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公開番号2025011828
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-01-24
出願番号2023114174
出願日2023-07-12
発明の名称熱交換ユニット
出願人ホーコス株式会社
代理人
主分類F28D 3/02 20060101AFI20250117BHJP(熱交換一般)
要約【課題】高温排水等、被熱交換流体の熱エネルギーの損失をできるだけ抑えるとともに、メンテナンスしやすい熱交換装置を提供する。
【解決手段】支持部材は、少なくとも直円柱部を有し、伝熱媒体流通管は、伝熱媒体の流入口を最下端側に、流出口を最上端側になるように、鉛直軸周りに旋回させて支持部材の外形に沿うように螺旋形状に成型されて、支持部材に支持されており、伝熱媒体流通管外側には、カバー体が設けられ、カバー体は、少なくとも側面部を有し、その側面部は、支持部材の直円柱部平行するように設けられた鉛直側面部で、その上下底面部は開放されており、支持部材とカバー体との間は、被熱交換流体が伝熱媒体流通管の外表面を流下するための案内流通路となっている。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
伝熱媒体を内部に流通させる伝熱媒体流通管に対し、被熱交換流体を前記伝熱媒体流通管の外表面に薄膜状に流下させて、伝熱媒体と被熱交換流体との間で熱交換を行う熱交換装置において、
支持部材は、少なくとも直円柱部または直角柱部を有し、
前記伝熱媒体流通管は、伝熱媒体の流入口につながる側を最下端側に、流出口につながる側を最上端側になるように、鉛直軸周りに旋回させて前記支持部材の外形に沿うように螺旋形状に成型されて、前記支持部材に取り外し可能に支持されており、
前記伝熱媒体流通管外側には、カバー体が設けられ、
前記カバー体は、少なくとも側面部を有し、前記側面部は、前記前記支持部材の前記直円柱部または前記直角柱部と平行するように設けられた鉛直側面部で、前記鉛直側面部の上下底面部は開放されており、
前記支持部材と前記カバー体との間は、被熱交換流体が前記伝熱媒体流通管の外表面を流下するための案内流通路となっていることを特徴とする熱交換装置。
続きを表示（約 540 文字）【請求項２】
前記支持部材は、前記直円柱部あるいは前記直角柱部の上部が、円錐形状の円錐部あるいは多角推形状の多角推部を有していることを特徴とする請求項１に記載の熱交換装置。
【請求項３】
前記カバー体は、前記鉛直側面部の上部が、前記支持部材の前記円錐部または前記多角推部から離間する方向に広がる逆円錐状側面部または逆多角錐状側面部を有していることを特徴とする請求項２に記載の熱交換装置。
【請求項４】
前記カバー体の前記鉛直側面部の下端部には、切り欠きが少なくとも１つ以上設けられていることを特徴とする請求項３に記載の熱交換装置。
【請求項５】
前記伝熱媒体流通管は、前記支持部材の上部の形状に合わせて、鉛直軸周りに渦巻き形状あるいは螺旋形状に成型されて、前記支持部材に支持されていることを特徴とする請求項２に記載の熱交換装置。
【請求項６】
前記伝熱媒体流通管と、前記カバー体と、前記支持部材とは、収容箱に収容され、前記収容箱には、前記案内流通路からあふれ出す被熱交換流体や前記カバー体の前記切り欠きから流出する被熱交換流体を排出する排出口が設けられていることを特徴とする請求項１に記載の熱交換装置。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、熱交換ユニットに関し、伝熱管内に流れる熱媒体と、伝熱管外表面に被熱交換流体を薄膜状に流下させて熱交換を行う流下液膜式熱交換装置に関する。
続きを表示（約 1,600 文字）【背景技術】
【０００２】
政府は、２０５０年までに、温室効果ガスの大部分を占めるエネルギー起源の二酸化炭素（ＣＯ
２
）排出量をゼロにする目標を掲げ、省エネへの必要性が一層高まっている。省エネといえば、電気エネルギーが念頭に浮かぶが、一方で、熱エネルギーについては、各企業の工場での生産活動等、多くのプロセスにおいて消費されているものの、省エネ対策へのアプローチとしては、電気エネルギーほど身近なものとして浸透していない感がある。
【０００３】
熱エネルギーの観点からよく知られている省エネ対策として、自治体等において、ごみ焼却施設で大量に発生する熱（排熱）を、電力発電や蒸気、温水として有効に活用する大規模な取り組みがある。一方、このような大規模な排熱でなくとも、生産工程において、熱エネルギーは多くの場面で消費され、排熱している。しかしながら、こうした中小規模の排熱のほとんどは、再利用できる熱エネルギーとして認識されずに、そのまま捨てられ（廃熱）てしまうことが多い。
【０００４】
例えば、廃熱となる事例として、食品工場や厨房などで利用される洗浄装置や、食品等を加熱した後に排出される中高温の排水等があげれらる。こうした廃熱を回収し、熱エネルギーとして再利用できれば、熱エネルギーを生み出すための燃料も削減でき、企業にとってはコストを抑えることができるだけでなく、ＣＯ
２
の排出量も削減でき、一石二鳥である。
【０００５】
環境負荷を減らす取り組みは、規模の大小に関わらず、社会の要請であり、企業において避けて通れないものである。特許文献１、特許文献２は、こうしたニーズに応え、規模の小さな廃熱であっても、熱エネルギーとして回収し再利用できる道を開いたものとして、非常に有意義な発明である。
【０００６】
具体的には、熱交換ユニットを収納するケースと、ケースの上部には、底面に多数の滴下孔が設けられた貯留槽が配置されており、その滴下孔から、熱交換ユニットの伝熱媒体流通管に向けて、被熱交換流体が滴下され、伝熱媒体流通管内の伝熱媒体と被熱交換流体との間で熱交換が行われる。熱交換ユニットは、ケースから取り外し可能に設けられている。これは、特許文献１・２のどちらにも共通する構成である。
【０００７】
また被熱交換流体が、例えば、洗浄に用いられた温排水などである場合、その温排水は汚れていたり、不純物を含んでいることが多い。そこで、特許文献１・２では、熱交換ユニットをケースから取り外して、伝熱媒体流通管を洗浄したりできるなど、メンテナンスのしやすさも重視されている。
【０００８】
また、特許文献１・２では、平面視で細長い小判型状あるいは円形状に巻き回したループ状に形成されている伝熱媒体流通管に対し、効率よく被熱交換流体を滴下させるため、熱交換ユニットの上部に貯留槽を設置し、被熱交換流体をそこでいったん貯留させる。貯留槽の底面には、伝熱媒体流通管の形状に合わせて小径の多数の滴下孔が設けられており、そこから被熱交換流体が伝熱媒体流通管にまんべんなく滴下される。
【０００９】
しかしながら、特許文献１では、滴下孔が詰まってしまったり、大量に排出される温水が貯留槽からあふれてしまったりする欠点を有しており、その場合、温水は、熱交換されない被熱交換流体として熱交換効率を下げるばかりでなく、ケースからも溢れ出してしまい、工場等の床面を汚してしまうことにもなる。
【００１０】
そこで、特許文献２では、貯留槽にオーバーフロー管を設け、さらに貯留槽と伝熱媒体流通管との間に円形平板からなる案内部材を設け、オーバーフロー管から流出した被熱交換流体を、貯留槽の滴下孔から滴下する被熱交換流体の伝熱媒体流通管への滴下流路へとさせている。
（【００１１】以降は省略されています）

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