JP2877420B2 - 吸収冷凍機 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （イ）産業上の利用分野 本発明は吸収冷凍機に関し、特に複数の伝熱管を有し
た吸収器熱交換器を備えた吸収冷凍機に関する。

（ロ）従来の技術 例えば特公昭44−7224号公報には蒸発器から上部に冷
媒蒸気が流入する吸収器の熱交換器の伝熱管を水平方向
の管列間の間隔が下方の列に向かうにつれて次第に狭く
なるように配列し、熱交換器で以前の等間隔の管束と比
較して均等な冷媒流束が得られるようにした吸収冷凍機
が開示されている。

（ハ）発明が解決しようとする課題 上記従来の技術において、蒸発器と吸収器との間に例
えば吸収器のほぼ全高にわたり冷媒蒸気の通路を形成し
た場合には、蒸発器から冷媒蒸気が上記冷媒蒸気通路を
介して吸収器へ流れる。そして、濃吸収液を吸収器の上
部から吸収器の管束へ散布した場合、管束上部、即ち熱
交換器の上部では吸収液の濃度が高く、熱交換器の下部
では吸収液の濃度が薄くなる。このため吸収器の熱交換
器では上部の冷媒蒸気の吸収能力が高く下部の吸収能力
が低くなり蒸発器からの冷媒蒸気が吸収器の熱交換器の
上部へ流れ、熱交換器での冷媒蒸気の吸収量が不均一に
なり、冷媒蒸気の吸収能力が低下するという問題が発生
する。又、吸収器の熱交換器下部の伝熱管間隔を上部よ
り狭くした場合には、下部の流路抵抗が大きくなり、冷
媒蒸気速度が低下して吸収液の冷媒蒸気吸収能力が低下
するという問題が発生する。特に、蒸発器及び吸収器の
各熱交換器の管束が例えば40段〜50段と増加した場合に
は吸収器熱交換器下部の冷媒蒸気吸収能力の低下が大き
くなるという問題が発生する。

本発明は吸収器熱交換器の下部の冷媒蒸気吸収能力の
向上を図り、吸収器の冷媒蒸気吸収能力を向上させるこ
とを目的とする。

（ニ）課題を解決するための手段 本発明は上記課題を解決するために、蒸発吸収器胴
（１）とこの蒸発吸収器胴（１）に内蔵された蒸発器
（２）とこの蒸発器（２）の横に配置された吸収器
（３）とこの吸収器（３）と蒸発器（２）との間に配置
された冷媒蒸気通路（８）とを有し、蒸発器（２）は冷
媒散布装置（2A）とこの冷媒散布装置（2A）の下方に設
けられた蒸発器熱交換器（2B）とを備え、吸収器（３）
は吸収液散布装置（４）とこの吸収液散布装置（４）の
下方に設けられ内部を冷却水が流れる複数の伝熱管（5
a），（5b）を有した吸収器熱交換器（６）とを備えた
吸収冷凍機において、吸収器熱交換器（６）の伝熱管
（５）の水平方向の間隔を上部から下部まで等間隔とす
る一方、吸収器熱交換器（６）の下部の伝熱管（5b）の
上下方向の間隔を上部の伝熱管（5a）の間隔より広くし
た吸収冷凍機を提供するものである。

又、吸収器熱交換器（６）の上部の伝熱管（5a）から
下部の伝熱管（5b）まで水平方向の間隔を等間隔とする
一方、吸収器熱交換器（６）の各伝熱管（５）の上下方
向の間隔を吸収器熱交換器（６）の上部から下部へ向か
い漸次広くした吸収冷凍機を提供するものである。

（ホ）作用 吸収冷凍機の運転時、冷媒散布装置（2A）から散布さ
れた冷媒液は蒸発器熱交換器（2B）にて蒸発し、冷媒蒸
気が冷媒蒸気通路（８）を介して吸収器（３）へ流れ
る。このとき、吸収器熱交換器（６）の下部の伝熱管
（5b）の上下方向の間隔が上部より広く、下部の流路抵
抗が小さいため、吸収器熱交換器（６）の下部へ冷媒蒸
気が流れ易く、冷媒蒸気の吸収能力が高い吸収器熱交換
器（６）の上部ばかりでなく下部へ冷媒蒸気がスムーズ
に流れ、冷媒蒸気の吸収能力を向上させることが可能に
なる。

又、吸収器熱交換器（６）の下部の伝熱管（５）の上
下方向の間隔を上部から下部に向かいしだいに大きくす
ることにより、吸収器熱交換器（６）の流路抵抗が下部
になるにつれて小さくなり、吸収器熱交換器（６）の下
部になるにつれて冷媒蒸気がスムーズに流れ、吸収器熱
交換器（６）の冷媒蒸気の吸収能力がほぼ均一になり、
冷媒蒸気の吸収能力を大幅に向上させることが可能にな
る。

（ヘ）実施例 以下、本発明の一実施例を図面に基づいて詳細に説明
する。

第１図において、（１）は吸収冷凍機に使用される蒸
発吸収器胴、（２）は蒸発吸収器胴（１）に内蔵された
蒸発器、（３）は蒸発器（２）の横に配置された吸収器
である。蒸発器（２）は上部の冷媒散布装置（2A）とこ
の散布装置の下方に設けられた蒸発器熱交換器（2B）と
冷媒液溜め（2C）とから構成されている。又、吸収器
（３）は上部に設けられた吸収液散布装置（４）とこの
散布装置（４）の下方に配置され複数本の伝熱管（5a）
及び（5b）から構成された吸収器熱交換器（６）と、こ
れらの伝熱管（5a）及び（5b）の下方に設けられた吸収
液溜め（７）とから構成されている。そして、上記伝熱
管（5a）及び（5b）はそれぞれほぼ水平に複数段吸収液
散布装置（４）と吸収液溜め（７）との間に配置されて
いる。又、（８）は蒸発器熱交換器（2B）と吸収器熱交
換器（６）との間に設けられた冷媒蒸気通路である。こ
の冷媒蒸気通路（８）の高さは第１図に示したように蒸
発器熱交換器（2B）及び吸収器熱交換器（６）の高さと
ほぼ等しい。そして、冷媒蒸気通路（８）にはエリミネ
ータ（10）が設けられている。又、（10）は稀吸収液ポ
ンプ、（1P）は冷媒ポンプである。

又、蒸発器熱交換器（2B）は第１図に示したようにほ
ぼ水平に複数段配置された複数の伝熱管（11）から構成
されている。そして、伝熱管（11）は例えば大型の吸収
冷凍機では上下方向に例えば50段、水平方向に例えば30
列設けられ、各伝熱管（10）の上下方向の間隔、及び水
平方向の間隔はほぼ等しい。又、吸収器熱交換器（６）
の伝熱管（5a）及び（5b）は上下方向に例えば合わせて
45段、水平方向に例えば30列設けられている。そして、
吸収器熱交換器（６）の伝熱管（5a）及び（5b）は上部
から下部まで等間隔であり、下部の各伝熱管（5b）の上
下方向の間隔（d₁）は上部の伝熱管（5a）の間隔（d₂）
より大きい。ここで、間隔（d₁）は例えば36mm、間隔
（d₂）は例えば26mmである。

上記のように構成された蒸発器（２）及び吸収器
（３）において、吸収冷凍機の運転時に、凝縮器（図示
せず）から流れて来た冷媒液及び冷媒液に混っていたオ
クチルアルコール（界面活性剤）が蒸発器（２）にて冷
媒液散布装置（2A）から蒸発器熱交換器（2B）へ散布さ
れる。そして、冷媒液及びオクチルアルコール（以下ア
ルコールという）が各伝熱管（11）の表面を流れ、伝熱
管（11）内を流れる冷水と熱交換し、冷媒蒸気及びアル
コール蒸気が蒸発器熱交換器（2B）から発生する。又、
発生器（図示せず）から流れて来た濃吸収液が吸収器
（３）にて吸収液散布装置（４）から吸収器熱交換器
（６）へ散布される。そして、濃吸収液が各伝熱管（5
a）及び（5b）の表面を流下し、濃吸収液が各伝熱管（5
a）及び（5b）の表面を流下する間に、蒸発器熱交換器
（2B）にて発生して冷媒蒸気通路（８）を経て吸収器
（３）へ流れて来た冷媒蒸気及びアルコール蒸気が濃吸
収液に吸収される。吸収器熱交換器（６）に散布された
濃吸収液は上記のように冷媒蒸気及びアルコール蒸気を
吸収し、その濃度は吸収器熱交換器（６）の下部ほど薄
くなる。又、冷却水が吸収器熱交換器（６）の下部から
上部へ向けて流れ、伝熱管（５）表面を流下する濃吸収
液の温度は下部から上部へ向けてしだいに高くなる。こ
こで、吸収器熱交換器（６）の下部では上記のように吸
収液の温度が上部より低いが、吸収液の濃度が低いので
冷媒蒸気の吸収能力が上部と比較して小さくなる。しか
しながら、吸収器熱交換器（６）の下部では伝熱管（5
b）の上下方向の間隔（d₁）が上部より大きく流路抵抗
が少なく、冷媒蒸気の圧損が小さいため、吸収器熱交換
器（６）下部の伝熱管（5b）の間を蒸発器熱交換器（2
B）の下部で発生した冷媒蒸気などがスムーズに流れ
る。そして、冷媒蒸気及びアルコール蒸気が吸収器熱交
換器（６）下部の伝熱管（5b）の表面を流れる吸収液に
吸収される。このため、冷媒蒸気が蒸発器熱交換器（2
B）の下部から吸収器熱交換器（６）の下部へ流れる。
そして、上記のように冷媒蒸気を吸収して濃度が薄くな
った吸収液は吸収液溜め（７）に溜り、発生器へ送られ
る。

上記実施例によれば、吸収器熱交換器（６）の下部の
伝熱管（5b）の上下方向の間隔（d₁）が吸収器熱交換器
（６）の上部の伝熱管（5a）の間隔（d₂）より広いの
で、吸収器熱交換器（６）の下部の流路抵抗が上部と比
較して小さくなるとともに吸収器熱交換器（６）の下部
の温度が上部より低くなり、吸収器熱交換器（６）下部
の蒸気吸収能力が向上する。そして、蒸発器熱交換器
（2B）の下部にて発生した冷媒蒸気及びアルコール蒸気
が冷媒蒸気通路（８）を介して吸収器熱交換器（６）の
下部へスムーズに流れる。このため、蒸発器熱交換器
（2B）で発生した冷媒蒸気及びアルコール蒸気の吸収器
熱交換器（６）の下部での吸収量が大幅に増加し、下部
の伝熱管（5b）の表面でのマランゴニー対流を促進させ
るとともに吸収器熱交換器（６）の冷媒蒸気吸収能力を
向上させることができ、この結果、吸収器熱交換器
（６）のコンパクト化を図り、大型の吸収冷凍機の蒸発
吸収器胴（１）のコンパクト化を図ることができる。

又、第２図は本発明の第２の実施例を示し、第１図と
同符号のものは同様のものであり、詳細な説明は省略す
る。吸収器熱交換器（６）の各伝熱管（５）の水平方向
の間隔は上部から下部まで等間隔であり、上下方向の間
隔（d₃）は吸収器熱交換器（６）の上部から下部に向か
いしだいに広くなる。ここで、各段の各伝熱管（５）の
水平方向の間隔は、吸収器熱交換器（６）の上部から下
部にわたり等しい。上記のように各伝熱管（５）の間隔
（d₃）を上部から下部に向かいしだいに広くすることに
より、吸収器熱交換器（６）の流路抵抗が上部から下部
へ向かいしだいに小さくなる。このため、冷媒蒸気及び
アルコール蒸気が蒸発器熱交換器（2B）から吸収器熱交
換器（６）の全体へほぼ均一に流れるようになり、各伝
熱管（５）の表面でのマランゴニー対流が促進されて伝
熱性能が向上する。このため、吸収器熱交換器（６）の
冷媒蒸気の吸収能力が吸収器熱交換器（６）の全体でほ
ぼ均一になり、この結果、吸収器熱交換器（６）の冷媒
吸収能力が大幅に向上させることができる。

（ト）発明の効果 本発明は以上のように構成された吸収冷凍機であり、
蒸発吸収器胴に蒸発器と吸収器とを内蔵し，吸収器熱交
換器の下部に設けられた伝熱管の上下方向の間隔を吸収
器熱交換器の上部より広くしたので、吸収器熱交換器の
下部の流路抵抗が上部と比較して小さくなり、又、伝熱
管の間を流れる冷媒蒸気の圧損を低減することができ、
吸収器熱交換器の下部の冷媒蒸気の吸収能力が向上し、
蒸発器熱交換器で発生した冷媒蒸気が冷媒蒸気通路を介
してほぼ均一に吸収器熱交換器へ流れて、吸収器熱交換
器の冷媒蒸気吸収能力を向上させることができる。又、
吸収器熱交換器のコンパクト化を図ることができる。

又、吸収器熱交換器に設けられた伝熱管の上下方向の
間隔を吸収器熱交換器の上部から下部に向かい漸次広く
したので、吸収器熱交換器の流路抵抗を下部になるにつ
れて大幅に低減して伝熱管の間を流れる冷媒蒸気の圧損
を吸収器熱交換器の下部になるほど小さくすることがで
き、この結果、蒸発器熱交換器からの冷媒蒸気の吸収器
熱交換器の吸収能力を吸収器熱交換器の上部から下部に
わたりほぼ均一にすることができ、この結果、吸収器熱
交換器全体の冷媒蒸気吸収能力を向上させることがで
き、大型の吸収冷凍機に容易に対応することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す蒸発吸収器胴の内部構
成を説明するための断面図、第２図は本発明の他の実施
例を示す蒸発吸収器胴の内部構成を説明するための断面
図である。 （１）……蒸発吸収器胴、（２）……蒸発器、（2A）…
…冷媒散布装置、（2B）……蒸発器熱交換器、（３）…
…吸収器、（４）……吸収液散布装置、（５），（5
a），（5b）……伝熱管、（６）……吸収器熱交換器、
（８）……冷媒蒸気通路。

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】蒸発吸収器胴とこの蒸発吸収器胴に内蔵さ
   れた蒸発器とこの蒸発器の横に配置された吸収器とこの
   吸収器と蒸発器との間に配置された上下幅の広い冷媒蒸
   気通路とを有し、上記蒸発器は冷媒散布装置とこの冷媒
   散布装置の下方に設けられた蒸発器熱交換器とを備え、
   上記吸収器は吸収液散布装置とこの吸収液散布装置の下
   方に設けられ内部を冷却水が流れる複数の伝熱管を有し
   た吸収器熱交換器とを備えた吸収冷凍機において、吸収
   器熱交換器の伝熱管の水平方向の間隔を上部から下部ま
   で等間隔とする一方、吸収器熱交換器の下部の伝熱管の
   上下方向の間隔を上部の伝熱管の間隔より広くしたこと
   を特徴とする吸収冷凍機。
2. 【請求項２】蒸発吸収器胴とこの蒸発吸収器胴に内蔵さ
   れた蒸発器とこの蒸発器の横に配置された吸収器とこの
   吸収器と蒸発器との間に配置された上下幅の広い冷媒蒸
   気通路とを有し、上記蒸発器が冷媒散布装置とこの冷媒
   散布装置の下方に設けられた蒸発器熱交換器とを備え、
   上記吸収器は吸収液散布装置とこの吸収液散布装置の下
   方に設けられ複数の伝熱管を有した吸収器熱交換器とを
   備えた吸収冷凍機において、吸収器熱交換器の伝熱管の
   水平方向の間隔を上部から下部まで等間隔とする一方、
   吸収器熱交換器の伝熱管の上下方向の間隔を吸収器熱交
   換器の上部から下部に向かい漸次広くしたことを特徴と
   する吸収冷凍機。