| 【発明の名称】 |
吸収式冷凍装置の滴下装置 |
| 【発明者】 |
【氏名】渡部 薫
【氏名】布施 武
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| 【要約】 |
【課題】吸収式冷凍装置の滴下装置において、設置状態による影響を極力受けることなくかつ滴下量を均一化する。
【解決手段】液を充満する管１の上部に孔３を設け、管１の少なくとも外面を化学処理により溝幅が約１μｍとなる微細な凹凸を形成する。 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】 吸収式冷凍サイクルおける液化冷媒を蒸発器内の冷水管に滴下しまたは吸収液を吸収器内の冷却水管に滴下するための吸収式冷凍装置の滴下装置であって、前記滴下装置が、前記液化冷媒または前記吸収液を水頭により充満させるための管を有し、前記管の上部に前記液化冷媒または前記吸収液を外部に流出させるための孔を設けられ、かつ少なくとも前記管の外面に親水性を高めるための微細な凹凸を形成されていることを特徴とする吸収式冷凍装置の滴下装置。
【請求項２】 前記孔の内面に親水性を高めるための微細な凹凸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装置の滴下装置。
【請求項３】 前記管が金属からなり、前記微細な凹凸を化学処理により形成したことを特徴とする請求項１若しくは請求項２に記載の吸収式冷凍装置の滴下装置。
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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、吸収式冷凍装置の滴下装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、吸収式冷凍装置において図５に示されるものがある。図において、室外機としての吸収式冷凍装置１１に室内機１２が配管接続されている。
【０００３】この吸収式冷凍装置１１は、室内機１２との間で冷水を循環させるための冷水管１３の一部を受容する蒸発器１４と、クーリングタワー１５と、クーリングタワー１５との間で冷却水を循環させるための冷却水管１６の一部を受容する吸収器１７と、蒸発器１４内の冷水管１３に対する滴下装置１８と、吸収器１７内の冷却水管１６に対する滴下装置１９と、蒸発器１４及び吸収器１７内にて回収された滴下液を昇温するための低温熱交換器２０及び高温熱交換器２１と、両熱交換器２０・２１を経た液を加熱するための高温再生器２２と、加熱された蒸気を冷媒蒸気と液化冷媒とに分離する分離器２３と、分離器２３で分離された冷媒蒸気を液化して蒸発器１４内の滴下装置１８に供給するための低温再生器２４と、吸収器１７を経た冷却水を通す凝縮器２５とを有している。
【０００４】また、分離器２３で分離された液化冷媒を高温熱交換器２１・低温再生器２４・低温熱交換器２０を介して吸収器１７内の滴下装置１９に供給するように配管されている。なお、本吸収式冷凍装置にあっては、冷暖切替え弁２６が設けられており、開弁することにより、分離器２３内の高温の液化冷媒を蒸発器１４内に供給して、冷水管１３を暖め、室内機１２に温水を供給することができるようになっている。
【０００５】このようにして構成された吸収式冷凍装置１１にあっては、冷媒及び吸収液として臭化リチウム水溶液を用いた冷凍サイクルであって良く、高温再生器２２にバーナを用いて、蒸発器１４及び吸収器１７から回収された冷媒含有吸収液を加熱し、分離器２３で冷媒蒸気と液化冷媒とに分離し、それぞれの液を滴下装置１８・１９からそれぞれ対応して配設された冷水管１３・冷却水管１６に滴下している。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】上記滴下装置１８・１９にあっては、図６に示されるようなサイフォン型滴下装置がある。図のサイフォン型滴下装置は、滴下対象の冷水管１３や冷却水管１６に応じた形状（長さ）のトレイ３１と、トレイ３１内に満たされた液Ｌをサイフォンの原理で吸い上げかつ下方に滴下するためのサイフォン部材３２とにより構成されている。サイフォン部材３２は、図に示されるように互いに半円弧状部分を介して互いに連通しかつ平行に設けられた長短のパイプ状脚部３２ａ・３２ｂを有する逆Ｕ字状に形成されており、短い方の脚部３２ｂをトレイ３１内に没入させ、かつ長い方の脚部３２ａをトレイ３１の外壁に沿って垂下させるように、トレイ３１の側壁の適所に複数配設されている。
【０００７】このサイフォン型滴下装置にあっては、サイフォンの原理でトレイ３１内の脚部３２ｂで吸い上げられた液がトレイ３１外の脚部３２ａから落下するものであることから、滴下量が不均一であるばかりでなく、トレイ３１が水平に対して傾いていると上側部分の液の深さが浅くなって、それにより滴下量が極端に減少するというという問題がある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】このような課題を解決して、設置状態による影響を極力受けることなくかつ滴下量を均一化し得ることを実現するために、本発明に於いては、吸収式冷凍サイクルおける液化冷媒を蒸発器内の冷水管に滴下しまたは吸収液を吸収器内の冷却水管に滴下するための吸収式冷凍装置の滴下装置であって、前記滴下装置が、前記液化冷媒または前記吸収液を水頭により充満させるための管を有し、前記管の上部に前記液化冷媒または前記吸収液を外部に流出させるための孔を設けられ、かつ少なくとも前記管の外面に親水性を高めるための微細な凹凸を形成されているものとした。
【０００９】このようにすることにより、管内に充満された液が管の上部の孔から毛細管現象により外方に流出すると、表面張力により上方に盛り上がるが、その盛り上がった部分の縁が孔の縁を外囲する管の外周面に触れることにより、その外周面が微細な凹凸形状により高い親水性になっているため、孔から外に出た液は円滑に管の外周面を伝わり落ちて管の下部に集まり、そこから滴下し得る。
【００１０】
【発明の実施の形態】以下に添付の図面に示された具体例に基づいて本発明の実施の形態について詳細に説明する。
【００１１】図１は、本発明が適用された吸収式冷凍装置の滴下装置を示す要部破断側面図であり、図に示されるように、本滴下装置にあっては、両端を閉塞された円環状の管１と、管１の上部に取り付けられたトレイ２とからなる。なお、本実施の形態において上記したように管１が円環状をなすのは、滴下対象となる従来例と同様の蒸発器１４内の冷水管１３や吸収器１７内の冷却水管１６がコイル状をなしているものに適用させるためである。このように、管１の形状は、冷水管１３や冷却水管１６の形状に合わせて形成される。
【００１２】管１には、その設置状態における上部に上方に向けて開口する孔３が、管１の全長に渡って等ピッチ間隔で複数配設されていると共に、一方の端部の上方にトレイ２が取り付けられている。トレイ２には、従来例で示した液化冷媒や吸収液（以下、単に液と称す）が貯留され、その底に結合された連通管２ａを介して、トレイ２の内部と管１の内部とが連通している。したがって、トレイ２に貯留された液Ｌは連通管２ａを介して管１内に流入し、管１内が液Ｌで満たされるようになっている。
【００１３】図２に示されるように上記した孔３は管１の内部と連通しており、管１内に充満している液Ｌが、図２の矢印に示されるように孔３を介して管１の外方に流出する。孔３から流出した液Ｌは、管１の外周面を伝わって管１の下部に至るように流れ落ち、管１の下部において液Ｌが集められ、滴下する。
【００１４】上記孔３から液Ｌが流出する際には、液の表面張力により孔３から液が盛り上がるようになる。表面張力をＨ、液の比重量をγ、孔３の径をａ、滴下に必要な水頭をｈとすると、【００１５】ｈ＞４Ｈ／γａ …（１）
【００１６】となる水頭ｈの大きさを必要とする。例えば、管１が傾斜して取り付けられていると、その高い方でトレイ４内の液Ｌの高さが低くなり、水頭ｈが小さくなる場合が考えられる。その場合には、管１の高い方の滴下量が減少し、管１全体における滴下が不均一になるという問題が生じる。
【００１７】それに対して本発明では、管１に対して、上記孔３の加工を行った後に、化学処理により管１の表面（内外面及び孔３の内周面）に、全面に渡って微細な凹凸形状となる表面処理Ｓを施している。例えば、孔３の径が１ｍｍである場合に、凹凸による溝の幅は約１μｍ程度であると良い。そのような微細な凹凸形状により、管１の表面に毛細管現象が生じて親水性が高まるため、液Ｌが孔３から管１の外へ吸い出されるようになり、孔３から流出した液Ｌが速やかに管１の外面に広がることになる。
【００１８】なお、凹凸の溝幅の大きさの違いによる液Ｌの流出し易さを図３に示す。図３では、横軸に凹凸による溝幅（μｍ）を示し、縦軸に凹凸形状による液に対する吸い出し力（mmAq）を示す。図３に示されるように凹凸による溝幅がｗ１の場合の孔３における液Ｌの状態は図４（ａ）に示されるようになり、凹凸による溝幅がｗ２（＜ｗ１）の場合の液Ｌの状態は図４（ｂ）のようになり、凹凸による溝幅がｗ３（＜ｗ２）の場合の液Ｌの状態は図４（ｃ）のようになる。
【００１９】このように、凹凸による溝幅が狭くなればなる程、上記毛細管現象が顕著になり、特に孔３の内周面に親水性を高めるための微細な凹凸が形成されている場合には、孔３の内周面において毛細管現象が発揮されるようになり、孔３の深い位置から液Ｌが吸い出されるようになる。本実施の形態によれば、凹凸による溝幅がｗ１以下の範囲が一定量の滴下を可能にする適切な範囲となる。
【００２０】そして、管１の下部から滴下する１秒当たりの滴下流量をｑ、孔径をａ、重力加速度をｇ、液Ｌの水頭をｈ、孔３の損失係数をζとすると、表面張力が作用しない場合の滴下流量ｑは、【００２１】
ｑ＝（πａ2／４）（２ｇｈ／ζ）1/2 …（２）
【００２２】となる。したがって、凹凸形状が一定であれば、上記式（２）により、一定の滴下流量を確保し得る。
【００２３】なお、管１の材質が金属であれば、その表面に化学処理により微細な凹凸を形成でき、その化学処理としては、例えば塩浴法による低硫黄系の浸流窒化処理（いわゆるスル・スルフ法）によることができる。それによれば、１０〜２０μｍの厚さの化合物層の表面近傍に硫化物と窒化物からなる多孔質層が形成されるため、金属表面に極めて小さな凹凸が形成される。あるいは、浸漬法あるいは乾式ブラスト処理により金属表面に厚さ５〜１５μｍのリン酸塩皮膜または塩基性リン酸鉄皮膜の微細な凹凸（多孔質）を金属表面に形成することもできる。
【００２４】また、上記実施の形態では、管１の内外面及び孔３の内周面の全てに対して微細な凹凸を形成して管１の全ての表面を親水性にしたが、管１の内面または孔３の内周面に対しては任意であり、少なくとも管１の外面に微細な凹凸を形成するものであれば良い。管１の外面のみを処理した場合には、液Ｌは表面張力により孔３から盛り上がるようになるが、孔３の縁から管１の外面に吸い出されるようになり、上記と同様の効果を奏し得る。
【００２５】
【発明の効果】このように本発明によれば、管内の液が孔から外方に流出すると、管の外面が微細な凹凸形状により高い親水性になっているため、液は、毛細管現象により孔から外に吸い出され管の外周面を伝わり落ちて管の下部に集まるため、表面張力に左右されずに滴下し、滴下量が水頭の影響を受けないため、管を水平に設置しなくても良いことから取扱いが容易であるばかりでなく、毛細管現象により吸い出されるため、初期流出量が一定し、小流量時でも良好な滴下量が確保される。また、化学処理により加工することから、複数の管を一括処理でき、加工工数が少ないと共に、管に別部材を取り付ける必要がないため部品点数が増大することがないなど、滴下装置を低廉化し得る。
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| 【出願人】 |
【識別番号】０００００４６４０
【氏名又は名称】日本発条株式会社
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| 【出願日】 |
平成１０年９月１４日（１９９８．９．１４） |
| 【代理人】 |
【識別番号】１０００８９２６６
【弁理士】
【氏名又は名称】大島 陽一
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| 【公開番号】 |
特開２０００−８８３９９（Ｐ２０００−８８３９９Ａ） |
| 【公開日】 |
平成１２年３月３１日（２０００．３．３１） |
| 【出願番号】 |
特願平１０−２５９８２９ |
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