JP2013002661A - ボイラ廃熱利用システム - Google Patents
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Abstract
【解決手段】ボイラ廃熱利用システム1において、ブロア26により送られる空気22と燃料24とをバーナ28で燃焼させ、過熱器30で上記を発生させる蒸気ボイラ2の排ガス34から放熱される廃熱を煙道4に設置した熱電変換モジュール6により電気エネルギーとして取り出すと共に、給水ポンプ36から送られ、冷却水パイプ8内を流れる給水40に熱回収し、給水40を予熱する。この予熱後の給水40は、給水路38により蒸気ボイラ2へ送られる。ここで、熱電変換モジュール6及び冷却水パイプ8は脱着自在に取り付けられている。
【選択図】図1
Description
図1は、本発明の第1の実施の形態によるボイラ廃熱利用システムの概略構成を示している。
図6は、本発明の第2の実施の形態に係るボイラ廃熱利用システムの概略を示した図である。本実施の形態におけるボイラ廃熱利用システム1Aは、第1の実施の形態において図1に示したボイラ廃熱利用システム1と比較して、蒸気ボイラ2については同様の構成であるが、煙道4の外周に設置された冷却水パイプ8Aの周辺の構成が異なっている。ここでは、この相違点について詳細に説明する。
図8は、本発明の第3の実施の形態に係るボイラ廃熱利用システム1Bの概略を示した図である。本実施の形態におけるボイラ廃熱利用システム1Bでは、第1の実施の形態に加えて熱電変換モジュール6から得られた電気を蓄える蓄電池18が設けられている。このような構成により、スイッチ48(充放電スイッチ)を充電側端子48cに切り替えて熱電変換モジュール6から蓄電池18への充電し、また、スイッチ48を放電側端子48dに切り替えて蓄電池18からの放電により熱電変換モジュール6に電力を供給することが可能となる。
図9は、本発明の第4の実施の形態に係るボイラ廃熱利用システム1Cの概略を示している。本実施の形態におけるボイラ廃熱利用システム1Cでは、蒸気ボイラ2の周辺の構成については、第1の実施の形態と同様であるが、冷却水パイプ8Cの上流側及び下流側の流水路上にヒートポンプ16が設けられている点で異なっている。なお、ここでは、排ガス34の流れ方向の上流側が、冷却水パイプ8Cを流れる冷却水の上流側となっている。
図10は、本発明の第5の実施の形態に係るボイラ廃熱利用システムの冷却水パイプを示した斜視図である。(a)は煙道に巻き付ける前(設置前)の状態を示し、(b)は煙道に巻き付けた後(設置後)の状態を示している。なお、ここでは、熱電変換モジュール及び煙道は図示を省略している。
図11は、本発明の第6の実施の形態に係るボイラ廃熱利用システムの冷却水パイプ8Eの分離状態を示した斜視図である。(a)は煙道に巻き付ける前(設置前)の状態を示し、(b)は煙道に巻き付けた後(設置後)の状態を示している。なお、ここでは、図10と同様に、熱電変換モジュール及び煙道の図示を省略している。
2 蒸気ボイラ
4 煙道
6 熱電変換モジュール
6b 熱電素子チップ
8、8A、8B、8C、8D、8E 冷却水パイプ
10 バイパスパイプ
10a バイパスバルブ(流量調節手段)
16 ヒートポンプ
18 蓄電池
20 給水加熱用熱交換器(熱伝達手段)
34 排ガス
38 給水路(熱伝達手段)
46 伝熱板(伝熱部)
48 スイッチ(充放電スイッチ)
48c 充電側端子
48d 放電側端子
50、51 パイプ(パイプ部)
52 連結部(パイプ連結部)
54 連結部(第1の連結部)
56 連結部(第2の連結部)
Claims (9)
- 蒸気ボイラの排ガスを排出する煙道で放熱される廃熱から回収した回収熱を利用して、前記蒸気ボイラへの給水を予熱するボイラ廃熱利用システムにおいて、
それぞれ所定の熱抵抗値を有し、互いに脱着可能に連結されて前記煙道の外周に巻き付けられる、熱電素子チップから構成された熱電変換モジュールと、
前記熱電変換モジュールに対して少なくとも一部が密着状態で脱着可能に配置される冷却水パイプと、
前記冷却水パイプへ回収された前記回収熱を、前記給水の予熱用に前記蒸気ボイラへ伝達する熱伝達手段とを備えた
ことを特徴とするボイラ廃熱利用システム。 - 前記所定の熱抵抗値は、構成される前記熱電素子チップのチップ高さの違いにより複数種類設定されている
ことを特徴とする請求項1に記載のボイラ廃熱利用システム。 - 前記熱電変換モジュールは、前記冷却水パイプの配置されている領域のうち、前記煙道の上流側の一部分に装着されている
ことを特徴とする請求項1又は2に記載のボイラ廃熱利用システム。 - 前記冷却水パイプの、前記熱電変換モジュールを含む前記煙道に巻き付けられた領域の中間位置から分岐されたバイパスパイプと、
前記バイパスパイプの流量を調節する流量調節手段とを備えた
ことを特徴とする請求項1から3の何れかの請求項に記載のボイラ廃熱利用システム。 - 前記煙道に巻き付けられた前記熱電変換モジュールに対して、前記煙道の上流側及び下流側の少なくとも一方側に、前記熱電素子チップと略同じ高さの伝熱部が並設されている
ことを特徴とする請求項1から4の何れかの請求項に記載のボイラ廃熱利用システム。 - 前記冷却水パイプは、
所定幅で複数回往復して折り返され、平行に配列されたパイプ部と、
前記所定幅の両端側で、前記パイプ部の折り返し部分をそれぞれ一体に形成し、互いに連結可能となる2つのパイプ連結部とを備え、
前記パイプ部は、少なくとも前記煙道の外周に巻き付けられる可撓性を有している
ことを特徴とする請求項1に記載のボイラ廃熱利用システム。 - 前記冷却水パイプは、
所定長さの複数のパイプを平行に配列したパイプ部と、
前記パイプ部の一方側の前記パイプの端部同士を一体に形成する第1の連結部と、
前記パイプ部の他方側の前記パイプの端部同士を一体に形成し、前記第1の連結部と連結可能な第2の連結部とを備え、
前記パイプ部は、少なくとも前記煙道の外周に巻き付けられる可撓性を有しており、
前記第1の連結部と前記第2の連結部とは、隣り合う前記パイプの端部同士を連通させるように連結される
ことを特徴とする請求項1に記載のボイラ廃熱利用システム。 - 前記冷却水パイプの上流側の流水を冷却し、下流側の前記流水を加熱するヒートポンプと、
前記ヒートポンプに電力を供給すると共に、前記熱電変換モジュールから得た電気を蓄える蓄電池とを備え、
前記熱伝達手段は、前記ヒートポンプにより加熱された加熱水の熱を、前記蒸気ボイラの給水路の給水へ伝達する給水加熱用熱交換器である
ことを特徴とする請求項1に記載のボイラ廃熱利用システム。 - 前記熱電変換モジュールで変換された熱起電力を蓄える蓄電池と、
前記熱起電力を前記蓄電池に蓄える充電状態とする充電側端子と、前記蓄電池から前記熱電変換モジュール側に電力供給する放電状態とする放電側端子とを切り替える充放電スイッチとを備えた
ことを特徴とする請求項1から8の何れかの請求項に記載のボイラ廃熱利用システム。
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