JP2002372311A - 潜熱回収式熱交換器 - Google Patents

潜熱回収式熱交換器

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JP2002372311A
JP2002372311A JP2001183014A JP2001183014A JP2002372311A JP 2002372311 A JP2002372311 A JP 2002372311A JP 2001183014 A JP2001183014 A JP 2001183014A JP 2001183014 A JP2001183014 A JP 2001183014A JP 2002372311 A JP2002372311 A JP 2002372311A
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JP
Japan
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water
heat exchanger
recovery type
exhaust passage
heat recovery
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JP2001183014A
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English (en)
Inventor
Tatsuro Arai
達朗 荒井
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Noritz Corp
Original Assignee
Noritz Corp
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Publication date
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    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/30Hydrogen technology
    • Y02E60/50Fuel cells

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  • Instantaneous Water Boilers, Portable Hot-Water Supply Apparatuses, And Control Of Portable Hot-Water Supply Apparatuses (AREA)
  • Details Of Fluid Heaters (AREA)
  • Heat-Pump Type And Storage Water Heaters (AREA)
  • Fuel Cell (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 潜熱回収式熱交換器の熱効率を向上させる。 【解決手段】 水が下方から上方へ流れる通水管路2の
周囲に、排気通路6を形成し、排気通路6上部の入口4
から導入されて下部の出口5から導出される排気によっ
て、水を加熱する潜熱回収式の熱交換器において、出口
5より下方の通水管路2の周囲に、結露水9を滞留させ
る滞留部7を設け、この滞留部7において、液−液の熱
交換を行わせることにより、結露水9の顕熱を回収して
熱効率を高めている。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、排気ガスなどに含
まれる水蒸気を凝縮する際に放出される潜熱(凝縮熱)
を回収する潜熱回収式の熱交換器に関する。
【0002】
【従来の技術】潜熱回収式の熱交換器は、例えば、給湯
器においては、一次熱交換器よりもバーナの排気ガスの
流れの下流側に、二次熱交換器として配置されており、
一次熱交換器で熱交換されたバーナの燃焼による排気ガ
スが、この潜熱回収式の熱交換器で、さらに熱交換され
る。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】潜熱回収式の熱交換器
では、熱交換の際に、排気ガスに含まれる水蒸気が凝縮
して結露水(凝結水)が発生することになるが、従来で
は、この結露水は、或る程度の高温であるにも拘わら
ず、そのまま排水若しくは中和工程に導出されており、
結露水の顕熱が十分に回収されていなかった。
【0004】このため、潜熱回収式の熱交換器において
は、潜熱を回収した後の結露水の顕熱をも回収して熱効
率の向上を図ることが望まれる。
【0005】特に、燃料電池のような低熱出力の発電装
置においては、結露水の顕熱を回収して熱効率の向上を
図ることが一層望まれる。
【0006】本発明は、上述のような点に鑑みて為され
たものであって、潜熱回収式の熱交換器において、その
熱効率を高めることを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明では、上述の目的
を達成するために、次のように構成している。
【0008】すなわち、請求項1に係る本発明の潜熱回
収式熱交換器は、被加熱流体が通過する流体管路と概略
平行に排気通路を形成し、該排気通路の一端側の入口か
ら導入されて他端側の出口から導出される排気によっ
て、前記被加熱流体を加熱する潜熱回収式の熱交換器に
おいて、前記排気通路の鉛直方向下端部には、結露水を
滞留させる滞留部を設け、該滞留部は、前記結露水の排
水口を有するとともに、前記排気通路の入口または出口
のうちの前記滞留部に近い方の口より鉛直下方の流体管
路の少なくとも一部が水没するように結露水を滞留させ
るものである。
【0009】請求項1に係る本発明によれば、排気通路
の鉛直方向下端部には、結露水を滞留させる滞留部を設
けたので、前記排気通路の入口または出口のうちの前記
滞留部に近い方の口より鉛直下方において、被加熱流体
と結露水との間で、熱交換が行われることになり、結露
水の保有熱量で被加熱流体を加熱できることになる。
【0010】また、滞留部は、排気通路の鉛直方向下端
部に設けているので、結露水が滞留して流体管路が水没
しても、排気通路の入口から出口に至る伝熱面積を、従
来と同様に確保することにより、滞留部で熱交換される
分、熱効率が向上することになる。
【0011】請求項2に係る本発明は、請求項1の発明
において、前記排気通路は、前記流体管路の周囲または
内部に、該流体管路に沿って形成され、前記滞留部の前
記排水口には、結露水の排水量を調整する調整手段が設
けられている。
【0012】請求項2に係る本発明によれば、排気通路
は、流体管路の周囲または内部に、該流体管路に沿って
概略平行に形成されることになり、滞留部における結露
水の滞留量を、結露水や被加熱流体の温度等の条件に応
じて、調整手段で容易に調整できることになる。
【0013】請求項3に係る本発明は、請求項1または
2の発明において、前記入口には、燃料電池からの水蒸
気を含む排気が導入されるものである。
【0014】請求項3に係る本発明によれば、低熱出力
の発電装置である燃料電池からの水蒸気を含む空気など
の排ガスの熱を、本発明の潜熱回収式熱交換器で回収す
るので、燃料電池の熱効率が向上することになる。
【0015】
【発明の実施の形態】以下、本発明の詳細を図面に示す
実施形態に基づいて説明する。
【0016】(実施の形態1)図1は、本発明の一つの
実施の形態に係る潜熱回収式熱交換器の概略構成図であ
る。
【0017】この実施の形態では、図示しない燃料電池
において冷却用として用いられた冷却用の空気などの排
気ガスの熱を回収する場合に適用して説明する。
【0018】この実施の形態の潜熱回収式の熱交換器1
は、上下方向に延びるフィンアンドチューブ型の通水管
路2と、この通水管路2を同心状に外囲する本体ケース
3とを備えている。通水管路2には、被加熱流体として
の水が、矢符Aで示されるように、下方から導入されて
上方から導出される。
【0019】本体ケース3の上端部の外周には、燃料電
池からの排気ガスを導入する入口4が形成される一方、
下部の外周には、導入した排気ガスを導出させるための
出口5が形成されて矢符Bで示される入口4から出口5
に至る排気通路6が、前記通水管路2の周囲に、概略平
行に構成される。この排気通路6においては、従来と同
様の伝熱面積が確保されている。
【0020】この実施の形態では、排気通路6における
通水管路2の水と排気ガスとの熱交換によって生じる凝
結した結露水の保有熱量を回収して熱効率を高めるため
に、排気ガスの出口5より下方の通水管路2の周囲に
は、排気通路6に連続して結露水を受けて滞留させる滞
留部7を設けている。すなわち、排気通路6を延長して
滞留部7を形成しており、この滞留部7の下部には、結
露水(ドレン)を矢符Cで示されるように排水する排水
口8が設けられている。この排水口8の開口面積は、滞
留部7に、結露水9が適度に滞留して通水管路2の少な
くとも一部が水没するように設定される。
【0021】以上の構成を有する熱交換器1では、通水
管路2を、加熱されるべき水が、下から上に通水され
る。この水の入水温度は、例えば、15℃程度である。
【0022】燃料電池からの多量の水蒸気を含む排気ガ
スが、上部の入口4から導入され、排気通路6を通って
下部の出口5から導出される。その間において、通水管
路2の水と排気通路6の排気ガスとの間で熱交換が行わ
れて水が加熱される。入口4から導入される排気ガスの
温度は、例えば、200℃弱程度であり、出口5から導
出される排気ガスの温度は、例えば、40℃程度であ
る。
【0023】排気通路6における熱交換の過程におい
て、排気ガス中の水分が凝縮して通水管路2のフィン部
2aやパイプ2bに結露水(凝結水)が発生し、重力に
よって下方に落下して熱交換器下部の滞留部7に流れて
いく。上述のように、滞留部下部の結露水の排水口8
は、その開口面積が、排水量を制限するように設定され
ており、流れ落ちてきた結露水が、滞留して図1に示さ
れるように、出口5よりも下方の通水管路2が結露水9
に水没する。この水没した通水管路2の部分で、液−液
の熱交換を行い、結露水9の顕熱で、通水管路2の水を
加熱する。滞留した結露水9の上部における温度は、例
えば、40℃程度であり、下部における温度は、例え
ば、15℃程度である。通水管路2に入水した15℃程
度の水は、熱交換器1の上方から、例えば、40℃程度
のお湯となって排出される。
【0024】この熱交換器1では、上部の入口4から下
部の出口5に至る排気ガスの排気通路6において、従来
と同様の伝熱面積が確保されて通水管路2の水が加熱さ
れ、さらに、出口5よりも下方に設けられた滞留部7に
おいて、結露水9の顕熱によって、通水管路2の水が加
熱されるので、従来例に比べて、熱交換器1の熱効率を
向上させることができるとともに、燃料電池の排熱回収
の効率が高まることになる。
【0025】しかも、通水管路2の水を下から上へ、排
気ガスを上から下に流す対向流型としているので、伝熱
効率が向上する。
【0026】(実施の形態2)図2は、本発明の他の実
施の形態の潜熱回収式熱交換器1aの概略構成図であ
り、上述の実施の形態に対応する部分には、同一の参照
符号を付す。
【0027】上述の実施の形態では、滞留部7の外形形
状は、排気通路6を延長した円柱状であったのに対し
て、この実施の形態の滞留部7aは、通水管路2を中心
として、下方に小径となる円錐状の部分71およびそれ
に連なる円柱状の部分72を備えおり、この円柱状の部
分72の下端が結露水9の排水口8aとされている。
【0028】この実施の形態によれば、上方から滴下し
た結露水が、下方に小径となる円錐状の部分71によっ
て、中心に位置する通水管路2の周囲に効率的に滞留し
て通水管路2の水を加熱できることになる。
【0029】その他の構成および効果は、上述の実施の
形態と同様である。
【0030】(実施の形態3)図3は、本発明の他の実
施の形態の潜熱回収式熱交換器の概略構成図であり、上
述の実施の形態に対応する部分には、同一の参照符号を
付す。
【0031】上述の実施の形態では、排水口8,8aの
開口面積の設定によって、滞留部7,7aに、結露水を
適度に滞留させるようにしたのに対して、この実施の形
態では、滞留部7の結露水9の排水口8bに、排水量を
調整する調整手段として手動バルブ10を設け、結露水
9が滞留する量を、手動で調整できるようにしている。
【0032】これによって、例えば、入口4から導入さ
れる排気ガスの温度や通水管路2の入水温度などが変化
したような場合には、それに応じて、滞留部7における
結露水9の滞留量を調整して、効率的な熱交換を行わせ
ることができる。
【0033】なお、手動バルブ10に代えて電動バルブ
等を設け、自動的に排水量を調整してもよく、また、滞
留部7の結露水の水位を、フロートスイッチなどのレベ
ルセンサで検出して一定量滞留したときに電動バルブを
開いて排水するようにしてもよい。
【0034】その他の構成および効果は、上述の実施の
形態と同様である。
【0035】(その他の実施の形態)上述の各実施の形
態では、燃料電池からの蒸気を含む冷却用空気などの排
気ガスの熱を回収する場合に適用して説明したけれど
も、本発明は、例えば、給湯器やボイラ等の排気ガスの
熱を回収する場合にも同様に適用できるものである。給
湯器やボイラ等の排気ガス中の水蒸気を凝縮した結露水
には、燃料電池の場合と異なり、CO2,NOx,SO
x等が溶け込んでいるために酸性となっており、このた
め、滞留部から排水された結露水を、中和剤で中和処理
する中和層を設ければよい。
【0036】上述の各実施の形態では、通水管路および
排気通路は、上下方向に配置されたけれども、傾斜を持
たせて配置してもよく、また、通水管路も真っ直ぐでな
く、屈曲した形状であってもよい。
【0037】さらに、本発明は、フィンアンドチューブ
型に限らず、プレート型の熱交換器に適用してもよい。
【0038】上述の各実施の形態では、被加熱流体とし
て水を加熱したけれども、水に限らず、不凍液や気体そ
の他の流体を加熱するようにしてもよい。
【0039】また、上述の実施の形態では、通水管路2
の周囲に排気通路6を形成したけれども、本発明の他の
実施の形態として、略二重管構造の内管を、例えば、図
4に示されるように、蛇腹管15あるいは内部フィン付
きの排気通路6とし、外管を、水などの被加熱流体管路
2としてもよい。なお、図4においては、上述の実施の
形態に対応する部分には、同一の参照符号を付してい
る。
【0040】
【発明の効果】以上のように本発明によれば、排気通路
の鉛直方向下端部に、結露水の滞留部を設けたので、前
記排気通路の入口または出口のうちの前記滞留部に近い
方の口より鉛直下方において、被加熱流体と結露水との
間で、熱交換が行われることになり、結露水の保有熱量
で被加熱流体を加熱できることになる。
【0041】また、滞留部は、排気通路の鉛直方向下端
部に設けているので、結露水が滞留して流体管路が水没
しても、排気通路の入口から出口に至る伝熱面積を、従
来と同様に確保することにより、滞留部で熱交換される
分、熱効率が向上することになる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一つの実施の形態に係る潜熱回収式熱
交換器の概略構成図である。
【図2】本発明の他の実施の形態に係る潜熱回収式熱交
換器の概略構成図である。
【図3】本発明の更に他の実施の形態に係る潜熱回収式
熱交換器の概略構成図である。
【図4】本発明の更に他の実施の形態に係る潜熱回収式
熱交換器の概略構成図である。
【符号の説明】
1 潜熱回収式熱交換器 2 通水管路 4 入口 5 出口 6 排気通路 7,7a 滞留部 8,8a,8b 排水口 9 結露水 10 手動バルブ

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 被加熱流体が通過する流体管路と概略平
    行に排気通路を形成し、該排気通路の一端側の入口から
    導入されて他端側の出口から導出される排気によって、
    前記被加熱流体を加熱する潜熱回収式の熱交換器におい
    て、 前記排気通路の鉛直方向下端部には、結露水を滞留させ
    る滞留部を設け、該滞留部は、前記結露水の排水口を有
    するとともに、前記排気通路の入口または出口のうちの
    前記滞留部に近い方の口より鉛直下方の流体管路の少な
    くとも一部が水没するように結露水を滞留させることを
    特徴とする潜熱回収式熱交換器。
  2. 【請求項2】 請求項1記載の潜熱回収式熱交換器にお
    いて、 前記排気通路は、前記流体管路の周囲または内部に、該
    流体管路に沿って形成され、 前記滞留部の前記排水口には、結露水の排水量を調整す
    る調整手段が設けられることを特徴とする潜熱回収式熱
    交換器。
  3. 【請求項3】 請求項1または2記載の潜熱回収式熱交
    換器において、 前記入口には、燃料電池からの水蒸気を含む排気が導入
    されることを特徴とする潜熱回収式熱交換器。
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006349212A (ja) * 2005-06-13 2006-12-28 Paloma Ind Ltd 温水機器
JP2007242434A (ja) * 2006-03-09 2007-09-20 Toyota Industries Corp 産業車両
JP2008082579A (ja) * 2006-09-26 2008-04-10 Kyocera Corp プレートフィン型熱交換器および燃料電池システム
JP2010249438A (ja) * 2009-04-17 2010-11-04 Corona Corp 潜熱回収型給湯機
JP2012089514A (ja) * 2011-12-21 2012-05-10 Kyocera Corp 固体酸化物形燃料電池における排熱回収システム

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006349212A (ja) * 2005-06-13 2006-12-28 Paloma Ind Ltd 温水機器
JP4728050B2 (ja) * 2005-06-13 2011-07-20 株式会社パロマ 温水機器
JP2007242434A (ja) * 2006-03-09 2007-09-20 Toyota Industries Corp 産業車両
JP2008082579A (ja) * 2006-09-26 2008-04-10 Kyocera Corp プレートフィン型熱交換器および燃料電池システム
JP2010249438A (ja) * 2009-04-17 2010-11-04 Corona Corp 潜熱回収型給湯機
JP2012089514A (ja) * 2011-12-21 2012-05-10 Kyocera Corp 固体酸化物形燃料電池における排熱回収システム

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