JPH10246533A

JPH10246533A - 空冷吸収式冷凍装置

Info

Publication number: JPH10246533A
Application number: JP9047673A
Authority: JP
Inventors: Koichi Yasuo; 晃一安尾; Takumi Shitamae; 拓己下前; Masato Uchiumi; 正人内海; Katsuhiro Kawabata; 克宏川端
Original assignee: Daikin Industries Ltd
Current assignee: Daikin Industries Ltd
Priority date: 1997-03-03
Filing date: 1997-03-03
Publication date: 1998-09-14

Abstract

(57)【要約】【課題】蒸発器を吸収器の冷媒分配容器内に配設する
ことにより、コンパクト化と吸収効率の向上とを両立で
きるようにする。【解決手段】空冷吸収式冷凍装置における空冷吸収器
１５を、吸収液ｂが垂直に流される複数本の吸収伝熱管
１９，１９・・と、該吸収伝熱管１９，１９・・の外周
部に設けられた放熱フィン２０，２０・・と、前記吸収
伝熱管１９，１９・・の上部に設けられ、それらの吸収
伝熱管１９，１９・・に吸収液ｂを分配する吸収液分配
容器１６とを備えて構成するとともに、前記吸収液分配
容器１６内に、蒸発器１２と該蒸発器１２における蒸発
用伝熱管２１，２１・・の外周部に冷媒液ｄを供給する
散布装置１３とを内蔵して、蒸発器１２において蒸発気
化した冷媒蒸気ａが吸収伝熱管１９，１９・・内に圧力
損失をほとんど生ずることなく自然流下し得るように
し、吸収器１５における吸収効率を大幅向上させるとと
もに、蒸発器１２における蒸発能力も向上させるように
している。

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、空冷吸収式冷凍
装置に関し、さらに詳しくは空冷吸収式冷凍装置におけ
る蒸発器と空冷吸収器との一体化構造に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】一般に、吸収式冷凍装置における吸収器
においては、冷媒蒸気（例えば、水蒸気）を吸収液（例
えば、臭化リチウム濃溶液）に吸収させることとなって
いるが、該吸収の過程において発生する吸収熱を除去し
なければ、吸収の進行が止まってしまう。そのため、一
般に水冷式あるいは空冷式の冷却手段が吸収器に付設さ
れることとなっているが、水冷式冷却手段は、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
且つ大型化し、コストも高くなるという不具合が存す
る。

【０００３】上記のような事情から、最近では空冷式冷
却手段を付設した吸収器が種々提案されるようになって
きている。

【０００４】例えば、特開平５−８１８１６号公報に開
示されているように、吸収器を垂直管で構成するととも
に、該垂直管の上部および下部に蒸発器との連通部を設
けて、蒸発器で蒸発した冷媒蒸気の流路を十分に確保し
得るようにしたものが提案されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、吸収器にお
ける吸収効率は、吸収熱の冷却度合いにより決まるし、
蒸発器における冷媒液の蒸発効率は、吸収器における吸
収効率により決まることとなっている。つまり、吸収器
における冷媒蒸気の吸収が進むと、吸収器側が蒸発器側
より負圧となるところから、蒸発器側からの冷媒蒸気の
吸収器側への移動が進み、蒸発器側の圧力が低下して冷
媒液の蒸発がさらに進むという現象が生ずるのである。

【０００６】ところが、上記公知例の場合、蒸発器側か
ら吸収器側へ連通部を介して冷媒蒸発が移動することと
なっているため、連通部の形状あるいは通路面積によっ
ては圧力損失が生じることとなり、吸収器側における圧
力低下が不十分となるおそれがあり、吸収器での吸収効
率が十分高められないこととなるおそれがある。また、
上記公知例の場合、蒸発器と吸収器とを横並び状態で配
置しているため、装置全体としてのコンパクト化も不十
分となる。

【０００７】本願発明は、上記の点に鑑みてなされたも
ので、蒸発器を吸収器の冷媒分配容器内に配設すること
により、コンパクト化と吸収効率の向上とを両立できる
ようにすることを目的とするものである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本願発明の基本構成で
は、上記課題を解決するための手段として、再生器１、
空冷凝縮器９、蒸発器１２および空冷吸収器１５を備え
た空冷吸収式冷凍装置において、前記空冷吸収器１５
を、吸収液ｂが垂直に流される複数本の吸収伝熱管１
９，１９・・と、該吸収伝熱管１９，１９・・の外周部
に設けられた放熱フィン２０，２０・・と、前記吸収伝
熱管１９，１９・・の上部に設けられ、それらの吸収伝
熱管１９，１９・・に吸収液ｂを分配する吸収液分配容
器１６とを備えて構成するとともに、前記吸収液分配容
器１６内に、前記蒸発器１２と該蒸発器１２における蒸
発用伝熱管２１，２１・・の外周部に冷媒液ｄを供給す
る散布装置１３とを内蔵している。

【０００９】上記のように構成したことにより、蒸発器
１２内から空冷吸収器１５内（具体的には、吸収伝熱管
１９，１９・・内）への冷媒蒸気流路が圧力損失のほと
んどないものとして同一容器内に構成でき、蒸発器１２
において蒸発気化した冷媒蒸気ａが吸収伝熱管１９，１
９・・内に圧力損失をほとんど生ずることなく自然流下
することとなり、吸収器１５における吸収効率が大幅向
上するとともに、蒸発器１２における蒸発能力も向上す
ることとなる。

【００１０】また、蒸発器１２と空冷吸収器１５とが同
一容器内に一体化された構成となっているため、連通接
続個所が少なくなり、空気が内部へ侵入するおそれも少
なく、加工コストの低減にも寄与する。

【００１１】本願発明の基本構成において、前記蒸発器
１２の下方に、未蒸発の冷媒液ｄを貯溜する冷媒液貯溜
部２２を配設するとともに、該冷媒液貯溜部２２に貯溜
された未蒸発冷媒液ｄを前記散布装置１３へ再供給する
冷媒液回収手段を付設した場合、蒸発器１２において未
蒸発の冷媒液ｄを再度蒸発させることができるため、蒸
発器１２を小型化することが可能となり、吸収液分配容
器１６を大型化する必要がなくなる。

【００１２】また、前記蒸発器１２、散布装置１３およ
び冷媒液貯溜部２２を、前記蒸発器１２を構成する蒸発
用伝熱管２１，２１・・の両端を固定する管板２３によ
り一体化して蒸発器ユニットＡを構成するとともに、該
蒸発器ユニットＡを前記吸収液分配容器１６内へ挿入固
定するようにした場合、蒸発器１２等の吸収液分配容器
１６への組付が容易且つ簡単となる。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、添付の図面を参照して、本
願発明の好適な実施の形態について詳述する。

【００１４】本実施の形態においては、吸収液として例
えば臭化リチウム水溶液（ＬｉＢｒ水溶液）が採用さ
れ、熱源側冷媒（被吸収液）として水蒸気が採用されて
おり、図１には、この空冷吸収式冷凍装置の全体的な冷
凍システムの構成が示されている。

【００１５】図１において、符号１は高温再生器であ
り、ガスバーナ等の加熱源２を備えている。該高温再生
器１の上方には、沸騰気液通路３を介して連通された気
液分離器４が設けられている。前記高温再生器１におい
ては、臭化リチウム希溶液ｃを加熱沸騰させて、沸騰気
液通路３を介して上方に位置する気液分離器４に供給
し、ここで水蒸気ａと吸収液ｂ（即ち、臭化リチウム濃
溶液）とに分離再生するようになっている。

【００１６】前記臭化リチウム希溶液ｃは、後に詳述す
る空冷吸収器１５において吸収液である臭化リチウム濃
溶液ｂに冷媒である水ｄを吸収して得られ、低温溶液熱
交換器１４および高温溶液熱交換器７を経て予熱されて
気液分離器４に供給され、その後高温再生器１へ還流さ
れることとなっている。

【００１７】また、この気液分離器４内には、後に詳述
する利用側熱交換器１７を含む二次側サイクルＸを循環
する利用側冷媒（例えば、Ｒ４０７Ｃ）と気液分離後の
水蒸気ａとが熱交換して暖房運転時の温熱源となる温熱
熱交換器５が内蔵されており、該温熱熱交換器５と熱交
換した後の水蒸気ａは低温再生器６に送られ、凝縮した
凝縮冷媒液ｄ（即ち、凝縮水）は高温再生器１へ還流さ
れる。さらに、前記気液分離器４において分離された臭
化リチウム濃溶液ｂは、前記高温溶液熱交換器７におい
て前記した臭化リチウム希溶液ｃと熱交換した後に前記
低温再生器６へ供給される。符号８は排ガスを排出する
ための排ガス通路である。

【００１８】前記低温再生器６においては、気液分離器
４から供給された水蒸気ａと臭化リチウム濃溶液ｂとを
熱交換させることにより、水蒸気ａを凝縮させるととも
に臭化リチウム濃溶液ｂ中に含まれる残余水分を蒸発さ
せてさらに高濃度の臭化リチウム溶液をとりだす。

【００１９】前記低温再生器６において臭化リチウム濃
溶液ｂから蒸発された水蒸気ａは、空冷凝縮器９に送ら
れて凝縮液化されて凝縮水ｄとなり冷媒タンク１０に溜
められる。また、前記低温再生器６において凝縮液化さ
れた凝縮水ｄも冷媒タンク１０に溜められる。

【００２０】前記冷媒タンク１０に溜められた凝縮水ｄ
は、冷媒ポンプ１１により蒸発器１２の散布装置１３へ
供給される。また、前記低温再生器６から取り出された
臭化リチウム濃溶液ｂは、低温溶液熱交換器１４におい
て前記した臭化リチウム希溶液ｃと熱交換した後に空冷
吸収器１５の吸収液分配容器１６に供給される。蒸発器
１２は、利用側熱交換器１７を含む二次側サイクルＸを
循環する利用側冷媒（例えば、Ｒ４０７Ｃ）と冷媒タン
ク１０から送られる凝縮水ｄとを熱交換させるものであ
り、冷房運転時の冷熱源となる。なお、蒸発器１２およ
び吸収器１５の詳細な構造については後に詳述する。

【００２１】そして、前記空冷吸収器１５から取り出さ
れた臭化リチウム希溶液ｃは、溶液ポンプ１８により前
述したように低温溶液熱交換器１４および高温溶液熱交
換器７を経て気液分離器６に戻される。

【００２２】前記空冷吸収器１５は、図２および図３に
示すように、吸収液ｂが垂直に流される複数本の吸収伝
熱管１９，１９・・と、該吸収伝熱管１９，１９・・の
外周部に設けられた放熱フィン２０，２０・・と、前記
吸収伝熱管１９，１９・・の上部に設けられ、それらの
吸収伝熱管１９，１９・・に吸収液ｂを分配する吸収液
分配容器１６とを備えて構成されている。そして、前記
吸収液分配容器１６内には、前記蒸発器１２と該蒸発器
１２における蒸発用伝熱管２１，２１・・の外周部に冷
媒液ｄを供給する散布装置１３とが内蔵されている。

【００２３】前記蒸発器１２は、前述したように利用側
熱交換器１７を含む二次側サイクルＸを循環する利用側
冷媒が流通する蒸発用伝熱管２１，２１・・を備えてお
り、該蒸発用伝熱管２１，２１・・が６列づつの水平多
段となるように配置されている。符号２３は前記蒸発用
伝熱管２１，２１・・の両端を固定するための管板、２
４は冷媒を蒸発用伝熱管２１，２１・・へ分配するため
のヘッダー、２５は隣合う蒸発用伝熱管２１，２１・・
を連絡するＵ字状連絡管である。

【００２４】前記散布装置１３は、前記蒸発器１２の上
方に配設されており、前記冷媒タンク１０から冷媒ポン
プ１１を介して供給された凝縮水ｄを溜める樋状の第１
液溜め容器２６と、該液溜め容器２６から流れ込む凝縮
水ｄを溜めるべく前記蒸発用伝熱管２１，２１・・のう
ち最上段に位置する６列（換言すれば、３対）の直上方
に配設された３個の樋状の第２液溜め容器２７，２７，
２７と、該各第２液溜め容器２７にそれぞれ設けられた
液滴下機構２８とからなっている。

【００２５】前記液滴下機構２８は、図４に示すよう
に、前記第２液溜め容器２７の外側にあって該第２液溜
め容器２７との間に連通孔２９を介して連通される液溜
め部３０を形成する樋３１と、該樋３１の下端にあって
一対の蒸発用伝熱管２１，２１の直上方に位置する多数
の液伝いリブ３２，３２・・とからなっている。このよ
うに構成したことにより、液溜め部３０に溜められた凝
縮水ｄが溢れて樋３１の外面を伝って液伝いリブ３２，
３２・・から蒸発用伝熱管２１，２１の上に的確に滴下
されるのである。

【００２６】また、前記蒸発器１２の下方には、該蒸発
器１２を未蒸発で通過した冷媒液（即ち、凝縮水）ｄを
貯溜する冷媒液貯溜部となる皿状のドレンパン２２が配
設されている。そして、該ドレンパン２２に貯溜された
未蒸発凝縮水ｄは、回収用冷媒配管３３（図１参照）を
介して冷媒ポンプ１１の上流側に返し戻された後に前記
散布装置１３へ再供給されることとなっている。つま
り、回収用冷媒配管３３、冷媒ポンプ１１がする未蒸発
凝縮水を回収する冷媒液回収手段として作用することと
なっているのである。符号３４は未蒸発凝縮水ｄをドレ
ンパン２２へ導くガイドである。

【００２７】さらに、前記低温再生器６からの吸収液
（即ち、臭化リチウム濃溶液）ｂは、吸収液分配容器１
６の底部に隔壁３５により区画形成されたチャンバー３
６に供給された後、前記隔壁３５に形成された連通穴３
７を介して吸収液分配容器１６の内底部に溜まることと
なっている。

【００２８】前記吸収液分配容器１６の底部において前
記ドレンパン２２の下方に形成される余剰空間Ｓに対応
する位置には、前記吸収伝熱管１９，１９・・に対して
吸収液（即ち、臭化リチウム濃溶液）ｂを分配するとと
もに、蒸発器１２において蒸発された水蒸気ａを分配流
下させるための分配管３８，３８・・が取り付けられて
いる。該各分配管３８は、前記吸収液分配容器１６の底
部より所定寸法だけ上方に突出せしめられており、図５
に示すように、薄板をバーリング加工することにより形
成された環状の分配板３９により囲まれた環状溝４０と
連通する４個の流出孔４１，４１・・が円周方向等間隔
で形成されている。符号４２は連絡管である。このよう
に構成したことにより、吸収液分配容器１６の内底部に
溜まった吸収液（即ち、臭化リチウム濃溶液）ｂは分配
板３９を乗り越えて環状溝４０内に流入した後、流出孔
４１，４１・・から分配管３８内に流出し、その内壁面
全体を濡らした状態で流下することとなる。従って、吸
収伝熱管１９においても、その内壁面全体を濡らした状
態で臭化リチウム濃溶液ｂが流下することとなり、分配
管３８内へ供給される水蒸気ａを効率良く吸収すること
となる。なお、前記吸収伝熱管１９の内壁には螺旋溝が
形成されており、この吸収伝熱管１９を流下する吸収液
ｂは螺旋溝に沿って内壁全面を濡らしながら流下するこ
ととなっている。

【００２９】上記のように構成したことにより、蒸発器
１２内から空冷吸収器１５内（具体的には、吸収伝熱管
１９，１９・・内）への冷媒蒸気流路が圧力損失のほと
んどないものとして同一容器内に構成でき、蒸発器１２
において蒸発気化した冷媒蒸気（即ち、水蒸気）ａが吸
収伝熱管１９，１９・・内に圧力損失をほとんど生ずる
ことなく自然流下することとなり、空冷吸収器１５にお
ける吸収効率が大幅向上するとともに、蒸発器１２にお
ける蒸発能力も向上することとなる。

【００３０】また、蒸発器１２と空冷吸収器１５とが同
一容器内に一体化された構成となっているため、連通接
続個所が少なくなり、空気が内部へ侵入するおそれも少
なく、加工コストの低減に寄与する。

【００３１】また、蒸発器１２の下方に、未蒸発の凝縮
水ｄを貯溜するドレンパン２２を配設するとともに、該
ドレンパン２２に貯溜された未蒸発凝縮水ｄを前記散布
装置１３へ再供給する冷媒液回収手段を付設しているの
で、蒸発器１２において未蒸発の凝縮水ｄを再度蒸発さ
せることができるため、蒸発器１２を小型化することが
可能となり、吸収液分配容器１６を大型化する必要がな
くなる。

【００３２】ところで、本実施の形態における吸収液分
配容器１６としては、角形鋼管を所定寸法に切断してな
る筒体４３の両端を蓋板４４，４４で閉塞したものが用
いられている。そして、前記蒸発器１２、散布装置１３
およびドレンパン２２は、前記管板２３により一体化し
て蒸発器ユニットＡを構成することとされており、該蒸
発器ユニットＡは、組付前に予めアッセンブリした状態
で前記吸収液分配容器１６内へ挿入固定することとされ
ている。このようにしたことにより、蒸発器１２等の吸
収液分配容器１６への組付が容易且つ簡単となる。

【００３３】

【発明の効果】本願発明によれば、空冷吸収式冷凍装置
における空冷吸収器１５を、吸収液ｂが垂直に流される
複数本の吸収伝熱管１９，１９・・と、該吸収伝熱管１
９，１９・・の外周部に設けられた放熱フィン２０，２
０・・と、前記吸収伝熱管１９，１９・・の上部に設け
られ、それらの吸収伝熱管１９，１９・・に吸収液ｂを
分配する吸収液分配容器１６とを備えて構成するととも
に、前記吸収液分配容器１６内に、前記蒸発器１２と該
蒸発器１２における蒸発用伝熱管２１，２１・・の外周
部に冷媒液ｄを供給する散布装置１３とを内蔵して、蒸
発器１２内から空冷吸収器１５内（具体的には、吸収伝
熱管１９，１９・・内）への冷媒蒸気流路が圧力損失の
ほとんどないものとして同一容器内に構成できるように
したので、蒸発器１２において蒸発気化した冷媒蒸気ａ
が吸収伝熱管１９，１９・・内に圧力損失をほとんど生
ずることなく自然流下することとなり、吸収器１５にお
ける吸収効率が大幅向上するとともに、蒸発器１２にお
ける蒸発能力も向上するという優れた効果がある。

【００３４】また、蒸発器１２と空冷吸収器１５とが同
一容器内に一体化された構成となっているため、連通接
続個所が少なくなり、空気が内部へ侵入するおそれも少
なく、加工コストの低減に寄与するという効果もある。

【００３５】また、前記蒸発器１２の下方に、未蒸発の
冷媒液ｄを貯溜する冷媒液貯溜部２２を配設するととも
に、該冷媒液貯溜部２２に貯溜された未蒸発冷媒液ｄを
前記散布装置１３へ再供給する冷媒液回収手段を付設し
た場合、蒸発器１２において未蒸発の冷媒液ｄを再度蒸
発させることができるため、蒸発器１２を小型化するこ
とが可能となり、吸収液分配容器１６を大型化する必要
がなくなる。

【００３６】また、前記蒸発器１２、散布装置１３およ
び冷媒液貯溜部２２を、前記蒸発器１２を構成する蒸発
用伝熱管２１，２１・・の両端を固定する管板２３によ
り一体化して蒸発器ユニットＡを構成するとともに、該
蒸発器ユニットＡを前記吸収液分配容器１６内へ挿入固
定するようにした場合、蒸発器１２等の吸収液分配容器
１６への組付が容易且つ簡単となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本願発明の実施の形態にかかる空冷吸収式冷凍
装置の冷凍サイクルを示す回路図である。

【図２】本願発明の実施の形態にかかる空冷吸収式冷凍
装置における空冷吸収器上部の構造を示す縦断面図であ
る。

【図３】図２のＩＩＩ−ＩＩＩ断面図である。

【図４】本願発明の実施の形態にかかる空冷吸収式冷凍
装置にかかる散布装置の縦断面図である。

【図５】本願発明の実施の形態にかかる空冷吸収式冷凍
装置にかかる空冷吸収器上部の拡大断面図である。

【符号の説明】

１は高温再生器、６は低温再生器、９は空冷凝縮器、１
２は蒸発器、１３は散布装置、１５は空冷吸収器、１６
は吸収液分配容器、１９は吸収伝熱管、２０は放熱フィ
ン、２１は蒸発用伝熱管、２２は冷媒液貯溜部（ドレン
パン）、２３は管板、Ａは蒸発器ユニット、ａは冷媒蒸
気（水蒸気）、ｂは吸収液（臭化リチウム濃溶液）、ｄ
は冷媒液（凝縮水）。

───────────────────────────────────────────────────── 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)発明者川端克宏大阪府堺市金岡町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】再生器（１）、空冷凝縮器（９）、蒸発
器（１２）および空冷吸収器（１５）を備えた空冷吸収
式冷凍装置であって、前記空冷吸収器（１５）を、吸収
液（ｂ）が垂直に流される複数本の吸収伝熱管（１
９），（１９）・・と、該吸収伝熱管（１９），（１
９）・・の外周部に設けられた放熱フィン（２０），
（２０）・・と、前記吸収伝熱管（１９），（１９）・
・の上部に設けられ、それらの吸収伝熱管（１９），
（１９）・・に吸収液（ｂ）を分配する吸収液分配容器
（１６）とを備えて構成するとともに、前記吸収液分配
容器（１６）内には、前記蒸発器（１２）と該蒸発器
（１２）における蒸発用伝熱管（２１），（２１）・・
の外周部に冷媒液（ｄ）を供給する散布装置（１３）と
を内蔵したことを特徴とする空冷吸収式冷凍装置。
【請求項２】前記蒸発器（１２）の下方には、未蒸発
の冷媒液（ｄ）を貯溜する冷媒液貯溜部（２２）を配設
するとともに、該冷媒液貯溜部（２２）に貯溜された未
蒸発冷媒液（ｄ）を前記散布装置（１３）へ再供給する
冷媒液回収手段を付設したことを特徴とする前記請求項
１記載の空冷吸収式冷凍装置。
【請求項３】前記蒸発器（１２）、散布装置（１３）
および冷媒液貯溜部（２２）を、前記蒸発器（１２）を
構成する蒸発用伝熱管（２１），（２１）・・の両端を
固定する管板（２３）により一体化して蒸発器ユニット
（Ａ）を構成するとともに、該蒸発器ユニット（Ａ）を
前記吸収液分配容器（１６）内へ挿入固定するようにし
たことを特徴とする前記請求項１および請求項２のいず
れか一項記載の空冷吸収式冷凍装置。