JPH11337228A

JPH11337228A - 蒸発器、吸収器および過冷却器の組合せ一体型熱交換器

Info

Publication number: JPH11337228A
Application number: JP14024198A
Authority: JP
Inventors: Taiji Sakai; 耐事坂井; Tsutomu Wada; 努和田; Jun Ono; 小野　　純; Mitsuru Ishikawa; 満石川; Toru Fukuda; 徹福田; Kazuma Ichikawa; 和馬市川
Original assignee: Honda Motor Co Ltd; Toyo Radiator Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd; Toyo Radiator Co Ltd
Priority date: 1998-05-21
Filing date: 1998-05-21
Publication date: 1999-12-10

Abstract

(57)【要約】【課題】吸収冷凍機において使用される蒸発器、吸
収器および過冷却器の組合せ一体型熱交換器において、
熱交換性能の向上と構造の小型化とを図る。【解決手段】蒸発器５、吸収器６および過冷却器７の
組合せ一体型熱交換器１において、熱交換器１のケーシ
ング２が、２つのケーシング部分３、４からなり、該２
つのケーシング部分３、４が、上方の連通口３c 、４c
を介して連通され、該連通口３c 、４c より下方の断熱
間隙Ｂを介して隔てられ、２つのケーシング部分３、４
のうちの一方のケーシング部分３に、蒸発器５が収容さ
れ、他方のケーシング部分４に、吸収器６が収容され、
過冷却器７が、連通口３c 、４c を横切って、蒸発器５
の上部と吸収器６の上部とにまたがるようにして横置き
に配設されている。過冷却器７は、連通口３c 、４c の
下縁に支持されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本願の発明は、吸収冷凍機に
おいて使用される蒸発器、吸収器および過冷却器の組合
せ一体型熱交換器に関し、特に熱交換性能の向上と構造
の小型化とを図った蒸発器、吸収器および過冷却器の組
合せ一体型熱交換器に関する。

【０００２】

【従来技術】吸収冷凍機の蒸発器、吸収器、過冷却器等
は、従来、管式熱交換器により構成されることが多く、
これら管式熱交換器が、単胴型もしくは双胴型吸収冷凍
機の胴体内に設置されるか、もしくは胴体外に独立して
設置され、相互の間は、胴体内の通路か、もしくは配管
により接続されている。

【０００３】このため、吸収冷凍機の製造に当たって
は、蒸発器、吸収器、過冷却器等の各熱交換器を別々に
製作した上、これらを個別に胴体内もしくは胴体外に取
付け、固定し、その後、所要の配管施工をし、さらに、
仕切り板を取付けるなど、多くの追加工が必要であり、
これらの熱交換器の製作、組付け、ひいては吸収冷凍機
の熱交換器部分の製造に手間を要し、しかも構造が大型
化、複雑化するなどの問題が生じていた。

【０００４】そこで、これらの問題点を解決すべく、本
出願人は、先に、以下に述べるような蒸発器、吸収器お
よび過冷却器の組合せ一体型熱交換器の発明について、
特許出願を行なった（特願平９−３４９６３号）。

【０００５】すなわち、この発明は、蒸発器、吸収器お
よび過冷却器が、それぞれ多板式熱交換器により構成さ
れており、該多板式熱交換器は、両面に凹凸加工を施し
た２枚の板状体を互いに重ね合わせて形成した素子を複
数重ね合わせ、各素子の内側の空間を一方の熱伝達媒体
を通過させるための通路とし、各素子間の空間を他方の
熱伝達媒体を通過させるための通路として形式され、過
冷却器は、蒸発器もしくは吸収器の上部に連設されて一
体的に形成され、吸収器と、前記一体的に形成された蒸
発器および過冷却器とは、仕切り板により隔てられてケ
ーシング内に収容され、これらが一体に組み付けられて
後、ロウ付けされたことを特徴とする蒸発器、吸収器お
よび過冷却器の組合せ一体型多板式熱交換器である。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】先のこの発明によれ
ば、前記のような問題点を十分満足できる程度に解決で
きる反面、蒸発器において生成される蒸発冷媒（冷媒蒸
気）の保有する熱の回収が未だ十分とはいえず、過冷却
器を出る凝縮冷媒の温度が十分に下がり切らないので、
ブラインの冷却性能および蒸発冷媒の吸収性能が十分に
満足できるものとはいえず、改善すべき点が残されてい
た。

【０００７】また、過冷却器がその上部に連設されない
側の蒸発器もしくは吸収器の上部には、無駄な空間が生
じており、それだけ熱交換器の構造が大型化していたの
で、今なお小型化の余地が残されていた。

【０００８】本願の発明は、これらの問題点を解決し
て、蒸発器、吸収器および過冷却器の組合せ一体型熱交
換器における熱交換性能の向上と構造の小型化、ひいて
は、吸収冷凍機の成績係数の向上とさらなる構造の小型
化とを可能にする蒸発器、吸収器および過冷却器の組合
せ一体型熱交換器を提供することを課題とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段および効果】本願の発明
は、前記のような課題を解決した蒸発器、吸収器および
過冷却器の組合せ一体型熱交換器に係り、その請求項１
に記載された発明は、蒸発器、吸収器および過冷却器の
組合せ一体型熱交換器において、熱交換器のケーシング
が、２つのケーシング部分からなり、前記２つのケーシ
ング部分が、上方の連通口を介して連通され、該連通口
より下方の断熱間隙を介して隔てられ、前記２つのケー
シング部分のうちの一方のケーシング部分に、蒸発器が
収容され、前記２つのケーシング部分のうちの他方のケ
ーシング部分に、吸収器が収容され、過冷却器が、前記
連通口を横切って、前記蒸発器の上部と前記吸収器の上
部とにまたがるようにして横置きに配設されたことを特
徴とする蒸発器、吸収器および過冷却器の組合せ一体型
熱交換器である。

【００１０】請求項１に記載された発明は、前記のよう
に構成されているので、熱交換器のケーシングが、２つ
のケーシング部分からなり、これら２つのケーシング部
分が、上方の連通口を介して連通され、該連通口より下
方の断熱間隙を介して隔てられ、過冷却器が、記連通口
を横切って、蒸発器の上部と吸収器の上部とにまたがる
ようにして横置きに配設される。

【００１１】この結果、過冷却器の伝熱面積を十分に取
ることが可能になり、該過冷却器の内部を流れる凝縮冷
媒と蒸発器において生成される蒸発冷媒との熱交換が十
分に行なわれるようになって、熱交換性能が向上し、過
冷却器出口の凝縮冷媒の温度を低減することができるの
で、蒸発器におけるブラインの冷却性能が向上し、吸収
器における蒸発冷媒の吸収が促進されて、吸収冷凍機の
成績係数が向上する。

【００１２】また、２つのケーシング部分は、それらの
連通口より下方の断熱間隙を介して隔てられているの
で、蒸発器と吸収器との間に熱移動が生じることがな
く、蒸発器におけるブラインの冷却性能および吸収器に
おける蒸発冷媒の吸収効率を良好に維持することができ
る。

【００１３】また、蒸発器と吸収器の上方の空間領域に
空きスペースが生ずることがなくなり、スペース効率が
向上して、蒸発器、吸収器および過冷却器の組合せ一体
型熱交換器のさらなる構造の小型化、ひいては、吸収冷
凍機のさらなる構造の小型化が可能になる。

【００１４】さらに、２つのケーシング部分の連通口を
横切って、蒸発器の上部と吸収器の上部とにまたがるよ
うにして横置きに配設される過冷却器は、エリミネータ
としての機能を奏し、蒸発器において生成される蒸発冷
媒に含まれる液滴を分離して、蒸発冷媒が液滴を伴って
蒸発器を出て行くのを防止し、また、吸収器において噴
霧される吸収液が、その跳ね返りにより蒸発器側に混入
するのをよく防止する。

【００１５】また、請求項２記載のように請求項１記載
の発明を構成することにより、過冷却器は、２つのケー
シング部分の連通口の下縁に支持されるので、過冷却器
の取付けが容易になるとともに、堅牢になる。

【００１６】また、請求項３記載のように請求項１また
は請求項２記載の発明を構成することにより、過冷却器
は、該過冷却器内を流れる凝縮冷媒と蒸発器において生
成される蒸発冷媒とが直交対向流形式の熱交換をなすよ
うにして、配設されるので、これら両流体間の熱交換が
さらに十分に行なわれ、熱交換性能がさらに向上して、
蒸発器におけるブラインの冷却性能、吸収器における蒸
発冷媒の吸収効率、ひいては、吸収冷凍機の成績係数が
さらに向上する。

【００１７】さらに、請求項４記載のように請求項１な
いし請求項３のいずれかに記載の発明を構成することに
より、蒸発器と吸収器とは、多板式熱交換器により構成
されるので、ロウ付け等の手段によって、これら個々の
熱交換器の製作およびこれら熱交換器のケーシングへの
組付けを容易に行なうことができる。

【００１８】

【発明の実施の形態】以下、図１ないし図５に図示され
る本願の請求項１ないし請求項４に記載された発明の一
実施形態について説明する。図１は、本実施形態におけ
る蒸発器、吸収器および過冷却器の組合せ一体型熱交換
器の正面カバー部分を切除して見た正面図、図２は、図
１のＩＩ−ＩＩ線で切断した断面図、図３は、図１のＩ
ＩＩ−ＩＩＩ線で切断した断面図、図４は、図１のＩＶ
−ＩＶ線で切断した断面図、図５は、図１の部分拡大図
である。

【００１９】これらの図において、本実施形態における
蒸発器、吸収器および過冷却器の組合せ一体型熱交換器
１は、そのケーシング２が、２つのケーシング部分３、
４からなり、これら２つのケーシング部分３、４は、後
述するプレート３b 、４b の上方部に形成された矩形開
口（上方の連通口）３c 、４c を介して連通され、該矩
形開口３c 、４c より下方の断熱間隙Ｂを介して隔てら
れている。

【００２０】２つのケーシング部分３、４は、実際に
は、それぞれタンク３a 、４a と、これらのタンク３a
、４a の開口部に蓋をする恰好のプレート３b 、４b
との組合せからなっている。ケーシング部分４のタンク
４a の深さは、ケーシング部分３のタンク３a の深さよ
り深い。

【００２１】プレート３b 、４b は、略同じ形状、同じ
大きさのものであって、その図１において上方の紙面と
直交する方向には、図５により良く図示されているよう
に、細長い矩形の開口３c 、４c が形成されている。

【００２２】開口３c の内周縁には、起立片３d が折曲
形成されていて、該起立片３d は、開口４c の内周縁に
丁度嵌合する。このように、起立片３d の有無の点で、
プレート３b 、４b の形状は異なっているが、その他の
点においては、プレート３b、４b の形状に異なるとこ
ろはない。

【００２３】したがって、図１に図示されるように、こ
れらのプレート３b 、４b が背中合わせになるようにし
て、２つのケーシング部分３、４が連結されると、開口
３cの内周縁の起立片３d は、開口４c の内周縁に嵌合
し、ケーシング部分３、４の内部上方の空間領域Ａ₃、
Ａ₄は、該開口３c の内周縁の起立片３d を介して直接
連通させられる。

【００２４】また、開口３c 、４c より下方のプレート
３b 、４b の各壁面部分は、わずかの隙間からなる断熱
間隙Ｂを介して対面させられる。20、20は、該断熱間隙
Ｂを所定間隔に保つために、プレート３b 、４b の下部
にそれぞれ形成された突起である。

【００２５】このようにして、２つのケーシング部分
３、４から組み立てられたケーシング２のうちの一方の
ケーシング部分３には、蒸発器５が収容され、他方のケ
ーシング部分４には、吸収器６が収容されている。これ
らの蒸発器５および吸収器６は、詳細には図示されてい
ないが、多板式熱交換器により構成されている。

【００２６】過冷却器７は、２つのケーシング部分３、
４の上方の連通口に相当するプレート３b の開口３c 、
４c を横切って、蒸発器５の上部と吸収器６の上部とに
またがるようにして横置きに配設されている。該過冷却
器７は、図１および図２に図示されるように、偏平なラ
ジエータタイプのフィン・アンド・チューブ式熱交換器
により構成されている。

【００２７】また、過冷却器７は、その図１において中
央よりやや右方の部分が、プレート３b の開口３c の下
縁に支持され、その左方のヘッダ部分が、凝縮冷媒の入
口管７a を介してタンク４a の底壁に支持され、また、
その右方のヘッダ部分が、凝縮冷媒の出口管７b を介し
てタンク３a の底壁に支持されている。凝縮冷媒の入口
管７a 、出口管７b は、各タンク４a 、３a の底壁を気
密に貫通している。

【００２８】一方のケーシング部分３内において、過冷
却器７の右方部分と蒸発器５との間の空間内には、過冷
却器７を出て膨張弁８により減圧させられた凝縮冷媒の
噴霧管９が、タンク３a の底壁を気密に貫通して取り付
けられている。この噴霧管９は、図３に図示されるよう
に、Ｔ字管をなしており、その先端の図３において上下
に分岐した管部分から、蒸発器５上に均一に凝縮冷媒を
噴霧する。

【００２９】また、他方のケーシング部分４内におい
て、過冷却器７の左方部分と吸収器６との間の空間内に
は、図示されない再生器を出て濃縮された濃吸収液の噴
霧管10が、タンク４a の底壁を気密に貫通して取り付け
られている。この噴霧管10も、図３に図示されるよう
に、Ｔ字管をなしており、その先端の図３において上下
に分岐した管部分から、吸収器６上に均一に濃吸収液を
噴霧する。

【００３０】蒸発器５には、ブラインが、その下方の入
口管11から流入し、その上方の出口管12から流出する。
この間に、噴霧管９から噴霧される凝縮冷媒により蒸発
熱を奪われて、冷却される。

【００３１】吸収器６には、冷却水が、その下方の入口
管13から流入し、その上方の出口管14から流出する。こ
の間に、噴霧管10から噴霧される濃吸収液が、蒸発器５
において生成された蒸発冷媒（冷媒蒸気）を吸収しつ
つ、希吸収液となって、ケーシング部分４の底部に溜ま
る。該底部に溜まった希吸収液は、出口管15を経て次段
の再生器へと送られる。

【００３２】蒸発器５において生成された蒸発冷媒（温
度１０°Ｃ）は、次段の吸収器６に移行して濃吸収液に
吸収される前に、先ず、ケーシング部分３の上方の空間
領域Ａ₃内において、過冷却器７の右方部分内を流れる
凝縮冷媒と直交する方向に流れて、これと熱交換を行な
う。

【００３３】次いで、ケーシング部分４の上方の空間領
域Ａ₄内において、過冷却器７の左方部分内を流れる凝
縮冷媒と直交する方向に流れて、これと熱交換を行な
う。このようにして、蒸発冷媒と凝縮冷媒との間で、直
交対向流形式による熱交換が行なわれる。

【００３４】この間に、凝縮冷媒の温度は、入口におけ
る５０°Ｃから、出口における３５°Ｃにまで低下させ
られる。この温度は、従来の組合せ一体型熱交換器が使
用される場合に比べて、数度低くなっており、それだけ
蒸発器５におけるブラインの冷却性能が向上されてい
る。

【００３５】他方、過冷却器７の右方部分を出た蒸発冷
媒の温度は２０°Ｃに上昇し、次いで、左方部分を出て
吸収器６に向かう蒸発冷媒の温度は４０°Ｃに上昇して
いるが、この温度も、従来の組合せ一体型熱交換器が使
用される場合に比べて、数度低くなっており、それだけ
吸収器６の冷却水の負担が軽減されて、吸収性能が向上
されている。

【００３６】なお、図３中、16は濃吸収液噴霧管であっ
て、噴霧管10と同じ高さ位置に取り付けられ、噴霧管10
による濃吸収液の噴霧が吸収器６の端部に十分に行き渡
らない場合に、適宜使用される。

【００３７】17は、ケーシング部分３の底部に溜まるド
レン排出用の管を取り付け固定するためのボス部、18
は、蒸発器５および吸収器６の支持用ステーを取り付け
固定するためのボス部、19は、計器取付け用のボス部で
ある。

【００３８】本実施形態は、前記のように構成されてい
るので、次のような効果を奏することができる。組合せ
一体型熱交換器１のケーシング２が、２つのケーシング
部分３、４からなり、これら２つのケーシング部分３、
４が、プレート３b 、４b の上方部に形成された開口
（上方の連通口）３c 、４c を介して連通され、該開口
３c 、４cより下方の断熱間隙Ｂを介して隔てられ、過
冷却器７が、該開口３c の内周縁の起立片３d に支持さ
れながら、該開口３c を横切って、蒸発器５の上部と吸
収器６の上部とにまたがるようにして、横置きに配設さ
れている。

【００３９】この結果、過冷却器７の伝熱面積を十分に
取ることが可能になり、該過冷却器７の内部を流れる凝
縮冷媒と蒸発器５において生成される蒸発冷媒との熱交
換が直交対向流形式により十分に行なわれるようになっ
て、熱交換性能が向上する。これにより、過冷却器７の
出口の凝縮冷媒の温度を低減することができ、蒸発器５
におけるブラインの冷却性能が向上し、吸収器６におけ
る蒸発冷媒の吸収も促進されて、吸収冷凍機の成績係数
を向上させることができる。

【００４０】また、２つのケーシング部分３、４は、そ
れらの連通口である開口３c より下方の断熱間隙Ｂを介
して隔てられているので、蒸発器５と吸収器６との間に
熱移動が生じることがなく、蒸発器５におけるブライン
の冷却性能および吸収器６における蒸発冷媒の吸収効率
を良好に維持することができる。

【００４１】また、蒸発器５と吸収器６の上方の空間領
域Ａ₃、Ａ₄に空きスペースが生ずることがなくなり、
スペース効率が向上して、蒸発器５、吸収器６および過
冷却器７の組合せ一体型熱交換器１のさらなる構造の小
型化、ひいては、吸収冷凍機のさらなる構造の小型化が
可能になる。

【００４２】さらに、開口３c を横切って、蒸発器５の
上部と吸収器６の上部とにまたがるようにして横置きに
配設される過冷却器７は、エリミネータとしての機能を
奏し、蒸発器５において生成される蒸発冷媒に含まれる
液滴を分離して、蒸発冷媒が液滴を伴って蒸発器５を出
て行くのを防止し、また、吸収器６において噴霧される
吸収液が、その跳ね返りにより蒸発器５側に混入するの
をよく防止することができる。

【００４３】また、過冷却器７は、その中間部が開口３
c の下縁（起立片３d の下縁）に支持されているので、
その取付けが容易になるとともに、堅牢になる。

【００４４】また、蒸発器５と吸収器６とは、多板式熱
交換器により構成されているので、ロウ付け等の手段に
よって、これら個々の熱交換器の製作およびこれら熱交
換器のケーシング２（ケーシング部分３、４）への組付
けを容易に行なうことができる。

【００４５】加えて、プレート３b の上方部の開口３c
の内周縁には、起立片３d が折曲形成されており、これ
がプレート４b の上方部の開口４c の内周縁に丁度嵌合
するようにされているので、これら両プレート３b 、４
b の位置決めが容易になるとともに、過冷却器７の支持
を損傷なく行なうことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本願の請求項１ないし請求項４に記載された発
明の一実施形態における蒸発器、吸収器および過冷却器
の組合せ一体型熱交換器の正面カバーを取り去って見た
正面図である。

【図２】図１のＩＩ−ＩＩ線で切断した断面図である。

【図３】図１のＩＩＩ−ＩＩＩ線で切断した断面図であ
る。

【図４】図１のＩＶ−ＩＶ線で切断した断面図である。

【図５】図１の部分拡大図である。

【符号の説明】

１…組合せ一体型熱交換器、２…ケーシング、３…ケー
シング部分、３a …タンク、３b …プレート、３c …開
口、３d …起立片、４…ケーシング部分、４a …タン
ク、４b …プレート、４c …開口、５…蒸発器、６…吸
収器、７…過冷却器、７a …凝縮冷媒入口管、７b …凝
縮冷媒出口管、８…膨張弁、９…凝縮冷媒噴霧管、10…
濃吸収液噴霧管、11…ブライン入口管、12…ブライン出
口管、13…冷却水入口管、14…冷却水出口管、15…希吸
収液出口管、16…濃吸収液噴霧管、17…ドレン排出用管
取付け用ボス部、18…ステー取付用ボス部、19…計器取
付け用ボス部、20…突起、Ａ₃、Ａ₄…空間領域、Ｂ…
断熱間隙。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者小野純東京都渋谷区代々木３丁目25番３号東洋ラジエーター株式会社内 (72)発明者石川満埼玉県和光市中央１丁目４番１号株式会社本田技術研究所内 (72)発明者福田徹埼玉県和光市中央１丁目４番１号株式会社本田技術研究所内 (72)発明者市川和馬埼玉県和光市中央１丁目４番１号株式会社本田技術研究所内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】蒸発器、吸収器および過冷却器の組合せ
一体型熱交換器において、熱交換器のケーシングが、２つのケーシング部分からな
り、前記２つのケーシング部分が、上方の連通口を介して連
通され、該連通口より下方の断熱間隙を介して隔てら
れ、前記２つのケーシング部分のうちの一方のケーシング部
分に、蒸発器が収容され、前記２つのケーシング部分のうちの他方のケーシング部
分に、吸収器が収容され、過冷却器が、前記連通口を横切って、前記蒸発器の上部
と前記吸収器の上部とにまたがるようにして横置きに配
設されたことを特徴とする蒸発器、吸収器および過冷却
器の組合せ一体型熱交換器。
【請求項２】前記過冷却器は、前記連通口の下縁に支
持されたことを特徴とする請求項１記載の蒸発器、吸収
器および過冷却器の組合せ一体型熱交換器。
【請求項３】前記過冷却器は、該過冷却器内を流れる
凝縮冷媒と前記蒸発器において生成される蒸発冷媒とが
直交対向流形式の熱交換をなすようにして、配設された
ことを特徴とする請求項１または請求項２記載の蒸発
器、吸収器および過冷却器の組合せ一体型熱交換器。
【請求項４】前記蒸発器と前記吸収器とは、多板式熱
交換器により構成されたことを特徴とする請求項１ない
し請求項３のいずれかに記載の蒸発器、吸収器および過
冷却器の組合せ一体型熱交換器。