JPH10300274A - 空冷吸収式冷凍装置用蒸発器ユニット - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 空冷吸収式冷凍装置用蒸発器ユニットにおい
て、冷媒蒸気の圧力損失の低減と未蒸発液冷媒の吸収器
側への侵入阻止とを簡単な構成により両立する。 【解決手段】 仕切板１９によって、ケーシング１５の
内室を該仕切板１９の上方側において相互に連通する第
１室１６と第２室１７とに区画し、上記第１室１６には
上記蒸発器３及び散布装置４を収容する一方、上記第２
室１７の底部には吸収器２に連絡する吸収器連絡管１
１，１１，・・を設ける。かかる構成によれば、上記第
１室１６内の上記蒸発器３において発生した冷媒蒸気
は、該第１室１６から上記仕切板１９の上方側を通って
上記第２室１７側に流入することで、例えばエリミネー
タを介して冷媒蒸気が移動する場合に比して、冷媒蒸気
の圧力損失が可及的に低減される。また一方、上記第１
室１６側の未蒸発液冷媒は、上記仕切板１９によって上
記第２室１７側への侵入が阻止される。これら両者の相
乗作用により、上記吸収器２における吸収性能が格段に
向上することになる。

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
装置に備えられる蒸発器ユニットの構造に関するもので
ある。

【０００２】

【従来の技術】空冷吸収式冷凍装置においては、通常、
蒸発器と、該蒸発器の蒸発器用伝熱管に一次側冷媒を散
布する散布装置とを、一つのケーシング内に配置して蒸
発器ユニットを構成し、これらを一体的に取り扱うよう
にしている。

【０００３】そして、かかる蒸発器ユニットにおいて
は、蒸発器において発生した蒸気を吸収器に供給する場
合における圧力損失の低減の見地から、蒸発器ユニット
と吸収器とを連絡する管路の長さを可及的に短くすべ
く、上記蒸発器ユニットと吸収器とを上下方向に近接配
置しこれら両者を短い連絡管により連絡させて一体的な
構造とすることが試みられている。

【０００４】ところで、空冷吸収式冷凍装置において
は、散布装置から蒸発器側へ散布される一次側液冷媒
を、該蒸発器内を還流する二次側冷媒との熱交換によっ
て蒸発させるとともに、この冷媒蒸気を上記吸収器側へ
供給し、該吸収器において該冷媒蒸気を吸収液に吸収さ
せるようになっている。この場合、上記蒸発器側で蒸発
されなかった未蒸発液冷媒、あるいは散布直後の液冷媒
が上記冷媒蒸気の流れに乗って上記吸収器側に侵入する
と該吸収器における吸収性能が大きく低下するため、か
かる液冷媒の吸収器側への侵入を阻止することが必要で
ある。特に、かかる問題は、上記蒸発器ユニットと吸収
器とが一体化構造とされている場合に顕著である。

【０００５】かかる問題を解決する一つの方法として、
従来は、蒸発器側と吸収器側との間に、屈曲通路をもつ
エリミネータを備え、該エリミネータを介して冷媒蒸気
を吸収器側へ供給するようにしていた。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところが、このように
エリミネータを介して冷媒蒸気を蒸発器側から吸収器側
へ供給する構造の場合、該エリミネータがその機能上、
比較的大きな流通抵抗をもつ構成であることから、該エ
リミネータを介して流れる冷媒蒸気の圧力損失が大きく
なり、冷媒蒸気の圧力損失の低減のために蒸発器と吸収
器とを一体構造としたことの利点が損なわれることにな
り、好ましくない。

【０００７】そこで本願発明では、冷媒蒸気の圧力損失
の低減と未蒸発液冷媒の吸収器側への侵入とを簡単な構
成により両立し得るようにした空冷吸収式冷凍装置用蒸
発器ユニットを提供することを目的としてなされたもの
である。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本願発明ではかかる課題
を解決するための具体的手段として次のような構成を採
用している。

【０００９】本願の第１の発明では、ケーシング１５内
に、二次側冷媒が還流する蒸発器用伝熱管５，５，・・
を多段状に配置してなる蒸発器３と、該蒸発器３の上記
各蒸発器用伝熱管５，５，・・の外周部に一次側冷媒を
散布する散布装置４とを、上記蒸発器３の上方に上記散
布装置４を位置させた状態でそれぞれ配置してなる空冷
吸収式冷凍装置用蒸発器ユニットにおいて、上記ケーシ
ング１５の内室を、該ケーシング１５の内部に設けられ
た仕切板１９により、該仕切板１９の上方側において相
互に連通する第１室１６と第２室１７とに区画し、上記
第１室１６には上記蒸発器３及び散布装置４を収容する
一方、上記第２室１７の底部には吸収器２に連絡する吸
収器連絡管１１，１１，・・を設けたことを特徴として
いる。

【００１０】本願の第２の発明では、上記第１の発明に
かかる空冷吸収式冷凍装置用蒸発器ユニットにおいて、
上記仕切板１９を上記ケーシング１５の形成素材の一部
で構成したことを特徴としている。

【００１１】本願の第３の発明では、上記第１又は第２
の発明にかかる空冷吸収式冷凍装置用蒸発器ユニットに
おいて、上記ケーシング１５の上記第２室１７の底面を
上記第１室１６の底面よりも高位に位置させたことを特
徴としている。

【００１２】

【発明の効果】本願発明ではかかる構成とすることによ
り次のような効果が得られる。

【００１３】 本願の第１の発明にかかる空冷吸収式
冷凍装置用蒸発器ユニットは、上記ケーシング１５の内
室を、該ケーシング１５の内部に設けられた仕切板１９
により、該仕切板１９の上方側において相互に連通する
第１室１６と第２室１７とに区画し、上記第１室１６に
は上記蒸発器３及び散布装置４を収容する一方、上記第
２室１７の底部には吸収器２に連絡する吸収器連絡管１
１，１１，・・を設けている。

【００１４】従って、上記第１室１６内において、上記
散布装置４から上記蒸発器３の各伝熱管５，５，・・側
に散布される一次側液冷媒が上記各伝熱管５，５，・・
内を循環する二次側冷媒との熱交換により蒸発して発生
する冷媒蒸気は、該第１室１６から上記仕切板１９の上
方側を通って上記第２室１７側に流入する。このため、
例えば従来のように上記第１室１６と第２室１７との間
にエリミネータを設ける場合に比して、該第１室１６か
ら第２室１７側へ流れる冷媒蒸気の圧力損失が可及的に
低減されることになる。また一方、上記散布装置４から
散布された一次側液冷媒のうち、上記蒸発器３において
蒸発しなかった未蒸発液冷媒は、上記仕切板１９によっ
て上記第１室１６側から上記第２室１７側への侵入が阻
止され、該第１室１６の底部に貯留される。

【００１５】これら両者の相乗作用により、上記吸収器
２における吸収性能が格段に向上することになる。

【００１６】 本願の第２の発明にかかる空冷吸収式
冷凍装置用蒸発器ユニットによれば、上記に記載の効
果に加えて次のような特有の効果が奏せられる。即ち、
本発明では、上記仕切板１９を上記ケーシング１５の形
成素材の一部で構成しているので、例えば上記仕切板１
９を上記ケーシング１５の形成素材と異なる別素材にて
形成する場合に比して素材費の低減、延いては製造コス
トの低減が図れると共に、上記蒸発器ユニット１の組付
時において上記仕切板１９の組付け作業が不要であるこ
とからその組付け作業性の向上が期待できるものであ
る。

【００１７】 本願の第３の発明にかかる空冷吸収式
冷凍装置用蒸発器ユニットによれば、上記又はに記
載の効果に加えて次のような特有の効果が奏せられる。
即ち、本発明では、上記ケーシング１５の上記第２室１
７の底面を上記第１室１６の底面よりも高位に位置させ
ているので、上記第２室１７の下方位置に配置される上
記吸収器２を、例えば上記第１室１６の底面と第２室１
７の底面とが略同一高さとされている場合に比して、よ
り高位置に配置することができ、この結果、上記蒸発器
ユニット１と吸収器２とを備えて構成される空冷吸収式
冷凍装置の全高をより低くしてそのコンパクト性を高め
ることが可能となるものである。

【００１８】

【発明の実施の形態】以下、本願発明にかかる空冷吸収
式冷凍装置用蒸発器ユニットを好適な実施形態に基づい
て具体的に説明する。

【００１９】図１及び図２には、本願発明の実施形態に
かかる空冷吸収式冷凍装置に用いられる蒸発器ユニット
１を示している。この蒸発器ユニット１は、次述する蒸
発器３と散布装置４とをケーシング１５内に収容して構
成される。

【００２０】上記蒸発器３は、多段・多列で上下及び左
右に所定間隔で平行配置された複数本の蒸発器用伝熱管
５，５，・・を、該各伝熱管５，５，・・の軸方向に所
定間隔で配置された伝熱管支持部材１０，１０，・・に
よって支持して構成される。そして、この蒸発器３にお
いては、二次側冷媒入口管８を通して供給される二次側
冷媒を上部ヘッダー６によって各パスの最上段に位置す
る蒸発器用伝熱管５，５，・・に分流させるとともに、
該各パスの最下段に位置する蒸発器用伝熱管５，５，・
・からの還流二次側冷媒を下部ヘッダー７において集合
させ、二次側冷媒出口管９を介して二次側冷媒循環系へ
戻すようになっている。

【００２１】上記散布装置４は、上端が開放した浅い矩
形のトレー２５の底部に滴下孔２６，２６，・・を多数
形成して構成される。そして、この散布装置４は、上記
蒸発器３の上方位置に、該蒸発器３側の上記各伝熱管支
持部材１０，１０，・・によって支持された状態で配置
される。この場合、上記各滴下孔２６，２６，・・は、
該散布装置４の下方位置に配置された上記蒸発器３の上
記各伝熱管５，５，・・に対応する如くその平面方向に
おける形成位置が設定されている。また、この散布装置
４には、冷媒タンク２９から冷媒ポンプ３０によって一
次側冷媒ａが一次側冷媒入口管２７を通して順次供給さ
れる。そして、この散布装置４に供給された一次側冷媒
ａは、上記各滴下孔２６，２６，・・から上記蒸発器３
の各伝熱管５，５，・・に滴下され、その大部分は該各
伝熱管５，５，・・内を循環する一次側冷媒との熱交換
によって蒸発されて冷媒蒸気Ｇとされるが、その一部は
蒸発されずそのまま未蒸発液冷媒ｂとして下方へ流下
し、次述のケーシング１５の第１室１６の底部に貯留さ
れる。

【００２２】尚、上記蒸発器３と散布装置４とは、次述
のケーシング１５への組付時には、一体的に取り扱われ
る。

【００２３】上記ケーシング１５は、図１及び図２に示
すように、横長偏平箱状の外観形態をもつものであっ
て、次述するように、第１本体部１５Ａと第２本体部１
５Ｂと蓋部１５Ｃとで構成されている。

【００２４】上記第１本体部１５Ａは、上方が開放され
た偏平矩形状の箱体とされる。また、上記第２本体部１
５Ｂは、上方が開放されるとともに、上記第１本体部１
５Ａよりも幅寸法及び深さ寸法が共に小さい矩形状の箱
体とされる。そして、この第１本体部１５Ａと第２本体
部１５Ｂとは、これらの上面高さを同一とした上で、該
第１本体部１５Ａの一方の側壁１５Ａａと第２本体部１
５Ｂの一方の側壁１５Ｂａとを相互に衝合させた状態で
溶接等の適宜接合手段にて一体化されている。この場
合、上記第１本体部１５Ａにおいては、その一方の側壁
１５Ａａの高さ寸法を他方の側壁１５Ａｂよりも低く設
定している。また、上記第２本体部１５Ｂにおいても、
その一方の側壁１５Ｂａの高さ寸法を他方の側壁１５Ｂ
ｂよりも低く設定している。

【００２５】従って、この第１本体部１５Ａと第２本体
部１５Ｂとの一体化状態においては、上記第２本体部１
５Ｂの一方の側壁１５Ｂａが、上記第１本体部１５Ａ及
び第２本体部１５Ｂの上端よりも所定高さだけ下位に位
置することになる。このため、この一体化された上記第
１本体部１５Ａと第２本体部１５Ｂの開放端を、蓋部１
５Ｃによって閉塞してケーシング１５を構成した場合、
該蓋部１５Ｃと上記第２本体部１５Ｂの一方の側壁１５
Ｂａの上端との間には、該ケーシング１５の長手方向に
延びる開口１８が形成されることとなり、しかもこの開
口１８の形成位置は上記第１本体部１５Ａの底面よりも
かなり高い位置とされる。また、この第２本体部１５Ｂ
の一方の側壁１５Ｂａによって上記ケーシング１５の内
室は、上記第１本体部１５Ａ側の第１室１６と第２本体
部１５Ｂ側の第２室１７との二室に区画されるととも
に、該第１室１６と第２室１７とは上記開口１８を介し
て相互に連通せしめられる。即ち、この実施形態におい
ては、上記第２本体部１５Ｂの一方の側壁１５Ｂａが、
特許請求の範囲中の「仕切板１９」に該当することにな
る。

【００２６】そして、このケーシング１５の上記第１室
１６と第２室１７のうち、上記第１室１６には、上記蒸
発器３と散布装置４とが一体化状態で収容される。これ
に対して、上記第２室１７の底部には、多数の吸収器連
絡管１１，１１，・・が、その上端をそれぞれ所定高さ
だけ上方へ突出させた状態で設けられている。そして、
この各吸収器連絡管１１，１１，・・の下端側は、吸収
器２の吸収器用伝熱管（図示省略）に接続されている。
また、上記第２室１７の側部には、該第２室１７と区画
された吸収液導入室２１が形成されるとともに、該吸収
液導入室２１と第２室１７とは該吸収液導入室２１の底
部近傍に形成した通孔２２を介して相互に連通してい
る。また、上記吸収液導入室２１には吸収液入口管２３
が設けられており、該吸収液入口管２３を介して上記吸
収液導入室２１内に吸収液ｃが供給されるようになって
いる。尚、この吸収液ｃは、上記吸収液導入室２１から
上記通孔２２を通って上記第２室１７側へ流れるととも
に、上記各吸収器連絡管１１，１１，・・の上端からそ
の管壁に沿って流下する。

【００２７】以上のように構成された蒸発器ユニット１
における作動は次の通りである。即ち、上記散布装置４
の各滴下孔２６，２６，・・から滴下する一次側液冷媒
ａは、上記蒸発器３の各伝熱管５，５，・・の表面を濡
らしながら流下する際に、その大部分は該各伝熱管５，
５，・・内を循環する二次側冷媒との間で熱交換をして
蒸発し、冷媒蒸気Ｇとして、図２に白抜矢印で示すよう
に、上記第１室１６内を上昇し、上記仕切板１９の上方
の開口１８を通って上記第２室１７側に移動し、上記各
吸収器連絡管１１，１１，・・から上記吸収器２側へ吸
入される。一方、上記蒸発器３において蒸発しなかった
未蒸発液冷媒ｂは、そのまま第１室１６の底部側へ流下
するが、該第１室１６が上記仕切板１９によって上記第
２室１７と区画されているので該第２室１７側への侵入
が阻止され、該第１室１６側にそのまま貯留される。

【００２８】また、上記第２室１７の底部側には、上記
吸収液入口管２３を介して吸収液ｃが供給されており、
この吸収液ｃは上記各吸収器連絡管１１，１１，・・の
管壁を伝って吸収器２側へ流下する。そして、上記吸収
器２の吸収器用伝熱管内において、その管壁に沿って流
下する吸収液ｃに、該伝熱管の内部を流れる冷媒蒸気Ｇ
が吸収されるものである。

【００２９】以上のように構成された蒸発器ユニット１
を組み込んで構成される空冷吸収式冷凍装置の例を図３
及び図４に示している。

【００３０】図３に示す空冷吸収式冷凍装置Ｚ₁は、背
面吸込・前面吹出タイプの冷凍装置であって、カバー４
１の背面側最上部に上記蒸発器ユニット１を配置すると
ともに、該蒸発器ユニット１の背面側下方に吸収器２を
配置している。また、上記カバー４１の前面側に左右一
対のファン４８，４８を配置している。そして、上記カ
バー４１の背面側から上記吸収器２を通して室外空気を
吸入し、上記ファン４８，４８から室外側へ吹き出すよ
うになっている。尚、同図において、符号４２は気液分
離器、４３は低温再生器、４４は高温再生器、４５は高
温溶液熱交換器、４６は低温溶液熱交換器、４７は凝縮
器、４９は冷媒タンクである。

【００３１】図４に示す空冷吸収式冷凍装置Ｚ₂は、側
方三面吸込・上方吹出タイプの冷凍装置であって、カバ
ー４１の隣接する二側面の上部位置に上記蒸発器ユニッ
ト１，１をそれぞれ配置するとともに、該各蒸発器ユニ
ット１，１の背面側下方位置にそれぞれ吸収器２，２を
配置している。また、カバー４１の他の側面に凝縮器４
７を配置するともに、上面側の中央部にファン４８を配
置している。そして、上記各吸収器２，２及び上記凝縮
器４７をそれぞれ通して室外空気を吸入し、上記ファン
４８から室外側へ吹き出すようになっている。尚、同図
において、符号４２は気液分離器、４３は低温再生器、
５０は溶液ポンプ、５１は冷媒ポンプ、５２はバーナ
ー、５３は高温再生器、５４はレシーバー、５５はスイ
ッチボックス、５６は電気品ボックスである。

【００３２】以上のように構成され且つ空冷吸収式冷凍
装置Ｚ₁，Ｚ₂を構成する上記蒸発器ユニット１によれば
次のような利点がある。

【００３３】即ち、この実施形態の蒸発器ユニット１に
よれば、上記ケーシング１５に、仕切板１９により区画
され且つ該仕切板１９の上方側において相互に連通する
第１室１６と第２室１７とを設け、上記第１室１６には
上記蒸発器３及び散布装置４を収容する一方、上記第２
室１７の底部には吸収器２に連絡する吸収器連絡管１
１，１１，・・を設けているので、上記第１室１６内に
おいて、上記散布装置４から上記蒸発器３の各伝熱管
５，５，・・側に散布される一次側液冷媒ａが上記各伝
熱管５，５，・・内を循環する二次側冷媒との熱交換に
より蒸発して発生する冷媒蒸気Ｇは、該第１室１６から
上記仕切板１９の上方側を通って上記第２室１７側に流
入する。このため、例えば従来のように上記第１室１６
と第２室１７との間にエリミネータを設ける場合に比し
て、該第１室１６から第２室１７側へ流れる冷媒蒸気Ｇ
の圧力損失が可及的に低減されることになる。また一
方、上記散布装置４から散布された一次側液冷媒ａのう
ち、上記蒸発器３において蒸発しなかった未蒸発液冷媒
ｂは、上記仕切板１９によって上記第１室１６側から上
記第２室１７側への侵入が阻止され、該第１室１６の底
部に貯留される。これらの結果、上記吸収器２における
吸収性能が格段に向上することになる。

【００３４】また、この場合、この実施形態のように、
上記ケーシング１５内において上記第１室１６と第２室
１７とを形成する仕切板１９を該ケーシング１５の形成
素材の一部で構成すると、例えば上記仕切板１９を上記
ケーシング１５の形成素材と異なる別素材にて形成する
場合に比して、素材費の低減、延いては製造コストの低
減が図れると共に、上記蒸発器ユニット１の組付時にお
いて上記仕切板１９の組付け作業が不要であることから
その組付け作業性の向上が期待できる。

【００３５】さらに、上記ケーシング１５の上記第２室
１７の底面を上記第１室１６の底面よりも高位に位置さ
せて該第２室１７の下方位置に上記吸収器２を配置する
と、例えば上記第１室１６の底面と第２室１７の底面と
が略同一高さとされている場合に比して、上記吸収器２
をより高位置に配置することができ、この結果、上記蒸
発器ユニット１と吸収器２とを備えて構成される空冷吸
収式冷凍装置Ｚ₁，Ｚ₂の全高をより低くしてそのコンパ
クト性を高めることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本願発明にかかる空冷吸収式冷凍装置用蒸発器
ユニットの好適な実施形態を示す一部断面斜視図であ
る。

【図２】図１のII-II断面図である。

【図３】本願発明の蒸発器ユニットの空冷吸収式冷凍装
置への第１の組み込み状態を示す斜視図である。

【図４】本願発明の蒸発器ユニットの空冷吸収式冷凍装
置への第２の組み込み状態を示す斜視図である。

【符号の説明】

１は蒸発器ユニット、２は吸収器、３は蒸発器、４は散
布装置、５は蒸発器用伝熱管、６は上部ヘッダー、７は
下部ヘッダー、８は二次側冷媒入口管、９は二次側冷媒
出口管、１０は伝熱管支持部材、１１は吸収器連絡管、
１５はケーシング、１６は第１室、１７は第２室、１８
は開口、１９は仕切板、２１は吸収液導入室、２２は通
孔、２３は吸収液入口管、２５はトレー、２６は滴下
孔、２７は一次側冷媒入口管、２８は一次側冷媒出口
管、２９は冷媒タンク、３０は冷媒ポンプ、４１はカバ
ー、４２は気液分離器、４３は低温再生器、４４は高温
再生器、４５は高温溶液熱交換器、４６は低温溶液熱交
換器、４７は凝縮器、４８はファン、４９は冷媒タン
ク、５０は溶液ポンプ、５１は冷媒ポンプ、５２はバー
ナー、５３は高温再生器、５４はレシーバー、５５はス
イッチボックス、５６は電気品ボックス、Ｚ₁及びＺ₂は
空冷吸収式冷凍装置である。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ケーシング（１５）内に、二次側冷媒が
   還流する蒸発器用伝熱管（５），（５），・・を多段状
   に配置してなる蒸発器（３）と、該蒸発器（３）の上記
   各蒸発器用伝熱管（５），（５），・・の外周部に一次
   側冷媒を散布する散布装置（４）とを、上記蒸発器
   （３）の上方に上記散布装置（４）を位置させた状態で
   それぞれ配置してなる空冷吸収式冷凍装置用蒸発器ユニ
   ットであって、 上記ケーシング（１５）の内室が、該ケーシング（１
   ５）の内部に設けられた仕切板（１９）により、該仕切
   板（１９）の上方側において相互に連通する第１室（１
   ６）と第２室（１７）とに区画され、 上記第１室（１６）には上記蒸発器（３）及び散布装置
   （４）が収容される一方、 上記第２室（１７）の底部には吸収器（２）に連絡する
   吸収器連絡管（１１），（１１），・・が設けられてい
   ることを特徴とする空冷吸収式冷凍装置用蒸発器ユニッ
   ト。
2. 【請求項２】 請求項１において、 上記仕切板（１９）が上記ケーシング（１５）の形成素
   材の一部で構成されていることを特徴とする空冷吸収式
   冷凍装置用蒸発器ユニット。
3. 【請求項３】 請求項１又は２において、 上記ケーシング（１５）の上記第２室（１７）の底面が
   上記第１室（１６）の底面よりも高位に位置しているこ
   とを特徴とする空冷吸収式冷凍装置用蒸発器ユニット。