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JP2024075055A - Heat exchanger - Google Patents

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JP2024075055A
JP2024075055A JP2022186199A JP2022186199A JP2024075055A JP 2024075055 A JP2024075055 A JP 2024075055A JP 2022186199 A JP2022186199 A JP 2022186199A JP 2022186199 A JP2022186199 A JP 2022186199A JP 2024075055 A JP2024075055 A JP 2024075055A
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JP
Japan
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tank
box body
heat medium
box
heat exchange
Prior art date
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Pending
Application number
JP2022186199A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
喜代美 今
Kiyomi Kon
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Riviera Co Ltd
Original Assignee
Riviera Co Ltd
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Riviera Co Ltd filed Critical Riviera Co Ltd
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  • Heat-Exchange Devices With Radiators And Conduit Assemblies (AREA)

Abstract

To provide a heat exchanger for enabling easy maintenance.SOLUTION: A heat exchanger EX includes a tank 1 and a box body 2. The tank has an inflow pipe 17A and an outflow pipe 17B through which primary heat medium W can be put in and out. It also has a lid part 15 via which the box body can be put in and out, and is sealed while storing the plurality of box bodies. Into the box bodies each having no easy-to-bend structure on an outer wall 22, secondary heat medium 5 flows.SELECTED DRAWING: Figure 2

Description

本発明は、熱交換器に関するものである。 The present invention relates to a heat exchanger.

従来、特許文献1のような、地下水を熱源とする熱交換器があった。熱交換するために汲み上げる地下水は、シルト(泥)や砂を含むことがある。さらに、地下水は、鉄やマンガンなどの不純物が含まれることがあり、その酸化物は、スケールと呼ばれる強固な付着物に変化する(非特許文献1)。スケールは、非常に簡単に除去できるものではない。スケールが、熱交換フィンなどの繊細な構造物に付着すると、最悪の場合、熱交換部ごと破棄するしかなかった。 Conventionally, there have been heat exchangers that use groundwater as a heat source, as described in Patent Document 1. The groundwater pumped up for heat exchange can contain silt (mud) and sand. Furthermore, groundwater can contain impurities such as iron and manganese, and the oxides of these impurities turn into a strong deposit called scale (Non-Patent Document 1). Scale is not very easy to remove. If scale adheres to delicate structures such as heat exchange fins, in the worst case scenario, the only option is to discard the entire heat exchange unit.

特許第7082769号号公報Patent No. 7082769

山口県宇部市から情報発信、Infomation from Ube City, Japan水浄化フォーラム -科学と技術-URL:http://water-solutions.jp/commentary/heavy-metals/chromium_manganese_iron/Information from Ube City, JapanWater Purification Forum -Science and Technology- URL: http://water-solutions.jp/commentary/heavy-metals/chromium_manganese_iron/

本発明は、メンテナンス性の向上課題とする。 The objective of this invention is to improve maintainability.

このような課題に鑑み、本発明は、タンクと箱体を備え、前記タンクは、流入管と流出管を有し、一次熱媒体を出し入れできるものであり、前記箱体を出し入れできる蓋部を有し、密閉されているものであり、内部に複数の前記箱体を収めており、前記箱体は、外壁に曲がりやすい構造物が設けられておらず、内部に二次熱媒体を流すものであることを特徴とする熱交換装置とすることで課題を解決した。 In consideration of these problems, the present invention has solved the problems by providing a heat exchange device that includes a tank and a box body, the tank has an inlet pipe and an outlet pipe, and allows the primary heat medium to be introduced and removed, has a lid that allows the box body to be inserted and removed, is sealed, contains multiple boxes inside, the box body does not have a structure that is easily bent on the outer wall, and allows a secondary heat medium to flow inside.

一つの態様として、前記曲がりやすい構造物は、フィンであり、外壁に前記フィンが設けられていない前記熱交換装置も開示する。 In one embodiment, the flexible structure is a fin, and the heat exchange device is also disclosed in which the fin is not provided on the outer wall.

一つの態様として、前記箱体の材質は、少なくとも耐酸性のある耐腐食性材料である前記熱交換装置も開示する。 In one embodiment, the heat exchange device is disclosed in which the material of the box is a corrosion-resistant material that is at least acid-resistant.

一つの態様として、一次熱媒体は、夾雑物や不純物を含む液体または気体である前記熱交換装置を開示する。 In one embodiment, the heat exchange device is disclosed in which the primary heat medium is a liquid or gas containing contaminants and impurities.

本発明の熱交換装置は、メンテナンスが簡単にできる。 The heat exchange device of the present invention is easy to maintain.

図1は実施例の熱交換装置を用いた設備の説明図である。FIG. 1 is an explanatory diagram of an installation using a heat exchanger according to an embodiment of the present invention. 図2は熱交換装置の説明図である。図2(A)はタンクの説明図である。図2(B)は箱体の説明図である。図2(C)はタンクの底部と箱体の説明図である。Fig. 2 is an explanatory diagram of the heat exchange device. Fig. 2(A) is an explanatory diagram of the tank. Fig. 2(B) is an explanatory diagram of the box body. Fig. 2(C) is an explanatory diagram of the bottom of the tank and the box body. 図3は、タンク内に設置された箱体の説明図である。図3(A)は、タンクに設置された箱体の状態を示す斜視図である(説明のため、箱体を図示していない。)。図3(B)は、箱体の透視図である。図3(C)は、図3(B)に付したA-A間の断面図である。Fig. 3 is an explanatory diagram of a box installed in a tank. Fig. 3(A) is a perspective view showing the state of the box installed in the tank (for the sake of explanation, the box is not shown). Fig. 3(B) is a see-through view of the box. Fig. 3(C) is a cross-sectional view taken along line A-A in Fig. 3(B). 図4は、箱体を並列に連結した変形例の説明図である。FIG. 4 is an explanatory diagram of a modified example in which the boxes are connected in parallel. 図5は連結管の変形例である。FIG. 5 shows a modified example of the connecting pipe. 図6は変形例の説明図である。図6(A)は蓋部15の第1の変形例である。図6(B)は蓋部15の第2の変形例である。6A and 6B are explanatory diagrams of modified examples. Fig. 6A shows a first modified example of the lid portion 15. Fig. 6B shows a second modified example of the lid portion 15.

以下、図面を参照して本発明の実施例1を説明する。以下の説明で、異なる図における同一符号は同一機能の部位を示しており、各図における重複説明は適宜省略する。 The first embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. In the following description, the same reference numerals in different drawings indicate parts with the same function, and duplicate descriptions in each drawing will be omitted as appropriate.

(実施例)
図1は実施例の熱交換装置EXを用いた設備の説明図である。一次熱媒体Wは、地下水を温冷熱源9としたものであり、冬季は温熱源として、夏季は冷熱源として使われる。地下水は、砂やシルトといった微粒子を夾雑物として含む。また、地下水は、地下水に含まれるシリカ、マンガン、鉄、クロムといった金属やイオンを、不純物として含んでいる。
(Example)
FIG. 1 is an explanatory diagram of equipment using a heat exchanger EX according to an embodiment. The primary heat medium W uses groundwater as a hot/cold heat source 9, and is used as a hot heat source in winter and as a cold heat source in summer. Groundwater contains fine particles such as sand and silt as impurities. Groundwater also contains metals and ions such as silica, manganese, iron, and chromium as impurities.

(一次熱媒体)
実施例の熱交換装置EXは、夾雑物や不純物が多い温熱源や冷熱源に有効である。例えば、温冷熱源9は、夾雑物や不純物が多い井戸、海水、下水処理水などでよい。実施例の温冷熱源9は、井戸であり、汲み上げた地下水を一次熱媒体Wとして使用している。
実施例の熱交換装置EXは、後述するように不純物による汚染の影響を受けにくく、かつ、洗浄が容易であるため、一次熱媒体Wは、下水、工場用排水、人工透析器を洗浄した排水でさえも温冷熱源9として使うことができる。
また、蒸気や加熱した空気のように、気体であってもよい。
(Primary heat transfer medium)
The heat exchanger EX of the embodiment is effective for a hot or cold heat source containing a large amount of contaminants or impurities. For example, the hot or cold heat source 9 may be a well, seawater, or treated sewage water containing a large amount of contaminants or impurities. The hot or cold heat source 9 of the embodiment is a well, and pumped groundwater is used as the primary heat medium W.
As described later, the heat exchanger EX of the embodiment is not easily affected by contamination by impurities and is easy to clean, so that the primary heat medium W can be made of sewage, industrial wastewater, or even wastewater used to clean an artificial dialysis machine as the hot or cold heat source 9.
It may also be a gas, such as steam or heated air.

(流入管)
流入管17Aは、井戸(温冷熱源9)からタンク1へ一次熱媒体Wを送る間である。地下水である一次熱媒体Wは井戸(温冷熱源9)からポンプPにより汲み上げられ、流入管17Aを通ってタンク1へ送られる。
(Inlet pipe)
The inlet pipe 17A is a pipe for sending the primary heat medium W from the well (hot/cold heat source 9) to the tank 1. The primary heat medium W, which is groundwater, is pumped up from the well (hot/cold heat source 9) by a pump P and sent to the tank 1 through the inlet pipe 17A.

(タンク)
タンク1は、実施例の熱交換装置EXの主要な部品である。タンク1は、流入管17Aに接続されており、ポンプPを介して送られて来る一次熱媒体Wでタンク1の内部が満たされる。
タンク1内には、多数の箱体2が収納されている。箱体2の内部は、二次熱媒体5で満たされている。箱体2は、箱体2の外壁22と接触する一次熱媒体Wの熱を箱体2の内部の二次熱媒体5と交換する熱交換部としての役割を果たす。
タンク1のより詳しい説明は、後述する。
(tank)
The tank 1 is a main component of the heat exchanger EX of the embodiment. The tank 1 is connected to an inlet pipe 17A, and the inside of the tank 1 is filled with a primary heat medium W sent through a pump P.
A large number of boxes 2 are stored in the tank 1. The inside of the boxes 2 is filled with a secondary heat medium 5. The boxes 2 serve as a heat exchanger that exchanges heat of the primary heat medium W in contact with the outer wall 22 of the boxes 2 with the secondary heat medium 5 inside the boxes 2.
A more detailed description of the tank 1 will be given later.

(箱体)
実施例の箱体2は、外形が直方体であるが、形状は任意である。複数の箱体2がタンク1に収められるため、収めやすい形であることが好ましい。また、複数の箱体2の大きさは、互いに異なる大きさでもよい。また、タンク1に収容される箱体2の数は、2個以上あればよいが、多数になるほど熱交換効率が上がるので好ましい。実施例の箱体2は、連結管21により直列に繋がれており、内部の二次熱媒体5が隣の箱体2へと運ばれるうちに徐々に冷却又は加熱される。
なお、連結管21による箱体2の連結は、並列でもよく、適宜である。
箱体2のより詳しい説明は、後述する。
(Box)
The box body 2 in the embodiment has an external shape of a rectangular parallelepiped, but the shape is arbitrary. Since multiple box bodies 2 are stored in the tank 1, it is preferable that the shape is easy to store. The multiple box bodies 2 may be different sizes from each other. The number of box bodies 2 stored in the tank 1 may be two or more, but it is preferable to have a larger number of box bodies 2 because the heat exchange efficiency increases as the number increases. The box bodies 2 in the embodiment are connected in series by a connecting pipe 21, and the secondary heat medium 5 inside is gradually cooled or heated as it is transported to the adjacent box body 2.
The connection of the boxes 2 by the connecting pipes 21 may be in parallel, as appropriate.
The box 2 will be described in more detail later.

(箱体の材質)
箱体2の材質は、少なくとも耐酸性のあるステンレスなどの耐腐食性材料であることが好ましい。
箱体2は、熱交換装置EXが備えている、熱交換を行う部材の主要な部材であるため、熱交換効率を落とさないために定期的に洗浄を繰り返す必要がある。
箱体2の材質に耐腐食性材料が求められることは、箱体2の洗浄で、スケールなどの付着物を落とすために薬剤が使われることがあるためである。
タンク1は、内部にスケールなどの付着物が付着しても熱交換効率を落とすことがほとんどないため、耐腐食性材料でなくとも構わないが、箱体2を収容したまま薬剤が使われることもあるため耐腐性材料であることが好ましい。
(Box material)
The material of the box 2 is preferably a corrosion-resistant material such as stainless steel that is at least acid-resistant.
The box body 2 is a main component that performs heat exchange and is provided in the heat exchange device EX, and therefore needs to be washed periodically in order to maintain the heat exchange efficiency.
The reason why the material of the box body 2 is required to be corrosion-resistant is that chemicals may be used to clean the box body 2 and remove scale and other deposits.
The tank 1 does not have to be made of a corrosion-resistant material because the heat exchange efficiency is hardly reduced even if scale or other deposits adhere to the inside, but it is preferable that the tank be made of a corrosion-resistant material because chemicals may be used with the box body 2 still inside.

(温冷熱利用機器)
二次熱媒体5は、室内に設置された温冷熱利用機器4へ運ばれ、二次熱媒体5に蓄えられた熱エネルギーが使われ、戻り管5Bを介してタンク1に戻される。温冷熱利用機器4は、どのようなものでもよい。たとえば温冷熱利用機器4は、駐車場に積もった雪を融解する融雪装置のように巨大な構造物であってもよい。
(Hot and cold energy utilization equipment)
The secondary heat medium 5 is transported to the hot and cold heat utilization equipment 4 installed in the room, and the thermal energy stored in the secondary heat medium 5 is used and returned to the tank 1 via the return pipe 5B. The hot and cold heat utilization equipment 4 may be of any type. For example, the hot and cold heat utilization equipment 4 may be a huge structure such as a snow melting device that melts snow accumulated in a parking lot.

(二次熱媒体)
二次熱媒体5は、不凍液など熱を運ぶのに適した媒体が選ばれる。また、二次熱媒体は、気体でもよい。たとえば、タンク1で冷やされた二次熱媒体5である空気が、そのまま室内へ導かれ、冷房として使われるような態様である。温冷熱利用機器4は不要となり、コストダウンできる。
(Secondary heat transfer medium)
The secondary heat medium 5 is selected from a medium suitable for carrying heat, such as antifreeze. The secondary heat medium may also be a gas. For example, the air that is the secondary heat medium 5 cooled in the tank 1 is introduced directly into the room and used for cooling. The hot and cold heat utilization equipment 4 is no longer necessary, which reduces costs.

箱体2の内部を通る内に冷却又は加熱された二次熱媒体5は、送出管5Aを介して箱体2の外へ送られ、そして、タンク1の外へ出る。そして、エアコンなどの温冷熱利用機器4に送られ、室内の冷暖房に使われて熱エネルギーを失った二次熱媒体5は、戻り管5Bを通って、再びはタンク1内にある箱体2へと戻る。 The secondary heat medium 5, which is cooled or heated while passing through the inside of the box 2, is sent to the outside of the box 2 through the delivery pipe 5A and then exits the tank 1. The secondary heat medium 5 is then sent to a hot/cold heat utilization device 4 such as an air conditioner, and is used for indoor heating/cooling and loses its thermal energy. It then passes through the return pipe 5B and returns to the box 2 inside the tank 1.

(スケールの付着)
図2は熱交換装置EXの説明図である。図2(A)はタンク1の説明図である。図2(B)は箱体2の説明図である。
実施例のタンク1は、複数の箱体2を内部に収納している。複数の箱体2は、図示されていない連結管21で相互に連結されており、エアコンなどで熱交換を終えた二次熱媒体5が戻り管5Bを通して、箱体2へと送られる。流入管17Aからタンク1内へ送られた一次熱媒体Wは箱体2の周囲を流れながら箱体2内部の二次熱媒体5と熱交換される。熱交換を終えた一次熱媒体Wは、流出管17Bを通ってタンク1から排出され、温冷熱源9(井戸)に戻される。
(Scale buildup)
2A and 2B are explanatory diagrams of the heat exchange device EX. Fig. 2A is an explanatory diagram of the tank 1. Fig. 2B is an explanatory diagram of the box body 2.
The tank 1 of the embodiment contains a plurality of boxes 2 inside. The plurality of boxes 2 are connected to each other by connecting pipes 21 (not shown), and the secondary heat medium 5 that has completed heat exchange in an air conditioner or the like is sent to the boxes 2 through the return pipe 5B. The primary heat medium W sent from the inlet pipe 17A into the tank 1 is heat exchanged with the secondary heat medium 5 inside the boxes 2 while flowing around the boxes 2. The primary heat medium W that has completed heat exchange is discharged from the tank 1 through the outlet pipe 17B and returned to the hot/cold heat source 9 (well).

一次熱媒体Wに夾雑物や不純物が含まれることは避けられないことである。特に一次熱媒体Wが多くの夾雑物や不純物を含む場合、熱交換部である箱体2の外壁22に水垢とも呼ばれるスケールが固くこびりつく。たとえば、石灰質地層を流れる地下水に含まれるカルシウムは、二酸化炭素と共に高圧環境下におかれて、重炭酸カルシウムという形で溶解している。地下から地上に出てくると、圧力が低下することから、二酸化炭素が地下水から放出される。すると、溶解していた重炭酸カルシウムは、二酸化炭素を放出することで水に溶けにくい炭酸カルシウムになって析出する。特に熱交換器は、地下水と温度差があることから溶けた化合物が析出しやすく、ケイ酸マグネシウムやケイ酸カルシウムとなって強固に付着する。 It is inevitable that the primary heat medium W will contain foreign matter and impurities. In particular, when the primary heat medium W contains many foreign matter and impurities, scale, also known as limescale, will adhere tightly to the outer wall 22 of the box body 2, which is the heat exchanger. For example, calcium contained in groundwater flowing through a calcareous stratum is placed in a high-pressure environment together with carbon dioxide and dissolves in the form of calcium bicarbonate. When the groundwater emerges from underground to above ground, the pressure decreases, and carbon dioxide is released from the groundwater. The dissolved calcium bicarbonate then releases carbon dioxide and precipitates as calcium carbonate, which is less soluble in water. In particular, the heat exchanger is prone to precipitation of dissolved compounds due to the temperature difference between the heat exchanger and the groundwater, and these compounds adhere firmly to the heat exchanger as magnesium silicate or calcium silicate.

一旦固着したスケールは、除去することが困難である。たとえば、アルミニウム製の熱交換フィンにこびりついたスケールは、金属ブラシなどでこすっても、なかなか取り除けない。さらに、熱交換フィンは、金属ブラシなどで強くこすると熱交換フィンが曲がってしまう不都合が生じる。熱交換フィンと熱交換フィンの隙間は小さく、熱交換フィンと熱交換フィンの間に詰まったスケールを除去することは、なかなかできない。
その結果、スケールが、熱交換フィンに厚く堆積してしまうと、熱交換器は廃棄せざるを得なくなる。
Once scale has hardened, it is difficult to remove. For example, scale that has stuck to aluminum heat exchange fins is difficult to remove even by scrubbing with a metal brush. Furthermore, scrubbing the heat exchange fins too hard with a metal brush can cause the fins to bend. The gaps between the heat exchange fins are small, so it is difficult to remove scale that has become stuck between the fins.
As a result, when the scale accumulates too thickly on the heat exchange fins, the heat exchanger must be scrapped.

(箱体の外壁)
箱体2の外壁22は、フィンなどの曲がりやすい構造物などが無く、スケールを落としやすいように構成されている。熱交換フィンなどの簡単に曲がりやすい部材は、外壁22に存在せず、金属ブラシや金属のヘラなどを使うことさえできる。
また、熱交換フィンや熱交換部本体を構成するアルミニウムは、熱伝導性は良好であるものの酸に著しく弱く、市販の酸性のスケール除去剤を使うことができない。
(Outer wall of the box)
The outer wall 22 of the box body 2 does not have any easily bent structures such as fins, and is configured to make it easy to remove scale. The outer wall 22 does not have any easily bent members such as heat exchange fins, and it is even possible to use a metal brush or a metal spatula.
Furthermore, although aluminum that constitutes the heat exchange fins and the heat exchange body has good thermal conductivity, it is extremely vulnerable to acids, and commercially available acidic scale removers cannot be used.

(曲がりやすい構造物)
箱体2は、簡単に取り外すことができる曲がりやすい構造物が取り付けられていることを妨げない。当該構造物を取り外すことで、箱体2は、曲がりやすい構造物が無くなるからである。
また、曲がりやすいという程度は、スケールなどの強固な付着物を落とすために使われる一般的な洗浄手段により曲がってしまうものをいう。
(Structures that bend easily)
The box body 2 does not prevent a flexible structure that can be easily removed from being attached to the box body 2, because by removing the flexible structure, the box body 2 is free of the flexible structure.
The degree of bendability refers to the degree to which the material is bent by typical cleaning methods used to remove stubborn deposits such as scale.

実施例の箱体2は、耐腐食性材料で構成されており、スケール除去剤で腐食することはない。さらに、箱体2は熱伝導性が良く耐腐食性の金属合金で作られていることが好ましい。さらに好ましくは、箱体2は、スケール除去剤のような酸性の薬剤で腐食することが無い、少なくとも耐酸性の耐腐食性の金属合金で作られていることが好ましい。また、箱体2は、金属ブラシや、金属のヘラなどを使う硬度を有していることが好ましい。物理的手段で実施例の箱体2は、アルミニウムよりも固い金属合金で形成されており、外壁22に曲がりやすい構造物が設けられていないため、金属ブラシなどの物理的な除去手段を使うことで、短時間にスケールを除去することができる。
実施例の箱体2は、このように、メンテナンスと耐久性を重視した熱交換装置EXの部材であり、これまでにないものである。
The box body 2 of the embodiment is made of a corrosion-resistant material and is not corroded by the scale remover. Furthermore, the box body 2 is preferably made of a metal alloy that has good thermal conductivity and is corrosion-resistant. More preferably, the box body 2 is made of a metal alloy that is at least acid-resistant and corrosion-resistant and is not corroded by acidic chemicals such as scale removers. Furthermore, the box body 2 preferably has a hardness that allows the use of a metal brush or a metal spatula. By physical means, the box body 2 of the embodiment is made of a metal alloy that is harder than aluminum, and the outer wall 22 does not have a structure that is easily bent, so that the scale can be removed in a short time by using a physical removal means such as a metal brush.
The box body 2 of the embodiment is thus a component of the heat exchanger EX that places emphasis on ease of maintenance and durability, and is something that has never been seen before.

温冷熱源9は、井戸から汲んだ地下水の他にも浄化処理した直後の温かい下水処理水や河川水・海水など夾雑物や不純物を含む温冷熱源9を使用することができる。箱体2は、外壁22の洗浄が極めて簡単であるため、実施例の熱交換装置EXは、多様な温冷熱源9を使うことが可能である。
また、飲用に適するレベルの地下水であっても、一次熱媒体Wとして長期にわたり使い続けると、熱交換フィンにスケールが溜まり使用不能になるが、実施例の箱体2は、洗浄ができるため使用不能になることがない。
The hot and cold heat source 9 can be groundwater drawn from a well, or warm treated sewage water immediately after purification, river water, seawater, or other hot and cold heat sources containing foreign matter and impurities. Since the exterior wall 22 of the box body 2 is extremely easy to clean, the heat exchanger EX of the embodiment can use a variety of hot and cold heat sources 9.
Furthermore, even if the groundwater is of a level suitable for drinking, if it is used as the primary heat medium W for a long period of time, scale will accumulate on the heat exchange fins and the water will become unusable. However, the box body 2 of the embodiment can be washed and will not become unusable.

(タンクの内部構成)
タンク1は、箱体2を取り出しやすいように、タンク1の上面を開放する蓋部15を備えている。タンク1の内部には、複数の箱体2が収められている。
図2(C)はタンク1の底部11と箱体2の説明図である。複数条の溝111がタンク1の底部11に設けられている。この溝111は、箱体2と丁度嵌り合う幅になっており、箱体2が所定の間隔を空けて底部11に取り付けられる。箱体2は、溝111に嵌合するだけで固定されているため、取り外し取り付けが簡単になっている。
(Internal structure of the tank)
The tank 1 has a lid 15 that opens the top of the tank 1 so that the box bodies 2 can be easily removed. A plurality of box bodies 2 are stored inside the tank 1.
2(C) is an explanatory diagram of the bottom 11 of the tank 1 and the box body 2. A plurality of grooves 111 are provided in the bottom 11 of the tank 1. The grooves 111 have a width that is just suitable for fitting with the box body 2, and the box body 2 is attached to the bottom 11 with a specified gap between them. The box body 2 is fixed simply by fitting into the grooves 111, making it easy to remove and attach.

スケールが付着し、熱交換効率が低下した箱体2は、タンク1から取り出される。そして、箱体2の外壁22は、スケール除去剤や物理的な手段でスケールが取り除かれる。タンク1は、簡単に箱体2を再び収めることができる。 The box body 2, which has become covered with scale and has reduced heat exchange efficiency, is removed from the tank 1. Then, the scale is removed from the outer wall 22 of the box body 2 using a scale remover or physical means. The tank 1 can easily accommodate the box body 2 again.

タンク1は、箱体2の他に特段の部材を内部に有していない。箱体2を取り外したタンク1は、洗浄が極めて簡単である。 The tank 1 does not have any special components inside other than the box body 2. Once the box body 2 is removed, the tank 1 is extremely easy to clean.

(蓋部)
タンク1と蓋部15は、断熱材を含む板体で作られており、タンク1内に入っている一次熱媒体Wの熱がタンク1から逃げないようになっている。また、蓋部15は、シール材(図示せず)を介してタンク1に被せられている。蓋部15とタンク1の接合部は、外気が蓋部15とタンク1の間を通って入らない密閉構造になっている。
(Lid)
The tank 1 and the lid 15 are made of plates including a heat insulating material so that the heat of the primary heat medium W contained in the tank 1 does not escape from the tank 1. The lid 15 is placed on the tank 1 via a sealing material (not shown). The joint between the lid 15 and the tank 1 has an airtight structure that prevents outside air from entering between the lid 15 and the tank 1.

図3は、タンク1内に設置された箱体2の説明図である。図3(A)は、タンク1に設置された箱体2の状態を示す斜視図である(説明のため、箱体2を図示していない。)。図3(B)は、箱体2の透視図である。図3(C)は、図3(B)に付したA-A間の断面図である。
箱体2は、互い違いに間隔を空けて設置されることで、箱体2と箱体2の間に一次熱媒体Wが流れる流路ができるように配置されている。
他方、箱体2の内部に供給される二次熱媒体5は、図3(B)や図3(C)に示されたような、内部流路51を通ることで効率な熱交換が行われる。隣接する箱体2は、連結管21で相互に連結されている。内部流路51と連結管21により、二次熱媒体5は、長い距離を流れ、その間に、一次熱媒体Wから熱を受け取ることができる。
Fig. 3 is an explanatory diagram of the box body 2 installed in the tank 1. Fig. 3(A) is a perspective view showing the state of the box body 2 installed in the tank 1 (for the sake of explanation, the box body 2 is not shown). Fig. 3(B) is a see-through view of the box body 2. Fig. 3(C) is a cross-sectional view taken along line A-A in Fig. 3(B).
The boxes 2 are arranged alternately at intervals so that a flow path through which the primary heat medium W flows is formed between the boxes 2 .
On the other hand, the secondary heat medium 5 supplied to the inside of the box 2 passes through an internal flow path 51 as shown in Fig. 3(B) and Fig. 3(C) to perform efficient heat exchange. Adjacent boxes 2 are connected to each other by a connecting pipe 21. The internal flow path 51 and the connecting pipe 21 allow the secondary heat medium 5 to flow a long distance and receive heat from the primary heat medium W during that time.

[変形例]
(連結管)
実施例では、箱体2の内部流路51が直列に繋がるように連結管21を取り付けたが、並列に繋げるように取り付けてもよい。
図4は、箱体2を並列に連結した変形例の説明図である。温冷熱利用機器4で熱が使われた二次熱媒体5は、戻り管5Bを通ってタンク1へと送られる。実施例と異なり変形例は、戻り管5Bと、熱交換を終えた二次熱媒体5を送り出す送出管5Aは、共に、タンク1の内部に導かれる。箱体2は、連結管21で並列に繋がれる。
なお、送出管5Aがターンしているのは、戻り管5Bと送出管5Aをタンク1の同じ側から取り出すためである。戻り管5Bと送出管5Aが、タンク1の同じ側にあると、配管が楽になる。
[Modification]
(Connecting pipe)
In the embodiment, the connecting pipes 21 are attached so that the internal flow paths 51 of the boxes 2 are connected in series, but they may be attached so as to connect them in parallel.
4 is an explanatory diagram of a modified example in which boxes 2 are connected in parallel. The secondary heat medium 5, whose heat has been used in the hot and cold heat utilization equipment 4, is sent to the tank 1 through a return pipe 5B. Unlike the embodiment, in this modified example, the return pipe 5B and the delivery pipe 5A, which delivers the secondary heat medium 5 that has completed heat exchange, are both guided inside the tank 1. The boxes 2 are connected in parallel by a connecting pipe 21.
The reason why the delivery pipe 5A is turned is so that the return pipe 5B and the delivery pipe 5A are taken out from the same side of the tank 1. If the return pipe 5B and the delivery pipe 5A are on the same side of the tank 1, the piping becomes easier.

(流入管)
実施例の熱交換装置EXは、流入管17Aがタンク1に対して1つ取り付けられていた。変形例では、一次熱媒体Wは、複数の流入管17Aからタンク1に供給されてもよい。
多様な使い方ができるように、タンク1の外壁22に多数の流入管17Aや流出管17Bを取り付けることができる孔が開設されていてもよい。使わない孔(図示せず)は、断熱性のある栓で塞がれる。同様に、二次熱媒体5を通す送出管5Aや戻り管5Bも複数取り付けられてもよく、それに対応した孔がタンク1に開設され、栓で塞がれる。
(Inlet pipe)
In the heat exchange device EX of the embodiment, one inlet pipe 17A is attached to the tank 1. In a modified example, the primary heat medium W may be supplied to the tank 1 from a plurality of inlet pipes 17A.
To allow for a variety of uses, the tank 1 may have holes on the outer wall 22 to which multiple inlet pipes 17A and outlet pipes 17B can be attached. Any unused holes (not shown) are blocked with insulating plugs. Similarly, multiple delivery pipes 5A and return pipes 5B through which the secondary heat medium 5 passes may also be attached, and corresponding holes are opened in the tank 1 and blocked with plugs.

(海水の使用)
本発明は、海水を一次熱媒体Wとして使うことができる。箱体2の外壁22は、熱交換装置EXをしばらくの期間使うとフジツボや貝類などの海洋生物に覆われる。外壁22は洗浄を妨げるフィンなどの曲がりやすい構造物などがないため、金属製のヘラやジェット水流などで簡単に海洋生物を除去することができる。
(Use of seawater)
In the present invention, seawater can be used as the primary heat medium W. After the heat exchange device EX is used for a period of time, the outer wall 22 of the box body 2 becomes covered with marine organisms such as barnacles and shellfish. Since the outer wall 22 does not have any easily bendable structures such as fins that would prevent cleaning, the marine organisms can be easily removed with a metal spatula, a jet of water, or the like.

(連結管)
図5は連結管21の変形例である。連結管21は、内壁に螺旋状の溝が付けられている。二次熱媒体5は、螺旋状に旋回しながら連結管21から箱体2の内部空間に出る。箱体2の内部は、実施例のように複雑な流路が設けられていない。連結管21から出た二次熱媒体5は、螺旋状に旋回しなくとも、箱体2の内部空間を撹拌する作用がある。さらに、二次熱媒体5が螺旋状に旋回する水流となることで、箱体2の内部にある二次熱媒体5をさらに撹拌する。
この作用は、一次熱媒体Wと二次熱媒体5の熱交換を促す。
実施例のように箱体2の内部に複雑な流路を形成することはコストがかかるが、変形例のような工夫を施すことで、箱体2の内部構造が単純となりコストが削減される。
(Connecting pipe)
5 shows a modified example of the connecting pipe 21. The connecting pipe 21 has a spiral groove on its inner wall. The secondary heat medium 5 exits the connecting pipe 21 into the internal space of the box body 2 while swirling in a spiral shape. The inside of the box body 2 does not have a complicated flow path as in the embodiment. The secondary heat medium 5 exiting the connecting pipe 21 has the effect of stirring the internal space of the box body 2 even without swirling in a spiral shape. Furthermore, the secondary heat medium 5 becomes a water current swirling in a spiral shape, which further stirs the secondary heat medium 5 inside the box body 2.
This action promotes heat exchange between the primary heat medium W and the secondary heat medium 5.
Forming a complex flow path inside the box 2 as in the embodiment is costly, but by taking measures such as those in the modified example, the internal structure of the box 2 can be simplified, thereby reducing costs.

(箱体の間隔)
箱体2の間隔の変形例は、一次熱媒体Wの粘稠度に応じて、箱体2同士の間隔を変更できるようにする例である。
一次熱媒体Wは、地下水などの液体だけではなく、蒸気などの気体でもよいことは前述したとおりである。気体は、粘稠度が低い(ねばねばしていない)ので、箱体2同士の間隔を密にしても流れることができる。これにより、同じ大きさのタンク1内に、多くの箱体2を設置することでき、熱交換効率が向上する。
その一方、液体、特に夾雑物が多い排水などの液体は、粘稠度が高く流れにくい。箱体2と箱体2の間で詰まることが想定されるような高い粘稠度の液体を使用する場合、箱体2の間隔を広げることで対応できる。
(Spacing between boxes)
The modified example of the spacing between the boxes 2 is an example in which the spacing between the boxes 2 can be changed according to the viscosity of the primary heat medium W.
As mentioned above, the primary heat medium W may be not only a liquid such as groundwater, but also a gas such as steam. Gas has low viscosity (is not sticky), so it can flow even if the spaces between the boxes 2 are close. This allows many boxes 2 to be installed in the same size tank 1, improving the heat exchange efficiency.
On the other hand, liquids, especially liquids such as wastewater that contain a lot of impurities, are highly viscous and difficult to flow. When using a highly viscous liquid that is expected to clog between the boxes 2, this can be addressed by widening the gap between the boxes 2.

(蓋部と箱体の隙間)
図3(A)のように、箱体2は、互い違いに間隔を空けて設置されることで、箱体2と箱体2の間に一次熱媒体Wが流れる流路ができるように配置されている。ジグザグになるよう設けられた長い流路は、一次熱媒体Wと箱体2と接触時間を増やし、熱交換効率の向上に寄与する。
図2(A)の箱体2の上面は、タンク1の上面より低くなっており、蓋部15を被せると、箱体2と蓋部15の間に隙間ができている。しかし、このような隙間があると、タンク1の水位が上昇すると、一次熱媒体Wが予定した流路を通らず、箱体2の上面を溢流することが起きる。しかも、隙間を一次熱媒体Wが通る方が、ジグザグの流路を通るより抵抗が少なく一次熱媒体Wは箱体2の上面を溢流するような流れが主流路となってしまう。これにより、熱交換効率が、低下する。
(Gap between the lid and the box)
3A , the boxes 2 are staggered and spaced apart to provide flow paths for the primary heat medium W between the boxes 2. The long flow paths arranged in a zigzag pattern increase the contact time between the primary heat medium W and the boxes 2, contributing to improved heat exchange efficiency.
The top surface of the box body 2 in Fig. 2(A) is lower than the top surface of the tank 1, and when the lid 15 is placed on the box body 2, a gap is formed between the box body 2 and the lid 15. However, if such a gap is present, when the water level in the tank 1 rises, the primary heat medium W will not pass through the intended flow path and will overflow the top surface of the box body 2. Furthermore, there is less resistance when the primary heat medium W passes through the gap than when it passes through a zigzag flow path, and the flow of the primary heat medium W overflowing the top surface of the box body 2 becomes the main flow path. This reduces the heat exchange efficiency.

箱体2の上面は、タンク1の上面と略同じ高さとし、蓋部15が箱体2の上面と当接して、蓋部15と箱体2の間にできる隙間を無くすことが好ましい。 It is preferable that the top surface of the box body 2 be at approximately the same height as the top surface of the tank 1, and that the lid portion 15 abut against the top surface of the box body 2 to eliminate any gap between the lid portion 15 and the box body 2.

(蓋部)
図6は変形例の説明図である。図6(A)は蓋部15の第1の変形例である。蓋部15の下面は、肉厚部151が設けられている。肉厚部151は、蓋部15をタンク1に被せたとき、箱体2の上面に当接して、蓋部15と箱体2の間にできる隙間を無くす。
(Lid)
6A and 6B are explanatory diagrams of modified examples. Fig. 6A shows a first modified example of the lid part 15. The lower surface of the lid part 15 is provided with a thick part 151. When the lid part 15 is placed on the tank 1, the thick part 151 abuts against the upper surface of the box body 2, eliminating any gap that may occur between the lid part 15 and the box body 2.

図6(B)は蓋部15の第2の変形例である。蓋部15の下面は、多数の溝状の嵌め込み部152が設けられており、嵌め込み部152は箱体2の上部を呑み込むようになっている。 Figure 6 (B) shows a second modified example of the lid 15. The underside of the lid 15 is provided with a number of groove-shaped fittings 152, which are designed to fit over the upper part of the box 2.

また、蓋部15は、周囲にパッキン153が取付けてあり、蓋部15はタンク1に被せられ、パッキン153が機能するように図示されていない圧着部材により気密に密閉される。熱交換効率の観点から、嵌め込み部152に上部が呑み込まれた箱体2は完全に一次熱媒体Wに完全に没していることが望ましく、密閉の程度は、加圧した一次熱媒体Wを流入管17Aから送り込んでも、蓋部15と箱体2の間から一次熱媒体Wが漏れない程度になされる。
一次熱媒体Wとして蒸気などの気体を使用する場合は、より効果が顕著である。蒸気などの気体は、蓋部15とタンク1との密閉が不完全だと勢いよく漏れ出す。熱源である一次熱媒体Wが漏れることは、熱交換効率を下げるばかりか、危険なことである。このような変形例は、パッキン153が必要である。
In addition, the lid 15 has a packing 153 attached around it, the lid 15 is placed over the tank 1, and is airtightly sealed by a crimping member (not shown) so that the packing 153 functions. From the viewpoint of heat exchange efficiency, it is desirable that the box 2 with its upper part swallowed into the fitting part 152 is completely submerged in the primary heat medium W, and the degree of sealing is set to such an extent that the primary heat medium W does not leak from between the lid 15 and the box 2 even when the pressurized primary heat medium W is fed from the inflow pipe 17A.
The effect is more remarkable when a gas such as steam is used as the primary heat medium W. If the lid 15 and the tank 1 are not completely sealed, the gas such as steam will leak out with force. The leakage of the primary heat medium W, which is the heat source, not only reduces the heat exchange efficiency but is also dangerous. In such a modified example, a packing 153 is required.

(洗浄)
簡易洗浄と本洗浄がある。簡易洗浄は、定期的に流入管17Aと流出管17Bの流れを逆にすることでタンク1内を洗浄することで行われてもよい。
不純物の多い一次熱媒体Wを使用する場合は、不純物はタンク1の底部11に溜まることが多いことからタンク1の底部11側に新たな洗浄用流路を作ってもよい。また、変形例として、洗浄用の回転式ジェットノズルがタンク1内に取り付けられており、一次熱媒体Wを抜いたタンク内を洗浄することもできる。
(Washing)
There are two types of cleaning: simple cleaning and full cleaning. Simple cleaning may be performed by periodically reversing the flow of the inlet pipe 17A and the outlet pipe 17B to clean the inside of the tank 1.
When using a primary heat medium W containing a large amount of impurities, the impurities tend to accumulate at the bottom 11 of the tank 1, so a new cleaning flow path may be provided on the bottom 11 side of the tank 1. As a modified example, a rotary jet nozzle for cleaning may be attached inside the tank 1, and the inside of the tank after the primary heat medium W has been removed may be cleaned.

本洗浄は、タンク1から箱体2を取り出し、タンク1と箱体2を個別に洗浄する。スケールがこびりついている場合は、水ジェット洗浄や薬液を使った洗浄が行われる。特に、熱交換フィンが密に設けられている従来の熱交換器は、水ジェット洗浄などを行うと、フィンが曲がり使用不能になる。しかし、実施例の箱体2は、変形しやすい部分は無く強度の強い洗浄に耐えることができる。また、箱体2は、ヘラなどの道具で物理的にスケールを剥がす洗浄手段に耐えることができる。 In this cleaning, the box body 2 is removed from the tank 1, and the tank 1 and box body 2 are cleaned separately. If scale is present, water jet cleaning or cleaning using chemicals is performed. In particular, conventional heat exchangers, which have densely packed heat exchange fins, can bend the fins and become unusable when subjected to water jet cleaning or the like. However, the box body 2 of the embodiment has no parts that are easily deformed and can withstand strong cleaning. The box body 2 can also withstand cleaning methods that physically peel off the scale with a tool such as a spatula.

以上、本発明に係る実施の態様を、図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成は、これらの実施の態様に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計の変更等があっても本発明に含まれる。
また、前述の各実施の態様は、その目的および構成等に特に矛盾や問題がない限り、互いの技術を流用して組み合わせることが可能である。
Although the embodiments of the present invention have been described in detail above with reference to the drawings, the specific configuration is not limited to these embodiments, and the present invention also includes design changes and the like that do not deviate from the gist of the present invention.
Furthermore, the above-described embodiments can be combined by utilizing each other's technologies, so long as there are no particular contradictions or problems in the purpose, configuration, or the like.

1 タンク
11 底部
111 溝
15 蓋部
151 肉厚部
152 嵌め込み部
153 パッキン
17A 流入管
17B 流出管
2 箱体
21 連結管
22 外壁
4 温冷熱利用機器
5 二次熱媒体
5A 送出管
5B 戻り管
51 内部流路
9 温冷熱源
EX 熱交換装置
P ポンプ
W 一次熱媒体
Reference Signs List 1 Tank 11 Bottom 111 Groove 15 Lid 151 Thick wall 152 Fitting 153 Gasket 17A Inlet pipe 17B Outlet pipe 2 Box 21 Connecting pipe 22 Outer wall 4 Hot/cold heat utilization device 5 Secondary heat medium 5A Delivery pipe 5B Return pipe 51 Internal flow path 9 Hot/cold heat source EX Heat exchange device P Pump W Primary heat medium

Claims (4)

タンクと箱体を備え、
前記タンクは、
流入管と流出管を有し、一次熱媒体を出し入れできるものであり、
前記箱体を出し入れできる蓋部を有し、密閉されているものであり、
内部に複数の前記箱体を収めており、
前記箱体は、
外壁に曲がりやすい構造物が設けられておらず、
内部に二次熱媒体を流すものである
ことを特徴とする熱交換装置。
Equipped with a tank and a box,
The tank is
It has an inlet pipe and an outlet pipe, and can take in and out the primary heat transfer medium.
The box has a lid that allows the box to be inserted and removed, and is sealed.
A plurality of the boxes are housed inside,
The box body is
There are no easily bent structures on the exterior walls,
A heat exchange device having a secondary heat medium flowing therethrough.
前記曲がりやすい構造物は、フィンであり、外壁に前記フィンが設けられていないことを特徴とする請求項1記載の熱交換装置。
2. The heat exchange device according to claim 1, wherein the flexible structure is a fin, and the fin is not provided on an outer wall.
前記箱体の材質は、少なくとも耐酸性のある耐腐食性材料である請求項1記載の熱交換装置。
2. The heat exchanger according to claim 1, wherein the material of the box is at least an acid-resistant and corrosion-resistant material.
前記一次熱媒体は、夾雑物や不純物を含む液体または気体である請求項1に記載の熱交換装置。 The heat exchange device according to claim 1, wherein the primary heat medium is a liquid or gas containing impurities.
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