JP2012102908A - 真空式温水機排ガスの熱回収装置およびこれを用いた熱回収方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 熱回収装置10が、熱回収室1と、排出部3と、排出部の入り口下部に設けられ燃焼排ガスに対して噴霧水を吹き付ける噴霧器10aと、中和槽2と、中和槽2からの処理された排水が排出される排水部10bと、を有し、熱回収器1a内部の供給水と給送された燃焼排ガスと熱交換し、該供給水が加温され、加温水として熱交換器5cに供給されるとともに、噴霧水によって低温化された燃焼排ガスが、排出部3から二重構造のダクト30を流通し、ダクト30内で排気部4cからの高温の燃焼排ガスと熱交換した後排気部4c上部から放出されることを特徴とする。
【選択図】 図1
Description
(i)燃焼排ガス中の水分から潜熱を回収する場合、一般に潜熱回収後の排ガス温度は50℃程度となり、系外に排出された際に外気によって冷却され、排ガスに含まれる水分が飽和湿度の差により凝縮して白煙となる。こうした白煙の発生を抑制することは、燃焼排ガスの低温化を効率的に行う必要があり、従前法においては難しい課題であった。
(ii)従来方式では、熱媒水の温度を通常75℃〜85℃に加熱した状態で保持し、減圧蒸気室の熱交換器で冷水を温水に熱交換する。排ガス中の水分から潜熱を回収する場合、排ガス温度を露点以下に冷却する必要があるが、従来の構造では排ガス温度を熱媒水温度以下にすることができないため、構造的に潜熱回収はできないという課題があった。
(iii)燃焼式の温水機においては、燃焼エネルギーを伝熱用水管により吸収することによって温水を得ると同時に、該水管によって燃焼排ガスの温度を低下させる働きがある。従って、水管での熱交換(吸収)が十分にできない状態(例えば、温水用供給水の停止や減少、水管表面でのスケールの発生等に伴う水管の熱交換効率の低下あるいは真空圧力の上昇等の異常な状態等)になった場合には、燃焼排ガス温度の上昇により、燃焼室から排出された燃焼排ガスの処理機能(低温処理や中和処理等)の低下や損傷等の可能性があり、こうした危険性を回避することが課題となる。
(iv)所望の温水が複数の異なる温度である場合(例えば、暖房用と給湯用)には、減圧蒸気室に、複数の熱交換器(伝熱菅)が配設され、各々所望の温度の温水が取出される。しかしながら、例えば低温の暖房用温水のみへの切替え等、燃焼条件の変更を必要とする場合、過渡的に水管からの熱吸収量の減少に伴う燃焼排ガス温度の上昇が発生する可能性があり、上記(iii)と同様の課題が生じる。
前記真空式温水機が、燃焼バーナ、内部に熱媒体が流通し燃焼熱を吸収する複数の水管および燃焼排ガスの排気部が備えられた燃焼室と、該燃焼室を囲むように隣接し前記熱媒体が充填された熱媒体槽、内部に給温水が流通する熱交換器および減圧手段に接続される減圧部が備えられた減圧蒸気室と、該給温水が供出される給湯部と、を有し、
前記熱回収装置が、内部に供給水が流通する複数段かつ複数列設置したフィン水管からなる熱回収器を備えた熱回収室と、処理された燃焼排ガスが排出される排出部と、該排出部の入り口下部に設けられ、燃焼排ガスに対して噴霧水を吹き付ける噴霧器と、前記熱回収室の下部に配置され凝縮水および噴霧水を回収し中和処理する中和槽と、前記中和槽からの処理された排水が排出される排水部と、を有し、
前記ダクトが、前記真空式温水機からの燃焼排ガスが給送される前記排気部から前記熱回収装置上部までのダクト本体と、前記熱回収装置からの燃焼排ガスが給送される前記排出部から前記排気部上部までのダクトの内部あるいは外周部を有する二重構造部分と、を有し、
供給水を導入する流路Aを設け、該流路Aを前記熱回収装置に給水する流路Cと前記噴霧器に給水する流路Eとに分岐するとともに、該流路Eに流量調整器を設け、前記温度検出器の出力に基づき前記噴霧器への供給水の流量の調整可能な構成を有し、
給送された燃焼排ガスを前記熱回収室の上部から下部に流下させた状態で、前記熱回収器内部に前記供給水を下部から上部に流通させて熱交換し、燃焼排ガスの顕熱および該燃焼排ガス中に含まれる水蒸気の潜熱を回収するとともに、前記供給水が加温され、加温水として前記熱交換器に供給され、かつ前記熱回収室により処理され、前記噴霧水によって低温化された燃焼排ガスが、さらに前記排出部からダクトの内部あるいは外周部を流通し、前記ダクト本体内部の高温の燃焼排ガスと熱交換した後、前記排気部上部から放出されることを特徴とする。
前記真空式温水機が、燃焼バーナ、内部に熱媒体が流通し燃焼熱を吸収する複数の水管および燃焼排ガスの排気部が備えられた燃焼室と、該燃焼室を囲むように隣接し前記熱媒体が充填された熱媒体槽、内部に給温水が流通する熱交換器および減圧手段に接続される減圧部が備えられた減圧蒸気室と、該給温水が供出される給湯部と、を有し、
前記熱回収装置が、内部に供給水が流通する複数段かつ複数列設置したフィン水管からなる熱回収器を備えた熱回収室と、処理された燃焼排ガスが排出される排出部と、該排出部の入り口下部に設けられ、燃焼排ガスに対して噴霧水を吹き付ける噴霧器と、前記熱回収室の下部に配置され凝縮水および噴霧水を回収し中和処理する中和槽と、前記中和槽からの処理された排水が排出される排水部と、を有し、
前記ダクトが、前記真空式温水機からの燃焼排ガスが前記排気部から前記熱回収装置上部まで給送されるダクト本体と、前記熱回収装置からの燃焼排ガスが前記排出部から前記排気部上部まで給送されるダクトの内部あるいは外周部の流路を有する二重構造部分と、を有し、
前記熱回収装置に供給水を給水する流路Cと、排水給送手段を設けて前記排水部からの排水を前記噴霧器に給水する流路Eとを設けるとともに、前記温度検出器の出力に基づき前記噴霧器への供給水の流量の調整可能な構成を有し、
前記熱回収室の上部から下部に流下させた状態で、前記熱回収器内部に前記供給水を下部から上部に流通させて給送された燃焼排ガスと熱交換し、燃焼排ガスの顕熱および該燃焼排ガス中に含まれる水蒸気の潜熱を回収するとともに、前記供給水が加温され、加温水として前記熱交換器に供給され、かつ前記熱回収室により処理され、前記噴霧水によって低温化された燃焼排ガスが、さらに前記排出部からダクトの内部あるいは外周部を流通し、前記ダクト本体内部の高温の燃焼排ガスと熱交換した後、前記排気部上部から放出されることを特徴とする。
こうした構成は、上記発明の構成における噴霧水として、熱回収装置から排出される中和処理された排水を利用することによって、供給水の使用量の低減を図るものであり、効果的に熱回収装置の過熱を防止することができるとともに、よりエネルギー効率の高い真空式温水機排ガスからの熱回収を可能にした。
上記のように、噴霧水として中和処理された排水を利用することによって、よりエネルギー効率の高い真空式温水機排ガスからの熱回収が可能になる一方、循環的に排水を使用すると排水温度も徐々に上昇する可能性がある。本発明は、排水利用の循環系に新たな供給水を付加することによって、より安定的に噴霧水による冷却機能を確保することを可能にした。
上記のように、水分が多く含まれ潜熱の大きな燃焼排ガスを系外に排出する際に生じる白煙の抑制は、単純にガスの温度を低下させて凝縮水として水分を除去するだけでは十分機能しない。本発明は、真空式温水機からの高温の燃焼排ガスとの熱交換を行うと同時に、さらにこの高温のガスの一部とともに排出することが有効であることを見出したもので、燃焼排ガスの過熱状態の発生を防止し、熱エネルギーの効率的な利用を図るとともに、効果的に白煙の発生を抑制することが可能となった。
上記熱回収装置においては、燃焼排ガスによる真空式温水機から熱回収装置への熱移動と同時に、加温水による熱回収装置から真空式温水機への熱移動が行なわれる。このとき、いずれか一方が過熱量となり各装置の機能低下や損傷等を生じるという不測の場合の防止するために、過熱された加温水の真空式温水機への供給を停止して、供給水を直接真空式温水機へ供給できる構成を有することを特徴とする。これによって、後者における真空式温水機への過量の熱移動を防止するとともに、真空式温水機における熱媒体から給温水への移動熱量を増加させることができ、これによって、さらに燃焼熱の熱媒体への移動熱量を増加させることができることから、燃料排ガスの温度を低減させることができる。つまり、前者における熱回収装置への過量の熱移動を防止することができる。本発明は、さらに安全性を高めるために、熱回収装置への供給水を停止した状態において、熱回収装置への供給流路内の水の一部を放出して熱回収装置内のフィン水管内部の水が沸騰することを防ぎ、給湯開始時に高温に過熱された加温水が真空式温水機の給湯用熱交換器に流入することを防止する。このように、真空式温水機に過大な機能を必要とせずに、簡便かつ効果的に熱回収装置の過熱を防止し、真空式温水機および熱回収装置内部の温度・圧力の上昇を防ぐことが可能となった。
該熱回収装置において、該真空式温水機からダクトを経由して給送された燃焼排ガスと、熱回収装置に設けられたフィン水管中の供給水とを向流的に熱交換させ、加温された該供給水を熱回収装置から加温水として真空式温水機に供給するとともに、
前記熱回収装置から排出される燃焼排ガスに対して噴霧水を吹き付けて所定温度以下に低温化された燃焼排ガスと、前記真空式温水機から給送された燃焼排ガスとを、いずれか一方を二重構造のダクトの内部あるいは外周部とし、他方を該ダクトの外周部あるいは内部として向流的に熱交換させることを特徴とする。
上記熱回収装置は、真空式温水機からの廃熱を効率のよく回収し、真空式温水機の熱効率を向上させるという基本機能を有するとともに、熱回収装置から排出される燃焼排ガスに噴霧水を吹き付け所定温度まで低下させる燃焼排ガスの冷却機能および二重構造のダクトにおける噴霧水により冷却処理された燃焼排ガスとの熱交換による真空式温水機からの高温の燃焼排ガスの冷却機能という従前にない機能を有するもので、熱回収装置に導入される燃焼排ガスの二重構造のダクトでの初段階での低温化と排出される燃焼排ガスの噴霧水による後段階の低温化は、真空式温水機および熱回収装置からなるシステム全体としての熱的なバランスに対しても非常に有効に機能する。本発明は、こうした優れた機能を生かすことによって、従来難しかった燃料排ガス中の水分を効率的に凝縮させることができ、高い収率で熱回収を行うことができる熱回収方法の提供することが可能となった。
こうした操作によって、熱回収装置から排出される中和処理された排水を利用することによる供給水の使用量の低減を図り、効果的に熱回収装置の過熱を防止することができる。さらに、真空式温水機からの高温の燃焼排ガスの一部とともに排出することによって、熱エネルギーの効率的な利用を図るとともに、効果的に白煙の発生を抑制することが可能となった。
温水機が、燃焼バーナ、内部に熱媒体が流通し燃焼熱を吸収する複数の水管および燃焼排ガスの排気部が備えられた燃焼室と、該燃焼室を囲むように隣接し熱媒体が充填された熱媒体槽、内部に給温水が流通する熱交換器および減圧手段に接続される減圧部が備えられた減圧蒸気室と、該給温水が供出される給湯部と、を有し、
本装置が、内部に供給水が流通する複数段かつ複数列設置したフィン水管からなる熱回収器を備えた熱回収室と、処理された燃焼排ガスが排出される排出部と、排出部の入り口下部に設けられ、燃焼排ガスに対して噴霧水を吹き付ける噴霧器と、熱回収室の下部に配置され凝縮水および噴霧水を回収し中和処理する中和槽と、中和槽からの処理された排水が排出される排水部と、を有し、
ダクトが、温水機からの燃焼排ガスが排気部から本装置上部まで給送されるダクト本体と、本装置からの燃焼排ガスが排出部から排気部上部まで給送されるダクトの内部あるいは外周部の流路を有する二重構造部分と、を有し、
供給水を導入する流路Aを設け、流路Aを本装置に給水する流路Cと噴霧器に給水する流路Eとに分岐するとともに、流路Eに流量調整器を設け、温度検出器の出力に基づき噴霧器への供給水の流量の調整可能な構成を有し、
給送された燃焼排ガスを熱回収室の上部から下部に流下させた状態で、熱回収器内部に供給水を下部から上部に流通させて熱交換し、燃焼排ガスの顕熱および該燃焼排ガス中に含まれる水蒸気の潜熱を回収するとともに、供給水が加温され、加温水として熱交換器に供給され、かつ熱回収室により処理され、噴霧水によって低温化された燃焼排ガスが、さらに排出部からダクトの内部あるいは外周部を流通し、ダクト本体内部の高温の燃焼排ガスと熱交換した後、排気部上部から放出されることを特徴とする。以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
本装置の1つの実施態様として、その基本構成の概略を図1に示す(第1構成例)。本装置10は、温水機20とダクト30によって接続される。本装置10は、熱回収室1と、噴霧器10aと、温度検出器Saと、中和槽2と、排出部3と、排水部10bと、を有する一方、温水機20は、燃焼室4と、減圧蒸気室5と、ダクト30と、を有する。
本装置10と温水機20を接続するダクトは、温水機20からの燃焼排ガスが排気部4aから本装置10の上部まで給送されるダクト本体と、本装置10からの燃焼排ガスが排出部3から排気部4a上部まで給送されるダクト30の内部あるいは外周部の流路を有する二重構造部分から構成される。以下、図1に例示するように、ダクト本体の流路をダクトの内部流路30aとし、二重構造を有する他の流路をダクトの外周部流路30bとする構成に基づき説明するが、逆の構成も可能である。これらの流路間において熱交換が行なわれ、流路30aにおいて本装置10での熱回収に適正な温度まで低温化され(熱回収室1の入口で100℃以下、好ましくは80〜90℃の燃料排ガスが給送されることが好ましい)、流路30bにおいて系外に白煙を生じずに排出されるに適正な温度まで加温される(例えば、30〜50℃)。こうした熱交換機能は、所定の長さまでダクトの長さを変更することによって、調整することができる。
本装置10は、図2(A)に例示するように、熱回収室1、噴霧器10a、温度検出器Sa、中和槽2、排出部3、排水部10bから構成される。本装置10には、ダクト30によって給送された燃焼排ガスが、熱回収室1の上部から導入される。熱回収室1には、内部に供給水が流通する複数段かつ複数列設置したフィン水管1bからなる熱回収器1aが備えられる。中和槽2は、熱回収室1の下部に配置され、凝縮水を回収し中和処理する。排出部3は、熱回収室1から流下した燃焼排ガスが中和槽2の表面で折り返すように上昇させる構成が好ましい。流下によって低温化を促進し、中和槽2表面との接触によってガス中の酸性成分が処理された燃焼排ガスとして排出することができる。排水部10bからは、中和処理された排水が排出される。排出部3の入口下部には、噴霧器10aが設けられ、燃焼排ガスに噴霧水が吹き付けられ低温化を図る。排出部3の入口には、温度検出器Saが設けられ、燃焼排ガスの温度が検出されることが好ましい。
温水機20は、燃焼室4と、減圧蒸気室5と、ダクト30とから構成される(ダクト30については既述)。燃焼室4には、燃焼バーナ4a、内部に熱媒体が流通し燃焼熱を吸収する複数の水管4b、および燃焼排ガスが排気される排気部4cが備えられる。減圧蒸気室5には、燃焼室4を囲むように隣接し、熱媒体5aが充填された熱媒体槽5b、内部に給温水が流通する熱交換器5c、および減圧手段(図示せず)に接続される減圧部5dが備えられる。ダクト30には、排気部4cからの燃焼排ガスが給送される。給温水は、給湯部5eを介して温水機20から給出される。
本装置10には、給水ポンプ6によって流路Aを経由して供給水が圧送され、流路Cを経由して熱回収室1に供給され、流路Eを経由して噴霧器10aに供給される。噴霧器10aへの供給水の流量は、流量調整器Faによって調整される。温水機20には、本装置10の熱回収室1において加温された加温水が給送され、所望の温度に加熱された給温水として供出される。つまり、燃焼排ガスによる温水機20から本装置10への熱移動と同時に、加温水による本装置10から温水機20への熱移動が行なわれる。このとき、供給水の供給量は、給水ポンプ6による昇圧および絞り弁7によって調整される。また供給水として使用する水は、通常市水等を用いることができる。
本装置10は、上記第1構成例に代え、図3に例示するような給水機能を有する構成とすることができる(第2構成例)。第2構成例は噴霧水として、本装置10から排出される中和処理された排水を利用する。該排水は供給水と同レベルの清浄処理された水であり、噴霧水として循環的に使用することによって、新たな供給水の供給量の低減を図ることができる。具体的には、本装置10に供給水を給水する流路Cと別に、排水給送手段(給水ポンプ6a)を設けて排水部10bからの排水を噴霧器10aに給水する流路Eとを設けるとともに、噴霧器10aへの供給水の流量が、温度検出器Saの出力に基づき流量調整器Faによって調整される。
本装置10は、図4に例示するような給水機能を有する構成とすることができる(第3構成例)。本装置10における効率的な熱回収は、燃焼排ガスによる温水機20から本装置10への熱移動と、加温水による本装置10から温水機20への熱移動のバランスにより成立する。このとき、いずれか一方が過熱量となれば、各装置の機能低下や損傷等を生じる可能性がある。こうした不測の場合の防止するために、具体的には、本装置10に供給水を導入する流路Cを温水機20に給水する流路Bと本装置10に給水する流路C1に分岐し、流路Bにおいて温水機20に給水するまでの流路に設けられた分岐路Baに流路C1の末端を接続し、本装置10から供出された加温水を温水機20へ給水可能な構成を有するとともに、流路C−流路Bの接続と流路C−流路C1の接続の切換えを行う切換弁Vaを設けることが好ましい。例えば、燃焼排ガス温度の上昇によって加温水が過熱状態となった場合、温水機20への過熱された加温水の供給は、給温水への燃焼熱の移動熱量を減少させ、燃焼排ガスの更なる温度上昇を招来する可能性がある。本装置10においては、通常流路C−流路C1の接続状態にある切換弁Vaを、流路C−流路Bの接続に切換えることによって、過熱された加温水の温水機20への供給が停止され、供給水を直接温水機20へ供給できることができる。これによって、温水機20への過量の熱移動を防止することができ、温水機20への加温水の供給に伴う燃焼排ガスの更なる温度上昇を未然に防止できる。
次に、本装置10を用いた熱回収方法を、各装置における熱エネルギーの授受・収支を主に詳述する。本装置10において、以下の操作が行なわれ、温水機20からの燃焼排ガスの熱エネルギーを効果的に回収することができる。操作は、制御器(図示せず)によって自動的に行なわれる。図1に例示された第1構成例を基に説明する。
(1)本装置および温水機の起動
予め減圧部5dから減圧手段(図示せず)によって減圧蒸気室5内部を所定圧力まで減圧しておく。温水機20の燃焼バーナ4aへの燃料および助燃空気の供給を行うと同時に着火して、本装置10および温水機20を起動する。
排気部4cあるいは熱媒体槽5bの温度上昇が確認できると同時に、給水ポンプ6を駆動させ、供給水を本装置10および噴霧器10aに供給する。温度検出器Saによる排出部3入口の燃焼排ガスの温度の検出を行う。
ダクト30には、温水機20からの高温の燃焼排ガスが流路30aに給送され、本装置10からの低温化された燃焼排ガスが流路30bに給送される。二重構造を有するこれらの流路間において熱交換が行なわれ、流路30aにおいて低温化された燃焼排ガスが本装置に給送され、流路30bにおいて加温された燃焼排ガスが白煙を生じずに系外に排出される。
温水機20からの燃焼排ガスは、ダクト30において熱交換され、所定温度以下に冷却される。導入された燃焼排ガスの初段階での低温化は、温水機20および本装置10からなるシステム全体としての熱的なバランスに対しても非常に有効に機能する。本装置10に導入された燃焼排ガスと熱回収室1に設けられたフィン水管1b中の供給水が向流的に熱交換される。燃焼排ガスは冷却され、含有する水分がフィン水管1bの表面で凝縮され水滴を生じさせる。これによって、燃焼排ガス中の熱エネルギーである顕熱および潜熱を回収することができる。供給水は回収されたエネルギーによって加温され、加温水として供出される。フィン水管1b表面の凝縮水は、上方からの燃焼排ガスの流れによって排除され、熱交換効率が維持される。低温化された燃焼排ガスは、さらに、噴霧水が吹き付けられ、所定温度以下に冷却され、排出部3からダクト30に排出され、温水機20に給送される。噴霧水による低温化は、ダクト30での熱交換により本装置10に導入される燃焼排ガスの初段階での低温化機能に繋がることから、温水機20および本装置10からなるシステム全体としての熱的なバランスに対しても非常に有効に機能する。
本装置10から給送された加温水が、温水機20の減圧蒸気室5に導入され、熱交換器5cにおいて減圧状態の気相熱媒体5bと熱交換され、熱媒体5bとほぼ同温度の給温水を作製することができる。熱を奪われた気相熱媒体5bは、熱交換器5c表面で液化し、熱媒体槽5aに滴下する。気相熱媒体5bの減少熱量は、循環系を構成する熱媒体槽5aから蒸発した気相熱媒体5bで補充される。熱媒体槽5aにおける減少熱量は、熱媒体槽5a周囲および水管4bから燃焼室4において発生する燃焼熱で補充される。
本装置10において清浄化された燃焼排ガスは、
また、本装置10の第2構成例においては、本装置10からの排水を噴霧水として循環利用され、清浄化された排水の有効活用と供給水の低減を図ることができるとともに、上記第1構成例と同様に、温水機20からの燃焼排ガスの熱エネルギーを効果的に回収することができる。図3に例示された構成を基に説明する。基本操作は、第1構成例と同様であり、異なる操作のみを挙げる。
第1構成例における「(4)本装置での燃焼排ガスとの熱交換」操作において、給水ポンプ6aを駆動させ、本装置10の中和槽2において中和処理され排水部10bから排出される排水を吸引し、流路Eを経由して噴霧器10aに供給する。噴霧器10aにおいて本装置10に導入された燃焼排ガスに噴霧水を吹き付ける。
実際に駆動した状態において、温度検出器Saの出力から、循環使用している噴霧水(排水)の温度が高い(例えば50℃以上)となった場合、給水ポンプ6によって供給される供給水を、流路Fを経由して貯留槽2aに供給する。安定的に噴霧水による冷却機能を確保することができる。
また、本装置10の第3構成例においては、燃料排ガスあるいは加温水の温度が予め設定された温度以上に上昇した場合、以下の操作が行なわれ、上記第1構成例と同様に、温水機20からの燃焼排ガスの熱エネルギーを効果的に回収することができる。図4に例示された構成を基に説明する。
温度検出器S1による加温水の温度の検出、温度検出器S2による排気部4cからの燃焼排ガスの温度の検出、温度検出器S3による熱媒体5a(給温水)の温度の検出、のいずれかあるいはそのいくつかを行う。特に設定温度を超える場合には、既述のような本装置10と温水機20との間における熱移動のバランスがずれ、いずれか一方が過熱量となっている可能性がある
本装置10と温水機20との間における熱移動のバランスがずれた場合(燃焼排ガスあるいは加温水の温度上昇)、切換弁Vaを操作し、温水機20への加温水の供給を停止し、熱交換器5cからの温水機20への過量の熱移動を防止する。同時に、供給水を直接温水機20に供給し、温水機20に供給する熱量を減少させ、温水機20から供出する熱量(燃焼排ガスの温度)を減少させる。
開閉弁Vbを操作し、流路C1に流通した供給水または加温水を本装置10に設けられた中和槽2に放出する。温水機20に供給水または加温水が供給されないときは、熱回収器1a内の流路C1の加温水の沸騰を回避することができる。温水機20に供給水が供給されたときは、供給水の一部が熱回収器1a内の流路C1にも供給されることから、熱回収器1aの熱交換機能を維持することができる。
10a 噴霧器
10b 排水部
20 真空式温水機(温水機)
30 ダクト
30a ダクトの内部
30b ダクトの外周部
1 熱回収室
1a 熱回収器
1b フィン水管
2 中和槽
3 排出部
4 燃焼室
4a 燃焼バーナ
4b 水管
4c 排気部
4d 火炎
5 減圧蒸気室
5a 熱媒体
5b 熱媒体槽
5c 熱交換器
5d 減圧部
5e 給湯部
6 給水ポンプ
7 絞り弁
8,8’ ダンパ
8a 分岐部
8b 排気流路
A〜F,C1 流路
A〜F,Ca 流路
Ba,Ca 分岐路
Fa 流量調整器
S1〜S3,Sa 温度検出器
Va 切換弁
Vb 開閉弁
Claims (7)
- 真空式温水機から燃焼排ガスが給送されるダクトの一端部で、該真空式温水機と接続する熱回収装置であって、
前記真空式温水機が、燃焼バーナ、内部に熱媒体が流通し燃焼熱を吸収する複数の水管および燃焼排ガスの排気部が備えられた燃焼室と、該燃焼室を囲むように隣接し前記熱媒体が充填された熱媒体槽、内部に給温水が流通する熱交換器および減圧手段に接続される減圧部が備えられた減圧蒸気室と、該給温水が供出される給湯部と、を有し、
前記熱回収装置が、内部に供給水が流通する複数段かつ複数列設置したフィン水管からなる熱回収器を備えた熱回収室と、処理された燃焼排ガスが排出される排出部と、該排出部の入り口下部に設けられ、燃焼排ガスに対して噴霧水を吹き付ける噴霧器と、前記熱回収室の下部に配置され凝縮水および噴霧水を回収し中和処理する中和槽と、前記中和槽からの処理された排水が排出される排水部と、を有し、
前記ダクトが、前記真空式温水機からの燃焼排ガスが給送される前記排気部から前記熱回収装置上部までのダクト本体と、前記熱回収装置からの燃焼排ガスが給送される前記排出部から前記排気部上部までのダクトの内部あるいは外周部を有する二重構造部分と、を有し、
供給水を導入する流路Aを設け、該流路Aを前記熱回収装置に給水する流路Cと前記噴霧器に給水する流路Eとに分岐するとともに、該流路Eに流量調整器を設け、前記温度検出器の出力に基づき前記噴霧器への供給水の流量の調整可能な構成を有し、
給送された燃焼排ガスを前記熱回収室の上部から下部に流下させた状態で、前記熱回収器内部に前記供給水を下部から上部に流通させて熱交換し、燃焼排ガスの顕熱および該燃焼排ガス中に含まれる水蒸気の潜熱を回収するとともに、前記供給水が加温され、加温水として前記熱交換器に供給され、かつ前記熱回収室により処理され、前記噴霧水によって低温化された燃焼排ガスが、さらに前記排出部からダクトの内部あるいは外周部を流通し、前記ダクト本体内部の高温の燃焼排ガスと熱交換した後、前記排気部上部から放出されることを特徴とする真空式温水機排ガスの熱回収装置。 - 真空式温水機から燃焼排ガスが給送されるダクトの一端部で、該真空式温水機と接続する熱回収装置であって、
前記真空式温水機が、燃焼バーナ、内部に熱媒体が流通し燃焼熱を吸収する複数の水管および燃焼排ガスの排気部が備えられた燃焼室と、該燃焼室を囲むように隣接し前記熱媒体が充填された熱媒体槽、内部に給温水が流通する熱交換器および減圧手段に接続される減圧部が備えられた減圧蒸気室と、該給温水が供出される給湯部と、を有し、
前記熱回収装置が、内部に供給水が流通する複数段かつ複数列設置したフィン水管からなる熱回収器を備えた熱回収室と、処理された燃焼排ガスが排出される排出部と、該排出部の入り口下部に設けられ、燃焼排ガスに対して噴霧水を吹き付ける噴霧器と、前記熱回収室の下部に配置され凝縮水および噴霧水を回収し中和処理する中和槽と、前記中和槽からの処理された排水が排出される排水部と、を有し、
前記ダクトが、前記真空式温水機からの燃焼排ガスが前記排気部から前記熱回収装置上部まで給送されるダクト本体と、前記熱回収装置からの燃焼排ガスが前記排出部から前記排気部上部まで給送されるダクトの内部あるいは外周部の流路を有する二重構造部分と、を有し、
前記熱回収装置に供給水を給水する流路Cと、排水給送手段を設けて前記排水部からの排水を前記噴霧器に給水する流路Eとを設けるとともに、前記温度検出器の出力に基づき前記噴霧器への供給水の流量の調整可能な構成を有し、
前記熱回収室の上部から下部に流下させた状態で、前記熱回収器内部に前記供給水を下部から上部に流通させて給送された燃焼排ガスと熱交換し、燃焼排ガスの顕熱および該燃焼排ガス中に含まれる水蒸気の潜熱を回収するとともに、前記供給水が加温され、加温水として前記熱交換器に供給され、かつ前記熱回収室により処理され、前記噴霧水によって低温化された燃焼排ガスが、さらに前記排出部からダクトの内部あるいは外周部を流通し、前記ダクト本体内部の高温の燃焼排ガスと熱交換した後、前記排気部上部から放出されることを特徴とする真空式温水機排ガスの熱回収装置。 - 前記中和槽に中和処理された排水を貯留する貯留槽を設け、前記流路Aを前記熱回収装置に給水する流路Cと該貯留槽に給水する流路Fに分岐し、前記噴霧器への供給水の補充を行うことを特徴とする請求項2記載の真空式温水機排ガスの熱回収装置。
- 前記ダクト本体が、前記排気部上部において分岐され、該分岐部にダンパが配設されるとともに、該分岐された流路に排気流路が形成され、かつ前記ダクトの内部あるいは外周部の流路と接続され、前記真空式温水機からの燃焼排ガスの一部と前記熱回収装置からの燃焼排ガスが合流して前記排気部上部から排出されることを特徴とする請求項1〜3いずれかに記載の真空式温水機排ガスの熱回収装置。
- 前記流路Cを、熱回収装置に給水するまでの流路において前記真空式温水機に給水する流路Bと熱回収装置に給水するCaに分岐し、該流路Bの中間に設けられた分岐路に流路C1の末端を接続し、前記熱回収装置から供出された前記加温水を前記真空式温水機へ給水可能な構成を有するとともに、流路C−流路Bの接続と流路C−流路C1の接続の切換えを行う切換弁を設け、かつ、前記流路C1において、熱回収装置に給水するまでの流路に設けられた分岐路に流路Dが接続され、該流路Dに開閉弁が設けられるとともに、前記流路C内の供給水または加温水の一部を前記中和槽に放出可能に構成することを特徴とする請求項1〜4いずれかに記載の真空式温水機排ガスの熱回収装置。
- 請求項1〜5のいずれかの熱回収装置を用い、真空式温水機からの燃焼排ガス中の熱エネルギーである顕熱および潜熱を回収する方法であって、
該熱回収装置において、該真空式温水機からダクトを経由して給送された燃焼排ガスと、熱回収装置に設けられたフィン水管中の供給水とを向流的に熱交換させ、加温された該供給水を熱回収装置から加温水として真空式温水機に供給するとともに、
前記熱回収装置から排出される燃焼排ガスに対して噴霧水を吹き付けて所定温度以下に低温化された燃焼排ガスと、前記真空式温水機から給送された燃焼排ガスとを、いずれか一方を二重構造のダクトの内部あるいは外周部とし、他方を該ダクトの外周部あるいは内部として向流的に熱交換させることを特徴とする真空式温水機排ガスの熱回収方法。 - 前記噴霧水として、前記熱回収装置において発生した凝縮水および吹き付けられた噴霧水を回収し中和処理された排水を利用、あるいは該排水に新たな供給水が補充されて利用されるとともに、
前記真空式温水機からの燃焼排ガスの一部と前記熱回収装置からの燃焼排ガスが合流して前記排気部上部から排出されることを特徴とする請求項6記載の真空式温水機排ガスの熱回収方法。
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