| 【発明の名称】 |
アンモニア吸収冷凍機 |
| 【発明者】 |
【氏名】大西 尚
【氏名】平中 幸男
【氏名】椿原 昇
【氏名】岩田 克雄
【氏名】古寺 雅晴
【氏名】藤田 優
【氏名】松田 光史
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| 【要約】 |
【課題】製造コストが安価でかつ製造工程を簡単にし得るアンモニア吸収冷凍機を提供する。
【解決手段】蒸発器１として、下向きのアンモニア流路を有する積層プレート型の熱交換器２１を使用し、凝縮器３からのアンモニア液を蒸発器１に移送するアンモニア液移送管１２と蒸発器１からのアンモニア蒸気を吸収器２に移送するアンモニア蒸気移送管１１との間に、コイル式の過冷却用熱交換器３１を設け、この過冷却用熱交換器３１において、過冷却機能の他に、蒸発器１から流下する液分の蒸発、すなわち蒸発器１内に溜まる水分を蒸発させ得るという冷媒再生機能を発揮し得るようにしたもの。 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】アンモニア液移送管を介して凝縮器から導かれたアンモニア液を蒸発させる蒸発器およびこの蒸発器で蒸発されたアンモニア蒸気を吸収器に導くアンモニア蒸気移送管を有するアンモニア吸収冷凍機において、上記蒸発器として、下向きのアンモニア流路を有する積層プレート型熱交換器を使用し、上記アンモニア液移送管とアンモニア蒸気移送管との間に、コイル式またはシェルアンドチューブ式の過冷却用熱交換器を設けるとともに、この過冷却用熱交換器を、少なくとも、そのアンモニア蒸気の入口部が上記蒸発器におけるアンモニア蒸気の出口部よりも下方に位置するように設けたことを特徴とするアンモニア吸収冷凍機。
【請求項２】過冷却用熱交換器からのアンモニア蒸気を吸収器に導くアンモニア蒸気移送管途中に、オリフィスが設けられたドレン管の一端部を接続するとともに、その他端部を吸収器の下部に接続したことを特徴とする請求項１記載のアンモニア吸収冷凍機。
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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、アンモニア吸収冷凍機に関するもので、特に過冷却部の配置および構造に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、アンモニア吸収冷凍機の蒸発器においては、アンモニア液が蒸発するときの潜熱により被冷却流体を冷却しているが、熱効率すなわち冷却効率を向上させるために、下記のような構成が採られていた。
【０００３】すなわち、図４に示すように、蒸発器５１で蒸発されたアンモニア蒸気を吸収器（図示せず）へ移送するアンモニア蒸気移送管６１の途中に、凝縮器５２からアンモニア液移送管６２を介して移送されるアンモニア液の冷却を行う過冷却器７１が配置され、さらに蒸発器５１内での水の濃縮すなわち水の蓄積を防止するため（蒸発器内に水が蓄積されると、被冷却流体の冷却効率が低下してしまう）に、蒸発器５１の下部に溜まったアンモニア液（実際には、アンモニア水溶液）を取り出すアンモニア液取出管７２の途中に、凝縮器５２からアンモニア液移送管６２を介して温度の高いアンモニア液を導いて、アンモニア液取出管７２内を流れるアンモニア液を加熱してアンモニアの蒸発と水分の蒸発とを同時に行わせる冷媒再生器７３が設けられていた。また、上記蒸発器５１および過冷却器７１としては、積層して設けられたプレート間に多数の蛇行状フィンが配置されてなる積層プレートフィン型の熱交換器が使用されていた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上記従来の構成によると、過冷却器７１および冷媒再生器７３を必要とするため、製造コストの増大につながり、また蒸発器５１および過冷却器７１として、積層プレートフィン型の熱交換器を使用しているため、製造工程が複雑になるという問題もあった。
【０００５】そこで、本発明は、製造コストが安価でかつ製造工程を簡単にし得るアンモニア吸収冷凍機を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため、本発明のアンモニア吸収冷凍機は、アンモニア液移送管を介して凝縮器から導かれたアンモニア液を蒸発させる蒸発器およびこの蒸発器で蒸発されたアンモニア蒸気を吸収器に導くアンモニア蒸気移送管を有するアンモニア吸収冷凍機において、上記蒸発器として、下向きのアンモニア流路を有する積層プレート型熱交換器を使用し、上記アンモニア液移送管とアンモニア蒸気移送管との間に、コイル式またはシェルアンドチューブ式の過冷却用熱交換器を設けるとともに、この過冷却用熱交換器を、少なくとも、そのアンモニア蒸気の入口部が上記蒸発器におけるアンモニア蒸気の出口部よりも下方に位置するように設けたものであり、また上記構成における過冷却用熱交換器からのアンモニア蒸気を吸収器に導くアンモニア蒸気移送管途中に、オリフィスが設けられたドレン管の一端部を接続するとともに、その他端部を吸収器の下部に接続したものである。
【０００７】上記の構成によると、過冷却用熱交換器においては、過冷却機能の他に、蒸発器から流下する液分の蒸発、すなわち蒸発器内に溜まる水分を蒸発させ得るという冷媒再生機能が発揮され、したがって過冷却器と冷媒再生器とが別個に設けられているものに比べて、構成が簡単になり製造コストの低減化を図ることができる。
【０００８】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態におけるアンモニア吸収冷凍機を、図１〜図３に基づき説明する。
【０００９】本実施の形態におけるアンモニア吸収冷凍機は、図１に示すように、主として、冷媒であるアンモニア液を蒸発させる蒸発器１と、この蒸発器１で蒸発されたアンモニア蒸気をアンモニア蒸気移送管１１を介して導きアンモニア水溶液に吸収させる吸収器２と、この吸収器２でアンモニア蒸気を吸収して濃度が濃くなったアンモニア水溶液をアンモニア水溶液移送管（図示せず）を介して導きアンモニアの再生を行う再生器（図示せず）と、この再生器で得られたアンモニア蒸気をアンモニア蒸気移送管（図示せず）を介して導き凝縮させる凝縮器３と、この凝縮器３で得られたアンモニア液を上記蒸発器１に移送するアンモニア液移送管１２とから構成されている。
【００１０】上記蒸発器１としては、積層プレート型の熱交換器２１が使用されており、図２および図３に示すように、一対の端板２２間に、それぞれ内部通路２３ａを有する伝熱プレー２３が所定間隔置きに複数枚並行に配置されて、伝熱プレート２３間に形成される鉛直方向の外部通路すなわち冷却流体通路２４と内部通路２３ａである被冷却流体通路２５とが交互に形成されたものであり、アンモニア蒸気は冷却流体通路（アンモニア流路）２４内を、下向き（ダウンフロー）に流される。
【００１１】上記伝熱プレート２３は、熱伝導率の良い材料で構成された平板に、プレス加工により多数の波状の凹凸部２３ｂが形成されるとともに、内部に被冷却流体通路（２３ａ）２５が形成されたもので、各通路２４，２５内を流れる流体が平板の全面に行き渡り、伝熱効率が良好となるようされている。なお、熱交換器２１の一方の端板２２の上部および下部の左右位置には、接続口２６，２７がそれぞれ形成されている。
【００１２】さらに、冷凍機における熱効率の向上を図るために、凝縮器３から蒸発器１にアンモニア液を移送するためのアンモニア液移送管１２と、蒸発器１からのアンモニア蒸気を吸収器２へ移送するアンモニア蒸気移送管１１との間に、過冷却用熱交換器３１が設けられている。
【００１３】この過冷却用熱交換器３１としては、コイル式の伝熱管３１ａを有するものが使用されて、蒸発器１からのアンモニア蒸気と未蒸発の水分を含むアンモニア液を確実に伝熱管上に散布し得るようにされている。
【００１４】また、この過冷却用熱交換器３１の設置位置は、少なくとも、そのアンモニア蒸気の入口部が蒸発器１におけるアンモニア蒸気の出口部である下部接続口２６（２６Ａ）よりも下方位置となるように設けられている。
【００１５】さらに、この過冷却用熱交換器３１を通過したアンモニア蒸気を吸収器２に移送するアンモニア蒸気移送管１１（１１ａ）の途中には、その液分を吸収器２の下部に導くドレン管３２が設けられており、またこのドレン管３２には、オリフィス３３が設けられている。なお、図１中、４１はアンモニア蒸気移送管１２の途中に設けられた膨張弁である。
【００１６】上記構成において、凝縮器３からアンモニア液移送管１２を介して蒸発器１に移送された冷却流体であるアンモニア液は、被冷却流体により加熱蒸発されて、アンモニア蒸気移送管１１を介して吸収器２に移送される。
【００１７】そして、この冷凍サイクルの動作時に、凝縮器３から蒸発器１に移送されるアンモニア液は、過冷却用熱交換器３１にて蒸発器１からのアンモニア蒸気により冷却されて熱効率の向上が図られる。また、同時に、蒸発器１で蒸発されずにかつ水分を含むアンモニア液は、自重により、過冷却用熱交換器３１内に入り、内部の伝熱管３１ａ上に分散落下して蒸発され、アンモニア蒸気移送管１１ａを介して吸収器２の上部に供給される。すなわち、この過冷却用熱交換器３１において、従来行われている過冷却機能と冷媒再生機能とが発揮されることになる。
【００１８】なお、過冷却用熱交換器３１でも蒸発されなかった水分を含むアンモニア液またはアンモニア蒸気移送管１１ａにて凝縮したアンモニア液は、ドレン管３２を介して吸収器２の下部内に移送された後、再生器へと送られる。勿論、このドレン管３２の吸収器２への接続部は、過冷却用熱交換器３１よりも下方位置となるようにされている。
【００１９】このように、過冷却用熱交換器３１は、過冷却機能および蒸発器内に溜まる水分の蒸発分離という冷媒再生機能を具備しており、従来のように、過冷却器と冷媒再生器とが別個に設けられているものに比べて、構成が簡単になるとともに製造コストの低減化を図ることができる。
【００２０】また、蒸発器として、積層プレート型のものを使用しているため、従来のような、プレート間に蛇行した通路を多数形成するためのフィンを必要としないので、製造工程が簡単となる。
【００２１】さらに、過冷却用熱交換器として、コイル式の伝熱管を有するものを使用したので、積層プレートフィン型のものに比べて、製造コストの低減化を図ることができる。
【００２２】なお、上記実施の形態においては、過冷却用熱交換器として、コイル式の伝熱管を有するものとして説明したが、例えばシェルアンドチューブ式のものを使用することもでき、この場合も、やはり積層プレートフィン型のものに比べて、製造コストの低減化を図ることができる。
【００２３】
【発明の効果】以上のように本発明の構成によると、過冷却用熱交換器には、過冷却機能および蒸発器内に溜まる水分の蒸発分離という冷媒再生機能が具備されており、従来のように、過冷却器と冷媒再生器とが別個に設けられているものに比べて、構成が簡単になるとともに製造コストの低減化を図ることができる。
【００２４】また、蒸発器として、積層プレート型のものを使用しているため、従来のような、プレート間に蛇行した通路を多数形成するためのフィンを必要としないので、製造工程が簡単となる。
【００２５】さらに、過冷却用熱交換器として、コイル式の伝熱管またはシェルアンドチューブ式のものを使用したので、積層プレートフィン型のものに比べて、製造コストの低減化を図ることができる。
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| 【出願人】 |
【識別番号】００００００２８４
【氏名又は名称】大阪瓦斯株式会社
【識別番号】０００１８３３６９
【氏名又は名称】住友精密工業株式会社
【識別番号】０００００５１１９
【氏名又は名称】日立造船株式会社
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| 【出願日】 |
平成１０年１０月１５日（１９９８．１０．１５） |
| 【代理人】 |
【識別番号】１０００６８０８７
【弁理士】
【氏名又は名称】森本 義弘
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| 【公開番号】 |
特開２０００−１２１１９５（Ｐ２０００−１２１１９５Ａ） |
| 【公開日】 |
平成１２年４月２８日（２０００．４．２８） |
| 【出願番号】 |
特願平１０−２９２６６７ |
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