(57)【要約】【課題】  ２段吸収冷凍機において、高温側の蒸発器で低温側の吸収器を冷却する熱交換部を小型化するとともに、駆動熱源温度を低減して排熱利用範囲を拡大する。【解決手段】  高温側の蒸発器で低温側の吸収器を冷却する部分を、垂直伝熱管の管内で高温側の冷媒が蒸発し、管外で低温側の冷媒蒸気が吸収されるように構成し、管内への冷媒液は、伝熱管の上部に設けた冷媒分配室から伝熱管の上端をオーバーフローさせて供給し、管内に流下液膜が形成されるようにする。これにより、伝熱管下部から冷媒を供給する場合よりも管内側の圧力損失が減少して蒸発温度が低く、かつ均一化して、管外の溶液を冷却する伝熱面が有効に作用する。【選択図】図３
2008095976.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
低温蒸発器，低温吸収器，高温蒸発器，高温吸収器，再生器，凝縮器，溶液循環ポンプを有し、前記高温蒸発器の蒸発熱によって前記低温吸収器を冷却するように構成した２段吸収冷凍機において、
前記低温蒸発器，低温吸収器，高温蒸発器，高温吸収器を同一の容器で構成し、前記高温蒸発器を複数の垂直な伝熱管の管内として前記高温吸収器側に連通させ、前記低温吸収器を前記複数の垂直な伝熱管の管外として前記低温蒸発器に連通させ、前記複数の垂直な伝熱管の上部から各伝熱管内に冷媒液を供給するように構成したことを特徴とする２段吸収冷凍機。
【請求項２】
請求項１に記載の２段吸収冷凍機において、前記複数の垂直な伝熱管群の上部に冷媒分配室を設け、この冷媒分配室の底面に前記複数の伝熱管を貫通させて前記冷媒分配室内に開口したことを特徴とする２段吸収冷凍機。
【請求項３】
請求項２に記載の２段吸収冷凍機において、前記冷媒分配室の底面から前記複数の伝熱管を上方に突き出し、各伝熱管の上端部に冷媒流入用の切り欠きを設けたことを特徴とする２段吸収冷凍機。
【請求項４】
請求項２又は３に記載の２段吸収冷凍機において、前記冷媒分配室は底部が仕切り板によって複数の領域に分割されていることを特徴とする２段吸収冷凍機。
【請求項５】
請求項１又は２に記載の２段吸収冷凍機において、前記高温蒸発器と低温吸収器を構成する複数の垂直な伝熱管は、その内面に周方向又はらせん状の溝もしくは突起を設けた伝熱管で構成したことを特徴とする２段吸収冷凍機。
【請求項６】
請求項３又は４に記載の２段吸収冷凍機において、前記高温蒸発器と低温吸収器を構成する複数の垂直な伝熱管は、その内面に周方向又はらせん状の溝もしくは突起を設けた伝熱管で構成したことを特徴とする２段吸収冷凍機。
【請求項７】
請求項１又は２に記載の２段吸収冷凍機において、前記高温蒸発器と低温吸収器を構成する複数の垂直な伝熱管は、外面に周方向又はらせん状の溝もしくは突起を設けた伝熱管で構成したことを特徴とする２段吸収冷凍機。
【請求項８】
請求項３又は４に記載の２段吸収冷凍機において、前記高温蒸発器と低温吸収器を構成する複数の垂直な伝熱管は、外面に周方向又はらせん状の溝もしくは突起を設けた伝熱管で構成したことを特徴とする２段吸収冷凍機。
【請求項９】
低温蒸発器，低温吸収器，高温蒸発器，高温吸収器，再生器，凝縮器，溶液循環ポンプを有し、前記高温蒸発器の蒸発熱によって前記低温吸収器を冷却するように構成した２段吸収冷凍機において、
前記低温蒸発器，低温吸収器，高温蒸発器，高温吸収器を同一の容器で構成し、前記高温蒸発器を複数の垂直な伝熱管の管内として前記高温吸収器側に連通させ、前記低温吸収器を前記複数の垂直な伝熱管の管外として前記低温蒸発器に連通させ、前記複数の垂直な伝熱管の上部に各伝熱管内に冷媒液を供給すると共に、前記各伝熱管の上部に希溶液を伝熱管外側に散水するように構成したことを特徴とする２段吸収冷凍機。
【請求項１０】
低温蒸発器，低温吸収器，高温蒸発器，高温吸収器，再生器，凝縮器，溶液循環ポンプを有し、前記高温蒸発器の蒸発熱によって前記低温吸収器を冷却するように構成した２段吸収冷凍機において、
前記低温蒸発器，低温吸収器，高温蒸発器，高温吸収器を同一の容器で構成し、前記容器内に隔壁を垂直に設け、片側に低温蒸発器，反対側に高温吸収器を設けると共に、前記低温吸収器および前記高温蒸発器は複数の扁平伝熱管から構成され、この扁平伝熱管群は、前記隔壁の低温蒸発器側に設けられ、断面の長い方向を垂直にして、片側を前記低温蒸発器の方向に、反対側を前記高温吸収器の方向に向けて水平方向に並べて設置し、各扁平伝熱管の前記低温蒸発器側の端面を閉じ、反対側の端面は前記隔壁に接続し、前記隔壁には各扁平伝熱管の接続部に断面形状に対応した開口部を設けて前記扁平伝熱管群の内部空間を前記隔壁の高温吸収器側に開口したことを特徴とする２段吸収冷凍機。
【請求項１１】
請求項１０に記載の２段吸収冷凍機において、
前記扁平伝熱管の内側が前記高温蒸発器となり、その外側が低温吸収器となることを特徴とする２段吸収冷凍機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、２組の蒸発器と吸収器を有し、高圧側の蒸発器によって低圧側の吸収器を冷却する構成とした２段吸収冷凍機に関する。
【背景技術】
【０００２】
本発明に関わる背景技術としては、例えば特許文献１の公知技術が挙げられる。特許文献１では、２組の蒸発器と吸収器を有し、高温側（第２）蒸発器を低温側（第１）吸収器の吸収熱で加熱する２段吸収式ヒートポンプにおいて、上，下両端面を閉じた垂直な内筒を設け、その内部を上部端板，溶液分散端板および下部端板で上，下に仕切り、上部端板上方に設けた上室と下部端板下方に設けた下室とを垂直な複数の伝熱管で接続して高温側蒸発器を形成している。
【０００３】
また、溶液分散端板と下部端板との間に、垂直伝熱管群の管外を吸収伝熱面として低温側吸収器を形成し、上部端板と溶液分散端板との間に形成した中間室から垂直な伝熱管群の外表面に沿って溶液が膜状に流下させるようにしている。
【０００４】
さらに本公知例では、垂直な伝熱管群の管内に供給する冷媒液を、下室すなわち管群の下部に設けている。
【０００５】
また本発明に関わる他の背景技術としては、特許文献２の公知技術が挙げられる。本公知例では、２組の蒸発器と吸収器を有し、低温側（第２）蒸発器，低温側吸収器，高温側（第１）蒸発器，高温側吸収器の順に隣り合わせて同一の缶体で構成し、高温側蒸発器と低温側吸収器とは伝熱面を介して隣り合っており、高温側蒸発器の伝熱面の近傍に液冷媒を散布する液冷媒散布手段を、低温側吸収器の伝熱面の近傍に溶液を散布する溶液散布手段をそれぞれ配設し、液冷媒散布手段を溶液散布手段よりも上方に位置させている。
【０００６】
そして上記の構成により、低温側吸収器の吸収熱が前記伝熱面を通して直接高温側蒸発器の前記伝熱面上を流れる冷媒に伝達されることによって、循環水などの中間媒体を用いる場合と比べて熱輸送における温度差を小さくし、サイクル性能を向上している。
【０００７】
【特許文献１】特公昭６３−３７３０１号公報  第３図
【特許文献２】特許第３５９１３５６号  図２
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
特許文献１の従来技術では、垂直管群の各伝熱管内の下部から冷媒液を供給し、伝熱管の上部開口部から管内で蒸発した冷媒蒸気を吸収器に導く、再循環経路を省略した貫流ボイラのような構成となっている。この構成では、伝熱管下部の冷媒入口は冷媒液の単相流となり、供給された冷媒液は伝熱管内で加熱されて沸騰蒸発しながら管内を上昇する。このため、伝熱管内に摩擦による圧力損失の大きい気泡流，スラグ流の領域が発生し、この領域において管内で二相となっている冷媒の質量が加算されて大きな圧力分布が生じ、圧力に対して決定する蒸発温度にも分布が生じる。この場合、上流側すなわち伝熱管の下部では管内の圧力と蒸発温度が高いため、管外の吸収温度との温度差が小さくなって伝熱面が有効に作用しないという課題があった。
【０００９】
また本従来技術では、管内で冷媒を沸騰させる構成となっているため、熱輸送における温度差が大きく、作動温度，ＣＯＰ等のサイクル性能が低下するという課題もあった。
【００１０】
さらに本従来技術では、吸収温度が高く熱伝達量が大きい場合に、伝熱管内において冷媒のドライアウトが生じて伝熱面が有効に作用しなくなりやすいという課題もあった。なお特許文献１では、上室の内部に液面が形成されてドライアウトが生じにくい状態となっているが、この場合は伝熱管内が満液式蒸発器の状態となり、上述の圧力損失および冷媒の質量による圧力分布が顕著になるという課題が生じる。
【００１１】
本発明の目的は、伝熱面が有効に作用することによってして良好な作動温度とＣＯＰで動作する２段吸収冷凍機を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記目的を達成するために、本発明の第１の特徴は、高温蒸発器と低温吸収器を垂直管群で構成して管内を高温蒸発器，管外を低温吸収器とすると共に、管内に供給する冷媒液を管群の上部に設けた冷媒分配室から流入させ、この冷媒分配室を複数の領域に分割したことにある。
【００１３】
そして好ましくは、この冷媒分配室の底面から垂直伝熱管群を上方に突き出し、各伝熱管の上端部に冷媒流入用の切り欠きを設けたものである。また、高温蒸発器と低温吸収器を構成する垂直管群を、外面または内面に同心円あるいはらせん状の溝を設けた伝熱管で構成したものである。
【００１４】
上記目的を達成するために、本発明の第２の特徴は、低温蒸発器，低温吸収器，高温蒸発器，高温吸収器を同一の容器で構成し、該容器内に分割壁を垂直に設け、片側に低温蒸発器，反対側に高温吸収器を設けるとともに、低温吸収器および前記高温蒸発器を複数の扁平管から構成し、この扁平管群を、前記分割壁の低温蒸発器側に、断面の長方向を垂直にして片側を前記低温蒸発器の方向に、反対側を前記高温吸収器の方向に向けて横方向に並べて設置し、各扁平管の前記低温蒸発器側の端面を閉じ、反対側の端面は前記分割壁に接続し、分割壁には、各扁平管の接続部にこの扁平管の断面形状に対応した開口部を設けることによって、前記扁平管群の内部空間を該分割壁の高温吸収器側に開口したことにある。
【００１５】
そして好ましくは、この扁平管群の上部に、底部が長辺に垂直な仕切りによって分割された滴下トレーを設け、この滴下トレーの底部には各扁平管の位置に対応した溶液滴下孔を設けたものである。
【発明の効果】
【００１６】
一体型蒸発吸収器５を構成する、複数の伝熱管群上部から伝熱管内に冷媒液を供給する構成としたので、伝熱管内の二相流が圧力損失の大きいボイド流やスラグ流にならず、管内断面周囲に冷媒の流下液膜が形成され、その内側を冷媒蒸気が流れる環状流となる。従って、圧力損失が小さくなり、流れ方向の圧力分布と蒸発温度の変化が小さくなり、伝熱管全体が有効に働くことによって伝熱面積を小型化できる。
【００１７】
また、扁平伝熱管を、断面の長い方向が垂直となるように、両端を水平方向に向け、低温蒸発器側の端面を封止して管外面を低温吸収器とし、高温吸収器側の端面を隔壁の高温吸収器側に開放して管内面を高温蒸発器としている。従って、低温蒸発器から低温吸収器への蒸気の流れ、高温蒸発器から高温吸収器への蒸気を、いずれも方向を変えることなく流動させることが可能となっている。その結果、流れの圧力損失によるエネルギー損失が小さくなる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本発明の一実施例を、図面を用いて説明する。
【実施例１】
【００１９】
図１は、本発明に関わる２段吸収冷凍機の系統図である。２段吸収冷凍機は、高温再生器１，低温再生器２，凝縮器３，高温吸収器４，高温蒸発器と低温吸収器が一体化した一体型蒸発吸収器５，低温蒸発器６，溶液熱交換器７１，７２，７３，冷媒ポンプ５１，希薄溶液ポンプ６１，溶液ポンプ４３，５２，濃溶液ポンプ２１などを備えている。
【００２０】
より詳しくは、高温再生器１の上部と低温再生器２とが蒸気配管１１を介して接続されている。低温再生器２と凝縮器３とは同一の容器で構成されており、低温再生器側の上部には溶液滴下装置２５が、内部には伝熱管２２が配置され、伝熱管２２の一方端側は絞り２３を介して凝縮器３に連通し他方端側は蒸気配管１１に接続されている。凝縮器３の内部には伝熱管３１が配置され、凝縮器を構成する容器の下方は絞り３２を有する配管にて一体型蒸発吸収器５の高温吸収器４側に接続されている。
【００２１】
一体型蒸発吸収器５は複数の垂直な伝熱管５３群を備えており、これらの伝熱管５３の管外（図の左側）が低温吸収器として低温蒸発器６と連通し、管内は高温蒸発器として伝熱管下部の開口部を介して伝熱管５３外（図の右側）で高温吸収器４に連通している。また、これらの空間は隔壁５８によって分割されている。高温吸収器４，一体型蒸発吸収器５，低温蒸発器６は同一の容器１００で構成されており、容器１００の底部は各構成機器に対応して溶液タンク４２，冷媒タンク５５，溶液タンク５４，希薄溶液タンク６２に分割されている。
【００２２】
高温再生器１および低温再生器２では希溶液が加熱濃縮されて濃溶液が発生する。高温再生器１の濃溶液は溶液熱交換器７１を介して低温再生器２からの濃溶液と合流し、濃溶液ポンプ２１と溶液熱交換器７２を介して一部は高温吸収器４の溶液滴下装置４５に導かれる。高温吸収器４の溶液タンク４２に集められた溶液を一体型蒸発吸収器５に導く管路の途中には、溶液ポンプ４３と溶液熱交換器７３がそれぞれ配設されている。
【００２３】
冷媒タンク５５内に溜まった冷媒液を一体型蒸発吸収器５の管内側に供給するために、冷媒ポンプ５１が冷媒タンク５５の下方に設けられている。同様に、低温蒸発器６の下部の希薄溶液タンク６２に溜まっている希薄溶液を低温蒸発器内に滴下するために、希薄溶液ポンプ６１が低温蒸発器の下方に設けられている。高温吸収器４の下方には、溶液タンク４２内に溜まった溶液を一体型蒸発吸収器５の管外側に供給するために溶液ポンプ４３が、一体型蒸発吸収器５の下部の低温蒸発器側にある溶液タンク５４の下方には、溶液を高温再生器１および低温再生器２に送る溶液ポンプ５２がそれぞれ配置されている。
【００２４】
なお、この実施例において、冷媒は水であり、吸収剤は臭化リチウム水溶液である。
【００２５】
このように構成した２段吸収冷凍機の動作は次の通りである。高温再生器１の内部で図示していない入熱手段により溶液が加熱されて冷媒蒸気が発生する。この冷媒蒸気が蒸気配管１１を介して低温再生器２の伝熱管２２に導かれて、伝熱管２２の内部で凝縮し、絞り２３を経て凝縮器３に流入する。低温再生器２の内部では、高温再生器１で発生した蒸気の凝縮熱によって溶液が加熱され、ここでも冷媒蒸気が発生する。この冷媒蒸気は凝縮器の伝熱管３１上で管内を流れる冷却水によって冷却されて冷媒液となり、低温再生器２の管内から流入した冷媒液と共に、絞り３２を備えた配管を介して一体型蒸発吸収器５の隔壁５８によって分割された高温吸収器４側すなわち冷媒タンク５５に導かれる。
【００２６】
冷媒タンク５５の冷媒液は、冷媒ポンプ５１によって一体型蒸発吸収器５の上部に導かれる。一体型蒸発吸収器５の上部には冷媒分配室５６が設けられている。冷媒分配室５６に供給された冷媒液は、冷媒分配室５６底部側に垂直に配置された複数の伝熱管５３群の各管内に流入して、管外の溶液から熱を奪って蒸発し、冷媒蒸気となる。この冷媒蒸気は伝熱管５３群の下部から流出する。そして、伝熱管５３群の伝熱管内と連通している高温吸収器４に流入する。
【００２７】
高温吸収器４では、高温再生器１及び低温再生器２で加熱濃縮された濃溶液が、濃溶液ポンプ２１によって溶液熱交換器７１，７２を介して溶液滴下装置４５に供給され、そこから伝熱管４１群の表面に滴下される。各伝熱管４１の管内には冷却水が通水されており、伝熱管４１群表面に供給された溶液はこの冷却水に冷却されながら、一体型蒸発吸収器５の伝熱管内から供給された冷媒蒸気を吸収する。この伝熱管４１は、高温吸収器を出て凝縮器３内の伝熱管３１に接続され、冷却水は凝縮器３を経て装置外に出される。高温吸収器４で冷媒蒸気を吸収して濃度を下げた溶液は、溶液ポンプ４３，溶液熱交換器７３を通って一体型蒸発吸収器５の低温吸収器を構成する部分（後述する溶液分配室５７）に送られる。
【００２８】
一体型蒸発吸収器５の低温吸収器部分では、高温吸収器から送られた溶液が垂直に配置された伝熱管５３群の外表面に供給され、伝熱管５３内の冷媒の蒸発熱によって冷却されながら、低温蒸発器１２で発生した冷媒蒸気を吸収する。冷媒を吸収してさらに濃度低下した溶液は、一体型蒸発吸収器５の低温蒸発器側下部に形成された溶液タンク５４に流下する。
【００２９】
溶液タンク５４に溜まった溶液は、溶液ポンプ５２により溶液熱交換器７３に送られて、高温吸収器４から一体型蒸発吸収器５の低温吸収器部分に送られる溶液と熱交換した後、溶液熱交換器７２を経て２つに分岐し、一部は溶液熱交換器７１を経て高温再生器１に、残りは低温再生器２の溶液滴下装置２５に送られる。
【００３０】
低温蒸発器６内には、内部を冷水あるいはブラインが流れる伝熱管６３が配置されている。一体型蒸発吸収器５の高温蒸発器側に設けられた冷媒タンク５５の下方に設けられた冷媒ポンプ５１が冷媒分配室５６へ冷媒を送る配管の途中から、低温蒸発器６の下部に設けた希薄溶液タンク６２へ冷媒を送る配管５９が分岐している。この分岐した配管５９の先端部は、希薄溶液タンク６２の液相部である底面に開口している。この配管を経て、冷媒タンク５５から希薄溶液タンク６２へ冷媒が送られる。この配管５９内を流れる冷媒の流量は、配管５９の途中に設けられた制御弁５９ａで制御する。
【００３１】
低温蒸発器６の下部に設けられた希薄溶液タンク６２には希薄溶液が溜められており、希薄溶液ポンプ６１により濃度検出手段６４を経て、低温蒸発器６の上部に配置した滴下装置６５に送られる。そして、滴下装置６５から伝熱管６３上に滴下され、希薄溶液中の冷媒すなわち水が伝熱管６３の表面で蒸発し、蒸発潜熱により伝熱管６３の内部を流れる冷水あるいはブラインを冷却する。
【００３２】
なお、本実施例の２段吸収冷凍機における各種制御動作は、前述の特許文献２に開示されている内容と略同じである。
【００３３】
次に、図２および図３を用いて、一体型蒸発吸収器５における作動流体すなわち冷媒液，溶液および冷媒蒸気の流れについて説明する。図２は冷媒分配室５６の詳細図、図３は一体型蒸発吸収器における伝熱管周囲の作動流体の流れを表す図である。なお、図３では伝熱管１本を取り出して説明する。
【００３４】
図２に示すように冷媒分配室５６は、箱型の容器内を仕切り板５６ｂで複数の領域に仕切り、各領域毎に冷媒入口５６ａが設置されている。また各領域の底面には複数の伝熱管５３群を貫通させて接続する穴を開口させ、この穴に、伝熱管の上端が冷媒分配室の底面よりも高くなるように伝熱管を貫通させて接続している。また各伝熱管の上端には、切り欠き５３ｂが設けられている。
【００３５】
冷媒ポンプ５１によって冷媒分配室５６に送られた冷媒液は、冷媒分配室５６の仕切り板５１ｂで仕切られた領域の数に分配されて、各領域の側面に設けられた冷媒入口５６ａから各領域の内部に流入する。そして、図３に示すように冷媒分配室内で液面を形成し、伝熱管５３の上端に設けられた切り欠き５３ｂからオーバーフローして伝熱管５３内に流入する。
【００３６】
隔壁５８の一部がコの字形状に形成され、そのコの字の上部側隔壁(低温吸収底板58ｂ)に複数の垂直な伝熱管５３の下端部側が取り付け支持され、コの字の底部側（高温蒸発底板５８ａ）に冷媒液を吐出するように構成してある。
【００３７】
切り欠き５３ｂから伝熱管５３内に流入した冷媒液１１１は、図３に示すように伝熱管５３の内面に流下液膜１１０を形成し、伝熱管６３外の溶液の流下液膜１３０から熱を奪ってその一部が蒸発して冷媒蒸気となり、管内の流下液膜の内部を流下する。伝熱管５３の出口では、冷媒蒸気１２２，１２３は高温吸収器４に流入し、伝熱管出口までに蒸発せずに流下した冷媒液１１２は、隔壁５８の一部である高温蒸発底板５８ａ上に流下して、さらに図１に示した冷媒タンク５５に流入する。なお高温蒸発底板５８ａは、冷媒タンク５５に流下する方向に若干傾斜して設置されている。
【００３８】
冷媒タンク５５に流入した冷媒液は、凝縮器３から流入した冷媒液と共に、冷媒ポンプ５１によって再び冷媒分配室５６に送られる。
【００３９】
一方、図１の溶液ポンプ４３によって一体型蒸発吸収器５の低温吸収器部に送られた溶液は、図３に示した溶液分配室５７に導かれる。図には示さないが溶液分配室５７は、冷媒分配室５６と同様に複数の領域に仕切られている。溶液分配室５７には垂直伝熱管群が貫通しており、底板に設けられた伝熱管５３の貫通穴は伝熱管の外径よりも若干径の大きな円形となっている。溶液分配室５７に導かれた溶液は、この貫通穴と伝熱管５３の外面のすき間５７ａを通って伝熱管５３の外表面に供給される。
【００４０】
伝熱管５３の外側に供給された溶液は、図３に示すように流下液膜１３０を形成して、伝熱管５３内で蒸発する冷媒の蒸発熱によって冷却されながら、低温蒸発器６から流入した冷媒蒸気１２０，１２１を吸収する。そして、隔壁５８の一部である低温吸収底板58ｂの上に一旦流下した後、溶液タンク５４に流下する。
【００４１】
以上説明したように本実施例においては、一体型蒸発吸収器５を構成する、複数の伝熱管群上部から伝熱管内に冷媒液を供給する構成としたので、伝熱管内の二相流が圧力損失の大きいボイド流やスラグ流にならず、管内断面周囲に冷媒の流下液膜が形成され、その内側を冷媒蒸気が流れる環状流となる。従って、圧力損失が小さくなり、流れ方向の圧力分布と蒸発温度の変化が小さくなり、伝熱管全体が有効に働くことによって伝熱面積を小型化できる。
【００４２】
また、このとき伝熱管内の圧力及び蒸発温度の分布は伝熱管の上部から下部に向かって徐々に低下する傾向となり、管外を流下する溶液の濃度及び平衡温度もまた、上部から下部に向かって冷媒蒸気を吸収することによって徐々に低下する。従って、伝熱管全長にわたって熱交換温度差を確保して、管内の冷媒蒸発による冷却能力と伝熱管全体の熱交換面積を、管外での冷媒吸収に有効に活用することができる。
【００４３】
また本実施例においては、冷媒分配室５６に仕切り板５６ｂを設けて複数の領域に分割し、各領域に予め冷媒液を分配して供給しているので、２段吸収冷凍機本体が傾斜した場合においても、管群全体への冷媒の分配状況の悪化が防止できる。
【００４４】
また本実施例においては、冷媒分配室５６の底面から各伝熱管５３の上端を突き出して、冷媒分配室内の冷媒がオーバーフローによって管内に流入するようにしたので、冷媒の流れが冷媒入口５６ａの近傍の伝熱管に偏らず、各伝熱管に良好に分配される。
【００４５】
さらに本実施例においては、垂直の伝熱管５３群を構成する各伝熱管の上端部に冷媒流入用の切り欠き５３ｂを設けたので、切り欠き５３ｂの数や幅を適切に設けることによって伝熱管内に流入する冷媒液の流量を設定できる。また、この切り欠き５３ｂによって、冷凍機本体の設置時に若干の傾斜が生じても、各領域内における伝熱管毎の冷媒の分配を良好に維持することができる。
【００４６】
本実施例では、垂直の伝熱管５３群を構成している各伝熱管の内面に、周方向またはらせん状の溝または突起を設けても良い。この場合は伝熱管内の冷媒液の濡れ性向上と伝熱面拡大の効果によって伝熱管が有効に作用し、一体型蒸発吸収器５を小型化できる利点がある。また同様に、伝熱管５３外面に周方向またはらせん状の溝もしくは突起を設けても良い。この場合は伝熱管５３外の溶液の濡れ性向上と伝熱面拡大の効果によって伝熱管
５３が有効に作用し、一体型蒸発吸収器５を小型化できる利点がある。
【実施例２】
【００４７】
次に、本発明の他の実施例について図面を用いて説明する。本実施例では、２段吸収冷凍機全体の概略構成およびサイクルの動作については第１の実施例と同一であり、一体型蒸発吸収器５の構成のみが異なるため、この部分について詳細に説明する。
【００４８】
図４は本実施例に関わる２段吸収冷凍機のサイクル系統図である。図１の実施例と異なる点は一体型蒸発吸収器５の部分である。一体型蒸発吸収器５は複数の扁平伝熱管８０と、各扁平伝熱管８０の管内に冷媒を分配する冷媒分配ダクト８１と、各扁平伝熱管８０の内部最上部に設けられた冷媒分配ダクト８１から流入した冷媒を扁平伝熱管８０の軸方向（扁平方向）に分配して内面に供給する冷媒分配管８２とを設けた構成としたものである。すなわち冷媒分配管８２は扁平伝熱管８０の数だけ設けてある。なお図３に示す溶液分配室５７に代えて、高温吸収器４の溶液滴下装置４５と同様の構造を持つ溶液滴下装置
８５が扁平伝熱管８０の外側に溶液を供給するように設置されている。扁平伝熱管８０は、図４に示すようにその大部分が隔壁５８（分割壁）の低温蒸発器側に位置するように設置されている。
【００４９】
さらに、一体型蒸発吸収器５の詳しい構造について、図５および図６を用いて説明する。図５は本実施例における一体型蒸発吸収器の冷媒分配部分の詳細図、図６は同じく熱交換部分の詳細を図４に垂直な断面で表した図である。図５に示すように、冷媒分配ダクト８１の側面に、冷媒分配ダクト８１の軸方向に沿って冷媒分配管８２が複数個並べて接続されている。この冷媒分配管８２は図６に示すように扁平伝熱管８０内の最上部に挿入して設置され、その本数は扁平伝熱管８０の本数と同一である。それぞれの冷媒分配管８２には、図６に示すように管軸方向から見て左右に複数の冷媒分配孔８２ａが設けてある。この冷媒分配孔８２ａは、図５に示すように冷媒分配管８２の軸方向に複数個並べられて開口している。
【００５０】
複数の扁平伝熱管８０は、図６に示すように、断面の長い方向を垂直に、管列が水平方向となるように並べて設置されている。設置方向は、扁平伝熱管８０の一方の端部が低温蒸発器６に、反対側の端部が高温吸収器４に向けられており、高温吸収器側の端部付近で隔壁５８に固定されている。隔壁５８には、扁平伝熱管８０の断面形状に基づいて扁平伝熱管を接続するための穴が設けられ、この穴に扁平伝熱管が挿入され、伝熱管周囲と隔壁５８の穴の内側は、溶液や冷媒蒸気の漏洩を防ぐために封止されている。
【００５１】
各扁平伝熱管８０の低温蒸発器６側の端面は封止され、高温吸収器４側の端面の全面又は下端部は開放されている。その結果、各扁平伝熱管の管外は低温蒸発器６と連通し、管内は高温吸収器４と連通するようになっている。
【００５２】
扁平伝熱管８０の上部には溶液滴下装置８５が設置されている。その上部には、高温吸収器４から溶液ポンプ４３によって送られた溶液を、扁平伝熱管８０の列方向に分配する溶液分配ダクト８５ａが設けられている。溶液滴下装置８５の底部は、仕切り板８５ｃによって扁平伝熱管８０の列方向に複数の領域に分割されており、この各領域に対応して、溶液分配ダクト８５ａの側面に溶液分配孔８５ｂが開口している。また溶液滴下装置８５の底部には、各扁平伝熱管に対応した位置に溶液滴下孔８５ｄが設けられている。
【００５３】
次に本実施例の一体型蒸発吸収器５における溶液，冷媒液及び冷媒蒸気の流れについて説明する。冷媒ポンプ５１によって一体型蒸発吸収器５に送られた冷媒液は、最初に冷媒分配ダクト８１に流入し、冷媒分配管８２に分配される。そして、それぞれの冷媒分配管８２の軸方向に複数設けられた冷媒分配孔８２ａから、扁平伝熱管８０の管内に供給される。
【００５４】
扁平伝熱管８０に供給された冷媒液は、扁平伝熱管８０の垂直な内壁の表面に流下液膜１１０を形成し、扁平伝熱管８０外の溶液から熱を奪ってその一部が蒸発して冷媒蒸気となる。この扁平伝熱管８０内で発生した冷媒蒸気は隔壁５８側端面に設けた開放部から高温吸収器４に流入する。一方、蒸発しきれずに扁平伝熱管内の最下部まで流下した冷媒液は、隔壁５８側端面に設けた開放部から冷媒タンク５５に流下して、凝縮器３から流入した冷媒液と共に、冷媒ポンプ５１によって再び冷媒分配ダクトに送られる。
【００５５】
高温吸収器４から溶液ポンプ４３によって一体型蒸発吸収器５に送られた溶液は、最初に溶液滴下装置８５に送られ、溶液分配ダクト８５ａによって、仕切り板８５ｃで仕切られた各領域に分配される。さらに、溶液滴下装置８５の底部に設けられた溶液滴下孔85ｄから各扁平伝熱管８０の外側上端部に滴下される。
【００５６】
扁平伝熱管８０に滴下された溶液は、管表面に流下液膜１３０を形成し、管内で蒸発する冷媒の流下液膜１１０によって冷却されることにより、低温蒸発器で蒸発した冷媒蒸気を吸収しながら流下する。そして、底部の溶液タンク５４に流下する。溶液タンク５４に溜まった溶液は、溶液ポンプ５２によって高温再生器１，低温再生器２に送られる。
【００５７】
以上説明したように本実施例では、扁平伝熱管８０を、断面の長い方向が垂直となるように、両端を水平方向に向け、低温蒸発器側の端面を封止して扁平伝熱管外面を低温吸収器とし、高温吸収器側の端面（隔壁５８側端面）を開放して扁平伝熱管内を高温蒸発器としている。従って、低温蒸発器から低温吸収器への蒸気の流れ、高温蒸発器から高温吸収器への蒸気を、いずれも方向を変えることなく流動させることが可能となっている。その結果、流れの圧力損失によるエネルギー損失が小さくなる。
【００５８】
また、冷媒蒸気の流路断面積を大きく確保することにより蒸気流速を抑制することができ、冷媒蒸気中に飛散する冷媒液の分離が容易になる。その結果、冷媒の液滴の飛散に起因するサイクルの損失を低減でき、他の損失の要因となる、冷媒液の分離に伴う圧力損失も低減できる。
【００５９】
以上の結果本実施例２においては実施例１に対して、さらに高効率な２段吸収冷凍機を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００６０】
【図１】本発明の実施例１に関わる２段吸収冷凍機の系統図。
【図２】図１の実施例における一体型蒸発吸収器の冷媒分配室の詳細図。
【図３】図１の実施例における一体型蒸発吸収器の熱交換部分の詳細図。
【図４】本発明の実施例２に関わる２段吸収冷凍機の系統図。
【図５】図４の実施例における一体型蒸発吸収器の冷媒分配部分の詳細図。
【図６】図４の実施例における一体型蒸発吸収器の熱交換部分の詳細図。
【符号の説明】
【００６１】
１  高温再生器
２  低温再生器
３  凝縮器
４  高温吸収器
５  一体型蒸発吸収器
６  低温蒸発器
１１  蒸気配管
２１  濃溶液ポンプ
２２，３１，４１，５３，６３  伝熱管
２３，３２  絞り
４３，５２  溶液ポンプ
４２，５４  溶液タンク
４５，８５  溶液滴下装置
５１  冷媒ポンプ
５３ｂ  切り欠き
５５  冷媒タンク
５６  冷媒分配室
５６ａ  冷媒入口
５６ｂ，８５ｃ  仕切り板
５７  溶液分配室
５８  隔壁
５８ａ  高温蒸発底板
５８ｂ  低温吸収底板
５９  配管
５９ａ  制御弁
６１  希薄溶液ポンプ
６２  希薄溶液タンク
６４  濃度検出手段
６５  滴下装置
７１，７２，７３  溶液熱交換器
８０  扁平伝熱管
８１  冷媒分配ダクト
８２  冷媒分配管
８５ａ  溶液分配ダクト
８５ｂ  溶液分配孔
８５ｄ  溶液滴下孔
１００  容器
１１０  流下液膜
１１１，１１２  冷媒液
１２０〜１２３  冷媒蒸気
１３０  流下液膜
【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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