JPS6023794A - 熱交換装置 - Google Patents
熱交換装置Info
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- JPS6023794A JPS6023794A JP58131269A JP13126983A JPS6023794A JP S6023794 A JPS6023794 A JP S6023794A JP 58131269 A JP58131269 A JP 58131269A JP 13126983 A JP13126983 A JP 13126983A JP S6023794 A JPS6023794 A JP S6023794A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- fluid
- heat transfer
- scale
- transfer tube
- supersonic
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- 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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Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
- F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
- F28F19/00—Preventing the formation of deposits or corrosion, e.g. by using filters or scrapers
- F28F19/004—Preventing the formation of deposits or corrosion, e.g. by using filters or scrapers by using protective electric currents, voltages, cathodes, anodes, electric short-circuits
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
産業上の利用分野
本発明は温泉水、地下水、海水あるいは水道水など（以
下流体という）に考る加熱・冷却装置に関するものであ
る。
下流体という）に考る加熱・冷却装置に関するものであ
る。
従来例の構成とその問題点
工業用あるいは一般用に用いられる加熱・冷却装置にお
ける安定した運転のだめの問題として伝熱管あるいは搬
送管へのスケール付着とそれによる流体搬送抵抗の増大
、熱交換率の低下、缶体腐食の問題がある。これらスケ
ール付着は、装置運転における熱経済性を著しく阻害す
るため、その対策は重要な問題である。特に加熱や冷却
装置の熱交換部のスケールは著しい熱交換率の低下をも
たらし、更に熱交換器は伝熱面積増大のために複雑な形
状を有しており、一旦スケールが付着するとその除去に
は化学的方法あるいは物理的方法など経常的なメンテナ
ンスと費用が発生する。これらスケール付着を未然に防
止する方法として、従来から酸添加によりスケールに成
分をあらかじめ沈澱除去する方法、原水のｐＨを調整し
てスケール析出の限界点を変える方法あるいは抑制剤を
添加しスケール成分の過飽和性を維持したり、成分をス
ラッジ化する方法あるいは種晶を添加し、それを核にし
てスケール成分を析出させる方法などがある。しかしな
がらこれらの諸方法はいずれも＋＋７を水に比較的多量
の薬材等を点滴−あるいは混入する方式でありそのため
の機械的手段や消耗品コストが大きなものになる。この
ような背景の中で、温泉熱水を建物の暖房や農業施設加
温に用いることによる化石エネルギー削減を意図したシ
ステムの開発の中でスケール問題はボトルネックとなる
課題であり、メンテナンスに労力を要せず、かつ経常的
な消耗品経費の発生しない方法の開発は緊急の課題とな
っている。
ける安定した運転のだめの問題として伝熱管あるいは搬
送管へのスケール付着とそれによる流体搬送抵抗の増大
、熱交換率の低下、缶体腐食の問題がある。これらスケ
ール付着は、装置運転における熱経済性を著しく阻害す
るため、その対策は重要な問題である。特に加熱や冷却
装置の熱交換部のスケールは著しい熱交換率の低下をも
たらし、更に熱交換器は伝熱面積増大のために複雑な形
状を有しており、一旦スケールが付着するとその除去に
は化学的方法あるいは物理的方法など経常的なメンテナ
ンスと費用が発生する。これらスケール付着を未然に防
止する方法として、従来から酸添加によりスケールに成
分をあらかじめ沈澱除去する方法、原水のｐＨを調整し
てスケール析出の限界点を変える方法あるいは抑制剤を
添加しスケール成分の過飽和性を維持したり、成分をス
ラッジ化する方法あるいは種晶を添加し、それを核にし
てスケール成分を析出させる方法などがある。しかしな
がらこれらの諸方法はいずれも＋＋７を水に比較的多量
の薬材等を点滴−あるいは混入する方式でありそのため
の機械的手段や消耗品コストが大きなものになる。この
ような背景の中で、温泉熱水を建物の暖房や農業施設加
温に用いることによる化石エネルギー削減を意図したシ
ステムの開発の中でスケール問題はボトルネックとなる
課題であり、メンテナンスに労力を要せず、かつ経常的
な消耗品経費の発生しない方法の開発は緊急の課題とな
っている。
発明の目的
本発明は上述の背景のもとで、工業用、一般用の加熱・
冷却装置における伝熱管あるいは流体搬送管へのスケー
ルを経常的なメンテナンス労力と消耗品費用を発生させ
ることなく防止する加熱・冷却装置を提供することを意
図したものである。
冷却装置における伝熱管あるいは流体搬送管へのスケー
ルを経常的なメンテナンス労力と消耗品費用を発生させ
ることなく防止する加熱・冷却装置を提供することを意
図したものである。
発明の構成
本発明は伝熱管あるいは搬送管を流れる流体を超音波エ
ネルギーにより励振させ、流体中のスケール成分の過飽
和条件を変化させ、かつ、管体による流体冷却に伴なう
流体の飽和度低下によるスケール析出をうながし、更に
は、管体にスケールが析出することを音波エネルギーに
より防止１−１あるいはすでに管体に付着したスケール
を剥離せしめる等超音波励振による複合的効果によって
、スケール成分を管体に付着することなく流体中にスラ
ッジとして析出させ、それらを沈澱除去することを特徴
とした加熱冷却装置である。
ネルギーにより励振させ、流体中のスケール成分の過飽
和条件を変化させ、かつ、管体による流体冷却に伴なう
流体の飽和度低下によるスケール析出をうながし、更に
は、管体にスケールが析出することを音波エネルギーに
より防止１−１あるいはすでに管体に付着したスケール
を剥離せしめる等超音波励振による複合的効果によって
、スケール成分を管体に付着することなく流体中にスラ
ッジとして析出させ、それらを沈澱除去することを特徴
とした加熱冷却装置である。
実施例の説明
以下本発明の一実施例を具体的に説明する。
図は本発明の一実施例である熱交換器用加熱冷却装置の
概要図である。熱交換器は複数本の伝熱管１を有し、熱
交換されるべき流体１１は入口２より導入され伝熱管１
で熱の交換が行われた後排出口３より排出される。−力
流体１１と互いに混入することなく流体１２は入口４よ
り導入され、伝熱″＃１で熱の授受が行われた後、排出
口５より排出される。一方法熱管１近傍の外管６には超
音波トランスデユーサ７が流体１２に接して設置される
。トランスデユーサ７には端子８．９を通じて、発振増
巾器１０より高周波電力が連続的に又は断続的に供給さ
れる。トランスデユーサ７は高周波電力によって超音波
振動をする振動子とそれに接着された振動板より成り、
発振増巾器１ｏからの電気エネルギーは超音波として、
流体２を励振する。励振された流体２は更に伝熱管１を
超音波振動させそれが伝播して伝熱管１内の流体２を励
振するとともに、流体２の接する外管等すべての管体壁
を超音波振動させる。振動子としてはチタン酸バリウム
やチタン酸ジルコン酸鉛などの強誘電体あるいはフェラ
イト磁歪素子などが好ましい。
概要図である。熱交換器は複数本の伝熱管１を有し、熱
交換されるべき流体１１は入口２より導入され伝熱管１
で熱の交換が行われた後排出口３より排出される。−力
流体１１と互いに混入することなく流体１２は入口４よ
り導入され、伝熱″＃１で熱の授受が行われた後、排出
口５より排出される。一方法熱管１近傍の外管６には超
音波トランスデユーサ７が流体１２に接して設置される
。トランスデユーサ７には端子８．９を通じて、発振増
巾器１０より高周波電力が連続的に又は断続的に供給さ
れる。トランスデユーサ７は高周波電力によって超音波
振動をする振動子とそれに接着された振動板より成り、
発振増巾器１ｏからの電気エネルギーは超音波として、
流体２を励振する。励振された流体２は更に伝熱管１を
超音波振動させそれが伝播して伝熱管１内の流体２を励
振するとともに、流体２の接する外管等すべての管体壁
を超音波振動させる。振動子としてはチタン酸バリウム
やチタン酸ジルコン酸鉛などの強誘電体あるいはフェラ
イト磁歪素子などが好ましい。
これらの超音波エネルギーにより、例えば、流体１１と
して温泉水を用い、流体１２として水を用いた場合通常
伝熱管１やその他の流体１１に接する管体壁に析出する
スケールを剥離させ、あるいは流体中に析出させる。こ
れら流体中に析出したスケールはスラッジとして排出口
３より排出され、必要に応じて沈澱槽を設は適宜取り去
ることができる。このようにして、本発明によれば、一
旦析出した場合極めて除去の困難な伝熱管のスケールを
、伝熱管近傍に付着させることなく流体中スラッジとし
て流失させることができる。
して温泉水を用い、流体１２として水を用いた場合通常
伝熱管１やその他の流体１１に接する管体壁に析出する
スケールを剥離させ、あるいは流体中に析出させる。こ
れら流体中に析出したスケールはスラッジとして排出口
３より排出され、必要に応じて沈澱槽を設は適宜取り去
ることができる。このようにして、本発明によれば、一
旦析出した場合極めて除去の困難な伝熱管のスケールを
、伝熱管近傍に付着させることなく流体中スラッジとし
て流失させることができる。
一方、温泉水を流体１２とし、水を流体１１と１〜だ場
合もスケール付着防止の原理は同様であるがこの場合ス
ケール成分の多い流体２は、トランスデユーサ７に直接
接触しているため効果は四に顕著である。これらの効果
は温泉水にとどまらず、地下水や加熱海水等の流体、に
ついても同様である。
合もスケール付着防止の原理は同様であるがこの場合ス
ケール成分の多い流体２は、トランスデユーサ７に直接
接触しているため効果は四に顕著である。これらの効果
は温泉水にとどまらず、地下水や加熱海水等の流体、に
ついても同様である。
以下実施例における本発明の具体的効果について述べる
。
。
実施例においてはアルカリ度約１６００ｍ、！１７／ｅ
カルシウム硬度約１，０００ ＵＪｊｊ／ｌの約７０°
Ｃの温泉水毎時１０ｍ５／時を図に原理構成を示した固
定長管板式熱交換器の流体とし、はぼ静流Ｍ−の水を流
体１２として用いた。伝熱管１に外径約２５１１１Ｊａ
ｍ長とし、これを３６本用い、約４００ＭＭの直径を有
する列前内に設置した。一方伝熱管１を包む外管内壁に
超音波出力的１．５ＫＷのトランスデユーサ２個をそれ
ぞれ外管の入口部及び排出口部近傍の内壁に設置し、発
振増巾器１０より約３０ＫＨｚの高周波電力を供給する
よう゛にした。このような設置条件のもとて温泉水を供
給しつづけ本発明の装置を用いた場合と用いない従来の
場合について伝熱管へのスケール付着の度合を観察する
ことによって本発明による装置の効果を評価することが
できる。
カルシウム硬度約１，０００ ＵＪｊｊ／ｌの約７０°
Ｃの温泉水毎時１０ｍ５／時を図に原理構成を示した固
定長管板式熱交換器の流体とし、はぼ静流Ｍ−の水を流
体１２として用いた。伝熱管１に外径約２５１１１Ｊａ
ｍ長とし、これを３６本用い、約４００ＭＭの直径を有
する列前内に設置した。一方伝熱管１を包む外管内壁に
超音波出力的１．５ＫＷのトランスデユーサ２個をそれ
ぞれ外管の入口部及び排出口部近傍の内壁に設置し、発
振増巾器１０より約３０ＫＨｚの高周波電力を供給する
よう゛にした。このような設置条件のもとて温泉水を供
給しつづけ本発明の装置を用いた場合と用いない従来の
場合について伝熱管へのスケール付着の度合を観察する
ことによって本発明による装置の効果を評価することが
できる。
実施例においては、高周波電力を６時間毎に約１６分間
供給した場合と、しない場合の従来例について、流体１
２（温泉水）のスケールによる伝熱管内の径減少による
静圧損失と熱交換率をチェックした。その結果、従来の
運転状態では約１６日間で、スケール付着により熱交換
率は当初にくらべ激減し、静圧損失抵抗の増大により、
はぼ熱交換器としての機能は果さなくなった。−力木発
明の装置による運転状態では、運転開始の１６日後も極
立った熱交換率低下及び静圧損失がみられず、その後長
期にわたる運転でも熱交換器の機能は継続的に発揮され
ており、本発明の顕著な効果が認められた。
供給した場合と、しない場合の従来例について、流体１
２（温泉水）のスケールによる伝熱管内の径減少による
静圧損失と熱交換率をチェックした。その結果、従来の
運転状態では約１６日間で、スケール付着により熱交換
率は当初にくらべ激減し、静圧損失抵抗の増大により、
はぼ熱交換器としての機能は果さなくなった。−力木発
明の装置による運転状態では、運転開始の１６日後も極
立った熱交換率低下及び静圧損失がみられず、その後長
期にわたる運転でも熱交換器の機能は継続的に発揮され
ており、本発明の顕著な効果が認められた。
上記実施例は、スケール成分の比較的多い温泉水による
ものであるが、地下水や、工業用水など温泉よりもスケ
ール成分の少ない流体に対しては、超音波出力を低下さ
せたり、超音波励振の時間の間隔を長く設定したりする
ことによって、より設備コストを低下させることができ
るとともに運転電力を削減できる。又、本実施例は固定
多管板式熱交換器の例について述べたが、本発明の効果
がプレートフィン式熱交換器その他の熱交換器に用いて
発揮されることは明らかである。
ものであるが、地下水や、工業用水など温泉よりもスケ
ール成分の少ない流体に対しては、超音波出力を低下さ
せたり、超音波励振の時間の間隔を長く設定したりする
ことによって、より設備コストを低下させることができ
るとともに運転電力を削減できる。又、本実施例は固定
多管板式熱交換器の例について述べたが、本発明の効果
がプレートフィン式熱交換器その他の熱交換器に用いて
発揮されることは明らかである。
発明の効果
以上のように、本発明は二種の異なる流路を流れる流体
が互いに混入することなく相互に熱の授受を行なうよう
伝熱体を配し、この伝熱体近傍の一方の流体に接して超
音波トランスデユーサを設置し、この超音波トランスジ
ューサに交番電力を供給するようにしだ熱交換装置であ
り、温泉水、地下水、海水あるいは水道水などの流体に
よる加熱・冷却装置における伝熱管や搬送管へのスケー
ルの付着を防止することができ、スケールを主たる原因
とする熱交換率の低下によるエネルギー損失や、静圧損
失増大による流体搬送動力の増大を防ぐと共に、日常何
らの薬剤等消耗品使用することなくスケールの付着が防
止できるため、スケール防止に要する設備コスト、日常
メンテナンス費用および消耗品経費が大巾に削減される
とともに、本発明の装置を用いることによって、地熱水
や温泉水のエネルギーとしての有効利用あるいは海水淡
水化装置における効率向上と費用削減に顕著な効果を有
し、経済的効果のみならず省エネルギー技術面での社会
的効果をも併せて有するものである。
が互いに混入することなく相互に熱の授受を行なうよう
伝熱体を配し、この伝熱体近傍の一方の流体に接して超
音波トランスデユーサを設置し、この超音波トランスジ
ューサに交番電力を供給するようにしだ熱交換装置であ
り、温泉水、地下水、海水あるいは水道水などの流体に
よる加熱・冷却装置における伝熱管や搬送管へのスケー
ルの付着を防止することができ、スケールを主たる原因
とする熱交換率の低下によるエネルギー損失や、静圧損
失増大による流体搬送動力の増大を防ぐと共に、日常何
らの薬剤等消耗品使用することなくスケールの付着が防
止できるため、スケール防止に要する設備コスト、日常
メンテナンス費用および消耗品経費が大巾に削減される
とともに、本発明の装置を用いることによって、地熱水
や温泉水のエネルギーとしての有効利用あるいは海水淡
水化装置における効率向上と費用削減に顕著な効果を有
し、経済的効果のみならず省エネルギー技術面での社会
的効果をも併せて有するものである。
図は本発明による熱交換装置の〜実施例を示す断面図で
ある。 １・・・・・伝熱管、２．４・・・・・・入口、３．６
・・・山排出口、６・・・・・・熱交換器外管、７・・
・・・・超音波トランスジューサ、８，９・・山端子、
１ｏ・・・・・発振増巾器、１１．１２°山流体。
ある。 １・・・・・伝熱管、２．４・・・・・・入口、３．６
・・・山排出口、６・・・・・・熱交換器外管、７・・
・・・・超音波トランスジューサ、８，９・・山端子、
１ｏ・・・・・発振増巾器、１１．１２°山流体。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 （ト）二種の異なる流路を有する流体が互いに相混入す
ることなく相互に熱の授受を得なうよう伝熱体を配し、
この伝熱′体近傍の一方の流体に接して超音波トランス
デユーサを設置し、この超音波トランスデユーサに交番
電力を供給することを特徴とする熱交換装置。 （２）超音波トランスデユーサが強誘電体振動子である
ことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の熱交換装
置。 （３）超音波トランスデユーサが強磁性体振動子である
ことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の熱交換装
置。 （４）交番電力の供給を断続的に行なうことを特徴とす
る特許請求の範囲第１項記載の熱交換装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58131269A JPS6023794A (ja) | 1983-07-18 | 1983-07-18 | 熱交換装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58131269A JPS6023794A (ja) | 1983-07-18 | 1983-07-18 | 熱交換装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6023794A true JPS6023794A (ja) | 1985-02-06 |
Family
ID=15053973
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58131269A Pending JPS6023794A (ja) | 1983-07-18 | 1983-07-18 | 熱交換装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6023794A (ja) |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02236951A (ja) * | 1989-03-10 | 1990-09-19 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 電池 |
| WO2007136697A3 (en) * | 2006-05-19 | 2008-01-24 | Exxonmobil Res & Eng Co | Mitigation of in-tube fouling in heat exchangers using controlled mechanical vibration |
| WO2011111512A1 (ja) | 2010-03-10 | 2011-09-15 | オムロン株式会社 | 電子部品、電子部品の製造方法および電子体温計 |
| US8037928B2 (en) | 2005-12-21 | 2011-10-18 | Exxonmobil Research & Engineering Company | Chromium-enriched oxide containing material and preoxidation method of making the same to mitigate corrosion and fouling associated with heat transfer components |
| CN102445104A (zh) * | 2011-12-08 | 2012-05-09 | 姚光纯 | 利用介质剪切力提高换热器传热系数的方法 |
| US8201619B2 (en) | 2005-12-21 | 2012-06-19 | Exxonmobil Research & Engineering Company | Corrosion resistant material for reduced fouling, a heat transfer component having reduced fouling and a method for reducing fouling in a refinery |
| US8349267B2 (en) | 2007-10-05 | 2013-01-08 | Exxonmobil Research And Engineering Company | Crude oil pre-heat train with improved heat transfer |
| JP5597723B2 (ja) * | 2010-12-03 | 2014-10-01 | 三菱電機株式会社 | 水加熱器 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5134749B1 (ja) * | 1971-05-31 | 1976-09-28 |
-
1983
- 1983-07-18 JP JP58131269A patent/JPS6023794A/ja active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5134749B1 (ja) * | 1971-05-31 | 1976-09-28 |
Cited By (14)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02236951A (ja) * | 1989-03-10 | 1990-09-19 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 電池 |
| US8465599B2 (en) | 2005-12-21 | 2013-06-18 | Exxonmobil Research And Engineering Company | Chromiun-enriched oxide containing material and preoxidation method of making the same to mitigate corrosion and fouling associated with heat transfer components |
| US8470097B2 (en) | 2005-12-21 | 2013-06-25 | Exxonmobil Research And Engineering Company | Silicon-containing steel compostition with improved heat exchanger corrosion and fouling resistance |
| US8037928B2 (en) | 2005-12-21 | 2011-10-18 | Exxonmobil Research & Engineering Company | Chromium-enriched oxide containing material and preoxidation method of making the same to mitigate corrosion and fouling associated with heat transfer components |
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| US8211548B2 (en) | 2005-12-21 | 2012-07-03 | Exxonmobil Research & Engineering Co. | Silicon-containing steel composition with improved heat exchanger corrosion and fouling resistance |
| US8286695B2 (en) | 2005-12-21 | 2012-10-16 | Exxonmobil Research & Engineering Company | Insert and method for reducing fouling in a process stream |
| WO2007136697A3 (en) * | 2006-05-19 | 2008-01-24 | Exxonmobil Res & Eng Co | Mitigation of in-tube fouling in heat exchangers using controlled mechanical vibration |
| US7836941B2 (en) | 2006-05-19 | 2010-11-23 | Exxonmobil Research And Engineering Company | Mitigation of in-tube fouling in heat exchangers using controlled mechanical vibration |
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| WO2011111512A1 (ja) | 2010-03-10 | 2011-09-15 | オムロン株式会社 | 電子部品、電子部品の製造方法および電子体温計 |
| JP5597723B2 (ja) * | 2010-12-03 | 2014-10-01 | 三菱電機株式会社 | 水加熱器 |
| CN102445104A (zh) * | 2011-12-08 | 2012-05-09 | 姚光纯 | 利用介质剪切力提高换热器传热系数的方法 |
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