(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
希吸収液から冷媒蒸気を分離して濃吸収液を得る再生器と、前記冷媒蒸気を冷却して冷媒液を得る凝縮器と、冷媒液を減圧下で蒸発させて被冷却液を冷却する蒸発器と、蒸発器で発生した冷媒蒸気を冷却しつつ濃吸収液で吸収する吸収器とを含み、吸収液を再生器と吸収器との間で熱交換器を介して循環する吸収式冷凍機に用いる蒸発器および吸収器において、
両側部を閉じられ、上下を分配管に接続される垂直な２枚の板で構成され、上部に液分散手段が設けられ、前記液分散手段から冷媒液または濃吸収液が前記２枚の板の外面に沿って流下し、被冷却液または冷却水が下部分配管から前記２枚の板の内部に供給され、上部分配管から排出されるプレート型熱交換器を減圧胴内にそれぞれ複数平行に配置し、
前記上部および下部分配管が各々減圧胴を気密に貫通し、減圧胴の外部の前記上部および下部分配管が貫通した位置に、それぞれ減圧胴に着脱自在でかつ気密にヘッダーカバーが設けられることを特徴とする吸収式冷凍機に用いる蒸発器および吸収器。
【請求項２】
希吸収液から冷媒蒸気を分離して濃吸収液を得る再生器と、前記冷媒蒸気を冷却して冷媒液を得る凝縮器と、冷媒液を減圧下で蒸発させて被冷却液を冷却する蒸発器と、蒸発器で発生した冷媒蒸気を冷却しつつ濃吸収液で吸収する吸収器とを含み、吸収液を再生器と吸収器との間で熱交換器を介して循環する吸収式冷凍機に用いる凝縮器において、
両側部を閉じられ、上下を分配管に接続される垂直な２枚の板で構成され、冷却水が下部分配管から前記２枚の板の内部に供給され、上部分配管から排出されるプレート型熱交換器を、冷媒蒸気が供給される胴内に複数平行に配置し、
前記上部および下部分配管が各々胴を気密に貫通し、胴の外部の前記上部および下部分配管が貫通した位置に、それぞれ胴に着脱自在でかつ気密にヘッダカバーが設けられることを特徴とする吸収式冷凍機に用いる凝縮器。
【請求項３】
請求項１に記載の蒸発器および吸収器と、請求項２に記載の凝縮器とを用いることを特徴とする吸収式冷凍機。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、吸収式冷凍機に用いる蒸発器、吸収器および凝縮器ならびにこれらを用いた吸収式冷凍機に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図６は、従来の吸収式冷凍機１の原理を説明するための系統図である。再生器２では、加熱源たとえば都市ガスによって希吸収液３が加熱され、冷媒蒸気が分離されて濃吸収液が得られる。冷媒蒸気は凝縮器４で冷却水によって冷却凝縮され冷媒液５となる。冷媒液５は、減圧弁６で減圧され、蒸発器７で被冷却液、たとえば水を冷却し、冷媒液自身は蒸発する。蒸発器７を減圧に保ち、冷媒液の蒸発を促進するために冷媒蒸気は、吸収器８で再生器２からの濃吸収液で吸収される。濃吸収液は、冷媒蒸気を吸収して希吸収液９となり、吸収液ポンプ１０で加圧され、熱交換器１８を介して再生器２へ送られる。再生器２からの濃吸収液３は、減圧弁１２で減圧され、熱交換器１８を介して吸収器８に送られる。吸収液が冷媒蒸気を吸収するときに発熱するので、吸収器８は冷却水で冷却される。蒸発器７には冷媒ポンプ１１が設けられ、未蒸発の冷媒液１３が循環される。
【０００３】
従来技術の典型的な蒸発器７および吸収器８は、冷媒液または濃吸収液が上部からノズル１４で噴霧され、その下に水平多管式の被冷却液管１５または冷却水管１６が設けられている。また凝縮器４は、冷媒蒸気を水平多管式の冷却水管１７で冷却している。これらの従来技術の蒸発器７、吸収器８および凝縮器４は熱交換効率が悪いため、大型のものが必要となる。
【０００４】
熱交換効率を向上するため、両側部を閉じられ、上下を上部および下部分配管に接続される垂直な２枚の板で構成されたプレート型熱交換器を複数用い、上部分配管の上にある液分散手段から冷媒液または濃吸収液をプレート型熱交換器の外面に流し、プレート型熱交換器の内部に被冷却液または冷却水を流す蒸発器および吸収器ならびに複数のプレート型熱交換器を冷媒蒸気中に設け、プレート型熱交換器の内部に冷却水を流す凝縮器が考えられる。
【０００５】
各プレート型熱交換器を用いると、上部および下部の分配管を蒸発器および吸収器を内蔵する減圧胴または凝縮器となる胴の内部でヘッダに接続し、ヘッダを減圧胴または胴を貫通させる必要がある。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
前記プレート型熱交換器の２枚の板は、炉中ろう付で量産できるが、減圧胴および胴の内部でプレート熱交換器の上部および下部分配管をヘッダに気密に接続するために、ろう付などの手作業が必要であり、製作コストが大となる。たとえばプレート型熱交換器１個が２冷凍トンである蒸発器を用いるとすれば、５００冷凍トンの冷凍機では、上部および下部分配管はそれぞれ２５０個となり５００個の接続箇所となる。さらに略同数が吸収器および凝縮器でも必要となる。
【０００７】
また使用中にプレート型熱交換器のいずれかに洩れが発生した場合、どの熱交換器が洩れているかを探すのに、上部および下部の分配管をヘッダと切離して、ヘリウムディテクタで調べる必要があるが、これは全く不可能である。このため熱交換効率が高いにもかかわらず現在まで蒸発器、吸収器および凝縮器にプレート型熱交換器が実用化されていない。
【０００８】
本発明の目的は、組立てが容易で、また不具合のプレート型熱交換器が容易に探せ、かつ不具合のものだけが容易に交換できる吸収式冷凍機に用いる蒸発器、吸収器および凝縮器ならびにこれらを用いた冷凍機を提供することである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明は、希吸収液から冷媒蒸気を分離して濃吸収液を得る再生器と、前記冷媒蒸気を冷却して冷媒液を得る凝縮器と、冷媒液を減圧下で蒸発させて被冷却液を冷却する蒸発器と、蒸発器で発生し冷媒却蒸気を冷却しつつ濃吸収液で吸収する吸収器とを含み、吸収液を再生器と吸収器との間で熱交換器を介して循環する吸収式冷凍機に用いる蒸発器および吸収器において、
両側部を閉じられ、上下を分配管に接続される垂直な２枚の板で構成され、上部に液分散手段が設けられ、前記液分散手段から冷媒液または濃吸収液が前記２枚の板の外面に沿って流下し、被冷却液または冷却水が下部分配管から前記２枚の板の内部に供給され、上部分配管から排出されるプレート型熱交換器を減圧胴内にそれぞれ複数平行に配置し、
前記上部および下部分配管が各々減圧胴を気密に貫通し、減圧胴の外部の前記上部および下部分配管が貫通した位置に、それぞれ減圧胴に着脱自在でかつ気密にヘッダカバーが設けられることを特徴とする吸収式冷凍機に用いる蒸発器および吸収器である。
本発明に従えば、減圧胴を各プレート型熱交換器の上部および下部分配管が気密に貫通する。従来技術の水平多管式の冷媒配管および冷却水配管は、減圧胴両側の鏡板を気密に貫通しており、気密に板を貫通する手法としては、たとえば拡管法がある。この技術を減圧胴の外部から実施することで、分配管の数が多くても減圧胴を気密に貫通することは容易である。
またプレート型熱交換器のいずれかに洩れが生じた場合、ヘッダーカバーを外すことによって、プレート型熱交換器の１つずつに対して、ヘリウムリークテストを行うことができ、洩れの発生したプレート型熱交換器が容易に特定でき、それのみを交換すればよい。また洩れのあるプレート型熱交換器の上部および下部分配管に栓をして塞ぐことによって緊急使用ができる。
【００１０】
また本発明は、希吸収液から冷媒蒸気を分離して濃吸収液を得る再生器と、前記冷媒蒸気を冷却して冷媒液を得る凝縮器と、冷媒液を減圧下で蒸発させて被冷却液を冷却する蒸発器と、蒸発器で発生した冷媒蒸気を冷却しつつ濃吸収液で吸収する吸収器とを含み、吸収液を再生器と吸収器との間で熱交換器を介して循環する吸収式冷凍機に用いる凝縮器において、
両側部を閉じられ、上下を分配管に接続される垂直な２枚の板で構成され、冷却水が下部分配管から前記２枚の板の内部に供給され、上部分配管から排出されるプレート型熱交換器を、冷媒蒸気が供給される胴内に複数平行に配置し、
前記上部および下部分配管が各々胴を気密に貫通し、胴の外部の前記上部および下部分配管が貫通した位置に、それぞれ胴に着脱自在でかつ気密にヘッダカバーが設けられることを特徴とする吸収式冷媒機に用いる凝縮器である。
本発明に従う凝縮器は、プレート型熱交換器の上部に液分散手段が設けられていないだけで、その構成は蒸発器および吸収器のものと同じである。したがって低コストでプレート型凝縮器が製作でき、また洩れの生じたプレート型熱交換器が容易に特定でき、それに対する処置も容易にできる。
【００１１】
また本発明は、前記蒸発器、吸収器および凝縮器を用いることを特徴とする吸収式冷凍機である。
本発明に従えば、小型で安価で保守の容易な吸収式冷凍機が得られる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を実施の形態によってより具体的に説明する。
【００１３】
図１は、本発明の一実施の形態の吸収式冷凍機２１の系統図である。本吸収式冷凍機２１は、図６によって説明した従来の吸収式冷凍機１と類似の構成であり、同一の機器に同一の符号を付して説明は省略する。本発明の吸収式冷凍機２１では、蒸発器７および吸収器８を内蔵する減圧胴２２内に上部に分散トレー２６があるプレート型熱交換器２５が設けられている点と、凝縮器４内にプレート型熱交換器５６が設けられている点とで従来の吸収式冷凍機１と異なる。
【００１４】
図２は、蒸発器７および吸収器８を内蔵する減圧胴２２の内部構造を示す斜視図である。減圧胴２２内は、冷媒に水、吸収液に臭化リチウム水溶液を用いる通常の吸収式冷凍機では、冷媒である水を低温で蒸発させるため、数ｍｍＨｇに減圧されている。減圧胴の左半分に設けられた蒸発器７では、凝縮器４で凝縮された冷媒液（水）が減圧胴２２の上板を貫通する管路２３から冷媒ヘッダ２４ａに供給される。冷媒液は、後述するように冷媒ヘッダ２４ａから分散トレー２６を経てプレート型熱交換器２５の外面を膜状になって流下し、一部が蒸発することによって、プレート型熱交換器２５の内面を流れる被冷却液を冷却する。蒸発せずに残った冷媒液は蒸発器７の下部に設けられた冷媒液溜２７に溜り、管路２８から冷媒ポンプ１１によって管路２３に送られ、凝縮器４からの冷媒液と混ぜられる。減圧胴２２の右半分に設けられた吸収器８では、再生器２で濃縮された濃吸収液が減圧胴２２の上板を貫通する管路３０から濃吸収液ヘッダ２４ｂに供給される。濃吸収液は、前記冷媒液と同様に濃吸収液ヘッダ２４ｂから分散トレー２６を経てプレート型熱交換器２５の外面を膜状になって流下し、蒸発器７で蒸発した冷媒蒸気を吸収する。濃吸収液が冷媒蒸気を吸収する際に発熱して吸収能力が低下するので、プレート型熱交換器２５の内面に冷却水を流して吸収液を冷却する。冷媒蒸気を吸収した希吸収液は、減圧胴２２下部の吸収液溜３１に溜り、これを管路３２から吸収液ポンプ１１で再生器２に送る。
【００１５】
図３は蒸発器７および吸収器８に用いるプレート型熱交換器２５の正面図であり、図４は図３の切断線ＩＶ−ＩＶによる断面図である。冷媒ヘッダ２４ａおよび濃吸収液ヘッダ２４ｂ（まとめてヘッダ２４と総称する）から冷媒液または濃吸収液は、連絡管３５を経て分散トレー２６に落下する。分散トレー２６は、上部３６が角柱状でありこの部分にスリット３７が設けられている。下部３８は、下端が狭まって底部３９となっている。分散トレー２６内の冷媒液または濃吸収液は、スリット３７から膜状となって流出する。スリット幅は０．５〜１．５ｍｍ、スリット間隔は５〜２０ｍｍであることが、均一の膜となるのに適している。分散トレー２６の下部には上部分配管４０があり、その下部は２枚の板４１ａ，４１ｂから構成されるプレート型熱交換器本体２９となり、さらにその下部には、下部分配管４２が設けられる。下部分配管４２の下部には水切り４３が突出して、冷媒液または吸収液がプレート型熱交換器２５からその下部にある冷媒液溜２７または吸収液溜３１に容易に落下するようになっている。２枚の板４１ａ，４１ｂの両側部４４は、たとえばろう付などによって気密に閉じられている。上部および下部分配管４０，４２は、減圧胴２２の側板４５を貫通しており、貫通箇所はたとえば拡管法によって気密に取付けられる。上部および下部分配管４０，４２は、プレート型熱交換器２５を密に配置するため上下に位置をずらして設けることが好ましい。被冷却液または冷却水は、下部分配管４２からプレート型熱交換器本体２９に入り、２枚の板４１ａ，４１ｂの間を上昇する間にプレート型熱交換器本体２９の外部を流れる膜状の冷媒液または吸収液と熱交換をする。
【００１６】
居室内を冷房して温度の上昇した被冷却液は、蒸発器７側（図２の左側）の下部ヘッダ５０に供給される。下部ヘッダ５０は、下部分配管４２が側板４５を貫通する位置に、減圧胴２２の外側に設けられたヘッダカバー５１と側板４５とによって構成される。ヘッダカバー５１は、側板４５に設けたボルト穴にボルト５２を螺合することによって、パッキングを用いて気密に取付けられる。被冷却液は、下部ヘッダ５０から下部分配管４２を通ってプレート型熱交換器本体２９内部に送られ、プレート型熱交換器本体２９の外部の冷媒液の蒸発潜熱によって冷却され、上部分配管４０を通って上部ヘッダ５３に送られ、ここから再び冷房すべき居室に供給される。上部ヘッダ５３の構成は、下部ヘッダ５０と同じ構成である。
【００１７】
冷却塔などによって冷却された冷却水は、吸収器８側（図２の右側）の下部ヘッダ５０に供給され、下部ヘッダ５０から下部分配管４２、プレート型熱交換器２５、上部分配管４０を経て上部ヘッダ５３に送られる。この間プレート型熱交換器本体２９では、吸収液を冷却し、吸収液の吸収能力を維持する。吸収器８を出た冷却水は、さらに凝縮器４に送られる。
【００１８】
本実施の形態では、上部分配管４０の上に分散トレー２６を設けたが、これに限らず冷媒液または濃吸収液をプレート型熱交換器本体２９の外面に沿って膜状に流下されるものが液分散手段として用いられる。
【００１９】
図５は、プレート型熱交換器５５を用いた凝縮器５６の断面図である。凝縮器４では大気圧よりも若干低い圧力（たとえば７００ｍｍＨｇ）で冷媒蒸気が凝縮される。凝縮器４の上部には、再生器２で発生した冷媒蒸気が供給される管路５７があり、下部には凝縮した冷媒液を蒸発器７に送る管路５８があり、内部には、プレート型熱交換器５６が設けられている。凝縮器４内に設けられるプレート型熱交換器５６は、蒸発器７および吸収器８に用いられるプレート型熱交換器２５と比べて、上部に分散トレー２６がないが、その他の構成は同じである。すなわち吸収器８から供給される冷却水は、下部ヘッダ５０、下部分配管４２、プレート型熱交換器５６の２枚の板４１ａ，４１ｂの内部、上部分配管４０を経て、上部ヘッダ５３へ流れる。この間プレート型熱交換器５６の外部にある冷媒蒸気を冷却凝縮し、自身は昇温される。上部ヘッダ５３を出た冷却水は、冷却塔で冷却され循環される。
【００２０】
減圧胴２２および凝縮器４を構成する胴５５の側板４５，５７にボルト５２によって取付けられたヘッダカバー５１を取外すことによって、１つ１つのプレート型熱交換器２５，５６の洩れをヘリウムディテクタで調べることが可能となる。洩れのあるプレート型熱交換器２５，５６の上部および下部分配管４０，４２を側板４５，５７から外して取替えることも可能となる。さらに応急処置として洩れのあるプレート型熱交換器２５，５６の上部および下部分配管４０，４２を側板４５，５７で栓をすることも可能である。
【００２１】
【発明の効果】
本発明によれば、減圧胴および胴を各プレート型熱交換器の上部および下部分配管が気密に貫通し、かつその位置にヘッダカバーを取付けることによって上部および下部ヘッダが構成されるので、１つ１つのプレート型熱交換器が低コストで減圧胴および胴に取付け可能であり、またプレート型熱交換器のいずれかに洩れが生じた場合、これの特定が容易であり、洩れのあるプレート型熱交換器の処置も容易にできる。
【００２２】
これによって水平多管式熱交換器よりも熱交換効率の高いプレート型熱交換器を、安価に使い易く、吸収式冷凍機に用いることができ、吸収式冷凍機を小型でコンパクトなものにできる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態の吸収式冷凍機２１の系統図である。
【図２】減圧胴２２の内部構造を示す斜視図である。
【図３】蒸発器７および吸収器８に用いるプレート型熱交換器２５の正面図である。
【図４】図３の切断線ＩＶ−ＩＶによる断面図である。
【図５】凝縮器４の断面図である。
【図６】従来技術の吸収式冷凍機１の系統図である。
【符号の説明】
２  再生器
４  凝縮器
７  蒸発器
８  吸収器
１０  吸収液ポンプ
１１  冷媒ポンプ
１８  熱交換器
２１  吸収式冷凍機
２２  減圧胴
２５  蒸発器および吸収器に用いるプレート型熱交換器
２６  分散トレー
２７  冷媒液溜
３１  吸収液溜
４０  上部分配管
４２  下部分配管
４５  減圧胴の側板
５０  下部ヘッダ
５１  ヘッダカバー
５２  ボルト
５３  上部ヘッダ
５５  胴
５６  凝縮器に用いるプレート型熱交換器
５７  胴の側板
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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