JPH0545077A - 熱交換装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 エンジンの排気ガスから効率良く熱を回収す
ると同時に排気音を吸収する熱交換装置を提供する。 【構成】 密閉した枠体１の内部に水２を溜めるための
給水管７を設けるとともに排水管８を設ける一方、水２
の内部に排気ガスを放出するためのガス供給管３を枠体
１の下部に設けるとともに排気ガスを放出するための排
ガス管６を枠体１の上部に設け、給水管３から水面まで
の間に交互に左，右，左が開放されたことになる仕切板
１８を取り付けて排気ガスが水と接触する時間を長くす
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、排気ガスの消音装置を
兼用するように構成した熱交換装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】エンジンを回転させることによってその
回転エネルギーから発電により電力を供給する一方、エ
ンジンの排気ガスから熱を回収する熱電併給システムが
ある。斯かるシステムにおいては（ガス／水）熱交換器
によって排気ガスから熱を回収する。この（ガス／水）
熱交換器は、排気ガス中にシェルアンドチューブ式によ
り管を設けて管内に水を循環させることにより管壁を介
して間接的に熱を回収するものである。このほか、排気
音を小さくするために、排気ガスの膨張，収縮，共鳴等
を利用して排気ガスの音を吸収するサイレンサを設けて
いる。つまり、熱電併給システムには（ガス／水）熱交
換器とサイレンサとを設けて熱の回収と排気音の吸収と
を行っている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところが、熱の回収と
排気音の吸収とを夫々別々の装置で行うため、設置スペ
ースが多く必要になるとともに設備費用が大きくなり配
管等の工事が多く必要になる。また、管壁を介しての熱
交換であるために効率が悪い。更に、熱電併給システム
では（ガス／水）熱交換をボイラ規格適用外にするため
水系にて無圧開放面が必要であり、そのために膨張タン
ク等を設けて無圧開放面としている。そして、ガスの潜
熱が回収できず、排気ガスの凝縮で発生する水を処分し
なければならない。

【０００４】そこで本発明は、斯かる課題を解決した熱
交換装置を提供することを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】斯かる目的を達成するた
めの本発明の構成は、密閉された枠体に、水を枠体内へ
供給する給水部と枠体内から外部へ排出する排水部とを
設ける一方、枠体の外部から導いた排気ガスを枠体内に
溜められた水の中へ送り込むガス供給部と、枠体内の上
部から枠体外へ排気ガスを排出するガス排出部とを設
け、水中の下部のガス供給部と水面との間に水平方向へ
伸びる複数の仕切板を設けるとともに下から上へ向かっ
て仕切板の一方側と他方側とを交互に開放したことを特
徴とする。

【０００６】

【作用】ガス供給部を介して枠体内に溜められた水中へ
排気ガスを送り込むと、排気ガスは仕切板で形成される
流路を右へ左へ移動しながら長時間に亘って水中を移動
し、水に熱を与えたあと水中から水の上へ出てガス排出
部より大気中へ放出される。一方、水は給水部より散水
されて水の上の排気ガスと直接に接触して熱を吸収し、
その後は枠体の下部に溜まりガス供給部から放出される
排気ガスに直接に接触して再び熱を吸収する。このと
き、排気ガス中の排気音は水に吸収されることになる。

【０００７】

【実施例】以下、本発明を図面に示す実施例に基づいて
詳細に説明する。まず、本発明による熱交換装置の構成
を、図１に示す。図のように周囲が密閉された枠体１が
設けられる。これは、内部に水を溜めるために設けられ
る。枠体１の上部には枠体１の外部から内部へ気密に貫
通する給水管７が設けられ、給水管７の外周面には複数
のノズル９が設けられる。一方、枠体１の下部には排水
管８が設けられる。そして、枠体１内に溜めた水の中に
エンジンの排気ガスを供給するために、枠体１の外部か
ら内部の底面近傍までガス供給管３が設けられる。ガス
供給管３はＬ字形であって気密に枠体１を貫通する。ガ
ス供給管３の先端部は閉塞されており、外周面には複数
の放出孔４が形成される。ガス供給管３と水面との間に
は３枚の仕切板１８が設けられる。水中における下方か
ら水面へ向かって仕切板１８の左，右，左と交互に開放
することによって排気ガスが長い間水中に滞留するよう
にするため、水中における下方から水面へ向かって仕切
板１８の右，左，右が交互に枠体１の内面に固着され
る。枠体１の上部には排気ガスを枠体１の外部へ放出す
るための排ガス管６が設けられる。排ガス管６内には枠
体１内で飛散する水が枠体１の外へ出ないようにするエ
リミネータ５が設けられる。

【０００８】斯かる構成であることから、水が給水管７
のノズル９から枠体１内へ散水されてガス供給管１より
Ｈの高さまで水位を維持して残りは排水管８から排出さ
れる一方、ガス供給管３から供給される排気ガスは放出
孔４から水２の中へ放出されて気泡となって上昇し、仕
切板１８により形成された長い流路を右へ左へ移動しな
がら長時間に亘って水２と接触したのちにエリミネータ
５を通過して排ガス管６より枠体１外へ排出される。ノ
ズル９から散水された水は水面の上方で排気ガスの熱を
直接に受け取って予熱されたのちに枠体１の下部に溜ま
り、放出孔４から放出された排気ガスとも直接に接触し
て熱を受け取る。このように水は２段階にわたり排気ガ
スと直接に接して加熱されたのち、排水管８より排出さ
れる。次に、排気ガス中の排気音は排気ガスが放出孔４
から水２の中へ放出されたときに水２に吸収されてほと
んど消滅する。ここで、水面の高さＨはエンジンの許容
排気ガス量，背圧，熱と音との吸収割合に応じて決定さ
れる。

【０００９】次に、熱交換装置の第二実施例の構成を図
２に示す。これは、排気ガスを枠体１内へ導く流路と、
枠体１内を通らずに直接に大気中へ放出するバイパス流
路とを設けたものである。図のように、ガス供給管３に
接続管１４と流路がＴ字形の分岐管１１とが接続される
一方、排ガス管６にも分岐管１２が接続され、分岐管１
１，１２はバイパス管１０，１３で接続される。そし
て、バイパス管１０内に開閉弁１５が設けられる。

【００１０】斯かる構成であるから、開閉弁１５を閉じ
ると排気ガスは枠体１内に流れ、熱交換作用と排気音の
吸収作用が行われ、開閉弁１５を開くとガス供給管３は
水２によって閉塞された状態になるため排気ガスはバイ
パス管１０，１３を通って直接に大気中へ放出される。
その他の構成，作用は第一実施例と同じなので説明を省
略する。

【００１１】次に、熱交換装置の第三実施例の構成を説
明する。これは、第一実施例におけるガス供給管のうち
の水中にある部分を回転するようにしたものである。図
３に示すように、ガス供給管が供給管本体３ａと回転管
１６とで構成される。回転管１６は先端が閉じた有底円
筒形であり、外周面に複数の放出孔４を有する。回転管
１６の基端部は軸受１８を介して回転自在かつ気密に供
給管本体３ａの先端部に接続される。回転管１６の内部
には、図４に示すように回転管１６内を流れる排気ガス
の圧力で回転管１６を回転させるためのスパイラル板１
７が固定される。スパイラル板１７は長板を捩り変形さ
せたものである。

【００１２】斯かる構成であることから、排気ガスが回
転管１６内にはいって放出孔４から出るまでの間にスパ
イラル板１７に当り、これによってスパイラル板１７と
共に回転管１６が回転する。このため、放出孔４の位置
が変化し、放出孔４から出た排ガスは回転管１６によっ
て撹拌されながら水２と接触する。従って、排気ガスか
ら水への熱の移動がより効率良く行われ、かつ水による
排気音の吸収効率も高くなる。

【００１３】

【発明の効果】以上の説明からわかるように、本発明に
よる熱交換装置によれば、熱の回収と排気音の吸収とを
同時に行うので、装置の設置スペースが小さくて済むと
ともに設備費用が少なくなり、配管等の工事が容易にな
る。また、水が部材を介することなく直接に排気ガスと
接触し、しかも仕切板の存在により排気ガスは長時間に
亘って水と接触するため、熱交換効率が従来よりも高
い。更に、熱交換装置内に無圧開放面を有するためボイ
ラ規格適用外でかつ別に膨張タンク等を設ける必要がな
い。そして更に、従来と異なってガス潜熱の吸収ができ
凝縮水を処理する必要もない。

【図面の簡単な説明】

【図１】熱交換装置の第一実施例を示す断面図。

【図２】熱交換装置の第二実施例を示す断面図。

【図３】熱交換装置の第三実施例を示す断面図。

【図４】図４（ａ）は回転管の左側面図、図４（ｂ）は
回転管の正面断面図。

【符号の説明】

１…枠体 ２…水 ３…ガス供給管 ４…放出孔 ６…排ガス管 ７…給水管 ８…排水管 ９…ノズル １６…回転管 １８…仕切板

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 小口 文昭 東京都品川区大崎２丁目１番17号 株式会 社明電舎内

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 密閉された枠体に、水を枠体内へ供給す
   る給水部と枠体内から外部へ排出する排水部とを設ける
   一方、枠体の外部から導いた排気ガスを枠体内に溜めら
   れた水の中へ送り込むガス供給部と、枠体内の上部から
   枠体外へ排気ガスを排出するガス排出部とを設け、水中
   の下部のガス供給部と水面との間に水平方向へ伸びる複
   数の仕切板を設けるとともに下から上へ向かって仕切板
   の一方側と他方側とを交互に開放したことを特徴とする
   熱交換装置。