JPH0712787U - 熱交換器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 蛇行管の各屈曲部によって連なる相隣る直線
部の管が平行でなくその挾角が３０分乃至３度程度とし
てある熱交換用蛇行管を、この蛇行管を含む平面を水平
面に対し、２度乃至３度程度の傾斜角度で下向きに傾斜
させた状態で所定間隔をおいて階層的に設置することに
より、冷却塔の運転停止時、循環冷却水を完全に蛇行管
内から抜いて空にし、氷結による破損のおそれをなく
す。 【構成】 蛇行管１０の各屈曲部１１によって連なる相
隣る直線部の管１２が平行でなくその挾角θが３０分乃
至３度程度としてあり、これら直線部の管１２にわたり
垂直な伸縮可能なフィン材１３をその軸線方向に小ピッ
チで間隔をおいて多数枚取り付けてなる熱交換用蛇行管
１０を、この蛇行管１０を含む平面を水平面に対し、２
度乃至３度程度の傾斜角度で下向きに傾斜させた状態で
所定間隔をおいて階層的に設置する。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

この考案は気液若しくは液液非接触型の熱交換用蛇行管を有する熱交換器、殊 に直交流式冷却塔用の熱交換器に関する。

【０００２】

【従来の技術】

従来この種の蛇行管はＵ字形状の屈曲部で順次連なった直線部は相互に平行に 形成されている。 従って蛇行面を殊に水平方向に設置する場合、蛇行管の出入口の高さに若干の 差を設けて、この管内の排水を容易に行なえるようにして設置している。

【０００３】

【考案が解決しようとする課題】

しかしながら、個々の直線部はそれぞれ完全に地表に対し、水平に設置される ことになり、内部の液体を抜く場合でも、完全に抜け切らず、若干の液体がどう しても蛇行管内に残る。 また設置後、何らかの外力により蛇行管が歪曲したときなど、一部の直線部に 液体が相当に残り、例えば水が残ったときは冬期や、寒冷地においては氷結して これを破損しかねない。 叙上のような公知の欠点を改善し、水抜きをしたときに、前記蛇行管内に液が 残留しないようにし、蛇行管の凍結による破損を解消するとともに、熱交換効率 を向上させた熱交換器を市場に提供することを目的とする。

【０００４】

【課題を解決するための手段】

前記課題を解決するため、この考案は蛇行管の各屈曲部によって連なる相隣る 直線部の管が平行でなくその挾角が３０分乃至３度程度としてあり、これら直線 部の管にわたり垂直な伸縮可能なフィン材をその軸線方向に小ピッチで間隔をお いて多数枚取り付けてなる熱交換用蛇行管を、この蛇行管を含む平面を水平面に 対し、２度乃至３度程度の傾斜角度で下向きに傾斜させた状態で所定間隔をおい て階層的に設置し、これら蛇行管のそれぞれの供給端を共通の供給ヘッダーに、 また吐出端を共通の吐出ヘッダーにその供給端が吐出端より高位となる位置で接 続してなることを特徴とする熱交換器としてある。

【０００５】 前記課題を解決するため、この熱交換器における前記フィン材は全体扁平な合 成樹脂製の矩形板から成り、前記直線部の管が挿入、密着される挿通孔が等間隔 に所定ピッチで前記矩形板に明けてあるとともに、隣接する前記挿通孔間には前 記蛇行管への組付け状態において前記直線部の管の半径方向に拡張するスリット 部が形成されていることが好ましい。 前記スリット部は、前記矩形板の上下縁までは達せず中央垂直な第１スリット と、この第１スリットの両側に間隔を於いて上下から切り込また第２スリットと からなることが望ましい。

【０００６】 前記課題を解決するため、この熱交換器における前記フィン材は前記挾角に拡 げられる以前の相互並行な直線部の管に前記挿通孔を介して差し込まれた後、前 記各屈曲部をなすＵベント管が直線部の管端部にロー付けされ蛇行流路を形成し た状態で、このＵベント管の付け根を支点として前記直線部の管を前記挾角に拡 くことに伴い、このフィン材のスリット部が前記挾角に応じて前記直線部の管の 半径方向に拡張されて、前記熱交換用蛇行管を構成していることを特徴とする。 前記供給ヘッダーと吐出ヘッダーは同一側に位置し、一方のヘッダーに接続さ れる前記蛇行管の角度は水平面に対して２度乃至３度程度の傾斜角度で下向きに 傾斜している場合も或る。

【０００７】

【作用】

請求項１記載の考案の作用を次に説明する。 この熱交換器を直交流式冷却塔に使用した場合には共通の供給ヘッダーから各 段の前記蛇行管内に循環冷却水が分配供給され、この蛇行管内を流れる間にこれ ら蛇行管上に散布された散布水により間接的に冷却された後、共通の吐出ヘッダ ー内に流入し冷凍機などの負荷部に送られる。 この際、自身昇温した散布水は、前記フィン材の表面に濡れ壁を形成し空気流 と直接接触し、気化の潜熱により冷却され、下段の前記傾斜した蛇行管上に散布 される。 この冷却塔の運転停止時、又は長期間不使用時には、循環冷却水は前記傾斜角 度で下向きに傾斜している蛇行管における直線部の管内を通り抜けて、前記共通 の吐出ヘッダー内に流入し完全に前記蛇行管内は空になる。

【０００８】 請求項２記載の考案においては、前記作用に加えて、前記スリット部の拡張に より無理なく蛇行管における直線部の管上に前記フィン材は小ピッチで多数枚セ ットされ、前記散布水と空気流との接触面積が確保され、循環冷却水は間接的に 冷却される。

【０００９】 請求項３記載の考案においては、請求項２記載の考案の作用に加えて、直線部 の管の間において前記中央垂直な第１スリットが前記屈曲部寄りではその拡張度 が小さく、この屈曲部から離れるにつれてこの拡張度が大きくなり、前記直線部 の管にわたり多数のフィン材が小ピッチで相隣る直線部の管の挾角に対応して拡 張した状態で並列配置され、散布水の濡れ壁面はこのスリット部においても形成 され、散布水の冷却は促進される。

【００１０】 請求項４記載の考案においては、請求項２乃至請求項３記載の考案の作用に加 えて、相隣る直線部の管の挾角の形成に伴い、前記多数のフィン材におけるスリ ット部の拡張が順次なされる。 請求項５記載の考案においては、請求項１記載の考案の作用に加えて、前記同 一側に位置する供給ヘッダーと吐出ヘッダー間において循環冷却水は前記蛇行管 内を循環し間接的に冷却され、負荷部へ送られる。

【００１１】

【実施例】

次に、請求項１乃至請求項４記載の考案の代表的な実施例を説明する。 図１において１０は蛇行管であり、銅、ステンレススチール、チタン合金など 材質に特に制限はない。この蛇行管１０は屈曲部１１をＵベント管とし、直線部 の管１２を直管としてこれらを接続してなる。これら直線部の管１２にわたり垂 直な伸縮可能なフィン材１３がその軸線方向に小ピッチで間隔をおいて多数枚取 り付けてある。 前記直線部１２は相互に平行ではなく、前記屈曲部１１を挾む挾角θは３０分 乃至３度、好ましくは３７分〜５０分程度としてある。また屈曲部１１の軸線の 曲率半径Ｒ＝管径ｄ×ｘとして、ｘ＝１．２乃至２としてある。 一般にこの軸線の曲率半径Ｒは直線部１２が平行な従来技術のものより小さい 値とすることが好ましい。 このように形成した蛇行管１０を含む平面を水平面Ｇに対し、傾斜角α＝２度 乃至３度程度傾斜させ蛇行管１０を所定間隔をおいて階層的に設置し、これら蛇 行管のそれぞれの供給端を共通の供給ヘッダー１５に、また吐出端を共通の吐出 ヘッダー１６に、その供給端が吐出端より高位となる位置で接続して、熱交換器 ２０とする（図２参照）。 なお、図１、図２に示す角α及びθは説明の都合上実際よりも誇張して記載し た。

【００１２】 前記フィン材１３は全体扁平な合成樹脂製の矩形板から成り、前記直線部の管 １２が挿入、密着される挿通孔１３ａが等間隔に所定ピッチで前記矩形板に明け てあるとともに、隣接する前記挿通孔１３ａ間には前記蛇行管１０への組付け状 態において前記直線部の管１２の半径方向に拡張するスリット部１３ｂが形成さ れている。 前記スリット部１３ｂは、前記矩形板の上下縁までは達せず中央垂直な第１ス リット１３ｃと、この第１スリット１３ｃの両側に間隔を於いて上下から切り込 また第２スリット１３ｄとからなる（図３、図４参照）。 前記フィン材１３は前記挾角αに拡げられる以前の相互並行な直線部の管１２ に前記挿通孔１３ａを介して差し込まれた（図６参照）後、前記各屈曲部１１を なすＵベント管が直線部の管１２にロー付けされ蛇行流路を形成した状態で、こ のＵベント管１１の付け根を支点として前記直線部の管１２を前記挾角αに拡く に伴い、このフィン材１３のスリット部１３ｂが前記挾角αに応じて前記直線部 の管１２の半径方向に拡張されて（図４参照）、前記熱交換用蛇行管１０を構成 している。 なお、スペースの関係で、前記供給ヘッダー１５と吐出ヘッダー１６を同一側 に位置させ、吐出ヘッダー１６に接続される前記蛇行管１０の角度を水平面に対 して２度乃至３度程度の傾斜角度βで下向きに傾斜させる場合も有る（図５参照 ）。

【００１３】

【効 果】

請求項１に記載された考案においては前記蛇行管かにおける直管部を傾斜状態 としてあるため、この冷却塔の運転停止時、又は長期間不使用時には、循環冷却 水を前記傾斜角度で下向きに傾斜している蛇行管における直線部の管内を通り抜 け、前記共通の吐出ヘッダー内に流入させて、完全に前記蛇行管内を空にでき、 従って氷結による破損のおそれがなく、装置全体のメンテナンス作業を容易にで き、熱交換器の寿命を長くできる。 隣接する直線部間の挾角が前述の範囲を越えると熱交換器としての熱交換面積 が不足し、この挾角が前記の範囲より狭いときは、水抜き効果が余り良くなく、 従来例との差が顕著に表出しない。 この熱交換器を直交流式冷却塔に使用した場合には共通の供給ヘッダーから各 段の前記蛇行管内に循環冷却水を分配供給して、この蛇行管内を流れる間にこれ ら蛇行管上に散布された散布水により間接的に冷却した後、共通の吐出ヘッダー 内に流入し冷凍機などの負荷部に送ることができ、この際、自身昇温した散布水 を、前記フィン材の表面に濡れ壁を形成し空気流と直接接触し、気化の潜熱によ り冷却して、下段の前記傾斜した蛇行管上に散布することが出来、冷却塔の熱効 率を向上できる。

【００１４】 請求項２記載の考案においては、前記効果に加えて、前記スリット部の拡張に より一度に無理なく迅速に蛇行管における直線部の管上に前記フィン材を小ピッ チで多数枚セットでき、前記散布水と空気流との接触面積を確保し、循環冷却水 を間接的により効率良く冷却できる。

【００１５】 請求項３記載の考案においては、請求項２記載の考案の効果に加えて、直線部 の管の間において前記中央垂直な第１スリットを前記屈曲部寄りではその拡張度 を小さく、この屈曲部から離れるにつれてこの拡張度を大きくして、前記直線部 の管にわたり多数のフィン材を小ピッチで相隣る直線部の管の挾角に対応して拡 張した状態で垂直に並列配置でき、散布水の冷却を促進できる。

【００１６】 請求項４記載の考案においては、請求項２乃至請求項３記載の考案の効果に加 えて、相隣る直線部の管の挾角の形成に伴い、前記多数のフィン材におけるスリ ット部の拡張を順次行うことが出来る。

【００１７】 請求項５記載の考案においては、請求項１記載の考案の効果に加えて、前記同 一側に位置する供給ヘッダーと吐出ヘッダー間において循環冷却水を前記蛇行管 内で循環させて間接的に冷却し、負荷部へ送ることができ、かつこれらヘッダー を同一側とすることで、その保守管理、配管作業をより能率良く行うことが出来 る。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例の蛇行管の平面図である。

【図２】図１の蛇行管からなるフィンを省略した熱交換
器の斜視図である。

【図３】拡張以前のフィン材の一例を示す正面図であ
る。

【図４】図３のフィン材のスリット部を拡張した状態を
示す正面図である。

【図５】図１と異なるヘッダーの配置を示す一部省略斜
視図である。

【図６】図３に示すフィン材に直線部の管を相互平行に
挿通した状態を示す平面図である。

【符号の説明】

１０ 蛇行管 １１ 屈曲部 １２ 直線部分 １３ フィン材 θ 挾角 α 傾斜角

Claims (5)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】蛇行管の各屈曲部によって連なる相隣る直
   線部の管が平行でなくその挾角が３０分乃至３度程度と
   してあり、これら直線部の管にわたり垂直な伸縮可能な
   フィン材をその軸線方向に小ピッチで間隔をおいて多数
   枚取り付けてなる熱交換用蛇行管を、この蛇行管を含む
   平面を水平面に対し、２度乃至３度程度の傾斜角度で下
   向きに傾斜させた状態で所定間隔をおいて階層的に設置
   し、これら蛇行管のそれぞれの供給端を共通の供給ヘッ
   ダーに、また吐出端を共通の吐出ヘッダーにその供給端
   が吐出端より高位となる位置で接続してなることを特徴
   とする熱交換器。
2. 【請求項２】前記フィン材は全体扁平な合成樹脂製の矩
   形板から成り、前記直線部の管が挿入、密着される挿通
   孔が等間隔に所定ピッチで前記矩形板に明けてあるとと
   もに、隣接する前記挿通孔間には前記蛇行管への組付け
   状態において前記直線部の管の半径方向に拡張するスリ
   ット部が形成されていることを特徴とする請求項１記載
   の熱交換器。
3. 【請求項３】前記スリット部は、前記矩形板の上下縁ま
   では達せず中央垂直な第１スリットと、この第１スリッ
   トの両側に間隔を於いて上下から切り込また第２スリッ
   トとからなることを特徴とする請求項２記載の熱交換
   器。
4. 【請求項４】前記フィン材は前記挾角に拡げられる以前
   の相互並行な直線部の管に前記挿通孔を介して差し込ま
   れた後、前記各屈曲部をなすＵベント管が直線部の管端
   部にロー付けされ蛇行流路を形成した状態で、このＵベ
   ント管の付け根を支点として前記直線部の管を前記挾角
   に拡くことに伴い、このフィン材のスリット部が前記挾
   角に応じて前記直線部の管の半径方向に拡張されて、前
   記熱交換用蛇行管を構成していることを特徴とする請求
   項２乃至請求項３記載の熱交換器。
5. 【請求項５】前記供給ヘッダーと吐出ヘッダーは同一側
   に位置し、一方のヘッダーに接続される前記蛇行管の角
   度は水平面に対して２度乃至３度程度の傾斜角度で下向
   きに傾斜していることを特徴とする請求項１記載の熱交
   換器。