JPH07159059A

JPH07159059A - 熱交換装置

Info

Publication number: JPH07159059A
Application number: JP30073993A
Authority: JP
Inventors: Yutaka Watanabe; 裕渡邊
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1993-12-01
Filing date: 1993-12-01
Publication date: 1995-06-20

Abstract

(57)【要約】【目的】環境水資源の利用にあたっての機器の汚れ防
止を低減し長期的安定運転が可能な熱交換器を提供する
こと。【構成】環境水を所定槽下部より導入し、上部より環
境水に不溶且つ比重の大きい液状媒体を導入する。この
液状媒体を所定槽上部より下部へ液滴を形成させること
なく流下させ、この流下した液状媒体を熱交換器本体内
部を介して所定槽上部へ循環させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ヒートポンプあるいは
冷凍機の熱源あるいは放熱源として海水、河川水、中
水、下水などの様々な形態の自然環境周辺に存在する環
境水を利用する熱交換装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】最近、河川、下水など我々の周辺に存在
する未利用な環境エネルギーを空調あるいは給湯等の比
較的温度の低い民生用熱源あるいは放熱源として活用
し、ヒートポンプ（冷凍機も同義）のサイクル効率を高
める提案が相次いでいる。（例えば日本機械学会第69期
通常総会の講演論文集 VOL-B p505 1992-4）これらの環
境水熱源との熱の授受では熱交換器の伝熱面が、海水、
河川水、下水などに直接晒される為、短時間にスケール
やスライムが表面に付着し、熱交換器の性能劣化を来
す。

【０００３】その対策として伝熱管内の自走式のブラシ
を挿入して伝熱管内面を洗浄する方法やスポンジボール
を循環させる方式、水中にオゾンあるいは塩素などの殺
菌性の薬剤を注入する方式などが提案されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上述した様なブラシや
スポンジボールによる洗浄方法ではそれらが経年的に磨
耗したり、比較的大きな固形異物の混入により全く機能
を果たさなくなるなどの問題があった。この為、短期間
の周期で分解清掃が義務付けられている現状である。

【０００５】そこで、本発明の目的はゴミや微生物、有
機物を含む環境水熱源との熱の授受において、熱交換器
内の伝熱面の汚れを低減し、長期的に安定した環境水エ
ネルギーを活用できる熱交換装置を提供することにあ
る。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は、所定の環境水
を所定槽下部より導入する第１の導入部と、前記所定槽
上部より前記環境水に不溶で且つ比重の大きい液状媒体
を導入する第２の導入部と、前記液状媒体が内部に導入
され外部との間で熱交換動作を行う熱交換器本体と、前
記液状媒体を前記所定槽の上部より下部へ液滴を形成さ
せることなく流下させる流下手段と、この所定槽下部へ
流下した液状媒体を前記熱交換器本体内部を介して第２
の導入部へ導入する循環部とを備えてなることを特徴と
する。

【０００７】

【作用】以上の構成により、環境水と熱交換を行った高
比重非水溶性の液状媒体を熱交換器本体に導入し熱交換
動作を行わせることができる。液状媒体は環境水に混入
しない為、熱交換器伝熱面は清浄な状態に長期保持可能
となる。液状媒体は膜状を保持して流下するので微細液
滴の発生及び環境水中への飛散を防止できる。

【０００８】

【実施例】以下、本発明の一実施例を図面を参照して説
明する。図１は河川水との熱の授受を行う場合の実施例
である。河川１より河川水取水口２により取水された熱
源水３はポンプ４ａにより熱交換槽４ｂ下部に導かれ
る。

【０００９】熱交換槽４ｂ内の熱源水３はゆっくりと垂
直方向に上昇し、熱交換部４ｂ上部の放流路７を経由し
再び河川１に放流される。河川水の取水口２は放水口８
の位置に比して河川の上流部に設置している。

【００１０】図には示されない取水口２には大きなゴミ
や固形物、繊維状異物などを除去し専ら水のみを通過さ
せるフィルター２Ａが設置されることは当然である。一
方、熱交換槽４ｂの上部に設置された分流器５より高比
重非水溶性液体６が流出し垂直状に配置された板状部材
により形成された流路８を経由し熱源水３中を流下す
る。この際直接々触で熱交換しほぼ熱源水３と同じ温度
となり熱交換槽４ｂ下部の回収部９へ到達する。

【００１１】回収部９の底部９Ａには高比重非水溶性液
体６をヒートポンプ10内部へ導き、その後再度分流器５
へと循環させる循環系11が接続されている。ヒートポン
プ１０にて外部との間で熱交換動作が行われることは当
然である。

【００１２】次に、以上の様に構成された実施例の作用
を説明する。回収部９に貯溜される高比重非水溶性液
体６の温度はほぼ河川水（熱源水）の温度まで昇温され
ており、分流器５から流出した時の状態に比して河川水
より熱エネルギーを受けとった状態である。この熱エネ
ルギーはヒートポンプ10にて汲み上げられ、高比重非水
溶性液体６は再び低温となり分流器５へ向かう。この様
にして河川水の持つ熱エネルギーはヒートポンプ10に搬
送される。

【００１３】この過程で、河川水は高比重非水溶性液体
６の内部に密度差故に混入出来ない。一部河川水に含ま
れた微小な砂や比較的重い固形微粒子が高比重非水溶性
液体６内に入ることもあるが、これら固形物は高比重非
水溶性液体６の循環系11に設置されるフィルタを兼ねた
分離器11Ａにて除去される。分離器11Ａは定期的に洗浄
する必要がある。分離器11Ａ内には河川水が僅かである
が混入することもある。この為分離器11Ａの上部には水
逃がし弁11Ａ−ａが設置されている。

【００１４】熱交換槽４ｂにて高比重非水溶性液体６に
より熱エネルギーの一部を失った熱源水３は低温とな
る。また、高比重非水溶性液体６は熱交換槽４ｂ内を重
力で自然落下する際、流路８に沿い膜状となって流れる
為、液滴に分断されることがなく連続体として移動し微
細な液滴を発生することがない。従って河川水に浮遊す
る高比重非水溶性液体６は全く発生せずその消耗、飛散
を防止できる。

【００１５】尚、流路８を形成する部材として柱状、棒
状部材でも代替可能である。これら部材の流路８方向に
溝を形成すること、部材表面に網状部材を設けること、
又、部材自体を不織布状の多孔性部材にて形成すること
も効果的である。

【００１６】あるいは、部材を傾斜配置されることも、
液滴の発生を効果的に防止して流下させることに効果的
である。以上の実施例は河川水からの熱回収を例として
説明したが、冷凍機との組み合わせにより、河川水、海
水、下水等への放熱を実施する場合も全く同様の手段に
て行えることは明白である。

【００１７】

【発明の効果】以上説明した様に、本発明によれば熱交
換器に熱源水を直接導くことにより発生する熱交換器の
汚れを、これら熱源水と極めて高効率に熱交換した、高
比重非水溶性液体を循環することにより防止可能とな
る。この結果、従来頻繁に必要であった熱交換器の伝熱
面洗浄装置の補修業務や改修分解の期間が大幅に長期化
できるなどの効果を得ることが可能となった。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例に係る熱交換器の構成図。

【符号の説明】

１…河川、２…取水口、２Ａ…フィルター、３…熱源
水、４ａ…ポンプ、４ｂ…熱交換槽、５…分流器、６…
高比重非水溶性液体、７…放流路、８…放流口、９…回
収部、10…ヒートポンプ（または冷凍機）11…高比重非
水溶性液体の循環系、11Ａ…分離器兼用フィルター、11
Ｂ…ポンプ、11Ａ−ａ…水逃がし弁。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】所定の環境水を所定槽下部より導入する
第１の導入部と、前記所定槽上部より前記環境水に不溶
で且つ比重の大きい液状媒体を導入する第２の導入部
と、前記液状媒体が内部に導入され外部との間で熱交換
動作を行う熱交換器本体と、前記液状媒体を前記所定槽
の上部より下部へ液滴を形成させることなく流下させる
流下手段と、この所定槽下部へ流下した液状媒体を前記
熱交換器本体内部を介して第２の導入部へ導入する循環
手段とを備えてなることを特徴とする熱交換装置。
【請求項２】前記流下手段は板状部材である請求項１
記載の熱交換装置。
【請求項３】前記流下手段は柱状部材である請求項１
記載の熱交換装置。
【請求項４】前記流下手段は棒状部材である請求項１
記載の熱交換装置。
【請求項５】前記流下手段は前記所定槽上部から下部
へ向かって垂直に配置されている請求項１記載の熱交換
装置。
【請求項６】前記流下手段は前記所定槽上部から下部
へ向かって所定角度傾斜させて配置されている請求項１
記載の熱交換装置。
【請求項７】前記流下手段の前記液状媒体の流下方向
に溝が設けられている請求項２乃至６記載の熱交換装
置。
【請求項８】前記流下手段の表面に網状部材を設けた
請求項２乃至６記載の熱交換装置。
【請求項９】前記流下手段は不織布状の多孔性部材に
て形成されている請求項２乃至６記載の熱交換装置。