[发明专利]废热回收装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种废热回收装置，该装置利用热管回收废气中的废热。

背景技术

传统上使用包括铁容器的热管，其中铁容器中具有水。因为该铁容器具有高强度，并且水作为工作流体具有高性能，所以热管适用于多种用途。然而，当铁与水起反应时，会产生氢气，且氢气会在短时间内降低热管的性能。

作为用于防止由氢气导致的热管的性能降低的技术，例如，日本专利文件JP-U-50-49064公开了一种热管，其中容器的至少一部分由氢气可渗透通过的钯或钯基合金制成。另外，美国专利文件USP4,782，890(相应于日本专利文件JP-A-6-66486)公开了一种热管，其中多孔烧结主体设置在容器的冷凝部分中。该多孔烧结主体由用于将氢气氧化成水的氧化剂制成。此外，美国专利文件USP4,773,476(相应于日本专利文件JP-A-61-76883)公开了一种由铝、钢、或灰铸铁制成的热管。该热管的全部内表面涂有防水金属(诸如铜、镍、铜和镍)，用于防止产生氢气。

然而，在日本专利文件JP-U-50-49064所公开的热管中，容器的至少一部分由高价的钯或钯基合金制成，由此与铁制的热管相比，会增加热管的生产成本。另外，在美国专利文件USP4,782,890所公开的热管中，多孔烧结主体设置在容器的冷凝部分中，因此热管会具有复杂的结构且会增加热管的生产成本。此外，在热管中产生的氢气的一部分不会被氧化。在美国专利文件USP4,773,476所公开的热管中，热管的全部内表面涂有防水金属，这样增加了热管的生产成本。另外，当涂层的一部分被热应力或类似情况损坏时，会产生氢气，并会降低热管的性能。

另外，当长期使用废热回收装置时，会在热管中产生不凝性气体，并且会降低热管的热传送特性。因此，不凝性气体需要从热管中被移除。例如，日本专利文件JP-A-55-82290公开了一种用于从热管中移除不凝性气体的方法。在该方法中，热管被加热，从而使热管中的工作流体被蒸发，并且热管的内部压力变得高于外部压力(空气压力)。不凝性气体通过设置在热管的密封部分中的狭缝被移除。然后，通过铜焊或焊接将该狭缝密封。

然而，在日本专利文件JP-A-55-82290中的废热回收装置需要麻烦的工作，以在热管的密封部分中形成狭缝，并且每次不凝性气体被移除时，需要在不凝性气体被移除后密封该狭缝。另外，蒸发的工作流体的一部分会与不凝性气体一起被移除。从而，会降低废热回收装置的性能。

另外，日本专利文件JP-A-8-327188公开了一种不凝性气体移除装置。如图15所示，不凝性气体移除装置包括：吸附式冷冻装置100、第一容器120、和第二容器140。第一容器120通过第一阀门110被连接至吸附式冷冻装置100，并且第二容器140通过第二阀门130被连接至第一容器120。第一容器120具有第一吸附剂150，其在低温下作为冷却剂吸附水，并在高温下释放吸附的水。第二容器140具有吸附气体的第二吸附剂160。第一阀门110和第二阀门130通过控制装置170被电转换。

当第一阀门110打开时，水蒸汽从吸附式冷冻装置100的冷却剂通道流至第一容器120，并且水蒸汽被第一吸附剂150吸附。同时，在水蒸汽中不凝性气体从水蒸汽中被分离并保留在第一容器120中。然后，打开第二阀门130。保留在第一容器120中的不凝性气体流入至第二容器140中，并由第二吸附剂160吸附。因此，从吸附型冷冻装置100中的冷却剂通道中将不凝性气体有效地移除。

当废热回收装置具有在日本专利文件JP-A-8-327188中公开的不凝性气体移除装置时，废热回收装置变大，并且增加了生产成本。

发明内容

由于上述问题，本发明的目的是提供一种废热回收装置，该废热回收装置可移除在热管中产生的氢气，并可产生低成本。本发明的另一目的是提供一种废热回收装置，该废热回收装置可防止工作流体的泄漏，并可移除在热管中产生的不凝性气体。

根据本发明的第一方面，一种废热回收装置包括：用于传递热的工作流体装入在其中的热管；和用于转换热回收模式和热绝缘模式的模式转换阀门。热管具有用于加热和蒸发所述工作流体的加热部件；和用于冷却和冷凝被蒸发的工作流体的冷却部件。加热部件由钢制成，其中氢气可在大约500℃和更高的温度下渗透所述钢。在热回收模式中，废热回收装置利用该热管回收废气的热。另外，在绝热模式中，从加热部件至冷却部件的热传递被停止。