JPH11304289A - 貫流式ボイラ、貫流式再生器及び該再生器を備えた吸収式冷凍機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 簡易な構造で燃焼ガスの流れを乱し熱伝達率
を向上させる。 【解決手段】 円管状の内側仕切板８，外側仕切板９で
形成された流路４ａ内に複数の伝熱管を配列し、それぞ
れの伝熱管内にＡ側より希溶液を流通するとともに、そ
れぞれの伝熱管外にＢ側より流路４ａを経て燃焼ガスを
流通し、それぞれの伝熱管を介して燃焼ガスにより希溶
液を加熱する貫流式再生器であって、それぞれの伝熱管
の間のすき間に伝熱促進体１０を挿着した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、吸収式冷凍機に備
えられ、水又は希溶液を加熱して蒸気又は冷媒蒸気と中
間濃溶液とを発生させる貫流式ボイラ、貫流式再生器及
び該再生器を備えた吸収式冷凍機に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の貫流式再生器においては、図２及
び図７に示すように、円筒状の内側仕切板８及び外側仕
切板９で形成された流路４ａ内に複数の伝熱管４を配列
し、それぞれの伝熱管４内に一方側（Ａ側）より希溶液
を流通するとともに、それぞれの伝熱管４外に他方側
（Ｂ側）より流路４ａを経て燃焼ガスを流通し、それぞ
れの伝熱管４を介して燃焼ガスにより希溶液を加熱する
構成である。そして一方側に設けられた円環状の下部管
寄せ３の希溶液管７より希溶液が導入され、希溶液は、
下部管寄せ３と他方側に設けられた円環状の上部管寄せ
２との間に、円周状に上下方向に配列された複数の伝熱
管４内を上方（Ｂ側）に向けて流れる。一方、上部に装
着されたバーナ１より炉１３内に噴出された燃焼ガス
は、図示の破線矢印のように炉１３内を下方（Ａ側）に
進み、内側仕切板８の下端を経て直接、伝熱管４に作用
して管内を流れる希溶液と熱交換し、希溶液を加熱・沸
騰して冷媒蒸気と中間濃溶液とを発生させる。冷媒蒸気
と中間濃溶液とは上部管寄せ２に集められて揚液管６を
経由して吸収冷凍機の分離器へ送給される。燃焼ガスは
希溶液を加熱した後に低温度の排気ガスとなり、伝熱管
４外の流路４ａをとおり排気筒５より大気へ放出され
る。なお貫流式ボイラにあっても同一の構造である。

【０００３】このような構造の貫流式再生器では、内側
仕切板８、外側仕切板９及び伝熱管４で形成された流路
４ａを流通する燃焼ガスの流速を高め伝熱を促進してい
る。そしてさらに効率を向上させるには、例えば図８に
示すように、各伝熱管４の外表面にフィン３０を固着
し、伝熱面積を増加させる方法があるが、フィン３０を
伝熱管４の外表面に溶接等で固着する必要があり、その
取付け作業が増加する。また平板のフィンでは燃焼ガス
の流れを乱す作用が不十分のため、伝熱促進の効果が小
さい。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】従来の貫流式再生器に
あっては、伝熱管にフィンを固着しても伝熱促進の効果
が小さく、フィンの取付け作業工数が増加する問題点が
ある。

【０００５】本発明の課題は、簡易な構造で燃焼ガスの
流れを乱し熱伝達率を向上させる貫流式ボイラ、貫流式
再生器及び該再生器を備えた吸収式冷凍機を提供するこ
とにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】前記の課題を達成するた
め、本発明の係る貫流式ボイラは、仕切板で形成された
流路内に複数の伝熱管を配列し、それぞれの伝熱管内に
一方側より水を流通するとともに、それぞれの伝熱管外
に他方側より流路を経て燃焼ガスを流通し、燃焼ガスに
より水を加熱するにおいて、それぞれの伝熱管の間に伝
熱促進体を挿着した構成とする。

【０００７】そしてそれぞれの伝熱促進体は、燃焼ガス
の流通方向に複数の山型で折り曲げられた金属帯板によ
り形成され、一端は仕切板に係合される構成でもよい。

【０００８】またそれぞれの伝熱促進体は、燃焼ガスの
流通方向に突出するように複数の突出部を切り起こされ
た金属帯板により形成され、一端は仕切板に係合される
構成でもよい。

【０００９】さらに貫流式再生器にあっては、仕切板で
形成された流路内に複数の伝熱管を配列し、それぞれの
伝熱管内に一方側より希溶液を流通するとともに、それ
ぞれの伝熱管外に他方側より流路を経て燃焼ガスを流通
し、燃焼ガスにより希溶液を加熱する貫流式再生器にお
いて、それぞれの伝熱管の間に伝熱促進体を挿着した構
成とする。

【００１０】そしてそれぞれの伝熱促進体は、燃焼ガス
の流通方向に複数の山型で折り曲げられた金属帯板、又
は燃焼ガスの流通方向に突出するように複数の突出部を
切り起こされた金属帯板により形成され、一端は仕切板
に係合される構成でもよい。

【００１１】また吸収式冷凍機にあっては、前記いずれ
か一つの貫流式再生器を備え、少なくとも凝縮器、蒸発
器、吸収器及び溶液循環ポンプを接続して冷媒及び希溶
液の循環回路を形成してなる構成とする。

【００１２】本発明によれば、燃焼ガスの流路内に伝熱
促進体を挿着したため、取付けが容易でかつ簡易な構造
で伝熱効率が向上される。

【００１３】

【発明の実施の形態】本発明の貫流式再生器の一実施の
形態を図１〜図３を参照しながら説明する。図１〜図３
に示すように、円筒状の仕切板（内側仕切板，外側仕切
板）８，９で形成された流路４ａ内に複数の伝熱管４を
配列し、それぞれの伝熱管４内に一方側（Ａ側）より希
溶液を流通するとともに、それぞれの伝熱管４外に他方
側（Ｂ側）より流路４ａを経てバーナ１より噴出した燃
焼ガスを流通し、それぞれの伝熱管４を介して燃焼ガス
により希溶液を加熱する貫流式再生器であって、それぞ
れの伝熱管４の間のすき間に伝熱促進体を挿着した構成
である。そして伝熱促進体は、燃焼ガスの流通方向に複
数の山型に折り曲げられた金属帯板１０により形成さ
れ、一端は内側仕切板８に係合されて固定されるものと
する。なお貫流式ボイラにあっても同一の構成である。

【００１４】そしてＡ側の円環状の下部管寄せ３に設け
られた希溶液管７より希溶液が導入され、希溶液は下部
管寄せ３とＢ側の上部管寄せ２とに両端を固設して円周
状に配設された複数の伝熱管４内を上方（Ｂ側）へ流れ
る。一方、上部中央に装着されたバーナ１より炉１３内
に噴出された燃焼ガスは、内側仕切板８により炉１３の
下方（Ａ側）へ導かれ、内側仕切板８の下端を経て流路
４ａ内に導入される。流路４ａ内の各伝熱管４の間には
伝熱管の間隔よりやや狭い（０．５ｍｍ程度）バッフル
板としての金属帯板１０を組み込み、金属帯板１０を燃
焼ガスが高速で通過することにより流れがかく乱され伝
熱が促進される。金属帯板１０の取付け時には、金属帯
板１０の上部を内側仕切板８の上端にさし込み内側で折
り曲げることにより容易に取付けが可能である。さらに
金属帯板１０は各伝熱管４の間のすき間に位置するた
め、一つの部品で円周上に配列された各伝熱管の内周側
と外周側とで燃焼ガスの乱れを生じさせることができ、
部品数の削減が達成される。金属帯板１０の曲げ角度
は、８０〜１００゜が最適であり、折り曲げ巾は山の高
さがほぼ伝熱管径になるように設定するものとする。

【００１５】そして燃焼ガスは、伝熱管４を介して伝熱
管４内の希溶液を加熱し、発生した冷媒蒸気と中間濃溶
液とを上部管寄せ２に集めて揚液管６を経由して吸収冷
凍機の分離器へ送給する。伝熱管４の間を上昇した燃焼
ガスは希溶液を加熱した後に低温度の排気ガスとなり、
外側仕切板９の上端を経て排気ガスヘッダ１２へ導か
れ、排気ガスヘッダ１２内に集合した後に排気筒５より
大気へ放出される。

【００１６】本実施の形態によれば、各伝熱管の間隔よ
りやや狭い巾の金属帯板を山型に繰返し折り曲げてバッ
フル板として用いることにより、流路への取付けを容易
に行うことができ、簡易に構造で高い伝熱効率が得られ
る。

【００１７】本発明の他の実施の形態を図４に示す。こ
の他の実施の形態の図１に示す実施の形態と異なる点
は、それぞれの伝熱促進体は、燃焼ガスの流通方向に突
出するように複数の突出部（切り起し）２０ａを切り起
した金属帯板２０により形成される点である。この他の
実施の形態によっても前記と同様の作用、効果を得るこ
とができる。

【００１８】本発明によれば、図５に示すように、伝熱
管の間に伝熱促進体を挿着することにより、２０〜１０
０％燃焼量に対して効率が１０〜５％向上される。

【００１９】本発明の他の実施の形態として図６は、吸
収式冷凍機の系統図を示す。吸収式冷凍機は、下記の高
温再生器２２及び低温再生器１８として前記いずれか一
つの貫流式再生器を備え、少なくとも凝縮器３１、蒸発
器３６、吸収器３９及び溶液循環ポンプ４３等を接続し
て冷媒及び希溶液の循環回路を形成してなる構成とす
る。

【００２０】すなわち希溶液を加熱するた高温再生器２
２と、高温再生器２２の上方に配置され上昇管２３で接
続された分離器２４と、分離器２４の気相部分に一端を
接続された伝熱管４を内装した低温再生器１８と、低温
再生器１８に連通路２０で連通され伝熱管１９に接続さ
れるとともに冷却水コイル３２を内装した凝縮器３１
と、凝縮器３１に液冷媒管３３で接続され、例えば冷温
水６０を冷却する蒸発コイル３７を内装した蒸発器３６
と、蒸発器３６に蒸発冷媒蒸気通路で連通され冷却水コ
イル４０を内装した吸収器３９と、吸収器３９の底部に
希溶液吸入管４２で吸入側を接続された溶液循環ポンプ
４３とを備える。

【００２１】さらに、溶液循環ポンプ４３の吐出側に被
加熱流体入口側を接続させた低温溶液熱交換器４５と、
低温溶液熱交換器４５の被加熱流体出口側に被加熱流体
入口側を接続させた加熱流体熱交換器５１と、加熱流体
熱交換器５１の被加熱流体出口側に被加熱流体入口側を
接続させ、高温再生器２２の希溶液入口に接続させた高
温溶液熱交換器４８と、分離器２４の液相部と高温溶液
熱交換器４８の加熱流体入口を接続する中間濃溶液管１
６と、高温溶液熱交換器４８の加熱流体出口側と低温再
生器１８を接続する中間濃溶液管４９と、低温再生器１
８と低温溶液熱交換器４５の加熱流体入口側を接続する
濃溶液管２１と、低温溶液熱交換器４５の加熱流体出口
側と吸収器３９の上部を接続する濃溶液管４６と、冷却
水コイル４０の出口側と冷却水コイル３２の入口側を接
続する冷却水管４１とを備えている。

【００２２】さらに、加熱流体熱交換器５１の加熱流体
入口側は高温再生器２２の伝熱管２２ａの出口のトラッ
プ５３から排出される蒸気を導入する蒸気回路５４に接
続されている。加熱流体熱交換器５１を通過した蒸気は
ドレンとなってドレン管５５から排出される。冷却水コ
イル３２の出口側は、図示しない冷却塔に接続され、冷
却水コイル４０の入口側は、図示しない冷却水循環ポン
プを介して冷却塔に接続されている。この他の実施の形
態によっても、前記と同様の作用、効果を得ることがで
きる。

【００２３】

【発明の効果】本発明によれば、各伝熱管の間に伝熱促
進体を挿着したため、作業工数の増加を防止した簡易な
構造で伝熱効率を向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の貫流式再生器の一実施の形態を示す伝
熱促進体の縦断面図である。

【図２】図１の伝熱管の縦断面図である。

【図３】図１，図２のＸ・Ｘ線の横断面図である。

【図４】本発明の他の実施の形態を示す図である。

【図５】本発明の効果を説明するグラフである。

【図６】本発明の他の実施の形態を示す図である。

【図７】従来の技術を示す横断面図である。

【図８】従来の改良技術を示す横断面図である。

【符号の説明】

１ バーナ ２ 上部管寄せ ３ 下部管寄せ ４ 伝熱管 ４ａ 流路 ５ 排気筒 ６ 揚液管 ７ 希溶液管 ８ 内側仕切板 ９ 外側仕切板 １０，２０ 金属帯板 １２ 排気ガスヘッダ １８ 低温再生器 ２２ 高温再生器 ２４ 分離器 ３１ 凝縮器 ３６ 蒸発器 ３９ 吸収器 ４３ 溶液循環ポンプ

フロントページの続き (72)発明者 石野 裕嗣 神奈川県横浜市鶴見区岸谷１−３−25− 313 (72)発明者 山本 和美 大阪府大阪市中央区平野町四丁目１番２号 大阪瓦斯株式会社内 (72)発明者 草深 隆道 愛知県名古屋市熱田区桜田町19−18 東邦 瓦斯株式会社総合技術研究所内 (72)発明者 高橋 尚士 静岡県浜松市子安町1370 矢崎総業株式会 社内 (72)発明者 曽根 清春 静岡県浜松市子安町1370 矢崎総業株式会 社内 (72)発明者 近藤 雅行 静岡県浜松市子安町1370 矢崎総業株式会 社内

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 仕切板で形成された流路内に複数の伝熱
   管を配列し、それぞれの伝熱管内に一方側より水を流通
   するとともに、それぞれの伝熱管外に他方側より前記流
   路を経て燃焼ガスを流通し、該燃焼ガスにより前記水を
   加熱する貫流式ボイラにおいて、それぞれの伝熱管の間
   に伝熱促進体を挿着したことを特徴とする貫流式ボイ
   ラ。
2. 【請求項２】 それぞれの伝熱促進体は、燃焼ガスの流
   通方向に複数の山型で折り曲げられた金属帯板により形
   成され、一端は仕切板に係合されることを特徴とする請
   求項１記載の貫流式ボイラ。
3. 【請求項３】 それぞれの伝熱促進体は、燃焼ガスの流
   通方向に突出するように複数の突出部を切り起こされた
   金属帯板により形成され、一端は仕切板に係合されるこ
   とを特徴とする請求項１記載の貫流式ボイラ。
4. 【請求項４】 仕切板で形成された流路内に複数の伝熱
   管を配列し、それぞれの伝熱管内に一方側より希溶液を
   流通するとともに、それぞれの伝熱管外に他方側より前
   記流路を経て燃焼ガスを流通し、該燃焼ガスにより前記
   希溶液を加熱する貫流式再生器において、それぞれの伝
   熱管の間に伝熱促進体を挿着したことを特徴とする貫流
   式再生器。
5. 【請求項５】 それぞれの伝熱促進体は、燃焼ガスの流
   通方向に複数の山型で折り曲げられた金属帯板により形
   成され、一端は仕切板に係合されることを特徴とする請
   求項４記載の貫流式再生器。
6. 【請求項６】 それぞれの伝熱促進体は、燃焼ガスの流
   通方向に突出するように複数の突出部を切り起こされた
   金属帯板により形成され、一端は仕切板に係合されるこ
   とを特徴とする請求項４記載の貫流式再生器。
7. 【請求項７】 請求項４、５又は６記載の貫流式再生器
   を備え、少なくとも凝縮器、蒸発器、吸収器及び溶液循
   環ポンプを接続して冷媒及び希溶液の循環回路を形成し
   てなることを特徴とする吸収式冷凍機。