JP3223723U - 蒸気熱回収及び排気処理システム - Google Patents

Abstract

【課題】廃熱を含む蒸気及び排気に含まれる熱エネルギーを回収利用する、蒸気ボイラーの蒸気熱回収及び排気処理システムの構造を提供する。【解決手段】蒸気熱回収システム２０及び排気処理システム３０からなり、蒸気熱回収システムは、作業機械部品１３を駆動した後の廃熱を含む蒸気１４とボイラー１１への給水菅２５の給水とを熱交換すると共に、熱交換器３２を排気管１５に組み込んで燃焼後の高温排気と吸気菅３３からの空気と熱交換することにより、吸入した空気を余熱して熱回収する。【選択図】図１

Description

本考案は一種の蒸気熱回収及び排気システムの構造に関し、目的としては、作業機械部品を動かした後のボイラーの蒸気及びボイラーを加熱する排気の熱及び水資源の回収するためのものに関する。

従来技術の蒸気で作業機械部品を動かすシステムは、燃焼室の上方にボイラーが配置され、該ボイラーは連続して給水、加熱することで連続して蒸気が発生し、それにより作業機械部品を駆動する。上記のシステムには下記の欠点が存在する：

(１)蒸気で作業機械部品を動かした後、その温度・圧力が下降し、廃熱となる。従来では使用済みの廃熱は直接大気に排出、或いは冷却システムで温度を下げた後、直接冷却水として排出する。このように廃熱に含まれる熱を回収して再利用できないのは、エネルギーの浪費となるだけでなく、熱汚染をも招くことになる。

燃焼室で燃料を燃やすには、空気を導入して送風するシステムが必要である。燃焼に必要とする空気を燃料室に送り、燃焼後の高温の排気を排出する。従来の燃焼後の排気は、排気処理システムを経て処理し、有害物質を取り除き、基本的な処理を行ってから直接大気に排出される。燃焼後の高温の排気には大量の熱エネルギーが含まれるので、回収して再利用していなければ、同じくエネルギーの浪費となると共に、熱汚染をも招く。従来では蒸気で作業機械部品を動かすシステムは、主に一つのボイラーを燃焼室の上方に置き、該ボイラーは連続して給水、加熱することができ、それにより連続した蒸気が発生し、それを用いて作業機械部品を動かす。上記のシステムには、実は下記の欠点が存在する：

蒸気は作業機械部品を動かした後、その温度・圧力が下降し、即ち廃熱となる。従来の使用済みの廃熱は往々にして直接大気に排出、或いは冷却システムで温度を下げた後、直接冷却水として排出する。このように廃熱に含まれる熱エネルギーは回収して再利用することができず、エネルギーの浪費だけでなく、熱汚染をも招く。

燃焼室で燃料を燃やすには、空気を導入して送風するシステムが必要である。燃焼に必要とする空気を燃料室に送り、燃焼後の高温の排気を排出する。従来の燃焼後の排気は、排気処理システムを経て処理し、有害物質を取り除き、基本的な処理を行ってから直接大気に排出される。燃焼後の高温の排気には大量の熱エネルギーが含まれるので、回収して再利用しなければ、同じくエネルギーの浪費となると共に、熱汚染をも招くことを鑑みて、更なる改善が必要であった。

特開２０１４−１３４３７２号公報

前記従来構造の欠点を解決するため、本考案は蒸気エネルギー回収及び排気処理システムの構造を提供することを主な課題とする。

前記課題を解決するために、本考案は蒸気熱回収及び排気処理システムの構造を提供する。主な技術は：一種のボイラー蒸気と排気回収システムを設置する。該蒸気熱回収システムに含まれるのは冷却塔、廃熱管、給水管である。該冷却塔に少なくとも一つの仕切りを設ける。該仕切りに穴を具有することで、冷却塔は複数個の相通じる収納スペースを具有し、順に第一、第二…末端冷却水槽であり、冷却水を収納する。該廃熱管は順に第一、第二…末端冷却水槽を通ることで、廃熱は廃熱管を通ることを介し、まず第一冷却水槽の冷却水によって冷却され、更に末端冷却水槽より排出される。該給水管は第一冷却水槽に設け、該第一冷却水槽の冷却水は、廃熱によって加熱されて高温冷却水となり、更に高温冷却水を該給水管を介してボイラーに戻してもう一度蒸気になる。該排気処理システムに含まれるのは一つの排気管、一つの熱交換器及び一つの吸気管である。該排気管は燃焼した後の高温の排気を排出する。該熱交換器は該排気管に組み込む。該吸気管は熱交換器を通ることで、吸入した空気に予熱を行ってから再び燃焼で使用する。蒸気と排気回収システムを設置することにより、廃熱及び排気に含まれる熱エネルギーを回収して再利用することができる。

本考案の該蒸気熱回収システムは主に使用した後の廃熱を、冷却塔を通じて冷却することで、廃熱の熱エネルギーで冷却水を加熱し、再び高温の冷却水をボイラーに引き入れて再度蒸気とし、排気システムは熱交換器を設置することで、ボイラー燃焼室にて生じる排気が熱交換器を経て、燃焼に必要な空気の予熱を行う。このように、充分に廃熱及び排気に含まれる熱エネルギーを回収利用することで、省エネ及び環境保護の効果を達成する。

本考案のシステム略図である。

以下、本考案の構造と特徴および効果を、最良実施例と図面を参照しながら詳細に説明する。

図１に示すように、ボイラー蒸気と排気回収システムは、蒸気熱回収システム２０及び排気処理システム３０に分けられる。ボイラー１０は燃焼室１１の上に配置され、燃焼してボイラー内の水を加熱することで、蒸気１２が発生し、作業機械部品１３を動かす。蒸気が作業機械部品を動かした後、温度及び圧力が下がり、廃熱１４になる。再び廃熱１４を蒸気熱回収システム２０に導入することで、廃熱１４に含まれる熱エネルギー及び水資源を回収して再利用することができる。燃焼室１１で燃焼することで生じる高温の排気１５は、排気処理システム３０に導入することで、排気１５に含まれる熱エネルギーを再利用することができる。

その中、該蒸気熱回収システム２０に含まれるのは：冷却塔２１、廃熱管２４及び給水管２５である。該冷却塔２１に少なくとも一つの仕切り２２を設ける。該仕切り２２に穴２２０を具有することで、冷却塔２１は複数個の相通じる収納スペースを具有し、順に第一冷却水槽２１１、第二冷却水槽２１２…末端冷却水槽２１３であり、冷却水２３１、２３２、２３３を貯留する。
該廃熱管２４は、順に第一、第二…末端冷却水槽２１１、２１２、２１３を通ることで、廃熱１４は廃熱管２４を通ることを介し、まず第一冷却水槽２１１の冷却水２３１によって冷却され、更に末端冷却水槽２１３より排出される。このように廃熱１４に含まれる熱エネルギーは冷却水２３１、２３２、２３３によって吸収され、第一冷却水槽２１１の冷却水２３１は比較的高い温度の冷却水２３１となり、末端冷却水槽２１３の冷却水２３３は、最も低温の冷却水となる。該給水管２５は第一冷却水槽２１１に設け、該給水管２５を介して、比較的高い温度の冷却水２３１をボイラー１０に戻し、再び蒸気１２になる。

第一冷却水槽２１１の冷却水２３１の温度が高くなりすぎて、早めに沸騰して蒸気になるのを避けるために、第一冷却水槽２１１に一つの温度センサー２６を設置することができる。該温度センサー２６は第一冷却水槽２１１の冷却水２３１の温度を計測する。
ポンプモーター２７は末端冷却水槽２１３に組み込まれる。冷却水パイプ２７１の一端はポンプモーター２７と連絡し、他端と第一冷却水槽２１１は相通じる。温度センサー２６の計測により第一冷却水槽２１１の冷却水２３１の温度が高すぎると分かると、ポンプモーター２７を起動することで、末端冷却水槽２１３の冷却水２３３を第一冷却水槽２１１に汲み上げ、第一冷却水槽２１１の冷却水２３１の温度を下げることができる。

本考案において、該給水管２５は比較的高い温度の冷却水２３１をボイラー１０に汲み上げる時に、該給水管２５の水をまず廃熱管２４及び排気管３１に流してから、熱交換器２５１、２５２を介し、給水管２５内の水を再び廃熱１４及び排気１５によって加熱した後、再びボイラーに戻す。

該排気処理システム３０に含まれるのは：排気管３１、熱交換器３２及び吸気管３３である。該排気管３１は燃焼した後の高温の排気１５を排出する。該熱交換器３２は該排気管３１に組み込む。該吸気管３３は燃焼に必要な空気を吸入する。該排気管３１及び吸気管３３は熱交換器３２を通じて熱交換を行うことで、吸入した空気に予熱を行ってから再び燃焼室１１で燃焼する。

熱交換した後の排気１５は、洗浄塔４０に導入され、ミストにより排気１５中にある有害物質を取り除く。更に廃水処理システム４1を設けることにより、洗浄塔４０で洗浄した後の廃水を処理する。処理後の再生水を再び洗浄塔４０に戻して使用する。その中、該洗浄塔４０に放熱装置を設けることにより、洗浄水の使用量を節約することができる。

上記の構造に基づき、下記の効果及びメリットを得ることができる：

(１)廃熱に含まれる熱エネルギーによって、予めボイラーに入る水の温度を上げることで、蒸気に必要とするエネルギーを少なくし、燃料の使用を減らし、省エネの効果に達する。

(２)廃熱は蒸気熱回収システムを通じて、熱エネルギーが繰り返し利用されたあと、再び液体に戻り、冷却塔に流入して冷却水の一部となり、回収システムに従って再びボイラーに入って加熱されて蒸気となり、循環して水の資源を利用し、水の節約の効果に達する。

(３)排気に含まれる熱エネルギーを介し、予め燃焼室に吸入された空気を加熱し、燃焼効率を高めることで、省エネ及び環境保護の効果に達する。

以上を総合して、本考案は廃熱及び排気導入回収システムを介することで、含まれる熱エネルギー及び水資源が再び使用されるため、省エネ、節水、環境保護の効果に達する。

１０ ボイラー
１１ 燃焼室
１２ 蒸氣
１３ 作業機械部品
１４ 廃熱
１５ 排気
２０ 蒸気熱回収システム
２１ 冷却塔
２１１ 第一冷却水槽
２１２ 第二冷却水槽
２１３ 末端冷却水槽
２２ 仕切り
２２０ 穴
２３１、２３２、２３３ 冷却水
２４ 廃熱管
２５ 給水管
２５１、２５２ 熱交換器
２６ 温度センサー
２７ ポンプモーター
２７１ 冷却水パイプ
３０ 排氣処理システム
３１ 排氣管
３２ 熱交換器
３３ 吸気管
４０ 洗浄塔
４１ 廃水処理システム

Claims (6)

1. 燃焼室とボイラーを備え、
   冷却水を貯留する冷却塔、使用後の廃熱を有する蒸気を流通する廃熱管及びボイラーに給水する給水管を含み、
   上記冷却塔に少なくとも一つの仕切りを設け、該仕切りよって区画された、順に第一、第二…末端冷却水槽とすると共に該仕切りに穴を設けて、各冷却水槽内に貯留する冷却水を流通可能とし、
   上記廃熱管は、順に第一、第二…末端冷却水槽を挿通して、廃熱を有する蒸気を順に第一冷却水槽から末端冷却水槽で冷却して後、末端冷却水槽に排出し、
   上記給水管は、第一冷却水槽に設けられて、第一冷却水槽の冷却水をボイラーに還流せしめることを特徴とする蒸気熱回収システムの構造。
2. 更に、温度センサー、ポンプモーター及び冷却水パイプを備え、
   上記温度センサーは、前記第一冷却水槽の冷却水の温度を計測し、
   上記ポンプモーターは、前記末端冷却水槽に組み込まれ、
   上記冷却水パイプの一端はポンプモーターと連結されて、他端を第一冷却水槽に連通することにより、末端冷却水槽の冷却水を第一冷却水槽に汲み上げるようにしたことを特徴とする請求項１記載の蒸気熱回収システムの構造。
3. 前記該給水管の水は、廃熱管の蒸気と熱交換してから、再びボイラーに戻すことを特徴とする請求項２記載の蒸気熱回収システムの構造。
4. 前記該給水管の水は、再び排気管の排気と熱交換してから再びボイラーに戻すことを特徴とする請求項３記載の蒸気熱回収システムの構造。
5. 燃焼室とボイラーを備え、
   該燃焼室に連通する排気管、吸気菅及び熱交換器を含み、
   ボイラーで発生した蒸気で作業機械部品を駆動した後の廃熱を含む蒸気はボイラーへの給水と熱交換する蒸気熱回収システムにより再利用する共に、
   上記熱交換器を排気管に組み込んで燃焼後の高温排気と吸気菅からの空気と熱交換せしめることにより、吸入した空気を余熱して熱回収することを特徴とする、
   ことを特徴とする蒸気熱回収及び排気処理システムの構造。
6. 更に、洗浄塔、廃水処理システムを含み、
   上記洗浄塔は、熱交換した後の排気を導入して、ミストにより排気中の有害物質を取り除き、
   上記廃水処理システムは、洗浄塔の廃水を処理して、処理後の再生水を再び洗浄塔に戻して使用することを特徴とする請求項５記載の蒸気熱回収及び排気処理システムの構造。

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