JPH10122700A

JPH10122700A - 空冷吸収式冷凍装置

Info

Publication number: JPH10122700A
Application number: JP8272510A
Authority: JP
Inventors: Shiro Yakushiji; 史朗薬師寺; Katsuhiro Kawabata; 克宏川端; Masato Uchiumi; 正人内海; Noriyuki Okuda; 則之奥田; Koichi Yasuo; 晃一安尾
Original assignee: Daikin Industries Ltd
Current assignee: Daikin Industries Ltd
Priority date: 1996-10-15
Filing date: 1996-10-15
Publication date: 1998-05-15

Abstract

(57)【要約】【課題】吸収器部分で生じる吸収熱を空気流によって
冷却放熱させるようにした空冷吸収式冷凍装置におい
て、吸収器の伝熱、吸収面積を拡大するとともに蒸発器
から吸収器に到る冷媒蒸気の圧損を低減して冷媒吸収性
能を向上させる。【解決手段】吸収液に対して冷媒蒸気を吸収させる空
冷吸収器本体（１４ａ）の空気流上流側壁部を幾重かに
折り曲げて、内側に複数の吸収液流通空間（１４ｃ），
（１４ｃ）・・・を有する多重壁構造の有底筒体に形成
し、その外周面に多数枚の放熱フィン（１４ｂ），（１
４ｂ）・・を設けて、伝熱、吸収面積を拡大するととも
に、非多重壁側の空間部内に蒸発器（１１）を組込んで
一体化し、蒸発器（１１）から吸収器（１４）に到る冷
媒蒸気の圧損を低減した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本願発明は、吸収器部分で生
じる吸収熱を空気流によって冷却放熱させるようにした
空冷吸収式冷凍装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】一般に空冷吸収式冷凍装置の吸収器で
は、蒸発器から供給される冷媒蒸気の吸収に加え、該吸
収によって生じる吸収液の吸収熱の除去を行うことが必
要となる。そのため、一般に水冷式又は空冷式の吸収器
冷却手段が設けられるようになっているが、水冷式の冷
却手段を設けたものでは冷却効率は高いものの、冷却塔
を必要とするなどシステムが複雑、大型化し、コストが
高くなる欠点を有している。

【０００３】このような事情から、最近では空冷式の吸
収器構造が色々提案されるようになっている。

【０００４】その一つとして、例えば特開平３−１０５
１６９号公報に示されるように、ヘッダー部を介して上
方から下方に蒸発器からの冷媒蒸気とともに吸収液を分
流して流す鉛直方向にストレートな複数本の伝熱管を設
けるとともに該複数本の伝熱管各々の外周部に多数枚の
放熱フィンを設けることによって、吸収器をクロスフィ
ン型の熱交換器構造に形成し、送風ファン等の送風手段
による空気流によって吸収器自体を空気冷却するように
した空冷吸収式冷凍装置がある。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記のよう
に構成された空冷吸収式冷凍装置において、その吸収能
力（吸収効率）を向上させようとすると、先ず伝熱面積
の拡大等上記吸収作用に伴う吸収熱の冷却機能の向上に
加え、吸収器内で冷媒蒸気と接触する吸収液の液膜面積
を拡大し、できる限り多くの量の冷媒蒸気と効率良く接
触させることが必要である。一方、かと言って単に吸収
器の伝熱管部分の本数を増やしたり、大径化して伝熱面
積、液膜面積を拡大したのでは、装置自体の小型、低コ
スト化の要求に反することとなる。

【０００６】このような観点から見ると、上記従来の空
冷吸収式冷凍装置の構成では、吸収器における吸収液冷
却機能の向上並びに冷媒蒸気との接触面積の拡大を図ろ
うとすると、伝熱管の本数又は径の拡大等によって対応
せざる得ず、ヘッダー部も拡大して必然的に装置の大型
化、高コスト化を招く問題があった。また、伝熱管の本
数を増やすと、各伝熱管に対する吸収液の均等な分配も
困難になる。

【０００７】また、上記吸収能力（吸収効率）の向上に
は、蒸発器から吸収器に到る冷媒蒸気の圧損をできる限
り小さくすることが必要である。特に吸収器出口部にお
ける圧力をできるだけ高くして蒸発器圧力に保つ必要が
ある。

【０００８】ところが、従来の構造では、蒸気を吸収器
の上部から径の小さい吸収器側伝熱管内に流入させるよ
うになっているので、冷媒蒸気の圧損が大きく、吸収器
出口部での圧力が蒸発器内の圧力に比べて大幅に低下
し、吸収能力（吸収効率）を大きく低下させていた。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本願発明は、上記の問題
を解決することを目的としてなされたものであって、次
のような課題解決手段を備えて構成されている。

【００１０】すなわち、本願発明の空冷吸収式冷凍装置
は、例えば図１〜図９に示されるように、吸収液に対し
て冷媒蒸気を吸収させる空冷吸収器本体１４ａの少くと
も空気流側を幾重かに折り曲げて、内側に複数の吸収液
流通空間１４ｃ，１４ｃ・・・を有する多重壁構造の有
底筒体に形成し、その外周面に放熱フィン１４ｂ，１４
ｂ・・を設けたことを特徴としている。

【００１１】また、上記放熱フィン１４ｂ，１４ｂ・・
は、上記多重壁部の壁部相互の間に挟み込まれて設けら
れている。

【００１２】また、上記空冷吸収器本体１４ａは、多重
壁部内側の吸収液流通空間１４ｃ，１４ｃ・・・に連通
する非多重壁空間１４ｄを有し、該非多重壁空間１４ｄ
内に蒸発器１１を組み込んで構成されている。

【００１３】そして、さらに上記多重壁部内側の吸収液
流通空間１４ｃ，１４ｃ・・・の上方には、該吸収液流
通空間１４ｃ，１４ｃ・・・に対し、低温再生器７から
低温溶液熱交換器４を経て供給される濃溶液と吸収器で
蒸気を吸収した後に供給される希溶液とを区分して流す
仕切壁２４によって分割された溶液散布トレイ１３ａ，
１３ｂが設けられている。

【００１４】

【発明の作用および効果】したがって、以上の構成によ
れば、次のような作用効果が実現される。

【００１５】（１）空冷吸収器本体１４ａの吸収部が
多重壁構造の有底筒体に形成され、多重構造のヒダ状の
伝熱壁面を有することから、内部が中空で一重壁構造の
円形伝熱管の場合に比べて放熱面積が遥かに大きくな
り、吸収熱の放熱効果が大きく向上する。

【００１６】また、同様の理由で、壁面に流される吸収
液の液膜面積も遥かに大きく拡大され、上記放熱効果の
向上と相俟って冷媒蒸気吸収能力が大きく向上する。

【００１７】（２）上記（１）の効果を向上させるた
めに、空冷吸収器本体１４ａ壁部の多重度を高くしたと
しても、吸収器全体の大きさそのものは余り大きくなら
ないことから、装置全体を十分にコンパクトに構成する
ことができる。

【００１８】（３）放熱フィン１４ｂ，１４ｂ・・を
多重壁部の壁部相互の間に挟み込んだ場合、該放熱フィ
ン１４ｂ，１４ｂ・・によって上記ヒダ状の各壁部が相
互に連結補強され、吸収器本体の強度が大きく向上す
る。

【００１９】（４）空冷吸収器本体１４ａに非多重壁
空間１４ｄ部を残し、該空間１４ｄ部に蒸発器１１を組
み込んだ場合には、本来の蒸発器の設置スペース分の余
裕が生じ、よりコンパクト化が高くなる。

【００２０】（５）また、上記（４）の場合、蒸発器
が吸収器と同一容器内に納められ、吸収器の蒸気開口面
積を大きく取ることができる結果、吸収器内での冷媒蒸
気圧損が大幅に低下し、吸収能力（吸収効率）が大きく
向上する。また、冷媒蒸気が上からではなく、水平方向
から流入するようにできるので、吸収器出口部での圧力
を蒸発器圧力に等しく保つことができるようになる。

【００２１】（６）低温再生器から低温溶液熱交換器
を経て空冷吸収器１４に供給される吸収液濃溶液は、
液温が高く、十分な空気流との温度差があるので空気流
によって冷却しやすい反面、吸収器１４を通して蒸気を
吸収した後に循環される希溶液の方は液温が低いので空
気流との温度差が取りにくい。又、それらの供給流量も
各々異なっている（例えば繰り返し循環される希溶液の
方は溶液ポンプ小型化のために供給流量が少ない方が好
ましい）。

【００２２】したがって、各吸収液流通空間１４ｃ，１
４ｃ・・・に連続する溶液散布トレイ１３を仕切壁２４
で仕切ることにより、多重壁構造によって形成される複
数の吸収液流通空間１４ｃ，１４ｃ・・・の領域を特定
して、例えば空気流との温度差が取りにくく、供給流量
の多い希溶液をトータルの伝熱面積が大きくなるように
複数の吸収液流通空間１４ｃ，１４ｃ，１４ｃ，１４ｃ
に分配する一方、他方空気流との温度差が取りやすく、
供給流量の少ない濃溶液を例えば単一の吸収液流通空間
１４ｃに適切に分配する。このようにすれば、効率の良
い冷却吸収作用を大型のヘッダー部を設けることなく、
コンパクトかつ低コストに実現することができるように
なる。

【００２３】

【発明の実施の形態】

（実施の形態１）図１〜図５は、本願発明の実施の形態
１に係る空冷吸収式冷凍装置の構成を示している。

【００２４】本実施の形態では、吸収液として例えば臭
化リチウム溶液（ＬｉＢｒ溶液）、冷媒として水（Ｈ₂
Ｏ）が採用されている。

【００２５】図中、先ず符号１は下方側加熱容器３およ
び上方側気液分離器６を備えた高温再生器である。該高
温再生器１の加熱容器３の底部には、ガスバーナ等の加
熱源２が設けられている。そして、後述する低温溶液熱
交換器４および高温溶液熱交換器５を介して順次可及的
に熱回収され、或る程度昇温されて加熱容器３内に供給
されてくる吸収作用完了後の臭化リチウム希溶液ｌを例
えば６００〜７００ｍＨｇの圧力下で加熱沸騰させて、
上記上方側の気液分離器６で冷媒蒸気ａ（例えば１６０
℃）と臭化リチウム濃溶液ｂ（例えば１６０℃）とに分
離再生するようになっている。

【００２６】また符号７は低温再生器であり、上記気液
分離器６で分離再生された冷媒蒸気ａと同じく上記気液
分離器６で分離再生された後、さらに高温溶液熱交換器
５部分で低温溶液熱交換器４を通して若干昇温された上
記吸収作用完了後の臭化リチウム希溶液ｋ（例えば９０
℃）と熱交換されて相当に温度が低下した臭化リチウム
濃溶液ｃ（例えば９５℃）とを相互に熱交換させること
によって冷媒蒸気ａを凝縮させるとともに該熱交換時に
生じた臭化リチウム濃溶液ｃ中の蒸発水分ｄ（例えば９
８℃）を取り出すようになっている。

【００２７】さらに符号９は凝縮器であり、該凝縮器９
は、上記低温再生器７で凝縮した冷媒液ｅの圧力を膨張
弁８を介してフラッシュさせたものと上記臭化リチウム
濃溶液ｃ中の蒸発水分ｄとを合わせて導入し、例えば６
０ｍｍＨｇ程度の圧力下で送風ファン１０の冷却風によ
って冷却することにより液相状態の冷媒（水）ｈ（例え
ば４１℃）に凝縮させるようになっている。

【００２８】さらに、符号１１は蒸発器であり、該蒸発
器１１は、後述する空冷吸収器１４の伝熱器体１４ａの
非多重壁空間１４ｄ部中に一体に組み込んで構成されて
おり、上記凝縮器９で凝縮された冷媒水ｈを、例えば５
〜６ｍｍＨｇ程度の真空に近い低圧下で例えば冷水循環
式の蒸発コイル（伝熱管）１２上に散水器２３，２３，
２３により散水して約５°で蒸発させ、蒸発コイル１２
内に供給される例えば１２℃の冷水を７℃に冷却して図
示しない空調用熱交換器に供給するようになっている。

【００２９】さらに、符号１４は、図２に示すように送
風ファン１７の空気流上流側に位置する側壁部を相当な
長さのヒダ状に摺曲させて複数回折り曲げることにより
多重壁構造とした有底の変形筒体よりなる伝熱器体（空
冷吸収器本体）１４ａの同多重壁部（ヒダ部）２６ａ〜
２６ｅ各々の外周面に多数枚の放熱フィン１４ｂ，１４
ｂ・・を設けるとともに方形の非多重壁部２７の非多重
壁空間１４ｄ内部にエリミネータ１１ａを介して上記蒸
発器１１の蒸発コイル１２を収納一体化した空冷熱交換
器構造の空冷吸収器である。該空冷吸収器１４の上記各
多重壁部２６ａ〜２６ｅ内にはそれぞれ扁平空間よりな
る吸収液流通空間１４ｃ，１４ｃ・・・が形成され、そ
れらの上方空間部２１部分には、図示のように前後方向
に当該各吸収液流通空間１４ｃ，１４ｃ，１４ｃ，１４
ｃに対応して溶液散布トレイ１３′が設けられている。
該溶液散布トレイ１３′は、図２に示すように、中央部
にヘッダー機能を果す細長い溶液供給路１３１を有する
とともに、その両側（壁面側）に各々オーバフロー堰１
３２，１３２を介して溶液流下通路１３３，１３３を設
けた構成となっている。そして、上記溶液供給路１３１
からオーバフローして溶液流下通路１３３，１３３側に
オーバフローした溶液（濃溶液）が、その底部壁面側に
沿って長手方向に多数形成されている溶液流下孔１３
４，１３４・・・から下方側吸収液流通空間１４ｃ，１
４ｃ・・・の内壁面に沿って液膜状態で流下せしめられ
るようになっている。該溶液散布トレイ１３′の構成
は、各壁部２６ａ〜２６ｅの吸収液流通空間１４ｃ，１
４ｃ・・・について全く同様に構成されている。

【００３０】上記放熱フィン１４ｂ，１４ｂ・・は、上
記各壁部２６ａ〜２６ｅ間では、それら相互の間に例え
ば図４又は図５に示すように、具体的にはコルゲーショ
ン型のフィンを挟み込んで溶着一体化させる構成が採用
される。このように、放熱フィン１４ｂ，１４ｂ・・を
上記多重壁部の各壁部２６ａ〜２６ｅ相互の間に挟み込
んで一体化した場合、当該放熱フィン１４ｂ，１４ｂ・
・によってヒダ状の各壁部２６ａ〜２６ｅ相互間が連結
補強され、全体の強度が大きく向上する。

【００３１】該空冷吸収器１４は、上記低温再生器７か
らの臭化リチウム濃溶液ｆ（例えば９５℃）を、低温溶
液熱交換器４を介して空冷吸収器１４からの臭化リチウ
ム希溶液ｊ（例えば４０℃）と熱交換させて低温化した
臭化リチウム濃溶液ｉ（例えば５０℃）を濃溶液供給路
３２を介して上記上方空間部２１後端の各吸収液流通空
間１４ｃ，１４ｃ・・に対応する溶液散布トレイ１３′
に導入し、該溶液散布トレイ１３′から上記伝熱器体１
４ａの後端側多重壁部２６ａ内の吸収液流通空間１４
ｃ，１４ｃ・・の前後各内壁面の広い伝熱面全体に均一
な液膜状態で流下させる。そして、該流下状態において
上記蒸発器１１の蒸発コイル１２部分で蒸発し、エリミ
ネータ１１ａを介して拡散供給される冷媒蒸気（水蒸
気）を効率良く吸収させる。この時、上記冷媒蒸気の吸
収に伴って生じる吸収熱は、上記伝熱器体１４ａの多重
壁部２６ａ〜２６ｅの各外周面部に設けられている多数
枚の放熱フィン１４ｂ，１４ｂ・・を介して効果的に放
熱され、送風ファン１７からの冷却風により効率良く冷
却される。これにより、吸収能力の低下が防止されるよ
うになっている。

【００３２】以上のようにして水蒸気を吸収して吸収熱
を放出した臭化リチウム希溶液ｊは、上記溶液ポンプ１
６を介して、臭化リチウム希溶液戻し通路３１の低温溶
液熱交換器４、高温溶液熱交換器５で低温、高温各再生
器７，１からの高温の臭化リチウム濃溶液と順次熱交換
されて例えば９０℃，１４０℃と温度が高められた後
に、上記高温再生器１の加熱容器３に戻されて加熱沸騰
されて、再生される。

【００３３】以上のように、本実施の形態の空冷吸収式
冷凍装置では、その基本構成として、例えば臭化リチウ
ム水溶液よりなる吸収液に冷媒蒸気を吸収させる空冷吸
収器１４と、該空冷吸収器１４を空気流により冷却する
送風ファン１７とを備えてなる空冷吸収式冷凍装置にお
いて、空冷吸収器１４本体である伝熱器体１４ａの吸収
部が多重壁構造の有底筒体に形成され、多重の伝熱壁面
を有することから、内部が中空で一重壁構造の伝熱管の
場合に比べて放熱面積が遥かに大きくなり、吸収熱の放
熱効果が大きく向上する。

【００３４】また、同様の理由で、吸収液の液膜面積も
遥かに大きく拡大され、上記放熱効果の向上と相俟って
冷媒蒸気吸収能力が大きく向上する。

【００３５】しかも、上記構成の場合、上述の効果を向
上させるために空冷吸収器本体伝熱壁部の多重度を高く
したとしても、全体の大きさそのものは余り大きくなら
ないことから、装置全体を十分にコンパクトに構成する
ことができる。

【００３６】また、放熱フィン１４ｂ，１４ｂ・・を多
重壁部の壁部２６ａ〜２６ｅ相互の間に挟み込んでいる
ので、該放熱フィン１４ｂ，１４ｂ・・によってヒダ状
の各壁部２６ａ〜２６ｅが補強され、全体に強度が向上
する。

【００３７】さらにまた非多重壁空間部１４ｄを残し、
該空間１４ｄ部に蒸発器１１を組み込んだ構成となって
いるので、本来の蒸発器の設置スペースが不要となる分
コンパクト化性能が高くなる。

【００３８】また、その結果、蒸発器が吸収器と同一の
容器内に納められ、吸収器の蒸気開口面積を大きく取る
ことができる結果、吸収器内での冷媒蒸気圧損が大幅に
低下し、吸収能力（吸収効率）が大きく向上する。ま
た、冷媒蒸気が上からではなく、水平方向から流入する
ようにできるので、吸収器出口部での圧力を蒸発器圧力
に近く保つことができるようになる。

【００３９】（実施の形態２）図６〜図８は、本願発明
の実施の形態２に係る空冷吸収式冷凍装置の構成を示し
ている。

【００４０】本実施の形態では、吸収液として例えば臭
化リチウム溶液（ＬｉＢｒ溶液）、冷媒として水（Ｈ₂
Ｏ）が採用されている。

【００４１】図中、先ず符号１は下方側加熱容器３およ
び上方側気液分離器６を備えた高温再生器である。該高
温再生器１の加熱容器３の底部には、ガスバーナ等の加
熱源２が設けられている。そして、後述する低温溶液熱
交換器４および高温溶液熱交換器５を介して順次可及的
に熱回収され、或る程度昇温されて加熱容器３内に供給
されてくる吸収作用完了後の臭化リチウム希溶液ｌを例
えば６００〜７００ｍＨｇの圧力下で加熱沸騰させて、
上記上方側の気液分離器６で冷媒蒸気ａ（例えば１６０
℃）と臭化リチウム濃溶液ｂ（例えば１６０℃）とに分
離再生するようになっている。

【００４２】また符号７は低温再生器であり、上記気液
分離器６で分離再生された冷媒蒸気ａと同じく上記気液
分離器６で分離再生された後、さらに高温溶液熱交換器
５部分で低温溶液熱交換器４を通して若干昇温された上
記吸収作用完了後の臭化リチウム希溶液ｋ（例えば９０
℃）と熱交換されて相当に温度が低下した臭化リチウム
濃溶液ｃ（例えば９５℃）とを相互に熱交換させること
によって冷媒蒸気ａを凝縮させるとともに該熱交換時に
生じた臭化リチウム濃溶液ｃ中の蒸発水分ｄ（例えば９
８℃）を取り出すようになっている。

【００４３】さらに符号９は凝縮器であり、該凝縮器９
は、上記低温再生器７で凝縮した冷媒液ｅの圧力を膨張
弁８を介してフラッシュさせたものと上記臭化リチウム
濃溶液ｃ中の蒸発水分ｄとを合わせて導入し、例えば６
０ｍｍＨｇ程度の圧力下で送風ファン１０の冷却風によ
って冷却することにより液相状態の冷媒（水）ｈ（例え
ば４１℃）に凝縮させるようになっている。

【００４４】さらに、符号１１は蒸発器であり、該蒸発
器１１は、後述する空冷吸収器１４の伝熱器体１４ａの
非多重壁空間１４ｄ部中に一体に組み込んで構成されて
おり、上記凝縮器９で凝縮された冷媒水ｈを、例えば５
〜６ｍｍＨｇ程度の真空に近い低圧下で例えば冷水循環
式の蒸発コイル（伝熱管）１２上に散水器２３，２３，
２３により散水して約５°で蒸発させ、蒸発コイル１２
内に供給される例えば１２℃の冷水を７℃に冷却して図
示しない空調用熱交換器に供給するようになっている。

【００４５】さらに、符号１４は、図７に示すように送
風ファン１７の空気流上流側に位置する側壁部を相当な
長さのヒダ状に摺曲させて複数回折り曲げることにより
多重壁構造とした有底の変形筒体よりなる伝熱器体（空
冷吸収器本体）１４ａの同多重壁部（ヒダ部）２６ａ〜
２６ｅ各々の外周面に多数枚の放熱フィン１４ｂ，１４
ｂ・・を設けるとともに方形の非多重壁部２７の非多重
壁空間１４ｄ内部にエリミネータ１１ａを介して上記蒸
発器１１の蒸発コイル１２を収納一体化した空冷熱交換
器構造の空冷吸収器である。該空冷吸収器１４の上記各
多重壁部２６ａ〜２６ｅ内にはそれぞれ扁平空間よりな
る吸収液流通空間１４ｃ，１４ｃ・・・が形成され、そ
れらの上方空間部２１部分には、図示のように仕切壁２
４を介して前後方向に１つの吸収液流通空間１４ｃと４
つの吸収液流通空間１４ｃ，１４ｃ，１４ｃ，１４ｃに
対応して仕切られた第１，第２の溶液散布トレイ１３
ａ，１３ｂよりなるトレイ部１３が設けられている。該
トレイ部１３の第１，第２の溶液散布トレイ１３ａ，１
３ｂも前記実施の形態１の溶液散布トレイ１３′と同様
の構造を有して構成されている。

【００４６】上記放熱フィン１４ｂ，１４ｂ・・は、上
記各壁部２６ａ〜２６ｅ間では、それら相互の間に例え
ば図４又は図５に示すように、具体的にはコルゲーショ
ン型のフィンを挟み込んで溶着一体化させる構成が採用
される。

【００４７】該空冷吸収器１４は、上記低温再生器７か
らの臭化リチウム濃溶液ｆ（例えば９５℃）を低温溶液
熱交換器４を介して空冷吸収器１４からの臭化リチウム
希溶液ｊ（例えば４０℃）と熱交換させて低温化した臭
化リチウム濃溶液ｉ（例えば５０℃）を濃溶液供給路３
２を介して上記上方空間部２１後端の１つの吸収液流通
空間１４ｃに対応する第１の溶液散布トレイ１３ａに導
入し、該第１の溶液散布トレイ１３ａから上記伝熱器体
１４ａの後端側多重壁部２６ａ（図７参照）内の吸収液
流通空間１４ｃの前後各内壁面に液膜状態で流下させる
とともに、下部側液留め部２２からの冷媒蒸気吸収後の
臭化リチウム希溶液ｊを溶液ポンプ１６により吸収液循
環路（希溶液循環路）３０を介して上記前端側４つの吸
収液流通空間１４ｃ，１４ｃ，１４ｃ，１４ｃに対応す
る第２の溶液散布トレイ１３ｂに導入し、上記伝熱器体
１４ａの多重壁部２６ｂ，２６ｃ，２６ｄ，２６ｅ内の
各吸収液流通空間１４ｃ，１４ｃ，１４ｃ，１４ｃの前
後各内壁面に濃溶液よりも遥かに広い伝熱、液膜面積で
緩かに流下させる。そして、それぞれ該各流下状態にお
いて上記蒸発器１１の蒸発コイル１２部分で蒸発し、エ
リミネータ１１ａを介して拡散供給される冷媒蒸気（水
蒸気）を効率良く吸収させる。この時、上記冷媒蒸気の
吸収に伴って生じる吸収熱は、上記伝熱器体１４ａの多
重壁部２６ａ〜２６ｅの各外周面部に設けられている多
数枚の放熱フィン１４ｂ，１４ｂ・・を介して効果的に
放熱され、送風ファン１７からの冷却風により効率良く
冷却される。これにより、吸収能力の低下が防止される
ようになっている。

【００４８】上記臭化リチウム希溶液ｊは、上記空冷吸
収器１４の伝熱器体１４ａ内の第２の溶液散布トレイ１
３ｂに導入された後、該トレイ１３ｂ部分において所定
時間滞留することにより所定値温度が上昇（例えば３９
℃）して空冷吸収器１４部分における冷却空気（例えば
３５℃）との適切な温度差（約４℃）が実現され、効率
的な冷却が行われるようになっている。

【００４９】以上のようにして吸収熱を放出した臭化リ
チウム希溶液ｊの一部は、上記溶液ポンプ１６を介し
て、臭化リチウム希溶液戻し通路３１の低温溶液熱交換
器４、高温溶液熱交換器５で低温、高温各再生器７，１
からの高温の臭化リチウム濃溶液と順次熱交換されて例
えば９０℃，１４０℃と温度が高められた後に、上記高
温再生器１の加熱容器３に戻されて加熱沸騰されて、効
率良く再生される。

【００５０】以上のように、本実施の形態の空冷吸収式
冷凍装置では、その基本構成として、例えば臭化リチウ
ム水溶液よりなる吸収液に冷媒蒸気を吸収させる空冷吸
収器１４と、該空冷吸収器１４を空気流により冷却する
送風ファン１７と、上記空冷吸収器１４に吸収液希溶液
を循環させる吸収液循環路３０とを備えてなる空冷吸収
式冷凍装置において、空冷吸収器１４の本体である伝熱
器体１４ａの吸収部が多重壁構造の有底筒体に形成さ
れ、多重の伝熱壁部２６ａ〜２６ｅを有することから、
内部が中空で一重壁構造の伝熱管の場合に比べて放熱面
積が遥かに大きくなり、吸収熱の放熱効果が大きく向上
する。

【００５１】また、同様の理由で、吸収液の液膜面積も
遥かに大きく拡大され、上記放熱効果の向上と相俟って
冷媒蒸気吸収能力が大きく向上する。

【００５２】しかも、上記構成の場合、上述の効果を向
上させるために空冷吸収器本体伝熱壁部の多重度を高く
したとしても、全体の大きさそのものは余り大きくなら
ないことから、装置全体を十分にコンパクトに構成する
ことができる。

【００５３】また、該構成においても、前述の図４、図
５のように、放熱フィン１４ｂ，１４ｂ・・を多重壁部
の壁部相互の間に挟み込んだ場合、該放熱フィン１４
ｂ，１４ｂ・・によって上記ヒダ状の各壁部が相互に連
結補強されるので、強度が向上する。

【００５４】また、非多重壁空間部１４ｄを残し、該空
間１４ｄ部に蒸発器１１を組み込んだ構成となっている
ので、本来の蒸発器の設置スペースが不要となる分コン
パクト化性能が高くなる。

【００５５】また、その結果、蒸発器が吸収器と同一容
器内に納められ、吸収器の蒸気開口面積を大きく取るこ
とができる結果、吸収器内での冷媒蒸気圧損が大幅に低
下し、吸収能力（吸収効率）が大きく向上する。また、
冷媒蒸気が上からではなく、水平方向から流入するの
で、吸収器出口部での圧力を蒸発器圧力に等しく保つこ
とができるようになる。

【００５６】ところで、上記吸収液濃溶液は、液温が高
く、十分な空気流との温度差があるので空気流によって
冷却しやすい一方、吸収器１４を通して循環される希溶
液の方は液温が低くなっているので空気流との温度差が
取りにくい。

【００５７】したがって、上記構成では、溶液トレイ１
３を仕切壁２４で仕切ることにより、多重壁構造によっ
て形成される複数の吸収液流通空間１４ｃ，１４ｃ・・
・の領域を特定して、例えば空気流との温度差が取りに
くい希溶液を空気流との伝熱面積が大きくなるように複
数の吸収液流通空間１４ｃ，１４ｃ，１４ｃ，１４ｃに
流す一方、他方空気流との温度差が取りやすい濃溶液を
１つの吸収液流通空間１４ｃに流すことにより、適切に
分配して効率の良い冷却吸収作用を実現することができ
るようにしている。

【００５８】（実施の形態３）図９は、本願発明の実施
の形態３に係る空冷吸収式冷凍装置の構成を示してい
る。

【００５９】本実施の形態では、吸収液として例えば臭
化リチウム溶液（ＬｉＢｒ溶液）、冷媒として水（Ｈ₂
Ｏ）が採用されている。

【００６０】図中、先ず符号１は下方側加熱容器３およ
び上方側気液分離器６を備えた高温再生器である。該高
温再生器１の加熱容器３の底部には、ガスバーナ等の加
熱源２が設けられている。そして、後述する低温溶液熱
交換器４および高温溶液熱交換器５を介して順次可及的
に熱回収され、或る程度昇温されて加熱容器３内に供給
されてくる吸収作用完了後の臭化リチウム希溶液ｌを例
えば６００〜７００ｍＨｇの圧力下で加熱沸騰させて、
上記上方側の気液分離器６で冷媒蒸気ａ（例えば１６０
℃）と臭化リチウム濃溶液ｂ（例えば１６０℃）とに分
離再生するようになっている。

【００６１】また符号７は低温再生器であり、上記気液
分離器６で分離再生された冷媒蒸気ａと同じく上記気液
分離器６で分離再生された後、さらに高温溶液熱交換器
５部分で低温溶液熱交換器４を通して若干昇温された上
記吸収作用完了後の臭化リチウム希溶液ｋ（例えば９０
℃）と熱交換されて相当に温度が低下した臭化リチウム
濃溶液ｃ（例えば９５℃）とを相互に熱交換させること
によって冷媒蒸気ａを凝縮させるとともに該熱交換時に
生じた臭化リチウム濃溶液ｃ中の蒸発水分ｄ（例えば９
８℃）を取り出すようになっている。

【００６２】さらに符号９は凝縮器であり、該凝縮器９
は、上記低温再生器７で凝縮した冷媒液ｅの圧力を膨張
弁８を介してフラッシュさせたものと上記臭化リチウム
濃溶液ｃ中の蒸発水分ｄとを合わせて導入し、例えば６
０ｍｍＨｇ程度の圧力下で送風ファン１０の冷却風によ
って冷却することにより液相状態の冷媒（水）ｈ（例え
ば４１℃）に凝縮させるようになっている。

【００６３】さらに、符号１１は蒸発器であり、該蒸発
器１１は、後述する空冷吸収器１４の伝熱器体１４ａの
非多重壁空間１４ｄ部中に一体に組み込んで構成されて
おり、上記凝縮器９で凝縮された冷媒水ｈを、例えば５
〜６ｍｍＨｇ程度の真空に近い低圧下で例えば冷水循環
式の蒸発コイル（伝熱管）１２上に散水器２３，２３，
２３により散水して約５℃で蒸発させ、蒸発コイル１２
内に供給される例えば１２℃の冷水を７℃に冷却して図
示しない空調用熱交換器に供給するようになっている。

【００６４】さらに、符号１４は、前記実施の形態２の
図７に示すように送風ファン１７の空気流上流側に位置
する側壁部を相当な長さのヒダ状に摺曲させて複数回折
り曲げることにより多重壁構造とした有底の変形筒体よ
りなる伝熱器体（空冷吸収器本体）１４ａの同多重壁部
（ヒダ部）２６ａ〜２６ｅ各々の外周面に多数枚の放熱
フィン１４ｂ，１４ｂ・・を設けるとともに方形の非多
重壁部２７の非多重壁空間１４ｄ内部にエリミネータ１
１ａを介して上記蒸発器１１の蒸発コイル１２を収納一
体化した空冷熱交換器構造の空冷吸収器である。該空冷
吸収器１４の上記各多重壁部２６ａ〜２６ｅ内にはそれ
ぞれ扁平空間よりなる吸収液流通空間１４ｃ，１４ｃ・
・・が形成され、それらの上方空間部２１部分には、図
７のように仕切壁２４を介して前後方向に１つの吸収液
流通空間１４ｃと４つの吸収液流通空間１４ｃ，１４
ｃ，１４ｃ，１４ｃに対応して仕切られた第１，第２の
溶液散布トレイ１３ａ，１３ｂよりなるトレイ部１３が
設けられている。該トレイ部１３の第１，第２の溶液散
布トレイ１３ａ，１３ｂも前記実施の形態１の溶液散布
トレイ１３′と同様の構造を有して構成されている。

【００６５】上記放熱フィン１４ｂ，１４ｂ・・は、上
記各壁部２６ａ〜２６ｅ間では、それら相互の間に例え
ば前述の図４又は図５に示すように、具体的にはコルゲ
ーション型のフィンを挟み込んで溶着させる構成が採用
される。

【００６６】該空冷吸収器１４は、上記低温再生器７か
らの臭化リチウム濃溶液ｆ（例えば９５℃）を低温溶液
熱交換器４を介して空冷吸収器１４からの臭化リチウム
希溶液ｊ（例えば４０℃）と熱交換させて低温化した臭
化リチウム濃溶液ｉ（例えば５０℃）を濃溶液供給路３
２を介して上記上方空間部２１後端の１つの吸収液流通
空間１４ｃに対応する第１の溶液散布トレイ１３ａに導
入し、該第１の溶液散布トレイ１３ａから上記伝熱器体
１４ａの後端側多重壁部２６ａ内の吸収液流通空間１４
ｃの前後各内壁面に液膜状態で流下させるとともに、下
部側液留め部２２からの冷媒蒸気吸収後の臭化リチウム
希溶液ｊを溶液ポンプ１６によりクロスフィン熱交換器
構造よりなる空冷吸収液冷却器１５を介設した吸収液循
環路（希溶液循環路）３０を通して過冷却した臭化リチ
ウム希溶液ｍ（例えば３７℃）を上記前端側４つの吸収
液流通空間１４ｃ，１４ｃ，１４ｃ，１４ｃに対応する
第２の溶液散布トレイ１３ｂに導入し、上記伝熱器体１
４ａの多重壁部２６ｂ，２６ｃ，２６ｄ，２６ｅ内の各
吸収液流通空間１４ｃ，１４ｃ，１４ｃ，１４ｃの前後
各内壁面に濃溶液よりも遥かに広い伝熱、液膜面積で緩
かに流下させる。そして、それぞれ該各流下状態におい
て上記蒸発器１１の蒸発コイル１２部分で蒸発し、エリ
ミネータ１１ａを介して拡散供給される冷媒蒸気（水蒸
気）を効率良く吸収させる。この時、上記冷媒蒸気の吸
収に伴って生じる吸収熱は、上記伝熱器体１４ａの多重
壁部２６ａ〜２６ｅの各外周面部に設けられている多数
枚の放熱フィン１４ｂ，１４ｂ・・を介して効果的に放
熱され、送風ファン１７からの冷却風により効率良く冷
却される。これにより、吸収能力の低下が防止されるよ
うになっている。

【００６７】そして、この場合、上記送風ファン１７の
送風系路に対して空冷吸収器１４よりも上流側に上記空
冷吸収液熱交換器１５が設けられており、吸収液循環路
３０を介して空冷吸収器１４の第２の溶液散布トレイ１
３ｂに供給される上記臭化リチウム希溶液ｍの過冷却効
率が高くなるように構成されている。

【００６８】一方、上記空冷吸収液熱交換器１５で過冷
却された臭化リチウム希溶液ｍは、上記空冷吸収器１４
の伝熱器体１４ａ内の第２の溶液散布トレイ１３ｂに導
入された後、該トレイ１３ｂ部分において所定時間滞留
することにより所定値温度が上昇（例えば３９℃）して
過冷却度が解消され、空冷吸収器１４部分における冷却
空気（例えば３５℃）との適切な温度差（約４℃）が実
現され、効率的な冷却が行われるようになっている。

【００６９】以上のようにして吸収熱を放出した臭化リ
チウム水溶液ｊの一部は、上記溶液ポンプ１６を介し
て、臭化リチウム希溶液戻し通路３１の低温溶液熱交換
器４、高温溶液熱交換器５で低温、高温各再生器７，１
からの高温の臭化リチウム濃溶液と順次熱交換されて例
えば９０℃，１４０℃と温度が高められた後に、上記高
温再生器１の加熱容器３に戻されて加熱沸騰されて、効
率良く再生される。

【００７０】以上のように、本実施の形態の空冷吸収式
冷凍装置では、その基本構成として、例えば臭化リチウ
ム水溶液よりなる吸収液に冷媒蒸気を吸収させる空冷吸
収器１４と、該空冷吸収器１４を空気流により冷却する
送風ファン１７と、上記空冷吸収器１４に吸収液希溶液
を循環させる吸収液循環路３０とを備えてなる空冷吸収
式冷凍装置において、上記吸収液循環路３０に上記送風
ファン１７からの空気流により上記吸収液循環路３０を
通して循環される吸収液希溶液を過冷却するクロスフィ
ン型の空冷吸収液冷却器１５が設けられている。

【００７１】したがって、先ず該空冷吸収液冷却器１５
によって空冷吸収器１４を介して繰り返し循環される吸
収液希溶液の十分な過冷却を行わせることができる一
方、空冷吸収器１４では吸収液希溶液および濃溶液に対
する冷媒蒸気の吸収を中心とした作用を行わせることが
できるようになる。従って、空冷吸収器１４の冷却機能
を必要十分なレベルまで小さくして小型コンパクト化を
図りながらも冷媒蒸気吸収能力を十分に向上させること
ができるようになる。しかも、後述するように空冷吸収
器１４側でも空気流による十分な吸収熱の冷却が図られ
る構成になっているので、その分上記空冷吸収液冷却器
１５の熱負荷が低減され、同冷却器１５の小型化が可能
となる。また、その結果、当然吸収液循環路３０に流す
吸収液希溶液の循環量を少なくすることができるように
なり、希溶液を循環させるための溶液ポンプ１６の小型
化が可能となる。

【００７２】さらに、上記の構成においては、上記空冷
吸収液冷却器１５を上記空冷吸収器１４よりも上記送風
ファン１７からの送風系路の上流側に配設しているの
で、上記空冷吸収液冷却器１５による吸収液希溶液の過
冷却効率が高くなって、上記空冷吸収器１４部分での冷
却容量が小さくて足りるようになり、空冷吸収器１４自
体の小型化に寄与できるとともに空冷吸収器１４を吸収
作用を中心とした構成にすることができることから、冷
媒蒸気吸収能力もより向上する。

【００７３】さらに、上記構成の場合、空冷吸収器本体
である伝熱器体１４ａの吸収部が多重壁構造の有底筒体
に形成され、多重の伝熱壁面を有することから、内部が
中空で一重壁構造の伝熱管の場合に比べて放熱面積が遥
かに大きくなり、吸収熱の放熱効果が大きく向上する。

【００７４】また、同様の理由で、吸収液の液膜面積も
遥かに大きく拡大され、上記放熱効果の向上と相俟って
冷媒蒸気吸収能力が大きく向上する。

【００７５】しかも、上記構成の場合、上述の効果を向
上させるために空冷吸収器本体伝熱壁部の多重度を高く
したとしても、全体の大きさそのものは余り大きくなら
ないことから、装置全体を十分にコンパクトに構成する
ことができる。

【００７６】また、該構成においても、前述の図４、図
５のように、放熱フィン１４ｂ，１４ｂ・・を多重壁部
の壁部相互の間に挟み込んだ場合、該放熱フィン１４
ｂ，１４ｂ・・によって上記ヒダ状の各壁部が相互に連
結補強されるので、強度が向上する。

【００７７】また、非多重壁空間部１４ｄを残し、該空
間１４ｄ部に蒸発器１１を組み込んだ構成となっている
ので、本来の蒸発器の設置スペースが不要となる分コン
パクト化性能が高くなる。

【００７８】また、その結果、蒸発器が吸収器と同一容
器内に納められ、吸収器の蒸気開口面積を大きく取るこ
とができるので、吸収器内での冷媒蒸気圧損が大幅に低
下し、吸収能力（吸収効率）が大きく向上する。また、
冷媒蒸気が上からではなく、水平方向から流入するの
で、吸収器出口部での圧力を蒸発器圧力に等しく保つこ
とができるようになる。

【００７９】ところで、上記吸収液濃溶液は、液温が高
く、十分な空気流との温度差があるので空気流によって
冷却しやすい一方、吸収器１４を通して循環される希溶
液の方は液温が低くなっているので空気流との温度差が
取りにくい。

【００８０】したがって、上記構成では、溶液トレイ１
３を仕切壁２４で仕切ることにより、多重壁構造によっ
て形成される複数の吸収液流通空間１４ｃ，１４ｃ・・
・の領域を特定して、例えば空気流との温度差が取りに
くい希溶液を空気流との伝熱面積が大きくなるように複
数の吸収液流通空間１４ｃ，１４ｃ，１４ｃ，１４ｃに
流す一方、他方空気流との温度差が取りやすい濃溶液を
１つの吸収液流通空間１４ｃに流すことにより、適切に
分配して効率の良い冷却吸収作用を実現することができ
るようにしている。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は、本願発明の実施の形態１に係る空冷吸
収式冷凍装置の構成を示す冷凍回路図である。

【図２】図２は、同装置の要部の水平断面図である。

【図３】図３は、同装置の要部の一部切欠縦断面図（図
２のＡ−Ａ）である。

【図４】図４は、図２の構成の第１の具体例である。

【図５】図５は、図２の構成の第２の具体例である。

【図６】図６は、本願発明の実施の形態２に係る空冷吸
収式冷凍装置の構成を示す冷凍回路図である。

【図７】図７は、同装置の要部の水平断面図である。

【図８】図８は、同装置の要部の一部切欠縦断面図（図
７のＡ−Ａ）である。

【図９】図９は、本願発明の実施の形態３に係る空冷吸
収式冷凍装置の構成を示す冷凍回路図である。

【符号の説明】

１は高温再生器、７は低温再生器、９は凝縮器、１０は
送風ファン、１１は蒸発器、１２は蒸発コイル、１３′
は溶液散布トレイ、１３ａは第１の溶液散布トレイ、１
３ｂは第２の溶液散布トレイ、１４は吸収器、１４ａは
伝熱器体、１４ｂは放熱フィン、１４ｃは吸収液流通空
間、１４ｄは非多重壁空間部、１６は溶液ポンプ、１７
は送風ファン、２６ａ〜２６ｅは多重壁部、２７は非多
重壁部である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者内海正人大阪府堺市金岡町1304番地ダイキン工業株式会社堺製作所金岡工場内 (72)発明者奥田則之大阪府堺市金岡町1304番地ダイキン工業株式会社堺製作所金岡工場内 (72)発明者安尾晃一大阪府堺市金岡町1304番地ダイキン工業株式会社堺製作所金岡工場内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】吸収液に対して冷媒蒸気を吸収させる空
冷吸収器本体（１４ａ）の少くとも空気流側を幾重かに
折り曲げて、内側に複数の吸収液流通空間（１４ｃ），
（１４ｃ）・・・を有する多重壁構造の有底筒体に形成
し、その外周面に放熱フィン（１４ｂ），（１４ｂ）・
・を設けたことを特徴とする空冷吸収式冷凍装置。
【請求項２】放熱フィン（１４ｂ），（１４ｂ）・・
は、多重壁部の壁部相互の間に挟み込まれていることを
特徴とする請求項１記載の空冷吸収式冷凍装置。
【請求項３】空冷吸収器本体（１４ａ）は、多重壁部
内側の吸収液流通空間（１４ｃ），（１４ｃ）・・・に
連通する非多重壁空間（１４ｄ）を有し、該非多重壁空
間（１４ｄ）内に蒸発器（１１）を組み込んでいること
を特徴とする請求項１又は２記載の空冷吸収式冷凍装
置。
【請求項４】吸収液流通空間（１４ｃ），（１４ｃ）
・・・の上方には、該吸収液流通空間（１４ｃ），（１
４ｃ）・・・に対し、低温再生器（７）から低温溶液熱
交換器（４）を経て供給される濃溶液と吸収器で蒸気を
吸収した後に供給される希溶液とを区分して流す仕切壁
（２４）によって分割された溶液散布トレイ（１３
ａ），（１３ｂ）が設けられていることを特徴とする請
求項１，２又は３記載の空冷吸収式冷凍装置。