JP2001183031A

JP2001183031A - 熱交換器、吸収冷凍機、及び、コジェネレーションシステム

Info

Publication number: JP2001183031A
Application number: JP37116499A
Authority: JP
Inventors: Masaharu Watabe; 正治渡部; Akihiro Kawada; 章廣川田; Makoto Fujiwara; 誠藤原; Kanji Otake; 幹治大武; Masayoshi Toyofuku; 正嘉豊福; Kazuyoshi Wajima; 一喜和島; Takayuki Irie; 隆之入江
Original assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Current assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Priority date: 1999-12-27
Filing date: 1999-12-27
Publication date: 2001-07-06

Abstract

(57)【要約】【課題】各種排ガスを熱交換器の伝熱媒体とした際に
発生する騒音を簡易かつ低コストで解消することを目的
とする。【解決手段】コジェネレーションシステムＣＧＳは、
発電ユニット１と吸収冷凍機１０とを組み合わせたもの
であり、吸収冷凍機１０は、発電ユニット１のガスエン
ジン３から排出される排ガスＥＧを熱源として内部の吸
収溶液Ｙを加熱する高圧再生器４０を有する。この高圧
再生器４０は、発電ユニット１からの排ガスＥＧを流通
させる伝熱管４１と、伝熱管４１が内部に配置されると
共に、吸収溶液Ｙを貯留するシェルＳＬ４と、伝熱管４
１に接触するようにシェルＳＬ４内に配置された吸音材
４７ａ，４７ｂ，４７ｃとを備える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、熱交換器、熱交換
器として機能する高圧再生器を備えた吸収冷凍機、及
び、このような吸収冷凍機を備えたコジェネレーション
システムに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、このような分野に属する技術とし
ては、特開平８−２９６９２２号公報によって開示され
たものが知られている。この公報に記載された従来の吸
収冷凍機は、発電機とガスエンジンとからなる発電ユニ
ットと共にコジェネレーションシステムを構成するもの
である。この吸収冷凍機は、いわゆる二重効用型の吸収
冷凍機であり、再生器として、高圧再生器と低圧再生器
とを有する。そして、高圧再生器は、発電ユニットのガ
スエンジンから排出される排ガスを熱源とし、低圧再生
器は、発電ユニットのガスエンジンの周囲を流通して熱
を回収した冷却流体（冷却水）と、高圧再生器で加熱さ
れて気化した冷媒ガスとを熱源として利用する。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ここで、高圧再生器の
熱源として利用されるガスエンジン等の排ガスは、発電
ユニット側から高温、高圧の状態で間欠的に放出され
る。従って、排ガス系統に何らかの消音手段を設けなけ
れば、システムが発する騒音を既定値以下に抑えること
ができない。しかしながら、従来使用されていた一般的
な消音器は、圧力損失を低減させるために比較的広い設
置スペースを必要とするものであった。また、システム
全体の熱回収率を向上させるためには、消音器における
放熱による損失を出来るだけ低減させる必要もある。

【０００４】そこで、本発明は、各種排ガスを熱交換器
の伝熱媒体とした際に発生する騒音を簡易かつ低コスト
で低減させることを課題とし、各種排ガスを伝熱媒体と
して利用可能な熱交換器、そのような熱交換器として機
能する高圧再生器を備えた吸収冷凍機、及び、このよう
な吸収冷凍機を備えたコジェネレーションシステムの提
供を目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載の本発明
による熱交換器は、各種排ガスと伝熱対象流体との間で
熱交換を行う熱交換器において、排ガスを流通させる伝
熱管と、伝熱管が内部に配置されると共に、伝熱対象流
体が導入されるシェルと、伝熱管に接触するようにシェ
ル内に配置された吸音材とを備えることを特徴とする。

【０００６】この熱交換器は、ガスエンジン、ガソリン
エンジン、ディーゼルエンジンといった原動機から排出
される排ガスを熱源とし、当該排ガスよりも低温又は高
温の伝熱対象流体をシェル内に導入して熱交換させるも
のである。そして、シェル内には、グラスウール、ロッ
クウール等の多孔性材料からなる吸音材が伝熱管と接触
するように配置されている。これにより、この熱交換器
を構成する伝熱管に排ガスを流通させると、排ガスに重
畳されている音波は、伝熱管の管壁を介して吸音材によ
って減衰（吸収）される。すなわち、この熱交換器は、
それ自体、排ガスが有する音響エネルギを消耗させる消
音手段として機能する。

【０００７】従って、この熱交換器を利用すれば、従来
必要とされていたサイレンサ等の消音手段が不要とな
り、各種排ガスを熱交換器の伝熱媒体とした際に発生す
る騒音を簡易かつ低コストで低減させることが可能とな
る。また、消音手段を設けることに伴う圧力損失や熱損
失を低減させることも可能となる。

【０００８】請求項２に記載の本発明による熱交換器
は、各種排ガスと伝熱対象流体との間で熱交換を行う熱
交換器において、伝熱対象流体を流通させる伝熱管と、
伝熱管が内部に配置されると共に排ガスが導入されるシ
ェルと、シェル内に配置された吸音材とを備えることを
特徴とする。

【０００９】この熱交換器は、ガスエンジン、ガソリン
エンジン、ディーゼルエンジンといった原動機から排出
される排ガスを熱源とし、当該排ガスよりも低温又は高
温の伝熱対象流体を伝熱管内に導入して熱交換させるも
のである。そして、シェルの内部には、グラスウール、
ロックウール等の多孔性材料からなる吸音材（例えば、
管支持板等として）が配置されている。これにより、こ
の熱交換器を構成するシェル内に排ガスを流通させる
と、排ガスに重畳されている音波は、シェル内に配置さ
れた吸音材によって減衰（吸収）される。すなわち、こ
の熱交換器は、それ自体、排ガスが有する音響エネルギ
を消耗させる消音手段として機能する。

【００１０】従って、この熱交換器を利用すれば、従来
必要とされていたサイレンサ等の消音手段が不要とな
り、各種排ガスを熱交換器の伝熱媒体とした際に発生す
る騒音を簡易かつ低コストで低減させることが可能とな
る。また、消音手段を設けることに伴う圧力損失や熱損
失を低減させることも可能となる。

【００１１】請求項３に記載の本発明による吸収冷凍機
は、発電ユニットを含むコジェネレーションシステムに
組み込まれ、発電ユニットの排熱を利用して吸収溶液と
冷媒とを分離し、当該冷媒を凝縮させた後、気化させて
冷熱を得る吸収冷凍機において、発電ユニットから排出
される排ガスを熱源として内部の吸収溶液を加熱する高
圧再生器と、発電ユニットを流通した冷却流体を熱源と
して内部の吸収溶液を加熱する低圧再生器とを有し、高
圧再生器は、排ガス又は吸収溶液を流通させる伝熱管
と、伝熱管が内部に配置されると共に、吸収溶液又は排
ガスを流通させるシェルと、伝熱管に接触するようにシ
ェル内に配置された吸音材とを備えることを特徴とす
る。

【００１２】この吸収冷凍機は、発電ユニットと共にコ
ジェネレーションシステムを構成するものであり、吸収
冷凍機に含まれる高圧再生器は、発電ユニットから排出
される排ガスを熱源として、伝熱管又はシェル内の吸収
溶液を加熱する。そして、高圧再生器のシェル内には、
グラスウール、ロックウール等の多孔性材料からなる吸
音材が伝熱管と接触するように配置されている。これに
より、高圧再生器を構成するシェル又は伝熱管内に排ガ
スを流通させると、排ガスに重畳されている音波は、伝
熱管の管壁を介して、又は、直接、シェル内に配置され
た吸音材によって減衰（吸収）される。すなわち、この
高圧再生器は、それ自体、排ガスが有する音響エネルギ
を消耗させる消音手段として機能する。

【００１３】従って、この高圧再生器を有する吸収冷凍
機をコジェネレーションシステムに組み込むことによ
り、従来の吸収冷凍機に備えられていたサイレンサ等の
消音手段が不要となり、発電ユニットからの排ガスを高
圧再生器の熱源とした際に発生する騒音を簡易かつ低コ
ストで低減させることが可能となる。

【００１４】請求項４に記載の本発明によるコジェネレ
ーションシステムは、発電ユニットと吸収冷凍機とが組
み合わされており、発電ユニットで電力を発生すると共
に、吸収冷凍機で発電ユニットの排熱を利用して吸収溶
液と冷媒とを分離し、当該冷媒を凝縮させた後、気化さ
せて冷熱を得るコジェネレーションシステムにおいて、
吸収冷凍機は、発電ユニットから排出される排ガスを熱
源として内部の吸収溶液を加熱する高圧再生器と、発電
ユニットを流通した冷却流体を熱源として内部の吸収溶
液を加熱する低圧再生器とを有し、高圧再生器は、排ガ
ス又は吸収溶液を流通させる伝熱管と、伝熱管が内部に
配置されると共に、吸収溶液又は排ガスを流通させるシ
ェルと、伝熱管に接触するようにシェル内に配置された
吸音材とを備えることを特徴とする。

【００１５】このコジェネレーションシステムを構成す
る吸収冷凍機には、それ自体が消音手段としても機能す
る高圧再生器が備えられている。従って、このコジェネ
レーションシステムでは、従来必要とされていたサイレ
ンサ等の消音手段を省略できるので、システム全体のコ
スト、占有スペース等を低減することができる。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照しながら本発明
による熱交換器、吸収冷凍機、並びに、コジェネレーシ
ョンシステムの好適な実施形態について詳細に説明す
る。

【００１７】図１は、本発明によるコジェネレーション
システム（以下「ＣＧＳ」という）の第１実施形態を示
す斜視図であり、図２は、図１に示すコジェネレーショ
ンシステムの系統図である。これらの図面に示すコジェ
ネレーションシステムＣＧＳ（以下、単に「ＣＧＳ」と
いう）は、発電ユニット１と吸収冷凍機１０とを１体に
組み合わせて構成されたたものであり、例えば、約５ｍ
程度の全長と、約２ｍ程度の全幅を有する。このＣＧＳ
は、きわめてコンパクトに構成されており、自家発電等
に用いると好適である。

【００１８】図２に示すように、発電ユニット１は、発
電機２と、この発電機２を駆動するガスエンジン３とを
有する。ガスエンジン３内には、図示しない冷却用のジ
ャケット部が設けられており、このジャケット部内に
は、冷却水ラインを介して冷却塔４から供給される冷却
水ＥＷ（冷却流体）が循環させられる。このようにジャ
ケット部を流通して発電機２を駆動する原動機としての
ガスエンジン３を冷却させた冷却水ＥＷは、ガスエンジ
ン３から排出される排ガスＥＧと共に、吸収冷凍機１０
側で熱源として用いられる。なお、発電機２を駆動する
原動機としては、ディーゼルエンジン、ガソリンエンジ
ン、ガスタービン等を適用することも可能であり、ま
た、発電ユニット１として燃料電池を適用することも可
能である。

【００１９】吸収冷凍機１０は、水を冷媒Ｒとすると共
に臭化リチウム溶液等を吸収溶液Ｙとした吸収サイクル
によって冷凍作用を行うものである。すなわち、吸収冷
凍機１０には、吸収サイクルを構成する蒸発器２０、吸
収器３０、再生器としての高圧再生器４０及び低圧再生
器５０、並びに、凝縮器６０が含まれている。そして、
凝縮器６０で凝縮した低温の冷媒液（水）ＲＬが蒸発器
２０で気化することにより冷凍作用が行なわれる。

【００２０】図２に示すように、蒸発器２０と吸収器３
０とは、同一のシェルＳＬ１（高真空容器）を共有す
る。蒸発器２０内には伝熱管２１が配置されており、こ
の伝熱管２１には、冷水入口ラインＬ１を介して冷水Ｗ
１が供給される。伝熱管２１を流通した冷水Ｗ１は冷水
出口ラインＬ２を介して外部に排出される。伝熱管２１
に対しては、散布管２２を介して冷媒液ＲＬが散布さ
れ、散布された冷媒液ＲＬは、伝熱管２１内を流通する
冷水Ｗ１から気化潜熱を奪って気化する。

【００２１】これにより、冷水Ｗ１は、例えば１２℃の
温度で伝熱管２１に流入して冷却された後、冷水出口ラ
インＬ２を介して例えば５℃又は７℃の温度で排出され
ることになる。冷水Ｗ１から気化潜熱を奪って気化した
冷媒ガス（水蒸気）ＲＧは、吸収器３０側に流れ込む。
また、蒸発器２０から流出する冷水Ｗ１は、ビルの冷房
等に用いられ、冷房等に供せられた冷水Ｗ１は、昇温し
て例えば１２℃の温度となり、再び蒸発器２０に導入さ
れる。なお、蒸発器２０に対しては、図示しない冷媒ポ
ンプが備えられており、この冷媒ポンプによって蒸発器
２０の内部から冷媒液ＲＬが汲み上げられ、汲み上げら
れた冷媒液ＲＬは、図示しない冷媒ラインと散布管２２
とを介して、伝熱管２１に向けて散布される。

【００２２】同様に、吸収器３０の内部にも伝熱管３１
が配置されている。この伝熱管３１には、冷却水ライン
Ｌ３を介して冷却水Ｗ２が供給され、伝熱管３１に対し
ては、散布管３２を介して、吸収溶液Ｙが散布される。
散布された吸収溶液Ｙは、吸収器３０側に流入してきた
冷媒ガスＲＧを吸収するので、その濃度が低下し、濃度
が低下した希薄な吸収溶液Ｙは、吸収器３０の底部に集
められる。そして、吸収器３０内で発生する熱は、伝熱
管２１内を流通する冷却水Ｗ２によって回収される。な
お、吸収器３０に対しては、図示しない溶液ポンプが備
えられており、この溶液ポンプによって吸収器３０の内
部から吸収溶液Ｙが汲み上げられる。汲み上げられた吸
収溶液Ｙは、図示しない溶液ラインと散布管３２とを介
して、伝熱管３１に向けて散布される。

【００２３】吸収器３０の底部に集められた吸収溶液Ｙ
は、溶液ポンプＰＹによって圧送され、低温熱交換器７
０、溶液ラインＬ４、高温熱交換器７５、溶液ラインＬ
５を介して、高圧再生器４０に供給される。この高圧再
生器４０は、発電ユニット１のガスエンジン３から排出
される排ガスＥＧを熱源とするものである。すなわち、
高圧再生器４０の内部には、伝熱管４１が配置されてお
り、この伝熱管４１には、排ガスラインＬ６を介して発
電ユニット１のガスエンジン３から排出された排ガスＥ
Ｇが熱源として供給される。また、伝熱管４１を流通し
た排ガスＥＧは、排ガスラインＬ７及びダクト５を介し
て系外に排出される。これにより、高圧再生器４０に供
給された吸収溶液Ｙは、伝熱管４１を介して排ガスＥＧ
の熱を奪って昇温するので、吸収されている冷媒Ｒの一
部が気化する。この結果、高圧再生器４０内の吸収溶液
Ｙの濃度が高まることになる。

【００２４】高圧再生器４０で加熱されて濃度が高まっ
た吸収溶液Ｙは、溶液ラインＬ８、高温熱交換器７５、
溶液ラインＬ９、低温熱交換器７０、溶液ラインＬ１０
を介して散布管３２に供給され、吸収器３０内の伝熱管
３１に向けて散布される。一方、高圧再生器４０で気化
した冷媒ガスＲＧは、冷媒ラインＬ１１を介して低圧再
生器５０に熱源として供給される。すなわち、低圧再生
器５０内には、伝熱管５１が配置されており、この伝熱
管５１の流体入口に冷媒ラインＬ１１が接続されてい
る。

【００２５】また、この低圧再生器５０は、高圧再生器
４０で気化した冷媒ガスＲＧに加えて、発電ユニット１
のガスエンジン３を冷却させた冷却水ＥＷをも熱源とす
る。すなわち、低圧再生器５０内には、伝熱管５２が配
置されており、この伝熱管５２の流体入口には、冷却水
ラインＬ１２を介してガスエンジン３のジャケット部を
流出した冷却水ＥＷが供給ポンプＰＷによって圧送され
る。伝熱管５１を流通した冷却水ＥＷは、冷却水ライン
Ｌ１３を介して冷却塔４に返送され、ガスエンジン３の
冷却用として再利用される。

【００２６】一方、低温熱交換器７０と高温熱交換器７
５とを結ぶ溶液ラインＬ４からは、高温熱交換器７５の
下流側で溶液ラインＬ１４が分岐されており、低圧再生
器５０の内部には、溶液ラインＬ１４を介して吸収器３
０から希薄な吸収溶液Ｙが供給される。低圧再生器５０
の内部に供給された吸収溶液Ｙは、伝熱管５１を介して
高温の冷媒ガスＲＧから、伝熱管５２を介して昇温した
冷却水ＥＷから、それぞれ熱を奪って昇温する。これに
より、吸収溶液Ｙに溶解していた冷媒Ｒが気化して吸収
溶液Ｙの濃度が高まる。高濃度となった吸収溶液Ｙは、
低圧再生器５０の底部に集められ、溶液ラインＬ１５か
ら流出する。この溶液ラインＬ１５は、高温熱交換器７
５と低温熱交換器７０とを結ぶ溶液ラインＬ９と合流し
ており、この結果、低圧再生器５０の底部に集められた
吸収溶液Ｙは、溶液ラインＬ１５、溶液ラインＬ９、低
温熱交換器７０、溶液ラインＬ１０を介して散布管３２
に供給され、吸収器３０内の伝熱管３１に向けて散布さ
れる。

【００２７】低圧再生器５０内で気化した冷媒ガスＲＧ
は、冷媒ラインＬ１６を介して凝縮器６０の内部に導入
される。同様に、高圧再生器４０で気化した後、低圧再
生器５０を熱源として通過した冷媒ガスＲＧは、冷媒ラ
インＬ１７を介して凝縮器６０の内部に導入される。凝
縮器６０の内部には、伝熱管６１が配置されており、こ
の伝熱管６１の流体入口には、吸収器３０内に配置され
た伝熱管３１の流体出口に接続された冷却水ラインＬ１
８を介して冷却水Ｗ２が供給される。従って、凝縮器６
０に流入した高圧の冷媒ガスＲＧは、伝熱管６１を介し
て冷却されて凝縮し、低温の冷媒液（水）ＲＬとなる。
この冷媒液ＲＬは、凝縮器６０内と蒸発器２０内との圧
力差及び重力差によって、冷媒ラインＬ１９を介して散
布管２２に供給され、蒸発器２０内の伝熱管２１に対し
て散布される。なお、凝縮器６０は、低圧再生器５０と
同一のシェルを共有するものとして構成してもよい。

【００２８】ここで、高圧再生器４０の熱源として利用
される発電ユニット１（ガスエンジン３）の排ガスＥＧ
は、発電ユニット１側から高温、高圧の状態で間欠的に
放出される。従って、ＣＧＳ全体の騒音を低減させるた
めには、排ガス系統に何らかの消音手段を設ける必要が
ある。この点に鑑みて、ＣＧＳに組み込まれた吸収冷凍
機１０の高圧再生器４０は、それ自体が消音手段として
も機能するように構成されている。

【００２９】図３に示すように、高圧再生器４０は、ダ
クト状に形成されたシェルＳＬ４を有する。このシェル
ＳＬ４内には、一対のヘッダ４２，４４が配置されてお
り、当該一対のヘッダ４２，４４同士間には、図示しな
い管板等を介して複数の伝熱管４１が配設されている。
一対のヘッダ４２，４４のうち、図中右側に位置するヘ
ッダ４２には、上述した排ガスラインＬ６が接続され、
発電ユニット１のガスエンジン３から排出された排ガス
ＥＧが供給される。また、図中右側に位置するヘッダ４
４は、排ガスラインＬ７を介してダクト５と接続されて
いる。

【００３０】また、シェルＳＬ４内には、ヘッダ４２と
ヘッダ４４との間に所定間隔を隔てて複数の管支持板４
５が配置されている。各管支持板４５には、伝熱管４１
の配設数に応じた数の孔部が形成されており、各伝熱管
４１は、管支持板４５の孔部に挿通されている。更に、
シェルＳＬ４には、内部に吸収器３０からの吸収溶液Ｙ
を供給するための溶液ラインＬ５と、吸収溶液Ｙを吸収
器３０に戻すための溶液ラインＬ８とが、伝熱管４１の
延在方向と略直交するように接続されている。加えて、
シェルＳＬ４の上部には、内部で発生した冷媒ガスＲＧ
を低圧再生器５０に導くための冷媒ラインＬ１１が接続
されている。

【００３１】そして、高圧再生器４０のシェルＳＬ４内
には、吸音材４７ａが各伝熱管４１と接触するように配
置されている。吸音材４７ａは、図４及び図５に示すよ
うに、グラスウール、ロックウール等の多孔性材料によ
って薄板状に形成されており、管支持板４５の両側（各
ヘッダ４２，４４側）の表面に貼着される。また、吸音
材４７ａにも、伝熱管４１の配設数に応じた数の孔部が
形成されており、各伝熱管４１は、吸音材４７ａ及び管
支持板４５の孔部に挿通されている。各伝熱管４１は、
吸音材４７ａに形成されている孔部と接触する。

【００３２】これにより、高圧再生器４０を構成する各
伝熱管４１に排ガスＥＧを流通させると、排ガスＥＧに
重畳されている音波は、伝熱管４１の管壁を介して吸音
材４７ａによって減衰（吸収）されることになる。更
に、この高圧再生器４０では、シェルＳＬ４の内壁面や
各ヘッダ４２，４４の表面等にも吸音材４７ｂ，４７ｃ
が貼着されており、伝熱管４１の管壁を通過した音波
は、これらの吸音材４７ｂ，４７ｃによって吸収され
る。

【００３３】このように、ＣＧＳを構成する吸収冷凍機
１０の高圧再生器４０は、それ自体、排ガスＥＧが有す
る音響エネルギを消耗させる消音手段として機能する。
従って、従来、コジェネレーションシステムに組み込ま
れる吸収冷凍機に備えられていたサイレンサ等の消音手
段が不要となり、発電ユニット１からの排ガスＥＧを高
圧再生器４０の熱源とした際に発生する騒音を簡易かつ
低コストで低減させることが可能となる。また、消音手
段を設けることに伴う圧力損失や熱損失を低減させるこ
とも可能である。更に、ＣＧＳを構成する吸収冷凍機の
高圧再生器を、それ自体が消音手段としても機能するよ
うに構成することにより、ＣＧＳ全体のコスト、占有ス
ペース等を低減することが可能となる。

【００３４】なお、上述した高圧再生器４０では、伝熱
管４１に排ガスＥＧ（熱源）を流通させ、シェルＳＬ４
内に吸収溶液Ｙ（伝熱対象流体）を流通させるものとし
て説明したが、これに限られるものではない。すなわ
ち、伝熱管４１に吸収溶液Ｙ（伝熱対象流体）を流通さ
せ、シェルＳＬ４内に排ガスＥＧ（熱源）を流通させて
もよい。

【００３５】図６及び図７は、上述した高圧再生器４０
に配設可能な伝熱管の他の態様を示す側面図である。同
図に示す伝熱管４１Ａは、いわゆる横型ハイフィン付管
として構成されており、管表面に形所定間隔を隔てて配
設されている複数の伝熱フィンＦを有する。また、各伝
熱フィンＦの間における伝熱管４１の表面には、グラス
ウール、ロックウール等の多孔性材料からなる吸音材４
７ｄが貼着されている。このような横形ハイフィン付管
では、熱源流体と伝熱対象流体との間における伝熱は、
専ら伝熱フィンＦを介して行なわれることになるので、
伝熱管４１の表面の大半を吸音材４７ｄによって覆うこ
とが可能となる。これにより、伝熱管４１内を流通する
排ガスＥＧに重畳されている音波を効率よく吸収させる
ことができる。また、かかる構成は、伝熱管４１内に伝
熱対象流体としての吸収溶液Ｙを流通させる場合にも有
効である。

【００３６】以上、本発明による熱交換器をコジェネレ
ーションシステムに組み込まれた吸収冷凍機の高圧再生
器として適用した例について説明したが、本発明による
熱交換器は、各種排ガスと伝熱対象流体との間で熱交換
を行う場合に、上述した態様に加えて、次のような態様
で用いることができる。

【００３７】図７に示す熱交換器８０は、いわゆるフィ
ンチューブ型熱交換器として構成されたものであり、伝
熱管として機能する複数の偏平管８１と、各偏平管８１
が挿通させられる薄板状のプレートフィンＰＦとを備え
る。この場合、吸音材８７は、グラスウール、ロックウ
ール等の多孔性材料からなり、プレートフィンＰＦの取
付箇所を避けるようにして偏平管８１の外周面に貼着さ
れる。

【００３８】このように構成された熱交換器８０の各偏
平管８１に原動機等から排出される排ガスを流通させる
と、排ガスに重畳されている音波は、偏平管８１の管壁
を介して吸音材８７によって減衰（吸収）されることに
なる。また、偏平管８１内に伝熱対象流体を流通させ、
偏平管８１の周囲に更に排ガスを流通させた場合にも、
排ガスに重畳されている音波は、偏平管８１の外周に装
着されている吸音材８７によって吸収される。従って、
この熱交換器８０によっても、各種排ガスを伝熱媒体と
した際に発生する騒音を簡易かつ低コストで低減させる
ことが可能となり、消音手段を設けることに伴う圧力損
失や熱損失を低減させることも可能となる。

【００３９】また、図８に示す熱交換器８０Ａは、いわ
ゆるプレートフィン型熱交換器として構成されたもので
あり、アルミニウム等の金属により形成された複数の板
材８２と、波形に形成されており、各板材８２の間に固
定された複数のコルゲートフィンＣＦとを備える。この
場合、板材８２とコルゲートフィンＣＦとの間には、グ
ラスウール、ロックウール等の多孔性材料からなる吸音
材８７が介設されている。また、図８に示すように、板
材８２を省略し、コルゲートフィンＣＦ同士間に吸音材
８７を介設してもよい。

【００４０】この熱交換器８０Ａにおいても、排ガスに
重畳されている音波は、吸音材８７によって吸収される
ので、各種排ガスを伝熱媒体とした際に発生する騒音を
簡易かつ低コストで低減させることが可能となり、消音
手段を設けることに伴う圧力損失や熱損失を低減させる
ことも可能となる。

【００４１】更に、図９に示す熱交換器９０は、いわゆ
るシェルアンドチューブ型熱交換器として構成されてお
り、ガスエンジン、ガソリンエンジン、ディーゼルエン
ジンといった原動機から排出される各種排ガスと伝熱対
象流体との間における熱交換を可能とするものである。
熱交換器９０は、伝熱対象流体を流通させる複数の伝熱
管９１と、各伝熱管９１が内部に配置されるシェル９２
とを備える。シェル９２は、熱源流体入口９２ａと、熱
源流体出口９２ｂとを有し、その内部には、熱源流体入
口９２ａから排ガスを導入することができる。シェル９
２内を流通した排ガスは、熱源流体出口９２ｂから排出
される。また、シェル９２の長手方向における両端部に
は、伝熱対象流体入口９２ｃと伝熱対象流体出口９２ｄ
とが設けられている。

【００４２】各伝熱管９１の一端は、シェル９２内の伝
熱対象流体入口９２ｃ側に配置された固定管支持板９３
によって支持されている。また、各伝熱管９１の他端
は、シェル９２内のに配置された伝熱対象流体入口９２
ｄに配置された固定管支持板９４によって支持されてい
る。これら固定管支持板９３，９４は、いずれもグラス
ウール、ロックウール等の多孔性材料によって形成され
ており、吸音材として機能する。

【００４３】更に、シェル９２内には、各伝熱管９１を
支持する管支持板９５ａ，９５ｂ，９５ｃ，９５ｄが配
置されている。各管支持板９５ａ〜９５ｄも、グラスウ
ール、ロックウール等の多孔性材料によって形成されて
おり、吸音材として機能する。各管支持板９５ａ〜９５
ｄのうち、管支持板９５ａ，９５ｃは、図中上側でシェ
ル９２の内周面に固定されており、図中下側に位置する
遊端側とシェル９２の内周面との間には空間が画成され
る。また、管支持板９５ｂ，９５ｄは、図中下側でシェ
ル９２の内周面に固定されており、図中上側に位置する
遊端側とシェル９２の内周面との間には空間が画成され
る。これにより、シェル９２内には、その内周面と、固
定管支持板９３，９４、及び、各管支持板９５ａ〜９５
ｄとによって、熱源流体入口９２ａと熱源流体出口９２
ｂとを結ぶ排ガス流路が画成される。

【００４４】このように構成された熱交換器９０の熱源
流体入口９２ａに排ガスを導入すると、排ガスは、シェ
ル９２内に画成された排ガス流路を流通すると共に、シ
ェル９２内に配置されている固定管支持板９３，９４、
及び、各管支持板９５ａ〜９５ｄに接触することにな
る。これにより、排ガスに重畳されている音波は、シェ
ル９２内に配置された吸音材としての固定管支持板９
３，９４、及び、各管支持板９５ａ〜９５ｄによって減
衰（吸収）される。従って、この熱交換器９０を利用し
ても、従来必要とされていたサイレンサ等の消音手段が
不要となる。この結果、各種排ガスを熱交換器の伝熱媒
体とした際に発生する騒音を簡易かつ低コストで低減さ
せることが可能となり、消音手段を設けることに伴う圧
力損失や熱損失を低減させることも可能となる。なお、
図９に示す熱交換器９０では省略されているが、シェル
９２の内周面にグラスウール、ロックウール等の多孔性
材料からなる吸音材を貼着してもよい。

【００４５】

【発明の効果】本発明による熱交換器は、以上説明した
ように構成されているため、次のような効果を得る。す
なわち、各種排ガスと伝熱対象流体との間における熱交
換を可能とする熱交換器のシェル内に吸音材を配置した
り、吸音材を伝熱管に接触するようにシェル内に配置し
たりすることにより、各種排ガスを熱交換器の伝熱媒体
とした際に発生する騒音を簡易かつ低コストで低減させ
ることができる。従って、このような熱交換器をコジェ
ネレーションシステムや吸収冷凍機に適用すれば、発電
ユニットからの排ガスを高圧再生器の熱源とした際に発
生する騒音を簡易かつ低コストで低減させることが可能
となり、また、従来必要とされていたサイレンサ等の消
音手段を省略できるので、コジェネレーションシステム
全体のコスト、占有スペース等を低減することができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明によるコジェネレーションシステムを示
す斜視図である。

【図２】図１に示すコジェネレーションシステムの系統
図である。

【図３】図１及び図２に示すコジェネレーションシステ
ムを構成する吸収冷凍機に備えられた高圧再生器を示す
斜視図である。

【図４】図３に示す高圧再生器の要部を示す拡大図であ
る。

【図５】図３に示す高圧再生器に適用可能な伝熱管の他
の態様を示す側面図である。

【図６】図５におけるVI−VI線についての断面図であ
る。

【図７】本発明による熱交換器の他の実施形態を示す斜
視図である。

【図８】本発明による熱交換器の他の実施形態を示す斜
視図である。

【図９】本発明による熱交換器の他の実施形態を示す断
面図である。

【符号の説明】

ＣＧＳ…コジェネレーションシステム、１…発電ユニッ
ト、２…発電機、３…ガスエンジン、５…ダクト、１０
…吸収冷凍機、２０…蒸発器、２１…伝熱管、２２…散
布管、３０…吸収器、３１…伝熱管、３２…散布管、４
０…高圧再生器、４１，４１Ａ…伝熱管、４７ａ，４７
ｂ，４７ｃ，４７ｄ，８７…吸音材、５０…低圧再生
器、５１…伝熱管、５２…伝熱管、６０…凝縮器、６１
…伝熱管、７０…低温熱交換器、７５…高温熱交換器、
８０，８０Ａ，９０…熱交換器、９１…伝熱管、９２…
シェル、９２ａ…熱源流体入口、９２ｂ…熱源流体入
口、９２ｃ…伝熱対象流体入口、９２ｄ…伝熱対象流体
入口、９３，９４…固定管支持板、９５ａ，９５ｂ，９
５ｃ，９５ｄ…管支持板、ＥＧ…排ガス、ＥＷ…冷却水
（冷却流体）、Ｆ…伝熱フィン、ＣＦ…コルゲートフィ
ン、ＰＦ…プレートフィン、Ｒ…冷媒、ＲＧ…冷媒ガ
ス、ＲＬ…冷媒液、ＳＬ４…シェル、Ｙ…吸収溶液。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者藤原誠兵庫県高砂市荒井町新浜２丁目１番１号三菱重工業株式会社高砂研究所内 (72)発明者大武幹治兵庫県高砂市荒井町新浜２丁目１番１号三菱重工業株式会社高砂研究所内 (72)発明者豊福正嘉兵庫県高砂市荒井町新浜２丁目１番１号三菱重工業株式会社高砂研究所内 (72)発明者和島一喜兵庫県高砂市荒井町新浜２丁目１番１号三菱重工業株式会社高砂研究所内 (72)発明者入江隆之兵庫県高砂市荒井町新浜２丁目１番１号三菱重工業株式会社高砂研究所内Ｆターム(参考） 3L093 AA01 BB11 BB26 BB29 BB31 MM02 MM04 3L103 AA29 BB17 BB33 CC18 CC27 DD08 DD32 DD33

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】各種排ガスと伝熱対象流体との間で熱交
換を行う熱交換器において、前記排ガスを流通させる伝熱管と、前記伝熱管が内部に配置されると共に、前記伝熱対象流
体が導入されるシェルと、前記伝熱管に接触するように前記シェル内に配置された
吸音材とを備えることを特徴とする熱交換器。
【請求項２】各種排ガスと伝熱対象流体との間で熱交
換を行う熱交換器において、前記伝熱対象流体を流通させる伝熱管と、前記伝熱管が内部に配置されると共に、前記排ガスが導
入されるシェルと、前記シェル内に配置された吸音材とを備えることを特徴
とする熱交換器。
【請求項３】発電ユニットを含むコジェネレーション
システムに組み込まれ、前記発電ユニットの排熱を利用
して吸収溶液と冷媒とを分離し、当該冷媒を凝縮させた
後、気化させて冷熱を得る吸収冷凍機において、前記発電ユニットから排出される排ガスを熱源として内
部の吸収溶液を加熱する高圧再生器と、前記発電ユニッ
トを流通した冷却流体を熱源として内部の吸収溶液を加
熱する低圧再生器とを有し、前記高圧再生器は、排ガス
又は吸収溶液を流通させる伝熱管と、前記伝熱管が内部
に配置されると共に、吸収溶液又は排ガスを流通させる
シェルと、前記伝熱管に接触するように前記シェル内に
配置された吸音材とを備えることを特徴とする吸収冷凍
機。
【請求項４】発電ユニットと吸収冷凍機とが組み合わ
されており、前記発電ユニットで電力を発生すると共
に、前記吸収冷凍機で前記発電ユニットの排熱を利用し
て吸収溶液と冷媒とを分離し、当該冷媒を凝縮させた
後、気化させて冷熱を得るコジェネレーションシステム
において、前記吸収冷凍機は、前記発電ユニットから排出される排
ガスを熱源として内部の吸収溶液を加熱する高圧再生器
と、前記発電ユニットを流通した冷却流体を熱源として
内部の吸収溶液を加熱する低圧再生器とを有し、前記高
圧再生器は、排ガス又は吸収溶液を流通させる伝熱管
と、前記伝熱管が内部に配置されると共に、吸収溶液又
は排ガスを流通させるシェルと、前記伝熱管に接触する
ように前記シェル内に配置された吸音材とを備えること
を特徴とするコジェネレーションシステム。