JPH10267458A - 吸収式冷凍機の吸収器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 従来よりも高い吸収能力が得られる吸収器を
提供する。 【解決手段】 本発明の吸収式冷凍機の吸収器において
は、吸収器室内に、水平方向に伸びる複数本の冷却水配
管２が配列される。又、平板状の複数枚の伝熱板１が、
互いに間隔をおいて垂直の姿勢で水平方向に配列され、
前記複数本の冷却水配管２が、これらの伝熱板１を垂直
に貫通している。ここで、伝熱板１のピッチＰｄは、３
〜１５ｍｍに設定される。各伝熱板１の上端面には、伝
熱板１の上端面の長手方向に沿って伸びる断面Ｖ字形の
吸収液槽10が、伝熱板１と一体に形成されている。各吸
収液槽10の底部には、伝熱板１の両表面の上方位置に、
複数の吸収液流下孔11が伝熱板１の長手方向に互いに間
隔をおいて、２列に開設され、これらの吸収液流下孔11
の出口は、伝熱板１の表面に接している。この様にし
て、伝熱板毎に形成された複数の吸収液槽10によって、
吸収液流下機構が構成される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、吸収式冷凍機にお
いて、蒸発器から発生した冷媒蒸気を吸収液に吸収させ
る吸収器に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】二重効用型の吸収式冷凍機においては、
図１３に示す如く密閉ドラム(３)の内部にエリミネータ
(30)を設置して、その両側に蒸発器室(31)及び吸収器室
(32)を形成し、蒸発器室(31)には蒸発器(図示省略)を設
置すると共に吸収器室(32)には吸収器(50)を設置する。
又、密閉ドラム(３)の底部には、低温熱交換器及び高温
熱交換器を経て高温再生器へ伸びる配管(62)が接続さ
れ、該配管(62)の途中には、吸収液ポンプ(６)が取り付
けられている。

【０００３】吸収器(50)は、低温熱交換器から伸びる配
管(61)の先端に接続された吸収液散布機構(４)と、水平
方向に伸びる複数本の冷却水配管(２)を具えた冷却水配
管系とから構成される。吸収器(50)においては、吸収液
散布機構(４)から冷却水配管(２)へ向けて破線で示す如
く吸収液(臭化リチウム水溶液)が散布される。吸収液
は、落下する過程で、蒸発器から発生した冷媒蒸気を吸
収し、この際に発生する凝縮熱及び混合熱(吸収熱)によ
り温度が上昇した吸収液は、冷却水配管(２)内を流れる
冷却水によって冷却される。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】従来の吸収器(50)にお
いては、吸収液散布機構(４)から散布された吸収液は、
先ず、最上段の冷却水配管(２)の外周面上に落下し、滴
状のまま外周面を伝って下方に流れた後、その下段の冷
却水配管(２)の外周面上に落下する。この様にして吸収
液は、滴状のまま、順に下段の冷却水配管(２)へ伝わっ
ていくことになる。従って、吸収液は、重力の作用によ
って比較的高速で落下するばかりでなく、冷却水配管
(２)の外周面に充分に拡がらず、冷媒蒸気を吸収すべき
吸収液の吸収面積と、管表面に対する濡れ面積は小さな
ものとなる。この結果、充分な吸収と熱交換が行なわれ
ず、このために、吸収器の吸収能力が低い問題があっ
た。そこで本発明の目的は、従来よりも高い吸収能力が
得られる吸収器を提供することである。

【０００５】

【課題を解決する為の手段】本発明に係る吸収式冷凍機
の吸収器は、吸収液及び冷媒蒸気が供給されるべき密閉
室内に、吸収液を供給するための吸収液流下機構が設置
される。吸収液流下機構の下方位置には、横方向に伸び
る複数本の冷却水配管を互いに直列或いは並列に接続し
てなる冷却水配管系が設置されると共に、複数枚の伝熱
板が互いに間隔をおいて垂直の姿勢で横方向に配列さ
れ、前記複数本の冷却水配管がこれらの伝熱板を貫通し
ている。吸収液流下機構は、流下させるべき吸収液が溜
まる吸収液槽を具え、吸収液槽の底部には、出口が伝熱
板の表面に近接する複数の吸収液流下孔が開設されてい
る。

【０００６】上記吸収式冷凍機の吸収器においては、冷
却水配管内に冷却水が供給され、伝熱板及び冷却水配管
の表面は、冷却水によって充分に温度が低下することに
なる。吸収液流下機構の上方から吸収液流下機構へ向け
て吸収液が供給される。該吸収液は、吸収液流下機構の
吸収液槽に一旦溜まった後、複数の吸収液流下孔の出口
から流出する。各吸収液流下孔の出口から流出した吸収
液は、直ぐに伝熱板の表面に移って、伝熱板の表面に拡
がりつつ、伝熱板の表面及び冷却水配管の外周面を伝っ
て流下する。ここで、吸収液槽から流下する吸収液は全
て、伝熱板の表面を伝うこととなり、従来の如く滴状で
滴下することはない。吸収液は、伝熱板の表面を流下す
る過程で、伝熱板の間を通過する冷媒蒸気と充分な面積
で接触して、冷媒蒸気を吸収する。又この過程で、吸収
液は、伝熱板の表面を広い面積で濡らすこととなる。然
も、吸収液は、流動抵抗により減速されて、伝熱板の表
面を充分な時間をかけて流れることになる。従って、伝
熱板表面との間で充分な熱交換が行われて、吸収液は効
果的に冷却されることになる。上述の如く、吸収液は広
い面積で冷媒蒸気と接触して冷媒蒸気を吸収すると共
に、これによって発生する熱は充分な熱交換によって効
果的に冷却され、この結果、高い吸収能力が得られる。

【０００７】具体的には、吸収液流下機構の吸収液槽
は、各伝熱板の上端面に連結して伝熱板毎に設けられ、
各吸収液槽は、前記上端面の長手方向に伸びている。

【０００８】該具体的構成を有する吸収器においては、
吸収液槽は伝熱板毎に設けられてユニット化されている
ので、吸収器の設計において伝熱板の枚数を変更する場
合にも、単にそのユニットの数を増減すればよく、その
枚数に応じて吸収液流下機構の寸法形状を再設計する必
要はない。従って、吸収器の設計変更が容易である。

【０００９】又、具体的には、吸収液流下機構の吸収液
槽は、全ての伝熱板の上端部に跨って連結され、これら
全ての上端部を含む広さに形成されている。

【００１０】該具体的構成を有する吸収器においては、
吸収液槽に対して、少なくとも１本の吸収液供給配管を
接続すればよく、配管構成が簡易となる。

【００１１】更に具体的には、吸収液流下機構の吸収液
流下孔は、出口が伝熱板の表面に沿って伸びるスリット
状に形成されている。

【００１２】該具体的構成を有する吸収器においては、
吸収液流下機構の吸収液槽に溜まった吸収液は、吸収液
流下孔から薄膜状に流出して、伝熱板の表面に拡がった
状態で、そのまま流下する。従って、冷媒蒸気を吸収す
べき吸収液の吸収面積と伝熱板に対する吸収液の濡れ面
積(伝熱板表面に付着した吸収液の伝熱板表面との接触
面積；ｍ²)が増大することになる。この結果、より多く
の吸収量と熱交換量を得ることが出来る。

【００１３】

【発明の効果】本発明に係る吸収式冷凍機の吸収器によ
れば、従来の吸収器に比べて、吸収液は広い面積で冷媒
蒸気と接触して冷媒蒸気を吸収すると共に、これによっ
て発生する熱は充分な熱交換によって効果的に冷却され
るので、吸収能力が飛躍的に向上する。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、本発明を二重効用型吸収式
冷凍機の吸収器に実施した形態につき、図面に沿って具
体的に説明する。本実施例の吸収器(５)は、図１３に示
す従来と同様に、密閉ドラム(３)内に形成された吸収器
室(32)内に設置される。本実施例の吸収器(５)において
は、吸収器室(32)内に、図１乃至図３に示す如く水平方
向に伸びる複数本の冷却水配管(２)が上下左右共に例え
ば２２ｍｍのピッチで配列される。又、平板状の複数枚
の伝熱板(１)が、互いに間隔をおいて垂直の姿勢で水平
方向に配列され、前記複数本の冷却水配管(２)が、これ
らの伝熱板(１)を垂直に貫通している。伝熱板(１)とし
ては、例えば肉厚Ｔｄが０.５ｍｍの平板状の銅板が採
用される。尚、伝熱板(１)としては、周知の他の資材、
例えばＡｌ等からなるものを採用することも可能であ
る。又、伝熱板(１)のピッチＰｄは、３〜１５ｍｍに設
定される。

【００１５】各伝熱板(１)の上端面には、伝熱板(１)の
上端面の長手方向に沿って伸びる断面Ｖ字形の吸収液槽
(10)が、伝熱板(１)と一体に形成されている。各吸収液
槽(10)の底部には、伝熱板(１)の両表面の上方位置に、
複数の吸収液流下孔(11)が伝熱板(１)の長手方向に互い
に間隔をおいて、２列に開設され、これらの吸収液流下
孔(11)の出口は、伝熱板(１)の表面に接している。この
様にして、伝熱板(１)毎に形成された複数の吸収液槽(1
0)によって、吸収液流下機構が構成される。

【００１６】上記吸収式冷凍機の吸収器(５)において
は、冷却水配管(２)内に冷却水が供給され、伝熱板(１)
及び冷却水配管(２)の表面は、冷却水配管(２)内の冷却
水によって充分に温度が低下することになる。図１３に
示す配管(61)から、図１に示す本実施例の複数の吸収液
槽(10)内に吸収液が供給される。該吸収液は、吸収液槽
(10)に一旦溜まった後、複数の吸収液流下孔(11)の出口
から流出する。各吸収液流下孔(11)の出口から流出した
吸収液は、直ぐに伝熱板(１)の表面に移って、伝熱板
(１)の表面に拡がりつつ、伝熱板(１)の表面及び冷却水
配管(２)の外周面を伝って流下していく。ここで、吸収
液槽(10)から流下する吸収液は全て、伝熱板(１)の表面
を伝うこととなり、従来の如く滴状で滴下することはな
い。吸収液は、伝熱板(１)の表面を流下する過程で、伝
熱板(１)の間を通過する冷媒蒸気と充分な面積で接触し
て、冷媒蒸気を吸収する。又この過程で、吸収液は、伝
熱板(１)の表面を広い面積で濡らすことになる。然も、
吸収液は、流動抵抗により減速されるため、伝熱板(１)
の表面を上端部から下端部まで充分な時間をかけて流れ
ることになる。これによって、大きな熱交換量が得られ
る。この様に、吸収液は広い面積で冷媒蒸気と接触して
冷媒蒸気を吸収すると共に、これによって発生する熱は
充分な熱交換によって効果的に冷却されることになる。
この結果、高い吸収能力が得られる。

【００１７】図４は、本発明の効果を実証するために行
なった吸収能力に関する計算の結果を表わしており、横
軸は伝熱板(１)のピッチＰｄであり、縦軸は、同一の吸
収能力を有する本発明の吸収器(５)の体積Ｖ１と従来の
吸収器(50)の体積Ｖ２の比(Ｖ１／Ｖ２)を表わしてい
る。この体積比が小さいほど、本発明の吸収器(５)の吸
収能力が高いと言える。尚、計算は、図５に示す如く伝
熱板(１)の肉厚Ｔｄを０.5ｍｍ、冷却水配管(２)の外径
Ｄｔを１／２インチ又は５／８インチ、冷却水配管(２)
の肉厚Ｔｔを０.６ｍｍ、冷却水配管(２)を流れる冷却
水の流速を１１.７ｍ／ｓとし、伝熱板(１)のピッチＰ
ｄを変化させて行なった。図４の黒丸のプロットは、冷
却水配管(２)の外径Ｄｔが１／２インチの場合、白丸の
プロットは、５／８インチの場合の計算結果を表わして
いる。

【００１８】図示の如く、冷却水配管(２)の外径Ｄｔが
１／２インチの場合、５／８インチの場合共に、伝熱板
(１)のピッチＰｄが３ｍｍのときに、体積比は３０％程
度と最小値となっている。又、伝熱板(１)のピッチＰｄ
が３ｍｍから大きくなるにつれて、体積比は徐々に増大
している。そしてピッチＰｄが１５ｍｍのとき、体積比
は、冷却水配管(２)の外径Ｄｔが１／２インチの場合に
９５％程度、５／８インチの場合に８０％程度となって
いる。これは、伝熱板(１)のピッチＰｄが大きくなるに
つれて、冷却水配管(２)の全長に亘って配列される伝熱
板(１)の枚数が減少して、吸収液の吸収面積と伝熱板
(１)に対する吸収液の濡れ面積(ｍ²)が小さくなるため
である。そしてピッチＰｄが１５ｍｍを越えると、従来
の伝熱板(１)のない吸収器(50)と殆ど濡れ面積が同じに
なって、従来の熱交換量を大きく上回る熱交換量は得ら
れない。

【００１９】尚、伝熱板(１)のピッチＰｄが３ｍｍより
小さい場合については、図４の如く体積比は急激に増大
すると考えられる。これは、伝熱板(１)どうしの接近に
よって、互いに対向する２つの表面を夫々流れる吸収液
どうしが接触し、これらの吸収液が合流して流下するた
め、冷媒蒸気の流路が吸収液により塞がれて、吸収液に
冷媒蒸気が充分な面積で接触せず、吸収能力が大幅に低
下するからである。従って、伝熱板(１)のピッチＰｄ
は、３〜１５ｍｍの範囲に設定することが望ましい。図
４のグラフから明らかな様に、本実施例の吸収器(５)に
よれば、従来の吸収器(50)に比べて高い吸収能力が得ら
れ、所期の吸収能力を発揮するために必要な体積は小さ
くて済むので、吸収器(５)の小型化が可能である。

【００２０】第２実施例 本実施例の吸収器(７)は、各伝熱板(１)の上端面に一体
に形成された複数の吸収液槽(10)によって吸収液流下機
構を構成する第１実施例の吸収器(５)に対し、全ての伝
熱板(１)の上端部に跨って取り付けられた１つの吸収液
槽(８)を吸収液流下機構として具えたものである。具体
的には、図６乃至図８に示す如く、全ての伝熱板(１)の
上端部に跨って、皿状の吸収液槽(８)が取り付けられ、
全ての伝熱板(１)の上端部が、吸収液槽(８)の底面を貫
通している。吸収液槽(８)の底面には、各伝熱板(１)の
両側に伝熱板(１)の表面に沿って伸びるスリット状の吸
収液流下孔(81)(81)が開設されている。この様にして、
吸収液流下機構として、全ての伝熱板(１)の上端部に跨
る吸収液槽(８)が取り付けられている。

【００２１】上記吸収式冷凍機の吸収器(７)において
は、上記第１実施例と同様に、伝熱板(１)及び冷却水配
管(２)の表面は、冷却水配管(２)内の冷却水によって充
分に温度が低下している。図１３に示す配管(61)から、
図６に示す本実施例の複数の吸収液槽(８)内に吸収液が
供給される。該吸収液は、吸収液槽(８)に一旦溜まった
後、各吸収液流下孔(81)から伝熱板(１)の表面を伝って
流出する。この際、吸収液は、スリット状の吸収液流下
孔(81)から薄膜状となって流出するため、伝熱板(１)の
表面の幅方向の全域を濡らしながら流下する。従って、
上記第１実施例よりも吸収液の吸収面積と伝熱板(１)表
面に対する濡れ面積が更に増大することになる。この結
果、第１実施例よりも高い吸収能力を得ることが出来
る。

【００２２】尚、本発明の各部構成は上記実施の形態に
限らず、特許請求の範囲に記載の技術的範囲内で種々の
変形が可能である。例えば、上記第１及び第２実施例に
おいては、複数本の冷却水配管(２)を、図９に示す如く
千鳥状に配列することも可能である。

【００２３】又、上記第１及び第２実施例においては、
平板状の伝熱板(１)を採用しているが、図１０に示す如
く鉛直方向に沿って波打つ波板状の伝熱板(９)を採用す
ることも可能である。又、図１１(ａ)乃至(ｃ)に示す如
く鉛直方向に沿って凹凸が現われる表面加工が施された
伝熱板(90)を採用することも可能である。これらの伝熱
板(９)(90)を採用した場合、吸収液が流下する際の流動
抵抗が大きくなって、垂直平板状の伝熱板(１)に比べて
流下速度が減小すると共に、吸収液の吸収面積と吸収液
の濡れ面積が増大するため、より高い吸収能力を得るこ
とが出来る。

【００２４】更に、上記第２実施例においては、吸収液
槽(８)の底部には、伝熱板(１)の両側にスリット状の吸
収液流下孔(81)を形成しているが、図１２に示す如く複
数の半円状の吸収液流下孔(82)を形成することも可能で
ある。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１実施例の吸収器の要部を表わす一部破断斜
視図である。

【図２】上記吸収器における冷却水配管の配列状態を表
わす正面図である。

【図３】上記吸収器における伝熱板の配列状態を表わす
側面図である。

【図４】本発明の効果を実証するために行なった吸収能
力に関する計算の結果を表わすグラフである。

【図５】上記計算に用いた伝熱板及び冷却水配管の形状
を表わす断面図である。

【図６】第２実施例の吸収器の要部を表わす一部破断斜
視図である。

【図７】上記吸収器における冷却水配管の配列状態を表
わす正面図である。

【図８】上記吸収器における伝熱板の配列状態を表わす
側面図である。

【図９】冷却水配管の他の配列状態を表わす正面図であ
る。

【図１０】伝熱板の他の形状を表わす側面図である。

【図１１】伝熱板の各種断面形状を表わす断面図であ
る。

【図１２】第２実施例の吸収器における吸収液流下孔の
他の構成例を表わす一部破断斜視図である。

【図１３】二重効用型の吸収式冷凍機において、密閉ド
ラム内に設置された吸収器を表わす模式図である。

【符号の説明】

(１) 伝熱板 (10) 吸収液槽 (11) 吸収液流下孔 (２) 冷却水配管 (５) 吸収器

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 吸収式冷凍機の吸収器において、吸収液
   及び冷媒蒸気が供給されるべき密閉室内に、吸収液を供
   給するための吸収液流下機構が設置され、吸収液流下機
   構の下方位置には、横方向に伸びる複数本の冷却水配管
   を互いに直列或いは並列に接続してなる冷却水配管系が
   設置されると共に、複数枚の伝熱板が互いに間隔をおい
   て垂直の姿勢で横方向に配列され、前記複数本の冷却水
   配管がこれらの伝熱板を貫通しており、吸収液流下機構
   は、流下させるべき吸収液が溜まる吸収液槽を具え、吸
   収液槽の底部には、出口が伝熱板の表面に近接する複数
   の吸収液流下孔が開設されていることを特徴とする吸収
   式冷凍機の吸収器。
2. 【請求項２】 吸収液流下機構の吸収液槽は、各伝熱板
   の上端面に連結して伝熱板毎に設けられ、各吸収液槽
   は、前記上端面の長手方向に伸びている請求項１に記載
   の吸収式冷凍機の吸収器。
3. 【請求項３】 吸収液流下機構の吸収液槽は、全ての伝
   熱板の上端部に跨って連結され、これら全ての上端部を
   含む広さに形成されている請求項１に記載の吸収式冷凍
   機の吸収器。
4. 【請求項４】 吸収液流下機構の吸収液流下孔は、出口
   が伝熱板の表面に沿って伸びるスリット状に形成されて
   いる請求項１乃至請求項３の何れかに記載の吸収式冷凍
   機の吸収器。