JPH09250842A - 吸収冷凍機用蒸発吸収器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 液冷媒の蒸発と冷媒蒸気の吸収の効率が良好
で、しかも小型化が可能で経済的である。 【解決手段】 液冷媒に熱を与えて冷媒蒸気を発生さ
せ、複数のユニットコイル４を有する蒸発コイル３と、
この蒸発コイル３で発生した冷媒蒸気の熱を奪って吸収
溶液に吸収させ、複数のユニットコイル１４を有する冷
却水コイル１３とを備え、蒸発コイル３のユニットコイ
ル４と冷却水コイル１３のユニットコイル１４とは、互
いに交互に配置されて隣接する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、液冷媒に熱を与え
て冷媒蒸気を発生させる蒸発コイルと、該蒸発コイルで
発生した冷媒蒸気の熱を奪って吸収溶液に吸収させる冷
却水コイルとを備た吸収冷凍機用蒸発吸収器及びこれを
備えた吸収冷凍機に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】図７は、従来技術に係る吸収冷凍機の蒸
発器と吸収器の作用を説明する断面図である。蒸発器１
００内で、冷媒分配器１０１により蒸発コイル１０２上
に滴下された冷媒１０３は蒸発コイル１０２を流下しつ
つ蒸発を行なう。蒸発して蒸気となった冷媒蒸気は冷媒
蒸気の流れ１０４のように、一旦蒸発コイル１０２に沿
って上又は下に流れた後、左方向に進み、隔壁１０５の
穴を通過した後吸収器１０６内に入る。吸収器１０６内
に入った冷媒蒸気は、図示の通り上方より下向きに或い
は下方より上向きに冷却水コイル１０７の間を流れ、溶
液分配器１０８により冷却水コイル１０７の表面に滴下
され冷却水コイル１０７表面を流下している濃溶液１０
９によって吸収される。

【０００３】図８は、従来技術に係る吸収冷凍機の蒸発
器１００と吸収器１０６の平面図である。蒸発器１００
と吸収器１０６は、隔壁１０５で仕切られ、外側に蒸発
コイル１０２、内側に冷却水コイル１０７が設けられ、
蒸発コイル１０２には冷媒入口マニホールド１１１及び
冷媒出口マニホールド１１２が設けられ液冷媒が供給さ
れる。同様に、冷却水コイル１０７には溶液入口マニホ
ールド１１３及び溶液出口マニホールド１１４が設けら
れ濃溶液が供給される。蒸発器１００の外側には図示し
ていない外殻が設けられている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
吸収冷凍機の蒸発器１００と吸収器１０６は、蒸発器１
００と吸収器１０６が完全に独立しており、冷媒蒸気の
流路が長くなることにより、それぞれの機能が低下する
恐れがあった。この低下する機能を補うために、それぞ
れの表面積を増加することにより益々単位表面積当りの
機能が低下する。これは、大容量の吸収冷凍機では一層
顕著に表れる。機能低下分をカバーするため物理的サイ
ズが大きくなり、材料がより多く必要になりコスト高に
なる等の恐れがあった。

【０００５】本発明の目的は、液冷媒の蒸発と冷媒蒸気
の吸収の効率が良好で小型化が可能な、しかも経済的な
吸収冷凍機用蒸発吸収器及びこれを備えた吸収冷凍機を
提供することである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明の吸収冷凍機用蒸発吸収器は、液冷媒に熱を
与えて冷媒蒸気を発生させ、複数のユニットコイルを有
する蒸発コイルと、該蒸発コイルで発生した冷媒蒸気の
熱を奪って吸収溶液に吸収させ、複数のユニットコイル
を有する冷却水コイルとを備え、前記蒸発コイルのユニ
ットコイルと該冷却水コイルのユニットコイルとは、互
いに隣接したものである。複数のユニットコイルを有す
る蒸発コイルと、複数のユニットコイルを有する冷却水
コイルとを備え、ユニットコイル同士を互いに隣接させ
たものは、蒸発コイルのユニットコイルで蒸発した冷媒
蒸気が、直ちに冷却水コイルのユニットコイル上を流下
する吸収溶液に吸収され、液冷媒の蒸発と冷媒蒸気の吸
収の効率が良好である。

【０００７】更に、上記吸収冷凍機用蒸発吸収器におい
て、前記蒸発コイルのユニットコイルと冷却水コイルの
ユニットコイルとは、互いに少なくとも片側が隣接した
ものである。蒸発コイルのユニットコイルと冷却水コイ
ルのユニットコイルとが互いに少なくとも片側が隣接し
たものは、上記吸収冷凍機用蒸発吸収器の作用に加え、
小型化が可能で、しかも製作費が安価で経済的である。

【０００８】そして、上記吸収冷凍機用蒸発吸収器にお
いて、前記蒸発コイルのユニットコイルと冷却水コイル
のユニットコイルとは、交互に配置されて隣接したもの
である。蒸発コイルのユニットコイルと冷却水コイルの
ユニットコイルとが交互に配置されて隣接したものは、
上記吸収冷凍機用蒸発吸収器の作用に加え、蒸発コイル
のユニットコイルで蒸発した冷媒蒸気が確実に冷却水コ
イルのユニットコイル側に移動し、吸収溶液に吸収され
る。

【０００９】又は、高温再生器、分離器、低温再生器、
凝縮器、溶液循環ポンプ等を接続して冷媒及び吸収溶液
の循環回路を形成した吸収冷凍機において、上記いずれ
かに記載の吸収冷凍機用蒸発吸収器を備えたものであ
る。上記いずれかに記載の吸収冷凍機用蒸発吸収器を備
えたものは、上記いずれかに記載の吸収冷凍機用蒸発吸
収器の作用を有する吸収冷凍機である。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下、本発明に係る蒸発吸収器及
びこれを備えた吸収冷凍機の実施の形態を図面に基づい
て詳細に説明する。尚、図１〜６において同じ構造、作
用部分には同じ参照番号を付けて示している。

【００１１】図１は、本発明に係る吸収冷凍機用蒸発吸
収器の一実施の形態を示す一部省略断面図である。本実
施の形態の吸収冷凍機用蒸発吸収器２は、従来の蒸発器
と吸収器を一体化した謂わば蒸発吸収器である。液冷媒
５０に熱を与えて冷媒蒸気を発生させる蒸発コイル３
と、この蒸発コイル３で発生した冷媒蒸気の熱を奪って
吸収溶液５２に吸収させる冷却水コイル１３とを備えて
いる。蒸発コイル３と冷却水コイル１３は、各々複数の
ユニットコイル４、１４を有し、蒸発コイル３のユニッ
トコイル４と冷却水コイル１３のユニットコイル１４と
は、交互に適当な距離をおいて配置され隣接したもので
ある。蒸発コイル３の上には、冷媒分配器９が設けら
れ、同様に、冷却水コイル１３の上には、溶液分配器１
９が設けられる。

【００１２】図２は、図１の蒸発コイル３及び冷却水コ
イル１３を示し、（Ａ）は斜視図、（Ｂ）はマニホール
ドとユニットコイルの接続部分の側面図である。本実施
の形態の蒸発吸収器２は、この図２（Ａ）に示すよう
に、蒸発コイル３のユニットコイル４と冷却水コイル１
３のユニットコイル１４とを同心円状に交互に配置して
隣接させている。蒸発コイル３は、例えば冷温水が流入
する入口マニホールド５及び冷温水が流出する出口マニ
ホールド６を有する。一方、冷却水コイル１３は、冷却
水が流入する入口マニホールド１５及び冷却水が流出す
る出口マニホールド１６を有する。

【００１３】図２（Ｂ）に示すように、ユニットコイル
４又は１４は、入口マニホールド５又は１５に上向きに
斜めに接続されている。出口マニホールド６又は１６に
ついてもユニットコイル４又は１４が斜めに下向きに接
続されている。

【００１４】図３は、図１に使用される冷媒分配器９又
は溶液分配器１９の斜視図である。断面コの字形の環状
容器１０又は２０の外側及び内側に複数のドリッパー１
１又は２１が取り付けられている。ドリッパー１１又は
２１の取り付けは、外側又は内側だけの場合もある。

【００１５】図４は、本発明に係る吸収冷凍機用蒸発吸
収器の作用を説明する断面図である。冷媒分配器９によ
り蒸発コイル３の複数のユニットコイル４上に滴下され
た液冷媒５０はユニットコイル４を流下しつつ蒸発す
る。蒸発して蒸気となった冷媒蒸気は、冷媒蒸気の流れ
５１のように、直ぐ隣の冷却水コイル１３のユニットコ
イル１４に何ら阻害されることなく流入し、一旦ユニッ
トコイル４に沿って上又は下に流れた後、左又は右方向
に進み、図示の通り適当な距離をおいて隣接した冷却水
コイル１３の複数のユニットコイル１４に沿って上方よ
り下向きに或いは下方より上向きにユニットコイル１４
の表面に沿って流れ、溶液分配器１９により滴下されユ
ニットコイル１４の表面に沿って流下している濃溶液５
２によって吸収される。

【００１６】このように、従来の方式と比較した場合、
蒸発コイル周りの蒸気濃度は低く保たれるため蒸発コイ
ル表面での蒸発が容易に行なわれ、この冷媒蒸気の流路
は非常に短いため直ぐに吸収される。このため、すべて
の蒸発コイル３のユニットコイル４及び冷却水コイル１
３のユニットコイル１４は殆ど同等の効果を発揮する。
無駄となるユニットコイル４又はユニットコイル１４が
無いため、それぞれのコイルの実質的表面積を低減出
来、液冷媒の蒸発と冷媒蒸気の吸収の効率が良好であ
り、無効冷媒が減りＣ．Ｏ．Ｐ．の向上が図れる。その
上、小型化が可能であり、同時に材料費の低減が図れ
る。

【００１７】図５は、本発明に係る吸収冷凍機用蒸発吸
収器の他の実施の形態を示す断面図である。本実施の形
態の吸収冷凍機用蒸発吸収器２は、蒸発コイル３の二つ
のユニットコイル４の間に冷却水コイル１３の二つのユ
ニットコイル１４を挟んだ形態をしている。蒸発コイル
のユニットコイル４の片側７と冷却水コイルのユニット
コイル１４の片側１７とが互いに隣接したものである。
このような構造においても、上記図４の実施の形態の蒸
発吸収器と同様の作用、効果、即ち蒸発コイルのユニッ
トコイル４上で蒸発して、蒸気となった冷媒蒸気は直ぐ
隣の冷却水コイルのユニットコイル１４に何ら阻害され
ることなく流入することが出来、すべての蒸発コイル３
及び冷却水コイル１３のユニットコイルは殆ど同等の効
果を発揮し、無駄となるユニットコイルが無い。

【００１８】図６は、本発明に係る吸収冷凍機の一実施
の形態を示す系統図である。本実施の形態の吸収冷凍機
１は、上記蒸発吸収器２を備えたものである。吸収冷凍
機１は、作動流体として、吸収剤であるリチウムブロマ
イド（ＬiＢr）に冷媒である水を吸収させた吸収溶液を
用いている。吸収溶液のＬiＢr濃度は、作動流体が装置
内を循環するにつれて変動するが、この変動はほぼ３段
階に分けることができ、濃度レベルの低い方から、希溶
液、中間濃溶液、濃溶液と呼ぶ。

【００１９】図示の吸収冷凍機１は、内包する吸収溶液
（希溶液）を加熱する手段を備えた高温再生器２３と、
高温再生器２３の上方に配置され該高温再生器２３に上
昇管２７で接続された分離器２８と、該分離器２８の気
相部分に冷媒蒸気管２９を介して一端が接続された冷媒
蒸気コイル３２を内装した低温再生器３１と、該低温再
生器３１の気相部分に接続され二次冷媒蒸気管３５で連
通され、且つ前記冷媒蒸気コイル３２の他端に接続され
た凝縮冷媒蒸気管３３が接続され、冷却水コイル４４を
内装した凝縮器３４と、該凝縮器３４に流量調整弁３７
を介装した液冷媒管３６で接続され蒸発コイル３及び冷
却水コイル１３を内装した蒸発吸収器２と、蒸発吸収器
２の底部に希溶液吸入管４５で吸入側を接続された溶液
循環ポンプ４６と、溶液循環ポンプ４６の吐出側に被加
熱流体入口側が接続された低温溶液熱交換器４２と、低
温溶液熱交換器４２の被加熱流体出口側に被加熱流体入
口側が接続され被加熱流体出口側が前記高温再生器２３
の希溶液入口に接続された高温溶液熱交換器３８と、前
記分離器２８の液相部と高温溶液熱交換器３８の加熱流
体入口を接続する中間濃溶液管３０と、高温溶液熱交換
器３８の加熱流体出口側と低温再生器３１が接続された
中間濃溶液管３９と、低温再生器３１の底部と低温溶液
熱交換器４２の加熱流体入口側が接続された濃溶液管４
０と、低温溶液熱交換器４２の加熱流体出口側と蒸発吸
収器２の上部を接続する濃溶液管４１と、前記分離器２
８の液相部と前記蒸発吸収器２を冷暖房切換弁４７を介
して接続する冷暖房切換連絡管４８と、冷却水コイル１
３の出口側と冷却水コイル４４の入口側を接続する冷却
水管４３と、を含んで構成されている。

【００２０】冷却水コイル４４の出口側は、図示されて
いないクーリングタワーに接続され、冷却水コイル１３
の入口側は、図示されていない冷却水ポンプを介して前
記クーリングタワーに接続されている。

【００２１】上記構成を有する本実施の形態の吸収冷凍
機の通常冷房運転時の動作を以下に説明する。冷房運転
では、冷暖房切換弁４７は閉じられている。高温再生器
２３内の希溶液は加熱源２５に加熱されて気液２相状態
で上昇管２７内を上昇し、分離器２８に流入する。分離
器２８に流入した気液２相状態の希溶液は冷媒蒸気と中
間濃溶液に分離され、冷媒蒸気は低温再生器３１に内装
された冷媒蒸気コイル３２を経て凝縮器３４に流入し、
中間濃溶液は中間濃溶液管３０を経て高温溶液熱交換器
３８の加熱流体側に流入する。高温溶液熱交換器３８に
流入した中間濃溶液３０は、被加熱流体側を流れる希溶
液を加熱しつつ高温溶液熱交換器３８を通過し、中間濃
溶液管３９を経て低温再生器３１に流入し、冷媒蒸気コ
イル３２上に散布される。冷媒蒸気コイル３２内を流れ
る冷媒蒸気は、周囲の中間濃溶液を加熱して冷媒を蒸発
させて二次冷媒蒸気を生成し、自身は冷却されて凝縮し
気液２相となって凝縮器３４に流入する。低温再生器３
１で生成された二次冷媒蒸気も、二次冷媒蒸気管３５を
経て凝縮器３４に流入し、冷媒蒸気コイル３２を経て流
入した冷媒と共に、冷却水コイル４４内を流れる冷却水
に冷却されて凝縮し、液冷媒となる。

【００２２】凝縮器３４で生成された液冷媒は、液冷媒
管３６を経て蒸発吸収器２に流入し、蒸発コイル３上に
滴下され、蒸発コイル３内を流れる熱媒体の熱を奪って
蒸発し、再び冷媒蒸気となり、蒸発コイル３のユニット
コイル４に隣接する冷却水コイル１３のユニットコイル
１４に達し、ユニットコイル１４表面を流れる吸収溶液
に吸収される。一方、熱を奪われて冷却された熱媒体で
ある例えば冷温水は冷房負荷に導かれ、冷房を行なった
のち再び蒸発コイル３に還流する。低温再生器３１で二
次冷媒蒸気として冷媒を蒸発させた中間濃溶液は濃溶液
となり、濃溶液管４０を経て低温溶液熱交換器４２の加
熱流体入口側に流入する。低温溶液熱交換器４２に流入
した濃溶液は、被加熱流体側を流れる希溶液を加熱し、
濃溶液管４１を経て蒸発吸収器２に流入する。蒸発吸収
器２に流入した濃溶液は、冷却水コイル１３上に滴下さ
れ、先に記したように、蒸発コイル３から蒸発した冷媒
蒸気を吸収して希溶液となる。濃溶液が冷媒蒸気を吸収
するときに発生する吸収熱は、冷却水コイル１３内を流
れる冷却水に移され、クーリングタワーに移される。

【００２３】蒸発吸収器２で生成された希溶液は、希溶
液吸入管４５を経て溶液循環ポンプ４６に吸入され、加
圧されて低温溶液熱交換器４２の被加熱流体側に流入す
る。低温溶液熱交換器４２に流入した希溶液は加熱流体
側を流れる濃溶液に加熱されつつ低温溶液熱交換器４２
を通過し、高温溶液熱交換器３８の被加熱流体側に流入
する。高温溶液熱交換器３８に流入した希溶液は、加熱
流体側を流れる中間濃溶液に加熱されつつ高温溶液熱交
換器３８を通過し、高温再生器２３に流入する。高温再
生器２３に流入した希溶液は、再び上述のサイクルを繰
り返す。

【００２４】冷却水コイル１３で吸収熱を奪い、冷却水
コイル４４で凝縮熱を奪った冷却水は、クーリングタワ
ーに流入し、奪った吸収熱及び凝縮熱を大気中に放出す
る。通常運転時は以上述べたサイクルが繰り返される。

【００２５】以上の構成を有する本実施の形態の吸収冷
凍機１は、上記吸収冷凍機用蒸発吸収器２を備えること
により、蒸発と吸収の機能が高められ、その冷房運転時
の効率を高めると同時に、小型化が可能で製作時の材料
費の低減を図ることが出来る。

【００２６】

【発明の効果】本発明の吸収冷凍機用蒸発吸収器は、液
冷媒の蒸発と冷媒蒸気の吸収の効率が良好で小型化が可
能な、しかも経済的なものである。

【００２７】又、本発明の吸収冷凍機は、本発明の吸収
冷凍機用蒸発吸収器の効果を有するものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る吸収冷凍機用蒸発吸収器の一実施
の形態を示す一部省略断面図である。

【図２】図１の蒸発コイル及び冷却水コイルを示し、
（Ａ）は斜視図、（Ｂ）はマニホールドとユニットコイ
ルの接続部分の側面図である。

【図３】図１に使用される冷媒分配器又は溶液分配器の
斜視図である。

【図４】本発明に係る吸収冷凍機用蒸発吸収器の作用を
説明する断面図である。

【図５】本発明に係る吸収冷凍機用蒸発吸収器の他の実
施の形態を示す断面図である。

【図６】本発明に係る吸収冷凍機の一実施の形態を示す
系統図である。

【図７】従来技術に係る吸収冷凍機の蒸発器と吸収器の
作用を説明する断面図である。

【図８】従来技術に係る吸収冷凍機の蒸発器と吸収器の
平面図である。

【符号の説明】

１ 吸収冷凍機 ２ 蒸発吸収器 ３ 蒸発コイル ４ ユニットコイル ７ 片側 １３ 冷却水コイル １４ ユニットコイル １７ 片側 ２３ 高温再生器 ２８ 分離器 ３１ 低温再生器 ３４ 凝縮器 ４６ 溶液循環ポンプ

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 液冷媒に熱を与えて冷媒蒸気を発生さ
   せ、複数のユニットコイルを有する蒸発コイルと、該蒸
   発コイルで発生した冷媒蒸気の熱を奪って吸収溶液に吸
   収させ、複数のユニットコイルを有する冷却水コイルと
   を備え、前記蒸発コイルのユニットコイルと該冷却水コ
   イルのユニットコイルとは、互いに隣接したものである
   ことを特徴とする吸収冷凍機用蒸発吸収器。
2. 【請求項２】 請求項１において、前記蒸発コイルのユ
   ニットコイルと冷却水コイルのユニットコイルとは、互
   いに少なくとも片側が隣接したものであることを特徴と
   する吸収冷凍機用蒸発吸収器。
3. 【請求項３】 請求項２において、前記蒸発コイルのユ
   ニットコイルと冷却水コイルのユニットコイルとは、交
   互に配置されて隣接したものであることを特徴とする吸
   収冷凍機用蒸発吸収器。
4. 【請求項４】 高温再生器、分離器、低温再生器、凝縮
   器、溶液循環ポンプ等を接続して冷媒及び吸収溶液の循
   環回路を形成した吸収冷凍機において、請求項１乃至３
   のいずれかに記載の吸収冷凍機用蒸発吸収器を備えたも
   のであることを特徴とする吸収冷凍機。