(57)【要約】      （修正有）【課題】多重コイル型熱交換器として、組立製作が容易であって、伝熱チューブの折れやへしゃげを生じにくく、高い容積効率を確保できるものを提供する。【解決手段】熱交換槽１内に溢流排出筒１５と中間筒４とを備え、中間筒４の外側の環状空間１０ｂに多数本の伝熱チューブ２が多重コイル状に巻回した熱交換部５が形成され、中間筒４の下端側に液流通部１０ｃを有する。溢流排出筒１５は下端側が第２流体導出口１４に連通し、環状空間１０ｂの上部に臨んで第１流体Ｌ１の入口ヘッダー３Ａ及び出口ヘッダー３Ｂと第２流体導入口１３を備える。導入された第２流体Ｌ２が外側の環状空間１０ｂを降下する過程で、入口ヘッダー３Ａより各伝熱チューブ２に分配して上昇する第１流体Ｌ１と熱交換したのち、液流通部１０ｃから内側空間１０ａへ流入し、溢流口１５ａより溢流排出筒１５内に流下して第２流体導出口１４に向かう。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱交換槽内に、上下方向に沿う溢流排出筒と、該溢流排出筒を同心状に取囲む中間筒とを備えると共に、この中間筒の外側の環状空間内に、フッ素系樹脂からなる多数本の伝熱チューブが該中間筒周りに多重コイル状に巻回して熱交換部を形成し、
前記中間筒の外周に複数枚の支持板が放射状に配置して取り付けられ、該中間筒の下端側に内側空間と外側の環状空間とを連通する液流通部を有し、
前記溢流排出筒は、上端側に溢流口を備えて、下端側が第２流体導出口に連通し、
前記環状空間の上部に臨んで第１流体の入口ヘッダー及び出口ヘッダーと第２流体導入口が設けられ、
前記熱交換部における各伝熱チューブは、前記支持板に設けた多数のチューブ挿通孔を通してコイル状に巻回保持されて上下方向に沿うコイル状をなし、その下端部が前記入口ヘッダーに、上端部が前記出口ヘッダーに、各々前記環状空間を通して連通接続され、
前記第２流体導入口より熱交換槽内に導入された第２流体が前記外側の環状空間を降下する過程で、前記入口ヘッダーより各伝熱チューブに分配して上昇する第１流体と熱交換したのち、前記液流通部から前記内側空間へ流入し、前記溢流口より溢流排出筒内に流下して第２流体導出口に向かうように構成されてなる多重コイル型熱交換器。
【請求項２】
前記熱交換部の多重コイル間に上下方向に沿うチューブ配設用間隙を有し、このチューブ配設用間隙を通して前記入口ヘッダーから垂下する各伝熱チューブが該熱交換部の下部へ引き込まれてなる請求項１に記載の多重コイル型熱交換器。
【請求項３】
前記熱交換部における多重コイルの隣接するチューブ間隔が、前記チューブ配設用間隙を除いて、チューブ外径以下で略等しく設定されてなる請求項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、熱交換槽内にコイル状に巻回された多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】
熱交換器として、熱交換する流体の種類と組合わせ、用途、処理量、要求される熱交換効率、処理ラインや装置部への組付け形態等に応じ、極めて多種多様な形式及び構造のものが存在する。これらの内、コイル型熱交換器は、第１流体を通す伝熱管がコイル状に巻回されたものであり、被処理流体を流通又は収容する容器内に組み込んだ形でシェル＆コイル式熱交換器と称される。特に、複数本の伝熱管を内外多重のコイル状に巻回した多重コイル型熱交換器は、高い熱交換効率が得られ、大きな熱交換処理量に対応して大型化し易いという利点がある。
【０００３】
本出願人は先に、液体を処理対象とする多重コイル型熱交換器として、熱交換効率が高く、第２流体量が多くなっても連続的処理を行うことができ、また第２流体の導入量が変動しても各別なコントロールを行う必要がなく、設備コスト及び稼働コストを著しく低減できるものを提案している（特許文献１）。
【０００４】
上記提案に係る多重コイル型熱交換器は、密閉型の熱交換槽内に、下端側が第２流体出口に連通した溢流排出筒と、これを同心状に取囲む中間筒とを備え、中間筒の外側の環状空間内に複数本の伝熱チューブを内外多重のコイル状に巻回した主熱交換部が形成され、該中間筒の下端側に内側空間と外側の環状空間とを連通する液流通部を有している。また、各伝熱チューブは、主熱交換部の上部から中間筒内の上部に臨む出口ヘッダーに接続すると共に、該主熱交換部の下部から前記液流通部を経て環状空間の上部に臨む入口ヘッダーに接続し、該中間筒の内側で副熱交換部を形成している。そして、第１流体を入口ヘッダーに連続供給する一方、環状空間の上部に臨む第２流体入口から第２流体を導入することにより、該第２流体が環状空間を下降して前記液流通部より中間筒内に入って上昇する過程で、主熱交換部及び副熱交換部の伝熱チューブ内を流れる第１流体と熱交換し、溢流排出筒に流入して第２流体出口より導出するようになっている。
【０００５】
また、この多重コイル型熱交換器では、大きな熱交換処理量に対応して大型化する場合、十数本から数十本といった多数本の伝熱チューブを用いるが、これら伝熱チューブ群を主熱交換部において内外多重のコイル状に保持させる上で、中間筒の周囲に複数枚の支持板を放射状に配置させ、これら支持板に設けた多数のチューブ挿通孔に各伝熱チューブを順次通してコイル状に巻き込んでいる。なお、伝熱チューブには通常、ＰＦＡ（パーフルオロアルコキシエチレン）やＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）の如き熱可塑性フッ素樹脂製のものが使用される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特許第５８８３１６８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、前記提案に係る多重コイル型熱交換器は、優れた熱交換性能を発揮し得るものであるが、その大型化及び量産化を進める段階で、組立製作面や容積効率面等で多分に改良の余地があることが判明した。すなわち、この多重コイル型熱交換器の組立製作では、主熱交換部及び副熱交換部の形成に際し、中間筒の周囲に放射状に配置した支持板に対し、最内側のコイル部を構成する伝熱チューブから順次、各支持板のチューブ挿通孔に挿通しながらコイル状に巻き込んでゆき、巻込み完了後のチューブ両端を入口ヘッダーと出口ヘッダーに連通接続する。しかるに、入口ヘッダー側への接続は中間筒の外側から下端の液流通部を潜らせた上で、該中間筒内を略垂直に引き上げて入口ヘッダーに繋ぐ形になるため、主熱交換部での水平に近い周回姿勢から中間筒内の略垂直姿勢への方向転換部分でチューブの折れやへしゃげが発生し易く、第１流体の流路の閉塞や狭まりによって熱交換性能が低下することになり、またチューブに生じた折れやへしゃげは修正が困難であるから、その解消のためには発生部位まで巻き込んだチューブを外して巻き直すという、非常に手間及び時間を要する作業が必要となる。一方、中間筒内の副熱交換部では、外側の主熱交換部に比してチューブ長が短いために得られる熱交換作用は僅かであるにも関わらず、第２流体の流路面積を確保しつつ多数本の伝熱チューブを配設する上で中間筒の内径を大きくすることになり、それだけ熱交換槽が大型化して熱交換器としての容積効率の低下を招く。
【０００８】
本発明は、上述の事情に鑑みて、熱交換槽内にコイル状に巻回された多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、組立製作が容易であって、伝熱チューブの折れやへしゃげを生じにくい上、高い容積効率を確保でき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】
【０００９】
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の発明に係る多重コイル型熱交換器は、熱交換槽１内に、上下方向に沿う溢流排出筒１５と、該溢流排出筒１５を同心状に取囲む中間筒４とを備えると共に、この中間筒４の外側の環状空間１０ｂ内に、フッ素系樹脂からなる多数本の伝熱チューブ２が該中間筒４周りに多重コイル状に巻回して熱交換部５を形成し、中間筒４の外周に複数枚の支持板６が放射状に配置して取り付けられ、該中間筒４の下端側に内側空間１０ａと外側の環状空間１０ｂとを連通する液流通部１０ｃを有し、溢流排出筒１５は、上端側に溢流口１５ａを備えて、下端側が第２流体導出口１４に連通し、環状空間１０ｂの上部に臨んで第１流体Ｌ１の入口ヘッダー３Ａ及び出口ヘッダー３Ｂと第２流体導入口１３が設けられ、熱交換部５における各伝熱チューブ２は、支持板６に設けた多数のチューブ挿通孔６０を通してコイル状に巻回保持されて上下方向に沿うコイル状をなし、その下端部（端部２ａ）が入口ヘッダー３Ａに、上端部が出口ヘッダー３Ｂに、各々環状空間１０ｂを通して連通接続され、第２流体導入口１３より熱交換槽１内に導入された第２流体Ｌ２が外側の環状空間１０ｂを降下する過程で、入口ヘッダー３Ａより各伝熱チューブ２に分配して上昇する第１流体Ｌ１と熱交換したのち、液流通部１０ｃから内側空間１０ａへ流入し、溢流口１５ａより溢流排出筒１５内に流下して第２流体導出口１４に向かうように構成されてなる。
【００１０】
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５の多重コイル間に上下方向に沿うチューブ配設用間隙ｄを有し、このチューブ配設用間隙ｄを通して入口ヘッダー３Ａから垂下する各伝熱チューブ２の端部２ａが該熱交換部５の下部へ引き込まれてなるものとしている。
【００１１】
請求項３の発明は、上記請求項２の多重コイル型熱交換器において、熱交換部５における多重コイルの隣接するチューブ間隔が、チューブ配設用間隙ｄを除いて、チューブ外径以下で略等しく設定されてなるものとしている。
【発明の効果】
【００１２】
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、第２流体導入口１３より熱交換槽１内に導入された第２流体Ｌ２は、外側の環状空間１０ｂを降下する過程で、熱交換部５において内外多重のコイル部Ｃ１〜Ｃ１４を構成する多数本の伝熱チューブ２間を極めて大きな接触面積で通過することにより、これら伝熱チューブ２内を螺旋状に上昇しつつ流れる第１流体Ｌ１と能率よく熱交換したのち、液流通部１０ｃから内側空間１０ａへ流入し、溢流口１５ａより溢流排出筒１５内に流下して第２流体導出口１４より排出されるから、第２流体量の多い連続的処理でも非常に高い熱交換効率が得られる。
【００１３】
そして、この多重コイル型熱交換器の熱交換部５では、各コイル部Ｃ１〜Ｃ１４を構成する伝熱チューブ２は、中間筒４の外側の環状空間１０ｂを通して上部の入口ヘッダー３Ａ及び出口ヘッダー３Ｂに連通接続されている。これにより、特に入口ヘッダー３Ａから熱交換部５の下部への配設部分では、入口ヘッダー３Ａから垂下する各伝熱チューブ２の端部２ａは、隣接する支持板６，６間の開きを利用して、緩やかにしの字状にカーブを描く形で水平に近い向きとして容易に支持板６の各コイル部における最下位のチューブ挿通孔６０へ挿通できるから、チューブの折れやへしゃげが発生せず、第１流体の流路の閉塞や狭まりによる熱交換性能の低下が回避される。また、中間筒４の内側は、伝熱チューブ２群を配設することなく、熱交換部５での熱交換を経た第２流体Ｌ２が内側空間１０ａを上昇するだけの流路断面積を確保できればよい。従って、中間筒４の内径を小さくでき、それだけ熱交換槽１を径小化して熱交換器としての容積効率を高め得る。
【００１４】
請求項２の発明によれば、熱交換部５の多重コイル間に上下方向に沿うチューブ配設用間隙ｄを有し、入口ヘッダー３Ａから垂下する多数本の伝熱チューブ２の端部２ａが環状になる該チューブ配設用間隙ｄを通して周方向に分配して熱交換部５の下部へ引き込まれる形になるから、その引き込み部分で各コイル部の巻き形を歪めずに均整な内外多重コイルの形態を確保できると共に、熱交換部５の組み立てる際の作業性も向上する。
【００１５】
請求項３の発明によれば、熱交換部５における多重コイルＣ１〜Ｃ１４の隣接するチューブ間隔が、チューブ配設用間隙ｄを除いて、チューブ外径以下で略等しく設定されるから、熱交換部５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２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５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。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の実施形態に係る多重コイル型熱交換器の縦断側面図である。
【図２】同熱交換器の平面図である。
【図３】同熱交換器の横断面図である。
【図４】同熱交換器の伝熱チューブの配設状態を例示する要部の正面図である。
【図５】同熱交換器における第１流体と第２流体の全体的な流れを示す模式縦断側面図である。
【図６】同熱交換部の異なる構成例を示す模式縦断側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
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。
【００１８】
この多重コイル型熱交換器は、図１及び図２に示すように、上方に開放した大径円筒状の槽本体１１と蓋板１２とからなる熱交換槽１内に、中心部に位置して溢流排出筒１５が垂直に立設されると共に、槽内空間１０を中央空間１０ａと外側の環状空間１０ｂとに区画する中間筒４が該溢流排出筒１５を同心状に取囲むように配置しており、その外側の環状空間１０ｂに、ＰＦＡ（パーフルオロアルコキシエチレン）やＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）の如き熱可塑性フッ素樹脂からなる多数本の伝熱チューブ２を内外多重のコイル状に巻回した熱交換部５が形成されている。なお、溢流排出筒１５の上端は中間筒４の上端よりも低い位置に設定され、熱交換部５の上部側は溢流排出筒１５の上端よりも低位にある。
【００１９】
蓋板１２の径方向両側位置には、各々シールプレート３３を介してポルト止めしたカップ状の上プレート３１と下プレート３２との間で、槽内空間１０に対して隔絶した第１流体Ｌ１用の入口ヘッダー３Ａ及び出口ヘッダー３Ｂが設けられている。そして、両ヘッダー３Ａ，３Ｂには熱交換部５の各伝熱チューブ２の両端が各々連通接続している。また、蓋板１２には第２流体Ｌ２用の複数（図では３つ）の導入口１３が槽内空間１０の外側の環状空間１０ｂに臨んで設けられる一方、槽体１１の底壁部１１ａには溢流排出筒１３内に連通する第２流体Ｌ２用の導出口１４が設けられている。図１中の符号１６は熱交換槽１の側方外部に取り付けられた液面計であって、ＰＦＡの如き透明性フッ素系樹脂の垂直パイプからなり、その上下端が配管１６ａ，１６ｂを介して槽内空間１０の天井側と底部側に連通している。
【００２０】
熱交換部５は、中間筒４の外周に放射状に等配して取り付けた４枚の略縦長矩形の支持板６を利用して、これら支持板６に設けた多数のチューブ挿通孔６０に各伝熱チューブ２を下から上へ向けてコイル状に挿通することにより、内外のコイル重ね数を１４重に設定したものであり、最内側の第１コイル部Ｃ１から第９コイル部Ｃ９までの伝熱チューブ群５１と、第１０コイル部Ｃ１０から最外側の第１４コイル部Ｃ１４までの伝熱チューブ群５２とに分画されている。その内側の伝熱チューブ群５１は、各コイル部Ｃ１〜Ｃ９を各々１本の伝熱チューブ２にて形成している。一方、外側の伝熱チューブ群５２では、図１のチューブ断面で白黒に分けて図示するように、各コイル部Ｃ１０〜Ｃ１４を各々２本（白と黒）の伝熱チューブ２にて２条巻きに形成している。
【００２１】
そして、内側の伝熱チューブ群５１と外側の伝熱チューブ群５２との間、つまり第９コイル部Ｃ９と第１０コイル部Ｃ１０との間には、伝熱チューブ２の外径に略相当する幅のチューブ配設用間隙ｄが全体として環状に構成されており、図３に示すように、該チューブ配設用間隙ｄを通して入口ヘッダー３Ａから垂下する全部（図では１９本）の伝熱チューブ２が周方向に分配する形で熱交換媒部５の下部まで引き込まれている。なお、内側の伝熱チューブ群５１と外側の伝熱チューブ群５２においては、上下及び斜め左右に隣接する伝熱チューブ２同士の間隔がチューブ外径以下で略等しくなっている。
【００２２】
ここで、図４で示すように、入口ヘッダー３Ａから垂下する各伝熱チューブ２ａは、隣接する支持板６，６間の開き、つまり１／４周分の間隔を利用して、緩やかにしの字状にカーブを描く形で水平に近い向きとして、一つの支持板６の各コイル部における最下位のチューブ挿通孔６０へ挿通し、以降は４枚の支持板６のチューブ挿通孔６０を順次通して熱交換媒部５の上部までコイル状に巻き上げて、その上端側を出口ヘッダー３ｂに連通接続している。なお、この熱交換媒部５の組み立てにおける各伝熱チューブ２の巻回操作は、最内側の第１コイル部Ｃ１から開始される。
【００２３】
熱交換部５における内側の伝熱チューブ群５１では、最内側の第１コイル部Ｃ１のコイル巻き数が３８であり、この第１コイル部Ｃ１から第６コイル部Ｃ６までは順次にコイル巻き数を２ずつ減じると共に、第６コイル部Ｃ６から第９コイル部Ｃ９までは順次にコイル巻き数を１ずつ減じることで、最外側の第９コイル部Ｃ９のコイル巻き数が２５になっている。一方、外側の伝熱チューブ群５２では、最内側の第１０コイル部Ｃ１０及び第１１コイル部Ｃ１１のコイル巻き数が４２（チューブ一本当りでは半分の２１巻き）、第１２コイル部Ｃ１２のコイル巻き数が４０（チューブ一本当り２０巻き）、第１３コイル部Ｃ１３及び最外側の第１４コイル部Ｃ１４のコイル巻き数が３８（チューブ一本当り１９巻き）になっている。すなわち、第１〜第１４コイル部Ｃ１〜Ｃ１４を形成する計１９本の伝熱チューブ２は、熱交換部５の内から外へコイル径が増大するのに対応してコイル巻き数を減じることにより、略等しい長さに設定されている。
【００２４】
各支持板６は上端内側の係止突片６１を中間筒４の上部に設けたスリット状係止孔（図示省略）に挿嵌係止する一方、該中間筒４は下端周縁部を各支持板６の下部内側に設けた上向き切欠部６２に嵌合している。これにより、各支持板６と中間筒４とが一体化すると共に、図１に示すように、該中間筒４の下端が槽体１１の底壁部１１ａから離れて配置することで、槽内空間１０の中央空間１０ａと外側の環状空間１０ｂとを連通する液流通部１０ｃが構成されている。また、４枚の支持板６は、各々上部側が吊り具６３（図２参照）を介して蓋板１２に吊持されている。従って、中間筒４及び４枚の支持板６と熱交換部５の各伝熱チューブ２は、蓋板１２に一体化したユニットとして、熱交換槽１の槽本体１１に対して着脱可能になっている。
【００２５】
なお、熱交換槽１の槽本体１１及び蓋板１２と入口及び出口ヘッダー３Ａ，３Ｂは、ＳＵＳ３０４の如きステンレス鋼製であり、槽本体１１及び蓋板１２の内側表面にはＰＴＦＥ樹脂のライニングが施されている。また、中間筒４、支持板６、溢流排出筒１５、吊り具６３はＰＦＡ又はＰＴＦＥ樹脂製である。
【００２６】
上記構成の多重コイル型熱交換器において、第２流体Ｌ２として例えば高温の酸廃水等の被処理液を用い、第１流体Ｌ１である冷却水との熱交換によって低温化させる場合について説明する。図５に示すように、まず入口ヘッダー３Ａに連続的に導入される第１流体Ｌ１の冷却水は、該入口ヘッダー３Ａに連通する複数本（例示は１９本）の伝熱チューブ２に分配されて、各伝熱チューブ２内を熱交換部５の下端から螺旋状に上昇したのち、該熱交換部５の上端から出口ヘッダー３Ｂ内へ流入し、該出口ヘッダー３Ｂから合流状態で導出される。一方、第２流体Ｌ２の被処理液は、導入口１３から中間筒４の外側の環状空間１０ａへ連続的に導入され、該環状空間１０ｂを下降したのち、下部の液流通部１０ｃより中間筒４の内側に入って中央空間１０ａを上昇し、溢流排出筒１５の上端からオーバーフローして該溢流排出筒１５内へ流入して導出口１４より導出されるが、熱交換部５では多重コイル状に巻回した多数本の伝熱チューブ２間を通過することで、これら伝熱チューブ２内を流れる第１流体Ｌ１の冷却水と非常に効率よく熱交換して低温化されると共に、溢流口１５ａより溢流排出筒１５内に流下して第２流体導出口１４より排出されるから、第２流体ｌ２の被処理液量が多い連続的処理でも非常に高い熱交換効率が得られる。
【００２７】
そして、この多重コイル型熱交換器の熱交換部５において、入口ヘッダー３Ａから垂下する各伝熱チューブ２の端部２ａは、緩やかにしの字状にカーブを描く形で、水平に近い向きで支持板６の各コイル部における最下位のチューブ挿通孔６０へ挿通できるから、チューブの折れやへしゃげが発生せず、第１流体Ｌ１の流路の閉塞や狭まりによる熱交換性能の低下が回避される。また、中間筒４の内側には伝熱チューブ２群を配設することなく、その内側空間１０ａは熱交換部５での熱交換を経た第２流体Ｌ２が上昇するだけの流路断面積を確保できればよいから、中間筒４の内径を小さくでき、それだけ熱交換槽１を径小化して熱交換器としての容積効率を高め得る。
【００２８】
また、実施形態のように、熱交換部５の多重コイル間に上下方向に沿うチューブ配設用間隙ｄを設け、入口ヘッダー３Ａから垂下する多数本の伝熱チューブ２の端部２ａが環状になる該チューブ配設用間隙ｄを通して周方向に分配して熱交換部５の下部へ引き込まれるようにすれば、その引き込み部分で各コイル部の巻き形を歪めずに均整な内外多重コイルの形態を確保できると共に、熱交換部５の組み立てる際の作業性も向上するという利点がある。加えて、該チューブ配設用間隙ｄを除いて、隣接する伝熱チューブ２，２のチューブ間隔をチューブ外径以下で略等しくすれば、該熱交換部５のチューブ配置密度も均等化して各伝熱チューブ２に対する第２流体Ｌ２の接触度合が充分に高まるから、より高い熱交換効率が得られる。
【００２９】
更に、この多重コイル型熱交換器では、熱交換部５において各伝熱チューブ２が支持板６によって安定した巻回状態を保持しているため、変動のない高い熱交換効率が維持される一方、熱交換部５を構築する際に、各伝熱チューブ２を支持板６のチューブ挿通孔６０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という利点がある。更に、実施形態では、中間筒４及び支持板６と巻回した多数の伝熱チューブ２とが蓋板１２に一体化したユニットになっているから、熱交換器の組立てに際して該ユニットをシェル１Ａの槽体１１内に挿入するだけで熱交換部５を簡単に配設できると共に、劣化等で一部の伝熱チューブ２を交換する際にもユニットごと取り出して容易に交換操作を行えるという利点もある。
【００３０】
なお、実施形態の多重コイル型熱交換器では、熱交換部５における内外のコイル重ね数が１４重と多いが、該熱交換部５の内側から外側へ向けてコイル径の拡大に対応して各伝熱チューブ２のコイル巻き数が減じることで、各伝熱チューブ２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２における圧損が均一化し、熱交換部５全体として各伝熱チューブ２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、内側の１条巻きの伝熱チューブ群５１に対して外側が２条巻きの伝熱チューブ群５２になっているから、内側の伝熱チューブ群５１における最外周（第９コイル部Ｃ９）のコイル部幅に対し、その外側の伝熱チューブ群５２における最内周（第１０コイル部Ｃ１０）のコイル部幅が広くなり、熱交換部５全体として充分なコイル部幅を確保でき、もって極めて高い熱交換効率が得られる。
【００３１】
本発明の多重コイル型熱交換器では、内外のコイル重ね数、各コイル部のコイル巻き数及びチューブ条数は実施形態以外に適宜設定できるが、好ましくは熱交換槽１のサイズと縦横比に応じて熱交換部５全体の伝熱チューブ２の長さが均等化するように設定するのがよい。例えば、内側の伝熱チューブ群を２条以上の複数条巻きコイル部として、外側の伝熱チューブ群を内側よりもチューブ条数が多い多条巻きコイル部としたり、更には図４で例示するように、該熱交換部５を内外３層以上の伝熱チューブ群Ｚ１〜Ｚ３に分画し、隣接する伝熱チューブ群Ｚ１，Ｚ２間及びＺ２，Ｚ３間にチューブ配設用間隙ｄを設けると共に、隣接する内側の伝熱チューブ群に対して外側の伝熱チューブ群のチューブ条数が多くなる構成とすることも可能である。図４に例示する多重コイル型熱交換器でも、熱交換部５の各伝熱チューブ群Ｚ１〜Ｚ３は、内側から外側へコイル巻き数を減じることで外側ほどコイル部幅は狭くなるが、伝熱チューブ群毎に内側から外側へ順次にチューブ条数が増すことにより、極端に狭いコイル部幅になる部位を生じず、熱交換部５全体として充分なコイル部幅を確保して高い熱交換効率を達成できる。また、熱交換部５の伝熱チューブ群の内外の分画数によっては、分画最外部の伝熱チューブ群では各コイル部が５条巻き以上になる場合もある。
【符号の説明】
【００３２】
１            熱交換槽
１０          槽内空間
１０ａ        内側空間
１０ｂ        環状空間
１０ｃ        液流通部
１３          第２流体導入口
１４          第２流体導出口
１５          溢流排出筒
１５ａ        溢流口
２            伝熱チューブ
２ａ          端部
３Ａ          入口ヘッダー
３Ｂ          出口ヘッダー
４            中間筒
５            熱交換部
５１          内側の伝熱チューブ群
５２          外側の伝熱チューブ群
６            支持板
６０          チューブ挿通孔
Ｃ１〜Ｃ１４  コイル部
ｄ            チューブ配設用間隙
Ｌ１          第１流体
Ｌ２          第２流体
【図１】
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【図２】
2020020514.tif 000004
【図３】
2020020514.tif 000005
【図４】
2020020514.tif 000006
【図５】
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【図６】
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