| 【発明の名称】 |
二熱源高温再生器 |
| 【発明者】 |
【氏名】府内 秀樹
【氏名】宮崎 久夫
【氏名】澤倉 一哉
【氏名】長 大作
【氏名】吉井 一寛
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| 【要約】 |
【課題】高温再生器１において、熱源に専用バーナによる加熱を行うタイプと、外部のシステムから供給される排ガス２７を用いて加熱するタイプがあるが、前者の場合にはランニングコストが高くなり、後者の場合には容量制御の範囲が狭いと云った問題点がある。
【解決手段】外シェル３の内部に二つの内シェル５１、５２を設置し、燃焼ガス煙道６１と、排ガス煙道６２とを形成する。燃焼ガス煙道６１は全体がコの字形状で、下方の端部７にバーナ１１が設けられ、上方の端部９には排気路１３が接続される。排ガス煙道６２は全体が水平の直線形状で、一方の端部２３には排ガス入口が設けられ、他方の端部２５には排気路２９が接続される。稀吸収液１５による集熱が行われ易い部位は、燃焼ガス煙道６１ではコの字形状の縦辺部分６１Ａであり、排ガス煙道では排ガス入口となる端部２３付近である。これら縦辺付近６１Ａと、排ガス入口が同じ側に位置することにより、稀吸収液１５の対流３１は、図中点線のように滑らかで、稀吸収液の円滑な循環を生る。 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】 吸収式冷温水機の高温再生器において、外シェルおよび複数の内シェルを有し、これら外シェルと内シェルとの間に稀吸収液が導かれて加熱され沸騰し冷媒蒸気が分離する液流路が形成され、前記複数の内シェルの内、一部のものによって、高温再生器に備え付けのバーナからの燃焼ガスを導く前記燃焼ガス煙道が構成され、他の内シェルによって、吸収式冷温水機の外部で発生する高温の排ガスを導く排ガス煙道が構成され、前記燃焼ガス煙道の内、集熱が行われ易い部位の近傍に前記排ガス煙道の排ガス入口が位置することを特徴とする二熱源高温再生器。
【請求項２】 前記内シェルの内、燃焼ガス煙道を構成するものは、全体がコの字形状をなし、該コの字の両端部が外シェルの外で上下に位置し、前記内シェルの内、排ガス煙道を構成するものは、全体が水平の直線形状をなし、該直線形状の両端部が外シェルの外に位置し、前記燃焼ガス煙道の内、集熱が行われ易い部位は、前記コの字の縦辺付近であり、前記排ガス煙道の排ガス入口は、前記コの字形状の縦辺の近傍に位置することを特徴とする請求項１に記載の二熱源高温再生器。
【請求項３】 前記内シェルの内、燃焼ガス煙道を構成するものは、全体が水平の直線形状をなし、該直線形状の両端部が外シェルの外に位置し、前記内シェルの内、排ガス煙道を構成するものは、全体が水平の直線形状をなし、該直線形状の両端部が外シェルの外に位置し、前記燃焼ガス煙道の内、集熱が行われ易い部位は、前記両端部の内、燃焼ガス入口が形成される端部付近であり、前記排ガス煙道の排ガス入口は、前記燃焼ガス入口の近傍に位置することを特徴とする請求項１に記載の二熱源高温再生器。
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【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、吸収式冷温水機の高温再生器の構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、吸収式冷温水機あるいは吸収式冷凍機と呼ばれるシステムに備えられる高温再生器では、吸収器から流れてきた稀吸収液が加熱され、沸騰し、冷媒蒸気が分離する。この稀吸収液は、例えば臭化リチウム（ＬｉＢｒ）水溶液（界面活性剤を含む）などである吸収液が、水などの冷媒を多く含んだものである。
【０００３】従来の高温再生器の熱源は、専用に備えられたバーナから導かれてくる燃焼ガスである。また、吸収式冷温水機の外部、たとえば発電用などのガスタービンで発生し導かれてくる高温の排ガスであることもある。
【０００４】前者の高温再生器の一種である直焚式高温再生器の一例を図４に示す。すなわち、高温再生器１を構成する外シェル３の内部に、内シェル５が貫通して設けられる。この内シェル５はコの字形状をしたものであり、コの字の両端部７、９が外シェルの外部に位置し、これら端部７、９のうち下方の端部７にはバーナ１１が取り付けられる。また、上方の端部９には排気路１３が取り付けられる。
【０００５】そして、バーナ１１から導かれる燃焼ガス１４は、内シェル５の内側に構成される燃焼ガス煙道６を通る。外シェル３と内シェル５との間に導かれる稀吸収液１５は、内シェル５である燃焼ガス煙道６に接して加熱され、沸騰し、冷媒蒸気を分離する。分離した冷媒蒸気１７は、冷媒蒸気集気口１９に集められ、図示しない低温再生器へ導かれる。
【０００６】また、図５に示すように燃焼ガス煙道６を構成する内シェル５が、水平の直線形状を成し、両端部７、９が外シェル３の外側に位置し、図中右端部７にバーナ１１が取り付けられ、図中左端部９に排気路１３が接続されるものがある。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】熱源を排ガスとする高温再生器では、吸収式冷温水機の運転容量が、排ガス容量で定まる。すなわち、容量制御がタービンの制御範囲で決まってしまうものであった。現在のガスタービンの部分負荷の限界は、一般に高く、低い場合でも５０％位である。
【０００８】また、熱源を排ガスとする高温再生器では、高温再生器へ排ガスを導く入口の部分に、排ガスを遮断するバルブを設け、高温再生器で要求される熱要求量のみを入熱させるように、バルブの開度を調整し、容量制御を行うことも可能である。しかし、このバルブは、優れた遮断性と高い信頼性が要求され、高価なものとなる。
【０００９】また、熱源をバーナの燃焼ガスとする高温再生器と、熱源を排ガスとする高温再生器とを併設し、稀吸収液管のバルブを切り替えることにより、吸収式冷温水機が低負荷の場合には前者の高温再生器のみを使用し、高負荷の場合には両者の高温再生器をも同時に運転することも考えられるが、設置スペースが大きくなり、配管も複雑になってしまう。また、ランニングコストも大きくなることが予想される。
【００１０】この発明は、以上の課題を解決するためになされたもので、容量制御が広い範囲で行え、高価なバルブも必要とせず、設置スペースが小さく、配管も複雑にならず、ランニングコストの低減も期待できる二熱源高温再生器を提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】以上の課題を解決するために、第１の発明は、吸収式冷温水機の高温再生器において、外シェルおよび複数の内シェルを有し、これら外シェルと内シェルとの間に稀吸収液が導かれて加熱され沸騰し冷媒蒸気が分離する液流路が形成され、前記複数の内シェルの内、一部のものによって、高温再生器に備え付けのバーナからの燃焼ガスを導く前記燃焼ガス煙道が構成され、他の内シェルによって、吸収式冷温水機の外部で発生する高温の排ガスを導く排ガス煙道が構成され、前記燃焼ガス煙道の内、集熱が行われ易い部位の近傍に前記排ガス煙道の排ガス入口が位置することを特徴とする二熱源高温再生器とした。
【００１２】第２の発明は、更に、前記内シェルの内、燃焼ガス煙道を構成するものは、全体がコの字形状をなし、該コの字の両端部が外シェルの外で上下に位置し、前記内シェルの内、排ガス煙道を構成するものは、全体が水平の直線形状をなし、該直線形状の両端部が外シェルの外に位置し、前記燃焼ガス煙道の内、集熱が行われ易い部位は、前記コの字の縦辺付近であり、前記排ガス煙道の排ガス入口は、前記コの字形状の縦辺の近傍に位置することを特徴とする二熱源高温再生器である。
【００１３】第３の発明は、更に、前記内シェルの内、燃焼ガス煙道を構成するものは、全体が水平の直線形状をなし、該直線形状の両端部が外シェルの外に位置し、前記内シェルの内、排ガス煙道を構成するものは、全体が水平の直線形状をなし、該直線形状の両端部が外シェルの外に位置し、前記燃焼ガス煙道の内、集熱が行われ易い部位は、前記両端部の内、燃焼ガス入口が形成される端部付近であり、前記排ガス煙道の排ガス入口は、前記燃焼ガス入口の近傍に位置することを特徴とする二熱源高温再生器である。
【００１４】
【発明の実施の形態】この発明の一実施形態を、図１において説明する。この実施形態に係る二熱源高温再生器１は、脚部２１によって支えられる外シェル３が、上下方向に長く、左右方向の幅が狭く、前後方向の幅は比較的大きな略直方体形状を有する。
【００１５】この外シェル３の内部に、２種類の内シェル５１、５２が構成される。この内、ひとつの内シェル５１は、コの字形状を有する。コの字の両端部７、９は、外シェル３を貫通し、上下に位置し、下方の端部７には、この二熱源高温再生器１に備え付けの専用バーナ１１が取り付けられる。他方の端部９には、外部への排気を行う排気路１３が接続される。このようにして、内シェル５１によって燃焼ガス煙道６１が構成される。
【００１６】この内シェル５１の上方には、前記コの字形状の２つの辺に平行に、他の内シェル５２が配置される。この内シェル５２は、水平な直線的な形状をなし、両端部２３、２５が、外シェル３を貫通する。一方の端部２３は、排ガス２７の入口となり、他方の端部２５は、排ガス出口となって第二の排気路２９が接続される。このようにして、内シェル５２によって排ガス煙道６２が構成される。
【００１７】これら外シェル３と内シェル５１、５２との間には、図示しない稀吸収液管が接続され、稀吸収液１５が導かれる。外シェルの上方には、稀吸収液１５から分離した冷媒蒸気１７を集める冷媒蒸気集気口１９が設けられる。
【００１８】以上の構成により、図示しない稀吸収液管から導かれる稀吸収液１５は、外シェル３と内シェル５１、５２との間の液流路に導かれ、燃焼ガス煙道６１と排ガス煙道６２の煙道壁に接して加熱され、沸騰する。この沸騰により、稀吸収液１５から冷媒蒸気１７が分離する。分離した冷媒蒸気１７は冷媒蒸気集気口１９に集められ、図示しない低温再生器へ送られる。
【００１９】さて、吸収式冷温水機が低負荷で運転され、高温再生器１で要求される要求熱量が低い場合には、バーナ１１のみを用いて燃焼ガス１４によって稀吸収液１５の加熱を行う。一方、高負荷の場合には、ガスタービンなどから供給される排ガス２７が排ガス煙道６２へ導かれ、不足熱量がバーナ１１によって賄われ、且つ、熱負荷の変動にもバーナ１１の燃焼量制御で対応される。
【００２０】したがって、負荷の広い範囲に渡ってバーナ１１による容量制御が可能であり、しかも高負荷時には外部のガスタービンからの排ガス２７を用いて燃料消費を削減することができるので、ランニングコストの低減を図ることも可能となる。
【００２１】また、稀吸収液によって集熱が行われ易い部位は、燃焼ガス煙道６１においては、コの字形状の内、縦辺部分６１Ａである。この縦辺部分６１Ａで燃焼ガス１４の流れの方向が変わり、流れに渦などが発生しやすく、さらには滞在時間が長いので、燃焼ガス煙道６１を構成する内シェル５１が十分に加熱されるためであ【００２２】また、排ガス煙道６２の内、集熱が行われ易い部位は、排ガス入口が設けられる端部２３付近である。排ガス煙道６２は直線的であるため、排ガスの流れはほぼ一応であり、流れに沿って序々に温度が下がり、排ガス入口付近が最も高温となるためである。
【００２３】このように、燃焼ガス煙道６１および排ガス煙道６２の集熱が行われ易い部位は、互いに近傍に位置する。
【００２４】このため稀吸収液１５は、図１（Ａ）の外シェル３の内部の内、左側で加熱されやすく、したがって加熱された稀吸収液１５は左側において下方から上方に上昇し、したがって図中点線で示すように右回りの滑らかな、素直な対流３１を形成する。
【００２５】仮に、排ガス煙道６２の排ガス入口を図中右側に設けたとすると、稀吸収液１５は図中左側のみならず右側においても加熱されることになり、左側において下方から上方へ上昇するのみならず、右側においても下方から上方へ上昇することになる。したがって対流は中央でぶつかり合い、図１（Ａ）のような素直な対流とならず、乱れた対流となる。この実施形態においては、そのように乱れた対流となることがないので、稀吸収液１５のなめらかな循環を得ることができ、したがって稀吸収液１５の加熱が効率良く行われる。
【００２６】（他の実施形態）以上の実施形態においては、燃焼ガス煙道６１はコの字形状を成すものであったが、他の実施形態においては、図２に示すように、水平の直線形状を成すものとしても良い。この場合に、稀吸収液１５によって集熱が行われ易い部位は、燃焼ガス煙道６１及び排ガス煙道６２共に水平の直線形状を有するため、燃焼ガス入口となる端部７付近、及び排ガス入口となる端部２３付近となる。したがって、両入口を図２（Ａ）の右側に集めることで、稀吸収液１５は右側において下方から上方へ上昇する。このため、図中点線で示すように左回りの素直な対流３１が形成される。なお、同様の部分については、前記図１と同一の符号を付す。
【００２７】また、その他の実施形態においては、図３に示すように、燃焼ガス煙道６１の両側に排ガス煙道６２を配置することも可能である。この場合においても、稀吸収液１５による集熱が行われ易い部位、すなわち燃焼ガス煙道６１のコの字形状の縦辺部分６１Ａと、排ガス煙道６２の排ガス入口となる端部２３を、図中左側に配置することで、素直な対流３１を形成することができる。
【００２８】また、以上の実施形態においては、稀吸収液１５が導かれる液流路は、外シェル３と内シェル５１、５２との間に形成されるものであったが、他の実施形態においては、外シェル３と内シェル５１、５２との間のみならず、内シェル５１、５２を上下方向に貫通する多数の液管を設け、この液管の内部を液流路の一部とすることが可能である。このような多数の液管を設けることで、熱源である排ガス２７や燃焼ガス１４との接触面積が大きくなり、高温再生器１としての性能を高めることが可能となる。
【００２９】また、図１の実施形態においては、燃焼ガス煙道６１の上に排ガス煙道６２が設けられるものであったが、他の実施形態においては両者６１、６２の関係を逆にし、燃焼ガス煙道６１の下に排ガス煙道６２を設けるものとすることも可能である。
【００３０】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、一つの高温再生器内に排ガス煙道と燃焼ガス煙道とを設けることで、従来の２つのタイプの高温再生器をいわば一体化することになり、容量制御が広い範囲で行える。
【００３１】また、排ガス流量を制御するための高価なバルブも必要としない。また、熱源を燃焼ガスとする高温再生器と、熱源を排ガスとする高温再生器とを併設する場合に比べ、設置スペースも小さくなり配管も複雑にならずに済む。更に、熱源を燃焼ガスとする高温再生器に比べ、あるいは併設する場合に比べ、ランニングコストの低減も図れる。
【００３２】また、燃焼ガス煙道の内、稀吸収液によって最も集熱が行われ易い部位と、排ガス煙道の内の同様に稀吸収液によって最も集熱が行われ易い排ガス入口とが接近し、稀吸収液の対流が乱されることがないので、稀吸収液の循環が対流によって促進される。
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| 【出願人】 |
【識別番号】０００００１８８９
【氏名又は名称】三洋電機株式会社
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| 【出願日】 |
平成１１年３月３０日（１９９９．３．３０） |
| 【代理人】 |
【識別番号】１０００６２２２５
【弁理士】
【氏名又は名称】秋元 輝雄
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| 【公開番号】 |
特開２０００−２８３６０２（Ｐ２０００−２８３６０２Ａ） |
| 【公開日】 |
平成１２年１０月１３日（２０００．１０．１３） |
| 【出願番号】 |
特願平１１−８９７１１ |
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