JPH04129039U

JPH04129039U - 二重筒内コイル型熱交換器の凍結解除装置

Info

Publication number: JPH04129039U
Application number: JP4569991U
Authority: JP
Inventors: 泰利妹尾; 明吉板橋; 昭生森田; 恭助佐々木
Original assignee: 株式会社三浦研究所; 三菱重工業株式会社
Priority date: 1991-05-20
Filing date: 1991-05-20
Publication date: 1992-11-25
Anticipated expiration: 2006-05-20
Also published as: JP2513048Y2

Abstract

(57)【要約】【目的】熱交換器の管状メンバー内を流れる過冷却水
等の凍結を流量センサが感知し、熱交換の停止、凍結解
除、再稼動を自動化する装置を提供する。【構成】内側ケーシング(13)と外側ケーシング(14)と
の間に管状メンバー(15)を螺旋状に配置した二重筒内コ
イル型熱交換器の構成において、前記熱交換器(3) に対
し、蓄冷水槽(4) を冷水循環路(9) (10)を介して接続
し、この循環路(10)の途中に流量センサ(12)を設けて通
水状況を監視する。又、前記内側ケーシング(13)内の空
間部にはヒーター(19)を挿入し、これによって前記管状
メンバー(15)内の流水が凍結したときは、流量センサ(1
2)からの出力信号により制御器(5) を介して、熱交換の
停止、ヒーター入力による凍結解除、熱交換の再稼動の
動作を自動的に制御する。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

この考案は、水等を氷点近くまで、或いは過冷却するための二重筒内コイル型熱交換器に対して取り付け得る新規な凍結解除装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】

従来の過冷却水製造装置としては、渦巻状又は螺旋状の水管をブラインの槽内に浸漬し、ブラインを攪拌器で攪拌して水管内の原水を冷却する方式のものや、直線状の二重管の内管に原水を通し、外管にブラインを通して熱交換を行うことにより、原水を冷却する方式のものが知られている。

【０００３】ところで、それら従来の過冷却水製造装置の熱交換器においては、種々の要因により水管内の原水が凍結したときは、水管をブライン槽より取り出すか、又はブラインを排出した後、水管から離れた位置に設けられたヒーターで水管内の凍結を解除するか、或いは、ブラインの替わりに温水を流して水管内の凍結を解除しなければならない。

【０００４】

【考案が解決しようとする課題】

しかし、上述の凍結解除手段では、ブラインの排出や水管の取り出し或いはヒーターの挿入などのためのわずらわしい作業をしなければならなかったり、ヒーターの熱の大部分が外部に放散され、解凍に長時間を要するなど不都合な点が多い。

【０００５】

【課題を解決するための手段】

この考案の二重筒内コイル型熱交換器の凍結解除装置は、上記課題に基づいてなされたものであって、内側ケーシングと外側ケーシングとの間に管状メンバーを螺旋状に配置した二重筒内コイル型熱交換器の構成において、冷水循環路の途中に流量センサを挿入するとともに、この流量センサの出力信号によって動作する凍結解除用ヒーターにより、前記内側ケーシングの内部から凍結を解除できるようにしたことを特徴としている。

【０００６】

【作用】

この考案によると、冷水循環路に挿入した前記流量センサが通水の状況を監視し、凍結現象が発生して通水が停止するのに伴い、前記流量センサの出力信号により制御器を介して、ブライン循環ポンプをＯＦＦにするとともに、凍結解除用のヒーターをＯＮにする。そして、前記ヒーターの作用により管状メンバー内の凍結を解除し、前記流量センサが通水を確認すれば、前記ヒーターをＯＦＦにし、同時に前記ブラインポンプをＯＮさせて、冷却水の製造運転を再開することができる。

【０００７】

【実施例】

以下、この考案の実施例を図面に基づいて説明する。図１は、この考案を適用して得た過冷却水製造装置の系統図である。図中、(1 ) は冷凍機、(2) はブライン槽、(3) はこの考案に係る熱交換器、(4) は蓄冷水槽、(5) は、制御器を示す。

【０００８】上記冷凍機(1) は、例えば液化した冷媒を膨張弁(1a)により減圧した後、蒸発潜熱によってブラインを冷却する方式を利用したもので、ブライン槽(2) 中に配した熱交換器(1b)を備えている。

【０００９】ブライン槽(2) には、内部のブライン（冷却媒体）を熱交換器(3) 内に導入して循環させるためのブライン循環路(6) 及び(7) を接続してあり、途中にブライン循環用ポンプ(8) を設けている。同様に冷水循環路(9) ，(10)及び冷水ポンプ (11)は、熱交換器(3) と蓄冷水槽(4) との間に接続してあるが、この系路には、水等の被冷却流体が流れるようになっている。尚、この考案に係る流量センサ(1 2)は、前記冷水循環路(10)の途中に挿入してある。

【００１０】熱交換器(3) は、内側ケーシング(13)と、外側ケーシング(14)及びこれらの間に螺旋状に配置した管状メンバー(15)から成る。図２及び図３に明らかなように、この形式の熱交換器では、管状メンバー(15)の内部を水等の被冷却流体が流れる一方、ブラインは、その主流を設定するところの、管状メンバー(15)に沿って延びる螺旋状流路(16)及び、内外側のケーシング(13)，(14)と管状メンバー(15) との隙間をバイパスする洩れ流路(17)に分流され、合流を繰り返す構成としてある。尚、内側ケーシング(13)及び外側ケーシング(14)の上下両端部に対しては、蓋板(18)を当てがい、これによって両者間に形成した流路を封鎖するが、内側ケーシング(13)の内部は中空としてある。

【００１１】この考案の凍結解除装置は、内側ケーシング(13)に内設したヒーター(19)を具備して成る。このヒーター(19)は、例えばニクロム線等の電気抵抗線材を、前記熱交換器(3) の内側ケーシング(13)の内部空間に図１に示すように挿入してあって、ヒーター(19)のＯＮ、ＯＦＦの切替えは制御器(5) で行うようにしている。この制御器(5) は、前記冷凍機(1) 、ブラインポンプ(8) 、及び流量センサ(12) と信号線(20)を介してそれぞれ接続してあり、上記流量センサ(12)からの出力信号を受けて、前掲の冷凍機(1) 等の要素の統括制御を行う。

【００１２】蓄冷水槽(4) は、熱交換器(3) 内の管状メンバー(15)に冷水循環路(9) ，(10) を介して連通していて、過冷却水が流入しその一部が氷結して貯えられるようになっている。(21)は、常温水を蓄冷水槽(4) に供給して解氷するためのバルブ、 (22)は、得られた冷却水を取り出すためのバルブ、又、(23)は、凍結時に空気を入れる空気弁である。（図１）

【００１３】上記構成の過冷却水製造装置においては、ブライン槽(2) 内の所定温度（約− １０℃）のブラインを循環ポンプ(8) の駆動により、ブライン循環路(6) を通して熱交換器(3) の一端部、図面では上端部より内外側のケーシング(13)，(14)間に導入すると、そこからブラインが、図中の矢印のごとく、管状メンバー(15)に沿って形成されている螺旋状通路(16)を通り周回するものと、管状メンバー(15) と内外ケーシング(13)，(14)との隙間(17)をバイパス通過するものとに分岐して流れる（図２参照）。これに対し、水循環ポンプ(11)の駆動により冷水循環路(9) ，(10)を流れる水は、図１の矢印で示すように、熱交換器(3) 下端部より水管すなわち管状メンバー(15)中を通り、上記ブラインとは逆向きに流れて蓄冷水槽(4) へ還流する。その際、螺旋状流路(16)におけるブラインと水との熱交換と同時に、洩れ流路(17) を通過するブラインにより管状メンバーの周壁が全体的かつ一様に冷却され、水に対する熱伝達率が向上する。

【００１４】上述のようにして、螺旋状流路(16)及び洩れ流路(17)を通してブラインを流通させ、管状メンバー(15)中に水を送給することにより、蓄冷水槽(4) に還流したときは、氷点温度以下（約−４℃）の過冷却水となり、そのうちの約５％は氷片化するので、連続運転を行えば、氷塊、シャーベットを蓄冷水槽内に所要量貯えることができる。

【００１５】上記のような過冷却水製造過程において、予期せざる事故等により熱交換器(3 ) の管状メンバー(15)内で過冷却水が凍結したときは、前記流量センサ(12)が通水ストップを感知し制御器(5) に通報して、ブラインポンプ(8) 、及び冷凍機(1 ) を停止すると同時にヒーター(19)をＯＮし、要すれば空気取入れ弁(23)を開く。通電により発熱したヒーター(19)は、内側ケーシング(13)の内周面より管状メンバー(15)の凍結部へ伝熱して凍結を解除する。凍結が解除されて管状メンバー内を流水しはじめると、前記流量センサ(12)が流水を感知し制御器(5) に通報して、ヒーター(19)をＯＦＦにし空気弁(23)を閉じるとともにポンプ(8) 、及び冷凍機(1) を再駆動して過冷却水の製造を再開することができる。

【００１６】図４は、蓄冷水槽(4) １個に対して熱交換器(3) を複数個備えた実施例を示すもので、過冷却水を多量に製造する場合や、１個の熱交換器が凍結した場合にも、他の熱交換器が稼動しているので、連続して過冷却水を製造するのに効果的である。尚、この実施例では熱交換器を２個設置したが、これを２個以上の熱交換器を設置することもよく、又、冷凍機ブライン槽及び循環ポンプを大型化し１台で複数の熱交換器へブラインを供給することもできる。その場合には各熱交換器のブライン循環路(6) に弁を設け、凍結した熱交換器につながるブラインポンプ (8) のＯＦＦ，ＯＮに変えてブライン循環路(6) の弁を閉、開する。また同様に冷水ポンプも共通化できる。

【００１７】

【考案の効果】

以上説明したように、この考案の熱交換器の凍結解除装置は、熱交換器の内側ケーシングの内部にヒーターを挿入したので、熱交換器内の水管の全長を能率良く加熱することができて、短時間で凍結解除が可能となり、しかも設置場所をとらず小型で安価に製作することができる。又、冷水循環路中の流量センサにより凍結を感知して熱交換器の停止、凍結解除、再駆動を自動的に行うので、省力化に効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】この考案の一実施例を示す過冷却水製造装置の
系統図である。

【図２】図１の熱交換器の一部を拡大して示す部分断面
図である。

【図３】図１の熱交換器を示す拡大破断平面図である。

【図４】図１の実施例にかわる他の実施例を示す過冷却
水製造装置の系統図である。

【符号の説明】

(3) 熱交換器 (4) 蓄冷水槽 (9) 冷水循環路 (10) 冷水循環路 (12) 流量センサ (13) 内側ケーシング (14) 外側ケーシング (15) 管状メンバー（水管） (19) ヒーター

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)考案者森田昭生愛知県西春日井郡西枇杷島町字旭町３丁目１番地三菱重工業株式会社エアコン製作所内 (72)考案者佐々木恭助愛知県西春日井郡西枇杷島町字旭町３丁目１番地三菱重工業株式会社エアコン製作所内

Claims

【実用新案登録請求の範囲】

【請求項１】内側ケーシング(13)と外側ケーシング(1
4)との間に管状メンバー(15)を螺旋状に配置した二重筒
内コイル型熱交換器の構成において、熱交換器(3) に対
し、蓄冷水槽(4) を冷水循環路(9) 、(10)を介して接続
し、この冷水循環路(10)の途中に流量センサ(12)を挿入
するとともに、前記内側ケーシング(13)内の空間部に、
前記流量センサ(12)の出力信号によって動作する凍結解
除用ヒーター(19)を設置したことを特徴とする二重筒内
コイル型熱交換器の凍結解除装置。