JP2000292078A - 熱交換器 - Google Patents

熱交換器

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JP2000292078A
JP2000292078A JP9897799A JP9897799A JP2000292078A JP 2000292078 A JP2000292078 A JP 2000292078A JP 9897799 A JP9897799 A JP 9897799A JP 9897799 A JP9897799 A JP 9897799A JP 2000292078 A JP2000292078 A JP 2000292078A
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JP
Japan
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cylinder
pipe
fluid
heat exchanger
cylinders
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Pending
Application number
JP9897799A
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English (en)
Inventor
Makoto Hori
誠 堀
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Hitachi Cable Ltd
Original Assignee
Hitachi Cable Ltd
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Publication date
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  • Heat-Pump Type And Storage Water Heaters (AREA)
  • Heat-Exchange Devices With Radiators And Conduit Assemblies (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 圧力損失、流体流速、製造コスト、および湯
垢等付着の諸点において問題のない熱交換器を提供す
る。 【解決手段】 同心状に配置された複数の円筒1a〜1
cのうちの最外部を除く円筒1a、1bの周囲にコイル
状の配管2を配置し、円筒1a、1bと配管2の内側管
2aの間、および円筒1b、1cと外側管2bの間にス
ペーサ10を介在させ、このスペーサ10によって形成
される隙間11a〜11dに流体を流し、この流体と配
管2を流れる流体との間で熱交換を行う。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、熱交換器に関し、
特に、湯垢等の付着、圧力損失等において問題のない熱
交換器に関する。
【0002】
【従来の技術】図4は、従来の熱交換器の例を示す。プ
レート型熱交換器に分類されるこの熱交換器は、高性能
であるうえにコンパクトな構成を有しているが、反面に
おいてプレート14、14間の間隔が狭いために流体の
圧力損失が大きい。
【0003】また、プレート14の加工度が高いために
製造コストが高くなる問題を有しており、さらには、プ
レート14の加工部15に湯垢16等が溜まり易いため
にこれを原因とした熱効率の低下を招き易い難点を有し
ている。
【0004】図5は、従来の他の熱交換器の例を示す。
2重管タイプのコイル型熱交換器として知られるこの熱
交換器は、(a)のように管体17の内部に内外面を凹
凸加工した伝熱管18を配して2重管構造とし、これを
(b)および(c)のようにコイル状に密接巻きして流
体が出入りする端末19、20を形成したもので、プレ
ート型熱交換器に比べて流体通路21、22を確保し易
いことから圧力損失が少なく、湯垢等の付着度合も比較
的少ない特質を有している。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかし、従来の2重管
タイプの熱交換器によると、流量の小さい部分における
流速が不足し、そのため熱交換性能が低下するという問
題があり、さらには、湯垢等の付着にしても、プレート
型よりは少ないけれども、凹凸加工した伝熱管18の内
外面においてはやはり付着し易い問題を有している。
【0006】従って、本発明の目的は、圧力損失、流体
流速、製造コスト、および湯垢等付着の諸点において問
題のない熱交換器を提供することにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記の目的を
達成するため、縦型に配置された円筒と、前記円筒の周
りにコイル状に巻かれて配置された配管において、互い
に熱交換される流体の一方の側の流体を前記円筒の下方
の内部に供給し、供給された前記一方の側の流体を前記
円筒の上方から前記円筒の外面に流し、前記外面を流れ
る前記一方の側の流体の中に他方の側の流体を内部に流
す前記配管を配置する構成を有することを特徴とする熱
交換器を提供するものである。
【0008】また、本発明は、上記の目的を達成するた
め、縦型に同心状に配置された複数の円筒と、前記複数
の円筒のうちの最外部の円筒を除く円筒の周囲にコイル
状に巻かれて配置された配管と、前記複数の円筒と前記
配管の間に介在させられて前記複数の円筒と前記配管の
間に隙間を形成したスペーサから構成され、互いに熱交
換される流体のうちの一方の側の流体を前記隙間に流
し、他方の側の流体を前記配管に流す構成の熱交換器を
提供するものである。
【0009】上記の互いに熱交換される流体とは、たと
えば、一方の側の流体がガス燃焼室等から送られてくる
高温の流体であり、他方の側の流体がこの高温の流体に
よって熱を与えられる低温の流体を意味する。多くの場
合、低温の流体は配管に流される。
【0010】下方の内部に一方の側の流体を導入される
円筒の上方にガス抜き部を形成しておくことは好まし
い。このようにするときには、導入される流体に含まれ
るエア等のガスをガス抜き部において除去することが可
能となり、従って、配管に比べてガスの溜まり易い、特
に、円筒と配管の間の隙間でのエアポケット等の発生を
防ぐことができる。
【0011】エアポケットの発生は、熱効率の低下を意
味するものであり、従って、これを防止することは、熱
交換器としての性能を維持するうえにおいて重要であ
り、殊に、ガス燃焼室等において高温に加熱され、従っ
て、ガス分を生成し易い高温側の流体にとっては好まし
い構成となる。
【0012】円筒、配管、およびスペーサの材質として
は、各種の金属が使用される。スペーサは、円筒の軸方
向に沿って設けてもよく、あるいは円筒の円周方向にス
パイラル状に設けてもよい。また、円筒の円周方向に対
しての配置は、複数本のスペーサを等間隔に配置するこ
とが好ましく、さらに、同心状に配置された複数の円筒
間において各円筒の径方向に同じ位置とすることが好ま
しい。
【0013】複数の円筒を同心状に配置するときの円筒
の数は、最低で2個であるが、最大数においては制限が
ない。複数の円筒のうちの最外部に位置する円筒は、熱
交換設備としての外装を構成するものであり、従って、
多くの場合、この円筒は、他の円筒よりも肉厚に作られ
る。
【0014】
【発明の実施の形態】次に、本発明による熱交換器の実
施の形態を説明する。図1および図2において、1a、
1b、1cは、縦型に同心状に配置された複数の円筒を
示し、これらのうち1cは、熱交換器の外装を構成して
いる。
【0015】2はコイル状に巻かれた状態で円筒1a、
1bの周囲に配置された配管を示し、円筒1bを境にし
た内側管2aと外側管2bを接続管3を介して連通させ
た構成を有する。4は円筒1cを貫通して外部へ引き出
された配管2の一方の端末、5は、円筒1b、1cを貫
通して外部へ引き出された配管2の他方の端末を示す。
【0016】6は円筒1a、1cの下部を貫通して円筒
1aの下方に設けられた導入管、7は円筒1cの上方に
設けられた排出管、8は円筒1cの上部に取り付けられ
た天井部、9は円筒1cの下部に取り付けられた底部を
示し、これら天井部8と底部9は清掃等の要求に対処す
るために必要に応じて外せるように構成されている。1
2は天井部8の中央に設けられた孔、13は孔12の位
置に取り付けられたガス抜き部を示す。
【0017】図2において、10は円筒1aと内側管2
aの間、内側管2aと円筒1bの間、円筒1bと外側管
2bの間、および外側管2bと円筒1cの間に介在させ
られたスペーサを示し、円筒1a〜1cの各径方向にお
いて同じ位置となるように設けられている。円筒1a〜
1cと管2a、2bの各相互間には、このスペーサ10
の介在によってそれぞれ隙間11a〜11dが形成され
ている。
【0018】以上のように構成される本実施形態の熱交
換器においては、ガス燃焼室等より送られる高温の流体
は、導入管6から最内側の円筒1aの下方に導入され
る。導入された高温の流体は、円筒1aの中を上昇し、
ガス抜き部13によってエア等のガス分を除去された
後、円筒1aの外面と内側管2aの間の隙間11a、内
側間2aと円筒1bの間の隙間11bに送り込まれ、さ
らに、円筒1b、1cと外側管2bの間の隙間11c、
11dを通過させられて排出管7に達し、外部に排出さ
れる。
【0019】一方、配管2の端末4からは、加熱される
べき低温の流体が送り込まれ、送り込まれた流体は、外
側管2bを通過し、さらに接続管3を経て内側管2aを
通過した後、端末5から外部へ送り出される。この流体
は、外側管2aと内側管2bを通過するとき、隙間11
a〜11dを通る高温の流体によって所定の温度に加熱
され、端末5から暖房熱源として送り出される。
【0020】図3は、隙間11a、11bにおける高温
側の流体の流れを示したものである。 高温の流体A
は、隙間11a、11bを良好な流速のもとに矢印方向
に流れ、コイル状の内側管2aの中を流れる流体Bを加
熱する。
【0021】そして、これらの隙間11a、11bは、
スペーサ10を介在させることによって所望の大きさに
設定することができるため、圧力損失のない流れと充分
な流速を確保することができ、従って、流体Aと流体B
の間には良好な熱交換関係が構築され、さらに、隙間1
1c、11dと外側管2bの間も同様の関係となるの
で、全体として効率のよい熱交換を行うことができる。
【0022】また、円筒1a〜1cおよび配管2の流体
A、Bと接する部分は、平滑に構成することができるの
で、湯垢等が付着しにくく、従って、長期に亙って所定
の熱交換性能を維持することができ、さらに、円筒1a
〜1c、配管2、スペーサ10の組み合わせを基本構成
としているので、構造が簡素であり、低コストのもとに
所定の熱交換器を製造することができる。
【0023】
【発明の効果】以上のように、本発明による熱交換器に
よれば、縦型に配置した円筒の下方の内部に互いに熱交
換される流体の一方の側の流体を供給し、供給されたこ
の流体を円筒の上方から円筒の外面に流し、この流れの
中に他方の側の流体を内部に流すコイル状の配管を配置
するものであり、さらには、同心状に配置された複数の
円筒のうちの最外部を除く円筒の周囲にコイル状の配管
を配置し、円筒と配管の間にスペーサを介在させること
によって隙間を作り、この隙間と配管のそれぞれに熱交
換する流体を流す構成であるため、圧力損失がなく、流
速に富み、低コストで、しかも、平滑構成が可能な湯垢
等の付きにくい熱交換器を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の熱交換器の実施の形態を示す説明図。
【図2】図1のA−A断面図。
【図3】図1の熱交換器の部分拡大図。
【図4】従来の熱交換器を示す説明図。
【図5】従来の他の熱交換器の説明図であり、(a)は
使用される2重管の断面構造図、(b)は熱交換器の正
面図、(c)は平面図を示す。
【符号の説明】
1a〜1c 円筒 2 配管 2a 内側管 2b 外側管 4、5 端末 6 導入管 7 排出管 8 天井部 9 底部 10 スペーサ 11a〜11d 隙間 13 ガス抜き部

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】縦型に配置された円筒と、前記円筒の周り
    にコイル状に巻かれて配置された配管において、互いに
    熱交換される流体の一方の側の流体を前記円筒の下方の
    内部に供給し、供給された前記一方の側の流体を前記円
    筒の上方から前記円筒の外面に流し、前記外面を流れる
    前記一方の側の流体の中に他方の側の流体を内部に流す
    前記配管を配置する構成を有することを特徴とする熱交
    換器。
  2. 【請求項2】前記円筒は、その上方にガス抜き部を有
    し、前記一方の側の流体は、前記ガス抜き部を経てから
    前記円筒の外面に流れる構成の請求項1項記載の熱交換
    器。
  3. 【請求項3】縦型に同心状に配置された複数の円筒と、
    前記複数の円筒のうちの最外部の円筒を除く円筒の周囲
    にコイル状に巻かれて配置された配管と、前記複数の円
    筒と前記配管の間に介在させられて前記複数の円筒と前
    記配管の間に隙間を形成したスペーサから構成され、互
    いに熱交換される流体のうちの一方の側の流体を前記隙
    間に流し、他方の側の流体を前記配管に流す構成の熱交
    換器。
  4. 【請求項4】前記一方の側の流体は、前記複数の円筒の
    うちの最内側の円筒の下方の内部に導入され、導入され
    た前記流体は、前記最内側の円筒の上方に設けられたガ
    ス抜き部を経て前記隙間を流れる構成の請求項3項記載
    の熱交換器。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2383631A (en) * 2001-12-28 2003-07-02 Visteon Global Tech Inc Counter flow shell and coil heat exchanger
JP2008212495A (ja) * 2007-03-06 2008-09-18 Hiroshi Sawakuri 炭酸泉生成装置
KR100900647B1 (ko) 2008-01-31 2009-06-02 김기호 이중냉각구조의 다면균일 순환급속 냉각장치

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2383631A (en) * 2001-12-28 2003-07-02 Visteon Global Tech Inc Counter flow shell and coil heat exchanger
JP2008212495A (ja) * 2007-03-06 2008-09-18 Hiroshi Sawakuri 炭酸泉生成装置
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