(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
垂直方向の平板燃焼面などによる燃焼部からの燃焼火炎および燃焼ガスを水平方向に炉壁の中を通過させて煙突接続口から排出させるとともに、前記炉壁の位置に配置された二重構造の管壁の上面部および下面部に連通させた多数の垂直方向の管でなる垂直液管群ならびに前記管壁の中に希吸収液を通して加熱濃縮する吸収冷凍機の高温再生器において、
前記垂直液管群を、前記燃焼部に近い第一管群、前記燃焼部から前記第一管群より遠い第二管群、前記燃焼部から前記第二管群よも遠く前記煙突接続口の側に設けられて排ガス熱を回収する第三管群に区分し、前記希吸収液を前記第三管群に通して予熱した後に前記第一管群の下部から流入することにより、前記第一管群における前記希吸収液の流動を勢いづけることを特徴とする高温再生器。
【請求項２】
垂直方向の平板燃焼面などによる燃焼部からの燃焼火炎および燃焼ガスを水平方向に炉壁の中を通過させて煙突接続口から排出させるとともに、前記炉壁の位置に配置された二重構造の管壁の上面部および下面部に連通させた多数の垂直方向の管でなる垂直液管群ならびに前記管壁の中に希吸収液を通して加熱濃縮する吸収冷凍機の高温再生器において、
前記垂直管群のうち前記燃焼部に近い所定の管群を第一管群とし、前記燃焼部から前記第一管群より遠い所定の管群を第二管群とし、前記管壁の内部に前記第一管群と第二管群とを区分するセパレータを設け、ポンプにより加圧した前記希吸収液を主に前記第一管群の下部にのみ導入させる導入構造を設けることにより、前記第一管群における前記希吸収液の流動を勢いづけることを特徴とする高温再生器。
【請求項３】
前記導入構造は、前記導入のための希吸収液流入箱を前記第一管群が存在しない前記下面部の下部には位置させず、前記第一管群の下部のみに位置させることを特徴とする請求項２記載の高温再生器。
【請求項４】
前記導入構造は、複数設けられる前記導入のための流入口を前記第一管群の各管の下部に対応して位置させ、前記流入口の内径を前記各管の内径よりも小さくすることを特徴とする請求項２記載の高温再生器。
【請求項５】
前記流入口を前記各管の下部に向かって突出させることを特徴とする請求項４記載の高温再生器。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は吸収冷凍機の高温再生器の構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
吸収冷凍機（吸収冷温水機などと呼ばれるものを含む）に設けられる高温再生器は、吸収冷凍機全体に占める割合が、重量、容量共に大きい。したがって吸収冷凍機全体をコンパクト化するには、この高温再生器のコンパクト化が必須である。また、高温再生器における環境面の問題として、燃焼時における低ＮＯｘ化が必要である。
【０００３】
そして、従来の高温再生器は、炉筒煙管方式あるいは炉筒液管方式が採用されるのが一般的であったが、これらの方式の高温再生器は炉筒としての燃焼室をなくすことができず、より以上のコンパクト化は行いにくいものであった。すなわち、コンパクト化を図ろうとすると低ＮＯｘ化を害するものであり、コンパクト化と低ＮＯｘ化は相反する命題とされていた。
【０００４】
このような炉筒煙管方式あるいは炉筒液管方式の限界を打ち破るものとして、ガス焚きボイラにおいては、燃焼室を設けず平板燃焼面などを設ける炉筒レス管群方式が近年導入された。この炉筒レス管群方式では、平板燃焼面などの燃焼部からの燃焼火炎および燃焼ガスを直接に管群に導き、燃焼室を必要としない分だけ極端なコンパクト化が図れ低ＮＯｘ化に成功している。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記炉筒レス管群方式では、平板燃焼面などの燃焼部からの燃焼火炎および燃焼ガスが管群の直近を通過する。このため、管群の管の外面が高温の火炎で覆われ、高温度化による腐食事故、液の結晶化などの不都合を生じるおそれがある。
【０００６】
この発明は、以上の問題点を解決するためになされたもので、燃焼室がなく燃焼火炎および燃焼ガスが直近で通過する管群を有する炉筒レス管群方式において、高温度化に伴う不都合を防止できる高温再生器を提供することを目的とする。
【０００７】
以上の目的を達成するために、請求項1の発明は、垂直方向の平板燃焼面などによる燃焼部からの燃焼火炎および燃焼ガスを水平方向に炉壁の中を通過させて煙突接続口から排出させるとともに、前記炉壁の位置に配置された二重構造の管壁の上面部および下面部に連通させた多数の垂直方向の管でなる垂直液管群ならびに前記管壁の中に希吸収液を通して加熱濃縮する吸収冷凍機の高温再生器において、
前記垂直液管群を、前記燃焼部に近い第一管群、前記燃焼部から前記第一管群より遠い第二管群、前記燃焼部から前記第二管群よも遠く前記煙突接続口の側に設けられて排ガス熱を回収する第三管群に区分し、前記希吸収液を前記第三管群に通して予熱した後に前記第一管群の下部に流入することにより、前記第一管群における前記希吸収液の流動を勢いづけることを特徴とする高温再生器である。
【０００８】
請求項２の発明は、垂直方向の平板燃焼面などによる燃焼部からの燃焼火炎および燃焼ガスを水平方向に炉壁の中を通過させて煙突接続口から排出させるとともに、前記炉壁の位置に配置された二重構造の管壁の上面部および下面部に連通させた多数の垂直方向の管でなる垂直液管群ならびに前記管壁の中に希吸収液を通して加熱濃縮する吸収冷凍機の高温再生器において、
前記垂直管群のうち前記燃焼部に近い所定の管群を第一管群とし、前記燃焼部から前記第一管群より遠い所定の管群を第二管群とし、前記管壁の内部に前記第一管群と第二管群とを区分するセパレータを設け、ポンプにより加圧した前記希吸収液を主に前記第一管群の下部にのみ導入させる導入構造を設けることにより、前記第一管群における前記希吸収液の流動を勢いづけることを特徴とする高温再生器である。
【０００９】
請求項３の発明は、前記導入構造は、前記導入のための希吸収液流入箱を前記第一管群が存在しない前記下面部の下部には位置させず、前記第一管群の下部にのみ位置させることを特徴とする請求項２記載の高温再生器である。
【００１０】
請求項４の発明は、前記導入構造は、複数設けられる前記流入のための流入口を前記第一管群の各管の下部に対応して配置させ、前記流入口の内径を前記各管の内径よりも小さくすることを特徴とする請求項２記載の高温再生器である。
請求項５の発明は、前記流入口を前記各管の下部に向かって突出させることを特徴とする請求項４記載の高温再生器である。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の第一実施形態を、図１および図２において説明する。
高温再生器１に向かって取り込まれる燃料のガス３と空気５は、混合され点火されて燃焼を開始し、燃焼部である平板燃焼面７を通過し燃焼は促進される。この燃焼促進により、従来の炉筒煙管方式や炉筒液管方式に必要であった炉筒（燃焼室）は不要となり、コンパクト化が図れると同時に、低ＮＯｘ化が達成できる。
【００１２】
図１のように、燃焼部は、垂直方向の平板燃焼面７などによる燃焼部であり、燃焼部からの燃焼火炎および燃焼ガスを水平方向に炉壁の中を通過させて煙突接続口から排出させるものである。平板燃焼面７を通過した燃焼火炎および燃焼ガスは、多数の垂直液管群９（９Ａ、９Ｂ、９Ｃ）の直近を通過することになる。これらの垂直液管群９は、多数の管１１が垂直方向に配置され、内部を希吸収液が通る。各管１１の上部および下部は、図１のように、管壁１３の上面部１３Ａおよび下面部１３Ｂに連通する。この管壁１３は、燃焼火炎や燃焼ガスが通過する炉壁の位置に配置され、上面部１３Ａ、下面部１３Ｂ、側面部１３Ｃからなり、各部は二重構造となって内部を希吸収液が通る。
【００１３】
前記垂直液管群９は、３つの管群９Ａ，９Ｂ，９Ｃに区分される。すなわち、燃焼部に近い第一管群９Ａ、平板燃焼面７からやや遠い第二管群９Ｂ、第二管群９Ｂよりもさらに遠い第三管群９Ｃに区分される。第三管群９Ｃは、煙突接続口１５の側に設けられ、各管１１にはフィン１７が取り付けられて、温度がやや低くなって排ガスとなった燃焼ガスからも熱を回収できる構成となっている。
【００１４】
これら第一、第二、第三管群９Ａ，９Ｂ，９Ｃの区分は、管壁１３の内部に設けられたセパレータ１９によって行われ、これらセパレータ１９により稀吸収液の流れが決められる。
【００１５】
そして、高温再生器１に流入する稀吸収液は、高温再生器１の上流側に接続される図示しない熱交換器を通っており、この熱交換器の特性上、高温再生器１内部の沸騰開始温度よりも低くなっている。この温度の低い稀吸収液は、ポンプ圧を利用して、まず第三管群９Ｃの上部の流入部２１から流入し、これら第三管群９Ｃを構成する各管１１を通って下降する。この時、排ガス熱を回収し昇温する。そして、第三管群９Ｃを構成する各管１１の下部において第一のセパレータ１９ａの働きによって、稀吸収液はバイパス管２３に導かれ、第一管群９Ａの下部へ流入する。この時、稀吸収液は沸騰開始点近傍まで昇温しているので、第一管群９Ａにおいては直ちに沸騰し、沸騰によって流動が活発になり、この活発な流動により熱伝達係数が高くなる。高くなった熱伝達係数によって十分に加熱された稀吸収液は、さらに沸騰し、濃縮される。
【００１６】
熱伝達係数が高くなることで、従来は高温度化によって不都合が生じやすい第一管群９Ａにおいて、高温度化の防止が可能となる。流入した稀吸収液は第二のセパレータ１９ｂの働きにより第二管群９Ｂには流入せず、第一管群９Ａを上昇する。上昇した稀吸収液は第二管群９Ｂの上部に流入する。そして、第三のセパレータ１９ｃの働きにより第三管群９Ｃには流入せず、下降して第二管群９Ｂの下部に至り、図示しない流出部から外部へ流出する。
【００１７】
以下図２において、この実施形態の作用を説明する。
この図はデューリング線図を表すもので、うち（Ａ）は比較例のもので、図５に示すように稀吸収液を第三管群９Ｃに通さずに第一管群９Ａおよび第二管群９Ｂに順に通した場合のデューリング線図を表す。うち（Ｂ）は、この実施形態すなわち図１におけるデューリング線図を表す。なお、図５において図１と同一の部分については同一の番号を付す。
【００１８】
つまり、図５のように希吸収液を第三管群９Ｃに通さずに直接第一管群９Ａおよび第二管群９Ｂに通す場合には、図２（Ａ）のように希吸収液は顕熱温度変化した後に沸騰が開始され潜熱温度変化する。これに対し図１の実施形態では、図２（Ｂ）のように希吸収液は、予め第三管群９Ｃに通す際に排ガス熱を回収して予熱されるので、沸騰開始点付近まで温度上昇する。その後、第一管群９Ａにおいて直ちに沸騰を開始し、潜熱温度変化をしつつ第一管群９Ａおよび第二管群９Ｂで加熱が行われる。
【００１９】
このように、この実施形態では希吸収液を沸騰した状態で第一管群９Ａにおける加熱が行われる。すなわち、第一管群９Ａ全域での沸騰が可能となる。そして、沸騰によって希吸収液の流動が活発になり、この活発な流動により熱伝達係数が高くなる。したがって第一管群９Ａでの局部加熱、特に従来例に比べ希吸収液が流入する第一管群９Ａの下部における局部加熱を防止できる。このため第一管群９Ａに生じやすいと思われる腐食事故や、液の結晶化を防止することができる。
【００２０】
（第二実施形態）
以下、この発明の第二実施形態を図３において説明する。なお図１と同一の部分については同一の番号を付して説明を省略する。
この第二実施形態においては、稀吸収液を予め第三管群９Ｃに通すことなく直ちに第一管群９Ａの下部から流入させる構成となっている。しかしながら、前記第一実施形態と同様に、予め第三管群９Ｃを通した後に第一管群９Ａの下部から流入させることももちろん可能である。
【００２１】
この第一管群９Ａの下部からの流入は、図示しないポンプによるポンプ圧を利用する。ポンプ圧により送られてきた稀吸収液は、まず流入部２５を介して稀吸収液流入箱２７に導かれる。この流入箱２７は、図中（Ｃ）（側面図）に示すように、第一管群９Ａの下部にのみ位置する。そして、第一管群９Ａが存在しない管壁１３の下面部１３Ｂの下部には位置していない。
【００２２】
そして、流入箱２７は流入口２９を介して、管壁１３の下面部１３Ｂが有する二重構造の底面板に連通するが、この流入口２９は複数が設けられ、第一管群９Ａを構成する複数の各管１１の下部に対応して位置する。また、この流入口２９の内径は、第一管群９Ａの各管１１の内径よりも小さい。
【００２３】
このように小さな径の流入口２９からポンプ圧を利用して稀吸収液が勢い良く流通することで、稀吸収液は主に第一管群９Ａの下部にのみ導入される。すなわち、稀吸収液は第一管群９Ａの下部に連通する管壁１３の下面部１３Ｂへは流入しない。
【００２４】
このようにして、勢い良く第一管群９Ａの下部へ流入した希吸収液は、上部に達した後、管壁１３の側面部１３Ｃを通って勢い良く下降する。また、第一管群９Ａの下部から勢い良く流入されることで、周囲の希吸収液すなわち第一管群９Ａの下部に連通する管壁１３の下面部１３Ｂに存在する希吸収液が、巻き込まれて第一管群９Ａへ流入する。さらには、第一管群９Ａの内部では、加熱された希吸収液が上昇する。これらのことから、図３（Ｃ）に矢印で示すように、希吸収液として大きな流動を形成する。
【００２５】
このような流動により、稀吸収液は滞留することがなく、したがって管壁１３や管群９の一部のみに局部的な高温度化された部位が生じるのを防止できる。このように高温度化を防止することにより、たとえ前記流入を行うポンプが故障した場合にも、バーンアウトの発生を防止できる。
【００２６】
（第三実施形態）
以上の第二実施形態において、稀吸収液流入口２９を第一管群９Ａの管１１の下部に対応して位置させ、流入口２９の径を第一管群９Ａの各管１１の内径よりも小さくした導入構造を採用することで、稀吸収液が第一管群９Ａの下部に連通する管壁１３へ流入することを規制した。
【００２７】
さらに第三実施形態では、図４に示すように、この規制を行う流入口２９をパイプなどのノズルによって形成し、第一管群９Ａの管１１の下部にむかって上方に突設させることができる。
【００２８】
すなわち図に示すように、このパイプは、稀吸収液流入箱２７から管壁１３の下面部１３Ｂが有する二重構造の底面板を貫通し、管壁１３の下面部１３Ｂ内部において、第一管群９Ａの各管１１の下部に向かって突設される。この突設により、ポンプ圧によって勢い良く流入する稀吸収液は、第一管群９Ａの下部にのみ導入され、管壁１３への流入は規制される。このことから、前記稀吸収液の全体としての流動の形成がより顕著になる。
【００２９】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１の発明によれば、希吸収液を、第三管群に通して排ガス熱を回収して、予熱することより沸騰開始温度に達するか、または沸騰開始温度に十分に近い温度になった後に第一管群の下部から流入させて、第一管群における希吸収液の流動を勢い付けるとともに、沸騰によって希吸収液の流動を活発にできるため、熱伝達係数を高くでき管群や管壁などの局部的な高温度化が避けられ、この高温度化に伴う腐食事故や液の結晶化などの不都合を防止できる。
【００３０】
また、さらに請求項２、３、４または５の発明では、希吸収液を第一管群の下部から流入させる際に、導入構造によって主に第一管群の下部にのみ導入し、流入した希吸収液は管壁の内部に設けたセパレータの働きにより第二管群側へ流入しないことから、第一管群における希吸収液の流動を勢いづけ、第一管群における上昇流を積極的に作り出して全体として希吸収液の流動をより活発にし、局部的な高温度化を防ぐことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の第一実施形態を示す高温再生器の要部を示すもので、
（Ａ）は垂直断面正面図、（Ｂ）は水平断面図、（Ｃ）は垂直断面側面図である。
【図２】この実施形態の作用効果を示すデューリング曲線図であり、
（Ａ）は比較例である図５の高温再生器におけるデューリング線図、（Ｂ）はこの実施形態を示す図１の高温再生器におけるデューリング線図である。
【図３】この発明の第二実施形態を示す高温再生器の要部を示すもので、
（Ａ）は垂直断面正面図、（Ｂ）は水平断面図、（Ｃ）は垂直断面側面図である。
【図４】この発明の第三実施形態の要部を示す部分拡大縦断面図である。
【図５】この発明の比較例となる高温再生器の要部を示す図で、
（Ａ）は垂直断面正面図、（Ｂ）は水平断面図、（Ｃ）は垂直断面側面図である。
【符号の説明】
１  高温再生器
３  ガス
５  空気
７  平板燃焼面
９  垂直液管群
９Ａ  第一管群
９Ｂ  第二管群
９Ｃ  第三管群
１３  管壁
１７  フィン
１９  セパレータ
２３  バイパス管
２７  稀吸収液流入箱
２９  稀吸収液流入口
【図１】
0003865326.tif 000002
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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