JPH09190927A - 廃熱回収装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 変圧器などの廃熱発生体による発生熱を回収
して有効利用する廃熱回収装置に関し、省エネルギー性
を高め低コストを実現する。 【解決手段】 廃熱発生体１３に設けた廃熱回収熱交換
器１２と、回収した廃熱を取り出す廃熱利用熱交換器１
４と、取り出した廃熱を蓄える蓄熱部１６と廃熱回収熱
交換器１２と廃熱利用熱交換器１４の一次側１４ａを環
状に配管接続して熱媒体を封入した熱媒循環路１５と、
熱媒循環路１５に設け熱媒体を強制循環させる熱媒体搬
送装置１８と、蓄熱部１６と廃熱利用熱交換器１４の二
次側１４ｂを環状に配管接続し二次側流体が流動する利
用側循環路１７と、熱媒循環路１５に設けた熱媒体の流
動力を駆動源とする駆動部２０と利用側循環路１７に設
けた二次側流体を搬送する搬送部２１とを有する流体駆
動搬送装置１９を備えている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は変圧器などの廃熱発
生体による発生熱を回収して有効利用する廃熱回収装置
に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来の廃熱回収装置として、例えば特開
平５−２７５２４５号公報に示される変圧器の廃熱を回
収し給湯に利用する図１１の構成がある。図において、
油入変圧器１は、鉄心２で発生する鉄損、巻線３で発生
する銅損などの電気的損失によって発熱する。この発熱
により昇温した絶縁油４の熱を、蒸発部５を変圧器１に
内設し凝縮部６を変圧器１に外設したタンク７内に設け
たヒートパイプ８により冷却水９に取り出し、循環ポン
プ１０によって冷却水９を循環させて貯湯タンク１１に
蓄熱するものである。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記従来
の構成では、高電圧を扱う変圧器のすぐそばを電気の導
体である冷却水が循環するため、万一冷却水が漏洩した
場合の安全性に課題があった。

【０００４】本発明は上記課題を解決するもので、安全
性の向上と省エネルギー性の向上を主目的としたもので
ある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明の廃熱回収装置に
おいては、廃熱利用熱交換器の一次側を環状に配管接続
した熱媒循環器と、この熱媒循環路に設け熱媒体を強制
循環させる熱媒体搬送装置と、前記廃熱利用熱交換器の
二次側を環状に配管接続した利用側循環路とを備え、利
用側循環路に設けた二次側流体を搬送する搬送部は、前
記熱媒循環路の熱媒体の流動力によって駆動される駆動
部によって運転されるようにしたものである。この本発
明によれば安全性の向上がはかられ、省エネ的効果が得
られる。

【０００６】

【発明の実施の形態】本発明は上記の目的を達成するた
め、廃熱発生体と、この廃熱発生体に設けた廃熱回収熱
交換器と、回収した廃熱を取り出す廃熱利用熱交換器
と、取り出した廃熱を蓄える蓄熱部と前記廃熱回収熱交
換器と前記廃熱利用熱交換器の一次側を環状に配管接続
して熱媒体を封入した熱媒循環路と、前記熱媒循環路に
設け熱媒体を強制循環させる熱媒体搬送装置と、前記蓄
熱部と前記廃熱利用熱交換器の二次側を環状に配管接続
し二次側流体が流動する利用側循環路と、前記熱媒循環
路に設けた熱媒体の流動力を駆動源とする駆動部と前記
利用側循環路に設けた二次側流体を搬送する搬送部とを
有する流体駆動搬送装置を設けたものである。

【０００７】また、廃熱回収熱交換器には強制冷却部と
送風装置を設けたものである。また、廃熱発生体に設け
た第一温度検知器の検知温度が所定値以上に上昇した時
は前記送風装置を運転する第一制御装置を設けたもので
ある。

【０００８】また、熱媒循環路に設けた熱媒体温度検知
器の検知温度が所定値以上に上昇した時は前記送風装置
を運転する第二制御装置を設けたものにである。

【０００９】また、廃熱利用熱交換器および流体駆動搬
送装置に対して並行して流路制御体および放熱器を有す
る放熱流路を熱媒循環路に設けたものである。

【００１０】また、熱媒循環路に設けた熱媒体温度検知
器の検知温度が所定値以上に上昇した時は前記流路制御
体を駆動して前記放熱器側に開成するとともに、前記廃
熱発生体に設けた前記第一温度検知器の検知温度が所定
値以上に上昇した時は前記送風装置を運転する第三制御
装置を設けたものである。

【００１１】また、廃熱利用熱交換器の一次側に並設し
た流量制御体を有するバイパス路と、利用側循環路に設
けた利用側温度検知器と、利用側温度検知器の検知温度
に応じて前記流量制御体により廃熱利用熱交換器の一次
側の流量を制御する加熱制御装置を設けたものである。

【００１２】また、廃熱発生体、廃熱回収熱交換器、熱
媒体搬送装置および前記熱媒体搬送装置の発停を制御す
る第四制御装置を収納した廃熱発生ユニットと、蓄熱
部、廃熱利用熱交換器、流体駆動搬送装置を収納する蓄
熱ユニットとを、熱媒循環路の一部を形成し熱媒が循環
する熱媒配管で接続したものである。

【００１３】本発明は上記構成によって、熱媒体により
利用側に熱を送るため利用側の給湯水等を廃熱発生体と
は分離して安全性を高めるとともに、熱媒体搬送装置に
よって循環する熱媒体の流動力により二次側流体を循環
させるため省エネルギー性を高めた運転がなされる。

【００１４】また、利用側の負荷が小さいなどで蓄熱部
の蓄熱容量が満杯になった時には送風装置を運転して強
制冷却部から放熱して利用側の負荷変化に対する廃熱発
生体の動作条件の自由度が拡大される。

【００１５】また、蓄熱部側の状態に関わらず廃熱発生
体の温度が所定値を超える上昇を検知すると送風装置を
運転して強制冷却を行い、廃熱発生体の異常温度上昇を
防いで安定動作の確保がなされる。

【００１６】また、二次側流体を加熱する熱媒体の温度
が所定値以上に高温となった場合では、送風装置を運転
して強制冷却部で放熱を行い、熱媒体の温度を低減させ
て二次側流体の沸騰、異常温度上昇などによる利用側の
事故を防止して利用側の安全性の向上がなされる。

【００１７】また、廃熱利用熱交換器に並設した放熱器
を有する放熱流路により、利用側の熱負荷が小さく蓄熱
部が満杯になた場合でも放熱器において放熱を続行して
熱発生体の運転保証がなされ、放熱部を他の用途に利用
する場合は廃熱利用熱量が増大した利用効率を高めた運
転がなされる。

【００１８】また、熱媒体が所定の温度以上に上昇する
と放熱流路の放熱器に熱媒体を流して二次側流体への加
熱を低減あるいは停止して二次側流体の温度過昇を防ぎ
利用側の安全性を確保し、万一さらに廃熱発生体の温度
が上昇したときは送風装置を運転して廃熱発生体の運転
動作を確保し信頼性を高めた運転がなされる。

【００１９】また、二次側流体の温度に応じて廃熱利用
熱交換器の一次側を流れる熱媒体の流量を変化させて加
熱量を制御して利用側の蓄熱温度を可変制御することに
より利用温度を設定でき利便性を高めた運転がなされ
る。

【００２０】また、廃熱発生ユニット側の熱媒体搬送装
置の発停制御のみで蓄熱ユニット側も動作するため両ユ
ニット間の通信制御が不要であり、熱媒循環路の一部と
なる熱媒配管で各ユニットを配管接続するだけで動作可
能となるため、施工性、設置性、メンテナンス性に優れ
た機器の提供がなされる。

【００２１】以下本発明の実施例を図１〜図１０を参照
して説明する。まず、図１〜図３に示す本発明第一の実
施例について説明する。

【００２２】１２は廃熱発生体１３に設けた廃熱回収熱
交換器であり、１４は廃熱回収熱交換器１２で回収した
廃熱を利用するために取り出す廃熱利用熱交換器であ
り、廃熱利用熱交換器１４の一次側１４ａと廃熱回収熱
交換器１２とは環状に配管接続して熱媒体を封入した熱
媒循環路１５で連結されている。

【００２３】１６は廃熱利用熱交換器１４で取り出した
熱を蓄える蓄熱部であり、廃熱利用熱交換器１４の二次
側１４ｂと蓄熱部１６とは環状に配管接続した利用側循
環路１７で連結されている。

【００２４】１８は熱媒循環路１５に設けた熱媒体搬送
装置であり、１９は熱媒循環路１５に設けられ熱媒体の
流動力を駆動源とする駆動部２０と利用側循環路１７に
設けられ二次側流体を搬送する搬送部２１とを有する流
体駆動搬送装置である。

【００２５】２２は蓄熱部１６に設けた流入口、２３は
蓄熱部１６に設けた流出口である。図２は流体駆動搬送
装置１９を示したもので、駆動部２０は駆動ケーシング
２４内に駆動羽根車２５を収納するとともに駆動流体で
ある熱媒体が流入する駆動ノズル２６と熱媒体が流出す
る駆動流体出口２７を有している。搬送部２１はポンプ
ケーシング２８内にポンプ羽根車２９を収納するととも
に二次側流体が流入するポンプ吸入口３０と二次側流体
が流出するポンプ吐出口３１を有している。

【００２６】駆動部２０と搬送部２１は隔壁３２を介し
て対向するとともに、駆動羽根車２５とポンプ羽根車２
９はそれぞれに設けたマグネット３３，３４により磁気
連結されている。３５，３６は駆動羽根車２５およびポ
ンプ羽根車２９を回転自在に支持する支持軸である。

【００２７】図３は廃熱回収熱交換器１２を示したもの
で、廃熱発生体１３の内部に挿入した吸熱部３７と熱媒
循環路１５を循環する熱媒体が流動する放熱部３８とを
伝熱部３９で熱的に連結しヒートパイプとしたものであ
る。４０は廃熱発生体１３を変圧器とした場合における
鉄心であり、４１は鉄心４０に巻装した巻線であり、４
２は鉄心４０および巻線４１を浸漬している絶縁油であ
る。

【００２８】上記構成において、廃熱発生体１３が変圧
器の場合において廃熱回収装置の動作を説明する。変圧
器において電圧変換して電力供給を行う場合、鉄心４０
で発生する鉄損、巻線４１で発生する銅損などの電気的
損失による生じる発熱は油入変圧器においては鉄心４０
および巻線４１を取り囲む絶縁油４２を昇温させる。

【００２９】従って、廃熱発生体１３である変圧器の動
作とともに熱媒体搬送装置１８を運転し、廃熱回収熱交
換器１２において吸熱部３９で絶縁油４２から吸収し伝
熱部３９を介して放熱部３８に送られた廃熱を熱媒体搬
送装置１８の運転により循環する熱媒体に伝熱する。こ
こで電気絶縁性のある材料を熱媒体とし熱媒循環路１５
の配管の一部を絶縁材（図示せず）として万一事故など
により高電圧が漏洩した場合でも利用側を高電圧の電気
から絶縁分離して保護するとともに、廃熱回収熱交換器
１２で昇温した熱媒体を熱媒循環路１５を通って廃熱利
用熱交換器１４の一次側１４ａおよび流体駆動搬送装置
１９の駆動部２０に循環流動させ熱を搬送する。駆動部
２０に流入した熱媒体は駆動ノズル２６から噴出して駆
動羽根車２５を回転させるとともに、搬送部２１に設け
た駆動羽根車２５に磁気連結されているポンプ羽根車２
９が回転する。ポンプ羽根車２９の回転により蓄熱部１
６内の二次側流体が利用側循環路１７を通って廃熱利用
熱交換器１４の二次側１４ｂに流入し一次側１４ａを流
れる昇温した熱媒体から吸熱して二次側流体が昇温する
とともに蓄熱部１６に流入する。このように熱媒体を循
環させる熱媒体搬送装置１８の運転により二次側流体の
搬送および加熱が並行して行われる。以上のようにして
蓄熱部１６に廃熱発生体１３で生じた廃熱を蓄熱する。

【００３０】このようにして蓄えた熱を利用する場合、
例えば給湯に使用するには蓄熱部１６の流入口２２に加
わる二次側流体のの流入圧力により流出口２３から高温
になった二次側流体を流出させて利用する。

【００３１】このように、二次側流体は一次側流体であ
る熱媒体の循環力により運転される流体駆動搬送装置１
９により循環駆動されるため流体の搬送動力を低減して
省エネルギー性を高めることができる。

【００３２】また、熱媒体搬送装置１８の運転を発停制
御するだけで二次側流体の循環、加熱動作を制御できる
ため、制御装置の簡素化ができ低コストの装置が実現で
きるとともに動作の信頼性を高めることができる。

【００３３】さらに、廃熱発生体が高圧の電気を扱う変
圧器の場合では、廃熱発生側と利用側とを熱媒体の配管
結合上だけでなく制御回路上も電気的に絶縁分離でき、
万一の事故の場合でも利用側に高電圧が漏れるのを防ぎ
安全性を確保できる。

【００３４】以上のように本発明の第一の実施例によれ
ば、流体の搬送動力を低減して省エネルギー性をさらに
向上できるという効果がある。

【００３５】また、制御装置の簡素化により装置の低コ
スト化と信頼性の向上が実現できるという効果がある。

【００３６】次に、図４、図５に示す本発明第二の実施
例について説明する。なお、図１〜図３に示した実施例
と同一機能、同一部材のところは同一符号を付与し詳細
な説明は省略する。

【００３７】４３は廃熱回収熱交換器１２に併設した強
制冷却部であり、４４は強制冷却部４４に対向して配置
した送風装置である。強制冷却部４３は伝熱部３９の延
長上に放熱フィンを設けたもので、熱媒体への放熱部３
８と強制冷却部４３は伝熱部３９に対して併設されてい
る。

【００３８】上記構成において、廃熱回収装置の動作を
説明する。廃熱発生体１３の運転に伴って発生した廃熱
は利用側の蓄熱部１６の蓄熱容量に余裕がある間は熱媒
体により熱搬送される。しかし、利用側の負荷が小さく
蓄熱部１６の熱容量が満杯になった場合などでは放熱部
３８での廃熱回収に並行して送風装置４４の運転により
強制冷却部４３に送風して強制冷却を行う。

【００３９】このように、利用側の負荷熱量の変動によ
らず廃熱発生体１３を安定して運転させるもので、利用
側熱負荷の変動許容幅を拡大でき利用の自由度が向上で
き、さらに蓄熱部１６の少容量化による小型化と設置ス
ペースの小型化による設置性が向上できる。

【００４０】また、熱媒循環路１５に強制冷却部を設け
た場合（図示せず）とは異なり、廃熱回収熱交換器１２
に強制冷却部４３を併設しているので、熱媒循環路１５
の熱媒体が漏洩してなくなったりあるいは熱媒体搬送装
置１８が故障した場合でも、強制冷却部４３での放熱が
確保でき廃熱発生体１３の運転を継続させることができ
る。

【００４１】以上のように本発明の第二の実施例によれ
ば、利用側の熱負荷に対する自由度が向上できるという
効果が得られるとともに、蓄熱部を小型化でき設置性が
向上できるという効果がある。

【００４２】また、熱媒体の循環の有無によらず放熱を
確保でき廃熱発生体の運転を保証する信頼性を向上でき
るという効果がある。

【００４３】次に、図６に示す本発明の第三の実施例お
よび本発明の第四の実施例について説明する。なお、図
１〜図５に示した実施例と同一機能、同一部材のところ
は同一符号を付与し詳細な説明は省略する。

【００４４】４５は廃熱発生体１３に設けた第一温度検
知器であり、４６は第一温度検知器４５および送風装置
４４に電気的に接続されるとともに第一温度検知器４５
の検知した温度が所定値Ｔａ以上に上昇した時は送風装
置４４を運転する第一制御装置である。

【００４５】４７は熱媒循環路１５に設けた熱媒体温度
検知器であり、４８は熱媒体温度検知器４７および送風
装置４４に電気的に接続されるとともに熱媒体温度検知
器４７の検知した温度が所定値Ｔｂ以上に上昇したとき
は送風装置４４を運転する第二制御装置である。

【００４６】上記構成において、廃熱回収装置の動作を
説明する。まず本発明の第三の実施例では、廃熱発生体
１３の温度を直接検知するもので、第一温度検知器４５
で検出する温度が上昇して所定値Ｔａに達すると第一制
御装置４６により送風装置４４を運転して強制冷却部４
３に送風して廃熱発生体１３の強制冷却を行うことで廃
熱発生体１３の異常過熱を防止する。なお、本実施例で
は廃熱発生体１３の外表面の温度を検知する例を示して
いるが、外表面でなく一番重要な個所の温度を検知すれ
ば良いものであり、例えば絶縁油入り変圧器の場合では
第一温度検知器を内部に設けて絶縁油の温度を直接検知
することができるのは言うまでもない。

【００４７】このように、廃熱発生体１３の温度を直接
検知して廃熱発生体の温度が許容上限に達すると強制冷
却を行うもので、廃熱発生体を安定して動作させること
が確保できるとともに、利用側は廃熱発生体の温度上限
まで確実に廃熱回収運転して回収熱量を増大でき、熱利
用効率を高めることができる。

【００４８】以上のように本発明の第三の実施例によれ
ば、廃熱発生体の動作の安定性を高めて信頼性を向上で
きるという効果が得られるとともに、回収効率を高め廃
熱回収熱量を増大して熱利用効率を向上できるという効
果がある。

【００４９】次に、本発明の第四の実施例では、二次側
流体を加熱する熱媒体の温度が上昇して所定値Ｔｂに達
したことを熱媒体温度検知器４７により検出すると第二
制御装置４８により送風装置４４を運転して強制冷却部
４３に送風する。このようにして廃熱発生体１３の強制
冷却を行うことで利用側である二次側流体の温度過昇を
防止して利用側の安全の確保がなされる。例えば利用側
を給湯に利用する場合などでは二次側流体の沸騰による
蓄熱部の圧力過昇などの異常発生を防止して安全性を保
証できる。さらに、熱媒体の温度過昇を防止して熱媒体
および熱媒循環路１５側に設けた部材の耐熱性を確保
し、耐久性、信頼性を高めることができる。

【００５０】また他の実施例として、送風装置４４の運
転による強制冷却を行ってもさらに熱媒体の温度が上昇
して所定値Ｔｃ（Ｔｃ＞Ｔｂ）に達する場合は、第二制
御装置４８により熱媒体搬送装置１８の運転を停止して
二次側流体への加熱運転を停止することにより、利用側
の安全性をより一層高めることができる。

【００５１】以上のように本発明の第四の実施例によれ
ば、利用側の流体の温度過昇を防止して利用側の安全性
を向上できるという効果が得られるとともに、部材の耐
熱性を確保し、耐久性、信頼性を向上できるという効果
がある。

【００５２】次に、図７に示す本発明の第五の実施例に
ついて説明する。なお、図１〜図６に示した実施例と同
一機能、同一部材のところは同一符号を付与し詳細な説
明は省略する。

【００５３】４９は廃熱利用熱交換器１４の一次側１４
ａおよび流体駆動搬送装置１９の駆動部２０に対して並
設した放熱流路であり、５０は放熱流路４９に設けた自
然対流型の放熱器であり、５１は放熱流路４９に熱媒体
を流動させるための流路制御体である。

【００５４】なお、流路制御体５１は流動方向を切り換
える切換弁でも良く、あるいは放熱流路５０の途中に設
けた（図示せず）開閉弁でも良い。

【００５５】上記構成において、廃熱回収装置の動作を
説明する。まず放熱器５０を予備の放熱部として使用す
る場合、すなわち利用側の熱負荷が小さくて蓄熱部１６
の蓄熱温度が上限まで上昇するなどで蓄熱容量が満杯に
なった場合では、熱媒体の流動方向を流路制御体５１を
駆動して放熱器５０側に切り換えて、廃熱利用熱交換器
１４での二次側流体の加熱を停止するとともに放熱器５
０で自然対流により大気中に放熱させ、廃熱発生体１３
を正常に運転させる。従って利用側の熱負荷の変動によ
り蓄熱部１６の状態が変動しても廃熱発生体１３の運転
が蓄熱部１６の状態に影響されることを防止でき、利用
側の熱負荷変動によらず廃熱発生体１３の安定した運転
確保が保証でき、利用側の熱負荷の自由度が向上でき
る。

【００５６】次に、放熱器５０を暖房装置などの熱利用
端末として使用する場合では、放熱器５０の利用開始と
ともに流路制御体５１を駆動して放熱流路４９側に開成
し、廃熱利用熱交換器１４での二次側流体の加熱運転と
放熱器５０での熱利用運転とを並行して実施する。この
ように廃熱発生体１３の廃熱利用の用途の多様化による
利便性を向上でき、さらに廃熱利用熱量の拡大で廃熱利
用効率が向上できる。

【００５７】以上のように本発明の第五の実施例によれ
ば、廃熱発生体１３は蓄熱部１６の状態に影響されずに
安定した運転が確保されて動作信頼性の向上ができると
いう効果が得られるとともに、利用側熱負荷変動に対す
る自由度が向上でき、廃熱利用の用途の多様化による利
便性を向上できるという効果と、廃熱利用熱量の拡大で
廃熱利用効率が向上できるという効果がある。

【００５８】次に、図８に示す本発明の第六の実施例に
ついて説明する。なお、図１〜図７に示した実施例と同
一機能、同一部材のところは同一符号を付与し詳細な説
明は省略する。

【００５９】５２は熱媒循環路１５に設けた熱媒体温度
検知器４７、流路制御体５１、送風装置４４および廃熱
発生体１３に設けた第一温度検知器４５に電気的に接続
している第三制御装置であり、この第三制御装置５２は
熱媒体温度検知器４７の検知温度が所定値以上に上昇し
た時は流路制御体５１を放熱流路４９側に開成するとと
もに第一温度検知器４５の検知温度が所定値以上に上昇
したときは電動モータ駆動などによる送風装置４４を運
転するものである。

【００６０】上記構成において、廃熱回収装置の動作を
説明する。蓄熱部１６の蓄熱温度上昇などで熱媒体の温
度が上昇し熱媒体温度検知器４７で検出する温度が所定
値Ｔｄに達すると第三制御装置５２により流路制御体５
１を駆動して放熱流路４９側に開成あるいは切り換えて
熱媒体を放熱器５０に流動させ放熱能力を増大させて熱
媒体の温度低下および熱媒体温度の低下に伴う廃熱発生
体１３の温度低下を図り、廃熱発生体１３の安定動作を
継続させて動作信頼性の向上ができる。一方、廃熱利用
熱交換器１４では二次側流体への加熱動作を低減あるい
は停止として二次側流体の温度過昇を防ぎ、利用側の安
全性を確保する。

【００６１】この上記制御動作にも関わらずさらに廃熱
発生体１３の温度が上昇し、第一温度検知器４５で検知
する温度が所定値Ｔｅ以上に上昇したときは、第三制御
装置５２により送風装置４４を運転して強制冷却部４３
に送風して廃熱発生体１３の強制冷却を行い、廃熱発生
体１３の温度過昇による故障、耐久性の低下などを防止
して機器の信頼性を向上できる。

【００６２】このようにまず最初に放熱動作に動力を必
要としない自然対流型の放熱器５０による冷却動作を行
い、さらに温度上昇する場合には駆動エネルギーを必要
とする送風装置４４による冷却動作を行うという二段階
の温度過昇の防止動作により、送風装置４４の運転回数
および運転時間を最少化して省エネルギー性が向上でる
とともに送風装置４４の耐久性が向上できる。

【００６３】以上のように本発明の第六の実施例によれ
ば、機器の温度過昇を防止して故障、耐久性の低下など
を防止して機器の信頼性が向上できるという効果があ
る。また、二次側流体の温度過昇を防止して利用側の安
全性を高めることができるという効果がある。さらに、
送風装置の運転回数および運転時間を最少化して省エネ
ルギー性の向上と耐久性の向上が実現できるという効果
がある。

【００６４】次に、図９に示す本発明の第七の実施例に
ついて説明する。なお、図１〜図８に示した実施例と同
一機能、同一部材のところは同一符号を付与し詳細な説
明は省略する。

【００６５】５３は廃熱利用熱交換器１４の一次側１４
ａに並設されるとともに流体駆動搬送装置１９の駆動部
２０に直列に配置したバイパス路であり、５４はこのバ
イパス路５３に設けた熱媒体の流量を可変する流量制御
体である。

【００６６】５５は利用側循環路１７の廃熱利用熱交換
器１４の出口側に設けた二次側流体の温度を検知する利
用側温度検知器である。５６は流量制御体５４および利
用側温度検知器５５に電気的に接続している加熱制御装
置であり、この加熱制御装置５６は利用側温度検知器５
５の検知温度に応じて流量制御体５４を駆動して廃熱利
用熱交換器１４の一次側１４ａの熱媒体の流量を可変制
御するものである。

【００６７】上記構成において、廃熱回収装置の動作を
説明する。蓄熱部１６の蓄熱温度を所定値Ｔｗに設定す
るため利用側温度検知器５５で廃熱利用熱交換器１４の
二次側１４ｂの出口側の温度を検出し、もしも検知温度
が所定値Ｔｗよりも高い場合は加熱制御装置５６で流量
制御体５４の開度を大きくしてバイパス路５３を流れる
熱媒体の流量を増大させて廃熱利用熱交換器１４の一次
側１４ａを流れる熱媒体の流量を低減することにより廃
熱利用熱交換器１４での加熱量を低下させて二次側流体
の温度を所定値Ｔｗに導く。一方、もしも検知温度が所
定値Ｔｗよりも低い場合は加熱制御装置５６で流量制御
体５４の開度を小さくしてバイパス路５３を流れる熱媒
体の流量を減少させて廃熱利用熱交換器１４の一次側１
４ａを流れる熱媒体の流量を増大させることにより廃熱
利用熱交換器１４での加熱量を増加させて二次側流体の
温度を所定値Ｔｗに導く。いずれの場合でも廃熱利用熱
交換器１４の一次側１４ａを流れる熱媒体の流量が変化
しても流体駆動搬送装置１９の駆動部２０を流れる熱媒
体の流量、すなわち熱媒循環路１５を循環する流量はほ
とんど変化しないため、搬送部２１の二次側流体を搬送
する能力変化が少ないため二次側流体の循環量は安定し
て行われる。

【００６８】このようにして二次側流体の廃熱利用熱交
換器１４の出口側温度を所定の一定値Ｔｗに安定制御す
るもので、利用側の蓄熱温度を任意に制御できることに
より使い勝手の向上、利用用途の拡大など利便性が向上
できる。さらに、二次側流体の加熱制御を行っても流体
駆動搬送装置１９の駆動部２０への熱媒体の流量は安定
確保できるため流体駆動搬送装置１９の搬送部２１は安
定した搬送能力を維持することができ、二次側流体の循
環流量の安定化により所定値Ｔｗへの加熱制御をより一
層高精度化および安定化できる。

【００６９】以上のように本発明の第七の実施例によれ
ば、利用側の蓄熱温度を任意に制御できることにより使
い勝手の向上、利用用途の拡大など利便性が向上できる
という効果がある。さらに、流体駆動搬送装置１９の駆
動部２０への熱媒体の流量の変動を防止して二次側流体
の循環流量の安定化ができ、所定値Ｔｗへの加熱制御を
より一層高精度化および安定化できるという効果があ
る。

【００７０】次に、図１０に示す本発明の第八の実施例
について説明する。なお、図１〜図９に示した実施例と
同一機能、同一部材のところは同一符号を付与し詳細な
説明は省略する。

【００７１】５７は熱媒体搬送装置１８の運転・停止の
発停を制御する第四制御装置であり、５８は廃熱発生体
１３、廃熱回収熱交換器１２、熱媒体搬送装置１８およ
び第四制御装置５７を収納した廃熱発生ユニットであ
り、５９は蓄熱部１６、廃熱利用熱交換器１４、流体駆
動搬送装置１９を収納する蓄熱ユニットであり、６０は
熱媒循環路１５の一部を形成し熱媒が循環する熱媒配管
であり、廃熱発生ユニット５８と蓄熱ユニット５９とは
熱媒配管６０で環状に接続されている。６１は熱媒配管
６０の廃熱発生ユニット５８側に設けた電気絶縁部であ
る。

【００７２】上記構成において、廃熱回収装置の動作を
説明する。廃熱発生体１３の運転開始とともに第四制御
装置５７で熱媒体搬送装置１８を運転させて熱媒体を蓄
熱ユニット５９側に循環させる。熱媒体の循環開始に伴
って流体駆動搬送装置１９では前述したように駆動部２
０に流入した熱媒体の流体力により駆動羽根車２５が回
転して搬送部２１のポンプ羽根車２９を回転駆動するこ
とにより利用側循環路１７の二次側流体を循環させる。
このように熱媒体搬送装置１８の運転により熱媒体と二
次側流体がともに循環を開始するものであり、廃熱発生
体１３の廃熱の発生とともに前述したように蓄熱部１６
に廃熱が回収され蓄熱される。従って、熱媒配管６０で
廃熱発生ユニット５８と蓄熱ユニット５９の各ユニット
を配管接続するだけで動作でき、各ユニットの設置場所
の自由度が大きく施工が容易となり設置性、施工性に優
れた機器が提供できる。

【００７３】また、熱媒配管６０には電気絶縁部６１を
設けているので廃熱発生体１３として高電圧の電気を扱
う変圧器とした場合では、接続配管においては絶縁性の
熱媒体および絶縁配管で絶縁分離され、廃熱回収装置の
制御系では廃熱発生ユニット５８と蓄熱ユニット５９と
の間の制御信号の通信が不要であり通信配線を設けなく
て良いため両ユニット間は通信上も絶縁できるため、利
用側において漏電などの廃熱発生体１３側に起因する事
故、不具合から開放され安全性が確保でき安心感が得ら
れる。さらに、各ユニットのメンテナンスにおいても廃
熱発生ユニット５８を点検、保全する人と、蓄熱ユニッ
ト５９を点検、保全する人とは完全に分離できる。例え
ば、変圧器を廃熱発生体１３とし給湯用の貯湯槽を蓄熱
部１６とした場合では、変圧器のメンテナンスを行う重
電担当の技術者に水系統の装置を診てもらうという不具
合を避けることができる。従って、各ユニットの保全管
理を明確でき、メンテナンス性に優れた機器が提供でき
る。

【００７４】以上のように本発明の第八の実施例によれ
ば、配管系および通信系において各ユニットが絶縁分離
でき安全性と安心感を高めた機器が提供できるという効
果がある。また、各ユニットの保全管理が明確化できメ
ンテナンス性が向上できるという効果がある。さらに、
設置場所の自由度が大きく施工が容易にでき設置性、施
工性が向上できるという効果がある。

【００７５】

【発明の効果】以上説明したように本発明の廃熱回収装
置は熱媒体により利用側に熱を搬送するとともに熱媒体
の循環力により運転される流体駆動搬送装置を有してい
るので、流体の搬送動力を低減して省エネルギー性をさ
らに向上できるという効果があり、また制御装置の簡素
化により装置の低コスト化と信頼性の向上が実現できる
という効果がある。

【００７６】また、熱媒循環路によらずに廃熱回収熱交
換器に一体に強制冷却部を設けているので、利用側の熱
負荷に対する自由度が向上できるという効果があり、ま
た蓄熱部を小型化でき設置性が向上できるという効果が
あり、さらに熱媒体の循環の有無によらず放熱を確保で
き廃熱発生体の運転を保証する信頼性を向上できるとい
う効果がある。

【００７７】また、廃熱発生体の温度を直接検知して強
制冷却するので、廃熱発生体の動作の安定性を高めて信
頼性を向上できるという効果があり、また回収効率を高
め廃熱回収熱量を増大して熱利用効率を向上できるとい
う効果がある。

【００７８】また、熱媒体の温度を検知して強制冷却す
るので、利用側の流体の温度過昇を防止して利用側の安
全性を向上できるという効果があり、部材の耐熱性を確
保し、耐久性、信頼性を向上できるという効果がある。

【００７９】また、廃熱利用熱交換器に対して流路制御
体を介して放熱器を並設しているので、廃熱発生体の運
転が蓄熱部の状態に影響されずに廃熱発生体の安定した
運転確保により動作信頼性の向上ができるという効果が
あり、また利用側熱負荷変動に対する自由度の向上と廃
熱利用の用途の多様化による利便性の向上ができるとい
う効果があり、さらに廃熱利用熱量の拡大で廃熱利用効
率が向上できるという効果がある。

【００８０】また、熱媒体の温度検知による放熱器での
放熱と廃熱発生体の温度による強制冷却により、機器の
温度過昇を防止して故障耐久性の低下などを防止して機
器の信頼性が向上できるという効果があり、また二次側
流体の温度過昇を防止して利用側の安全性を高めること
ができるという効果があり、さらに送風装置の運転回数
および運転時間を最少化して省エネルギー性の向上と耐
久性の向上が実現できるという効果がある。

【００８１】また、二次側流体温度を検知する利用側温
度検知器と廃熱利用熱交換器の一次側に対して並設した
流量制御体を有するバイパス路と第三制御装置により二
次側流体への定温加熱制御を行うので、利用側の蓄熱温
度を任意に制御できることにより使い勝手の向上、利用
用途の拡大など利便性が向上できるという効果があり、
また流体駆動搬送装置１９の駆動部２０への熱媒体の流
量の変動を防止して二次側流体の循環流量の安定化がで
き、所定値Ｔｗへの加熱制御をより一層高精度化および
安定化できるという効果がある。

【００８２】また、熱媒体搬送装置の発停を制御する第
四制御装置を有する廃熱発生ユニットと熱媒体の流動力
で駆動される流体駆動搬送装置を有する蓄熱ユニットと
を熱媒配管で接続するので、配管系および通信系におい
て各ユニットが絶縁分離でき安全性と安心感を高めた機
器が提供できるという効果があり、また各ユニットの保
全管理が明確化できメンテナンス性が向上できるという
効果があり、さらに設置場所の自由度が大きく施工が容
易にでき設置性、施工性が向上できるという効果があ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第一の実施例における廃熱回収装置の
システム構成図

【図２】上記図１における流体駆動装置の断面図

【図３】上記図１における廃熱回収熱交換器の構成図

【図４】本発明の第二の実施例における廃熱回収装置の
システム構成図

【図５】上記図４における廃熱回収熱交換器および強制
冷却部の構成図

【図６】本発明の第三および第四の実施例における廃熱
回収装置のシステム構成図

【図７】本発明の第五の実施例における廃熱回収装置の
システム構成図

【図８】本発明の第六の実施例における廃熱回収装置の
システム構成図

【図９】本発明の第七の実施例における廃熱回収装置の
システム構成図

【図１０】本発明の第八の実施例における廃熱回収装置
のシステム構成図

【図１１】従来の廃熱回収装置のシステム構成図

【符号の説明】 １２ 廃熱回収熱交換器 １３ 廃熱発生体 １４ 廃熱利用熱交換器 １５ 熱媒循環路 １６ 蓄熱部 １７ 利用側循環路 １８ 熱媒体搬送装置 １９ 流体駆動搬送装置 ２０ 駆動部 ２１ 搬送部 ４３ 強制冷却部 ４４ 送風装置 ４５ 第一温度検知器 ４６ 第一制御装置 ４７ 熱媒体温度検知器 ４８ 第二制御装置 ４９ 放熱流路 ５０ 放熱器 ５１ 流路制御体 ５２ 第三制御装置 ５３ バイパス路 ５４ 流量制御体 ５５ 利用側温度検知器 ５６ 加熱制御装置 ５７ 第四制御装置 ５８ 廃熱発生ユニット ５９ 蓄熱ユニット ６０ 熱媒配管

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】廃熱発生体と、この廃熱発生体に設けた廃
   熱回収熱交換器と、回収した廃熱を取り出す廃熱利用熱
   交換器と、取り出した廃熱を蓄える蓄熱部と、前記廃熱
   回収熱交換器と前記廃熱利用熱交換器の一次側を環状に
   配管接続し熱媒体を封入した熱媒循環路と、前記熱媒循
   環路に設け熱媒体を強制循環させる熱媒体搬送装置と、
   前記蓄熱部と前記廃熱利用熱交換器の二次側を環状に配
   管接続し二次側流体が流動する利用側循環路と、前記熱
   媒循環路に設けた熱媒体の流動力を駆動源とする駆動部
   と前記利用側循環路に設けた二次側流体を搬送する搬送
   部とを有する流体駆動搬送装置を設けた廃熱回収装置。
2. 【請求項２】廃熱回収熱交換器には強制冷却部と送風装
   置を設けた請求項１記載の廃熱回収装置。
3. 【請求項３】廃熱発生体に設けた第一温度検知器の検知
   温度が所定値以上に上昇した時は前記送風装置を運転す
   る第一制御装置を設けた請求項２記載の廃熱回収装置。
4. 【請求項４】熱媒循環路に設けた熱媒体温度検知器の検
   知温度が所定値以上に上昇した時は前記送風装置を運転
   する第二制御装置を設けた請求項２記載の廃熱回収装
   置。
5. 【請求項５】廃熱利用熱交換器および流体駆動搬送装置
   に対して並行して流路制御体および放熱器を有する放熱
   流路を熱媒循環路に設けた請求項１記載の廃熱回収装
   置。
6. 【請求項６】熱媒循環路に設けた熱媒体温度検知器の検
   知温度が所定値以上に上昇した時は前記流路制御体を駆
   動して前記放熱流路側に開成するとともに、前記廃熱発
   生体に設けた前記第一温度検知器の検知温度が所定値以
   上に上昇した時は前記送風装置を運転する第三制御装置
   を設けた請求項５記載の廃熱回収装置。
7. 【請求項７】廃熱利用熱交換器の一次側に並設した流量
   制御体を有するバイパス路と、利用側循環路に設けた利
   用側温度検知器と、利用側温度検知器の検知温度に応じ
   て前記流量制御体により廃熱利用熱交換器の一次側の流
   量を制御する加熱制御装置を設けた請求項１記載の廃熱
   回収装置。
8. 【請求項８】廃熱発生体、廃熱回収熱交換器、熱媒体搬
   送装置および前記熱媒体搬送装置の発停を制御する第四
   制御装置を収納した廃熱発生ユニットと、蓄熱部、廃熱
   利用熱交換器、流体駆動搬送装置を収納する蓄熱ユニッ
   トとを、熱媒循環路の一部を形成し熱媒が循環する熱媒
   配管で接続した請求項１記載の廃熱回収装置。