JP2652416B2 - 潜熱回収器 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は潜熱回収器に係り、詳しくは、水素を多量に
含む燃料を燃焼させる加熱源の排ガスの熱を、潜熱回収
器によって例えば吸収冷温水機内へ循環される流体や他
の目的に使用される流体に回収させることができる潜熱
回収器に関するものである。

〔従来の技術〕

冷媒と臭化リチウム水溶液が用いられ、それらが凝
縮、蒸発、吸収および再生を繰り返す間に発生する熱の
授受により、冷水あるいは温水が得られるようになって
いる吸収冷凍機においては、臭化リチウムの稀吸収液か
ら多量の蒸気と高濃度吸収液が得られ、吸収冷凍作用や
吸収加熱作用をさせることができる。そのような吸収冷
凍機を含む吸収冷温水機にあっては、蒸発器、吸収器、
凝縮器や低温再生器のほかに高温再生器を備えている場
合があるが、その高温再生器での加熱には水素を多量に
含む都市ガスや天然ガスさらには重油などの燃料が使用
される。

そのような燃料を燃焼すると、かなりの量の水蒸気が
発生するが、その水蒸気を含む排ガスは、例えば約150
℃の高温ガスであり、通常、そのまゝ排ガスダクトなど
から大気に放出される。これでは無駄に熱エネルギが捨
てられることになるので、高温燃焼ガスの熱やその中の
水蒸気の潜熱を回収することができれば、熱効率を向上
させることができる。すなわち、排ガスダクトなどに熱
交換器を設け、その冷温水器内へ循環される例えば吸収
液である流体や別の目的の熱源とするための流体などに
熱を回収させることが望ましい。その際、高温燃焼ガス
の熱エネルギのみならず水蒸気の潜熱をも回収すれば、
より一層、熱効率をあげることが可能となる。

第６図に示す潜熱回収器80のシェル81の内部に、複数
本の伝熱管82が、シェル81に平行な姿勢で管板83A,83B
に固定される。図示しない加熱源に連通する排ガスダク
ト84から矢印86方向に送られる高温燃焼ガスは、伝熱管
82内を流過し、さらに、排ガスダクト85を経て大気に放
出される。入口管87から導入される15〜30℃の吸収液で
ある流体は、シェル81と、前方に位置する管板83Aと、
後方に位置する管板83Bとで形成される密閉空間を流通
し、その間、伝熱管82と接触・熱交換して25〜40℃に昇
温され、出口管88から図示しない高温再生器へ導出され
る。伝熱管82を流過する高温燃焼ガスは、熱交換による
与熱によって25〜40℃に降温される。その降温中に60〜
55℃以下の温度になれば、高温燃焼ガス中の水蒸気が蒸
発潜熱を放出して凝縮する。このようにして、シェル81
内を流通する吸収液である流体によって、高温燃焼ガス
が有する顕熱およびそれに含まれる水蒸気の潜熱が回収
される。

吸収式冷凍機を含む吸収冷温水機における上述の顕熱
およびそれに含まれる水蒸気の潜熱回収は、冷房作動時
に行なわれる。一方、暖房作動時に行なわれる高温燃焼
ガスの顕熱および潜熱の回収にあっては、冷温水機の蒸
発器から送られてくる冷媒液である流体すなわち水がシ
ェル81に導入される。そして、シェル81内を流通するこ
の流体による熱回収は、冷房作動時における吸収液であ
る流体による熱回収と異なり、低圧状態が保持されて、
流体の一部を15〜20℃の低温で気化・蒸発させることが
望ましい。すなわち、高温燃焼ガスに含まれる水蒸気の
潜熱を回収する際、150℃の高温燃焼ガスが授熱によっ
て25〜40℃に降温されるが、その間に60〜55℃以下の温
度になると、それに含まれる水蒸気が凝縮して潜熱を放
出する。その潜熱を有効に回収するため、流体である冷
媒液が15〜20℃で蒸発することによって放出される潜熱
を、吸収することが必要である。

一方、水である冷媒液の低温範囲における蒸発温度と
蒸発圧力との特性は、数値的には温度０℃で蒸発可能な
圧力が水柱で約62mm、10℃で約125mm、20℃で約238mm、
30℃で約432mmとなる。したがって、吸収液と全く同じ
状態すなわち液深が深くなっている状態で冷媒液である
流体がシェル81内を流通すれば、液深による圧力が増大
するので、流体を蒸発させるための温度が著しく上昇
し、潜熱回収に要求される冷媒液の蒸発がなくなるた
め、有効な潜熱の回収が不可能となる。したがって、吸
収液である流体や冷媒液である流体の両者が、共に高温
燃焼ガスの顕熱およびそれに含まれる水蒸気の潜熱を有
効に回収することができる潜熱回収器の開発が望まれ
る。

〔発明が解決しようとする課題〕

上述の潜熱回収器80の構造では、冷房作動時には、吸
収液である流体による高温燃焼ガスの顕熱やそれに含ま
れる潜熱の回収は可能となる。一方、暖房作動時には、
伝熱管82の外部を流通させる冷媒液である流体を低温で
蒸発させるためには、その液深を極めて浅くすることが
要求される。したがって、複数の伝熱管82の背丈を低く
して偏平な配列にすれば、それを収納するシェル81が著
しく偏平なものとなる一方で、伝熱管82に所定の伝熱面
積を与える必要があるので、シェル81は極めて広い面積
を有する構造となる。その結果、潜熱回収器80を設置す
る空間を設けることが困難になるなどの問題がある。そ
して、上述した背丈の高いシェル81や背丈の高い配列と
された伝熱管82を備えた構造の潜熱回収器80にあって
は、適用される吸収冷温水機が冷房作動するときには熱
エネルギを回収することができるが、暖房作動時には、
流体の低温における低圧蒸発が不可能となって、熱エネ
ルギを有効に回収することができなくなる問題がある。

本発明は、上述の問題を解決するためになされたもの
で、その目的は、吸収冷温水機などに付設される潜熱回
収器のシェル内に導入される吸収液や冷媒液である流体
が、共に伝熱管内を流通する高温燃焼ガスから、その顕
熱およびそれに含まれる水蒸気の潜熱を有効に回収する
ことができる構造を備えた潜熱回収器を提供することで
ある。

〔課題を解決するための手段〕

本発明の潜熱回収器は、第１図に示すように、流体を
流通させるシェル２が設けられ、そのシェル２に水素含
有燃料を燃焼させた高温燃焼ガスを流通させる伝熱管３
が装着され、その流体が伝熱管３の外部を流過して高温
燃焼ガスと熱交換する潜熱回収器１にあって、第一導入
弁19〔第２図参照〕を介してシェル２に導入される流体
によって、高温燃焼ガスの保有する顕熱および潜熱を回
収するため、シェル２内の伝熱管３の上部には、搬送さ
れてきた流体で伝熱管外面に液膜を形成させるように、
その流体を散布する散布手段20が設けられ、シェル２の
上部には、蒸発した流体の蒸気を回収する蒸気通路23が
接続される一方、シェル２の下部には、蒸発しえなかっ
た流体の液滴を導出するドレン通路24が接続され、蒸気
通路20とドレン通路24とが合流する気液通路25が形成さ
れ、その気液通路25にに取り出された混合気液の流通を
制御する第一導出弁26が気液通路25に設けられ、第二導
入弁７を介して搬送されてくると共に、シェル２内を満
液状態で流通する流体によって、高温燃焼ガスの保有す
る顕熱および潜熱を回数するため、シェル２内を流過す
る流体を反転させる反転仕切板10と、蛇行させる蛇行仕
切板11〔第３図参照〕とがシェル２内に設けられ、一
方、シェル２内で熱交換した流体のシェル２外への流過
を制御する第二導出弁８がシェル２に設けられ、反転仕
切板10の下部には、蒸発しえなかった流体を集めてドレ
ン通路24に導くための下部通路27が設けられていること
である。

〔作用〕

第一導入弁19〔第２図参照〕および第一導出弁26が開
かれる一方、第二導入弁７および第二導出弁８が閉止さ
れると、第一導入弁19を介して例えば冷媒液である流体
が、シェル２内に設けられた散布手段20に搬送される。
その流体は散布手段20によって伝熱管３に向けて散布さ
れ、伝熱管外面に液膜を形成する一方、伝熱管３内を流
過する高温燃焼ガスと熱交換する。その液膜を形成する
流体の一部が蒸発し、蒸発しえずに昇温した一部の流体
の液滴は、シェル２の下部へ落下する。そして、伝熱管
３の外面において蒸発した蒸気はシェル２の上部に設け
られた蒸気通路23に回収され、シェル２の下部へ落下し
た流体は、ドレン通路24へ導出される。その際、反転仕
切板10の一方側に落下した流体は、下部通路27を通って
反転仕切板10の低位置となる他方側へ移動して集めら
れ、ドレン通路24から円滑に導出される。その回収され
た蒸気と、ドレン通路24へ導出されかつ昇温している流
体と、が気液通路25で合流して混合気液となり、その混
合気液は所望の個所に搬送される。なお、混合気液のそ
れぞれは潜熱回収器１の伝熱管３において、高温燃焼ガ
スの顕熱とそれに含まれる水蒸気の潜熱を能率よく回収
しているので、混合気液は所望個所において回収した熱
エネルギが有効に利用される。したがって、潜熱回収器
１が適用される吸収令温水機の熱効率を著しく高めるこ
とができる。

第一導入弁19および第一導出弁26が閉止される一方、
第二導入弁７および第二導出弁８が開かれると、第二導
入弁７を介して例えば吸収液である流体がシェル２内に
搬送・導入される。その流体は、シェル２内を満液状態
で流通すると共に、蛇行仕切板11に案内され蛇行する。
さらに、反転仕切板10によって、その端部位置で反転さ
れると共に、再度、蛇行仕切板11に案内されながら流過
し、第二導出弁８を介してシェル２の外部に取り出され
る。このように、蛇行を繰り返すと共に反転する流体
は、多数の異なる伝熱管３の外面に接触し、管壁を介し
て熱交換することができるので、伝熱管３内を流過する
高温燃焼ガスの顕熱およびそれに含まれる水蒸気の潜熱
を十分に回収することができる。そして、高温燃焼ガス
から与熱されて昇温した液体は、上述のように第二導出
弁８を介してシェル２の外部に取り出され、所望の個所
に搬送される。そして、搬送された所望個所で、流体の
回収した顕熱と潜熱である熱エネルギが有効に利用され
る。したがって、流体が上述した冷媒液である場合と同
様に流体が吸収液であるときも、潜熱回収器１が適用さ
れる吸収令温水機の熱効率を著しく高めることができ
る。

〔発明の効果〕

本発明の潜熱回収器が吸収冷温水機などに適用される
とき、潜熱回収器のシェル内へ高温燃焼ガスから熱エネ
ルギを回収のために導入される流体として、例えば、冷
水供給時の吸収液あるいは温水供給時の冷媒液の何れが
導入されても、その流体は、シェル内を満液状態にして
流通し、あるいは、シェル内の下方に散布されて伝熱管
外面に液膜を形成することができる。すなわち、導入さ
れた吸収液では、シェル内を満液状態で流過すると共に
蛇行および反転して数多くの伝熱管に接触し、熱交換し
て顕熱や潜熱を奪って昇温し、さらに、冷媒液では散布
されて伝熱管外面に液膜を形成すると共に、高温燃焼ガ
スに含まれる水蒸気よりも低温で蒸発して蒸発潜熱や顕
熱を奪って昇温する。その結果、吸収液や冷媒液である
流体は、共に伝熱管内を流通する高温燃焼ガスから、そ
の顕熱およびそれに含まれる水蒸気の潜熱を能率よく有
効に回収することができる。そして、本発明の潜熱回収
器が適用された例えば吸収冷温水機の熱効率を著しく高
めることができる。

〔実 施 例〕

以下に本発明をその実施例に基づいて詳細に説明す
る。第１図は本発明の一実施例における潜熱回収器１の
要部縦断面図であり、第４図および第５図は本発明の潜
熱回収器１が適用される冷温水機30の系統図である。第
１図に示す潜熱回収器１のシェル２は、幅方向に長くさ
れた矩形断面〔第２図参照〕を有し、その姿勢が水平と
なるように配置される。このシェル２の内部には、高温
燃焼ガスを流通させる複数本の伝熱管３がほゞ水平に配
列され、シェル２の前後に設けられた管板4A,4Bを貫通
した両端部が拡管されて気密となるように固定される。
そして、両管板4A,4Bとシェル２の内面で形成される密
閉空間の後方下部における左側〔第２図参照〕には、後
述する冷温水機30〔第４図参照〕の吸収器32から送られ
てくる吸収液である流体を導入する導入管５が設けられ
る。さらに、密閉空間の後方上部における右側〔第２図
参照〕に設けられ導出管６から、後述するように、シェ
ル２内を流通中に蛇行を繰り返すと共に反転して伝熱管
３の外部を流通し、受熱して15〜25℃から25〜40℃に昇
温した流体が導出され、高温再生器37〔第４図参照〕へ
送られるようになっている。また、導入管５には制御弁
である導二導入弁７が設けられる一方、導出管６には同
じく制御弁である第二導出弁８が設けられている。

一方、シェル２にあっては、第２図に示すように、左
側から右側に向けて傾斜した傾斜板９が、底面2aの上位
置に取り付けられ、後述の蒸発しえなかった流体の液滴
が簡単にドレン通路24に集められるようになっている。
このシェル２の中央位置には、上述の導入管５から導入
されて、シェル２内を流通路2A〔第３図参照〕を矢印12
に沿って流通する流体を、シェル２の前方位置で流通路
2Bへ、すなわち、矢印13に沿って反転させるための反転
仕切板10が取り付けられ、その下面は傾斜板９に固定さ
れる一方、その上面はシェル２の天井面2bに固定されて
いる。さらに、反転仕切板10にあっては、一方の側端部
が管板4Bの内面に固定され、他方の端部10aは、第３図
に示すように、反転流通路2Cとなる広い空間間隔を隔て
管板4Aに対面している。したがって、この反転仕切板10
は、流通路2Aと流通路2Bとを連通させると共に、満液状
態の流体を反転させ、導出管６に流体を円滑に導出させ
ることができる。また、これら流通路2A,2Bには、流通
する流体を蛇行させることによって、流過中の流体が異
なる数多い伝熱管３の外面に接触し、伝熱管３内を流通
する高温燃焼ガスと熱交換して、その熱エネルギを能率
よく回収することができるように、複数〔図示は13枚〕
の蛇行仕切板11が設けられる。シェル２の内面に一方端
が固定されると共に、他端部と反転仕切板10とで蛇行流
通路2cを形成する蛇行仕切板11a〜11gと、逆に、反転仕
切板10の外面に一方端が固定されると共に、他端部とシ
ェル２の内面とで蛇行流通路2dを形成する蛇行仕切板11
h〜11mと、が交互に配置されている。そのため、流通路
2A,2Bを流過する流体は、矢印12に沿って蛇行しながら
熱交換することができる。一方、上述のように、流通路
2Aを流過する流体は反転流通路2Cで矢印13に沿って流通
路2Bへ流入することができる。

さらに、第１図に示すように、シェル２の前端部に
は、高温燃焼ガスを導入するガス導入管14が設けられ、
それは後述する排ガス通路40〔第４図参照〕に接続さ
れ、シェル２の後端部にはガス導出管15が設けられる。
なお、排ガス通路40は後述の燃焼加熱源36〔第４図参
照〕の燃焼室に連通しており、その燃焼室で水素を多量
に含有する都市ガスや天然ガスあるいは重油などが燃焼
されると、水蒸気を含む高温燃焼ガスが発生する。その
高温燃焼ガスが排ガス通路40からガス導入管14内を矢印
16方向に流通して、管板4Aで分散した伝熱管３内を流通
し、降温されながらガス導出管15に導出された後、再
度、排ガス通路40〔第４図参照〕に戻されて排気塔39や
煙突を経て、大気に放出されるようになっている。ま
た、上述したように、高温燃焼ガスに含まれる水蒸気の
潜熱を回収する際、150℃の高温燃焼ガスが授熱によっ
て、25〜40℃に降温するが、その間に60〜55℃以下の温
度になると、それに含まれる水蒸気が凝縮して潜熱を放
出するに伴って、ドレンが伝熱管３内面に付着する。こ
のドレンの付着によって、伝熱管３の熱交換機能は損な
われるので、本例にあっては、ほゞ水平に配置された伝
熱管３を管板4Aから管板4Bに向けて僅かに傾斜した配置
とされ、伝熱管３内に発生したドレンを管板4Bの後方に
速やかに落下させ、シェル２の後部下面に設けられたド
レン管路17から、ドレンをシェル２の外部に取り出せる
ようになっている。

また、第２図に示すシェル２内の上部には、その前部
位置において冷媒液である流体をシェル２内に導入させ
るための導入管18が挿入・固着され、その導入管18に
は、制御弁である第一導入弁19が取り付けられている。
この導入管18は後述するように、蒸発器35〔第４図参
照〕に接続されていて、この導入管18で送られてくる冷
媒液である流体を、伝熱管３の上部から散布するための
散布手段20が、密閉空間の上部に配設される。この散布
手段20は、導入管18から分岐した散布管21と、その散布
管21に取り付けられる散布ノズル体22と、から構成され
る。複数〔図示は４本〕の散布管21は、導入管18から分
岐して第１図に示すように、シェル２上部の前方位置か
ら後方位置までの間を密閉空間において延設され、散布
管21の下部に取り付けられた複数〔図示は11個〕の散布
ノズル体22から、冷媒液が全ての伝熱管３に向けて散布
されるようになっている。散布ノズル体22から冷媒液が
散布されると、冷媒液は伝熱管３の外面に付着して薄い
液膜を形成する。そのとき、第二導入弁７および第二導
出弁８が閉止され、吸収液である流体の導入が行なわれ
ておらず、低圧の冷媒液のみが導入されるので、その薄
い液膜の冷媒液は、高温燃焼ガスに含まれる水蒸気より
も低温で蒸発し、伝熱管３内の高温燃焼ガスから蒸発熱
を能率よく奪うことができる。そして、高温燃焼ガスは
授熱して降温され、上述のように60〜55℃以下になる
と、その中の水蒸気が凝縮して蒸発熱を放出するので、
冷媒液によって、高温燃焼ガスの顕熱およびそれに含ま
れる水蒸気の潜熱が吸収され、冷媒液は上述の蒸発によ
る蒸気と25〜40℃に昇温した液滴となる一方、高温燃焼
ガスは降温して大気に放出されるようになっている。ま
た、上述のように、伝熱管３の外面に付着して液膜を形
成する冷媒液は全て蒸発することはなく、昇温している
が蒸発しえなかった流体は、液滴となってシェル２の底
面2a上部の傾斜板９へ落下する。このようにして、冷媒
液が蒸発して伝熱管３外面に発生して上昇する蒸気と、
傾斜板９へ落下した液滴とを回収するために、蒸気通路
23およびドレン通路24が配設される。すなわち、蒸気通
路23はシェル２の上部位置の外方に設置され、１本の元
管23Aと３本の枝管23Bとよりなり、枝管23Bへ導出され
た蒸気は、元管23Aで合流して矢印方向に搬送される。
一方、ドレン通路24は、シェル２の下部前方位置の傾斜
板９が最低位置となる右側〔第２図参照〕の個所に設け
られ、落下した液滴を全て集めて外部に導出させること
ができる。このドレン通路24はシェル２の外部で蒸気通
路23に接続され、その以降は混合気液を流通させる気液
通路25に形成され、その気液通路25には制御弁である第
一導出弁26が取り付けられ、気液通路25に取り出された
混合気液の流通を制御するようになっており、気液通路
25は吸収令温水機30〔第４図参照〕の蒸発器35に接続さ
れる。なお、この流通路2Aの傾斜板９に落下した液滴
が、流通路2B側に位置するドレン通路24に流下し易くさ
せるため、第１図に示すように、反転仕切板10の下部に
複数〔図示は７個〕の下部通路27である流通孔が穿設さ
れている。この流通孔27は半円状の孔に形成されている
が、要は、液滴がドレン通路24へ容易に導出されような
形状であればよい。

第４図に示す吸収冷温水機30には、潜熱回収器１が適
用されており、この吸収冷温水機30を略述すると、真空
容器31a,31bに吸収器32、低温再生器33、凝縮器34、蒸
発器35がそれぞれ形成され、これらに加えて燃焼加熱源
36を備えた高温再生器37が設けられている。その高温再
生器37で加熱された混合気液状態の吸収液から冷媒蒸気
と濃吸収液を分離する気液分離器38が、低温再生器33と
の間に設けられている。高温再生器37において燃焼加熱
源36で水素を含む燃料が焚かれるので、水蒸気を含む高
温燃焼ガスが排気塔39から排出されるようになってい
る。その排ガス通路40には、その高温燃焼ガスの保有す
る残存熱エネルギを高温再生器37から気液分離器38へ移
動する混合気液である吸収液に与えて熱回収する排熱回
収器41が設けられ、さらに、その下流に本発明の潜熱回
収器１が接続されている。排熱回収器41は例えば二重構
造であり、内筒内が排ガス通路を形成し、その筒壁が収
熱面43となっている。

潜熱回収器１には、冷水供給時に吸収器32の内の吸収
液52の一部を給排するための二つの流路からなる管路70
と、温水供給時、蒸発器35内の冷媒液44を給排する手段
である二つの流路からなる管路45が接続される。そし
て、その管路70,45と潜熱回収器１を接続する流路に
は、上述の第１図および第２図に示す第一導入弁19、第
一導出弁26、第二導入弁７および第二導出弁８が介在さ
れ、一方、ガス導入弁14およびガス導出管15は排ガス通
路40の下流側に接続されている。したがって、排ガス通
路40より排気される高温燃焼ガスの顕熱のみならず潜熱
をも吸収液52あるいは冷媒液44で回収することができ
る。その吸収液は高温再生器37で加熱され、一方、冷媒
液あるいは管路途中で発生した冷媒蒸気は、真空容器31
bに戻されるようになっている。そして、冷水供給時に
は、高温燃焼ガスから回収した分だけ高温再生器37の加
算量を減らすことができ、温水供給時には、飽和蒸気が
吸収器32において自己蒸発し、発生する冷媒蒸気が吸収
器32において吸収される際、その吸収熱分だけ、吸収器
伝熱管46を流過する温水47a〔第５図参照〕を加熱する
ことができるようになっている。

なお、図中の48は冷媒液44を汲み揚げる冷媒ポンプ、
49は管路50に介在された高温吸収液ポンプ、51は吸収器
32内の稀吸収液52を汲み揚げる低温吸収液ポンプ、53は
稀吸収液52を加熱する熱交換器、54は管路50を流過する
吸収液を加熱する熱交換器である。これらの各熱交換器
の加熱側には、低温再生器33からの中間濃度吸収液55お
よび気液分離器38からの濃吸収液56が供給され、熱交換
器53,54で放熱した後の吸収液は、吸収液伝熱管46に散
布される。その吸収液伝熱管46は凝縮器伝熱管57に接続
され、その出口から冷水供給時は冷却水58b〔第４図参
照〕が放出され、温水供給時は所望温度の温水58a〔第
５図参照〕を取り出すことができるようになっている。

このような構成の潜熱回収器１が適用された吸収冷温
水機30にあっては、次のようにして、潜熱回収器１は、
高温燃焼ガスから顕熱とそれに含まれる水蒸気の潜熱と
を能率よく回収することができる。

第４図に示す吸収冷温水機30のように、冷水供給時に
高温燃焼ガスの顕熱およびそれに含まれる水蒸気の潜熱
を回収する場合、管路70の上流に位置する開閉弁64,65
が開かれると共に、管路45に介在された開閉弁61,62が
閉止され、吸収器32の稀吸収液52は吸収液ポンプ51によ
って導出される。さらに、潜熱回収器１の周りに位置す
る第二導入弁７および第二導出弁８が開かれる一方、第
一導入弁19および第一導出弁26は閉止されている。した
がって、稀吸収液52である流体は、第１図に示す導入管
５からシェル２内に導入される。一方、吸収液ポンプ51
で導出された残りの稀吸収液52は低温再生器33へ導出さ
れ、その間に熱交換器53で加熱され、さらに、低温再生
器33の伝熱管59で加熱されて中間濃度吸収液55となり、
その中間濃度吸収液55は吸収液ポンプ49によって管路50
を経て、熱交換器54で加熱されながら高温再生器37へ取
り出される。そして、第１図に示す導入管５からシェル
２内に導出された稀吸収液52は、反転仕切板10やシェル
２に取り付けられた蛇行仕切板11a,11h,11b,11i,11c,11
jおよび11d〔第３図参照〕に案内され、矢印12に沿って
蛇行しながら流通路2Aを流過する。そして、流体は反転
仕切板10の端部10aの近傍において矢印13に沿って反転
し、さらに、流通路2Cを通って流通路2Bに導入され、蛇
行仕切板11k,11e,11l,11f,11mおよび11gに案内され、矢
印12に沿って蛇行しながら流過する。その流過中に、流
体は多数の異なる伝熱管３の外面に接触して熱交換し、
15〜25℃から25〜40℃に昇温された後、導出管６から導
出される。その稀吸収液52は、第４図に示す開閉弁62が
閉止されているので、直ちに、低温再生器33へ導入され
て熱交換器53で加熱された稀吸収液と合流し、低温再生
器33で加熱濃縮されて中間濃度吸収液55となり、燃焼中
の燃焼加熱源36によって加熱され、気液分離器38で冷媒
蒸発と高温の吸収能力が高められた濃吸収液56に分離さ
れる。その冷媒蒸発は低温再生器33の伝熱管59に送られ
る。そして、濃吸収液56は熱交換器53,54の加熱側を流
過して稀吸収液52を加熱し、放熱した後の濃吸収液56
は、吸収液伝熱管46に上方から散布され、蒸発器35から
くる冷媒蒸気を吸収しながら稀吸収液52となる。その吸
収液伝熱管46は凝縮器伝熱管57に接続されているため、
その出口から冷水供給時は冷却水58bが放出される。そ
のとき、吸収能力が高められた濃吸収液56は能率よく冷
媒蒸気を吸収することができる。

一方、燃焼加熱源36で発生した高温燃焼ガスには、そ
の燃料の全発熱量が10％に相当する水蒸気が含まれ、そ
れが排ガス通路40を通り、第１図に示すガス導入管14を
経てシェル２に導入され、管板4Aで分散して伝熱管３内
を流過する間に、管壁を介して稀吸収液52に与熱する。
そして、約150℃の高温燃焼ガスは25〜40℃に降温され
るが、60〜55℃になるとそれに含まれる水蒸気が凝縮し
て蒸発潜熱を放出する。その潜熱や高温燃焼ガスが有す
る顕熱は稀吸収液52により回収される一方、凝縮した水
蒸気は水滴となって伝熱管３の内面に付着し、ドレンに
成長すると伝熱管３の熱交換機能を損なう。しかし、伝
熱管３が僅かに流通方向に傾斜しているので、そのドレ
ンは管板4Bの後方に流下してシェル２に落下し、ドレン
管路17からシェル２外部に取り出され、伝熱管３による
熱交換は円滑に進められる。与熱後の高温燃焼ガスはガ
ス導出管15を経て、排気筒39や煙突を経て大気に放出さ
れる。

このように、潜熱回収器１において、流体である吸収
液により回収された高温燃焼ガスの熱エネルギ分だけ、
高温再生器37における燃料の燃焼を減らすことができ
る。

第５図に示す吸収冷温水機30のように、温水供給時に
高温燃焼ガスの顕熱およびそれに含まれる水蒸気の潜熱
を回収する場合、管路70の上流に位置する開閉弁64,65
が閉止されると共に、管路45に介在された開閉弁61,62
が開かれ、蒸発器35の冷媒液44は冷媒ポンプ48によって
導出される。さらに、潜熱回収器１の周りに位置する第
二導入弁７および第二導出弁８が閉止される一方、第一
導入弁19および第一導出弁26は開かれている。したがっ
て、冷媒液44である流体は、第１図に示す導入管18に導
入され、密閉空間に位置する導入管18より分岐した散布
手段20を構成する散布管21〔第２図参照〕内を、管板4A
から管板5Bへ向かう方向に流過する。その流過中の冷媒
液は、散布管21の下部に取り付けられた散布ノズル体22
から、下方に位置する伝熱管３に向けて散布される。そ
の散布された冷媒液は、伝熱管３の外面に薄い液膜を形
成して付着する。このとき、シェル２内の圧力は極めて
低圧に維持されており、付着した冷媒液の一部は、高温
燃焼ガスに含まれる水蒸気よりも低温で直ちに蒸発し、
高温燃焼ガスにおける顕熱および蒸発潜熱を吸収する一
方、伝熱管３に付着した冷媒液の一部は、伝熱管３の管
壁を介して高温燃焼ガスと熱交換して昇温した後、傾斜
板９に落下する。この蒸発や昇温によって、伝熱管３内
を流過する高温燃焼ガスが60〜55℃以下に降温されると
き、それに含まれる水蒸気は蒸発潜熱を放出して凝縮す
る。その放出された潜熱は上述のように冷媒液によって
回収され、ドレン化した水滴は伝熱管内を流下して、ド
レン管路17からシェル２の外部に取り出され、伝熱管３
の熱交換機能を損なうことはない。そして、伝熱管３の
外面で蒸発した蒸気が天井面2bまで上昇した後、それぞ
れ別れて枝管23Bをさらに上昇して元管23Aで合流する。
そして蒸気通路23中を矢印方向に流過して気液通路25に
導出される。一方、昇温状態で落下した冷媒液の中に
は、傾斜板９の流通路2A〔第３図参照〕へ落下した冷媒
液は、傾斜板９の傾斜〔第２図参照〕に沿って流下する
と共に、反転仕切板10の下部に設けられた下部通路27で
ある流通孔を通って流通路2B側に集められる。その集め
られた昇温している冷媒液は、流通路2Bに位置するドレ
ン通路24から導出され、さらに、蒸気が流過する気液通
路25に導出され、その蒸気と共に混合気液となって気液
通路25中を矢印方向に流過する。そして、第５図に示す
ように、開閉弁62が開かれると共に開閉弁65が閉止され
ているので、混合気液は蒸発器35に導入される。蒸発器
35で混合気液状態で昇温した冷媒液から蒸発した蒸気
は、吸収器32に送られて吸収器伝熱管46内を流過すう温
水47aを加熱する。なお、伝熱管３内を流過する高温燃
焼ガスは、上述のようにガス導入管14から導入され、ガ
ス導出管15から排気筒39へ送り出される。このように、
本発明の潜熱回収器１が適用された吸収冷温水機30にあ
っては、温水供給時にも、高温燃焼ガスの顕熱およびそ
れに含まれる水蒸気の潜熱を有効に回収することができ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の潜熱回収器の要部縦断面図、第２図は
第１図のII−II線矢視断面図、第３図は第１図のIII−I
II線矢視断面図、第４図および第５図は本発明の潜熱回
収器が適用される吸収冷温水機の系統図、第６図は従来
の潜熱回収器の縦断面図である。 １……潜熱回収器、２……シェル、３……伝熱管、７…
…第二導入弁、８……第二導出弁、10……反転仕切板、
11,11a〜11m……蛇行仕切板、19……第一導入弁、20…
…散布手段、23……蒸気通路、24……ドレン通路、25…
…気液通路、26……第一導出弁、27……下部通路。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 高畠 修蔵 滋賀県大津市国分１丁目13―44 (72)発明者 中島 邦彦 滋賀県大津市大江３丁目１番16―705号 (72)発明者 永岡 義一 東京都世田谷区上祖師谷５丁目22番４号 (72)発明者 閑納 真一 大阪府羽曳野市高鷲４丁目９―４―303 (72)発明者 竹本 貞寿 愛知県名古屋市千種区豊年町11番８号 (56)参考文献 特開 昭64−41778（ＪＰ，Ａ) 実開 昭58−196762（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭63−116778（ＪＰ，Ｕ)

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】流体を流通させるシェルが設けられ、その
   シェルに水素含有燃料を燃焼させた高温燃焼ガスを流通
   させる伝熱管が装着され、その流体が伝熱管の外部を流
   過して高温燃焼ガスと熱交換する潜熱回収器において、 第一導入弁を介してシェルに導入される流体によって、
   高温燃焼ガスの保有する顕熱および潜熱を回収するた
   め、シェル内の伝熱管の上部には、搬送されてきた流体
   で伝熱管外面に液膜を形成させるように、その流体を散
   布する散布手段が設けられ、 シェルの上部には、蒸発した流体の蒸気を回収する蒸気
   通路が接続される一方、シェルの下部には、蒸発しえな
   かった流体の液滴を導出するドレン通路が接続され、 上記蒸気通路とドレン通路とが合流する気液通路が形成
   され、その気液通路に取り出された混合気液の流通を制
   御する第一導出弁が気液通路に設けられ、 第二導入弁を介して搬送されてくると共に、シェル内を
   満液状態で流通する流体によって、高温燃焼ガスの保有
   する顕熱および潜熱を回収するため、シェル内を流過す
   る流体を反転させる反転仕切板と、蛇行させる蛇行仕切
   板とがシェル内に設けられ、 一方、シェル内で熱交換した流体のシェル外への流過を
   制御する第二導出弁がシェルに設けられ、 上記反転仕切板の下部には、上記蒸発しえなかった流体
   を集めてドレン通路に導くための下部通路が設けられて
   いることを特徴とする潜熱回収器。