(57)【要約】【課題】従来の熱交換装置に比較して、熱交換性能が向上した熱交換装置を提供する。【解決手段】熱交換装置は、ケーシング１、ケーシング１内を高温ガス通路２と低温ガス通路３とに区画する仕切部材４、仕切部材４を貫通して両ガス通路2,3に跨って配置された複数のヒートパイプ５、および各ガス通路2,3内においてヒートパイプ５に取り付けられた複数のプレートフィン６よりなるヒートパイプ式熱交換器７を備えている。また、熱交換装置は、高温ガス通路２内に送り込まれる高温ガス中に水を噴霧する水噴霧装置13と、ヒートパイプ５における低温ガス通路３内に存在する部分の外表面および低温ガス通路３内のプレートフィン６の表面を水で濡らす水噴霧装置22とを備えている。【選択図】図２
2007101094.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ケーシング、ケーシング内を高温ガス通路と低温ガス通路とに区画する仕切部材、仕切部材を貫通して両ガス通路に跨って配置された複数のヒートパイプ、および各ガス通路内においてヒートパイプに設けられた複数のフィンよりなるヒートパイプ式熱交換器と、高温ガス通路内に送り込まれる高温ガス中に水を噴霧する水噴霧装置と、ヒートパイプにおける低温ガス通路内に存在する部分の外表面および低温ガス通路内のフィンの表面を水で濡らす水濡らし装置とを備えた熱交換装置。
【請求項２】
ヒートパイプにおける高温ガス通路内に存在する部分の外表面および高温ガス通路内のフィンの表面に付着した水を回収し、回収した水を、高温ガス中に噴霧するのに利用し、ヒートパイプにおける低温ガス通路内に存在する部分の外表面および低温ガス通路内のフィンの表面に付着した水を回収し、回収した水を、ヒートパイプにおける低温ガス通路内に存在する部分の外表面および低温ガス通路内のフィンの表面を濡らすのに利用するようになされている請求項１記載の熱交換装置。
【請求項３】
ヒートパイプにおける高温ガス通路内に存在する部分の外表面および高温ガス通路内のフィンの表面に付着した水を回収し、回収した水を、ヒートパイプにおける低温ガス通路内に存在する部分の外表面および低温ガス通路内のフィンの表面を濡らすのに利用し、ヒートパイプにおける低温ガス通路内に存在する部分の外表面および低温ガス通路内のフィンの表面に付着した水を回収し、回収した水を、高温ガス中に噴霧するのに利用するようになされている請求項１記載の熱交換装置。
【請求項４】
ケーシング、ケーシング内を高温ガス通路と低温ガス通路とに区画する仕切部材、仕切部材を貫通して両ガス通路に跨って配置された複数のヒートパイプ、および各ガス通路内においてヒートパイプに設けられた複数のフィンよりなるヒートパイプ式熱交換器と、高温ガス通路内に送り込まれる高温ガス中に水を噴霧する水噴霧装置とを備えている熱交換装置。
【請求項５】
ヒートパイプにおける高温ガス通路内に存在する部分の外表面および高温ガス通路内のフィンの表面に付着した水を回収し、回収した水を、高温ガス中に噴霧するのに利用するようになされている請求項４記載の熱交換装置。
【請求項６】
ケーシング、ケーシング内を高温ガス通路と低温ガス通路とに区画する仕切部材、仕切部材を貫通して両ガス通路に跨って配置された複数のヒートパイプ、および各ガス通路内においてヒートパイプに設けられた複数のフィンよりなるヒートパイプ式熱交換器と、ヒートパイプにおける低温ガス通路内に存在する部分の外表面および低温ガス通路内のフィンの表面を水で濡らす水濡らし装置とを備えた熱交換装置。
【請求項７】
ヒートパイプにおける低温ガス通路内に存在する部分の外表面および低温ガス通路内のフィンの表面に付着した水を回収し、回収した水を、ヒートパイプにおける低温ガス通路内に存在する部分の外表面および低温ガス通路内のフィンの表面を濡らすのに利用するようになされている請求項６記載の熱交換装置。
【請求項８】
水濡らし装置が、ヒートパイプにおける低温ガス通路内に存在する部分の外表面および低温ガス通路内のフィンの表面に水を噴霧する水噴霧装置である請求項１〜７のうちのいずれかに記載の熱交換装置。
【請求項９】
ケーシング内の高温ガス通路でのガスの流れと、低温ガス通路でのガスの流れとが対向流となる請求項１〜８のうちのいずれかに記載の熱交換装置。
【請求項１０】
請求項１〜９のうちのいずれかに記載の熱交換装置からなり、ケーシングの高温ガス通路内に高温の排気ガスが流され、低温ガス通路内に低温の給気が流されるようになっている排熱回収装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、たとえば高温の排気ガスから排熱を回収する排熱回収装置として好適に用いられる熱交換装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、排熱回収装置に用いられる熱交換装置として、ケーシングと、ケーシング内を高温ガス通路と低温ガス通路とに区画する仕切部材と、仕切部材を貫通して両ガス通路に跨って配置された複数のヒートパイプと、各ガス通路内においてヒートパイプに取り付けられた複数のプレートフィンとよりなるヒートパイプ式熱交換器を備えており、ケーシングの高温ガス通路内に高温の排気ガスが流され、低温ガス通路内に低温の給気が流されるようになっているものが知られている（特許文献１参照）。
【０００３】
最近では、上述したようなヒートパイプ式熱交換器を備えた熱交換装置において、熱交換性能のさらなる向上が要求されている。
【０００４】
ところで、上述した熱交換装置において、ケーシングの高温ガス通路内に送り込まれる高温排気ガス中に含まれる水分は、湿度によっては高温ガス通路内においてヒートパイプおよびフィンの表面に凝縮したり、あるいは凝縮せずにそのまま高温ガス通路から出て行く。したがって、前者の場合における水分がヒートパイプおよびフィンの表面に凝縮するまでの間、および後者の場合においては、いずれの場合もヒートパイプと高温ガスとの間の伝熱は、一般的な空気の乱流熱伝達または層流熱伝達となり、熱伝達率向上効果には限度がある。
【０００５】
また、上述したヒートパイプ式熱交換器を備えた熱交換装置の熱交換性能を向上させるには、プレートフィンの数を増やしてフィンピッチを小さくしたり、プレートフィンにルーバやスリットを形成したりすることが考えられる。しかしながら、この場合、通気抵抗が大きくなるという問題がある。
【０００６】
また、排熱回収装置は、もともと汚れた空気から熱を回収することが目的であり、ケーシングの高温ガス通路内を流れる高温排気ガスには、多くのダストが含まれていたり、凝縮成分や昇華物質などが含まれていることがあり、上述したように、プレートフィンのフィンピッチを小さくしたり、プレートフィンにルーバやスリットを形成した場合には、プレートフィン間で目詰まりを起こすおそれがある。
【０００７】
さらに、高温ガス通路内を流れる高温排気ガスに腐食成分が含まれる場合、ヒートパイプおよびフィンの表面にニッケルめっき、スズめっきなどのめっき処理や、フェノールコーティングなどの塗装処理を施す必要があるが、多くの場合はこれらの処理は高価であり、処理を施す部分の表面積は可能な限り小さくすることが好ましい。ところが、上述したように、プレートフィンのフィンピッチを小さくしたり、プレートフィンにルーバやスリットを形成した場合には、処理を施すべき部分の表面積が大きくなる。
【特許文献１】特開平１−２３４１２３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
この発明の目的は、上記問題を解決し、ことにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、上記目的を達成するために以下の態様からなる。
【００１０】
1)ケーシング、ケーシング内を高温ガス通路と低温ガス通路とに区画する仕切部材、仕切部材を貫通して両ガス通路に跨って配置された複数のヒートパイプ、および各ガス通路内においてヒートパイプに設けられた複数のフィンよりなるヒートパイプ式熱交換器と、高温ガス通路内に送り込まれる高温ガス中に水を噴霧する水噴霧装置と、ヒートパイプにおける低温ガス通路内に存在する部分の外表面および低温ガス通路内のフィンの表面を水で濡らす水濡らし装置とを備えた熱交換装置。
【００１１】
2)ヒートパイプにおける高温ガス通路内に存在する部分の外表面および高温ガス通路内のフィンの表面に付着した水を回収し、回収した水を、高温ガス中に噴霧するのに利用し、ヒートパイプにおける低温ガス通路内に存在する部分の外表面および低温ガス通路内のフィンの表面に付着した水を回収し、回収した水を、ヒートパイプにおける低温ガス通路内に存在する部分の外表面および低温ガス通路内のフィンの表面を濡らすのに利用するようになされている上記1)記載の熱交換装置。
【００１２】
3)ヒートパイプにおける高温ガス通路内に存在する部分の外表面および高温ガス通路内のフィンの表面に付着した水を回収し、回収した水を、ヒートパイプにおける低温ガス通路内に存在する部分の外表面および低温ガス通路内のフィンの表面を濡らすのに利用し、ヒートパイプにおける低温ガス通路内に存在する部分の外表面および低温ガス通路内のフィンの表面に付着した水を回収し、回収した水を、高温ガス中に噴霧するのに利用するようになされている上記1)記載の熱交換装置。
【００１３】
4)ケーシング、ケーシング内を高温ガス通路と低温ガス通路とに区画する仕切部材、仕切部材を貫通して両ガス通路に跨って配置された複数のヒートパイプ、および各ガス通路内においてヒートパイプに設けられた複数のフィンよりなるヒートパイプ式熱交換器と、高温ガス通路内に送り込まれる高温ガス中に水を噴霧する水噴霧装置とを備えている熱交換装置。
【００１４】
5)ヒートパイプにおける高温ガス通路内に存在する部分の外表面および高温ガス通路内のフィンの表面に付着した水を回収し、回収した水を、高温ガス中に噴霧するのに利用するようになされている上記4)記載の熱交換装置。
【００１５】
6)ケーシング、ケーシング内を高温ガス通路と低温ガス通路とに区画する仕切部材、仕切部材を貫通して両ガス通路に跨って配置された複数のヒートパイプ、および各ガス通路内においてヒートパイプに設けられた複数のフィンよりなるヒートパイプ式熱交換器と、ヒートパイプにおける低温ガス通路内に存在する部分の外表面および低温ガス通路内のフィンの表面を水で濡らす水濡らし装置とを備えた熱交換装置。
【００１６】
7)ヒートパイプにおける低温ガス通路内に存在する部分の外表面および低温ガス通路内のフィンの表面に付着した水を回収し、回収した水を、ヒートパイプにおける低温ガス通路内に存在する部分の外表面および低温ガス通路内のフィンの表面を濡らすのに利用するようになされている上記6)記載の熱交換装置。
【００１７】
8)水濡らし装置が、ヒートパイプにおける低温ガス通路内に存在する部分の外表面および低温ガス通路内のフィンの表面に水を噴霧する水噴霧装置である上記1)〜7)のうちのいずれかに記載の熱交換装置。
【００１８】
9)ケーシング内の高温ガス通路でのガスの流れと、低温ガス通路でのガスの流れとが対向流となる上記1)〜8)のうちのいずれかに記載の熱交換装置。
【００１９】
10)上記1)〜9)のうちのいずれかに記載の熱交換装置からなり、ケーシングの高温ガス通路内に高温の排気ガスが流され、低温ガス通路内に低温の給気が流されるようになっている排熱回収装置。
【発明の効果】
【００２０】
上記1)の熱交換装置によれば、水噴霧装置によって高温ガス通路内に送り込まれる高温ガスに水を噴霧するとともに、水濡らし装置によってヒートパイプにおける低温ガス通路内に存在する部分の外表面および低温ガス通路内のフィンの表面を水で濡らすと、次のようにして高温ガス通路内を流れるガスと、低温ガス通路内を流れるガスとの熱交換性能が向上する。
【００２１】
周知のように、ヒートパイプ式熱交換器において、ケーシング内の高温ガス通路内に高温ガスが流され、同じく低温ガス通路内に低温ガスが流されると、高温ガスの有する熱によりヒートパイプにおける高温ガス通路内に存在する蒸発部分に溜まっている作動液が加熱されて蒸発し、ガス状作動液がヒートパイプにおける低温ガス通路内に存在する凝縮部分に流れ、低温ガス通路内を流れる低温ガスに放熱して再液化し、再液化した作動液が上記蒸発部分に戻る。このような動作を繰り返すことにより、高温ガスの有する熱が低温ガスに伝えられる。
【００２２】
ここで、水噴霧装置によって高温ガス通路内に送り込まれる高温ガス中に水を噴霧すると、その一部が気化して水蒸気となって高温ガスの相対湿度が１００％近くとなり、また噴霧された水の大部分は微粒子のまま留まる。相対湿度が１００％近くでかつ多くの水の微粒子を含んだ高温ガスが、ヒートパイプ式熱交換器のケーシング内の高温ガス通路内に流れ込むと、水の微粒子がそのままヒートパイプの蒸発部分の外表面およびフィンの表面に付着し、ヒートパイプの外表面およびフィンの表面が水に濡れた状態となる。その結果、高温ガスが有する熱が顕熱としてヒートパイプに伝わる際の熱伝達率が向上する。また、高温ガスからヒートパイプへの顕熱の熱伝達率が向上すると、高温ガス中に含まれていた水蒸気がヒートパイプの外表面およびフィンの表面において凝縮しやすくなり、凝縮熱（潜熱）をヒートパイプおよびフィンに与える。また、高温ガス中に含まれていた水蒸気がヒートパイプの外表面およびフィンの表面において凝縮することによってもヒートパイプの外表面およびフィンの表面が水に濡れた状態となり、高温ガスからヒートパイプへの顕熱としての熱伝達率がさらに向上する。したがって、高温ガスからヒートパイプへの熱伝達率が向上する。
【００２３】
一方、水濡らし装置によってヒートパイプの凝縮部分の外表面および低温ガス通路内のフィンの表面を水で濡らすと、ヒートパイプの凝縮部分から放熱される熱を顕熱として奪う。また、ヒートパイプの凝縮部分から放熱される熱により、ヒートパイプの外表面およびフィンの表面に付着した水が蒸発してヒートパイプから気化熱（潜熱）を奪う。したがって、ヒートパイプから低温ガスへの熱伝達率が向上する。しかも、水濡らし装置によってヒートパイプの凝縮部分の外表面および低温ガス通路内のフィンの表面を水で濡らすことにより、ケーシングの低温ガス通路内へ送り込まれる低温ガスの湿度を可能な限り低く抑えることができ、次の効果を奏する。すなわち、ケーシングよりも上流側において、ケーシングの低温ガス通路内に送り込まれる低温ガス中に水を噴霧して相対湿度を１００％近くにすると、低温ガス通路内を流れてヒートパイプにより加熱されることにより、温度が上昇して相対湿度が低下した後でなければ、ヒートパイプの外表面およびフィンの表面に付着した水分は蒸発しない。したがって、低温ガスが低温ガス通路内を通過する間に奪う気化熱の量が比較的少なくなる。これに対し、ケーシングの低温ガス通路内へ送り込まれる低温ガスの湿度を可能な限り低く抑えておくと、低温ガスがケーシングの低温ガス通路内に流入した直後からヒートパイプの外表面およびフィンの表面に付着した水分の蒸発が始まるので、低温ガスが低温ガス通路内を通過する間に奪う気化熱の量が比較的多くなり、その結果ヒートパイプから低温ガスへの熱伝達率が向上する。
【００２４】
上述のように、上記1)の熱交換装置によれば、ヒートパイプ式熱交換器の高温ガス通路側および低温ガス通路側のいずれにおいても、ヒートパイプとガスとの間での熱伝達率が向上するので、高温ガス通路内を流れる高温ガスの有する熱を、低温ガス通路内を流れる低温ガスに効率良く伝えることができ、熱交換性能が向上する。したがって、フィンの数を増やしてフィンピッチを小さくしたり、フィンにルーバやスリットを形成したりする必要がなくなり、通気抵抗の増大を防止することができる。
【００２５】
しかも、フィンの数を増やしてフィンピッチを小さくしたり、プレートフィンの場合にフィンにルーバやスリットを形成したりする必要がないので、上記1)の熱交換装置を排熱回収装置に用いた場合にも、ケーシングの高温ガス通路内を流れるガスに含まれるダストや、凝縮成分や、昇華物質などによるフィン間の目詰まりを防止することができる。
【００２６】
さらに、フィンの数を増やしてフィンピッチを小さくしたり、プレートフィンの場合にフィンにルーバやスリットを形成したりする必要がないので、高温ガス通路内を流れるガスに腐食成分が含まれる場合にも、ニッケルめっき、スズめっきなどのめっき処理や、フェノールコーティングなどの塗装処理を施すべき部分の表面積が増加することはなく、表面処理コストの増大を防止することができる。
【００２７】
上記2)および3)の熱交換装置によれば、水を有効利用することができる。
【００２８】
特に、上記3)の熱交換装置によれば、ヒートパイプにおける高温ガス通路内に存在する部分の外表面および高温ガス通路内のフィンの表面に付着した水を回収し、回収した水を、ヒートパイプにおける低温ガス通路内に存在する部分の外表面および低温ガス通路内のフィンの表面を濡らすのに利用するのであるから、高温ガス中に噴霧されて高温になった水の熱を低温ガス通路内を流れる低温ガスに伝えることができる。また、ヒートパイプにおける低温ガス通路内に存在する部分の外表面および低温ガス通路内のフィンの表面に付着した水を回収し、回収した水を、高温ガス中に噴霧するのに利用のであるから、高温ガスの温度を下げることができる。したがって、上述した水の働きにより、高温ガスから低温ガスに熱を伝えることができる。
【００２９】
上記4)の熱交換装置によれば、ヒートパイプ式熱交換器のケーシングの高温ガス通路内において、高温ガスからヒートパイプへの熱伝達率が向上するので、高温ガス通路内を流れる高温ガスの有する熱を、低温ガス通路内を流れる低温ガスに効率良く伝えることができ、熱交換性能が向上する。
【００３０】
上記5)の熱交換装置によれば、水を有効利用することができる。
【００３１】
上記6)の熱交換装置によれば、ヒートパイプ式熱交換器のケーシングの低温ガス通路内において、ヒートパイプから低温ガスへの熱伝達率が向上するので、高温ガス通路内を流れる高温ガスの有する熱を、低温ガス通路内を流れる低温ガスに効率良く伝えることができ、熱交換性能が向上する。
【００３２】
上記7)の熱交換装置によれば、水を有効利用することができる。
【００３３】
上記8)の熱交換装置によれば、ヒートパイプにおける低温ガス通路内に存在する部分の外表面および低温ガス通路内のフィンの表面を、比較的簡単に濡らすことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３４】
以下、この発明の実施形態を、図面を参照して説明する。この実施形態は、この発明による熱交換装置を排熱回収装置に適用したものである。
【００３５】
なお、以下の説明において、図１に矢印Ｘで示す方向（高温ガスの流れ方向下流側）を前、矢印Ｙで示す方向（低温ガスの流れ方向下流側）を後というものとする。また、図２の上下、左右を上下、左右というものとする。
【００３６】
実施形態１
この実施形態は図１〜図４に示すものである。
【００３７】
図１〜図４において、排熱回収装置は、ケーシング(1)と、ケーシング(1)内を高温ガス通路(2)と低温ガス通路(3)とに区画する仕切部材(4)と、仕切部材(4)に貫通させられて両ガス通路(2)(3)に跨って配置された複数のヒートパイプ(5)と、各ガス通路内においてヒートパイプ(5)に取り付けられた複数のプレートフィン(6)とよりなるヒートパイプ式熱交換器(7)を備えている。このヒートパイプ式熱交換器(7)において、ヒートパイプ(5)における高温ガス通路(2)内に存在する部分が蒸発部分(5A)であり、低温ガス通路(3)内に存在する部分が凝縮部分(5B)である。
【００３８】
ケーシング(1)の高温ガス通路(2)の後端に高温ガス流入ダクト(8)が、同じく前端に高温ガス流出ダクト(9)が、それぞれ高温ガス通路(2)と通じるようにダクト接続部材(11)(12)を介して接続されている。ケーシング(1)の高温ガス通路(2)と高温ガス流入ダクト(8)を接続するダクト接続部材(11)内には、ケーシング(1)の高温ガス流入ダクト(8)から高温ガス通路(2)内に送り込まれる高温ガス中に水を噴霧する第１の水噴霧装置(13)が配置されている。また、ケーシング(1)の高温ガス通路(2)内、および両ダクト接続部材(11)(12)内の下端部に、それぞれドレン受け(14)が設けられている。すべてのドレン受け(14)に受けられた水は、ポンプ(15)によりドレン循環路(16)を通って第１水噴霧装置(13)に戻され、高温ガス中への噴霧に再利用されるようになっている。
【００３９】
ケーシング(1)の低温ガス通路(3)の前端に低温ガス流入ダクト(17)が、同じく後端に低温ガス流出ダクト(18)が、それぞれ低温ガス通路(3)と通じるようにダクト接続部材(20)(21)を介して接続されている。ケーシング(1)の低温ガス通路(3)と低温ガス流入ダクト(17)とを接続するダクト接続部材(20)内には、ヒートパイプ(5)の凝縮部分(5B)の外表面および低温ガス通路(3)内のプレートフィン(6)の表面に水を噴霧してこれらを濡らす第２の水噴霧装置(22)（水濡らし装置）が、上下方向に間隔をおいて複数配置されている。また、ケーシング(1)の低温ガス通路(3)内、および両ダクト接続部材(20)(21)内の下端部に、それぞれドレン受け(23)が設けられている。すべてのドレン受け(23)に受けられた水は、ポンプ(24)によりドレン循環路(25)を通って第２水噴霧装置(22)に戻され、ヒートパイプ(5)の凝縮部分(5B)の外表面および低温ガス通路(3)内のプレートフィン(6)の表面への噴霧に再利用されるようになっている。
【００４０】
各ガス通路(2)(3)内に存在するプレートフィン(6)は、上下方向に間隔をおいて設けられた複数のフィン群(6A)に分けられており、各フィン群(6A)において、複数のプレートフィン(6)が左右方向に間隔をおいて並列状に配置されている。なお、各ガス通路(2)(3)内において、複数のフィン群(6A)が上下方向に間隔をおいて設けられる代わりに、複数のプレートフィン(6)からなる１つのフィン群が設けられていてもよい。この場合、各プレートフィン(6)にすべてのヒートパイプ(5)が貫通状に固定される。
【００４１】
プレートフィン(6)およびヒートパイプ(5)のコンテナは、それぞれアルミニウムや銅などの伝熱性に優れた金属で形成されていることが好ましい。また、プレートフィン(6)およびヒートパイプ(5)のコンテナに耐食性が要求される場合には、プレートフィン(6)の表面およびコンテナ(6)の外周面には、ニッケルめっき皮膜（図示略）などの防食めっき皮膜が形成される。ヒートパイプ(5)のコンテナに耐食性が要求される場合には、コンテナがステンレス鋼により形成されることもある。
【００４２】
なお、ケーシング(1)および仕切部材(4)に耐食性が要求される場合には、これらは適当な耐食性材料や、防食処理が施された材料で形成される。
【００４３】
上述した構成の排熱回収装置において、ケーシング(1)内の高温ガス通路(2)内に高温排気ガスが流され、同じく低温ガス通路(3)内に低温の給気が流されると、高温排気ガスの有する熱によりヒートパイプ(5)の蒸発部分(5A)に溜まっている作動液が加熱されて蒸発し、ガス状作動液がヒートパイプ(5)の凝縮部分(5B)に流れ、低温ガス通路(3)内を流れる低温給気に放熱して再液化し、再液化した作動液が上記蒸発部分(5A)に戻る。このような動作を繰り返すことにより、高温排気ガスの有する熱が低温給気に伝えられ、高温排気ガスの有する排熱が回収される。
【００４４】
ここで、第１水噴霧装置(13)によって高温ガス通路(2)内に送り込まれる高温排気ガス中に水を噴霧すると、その一部が気化して水蒸気となって高温ガスの相対湿度が１００％近くとなり、また噴霧された水の大部分は微粒子のまま留まる。相対湿度が１００％近くでかつ多くの水の微粒子を含んだ高温排気ガスが、ヒートパイプ式熱交換器(7)のケーシング(1)内の高温ガス通路(2)内に流れ込むと、水の微粒子がそのままヒートパイプ(5)の蒸発部分(5A)の外表面およびプレートフィン(6)の表面に付着し、ヒートパイプ(5)の外表面およびプレートフィン(6)の表面が水に濡れた状態となる。その結果、高温排気ガスの有する熱が顕熱としてヒートパイプ(5)に伝わる際の熱伝達率が向上する。また、高温排気ガスからヒートパイプ(5)への顕熱の熱伝達率が向上すると、高温ガス中に含まれていた水蒸気がヒートパイプ(5)の外表面およびプレートフィン(6)の表面において凝縮し、凝縮熱（潜熱）をヒートパイプ(5)およびプレートフィン(6)に与える。また、高温ガス中に含まれていた水蒸気がヒートパイプ(5)の外表面およびプレートフィン(6)の表面において凝縮することによってもヒートパイプ(5)の外表面およびプレートフィン(6)の表面が水に濡れた状態となり、高温排気ガスからヒートパイプ(5)への顕熱の熱伝達率がさらに向上する。したがって、高温ガスからヒートパイプ(5)への熱伝達率が向上する。
【００４５】
一方、第２水噴霧装置(22)によってヒートパイプ(5)の凝縮部分(5B)の外表面およびプレートフィン(6)の表面に水を噴霧すると、ヒートパイプ(5)の凝縮部分(5B)から放熱される熱を顕熱として奪う。また、ヒートパイプ(5)の凝縮部分(5B)から放熱される熱により、ヒートパイプ(5)の外表面およびプレートフィン(6)の表面に付着した水が蒸発してヒートパイプ(5)から気化熱（潜熱）を奪う。したがって、ヒートパイプ(5)から低温給気への熱伝達率が向上する。しかも、第２水噴霧装置(22)によってヒートパイプ(5)の凝縮部分(5B)の外表面およびプレートフィン(6)の表面に水を噴霧することにより、ケーシング(1)の低温ガス通路(3)内へ送り込まれた低温ガスの湿度を可能な限り低く抑えることができる。
【００４６】
上述のように、上記排熱回収装置によれば、高温ガス通路(2)側および低温ガス通路(3)側のいずれにおいても、ヒートパイプ(5)と高温排気ガスおよび低温給気との間での熱伝達率が向上するので、高温ガス通路(2)内を流れる高温排気ガスの有する熱を、低温ガス通路(3)内を流れる低温給気に効率良く伝えることができ、熱交換性能が向上する。
【００４７】
また、第１水噴霧装置(13)により高温ガス通路(2)内に送り込まれる高温排気ガス中に噴霧されて、ヒートパイプ(5)の蒸発部分(5A)の外表面およびプレートフィン(6)の表面に付着した水は、ドレン受け(14)に受けられて回収され、回収された水は、ポンプ(15)によりドレン循環路(16)を通って第１水噴霧装置(13)に戻され、高温排気ガス中への噴霧に再利用される。一方、第２噴霧装置(22)によりヒートパイプ(5)の凝縮部分(5B)の外表面およびプレートフィン(6)の表面に噴霧されたが気化しなかった水は、ポンプ(24)によりドレン循環路(25)を通って第２水噴霧装置(22)に戻され、ヒートパイプ(5)の凝縮部分(5B)の外表面および低温ガス通路(3)内のプレートフィン(6)の表面への噴霧に再利用される。
【００４８】
実施形態２
この実施形態は図５に示すものである。
【００４９】
実施形態２の排熱回収装置の場合、ケーシング(1)の高温ガス通路(2)内、および両ダクト接続部材(11)(12)内の下端部に設けられたドレン受け(14)に受けられた水は、ポンプ(30)によりドレン循環路(31)を通って第２水噴霧装置(22)に戻され、ヒートパイプ(5)の凝縮部分(5B)の外表面および低温ガス通路(3)内のプレートフィン(6)の表面への噴霧に再利用されるようになっている。
【００５０】
また、ケーシング(1)の低温ガス通路(3)内、および両ダクト接続部材(20)(21)の下端部に設けられたドレン受け(23)に受けられた水は、ポンプ(32)によりドレン循環路(33)を通って第１水噴霧装置(13)に戻され、高温排気ガス中への噴霧に再利用されるようになっている。
【００５１】
その他の構成は、図１〜図４に示す排熱回収装置とを同じ構成であり、同一物および同一部分には同一符号を付して重複する説明を省略する。
【００５２】
この排熱回収装置においては、高温排気ガス中に噴霧されて高温になった水の熱を低温ガス通路(3)内を流れる低温給気に伝えることができる。また、ヒートパイプ(5)の凝縮部分(5B)の外表面および低温ガス通路(3)内のプレートフィン(6)の表面に付着した水を回収し、回収した水を、高温排気ガス中に噴霧するのに利用するのであるから、この水によって高温排気ガスの温度を下げることができる。したがって、上述した水の働きによっても、高温排気ガスから低温給気に熱を伝えることができる。
【００５３】
上記実施形態１および２においては、ケーシング(1)の高温ガス通路(2)内および低温ガス通路(3)内にもドレン受け(14)(23)が設けられているが、これらのドレン受け(14)(23)は必ずしも必要としない。
【００５４】
また、上記実施形態１および２においては、ヒートパイプにおける低温ガス通路内に存在する部分の外表面および低温ガス通路内のプレートフィンの表面を水で濡らす水濡らし装置として、水噴霧装置が用いられているが、これに限定されるものではない。
【００５５】
さらに、上記実施形態１および２においては、ヒートパイプ(5)にプレートフィン(6)が取り付けられているが、これに限定されるものではなく、エロフィンが取り付けられていたり、転造フィンが設けられていてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００５６】
【図１】この発明を適用した排熱回収装置の実施形態１を示す一部を省略した斜視図である。
【図２】この発明を適用した排熱回収装置の実施形態１を示すケーシングの高温ガス通路と高温ガス流出ダクトおよび低温ガス通路と低温ガス流入ダクトとを、それぞれ接続するダクト接続部材の部分で切断した垂直断面図である。
【図３】図２のIII−III線断面図である。
【図４】図２のIV−IV線断面図である。
【図５】この発明を適用した排熱回収装置の実施形態２を示す図２相当の垂直断面図である。
【符号の説明】
【００５７】
(1)：ケーシング
(2)：高温ガス通路
(3)：低温ガス通路
(4)：仕切部材
(5)：ヒートパイプ
(5A)：蒸発部分
(5B)：凝縮部分
(6)：プレートフィン
(7)：ヒートパイプ式熱交換器
(13)：第１水噴霧装置
(22)：第２水噴霧装置（水濡らし装置）
【図１】
2007101094.tif 000003
【図２】
2007101094.tif 000004
【図３】
2007101094.tif 000005
【図４】
2007101094.tif 000006
【図５】
2007101094.tif 000007
【手続補正書】
【提出日】平成18年10月31日(2006.10.31)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００８】
この発明の目的は、上記問題を解決した熱交換装置を提供することにある。