JPS5916697Y2

JPS5916697Y2 - 熱交換器

Info

Publication number: JPS5916697Y2
Application number: JP18227379U
Authority: JP
Inventors: 章次妻屋; 雄次星野
Original assignee: 三井造船株式会社
Priority date: 1979-12-28
Filing date: 1979-12-28
Publication date: 1984-05-16
Also published as: JPS5699281U

Description

【考案の詳細な説明】本考案は熱交換器に係り、特に地熱々水と清水間を熱交
換するのに適した熱交換器に関する。

地熱発電において、地熱井より汲み上げられる熱流体は
、通常水蒸気と熱水とからなり、一般には気液分離され
た後、水蒸気のみ発電用に利用され、熱水は有効に利用
されることなく放流または地中還元されている。

近年、この熱水は地熱多目的利用の一環として、温室、
ウナギ養殖、温水プール等に利用されつつある。

特に温室等の農業への利用を目的とし、主として熱水の
みを得るために地熱開発を行う計画さえ現われてきてい
る。

しかしながらこのような熱水にはＡｓ、Ｈ２Ｓ等の人
畜に有害であり、腐食性を有する成分が含まれているこ
とが多いため、熱水に水を混合し、これを養殖用温水と
して直接利用することができない。

また熱水中に含まれるＳｉＯ２が温度低下とともに析出
し、スケール付着の原因となるため、熱水を伝熱管内に
通して清水間と熱交換することは技術的に不利である。

したがって、伝熱管内に清水を流動させ、伝熱管外の熱
水と前記清水を熱交換し、清水を二次熱水に変換し、各
種用途にこの二次熱水を利用する必要がある。

このような二次熱水を得るための熱交換器として、従来
第１図に示す熱交換器が利用されている。

この熱交換器は、容器１内に設けられたコイル状の伝熱
管２Ａの入口Ａから清水が導入され、出口Ｂから排出さ
れ、一方熱水は入口Ｃから導入され、出口りから排出さ
れるようになっている。

しかしながら、このような熱交換器では容器１内におけ
る熱水の動きはほぼ対流のみで少なく、熱水の出入口温
度差を大きくできず、熱水の熱量を回収できる割合が低
い欠点があり、また図示していないが、通常の多管式熱
交換器を用いた場合は管外周部であっても清掃が困難で
ある。

本考案の目的は、上記した従来技術の欠点を除去し、熱
交換効率がよく、簡便にしてメンテナンスが容易であり
、特に地熱々水と清水間の熱交換に有効な熱交換器を提
供することにある。

この考案の熱交換器は、熱流体を入れる容器の内部に少
なくとも１枚の仕切板によって該仕切板の両側に熱流体
流路を形成し、前記仕切板の両面に伝熱管を設けたもの
で、特に伝熱管はその管中心が熱流体の流れに対して略
直角となる管部分の管全体に占める割合が大きくなるよ
うにループ状に配置されており、且つ仕切板を境にして
形成される流路における熱流体の流れ方向が互に逆とな
るように熱流体の流入口及び流出口が設けられたもので
ある。

上記構成によると、地熱井より汲み上げられた熱流体は
流入口から容器内に供給され、仕切板で区画形成された
流路を流れる。

この流れの過程において、伝熱管内を流れる清水との間
で熱交換が行なわれるが、熱流体は伝熱管に対して略直
角に作用するから、伝熱管周囲に熱流体の乱れが生じて
、渦流が起るために効率のよい熱交換が行なわれる。

特に、予じめ伝熱管を仕切板に組付けて一体物とし、こ
の一体物を容器に取付けるようにすれば、熱交換器の保
守、点検が容易であり、しかも部品交換も極めて簡単に
できる。

更に、所望の二次熱水を得たい場合、複数の仕切板でも
って簡単に流路を構成することができる。

以下、添付図面に示す一実施例に基づいて本考案を説明
する。

容器１は、この容器１の長手方向の側壁面に平行し、こ
の側壁と同一の幅を有する仕切板２，３．４によって４
つに区画されている。

仕切板３は溶接によって容器１の長手方向の側壁の一方
及び底板に固定されている。

仕切板２および仕切板４は、それぞれ側壁に設けられた
Ｌ字形固定部５にボルト等によっておよび案内金具１９
によって着脱自在に固定されている。

容器１の側壁に固定された仕切板２，３．４の反対側端
部はそれぞれ側壁と適度の間隔をもって設けられ、これ
によって容器１内は矩形波状の熱水流路が形成されてい
る。

仕切板２の上部と下部にはそれぞれ適当な間隔をもって
Ｕ字型固定具６が並設して設けられ、このＵ字型固定具
６に上下方向にループを描く伝熱管７が取り付けられて
いる。

伝熱管７は仕切板２に平行する面に、かつ仕切板２の両
側に形成される熱水流路に沿って連続している。

仕切板４において、仕切板２の場合と同様Ｕ字型固定具
６によって伝熱管８が取り付けられている。

伝熱管７の一端にはフランジ９が形成され、他端にはフ
ランジ１０が形成されている。

フランジ９は、側壁に貫通された導管１１に形成された
フランジ１２に着脱自在に固定されている。

フランジ１０は、伝熱管８の一端に形成されたフランジ
１３と着脱自在に固定され、伝熱管８の他端に形成され
たフランジ１４は、側壁に貫通された導管１５に形成さ
れたフランジ１６と着脱自在に固定されている。

容器１の上面は蓋板１７がボルト止めによって固定され
ている。

熱水入口は導管１５を設けた側壁付近に形成され、熱水
出口は導管１１を設けた側壁付近に形成されている。

図中１８はサドルである。前記の構成からなる熱交換器
において、器内に導入された熱水は、仕切板２，３．４
によって形成された矩形波状の流路に沿って伝熱管７，
８外を図中矢印で示す方向に流動する。

一方清水は導管１１より伝熱管７および伝熱管８内を流
通し、導管１５を経て器外に排出される。

このような熱交換操作中、熱水中に含まれるＳｉＯ２は
温度低下とともに析出し、伝熱管７，８の外周囲にスケ
ールとなって付着する。

そこで蓋板１７を取り外し、次いでフランジ９とフラン
ジ１２との間およびフランジ１０とフランジ１３との間
をそれぞれ離し、仕切板２とこれに取り付けられた伝熱
管７との一体物（これを以下チューブバンドルＡという
）を容器１外に取り出す。

また同様にして仕切板４とこれに取り付けられた伝熱管
８との一体物（これを以下チューブバンドルＢという）
を容器１外に取り出す。

取り出されたチューブバンドＡ。Ｂの伝熱管７，８の外
周囲に付着したスケールは容器１外で容易に清掃除去さ
れ、必要に応じてＵ字型固定具６を外して伝熱管を交換
することができる。

本実施例において、容器１は仕切板２，３．４によって
４つに区画されているが、容器１の側壁及び底板に溶接
によって固定された仕切板と、Ｌ字形固定部材にボルト
等によって着脱自在に固定された仕切板とを交互に設け
、容器１内を６つ以上に区画することもできる。

容器１内の区画数を増大させることによって、伝熱面積
が増加し、熱交換量を高めることができる。

一方容器１の側壁および底板に溶接によって固定される
仕切板を設けることなく、Ｌ字形固定部材にボルト等に
よって固定された仕切板のみを設けて、容器１内を２つ
に区画することもできる。

以上、本考案は次のような効果を奏する。

（１）熱交換器内には仕切板によって該仕切板を境にし
て互に逆向きの熱流体の流れができるように折曲した流
路が形成されるから、加熱流体の流路断面積を小さくし
て、熱流体の流路を速くすることができ、しかも熱流体
の流れが、伝熱管に直交する部分が多く乱流が起る結果
、熱交換効率が高い。

（２）仕切板とこの仕切板に取り付けられた伝熱管との
一体：＊＜チューブバンドル）を容器外に取り出すこと
によって、熱交換器の保守、点検が容易であり、特に伝
熱管の清掃及び部品交換が極めて簡単にできる。

（３）複数の仕切板を用いて、一定容積の容器内部に折
曲した流路を形成したから、伝熱管と熱流体とが接触し
て熱交換が有効に行なわれるための流路長を大きくする
ことができる。

換言すれば、熱交換容量を低下させることなく、熱交換
器をコンパクトにすることができる。

（４）チューブバンドルを標準化し、これらを多数連結
することによって伝熱面積のシリーズ化が容易である。

（５）仕切板の面と略平行して伝熱管が支持されている
ので、腐蝕化の大きい大口径、厚肉のものが使用できる
。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の熱交換器を示す概略的構成図、第２図は
本考案の一例を示す平面図、第３図は第２図のＡ−Ａ線
による縦断面図、第４図は第２図のＢ−Ｂ線による縦断
面図である。１・・・・・・容器、２，３．４・・・・・・仕切板、
５・・・・・・Ｌ字形固定部材、６・・・・・・Ｕ字型
固定具、７，８・・・・・・伝熱管、９，１０゜１２．
１３，１４．１６・・・・・・フランジ、１１．１５・
・・・・・導管、１７・・・・・・蓋板、１８・・・・
・・サドル、１９・・・・・・案内金具。

Claims

【実用新案登録請求の範囲】

（１）熱流体を入れる容器と、前記容器の内部に一辺及
び底辺が容器の側面及び底面に各々当接され、且つ他辺
と前記側面に対向する側面との間に流路が形成されるよ
うに配置された仕切板と前記熱流体が略直角に作用し、
且つ仕切板の両面とは略平行に支持されたループ状の伝
熱管と、前記仕切板によって区画された流路の熱流体の
流れ方向が仕切板を境にして互に逆方向となるように前
記容器に設けられた熱流体の流入口及び流出口とからな
る熱交換器。
（２）前記伝熱管を仕切板に組付けて一体物とし、この
一体物を容器内に取付けて前記流路を形成したことを特
徴とする実用新案登録請求の範囲第１項記載の熱交換器
。
（３）前記仕切板の他辺と容器側面との間に形成される
流路が相対向する側面に交互に形成されるように複数の
仕切板を配設したことを特徴とする実用新案登録請求の
範囲第１項記載の熱交換器。