(57)【要約】【課題】  プレート式の蒸発器における伝熱面への冷媒散布を効率的に行い得るようにする。【解決手段】  吸収式冷凍装置において、蒸発器４のヘッダ４２に、該ヘッダ４２に形成された冷媒散布口４３，４３・・から噴出する冷媒を伝熱プレート４１，４１の伝熱面へ分散流下させるための分散板４５，４５を前記冷媒散布口４３，４３・・を覆うように取り付けて、凝縮器３から供給されてヘッダ４２の冷媒散布口４３，４３・・から噴出する冷媒は、冷媒散布口４３，４３・・を覆うように取り付けられた分散板４５，４５に案内されて伝熱プレート４１，４１の伝熱面へ分散流下せしめられるようにし、蒸発器４の伝熱プレート４１，４１の伝熱面へ冷媒を均一且つ効率的に分散供給させることができるようにしている。【選択図】        図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
吸収希溶液（Ｌｄ）を加熱することにより冷媒蒸気（Ｒｓ）および吸収濃溶液（Ｌｃ）を生成する発生器（１）と、該発生器（１）からの冷媒蒸気（Ｒｓ）を凝縮して冷却液化する凝縮器（３）と、該凝縮器（３）からの冷媒液（Ｒｗ）をヘッダ（４２）の冷媒散布口（４３），（４３）・・を介して伝熱プレート（４１），（４１）の伝熱面に散布して蒸発させる蒸発器（４）と、前記吸収濃溶液（Ｌｃ）に対して前記蒸発器（４）で蒸発させた冷媒蒸気（Ｒｓ）を吸収させる吸収器（５）と、該吸収器（５）で冷媒蒸気（Ｒｓ）を吸収した吸収希溶液（Ｌｄ）を前記発生器（１）に供給する溶液ポンプ（７）とを備えた吸収式冷凍装置であって、前記ヘッダ（４２）には、前記冷媒散布口（４３），（４３）・・から噴出する冷媒を前記伝熱プレート（４１），（４１）の伝熱面へ分散流下させるための分散板（４５），（４５）を前記冷媒散布口（４３），（４３）・・を覆うように取り付けたことを特徴とする吸収式冷凍装置。
【請求項２】
前記伝熱プレート（４１），（４１）の伝熱面を焼鈍させて濡れ性を向上させたことを特徴とする請求項１記載の吸収式冷凍装置。
【請求項３】
前記各分散板（４５）を、前記冷媒散布口（４３），（４３）・・に対向する鉛直部（４５ａ）と、該鉛直部（４５ａ）の下端から前記伝熱プレート（４１）の伝熱面に向かって傾斜するガイド部（４５ｂ）とによって構成したことを特徴とする請求項１および２のいずれか一項記載の吸収式冷凍装置。
【請求項４】
前記蒸発器（４）において未蒸発の冷媒を前記ヘッダ（４２）へ循環圧送する冷媒ポンプ（８）を付設したことを特徴とする請求項１、２および３のいずれか一項記載の吸収式冷凍装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本願発明は、吸収式冷凍装置に関し、さらに詳しくは吸収式冷凍装置における蒸発器の構造に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
吸収式冷凍装置の場合、蒸発器では伝熱面に冷媒を散布させることで内部の被冷却流体を冷却するが、蒸発器下部に設けた冷媒溜まりの冷媒を冷媒ポンプにより循環させて、蒸発器伝熱面に散布させる冷媒ポンプ方式が採用されている。
【０００３】
蒸発器の小型化、低コスト化には、伝熱管式の蒸発器よりプレート式の蒸発器の方が最適と考えられるが、プレート式の蒸発器を採用した場合、伝熱面全面に均一に濡れ性を確保することが重要となる。
【０００４】
プレート式の蒸発器において、伝熱面への均一な濡れ性を確保する手段としては、蒸発器の伝熱面に多孔質層（網状体や織金網、エキスパンドメタル等）を貼り付ける（特許文献１参照）あるいは蒸発器のプレート表面に横方向の溝を設ける（特許文献２参照）等が従来から知られている。
【０００５】
【特許文献１】特開平６−１１２０９号公報
【特許文献２】特開平１０−２２０９１４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところが、上記特許文献に開示されているような技術では、コスト的な問題に加えて、冷媒が部分的に溜まることで伝熱面での熱貫流率が定価したり、冷媒量がすくない場合には偏流等を発生するという問題があった。
【０００７】
本願発明は、上記の点に鑑みてなされたもので、プレート式の蒸発器における伝熱面への冷媒散布を効率的に行い得るようにすることを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本願発明では、上記課題を解決するための第１の手段として、吸収希溶液Ｌｄを加熱することにより冷媒蒸気Ｒｓおよび吸収濃溶液Ｌｃを生成する発生器１と、該発生器１からの冷媒蒸気Ｒｓを凝縮して冷却液化する凝縮器３と、該凝縮器３からの冷媒液Ｒｗをヘッダ４２の冷媒散布口４３，４３・・を介して伝熱プレート４１，４１の伝熱面に散布して蒸発させる蒸発器４と、前記吸収濃溶液Ｌｃに対して前記蒸発器４で蒸発させた冷媒蒸気Ｒｓを吸収させる吸収器５と、該吸収器５で冷媒蒸気Ｒｓを吸収した吸収希溶液Ｌｄを前記発生器１に供給する溶液ポンプ７とを備えた吸収式冷凍装置において、前記ヘッダ４２に、前記冷媒散布口４３，４３・・から噴出する冷媒を前記伝熱プレート４１，４１の伝熱面へ分散流下させるための分散板４５，４５を前記冷媒散布口４３，４３・・を覆うように取り付けている。
【０００９】
上記のように構成したことにより、凝縮器３から供給されてヘッダ４２の冷媒散布口４３，４３・・から噴出する冷媒は、冷媒散布口４３，４３・・を覆うように取り付けられた分散板４５，４５に案内されて伝熱プレート４１，４１の伝熱面へ分散流下せしめられることとなる。従って、蒸発器４の伝熱プレート４１，４１の伝熱面へ冷媒を均一且つ効率的に分散供給させることができる。
【００１０】
本願発明では、さらに、上記課題を解決するための第２の手段として、上記第１の手段を備えた吸収式冷凍装置において、前記伝熱プレート４１，４１の伝熱面を焼鈍させて濡れ性を向上させることもでき、そのように構成した場合、伝熱プレート４１，４１の伝熱面の撥水性が低下して、濡れ性が大幅に向上することとなり、熱貫流率の向上に寄与する。
【００１１】
本願発明では、さらに、上記課題を解決するための第３の手段として、上記第１又は第２の手段を備えた吸収式冷凍装置において、前記各分散板４５を、前記冷媒散布口４３，４３・・に対向する鉛直部４５ａと、該鉛直部４５ａの下端から前記伝熱プレート４１の伝熱面に向かって傾斜するガイド部４５ｂとによって構成することもでき、そのように構成した場合、凝縮器３から供給されてヘッダ４２の冷媒散布口４３，４３・・から噴出する冷媒が、冷媒散布口４３，４３・・に対向する鉛直部４５ａに衝突した後、伝熱プレート４１の伝熱面に向かって傾斜するガイド部４５ｂに沿って流下することとなり、蒸発器４の伝熱プレート４１への冷媒の均一且つ効率的な分散供給が可能となる。
【００１２】
本願発明では、さらに、上記課題を解決するための第４の手段として、上記第１、第２又は第３の手段を備えた吸収式冷凍装置において、前記蒸発器４において未蒸発の冷媒を前記ヘッダ４２へ循環圧送する冷媒ポンプ８を付設することもでき、そのように構成した場合、蒸発器４において未蒸発の冷媒が冷媒ポンプ８によってヘッダ４２へ循環圧送され、再度蒸発器４において蒸発気化されることとなり、冷媒の効率的な利用が可能となる。
【発明の効果】
【００１３】
本願発明の第１の手段によれば、吸収希溶液Ｌｄを加熱することにより冷媒蒸気Ｒｓおよび吸収濃溶液Ｌｃを生成する発生器１と、該発生器１からの冷媒蒸気Ｒｓを凝縮して冷却液化する凝縮器３と、該凝縮器３からの冷媒液Ｒｗをヘッダ４２の冷媒散布口４３，４３・・を介して伝熱プレート４１，４１の伝熱面に散布して蒸発させる蒸発器４と、前記吸収濃溶液Ｌｃに対して前記蒸発器４で蒸発させた冷媒蒸気Ｒｓを吸収させる吸収器５と、該吸収器５で冷媒蒸気Ｒｓを吸収した吸収希溶液Ｌｄを前記発生器１に供給する溶液ポンプ７とを備えた吸収式冷凍装置において、前記ヘッダ４２に、前記冷媒散布口４３，４３・・から噴出する冷媒を前記伝熱プレート４１，４１の伝熱面へ分散流下させるための分散板４５，４５を前記冷媒散布口４３，４３・・を覆うように取り付けて、凝縮器３から供給されてヘッダ４２の冷媒散布口４３，４３・・から噴出する冷媒が、冷媒散布口４３，４３・・を覆うように取り付けられた分散板４５，４５に案内されて伝熱プレート４１，４１の伝熱面へ分散流下せしめられるようにしたので、蒸発器４の伝熱プレート４１，４１の伝熱面へ冷媒を均一且つ効率的に分散供給させることができるという効果がある。
【００１４】
本願発明の第２の手段におけるように、上記第１の手段を備えた吸収式冷凍装置において、前記伝熱プレート４１，４１の伝熱面を焼鈍させて濡れ性を向上させることもでき、そのように構成した場合、伝熱プレート４１，４１の伝熱面の撥水性が低下して、濡れ性が大幅に向上することとなり、熱貫流率の向上に寄与する。
【００１５】
本願発明の第３の手段におけるように、上記第１又は第２の手段を備えた吸収式冷凍装置において、前記各分散板４５を、前記冷媒散布口４３，４３・・に対向する鉛直部４５ａと、該鉛直部４５ａの下端から前記伝熱プレート４１の伝熱面に向かって傾斜するガイド部４５ｂとによって構成することもでき、そのように構成した場合、凝縮器３から供給されてヘッダ４２の冷媒散布口４３，４３・・から噴出する冷媒が、冷媒散布口４３，４３・・に対向する鉛直部４５ａに衝突した後、伝熱プレート４１の伝熱面に向かって傾斜するガイド部４５ｂに沿って流下することとなり、蒸発器４の伝熱プレート４１，４１への冷媒の均一且つ効率的な分散供給が可能となる。
【００１６】
本願発明の第４の手段におけるように、上記第１、第２又は第３の手段を備えた吸収式冷凍装置において、前記蒸発器４において未蒸発の冷媒を前記ヘッダ４２へ循環圧送する冷媒ポンプ８を付設することもでき、そのように構成した場合、蒸発器４において未蒸発の冷媒が冷媒ポンプ８によってヘッダ４２へ循環圧送され、再度蒸発器４において蒸発気化されることとなり、冷媒の効率的な利用が可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、添付の図面を参照して、本願発明の幾つかの好適な実施の形態について詳述する。
【００１８】
第１の実施の形態
図１ないし図４には、本願発明の第１の実施の形態にかかる吸収式冷凍装置および吸収式冷凍装置における蒸発器の要部が示されている。
【００１９】
この吸収式冷凍装置においては、例えば冷媒として水（Ｈ2Ｏ）が採用され、吸収剤として臭化リチウム（ＬｉＢｒ）が採用されている。
【００２０】
この吸収式冷凍装置は、図１に示すように、吸収器５からの吸収希溶液Ｌｄを排温水熱交換器１ａで加熱することにより冷媒蒸気Ｒｓおよび吸収濃溶液Ｌｃを生成する発生器１と、吸収器５からの吸収希溶液Ｌｄと前記発生器１からの吸収濃溶液Ｌｃとを熱交換させる溶液熱交換器２と、前記発生器１からの冷媒蒸気Ｒｓを冷水熱交換器３ａにより凝縮液化して冷媒液Ｒｗとする凝縮器３と、該凝縮器３から供給される冷媒液Ｒｗを図２〜図４に示すようなヘッダ４２の冷媒散布口４３，４３・・を介して内部通路４７内に被冷却流体（例えば、温水）Ｗｃが流されている一対の伝熱プレート４１，４１の伝熱プレート面上に散布して冷媒蒸気Ｒｓを蒸発させる蒸発器４と、前記発生器１からの吸収濃溶液Ｌｃに対して前記蒸発器４で蒸発させた冷媒蒸気Ｒｓを冷水熱交換器５ａで吸収熱を放熱しながら吸収させて吸収希溶液Ｌｄを生成する吸収器５と、該吸収器５で冷媒蒸気Ｒｓを吸収して得られた吸収希溶液Ｌｄを前記溶液熱交換器２を介して前記発生器１に供給する溶液ポンプ７とを備えて構成されている。符号４ｂは冷媒散布装置、５ｂは濃溶液散布装置である。
【００２１】
そして、前記蒸発器４と吸収器５とは、例えば同一のケーシング６内の各設置室６ａ，６ｂにコンパクトに並設されており、蒸発器４の下部に溜まる未蒸発の冷媒液Ｒｗは、ケーシング６の底面を介して吸収器設置室６ｂの底部の希溶液溜まり６ｂ1に流され、前記溶液ポンプ７によって吸収希溶液Ｌｄと共に発生器１に供給されるようになっている。つまり、未蒸発の冷媒液Ｒｗを蒸発器４へ循環させる冷媒ポンプを不要としているのである（換言すれば、冷媒ポンプレス方式とされているのである）。
【００２２】
ところで、上記したような冷媒ポンプレス方式のプレート式蒸発器４においては、伝熱プレート面で蒸発せずに未蒸発冷媒として伝熱面より落下すると大きな冷媒損失となって、性能が大きく低下してしまう。従って、上述のようなプレート式蒸発器４の伝熱プレート面全面に、均一に濡れ性を確保することは性能向上のために極めて重要である。
【００２３】
そこで、本実施の形態においては、前記溶液ポンプ７からの吸収希溶液Ｌｄを利用し、吸収希溶液還流配管１５を介して前記蒸発器４の伝熱プレート４１，４１面上に前記凝縮器３からの冷媒液Ｒｗと共に散布することによって蒸発器４の伝熱プレート４１，４１面上の可及的均一な濡れ性を確保するように構成されている。
【００２４】
前記蒸発器４および吸収器５は、上述のように蒸発器および吸収器ケーシング６内の蒸発器設置室６ａおよび吸収器設置室６ｂ内に並設して設置され、蒸発器４側で蒸発した冷媒蒸気Ｒｓを吸収器設置室６ｂ内の吸収器５に供給して発生器１から供給される吸収濃溶液Ｌｃに吸収させることとなっている。
【００２５】
そして、本実施の形態の場合、冷媒蒸気Ｒｓを吸収して得られた吸収希溶液Ｌｄは、溶液ポンプ７、溶液熱交換器２および希溶液配管１１を介して前記発生器１に供給されることとなっている。
【００２６】
前記希溶液配管１１の溶液ポンプ７の下流側で、かつ前記溶液熱交換器２の上流側部分では、希溶液配管１１から吸収希溶液還流配管１５が分岐されており、この吸収希溶液還流配管１５は、例えば電磁開閉弁よりなる開閉制御弁１６を介して前記凝縮器３の底部から前記蒸発器４上部のヘッダ４２に至る冷媒供給管１４に接続連通せしめられている。
【００２７】
前記吸収希溶液還流配管１５途中の開閉制御弁１６は、運転開始後所定時間が経過した濡れ性の良い定常運転状態では閉弁制御される一方、運転開始時等の濡れ性の悪い状態では、例えば運転開始スイッチのＯＮから所定の時間が経過するまでの間は開弁制御されて、前記溶液ポンプ７からの吸収希溶液Ｌｄが凝縮器３からの冷媒液Ｒｗと一緒に蒸発器４のヘッダ４２に供給される。
【００２８】
この結果、運転開始後所定の時間が経過するまでの間は、前記蒸発器４の伝熱プレート４１，４１面上には多量の吸収希溶液Ｌｄが供給され、蒸発器４の伝熱プレート４１，４１面上の濡れ性が確保される。
【００２９】
そして、上記所定の時間が経過して濡れ性が良くなると、その後定常運転時の冷媒液量に切り換えられる。
【００３０】
前記開閉制御弁１６の上記のタイミングおよび時間での開閉制御は、例えば図示しないマイコン制御ユニットによりリレー等を介してタイマー制御することによってなされる。
【００３１】
ところで、前記蒸発器４の冷媒散布装置４ｂのヘッダ４２および蒸発器４の伝熱プレート部４ａを構成する伝熱プレート４１，４１し、例えば図２〜図４に詳細に示すように、さらに構造的な観点からも十分な濡れ性を向上させ得るような構成が採用されている。
【００３２】
即ち、本実施の形態の場合、前記ヘッダ４２と伝熱プレート４１，４１とは、１枚の伝熱プレート用板材の上部部分を側方から見てテーパー部４４ｂを介した斜めクランク形状に曲成し、そのテーパー部４４ｂに冷媒散布口４３，４３・・を形成するとともに該テーパー部４４ｂよりも上部側の所定の高さの縦壁部４４ａでヘッダ４２の冷媒貯留室４２ａを形成している。
【００３３】
一方、前記テーパー部４４ｂよりも下部の相当の長さの縦壁部を伝熱プレート４１，４１とし、そのような構成の板材を図示のように２枚逆方向に対向させた状態で並設し、それらの両端部および底部を別の板材で側壁および底壁として接合シールするとともに前記テーパー部４４ｂ，４４ｂの下端間を所定の幅のスペーサ部材４６を介してシールすることによって、図２〜図４のような上部に漏斗形状のヘッダ４２、下部に相互に対向する２枚の伝熱プレート４１，４１、それら伝熱プレート４１，４１の間に被冷却流体通路４７を備えた蒸発器４が構成されている。
【００３４】
そして、前記蒸発器４の前記テーパー部４４ｂ，４４ｂおよびその冷媒散布口４３，４３・・部分には、それらの周囲をカバーし、冷媒散布口４３，４３・・から噴出する吸収希溶液Ｌｄおよび冷媒液Ｒｗを受け止めて、下部側の伝熱プレート４１，４１の伝熱面上に可及的に均一に拡散させて流す分散板４５，４５が設けられている。つまり、前記ヘッダ４２には、前記冷媒散布口４３，４３・・から噴出する冷媒を前記伝熱プレート４１，４１面へ分散流下させるための分散板４５，４５が前記冷媒散布口４３，４３・・を覆うように取り付けられているのである。
【００３５】
この分散板４５，４５は、前記テーパー部４４ｂ，４４ｂの上下長さに対応して同長さよりも少し下方に長い状態で並立する鉛直部４５ａ，４５ａと、該鉛直部４５ａ，４５ａの下端から伝熱プレート４１，４１面面に向かって傾斜するガイド部４５ｂ，４５ｂとからなっていて、前記ヘッダ４２の下部両側のテーパー部４４ｂ，４４ｂに形成された冷媒散布口４３，４３・・から散布された冷媒が、図３のような定常流量時の場合はともかく、例えば図４に示す上述した運転開始時のような多量の場合であって、側方に勢いよく噴出するような場合にも、同冷媒液Ｒｗを前記鉛直部４５ａ，４５ａで確実に受け止め、その後下方に向けてスムーズにガイドして効率良く拡散させる。
【００３６】
この結果、上述した運転開始時所定時間内の多量の冷媒液Ｒｗが蒸発器４の伝熱プレート４１，４１の伝熱面上に均一に流され、運転初期の伝熱プレート面の濡れ性が十分に、かつ速やかに確保される。
【００３７】
このように、プレート式の蒸発器４の伝熱プレート４１，４１面に吸収希溶液Ｌｄおよび冷媒液Ｒｗを多量に散布し、伝熱プレート４１，４１面全面の濡れ性を確保した後に冷媒液Ｒｗのみに切り換えることによって、冷媒液Ｒｗが蒸発器４の伝熱プレート４１，４１面全面に均一に濡れ、熱貫流率も大きく増加し、冷媒ポンプレス方式の蒸発器４において特に有効な作用を得ることができる。
【００３８】
また、一度濡れ性を確保すれば、かなりの期間持続し、濡れ性が低下した時点で再度吸収希溶液Ｌｄを散布すれば、再び濡れ性が復活する。
【００３９】
なお、以上の場合において、蒸発器４の伝熱プレート４１，４１の伝熱面は、さらに濡れ性を向上させるために、好ましくは焼鈍されていることが好ましい。そのようにすると、伝熱プレート４１，４１の伝熱面の撥水性が低下するので、一層濡れ性が向上する。
【００４０】
（変形例）
以上の構成では、蒸発器４の伝熱プレート４１，４１の伝熱面の十分な濡れ性を確保するために、溶液ポンプ７の吐出側の吸収希溶液Ｌｄを蒸発器４の伝熱プレート４１，４１の伝熱面に分散板４５，４５を使用して供給するようにしたが、吸収希溶液Ｌｄは、例えば図１のＡに示すように、さらに溶液熱交換器２の下流側から帰還させるようにしてもよい。
【００４１】
また、同様の濡れ性を確保する方法としては、例えば図１のＢに示すように、発生器１からの吸収濃溶液Ｌｃを利用することも可能である。
【００４２】
第２の実施の形態
図５には、本願発明の第２の実施の形態にかかる吸収式冷凍装置が示されている。
【００４３】
この場合、第１の実施の形態における吸収希溶液還流配管１５が廃止され、蒸発器４において未蒸発の冷媒液Ｒｗをヘッダ４２へ循環圧送する冷媒ポンプ８が付設されている。即ち、ケーシング６における蒸発器設置室６ａの底部の冷媒液溜まり６ａ1と凝縮器３の出口側の冷媒供給管１４とは、冷媒ポンプ８を介設した冷媒液還流配管１７で接続されているのである。このようにすると、蒸発器４において未蒸発の冷媒が冷媒ポンプ８によってヘッダ４２へ循環圧送され、再度蒸発器４において蒸発気化されることとなり、冷媒の効率的な利用が可能となる。その他の構成および作用効果は、第１の実施の形態におけると同様なので説明を省略する。
【００４４】
本願発明は、上記各実施の形態に限定されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲において適宜設計変更可能なことは勿論である。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】本願発明の第１の実施の形態にかかる吸収式冷凍装置の冷凍サイクルを示す冷凍回路図である。
【図２】本願発明の第１の実施の形態にかかる吸収式冷凍装置における蒸発器の伝熱プレートおよび冷媒散布装置部分の構成を示す一部を切除した斜視図である。
【図３】本願発明の第１の実施の形態にかかる吸収式冷凍装置における蒸発器の伝熱プレートおよび冷媒散布装置部分の定常運転時の冷媒散布状態を示す断面図である。
【図４】本願発明の第１の実施の形態にかかる吸収式冷凍装置における蒸発器の伝熱プレートおよび冷媒散布装置部分の運転開始時の多量の吸収希溶液散布状態を示す断面図である。
【図５】本願発明の第２の実施の形態にかかる吸収式冷凍装置の冷凍サイクルを示す冷凍回路図である。
【符号の説明】
【００４６】
１は発生器
２は溶液熱交換器
３は凝縮器
４は蒸発器
４ａは伝熱プレート部
４ｂは冷媒散布装置
５は吸収器
６はケーシング
７は溶液ポンプ
８は冷媒ポンプ
１１は希溶液配管
１２は冷媒蒸気配管
１３は濃溶液配管
１４は冷媒供給管
１５は吸収希溶液還流配管
１６は開閉制御弁
１７は冷媒液還流配管
４１は伝熱プレート
４２はヘッダ
４２ａは冷媒貯留室
４３は冷媒散布口
４５は分散板
４５ａは鉛直部
４５ｂはガイド部
Ｌｃは吸収濃溶液
Ｌｄは吸収希溶液
Ｒｓは冷媒蒸気
Ｒｗは冷媒液
【図１】
2008202859.tif 000003
【図２】
2008202859.tif 000004
【図３】
2008202859.tif 000005
【図４】
2008202859.tif 000006
【図５】
2008202859.tif 000007