JP2009002631A - Heat exchanger and heat exchanging system - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、発熱した電線との間で、高い効率で熱交換を行うことが可能であり、また、製造方法が簡単であり、かつ、長寿命、低コストである熱交換器及び熱交換システムに関するものである。 INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention is capable of exchanging heat with a heated electric wire with high efficiency, has a simple manufacturing method, and has a long life and low cost. It is about.
地球温暖化等の環境問題が注目されている中、化石燃料を使用せず、既存の熱を回収し、当該熱を有効に利用する様々な熱交換システムが開発されている。このような熱交換器としては、例えば、鋼管杭に熱交換用パイプを螺旋状に巻きつけて、地熱との熱交換を行う地熱利用鋼管杭がある(特許文献1)。 While environmental problems such as global warming are attracting attention, various heat exchange systems that recover existing heat and effectively use the heat without using fossil fuels have been developed. As such a heat exchanger, for example, there is a geothermal steel pipe pile in which a heat exchange pipe is spirally wound around a steel pipe pile and heat exchange with geothermal heat is performed (Patent Document 1).
一方、送電線等の電力ケーブルは、送電により電線自体が発熱することが知られている。しかし、電線の温度上昇は送電容量の低下を招くため、送電容量を増大させるためには、送電に伴う電線の温度上昇を抑制することが有効とされている。 On the other hand, it is known that a power cable such as a power transmission line generates heat by power transmission. However, since an increase in the temperature of the electric wire causes a decrease in the transmission capacity, it is effective to suppress an increase in the temperature of the electric wire accompanying power transmission in order to increase the transmission capacity.
送電線の冷却装置としては、例えば、氷冷凍機で製氷した氷を氷蓄熱槽内に貯留し、この氷を含んだ冷却水を送水ポンプにより、洞道内の冷却配管に送り出し、洞道内を循環することで内部を冷却し、送電線を間接的に冷却する装置がある(特許文献2)。
しかし、特許文献1による熱交換用パイプを螺旋状に巻きつけた地熱利用鋼管杭は、地熱との熱交換を行う熱交換器であり、パイプを螺旋状に巻いた状態で鋼管杭を地面にねじ込むものであるが、設置時に螺旋状パイプのピッチが変形等により変化し、設計通りの熱交換効率を得ることができず、また、パイプ同士の接触の恐れがあるため、パイプのピッチを詰めることができず、単位長さ辺りの熱交換効率が低いという問題がある。特に、地熱との熱交換であるため、交換できる熱容量には限界があるという問題がある。
However, the geothermal steel pipe pile in which the pipe for heat exchange according to
また、特許文献2による冷却装置は、送電線を冷却することはできるが、氷冷凍機で製氷した氷を用いるため、冷却のためのエネルギーを要し、また、大口径の洞道の場合には、当該冷却装置で送電線の冷却が可能ではあるが、比較的小口径の電線管内の電線を冷却することは困難であるという問題がある。特に、冷却を終えた廃熱を利用することもできないという問題がある。 Moreover, although the cooling device by patent document 2 can cool a power transmission line, since it uses ice made with an ice refrigerator, it requires energy for cooling, and in the case of a large-diameter sinus. However, although the power transmission line can be cooled by the cooling device, there is a problem that it is difficult to cool the electric wire in the conduit having a relatively small diameter. In particular, there is a problem that the waste heat after cooling cannot be used.
本発明は、このような問題に鑑みてなされたもので、熱交換器のパイプのピッチずれなどが生じる恐れが無く、加工が容易であり、電線との熱交換を行うことができる高効率な熱交換器及び熱交換システムを提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of such a problem, and there is no risk of causing a pitch shift of a pipe of a heat exchanger, it is easy to process, and can perform heat exchange with an electric wire with high efficiency. An object is to provide a heat exchanger and a heat exchange system.
前述した目的を達成するため、第1の発明は、外面に螺旋状の溝を有する螺旋溝付管と、前記螺旋溝付管の前記溝に沿って巻き付けられるパイプと、前記螺旋溝付管の内部を貫通する電線と、を具備し、前記螺旋溝付管に巻き付けられた状態の前記パイプの外径が、前記パイプが巻き付けられた状態の前記溝の溝幅と略同一又は前記溝幅よりも小さく、前記パイプ内に流体を流すことを特徴とする熱交換器である。 In order to achieve the above-described object, the first invention provides a spiral grooved tube having a spiral groove on the outer surface, a pipe wound along the groove of the spiral grooved tube, and the spiral grooved tube. The outer diameter of the pipe wound around the spiral grooved tube is substantially the same as the groove width of the groove wound around the pipe, or from the groove width. The heat exchanger is characterized in that a fluid flows through the pipe.
ここで、溝幅とは、螺旋溝の深さ方向の略中央における溝幅を指すものとし、螺旋溝付管に巻き付けられた状態のパイプの外径、及び、パイプが巻き付けられた状態の溝の溝幅とは、パイプを螺旋溝に巻きつけた際の変形をも考慮し、それぞれ変形後におけるパイプの外径、及び溝幅を指す。 Here, the groove width refers to the groove width at the approximate center in the depth direction of the spiral groove, the outer diameter of the pipe wound around the spiral grooved tube, and the groove around which the pipe is wound. The groove width refers to the outer diameter and groove width of the pipe after deformation, taking into consideration deformation when the pipe is wound around the spiral groove.
前記パイプと前記溝との隙間に、熱伝導媒体が充填されていても良い。また、前記パイプの外径における曲率と前記溝の底部における曲率とが略同一であってもよい。 A gap between the pipe and the groove may be filled with a heat conductive medium. Further, the curvature at the outer diameter of the pipe and the curvature at the bottom of the groove may be substantially the same.
また、前記パイプの外径が前記溝の深さよりも小さく、前記螺旋溝付管に巻き付けられた前記パイプが、前記螺旋溝付管の外周面からはみださないようにしてもよい。また、前記パイプが巻き付けられた前記螺旋溝付管の外周面にフィルムが巻き付けられてもよい。また、一つの前記溝に対して、前記パイプが複数本巻きつけられてもよい。 The pipe may have an outer diameter smaller than a depth of the groove and the pipe wound around the spiral grooved tube may not protrude from the outer peripheral surface of the spiral grooved tube. Moreover, a film may be wound around the outer peripheral surface of the spiral grooved tube around which the pipe is wound. A plurality of the pipes may be wound around one groove.
前記螺旋溝付管が樹脂製であってもよい。また、前記パイプが樹脂製であってもよく、金属製であってもよく、樹脂層と金属層を有する多層構造であってもよい。 The spiral grooved tube may be made of resin. Further, the pipe may be made of resin, may be made of metal, and may have a multilayer structure having a resin layer and a metal layer.
第1の発明によれば、パイプが螺旋溝付管の溝に沿って巻きつけられるため、加工時、運搬時、埋設時等にパイプの巻きピッチが変化する事が無いため、熱設計や製造が容易であり、螺旋形状を加工しやすく、埋設時にピッチずれを生じず、このため、単位長さ当たり螺旋溝付管に大きなパイプ巻き長さを得ることが可能な、低コストで長寿命な熱交換器を提供することができる。特に、螺旋溝付管内部に電線が貫通されており、周囲に巻き付けられたパイプを螺旋溝の溝底部に近付けることができるため、高い効率で電線から発熱した熱量とパイプを流れる流体とで熱交換を行うことが可能な熱交換器を提供することができる。 According to the first invention, since the pipe is wound along the groove of the spiral grooved pipe, the winding pitch of the pipe does not change during processing, transportation, embedding, etc. It is easy to process the spiral shape, and does not cause a pitch shift during embedding, so it is possible to obtain a large pipe winding length in a spiral grooved tube per unit length, which is low cost and long life A heat exchanger can be provided. In particular, since the electric wire is penetrated inside the spiral grooved pipe and the pipe wound around can be brought close to the groove bottom of the spiral groove, the heat generated from the electric wire and the fluid flowing through the pipe are heated with high efficiency. A heat exchanger capable of exchange can be provided.
第2の発明は、外面に螺旋状の溝を有する螺旋溝付管の前記溝に沿ってパイプが巻き付けられ、前記螺旋溝付管に巻き付けられた状態の前記パイプの外径が、前記パイプが巻き付けられた状態の前記溝の溝幅と略同一又は前記溝幅よりも小さく、前記パイプが巻きつけられた前記螺旋溝付管内を、電線が貫通する熱交換器を設け、前記パイプ内を流れる流体が、前記電線から発生した熱と熱交換を行うことを特徴とする熱交換システムである。 According to a second aspect of the present invention, a pipe is wound along the groove of a spiral grooved tube having a spiral groove on the outer surface, and the outer diameter of the pipe wound around the spiral grooved tube A heat exchanger through which an electric wire passes is provided in the spiral grooved tube around which the pipe is wound, and is substantially the same as or smaller than the groove width of the groove in the wound state, and flows in the pipe. In the heat exchange system, the fluid exchanges heat with the heat generated from the electric wire.
熱交換を終えた前記流体を構造物に流し、前記流体の熱を構造物に利用してもよく、熱交換を終えた前記流体の熱を熱機器の予熱に利用してもよい。 The fluid that has undergone heat exchange may be flowed through the structure, and the heat of the fluid may be used for the structure, or the heat of the fluid that has undergone heat exchange may be used for preheating the thermal equipment.
第2の発明によれば、パイプが螺旋溝付管の溝に沿って巻きつけられるため、加工時、運搬時、埋設時等にパイプの巻きピッチが変化する事が無いため、熱設計や製造が容易であり、内部に電線が貫通され、周囲に巻き付けられたパイプを螺旋溝の溝底部に近付けることができるため、高い効率で電線から発熱した熱量とパイプを流れる流体とで熱交換を行うことが可能な熱交換な熱交換システムを提供することができる。 According to the second invention, since the pipe is wound along the groove of the spiral grooved tube, the winding pitch of the pipe does not change during processing, transportation, embedding, etc. It is easy, and since the electric wire penetrates inside and the pipe wound around can be brought close to the groove bottom of the spiral groove, heat exchange is performed between the heat generated from the electric wire and the fluid flowing through the pipe with high efficiency. It is possible to provide a heat exchange system capable of exchanging heat.
本発明によれば、熱交換器のパイプのピッチずれなどが生じる恐れが無く、加工が容易であり、電線との熱交換を行うことができる高効率な熱交換器及び熱交換システム等を提供する。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, there is no fear that the pitch shift of the pipe of the heat exchanger occurs, processing is easy, and a highly efficient heat exchanger and heat exchange system that can exchange heat with the electric wire are provided. To do.
以下、本発明の実施の形態を詳細に説明する。図1は、本実施の形態にかかる熱交換器1の外観を示す斜視図であり、図2は、螺旋溝付管7の外観を示す斜視図である。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail. FIG. 1 is a perspective view showing the appearance of the
熱交換器1は、主に、螺旋溝付管7、パイプ5及び電線31より構成される。螺旋溝付管7は外面に螺旋溝3を有する管状部材である。パイプ5は螺旋溝付管7の外面の螺旋溝3に沿って巻きつけられ、螺旋溝付管7の内部には電線31が貫通されている。パイプ5の両端には継手6が設けられ、ポンプ等と接続される。パイプ5の内部には熱媒体である流体が流される。
The
図1において、A方向よりパイプ5内に流体を流すと、流体は、螺旋溝付管7の周囲の螺旋溝3に沿って螺旋状に巻きつけられたパイプ5内を流れ、螺旋溝付管7の端部まで流れるとB方向へ流出する。ここで、電線31に通電を行うと、電線31を流れる電流と電線31の電気抵抗値等に応じた発熱を生じる。電線31は、通常の電力供給用の電線を用いても良いし、螺旋溝付管7の強度が低下しない範囲であれば、これより抵抗値の高い電線を用いて発熱量を稼ぐこともできるし、このようにすることにより、熱交換器の性能をより向上させることできる。熱交換器1は、電線31より発生した熱と、螺旋溝付管7の周囲を流れる流体との間で熱交換を行うことができる。
In FIG. 1, when a fluid is flowed into the
ここで、より効率の高い熱交換器を得るためには、パイプ5と螺旋溝付管7(溝底部4)とを近づける必要があり、望ましくは、パイプ5と溝底部4とが接触している方がよい。図3は、螺旋溝付管7に巻きつけられたパイプ5の断面を示す図である。螺旋溝3とパイプ5とを近づけるためには、図3(a)に示すように、パイプ5の外径が螺旋溝3の溝幅よりも小さければよい。この場合は、パイプ5は螺旋溝3にはまり込み、パイプ5と溝底部4との距離が近くなる。また、螺旋溝3の形状等によっては、パイプ5は、螺旋溝3の側部のみでなく、溝底部4と接触し、溝底部4とパイプ5との接触部である接触部8を得ることができる。
Here, in order to obtain a more efficient heat exchanger, it is necessary to bring the
ここで、溝底部4とは、螺旋溝3における溝形状の底部近傍を意味し、螺旋溝3の形状にもよるが、例えば螺旋溝3において螺旋溝付管7の軸方向と略平行な部分(図3(a))や、螺旋溝3の底近傍における略一定の曲率を有する部分(図3(b)、(c))等を意味し、螺旋溝3の最深部のみでなく、一定の幅を有する部分を意味するものである。また、溝幅とは、螺旋溝3の溝深さ11の略中央(溝深さ中央13)における溝幅を指し、後述するように螺旋溝3が変形した場合は、変形後の溝幅を指すものである(図3(a)〜(c))。
Here, the groove bottom portion 4 means the vicinity of the bottom of the groove shape in the
パイプ5を螺旋溝3に近づける形態としては、図3(b)に示すように、パイプ5の外径における曲率と溝底部4の曲率を略一致させることにより、パイプ5を溝底部4に効率よく近づける事ができる。また、望ましくは、パイプ5と溝底部4とが接触し、接触部8を形成させる方がよい。この場合は、パイプ5と溝底部4との接触部8は、線接触ではなく面接触に近くなるため、螺旋溝付管7内部に貫通する電線31とパイプ5を流れる流体との熱交換を更に効率よく行うことができる。
As a form in which the
更に、図3(c)に示すように、巻きつけられるパイプ5が変形することで、螺旋溝3(溝底部4)の形態に合致し、その結果、パイプ5を溝底部4に近づけることもできる。この場合でも、望ましくはパイプ5と溝底部4とで接触部8を形成する方がよい。すなわち、パイプ5の外径が螺旋溝3よりもやや大きい場合であっても、パイプ5を螺旋溝3に対して強く巻きつけることで(図中A方向)、パイプ5が巻きつけ張力と螺旋溝3から受ける力によって変形する。この場合も、図3(b)と同様に、パイプ5と溝底部4とが接触する場合には、接触部8は面接触に近くなるため、螺旋溝付管7内部に貫通する電線31とパイプ5を流れる流体との熱交換をより効率よく行うことができる。
Further, as shown in FIG. 3C, the
なお、パイプ5の変形抵抗が螺旋溝3(溝底部4)に対して十分大きい場合は、螺旋溝3(溝底部4)側が変形しても同様の効果を得ることができ、当然にパイプ5、螺旋溝3(溝底部4)の両者が変形しても良い。また、パイプ5の外径が螺旋溝3よりも小さい場合であっても、パイプ5を螺旋溝3に対して強く巻きつけることで、パイプ5が巻き付け張力によって、螺旋溝3の深さ方向に潰れるように変形しても良い。いずれの場合であっても、パイプ5と溝底部4との間ができるだけ近くなる方が良く、望ましくは接触部8が形成され、更に望ましくは接触部8が面接触となることである。
If the deformation resistance of the
また、パイプ5の外径(螺旋溝付管7へ巻きつけた時にパイプ5が変形した場合には、変形後のパイプ5における螺旋溝3の深さ方向に対する径)は、螺旋溝3の深さよりも小さいことが望ましい。すなわち、パイプ5は螺旋溝3内に収まり、螺旋溝付管7の外周面(螺旋溝3の頂部)に対して、パイプ5がはみ出さないことが望ましい。パイプ5がはみ出すことで、熱交換器1の運搬時や、取り扱い時、施工時等においてパイプ5が外部と接触し、パイプ5が損傷を受けることを防ぐためである。
The outer diameter of the pipe 5 (when the
螺旋溝付管7、パイプ5のサイズは使用場所や電線31の外径等に応じても変わるが、例えば螺旋溝付管7は内径30〜80mm、パイプ5は内径5〜13mm程度のものが使用できる。ここで、内径80mm×ピッチ25mm×長さ2mの螺旋溝付管7に、内径13mm×肉厚2mm(外径17mm)のパイプを約80回の巻きつけが可能で、約28m分のパイプを巻き付けることができる。また、上記の例で、内径17mm×肉厚2.5mm(外径22mm)のパイプを用いると、螺旋溝付管7のピッチに対するパイプ密度が高くなる。
The sizes of the spiral grooved
また、例えば、内径30mm×ピッチ10mm×長さ2mの螺旋溝付管7に、内径6mm×外径8.5mmのパイプ5を200回の巻き付けが可能で、この場合も約28mを巻きつけることができる。つまり、螺旋溝付管7の長さの10倍以上のパイプを螺旋溝付管7に等しいピッチで巻き付けることが可能である。ここで、上記の熱交換器1の長さを50cmで構成すれば、50cm×4本の熱交換器1で構成することもできる。なお、熱交換器の数は4本でなく、熱交換器の容量に応じていくつに設計することもできる。
Also, for example, a
ここで、螺旋溝付管7の材質は特定しないが、樹脂製、金属製ともに使用できるが、絶縁性のある樹脂製が金属製より好ましい。また、熱交換器1を地中に埋設して使用する場合であっても、螺旋溝付き管7は、樹脂製、金属製の場合共に、通常それ自体で埋設時の土圧に耐えることができるため、特に充填剤を充填する必要はないが、場合により熱伝導性の良い充填剤を螺旋溝付管7内部に充填することも可能である。この場合は、電線31から螺旋溝付管7への熱伝導も良好となる。
Here, although the material of the spiral grooved
ここで、継手6の構造は特定しないが、通常住宅の給排水用に使用する公知の継手をそのまま使用することができるが、それと同等の機能を有するものであれば、いかなる構造のものでも用いることができる。通常は、ゴムパッキンと抜け止めリングなどを組み合わせた構造のものが多い。例えば継手6の本体の材質は、青銅等の金属製やポリエチレン等の合成樹脂製の継手が使用できる。 Here, the structure of the joint 6 is not specified, but a known joint that is usually used for water supply / drainage of a house can be used as it is, but any structure having the same function can be used. Can do. Usually, there are many structures that combine rubber packing and retaining rings. For example, the joint 6 may be made of a metal such as bronze or a synthetic resin joint such as polyethylene.
また、流体は合成樹脂管や金属管の特性の劣化をともなわないものであればいかなるものでも使用できるが、例えば水や不凍液を加えた水、アルコール等の有機溶媒を希釈したものが使用できる。また、パイプ5の材質は特定しないが、絶縁性、コストを考慮すると、公知の合成樹脂製の材料を使用でき、特に架橋ポリエチレン管が望ましいが、銅、アルミニウムなどの金属製のパイプも使用することが可能である。
Any fluid can be used as long as it does not cause deterioration of the characteristics of the synthetic resin tube or metal tube. For example, water or water added with an antifreeze solution, or a diluted organic solvent such as alcohol can be used. Moreover, although the material of the
さらに、図4に示すように、内面に金属層12、外面に樹脂層10を有する多層構造のパイプ5を使用することもでき、例えば金属層12としてのアルミニウムと樹脂層10としてのポリエチレンのクラッド管などを用いることもできる。このようなパイプ5を使用すれば、パイプ5の絶縁性と熱伝導性を両立することが可能となる。
Furthermore, as shown in FIG. 4, a
パイプ5の材質として金属を用いた場合、電線31が被覆線の場合は、被覆により絶縁が確保されているので、そのまま使用すれば良いが、電線31として裸線を用いる場合は、パイプ5と電線31の絶縁は両者の間に電線31の発熱温度より高温の耐熱性を有する樹脂製のスペーサを配置するなどすれば良い。施工の容易さを考慮すれば、被覆線を用いることが良く、発熱量を稼ぐことを考えれば、裸線を用いるのが良い。
When a metal is used as the material of the
パイプ5の材質として架橋ポリエチレンを使用した場合は、熱交換器1は以下のように製造される。まず、架橋処理前のポリエチレン製であるパイプ5を螺旋溝付管7に巻き付ける。パイプ5は架橋前であるので巻きつけ作業が容易である。次に、パイプ5を螺旋溝付管7に巻きつけた状態で加熱し、架橋処理を行う。架橋処理によりパイプ5は架橋ポリエチレンとなり、巻きつけられたパイプ5の螺旋形状が安定する。
When cross-linked polyethylene is used as the material of the
本実施の形態にかかる熱交換器1によれば、簡易に高効率の熱交換を行うことができる。すなわち、熱交換器1は、パイプ5と溝底部4の距離が近いため、螺旋溝付管7を貫通する電線31より発生する熱とパイプ5内を流れる流体とが、効率よく熱交換を行うことができる。特に、接触部8を有する場合は、更に効率よく熱交換を行うことができる。
According to the
また、熱交換器1は、螺旋溝付管7の螺旋溝3に沿ってパイプ5を巻き付けた構造であるため、パイプ5を螺旋形状に加工するのが容易であり、また螺旋溝3により施工時等に螺旋ピッチが変化することがない。このため、当初設計通りの性能を得ることができ、設計、製造も容易である。
Further, since the
また、螺旋溝3はパイプ5の螺旋形状を確実に保ち、ピッチがずれることがないため、パイプ5のピッチをパイプ5同士が接触しない範囲で狭くすることができ、熱交換器の単位長さ辺りのパイプ5の巻き長さを長くすることができるため、熱交換効率を高めることができる。
Further, since the
また、パイプ5が架橋ポリエチレンであれば、パイプ5を螺旋溝付管7に巻き付けた後に架橋処理を行うため、低コストであり、かつ形状の安定性に優れ、耐久性、熱疲労特性に優れた熱交換器1を得ることができる。
In addition, if the
また、パイプ5が螺旋溝3内に収まり、螺旋溝付管7の外周よりはみ出すことがないため、熱交換器1の運搬時や取り扱い時、施工時等において、パイプ5が外部と接触することで損傷を受けることがない。
In addition, since the
次に、熱交換器1を用いた熱交換システム50について説明する。図5は、熱交換器1を利用した、床下暖房を目的とした熱交換システム50の概略図である。熱交換器1は地面9に埋設されている。熱交換器1は土圧に耐えられる範囲では深く埋設することも可能であるが、通常2〜3m以内の深さに埋設する。
Next, the heat exchange system 50 using the
地面9下に埋設された電線31が貫通する螺旋溝付管7には、パイプ5が巻きつけられ、さらにその周囲には保護管32が設けられる。ここで、螺旋溝付管7は、電線31の保護としての機能と、パイプ5のピッチを安定させコンパクトな熱交換器1を実現するための筒体としての機能の2つの機能を有している。
A
図6は、保護管32に挿入された熱交換器1の概略図である。保護管32は、特に螺旋溝付管7やパイプ5が樹脂製の場合に効果があり、地中に埋設された螺旋溝付管7やパイプ5が土圧によって変形または潰されることを防止する役割を持つ。このため保護管32は土圧に耐え得る強度が必要であり、例えば、アルミニウム管や鋼管等の金属製のものが使用できる。
FIG. 6 is a schematic view of the
また、保護管32は、電線31から発熱した熱を、地面へ逃がさず、効率よく回収する役割を持つ。このため、熱交換器1と保護管32との間は、可能な限り断熱した方が良い。この場合、例えば図6に示すように、当該クリアランスに断熱材33を充填することで、電線31より回収した熱が地面へ放出されることを抑えることができる。
The protective tube 32 has a role of efficiently collecting the heat generated from the electric wire 31 without escaping to the ground. For this reason, it is better to insulate the
断熱材33としては、電線31からの発熱に耐え、断熱性を有すればよく、例えば、断熱ウールや発泡樹脂などが使用でき、その他の材料も設計に応じて適宜選定使用することができる。なお、前述の通り、螺旋溝付管7及びパイプ5が、地中において土圧によって変形等する恐れがなければ、保護管32及び断熱材33を使用する必要はない。また、電線31の冷却効果を高めたい場合も保護管32及び断熱材33を使用する必要はない。
The heat insulating material 33 only needs to withstand heat generation from the electric wire 31 and have heat insulating properties. For example, heat insulating wool or foamed resin can be used, and other materials can be appropriately selected and used depending on the design. In addition, as above-mentioned, if there is no possibility that the spiral grooved
図5に示すように、熱交換器1aに配されるパイプ5は、地上に設けられたポンプ21に接続される。ポンプ21は、パイプ5内に水等の流体を循環する。パイプ5内を循環する流体は、地中にて熱交換器1aにより電線31との熱交換を行う。
As shown in FIG. 5, the
ポンプ21はまた、熱交換を終えた流体を床25下に配置されたパイプ23に流す。ここで、電線31による発熱量は条件によっても異なるが、電線31より生じた熱との熱交換により、熱交換を終えた流体は、おおよそ40〜60℃程度となることが見込まれる。よって熱交換を行った流体を床25下に流すことで、床25の暖房を行うことができる。 The pump 21 also causes the fluid that has undergone heat exchange to flow through a pipe 23 disposed under the floor 25. Here, although the amount of heat generated by the electric wire 31 varies depending on the conditions, it is expected that the fluid after the heat exchange is about 40 to 60 ° C. due to the heat exchange with the heat generated from the electric wire 31. Therefore, the floor 25 can be heated by flowing the fluid subjected to heat exchange under the floor 25.
ここで、熱交換器1bのように、継手6の設置を終えた状態までの施工が完了していれば、更に大きな熱量を必要とする場合や、離れた場所に新規に家を建設する場合などにおいても、必要に応じて継手6にパイプやポンプ等を接続すれば、簡易に増設が可能であり、有効に熱を利用することができる。 Here, if construction to the state where the installation of the joint 6 has been completed is completed as in the heat exchanger 1b, a larger amount of heat is required, or a new house is constructed in a remote place For example, if a pipe, a pump, or the like is connected to the joint 6 as necessary, the expansion can be easily performed, and heat can be used effectively.
なお、パイプ23の材質は特定しないが、例えば鋼管、アルミニウム管、架橋ポリエチレン管が使用できる。また、パイプ23の代わりにこれらのパイプを熱伝導率の良いアルミニウム条等で挟み込んだ熱交換パイプユニットを使用することもできる。 In addition, although the material of the pipe 23 is not specified, for example, a steel pipe, an aluminum pipe, or a crosslinked polyethylene pipe can be used. Further, instead of the pipe 23, it is also possible to use a heat exchange pipe unit in which these pipes are sandwiched between aluminum strips having good thermal conductivity.
また、熱交換器1への流体の循環と、床25下のパイプ23への流体の循環は、パイプ5とパイプ23をそれぞれ接続することで1系統とし、ポンプ21の1台で循環を行っても良く、また、パイプ5、パイプ23それぞれを別の系統として、別々のポンプを使用して循環させても良い。この場合、更に、ヒートポンプ等を使用しても良い。
Further, the circulation of the fluid to the
なお、螺旋溝付管7の中の電線31は、熱交換器の設計に応じて、必ずしも1本でなく、別々の電線を複数本配設することもできるし、1本の電線を折り返して挿通させて配設することもできる。
In addition, the electric wire 31 in the spiral grooved
また、熱交換器1は、1個設けることも可能であるが、複数設けることもでき、通常は熱交換器1の性能を向上させるため、複数個設けることが多い。本発明の熱交換器1は、コンパクト化でき複数個設置してもそれほど場所を取らないので、電線31(螺旋溝付管7)が1本の場合は、熱交換器1を、所定間隔を空けて直線状に並べることができる。また、電線31(螺旋溝付管7)が複数本ある場合は、熱交換器1を、電線31に対して直線状に並べることもできるし、各電線31に並列に配設することもできる。さらに、直線状又は並列に配列した熱交換器1は、それぞれ独立して使用することもできるし、直列に接続して使用することも可能である。
In addition, one
また、図5に示すように、熱交換器1は、地中に埋設する場合に工事が簡単であることから、通常横型に使用するが、必要によっては縦型にして使用することもできる。螺旋溝付管へのパイプ5の巻き付け長さは適宜設計でき、敷設した螺旋溝付管7の全長に渡って巻くこともできるが、熱交換器の設計に応じて、所定長さを所定個所に何箇所でも巻き付けることができる。
Further, as shown in FIG. 5, the
以上説明したように、本実施の形態にかかる熱交換器1を用いた熱交換システム50によれば、簡易にコンパクトで高効率に電線31との熱交換を行うことができる。また、熱交換器1の埋設には、電線31が埋設される深さまで掘削すればよく、必要以上に深い穴を掘削する必要がない。
As described above, according to the heat exchange system 50 using the
また、熱交換器1の周囲は保護管32が設けられるため、螺旋溝付管7やパイプ5が土圧によって変形や潰れることがない。よって、設計通りの熱効率を長期に渡り維持することができる。また、保護管32と内部に挿入される熱交換器1とのクリアランスには、断熱材33を充填すれば、電線31より回収した熱が地面に放出されることを抑えることができる。
Moreover, since the protective tube 32 is provided around the
また、熱交換器1によって、電線31より発生した熱を回収するため、電線31の温度抑制効果も得ることができ、電力の電送ロスを抑えることができる。
Moreover, since the heat generated by the electric wire 31 is recovered by the
熱交換器1により電線31との熱交換を行い、熱交換を終えた流体を床25下に流すことで、床の暖房を効率よく行うことができ、簡易で省エネルギーである床下暖房システムを得ることができる。
Heat exchange with the electric wire 31 is performed by the
次に、熱交換器1を用いた他の熱交換システム60〜90について説明する。本発明の応用としては、道路、ビニルハウス、温水プール等の構造体への熱の供給システムへの応用と給湯システムへの応用が考えられる。熱交換システム60では道路、熱交換システム70はビニルハウス、熱交換システム90は温水プールへの応用例を示し、熱交換システム80は給湯システムへの応用例を示す。なお、以下の熱交換システムの説明において、熱交換システム50と同一の機能を果たす構成要素には、図5と同一の番号を付し、重複した説明を避ける。
Next, other heat exchange systems 60 to 90 using the
〔道路上の融雪等を目的とした熱交換システム〕
図7は、熱交換器1を利用した、道路上の融雪等を目的とした熱交換システム60の概略図である。熱交換器1は地上に設置された螺旋溝付管7に設けられる。螺旋溝付管7内には、電線31が設けられており、電線31は、熱交換器1内を貫通している。
[Heat exchange system for melting snow on the road]
FIG. 7 is a schematic diagram of a heat exchange system 60 that uses the
熱交換器1aを構成するパイプ5は、地上に設置されたポンプ21に接続されている。ポンプ21は、パイプ5内に水等の流体を循環する。パイプ5内を循環する流体は、熱交換器1aにより電線31からの発熱等との熱交換を行う。
The
ポンプ21は、水平方向に屈曲され、道路等の地面9下に埋設されているパイプ23と接続されている。よって、ポンプ21によって、熱交換を終えた流体をパイプ23に流すことができる。電線31より発生した熱との熱交換を終えた流体を地面9下に流すことで、道路上の積雪の融雪や、道路の凍結を防止することができる。 The pump 21 is bent in the horizontal direction and connected to a pipe 23 embedded under the ground 9 such as a road. Therefore, the fluid after the heat exchange can be passed through the pipe 23 by the pump 21. By flowing the fluid that has been heat exchanged with the heat generated from the electric wires 31 below the ground 9, it is possible to prevent snow melting on the road and freezing of the road.
ここで、熱交換器1bのように、継手6の設置を終えた状態までの施工が完了していれば、更に大きな熱量を必要とする場合や、離れた場所に新規に融雪システムを設置する場合などにおいても、必要に応じて継手6にパイプやポンプ等を接続すれば、簡易に増設が可能であり、有効に熱を利用することができる。 Here, if the construction to the state where the installation of the joint 6 has been completed is completed as in the heat exchanger 1b, a larger amount of heat is required, or a new snow melting system is installed at a remote location. Even in cases, if a pipe, a pump, or the like is connected to the joint 6 as necessary, it can be easily added and heat can be used effectively.
以上説明したように、本実施の形態にかかる熱交換器1を用いた熱交換システム60によれば、熱交換システム50による効果と同様に、簡易に高効率の熱交換システムを得ることができる。
As described above, according to the heat exchange system 60 using the
熱交換システム60によれば、電線31により発生した熱量との熱交換を行うことができる。よって、大きな熱量を道路下に流すことができるので、道路上の融雪や凍結防止を効率よく行うことができ、小型で簡易かつ省エネルギーである道路の融雪システムを得ることができる。 According to the heat exchange system 60, heat exchange with the amount of heat generated by the electric wire 31 can be performed. Therefore, since a large amount of heat can be flowed down the road, snow melting and freezing prevention on the road can be efficiently performed, and a small, simple and energy saving road snow melting system can be obtained.
〔ビニルハウスの温調を目的とした熱交換システム〕
次に、熱交換器1を用いた熱交換システム70について説明する。図8は、熱交換器1を利用した、ビニルハウス35の温調を目的とした熱交換システム70の概略図である。熱交換器1は地上に設けられた螺旋溝付管7に設けられる。螺旋溝付管7内には電線31が設けられており、電線31は、熱交換器1内を貫通している。
[Heat exchange system for temperature control of vinyl house]
Next, the heat exchange system 70 using the
熱交換器1aを構成するパイプ5は、地上に設置されたポンプ21に接続されている。ポンプ21は、パイプ5内に水等の流体を循環する。パイプ5内を循環する流体は、熱交換器1aにより電線31からの発熱との熱交換を行う。
The
ポンプ21はまた、ビニルハウス35内に屈曲して設けられるパイプ23と接続されており、熱交換を終えた流体をパイプ23に流すことができる。よって、電線31より生じた熱との熱交換を行った流体をビニルハウス35内に流すことで、ビニルハウス35内の温調を行うことができる。 The pump 21 is also connected to a pipe 23 that is bent in the vinyl house 35, and the fluid that has been subjected to heat exchange can flow through the pipe 23. Therefore, the temperature inside the vinyl house 35 can be controlled by flowing the fluid that has exchanged heat with the heat generated from the electric wire 31 into the vinyl house 35.
ここで、熱交換器1bのように、継手6の設置を終えた状態までの施工が完了していれば、更に大きな熱量を必要とする場合や、離れた場所に新規にビニルハウスを設置した場合などにおいても、必要に応じて継手6にパイプやポンプ等を接続すれば、簡易に増設が可能であり、有効に熱を利用することができる。 Here, if the construction up to the state where the installation of the joint 6 has been completed is completed as in the heat exchanger 1b, a vinyl house is newly installed in a case where a larger amount of heat is required or in a remote place. Even in cases, if a pipe, a pump, or the like is connected to the joint 6 as necessary, it can be easily added and heat can be used effectively.
このように、本実施の形態にかかる熱交換器1を用いた熱交換システム70によれば、熱交換システム50による効果と同様に、簡易に高効率の熱交換システムを得ることができる。
Thus, according to the heat exchange system 70 using the
熱交換システム70によれば、電線31により発生した熱量との熱交換を行うことができ、より大きな熱量をビニルハウス35内に流すことができるので、ビニルハウス35の温調を効率よく行うことができ、小型で簡易かつ省エネルギーであるビニルハウス温調システムを得ることができる。 According to the heat exchange system 70, heat exchange with the amount of heat generated by the electric wire 31 can be performed, and a larger amount of heat can be flowed into the vinyl house 35. Therefore, the temperature control of the vinyl house 35 can be performed efficiently. It is possible to obtain a vinyl house temperature control system that is small, simple and energy saving.
〔湯沸かし器の給湯予熱を目的とした熱交換システム〕
次に、熱交換器1を用いた熱交換システム80について説明する。図9は、熱交換器1を利用した、湯沸かし器37の給湯予熱を目的とした熱交換システム80の概略図である。熱交換器1は地上に設けられた螺旋溝付管7に設けられる。螺旋溝付管7内には電線31が設けられており、電線31は、熱交換器1内を貫通している。
[Heat exchange system for hot water preheating of water heaters]
Next, the heat exchange system 80 using the
熱交換器1aを構成するパイプ5は、地上に設置されたポンプ21に接続されている。ポンプ21は、パイプ5内に水等の流体を循環する。パイプ5内を循環する流体は、熱交換器1aにより電線31からの発熱との熱交換を行う。
The
ポンプ21はまた、熱機器である湯沸かし器37に接続さているパイプ23と接続されており、熱交換を終えた流体をパイプ23に流すことができる。よって、電線31より生じた熱との熱交換を行った流体を湯沸かし器37内に流すことで、湯沸かし器37における給湯の予熱を行うことができる。 The pump 21 is also connected to a pipe 23 that is connected to a water heater 37 that is a thermal device, and the fluid that has been subjected to heat exchange can flow through the pipe 23. Therefore, the hot water supply in the water heater 37 can be preheated by flowing the fluid that has exchanged heat with the heat generated from the electric wire 31 into the water heater 37.
ここで、熱交換器1bのように、継手6の設置を終えた状態までの施工が完了していれば、更に大きな熱量を必要とする場合や、離れた場所に新規に家を建設する場合などにおいても、必要に応じて継手6にパイプやポンプ等を接続すれば、簡易に増設が可能であり、有効に熱を利用することができる。 Here, if construction to the state where the installation of the joint 6 has been completed is completed as in the heat exchanger 1b, a larger amount of heat is required, or a new house is constructed in a remote place For example, if a pipe, a pump, or the like is connected to the joint 6 as necessary, the expansion can be easily performed, and heat can be used effectively.
このように、本実施の形態にかかる熱交換器1を用いた熱交換システム80によれば、熱交換システム50による効果と同様に、簡易に高効率の熱交換システムを得ることができる。
As described above, according to the heat exchange system 80 using the
熱交換システム80によれば、電線31により発生した熱量との熱交換を行うことができ、より大きな熱量を湯沸かし器37内に流すことができるので、湯沸かし器37において給湯の予熱を効率よく行うことができ、小型で簡易かつ省エネルギーである湯沸かし器給湯予熱システムを得ることができる。 According to the heat exchange system 80, heat exchange with the amount of heat generated by the electric wire 31 can be performed, and a larger amount of heat can be flowed into the water heater 37, so that the hot water heater 37 can efficiently preheat hot water supply. It is possible to obtain a water heater hot water preheating system that is small, simple and energy saving.
〔温水プールの保温を目的とした熱交換システム〕
次に、熱交換器1を用いた熱交換システム90について説明する。図10は、熱交換器1を利用した、温水プールの保温を目的とした熱交換システム90の概略図である。熱交換器1は地上に設けられた螺旋溝付管7に設けられる。螺旋溝付管7内には、また、電線31が設けられており、電線31は、熱交換器1内を貫通している。
[Heat exchange system for keeping warm water pools]
Next, the heat exchange system 90 using the
熱交換器1を構成するパイプ5は、地上に設置されたポンプ21に接続されている。ポンプ21は、パイプ5内に水等の流体を循環する。パイプ5内を循環する流体は、熱交換器1により電線31からの発熱との熱交換を行う。
The
ポンプ21にはパイプ23が接続され、パイプ23は、図示しないフィルターを介して、温水プール39と接続されている。ポンプ21は熱交換を終えた流体をパイプ23に流すことができる。よって、電線31より生じた熱との熱交換を行った流体を温水プール39に流すことで、温水プール39の保温を行うことができる。 A pipe 23 is connected to the pump 21, and the pipe 23 is connected to a hot water pool 39 via a filter (not shown). The pump 21 can flow the fluid after the heat exchange to the pipe 23. Therefore, the warm water pool 39 can be kept warm by flowing the fluid that has exchanged heat with the heat generated from the electric wires 31 to the hot water pool 39.
なお、温水プール39と熱交換器1の間で流体を循環させても良く、または常に新たな流体を熱交換器1に流し、熱交換を終えた流体を温水プール39に随時補充するようにしてもよい。
The fluid may be circulated between the hot water pool 39 and the
このように、本実施の形態にかかる熱交換器1を用いた熱交換システム90によれば、熱交換システム50による効果と同様に、簡易に高効率の熱交換システムを得ることができる。
Thus, according to the heat exchange system 90 using the
熱交換システム90によれば、電線31により発生した熱量との熱交換を行うことができ、より大きな熱量を温水プール39に流すことができるので、温水プール39の保温を効率よく行うことができ、小型で簡易かつ省エネルギーである温水プール保温システムを得ることができる。 According to the heat exchange system 90, heat exchange with the amount of heat generated by the electric wire 31 can be performed, and a larger amount of heat can be flowed to the hot water pool 39, so that the warm water pool 39 can be efficiently kept warm. Therefore, it is possible to obtain a warm water pool heat retention system that is small, simple and energy saving.
次に、第2の実施の形態に係る熱交換器30について説明する。なお、以下の実施の形態の説明において、熱交換器1と同一の機能を果たす構成要素には、図1と同一の番号を付し、重複した説明を避ける。
Next, the
図11は、第2の実施の形態に係る熱交換器30を示す概略図であり、図11(a)は、本実施の形態にかかる熱交換器30の外観を示す斜視図、図11(b)は螺旋溝付管7に巻きつけられたパイプ5の断面を示す図である。熱交換器30は、主に、螺旋溝付管7、パイプ5、電線31及びフィルム14より構成される。螺旋溝付管7は外面に螺旋溝3を有する管状部材である。
FIG. 11 is a schematic view showing a
パイプ5は螺旋溝付管7の外面の螺旋溝3に沿って巻きつけられ、螺旋溝付管7の内部には電線31が貫通されている。パイプ5が巻き付けられた螺旋溝付管7の周囲は、フィルム14で覆われる。ここで、フィルム14は、パイプ5の外部からの保護と、熱交換器1の断熱の効果を有する。フィルム14は保温材の外側表面にクロスフィルムを設けたものを用いても良い。このようにすることにより、フィルムの断熱性を向上させるとともに、フィルムの強度も向上させることができる。パイプ5の両端には継手6が設けられ、ポンプ等と接続される。パイプ5の内部には熱媒体である流体が流される。
The
図11(a)において、A方向よりパイプ5内に流体を流すと、流体は、螺旋溝付管7の周囲の螺旋溝3に沿って螺旋状に巻きつけられたパイプ5内を流れ、螺旋溝付管7の端部まで流れるとB方向へ流出する。ここで、電線31に通電を行うと、電線31を流れる電流と電線31の電気抵抗値等に応じた発熱を生じる。よって、熱交換器30は、電線31より発生した熱と、螺旋溝付管7の周囲を流れる流体との間で熱交換を行うことができる。
In FIG. 11A, when a fluid is caused to flow in the
ここで、より効率の高い熱交換器30を得るためには、パイプ5と螺旋溝付管7(螺旋溝3)の底部とを近づけることが望ましい。また、パイプ5の外径(螺旋溝付管7へ巻きつけた時にパイプ5が変形した場合には、変形後のパイプ5における螺旋溝3の深さ方向に対する径)は、螺旋溝3の深さよりも小さいほうが良い。すなわち、パイプ5は螺旋溝3内に収まり、螺旋溝付管7の外周面(螺旋溝3の頂部)に対して、パイプ5がはみ出さないことが望ましい。これは、フィルム14によるパイプ5の保護の効果と熱交換器30の断熱効果を高めるためである。
Here, in order to obtain a more
なお、フィルム14としては、強度、断熱性(低熱伝導率)、伸長性を有する材質であれば良く、例えば、フィルム材質としては、ポリエチレン製もしくは、架橋ポリエチレン製、またはポリプロピレン製のフィルムが使用できる。また、保護フィルムとして、保温材の外側表面にクロスフィルムを設けたものを用いる場合には、保温材としては、発泡ポリエチレン、発泡ポリプロピレン、発泡ウレタンなどの保温層の外側を、ポリエチレンやポリプロピレンなどのプラスチック繊維を網目状に編んだクロスフィルムで被覆したものを用いることができる。 The film 14 may be a material having strength, heat insulation (low thermal conductivity), and extensibility. For example, a film made of polyethylene, a crosslinked polyethylene, or a polypropylene can be used as the film material. . Moreover, when using what provided the cloth film in the outer surface of a heat insulating material as a protective film, as a heat insulating material, the outer side of heat insulating layers, such as foaming polyethylene, foaming polypropylene, and foaming urethane, are made of polyethylene, polypropylene, etc. It is possible to use a plastic fiber covered with a cloth film knitted in a mesh shape.
本実施の形態にかかる熱交換器30によれば、熱交換器1と同様の効果を得ることができる。すなわち、熱交換器30は、螺旋溝付管7を貫通する電線31より発生する熱とパイプ5内を流れる流体とが、効率よく熱交換を行うことができる。
According to the
また、フィルム14が全体を覆っているため、運搬時や取り扱い時、施工時等において、パイプ5が外部と接触することがなく、このため、パイプ5が損傷を受けることがない。また、フィルム14は、熱交換器30の断熱効果も有する。すなわち、電線31より発生した熱が外部へ放出されることを抑えることができる。ここで、パイプ5が螺旋溝付管7の外周よりはみ出さなければ、フィルム14とパイプ5が接触せず、これらの効果をより効率良く得ることができる。
Further, since the film 14 covers the whole, the
次に、第3の実施の形態にかかる熱交換器について説明する。第3の実施の形態に係る熱交換器は、熱交換器1と略同様の構造であるが、螺旋溝3とパイプ5との隙間に熱伝導媒体16が充填される。図12は、第3の実施の形態に係る熱交換器における、螺旋溝付管7に巻きつけられた状態のパイプ5の断面を示す図である。
Next, a heat exchanger according to a third embodiment will be described. The heat exchanger according to the third embodiment has substantially the same structure as that of the
螺旋溝3とパイプ5との隙間に熱伝導媒体16を充填する形態としては、例えば図12(a)に示すようにすればよい。すなわち、パイプ5と螺旋溝3との幅が略同一である場合には、螺旋溝3とパイプ5とで形成された空間に熱伝導媒体16を充填すればよい。この場合、パイプ5は螺旋溝3の溝底部4とは線接触であるが、熱伝導媒体16によって、間接的にパイプ5と螺旋溝3との接触面積を増やすことができる。
As a form in which the gap between the
また、図12(b)に示すように、パイプ5と螺旋溝3との径が大きく異なり、パイプ5は螺旋溝3の溝底部4と線接触し、さらに、パイプ5と螺旋溝3とで空間が形成されない場合でも、図12(a)と同様に、パイプ5と螺旋溝3との隙間に熱伝導媒体16を充填すればよい。この場合、熱伝導媒体16によって、間接的にパイプ5と螺旋溝3との接触面積を増やすことができ、更に、螺旋溝3内でパイプ5が動くことを防ぐことができる。
Further, as shown in FIG. 12B, the diameters of the
また、図12(c)に示すように、パイプ5と螺旋溝3の溝底部4とが接触していない場合でも、パイプ5と螺旋溝3とで形成された空間に熱伝導媒体16を充填すればよい。パイプ5と溝底部4とは直接は接触していないが、その隙間に熱伝導媒体16を充填することで、間接的にパイプ5と螺旋溝3とを接触させることができる。更に、パイプ5と螺旋溝3とが直接的には全く接触していなくとも、すなわち、パイプ5と螺旋溝3との間に熱伝導媒体16が充填され熱伝導媒体層を形成している場合であっても、間接的にパイプ5と螺旋溝3とが接触していることとなり、同様の効果を得ることができる。
Further, as shown in FIG. 12 (c), even when the
ここで、熱伝導媒体16としては、高熱伝導率を有し、パイプ5と螺旋溝3との隙間を埋めることができれば良く、例えば、熱伝導セメント、熱伝導グリースが使用できる。
Here, as the heat
本実施の形態にかかる熱交換器によれば、熱交換器1と同様の効果を得ることができる。すなわち、螺旋溝付管7を貫通する電線31より発生する熱とパイプ5内を流れる流体とが、効率よく熱交換を行うことができる。
According to the heat exchanger concerning this Embodiment, the effect similar to the
特に、パイプ5と溝底部4とが熱伝導媒体16によって、間接的に大きな接触面積を得ることができ、電線31により発生した熱を、より効率よく熱交換することができる。また、熱伝導媒体16によって、螺旋溝付管7に巻き付けられた後のパイプ5が、螺旋溝3内で動いたり、変形したりすることがないため、安定した熱交換効率を維持することができる。
In particular, the
次に、第4の実施の形態にかかる熱交換器について説明する。第4の実施の形態に係る熱交換器は、熱交換器1と略同様の構造であるが、一つの螺旋溝3に対して複数のパイプ5が巻きつけられる。図13は、第4の実施の形態に係る熱交換器における、螺旋溝付管7に巻きつけられた状態のパイプ5の断面を示す図である。
Next, a heat exchanger according to a fourth embodiment will be described. The heat exchanger according to the fourth embodiment has substantially the same structure as the
図13(a)は、螺旋溝3の幅が広く、深さが浅い場合等に有効であり、一つの螺旋溝3にパイプ5を並列して2列巻きつけたものである。この場合は、単位長さの螺旋溝付管7に対するパイプ5の巻き数(パイプ5の巻き長さ)を大きく取ることができ、また、螺旋溝3からパイプ5がはみ出すこともない。なお、螺旋溝3の幅や深さに応じて、一つの螺旋溝3へのパイプ5の巻き数を3列以上としても良い。
FIG. 13A is effective when the
同様に図13(b)は、螺旋溝3の幅が狭く、深さが深い場合等に有効であり、一つの螺旋溝3にパイプ5を2段に巻きつけたものである。この場合も、単位長さの螺旋溝付管7に対するパイプ5の巻き数(パイプ5の巻き長さ)を大きく取ることができる。なお、螺旋溝3の幅や深さに応じて、一つの螺旋溝3へのパイプ5の巻き数を3段以上としても良い。
Similarly, FIG. 13B is effective when the width of the
本実施の形態にかかる熱交換器によれば、熱交換器1と同様の効果を得ることができる。すなわち、螺旋溝付管7を貫通する電線31より発生する熱とパイプ5内を流れる流体とが、効率よく熱交換を行うことができる。
According to the heat exchanger concerning this Embodiment, the effect similar to the
特に、一つの螺旋溝3に複数のパイプ5が巻き付けられるため、螺旋溝付管7の単位長さ当たりのパイプ5の巻き数(パイプ5の巻き長さ)を増やすことができ、電線31により発生した熱を、より効率よく熱交換することができる。
In particular, since a plurality of
以上、添付図を参照しながら、本発明の実施の形態を説明したが、本発明の技術的範囲は、前述した実施の形態に左右されない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。 As mentioned above, although embodiment of this invention was described referring an accompanying drawing, the technical scope of this invention is not influenced by embodiment mentioned above. It is obvious for those skilled in the art that various modifications or modifications can be conceived within the scope of the technical idea described in the claims, and these are naturally within the technical scope of the present invention. It is understood that it belongs.
例えば、熱交換1は横向きに設置したが、電線31の方向によって、縦向きに設置してもよい。また、熱交換器1を利用した図7〜10に示した熱交換システム60〜90において、熱交換器1の設置場所は、電線31の設置場所に応じて、地中であっても良く、また、電線31の設置場所が地中である場合は、更に保護管32および断熱材33を使用しても良い。また、熱交換システム90においては、パイプ23を温水プール39下に水平方向に屈曲させて、熱交換を終えた流体をパイプ23に流すことで温水プール39の保温を行っても良い。また、熱交換システム50〜90において、熱交換器1以外の他の実施の形態にかかる熱交換器を使用してもよい。
For example, although the
1、30………熱交換器
3………螺旋溝
4………溝底部
5………パイプ
6………継手
7………螺旋溝付管
8………接触部
9………地面
10………樹脂層
11………溝深さ
12………金属層
13………溝深さ中央
14………フィルム
16………熱伝導媒体
21………ポンプ
23………パイプ
25………床
31………電線
32………保護管
33………断熱材
35………ビニルハウス
37………湯沸かし器
39………温水プール
50、60、70、80、90………熱交換システム
1, 30 .........
Claims (13)
前記螺旋溝付管の前記溝に沿って巻き付けられるパイプと、
前記螺旋溝付管の内部を貫通する電線と、
を具備し、
前記螺旋溝付管に巻き付けられた状態の前記パイプの外径が、前記パイプが巻き付けられた状態の前記溝の溝幅と略同一又は前記溝幅よりも小さく、
前記パイプ内に流体を流すことを特徴とする熱交換器。 A spiral grooved tube having a spiral groove on the outer surface;
A pipe wound along the groove of the spiral grooved tube;
An electric wire penetrating the inside of the spiral grooved tube;
Comprising
The outer diameter of the pipe wound around the spiral grooved tube is substantially the same as or smaller than the groove width of the groove when the pipe is wound,
A heat exchanger for flowing a fluid through the pipe.
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