JP4108032B2 - 排気トップ、および、これを備える吸収式冷凍機 - Google Patents

Description

本発明は、燃料を燃焼して大気へと排出される排気ガスの排気トップ、および、吸収式冷凍機に関するものである。

吸収式冷凍機は、比較的大規模のビル空調や地域冷暖房等に用いられる冷熱発生装置で、燃料を燃焼させて臭化リチウムなどの第１冷媒を加熱蒸発させ、この加熱蒸発した水蒸気を冷却して真空中で第２冷媒へと散布蒸発させることにより、この第２冷媒を冷却し、そして、該第２冷媒を各室内に据付けられたファンコイルユニットへ循環させることにより、ビル内等の空調を行っていた。この吸収式冷凍機本体はラッキング処理が施され、通常は地下等の機械室内などに設置されることが多く、この場合には、前記吸収式冷凍機の排気口は、前記機械室等から屋外へと建物内に設けられた排気筒に接続され、該吸収式冷凍機から排出された排気ガスは、大気へと排出されていた。また、中には屋外に設置される場合があり、この場合には、吸収式冷凍機本体の側面および天面にパネル板が設けられ、前記排気口には排気トップが設けられて設置されるものとなっている。

この排気トップは、上記吸収式冷凍機に限らず、例えば、ガスなどの燃料を燃焼させてエンジンを駆動させ、この駆動力により圧縮機を駆動させてフロン冷媒等を循環させる動力機型の空気調和装置などにも設けられており、前記吸収式冷凍機の再生器や、前記エンジン等で燃焼させた排気ガスを大気へと排出している。また、この排気トップでは、排気ガス中に含まれる水分が凝縮した凝縮水（以下、排気ドレン水という。）を上記大気へと排出される排気ガスから分離する働きを有し、強酸性となる排気ドレン水の飛散を防止している（例えば、特許文献１参照）。
特開２００２−３５７１２２号公報

しかしながら、前記排気ガスをスムーズに大気へと排出するためには、排気抵抗をなるべく小さくるす必要があり、前記排気ドレン水の飛散を防止するには、前記排気ガスの流通路を複雑に構成して、前記排気ガスに含まれる水分の分離を行って排出させなければならなかった。このため、前記排気トップの前記排気抵抗を上昇させずに前記排気ガス中の水分を分離することが検討されているが、この排気ガスには、該排気ガス中の酸素濃度が高くなれば、前記排気ガス中の水分の凝縮を低減できるとの特性がある。

そこで、本発明は、排気ガスの酸素濃度を上昇させ、ドレン水の発生を抑えて飛散を防止するものである。

請求項１に記載の発明は、冷媒の再生を行う再生器を備え、この再生器で燃焼された排気ガスを屋外へ排出する排気管の先端に筐体の天面から突出して設けられた排気トップにおいて、前記排気トップは、その上部に凝縮したドレン水、および、該排気トップ内へと浸入する雨水を集め、当該排気トップ外へ排水するドレン受け皿および排水管とを備えると共に、この排気トップ内を流通する排気ガスの酸素濃度を上昇させる２次空気導入口を設けたことを特徴とするものである。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のものにおいて、前記２次空気導入口は、前記筐体内に位置する前記排気トップの前記胴部で、前記排気ガスの入口に近い位置に設けられていることを特徴とするものである。

請求項３に記載の発明は、請求項１または２に記載のものにおいて。前記２次空気導入口は、当該排気トップ内側に、前記排気ガスの流通方向の下流側を開放させた２次空気導入板を備えていることを特徴とするものである。

請求項４に記載の発明は、再生器、凝縮器、蒸発器、吸収器等を備え、前記再生器で燃料を燃焼して冷媒液を再生し、燃焼させた排気ガスを筐体から突出して大気へと排出する排気トップを備える吸収式冷凍機において、前記排気トップは、その上部に凝縮したドレン水、および、該排気トップ内へと侵入する雨水を集め、当該排気トップ外へ排水するドレン受け皿および排水管とを備えると共に、この排気トップ内を流通する排気ガスの酸素濃度を上昇させる２次空気導入口を設けたことを特徴とするものである。

請求項５に記載の発明は、請求項４に記載のものにおいて、前記２次空気導入口は、前記筐体内に位置する前記排気トップの前記胴部で、前記排気ガスの入口に近い位置に設けられていることを特徴とするものである。

請求項６に記載の発明は、請求項４または５に記載のものにおいて、前記２次空気導入口は、当該排気トップ内側に、前記排気ガスの流通方向の下流側を開放させた２次空気導入板を備えていることを特徴とするものである。

第１の発明によれば、排気トップの胴部の２次空気導入口から２次空気を導入できるので、排気トップ内を流通する排気ガスの酸素濃度を上昇させて該排気ガスに含まれる水分の凝縮を低下させることができ、排気トップからドレン水の飛散を防止することができる。

第２の発明によれば、前記２空気導入口は、雨水が侵入しない筐体へ設けられているため、排気トップ内を流通する排気ガスに前記雨水が混入する心配がなく、排気トップからドレン水の飛散を防止することができる。

第３の発明によれば、前記２空気導入口には、２次空気導入板が設けられているので、排気トップ内を流通する排気ガスが漏洩することがないと共に、２次空気の導入量を排気トップ内を流通する前記排気ガスの流通量に応じた量とすることができる。また、前記排気ガスが排気トップ内を流通することにより前記２次空気を該排気トップ内へと自然吸気させることができる。

本発明の一実施形態について、図１〜図６を参照して説明する。

吸収式冷凍機１００は、大気中では、１００℃で蒸発する水が、高真空状態中では、低温（約５℃）でも蒸発する冷凍原理を利用して冷房運転を行わせるもので、前記吸収式冷凍機１００内を循環する１次冷媒に吸水性を持った臭化リチウム水溶液等を使用し、室内側へ循環する２次冷媒の水に熱伝達させることにより、冷房運転を行わせ、機器本体内部のバルブの開閉を切り替え、後述する高温再生器で加熱した前記１次冷媒を、前記２次冷媒に直接熱伝達させることにより暖房運転を行わせている。

前記吸収式冷凍機本体１００の構造は、図１を参照して、１次冷媒の前記臭化リチウム水溶液等の能力を再生するためにバーナ１０で加熱し、前記１次冷媒の水分を蒸発させ、液濃度を高め、吸水性を上げる働きの高温再生器１と、高温再生器１で濃縮した液体の１次冷媒を、高温再生器１で発生させた水蒸気で再度加熱し、さらに液濃度を高める低温再生器２と、低温再生器２で放熱し、通過して来た水蒸気を水に戻すため、内部に冷却水を通水する凝縮器管１２を設けた凝縮器３と、内部を真空とし、負荷側への熱搬送を行う２次冷媒である水を通水する冷水管１７を設け、前記凝縮器３で冷却された水をこの２次冷媒の通る冷水管１７に散布し蒸発させ、２次冷媒からの吸熱を行わせ、前記吸収式冷凍機１００の出力としての２次冷媒である冷水を発生させる蒸発器４と、前記蒸発器４で再度蒸発した水蒸気を低温再生器２で濃縮させた１次冷媒に溶解させる吸収器５の主に５つの部位から構成され、この他、前記吸収式冷凍機１００の効率を上げるため、高温再生器１へ送られる１次冷媒の再加熱の補助を行う低温熱交換器６や、高温熱交換器７や、この１次冷媒の循環を行う吸収液ポンプ８や、冷媒ポンプ９や、この吸収式冷凍機１００の運転停止を行なわせる図示しない中央制御盤からの運転信号や、各部の温度検知信号を受信し、高温再生器１のバーナ１０の燃焼火力調節や、各ポンプや各弁の開度調節の信号を演算出力している制御盤１１で構成されている。

そして、前記吸収式冷凍機１００の外観構造で、図２は、この吸収式冷凍機１００を正面から見た図で、図３は、前記吸収式冷凍機１００を蒸発器側から見た図を示しており、図４は、高温再生器側から見た図を示している。この３つの図面を参照して、図１の部位や機器は、図２乃至図４の同じ符号に位置しており、図１の高温再生器１は、図２の制御盤１１の奥に位置し、蒸発器４および吸収器５は、制御盤１１の側位置から奥へと延在し、低温熱交換器６は、図３に示すように、蒸発器４の下方へ、高温熱交換器７は、図４に示すように、前記高温再生器１の下方へ夫々取り付けられている。また、図３の前記蒸発器４の奥に前記吸収器５が位置し、吸収液ポンプ８と冷媒ポンプ９は、前記蒸発器４の下方に位置して取り付けられている。さらにまた、制御盤１１の背面と高温再生器１の一端側との間のには、ブロア１４が設けられており、前記高温再生器１の他端側には、燃料供給管１６を備えたバーナ１０が取り付けられている。そして、燃料供給管１６を経由してバーナ１０へと供給された燃料は、高温再生器１内で燃焼され、燃焼され排出された排気ガスは排気ガス出口１５から排出されるものとなっている。

ここで、この吸収式冷凍機１００が屋外へ設置される場合には、図５に示すように、吸収式冷凍機１００がフレーム２０の上に載置され、天面には、天面パネル２１が、外周には、外装パネル２２が夫々設けられ、排気トップ３０が取り付けられて設置されるものとなっている。

この排気トップ３０は、天面パネル２１および外装パネル２２内で、吸収式冷凍機１００の排気ガス出口１５へフランジ等により接続されるものとなっており、図６に示すように、主に、排気部３１と胴部３２とから構成されている。

一方の排気部３１は、その天面に第１排出口３３が設けられており、この第１排出口３３の中央には、衝突板３５が支持片３６により第１排出口３３の開口内に取り付けられている。この衝突板３５は、第１排出口３３よりも小さい板で、衝突板３５の各縁部と第１排出口３３の内周との間には、吸収式冷凍機１００から排出される排気ガスが大気へと排出される間隔ａが設けられている。また、この衝突板３５は、胴部３２の上端部３２ｂ（図７参照）の開口よりも大きい板とされており、これにより、第１排出口３３から降り込んだ雨水が胴部３２内へと侵入することも防止している。

さらに、排気部３１の底部には、ドレン受け皿３９が設けられ、このドレン受け皿３９には、ドレン排水管４０が接続されている。

他方の胴部３２は筒状となっており、その下端部３２ａは、上記のように排気ガス出口１５へ接続するためのフランジ等が設けられ、上端部３２ｂは、排気部３１内へ延在されて開口されている。また、この胴部３２の中央付近の外周には、防水片４１が設けられており、排気トップ３０と天面パネル２１との隙間から外装パネル２２内へと侵入する雨水を防止している。さらに、前記防水片４１の下方、つまり、筐体２３内に位置する胴部３２には、図７の断面図に示すように、この胴部３２内へ空気を取り込む２次空気導入口３７が設けられている。この２次空気導入口３７は、なるべく胴部３２の下端部３２ａに近い位置に設けられることが望ましい。これは、上記図４に示した吸収式冷凍機１００の排気ガス出口１５から排出された排気ガスの温度が、なるべく高い状態の時に前記排気ガス中へ２次空気を導入することが、該排気ガスに含まれる水分の凝縮を低下させるからである。

また、この２次空気導入口３７の胴部３２外側には、２次空気導入板３８ａが設けられており、２次空気導入口３７の胴部３２内側には、２次空気導入板３８ｂが設けられている。２次空気導入板３８ａは、２次空気導入口３７が位置する部分の胴部３２外側で、上端側が開放されて設けられており、２次空気導入板３８ｂは、２次空気導入口３７が位置する部分の胴部３２内側で、上端側が開放されて設けられている。これにより、排気ガスが胴部３２内を矢印Ｘ方向のように流通すると、胴部３２の２次空気導入板３８ｂにより、２次空気導入口３７の胴部３２内側が負圧となるため、筐体２３内の空気が矢印Ｙのように、胴部３２と２次空気導入板３８ａの間を流通し、２次空気導入口３７から胴部３２内へと自然吸気されることとなる。これにより、この胴部３２内を流通する前記排気ガスの酸素濃度は上昇されて、該排気ガスに含まれる水分の凝縮を低減させることができる。

そして、上記のように水分の凝縮を低減させても、排気部３１内で凝縮した前記水分、或いは、降雨により排気部３１内へ侵入した雨水は、ドレン水としてドレン受け皿３９へ流下し、ドレン排水管４０から排水されるものとなっている。このとき、胴部３２の上端部３２ａは、ドレン受け更３９よりも高い位置となっているため、前記雨水が、胴部３２内へと侵入することはない。なお、２次空気導入口３７は、上述のように、筐体２３内に位置する胴部３２上に設けられているため、この胴部３２内に雨水が侵入する心配が無いことはもちろんである。

また、図８に示すように、２次空気導入板３８ａは、下端側が開放された２次空気導入板４４ａであっても良い。この図８の排気トップ４３では、上記図７の排気トップ３０に比べ、胴部３２上の２次空気導入口３７の位置が若干高い位置となってしまい、若干、排気ガスの温度は低下してしまうが、排気トップ４３の胴部３２内を流通する排気ガスの方向と、２次空気導入板４４ａにより２次空気導入口３７から前記胴部３２内へと導入される２次空気の方向とが一致しているため、前記２次空気を自然吸気し易くなり、上記図７と同様に、該排気ガスに含まれる水分の凝縮を低減させることができる。

燃料等を燃焼させ、大気へと排気ガスを排出する燃焼装置に適用される。特に、燃焼量の大きい燃焼装置に好適である。

吸収式冷凍機の構成を示す図である。 吸収式冷凍機の正面外観図である。 吸収式冷凍機の蒸発器側外観図である。 吸収式冷凍機の高温再生器側外観図である。 外装パネルおよび排気トップを備えた吸収式冷凍機の外観図である。 排気トップの外観斜視図である。 同排気トップの断面図である。 同排気トップの別形態図である。

符号の説明

１ 高温再生器
２ 低音再生器
３ 凝縮器
４ 蒸発器
５ 吸収器
６ 低温熱交換器
７ 高温熱交換器
８ 吸収液ポンプ
９ 冷媒ポンプ
１０ バーナ
１１ 制御盤
１２ 凝縮器管
１３ 冷水管
１４ ブロア
２０ 外装パネル（周囲）
２１ 外装パネル（天面）
３０ 排気トップ
３１ 排気部
３２ 胴部
３２ａ 下端部
３２ｂ 上端部
３３ 排出口
３５ 衝突板
３６ 支持片
３７ ２次空気導入口
３８ａ、３８ｂ ２次空気導入板
３９ ドレン受け皿
４０ ドレン排水管
４１ 防水片
４３ 排気トップ
４４ａ ２次空気導入板

Claims (6)

1. 冷媒の再生を行う再生器を備え、この再生器で燃焼された排気ガスを屋外へ排出する排気管の先端に筐体の天面から突出して設けられた排気トップにおいて、
   前記排気トップは、その上部に凝縮したドレン水、および、該排気トップ内へと侵入する雨水を集め、当該排気トップ外へ排水するドレン受け皿および排水管とを備えると共に、この排気トップ内を流通する排気ガスの酸素濃度を上昇させる２次空気導入口を設けたことを特徴とする排気トップ。
2. 前記２次空気導入口は、前記筐体内に位置する前記排気トップの前記胴部で、前記排気ガスの入口に近い位置に設けられていることを特徴とする請求項１に記載の排気トップ。
3. 前記２次空気導入口は、当該排気トップ内側に、前記排気ガスの流通方向の下流側を開放させた２次空気導入板を備えていることを特徴とする請求項１または２に記載の排気トップ。
4. 再生器、凝縮器、蒸発器、吸収器等を備え、前記再生器で燃料を燃焼して冷媒液を再生し、燃焼させた排気ガスを筐体から突出して大気へと排出する排気トップを備える吸収式冷凍機において、
   前記排気トップは、その上部に凝縮したドレン水、および、該排気トップ内へと侵入する雨水を集め、当該排気トップ外へ排水するドレン受け皿および排水管とを備えると共に、この排気トップ内を流通する排気ガスの酸素濃度を上昇させる２次空気導入口を設けたことを特徴とする排気トップを備える吸収式冷凍機。
5. 前記２次空気導入口は、前記筐体内に位置する前記排気トップの前記胴部で、前記排気ガスの入口に近い位置に設けられていることを特徴とする請求項４に記載の排気トップを備える吸収式冷凍機。
6. 前記２次空気導入口は、当該排気トップ内側に、前記排気ガスの流通方向の下流側を開放させた２次空気導入板を備えていることを特徴とする請求項４または５に記載の排気トップを備える吸収式冷凍機。