JPS5822801A - 排熱回収装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は一般的には熱交換システムに関するものであり
、より具体的には、加熱されたがスの流れから熱を集め
、当咳熱をある体積の水に伝達して蒸気を発生するため
にヒートパイプの列を利用したがスー水熱回収システム
に関するものである。

産業排ガス源からの熱回収は熱システムを経済的に作動
させるためのますます増大する機会を提供している。任
意の形態の熱回収から得られる経済的利点は燃料の入手
性及びコストに依存している。明らかに、燃料コストが
上昇するにつれて熱回収の増大によシ得られる費用節約
は増大する。

エネルギのコストは常に増大しているので、はっておけ
ば失なわれてしまう熱エネルギを回収、伝達するための
種々のシステム及び方法が工夫されている。

通常の熱交換装置は空気からがス、ガスから水、ガスか
ら有機流体を含む幾つかの熱回収モー「において作動す
る。熱回収モードの選択は用途の特性、特定の産業設備
によって用いられるデロセへ及び所定のサーぎスに要求
される経済性に依存している。例えば、蒸気を低圧にて
発生し、空調用途に空気を加熱、吸熱したり、中間圧力
で発生しプロセス用に用いたり、よシ高圧で、過熱又は
非過熱蒸気を発生し動力を発生させることが出来る１高
圧蒸気又は低圧蒸気の発生による熱エネルーの回収は燃
料及びエネルギ節約の最もあ〕ふれた手段であろうと思
われる。というのは蒸気というものは顕熱及び潜熱とい
う形で、莫大な本位重量当りの熱エネルギを担持してい
るからである。゛高圧又は低圧蒸気の発生によって熱エ
ネルギの回収を行なうための種々のタイプの熱回収ざイ
ラが市販されている。通常の熱回収ボイラの例には固定
乃至浮動ヘッダに取付けられた真直チューブパンクのユ
ニットとかくねヤ（戻ヤベン）！”）　要ｉのユニット
が含まれている。円形コイルタイプや水平くねシ要素タ
イプの場合には強制再循環を行なう必要がある。垂直チ
ューブユニットは強制乃至自然循環モーｒで作動するこ
とが出来る。より大部の低圧熱回収装置の場合には通常
２ドラム温の自然循環システムが採用されることが多い
。

通常の排熱ボイラの作動においては、排ガスからボイラ
水への熱の伝達速度はガスの温度、比熱、ボイラの熱吸
収表面上におけるガスの速度及び方向、及び表面の清浄
度に依存する。熱が排ガスからだイラ水へと適正に伝達
されるためには、熱吸収表面上での所要のガス流にかが
る通風損失を、これら６表面の損傷を見込んで、克服す
るために十分なスタック乃至誘導通風ファンがなければ
ならない。直接点火構造とくらべて、ガス温度は一般的
に低く、従って熱伝達機構における輻射成分もまた低い
。従って、排熱ざイラ忙おける傾向は熱伝達の対流成分
を増大させるためチューブ上のがス速度が高くなるよう
設計することにある。しかしながら、殆んどの産業プロ
セスが発生する加熱排がスの量は熱エネルギを回収しよ
うとすれば比較的低い流速を用いなければならない量で
ある。

従って、流速が低いために排熱の回収を通常の熱交換器
で行なうのは比軟的効率が悪いような幾つかの産業プロ
セスが存在する。エネルギのコストが常に増大している
ことを考えると、比較的低い流速で効率的に作動する。

排熱回収のための新しく改良されたシステムに対するニ
ーズは絶え間無くあられれている。

蒸気ボイラと組み合わせてヒートパイプを用いると、通
常の熱交換装置にくらべて幾つかの利点が得られる。例
えば、ヒートパイプがトランスデユーサとしての特性を
備えている故に、熱を低速排ガスの如き拡散源から集積
し、熱を水体の如き集中熱シンク内に伝達することが可
能となる。と−トパイゾをシングル乃至ダブル壁ヘッダ
プレートを介してシールすることによシ、一方の流体流
れは他方の流体流れから完全に隔離される。単一点接続
の故に、ヒートパイプのエバポレータ及びて熱的膨張及
び収縮に帰因する応力問題が減少する。更には、両流体
流れにおいてヒートパイプの外側は、清掃のため、表面
フィン構造を延ばすため、又は熱伝達を促進するための
特別の表面形成に利用することが出来る。

排熱を加熱されたがス流から蒸気ゼインへと伝達するた
めにヒートパイプが用いられている通常の熱交換装置に
おいては、熱伝達効率はボイラタンクの壁内のヘッダプ
レートを介してヒートパイプをシールするととく関連し
た損失によって制限されている。ヒートパイプ／ヘッダ
プレート界面においては界面面積が大きいために、許容
出来ないレベルの熱伝達がヒートパイプの壁中に発生し
てしまう。ヒートパイプとヘッダプレートの間に比較的
大きな熱伝達界面面積が生ずる原因は部分的には、ボイ
ラ構造に対するＡ８１コーＹｆ）＠度及び圧力条項及び
他の要求条項を満足するためにヘッダプレートを蒸気Ｍ
イラ壁の厚味にくらべて相対的に厚くしなければならな
いことによる。従つて、本発明の主たる目的はヒートパ
イプのためのｔ！Ｊ８ａ的支持体全支持体、蒸気ゼイン
の内部に対する流体密なシールを提供し、ヘッダプレー
トへのヒートパイプからの熱伝達を最小にするヒートパ
イプ支持構造体を提供することである。

本発明は低流速で作動する排熱二収システム内で熱を回
収、伝達するため蒸気ディジと組み合わヤてヒートパイ
プを利用するための方法及び装置Ｋｉｌ！するものであ
る。ヒートパイプは通常ＷｒｙＯ作動温度範囲で液相及
び気相の両相を備えている作動流体を含んだシールされ
た封体を有していムヒートパイ７’＋２）−万の溶分が
比１！Ｒ的高温度にさらされている時には、白該部分嘗
；エバボレー！セタクヨン（気化セクション）として機
能する。前記作動＾体はエンー？ボレータ１クションで
気化Ｌ、気相ノ４４封俸の瓦板お低温度のセクション（
コノデンサセクション）へと流入する１作動流体はコン
デンサセクション内で凝縮され、作ＩＥ＃！体の相変化
のために熱エネルー〇伝這が発生する。ＪＩＪＩされた
作動流体４次に液相としてエバポレータ１り一／ヨンへ
と戻され、ここでプロセスが繰返すれる。

本発明においてはヒートパイプは、加熱された排ガスの
流れからの熱エネルギを回収してボイラ内に配置された
ある体積の水に伝達せしめ、加圧状態の加熱水又は蒸気
を生成するのに利用されている。加熱された排ガスの流
れは対流熱伝達チャンバを経て流され、ここで前記ガス
流は１つ又はそれ以上のヒートパイプのエバポレータ部
分とａ触する。ここに前記ヒートパイプは対流熱伝達チ
ャンバをある体積の水が含まれたボイラと熱的に導通す
るよう接続せしめている。各ヒートパイプのコンデンサ
端部はボイラタンクの側面部分を形成するヘッダプレー
ト中を突出し、ある体積量の水と熱的関係を保つ状態で
沈潜されている。各ヒートパイプ内に含まれた作動流体
は熱力学サイクルを行なうこと？：特徴としており、当
該サイクルにおいては作動流体は熱エネルギが加熱され
た気相からヒートパイプのエバポレータセクション中へ
と伝達されるのに反応して気相状態となシ、その後作動
流体はエバポレータセクションからコンデンサセクショ
ンへと流れ、ここで熱エネルヤがコンデンサを経て水に
伝達されるのに反応して液相状態となる。

前記ヒートパイプは熱スリーブ構造体によって支持され
ておシ、当該スリーブは流体密なシールを提供するとと
も（（、ヒートパイプからヘッダプレートを経ての熱の
伝達を最小にしている。好ましい構造によれば、前記ヘ
ッダプレートは各々が段付穴によって絞られたヒートパ
イプ開口を備えており、サポートスリーブはこのヒート
パイプ開口中を突出するとと本にシール係合をなして前
記段付穴と接続されている。前記ビートノくイブはサポ
ートスリーブ中を突出しておシ、す？−トスリープとシ
ール係合をなして接続されている。この間接支持構造に
おいては、前記サポートスリーブにはスウエージ加工さ
れた端部部分が設けられておル、当該部分はヘッダプレ
ートの相対する側止でヒートパイプと噛み合ってお夛、
スウエージ加工された端部部分の１つはスリーブとボイ
ラタンク内股付穴との界面から遠く離れた地点において
流体密な密な結合を）してヒートパイプにシールされて
いる。す／−）スリーブの内径はヒートパイプの外径よ
ルも大きく、かくてヒートパイプ及びサポートスリーブ
は環状空気ヤヤッデによって分離されている。加えるに
、サポートスリーブの外径はヒートパイプ開口の内径よ
シも小さく、かくてサポートスリープとヘッダプレート
はヒートパイプ開口の深さ方向に沿って環状空気イヤッ
ゾによって分離されている。前記熱スリーブには好まし
くはテーパの付いた中間セクションが設置ｔｂれてお）
、当該セクションはねじが切られて段付穴の相対応する
テーパ及びねじ切シ部分と噛み合っている。熱スリープ
のボイラタンク内に突出するスウエージ端部は好ましぐ
はヒートパイ８デの；ンデンを部分に対して溶接ビーｒ
′によルシールされている。

前記熱スリーブは組み込みに先立ってヒートパイプとシ
ール係合するよう組み立てられる。組み込みの際熱スリ
ープはヒートパイプをボイラタンク内に挿入するための
ガイドとして作用する。サポートスリープの壁は薄肉で
あるためヒートパイプからヘッダプレートへの熱伝達は
実質的に限定される。ヒートパイプ及び熱スリーブ間、
並びに熱スリーブ及びヘッダプレート間の同心状環状突
気ヤヤツゾを又ヒートパイプからヘッダプレートへの熱
伝達を減少せしめる。スウエージ加工された端部部分が
単一点で接続されていることによシ、ヒートパイプのコ
ンデンサ及びエバポレータ両端部部分は自由に延びるこ
とが出来、かくて熱伸縮に帰因する応力の問題を減少さ
せることが出来る。

加えるに熱スリープがペラダブレートの段付穴とテーパ
及びねじ結合されていることによシポイラ構造体に対す
る五８エコードの強度及び圧力要求条項をも満足するシ
ール継手が得られる。

以下付図を参照して本発明のよル具体的な説明を行なう
。

以下の記述並びに付図の幾つか忙おいて、類似の部品に
は同一の参照番号が付されている。

第１図から第６図を参照すると、本発明に従って構成さ
れた熱回収システムは全体として参照番号ｆＯＫよって
示されている。熱回収システム１０はハウジング１１を
含んでお）、当該ハウジングは対流熱搬送チ、ヤンパ１
２と、蒸気がイラタンク１４と、これらを互いに熱導通
した関係で連結するヒートパイプ組立体１６を収納して
いる。

ハウジング１１には取入口ボート１８が装備されておシ
、このボートを経て矢印２０で示される加勢排ガスの流
れが対流熱伝達チャンバ１２内に流れ込み、ヒートパイ
プ組立体１６を横切）、こζで熱エネルイが伝達される
。熱エネルイ伝達が発生した後、排出ガスの流れは（図
示せぬ）ｌＩｌ導通導通子ファンシエキデーヌトボート
２２を経てエキゾーストスタックへと排出される。

ざイラタンク１４の底部領域は「泥ドラム」（ｍｕｌ　
ｄｒｕｍ　）体積として作用するのが便利であシ、付加
的洗浄穴をタンクの種々の地点に設けて、完全表分解を
行なうこと々〈清掃が行なえるようにすることが出来る
。端部カバープレートの１つはボルト結合フランジ構造
体によってボイラタンク１４の端部にシールし、洗浄及
び点検のため迅速に除去出来るようにすることが出来る
。

加熱された排ガスの流れ２０の源流は任意の産業プロセ
スからのものとすることが出来るが、本発明の目的のた
めｋは、発電機又は機械式冷凍コンプレッサを駆動する
全エネルヤシステムにおいて用いられるガスタービンか
らの排ガス流と仮定する。そのような総合エネルヤシス
テムはホテル、学校、ショクぎングセンタ又は病院のた
めの全ての動力、照明１．冷暖房を提供するのに用いる
ことが出来る。ガスタービン排気温度は典型的には７５
００Ｐ（３９９℃）〜１０００°Ｉｉ’（５３８℃）で
あ〕、従って熱交換器１６に何らの特別の材質又は合金
鋼を必要としない中間湯度範囲とみなすことが出来よう
。

前記ハウジング１１及び対流熱伝達チャンバ１２は全体
として四角形構造を表しておシ、ヒートパイプ組立体１
６の細長いエバポレータセクション２４を収納出来るよ
う深さＫ〈らべて相対的に幅広となっている。取入口／
−）１８は取入口遷移シエ２つｙ２＠ＩＩｃよって対流
熱伝達チャンバ１２に接続されておル、エキゾーストボ
ートはエキゾースト遷移シュラウド２８によって対流熱
伝達チャンバに接続されている。ハウジング１１及び対
流熱伝達チャンバ１２はサポートスキッド又は基礎フレ
ーム３０上で直立位置に支持されて−る。蒸気ボイラタ
ンク１４はスキッド３０上の直立位置において垂直ｔ−
ビーム３２、水平ＩＷ−，−ム３４及びアングルプレー
ト３６によって支持されている。この位置は対流熱伝達
チャンバｔｚｗｃ近接し、取入口遷移シエツウｙ２６及
び取入口？−）１８に重なっている位置である。熱回収
システム１０の主要部品をこのように配設する必要があ
るのは、ヒートパイプ組立体１６が細長い幾何学的形状
を有しているからであシ、かつ又各ヒートパイゾの；ン
デンサセクションが蒸気ボイラタンク１４内に物理的に
封入されていなければなら汝いからである。

前記蒸気ボイラタンク１４は全体的に円筒状構造を表し
てお〕、各端部に溶接された半球状の端部カバー３８を
含んでいる。典型全表構造によれば、本排熱回収システ
ムは１００ｐｓｉ（７＃ｆΔ−）の飽和蒸気について１
時間当Ｊ）　２　ｘ　１０’　、ＢＴＨの熱量を生産す
るよう作られている。従って、通常の圧力安全係数を考
えれば、この圧力範囲で作動する蒸気ボイラタンク１４
には軟鋼のような慣用の構造材を利用することが出来る
。

蒸気ボイラタンク１４には通常の逃し弁４０と、圧力計
４１が装備されておシ、蒸気４３を搬送するための蒸気
排出パイプ４２がタンクの上側上部表面に沿って配置さ
れている。また、蒸気ざイラタンク１４には水レベルコ
ントロール４４が装備されておル、当該７２ントロール
はのぞきガラス５６及び低水位カットオフトランスデユ
ーサ４８を含んでいる。

凝集物集積タンク５０は、例えば蒸気タービンで駆動さ
れた交流発電機（図示せず）とすることの出来る、本シ
ステムが発生した熱を利用するプロセスからの凝集物戻
多ライン５２を介して凝集物５１によって充満されてい
る。場合によっては凝集物の量が少ない場合付加的修整
水が必要とされる可能性もある。このよう壜状況の場合
には別個の水子熱器（図示せず）を用いるのが経済的で
あろう。集積タンク内に堆積した凝集物又は修整水は水
ボン７Ｐ５４及び蒸気ポインタンク１尋の側面中を突出
するフィルライン５６を介してボイラタンク１４へと搬
送され、第１図及び第２図において最４良く示されるよ
うに矢印５８の方向に下向きに導かれる。水が蒸気ボイ
ラタンク１４内にこのように創出されるようＫしたこと
で、ヒートパイプ組立体１６のコンデンサ端部部分から
矢印６４の如く上昇してくる蒸気の泡の動きと協働する
、水体積６２内の円形水流が誘起され易くなる。

水体積６２内の円形水流の作用により進入水けメイラタ
ンク内で一様に混合され、かくて蒸気の比較的一定な速
度による発生作用が促進される。更には、この取入口構
造によれば進入水は混合されるので、低温流は熱ショッ
クに敏感な溶接領域へとは直接流れない。

蒸気ボイラタンク１４の重要な特徴はタンクの一力の側
忙設けた四角形開口内に圧カヘッｌプレート６６が設け
られているということである。前記圧力ヘッダプレート
６６は蒸気ボイラタンク１４内忙完全に封じ込められた
ヒートパイプ組立休日のコンデンサセクションと対流熱
伝達チャンバ１２内に突出するヒートパイプのエバポレ
ータセクションとのインタフェースとして作用してイル
。ヒートパイプ組立体１６の各ヒートパイプは圧力ヘッ
ダプレート６６内の円形開口中を通過しておシ、以下詳
細に説明する熱スリーブを介して圧力ヘッダプレートの
おおい部分に結合されている。この配列により生ずる流
体密なシーＡＫよれば、加熱された排ガス流及び本は互
いに物理的に隔離されるとともに、ヘッダプレートを経
てのＭ損失は最小となる。

第１図から第４図を参照すると、ヒートパイプ組立体１
６は直線状に配列されたＴ？、−）バイブロ８を有して
おり、当該パイプは第９−図において最も良く示される
ように段違いヒートパイプ開ロバｐ−ンに従って行列し
ている。前記ヒートバイブロ８はＭ４図に例示され、本
明細書の参考文献である米国特許第４．０２０．８９８
号に記載のヒートパイプと類似の構造を備えている０や
はシ参考文献として示す米国特許第５．８６５，１８４
号に例示の他のヒートパイプ構造を用いること（出来る
。

本発明の好ましいヒートパイプは付図の第４図において
全体として６８で示されている。このと−トパイデは外
側管状封体７０を含んでおシ、当該封体は典型的にはそ
の横断面幅の数十倍の長さを備えた管状部材である。前
記外側管状封体）Ｏは長さが少なくと４８フイート（２
，４ｍ　）であり、約０．５インチ（１２，７ｍ１）か
ら１インチ（２５，４Ｕ）の内径を備えている。そのよ
うな寸法は単に典型的な本のとして述べるのであって、
そのようされたい。例示されたヒートパイプ・６は外側
管状封体として全体的に円筒状の管状部材７０１備えて
いるのが示されているが、長方形又は四角形横断面管状
部材の如き種々の他の幾何学的形状を利用可能なること
管理解されたい。しかしなが楓円筒状管状部材７０は本
発ｆＩＡＫ用いるヒートパイゾロ８へと容易かつ経済的
に成形出来ることが判明している。通常外側管状部材７
０はこの壁を経て熱エネルギがヒートパイプの内側Ｋ又
は外側に通過出来るようＫするため、銅、アルミ又は鋼
及びその類いの熱伝導性材料から製造される。

多数個の慣用の熱伝導性熱交換フィン７２を管状封体７
０の外側上の軸線力向に隔置された地点において装着し
、フィンと封体の間に良好な熱伝達作用を与えることが
出来る。こうすることによシ対流鋼伝達が発生する有効
面積が増大する。そのよう・々フィンは４ＩＫガス流−
壁伝達に関する熱エネルギ伝達効率を増大させることが
判明している。前記フィンは熱交換が気体でなく液体に
より行なわれている一場合には通常省略することが出来
る。＃２ＩＱに示すモジュラヒートパイプ組立体１６に
おいては、エバポレータセクション２４〜２４Ｂ及び２
４００各々は一様な熱伝達を達成するために漸増する熱
交換フィン７２を含んでいる。

というのは加熱された排ガス流の温度は当該流が各七ジ
ュラセクシ１ン中を通過するにつれて減少する。フィン
配列を選定するＫｍつでは熱ガスに固定が含まれること
を考慮して外側フィン輪部を選定すべきである。天然ガ
スを燃料とするガスタービンは極めて清浄な排ガスを生
ずるので、１インチ（２５，４−）当シ１０個のフィン
迄の高く、密に隔置されたフィン配置を用いることが出
来る・フィンの高さが高いことは全表面積を増大させる
一方熱路が長くなるのでフィン効率を減少させる。

背の篇いフィンはまた貫流面積又はガス通過面積を増大
させる。第４図に例示されたフィンは四角形であるが、
第６図に示す円形を含む他の幾何学的形状を用いること
も出来る。これらの全ての因子をバランスさせてヒート
パイプの最も有効的な使用を行なえるような構造を提供
すべきである。

本例にお〆ては、ヒートパイプ６８は典型的に第１図及
び第６図に示すように、中心間が２インチ（５０，８ｍ
）、列間が２インチの状態で段違−に配列された１イン
チ（２５，４１１）の外径の炭素鋼パイプである。好ま
しくは、０．０２４インチ（０，６龍）厚のアル電化表
面を備えた軟鋼からなる８個のフィン７２が外側管状部
材７０上に取付けられている。前述したように、各モジ
ュラセクションの各々内に異な′る数のフィンを備える
ことが望ましく、従ってモジュラ列を構成する時には間
隔は異なってくる。管状部材１０の相対する端部は端部
キャップ７４によって気密的にシールされている。本ヒ
ートパイプの構造においては、管状封体７０は端部キャ
ップ７４上に設けられたフィッティングを介して排気さ
れる。その後、封体７０は市販冷媒Ｒ１２又はトルエン
の如き（図示せぬ）液相／気相作動流体（図示せず）に
よって充満される。次に端部キャップ７４がクリンピン
グ、ろう付は又は溶接によシ永久的にシールされる。種
々の作動温度及び圧力下において液相及び気相の両相に
おいて存在する任意の周知の作動流体を本発明において
用いることが出来る。−か＜ソ、水、脂肪炭化水素、芳
香性炭化水素、フレオン冷媒及びその類いのハロゲン置
換物質の如き作動流体を用いることが出来る。４１１Ｆ
Ｋ好ましい作動流体は冷媒Ｒ１２、ベンゼン、トルエン
及びその類いの如きフレオン化合物である。

ヒートパイプに用いられる作動流体の量は効率的作動の
ために比較的重要であることが判明している。ヒートパ
イゾロ８の熟達能力はヒートパイプ内の作動流体の量を
選んで液相が所望の作動温度において管状封体′２２の
体積の約４０〜約７５チの量だけ存在するようＫした時
最大となる。

各ヒートバイブロ８の対流熱伝達チャンバ１２内に延び
る端部部分は集合して点線７６で示すエバーレータセク
ションを構成する。各ヒートパイゾロ８の蒸気ボイラタ
ンク１４内に延びる相対する端部セクションは付図の第
２図において最も良く示されるように、集合して点線７
８の如くヒートパイプ組立体１６のためのプンデンサ七
りシ曹ンを構成する。ヒートパイプ組立体１６は作動流
体がエバポレータセクション内で気化されるに従い作動
流体の閉じたサイクル循環をなすととｋより極めて大量
の熱エネルギをエバポレータセクション７６とコンデン
サセクション７８の間で伝達し、コンデンサセクション
へと移動しそこで凝集サレ、エバポレータへと戻る。

与えられたヒートパイプの列に対して交換するととの出
来る熱エネルギの大きさは第２図に示すようにエバポレ
ータセクション７６に関して角度θタケコンデンサセク
ション７８を上昇させることＫより増大可能なることが
判明した。この配列によると、エバポレータ内に含まれ
る作動流体の少なくとも一部分は気化され、気化した部
分はヒートパイプ組立体の比較的に低温のコンデンサセ
クションへと上昇し、ここで凝縮し、重力のもと♀戻る
。作動流体が液体から蒸気へと、次に液体へと相変化す
るために大量の熱エネルギがヒートパイプのエバポレー
タセクション及びコンデンサセクションの間で移送され
る。

ヒートパイプ組立体１６のヒートバイブロ８は一般的に
は真直管状パイプからな−っているのが好ましい０この
好ましい実施例においては、ヒートパイプ組立体１６内
のヒートパイゾロ８は互いに平行に配置されておシ、組
立体は各ヒートパイプの軸線が水平方向と角度０をなし
て傾き、コンデンサセクション７８がエバポレータセク
ション７６上刃にくるよう配向されている（第２図参照
）。

好ましい傾斜角度は水平方向上方で約１５°から約６５
″の間にあることが判明した。

８４図を再び参照すると、液相戻シ導管又はフローセパ
レータ８０が管状封体７０内に配置されて、エバポレー
タセクション７６からコンデンサセクション７８へと延
びている。前記液相戻シ導管８０は好ましくは開口端部
を備えてお〕、かくて液相作動流体は液相ｓｈ導管の上
側端部内に流入し、次に導管中を落下して導管の下側開
口端部から出て、ヒートパイプのエバポレータセクショ
ン内へと進入する。かくてコンデンサセクションフ８内
へと上向きに搬送される液相のみならず気化された作動
流体がコンデンサセクション内に凝縮した際形成される
液相が液相戻シ導ｔ８０の開口端部に進入し、重力の作
用のもとエバポレータセクションへと下向きに流れる。

この際、エバポレータセクションの壁中を通過する伺加
的熱エネルヤによシ作動流体の一部分の気化が行なわれ
、気化された部分は液相戻夛導管の外側を取囲むスペー
ス内でコンデンサセクション７８へと上向キに流れる。

前述したヒートパイプと７０−セパレータの組み合わせ
物の特徴は、水平力向に関するヒートパイプの傾斜角度
に依存して２つのはっきシ異なる作動モーＶが含まれて
いるということである。これらの２つの作動モードは気
化／凝縮モードと「バブルｊモードの２つであす、この
バブルモードにおいては長い蒸気のバブルがエバポレー
タセクションからコンデンサセクションへの液体スラグ
を変位させる。バブルの速度が実質的に純粋な蒸気流の
速度よりも実質的に小さいためこのことは蒸気搬送速度
を減する。他方、゛液体の搬送速度は大いに増大する。

パイプに沿って有限の湯度低下が存在するので、移送さ
れる顕熱は大いに増大し、搬送蒸気の減少と関連する潜
熱移送の減少を補償する。約６５６に至る迄の傾斜角度
においてはヒートパイプ、フローセパレータの組み合わ
せは気化／凝縮モードにおいて作動し、良好な効率並び
にフローセパレータ無しのヒートパイプよルも数倍大き
な容量を−備えている。傾斜角度がよシ大きく々ると、
容量はよシゆるやかに増大する。

本明細書に説明する排熱ボイラの場合には排熱ガス流と
所望の流れ温度との間の温度差を小さく、従って効率を
高くするのが好ましく、３５＠以下の傾斜角度における
作動が好ましい。

かくて、作動流体の気化した部分は液相作動流体の幾ら
かの部分とともに液相戻シ導管の外部スペース内を上向
きに流れ、一方液相作動流体のみが液相戻）導管中を下
向きに流れる。この区別された循環パターンは液相戻シ
導管８０を利用することＫよル達放されておル、蟲該導
管８０は外側管状封体７ＯＫ関して別個の流れを提供し
、以って外側管状封体フ０の壁を液相戻シ導管８０を紐
て搬送される凝縮作動流体に関して熱的に速断せしめて
いる。液相戻υ導管８０はもちろん圧力部材ではなく、
銅、アルミニウム、鋼及びその類いからなる薄肉金属チ
ューブの如き任意の適当な物質から形成させることが出
来る。液相戻シ導管８００好ましい長さは外側管状封体
７Ｃの内部の長さの約６５〜８５チである。場合によっ
ては、特に高い傾斜角度においては、液相戻シ導管８０
はエバポレータセクションにおいて幾分短かくし、エバ
ポレータセクションの長さの約１５俤迄の距離だけエバ
ポレータセクション内へと延ばすことが出来る。

理想的な状況のもとでは、加熱された排ガス流２０は清
浄表高温空気湯によって与えられる。しかしながら、本
発明の実際的な用途においては、加熱された排ガス２０
は空気、燃焼灰残留物及び他の成分からなっている。従
って、ヒートパイプ組立体１６は熱伝達フィン７２の故
障を妨ぐために周期的に清掃袷しなければならない。こ
の目的のためには慣用されているすすプロワ−を利用す
ることが出来る。蒸気ボイラタンク１４の内部を清掃す
るためには、半球状端部カバー３８の１つに第８図に示
すようなボルト締めされたフランジアクセスプレート８
１を設けて、コンデンサ組立体７Ｂの清掃及び点検のた
め迅速な除去を可能表らしめることが出来る。

対流熱伝達チャンバ１２を経ての加熱排ガス流２０の流
れはフェースダンパ組立体８２、バイパスダンパ組立体
８４及び周囲空気ダンパ組立体８６によって規制されて
いる。フェースダンパ及びバイパスダンパ組立体は実質
的に同一の構造をしておシ、対流熱伝達チャンバ１２内
において嫌ぼ水平に配置された数個の調節可能翼８８を
含んでいる。フェースダンパ嶌＼組立体８２はビーＦ２
４１組立体１６のエバボレータセクションフ６下方を延
びておシ、閉じられた時にはエバポレータセクションを
経ての空気の流れを完全に阻止する。閉じた位置におけ
るフェースダンパ組立体８２の作動は低水位又は高圧カ
ットアラン警報によってもたちされる緊急状況において
望ましい。

これが発生した時には、フェースダンパ組立体は閉じら
れ、バイパスダンパ８４が完全に開かれ、加熱されたガ
ス流２０はエバポレータセクションフ６中に加熱ガス流
２０が誘起されることで熱伝達を変化させることなくエ
バポレータセクション７６のまわル及びエキゾーストポ
ート２２中を流れることが出来る。

本発明の別の重要な特徴によれば、進入加熱排ガス流２
０の温度を減じ、またエバポレータセクション７６を横
切っての！スフローを増大させたい時に第１図の矢印９
ｏで示す周囲空気の流れを導入するために周囲空気ダン
パ組立体８６が設けられている。

前述したように、排熱ガス流と所望の蒸気温度との間の
温度差は比較的小さいことが予想され、従ってヒートパ
イプの高効率作動が望ましい。高効率を得るためｋは、
ヒートパイプ／ヘッダプレート界面での熱損失が最小と
なることが必要である。ヒートパイプ／ヘッダプレート
界面を経ての熱伝達を減少させることは慣用の装置の１
つの問題点であった。というのは厚肉のヘッダプレート
壁及びヒートパイプの間の境界面積が比較的太きいから
である。前記ヘッダプレート６６はその中に形成される
ヒートパイプ開口の数が多いためにボーイラ容器壁１４
の板厚Ｋ〈らべて相対的に厚くなければなら々い。ヘッ
ダプレートはボイラ構造物ノＡＳＩ規制コードにおける
強度及び圧力の条項を満足するために通常よ少も厚肉に
しなければならない。加えるに、ボイラタンク内に誘起
される内圧に耐える流体密シール作用を確立すると同時
にヘッダプレートを経ての熱伝達速度を最小にしなけれ
ばならない。最後にヒートパイプは熱サイクリングに反
応してコンデンサ及びエバポレータ端部部分が軸線方向
に自由に伸縮するよ□う支持されねばなら外い。

第５図、第６図、第７図及び第８図を参照すると、前述
の目的はヒートパイプ及びヘッダプレートの間に熱に関
するサポートスリーブ１０Ｇを間接支持及びシーリング
配置にて挿入することＫより達成される。熱的サポート
スリーブ１０ｇＮ！比較的長さの短かい機械的チューブ
であシ、当該スリーブは太径端部部分１０２と、小径端
部部分１０４と、テーパの付いたねじ中央セクション１
０６とを備えている。各熱サポートスリーブ１００はへ
ツダゾレート６６内のヒートパイプ開口１０８中を延び
ている。ヒートパイプ開口１ｏ８は段付穴１１０によっ
て減少しておシ、当該穴はテーパが付けられねじの切ら
れたスリーブ中央セクション１０６と噛み合うようテー
パが付けられ、ねじが切られている。前記大及び小径端
部部分１０２．１０４はスウェージ加工された端部１１
２．１１４を備えており、邑該端部はそれぞれヘッダプ
・レートの相対する側止でヒートバイブロ８を取囲み、
これと噛ゐ合っている。− 好ましい構造によれば、熱サポートスリーブ１．００の
内径はヒートパイプ６８の外径よシもわずかに大きく、
かくてヒートパイゾロ８は環状空気ヤヤッゾ１１６によ
って周囲を取囲む熱サポートスリーブから半径方向に分
離させられている。

前記環状空気ギャップ１１６は熱スリーブの全長に沿っ
てヒートパイプと熱スリーブの間に熱的バリアを提供し
、かくてスウェージ加工された端部部分１１２．１１４
への接触及び熱伝達を制限している。スウェージ加工さ
れた端部部分１１２．１１４は両端においてヒートパイ
プと実質的には線接触を行々つておう、かくてヒートパ
イプと周囲を取囲むスリーブとの間には比較的小さな熱
路が提供されている。

本発明の好ましい実施例によれば、ヒートバイブロ８は
ねじを切られた中央セクション１０１及び段付穴１１０
の傾斜結合並びにボイラタンク内ＫＮびるコンデンサセ
クション７８ＡＫ対してスウエージ端部１１４をシール
している溶接ビード１１８によって間接的にヘッダシレ
ー）６６にシールされている。スウエージ端部１１４の
コンデンサセクション７８Ａとの結合は好ましくはスリ
ーブ中央セクション及び傾斜穴のねじ結合地点から遠く
離れた地点において行なわれているのが好ましい。サポ
ートスリーブセクションを段付穴とねじ結合し、溶接ビ
ードと組み合わせて用いることによシ高い熱抵抗を備え
た流体密なシール管提供することが出来る。熱スリーブ
は単一の固定点においてヒートパイプを支持しておシ、
このことＫよシヒートパイプは熱サイクリングに反応し
て自由に軸線力向に膨張、収縮することを許容している
。

前記ヒートパイプ開口１０Ｂは好ましくは大径スリーブ
端部部分１０２の外径よＪ）４わずかに大きく、かくて
サポートスリーブをヒートパイプ開口の全長に沿ってヘ
ッダプレート１０６から離れるよう支持している。この
構造によシ環状亭気ヤヤツデ１１６と同心をなす環状空
気ギャップ１２Ｇが生じている。この構造によれば更に
ヒートパイプから熱がサポートスリーブを経てヘッダプ
レートへと逃げるのが減少する。

ヘッダプレート６６の外表面及びと−ドパイブの大径端
部部分１０２は更に絶縁ス）　＋）ツゾ１２２によって
絶縁されておシ、当該ストリップはヒートパイプの列間
においてかつ又ヘッダプレート６６の外表面近傍におい
て層をなして添加されている。絶縁ストリップ１２２は
りテーナシート１２４によって定位置に保持されている
。

次に第６図及び第８図を参照すると、ヒートバイブロ８
は最初熱サポートスリーブ１００をヒートバイブロ８に
取付けることによってヘッダシレートロ６内への装着準
備がなされる。熱サポートスリーブ１００はこれがエバ
ポレータセクション７６Ａ及びコンデンサセクション７
８Ａの間にあるヒートパイプの中間セクションと一致す
る迄ヒートバイブロ８上で滑らされる。次にサポートス
リーブの小径端部部分１０４上に設けられたスウエージ
端部１１４が溶接ビード１１ＢＫよってコンデンサセク
ション７８ムへとシールされる。次に熱スリーブ及びら
せんフィンを含んだヒートパイプ組立体がリテーナフー
ト１２４及びヒートパイプ開口１０ｇ内へと挿入される
。スリーブ１００のテーパが付けられねじの切られた中
央セクション１０６はヒートパイプ組立体がボイラタン
ク・・１４の内部に前進させられるにつれて段付穴１１
０のねじと噛み合う。スリーブは所望のトルクレベルが
達成される迄段付穴に対して締め込まれる。

本発明の重要表特徴によれば、第５図において最も良く
示されるようにボイラタンクの内部側壁に端部サポート
ブラケット１２８が取付けられている。前記端部サポー
トブラケット１２８は複数個のエキスパンション開口１
３Ｇを備えておシ、蟲該開口中をコンデンサセクション
７８Ａが突出している。エキスパンション開口１３０は
サポートブラケット１２８に取付けられたスリップカラ
ー１３２によって形成されているのが好ましい。

前記エキスパンション開口１３Ｇはヒートパイプ開口１
０８と軸線方向整合をなして配置されている。熱スリー
ブ１００はコンデンサセクションがエキスパンション開
口１３０に進入する際のヒートバイブロ８の軸線方向整
合作用を与える。加えるに１アクセスプレート８１をボ
イラタンクの側面かう除去してエキスパンション開口中
のヒートパイプコンデンサのキツゾ端部セクション１３
３の挿入を助成してやることが出来る。コンデンサ端部
セクションはスリップカラー１３２と清楚しておル、か
くてコンデンサセクション７８Ａは熱サイクリングに反
応して軸線方向に伸縮することＫよ多自由に移動するこ
とが出来る。ヒートパイプは単に１つの固定点において
支持されているので、即ち溶接ビード１１８におけるス
ウエージ端部部分１１４において固定されているので、
顕画方向の固着又は軸線方向の固着は発生しない。ヒー
トパイプは一度に１又は２の水平列をなして装着され、
絶縁ストリップ１２２は第８図に示すように単一層をな
してヒートパイプのまわりに挿入されるのが好ましい。

ヒートパイプコンデンサセクションのＳ分は第５図に示
すように最小予想水ライン上方に延びることが期待され
ている。最小水ライン立面は参照番号１３４によって示
されている。水ラインレベＡ−１３４は前述したように
付加的送給水を添加することによって実質的に一定に維
持される。コンデンサ端部部分は６０，０°ｐ（３１６
℃）を超える温度で作動するので、ヒートパイプの上側
列の幾つかは最低予想水ライン高さ以下において終結し
ている。作動流体の循環は熱損失を防止するために沈潜
したコンデンサセクション内に限られている。この配列
によれば、頂部６列のコンデンサ端部部分は最低予想水
ライン以下のレベルにおいて終結しておシ、支持目的の
ためスリップカラーヨン７８にへと接続されている。ヒ
ートパイプエキステンション７８１１ｉはカブリング力
”＞−１３４によってシールされたコンデンサ端部部分
に接続されている。

再び第８図を参照すると、エバボレータセクショ”ンは
端部サポートブラケット組立体１３６によって軸線力向
に変位出来るよう支持されている。

端部す？−ドブラケット１３６はエバポレータセクショ
ン７６Ａのキャッ゛デされた端部部分１４０を収納する
ためのエキスパンション開口１３８の列を備えている。

端部サポートプラケット組立体１３６は別個のブラケッ
ト１３６Ａ儀　１３６Ｂ。

１３６０及び１３６Ｄを含んでお夛、崩該ブラケットは
１又は２列のヒートパイプを一時にヘッダプレートを経
て組み付けられるように垂直スタックをなして配列され
ている。エバポレータ組立体７６はサイドパネル１４２
，１４４及び端部パネル１４６によって封じ込められて
いる。エバポレータセクション７６の下側及び上側は高
温ガス流２０ｔ−収納するために開口している。

前述の記載よル、本発明は慣用のシステムＫ〈らべて実
質的に改善された特性を備えた排熱回収システムを提供
していることが理解されよう−。ヒートパイプ組立体１
６をモジュール配列にしたことによって各エバポレータ
セクション２４ム、２４Ｂ及び２４０は異なる数のフイ
ンフ２を含むことが出来る。加熱された排ガス流２０の
温度はガス流がエバポレータ７６のモジュラ気化セクシ
ョンの各々を通過するＫつれて減少するので、各エバー
レータセクション内のヒートパイプが実質的に同一量の
熱を伝達するようＫするため、最初のエバポレータセク
ション２４Ａは最後の工／４／レークセクション２４０
よシも少ない数のフィン７２を要する。モジュラエバポ
レータセクシ膳ンに関するフィン面積な自由に選択出来
るととＫよシ、多くのエバポレータセクションを積み重
ねて、排ガス流から伝達される熱の量を最大化すること
が出来る。

従来技術にくらべてすぐれている別の重要な利点はヒー
トパイプがビイ２タンク１４内に自由に延び、熱スリー
ブ１００を介してヘッダプレート６６に間接的にシール
されているということであ−）、この特徴によ）ヒート
パイプは機械的歪を受けることなく自由に膨張すること
が出来る。前記熱スリーブはまた同軸状の環状空気ギャ
ップスペースを与え、高い熱抵抗を与えるので熱損失を
減少させる。更には、コンデンサセクション内のヒート
パイプの外側部分は割溝を付けるか突起をつけることに
より、熱伝達表面における水の核沸６譚、を促進する熱
伝達表面を提供することが出来る。

ヒートパイプはマニホールド内に終結していないので、
規則正しい保守間隔において熱伝達表面を清掃し、熱伝
達表面をすぐれた状態に保持することが可能である。

用途によっては？イラタンク１４を蒸気発生以外、の目
的のために用いることが出来る。例えば、本システムは
加熱されたガス流から完全に遮断されることが必要な、
例えば排〜、２ンキンサイクル動カシステムのためのト
ルエンの如き可燃性作動流体の気化に用いることが出来
る。ガス流からの遮断が々い場合に＋裏システムの漏洩
が生じた時に可燃性物質が高ｓｆス流内に排気されると
いう極めて面倒な問題が生じてしまう。完全な遮断はヘ
ッダプレート６６管各熱サポートスリーｆ１００とシー
ル結合するととによって提供されている。

加えるに、ヒートバイブロ１Ｎ′！それらの両端部分が
閉じておシ、比較的低圧で作動する。

本発明の好ましい実施例が詳細に説明されたが特許請求
の範囲内に規定の本発明の精神及び範囲から離脱するこ
となく種々の変化例、置換例及び変更例をなすことが可
能なることを理解されたい。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に従って構成された排熱回収システムの
斜視図、 側面図。 図、 第４図は本発明において用いられるヒートパイプ組立体
の一部分の斜視図、 第５図は第１図に示した熱回収システムの一部切シ取っ
て示せる、左側立面力、 第６図は麺５図に示す排熱回収システムのヘッダプレー
ト／ヒートパイプ界面の断面図、第７図は本発明に係る
ヘッダデレー）Ｋ支持されたヒートパイプ組立体の立面
図、 第８図は本発明の組立て方法を例示している、第５図の
ヒートパイプ回収システムに関する展開斜視図、 第９図は本発明のヘッダプレートの斜視図であ〉　　る
０ １４：ボイラタンク、５６：取入口ボート、４２：排出
”ｔ’　　）、１２：対流熱伝達チャンバ、６８：ヒー
トパイ：Ｚ’、７６：エバポレータセクシ”、？”８　
：　：ｌンデンサセクション、６６：ヘッダプレート、
１００：サポートスリーブ。 代理人　　浅　村　　　皓 外４名

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. （１）水取入口ポートと、蒸気排出ボートと、ぎイラタ
   ンクの側壁部分を形成するヘッダプレートを備えたざイ
   ラタンクと、 加熱ガスの流れを収納するための取入口とＩス流を排気
   するための取出口を備えた対流熱伝達チャンバと、 前記ボイラタンクを対流熱伝達チャンバと熱的に連結し
   ている一群のヒートパイプにして、各に一トパイデは前
   ξ対流熱伝達チ￥ンパ内に延びるｘ　Ａ　Ｉ　Ｖ　−１
   ４ｔ　／ジョンを画成する第１のシールされた端部部分
   と、？イラタンク内に延びるコンデンサセクションを画
   成する第２のシールされた端部部分と、ヘッダプレート
   中を突出し、これとシール噛λ合いをなして接続されて
   いる中間５ｉｋ−とを備え、各ヒートパイプはそれぞれ
   前記＝ｓ４レータ及びコンデンサセクションの作動亀皮
   において気相及び液相を備えた作動流体を含んでいる一
   群のヒートパイプと、 前記ヒートパイプとゼイラタンクの間に挿設されて前記
   ヒートパイプを支持する一方、前記ヒートパイプの前記
   ヘッダプレートに関する軸線方向の膨張及び収縮を収納
   するための装置との組み合わせからなる排熱回収装置。
2. （２）　　４’ｌＦ許請求の範囲第１項に記載の回収装
   置建おいて、前記ヒートパイプ支持装置は各ヒートパイ
   、デの中間セクションと前記ヘッダプレートの間に挿設
   されたスリープを有しておシ、前記スリープは前記ヘッ
   ダプレートとシール噛み合いをなして接続された側壁部
   分を備えており、前記スリープは前記セイラタンク内に
   突出し、ヒートパイプのコンデンサセクションとシール
   係合して接続されている端部部分を備えていることを特
   徴とする排熱回収装量。
3. （３）％許請求の範ｒ！！ｉ第１項に記載の回収装置に
   おいて、補記ヒートパイプ支持装置はボイラタンクの内
   ｌｌＩＣ取付けられた端部支持プラケットを有しており
   、当該プラケットは前記コンデンサセクションが突出す
   る複数個のエキスパンション開口を備えていることを特
   徴とする排熱回収装置。
4. （４）特許請求の範囲第１項に記載の回収装置にお□い
   て、前記ヒートパイプを支持する一方前記ヘッダプレー
   トに対するヒートパイプの軸線方向伸縮を収納するため
   ヒートパイプと対流熱伝達チャンバ間に挿設された装置
   が含まれていることを特徴とする排熱回収装置。
5. （５）特許請求の範囲第４項に記載の回収装置において
   、前記ヒートパイプ支持装置は谷ヒートパイプの中間セ
   クションと前記ヘッダプレートの間に挿設されたスリー
   ブを有しており、当該スリープは前記ヘッダプレートと
   シール係合して接続された側壁部分を備えておシ、前記
   スリーブは前記ヘッダプレートを超えて突出し、ヒート
   パイプと噛み合っている端部部分を備えていることを特
   徴とする排熱回収装置。
6. （６）特許請求の範囲第４項に記載の回収装置において
   、前記ヒートパイプ支持装置は前記熱伝達チおり、前記
   ブラーケラトは前記エバポレータセクションが突出する
   複数側のエキスパンション開口を備えていることを特徴
   とする排熱回収装置。
7. （７）　　水取入口ポートと、蒸気排出ボートと、ボイ
   ラタンクの側面の一部分を形成しているヘッダプレート
   にして当該プレートはその中を延びる複数個のヒートパ
   イプ開口を備えているヘッダプレートを備えたボイラタ
   ンクと、 前記ヘッダプレートとシール係合し各ヒートパイプ開口
   内に収納されたヒートパイプ支持スリーブと、 加熱されたガスの流れを収納するための取入口とがス流
   を排気するための取出口とを備えた対流熱伝達チャンバ
   と、 前記支持スリーブ中を突出し、ボイラタンクを対流熱伝
   達チャンバと熱的に連結している複数個のヒートパイプ
   にして、各ヒートパイプは対流熱伝達チャンバ内に延び
   るエバポレータセクションを画成する第１のシールされ
   た鳩部部分と、ｅ４ラタンク内内部びるコンデンサセク
   ションヲ画成する第２のシールされた端部部分と、関連
   するサポートスリープとシール係合して収納された中間
   部外とを備えている複数個のヒートパイプとを組み合わ
   せて有する排熱回収装置。
8. （８）特許請求の範囲第７項に記載め回収−置において
   、ボイラタンクの内側側壁に堆付けられヒートパイプと
   整合した複数個のエキスパンション開口を備えた端部支
   持プラケットと、各エキスパンション開口内に装着され
   たスリップカラーが含まれておシ、前記ヒートパイプの
   コンデンサセクションは前記スリップカラーと滑動係合
   して前記エキスパンション開口中を突出していることを
   特徴とする排熱回収装置。
9. （９）特許請求の範囲第７項に記載の回収装置ＫＮいて
   、前記ヒートパイプの選定された数の上儒列は最低予想
   水ライン高さ下方の立面にて終結しており、かくて作゛
   動流体の循環は沈潜したコンデンサセクション内に限ら
   れていることを特徴とする排熱回収装置。 Ｑｌ　　対流熱伝達チャンバを画成するほぼ四角形のハ
   ウジングにして、前記チャンバの下側領域内への加熱さ
   れたガスの流れを収納するべくハウジングの下側側壁部
   分上に形成された取入口と１．前記チャンバの上側領域
   からのがス流を排出するためハウジングの上側部分上に
   形成された取出口とを備えているハウジングと１、 前記取入口上方かつハウジング真近に配置されたほぼ円
   筒状のボイラタンクにして、当該ボイラタンクは水取入
   口と、蒸気排出ポートと、ハウジング近傍においてざイ
   ラタンク側壁部分の一部を形成するほぼ四角形ヘッダプ
   レートを含んでおり、前記ヘッダプレートはその内部を
   延びる複数個のヒートパイプ開口と、各ヒートパイプ開
   口内に配置され、ヘッダプレートのヒートパイプ開口を
   画成する部分とシール係合をなし収納されているヒート
   パイプサポートスリーブとを備えているボイラタンクと
   、 ボイラタンクの内部を対流熱伝達チャンバと熱的に連結
   している複数個のヒートパイプにして、各ヒートパイプ
   は、水平方向に関しである斜めの角度をなして傾斜して
   おり、加熱されたがス流の流路内で対流熱交換チャンバ
   内に配置されたエバポレータセクションと、ざイラタン
   クの内部内に配Ｒされたコンデンサセクションと、関連
   すると一トパイデサポートスリーブ中を突出し、該スリ
   ープとシール係合して収納されている中間部分と、エバ
   ポレータ及びコンデンサセクション１１結りこれらのセ
   クション間を液体及び蒸気が流れるのを許容している流
   体流路を含んでおり、各ヒートパイプ内に配置されたあ
   る体積の作動流体はそれぞれエバポレータ及びコンデン
   サセクションの作動温度において気相及び液相を備えて
   いる複歇傭のヒートパイプとを組み合わせてなる排熱回
   収装置。 α１）％許請求の範囲第１０項に記載の回収装置におい
   て、前記ヒートパイ”プの前記傾斜角度は水平上方に向
   けて約１５°から約６５°であることを特徴とする排熱
   回収装置。 （ｌり　　特許請求の範囲第１０項に記載の回収装置に
   おいて、各ヒートパイプの作動流体の責は所望の作動温
   度において液相がヒートパイプ体積の約４０％から約７
   ５１の量だけ存在するよう九選ばれていることを特徴と
   する排熱回収装置。 ０３　　段付穴によって減肉されているヒートパイプ開
   口を備えたヘッダプレートと、 前記ヒートパイプ開口中を突出し、前記段付穴とシール
   係合をなして接続されたサビ−トス１１−デと、 前記サポートスリーブ中を突出し、サポートスリープと
   シール係合し接続されているヒートパイプとを組合せて
   なる熱伝達装置。 （１り　　特許請求の範囲第１６項に記載の熱伝達装置
   において、前記段付穴はテーパが付けられねじが切られ
   ており、前記サポートスリーブは段付穴とねじ係合して
   配設されたテーパを付けねじを切った側壁を備えてシー
   ることを特徴とする熱伝達装置。 （Ｉ！９　　特許請求の範囲第１３項に記載の熱伝達装
   量において、前記ヒートパイプの外径はサポートスリー
   ブの内径よりも小さく、ヒートパイプ及びサポートスリ
   ーブは環状空気ヤヤツデによって分離されており、サポ
   ートスリーブは前記ヘッダプレートの相対する側におい
   てヒートパイプと噛み合うスウエージ加工された端部部
   分を備えてお）、前記スウエージ端部部分の１つはサポ
   ートスリーブ及び段付穴の結合地点から遠くの地点にお
   いてヒートパイプに対して流体密な結合をなしてシール
   されていることを特徴とする熱伝達装置。 （ＩＱ　　特許請求の範囲第１５項に記載の熱伝達装置
   において、前記スウエージ加工されたスリープ端αη　
   特許請求の範囲８１５項に記載の熱伝達装置において、
   ヌウエーゾ加工された端部部分の両方はヘッダプレート
   を超えて突出するととも＆Ｃ，？ボートスリーブ／ヘッ
   ダプレート界面に関して適く離れた地点においてヘッダ
   プレートの相対する１ｍ上でヒートパイプと噛み合って
   いることをｓｉｔとする熱伝達装置。 −特許請求の範囲第１３項に記載の熱伝達装【において
   、前記サポートスリーブの外径はヒートパイプ開口の内
   径よりも小さく、サポートスリーブ及びヘッダプレート
   は環状空気ギャップによって分離されていることを特徴
   とする熱伝達装置。 舖　特許請求の範囲第１３項に記載の熱伝達装置におい
   て、前記ヘッダプレート近傍に配置され、前記サポート
   スリーブを取囲む熱的絶縁物質の層が含まれていること
   を特徴とする熱伝達装置。 ■　ヒートパイプが第１の熱交換チャンバの内部を第２
   の熱交換チャンバの内部へと熱的に連結している排熱回
   収装置において、前記熱交換チャンバの一方は前記ヒー
   トパイプが突出する開口を備えた壁によって少なくとも
   部分的に封鎖されておシ、組み合わせ熱スリープが前記
   開口中を突出するとともに前記ヒートパイプ及び前記側
   壁間に挿設されており、前記熱スリーブは側壁部分を前
   記チャンバに固定せしめており、ヒートパイプの外径よ
   りも大きな内径を備えておシ、前記熱スリーブは前記チ
   ャンバ壁の相対する側止でヒートパイプと噛み合い、熱
   スリープとの噛み合い地点から離れた地点で前記ヒート
   パイプを支持しているスフエージ加工された端部部分を
   備えておプ、かくて前記ヒートパイプ及び前記熱スリー
   プは熱ス啼−デの全長に沿って環状空気イヤツブ忙よっ
   て分離されていることを特徴とする排熱回収装置。 Ｑｌ）　　ヒートパイプが第１の熱交換チャンバの内部
   を第２の熱交換チャンバの内部と熱的に連結しておυ、
   前記熱交換チャンバの少なくとも一方が容器側壁の一部
   を形成するヘッダプレートを含む側壁によって封鎖され
   た圧力容器を有している排熱回収装置において、前記ヘ
   ッダプレートｈｔ＆付火によって減肉されたヒートパイ
   プ開口を備え、この開口中を前記ヒートパイプが突出し
   ており、組み合わせ熱スリープが前記段付人中を突出す
   るとともに前記ヒートパイプとヘッダプレートの関に挿
   設されておυ、前記熱スリープは前記段付穴とシール係
   合して取付けられた側壁部分を備えるとともに、前記ヘ
   ッダプレートの相対する側止でヒートパイプと噛み合う
   スフエージ加工された端部部分を備えており、前記スフ
   エージ加工された層イブに沿う地点でサポートスリープ
   と段付穴の結合地点から遠く離れている地点においてヒ
   ートパイプ吟対して流体密な結合をなしてシールされて
   おシ、前記熱スリープはヒートパイプの外径よシも大き
   な内径を備えており、かくて前記ヒートパイプ及び熱ス
   リープは熱スリープの全長に沿って環状空気ギャップに
   よって分離されており、前記ヒートパイプ開口の内径は
   熱スリープの外径よりも大きく、かくて熱スリープ及び
   ヘッダプレートはヒートパイプ開口の深さ方向に沿って
   環状空気ギャップによって分離されていることを特徴と
   する排熱回収装置。 （２３ｙｌ？イラタンクのシールされた内部を対流熱伝
   達チャンバと熱的に導通接続する方法において、ボイラ
   タンクの側壁内に、ヒートパイプを備えたヘッダプレー
   トを装着する段階と、 ヒートパイプのコンデンサ端部部分をヒートパイプ開口
   を経てボイラタンクの内部に延ばし、エバポレータ端部
   部分が対流熱伝達チャンバ内に延びるようにする段階と
   、 熱す？−トスリープをヒートパイプとへラダブレート間
   に挿設して、ヒートパイプが熱スリープ内で半径方向に
   隔置された関係をなして支持されるようにする段階と。 前記熱サポートスリープの中央部分をヘッダプレートと
   シール係合するよう接続する段階と。 熱スリープの端部部分をヒートパイプのコンデンサ端部
   とシール係合するよう接続する段階とを有することを特
   徴とする接続方法。 （ハ）特許請求の範囲第２２項に記載の方法において、 ヒートパイプの内側に工具をはめ込む段階と、熱伝達フ
   ィンをヒートパイプのエバポレータ端部内に取付ける段
   階と、 熱サポートスリーブを熱伝達組立体近傍においてヒート
   パイプのまわりｌｌｃ組付ける段階と、熱スリープをヒ
   ートパイプのコンデンサ端部に溶接する段階と、 ある体積の作動流体をヒートパイプ内に封じ込める段階
   とからなる予備組立段階が含まれていることを特徴とす
   る方法。 ｃ１４）特許請求の範囲！２２項に記載の方法において
   、ヘッダプレートと熱サポートスリーブの外表面を熱的
   絶縁層で覆う段階が含まれていることを特徴とする方法
   。 （至）特許請求の範囲ｔａ２・２項に記載の方法におい
   て、ヒートパイプのコンデンサ端部部分をボイラタンク
   内に装着されたサポートプラケットと滑層させる段階が
   含まれていることを特徴とする方法。 （至）特許請求の範囲第２２項に記載の方法において、
   前記コンデンサセクションを最小予想水ラインレベル下
   方で終結せしめる段階が含まれていることを特徴とする
   方法。 罰　ヘッダプレート内のヒートパイプ開口内にヒートパ
   イプを支持する方法であって、 前記ヒートパイプとヘッダプレート間に熱サポートスリ
   ーブを挿設し、ヒートパイプ及び熱スリープがその全長
   にわたって環状空気イヤツブによって分離されるように
   する段階と、 前記熱スリーブの中央セクションをヘッダプレートとシ
   ール係合するよう接続する段階と、前記熱スリーブの端
   部部分をサポートスリープ／ヘッダプレート界面に関し
   て遠く離れた地点でヒートパイプにシール係合するよう
   接続する段階とを有する支持方法。 ＠　特許請求の範囲第２７項に記載の方法において、 前記ヒートパイプ開口内に段付′Ｋｋ形成する段階と、 熱スリーブをヘッダプレートに関して半径方向に隔置さ
   れた状態に維持し、以って熱スリーブ及びヘッダプレー
   トが前記段付穴へのヒートパイゾ開口の深さに沿って環
   状空気ギャップによって分離されるようにする段階が含
   まれていることを特徴とする支持方法。 四　特許請求の範囲！２７項に記載の方法において、前
   記熱サポートスリーブはへツダゾレートを超えて軸線方
   向に突出し、サポートスリープ／ヘッダプレート界面に
   関して遠く離れた地点で、かつヘッダプレートの相対す
   る側止でヒートパイプと係合しており、更に前記ヒート
   パイプ／熱スリープ界面のまわりに溶接ピ〜ｒを形成す
   ることで熱スリーブを一方の側においてヒートパイプに
   シールせしめる段階が含まれていることを特徴とする支
   持方法。