(57)【要約】【課題】多重コイル型熱交換器として、シェル内の外周側と内周側とで均等な熱交換を行え、全体として高い熱交換効率が得られるものを提供する。【解決手段】シェル１内にコイル状に巻回された複数本の伝熱チューブ４が内外多重に配置し、入口ヘッダー３Ａ及び出口ヘッダー３Ｂに各伝熱チューブ４が両端で連通接続され、入口ヘッダー３Ａより各伝熱チューブ４に分配して流れる第１流体Ｌ１と、導入口１１よりシェル内空間１０に流入して導出口１２へ向かう第２流体Ｌ２との間で熱交換する多重コイル型熱交換器において、多重コイルからなる熱交換部２０の少なくとも外層側に、複数本の伝熱チューブ４を同じ巻き径で巻回した複数条巻きコイル部２Ａ〜２Ｃを有すると共に、該熱交換部２０の内側から外側へ向けて各伝熱チューブ４のコイル巻き数が減じることにより、各伝熱チューブ４の長さが熱交換部２０全体で均等化されている。【選択図】図１
2020020513.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
シェル内にコイル状に巻回された複数本の伝熱チューブが内外多重に配置し、シェル内空間に対して隔絶した第１流体用の入口ヘッダー及び出口ヘッダーに各伝熱チューブが両端で連通接続され、前記入口ヘッダーより各伝熱チューブに分配して流れる第１流体と、導入口よりシェル内空間に流入して導出口へ向かう第２流体との間で熱交換する多重コイル型熱交換器において、
多重コイルからなる熱交換部の少なくとも外層側に、複数本の伝熱チューブを同じ巻き径で巻回した複数条巻きコイル部を有すると共に、該熱交換部の内側から外側へ向けて各伝熱チューブのコイル巻き数が減じることにより、各伝熱チューブの長さが熱交換部全体で均等化されていることを特徴とする多重コイル型熱交換器。
【請求項２】
前記熱交換部において同じ巻き径で隣接する伝熱チューブの間隔が、チューブ外径以下で略等しく設定されてなる請求項１に記載の多重コイル型熱交換器。
【請求項３】
長円筒状のシェル内に内外３重以上のコイル部からなる熱交換部が設けられ、内側のコイル部から外側のコイル部へ順次に、伝熱チューブの巻き条数が増えるように構成されてなる請求項１又は２に記載の多重コイル型熱交換器。
【請求項４】
前記熱交換部が内外複数の伝熱チューブ群に分画され、内側の伝熱チューブ群における各コイル部のチューブ条数に対し、外側の伝熱チューブ群における各コイル部のチューブ条数が増加すると共に、各伝熱チューブ群における内側のコイル部から外側のコイル部へ向けて伝熱チューブのコイル巻き数が減じるように構成されてなる請求項１又は２に記載の多重コイル型熱交換器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、シェル内にコイル状に巻回された複数本の伝熱チューブが内外多重に配置した多重コイル型熱交換器に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、シェルアンドチューブ型熱交換器の一形態として、円筒状のシェル内に伝熱チューブをコイル状に巻回した伝熱コイルが配置するコイル型熱交換器が知られる。このようなコイル型熱交換器では、一般的に、伝熱コイルのチューブ内を通って全体としてシェルの一方向へ流れる第１流体と、シェル内空間を逆方向に流れる第２流体との間で熱交換を行うが、その熱交換効率を高めるために、同じ巻きピッチで巻き径の異なる伝熱コイルを同心状に二重又は三重以上に重ねて配置することで、熱交換の伝熱面積を大きくしたものが汎用されている（例えば、特許文献１〜４）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平７−３０５９７６号公報
【特許文献２】特表２００５−５０９１２５号公報
【特許文献３】特開２００９−１２７９７１号公報
【特許文献４】特開２０１３−４０７０６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、同じ巻きピッチで巻き径の異なる伝熱コイルを同心状に二重又は三重以上に重ねて配置した従来のコイル型熱交換器においては、巻き径差による伝熱チューブの長さの違いにより、外側の伝熱コイルでは内側の伝熱コイルよりも圧損が大きくなり、それだけ第１流体の流速が低下するから、シェル内の外周側と内周側とで熱交換が不均等になり、そのために全体としての熱交換効率を高められないという問題があった。
【０００５】
本発明は、上述の事情に鑑みて、シェル内にコイル状に巻回された複数本の伝熱チューブが内外多重に配置した多重コイル型熱交換器として、シェル内の外周側と内周側とで均等な熱交換を行え、もって全体として高い熱交換効率が得られるものを提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するための手段を図面の参照符号を付して示せば、請求項１の発明は、  シェル１内にコイル状に巻回された複数本の伝熱チューブ４が内外多重に配置し、シェル内空間１０に対して隔絶した第１流体用の入口ヘッダー３Ａ及び出口ヘッダー３Ｂに各伝熱チューブ４が両端で連通接続され、入口ヘッダー３Ａより各伝熱チューブ４に分配して流れる第１流体Ｌ１と、導入口１１よりシェル内空間１０に流入して導出口１２へ向かう第２流体Ｌ２との間で熱交換する多重コイル型熱交換器において、多重コイルからなる熱交換部２０の少なくとも外層側に、複数本の伝熱チューブ４を同じ巻き径で巻回した複数条巻きコイル部２Ａ〜２Ｃ（伝熱チューブ群Ｚ２，Ｚ３）を有すると共に、該熱交換部２０の内側から外側へ向けて各伝熱チューブ４のコイル巻き数が減じることにより、各伝熱チューブ４の長さが熱交換部２０全体で均等化されていることを特徴としている。
【０００７】
請求項２の発明は、上記請求項１の多重コイル型熱交換器において、熱交換部２０において隣接する伝熱チューブ４，４の間隔が、チューブ外径以下で略等しく設定されてなる構成としている。
【０００８】
請求項３の発明は、上記請求項１又は２の多重コイル型熱交換器において、長円筒状のシェル１内に内外３重以上のコイル部２Ａ〜２Ｃからなる熱交換部２０が設けられ、内側のコイル部２Ａから外側のコイル部２Ｂ，２Ｃへ順次に、伝熱チューブ４の巻き条数が増えるように構成されてなる。
【０００９】
請求項４の発明は、上記請求項１又は２の多重コイル型熱交換器において、熱交換部２０が内外複数の伝熱チューブ群Ｚ１〜Ｚ３に分画され、内側の伝熱チューブ群における各コイル部のチューブ条数に対し、外側の伝熱チューブ群における各コイル部のチューブ条数が増加すると共に、各伝熱チューブ群Ｚ１〜Ｚ３における内側のコイル部から外側のコイル部へ向けて伝熱チューブ４のコイル巻き数が減じるように構成されてなる。
【発明の効果】
【００１０】
次に、本発明の効果について、図面の参照符号を付して説明する。まず、請求項１の発明に係る多重コイル型熱交換器によれば、多重コイルからなる熱交換部２０の少なくとも外層側に、複数本の伝熱チューブ４を同じ巻き径で巻回した複数条巻きコイル部（３条巻きコイル部２Ａ、４条巻きコイル部２Ｂ、５条巻きコイル部２Ｃ）を有すると共に、該熱交換部２０の内側から外側へ向けて各伝熱チューブ４のコイル巻き数が減じることにより、各伝熱チューブ４の長さが熱交換部５全体で均等化されているから、各伝熱チューブ４における圧損が均一化し、熱交換部２０全体として各伝熱チューブ４を通過する第１流体Ｌ１の流速及び流量が均等化することに加えて、該熱交換部２０の外側ほど各伝熱チューブ４の巻き数が減っても複数条巻きによってチューブ配置密度を高め得るから、熱交換部２０全体として均一な熱交換による高い熱交換効率を達成できる。
【００１１】
請求項２の発明によれば、熱交換部２０において隣接する伝熱チューブ４，４の間隔が、チューブ外径以下で略等しくチューブ外径以下で略等しく設定されることで、該熱交換部２０のチューブ配置密度が均等化すると共に、各伝熱チューブ４に対する第２流体Ｌ２の接触度合が充分に高まるから、該熱交換部２０全体により均一で高い熱交換が行われるという利点がある。
【００１２】
請求項３の発明によれば、長円筒状のシェル１内に内外３重以上のコイル部２Ａ〜２Ｃからなる熱交換部２０が設けられ、内側のコイル部２Ａから外側のコイル部２Ｂ，２Ｃへ順次に、伝熱チューブ４の巻き条数が増えるように構成されているから、熱交換部２０全体の伝熱チューブ本数を比較的に少なくして、内外の伝熱チューブ４の長さを均等化したものを提供できる。
【００１３】
請求項４の発明によれば、特に熱交換部２０が１０重以上といった大型の多重コイル型熱交換器において、該熱交換部２０が内外複数の伝熱チューブ群Ｚ１〜Ｚ３に分画され、内側の伝熱チューブ群における各コイル部のチューブ条数に対し、外側の伝熱チューブ群における各コイル部のチューブ条数が増加すると共に、各伝熱チューブ群Ｚ１〜Ｚ３における内側のコイル部から外側のコイル部へ向けて伝熱チューブのコイル巻き数が減じるから、熱交換部２０を構成する多数本の伝熱チューブ４の長さが均等化する。また、隣接する伝熱チューブ４，４の間隔が略等しい場合に、熱交換部２０の内側から外側へ向けて各伝熱チューブ４のコイル巻き数が減じることで、該熱交換部２０の外側ほどコイル部幅が狭くなるが、内側の伝熱チューブ群に対して外側の伝熱チューブ群における各コイル部のチューブ条数が増加するから、内側の伝熱チューブ群における最外周のコイル部幅に対し、その外側の伝熱チューブ群における最内周のコイル部幅が広くなり、これによって熱交換部２０全体として充分なコイル部幅を確保できて高い熱交換効率が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の第一実施形態に係るコイル型熱交換器の縦断側面図である。
【図２】同熱交換器の正面図である。
【図３】同熱交換器のヘッダーカバーを取り外した状態での正面図である。
【図４】同熱交換器の長手方向中間部での縦断正面図である。
【図５】本発明の第二実施形態に係るコイル型熱交換器の模式縦断側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下に、本発明に係る多重コイル型熱交換器の実施形態について、図面を参照して具体的に説明する。
【００１６】
図１〜図４に示すように、第一実施形態の多重コイル型熱交換器は、長円筒形のシェル１内に、同じ巻きピッチで巻き径の異なる３つのコイル部２Ａ〜２Ｃが同心状に配置されて熱交換部２０を構成している。そのシェル１は、ＰＶＣ（ポリ塩化ビニル）等の硬質合成樹脂やステンレス鋼からなる胴部１ａと、その両端開口部を封鎖するＰＶＣ等の硬質合成樹脂からなる端板１ｂ，１ｂとで構成され、一端側には第１流体Ｌ１用の入口ヘッダー３Ａと第２流体Ｌ２用の排出口１２が設けられると共に、他端側には第１流体Ｌ１用の出口ヘッダー３Ｂと第２流体Ｌ２用の供給口１１が設けられている。また、シェル１の胴部１ａの外周下側には、その両端寄りに硬質合成樹脂やステンレス鋼からなるＬ字枠状の取付脚１３，１３が固設されている。
【００１７】
第１流体Ｌ１用の入口ヘッダー３Ａ及び出口ヘッダー３Ｂは共に、シェル１の端板１ｂと、その外面側にボルト止めしたヘッダーカバー３１との間で、シェル内空間１０に対して隔絶した空間を構成しており、該ヘッダーカバー３１には外部配管（図示省略）に対する接続口３２が設けてある。なお、端板１ｂとヘッダーカバー３１との間には、ＰＦＡ（テトラフルオロエチレン・パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体）の如きフッ素樹脂からなる円板状のシールプレート７を介在させている。また、ヘッダーカバー３１は、ＰＶＣ等の硬質合成樹脂成形物からなるカバー本体３１ａの内面側に、ＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）等よりなるライナー３１ｂを貼着したものとなっている。
【００１８】
第２流体用の供給口１１及び排出口１２は、シェル内空間１０に連通しており、図１では判り易いように上下に図示しているが、実際には図２〜４の如くシェル１の左右に突設されている。
【００１９】
熱交換部２０の３つのコイル部２Ａ〜２Ｃは、いずれもＰＦＡの如き軟質の熱可塑性フッ素樹脂からなる複数本の伝熱チューブ４を平行螺旋状に巻回したものであるが、各々のチューブ本数が異なっている。すなわち、チューブ本数は、巻き径の小さい内側のコイル部２Ａでは３本、中間のコイル部２Ｂでは４本、巻き径の大きい外側のコイル部２Ｃでは５本となっている。そして、これらコイル部２Ａ〜２Ｃの全ての伝熱チューブ４が同じ長さのものになっている。なお、図１では、コイル部２Ａ〜２Ｃの各々を構成する複数本の伝熱チューブ４の内、１本だけに斜線を施して示している。
【００２０】
各伝熱チューブ４は、図１及び図４に示すように、帯状の支持板６の幅方向両側部に設けた多数のチューブ挿通部６ａに順次通すことにより、シェル軸方向に一定の巻きピッチ及び巻き径で平行螺旋状に巻回した状態に保持されている。この支持板６は、シェル１の内径に略等しい幅を有しており、その両端部の幅方向中央に、ネジ棒状のサポート軸６１が貫設されると共に、チューブ挿通部６ａのない幅方向中央部に、複数枚（ここでは２枚）の円板状のバッフル５がシェル長手方向に所定間隔を置いて嵌着固定されている。また、該支持板６のチューブ挿通部６ａは、外側のコイル部２Ｃに対応する外側列では外側へ開いた奥部円形の切欠状、内側及び中間のコイル部２Ａ，２Ｂに対応する内側列及び中間列では丸孔状になっている。しかして、各サポート軸６１は、シェル１の内径に略等しい長さを有し、その両側から螺合させたナット部材６２，６２によって中間位置で支持板６を挟着している。また、バッフル５は支持板６の両側に半円状に突出している。なお、支持板６、サポート軸６１、ナット部材６２、バッフル５は、ＰＴＦＥの如き硬質のフッ素樹脂成形物からなる。
【００２１】
この伝熱チューブ４を巻回保持した支持板４は、シェル内空間１０に板面をシェル軸方向に沿わせて装填されており、その両側縁部と各サポート軸６１の両端とがシェル１の内周に当接ないし近接することで、該シェル１内でがたつきのない状態に保持されている。そして、各バッフル５は、シェル内空間１０における内側のコイル部２Ａに包囲された中央部１０ａに配置している。
【００２２】
しかして、各伝熱チューブ４の両端部は、図１及び図３に示すように、シェル１の端板１ｂ及びシールプレート３２に連設した貫通孔１４に挿通して、入口ヘッダー３Ａ及び出口ヘッダー３Ｂ内に僅かに突出した周縁をシールプレート７に溶接（溶着固定）４ａすることにより、これら入口ヘッダー３Ａ及び出口ヘッダー３Ｂにそれぞれ連通接続している。なお、図１に示すように、端板１ｂの各挿通部１４に対する内側からの伝熱チューブ４の挿入部には、ＰＦＡの如き熱可塑性フッ素樹脂からなる筒状のメイルコネクタ８を介在させている。
【００２３】
上記構成の多重コイル型熱交換器では、入口ヘッダー３Ａに第１流体Ｌ１を導入する一方、供給口１１に第２流体Ｌ２を供給することにより、入口ヘッダー３Ａから第１流体Ｌ１がコイル部２Ａ〜２Ｃの各伝熱チューブ４に分配して流入し、これら伝熱チューブ４内を螺旋状に通過する過程で、シェル内空間１０を逆方向に流れる第２流体Ｌ２と熱交換し、出口ヘッダー３Ｂで合流して外部へ流出する一方、シェル内空間１０を通過した第２流体Ｌ２は排出口１２より外部へ排出される。
【００２４】
この多重コイル型熱交換器においては、伝熱チューブ４の巻き径がコイル部２Ａ＜コイル部２Ｂ＜コイル部２Ｃと外側ほど大きくなるが、これらコイル部２Ａ〜２Ｃを構成する伝熱チューブ４の全てが同じ長さであるため、どの伝熱チューブ４でも通過する第１流体Ｌ１は等しい圧損を受けて流速差を生じず、もって各伝熱チューブ４で均等な熱交換が行われる。また、上記巻き径の違いによって外側のコイルユニットほど周長が長くなるが、伝熱チューブ本数が内側のコイル部２Ａで３本、中間のコイル部２Ｂで４本、外側のコイル部２Ｃで５本と外側ほど多くなることで、周方向の伝熱チューブ４の配置密度も内側から外側まで均等化し、内周側と外周側とで単位面積当たりの熱交換量の差を生じにくいため、熱交換部全体で高い熱交換効率が得られる。
【００２５】
なお、第一実施形態の多重コイル型熱交換器では、供給口１１からシェル内空間１０に流入した第２流体Ｌ２は、内側のコイル部２Ａに包囲された中央部１０ａにも充満するが、該中央部１０ａにはバッフル５がシェル長手方向の複数箇所に存在するため、該中央部１０ａに充満した第２流体がそのまま排出口１２へ向かうことはなく、各バッフル５の近傍でコイル部２Ａ〜２Ｃが配置する周辺側へ誘導され、巻回した伝熱チューブ４群の間を必ず通過するから、高い熱交換効率を確保できる。
【００２６】
そして、第一実施形態の多重コイル型熱交換器では、各伝熱チューブ４を支持板６のチューブ挿通部６ａを通して平行螺旋状に巻回しているから、コイル部２Ａ〜２Ｃがシェル１内で安定した巻回状態に保持される。また、これらコイル部２Ａ〜２Ｃの構築に際し、各伝熱チューブ４を支持板６のチューブ挿通部６ａに順次通してゆくだけで、同じ巻きピッチで一定した巻き径に容易に設定できる。更に、熱交換器の組立てに際し、伝熱チューブ４を巻回保持した該支持板６をシェル１の胴部１ａに挿入するだけで、コイル部２Ａ〜２Ｃをシェル１内に配設できるから、操作容易で高い作業効率が得られる。
【００２７】
本発明の多重コイル型熱交換器は、多重コイルからなる熱交換部２０の少なくとも外層側に、複数本の伝熱チューブ４を同じ巻き径で巻回した複数条巻きのコイル部を有すると共に、該熱交換部２０の内側から外側へ向けて各伝熱チューブ４のコイル巻き数が減じることにより、各伝熱チューブ４の長さが熱交換部２０全体で均等化されておればよく、第一実施形態のように３重のコイル部２Ａ〜２Ｃを備えるものに限らず、巻き径の異なる２重又は４重以上のコイル部を備えるものを包含する。
【００２８】
１０重以上といった内外のコイル重ね数が多い大型の多重コイル型熱交換器では、例えば図５に示す第二実施形態のように、熱交換部２０を各々同じ巻き条数の多重コイル部からなる内外複数（図では３つ）の伝熱チューブ群Ｚ１〜Ｚ３に分画し、内側の伝熱チューブ群の巻き条数に対して外側の伝熱チューブ群の巻き条数を増加すると共に、各伝熱チューブ群Ｚ１〜Ｚ３の多重コイル部において、隣接する内側のコイル部に対する外側のコイル部のチューブ１本当りのコイル巻き数を１〜２程度減らすことで、熱交換部２０全体の伝熱チューブ４の長さを均等化した構成とすればよい。なお、最内側の伝熱チューブ群Ｚ１については、各コイル部を１本の伝熱チューブ４のみ（１条巻き）で形成してもよい。しかして、各伝熱チューブ群Ｚ１〜Ｚ３は、コイル部のチューブ間隔を一定として、隣接する内側のコイル部に対して外側のコイル部のチューブ１本当りのコイル巻き数が減っていることにより、図示仮想線の囲みで示すように上下幅が外側ほど短くなっている。
【００２９】
図５に示す第二実施形態の多重コイル型熱交換器は、第２流体Ｌ２が高温の被処理液のような液体である場合を対象としており、シェル１が上方に開放した有底円筒形の槽体１ｃと蓋板１ｄとで構成され、その内側中央部に溢流筒１５が立設されると共に、該溢流筒１５を同心状に取囲む中間筒１６が配置し、該中間筒１６によってシェル内空間１０が中央部１０ａと外側の環状部１０ｂとに区画されている。そして、中間筒１６の外周に複数枚の支持板６が放射状配置で取り付けられ、これら支持板６に設けたチューブ挿通部（図示省略）を通して多数本の伝熱チューブ４が多重コイル状に巻回されて、環状部１０ｂに伝熱チューブ群Ｚ１〜Ｚ３からなる熱交換部２０が構成されている。また、第１流体Ｌ１の入口ヘッダー３Ａ及び入口ヘッダー３Ｂと、第２流体Ｌ２の供給口１１とが蓋板１ｄ上に設けられると共に、溢流筒１５の下端が槽体１ｃの底部中央の排出口１２に連通しており、中間筒１６の下縁と槽体１ｃの底部との間に、シェル内空間１０の中央部１０ａと環状部１０ｂとを連通する液流通部１０ｃを有している。各伝熱チューブ４は、入口ヘッダー３Ａから伝熱チューブ群Ｚ１，Ｚ２間ならびに伝熱チューブ群Ｚ２，Ｚ３間に構成する隙間ｄを通して熱交換部２０の下部へ配設される一方、熱交換部２０の上部から出口ヘッダー３Ｂへ連通接続されている。
【００３０】
この第二実施形態の多重コイル型熱交換器においては、供給口１１から供給された第２流体Ｌ２（被処理液）は、シェル内空間１０の環状部１０ｂを下降する過程で、熱交換部２０の多数本の伝熱チューブ４内を螺旋状に上方へ流れる第２流体（通常は冷却水）と熱交換したのち、液流通部１０ｃから中央部１０ａへ流入して上昇し、溢流筒１５内へ流下して排出口１２より外部へ排出されるが、やはり熱交換部２０を構成する多数本の伝熱チューブ４の長さが均等化されているから、各伝熱チューブ４内を通過する第１流体Ｌ１は等しい圧損を受けて流速差を生じず、もって各伝熱チューブ４で均等な熱交換が行われる結果、全体として高い熱交換効率が得られる。また、伝熱チューブ群Ｚ１〜Ｚ３の各々は、図示仮想線の囲みで示すように、内側から外側へ向けて各コイル部の伝熱チューブ４のコイル巻き数が減じることで、該熱交換部２０の外側ほどコイル部幅が狭くなるが、内側の伝熱チューブ群に対して外側の伝熱チューブ群における各コイル部のチューブ条数が増加するから、内側の伝熱チューブ群における最外周のコイル部幅に対し、その外側の伝熱チューブ群における最内周のコイル部幅が広くなり、これによって熱交換部２０全体として充分なコイル部幅を確保できて高い熱交換効率が得られる。
【００３１】
本発明のコイル型熱交換器としては、各構成部材の形態及び配置位置、部材相互の結合構造等、細部構成については第一及び第二実施形態で例示した以外に種々設計変更可能である。一方、熱交換させる第１流体Ｌ１と第２流体Ｌ２の種類については制約はなく、液体及び気体を包含する。
【符号の説明】
【００３２】
１          シェル
１０        シェル内空間
１１        第２流体用の供給口
１２        第２流体用の排出口
２Ａ        内側のコイル部
２Ｂ        中間のコイル部
２Ｃ        外側のコイル部
２０        熱交換部
３Ａ        入口ヘッダー
３Ｂ        出口ヘッダー
４          伝熱チューブ
Ｌ１        第１流体
Ｌ２        第２流体
Ｚ１〜Ｚ３  伝熱チューブ群
【図１】
2020020513.tif 000003
【図２】
2020020513.tif 000004
【図３】
2020020513.tif 000005
【図４】
2020020513.tif 000006
【図５】
2020020513.tif 000007
【手続補正書】
【提出日】平成30年9月6日(2018.9.6)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
シェル内にコイル状に巻回された複数本の伝熱チューブが内外多重に配置し、シェル内空間に対して隔絶した第１流体用の入口ヘッダー及び出口ヘッダーに各伝熱チューブが両端で連通接続され、前記入口ヘッダーより各伝熱チューブに分配して流れる第１流体と、導入口よりシェル内空間に流入して導出口へ向かう第２流体との間で熱交換する多重コイル型熱交換器において、
多重コイルからなる熱交換部の少なくとも外層側に、複数本の伝熱チューブを同じ巻き径で巻回した複数条巻きコイル部を有すると共に、該熱交換部の内側から外側へ向けて各伝熱チューブのコイル巻き数が減じることにより、各伝熱チューブの長さが熱交換部全体で均等化されており、
且つ、前記熱交換部が内外複数の伝熱チューブ群に分画され、内側の伝熱チューブ群における各コイル部のチューブ条数に対し、外側の伝熱チューブ群における各コイル部のチューブ条数が増加すると共に、各伝熱チューブ群における内側のコイル部から外側のコイル部へ向けて伝熱チューブのコイル巻き数が減じるように構成されてなる多重コイル型熱交換器。
【請求項２】
前記熱交換部において同じ巻き径で隣接する伝熱チューブの間隔が、チューブ外径以下で略等しく設定されてなる請求項１に記載の多重コイル型熱交換器。
【請求項３】
長円筒状のシェル内に内外３重以上のコイル部からなる熱交換部が設けられ、内側のコイル部から外側のコイル部へ順次に、伝熱チューブの巻き条数が増えるように構成されてなる請求項１又は２に記載の多重コイル型熱交換器。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００６】
上記目的を達成するための手段を図面の参照符号を付して示せば、請求項１の発明は、  シェル１内にコイル状に巻回された複数本の伝熱チューブ４が内外多重に配置し、シェル内空間１０に対して隔絶した第１流体用の入口ヘッダー３Ａ及び出口ヘッダー３Ｂに各伝熱チューブ４が両端で連通接続され、入口ヘッダー３Ａより各伝熱チューブ４に分配して流れる第１流体Ｌ１と、導入口１１よりシェル内空間１０に流入して導出口１２へ向かう第２流体Ｌ２との間で熱交換する多重コイル型熱交換器において、多重コイルからなる熱交換部２０の少なくとも外層側に、複数本の伝熱チューブ４を同じ巻き径で巻回した複数条巻きコイル部２Ａ〜２Ｃ（伝熱チューブ群Ｚ２，Ｚ３）を有すると共に、該熱交換部２０の内側から外側へ向けて各伝熱チューブ４のコイル巻き数が減じることにより、各伝熱チューブ４の長さが熱交換部２０全体で均等化されており、
且つ、熱交換部２０が内外複数の伝熱チューブ群Ｚ１〜Ｚ３に分画され、内側の伝熱チューブ群における各コイル部のチューブ条数に対し、外側の伝熱チューブ群における各コイル部のチューブ条数が増加すると共に、各伝熱チューブ群Ｚ１〜Ｚ３における内側のコイル部から外側のコイル部へ向けて伝熱チューブ４のコイル巻き数が減じるように構成されてなる。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００９
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１０】
次に、本発明の効果について、図面の参照符号を付して説明する。まず、請求項１の発明に係る多重コイル型熱交換器によれば、多重コイルからなる熱交換部２０の少なくとも外層側に、複数本の伝熱チューブ４を同じ巻き径で巻回した複数条巻きコイル部（３条巻きコイル部２Ａ、４条巻きコイル部２Ｂ、５条巻きコイル部２Ｃ）を有すると共に、該熱交換部２０の内側から外側へ向けて各伝熱チューブ４のコイル巻き数が減じることにより、各伝熱チューブ４の長さが熱交換部５全体で均等化されているから、各伝熱チューブ４における圧損が均一化し、熱交換部２０全体として各伝熱チューブ４を通過する第１流体Ｌ１の流速及び流量が均等化することに加えて、該熱交換部２０の外側ほど各伝熱チューブ４の巻き数が減っても複数条巻きによってチューブ配置密度を高め得るから、熱交換部２０全体として均一な熱交換による高い熱交換効率を達成できる。
特に、本発明によれば、特に熱交換部２０が１０重以上といった大型の多重コイル型熱交換器において、該熱交換部２０が内外複数の伝熱チューブ群Ｚ１〜Ｚ３に分画され、内側の伝熱チューブ群における各コイル部のチューブ条数に対し、外側の伝熱チューブ群における各コイル部のチューブ条数が増加すると共に、各伝熱チューブ群Ｚ１〜Ｚ３における内側のコイル部から外側のコイル部へ向けて伝熱チューブのコイル巻き数が減じるから、熱交換部２０を構成する多数本の伝熱チューブ４の長さが均等化する。また、隣接する伝熱チューブ４，４の間隔が略等しい場合に、熱交換部２０の内側から外側へ向けて各伝熱チューブ４のコイル巻き数が減じることで、該熱交換部２０の外側ほどコイル部幅が狭くなるが、内側の伝熱チューブ群に対して外側の伝熱チューブ群における各コイル部のチューブ条数が増加するから、内側の伝熱チューブ群における最外周のコイル部幅に対し、その外側の伝熱チューブ群における最内周のコイル部幅が広くなり、これによって熱交換部２０全体として充分なコイル部幅を確保できて高い熱交換効率が得られる。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１３
【補正方法】削除
【補正の内容】