JPS6248787B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、浸管型直焚高温再生器に係り、特に
吸収式冷凍サイクルに使用される浸管型直焚高温
再生器（以下、再生器と称す）に関する。

この種の再生器は、吸収式冷凍サイクルの蒸発
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と称す）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もので
あり、例えば、第１図および第２図に示す如く、
主に、本体１と、該本体の一端に取付けられたバ
ーナ１０と、本体１内を貫通している炉筒１１
と、該炉筒に設けられた溶液管１２，１３と、炉
筒１１の側壁に取付けられた高温燃焼ガス案内用
バツフル１４と、本体１の他端に設けられた煙突
１５とからなつている。バーナ１０でガス、灯油
等を燃焼して得られた高温燃焼ガス２０は、炉筒
１１内を水平に直進し、平滑溶液管１２とフイン
付溶液管１３の周りを流過して熱交換した後、煙
突１５より排出される。一方、LiBr溶液２１
は、炉筒１１と溶液管１２，１３で加熱沸騰され
る。このような再生器においては、一般に液温を
約160℃に加熱し、LiBr濃度が60〜65％になるよ
うにLiBr溶液を濃縮する。第３図はLiBr溶液の
濃度と金属の腐食速度の関係を示すグラフであ
り、図中ａ，ｂはLiBr濃度がそれぞれ65％、62
％のLiBr溶液が停止状態の場合、ｃはLiBr濃度
が65％のLiBr溶液が流動状態の場合を示す。こ
の図よりLiBr濃度が60〜65％のLiBr溶液は特に
停止状態の場合、165〜175℃になると急激に金属
に対する腐食速度が増大することが明らかであ
り、従つて液温が160℃以上となり、LiBr濃度が
60〜65％となる再生器は器内の液流動が停滞する
と停滞域において著しく腐食が発生することにな
る。

従来、このLiBr溶液による腐食は、特に溶液
管群で起り、管の開孔事故が多く発生した。そこ
で、本発明者らは、この溶液管の腐食の原因を調
べるために、燃焼ガスとLiBr溶液の流動をそれ
ぞれ二次元水流モデルと二次元気泡モデルによつ
て観察した。その結果、燃焼ガスの流動について
は、第４図に示すように、大部分の燃焼ガス２０
が溶液管群の領域３１を流れて次第に冷却される
が、残りのガス２２は、溶液管群の端部管３３と
バツフル１４と炉筒側壁３２との間の領域３０
を、ほとんど冷却されずに流れ、そして溶液管群
から流出するガス２３によつて炉筒側壁３２の方
へ押しやられて炉筒側壁３２の温度を上昇させる
ことが判明した。従つて、炉筒側壁３２と本体１
との間の側壁流路２４内のLiBr溶液が炉筒側壁
３２によつて加熱されて水蒸気を発生することに
なる。

この側部流路２４内における水蒸気の発生が
LiBr溶液の流動に及ぼす影響を調べる目的で、
二次元気泡モデル実験を行なつた結果、第５図に
示すようなLiBr溶液流動不良が発生することが
判明した。即ち、溶液管１２，１３内で加熱濃縮
されたLiBr溶液２１は、整流板２５により整向
されて両側の側部流路２４に達し、そして該流路
内を流下しようとするが、該流路内で発生した前
記水蒸気２６がLiBr溶液のこの流下を妨げるの
で、溶液管下方へのLiBr溶液の供給が不足す
る。従つて、溶液管の下方部分にLiBr溶液の停
滞域２７が発生し、この停滞域の流動状態が悪く
なると同時に温度が上昇するため、溶液管の下部
部分の腐食が激しくなる。

このLiBr溶液の流動不良による腐食は、特に
平滑溶液管１２とフイン付溶液管１３の境界領域
に発生する。なぜなら、燃焼ガス２０がフイン付
溶液管群１３内に流入するとき急に流動抵抗が大
きくなるため、溶液管群１３から多量のガス２３
が炉筒側壁１２の方へ流出し、領域３０を流過す
る高温のガス２２を炉筒側壁３２に押付けるので
炉筒側壁３２が強く加熱され、かつ、その際この
境界領域にLiBr溶液が不足しても周囲からLiBr
溶液が供給されないからである。

本発明の目的は、上記した従来の直焚高温再生
器において発生するLiBr溶液流動不良による局
所腐食を解消した新規な直焚高温再生器を提供す
ることにある。

本発明の要旨は、本体内部に炉筒と溶液管群を
配置し、炉筒側壁に高温燃焼ガス案内用バツフル
を取付け、さらに炉筒側壁の少なく共一部を断熱
構造としたことを特徴とする浸管型直焚高温再生
器にある。

本発明の他の要旨は、本体内部に炉筒と溶液管
群を配置し、炉筒側壁に高温燃焼ガス案内用バツ
フルを取付け、さらに本体と炉筒側壁との間の側
部流路内に、該流路を分割する案内板を設けたこ
とを特徴とする浸管型直焚高温再生器にある。

以下、第６〜９図を参照して本発明の実施例を
説明する。

第６図に示された第１の実施例においては、燃
焼ガス２２によつて強く加熱される、平滑溶液管
１２とフイン付溶液管１３との境界領域のバツフ
ル１４間に、炉筒側壁３２とほぼ平行に仕切板３
５が設けられている。この仕切板３５と炉筒側壁
３２で形成される断熱室３６は、仕切板３５の熱
膨張および断熱室３６内のガス膨張を考慮し、第
６図の如く、一方のバツフル１４と仕切板３５と
の間に流路空間３７を設けることによつて、炉筒
内部のガス室と連通している。この流路室間３７
は、燃焼ガス２２の流動に悪影響を及ぼさないよ
うな巾を有する。

このような構造を有する再生器の場合、高温の
燃焼ガス２２が炉筒側壁３２と接触せずに、仕切
板３５に沿つて流れる。そして、炉筒側壁３２と
仕切板３５との間に、停滞したガスによる断熱室
３６が形成される。従つて、高温燃焼ガス２２に
よる炉筒側壁３２への熱の伝導が低下し、炉筒側
壁３２の温度はあまり上昇しない。よつて、水蒸
気が、炉筒側壁３２と本体１との間の側部流路２
４内でほとんど発生しないので、LiBr溶液の循
環がスムーズとなり、LiBr溶液停滞による溶液
管１２，１３の腐食が著しく減少する。

第７図の第２実施例では、バツフル１４間の炉
筒側壁３２に断熱材３９が取付けられている。こ
の断熱材は、例えば耐火レンガ等であるが、熱膨
張を考慮して材料の選択或いは取付け方法の選択
をする必要がある。

上記の実施例では、平滑溶液管１２とフイン付
溶液管１３の境界領域だけに、断熱層を施したが
炉筒側壁３２の他の場所にも断熱層を形成するこ
とができる。また、断熱材３９を側部流路２４側
の炉筒側壁３２に取付けることもできる。

第８図に横断面を示した第３の実施例である傾
斜構造の再生器は、左側の側部流路２４内に案内
板３４を設けた点において、第１〜５図に示した
従来の再生器と異なつている。この案内板３４は
側部流路２４を炉筒側壁３２の側と本体１の側の
２つの流路に分割している。

この案内板配置構造により、LiBr溶液は次の
ように流動する。溶液管１２，１３から流出した
LiBr溶液２１は整流板２５により左右に分けら
れる。左側の側部流路２４に達したLiBr溶液２
１は本体１と案内板３４の間を流下して、下方か
ら溶液管１２，１３に再び流入する。右側の側部
流路２４に達したLiBr溶液は重力の作用により
本体１に沿つて流下し、同様に溶液管１２，１３
内に流入する。一方、高温の炉筒側壁３２によつ
て発生した水蒸気２６は、左側の側部流路２４で
は、案内板３４と炉筒側壁３２との間を案内板３
４に沿つて浮力で上昇するので、LiBr溶液の流
下を妨げることはない。右側の側部流路２４で発
生した水蒸気２６は、炉筒側壁３２に沿つて上昇
するため、同様にLiBr溶液の流下の妨げとなら
ない。なお、側部流路２４の上方において、水蒸
気２６がLiBr溶液２１の流れと交差するが、こ
の交差個所が開放系であるために、LiBr溶液の
流れを妨害することはない。

従つて、側部流路２４内で発生した水蒸気２６
と、側壁流路内を下降するLiBr溶液２１は、互
いにスムーズに流動し、LiBr溶液は停滞するこ
となく、良好に循環する。

第９図は、本発明の第４の実施例に係る垂直構
造の再生器の横断面を示している。この再生器の
場合、垂直に上昇する水蒸気２６がLiBr溶液２
１の流動を妨害しないようにするため、左右の側
部流路２４内に案内板３４が設けられているの
で、第８図に示した再生器と同様に、LiBr溶液
２１の流動が改良される。

上記の案内板３４は、水蒸気２４が多く発生す
る、平滑管１２とフイン付管１３の境界領域に設
けると、特に有利である。

以上説明した通り、本発明によれば、水蒸気に
よるLiBr溶液の流動不良が防止され、局所腐食
を著しく低減することができる。

【図面の簡単な説明】

第１，２図は、従来の直焚高温再生器の縦断面
図と―線に沿つた断面図、第３図はLiBr溶
液の濃度、温度及び流動状態と金属の腐食速度と
の関係を示す図、第４，５図は従来の再生器の燃
焼ガスとLiBr溶液の流動状態を示す図、第６，
７，８，９図は本発明の実施例に係る再生器を示
す図である。 １…本体、１１…炉筒、１２…平滑溶液管、１
３…フイン付溶液管、１４…バツフル、３２…炉
筒側壁、３４…案内板、３５…仕切板、３６…断
熱室、３８…ガス室、３９…断熱材。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 本体内部に炉筒と溶液管群を配置し、炉筒側
   壁に高温燃焼ガス案内用バツフルを取付け、さら
   に炉筒側壁の少なく共一部を断熱構造としたこと
   を特徴とする浸管型直焚高温再生器。 ２ バツフル間において炉筒側壁に対してほぼ平
   行に仕切板を設け、この仕切板と炉筒側壁で形成
   される断熱室を、炉筒内部のガス室と連通させた
   特許請求の範囲第１項記載の浸管型直焚高温再生
   器。 ３ 炉筒側壁を断熱材で被覆した特許請求の範囲
   第１項記載の浸管型直焚高温再生器。 ４ 本体内部に炉筒と溶液管群を配置し、炉筒側
   壁に高温ガス案内用バツフルを取付け、さらに本
   体と炉筒側壁との間の側部流路内に、該流路を分
   割する案内板を設けたことを特徴とする浸管型直
   焚高温再生器。 ５ 案内板が、少なく共平滑溶液管とフイン付溶
   液管の境界領域の側部流路内に設けられている特
   許請求の範囲第４項記載の浸管型直焚高温再生
   器。