JP6434189B2 - 熱交換器 - Google Patents

Description

ここに開示された技術は、流体と熱交換する熱交換器に関する。

例えば、特許文献１に記載の熱交換器は、容器と、容器内に蒸気を供給する蒸気供給管と、蒸気と熱交換する伝熱部としての冷却流体管と、容器内の圧力を容器外に開放するための大気開放管と、容器内に溜まったドレンを排出するためのオーバーフロー管とを備えている。冷却流体管の内部には、冷却流体が流通している。蒸気供給管から供給された蒸気は、冷却流体管と熱交換することによって冷却される。このとき、冷却された蒸気の一部は、凝縮して液体となり、容器の下部に貯留される。冷却流体管の下部は、容器に貯留された液体に浸かっており、該液体とも熱交換する。容器に溜まったドレンは、オーバーフロー管の上端まで達すると、オーバーフロー管から排出される。

また、通常は、容器内のドレンの上方の空間と大気開放管の内部空間とは、ドレンによって水封され、連通していない。しかし、ドレンの上方の空間の圧力が上昇してドレンの液位が低下すると、やがて、ドレンの上方の空間と大気開放管の内部空間とが連通する。その結果、ドレンの上方の空間の圧力が大気に開放される。

特開２０１０−１１７１０６号

上述のような熱交換器は、様々なシステムに組み込まれており、そのシステムやシステムの使用状況によっては、熱交換器の能力を様々に調整できることが望まれている。

特許文献１の熱交換器においては、蒸気供給管から供給する蒸気の温度、圧力及び流量や冷却流体管に供給する冷却流体の温度、圧力及び流量等を変更することによって熱交換器の能力を調整することが可能である。しかしながら、それらの変更によって調整できる能力は一部に過ぎず、また、その調整代も小さい。

ここに開示された技術は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、熱交換器の能力を柔軟に調整することにある。

ここに開示された熱交換器は、液体を貯留する貯留部が設けられた容器と、前記容器内に収容され、少なくとも前記貯留部に貯留された液体と熱交換を行う伝熱部と、少なくとも一部が前記貯留部に配置され、内部空間が前記容器の外方に開放しており、前記内部空間と前記貯留部とを通過させる連通口を有する開放管と、少なくとも一部が前記開放管の内部空間内に配置されており、前記連通口よりも高い位置に形成されて液体を排出する排出口を有するオーバーフロー管とを備え、前記開放管は、前記連通口の高さ位置を調整する第１調整部を有している。

ここに開示された熱交換器によれば、熱交換器の能力を柔軟に調整することができる。

図１は、オーバーフロー管及び大気開放管が切断されていない状態の熱交換器の模式的な縦断面図である。 図２は、オーバーフロー管及び大気開放管が切断された状態の熱交換器の模式的な縦断面図である。 図３は、可動開放管の高さ位置を高く変更したときの熱交換器の模式的な縦断面図である。 図４は、その他の実施形態に係る熱交換器の模式的な縦断面図である。

以下、例示的な実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。

図１，２は、熱交換器１００の模式的な縦断面図である。図１では、後述する容器１０及び伝熱管３が切断されており、図２では、後述するオーバーフロー管５及び大気開放管６も切断されている。

熱交換器１００は、容器１０と、容器１０内に蒸気を供給する蒸気供給部２と、容器１０内に収容され、内部に冷水が流通しており、蒸気と熱交換する伝熱管３と、容器１０内に貯まったドレンを排出する排出管４と、排出管４だけでは処理しきれないドレンを排出するオーバーフロー管５と、容器１０内の圧力が上昇し過ぎた場合に容器１０内の圧力を開放するための大気開放管６とを備えている。熱交換器１００は、蒸気と冷水とを熱交換させ、蒸気を冷却する一方で蒸気の熱を温水として熱回収する。さらに、熱交換器１００は、容器１０に溜まったドレンからも熱を回収する。

容器１０は、円筒状に形成された周壁１１と、天井部１２と、底部１３とを有している。容器１０の下部は、蒸気が凝縮して生成されたドレン貯留する貯留部１４となっている。貯留部１４に溜まったドレンは、通常、排出管４を介して排出されるが、ドレンの貯留量が多くなり過ぎると、一部のドレンは、オーバーフロー管５を介して排出される。

蒸気供給部２は、容器１０の比較的上部に設けられている。蒸気供給部２には、蒸気供給管２２が接続されている。蒸気供給管２２には、例えば、蒸気使用装置の出口側又はドレンタンク等に接続されており、蒸気が供給される。尚、蒸気供給部２は、供給部の一例であり、蒸気は、流体の一例である。

伝熱管３は、大気開放管６の周囲を周回するようにコイル状に形成されている。伝熱管３の下端部に、冷水供給管３１が接続され、伝熱管３の上端部に、冷水排出管３２が接続されている。冷水供給管３１から供給された冷水は、伝熱管３の内部を流通し、冷水排出管３２から排出される。冷水は、伝熱管３を流通する際に蒸気と熱交換して蒸気から熱を回収する。

伝熱管３の下部は、貯留部１４に貯留されたドレンに浸かる位置に配置されている。つまり、伝熱管３は、貯留部１４に貯留されたドレンとも熱交換を行う。尚、伝熱管３は、伝熱部の一例であり、冷水は、熱媒体の一例である。

排出管４は、容器１０の底部１３に接続されている。排出管４は、底部１３に接続され、可撓性を有さない剛性管４１と、剛性管４１に接続され、可撓性を有するフレキシブル管４２とを含んでいる。剛性管４１は、底部１３から下方に延びた後、屈曲して上方へ延びている。フレキシブル管４２は、変形自在に構成されている。フレキシブル管４２の下流端には、ドレンを排出するための配管が接続される。

排出管４は、フレキシブル管４２が変形することによって、排出管４のうちの最も高い部分（図では、フレキシブル管４２の下流端）の高さ位置、即ち、水頭が調整可能に構成されている。貯留部１４においては、排出管４の水頭、即ち、排出管４の最高部と略同じ高さまでドレンを溜めることができる。貯留部１４において、排出管４の最高部を超える量のドレンは、排出管４を介して排出される。つまり、排出管４の最高部（図では、フレキシブル管４２の下流端）の高さ位置によって、貯留部１４の液位、即ち、貯留部１４に貯留できるドレンの容量が決まる。フレキシブル管４２は、第２調整部の一例である。

大気開放管６は、容器１０の中央に、容器１０の軸心に沿って延びるように設けられている。大気開放管６は、容器１０に固定された固定開放管６１と、固定開放管６１に対して移動可能な可動開放管６２とを有している。大気開放管６は、開放管の一例である。

固定開放管６１は、容器１０の底部１３に固定されている。固定開放管６１の上部は、天井部１２を貫通して容器１０の外方まで延びている。固定開放管６１の上端は、開口している。固定開放管６１の下部は、貯留部１４に配置され、貯留部１４に貯留されたドレンに浸かるようになっている。固定開放管６１の下部には、管壁を貫通する開口６１ａが形成されている。開口６１ａは、固定開放管６１の軸心を挟んで対向する２箇所に形成されている。

可動開放管６２は、固定開放管６１の上端から固定開放管６１内に摺動可能に挿入されている。可動開放管６２の上部は、固定開放管６１の上部から外方に突出している。可動開放管６２の上端は、開口しており、可動開放管６２の内部空間６２ｂは、容器１０の外方、即ち、大気に開放している。可動開放管６２の下部には、連通口６２ａが管壁を貫通するように形成れている。連通口６２ａは、可動開放管６２の軸心を挟んで対向する２箇所に形成されている。連通口６２ａは、開口６１ａを介して固定開放管６１の外方に露出しており、内部空間６２ｂと貯留部１４とを連通させる。つまり、貯留部１４に溜まったドレンは、連通口６２ａを介して可動開放管６２の内部空間６２ｂ内に進入する。

可動開放管６２の上部には、軸心を挟んで対向して対をなす係合孔６２ｃが複数対、軸心方向に並んで形成されている。係合孔６２ｃは、管壁を貫通するように形成されている。係合孔６２ｃには、ピン６２ｄが可動開放管６２から外方に突出する状態で挿入される。ピン６２ｄが固定開放管６１の上端に係止されることによって、固定開放管６１に対する可動開放管６２の位置が決まる。つまり、ピン６２ｄを挿入する係合孔６２ｃを変更することによって、可動開放管６２の軸心方向の位置、即ち、高さ位置が変更される。可動開放管６２が軸心方向に移動することによって、連通口６２ａも開口６１ａ内を軸心方向に移動する。これにより、連通口６２ａの軸心方向の位置、即ち、高さ位置が変更される。可動開放管６２は、第１調整部の一例である。

オーバーフロー管５は、容器１０の中央に、容器１０の軸心に沿って延びるように設けられている。オーバーフロー管５は、大気開放管６よりも小径であり、大気開放管６の内方に設けられている。オーバーフロー管５は、容器１０に固定された固定フロー管５１と、固定フロー管５１に対して移動可能な可動フロー管５２とを有している。

固定フロー管５１は、容器１０の底部１３に固定されている。固定フロー管５１の下部は、底部１３を貫通して容器１０の外方まで延びている。固定フロー管５１の上端は、開口している。固定フロー管５１の下端には、ドレンを排出するための配管が接続される。

可動フロー管５２は、固定フロー管５１の上端から固定フロー管５１内に摺動可能に挿入されている。可動フロー管５２には、ドレンを排出する排出口５２ａが管壁を貫通するように形成されている。排出口５２ａは、可動フロー管５２の軸心を挟んで対向する２箇所に形成されている。排出口５２ａは、大気開放管６の連通口６２ａよりも高い位置に位置している。貯留部１４から連通口６２ａを介して内部空間６２ｂ内に進入したドレンの一部は、排出口５２ａから排出され得る。

可動フロー管５２の上部は、連結部５３を介して可動開放管６２の上部に連結されている。つまり、可動フロー管５２は、可動開放管６２と一体的に移動する。可動開放管６２が軸心方向に移動することによって、可動フロー管５２も軸心方向に移動し、排出口５２ａも軸心方向に移動する。これにより、排出口５２ａの軸心方向の位置、即ち、高さ位置が変更される。尚、可動フロー管５２は、可動開放管６２と一体的に移動するので、排出口５２ａの高さ位置が変わっても、連通口６２ａと排出口５２ａとの高さ方向の距離は一定のままである。可動フロー管５２は、第３調整部の一例である。

さらに、可動開放管６２には、フレキシブル管４２がステー６３を介して連結されている。つまり、フレキシブル管４２は、可動開放管６２と一体的に移動する。ステー６３は、フレキシブル管４２の下流端に取り付けられている。可動開放管６２が軸心方向に移動することによって、フレキシブル管４２の高さ、具体的には、フレキシブル管４２の下流端の高さが変化する。尚、フレキシブル管４２の下流端は、排出口５２ａよりも低く且つ連通口６２ａよりも高い位置に位置している。

このように構成された熱交換器１００の動作について説明する。

伝熱管３には、冷水供給管３１から冷水排出管３２へ向かって冷水が流通している。一方で、蒸気供給部２から容器１０内に蒸気が供給される。容器１０内に供給された蒸気は、伝熱管３により冷却されて凝縮し、ドレンとなる。このとき、蒸気の熱は、伝熱管３を介して冷水に伝わり、冷水によって回収される。

ドレンは、伝熱管３の表面に付着し、伝熱管３の表面を伝って、又は、伝熱管３の表面から滴下して、容器１０の貯留部１４に溜まっていく。伝熱管３の下部は、貯留部１４のドレンに浸かっている。そのため、伝熱管３は、貯留部１４のドレンとも熱交換する。これにより、ドレンの顕熱も冷水によって回収される。

こうして、冷水排出管３２から排出される冷水は、温水となる。冷水排出管３２から排出される温水は、その後、様々な用途に利用され得る。

貯留部１４に溜まったドレンは、連通口６２ａを介して大気開放管６の内部空間６２ｂにも進入している。容器１０内における大気開放管６の外側であってドレンよりも上方の空間（以下、「上方空間」という）１０ａは、大気開放管６内に進入したドレンによって水封され、大気開放管６の内部空間６２ｂと遮断される。こうして容器１０の外方から遮断された上方空間１０ａにおいて、蒸気と伝熱管３とで熱交換を行うことができる。

貯留部１４に溜まったドレンは、排出管４を介して排出される。このとき、排出管４の最高部は、容器１０の底部１３よりも高い位置に位置するので、貯留部１４においては排出管４の最高部と略同じ高さまでドレンが溜まる。図１の例では、排出管４のうち、フレキシブル管４２の下流端が最も高いので、貯留部１４におけるドレンの液位は、フレキシブル管４２の下流端の高さと略同じになる。ドレンの発生量が排出管４から排出できるドレンの量よりも少ない場合には、貯留部１４のドレンの液位は、排出管４の最高部と略同じ高さに維持され、それを超えるドレンは排出管４から排出される。本開示では、ドレンの発生量が排出管４から排出できるドレンの量よりも少ない場合に貯留部１４に溜めることができるドレンの量を「貯留部１４の通常容量」とする。

ここで、排出管４から排出できるドレンの量よりも貯留部１４に溜まるドレンの量の方が多い場合には、容器１０内におけるドレンの液位は、排出管４の最高部を超えて上昇する。このとき、大気開放管６の内部空間６２ｂ内のドレンの液位も同様に上昇する。やがて、内部空間６２ｂ内のドレンの液位が排出口５２ａに達すると、ドレンが排出口５２ａから排出される。本開示では、ドレンが排出口５２ａまで達したときの貯留部１４におけるドレンの量を「貯留部１４の上限容量」とする。

また、上方空間１０ａの圧力が容器１０内に供給される蒸気によって上昇すると、大気開放管６の外側のドレンの液位が押し下げられる一方、押し下げられたドレンが大気開放管６内に進入し、内部空間６２ｂ内のドレンの液位が上昇する。大気開放管６の外側のドレンの液位が連通口６２ａまで低下すると、上方空間１０ａと内部空間６２ａとが連通するようになり、上方空間１０ａの蒸気又は空気は、大気開放管６を介して容器１０へ放出される。尚、内部空間６２ｂ内のドレンの液位が排出口５２ａの高さに達する場合には、ドレンは排出口５２ａから排出される。

このように、排出管４の最高部の高さは、貯留部１４の通常容量、即ち、通常時に貯留部１４に溜まるドレンの液位を決める。排出口５２ａの高さは、貯留部１４の上限容量、即ち、貯留部１４に溜まるドレンの上限の液位を決める。換言すると、排出管４の最高部と排出口５２ａとの高さ方向の距離は、貯留部１４の通常容量から上限容量までの余裕代、即ち、排出管４から排出できるドレンの量を超えてドレンが発生した場合に通常容量を超えて貯留部１４に収容しておくことができるドレンの量を決める。さらに、連通口６２ａの高さは、上部空間１０ａと内部空間６２ｂとが連通するとき（即ち、上部空間１０ａの大気開放時）のドレンの液位を決める。換言すると、排出管４の最高部と連通口６２ａとの高さ方向の距離は、連通口６２ａの水封を維持できる上部空間１０ａの上限圧力を決める。

熱交換器１００では、排出管４の最高部、排出口５２ａ及び連通口６２ａの高さ位置の調整によって熱交換器１００の能力が調整される。図３に、可動開放管６２の高さ位置を高く変更したときの熱交換器１００の模式的な縦断面図を示す。

詳しくは、可動開放管６２においてピン６２ｄを挿入する係合孔６２ｃを変更することによって、可動開放管６２の高さ位置、即ち、連通口６２ａの高さ位置が変更される。連通口６２ａの高さ位置によって、上部空間１０ａの大気開放時のドレンの液位が調整される。図３の例では、連通口６２ａが上昇している。

このとき、排出管４のフレキシブル管４２がステー６３を介して可動開放管６２に連結されているので、フレキシブル管４２も可動開放管６２と一体的に移動する。これにより、フレキシブル管４２の下流端、即ち、排出管４の最高部の高さ位置も変更される。前述の如く、排出管４の最高部の高さが変わると、貯留部１４の通常容量、即ち、通常時に貯留部１４に溜まるドレンの液位が変更される。図３の例では、フレキシブル管４２の下流端が上昇し、通常容量のドレンの液位も上昇している。

伝熱管３とドレンとの間の熱交換量は、貯留部１４の通常容量に依存している。つまり、排出管４の最高部の高さの調整によって、伝熱管３とドレンとの間の熱交換量が調整される。排出管４の最高部の高さを高くすることによって、貯留部１４の通常容量が増加し、伝熱管３とドレンとの間の熱交換量が増加する。一方、排出管４の最高部の高さを低くすることによって、貯留部１４の通常容量が減少し、伝熱管３とドレンとの間の熱交換量が減少する。例えば、伝熱管３のうち蒸気と熱交換させる部分とドレンと熱交換させる部分との割合は、熱交換器１００が組み込まれたシステム又はそのシステムの使用状況に応じて変わり得る。排出管４の最高部の高さを調整することによって、伝熱管３のうち蒸気と熱交換させる部分とドレンと熱交換させる部分との割合をシステム又はそのシステムの使用状況に適合させることができる。

ここで、フレキシブル管４２と可動開放管６２とは連動しているので、連通口６２ａも排出管４の最高部と共に高さ方向に移動する。つまり、排出管４の最高部と連通口６２ａとの高さ方向の距離が一定に維持される。これにより、連通口６２ａの水封を維持できる上部空間１０ａの上限圧力を一定に維持したまま、貯留部１４の通常容量を調整することができる。

それに加えて、可動フロー管５２が連結部５３を介して可動開放管６２に連結されているので、可動フロー管５２も可動開放管６２と一体的に移動する。これにより、排出口５２ａの高さ位置も変更される。図３の例では、排出口５２ａが上昇している。前述の如く、排出口５２ａの高さが変わると、貯留部１４の上限容量、即ち、貯留部１４に溜まるドレンの上限の液位が変更される。ただし、可動フロー管５２だけでなくフレキシブル管４２も可動開放管６２と連動しているので、排出口５２ａと排出管４の最高部とは共に高さ方向に移動する。つまり、排出口５２ａと排出管４の最高部との高さ方向の距離が一定に維持される。これにより、貯留部１４の通常容量から上限容量までの余裕代を一定に維持したまま、貯留部１４の通常容量を調整することができる。

このように、熱交換器１００では、連通口６２ａ、排出口５２ａ及び排出管４の最高部の高さ方向の相対的な位置関係が維持されているので、上部空間１０ａの上限圧力、及び、貯留部１４の通常容量から上限容量までの余裕代を維持したまま、貯留部１４の通常容量を調整することができる。

以上のように、熱交換器１００は、ドレン（液体）を貯留する貯留部１４が設けられた容器１０と、容器１０内に収容され、少なくとも貯留部１４に貯留されたドレンと熱交換を行う伝熱管３（伝熱部）と、少なくとも一部が貯留部１４に配置され、内部空間６２ｂが容器１０の外方に開放しており、内部空間６２ｂと貯留部１４とを通過させる連通口６２ａを有する大気開放管６（開放管）と、少なくとも一部が大気開放管６の内部空間６２ｂ内に配置されており、連通口６２ａよりも高い位置に形成されてドレンを排出する排出口５２ａを有するオーバーフロー管５とを備え、大気開放管６は、連通口６２ａの高さ位置を調整する可動開放管６２（第１調整部）を有している。

この構成によれば、可動開放管６２によって連通口６２ａの高さ位置が調整される。連通口６２ａの高さ位置は、容器１０内のドレンの上方空間、即ち、上部空間１０ａと内部空間６２ｂとが連通するときのドレンの液位を決める。つまり、可動開放管６２によって、熱交換器１００の能力の１つとしての、容器１０の外方への上部空間１０ａの開放時のドレンの液位を調整することができる。

また、熱交換器１００は、貯留部１４の液位を連通口６２ａと排出口５２ａとの間で調整するフレキシブル管４２（第２調整部）をさらに備えている。

この構成によれば、フレキシブル管４２によって、熱交換器１００の能力の１つとしての、貯留部１４の液位が調整される。

さらに、可動開放管６２及びフレキシブル管４２は、連通口６２ａと貯留部１４の液位との高さ方向の距離を維持したまま連通口６２ａの高さ位置及び貯留部１４の液位を調整する。

この構成によれば、連通口６２ａの高さ位置及び貯留部１４の液位が変更されても、連通口６２ａと貯留部１４の液位との高さ方向の距離が維持される。連通口６２ａと貯留部１４の液位との高さ方向の距離は、連通口６２ａの水封を維持できる上部空間１０ａの上限圧力を決める。つまり、上部空間１０ａの上限圧力を維持したまま、貯留部１４の通常容量の液位を調整することができる。

また、オーバーフロー管５は、排出口５２ａの高さ位置を調整する可動フロー管５２（第３調整部）を有している。

この構成によれば、可動フロー管５２によって排出口５２ａの高さ位置が調整される。排出口５２ａの高さ位置は、貯留部１４の上限容量、即ち、貯留部１４に溜まるドレンの上限の液位を決める。つまり、可動フロー管５２によって、熱交換器１００の能力の１つとしての、貯留部１４の上限容量を調整することができる。

さらに、フレキシブル管４２及び可動フロー管５２は、貯留部１４の液位と排出口５２ａとの高さ方向の距離を維持したまま貯留部１４の液位及び排出口５２ａの高さ位置を調整する。

この構成によれば、貯留部１４の液位及び排出口５２ａの高さ位置が変更されても、貯留部１４の液位と排出口５２ａとの高さ方向の距離が維持される。貯留部１４の液位と排出口５２ａとの高さ方向の距離は、排出管４から排出できるドレンの量を超えてドレンが発生した場合に通常容量を超えて貯留部１４に収容しておくことができるドレンの量を決める。つまり、貯留部１４の通常容量から上限容量までの余裕代を維持したまま、貯留部１４の通常容量の液位を調整することができる。

さらに、可動開放管６２、フレキシブル管４２及び可動フロー管５２は、連通口６２ａと貯留部１４の液位と排出口５２ａとの高さ方向の距離を維持したまま連通口６２ａの高さ位置、貯留部１４の液位及び排出口５２ａの高さ位置を調整する。

この構成によれば、連通口６２ａ、貯留部１４の液位及び排出口５２ａの高さ位置が変更されても、連通口６２ａと貯留部１４の液位と排出口５２ａとの高さ方向の距離が維持される。つまり、上部空間１０ａの上限圧力、及び、貯留部１４の通常容量から上限容量までの余裕代を維持したまま、貯留部１４の通常容量の液位を調整することができる。

《その他の実施形態》
以上のように、本出願において開示する技術の例示として、前記実施形態を説明した。しかしながら、本開示における技術は、これに限定されず、適宜、変更、置き換え、付加、省略などを行った実施の形態にも適用可能である。また、前記実施形態で説明した各構成要素を組み合わせて、新たな実施の形態とすることも可能である。また、添付図面および詳細な説明に記載された構成要素の中には、課題解決のために必須な構成要素だけでなく、前記技術を例示するために、課題解決のためには必須でない構成要素も含まれ得る。そのため、それらの必須ではない構成要素が添付図面や詳細な説明に記載されていることをもって、直ちに、それらの必須ではない構成要素が必須であるとの認定をするべきではない。

前記実施形態について、以下のような構成としてもよい。

例えば、熱交換器１００の各要素の構成は、一例に過ぎず、様々な構成を採用することができる。

熱交換器１００は、伝熱部として伝熱管３を採用しているが、これに限られるものではない。伝熱管３は、コイル状でなくてもよい。また、伝熱管３は、フィンチューブ型であってもよい。さらには、伝熱部は、ヒートシンク等であってもよい。

熱交換１００は、蒸気の熱を回収するように構成されているが、熱交換する対象は、蒸気に限られない。例えば、熱交換器は、水等の液体と熱交換して熱を回収する構成であってもよい。その場合、蒸気供給部２は、水（液体）供給部に置き換えられる。容器１０内には、比較的高温の水が供給される。高温の水と伝熱管３とが熱交換し、熱が冷水に回収される。容器１０内に供給された水は、貯留部１４に貯留し、排出管４又はオーバーフロー管５を介して排出される。

また、可動開放管６２、可動フロー管５２及びフレキシブル管４２は、一体的に移動するように構成されているが、これに限られるものではない。例えば、図４に示すように、可動開放管６２、可動フロー管５２及びフレキシブル管４２が別々に移動する構成であってもよい。

詳しくは、可動フロー管５２は、可動開放管６２の上端に形成されたガイド孔６４に摺動自在に挿入され、可動開放管６２に対して相対的に移動可能に構成されている。容器１０に対する可動開放管６２の位置決めと同様に、可動フロー管５２は、係合孔５２ｃ及びピン５２ｄによって可動開放管６２に対して位置決めされる。ステー６３は、高さ方向の長さが調整可能に構成されている。これにより、フレキシブル管４２は、可動開放管６２に対して相対的に高さ方向に移動可能となる。

この構成によれば、可動開放管６２、可動フロー管５２及びフレキシブル管４２は、高さ方向において別々に移動することができる。つまり、貯留部１４の液位、上部空間１０ａの上限圧力、及び、貯留部１４の通常容量から上限容量までの余裕代を個別に調整することができる。

尚、可動開放管６２、可動フロー管５２及びフレキシブル管４２の高さ位置を調整する構成は、これらに限られるものではない。例えば、可動フロー管５２は、容器１０底部１３に移動可能に支持されていてもよい。フレキシブル管４２は、高さ方向に移動可能な状態で容器１０の周壁１１に支持されていてもよい。

また、オーバーフロー管５の構成も一例に過ぎない。例えば、可動フロー管５２を高さ方向に案内する構成は、固定フロー管５１に限られない。可動フロー管５２を高さ方向に案内する構成は、レールや軸受等であってもよい。また、排出口５２ａは、固定フロー管５１の上端から上方に露出しているが、これに限られるものではない。例えば、固定フロー管５１が、排出口５２ａよりも高い位置まで延び且つ、固定フロー管５１の管壁に排出口５２ａを露出させる開口が形成されていてもよい。

さらに、排出口５２ａの高さ位置が変化する構成は、排出口５２ａの下側の端縁の高さ位置が変化する構成であればよい。例えば、排出口５２ａは、固定フロー管５１の管壁に形成された開口と、該開口を下方から閉じるように構成された、可動フロー管５２の管壁とで構成されていてもよい。つまり、可動フロー管５２には、排出口５２ａが形成されておらず、可動フロー管５２の下端部によって固定フロー管５１の開口の上部を部分的に塞いでいる。可動フロー管５２を上方へ移動させることによって、排出口５２ａの下側の端縁が上昇する。排出口５２ａは、大気開放管６の内部空間６２ｂ内を上昇してくるドレンが排出され始める液位を規定しているので、排出口５２ａの下側の端縁の高さ位置が重要である。このように、排出口５２ａの高さ位置の変更は、排出口５２ａの下側の端縁の高さ位置の変更を意味する。

大気開放管６の構成も一例に過ぎない。例えば、可動開放管６２を高さ方向に案内する構成は、固定開放管６１に限られない。可動開放管６２を高さ方向に案内する構成は、レールや軸受等であってもよい。また、連通口６２ａは、固定開放管６１の開口６１ａから外方に露出しているが、これに限られるものではない。例えば、連通口６２ａは、オーバーフロー管５の排出口５２ａのように、固定開放管６１の上端から上方に露出している構成であってもよい。

さらに、連通口６２ａの高さ位置が変化する構成は、連通口６２ａの上側の端縁の高さ位置が変化する構成であればよい。例えば、連通口６２ａは、固定開放管６１の管壁に形成された開口６１ａと、該開口６１ａを上方から閉じるように構成された、可動開放管６２の管壁とで構成されていてもよい。つまり、可動開放管６２には、連通口６２ａが形成されておらず、可動開放管６２の下端部によって開口６１ａの上部を部分的に塞いでいる。可動開放管６２を下方へ移動させることによって、連通口６２ａの上側の端縁が下降する。連通口６２ａは、容器１０内でドレンを押し下げて、降下する上部空間１０ａが大気開放管６の内部空間６２ｂと連通し始める高さを規定しているので、連通口６２ａの上側の端縁の高さ位置が重要である。このように、連通口６２ａの高さ位置の変更は、連通口６２ａの上側の端縁の高さ位置の変更を意味する。

排出管４は、高さ位置を変更自在なフレキシブル管４２を有し、フレキシブル管４２の高さ位置を調整することによって貯留部１４の液位を調整するように構成されているが、貯留部１４の液位を調整する構成は、これに限られるものではない。例えば、排出管４は、容器１０に接続された共通管と、共通管から分岐し、互いに異なる高さに配置された複数の分岐管とを含んでいてもよい。共通管は、容器１０の底部１３から下方に延びた後、屈曲して上方に延びている。複数の分岐管は、共通管のうち上方に延びる部分から分岐し、水平方向に延びている。複数の分岐管のそれぞれには、連通／遮断を切り替えるバルブが設けられている。複数のバルブのうちどのバルブを開くかによって、複数の分岐管のうちどの分岐管を連通させるかが切り替えられる。貯留部１４の通常容量の液位は、連通させる分岐管と略同じ高さとなる。つまり、バルブの切替によって貯留部１４の通常容量が調整される。

または、排出管４には、ドレンの流量を調節可能な調節弁が設けられていてもよい。調節弁の開度を調節することによって、容器１０からのドレンの排出量が調整され、結果として、貯留部１４の通常容量のドレンの液位が調整される。尚、調節弁は、貯留部１４の液位を検出する液位センサに基づいて制御される構成であってもよい。

以上説明したように、ここに開示された技術は、熱交換器について有用である。

１００ 熱交換器
１０ 容器
１４ 貯留部
３ 伝熱管（伝熱部）
４２ フレキシブル管（第２調整部）
５ オーバーフロー管
５２ 可動フロー管（第３調整部）
５２ａ 排出口
６ 大気開放管（開放管）
６２ 可動開放管（第１調整部）
６２ａ 連通口
６２ｂ 内部空間

Claims (3)

1. 液体を貯留する貯留部が設けられた容器と、
   前記容器内に収容され、少なくとも前記貯留部に貯留された液体と熱交換を行う伝熱部と、
   少なくとも一部が前記貯留部に配置され、内部空間が前記容器の外方に開放しており、前記内部空間と前記貯留部とを通過させる連通口を有する開放管と、
   少なくとも一部が前記開放管の内部空間内に配置されており、前記連通口よりも高い位置に形成されて液体を排出する排出口を有するオーバーフロー管と、
   前記貯留部の液位を前記連通口と前記排出口との間で調整する第２調整部とを備え、
   前記開放管は、前記連通口の高さ位置を調整する第１調整部を有し、
   前記第１調整部及び前記第２調整部は、前記連通口と前記貯留部の液位との高さ方向の距離を維持したまま前記連通口の高さ位置及び前記貯留部の液位を調整することを特徴とする熱交換器。
2. 液体を貯留する貯留部が設けられた容器と、
   前記容器内に収容され、少なくとも前記貯留部に貯留された液体と熱交換を行う伝熱部と、
   少なくとも一部が前記貯留部に配置され、内部空間が前記容器の外方に開放しており、前記内部空間と前記貯留部とを通過させる連通口を有する開放管と、
   少なくとも一部が前記開放管の内部空間内に配置されており、前記連通口よりも高い位置に形成されて液体を排出する排出口を有するオーバーフロー管と、
   前記貯留部の液位を前記連通口と前記排出口との間で調整する第２調整部とを備え、
   前記開放管は、前記連通口の高さ位置を調整する第１調整部を有し、
   前記オーバーフロー管は、前記排出口の高さ位置を調整する第３調整部を有し、
   前記第２調整部及び前記第３調整部は、前記貯留部の液位と前記排出口との高さ方向の距離を維持したまま前記貯留部の液位及び前記排出口の高さ位置を調整することを特徴とする熱交換器。
3. 液体を貯留する貯留部が設けられた容器と、
   前記容器内に収容され、少なくとも前記貯留部に貯留された液体と熱交換を行う伝熱部と、
   少なくとも一部が前記貯留部に配置され、内部空間が前記容器の外方に開放しており、前記内部空間と前記貯留部とを通過させる連通口を有する開放管と、
   少なくとも一部が前記開放管の内部空間内に配置されており、前記連通口よりも高い位置に形成されて液体を排出する排出口を有するオーバーフロー管と、
   前記貯留部の液位を前記連通口と前記排出口との間で調整する第２調整部とを備え、
   前記開放管は、前記連通口の高さ位置を調整する第１調整部を有し、
   前記オーバーフロー管は、前記排出口の高さ位置を調整する第３調整部を有し、
   前記第１調整部、前記第２調整部及び前記第３調整部は、前記連通口と前記貯留部の液位と前記排出口との高さ方向の距離を維持したまま前記連通口の高さ位置、前記貯留部の液位及び前記排出口の高さ位置を調整することを特徴とする熱交換器。
   

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