JPS6210355B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は直焚高温再生器に係り、特に吸収式冷
凍機サイクルに使用される直焚高温再生器（以下
単に再生器ということがある。）に関する。

再生器は吸収式冷凍機サイクルにおいて蒸発器
で発生した冷媒蒸気を吸収した希リチウムブロマ
イド（以下LiBrという）溶液を加熱濃縮し、濃
縮LiBr溶液と冷媒蒸気とを得るための装置であ
る。LiBr溶液を吸収液として用いる吸収式冷凍
機サイクルの再生器においては、液温が160℃乃
至それ以上となり、且つ液のLiBr濃度が60乃至
65％迄濃縮されるが、第１図に示すようにLiBr
溶液はLiBr濃度が上記濃度レベルの場合、（図に
はLiBr濃度62％及び65％の例が示されている。）
温度が175℃以上になると急激に金属に対する腐
食速度が増すことが確認されている。

一般の熱交換器では、熱交換量Ｑを増大させる
には、下式の如く伝熱面積Ａ、熱貫流率Ｋ及び温
度差△Ｔを大にすることが行なわれる。

Ｑ＝Ｋ・Ｔ・△Ｔ ……(1) しかしながら再生器では、温度差が大になると
腐食が促進されることから、器内全域で温度差を
15℃以下（液温175℃以下）に抑えつつ熱交換量
を増大させることが行なわれているが、高温の燃
焼ガスを用いる直焚式再生器では、温度差を器内
全域において均一に抑えるのが困難である。これ
まで性能向上と製作コスト低減をめざし、再生器
の小型化等の改良が進められているが、局部腐食
による事故が相ついでおり、ここに数多くの長所
を有する直焚高温再生器の最大の欠点がある。

第２図、第３図は、従来より用いられている高
温再生器を示すものであり、これらの図におい
て、燃料であるガス、灯油等がバーナ１０で燃焼
され、高温燃焼ガス２０は炉筒１１内を水平に直
進し、次いで平滑溶液管１２及びフイン付溶液管
１３のLiBr溶液２１と熱交換した後に煙突１５
より再生器１外に排出される。

一方、LiBr溶液２１は再生器１の炉筒部及び
溶液管群部において燃焼ガスと熱交換され、沸騰
濃縮される。

溶液管群前方（炉筒１１寄り）に伝熱面積が小
の平滑溶液管１２を、後方に伝熱面積が大のフイ
ン付溶液管１２を配置したのは、熱交換量を極力
均一にするためである。又、整流板１４ａ，１４
ｂ，１４ｃを設けたのは、燃焼ガス２０が管群端
部３０をシヨートパスすることによる熱ロスを防
止するためである。

しかしながら、上記従来公知の再生器において
は、管群端部近傍の溶液管に高温ガスがアタツク
することにより局所腐食が発生することが確認さ
れている。

本発明の目的は、上記した従来技術の欠点を解
消し、局所腐食の発生の恐れのない直焚高温再生
器を提供することにある。

本発明者らは、局部腐食の主因の１つが、再生
器内における断面方向の熱交換量の不均一にあ
り、特に管群端部近傍の溶液管への高温ガスの局
所的アタツクにあることを実験により確認し、そ
の解消手段として溶液管と整流板を適切に配置す
ることにより、上記本発明の目的を達成したもの
である。

本発明の要旨は、炉筒部及び溶液管群部よりな
る直焚高温再生器において溶液管群部の管群端部
に設けられた整流板と溶液管との間に形成される
縮少ガス流路の直後に空間部を設けることを特徴
とする直焚高温再生器にある。

以下、本発明完成に至つた経緯を実験結果に基
いて説明する。

第４図は、燃焼ガスの溶液管群部における流動
状態を示すものであり、この図において、燃焼ガ
スは殆んどが管群中央部３１を流れ、一部が管群
端部３０を流れる。管群端部３０を流れるガス
は、溶液管１２との接触が少ないため冷却され
ず、高温ガス２２のまま流過し、一方管群中央部
３１を流れるガスは、溶液管１２と接触し、除々
に冷却されて低温ガス２３となる。

ところで、管群端部３０を流れる高温ガス２２
は、整流板１４ｂと溶液管１２との間に形成され
る縮少ガス流路で絞られ加速されて、その直後に
配置された伝熱面積大なるフイン付溶液管１３ａ
に直撃し、該フイン付溶液管１３ａのみが、他の
ものよりも数倍の熱負荷を受ける。このため、フ
イン付溶液管１３ａの壁温は、175℃をはるかに
越えてしまい、この部分に局所腐食部２４が発生
する。この高温ガスアタツクは、整流板１４ｂ近
傍の溶液管１３ａ以外に整流板１４ａ，１４ｃ近
傍の溶液管１２，１３でも起るが、その程度は、
溶液管１３ａの方が他の約２倍と大きい。これ
は、抵抗小の平滑溶液管から抵抗大のフイン付溶
液管に変化する境界においては、平滑溶液管群を
出たガス２３はフイン付溶液管群に入る時に急激
に大きな流動抵抗を受け、点線矢印Ｂよりも抵抗
の少ない実線矢印Ａ方向に多く流れようとし、更
に管群端部３０に沿つて流れてきた高温ガス２２
も、整流板１４ｂにより加速され、その直後のフ
イン付溶液管１３ａを直撃し、点線矢印Ｄの管群
中央部３１方向よりも抵抗の小さい実線矢印Ｃの
管群端部３０方向に流れようとするからである。
従つて、フイン付溶液管１３ａの局部２４が高温
ガスアタツクを受け、腐食を発生する。

このような局部腐食を防止するため、本発明は
溶液管と整流板とを適切に配置し、管群端部３０
の高温ガス２２を管群中央部３１からの低温ガス
で希釈し低温化したものである。

第５図は、本発明の再生器の溶液管群部の部分
図を示すものであり、この図によれば、最後列の
平滑溶液管列と最前列のフイン付溶液管列が引き
込み構造となつており、そこに空間４０が形成さ
れている。このような構成にすることにより、整
流板１４ｂで絞られ加速された高温ガス２２は、
直後のフイン付溶液管１３ａを直撃しないばかり
か、空間４０があるため、その流動抵抗が急減
し、管群中央部３１よりの低温ガス２３の空間４
０への流入をも促進し、希釈されて低温化され
る。又、ミクロ的には、空間４０に流入した低温
ガス２３は、高温ガス２２の下部をフイン付溶液
管１３ａ及びこれに続く管群端部３０のフイン付
溶液管１３に沿つて流れるため、これらの溶液管
が高温ガスと接触しにくくなる。従つて、空間４
０を形成させることによつて、整流板１４ｂ直後
のフイン付溶液管１３ａへの高温ガスのアタツク
が防止できるばかりでなく、後続のフイン付溶液
管１３への高温ガスの接触も防止できるという効
果を有する。

第６図は、本発明の他の再生器の溶液管群部の
部分図を示すものであり、千鳥型に配列されたフ
イン付溶液管群の最前列のフイン付溶液管１３ａ
が取り除かれ、且つ整流板１４ｂが最後列の平滑
溶液管１２の引き込み部に取り付けられている
が、この場合にも第５図の場合と同様の効果が得
られた。

以上本発明の直焚高温再生器は、整流板と平滑
溶液管により絞られた高温ガス流路の直後に空間
部を有するので、管群端部のフイン付溶液管の腐
食が防止できるという利点を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図はLiBr溶液の濃度及び温度と金属の腐
食速度との関係を示すグラフ、第２図は従来の再
生器の縦断面図、第３図は第２図の―線断面
図、第４図は従来の再生器の溶液管群部のガス流
動状態を示す図、第５図及び第６図は本発明の再
生器の溶液管群部のガス流動状態を示す図であ
る。 １…再生器本体、１０…バーナ、１１…炉筒、
１２…平滑溶液管、１３，１３ａ…フイン付溶液
管、１４ａ，１４ｂ，１４ｃ…整流板、１５…煙
突、３０…管群端部、３１…管群中央部、４０…
空間。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 炉筒部及び溶液管群部よりなる直焚高温再生
   器において、溶液管群部の管群端部に設けられた
   整流板と溶液管との間に形成される縮小ガス流路
   の直後に溶液管を置かず空間部を形成せしめるこ
   とを特徴とする直焚高温再生器。 ２ 整流板を溶液管の管外伝熱面積が大なる方に
   変化する地点に設ける特許請求の範囲第１項記載
   の直焚高温再生器。 ３ 整流板を溶液管が平滑溶液管からフイン付溶
   液管に変化する地点に設ける特許請求の範囲第２
   項記載の直焚高温再生器。