JPH058248U - 吸収凝縮熱交換器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 吸収凝縮熱交換器において、熱媒蒸気を吸収
する吸収液を確実に伝熱面に散布して効率のよい熱媒蒸
気の吸収を行ない。また、部分負荷時においても安定し
た運転を行なうことができるようにする。 【構成】 シェル１と、シェル１内に鉛直状に配置され
内部に冷却媒体が供給され外側伝熱面が熱媒蒸気に接触
する複数の伝熱板８と、伝熱板８の上部に設けられ伝熱
板８の外側伝熱面に吸収液を流す小孔も有する流路（ト
レイ１１）を設けた。また更に、流路に設けられた高さ
の異なる複数の仕切板と、該仕切板のうち高さの低い仕
切板付近に設けられた吸収液供給手段を備えた。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、吸収式冷凍機，混合熱媒プラント，ヒートポンプなどに使用される 吸収凝縮熱交換器に関する。

【０００２】

【従来の技術】

従来技術の吸収凝縮熱交換器を、図１２ないし図１７によって説明する。

【０００３】 図１４及び図１５には、吸収液が散布され熱媒蒸気の吸収が行なわれる伝熱面 １０が示されている。吸収液は、伝熱面１０に散布され熱媒蒸気を吸収しながら 流下する。１５，１６は冷却水の出口及び入口流路であり、シールパッキン１２ ，１３により吸収液の流下する伝熱面１０上には流出しない構造となっている。 図１６及び図１７には、冷却水の流れる伝熱面９が示されている。冷却水は、伝 熱面９の下部の冷却水入口流路１６より流入し、伝熱面９の上部の冷却水流路１ ５より流出する。冷却水は伝熱面の四周に設置してあるシールパッキン１４によ り伝熱面１０外部には流出しない構造となっている。

【０００４】 図１２及び図１３に示すように、これらの伝熱面９，１０を、それぞれ外側面 と内側面に形成する伝熱板８を鉛直に互いに間隔をおいてシェル１内に複数配置 することによって、吸収凝縮を行なう伝熱面１０と冷却を行なう伝熱面９とを交 互に構成し、冷却水入口配管５，冷却水出口配管４，熱媒蒸気入口ノズル２，吸 収液入口ノズル３，復液流出ノズル７をシェル１に取付けることにより、吸収凝 縮熱交換器を構成している。

【０００５】 冷却水は、冷却水入口配管５より流入し、冷却水入口流路１６を経て伝熱面９ を冷却した後、冷却水出口流路１５を経て冷却水配管４より流出する。吸収液は 、シェル１内の上部に設けられた吸収液入口ノズル３より流入し、例えば散水ス プレーで矢印で示すように伝熱面１０上に散布される。熱媒蒸気は、シェル１の 上部に設けられた熱媒蒸気入口ノズル２より流入し、シェル１内に充満し伝熱面 １０上を流れる吸収液に吸収され復液６となり、シェル１の下部に設けられた復 液流出ノズル７より流出する。

【０００６】

【考案が解決しようとする課題】

前記の従来の吸収凝縮熱交換器では、吸収液入口ノズルから流入した吸収液を 例えば散布ノズルで伝熱面に散布するため、伝熱面以外の場所に散布される吸収 液の量が多く、熱媒蒸気の吸収が効率良く行なえない不都合があった。

【０００７】 また、吸収凝縮器においては、伝熱面上を流下する吸収液を常に最適な液膜厚 さに保持することが必須条件である。しかし、前記従来の吸収凝縮熱交換器では 、吸収液を散布する装置の構造上熱交換器計画運転条件を中心にして設計せざる を得なかったため、計画運転条件においては、吸収液が伝熱面全体に最適な液膜 厚さで分散，流下するものの，部分負荷運転等、計画運転条件をはずれた場合は 、吸収液の液膜厚さが不適当となったり、吸収液の分散にムラが発生し、熱交換 器の性能が極端に悪化する不具合があった。

【０００８】 本考案は、以上の問題点を解決することができる吸収凝縮熱交換器を提供しよ うとするものである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】

本考案の吸収凝縮熱交換器は次の手段を講じた。 １． シェルと、シェル内に鉛直状に配置され内部に冷却媒体が供給され外側伝 熱面が熱媒蒸気に接触する複数の伝熱板と、該伝熱板の上部に設けられ伝熱板の 外側伝熱面に吸収液を流す小孔を有する流路とを具備している。 ２． 前記１の本考案において、流路に設けられた高さの異なる複数の仕切板と 、該仕切板のうち高さの低い仕切板付近に設けられた吸収液供給手段とを備えて いる。

【００１０】

【作用】

前記１の本考案では、流路内の吸収液は流路の小孔を経て伝熱板の外側伝熱面 上に均一に散布されて外側伝熱面上を流下して熱媒蒸気を吸収する。従って、吸 収液が外側伝熱面以外に散布されることがなく、吸収液の使用量を低減して熱媒 蒸気の吸収が効率よく行なわれる。

【００１１】 また、運転条件の変動によって流路への吸収液の流入量が変化しても、伝熱板 の外側伝熱面への吸収液の散布状態は実質的に変化することがなく、吸収凝縮熱 交換器の安定した運転が行なわれる。

【００１２】 前記２の本考案では、前記１の本考案の作用に加えて、吸収液供給手段を流路 に設けられた高さの異なる複数の仕切板のうちの高さの低い仕切板付近に設けた ことによって、吸収液の流路への供給量の変化により流路内の吸収液の液面が変 化した時に、吸収液の散布領域が拡大又は縮小される。これによって、伝熱板の 外側伝熱面上の吸収液の液膜の厚さと吸収液の分散は常に適正な状態に保たれ、 流路への吸収液の供給量の変化があっても、熱媒蒸気が効率よく吸収液に吸収さ れる。

【００１３】

【実施例】

本考案の第１の実施例を、図１ないし図６によって説明する。

【００１４】 本実施例は、図１２ないし図１７に示される吸収凝縮熱交換器を以下説明する ように改良したものであって、以下説明する部分以外は両者同一の構成を備えて おり、同一の部分には同一の符号を付してその説明を省略する。

【００１５】 即ち、本実施例では、伝熱板８の外側面の吸収液による吸収凝縮が行なわれる 伝熱面１０の隣接するものの上部の間に、吸収液入口ノズル３に連通し複数の小 孔をもつ吸収液散布用のトレイ１１を設けている。

【００１６】 本実施例では、吸収液入口ノズル３からトレイ１１に流入した吸収液は、トレ イ１１に設けた複数の小孔から分散して前記伝熱面１０上に散布されて流下し、 伝熱面１０以外に散布されることがない。これによって、熱媒蒸気が効率よく吸 収液に吸収されると共に、使用される吸収液の量を低減させることができる。

【００１７】 トレイより伝熱面１０に散布される吸収液の流量Ｑは次式（１）で表わされる 。

【００１８】

【数１】

【００１９】 ここで β：流量係数（通常０．6 程度） Ａ：流路断面積（小孔の総面積） ｇ：重力加速度 ｈ：噴出圧力（ヘッド差） である。

【００２０】 小孔が円孔である場合には、流量Ｑは、

【００２１】

【数２】

【００２２】 ｄ：トレイの小孔の径 ｎ：小孔の数 で表わされる。

【００２３】 従って、小孔の数ｎはできるだけ多くすることが、伝熱面１０にむらなく散布 できることとなって望ましく、またそのピッチは１０mm程度にするのが望ましい 。また、前記（２）式によって、所定の吸収液流量Ｑが得られるように小孔の数 ｎと径ｄが選定される。

【００２４】 本考案の第２の実施例を、図７ないし図１１によって説明する。本実施例は、 前記の第１の実施例において、次に説明するように、トレイに仕切板が設けられ ている。

【００２５】 即ち、トレイ１１の一端部の上方に吸収液入口ノズル３の端部が位置するよう に設置し、トレイ１１の前記一端と他端との間に間隔をおいて平行にトレイ１１ を横切る複数の仕切板１１−１を設け、同仕切板１１の高さを吸収液入口ノズル ３に近い方から遠い方へと順次高くしている。また、隣接する仕切板１１−１の 間には仕切板１１−１と平行に複数の円形の小孔１１−２が設けられている。

【００２６】 前記仕切板１１−１高さは、各小孔１１−２からの吸収液散布状態がトレイ３ からの吸収液流入量によらず伝熱面１０上に最適な液膜厚さを生じさせるような 流量となるように設定されており、例えば、吸収液流入量が少ない場合は、図１ ０に示すように積層されている熱媒蒸気を吸収する伝熱面１０の一部にのみ吸収 液を散布し、吸収液流入量が多い場合は、図１１に示すように熱媒蒸気を吸収す る伝熱面１０全体に吸収液を散布するようになっている。なお、図１０及び図１ １中、１１−３は吸収液の液面である。

【００２７】 以上のように構成された本実施例では、前記第１の実施例の作用及び効果に加 えて、部分負荷等計画条件をはずれた運転においても、トレイ１１内の吸収液の 液面１１−３が変動する時にトレイ１１に設けられた複数の高の異なる仕切板１ １−１によって、吸収液の散布領域が変動する。これによって、トレイ１１の複 数の小孔１１−２から伝熱面１０上に最適の液膜厚さと分散を生じさせることが できる流量で吸収液が散布され、効率よく熱媒蒸気を吸収液に吸収することがで きる。

【００２８】 なお、本実施例では、前記の式（２）における噴出圧力（ヘッド差）ｈは、仕 切板の高さに相当することとなり、前記の式（２）によって求められる吸収液の 流量Ｑは各仕切板の高さを適宜設定することによって適正な値とすることができ る。

【００２９】

【考案の効果】

以上説明したように、請求項１に記載の本考案では、吸収液は伝熱板の熱媒蒸 気を吸収する外側伝熱面上に均一に散布されて同外側伝熱面を流下するため、流 入した吸収液全てが熱媒蒸気の吸収・復液を行ない、効率良い熱交換を実現する ことができる。

【００３０】 また、運転条件の変動により流路への吸収液流入量が変化しても、外側伝熱面 上への吸収液の散布状態は変化せず、吸収凝縮熱交換器の安定した運転を行なう ことができる。

【００３１】 また、請求項２に記載の本考案では、前記請求項１に記載の本考案の効果に加 えて、部分負荷等計画条件をはずれた吸収凝縮熱交換器の運転においても、熱媒 蒸気を吸収する外側伝熱面上に発生する吸収液液膜厚さ及び吸収液分散は常に最 適の状態に保たれ、吸収凝縮熱交換器の性能の低下を防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の第１の実施例の側面断面図である。

【図２】図１のＩ−Ｉ矢視断面図である。

【図３】同実施例の吸収凝縮を行なう伝熱面の正面図で
ある。

【図４】同伝熱面の側面図である。

【図５】同実施例の冷却水側の伝熱面の正面図である。

【図６】同伝熱面の側面図である。

【図７】本考案の第２の実施例の側面断面図である。

【図８】同実施例の正面断面図である。

【図９】同実施例のトレイの斜視図である。

【図１０】同トレイの低負荷運転時の説明図である。

【図１１】同トレイの高負荷運転時の説明図である。

【図１２】従来の吸収凝縮熱交換器の側面断面図であ
る。

【図１３】同従来の吸収凝縮熱交換器の正面断面図であ
る。

【図１４】同従来の吸収凝縮熱交換器の吸収凝縮を行な
う伝熱面の正面図である。

【図１５】同伝熱面の側面図である。

【図１６】同従来の吸収凝縮熱交換器の冷却水側の伝熱
面の正面図である。

【図１７】同伝熱面の側面図である。

【符号の説明】

１ 熱交換器のシェル ２ 熱媒蒸気入口ノズル ３ 吸収液入口ノズル ４ 冷却水出口配管 ５ 冷却水入口配管 ６ 復液 ７ 復液流出ノズル ８ 伝熱板 ９，１０ 伝熱面 １１ トレイ １１−１ 仕切板 １１−２ 小孔 １１−３ トレイ内の吸収液の液面 １５ 冷却水出口流路 １６ 冷却水入口流路

Claims (2)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 シェルと、該シェル内に鉛直状に配置さ
   れ内部に冷却媒体が供給され外側伝熱面が熱媒蒸気に接
   触する複数の伝熱板と、該伝熱板の上部に設けられ伝熱
   板の外側伝熱面に吸収液を流す小孔を有する流路とを具
   備してなることを特徴とする吸収凝縮熱交換器。
2. 【請求項２】 流路に設けられた高さの異なる複数の仕
   切板と、該仕切板のうち高さの低い仕切板付近に設けら
   れた吸収液供給手段とを備えたことを特徴とする請求項
   １記載の吸収凝縮熱交換器。