JP3837196B2 - 高温再生器 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
この発明は、吸収式冷凍機の高温再生器に関し、詳しくは、加熱装置として表面燃焼装置を用いた高温再生器の構造に関する。
【0002】
【従来の技術】
図3において、従来の高温再生器を有する吸収式冷凍機の全体概略を説明する。
【0003】
図において、1は蒸発吸収器胴(下胴)であり、この蒸発吸収器胴1に蒸発器2及び吸収器3が収納されている。4はこの実施形態に係る高温再生器でありバーナー5を備える。吸収器3から高温再生器4に至る稀吸収液配管6の途中に吸収液ポンプP、低温熱交換器7及び高温熱交換器8が設けられている。
【0004】
10は高温胴(上胴)であり、この高温胴10に低温再生器11及び凝縮器12が収納されている。そして、13は高温再生器4から低温再生器11に至る冷媒蒸気管、16は凝縮器12から蒸発器2に至る冷媒液流下管、17は蒸発器2に配管接続された冷媒循環管、18は冷媒ポンプである。21は蒸発器2に接続された冷水管である。
【0005】
22は高温再生器4から高温熱交換器8に至る中間吸収液管、23は高温熱交換器8から低温再生器11に至る中間吸収液管である。25は低温再生器11から低温熱交換器7に至る凝吸収液管、26は低温熱交換器7から吸収器3に至る凝吸収液管である。又、29は冷却水管である。
【0006】
上記のように構成した吸収式冷凍機の運転時、高温再生器4のバーナー5が燃焼し、吸収器3から流れて来た例えば臭化リチウム(LiBr)水溶液(界面活性剤を含む)などの稀吸収液が加熱され沸騰し、冷媒蒸気が稀吸収液から分離する。これにより稀吸収液が濃縮される。
【0007】
冷媒蒸気は冷媒蒸気管13を経て低温再生器11へ流れる。そして、低温再生器11で高温再生器4からの中間吸収液を加熱して凝縮した冷媒液が凝縮器12へ流れる。凝縮器12では低温再生器11から流れて来た冷媒蒸気が凝縮して、低温再生器11から流れて来た冷媒液と共に蒸発器2へ流下する。
【0008】
蒸発器2では冷媒ポンプ18の運転によって、冷媒液が散布される。そして、この散布によって冷却されて温度が低下した冷水が負荷に供給される。蒸発器2で気化した冷媒蒸気は吸収器3へ流れ、前記散布された吸収液に吸収される。
【0009】
他方、高温再生器4で冷媒蒸気が分離して濃度が上昇した中間吸収液は中間吸収液管22、高温熱交換器8、中間吸収液管23を経て低温再生器11へ流れる。
中間吸収液は高温再生器4からの冷媒蒸気が内部を流れる加熱器14によって加熱される。そして、中間吸収液から冷媒蒸気が分離して吸収液の濃度はさらに上昇する。
【0010】
低温再生器11で加熱凝縮された濃吸収液は凝吸収液管25へ流入して低温熱交換器7及び凝吸収液管26を経て吸収器3へ流れ、散布装置30から冷却水管29の上に滴下する。そして、蒸発器2を経由して入ってくる後述する冷媒蒸気を吸収して冷媒濃度が高くなる。冷媒濃度の高くなった吸収液は、吸収液ポンプPの駆動力により、低温熱交換器7および高温熱交換器8で予熱され、高温再生器4に流入する。
【0011】
次に、高温再生器4の説明を行う。
図3に示すように、高温再生器4のバーナー5に向かって取り込まれる燃料31と、ブロア33から送られる空気は、混合され点火されて燃焼を開始する。
【0012】
このとき図4に示すように、燃料と空気は混合気室35で混合され混合気となる。混合気室35の下流側には、表面燃焼プレート37が設けられる。表面燃焼プレート37には、混合気が通過する燃焼孔が多数設けられる。表面燃焼プレート37の付近には、混合気に点火する点火手段や点火して生じた燃焼火炎を検知する種種のセンサーなどが設けられる。
【0013】
表面燃焼プレート37を境にして、混合気室35に燃焼室39が連続する。燃焼室39の周囲は、管壁41で囲まれる。管壁41には、液管群43が連通し、内部を吸収液が対流する。
【0014】
そして、混合気室35と燃焼室39との境によって形成される焚き口45の面積が、混合気室35および燃焼室39の縦断面よりも小さく形成されている場合(図4)には、焚き口45の外周の炉内部位を耐火材46で被覆し、炉内の熱影響から焚き口45付近を保護することが必要である。
【0015】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、焚き口45を被覆する耐火材46は、適当な厚さ(例えば50mm程度)が必要であり、管壁41への熱伝性を阻害する。更には、耐火材46が高温になるために、NOx値が上昇するという問題があった。
【0016】
この発明は、以上の問題点を解決するためになされたもので、熱伝性を阻害せず、NOx値が上昇するという問題を避けられる高温再生器を提供することを目的とする。
【0017】
【課題を解決するための手段】
以上の目的を達成するために、請求項1に記載の発明は、吸収式冷凍機の高温再生器であって、燃料と空気とが混合され混合気となる混合気室と、混合気室の下流側に設けられ混合気が通過する表面燃焼プレートと、表面燃焼プレートを通過した混合気に点火する点火手段と、表面燃焼プレートを境にして混合気室に連続し周囲が吸収液循環用内部スペースを有する管壁で囲まれた燃焼室と、燃焼室内で燃焼ガスの下流に設けられ前記管壁内と上下両端部で連通して吸収液が対流する液管群と、を有し、混合気室と燃焼室との境によって形成される焚き口の面積が混合気室および燃焼室の縦断面よりも小さな高温再生器において、前記焚き口が前記燃焼室の下側寄りの位置となるように、前記管壁の前記焚き口付近は、前記表面燃焼プレートから前記液管群の一部に至る前記燃焼室の一部が、吸収液が対流する状態に前記内部スペースが縦横から前記燃焼室内へせり出して前記焚き口と同一の大きさに絞り込まれ、前記液管群の液管は互いに離間し且つ前記管壁の側方部分からも離間して配設されたことを特徴とする高温再生器である。
【0021】
【発明の実施の形態】
この発明の実施の一形態に係る高温再生器を、図1に示す。なお、吸収式冷凍機自体の全体概略は、従来例の図3と同様とする。更に、理解を容易にするために、従来と同様の機能を有する部分には同一の符号を付す。
【0022】
燃料と空気は混合気室35で混合され混合気となる。このため、混合気室35には、図示しない燃料供給管と空気供給管が接続可能に構成されている。これらの燃料供給管や空気供給管には、燃料や空気の量を調整するための弁装置などが取り付けられている。
【0023】
混合気室35の下流側には、表面燃焼プレート37が設けられる。表面燃焼プレート37には、混合気が通過する燃焼孔が多数設けられる。図示しないが、表面燃焼プレート37の付近には、混合気に点火する点火手段や点火して生じた燃焼火炎を検知する種種のセンサーなどが設けられる。
【0024】
表面燃焼プレート37を境にして、混合気室35に燃焼室39が連続する。燃焼室39の周囲は、二重構造の管壁41で囲まれる。管壁41には、液管群43が連通し、管壁41および液管群43を構成する各管44の内部を吸収液が対流する。
【0025】
管壁41の上流側すなわち焚き口45の付近は、二重構造の内部スペースが、縦方向・横方向共に燃焼室の内側に向かって大きくせり出しており、これにより、焚き口45の面積が、混合気室35および燃焼室39の縦断面よりも小さく形成されている。
【0026】
このように、せり出した部分によって、表面燃焼プレート37から下流側にかけて燃焼室39の一部の縦断面積を、前記焚き口45の面積と同一の大きさに絞り込んだ形状47を有することになる。また、この絞り込んだ形状47の部分には、液管群43や管44は全く設けられていない。すなわち、絞り込んだ形状47の部分は、表面燃焼プレート37から液管群43に至る前までの部分となる。
【0027】
そして、管壁41のせり出した部分の上流側の面に対して、表面燃焼プレート37がボルト49によって単独に取り付けられる。管壁41のせり出した部分の上流側の面であって、表面燃焼プレート37が取り付けられた部位の外周部位に、混合気室35がボルト51によって単独に取り付けられる。このようにして、混合気室35と表面燃焼プレート37がそれぞれ別個に、燃焼室39に取り付けられる構造となっている。
【0028】
以下、この実施形態の作用効果を説明する。
量が最適な割合に調整された燃料と空気は、混合気室35で混合され混合気となって、表面燃焼プレート37の多数の燃焼孔を通過する。この混合気は点火され、表面燃焼プレート37の働きで燃焼が促進される。
【0029】
燃焼火炎や燃焼ガスは、焚き口45を通り、燃焼室39の周囲の管壁41および液管群43の内部を対流する吸収液を、加熱する。
【0030】
そして、表面燃焼プレート37から下流側にかけて燃焼室39の一部の縦断面積を、前記焚き口の面積と同一の大きさに絞り込んだ形状とすることで、燃焼室39の管壁41が焚き口45付近を保護することになるが、この管壁41は、内部を吸収液が対流するので、いわば水冷壁としての機能を有し、従来技術の耐火材のように高温にならず、燃焼ガス中のNOx値が上昇するという問題を回避できる。
【0031】
また、焚き口45付近が管壁41からなっており、管壁41への熱伝性を阻害するという従来技術の問題は消失する。
【0032】
更に、混合気室35と表面燃焼プレート37がそれぞれボルト51、49により別個に燃焼室39に取り付けられることとなり、従来のように混合気室35と表面燃焼プレート37が一体となって(図3)一緒に取り付けられていた場合に比べ、保守点検や交換の作業が容易となり、メンテナンスコストを低くできる。
【0033】
以上の実施形態においては、絞り込んだ形状47の部分は、表面燃焼プレート37から液管群43に至る前までの部分であったが、図2に示す実施形態においては、表面燃焼プレート37から液管群43の一部に至る部分となっている。すなわち、絞り込んだ形状47の部分に液管群43または管44が設けられている。
【0034】
このように液管群43または管44を設けることで、焚き口45の付近は、高温になることが更に防げ、燃焼ガス中のNOx値が上昇するという問題をより回避できる。
【0035】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明は、特に、表面燃焼装置を用いた高温再生器の改良を目的とし、管壁への熱伝性が阻害されず、NOx値が上昇するという問題を回避できるようにするものであり、表面燃焼プレートから下流側にかけて燃焼室の一部の縦断面積を、前記焚き口の面積と同一の大きさに絞り込んだ形状とすることで、燃焼室の管壁が焚き口付近を保護することになる。そして、焚き口を燃焼室の下側寄りの位置の配置となるように、焚き口周辺の絞り込み部分の形成によって、焚き口から見て燃焼室は上部に広がった状態となり、通常、燃焼により生成された高温の燃焼ガスは上方へ移動して対流するため、この広がった燃焼室領域において管壁内の吸収液の加熱が効果的に行われると共に、この絞り込み部分の管壁内を吸収液が循環することにより、いわゆる水冷壁として機能し、従来技術の耐火材のように高温にならず、焚き口付近の温度低下によってNOx値が上昇するという問題を回避できる。そして、焚き口付近には吸収液が循環する管壁(上記の水冷壁)が形成されるため、管壁への熱伝性を阻害するという従来技術の問題は消失する。更に、絞り込み部分に液管郡の一部を上下の管壁に連通して設けることによって、焚き口付近が高温になることが、より一層防止でき、NOx値が上昇するという問題を回避できる。
【0036】
更に、混合気室と表面燃焼プレートがそれぞれ別個に燃焼室に取り付けられ、保守点検や交換の作業が容易となり、メンテナンスコストを低くできる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 この発明の一実施形態に係る高温再生器を示すもので、
(A)は水平断面図、
(B)は縦断面側面図である。
【図2】 この発明の特許請求の範囲に係る高温再生器を示すもので、
(A)は水平断面図、
(B)は縦断面側面図である。
【図3】 高温再生器を有する吸収式冷凍機の全体回路図である。
【図4】 従来の高温再生器を示すもので、
(A)は水平断面図、
(B)は縦断面図である。
【符号の説明】
4 高温再生器
35 混合気室
37 表面燃焼プレート
39 燃焼室
41 管壁
43 液管群
44 管
45 焚き口
46 耐火材
47 絞り込んだ形状
49、51 ボルト
Claims (1)
- 吸収式冷凍機の高温再生器であって、燃料と空気とが混合され混合気となる混合気室と、混合気室の下流側に設けられ混合気が通過する表面燃焼プレートと、表面燃焼プレートを通過した混合気に点火する点火手段と、表面燃焼プレートを境にして混合気室に連続し周囲が吸収液循環用内部スペースを有する管壁で囲まれた燃焼室と、燃焼室内で燃焼ガスの下流に設けられ前記管壁内と上下両端部で連通して吸収液が対流する液管群と、を有し、混合気室と燃焼室との境によって形成される焚き口の面積が混合気室および燃焼室の縦断面よりも小さな高温再生器において、前記焚き口が前記燃焼室の下側寄りの位置となるように、前記管壁の前記焚き口付近は、前記表面燃焼プレートから前記液管群の一部に至る前記燃焼室の一部が、吸収液が対流する状態に前記内部スペースが縦横から前記燃焼室内へせり出して前記焚き口と同一の大きさに絞り込まれ、前記液管群の液管は互いに離間し且つ前記管壁の側方部分からも離間して配設されたことを特徴とする高温再生器。
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