JP3819742B2 - Absorber - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、吸収性能に優れた吸収式冷凍機の流下液膜式吸収器に関する。
【０００２】
【従来の技術】
吸収式冷凍機は種々の熱交換器を主要構成とするが、その中でも熱移動とともに物質移動を伴う吸収器の性能如何は、冷凍機能力に大きな影響を与える。吸収器の種類としては水平管群方式と流下液膜方式とがよく知られているが、このうち流下液膜方式は、上下に長い伝熱面で構成され、一方の面では吸収液が重力で流下しつつ気相との界面から冷媒蒸気を吸収し、他方の面では流動する熱媒体により伝熱面を介して冷却が行われるものである。流下液膜方式は、プレート熱交換器タイプ、空冷タイプ等の吸収器に適した方式である。
【０００３】
図５は、従来の流下液膜式吸収器１００の一例を示す図である。吸収器１００は、空冷フィン１０２を外側に備えた伝熱管１０１により構成されている。実際にはこのような伝熱管が複数、フィンを介して束ねられて吸収器が構成されることになるが、ここでは１本の伝熱管のみ示してある。吸収器１００の上部は蒸発器（図示せず）と連通しており、冷媒蒸気１０５が伝熱管１０１内部に導入されるように構成されている。さらに吸収器１００の上部には吸収液滴下装置（図示せず）が設けられている。吸収液滴下装置から滴下される吸収液１０６は、真空下で伝熱管１０１内壁を伝って流下しながら冷媒蒸気１０５を吸収し、希液となって下部ヘッダ（図示せず）に集められるように構成されている。伝熱管１０１の外部には熱媒体１０４（例えば冷却用空気）が流れており、冷媒蒸気の吸収に伴い発生する吸収熱は伝熱管１０１を介して熱媒体１０４に与えられ、最終的に大気に放散される。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
流下液膜方式においては、吸収液の流下速度が小さく層流状態で流下するため、伝熱面側と気相側との間で熱交換及び物質移動が十分に行われない。この現象を概念的に示したのが図７（ａ）乃至（ｃ）である。
【０００５】
図７（ａ）乃至（ｃ）は、それぞれ図５における吸収器最上部Ｐ１、中央部Ｐ２、最下部Ｐ３における吸収液の温度分布、濃度分布を示したものである。各図において、横軸は液膜厚さ方向、縦軸は吸収液の温度（左図）又は濃度（右図）を示している。横軸の左端は伝熱面、右端は気相（冷媒蒸気）との界面（気液界面）に対応している。
【０００６】
最上部Ｐ１においては、吸収液滴下直後であるため吸収液の温度、濃度とも均一である（図７（ａ））。中央部Ｐ２では、温度分布、濃度分布ともに横軸方向に不均一が生じる（図７（ｂ））。すなわち、温度分布についてみると、熱媒体により冷却される伝熱面側では顕著な温度低下が見られるのに対して、気液界面側では吸収熱の発生により温度上昇傾向となる。また、濃度分布については、冷媒を直接吸収する気液界面での低下が顕著であるのに対して、伝熱面側では変化が少ない。これは、前述の通り吸収液が層流状態で流下しているため、伝熱面側と気液界面間の熱交換及び物質移動が小さいためである。最下部Ｐ３ではこの傾向がさらに顕著になる（図（ｃ））。
【０００７】
吸収性能は、気相部の蒸気圧力と気液界面における吸収液の飽和蒸気圧力との圧力差に比例すると考えられており、気液界面に於ける吸収液の温度上昇と濃度低下は、ともに気液界面の飽和蒸気圧の上昇を招くことになるため、吸収能力が低下するのである。この傾向は、吸収器が長くなり流下する液量が増加するほど、また、吸収器の下流側になるに従い顕著になる。
【０００８】
このように、従来の流下液膜方式吸収器では流下長さが大きくなるに従い吸収能力が低下するという問題があった。本発明は、このような課題を解決するためのものであって、吸収器が長くなっても能力低下することなく吸収性能を確保できる流下液膜式吸収器を提供するものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明は、対向する伝熱面と、伝熱面を流下する吸収液を一旦貯留し再度流下させるための一又は複数の堰と、を備え、該堰は、貯留した吸収液を再分配して流下させるための流出部を備え、かつ、伝熱面に設けられた対向する堰は高さをずらして配設されていることを特徴とする流下液膜式吸収器を提供する。
【００１０】
このような構成により、伝熱面を流下する吸収液は、流路途中で堰と伝熱面により形成される貯液部に一旦貯留される。これにより、液膜厚さ方向に対して濃度、温度が不均一となった吸収液は、貯液部で混合され均一濃度、温度となり、吸収能力が回復する。この吸収液を再度、伝熱面に流下させることにより、伝熱面の途中に堰を設けない吸収器と比較して、出口における吸収液濃度、温度の不均一度を小さくすることができ、吸収能力を向上させることができる。
【００１２】
堰に流出部を設けることにより、貯液部に生じる微小の液柱差圧を利用して、伝熱面に均等に吸収液を流出させることが可能となる。
【００１５】
伝熱面に堰を取り付けると冷媒蒸気の流路が狭められてしまうため、流路抵抗が増加することになる。本発明によれば、取り付け高さをずらして堰を設置するため、流路抵抗増加を抑制することができる。
【００１６】
請求項２の発明は、伝熱面が平板で形成されていることを特徴とする流下液膜式吸収器を提供する。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して具体的に説明する。なお、以下の実施の形態は例示であって、本発明の範囲は各実施形態に限定されるものではない。
【００２０】
本発明の第一の実施の形態について図１及び２を参照して説明する。図１は、本発明に係る流下液膜式吸収器１の縦断面図である。吸収器１は、空冷フィン４を外側に備えた伝熱管３を１ユニットとし、このような伝熱管ユニットを複数、フィンを介して束ねることにより吸収器が構成されている。但し、同図では1ユニットのみ示してある。吸収器１の上部は蒸発器（図示せず）と連通しており、冷媒蒸気１１が伝熱管３内部に導入されるように構成されている。さらに吸収器１の上部には吸収液滴下装置（図示せず）が設けられており、滴下される吸収液２は伝熱管３の内壁を伝って流下し、下部ヘッダ（図示せず）に集められるように構成されている。伝熱管３の外側には熱媒体６（例えば冷却用空気）が流れており、吸収に伴い発生する吸収熱は、伝熱管３、フィン４を介して熱媒体に放熱されるように構成されている。
【００２１】
伝熱管３内壁の流下方向中央部には、堰５が嵌入されている。図２は堰５の拡大図である。堰５は、上端部６の口径が下端部７の口径より小さなリング形状をなしており、下端部７が伝熱管３の内壁に密接して嵌入されることにより貯液部９が形成されるように構成されている。下端部７近傍には、貯液部９に貯留する吸収液を流出させるための複数の流出孔８が設けられている。
【００２２】
流下液膜式吸収器１は以上のように構成されており、次にその吸収作用について説明する。伝熱管３の内壁を伝って冷媒蒸気１１を吸収しながら流下する吸収液２は、堰５により堰き止められ、貯液部９に貯留していく。貯液部９に流入直前の吸収液２は、気液界面と伝熱面で温度、濃度に勾配が生じているが、貯液部９で混合されることにより温度、濃度が均一となる。貯液部９に貯留する吸収液量が一定以上になると、微小液柱差圧の作用により流出孔８から再度流出する。流出する吸収液は、上述の通り均一温度、濃度となっている。吸収液は、再度吸収管１の内壁を伝って冷媒蒸気を吸収しつつ流下し、最下部Ｐ３に達し、さらに図示しない下部ヘッダに集められる。
【００２３】
なお、本実施の形態では堰５として椀形リング形状のものを示したが、これに限らず、吸収管内壁との間に貯液部が構成される構造、例えば円錐台形状のものであってもよい。
【００２４】
また、堰５を伝熱管の中央部に1個設ける構造としたが、伝熱管の長さ、吸収液の滴下液量等に応じて複数の堰を適当な位置に設けることができる。
【００２５】
また、８の個数、取付位置についても、伝熱管長さ、吸収液の滴下液量等に応じて選択することができる。
【００２６】
また、流出部形状は円形流出孔に限らず、例えばスリット、切り欠き形状等、任意の形状を選択することができる。
【００２７】
図３は、本発明に係る吸収器の第二の実施の形態を示す図である。本実施の形態は、特に請求項1 及び２に対応するものである。本発明に係る吸収器２０は、複数の互いに対向して配置される伝熱プレートユニット２１、吸収液滴下装置２３、希液タンク３１を主要構成とし、これらが筐体３０内に格納されている。
【００２８】
伝熱プレートユニット２１は、上下に長い伝熱面を有する密閉された中空薄箱形状であり、内部には熱媒体（例えば冷却水）が流れており、冷媒蒸気の吸収に伴い発生する吸収熱を、伝熱面２２を介して熱媒体に与えるように構成されている。
【００２９】
今、左側２つの伝熱プレートユニットに着目すると、隣接する伝熱面２２ａ、２２ｂが所定の距離ｄを隔てて並列に配置されている。伝熱面２２ａ、２２ｂの中央近傍には、堰２７ａ、２７ｂが伝熱面の紙面奥行向に水平に設けられている。また、堰２７ａ、２７ｂは、流下方向に対してＬだけ離して取り付けられている。
【００３０】
吸収器の上方には蒸発器（図示せず）が設けられており、蒸発器から供給される冷媒蒸気２４は、伝熱面２２ａ、２２ｂの間隙２５を下降するように構成されている。吸収液滴下装置２３には、伝熱面２２ａ、２２ｂに吸収液を滴下するように複数の滴下ノズル２３ａが設けられている。
【００３１】
図４は伝熱面２２ａの堰部分の拡大図であり、図４（ａ）は断面図、図４（ｂ）は正面図である。吸収液は、図４（ａ）では斜線、図４（ｂ）では矢印、で示している。図４（ａ）から分かるように、伝熱面２２ａと堰２７により貯液部２８が形成されている。また、堰２７の下部には、水平方向に所定の間隔ごとに複数の流出孔２９が設けられている。
【００３２】
次に、図３、４により伝熱面２２ａを例にして吸収器２０の吸収作用について説明する。滴下ノズル２３ａから滴下される吸収液は、伝熱面２２ａの最上部から堰２７ａに達するまでに冷媒蒸気を吸収しながら伝熱面を流下するが、堰２７ａによって堰き止められ、貯液部２８に貯留していく。ここに至るまでに吸収液は、液膜の気液界面側と伝熱面側で温度、濃度に勾配が生じているが、貯液部２８で混合されることにより、温度、濃度は再び均一化され、吸収能力が回復する。
【００３３】
貯液部２８に貯留する吸収液が一定量に達すると、液面差圧の作用により流出孔２９から再度流出する。流出する吸収液は上述の通り吸収能力を回復しているため温度、濃度が均一化されており、冷媒蒸気を十分に吸収しながら流下して最下部に達し、さらに希液タンク３１に集められる。この場合において、堰２７ａ、２７ｂが流下方向に対してＬだけ離して取り付けられているため、両伝熱面の間隙２５を下降する冷媒蒸気の供給も十分に行われる。
【００３４】
なお、本実施の形態では伝熱面として平板プレートのものを示したが、これに限らず、他の形状、例えば蛇腹状プレートのものであってもよい。
【００３５】
【実施例】
本発明による吸収器の吸収性能を評価するために以下の試験を行った。本試験は、吸収器出口における吸収液の過冷却度が吸収性能評価指標となることに基づくものである。図６は、この原理を説明するためのものであり、デューリング線図と呼ばれるものである。同図において平行四辺形ＡＢＣＤは吸収冷凍機の冷凍サイクルである。Ｃ→Ｄは吸収過程が理想的（気相と液相とが平衡を保ちつつ、液膜厚さ方向について温度、濃度が均一）に行われた場合を示している。この場合、吸収器内で温度がＴｃに到達すると吸収が始まり、吸収器入口で濃度ξｉであった濃液の濃度は流下に伴い低下していく。そして吸収器出口において温度Ｔｄとなり、このときの濃度はξｆ（希液）となる。この間、吸収器内の圧力は冷媒の飽和蒸気圧Ｐで一定である。
【００３６】
以上の過程は吸収が理想的に行われた場合であるが、実際には吸収器出口で混合された希液の温度を測定するとＴｄ’を示す。すなわち、理想状態と比べてΔＴ＝Ｔｄ−Ｔｄ’だけ過冷却されている。過冷却が発生する原因としては、気相と液相とが完全には平衡に達していないこと、液膜厚さ方向に温度、濃度が均一でないこと、が挙げられる。このように実際の吸収器では、過冷却分だけ過剰に溶液を冷却することになるので、その分、能力低下となる。このことから過冷却度が小さいほど吸収性能がよいことになり、ΔＴを吸収器の吸収性能指標として用いることができるのである。
【００３７】
本評価試験に用いた吸収器は、図１に示す伝熱管と同一構造であり、公称外径１５．８８ｍｍ、管厚０．８ｍｍ、有効長さ８００ｍｍの銅管で構成され、伝熱管内壁の流下方向中央部近傍には、堰が嵌入されている。伝熱管の外周部はフィン付構造であり、３５℃の空気で冷却している。吸収液には濃度約６０％のＬｉＢｒ溶液を用いた。伝熱管内の飽和蒸気圧は約１．２ｋＰａである。
【００３８】
表１に上記吸収器を用いて過冷却度を測定した結果を示す。同表には比較のため、堰が嵌入されていない従来タイプの吸収器を用いた結果も併せて示している。同表に示す通り、従来タイプの吸収器では、２回の実験結果についていずれもΔＴ（過冷却度）が８．５℃であるのに対して、本発明の吸収器ではこの値が１．５乃至１．６℃であり、ΔＴが1/5以下であることが分かる。これらの結果から本発明の吸収器の性能は、従来の吸収器と比較して大幅に向上していることが分かる。
【００３９】
【表１】

【発明の効果】
本発明によれば、流下液膜式吸収器の吸収性能を飛躍的に向上させることが可能となった。これにより吸収式冷凍機の小型軽量化、コストダウンが可能となった。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第一の実施の形態に係る吸収器を示す図である。
【図２】第一の実施の形態の堰の拡大図である。
【図３】本発明の第二の実施の形態に係る吸収器を示す図である。
【図４】第二の実施の形態の堰部の拡大図である。
【図５】従来の流下液膜式吸収器を示す図である。
【図６】吸収液の過冷却度を示す図である。
【図７】吸収液流下に伴い温度、濃度分布に勾配が発生することを示す図である。
【符号の説明】
１、２０…流下液膜式吸収器、２、３３…吸収液、３…伝熱管、４…空冷フィン、５、２７ａ、２７ｂ…堰、６…上端部、７…下端部、８、２９…流出孔、９、２８…貯液部、１１，２４…冷媒蒸気、２１…伝熱プレートユニット、２２ａ、２２ｂ…伝熱面、２３…吸収液滴下装置、２３ａ…滴下ノズル、３０…筐体、３１…希液タンク[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a falling film absorber of an absorption refrigerator excellent in absorption performance.
[0002]
[Prior art]
The absorption chiller mainly includes various heat exchangers. Among them, the performance of the absorber accompanied by mass transfer as well as heat transfer greatly affects the refrigeration function. The horizontal tube group method and the falling liquid film method are well known as the types of absorbers. Of these, the falling liquid film method consists of heat transfer surfaces that are long on the top and bottom. The refrigerant vapor is absorbed from the interface with the gas phase while flowing down, and the other surface is cooled via the heat transfer surface by the flowing heat medium. The falling liquid film method is a method suitable for absorbers such as a plate heat exchanger type and an air cooling type.
[0003]
FIG. 5 is a view showing an example of a conventional falling film absorber 100. The absorber 100 is configured by a heat transfer tube 101 provided with air cooling fins 102 on the outside. Actually, a plurality of such heat transfer tubes are bundled through fins to constitute an absorber, but only one heat transfer tube is shown here. The upper portion of the absorber 100 communicates with an evaporator (not shown), and is configured such that the refrigerant vapor 105 is introduced into the heat transfer tube 101. Further, an absorbing droplet dropping device (not shown) is provided on the upper portion of the absorber 100. The absorbing liquid 106 dripped from the absorbing liquid dropping device absorbs the refrigerant vapor 105 while flowing down the inner wall of the heat transfer tube 101 under vacuum, and is collected as a dilute liquid in a lower header (not shown). It is configured. A heat medium 104 (for example, cooling air) flows outside the heat transfer tube 101, and absorption heat generated due to absorption of the refrigerant vapor is given to the heat medium 104 via the heat transfer tube 101, and finally to the atmosphere. Dissipated.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
In the falling liquid film system, since the flowing speed of the absorbing liquid is small and flows in a laminar state, heat exchange and mass transfer are not sufficiently performed between the heat transfer surface side and the gas phase side. FIGS. 7A to 7C conceptually show this phenomenon.
[0005]
FIGS. 7A to 7C show the temperature distribution and concentration distribution of the absorbing liquid in the absorber uppermost part P1, the central part P2, and the lowermost part P3 in FIG. 5, respectively. In each figure, the horizontal axis indicates the liquid film thickness direction, and the vertical axis indicates the temperature (left figure) or concentration (right figure) of the absorbing liquid. The left end of the horizontal axis corresponds to the heat transfer surface, and the right end corresponds to the interface (gas-liquid interface) with the gas phase (refrigerant vapor).
[0006]
In the uppermost part P1, the temperature and the concentration of the absorbing liquid are uniform since it is immediately after the absorbing droplet (FIG. 7A). In the central portion P2, the temperature distribution and the concentration distribution are non-uniform in the horizontal axis direction (FIG. 7B). That is, regarding the temperature distribution, a remarkable temperature decrease is observed on the heat transfer surface side cooled by the heat medium, whereas the gas-liquid interface side tends to increase in temperature due to the generation of absorbed heat. In addition, the concentration distribution is significantly reduced at the gas-liquid interface that directly absorbs the refrigerant, whereas the change is small on the heat transfer surface side. This is because heat absorption and mass transfer between the heat transfer surface side and the gas-liquid interface are small because the absorbing liquid flows down in a laminar flow state as described above. This tendency becomes more prominent in the lowermost part P3 (FIG. (C)).
[0007]
The absorption performance is considered to be proportional to the pressure difference between the vapor pressure in the gas phase and the saturated vapor pressure of the absorption liquid at the gas-liquid interface. Since the saturated vapor pressure at the gas-liquid interface is increased, the absorption capacity is lowered. This tendency becomes more prominent as the absorber becomes longer and the amount of liquid flowing down increases, and further toward the downstream side of the absorber.
[0008]
As described above, the conventional falling liquid film type absorber has a problem that the absorption capacity decreases as the flowing length increases. This invention is for solving such a subject, Comprising: Even if an absorber becomes long, the falling film type absorber which can ensure absorption performance, without a capability fall is provided.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
The invention of claim 1 is provided with an opposing heat transfer surface, and one or a plurality of weirs for temporarily storing and flowing down the absorbing liquid flowing down the heat transferring surface, the weirs storing the stored absorbing liquid Provided is a falling liquid film type absorber comprising an outflow portion for redistribution and flowing down, and opposing weirs provided on the heat transfer surface being arranged at different heights. .
[0010]
With such a configuration, the absorbing liquid flowing down the heat transfer surface is temporarily stored in the liquid storage part formed by the weir and the heat transfer surface in the middle of the flow path. As a result, the absorption liquid whose concentration and temperature are not uniform in the liquid film thickness direction is mixed in the liquid storage unit to have a uniform concentration and temperature, and the absorption capacity is restored. By allowing this absorption liquid to flow down to the heat transfer surface again, compared to an absorber that does not have a weir in the middle of the heat transfer surface, the concentration of the absorption liquid at the outlet, the temperature non-uniformity can be reduced, Absorption capacity can be improved.
[0012]
By providing the outflow part in the weir, it is possible to make the absorbing liquid flow out evenly to the heat transfer surface by utilizing the minute liquid column differential pressure generated in the liquid storage part.
[0015]
If a weir is attached to the heat transfer surface, the flow path of the refrigerant vapor is narrowed, so that the flow path resistance increases. According to the present invention, since the weirs are installed at different mounting heights, an increase in flow path resistance can be suppressed.
[0016]
According to a second aspect of the present invention, there is provided a falling liquid film type absorber, wherein the heat transfer surface is formed of a flat plate.
[0019]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be specifically described with reference to the drawings. In addition, the following embodiment is an illustration, Comprising: The scope of the present invention is not limited to each embodiment.
[0020]
A first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS . FIG. 1 is a longitudinal sectional view of a falling film absorber 1 according to the present invention. The absorber 1 is composed of a heat transfer tube 3 having air cooling fins 4 on the outside as a unit, and a plurality of such heat transfer tube units are bundled through fins. However, only one unit is shown in the figure. The upper portion of the absorber 1 communicates with an evaporator (not shown), and is configured such that the refrigerant vapor 11 is introduced into the heat transfer tube 3. Further, an absorbing liquid dropping device (not shown) is provided at the upper part of the absorber 1, and the dropped absorbing liquid 2 flows down along the inner wall of the heat transfer tube 3 and is collected in a lower header (not shown). It is configured to be. A heat medium 6 (for example, cooling air) flows outside the heat transfer tube 3, and the heat generated by absorption is radiated to the heat medium via the heat transfer tube 3 and the fins 4. Yes.
[0021]
A weir 5 is fitted in the center of the inner wall of the heat transfer tube 3 in the flow down direction. FIG. 2 is an enlarged view of the weir 5. The weir 5 has a ring shape in which the diameter of the upper end portion 6 is smaller than the diameter of the lower end portion 7, and the liquid storage portion 9 is formed by the lower end portion 7 being closely fitted into the inner wall of the heat transfer tube 3. It is configured as follows. In the vicinity of the lower end portion 7, a plurality of outflow holes 8 are provided for allowing the absorption liquid stored in the liquid storage portion 9 to flow out.
[0022]
The falling liquid film type absorber 1 is configured as described above. Next, the absorption action will be described. The absorbing liquid 2 flowing down while absorbing the refrigerant vapor 11 along the inner wall of the heat transfer tube 3 is blocked by the weir 5 and stored in the liquid storage unit 9. The absorption liquid 2 immediately before flowing into the liquid storage part 9 has a gradient in temperature and concentration at the gas-liquid interface and the heat transfer surface. However, mixing in the liquid storage part 9 makes the temperature and concentration uniform. When the amount of absorbed liquid stored in the liquid storage unit 9 exceeds a certain level, it flows out of the outflow hole 8 again by the action of the minute liquid column differential pressure. The absorbing liquid flowing out has a uniform temperature and concentration as described above. The absorption liquid again flows down the inner wall of the absorption pipe 1 while absorbing the refrigerant vapor, reaches the lowermost part P3, and is further collected in a lower header (not shown).
[0023]
In the present embodiment, the weir 5 has a bowl-shaped ring shape. May be.
[0024]
Further, although one weir 5 is provided at the center of the heat transfer tube, a plurality of weirs can be provided at appropriate positions according to the length of the heat transfer tube, the amount of the dripping liquid of the absorbing liquid, and the like.
[0025]
Further, the number of 8 and the mounting position can be selected according to the length of the heat transfer tube, the dripping liquid amount of the absorbing liquid, and the like.
[0026]
Further, the shape of the outflow portion is not limited to the circular outflow hole, and an arbitrary shape such as a slit or a notch shape can be selected.
[0027]
FIG. 3 is a view showing a second embodiment of the absorber according to the present invention. This embodiment particularly corresponds to claims 1 and 2 . The absorber 20 according to the present invention mainly includes a plurality of heat transfer plate units 21, an absorbing liquid dropping device 23, and a dilute liquid tank 31 that are arranged to face each other, and these are stored in a housing 30. .
[0028]
The heat transfer plate unit 21 has a sealed hollow thin box shape having a long heat transfer surface at the top and bottom, and a heat medium (for example, cooling water) flows through the heat transfer plate unit 21 and absorbs heat generated by absorption of refrigerant vapor. Is provided to the heat medium via the heat transfer surface 22.
[0029]
Now, paying attention to the two heat transfer plate units on the left side, adjacent heat transfer surfaces 22a and 22b are arranged in parallel at a predetermined distance d. In the vicinity of the center of the heat transfer surfaces 22a and 22b, weirs 27a and 27b are provided horizontally in the depth direction of the heat transfer surface. Further, the weirs 27a and 27b are attached to be separated by L with respect to the flow direction.
[0030]
An evaporator (not shown) is provided above the absorber, and the refrigerant vapor 24 supplied from the evaporator is configured to descend through the gap 25 between the heat transfer surfaces 22a and 22b. The absorbing liquid dropping device 23 is provided with a plurality of dropping nozzles 23a so as to drop the absorbing liquid onto the heat transfer surfaces 22a and 22b.
[0031]
FIG. 4 is an enlarged view of the weir portion of the heat transfer surface 22a, FIG. 4 (a) is a cross-sectional view, and FIG. 4 (b) is a front view. The absorbing liquid is indicated by diagonal lines in FIG. 4 (a) and by arrows in FIG. 4 (b). As can be seen from FIG. 4A, a liquid storage portion 28 is formed by the heat transfer surface 22 a and the weir 27. A plurality of outflow holes 29 are provided in the lower portion of the weir 27 at predetermined intervals in the horizontal direction.
[0032]
Next, the absorption action of the absorber 20 will be described with reference to FIGS. The absorbing liquid dropped from the dropping nozzle 23a flows down the heat transfer surface while absorbing the refrigerant vapor from the uppermost part of the heat transfer surface 22a to reach the weir 27a, but is blocked by the weir 27a and stored in the liquid storage unit 28. Will be stored. Up to this point, the absorption liquid has a gradient in temperature and concentration at the gas-liquid interface side and the heat transfer surface side of the liquid film, but by mixing in the liquid storage unit 28, the temperature and concentration are uniform again. And the absorption capacity is restored.
[0033]
When the absorption liquid stored in the liquid storage part 28 reaches a certain amount, it flows out from the outflow hole 29 again by the action of the liquid level differential pressure. Since the absorption liquid that has flowed out has recovered its absorption capacity as described above, the temperature and concentration are made uniform, and it flows down while sufficiently absorbing the refrigerant vapor to reach the bottom, and is further collected in the dilute liquid tank 31. . In this case, since the weirs 27a and 27b are mounted apart by L with respect to the flow-down direction, the supply of the refrigerant vapor descending the gap 25 between the two heat transfer surfaces is sufficiently performed.
[0034]
In the present embodiment, a flat plate is shown as the heat transfer surface. However, the heat transfer surface is not limited to this, and may have another shape, for example, a bellows plate.
[0035]
【Example】
The following tests were performed to evaluate the absorption performance of the absorber according to the present invention. This test is based on the fact that the degree of supercooling of the absorbent at the absorber outlet becomes an absorption performance evaluation index. FIG. 6 is for explaining this principle, and is called a Düring diagram. In the figure, a parallelogram ABCD is a refrigeration cycle of an absorption refrigerator. C → D shows a case where the absorption process is performed ideally (temperature and concentration are uniform in the liquid film thickness direction while maintaining the equilibrium between the gas phase and the liquid phase). In this case, when the temperature reaches Tc in the absorber, absorption starts, and the concentration of the concentrated liquid having the concentration ξi at the absorber inlet decreases as it flows down. And it becomes temperature Td in an absorber exit, and the density | concentration at this time becomes (xi) f (dilute liquid). During this time, the pressure in the absorber is constant at the saturated vapor pressure P of the refrigerant.
[0036]
The above process is a case where absorption is ideally performed, but actually, when the temperature of the diluted solution mixed at the absorber outlet is measured, Td ′ is indicated. That is, it is supercooled by ΔT = Td−Td ′ compared to the ideal state. The causes of supercooling include that the gas phase and the liquid phase are not completely in equilibrium, and that the temperature and concentration are not uniform in the liquid film thickness direction. As described above, in the actual absorber, the solution is cooled excessively by the amount of supercooling, and the capacity is reduced accordingly. Therefore, the smaller the degree of supercooling, the better the absorption performance, and ΔT can be used as an absorption performance index of the absorber.
[0037]
The absorber used in this evaluation test has the same structure as the heat transfer tube shown in FIG. 1 and is composed of a copper tube having a nominal outer diameter of 15.88 mm, a tube thickness of 0.8 mm, and an effective length of 800 mm. A weir is inserted in the vicinity of the central portion in the flow direction. The outer periphery of the heat transfer tube has a finned structure and is cooled with air at 35 ° C. As the absorbing solution, a LiBr solution having a concentration of about 60% was used. The saturated vapor pressure in the heat transfer tube is about 1.2 kPa.
[0038]
Table 1 shows the results of measuring the degree of supercooling using the absorber. For comparison, the table also shows the results of using a conventional type absorber without a weir. As shown in the table, in the conventional type absorber, ΔT (degree of supercooling) is 8.5 ° C. for both experimental results, whereas in the absorber of the present invention, this value is 1. It can be seen that the temperature is 5 to 1.6 ° C. and ΔT is 1/5 or less. From these results, it can be seen that the performance of the absorber of the present invention is greatly improved as compared with the conventional absorber.
[0039]
[Table 1]

【The invention's effect】
ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, it became possible to improve the absorption performance of a falling film type absorber significantly. This made it possible to reduce the size and weight of the absorption refrigerator and reduce the cost.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram showing an absorber according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is an enlarged view of a weir according to the first embodiment.
FIG. 3 is a diagram showing an absorber according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 4 is an enlarged view of a weir portion according to the second embodiment.
FIG. 5 is a diagram showing a conventional falling film absorber.
FIG. 6 is a diagram showing the degree of supercooling of the absorbing liquid.
FIG. 7 is a diagram showing that a gradient occurs in the temperature and concentration distribution as the absorbing liquid flows.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1,20 ... Falling liquid film type | mold absorber, 2, 33 ... Absorption liquid, 3 ... Heat exchanger tube, 4 ... Air-cooling fin, 5, 27a, 27b ... Weir, 6 ... Upper end part, 7 ... Lower end part, 8, 29 ... Outflow hole, 9, 28 ... Liquid storage part, 11, 24 ... Refrigerant vapor, 21 ... Heat transfer plate unit, 22a, 22b ... Heat transfer surface, 23 ... Absorbing liquid dropping device, 23a ... Dropping nozzle, 30 ... Housing, 31 ... Dilute tank

Claims (2)

対向する伝熱面と、伝熱面を流下する吸収液を一旦貯留し再度流下させるための一又は複数の堰と、を備え、該堰は、貯留した吸収液を再分配して流下させるための流出部を備え、かつ、前記伝熱面に設けられた対向する堰は高さをずらして配設されていることを特徴とする流下液膜式吸収器。An opposing heat transfer surface, and one or a plurality of weirs for temporarily storing and reflowing the absorbing liquid flowing down the heat transfer surface, the weir for redistributing and flowing down the stored absorbing liquid The falling liquid film type absorber is characterized in that the opposing weirs provided on the heat transfer surface are arranged at different heights. 前記伝熱面が、平板で形成されていることを特徴とする請求項１に記載の流下液膜式吸収器。The falling film absorber according to claim 1 , wherein the heat transfer surface is formed of a flat plate.

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