JP2020134060A - Multiplex coil type heat exchanger - Google Patents
Multiplex coil type heat exchanger Download PDFInfo
- Publication number
- JP2020134060A JP2020134060A JP2019030086A JP2019030086A JP2020134060A JP 2020134060 A JP2020134060 A JP 2020134060A JP 2019030086 A JP2019030086 A JP 2019030086A JP 2019030086 A JP2019030086 A JP 2019030086A JP 2020134060 A JP2020134060 A JP 2020134060A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- fluid
- inner cylinder
- heat
- heater
- heat transfer
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Landscapes
- Heat-Exchange Devices With Radiators And Conduit Assemblies (AREA)
- Instantaneous Water Boilers, Portable Hot-Water Supply Apparatuses, And Control Of Portable Hot-Water Supply Apparatuses (AREA)
Abstract
Description
本発明は、硫酸、塩酸、オゾン水等の腐食性のある流体であっても、熱交換することによって加熱可能であると共に、半導体製造用途の薬液であっても、金属イオン溶出なく加熱することができる多重コイル型熱交換器に関する。 According to the present invention, even corrosive fluids such as sulfuric acid, hydrochloric acid, and ozone water can be heated by heat exchange, and even chemical solutions for semiconductor manufacturing can be heated without elution of metal ions. Regarding a multi-coil heat exchanger that can be used.
流体を加熱する流体加熱装置として、特許文献1に記載の発明が知られている。この特許文献1に記載の発明は、ケース内に設けられる螺旋状のヒータによって、ケースを流通する流体を加熱するというものである。
As a fluid heating device for heating a fluid, the invention described in
ところで、硫酸、塩酸、オゾン水等の腐食性のある流体を加熱するにあたっては、上記ヒータが破損しないように、PFA(パーフルオロアルコキシエチレン)やPTFE(ポリテトラフルオロエチレン)の如き熱可塑性フッ素樹脂を被覆する必要がある。 By the way, when heating a corrosive fluid such as sulfuric acid, hydrochloric acid, ozone water, etc., a thermoplastic fluororesin such as PFA (perfluoroalkoxy ethylene) or PTFE (polytetrafluoroethylene) is used so as not to damage the heater. Need to be coated.
しかしながら、被覆が薄いと腐食性のある流体によってヒータが破損してしまう一方、被覆が厚いと、熱効率が悪くなるという問題があり、硫酸、塩酸、オゾン水等の腐食性のある流体を加熱するのは非常に困難であるという問題があった。また、半導体製造用途の薬液を加熱するにあたっては、金属イオン溶出が発生することから、このような薬液を加熱することは、より困難であるという問題があった。 However, if the coating is thin, the heater will be damaged by the corrosive fluid, while if the coating is thick, there is a problem that the thermal efficiency will deteriorate, and the corrosive fluid such as sulfuric acid, hydrochloric acid, or ozone water will be heated. There was a problem that it was very difficult. Further, when heating a chemical solution for semiconductor manufacturing, there is a problem that it is more difficult to heat such a chemical solution because metal ion elution occurs.
そこで本発明は、上記問題に鑑み、硫酸、塩酸、オゾン水等の腐食性のある流体であっても、熱交換することによって加熱可能であると共に、半導体製造用途の薬液であっても、金属イオン溶出なく加熱することができる多重コイル型熱交換器を提供することを目的としている。 Therefore, in view of the above problems, the present invention can heat corrosive fluids such as sulfuric acid, hydrochloric acid, ozone water, etc. by heat exchange, and even chemical solutions for semiconductor manufacturing, metal. It is an object of the present invention to provide a multi-coil type heat exchanger capable of heating without ion elution.
上記本発明の目的は、以下の手段によって達成される。なお、括弧内は、後述する実施形態の参照符号を付したものであるが、本発明はこれに限定されるものではない。 The above object of the present invention is achieved by the following means. In addition, although the reference numerals of the embodiments described later are added in parentheses, the present invention is not limited thereto.
請求項1の発明によれば、熱媒体からなる第1流体(L1)が充填された筒体(内筒2b)と、
前記筒体(内筒2b)内に設けられ、前記第1流体(L1)を加熱するヒータ(32)と、
前記筒体(内筒2b)の周りに多重コイル状に巻回されているフッ素樹脂からなる多数本の伝熱チューブ(5)と、を有し、
前記伝熱チューブ(5)に導入された第2流体(L2)は、前記ヒータ(32)にて加熱された第1流体(L1)と熱交換した後、該伝熱チューブ(5)より排出されてなることを特徴としている。
According to the invention of
A heater (32) provided in the cylinder (
It has a large number of heat transfer tubes (5) made of fluororesin wound around the cylinder (
The second fluid (L2) introduced into the heat transfer tube (5) exchanges heat with the first fluid (L1) heated by the heater (32), and then is discharged from the heat transfer tube (5). It is characterized by being made.
また、請求項2の発明によれば、上記請求項1に記載の多重コイル型熱交換器において、 前記筒体(内筒2b)は、内筒(2b)であり、
前記内筒(2b)が内部に収納されている外筒(2a)をさらに有し、
前記外筒(2a)及び前記内筒(2b)には、前記第1流体(L1)が充填され、
前記外筒(2a)及び前記内筒(2b)内には、前記第1流体(L1)を加熱するヒータ(32)が設けられてなることを特徴としている。
Further, according to the invention of
Further having an outer cylinder (2a) in which the inner cylinder (2b) is housed,
The outer cylinder (2a) and the inner cylinder (2b) are filled with the first fluid (L1).
A heater (32) for heating the first fluid (L1) is provided in the outer cylinder (2a) and the inner cylinder (2b).
次に、本発明の効果について、図面の参照符号を付して説明する。なお、括弧内は、後述する実施形態の参照符号を付したものであるが、本発明はこれに限定されるものではない。 Next, the effects of the present invention will be described with reference to the drawings. In addition, although the reference numerals of the embodiments described later are added in parentheses, the present invention is not limited thereto.
請求項1の発明によれば、筒体(内筒2b)に充填されている熱媒体からなる第1流体(L1)をヒータ(32)によって加熱し、筒体(内筒2b)の周りに多重コイル状に巻回されているフッ素樹脂からなる多数本の伝熱チューブ(5)内に第2流体(L2)を導入するようにしている。これにより、第2流体(L2)が硫酸、塩酸、オゾン水等の腐食性のある流体や、半導体製造用途の薬液からなるものであっても、ヒータ(32)と第2流体(L2)が接触することがないため、ヒータ(32)が破損してしまうことがない。また、筒体(内筒2b)に充填されている第1流体(L1)をヒータ(32)によって加熱し、その加熱した第1流体(L1)が充填されている筒体(内筒2b)の周りに多重コイル状に巻回されているフッ素樹脂からなる多数本の伝熱チューブ(5)内に第2流体(L2)を導入することによって、第2流体(L2)が、加熱された第1流体(L1)と熱交換されることとなる。これにより、効率よく熱交換できることとなる。
According to the invention of
しかして、本発明によれば、硫酸、塩酸、オゾン水等の腐食性のある流体であっても、熱交換することによって加熱可能であると共に、半導体製造用途の薬液であっても、金属イオン溶出なく加熱することができる。 However, according to the present invention, even corrosive fluids such as sulfuric acid, hydrochloric acid, and ozone water can be heated by heat exchange, and even chemical solutions for semiconductor manufacturing are metal ions. It can be heated without elution.
また、請求項2の発明によれば、外筒(2a)内に内筒(2b)を設けることにより、加熱された第1流体(L1)と第2流体(L2)が向流することとなる。これにより、さらに効率よく熱交換できる。
Further, according to the invention of
以下、本発明に係る多重コイル型熱交換器の一実施形態を、図面を参照して具体的に説明する。なお、以下の説明において、上下左右の方向を示す場合は、図示正面から見た場合の上下左右をいうものとする。 Hereinafter, an embodiment of the multi-coil heat exchanger according to the present invention will be specifically described with reference to the drawings. In the following description, when the directions of up, down, left, and right are shown, it means up, down, left, and right when viewed from the front of the illustration.
図1に示すように、多重コイル型熱交換器1は、槽本体2と、槽本体2に設けられている電気ヒータ部3と、取付体4と、取付体4に取り付けられている多数本の伝熱チューブ5によって形成される熱交換部6と、で主に構成されている。なお、伝熱チューブ5は、PFA(パーフルオロアルコキシエチレン)やPTFE(ポリテトラフルオロエチレン)の如き熱可塑性フッ素樹脂からなるものである。
As shown in FIG. 1, the
槽本体2は、SUS304の如きステンレス鋼製で形成され、図1〜図3に示すように、上方が開放した大径円筒状の外筒2aと、外筒2aより径小で円筒状に形成されると共に、外筒2a内の底部側中央部分に配置された外筒2aよりも高さの低い内筒2bと、で構成されている。そして、このように構成される槽本体2の内部には、温水等の熱媒体からなる第1流体L1が充填されている。この槽本体2の外筒2a上部側周方向両側位置には、硫酸、塩酸、オゾン水等の腐食性のある第2流体L2用の入口ヘッダ2A及び出口ヘッダ2Bが設けられている。この入口ヘッダ2A及び出口ヘッダ2Bは、それぞれ、槽本体2の外筒2a上部側周方向から一体的に突出して設けられている筒状の配管20を有し、この配管20にシールプレート21を介して断面視略凸状の上プレート22と、断面視矩形状の下プレート23とがボルト止めによって配置固定されている。なお、入口ヘッダ2A及び出口ヘッダ2B内には、各伝熱チューブ5の両端が各々連通接続されている。
The
一方、槽本体2の外筒2aの上方は、図1に示すように、蓋板2Cによって閉止されている。この蓋板2Cの中央部には、図1に示すように、筒状の配管2Caが、上方に向かって一体的に突出して設けられている。そして、この配管2Caには、電気ヒータ部3が取り付けられている。
On the other hand, the upper part of the outer cylinder 2a of the
より詳しく説明すると、電気ヒータ部3は、SUS304の如きステンレス鋼製で形成され、図1及び図2に示すように円形状のヒータ取付台30と、ヒータ取付台30の下面中央に設けられている温度計31と、温度計31を取り囲むようにヒータ取付台30の下面に設けられている棒状のヒータ32とで構成されている。このヒータ取付台30は、図1及び図2に示すように、筒状の配管2Caの上面にボルト止めによって配置固定されている。これにより、ヒータ取付台30の下面中央に設けられている温度計31と、ヒータ32とが、図1及び図3に示すように、外筒2a及び内筒2b内に配置されることとなる。この温度計31は、ヒータ32によって加熱される槽本体2の内部に充填されている第1流体L1の温度を計測するものである。そして、第1流体L1を加熱するヒータ32は、図1及び図3に示すように、多数本設けられており、温度計31を取り囲むように周方向に設けられている。
More specifically, the
取付体4は、図1に示すように、多数のチューブ挿通孔40が設けられた略縦長矩形状からなり、内筒2bの外周に取り付けられている。より詳しく説明すると、図1及び図3に示すように、内筒2bの外周上端部には、4枚の平面視横長矩形状の上部支持板2b1が放射状に等間隔に配置されて取付け固定され、内筒2bの外周下端部にも、4枚の平面視横長矩形状の下部支持板2b2が放射状に等間隔に配置されて取付け固定されている。そして、この下部支持板2b2には、図1に示すように、上向き切欠部2b2aが設けられており、この切欠部2b2aに、外筒2aの底部側内壁より突出して設けられているL字状の係止突片2a1が嵌合するようになっている。これにより、外筒2a内の底部側中央部分に内筒2bが配置固定されることとなる。しかして、このように外筒2a内に配置固定される内筒2bに取り付け固定されている1枚の上部支持板2b1及び1枚の下部支持板2b2にボルト止めによって、図1に示すように、1枚の取付体4が固定されていき、もって、4枚の取付体4が固定配置されることとなる。そしてさらに、取付体4の上端内側に設けられている係止突片41(図3も参照)を内筒2bの中間部に設けたスリット状係止孔2b3に挿嵌係止するようにしている。これにより、4枚の取付体4と内筒2bとが一体化することとなる。しかるに、このようにして、取付体4は、内筒2bの外周に取り付けられることとなる。
As shown in FIG. 1, the mounting body 4 has a substantially vertically long rectangular shape provided with a large number of
熱交換部6は、4枚の略縦長矩形の取付体4を利用して、これら取付体4に設けた多数のチューブ挿通孔40に各伝熱チューブ5を下から上へ向けてコイル状に挿通することにより、内外のコイル重ね数を7重に設定したものであり、最内側の第1コイル部C1から第4コイル部C4までの内側伝熱チューブ群60と、第5コイル部C5から最外側の第7コイル部C7までの外側伝熱チューブ群61とに分画されている。そして、内側伝熱チューブ群60と外側伝熱チューブ群61との間、すなわち、第4コイル部C4と第5コイル部C5との間には、伝熱チューブ5の外径に略相当する幅のチューブ配設用間隙dが設けられている。このチューブ配設用間隙dには、図3に示すように、入口ヘッダ2Aから垂下する全部の伝熱チューブ5が通されており、このチューブ配設用間隙dを通った伝熱チューブ5は、図1に示すように、周方向に分配する形で熱交換部6の下部まで引き込まれている。
The
より詳しく説明すると、図1及び図3に示すように、入口ヘッダ2Aから垂下する各伝熱チューブ5は、隣接する取付体4の開き、すなわち、1/4周分の間隔を利用して、緩やかにしの字状にカーブを描く形で水平に近い向きとして、一つの取付体4の各コイル部における最下位のチューブ挿通孔40へ挿通し、以降は4枚の取付体4のチューブ挿通孔40を順次通して熱交換部6の上部までコイル状に巻き上げて、その上端側を出口ヘッダ2Bに連通接続している。なお、この熱交換部6の組み立てにおける各伝熱チューブ5の巻回操作は、最内側の第1コイル部C1から開始される。
More specifically, as shown in FIGS. 1 and 3, each heat transfer tube 5 hanging from the
しかして、このようにして、取付体4に取り付けられている多数本の伝熱チューブ5によって熱交換部6は形成され、もって、内筒2bの回りに熱交換部6が形成されることとなる。
Thus, in this way, the
かくして、上記のように構成される多重コイル型熱交換器1は、以下のように使用される。
Thus, the
まず、槽本体2の内部に充填されている温水等の熱媒体からなる第1流体L1が電気ヒータ部3のヒータ32によって、例えば、65℃程度に加熱される。そしてその後、入口ヘッダ2Aに連続的に硫酸、塩酸、オゾン水等の腐食性のある流体や、半導体製造用途の薬液からなる第2流体L2が、導入される。この第2流体L2は、入口ヘッダ2Aに連通する多数本の伝熱チューブ5に分配されて、各伝熱チューブ5内を熱交換部6の下端から螺旋状に上昇したのち、その熱交換部6の上端から出口ヘッダ2B内へ流入し、該出口ヘッダ2Bから合流状態で導出される。しかるに、内筒2bの周りに形成されている熱交換部6では、多重コイル状に巻回した多数本の伝熱チューブ5内を第2流体L2が流れることとなる。すなわち、加熱された第1流体L1が充填されている内筒2bの周りを第2流体L2が伝熱チューブ5内を通って、下端から螺旋状に上昇していくこととなる。これにより、第2流体L2が、加熱された第1流体L1と熱交換されることとなり、もって、第2流体L2は、高温化(例えば、60℃)されることとなる。
First, the first fluid L1 made of a heat medium such as hot water filled inside the
しかして、以上説明した本実施形態によれば、内筒2b内に充填されている温水等の熱媒体からなる第1流体L1を電気ヒータ部3のヒータ32によって加熱し、内筒2bの周りに多重コイル状に巻回されているフッ素樹脂からなる多数本の伝熱チューブ5内に第2流体L2を通すようにしている。これにより、ヒータ32と硫酸、塩酸、オゾン水等の腐食性のある流体や、半導体製造用途の薬液からなる第2流体L2が接触することがないため、ヒータが破損してしまうことがない。また、内筒2b内の第1流体L1をヒータ32によって加熱し、その加熱した第1流体L1が充填されている内筒2bの周りに多重コイル状に巻回されているフッ素樹脂からなる多数本の伝熱チューブ5内に第2流体L2を通すことによって、第2流体L2が、加熱された第1流体L1と熱交換されることとなるから、効率よく熱交換できることとなる。
Therefore, according to the present embodiment described above, the first fluid L1 made of a heat medium such as hot water filled in the
しかして、本実施形態によれば、硫酸、塩酸、オゾン水等の腐食性のある流体であっても、熱交換することによって加熱可能であると共に、半導体製造用途の薬液であっても、金属イオン溶出なく加熱することができる。 Therefore, according to the present embodiment, even corrosive fluids such as sulfuric acid, hydrochloric acid, and ozone water can be heated by heat exchange, and even chemical solutions for semiconductor manufacturing are metal. It can be heated without ion elution.
また、本実施形態によれば、外筒2a内に内筒2bを設けることにより、図4に示すように、電気ヒータ部3のヒータ32によって加熱された第1流体L1が上から下へ旋回することとなる。これにより、多数本の伝熱チューブ5内に第2流体L2を通すと、第2流体L2が、螺旋状に上昇(矢印Y1方向参照)することとなるから、第1流体L1と第2流体L2が向流することとなる。それゆえ、さらに効率よく熱交換できることとなる。
Further, according to the present embodiment, by providing the
さらに、本実施形態によれば、熱交換部6において各伝熱チューブ5が取付体4によって安定した巻回状態を保持しているため、変動のない高い熱交換効率が維持される一方、熱交換部6を構築する際に、各伝熱チューブ5を取付体4のチューブ挿通孔40に順次通してゆくだけで、同じ巻きピッチで一定した巻き径に容易に設定できるという利点がある。
Further, according to the present embodiment, since each heat transfer tube 5 in the
なお、本実施形態において示した形状等はあくまで一例であり、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。例えば、熱交換部6を形成している多数本の伝熱チューブ5の内外のコイル重ね数、各コイル部のコイル巻き数及びチューブ条数は実施形態以外に適宜設定可能である。
The shape and the like shown in the present embodiment are merely examples, and various modifications and changes can be made within the scope of the gist of the present invention described in the claims. For example, the number of coil stacks inside and outside the large number of heat transfer tubes 5 forming the
また、本実施形態にて示した入口ヘッダ2A及び出口ヘッダ2Bの位置は、実施形態以外の位置に適宜変更可能である。
Further, the positions of the
さらに、本実施形態においては、取付体4を等間隔に配置する例を示したが、それに限らず、適当間隔に配置するようにしても良い。 Further, in the present embodiment, an example in which the mounting bodies 4 are arranged at equal intervals is shown, but the present invention is not limited to this, and the mounting bodies 4 may be arranged at appropriate intervals.
1 多重コイル型熱交換器
2 槽本体
2a 外筒
2b 内筒(筒体)
3 電気ヒータ部
32 ヒータ
4 取付体
5 伝熱チューブ
L1 第1流体
L2 第2流体
1 Multiple coil
3
Claims (2)
前記筒体内に設けられ、前記第1流体を加熱するヒータと、
前記筒体の周りに多重コイル状に巻回されているフッ素樹脂からなる多数本の伝熱チューブと、を有し、
前記伝熱チューブに導入された第2流体は、前記ヒータにて加熱された第1流体と熱交換した後、該伝熱チューブより排出されてなる多重コイル型熱交換器。 A cylinder filled with a first fluid made of a heat medium and
A heater provided inside the cylinder to heat the first fluid, and
It has a large number of heat transfer tubes made of fluororesin, which are wound around the cylinder in a multiple coil shape.
A multi-coil type heat exchanger in which the second fluid introduced into the heat transfer tube exchanges heat with the first fluid heated by the heater and then is discharged from the heat transfer tube.
前記内筒が内部に収納されている外筒をさらに有し、
前記外筒及び前記内筒には、前記第1流体が充填され、
前記外筒及び前記内筒内には、前記第1流体を加熱するヒータが設けられてなる請求項1に記載の多重コイル型熱交換器。
The cylinder is an inner cylinder,
Further having an outer cylinder in which the inner cylinder is housed,
The outer cylinder and the inner cylinder are filled with the first fluid.
The multi-coil heat exchanger according to claim 1, wherein a heater for heating the first fluid is provided in the outer cylinder and the inner cylinder.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2019030086A JP2020134060A (en) | 2019-02-22 | 2019-02-22 | Multiplex coil type heat exchanger |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2019030086A JP2020134060A (en) | 2019-02-22 | 2019-02-22 | Multiplex coil type heat exchanger |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2020134060A true JP2020134060A (en) | 2020-08-31 |
Family
ID=72263270
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2019030086A Pending JP2020134060A (en) | 2019-02-22 | 2019-02-22 | Multiplex coil type heat exchanger |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2020134060A (en) |
-
2019
- 2019-02-22 JP JP2019030086A patent/JP2020134060A/en active Pending
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US10935278B2 (en) | Tubular heat exchanger | |
JP6482641B2 (en) | Method for manufacturing a set of heat exchange cells and set of heat exchange cells thus obtained | |
KR101632468B1 (en) | Heat exchanger | |
JP2007511735A (en) | Helical multi-tube heat exchanger | |
KR20150006823A (en) | Heat transfer tube, and heat exchanger using same | |
US20170356691A1 (en) | Swimming Pool Heat Exchangers And Associated Systems And Methods | |
CN107429942B (en) | Double-coil condensing heat exchanger for heating water and/or for producing domestic hot water | |
TW445366B (en) | Assembly body of heat exchange coils | |
KR101632469B1 (en) | Heat exchanger | |
RU2768317C2 (en) | Heat exchanger for a boiler and a heat exchanger tube | |
JP2020134060A (en) | Multiplex coil type heat exchanger | |
JP5288169B2 (en) | Heat exchanger and water heater | |
JP6442639B1 (en) | Multi-coil heat exchanger | |
JP6409147B1 (en) | Multi-coil heat exchanger | |
JP7199842B2 (en) | water heat exchanger, gas cooler | |
JP2012242054A (en) | Heat exchanger and heat pump water heater | |
JP2007232338A (en) | Double tube type heat exchanger | |
JP2010127512A (en) | Heat exchanger and water heating apparatus | |
JP2007271194A (en) | Heat exchanger | |
JP2009264646A (en) | Liquid heating device | |
KR102010156B1 (en) | shell in a shell and plate heat exchanger, and shell and plate heat exchanger having the same | |
JP5829770B1 (en) | Shell and tube heat exchanger | |
KR101606272B1 (en) | Elliptic heat exchange tube and Heat exchanger for hot water storage type boiler having the same | |
KR20150004531A (en) | Heat Exchanger | |
JP5829772B1 (en) | High efficiency shell and tube heat exchanger |