JPH05647Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 産業上の利用分野 この考案は、燃焼廃ガス等の高温ガスの有する
熱によつて水を加熱昇温する給水予熱器に管する
ものである。

従来の技術 周知のように、ボイラや各種の加熱炉では、重
油などの燃焼の燃焼に伴つて高温の廃ガスが生じ
るが、これをそのまま大気中に放散したのでは、
エネルギの無駄になるばかりか、集塵器を設けて
ある場合には、集塵器の寿命低下を招来するおそ
れもあり、そこで従来一般に、廃ガスからの熱回
収を図つている。このような熱回収装置の一例と
して給水予熱器が知られており、その一般的な構
造は、廃ガス流路（例えばダクト）内にフインチ
ユーブを配置し、これに水を流すことにより廃ガ
スとの間で熱授受を行なわせ、もつて温水として
熱回収する構成である。

考案が解決しようとする問題点 しかるに例えば重油を燃料としたボイラでの廃
ガスから前記給水予熱器によつて熱回収を行なう
場合、廃ガスはフインチユーブに接触しつつ流れ
る間に次第に温度が低下するが、フインチユーブ
の温度はその内部に水を流していることにより、
最高でも100°C程度にしかならないため、最終的
には廃ガスの温度が相当低くなり、その結果、廃
ガスに含まれる水分がフインチユーブに結露する
ことがある。このような場合、結露した水に二酸
化イオウ等の腐蝕性成分が溶解し、これが原因と
なつてフインチユーブが次第に腐蝕し、フインチ
ユーブからの漏水や給水予熱器自体の耐久性の低
下などの問題が発生するおそれがあつた。

この考案は上記の事情に鑑み、給水管を腐蝕環
境にさらすことなく燃焼廃ガス等の高温ガスから
熱回収を行なうことのできる給水予熱器を提供す
ることを目的とするものである。

問題点を解決するための手段 この考案は上記の目的を達成するために、密閉
管の内面にウイツクが設けられるとともに密閉管
内部に作動流体が封入されてなりかつその作動流
体が加熱蒸発および放熱凝縮を繰返しつつ循環流
動することにより熱を輸送する複数本のヒートパ
イプを、それぞれ垂直となるように並列状に配置
するとともに、各ヒートパイプの上端部を上部ヘ
ツダによつて互いに連通し、また各ヒートパイプ
の下端部を下部ヘツダによつて互いに連通し、そ
れらの各ヒートパイプおよび上部ヘツダ、下部ヘ
ツダの全体をケーシング内に収容して、そのケー
シングを高温ガス流路とし、さらに上部ヘツダの
内部に前記作動流体から熱を受ける給水管を挿通
したことを特徴とするものである。

作 用 したがつてこの考案の給水予熱器では、複数本
のヒートパイプと、上部ヘツダおよび下部ヘツダ
との全体を取囲むケーシングが高温ガス流路とな
つている。そしてその高温ガス流路内を流れる高
温ガスによつてヒートパイプの内部の作動流体が
加熱されて蒸発し、その蒸気がヒートパイプの上
端部の上部ヘツダに流れる。上部ヘツダの内部に
は、水を常時流している給水管を器挿通してある
から、その内部の温度が低くなつており、したが
つて上部ヘツダに流れた作動流体の蒸気は給水管
との間で熱授受を行なつて温度が低下し、凝縮液
化する。すなわちヒートパイプの内部温度は高温
ガスの温度とほぼ同温度に維持され、したがつて
ヒートパイプの外表面で高温ガス中の水分が結露
することはない。また上部ヘツダ内の給水管の外
表面で生じる液化は作動流体によるものであるか
ら、給水管の腐蝕が助長されることはない。な
お、上部ヘツダの内部で生じた液相の作動流体
は、ヒートパイプにおけるウイツクによる毛細管
圧力と重力によつて還流する。なおまた、この考
案の給水予熱器の構造では、複数本のヒートパイ
プの上端部、下端部にそれぞれヘツダが設けられ
て、その全体が一つのケーシングによつて取囲ま
れているだけであるから、構造的に極めて簡単で
あり、かつヒートパイプのシール部が少なく、し
かも全体を容易に耐圧構造とすることができる。

実施例 以下、この考案の実施例を添附の図面を参照し
て説明する。

第１図ないし第３図はこの考案の一実施例の正
面、側面および平面をそれぞれ示す図であつて、
高温の廃ガスＧを流すダクトの一部となるケーシ
ング１の内部に、フインチユーブをコンテナとし
た複数本のヒートパイプ２が上下方向に向けて配
置されている。このヒートパイプ２は従来から知
られているように、密閉管の内部から空気等の非
凝縮性ガスを排気した後にその密閉管の内部に水
等の凝縮性の流体を封入し、かつコンテナの内面
に毛細管圧力を生じさせるウイツクを設けた構成
であり、そのヒートパイプ２の上端部が、前記ケ
ーシング１の内部にその幅方向に沿つて配置した
上部ヘツダ３に接続され、また下端部が前記上部
ヘツダ３と平行に配置した下部ヘツダ４に接続さ
れており、したがつて横一列に配列したヒートパ
イプ２が各ヘツダ３，４によつて互いに連通され
ている。このような構成のヘツダ３，４のうち上
部ヘツダ３には、第４図に示すように、加熱昇温
すべき水を流す給水管５が軸線方向に沿い、かつ
上部ヘツダ３の気密性を保持した状態に挿通され
ている。そして横一列に配列され、かつヘツダ
３，４によつて一体化された複数本のヒートパイ
プ２を一ブロツクとし、そのような構成の複数の
ブロツクが前記ケーシング１の内部に廃ガスＧの
流動方向に沿つて配列され、各ブロツクの給水管
５同士が継手６によつて互いに接続されている。

上記の給水予熱器において、ケーシング１内に
高温の廃ガスＧを流すとともに、給水管５に水を
流せば、ヒートパイプ２の内部で作動流体が蒸発
気化し、これに対し上部ヘツダ３の内部温度が給
水管５の存在により低くなつているから、ヒート
パイプ２内で生じた作動流体蒸気が上部ヘツダ３
に流れる。そして作動流体蒸気は給水管５の内部
を流れる水に熱を与えて凝縮液化し、しかる後ヒ
ートパイプ２の内部を流下し、再度外部から熱を
受けて蒸発する。すなわち作動流体が、廃ガスＧ
の有する熱による水の加熱昇温を媒介する。そし
て作動流体の温度は廃ガスＧの温度と同程度まで
上がるから、ヒートパイプ２の外表面で結露が生
じることはなく、また給水管５は上部ヘツダ３の
内部に収容されているから、廃ガスＧにさらされ
ることはない。

なお、前記給水管５は、ヒートパイプ２の作動
流体と水との熱授受を行なわせるものであるか
ら、単位長さ当りの熱伝達面積を可及的に広くす
るために、給水管５としてコルゲート管を用いる
ことが好ましく、このようにすれば、熱による収
縮を吸収して熱応力の発生をも防止することがで
きる。また外表面に多数の突起を有し、かつ内周
面にインナーフインを設けた管状体を前記給水管
に用いることができ、このような構成であれば、
熱伝達面積を更に広くすることができる。

考案の効果 以上説明したようにこの考案の給水予熱器で
は、廃ガスなどの高温ガスの有する熱を一旦ヒー
トパイプに与え、しかる後ヒートパイプの作動流
体によつて給水管の内部を流れる水に熱を与える
よう構成したから、ヒートパイプの作動流体が高
温ガスと同程度まで温度上昇するために、ヒート
パイプの外表面に結露が生じることがなく、した
がつてヒートパイプの腐蝕のおそれがなく、また
温度の低い給水管はヘツダの内部に収容されてい
るから、当然、腐蝕の危険はない。その結果、こ
の考案によれば、耐久性を向上させることができ
るうえに、漏水の危険がないために、加圧型給水
予熱器として構成することができるなどの実用上
優れた効果を得ることができる。さらにこの考案
の給水予熱器は、熱輸送手段として熱輸送速度、
熱輸送効率の優れたヒートパイプを用いているた
め、良好な熱交換能を得ることができる。そして
またこの考案の給水予熱器は、複数本のヒートパ
イプおよび上部ヘツダ、下部ヘツダの全体が一つ
のケーシングによつて取囲まれて、そのケーシン
グ自体が高温ガス流路とされているため、構造が
簡単で安価となり、かつヒートパイプのシール部
も少なくなるため製造コストも低廉となり、しか
も充分な耐圧構造を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの考案の一実施例を示す正面図、第
２図は同側面図、第３図は同平面図、第４図は上
部ヘツダの部分断面図である。 １……ケーシング、２……ヒートパイプ、３…
…上部ヘツダ、４……下部ヘツダ、５……給水
管。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 密閉管の内面にウイツクが設けられるとともに
   密閉管内部に作動流体が封入されてなりかつその
   作動流体が加熱蒸発および放熱凝縮を繰返しつつ
   循環流動することにより熱を輸送する複数本のヒ
   ートパイプが、それぞれ垂直となるように並列状
   に配置されるとともに、各ヒートパイプの上端部
   が上部ヘツダによつて互いに連通され、また各ヒ
   ートパイプの下端部が下部ヘツダによつて互いに
   連通され、それらの各ヒートパイプおよび上部ヘ
   ツダ、下部ヘツダの全体がケーシングによつて取
   囲まれて、そのケーシング内が高温ガス流路とさ
   れ、しかも前記上部ヘツダの内部に前記作動流体
   から熱を受ける給水管が挿通されていることを特
   徴とするヒートパイプ式給水予熱器。