JPH1183239A - 円筒型多板式再生器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】 直火式吸収冷凍機に使用される円筒型多板式
再生器において、耐圧性、組付性の向上、構造の簡素化
と小形化、放熱面積の確保熱伝達効率の改善を図る。 【解決手段】 燃焼室４１と対流伝熱部と気液分離室４
８とを有し、２枚の環状板体を互いに重ね合わせて形成
された熱交換器素子２０，３０を横置に複数個重ねて構
成された再生器４０において燃焼室は環状板体の中央部
に形成され、吸収液の通路は熱交換器素子の内部に形成
し、熱交換器素子間に形成される空間４３、４３ａが燃
焼ガスの通路とされバーナ５１が設けられている。環状
板体は、一側に、円周方向に等間隔に複数の第１の段部
が突出形成され、隣接の該第１段部の間に、これらの段
部より高く、第２の段部が突出形成され、第１の段部に
は複数の突起が、第２の段部と同じ高さにさらに突出形
成され、第２の段部には吸収液連通用開口が打ち抜き形
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】本願の発明は、直火式吸収冷
凍機等において使用される円筒型多板式再生器に関し、
特に耐圧性に優れ、上部に設置される精留器との組付け
に適し、かつ、小型化が図れると同時に十分な放熱面積
が得られるようにされた、円筒型多板式再生器に関す
る。

【０００２】

【従来技術】従来の直火式吸収冷凍機あるいは直火式吸
収冷温水機等において使用される再生器は、例えば図９
に図示されるように、多管式再生器01の胴体02内に、該
胴体02の全長もしくは略全長にわたって炉筒013 が設置
され、該胴体02の左右両側壁面を構成する左右ヘッダプ
レート04間に多数の煙管07、07・・・が懸架され、該煙
管07の両端は、左右の煙室09a 、09b 、出口煙室09c 等
に開口されて、燃焼ガスが胴体02内に収容された吸収液
08中を煙管を介して複数回折り返し流れて、該吸収液08
を加熱し、温度の低下した燃焼ガスは、出口煙室09c に
形成された排気口010 より大気中に排出されるととも
に、発生した冷媒蒸気は、供給口012 より凝縮器へと送
られるようになっている。なお、炉筒013 の少なくとも
燃焼室06が形成される側の端部は、ヘッダプレート04に
より固定、支持されるようになっている。03は胴体02の
外筒部分を示し、011 はバーナ、015 は濃吸収液出口で
ある。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】前記従来の多管式再生
器01においては、燃焼室06を有する炉筒013 は、左右ヘ
ッダプレート04とは別体として形成され、これが胴体02
の全長もしくは略全長にわたって設けられ、左右ヘッダ
プレート04のいずれかもしくは双方により固定、支持さ
れるようになっている。また、多数の煙管群07、07・・
・が、左右ヘッダプレート04間に懸架されている。この
ような構造のため、部品点数と作業工程が多くなり、ま
た、装置全体が大型となり、構造も複雑となっていた。

【０００４】さらに、胴体02の外筒部分03は、その全面
に内外差圧が作用するため、耐圧性に優れたものとはい
えず、加えて、これに精留器を組付けて用いる場合に
は、その組付けに適した構造のものともいえなかった。

【０００５】

【課題を解決するための手段および効果】本願の発明
は、前記のような問題点を解決した円筒型多板式再生器
に関わり、その請求項１に記載された発明は、燃焼室と
対流熱伝達部と気液分離室とを有し、２枚の環状板体を
互いに重ね合わせて形成された熱交換器素子を横置に複
数個重ね合わせて構成される円筒型多板式再生器におい
て、前記燃焼室が、複数枚の前記環状板体の各中央開口
部を連ねることにより形成され、前記熱交換器素子の内
側の空間が、吸収液の通過する通路とされ、熱交換器素
子間に形成される空間が、燃焼ガスの通過する通路とさ
れ、前記燃焼室にバーナが設けられたことを特徴とする
円筒型多板式再生器である。

【０００６】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、２枚の環状板体を互いに重ね合
わせて形成される熱交換器素子を横置に複数個重ね合わ
せるだけで、簡単に燃焼室、対流熱伝達部、吸収液収容
室を形成することができ、別途タンクは不要である。こ
れにより、円筒型多板式再生器の構造が簡単になり、装
置全体が小型化され、作業工程が短縮されて、製造が容
易になる。

【０００７】また、複数枚の環状板体の組合せ構造体で
あるので、耐圧性に優れており、全体として円筒型をな
しているので、通常同型をなして製造される精留器を上
部に組み付けるのに適した構造が得られる。

【０００８】さらに、燃焼室から放射される輻射熱は、
全て周囲を囲む環状板体壁面を介して吸収液に伝達され
るので、熱伝達効率が改善される。

【０００９】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、同一形状の環状板体の２
枚を、各環状板体の段部が形成された側を外方にして向
かい合わせにして、位相（段部と突起の位置）を合わせ
て重ね合わせるだけで、簡単に１個の熱交換器素子を形
成することができ、さらに、このようにして形成された
熱交換器素子の複数個を、位相を合わせて重ね合わせる
ことにより、簡単に円筒型多板式再生器を製造すること
ができ、円筒型多板式再生器の製造がさらに容易にな
る。

【００１０】また、燃焼ガスは、隣接する熱交換器素子
間に円周方向に等間隔に形成される通路であって、各熱
交換器素子を形成する環状板体の第１段部同志が間隔を
置いて向き合うことにより形成される通路を放射方向外
方に万遍なく流れて、対流熱を吸収液に伝達するので、
十分な放熱面積が得られて、この面からも熱伝達効率が
改善される。

【００１１】さらに、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、環状板
体の形状が単純化されるとともに、同一形状の環状板体
の２枚を所定の姿勢にして重ね合わせるだけで簡単に１
個の熱交換器素子を形成することができる環状板体の形
状を、容易に得ることができる。

【００１２】また、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、装置全体の全高を低くできて、装置全体が小型化さ
れるとともに、その構造が簡単になる。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、図１ないし図８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
る円筒型多板式再生器に適用される熱交換器素子の基本
的構成部材である環状板体の一面Ａ（以下、Ａ面とい
う。）の平面図、図２は図１のII−II線で切断した断面
図、図３は図２の部分拡大図、図４は、最下部の熱交換
器素子の構成部材である最下部の環状板体のＡ面の平面
図、図５は、図１の環状板体の２枚を用いて形成された
熱交換器素子の図２と同じ位置における断面図、図６は
図５の部分拡大図、図７は円筒型多板式再生器の縦断面
図、図８は、精留器が上部に取り付けられた円筒型多板
式再生器の斜視図、図９は従来例を示す図である。

【００１４】図１ないし図３において、環状板体１は、
円形状のアルミ素材板をプレス加工することにより形成
され、中央の打抜き開口部２を囲む幅の狭い小径円形リ
ング状の基板部３、外周縁の同じく幅の狭い大径円形リ
ング状の基板部４を基準にして、一面Ａ側に、第１の段
部５が円周方向に等間隔に複数個、本実施形態において
は８個、高さａに突出形成されている。

【００１５】該第１の段部５は、基板部３、基板部４に
迫る内径と外径をもち、平面視略角を丸められた背の高
い二等辺台形状をなしていて、その短い方の辺を環状板
体１の中心に向けて、形成されている。等しい長さの両
側辺の各々は、後述する第２の段部７の等しい長さの両
側辺のうち隣接する側の一側辺と平行に形成されてい
る。

【００１６】該第１の段部５上には、複数個、本実施形
態においては２個の突起６が、基板部３、４に対してｂ
の高さに、放射方向に並んでさらに突出形成されてい
る。ｂの高さは、ｂ＝２ａとされているが、必ずしもこ
のようにされる必要はなく、ｂ≒２ａであればよい。

【００１７】隣接する第１の段部５の間には、これらの
段部より高く、これらの段部に突出形成された突起６と
同じ高さｂに、円周方向に等間隔に第２の段部７が突出
形成され、該第２の段部７には、細長い帯状の平坦部７
ａを残して、吸収液連通用開口８が打ち抜き形成されて
いる。

【００１８】該第２の段部７は、第１の段部５の内径よ
りやや大きい内径と、第１の段部５の外径よりやや小さ
い外径とをもち、平面視略角を丸められた二等辺台形状
をなしていて、該等しい長さの両側辺の各々が、環状板
体１の中心を指向するようにして、形成されている。

【００１９】熱交換器素子20（図５および図６参照）
は、次のようにして形成される。前記した環状板体１の
２枚を、第１の段部５、突起６、第２の段部７がそれぞ
れ突出形成されたＡ面側と反対のＢ面側を向かい合わせ
にし、かつ、両環状板体１の第１の段部５、突起６、第
２の段部７同志がそれぞれ丁度対向し合うように、両環
状板体１の周方向の位置（位相）を合わせて重ね合わ
せ、両環状板体１の基板部３、基板部４同志を当接させ
る。

【００２０】このとき、両環状板体１の第２の段部７に
打ち抜き形成された吸収液連通用開口８同志も、丁度対
向し合う位置にある。次いで、両環状板体１の基板部
３、基板部４同志の当接部をロウ付け等により接合する
ことにより、熱交換器素子20が形成される。

【００２１】このようにして形成された熱交換器素子20
は、内部に吸収液収容空間21を有している。該吸収液収
容空間21は、図５に図示される左右２種類の断面形状が
交互に連なる偏平環状のもので、その吸収液連通用開口
８の位置で、後述するように、隣接する熱交換器素子20
の同様の吸収液収容空間21内に連通している。

【００２２】本実施形態における円筒型多板式再生器40
に適用される最下部の熱交換器素子30（図７参照）の構
造は、前記熱交換器素子20の構造と若干異なっている。
最下部の熱交換器素子30は、前記した環状板体１と、図
４に図示される環状板体10とを用いて、熱交換器素子20
が形成された場合と同様にして、形成される。

【００２３】ここで、最下部に位置せられる環状板体10
は、同図に図示されるように、第２の段部７に、環状板
体１におけるような吸収液連通用開口８が打ち抜き形成
されていない。そして、これに代えて、吸収液排出用開
口11が打ち抜き形成されている。最下部の熱交換器素子
30は、この点において熱交換器素子20と異なるが、他に
異なる点はない。

【００２４】なお、図４において、吸収液排出用開口11
は、複数の第２の段部７のうちの１つに１個形成されて
いるが、これに限定されず、例えば、全ての第２の段部
７か、もしくは１つおきの第２の段部７に形成されても
よく、この場合には、図示されない集合管を介して、吸
収液（濃溶液）が次段の吸収器に供給される。

【００２５】次いで、熱交換器素子20、熱交換器素子30
は横置きに重ね合わせられて、円筒型多板式再生器40の
コア部分が形成される（図７参照）。この重ね合わせに
おいては、各熱交換器素子20、30を構成する環状板体１
もしくは環状板体10に形成される第１の段部５、突起
６、第２の段部７同志がそれぞれ丁度対向し合うよう
に、隣接する熱交換器素子20、30の周方向の位置（位
相）を合わせて重ね合わせ、隣接する熱交換器素子20、
30の各側の第２の段部７の平坦部７ａ同志、複数の突起
６同志をそれぞれ当接させて、該当接部をロウ付け等に
より接合する。

【００２６】このようにして形成された円筒型多板式再
生器40のコア部分には、各熱交換器素子20、30を構成す
る環状板体１もしくは環状板体10の中央開口部２が連ね
られて燃焼室41が形成され、同吸収液連通用開口８が連
ねられて吸収液連通路42が形成されている。また、隣接
する熱交換器素子20、30を構成する環状板体１もしくは
環状板体10の対向する第１の段部５、５間に、放射方向
に燃焼ガス通路43が形成されていて、全体の外観形状が
二重円筒状をなしている。

【００２７】該コア部分は、次いで、再生器40のケーシ
ング44内に収容され、固定される。該ケーシング44の底
板44a 上には、支持台45が円周方向に複数個所配置され
ており、コア部分は、その最下部の熱交換器素子30の構
成部材である最下部の環状板体10に突出形成された第２
の段部７部分を該支持台45上に載置して、固定されてい
る。

【００２８】コア部分の最上部は、ケーシング44の天井
板44b により閉塞されている。天井板44b は、その円板
の中央部に、熱交換器素子20の構成部材である環状板体
１の中央開口部２に対応させて、外方膨出部44c が形成
されており、該外方膨出部44c は、燃焼室41の天井壁と
なっている。

【００２９】また、天井板44b の外方膨出部44c 周辺の
環状平坦部には、環状板体１の第２の段部７に打ち抜き
形成された吸収液連通用開口８に対応させて、これに合
致する開口44d が、周方向に等間隔に複数形成されてい
る。

【００３０】これにより、天井板44b は、最上部の熱交
換器素子20の構成部材である最上部の環状板体１と、第
２の段部７の平坦部７ａ、突起６の両部分において当接
するので、該当接部をロウ付け等により接合して、一体
的に組み付けられる。

【００３１】この一体的組付けにより、突起６により隔
てられる天井板44b と最上部の環状板体１の第１の段部
５との間には、燃焼ガス通路43a が形成される。また、
天井板44b の上部には、再生器40と後述する精留器60と
の接続部において、該精留器60の円筒状ケーシング61の
下部空間にまたがって、気液分離室48が形成されてい
る。

【００３２】そして、該気液分離室48には、円筒状ケー
シング61の下部周壁を貫通して、吸収液供給管49が延び
ており、該吸収液供給管49により、冷媒を吸収して希釈
された吸収液50が、該気液分離室48内に供給されるよう
になっている。

【００３３】ケーシング44の底板44a には、周方向に等
間隔に燃焼ガス排出用開口44e が複数個形成されてい
る。燃焼ガスは、隣接する熱交換器素子20、20（30）間
の燃焼ガス通路43、天井板44b と最上部の熱交換器素子
20との間の燃焼ガス通路43a を通過しつつ、吸収液に対
流熱を伝達し、次いで、ケーシング44の内周壁に沿って
下降して、該開口44e を通って、最下部に配置された煙
室箱46内に入り、そこから排気管47を通って大気中に放
出される。

【００３４】ガスバーナ51は、煙室箱46、底板44a を貫
通して、これらに取り付けられ、燃焼室41内に延びてい
る。再生器40のケーシング44と精留器60のケーシング61
とは、ケーシング61のフランジ部61a およびケーシング
44の天井板44b の外周部において、リング状部材52を介
して液密に連結、接続されており、該接続部において、
ケーシング61の下部空間にまたがって、天井板44b の上
部に前記気液分離室48が形成されている。

【００３５】次に、本実施形態の作用について説明す
る。吸収液供給管49により、吸収液（稀溶液）50が再生
器40の気液分離室48およびコア部分内に充填され、バー
ナ51が点火されると、燃焼室41に面する環状板体１、1
0、天井板44b の伝熱壁面は、燃焼炎から強い輻射熱を
受けて、これを該伝熱壁面に接する吸収液50に伝達し、
該吸収液50を加熱する。

【００３６】また、燃焼室41を出た燃焼ガスは、燃焼ガ
ス通路43、43a 内を放射方向に流れて、この間、各熱交
換器素子20、30内に充填された吸収液50および気液分離
室48内に収容された吸収液50を加熱する。

【００３７】以上のようにして輻射熱と対流熱とによる
加熱を受けて、吸収液50は効果的に加熱され、その内部
に吸収した冷媒液を蒸発、分離させ、自らは濃吸収液
（濃溶液）となって、最下部の環状板体10の第２の段部
７に形成された吸収液排出用開口11に連結された排出管
53を通って、次段の吸収器（図示されず）へと供給され
る。

【００３８】また、分離された冷媒蒸気は、吸収液連通
路42内を上昇し（図７、鎖線矢印）、気液分離室48内で
液と分離された後、精留器60に入り、ここでさらに精密
に液と分離された後、精留器60の上部に連結された冷媒
蒸気排出管62を通って、次段の凝縮器（図示されず）へ
と供給される。なお、燃焼ガスの流れは、前記したとお
りである。

【００３９】本実施形態における円筒型多板式再生器40
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。同一形状の環状板体１の２枚を、各環状板体
１の第１、第２の段部５、７が形成されたＡ面側を外方
にして向かい合わせにして、すなわち、Ｂ面側を向かい
合わせにして、位相（第１、第２の段部５、７と突起６
の位置）を合わせて重ね合わせるだけで、簡単に１個の
熱交換器素子20を形成することができ、また、環状板体
１、10の２枚を用いて、同様にして簡単に１個の熱交換
器素子30を形成することができる。

【００４０】そして、このようにして形成された熱交換
器素子20、30の複数個を、横置にして位相を合わせて重
ね合わせることにより、簡単に燃焼室41、対流熱伝達部
（燃焼ガス通路43、43a ）、吸収液収容室（連通された
複数の吸収液収容空間21）を形成することができ、別途
吸収液収容タンクは不要である。これにより、円筒型多
板式再生器40の構造が簡単になり、装置全体が小型化さ
れ、作業工程が短縮されて、製造が容易になる。

【００４１】また、複数枚の環状板体１、10の組合せ構
造体であるので、耐圧性に優れており、全体として外観
形状が円筒型をなしているので、通常同型をなして製造
される精留器60を上部に組み付けるのが容易である。

【００４２】また、燃焼室41から放射される輻射熱は、
全て該燃焼室41の周囲を囲む環状板体１、10の壁面を介
して吸収液に伝達されるので、熱伝達効率が改善され
る。

【００４３】さらに、対流熱伝達部は、円周方向に等間
隔に形成された燃焼ガス通路43、43a が重層的に配置さ
れて形成されるので、十分な放熱面積が得られるととも
に、燃焼ガスは、ケーシング44の天井板44b に衝突して
後、該対流熱伝達部を横切り、次いで、下降して煙室箱
46、排気管47を通って大気中に放出されるので、該対流
熱伝達部内を、素通りする部分もなく、万遍なく流れる
ことになり、これらの面からも、熱伝達効率が改善され
る。

【００４４】また、環状板体１、10の第２の段部７の等
しい長さの両側辺は、これら環状板体１、10の中心に向
かい、同第１の段部５の等しい長さの両側辺は、該第２
の段部７の両側辺のうち隣接する側の一側辺と平行にさ
れ、しかも、これら両段部は、交互に規則的に等間隔に
配置されているので、環状板体１、10の形状が単純化さ
れる。これにより、これら環状板体１、10の２枚を重ね
合わせて１個の熱交換器素子20、30を形成する作業が、
きわめて容易に行なえる。

【００４５】加えて、気液分離室48は、再生器40の上方
に配置される精留器60との接続部に、該精留器60のケー
シング61の下部空間内にまたがって形成されているの
で、再生器40、精留器60を含めた装置全体の全高を低く
できて、装置全体が小型化されるとともに、その構造が
簡単になる。

【００４６】本実施形態においては、気液分離室48は、
再生器40の上方に配置される精留器60との接続部に、該
精留器60のケーシング61の下部空間内にまたがって形成
されたが、これに代えて、再生器40内に形成されてもよ
いことはもちろんである。

【００４７】また、環状板体１の形状は、本実施形態に
おける形状に限定されるものではなく、要は第１の段部
５、第２の段部７が、周方向に等間隔に交互に規則的に
形成されて、その２枚を、両段部５、７が形成された側
と反対側を向かい合わせにして重ね合わせて、容易に熱
交換器素子20が形成できるような形状であればよい。

【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
明の一本実施形態における円筒型多板式再生器に適用さ
れる熱交換器素子の基本的構成部材である環状板体の平
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２の部分拡大図である。

【図４】図１の実施形態において、最下部の熱交換器素
子の構成部材である最下部の環状板体の平面図である。

【図５】図１の環状板体の２枚を用いて形成された熱交
換器素子の図１と同じ位置における断面図である。

【図６】図５の部分拡大図である。

【図７】図１の実施形態において、円筒型多板式再生器
の縦断面図である。

【図８】図１の実施形態において、精留器が上部に取り
付けられた円筒型多板式再生器の斜視図である。

【図９】従来例を示す図である。

【符号の説明】

１…環状板体、２…中央開口部、３…基板部、４…基板
部、５…第１の段部、６…突起、７…第２の段部、７a
…平坦部、８…吸収液連通用開口、10…環状板体、11…
吸収液排出用開口、20…熱交換器素子、21…吸収液収容
空間、30…熱交換器素子、40…円筒型多板式再生器、41
…燃焼室、42…吸収液連通路、43、43a…燃焼ガス通
路、44…ケーシング、44a …底板、44b …天井板、44c
…外方膨出部、44d …開口、44e …燃焼ガス排出用開
口、45…支持台、46…煙室箱、47…排気管、48…気液分
離室、49…吸収液供給管、50…吸収液（稀溶液）、51…
ガスバーナ、52…リング状部材、53…吸収液（濃溶液）
排出管、60…精留器、 61…ケーシング、61a …フラン
ジ部、62…冷媒蒸気排出管。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 和田 努 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 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 (72)発明者 由利 信行 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 (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 燃焼室と対流熱伝達部と気液分離室とを
   有し、２枚の環状板体を互いに重ね合わせて形成された
   熱交換器素子を横置に複数個重ね合わせて構成される円
   筒型多板式再生器において、 前記燃焼室が、複数枚の前記環状板体の各中央開口部を
   連ねることにより形成され、 前記熱交換器素子の内側の空間が、吸収液の通過する通
   路とされ、熱交換器素子間に形成される空間が、燃焼ガ
   スの通過する通路とされ、 前記燃焼室にバーナが設けられたことを特徴とする円筒
   型多板式再生器。
2. 【請求項２】 前記環状板体は、一側に、円周方向に等
   間隔に複数の第１の段部が突出形成され、かつ、隣接す
   る該第１の段部の間に、これらの段部より高く、円周方
   向に等間隔に複数の第２の段部が突出形成され、 前記第１の段部には、複数の突起が、前記第２の段部と
   同じ高さにさらに突出形成され、 前記第２の段部には、吸収液連通用開口が打ち抜き形成
   され、 前記熱交換器素子は、前記環状板体の２枚を、それらの
   他側を向かい合わせにして、それらの前記第１の段部同
   志、前記第２の段部同志が向き合うようにして互いに重
   ね合わせて接合して形成され、 前記熱交換器素子の複数個が、それらを形成する前記環
   状板体の前記第２の段部同志、前記複数の突起同志をそ
   れぞれ当接させて重ね合わせられたことを特徴とする請
   求項１記載の円筒型多板式再生器。
3. 【請求項３】 前記第１の段部および前記第２の段部
   は、平面視略縦長の二等辺台形状に形成され、前記第２
   の段部の二等辺台形状の等しい長さの両側辺は、前記環
   状板体の中心に向かい、前記第１の段部の等しい長さの
   両側辺は、前記第２の段部の両側辺のうち隣接する側の
   一側辺と平行にされたことを特徴とする請求項２記載の
   円筒型多板式再生器。
4. 【請求項４】 前記気液分離室は、上方に配置される精
   留器との接続部に、該精留器にまたがって形成されたこ
   と特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれかに記載
   の円筒型多板式再生器。