JPH03164690A - 冷水装置用熱交換器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、例えば活魚装置および工作機械冷却装置等に
使用される冷水装置の熱交換器に関する。

（従来技術） 上記の如き冷水装置は、熱負荷部となる水槽内の水を取
り込み、浄化・冷却して水槽に循環させることにより、
水質および水温を設定条件に維持するためのもので、例
えば実開昭６３−３３７７６号公報記載のものが提案さ
れている。この装置は、第４図に示すように熱負荷部と
なる水槽４１と、水槽４１内における水使用により異物
等で汚れた水を浄化するための第１および第２の浄化槽
４２および４３と、冷凍サイクル４４から低温冷媒が供
給されて、水槽４１内における水使用により熱交換され
て温度上昇した水を冷却するための熱交換器４５と、装
置内に水を循環させるためのポンプ４６とから構成され
、水槽４１内の水はまず第１および第２の浄化槽４２お
よび４３に順次導かれて水処理され、次にポンプ４６に
より圧送されて熱交換器４５に導かれ、熱交換器４５を
通過する際に冷却された後に水槽４１に戻される。

（発明が解決しようとする課題） 上記従来例は、冷水装置を構成する水槽４１、第１およ
び第２の浄化層４２および４３、熱交換器４５およびポ
ンプ４６がそれぞれ別体であるために、装置が大型化し
、大きな設置スペースが必要となるので、高価でかつ設
置性が悪いものであつた。さらに上記各構成要素間をパ
イプで連結して水を循環させるため、パイプの接続箇所
も多く、水洩れの要因も増すことから、信頼性が低下す
る等の問題があった６ そこで本発明では、冷水装置の設置性および信頼性を向
上させることができる冷水装置用熱交換器を供給しよう
とするものである。

（課題を解決するための手段） 上記課題を解決するために、本発明は、水槽内の水を取
り込み、浄化および冷却して該水槽内に循環させる冷水
装置において、内部に冷媒が流通する冷媒通路を折曲さ
せてなる冷却コイルおよび該冷却コイルの周囲を水が所
定の流速で流れるべく案内する案内手段からなる熱交換
手段と、水通路に濾材を充填してなる浄化手段とを、単
一の箱体内に直列に配設したものである。

（作用・効果） 上記の構成により、熱交換器に流入した水は案内手段に
よって導かれて冷却コイルの周囲を所定の流速で流れ、
冷却された後に、濾材の充填された浄化手段を通されて
、そこで浄化されて外部に導出される。このように本発
明によれば、熱交換器と浄化槽が一体となるため、冷水
装置の小型化が可能となり、設置・性が向上するととも
に、低コスト化が可能となる。また浄化手段と熱交換器
間の水の流通が、外部配管を介することなく同一箱体内
で連続的に流れるので、水配管接続箇所を減じて信頼性
を向上させることができる。

（実施例） 以下、図面により本発明の詳細な説明する。

第１図は本発明の一実施例の断面図である。第１図にお
いて、ｌは樹脂又は耐食性を有する金属からなる有底筒
形のタンクで、底面中央に所定大きさの穴１ｂが形成さ
れている。タンクｌの内部には、その中央に該タンク１
と略等しい高さの円筒状の隔壁２が前記穴１ｂの周縁部
に垂直に立設されされ、かつ底面より若干寸法タンク１
の開口部側（図中上方）の位置に、水が通る小穴３ａが
多数均一に穿設された円板状の穴あき仕切板３が水平に
配設され、タンク１内底部に若干の空間をおいてタンク
ｌ内部を上下方向に仕切っている。なお、隔壁２の穴あ
き仕切板３よりも下方には複数箇所に通水口２ａが形成
されている。またタンクｌ内の穴あき仕切板３上には隔
壁２の周囲にサンゴ、ゼオライト等からなる濾材４が充
填されている。タンク１側壁の上端部近傍にはタンク１
内と連通ずる排水口５が外方に突出して形成されており
、前記濾材４は該排水口５の開口部のやや下方まで充填
されている。

隔壁２の内側には、耐食性を有する金属パイプを螺旋状
に巻回してなる冷却コイル６が２列に挿入されている。

冷却コイル６は軸方向中心に空胴部を形成するようにし
て所定の径およびピッチで巻回されており、この空調部
に冷却コイル６の周囲に水を案内するためのバッフル７
が配置されている。バッフル７は樹脂からなり、上記空
胴部を貫通する送水管７ａの外周壁に、隔壁２の内径よ
・りやや小さい外径でかつ冷却コイル６の螺旋形状と等
しいピッチで巻回された螺旋板部７ｂが形成されたもの
で、該螺旋板部７ｂを冷却コイル６の螺旋状パイプ間に
螺合させるようにして配置されている。これらの冷却コ
イル６およびバッフル７は、タンク１の底面中央の穴１
ｂを閉塞する円板状の樹脂製のフランジ８に保持されて
いる。冷却コイル６は螺旋形状の端部より延長されたパ
イプがフランジ８を水密にに貫通して該フランジ８に植
設され、バッフル７は送水管７ａの下端部がフランジ８
の中央に形成された入水口８ｂの上部周縁に設けられた
段部８ａに嵌合し保持されている。

またフランジ８は入水口８ｂに開口して送水管７ａと連
通する筒状部８Ｃが下方に突設されており、タンクｌの
底面にＯリング等のシール材９を挾んでボルト・ナツト
により固定されている。なおバッフル７の送水管７ａの
上端部近傍の管壁には通水ロアＣが複数穿設されている
。

また、タンクｌは箱形の台座１０上に載置されており、
台座１０の上面に形成された穴１０ａにタンク底面のフ
ランジ８が遊嵌し、台座１０内において外部からの水ホ
ース１１がフランジ８の筒状部８ｃに接続されるととも
に、冷却コイル６の引き出されたパイプの端部が図示せ
ぬ冷凍サイクルを構成する外部配管１２とフレアナツト
等により接続されている。さらにタンク１の上端開口部
は蓋１３によって閉塞されている。蓋１３は中央部が外
方に突出した曲面に形成され、この曲面の内側に隔壁２
の内径に嵌合するとともに、バッフル７の送水管７ａの
上端縁を上方より押圧閉塞する内蓋１３ａが突設されて
おり、タンク１の上端縁より外方に折曲されたフランジ
部１ａにおいて蓋１３の周縁部がシール材１４を介して
ボルト・ナツトにより固定されている。

次に本実施例の動作を説明する。第２図（第４図と同一
符号のものは同一のものを示している）に示すように、
本実施例の熱交換器４５′　は冷水装置中の第１の浄化
槽４２とポンプ４６との間に接続される。即ち、第１図
において、第１の浄化槽４２から送られた水が水ホース
１１を介してフランジ８の入水口８ｂに供給され、また
タンクｌの排水口５から排出された水がポンプ４６に送
られる。

第１図に矢印で示すように、水ホース１１よりフランジ
８の入水口８ｂに供給された水は、バッフル７の送水管
７ａを通過して送水管７ａ上端において通水ロアＣより
隔壁２内に入る。そしてバッフル７の螺旋板部７ｂに案
内されて冷却コイル６の螺旋形状に沿って隔壁２内を回
転しながら流れ落ちるとともに、冷却コイル６の管内を
流れる低温冷媒と管壁を介して熱交換されて冷却される
。

このとき水はバッフル８と隔壁２によって構成された狭
い螺旋状の通路を流れ落ちるため、冷却コイル６の周囲
を流れる水の流速が上がり、高い熱交換性能が得られる
。次に隔壁２の下端部に流れ落ちた水は通水口２ａより
穴あき仕切板３下方のタンク１の底部に入り、そこから
穴あき仕切板３の小穴３ａを通して濾材４の充填部分に
流れ込む。

そして濾材４の充填部分を下方より上方に通過して冷却
水中の汚れおよび有害物等が除去された水は、タンクｌ
の上端部側壁の排水口５より排出される。このとき、濾
材４への送水を下方から均一に小穴３ａをあけた隔壁２
内の通水面積より大面積の穴あき仕切板３を介して送る
ことにより、濾材４の充填部分の水の流れが低くなり、
有害物等の除去を効率的に行うことができる。

上記の構成により、従来では第４図に示したように第２
の浄化槽４３と熱交換器４５の両者によって構成されて
いたものが、本実施例の熱交換器４５′のみで同様な機
能を果たすことができ、このとき熱交換器４５′の容積
は従来の浄化槽の１０〜２０％増しに止めることができ
るので、冷水装置のシステムがコンパクトになり、水配
管の接続箇所も減することにより、信頼性を向上させ、
設置性が良く、さらに低価格なものを提供することが可
能となる。

さらに本実施例では、長時間の使用により冷却コイル６
の管壁に付着した異物を清掃する際に、蓋１３を取外し
てバッフル８を回転させながら上方に引き上げることに
より、バッフル８を容易に抜くことができるので、冷却
コイル６の中央の空胴部が清掃スペースとなり、容易に
清掃ができ、メインテナンス性が向上して常に能力低下
のない状態で使用することが可能となる。

次に本発明の他の実施例を説明する。本実施例はタンク
を上下二分割とし、上部タンクに浄化槽、下部タンクに
熱交換器をそれぞれ配設したものである。第３図は本実
施例の断面構成を示しており、上部タンク２１と下部タ
ンク２２とは各々の端縁に形成されたフランジ２１ａお
よび２２ａにおいてシール材２３を介してボルト・ナツ
トにより結合されている。上部タンク２１の底面は均一
に小穴２４ａをあけた穴あき仕切板２４となっており、
前記実施例と同様に内部には上端部側壁の排水口２５の
やや下方まで濾材２６が充填され、上端縁は蓋２７によ
り閉塞されている。下部タンク２２は、その底面中央に
入水口２８が形成され、内部には底面から所定寸法上方
に複数の絞り板２９がタンク内部を横断するように並べ
て架設されている。絞り板２９は入水口２８がら導入さ
れる水の通路を絞って適当な流速を得るためのもので、
下流側（図中上方）に向けて次第に幅広となる断面形状
を有し、所定の間隔で配列されている。また絞り板２９
の上方にはヘヤビン状に折曲された冷却コイル３０が水
平タンク内を横断するように配設されており、冷却コイ
ル３０は前記実施例と同様に下部タンク２２の側壁に０
リング３１を挾んで固定されたフランジ３２に植設され
、タンク外部で図示せぬ冷凍サイクルを構成する外部配
管３３に接続されている。

このように構成された本実施例では、下部タンク２２の
底面の入水口２８より導入された水（第３図中に矢印で
示す）は、絞り板２９によって通路が狭められたことに
より、絞り板２９を通過する際に流速が高められて冷却
コイル３０の周囲を流れ、高い熱交換率で冷却された後
、上部タンク２１底面の穴あき仕切板２４を通過する際
に流速が低められて上部タンク２１内の濾材２６中を流
れ、効率的に有害物等が除去された後、排水口２５より
外部に排出されるので、前記実施例と同様に装置の小型
化による冷水装置の設置性の向上および低価格化、さら
に水配管の接続箇所の低減による信頼性の向上等の効果
が得られる。また清掃の際には、上下タンク２１および
２２を締結しているボルト・ナツトを外して上部タンク
２１と下部タンク２２とを分離することにより、前記実
施例と同様に容易に冷却コイル３０の清掃を行うことが
でき、メインテナンス性が良好である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の断面図、第２図は本発明の
一実施例を用いた冷水装置の構成図、第３図は本発明の
他の実施例の断面図、第４図は従来の冷水装置の構成図
である。 ■・・・・・・タンク、　　　　　２・・・・・・隔壁
、３．２４・・・・・・穴あき仕切板、 ４．２６・・・・・・・・・濾材、　　５，２５・・・
・・・排水口、６．３０・・・・・・冷却コイル、 ７・・・・・・バッフル、 ８ｂ、２８・・・・・・入水口、 １３．２７・・・・・・蓋、　　２９・・・・・・絞り
板。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 水槽内の水を取り込み、浄化および冷却して該水槽内に
   循環させる冷水装置において、内部に冷媒が流通する冷
   媒通路を折曲させてなる冷却コイルおよび該冷却コイル
   の周囲を水が所定の流速で流れるべく案内する案内手段
   からなる熱交換手段と、水通路に濾材を充填してなる浄
   化手段とを、単一の箱体内に直列に配設したことを特徴
   とする冷水装置用熱交換器。