(57)【要約】【課題】吸収器内において自由落下する吸収液の偏倚現象を防止して熱交換効率を向上させることができる吸収式冷温水機を提供する。【解決手段】吸収式冷温水機は、内部に伝熱管が複数の行をなすように曲げられて配設され、上部に低温再生器から吸収液が流入され、吸収液と伝熱管を通って流れる流体とが熱交換するように構成された吸収器と、吸収器の内部上端に位置し上記低温再生器からの吸収液を受けて下方へと散布する第１トレイと、吸収器の内部中間に位置し第１トレイから散布された吸収液を受けて下方へと散布する第２トレイと、を含み、伝熱管の一部は上記第２トレイの下方で複数の行をなしつつ曲げられて配設され、残りの一部は第１トレイの下方で複数の行をなしつつ曲げられて配設される。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部に伝熱管が複数の行をなすように曲げられて配設され、上部に低温再生器から吸収液が流入され、該吸収液と前記伝熱管を通って流れる流体とが互いに熱交換するように構成された吸収器と、
前記吸収器の内部上端に位置し、前記低温再生器からの吸収液を受けて下方へと散布する第１トレイと、
前記吸収器の内部中間に位置し、前記第１トレイから散布された吸収液を受けて下方へと散布する第２トレイと、
を含み、
前記伝熱管の一部は前記第２トレイの下方で複数の行をなしつつ曲げられて配設され、残りの一部は第１トレイの下方で複数の行をなしつつ曲げられて配設されることを特徴とする吸収式冷温水機。
【請求項２】
前記伝熱管は、その内部を冷却水が流れる冷却水管であって、前記第２トレイの下方で複数の行をなしつつ曲げられてから、前記第２トレイの上方へ延びていき、前記第１トレイの下方で再び複数の行をなしつつ曲げられたことを特徴とする請求項１に記載の吸収式冷温水機。
【請求項３】
前記第１トレイの下方に位置する前記伝熱管の一部は、前記吸収器の下流側の稀吸収液配管から分岐され、その内部を前記吸収器から排出された稀吸収液が流れる分岐管であり、
前記第２トレイの下方に位置する前記伝熱管の残りの一部は、その内部を冷却水が流れる冷却水管であることを特徴とする請求項１に記載の吸収式冷温水機。
【請求項４】
前記第２トレイの下方の前記冷却水管の中間に位置する第３トレイを更に含むことを特徴とする請求項３に記載の吸収式冷温水機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、吸収式冷温水機に係り、特に、吸収器内において自由落下する吸収液が円滑に分散できるようにした吸収式冷温水機の構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
吸収式冷温水機は、冷媒蒸気の液体溶解度が温度、圧力に応じて変わることを用いるものであって、冷媒としては、水が使用され、蒸発された冷媒を回収するための吸収液としては、臭化リチウム（ＬｉＢｒ）などが使用される。
【０００３】
一般に、吸収式冷温水機は、稀吸収液を外部の熱源を利用して加熱・濃縮して冷媒蒸気と中間吸収液を得る高温再生器と、この高温再生器で生成された中間吸収液を高温再生器で生成された冷媒蒸気で加熱して再び冷媒を蒸発分離する低温再生器と、この低温再生器で生成された冷媒蒸気を凝縮すると共に低温再生器で凝縮された冷媒液と混合する凝縮器と、凝縮器から供給される冷媒液を蒸発させて冷媒蒸気を得る蒸発器と、この蒸発器で生成された冷媒蒸気を低温再生器から供給される濃吸収液に吸収して稀吸収液を得る吸収器と、上記高温及び低温再生器から吸収器へと循環する吸収溶液から顕熱を回収して省エネルギーを図る低温及び高温熱交換器と、これらを接続する配管類と、冷媒ポンプ及び溶液ポンプとで構成される（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
従来の吸収式冷温水機では、吸収器の内部上端に吸収液を散布するための散布装置（トレイ）が設置され、トレイの下方には冷却水管が配設されている。トレイから散布された吸収液（濃吸収液）が冷却水管に沿って下方へ垂れ落ちることにより、冷媒の蒸発と吸収液の冷却、及び吸収現象が発生する。
【０００５】
図１に示されたように、冷却水管Ｐは、吸収器の内部において上端から下端までに亘って複数の行をなすように曲げられてなる束（ｂｕｎｄｌｅ）構造を有しており、トレイの真下に位置した１番目の冷却水管Ｐ１は、約８２．２％の吸収液濡れ率を有するのに対し、最下端（図１では、１３番目）の冷却水管Ｐ１３は、約２３．３％の吸収液濡れ率を有する。
【０００６】
これは、従来の吸収式冷温水機では、吸収器内に１つのトレイだけが設置されており、該トレイから吸収液が散布されるため、吸収液が下方へと流れていくにつれて吸収液が偏倚するような現象が発生してしまうためである。このような吸収液の偏倚現象は、冷媒の蒸発と、臭化リチウムの冷却及び吸収を悪化させ、製品の性能を落とすようになる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２０００−２０５６８９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、上述した従来技術の問題点を解決するためになされたものであって、その目的は、吸収器内において自由落下する吸収液の偏倚現象を防止して、冷媒の蒸発と、吸収液としての臭化リチウムの冷却及び吸収効率を増大させることにより性能を向上させることができるように構成した吸収式冷温水機を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記のような本発明の目的は、内部に伝熱管が複数の行をなすように曲げられて配設され、上部に低温再生器から吸収液が流入され、濃吸収液と伝熱管を通って流れる流体とが互いに熱交換するように構成された吸収器と、吸収器の内部上端に位置し上記低温再生器からの吸収液を受けて下方へと散布する第１トレイと、吸収器の内部中間に位置し第１トレイから散布された吸収液を受けて下方へと散布する第２トレイと、を含み、伝熱管の一部は上記第２トレイの下方で複数の行をなしつつ曲げられて配設され、残りの一部は第１トレイの下方で複数の行をなしつつ曲げられて配設されることを特徴とする吸収式冷温水機を提供することにより達成される。
【００１０】
本発明の一実施の形態においては、上記伝熱管は、その内部を冷却水が流れる冷却水管であって、上記第２トレイの下方で複数の行をなしつつ曲げられてから、上記第２トレイの上方へ延びていき、上記第１トレイの下方で再び複数の行をなしつつ曲げられてなる構成を有していてもよい。
【００１１】
また、本発明の他の実施の形態においては、上記第１トレイの下方に位置する上記伝熱管の一部は、上記吸収器の下流側の稀吸収液配管から分岐され、その内部を上記吸収器から排出された稀吸収液が流れる分岐管であり、上記第２トレイの下方に位置する上記伝熱管の残りの一部は、その内部を冷却水が流れる冷却水管であってよい。また、本実施の形態による吸収式冷温水機は、上記第２トレイの下方の上記冷却水管の中間に位置する第３トレイを更に含んでいてもよい。
【発明の効果】
【００１２】
本発明による吸収式冷温水機によれば、吸収器内において散布される吸収液による伝熱管の濡れ性を高めることにより、冷媒の蒸発と、吸収液としての臭化リチウムの冷却及び吸収効率を増加させることによって吸収式冷温水機の性能を向上させるという長所がある。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】従来の吸収式冷温水機の吸収器における、吸収液による伝熱管（冷却水管）の濡れ状態を示す概略図である。
【図２】本発明の一実施の形態による吸収式冷温水機の概略図である。
【図３】図２に示す吸収式冷温水機における吸収器の詳細図である。
【図４】本発明の他の実施の形態による吸収式冷温水機の概略図である。
【図５】図４に示す吸収式冷温水機における吸収器の詳細図である。
【図６】図５に示す吸収器の他の例を示す詳細図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明による吸収式冷温水機の実施の形態を添付した図面を参照して詳しく説明する。
【００１５】
図２は、本発明の一実施の形態による吸収式冷温水機１の概略図であり、図３は、図２に示す吸収式冷温水機１における吸収器３２の詳細図である。
【００１６】
図２に示されたように、吸収式冷温水機１は、稀吸収液を外部の熱源を利用して加熱・濃縮して冷媒蒸気と中間吸収液を得る高温再生器１０と、この高温再生器１０で生成された中間吸収液を高温再生器１０で生成された冷媒蒸気で加熱して再び冷媒を蒸発分離する低温再生器２３と、この低温再生器２３で生成された冷媒蒸気を凝縮すると共に低温再生器２３で凝縮された冷媒液と混合する凝縮器２１と、凝縮器２１から供給される冷媒液を蒸発させて冷媒蒸気を得る蒸発器３１と、この蒸発器３１で生成された冷媒蒸気を低温再生器２３から供給される濃吸収液に吸収して稀吸収液を得る吸収器３２と、上記高温及び低温再生器１０、２３から吸収器へと循環する吸収溶液から顕熱を回収して省エネルギーを図る低温熱交換器４０及び高温熱交換器５０と、これらを接続する配管類とを備える。
【００１７】
高温再生器１０にはバーナー１１が収容される。上記吸収器３２から上記高温再生器１０へと延びている稀吸収液配管８３には吸収液ポンプ７２、低温熱交換器４０、及び高温熱交換器５０が順に設置される。また、上記高温再生器１０から低温再生器２３へと延びている管は冷媒蒸気管８１であり、上記凝縮器２１から上記蒸発器３１へと延びている管は冷媒液流下管８２であり、上記吸収器３２へと延びてきている管は冷却水管８６である。
【００１８】
このような吸収式冷温水機１の運転時、上記高温再生器１０のバーナー１１から燃料ガス（例えば、ＬＰＧ、ＬＮＧなど）が燃焼すると、上記吸収器３２から供給された稀吸収液が加熱されて沸騰し、冷媒蒸気が稀吸収液から分離する。このような加熱により、稀吸収液が濃縮されつつ濃度がより濃くなった中間吸収液になる。一方、冷媒蒸気は、冷媒蒸気管８１に沿って移動して上記低温再生器２３へ流入される。そして、上記高温再生器１０から低温再生器２３へと流れ込まれてきた中間吸収液は、低温再生器２３で加熱されることで冷媒液として凝縮され、凝縮された冷媒液は、上記凝縮器２１へと流れていく。上記凝縮器２１では、上記低温再生器２３から供給された冷媒蒸気が凝縮され、冷媒液と共に上記蒸発器３１へ移動する。
【００１９】
上記蒸発器３１では、冷媒ポンプ７１の作動によって冷媒液が散布される。そして、上記蒸発器３１で気化した冷媒蒸気は、上記吸収器３２へ流れていき散布された吸収液に吸収される。一方、上記高温再生器１０で冷媒蒸気が分離され濃度が上昇した中間吸収液は、中間吸収液配管８４、高温熱交換器５０を経て上記低温再生器２３へ流れていく。
【００２０】
上記中間吸収液は、上記高温再生器１０から流れ込まれてきた冷媒蒸気が内部を流れている加熱器２５によって加熱される。そして、上記中間吸収液から冷媒蒸気が分離され吸収液の濃度が更に上昇する。上記低温再生器２３で加熱された濃溶液は、濃溶液配管８５へ流れ込まれ、上記低温熱交換器４０を経て上記吸収器３２へ流れていき、トレイ１１１、１１２から散布されることで上記冷却水管８６に滴下される。
【００２１】
そして、吸収液は、上記蒸発器３１を経由して流れ込まれてくる冷媒蒸気を吸収することで濃度が低くなる。濃度が低くなった吸収液は、上記吸収液ポンプ７２の駆動力によって低温熱交換器４０及び高温熱交換器５０で予熱されてから高温再生器１０に流入される。なお、図面符号１３はバーナーに燃料を供給する燃料タンクを示し、図面符号１５はバーナーに燃焼空気を供給する送風機を示すが、これらの構成についての詳しい説明は省略することにする。
【００２２】
図３に示されたように、本実施の形態では、吸収器３２の内部に複数のトレイ１１１、１１２が設置される。具体的に、吸収器３２の内部上端には第１トレイ１１１が位置し、内部中間部には第２トレイ１１２が位置する。そして、冷却水管８６は、第２トレイ１１２の下方で複数の行をなすようにジグザグに曲げられてなる束形態で配設されてから、第２トレイ１１２の上方へ延びていき、第１トレイ１１１の下方で再び複数の行をなすようにジグザグに曲げられてなる束形態で配設され、引き続き、吸収器３２の外部に延出して凝縮器２１に連結される。
【００２３】
第１トレイ１１１に流入された吸収液（濃吸収液）は、第１トレイ１１１の下方へと均一に散布される。散布された吸収液は、第１トレイ１１１と第２トレイ１１２との間に位置した冷却水管８６を濡らしてから第２トレイ１１２に集水され、再び第２トレイ１１２の下方へと均一に散布される。第２トレイ１１２から散布された吸収液は、第２トレイ１１２の下方に位置した冷却水管８６を濡らしてから、吸収器３２の外部に排出される。
【００２４】
図面において具体的に図示していないが、第１及び第２トレイ１１１、１１２は、底面に複数の穴が穿孔されている構造を有することにより、集水された吸収液が底面の穴から下方へと均一に排出される。
【００２５】
本実施の形態における、各トレイ１１１、１１２から冷却水管８６の最下端行までの行数は、従来技術による冷却水管の行数より小さい。このため、吸収液による冷却水管８６の濡れ率は、図１に示されたような従来技術による冷却水管の濡れ率より高くなり、その結果、冷媒の蒸発と、吸収液をなす臭化リチウムの冷却及び吸収効率を増大させることにより、吸収式冷温水機の全体的な性能を向上させる。
【００２６】
一方、図４は、本発明の他の実施の形態による吸収式冷温水機１'の概略図であり、図５は、図４に示す吸収式冷温水機１'における吸収器３２の詳細図であり、図６は、図５に示す吸収器３２の他の例を示した図である。
【００２７】
図４に示されたように、本実施の形態による吸収式冷温水機１'は、図２に示す吸収式冷温水機１に比べて、吸収器３２の上部に溶液冷却吸収器９０が更に備えられているという点に差異がある。吸収器３２と溶液冷却吸収器９０は、一つの空間内で上下に区画されてなるものであって、互いに連通している。稀吸収液配管８３の吸収液ポンプ７２の下流側には分岐管９１が連結される。分岐管９１は、溶液冷却吸収器９０を経由して低温熱交換器４０に連結される。その他の構成は、図２の吸収式冷温水機１と同じであるため、詳細な説明は省略する。
【００２８】
図５に示されたように、第１トレイ１１１は、溶液冷却吸収器９０の内部上端に設置され、第２トレイ１１２は、溶液冷却吸収器９０の下方に設置されている吸収器３２の内部上端に設置される。
【００２９】
稀吸収液配管８３から分岐された分岐管９１は、溶液冷却吸収器９０へと延びていき、第１トレイ１１１の下方で複数の行をなすようにジグザグに曲げられてなる束形態で配設され、溶液冷却吸収器９０から更に延びていき、低温熱交換器４０に連結される。吸収器３２の内部における第２トレイ１１２の下方には冷却水管８６が複数の行をなすようにジグザグに曲げられてなる束形態で配設され、上記冷却水管８６は更に延びていき、凝縮器２１に連結される。
【００３０】
このように構成された吸収器３２及び溶液冷却吸収器９０では、第１トレイ１１１に流入された吸収液（濃吸収液）が、第１トレイ１１１の下方へと均一に散布されることで溶液冷却吸収器９０の内部に位置した分岐管９１を濡らすようになる。以降、吸収液は第２トレイ１１２に集水されてから、第２トレイ１１２の下方へと均一に散布されることで吸収器３２の内部に位置した冷却水管８６を濡らすようになる。
【００３１】
このようにして、分岐管９１及び冷却水管８６が吸収液によって均一に濡らされることにより、製品の性能が向上する。
【００３２】
また、図６に示されたように、図５に示された吸収器３２にトレイを更に一つ設置することもできる。すなわち、溶液冷却吸収器９０の内部上端に第１トレイ１１１を設置し、吸収器３２の内部上端には第２トレイ１１２を設置し、これに加えて、吸収器３２の内部中間部にも第３トレイ１１３を設置することにより、吸収液による冷却水管８６の濡れ率を図５の場合よりも一層高めることができる。
【００３３】
以上では、本発明の特定の好適な実施の形態について図示しまた説明した。しかし、本発明は、上述した実施の形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲で請求する本発明の要旨を逸脱することなく当該発明の属する技術分野における通常の知識を有する者であれば誰でも種々の変形実施が可能であろう。
【符号の説明】
【００３４】
１０：高温再生器
２１：凝縮器
３１：蒸発器
３２：吸収器
４０：低温熱交換器
５０：高温熱交換器
８６：冷却水管
９０：溶液冷却吸収器
９１：分岐管
１１１、１１２、１１３：トレイ
【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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