JPH0213764A - 潜熱回収器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

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
。

そのような燃料が燃焼すると、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５排ガスダクトなど
から大気に放出される。ご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８
３Ａ、’８３１３に固定される。図示しない加熱源に連
通ずる排ガスダクト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８
１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°Ｃ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、冷房作り】時
に行なわれる。一方、暖房作動時に行なわれる高’／？
ｎ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°Ｃ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°Ｃ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Ｗｊ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茎発温度と蒸
発圧力との特性は、数値的には温度Ｑ　’ｃで蒸発可能
な圧力が水柱で約６２ｍｍ、　１０’Ｃで約１２５ｍｍ
、２０℃で約２３８　ｍｍ、３０℃で約４３２　ｍｍ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（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、冷房作り１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Ｗ！熱の回収は可能となる。−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、通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（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茎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′／ｖＩ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、
ｆｌｉｔ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２
４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、高温燃焼ガスの保育する顕熱および潜熱を回収
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（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は蒸発し、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
れかつ昇温しでいる流体と、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ｌ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Ｗｊ熱を能率よ（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が適用される吸収冷温水機の
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゛エル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流体は、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、＋１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が適用される吸収冷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通用されると
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凛発して藤発潜熱や顕熱
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′／＠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Ｗｔ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？
Ａ　ｅＡ焼ガスを流通させる複数本の伝熱管３がはソ水
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には制御弁である第二導入弁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
が簡便にドレン通路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ｌＯ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２
ｂに固定されている。さらに、反転仕切板ｌＯ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２
Ｂ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°ζ、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１
１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〜ｌ１ｇ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
１１ｈ〜ｔｉｍ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で分散して伝熱管
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６０〜５
５℃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
換機能が損なわれるので、本例にあっては、は＼゛水平
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２
１と、その散布管２１に取り付けられる散布ノズル体２
２と、から構成される。複数〔図示は４本〕の散布管２
１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１１１固〕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ｖ４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、昇温しでいるが蒸発しえ
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２
３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２
５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は吸収冷温水機３０〔第
４図参照〕の茅発器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
１固〕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３１３．３１ｂ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３
９から排出されるようになっている。その排ガス通路４
０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ｆｊ、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、−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３１ｂ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の加熱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５８ｍＣ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ＩＯやシェ
ル２に取り付けられた蛇行仕切板１１ａ、ｌｌｈ、ｌｌ
ｂ、ｌｌｉ、ｌｌｃ。

１１ｊおよび１ｉｄ（第３図参照〕に案内され、矢印１
２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１１　ｋ、　　１１
　ｅ、　　１１１．　１１　ｆ、　　１１ｍおよびｌ１
ｇ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５
２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。

その冷媒茎発は低温再生器３３の伝熱管５９に送られる
。そして、１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、茎発
器３５から（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５８
ｂ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（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
の燃料の全発熱量の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°Ｃ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暴発？ＪＩＩ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、凝縮した水ポ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２
５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でいる冷媒液は、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
した冷媒液から燕発した蒸気は、吸収器３２に送られて
吸収器伝熱管４６内を流過する温水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ｕ−ｎ線矢視断面図、第３図は第１図のＩＩＩ
−ＩＩＩ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、１〇−反転仕切板
、１１．　１１　ａ　〜１１ｍ−蛇行仕切板、１９−第
一導入弁、２〇−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。 特許出願人　川崎重工業株式会社（ほか３名）代　理　
人　弁理士　吉相　勝俊（ほか１名）第２図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （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。