JP3146838U - 廃湯熱交換器 - Google Patents

Abstract

【課題】廃湯槽への汚物の沈積や、給水管への汚物の付着を防止し、臭気の発生、廃湯から給水管内の水への熱伝達効率の低下、清掃の負担のない廃湯熱交換器を提供する。
【解決手段】該熱交換器は、廃湯槽１と給水管２より構成する。該廃湯槽は平面視略短形状であり、廃湯が長手方向の前壁４側から流入し、後壁５側から流出する。給水管２は、廃湯槽１内に長手方向に向けて配設し、平面視において、廃湯槽内１内を幅方向に左右に蛇行し、かつ正面視において、上下に所定の間隔を空けて複数配設し、廃湯槽１内の廃湯と給水管２内の水との間で熱交換をおこなわせる。廃湯槽１の底部には、幅方向中央において、少なくとも前記給水管２が配設された領域内に、空気を吐出する空気吐出穴１４を前記廃湯槽１の長手方向に複数配置する。
【選択図】図１

Description

本考案は、浴場施設や工場等において排出される廃湯を利用した熱交換器に関する。

公衆浴場やスーパー銭湯、温泉旅館、ホテル、スポーツクラブ等の施設では、浴場や浴槽、温水プール等から温水が多量に排出されている。
また、食品工場や染色工場、洗瓶や消毒作業においても大量の温排水が発生する。
そこで、従来、これら廃湯の熱回収を目的とした廃湯熱利用温水器が開発されている。（特許文献１参照。）

図４及び図５は、特許文献１に記載された廃湯熱利用温水器を示すものであり、図４は図５のＣ−Ｃ断面から見た平面図、図５は側面図であって、一部廃湯槽内部を見た図を示すものである。
温水器２０は、廃湯槽２１と該廃湯槽２１内に収容される給水管２２から構成されている。廃湯槽２１は、直方体形状であり、前壁に廃湯入口２３、後壁に廃湯出口２４を備えるものである。一方、給水管２２は、平面視において蛇行状とされる多数本が前記廃湯槽２１内に積層状態で収容されており、それらの両端が集合管２５，２６に連結されている。そして、廃湯槽２１内における給水管２２の上部及び下部には、図示するように仕切壁２７，２８が設けられている。
廃湯入口２３から廃湯槽２１に流入する廃湯は、図５に示すように前記積層状態の給水管２２と仕切壁２７，２８とで形成される上下方向の蛇行通路２９を通って廃湯出口２４から流出する。一方、廃湯出口２４側の集合管２５から供給される水は、廃湯の熱を吸収しながら給水管２２を通過し、廃湯入口２３側の集合管２６から排出される。
実公昭５５−４８３０２号公報

上記特許文献１に記載された廃湯熱利用温水器は、廃湯の熱回収において一定の効果を上げることができるものである。
しかしながら、上記廃湯熱利用温水器は、廃湯が浴場から排出されるものである場合、当該廃湯に人体から出た垢や脂肪等の汚物、さらには石鹸水等が含まれているため、廃湯槽２１に汚物が沈積して臭気を発生したり、浮遊する汚物が給水管２２に付着して廃湯から給水管２２を通過する水への熱の伝達を阻害する等の問題を生じるものである。そのため、上記廃湯熱利用温水器は、廃湯槽２１や給水管２２を頻繁に掃除する必要があり、多大な負担を伴うものである。

そこで、本考案は、廃湯槽への汚物の沈積や、給水管への汚物の付着を防止することで、上記従来の問題を解決できる廃湯熱交換器を提供することを目的とする。

前記目的を達成するため、請求項１に係る考案は、平面視略矩形状であって廃湯が長手方向の前壁４側から流入し後壁５側から流出する廃湯槽１と、廃湯槽１内に長手方向に向けて配設されるものであって、平面視において廃湯槽１内を幅方向に左右に蛇行しかつ正面視において上下に所定の間隔を空けて配設される複数の給水管２とからなり、廃湯槽１内の廃湯と給水管２内の水との間で熱交換を行わせる廃湯熱交換器において、廃湯槽１の底部には空気吐出手段が設けられ、該空気吐出手段は、廃湯槽１の幅方向中央において、少なくとも前記給水管２の配設される領域内に空気１５を吐出する空気吐出穴１４を当該廃湯槽１の長手方向に複数有することを特徴とするものである。

請求項２に係る考案は、請求項１に係る考案の廃湯熱交換器において、前記複数の給水管２は、前記廃湯槽１内を左右に蛇行する部分が平面視において互いに重なるように配設されることを特徴とするものである。

請求項３に係る考案は、平面視略矩形状であって廃湯が長手方向の前壁４側から流入し後壁５側から流出する廃湯槽１と、廃湯槽１内に長手方向に向けて配設されるものであって、平面視において廃湯槽１内を幅方向に左右に蛇行しかつ正面視において上下に所定の間隔を空けて配設される複数の給水管２とからなり、廃湯層１内の廃湯と給水管２内の水との間で熱交換を行わせる廃湯熱交換器において、前記複数の給水管２は、平面視においてＵ字状に蛇行するよう配設されるものであって、前記廃湯槽１内を左右に蛇行する部分が当該平面視において互いに重なるように配設されるとともに、上下に隣接する給水管２は、平面視において幅方向の互いに相対する側に位置する廃湯槽１の側壁６，６手前でＵ字状に方向を転換するよう配設されており、廃湯槽１の底部には空気吐出管３が設けられ、該空気吐出管３は、廃湯槽１の幅方向中央において、少なくとも前記給水管２の配設される領域内に空気１５を吐出する空気吐出穴１４を当該廃湯槽１の長手方向に複数有することを特徴とするものである。

請求項４に係る考案は、請求項１乃至３のいずれか一項に係る考案の廃湯熱交換器において、前記空気吐出穴１４は、平面視において給水管２と重ならない位置に設けられることを特徴とするものである。

請求項５に係る考案は、請求項１乃至４のいずれか一項に係る考案の廃湯熱交換器において、前記空気吐出穴１４は、平面視において給水管２と重なる位置に設けられることを特徴とするものである。

請求項６に係る考案は、請求項１乃至５のいずれか一項に係る考案の廃湯熱交換器において、前記廃湯槽１における前壁４と、該廃湯槽１内に配設される給水管２との間には、廃湯槽１に流入する廃湯を底部側から前記給水管２の配設される領域に流動させる邪魔板９が設けられ、前記空気吐出穴１４は、当該前壁４と邪魔板９の間の領域内にも空気１５を吐出するよう設けられることを特徴とするものである。

請求項１に係る考案の廃湯熱交換器によれば、廃湯槽１の底部に設けられる空気吐出手段の空気吐出穴１４から吐出する空気１５によりエアレーションを行う結果、廃湯が攪拌され廃湯槽１に汚物が沈積したり給水管２に汚物が付着したりすることがない。また、エアレーションの作用により好気性環境となり臭気が皆無となる。
特に、請求項１に係る考案の廃湯熱交換器によれば、前記エアレーションが廃湯槽１の幅方向中央において空気吐出穴１４より吐出する空気１５により行われるものであるため、該空気１５の浮力により廃湯槽１の幅方向断面内において図３に示すように対流を生じる。
その結果、上記エアレーションと対流との相乗効果によって、廃湯槽１への汚物の沈積や給水管２への汚物の付着を確実に防止でき、臭気の発生を防止できるとともに廃湯から給水管２内の水への熱伝達効率が著しく向上する。そして、従来大きな負担となっていた清掃作業が不要なものとなる。

請求項２に係る考案の廃湯熱交換器によれば、複数の給水管２が、廃湯槽１内を左右に蛇行する部分が平面視で互いに重なるように配設されるものであるから、上記廃湯槽１の長手方向において幅方向中央付近に給水管２が配設されない空間が存在することとなり、上記対流を生じさせる上で有利なものとなる。

請求項３に係る考案の廃湯熱交換器によれば、請求項１及び２に係る考案と同様の効果を奏する。
また、請求項３に係る考案の廃湯熱交換器によれば、上下に隣接する給水管２が、平面視において幅方向の互いに相対する側に位置する廃湯槽１の側壁６，６手前でＵ字状に方向を転換するよう配設されるものであるから、給水管２が方向転換する位置における廃湯槽１の幅方向断面において当該給水管２が左右にバランスよく配置されることとなり、上記エアレーション及び対流の効果をより有効なものとすることができる。

請求項４に係る考案の廃湯熱交換器によれば、空気吐出穴１４が、平面視において給水管２と重ならない位置に設けられることから、空気吐出穴１４から吐出する空気１５の浮上を遮るものがなく、上記対流を生じさせる上で有効である。

請求項５に係る考案の廃湯熱交換器によれば、空気吐出穴１４が、平面視において給水管２と重なる位置に設けられることから、空気吐出穴１４から吐出する空気１５が直接給水管２と衝突することとなり、上記エアレーションによる攪拌作用を増幅させるとともに給水管２への汚物の付着を防止する上で有効である。

請求項６に係る考案の廃湯熱交換器によれば、前記空気突出穴１４が、当該前壁４と邪魔板９の間の領域内にも空気を吐出するよう設けられることから、廃湯槽１の前壁４と邪魔板９の間の領域に滞留する汚物を廃湯出口８側へ向けて流動させることができ、滞留する汚物による臭気の発生を防止できるとともに、清掃作業を不要とすることができる。

本考案の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１及び図２は、本考案の実施の形態における廃湯熱交換器を示すものであり、図１はその平面図、図２は正面図に相当するもので、図１におけるＡ−Ａ断面から見た図を示す。また、図３は、図１のＢ−Ｂ断面における廃湯の状態の説明図を示す。

本考案の実施の形態における廃湯熱交換器は、図１及び図２に示すとおり、直方体形状からなる廃湯槽１と、該廃湯槽１内に水平状態に配設される給水管２と、廃湯槽１内の底部に配設される空気吐出管３から構成される。
廃湯槽１は、図中左側に位置する前壁４上部に廃湯入口７、右側に位置する後壁５上部に廃湯出口８を備えており、廃湯出口８が廃湯入口７よりも低い位置とされることで、廃湯が入口７側から出口８側に向けて廃湯槽１の長手方向に流動する構成とされている。また、廃湯槽１には、廃湯入口７に対向する位置に邪魔板９が設けられており、廃湯槽１内に流入する廃湯を一旦底部側に方向付けることで、図２に示すように、廃湯槽１に流入する廃湯が邪魔板９の下部から廃湯出口８側に向けて廃湯槽１内を流動するものとされている。

給水管２は、金属製のフレキシブルチューブ等から構成されており、図１に示すとおり、廃湯槽１に設けられた邪魔板９と後壁５の間の領域に平面視Ｕ字状となるよう、即ち廃湯槽１内を幅方向に左右に蛇行するよう配設されている。給水管２は、図２に示すように、正面視において高さ方向に所定の間隔を空けて複数本、本実施の形態においては１０本配置され、上下に隣接する給水管２の間において廃湯が流動可能なものとされている。給水管２の管端は、廃湯出口８側に配置された給水親管１０と、廃湯入口７側に配置された給水親管１２に連結されており、上下に隣接する給水管２は、各給水親管１０，１２に対し１８０度反対の周面位置に連結されている。そして、給水親管１０，１２に連結された上下に隣接する給水管２は、それぞれ廃湯槽１の幅方向に位置する異なる側壁６，６に向けて伸張するよう配設され、該側壁６，６の手前でＵ字状に方向を転換し、再び反対側の側壁６，６に向けて伸張するよう配設され、該側壁６，６の手前でＵ字状に方向を転換することを繰り返すが、廃湯槽１を幅方向に横切って配設される部分、即ち廃湯槽１を左右に蛇行する部分は、図１に示すように、平面視において上下に重なるものとされている。

空気吐出管３は、図２に示すとおり、廃湯槽１の底部に配設されるものであり、図１に示すように、廃湯槽１の幅方向中央であって給水管２が配設される領域に前記廃湯槽１の長手方向に向けて配設されている。空気吐出管３には、軸方向に複数の空気吐出穴１４が形成されており、該複数の空気吐出穴１４の位置は、平面視において給水管２と重ならないものとされている。そして、空気吐出管３は、空気吐出穴１４から廃湯槽１内に空気１５を吐出しエアレーションを行うことで廃湯を攪拌するとともに、該空気１５の浮力により廃湯槽１の幅方向断面内において、図３に示すように廃湯の対流を生じる構成とされている。

次に、本考案の実施の形態における廃湯熱交換器の作用について説明する。
本実施の形態の廃湯熱交換器は、廃湯槽１の廃湯と給水管２内の水との間で熱交換を行わせるもので、廃湯入口７から廃湯槽１に流入する廃湯は、邪魔板９によって一旦底部に向けられ、該邪魔板９の下部から給水管２が配置される領域に流入する。そして、廃湯出口８が、廃湯入口７よりも低い位置に形成されることから、廃湯が廃湯槽１を満たし該出口８から流出を始めた後は、廃湯は常時廃湯出口８側に流動する。
一方、給水管２には、廃湯出口８側に配置された給水親管１０の給水入口１１から水が供給される。供給された水は、給水管２内を前記廃湯の流動と逆方向に流れ、廃湯の熱を吸収した後、廃湯入口７側に配置された給水親管１２の給水出口１３から排出される。

本実施の形態の廃湯熱交換器は、廃湯槽１底部の幅方向中央であって給水管２が配設される領域に当該廃湯槽の長手方向に向けて空気吐出管３が配設されるものであり、廃湯槽１の廃湯と給水管２内の水との間で熱交換を行わせる際に、前記空気吐出管３の軸方向に形成された複数の空気吐出穴１４から空気１５を吐出させエアレーションを行うとともに、当該空気１５の浮力により廃湯槽１の幅方向断面内において図３に示すような対流を生じさせるものである。

本実施の形態の廃湯熱交換器は、上記エアレーションによる廃湯の攪拌作用により、汚物等の浮遊物が廃湯槽１に沈積することがなく、浮遊物が給水管２に付着することを防ぐことができる。また、エアレーションの作用により廃湯槽１は好気性環境となり、臭気を皆無とすることができる。さらに、エアレーションと上記対流との相乗効果によって、汚物等の浮遊物の廃湯槽１への沈積や給水管２への付着を確実に防止でき、臭気の発生を防止できるとともに廃湯から給水管２内の水への熱伝達効率が著しく向上する。そして、従来大きな負担となっていた清掃作業が不要なものとなる。

本実施の形態の廃湯熱交換器は、複数の給水管２が、廃湯槽１内を左右に蛇行する部分が平面視で互いに重なるように配設されるものであるから、上記廃湯槽１の長手方向において幅方向中央付近に給水管２が配設されない空間が存在することとなり、上記対流を生じさせる上で有利である。特に、本実施の形態の廃湯熱交換器は、上下に隣接する給水管２が、平面視において幅方向の互いに相対する側に位置する側壁６，６の手前でＵ字状に方向を転換するものであるから、給水管２が方向転換する位置における廃湯槽１の幅方向断面において当該給水管２が左右にバランスよく配置されることとなり、上記エアレーション及び対流の効果をより効果的なものとすることができる。

本実施の形態の廃湯熱交換器は、空気吐出穴１４が、平面視において給水管２と重ならない位置とされることから、空気吐出穴１４から吐出する空気１５の浮上を遮るものがなく、上記対流を生じさせる上で有利である。また、空気吐出穴１４が、平面視において給水管２と重なる位置とされれば、空気吐出穴１４から吐出する空気１５が給水管２に直接衝突することとなり、上記エアレーションによる攪拌作用を増幅させるとともに汚物等の浮遊物の給水管２への付着を防止する上で有効である。

上記実施の形態において、空気吐出管３は、廃湯槽１内における邪魔板９と後壁５の間の給水管２が配設される領域に設けるものとしたが、前壁４と邪魔板９の間にも同様にして設けることができる。このように構成すれば、廃湯槽１の前壁４と邪魔板９の間の領域に滞留する汚物等の浮遊物を廃湯出口８側へ向けて流動させることができ、汚物等による臭気の発生を防止できるとともに、清掃作業を不要とすることができる。

また、上記実施の形態では、廃湯槽１底部の幅方向中央に当該廃湯槽１の長手方向に向けて、軸方向に複数の空気吐出穴１４が形成された空気吐出管３を配設し、当該空気吐出穴１４から空気１５を吐出するものとしたが、廃湯槽１を二重底構造とし中底の幅方向中央に廃湯槽１の長手方向に向けて複数の空気吐出穴１４を形成することで、当該空気吐出穴１４から空気１５を吐出するものとすることもできる。

なお、上記実施の形態では、給水管２は、廃湯槽１内を平面視Ｕ字状に蛇行するよう配設するものとしたが、平面視Ｖ字状に蛇行するよう配設するものであってもよい。また、上下に隣接する給水管２は、平面視において幅方向の同じ側に位置する側壁６の手前で方向を転換するもの、即ち平面視において完全に重なるよう配置されるものであってもよい。

本考案の廃湯熱交換器は、浴場や温泉施設等から排出される廃湯のみならず、各種工場等から排出される廃湯等も利用することができ、エネルギーを有効活用する上で極めて実用性の高いものである。

本考案の実施の形態における廃湯熱交換器の平面図。 本考案の実施の形態における廃湯熱交換器の正面図に相当するもので、図１のＡ−Ａ断面から見た図。 図１のＢ−Ｂ断面における廃湯の状態の説明図。 従来の廃湯熱利用温水器であって、図５のＣ−Ｃ断面から見た平面図。 従来の廃湯熱利用温水器の正面図であって、一部廃湯槽内部を見た図。

符号の説明

１・・・廃湯槽
２・・・給水管
３・・・空気吐出管
４・・・前壁
５・・・後壁
６・・・側壁
７・・・廃湯入口
８・・・廃湯出口
９・・・邪魔板
１０・・・給水親管
１１・・・給水入口
１２・・・給水親管
１３・・・給水出口
１４・・・空気吐出穴
１５・・・空気

Claims (6)

1. 平面視略矩形状であって廃湯が長手方向の前壁（４）側から流入し後壁（５）側から流出する廃湯槽（１）と、廃湯槽（１）内に長手方向に向けて配設されるものであって、平面視において廃湯槽（１）内を幅方向に左右に蛇行しかつ正面視において上下に所定の間隔を空けて配設される複数の給水管（２）とからなり、廃湯層（１）内の廃湯と給水管（２）内の水との間で熱交換を行わせる廃湯熱交換器において、
   廃湯槽（１）の底部には空気吐出手段が設けられ、該空気吐出手段は、廃湯槽（１）の幅方向中央において、少なくとも前記給水管（２）の配設される領域内に空気(１５)を吐出する空気吐出穴（１４）を当該廃湯槽（１）の長手方向に複数有することを特徴とする廃湯熱交換器。
2. 前記複数の給水管（２）は、前記廃湯槽（１）内を左右に蛇行する部分が平面視において互いに重なるように配設されることを特徴とする請求項１記載の廃湯熱交換器。
3. 平面視略矩形状であって廃湯が長手方向の前壁（４）側から流入し後壁（５）側から流出する廃湯槽（１）と、廃湯槽（１）内に長手方向に向けて配設されるものであって、平面視において廃湯槽（１）内を幅方向に左右に蛇行しかつ正面視において上下に所定の間隔を空けて配設される複数の給水管（２）とからなり、廃湯層（１）内の廃湯と給水管（２）内の水との間で熱交換を行わせる廃湯熱交換器において、
   前記複数の給水管（２）は、平面視においてＵ字状に蛇行するよう配設されるものであって、前記廃湯槽（１）内を左右に蛇行する部分が当該平面視において互いに重なるように配設されるとともに、上下に隣接する給水管（２）は、平面視において幅方向の互いに相対する側に位置する廃湯槽１の側壁（６），（６）手前でＵ字状に方向を転換するよう配設されており、
   廃湯槽（１）の底部には空気吐出管（３）が設けられ、該空気吐出管（３）は、廃湯槽（１）の幅方向中央において、少なくとも前記給水管（２）の配設される領域内に空気(１５)を吐出する空気吐出穴（１４）を当該廃湯槽（１）の長手方向に複数有することを特徴とする廃湯熱交換器。
4. 前記空気吐出穴（１４）は、平面視において給水管（２）と重ならない位置に設けられることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項記載の廃湯熱交換器。
5. 前記空気吐出穴（１４）は、平面視において給水管（２）と重なる位置に設けられることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項記載の廃湯熱交換器。
6. 前記廃湯槽（１）における前壁（４）と、該廃湯槽（１）内に配設される給水管（２）との間には、廃湯槽（１）に流入する廃湯を底部側から前記給水管（２）の配設される領域に流動させる邪魔板（９）が設けられ、前記空気吐出穴（１４）は、当該前壁（４）と邪魔板（９）の間の領域内にも空気(１５)を吐出するよう設けられることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一項記載の廃湯熱交換器。