JPS5966693A - 燃焼ガスを熱源とするセパレ−ト型熱交換装置 - 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】 本発明はセパレート型熱交換装置に係り、特にその蒸気
管が熱源ガスの熱交換後の温度の調整について改良され
たセパレート型熱交換装置に関するものである。

工場等の排ガス、温排水等の顕熱を作動流体の蒸発、凝
縮によって回収するセパレート型熱交換装置が提案され
ている。これはウイツクが内装配置された１本のパイプ
内で作動流体の蒸発・凝縮を行なわせて熱の伝搬を行な
わせるようにした旧来の所謂ヒートパイプとは異なり、
それぞれ別体に構成された受熱部と放熱部とを有し、こ
れらを蒸気管及び液管で連結すると共に、液管の途中に
液移送用のポンプを設けてなるものである。

第１図はこのセパレート型熱交換装置の構成の一例を示
す系統図である。

１０は受熱部であって、蒸発管１，２、１．　２ｊ・・
・・・・が上下方向に配設されている。一方１４は放熱
部であって、凝縮管ｊ６、＋６・・・・・・が上下方向
に配設されている。受熱部と放熱部ｌ４とは蒸気管１８
及び液管２０とで連結され、蒸発管１２と凝縮管ｌ４と
は互いに連通されている。液管２２の途中には凝縮液タ
ンク２１及び液移送用のポンプ２２が設けられており、
受熱部１０に蒸発管１２の液レべルを検知するだめの液
面レベル管２４が、蒸発管１２を迂回するように設けら
れている。

また蒸気管１８、液管２０、ポンプ２２などは断熱材２
６によって被装され、放熱損失が防止されるよう構成さ
れている。

しかしてポンプ２１によって蒸発管１２に導入された液
状の作動流体Ｌは、燃焼排ガス、温排水などの高温熱源
２８と熱交換して加熱され蒸気Ｓとなる。この蒸気Ｓは
蒸気管１８を経て凝縮管ｌ６に導入され、低温の被加熱
流体３０と熱交換してこれを加熱すると共に、それ自身
は凝縮液Ｌとなり、ポンプ２２により液管２０を通って
蒸発管１２に移送され循環される。

このように構成されがセパレート型熱交換装置は、受熱
部１０と放熱部１４とが長い距離離れていたり、あるい
は設置レベル差が大きくとも蒸気Ｓと凝縮液Ｌの還流が
良好で、熱交換能に優れ、熱負荷の変動範囲も大きくと
れるという優れた長所を有する。

しかして熱源ガスとして各種燃料の燃焼ガス、就中燃焼
排ガスが採用される場合が多い。ところがこの場合、熱
交換後のガス温度が低ずぎると、ガス導管や煙突などの
内壁面に結露が生じ、硫酸腐食などによる材質の劣化が
進行するおそれがある。

従来この結露を防ぐ対策としては、第１図に示されるよ
うに受熱部１０を迂回するバイパス通路３２で、入口通
路３４と出口通路３６とを連結すると共に、このバイパ
ス通路３２の途中にダンパ（図示せず）を設け、このダ
ンパの開度を変えて出口通路３６から排出されるガスの
温度を調節していた。即ち出口通路３６に設けられた温
度センサ３８で検出される出口ガス温度が低すぎる場合
にはバイパス量を増加し、逆に出口ガス温度が高すぎる
場合にはバイパス量を減少させるのである。

しかるに、バイパス通路３６から出口通路に供給された
ガスと、受熱部１０を通過してきたガスとのミキシング
が不十分になってセンサ３８で検出される温度値の信頼
性が低い、あるいはバイパス通路３２接続部よりも上流
側の出口通路３６における結露は防止できない、などの
問題があった。

本発明の目的は、上記従来の問題点を解消し、制御の信
頼性が高く、ガス通路における部材の腐食が確実に防止
される、燃焼ガスを熱源とするセパレート型熱交換装置
を提供することにある。

本発明の装置は、受熱部の熱源ガス出口部にガス温度セ
ンサを設け、この検出温度が設定値よりも低い場合には
放熱部への作動流体流入電が減少されると共に、上記検
出温度が設定値よりも高い場合には放熱部への作動流体
流入量が増加されるよう構成されたものである。

以下図面に示す実施例を説明する。

第２図は本発明の実施例装置の系統図である。

この実施例装置においてはポンプ２２の下流側と凝縮液
タンク２１とを連結する管路４０、該管路４０の途中に
設けられた弁４２、および、受熱部１０の出口通路３６
に設けられたガス温度センサ３８からの出力値に基づい
て弁４２の開度を調節する弁制御器４４、が備えられて
いる。なお、従来例のバイパス通路３２は設けられてい
ない。

この弁制御器４４は、出口３６におけるガス温度が設定
値（例えば酸露点である１００〜１３０℃のうちから選
ばれる。）よりも低い場合には弁４２の開度が大きくな
るように制御し、また出口３６におけるガス温度が設定
値（例えば２００℃）よりも高い場合には弁４２の開度
が小さくなるよう制御する。

弁４２の開度が大きくなるとポンプ２２の下流側から凝
縮液タンク２１へのリターン量が増え、受熱部１０への
作動流体供給量が減少し、燃焼ガスから作動流体へ伝わ
る電熱量が減少し、出口通路３６におけるガス温度が上
昇する。逆に弁４２の開度が小さくなると受熱部１０へ
の作動流体供給量が増加し、伝熱量が増加して出口ガス
温度が低下する。

なお第２図の実施例は、受熱部１０として所謂液充填タ
イプのものを採用したものである。これは、図示の如く
上下方向に配列された蒸発管１２、ｌ２・・・・・・・
・の底部から液を管内に流入・充填し、上方に移動する
間に加熱・蒸発させるものである。

この場合、放熱部への液供給量が増加すれば、蒸発管ｌ
２内における液面レベルが上昇し伝熱量が増加し、逆に
液供給量が減少すれに液面レベルが低下し、伝熱間が減
少する。

受熱部１０としては、この他にも各種のタイプのものが
採用可能であるが、何れも液供給量の増・減により出口
ガス温度は低下・上昇し、上記実施例と同様な制御が可
能である。

なおこのように出口ガス温度の制御は受熱部ｌ０への作
動流体の供給量を増減させて行なわれるものであるとこ
ろから、受熱部に導入される燃焼ガスの温度が常に一定
である場合には、受熱部１０への作動流体供給量が一定
値となるように弁４２を制御しても良い。第３図はこの
一例を示すものであって、凝縮液タンク２１に液面レベ
ル計４６が取り付けられており、制御器４４は、タンク
２１内の液面レベルが常に設定範囲にあるように弁４２
の開度を調節している。しかしてタンク２１内の液面レ
ベルが設定範囲内にあれば、装置全体に充填されている
作動流体の総量が一定であるところから蒸発管１２、１
２・・・・・・内における液面レベルも常に所定の範囲
内となり、出口通路３６における温度が所定範囲内に制
御されるようになる。

なお、上記の実施例ではいずれもポンプ２２の下流側と
凝縮液タンクとを配管接続しその途中に弁を設けて受熱
部１０への作動流体流入量を調節するようにしているが
、本発明はこれに限定されるものではなく、その他任意
の流量調節手段が採用可能であつて、例えばポンプ２２
の吐出量を制御するようにしても良い。

以上の通り本発明によれば燃焼ガスを熱源とするセパレ
ート型熱交換装置において、受熱部の出口側のガス通路
におけるガス温度が所定範囲内に維持されるので、この
出口側通路における部材の腐食が確実に防止される。ま
たバイパス通路からのガスと受熱部を通過してきたガス
との混合が不要であり、検出温度の精度が高く、制御の
信頼性に優れる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来のセパレート型熱交換装置の系統図、第２
図及び第３図は本発明の実施例に係るセパレート型熱交
換装置の系統図である。 １０・・・受熱部、１２・・・蒸発管、１８・・・蒸気
管、２０・・・液管、 ２２・・・ポンプ、３２・・・バイパス通路、３６・・
・出口通路、３８・・・温度センサ、４２・・・弁、４
４・・・制御器。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）燃焼ガスを熱源ガスとする受熱部と、該受熱部と
   は別体とされた放熱部と、該受熱部と放熱部とを連結す
   る蒸気管及び液管と、該液管の途中に設けられた液移送
   用のポンプと、前記受熱部の熱源ガス出口部に設けられ
   たガス温度センサと、該ガス温度センサの検出値に基づ
   いて、熱源ガス出口部におけるガス温度が設定値よりも
   低い場合には前記放熱部に流入する作動流体の流量を減
   少させると共に該ガス温度が設定値よりも高い場合には
   前記放熱部に流入する作動流体の流量を増加させる流量
   制御手段と、を備えてなる燃焼ガスを熱源とするセパレ
   ート型熱交換装置。