JPH10170100A - 吸収式ヒートポンプ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 吸収式ヒートポンプ装置において、蒸発器の
伝熱フィンと熱媒体との熱交換効率の低下を防止するこ
とを目的とする。 【解決手段】 吸収液から冷媒を気化分離する精溜器
と、気化冷媒を凝縮して液化する凝縮器と、凝縮器から
供給される液化冷媒と熱媒体との熱交換により液化冷媒
を気化させる蒸発器と、気化した冷媒と前記精溜器から
供給される吸収液とを反応させることにより、前記吸収
液中に冷媒を吸収させる吸収器とを備え、前記蒸発器
が、鉛直方向に沿って配設された伝熱管１８と、この伝
熱管の外面に、その長さ方向に間隔をおいて多数設けら
れた伝熱フィン２１とを備え、これらの伝熱フィンが熱
媒体の流れの下流側が下方となるように傾斜して設けら
れているとともに、下方側の端部に、その端縁から上方
側へ向かうスリット５６が、端縁方向に間隔をおいて複
数形成されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、冷暖房機や給湯器
等に用いられる吸収式ヒートポンプ装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】本願出願人は、この種の吸収式ヒートポ
ンプ装置を特願平７−２９２７５６号において提案し
た。

【０００３】図７において、符号１は、前記提案に係わ
る吸収式ヒートポンプ装置を示すもので、熱交換用の冷
媒Ａを吸収した吸収液Ｂを加熱して、この吸収液Ｂから
前記冷媒Ａを気化させて分離する精溜器２と、前記分離
された気化冷媒Ａを凝縮して液化する凝縮器３と、この
凝縮器３から排出される液化冷媒Ａが内部に供給される
とともに、外面に接触させられる外気等の熱媒体Ｃから
蒸発潜熱を奪って前記液化冷媒Ａを気化させる蒸発器４
と、この蒸発器４から供給される気化冷媒Ａと、前記精
溜器２から供給される吸収液Ｂとを反応させることによ
り前記吸収液Ｂ中に冷媒Ａを吸収させるとともに、この
冷媒Ａを吸収した吸収液Ｄを前記精溜器２へ循環させる
吸収器５とを備えた概略構成となっている。

【０００４】前記精溜器２は、鉛直方向に沿って設けら
れた筒状の精溜塔６と、この精溜塔６の下方に連設さ
れ、前記冷媒Ａを吸収した吸収液Ｄ（以下、冷媒Ａを吸
収した状態の吸収液Ｄを、作動液Ｄと称する）を加熱す
るための加熱部としてのバーナ７を備えた再生器８と、
前記精溜塔６の略中間部に設けられ、この精溜塔６内に
前記作動液Ｄを散布する作動液散布ノズル９と、この作
動液散布ノズル９と前記再生器８との間に介装された不
織布等の充填材１０と、前記精溜塔６の上端部近傍に設
けられ、前記バーナ７の加熱によって作動液Ｄから気化
分離された冷媒Ａが、この精溜塔６の上部へ至った際
に、この冷媒Ａを冷却して凝縮させる補助凝縮器１１が
設けられている。

【０００５】前記凝縮器３は、前記精溜塔６と略平行に
設けられており、前記補助凝縮器１１の下流側の端部に
ダクト１２によって連通させられた貯留ボックス１３
と、その下方に間隔をおいて設けられた冷媒タンク１４
と、これらの貯留ボックス１３と冷媒タンク１４とを連
通させる複数の連通管１５と、これらの連通管１５を取
り囲んで設けられるとともに、前記貯留ボックス１３と
冷媒タンク１４との間に冷却水流路１６を形成する外装
体１７とによって構成されている。

【０００６】そして、この凝縮器３は、前記補助凝縮器
１１を経て貯留ボックス１３へ流入する冷媒Ａを、前記
各連通管１５を通して冷媒タンク１４へ導き、これらの
連通管１５を通過させる間において、これらの連通管１
５を介して前記冷却水流路１６を流れる後述する冷却水
Ｅによって冷却することにより、前記冷媒Ａを凝縮して
液化するようになっている。

【０００７】前記蒸発器４は、鉛直方向に沿って配設さ
れた複数の伝熱管１８と、これらの伝熱管１８の上端を
相互に連通状態で接続する上部ヘッダ１９と、前記各伝
熱管１８の下端を相互に連通状態で接続する下部ヘッダ
２０と、前記伝熱管１８の長さ方向に沿って間隔をおい
て設けられ、かつ、これらの伝熱管１８が貫通状態で固
定された多数の水平な伝熱フィン２１とによって構成さ
れ、さらに、前記各伝熱管１８の上端部が、冷媒供給管
２２を介して前記冷媒タンク１４へ連通させられている
とともに、前記上部ヘッダ１９が連通管２３を介して前
記吸収器５の上端部に連通させられ、さらに、前記下部
ヘッダ２０が、前記吸収器５の下端に設けられている作
動液タンク２４へ連通管２５を介して連通させられてい
る。

【０００８】また、前記冷媒供給管２２の下流側の端部
と前記蒸発器４の各伝熱管１８の上端部との間には、前
記冷媒供給管２２から供給される液化冷媒Ａを、前記各
伝熱管１８へ分配供給するとともに、その内面に沿って
滴下させるための冷媒滴下手段２６が設けられている。

【０００９】この冷媒滴下手段２６は、図８および図９
に示すように、前記各伝熱管１８の上端部に沿って配設
された冷媒供給ヘッダ２７と、この冷媒供給ヘッダ２７
にその長さ方向に間隔をおいて設けられ、前記各伝熱管
１８の内部へ突出して設けられた冷媒供給ノズル２８
と、前記各伝熱管１８の上端内部に設けられ、前記冷媒
供給ノズル２８から供給される液化冷媒Ａを、前記各伝
熱管１８の内壁面に沿うようにして滴下させるガイド部
材２９とによって構成されている。

【００１０】詳述すれば、前記各伝熱管１８の上端部に
は、図９に示すように、大径部１８ａが形成されてお
り、この大径部１８ａの開口端部を覆うようにして、前
記上部ヘッダ１９が気密に接続されているとともに、こ
の上部ヘッダ１９の前記伝熱管１８の小径部１８ｂに対
向させられる位置には、伝熱管１８と上部ヘッダ１９と
の連通をなす貫通孔１９ａが形成され、この貫通孔１９
ａと前記伝熱管１８の小径部１８ｂとを連通させるよう
にして略同一径の環状の前記ガイド部材２９が装着され
ている。

【００１１】このガイド部材２９は、その上端部におい
て、前記上部ヘッダ１９に気密に接続されているととも
に、その下端部において、前記伝熱管１８の小径部１８
ｂ内に嵌合させられており、したがって、前記伝熱管１
８に形成されている大径部１８ａによって、前記ガイド
部材２９と上部ヘッダ１９との間に液化冷媒Ａの溜まり
部１８ｃが形成され、この溜まり部１８ｃ内に、前記伝
熱管の大径部１８ａの側壁を貫通して設けられた前記冷
媒供給ノズル２８の先端部が位置させられている。

【００１２】また、前記ガイド部材２９の下端部には、
その軸方向に沿いかつ下端面へ向けて開口されるガイド
溝３０が、前記ガイド部材２９の下端面から所定深さ
に、かつ、周方向に間隔をおいて多数形成されており、
これらのガイド溝３０を介して前記溜まり部１８ｃが前
記伝熱管１８の内部へ連通させられている。

【００１３】一方、前記吸収器５は、前記蒸発器４の上
部ヘッダ１９に連設されている連通管２３が接続された
吸収液滴下手段３１と、この吸収液滴下手段３１の下方
に間隔をおいて配設され、前記気化冷媒Ａとの反応によ
りこの冷媒Ａの吸収を行なった吸収液Ｂすなわち作動液
Ｄが貯留される前記作動液タンク２４と、これらの吸収
液滴下手段３１と作動液タンク２４とを連通する複数の
連通管３２と、これらの連通管３２を取り囲んで設けら
れるとともに、前記吸収液滴下手段３１と作動液タンク
２４との間に冷却水流路３３を形成する外装体３４とに
よって構成されており、その内部圧力を減圧することに
より、前記伝熱管１８において気化した冷媒Ａを吸引す
るようになっている。

【００１４】また、前記吸収液滴下手段３１は、その上
部に、前記再生器８において濃縮された吸収液Ｂを供給
する吸収液供給管３５が接続され、また、内部には、こ
の内部を上下方向に２分割するようにして配設された分
散板３６が装着され、この分散板３６よりも下方となる
位置に前記連通管２３が接続されており、この連通管２
３によって、前記蒸発器４から気化した冷媒Ａが送り込
まれるようになっている。

【００１５】さらに、前記作動液タンク２４は、作動液
戻し管３７を介して前記作動液散布ノズル９へ連通させ
られており、この作動液戻し管３７の途中には、前記作
動液タンク２４に貯留されている作動液を前記作動液散
布ノズル９へ送り込むための作動液循環ポンプ３８が設
けられている。

【００１６】前記吸収器５の外装体３４の上端部と凝縮
器３の外装体１７の下端部との間には連通管３９が設け
られて両者の連通がなされているとともに、前記凝縮器
３の外装体１７の上端部と前記補助凝縮器１１との間に
連通管４０が設けられて両者の連通がなされ、さらに、
前記補助凝縮器１１と前記吸収器５の外装体３４の下端
部との間には連通管４１が設けられてこれらの連通がな
されており、これらの外装体３４、連通管３９、外装体
１７、連通管４０、補助凝縮器１１、および、連通管４
１によって冷却水循環用の閉回路が形成され、前記連通
管４１の途中には、暖房用の室内機４２と、前記冷却水
Ｅの循環をなす冷却水循環ポンプ４３が設けられてい
る。

【００１７】また、図７中、符号４４は、前記冷媒供給
管２２の途中に設けられて液化冷媒Ａの供給を行う冷媒
循環ポンプを示し、符号４５は、前記吸収液供給管３５
と作動液戻し管３７とが挿通させられるとともに、これ
らの間で熱交換を行わせるための熱交換器を示し、さら
に、符号４６は、前記蒸発器４に対して外部の熱媒体Ｃ
としての外気を送り込む送風ファンを示す。

【００１８】このように構成された先の提案に係わる吸
収式ヒートポンプ装置１では、冷媒タンク１４から冷媒
循環ポンプ４４によって送り込まれる液化冷媒Ａが、蒸
発器４の上部に設けられている冷媒滴下手段２６へ供給
される。

【００１９】そして、この冷媒滴下手段２６において
は、その冷媒供給ヘッダー２７および各冷媒供給ノズル
２８によって液化冷媒Ａを溜まり部１８ｃへ分配供給
し、この溜まり部１８ｃに供給された液化冷媒Ａが、各
ガイド溝３０を介して伝熱管１８の内壁面に滴下される
ことにより、前記液化冷媒Ａが伝熱管１８の内壁面に沿
って流下させられるとともに、前記伝熱フィン２１およ
び伝熱管１８の表面に熱媒体Ｃとしての外気が接触させ
られることにより、この外気Ｃと前記伝熱管１８の内壁
面を流下する液化冷媒Ａとの熱交換が行なわれ、この液
化冷媒Ａが前記外気Ｃから気化潜熱を奪って気化すると
ともに、この気化冷媒Ａが各伝熱管１８内を上方へ移動
し、この伝熱管１８の上端に設けられている上部ヘッダ
１９によって集合させられた後に前記吸収器５へ送り込
まれる。

【００２０】この吸収器５へ送り込まれた気化冷媒Ａ
は、再生器８から送り込まれる吸収液Ｂと接触させられ
ることによってこの吸収液Ｂ中に吸収されて作動液Ｄと
なされ、さらに、この作動液Ｄが、作動液循環ポンプ３
８によって作動液散布ノズル９へ送り込まれて精溜塔６
内に散布されるとともに、精溜塔６の下部に設けられて
いるバーナ７によって加熱されて前記冷媒Ａが気化され
ることにより、前記作動液Ｄが吸収液Ｂと冷媒Ａとに分
離される。

【００２１】このように、冷媒Ａは、補助凝縮器１１お
よび凝縮器３を通過させられる間において冷却水Ｅとの
熱交換を行ない、また、吸収器５を通過させられる間に
おいて、外気から吸収した熱を前記冷却水Ｅへ与える。

【００２２】したがって、冷却水Ｅが吸収器５、凝縮器
３、および、補助凝縮器１１へと循環させられる間に徐
々に加熱された後に、前記室内機４２へ送り込まれて暖
房に供される。

【００２３】このような吸収式ヒートポンプ装置１にお
いては、外気Ｃの熱エネルギを吸収して冷却水Ｅの加熱
の補助を行なうことにより、前記バーナ７の発熱量に対
する室内機４２からの放熱量を１．３倍以上に高めるこ
とが可能となる。

【００２４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、前記吸収式
ヒートポンプ装置１においては、使用環境における温度
や湿度によって、蒸発器４の伝熱フィン２１の表面に結
露が発生し、水滴が前記伝熱フィン２１の表面に付着す
ることがあるが、前述した吸収式ヒートポンプ装置１に
おける蒸発器４においては、前記水滴が、表面張力によ
る吸着力により前記伝熱フィン２１の表面に滞留してし
まうといった問題点がある。

【００２５】そして、前記水滴が伝熱フィン２１の表面
に滞留してしまうと、その水滴が滞留している部分にお
ける熱伝達が阻害され、また、伝熱フィン２１間の間隔
が狭められて通気性が悪くなることにより、蒸発器４に
おける熱交換効率が低下し、ひいては、吸収式ヒートポ
ンプ装置１の熱効率にも影響を与えてしまう。

【００２６】また、伝熱フィン２１に水滴が滞留する
と、温度が低く冷媒Ａの気化による伝熱フィン２１の冷
却により、前記水滴が凍結することがあり、この凍結に
よって前記伝熱フィン２１との付着力がさらに高められ
てその除去が困難になるばかりでなく、凍結部分が成長
して、前記伝熱フィン２１間に形成される外気Ｃの流路
がさらに狭められて流路抵抗が増加することにより、外
気Ｃと伝熱フィン２１の熱交換効率がさらに低下してし
まう。

【００２７】一方、伝熱フィン２１と外気Ｃの流れが平
行となって、伝熱フィン２１間における外気Ｃの流れが
層流となることにより、前記伝熱フィン２１の表面に薄
い層流境界層が形成され、これによって外気Ｃと伝熱フ
ィン２１との間の熱伝達量が減少させられてしまうとい
った問題点もある。

【００２８】本発明は、このような先の提案における問
題点に鑑みてなされたもので、吸収式ヒートポンプ装置
において、蒸発器の伝熱フィンと熱媒体との熱交換効率
の低下を防止することを目的とする。

【００２９】

【課題を解決するための手段】本発明の請求項１に記載
の吸収式ヒートポンプ装置は、前述した目的を達成する
ために、熱交換用の冷媒を吸収した吸収液を加熱して、
この吸収液から前記冷媒を気化させて分離する加熱部を
備えた精溜器と、前記分離された気化冷媒を凝縮して液
化する凝縮器と、この凝縮器から排出される液化冷媒が
内部に供給されるとともに、外面に接触させられる熱媒
体との熱交換により前記冷媒を気化させる蒸発器と、こ
の蒸発器から排出される気化冷媒と前記精溜器から供給
される吸収液とを反応させることにより、前記吸収液中
に冷媒を吸収させるとともにこの冷媒を吸収した吸収液
を前記精溜器へ循環させる吸収器とからなり、前記蒸発
器が、鉛直方向に沿って配設された伝熱管と、この伝熱
管の外面に、その長さ方向に間隔をおいて多数設けられ
た伝熱フィンとを備え、これらの伝熱フィンが前記熱媒
体の流れの下流側が下方となるように傾斜して設けられ
ているとともに、下方側の端部に、その端縁から上方側
へ向かうスリットが、端縁方向に間隔をおいて複数形成
されていることを特徴としている。

【００３０】また、本発明の請求項２に記載の吸収式ヒ
ートポンプ装置は、請求項１において、前記各伝熱フィ
ンに形成されるスリットが、上下方向において重畳する
ように位置させられていることを特徴としている。

【００３１】さらに、本発明の請求項３に記載の吸収式
ヒートポンプ装置は、請求項１または請求項２におい
て、前記各スリット間に位置する前記伝熱フィンの端部
が、下方へ向かって突出するように湾曲させられている
ことを特徴としている。

【００３２】

【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施形態につい
て、図１ないし図６に基づき説明する。

【００３３】なお、以下の説明中、図７ないし図９と共
通する部分については同一符号を用いて説明を簡略化す
る。

【００３４】図１において符号５０は、本実施形態に係
わる吸収式ヒートポンプ装置を示し、この吸収式ヒート
ポンプ装置５０は、吸収液Ｂ（作動液Ｄ）から冷媒を気
化させて分離する加熱部を備えた精溜器２と、前記分離
された気化冷媒Ａを凝縮して液化する凝縮器５１と、こ
の凝縮器５１から排出される液化冷媒Ａが内部に供給さ
れるとともに、外面に接触させられる外気Ｃとの熱交換
により前記液化冷媒Ａを気化させる蒸発器５２と、この
蒸発器５２から供給される気化冷媒Ａと前記精溜器２か
ら供給される吸収液Ｂとを反応させることにより、前記
吸収液Ｂ中に冷媒Ａを吸収させるとともに、この冷媒Ａ
を吸収した吸収液Ｂすなわち作動液Ｄを前記精溜器２へ
循環させる吸収器５とを備え、前記蒸発器５２が、鉛直
方向に沿って配設された伝熱管１８と、この伝熱管１８
の内壁へ向けて前記液化冷媒Ａを吐出する冷媒吐出ノズ
ル５３とを備え、この冷媒吐出ノズル５３が、前記伝熱
管１８の上端部から所定距離下方にずれた位置に設けら
れた基本構成となっている。

【００３５】ついで、これらの詳細について説明すれ
ば、本実施形態においては、前記凝縮器５１が連通管４
０を介して前記吸収器５の冷却水路３３へ連通させられ
ており、この連通管４０および前記冷却水路３３と室内
機４２とを連通する連通管４１とともに、冷却水循環系
を構成するようになっている。

【００３６】また、前記凝縮器５１の下流側には、この
凝縮器５１によって凝縮液化された冷媒Ａを貯留するた
めの冷媒タンク５４が接続されており、この冷媒タンク
５４の冷媒流出部に、後述するＵ字管５５を介して前記
冷媒吐出ノズル５３が接続されている。

【００３７】前記冷媒吐出ノズル５３は、前記伝熱管１
８の下部から外方へ突出させられたＵ字管５５の一端部
に連設され、このＵ字管５５の他端部には前記冷媒タン
ク５４が連設されおり、この冷媒タンク５４に貯留され
ている前記液化冷媒Ａが前記Ｕ字管５５を介して前記冷
媒吐出ノズル５３へ、サイフォン現象により供給される
ようになされている。

【００３８】また、このＵ字管５５は、前記各伝熱管１
８毎に設けられ、前記冷媒吐出ノズル５３が一体形成さ
れるとともに前記伝熱管１８の外部へ突出させられた複
数の吐出管５５ａと、前記伝熱管１８の外部において、
前記各吐出管５５ａを相互に連通させる分配ヘッダ５５
ｂと、この分配ヘッダ５５ｂと前記冷媒タンク５４とを
連通させる連通管５５ｃとによって構成され、全体とし
て、下方へ向けて湾曲したＵ字形状となされている。

【００３９】そして、図２に示すように、前記冷媒吐出
ノズル５３は、前記伝熱管１８の上端部より所定距離下
方にずれた位置に（本実施形態においては、前記伝熱管
１８の長さ方向の略中間部に）位置させられているとと
もに、前記冷媒タンク５４の下端が、前記冷媒吐出ノズ
ル５３よりも上方へ位置させられて、その内部に貯留さ
れる液化冷媒Ａの液面が前記冷媒吐出ノズル５３よりも
常に上方に位置するようになされている。

【００４０】このように冷媒吐出ノズル５３を、前記伝
熱管１８の上端部より所定距離下方にずれた位置に設け
るのは、前記液化冷媒Ａを、鉛直に設置された伝熱管１
８の長さ方向略中間部の内壁面へ向けて吐出させること
により、伝熱管１８内の気流によって未気化の液滴状の
冷媒Ａが伝熱管１８の上方すなわち下流側へ向けて搬送
された場合においても、前記液滴状の冷媒Ａが伝熱管１
８の上端部に到達する前に停止させるとともに前記伝熱
管１８の内壁に付着させ、その後の降下の途中で、前記
液滴状の冷媒Ａを伝熱管１８の管壁を介した外気Ｃとの
熱交換によって気化させるためである。

【００４１】このような現象は、液化冷媒Ａの主の気化
領域を伝熱管１８の中間部より下方に設けることによ
り、中間部から上方における気化量を少なくして伝熱管
１８内の圧力を減少させ、これによって、伝熱管１８内
の気流の速度を遅くすることにより実現される。

【００４２】したがって、未気化の冷媒Ａが吸収器５へ
送り込まれることが抑制されて、伝熱管１８内における
冷媒Ａの気化量が高められる。

【００４３】また、前記冷媒吐出ノズル５３と冷媒タン
ク５４とをＵ字管５５で連結し、かつ、冷媒タンク５４
を冷媒吐出ノズル５３よりも上方に位置させるのは、両
者間を常に冷媒Ａによって液封して、前記伝熱管１８内
の圧力変動の影響が前記冷媒タンク５４内の液化冷媒Ａ
へ作用することを抑制し、かつ、各伝熱管１８に対応し
て設けられている各冷媒吐出ノズル５３に対する冷媒Ａ
の供給圧力を、前記冷媒吐出ノズル５３と冷媒タンク５
４との高低差分の水頭圧の差とすることにより、その圧
力を一定にし、これらの相乗作用により、特に、吐出量
が少ない状態における各冷媒吐出ノズル５３からの冷媒
吐出量を均一化するためであり、また、水頭圧差によっ
て冷媒Ａの供給を行なうことにより、従来必要とされて
いる冷媒循環ポンプ４４を省略するためである。

【００４４】さらに、前記冷媒吐出ノズル５３の先端部
近傍の側壁には、図３および図４に示すように、前記伝
熱管１８の内壁面へ向かって開口する冷媒吐出孔５３ａ
が形成されており、前記冷媒吐出ノズル５３の先端部
が、前記伝熱管１８の内壁面に対して近接して設けられ
ることにより、前記冷媒吐出孔５３ａが、前記伝熱管１
８の内壁面との間に所定距離以下の隙間ｇを空けて対向
させられるようになっている。

【００４５】この隙間ｇは、使用する冷媒Ａの粘度や温
度によっても左右されるが、通常の使用範囲では、約５
ｍｍ以下に設定される。

【００４６】この隙間ｇを５ｍｍ以下に設定するのは、
前記液化冷媒Ａが冷媒吐出孔５３ａから伝熱管１８の内
壁面へ向けて吐出させられた際に、この液化冷媒Ａを、
前記冷媒吐出ノズル５３と前記伝熱管１８の内壁面との
間に表面張力を利用して保持させるとともに、この表面
張力を最大にして、たとえば、伝熱管１８内の上昇気流
が大きい場合には、未気化の冷媒Ａが上方へ吸引される
ことを防止し、また、前記上昇気流が小さい場合には、
前記冷媒吐出孔５３ａから吐出された冷媒Ａが冷媒吐出
管５３の外面を伝わって降下することを防止するためで
ある。

【００４７】この冷媒吐出管５３の外面を伝わって降下
する液化冷媒Ａは気化することはなく、かつ、外気Ｃか
ら気化潜熱を奪うこともないことから無駄となる。

【００４８】また、、図３に示すように、前記伝熱管１
８の内壁面には、微小深さの螺旋溝（ローレット状の凹
凸でもよい）Ｒが全面に亙って形成されており、この螺
旋溝Ｒの毛細管作用によって、前記液化冷媒Ａが伝熱管
１８の内壁面に良好に付着させられるとともに、この内
壁面に沿って円滑に広がり、その結果、前記液化冷媒Ａ
の円滑な気化が行なわれるようになっている。

【００４９】一方、前記前記伝熱管１８の外周面に装着
された伝熱フィン２１は、図２および図３に示すよう
に、伝熱管１８の長さ方向に所定間隔を置いて多数設け
られ、これらの各伝熱フィン２１は、水平面に対して傾
斜して設けられているとともに、図３に示すように、前
記伝熱管１８が挿入されかつその表面に圧接させられる
ボス部２１ａが形成されている。

【００５０】そして、前記伝熱フィン２１の傾斜方向
は、図３に示すように、伝熱管１８の表面に接触させら
れる外気Ｃの流れ方向の下流側が下方となるように設定
され、また、前記ボス部２１ａは、伝熱フィン２１と伝
熱管１８との伝熱面を形成するとともに、下方に位置す
る伝熱フィン２１へ当接させられてこれらの間隔を一定
に保持するようになされている。

【００５１】このように伝熱フィン２１に傾斜をつける
のは、使用環境の温度や湿度等の関係で、前記伝熱管１
８の表面や伝熱フィン２１の表面が結露した場合、その
水滴を伝熱フィン２１の傾斜によって下流側へ導いて伝
熱フィン２１の下端縁から落下させることにより、前記
結露による水滴が伝熱フィン２１の表面に滞留すること
を防止して、外気Ｃの流れが阻害されることを防止し、
かつ、伝熱フィン２１の伝熱面積が減少することを防止
するための処置である。

【００５２】そして、前記水滴が伝熱フィン２１上に滞
留させられると、外気の状態によっては前記水滴が凍結
してしまい、これらの伝熱フィン２１間に形成される外
気Ｃの流路が狭められて、熱交換効率がさらに低下する
ことから、前記水滴を早期に落下除去する必要がある。

【００５３】また、伝熱フィン２１が前記外気Ｃの流れ
に対して傾斜させられていることにより、伝熱フィン２
１の上流側の端部近傍の上面側において、図３にＸで示
すように、前記外気Ｃの流れが乱流となり、これによっ
て、伝熱フィン２１の表面を流れる外気Ｃが撹拌される
ことにより、この伝熱フィン２１と外気Ｃとの熱交換効
率が高められる作用もある。

【００５４】そして、前記伝熱フィン２１の傾斜角度α
は、１５゜〜５０゜の範囲に設定されることが望まし
い。

【００５５】このような範囲に伝熱フィン２１の傾斜角
度αを設定するのは、傾斜角度αが１５゜未満である
と、水滴と伝熱フィン２１との表面張力による密着力が
強く、水滴の伝熱フィン２１からの離脱が円滑に行なわ
れず、また、５０゜を越えると、伝熱フィン２１間に形
成される流路が狭められ、あるいは、外気Ｃの流路が急
激に屈曲させられることによって流路抵抗が大きくな
り、蒸発器５２自体の通気性が損なわれて熱交換効率が
低下してしまうからである。

【００５６】さらに、本実施形態においては、図５に示
すように、前記各伝熱フィン２１の傾斜方向下方に位置
する端部で、隣接する伝熱管１８の間に位置する部分に
は、その端縁から所定深さのスリット５６がそれぞれ形
成されている。

【００５７】これらのスリット５６は、たとえば、深さ
約１０ｍｍで幅約４ｍｍに形成されているもので、前記
伝熱フィン２１の下方の端縁に対して交差する方向に沿
った端縁５６ａを形成することにより、これらの交点部
分にエッジを形成し、このエッジによって前記冷媒Ａの
水滴Ｈの表面張力による密着力を破壊するきっかけを作
り、この水滴Ｈの落下を促進するために設けられたもの
である。

【００５８】そして、各伝熱フィン２１に形成されるス
リット５６は、上下方向において重畳するように形成さ
れており、上方の伝熱フィン２１のスリット５６部分か
ら落下させられる水滴Ｈが、下方の伝熱フィン２１のス
リット５６部分に位置させられている水滴Ｈに衝突させ
られることにより、あるいは、下方の水滴Ｈと一体化さ
せられて肥大化されることにより、水滴Ｈの落下が促進
されるようになっている。

【００５９】また、このように伝熱フィン２１にスリッ
ト５６を形成した場合、この伝熱フィン２１の下方の端
縁が、前記伝熱管１８毎に独立されていることから、図
６に示すように、前記伝熱フィン２１の端縁を、前記ス
リット５６間において下方へ突出するように湾曲させる
ことにより、前記伝熱フィン２１の表面に付着した水滴
Ｈを、前記湾曲面によって各スリット５６へ向けて滑ら
せるような形状にすることが可能となり、これによって
前記水滴Ｈの落下がさらに促進される。

【００６０】このように構成された本実施形態に係わる
吸収式ヒートポンプ装置５０においては、伝熱フィン２
１を伝熱管１８に対して傾斜した状態で取り付けたこと
により、伝熱管１８の表面や伝熱フィン２１の表面が結
露した場合、その水滴Ｈが伝熱フィン２１の傾斜によっ
て下流側へ導かれた後に、その下端縁から落下させられ
る。

【００６１】そして、前記水滴Ｈが表面張力により前記
伝熱フィン２１の下端縁から離れずに滞留した場合にお
いても、徐々に水滴Ｈどうしが集合して成長し、これに
伴って、この水滴Ｈが、前記伝熱フィン２１の端縁に沿
って伸び、この端縁に形成されているスリット５６へ到
達し、このスリット５６の端縁５６ａと伝熱フィン２１
の端縁との交点に形成されるエッジに接触させられた時
点で、前記水滴Ｈの表面張力のバランスが破壊され、こ
れがきっかけとなって前記水滴Ｈの一部が伝熱フィン２
１から離脱させられる。

【００６２】このように水滴Ｈの一部で表面張力のバラ
ンスが崩されて伝熱フィン２１からの落下が開始される
と、水滴Ｈの残余の部分も連続して伝熱フィン２１から
落下させられる。

【００６３】また、図６に示すように、前記スリット５
６間において、前記伝熱フィン２１の端縁を下方へ向か
って突出するように湾曲させると、前記伝熱フィン２１
上の水滴Ｈが前記スリット５６へ移動しやすくなり、前
述した水滴Ｈの除去作用が向上する。

【００６４】これによって、前記結露による水滴が伝熱
フィン２１の表面に滞留することが防止されて、外気Ｃ
の流れが阻害されること、ならびに、伝熱フィン２１の
伝熱面積が減少することが防止され、また、水滴の凍結
による流路面積の減少といった不具合も防止される。

【００６５】また、伝熱フィン２１が前記熱媒体Ｃの流
れに対して傾斜させられていることにより、伝熱フィン
２１の表面に沿って流れる外気Ｃの流れが乱流となり、
これによって外気Ｃが撹拌されるとともに、伝熱フィン
２１表面の境界層が薄くなって、伝熱フィン２１との熱
交換効率が高められる。

【００６６】この結果、蒸発器５２における熱交換効率
の低下が防止されて、吸収式ヒートポンプ装置５０の全
体としての熱効率が高められる。

【００６７】なお、前述した実施形態において示した各
構成部材の諸形状や組み合わせ等は一例であって、設計
要求等に基づき種々変更可能である。

【００６８】たとえば、前記実施形態においては、冷媒
タンク５４を冷媒吐出ノズル５３よりも上方に配置し
て、冷媒循環ポンプ４４を省略した例について示した
が、従来と同様に、冷媒タンク５４を冷媒吐出ノズル５
３よりも下方に位置させるとともに、前記冷媒吐出ノズ
ル５３へ冷媒循環ポンプ４４によって冷媒Ａを供給する
ようにすることも可能である。

【００６９】また、冷媒Ａの吐出を従来のように、伝熱
管１８の上端部から行なうようにすることも可能であ
る。

【００７０】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の請求項１
に係わる吸収式ヒートポンプ装置によれば、蒸発器にお
いて、伝熱管外面に設けられる伝熱フィンを熱媒体の流
れに対して、下流側が下方となるように傾斜させて設け
たことにより、伝熱フィンの表面に結露による水滴が付
着したとしても、この水滴を伝熱フィンの下方へ自然落
下させるとともに、その下端縁から落下させて除去する
ことができる。

【００７１】また、水滴が前記伝熱フィンの下端縁にそ
の表面張力によって滞留したとしても、水滴の成長に伴
って、この水滴が前記伝熱フィンの下端縁に形成されて
いるスリットへ到達し、前記伝熱フィンの端縁とスリッ
トの端縁との交点に形成されるエッジによって前記水滴
の表面張力が破壊され、これによって前記水滴を確実に
落下させて除去することができる。

【００７２】したがって、水滴によって伝熱フィンの伝
熱面積が減少させられることを防止するとともに、伝熱
フィン間に形成される熱媒体の流路が減少させられるこ
とを防止し、これによって、蒸発器における熱交換効率
の低下を防止することができる。

【００７３】また、本発明の請求項２に係わる吸収式ヒ
ートポンプ装置によれば、各伝熱フィンに形成されるス
リットを上下方向において重畳させることにより、上方
のスリットから落下させられる水滴を、下方の伝熱フィ
ンのスリット部分に付着している水滴に衝突させないし
はこの水滴と合体させて肥大化させることにより、下方
に位置する水滴の除去を早めることができる。

【００７４】さらに、本発明の請求項３に係わる吸収式
ヒートポンプ装置によれば、伝熱フィンの端縁を、スリ
ット間において下方へ向けて湾曲させた構成としたこと
により、伝熱フィン上に付着した水滴をスリットへ向け
て強制的に移動させることにより、前記スリットによる
水滴の剥離除去作用を効果的に行なわせることができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態を示す全体のシステム構成
図である。

【図２】本発明の一実施形態に係わる蒸発器の概略構成
図である。

【図３】本発明の一実施形態に係わる冷媒吐出ノズル近
傍の構成を示す拡大縦断面図である。

【図４】本発明の一実施形態に係わる冷媒吐出ノズル近
傍の構成を示す、一部を省略した拡大横断面図である。

【図５】本発明の一実施形態に係わる蒸発器の外観の一
部を示す正面図である。

【図６】本発明の一実施形態の変形例を示す蒸発器の概
略構成図である。

【図７】本願出願人の先の提案に係わる吸収式ヒートポ
ンプ装置のシステム構成図である。

【図８】本願出願人の先の提案に係わる吸収式ヒートポ
ンプ装置における蒸発器の概略構成図である。

【図９】本願出願人の先の提案に係わる吸収式ヒートポ
ンプ装置における蒸発器の冷媒吐出部分の詳細図であ
る。

【符号の説明】

２ 精溜器 ５ 吸収器 １８ 伝熱管 ２１ 伝熱フィン ５０ 吸収式ヒートポンプ装置 ５１ 凝縮器 ５２ 蒸発器 ５６ スリット ５６ａ （スリットの）端縁

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 熱交換用の冷媒を吸収した吸収液を加熱
   して、この吸収液から前記冷媒を気化させて分離する加
   熱部を備えた精溜器と、前記分離された気化冷媒を凝縮
   して液化する凝縮器と、この凝縮器から排出される液化
   冷媒が内部に供給されるとともに、外面に接触させられ
   る熱媒体との熱交換により前記冷媒を気化させる蒸発器
   と、この蒸発器から排出される気化冷媒と前記精溜器か
   ら供給される吸収液とを反応させることにより、前記吸
   収液中に冷媒を吸収させるとともにこの冷媒を吸収した
   吸収液を前記精溜器へ循環させる吸収器とからなり、前
   記蒸発器が、鉛直方向に沿って配設された伝熱管と、こ
   の伝熱管の外面に、その長さ方向に間隔をおいて多数設
   けられた伝熱フィンとを備え、これらの伝熱フィンが前
   記熱媒体の流れの下流側が下方となるように傾斜して設
   けられているとともに、下方側の端部に、その端縁から
   上方側へ向かうスリットが、端縁方向に間隔をおいて複
   数形成されていることを特徴とする吸収式ヒートポンプ
   装置。
2. 【請求項２】 前記各伝熱フィンに形成されるスリット
   が、上下方向において重畳するように位置させられてい
   ることを特徴とする請求項１に記載の吸収式ヒートポン
   プ装置。
3. 【請求項３】 前記各スリット間に位置する前記伝熱フ
   ィンの端部が、下方へ向かって突出するように湾曲させ
   られていることを特徴とする請求項１または請求項２に
   記載の吸収式ヒートポンプ装置。