JP2006112706A - Duct device for supplying dehumidified air - Google Patents

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Hidetoshi Kanao
英敏 金尾
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a novel duct device for supplying dehumidified air, capable of attaining an energy saving as the whole by further improving the heat exchange efficiency between an air inlet side and an air outlet side in a device for supplying dry air to a cupola or the like. <P>SOLUTION: This device comprises a duct body 10 having the air inlet port 11 at one end and the air outlet port 12 at the other end and a dehumidifier 15 provided therein, the areas across the dehumidifier 15 being linked by a heat exchanger, in which air taken through the inlet port 11 is dehumidified, and supplied to an intended facility 2 through the outlet port 12 while leveling the temperature difference between the inlet port 11 and the outlet port 12. As the heat exchanger, a heat pipe 20 is applied. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は、例えば製鉄用鉱炉や鋳物工場のキューポラ等に、燃焼用の空気を供給するために用いることが適切な装置に関するものであって、特に供給される空気が除湿状態であることが要求される場合において、そのランニングコストを大幅に低減し得る新規な除湿空気の供給ダクト装置に係るものである。   The present invention relates to an apparatus suitable for supplying combustion air to, for example, an iron furnace or foundry cupola, and the supplied air may be in a dehumidified state. The present invention relates to a novel dehumidified air supply duct device that can greatly reduce the running cost when required.

例えば製鉄用鉱炉やキューポラ等は、高温燃焼のために大量の空気供給を要するが、鉄鉱石等の原料の溶融作業を安定して行うには、充分に除湿処理された空気の供給が求められている。
このようなことから、従来は供給ダクト内に除湿装置を設けるのが一般的な形態となっており、この除湿において採用される原理は、取り入れた空気を冷却し、空気が含有し得る水蒸気の限界量（飽和水蒸気量）を低下させることにより、余剰水蒸気分の水滴化を図り、水分として補集、除去し、供給空気の除湿を図るというものである。このため、キューポラ等に供給される空気は、除湿に伴い冷却も同時に受けた空気が供給されることとなる。 For example, iron ore furnaces and cupolas require a large amount of air supply for high-temperature combustion, but in order to stably melt raw materials such as iron ore, the supply of sufficiently dehumidified air is required. It has been.
For this reason, it has been common practice to provide a dehumidifying device in the supply duct, and the principle adopted in this dehumidification is to cool the air that has been taken in, and the water vapor that the air can contain. By reducing the limit amount (saturated water vapor amount), the excess water vapor is formed into water droplets, collected and removed as moisture, and the supplied air is dehumidified. For this reason, the air supplied to the cupola or the like is supplied with the air that has been cooled simultaneously with the dehumidification.

しかしながら、キューポラ等に供給される空気は、燃焼促進が目的であることを考慮すると、必ずしも冷却されたものが好適とは言えなかった。このため従来の空気供給手法にあっては、例えば図５に示すように、除湿のために、一旦、冷却した空気を、加熱してからキューポラ等に供給するものであった。すなわち従来手法では、外気吸入側となる取入口１１′側と、燃焼用空気吐き出し口側となる取出口１２′側とを連係するように熱交換機を配して、取入口１１′側の冷却前の空気カロリー（外気熱量）を、冷却後の取出口１２′側の空気に作用させ、これを加熱してからキューポラ等に供給する手法が採られていた。また、この場合の熱交換手法は、例えば、単に水やブライン液等を熱媒体とし、これを循環させて熱交換するのが一般的であった。   However, considering that the air supplied to the cupola and the like is for the purpose of promoting combustion, it is not necessarily preferable that the air is cooled. For this reason, in the conventional air supply method, for example, as shown in FIG. 5, for the purpose of dehumidification, once cooled air is heated and then supplied to a cupola or the like. That is, in the conventional method, a heat exchanger is arranged so that the intake port 11 ′ side that is the outside air intake side and the intake port 12 ′ side that is the combustion air discharge port side are linked to cool the intake port 11 ′. A method has been adopted in which the previous air calorie (heat quantity of the outside air) is applied to the air on the outlet 12 'side after cooling and is heated and then supplied to a cupola or the like. Moreover, the heat exchange method in this case is generally performed by, for example, simply using water or a brine solution as a heat medium and circulating the heat medium to exchange heat.

しかしながら、このような手法は、熱媒体の顕熱利用による熱交換に過ぎず、また熱媒体を循環させるための動力も要するため、その運転効率は必ずしも良好なものではなく、まだ改善の余地があった。
因みに、従来装置における、空気の冷却や加温等を具体的な実機による数値を挙げて説明すると、上記図５に併せて示すように、例えば３５℃程度の吸入外気（この外気は標準状態で一例として１ｍ3 当たり２５ｇ程度の水分を含有する）を装置内に取り込んで除湿する場合、除湿つまり飽和水蒸気量を強制的に低下させるために、取り込んだ空気を４℃程度にまで冷却する必要があった。また、キューポラ等に供給するにあたっては、この冷却、除湿した空気を、吸入外気との熱交換によって最終的に１７℃程度までに加熱してキューポラ等に供給するものであった（除湿後の加温空気は標準状態で一例として１ｍ3 当たり５ｇ程度の水分を含有する）。このように、キューポラ等に供給する空気は、除湿冷却後、４℃から１７℃までの約１３℃程度しか昇温できず、また入口空気も３５℃から２９℃までしか冷却できない。そのため、除湿用冷凍機は、２９℃から４℃まで冷却が必要となり、冷却除湿負荷は非常に大きなものとなっていた。 However, such a method is merely heat exchange by utilizing the sensible heat of the heat medium, and also requires power for circulating the heat medium. Therefore, the operation efficiency is not always good, and there is still room for improvement. there were.
Incidentally, the cooling and heating of the air in the conventional apparatus will be described with reference to specific numerical values by actual machines, as shown in FIG. 5 above, for example, intake air of about 35 ° C. (this outside air is in a standard state). For example, when dehumidifying by taking up 25 g of water per m 3 into the apparatus, it is necessary to cool the taken-in air to about 4 ° C. in order to forcibly reduce dehumidification, that is, the saturated water vapor amount. there were. In addition, when supplying to the cupola or the like, the cooled and dehumidified air is finally heated to about 17 ° C. by heat exchange with the intake outside air and then supplied to the cupola or the like (after dehumidification) As an example, warm air contains about 5 g of water per m 3 in the standard state). As described above, the air supplied to the cupola or the like can only rise in temperature by about 13 ° C. from 4 ° C. to 17 ° C. after dehumidification cooling, and the inlet air can only be cooled from 35 ° C. to 29 ° C. For this reason, the dehumidifying refrigerator needs to be cooled from 29 ° C. to 4 ° C., and the cooling and dehumidifying load is very large.

本発明は、このような背景を認識してなされたものであって、取入口側と取出口側との熱交換効率を更に向上させて、全体としての省エネルギー化を達成できるようにした新規な除湿空気の供給ダクト装置の開発を試みたものである。   The present invention has been made in view of such a background, and further improves the heat exchange efficiency between the inlet side and the outlet side, thereby achieving energy saving as a whole. This is an attempt to develop a dehumidified air supply duct device.

すなわち請求項１記載の除湿空気の供給ダクト装置は、ダクト本体の一方の開口を空気の取入口とするとともに、他方の開口を空気の取出口とし、更にダクト本体の内部には除湿装置を設け、その除湿装置を挟んだ領域を熱交換機により連係させた構成とし、前記取入口からの空気を除湿処理するとともに、取入口と取出口との温度差を平準化させ、取出口から目的設備に空気を供給する装置において、前記熱交換機は、ヒートパイプを適用して成ることを特徴として成るものである。   In other words, the dehumidified air supply duct device according to claim 1 has one opening of the duct body as an air inlet, the other opening as an air outlet, and a dehumidifier inside the duct body. The area sandwiching the dehumidifying device is linked by a heat exchanger to dehumidify the air from the inlet, and level the temperature difference between the inlet and the outlet, so that the inlet to the target equipment In the apparatus for supplying air, the heat exchanger is formed by applying a heat pipe.

また請求項２記載の除湿空気の供給ダクト装置は、前記請求項１記載の要件に加え、前記ダクト本体は、取入口と取出口との途中を湾曲させて、取入口と取出口とを、ほぼ並設した状態とし、この並設範囲に複数本のヒートパイプを配設するようにしたことを特徴として成るものである。   Further, the dehumidified air supply duct device according to claim 2 is characterized in that, in addition to the requirement of claim 1, the duct main body is curved in the middle between the inlet and the outlet, It is characterized in that it is in a state of being arranged almost in parallel, and a plurality of heat pipes are arranged in this arrangement range.

更にまた請求項３記載の除湿空気の供給ダクト装置は、前記請求項２記載の要件に加え、前記複数本のヒートパイプは、各パイプに作用する温度が均衡するように配置されていることを特徴として成るものである。   Further, in the dehumidified air supply duct device according to claim 3, in addition to the requirement of claim 2, the plurality of heat pipes are arranged so that the temperatures acting on the pipes are balanced. It consists of features.

これら各請求項記載の発明の構成を手段として前記課題の解決が図られる。すなわち請求項１記載の発明によれば、ヒートパイプの原理を利用しているから熱交換効率に優れ、且つ従来のように熱媒体を強制的に循環させるための動力が一切不要であるため、装置全体としての省エネルギー化が達成できる。また供給する空気も充分に加温（昇温）された状態の乾燥風が供給し得るものであり、製鉄用鉱炉等に用いるのに、より適した空気が供給できる。   The above-described problems can be solved by using the configuration of the invention described in each of the claims. That is, according to the invention described in claim 1, since the heat pipe principle is used, heat exchange efficiency is excellent, and no power for forcibly circulating the heat medium as in the prior art is required. Energy saving as a whole device can be achieved. Also, the supplied air can be supplied with dry air that has been sufficiently heated (heated up), and more suitable air can be supplied for use in an iron ore furnace.

また請求項２記載の発明によれば、ヒートパイプの配設態様が、より合理的に成し得る。   Moreover, according to the invention of Claim 2, the arrangement | positioning aspect of a heat pipe can be comprised more rationally.

更にまた請求項３記載の発明によれば、各ヒートパイプに掛かる熱負荷をほぼ均等にすることができる。   Furthermore, according to the invention described in claim 3, the heat load applied to each heat pipe can be made substantially uniform.

本発明の最良の形態は、以下の実施例に述べるとおりであって、更に、この技術思想の下において改良し得る種々の形態を包含するものである。   The best mode of the present invention is as described in the following examples, and further includes various modes that can be improved under this technical idea.

以下、本発明を図示の実施例に基づいて具体的に説明する。本発明の除湿空気の供給ダクト装置１は、一例として図１に示すように、キューポラや製鉄用鉱炉等の目的設備２に燃焼用の空気を供給するものであり、空気供給は、当然、圧送により行われるため、装置の前段にはブロワ３が設けられるものである。
以下、本発明の除湿空気の供給ダクト装置１について、更に具体的に説明する。図中符号１０はダクト本体であって、例えば角形断面の中空状ダクトであり、その前段側に取入口１１を開口させ、他の端部に取出口１２を開口させている。なお、上記図１に示す実施例では、ダクト本体１０は、取入口１１と取出口１２との間の胴部（途中部）に、一部、湾曲部１３を設け、これによってあたかもダクト本体１０を反転させ、取入口１１と取出口１２とを並設するような構成としている。 Hereinafter, the present invention will be specifically described based on illustrated embodiments. As shown in FIG. 1 as an example, the dehumidified air supply duct apparatus 1 of the present invention supplies combustion air to a target facility 2 such as a cupola or a steelmaking ore furnace. Since it is performed by pressure feeding, a blower 3 is provided in the front stage of the apparatus.
Hereinafter, the dehumidified air supply duct device 1 of the present invention will be described more specifically. Reference numeral 10 in the figure denotes a duct body, which is a hollow duct having a square cross section, for example, having an intake port 11 opened on the front side and an intake port 12 opened on the other end. In the embodiment shown in FIG. 1, the duct body 10 is partially provided with a curved portion 13 in the body portion (midway portion) between the inlet 11 and the outlet 12, so that the duct body 10 is as if. And the intake port 11 and the intake port 12 are arranged side by side.

そして、ダクト本体１０の取入口１１付近にはエアフィルタ１４を設けるとともに、ダクト本体１０の内部には空気流に作用するように除湿装置１５を設ける。この除湿装置１５は、通常の除湿原理に従うものであって、一例として二基の冷却装置を具えて成り、これらを一次冷却装置１６、二次冷却装置１７とする。なお、これら一次冷却装置１６と二次冷却装置１７とには、それぞれヒートポンプが適用されるものであり、ダクト本体１０内には冷却のための蒸発器（各別に示す場合には１６ａ、１７ａとする）のみが設けられる。更にまた、二次冷却装置１７の蒸発器１７ａの後段には、冷却によって空気流から除去された水分を、補集、除去するフィルタ状のエリミネータ１８を設けるものである。   An air filter 14 is provided near the intake 11 of the duct body 10, and a dehumidifying device 15 is provided inside the duct body 10 so as to act on the air flow. The dehumidifying device 15 follows a normal dehumidifying principle, and includes two cooling devices as an example, which are referred to as a primary cooling device 16 and a secondary cooling device 17. Note that a heat pump is applied to each of the primary cooling device 16 and the secondary cooling device 17, and an evaporator for cooling (in the case shown separately, 16 a, 17 a and so on) is provided in the duct body 10. Only) is provided. Furthermore, a filter-like eliminator 18 that collects and removes water removed from the air flow by cooling is provided at the subsequent stage of the evaporator 17a of the secondary cooling device 17.

そして、本発明の特徴的な構成として、前記ダクト本体１０の取入口１１の近傍と、取出口１２の近傍とを連係するように熱交換機としてのヒートパイプ２０を多数本設ける。ヒートパイプ２０は、一例として図１に併せて示すように、コンテナと呼ばれる管状の本体（以下、コンテナＣとする）に、フロンやＣＯ2 等の適量の熱媒体Ｍを封入し、真空にしたものであり、コンテナＣ内部には網目状素材等によるウィック層Ｗが形成されている。なお、このウィック層Ｗは、液化した熱媒体Ｍを毛細管現象や重力等により能率的に移動させるためのものである。また、図中符号ＦＩは、熱交換効率を高めるためのフィンである。 As a characteristic configuration of the present invention, a large number of heat pipes 20 as heat exchangers are provided so as to link the vicinity of the inlet 11 of the duct body 10 and the vicinity of the outlet 12. As shown in FIG. 1 as an example, the heat pipe 20 is evacuated by enclosing an appropriate amount of a heat medium M such as Freon or CO 2 in a tubular main body (hereinafter referred to as a container C) called a container. In the container C, a wick layer W made of a mesh material or the like is formed. The wick layer W is for efficiently moving the liquefied heat medium M by capillary action or gravity. Moreover, the symbol FI in the figure is a fin for increasing the heat exchange efficiency.

ここでヒートパイプ２０の作動について説明すると、取入口１１側が相対的に高温となる外気風と接触し、取出口１２側が相対的に低温となる除湿冷風と接触するため、ヒートパイプ２０は、取入口１１側が加熱される部位（加熱部）となり、取出口１２側が熱を放出する部位（放熱部）となる。このため、取入口１１側においては、外気風からの加熱によって、液体状の熱媒体Ｍ自体が蒸発、気化し、この結果、ガス状となってヒートパイプ２０内を取出口１２に向かって移動する（外気風から見ると、ヒートパイプ２０に熱を与えた分、冷やされる）。一方、取出口１２側では、除湿冷風に熱を放出して、ガス状の熱媒体Ｍは凝縮し、液化して取入口１１側に戻るものである（除湿冷風から見ると、ヒートパイプ２０から放熱された分、加熱される）。この際、ウィック層Ｗの毛細管構造や、液化した熱媒体Ｍ自体の重力等により、液化した熱媒体Ｍが瞬時に取入口１１側に戻るものである。本発明では、このようにヒートパイプ２０内で熱媒体Ｍを還流させることにより熱交換を行うものであり、この現象自体は、熱媒体Ｍの液相・気相の相変化（状態変化）、すなわち潜熱を利用した極めて効率的な熱交換手段である。なお、このような作用上、ヒートパイプ２０から見ると、取入口１１側は蒸発部であり、取出口１２側は凝縮部とも言える。   Here, the operation of the heat pipe 20 will be described. Since the inlet 11 side comes into contact with a relatively high temperature outside air and the outlet 12 side comes into contact with a relatively low temperature dehumidified cold wind, the heat pipe 20 The inlet 11 side becomes a part (heating part) to be heated, and the outlet 12 side becomes a part (heat radiation part) that releases heat. For this reason, on the inlet 11 side, the liquid heat medium M itself evaporates and vaporizes due to heating from the outside air wind, and as a result, it becomes gaseous and moves toward the outlet 12 in the heat pipe 20. (When viewed from the outside air, the heat pipe 20 is cooled by the amount of heat applied). On the other hand, at the outlet 12 side, heat is released to the dehumidified cold air, and the gaseous heat medium M condenses, liquefies and returns to the inlet 11 side (when viewed from the dehumidified cold air, the heat pipe 20 It is heated by the amount of heat released). At this time, due to the capillary structure of the wick layer W and the gravity of the liquefied heat medium M itself, the liquefied heat medium M instantaneously returns to the intake 11 side. In the present invention, heat exchange is performed by refluxing the heat medium M in the heat pipe 20 as described above, and this phenomenon itself is a liquid phase / gas phase change (state change) of the heat medium M, That is, it is an extremely efficient heat exchange means using latent heat. In view of this, when viewed from the heat pipe 20, it can be said that the intake 11 side is an evaporating part and the outlet 12 side is a condensing part.

なおダクト本体１０に取り込まれた外気は、ダクト内を流れる間に、上述した構成部材により種々の処理を受け、温度や湿度が変化するため、ここで各段階に応じた名称を付し空気流について整理する。まず外気は比較的高い温度であるため外気温風Ｆ１とする。また、この外気温風Ｆ１はエアフィルタ１４によって塵やゴミなどが除去されるため、ここを通過したものを除塵温風Ｆ２とする。また、除塵温風Ｆ２はヒートパイプ２０の作用により予備冷却されるため、ここを通過したものを予冷風Ｆ３とする。また予冷風Ｆ３は、一次冷却装置１６の作用により冷却されるため、ここを通過したものを一次冷風Ｆ４とする。また一次冷風Ｆ４は、二次冷却装置１７の作用により目的の温度まで冷却されるため、ここを通過したものを二次冷風Ｆ５とする。また二次冷風Ｆ５は、エリミネータ１８によって冷却空気中に存在できない水分が除去（除湿）されるため、ここを通過したものを除湿冷風Ｆ６とする。そして、除湿冷風Ｆ６は、取出口１２近傍においてヒートパイプ２０の作用により加熱されて、所望の除湿と加温処理が成された状態となるため、これを除湿加温風Ｆとする。   The outside air taken into the duct main body 10 is subjected to various treatments by the above-described components while flowing in the duct, and the temperature and humidity change. Organize about. First, since the outside air has a relatively high temperature, the outside air temperature F1 is used. Further, since the outside air temperature F1 removes dust, dirt, and the like by the air filter 14, the air that has passed therethrough is referred to as a dust removal hot air F2. Further, since the dust removal hot air F2 is preliminarily cooled by the action of the heat pipe 20, the air passing through here is referred to as precooling air F3. Further, since the pre-cooling air F3 is cooled by the action of the primary cooling device 16, the pre-cooling air F3 is referred to as the primary cooling air F4. Further, since the primary cold air F4 is cooled to a target temperature by the action of the secondary cooling device 17, the air passing through here is referred to as secondary cold air F5. Further, since the secondary cold air F5 removes (dehumidifies) water that cannot be present in the cooling air by the eliminator 18, the air passing through the secondary cool air F5 is defined as dehumidified cold air F6. And since the dehumidification cold wind F6 is heated by the effect | action of the heat pipe 20 in the vicinity of the taking-out port 12, and will be in the state in which the desired dehumidification and the heating process were performed, let this be the dehumidification warm air F.

本発明の除湿空気の供給ダクト装置１は、以上のような基本構造を有するものであり、以下、この装置によって、取り込んだ外気（外気温風Ｆ１）を除湿、加温して目的設備２に供給する態様について説明する。
（１）外気の取り込みと除塵
例えば外気をブロワ３により導入し、ダクト本体１０内に導く。因みに実機としての設定仕様の一例としては、１時間当たりの空気吸入量は、標準状態で２１００００ｍ3 で、湿分は１ｍ3 当たり２３ｇである。また、この空気の温度（外気温）は、３５℃程度であり、相対湿度（ＲＨ）で示すと約５９％程度となる。なお、外気温風Ｆ１は、ダクト本体１０に取り込まれた後、エアフィルタ１４によって塵やゴミ等が捕捉された除塵温風Ｆ２としてヒートパイプ２０の蒸発部に至るものである。 The dehumidified air supply duct device 1 of the present invention has the basic structure as described above, and hereinafter, the taken-in outside air (outside air temperature F1) is dehumidified and heated by this device to the target facility 2. A mode of supplying will be described.
(1) Intake of outside air and dust removal For example, outside air is introduced by the blower 3 and guided into the duct body 10. By the way, as an example of the configuration specification of the actual air intake amount per hour, in 210000M 3 under standard conditions, moisture is 23g per 1 m 3. The temperature of the air (outside air temperature) is about 35 ° C., and is about 59% in terms of relative humidity (RH). The outside air temperature F1 is taken into the duct main body 10 and then reaches the evaporation portion of the heat pipe 20 as the dust removal hot air F2 in which dust or dust is captured by the air filter 14.

（２）ヒートパイプによる余冷
除塵温風Ｆ２は、ヒートパイプ２０の蒸発部に至ると、パイプ内に封入された熱媒体Ｍによって熱が奪われて予冷（予備冷却）される。ここでヒートパイプ２０による冷却を「予冷」と称したのは、空気（予冷風Ｆ３）が、この後の除湿装置１５（二基の冷却装置１６、１７）によって、目的の温度まで冷却されるためである。因みに、この予冷風Ｆ３の温度は、ヒートパイプ２０の設置数や熱媒体Ｍの種類等にも因るが、一例として２１℃程度までに冷却されるものである。なお、熱媒体Ｍによる除塵温風Ｆ２からの吸熱は、ヒートパイプ２０からすると、熱が加えられたことになり、これにより取入口１１部分の熱媒体Ｍは蒸発し、取出口１２側に移動するものである。 (2) Pre-cooling by heat pipe When the dust removal hot air F2 reaches the evaporation section of the heat pipe 20, the heat is taken away by the heat medium M enclosed in the pipe and precooled (preliminarily cooled). Here, the cooling by the heat pipe 20 is referred to as “pre-cooling” because the air (pre-cooling air F3) is cooled to the target temperature by the subsequent dehumidifying device 15 (two cooling devices 16, 17). Because. Incidentally, the temperature of the pre-cooling air F3 depends on the number of installed heat pipes 20, the type of the heat medium M, and the like, but is cooled to about 21 ° C. as an example. Note that the heat absorption from the dust removal hot air F2 by the heat medium M is that heat is applied from the heat pipe 20, whereby the heat medium M in the inlet 11 portion evaporates and moves to the outlet 12 side. To do.

（３）除湿装置による冷却と除湿
ヒートパイプ２０によって予備冷却された予冷風Ｆ３は、その後、除湿装置１５によって目的の温度（一例として４℃程度）まで冷却される。ここでは、除湿装置１５が二基の冷却装置１６、１７によって構成されるため、予冷風Ｆ３は、一次冷却装置１６によって１０℃程度までに冷却され、一次冷風Ｆ４は二次冷却装置１７によって４℃程度まで冷却される。
なお、空気（外気温風Ｆ１）は、このような冷却（予冷、一次冷却、二次冷却）を順次受けることによって、飽和水蒸気量が低下し、余剰分の水蒸気分が水滴化し、微細な霧状となって空気流に乗って移送される。このため、この水滴は、最終的にエリミネータ１８によって捕捉され、ドレン水Ｄとして除去される。従って、エリミネータ１８を通過した空気（除湿冷風Ｆ６）は冷却とともに除湿処理も施された状態となる。 (3) Cooling and dehumidification by dehumidifying device The precooled air F3 preliminarily cooled by the heat pipe 20 is then cooled by the dehumidifying device 15 to a target temperature (about 4 ° C. as an example). Here, since the dehumidifying device 15 is composed of two cooling devices 16 and 17, the precooling air F3 is cooled to about 10 ° C. by the primary cooling device 16, and the primary cooling air F4 is 4 by the secondary cooling device 17. It is cooled to about ℃.
In addition, the air (outside air temperature F1) is subjected to such cooling (pre-cooling, primary cooling, secondary cooling) sequentially, so that the saturated water vapor amount is reduced, and the surplus water vapor component is turned into water droplets. It is transferred in the form of an air stream. Therefore, this water droplet is finally captured by the eliminator 18 and removed as drain water D. Therefore, the air (dehumidified cold air F6) that has passed through the eliminator 18 is in a state where it has been subjected to dehumidification as well as cooling.

（４）ヒートパイプによる加温
そして、本実施例では、除湿冷風Ｆ６は、この後、湾曲部１３を経て、取出口１２側に至り、前記ヒートパイプ２０のもう一端側となる凝縮部に至る。ここで除湿冷風Ｆ６は、パイプ内に封入された熱媒体Ｍによって温められ、所望の湿度と温度とを有する除湿加温風Ｆとなって目的設備２に供給されて行く。なお、熱媒体Ｍが除湿冷風Ｆ６に熱を与えることは、ヒートパイプ２０からすると、熱が奪われたことになり、これにより、この取出口１２部分の熱媒体Ｍは凝縮、液化し、ヒートパイプ２０内の主にウィック層Ｗを通って取入口１１側に移動する。 (4) Heating by heat pipe In the present embodiment, the dehumidified cold air F6 then passes through the curved portion 13 and reaches the outlet 12 side, and reaches the condensing portion that is the other end side of the heat pipe 20. . Here, the dehumidified cold air F6 is heated by the heat medium M enclosed in the pipe, and is supplied to the target facility 2 as the dehumidified warm air F having a desired humidity and temperature. The heat medium M giving heat to the dehumidified cold air F6 means that the heat is taken away from the heat pipe 20, whereby the heat medium M at the outlet 12 is condensed and liquefied. It moves to the intake 11 side mainly through the wick layer W in the pipe 20.

また、このようなヒートパイプ２０を適用した熱交換のシステムにおいてはヒートパイプ２０内の熱媒体Ｍが、取入口１１側において、除塵温風Ｆ２を予冷するように働くものであるから、熱媒体Ｍから見ると、このものが加熱され真空条件と相まって容易に気化、移動し、取出口１２側において除湿冷風Ｆ６に作用（加温）し、この際、熱媒体Ｍとしては冷却され、気体状の熱媒体Ｍが液化し、取入口１１側に還流するものである。このように、ヒートパイプ２０における熱媒体Ｍの作用は、液相と気相との相変化であり、潜熱利用による熱交換であるため、その運転効率に優れ、取入口１１側（蒸発部）で除塵温風Ｆ２を充分に予備冷却でき、また取出口１２側（凝縮部）で除湿冷風Ｆ６を充分加熱することができる。またヒートパイプ２０自体は内部に封入した熱媒体Ｍの気化・液化による循環流が形成されるだけであるから、格別、熱媒体Ｍを循環させるためのポンプ等の動力を必要とせず、極めて効率的である。   Further, in such a heat exchange system to which the heat pipe 20 is applied, the heat medium M in the heat pipe 20 works to precool the dust removal hot air F2 on the intake 11 side. From the viewpoint of M, this is heated and easily vaporized and moved in combination with the vacuum condition, and acts (heats) on the dehumidified cold air F6 on the outlet 12 side. At this time, the heat medium M is cooled and gaseous The heat medium M is liquefied and returned to the intake 11 side. As described above, the action of the heat medium M in the heat pipe 20 is a phase change between a liquid phase and a gas phase, and is heat exchange by using latent heat, so that the operation efficiency is excellent, and the intake 11 side (evaporation part) Thus, the dust removal hot air F2 can be sufficiently precooled, and the dehumidification cold air F6 can be sufficiently heated on the outlet 12 side (condensing part). Further, since the heat pipe 20 itself only forms a circulation flow by vaporization and liquefaction of the heat medium M enclosed inside, the heat pipe 20 itself is exceptionally efficient without requiring any power such as a pump for circulating the heat medium M. Is.

ここでヒートパイプ２０の配置について説明する。上記図１に示した実施例では、向流状態の除塵温風Ｆ２と除湿冷風Ｆ６とに対して複数のヒートパイプ２０を配設しており、取入口１１側において除塵温風Ｆ２と最初に接触する、言わば除塵温風Ｆ２に対して上流側のヒートパイプ２０は、取出口１２側では除湿冷風Ｆ６と最後に接触する、言わば下流側に配するものである。同様に、取入口１１側において除塵温風Ｆ２と最後に接触する、言わば除塵温風Ｆ２に対して下流側のヒートパイプ２０は、取出口１２側では除湿冷風Ｆ６と最初に接触する、言わば上流側に配するものである。このような配置により、取入口１１側において予冷蒸発温度が最も高いヒートパイプ２０を、取出口１２側では加熱温度が最も高い位置に配するものであり、また取入口１１側において予冷蒸発温度が最も低いヒートパイプ２０を、取出口１２側では加熱温度が最も低い位置に配するものである。これによって各ヒートパイプ２０に掛かる温度を均整化することができ、充分な冷却効果、加熱効果が期待できるものである。   Here, the arrangement of the heat pipe 20 will be described. In the embodiment shown in FIG. 1, a plurality of heat pipes 20 are provided for the counter-flowing dust removal hot air F2 and the dehumidification cold air F6. The heat pipe 20 on the upstream side in contact with the dehumidified hot air F2 is arranged on the downstream side, that is, in contact with the dehumidified cold air F6 on the outlet 12 side. Similarly, the heat pipe 20 that comes into contact with the dust-removing hot air F2 last on the inlet 11 side, that is, the downstream heat pipe 20 with respect to the dust-removing hot air F2, first comes into contact with the dehumidified cold air F6 on the outlet 12 side, that is, upstream. It is to be arranged on the side. With such an arrangement, the heat pipe 20 having the highest precooling evaporation temperature on the inlet 11 side is arranged at the position where the heating temperature is highest on the outlet 12 side, and the precooling evaporation temperature is on the inlet 11 side. The lowest heat pipe 20 is arranged at a position where the heating temperature is lowest on the outlet 12 side. As a result, the temperature applied to each heat pipe 20 can be leveled, and a sufficient cooling effect and heating effect can be expected.

なお上記図１は、平面から視た供給ダクト装置を骨格的に示したものであるため、複数のヒートパイプ２０の配置が明確ではないが、熱交換効率から言えば、例えば図２に示すように、上下方向にも複数のヒートパイプ２０を配設することが好ましい。特に、この場合、除塵温風Ｆ２や除湿冷風Ｆ６等の流れに対して交互にヒートパイプ２０を配設する、すなわち下流側に配置されるヒートパイプ２０を上流側のものの間に配置することにより、より一層、熱交換効率を高め得るものである。
因みに本装置の運転性能、特に熱交換機の運転性能は、顕熱利用の従来の熱交換機に対して、ほぼ２倍程度の高能率を示すことが本出願人によって確認されている。 Note that FIG. 1 is a skeletal view of the supply duct device viewed from above, and thus the arrangement of the plurality of heat pipes 20 is not clear, but in terms of heat exchange efficiency, for example, as shown in FIG. In addition, it is preferable to dispose a plurality of heat pipes 20 also in the vertical direction. In particular, in this case, by disposing the heat pipes 20 alternately with respect to the flow of the dust removal hot air F2 and the dehumidification cold air F6, that is, by disposing the heat pipes 20 disposed on the downstream side between the upstream ones. The heat exchange efficiency can be further improved.
Incidentally, it has been confirmed by the present applicant that the operating performance of the present apparatus, particularly the operating performance of the heat exchanger, is approximately twice as high as that of the conventional heat exchanger using sensible heat.

〔他の実施例〕
本発明は以上述べた実施例を一つの基本的な技術思想とするものであるが、更に次のような改変が考えられる。すなわち先に述べた実施例は、ヒートパイプ２０を極めて合理的に配置すべく、取入口１１から取出口１２に至るまでの間の流路に湾曲部１３を形成し、取入口１１と取出口１２とを並設するように形成した。しかしながら、例えば図３に示すように、湾曲部１３を介在させずにダクト本体１０をほぼ直線状に形成することも可能である。この場合、ヒートパイプ２０は取入口１１と取出口１２とに作用するように、長寸のものとして形成される。 [Other Examples]
The present invention has the above-described embodiment as one basic technical idea, but the following modifications can be considered. That is, in the embodiment described above, in order to arrange the heat pipe 20 very reasonably, the curved portion 13 is formed in the flow path from the intake port 11 to the intake port 12, and the intake port 11 and the intake port are formed. 12 are arranged side by side. However, for example, as shown in FIG. 3, the duct body 10 can be formed substantially linearly without interposing the bending portion 13. In this case, the heat pipe 20 is formed as a long one so as to act on the inlet 11 and the outlet 12.

また、先に述べた基本の実施例では、取入口１１と取出口１２とをほぼ水平に並べて設けるとともに、ヒートパイプ２０も、これらを流れる空気流に対してほぼ直交するように、ほぼ水平に配置した（図４（ａ）参照）。これは、ヒートパイプ２０に設けられるフィンＦＩをほぼ鉛直に設けるとともに（水滴を落下させるため）、熱媒体Ｍの液化と気化とを伴う循環を促進し、より能率的に熱交換が行い得る点で合理的な配置であるが、ヒートパイプ２０は、必ずしも、ほぼ水平に配置するだけでなく、例えば図４（ｂ）に示すように、取出口１２側を幾らかでも上方に向ける設置態様とすることも可能であり、これはヒートパイプ２０内の熱媒体Ｍの移動を促進させるための傾斜である。すなわち、熱媒体Ｍは取入口１１側において蒸発、気化して取出口１２側に移動するため、上記傾斜配置によって、この上昇移動を行い易くするものであり、また熱媒体Ｍは取入口１１側において凝縮、液化して取入口１１側に移動するため、上記傾斜配置によって、この落下移動を行い易くするものである。   Further, in the basic embodiment described above, the intake port 11 and the intake port 12 are provided side by side in a substantially horizontal manner, and the heat pipe 20 is also substantially horizontal so as to be substantially orthogonal to the air flow flowing through them. Arranged (see FIG. 4A). This is because the fins FI provided on the heat pipe 20 are provided almost vertically (to drop water droplets), promote circulation with liquefaction and vaporization of the heat medium M, and heat exchange can be performed more efficiently. However, the heat pipe 20 is not necessarily arranged almost horizontally. For example, as shown in FIG. 4B, the heat pipe 20 has an installation mode in which the outlet 12 side is directed upwards as much as possible. It is also possible to do this, and this is an inclination for promoting the movement of the heat medium M in the heat pipe 20. That is, since the heat medium M evaporates and vaporizes on the inlet 11 side and moves to the outlet 12 side, the inclined arrangement facilitates this upward movement, and the heat medium M is on the inlet 11 side. In this case, it is condensed and liquefied and moved to the intake port 11 side, so that the falling movement is facilitated by the inclined arrangement.

本発明の除湿空気の供給ダクト装置を骨格的に示す平面断面図である。It is a plane sectional view showing the supply duct device of dehumidification air of the present invention skeleton. 複数のヒートパイプの配置態様を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the arrangement | positioning aspect of a some heat pipe. ダクト本体をほぼ直線状に形成した他の実施例を示す平面断面図である。It is a plane sectional view showing other examples which formed a duct body in the shape of a straight line. 図１におけるＩ方向から視たヒートパイプの配置態様を示す説明図（ａ）、並びに同方向から視たヒートパイプの他の配置態様を示す説明図（ｂ）である。It is explanatory drawing (a) which shows the arrangement | positioning aspect of the heat pipe seen from the I direction in FIG. 1, and explanatory drawing (b) which shows the other arrangement | positioning aspect of the heat pipe seen from the same direction. 従来の除湿空気の供給装置を骨格的に示す平面断面図である。It is a plane sectional view showing the conventional dehumidification air supply device skeleton.

１ 除湿空気の供給ダクト装置
２ 目的設備（キューポラ）
３ ブロワ
１０ ダクト本体
１１ 取入口
１２ 取出口
１３ 湾曲部
１４ エアフィルタ
１５ 除湿装置
１６ 一次冷却装置
１６ａ 蒸発器
１７ 二次冷却装置
１７ａ 蒸発器
１８ エリミネータ
２０ ヒートパイプ
Ｃ コンテナ
Ｄ ドレン水
Ｆ 除湿加温風
Ｆ１ 外気温風
Ｆ２ 除塵温風
Ｆ３ 予冷風
Ｆ４ 一次冷風
Ｆ５ 二次冷風
Ｆ６ 除湿冷風
ＦＩ フィン
Ｍ 熱媒体
Ｗ ウィック層 1 Dehumidified air supply duct device 2 Target equipment (cupola)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 3 Blower 10 Duct main body 11 Intake port 12 Outlet 13 Curved part 14 Air filter 15 Dehumidifier 16 Primary cooling device 16a Evaporator 17 Secondary cooling device 17a Evaporator 18 Eliminator 20 Heat pipe C Container D Drain water F Dehumidification warm air F1 Ambient air temperature F2 Dust removal warm air F3 Pre-cooling air F4 Primary cooling air F5 Secondary cooling air F6 Dehumidification cooling air FI Fin M Heat medium W Wick layer

Claims (3)

ダクト本体の一方の開口を空気の取入口とするとともに、他方の開口を空気の取出口とし、
更にダクト本体の内部には除湿装置を設け、その除湿装置を挟んだ領域を熱交換機により連係させた構成とし、
前記取入口からの空気を除湿処理するとともに、取入口と取出口との温度差を平準化させ、取出口から目的設備に空気を供給する装置において、
前記熱交換機は、ヒートパイプを適用して成ることを特徴とする除湿空気の供給ダクト装置。 One opening of the duct body is used as an air inlet, and the other opening is used as an air outlet.
Furthermore, a dehumidifying device is provided inside the duct body, and the area sandwiching the dehumidifying device is linked by a heat exchanger,
In the apparatus for dehumidifying the air from the inlet, leveling the temperature difference between the inlet and the outlet, and supplying air from the outlet to the target equipment,
The dehumidified air supply duct device, wherein the heat exchanger is formed by applying a heat pipe. 前記ダクト本体は、取入口と取出口との途中を湾曲させて、取入口と取出口とを、ほぼ並設した状態とし、この並設範囲に複数本のヒートパイプを配設するようにしたことを特徴とする請求項１記載の除湿空気の供給ダクト装置。   The duct main body is bent in the middle between the intake and the outlet, and the intake and the outlet are substantially arranged side by side, and a plurality of heat pipes are arranged in the parallel arrangement range. The dehumidified air supply duct device according to claim 1. 前記複数本のヒートパイプは、各パイプに作用する温度が均衡するように配置されていることを特徴とする請求項２記載の除湿空気の供給ダクト装置。   3. The dehumidified air supply duct device according to claim 2, wherein the plurality of heat pipes are arranged so that temperatures acting on the pipes are balanced.
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