JPH0510959U - 吸収冷温水機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 ［目的］吸収冷温水機の凝縮器、吸収器における熱交換
効率の向上と機器の小型化低コスト化を図ること。 ［構成］吸収冷温水機において、吸収器、凝縮器の少な
くとも一方の熱交換器部を鉛直方向縦長形の管またはプ
レ−トで構成し、冷却水をその上方から滴下して熱交換
器部の内壁面に流下液膜を形成するようにし、かつ下方
からは空気を導入して吸収熱、凝縮熱により熱交換器部
内に蒸発した水蒸気を大気中に放出するようにした。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は吸収冷温水機に係り、特に吸収器、凝縮器における熱交換効率の向上 と小型化低コスト化を図った吸収冷温水機に関する。

【０００２】

【従来の技術】

従来、吸収冷温水機の吸収器、凝縮器の冷却のための冷却媒体として空気を用 いた空冷式吸収冷温水機があり、また、冷却媒体として水を用いた水冷式吸収冷 温水機が知られている。

【０００３】

【考案が解決しようとする課題】

しかしながら、このような従来の吸収冷温水機にあっては以下に記述するよう な問題点があった。即ち、空冷式吸収冷温水機の場合、空気を用いて吸収器や凝 縮器を冷却するためその熱交換が空気の顕熱変化のみで行われている。そのため 多量の空気と接触させなければならないため大きな伝熱面積を必要とし、吸収器 や凝縮器にフィンを設けなければならない等装置が大型化し、また、送風のため に大容量の冷却ファンを必要とするためランニングコストが増大するなどの欠点 があった。また、水冷式吸収冷温水機の場合においては、吸収冷温水機の他に冷 却塔を設け、吸収器や凝縮器を冷却するための冷却水を製造してやる必要がある る。この場合、冷却水の製造においては冷却水の蒸発潜熱によって水を冷却して やるため必要とされる風量は少なくてよく冷却塔内に設けられる冷却ファンは小 型のものでよい。しかし、冷却塔において蒸発し潜熱を奪われ温度が低下した冷 却水を吸収器や凝縮器に循環させる必要があるために冷却水循環用ポンプを必要 とする。そして、この冷却水循環用ポンプは吸収器や凝縮器において吸収熱や凝 縮熱と熱交換して熱輸送する際、顕熱変化のみで熱輸送を行うため大容量のポン プを必要とするといった欠点があった。

【０００４】 本考案は上記問題点を解決するためになされたもので、その目的は吸収冷温水 機の吸収器や凝縮器の冷却の際の熱交換効率を向上させ、かつ、機器の小型化を 図ることにある。

【０００５】 また、本考案は従来の水冷式吸収冷温水機と空冷式吸収冷温水機の各々の長所 を利用し、装置のコンパクト化と低コスト化とを図ることを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】

上記目的を達成するため本考案による吸収冷温水機にあっては以下の構成とし た。即ち、稀溶液を加熱源で加熱する再生器と、この再生器で加熱された溶液を 冷媒蒸気及び濃溶液に分離する分離器と、この分離器からの濃溶液を稀溶液と熱 交換する溶液熱交換器と、前記分離器からの冷媒蒸気を凝縮して液体冷媒をうる 凝縮器と、この凝縮器からの液体冷媒を冷水器に散布して冷水器から冷水をうる 蒸発器と、前記溶液熱交換器にて熱交換した濃溶液を滴下して前記蒸発器で気化 した冷媒蒸気を吸収する吸収器と、この吸収器にて冷媒を吸収した稀溶液を溶液 熱交換器を介して再生器に送る溶液循環ポンプとを少なくとも有する吸収冷温水 機において、前記吸収器、凝縮器の少なくとも一方の熱交換器部を鉛直方向縦長 形の管またはプレ−トで構成し、冷却水をその上方から滴下して熱交換器部の内 壁面に流下液膜を形成するようにし、かつ下方からは空気を導入して吸収熱、凝 縮熱により熱交換器部内に蒸発した水蒸気を大気中に放出するようにしたもので ある。

【０００７】

【作用】

上記構成によれば、冷却水は吸収器や凝縮器内に配設された鉛直方向縦長形の 管またはプレ−トの内壁面を液膜を形成するように流下し、一方、吸収器内にあ っては高温の濃溶液と冷媒蒸気また凝縮器内にあっては高温の冷媒蒸気が前記管 またはプレ−トの外壁面と接して熱交換する。その結果、吸収器や凝縮器内の濃 溶液や冷媒蒸気は管またはプレ−トの壁面を介して冷却される、と同時に冷却水 は吸収熱や凝縮熱を得て蒸発する。この蒸発した水蒸気は前記管またはプレ−ト 内に強制的に導入された空気により大気中に放出される。このように吸収熱や凝 縮熱は管またはプレ−トの壁面を介して冷却水に放熱し、その熱は蒸発潜熱とし て空気中に含まれて大気中に放出されるので熱伝達効率がよくなる。

【０００８】

【実施例】

以下、本考案の実施例を図面に基づいて説明する。 図１において、（ａ）は本考案の一実施例を示す吸収冷温水機の概略構成図で あり、（ｂ）はその凝縮器におけるＡ−Ａ部断面図である。図１（ａ）において 、まず、この吸収冷温水機を冷房時冷水を発生させる場合について説明する。高 温再生器（再生器）１は内部に燃焼室が収められ、冷媒を吸収し濃度が薄くなっ た稀溶液を加熱し、この稀溶液から冷媒蒸気を発生する。分離器２は前記冷媒蒸 気を蒸発して濃度が濃くなった中間濃溶液と冷媒蒸気とを分離し、前者を高温溶 液熱交換器７へ後者を低温再生器３へと送出する。低温再生器（再生器）３は高 温溶液熱交換器７により温度が低下した中間濃溶液を分離器２からくる冷媒蒸気 で再加熱し、中間濃溶液の中から更に冷媒蒸気を発生させこれを凝縮器４へ送出 しかつ中間濃溶液自身を濃溶液にするとともに、分離器２からきた冷媒蒸気を一 部凝縮し冷媒液にして凝縮器４へと送出する。凝縮器４は低温再生器３で発生し た冷媒蒸気と低温再生器３で冷媒液とならなかった冷媒蒸気を冷却水と空気を用 いて冷却液化して冷媒液にし蒸発器５へ送出する。蒸発器５は内部に冷却すべき 循環水が流れる伝熱管（冷水器）５Ａが配設され、伝熱管５Ａに凝縮器４から送 られてくる冷媒液を散布器５Ｂを用いて散布し、冷媒液が冷媒蒸気となるときの 気化熱を利用して循環水を冷却する。吸収器６は低温再生器３から低温溶液熱交 換器８を通ってきた濃溶液が流入し滴下され、この濃溶液は蒸発器５内で気化し た冷媒蒸気を吸収する。吸収器６の吸収作用によって蒸発器５内は高真空が確保 されており、蒸発器５内の伝熱管５Ａ上に散布された冷媒液は直ちに蒸発できる ようになっている。また、吸収器６には濃溶液が冷媒蒸気を吸収して稀溶液とな る際の冷却のための冷却手段が配設されているが、この点については後に詳述す る。高温溶液熱交換器７は高温の中間濃溶液と低温の稀溶液との間で熱交換し、 また、低温溶液熱交換器８は高温の濃溶液と低温の稀溶液との間で熱交換を行い 、高温側と低温側とに２段に設けて熱交換効率の向上を図っている。溶液循環ポ ンプ９は吸収器６において冷媒蒸気を吸収して稀溶液となったものを低温溶液熱 交換器８および高温溶液熱交換器７を介して高温再生器１に送り再び循環させる ために設けられている。

【０００９】 本考案はこのような吸収冷温水器の凝縮器４と吸収器６の冷却装置に関するも のであるので、以下にこれらについて述べる。

【００１０】 凝縮器４には、前述のように低温再生器３で発生した冷媒蒸気と、低温再生器 ３で冷媒液とならなかった冷媒蒸気と一部冷されて冷媒液となったものとが流入 する。これらは凝縮器４内で冷却してすべて冷媒液としてやらねばならないが、 このためには冷媒蒸気と冷却媒体との間で熱交換が行われなければならない。図 １に示す実施例においては、熱交換を行うための熱交換器部として内が中空で鉛 直方向に縦長形の管１０を複数本凝縮器４内に配設したものである。そして、こ の管１０の内壁面に冷却水の流下液膜を形成してやるために、管１０の上方から 冷却水を滴下してやる。この流下液膜を適切に形成するため管上部１０Ａを凝縮 器４の上面４Ａよりも若干突出するように形成し、この上面４Ａと管上部１０Ａ とで形成される部分に冷却水の液溜りを作り、ここに給水弁１１から送られてく る冷却水を供給する。こうすると管上部１０Ａをオ−バ−フロ−した冷却水は管 １０の内壁面に沿って薄い液膜を形成しつつ流下する。一方、凝縮器４内に流入 した冷媒蒸気はこの管１０の外壁面に接するような形で存在する。その結果、冷 媒蒸気と冷却水とは管１０の壁面を介して熱交換が行われ、冷媒蒸気は冷却され て冷媒凝縮を起こし冷媒液となって管１０の外壁面に沿って流下し凝縮器４内の 下面４Ｂに溜っくる、また、冷却水は凝縮熱を得て熱せられその一部が蒸発する 。このようにして管１０内に蒸発した水蒸気は、凝縮器４の上方に設けられた冷 却ファン１２によって凝縮器４および吸収器６の下方から強制的に導入された空 気によって大気中に放出される。なお、符号１３は空気を導入する際の防塵用フ ィルタであり、符号１４は空気を排出する際の開閉用シャッタ−である。

【００１１】 次に、吸収器６には前述のように低温再生器３で形成された濃溶液が低温溶液 熱交換器８を通って流入し、かつ、吸収器６の側面部に設けられた蒸発器５内で 発生した冷媒蒸気が存在する。これらは吸収器６内で冷却されて稀溶液としてや らなければならないが、そのためには、これらと冷却媒体との間で熱交換が行わ れなければならない。この点は凝縮器４の場合と同様であって、熱交換を行うた めの熱交換器部として内が中空で鉛直方向に縦長形の管１５を複数本吸収器６内 に設ける点も同じである。そして、この管１５の内壁面に冷却水の流下液膜を形 成するために管上部１５Ａを吸収器６の上面６Ａよりも若干突出して形成する点 も凝縮器４の場合と同じであるからその詳細な説明は省略する。また、管１５の 外壁面には吸収器６に流入した濃溶液が管の上端から接するように滴下され、液 膜を形成しつつ流下する。その結果、濃溶液は管１５の壁面を介して冷却されつ つ冷媒蒸気を吸収し吸収器６の下面６Ｂへと流れる。また、冷却水が吸収熱を得 て水蒸気を発生し、これが管１５内に強制的に導入された空気によって大気中に 放出される点は凝縮器４の場合と同じである。

【００１２】 吸収器６の場合には、管１５の上端部より濃溶液が滴下され冷媒蒸気を吸収し つつ流下するため下方になるに従い溶液濃度が低下する。このため管の下方は上 方に比べてより低温に冷却されることが必要となるが、本考案の構成によれば下 方から導入される空気は乾球温度．湿球温度ともに低く、上方になるに従い乾球 温度．湿球温度ともに高くなる。よって、熱交換器としては極めて合理的なもの であり熱交換の温度差を増大できる利点がある。

【００１３】 この吸収冷温水機を暖房時温水を発生させる場合について説明する。この場合 には前記分離器２と蒸発器５とを接続する管路に設けられた冷暖切替弁１６を開 弁する。その結果、高温再生器１において加熱された溶液と冷媒蒸気は直接蒸発 器５に導かれ伝熱管（温水器）５Ａと熱交換して温水を発生する。冷媒蒸気は温 水を発生するのに使用され凝縮して冷媒液となり溶液と混合して再び溶液循環ポ ンプ９によって高温再生器１に送られる。この時、前記冷水を発生させる場合に 冷却のために用いた凝縮器４および吸収器６の冷却装置は停止する。即ち、冷却 水の滴下を停止し、冷却ファン１２の運転も停止するとともに、さらに冷却ファ ン１２の運転と同期して開閉していたシャッタ−１４は閉じられ空気の対流によ る凝縮器４および吸収器６の管内面からの放熱を防止するようにしている。

【００１４】 図２は本考案の別の実施例を示す概略構成図であり、凝縮器４および吸収器６ の熱交換器部として中空で鉛直方向縦長形の管を用いて冷却装置を構成する点は 図１の場合と同様である。ただ若干異なるのは凝縮器４と吸収器６とが図１にお いては直列的に配設されているのに対し図２の場合には並列的に設けられている ことである。このため、凝縮器４の上面４Ａと吸収器６の上面６Ａとが同一平面 において形成できるので、この平面と管上部１０Ａと管上部１５Ａとで冷却水の 溜り部分が形成できる。その結果、給水弁１１から送られてくる冷却水の送出口 は一つでよい。その他の点は図１の場合と全く同一なので詳細な説明は省略する 。なお、図１において用いた符号と同一のものは、同じ作用および動作をするも のである。

【００１５】 図３は本考案のさらに別の実施例を示すものであり（ａ）はその概略構成図で あり、（ｂ）はその凝縮器におけるＡ−Ａ部断面図である。この実施例では凝縮 器４と吸収器６とが冷却水および冷却用空気に対し図１と同様直列的一体的に設 けられている。そして、凝縮器４および吸収器６の熱交換器部として鉛直方向縦 長形のプレ−ト１７を複数本図３の（ｂ）のような形状にして用い、これと凝縮 器４および吸収器６の外側面４Ｃ．６Ｃとの間に中空部１８を形成して冷却装置 を構成したものである。この中空部１８の内を冷却水は前記プレ−ト１７の内壁 面に沿って上方から液膜を形成しつつ流下し、冷却ファン１２によって強制的に 導入された空気は下方から上方に向かって流れて発生した水蒸気を大気中に放出 する。プレ−ト１７の内壁面に流下液膜を形成するために、図１と同様に、凝縮 器４の上面４Ａとプレ−ト上部１７Ａとで形成される部分に冷却水の液溜りを設 ける。その結果、図１における管の場合と同様にプレ−ト１７の壁面を介して熱 交換が行われ凝縮器４および吸収器６を冷却する。なお、その作用は図１におけ る管を用いた場合と同じであるから詳細な説明は省略する。また、この実施例で は凝縮器４と吸収器６とを直列的かつ一体的に構成した関係上、凝縮器４の下面 ４Ｂと吸収器６の上面６Ａとは同一の壁面で構成され、蒸発器５は吸収器６に形 成されたプレ−ト１７の内部に設けられている。冷却された冷媒蒸気が冷媒液と なって凝縮器４の下面４Ｂに、同様に冷却され冷媒蒸気を吸収した濃溶液は稀溶 液となって吸収器６の下面６Ｂに溜ってくるのは図１において管を用いた場合と 同じである。この実施例における凝縮器および吸収器以外の部分は作用および動 作ともに図１に説明したもの同じであるので、同図で用いた符号は同じものを付 してある。

【００１６】 以上、図面に示された実施例を用いて本考案を詳細に説明したが、本考案はこ れに限定されるものではない。また、実施例においては凝縮器と吸収器の双方に 管またはプレ−トを用いる例を示したが、本考案はこれらのうち少なくとも一方 に用いてもよい。

【００１７】

【考案の効果】

以上に説明したように、本考案によれば以下のような効果がある。

【００１８】 即ち、吸収器、凝縮器の冷却を冷却水の蒸発潜熱によって行うため熱伝達効率が よく、伝熱面積が小さくてよいので機器のコンパクト化が図れる。

【００１９】 吸収器においては熱交換の温度変化を合理的に配置できるため熱交換の温度差 を増大できる。これは機器を小型化することに大きな効果がある。

【００２０】 冷却のための冷却水滴下量は蒸発損失量と最小液膜形成量との和程度でよく、 その量はわずかであり冷却水の滴下のために要する動力もほとんど必要としない 。 従来の水冷の冷却塔方式は、吸収冷温水機から冷却塔までの熱輸送は冷却水 の顕熱変化のみによるので輸送のために冷却水用ポンプと大きな動力を必要とし ていたが、本考案では吸収冷温水機の凝縮器、吸収器からの蒸発潜熱による放熱 のため冷却水用ポンプや大きな動力を必要としない。

【００２１】 従来の空冷式吸収冷温水機に比べて凝縮器、吸収器の熱交換器を小型化できる ため、暖房時温水を発生させる場合空気の通路をシャッタ−等で容易に閉塞でき る。また、従来の空冷式吸収冷温水機に必要とされていた温水発生用の専用熱交 換器（温水器）が不要となった。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案による吸収冷温水機の一実施例の概略構
成を示す図である。

【図２】本考案による吸収冷温水機の別の実施例の概略
構成を示す図である。

【図３】本考案による吸収冷温水機のさらに別の実施例
の概略構成を示す図である。

【符号の説明】

１ 高温再生器 ２ 分離器 ３ 低温再生器 ４ 凝縮器 ５ 蒸発器 ６ 吸収器 ７ 高温溶液熱交換器 ８ 低温溶液熱交換器 ９ 溶液循環ポンプ １０ 管 １１ 給水弁 １２ 冷却ファン １３ 防塵用フィルタ− １４ シャッタ− １５ 管 １６ 冷暖切替弁 １７ プレ−ト １８ 中空部

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【手続補正書】

【提出日】平成３年７月２３日

【手続補正１】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】全図

【補正方法】変更

【補正内容】

【図１】

【図２】

【図３】 ─────────────────────────────────────────────────────

【手続補正書】

【提出日】平成３年７月２６日

【手続補正１】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】全図

【補正方法】変更

【補正内容】

【図１】

【図２】

【図３】

Claims (2)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 稀溶液を加熱源で加熱する再生器と、該
   再生器で加熱された溶液を冷媒蒸気及び濃溶液に分離す
   る分離器と、該分離器からの濃溶液を稀溶液と熱交換す
   る溶液熱交換器と、前記分離器からの冷媒蒸気を凝縮し
   て液体冷媒をうる凝縮器と、該凝縮器からの液体冷媒を
   冷水器に散布して冷水器から冷水をうる蒸発器と、前記
   溶液熱交換器にて熱交換した濃溶液を滴下して前記蒸発
   器で気化した冷媒蒸気を吸収する吸収器と、該吸収器に
   て冷媒を吸収した稀溶液を溶液熱交換器を介して再生器
   に送る溶液循環ポンプとを少なくとも有する吸収冷温水
   機において、前記吸収器、凝縮器の少なくとも一方の熱
   交換器部を鉛直方向縦長形の管またはプレ−トで構成
   し、冷却水をその上方から滴下して熱交換器部の内壁面
   に流下液膜を形成するようにし、かつ下方からは空気を
   導入して吸収熱、凝縮熱により熱交換器部内に蒸発した
   水蒸気を大気中に放出するようにしたことを特徴とする
   吸収冷温水機。
2. 【請求項２】 請求項１において、吸収冷温水機を暖房
   時に温水を発生させる際は、前記吸収器、凝縮器の冷却
   のための冷却水の供給を閉止し、かつ空気の通路を閉塞
   する手段を設けたことを特徴とする吸収冷温水機。