JP2019020005A - Multi-tube type cooler and water cooler using the same - Google Patents

Multi-tube type cooler and water cooler using the same Download PDF

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Abstract

To suppress variation in flow rate of fluid in a flow passage in which heat exchange is performed between the flow passage and refrigerant.SOLUTION: An inside flow passage 10c and outside flow passage 10d contacting with the radial inside and outside of a cooling coil 5 are separated from each other by the cooling coil 5 partitioning the radial inside and outside. These passage 10c, 10d communicate with each other over the whole circumference through a communication port 11c. Fluid introduced over the whole circumference from a communication port 11b evenly reciprocates in a set of the inside flow passage 10c and outside flow passage 10d along an axial direction. In that case, since reciprocated motion of fluid through a gap of the cooling oil 5 is regulated, turbulence hardly occurs in flow of the fluid along the axial direction.SELECTED DRAWING: Figure 8

Description

本発明は、複数の管が径方向の内外に配置された多重管式冷却器、および、これを用いた冷水機に関する。   The present invention relates to a multi-tube type cooler in which a plurality of tubes are arranged inside and outside in the radial direction, and a chilled water machine using the same.

従来、複数の管が径方向の内外に配置された多重管式冷却器が知られている。例えば、図12に示すように、特許文献1には、複数の管30〜32と、冷却コイル33とが同心円状に配置された冷却器34が記載されている。冷却コイル33は、隣り合ったコイル同士の隙間が存在する状態、すなわち、コイルが疎に巻回されており、外管30と内管31との間に存在する略円筒状の空間内に配置されている。入口管35より供給された流体は、冷却コイル33が配置されている最も外側の空間を上方に向かって流れた後、これよりも内側の空間を軸方向に折り返しながら径方向内側に導かれ、軸芯の内々管32から外部に放出される。   Conventionally, a multi-tube type cooler in which a plurality of tubes are arranged inside and outside in the radial direction is known. For example, as shown in FIG. 12, Patent Document 1 describes a cooler 34 in which a plurality of tubes 30 to 32 and a cooling coil 33 are arranged concentrically. The cooling coil 33 is in a state where there is a gap between adjacent coils, that is, the coil is wound sparsely, and is disposed in a substantially cylindrical space existing between the outer tube 30 and the inner tube 31. Has been. The fluid supplied from the inlet pipe 35 flows upward in the outermost space in which the cooling coil 33 is disposed, and then is guided radially inward while folding the inner space in the axial direction. It is discharged to the outside from the inner pipe 32 of the shaft core.

特開平5−52486号公報Japanese Patent Laid-Open No. 5-52486

しかしながら、上述した従来の冷却器では、冷却コイルが配置された空間、すなわち、冷却コイルを流れる冷媒との熱交換が行われる流路において、冷却すべき流体の流速がばらつき、流れの遅い部分が生じる。なぜなら、冷却コイルが疎に巻回されているため、隣り合ったコイル同士の隙間を流体が径方向に往来して、軸方向への流れに乱れが生じるからである。これにより、例えば、流体を凝固温度近傍まで冷却する場合、冷却コイルと接する流路のうちの特に流れの遅い部分において、流体が部分的に凝固し、凝固物が急激に成長して流路を塞ぐといった事態が起こり得る。このような事態を防止するためには、部分的な凝固が生じないような温度マージンを加味して、設定温度(流体の目標冷却温度)自体を高めに設定せざるを得ない。また、流路における凝固の有無は、流路に設置された温度センサを用いて、流路の温度を検出することによって判別することができる。しかしながら、流路の一部のみに凝固が生じた場合、その部分に温度センサが存在するとは限らず、また、流路全体に無数の温度センサを設けることは構造的にもコスト的にも現実的ではないので、部分的な凝固を適切に判別することは困難である。   However, in the conventional cooler described above, in the space where the cooling coil is arranged, that is, in the flow path where heat exchange with the refrigerant flowing through the cooling coil is performed, the flow velocity of the fluid to be cooled varies, and the slow flow portion is Arise. This is because the cooling coil is sparsely wound, so that the fluid moves in the radial direction through the gap between adjacent coils, and the flow in the axial direction is disturbed. Thus, for example, when the fluid is cooled to near the solidification temperature, the fluid partially solidifies in the slow flow portion of the flow channel in contact with the cooling coil, and the solidified product grows rapidly and the flow channel is A situation such as blocking can occur. In order to prevent such a situation, the set temperature (target cooling temperature of the fluid) itself has to be set higher with a temperature margin that does not cause partial solidification. Also, the presence or absence of solidification in the flow path can be determined by detecting the temperature of the flow path using a temperature sensor installed in the flow path. However, when solidification occurs only in a part of the flow path, the temperature sensor does not always exist in that part, and providing an infinite number of temperature sensors in the entire flow path is realistic both in terms of structure and cost. It is difficult to properly determine partial coagulation because it is not appropriate.

そこで、本発明の目的は、冷媒との熱交換が行われる流路において、冷却すべき流体の流速がばらつくことを抑制することである。   Therefore, an object of the present invention is to suppress variation in the flow rate of the fluid to be cooled in the flow path in which heat exchange with the refrigerant is performed.

第1の発明は、複数の管が径方向の内外に配置された多重管式冷却器を提供する。この多重管式冷却器は、円筒状の熱交換器と、第1の管と、第2の管と、内側流路と、外側流路と、第1の連通口と、第2の連通口とを有する。熱交換器は、内部を流れる冷媒との熱交換によって、流体を冷却する。第1の管は、熱交換器の径方向内側に配置されている。第2の管は、熱交換器の径方向外側に配置されている。内側流路は、熱交換器の内側と、第1の管の外側との間の空間であって、流体が一方の軸方向に流れる。外側流路は、熱交換器の外側と、第2の管の内側との間の空間であって、流体が内側流路とは反対方向に流れる。第1の連通口は、内側流路および外側流路の上流に設けられ、内側流路または外側流路における軸方向の一端側に、全周に亘って流体を導入する。第2の連通口は、熱交換器における一端側とは反対の他端側において、内側流路と、外側流路とを全周に亘って連通する。   The first invention provides a multi-tube cooler in which a plurality of tubes are arranged inside and outside in the radial direction. The multi-tube cooler includes a cylindrical heat exchanger, a first pipe, a second pipe, an inner flow path, an outer flow path, a first communication port, and a second communication port. And have. The heat exchanger cools the fluid by exchanging heat with the refrigerant flowing inside. The 1st pipe | tube is arrange | positioned at the radial inside of a heat exchanger. The 2nd pipe | tube is arrange | positioned at the radial direction outer side of the heat exchanger. The inner flow path is a space between the inside of the heat exchanger and the outside of the first tube, and the fluid flows in one axial direction. The outer channel is a space between the outer side of the heat exchanger and the inner side of the second tube, and the fluid flows in the opposite direction to the inner channel. The first communication port is provided upstream of the inner channel and the outer channel, and introduces fluid over the entire circumference to one end side in the axial direction of the inner channel or the outer channel. The second communication port communicates the inner flow path and the outer flow path over the entire circumference on the other end side opposite to the one end side in the heat exchanger.

ここで、第1の発明において、上記第1の連通口は、第1の管に設けられていてもよい。この場合、流体は、第1の連通口を介して内側流路の全周に亘って導入され、第2の連通口を介して、内側流路から外側流路に向かって軸方向に往復した上で、外部に放出される。   Here, in the first invention, the first communication port may be provided in the first pipe. In this case, the fluid is introduced over the entire circumference of the inner channel through the first communication port, and reciprocates in the axial direction from the inner channel to the outer channel through the second communication port. On the top, it is released to the outside.

第1の発明において、熱交換器の外側と、第2の管の内側との間隔は、第1の管の外側と、熱交換器の内側との間隔よりも狭いことが好ましい。より好ましくは、外側流路(熱交換器の外側と、第2の管の内側との間に形成される空間)の径方向断面積を、内側流路(熱交換器の内側と、第1の管の外側との間に形成される空間)の径方向断面積と略同一に設定することである。   In the first invention, the distance between the outer side of the heat exchanger and the inner side of the second pipe is preferably narrower than the distance between the outer side of the first pipe and the inner side of the heat exchanger. More preferably, the radial cross-sectional area of the outer channel (the space formed between the outside of the heat exchanger and the inside of the second tube) is set to the inner channel (the inside of the heat exchanger, the first Is set to be substantially the same as the radial cross-sectional area of the space formed between the outside of the tube.

第1の発明において、熱交換器の内周面および外周面のうちの少なくとも一方に、冷媒が流れない伝熱部材を軸方向に沿って取り付けてもよい。また、内側流路および外側流路のうちの少なくとも一方に、この流路の温度を検出する温度センサを設けてもよい。さらに、第1の管の内側および第2の管の外側の少なくとも一方に、第3の管を配置してもよい。この場合、第3の管と、これと隣接した管(第1の管および第2の管の少なくとも一方)とは多重管構造をなし、その空間を、流体が軸方向に流れる。   In 1st invention, you may attach the heat-transfer member which a refrigerant | coolant does not flow to at least one of the internal peripheral surface and outer peripheral surface of a heat exchanger along an axial direction. In addition, a temperature sensor that detects the temperature of the channel may be provided in at least one of the inner channel and the outer channel. Furthermore, a third tube may be arranged on at least one of the inside of the first tube and the outside of the second tube. In this case, the third tube and the adjacent tube (at least one of the first tube and the second tube) form a multi-tube structure, and the fluid flows in the axial direction in the space.

第2の発明は、上記第1の発明に係る多重管式冷却器を用いて、上記流体としての水を冷却する冷水機を提供する。この冷水機は、流体としての水が貯留された水槽と、水槽内に配置された上記多重管式冷却器とを有する。   2nd invention provides the cold water machine which cools the water as said fluid using the multipipe-type cooler which concerns on the said 1st invention. This cold water machine has a water tank in which water as a fluid is stored, and the multi-tube cooler disposed in the water tank.

ここで、第2の発明において、冷水機は、水槽内に貯留された水を汲み出し、この汲み出された水を多重管式冷却器によって冷却した上で、水槽内に放出する水循環系と、水槽内に貯留された水を、多重管式冷却器を介することなく、外部に直接送水する送水系とをさらに有していてもよい。   Here, in the second invention, the water chiller pumps out the water stored in the water tank, cools the pumped water with a multi-tube cooler, and then discharges the water into the water tank. You may further have the water supply system which sends the water stored in the water tank directly to the exterior, without passing through a multi-tube type cooler.

第1の発明によれば、径方向の内外を熱交換器で仕切って内側流路と外側流路とに分離すると共に、軸方向の他端に設けられた第2の連通口を介して、内側経路と外側経路とを第2の連通口を介して全周に亘って連通させる。軸方向の一端側に設けられた第1の連通口より全周に亘って導入された流体は、熱交換器の径方向の往来が規制された内側流路および外側流路を、軸方向に沿って一様に往復する。このように流体を整流することで、熱交換器と接する内側流路および外側流路において、流体の流速がばらつくことを有効に抑制できる。   According to the first invention, the inside and outside in the radial direction are partitioned by the heat exchanger and separated into the inner flow path and the outer flow path, and through the second communication port provided at the other end in the axial direction, The inner path and the outer path are communicated over the entire circumference via the second communication port. The fluid introduced over the entire circumference from the first communication port provided on one end side in the axial direction passes through the inner channel and the outer channel in which the radial flow of the heat exchanger is restricted in the axial direction. Make a round trip uniformly along. By rectifying the fluid in this way, it is possible to effectively suppress variations in the flow velocity of the fluid in the inner channel and the outer channel in contact with the heat exchanger.

第2の発明によれば、第1の発明に係る多重管式冷却器を用いることで、熱交換器と接する流路における水の流速のばらつきが抑制されるため、水が部分的に凍結すること、および、凍結によって生じた氷が急激に成長して流路を塞ぐことを有効に抑制できる。これにより、部分的な凝固を生じさせないための温度マージンが緩和され、より低温の冷却水を効率よく生成することが可能になる。   According to the second invention, by using the multi-tube cooler according to the first invention, variation in the flow rate of water in the flow path in contact with the heat exchanger is suppressed, so that water partially freezes. In addition, it is possible to effectively suppress the ice generated by freezing from rapidly growing and blocking the flow path. Thereby, the temperature margin for preventing partial solidification is eased, and it becomes possible to efficiently generate cooler cooling water.

第1の実施形態に係る多重管式冷却器の全体図Overall view of multi-tube cooler according to the first embodiment 第1の実施例に係る多重管式冷却器の展開斜視図1 is a developed perspective view of a multi-tube cooler according to a first embodiment. 第1の実施形態に係る多重管式冷却器の径方向断面図Radial direction sectional view of a multiple tube type cooler concerning a 1st embodiment 連通口の形状の第1の例を示す図The figure which shows the 1st example of the shape of a communicating port 連通口の形状の第2の例を示す図The figure which shows the 2nd example of the shape of a communicating port 連通口の形状の第3の例を示す図The figure which shows the 3rd example of the shape of a communicating port 冷却コイルの外観斜視図External perspective view of cooling coil 多重管式冷却器の内部における流体の流れを示す図Diagram showing the flow of fluid inside the multi-tube cooler 冷却コイル周りにおける流体の流れを示す図Diagram showing fluid flow around cooling coil 第2の実施形態に係る多重管式冷却器の概略図Schematic of multi-tube cooler according to the second embodiment 第3の実施形態に係る冷水機の概略的な全体図Schematic general view of a chiller according to the third embodiment 従来技術における冷却器の説明図Explanatory drawing of cooler in the prior art

(第1の実施形態)
図1は、第1の実施形態に係る多重管式冷却器の全体図である。この多重管式冷却器1は、冷却対象となる流体(例えば水等)を冷却する用途で用いられる。なお、同図は、多重管式冷却器1を構成する部材同士の位置関係が容易に理解できるように、それぞれの部材を軸方向にやや展開した状態を示しているが、実際には、外管4の内部に複数の部材2,3,5が完全に収容されており、上端の開口部は、透明フタ6によって閉塞されている。
(First embodiment)
FIG. 1 is an overall view of a multi-tube cooler according to a first embodiment. The multi-tube cooler 1 is used for cooling a fluid to be cooled (for example, water). The figure shows a state in which each member is slightly expanded in the axial direction so that the positional relationship between the members constituting the multi-tube cooler 1 can be easily understood. The plurality of members 2, 3, 5 are completely accommodated inside the tube 4, and the opening at the upper end is closed by the transparent lid 6.

多重管式冷却器1は、複数の管2〜4と、熱交換器の一例としての冷却コイル5とを有し、これらは、径方向の内外に配置されている。本実施形態において、冷却コイル5の内側に2本、その外側に1本、合計3本の管が配置されている。具体的には、多重管式冷却器1の軸芯には、第1の内管2が配置されている。この第1の内管2の径方向外側には、その全周を囲むように、所定の間隔を空けて第2の内管3が配置されている。また、この第2の内管3の径方向外側には、その全周を囲むように、所定の間隔を空けて冷却コイル5が配置されている。さらに、この冷却コイル5の径方向外側には、その全周を囲むように、所定の間隔を空けて外管4が配置されている。このように、3本の管2〜4および冷却コイル5が同心円状に配置された状態で、上端の開口部が透明フタ6によって閉塞されている。透明フタ6を用いる理由は、多重管式冷却器1の運転時に、内部状態を外部から目視できるようにするためであり、これによって、例えば、内部流路に流体の凝固が生じているかどうかを、分解することなく判別することができる。   The multi-tube cooler 1 has a plurality of tubes 2 to 4 and a cooling coil 5 as an example of a heat exchanger, and these are arranged inside and outside in the radial direction. In this embodiment, a total of three tubes are arranged, two inside the cooling coil 5 and one outside. Specifically, the first inner tube 2 is disposed on the axial center of the multi-tube cooler 1. The second inner pipe 3 is arranged on the outer side in the radial direction of the first inner pipe 2 at a predetermined interval so as to surround the entire circumference. A cooling coil 5 is arranged on the outer side in the radial direction of the second inner pipe 3 with a predetermined interval so as to surround the entire circumference. Further, an outer tube 4 is arranged on the outer side in the radial direction of the cooling coil 5 with a predetermined interval so as to surround the entire circumference. In this way, the opening at the upper end is closed by the transparent lid 6 in a state where the three tubes 2 to 4 and the cooling coil 5 are arranged concentrically. The reason for using the transparent lid 6 is to make it possible to visually check the internal state from the outside during the operation of the multi-tube cooler 1, and thereby, for example, whether or not the solidification of the fluid has occurred in the internal flow path. It can be determined without disassembling.

図2は、多重管式冷却器1の展開斜視図であり、図3は、その径方向断面図である。本実施形態において、多重管式冷却器1は、流体を貯留する貯留槽内に配置して使用することを前提しているため、貯留槽の底面7aには、多重管式冷却器1が載置される仕切り部8が設けられており、この仕切り部8も多重管式冷却器1の構成部材の一部をなしている。また、第1の内管2自体、または、これに接続された別管は、冷却すべき流体が外部から供給される入口管9として、貯留槽の底面7aを上下に貫通している。   FIG. 2 is a developed perspective view of the multi-tube cooler 1, and FIG. 3 is a radial cross-sectional view thereof. In the present embodiment, since the multi-tube cooler 1 is assumed to be used in a storage tank that stores fluid, the multi-tube cooler 1 is mounted on the bottom surface 7a of the storage tank. The partition part 8 to be placed is provided, and this partition part 8 also constitutes a part of the constituent members of the multi-tube cooler 1. The first inner pipe 2 itself or another pipe connected thereto penetrates the bottom surface 7a of the storage tank vertically as an inlet pipe 9 to which a fluid to be cooled is supplied from the outside.

なお、多重管式冷却器1は、貯留槽内に配置することなく、単独で使用することも可能である。その場合、仕切り部8に相当する閉塞部材を用いて、多重管式冷却器1の下端の開口部を閉塞すると共に、流体を導入する入口管9以外に、流体を放出する出口管を別途取り付ければよい。   The multi-tube cooler 1 can be used alone without being arranged in the storage tank. In that case, a closing member corresponding to the partition portion 8 is used to close the opening at the lower end of the multi-tube cooler 1, and an outlet pipe for discharging the fluid can be separately attached in addition to the inlet pipe 9 for introducing the fluid. That's fine.

第1の内管2は、軸方向の下端側が入口管9と連通していると共に、透明フタ6によって閉塞された上端側には、径方向の内外を貫通する小径の連通口11aが、全周に亘って均等に複数配置されている。透明フタ6によって上端の開口部が閉塞された組立状態において、第1の内管2における径方向の内外の空間は、流体が流れる流路10a,10bとなる。すなわち、第1の内管2の内部空間が流路10aに相当し、第1の内管2の外側と、第2の内管3の内側との間に存在する略円筒状の空間が、流路10bに相当する。これらの流路10a,10bは、連通口11aを介して、上端側において互いに連通している。   The first inner pipe 2 communicates with the inlet pipe 9 at the lower end side in the axial direction, and has a small diameter communication port 11a penetrating the inner and outer sides in the radial direction at the upper end side closed by the transparent lid 6. A plurality of them are arranged uniformly over the circumference. In the assembled state in which the opening at the upper end is closed by the transparent lid 6, the inner and outer spaces in the radial direction of the first inner tube 2 become flow paths 10a and 10b through which fluid flows. That is, the internal space of the first inner tube 2 corresponds to the flow path 10a, and a substantially cylindrical space existing between the outside of the first inner tube 2 and the inside of the second inner tube 3 is It corresponds to the flow path 10b. These flow paths 10a and 10b communicate with each other on the upper end side through the communication port 11a.

第2の内管3は、その上端側が透明フタ6によって閉塞されていると共に、その下端側には、径方向の内外を貫通する連通口11b(図8参照)が、全周に亘って設けられている。これにより、第2の内管3における径方向の内外の空間は、連通口11bを介して、下端側において互いに連通している。軸芯の入口管9から導入した流体を径方向外側から放出する場合、連通口11bは、冷却コイル5と接した流路10c,10dの上流に位置し、これらの流路10c,10dに流体を導入する導入口となる。   The second inner pipe 3 is closed at its upper end side by a transparent lid 6, and at its lower end side, a communication port 11b (see FIG. 8) penetrating the inside and outside in the radial direction is provided over the entire circumference. It has been. Thereby, the inner and outer spaces in the radial direction in the second inner pipe 3 communicate with each other on the lower end side through the communication port 11b. When the fluid introduced from the axial inlet pipe 9 is discharged from the outside in the radial direction, the communication port 11b is located upstream of the flow paths 10c and 10d in contact with the cooling coil 5, and the fluid flows into these flow paths 10c and 10d. It becomes the introduction port to introduce.

全周に亘って流体を導くための連通口11bの形状としては、様々なものを用いることができる。例えば、図4に示すように、貯留槽の底面7aよりも若干上方に第2の内管3の下端が位置するように、第2の内管3を配置してもよい。この場合、貯留槽の底面7aと、第2の内管3の下端との間に全周に亘って生じる隙間(開口)が連通口11bとなる。また、第2の内管3の下端を底面7aに当接させて閉塞した上で、この内管3自体に連通口11bを設けてもよい。例えば、図5に示すように、第2の内管3の下端側において、実質的に全周が均等に開口するように、周方向に延在する略矩形状の開口を等間隔で複数設け、これらを連通口11bとする。さらに、図6に示すように、第2の内管3の下端側において、多数の小孔を全周に亘って均等に設け、これらを連通口11bとしてもよい。以上のような形状は、他の連通口11a,11c,11d(図8参照)についても同様に適用することができる。   Various shapes can be used as the shape of the communication port 11b for guiding the fluid over the entire circumference. For example, as shown in FIG. 4, the second inner tube 3 may be arranged so that the lower end of the second inner tube 3 is positioned slightly above the bottom surface 7a of the storage tank. In this case, a gap (opening) generated over the entire circumference between the bottom surface 7a of the storage tank and the lower end of the second inner tube 3 becomes the communication port 11b. Further, the lower end of the second inner tube 3 may be closed by contacting the bottom surface 7a, and the communication port 11b may be provided in the inner tube 3 itself. For example, as shown in FIG. 5, on the lower end side of the second inner pipe 3, a plurality of substantially rectangular openings extending in the circumferential direction are provided at equal intervals so that the entire circumference opens substantially equally. These are defined as the communication port 11b. Furthermore, as shown in FIG. 6, on the lower end side of the second inner pipe 3, a large number of small holes may be provided uniformly over the entire circumference, and these may be used as communication ports 11b. The shape as described above can be similarly applied to the other communication ports 11a, 11c, and 11d (see FIG. 8).

図2および図3に示したように、冷却コイル5は、第2の内管3の外側と、外管4の内側との間に存在する略円筒状の空間内に配置されている。この空間は、冷却コイル5によって径方向の内外が仕切られており、これによって、流体が流れる流路として、冷却コイル5の内周面に接する内側流路10cと、その外周面に接する外側流路10dとが分離される。   As shown in FIGS. 2 and 3, the cooling coil 5 is disposed in a substantially cylindrical space existing between the outside of the second inner tube 3 and the inside of the outer tube 4. This space is partitioned on the inside and outside in the radial direction by the cooling coil 5, and as a flow path through which the fluid flows, the inner flow path 10 c in contact with the inner peripheral surface of the cooling coil 5 and the outer flow in contact with the outer peripheral surface thereof. The path 10d is separated.

図7は、冷却コイル5の外観斜視図である。径方向の内外が仕切られた冷却コイル5の構造としては、図示したような、コイルが密に巻回されたものを用いることができる。コイルの径方向を内外に仕切る理由は、内側流路10cと、外側流路10dとの間において、流体が径方向に往来することを規制するためである。したがって、実質的に流体が往来しない程度にコイル同士が接していれば足り、コイル間が溶接等で完全に塞がれていることまで要求するものではない。また、疎に巻回されたコイルを複数本用意し、一方のコイルの隣り合った隙間に他方のコイルが入り込むように、複数本のコイルを入れ子状に配置することによって、密に巻回されたコイルの構造体を用意し、これを冷却コイル5として用いてもよい。さらに、コイルの疎密を問わず、巻回されたコイルの内周面および外周面の少なくとも一方に、シート状の部材を貼着または溶接することによって、コイルの隙間を塞いでもよい。この場合、冷却効率の低下を抑制すべく、シート状の部材として、伝熱性の高い材質のもの(例えばアルミ箔等)を用いることが好ましい。冷却コイル5における冷媒の流れとしては、入口5aから供給された冷媒が、冷却コイル5の流路に沿って螺旋状に流れて、出口5bから外部に放出される。   FIG. 7 is an external perspective view of the cooling coil 5. As the structure of the cooling coil 5 in which the inside and the outside in the radial direction are partitioned, a structure in which the coil is wound tightly as shown in the figure can be used. The reason for partitioning the radial direction of the coil into the inside and the outside is to restrict the fluid from passing in the radial direction between the inner flow path 10c and the outer flow path 10d. Therefore, it is sufficient that the coils are in contact with each other so that the fluid does not substantially pass, and it is not required that the coils be completely closed by welding or the like. In addition, a plurality of sparsely wound coils are prepared, and a plurality of coils are nested so that the other coil enters the adjacent gap of one coil, thereby being densely wound. Alternatively, a coil structure may be prepared and used as the cooling coil 5. Furthermore, regardless of the density of the coil, the gap between the coils may be closed by sticking or welding a sheet-like member to at least one of the inner peripheral surface and the outer peripheral surface of the wound coil. In this case, in order to suppress a decrease in cooling efficiency, it is preferable to use a highly heat-conductive material (for example, an aluminum foil) as the sheet-like member. As the flow of the refrigerant in the cooling coil 5, the refrigerant supplied from the inlet 5a flows spirally along the flow path of the cooling coil 5 and is discharged to the outside from the outlet 5b.

また、図7に示したように、冷却コイル5の内周面および外周面の少なくとも一方には、冷却性能を高めるために、冷媒が流れない棒状の伝熱部材5cが軸方向に沿って取り付けられている。冷却コイル5と接した内外の流路10c,10dは、上端側の連通口11cを介してのみ連通し、それ以外では互いに分離されているため、それぞれの流路10c,10dにおいて、流体は軸方向に沿って均一に流れる。伝熱部材5cを軸方向に沿って延在させることで、これらの流路10c,10dにおける軸方向の流れを阻害することなく、熱交換による冷却効率を高めることができる。伝熱部材5cとしては、冷却コイル5の材質と同様、熱伝導率の高い金属(例えば銅)を用いることが好ましい。また、複数本の伝熱部材5cを用い、冷却コイル5の内周面/外周面の全周に均等に取り付けてもよい。   Further, as shown in FIG. 7, at least one of the inner peripheral surface and the outer peripheral surface of the cooling coil 5 is attached with a rod-shaped heat transfer member 5 c that does not flow a refrigerant along the axial direction in order to improve cooling performance. It has been. The internal and external flow paths 10c and 10d that are in contact with the cooling coil 5 communicate only through the communication port 11c on the upper end side, and are otherwise separated from each other. Therefore, in each of the flow paths 10c and 10d, the fluid is axial. Flows uniformly along the direction. By extending the heat transfer member 5c along the axial direction, the cooling efficiency by heat exchange can be enhanced without impeding the axial flow in the flow paths 10c and 10d. As the heat transfer member 5c, it is preferable to use a metal (for example, copper) having a high thermal conductivity, like the material of the cooling coil 5. Moreover, you may attach to the perimeter of the inner peripheral surface / outer peripheral surface of the cooling coil 5 equally using the multiple heat-transfer member 5c.

図3に示したように、外側流路10dには、この流路における凝固の有無を検出するために、流路の温度を検出する温度センサ12が、少なくとも一つ設けられている。この温度センサ12は、外側流路10dではなく内側流路10cに設けてもよく、あるいは、内側流路10cおよび外側流路10dの双方に設けてもよい。   As shown in FIG. 3, the outer flow path 10d is provided with at least one temperature sensor 12 for detecting the temperature of the flow path in order to detect the presence or absence of solidification in the flow path. The temperature sensor 12 may be provided not in the outer flow path 10d but in the inner flow path 10c, or may be provided in both the inner flow path 10c and the outer flow path 10d.

冷却コイル5の下端面は、貯留槽の底部7aに設けられた仕切り部8の上端面と接しており、これによって、冷却コイル5の下端側において、流体の径方向の往来が規制される。また、冷却コイル5の上端側には、径方向の内外を貫通する連通口11cが全周に亘って設けられている。この連通口11cによって、冷却コイル5の内側と第2の内管3の外側との間における略円筒状の空間である内側流路10cと、冷却コイル5の外側と外管4の内側との間における略円筒状の空間である外側流路10dとは、上端側において互いに連通している。また、外管4の下端側には、径方向の内外を貫通する連通口11dが全周に亘って設けられている。軸芯の入口管9から導入した流体を径方向外側より放出する場合、連通口11dは、冷却コイル5と接した流路10c,10dの下流に位置し、これらの流路10c,10dを経て冷却された流体を放出する放出口となる。なお、最も外側の連通口11dについては、径方向外側には流路が最早存在しないため、径方向に開口している必要性は必ずしもなく、軸方向に開口させて、側方ではなく下方より流体を放出してもよい。   The lower end surface of the cooling coil 5 is in contact with the upper end surface of the partition portion 8 provided in the bottom portion 7a of the storage tank, thereby restricting the fluid in the radial direction on the lower end side of the cooling coil 5. In addition, a communication port 11c penetrating the inside and outside in the radial direction is provided on the upper end side of the cooling coil 5 over the entire circumference. By this communication port 11c, the inner flow path 10c, which is a substantially cylindrical space between the inside of the cooling coil 5 and the outside of the second inner tube 3, and the outside of the cooling coil 5 and the inside of the outer tube 4 are connected. The outer flow path 10d, which is a substantially cylindrical space, communicates with each other on the upper end side. Further, a communication port 11d penetrating the inside and outside in the radial direction is provided on the lower end side of the outer tube 4 over the entire circumference. When the fluid introduced from the axial inlet pipe 9 is discharged from the outside in the radial direction, the communication port 11d is located downstream of the flow paths 10c and 10d in contact with the cooling coil 5, and passes through these flow paths 10c and 10d. It becomes the discharge port which discharges the cooled fluid. It should be noted that the outermost communication port 11d is no longer required to be opened in the radial direction because the flow path no longer exists on the radially outer side, and is not necessarily opened in the axial direction. Fluid may be released.

多重管式冷却器1を構成する複数の管2〜4は、同心円状に配置された状態で透明フタ6を介してネジ止めされており、これによって、多重管式冷却器1として全体が一体化される。多重管式冷却器1のメンテナンス時には、ネジを外すことによって、それぞれの部材を容易に分解することができる。なお、メンテナンス性を考慮する必要がないのであれば、ネジ止め以外の方法で複数の管2〜4の開口部を閉塞してもよく、例えば、開口部に蓋が溶接されているような形態、すなわち、開口部を有さない閉塞管を用いてもよい。その意味で、本明細書において、「管」とは、開口の有無を問わない筒状体と同義の用語として用いている。   The plurality of tubes 2 to 4 constituting the multi-tube cooler 1 are screwed through the transparent lid 6 in a concentrically arranged state, whereby the multi-tube cooler 1 is integrated as a whole. It becomes. During maintenance of the multi-tube cooler 1, each member can be easily disassembled by removing the screws. If there is no need to consider maintainability, the openings of the plurality of tubes 2 to 4 may be closed by a method other than screwing, for example, a form in which a lid is welded to the openings. That is, you may use the obstruction | occlusion pipe | tube which does not have an opening part. In this sense, in this specification, “tube” is used as a term having the same meaning as a cylindrical body regardless of whether or not there is an opening.

図8は、多重管式冷却器1の内部における流体の流れを示す図である。軸芯の入口管9より供給された流体は、第1の内管2の内部に形成された流路10aを軸方向上方に向かって流れる。この流路10aを経て上端側に導かれた流体は、上端側の連通口11aを介して、径方向外側に全周に亘って均一に導かれた後、流路10bを軸方向下方に向かって流れる。この流路10bを経て下端側に導かれた流体は、下端側の連通口11bを介して、径方向外側に全周に亘って均一に導かれた後、内側流路10cを軸方向上方に向かって流れる。この内側流路10cは、冷却コイル5と接しているので、冷却コイル5を流れる冷媒と、内側流路10cを流れる流体との間で熱交換が行われ、これによって、流体が冷却される。内側流路10cを経て上端側に導かれた流体は、上端側の連通口11cを介して、径方向外側に全周に亘って均一に導かれた後、外側流路10dを軸方向下方に向かって流れる。この外側流路10dは、内側流路10cと同様、冷却コイル5と接しているので、外側流路10dを流れる流体はさらに冷却される。そして、外側流路10dを経て下端側に導かれた流体は、下端側の連通口11d(放出口)を介して、径方向外側に全周に亘って均一に放出される。このように、多重管式冷却器1の内側流路10a〜10dにおいて、流体は、軸方向に往復しながら、径方向外側に導かれる。   FIG. 8 is a diagram showing the flow of fluid inside the multi-tube cooler 1. The fluid supplied from the axial inlet pipe 9 flows upward in the axial direction through a flow path 10 a formed inside the first inner pipe 2. The fluid guided to the upper end side through the flow path 10a is uniformly guided over the entire circumference radially outward through the communication port 11a on the upper end side, and then moves downward in the axial direction through the flow path 10b. Flowing. The fluid guided to the lower end side through the flow path 10b is uniformly guided over the entire circumference radially outward through the communication port 11b on the lower end side, and then the inner flow path 10c is moved upward in the axial direction. It flows toward. Since the inner flow path 10c is in contact with the cooling coil 5, heat exchange is performed between the refrigerant flowing through the cooling coil 5 and the fluid flowing through the inner flow path 10c, thereby cooling the fluid. The fluid guided to the upper end side through the inner channel 10c is uniformly guided over the entire circumference radially outward through the communication port 11c on the upper end side, and then the outer channel 10d is moved downward in the axial direction. It flows toward. Since the outer flow path 10d is in contact with the cooling coil 5 similarly to the inner flow path 10c, the fluid flowing through the outer flow path 10d is further cooled. Then, the fluid guided to the lower end side through the outer flow path 10d is uniformly discharged over the entire circumference radially outward through the communication port 11d (release port) on the lower end side. Thus, in the inner flow paths 10a to 10d of the multi-tube cooler 1, the fluid is guided radially outward while reciprocating in the axial direction.

このように、本実施形態によれば、冷却コイル5の内外を仕切って内側流路10cと外側流路10dとに分離すると共に、これらの経路10c,10dの間を連通口11cを介して全周に亘って連通させる。これにより、冷却コイル5に流体を導入する導入口となる連通口11b(冷却コイル5の直上流側)より全周に亘って導入された流体は、図9の矢印で示すように、内側流路10cおよび外側流路10dよりなる一連の流路を軸方向に沿って一様に往復する。その際、冷却コイル5の隙間を介した流体の往来が規制されているので、軸方向に沿った流体の流れに乱れが生じ難い。このように流体を整流することによって、冷却コイル5と接した内側流路10cおよび外側流路10dにおいて、流体の流速がばらつくことを有効に抑制できる。   As described above, according to the present embodiment, the inside and outside of the cooling coil 5 are partitioned to be separated into the inner flow path 10c and the outer flow path 10d, and all of the paths 10c and 10d are connected via the communication port 11c. Communicate over the circumference. As a result, the fluid introduced over the entire circumference from the communication port 11b (immediately upstream of the cooling coil 5) serving as an inlet for introducing the fluid into the cooling coil 5, the inner flow as shown by the arrows in FIG. A series of flow paths including the path 10c and the outer flow path 10d are uniformly reciprocated along the axial direction. At that time, since the flow of the fluid through the gap of the cooling coil 5 is restricted, the fluid flow along the axial direction is hardly disturbed. By rectifying the fluid in this way, it is possible to effectively suppress variations in the flow velocity of the fluid in the inner channel 10c and the outer channel 10d that are in contact with the cooling coil 5.

流速のばらつきの抑制は、特に、流速の遅い部分での予期しない凝固を防止できるという点で、流体を凝固温度近傍まで冷却する場合に有利である。なぜなら、部分的な凝固が生じないような温度マージンが不要になるため、その分だけ、設定温度(流体の目標冷却温度)を低く設定できるからである。また、凝固が生じるとしても、部分的な凝固ではなく、冷却コイル5の伝熱面全体が均一に凝固するので、温度センサ12を多数設置しなくとも、少ない個数で、凝固の状態を精度よく判別することが可能となる。   Suppressing the variation in flow rate is particularly advantageous when cooling the fluid to near the solidification temperature in that it can prevent unexpected solidification at a low flow rate portion. This is because a temperature margin that does not cause partial solidification is not required, and the set temperature (the target cooling temperature of the fluid) can be set lower accordingly. In addition, even if solidification occurs, the solidification of the entire heat transfer surface of the cooling coil 5 is uniform, not partial solidification. Therefore, the solidification state can be accurately performed with a small number without installing a large number of temperature sensors 12. It becomes possible to discriminate.

また、本実施形態によれば、冷却コイル5の内外を仕切って内側流路10cと外側流路10dとに分離することで、冷却コイル5の内外を仕切ることなく単一の流路とする場合と比較して、流路の断面積が小さくなって流体が速く流れる。これにより、冷却コイル5による流体の冷却効率を高めることができる。   Further, according to the present embodiment, when the inside and outside of the cooling coil 5 are partitioned and separated into the inner channel 10c and the outer channel 10d, a single channel is formed without partitioning the inside and outside of the cooling coil 5. Compared with, the cross-sectional area of a flow path becomes small and a fluid flows quickly. Thereby, the cooling efficiency of the fluid by the cooling coil 5 can be improved.

また、本実施形態では、冷却コイル5の径方向内側が二重管構造(内管2,3)となっており、その内部を流体が軸方向に往復する。これにより、内側流路10cと、その直内側にある流路10bとが内管3の壁部を介して接し、両者を流れる流体間で熱交換が生じるので、内側流路10cにおいて流体の凝固が生じても、凝固物の急激な成長を抑制できる。   In the present embodiment, the radially inner side of the cooling coil 5 has a double pipe structure (inner pipes 2 and 3), and the fluid reciprocates in the axial direction. As a result, the inner flow path 10c and the flow path 10b located immediately inside thereof are in contact with each other via the wall portion of the inner tube 3, and heat exchange occurs between the fluids flowing through the inner flow path 10c. Even if this occurs, rapid growth of the solidified product can be suppressed.

また、本実施形態によれば、冷却コイル5によって冷却された流体を外部に放出する放出口となる連通口11d(冷却コイル5の直下流側)が全周に亘って開口しているため、冷却コイル5の下流側での流体の滞留が生じ難く、上流側に悪影響を及ぼすことがない。その結果、内側流路10cおよび外側流路10dにおける流速のばらつきをより有効に抑制することが可能となる。   In addition, according to the present embodiment, the communication port 11d (direct downstream side of the cooling coil 5) serving as a discharge port for discharging the fluid cooled by the cooling coil 5 to the outside is open over the entire circumference. It is difficult for the fluid to stay on the downstream side of the cooling coil 5, and the upstream side is not adversely affected. As a result, it is possible to more effectively suppress variations in flow velocity in the inner flow path 10c and the outer flow path 10d.

さらに、本実施形態によれば、冷却コイル5の径方向内側に複数の内管2,3を配置して、入口管9より供給された流体が冷却コイル5の全周に均一に行き渡るように整流している。このように、冷却コイル5の内部空間を有効に活用して、整流機構を冷却コイル5の内部に配置することによって、多重管式冷却器1を小型化することができる。   Furthermore, according to the present embodiment, a plurality of inner pipes 2 and 3 are arranged on the inner side in the radial direction of the cooling coil 5 so that the fluid supplied from the inlet pipe 9 spreads uniformly over the entire circumference of the cooling coil 5. Rectified. Thus, the multi-tube cooler 1 can be downsized by effectively utilizing the internal space of the cooling coil 5 and arranging the rectifying mechanism inside the cooling coil 5.

なお、上述した実施形態では、軸芯の入口管9から導入した流体を径方向外側より放出する例について説明したが、図8および図9に示した流体の流れを逆にして、径方向外側から導入した流体を軸芯の入口管9より放出してもよい。この場合、内側流路10cおよび外側流路10dの双方の上流に位置する連通口11dを介して、貯留槽内に貯留された流体は、全周から多重管式冷却器1の内部に導入される。また、貯留槽内に配置することなく、単独で使用される多重管式冷却器1の場合、入口管9の一点から導入された流体が全周に亘って均一に広がるように整流した上で、連通口11dに導けばよい。   In the above-described embodiment, the example in which the fluid introduced from the axial inlet pipe 9 is discharged from the radially outer side has been described. However, the fluid flow shown in FIGS. May be discharged from the inlet pipe 9 of the shaft core. In this case, the fluid stored in the storage tank is introduced into the inside of the multi-tube cooler 1 from the entire circumference through the communication port 11d located upstream of both the inner channel 10c and the outer channel 10d. The Further, in the case of the multi-tube cooler 1 that is used alone without being placed in the storage tank, the fluid introduced from one point of the inlet pipe 9 is rectified so as to spread uniformly over the entire circumference. It is sufficient to guide to the communication port 11d.

さらに、内側流路10cおよび外側流路10dにおける流速のばらつきを抑制するという観点でいえば、図3に示したように、冷却コイル5の外側と外管4の内側との間隔L1は、冷却コイル5の内側と内管3の外側との間隔L2よりも狭いことが好ましい(L1<L2)。これらの間隔L1,L2が同一の場合、内側流路10cよりも外側流路10dの方が径方向断面積が大きくなって、外側流路10dの流速が相対的に遅くなってしまうからである。L1<L2とすれば、両者の流速の差を緩和することができる。特に、内側流路10cの径方向断面積と、外側流路10dの径方向断面積とが略同一になるように間隔L1,L2を設定すれば、内側流路10cの流速と、外側流路10dの流速とを、ほぼ等しくすることができる。   Furthermore, from the viewpoint of suppressing variation in flow velocity in the inner flow path 10c and the outer flow path 10d, as shown in FIG. 3, the interval L1 between the outside of the cooling coil 5 and the inside of the outer pipe 4 is a cooling rate. It is preferable that the distance L2 between the inner side of the coil 5 and the outer side of the inner tube 3 is narrower (L1 <L2). This is because when the distances L1 and L2 are the same, the outer flow path 10d has a larger radial cross-sectional area than the inner flow path 10c, and the flow speed of the outer flow path 10d becomes relatively slow. . If L1 <L2, the difference in flow rate between the two can be reduced. In particular, if the intervals L1 and L2 are set so that the radial cross-sectional area of the inner flow path 10c and the radial cross-sectional area of the outer flow path 10d are substantially the same, the flow rate of the inner flow path 10c and the outer flow path The flow rate of 10d can be made approximately equal.

以上のような各変形例は、後述する第2の実施形態においても、同様に適用することができる。   Each of the modifications as described above can be similarly applied to a second embodiment to be described later.

(第2の実施形態)
図10は、第2の実施形態に係る多重管式冷却器の概略図である。この多重管式冷却器1は、第1の実施形態と同様、複数の管2〜4と、冷却コイル5とによって構成されているが、第1の実施例とは異なり、冷却コイル5が内管2,3との間に配置されている。これにより、冷却コイル5の径方向内側は単管構造(内管2)となり、その径方向外側は二重管構造(内管3および外管4)となる。それ以外の点については、第1の実施形態と同様なので、第1の実施形態で用いた符号と同一の符号を付して、ここでの説明を省略する。
(Second Embodiment)
FIG. 10 is a schematic view of a multi-tube cooler according to the second embodiment. This multi-tube cooler 1 is composed of a plurality of tubes 2 to 4 and a cooling coil 5 as in the first embodiment, but unlike the first example, the cooling coil 5 It is arranged between the tubes 2 and 3. Thus, the radially inner side of the cooling coil 5 has a single tube structure (inner tube 2), and the radially outer side thereof has a double tube structure (inner tube 3 and outer tube 4). Since the other points are the same as those in the first embodiment, the same reference numerals as those used in the first embodiment are attached, and the description thereof is omitted here.

同図に矢印で示すように、入口管9より供給された流体は、第1の内管2の内部に形成された流路10aを軸方向上方に向かって流れる。この流路10aを経て上端側に導かれた流体は、上端側の連通口11a(冷却コイル5の導入口)を介して、径方向外側に全周に亘って均一に導かれた後、内側流路10cを軸方向下方に向かって流れる。この内側流路10cは、冷却コイル5と接しているので、冷媒との熱交換によって、流体が冷却される。この内側流路10cを経て下端側に導かれた流体は、下端側の連通口11bを介して、径方向外側に全周に亘って均一に導かれた後、外側流路10dを軸方向上方に向かって流れる。この外側流路10dは、冷却コイル5と接しているので、外側流路10dを流れる流体はさらに冷却される。外側流路10dを経て上端側に導かれた流体は、上端側の連通口11cを介して、径方向外側に全周に亘って均一に導かれた後、流路10eを軸方向下方に向かって流れる。そして、流路10eを経て下端側に導かれた流体は、下端側の連通口11d(出口)を介して、径方向外側に全周に亘って均一に放出される。   As indicated by an arrow in the figure, the fluid supplied from the inlet pipe 9 flows through the flow path 10a formed in the first inner pipe 2 toward the upper side in the axial direction. The fluid guided to the upper end side through this flow path 10a is uniformly guided over the entire circumference radially outward through the communication port 11a on the upper end side (introduction port of the cooling coil 5). It flows in the channel 10c downward in the axial direction. Since the inner flow path 10c is in contact with the cooling coil 5, the fluid is cooled by heat exchange with the refrigerant. The fluid guided to the lower end side through the inner flow path 10c is uniformly guided over the entire circumference in the radial direction via the communication port 11b on the lower end side, and then flows upward in the axial direction through the outer flow path 10d. It flows toward. Since the outer flow path 10d is in contact with the cooling coil 5, the fluid flowing through the outer flow path 10d is further cooled. The fluid guided to the upper end side through the outer flow path 10d is uniformly guided over the entire circumference in the radial direction via the communication port 11c on the upper end side, and then flows downward in the axial direction through the flow path 10e. Flowing. The fluid guided to the lower end side through the flow path 10e is uniformly discharged over the entire circumference radially outward through the communication port 11d (exit) on the lower end side.

このように、本実施形態によれば、上述した第1の実施形態と同様の効果を奏する他、冷却コイル5の径方向外側が二重管構造(内管3および外管4)となっているため、その内部を流体が軸方向に往復する。これにより、外側流路10dと、その直外側にある流路10eとが内管3の壁部を介して接し、両者を流れる流体間で熱交換が生じるので、外側流路10dにおいて流体の凝固が生じても、凝固物の急激な成長を抑制できる。   Thus, according to this embodiment, in addition to the same effects as those of the first embodiment described above, the radially outer side of the cooling coil 5 has a double tube structure (the inner tube 3 and the outer tube 4). Therefore, the fluid reciprocates in the axial direction. As a result, the outer flow path 10d and the flow path 10e on the outer side thereof are in contact with each other through the wall portion of the inner tube 3, and heat exchange occurs between the fluids flowing through both of them, so that the fluid is solidified in the outer flow path 10d. Even if this occurs, rapid growth of the solidified product can be suppressed.

なお、上述した各実施形態では、冷却コイル5の径方向内側を二重管構造とする形態(第1の実施形態)、および、冷却コイル5の径方向外側を二重管構造とする形態(第2の実施形態)を例示したが、内側および外側の双方に、複数の管を用いた多重管構造を採用してもよい。ただし、本発明の構成として最低限必要なものは、冷却コイル5の径方向の内外にそれぞれ1本の管、合計2本の管が存在することであって、内側および外側の少なくとも一方を多重管構造とすることは、本発明の上位概念としては必須ではない。   In each of the above-described embodiments, a configuration in which the radially inner side of the cooling coil 5 has a double tube structure (first embodiment) and a configuration in which the radially outer side of the cooling coil 5 has a double tube structure ( Although the second embodiment) is illustrated, a multiple tube structure using a plurality of tubes may be employed on both the inside and the outside. However, the minimum requirement for the configuration of the present invention is that there are one tube each in the radial direction of the cooling coil 5 and a total of two tubes, and at least one of the inside and the outside is multiplexed. The pipe structure is not essential as a superordinate concept of the present invention.

(第3の実施形態)
図11は、第3の実施形態に係る冷水機の概略的な全体図である。この冷水機20は、上述した各実施形態およびその変形例に係る多重管式冷却器1,1’(以後、符号「1」にて総称)を用いて、冷却対象となる流体として水を冷却し、飲料用途はもとより、食品、水産、理化学等の各種分野で使用される凍結温度近傍の低温の冷水を生成する。なお、本明細書において、「水」または「冷水」とは、水分を含む液体といった意味で用いられ、真水のみならず、塩水、飲料(ジュース、ビール等)、ブライン(水分を含むもの)などを含む。
(Third embodiment)
FIG. 11 is a schematic overall view of a water chiller according to the third embodiment. The chiller 20 cools water as a fluid to be cooled by using the multi-tube coolers 1, 1 ′ (hereinafter collectively referred to as “1”) according to the above-described embodiments and modifications thereof. In addition, it produces cold water of low temperature close to the freezing temperature used in various fields such as food, fisheries and physics and chemistry as well as beverage applications. In this specification, “water” or “cold water” is used to mean a liquid containing moisture, and not only fresh water but also salt water, beverages (juice, beer, etc.), brine (containing water), etc. including.

冷水機20は、水槽7と、多重管式冷却器1と、水循環系21と、給水系22と、送水系23と、冷媒循環系24とを主体に構成されている。水槽7は、多重管式冷却器1によって冷却された水が貯留されており、その底面7aには、多重管式冷却器1が設置されている。水循環系21は、多重管式冷却器1における水の出入口間に接続されており、水槽7内に貯留された水をポンプ21aで汲み出して多重管式冷却器1に供給すると共に、多重管式冷却器1によって冷却された水を水槽7内に放出する。また、水循環系21における冷水の流路には、温度センサ21bが設けられており、これによって、流路を流れる冷水の温度、換言すれば、水槽7の水温が検出される。さらに、上述したように、多重管式冷却器1には、内部流路の凍結状態を検出するために、温度センサ12が内蔵されている。   The chilled water machine 20 is mainly composed of a water tank 7, a multi-tube cooler 1, a water circulation system 21, a water supply system 22, a water supply system 23, and a refrigerant circulation system 24. The water tank 7 stores water cooled by the multi-tube cooler 1, and the multi-tube cooler 1 is installed on the bottom surface 7a. The water circulation system 21 is connected between the inlets and outlets of the water in the multi-tube cooler 1, pumps out the water stored in the water tank 7 by the pump 21a, supplies the water to the multi-tube cooler 1, and multi-tube type The water cooled by the cooler 1 is discharged into the water tank 7. Moreover, the temperature sensor 21b is provided in the flow path of the cold water in the water circulation system 21, and thereby the temperature of the cold water flowing through the flow path, in other words, the water temperature of the water tank 7 is detected. Furthermore, as described above, the multi-tube cooler 1 includes the temperature sensor 12 in order to detect the frozen state of the internal flow path.

給水系22は、水槽7内の水位を検出するレベルセンサ25によって貯留量が減少した場合に、所定の貯留量になるまで水槽7内に水を供給する。送水系23は、水槽7内に貯留された冷水を、多重管式冷却器1を介することなく、外部に直接送水する。本実施形態において、送水系23は、水循環系21における多重管式冷却器1の上流側、具体的には、ポンプ21aと多重管式冷却器1との間に取り付けられており、ポンプ21aによって汲み出された冷水を外部に送水する。   The water supply system 22 supplies water into the water tank 7 until a predetermined storage amount is reached when the storage amount is reduced by the level sensor 25 that detects the water level in the water tank 7. The water supply system 23 directly supplies the cold water stored in the water tank 7 to the outside without going through the multi-tube cooler 1. In the present embodiment, the water supply system 23 is attached to the upstream side of the multi-tube cooler 1 in the water circulation system 21, specifically, between the pump 21 a and the multi-tube cooler 1. The pumped cold water is sent to the outside.

冷媒循環系24は、冷却器1における冷媒の出入口に接続されており、圧縮機および凝縮器よりなる冷凍機24aと、膨張弁24bとを備えている。冷凍機24aの運転中、冷媒は、冷凍サイクルを繰り返しながら冷媒循環系24を循環する。すなわち、冷凍機24aに供給された冷媒は、圧縮機によって圧縮されて高温高圧ガスとなり、凝縮器によって凝縮(液化)された上で、高圧液となって冷凍機24aより放出される。高圧液化された冷媒は、膨張弁24bによって減圧され、低圧液となって冷却器1に供給される。低圧液化された冷媒は、冷却器1における水との熱交換によって蒸発(気化)し、低圧ガスとなって冷凍機24aに戻される。このような冷媒の冷凍サイクルにおいて、冷却器1内を流れる水は、低圧液化された冷媒が気体に相変化する際の気化熱によって冷却される。   The refrigerant circulation system 24 is connected to the refrigerant inlet / outlet in the cooler 1, and includes a refrigerator 24a including a compressor and a condenser, and an expansion valve 24b. During operation of the refrigerator 24a, the refrigerant circulates through the refrigerant circulation system 24 while repeating the refrigeration cycle. That is, the refrigerant supplied to the refrigerator 24a is compressed by the compressor to become high-temperature and high-pressure gas, condensed (liquefied) by the condenser, and then discharged from the refrigerator 24a as high-pressure liquid. The high-pressure liquefied refrigerant is depressurized by the expansion valve 24b and is supplied to the cooler 1 as a low-pressure liquid. The low-pressure liquefied refrigerant evaporates (vaporizes) by heat exchange with water in the cooler 1, and returns to the refrigerator 24a as low-pressure gas. In such a refrigerant refrigeration cycle, the water flowing in the cooler 1 is cooled by the heat of vaporization when the low-pressure liquefied refrigerant changes into a gas phase.

このように、本実施形態によれば、上述した多重管式冷却器1を用いることで、冷媒との熱交換が行われる流路上での流速のばらつきが抑制されるため、水が部分的に凍結すること、および、凍結によって生じた氷が急激に成長して流路を塞ぐことを有効に抑制できる。   As described above, according to the present embodiment, the use of the above-described multi-tube cooler 1 suppresses the variation in the flow velocity on the flow path where heat exchange with the refrigerant is performed. It is possible to effectively suppress freezing and the rapid growth of ice generated by freezing and blocking the flow path.

また、本実施形態によれば、多重管式冷却器1の構造として、水の部分的な凍結が生じ難いので、冷水機1を制御する上で、部分的な凝固が生じないような温度マージンを考慮する必要がない。これにより、冷水の設定温度を、従来の冷水機よりも低温(例えば1℃以下)にすることができ、そのような極低温の冷水を水槽7内に貯留しておくことができる。その結果、多重管式冷却器1を経なくとも、極低温の冷水をそのままに送水することができる。   In addition, according to the present embodiment, the structure of the multi-tube cooler 1 is such that partial freezing of water is unlikely to occur. Therefore, in controlling the chiller 1, a temperature margin that does not cause partial solidification occurs. There is no need to consider. Thereby, the preset temperature of cold water can be made into a low temperature (for example, 1 degrees C or less) rather than the conventional cold water machine, and such cryogenic cold water can be stored in the water tank 7. FIG. As a result, even if it does not go through the multi-tube type cooler 1, it is possible to send cryogenic cold water as it is.

さらに、本実施形態によれば、多重管式冷却器1の内部流路に凍結が生じた場合でも、部分的な凍結ではなく、冷却コイル5の伝熱面全体が均一に凍結するので、少数の温度センサ12のみで、凍結の状態を精度よく判別することが可能となる。これにより、冷却コイル5にある程度の氷が付着したまま、冷水機1を連続運転することができる。   Furthermore, according to the present embodiment, even when freezing occurs in the internal flow path of the multi-tube cooler 1, not the partial freezing, but the entire heat transfer surface of the cooling coil 5 is uniformly frozen. It is possible to accurately determine the frozen state with only the temperature sensor 12. Thereby, the cold water machine 1 can be continuously operated while a certain amount of ice is attached to the cooling coil 5.

なお、上述した各実施形態では、冷媒との熱交換によって流体を冷却する熱交換器として、コイルが密に巻回された冷却コイル5を用いているが、本発明はこれに限定されるものではなく、径方向の内外を仕切って内側流路と外側流路とを分離する円筒状(厳密な円筒である必要はない。)のものであれば、内部における冷媒の流路を含めて、どのような構造の熱交換器を用いてもよい。   In each of the above-described embodiments, the cooling coil 5 in which the coil is tightly wound is used as a heat exchanger that cools the fluid by heat exchange with the refrigerant. However, the present invention is not limited to this. Rather, if it is of a cylindrical shape that partitions the inside and outside in the radial direction and separates the inner flow path and the outer flow path (it is not necessary to be a strict cylinder), including the refrigerant flow path inside, Any structure heat exchanger may be used.

1,1’ 多重管式冷却器
2 第1の内管
3 第2の内管
4 外管
5 冷却コイル
6 透明フタ
7 貯留槽(水槽)
7a 底面
8 仕切り部
9 入口管
10a〜10e 流路
11a〜11d 連通口
12 温度センサ
20 冷水機
21 水循環系
21a ポンプ
21b 温度センサ
22 給水系
23 送水系
24 冷媒循環系
24a 冷凍機
24b 膨張弁
25 レベルセンサ
1, 1 'multiple pipe type cooler 2 first inner pipe 3 second inner pipe 4 outer pipe 5 cooling coil 6 transparent lid 7 storage tank (water tank)
7a Bottom surface 8 Partition 9 Inlet pipe 10a-10e Flow path 11a-11d Communication port 12 Temperature sensor 20 Chilled water 21 Water circulation system 21a Pump 21b Temperature sensor 22 Water supply system 23 Water supply system 24 Refrigerant circulation system 24a Refrigerating machine 24b Expansion valve 25 Level Sensor

Claims (9)

複数の管が径方向の内外に配置された多重管式冷却器において、
径方向の内外が仕切られていると共に、内部を流れる冷媒との熱交換によって、流体を冷却する円筒状の熱交換器と、
前記熱交換器の径方向内側に配置された第1の管と、
前記熱交換器の径方向外側に配置された第2の管と、
前記熱交換器の内側と、前記第1の管の外側との間の空間であって、前記流体が一方の軸方向に流れる内側流路と、
前記熱交換器の外側と、前記第2の管の内側との間の空間であって、前記流体が前記内側流路とは反対方向に流れる外側流路と、
前記内側流路および前記外側流路の上流に設けられ、前記内側流路または前記外側流路における軸方向の一端側に、全周に亘って前記流体を導入する第1の連通口と、
前記熱交換器における前記一端側とは反対の他端側において、前記内側流路と、前記外側流路とを全周に亘って連通する第2の連通口と
を有することを特徴とする多重管式冷却器。
In a multi-tube cooler in which a plurality of tubes are arranged inside and outside in the radial direction,
A cylindrical heat exchanger that cools the fluid by heat exchange with the refrigerant flowing in the interior, while the inside and outside in the radial direction are partitioned,
A first pipe disposed radially inward of the heat exchanger;
A second pipe disposed radially outside the heat exchanger;
An inner channel that is a space between the inside of the heat exchanger and the outside of the first tube, in which the fluid flows in one axial direction;
An outer channel that is a space between the outside of the heat exchanger and the inside of the second tube, and in which the fluid flows in a direction opposite to the inner channel;
A first communication port that is provided upstream of the inner channel and the outer channel, and that introduces the fluid over the entire circumference on one end side in the axial direction of the inner channel or the outer channel;
A multiplex having a second communication port that communicates the inner channel and the outer channel over the entire circumference on the other end side opposite to the one end side in the heat exchanger. Tube cooler.
前記第1の連通口は、前記第1の管に設けられており、
前記流体は、前記第1の連通口を介して前記内側流路の全周に亘って導入され、前記第2の連通口を介して、前記内側流路から前記外側流路に向かって軸方向に往復した上で、外部に放出されることを特徴とする請求項1に記載された多重管式冷却器。
The first communication port is provided in the first pipe,
The fluid is introduced over the entire circumference of the inner channel through the first communication port, and axially from the inner channel to the outer channel through the second communication port. The multi-tube cooler according to claim 1, wherein the multi-tube cooler is discharged to the outside after reciprocating.
前記熱交換器の外側と、前記第2の管の内側との間隔は、前記第1の管の外側と、前記熱交換器の内側との間隔よりも狭いことを特徴とする請求項1または2に記載された多重管式冷却器。   The distance between the outside of the heat exchanger and the inside of the second pipe is narrower than the distance between the outside of the first pipe and the inside of the heat exchanger. 2. A multi-tube type cooler described in 2. 前記熱交換器の外側と、前記第2の管の内側との間における前記外側流路の径方向断面積は、前記熱交換器の内側と、前記第1の管の外側との間における前記内側流路の径方向断面積と略同一であることを特徴とする請求項3に記載された多重管式冷却器。   The radial cross-sectional area of the outer flow path between the outside of the heat exchanger and the inside of the second tube is the inside of the heat exchanger and the outside of the first tube. 4. The multi-tube cooler according to claim 3, wherein the multi-tube cooler is substantially the same as a radial cross-sectional area of the inner flow path. 前記熱交換器の内周面および外周面のうちの少なくとも一方には、前記冷媒が流れない伝熱部材が軸方向に沿って取り付けられていることを特徴とする請求項1から4のいずれかに記載された多重管式冷却器。   5. The heat transfer member through which the refrigerant does not flow is attached along at least one of an inner peripheral surface and an outer peripheral surface of the heat exchanger along an axial direction. The multi-tube type cooler described in 1. 前記内側流路および前記外側流路のうちの少なくとも一方に設けられ、当該流路の温度を検出する温度センサをさらに有することを特徴とする請求項1から5のいずれかに記載された多重管式冷却器。   6. The multiple tube according to claim 1, further comprising a temperature sensor that is provided in at least one of the inner channel and the outer channel and detects the temperature of the channel. Type cooler. 前記第1の管の内側および前記第2の管の外側の少なくとも一方に配置された第3の管をさらに有し、
前記第3の管と隣接した前記第1の管または前記第2の管と、前記第3の管との間の空間を、前記流体が軸方向に流れることを特徴とする請求項1から6のいずれかに記載された多重管式冷却器。
A third tube disposed on at least one of the inside of the first tube and the outside of the second tube;
The fluid flows in an axial direction in a space between the first pipe or the second pipe adjacent to the third pipe and the third pipe. The multi-tube type cooler described in any of the above.
水を冷却する冷水機において、
流体としての水が貯留された水槽と、
前記水槽内に配置された多重管式冷却器とを有し、
前記多重管式冷却器は、請求項1から7のいずれかに記載された多重管式冷却器であることを特徴とする冷水機。
In a chiller that cools water,
A water tank in which water as a fluid is stored;
A multi-tube cooler disposed in the water tank,
The chilled water machine, wherein the multi-tube cooler is a multi-tube cooler according to any one of claims 1 to 7.
前記水槽内に貯留された水を汲み出し、当該汲み出された水を前記多重管式冷却器によって冷却した上で、前記水槽内に放出する水循環系と、
前記水槽内に貯留された水を、前記多重管式冷却器を介することなく、外部に直接送水する送水系と
をさらに有することを特徴とする請求項8に記載された冷水機。
A water circulation system that pumps out water stored in the water tank, cools the pumped water by the multi-tube cooler, and discharges the water into the water tank;
9. The chiller according to claim 8, further comprising a water supply system that directly supplies water stored in the water tank to the outside without passing through the multi-tube cooler.
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Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS4835152Y1 (en) * 1968-06-29 1973-10-23
JPS61186980U (en) * 1985-05-13 1986-11-21
JPH0552486A (en) * 1991-08-22 1993-03-02 Fuji Electric Co Ltd Heat exchanger for liquid
JPH05187753A (en) * 1992-01-16 1993-07-27 Fuji Electric Co Ltd Ice storing type drinking water cooling device
JP2001012876A (en) * 1999-06-30 2001-01-19 Toyo Radiator Co Ltd Heat exchanger
JP2004509309A (en) * 2000-09-06 2004-03-25 ウエファーマスターズ, インコーポレイテッド Liquid gas exchanger
JP2006339606A (en) * 2005-06-06 2006-12-14 Matsushita Electric Ind Co Ltd Semiconductor device and its manufacturing method
JP2016027665A (en) * 2015-09-28 2016-02-18 日立化成株式会社 Manufacturing method of p-type diffusion layer and manufacturing method of solar cell element
JP6339606B2 (en) * 2016-02-17 2018-06-06 タカギ冷機株式会社 Multi-tube cooler and chilled water machine using the same

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS4835152Y1 (en) * 1968-06-29 1973-10-23
JPS61186980U (en) * 1985-05-13 1986-11-21
JPH0552486A (en) * 1991-08-22 1993-03-02 Fuji Electric Co Ltd Heat exchanger for liquid
JPH05187753A (en) * 1992-01-16 1993-07-27 Fuji Electric Co Ltd Ice storing type drinking water cooling device
JP2001012876A (en) * 1999-06-30 2001-01-19 Toyo Radiator Co Ltd Heat exchanger
JP2004509309A (en) * 2000-09-06 2004-03-25 ウエファーマスターズ, インコーポレイテッド Liquid gas exchanger
JP2006339606A (en) * 2005-06-06 2006-12-14 Matsushita Electric Ind Co Ltd Semiconductor device and its manufacturing method
JP2016027665A (en) * 2015-09-28 2016-02-18 日立化成株式会社 Manufacturing method of p-type diffusion layer and manufacturing method of solar cell element
JP6339606B2 (en) * 2016-02-17 2018-06-06 タカギ冷機株式会社 Multi-tube cooler and chilled water machine using the same

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