(57)【要約】【課題】排ガスからの熱回収量が減少せず、しかも排ガスに含まれる水蒸気が凝縮しても、その悪影響を最小限度に抑えることができるようにする。【解決手段】吸収液加熱手段として高温再生器１に添設されたガスバーナ２から出る排ガスの熱を回収して吸収液を加熱する第１の熱回収器２７、ガスバーナ２から出る排ガスの熱を回収してガスバーナ２に供給する燃焼用空気を加熱する第２の熱回収器２８などを備えた吸収冷凍機において、第１、第２の熱回収器２７、２８と凝縮液管３０を介して連結され、第１の熱回収器２７において凝縮し生成された排ガス中の水蒸気の凝縮液と、第２の熱回収器２８において凝縮し生成された排ガス中の水蒸気の凝縮液とが流入し、内部を通過して吐出し、廃棄されるように炭酸カルシウムが内在する中和容器２９を取り付け、第１、第２の熱回収器２７、２８と、中和容器２９と、凝縮液管３０の中和容器２９と第１、第２の熱回収器２７、２８との間を耐食性材料により形成するようにした。【選択図】  図１
2005155975.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
吸収液加熱手段としての燃焼装置を備えた高温再生器と、低温再生器と、凝縮器と、蒸発器と、吸収器と、燃焼装置から排出された排ガスと吸収液との熱交換により排ガスが保有する熱を吸収液に回収して吸収液を加熱する熱回収器とを備えた吸収冷凍機において、排ガス中の水蒸気が熱回収器内で凝縮し生成された水蒸気の凝縮液が流れる凝縮液管路に、アルカリ性物質が内在する中和容器を設けたことを特徴とする吸収冷凍機。
【請求項２】
熱回収器として、吸収器から高温再生器に流入している吸収液と燃焼装置から排出された排ガスとが流入して熱交換し、排ガスが保有する熱を吸収液に回収する第１の熱回収器と、燃焼装置に供給されている燃焼用空気と燃焼装置から排出された排ガスとが流入して熱交換し、排ガスが保有する熱を燃焼用空気に回収する第２の熱回収器とが設けられ、吸収液との熱交換により第１の熱回収器において凝縮し生成された排ガス中の水蒸気の凝縮液と、燃焼用空気との熱交換により第２の熱回収器において凝縮し生成された排ガス中の水蒸気の凝縮液とが同一の中和容器に導入可能に凝縮液管路が設けられたことを特徴とする請求項１記載の吸収冷凍機。
【請求項３】
排ガスが流れる管路が、燃焼装置から第１の熱回収器を経由して第２の熱回収器に至るように設けられたことを特徴とする請求項２記載の吸収冷凍機。
【請求項４】
中和容器の設置に代えて、凝縮液管路に実質的に中性な水の供給が可能な給水管路が連結されたことを特徴とする請求項１〜３何れかに記載の吸収冷凍機。
【請求項５】
熱回収器と、中和容器と、熱回収器と中和容器との間の凝縮液管路とが耐食性材料により形成されたことを特徴とする請求項１〜３何れかに記載の吸収冷凍機。
【請求項６】
熱回収器と、凝縮液管路の熱回収器と給水管路連結部との間が耐食性材料により形成されたことを特徴とする請求項４記載の吸収冷凍機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高温再生器に吸収液加熱手段として燃焼装置が添設され、且つ、その燃焼装置から排出された排ガスが保有する熱を吸収液などに回収する熱回収器を備えた吸収冷凍機に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
この種の吸収冷凍機としては、例えば図４に示したように、高温再生器１の稀吸収液を加熱沸騰させるガスバーナ２から排出された排ガスを、排気管２６により高温熱交換器１０と高温再生器１との間に設けた熱回収器２７Ｘと、低温熱交換器９と高温再生器１０との間に設けた熱回収器２７Ｙとに送り、吸収液ポンプ１４により吸収液管１１を介して吸収器７から高温再生器１に送られている稀吸収液の温度を上げ、ガスバーナ２による必要加熱量を削減して、燃料消費量を削減するように工夫した吸収冷凍機１００Ｘが周知である（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
なお、特許文献１に記載の吸収冷凍機１００Ｘにおいては、低温熱交換器９を出た稀吸収液が吸収液管１１Aに介在する熱回収器２７Ｙを迂回して流れる吸収液管１１Ｂを設けると共に、吸収液管１１Ｂに流量制御弁Ｖ７を設け、さらに排気管２６の下流部分に設けた温度センサ４０が排ガスに含まれる水蒸気の露点より高い所定の温度を計測し続けるように流量制御弁Ｖ７の開度を制御するための制御器４１を設けるようにしている。
【特許文献１】特開２００３−１３０４８７号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に提案された吸収冷凍機においては、排ガスに含まれる水蒸気の露点より高い所定の温度を温度センサが計測し続けるように、流量制御弁の開度を制御器により制御するので、排ガスに含まれる水蒸気が凝縮して酸性のドレン水が発生すると云った懸念はないが、排ガスからの熱回収量が減少し、ガスバーナ２で消費する燃料の削減が十分に図れないと云った問題点があった。
【０００５】
したがって、排ガスからの熱回収量が減少せず、しかも排ガスに含まれる水蒸気が凝縮しても、その悪影響を最小限度に抑えることができるようにする必要があり、それが解決すべき課題となっていた。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は上記従来技術の課題を解決するため、吸収液加熱手段としての燃焼装置を備えた高温再生器と、低温再生器と、凝縮器と、蒸発器と、吸収器と、燃焼装置から排出された排ガスと吸収液との熱交換により排ガスが保有する熱を吸収液に回収して吸収液を加熱する熱回収器とを備えた吸収冷凍機において、排ガスに含まれる水蒸気が熱回収器内で凝縮し生成された水蒸気の凝縮液が流れる管路にアルカリ性物質が内在する中和容器を設けたことを主要な特徴とするものである。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、排ガス中の水蒸気が凝縮して生成された酸性の凝縮液は、アルカリ性物質が内在する中和容器に導かれて中和され、その後に排出されるので、酸性ドレン水が環境に悪影響を及ぼすことはない。
【０００８】
また、排ガス中水蒸気から生成された酸性のドレン水は、アルカリ性物質が内在する中和容器に導かれて中和・排出されるので、吸収液加熱手段である燃焼装置から排出された排ガスが吸収液などと熱交換する際、その保有熱を吸収液などに最大限回収することが可能である。したがって、吸収液加熱手段で消費する燃料の大幅な削減が可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
吸収器から高温再生器に流入している吸収液と燃焼装置から排出された排ガスとが流入して熱交換し、排ガスが保有する熱を吸収液に回収する第１の熱回収器と、燃焼装置に供給されている燃焼用空気と燃焼装置から排出された排ガスとが流入して熱交換し、排ガスが保有する熱を燃焼用空気に回収する第２の熱回収器とを備え、吸収液との熱交換により第１の熱回収器において凝縮し生成された排ガス中の水蒸気の凝縮液と、燃焼用空気との熱交換により第２の熱回収器において凝縮し生成された排ガス中の水蒸気の凝縮液とを、アルカリ性物質が内在する同一の中和容器に導入可能に凝縮液管路を設けるようにした吸収冷凍機。
【実施例１】
【００１０】
本発明の第１の実施例を、図１と図２に基づいて説明する。なお、理解を容易にするため、これらの図面においても前記図４において説明した部分と同様の機能を有する部分には、同一の符号を付した。
【００１１】
図中１は、例えば都市ガスを燃料とするガスバーナ２の火力によって吸収液を加熱して冷媒を蒸発分離するように構成された高温再生器、３は低温再生器、４は凝縮器、５は低温再生器３と凝縮器４が収納されている高温胴、６は蒸発器、７は吸収器、８は蒸発器６と吸収器７が収納されている低温胴、９は低温熱交換器、１０は高温熱交換器、１１〜１３は吸収液管、１４、１５は吸収液ポンプ、１６〜１８は冷媒管、１９は冷媒ポンプ、２０は冷／温水管、２１は冷却水管、２２は冷暖切替弁Ｖ３が介在して冷／温水管２０と冷却水管２１とを連結している連通管、２３はガスバーナ２に供給する燃料の都市ガスが流れる燃料供給管、２４はファン２５によって供給される燃焼用空気をガスバーナ２に供給するための空気供給管、２６はガスバーナ２から出る排ガスが通る排気管、２７は吸収液管１１Ａ内を流れる吸収液と排気管２６内を流れる排ガスとが流入して熱交換し、排ガスが保有する熱を吸収液に回収して吸収液を加熱するための第１の熱回収器、２８は空気供給管２４内を流れる燃焼用空気と排気管２６内を流れる排ガスとが流入して熱交換し、排ガスが保有する熱を燃焼用空気に回収して燃焼用空気を加熱するための第２の熱回収器、２９はアルカリ性物質、例えば炭酸カルシウムが内在する中和容器であり、第１の熱回収器２７および第２の熱回収器２８と凝縮液管３０を介して連結され、吸収液との熱交換により第１の熱回収器２７において凝縮し生成された排ガス中の水蒸気の凝縮液と、燃焼用空気との熱交換により第２の熱回収器２８において凝縮し生成された排ガス中の水蒸気の凝縮液とが流入し、内部を通過して吐出し、廃棄されるように取り付けられている。
【００１２】
中和容器２９は、例えば図２に示したように複数枚の邪魔板３１が内部に配設された構成となっている。したがって、入口２９Ａから中和容器２９に流入した排ガス中水蒸気の凝縮液は、複数枚の邪魔板３１により進路が度々変更され、出口２９Ｂから排出されるまでの蛇行により、器内に充填された図示しない炭酸カルシウムとの接触機会が増大し、出口２９Ｂから排出されるまでに酸性の凝縮液は中和される。
【００１３】
なお、第１の熱回収器２７と、第２の熱回収器２８と、中和容器２９と、凝縮液管３０の中和容器２９と第１、第２の熱回収器２７、２８との間は、ＳＵＳ−３０４などの耐食性材料（非鉄金属、合成樹脂などであっても良い）により形成され、酸性の凝縮液による腐食が防止できるようになっている。
【００１４】
また、吸収器７から高温再生器１に稀吸収液を搬送するための吸収液管１１は、上流部分に吸収液ポンプ１４を備え、低温熱交換器９と高温熱交換器１０とを経由した後に、第１の熱回収器２７と冷暖切替弁Ｖ４が介在する吸収液管１１Ａと、冷暖切替弁Ｖ５が介在する吸収液管１１Ｂとに分岐し、その後合流して高温再生器１に至っている。
【００１５】
吸収液管１２は一端が高温再生器１の液相部分に連結され、他端は低温再生器３に至る吸収液管１２Ａと、吸収器７に至る吸収液管１２Ｂとに分岐し、吸収液管１２Ａには高温熱交換器１０が介在し、吸収液管１２Ｂには冷暖切替弁Ｖ２が介在している。
【００１６】
吸収液管１３は一端が低温再生器３の液相部分に連結され、途中部分が冷媒ポンプ１５と低温熱交換器９が介在する吸収液管１３Ａと、機器の介在がない吸収液管１３Ｂとに分岐し、その後合流して吸収器７に至っている。
【００１７】
冷媒管１６は一端が高温再生器１の気相部分に連結され、他端は低温再生器３の内側底部分を経由して凝縮器４の下部側に至る冷媒管１６Ａと、吸収器７に至る冷媒管１６Ｂとに分岐し、冷媒管１６Ｂには冷暖切替弁Ｖ１が介在している。
【００１８】
冷媒管１８は一端が蒸発器６の液相部分に連結され、上流部分に冷媒ポンプ１９を備え、その下流部分は蒸発器６の上部に設けられた散布器に至る冷媒管１８Ａと、吸収器７の下部側に至る冷媒管１８Ｂとに分岐し、冷媒管１８Ｂには開閉弁Ｖ６が介在している。
【００１９】
上記構成の本発明の吸収冷凍機１００を冷房などの冷却作用に供する際の動作について先ず説明する。吸収液管１１Ａに介在する冷暖切替弁Ｖ４のみを開弁し、他の全ての弁を閉弁させた状態で、ガスバーナ２で燃料の都市ガスを燃焼させて高温再生器１で稀吸収液を加熱沸騰させると、稀吸収液から蒸発分離した冷媒蒸気と、冷媒蒸気を分離して吸収液の濃度が高くなった中間吸収液とが高温再生器１において得られる。
【００２０】
高温再生器１で生成された高温の冷媒蒸気は、冷媒管１６・１６Ａを通って低温再生器３に入り、高温再生器１で生成され吸収液管１２・１２Ａにより高温熱交換器１０を経由して低温再生器３に入った中間吸収液を加熱して放熱凝縮し、凝縮器４に入る。
【００２１】
また、低温再生器３で加熱されて中間吸収液から蒸発分離した冷媒は凝縮器４へ入り、冷却水管２１内を流れる水と熱交換して凝縮液化し、冷媒管１６・１６Ａから凝縮して供給される冷媒と一緒になって冷媒管１７を通って蒸発器６に入る。
【００２２】
蒸発器６に入って冷媒液溜まりに溜まった冷媒液は、冷／温水管２０に接続された伝熱管２０Ａの上に冷媒ポンプ１９によって散布され、冷／温水管２０を介して供給される水と熱交換して蒸発し、伝熱管２０Ａの内部を流れる水を冷却する。
【００２３】
蒸発器６で蒸発した冷媒は吸収器７に入り、低温再生器３で加熱されて冷媒を蒸発分離し、吸収液の濃度が一層高まった吸収液、すなわち吸収液管１３Ａに介在する吸収液ポンプ１５の運転により低温熱交換器９を経由して吸収液管１３・１３Ａから供給され、上方から散布される濃吸収液に吸収される。
【００２４】
そして、吸収器７で冷媒を吸収して濃度の薄くなった吸収液、すなわち稀吸収液は吸収液ポンプ１４の運転により、低温熱交換器９・高温熱交換器１０・第１の熱回収器２７それぞれで加熱されて高温再生器１に送られる。
【００２５】
上記のように本発明の吸収冷凍機１００の運転が行われると、蒸発器６の内部に配管された伝熱管２０Ａにおいて冷媒の気化熱によって冷却された冷水が、冷／温水管２０を介して図示しない負荷に循環供給できるので、冷房などの冷却運転が行える。
【００２６】
そして、上記構成の吸収冷凍機１００においては、吸収液ポンプ１４により吸収器７から高温再生器１に搬送される稀吸収液は、低温熱交換器９・高温熱交換器１０・第１の熱回収器２７それぞれにおいて加熱されるので、高温再生器１に流入するときの稀吸収液の温度は第１の熱回収器２７が介在しないときより上昇し、ガスバーナ２で消費する燃料を削減することができる。
【００２７】
また、空気供給管２４を通ってガスバーナ２に供給される燃焼用空気は、ガスバーナ２から排出される排ガスと第２の熱回収器２８で熱交換して加熱され、その後にガスバーナ２に供給されるので、ガスバーナ２における発熱量が増大し、高温再生器１内にある吸収液を加熱する作用効果が増加すると共に、排気管２６に設けられた第１の熱回収器２７、第２の熱回収器２８における加熱作用も増す。したがって、燃料供給管２３を介してガスバーナ２に供給する燃料ガスの供給を減少させる作用効果がこの部分でもある。
【００２８】
しかも、高温再生器１に添設されたガスバーナ２から冷房などの冷却運転中に排出され、第１の熱回収器２７において吸収液と熱交換して吸収液により熱回収され、その際に凝縮した排ガス中水蒸気の凝縮液と、第２の熱回収器２８において燃焼用空気と熱交換して燃焼用空気により熱回収され、その際に凝縮した排ガス中水蒸気の凝縮液とは、上記したように耐食性鋼により形成された凝縮液管３０を経由して中和容器２９に導入され、器内の炭酸カルシウムにより中和して廃棄されるので、環境に悪影響を及ぼすことはない。
【００２９】
次に、上記構成の吸収冷凍機１００を、暖房などの加熱作用に供する際の動作について説明する。吸収液管１１Ａに介在する冷暖切替弁Ｖ４と、冷媒管１８Ｂに介在する開閉弁Ｖ６とを閉弁し、他の全ての弁を開弁させ、冷却水管２１に冷却水を流すことなく、ガスバーナ２で燃料の都市ガスを燃焼させて高温再生器１で稀吸収液を加熱沸騰させると、稀吸収液から蒸発分離した冷媒蒸気と、冷媒蒸気を分離して吸収液の濃度が高くなった濃吸収液とが高温再生器１において得られる。
【００３０】
高温再生器１で生成された高温の冷媒蒸気は、高温胴５と低温胴８との圧力差の関係から冷媒管１６・１６Ｂを経由して低温胴の吸収器７に入る。また、高温再生器１で生成された濃吸収液も、吸収液管１２・１２Ｂを経由して低温胴８内の吸収器７に入る。
【００３１】
そして、低温胴８内においては伝熱管２０Ａを備えた蒸発器６が吸収器７に並設されており、冷／温水管２０を介して循環供給される水が伝熱管２０Ａ内を流れる際に、高温再生器１から冷媒管１６・冷媒管１６Ｂを介して供給される冷媒蒸気の潜熱と、吸収液管１２・１２Ｂを介して供給される濃吸収液が保有する顕熱とで加熱される。
【００３２】
冷媒管１６・冷媒管１６Ｂを介して高温再生器１から供給され、伝熱管２０Ａ内を流れる水に放熱して凝縮した冷媒液は、吸収液管１２・１２Ｂを介して高温再生器１から供給される濃吸収液と混合されて稀吸収液となり、吸収液ポンプ１４の運転により、低温熱交換器９・高温熱交換器１０それぞれで加熱されて高温再生器１に送られる。
【００３３】
上記のように吸収冷凍機１００の運転が行われると、蒸発器６の内部に配管された伝熱管２０Ａにおいて冷媒の凝縮潜熱と、吸収液の顕熱とによって加熱された温水が、冷／温水管２０を介して図示しない負荷に循環供給できるので、暖房などの加熱運転が行える。
【００３４】
そして、暖房などの加熱運転時にも空気供給管２４を介してガスバーナ２に供給される燃焼用空気は、ガスバーナ２から排出される排ガスと第２の熱回収器２８で熱交換して加熱され、その後にガスバーナ２に供給されるので、ガスバーナ２における発熱量が増大し、高温再生器１内にある吸収液を加熱する作用効果が増加すると共に、排気管２６に設けられた第２の熱回収器２８における加熱作用も増大し、燃料供給管２３を介してガスバーナ２に供給する燃料ガスの供給を減少させる作用効果が大きい。
【００３５】
しかも、暖房などの加熱運転中に高温再生器１に添設されたガスバーナ２から排出され、第１の熱回収器２７において吸収液と熱交換して吸収液により熱回収され、その際に凝縮した排ガス中水蒸気の凝縮液と、第２の熱回収器２８において燃焼用空気と熱交換して燃焼用空気により熱回収され、その際に凝縮した排ガス中水蒸気の凝縮液も、上記したように耐食性鋼により形成された凝縮液管３０を経由して中和容器２９に導入され、器内の炭酸カルシウムにより中和して廃棄されるので、環境に悪影響を及ぼすことはない。
【実施例２】
【００３６】
本発明の第２の実施例を、図３に基づいて説明する。なお、理解を容易にするため、図３においても前記図面において説明した部分と同様の機能を有する部分には、同一の符号を付した。
【００３７】
図３に示した第２の実施例の吸収冷凍機１００においては、図１に示した第１の実施例の吸収冷凍機１００が備えていた中和容器２９に代えて、希釈容器２９Ａを設置すると共に、その希釈容器２９Ａに給水管３２を接続し、給水管３２を介して実質的に中性の水、例えば工業用水などを希釈容器２９Ａに流し、第１の熱回収器２７と第２の熱回収器２８とから凝縮液管３０を介して供給される排ガス中水蒸気の酸性の凝縮液を、中性の多量の水で薄めて、Ｐｈ６強の実質的に中性の水にして廃棄するように構成してある。
【００３８】
したがって、図３に示した第２の実施例の吸収冷凍機１００においても、ガスバーナ２から出る排ガス中の水蒸気が凝縮して生成された酸性の凝縮液は、希釈容器２９Ａに導入され、そこに給水管３２を介して供給される実質的に中性の水、例えば工業用水などにより希釈されて排出されるので、酸性ドレン水が環境に悪影響を及ぼすことはない。
【００３９】
なお、この第２の実施例の吸収冷凍機１００においても、第１の熱回収器２７と、第２の熱回収器２８と、希釈容器２９Ａと、凝縮液管３０の希釈容器２９Ａと第１、第２の熱回収器２７、２８との間は、ＳＵＳ−３０４などの耐食性材料（非鉄金属、合成樹脂などであっても良い）により形成され、酸性の凝縮液による腐食が防止可能となっている。
【００４０】
本発明は上記実施形態に限定されるものではないので、特許請求の範囲に記載の趣旨から逸脱しない範囲で各種の変形実施が可能である。
【００４１】
例えば、図１、図２に示した第１の実施例の吸収冷凍機１００においては、炭酸カルシウムなどのアルカリ性物質が内在する中和容器２９は、入口２９Ａから器内に流入した排ガス中水蒸気の凝縮液が左右方向と共に、上下方向にも大きく蛇行して出口２９Ｂに至るように、上部側と下部側が交互に開口するように邪魔板３１を器内に配設しても良い。
【００４２】
また、図３に示した第２の実施例の吸収冷凍機１００においては、希釈容器２９Ａを設けず、給水管３２を凝縮液管３０に直接接続して、給水管３２を介して供給される多量の実質的に中性の水、例えば工業用水などにより、第１の熱回収器２７と第２の熱回収器２８とから供給される排ガス中水蒸気の酸性の凝縮液を給水管３２内で薄めて、Ｐｈ６強の実質的に中性の水にして廃棄できるようにすることも可能である。
【００４３】
また、冷暖切替弁Ｖ５が介在する吸収液管１１Ｂと、吸収液管１１Ａの冷暖切替弁Ｖ４の設置を省略し、冷房などの冷却運転時だけでなく、暖房などの加熱運転時も、吸収器７から高温再生器１に供給される吸収液が第１の熱回収器２７を通過して、ガスバーナ２から出る排ガスの熱が吸収液により回収されるように構成することも可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】実施例１の説明図である。
【図２】天板を取り外して内部の状態を示した中和容器の説明図である。
【図３】実施例２の説明図である。
【図４】従来技術を示す説明図である。
【符号の説明】
【００４５】
１  高温再生器
２  ガスバーナ
３  低温再生器
４  凝縮器
５  高温胴
６  蒸発器
７  吸収器
８  高温胴
９  低温熱交換器
１０  高温熱交換器
１１〜１３  吸収液管
１４、１５  吸収液ポンプ
１６〜１８  冷媒管
１９  冷媒ポンプ
２０  冷／温水管
２１  冷却水管
２２  連通管
２３  燃料供給管
２４  空気供給管
２５  ファン
２６  排気管
２７  第１の熱回収器
２８  第２の熱回収器
２９  中和容器
２９Ａ  希釈容器
３０  凝縮液管
３１  邪魔板
３２  給水管
Ｖ１〜Ｖ５  冷暖切替弁
Ｖ６  開閉弁
【図１】
2005155975.tif 000003
【図２】
2005155975.tif 000004
【図３】
2005155975.tif 000005
【図４】
2005155975.tif 000006