JP3273795B2 - 吸収冷温水機の高温再生器 - Google Patents

吸収冷温水機の高温再生器

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JP3273795B2
JP3273795B2 JP52597899A JP52597899A JP3273795B2 JP 3273795 B2 JP3273795 B2 JP 3273795B2 JP 52597899 A JP52597899 A JP 52597899A JP 52597899 A JP52597899 A JP 52597899A JP 3273795 B2 JP3273795 B2 JP 3273795B2
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紀洋 伊藤
富久 大内
聡 三宅
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Description

【発明の詳細な説明】 技術分野 本発明は、吸収冷温水機の高温再生器に係り、特に、
高温再生器で加熱沸騰させる臭化リチウム水溶液（LiBr
水溶液）の沸騰流動を良好にし、高温再生器の液側伝熱
面の腐食劣化を緩和するのに好適な吸収冷温水機の高温
再生器に関する。
背景技術 吸収冷温水機の高温再生器の従来技術としては、例え
ば特開平８−193767号公報に記載のものが知られてい
る。具体的には、高温再生器におけるバーナの燃焼ガス
の流路内に、液室の上部と下部を連通する多数の溶液管
を林立状態で設置している。多数の溶液管は、バーナの
近傍に位置させて火炎が衝突する管群と、バーナから離
して位置させる管群とに分け、これらの間に、液管が林
立していない空間部を構成している。バーナの近傍に位
置させた液管群にバーナの火炎を衝突させることによ
り、火炎温度を低下させ、サーマルNOxの発生を抑制
し、低NOx化を図ることができるというものである。
あるいは、特開平９−42800号公報記載のように、バ
ーナに近傍した熱流束の高い伝熱管群に、溶液ポンプか
ら送給された稀溶液を流通させて強制対流とすることが
提案されている。
ところが、上記従来技術における溶液管は、いずれも
管断面が円形のもので、管断面が円形の従来の伝熱管を
使った液管式高温再生器では、液・蒸気流動が下から上
の方向にしか形成されず、管全体が沸騰上昇流となる一
次元的な流れである。一方、管群内で燃焼させるとその
個所の燃焼ガス温度が高温のために溶液管の熱流束が高
い。従来、垂直円管では溶液管への熱流束を高くすると
管内での蒸気発生量が増大して流動抵抗が増加するため
に、溶液そのものの溶液管内循環量が減少して、伝熱面
での溶液濃度が局部的に濃くなることにより、腐食劣化
することが分かった。
すなわち、溶液管の熱流束が高い場合は、溶液管の壁
温度が高温になり、伝熱面の溶液濃度が局部的に濃くな
るために腐食劣化する。このため、安価な材料を使うこ
とができないために、極めて高価な高温再生器となって
しまう。
あるいは、特開平９−42800号公報記載のように、熱
流束の高い伝熱管群に溶液ポンプの稀溶液を流通させて
強制対流とすることが提案されているが、一般に吸収冷
凍機は部分負荷時に高温再生器の溶液循環量を絞って運
転するので、強制対流の高温再生器では部分負荷運転で
きない。
本発明は、上記従来技術の不具合に鑑みなされたもの
で、その目的は、高温再生器伝熱面で局部的に溶液濃度
が濃くなることを防止できて、安価で長寿命で、かつ、
部分負荷時に溶液循環量を制御できるために省エネルギ
ー運転ができ、かつ、サーマルNOxの発生を抑制して低N
Ox化を図ることができる吸収冷温水機用の高温再生器を
提供することにある。
発明の開示 上記目的を達成するための本発明の第１の特徴は、少
なくとも、バーナ、燃焼室、溶液流通路、冷媒蒸気流出
路、ガス排気路を備え、稀溶液を濃縮して冷媒蒸気を分
離させるもので、外筒と内筒との間に溶液を保持する液
室を構成し、前記内筒の内部に溶液を加熱する燃焼室を
備えてなる吸収冷温水機の高温再生器において、前記燃
焼室内部に、前記内筒の上下にある液室に連通した管断
面が燃焼ガスの流れ方向に扁平な溶液管を複数本設置
し、バーナの火炎を前記の扁平な溶液管に衝突させるよ
うにしたものである。
上記目的を達成するための本発明の第２の特徴は、少
なくとも、バーナ、燃焼室、溶液流通路、冷媒流出路、
ガス排気路を備え、稀溶液を濃縮して冷媒蒸気を分離さ
せるもので、外筒と内筒との間に溶液を保持する液室を
構成し、前記内筒の内部に溶液を加熱する燃焼室を備え
てなる吸収冷温水機の高温再生器において、高温再生器
の溶液循環量制御手段と、燃焼制御手段と、燃焼ガスと
溶液との熱交換手段と、気液分離手段とを備え、前記熱
交換手段が、バーナーの火炎中に配置し、燃焼ガス流路
に添って偏平な第１の管群と、燃焼ガス排気路近傍に配
置した燃焼ガス流路に添って偏平な第２の管群とからな
るものである。そして、第１の管群は、管断面が燃焼ガ
ス流れ方向に偏平な溶液管であり、当該溶液管の管外に
伝熱フィンを設けないものとするとともに、第２の管群
は、管断面が燃焼ガス流れ方向に偏平な溶液管であり、
当該溶液管の管外の燃焼ガス上流部に伝熱フィンを多く
設け、管外の燃焼ガス下流部に伝熱フィンを少なく設け
るか、あるいは伝熱フィンを設けないようにしたもので
ある。
上記目的を達成するための本発明の第３の特徴は、少
なくとも、バーナ、燃焼室、溶液流通路、冷媒流出路、
ガス排気路を備え、稀溶液を濃縮して冷媒蒸気を分離さ
せるもので、外筒と内筒との間に溶液を保持する液室を
構成し、前記内筒の内部に溶液を加熱する燃焼室を備
え、前記燃焼室の下流に、前記内筒の上下にある液室に
連通し燃焼ガスと交差するように配置された管断面が偏
平な溶液管を設けてなる吸収冷温水機の高温再生器にお
いて、前記溶液管の管外の燃焼ガス上流部に伝熱フィン
を多く設け、前記溶液管の管外の燃焼ガス下流部に伝熱
フィンを少なく設けるか、あるいは伝熱フィンを設けな
いようにしたものである。
上記目的を達成するための本発明の第四の特徴は、少
なくとも、バーナ、燃焼室、溶液流通路、冷媒流出路、
ガス排気路を備え、稀溶液を濃縮して冷媒蒸気を分離さ
せるもので、外筒と内筒との間に溶液を保持する液室を
構成し、前記内筒の内部に溶液を加熱する燃焼室を備
え、前記燃焼室の下流の外壁面に接続して、断面が燃焼
ガスの流れに垂直方向かつ上下方向に長い煙管を設けて
なる吸収冷温水機の高温再生器において、前記煙管の管
内の燃焼ガス上流部に伝熱フィンを多く設け、前記煙管
の管内の燃焼ガス下流部に伝熱フィンを少なく設ける
か、あるいは伝熱フィンを省いたものである。
図面の簡単な説明 第１図は、本発明にかかる高温再生器の第１の実施例
を、一部断面で示した斜視図であり、第２図は第１図の
縦断面図、第３図は第１図の横断面図、第４図は、本発
明にかかる高温再生器の第２の実施例を、一部断面で示
した斜視図であり、第５図は第４図の縦断面図、第６図
は第５図の横断面図、第７図は第２の実施例の変形例を
示す図であり、高温再生器の縦断面図、第８図は第７図
の横断面図、第９図は第２の実施例の他の変形例を示す
図であり、高温再生器の縦断面図、第10図は第９図の横
断面図、第11図は第２の実施例のさらに他の変形例を示
す図であり、高温再生器の縦断面図、第12図は第11図の
横断面図、第13図は第２の実施例のさらに他の変形例を
示す図であり、高温再生器の縦断面図、第14図は第13図
の横断面図、第15図は第２の実施例のさらに他の変形例
を示す図であり、高温再生器を一部断面で示した斜視
図、第16図は第15図の縦断面図、第17図は第15図の横断
面図、第18図は、高温再生器における断面が円形の管内
の溶液流動を説明する図、第19図は、断面が扁平な管内
の溶液流動を説明する図、第20図は、扁平流路の溶液流
動を説明する図である。
発明を実施するための最良の形態 はじめに、本発明を開発した原理を、第18図ないし第
20図をを参照して説明する。
第18図は、断面が円形の溶液管内部の溶液流動を示す
説明図、第19図は、断面が扁平形状の溶液管内部の溶液
流動を示す説明図、第20図は、扁平流路内の可視化実験
に基づく溶液流動を示す説明図である。第18図及び第19
図において、水平方向の太い矢印は熱流束を示し、ハッ
チングした矢印は溶液の流れを示す。
第18図は、溶液管の断面が円形の場合の沸騰の様子で
ある。バーナ加熱の熱流束によって管内の溶液は同図
（ａ）のように気泡が発生し沸騰を開始する。溶液管の
断面が円形の場合は、溶液の流れが上下方向にしか形成
されないため、一次元的な流れであるといえる。したが
って、溶液管への熱流束が高くなり過ぎると第18図
（ｂ）のように上記発生量が多くなって溶液濃度が濃く
なり、第18図（ｃ）に示すような溶液の結晶を起こして
空炊きの状態になったり、伝熱面が腐食したりする恐れ
がある。
第19図は、溶液管の断面が扁平の場合の沸騰の様子で
ある。熱流束によって管内の溶液は同図（ａ）のように
沸騰を開始する。溶液管の断面が扁平の場合は、溶液の
流れが上下左右に形成されるため、二次元的な流れであ
るといえる。したがって、溶液管への熱流束が高くなり
過ぎて、同図（ｂ）のように蒸気発生量が多くなって溶
液濃度が濃くなろうとする、すなわち、空焚き状態に陥
りそうになっても、第19図（ｂ），（ｃ）に示すように
左右から溶液濃度を薄める方向に流れが生じ、溶液が結
晶化したり、伝熱面が腐食したりすることはない。ま
た、流れが二次元的んであるから、流動性も良好になる
利点がある。
第20図は、扁平流路内の溶液の流動を模擬する実験の
観察結果である。伝熱管36表面にガラス37を取付け、燃
焼ガスにより伝熱面38を加熱する。溶液の流動を実線矢
印で示している。燃焼ガス流入側31では加熱面の熱流束
を高く、燃焼ガス流出側32では加熱面の熱流束を低く調
整しているので、蒸気発生量は燃焼ガス流入側の方が多
い。その結果、扁平流路に満たされた溶液は燃焼ガス流
入側で沸騰上昇流43となり、燃焼ガス流出側で下降流44
となり、第20図に示すように渦巻き状の流動35を形成す
る。したがって、溶液の滞留を防止でき、高熱流束域で
の上昇流速を増大でき、燃焼ガス流入部の沸騰熱伝達率
を向上でき、扁平流路全体で良好な液循環となる。
特開平８−193767号公報や特開平９−42800号公報記
載の溶液管の断面が円形で第18図に示す溶液流動である
のに対し、本発明では、溶液管の断面を扁平として第19
図及び第20図に示す溶液流動としている。そして本発明
では、断面扁平な溶液管の燃焼ガス上流部に伝熱フィン
を多く設け、燃焼ガス下流部では伝熱フィンを少なくす
るかあるいは伝熱フィンを全く設けていない。これによ
り、第20図に示す溶液流動が促進され、溶液管内に渦巻
き状の流動が形成され、溶液の滞留が防止される。ま
た、液側伝熱面の腐食劣化が緩和される。
以下、本発明の具体的な実施例を、第１図ないし第17
図を参照して説明する。第１図ないし第３図は、本発明
の第１の実施例にかかる図である。そして、第１図は、
高温再生器を一部断面で示した斜視図、第２図は、第１
図の縦断面図、第３図は第１図の横断面図である。
これらの図において、１は外筒、２は内筒、３は、煙
道ボックス側の内筒２内に設けた断面が扁平形状の溶液
管、4Aはバーナで、このバーナ4Aは、例えばセラミック
スバーナなど第２図に破線で示すように、バーナ表面か
ら均一にたくさんの炎が出るタイプの燃焼バーナであ
る。５は、液室上部の空間領域に稀溶液を流入させる溶
液流入管、６は、液室上部の空間領域に設けた気液分離
手段に係るミストセパレータ、７は濃溶液を流出させる
溶液流出孔、８は、外室１の上部に設けた冷媒蒸気流出
孔、９は溶液、11Aは、内筒２の内部に設けた燃焼室、1
2は、外筒１と内筒２とで形成される液室、13は煙道ボ
ックス、14は煙突、15は、バーナA4側の内筒２内に設け
た断面が扁平形状の溶液管である。
第１図に外観および内部を示す高温再生器1Aは、外筒
１、内筒２、複数の溶液管３と15、バーナ4A、溶液流入
管５、ミストセパレータ６等から構成されている。内筒
２は外筒１の内部にあり、両者の間には溶液９が保持さ
れており、内筒２はこの溶液９に没している。バーナ4A
は内筒２に貫通して外筒１の外側面に取り付けられてお
り、内筒２の内部が燃焼室11Aとなっている。前記外筒
１と内筒２とで液室12を形成し、燃焼室11Aの上流と下
流に、それぞれ内筒２の上下の液室12を連通する複数の
第１の溶液管15と第２の溶液管３が設置され、これら溶
液管15,3内部は溶液９で満たされている。
バーナ4A側の第一の溶液管15と煙道ボックス13側の第
２の溶液管３とは、いずれも燃焼ガス流路に添って断面
が扁平形状をしており、扁平形状の直線部が平行になる
ように複数本一列に配列されている。複数の溶液管15の
それぞれの間および複数の溶液間３のそれぞれの間は燃
焼ガス通路となっている。
燃焼ガス上流の溶液管15の管外表面には伝熱フィンは
形成されていない。一方、燃焼ガス下流の溶液管３の燃
焼ガス上流側管外表面にはフィン16が形成されており、
溶液管３の燃焼ガス上流側（バーナ4A側）にフィン16が
多く、燃焼ガス下流側（煙道ボックス13側）にフィン16
が少なく形成されている。
また、外筒１の内部で溶液９の上方には溶液流入管
５、ミストセパレータ６が設置され、外筒１の側面には
溶液流出孔７、上面には冷媒蒸気流出孔８が設けられて
いる。
バーナ4Aからの火炎は、近接した複数の隣り合う溶液
管15の平板面（扁平形状の直線部）で挟まれた流路を通
過しつつ、冷却されながら緩慢に燃焼し、放射と対流伝
熱により溶液管15内の溶液９を加熱する。その後、複数
の隣り合う溶液管３の平板面（扁平形状の直線部）で挟
まれた流路を通過しつつ、対流伝熱により溶液管３内の
溶液９を加熱して、煙道ボックス13に流入し、煙道ボッ
クス13の上部に接続する煙突14を通って外部へ放出され
る。
加熱された溶液９は沸騰して冷媒蒸気を発生し、発生
した冷媒蒸気は上昇流と液管15内や溶液管３内、外筒１
と内筒２との間の流路を上昇し、液面上に出てミストセ
パレータ６を経て、冷媒蒸気流出孔８から冷媒配管（図
示せず）へ出ていく。一方、稀溶液は溶液流入管５を通
って高温再生器1A内に導かれ、高温再生器1A内で加熱沸
騰して濃度の濃くなった濃溶液は、溶液流出管７から溶
液配管（図示せず）へ送られる。
以上説明したように本実施例によれは、前記燃焼ガス
上流側の溶液管15においてはガス温度が1000℃を越え、
バーナ4A側では熱流束が高く、溶液管15の煙突側の熱流
束は低くなる。さらに、前記燃焼ガス下流側の溶液管３
においてはガス温度が1000℃以下であり、燃焼ガス側表
面のバーナ側にフィンを多く設けてガス側伝熱面積を増
大させたために、溶液管のバーナ側の熱流束が高くな
り、一方、前記溶液管３の燃焼ガス側表面の煙突側には
フィンを少なく設けるか、あるいはフィンを無くして、
ガス側伝熱面積を少なくしたために、ガス温度の低下と
相俟って溶液管３の煙突側の熱流束は低い。
その結果、溶液管15と溶液管３の管内の溶液はいずれ
もバーナ4A側が上昇流、煙突14側が下降流となり、液流
動が渦巻きを形成する。したがって、溶液の滞留を防止
でき、高熱流束域での上昇流速を増大できるので、燃焼
ガス流入部の沸騰熱伝達率を向上でき、溶液管の腐食劣
化を緩和できる。
次に本発明の第２の実施例を、第４図ないし第６図を
参照して説明する。第４図は、高温再生器を一部断面で
示した斜視図、第５図は、第４図の縦断面図、第６図は
第４図の横断面図である。これらの図において、第１図
ないし第３図と同一符号のものは、同一の部品を示す。
高温再生器1Bは、外筒１と内筒２、複数の溶液管３、
バーナ4B、溶液流入管５、ミストセパレータ６を備えて
いる。内筒２は外筒１の内部にあり、両者の間には溶液
９が保持されて、内筒２はこの溶液９に没している。バ
ーナ4Bは、第４図に示すようなガンタイプのバーナで内
筒２に貫通して外筒１の外側面に取り付けられており、
内筒２の内部が燃焼室11Bとなっている。前記外筒１と
内筒２とで液室12を形成し、燃焼室11Bの下流に内筒２
の上下の液室12を連通する複数の溶液管３が設置され、
内部は溶液９で満たされている。
溶液管３は、燃焼ガス流路に添う断面が扁平形状をし
ており、扁平形状の直線部が平行になるように複数本一
列に配列されている。複数の隣り合う溶液管３の間は燃
焼ガス通路となっており、溶液管３の燃焼ガス側表面に
はフィン16が形成され、溶液管３のバーナ側には煙突側
に比較して多くフィン16が形成されている。また、外筒
１の内部で溶液９の上方には溶液流入管５、ミストセパ
レータ６が設置され、外筒１の側面には溶液流出孔７、
上面には冷媒蒸気流出孔８が設けられている。
10はフロートボックスで、このフロートボックス10
は、溶液流出孔７により外筒１と連通しており、溶液流
入管５はフロートボックス10内を通って外筒１内に連通
している。フロートボックス10内の溶液流入管５の途中
にフロート弁（図示せず）が設けられており、フロート
ボックス10内の液面高さに応じて高温再生器1Bに送り込
む溶液流量を調節するようになっている。
バーナ4Bからの燃焼ガスは、内筒２の壁面を通して主
に輻射伝熱により溶液９を加熱したのち、複数の隣り合
う溶液管３の平板面で挟まれた流路を通過しつつ、対流
伝熱により溶液管３内の溶液９を加熱して、煙道ボック
ス13に流入し、煙道ボックス13の上部に接続する煙突14
を通って外部へ放出される。
加熱された溶液９は沸騰して冷媒蒸気を発生し、発生
した冷媒蒸気は上昇流となって溶液管３内や外筒１と内
筒２の間の流路を上昇し、液面上にでてミストセパレー
タ６を経て、冷媒蒸気流出孔８から出ていく。
一方、稀溶液は溶液流入管５を通って高温再生器1B内
に導かれ、高温再生器1B内で加熱沸騰し、濃度の濃くな
った溶液は、溶液流出孔７からフロートボックス10へ送
られる。溶液はフロートボックス内10に一旦溜められて
液面を形成したのち、溶液配管（図示せず）へ出てい
く。
以上説明したように本実施例によれば、前記溶液管３
の燃焼ガス側表面のバーナ4B側にフィン16が多く形成さ
れているために、溶液管３のバーナ側の熱流束が高く、
一方、前記溶液管３の燃焼ガス側表面の煙突14側にはフ
ィンがないため、溶液管３の煙突14側の熱流束は低い。
その結果、管内の溶液はバーナ4B側が上昇流、煙突14側
が下降流となり、液流動が渦巻きを形成するので、溶液
の滞留を防止でき、高熱流束域での上昇流速を増大でき
る。したがって、燃焼ガス流入部の沸騰熱伝達率を向上
でき、溶液管３の腐食劣化を緩和できる。
次に、上記実施例の変形例を第７図および第８図を参
照して説明する。
第７図は、高温再生器の縦断面図、第８図は、第７図
の横断面図である。これらの図においてて、第５図およ
び第６図と同一符号のものは、同一部品を示す。
高温再生器1Cは、外筒１と内筒２、複数の溶液管３、
バーナ4B、溶液流入管５、ミストセパレータ６を備えて
いる。内筒２は外筒１の内部にあり、両者の間には溶液
９が保持されて、内筒２はこの溶液９に没している。バ
ーナ4Bは内筒２に貫通して外筒１の側面に取り付けられ
ており、内筒２の内部が燃焼室11Cとなっている。前記
外筒１と内筒２とで液室12を形成し、燃焼室11Cの下流
に内筒２の上側の液室12と上端で連通する複数の溶液管
３が設置され、内部は溶液９で満たされている。
溶液管３の下端は外筒１に接続しており、下端から溶
液９の出入りができないように構成されている。溶液管
３は、燃焼ガス流路に添う断面が扁平形状をしており、
扁平形状の直線部が平行になるように複数本一列に配列
されている。複数の隣り合う溶液管３の間は燃焼ガス通
路となっており、溶液管３の燃焼ガス側表面にはフィン
16が形成され、溶液管３のバーナ4B側には煙突14側に比
較してフィン16が多く形成されている。
以上説明したように本変形例によれば、溶液管３の燃
焼ガス側表面のバーナ4B側にフィン16が多く形成されて
いるために、溶液管３のバーナ4B側の熱流束が高く、一
方、溶液管３の燃焼ガス側表面の煙突14側にはフィンが
ないため、溶液管３の煙突14側の熱流束は低い。その結
果、溶液管３内の溶液はバーナ4B側が上昇流、煙突14側
が下降流となり、液流動が渦巻きを形成する。したがっ
て、溶液９の滞留を防止でき、高熱流束域での上昇流速
を増大できるので、燃焼ガス流入部の沸騰熱伝達率を向
上でき、溶液管３の腐食劣化を緩和できる。また、溶液
管３の下部に液室12が無いので、高温再生器異1Cの小型
化が図られ、資源を節約できる。
次に、本発明の第２実施例の他の変形例を第９図およ
び第10図を参照して説明する。第９図は、高温再生器の
縦断面図、第10図は、第９図の横断面図である。これら
の図において、第５図および第６図と同一符号のもの
は、同一の部品を示す。
高温再生器1Dは、外筒１と内筒２、複数の袋状熱交換
器21、バーナ4B、溶液流入管５、ミストセパレータ６を
備えている。内筒２は外筒１の内部にあり、両者の間に
は溶液９が保持されて、内筒２はこの溶液９に没してい
る。バーナ4Bは内筒２に貫通して外筒１の側面に取り付
けられており、内筒２の内部が燃焼室11Dとなってい
る。前記外筒１と内筒２とで液室12を形成し、燃焼室11
Dの下流に内筒２の上側の液室12と上部で連通し、下部
が閉じられ、側面にフィン17を形成した複数の袋状熱交
換器21が設置され、内部は溶液９で満たされている。
袋状熱交換器21は、燃焼ガス流路に添う断面が扁平形
状をしており、扁平形状の直線部が平行になるように複
数個一列に配列されている。複数の隣り合う袋状熱交換
器21の間は燃焼ガス通路となっており、袋状熱交換器21
の燃焼ガス側表面にはフィン17が形成されていて、袋状
熱交換器21のバーナ４側には煙突側に比較してフィン17
が多く形成されている。
本変形例によれば、袋状熱交換器21を内筒２上面と溶
接すれば良いので、第４図ないし第６図に示した高温再
生器1Bあるいは第７図及び第８図に示した高温再生器1C
と比較して溶液線を短くすることができる。
次に、上記第２の実施例のさらに他の変形例を第11図
及び第12図を参照して説明する。第11図は、高温再生器
の縦断面図、第12図は、第11図の横断面図である。これ
らの図において、第５図および第６図と同一符号のもの
は、同一の部品を示す。
高温再生器1Eは、外筒1eと内筒2e、複数の溶液管３、
ガスバーナ30、溶液流入管５、ミストセパレータ６を備
えている。ガスバーナ30は、第11図に示すように、バー
ナ表面から均一にたくさんの炎がでるタイプのものであ
る。内筒2eは外筒1eの内部にあり、両者の間には溶液９
が保持されて、内筒2eはこの溶液９に没している。ガス
バーナ30は内筒2eの外側面に取り付けられており、内筒
2eの内部が燃焼室11Eとなっている。外筒1eと内筒2eと
で液室12を形成し、燃焼室11Eの下流に内筒2eの上下の
液室12を連通する複数の溶液管３が設置され、内部は溶
液９で満たされている。
溶液管３は、燃焼ガス流路に添う断面が扁平形状をし
ており、扁平形状の直線部が平行になるように複数本一
列に配列されている。複数の隣り合う溶液管３の間は燃
焼ガス通路となっており、溶液管３の燃焼ガス側表面に
はフィン16が形成され、溶液管３のガスバーナ30側には
煙突側に比較して多くフィン16が形成されている。
本変形例によれば、ガスバーナ30を用い短い火炎で広
い面を均一に燃焼させることができ、燃焼室11Eを大幅
に減少できるので、上記第２の実施例および各変形例の
高温再生器と比較して小型化が図られ、資源を節約でき
る。
次に、本発明の第２の実施例のさらに他の変形例を第
13図および第14図を参照して説明する。第13図は、高温
再生器の縦断面図、第14図は、第13図の横断面図であ
る。高温再生器1Fは、外筒1fと内筒2f、複数の溶液管
３、ガスバーナ30、溶液流入管５、気液分離器44を備え
ている。内筒2fは外筒1fの内部にあり、両者の間には溶
液９が保持されて、内筒2fはこの溶液９に没している。
ガスバーナ30は内筒2fの外側面に取り付けられており、
内筒2fの内部が燃焼室11Fとなっている。前記外筒1fと
内筒2fとで液室12を形成し、燃焼室11Fの下流に内筒2f
の上下の液室12を連通する複数の溶液管３が設置され、
内部は溶液９で満たされている。
溶液管３は、断面が扁平形状をしており、扁平形状の
直線部が平行になるように複数本一列に配列されてい
る。複数の隣り合う溶液管３の間は燃焼ガス通路となっ
ており、溶液管３の燃焼ガス側表面にはフィン16が形成
され、溶液管３のガスバーナ30側には煙突側に比較して
多くフィン16が形成されている。溶液通路下部から稀溶
液が流入するように外筒1fの側面下部に溶液流入管5Fが
設置されている。また、気液分離器44は、外筒1fの外部
上方に気液上昇管40を介して接続され、気液分離器外筒
41、溶液流出管42、冷媒蒸気流出管43を備えている。
本変形例によれば、気液分離器44を本体と分離したの
で、本体側の高さを低くできると共に、高温再生器1F全
体の小型化が図られ、資源を節約できる。
本発明の第２の実施例の他の変形例を、第15図ないし
第17図を参照して説明する。第15図は、高温再生器を一
部断面で示した破断斜視図、第16図は、第15図の高温再
生器の縦断面図、第17図は、第15図の高温再生器の横断
面図である。これらの図において、第４図乃至第６図と
同一符号のものは同一の部品を示す。
高温再生器1Gは、外筒１と内筒２、複数の煙管33、バ
ーナ4B、溶液流入管５、ミストセパレータ６を備えてい
る。内筒２および煙管33は外筒１の内部にあり、内筒２
および煙管33と外筒１との間には溶液９が保持されて、
内筒２および煙管33はこの溶液９に没している。バーナ
4Bは内筒２に貫通して外筒１の外側面に取り付けられて
おり、内筒２の内部が燃焼室11Gとなっている。前記外
筒１と内筒２および煙管33とで液室12を形成し、燃焼室
11Gの下流の外壁面から外筒１の後部管板に貫通した複
数の煙管33が設置されている。
煙管33は、垂直断面が長方形をしており、長方形の長
い方の直線部が平行になるように複数本一列に配列され
ている。複数の隣り合う煙管33の間は溶液通路となって
いる。煙管33の内面、すなわち燃焼ガス側の面のバーナ
4Bには煙突14側に比較して多くのフィン34が形成されて
いる。また、外筒１の内部で溶液９の上方には溶液流入
管５、ミストセパレータ６が設置され、外筒１の側面に
は溶液流出孔７、上面には冷媒蒸気流出孔８が設けられ
ている。
フロートボックス10は、溶液流出孔７により外筒１と
連通しており、溶液流入管５はフロートボックス10内を
通って外筒１内に連通している。フロートボックス10内
の溶液流入管５の途中にフロート弁（図示せず）が設け
られており、フロートボックス10内の液面高さに応じて
高温再生器1Gに送り込む溶液流量を調節する。
バーナ4Bからの燃焼ガスは、内筒２の壁面を通して主
に輻射伝熱により溶液９を加熱したのち、複数の煙管33
を通過しつつ、対流伝熱により煙管33近傍の溶液９を加
熱して、煙道ボックス13に流入し、煙道ボックス13の上
部に接続する煙突14を通って外部へ放出される。
加熱された溶液９は沸騰して冷媒蒸気を発生し、発生
した冷媒蒸気は上昇流となって複数の隣り合う煙管33の
間の流路や外筒１と内筒２との間の流路を上昇し、液面
上にでてミストセパレータ６を経て、冷媒蒸気流出孔８
から冷媒配管（図示せず）へ出ていく。
一方、稀溶液は溶液流入管５を通って高温再生器1G内
に導かれ、高温再生器1G内で加熱沸騰し、濃度の濃くな
った溶液は、溶液流出孔７からフロートボックス10へ送
られる。溶液はフロートボックス内10に一旦溜められて
液面を形成したのち溶液配管（図示せず）へ出ていく。
以上説明したように本変形例によれば、前記煙管33の
燃焼ガス側の面のバーナ4B側にフィン34が多く形成され
ているため、煙管33のバーナ4B側の熱流束が高く、一
方、前記煙管33の燃焼ガス側の面の煙突14側にはフィン
がないため、煙管33の煙突14側の熱流束は低い。その結
果、複数の隣り合う煙管33の間の溶液９は、バーナ4B側
が上昇流、煙突14側が下降流となる。したがって、液流
動が渦巻きを形成するので、溶液９の滞留を防止でき、
高熱流束域での上昇流速を増大できるので、燃焼ガス流
入部の沸騰熱伝達率を向上でき、煙管33の腐食劣化を緩
和できる。
上記各実施例および変形例においては、伝熱管のバー
ナ側にフィンを形成し、煙突側にフィンを設けない例を
説明したが、本発明はこれに限らず、伝熱管のバーナ側
の方が煙突側よりも熱流束を高くなるようにフィンを形
成すれば、煙突側にフィンを形成しても液流動が渦巻き
を形成することができる。したがって、溶液の滞留を防
止でき、高熱流束域での上昇流速を増大できるので、燃
焼ガス流入部の沸騰熱伝達率を向上でき、上記各実施例
の形態と同様の効果が得られる。
また、上記各実施例および変形例においては、熱流束
の制御を伝熱フィンによって行っているが、伝熱フィン
のかわりにバッフルやタービュレンスプロモータ等の伝
熱促進体を設けても同様の効果が得られる。
なお、上記各実施例および変形例における高温再生器
は、吸収冷温水機の高温再生器として説明されたが、JI
S Ｂ 8622−1994で示される吸収式冷凍機の高温再生
器としても成り立つ。
以上詳細に説明したように、本発明によれば、液流動
が渦巻きを形成するので、溶液の滞留を防止でき、高熱
流束域での上昇流速を増大できるので、燃焼ガス流入部
の沸騰熱伝達率を向上でき、その結果として、液側伝熱
面の腐食劣化を緩和して、長寿命、高信頼性、省エネル
ギー化、小型化が図られる吸収冷温水機用の高温再生器
を提供することができる。
また、本発明によれば、部分負荷時に溶液循環量を制
御できるために省エネルギー運転ができ、かつ、サーマ
ルNOxの発生を抑制して低NOx化を図ることができる吸収
冷温水機用の高温再生器を提供することができる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 三宅 聡 茨城県土浦市神立町603番地 株式会社 日立製作所土浦工場内 (56)参考文献 特開 平６−221718（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−271090（ＪＰ，Ａ) 特開 平９−79690（ＪＰ，Ａ) 特開 平９−296968（ＪＰ，Ａ) 特開 平10−267205（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) F25B 33/00

Claims (6)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】少なくとも、バーナ、燃焼室、溶液流通
    路、冷媒蒸気流出路、ガス排気路を備え、希溶液を濃縮
    して冷媒蒸気を分離させるもので、外筒と内筒との間に
    溶液を保持する液室を構成し、前記内筒の内部に溶液を
    加熱する燃焼室を備えてなる吸収冷温水機の高温再生器
    において、 前記燃焼室内部に、前記円筒の上下にある液室に連通し
    た管断面が燃焼ガスの流れ方向に扁平な溶液管を複数本
    設置し、バーナの火炎を前記の扁平な溶液管に衝突させ
    ることで、火炎は溶液管の間を通過しつつ、炎は冷却さ
    れながら緩慢に燃焼するように構成したことを特徴とす
    る吸収冷温水機の高温再生器。
  2. 【請求項２】少なくとも、バーナ、燃焼室、溶液流通
    路、冷媒蒸気流出路、ガス排気路を備え、希溶液を濃縮
    して冷媒蒸気を分離させるもので、外筒と内筒との間に
    溶液を保持する液室を構成し、前記内筒の内部に溶液を
    加熱する燃焼室を備えてなる吸収冷温水機の高温再生器
    において、 高温再生器の溶液循環量制御手段と、燃焼制御手段と、
    燃焼ガスと溶液との熱交換手段と、気液分離手段とを備
    え、 前記熱交換手段が、バーナー火炎中に配置し、燃焼ガス
    流路に添って偏平な第１の管群と、燃焼ガス排気路近傍
    に配置した燃焼ガス流路に添って偏平な第２の管群とか
    らなることを特徴とする吸収冷温水機の高温再生器。
  3. 【請求項３】前記第１の管群は、管断面が燃焼ガス流れ
    方向に偏平な溶液管であり、当該溶液管の管外に伝熱フ
    ィンを設けないものとするとともに、第２の管群は、管
    断面が燃焼ガス流れ方向に偏平な溶液管であり、当該溶
    液管の管外の燃焼ガス上流部に伝熱フィンを多く設け、
    管外の燃焼ガス下流部に伝熱フィンを少なく設けるか、
    あるいは伝熱フィンを設けないことを特徴とする請求の
    範囲第１項に記載の吸収冷温水機の高温再生器。
  4. 【請求項４】少なくとも、バーナ、燃焼室、溶液流通
    路、冷媒蒸気流出路、ガス排気路を備え、希溶液を濃縮
    して冷媒蒸気を分離させるもので、外筒と内筒との間に
    溶液を保持する液室を構成し、前記内筒の内部に溶液を
    加熱する燃焼室を備え、前記燃焼室の下流に、前記内筒
    の上下にある液室に連通し燃焼ガスと交差するように配
    置された管断面が偏平な溶液管を設けてなる吸収冷温水
    機の高温再生器において、 前記溶液管の管外の燃焼ガス上流部に伝熱フィンを多く
    設け、前記溶液管の管外の燃焼ガス下流部に伝熱フィン
    を少なく設けるか、あるいは伝熱フィンを設けないこと
    を特徴とする吸収冷温水機の高温再生器。
  5. 【請求項５】少なくとも、バーナ、燃焼室、溶液流通
    路、冷媒蒸気流出路、ガス排気路を備え、希溶液を濃縮
    して冷媒蒸気を分離させるもので、外筒と内筒との間に
    溶液を保持する液室を構成し、前記内筒の内部に溶液を
    加熱する燃焼室を備え、前記燃焼室の下流の外壁面に接
    続して、断面が燃焼ガスの流れに垂直方向かつ上下方向
    に長い煙管を設けてなる吸収冷温水機の高温再生器にお
    いて、 前記煙管の管内の燃焼ガス上流部に伝熱フィンを多く設
    け、前記煙管の管内の燃焼ガス下流部に伝熱フィンを少
    なく設けるか、あるいは伝熱フィンを設けないことを特
    徴とする吸収冷温水機の高温再生器。
  6. 【請求項６】燃焼ガス流路に挟まれた溶液流通路が下部
    液室と連通していないことを特徴とする請求の範囲第１
    項ないし第５項のいずれか１項に記載の吸収冷温水機の
    高温再生器。
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