JPH10281668A - ツウィンスパイラル式熱交換器 - Google Patents
ツウィンスパイラル式熱交換器Info
- Publication number
- JPH10281668A JPH10281668A JP11598697A JP11598697A JPH10281668A JP H10281668 A JPH10281668 A JP H10281668A JP 11598697 A JP11598697 A JP 11598697A JP 11598697 A JP11598697 A JP 11598697A JP H10281668 A JPH10281668 A JP H10281668A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- heat transfer
- heat exchanger
- twin
- sized
- spiral
- 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
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- Heat-Exchange Devices With Radiators And Conduit Assemblies (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 軽量，耐圧，高い伝熱係数，を有する小
型及び大型の直交流ツウィンスパイラル式熱交換器の提
供を課題とする。 【解決手段】 薄い伝熱板に，波状の突起，及び凹凸状
の突起を形成した２枚の板をパイプ状の２軸を中心に巻
き取り形成した，伝熱部要素，を外胴に収納することに
より，直交流に２流体が流れ，高効率の熱交換を行う様
にした，又２軸のスパイラル伝熱部要素の複数個を並列
及び直列に連結して使用することにより大型で軽量の熱
交換器も可能にした。
型及び大型の直交流ツウィンスパイラル式熱交換器の提
供を課題とする。 【解決手段】 薄い伝熱板に，波状の突起，及び凹凸状
の突起を形成した２枚の板をパイプ状の２軸を中心に巻
き取り形成した，伝熱部要素，を外胴に収納することに
より，直交流に２流体が流れ，高効率の熱交換を行う様
にした，又２軸のスパイラル伝熱部要素の複数個を並列
及び直列に連結して使用することにより大型で軽量の熱
交換器も可能にした。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】小容量から、その数倍に及
ぶ、気体、液体の加熱、冷却、凝縮器として、多数の目
的に対応し得る、コンパクトな熱交換器を提供する。
ぶ、気体、液体の加熱、冷却、凝縮器として、多数の目
的に対応し得る、コンパクトな熱交換器を提供する。
【０００２】
【従来の技術】従来は１軸に２枚の板をスパイラル状に
巻き取り、最外周の板もそれと連続しした板で構成され
ている為、最外周板を薄くすれば、耐圧が低下する事に
なる。
巻き取り、最外周の板もそれと連続しした板で構成され
ている為、最外周板を薄くすれば、耐圧が低下する事に
なる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】伝熱板を薄くすれば、
コンパクト、軽量、伝熱効率を上げることが出来るが、
小型ないしは耐圧の低いものしか出来なかった。
コンパクト、軽量、伝熱効率を上げることが出来るが、
小型ないしは耐圧の低いものしか出来なかった。
【０００４】
【課題を解決するための手段】薄い伝熱板に、波状の突
起、又は凹凸状の突起を形成した２枚の板をパイプ状の
２軸を中心として巻き取ることに依り、２個対の２軸の
スパイラル伝熱部要素を形成する、１軸で巻き取る従来
の技術に比べ、巻き径を小さく出来、又板に波状の突起
及び凹凸状の突起を形成してあり、それらが、互いに接
触することにより、さらに従来のスパイラルプレートに
比べて支持点が多い、等により耐圧力が高くなった、２
軸が流体の出入り口になるため、その軸端を接合するこ
とにより単一又は色々の組み合わせが出来、それを外胴
に収納、外胴に他の流体の出入り口を設けることによ
り、２流体が流れる熱交換器を形成する。
起、又は凹凸状の突起を形成した２枚の板をパイプ状の
２軸を中心として巻き取ることに依り、２個対の２軸の
スパイラル伝熱部要素を形成する、１軸で巻き取る従来
の技術に比べ、巻き径を小さく出来、又板に波状の突起
及び凹凸状の突起を形成してあり、それらが、互いに接
触することにより、さらに従来のスパイラルプレートに
比べて支持点が多い、等により耐圧力が高くなった、２
軸が流体の出入り口になるため、その軸端を接合するこ
とにより単一又は色々の組み合わせが出来、それを外胴
に収納、外胴に他の流体の出入り口を設けることによ
り、２流体が流れる熱交換器を形成する。
【０００５】
【発明の実施の形態】液の加熱、冷却として使用される
１例として、図１において液入り口９より、外胴７内に
導入された液は伝熱部要素に直交流で流入する、凹凸の
波状の突起で構成された流路を流れ、連続した単一の通
路を流れることにより汚れの付着が少なく、高効率の伝
熱係数を生じながら、伝熱部要素を通過し、液出口１０
より流出して行く、一方冷却もしくは加熱媒体は１１よ
り流入し６のパイプ軸に入る、ここからはスパイラル流
路を媒体は流れる、小さい曲率半径でのスパイラル流に
流れることより、流路壁が波状であること、単一通路を
流れることにより汚れの付着が少ない、等により高効率
の伝熱係数を生じながら、５のパイプ軸に流れ込み媒体
出口１２より流出して行く。蒸気を媒体としての加熱目
的の場合は図１の１０又は１２が加熱蒸気入口となり、
９又は１１が加熱蒸気凝縮ドレン出口になる。両通路
共、高効率の伝熱係数を生じ、薄い伝熱板であることよ
り、総括伝熱係数は高くなり、小型、軽量になる。
１例として、図１において液入り口９より、外胴７内に
導入された液は伝熱部要素に直交流で流入する、凹凸の
波状の突起で構成された流路を流れ、連続した単一の通
路を流れることにより汚れの付着が少なく、高効率の伝
熱係数を生じながら、伝熱部要素を通過し、液出口１０
より流出して行く、一方冷却もしくは加熱媒体は１１よ
り流入し６のパイプ軸に入る、ここからはスパイラル流
路を媒体は流れる、小さい曲率半径でのスパイラル流に
流れることより、流路壁が波状であること、単一通路を
流れることにより汚れの付着が少ない、等により高効率
の伝熱係数を生じながら、５のパイプ軸に流れ込み媒体
出口１２より流出して行く。蒸気を媒体としての加熱目
的の場合は図１の１０又は１２が加熱蒸気入口となり、
９又は１１が加熱蒸気凝縮ドレン出口になる。両通路
共、高効率の伝熱係数を生じ、薄い伝熱板であることよ
り、総括伝熱係数は高くなり、小型、軽量になる。
【０００６】蒸気、ガスの混合流体の過冷却コンデンサ
ーとして使用される１例として、図８において蒸気、ガ
スの混合流体は１４より流入し、外胴７に導入されるが
仕切板１３にさえぎられ伝熱部要素の上半分に流入し外
胴７に流出する、ここでＵターンし伝熱部要素の下半分
に流入し外胴７に流出する、凝縮液は凝縮液出口１６よ
り流出し未凝縮蒸気及びガスの混合流体は未凝縮ガス出
口１５より流出する、一方冷媒は、冷媒入り口１７より
流入しパイプ軸６に入りここよりスパイラル流路を流れ
るが半分の伝熱部要素内の冷媒温度は入り口温度に近く
低温であるため相手の蒸気、ガスの混合流体はこの低温
に接し過冷却される、下半分の伝熱部要素を流れた冷媒
は上半分の伝熱部要素をスパイラル流に流れパイプ軸５
に流入し冷媒出口１８より流出する。
ーとして使用される１例として、図８において蒸気、ガ
スの混合流体は１４より流入し、外胴７に導入されるが
仕切板１３にさえぎられ伝熱部要素の上半分に流入し外
胴７に流出する、ここでＵターンし伝熱部要素の下半分
に流入し外胴７に流出する、凝縮液は凝縮液出口１６よ
り流出し未凝縮蒸気及びガスの混合流体は未凝縮ガス出
口１５より流出する、一方冷媒は、冷媒入り口１７より
流入しパイプ軸６に入りここよりスパイラル流路を流れ
るが半分の伝熱部要素内の冷媒温度は入り口温度に近く
低温であるため相手の蒸気、ガスの混合流体はこの低温
に接し過冷却される、下半分の伝熱部要素を流れた冷媒
は上半分の伝熱部要素をスパイラル流に流れパイプ軸５
に流入し冷媒出口１８より流出する。
【０００７】
【実施例】実施例１として蒸気を加熱源とした給湯加熱
器に使用する。図１の１０より蒸気が流入し９より凝縮
ドレンが流出する、給湯水は１１より流入し１２より流
出する。給湯水は流量２０８．３１／ｍｉｎ、入口温度
５℃、出口温度６５℃、許容圧力損８ｍＨ２０、設計圧
力１０Ｋｇ／ｃｍ２Ｇ、設計温度１６５℃、蒸気は流量
２４．２Ｋｇ／ｍｉｎ、入口温度１３３℃、入口圧力２
Ｋｇ／ｃｍ２Ｇ、設計圧力６Ｋｇ／ｃｍ２Ｇ、設計温度
１６５℃、設計結果は伝熱面積２．７ｍ２、給湯水圧力
損失８ｍＨ２０、となる。重量約４０Ｋｇ、内容積約１
７ｌｉｔ、寸法３００ｍｍＷｘ３００Ｌｘ７００Ｈ及び
耐熱温度４００℃と他の型式の熱交換器に比べ有効であ
る。
器に使用する。図１の１０より蒸気が流入し９より凝縮
ドレンが流出する、給湯水は１１より流入し１２より流
出する。給湯水は流量２０８．３１／ｍｉｎ、入口温度
５℃、出口温度６５℃、許容圧力損８ｍＨ２０、設計圧
力１０Ｋｇ／ｃｍ２Ｇ、設計温度１６５℃、蒸気は流量
２４．２Ｋｇ／ｍｉｎ、入口温度１３３℃、入口圧力２
Ｋｇ／ｃｍ２Ｇ、設計圧力６Ｋｇ／ｃｍ２Ｇ、設計温度
１６５℃、設計結果は伝熱面積２．７ｍ２、給湯水圧力
損失８ｍＨ２０、となる。重量約４０Ｋｇ、内容積約１
７ｌｉｔ、寸法３００ｍｍＷｘ３００Ｌｘ７００Ｈ及び
耐熱温度４００℃と他の型式の熱交換器に比べ有効であ
る。
【０００８】実施例２として温水を加熱源とした給湯用
熱交換器に使用する。図８の１６より流入した温水は１
４より流出する、給湯用水は１８より流入し１７より流
出する。温水は流量４００Ｋｇ／ｍｉｎ、入口温度７０
℃、出口温度６０℃、許容圧力損失６ｍＨ２０、設計圧
力６Ｋｇ／ｃｍ２Ｇ、設計温度１００℃、給湯用水は流
量７３Ｋｇ／ｍｉｎ、入口温度５℃、出口温度６０℃、
許容圧力損失６ｍＨ２０、設計圧力６Ｋｇ／ｃｍ２Ｇ、
設計温度１００℃、設計結果は伝熱面積４ｍ２、温水側
圧力損失６ｍＨ２０、給湯用水側圧力損失１ｍＨ２０と
なる。重量約４０Ｋｇ、内容積約１７ｌｉｔ，寸法約３
００ｍｍＷｘ７００Ｌｘ３００Ｈと軽量、コンパクトで
ある。
熱交換器に使用する。図８の１６より流入した温水は１
４より流出する、給湯用水は１８より流入し１７より流
出する。温水は流量４００Ｋｇ／ｍｉｎ、入口温度７０
℃、出口温度６０℃、許容圧力損失６ｍＨ２０、設計圧
力６Ｋｇ／ｃｍ２Ｇ、設計温度１００℃、給湯用水は流
量７３Ｋｇ／ｍｉｎ、入口温度５℃、出口温度６０℃、
許容圧力損失６ｍＨ２０、設計圧力６Ｋｇ／ｃｍ２Ｇ、
設計温度１００℃、設計結果は伝熱面積４ｍ２、温水側
圧力損失６ｍＨ２０、給湯用水側圧力損失１ｍＨ２０と
なる。重量約４０Ｋｇ、内容積約１７ｌｉｔ，寸法約３
００ｍｍＷｘ７００Ｌｘ３００Ｈと軽量、コンパクトで
ある。
【０００９】実施例３として大容量の１００℃の飽和水
蒸気のコンデンサーに使用する。図９、で１基当たり６
ｍ２の伝熱部要素を５０基，角外胴の中に配列し、５、
６、の２軸を冷却水の出入り口とする連結配管を施工す
れば、１基３００ｍ２のコンデンサーが出来る。飽和水
蒸気側は流量、６６６．７Ｋｇ／ｍｉｎ、入口温度、１
００℃、冷却水側は流量１２５００Ｋｇ／ｍｉｎ、入口
温度６２℃、出口温度９０．７℃、許容圧力損失７ｍＨ
２０、設計圧力１０Ｋｇ／ｃｍ２Ｇ、設計温度１００
℃、設計結果は伝熱面積３００ｍ２、冷却水側圧力損失
７ｍＨ２０、となる。重量約２３００Ｋｇ、冷却水側内
容積約１２００ｌｉｔ、寸法約１５００ｍｍＷｘ１６０
０Ｌｘ１５００Ｈ
蒸気のコンデンサーに使用する。図９、で１基当たり６
ｍ２の伝熱部要素を５０基，角外胴の中に配列し、５、
６、の２軸を冷却水の出入り口とする連結配管を施工す
れば、１基３００ｍ２のコンデンサーが出来る。飽和水
蒸気側は流量、６６６．７Ｋｇ／ｍｉｎ、入口温度、１
００℃、冷却水側は流量１２５００Ｋｇ／ｍｉｎ、入口
温度６２℃、出口温度９０．７℃、許容圧力損失７ｍＨ
２０、設計圧力１０Ｋｇ／ｃｍ２Ｇ、設計温度１００
℃、設計結果は伝熱面積３００ｍ２、冷却水側圧力損失
７ｍＨ２０、となる。重量約２３００Ｋｇ、冷却水側内
容積約１２００ｌｉｔ、寸法約１５００ｍｍＷｘ１６０
０Ｌｘ１５００Ｈ
【００１０】実施例４として２０３．４℃の飽和水蒸気
のコンデンサーに使用する。図１０、で１基当たり６ｍ
２の伝熱部要素を１６基、円筒外胴の中に配列し、５、
６の２軸を熱媒体の出入り口とする連結配管を施工すれ
ば、１基９６ｍ２のコンデンサーが出来る。飽和水蒸気
側は流量、２７１Ｋｇ／ｍｉｎ、入口温度２０３．４
℃、圧力１６Ｋｇ／ｃｍ２Ｇ熱媒体カネクロール側流量
１０５０５Ｋｇ／ｍｉｎ、入口温度８０℃、出口温度１
２０℃ 許容圧力損失７ｍＨ２０、設計圧力６Ｋｇ／
ｃｍ２Ｇ、設計温度２１０℃、設計結果は伝熱面積９６
ｍ２、熱媒体側圧力損失７ｍＨ２０、となる。重量約１
０００Ｋｇ、熱媒体側内容積２１００ｌｉｔ、寸法約Φ
１２５０ｍｍｘ１４００Ｈ
のコンデンサーに使用する。図１０、で１基当たり６ｍ
２の伝熱部要素を１６基、円筒外胴の中に配列し、５、
６の２軸を熱媒体の出入り口とする連結配管を施工すれ
ば、１基９６ｍ２のコンデンサーが出来る。飽和水蒸気
側は流量、２７１Ｋｇ／ｍｉｎ、入口温度２０３．４
℃、圧力１６Ｋｇ／ｃｍ２Ｇ熱媒体カネクロール側流量
１０５０５Ｋｇ／ｍｉｎ、入口温度８０℃、出口温度１
２０℃ 許容圧力損失７ｍＨ２０、設計圧力６Ｋｇ／
ｃｍ２Ｇ、設計温度２１０℃、設計結果は伝熱面積９６
ｍ２、熱媒体側圧力損失７ｍＨ２０、となる。重量約１
０００Ｋｇ、熱媒体側内容積２１００ｌｉｔ、寸法約Φ
１２５０ｍｍｘ１４００Ｈ
【００１１】
【発明の効果】伝熱部要素の組み合わせを外胴の中で並
列，直列と自由に出来、数１０個の伝熱部要素を組み込
むことに依り、大型の熱交換器も提供出来る。小型、軽
量、高効率のため、タンク上据え置き直列ベントコンデ
ンサー、給湯加熱器、ヒートポンプ用熱交換器、コンデ
ンサークーラー、蒸発器、高粘度液の加熱冷却器に効用
である。
列，直列と自由に出来、数１０個の伝熱部要素を組み込
むことに依り、大型の熱交換器も提供出来る。小型、軽
量、高効率のため、タンク上据え置き直列ベントコンデ
ンサー、給湯加熱器、ヒートポンプ用熱交換器、コンデ
ンサークーラー、蒸発器、高粘度液の加熱冷却器に効用
である。
【図１】本発明の基本構造を示す断面図
【図２】図１のＡ−Ａ’断面図
【図３】図１のＢ部の詳細図、伝熱板端縁のシール部
【図４】一方の伝熱板の展開図
【図５】他方の伝熱板の展開図
【図６】伝熱板３のＣ−Ｃ’断面図、伝熱板４のＤ−
Ｄ’断面図
Ｄ’断面図
【図７】伝熱板３、４の凹凸の突起、Ｅ−Ｅ’断面図
【図８】本発明の仕切板付構造の断面図
【図９】本発明の伝熱部要素４０個角外胴内並列配列図
【図１０】本発明の伝熱部要素１６個円筒外胴内並列配
列図
列図
１ 伝熱板の波状の突起 ２ 伝熱板の凹凸の突起 ３ 一方の伝熱板 ４ 他方の伝熱板 ５ 一方のパイプ状の軸 ６ 他方のパイプ状の軸 ７ 外胴 ８ 邪魔板ボックス ９ 実施例１の凝縮ドレン出口 １０ 実施例１の蒸気入口 １１ 実施例１の給湯水入口 １２ 実施例１の給湯水出口 １３ 図８の仕切板 １４ 実施例２の温水出口 １５ 発明の実施の形態、における過冷却コンデンサー
の未凝縮ガス出口 １６ 実施例２の温水入口 １７ 実施例２の給湯用水出口 １８ 実施例２の給湯用水入口
の未凝縮ガス出口 １６ 実施例２の温水入口 １７ 実施例２の給湯用水出口 １８ 実施例２の給湯用水入口
Claims (2)
- 【請求項１】 スパイラル式熱交換器において、予め、
薄い２枚の伝熱板（３）（４）に波状の突起（１）又は
凹凸状の突起（２）を形成し、重ね合わせて、その両端
をそれぞれ２本のパイプ状の軸（５）（６）に溶接にて
接合し、この２軸を中心として、伝熱板（３）（４）を
２つのスパイラル状に巻き取り、２枚の伝熱板（３）
（４）の両端縁を溶接にてシールして２軸間に亘る長い
スパイラル状の通路を形成し、他方の両端縁は開放し
て、これと直交流となる通路を形成し、２流体間の熱交
換を行う様にしたツウィンスパイラル式熱交換器。 - 【請求項２】 請求項１の２軸のスパイラル伝熱部要素
の複数個を必要に応じて並列及び直列に連結して、これ
を一体として使用する方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11598697A JPH10281668A (ja) | 1997-04-01 | 1997-04-01 | ツウィンスパイラル式熱交換器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11598697A JPH10281668A (ja) | 1997-04-01 | 1997-04-01 | ツウィンスパイラル式熱交換器 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10281668A true JPH10281668A (ja) | 1998-10-23 |
Family
ID=14676054
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11598697A Pending JPH10281668A (ja) | 1997-04-01 | 1997-04-01 | ツウィンスパイラル式熱交換器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10281668A (ja) |
-
1997
- 1997-04-01 JP JP11598697A patent/JPH10281668A/ja active Pending
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