JPH07167584A - 熱交換器および二重管の掃除方法 - Google Patents

熱交換器および二重管の掃除方法

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JPH07167584A
JPH07167584A JP5311481A JP31148193A JPH07167584A JP H07167584 A JPH07167584 A JP H07167584A JP 5311481 A JP5311481 A JP 5311481A JP 31148193 A JP31148193 A JP 31148193A JP H07167584 A JPH07167584 A JP H07167584A
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JP
Japan
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pipe
water
inner pipe
tube
double
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JP5311481A
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Kazuo Tanimoto
和夫 谷本
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  • Heat-Exchange Devices With Radiators And Conduit Assemblies (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【構成】 ポリブテン等のポリオレフィン系樹脂からな
る内管18に冷泉(または温泉)が流され、外管16に
湯沸器24で加熱された温水が流され、温水によって冷
泉(または温泉)が所定温度に加熱される。内管18の
内面に付着したスケールを除去する場合には、内管18
および外管16の両方に温水を流して内管18を加熱し
た後、両方に冷水を流して内管18を伸縮させ、内管1
8に付着したスケールを破壊する。 【効果】 強度の大きいポリオレフィン系樹脂を用いて
内管18を形成しているので、内管18の破損を防止す
るための圧力制御手段等を別途設ける必要はない。ま
た、内管18の内面に付着したスケールを除去できるの
で、内管18を取り換える必要がなく、維持コストを低
減できる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は熱交換器および二重管
の掃除方法に関し、特にたとえば温泉または冷泉を流す
ための内管と冷水または温水を流すための外管を含む二
重管を用いた熱交換器、およびそのような二重管の掃除
方法に関する。
【0002】
【従来の技術】この種の従来の熱交換器の一例が実開昭
59−76876号に開示されている。この従来技術
は、塩化ビニル等からなる外部パイプ(外管)の内部に
なまし銅等からなる内部パイプ(内管)を挿通した二重
管を含み、外部パイプに給水ラインを接続し、内部パイ
プに排湯ラインを接続し、外部パイプの水圧を内部パイ
プの湯圧よりも大きく設定するようにしたものである。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】従来技術では、外部パ
イプの水圧を内部パイプの湯圧よりも大きく設定するよ
うにしていたので、そのような圧力制御のための圧力調
整弁等が必要であり、コスト高であるという問題点があ
った。また、排湯に含まれた無機物質または有機物質等
が内部パイプに付着して熱伝達性や通水性が損なわれた
場合には、内部パイプを新しいものに取り換えるしか方
法がなく、システムの維持コストが高いという問題点が
あった。
【0004】それゆえに、第1の発明の主たる目的は、
製造コストを低減できる、熱交換器を提供することであ
る。第2の発明の主たる目的は、システムの維持コスト
を低減できる、二重管の掃除方法を提供することであ
る。
【0005】
【課題を解決するための手段】第1の発明は、外管およ
び外管の内部に挿通されるかつポリオレフィン系樹脂か
らなる内管を含む二重管路を備え、外管に流した冷水ま
たは温水と内管に流した温水または冷水との間で熱交換
するようにした、熱交換器である。第2の発明は、外管
および外管の内部に挿通された内管を含む二重管の掃除
方法であって、外管および内管の両方に同時に温水を流
した後、同時に冷水を流すことによって内管を伸縮さ
せ、内管に付着した付着物を落とすようにした、二重管
の掃除方法である。
【0006】
【作用】第1の発明では、高温下における連続内圧負荷
状態においても高強度を発揮し得るたとえばポリブテン
等のポリオレフィン系樹脂で内管を形成するようにして
いるので、内管を流れる冷水等の圧力が外管を流れる温
水等の圧力よりも大きい場合でも、内管が破損されると
いった問題は生じない。したがって、従来のように外管
の水圧を内管の水圧よりも大きく設定するための圧力調
整弁等を設ける必要はない。
【0007】第2の発明では、外管および内管の両方に
同時に温水を流した後、同時に冷水を流すことによって
内管を伸縮させ、それによって内管に付着した付着物を
落とすようにしているので、内管の寿命が長くなり、そ
れを取り換える必要が少ない。
【0008】
【発明の効果】第1の発明によれば、圧力調整弁等は不
要なので、製造コストを低減できる。第2の発明によれ
ば、内管を効果的に掃除できるので、システムの維持コ
ストを低減できる。この発明の上述の目的,その他の目
的,特徴および利点は、図面を参照して行う以下の実施
例の詳細な説明から一層明らかとなろう。
【0009】
【実施例】図1に示すこの実施例の熱交換器10は、浴
場等へ供給される冷泉(または温泉)を温水を用いて所
定温度に加熱するためのものであり、略円筒状のハウジ
ング12を含む。ハウジング12の内部には、熱交換器
10の主要部である二重管14がコイル状に巻回された
状態で収納される。二重管14は、たとえば軟質塩化ビ
ニル,ポリブテン,ポリプロピレン,ポリエチレンある
いは架橋ポリエチレン等のような可撓性を有する材料か
らなる外管16を含み、外管16の内部には、ポリブテ
ン,ポリプロピレン,ポリエチレンあるいは架橋ポリエ
チレン等のような強度の大きいポリオレフィン系樹脂か
らなる内管18が挿通される。また、ハウジング12の
内部中央部には、温水を貯留するためのタンク20が配
置される。一方、ハウジング12の外部には、ポンプ2
2および湯沸器24等が所定位置に配置される。そし
て、外管16,内管18,タンク20,ポンプ22およ
び湯沸器24等がパイプ26およびバルブ30a〜30
f等を用いて相互に連結され、内管18の一方端には、
冷泉(または温泉)を導入する導入管32がバルブ30
a等を介して接続され、他方端には、加熱された冷泉ま
たは温泉等を浴場等へ供給するための供給管34が接続
される。また、タンク20および内管18の一方端に
は、水道管38がボールタップ36およびバルブ30b
を介して接続され、ポンプ22の吐出口には、排出管4
0がバルブ30g等を介して接続される。
【0010】冷泉(または温泉)を加熱する場合には、
バルブ30a,30c,30dおよび30fが開放さ
れ、バルブ30b,30eおよび30gが閉鎖され、そ
して、ポンプ22および湯沸器24が作動される。する
と、導入管32から導入された冷泉(または温泉)およ
び水道管38から導入された水は、それぞれ図2におけ
る破線矢印および実線矢印に示すように熱交換器10内
を流れる。すなわち、導入管32から導入された冷泉
(または温泉)は、バルブ30aおよび30cを通して
二重管14の内管18へ与えられ、供給管34を通して
図示しない浴場等へ供給される。一方、水道管38から
導入された水は、ボールタップ36を通してタンク20
へ与えられ、ポンプ22によって吸引され、バルブ30
fを通して湯沸器24へ与えられる。湯沸器24で加熱
された温水は、バルブ30dを通して二重管14の外管
16へ与えられ、二重管16の出口からタンク20へ戻
される。二重管14においては、内管18に冷泉(また
は温泉)が流され、外管16に湯沸器24で加熱された
温水が流されるので、温水によって冷泉(または温泉)
が所定温度に加熱される。
【0011】内管18に冷泉(または温泉)が長期間流
されると、冷泉(または温泉)中に含まれた無機物質ま
たは有機物質等が内管18の内面に堆積し、内管18の
通水性や熱伝達性が損なわれる。そこで、この実施例で
は、内管18を一旦加熱した後、急冷することによっ
て、そのような堆積物(スケール)が定期的に除去され
る。
【0012】以下には、スケールを除去する動作を説明
する。まず、バルブ30c,30d,30eおよび30
fが開放され、バルブ30a,30bおよび30gが閉
鎖され、そして、ポンプ22および湯沸器24が作動さ
れる。すると、湯沸器24によって加熱された温水が図
3における実線矢印で示すように熱交換器10内を流
れ、外管16および内管18の両方に温水が与えられ
る。内管18が十分に加熱されると、バルブ30b,お
よび30gが開放され、バルブ30fが閉鎖され、そし
て、湯沸器24が停止される。すると、水道管38から
導入された水(冷水)が図4中破線矢印で示すように熱
交換器10内を流れる。すなわち、バルブ30bを通し
て水道管38から導入された水(冷水)の一部がバルブ
30cを通して内管18へ与えられ、残りがバルブ30
eおよび30dを通して外管16へ与えられる。そし
て、内管18へ与えられた水が供給管34を通して図示
しない浴場等へ排出され、外管16へ与えられた水がタ
ンク20,ポンプ22,バルブ30gおよび排出管40
を通して排出される。二重管14においては、内管18
および外管16の両方に冷水が与えられるので、内管1
8がその内面および外面の両方から急激に冷却され、収
縮される。この内管18の収縮によって内管18の内面
に付着したスケールが破壊され、水とともに図示しない
浴場等へ排出される。
【0013】内管18を急冷することによって生じる応
力θは、線膨張係数α,ヤング率Eおよび温度差Δtを
用いて、θ=α・E・Δtで表すことができ、また、単
位長さ当りの軸方向断面(断面積S)に作用する力F
は、F=Sθで表すことができる。したがって、スケー
ルの破壊応力を求めることによって破壊できるスケール
の最大厚みTを求めることができる。たとえば、線膨張
係数αが1.2×10-4〔℃-1〕で、ヤング率Eが54
00〔kgf/cm2 〕のポリブテンで形成された内管18
(肉厚2〔mm〕)を用いた場合には、温度差Δtが50
〔℃〕のとき、上述の式より、0.324〔kgf/m
m2 〕の熱応力が作用し、長さ10mm当りの軸方向断面
(断面積S=20〔mm2 〕)には、6.48kgの力Fが
作用する。内管18の内面に付着するスケールの破壊応
力σ′が3.00〔kgf/mm2 〕であるとすると、内管
18の熱伸縮によって破壊できるスケールの最大厚みT
は、T=F/(10×σ′)の式で計算でき、厚みT=
0.216〔mm〕を得ることができる。したがって、ス
ケールの厚みが0.216〔mm〕になるまでの期間を予
め調べておくことによって、スケールを除去する適切な
時期を知ることができる。なお、この内管18の降伏点
応力は、20〔℃〕のとき1.7〔kgf/mm2 〕なの
で、たとえば温度差Δtを100〔℃〕とした場合(熱
応力σ=0.648〔kgf/mm2 〕)でも十分な安全率
(=2.6)を得ることができる。内管18を塩化ビニ
ルで形成すると、熱応力σが降伏点応力に達するので、
破壊されてしまうであろう。
【0014】この実施例によれば、内管18を強度の大
きいポリオレフィン系樹脂で形成するようにしているの
で、その内部を流れる冷泉等の圧力によって内管18が
破壊されるといった問題は生じない。したがって、従来
のような圧力調整弁等を設ける必要はなく、構成を簡素
化でき、製造コストを低減できる。また、内管18を加
熱した後に急冷することによって内管18の内面に付着
したスケールを除去するようにしているので、内管18
を取り換える必要はなく、維持コストを低減できる。
【0015】なお、上述の実施例では、ハウジング12
の外部に配置された湯沸器24によって水道水等を加熱
するようにしているが、たとえば図5に示すように、タ
ンク20にヒータ42を装着して、このヒータ42によ
って水道水等を加熱するようにしてもよい。図6に示す
他の実施例の熱交換器44は、温泉を用いて水道水等を
加熱するためのものである。この実施例では、二重管1
4,タンク20およびポンプ22等がパイプ26,バル
ブ46a〜46f,逆流防止弁48aおよび48b等を
用いて相互に連結される。そして、内管18の一方端に
は、排出管50がバルブ46aを介して接続され、他方
端には、温泉を導入するための導入管52および水道水
を導入するための水道管54がバルブ46eおよび46
fを介して接続される。また、外管16の一方端には、
水道管56がバルブ46bを介して接続され、他方端に
は、供給管58がバルブ46dを介して接続される。
【0016】水道水を加熱する場合には、バルブ46
a,46b,46c,46dおよび46eが開放され、
バルブ46fが閉鎖され、そして、ポンプ22が作動さ
れる。すると、導入管52から導入された温泉および水
道管56から導入された水は、それぞれ図7における実
線矢印および破線矢印で示すように熱交換器44内を流
れる。すなわち、バルブ46eを通して内管18へ与え
られた温泉がバルブ46aを通して排出され、一方、バ
ルブ46bおよび逆流防止弁48aを通して外管16に
与えられた水道水が、タンク20,ポンプ22,バルブ
46dおよび供給管58を通して所定個所に供給され
る。このとき、ポンプ22から吐出された水道水の一部
は、循環路60,バルブ46cおよび逆流防止弁48b
を通して再び外管16へ与えられる。二重管14におい
ては、内管18に温泉が流され、外管16に水道水が流
されるので、温泉によって水道水が所定温度に加熱され
る。
【0017】内管18の内面にスケールが付着した場合
には、バルブ46fを開いて内管18内に水道水が流さ
れ、内管18内の流速を増すことによって、スケールが
除去される。なお、この実施例においても、たとえばタ
ンク20にヒータ62(図8,図9)を設け、内管18
を加熱した後に急冷することによってスケールを除去す
るようにしてもよい。
【0018】以下には、スケールを除去する動作を説明
する。まず、バルブ46a,46cおよび46eが開放
され、バルブ46b,46dおよび46fが閉鎖され、
そして、ポンプ22およびヒータ62が作動される。す
ると、導入管52から導入された温泉が図8中実線矢印
で示すように流れ、ヒータ62によって加熱された温水
が図8中破線矢印で示すように流れ、内管18がその内
面および外面の両方から加熱される。内管18が十分に
加熱されると、バルブ46b,46dおよび46fが開
放され、バルブ46cおよび46eが閉鎖され、そし
て、ヒータ62の電源が切られる。すると、水道管54
から導入された水が図9中実線矢印で示すように流れ、
水道管56から導入された水が図9中破線矢印で示すよ
うに流れ、内管18がその内面および外面の両方から急
激に冷却され、先の実施例と同様にして、内管18の内
面に付着したスケールが破壊され、かつ除去される。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の一実施例を示す図解図である。
【図2】図1実施例の配管図である。
【図3】図1実施例において内管を加熱する場合の温水
の流れを示す図解図である。
【図4】図1実施例において内管を冷却する場合の水の
流れを示す図解図である。
【図5】図1実施例において湯沸器に代えてヒータを用
いた状態を示す図解図である。
【図6】この発明の他の実施例を示す図解図である。
【図7】図6実施例の配管図である。
【図8】図6実施例において内管を加熱する場合の温水
の流れを示す図解図である。
【図9】図6実施例において内管を冷却する場合の水の
流れを示す図解図である。
【符号の説明】
10,44 …熱交換器 12 …ハウジング 14 …二重管 16 …外管 18 …内管 20 …タンク 22 …ポンプ 24 …湯沸器

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】外管および前記外管の内部に挿通されるか
    つポリオレフィン系樹脂からなる内管を含む二重管路を
    備え、 前記外管に流した冷水または温水と前記内管に流した温
    水または冷水との間で熱交換するようにした、熱交換
    器。
  2. 【請求項2】外管および前記外管の内部に挿通された内
    管を含む二重管の掃除方法であって、 前記外管および前記内管の両方に同時に温水を流した
    後、同時に冷水を流すことによって前記内管を伸縮さ
    せ、前記内管に付着した付着物を落とすようにした、二
    重管の掃除方法。
JP5311481A 1993-12-13 1993-12-13 熱交換器および二重管の掃除方法 Pending JPH07167584A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007298198A (ja) * 2006-04-28 2007-11-15 Tadashi Tsunoda 熱交換器、冷暖房システム及び廃熱回収システム
JP2009002631A (ja) * 2007-06-25 2009-01-08 Furukawa Electric Co Ltd:The 熱交換器、および熱交換システム

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007298198A (ja) * 2006-04-28 2007-11-15 Tadashi Tsunoda 熱交換器、冷暖房システム及び廃熱回収システム
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Effective date: 20020618