(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
駆動装置１５により駆動されるファンブロア１４により吸入チャンバ１２内に外部の新鮮な空気が吸入され、熱源発生用熱交換器１７を通過することにより、吐出ダクト１８を介してドライヤー３０の内部に熱風を供給する、グラビア印刷機械用のドライヤーに連結される、縦型タイプの一体型熱交換ユニット１０において、
前記吸入チャンバ１２内の空気を濾過する第１のヘパフィルタと、
前記吸入チャンバ１２の上部面に設置され、流入する低温低圧の冷媒を高温高圧の冷媒に圧縮し、前記熱源発生用熱交換器１７に冷媒を流入させる圧縮機５０と、
前記熱源発生用熱交換器１７を通過することにより高温となった空気を再度濾過する第２のヘパフィルタと、
前記熱源発生用熱交換器１７が内部に設置された吐出ダクト１８の上方に設置され、前記ドライヤー３０内の廃熱を排気する排気ダクト４０と、
前記排気ダクト４０内に設置され、前記排気ダクト４０から排出される高温の廃熱を低温の排気ガスに熱交換することで熱源のみ回収する廃熱回収用熱交換器４１と、
前記熱源発生用熱交換器１７の冷媒吐出管１７ｂから排出される凝縮された高温の冷媒を低温低圧の冷媒に変換して前記廃熱回収用熱交換器４１に流入させる冷媒膨張装置６０とを含むことを特徴とする廃熱回収器を備えた縦型タイプの一体型熱交換ユニット。
【請求項２】
前記冷媒膨張装置６０は、冷媒吐出管１７ｂから排出される高温の冷媒を膨張させて低圧の冷媒に変換する膨張バルブ６１と、前記膨張バルブ６１で膨張した低圧の冷媒を集め前記廃熱回収用熱交換器４１に複数供給する複数の毛細管６２に分配する分配器６３とからなることを特徴とする請求項１に記載の廃熱回収器を備えた縦型タイプの一体型熱交換ユニット。
【請求項３】
駆動装置１５により駆動されるファンブロア１４により吸入チャンバ１２内に外部の新鮮な空気が吸入される吸入口側に設置された熱源発生用熱交換器１７を通過することにより、熱風に熱交換されて吐出ダクト１８を介してドライヤー３０の内部に熱交換された熱風を供給する、グラビア印刷機械用のドライヤーに連結される、横型タイプの一体型熱交換ユニット１０において、
前記吸入チャンバ１２内の空気を濾過する第１のヘパフィルタと、
前記吸入チャンバ１２の上部面に設置され、流入する低温低圧の冷媒を高温高圧の冷媒に圧縮し、前記熱源発生用熱交換器１７に冷媒を流入させる圧縮機５０と、
前記熱源発生用熱交換器１７を通過することにより高温となった空気を再度濾過する第２のヘパフィルタと、
前記吐出ダクト１８の上側に設置され、前記ドライヤー３０内の廃熱を排気する排気ダクト４０と、
前記排気ダクト４０内に設置され、前記排気ダクト４０から排出される高温の廃熱を低温の排気ガスに熱交換することで熱源のみ回収する廃熱回収用熱交換器４１と、
前記熱源発生用熱交換器１７の冷媒吐出管１７ｂから排出される凝縮された高温の冷媒を低温低圧の冷媒に変換して前記廃熱回収用熱交換器４１に流入させる冷媒膨張装置６０とを含むことを特徴とする廃熱回収器を備えた横型タイプの一体型熱交換ユニット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、廃熱回収器を備えた縦型及び横型タイプの一体型熱交換ユニットに関し、特に、ドライヤーから通風乾燥時に排気される高温の廃熱を低温の排気ガスに熱交換する際に、その熱源を回収して熱源発生用熱交換器によりドライヤーに熱風を供給するように構成した、廃熱回収器を備えた縦型及び横型タイプの一体型熱交換ユニットに関する。
【背景技術】
【０００２】
ドライヤー（Dryer）とは、グラビア印刷機械、合紙機（Laminating Machine, Extrusion Machine）、産業用コーティング機などの乾燥を必要とする機器に熱を供給する給排気循環装置であり、ファンブロア（Fan Blower）、熱源発生装置、密閉ボックスの構造からなる。
【０００３】
このようなドライヤーの空気の移動経路は、熱風を供給する給気部、使用された熱風を排出する排気部、使用された熱を一部再使用する熱風回収部に分けられる。
【０００４】
ドライヤーの内部構造は、上部ボックスと下部ボックスに分けられるが、上部ボックスに給気部と排気部が共に形成され、給気部は総じてノズル状になっており、下部ボックスには、素材が円滑に通過できるようにガイドロール（Guide Roll）と熱風回収口がある。
【０００５】
このようなドライヤーの一側に設置され、このドライヤーに供給される高温大風量の空気を生産するための独立した設備部品の設置が容易で、体積を小さくするために１つの本体に組み立てた設備機器を一体型熱交換ユニットという。
【０００６】
このような一体型熱交換ユニットは、初期設計から１つの組立品として設計されるので、各部品の空気移動が円滑に行われるように空気の流れを配慮したダクト設備が組み込まれる。また、使用目的や種類に応じて組み込まれる構成品の数や形態が異なることもあり、このような一体型熱交換ユニットは熱交換器の設置場所によって大きく２種類に分けられるが、熱交換器の位置がファンブロアの吸入口に位置するものを横型（Horizental）タイプといい、熱交換器の位置がファンブロアの吐出ダクトに位置するものを縦型（Vertical）タイプという。
【０００７】
図７及び図８には、熱交換器１７がファンブロア１４の吐出ダクトに位置する縦型タイプの一体型熱交換ユニットを示す。
【０００８】
一体型熱交換ユニット１０は、下端一側に形成された吸入口１１と、吸入口１１から吸入された空気を混合して温度を変化させる吸入チャンバ１２と、吸入チャンバ１２内の空気中に含まれる微細な有害物質や汚染塵埃をも濾過する公知の特殊帯電繊維である石綿繊維で製作された濾過紙であるヘパフィルタ（１３；HEPA：High Efficiency Particulate Air）が挿入された中間のフィルタボックス２０と、吸入口１１からフィルタボックス２０内のヘパフィルタ１３を通過して吸入されるようにすると共に、空気を吐出ダクト側にブローするファンブロア１４と、ファンブロア１４を駆動させる駆動装置１５と、ファンブロア１４を介して上側に向かうダクト１６から吐出される低温の空気を高温大風量の空気に変換する熱交換器１７と、熱交換器１７の一側に設置され、熱交換器１７により高温の空気に変換された空気を再度濾過して清浄空気にするヘパフィルタ１３が挿入された上部のフィルタボックス２０と、上部のフィルタボックス２０の一側に形成された吐出ダクト１８とからなる。
【０００９】
熱交換器１７は、ファンブロアから供給される低温大風量の空気を高温の空気に変換する装置であり、一次熱源の種類に応じてスチームヒータ式、熱媒体ヒータ式、電気ヒータ式がある。
【００１０】
スチームヒータ式熱交換器は、スチームを熱交換器の内部に通過させて熱交換する方式であり、スチームを発生させるスチームボイラとボイラ駆動のためのボイラ室の付帯設備を必要とし、熱交換器までスチーム移送回収配管を設置し、熱エネルギーの一定な温度維持のために熱交換器の入口側にはコントロールバルブ装置を連結し、スチームの損失分を減らすために排出口には大部分トラップ（TRAP）を設置している。スチームの運搬過程において、使用されるエネルギー源以外に配管や部品などの露出によるエネルギー損失分が生じ、スチームの特性上、熱エネルギーが消費されると水に変わる特性を考慮すると、水（凝縮水）を排出する装置を必要とする。ボイラ設置に必要な別途のボイラ室の面積を必要とし、冬季の凍結、破裂による設備部品の損傷に対応しなければならない。
【００１１】
このスチームヒータ式熱交換器に主に使用される燃料としては、軽油、ボイラ用灯油、ＬＰＧ、ＬＮＧなどがある。
【００１２】
熱媒体ヒータ式熱交換器は、加熱した熱媒体オイルを熱交換器の内部に循環させて熱交換する方式であり、温度維持のために流量制御バルブを取り付けて使用することが多い。スチームボイラと同様に、ボイラ室とボイラ室の付帯設備を必要とする。
【００１３】
スチームボイラよりボイラ室の設置面積が大きく、設備部品及び設備費がスチームヒータ式の約２倍以上となる。スチームボイラと同様に、配管露出によるエネルギー損失分が生じる。
【００１４】
このような方式の熱媒体ヒータ式熱交換器に主に使用される燃料としては、軽油、ボイラ用灯油、ＬＰＧ、ＬＮＧなどがあり、熱量消耗量が少ない場合は電気ヒータが使用されることもある。
【００１５】
電気ヒータ式熱交換器に主に使用されるヒータは電気ファンヒータ（Fan Heater）である。空気循環時に熱発散効率を向上させるために、パイプヒータ（Pipe Heater）に放熱フィンを取り付けて製作する。清浄燃料の１つである電気ヒータを使用することにより、機器稼動時の環境汚染の問題がなくなる。ただし、１ｋＷ当たりの発熱量（１ｋＷ当たり８６０ｋｃａｌ／ｈ）に制限があるので、熱量を多く必要とする場合はそれだけ容量が大きくなければならない。しかし、密度が規定値以上の場合は、ヒータの損傷と火災発生の危険性があり、二次的な安全装置などの設置を考慮しなければならない。
【００１６】
電気増設量に応じて費用が発生し、法定容量を超過すると安全管理規定上、安全管理要員を配置しなければならない。
【００１７】
前記一体型熱交換ユニットからドライヤーに供給される熱風により乾燥される製品は、石油化学物質で作られたフィルム類（ＰＥＴ、ＯＰＰ、ＮＹＬＯＮ、ＣＰＰ、ＬＬＤＥＤ、蒸着フィルムなど）、紙類、アルミホイールなどに印刷、接着、粘着、コーティングするが、ここで使用されるインキ、接着剤、コーティング液などは、大きく有機溶剤に希釈して使用する油溶性接着剤、粘着剤、インキ、コーティング液などと、水に希釈して使用する水溶性接着剤、インキ、コーティング液に分けられる。
【００１８】
油溶性と水溶性の両方の生産性増大のために速乾性（速成乾燥）を必要とするが、速乾性を増大させるためには、可能な限り大量の風を一定の温度に上昇させて乾燥させ、通風をよくしなければならない。
【００１９】
特に、油溶性製品は蒸発した残留溶剤が製品と混ざってはならない。
【００２０】
このように、速乾性を増大させて円滑な通風乾燥条件を備えるには、大量の空気を短時間に発生させて加熱し（比較的安定した温度維持）、これを可能な限り長い密閉ボックスの空間に強制的に給排気しなければならないが、ここで製品の品質を安定させるには、製品表面に加えられる風の速度を一定速度以下に下げなければならない。
【００２１】
密閉ボックスの内部は、１つのボックスの内部にそれぞれ独立した仕切りで分離された給気部と排気部に分けられ、給気部はノズル状の噴射口に、排気部は濾過網状の吸入口に製作し、ボックスの外部は、給排気ダクトの連結が容易な構造に製作しなければならない。
【００２２】
前記ドライヤーは、塵埃を濾過した大気中の空気が、短時間に高温大風量を生産する一体型熱交換ユニットから給気ダクトを経て密閉されたドライボックス（DRY BOX）に移動し、ドライボックス（DRY BOX）の内部で高風速で移動した空気が、各所に分散して速度が減少し、給気ノズルを経て製品を乾燥させる。ここで、製品の乾燥が進むと、気体状の溶剤、水分に変換され、ドライボックスの内部で分散膨張する。気体状の溶剤、水分は、ドライボックスの内部の排気口を経てドライボックスの外部に排出されるが、ここで高温大風量の空気も共に排出される。
【００２３】
このドライヤーに使用される風量は概ね４０ｍ３／ｍｉｎ〜６０ｍ３／ｍｉｎ、温度は５０℃〜８０℃がほとんど（約８０％）であるが、製品の仕様によっては風量や温度がそれ以上になることもある。
【００２４】
排気口から排出される高温大風量の空気は溶剤と水分を含んでいるので、これを再使用すると強制的通風乾燥条件が満たされず、速乾性が著しく低下する。一部では比較的汚染されていないドライボックス下部の熱源を再使用することもあるが、汚染度の危険性を排除することはできない。
【００２５】
前記ドライヤーのエネルギー消費はほとんど一体型熱交換ユニットで発生するが、ファンブロアのモータ駆動エネルギー、熱交換器の熱源発生エネルギーに分けられる。
【００２６】
一体型熱交換ユニットの一次エネルギーのうち、モータ駆動エネルギーは全て電気であり、熱交換器１７の一次エネルギーには電気、可燃性燃料（軽油，ボイラ用灯油，ＬＰＧ，ＬＮＧ）などが使用されるが、全エネルギー消費量のうち熱交換器１７の消費量が９０％以上である。
【００２７】
熱交換器の熱エネルギーは、ドライヤーの通風乾燥特性上、外部に捨てられるが、強制通風乾燥によって乾燥に費やされるエネルギーは１５％〜２０％と極めて一部分であり、８０％〜８５％以上の熱エネルギーが捨てられている。特に、可燃性燃料を使用する場合は、排出ガスの発生により環境汚染の発生を助長している現状である。
【００２８】
また、ドライヤーの排気ダクトが作業場内に設備されており、８０％〜８５％以上の熱源を含む排気ガスが排気ダクトから排出されるので、作業場内の温度が上昇して作業環境が劣悪になり、特に暑い夏季にはこれを冷房するために空気調和設備を稼動しなければならず、設備の維持コストが上昇するという問題がある。
【００２９】
すなわち、ドライヤーから排気される廃熱排気ガスが作業場の外部に排出されると環境を汚染し、作業場内に設置された排気ダクトにより作業場の温度が上昇する。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００３０】
よって、前述したような問題を解決するための本発明の目的は、ドライヤーから通風乾燥時に排気される高温の廃熱を低温の排気ガスに熱交換する際に、その熱源を回収して熱源発生用熱交換器によりドライヤーに熱風を供給するように構成した、廃熱回収器を備えた縦型及び横型タイプの一体型熱交換ユニットを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００３１】
上記目的を達成するために、本発明による廃熱回収器を備えた縦型タイプの一体型熱交換ユニットは、駆動装置により駆動されるファンブロアにより吸入チャンバ内に外部の新鮮な空気が吸入され、熱源発生用熱交換器を通過することにより、吐出ダクトを介してドライヤーの内部に熱風を供給する縦型タイプの一体型熱交換ユニットにおいて、前記吸入チャンバの上部面に設置され、流入する低温低圧の冷媒を高温高圧の冷媒に圧縮し、前記熱源発生用熱交換器に冷媒を流入させる圧縮機と、前記熱源発生用熱交換器が内部に設置された吐出ダクトの上面に設置された前記ドライヤー内の廃熱を排気する排気ダクト内に設置され、前記排気ダクトから排出される高温の廃熱を低温の排気ガスに熱交換する廃熱回収用熱交換器と、前記熱源発生用熱交換器の冷媒吐出管から排出される凝縮された高温の冷媒を低温低圧の冷媒に変換して前記廃熱回収用熱交換器に流入させる冷媒膨張装置とを含むことを特徴とする。
【発明の効果】
【００３２】
本発明による廃熱回収器を備えた一体型熱交換ユニットは、少ない動力しか必要としないので、従来の一体型熱交換ユニットに使用される熱交換器（スチームヒータ式，熱媒体ヒータ式，電気ヒータ式）に比べてはるかに大きな省エネルギーが可能であり、清浄燃料である電気を使用するので、スチームヒータ式、熱媒体ヒータ式の使用時における排気ガス発生の危険性がなく、現存する一体型熱交換ユニットの中で最も少ないエネルギーを消費するので、該当生産製品の生産コストを低減することができる（電気ヒータ使用時のエネルギー消費支出金の少なくとも約２／１０、ボイラ用灯油使用時の少なくとも１／２０レベル）。また、電気ヒータ使用時に消費される動力の１５％〜２０％しか必要としないので、一次動力の設備費が著しく少なく、さらに石油価格の上昇による電気使用量の急増を防止できるのはもちろんであり、所定の電気容量の超過時に必要な人件費の損失を低減することができ、別途の二次的設備（ボイラ室など）が必要ないので、少ない空間でも設置が可能であるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本発明による廃熱回収器を備えた縦型タイプの一体型熱交換ユニットがドライヤーに連結された状態を示す断面図である。
【図２】本発明による廃熱回収器を備えた縦型タイプの一体型熱交換ユニットを示す断面図である。
【図３】図２の側断面図である。
【図４】本発明による廃熱回収器を備えた横型タイプの一体型熱交換ユニットがドライヤーに連結された状態を示す断面図である。
【図５】本発明による廃熱回収器を備えた横型タイプの一体型熱交換ユニットを示す断面図である。
【図６】図５の側断面図である。
【図７】従来の縦型タイプの一体型熱交換ユニットを示す側面図である。
【図８】従来の縦型タイプの一体型熱交換ユニットを示す正面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３４】
本発明による廃熱回収器を備えた縦型タイプの一体型熱交換ユニットは、駆動装置により駆動されるファンブロアにより吸入チャンバ内に外部の新鮮な空気が吸入され、熱源発生用熱交換器を通過することにより、吐出ダクトを介してドライヤーの内部に熱風を供給する縦型タイプの一体型熱交換ユニットにおいて、前記吸入チャンバの上部面に設置され、流入する低温低圧の冷媒を高温高圧の冷媒に圧縮し、前記熱源発生用熱交換器に冷媒を流入させる圧縮機と、前記熱源発生用熱交換器が内部に設置された吐出ダクトの上面に設置された前記ドライヤー内の廃熱を排気する排気ダクト内に設置され、前記排気ダクトから排出される高温の廃熱を低温の排気ガスに熱交換する廃熱回収用熱交換器と、前記熱源発生用熱交換器の冷媒吐出管から排出される凝縮された高温の冷媒を低温低圧の冷媒に変換して前記廃熱回収用熱交換器に流入させる冷媒膨張装置とを含むことを特徴とする。
【００３５】
以下、添付図面を参照して本発明の実施形態について詳細に説明する。
【００３６】
図１は本発明による廃熱回収器を備えた縦型タイプの一体型熱交換ユニットがドライヤーに連結された状態を示す断面図であり、図２は本発明による廃熱回収器を備えた縦型タイプの一体型熱交換ユニットを示す断面図であり、図３は図２の側断面図であり、図４は本発明による廃熱回収器を備えた横型タイプの一体型熱交換ユニットがドライヤーに連結された状態を示す断面図であり、図５は本発明による廃熱回収器を備えた横型タイプの一体型熱交換ユニットを示す断面図であり、図６は図５の側断面図である。
【００３７】
ドライヤー３０に供給される高温大風量の空気を生産するための独立した設備部品の設置が容易で、体積を小さくするために１つの本体に組み立てた設備機器を一体型熱交換ユニット１０という。
【００３８】
このような一体型熱交換ユニット１０は、初期設計から１つの組立品として設計されるので、各部品の空気移動が円滑に行われるように空気の流れを配慮したダクト設備が組み込まれる。また、使用目的や種類に応じて組み込まれる構成品の数や形態が異なることもあり、このような一体型熱交換ユニットは熱交換器の設置場所によって大きく２種類に分けられるが、熱交換器の位置がファンブロアの吸入口に位置するものを横型（Horizental）タイプといい、熱交換器の位置がファンブロアの吐出ダクトに位置するものを縦型（Vertical）タイプという。
【００３９】
図１〜図３には、熱交換器（熱源発生用熱交換器；１７）がファンブロア１４の吐出ダクト側に位置する縦型タイプの一体型熱交換ユニット１０を示す。
【００４０】
一体型熱交換ユニット１０は、下端一側に形成された吸入口１１と、吸入口１１から吸入された空気を混合して温度を変化させる吸入チャンバ１２と、吸入チャンバ１２内の空気中に含まれる微細な有害物質や汚染塵埃をも濾過する公知の特殊帯電繊維である石綿繊維で製作された濾過紙であるヘパフィルタが挿入された中間のフィルタボックスと、吸入口１１から前記フィルタボックス内のヘパフィルタを通過して吸入されるようにすると共に、空気を吐出ダクト側にブローするファンブロア１４と、ファンブロア１４を駆動させる駆動装置１５と、ファンブロア１４を介して上側に向かうダクト１６から吐出される低温の空気を高温大風量の空気に変換する熱源発生用熱交換器（凝縮器：１７）と、前記熱交換器（凝縮器：１７）の一側に設置され、熱交換器１７により高温の空気に変換された空気を再度濾過して清浄空気にするヘパフィルタが挿入された上部のフィルタボックスと、前記上部のフィルタボックスの一側に形成された吐出ダクト１８とからなる。
【００４１】
図中符号７０は、排気ダクト４１と吐出ダクト１８のそれぞれの出口を通過する空気の流れを感知する風圧スイッチを示す。
【００４２】
吐出ダクト１８を介してドライヤー３０の内部に熱風を供給し、石油化学物質で作られたフィルム類（ＰＥＴ、ＯＰＰ、ＮＹＬＯＮ、ＣＰＰ、ＬＬＤＥＤ、蒸着フィルムなど）、紙類、アルミホイールなどに印刷、接着、粘着、コーティングする。
【００４３】
ドライヤー３０の内部は、上部ボックスと下部ボックスに分けられるが、上部ボックスに給気部と排気部が共に形成され、給気部は総じてノズル状になっており、下部ボックスには、素材が円滑に通過できるようにガイドロール（Guide Roll）と熱風回収部がある。
【００４４】
すなわち、一体型熱交換ユニットから給気ダクトを経て密閉されたドライボックス（Dry box）に移動し、ドライボックス（Dry box）の内部で高風速で移動した空気が、各所に分散して速度が減少し、給気ノズルを介して製品を乾燥させる。ここで、製品の乾燥が進むと、気体状の溶剤、水分に変換され、ドライボックスの内部で分散膨張する。気体状の溶剤、水分は、ドライボックスの内部の排気口を経てドライボックスの外部に排出されるが、ここで高温大風量の空気も共に排出される。
【００４５】
ここで、ドライヤー３０のドライボックスの外部に排出される高温大風量の空気を回収する熱風回収部に連通するように、排気ダクト４０が一体型熱交換ユニット１０の吐出ダクト１８の上方に位置している。
【００４６】
排気ダクト４０内には、ドライヤー３０の熱風回収部から排出される高温大風量の空気を低温の排気ガスに熱交換する廃熱回収用熱交換器４１が設置されており、この廃熱回収用熱交換器４１は、吐出ダクト１８内に設置された熱源発生用熱交換器１７に連通している。
【００４７】
熱源発生用熱交換器１７には、その冷媒吸入管１７ａを介して圧縮機５０から吐出される冷媒が吸入されるが、圧縮機５０は吸入チャンバ１２の上部に設置され、廃熱回収用熱交換器４１の冷媒排出管４１ａから吐出、吸入される低温低圧の気体冷媒を吸入し、高温高圧の冷媒に圧縮して熱源発生用熱交換器１７に吐出する。
【００４８】
熱源発生用熱交換器１７の冷媒吐出管１７ｂを通過した冷媒は、冷媒膨張装置６０の毛細管６２を通過することにより、低温低圧の気体に変換されて廃熱回収用熱交換器４１に流入する。
【００４９】
冷媒膨張装置６０は、冷媒吐出管１７ｂから排出される高温の冷媒を膨張させて低圧の冷媒に変換する膨張バルブ６１と、膨張バルブ６１で膨張した低圧の冷媒を集めて廃熱回収用熱交換器４１に複数供給する複数の毛細管６２に分配する分配器６３とからなる。
【００５０】
図４〜図６には、熱源発生用熱交換器（凝縮器；１７）がファンブロア１４の吸入口側に位置する横型タイプの一体型熱交換ユニット１０を示す。
【００５１】
このような横型タイプの一体型熱交換ユニットにおいては、熱源発生用熱交換器１７は吸入チャンバ１２内に設置されている。
【００５２】
通風乾燥条件を満たすためのドライヤー３０の構造は、ほとんどが使用された熱源を排出、すなわち捨てるようになっている。わずかに一部の熱を再使用するが、通風乾燥条件の効率を可能な限り満たす範囲でのみ活用されている。
【００５３】
このようなドライヤー３０から捨てられる熱源を直接再利用することは、通風乾燥条件を満たさないだけでなく、製品の品質低下、製品不良の原因提供、生産性低下などをもたらし得る。従って、捨てられる廃熱を効果的に活用するには、排出される排気熱源のうち純粋な熱源のみ回収して使用しなければならない。
【００５４】
＊通風乾燥に使用されるドライヤー３０は、製品の速乾条件を満たすために、生産設備に複数のドライヤーが装着されて１つの乾燥設備を構成する。これは、製品生産条件に応じてドライヤーの大きさや容量が決定され、一体型熱交換ユニット１０も様々な風量や温度条件に応じて製作されるので、捨てられる廃熱も温度や風量が様々である。
【００５５】
ドライヤーの給気部と排気部は異なる設置条件で設置されるが、給気部は様々な速乾条件を満たすために、ドライヤー設置数量と同じ数量の一体型熱交換ユニット１０が設置され、排気部は設置された個別のドライヤーから個別排気ダクトが連結され、１つのメイン排気ダクトに統合連結されて使用される。
【００５６】
一体型熱交換ユニットの容量に比例して廃熱回収器の容量を算定し、１つの一体型熱交換ユニットに１つの廃熱回収器が装着される。これは、ドライヤーの設置数量及び様々な速成乾燥条件（風量＋温度＝熱量）を全て満たす。
【００５７】
ドライヤーに可能な限り近い位置に廃熱回収器が装着されるので、廃熱が排気ラインを通過して熱損失分が生じる前に、ほぼ１００％に近い廃熱を利用することができる。
【００５８】
１００％に近い廃熱利用条件で可能な限り大量の廃熱を回収するために、冷凍原理を適用して廃熱回収率を最大化した。空冷式冷凍機の場合、液体冷媒が気体状に変化することにより、極めて低い温度に過冷却される。
【００５９】
過冷却された気体は周辺の熱を吸収して周辺温度を低くし、周辺の熱を吸収した気体冷媒は圧縮機５０を経て高温高圧に圧縮、凝縮されて高熱の液体状に変換される。高熱の液体冷媒を再び熱源発生用熱交換器１７に移動し、ファンブロア１４で周辺の空気を吸入、通過させて熱源発生用熱交換器１７を冷却するが、熱源発生用熱交換器１７を通過した空気は熱交換されて高温の空気に変換される。この高温の空気は吐出ダクト１８を介してドライヤー３０内に供給される。
【００６０】
本発明による廃熱回収器を備えた一体型熱交換ユニットは、排気ダクト４０内に廃熱回収用熱交換器４１を装着して廃熱回収を最大化し、熱源発生用熱交換器１７を高温発生熱交換装置として活用し、高温の熱を発生してドライヤー３０に供給する熱供給源として活用した。
【００６１】
本発明による廃熱回収器を備えた一体型熱交換ユニットの動力源は電気であり、ほとんどのエネルギーが消費される箇所は圧縮機５０であるが、圧縮機の消費電力量においては、廃熱回収用熱交換器４１で過冷却された気体が周辺の熱エネルギーを多く吸収するほどエネルギー消費量が著しく減少する。
【００６２】
本発明による廃熱回収器を備えた一体型熱交換ユニットにおいて最も重要な点は、ドライヤー３０で発生した廃熱の熱源を可能な限り損失なく回収して再使用することにより、少量のエネルギー消費量で乾燥に必要な温度を生産できるということである。すなわち、一次的に圧縮機５０で圧縮された高温高圧の気体冷媒が熱源発生用熱交換器１７を通過するようにして熱を発生させ、ドライヤー３０を経て排気される際に、排気される廃熱の８０％以上を気体状の冷媒として回収して圧縮し、純粋な熱源のみ再使用するが、これらは短時間に繰り返される。
【００６３】
よって、一回のサイクルが形成される度に温度は上昇し、ここでエネルギー消費量は圧縮機を運転するのに必要な動力のみを必要とするので、動力の使用が少なくても高温の熱を生産することができる。すなわち、発生する廃熱を最も近い場所で回収して最も近い場所で使用するので、露出による熱損失を低減することができ、効率が向上して消費エネルギーはその分少なくなる。
【００６４】
本発明による廃熱回収器を備えた一体型熱交換ユニットは、ドライヤーに必要な熱量を計算して冷媒の様々な臨界温度を考慮し、冷却装置ではなく、高温発生熱交換を目的に設計されている。従って、従来の冷却器やエアコンとは異なり、高温の熱を使用するので、圧縮機の容量に比例して熱交換器の電熱面積が約２倍〜３倍となる。
【００６５】
本発明による廃熱回収器を備えた一体型熱交換ユニットにおいて、電気エネルギーは主に圧縮機５０で消費されるが、これは熱源の再利用条件により最小限の動力のみ消費し、従来の電気ヒータ方式に比べて１５％〜２０％しか消費しない。
【００６６】
ドライヤー３０の使用温度条件に合わせて冷媒の様々な圧縮比、臨界温度を考慮すると、低温から中低温又は中低温以上の熱発生装置（熱交換器）を製作することができる。これは、新しい冷媒や圧縮機の発展と共に継続して適用されるコア技術である。
【００６７】
本発明による廃熱回収器を備えた一体型熱交換ユニットは、従来のヒートポンプとは異なる技術である。
【００６８】
従来のヒートポンプ方式は、冷房と暖房の２つの目的のために製作されるので、本発明に比べて装着される部品の数量が多く、また暖房時に室外機を外部に設置するので、極めて低い零下の温度ではエネルギー消費量が多くなり、正常に運転できないが、本発明は、ほとんどが零下でない産業生産設備空間に設置されるので、零下での運転がなく、生産設備の稼動時に発生する廃熱を常に再利用するので、エネルギー消費率が一定となり、正常運転を持続することができる。
【符号の説明】
【００６９】
１０  一体型熱交換ユニット
１２  吸入チャンバ
１４  ファンブロア
１７  熱源発生用熱交換器
１８  吐出ダクト
３０  ドライヤー
４０  排気ダクト
４１  廃熱回収用熱交換器
５０  圧縮機
６０  冷媒膨張装置
６１  膨張バルブ
６２  毛細管
６３  分配器
７０  風圧スイッチ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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