(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃焼室と対流熱伝達部と気液分離室とを有し、２枚の環状板体を互いに重ね合わせて形成された熱交換器素子を横置に複数個重ね合わせて構成される円筒型多板式再生器において、
前記燃焼室が、複数枚の前記環状板体の各中央開口部を連ねることにより形成され、
前記熱交換器素子の内側の空間が、吸収液の通過する通路とされ、熱交換器素子間に形成される空間が、燃焼ガスの通過する通路とされ、
前記燃焼室にバーナが設けられたことを特徴とする円筒型多板式再生器。
【請求項２】
前記環状板体は、一側に、円周方向に等間隔に複数の第１の段部が突出形成され、かつ、隣接する該第１の段部の間に、これらの段部より高く、円周方向に等間隔に複数の第２の段部が突出形成され、
前記第１の段部には、複数の突起が、前記第２の段部と同じ高さにさらに突出形成され、
前記第２の段部には、吸収液連通用開口が打ち抜き形成され、
前記熱交換器素子は、前記環状板体の２枚を、それらの他側を向かい合わせにして、それらの前記第１の段部同志、前記第２の段部同志が向き合うようにして互いに重ね合わせて接合して形成され、
前記熱交換器素子の複数個が、それらを形成する前記環状板体の前記第２の段部同志、前記複数の突起同志をそれぞれ当接させて重ね合わせられたことを特徴とする請求項１記載の円筒型多板式再生器。
【請求項３】
前記第１の段部および前記第２の段部は、平面視略縦長の二等辺台形状に形成され、前記第２の段部の二等辺台形状の等しい長さの両側辺は、前記環状板体の中心に向かい、前記第１の段部の等しい長さの両側辺は、前記第２の段部の両側辺のうち隣接する側の一側辺と平行にされたことを特徴とする請求項２記載の円筒型多板式再生器。
【請求項４】
前記気液分離室は、上方に配置される精留器との接続部に、該精留器にまたがって形成されたこと特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の円筒型多板式再生器。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本願の発明は、直火式吸収冷凍機等において使用される円筒型多板式再生器に関し、特に耐圧性に優れ、上部に設置される精留器との組付けに適し、かつ、小型化が図れると同時に十分な放熱面積が得られるようにされた、円筒型多板式再生器に関する。
【０００２】
【従来技術】
従来の直火式吸収冷凍機あるいは直火式吸収冷温水機等において使用される再生器は、例えば図９に図示されるように、多管式再生器01の胴体02内に、該胴体02の全長もしくは略全長にわたって炉筒013 が設置され、該胴体02の左右両側壁面を構成する左右ヘッダプレート04間に多数の煙管07、07・・・が懸架され、該煙管07の両端は、左右の煙室09a 、09b 、出口煙室09c 等に開口されて、燃焼ガスが胴体02内に収容された吸収液08中を煙管を介して複数回折り返し流れて、該吸収液08を加熱し、温度の低下した燃焼ガスは、出口煙室09c に形成された排気口010 より大気中に排出されるとともに、発生した冷媒蒸気は、供給口012 より凝縮器へと送られるようになっている。なお、炉筒013 の少なくとも燃焼室06が形成される側の端部は、ヘッダプレート04により固定、支持されるようになっている。03は胴体02の外筒部分を示し、011 はバーナ、015 は濃吸収液出口である。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
前記従来の多管式再生器01においては、燃焼室06を有する炉筒013 は、左右ヘッダプレート04とは別体として形成され、これが胴体02の全長もしくは略全長にわたって設けられ、左右ヘッダプレート04のいずれかもしくは双方により固定、支持されるようになっている。また、多数の煙管群07、07・・・が、左右ヘッダプレート04間に懸架されている。このような構造のため、部品点数と作業工程が多くなり、また、装置全体が大型となり、構造も複雑となっていた。
【０００４】
さらに、胴体02の外筒部分03は、その全面に内外差圧が作用するため、耐圧性に優れたものとはいえず、加えて、これに精留器を組付けて用いる場合には、その組付けに適した構造のものともいえなかった。
【０００５】
【課題を解決するための手段および効果】
本願の発明は、前記のような問題点を解決した円筒型多板式再生器に関わり、その請求項１に記載された発明は、燃焼室と対流熱伝達部と気液分離室とを有し、２枚の環状板体を互いに重ね合わせて形成された熱交換器素子を横置に複数個重ね合わせて構成される円筒型多板式再生器において、前記燃焼室が、複数枚の前記環状板体の各中央開口部を連ねることにより形成され、前記熱交換器素子の内側の空間が、吸収液の通過する通路とされ、熱交換器素子間に形成される空間が、燃焼ガスの通過する通路とされ、前記燃焼室にバーナが設けられたことを特徴とする円筒型多板式再生器である。
【０００６】
請求項１に記載された発明は、前記のように構成されているので、２枚の環状板体を互いに重ね合わせて形成される熱交換器素子を横置に複数個重ね合わせるだけで、簡単に燃焼室、対流熱伝達部、吸収液収容室を形成することができ、別途タンクは不要である。これにより、円筒型多板式再生器の構造が簡単になり、装置全体が小型化され、作業工程が短縮されて、製造が容易になる。
【０００７】
また、複数枚の環状板体の組合せ構造体であるので、耐圧性に優れており、全体として円筒型をなしているので、通常同型をなして製造される精留器を上部に組み付けるのに適した構造が得られる。
【０００８】
さらに、燃焼室から放射される輻射熱は、全て周囲を囲む環状板体壁面を介して吸収液に伝達されるので、熱伝達効率が改善される。
【０００９】
また、請求項２記載のように請求項１記載の発明を構成することにより、同一形状の環状板体の２枚を、各環状板体の段部が形成された側を外方にして向かい合わせにして、位相（段部と突起の位置）を合わせて重ね合わせるだけで、簡単に１個の熱交換器素子を形成することができ、さらに、このようにして形成された熱交換器素子の複数個を、位相を合わせて重ね合わせることにより、簡単に円筒型多板式再生器を製造することができ、円筒型多板式再生器の製造がさらに容易になる。
【００１０】
また、燃焼ガスは、隣接する熱交換器素子間に円周方向に等間隔に形成される通路であって、各熱交換器素子を形成する環状板体の第１段部同志が間隔を置いて向き合うことにより形成される通路を放射方向外方に万遍なく流れて、対流熱を吸収液に伝達するので、十分な放熱面積が得られて、この面からも熱伝達効率が改善される。
【００１１】
さらに、請求項３記載のように請求項１または請求項２記載の発明を構成することにより、環状板体の形状が単純化されるとともに、同一形状の環状板体の２枚を所定の姿勢にして重ね合わせるだけで簡単に１個の熱交換器素子を形成することができる環状板体の形状を、容易に得ることができる。
【００１２】
また、請求項４記載のように請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の発明を構成することにより、装置全体の全高を低くできて、装置全体が小型化されるとともに、その構造が簡単になる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、図１ないし図８に図示される本願の請求項１ないし請求項４に記載された発明の一実施形態について説明する。
図１は、本実施形態における円筒型多板式再生器に適用される熱交換器素子の基本的構成部材である環状板体の一面Ａ（以下、Ａ面という。）の平面図、図２は図１のII−II線で切断した断面図、図３は図２の部分拡大図、図４は、最下部の熱交換器素子の構成部材である最下部の環状板体のＡ面の平面図、図５は、図１の環状板体の２枚を用いて形成された熱交換器素子の図２と同じ位置における断面図、図６は図５の部分拡大図、図７は円筒型多板式再生器の縦断面図、図８は、精留器が上部に取り付けられた円筒型多板式再生器の斜視図、図９は従来例を示す図である。
【００１４】
図１ないし図３において、環状板体１は、円形状のアルミ素材板をプレス加工することにより形成され、中央の打抜き開口部２を囲む幅の狭い小径円形リング状の基板部３、外周縁の同じく幅の狭い大径円形リング状の基板部４を基準にして、一面Ａ側に、第１の段部５が円周方向に等間隔に複数個、本実施形態においては８個、高さａに突出形成されている。
【００１５】
該第１の段部５は、基板部３、基板部４に迫る内径と外径をもち、平面視略角を丸められた背の高い二等辺台形状をなしていて、その短い方の辺を環状板体１の中心に向けて、形成されている。等しい長さの両側辺の各々は、後述する第２の段部７の等しい長さの両側辺のうち隣接する側の一側辺と平行に形成されている。
【００１６】
該第１の段部５上には、複数個、本実施形態においては２個の突起６が、基板部３、４に対してｂの高さに、放射方向に並んでさらに突出形成されている。
ｂの高さは、ｂ＝２ａとされているが、必ずしもこのようにされる必要はなく、ｂ≒２ａであればよい。
【００１７】
隣接する第１の段部５の間には、これらの段部より高く、これらの段部に突出形成された突起６と同じ高さｂに、円周方向に等間隔に第２の段部７が突出形成され、該第２の段部７には、細長い帯状の平坦部７ａを残して、吸収液連通用開口８が打ち抜き形成されている。
【００１８】
該第２の段部７は、第１の段部５の内径よりやや大きい内径と、第１の段部５の外径よりやや小さい外径とをもち、平面視略角を丸められた二等辺台形状をなしていて、該等しい長さの両側辺の各々が、環状板体１の中心を指向するようにして、形成されている。
【００１９】
熱交換器素子20（図５および図６参照）は、次のようにして形成される。
前記した環状板体１の２枚を、第１の段部５、突起６、第２の段部７がそれぞれ突出形成されたＡ面側と反対のＢ面側を向かい合わせにし、かつ、両環状板体１の第１の段部５、突起６、第２の段部７同志がそれぞれ丁度対向し合うように、両環状板体１の周方向の位置（位相）を合わせて重ね合わせ、両環状板体１の基板部３、基板部４同志を当接させる。
【００２０】
このとき、両環状板体１の第２の段部７に打ち抜き形成された吸収液連通用開口８同志も、丁度対向し合う位置にある。
次いで、両環状板体１の基板部３、基板部４同志の当接部をロウ付け等により接合することにより、熱交換器素子20が形成される。
【００２１】
このようにして形成された熱交換器素子20は、内部に吸収液収容空間21を有している。該吸収液収容空間21は、図５に図示される左右２種類の断面形状が交互に連なる偏平環状のもので、その吸収液連通用開口８の位置で、後述するように、隣接する熱交換器素子20の同様の吸収液収容空間21内に連通している。
【００２２】
本実施形態における円筒型多板式再生器40に適用される最下部の熱交換器素子30（図７参照）の構造は、前記熱交換器素子20の構造と若干異なっている。
最下部の熱交換器素子30は、前記した環状板体１と、図４に図示される環状板体10とを用いて、熱交換器素子20が形成された場合と同様にして、形成される。
【００２３】
ここで、最下部に位置せられる環状板体10は、同図に図示されるように、第２の段部７に、環状板体１におけるような吸収液連通用開口８が打ち抜き形成されていない。そして、これに代えて、吸収液排出用開口11が打ち抜き形成されている。最下部の熱交換器素子30は、この点において熱交換器素子20と異なるが、他に異なる点はない。
【００２４】
なお、図４において、吸収液排出用開口11は、複数の第２の段部７のうちの１つに１個形成されているが、これに限定されず、例えば、全ての第２の段部７か、もしくは１つおきの第２の段部７に形成されてもよく、この場合には、図示されない集合管を介して、吸収液（濃溶液）が次段の吸収器に供給される。
【００２５】
次いで、熱交換器素子20、熱交換器素子30は横置きに重ね合わせられて、円筒型多板式再生器40のコア部分が形成される（図７参照）。
この重ね合わせにおいては、各熱交換器素子20、30を構成する環状板体１もしくは環状板体10に形成される第１の段部５、突起６、第２の段部７同志がそれぞれ丁度対向し合うように、隣接する熱交換器素子20、30の周方向の位置（位相）を合わせて重ね合わせ、隣接する熱交換器素子20、30の各側の第２の段部７の平坦部７ａ同志、複数の突起６同志をそれぞれ当接させて、該当接部をロウ付け等により接合する。
【００２６】
このようにして形成された円筒型多板式再生器40のコア部分には、各熱交換器素子20、30を構成する環状板体１もしくは環状板体10の中央開口部２が連ねられて燃焼室41が形成され、同吸収液連通用開口８が連ねられて吸収液連通路42が形成されている。また、隣接する熱交換器素子20、30を構成する環状板体１もしくは環状板体10の対向する第１の段部５、５間に、放射方向に燃焼ガス通路43が形成されていて、全体の外観形状が二重円筒状をなしている。
【００２７】
該コア部分は、次いで、再生器40のケーシング44内に収容され、固定される。該ケーシング44の底板44a 上には、支持台45が円周方向に複数個所配置されており、コア部分は、その最下部の熱交換器素子30の構成部材である最下部の環状板体10に突出形成された第２の段部７部分を該支持台45上に載置して、固定されている。
【００２８】
コア部分の最上部は、ケーシング44の天井板44b により閉塞されている。
天井板44b は、その円板の中央部に、熱交換器素子20の構成部材である環状板体１の中央開口部２に対応させて、外方膨出部44c が形成されており、該外方膨出部44c は、燃焼室41の天井壁となっている。
【００２９】
また、天井板44b の外方膨出部44c 周辺の環状平坦部には、環状板体１の第２の段部７に打ち抜き形成された吸収液連通用開口８に対応させて、これに合致する開口44d が、周方向に等間隔に複数形成されている。
【００３０】
これにより、天井板44b は、最上部の熱交換器素子20の構成部材である最上部の環状板体１と、第２の段部７の平坦部７ａ、突起６の両部分において当接するので、該当接部をロウ付け等により接合して、一体的に組み付けられる。
【００３１】
この一体的組付けにより、突起６により隔てられる天井板44b と最上部の環状板体１の第１の段部５との間には、燃焼ガス通路43a が形成される。
また、天井板44b の上部には、再生器40と後述する精留器60との接続部において、該精留器60の円筒状ケーシング61の下部空間にまたがって、気液分離室48が形成されている。
【００３２】
そして、該気液分離室48には、円筒状ケーシング61の下部周壁を貫通して、吸収液供給管49が延びており、該吸収液供給管49により、冷媒を吸収して希釈された吸収液50が、該気液分離室48内に供給されるようになっている。
【００３３】
ケーシング44の底板44a には、周方向に等間隔に燃焼ガス排出用開口44e が複数個形成されている。燃焼ガスは、隣接する熱交換器素子20、20（30）間の燃焼ガス通路43、天井板44b と最上部の熱交換器素子20との間の燃焼ガス通路43a を通過しつつ、吸収液に対流熱を伝達し、次いで、ケーシング44の内周壁に沿って下降して、該開口44e を通って、最下部に配置された煙室箱46内に入り、そこから排気管47を通って大気中に放出される。
【００３４】
ガスバーナ51は、煙室箱46、底板44a を貫通して、これらに取り付けられ、燃焼室41内に延びている。
再生器40のケーシング44と精留器60のケーシング61とは、ケーシング61のフランジ部61a およびケーシング44の天井板44b の外周部において、リング状部材52を介して液密に連結、接続されており、該接続部において、ケーシング61の下部空間にまたがって、天井板44b の上部に前記気液分離室48が形成されている。
【００３５】
次に、本実施形態の作用について説明する。
吸収液供給管49により、吸収液（稀溶液）50が再生器40の気液分離室48およびコア部分内に充填され、バーナ51が点火されると、燃焼室41に面する環状板体１、10、天井板44b の伝熱壁面は、燃焼炎から強い輻射熱を受けて、これを該伝熱壁面に接する吸収液50に伝達し、該吸収液50を加熱する。
【００３６】
また、燃焼室41を出た燃焼ガスは、燃焼ガス通路43、43a 内を放射方向に流れて、この間、各熱交換器素子20、30内に充填された吸収液50および気液分離室48内に収容された吸収液50を加熱する。
【００３７】
以上のようにして輻射熱と対流熱とによる加熱を受けて、吸収液50は効果的に加熱され、その内部に吸収した冷媒液を蒸発、分離させ、自らは濃吸収液（濃溶液）となって、最下部の環状板体10の第２の段部７に形成された吸収液排出用開口11に連結された排出管53を通って、次段の吸収器（図示されず）へと供給される。
【００３８】
また、分離された冷媒蒸気は、吸収液連通路42内を上昇し（図７、鎖線矢印）、気液分離室48内で液と分離された後、精留器60に入り、ここでさらに精密に液と分離された後、精留器60の上部に連結された冷媒蒸気排出管62を通って、次段の凝縮器（図示されず）へと供給される。
なお、燃焼ガスの流れは、前記したとおりである。
【００３９】
本実施形態における円筒型多板式再生器40は、前記のように構成されているので、次のような効果を奏する。
同一形状の環状板体１の２枚を、各環状板体１の第１、第２の段部５、７が形成されたＡ面側を外方にして向かい合わせにして、すなわち、Ｂ面側を向かい合わせにして、位相（第１、第２の段部５、７と突起６の位置）を合わせて重ね合わせるだけで、簡単に１個の熱交換器素子20を形成することができ、また、環状板体１、10の２枚を用いて、同様にして簡単に１個の熱交換器素子30を形成することができる。
【００４０】
そして、このようにして形成された熱交換器素子20、30の複数個を、横置にして位相を合わせて重ね合わせることにより、簡単に燃焼室41、対流熱伝達部（燃焼ガス通路43、43a ）、吸収液収容室（連通された複数の吸収液収容空間21）を形成することができ、別途吸収液収容タンクは不要である。これにより、円筒型多板式再生器40の構造が簡単になり、装置全体が小型化され、作業工程が短縮されて、製造が容易になる。
【００４１】
また、複数枚の環状板体１、10の組合せ構造体であるので、耐圧性に優れており、全体として外観形状が円筒型をなしているので、通常同型をなして製造される精留器60を上部に組み付けるのが容易である。
【００４２】
また、燃焼室41から放射される輻射熱は、全て該燃焼室41の周囲を囲む環状板体１、10の壁面を介して吸収液に伝達されるので、熱伝達効率が改善される。
【００４３】
さらに、対流熱伝達部は、円周方向に等間隔に形成された燃焼ガス通路43、43a が重層的に配置されて形成されるので、十分な放熱面積が得られるとともに、燃焼ガスは、ケーシング44の天井板44b に衝突して後、該対流熱伝達部を横切り、次いで、下降して煙室箱46、排気管47を通って大気中に放出されるので、該対流熱伝達部内を、素通りする部分もなく、万遍なく流れることになり、これらの面からも、熱伝達効率が改善される。
【００４４】
また、環状板体１、10の第２の段部７の等しい長さの両側辺は、これら環状板体１、10の中心に向かい、同第１の段部５の等しい長さの両側辺は、該第２の段部７の両側辺のうち隣接する側の一側辺と平行にされ、しかも、これら両段部は、交互に規則的に等間隔に配置されているので、環状板体１、10の形状が単純化される。これにより、これら環状板体１、10の２枚を重ね合わせて１個の熱交換器素子20、30を形成する作業が、きわめて容易に行なえる。
【００４５】
加えて、気液分離室48は、再生器40の上方に配置される精留器60との接続部に、該精留器60のケーシング61の下部空間内にまたがって形成されているので、再生器40、精留器60を含めた装置全体の全高を低くできて、装置全体が小型化されるとともに、その構造が簡単になる。
【００４６】
本実施形態においては、気液分離室48は、再生器40の上方に配置される精留器60との接続部に、該精留器60のケーシング61の下部空間内にまたがって形成されたが、これに代えて、再生器40内に形成されてもよいことはもちろんである。
【００４７】
また、環状板体１の形状は、本実施形態における形状に限定されるものではなく、要は第１の段部５、第２の段部７が、周方向に等間隔に交互に規則的に形成されて、その２枚を、両段部５、７が形成された側と反対側を向かい合わせにして重ね合わせて、容易に熱交換器素子20が形成できるような形状であればよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本願の請求項１ないし請求項４に記載された発明の一本実施形態における円筒型多板式再生器に適用される熱交換器素子の基本的構成部材である環状板体の平面図である。
【図２】図１のII−II線で切断した断面図である。
【図３】図２の部分拡大図である。
【図４】図１の実施形態において、最下部の熱交換器素子の構成部材である最下部の環状板体の平面図である。
【図５】図１の環状板体の２枚を用いて形成された熱交換器素子の図１と同じ位置における断面図である。
【図６】図５の部分拡大図である。
【図７】図１の実施形態において、円筒型多板式再生器の縦断面図である。
【図８】図１の実施形態において、精留器が上部に取り付けられた円筒型多板式再生器の斜視図である。
【図９】従来例を示す図である。
【符号の説明】
１…環状板体、２…中央開口部、３…基板部、４…基板部、５…第１の段部、６…突起、７…第２の段部、７a …平坦部、８…吸収液連通用開口、10…環状板体、11…吸収液排出用開口、20…熱交換器素子、21…吸収液収容空間、30…熱交換器素子、40…円筒型多板式再生器、41…燃焼室、42…吸収液連通路、43、43a …燃焼ガス通路、44…ケーシング、44a …底板、44b …天井板、44c …外方膨出部、44d …開口、44e …燃焼ガス排出用開口、45…支持台、46…煙室箱、47…排気管、48…気液分離室、49…吸収液供給管、50…吸収液（稀溶液）、51…ガスバーナ、52…リング状部材、53…吸収液（濃溶液）排出管、60…精留器、  61…ケーシング、61a …フランジ部、62…冷媒蒸気排出管。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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