(57)【要約】      （修正有）【課題】既存の排熱経路に低コストで設置できる熱回収装置を提供する。【解決手段】熱回収装置１は、熱媒が流通し、この熱媒と周囲の気体あるいは液体との間で熱交換する。この熱回収装置１は、熱媒を流通させることにより形状が変化する熱交換部１０を備える。熱回収装置１の熱交換部１０を縮小して、この小さくなった熱交換部１０を、排気ダクト２の点検口３を通して、排気ダクト２の内部に挿入する。その後、熱媒を流通させることで、熱交換部１０の円環部２０を拡大させて、排気ダクト２内で熱交換部１０を拡げて設置する。よって、熱回収装置１を簡単に設置できるうえに、既存の排気ダクト２に大きな開口を設ける必要がないので、施工手間を少なくでき、低コストとなる。また、排気ダクト２内の全体に熱交換部１０が拡がるので、熱回収量を向上できるうえに、局所的に圧力損失が増大するのを防止できる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱媒が流通し、当該熱媒と周囲の気体あるいは液体との間で熱交換する熱回収装置であって、
熱媒が流通する、暖められる、および拘束状態から解放されることのいずれかにより形状が変化する熱交換部を備えることを特徴とする熱回収装置。
【請求項２】
既存の排熱経路に設けられることを特徴とする請求項１に記載の熱回収装置。
【請求項３】
前記熱交換部は、同軸上に複数配置された円環管状の円環部と、当該円環部のうち隣り合うもの同士を連結する管状の連結部と、を備え、
前記円環部は、それぞれ、柔軟性あるいは弾力性を有しており、内部の熱媒を抜くことにより当該円環部の外径が縮小するとともに、内部に熱媒を送り込むことにより当該円環部の外径が増大し、
前記連結部は、それぞれ、前記円環部の中心軸に略平行に延びており、前記円環部の中心を挟んで反対側に交互に配置されることを特徴とする請求項１または２に記載の熱回収装置。
【請求項４】
前記熱交換部は、右回りの螺旋状に延びる複数本の管状の右回り螺旋部と、左回りの螺旋状に延びる複数本の管状の左回り螺旋部と、を備え、
当該右回り螺旋部および左回り螺旋部は、柔軟性あるいは弾力性を有しており、所定間隔おきに格子状に配置されて、交点で互いに連結されることを特徴とする請求項１または２に記載の熱回収装置。
【請求項５】
前記熱交換部は、絡み合って同一の向きに螺旋状に延びる管状の一対の螺旋部を備え、
当該一対の螺旋部の先端部同士は、連結されていることを特徴とする請求項１または２に記載の熱回収装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、熱回収装置に関する。詳しくは、熱媒が流通し、この熱媒と周囲の気体あるいは液体との間で熱交換を行うことで熱を回収する熱回収装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、空気調和機やヒートポンプ給湯器には、熱交換器が設けられている。この熱交換器は、例えば、複数枚のプレートフィンからなるフィン列と、このフィン列に貫通して設けられた伝熱管と、を備える構造である（特許文献１参照）。この熱交換器によれば、熱媒を流通させる伝熱管にプレートフィンを取り付けて伝熱面積を大きく確保したので、効率よく熱交換できる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１１−２４７４９９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、近年、既存設備の排熱を回収して利用するため、上述のような熱交換器を排熱ダクト内に設置することが提案されている。この場合、排熱ダクトに熱交換器を通過するための大きな開口を形成する。その後、この開口からダクト内に熱交換器を設置して、開口を塞ぐので、工事期間中、設備運転を停止する必要があるうえに、施工手間がかかるので、コスト高となる。
【０００５】
本発明は、既存の排熱経路に低コストで設置できる熱回収装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
請求項１に記載の熱回収装置（例えば、後述の熱回収装置１、１Ａ、１Ｂ）は、熱媒が流通し、当該熱媒と周囲の気体あるいは液体との間で熱交換する熱回収装置であって、熱媒が流通する、暖められる、および拘束状態から解放されることのいずれかにより形状が変化する熱交換部（例えば、後述の円環部２０、右回り螺旋部５０、左回り螺旋部５１、螺旋部７０Ａ、７０Ｂ）を備えることを特徴とする。
【０００７】
請求項２に記載の熱回収装置は、既存の排熱経路（例えば、後述の排気ダクト２）内に設けられることを特徴とする。
【０００８】
ここで、熱媒とは、空気などの気体や、水などの液体が挙げられる。
また、排熱経路とは、排気ダクトや排水管などが挙げられる。
【０００９】
この発明によれば、熱回収装置の熱交換部を縮小して、この小さくなった熱交換部を、点検口などを通して排熱経路内に挿入する。その後、熱媒を流通させる、暖める、あるいは拘束状態から解放することで、熱交換部を拡大させて、排熱経路内全体に熱交換部を拡げて設置する。
よって、熱回収装置を簡単に設置できるうえに、既存の排熱経路に大きな開口を設ける必要がないので、施工手間を少なくでき、低コストとなる。また、排熱経路内全体に熱交換部が拡がるので、熱回収量を向上できるうえに、局所的に圧力損失が増大するのを防止できる。
【００１０】
請求項３に記載の熱回収装置は、前記熱交換部は、同軸上に複数配置された円環管状の円環部（例えば、後述の円環部２０）と、前記円環部のうち隣り合うもの同士を連結する管状の連結部（例えば、後述の往き配管３０）と、を備え、前記円環部は、それぞれ、柔軟性あるいは弾力性を有しており、内部の熱媒を抜くことにより当該円環部の外径が縮小するとともに、内部に熱媒を送り込むことにより当該円環部の外径が拡大し、前記連結部は、それぞれ、前記円環部の中心軸に略平行に延びており、前記円環部の中心を挟んで反対側に交互に配置されることを特徴とする。
【００１１】
排熱経路に熱交換部を設置する場合、熱交換部による圧力損失が大きくなると、排熱経路の排気や排液が円滑に行われず、排出圧力を再設定する手間がかかってしまう。
そこで、この発明によれば、熱交換部に円環部を設けたので、円環部の内側が排気や排液の通り道となるから、熱交換部による圧力損失を小さくでき、排出圧力を再設定する必要がなくなる。
【００１２】
請求項４に記載の熱回収装置は、前記熱交換部は、右回りの螺旋状に延びる複数本の管状の右回り螺旋部（例えば、後述の右回り螺旋部５０）と、左回りの螺旋状に延びる複数本の管状の左回り螺旋部（例えば、後述の左回り螺旋部５１）と、を備え、当該右回り螺旋部および左回り螺旋部は、柔軟性あるいは弾力性を有しており、所定間隔おきに格子状に配置されて、交点（例えば、後述の交点６０）で互いに連結されることを特徴とする。
【００１３】
この発明によれば、右回り螺旋部および左回り螺旋部の内部の熱媒を抜くことにより、柔軟性が増大するので、円筒形である熱交換部の外径が縮小する。次に、熱交換部の円筒形の外径が縮小した状態で排熱経路内に挿入し、その後、右回り螺旋部および左回り螺旋部の内部に熱媒を送り込むと、右回り螺旋部および左回り螺旋部が熱媒により内側から押されて硬直し、円筒形である熱交換部の外径が拡大する。
よって、熱交換部が全体として円筒形状となるので、円筒形の内側が排気や排液の通り道となるから、熱交換部による圧力損失を小さくでき、排出圧力を再設定する必要がなくなる。
【００１４】
請求項５に記載の熱回収装置は、前記熱交換部は、絡み合って同一の向きに螺旋状に延びる管状の一対の螺旋部（例えば、後述の螺旋部７０Ａ、７０Ｂ）を備え、当該一対の螺旋部の先端部同士は、連結されていることを特徴とする。
【００１５】
この発明によれば、螺旋部の内部の熱媒を抜くことにより、柔軟性が増大するので、円筒形である熱交換部の外径を小さくできる。次に、熱交換部の円筒形の外径が縮小した状態で排熱経路内に挿入し、その後、螺旋部の内部に熱媒を送り込むことにより、螺旋部が熱媒により内側から押されて硬直し、円筒形である熱交換部の外径が拡大する。
よって、熱交換部が全体として円筒形状となるので、円筒形の内側が排気や排液の通り道となるから、熱交換部による圧力損失を小さくでき、排出圧力を再設定する必要がなくなる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、熱回収装置の熱交換部を縮小して、この小さくなった熱交換部を、点検口などを通して排熱経路内に挿入する。その後、熱媒を流通させる、暖める、あるいは拘束状態から解放することで、熱交換部を拡大させて、排熱経路内全体に熱交換部を拡げて設置する。よって、熱回収装置を簡単に設置できるうえに、既存の排熱経路に大きな開口を設ける必要がないので、施工手間を少なくでき、低コストとなる。また、排熱経路内全体に熱交換部が拡がるので、熱回収量を向上できるうえに、局所的に圧力損失が増大するのを防止できる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の第１実施形態に係る熱回収装置の斜視図である。
【図２】前記実施形態に係る熱回収装置の円環部の外径が縮小した状態を示す斜視図である。
【図３】前記実施形態に係る熱回収装置の円環部の外径が拡大した状態を示す斜視図である。
【図４】本発明の第２実施形態に係る熱回収装置の斜視図である。
【図５】前記実施形態に係る熱回収装置の外径が縮小した状態を示す斜視図である。
【図６】本発明の第３実施形態に係る熱回収装置の斜視図である。
【図７】前記実施形態に係る熱回収装置の外径が縮小した状態を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。なお、以下の実施形態の説明にあたって、同一構成要件については同一符号を付し、その説明を省略もしくは簡略化する。
〔第１実施形態〕
図１は、本発明の第１実施形態に係る熱回収装置１の斜視図である。
【００１９】
熱回収装置１は、既存の排熱経路としての排気ダクト２の内部に設置され、熱媒としての水が流通し、この水と周囲の空気との間で熱交換するものである。この熱回収装置１は、熱媒が流通することにより形状が変化する熱交換部１０と、この熱交換部１０が接続されるヘッダ４、５と、を備える。
【００２０】
熱交換部１０は、同軸上に複数配置された円環管状の円環部２０と、これら円環部２０のうち隣り合うもの同士を連結する管状の連結部としての往き配管３０と、先端に位置する円環部２０Ａから残る円環部２０の内側を通って基端側に至る還り配管４０と、を備える。
往き配管３０は、往きヘッダ４に接続され、還り配管４０は、還りヘッダ５に接続されている。
【００２１】
円環部２０は、それぞれ、柔軟性を有しており、水を流通させることで形状が変化する。具体的には、内部の水を抜くことにより、円環部２０の内壁面を押す圧力が低下して、図２に示すように、円環部２０の外径が縮小する。また、円環部２０は、外径が縮小した状態で、還り配管４０に水を送り込むことにより、図３に示すように、各円環部２０が内側から押し拡げられて、外径が拡大する。
【００２２】
往き配管３０は、円環部２０の中心軸に略平行に延びている。１つの円環部２０には、隣り合う２つの往き配管３０が連結されることになるが、これら２つの往き配管３０は、円環部２０の中心を挟んで反対側に接続される。
【００２３】
円環部２０は、例えば、使用温度が−８０℃〜１８０℃のフッ素樹脂フィルム（ＥＴＦＥ）で形成される。また、往き配管３０および還り配管４０は、例えば、使用温度が−３０℃〜１５０℃のシリコーンゴムで形成される。
【００２４】
次に、熱回収装置１を排気ダクト２内に設置する手順について説明する。
まず、円環部２０の水を抜いて円環部２０の外径を縮小して、熱交換部１０の形状を小さくする。
この状態で、熱交換部１０を、排気ダクト２の点検口３を通して、排気ダクト２の内部に挿入する。その後、往き配管３０に水を送り込むことにより、円環部２０の直径を拡大させて、排気ダクト２内の全体に熱交換部１０の形状を拡大する。
【００２５】
本実施形態によれば、以下のような効果がある。
（１）、熱回収装置１を簡単に設置できるうえに、既存の排気ダクト２に大きな開口を設ける必要がないので、施工手間を少なくでき、低コストとなる。また、排気ダクト２内の全体に熱交換部１０が拡がるので、熱回収量を向上できるうえに、局所的に圧力損失が増大するのを防止できる。
【００２６】
（２）熱回収装置１に円環部２０を設けたので、円環部２０の内側が排気の通り道となるから、熱交換部１０による圧力損失を小さくでき、排気圧力を再設定する必要がなくなる。
【００２７】
〔第２実施形態〕
図４は、本発明の第２実施形態に係る熱回収装置１Ａの斜視図である。
熱回収装置１Ａの熱交換部１０Ａは、右回りの螺旋状に延びる管状の複数本の右回り螺旋部５０と、左回りの螺旋状に延びる管状の複数本の左回り螺旋部５１と、で構成される。
熱交換部１０Ａは、全体として円筒形となっており、右回り螺旋部５０および左回り螺旋部５１は、この円筒形の熱交換部１０Ａの壁面を構成する。
【００２８】
右回り螺旋部５０および左回り螺旋部５１は、柔軟性を有しており、所定間隔おきに格子状に配置される。これら右回り螺旋部５０と左回り螺旋部５１とは、各交点６０で連結されている。
【００２９】
この熱回収装置１Ａでは、右回り螺旋部５０および左回り螺旋部５１の内部の熱媒を抜くことにより、図５に示すように、右回り螺旋部５０および左回り螺旋部５１の柔軟性が増大し、円筒形である熱交換部１０Ａの外径が縮小する。
よって、熱交換部１０Ａの外径が縮小された状態で、熱交換部１０Ａを排気ダクト２内に挿入し、その後、右回り螺旋部５０および左回り螺旋部５１の内部に熱媒を送り込むことにより、右回り螺旋部５０および左回り螺旋部５１が内側から押し拡げられて硬直し、円筒形である熱交換部１０Ａの外径が拡大する。
【００３０】
本実施形態によれば、上述の（１）、（２）と同様の効果がある。
【００３１】
〔第３実施形態〕
図６は、本発明の第３実施形態に係る熱回収装置１Ｂの斜視図である。
熱回収装置１Ｂの熱交換部１０Ｂは、絡み合って左回りの螺旋状に延びる管状の一対の螺旋部７０Ａ、７０Ｂで構成される。熱交換部１０は、全体として円筒形状となっており、一対の螺旋部７０Ａ、７０Ｂは、この円筒形の熱交換部１０Ｂの壁面を構成する。これら一対の螺旋部７０Ａ、７０Ｂの先端部同士は、連結されている。
【００３２】
なお、これら一対の螺旋部７０Ａ、７０Ｂの向きを左回りとしたが、これに限らない。すなわち、一対の螺旋部は同一の向きであればよく、右回りとしてもよい、
【００３３】
この熱回収装置１Ｂでは、螺旋部７０Ａ、７０Ｂの内部の熱媒を抜くことにより、図７に示すように、螺旋部７０Ａ、７０Ｂの柔軟性が増大し、円筒形である熱交換部１０Ｂの外径が縮小する。
よって、熱交換部１０の外径が縮小された状態で、熱交換部１０Ｂを排気ダクト２内に挿入し、その後、螺旋部７０Ａ、７０Ｂの内部に熱媒を送り込むことにより、螺旋部７０Ａ、７０Ｂが内側から押し拡げられて、円筒形である熱交換部１０Ｂの外径が拡大する。
【００３４】
本実施形態によれば、上述の（１）、（２）と同様の効果がある。
【００３５】
なお、本発明は前記実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良等は本発明に含まれるものである。また、本発明は、同様の考え方を用いて、冷熱の回収にも適用できる。
【符号の説明】
【００３６】
１、１Ａ、１Ｂ…熱回収装置
２…排気ダクト（排熱経路）
３…点検口
４…往きヘッダ
５…還りヘッダ
１０、１０Ａ、１０Ｂ…熱交換部
２０…円環部
２０Ａ…先端の円環部
３０…往き配管（連結部）
４０…還り配管
５０…右回り螺旋部
５１…左回り螺旋部
６０…交点
７０Ａ、７０Ｂ…螺旋部
【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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