(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の熱交換部と第２の熱交換部とを有し、第１の熱交換部は第１の液槽を備え、第１の液槽内に貯留している被加熱流体の中には加熱流体が流れる第１の加熱ラインが配置されており、前記第２の熱交換部は、第２の液槽を備え、第２の液槽の上方には前記第１の熱交換部を経由した被加熱流体を液滴として滴下する滴下機構が設けられ、該滴下機構から被加熱流体の液滴が滴下される空間内に第２の加熱ラインが配置され、前記第１の加熱ラインの出口と前記第２の加熱ラインの入口が接続され、前記第１の液槽の底部と前記滴下機構とが接続されていることを特徴とする熱交換器。
【請求項２】
第１の熱交換部と第２の熱交換部とを有し、第１の熱交換部は第１の液槽を備え、第１の液槽内に貯留している吸収溶液の中には加熱流体が流れる第１の加熱ラインが配置されており、前記第２の熱交換部は、第２の液槽を備え、第２の液槽の上方には前記第１の熱交換部を経由した吸収溶液を液滴として滴下する滴下機構が設けられ、該滴下機構から吸収溶液の液滴が滴下される空間内に第２の加熱ラインが配置され、前記第１の加熱ラインの出口と前記第２の加熱ラインの入口が接続され、前記第１の液槽の底部と前記滴下機構とが接続されていることを特徴とする再生器。
【請求項３】
高温再生器と、低温再生器と、凝縮器と、蒸発器と、吸収器とを有し、前記低温再生器は、第１の熱交換部と第２の熱交換部とを有し、第１の熱交換部は第１の液槽を備え、第１の液槽内に貯留している吸収溶液の中には、高温再生器で再生した冷媒蒸気が流れる第１の加熱ラインが配置されており、前記第２の熱交換部は、第２の液槽を備え、第２の液槽の上方には前記第１の熱交換部を経由した吸収溶液を液滴として滴下する滴下機構が設けられ、該滴下機構から吸収溶液の液滴が滴下される空間内に第２の加熱ラインが配置され、前記第１の加熱ラインの出口と前記第２の加熱ラインの入口が接続され、前記第１の液槽の底部と前記滴下機構とが接続されていることを特徴とする吸収冷温水機。
【請求項４】
高温再生器と、低温再生器と、凝縮器と、蒸発器と、吸収器とを有し、前記吸収器と前記高温再生器とを接続する稀溶液ラインに排熱焚再生器を介装し、その排熱焚再生器は、第１の熱交換部と第２の熱交換部とを有し、第１の熱交換部は第１の液槽を備え、第１の液槽内に貯留している吸収溶液の中には、外部熱源から供給される加熱流体が流れる第１の加熱ラインが配置されており、前記第２の熱交換部は、第２の液槽を備え、第２の液槽の上方には前記第１の熱交換部を経由した吸収溶液を液滴として滴下する滴下機構が設けられ、該滴下機構から吸収溶液の液滴が滴下される空間内に第２の加熱ラインが配置され、前記第１の加熱ラインの出口と前記第２の加熱ラインの入口が接続され、前記第１の液槽の底部と前記滴下機構とが接続されていることを特徴とする吸収冷温水機。
【請求項５】
高温再生器と、低温再生器と、凝縮器と、蒸発器と、吸収器とを有し、前記高温再生器は、第１の熱交換部と第２の熱交換部とを有し、第１の熱交換部は第１の液槽を備え、第１の液槽内に貯留している吸収溶液の中には、外部熱源から供給される加熱流体が流れる第１の加熱ラインが配置されており、前記第２の熱交換部は、第２の液槽を備え、第２の液槽の上方には前記第１の熱交換部を経由した吸収溶液を液滴として滴下する滴下機構が設けられ、該滴下機構から吸収溶液の液滴が滴下される空間内に第２の加熱ラインが配置され、前記第１の加熱ラインの出口と前記第２の加熱ラインの入口が接続され、前記第１の液槽の底部と前記滴下機構とが接続されていることを特徴とする吸収冷温水機。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、熱交換器（本明細書において、「熱交換器」なる文言は、蒸発、再生等の相変化を伴う熱交換を行うタイプの熱交換器を意味しており、顕熱（液−液）熱交換器は含まれない）と、再生器と、吸収冷温水機に関し、特に、熱交換器、再生器の小型化を図る技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の吸収冷温水機Ｊ１における高温および低温の２重効用の再生器を有する一般的なブロック構成を図１３に示す。符号ＨＧｅは高温再生器、ＬＧｅは低温再生器、Ｃｎは凝縮器、Ｅｖは蒸発器、Ａｂは吸収器、ＨＥｘは高温側熱交換器、ＬＨｘは低温側熱交換器をそれぞれ示している。このような２重効用の再生器による効率向上を図った構成であっても、まだ効率向上の余地がある。
【０００３】
図１４および図１５は、従来の熱交換器（蒸気発生器或いは再生器）の構成を示している。
図１４において、ラインＡ１９から供給され、ラインＡ２０から流出する被加熱流体Ｌ中に、内部に加熱流体が流れる加熱ラインＡ１５を配置して、当該加熱ラインＡ１５を流れる加熱流体が保有する熱量により被加熱流体を加熱する満液式熱交換器が示されている。この満液式熱交換器における総括伝熱係数Ｋと温度差△Ｔとの特性は、加熱ラインＡ１５内の温度と、被加熱流体Ｌとの温度差を横軸、総括伝熱係数Ｋを縦軸に取った伝熱特性線図１６においては、実線で示す特性線ＡＬとなる。
【０００４】
この満液式熱交換の伝熱特性ＡＬは、蒸気を発生して沸騰が起きる場合の特性として、温度差△Ｔに比例して総括伝熱係数Ｋが大になる。したがって、温度差△Ｔが高い領域では総括伝熱係数Ｋが大きいが、温度差△Ｔが低い領域では総括伝熱係数Ｋが小さくなってしまう、という欠点がある。従って、再生器における溶液濃度幅を大きくとるためには、大きな再生器を使用しなければならない。即ち、満液式熱交換器を使用する吸収冷温水機では上記による温度差△Ｔが低い領域での総括伝熱係数Ｋの改善が必要である。
【０００５】
一方、図１５においては、流下液膜式熱交換器が示されている。この流下液膜式熱交換器によれば、ラインＢ１９を介して供給され、ラインＢ２０から流出する被加熱流体は、符号Ｄで示す様に液滴として滴下されており、被加熱流体の液滴が滴下する空間内に配置された加熱ラインＢ１５は、その表面に被加熱流体の液膜が形成され、加熱ラインＢ１５内を流れる加熱流体が保有する熱量が当該液膜に対して伝熱される。
この流下液膜式熱交換器において、加熱ラインＢ１５内の温度と被加熱流体Ｄとの温度差△Ｔを横軸、総括伝熱係数Ｋを縦軸にした場合の伝熱特性線は、図１６の符号ＢＬで示されている。
【０００６】
この液膜式熱交換の伝熱特性ＢＬは、温度差△Ｔに対して総括伝熱係数Ｋがあまり変わらない特性を有している。したがって、温度差△Ｔが低い領域でも総括伝熱係数Ｋが小にならない代わりに、温度差△Ｔが高い領域でも総括伝熱係数Ｋが大きくならない欠点がある。そのため、再生器における溶液濃度幅を大きくとるためには大きな再生器を使用しなければならない。即ち、液膜式熱交換器を使用する吸収冷温水機では、温度差△Ｔが高い領域での総括伝熱係数Ｋの改善が必要である。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は上記した従来技術の問題点に鑑みて提案されたものであり、温度差△Ｔとは無関係に常に良好な総括伝熱係数Ｋを維持するという特性を備えている熱交換器、再生器、或いはその様な再生器を具備する吸収冷温水機の提供を目的としている。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明の熱交換器は、第１の熱交換部と第２の熱交換部とを有し、第１の熱交換部は第１の液槽を備え、第１の液槽内に貯留している被加熱流体の中には加熱流体が流れる第１の加熱ラインが配置されており（従って、満液式熱交換器としての構成を具備しており）、前記第２の熱交換部は、第２の液槽を備え、第２の液槽の上方には前記第１の熱交換部を経由した被加熱流体を液滴として滴下する滴下機構が設けられ、該滴下機構から被加熱流体の液滴が滴下される空間内に第２の加熱ラインが配置され（従って、流下液膜式熱交換器としての構成を具備しており）、前記第１の加熱ラインの出口と前記第２の加熱ラインの入口が接続され、前記第１の液槽の底部と前記滴下機構とが接続されている。
ここで、本明細書において、「熱交換器」なる文言は、満液式熱交換器や流下液膜式熱交換器の様に、蒸発、再生等の相変化を伴う熱交換を行うタイプを意味しており、顕熱（液−液）熱交換器は含まれない。
【０００９】
本発明の熱交換器によれば、第１の加熱ラインと被加熱流体との温度差が大きい領域では総括伝熱係数の大きい満液式熱交換とし、第２の加熱ラインと被加熱流体との温度差が小さい領域で総括伝熱係数の大きい流下液膜式熱交換をして、総熱伝達量を大にしている。これにより熱交換器を小型にできる。
【００１０】
また本発明の再生器は、第１の熱交換部と第２の熱交換部とを有し、第１の熱交換部は第１の液槽を備え、第１の液槽内に貯留している吸収溶液の中には加熱流体が流れる第１の加熱ラインが配置されており（従って、満液式熱交換器としての構成を具備しており）、前記第２の熱交換部は、第２の液槽を備え、第２の液槽の上方には前記第１の熱交換部を経由した吸収溶液を液滴として滴下する滴下機構が設けられ、該滴下機構から吸収溶液の液滴が滴下される空間内に第２の加熱ラインが配置され（従って、流下液膜式熱交換器としての構成を具備しており）、前記第１の加熱ラインの出口と前記第２の加熱ラインの入口が接続され、前記第１の液槽の底部と前記滴下機構とが接続されている。
【００１１】
かかる構成を具備する本発明の再生器によれば、第１の熱交換部では満液式熱交換、第２の熱交換部では流下液膜式熱交換を行い、全領域において総括伝熱係数を大きくとることが出来るので、再生器における熱伝達効率を向上して、小型化することが出来る。
再生器の効率を向上するためには、吸収溶液の濃度幅を広げなければならない。そして濃度幅を広げることにより、再生器における稀溶液と濃溶液の飽和温度の差が大きくなる。その結果、被加熱側（吸収溶液）と加熱源（一定温度）との温度差ΔＴは、再生器の吸収溶液入口では大きくなるが、吸収溶液出口では小さくなる。すなわち、再生器の吸収溶液入口の温度差ΔＴは、吸収溶液出口のΔＴよりも大きくなる。
本発明によれば、温度差が大きい領域と、温度差が小さい領域に、それぞれ適した熱交換方式を用いることにより、再生器をコンパクトにすることが出来るのである。換言すれば、同一伝熱面積で、再生量を増加することが出来る。
【００１２】
また、本発明の吸収冷温水機は、高温再生器と、低温再生器と、凝縮器と、蒸発器と、吸収器とを有し、前記低温再生器は、第１の熱交換部と第２の熱交換部とを有し、第１の熱交換部は第１の液槽を備え、第１の液槽内に貯留している吸収溶液の中には、高温再生器で再生した冷媒蒸気が流れる第１の加熱ラインが配置されており、前記第２の熱交換部は、第２の液槽を備え、第２の液槽の上方には前記第１の熱交換部を経由した吸収溶液を液滴として滴下する滴下機構が設けられ、該滴下機構から吸収溶液の液滴が滴下される空間内に第２の加熱ラインが配置され、前記第１の加熱ラインの出口と前記第２の加熱ラインの入口が接続され、前記第１の液槽の底部と前記滴下機構とが接続されている。
【００１３】
かかる構成を有する本発明によれば、吸収溶液を昇温して再生し易い状態とせしめ、再生器における熱伝達効率を向上して、小型化することが出来る。換言すれば、同一伝熱面積で、再生量を増加することが出来るのである。
【００１４】
また、本発明の吸収冷温水機は、高温再生器と、低温再生器と、凝縮器と、蒸発器と、吸収器とを有し、前記吸収器と前記高温再生器とを接続する稀溶液ラインに排熱焚再生器を介装し、その排熱焚再生器は、第１の熱交換部と第２の熱交換部とを有し、第１の熱交換部は第１の液槽を備え、第１の液槽内に貯留している吸収溶液の中には、外部熱源から供給される加熱流体（例えば高温水等）が流れる第１の加熱ラインが配置されており、前記第２の熱交換部は、第２の液槽を備え、第２の液槽の上方には前記第１の熱交換部を経由した吸収溶液を液滴として滴下する滴下機構が設けられ、該滴下機構から吸収溶液の液滴が滴下される空間内に第２の加熱ラインが配置され、前記第１の加熱ラインの出口と前記第２の加熱ラインの入口が接続され、前記第１の液槽の底部と前記滴下機構とが接続されている。
かかる構成を有する本発明によれば、再生器を小型化することが出来る。すなわち、同一伝熱面積で、再生量を増加することが出来るのである。
【００１５】
本発明の吸収冷温水機は、高温再生器と、低温再生器と、凝縮器と、蒸発器と、吸収器とを有し、前記高温再生器は、第１の熱交換部と第２の熱交換部とを有し、第１の熱交換部は第１の液槽を備え、第１の液槽内に貯留している吸収溶液の中には、外部熱源から供給される加熱流体（例えば高圧蒸気等）が流れる第１の加熱ラインが配置されており、前記第２の熱交換部は、第２の液槽を備え、第２の液槽の上方には前記第１の熱交換部を経由した吸収溶液を液滴として滴下する滴下機構が設けられ、該滴下機構から吸収溶液の液滴が滴下される空間内に第２の加熱ラインが配置され、前記第１の加熱ラインの出口と前記第２の加熱ラインの入口が接続され、前記第１の液槽の底部と前記滴下機構とが接続されている。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。
図１および図２に、本発明の第１の実施形態である熱交換器１０を示す。
熱交換器１０は、第１の熱交換部１１（満液式の構成を有する部分）と、第２の熱交換部２１（流下液膜式の構成を有する部分）とで構成されている。
第１の熱交換部１１は、その内部を加熱流体（温水、蒸気等）が流れる第１の加熱ライン１５が、被加熱流体Ｌ１中に配置された構造となっている。そして第２の熱交換部２１は、第２の加熱ライン１８が、被加熱流体の液滴Ｄ１が滴下する領域中に配置された構造を有している。
【００１７】
満液式熱交換器の構成を具備する第１の熱交換部１１は、第１の液槽１３と、被加熱流体Ｌ１が導入される流入ライン１９と、被加熱流体Ｌ１中に配置され且つ内部に加熱流体（蒸気、熱水等）が流れている複数の第１の加熱ライン１５、とを備えている。
第１の液槽１３は、被加熱流体Ｌ１が極めて低速で流過する様に複数の邪魔板１３ｂを有しており、加熱された被加熱流体Ｌ１を第２の熱交換部２１に導く出口部１３ｃが設けられている。
ここで、第１の加熱ライン１５は、図示しない熱源から加熱流体（例えば熱水或いは高圧蒸気、その他）が供給されている。
【００１８】
流下液膜式熱交換器の構成を具備する第２の熱交換部２１は、第２の液槽２３と、出口部１３ｃからの被加熱流体Ｌ１が導入される皿体１６と、皿体１６から流下する（被加熱流体Ｌ１の）液滴Ｄ１中に配置され且つ内部に加熱流体が流れている複数の第２の加熱ライン１８と、加熱後に貯留された被加熱流体Ｌ１を外部に導く流出ライン２０、とを備えている。
第２の液槽２３は、その上端部が第１の液槽１３の底部と接続され、上部に皿体１６を支持し、皿体１６の下方に流下液滴Ｄ１が放散される空間を有し（すなわち、被加熱流体の液滴を滴下する滴下機構を備えており）、第２の加熱ライン１８の下方に加熱された被加熱流体Ｌ１が収納される空間を有している。
皿体１６の底部には複数の小孔１６ａが穿孔されており、被加熱流体Ｌ１が液滴となって流下するよう構成されている。
そして、第１の加熱ライン１５の出口と、第２の加熱ライン１８の入口は接続部１７によって接続されている。
【００１９】
次に、上記構成による熱交換器１０の作用を説明する。
図１および図２において、熱交換器１０の第１の液槽１３上部からライン１９を介して被加熱流体Ｌ１が導入され、第１の加熱ライン１５を介して加熱流体が側方から導入される。被加熱流体Ｌ１は、液槽１３内を非常に遅い速度で流過する。
一方、貯留された被加熱流体Ｌ１内に配置された第１の加熱ライン１５は、そのライン壁を介して、温度差△Ｔによる伝熱により、その保有する熱量を被加熱流体Ｌ１に投入して、加熱・昇温させる。
第１の熱交換部１１における伝熱の形態は、被加熱流体中に加熱ラインがあるので、上述した様にとなる。即ち、図３において、折線Ａ０で示される総括伝熱係数Ｋの特性において、符号「Ａ１」で示す領域の特性となる。すなわち、第１の熱交換部１１においては、効率の良い満液式熱交換（伝熱による熱交換）で、被加熱流体Ｌ１は加熱される。
ちなみに、点線ＢＬは、流下液膜式の場合の総括伝熱係数Ｋで、こちらの形態を採用すれば熱交換の効率は低くなる。
【００２０】
このようにして、第１の熱交換部１１で加熱された被加熱流体Ｌ１の温度は上昇すると共に、第１の加熱ライン１５との温度差△Ｔは小さくなる。そして被加熱流体Ｌ１は、出口部１３ｃを介して、第２の熱交換部２１の上部に流入する。
一方、第１の加熱ライン１５内を流れる加熱流体の温度は降下して（後記のように、加熱流体が蒸気であれば温度降下は小さく、加熱流体が液体であれば温度降下は大きい）、接続部１７を介して第２の加熱ライン１８に導かれる。
【００２１】
第２の熱交換部２１に流入した被加熱流体Ｌ１は、皿体１６の複数の小孔１６ａから液滴Ｄ１となって流下し、第２の加熱ライン１８のライン壁外周に液膜となって付着し加熱される。この時の伝熱の形態は、被加熱流体Ｌ１が液膜なので流下液膜式熱交換となる。即ち、図３において、折線Ａ０で示される総括伝熱係数Ｋの特性において、符号「Ａ２」で示す領域の特性となるので、効率の良好な伝熱による熱交換により、被加熱流体Ｌ１は加熱される。
ちなみに、点線ＡＬは、満液式の場合の総括伝熱係数Ｋで、こちらの形態を採用すれば熱交換の効率は低くなる。
【００２２】
このように、加熱側と被加熱側との特定の温度差△Ｔ０（図３）を分岐点として、温度差△Ｔが大きい場合は満液式熱交換とし、温度差△Ｔが小さい場合に流下液膜式熱交換として、総括伝熱係数Ｋを常に良好となる様にしている。
【００２３】
図５は、本発明を低温再生器に適用した実施形態である第２実施形態にかかる吸収冷温水機２を示している。
以下、図１３に示した従来の吸収冷温水機Ｊ１と異なる装置、部分を主体に説明する。なお、図１３の吸収冷温水機Ｊ１と同様な機器については、同様な符号を重複して使用する。
図５および図６において、吸収冷温水機２は所謂「シリーズフロータイプ」の吸収冷温水機として構成されており、低温再生器２ＬＧｅは、第１の熱交換部Ａ１１と、第２の熱交換部Ａ２１、とで構成されている。
第１の熱交換部Ａ１１は、満液式熱交換器としての構成を具備しており、第１の加熱ライン３２が、高温再生器ＨＧｅで発生した冷媒蒸気が流れるライン３１に接続しており、被加熱流体である吸収溶液Ｌ１中に配置されている。
一方、第２の熱交換部Ａ２１は流下液膜式熱交換器としての構成を具備しており、第２の加熱ライン３４が吸収溶液Ｌ１の液滴Ｄ１中に配置されている。
以下の細部については、図２をも参考にして説明する。
【００２４】
第１の熱交換部Ａ１１は、第１の液槽１３と、吸収溶液Ｌ１中に配置された複数の第１の加熱ライン３２、とを備えている。
第１の液槽１３は、高温再生器ＨＧｅから導かれた吸収溶液Ｌ１が非常に遅い流速で流れる様に、複数の邪魔板１３ｂを有し、加熱された吸収溶液Ｌ１を第２の熱交換部Ａ２１に導く出口部１３ｃが設けられている。
第１の加熱ライン３２は、複数の直ライン（その内部を、高温再生器ＨＧｅから導かれた冷媒蒸気が加熱流体として流れている）となって、吸収溶液Ｌ１を加熱するよう構成されている。
【００２５】
第２の熱交換部Ａ２１は、第２の液槽２３と、第１の熱交換部Ａ１１から導かれた吸収溶液Ｌ１が導入される皿体１６と、皿体１６から流下する液滴Ｄ１中に配置された複数の第２の加熱ライン３４と、加熱後に貯留された吸収溶液Ｌ１を外部に導く流出ライン４２、とを備えている。
第２の液槽２３は、その上端部で第１の液槽１３の底部と接続され、上部に皿体１６を支持し、皿体１６の下方に流下液滴Ｄ１が放散される空間を有し（すなわち、被加熱流体の液滴を滴下する滴下機構を備えており）、第２の加熱ライン３４の下方に加熱された吸収溶液Ｌ１が貯留される空間を有している。
皿体１６には、底部に複数の小孔１６ａが設けられ、吸収溶液Ｌ１が液滴となって流下するよう構成されている。
第２の加熱ライン３４は、第１の加熱ライン３２の出口に接続部３３で接続されて、複数の直ラインとなって液滴Ｄ１中に配置されている。
【００２６】
上記構成による低温再生器２ＬＧｅは、高温再生器ＨＧｅ、凝縮器Ｃｎ、吸収器Ａｂは、以下の様に接続されている。
第１の液槽１３の上部に吸収溶液Ｌ１を導くライン４１は高温再生器ＨＧｅに接続され、第１の液槽１３下部の吸収溶液Ｌ１中に配置されている第１の加熱ライン３２は、上述した様に、高温再生器ＨＧｅで発生した冷媒蒸気が流れる冷媒蒸気ライン３１に接続されている。
第１の液槽１３の上部には、凝縮器Ｃｎに連通するライン３８が接続されており、第１の液槽１３で発生（再生）した冷媒蒸気を導くよう接続されている。
第２の液槽２３に配置された第２の加熱ライン３４は、ライン３５を介して凝縮器Ｃｎに連通する。第２の液槽２３の底部２３ａと吸収器Ａｂとは、ライン４２を介して接続されている。そして、第２の液槽２３の上部はライン３８ａ（第２の液槽２３で発生・再生した冷媒蒸気が流れる冷媒蒸気ライン）及びライン３８を介して凝縮器Ｃｎに接続されている。
【００２７】
上記構成による吸収冷温水機２の作用を、低温再生器２ＬＧｅまわりに限定して説明する。
高温再生器ＨＧｅで加熱・濃縮された吸収溶液はライン４１を介して、低温再生器２ＬＧｅの第１の熱交換部Ａ１１に導かれる。そして、高温再生器ＨＧｅで発生・再生した冷媒蒸気はライン３１を介して冷媒蒸気が、低温再生器２ＬＧｅの第１の熱交換部Ａ１１に導かれる。
吸収溶液Ｌ１は、第１の液槽１３内で冷媒蒸気による加熱ライン３２で加熱され昇温し、蒸発した冷媒蒸気はライン３８を介して凝縮器Ｃｎに導かれる。この時の加熱ライン３２と吸収溶液Ｌ１との熱交換の形態は、満液式の熱交換である。
【００２８】
第１の液槽１３で加熱され再生された吸収溶液Ｌ１は、第２の熱交換部Ａ２１における第２の液槽２３に入り、皿体１６の小孔１６ａから、液滴Ｄ１となって流下する。
この液滴Ｄ１が第２の加熱ライン３４に液膜となって接触し、第２の加熱ライン３４内を流れる加熱流体が保有する熱量により加熱され、昇温して、冷媒蒸気を発生（再生）させる。この時の加熱ライン３４と液滴Ｄ１（即ち吸収溶液Ｌ１）との熱交換の形態は、流下液膜式熱交換である。
【００２９】
図７は、上記の伝熱形態を図式的に説明するもので、第１の加熱ライン３２および第２の加熱ライン３４内を流れる冷媒蒸気の温度と、それに対する被加熱流体Ｌ１の温度状態を示している。
図７の左側の領域（満液式）は、第１の熱交換部Ａ１１に対応しており、温度差△Ｔが大きいので、満液式熱交換により吸収溶液Ｌ１を加熱再生している。一方、図７の右側の領域（流下液膜式）は、第２の熱交換部Ａ２１に対応しており、温度差△Ｔが小さいので、流下液膜式熱交換により吸収溶液Ｌ１を加熱再生させている。
その結果、温度差△Ｔの大小に関り無く、総括伝熱係数Ｋが常に大きい状態で低温再生器ＬＧｅで吸収溶液を加熱しているので、従来の満液式熱交換のみに比べて、高い再生効率を維持することが出来る。
図４は、図５−図７で説明した吸収冷温水機の作動を示すデューリング線図であり、満液式の低温再生器の作動である点線で示す特性に対して、総括伝熱係数Ｋを最良に選択した満液および流下液膜式の合成では、熱伝達がＱＬｇとなって大きくなることがわかる。
【００３０】
図８に、本発明の第３の実施形態である吸収冷温水機３を示す。図１３に示した従来の吸収冷温水機Ｊ１と異なる装置、部分を主として説明する。なお、同様な機器については同様な符号を重複して使用する。
図８および図９において、吸収冷温水器３を構成する排熱焚再生器ＭＧｅが稀溶液ラインである稀溶液ライン５４に介装されている。その排熱焚再生器ＭＧｅは、第１の熱交換部Ｂ１１と、第２の熱交換部Ｂ２１、とで構成されている。
第１の熱交換部Ｂ１１は満液式熱交換器としての構成を具備しており、加熱流体が内部を流れる第１の加熱ライン１５が、被加熱流体である稀溶液Ｋ中に配置されている。一方、第２の熱交換部Ｂ２１は流下液膜式熱交換器としての構成を具備しており、第２の加熱ライン１８が稀溶液Ｋの液滴Ｄ１中に配置されて、構成されている。
以下の細部については、図２をも参照しつつ説明する。
【００３１】
第１の熱交換部Ｂ１１は、第１の液槽１３と、稀溶液Ｋ中に配置された複数の第１の加熱ライン１５、とを備えている。
第１の液槽１３は、吸収器Ａｂから導かれる稀溶液Ｋが非常に遅い流速で流過するための複数の邪魔板１３ｂを有し、加熱された稀溶液Ｋを第２の熱交換部Ｂ２１に導く出口部１３ｃが設けられている。
第１の加熱ライン１５は、外部から供給される（加熱流体である）高温水がその内部を流れており、複数の直ラインとなって稀溶液Ｋを加熱する。
【００３２】
第２の熱交換部Ｂ２１は、第２の液槽２３と、第１の熱交換部Ｂ１１から流入した稀溶液Ｋが導入される皿体１６と、皿体１６から流下する液滴Ｄ１中に配置された複数の第２の加熱ライン１８と、加熱後に貯留された稀溶液Ｋを外部に導く流出ライン５５、とを有している。
第２の液槽２３は、その上端部で第１の液槽１３の底部と接続され、上部に皿体１６を支持しており、皿体１６の下方に流下液滴Ｄ１が滴下する空間を有し、そして、第２の加熱ライン１８の下方には、加熱された稀溶液Ｋが貯留される空間を有している。
皿体１６の底部には複数の小孔１６ａが形成されており、稀溶液Ｋが液滴となって流下するよう構成されている。
第２の加熱ライン１８は、接続部１７を介して、第１の加熱ライン１５の出口に接続された複数の直ラインとなって、液滴Ｄ１が滴下する空間中に配置されている。
【００３３】
上記構成による排熱焚再生器ＭＧｅは、高温再生器ＨＧｅ、凝縮器Ｃｎ、吸収器Ａｂは、つぎの様に構成されている。
第１の液槽１３に稀溶液Ｋを供給するライン５４は、吸収器Ａｂに接続され、第１の液槽１３の稀溶液Ｋ中に配置されている第１の加熱ライン１５は、外部の熱源である燃焼排熱源（図示せず）に接続されている。また、第１の液槽１３から発生（再生）した冷媒蒸気は、ライン５７を介して、凝縮器Ｃｎに供給されている。
【００３４】
第２の液槽２３に配置された第２の加熱ライン１８（の出口側）は、図示しない燃焼排熱源に連通している。排熱焚再生器ＭＧｅ或いは第２の液槽２３の底部２３ａと、高温再生器ＨＧｅとは、第２の稀溶液ライン５５を介して接続されている。
また、第２の液槽２３で発生（再生）した蒸気は、ライン５７ａを介してライン５７に接続されて、凝縮器Ｃｎに連通している。
【００３５】
上記構成による吸収冷温水機３の作用を、排熱焚再生器ＭＧｅに関連する部分を主として説明する。
吸収器Ａｂで冷媒蒸気を吸収して稀釈された吸収溶液（稀溶液）Ｋは、第１の稀溶液ライン５４を介して、排熱焚再生器ＭＧｅの第１の熱交換部Ｂ１１に流入する。また、外部の排熱焚熱源（図示せず）からは、加熱流体（例えば高温水）が、第１の加熱ライン１５に導かれる。
稀溶液Ｋは、第１の液槽１３内で、加熱ライン１５内を流れる加熱流体（例えば高温水）が保有する熱量により加熱され昇温し、発生（再生）した冷媒蒸気はライン５７を介して凝縮器Ｃｎに送出される。この時の加熱ライン１５を流れる加熱流体（例えば高温水）と稀溶液Ｋとの熱交換の形態は、満液式熱交換である。
第１の液槽１３で加熱された稀溶液Ｋは、第２の熱交換部Ｂ２１における第２の液槽２３に入り、皿体１６の小孔１６ａから液滴Ｄ１となって滴下される（すなわち、被加熱流体の液滴を滴下する滴下機構を備えている）。この液滴Ｄ１が第２の加熱ライン１８に液膜となって接触し、第２の加熱ライン１８内を流れる加熱流体が保有する熱量により加熱され、昇温して、冷媒蒸気が再生される。この時の加熱ライン１８と液滴Ｄ１即ち稀溶液Ｋとの熱交換の形態は、流下液膜式熱交換である。
【００３６】
図１０は、上記の伝熱形態を図式的に説明するもので、第１の加熱ライン１５および第２の加熱ライン１８内を流れる高温水の温度変化と、被加熱流体である稀溶液Ｋの温度変化とを比較して、温度差△Ｔと共に示している。
第１の熱交換部Ｂ１１においては、温度差△Ｔが大きいので、満液式熱交換により稀溶液Ｋを加熱再生させている。一方、第２の熱交換部Ｂ２１では温度差△Ｔが小さいので、流下液膜式熱交換により稀溶液Ｋを加熱再生させている。なお、加熱流体が温水の場合は、蒸気の場合とは異なり、熱交換によって加熱流体の温度が低下している。
【００３７】
上記のようにして、高温再生器ＨＧｅにおける稀溶液Ｋの再生前に、予め稀溶液Ｋを外部熱源の高温水により満液式および流下液膜式を併用して、加熱し再生している。そのため、高温再生器ＨＧｅにおける加熱量を節約することが出来、しかも、冷媒蒸気の再生量も増加するので、吸収冷温水機の効率が向上するのである。
【００３８】
図１１は、本発明の第４の実施形態にかかる吸収冷温水機４を示す。
以下、図１１の実施形態にかかる吸収冷温水機４について、図１３に示した従来の吸収冷温水機Ｊ１と異なる装置、部分を主体に説明する。なお、同様な機器については、同様な符号を重複して使用する。
図１１および図１２において、吸収冷温水機２を構成する高温再生器４ＨＧｅは、第１の熱交換部Ｃ１１と、第２の熱交換部Ｃ２１、とで構成されている。そして第１の熱交換部Ｃ１１は、満液式熱交換器として構成されており、その内部に加熱流体が流れる第１の加熱ライン１５が、被加熱流体である稀溶液Ｋ１中に配置されている。一方、第２の熱交換部Ｃ２１は流下液膜式熱交換器として構成されており、第１の熱交換部Ｃ１１を経由した吸収溶液Ｌ２の液滴Ｄ１が滴下する空間中に、第２の加熱ライン１８が配置された構成を具備している。
以下の細部については、図２をも参考にして説明する。
【００３９】
第１の熱交換部Ｃ１１は、第１の液槽１３と、稀溶液Ｋ１中に配置された複数の第１の加熱ライン１５、とで主要構成がされている。
第１の液槽１３には、稀溶液Ｋ１が非常に遅い流速にて流過するための複数の邪魔板１３ｂと、加熱された稀溶液Ｋ１を第２の熱交換部Ｃ２１に導く出口部１３ｃ、とが設けられている。
第２の熱交換部Ｃ２１は、第２の液槽２３と、第１の熱交換部Ｃ１１から導かれた吸収溶液Ｌ２が導入される皿体１６と、皿体１６から流下する液滴Ｄ１中に配置された複数の第２の加熱ライン１８と、加熱後に貯留された吸収溶液Ｌ２を外部に導く流出ライン４１、とを有している。
第２の液槽２３は、その上端部で第１の液槽１３の底部と接続され、上部に皿体１６を支持し、皿体１６の下方に流下液滴Ｄ１が滴下される空間を有し、第２の加熱ライン１８の下方には、加熱された後の吸収溶液Ｌ２が貯留される空間を有している。
皿体１６には、底部に複数の小孔１６ａが設けられ、吸収溶液Ｌ１が液滴となって滴下するよう構成されている。
第２の加熱ライン１８は、接続部１７を介して第１の加熱ライン１５に接続されており、複数の直ラインの形態で、液滴Ｄ１が滴下する空間中に配置されている（すなわち、被加熱流体の液滴を滴下する滴下機構を備えている）。
【００４０】
上記構成による高温再生器４ＨＧｅ、低温再生器ＬＧｅ、凝縮器Ｃｎ、吸収器Ａｂを有する吸収冷温水機４は、次の様に接続されて、冷媒蒸気、吸収溶液が循環している。
第１の液槽１３には、吸収器Ａｂから第１の稀溶液ライン５４を介して稀溶液Ｋ１が供給される。そして、第１の液槽１３の稀溶液Ｋ１中に配置されている第１の加熱ライン１５には、外部の図示しない熱源より、加熱流体である高圧蒸気が供給されている。
第１の液槽１３で発生（再生）した冷媒蒸気は、ライン３１を介して、凝縮器Ｃｎに供給されている。
【００４１】
第２の液槽２３に配置された第２の加熱ライン１８は、図示しない高圧蒸気源に戻されるよう接続されている。第２の液槽２３の底部２３ａ（或いは高温再生器４ＨＧｅ）と低温再生器ＬＧｅとは、吸収溶液ライン４１により連通されている。
また、第２の液槽２３の上部はライン３１ａによってライン３１に接続されており、第２の液槽２３で発生（再生）した冷媒蒸気が、ライン３１ａ、ライン３１を介して、低温再生器ＬＧｅを経由して、凝縮器Ｃｎに連通する様に構成されている。
【００４２】
上記構成による吸収冷温水機４の作用を、高温再生器４ＨＧｅに関連する構成を主として説明する。
吸収器Ａｂで冷媒蒸気を吸収して稀釈された稀溶液Ｋ１は、第１の稀溶液ライン５４を介して、高温再生器４ＨＧｅの第１の熱交換部Ｃ１１に導かれる。また、外部の高圧蒸気源から、第１の加熱ライン１５に高圧蒸気が導かれる。
稀溶液Ｋ１は第１の液槽１３内で、加熱ライン１５を流れる高圧蒸気が保有する熱量により、加熱され昇温し、再生される。再生した冷媒蒸気は、ライン３１を介して凝縮器Ｃｎに供給される。この時の加熱ライン１５と稀溶液Ｋ１との熱交換の形態は、満液式熱交換である。
第１の液槽１３で加熱され濃縮された稀溶液Ｋ１は、第２の熱交換部Ｃ２１における第２の液槽２３に入り、皿体１６の小孔１６ａから液滴Ｄ１となって滴下する。この液滴Ｄ１が第２の加熱ライン１８に液膜となって接触し、第２の加熱ライン１８内を流れる加熱流体により加熱されて、昇温し、再生される。この時の加熱ライン１８と液滴Ｄ１即ち稀溶液Ｋ１との熱交換の形態は、流下液膜式熱交換である。
【００４３】
上記の伝熱形態を図式的に示すと図７と同様になり、第１および第２の加熱ライン１５および１８内の高圧蒸気は温度が一定どあるのに対し、被加熱流体である稀溶液Ｋ１の温度は徐々に上昇する。
図３で示すのと同様に、第１の熱交換部Ｃ１１では温度差△Ｔが大きいので、満液式熱交換により稀溶液Ｋ１を加熱再生させる。一方、第２の熱交換部Ｃ２１では温度差△Ｔが小さいので、流下液膜式熱交換により吸収溶液Ｌ２を加熱再生させている。
上記のようにして、高温再生器４ＨＧｅでの稀溶液Ｋ１の再生を、従来の満液式熱交換のみに比べて高い再生をさせている。
【００４４】
【発明の効果】
本発明の作用効果を、以下に列記する。
（１）  第１の加熱ラインと被加熱流体との熱交換、すなわち加熱流体と被加熱流体との温度差が大きい領域では満液式熱交換とし、第２の加熱ラインと被加熱流体との熱交換、すなわち加熱流体と被加熱流体との温度差が小さい領域では流下液膜式熱交換をしているので、熱伝達量が非常に大きい。
（２）  熱交換器を小型にできる。
（３）  再生器に利用すれば、被加熱側の吸収溶液と加熱源との温度差が小さい領域まで熱交換を行うことが出来るので、吸収溶液の濃度幅を大きく取ることができる。そのため、高効率となる。
（４）  低温再生器、排熱焚再生器に本発明を適用すれば、加熱流体が保有する熱量が吸収溶液に対して効率的に投入され、吸収溶液温度が上昇するので、高温再生器で付加される熱量を減少することが出来るので、吸収冷温水機の効率が向上する。
（５）  低温再生器、排熱焚再生器、高温再生器に本発明を適用すれば、加熱流体が保有する熱量が効率的に吸収溶液に投入される結果、冷媒蒸気の再生量が増加し、吸収冷温水機の効率が向上する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態にかかる熱交換器の構成図。
【図２】図１の熱交換器の斜視内部詳細図。
【図３】図１および図２に示す熱交換器の伝熱特性線図。
【図４】従来の満液式と本発明とを比較して示すデューリング線図。
【図５】本発明の第２の実施形態にかかる吸収冷温水機を示すブロック構成図。
【図６】図５で使用する低温再生器の構成図。
【図７】本発明で加熱源として蒸気を使用する場合の熱交換器の特性線図。
【図８】本発明の第３の実施形態にかかる吸収冷温水機を示すブロック構成図。
【図９】図８で使用する再生器の構成図。
【図１０】本発明で、加熱源として温水を使用する場合の熱交換器の特性線図。
【図１１】本発明の第４の実施形態にかかる吸収冷温水機を示すブロック構成図。
【図１２】図１１で使用する高温再生器の構成図。
【図１３】従来の吸収冷温水機を示すブロック構成図。
【図１４】満液式再生器の構成説明図。
【図１５】流下液膜式再生器の構成説明図。
【図１６】満液式再生器と流下液膜式再生器の総括伝熱係数の比較線図。
【符号の説明】
Ａｂ・・・吸収器
Ｃｎ・・・凝縮器
Ｅｖ・・・蒸発器
ＨＧｅ・・高温再生器
ＬＧｅ・・低温再生器
Ｌ１・・・被加熱流体
Ｄ１・・・液滴
１、２、３、４・・吸収冷温水機
１０・・熱交換器
１１・・第１の熱交換器
１３・・第１の液槽
１５・・第１の加熱ライン
１７・・接続部
１８・・第２の加熱ライン
１９・・ライン
２０・・流出ライン
２１・・第２の熱交換部
２３・・第２の液槽
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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