| 【発明の名称】 |
吸収式冷凍機用吸収器 |
| 【発明者】 |
【氏名】信田 哲滋
【氏名】松尾 弘樹
【氏名】川久保 昌章
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| 【要約】 |
【課題】吸収器に収容された吸収溶液の吸収能力の向上を図る。
【解決手段】仕切り部材１４４により、ケーシング１４１内の吸収溶液の液面より下方側で連通する第１、２空間１４２、１４３を形成する。これにより、冷媒の蒸発が進行すると、第１空間１４２の液面が第２空間１４３の液面より低くなるので、密度差と気泡による攪拌により吸収溶液に自然対流が発生し、吸収溶液を攪拌することができる。したがって、濃度の低い吸収溶液と濃度の高い吸収溶液とが混ざり合うので、冷房能力が低下することを防止できる。 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】 冷媒を蒸発吸収させる吸収式冷凍機に適用され、蒸発した蒸気冷媒を吸収する吸収溶液が収容される吸収式冷凍機用吸収器であって、前記吸収溶液が収容されるケーシング（１４１）と、前記ケーシング（１４１）内の空間を仕切り、前記ケーシング（１４１）内の吸収溶液の液面より下方側で連通する第１、２空間（１４２、１４３）を形成する仕切り部材（１４４）とを有し、前記ケーシング（１４１）のうち前記両空間（１４２、１４３）が連通する連通部位（１４２ａ）より上方側には、前記蒸気冷媒を前記第１空間（１４２）に導く導入口（１４５）が形成されていることを特徴とする吸収式冷凍機用吸収器。
【請求項２】 前記仕切り部材（１４４）は、前記導入口（１４５）が形成された部位（１４１ｂ）からパイプ状に延びて前記両空間（１４２、１４３）を形成しており、さらに、前記仕切り部材（１４４）のうち前記連通部位（１４２ａ）側端部には、略波状に切り欠かれた切り欠き部（１４４ａ）が形成されていることを特徴とする請求項１に記載の吸収式冷凍機用吸収器。
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【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、吸収式冷凍機において、吸収溶液が収容される吸収器に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】吸収式冷凍機は、周知のごとく、水などの液冷媒を蒸発させて、その蒸発潜熱により空気などの冷却対象物（流体）を冷却するとともに、蒸発した蒸気冷媒を臭化リチウム等の吸収溶液にて吸収するものである。そして、液冷媒が収容された蒸発器内の圧力は、通常、液冷媒を封入したときに略真空にされているため、空気の冷却（冷房）を継続するには、蒸気冷媒を吸収して蒸発器内の圧力が上昇することを防止する必要がある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】ところで、蒸気冷媒の吸収は、当然ながら蒸気冷媒と吸収溶液との接触面（界面）で進行するので、界面近傍の吸収溶液が下方側の吸収溶液より濃度が低下していく。そして、蒸気冷媒の吸収が進行して吸収溶液の濃度が低くなるほど、吸収溶液の密度が小さくなるので、吸収器内で吸収溶液の自然対流が発生し難くくなり、上方（界面）側の吸収溶液と、下方側に位置して濃度（密度）が高い吸収溶液とが混合し難くなる。
【０００４】したがって、蒸気冷媒が濃度の高い吸収溶液に接触する時間（機会）が短くなり、蒸気冷媒の吸収能力（吸収量）が低下するので、蒸発器内の圧力が上昇し、冷房能力が低下する。本発明は、上記点に鑑み、吸収器に収容された吸収溶液の吸収能力の向上を図ることを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達成するために、以下の技術的手段を用いる。請求項１、２に記載の発明では、仕切り部材（１４４）により、ケーシング（１４１）内の吸収溶液の液面より下方側で連通する第１、２空間（１４２、１４３）を形成するとともに、ケーシング（１４１）のうち両空間（１４２、１４３）が連通する連通部位（１４２ａ）より上方側に、蒸気冷媒を第１空間（１４２）内に導く導入口（１４５）を形成したことを特徴とする。
【０００６】これにより、冷媒の蒸発が進行すると、後述するように、第１空間（１４２）内の圧力が第２空間（１４３）より高くなるので、第１空間（１４２）の液面（以下、この液面を第１液面と呼ぶ。）が、第２空間（１４３）の液面（以下、この液面を第２液面と呼ぶ。）より低くなる。このため、密度が小さい吸収溶液が多く集まっている第１液面の高さが、密度が大きい吸収溶液が多く集まっている第２液面の高さより低くなっているので、密度差により吸収溶液に自然対流が発生し、吸収溶液を攪拌することができる。
【０００７】したがって、濃度の低い吸収溶液と濃度の高い吸収溶液とが混ざり合うので、蒸気冷媒が濃度の高い吸収溶液と接触する時間を長くすることができる。延いては、蒸気冷媒の吸収能力（吸収量）を上昇させることができるので、冷房能力が低下することを防止できる。請求項２に記載の発明では、仕切り部材（１４４）のうち連通部位（１４２ａ）側端部に、略波状に切り欠かれた切り欠き部（１４４ａ）を形成したことを特徴とする。
【０００８】これにより、第１液面が変動して蒸気冷媒が、第２空間（１４３）側に移動する際に、大きな気泡となることを防止できる。したがって、細かな気泡を第１空間（１４２）から第２空間（１４３）側に移動発生させることができるので、この細かな気泡により吸収溶液をより攪拌することができる。なお、上記各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態記載の具体的手段との対応関係を示すものである。
【０００９】
【発明の実施の形態】（第１実施形態）図１は本実施形態に係る吸収器１４０を用いた吸収式冷凍機１００の模式図であり、この吸収式冷凍機１００は、車両停止時（エンジン停止時）の補助冷房装置として使用するものである。
【００１０】図１中、１１０は略真空状態（０．１ｍｍＨｇ以下）で液冷媒（本実施形態で水）が収容されるとともに、液冷媒を冷却対象流体（本実施形態では空気）の熱により蒸発させる蒸発器（冷媒側熱交換器）である。１２０は室内の空気を吸入して蒸発器１１０に向けて送風する第１送風機であり、この第１送風機１２０により送風された空気は、蒸発器１１０にて冷却された後に、再び室内に吹き出される。
【００１１】なお、蒸発器１１０が配設されている部位は、図２に示すように、断熱性に優れた断熱材１１１に覆われているとともに、蒸発器１１０の外壁には、空気と冷媒との熱交換を促進するフィン１１２が形成されている。また、樹脂製の隔壁１３０を挟んで蒸発器１１０の反対側には、蒸発した冷媒（蒸気冷媒）を吸収する吸収溶液（本実施形態では臭化リチウム）を収容する吸収器（吸収側熱交換器）１４０が配設されており、この吸収器１４０の内部と蒸発器１１０の内部とは、連結管１５０を介して連通している。
【００１２】そして、吸収器１４０は、図３に示すように、吸収溶液を収容するケーシング本体（タンク本体）１４１ａと、ケーシング本体１４１ａの上方側の開口部を閉塞する蓋１４１ｂと、ケーシング本体１４１ａおよび蓋１４１ｂからなるケーシング１４１内の空間を仕切るとともに、第１、２空間１４２、１４３を形成する円筒パイプ状の仕切り部材１４４（図４参照）とから構成されている。なお、ケーシング本体１４１ａ、蓋１４１ｂおよび仕切り部材（隔壁）１４４は金属にて形成されて互いに溶接されている。
【００１３】そして、両空間１４２、１４３は、ケーシング１４１（ケーシング本体１４１ａ）内の液面より下方側で連通し、蓋１４１ａのうち液面より上方側には、蒸気冷媒を第１空間１４２内に導く導入口１４５が形成されている。したがって、第１空間１４２は蒸発器１１０内に直接的に連通するのに対して、第２空間１４３は第１空間１４２を介して間接的に蒸発器１１０内に連通する構造となる。
【００１４】ところで、図１中、１６０は吸収器１４０に向けて空気を送風する第２送風機であり、この第２送風機１６０の空気流れ下流側には、吸収器１４０に送風される空気を加熱するＰＴＣヒータ（加熱手段）１７０が配設されている。また、第２送風機１６０の空気流れ上流、および吸収器１４０の空気流れ下流側には、室外に向けて開口する外気開口部１８１、１８２を開閉する開閉ドア（開閉手段）１９１、１９２が配設されている。そして、これら開閉ドア１９１、１９２を開閉することにより、吸収器１４０に送風する空気を、吸収器１４０が収納されたケーシング２００内を循環させる場合（内気循環）と、ケーシング２００外から空気を吸入してケーシング２００外に放出する場合（外気循環）とに切り替える。
【００１５】なお、ケーシング２００は断熱性に優れた材質（本実施形態では樹脂）にて成形され、吸収器１４０の外壁には、吸収器１４０内と第２送風機１６０により送風された空気との熱交換を促進するフィン１４６（図２参照）が形成されている。次に、本実施形態の作動を述べる。
【００１６】１．脱離モードこの脱離モードは、冷房運転を行う準備段階として行われるモードであり、両外気開口１８１、１８２を閉じた状態で、ＰＴＣヒータ１７０に通電するとともに、第１、２送風機１２０、１６０を稼動させる。これにより、吸収溶液が加熱されるので、吸収溶液に吸収された蒸気冷媒が脱離されるとともに、脱離された蒸気冷媒が蒸発器１１０にて冷却されて凝縮する（液冷媒になる）。
【００１７】なお、ＰＴＣヒータ１７０は、吸収溶液の脱離作用に適した温度（臭化リチウムでは約１００℃）となるように選定されている。
２．蓄冷モードこのモードは、脱離モード後、冷房運転前に行われるモードであり、両外気開口１８１、１８２を開いた状態で、ＰＴＣヒータ１７０への通電を停止するとともに、第１送風機１２０を停止し、かつ、第２送風機１６０を稼動させる。
【００１８】これにより、蒸発器１１０内の液冷媒の蒸発が進行するとともに、蒸気冷媒が吸収溶液に吸収されるので、蒸発器１１０およびその雰囲気温度が低下していく。
３．冷房（放冷）モードこのモードでは、蓄冷モードで第１送風機１２０を稼動させる。これにより、室内に冷却された空気が送風される。
【００１９】次に、本実施形態の特徴を述べる。蓄冷モードおよび冷房モードでは、蒸発器１１０内の液冷媒の蒸発が進行するので、これに呼応して蒸発器１１０内に直接的に連通した第１空間１４２の圧力が上昇するとともに、蒸気冷媒と第１空間１４２における吸収溶液との接触面（以下、この接触面を第１界面と呼ぶ。）で蒸気冷媒の吸収が進む。
【００２０】一方、第２空間１４３は第１空間１４２を介して蒸発器１１０内に連通するとともに、両空間１４２、１４３の連通部分１４２ａ（図３参照）には、吸収溶液が充たされているので、第２空間１４３における吸収溶液は蒸気冷媒に直接的に接触することができない。したがって、第２空間１４３における吸収溶液は、その液面（以下、この液面を第２界面と呼ぶ。）より上部に形成された密閉空間１４３ｂ（図３参照）中の蒸気冷媒を吸収するので、図５に示すように、第１空間１４２側の圧力Ｐ１が第２空間１４３側の圧力Ｐ２より高くなり、第１界面の高さが第２界面の高さより低くなる。
【００２１】このため、密度が小さい吸収溶液が多く集まっている第１界面の高さが、密度が大きい吸収溶液が多く集まっている第２界面の高さより低くなっているので、密度差と気泡による攪拌により吸収溶液に自然対流が発生し、吸収溶液を攪拌することができる。したがって、濃度の低い吸収溶液と濃度の高い吸収溶液とが混ざり合うので、蒸気冷媒が濃度の高い吸収溶液に接触する時間を長くすることができ、蒸気冷媒の吸収能力（吸収量）を上昇させることができる。延いては、蒸発器１１０内の圧力上昇を抑制することができるので、冷房能力が低下することを防止できる。
【００２２】（第２実施形態）上述の実施形態では、仕切り部材１４４を蓋１４１ｂから下方側に向けて延びる単純なパイプ状としたが、本実施形態は、図６に示すように、仕切り部材１４４のうち連通部位１４２ａ側端部に、略波状に切り欠かれた切り欠き部１４４ａを形成したものである。
【００２３】これにより、第１界面が変動して蒸気冷媒が、第２空間１４３（密閉空間１４３ｂ）側に移動する際に、大きな気泡となることを防止できる。したがって、細かな気泡を第１空間１４２から第２空間１４３側に移動発生させることができるので、この細かな気泡により吸収溶液をより攪拌することができる。ところで、上述の実施形態では、導入口１４５を吸収溶液の液面（第１、２界面）より上方側に形成したが、本発明はこれに限定されるものではなく、導入口１４５を連通部位１４２ａより上方側に形成すればよい。
【００２４】また、仕切り部材１４４は、円筒パイプ状に限定されるものではなく、角パイプ状などその他形状であってもよい。また、冷媒をアンモニアとし、吸収溶液を水としてもよい。
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| 【出願人】 |
【識別番号】０００００４２６０
【氏名又は名称】株式会社デンソー
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| 【出願日】 |
平成１０年（１９９８）１月１９日 |
| 【代理人】 |
【弁理士】
【氏名又は名称】伊藤 洋二 （外１名）
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| 【公開番号】 |
特開平１１−２０１５８４ |
| 【公開日】 |
平成１１年（１９９９）７月３０日 |
| 【出願番号】 |
特願平１０−７８７５ |
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