JPS6148059B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

本願では、処理蒸気と同相の少なくとも蒸気相
の状態で存在する付加剤が提供され、当該付加剤
が吸収液との接触時に吸収液の表面張力を低減化
出来るようにした、処理蒸気を吸収液体内に吸収
させる装置と方法について開示する。吸収液体の
薄膜が第１面上に形成されるよう吸収液体をその
上に流す第１面と、吸収過程から熱を取除く目的
で伝熱流体をその上に流す第２面を有する伝熱部
材が提供される。第１面に沿つて一連の優位的な
吸収個所が形成されるよう吸収液体の薄膜と処理
蒸気の間の境界渦を促進させる装置が伝熱部材の
第１面と組合わせて設けてある。好適実施態様に
おいては、最後に命名した装置は、第１面から外
方へ延在する、第１面に沿つて隆起部の２つの寸
法配列を定める目的で相互に隔置させる複数個の
隆起部を含む。本発明の適用例の一例として、リ
チウム・ブロマイド吸収冷凍システムが開示して
あり、この場合その吸収器は本発明に従つて設計
してある。 本発明は一般に処理蒸気が吸収液体との直接接
触によつて吸収液体内に吸収されるようにした装
置又は方法から吸収熱を除去することを併せた当
該装置と方法に関するものである。本出願人の発
明を適用させる分野は、更に、処理蒸気と同相の
少なくとも蒸気相の状態で存在する付加剤が含ま
れ且つ当該付加剤が吸収液体との接触時に吸収液
体の表面張力を低減化出来るようにした前述の装
置及び方法に限定されるものである。特定の適用
例の場合、本発明は、吸収溶液としてリチウム・
ブロマイド水溶液、冷媒として水を利用してお
り、システムの効率を高める目的でオクチル・ア
ルコール付加剤が加えられる型式の吸収冷凍シス
テムに関するものである。 質量伝達の理論的側面を取扱つている技術文献
の中、質量伝達機構の促進をもたらす、相同志間
の境界渦の重要性について論じた論文が多数見受
けられる。境界渦は、液体／液体の境界、液体／
蒸気の境界の両者に関して存在し、液体／蒸気の
境界が本発明での検討事項に関連がある。 シヤーウツド、ピグフオード、ウイルキ共著
（マクグロウーヒル、1975年）の質量伝達と題す
る教科書には184頁乃至188頁に境界渦の論文が掲
載してある。この論文の中で、著者等の観察で判
つたことは、著しい境界渦の存在する装置や方法
に異常に高い質量伝達割合が生じることである。
これらの高い質量伝達割合は〓マランゴニー効果
（Marangoni effect）〓現象、即ち薄膜境界におけ
る表面張力の乱変動が原因で液体の薄膜中に発生
する不安定性に名付けた用語、に貢献するもので
ある。この不安定性は、波及び〓ロール・セル
（roll cell）〓を生じてその表面と塊体の間の薄膜
の中に液体を循環させる。著者等は、質量伝達の
発生に伴なつて局部的な高濃度化が促進され、そ
の結果液体の表面張力に変動が見られるという事
実に対し液体薄膜内の不安定性を考慮に入れたも
のである。 吸収剤としてリチウム・ブロマイド水溶液液、
冷媒として水を利用する型式の吸収冷凍システム
の性能と容量はオクチル・アルコール（２エチル
−ｎ−ヘキサノル）の如き或る付加剤の添加によ
つて高め得るということが吸収冷凍技術の熟知者
には長年判つていた。この事実についての簡単な
説明が米国特許第3276217号に開示してある。こ
の性能向上は吸収管の外面上の渦膜の発生から当
該渦膜と当該吸収管の間の伝熱が良好となるとい
う多数の因子に貢献してきた。オクチル・アルコ
ールの添加はコンデンサー内の冷媒蒸気の濃縮化
を下げる効果があり、その結果そのシステムの該
当部分の伝熱作用が改善されるということも示唆
してある。米国特許第3593540号ではオクチル・
アルコールをリチウム・ブロマイド吸収冷凍シス
テムに添加することで得られる改善された効果、
当該改善された効果を吸収器とコンデンサーにお
ける増加した伝熱量に貢献させることも述べてあ
る。 本発明は吸収液体内に処理蒸気を吸収させる装
置と方法に関するもので、特定の実施態様におい
てはシステムの吸収器部分を本発明に従つて組立
てた吸収冷凍システムに関するものである。 本出願人の発明の改善された装置には、処理蒸
気が吸収液体によつて吸収されるよう吸収液体と
処理蒸気が相互に直接接触されるシステムが含ま
れている。処理蒸気と同相の少なくとも蒸気相の
状態で存在する付加剤が本システム内に存在し、
当該付加剤は吸収液体との接触時に吸収液体の表
面張力を低減化させることが出来る。吸収液体の
薄膜が第１面上に形成されるよう吸収液体を伝熱
関係の状態で流す第１面、熱を本装置から除去す
る目的で伝熱流体を通過させる第２面の両者を有
する伝熱部材が提供されている。第１面と伝熱関
係にある吸収液体の薄膜に蒸気混合物を直接接触
させる装置が設けてある。吸収液体の薄膜と蒸気
混合物の間の境界渦を促進させる目的で、吸収液
体内への処理蒸気の吸収が促進される一連の優位
的吸収個所を前記第１面に沿つて形成し、かくし
て前記個所における吸収液体の表面張力の低減
化、伝熱部材の第１面の直ぐ近くにある比較的温
度の低い吸収溶液が当該第１面から吸収液体の薄
膜と蒸気混合物の間の境界へ循環され、かくして
本装置の吸収容量を増加させるよう吸収液体の薄
膜内にロール・セル運動を生ぜしめることを目的
として前記個所の直ぐ近くにある蒸気相の付加剤
の濃度を高める装置が伝熱部材の第１面と組合つ
ている。 前述の優位的吸収個所は本装置の吸収容量を最
大にする目的で吸収液体の薄膜内の活発なロー
ル・セル運動が実質的に前記第１面全体に亘つて
発生するよう相互に隔置されている。 好適実施態様においては、伝熱部材の第１面と
組合つている装置が、第１面から外方へ延在す
る、前記第１面に沿つて隆起部の２つの寸法配列
を定める目的で相互に隔置された複数個の熱伝導
隆起部を含み、前記隆起部が、吸収液体の薄膜が
当該隆起部の間から前記第１面上を流れてロー
ル・セル運動を受けるような寸法と形状にしてあ
る。隆起部の高さは実質的に第１面上の吸収液体
の薄膜の厚みに等しくその高さの約３乃至７倍に
等しい寸法だけ、最適範囲ではその高さの約３乃
至５倍に等しい寸法だけ相互に隔置してあること
が好ましい。 本発明の別の局面には前述の如く吸収液体内へ
の処理蒸気の吸収が促進される一連の優位的吸収
個所を伝熱部材の第１面に沿つて形成することに
より吸収液体の薄膜と蒸気混合物の間の境界渦が
促進されるようにした吸収液体内に処理蒸気を吸
収させる方法が含まれている。 特定の実施態様において、本発明は、吸収液体
と冷媒を利用し、更に、システムの性能向上のた
めに付加剤を含むようにした型式の吸収冷凍シス
テムを含む。本システムは、発生器、コンデンサ
ー、蒸発器、吸収器、ポンプ装置等、作動吸収冷
凍システムに接続されたものを含む範囲において
慣用的なものである。濃度が高められた吸収溶液
を発生器から受入れ、冷媒蒸気を蒸発器から受入
れる吸収器は本発明に従つて作成され、各々第１
面と第２面を有する複数個の伝熱部材を含む。 吸収液体の薄膜が第１面上に形成されるよう、
濃度の高められた吸収溶液を前記第１面と伝熱関
係を以つて流し且つ伝熱流体を前記第２面と伝熱
関係を以つて流すことで熱が吸収溶液から伝熱部
材を通つて伝熱流体へ伝えられるようにした装置
が設けてある。更に、（冷媒蒸気と付加剤蒸気を
加えた）蒸気混合物を第１面と伝熱関係にある吸
収溶液に直接接触させる装置が設けてある。 吸収溶液内への冷媒蒸気の吸収が促進される一
連の優位的吸収個所を前記第１面に沿つて形成
し、伝熱部材の第１面の直ぐ近くにある比較的温
度の低い吸収溶液が当該第１面から吸収溶液の薄
膜と蒸気混合物の間の境界へ循環されることで前
記吸収器の吸収容量が高められるよう前記個所に
おける吸収溶液の表面張力の低減化とそれに伴な
う吸収溶液の薄膜内のロール・セル運動の発生を
目的として、前記個所の直ぐ近くにある蒸気相の
付加剤の濃度を高めることによつて、第１面と伝
熱関係にある吸収溶液の薄膜と前記蒸気混合物の
間の境界渦を促進させるための装置が前記伝熱部
材の第１面と組合つている。 好適実施態様において、伝熱部材の第１面と組
合つている装置は、個々の第１面から外方へ延在
する、個々の第１面に沿つて隆起部の２つの寸法
配列を定める目的で相互に隔置された複数個の熱
伝導性隆起部を含む。隆起部の高さは実質的に
個々の第１面上に形成された吸収溶液の薄膜の厚
さと等しく、その高さの約３乃至７倍に等しい寸
法、最適の範囲としてはその高さの約３乃至５倍
に等しい寸法だけ相互に隔置されている。 吸収冷凍システム用の好適な作動流体には吸収
剤としてリチウム・ブロマイド水溶液、冷媒とし
て水、付加剤としてオクチル・アルコールが含ま
れている。 従つて、本発明の目的は、本装置及び本方法の
吸収容量が前記付加剤の添加によりすでに高めら
れた容量以上に高められる様式を以つて少なくと
も処理蒸気と同相の蒸気相の状態で存在する付加
剤の存在下、吸収液体内に処理蒸気を吸収させる
装置と方法を提供することにある。 本発明の別の目的は、吸収液体の薄膜を通過さ
せる第１面を有する伝熱部材が提供され、吸収液
体の薄膜と前記第１面に直接接触状態にされる蒸
気混合物の間の境界渦を促進させる装置が前記第
１面と組合つている前述の装置と方法を提供する
ことにある。 本発明の関連にある目的は、吸収液体内への処
理蒸気の吸収が促進される一連の優位的吸収個所
を前記第１面に沿つて形成し、前記個所における
吸収液体の表面張力の低減化、伝熱部材の第１面
の直ぐ近くにおける比較的温度の低い吸収溶液が
当該第１面から吸収液体の薄膜と蒸気混合物の間
の境界へ循環して本装置と本方法の吸収容量を高
めるよう吸収液体の薄膜内にロール・セル運動を
生ぜしめることを狙いに前記個所の直ぐ近くにお
ける蒸気相状態の付加剤の濃度を高めることによ
つて前述の境界渦を促進させることにある。 本発明の別の目的は、特に、伝熱部材の第１面
から外へ延在し、境界渦を促進させるため第１面
と組合つた装置を構成する複数個の熱伝導性隆起
部を提供することにある。 本発明の更に別の目的は、吸収液体と冷媒を利
用する型式の吸収冷凍システムであつて、その性
能向上のための付加剤が含まれ、前記システムの
吸収部分が単に本システムへの付加剤の添加によ
りもたらされる容量以上にその容量を増加させる
ことを狙いとして本発明に従つて構成された吸収
冷凍システムを提供することにある。 本発明のこれらの目的、その他の目的について
は、好適実施態様の以下の説明と添附図面の参照
から明らかとなろう。 ここで図面の第１面に移ると、伝熱部材１が横
断面図にて図解してあり、当該伝熱部材には平滑
な第１面２と第２面３が含まれている。第１面２
の上面には吸収液体４の薄膜が流れ、当該吸収液
体は全体的に参照番号５で示された蒸気混合物と
直接接触しており、吸収液体４により吸収さるべ
き処理蒸気を含み又、処理蒸気と同相で少なくと
も蒸気相を呈する付加剤も含んでいる。付加剤は
吸収液体との接触時に吸収液体４の表面張力を低
下させるのに効果がある。 吸収液体４から吸収熱を取除く目的で、伝熱流
体は本願で以後明らかなるように第２面３との伝
熱関係を保つて流れる。 吸熱段階中、第１面２上の或る任意に隔置され
た諸点は或る理由又は別の理由から、その点にあ
る冷却された吸収液体で行なわれる吸収にあたつ
て高い親和力があることから、優先的な吸収場所
が確立されるよう隣接の点より涼しくなるであろ
うというのが本出願人の確信である。 点Ａにおける比較的温度の低い吸収液体は蒸気
混合物５から処理蒸気を吸収する高い親和力を呈
するところから、点Ａの直ぐ近くに隣接する蒸気
混合物は、その後、付加剤が異常高濃度を呈する
こととなり、処理蒸気はそこから吸収液体４内へ
吸収されてしまう。付加剤は吸収液体の表面張力
を低減化するのに効果的であるため、点Ａにおけ
る吸収液体４の表面張力は点Ｂにおける表面張力
と比較した場合低く、その結果、図示の如く境界
渦即ち〓ロール・セル（roll cell）〓運動が生じ
る。第１図の矢印で示す如く、こうした境界渦
は、蒸気混合物５との直接接触に対し上向きの方
向（ロール・セルのため）に循環している第１面
２に隣接している比較的温度の低い吸収液体とな
り、かくして考察対象の装置や方法の吸収容量を
高めることとなるため、当該装置や方法では極め
て好ましいものである。 吸収剤としてリチウム・ブロマイド水溶液、冷
媒として水を利用する型式の吸収冷凍システムに
オクチル・アルコール付加剤をを加える時に注目
される効率上の増加を前述の機構が説明するとい
うのが本出願人の確信するところである。 こうした装置の吸収部分の観察によれば、本出
願人の確信を確認するような吸収溶液の高い渦流
薄膜が吸収部分の伝熱管の上に生成されることが
判明している。 この確信の下に作動させる際本出願人が結論と
して判つたことは、オクチル・アルコール付加剤
の添加によりもたらされる性能以上に吸収剤の性
能を高めるためには第１面２の全体に亘つて境界
渦が最大値まで促進されるよう第１図のＡに示さ
れた型式の付加的な優位の吸収領域を確立するこ
とが必要となろうということである。然し乍ら、
この問題に対する本出願人の新規な解決策を採用
する前に、本出願人の発明が含まれている第２図
に示した慣用的な吸収冷凍装置の基本的な作動原
理を見直すことが望ましいであろう。 第２図に全体的に６で示された吸収冷凍装置
は、慣用的な構造のものであり、冷媒を吸収溶液
から蒸発させることによつて吸収溶液の濃度を高
める目的から、湯又は蒸気の如き伝熱流体が熱交
換コイル７ａを通過するようにした発生器７を含
む。こうして凝縮された冷媒は次にオリフイスを
経て蒸発装置９の中へ流れ、冷却されて熱交換コ
イル９ａを通過する水の如き冷凍負荷と熱交換関
係を以つて蒸気化される。 冷媒が蒸発装置９内で蒸発する際、冷媒はパン
９ｂの周りを通つて吸収装置１０の中へ流れ、濃
縮された吸収溶液に吸収される。吸収装置１０に
は複数個の伝熱部材１ａ乃至１ｄが含まれ、当該
伝熱部材は好適実施態様において吸収熱を吸収装
置１０から取り除く目的で当該伝熱部材を通過す
る伝熱流体を有する複数本の水平に配列された管
を含む。 吸収溶液の薄膜が当該伝熱部材の外側第１面の
上に形成されるよう濃縮吸収溶液を伝熱部材１ａ
乃至１ｄと伝熱関係を以つて通過させるため吸収
装置１０内には噴霧ヘツダー１０ａが備えてあ
る。その結果生じる希釈された吸収溶液は図示の
如く適当な導管やポンプ装置を通つて発生器７へ
戻される。同様にして、噴霧ヘツダー１０ａには
図示の導管やポンプ装置を介して吸収装置１０の
溜めから吸収溶液が供給される。慣用的な装置と
同様、発生器７から吸収装置１０へ流れる濃縮吸
収溶液は、溶液熱交換器１１を介して吸収装置１
０から発生器７へ流れる希釈された吸収溶液と熱
交換関係に設定される。 ここで図面の第３図と第４図に移ると、これら
の図には本発明の装置と方法に利用した場合、吸
収容量が高まる伝熱部材が図解してある。伝熱部
材は第１図に示されたものと類似している壁部分
たる伝熱部材１を有する状態で示してあり、第１
面２及び第２面３も含む。好適実施態様において
は、伝熱部材は管状要素を含み、当該管状要素を
通じて伝熱流体は第２面３と伝熱関係を以つて流
れ、当該伝熱部材には吸収溶液の薄膜が形成され
るよう吸収液体の通過する外側第１面２が備えて
ある。 考察対象の装置及び方法における質量伝達を行
なわしめる機構について本出願人の確信と併せ
て、第１面２と伝熱関係にある吸収液体の薄膜と
蒸気混合物の間の境界渦を促進させることにより
吸収容量が高まることが想い出されよう。これは
前述の如く第１面２に沿つて一連の優位な吸収個
所を設けることにより達成され、当該吸収個所に
おいて吸収液体内の処理蒸気の吸収が促進され
る。 第３図と第４図に図解した好適実施態様の場
合、これは、第１面２に沿つて或る寸法の２つの
隆起部を定める目的で第１面２から外方へ延在し
且つ相互に隔置された複数個の隆起部１２を設け
ることにより達成される。隆起部１２の高さは第
１面２の上面を通過する吸収液体の薄膜の厚みと
実質上同じであることが望ましいことが判つた。 隆起部１２は周りの吸収液体の温度を下回わる
値に冷却される吸収溶液の局部的な領域を作り出
すことによつて優位的な吸収個所を提供する機能
を果たす。従つて、各隆起部１２は第１図に図解
した点Ａに対応し、第１図に関連して説明したも
のと同じ機構によつてロール・セル運動を生ぜし
めるよう作用する。故意に創り出されたこれら優
位な吸収個所によつて作り出されるロール・セル
運動が増加することから、吸収液体と処理蒸気の
間の境界渦が増加し、その結果、付加剤の添加に
よりすでに与えられた吸収容量以上に本装置及び
本方法の吸収容量が全体的に増加することが理解
されよう。 本出願人は吸収剤としてリチウム・ブロマイド
の水溶液、冷媒として水、付加剤としてオクチ
ル・アルコール（２−エチル−１−ヘキサノル）
を利用してある試験用吸収冷凍装置に第３図と第
４図に従つて設計された伝熱部材を装備してその
試験を行なつた。試験目的から、寸法、形状、第
１面２から外方へ延在している間隔が異なる隆起
部を有する３個の試験片が作成された。これら３
個の試験片の寸法を要約して表にしたものを以下
に示す。

【表】 表に要約されたデータには試験片の伝熱部材
の基本寸法だけでなく、隆起部１２の最外方先端
部から測定される試験片の伝熱部材と等しい直径
を有する滑らかな管に対する試験片表面の総表面
積の割合を表わす比率Aex／Asも含まれてい
る。従つて、例えば、例１には、隆起部１２の存
在があるところから、対比出来る直径を有する滑
らかな管より32％多い表面積があつた。 表に記載されているMx／Ms及びM¹x／M¹s
と称する欄は、例１、例２、例３の試験中に得ら
れた試験吸収冷凍装置の吸収剤の質量伝達量の比
率を表わす。表の最後の欄は、試験中に出口濃
度を含むその他の装置作動変数を一定に維持する
ことから要求された吸収溶液の入口濃度の増加に
対して当該欄の数値を訂正したので、多分、増加
した質量伝達の更に重要な測定値を示す。従つ
て、例１は同様の条件下で作動する滑らかな管に
より与えられる質量伝達より吸収剤内での質量伝
達が45％増加したと言える。 第５図に図示したグラフは、本発明によつて提
供される吸収容量の増加を更に指摘している。こ
のグラフは試験される伝熱部材の例１によつて達
成される結果を示すもので、オクチル・アルコー
ル付加剤がある場合と無い場合の両方で行なわれ
る試験に関するデータを含む。明らかなように、
生成される付加剤の添加は、滑らかな管を含む伝
熱部材と、所定の如く例１に従つて構成された管
を含む伝熱部材の両方に対する質量伝達割合の増
加をもたらした。従つて、本出願人の発明を成功
したものと判断するには、例１の伝熱部材が付加
剤の追加によりすでに改善された装置と方法上の
性能を改善させることになることが必要であつ
た。この点に関して本出願人の発明が成功だつた
ことは第５図から容易に明らかである。 本出願人の発明によつて境界渦を促進させる機
構に関する本出願人の確信内容をチエツクする目
的で、純粋な伝熱、即ち、質量伝達の発生がない
状態下で例１に従つて作成された伝熱部材に対し
試験が行なわれた。これは吸収溶液が管状伝熱部
材上に流されている間に不活性ガスが吸収剤部分
内に存在することを除いて、以前と同じ試験用の
吸収冷凍装置を利用することにより行なわれた。
この試験の結果を第６図にグラフ式に図示する
が、この図において伝熱係数は管状伝熱部材上を
流れる吸収溶液のレイノルズ数に対しててプロツ
トしてある。流量は第５図と第６図両方のグラフ
に表われる表記〓標準流量（STD FLOW）〓で
示す、実質的に質量伝達試験の場合と同じ範囲に
亘つて維持された。 理解されるように、例１の管の伝熱係数は吸収
溶液内に存在している付加剤を伴なわない純粋な
伝熱に対し試験された場合の滑らかな管の伝熱係
数より（約15％だけ）僅かに高いことが証明され
た。オクチル・アルコールが内部に存在する状態
で例１を純粋な伝熱に対し試験した場合、その伝
熱係数は、付加剤が無い状態で試験された時の例
１の伝熱係数より実際は低いという幾分驚くべき
結果が得られた。本出願人はこの異例に対して説
明はしないが、第６図から判明する重要な情報
は、隆起部１２は伝熱部材の伝熱係数を高めるこ
とが出来るが、これがその質量伝達容量の増加を
もたらした表と第５図の試験結果が単に伝熱部
材の伝熱能力の増加に貢献出来る質量伝達以上に
質量伝達が増加することを示すということであ
る。 考察対象になつている本装置及び本方法で質量
伝達を生ぜしめる機構についての本出願人の確信
に基いて、本出願人は、伝熱部材の吸収容量を著
しく増加させることとなる境界渦を促進させる目
的で伝熱部材の第１面に組合つた装置を有する伝
熱部材を成功裡に設計したことが本出願人の確固
たる信念である。 表に示されたデータで確認されたことは個々
の事例の性能が相当程度まで隆起部１２の相互の
間隔に依存していることである。比率Ｐ／ｅはそ
の実施の目的で表に記載されたものであり、約
３乃至７に及ぶＰ／ｅの範囲は伝熱部材の表面積
が比較的僅かに増加する状態で質量伝達が相当増
加する。材料のコスト面から観た場合の本出願人
の確信は、比率Ｐ／ｅの最適の範囲が約３乃至５
になる場合である。 吸収剤としてリチウム・ブロマイド水溶液、冷
媒として水を利用する吸収冷凍装置の特定の事例
において本出願人が確信していることは、隆起部
１２の高さを約0.0250cm（0.010インチ）乃至約
0.050cm（0.020インチ）にし、その相互の間隔は
好適にはその高さの３乃至５倍等その高さの約３
乃至７倍に等しい寸法だけ隔置すべきであるとい
うことである。 本出願人が試験を行なつた３つの事例は隆起部
１２の形状が矩形又は立方体の場合であつたが、
当該隆起部の円錐形、ピラミツド、截頭形といつ
たその他の一般的な形状、又はその他の型式の隆
起部を使用し、試験済みの隆起部と同程度に成功
させ得るものと思われる。 優位吸収個所の第１面２と組合つている装置に
よつて形成される優位吸収個所の第１面２に沿つ
た間隔が一層重要であると思われる。 本装置及び本方法の吸収容量を最大にする目的
から活発なロール・セル運動が実質的に第１面全
体に亘つて生じることが重要である。 本発明について好適実施態様を参照し乍ら説明
して来たが、本発明の改変は前掲の特許請求の範
囲に定めた本発明の範囲及び技術思想内で当技術
の熟知者には明らかになることを理解すべきであ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の吸収装置と吸収方法を実施
させるものと本出願人が確信している機構を図解
した横断面図。第２図は、本出願人の本発明が導
入されている慣用的な吸熱冷凍装置の概略図。第
３図は本出願人の本発明の理解上必要な寸法関係
を図解した拡大斜視図。第４図は、本出願人の本
発明に使用すべき伝熱部材の好適実施態様の斜視
図。第５図は、先行技術と比較した時の本出願人
の本発明の改善された性能を示す、伝熱量対薄膜
流量の関係をプロツトしたグラフである。第６図
は、大量伝熱を伴なわない状態下で決定される、
本発明に従つて組立てられた伝熱部材に対する、
伝熱係数対レイノルズ数をプロツトしたグラフ。 主要部分の符号の説明、１……伝熱部材、１ａ
……伝熱部材、１ｂ……伝熱部材、１ｃ……伝熱
部材、１ｄ……伝熱部材、２……第１面、３……
第２面、４……吸収液体、５……蒸気混合物、６
……吸収冷凍装置、７……発生器、７ａ……熱交
換コイル、９……蒸発装置、９ａ……熱交換コイ
ル、９ｂ……パン、１０……吸収装置、１０ａ…
…噴霧ヘツダー、１１……溶液熱交換器、１２…
…隆起部、Ａ……点。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 吸収液体内の処理蒸気を吸収する装置であつ
   て、 ａ 吸収液体と処理蒸気が相互に直接接触される
   ことにより処理蒸気が吸収液体にて吸収される
   システムであつて、前記システムが処理蒸気と
   同相の少なくとも蒸気相の状態で存在する付加
   剤を含むことによつて蒸気混合物を生成するこ
   と、前記付加剤が吸収液体との接触時に当該吸
   収液体の表面張力を低減化出来ること ｂ 前記閉システムの内部に露呈される第１面
   と、第２面を有する伝熱部材 ｃ 伝熱流体を前記第２面との伝熱関係を以つて
   流す装置 ｄ 吸収液体の薄膜が形成され、熱が前記吸収液
   体から前記伝熱部材を介して前記伝熱流体へ伝
   達出来るよう、前記吸収液体を前記第１面と伝
   熱関係を以つて流す装置 ｅ 前記蒸気混合物を前記第１面と伝熱関係にあ
   る吸収液体の薄膜に直接接触させる装置 ｆ 前記吸収液体内の冷媒蒸気の吸収が促進され
   る一連の優位的な吸収個所を前記第１面に沿つ
   て形成し、かくして前記伝熱部材の第１面の直
   ぐ近くにある比較的温度の低い吸収溶液が当該
   伝熱部材から吸収液体の前記薄膜と蒸気混合物
   の間の境界まで循環することで前記装置の吸収
   容量を高めるよう前記個所における吸収液体の
   表面張力の低減化及び当該低減化による吸収液
   体の薄膜内でのロール・セル運動の発生を図る
   目的から前記個所の直ぐ近くにある蒸気相状態
   の付加剤の濃度を高めることによつて、前記第
   １面と伝熱関係にある吸収液体の薄膜と前記蒸
   気混合物の間の境界渦を促進させる前記伝熱部
   材の第１面と組合つた装置から成る、蒸気を含
   む液体吸収冷凍システム内の蒸気を吸収する装
   置。 ２ 前記装置の吸収容量を最大にする目的で吸収
   液体の前記薄膜内の活発なロール・セル運動が実
   質的に前記第１面全体に亘つて生じるよう前記優
   位的吸収個所が相互に隔置されている上記第１項
   に記載の装置。 ３ 前記伝熱部材の第１面と組合つている前記装
   置が、前記第１面から外方へ延在する、前記第１
   面に沿つて隆起部の２つの寸法配列を定める目的
   で相互に隔置せる複数個の隆起部を含み、前記隆
   起部が、吸収液体の薄膜が当該隆起部の間を通つ
   て前記第１面上を流れ前記ロール・セル運動を受
   けるような寸法と形状にされている、上記１項に
   記載の装置。 ４ 前記隆起部の高さが前記第１面上に形成せる
   吸収液体の薄膜の厚みと実質的に等しくなつてい
   る上記３項に記載の装置。 ５ 前記隆起部がその高さの約３乃至７倍に等し
   い寸法だけ前記第１面に沿つて相互に隔置されて
   いる上記４項に記載の装置。 ６ 前記隆起部がその高さの約３乃至５倍に等し
   い寸法だけ前記第１面に沿つて相互に隔置されて
   いる上記５項に記載の装置。 ７ 前記伝熱部材の第１面と組合つている前記装
   置が滑らかな表面の提供する表面積以上に前記第
   １面の表面積を増加させる構造を含む上記１項に
   記載の装置であつて、前記構造が滑らかな表面に
   より提供される吸収容量を表面積の前記増加分よ
   り実質的に高い量だけ前記装置の吸収容量を増加
   させることを特徴とする上記１項に記載の装置。 ８ 吸収液体内の処理蒸気を吸収する方法であつ
   て、 ａ 吸収液体の薄膜が熱交換部材の第１面上に形
   成されるよう前記吸収液体を熱交換部材の第１
   面と伝熱関係を以つて流す段階 ｂ 熱が前記吸収液体から前記伝熱部材を介して
   前記伝熱流体へ伝達されるよう伝熱流体を前記
   伝熱部材の第２面と伝熱関係を以つて流す段階 ｃ 少なくとも処理蒸気と同相の蒸気相の状態で
   存在する付加剤を混合物として前記処理蒸気に
   提供して蒸気混合物を生成し、前記付加剤が吸
   収液体との接触時に吸収液体の表面張力を低減
   化させ得るようにした段階 ｄ 前記第１面と伝熱関係になつている吸収液体
   の薄膜に前記蒸気混合物を直接接触させる段階 ｅ 前記吸収液体内の処理蒸気の吸収が促進され
   る一連の優位的な吸収個所を前記第１面に沿つ
   て形成し、前記個所における吸収液体の表面張
   力の低減化と、前記伝熱部材の第１面の直ぐ近
   くにある比較的温度の低い吸収溶液が当該第１
   面から吸収液体の前記薄膜と蒸気混合物の境界
   へ循環されることで前記方法の吸収容量を高め
   るよう吸収液体の薄膜内にロール・セル運動を
   発生させることを目的として、前記個所の直ぐ
   近くにある蒸気相の付加剤の濃度を高めること
   により、前記第１面と伝熱関係にある吸収液体
   の薄膜と前記蒸気混合物の間の境界渦を促進せ
   しめる段階 から成る、蒸気を含む液体吸収冷凍システム内の
   蒸気を吸収する方法。 ９ 吸収溶液と冷媒を利用する型式の吸収冷凍シ
   ステムであつて更に当該システムの効率を高める
   付加剤を含み、前記システムが、 ａ 冷媒を前記吸収溶液から蒸気化させることで
   当該吸収溶液の濃度を高める発生器 ｂ 前記発生器から高圧力の冷媒蒸気を受取つて
   当該冷媒蒸気を凝縮させる目的で前記発生器に
   接続されたコンデンサー装置 ｃ 凝縮された冷媒を受取り、当該冷媒を冷凍負
   荷と熱交換関係を以つて蒸気化する目的で前記
   コンデンサー装置に接続された蒸発器 ｄ 濃度の高い吸収溶液を受取るため前記発生器
   に接続され、冷媒蒸気を受取つて前記濃度の高
   い吸収溶液内に吸収せしめて希釈吸収溶液を生
   成するため前記蒸発器に接続された吸収器、前
   記付加剤が前記冷媒蒸気との混合で少なくとも
   蒸気相の状態にて前記吸収器内に存在し、かく
   して蒸気混合物を生成し、吸収溶液との接触時
   に吸収溶液の表面張力を低減化させることが出
   来、前記吸収器が、 各々第１面と第２面を有する複数個の伝熱
   部材 伝熱流体を前記第２面と伝熱関係を以つて
   流す装置 吸収溶液の薄膜が前記第１面上に形成され
   ることで熱が前記吸収溶液から前記伝熱部材
   を介して前記伝熱流体へ伝達されるよう前記
   濃度の高い吸収溶液を前記第１面と伝熱関係
   を以つて流す装置 前記第１面と伝熱関係にある吸収溶液の薄
   膜に前記蒸気混合物を直接接触させる装置 前記吸収溶液内の冷媒蒸気の吸収が促進さ
   れる一連の優位的な吸収個所を前記第１面に
   沿つて形成し、かくして前記個所における吸
   収溶液の表面張力の低減化と、前記伝熱部材
   の第１面の直ぐ近くにおける比較的温度の低
   い吸収溶液が当該第１面から吸収溶液の前記
   薄膜と蒸気混合物の間の境界まで循環して前
   記吸収装置の吸収容量を高めるよう吸収溶液
   の薄膜内にロール・セル運動を生ぜしめるこ
   とを目的として、前記個所の直ぐ近くで蒸気
   相の状態にある付加剤の濃度を高めることに
   よつて、前記第１面と伝熱関係にある吸収溶
   液の薄膜と前記蒸気混合物の間の境界渦を促
   進するため前記伝熱部材の第１面と組合つて
   いる装置を含むこと、 ｅ 希釈吸収溶液を前記吸収装置から前記発生器
   へ戻すため前記吸収装置と前記発生器に接続さ
   れたポンプ装置 から成る吸収冷凍システム。 １０ 前記装置の吸収容量を最大にする目的で吸
   収液体の前記薄膜内での活発なロール・セル運動
   が実質的に前記第１面全体に亘つて発生するよう
   前記優位的な吸収個所が相互に隔置されている上
   記９に記載の吸収冷凍システム。 １１ 前記伝熱部材の第１面と組合つている前記
   装置が、前記個々の第１面から外方へ延在する、
   前記個々の第１面に沿つた隆起部の２つの寸法配
   列を定める目的で相互に隔置された複数個の隆起
   部を含み、吸収溶液の薄膜が前記隆起部の間を通
   つて前記第１面上を流れ、前記ロール・セル運動
   を行なうような寸法と形状に前記隆起部がなつて
   いる上記９に記載の吸収冷凍システム。 １２ 前記隆起部の高さが前記個々の第１面上に
   形成せる吸収溶液の薄膜の厚みと実質的に同じに
   なつている上記１１に記載の吸収冷凍システム。 １３ 前記隆起部がその高さの約３乃至７倍に等
   しい寸法だけ前記個々の第１面に沿つて相互に隔
   置されている上記１２に記載の吸収冷凍システ
   ム。 １４ 前記隆起部がその高さの約３乃至５倍に等
   しい寸法だけ前記個々の第１面から相互に隔置さ
   れている上記１３項に記載の吸収冷凍システム。 １５ 前記伝熱部材の第１面と組合つている前記
   装置が、滑らかな表面により提供される表面積以
   上に前記第１面の表面積を増加させる構造を含む
   ようにした上記９に記載の吸収冷凍システムにし
   て、前記構造が、滑らかな表面により提供される
   表面積以上に前記吸収装置の吸収容量を表面積の
   前記増加量を実質的に越える量だけ増加させるこ
   とを特徴とした上記９に記載の吸収冷凍システ
   ム。 １６ 前記吸収溶液がリチウム・ブロマイドの水
   溶液を含み、前記冷媒が水を含むようにして成る
   上記９に記載の吸収冷凍システム。 １７ 前記優位的吸収個所が約0.075cm（0.03イ
   ンチ）乃至約0.25cm（0.10インチ）の範囲にある
   寸法だけ前記個々の第１面に沿つて相互に隔置さ
   れている上記１６に記載の吸収冷凍システム。 １８ 前記伝熱部材の第１面と組合つている前記
   装置が、前記個々の第１面から外方へ延在する、
   前記個々の第１面に沿つて隆起部の２つの寸法配
   列を定める目的で相互に隔置された複数個の隆起
   部を含み、前記隆起部が、吸収溶液の薄膜が隆起
   部の間を通つて前記第１面の上を流れ、前記ロー
   ル・セル運動を生じるような寸法と形状になつて
   いる、上記１６に記載の吸収冷凍システム。 １９ 前記隆起部の高さが前記個々の第１面上に
   形成せる吸収溶液の薄膜の厚さと実質的に同じに
   なつている上記１８に記載の吸収冷凍システム。 ２０ 前記隆起部がその高さの約３乃至７倍に等
   しい寸法だけ前記個々の第１面に沿つて相互に隔
   置されている上記１９に記載の吸収冷凍システ
   ム。 ２１ 前記隆起部がその高さの約３乃至５倍に等
   しい寸法だけ前記個々の第１面に沿つて相互に隔
   置されている上記２０に記載の吸収冷凍システ
   ム。 ２２ 前記隆起部が約0.025cm（0.010インチ）乃
   至約0.05cm（0.020インチ）の範囲内にある高さ
   を有する上記１８に記載の吸収冷凍システム。 ２３ 前記隆起部がその高さの約３乃至７倍に等
   しい寸法だけ前記個々の第１面に沿つて相互に隔
   置されている上記２２に記載の吸収冷凍システ
   ム。 ２４ 前記隆起部がその高さの約３乃至５倍に等
   しい寸法だけ前記個々の第１面に沿つて相互に隔
   置されている上記２３に記載の吸収冷凍システ
   ム。 ２５ 前記隆起部が約0.0375cm（0.015インチ）
   の高さを有し、前記個々の第１面に沿つて約
   0.125cm（0.050インチ）だけ相互に隔置されてい
   る上記１８に記載の吸収冷凍システム。 ２６ 前記隆起部が矩形横断面を有し各側に沿つ
   て約0.0375cm（0.015インチ）になつている上記
   ２５に記載の吸収冷凍システム。 ２７ 前記付加剤がオクチル・アルコールを含む
   ようにして成る上記１６又は２６に記載の吸収冷
   凍システム。 ２８ 吸収溶液と冷媒を利用し、更に効率向上の
   ための付加剤を含む型式の吸収冷凍システムであ
   つて、前記システムが ａ 冷媒を前記吸収溶液から蒸発させることで当
   該吸収溶液の濃度を高める発生器 ｂ 高圧冷媒蒸気を発生器から受取つてその濃度
   を高めるため前記発生器に接続されたコンデン
   サー ｃ 濃度の高くなつた冷媒を受取りその冷媒を冷
   凍負荷と熱交換的に蒸気化させるため前記コン
   デンサーに接続された蒸発器 ｄ 濃度の高くなつた吸収溶液を受取る発生器に
   接続され、冷媒蒸気を受取つてその蒸気を前記
   濃度の高められた吸収溶液内に吸収することで
   希釈吸収溶液を生成するよう前記蒸発器に接続
   された吸収器、前記付加剤が前記冷媒蒸気との
   混合になる少なくとも蒸気相の状態で前記吸収
   器内に存在し、かくして蒸気混合物を生成し且
   つ吸収溶液との接触で吸収溶液の表面張力を低
   減化出来ること、前記吸収器が、 各々第１面と第２面を有する複数個の伝熱
   部材 伝熱流体を前記第２面と伝熱関係を以つて
   流す装置 吸収溶液の薄膜が前記第１面上に形成され
   ることで熱が前記吸収溶液から前記伝熱部材
   を通つて前記伝熱流体に伝えられるよう前記
   濃度の高まつた吸収溶液を前記第１面と伝熱
   関係を以つて流す装置 前記第１面と伝熱関係になつている吸収溶
   液に前記蒸気混合物を直接接触させる装置 前記個々の第１面から外方へ延在し、前記
   個々の第１面に沿つて隆起部の２つの寸法配
   列を定める目的で相互に隔置された複数個の
   隆起部、前記隆起部が、吸収溶液の薄膜が隆
   起部の間を流れて前記第１面上を流れるよう
   な寸法と形状にしてあること、前記隆起部が
   前記個々の第１面上に形成させる吸収溶液の
   薄膜の厚みと実質的に同じ高さを有し且つそ
   の高さの約３乃至７倍に等しい寸法だけ前記
   個々の第１面に沿つて相互に隔置してあるこ
   とから成り、 ｅ 希釈吸収溶液を前記吸収器から前記発生器へ
   戻すため前記吸収器と前記発生器に接続された
   ポンプ装置。 を含むようにした吸収冷凍システム。