(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
炉筒をもたずに燃焼火炎が直接に、垂直に設けられた液管に当たる直焚高温再生器において、
液管の内部で、且つ、該液管内部の下方位置に海綿状金属を取り付けたことを特徴とする直焚高温再生器。
【請求項２】
海綿状金属を燃焼火炎に近い位置に設けられた液管の内部に取り付けたことを特徴とする請求項１記載の直焚高温再生器。
【請求項３】
海綿状金属を燃焼火炎から遠い位置に設けられたフィン付き液管の内部に取り付けたことを特徴とする請求項１記載の直焚高温再生器。
【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直焚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、燃焼室を設けない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、バーナーからの燃焼火炎および燃焼ガスを直接に液管群に導き、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、バーナーからの燃焼火炎および燃焼ガスが液管群の直近を通過する。このため、液管の外面が高温の火炎で覆われ、局部的な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液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直焚高温再生器を提供することを目的とする。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
以上の目的を達成するために、請求項１の発明は、炉筒をもたずに燃焼火炎が直接に、垂直に設けられた液管に当たる直焚高温再生器において、液管の内部で、且つ、該液管内部の下方位置に海綿状金属を取り付けたことを特徴とする直焚高温再生器である。
【００１０】
請求項２の発明は、海綿状金属を燃焼火炎に近い位置に設けられた液管の内部に取り付けたことを特徴とする請求項１記載の高温再生器である。
【００１１】
請求項３の発明は、海綿状金属を燃焼火炎から遠い位置に設けられたフィン付き液管の内部に取り付けたことを特徴とする請求項１記載の直焚高温再生器である。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の第一実施形態を、図１乃至図４おいて説明する。
バーナー取付口１に設けられた図示しないバーナーからの燃焼火炎および燃焼ガスは、バーナー取付口１（バーナー）から多数の垂直液管群３（３Ａ，３Ｂ，３Ｃ）の直近を通過することになる。これら垂直液管群３は、多数の液管５が垂直方向に配置されて構成され、液管５の内部を稀吸収液が通る。各液管５の上部および下部は、溶液溜７に連通する。この溶液溜７は、燃焼火炎や燃焼ガスが通過する炉壁８の周囲に配置されて、上面部７Ａ、下面部７Ｂ、側面部７Ｃからなり、各部は炉壁８と外壁８Ａとの二重構造の内部に形成され、稀吸収液が通る。
【００１３】
前記垂直液管群３は、３つの液管群３Ａ，３Ｂ，３Ｃに区分される。すなわち、バーナーに近く燃焼炎が当たる第一液管群３Ａ、バーナーからやや遠く燃焼ガスが周囲を流れる第二液管群３Ｂ、第二液管群３Ｂよりもさらに遠く燃焼ガスが周囲を流れる第三液管群３Ｃに区分される。第三液管群３Ｃは、煙突接続口９の側に設けられ、各液管５にはフィン１１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】
また、稀吸収液は液管璧７の上部に設けられた流入管１３を介して、管璧７の上部に流入する。この流入位置は、液管５の上部ではなく管璧７の上部であるため、流入した稀吸収液が管壁７の側面部７Ｃを通って下降しようとし、液管５の内部で熱せられた稀吸収液は上昇しようとすることから、全体に大きな循環流を作りやすい。このような循環流により、直焚高温再生器全体の稀吸収液の加熱が均一に行われやすい。
【００１５】
さて、前記流入した稀吸収液は、管璧７の側面部７Ｃを下降し、管璧７の下面部７Ｂに達する。そして、管璧７の下面部７Ｂに流通する液管５の下部から、液管５内へ流入する。この時までに稀吸収液は十分に熱せられており、沸騰開始温度の近傍の温度に達している。
【００１６】
そして、図３および図４に拡大して示すように、液管５の下部の内周部には円筒状の海綿状金属１３が取り付けられる。よって、液管５の下部から流入した稀吸収液は、直ちに海綿状金属１３に接触し、後述するように気泡核の形成が容易に行われる。
海綿状金属１３が取り付けられる液管５は、バーナーに近い位置に設けられた液管５である。また、液管５の上下方向では、特に下部に重点的に取り付けられる。
【００１７】
この円筒状の海綿状金属１３は、円筒状の表面に一体に形成されたスペーサ１５の働きにより、液管５の内面と間隙１７を有する。間隙１７を有するので、稀吸収液は、この円筒状の海綿状金属１３の内周面と外周面との両方に接触する。よって気泡核の形成がより容易となる。
【００１８】
また、スペーサ１５の半径方向の寸法、したがって海綿状金属１３と液管５の内面との間隙寸法は、例えば最大０．５ｍｍ程度とする。海綿状金属は、例えばＮｉ、Ｎｉ−Ｃｒ金属、合金、Ｎｉ−Ｃｒ−Ａｌ合金などを海綿のように三次元の網目状に形成したものである。この網目を形成している穴は直径が約１００μｍ〜数ｍｍ、多孔率は約８５％以上であることが望ましい。
【００１９】
なお、孔数で表現すると、６〜１１個／インチ程度から２０〜７０個／インチ程度のものまで使用可能であるが、特に好ましいのは１１〜１７個／インチ程度から２６〜３５個／インチ程度のものである。また、これらを比表面積でみると、５５０〜７５００平方ｍ／立方ｍ程度であり、これは孔が存在しない場合のものに比較すると、約１．３〜２０倍である。
【００２０】
したがって、海綿状金属が液管５内部に取り付けられると、吸収液と接する比表面積が顕著に増大し気泡核の形成が容易となる。すなわち、従来は液管の内面においてのみ気泡核が形成されるものであったが、このように海綿状金属を取り付けることにより、液管の内面のみならず海綿状金属の吸収液等が接した面からも気泡核が形成され沸騰が生じる。
【００２１】
また、吸収液と接する比表面積が顕著に増大することから熱伝達効率が向上する。
【００２２】
以上のように、この実施形態によれば、以下の効果を有する。
すなわち、海面状金属金属１３の働きで気泡核の形成が容易となることで、沸騰が容易に生じると、液管５内における稀吸収液の上昇が強く発生し、前記管璧７の側面部７Ｃにおける稀吸収液の下降によってあいまって、稀吸収液の全体の循環流をさらに強いものとできる。
【００２３】
全体の循環流を強くできるので、海綿状金属によって吸収液が接する比表面積が顕著に増大することとあいまって、燃焼火炎から吸収液への熱伝達効率を向上できる。
【００２４】
また、全体の循環流を強くできるので局部的な過熱を防止でき、局部的な過熱に伴う腐食穴あきや過濃縮による吸収液の結晶化を防止できる。
【００２５】
そして、海面状金属金属１３を液管５の下部に設けることで、高濃度の吸収液が溜まりやすい液管５の下部において吸収液の沸騰を促進させ流動化を図ることができ、特に吸収液の過濃縮による結晶化などを特に防止できる。また、海綿状金属１３を液管５の下部に設けることで、沸騰を液管５の下部に生じさせ、その結果、液管５の下部から上部への全体に渡って吸収液の流動を活発にすることができ、この液管全体が均一に集熱できるようになる。
【００２６】
また、液管５の内面自体に加工を施すのではなく、海綿状金属１３を液管の内周部に取り付けるだけであるから、製造が容易である。
【００２７】
なお、以上の実施形態では、海面状金属金属１３は燃焼火炎に近い位置に配置された液管５の下部に設けられるものであったが、他の実施形態においては、他に特に局部的な過熱が生じやすい部位あるいは沸騰開始温度の近傍に達するであろうと思われる部位に、例えば特に燃焼火炎に近い位置に設けられた液管の全長部、燃焼火炎から遠い位置に設けられるもののフィン１１が付けられて熱を吸収しやすいフィン付きの液管５に、海面状金属金属を設けることにも大きな効果がある。
【００２８】
【発明の効果】
以上説明したように請求項１、２、または３の発明によれば、液管の内部に取り付けられた海綿状金属によって沸騰が促進され、この沸騰によって液管内の液の流動が活発になり、このため液の局部的の過熱を防止して、腐食穴あきや過濃縮による液の結晶化などの不都合を防止できる。
【００３０】
また請求項２、または３の発明によれば、液の局部的な過熱あるいは沸騰開始温度の近傍に達するであろうと思われる部位に海綿状金属を取り付けることで、この部位における沸騰を促進し、液の流動を活発にし過熱を防止できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の一実施形態に係る直焚高温再生器の要部を示す水平断面図である。
【図２】図１の垂直断面図である。
【図３】図２の要部III の断面拡大図である。
【図４】図３のIV−IV水平断面図である。
【符号の説明】
５  液管
７  溶液溜
８  炉壁
８Ａ  外壁
１１  フィン
１３  海綿状金属
１５  スペーサ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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