WO2021044738A1 - 熱交換装置 - Google Patents

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WO2021044738A1
WO2021044738A1 PCT/JP2020/027466 JP2020027466W WO2021044738A1 WO 2021044738 A1 WO2021044738 A1 WO 2021044738A1 JP 2020027466 W JP2020027466 W JP 2020027466W WO 2021044738 A1 WO2021044738 A1 WO 2021044738A1
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transfer medium
heat transfer
case
heat
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浩 畑元
忠司 光安
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浩 畑元
株式会社ロノベジ
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Definitions

  • the present invention relates to a heat exchange device for exchanging heat exchange fluid with a heat transfer medium flowing through a heat transfer medium flow tube of a heat exchange unit.
  • the heat exchange fluid is dropped toward the heat transfer medium flow tube by its own weight, and the heat exchange fluid flows down along the outer surface of the heat transfer medium flow tube in the form of a liquid film while flowing through the heat transfer medium flow tube.
  • a flow-down liquid film type heat exchange device that cools or heats the heat exchange fluid by exchanging heat between the heat medium (solvent or heat medium) and the heat exchange fluid (for example, Patent Document 1). reference).
  • Patent Document 2 one side wall of a case for accommodating a heat exchange unit including a heat transfer medium flow tube is opened, and the heat exchange unit is attached to a lid member for opening and closing the opening of the case, and the heat transfer medium is provided.
  • a heat exchange device has been proposed in which the lid member is slid horizontally together with the heat exchange unit and taken out of the case. According to this heat exchange device, it is possible to easily clean and maintain the heat transfer medium flow pipe of the heat exchange unit taken out from the case.
  • the heat transfer medium inlet and the heat transfer medium outlet at both ends of the heat transfer medium flow tube are opened in the same direction, and the heat exchange fluid dropped in the case.
  • the case is formed with a heat exchange fluid discharge port for discharging the fluid to the outside of the case.
  • the heat exchange fluid discharge port formed in the case is formed on the side opposite to the opening direction of the heat transfer medium inlet and the heat transfer medium outlet of the heat transfer medium flow tube.
  • the discharge port is formed on the lower surface of the case, the pipe is passed under the device, so that the cost of the heat exchange device is increased by providing a long leg at the bottom of the device, and the inflow of the heat exchange fluid is increased.
  • the height is low, there is a problem that it becomes difficult to install the device or the piping man-hours increase and the cost increases due to pumping up and flowing in.
  • the present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to make the heat exchange fluid discharge port, the heat transfer medium inlet, and the heat transfer medium outlet in the same direction or in different directions depending on the difference in piping conditions at the installation site.
  • an object of the present invention is to make the heat exchange fluid discharge port, the heat transfer medium inlet, and the heat transfer medium outlet in the same direction or in different directions depending on the difference in piping conditions at the installation site.
  • the present invention is arranged in a case (10) having an open upper surface, a heat exchange unit (20) housed in the case (10), and an upper part of the case (10).
  • a storage tank (30) is provided, and the heat exchange fluid stored in the storage tank (30) is dropped by its own weight toward the heat transfer medium flow pipe (21) of the heat exchange unit (20).
  • the heat transfer medium inlet (21a) and the heat transfer medium outlet (21b) are opened in the same direction, and the opening directions of the heat transfer medium inlet (21a) and the heat transfer medium outlet (21b) of the case (10).
  • a heat exchange fluid discharge port (13) for discharging the heat exchange fluid dropped in the case (10) is formed on a side wall (10A) in either the same direction or the opposite direction, and the heat is generated.
  • the exchange unit (20) can be taken in and out of the case (10) from the vertical direction.
  • the opening directions of the heat transfer medium inlet and the heat transfer medium outlet of the heat transfer medium flow tube and the opening direction of the heat exchange fluid discharge port formed in the case are the piping conditions at the installation site of the heat exchange device. If it does not fit, pull out the heat exchange unit upward from the case, rotate it 180 ° around the vertical axis, and then store this heat exchange unit in the case to transfer heat from the heat transfer medium flow tube.
  • the opening directions of the medium inlet and the heat transfer medium outlet and the opening direction of the heat exchange fluid discharge port formed in the case can be adjusted to the piping conditions at the installation site. Therefore, only one type of heat exchange device needs to be prepared in inventory, and the man-hours for manufacturing, managing, and installing the heat exchange device can be reduced to reduce the cost.
  • the case (10) is composed of a rectangular box whose upper surface is open, and the heat transfer medium inlet (21a) and the heat transfer medium outlet (21a) of the case (10).
  • Notches (12) of the same size and shape with the upper side open are formed at the upper ends of a pair of side walls (10A, 10B) facing each other in the same direction and opposite to the opening direction of 21b).
  • the heat transfer medium inlet (21a) and the heat transfer medium outlet (21b) may face the notch (12) of either one.
  • the heat transfer medium inlet and the heat transfer medium outlet of the heat transfer medium flow tube provided in the heat exchange unit are either one of the cases. You can face the notch. Further, since the notch formed in the case is open at the upper side, the heat exchange unit is not hindered from being taken in and out of the case.
  • the heat transfer medium flow tube (21) in which the heat exchange unit (20) is spirally wound along the vertical direction and the heat transfer medium flow tube (21) 21) is composed of a rectangular frame body (22) for accommodating and holding the heat transfer medium inlet, and one of the fixing plates (23) vertically attached to two opposite positions of the rectangular frame body (22). (21a) and the heat transfer medium outlet (21b) are opened, and at the lower part of both fixing plates (23), a communication hole (23a) in which one of them communicates with the heat exchange fluid discharge port (13) is provided. Each may be formed.
  • the case (10) may be provided with a guide means (14) for guiding the slide in the vertical direction when the heat exchange unit (20) is taken in and out.
  • the heat exchange unit when the heat exchange unit is taken in and out of the case, the heat exchange unit can be smoothly slid in the vertical direction while being guided by the guide means, so that the heat exchange unit can be taken in and out of the case. It is stable and reliable without rattling.
  • the upper end edges of the two opposing side walls (10C, 10D) of the case (10) are bent inward at right angles to form flange portions (10a), both of which are formed.
  • the guide means (14) is configured by forming notches (14) into which the fixing plate (23) is fitted at two opposite positions of the flange portion (10a) in the longitudinal direction. May be good.
  • a guide means for guiding the heat exchange unit to slide in the vertical direction when the heat exchange unit is taken in and out of the case can be easily constructed by the notch formed in the case.
  • the present invention it is possible to deal with the difference in piping conditions at the installation site by using one type of heat exchange device, and the man-hours for manufacturing, managing, and installing the heat exchange device can be reduced to reduce the cost. In addition to being able to achieve this, it is possible to obtain the effect of eliminating the sealing material, reducing the number of parts, and simplifying maintenance.
  • FIG. 5 It is a perspective view of the heat exchange apparatus which concerns on this invention. It is an exploded perspective view of the heat exchange apparatus which concerns on this invention. It is an enlarged detailed view of part A of FIG. It is a front view of the heat exchange unit which concerns on this invention. It is a perspective view of the heat exchange apparatus which concerns on this invention (the state which the heat exchange unit is incorporated by reversing the left and right from the state shown in FIG. 1). It is a side view of the heat exchange apparatus shown in FIG. 5 (the view in the direction of arrow B in FIG. 5). It is an exploded perspective view of the heat exchange apparatus shown in FIG.
  • FIG. 1 is a perspective view of the heat exchange device according to the present invention
  • FIG. 2 is an exploded perspective view of the heat exchange device according to the present invention
  • FIG. 3 is an enlarged detailed view of part A of FIG. 2
  • FIG. 4 is the same according to the present invention.
  • a front view of the heat exchange unit of the heat exchange device
  • FIG. 5 is a perspective view of the heat exchange device according to the present invention (a state in which the heat exchange unit is incorporated by reversing the left and right sides from the state shown in FIG. 1)
  • FIG. 6 is FIG. 5 is a side view of the heat exchange device shown in FIG. 5 (view in the direction of arrow B in FIG. 5)
  • FIG. 7 is an exploded perspective view of the heat exchange device shown in FIG. In FIG. 7, a part of the heat transfer medium distribution pipe 21 is omitted.
  • the heat exchange device 1 is a flow-down liquid film type heat exchanger, and as shown in FIGS. 1 and 2, a case 10 having an open upper surface and a heat exchange housed in the case 10 A unit 20 and a storage tank 30 arranged in the upper part of the case 10 are provided, and the heat exchange fluid stored in the storage tank 30 is dropped by its own weight toward the heat transfer medium flow pipe 21 of the heat exchange unit 20. Heat exchange is performed between the heat exchange medium and the heat transfer medium flowing through the heat transfer medium flow tube 21.
  • the case 10 is formed into an elongated rectangular box shape by a metal plate having a low thermal conductivity such as a stainless steel plate, and its lower four corners are supported by height-adjustable support legs 11.
  • a metal plate having a low thermal conductivity such as a stainless steel plate
  • height-adjustable support legs 11 In the following description, as shown in FIGS. 1 and 2, the longitudinal direction of the case 10 is referred to as the “left-right direction” and the lateral direction is referred to as the “front-back direction”.
  • the upper ends of the side walls 10A and 10B facing each other on the short side side (both ends in the left-right direction) of the case 10 are rectangular having the same size and shape with the upper side open. Notches 12 are formed respectively.
  • the heat exchange fluid that falls into the case 10 is discharged to the outside of the case 10 as described later.
  • a pipe-shaped heat exchange fluid discharge port 13 is formed.
  • the upper end edges of the side walls 10C and 10D facing each other on the long side side (both ends in the front-rear direction) of the case 10 are narrow flange portions bent inward at right angles. 10a are formed along the longitudinal direction (left-right direction), respectively. Then, as shown in detail in FIG. 3 (only two are shown in FIG. 3), the two flange portions 10a at both ends in the longitudinal direction (horizontal direction), which are opposite to each other, are rectangular. Notches 14 are formed respectively. Each notch 14 functions as a guide means for guiding the heat exchange unit 20 when the heat exchange unit 20 is moved in and out of the case 10 from the vertical direction as described later.
  • positioning pins 15 are erected in the vicinity of the notch 14 of each flange portion 10a of the case 10.
  • the heat exchange unit 20 includes a heat transfer medium flow tube 21 wound spirally (oval ring shape) along the vertical direction, and the heat transfer medium flow tube 21. It is composed of a rectangular frame body 22 for accommodating and holding the above.
  • the rectangular frame 22 includes two left and right rectangular plate-shaped solid plates 23 that stand vertically, and two upper and lower horizontal bars 24 that are horizontally erected between the front and rear ends of these fixing plates 23. It is composed of three vertical rods 25 erected vertically at appropriate intervals in the left-right direction between two horizontal rods 24 on the upper and lower sides of two sets in the front and rear, and a heat transfer medium flow pipe 21 is formed inside the horizontal rods 25. Is housed and held.
  • the heat transfer medium flow tube 21 circulates a heat transfer medium of a refrigerant (water, chlorofluorocarbon, etc.) or a heat medium (steam, etc.) inside, and both ends thereof are cases as shown in FIG. It rises vertically along the inside of the side wall 10A at the left end of 10, and the end portion penetrates the fixing plate 23 on one side (left side) and opens in the upper portion side by side in the front-rear direction, and one opening. The portion constitutes the heat transfer medium inlet 21a, and the other opening constitutes the heat transfer medium outlet 21b.
  • a refrigerant water, chlorofluorocarbon, etc.
  • a heat medium steam, etc.
  • the heat transfer medium inlet 21a and the heat transfer medium outlet 21b of the heat transfer medium flow tube 21 are directed toward the same direction (left direction in the illustrated example) on one side (left side in the illustrated example) of the fixing plate 23. It opens side by side at the same height position on the top.
  • the material of the heat transfer medium flow tube 21 it is desirable to select copper or a copper alloy having a large thermal conductivity.
  • notch circular communication holes 23a having an open lower portion are formed at the central portion in the front-rear direction of each lower end portion of each of the two left and right fixing plates 23.
  • One of the two communication holes 23a (the left communication hole 23a in the illustrated example) is one of the cases 10 (the left side in the illustrated example) when the heat exchange unit 20 is housed in the case 10. ), It communicates with the heat exchange fluid discharge port 13 formed in the side plate 10A.
  • the storage tank 30 is a rectangular tray-shaped container with an open upper part, and a heat exchange fluid is stored inside the storage tank 30. Although not shown, a large number of small hole-shaped dropping holes are formed on the bottom surface of the water tank 30.
  • the upper end edges of the front and rear side walls 30A and 30B facing each other on the long side of the storage tank 30 are bent at right angles to the outside to form the flange portion 30a.
  • Positioning holes 31 are formed at both left and right ends of the flange portion 30a (two positions on the left and right corresponding to the positioning pins 15 erected on the flange portion 10a of the case 10).
  • the heat exchange unit 20 is incorporated into the case 10 from above and housed in the case 10.
  • the left and right fixing plates 23 of the heat exchange unit 20 are inserted into and fitted into the notches 14 as the guide means formed at the opposite portions of the two flange portions 10a of the case 10, so that the heat exchange is performed.
  • the unit 20 is smoothly dropped into the case 10 without rattling while being guided by the notch 14, and is accurately housed in the proper position.
  • the heat transfer medium inlet 21a and the heat transfer medium inlet 21a of the heat transfer medium flow tube 21 that opens in the fixing plate 23 on one side (left side) of the heat exchange unit 20 As shown in FIG. 1, the medium outlet 21b faces the notch 12 formed in the upper part of the side wall 10A on the left side of the case 10.
  • the heat exchange device 1 is assembled, but a total of four positioning holes 31 formed in the flange portion 30a of the storage tank 30 Since a total of four positioning pins 15 formed on the flange portion 10a of the case 10 are fitted into the case 10, the storage tank 30 is placed on the upper portion of the case 10 in a accurately positioned state.
  • the case 10 is in the same direction as the opening direction (left side) of the heat transfer medium inlet 21a and the heat transfer medium outlet 21b of the heat transfer medium flow tube 21 provided in the heat exchange unit 20.
  • the heat exchange fluid discharge port 13 of the above is open.
  • the heat exchange fluid stored in the storage tank 30 enters the case 10 by its own weight from a large number of dropping holes (not shown) formed on the bottom surface of the storage tank 30. Is dropped toward the heat exchange unit 20, and the heat exchange fluid flows down in the form of a liquid film along the outer surface of the heat transfer medium flow tube 21 of the heat exchange unit 20.
  • the heat transfer medium flow tube 21 of the heat exchange unit 20 the heat transfer medium flowing in from the heat transfer medium inlet 21a spirally flows through the heat transfer medium flow tube 21 from the bottom to the top to transfer heat.
  • the heat transfer medium flow tube 21 is circulated by being discharged from the medium outlet 21b to the outside of the case 10.
  • the heat exchange fluid flowing down in the form of a liquid film along the outer surface of the heat transfer medium flow tube 21 is cooled or heated by heat exchange with the heat transfer medium flowing through the heat transfer medium flow tube 21 in the process. Eventually it will fall to the bottom of the case 10.
  • the heat exchange fluid that has exchanged heat with the heat transfer medium and has fallen to the bottom of the case 10 has a communication hole 23a of the fixing plate 23 that communicates with each other and a heat exchange fluid discharge port of the case 10. It is discharged to the outside of the case 10 through 13.
  • the opening directions of the heat transfer medium inlet 21a and the heat transfer medium outlet 21b of the heat transfer medium flow tube 21 and the cover formed in the case 10 are formed. It may be convenient that the opening direction of the heat exchange fluid discharge port 13 is opposite to that of the opening direction.
  • the heat exchange unit 20 is slid upward and taken out from the case 10, and the taken out heat exchange unit 20 is rotated by 180 ° around the vertical axis, and FIG. 7 As shown in, the left and right sides of the heat exchange unit 20 are reversed. Then, the opening directions of the heat transfer medium inlet 21a and the heat transfer medium outlet 21b of the heat transfer medium flow tube 21 of the heat exchange unit 20 are opposite to the opening directions of the heat exchange fluid discharge port 13 formed in the case 10. become. That is, as shown in FIG.
  • the heat transfer medium inlet 21a and the heat transfer medium outlet 21b of the heat transfer medium flow tube 21 are opened in the notch 12 formed in the side wall 10B on the right side of the case 10, while the case 10 is opened.
  • the formed heat exchange fluid discharge port 13 opens on the left side of the case 10.
  • the heat exchange unit 20 When the heat exchange unit 20 is taken out from the case 10 and its left and right sides are reversed as described above, the heat exchange unit 20 is dropped into the case 10 and the heat exchange unit 20 is placed in the case as shown in FIG. If the storage tank 30 is housed in the case 10 and then the storage tank 30 is installed in the upper part of the case 10, the assembly of the heat exchange device 1 in which the left and right sides of the heat exchange unit 20 are reversed is completed.
  • the communication holes 23a are formed in both the left and right fixed plates 23, one of these communication holes 23a is the case 10. It communicates with the heat exchange fluid discharge port 13. Therefore, even when the left and right sides of the heat exchange unit 20 are reversed, the heat exchange fluid that falls into the case 10 passes through the communication hole 23a of the fixing plate 23 and the heat exchange fluid discharge port 13 of the case 10. 10 It can be discharged to the outside.
  • the heat exchange fluid stored in the storage tank 30 is formed on the bottom surface of the storage tank 30 as described above.
  • the heat exchange fluid flows along the outer surface of the heat transfer medium flow tube 21 of the heat exchange unit 20. In the process of flowing down in the form of a liquid film, it is cooled or heated by heat exchange with the heat transfer medium flowing through the heat transfer medium flow tube 21.
  • the heat transfer medium inlet 21a and the heat transfer medium outlet 21b of the heat transfer medium flow tube 21 are opened, and the heat exchange fluid discharged formed in the case 10. If the opening direction of the outlet 13 does not match the piping conditions at the installation site of the heat exchange device 1, the heat exchange unit 20 is pulled out from the case 10 upward, rotated 180 ° about the vertical axis, and then rotated by 180 °.
  • the opening directions of the heat transfer medium inlet 21a and the heat transfer medium outlet 21b of the heat transfer medium flow tube 21 and the opening of the heat exchange fluid discharge port 13 formed in the case 10 The direction can be adjusted to the piping condition at the installation site. Therefore, only one type of heat exchange device 1 needs to be prepared in inventory, and the man-hours for manufacturing, managing, and installing the heat exchange device 1 can be reduced to reduce the cost.
  • the upper ends of the pair of side walls 10A and 10B facing each other in the same direction and the opposite direction to the opening direction of the heat transfer medium inlet 21a and the heat transfer medium outlet 21b are formed.
  • Notches 12 having the same dimensions and the same shape with the upper side open were formed, and the heat transfer medium inlet 21a and the heat transfer medium outlet 21b were made to face one of the notches 12, so that the following effects were obtained. Is obtained. That is, regardless of the storage direction of the heat exchange unit 20 in the case 10, the heat transfer medium inlet 21a and the heat transfer medium outlet 21b of the heat transfer medium flow tube 21 provided in the heat exchange unit 20 are either in the case 10. One of the notches 12 can be faced. Further, since the notch 12 formed in the case 10 is open at the upper side, the notch 12 does not obstruct the movement of the heat exchange unit 20 into and out of the case 10.
  • the heat transfer medium inlet 21a and the heat transfer medium outlet 21b of the heat transfer medium flow tube 21 are opened in one of the pair of fixing plates 23 provided in the heat exchange unit 20, and both fixing plates are opened. Since the communication holes 23a, one of which communicates with the heat exchange fluid discharge port 13 of the case 10, are formed in the lower part of the 23, the following effects can be obtained. That is, regardless of the storage direction of the heat exchange unit 20 in the case, one of the communication holes 23a formed in both the fixing plates 23 communicates with the heat transfer fluid discharge port 13 of the case 10, so that heat is generated. Even if the storage direction of the exchange unit 20 in the case 10 is changed, the heat exchange fluid falling into the case 10 is surely discharged to the outside of the case 10 through the communication hole 23a for communicating with each other and the heat exchange fluid discharge port 13. can do.
  • the flange portion 10a of the case 10 is formed with a notch 14 as a guide means for guiding the slide in the vertical direction when the heat exchange unit 20 is taken in and out, so that the heat exchange unit 20 is provided.
  • the heat exchange unit 20 can smoothly slide in the vertical direction while being guided by the notch 14. Therefore, the heat exchange unit 20 can be taken in and out of the case 10 in a stable and reliable manner without rattling.
  • the notch 14 as the guiding means can be easily formed on the flange portion 10a of the case 10.

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Abstract

本発明の課題は、設置現場における配管状況の違いに対しても１種類で対応することができ、製造や管理、設置などの工数を削減してコストダウンを図ることができる熱交換装置を提供することである。上面が開口するケース１０と、該ケース１０内に収納された熱交換ユニット２０と、ケース１０の上部に配置された貯留槽３０とを備えた熱交換装置１において、伝熱媒体流通管２１の両端に伝熱媒体入口２１ａと伝熱媒体出口２１ｂを同方向に向かって開口させ、ケース１０の伝熱媒体入口２１ａと伝熱媒体出口２１ｂの開口方向と同方向または反対方向の何れか一方の側壁１０Ａに、ケース１０内で滴下した被熱交換流体を排出するための被熱交換流体排出口１３を形成し、熱交換ユニット２０をケース１０に対して上下方向から出し入れ可能とする。

Description

熱交換装置
　本発明は、被熱交換流体を熱交換ユニットの伝熱媒体流通管を流通する伝熱媒体との間で熱交換させる熱交換装置に関する。
　被熱交換流体を自重によって伝熱媒体流通管に向けて滴下させ、この被熱交換流体を伝熱媒体流通管の外表面に沿って液膜状に流下させながら、伝熱媒体流通管を流通する熱媒体（冷媒や熱媒）と被熱交換流体との間で熱交換させて被熱交換流体を冷却または加熱する流下液膜式の熱交換装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。
　ところが、従来の流下液膜式の熱交換装置においては、伝熱媒体流通管がケースに取り付けられているため、該伝熱媒体流通管の清掃やメンテナンスを容易に行うことができないという問題がある。
　そこで、特許文献２には、伝熱媒体流通管を備える熱交換ユニットを収納するケースの１つの側壁を開口させ、このケースの開口部を開閉する蓋部材に熱交換ユニットを取り付け、伝熱媒体流通管の清掃やメンテナンスを行う際には、蓋部材を熱交換ユニットと共に水平方向にスライドさせてこれをケースから取り出すようにした熱交換装置が提案されている。この熱交換装置によれば、ケースから取り出された熱交換ユニットの伝熱媒体流通管の清掃やメンテナンスを容易に行うことができる。
特開２０１１－１５８２３９号公報 特許第６２７１８１６号公報
　ところで、特許文献２において提案された熱交換装置においては、伝熱媒体流通管の両端の伝熱媒体入口と伝熱媒体出口を同方向に向かって開口させ、ケース内で落下した被熱交換流体をケース外へと排出するための被熱交換流体排出口がケースに形成されている。
　上記のような構成を採用する熱交換装置としては、ケースに形成された被熱交換流体排出口が伝熱媒体流通管の伝熱媒体入口と伝熱媒体出口の開口方向とは逆側に形成されたものと、ケース下面に形成されたものとの２種類を在庫として用意していた。しかしながら、排出口がケース下面に形成されたものは、装置の下側に配管を通すことになるので、装置下部に長い脚を設けることにより熱交換装置のコストアップとなり、被熱交換流体の流入高さが低い時には装置の設置が困難となったりポンプアップして流入させることで配管工数が増えてコストアップを招くという問題があった。また、排出口が伝熱媒体入口及び伝熱媒体出口と逆側に形成されたものは、設置現場の配管状況により設置工数や配管工数が増えてコストアップを招くというという問題があった。
　また、蓋部材を閉めたときに該蓋部材とケースの開口部周縁とをシール材でシールする必要があるため、部品点数が増加するとともに、シール材の劣化による被熱交換流体のケースからの漏れの懸念もあった。
　本発明は上記問題に鑑みてなされたもので、その目的は、設置現場における配管状況の違いによって被熱交換流体排出口と伝熱媒体入口及び伝熱媒体出口とを同方向あるいは別方向にすることが１種類の装置で対応でき、装置の全体高さも低くできることで、製造や管理、設置などの工数を削減してコストダウンを図ることができるとともに、シール材を廃して部品点数の削減やメンテナンスの簡略化を実現することができる熱交換装置を提供することにある。
　上記目的を達成するため、本発明は、上面が開口するケース（１０）と、該ケース（１０）内に収納された熱交換ユニット（２０）と、前記ケース（１０）の上部に配置された貯留槽（３０）とを備え、前記貯留槽（３０）内に貯留された被熱交換流体を前記熱交換ユニット（２０）の伝熱媒体流通管（２１）に向けて自重で滴下させ、該被熱交換媒体と前記伝熱媒体流通管（２１）を流通する伝熱媒体との間で熱交換させる熱交換装置（１）であって、前記伝熱媒体流通管（２１）の両端に伝熱媒体入口（２１ａ）と伝熱媒体出口（２１ｂ）を同方向に向かって開口させ、前記ケース（１０）の前記伝熱媒体入口（２１ａ）と前記伝熱媒体出口（２１ｂ）の開口方向と同方向または反対方向の何れか一方の側壁（１０Ａ）に、前記ケース（１０）内で滴下した前記被熱交換流体を排出するための被熱交換流体排出口（１３）を形成し、前記熱交換ユニット（２０）を前記ケース（１０）に対して上下方向から出し入れ可能としたことを特徴とする。
　本発明によれば、伝熱媒体流通管の伝熱媒体入口と伝熱媒体出口の開口方向とケースに形成された被熱交換流体排出口の開口方向が当該熱交換装置の設置現場の配管状況に合わない場合には、熱交換ユニットをケースから上方へ引き出してこれを垂直軸を中心として１８０°回転させた後、この熱交換ユニットをケースに収納すれば、伝熱媒体流通管の伝熱媒体入口と伝熱媒体出口の開口方向とケースに形成された被熱交換流体排出口の開口方向を設置現場の配管状況に合わせることができる。このため、熱交換装置としては１種類のみを在庫として用意しておけばよく、当該熱交換装置の製造や管理、設置などの工数を削減してコストダウンを図ることができる。
　また、ケースと熱交換ユニットの間をシールする必要がないため、シール材が不要となり、部品点数の削減とメンテナンスの簡略化を図ることができる。
　ここで、上記熱交換装置（１）において、前記ケース（１０）を上面が開口する矩形ボックスで構成するとともに、該ケース（１０）の前記伝熱媒体入口（２１ａ）と前記伝熱媒体出口（２１ｂ）の開口方向と同方向及び反対方向の相対向する一対の側壁（１０Ａ，１０Ｂ）の各上端部に、上方が開放された同一寸法・同一形状の切欠き（１２）をそれぞれ形成し、何れか一方の切欠き（１２）に前記伝熱媒体入口（２１ａ）と前記伝熱媒体出口（２１ｂ）を臨ませてもよい。
　上記構成によれば、熱交換ユニットのケース内での収容方向に関わらず、該熱交換ユニットに備えられた伝熱媒体流通管の伝熱媒体入口と伝熱媒体出口をケースの何れか一方の切欠きに臨ませることができる。また、ケースに形成された切欠きは、上方が開放されているため、熱交換ユニットのケースに対する出し入れが切欠きによって阻害されることがない。
　また、前記熱交換装置（１）において、前記熱交換ユニット（２０）を、上下方向に沿って螺旋状に巻回された前記伝熱媒体流通管（２１）と、該伝熱媒体流通管（２１）を収容保持する矩形枠体（２２）とで構成し、前記矩形枠体（２２）の相対向する２箇所にそれぞれ垂直に取り付けられた固定板（２３）の一方に前記伝熱媒体入口（２１ａ）と前記伝熱媒体出口（２１ｂ）を開口させるとともに、両固定板（２３）の下部に、何れか一方が前記被熱交換流体排出口（１３）に連通する連通孔（２３ａ）をそれぞれ形成してもよい。
　上記構成によれば、熱交換ユニットのケース内での収納方向に関わらず、両固定板にそれぞれ形成された連通孔の何れか一方がケースの被熱交換流体排出口に連通するため、熱交換ユニットのケースへの収納方向を変えても、ケース内に落下する被熱交換流体を互いに連通する連通孔と被熱交換流体排出口を経てケース外へと確実に排出することができる。
　また、前記熱交換装置（１）において、前記ケース（１０）に、前記熱交換ユニット（２０）の出し入れの際の上下方向のスライドを案内するためのガイド手段（１４）を設けてもよい。
　上記構成によれば、熱交換ユニットをケースに対して出し入れする場合、該熱交換ユニットをガイド手段によって案内しながらスムーズに上下方向にスライドさせることができるため、当該熱交換ユニットのケースに対する出し入れがガタツキなく安定して確実になされる。
　さらに、前記熱交換装置（１）において、前記ケース（１０）の相対向する２つの側壁（１０Ｃ，１０Ｄ）の各上端縁を内側に直角に折り曲げてフランジ部（１０ａ）をそれぞれ形成し、両フランジ部（１０ａ）の長手方向両端部の相対向する各２箇所に、前記固定板（２３）が嵌合する切欠き（１４）をそれぞれ形成することによって前記ガイド手段（１４）を構成してもよい。
　上記構成によれば、固定板が嵌合する切欠きをケースに形成することによって、熱交換ユニットをケースに対して出し入れする際に該熱交換ユニットの上下方向のスライドを案内するためのガイド手段を、ケースに形成された切欠きによって構造簡単に構成することができる。
　本発明によれば、設置現場における配管状況の違いに対しても１種類の熱交換装置によって対応することができ、該熱交換装置の製造や管理、設置などの工数を削減してコストダウンを図ることができるとともに、シール材を廃して部品点数の削減やメンテナンスの簡略化を実現することができるという効果が得られる。
本発明に係る熱交換装置の斜視図である。 本発明に係る熱交換装置の分解斜視図である。 図２のＡ部拡大詳細図である。 本発明に係る熱交換ユニットの正面図である。 本発明に係る熱交換装置（図１に示す状態から熱交換ユニットの左右を逆転させて組み込んだ状態）の斜視図である。 図５に示す熱交換装置の側面図（図５の矢視Ｂ方向の図）である。 図５に示す熱交換装置の分解斜視図である。
　以下に本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。
　図１は本発明に係る熱交換装置の斜視図、図２は本発明に係る同熱交換装置の分解斜視図、図３は図２のＡ部拡大詳細図、図４は本発明に係る同熱交換装置の熱交換ユニットの正面図、図５は本発明に係る熱交換装置（図１に示す状態から熱交換ユニットの左右を逆転させて組み込んだ状態）の斜視図、図６は図５に示す熱交換装置の側面図（図５の矢視Ｂ方向の図）、図７は図５に示す熱交換装置の分解斜視図である。なお、図７では、伝熱媒体流通管２１の一部記載を省略している。
　本発明に係る熱交換装置１は、流下液膜式の熱交換器であって、図１及び図２に示すように、上面が開口するケース１０と、該ケース１０内に収納された熱交換ユニット２０と、ケース１０の上部に配置された貯留槽３０を備え、貯留槽３０内に貯留された被熱交換流体を熱交換ユニット２０の伝熱媒体流通管２１に向けて自重で滴下させ、該被熱交換媒体と伝熱媒体流通管２１を流通する伝熱媒体との間で熱交換させるものである。
　上記ケース１０は、例えばステンレス鋼板などの熱伝導率が小さい金属板によって細長い矩形ボックス状に成形されており、その下部の四隅が高さ調整可能な支持脚１１によって支持されている。なお、以下の説明においては、図１及び図２に示すように、ケース１０の長手方向を「左右方向」、短手方向を「前後方向」とする。
　そして、ケース１０の短辺側（左右方向両端）の相対向する側壁１０Ａ，１０Ｂの上端部には、図１及び図２に示すように、上方が開放された同一寸法・同一形状の矩形の切欠き１２がそれぞれ形成されている。そして、一方（図１及び図２においては、短手側（左端））の側壁１０Ａの下部には、後述のようにケース１０内に落下する被熱交換流体を当該ケース１０の外へと排出するためのパイプ状の被熱交換流体排出口１３が形成されている。
　また、図１～図３に示すように、ケース１０の長辺側（前後方向両端）の相対向する側壁１０Ｃ，１０Ｄの上端縁は、内側に向かって直角に折り曲げられた幅の狭いフランジ部１０ａが長手方向（左右方向）に沿ってそれぞれ形成されている。そして、両フランジ部１０ａの長手方向（左右方向）両端部の相対向する２箇所ずつの計４箇所には、図３（図３には２つのみ図示）に詳細に示すように、矩形の切欠き１４がそれぞれ形成されている。なお、各切欠き１４は、後述のように熱交換ユニット２０をケース１０に対して上下方向から出し入れする際に該熱交換ユニット２０を案内するためのガイド手段として機能するものである。
　さらに、図２に示すように、ケース１０の各フランジ部１０ａの切欠き１４の近傍には、位置決めピン１５がそれぞれ立設されている。
　前記熱交換ユニット２０は、図２及び図４に示すように、上下方向に沿って螺旋状（長円リング状）に巻回された伝熱媒体流通管２１と、該伝熱媒体流通管２１を収容保持する矩形枠体２２とで構成されている。
　上記矩形枠体２２は、垂直に起立する左右２枚の矩形プレート状の固体板２３と、これらの固定板２３の前後両端部間に水平に架設された各上下２本の水平棒２４と、前後２組の各上下２本の水平棒２４の間に左右方向に適当な間隔で垂直に架設された各３本の垂直棒２５とで構成されており、その内部に伝熱媒体流通管２１が収容保持されている。
　前記伝熱媒体流通管２１は、内部に冷媒（水やフロンなど）や熱媒（蒸気など）の伝熱媒体を流通させるものであって、その両端部は、図１に示すように、ケース１０の左端の側壁１０Ａの内側に沿って垂直に立ち上がっており、その端部は、一方（左側）の固定板２３を貫通してその上部に前後方向に並んで開口しており、一方の開口部が伝熱媒体入口２１ａを構成し、他方の開口部が伝熱媒体出口２１ｂを構成している。このように、伝熱媒体流通管２１の伝熱媒体入口２１ａと伝熱媒体出口２１ｂは、同方向（図示例では、左方向）に向かって一方（図示例では、左側）の固定板２３の上部の同じ高さ位置に前後に並んで開口している。なお、伝熱媒体流通管２１の材質としては、熱伝導率が大きな銅や銅合金などを選択することが望ましい。
　また、図２に示すように、左右２枚の固定板２３の各下端部の前後方向中央部には、下方が開放された切欠き円状の連通孔２３ａがそれぞれ形成されている。なお、２つの連通孔２３ａの何れか一方（図示例では、左側の連通孔２３ａ）は、熱交換ユニット２０がケース１０内に収納されている状態では、ケース１０の一方（図示例では、左側）の側板１０Ａに形成された被熱交換流体排出口１３に連通している。
　前記貯留槽３０は、上方が開放された矩形トレイ状の容器であって、その内部には被熱交換流体が貯留される。なお、図示しないが、この貯留槽３０の底面には、小孔状の多数の滴下孔が穿設されている。
　ここで、図２に示すように、貯留槽３０の長辺側の相対向する前後の側壁３０Ａ，３０Ｂの各上端縁は、外側に直角に折り曲げられてフランジ部３０ａを構成しており、各フランジ部３０ａの左右両端部（ケース１０のフランジ部１０ａに立設された位置決めピン１５に対応する左右２箇所）には、位置決め孔３１がそれぞれ形成されている。
　而して、熱交換装置１は、図２に示す状態から、熱交換ユニット２０がケース１０に上方から組み込まれて該ケース１０内に収納される。このとき、熱交換ユニット２０の左右の固定板２３がケース１０の２つのフランジ部１０ａの相対向する箇所に形成されたガイド手段としての切欠き１４に差し込まれて嵌合されるため、熱交換ユニット２０は、切欠き１４によって案内されながらガタツキなくスムーズにケース１０内へと落とし込まれて正規の位置に正確に収容される。このように熱交換ユニット２０がケース１０内に収納された状態では、該熱交換ユニット２０の一方（左側）の固定板２３に開口する伝熱媒体流通管２１の伝熱媒体入口２１ａと伝熱媒体出口２１ｂは、図１に示すように、ケース１０の左側の側壁１０Ａの上部に形成された切欠き１２に臨んでいる。
　その後、貯留槽３０のフランジ部３０ａをケース１０のフランジ部１０ａの上に載置すれば、熱交換装置１が組み立てられるが、貯留槽３０のフランジ部３０ａに形成された計４つの位置決め孔３１にケース１０のフランジ部１０ａに形成された計４つの位置決めピン１５が嵌合するため、貯留槽３０は、ケース１０の上部に正確に位置決めされた状態で載置される。
　ところで、図１及び図２に示す例では、熱交換ユニット２０に備えられた伝熱媒体流通管２１の伝熱媒体入口２１ａと伝熱媒体出口２１ｂの開口方向（左側）と同方向にケース１０の被熱交換流体排出口１３が開口している。
　以上のように構成された熱交換装置１において、貯留槽３０に貯留されている被熱交換流体が該貯留槽３０の底面に形成された多数の滴下孔（不図示）から自重でケース１０内を熱交換ユニット２０に向けて滴下すると、この被熱交換流体は、熱交換ユニット２０の伝熱媒体流通管２１の外表面に沿って液膜状に流れ落ちる。ここで、熱交換ユニット２０の伝熱媒体流通管２１においては、伝熱媒体入口２１ａから流入した伝熱媒体は、伝熱媒体流通管２１を下方から上方に向かって螺旋状に流れて伝熱媒体出口２１ｂからケース１０外へと排出されることによって伝熱媒体流通管２１を流通する。
　したがって、伝熱媒体流通管２１の外面に沿って液膜状に流下する被熱交換流体は、その過程で伝熱媒体流通管２１を流通する伝熱媒体との熱交換によって冷却または加熱され、最終的にはケース１０内の底部へと落下する。
　上述のように、伝熱媒体との間で熱交換してケース１０内の底部に落下した被熱交換流体は、互いに連通する固定板２３の連通孔２３ａとケース１０の被熱交換流体排出口１３を経てケース１０外へと排出される。
　ところで、当該熱交換装置１が設置される設置現場の配管状況などによっては、伝熱媒体流通管２１の伝熱媒体入口２１ａと伝熱媒体出口２１ｂの開口方向と、ケース１０に形成された被熱交換流体排出口１３の開口方向とが逆である方が好都合である場合がある。
　上記のような場合には、図２に示すように、熱交換ユニット２０を上方にスライドさせてこれをケース１０から取り出し、取り出した熱交換ユニット２０を垂直軸回りに１８０°回転させ、図７に示すように、当該熱交換ユニット２０の左右を逆にする。すると、この熱交換ユニット２０の伝熱媒体流通管２１の伝熱媒体入口２１ａと伝熱媒体出口２１ｂの開口方向と、ケース１０に形成された被熱交換流体排出口１３の開口方向とが逆になる。すなわち、図６に示すように、伝熱媒体流通管２１の伝熱媒体入口２１ａと伝熱媒体出口２１ｂがケース１０の右側の側壁１０Ｂに形成された切欠き１２に開口する反面、ケース１０に形成された被熱交換流体排出口１３は、ケース１０の左側に開口する。
　上述のように熱交換ユニット２０をケース１０から取り出してその左右を逆転させると、前述と同様に、熱交換ユニット２０をケース１０内に落とし込んで該熱交換ユニット２０を図５に示すようにケース１０内に収容し、その後、貯留槽３０をケース１０の上部に設置すれば、熱交換ユニット２０の左右が逆転された熱交換装置１の組み立てが終了する。このように、左右が逆転した熱交換ユニット２０を備える熱交換装置１においては、左右の固定版２３の何れにも連通孔２３ａを形成したため、これらの連通孔２３ａの何れか一方がケース１０の被熱交換流体排出口１３に連通することになる。従って、熱交換ユニット２０の左右を逆転させた場合であっても、ケース１０内に落下する被熱交換流体を固定板２３の連通孔２３ａとケース１０の被熱交換流体排出口１３を経てケース１０外へと排出することができる。
　そして、以上のように左右が逆転した熱交換ユニット２０を備える熱交換装置１においても、前述と同様に、貯留槽３０に貯留されている被熱交換流体が該貯留槽３０の底面に形成された多数の滴下孔（不図示）から自重でケース１０内を熱交換ユニット２０に向けて滴下すると、この被熱交換流体は、熱交換ユニット２０の伝熱媒体流通管２１の外表面に沿って液膜状に流れ落ちる過程で、伝熱媒体流通管２１を流通する伝熱媒体との熱交換によって冷却または加熱される。
　以上のように、本発明に係る熱交換装置１によれば、伝熱媒体流通管２１の伝熱媒体入口２１ａと伝熱媒体出口２１ｂの開口方向とケース１０に形成された被熱交換流体排出口１３の開口方向が当該熱交換装置１の設置現場の配管状況に合わない場合には、熱交換ユニット２０をケース１０から上方へ引き出してこれを垂直軸を中心として１８０°回転させた後、この熱交換ユニット２０をケース１０に収納すれば、伝熱媒体流通管２１の伝熱媒体入口２１ａと伝熱媒体出口２１ｂの開口方向とケース１０に形成された被熱交換流体排出口１３の開口方向を設置現場の配管状況に合わせることができる。このため、熱交換装置１としては１種類のみを在庫として用意しておけばよく、当該熱交換装置１の製造や管理、設置などの工数を削減してコストダウンを図ることができる。
　また、ケース１０と熱交換ユニット２０との間をシールする必要がないため、シール材が不要となり、部品点数の削減とメンテナンスの簡略化を図ることができる。
　また、本実施の形態においては、ケース１０においては、伝熱媒体入口２１ａと伝熱媒体出口２１ｂの開口方向と同方向及び反対方向の相対向する一対の側壁１０Ａ，１０Ｂの各上端部に、上方が開放された同一寸法・同一形状の切欠き１２をそれぞれ形成し、何れか一方の切欠き１２に伝熱媒体入口２１ａと伝熱媒体出口２１ｂを臨ませるようにしたため、次のような効果が得られる。すなわち、熱交換ユニット２０のケース１０内での収納方向に関わらず、該熱交換ユニット２０に備えられた伝熱媒体流通管２１の伝熱媒体入口２１ａと伝熱媒体出口２１ｂをケース１０の何れか一方の切欠き１２に臨ませることができる。また、ケース１０に形成された切欠き１２は、上方が開放されているため、熱交換ユニット２０のケース１０に対する出し入れが切欠き１２によって阻害されることがない。
　さらに、本実施の形態では、熱交換ユニット２０に設けられた一対の固定板２３の一方に伝熱媒体流通管２１の伝熱媒体入口２１ａと伝熱媒体出口２１ｂを開口させるとともに、両固定板２３の下部に、何れか一方がケース１０の熱交換流体排出口１３に連通する連通孔２３ａをそれぞれ形成したため、次のような効果が得られる。すなわち、熱交換ユニット２０のケース内での収納方向に関わらず、両固定板２３にそれぞれ形成された連通孔２３ａの何れか一方がケース１０の被伝熱流体排出口１３に連通するため、熱交換ユニット２０のケース１０への収納方向を変えても、ケース１０内に落下する被熱交換流体を互いに連通する連通孔２３ａと被熱交換流体排出口１３を経てケース１０外へと確実に排出することができる。
　また、本実施の形態では、ケース１０のフランジ部１０ａに、熱交換ユニット２０の出し入れの際の上下方向のスライドを案内するためのガイド手段としての切欠き１４を形成したため、熱交換ユニット２０をケース１０に対して出し入れする場合、該熱交換ユニット２０が切欠き１４によって案内されながらスムーズに上下方向にスライドすることができる。このため、熱交換ユニット２０のケース１０に対する出し入れがガタツキなく安定して確実になされる。そして、ガイド手段としての切欠き１４をケース１０のフランジ部１０ａに簡単に形成することができる。
　本発明は、以上説明した実施の形態に適用が限定されるものではなく、請求の範囲および明細書と図面に記載された技術的思想の範囲内で種々の変形が可能である。

Claims (5)

  1. 　上面が開口するケースと、該ケース内に収納された熱交換ユニットと、前記ケースの上部に配置された貯留槽とを備え、
    　前記貯留槽内に貯留された被熱交換流体を前記熱交換ユニットの伝熱媒体流通管に向けて自重で滴下させ、該被熱交換媒体と前記伝熱媒体流通管を流通する伝熱媒体との間で熱交換させる熱交換装置であって、
    　前記伝熱媒体流通管の両端に伝熱媒体入口と伝熱媒体出口を同方向に向かって開口させ、前記ケースの前記伝熱媒体入口と前記伝熱媒体出口の開口方向と同方向または反対方向の何れか一方の側壁に、前記ケース内で滴下した前記被熱交換流体を排出するための被熱交換流体排出口を形成し、
    　前記熱交換ユニットを前記ケースに対して上下方向から出し入れ可能としたことを特徴とする熱交換装置。
  2. 　前記ケースを上面が開口する矩形ボックスで構成するとともに、該ケースの前記伝熱媒体入口と前記伝熱媒体出口の開口方向と同方向及び反対方向の相対向する一対の側壁の各上端部に、上方が開放された同一寸法・同一形状の切欠きをそれぞれ形成し、何れか一方の切欠きに前記伝熱媒体入口と前記伝熱媒体出口を臨ませたことを特徴とする請求項１に記載の熱交換装置。
  3. 　前記熱交換ユニットを、上下方向に沿って螺旋状に巻回された前記伝熱媒体流通管と、該伝熱媒体流通管を収容保持する矩形枠体とで構成し、
    　前記矩形枠体の相対向する２箇所にそれぞれ垂直に取り付けられた固定板の一方に前記伝熱媒体入口と前記伝熱媒体出口を開口させるとともに、両固定板の下部に、何れか一方が前記被熱交換流体排出口に連通する連通孔をそれぞれ形成したことを特徴とする請求項１または２に記載の熱交換装置。
  4. 　前記ケースに、前記熱交換ユニットの出し入れの際の上下方向のスライドを案内するためのガイド手段を設けたことを特徴とする請求項１～３の何れかに記載の熱交換装置。
  5. 　前記ケースの相対向する２つの側壁の各上端縁を内側に直角に折り曲げてフランジ部をそれぞれ形成し、両フランジ部の長手方向両端部の相対向する各２箇所に、前記固定板が嵌合する切欠きをそれぞれ形成することによって前記ガイド手段を構成したことを特徴とする請求項４に記載の熱交換装置。
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