JP2012137257A

JP2012137257A - 排ガス熱回収器及び吸収式冷凍機

Info

Publication number: JP2012137257A
Application number: JP2010290575A
Authority: JP
Inventors: Shuji Ishizaki; 修司石崎; Takahiro Kobayashi; 崇浩小林; Tetsuya Tokuda; 徹哉徳田; Tsunehito Momose; 恒仁百瀬; Atsushi Ebisawa; 篤海老澤; Hiroki Ikeda; 弘樹池田
Original assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Current assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Priority date: 2010-12-27
Filing date: 2010-12-27
Publication date: 2012-07-19
Anticipated expiration: 2030-12-27
Also published as: CN102538275B; KR101255955B1; JP5570969B2; CN102538275A; KR20120074203A

Abstract

【課題】伝熱管内における吸収液の流動性の向上を図った排ガス熱回収器および吸収式冷凍機を提供すること。
【解決手段】高温再生器５の燃焼室から排出される排気ガスの排気経路１７に、この排気ガスで吸収器２から高温再生器５へ流れる稀吸収液を加熱する排ガス熱回収器４０を備える吸収式冷凍機において、排ガス熱回収器４０は、排気経路１７の一部となる熱交換室４０Ａ内に排気ガスの流れ方向と直交して配置される複数の伝熱管４３と、これら伝熱管４３の端部に設けられるヘッダー４２Ａ、４２Ｂとを備え、このヘッダー４２Ａ、４２Ｂの上面４２Ａ１、４２Ｂ１と高温再生器５とを接続し、ヘッダー４２Ａ、４２Ｂ内に溜まった気体を高温再生器５に返送する返送配管４９を備えた。
【選択図】図３

Description

本発明は、高温再生器からの排気ガスで吸収液管を流れる吸収液を加熱する排ガス熱回収器、及び、排ガス熱回収器を備える吸収式冷凍機に関する。

従来、高温再生器、低温再生器、凝縮器、蒸発器、及び吸収器を備え、これらを配管接続して吸収液及び冷媒の循環経路をそれぞれ形成した吸収式冷凍機が知られている（例えば、特許文献１参照）。この種の吸収式冷凍機では、高温再生器から排出される排気ガスの排熱を利用すべく、排気ガスの排気経路に排ガス熱回収器が設けられている。
この排ガス熱回収器は、一般に、排気ガスを下方から上方へと流す構成とするとともに、排気ガスの流れ方向と交差して配置される多段多列の伝熱管と、これら伝熱管の端部に設けられるヘッダーとを備え、このヘッダーを介して、排気経路の下段側の伝熱管から上段側の伝熱管へ吸収液を流すことにより、当該吸収液の加熱を行っている。

特開２００５−２８２９６８号公報

ところで、排ガス熱回収器における熱交換効率を検討すると、吸収液を排気ガスと対向させて流す、すなわち、吸収液を排気経路の上段側の伝熱管から下段側の伝熱管へ流す構成とするのが好ましい。
しかし、上記したように吸収液を流す構成とすると、ヘッダー内に吸収液から沸騰された水蒸気等の気体が溜まり易くなり、この気体が流動抵抗となって伝熱管内における吸収液の流れを阻害するおそれがあるといった問題がある。
本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、伝熱管内における吸収液の流動性の向上を図った排ガス熱回収器および吸収式冷凍機を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明は、高温再生器、低温再生器、蒸発器、凝縮器及び吸収器を備え、これらを配管接続して吸収液及び冷媒の循環経路をそれぞれ形成し、前記高温再生器の燃焼室から排出される排気ガスの排気経路に、この排気ガスで前記吸収器から前記高温再生器へ流れる吸収液を加熱する排ガス熱回収器を備える吸収式冷凍機において、前記排ガス熱回収器は、前記排気経路内に前記排気ガスの流れ方向と交差して配置される複数の伝熱管と、これら伝熱管の端部に設けられるヘッダーとを備え、このヘッダーの上部と前記高温再生器または前記凝縮器とを接続し、前記ヘッダー内に溜まった気体を前記高温再生器または前記凝縮器に返送する返送配管を備えたことを特徴とする。

この構成によれば、排ガス熱回収器のヘッダーの上部と高温再生器または凝縮器とを接続する返送配管を備えるため、この返送配管を通じて、上記ヘッダー内に溜まった気体を高温再生器内または凝縮器内に戻すことができる。これにより、排ガス熱回収器の伝熱管内での吸収液の流動性が向上するため、排気ガスとの熱交換効率が向上し、当該排気ガスの排熱を有効に利用することができる。

この構成において、前記返送配管は、前記気体の圧力を減圧する減圧手段を備えても良い。さらに、前記減圧手段は、オリフィス板であっても良い。

また、前記返送配管は、スチームトラップを備えても良い。また、前記排気ガスは、前記排気経路内を下方から上方へ流れるとともに、前記吸収液は前記排気ガスと対向するように、前記排気経路の上方の伝熱管から下方の伝熱管へ流れる構成としても良い。

また、本発明は、吸収式冷凍機の高温再生器の燃焼室から排出される排気ガスの排気経路に、この排気ガスで吸収器から前記高温再生器へ流れる吸収液を加熱する排ガス熱回収器において、前記排気経路内に前記排気ガスの流れ方向と交差して配置される複数の伝熱管と、これら伝熱管の端部を繋ぐヘッダーとを備え、このヘッダーの上部と前記高温再生器または凝縮器とを接続し、前記ヘッダー内に溜まった気体を前記高温再生器または前記凝縮器に返送する返送配管を備えたことを特徴とする。

本発明によれば、排ガス熱回収器のヘッダーの上部と高温再生器または凝縮器とを接続する返送配管を備えるため、この返送配管を通じて、上記ヘッダー内に溜まった気体を高温再生器内または凝縮器内に戻すことができる。これにより、排ガス熱回収器の伝熱管内での吸収液の流動性が向上するため、排気ガスとの熱交換効率が向上し、当該排気ガスの排熱を有効に利用することができる。

本実施の形態に係る排ガス熱回収器を適用した吸収式冷凍機の概略構成図である。高温再生器及び排ガス熱回収器を示す斜視図である。図２の側面図である。別の実施形態にかかる返送配管を示す部分拡大図である。別の実施形態にかかる吸収式冷凍機の概略構成図である。

以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。
図１は、本実施の形態に係る排ガス熱回収器を適用した吸収式冷温水機（吸収式冷凍機）の概略構成図である。吸収式冷温水機１００は、冷媒に水を、吸収液に臭化リチウム（ＬｉＢｒ）水溶液を使用した二重効用型の吸収式冷温水機である。吸収式冷温水機１００は、図１に示すように、蒸発器１と、この蒸発器１に並設された吸収器２と、これら蒸発器１及び吸収器２を収納した蒸発器吸収器胴３と、ガスバーナ４を備えた高温再生器５と、低温再生器６と、この低温再生器６に並設された凝縮器７と、これら低温再生器６及び凝縮器７を収納した低温再生器凝縮器胴８と、低温熱交換器１２と、高温熱交換器１３と、冷媒ドレン熱交換器１６と、稀吸収液ポンプＰ１と、濃吸収液ポンプＰ２と、冷媒ポンプＰ３とを備え、これらの各機器が吸収液管２１〜２５及び冷媒管３１〜３５などを介して配管接続されている。
また、符号１４は、蒸発器１内で冷媒と熱交換したブラインを、図示しない熱負荷（例えば空気調和装置）に循環供給するための冷温水管であり、この冷温水管１４の一部に形成された伝熱部１４Ａが蒸発器１内に配置されている。冷温水管１４の伝熱部１４Ａ下流側には、当該冷温水管１４内を流通するブラインの温度を計測する温度センサ６１が設けられている。符号１５は、吸収器２及び凝縮器７に順次冷却水を流通させるための冷却水管であり、この冷却水管１５の一部に形成された各伝熱部１５Ａ、１５Ｂがそれぞれ吸収器２及び凝縮器７内に配置されている。符号５０は、吸収式冷温水機１００全体の制御を司る制御装置である。

吸収器２は、蒸発器１で蒸発した冷媒蒸気を吸収液に吸収させ、蒸発器吸収器胴３内の圧力を高真空状態に保つ機能を有する。この吸収器２の下部には、冷媒蒸気を吸収して稀釈された稀吸収液が溜まる稀吸収液溜まり２Ａが形成され、この稀吸収液溜まり２Ａには、インバータ５１により周波数可変に制御される稀吸収液ポンプＰ１が設けられた稀吸収液管２１の一端が接続されている。この稀吸収液管２１は、稀吸収液ポンプＰ１の下流側で第１稀吸収液管２１Ａと第２稀吸収液管２１Ｂとに分岐され、第１稀吸収液管２１Ａは冷媒ドレン熱交換器１６を経由し、第２稀吸収液管２１Ｂは低温熱交換器１２を経由した後に再び合流する。稀吸収液管２１の他端は、高温熱交換器１３を経由した後、第３稀吸収液管２１Ｃと第４稀吸収液管（吸収液管）２１Ｄとに分岐され、第３稀吸収液管２１Ｃは高温再生器５内に形成された熱交換部（燃焼室）５Ａの上方に位置する気層部５Ｂに開口し、第４稀吸収液管２１Ｄは排ガス熱回収器４０を経由した後、高温再生器５の気層部５Ｂに開口している。

高温再生器５の下部には、例えば都市ガス等の燃料に点火する点火器４Ａと、燃料量を制御して熱源量を可変にする燃料制御弁４Ｂとを備えるガスバーナ４が収容されている。高温再生器５には、ガスバーナ４の上方に当該ガスバーナ４の火炎を熱源として吸収液を加熱再生する熱交換部５Ａが形成されている。この熱交換部５Ａには、ガスバーナ４で燃焼された排気ガスが流通する排気経路１７が接続され、この排気経路１７には、排ガス熱回収器４０が設けられている。熱交換部５Ａの側方には、この熱交換部５Ａで加熱再生された中間吸収液が溜まる中間吸収液溜まり５Ｃが形成されている。

中間吸収液溜まり５Ｃの下端には、中間吸収液管２２の一端が接続され、この中間吸収液管２２の他端は、高温熱交換器１３を介して、低温再生器６内の上部に形成された気層部６Ａに開口している。高温熱交換器１３は、中間吸収液溜まり５Ｃから流出した高温の吸収液の温熱で稀吸収液管２１を流れる吸収液を加熱するものであり、高温再生器５におけるガスバーナ４の燃料消費量の低減を図っている。また、中間吸収液管２２の高温熱交換器１３上流側と吸収器２とは開閉弁Ｖ１が介在する吸収液管２３により接続されている。

低温再生器６は、高温再生器５で分離された冷媒蒸気を熱源として、気層部６Ａの下方に形成された吸収液溜まり６Ｂに溜まった吸収液を加熱再生するものであり、吸収液溜まり６Ｂには、高温再生器５の上端部から凝縮器７の底部への延びる冷媒管３１の一部に形成される伝熱部３１Ａが配置されている。この冷媒管３１に冷媒蒸気を流通させることにより、上記伝熱部３１Ａを介して、冷媒蒸気の温熱が吸収液溜まり６Ｂに溜まった吸収液に伝達され、この吸収液が更に濃縮される。
低温再生器６の吸収液溜まり６Ｂの下端には、濃吸収液管２４の一端が接続され、この濃吸収液管２４の他端は、濃吸収液ポンプＰ２及び低温熱交換器１２を介して、吸収器２の気層部２Ｂ上部に設けられる濃液散布器２Ｃに接続されている。低温熱交換器１２は、低温再生器６の吸収液溜まり６Ｂから流出した濃吸収液の温熱で第２稀吸収液管２１Ｂを流れる稀吸収液を加熱するものである。また、濃吸収液ポンプＰ２の上流側には、この濃吸収液ポンプＰ２及び低温熱交換器１２をバイパスするバイパス管２５が設けられており、濃吸収液ポンプＰ２の運転が停止している場合には、低温再生器６の吸収液溜まり６Ｂから流出した吸収液は、バイパス管２５通じて低温熱交換器１２を経由することなく吸収器２内に供給される。

上述のように、高温再生器５の気層部５Ｂと凝縮器７の底部とは、低温再生器６の吸収液溜まり６Ｂに配管された伝熱部３１Ａ及び冷媒ドレン熱交換器１６を経由する冷媒管３１により接続され、この冷媒管３１の伝熱部３１Ａ上流側と吸収器２の気層部２Ｂとは開閉弁Ｖ２が介在する冷媒管３２により接続されている。また、凝縮器７の底部と蒸発器１の気層部１ＡとはＵシール部３３Ａが介在する冷媒管３３により接続されている。また、蒸発器１の下方には、液化した冷媒が溜まる冷媒液溜まり１Ｂが形成され、この冷媒液溜まり１Ｂと蒸発器１の気層部１Ａ上部に配置される散布器１Ｃとは冷媒ポンプＰ３が介在する冷媒管３４により接続されている。この冷媒管３４の冷媒ポンプＰ３下流側と吸収器２の吸収液溜まり２Ａとは冷媒管３５により接続されている。また、冷却水管１５の伝熱部１５Ｂ出口側との冷温水管１４の伝熱部１４Ａの出口側とは、開閉弁Ｖ３が介在する連通管３６により接続されている。

吸収式冷温水機１００は、制御装置５０の制御により、冷温水管１４から冷水を取り出す冷房運転と、この冷温水管１４から温水を取り出す暖房運転とに切り替え運転される。
冷房運転時には、冷温水管１４を介して図示しない熱負荷に循環供給されるブライン（例えば冷水）の蒸発器１出口側温度が所定の設定温度、例えば７℃になるように吸収式冷温水機１００に投入される熱量が制御装置５０により制御される。具体的には、制御装置５０は、すべてのポンプＰ１〜Ｐ３を起動し、且つ、ガスバーナ４においてガスを燃焼させ、温度センサ６１が計測するブラインの温度が所定の７℃となるようにガスバーナ４の火力を制御する。なお、冷房運転時には、開閉弁Ｖ１〜Ｖ３は閉じられる。

吸収器２から稀吸収液管２１を介して、稀吸収液ポンプＰ１により揚液された稀吸収液は、冷媒ドレン熱交換器１６又は低温熱交換器１２と、高温熱交換器１３とを経由するとともに、一部は排ガス熱回収器４０を経由して高温再生器５へ送られる。高温再生器５に搬送された稀吸収液は、この高温再生器５でガスバーナ４による火炎および高温の燃焼ガスにより加熱されるため、この稀吸収液中の冷媒が蒸発分離する。高温再生器５で冷媒を蒸発分離して濃度が上昇した中間吸収液は、高温熱交換器１３を経由して低温再生器６へ送られる。この低温再生器６において、中間吸収液は、高温再生器５から冷媒管３１を介して供給されて伝熱部３１Ａに流入する高温の冷媒蒸気により加熱され、さらに冷媒が分離して濃度が一段と高くなり、この濃吸収液が濃吸収液ポンプＰ２及び低温熱交換器１２を経由して吸収器２へ送られ、濃液散布器２Ｃの上方から散布される。

一方、低温再生器６で分離生成した冷媒は凝縮器７に入って凝縮する。そして、凝縮器７で生成された冷媒液は冷媒管３３を経由して蒸発器１に入り、冷媒ポンプＰ３の運転により揚液されて散布器１Ｃから冷温水管１４の伝熱部１４Ａの上に散布される。
伝熱部１４Ａの上に散布された冷媒液は、伝熱部１４Ａの内部を通るブラインから気化熱を奪って蒸発するので、伝熱部１４Ａの内部を通るブラインは冷却され、こうして温度を下げたブラインが冷温水管１４から熱負荷に供給されて冷房等の冷却運転が行われる。
そして、蒸発器１で蒸発した冷媒は吸収器２へ入り、低温再生器６より供給されて上方から散布される濃吸収液に吸収されて、吸収器２の稀吸収液溜まり２Ａに溜まり、稀吸収液ポンプＰ１によって高温再生器５に搬送される循環を繰り返す。なお、吸収液が冷媒を吸収する際に発生する熱は、吸収器２内に配置される冷却水管１５の伝熱部１５Ａにより冷却される。

暖房運転時には、冷温水管１４を介して熱負荷に循環供給されるブライン（例えば温水）の蒸発器１出口側温度が所定の設定温度、例えば５５℃になるように吸収式冷温水機１００に投入される熱量が制御装置５０により制御される。具体的には、制御装置５０は、すべてのポンプＰ１〜Ｐ３を起動し、且つ、ガスバーナ４においてガスを燃焼させ、温度センサ６１が計測するブラインの温度が所定の５５℃となるようにガスバーナ４の火力を制御する。また、冷却水管１５への冷却水の流通が止められる。なお、暖房運転時には、開閉弁Ｖ１〜Ｖ３は開かれる。
この場合、高温再生器５で稀吸収液から蒸発した冷媒は、冷媒管３１の途中から主に流路抵抗の小さい冷媒管３２を通って吸収器２、蒸発器１に入り、冷温水管１４から供給される水と伝熱部１４Ａを介して熱交換して凝縮し、このときの凝縮熱によって伝熱部１４Ａの内部を流れる水が加熱される。こうして温度を上げたブラインが冷温水管１４から熱負荷に供給されて暖房運転が行われる。

蒸発器１で加熱作用を行って凝縮した冷媒は、蒸発器１の底部の冷媒液溜まり１Ｂから冷媒ポンプＰ３によって、冷媒管３５を通って吸収器２に入り、この吸収器２内で、吸収液管２３及び開閉弁Ｖ１を通って高温再生器５から流入する吸収液と混合され、稀吸収液ポンプＰ１の運転によって、稀吸収液管２１から冷媒ドレン熱交換器１６又は低温熱交換器１２と、高温熱交換器１３とを経由するとともに、一部は排ガス熱回収器４０を経由して高温再生器５へ送られる。

図２は、高温再生器５及び排ガス熱回収器４０を示す斜視図であり、図３は、図２の側面図である。なお、以下に述べる前後、左右、上下といった方向は、排ガス熱回収器４０を図３に示すように設置した状態でその前面側から見た場合の方向を示している。この図３では、排ガス熱回収器４０が備える伝熱管の配置構成の理解のため、部分的に内部を明示している。
高温再生器５は、図２に示すように、架台５５の上に配置される横長の本体５２を備え、この本体５２内にガスバーナ４が収容される燃焼室、熱交換部５Ａ、気層部５Ｂがそれぞれ形成される。また、本体５２の左側面の下部には、上記ガスバーナ４を取り付けるためのフランジ５３が形成され、本体５２の前面には、熱交換部５Ａで加熱再生された中間吸収液が溜まる中間吸収液溜まり５Ｃが前面側に突出して形成されている。

また、高温再生器５には、上記したフランジ５３の上方に排ガス熱回収器４０が取り付けられている。この排ガス熱回収器４０は、第４稀吸収液管２１Ｄの一部を収容し、この第４稀吸収液管２１Ｄを流れる稀吸収液を高温再生器５の燃焼室からの排気ガスで加熱する熱交換室４０Ａと、熱交換後の排気ガスを設備側の煙道に排気する略鉛直方向に起立した煙突４０Ｂとを備えている。本実施形態では、排気ガスは、熱交換室４０Ａ内を下方から上方に向けて流れ、その際に第４稀吸収液管２１Ｄを流れる稀吸収液に排熱が回収され、当該稀吸収液が加熱される。

排ガス熱回収器４０は、図２に示すように、略箱状に形成された筐体４１を備え、この筐体４１の上面に煙突４０Ｂが形成され、当該筐体４１内に排気経路１７の一部となる熱交換室４０Ａが形成される。熱交換室４０Ａ内には、図３に示すように、多段多列に配置された複数の伝熱管４３を備え、これら伝熱管４３は、筐体４１の前後方向に延びて、当該筐体４１内を略鉛直上方へ流れる排気ガスの流れ方向と略直交するように設けられている。
また、筐体４１の前面４１Ａ及び背面４１Ｂ（図２）には、伝熱管４３の端部に接続されるヘッダー４２Ａ、４２Ｂがそれぞれ形成される。これらヘッダー４２Ａ、４２Ｂ内は、図３に示すように、複数の仕切板４４で伝熱管４３、４３の間を上下に仕切られており、これにより排ガス熱回収器４０に流入した吸収液が伝熱管４３の各段を通じて順次流れるように構成される。また、ヘッダー４２Ａ、４２Ｂには、それぞれ入口管４５及び出口管４６が接続され、本実施形態では、これら入口管４５、出口管４６、ヘッダー４２Ａ、４２Ｂ及び各伝熱管４３を備えて、上記した第４稀吸収液管２１Ｄが形成される。

出口管４６には、高温再生器５の本体５２の上面から上方に延出する液抜け防止用配管５４に接続されている。この液抜け防止用配管５４は、図３に示すように、上部が二重管構造に形成され、出口管４６は、内管５４Ａの上縁よりも若干低い位置で外管５４Ｂに接続されている。出口管４６を通じて液抜け防止用配管５４内に流入した稀吸収液は、この内管５４Ａと外管５４Ｂとの間に溜まり、液面が内管５４Ａの上縁よりも高くなると、この内管５４Ａを通じて、高温再生器５の本体５２内に流れ込む。通常時では、液抜け防止用配管５４内の液面は内管５４Ａの上縁付近に保たれるため、排ガス熱回収器４０内の稀吸収液も略同じ高さ位置で保持されることにより、当該排ガス熱回収器４０内の稀吸収液が抜ける事態が回避され、空炊きの防止が図られる。

ところで、熱交換器では、一般に、流体同士を対向流として熱交換させると熱交換効率が向上することが知られている。このため、本実施形態にかかる排ガス熱回収器４０では、ヘッダー４２Ａ、４２Ｂの上部に入口管４５が接続される流入口４７を設け、下部に出口管４６が接続される流出口４８を設け、稀吸収液を熱交換室４０Ａ内の上段の伝熱管４３から下段の伝熱管４３へ順次流すことにより、熱交換効率の向上及び当該排ガス熱回収器４０の筐体４１の小型化を実現している。
一方、稀吸収液は排気ガスにより加熱された際に、この吸収液中の冷媒（水）が沸騰して冷媒蒸気（水蒸気）を発生するとともに、冷媒中に溶存していた不凝縮ガス（例えば、水素や窒素等）が発生する場合がある。このため、稀吸収液を上段の伝熱管４３から下段の伝熱管４３へと流す構成では、熱交換効率が向上するものの、加熱時に発生した気体がヘッダー４２Ａ、４２Ｂ内に溜まり易くなることが想定される。

本構成では、各ヘッダー４２Ａ、４２Ｂの上面（上部）４２Ａ１、４２Ｂ１に、当該ヘッダー４２Ａ、４２Ｂ内に溜まった気体を高温再生器５内に返送する返送配管４９が設けられている。ヘッダー４２Ａ、４２Ｂの上面４２Ａ１、４２Ｂ１から延びる各返送配管４９、４９は、合流して１つの返送配管４９として延び、液抜け防止用配管５４の上部に接続される。この返送配管４９は、液抜け防止用配管５４を介して、高温再生器５の本体５２の上面に接続されて当該本体５２内の気層部５Ｂに開口する。そして、排ガス熱回収器４０と高温再生器５との差圧により、ヘッダー４２Ａ、４２Ｂ内に溜まった気体が高温再生器５内に返送される。
ここで、高温再生器５では、稀吸収液を加熱して濃縮する際に、排ガス熱回収器４０と同様に冷媒蒸気及び不凝縮ガスが発生する。これらの気体は、上述のように、低温再生器６を通じて凝縮器７に流入し、この凝縮器７で冷媒蒸気は凝縮され、不凝縮ガスは当該凝縮器７に接続される抽気装置（不図示）により循環経路から排出される。このため、排ガス熱回収器４０の各ヘッダー４２Ａ、４２Ｂの上面４２Ａ１、４２Ｂ１と高温再生器５とを、返送配管４９で接続するといった簡単な構成で、当該ヘッダー４２Ａ、４２Ｂ内に溜まった気体を排ガス熱回収器４０外に排出できるとともに、当該気体を外部で処理（凝縮及び抽気）することができる。さらに、高温再生器５は、排ガス熱回収器４０と近接して配置されているため、返送配管４９の配設を簡単に行うことができる。
また、本実施形態では、返送配管４９は、液抜け防止用配管５４を介して、高温再生器５に接続されているため、この液抜け防止用配管５４が返送配管４９を保持するステーとして機能し、当該返送配管４９の配設作業をより簡単に行うことができる。

排ガス熱回収器４０に流入する稀吸収液は、稀吸収液ポンプＰ１の吐出圧力により搬送されるため、当該排ガス熱回収器４０内は、大気圧よりも高くなっている。一方、高温再生器５内は、法令上、大気圧よりも低い圧力に設定されているため、排ガス熱回収器４０内の気体は、排ガス熱回収器４０と高温再生器５との差圧によって返送される。
この場合、差圧が大きいと、返送配管４９を通じて、排ガス熱回収器４０内の熱交換されていない稀吸収液までが高温再生器５に返送される恐れがあるため、本実施形態では、返送配管４９には、図３に示すように、ヘッダー４２Ａ、４２Ｂ内の気体の圧力を減圧するためのオリフィス板（減圧手段）６０が設けられ、排ガス熱回収器４０と高温再生器５との差圧が調整されている。このオリフィス板６０に形成される孔（不図示）の径は、通常の運転時における差圧が所定値以下となるように設計されている。
この構成によれば、オリフィス板６０を通過する際に気体の圧力が減圧されるため、排ガス熱回収器４０から高温再生器５への気体の返送量を制御することができる。なお、本実施形態では、減圧手段の一例としてオリフィス板６０を設ける構成について説明したが、上記した差圧を調整できるものであれば、オリフィス板６０に限るものではなく、例えば、ヘッダー４２Ａ、４２Ｂの上面と４２Ａ１、４２Ｂ１と高温再生器５とをキャピラリチューブ等の細管で接続することにより気体を減圧する方式や、返送配管４９に減圧弁を配置する方式としても良い。

次に、別の実施形態について説明する。
上記した実施形態では、返送配管４９にオリフィス板６０を設け、排ガス熱回収器４０と高温再生器５との差圧を調整する構成を説明したが、この別の実施形態では、排ガス熱回収器４０で発生する気体の多くが冷媒蒸気であることに鑑み、図４に示すように、返送配管４９にスチームトラップ６２が設けられている。
このスチームトラップ６２は、返送配管４９内で冷媒蒸気が凝縮した凝縮冷媒を排出するものである。この実施形態では、スチームトラップ６２は、液抜け防止用配管５４の上部に取り付けられ、このスチームトラップ６２を介して、排ガス熱回収器４０と高温再生器５とが返送配管４９で接続される。スチームトラップ６２内に凝縮した冷媒が溜まると、この冷媒により弁口が開いて、凝縮された冷媒が高温再生器５に返送される。不凝縮ガスは、冷媒蒸気に比べて少ないため、凝縮された冷媒が排出される際にこの冷媒とともに高温再生器５に返送される。
この実施形態では、排ガス熱回収器４０で発生する気体の多くが冷媒蒸気であることに鑑み、返送配管４９にスチームトラップ６２を設けたため、このスチームトラップ６２によりヘッダー４２Ａ、４２Ｂに貯留した冷媒蒸気を液冷媒として高温再生器５に返送することができる。この構成では、スチームトラップ６２内に凝縮した液冷媒が溜まれば、その都度、高温再生器５に返送するため、高温再生器５への返送量を管理することができる。さらに、この構成では、吸収式冷凍機の能力に関わらず、排ガス熱回収器４０で発生する冷媒蒸気量よりも大きな処理能力を有するスチームトラップを返送配管４９に配置すればよい。

以上説明したように、本実施の形態によれば、高温再生器５の燃焼室から排出される排気ガスの排気経路１７に、この排気ガスで吸収器２から高温再生器５へ流れる稀吸収液を加熱する排ガス熱回収器４０を備える吸収式冷温水機１００において、排ガス熱回収器４０は、排気経路１７の一部となる熱交換室４０Ａ内に排気ガスの流れ方向と直交して配置される複数の伝熱管４３と、これら伝熱管４３の端部に設けられるヘッダー４２Ａ、４２Ｂとを備え、このヘッダー４２Ａ、４２Ｂの上面４２Ａ１、４２Ｂ１と高温再生器５とを接続し、ヘッダー４２Ａ、４２Ｂ内に溜まった気体を高温再生器５に返送する返送配管４９を備えたため、ヘッダー４２Ａ、４２Ｂ内の気体を排出できることにより、排ガス熱回収器の伝熱管４３内での稀吸収液の流動性が向上するため、稀吸収液と排気ガスとの熱交換効率が向上し、当該排気ガスの排熱を有効に利用することができる。

また、本実施形態によれば、返送配管４９は、気体の圧力を減圧するためのオリフィス板６０を備えるため、オリフィス板６０を通過する際に気体の圧力が減圧されることで、排ガス熱回収器４０から高温再生器５への気体の返送量を制御することができる。

また、本実施形態によれば、返送配管４９は、スチームトラップ６２を備えるため、このスチームトラップ６２によりヘッダー４２Ａ、４２Ｂに貯留した冷媒蒸気を液冷媒として高温再生器５に返送することができ、高温再生器５への返送量を容易に管理することができる。

また、本実施形態によれば、排気ガスは、筐体４１内を下方から上方へ流れるとともに、稀吸収液は排気ガスと対向するように、筐体４１の上方の伝熱管４３から下方の伝熱管４３へ流れる構成としたため、排気ガスと稀吸収液との熱交換効率が向上するとともに、排ガス熱回収器４０の小型化を図ることができる。

上記実施の形態は本発明の一態様であり、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において適宜変更可能であるのは勿論である。
例えば、上記実施の形態では、排ガス熱回収器４０のヘッダー４２Ａ、４２Ｂの上面４２Ａ１、４２Ｂ１と高温再生器５とを接続する返送配管４９を備える構成について説明したが、これに限るものではなく、図５に示すように、排ガス熱回収器４０と凝縮器７とを接続する返送配管６３を備える構成としても良い。この図５では、記載を省略したが、返送配管６３は、排ガス熱回収器４０のヘッダー４２Ａ、４２Ｂの上面４２Ａ１、４２Ｂ１に接続される。

上述したように、ヘッダー４２Ａ、４２Ｂ内に貯留される気体は、冷媒蒸気（水蒸気）や、冷媒中に溶存している窒素や水素等の不凝縮ガスであり、これら気体を蒸発器１や吸収器２内に返送すると、その分、胴内圧力が上昇するため、吸収式冷温水機１００の性能が低下するため好ましくない。
これに対して、凝縮器７は、そもそも冷媒蒸気を凝縮する機能を有するものであり、さらに、この凝縮器７には、冷媒蒸気に混在する不凝縮ガスを抽出する抽気装置（不図示）が接続されるため、凝縮器７内に気体を返送したとしても、吸収式冷温水機１００の性能を大きく変化させることはない。
しかしながら、凝縮器７内の圧力は、高温再生器５内に比べて十分低いため、返送配管６３にオリフィス板６０を設ける場合には、このオリフィス板６０での差圧調整は高温再生器５に返送する際よりも精度が求められる。さらに、高温再生器５に比べて、凝縮器７は、排ガス熱回収器４０のヘッダー４２Ａ、４２Ｂとの距離が長いため、配置構成上、高温再生器５に返送する方が好ましい。なお、ヘッダー４２Ａ、４２Ｂ内に貯留される気体を凝縮器７に返送する構成においても、返送配管６３にスチームトラップを設けることができるのは勿論である。

また、上記実施の形態では、高温再生器５にて吸収液を加熱する加熱手段として燃料ガスを燃焼させて加熱を行うガスバーナ４を備える構成について説明したが、これに限るものではなく、灯油やＡ重油を燃焼させるバーナを備える構成や、蒸気や排気ガス等の温熱を用いて加熱する構成としてもよい。
また、上記実施の形態では、吸収式冷温水機１００は、高温再生器５から流出した吸収液を低温再生器６に供給するいわゆるシリーズフローサイクルに形成されていたが、これに限定されず、例えば、吸収器から延びる高温再生器及び低温再生器へと２つに分岐するいわゆるパラレルフローサイクルや、低温再生器から流出した吸収液を高温再生器に供給するいわゆるリバースフローサイクルに形成された吸収式冷凍機に本発明を適用してもよい。
また、上記実施の形態では、吸収式冷凍機は二重効用型であるが、一重効用型を始め、一重二重効用型及び三重効用型の吸収式冷凍機及び吸収式ヒートポンプ装置に本発明を適用可能なことは勿論である。

１蒸発器
２吸収器
４ガスバーナ
５高温再生器
６低温再生器
７凝縮器
１７排気経路
２１Ｄ第４稀吸収液管
２１Ｅ伝熱管
４０排ガス熱回収器
４０Ａ熱交換室
４１筐体
４２Ａ、４２Ｂヘッダー
４３伝熱管
４４仕切板
４５入口管
４６出口管
４９、６３返送配管
５４液抜け防止用配管
６０オリフィス板（減圧手段）
６２スチームトラップ
１００吸収式冷温水機（吸収式冷凍機）

Claims

高温再生器、低温再生器、蒸発器、凝縮器及び吸収器を備え、これらを配管接続して吸収液及び冷媒の循環経路をそれぞれ形成し、前記高温再生器の燃焼室から排出される排気ガスの排気経路に、この排気ガスで前記吸収器から前記高温再生器へ流れる吸収液を加熱する排ガス熱回収器を備える吸収式冷凍機において、
前記排ガス熱回収器は、前記排気経路内に前記排気ガスの流れ方向と交差して配置される複数の伝熱管と、これら伝熱管の端部に設けられるヘッダーとを備え、このヘッダーの上部と前記高温再生器または前記凝縮器とを接続し、前記ヘッダー内に溜まった気体を前記高温再生器または前記凝縮器に返送する返送配管を備えたことを特徴とする吸収式冷凍機。
前記返送配管は、前記気体の圧力を減圧する減圧手段を備えることを特徴とする請求項１に記載の吸収式冷凍機。
前記減圧手段は、オリフィス板であることを特徴とする請求項２に記載の吸収式冷凍機。
前記返送配管は、スチームトラップを備えることを特徴とする請求項１に記載の吸収式冷凍機。
前記排気ガスは、前記排気経路内を下方から上方へ流れるとともに、前記吸収液は前記排気ガスと対向するように、前記排気経路の上方の伝熱管から下方の伝熱管へ流れる構成としたことを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の吸収式冷凍機。
吸収式冷凍機の高温再生器の燃焼室から排出される排気ガスの排気経路に、この排気ガスで吸収器から前記高温再生器へ流れる吸収液を加熱する排ガス熱回収器において、
前記排気経路内に前記排気ガスの流れ方向と交差して配置される複数の伝熱管と、これら伝熱管の端部を繋ぐヘッダーとを備え、このヘッダーの上部と前記高温再生器または凝縮器とを接続し、前記ヘッダー内に溜まった気体を前記高温再生器または前記凝縮器に返送する返送配管を備えたことを特徴とする排ガス熱回収器。