JPH06221718A - 吸収式冷温水機の高温再生器及び吸収式冷温水機 - Google Patents
吸収式冷温水機の高温再生器及び吸収式冷温水機Info
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Abstract
熱を防止して、腐食が発生せず小形化が図れる吸収式冷
温水機の高温再生器及び吸収式冷温水機を提供すること
にある。 【構成】高温再生器1は外筒101と内筒102、複数
の溶液管103、バーナ104、溶液流入管105、気
液分離板106からなっている。内筒102は外筒10
1の内部にあり、両者の間には溶液109が保持され
て、内筒102はこの溶液109に没している。バーナ
104は内筒102に貫通して外筒101の側面に取り
付けられており、内筒102の内部が燃焼室となってい
る。燃焼室の下流に内筒102の上下を連通する複数の
溶液管103が設置され、内部は溶液109で満たされ
ている。溶液管103は水平断面が長円形をしており、
長円形の直線部が平行になるように複数本配列されてい
る。溶液管103と溶液管103の間は燃焼ガス通路と
なっている。
Description
再生器及びこの高温再生器を用いる吸収式冷温水機に関
する。
えば特開昭 58-198661号公報に記載のものがある。具体
的には高温再生器は外筒と内筒とから構成され、外筒と
内筒との間に溶液を保持し、内筒の一部が溶液を加熱す
るための燃焼器の燃焼室となっており、その下流部の内
筒内にほぼ垂直に溶液管群が設置されている。燃焼器か
らの燃焼ガスが周囲を溶液で囲まれた燃焼室壁面を加熱
した後、内筒内にほぼ垂直に設置された溶液管群の間を
通って管群を外部から加熱する構成となっている。熱伝
達を向上するために管群はちどり配列に配置されたり、
燃焼ガスの下流部ではフィン管が用いられたりしてい
る。
させる臭化リチウム水溶液は、高温において腐食性が強
くなるために、伝熱面温度を一定値以上に上げることが
できない。このため上記のような従来例においては、伝
熱管の燃焼ガス流に対する前面と背面で熱負荷が異なる
ので、前面の最も熱負荷が高く伝熱面温度が高温になる
点を基準にして伝熱設計を行っている。この場合、伝熱
管背面では燃焼ガスがよどんだ状態になるので熱負荷が
小さくなり、全体として伝熱面積が多く必要となり、高
温再生器が大形化するという問題点があった。逆に、全
体の平均熱負荷を上げようとすると、伝熱管の前面で局
部過熱が発生して伝熱面の腐食が進行するという問題点
があった。特にちどりに配列された伝熱管群において
は、1列目の管と管の隙間で加速された燃焼ガスが2列
目の管の先端にぶつかるので、その部分が過熱して腐食
が進行する。
を防止することによって腐食が発生せず、又小形化が図
れる吸収式冷温水機の高温再生器及び吸収式冷温水機を
提供することを目的とする。
との間に溶液を保持する液室を形成し、内筒内部は溶液
を加熱する燃焼室とする吸収式冷温水機の高温再生器に
おいて、前記燃焼室の下流に前記内筒の上下の液室に連
通し燃焼ガスと交差するように断面が流れ方向に扁平な
溶液管を配置することによって、達成される。
縮器、蒸発器、吸収器を接続して冷凍サイクルを構成す
る吸収式冷温水機において、外筒と内筒との間に溶液を
保持する液室を形成し、内筒内部は溶液を加熱する燃焼
室とし、前記燃焼室の下流に前記内筒の上下の液室に連
通し燃焼ガスと交差するように断面が流れ方向に扁平な
溶液管を配置する高温再生器を備えることによって、達
成される。
しているので、燃焼ガスがよどんで熱負荷が小さくなる
場所がなく、また伝熱面熱流束が一様に変化して局部過
熱が発生しにくいので伝熱面の腐食の進行を防止するこ
とができる。
斜視図であり、図2は図1の高温再生器の垂直断面図で
あり、図3は図1の水平断面図である。高温再生器1は
外筒101と内筒102、複数の溶液管103、バーナ
104、溶液流入管105、気液分離板106からなっ
ている。内筒102は外筒101の内部にあり、両者の
間には溶液109が保持されて、内筒102はこの溶液
109に没している。バーナ104は内筒102に貫通
して外筒101の側面に取り付けられており、内筒10
2の内部が燃焼室111となっている。前記外筒101
と内筒102とで液室112を形成し、燃焼室111の
下流に内筒102の上下の液室112を連通する複数の
溶液管103が設置され、内部は溶液109で満たされ
ている。溶液管103は水平断面が長円形(もしくは扁
平形)をしており、長円形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。溶液管103と溶液管1
03の間は燃焼ガス通路となっている。また、外筒10
1の内部で溶液109の上方には溶液流入管105、気
液分離板106が設置され、外筒101の側面には溶液
流出孔107、上面には冷媒蒸気流出孔108が設けら
れている。フロートボックス110は溶液流出孔107
により外筒101と連通しており、溶液流入管105は
フロートボックス110内を通って外筒101内につな
がっている。フロートボックス110内の溶液流入管1
05の途中にフロート弁が設けられており、フロートボ
ックス内の液面高さに応じて高温再生器1に送り込む溶
液流量を調節する。
2の壁面を通して主に輻射伝熱により溶液109を加熱
した後、隣合う溶液管103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103内の溶液10
9を加熱して、外へ放出される。加熱された溶液109
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103内や外筒101と内筒102の
間の流路を上昇し、液面上にでて気液分離板106を迂
回して、冷媒蒸気流出孔108から出ていく。一方、溶
液は溶液流入管105を通って高温再生器1内に導か
れ、高温再生器1内で加熱沸騰して濃度の濃くなった溶
液は、溶液流出孔107からフロートボックス110へ
送られる。溶液はフロートボックス内110に一旦溜め
られて液面を形成した後出ていく。
焼ガスと溶液との熱交換を行う伝熱面が平板であるため
に、燃焼ガスがよどんで熱負荷が小さくなる場所がない
ので、平均熱流束を高くとることができ、高温再生器の
小形化を図ることができる。また、伝熱面が平板である
ので局部加熱が発生しにくく、伝熱面の局部腐食を防止
することができる。
させることにより、容易に製作できる。
図6を用いて説明する。図4は高温再生器の切欠き斜視
図であり、図5、図6は溶液管の水平断面図又は側面図
を示す。溶液管103は図1の実施例と同様に高温再生
器の内筒102の内部にほぼ平行に複数本設置される。
溶液管103は水平断面が長円形をしており、その平板
面には複数の伝熱フィン121が水平に設置されてい
る。伝熱フィン121は燃焼ガスの流れに沿って上流か
ら下流に向かってフィン高さが高くなり、途中から一定
の高さとなるようなフィン形状をしている。その他の構
成は図1の実施例と同様である。
焼ガスと溶液との熱交換を行う伝熱面が平板であるため
に、燃焼ガスがよどんで熱負荷が小さくなる場所がない
ので、平均熱流束を高くとることができ、高温再生器の
小形化を図ることができる。また、伝熱面が平板である
ので局部加熱が発生しにくく、伝熱面の局部腐食を防止
することができる。また、溶液管の平板面に設置した伝
熱フィンは、燃焼ガスの流れに沿ってフィン高さを変化
させているので、熱流束の均一化を図ることができ、腐
食の進行を抑えながら平均熱流束を高くとることがで
き、さらに高温再生器1の小形化を図ることができる。
8を用いて説明する。図7、図8は溶液管の水平断面図
又は側面図を示す。溶液管103は図1の実施例と同様
に高温再生器の内筒102の内部にほぼ平行に複数本設
置される。溶液管103は水平断面が長円形をしてお
り、その平板面には伝熱フィン121が水平に設置され
ている。伝熱フィン121は燃焼ガスの流れ方向に3部
分に分割されており、一番上流のフィン121aは上流
から下流に向かってフィン高さが高くなるような形状を
している。また、分割された下流側のフィン121b、
121cほどフィンピッチが小さくなっている。また、
それぞれのフィンは、高さ方向の位置が上流側のフィン
の高さとできるだけ一致しないように工夫されている。
その他の構成は、図1の実施例と同様である。なお、内
筒102と溶液管103の組立は、内筒の上下に溶液流
路の形状にあわせた切れ込みを入れ、この切れ込みの開
口側からあらかじめフィンを設置された溶液流路を挿入
して上下を接合することにより、溶液流路の外面に設置
されたフィンの干渉なく容易に組み立てることができ
る。
焼ガスと溶液との熱交換を行う伝熱面が平板であるため
に、燃焼ガスがよどんで熱負荷が小さくなる場所がない
ので、平均熱流束を高くとることができ、高温再生器の
小形化を図ることができる。また、伝熱面が平板である
ので局部加熱が発生しにくく、伝熱面の局部腐食を防止
することができる。また、溶液管の平板面に設置した伝
熱フィンは、燃焼ガスの流れに沿ってフィン高さとフィ
ンピッチを変化させているので、熱流束の均一化を図る
ことができ、腐食の進行を抑えながら平均熱流束を高く
とることができ、さらに高温再生器の小形化を図ること
ができる。
10を用いて説明する。図9、図10は溶液管の水平断
面図又は側面図を示す。溶液管103は図1の実施例と
同様に高温再生器の内筒102の内部にほぼ平行に複数
本設置される。溶液管103は水平断面は上流側が長円
形をしており、下流側は長方形となっており、その平板
面には伝熱フィン121が水平に設置されている。伝熱
フィン121は燃焼ガスの流れ方向に3部分に分割され
ており、一番上流のフィン121aは上流から下流に向
かってフィン高さが高くなるような形状をしている。ま
た、分割された下流側のフィン121b、121cほど
フィンピッチが小さくなっている。また、それぞれのフ
ィンは、高さ方向の位置が上流側のフィンの高さとでき
るだけ一致しないように工夫されている。その他の構成
は図1の実施例と同様である。
焼ガスと溶液との熱交換を行う伝熱面が平板であるため
に、燃焼ガスがよどんで熱負荷が小さくなる場所がない
ので、平均熱流束を高くとることができ、高温再生器1
の小形化を図ることができる。また、伝熱面が平板であ
るので局部加熱が発生しにくく、伝熱面の局部腐食を防
止することができる。また、溶液管の平板面に設置した
伝熱フィンは、燃焼ガスの流れに沿ってフィン高さとフ
ィンピッチを変化させているので、熱流束の均一化を図
ることができ、腐食の進行を抑えながら平均熱流束を高
くとることができ、さらに高温再生器1の小形化を図る
ことができる。また、本実施例においては溶液管の下流
側の断面形状が長方形となっているので、燃焼ガス流路
の後端までフィンを取り付けることができ、伝熱面積を
有効に利用でき小形化を図れるとともに、むだな溶液部
分を減らすことができるので、原価低減も図れるという
効果がある。また、内筒の後端部分が直線状になるので
外筒との組立、接合が容易になるという効果もある。
なぐ溶液管103は水平断面が長円形のパイプとなって
いるが、図11に示すように平面で構成された角パイプ
や平板の加工により細長い流路を形成しても同様の効果
が得られる。また、図12、図13に示すように、溶液
管103を燃焼ガスの流れ方向に複数列配置してもよ
い。
さは分割された部分ごとに高さが異なっていてもよい。
また、上流と下流のフィンの取付け位置は、ずらした方
が伝熱性能が高くなるという効果がある。
機を用いた吸収式空調システムである。
生器1、低温再生器2、凝縮器3、蒸発器4、吸収器
5、低温熱交換器6、高温熱交換器7、溶液循環ポンプ
8、冷媒ポンプ9、加熱用のバーナ104、低温再生器
3内に吸収器1からの溶液を散布する散布装置10、低
温再生器2内に配置し高温再生器1で発生した冷媒蒸気
を凝縮して管外を流下する溶液と熱交換する伝熱管1
1、この伝熱管11を凝縮器3に導く配管の途中に設け
られた絞り12、凝縮器3の底部に設けられた冷媒タン
ク13、凝縮器3からU字シール、絞り15を介して液
冷媒を蒸発器4に導く冷媒液管14、弁17を介して凝
縮器の気相部と蒸発器を結び、途中にUシール部を持つ
冷媒蒸気管16、冷媒ポンプ9の吐出と冷媒散布装置2
0とをフロート弁19を介して連結する冷媒管18、蒸
発器4の下部に配置した冷媒タンク21、凝縮器3の冷
媒タンク13と、蒸発器4及び吸収器5の上部に設けら
れた冷媒受け24とを、冷媒ブロー弁22を介して結ぶ
冷媒ブロー管23、冷媒蒸気管16のUシールの底部と
気泡ポンプの気泡吹出し部26を結ぶ冷媒配管25、気
泡ポンプの気泡吹出し部26の上部に配置し冷媒受け2
4に上部を開口した気泡ポンプの揚液管27、冷媒管1
8の途中から分岐して気泡ポンプの気泡吹出し部26へ
接続する冷媒管28と、低温熱交換器6とエジェクタポ
ンプ30を結ぶ溶液戻り管29、溶液ポンプ8から低温
熱交換器6へ溶液を送る配管の途中から分岐してエジェ
クタポンプ30へ溶液を送る溶液管31、エジェクタポ
ンプ30から溶液を溶液散布装置33へ導く溶液管32
と、吸収器5の下部に設けられた溶液トレイ34、溶液
トレイ34と吸収器下部の溶液タンク35を結ぶ溶液管
36、冷媒受け24からの冷媒を溶液トレイ34へ散布
する冷媒散布管37と蒸発器4内に設置された蒸発伝熱
管51と室内機52の間を冷温水ポンプ53により冷温
水を循環させる冷温水配管54、吸収器1内に設置され
た吸収伝熱管55と凝縮器4内に設置された凝縮伝熱管
56と冷却塔57の間を冷却水ポンプ58により冷却水
を循環させる冷却水配管59から構成されている。
る。冷房運転時には弁17及び弁22は閉となってい
る。
液は、溶液循環ポンプ8により低温熱交換器6に送られ
た後、一部は高温熱交換器7を通って高温再生器1へ送
られ、残りは低温再生器2へ送られて散布装置10から
散布される。高温再生器1に送られた溶液はバーナ10
4に加熱されて沸騰し冷媒蒸気を発生する。発生した冷
媒蒸気は低温再生器2に送られて伝熱管11の管内で凝
縮した後、絞り12を通って凝縮器3へ送られる。この
時の凝縮熱は、散布装置10から散布されて伝熱管11
の管外を流下する溶液を加熱して、再び冷媒蒸気を発生
させる。発生した冷媒蒸気は凝縮器3へ送られ、凝縮伝
熱管56内を流れる冷却水により冷却されて凝縮し、高
温再生器からの冷媒と合流して冷媒タンク13に溜めら
れる。一方、高温再生器1で冷媒蒸気を発生して濃縮さ
れた濃溶液は、高温再生器1から溢れてフロートボック
ス110を経由して高温熱交換器7に送られる。高温熱
交換器7で吸収器からの希溶液と熱交換して温度を下げ
た後、低温再生器2からの濃溶液と合流する。合流した
濃溶液は、低温熱交換器6で吸収器1からの希溶液と熱
交換してさらに温度を下げ、エジェクタポンプ30によ
って溶液戻り管29及び溶液管32を通って溶液散布装
置33へ送られ、吸収器5内に散布される。散布された
濃溶液は、吸収伝熱管55内を流れる冷却水により冷却
されつつ蒸発器4からの冷媒蒸気を吸収して濃度が薄く
なり、溶液トレイ34で集められ溶液管36を通って溶
液タンク35に戻る。一方、凝縮器3の下部の冷媒タン
ク13に溜められた液冷媒は、冷媒タンク13から溢れ
て冷媒液管14、絞り15を経由して蒸発器4に流入す
る。蒸発器4では、下部に設けられた冷媒タンク21の
液冷媒が、冷媒ポンプ9により冷媒管18、フロート弁
19を通って冷媒散布装置20に送られ、蒸発器4内の
蒸発伝熱管51上に散布され、管群内を流れる冷水と熱
交換して蒸発し、その結果冷水から蒸発潜熱を奪い冷凍
作用が得られる。蒸発した冷媒は、吸収器1へ流出し
て、吸収器1内を流下する濃溶液に吸収される。
冷却水ポンプ58により吸収器5に送られ吸収伝熱管5
5で吸収熱を奪って温度上昇し、次に凝縮器3に送られ
凝縮伝熱管56で凝縮熱を奪ってさらに温度上昇する。
その後冷却塔57に戻って冷却される。また、蒸発器4
内の蒸発伝熱管51で冷却された冷水は冷温水ポンプ5
3で室内機52に送られ、室内を冷房して温度上昇し、
再び蒸発器に戻る。
は、吸収冷温水機停止信号が与えられ、冷温水ポンプ5
3、冷却水ポンプ58、冷却塔57、バーナ104がた
だちに停止し、冷媒ポンプ9も同時に停止するが、溶液
ポンプ8はサイクル内の濃溶液を希釈するために一定時
間運転を継続し、冷媒の凍結を防止するために冷媒ブロ
ー弁22を開いて冷媒タンク13の冷媒を冷媒ブロー管
23、冷媒受け24、冷媒散布管37を通って溶液トレ
イ34上の溶液に混合して希釈する。溶液の濃度を低下
させることにより溶液の冷媒蒸気吸収能力を低下させ、
冷媒及び冷温水の凍結を防止できる。
動作する。暖房運転時には弁17及び弁22は開となっ
ており、冷却水ポンプ58を停止し吸収器1内の吸収伝
熱管55及び凝縮器4内の凝縮伝熱管56に冷却水は流
さない。また、冷媒ポンプ9は停止とする。
液は、溶液循環ポンプ8により低温熱交換器6に送られ
た後、一部は高温熱交換器7を通って高温再生器1へ送
られ、残りは低温再生器2へ送られて散布装置10から
散布される。高温再生器1に送られた溶液はバーナ10
4に加熱沸騰されて冷媒蒸気を発生する。発生した冷媒
蒸気は低温再生器2に送られて伝熱管11の管内で凝縮
した後、絞り12を通って凝縮器3へ送られる。この時
の凝縮熱は、散布装置10から散布されて伝熱管11の
管外を流下する溶液を加熱して、再び冷媒蒸気を発生さ
せる。発生した冷媒蒸気は凝縮器3へ送られるが、凝縮
器3内に設けられた管群内に冷却水が流されていないの
で、凝縮液化せず、弁17、冷媒蒸気管16を経由して
蒸発器5に送られる。また、冷媒蒸気の一部は冷媒蒸気
管16のUシール部から冷媒管25、気泡ポンプの気泡
吹出し部26、揚液管27を通って冷媒受け24へ送ら
れ、冷媒散布管37から吸収器1の溶液トレイ34上へ
送られる。また、高温再生器からの液冷媒は、冷媒ブロ
ー管23、冷媒ブロー弁22を経由して蒸発器4へ送ら
れる蒸発器4では凝縮器からの冷媒蒸気が、蒸発伝熱管
51を流れる温水と熱交換して凝縮液化し、この時の凝
縮潜熱により温水を加熱して暖房能力を発生する。凝縮
液化した液冷媒は冷媒タンク21に溜められ、冷媒管1
8から分岐した冷媒管28を通って気泡ポンプの気泡吹
き出し部26へ送られ、気泡ポンプの作用により揚液管
27を上昇して冷媒受け24へ流入し、冷媒散布管37
から吸収器5の溶液トレイ34上へ送られる。一方、高
温再生器1で冷媒蒸気を発生して濃縮された濃溶液は、
高温再生器1からフロートボックス110を経由して高
温熱交換器7に送られる。高温熱交換器7で吸収器から
の希溶液と熱交換して温度を下げた後、低温再生器3か
らの濃溶液と合流する。合流した濃溶液は、低温熱交換
器6で吸収器5からの希溶液と熱交換してさらに温度を
下げ、エジェクタポンプ30によって溶液戻り管29及
び溶液管32を通って溶液散布装置33へ送られ、吸収
器5内に散布される。吸収伝熱管55内には冷却水が流
れていないので、散布された濃溶液は吸収伝熱管55を
流下し、溶液トレイ34上で液冷媒と混合して、溶液管
36を通って溶液タンク35に戻る。
された温水は冷温水ポンプ53で室内機52に送られ、
室内を暖房して温度低下し、再び蒸発器に戻る。
たことにより吸収式冷温水機の小形化が図れる。
負荷が小さくなる場所がなく、平均熱流束を高くとるこ
とができ、高温再生器の小形化が図れ、このためこの高
温再生器を用いることにより吸収式冷温水機の小形化も
図ることができる。
図。
図。
図。
溶液管の水平断面図。
溶液管の水平断面図。
る溶液管の水平断面図。
る溶液管の水平断面図。
る溶液管の水平断面図。
システム。
発器、5…吸収器、6…低温熱交換器、7…高温熱交換
器、8…溶液循環ポンプ、9…冷媒ポンプ、10…散布
装置、11…伝熱管、12…絞り、13…冷媒タンク、
14…冷媒液管、15…絞り、16…冷媒蒸気管、17
…弁、18…冷媒管、19…フロート弁、20…冷媒散
布装置、21…冷媒タンク、22…冷媒ブロー弁、23
…冷媒ブロー管、24…冷媒受け、25…冷媒管、26
…気泡ポンプの気泡吹出し部、27…気泡ポンプの揚液
管、28…冷媒管、29…溶液戻り管、30…エジェク
タポンプ、32…溶液管、33…溶液散布装置、34…
溶液トレイ、35…溶液タンク、36…溶液管、37…
冷媒散布管、51…蒸発伝熱管、52…室内機、53…
冷温水ポンプ、54…冷温水配管、55…吸収伝熱管、
56…凝縮伝熱管、57…冷却塔、58…冷却水ポン
プ、59…冷却水配管、201…外筒、202…内筒、
203…燃焼室、10…バーナ、204…溶液流路、2
05…燃焼ガス通路、206…溶液、207…溶液流入
管、208…溶液流出孔、209…冷媒蒸気流出孔、2
10…気液分離板、211…伝熱フィン、211a、2
11b、211c…伝熱フィン
Claims (7)
- 【請求項1】外筒と内筒との間に溶液を保持する液室を
形成し、内筒内部は溶液を加熱する燃焼室とする吸収式
冷温水機の高温再生器において、前記燃焼室の下流に前
記内筒の上下の液室に連通し燃焼ガスと交差するように
断面が流れ方向に扁平な溶液管を配置することを特徴と
する吸収式冷温水機の高温再生器。 - 【請求項2】請求項1において、溶液管の水平断面を長
円形としたことを特徴とする吸収式冷温水機の高温再生
器。 - 【請求項3】請求項2において、溶液管の水平断面を扁
平形にしたことを特徴とする吸収式冷温水機の高温再生
器。 - 【請求項4】請求項2又は3において、溶液管に伝熱フ
ィンを設けたことを特徴とする吸収式冷温水機の高温再
生器。 - 【請求項5】請求項4において、伝熱フィンは燃焼ガス
の下流ほどフィン高さを高くしたことを特徴とする吸収
式冷温水機の高温再生器。 - 【請求項6】請求項4において、伝熱フィンは燃焼ガス
の下流ほどフィンピッチを小さくしたことを特徴とする
吸収式冷温水機の高温再生器。 - 【請求項7】高温再生器、低温再生器、凝縮器、蒸発
器、吸収器を接続して冷凍サイクルを構成する吸収式冷
温水機において、外筒と内筒との間に溶液を保持する液
室を形成し、内筒内部は溶液を加熱する燃焼室とし、前
記燃焼室の下流に前記内筒の上下の液室に連通し燃焼ガ
スと交差するように断面が流れ方向に扁平な溶液管を配
置する高温再生器を備えたことを特徴とする吸収式冷温
水機。
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