(57)【要約】      （修正有）【課題】複数本配置するときに連結が容易で、多数の連結設計が容易な熱交換器及びヒートポンプ装置を提供する。【解決手段】復路管２Ｂの内部に往路管２Ａを配置し、発酵槽１０外から往路管２Ａを経由して送り込んだ熱媒体が復路管２Ｂを経由して発酵槽１０外に帰還する送液経路Ｒを採用してなる二重管構造の熱交換器２１…を発酵槽１０の規模に応じて並設し、並設した熱交換器２１…を発酵槽１０内における発酵熱の偏在等、発酵槽１０の個々の熱的状況に応じて、複数の熱交換器２１の…送液経路Ｒが、それぞれ並列、直列、並直併用となる並直併用接続素子群等、または、これらの接続による熱交換器群をマトリックス状に展開配置してなる直列マトリックス素子群２０Ａ等の接続形態に接続し、発酵槽１０に応じた最適な熱交換特性を実現する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
往路管と復路管とからなる二重管構造に形成されるとともに、往路管に対応する往路連結管と復路管に対応する復路連結管とが設けられ、この熱交換器を複数本配した場合に他の熱交換器と連結可能に構成されていることを特徴とする熱交換器。
【請求項２】
コ字状又はＵ字状の２本の管状の先端側と、これらの２本をコ字状又はＵ字状に連結する基端側とを備え、前記往路連結管と復路連結管はコ字状又はＵ字状の基端側に近接して設けられていることを特徴とする請求項１に記載の熱交換器。
【請求項３】
請求項１又は２記載の熱交換器を使用して、食品残渣や動物排泄物などの発酵処理対象物を発酵処理するときに発生する熱を利用して水を湯に換えるために、前記コ字状又はＵ字状の２本の管状の先端側を発酵処理対象物に接触させて使用することを特徴とする熱交換器。
【請求項４】
前記往路連結管と復路連結管を介して複数の熱交換器が連結されるとともに、熱媒体を圧送するポンプユニットを備えることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１項記載の熱交換器を使用したヒートポンプ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、熱交換器に関し、特に発酵処理するときに発生する熱を利用して水を湯に換えるために使用して好適な熱交換器及びヒートポンプ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
空気、熱源、排湯熱、地中熱（地熱）、地下水（井水）、排熱回収など多様なヒートポンプが使用されており、そこに熱交換器が使用され、その分野に適応した構造で使用されている。そして、冷却機器であれば冷媒、加熱機器であれば熱媒であるが、熱交換効率を良くするために、二重管式の構造の熱交換器及びヒートポンプ装置が使用されるようになっている。
【０００３】
例えば、特許文献１には、冷媒を流す内管をアルミニウムからなり複数の冷媒流路を有する扁平二重管で構成し、その外周に水流路を形成することにより、熱交換効率が高く、小型かつ軽量で安価な熱交換器及びこの熱交換器を備えた給湯器が開示されている。
また、特許文献２には、外管と、外管内に間隔をおいて配置された内管とを備え、外管と内管との間の間隙および内管内がそれぞれ冷媒流路となっており、内管の内周面に、径方向内方に突出しかつ長さ方向にのびる複数の内部フィンが周方向に間隔をおいて設けられるとともに、内管の外周面に、径方向外方に突出しかつ長さ方向にのびる複数の凸条が周方向に間隔をおいて設けられ、内部フィンのフィン高さが凸条の突出高さよりも高くなっている二重管式熱交換器が説明され（請求項１）、これを中間熱交換器として用いた冷凍サイクルに使用する例が説明されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１０−７１５８３号公報
【特許文献２】特開２００９−１６２３９５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、食品残渣や動物排泄物など発酵処理対象物を発酵処理するときに発生する熱を利用して水を湯に換える試みがなされている。このような発酵の際に使用されるとき、熱交換器は食品残渣や動物排泄物などの発酵処理対象物に差し込み易くする必要や、複数本配置してこれらを連結して効率よく熱を回収することが望まれる。
【０００６】
しかしながら、食品残渣や動物排泄物などを発酵処理に使用される熱交換器としては、二重管式のものは見あたらないのが実情である。また、発酵処理対象物を発酵槽を有する発酵装置などにおいて、複数本配置して効率的に連結可能なものが望まれるが、そのような熱交換器はないのが実情である。
【０００７】
そこで本発明の目的は、食品残渣や動物排泄物などの発酵処理に使用されて好適な熱交換器であって、複数本配置するときに連結が容易で、多数の連結設計が容易な熱交換器及びヒートポンプ装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するため、本発明の熱交換器は、往路管と復路管とからなる二重管構造の管状に形成されるとともに、往路管に対応する往路連結管と復路管に対応する復路連結管とが設けられ、熱交換器を複数本配した場合に他の熱交換器と連結可能に構成されていることを特徴とする。
【０００９】
本発明によれば、往路管と復路管とからなる二重管構造であり、熱交換効率を高められるとともに、往路連結管と復路連結管とが設けられていることから、熱交換器を複数本配した場合に他の熱交換器と効率良く連結することができる。
【００１０】
本発明としては、コ字状又はＵ字状の２本の管状の先端側と、これらの２本をコ字状又はＵ字状に連結する基端側とを備え、前記往路連結管と復路連結管はコ字状又はＵ字状の基端側に近接して設けられていることが好ましい。例えば、食品残渣や動物排泄物などの発酵処理対象物を発酵処理するときに発生する熱を利用して水を湯に換えるために、前記コ字状又はＵ字状の２本の管状の先端側を発酵処理対象物に接触させて使用する。そして、前記往路連結管と復路連結管を介して複数の熱交換器が連結されるとともに、熱媒体を圧送するポンプユニットを備えて循環式などで使用できる。
【００１１】
本発明によれば、例えば、食品残渣や動物排泄物などの発酵処理対象に前記コ字状又はＵ字状の先端側を突き刺すように使用したり、ドラム型の発酵槽の発酵処理対象に接触するように取り付けられて、発酵処理対象から得た熱を前記往路連結管と復路連結管を使用して複数の熱交換器に連結するときに、往路と復路で往復させた（循環させた）熱媒体を他の熱交換器に送り込むことができる。
【００１２】
本発明としては、並列接続素子群を備えたり、直列接続素子群を備えたりして組み合わせて使用することが容易である。また、ドラム型の発酵槽などでは、コ字状又はＵ字状の縦型配置や横型配置で複数本を連結させることで、多数の熱交換器を効率的に配置することができる。
そして、前記往路連結管と復路連結管を介して複数の熱交換器が連結されるとともに、熱媒体を圧送するポンプユニットを備えてヒートポンプ装置として構成可能である。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、往路管と復路管とからなる二重管構造であり、熱交換効率を高められるとともに、往路連結管と復路連結管とが設けられていることから、熱交換器を複数本配した場合に他の熱交換器と効率良く連結することができる。また、コ字状又はＵ字状の先端側を発酵処理対象などに突き刺すようにしたり、縦型配置や横型配置などにより、多数本を効率的に配置することができ、どのようなタイプの発酵槽や発酵装置に対して効率良く連結することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の熱交換器を複数の直列接続素子群として示す平面図である。
【図２】上記実施の形態を示す拡大斜視図である。
【図３】上記実施の形態を示す熱交換器の拡大縦断面図である。
【図４】上記熱交換器を示す斜視図である。
【図５】上記実施の形態に示す熱交換器の並列接続させたヒートポンプ装置の拡大横断面図である。
【図６】上記熱交換器を並列接続させたヒートポンプ装置を示す側面図である。
【図７】上記熱交換器を並直併用接続させたヒートポンプ装置を示す側面図である。
【図８】上記熱交換器を並直併用接続させたヒートポンプ装置を示す斜視図である。
【図９】上記熱交換器を並直併用接続させたヒートポンプ装置を示す縦断面図である。
【図１０】上記熱交換器を並直併用接続させたヒートポンプ装置を示す背面図である。
【図１１】上記熱交換器を並直併用接続させたヒートポンプ装置を示す横断面図である。
【図１２】上記熱交換器を並直併用接続させたヒートポンプ装置を示す縦断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、図面を引用しながら本発明の実施の形態を説明する。
【００１６】
図４は、本発明の熱交換器を示す斜視図であり、図２はその一部の斜視図であり、図３はその一部の拡大縦断面図である。また、図１は、本発明の熱交換器を複数の直列接続素子群として構成してヒートポンプ装置として構成した状態の平面図である。
【００１７】
ヒートポンプ装置は、動物排泄物等の有機廃棄物を好気性バチルスの存在下において発酵処理する発酵槽１０と、発酵槽１０内に設置される複数本の熱交換器２１…と、熱交換器２１…に熱媒体を循環させるためのポンプユニットＰＵとを備えてなる（図１）。本発明のヒートポンプ装置に使用される熱媒体は、例えば、純水や、純粋に適宜量の防錆剤や不凍剤を混入してなる液相の熱媒体である。
【００１８】
すなわち、ヒートポンプ装置は、好気性バチルスが有機廃棄物を分解する際の発酵熱を汲み上げる装置であり、汲み上げた発酵熱は、栽培用ハウスの保温用途や屋根雪の融雪等の直接的用途に利用することができる他、蓄熱装置３０に蓄熱し、熱的圧縮または希釈等の２次加工を経て多様な熱用途に提供することができる。このヒートポンプ装置が蓄熱装置３０を伴う場合には、熱媒体を循環させるための送液経路Ｒと蓄熱装置３０との間に熱結合部３Ｅが設けられ、熱結合部３Ｅにおいて熱交換が行われる。有機廃棄物と熱媒体との間、および熱媒体と蓄熱装置３０との間における熱交換は、いずれも熱導体の２点間における熱落差によって熱が移動する熱伝導によっておこなわれる。
【００１９】
熱媒体と蓄熱装置３０との間における熱交換は、非生物間における熱の授受であり、熱結合部３Ｅには、熱交換効率に優れた任意の公知熱交換技術を採用する。一方、有機廃棄物と熱媒体との間における熱交換は、生物と非生物との間における熱の授受であり、本発明のヒートポンプ装置においては、このことに格別に配慮をした熱交換器２１…が使用される。なお、熱交換器２１…は、通常、発酵槽１０の規模や形式、有機廃棄物の組成等に応じて特定の接続方法によって接続される複数本の熱交換器２１…の群として使用される。
【００２０】
熱交換器２１…の群を構成する構成単位である各熱交換器２１は、２重管構造の単純な管状に形成されている（図２，図３）。
熱交換器２１は、熱媒体を発酵槽１０内に送り込むための往路管２Ａと、発酵槽１０内に送り込まれた熱媒体を発酵槽１０外に帰還させるための復路管２Ｂとからなる。往路管２Ａは、復路管２Ｂに対して小径のパイプ材が採用され、熱交換器２１は、復路管２Ｂの内部に往路管２Ａを遊嵌した状態の２重管構造である（図３）。
【００２１】
熱交換器２１の往路管２Ａの表面には、周方向および軸方向に分散して設けられる水滴状に膨出する多数個のスペーサＢ…が形成され、往路管２Ａは、このスペーサＢ…によって復路管２Ｂの内周面との間に所定のクリアランスを保って復路管２Ｂの内部に復路管２Ｂと同心に位置決めされる。なお、復路管２Ｂの先端側は栓体を溶接することによって閉じられており、往路管２Ａの先端側は、復路管２Ｂの内部において開口している。
【００２２】
往路管２Ａの基端側には、１対のパイプ継ぎ手Ｊ、Ｊを備える短い角パイプ状の往路端末管２２が取り付けられ、また、復路管２Ｂの基端側には、同じく１対のパイプ継ぎ手Ｊ，Ｊを備える復路端末管２３が取り付けられている。なお、往路管２Ａと復路管２Ｂとが同心に配置されていることから往路管２Ａが復路管２Ｂの復路端末管２３を貫通して復路管２Ｂの内部に至る構造が採用されている。
【００２３】
熱交換器２１における熱媒体の送液経路（回路構成）Ｒは、パイプ継ぎ手Ｊに接続される図示しない配管を介して往路端末管２２に供給された熱媒体が、往路管２Ａの先端側から復路管２Ｂ内に流出し、復路管２Ｂを介して、往路管２Ａの外周面と復路管２Ｂの内周面との間のクリアランス部分を通過して復路管２Ｂの復路端末管２３に流れ至る疎通経路である。
【００２４】
上記のような熱交換器２１…は、多数本の熱交換器２１…をそれぞれ固有の熱交換特性を有するように接続することができる。すなわち、２本以上の熱交換器２１…を直列に接続したものが熱交換器２１…の直列接続素子群２０Ａである（図１）。直列接続素子群２０Ａにおいては、隣接する熱交換器２１…の復路端末管２３と往路端末管２２とが往復連結管２４を介して送液経路Ｒが直列となるように順次に接続される。
【００２５】
直列接続素子群２０Ａにおける送液経路Ｒは、次の通りである。熱媒体は、初順位の熱交換器２１の往路管２Ａの往路端末管２２に供給され、往路管２Ａの先端側に送り込まれる。送り込まれた熱媒体は、往路管２Ａの先端側から復路管２Ｂ内に吐出され、復路管２Ｂの栓体に衝突して折り返し、復路管２Ｂを経由してその基端側に帰還する。復路管２Ｂの基端側に帰還した熱媒体は、往復連結管２４を介して字順位の熱交換器２１の往路管２Ａに供給される。このような熱媒体の経路は、熱交換器２１…が何本接続される場合においても同様である。
【００２６】
この結果、直列接続素子群２０Ａにおける熱媒体の発酵槽１０内における送液経路Ｒは、熱交換器２１…の使用本数比例的に冗長化し、発酵槽１０内における熱媒体の滞在時間は長い。また、各熱交換器２１…間には上流側、下流側の順位が存在する。そして、このことによって直列接続素子群２０Ａの熱交換特性が特徴付けられる。
【００２７】
つまり、熱交換器２１…の直列接続素子群２０Ａにおける熱交換特性の特徴としては、発酵槽１０内の環境温度を限度として、発酵槽１０から蓄熱装置３０へと帰還する熱媒体の温度を可能な限り高めることができる。また、直列接続素子群２０Ａにおいては、上流側に位置する熱交換器２１…において熱交換効率が高く、下流側に位置する熱交換器２１の熱交換効率が低下する。これは、上流側を流れる熱媒体と発酵槽１０内の環境温度との熱落差に対して下流側を流れる熱媒体と環境温度との熱落差が小さくなるためである。直列接続素子群２０Ａにおけるこのような熱交換特性は、発酵槽１０内の温度の偏在を補正するのに好都合である。
【００２８】
２本以上の熱交換器２１…を並列に接続したのが熱交換器２１…の並列接続群２０Ｂである（図４）。例えば、２本の熱交換器２１…を並列に接続する場合は、２本の熱交換器２１，２１の往路管２Ａと往路管２Ａとが往路連結管２５によって並列に接続されるとともに、復路管２Ｂと復路管２Ｂとが復路連結管２６によって並列に接続される。
【００２９】
熱交換器２１…の並列接続群２０Ｂにおける熱媒体の送液経路Ｒは、往路連結管２５のいずれかのパイプ継ぎ手Ｊから往路連結管２５に熱媒体が供給され、供給された熱媒体は、２本の往路管２Ａ，２Ａに均等の圧力で分配される（図５）。つまり、往路連結管２５は、均圧管としての機能をも有している。熱媒体は、それぞれの往路管２Ａの先端側で折り返し、復路管２Ｂ，２Ｂを経由して復路連結管２６に合流するように帰還する。帰還した熱媒体は、復路連結管２６のいずれかの側のパイプ継ぎ手Ｊから排出される。このような熱媒体の経路は、熱交換器２１…が３本並列に接続される場合であっても（図６）、それ以上の本数接続される場合であっても同様である。
【００３０】
熱交換器２１…の並列接続群２０Ｂにおいては、熱媒体は、並列接続群２０Ｂを構成するいずれか１本の熱交換器２１内を疎通して直ちに発酵槽１０外部に帰還する。そして、このことによって並列接続群２０Ｂの熱交換特性が特徴付けられる。並列接続群２０Ｂにおける熱交換特性は、急冷型であるといえる。並列接続群２０Ｂを構成する各熱交換器２１を流れる熱媒体は、短時間内に頻繁に入れ替わるからである。
【００３１】
並列に接続した２本以上の熱交換器２１…の群と群を往復連結管２４を介して直列に接続したのが熱交換器２１…の並直併用接続素子群２０Ｃである（図７）。同図は、熱交換器２１…を２本並列に接続したものを２組直列に接続した場合を示している。往復連結管２４は、１組目に属する復路連結管２６と、２組目に属する往路連結管２５とを互いに連結している。
【００３２】
上記並直併用接続素子群２０Ｃの熱交換特性は、直列接続素子群２０Ａが有する熱交換時間の冗長化効果と、並列接続群２０Ｂが有する熱交換規模の拡大効果との双方の性格を併せ持つような特性となる。なお、並直併用接続素子群２０Ｃにおいては、直列接続される単位となる並列接続群の接続数には、構成上の格別の限定要素はなく、また、直列接続回数についても構成上の格別の制限はない。このことは、発酵槽１０がいかに大規模のものである場合にも熱交換器２１…接続数を増加させることにより簡単に対応することができることを示している。
【００３３】
上記熱交換器２１…の直列接続素子群２０Ａについても、並列接続群２０Ｂについても、並直併用接続素子群２０Ｃについても、これらの素子群を群単位で多数群、共通供給管２７と共通排出管２８との間においてマトリックス状に配置してなる直列マトリックス素子群（図示せず）、並列マトリックス素子群（図示せず）、並直併用マトリックス素子群２０Ｍ（図８）を形成することができる。
【００３４】
マトリックス素子群の意図するところは、直列接続素子群２０Ａ、並列接続群２０Ｂ、並直併用接続素子群２０Ｃがそれぞれ有する固有の熱交換特性を広範囲で発揮させることである。これらのマトリックス素子群については、その構成上、直列マトリックス素子群および並列マトリックス素子群を代表する資格のある並直併用マトリックス素子群２０Ｍを代表例として実施の形態を説明する（図８）。
【００３５】
共通供給管２７と共通排出管２８間に縦列に接続されるのが並直併用マトリックス素子群２０Ｍの構成単位である各並直併用接続素子群２０Ｃである。各並直併用接続素子群２０Ｃは、２本の熱交換器２１，２１を並列接続したものを２組直列に接続してなる並直併用接続素子群２０Ｃである。図８に示す並直併用マトリックス素子群２０Ｍでは、このような構成を有する５群の並直併用接続素子群２０Ｃが共通供給管２７と共通排出管２８とによって並列に接続され、したがって、合計２０本の熱交換器２１…がマトリックス状に整列している。
【００３６】
並直併用マトリックス素子群２０Ｍにおける送液経路は、共通供給管２７の供給ポート２７Ｅに供給された熱媒体が共通供給管２７を介して同一の圧力で５群の並直併用接続素子群２０Ｃの上流側に位置する（図８においては下側に位置する）各往路連結管２５に流入し、各熱交換器２１の往路管２Ａを経由して発酵槽１０内に送り込まれ、復路管２Ｂを経由して復路連結管２６に帰還し、復路連結管２６から往復連結管２４を介して下流側の往路連結管２５に流れ込み、各熱交換器２１の往路管２Ａ、復路管２Ｂを経由して下流位置の各復路連結管２６に帰還し、共通排出管２８に合流し、共通排出管２８の排出ポート２８Ｒから排出される経路となる。
【００３７】
すなわち、共通供給管２７と共通排出管２８とによってそれぞれ接続されるされる複数群の並直併用接続素子群２０Ｃは、全て並列の接続となり、マトリックス素子群を構成する５群の並直併用接続素子群２０Ｃは、すべて同一の熱交換特性となる。このことは、図示しない直列マトリックス素子群についても、並列マトリックス素子群についても同様である。
【００３８】
上記のような熱交換器は、熱交換器２１…使用本数とその接続形態を選択することにより、様々な装置形式、装置規模の発酵槽１０に広汎に適合することができる。なお、この際の選択範囲には、管状に形成された各熱交換器２１…の長さも含まれる。
【００３９】
ここで、上記並直併用マトリックス素子群２０Ｍをドラム型の発酵槽１０に組み込んだ使用例を説明する（図９）。
ドラム型の発酵槽１０は、発酵槽１０に回転運動を与えて収容した有機廃棄物を撹拌することを動作上の特徴とする。このため、発酵槽１０は、円筒形の胴部１１の一端面を面板１２によって恒久的に塞ぐとともに、他方の端面を扉板１３によって開閉自在とした容器体状に形成される。発酵槽１０は、支持フレーム５０に回転自在に支持され、発酵槽１０に往復回転運動を与えるための発酵槽駆動機構４０を備える。発酵槽１０の胴部１１には、発酵槽１０内に発酵処理対象物を投入するための投入口１４が設けられている。ドラム型の発酵槽１０の下方側には、エアを供給するエア供給系３０のエアノズル管３１が配されており、上方側には吸引用のパイプが配されている（図示せず）。
【００４０】
発酵槽１０を支持する支持フレーム５０は、コンクリート基礎や地盤に固定されるベースフレーム５Ｂと、ベースフレーム５Ｂ上において油圧シリンダ５３，５３によって駆動する可動フレーム５Ａとからなり、発酵槽１０内に収容した有機廃棄物の排出作業に際して発酵槽１０を傾けることができる。可動フレーム５Ａには、発酵槽１０の軸方向に振り分けて配置した１対のＶ字形横設材５５，５５が組み付けられ、発酵槽１０は、各１対の支持ローラ４Ｒ，４Ｒを介してＶ字形横設材５５，５５上に支持されている（図９，図１０）。なお、発酵槽駆動機構４０は、駆動モータ４Ｍによって支持ローラ４Ｒ，４Ｒ上に支持された発酵槽１０の外周部を伝導チェーン４Ｃを介して駆動する方式である。
【００４１】
並直併用マトリックス素子群２０Ｍは、この群を構成する多数本の熱交換器２１…を発酵槽１０後端部側から面板１２を貫通させて発酵槽１０内に差し込む態様で発酵槽１０に組み付けられている（図９，図１１）。したがって、並直併用マトリックス素子群２０Ｍを構成する多数本の熱交換器２１…は、発酵槽１０の軸方向に沿って水平姿勢となっている。この際、使用される熱交換器２１…の長さは、略、発酵槽１０の後端部から前端部側に及ぶ長さに設定され、熱交換器２１…の先端側は、発酵槽１０内に横設する受け桟２Ｔによって支持される。
本実施の形態に示す並直併用マトリックス素子群２０Ｍは、２本並列にした熱交換器２１，２１の組を２組直列に接続してなる並直併用接続素子群２０Ｃの群を７群、共通供給管２７と共通排出管２８との間にマトリックス状に展開するように並列に接続したものであり、合計２８本の熱交換器２１…が上下左右に略均等間隔を保つように位置している（図１０）。
【００４２】
このような並直併用マトリックス素子群２０Ｍの熱交換特性は、既に記載したところによるが、本実施の形態のようなドラム型の発酵槽１０と組み合わせた場合における並直併用マトリックス素子群２０Ｍは、発酵槽１０に与えられる回転動作との関係において、内部に収容した有機廃棄物に対する高度の撹拌機能を発揮することができる。
【００４３】
発酵槽１０に回転運動を与えることによる撹拌操作は、好気性バチルスが有機廃棄物内において自己の生存に適切な生態系を形成するための静置期間を挟んで間欠的に実施される。静置期間中に有機廃棄物内において好気性バチルスが繁殖すると菌糸の発達によって有機廃棄物が、例えば、軟質発泡樹脂のような特有の弾性を有する不特定形に団塊化する。ここで、発酵槽１０に回転を与えると、団塊化した有機廃棄物が発酵槽１０の内壁面に付着して共回りし、一定の回転角度に達した時点で剥落する。この際、剥落する有機廃棄物は、並直併用マトリックス素子群２０Ｍを構成する多数本の熱交換器２１…に次々と衝突して乗算的に分断される。つまり、撹拌メカニズムの観点から、極めて良好な状態の撹拌が実現するのである。
【００４４】
この際、管状に形成された熱交換器２１…は、有機廃棄物を分断する動作において、有利に作用するのである。つまり、管状の熱交換器２１…は、極く小さな分断抵抗によって有機廃棄物分断することができるのである。分断抵抗が大きければ熱交換器２１…を太くする等の対応をとる必要があり、熱交換器２１…を太くすると分断抵抗が増大する。
【００４５】
熱交換器２１…の並直併用マトリックス素子群２０Ｍ、および図示しない直列マトリックス素子群、並列マトリックス素子群は、例えば、建屋形式の大規模な発酵槽１０にも適用することができる。
ここでは、並直併用マトリックス素子群２０Ｍを発酵槽１０の天井クレーン装置１７に上下動自在に吊設して使用する使用例について説明する（図１２）。
【００４６】
建屋形式の発酵槽１０は、天井部に脱臭フィルタを装着した排気筒１６，１６を備え、発酵槽１０の内部には、図示しないエアポンプから床面レベルにエアを供給し、天井部から排気する送気系が形成されている。発酵槽１０内には、撹拌羽根８Ｆを積極駆動する形式の撹拌装置１８が設置され、撹拌装置１８は、撹拌羽根８Ｆを上下動させながら移動できるように構成されている。発酵槽１０の天井部には、走行レール１５を介してＸ−Ｙ動作をすることができる天井クレーン装置１７が設備され、熱交換器２１…の並直併用マトリックス素子群２０Ｍは、天井クレーン装置１７に取り付けられている。
【００４７】
上記のような条件下に設置された並直併用マトリックス素子群２０Ｍは、天井クレーン装置１７を介して発酵槽１０内の任意の位置に移動して有機廃棄物ＢＫから発酵熱を汲み上げることができる。有機廃棄物ＢＫの同一個所から汲み上げることができる熱量には自ずから限界がある。しかし、本使用例のように、並直併用マトリックス素子群２０Ｍを移動可能に設置することで、有機廃棄物ＢＫの異なる箇所から順次に発酵熱を継続的に安定に汲み上げることが可能であり、継続的な熱用途に寄与することができる。
【００４８】
ここで、並直併用マトリックス素子群２０Ｍの存在が撹拌装置１８による有機廃棄物ＢＫの撹拌操作の障害となる場合には、天井クレーン装置１７によって並直併用マトリックス素子群２０Ｍを有機廃棄物ＢＫから引き抜くように上昇させることによって退避させることができる。また、並直併用マトリックス素子群２０Ｍを構成している各熱交換器２１…は、単純な管状であるため、天井クレーン装置１７を介して並直併用マトリックス素子群２０Ｍを下降させるのみの簡単な操作によって並直併用マトリックス素子群２０Ｍを有機廃棄物ＢＫ内に再設置することができる。
このように、往路連結管と復路連結管がコ字状又はＵ字状に構成されることにより、発酵槽などの形状に応じて、縦横に組み合わせて連結させたり、横型にも縦型にも効率的に配置することができる。
【符号の説明】
【００４９】
Ｐ                      ポンプユニット、
Ｂ                      スペーサ、
１０                    発酵槽、
２１                    熱交換器、
２Ａ                    往路管、
２Ｂ                    復路管、
２４                    往復連結管、
２５                    往路連結管、
２６                    復路連結管、
２７                    共通供給管、
２８                    共通排出管、
２０Ａ                  直列接続素子群、
２０Ｂ                  並列接続素子群、
２０Ｃ                  並直併用接続素子群、
２０Ｍ                  並直併用マトリックス素子群
【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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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