(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ボイラの煙突の外側に隙間なく巻き付けて成形されたコイル形状の熱交換パイプと、
前記熱交換パイプの下方の端部に接続され、前記熱交換パイプ内に水又は湯を供給する入水用循環パイプと、
前記熱交換パイプの上方の端部に接続され、前記熱交換パイプから排出される水又は湯の供給を受ける出水用循環パイプと、
前記出水用循環パイプに接続され、前記出水用循環パイプ内の水又は湯を一時的に貯留する貯湯槽と、
前記入水用循環パイプと前記貯湯槽との間に接続され、前記貯湯槽内の水又は湯を、前記入水用循環パイプ、前記熱交換パイプ、及び前記出水用循環パイプ内に循環させる循環用ポンプとを備え、
前記熱交換パイプは、複数の熱交換パイプユニットを構成し、
前記各熱交換パイプユニットは、前記煙突の外側に隙間なく連続して取り付けられ、
前記入水用循環パイプは、前記熱交換パイプ内に前記貯湯槽内の水又は湯を供給し、
前記出水用循環パイプは、前記熱交換パイプから排出される水又は湯を前記貯湯槽に供給し、
前記各熱交換パイプ、前記入水用循環パイプ、前記出水用循環パイプ、前記貯湯槽及び前記循環用ポンプの少なくとも一部はラッキング材で覆われていることを特徴とする廃熱交換システム。
【請求項２】
前記入水用循環パイプ及び前記出水用循環パイプは、前記熱交換パイプよりも大きな外径、内径、及び厚さを有することを特徴とする請求項１に記載の廃熱交換システム。
【請求項３】
前記熱交換パイプは、外径８ｍｍ〜１１ｍｍ、内径６ｍｍ〜９ｍｍ、厚さ０．５ｍｍ〜１．５ｍｍであって、長さ１０ｍ〜３０ｍで１つの熱交換パイプユニットを構成し、
前記熱交換パイプユニットは１〜１６個形成されることを特徴とする請求項１又は２に記載の廃熱交換システム。
【請求項４】
前記入水用循環パイプ及び前記出水用循環パイプは、外径２５ｍｍ〜３０ｍｍ、内径２３ｍｍ〜２８ｍｍ、厚さ０．５ｍｍ〜１．５ｍｍであることを特徴とする請求項１から３のいずれか一つに記載の廃熱交換システム。
【請求項５】
前記熱交換パイプ、前記入水用循環パイプ、及び前記出水用循環パイプのうち少なくとも一つは銅管であることを特徴とする請求項１から４のいずれか一つに記載の廃熱交換システム。
【請求項６】
熱交換パイプをボイラの煙突の外側に隙間なくコイル形状に成形して取り付け、
前記熱交換パイプ内に水又は湯を供給する入水用循環パイプを前記熱交換パイプの下方の端部に接続し、
前記熱交換パイプから供給される水又は湯が供給される出水用循環パイプに前記熱交換パイプの上方の端部を接続し、
前記出水用循環パイプ内の水又は湯を一時的に貯留する貯湯槽に前記出水用循環パイプを接続し、
前記入水用循環パイプと前記貯湯槽との間に設置された循環用ポンプによって、前記貯湯槽内の水又は湯を、前記入水用循環パイプ、前記熱交換パイプ、及び前記出水用循環パイプ内に供給して循環させることを含み、
前記熱交換パイプは、複数の熱交換パイプユニットを構成し、
前記熱交換パイプユニットは、前記煙突の外側に隙間なく連続して取り付けられ、
前記入水用循環パイプは、前記熱交換パイプ内に前記貯湯槽内の水又は湯を供給し、
前記出水用循環パイプは、前記熱交換パイプから排出される水又は湯の供給を受け、
前記熱交換パイプ、前記入水用循環パイプ、前記出水用循環パイプ、前記貯湯槽及び前記循環用ポンプの少なくとも一部がラッキング材で覆われていることを特徴とする廃熱交換方法。
【請求項７】
ボイラから組み立て式煙突を構成する一つの煙突部材を取り外し、
前記取り外した煙突部材を成形前の熱交換パイプの上に置き、当該煙突部材の外周に前記熱交換パイプを隙間なく巻き付けることによって前記熱交換パイプをコイル形状に成形し、
前記コイル形状に成形した前記熱交換パイプを前記煙突部材から取り外し、他の熱交換パイプを前記煙突部材の外周に隙間なく巻き付けることによって複数の熱交換パイプユニットを製造し、
前記コイル形状に成形された複数の熱交換パイプユニットを、前記ボイラの組み立て式煙突の上端部から連続してはめ込み、
前記煙突にはめ込まれた各熱交換パイプユニットの下方の端部を、貯湯槽に接続された入水用循環パイプにそれぞれ接続し、
前記煙突にはめ込まれた各熱交換パイプユニットの上方の端部を、前記貯湯槽に接続された出水用循環パイプにそれぞれ接続し、
前記貯湯槽内の水又は湯を、前記入水用循環パイプ、前記熱交換パイプ、及び前記出水用循環パイプ内を循環させるように前記貯湯槽と前記入水用循環パイプとの間に循環用ポンプを設置することを特徴とする廃熱交換システムの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、廃熱交換システムに関し、特にボイラの煙突に外付けされる廃熱交換システム及びその方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ボイラの煙突から排出される廃熱又は排熱は非常に高温であり、そのまま空気中に放出するとエネルギーの無駄であると同時に地球温暖化の一因ともなり得る。
【０００３】
そこで、ボイラの廃熱を有効利用するために廃熱交換器をボイラに設置することが行われている。下記特許文献１に開示されているように、従来の廃熱交換器はボイラの煙突内部に熱交換のための吸熱部を設置するものである。
【０００４】
しかし、このような従来の廃熱交換器は、ボイラの煙突内部に熱交換用の装置を設置する必要があるため、大規模な設置工事が必要となり、設置コストが高くなる、煙突に穴をあける必要があるため、煙突が腐食しやすい、重油ボイラなど、ガス以外のボイラに設置する場合には、煙突内部や熱交換器の内部にすすが溜まりやすくなるため、燃料フィルタなどの部品を定期的に交換する必要があり、また、すすを除去するための清掃に手間がかかるなどの問題がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】実開昭５９−１７２９４２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、低コストで容易に設置でき、煙突に穴をあけずに外付け可能な熱交換効率の良い廃熱交換システムを提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の実施の形態に係る廃熱交換システムは、ボイラの煙突の外側に隙間なく巻き付けて成形されたコイル形状の熱交換パイプと、熱交換パイプの下方の端部に接続され、熱交換パイプ内に水又は湯を供給する入水用循環パイプと、
熱交換パイプの上方の端部に接続され、熱交換パイプから排出される水又は湯の供給を受ける出水用循環パイプと、出水用循環パイプに接続され、出水用循環パイプ内の水又は湯を一時的に貯留する貯湯槽と、入水用循環パイプと貯湯槽との間に接続され、貯湯槽内の水又は湯を、入水用循環パイプ、熱交換パイプ、及び出水用循環パイプ内に循環させる循環用ポンプとを備え、熱交換パイプは、複数の熱交換パイプユニットを構成し、各熱交換パイプユニットは、煙突の外側に隙間なく連続して取り付けられ、入水用循環パイプは、熱交換パイプ内に貯湯槽内の水又は湯を供給し、出水用循環パイプは、熱交換パイプから排出される水又は湯を貯湯槽に供給し、各熱交換パイプ、入水用循環パイプ、出水用循環パイプ、貯湯槽及び循環用ポンプの少なくとも一部はラッキング材で覆われていてもよい。
【０００８】
また、本発明の実施の形態に係る廃熱交換システムにおいて、入水用循環パイプ及び出水用循環パイプは、熱交換パイプよりも大きな外径、内径、及び厚さを有してもよい。
【０００９】
また、本発明の実施の形態に係る廃熱交換システムにおいて、熱交換パイプは、外径８ｍｍ〜１１ｍｍ、内径６ｍｍ〜９ｍｍ、厚さ０．５ｍｍ〜１．５ｍｍの銅管であって、長さ１０ｍ〜３０ｍで１つの熱交換パイプユニットを構成し、熱交換パイプユニットは１〜１６個形成されてもよい。
【００１０】
また、本発明の実施の形態に係る廃熱交換システムにおいて、入水用循環パイプ及び出水用循環パイプは、外径２５ｍｍ〜３０ｍｍ、内径２３ｍｍ〜２８ｍｍ、厚さ０．５ｍｍ〜１．５ｍｍの銅管であってもよい。
【００１１】
また、本発明の実施の形態に係る廃熱交換システムにおいて、熱交換パイプ、入水用循環パイプ、及び出水用循環パイプのうち少なくとも一つは銅管であってもよい。
【００１２】
本発明の実施の形態に係る廃熱交換方法は、熱交換パイプをボイラの煙突の外側に隙間なくコイル形状に成形して取り付け、熱交換パイプ内に水又は湯を供給する入水用循環パイプを熱交換パイプの下方の端部に接続し、熱交換パイプから供給される水又は湯が供給される出水用循環パイプに熱交換パイプの上方の端部を接続し、出水用循環パイプ内の水又は湯を一時的に貯留する貯湯槽に出水用循環パイプを接続し、入水用循環パイプと貯湯槽との間に設置された循環用ポンプによって、貯湯槽内の水又は湯を、入水用循環パイプ、熱交換パイプ、及び出水用循環パイプ内に供給して循環させることを含み、熱交換パイプは、複数の熱交換パイプユニットを構成し、熱交換パイプユニットは、煙突の外側に隙間なく連続して取り付けられ、入水用循環パイプは、熱交換パイプ内に貯湯槽内の水又は湯を供給し、出水用循環パイプは、熱交換パイプから排出される水又は湯の供給を受け、熱交換パイプ、入水用循環パイプ、出水用循環パイプ、貯湯槽及び循環用ポンプの少なくとも一部がラッキング材で覆われていてもよい。
【００１３】
本発明の実施の形態に係る廃熱交換システムの製造方法は、ボイラから組み立て式煙突を構成する一つの煙突部材を取り外し、取り外した煙突部材を成形前の熱交換パイプの上に置き、当該煙突部材の外周に熱交換パイプを隙間なく巻き付けることによって熱交換パイプをコイル形状に成形し、コイル形状に成形した熱交換パイプを煙突部材から取り外し、他の熱交換パイプを煙突部材の外周に隙間なく巻き付けることによって複数の熱交換パイプユニットを製造し、
コイル形状に成形された複数の熱交換パイプユニットを、ボイラの組み立て式煙突の上端部から連続してはめ込み、煙突にはめ込まれた各熱交換パイプユニットの下方の端部を、貯湯槽に接続された入水用循環パイプにそれぞれ接続し、煙突にはめ込まれた各熱交換パイプユニットの上方の端部を、貯湯槽に接続された出水用循環パイプにそれぞれ接続し、貯湯槽内の水又は湯を、入水用循環パイプ、熱交換パイプ、及び出水用循環パイプ内を循環させるように貯湯槽と入水用循環パイプとの間に循環用ポンプを設置してもよい。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、ボイラの煙突に低コストで容易に設置でき、煙突に穴をあけずに外付け可能であって、ボイラから排出される廃熱を貯湯槽の中の水又は湯の温度上昇のために有効利用することができる効率の良い廃熱交換システムを提供することができる。
【００１５】
また、本発明によれば、熱交換パイプのどの部分に詰まりや破損が発生した場合であっても、当該不都合の生じた部分を含む１つの熱交換パイプユニットのみをシステムから取り外して修理又は交換することができるので、他の熱交換パイプユニットを取り外すことなく容易に修理・交換等のメンテナンスを行うことができる。
【００１６】
また、本発明によれば、熱交換パイプの修理又は交換等を行う場合に当該熱交換パイプユニットを構成する熱交換パイプの下端のみをシステムから取り外すことによって、他のシステム構成部分を加工することなく容易にパイプ内部の水又は湯を排出して修理・交換等のメンテナンスを行うことができる
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の一実施形態に係る廃熱交換システムの全体構造を示す概略図である。
【図２】本発明の一実施形態に係る熱交換パイプユニットを示す概略図である。
【図３】図２に示す熱交換パイプユニットにラッキング材を巻き付けた状態を示す概略図である。
【図４】本発明の一実施形態に係る熱交換パイプの断面図である。
【図５】本発明の一実施形態に係る循環パイプの断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照しつつ説明する。なお、実施の形態において、同一構成要素には同一符号を付し、重複する説明は省略する。
【００１９】
［廃熱交換システムの構成］
図１は本発明の一実施形態に係る廃熱交換システムの全体構造を示す概略図である。図１に示すように、本発明の一実施形態に係る廃熱交換システム１は、ボイラ１００と貯湯槽７００とを備え、ボイラの煙突２００の外側には熱交換パイプ５０２、５０４、５０６、５０８がコイル状に隙間なく巻きつけられている。また、熱交換パイプ５０２、５０４、５０６、５０８の各上下の端部は、それぞれ下方の端部が入水用循環パイプ３００に接続され、下方の端部が出水用循環パイプ４００に接続され、貯湯槽７００内の水又は湯は、循環用ポンプ６００の動力によって、入水用循環パイプ３００、熱交換パイプ５０２、５０４、５０６、５０８、及び出水用循環パイプ４００の内部を循環する。
【００２０】
ボイラ１００は煙突又は排煙・排気機能を有する構造体を有しており、煙突等の排煙構造体から熱が排出されるものであればどのような構造のものでもよく、その他にボイラの種類は特に限定されない。例えば、ボイラ１００は、温水を供給する温水ボイラであってもよく、蒸気を供給する蒸気ボイラであってもよい。また、ボイラ１００の燃料も特に限定されない。例えば、ボイラ１００の燃料は石炭等の個体燃料であってもよく、灯油や重油であってもよく、都市ガス、液化石油ガス（ＬＰＧ）、液化天然ガス（ＬＮＧ）などのガスであってもよい。さらに、ボイラ１００は丸ボイラであってもよく、貫流ボイラ等の水管ボイラであってもよい。また、図１においてボイラ１００は一個だけ記載されているが、本件発明にかかる熱交換システム１においてボイラは複数設置されてもよい。
【００２１】
貯湯槽７００は本件発明にかかる熱交換システム１において循環する水又は湯を貯留することのできる構造を有するものであれば足り、その他に貯湯槽７００の種類は特に限定されない。好ましくは、貯湯槽７００は高温、応力又は腐食に対する耐性の優れた材質及び構造で形成されてもよい。例えば貯湯槽７００はステンレス製であってもよく、貯湯槽７００の容量は２トンであってもよい。また、貯湯槽７００の設置場所は屋内であってもよく、屋外であってもよい。
【００２２】
ボイラ１００の煙突２００は、ボイラ１００から排出される排煙・排気を放出するための流路となる構造体であって、熱が排出されるものであればどのような構造を有するものであってもよい。例えば煙突２００は外径２００ｍｍの中空の円柱形状であってもよく、鉄等の金属からなるものであってもよい。
【００２３】
熱交換パイプ５０２、５０４、５０６、５０８は、金属、好ましくは銅からなる中空のパイプ形状であってもよく、所定の長さごとに一方の端部が入水用循環パイプ３００に接続され、他方の端部が出水用循環パイプ４００に接続される複数の熱交換パイプユニットを形成してもよい。図１では、このような熱交換パイプユニットが縦に４つ連続して形成されている例を示すものであるが、熱交換パイプユニットの個数はこれに限定されるものではない。
【００２４】
熱交換パイプ５０２、５０４、５０６、５０８は、煙突２００から排出される廃熱を吸収して熱交換パイプ５０２、５０４、５０６、５０８に熱を伝導し、煙突から伝導された熱を、熱交換パイプ５０２、５０４、５０６、５０８内を循環する水又は湯に熱伝達するという熱交換機能を備える。
【００２５】
図１に示すように、入水用循環パイプ３００及び出水用循環パイプ４００は、それぞれボイラ１００の煙突２００に対して略平行に縦に長く延長するように設置されてもよい。入水用循環パイプ３００は、煙突２００に巻きつけられている熱交換パイプ５０２、５０４、５０６、５０８内に貯湯槽７００内の水又は湯を供給するためのパイプである。また、出水用循環パイプ４００は、煙突２００に巻きつけられている熱交換パイプ５０２、５０４、５０６、５０８の内部を通る際に煙突２００から排出される熱によって熱せられた湯を排出するためのパイプである。出水用循環パイプ４００内に排出された湯は、出水用循環パイプ４００内を通って貯湯槽７００に一時的に貯留される。
【００２６】
このように貯湯槽７００内の水又は湯を循環させるための動力として、貯湯槽７００と入水用循環パイプ３００との間に循環用ポンプ６００が設置されてもよい。循環用ポンプ６００は、貯湯槽７００内の水又は湯を循環させることができるものであればどのようなものであってもよい。例えば、循環用ポンプ６００は、定格出力０．７５ｋｗ、定格電流３．６Ａ、回転速度８２６０ｍｉｎ−１、定格電圧２００Ｖ、定格入力９００ｗ、定格周波数５０Ｈｚであってもよい。
【００２７】
図２は本発明の一実施形態に係る熱交換パイプユニット５２０を示す概略図である。熱交換パイプユニット５２０は、煙突２００の下方から上方に向かって所定の長さの熱交換パイプ５０２が煙突２００の外周に沿って隙間なくコイル状に巻きつけられて形成される。煙突２００の下方の熱交換パイプ５０２の端部（下方の端部）は入水用循環パイプ３００に接続され、貯湯槽７００内の水又は湯が熱交換パイプ５０２内に供給される。他方、煙突２００の上方の熱交換パイプ５０２の端部（上方の端部）は出水用循環パイプ４００に接続され、熱交換パイプ５０２内部を通る際に熱せられた湯が出水用循環パイプ４００内に排出される。
【００２８】
このように本願発明にかかる廃熱交換システムは、貯湯槽７００内の水又は湯が、一つの熱交換パイプユニットを構成する熱交換パイプ５０２の下方に供給されて上方から排出されるという構造を備えることにより、例えば当該熱交換パイプ５０２の一部が詰まったり破損したりした場合に、当該熱交換パイプの下方にある入水用循環パイプとの接続箇所をせき止めて、当該熱交換用パイプの下方の端部を入水用循環パイプから取り外すことによって、当該熱交換パイプ内部の水又は湯を重力に任せて自然に排出させることができる。
【００２９】
このように本願発明にかかる廃熱交換システムによれば、熱交換パイプの修理又は交換等を行う場合に当該熱交換パイプユニットを構成する熱交換パイプの下端のみをシステムから取り外すことによって、他のシステム構成部分を加工することなく容易にパイプ内部の水又は湯を排出して修理・交換等のメンテナンスを行うことができる。
【００３０】
一つの熱交換パイプユニット５２０を形成する熱交換パイプ５０２の長さは、煙突２００から排出される廃熱を効率的に熱交換パイプ５０２に吸収することのできる長さであればどのような長さであってもよい。好ましくは一つの熱交換パイプユニット５２０を形成する熱交換パイプ５０２の長さは１０ｍ〜３０ｍであり、より好ましくは２０ｍであってもよい。
【００３１】
図２には一つの熱交換パイプユニット５２０のみを記載したが、本発明にかかる廃熱交換システム１において複数の熱交換パイプユニットが形成される場合において、各熱交換パイプユニットを形成する熱交換パイプユニットの長さは同じであってもよい。例えば、上記の例において一つの熱交換パイプユニット５２０を形成する熱交換パイプ５０２の長さが２０ｍである場合に、本発明にかかる廃熱交換システム１において４つの熱交換パイプユニットが形成される場合、他の３つの熱交換パイプユニットを形成する熱交換パイプの長さも同様にそれぞれ２０ｍであってもよい。
【００３２】
後述する本発明の一実施形態に係る廃熱交換システムの製造方法によれば、各熱交換パイプユニットを形成する熱交換パイプユニットの長さは、熱交換パイプをコイル状に成形する際に用いる煙突部材の大きさに合わせてもよい。
【００３３】
このように本発明にかかる廃熱交換システム１において複数の熱交換パイプユニットが形成されることにより、熱交換パイプのどの部分に詰まりや破損が発生した場合であっても、当該不都合の生じた部分を含む１つの熱交換パイプユニットのみをシステムから取り外して修理又は交換することができるので、他の熱交換パイプユニットを取り外すことなく容易に修理・交換等のメンテナンスを行うことができる。
【００３４】
図３は図２に示す熱交換パイプユニットにラッキング材を巻き付けた状態を示す概略図である。図１では本件特許発明にかかる廃熱交換システム１の全体像を分かりやすく説明するためにラッキング材の図示を省略したが、図３に示すように、ボイラ１００の煙突２００の外周に巻きつけられた熱交換パイプ５０２の外側全体を、保温のためにラッキング材ユニット８００で覆ってもよい。
【００３５】
図３に示すように、ラッキング材ユニット８００は、片面全体を覆う薄い金属箔シート８０３と、金属箔シート８０３の内側に形成され保温対象物に接する厚みのある保温材からなる保温材層８０５とを積層したシート状のものであってもよい。保温材層８０５は、保温性又は断熱性及び耐熱性に優れた材質であればどのような材料であってもよく、例えばグラスウール、ロックウール、セルロースファイバー、ウレタンフォーム、フェノールフォーム等であってもよい。また、保温材層８０５の片面に形成される金属箔シート８０３は、保温性又は断熱性等に優れた材質であればどのような金属であってもよい。例えば、金属箔シート８０３は、アルミクラフト紙（アルミ箔７ミクロン＋クラフト５０ｇ／ｍ２）を貼り合わせたものでもよい。
【００３６】
図３に示すラッキング材ユニット８００は、本発明にかかる廃熱交換システム１において、保温又は断熱の必要な箇所に適宜設置されてもよく、例えば、ボイラ１００の煙突２００に巻きつけられている熱交換パイプの外側全体、熱交換パイプの端部との接続部を含む入水用循環パイプ３００の外側、出水用循環パイプ４００の外側、貯湯槽及び循環用ポンプの外側全体又は屋外に露出する部分などに適宜設置されてもよい。
【００３７】
このようにボイラ１００の煙突２００の外周に巻きつけられた熱交換パイプ５０２の外側等をラッキング材ユニット８００で覆うことにより、ボイラ１００から排出される廃熱によって高温となる煙突の熱が空気中に無駄に放出されることを防ぎ、貯湯槽７００の中の水又は湯の温度上昇のために効率的にボイラの廃熱を利用することができる。
【００３８】
図４は本発明の一実施形態に係る熱交換パイプ５０２の断面図である。熱交換パイプ５０２は、煙突から排出される廃熱を効率よく吸収して熱電導し、熱交換パイプに吸収された熱を熱交換パイプ内を循環する水又は湯に効率よく熱伝達することができるように設計される。そのような効率の良い廃熱交換機能を備える熱交換パイプとしては、外径Ｌが８ｍｍ〜１１ｍｍ、内径Ｍが６ｍｍ〜９ｍｍ、厚さＮが０．５ｍｍ〜１．５ｍｍであることが好ましい。また、本発明の一実施例において、熱交換パイプ５０２の外径Ｌは９．５２ｍｍ、内径Ｍは７．９２ｍｍ、熱交換パイプ５０２の厚さＮは０．８ｍｍであってもよい。しかし、本発明にかかる熱交換パイプの形状はこれに限定されるものではない。さらに、効率の良い廃熱交換機能を備える熱交換パイプを形成する材料は、熱交換性に優れた金属であることが好ましく、例えば銅であることが好ましい。
【００３９】
図５は本発明の一実施形態に係る出水用循環パイプ４００の断面図である。出水用循環パイプ４００は、熱交換パイプから排出された湯の温度を維持して貯湯槽７００内に湯を還流させることができるように設計される。このため、出水用循環パイプ４００は、効率的な熱交換を目的とする熱交換パイプよりも大きな外径、内径、又は厚さで設計されてもよい。具体的には、出水用循環パイプ４００は、外径Ｌ’が２５ｍｍ〜３０ｍｍ、内径Ｍ’が２３ｍｍ〜２８ｍｍ、厚さＮ’が０．５ｍｍ〜１．５ｍｍであることが好ましい。また、本発明の一実施例において、出水用循環パイプ４００の外径Ｌ’は２８．５８ｍｍ、内径Ｍ’は２６．５８ｍｍ、出水用循環パイプ４００の厚さＮ’は１．０ｍｍであってもよい。しかし、本発明にかかる出水用循環パイプの形状はこれに限定されるものではない。また、入水用循環パイプの外径、内径、及び厚さは、出水用循環パイプと同じ寸法で形成されてもよい。さらに、出水用循環パイプ及び入水用循環パイプを形成する材料は、保温性に優れた金属であることが好ましく、例えば銅であることが好ましい。
【００４０】
以上説明したとおり、本発明にかかる廃熱交換システムによれば、簡単な構成によってボイラから排出される廃熱を貯湯槽の中の水又は湯の温度上昇のために有効利用することができる。また、本発明にかかる廃熱交換システムでは、ボイラの煙突に穴をあける必要がないので、ボイラの煙突に形成された穴から腐食が生じる不都合は生じない。また、熱交換パイプは煙突の外側に巻き付けられて設置されるため、ボイラの煙突内部に熱交換のための部品を設置する必要がなく、特にガス以外の燃料を用いるボイラにおいてボイラやボイラの煙突の清掃・維持が容易である。さらに、ボイラの煙突に穴をあけたり煙突内部に部品を設定したりする必要がないので、本発明にかかる廃熱交換システムを既存のボイラに事後的に設置する際に大規模な設置工事を行う必要がなく、本発明にかかる廃熱交換システムの設置費用及び撤去費用を抑えることができる。
【００４１】
［廃熱交換方法］
次に、前述の一実施形態に係る廃熱交換方法を図１から図３を使用して説明する。図１を参照すると、本発明にかかる廃熱交換方法において、貯湯槽７００の中の水又は湯は、循環用ポンプ６００の動力によって入水用循環パイプ３００を介して熱交換パイプ５０２、５０４、５０６、５０８内に供給され、熱交換パイプ３００内を通過した水又は湯は、出水用循環パイプ４００内に排出され、出水用循環パイプ４００内に排出された水又は湯は、出水用循環パイプ４００を介して貯湯槽７００の中に供給される。
【００４２】
ここで、図１及び図２に示すように、熱交換パイプ５０２は、ボイラ１００の煙突２００の外周にコイル状に隙間なく巻きつけられているため、ボイラ１００から排出される廃熱によって高温となる煙突の熱が熱交換パイプ５０２に伝導され、さらに熱交換パイプ５０２に伝導された熱が熱交換パイプ５０２内を循環する水又は湯に伝達される。これにより、貯湯槽７００の中の水又は湯は、熱交換パイプ５０２、５０４、５０６、５０８内を循環する間に、熱交換パイプに伝導された熱の伝達を受け、温度が上昇する。
【００４３】
本発明の一実施形態に係る廃熱交換方法において、例えば煙突２００の温度は約１８０℃であってもよい。この場合、本発明の一実施形態に係る廃熱交換方法によって、貯湯槽７００の中の水又は湯の温度を熱交換パイプ５０２、５０４、５０６、５０８内を循環する間に２℃〜４℃上昇させることができる。
【００４４】
また、本発明の一実施形態に係る廃熱交換方法において、図１に示すように、熱交換パイプ５０２、５０４、５０６、５０８は、複数の熱交換ユニットを構成してもよい。
【００４５】
また、本発明の一実施形態に係る廃熱交換方法において、複数の熱交換パイプユニットは、煙突２００の外側に隙間なく連続して取り付けられてもよい。
【００４６】
また、本発明の一実施形態に係る廃熱交換方法において、図３に示すように、熱交換パイプ、入水用循環パイプ、出水用循環パイプ、貯湯槽及び循環用ポンプの少なくとも一部がラッキング材で覆われていてもよい。これにより、ボイラ１００から排出される廃熱によって高温となる煙突の熱が空気中に無駄に放出されることを防ぎ、貯湯槽７００の中の水又は湯の温度上昇のために効率的にボイラの廃熱を利用することができる。
【００４７】
以上説明したとおり、本発明にかかる廃熱交換方法によれば、簡単な構成によってボイラから排出される廃熱を貯湯槽の中の水又は湯の温度上昇のために有効利用することができる。
【００４８】
また、本発明にかかる廃熱交換方法では、ボイラの煙突に穴をあける必要がないので、ボイラの煙突に形成された穴から腐食が生じる不都合は生じない。また、熱交換パイプは煙突の外側に巻き付けられて設置されるため、ボイラの煙突内部に熱交換のための部品を設置する必要がなく、特にガス以外の燃料を用いるボイラにおいてボイラやボイラの煙突の清掃・維持が容易である。さらに、ボイラの煙突に穴をあけたり煙突内部に部品を設定したりする必要がないので、本発明にかかる廃熱交換システムを既存のボイラに事後的に設置する際に大規模な設置工事を行う必要がなく、本発明にかかる廃熱交換システムの設置費用及び撤去費用を抑えることができる。
【００４９】
［廃熱交換システムの製造方法］
次に、前述の本発明の一実施形態に係る廃熱交換システムの製造方法を図１から図３を使用して説明する。
【００５０】
図１に示す本発明の一実施形態に係る廃熱交換システム１における熱交換パイプ５０２、５０４、５０６、５０８の製造方法は以下のとおりである。
【００５１】
まず、熱交換パイプ５０２、５０４、５０６、５０８を巻き付けようとする煙突の外周形状を利用して、熱交換パイプをコイル状に成形する。
【００５２】
具体的には、図２に示すように、熱交換パイプ５０２、５０４、５０６、５０８を巻き付けようとする煙突が組み立て式の煙突である場合、組み立て式の煙突を構成する煙突部材を一つ取り外し、この煙突部材を成形前の直線形状の熱交換パイプの上に置き、当該煙突部材の外周に熱交換パイプを隙間なく巻き付けることによって熱交換パイプをコイル状に成形する。このような成形方法によれば、熱交換パイプを煙突の外部形状に沿って隙間なく密に接するコイル形状となるように容易かつきれいに成形することができる。このような製造方法により、煙突と熱交換パイプとの間に無駄な空間や隙間が生じにくくなるため、より効率的にボイラの廃熱を熱交換パイプ内の水又は湯に伝導又は伝達することができる。
【００５３】
このようにして成形された１ユニットの熱交換パイプを煙突部材から抜き取ることによって、同じ一つの煙突部材を再度利用して別のユニットを形成する熱交換パイプをコイル状に成形することができる。このようにして煙突に設置するユニット数の熱交換パイプをまとめて成形することができる。
【００５４】
このようにして成形された複数の熱交換パイプユニットは、取り外した煙突部材をもとの位置に取り付けた後、煙突の上端部から連続してはめ込むことによって、まとめて煙突の外側に容易に設置することができる。
【００５５】
その後、各熱交換パイプユニットの端部を、それぞれ入水用循環パイプ３００及び出水用循環パイプ４００に溶接することによって、図１に示すように接続された熱交換パイプ、入水用循環パイプ３００及び出水用循環パイプ４００を製造することができる。
【００５６】
その後さらに、図３に示すように、熱交換パイプ、入水用循環パイプ、出水用循環パイプ、貯湯槽及び循環用ポンプの少なくとも一部をラッキング材で覆ってもよい。これにより、ボイラ１００から排出される廃熱によって高温となる煙突の熱が空気中に無駄に放出されることを防ぎ、貯湯槽７００の中の水又は湯の温度上昇のために効率的にボイラの廃熱を利用することができる。
【００５７】
このように、予めコイル状に成形された熱交換ユニットを煙突上端部からはめ込んで熱交換パイプの各端部を入水用循環パイプ３００及び出水用循環パイプ４００に接続するという製造方法によれば、熱交換パイプユニットの事後的な増設も容易である。
【００５８】
以上説明したとおり、本発明にかかる廃熱交換システムの製造方法によれば、簡単な構成によってボイラから排出される廃熱を貯湯槽の中の水又は湯の温度上昇のために有効利用することができる。
【００５９】
また、本発明にかかる廃熱交換システムの製造方法では、ボイラの煙突に穴をあける必要がないので、ボイラの煙突に形成された穴から腐食が生じる不都合は生じない。
【００６０】
また、ボイラの煙突内部に熱交換のための部品を設置する必要がなく、特にガス以外の燃料を用いるボイラにおいてボイラやボイラの煙突の清掃・維持が容易である。さらに、本発明にかかる廃熱交換システムの製造方法によれば、熱交換パイプを煙突の外側に密に隙間なくコイル状に成形することができるため、煙突と熱交換パイプとの間に無駄な空間や隙間が生じにくくなり、より効率的にボイラの廃熱を熱交換パイプ内の水又は湯に伝導又は伝達することができる。
【００６１】
さらに、ボイラの煙突に穴をあけたり煙突内部に部品を設定したりすることなく熱交換パイプユニットを容易に増設することができるので、本発明にかかる廃熱交換システムを既存のボイラに事後的に設置する際に大規模な設置工事を行う必要がなく、本発明にかかる廃熱交換システムの設置費用及び撤去費用を抑えることができる。
【符号の説明】
【００６２】
１…廃熱交換システム、１００…ボイラ、２００…煙突、３００…入水用循環パイプ、４００…出水用循環パイプ、５０２、５０４、５０６、５０８…熱交換パイプ、５２０…熱交換パイプユニット、６００…循環用ポンプ、７００…貯湯槽、８００…ラッキング材ユニット、８０３…金属箔シート、８０５…保温材層。
【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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