムプレートとから構成された
ハウジングと、前記トッププレートと各サイドプレートの上部との間に
形成された蒸気入口ヘッダーと、前記蒸気入口ヘッダーの直下であって、かつ互いに所定
間隔を空けて左右サイドプレートに平行に形成された複
数本の溶液分配溝と、前記各溶液分配溝に連通するように前方サイドプレート
の上部に形成された溶液入口ヘッダーと、前記ボトムプレートと各サイドプレートの下部との間
に、前記希溶液排出口と連通するように形成された希溶
液出口ヘッダーと、前記溶液分配溝の両側であって、かつ前記ハウジングの
下方に向かって伸直するように互いに平行するように立
設された複数枚のチューブプレートと、それぞれ対向する一対の前記チューブプレートの内部空
間に形成され、上方では前記蒸気入口ヘッダーに、一
方、下方では前記希溶液出口ヘッダーにそれぞれ連通す
るように前記チューブプレートに沿って伸直する蒸気／
溶液通路と、前記溶液分配溝内に溜った溶液が前記蒸気／溶液通路内
に滴下するように、前記各チューブプレートの上部に互
いに間隔を空けて穿設されてた複数個の溶液滴下口と、各々の溶液分配溝の底部材として、各々の両端が前方及
び後方サイドプレートにそれぞれ固着された複数本の上
方フラットサイドバーと、各々のチューブプレートの下端部であって、前記各上方
フラットサイドバーにそれぞれ対応するように、両端が
前方及び後方サイドプレートにそれぞれ固着された複数
本の下方フラットサイドバーと、互いに対向する一対の上下フラットサイドバーの間であ
って、前記チューブプレートの外壁と接触するように配
設された外部伝熱フィン手段によって個々に仕切られる
ように形成された複数個の冷却流体通路と、前記冷却流体通路の両端にそれぞれ連通するように設け
られた冷却流体排出口及び冷却流体導入口とを具備する
ことを特徴とする吸収冷凍機用吸収器。
【請求項２】前記冷却流体が冷水等の液体であること
を特徴とする請求項１記載の吸収冷凍機用吸収器。
【請求項３】前記冷却流体が空気であることを特徴と
する請求項１記載の吸収冷凍機用吸収器。
【請求項４】前記外部伝熱フィン手段が、横断面四角
形の互いに平行する複数本の凹凸条を交互に繰り返し形
成した１枚のプレートから成り、該プレートは前記凹凸
条を垂直方向に伸長するように設けられており、また互
いに仕切られた前記冷却流体通路の各々には上方及び下
方冷却流体分配通路がそれぞれ設けられていることを特
徴とする請求項２記載の吸収冷凍機用吸収器。
【請求項５】前記外部伝熱フィン手段が、横断面四角
形の互いに平行する複数本の凹凸条を交互に繰り返し形
成した１枚のプレートから成り、該プレートは前記凹凸
条を水平方向に伸長するように設けられていることを特
徴とする請求項３記載の吸収冷凍機用吸収器。
【請求項６】前記蒸気／溶液通路の各々の内部には、
横断面四角形の互いに平行する複数本の凹凸条を交互に
繰り返し形成した１枚のプレートから成り、溶液に対す
る冷却効果を向上させるための内部伝熱フィン手段が、
前記凹凸条を垂直方向に伸長するように設けられている
ことを特徴とする請求項１から５までのいずれか１項に
記載の吸収冷凍機用吸収器。
【請求項７】前記溶液滴下口が間欠的または一連のス
リット形状を有することを特徴とする請求項１から６ま
でのいずれか１項に記載の吸収冷凍機用吸収器。