JPH079325B2 - 吸収式冷温熱発生機及びそれに用いられる吸収器及び濃縮器 - Google Patents
吸収式冷温熱発生機及びそれに用いられる吸収器及び濃縮器Info
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- JPH079325B2 JPH079325B2 JP25369687A JP25369687A JPH079325B2 JP H079325 B2 JPH079325 B2 JP H079325B2 JP 25369687 A JP25369687 A JP 25369687A JP 25369687 A JP25369687 A JP 25369687A JP H079325 B2 JPH079325 B2 JP H079325B2
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- heat transfer
- heat
- concentrator
- absorber
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は吸収液の濃縮方法及び吸収方法に係り、特に顕
熱利用の加熱及び冷却を行う装置における温度差の有効
利用並びに装置高さの低減化に好適な吸収式冷温熱発生
機に関する。
熱利用の加熱及び冷却を行う装置における温度差の有効
利用並びに装置高さの低減化に好適な吸収式冷温熱発生
機に関する。
第８図を参照して従来例を説明する。第８図は最も一般
的な吸収式冷温熱発生機の構成機器と系統を示す図であ
る。
的な吸収式冷温熱発生機の構成機器と系統を示す図であ
る。
以下の説明では吸収液としてLiBr水溶液を、冷媒に水
を、また加熱，冷却液にそれぞれ水を用いた場合を例と
して詳述する。
を、また加熱，冷却液にそれぞれ水を用いた場合を例と
して詳述する。
吸収器１は冷却用熱交換器10、LiBr水溶液の分散器11を
収納し、符号２は冷媒である水の蒸発器で、水分散器21
及び加熱用熱交換器20を収納し、吸収器１と蒸発器２は
蒸気通路60で接続されている。
収納し、符号２は冷媒である水の蒸発器で、水分散器21
及び加熱用熱交換器20を収納し、吸収器１と蒸発器２は
蒸気通路60で接続されている。
一方、濃縮器（発生器と称す場合もある）３はLiBr水溶
液分散器31と加熱用熱交換器30を、また凝縮器４は冷却
用熱交換器40をそれぞれ収納し、濃縮器３と凝縮器４は
蒸気通路70で接続されている。
液分散器31と加熱用熱交換器30を、また凝縮器４は冷却
用熱交換器40をそれぞれ収納し、濃縮器３と凝縮器４は
蒸気通路70で接続されている。
吸収器１と濃縮器３とを流れるLiBr水溶液は熱交換器５
を介して流れる系統となつている。
を介して流れる系統となつている。
以上の機器構成と系統で、その動交状況を第９図に示す
LiBr水溶液の濃度，温度−圧力線図と合わせて、冷熱を
得る場合について詳述する。
LiBr水溶液の濃度，温度−圧力線図と合わせて、冷熱を
得る場合について詳述する。
濃縮器３では管300から濃度59％程度のLiBr水溶液が分
散器31により加熱用熱交換器30の表面に散布されてい
る。この時、加熱用熱交換器30には93℃（第９図の
点、以下同様に括弧内丸付数字で示す）の熱水が導入さ
れ、前述したLiBr水溶液を80℃（）に加熱する。一
方、凝縮器４は冷却用熱交換器40により23℃（）で冷
却され、器内温度35℃（）に冷却保持されて、濃縮器
3,凝縮器４は飽和圧力43mmHg（）に保持されているた
めに、濃縮器の熱交換器30の表面でLiBr水溶液は蒸発
し、60％（）まで濃縮され、管310から１部は管360を
経て熱交換器５へ、殆んどは管340を経て、管350から流
入する濃度55％のLiBr水溶液と混合して、濃度約９％と
なり、ポンプ320により、管300を経て再び濃縮器３へ流
入する。一方、濃縮器３で発生した蒸気は、蒸気通路70
を経て凝縮器４へ流入し、冷却用熱交換器40表面で凝
縮，復水して、管410より、管230へ合流する。
散器31により加熱用熱交換器30の表面に散布されてい
る。この時、加熱用熱交換器30には93℃（第９図の
点、以下同様に括弧内丸付数字で示す）の熱水が導入さ
れ、前述したLiBr水溶液を80℃（）に加熱する。一
方、凝縮器４は冷却用熱交換器40により23℃（）で冷
却され、器内温度35℃（）に冷却保持されて、濃縮器
3,凝縮器４は飽和圧力43mmHg（）に保持されているた
めに、濃縮器の熱交換器30の表面でLiBr水溶液は蒸発
し、60％（）まで濃縮され、管310から１部は管360を
経て熱交換器５へ、殆んどは管340を経て、管350から流
入する濃度55％のLiBr水溶液と混合して、濃度約９％と
なり、ポンプ320により、管300を経て再び濃縮器３へ流
入する。一方、濃縮器３で発生した蒸気は、蒸気通路70
を経て凝縮器４へ流入し、冷却用熱交換器40表面で凝
縮，復水して、管410より、管230へ合流する。
以上の操作において、加熱用熱交換器30での熱水は93℃
（）から83℃（）の10℃の顕熱を使用し、冷却用熱
交換器40での冷却水は23℃（）から33℃（）の10℃
の顕熱を使用している。
（）から83℃（）の10℃の顕熱を使用し、冷却用熱
交換器40での冷却水は23℃（）から33℃（）の10℃
の顕熱を使用している。
一方、吸収器１では冷却用熱交換器10の冷却水温度23℃
（）により冷却されており、管100から当該冷却面上
に散布器11により散布されている。濃度約56％のLiBrは
35℃（）に保持され、その時の飽和蒸気圧力は約7mmH
g（）となり、蒸気通路60で接続されている蒸発器２
も7mmHgの圧力になる。したがつて、管230から散布器21
により散布される水は蒸発し、潜熱が奪われて降温し、
約６℃（）となる。この水は加熱用熱交換器20の表面
で、加熱水13℃（）を冷却して管240から、ポンプ22
0,管250を経て管230へ合流する。蒸発器２で発生した蒸
気は蒸気通路60を経て先述した吸収器１の散布器11で散
布されているLiBr水溶液に吸収され、この時の凝縮熱等
は冷却用熱交換器10で系外へ持ち去され、濃度55％とな
つたLiBr水溶液は管110を経て、一部は管130より熱交換
器５へ、残りは管120を経てポンプ140により管100へ合
流する。
（）により冷却されており、管100から当該冷却面上
に散布器11により散布されている。濃度約56％のLiBrは
35℃（）に保持され、その時の飽和蒸気圧力は約7mmH
g（）となり、蒸気通路60で接続されている蒸発器２
も7mmHgの圧力になる。したがつて、管230から散布器21
により散布される水は蒸発し、潜熱が奪われて降温し、
約６℃（）となる。この水は加熱用熱交換器20の表面
で、加熱水13℃（）を冷却して管240から、ポンプ22
0,管250を経て管230へ合流する。蒸発器２で発生した蒸
気は蒸気通路60を経て先述した吸収器１の散布器11で散
布されているLiBr水溶液に吸収され、この時の凝縮熱等
は冷却用熱交換器10で系外へ持ち去され、濃度55％とな
つたLiBr水溶液は管110を経て、一部は管130より熱交換
器５へ、残りは管120を経てポンプ140により管100へ合
流する。
以上の操作における吸収器１の冷却用熱交換器10での冷
却水は23℃（）から33℃（）の10℃の顕熱を使用
し、蒸発器２の加熱用熱交換器では13℃（）から８℃
（）の顕熱使用で、蒸発器２の加熱用熱交換器20から
８℃の冷熱が得られる。
却水は23℃（）から33℃（）の10℃の顕熱を使用
し、蒸発器２の加熱用熱交換器では13℃（）から８℃
（）の顕熱使用で、蒸発器２の加熱用熱交換器20から
８℃の冷熱が得られる。
以上に述べた従来型の吸収式冷温熱却発生機において、
濃縮器３における加熱水の温度使用巾10℃（−）及
び、吸収器１における冷却水の温度変化巾10℃（−
）をより拡大し、以つて、当該加熱水，冷却水を有効
に利用せんとあるいは加熱温度の降温、又は冷却水温度
の昇温を可能にする方法として、所謂「ローレンツサイ
クル」又は「リリープシヨンサイクル」が提案されてい
る。以下に本サイクルの概要を述べる。
濃縮器３における加熱水の温度使用巾10℃（−）及
び、吸収器１における冷却水の温度変化巾10℃（−
）をより拡大し、以つて、当該加熱水，冷却水を有効
に利用せんとあるいは加熱温度の降温、又は冷却水温度
の昇温を可能にする方法として、所謂「ローレンツサイ
クル」又は「リリープシヨンサイクル」が提案されてい
る。以下に本サイクルの概要を述べる。
第10図は吸収式冷温熱発生機にローレンツサイクルを適
用した場合の構成及び系統を示す例として文献）「欧米
における吸収式ヒートポンプの研究開発トピツクス」；
冷凍60-697,1118）等に紹介されている図である。以下
に第10図及び第11図を用いてローレンツサイクルを詳述
する。符号は第８図と同一とした。
用した場合の構成及び系統を示す例として文献）「欧米
における吸収式ヒートポンプの研究開発トピツクス」；
冷凍60-697,1118）等に紹介されている図である。以下
に第10図及び第11図を用いてローレンツサイクルを詳述
する。符号は第８図と同一とした。
濃縮器３は縦長の加熱用熱交換器30を収納しており、濃
度55％のLiBr水溶液はポンプ320により管300及び液分散
機31により当該加熱用熱交換器30の表面上に分散され、
重力により熱交換器表面上を自然流下する。この時、加
熱用熱交換器の下端32からは第４図に示すように83℃
（）の加熱水が流入し、上流から73℃（）の温度で
流出しても、濃度55％のLiBr水溶液は飽和圧力43mmHgに
おいて温度70℃（）であるため、加熱水73℃との熱交
換温度差３℃が得られ蒸発濃縮が行われる。さらに自然
流下した濃縮器３の下部に達した時、前述したように加
熱水83℃の温度であるために、同様の熱交換温度差31℃
で80℃（）まで加熱され、濃度60％となつて管310か
ら抜き出される。
度55％のLiBr水溶液はポンプ320により管300及び液分散
機31により当該加熱用熱交換器30の表面上に分散され、
重力により熱交換器表面上を自然流下する。この時、加
熱用熱交換器の下端32からは第４図に示すように83℃
（）の加熱水が流入し、上流から73℃（）の温度で
流出しても、濃度55％のLiBr水溶液は飽和圧力43mmHgに
おいて温度70℃（）であるため、加熱水73℃との熱交
換温度差３℃が得られ蒸発濃縮が行われる。さらに自然
流下した濃縮器３の下部に達した時、前述したように加
熱水83℃の温度であるために、同様の熱交換温度差31℃
で80℃（）まで加熱され、濃度60％となつて管310か
ら抜き出される。
したがつて第８図及び第９図に示した従来例の加熱水の
入口温度93℃が83℃まで低下したことになる。
入口温度93℃が83℃まで低下したことになる。
一方、吸収器１においては濃度60％のLiBr水溶液が管10
0から分散器11により、冷却用熱交換器10の表面上に散
布され、同様に重力により自然流下する。当該冷却用熱
交換器10の上部におけるLiBr60％水溶液の温度は45℃
（）であり、熱交換温度差３℃とした時、冷却水は42
℃（）で冷却可能であり、さらに蒸気を吸収しながら
流下した吸収器１の下端部で55％濃度になつた時の飽和
温度は35℃（）であり、同様の熱交換温度差３℃を見
込んだ場合、冷却水温度は32℃（）となる。したがつ
て、第８図及び第９図に示した従来例の冷却水入口温度
23℃が32℃まで上昇したことになる。
0から分散器11により、冷却用熱交換器10の表面上に散
布され、同様に重力により自然流下する。当該冷却用熱
交換器10の上部におけるLiBr60％水溶液の温度は45℃
（）であり、熱交換温度差３℃とした時、冷却水は42
℃（）で冷却可能であり、さらに蒸気を吸収しながら
流下した吸収器１の下端部で55％濃度になつた時の飽和
温度は35℃（）であり、同様の熱交換温度差３℃を見
込んだ場合、冷却水温度は32℃（）となる。したがつ
て、第８図及び第９図に示した従来例の冷却水入口温度
23℃が32℃まで上昇したことになる。
以上、従来例とローレンツサイクルとにおける蒸発器３
の加熱水と、吸収器１の冷却水の温度状況をまとめてみ
ると、従来例では加熱水入口温度93℃に対してローレン
ツサイクルでは83℃に低下し、冷却水入口温度は23℃か
ら32℃に上昇し、熱源上極めて有利なサイクルとなる。
他の面から検討すれば、従来例では加熱水入口温度を83
℃に限りなく近づけると、加熱水流量は限りなく増大
し、冷却水入口温度を33℃に近づけると、同様に冷却水
流量が増大する結果となる。
の加熱水と、吸収器１の冷却水の温度状況をまとめてみ
ると、従来例では加熱水入口温度93℃に対してローレン
ツサイクルでは83℃に低下し、冷却水入口温度は23℃か
ら32℃に上昇し、熱源上極めて有利なサイクルとなる。
他の面から検討すれば、従来例では加熱水入口温度を83
℃に限りなく近づけると、加熱水流量は限りなく増大
し、冷却水入口温度を33℃に近づけると、同様に冷却水
流量が増大する結果となる。
以上示したように、ローレンツサイクル吸収式冷温熱発
生機では加熱，冷却水が極めて有効な温度となり、期待
される方式である。
生機では加熱，冷却水が極めて有効な温度となり、期待
される方式である。
しかしながら、第10図に示されているように、吸収器及
び、濃縮器の容器高さが高くなり装置設置場所が限定さ
れ、例えばビルの地下室等への設置は甚だ困難となる。
び、濃縮器の容器高さが高くなり装置設置場所が限定さ
れ、例えばビルの地下室等への設置は甚だ困難となる。
また、これを解決する手段としては例えば第11図に示す
ように吸収器又は濃縮器を複数個に分割し、容器底部に
溜まつた吸収液をポンプ140で抜き出し、再び他の容器
の頂部に搬送する等の手段が考えられるが、装置が複雑
になる等の欠点がある。さらに他の手段としては、例え
ば第12図に示すように垂直管の外表面にフインを設けて
自然流下時間を遅らせる等の手段を講じることも考えら
れているが、伝熱管加工が繁雑であり、高価になる。ま
た大型化に伴う垂直多管式にあつては、吸収液を当該多
管外表面上に均一に分散する技術は甚だ困難であること
は衆知である。
ように吸収器又は濃縮器を複数個に分割し、容器底部に
溜まつた吸収液をポンプ140で抜き出し、再び他の容器
の頂部に搬送する等の手段が考えられるが、装置が複雑
になる等の欠点がある。さらに他の手段としては、例え
ば第12図に示すように垂直管の外表面にフインを設けて
自然流下時間を遅らせる等の手段を講じることも考えら
れているが、伝熱管加工が繁雑であり、高価になる。ま
た大型化に伴う垂直多管式にあつては、吸収液を当該多
管外表面上に均一に分散する技術は甚だ困難であること
は衆知である。
以上、従来技術においては装置高さ、及びこれを解決す
るための複雑化、ならびに吸収液を自然流下させるため
の諸施策に伴う費用の高騰、さらには装置の大容量化が
極めて困難である等の問題点があつた。
るための複雑化、ならびに吸収液を自然流下させるため
の諸施策に伴う費用の高騰、さらには装置の大容量化が
極めて困難である等の問題点があつた。
本発明の目的は係る欠点で排除し、合わせて、ローレン
ツサイクルの有利性を最大限に発揮できる吸収式冷温熱
発生機を提供することにある。
ツサイクルの有利性を最大限に発揮できる吸収式冷温熱
発生機を提供することにある。
〔問題点を解決するための手段〕 上記目的は、従来の吸収液の自然流下方式から閉鎖空間
を形成して拘束流とすることにより達成される。
を形成して拘束流とすることにより達成される。
吸収式冷温熱発生器における吸収液の挙動を考えてみる
に、吸収器と蒸発器及び濃縮器と凝縮器ではいずれも移
動物質が蒸気であり、所謂ガスの移動である。したがつ
て、ガスのみが透過でき、液状物質は透過できない材料
で吸収液の通路を確保することにより、一般の熱交換器
と同様に強制流れとすることが可能で、これにより、従
来の重力による自然流下方式から飛躍した新しい構造の
吸収式冷温熱発生機が得られる。
に、吸収器と蒸発器及び濃縮器と凝縮器ではいずれも移
動物質が蒸気であり、所謂ガスの移動である。したがつ
て、ガスのみが透過でき、液状物質は透過できない材料
で吸収液の通路を確保することにより、一般の熱交換器
と同様に強制流れとすることが可能で、これにより、従
来の重力による自然流下方式から飛躍した新しい構造の
吸収式冷温熱発生機が得られる。
前述した液は通さずガスのみを透過する材料としては、
一般に疎水性（又は撥水性）多孔質材であり、その形状
は膜状，管状等があり、材質はポリテトラフロロエチレ
ン（PTFE），ポリエチレン（PE），ポリプロピレン（P
P），ナイロン，シリコン，酢酸セルロース等がある。
これらの材質で形成した膜又は管と、熱交換用伝熱面又
は伝熱管とで間隙を形成し、当該間隙に吸収液を流すこ
とにより、本発明は達成されるものである。
一般に疎水性（又は撥水性）多孔質材であり、その形状
は膜状，管状等があり、材質はポリテトラフロロエチレ
ン（PTFE），ポリエチレン（PE），ポリプロピレン（P
P），ナイロン，シリコン，酢酸セルロース等がある。
これらの材質で形成した膜又は管と、熱交換用伝熱面又
は伝熱管とで間隙を形成し、当該間隙に吸収液を流すこ
とにより、本発明は達成されるものである。
即ち、本発明は吸収液を加温して蒸発濃縮させる濃縮器
と、この濃縮器から発生した冷媒蒸気を導入して凝縮し
て復液する凝縮器と、冷媒を蒸発させる蒸発器と、この
蒸発器で発生した冷媒蒸気を吸収液に吸収させる吸収器
とからなる吸収式冷温熱発生機において、前記濃縮器と
吸収器の少なくとも一方が疎水性多孔質膜又は疎水性多
孔質管と伝熱面又は伝熱管とで形成された空隙部を備
え、該空隙部に前記吸収液を前記疎水性多孔質膜又は前
記疎水性多孔質管と前記伝熱面又は前記伝熱管によつて
拘束して流し、且つ前記吸収液が前記伝熱面又は前記伝
熱管を介して伝熱媒体と接するように流れることを特徴
とし、前記吸収液と前記伝熱媒体とを対向流で流すこと
を特徴とする。
と、この濃縮器から発生した冷媒蒸気を導入して凝縮し
て復液する凝縮器と、冷媒を蒸発させる蒸発器と、この
蒸発器で発生した冷媒蒸気を吸収液に吸収させる吸収器
とからなる吸収式冷温熱発生機において、前記濃縮器と
吸収器の少なくとも一方が疎水性多孔質膜又は疎水性多
孔質管と伝熱面又は伝熱管とで形成された空隙部を備
え、該空隙部に前記吸収液を前記疎水性多孔質膜又は前
記疎水性多孔質管と前記伝熱面又は前記伝熱管によつて
拘束して流し、且つ前記吸収液が前記伝熱面又は前記伝
熱管を介して伝熱媒体と接するように流れることを特徴
とし、前記吸収液と前記伝熱媒体とを対向流で流すこと
を特徴とする。
さらに、本発明は前記吸収器が疎水性多孔質膜又は疎水
性多孔質管と伝熱面又は伝熱管とで形成された空隙部を
備え、該空隙部に前記吸収液を前記疎水性多孔質膜又は
前記疎水性多孔質管と前記伝熱面又は前記伝熱管によつ
て拘束して流し、且つ前記吸収液が前記伝熱面又は前記
伝熱管を介して伝熱媒体と接するように流れることを特
徴とする吸収式冷温熱発生機用吸収器及び、前記濃縮器
が疎水性多孔質膜又は疎水性多孔質管と伝熱面又は伝熱
管とで形成された空隙部を備え、該空隙部に前記吸収液
を前記疎水性多孔質膜又は前記疎水性多孔質管と前記伝
熱面又は前記伝熱管によつて拘束して流し、且つ前記吸
収液が前記伝熱面又は前記伝熱管を介して伝熱媒体と接
するように流れることを特徴とする吸収式冷温熱発生機
用濃縮器によつて達成される。
性多孔質管と伝熱面又は伝熱管とで形成された空隙部を
備え、該空隙部に前記吸収液を前記疎水性多孔質膜又は
前記疎水性多孔質管と前記伝熱面又は前記伝熱管によつ
て拘束して流し、且つ前記吸収液が前記伝熱面又は前記
伝熱管を介して伝熱媒体と接するように流れることを特
徴とする吸収式冷温熱発生機用吸収器及び、前記濃縮器
が疎水性多孔質膜又は疎水性多孔質管と伝熱面又は伝熱
管とで形成された空隙部を備え、該空隙部に前記吸収液
を前記疎水性多孔質膜又は前記疎水性多孔質管と前記伝
熱面又は前記伝熱管によつて拘束して流し、且つ前記吸
収液が前記伝熱面又は前記伝熱管を介して伝熱媒体と接
するように流れることを特徴とする吸収式冷温熱発生機
用濃縮器によつて達成される。
具体的には、前述した構成の濃縮器における作用は第13
図に示すように、伝熱面33と疏水性多孔質材500とで形
成された間隙600を流れる吸収液50は、当該吸収液とは
対向して流れる加熱水301により伝熱面33を介して加熱
されて蒸発し、蒸気1000は疎水性多孔質材500の開孔部
より透過する。蒸発して濃縮された吸収液はさらに当該
間隙部を流れて、より高温の加熱水で加熱されるため
に、さらに蒸発し濃縮される。
図に示すように、伝熱面33と疏水性多孔質材500とで形
成された間隙600を流れる吸収液50は、当該吸収液とは
対向して流れる加熱水301により伝熱面33を介して加熱
されて蒸発し、蒸気1000は疎水性多孔質材500の開孔部
より透過する。蒸発して濃縮された吸収液はさらに当該
間隙部を流れて、より高温の加熱水で加熱されるため
に、さらに蒸発し濃縮される。
一方、吸収器においては第14図に示すように、伝熱面33
と疎水性多孔質材500とで構成された間隙600を流れる吸
収液60は、当該吸収液とは対向して流れる冷却水101に
より冷却されるために蒸気圧が低下し、蒸発器から移動
してくる蒸気2000を吸収する。吸収して濃度が低下し温
度が上昇した吸収液はさらに当該間隙部を流れて、より
低温の冷却水で冷却されるために、さらに蒸気を吸収し
て希釈される。
と疎水性多孔質材500とで構成された間隙600を流れる吸
収液60は、当該吸収液とは対向して流れる冷却水101に
より冷却されるために蒸気圧が低下し、蒸発器から移動
してくる蒸気2000を吸収する。吸収して濃度が低下し温
度が上昇した吸収液はさらに当該間隙部を流れて、より
低温の冷却水で冷却されるために、さらに蒸気を吸収し
て希釈される。
以上の操作により、吸収液は入口から出口に至るまで濃
度変化と伴に温度が変化しており、先に述べたローレン
ツサイクルを効果的に実行できる装置を提供するもので
ある。
度変化と伴に温度が変化しており、先に述べたローレン
ツサイクルを効果的に実行できる装置を提供するもので
ある。
（実施例） 以下本発明の一実施例を第１図、第２図及び第３図によ
り説明する。
り説明する。
第１図は本発明から成る吸収式冷温熱発生機の機器構成
並びに系統図を、第２図及び第３図は本発明を効果的に
実行するに好適な濃縮器又は吸収器における膜モジユー
ル内の加熱水又は冷却水と吸収液の流れを示す図であ
る。
並びに系統図を、第２図及び第３図は本発明を効果的に
実行するに好適な濃縮器又は吸収器における膜モジユー
ル内の加熱水又は冷却水と吸収液の流れを示す図であ
る。
本発明を詳述するに当たり、従来例の説明と同様に吸収
液としてLiBr水溶液を用いた場合について、第４図も併
用して説明する。
液としてLiBr水溶液を用いた場合について、第４図も併
用して説明する。
濃縮器３には本発明から成る濃縮用膜モジュール301を
収納し、当該膜モジュールにはそれぞれ媒体入口管30
0、出口開口部311、加熱水入口管32及び出口管30を有し
ている。
収納し、当該膜モジュールにはそれぞれ媒体入口管30
0、出口開口部311、加熱水入口管32及び出口管30を有し
ている。
濃度55％のLiBr水溶液（）は管300により濃縮器３の
膜モジユール301へ導入される。膜モジユール301の内部
では第２図に示すように、伝熱面33と疎水性多孔質材50
0とから形成される間隙35を当該吸収液が流れる。一
方、加熱水（）は、管32から導入され、壁36と伝熱面
33とで形成される間隙を流れ、当該流れは前述した吸収
液とは対向して流す。したがつて、濃度55％のLiBr水溶
液は、当該加熱水（）で伝熱面を介して加熱され、蒸
発する。発生した蒸気は疎水性多孔質材500の開孔部を
通過し当該疎水性多孔質材500で形成される間隙38を通
り、蒸気通路70を経て凝縮器４へ導入される。以上の作
用により濃度60％（）まで濃縮されたLiBr水溶液は開
口部311により濃縮器３の容器底部に溜まり、管310によ
り熱交換器５へ流れる。
膜モジユール301へ導入される。膜モジユール301の内部
では第２図に示すように、伝熱面33と疎水性多孔質材50
0とから形成される間隙35を当該吸収液が流れる。一
方、加熱水（）は、管32から導入され、壁36と伝熱面
33とで形成される間隙を流れ、当該流れは前述した吸収
液とは対向して流す。したがつて、濃度55％のLiBr水溶
液は、当該加熱水（）で伝熱面を介して加熱され、蒸
発する。発生した蒸気は疎水性多孔質材500の開孔部を
通過し当該疎水性多孔質材500で形成される間隙38を通
り、蒸気通路70を経て凝縮器４へ導入される。以上の作
用により濃度60％（）まで濃縮されたLiBr水溶液は開
口部311により濃縮器３の容器底部に溜まり、管310によ
り熱交換器５へ流れる。
第２図に示す実施例では吸収液と加熱水の流れを３折流
としたが、この折流数を限定するものではなく、装置寸
法から任意に選択できるものである。
としたが、この折流数を限定するものではなく、装置寸
法から任意に選択できるものである。
次に60％まで濃縮されたLiBr水溶液は熱交換器５により
冷却されて、管100より、吸収器１へ導入される。吸収
器１には前述した濃縮器と同様に本発明から成る吸収用
膜モジユール101を収納している。吸収用膜モジユール
の詳細を第３図に示す。管100から膜モジユールに導入
された60％のLiBr水溶液（）は、冷却水12により冷却
（）され蒸気圧が低下するために蒸発器２からの蒸気
は蒸気通路60を介して吸収器１へ導入され、さらに膜モ
ジユール内の蒸気通路18を流れて疎水性多孔質材500の
開孔部から前記LiBr水溶液に吸収される。水蒸気を吸収
して濃度が下がり、温度が上昇したLiBr水溶液は、より
低温の冷却水により冷却されるため、再び蒸気が吸収で
きる。したがつて、最終的に当該モジユールの開口部11
1から排出されるLiBr水溶液は濃度55％，温度35℃
（）となる。この水溶液は吸収器１の底面に滞留し管
110より、ポンプ140により引き抜かれて、管130を経て
熱交換器５へ導入され、管310から導入された80℃。60
％のLiBr水溶液から熱を得て昇温し、管300を経て濃縮
器３へ導入される経路をとる。第３図においても、一例
として３折流を示したが、ここでも折流数を限定するも
のではなく形状，寸法から任意に選択できるものであ
る。
冷却されて、管100より、吸収器１へ導入される。吸収
器１には前述した濃縮器と同様に本発明から成る吸収用
膜モジユール101を収納している。吸収用膜モジユール
の詳細を第３図に示す。管100から膜モジユールに導入
された60％のLiBr水溶液（）は、冷却水12により冷却
（）され蒸気圧が低下するために蒸発器２からの蒸気
は蒸気通路60を介して吸収器１へ導入され、さらに膜モ
ジユール内の蒸気通路18を流れて疎水性多孔質材500の
開孔部から前記LiBr水溶液に吸収される。水蒸気を吸収
して濃度が下がり、温度が上昇したLiBr水溶液は、より
低温の冷却水により冷却されるため、再び蒸気が吸収で
きる。したがつて、最終的に当該モジユールの開口部11
1から排出されるLiBr水溶液は濃度55％，温度35℃
（）となる。この水溶液は吸収器１の底面に滞留し管
110より、ポンプ140により引き抜かれて、管130を経て
熱交換器５へ導入され、管310から導入された80℃。60
％のLiBr水溶液から熱を得て昇温し、管300を経て濃縮
器３へ導入される経路をとる。第３図においても、一例
として３折流を示したが、ここでも折流数を限定するも
のではなく形状，寸法から任意に選択できるものであ
る。
さらに本実施例では濃縮器３と吸収器１の両方に本発明
から成る膜モジユールを収納した系統を示したが、第５
図に示す如く濃縮器３のみに本発明から成る膜モジユー
ル301を適用した吸収式冷温熱発生機の系統も考えら
れ、また図示はしないが吸収器１にのみ膜モジユールを
適用することも本発明に含まれるものである。また、第
６図に示す如く従来例の濃縮器３に本発明を適用したも
の、図示はしないが従来例の吸収器に本発明を適用した
構造も本発明に含括される。
から成る膜モジユールを収納した系統を示したが、第５
図に示す如く濃縮器３のみに本発明から成る膜モジユー
ル301を適用した吸収式冷温熱発生機の系統も考えら
れ、また図示はしないが吸収器１にのみ膜モジユールを
適用することも本発明に含まれるものである。また、第
６図に示す如く従来例の濃縮器３に本発明を適用したも
の、図示はしないが従来例の吸収器に本発明を適用した
構造も本発明に含括される。
第７図は本発明の他の実施例を示す膜モジユール構造
で、伝熱面と疎水性多孔質材で形成せる間隙に乱流促進
材39を配置したもので、これにより、吸収液の流れが乱
れ、蒸発により伝熱面側近傍と疎水性膜面側近傍との濃
度差及び温度差を低減し、より効果的な熱移動と物質移
動を提供できる。
で、伝熱面と疎水性多孔質材で形成せる間隙に乱流促進
材39を配置したもので、これにより、吸収液の流れが乱
れ、蒸発により伝熱面側近傍と疎水性膜面側近傍との濃
度差及び温度差を低減し、より効果的な熱移動と物質移
動を提供できる。
第15図は本発明の他の実施例を示す図で、疎水性多孔質
管状膜によつて構成された多管式モジユールを示す。
管状膜によつて構成された多管式モジユールを示す。
以上、本発明によれば、濃縮器，吸収器における熱の有
効利用を可能にできるローレンツサイクル吸収式冷温熱
発生機の実現を可能にし、その特徴は従来のローレンツ
サイクル吸収式冷温熱発生機に見られる装置高さを低減
し、拘束空間に吸収液を流せるために流路方向は従来の
自由落下である下方向のみにとどまらず、上方向流、水
平方向流のいずれでも可能であり、また従来例の改良に
見られるポンプアツプして落下させる複雑な構造を解決
できる。さらに本発明によれば強制流であるために、吸
収液流量は任意に調整でき、冷熱又は温熱負荷に合わせ
て、並びに加熱水流量と温度又は冷却水流量と温度に合
わせて最適な吸収液流路量とすることができる特徴を有
している。
効利用を可能にできるローレンツサイクル吸収式冷温熱
発生機の実現を可能にし、その特徴は従来のローレンツ
サイクル吸収式冷温熱発生機に見られる装置高さを低減
し、拘束空間に吸収液を流せるために流路方向は従来の
自由落下である下方向のみにとどまらず、上方向流、水
平方向流のいずれでも可能であり、また従来例の改良に
見られるポンプアツプして落下させる複雑な構造を解決
できる。さらに本発明によれば強制流であるために、吸
収液流量は任意に調整でき、冷熱又は温熱負荷に合わせ
て、並びに加熱水流量と温度又は冷却水流量と温度に合
わせて最適な吸収液流路量とすることができる特徴を有
している。
第１図は本発明から成る吸収式冷温熱発生機の機器構成
及び系統を示す図、第２図は本発明から成る濃縮器の膜
モジユール構成並びに吸収液と加熱液の流れを示す図、
第３図は本発明から成る吸収器の膜モジユール構成並び
に吸収液と冷却液の流れを示す図、第４図は第１図に示
す系統における操作線図、第５図は本発明の他の実施例
を示す図、の構成並びに系統を示す図、第６図は本発明
の他の実施例から成る吸収式冷温熱発生機の構成並びに
系統を示す図、第７図は本発明から成る膜モジユールの
他の実施例を示す図、第８図は従来例を示す図、第９図
は第８図における操作線図、第10図はローレンツサイク
ル吸収式冷温熱発生機の従来の機器構成と系統を示す
図、第11図は従来の他の例を示す図、第12図は従来の伝
熱面を示す図、第13図は本発明から成る濃縮器用膜モジ
ユールの拡大図、第14図は本発明から成る吸収器用膜モ
ジユールの拡大図である。第15図は本発明から成る濃縮
器用多管式モジユールの拡大図である。 １……吸収器、２……蒸発器、３……濃縮器、４……凝
縮器、５……熱交換器、10……冷却用熱交換器、20……
冷熱用熱交換器、30……加熱用熱交換器、40……冷却用
熱交換器、101……濃縮用膜モジユール、301……吸収用
膜モジユール。
及び系統を示す図、第２図は本発明から成る濃縮器の膜
モジユール構成並びに吸収液と加熱液の流れを示す図、
第３図は本発明から成る吸収器の膜モジユール構成並び
に吸収液と冷却液の流れを示す図、第４図は第１図に示
す系統における操作線図、第５図は本発明の他の実施例
を示す図、の構成並びに系統を示す図、第６図は本発明
の他の実施例から成る吸収式冷温熱発生機の構成並びに
系統を示す図、第７図は本発明から成る膜モジユールの
他の実施例を示す図、第８図は従来例を示す図、第９図
は第８図における操作線図、第10図はローレンツサイク
ル吸収式冷温熱発生機の従来の機器構成と系統を示す
図、第11図は従来の他の例を示す図、第12図は従来の伝
熱面を示す図、第13図は本発明から成る濃縮器用膜モジ
ユールの拡大図、第14図は本発明から成る吸収器用膜モ
ジユールの拡大図である。第15図は本発明から成る濃縮
器用多管式モジユールの拡大図である。 １……吸収器、２……蒸発器、３……濃縮器、４……凝
縮器、５……熱交換器、10……冷却用熱交換器、20……
冷熱用熱交換器、30……加熱用熱交換器、40……冷却用
熱交換器、101……濃縮用膜モジユール、301……吸収用
膜モジユール。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 江原 勝也 茨城県日立市久慈町4026番地 株式会社日 立製作所日立研究所内 (72)発明者 高橋 燦吉 茨城県日立市久慈町4026番地 株式会社日 立製作所日立研究所内 (72)発明者 杉本 滋郎 茨城県土浦市神立町603番地 株式会社日 立製作所土浦工場内 (56)参考文献 特開 昭59−1966（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−179103（ＪＰ，Ａ)
Claims (4)
- 【請求項１】吸収液を加温し蒸発濃縮させる濃縮器と、
該濃縮器から発生した冷媒蒸気を導入し凝縮復液する凝
縮器と、冷媒を蒸発させる蒸発器と、該蒸発器で発生し
た冷媒蒸気を吸収液に吸収させる吸収器とからなる吸収
式冷温熱発生機において、前記濃縮器と前記吸収器の少
なくとも一方が疎水性多孔質膜又は疎水性多孔質管と伝
熱面又は伝熱管とで形成された空隙部を備え、該空隙部
に前記吸収液を前記疎水性多孔質膜又は前記疎水性多孔
質管と前記伝熱面又は前記伝熱管によつて拘束して流
し、且つ前記吸収液が前記伝熱面又は前記伝熱管を介し
て伝熱媒体と接するように流れることを特徴とする吸収
式冷温熱発生機。 - 【請求項２】特許請求の範囲第１項において、前記吸収
液と前記伝熱媒体とを対向流で流すことを特徴とする吸
収式冷温熱発生機。 - 【請求項３】吸収液を加温し蒸発濃縮させる濃縮器と、
該濃縮器から発生した冷媒蒸気を導入し凝縮復液する凝
縮器と、冷媒を蒸発させる蒸発器と、該蒸発器で発生し
た冷媒蒸気を吸収液に吸収させる吸収器とからなる吸収
式冷温熱発生機において、前記吸収器が疎水性多孔質膜
又は疎水性多孔質管と伝熱面又は伝熱管とで形成された
空隙部を備え、該空隙部に前記吸収液を前記疎水性多孔
質膜又は前記疎水性多孔質管と前記伝熱面又は前記伝熱
管によつて拘束して流し、且つ前記吸収液が前記伝熱面
又は前記伝熱管を介して伝熱媒体と接するように流れる
ことを特徴とする吸収式冷温熱発生機用吸収器。 - 【請求項４】吸収液を加温し蒸発濃縮させる濃縮器と、
該濃縮器から発生した冷媒蒸気を導入し凝縮復液する凝
縮器と、冷媒を蒸発させる蒸発器と、該蒸発器で発生し
た冷媒蒸気を吸収液に吸収させる吸収器とからなる吸収
式冷温熱発生機において、前記濃縮器が疎水性多孔質膜
又は疎水性多孔質管と伝熱面又は伝熱管とで形成された
空隙部を備え、該空隙部に前記吸収液を前記疎水性多孔
質膜又は前記疎水性多孔質管と前記伝熱面又は前記伝熱
管によつて拘束して流し、且つ前記吸収液が前記伝熱面
又は前記伝熱管を介して伝熱媒体と接するように流れる
ことを特徴とする吸収式冷温熱発生機用濃縮器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25369687A JPH079325B2 (ja) | 1987-10-09 | 1987-10-09 | 吸収式冷温熱発生機及びそれに用いられる吸収器及び濃縮器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25369687A JPH079325B2 (ja) | 1987-10-09 | 1987-10-09 | 吸収式冷温熱発生機及びそれに用いられる吸収器及び濃縮器 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0198866A JPH0198866A (ja) | 1989-04-17 |
| JPH079325B2 true JPH079325B2 (ja) | 1995-02-01 |
Family
ID=17254878
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP25369687A Expired - Lifetime JPH079325B2 (ja) | 1987-10-09 | 1987-10-09 | 吸収式冷温熱発生機及びそれに用いられる吸収器及び濃縮器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH079325B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011169537A (ja) * | 2010-02-19 | 2011-09-01 | Aisin Seiki Co Ltd | 吸収液濃度調整装置 |
| JP6432462B2 (ja) * | 2015-07-27 | 2018-12-05 | アイシン精機株式会社 | 吸収式ヒートポンプ装置 |
| CN108562066A (zh) * | 2018-01-29 | 2018-09-21 | 东莞理工学院 | 一种膜式接触装置及吸收式制冷系统 |
-
1987
- 1987-10-09 JP JP25369687A patent/JPH079325B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0198866A (ja) | 1989-04-17 |
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