(57)【要約】【課題】水室での冷却水の流速を速くすることができる熱交換器とする。【解決手段】入側配管１５を流通した冷却水は水室１２で折り返されて出側配管１６に送られ、水室１２で折り返される冷却水は流路面積減少手段２１により流路断面積が減少した流露を流通して平均流速が速くされ、構造を複雑にすることなく水室１２における冷却水の流速を速くし、水室１２に砂塵等が堆積・付着したり微生物が滞留して増殖することが抑制される。【選択図】　　　　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
冷却水が供給される入側配管と、
入側配管が配される冷却室と、
入側配管の出口側の折返室と、
折返室に入り入口が臨み折返室で折り返された冷却水が流通し冷却室に配される出側配管と、
冷却室に被冷却流体を流通させる流通手段と
からなる熱交換器において、
折返室に流路面積減少手段を備えて折返室での冷却水の流速を速めることを特徴とする熱交換器。
【請求項２】
請求項１に記載の熱交換器において、
流路面積減少手段は、入側配管の出口と出側配管の入口とを覆う状態に配されるとともに、入側配管の出口からの冷却水を出側配管の入口と逆側に案内した後に出側配管の入口に導くことで流速を速めるフローガイドであることを特徴とする熱交換器。
【請求項３】
請求項２に記載の熱交換器において、
フローガイドは、入側配管の出口群と出側配管の入口群との境界を頂辺として入側配管側及び出側配管側に傾斜する上面板材と、上面板材の端部同士を連結する底板材とから構成され、入側配管の出口からの冷却水を入側配管側の上面板材から底板材及び出側配管側の上面板材に沿わせることで、流速を速めた状態で入側配管の出口からの冷却水を出側配管の入口に導くようにしたことを特徴とする熱交換器。
【請求項４】
請求項１乃至請求項３のいずれか一項に記載の熱交換器において、
冷却水は冷却塔で外気と接触することにより冷却された冷却水が供給されることを特徴とする熱交換器。
【請求項５】
請求項１乃至請求項４のいずれか一項に記載の熱交換器からの戻り水を外気に接触させて冷却水とする冷却塔と、
冷却塔の冷却水を請求項１乃至請求項４のいずれか一項に記載の熱交換器の冷却水として供給する供給系と
からなることを特徴とする冷却水設備。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、伝熱管の内外で流体の熱交換を行う熱交換器に関し、特に、冷却塔からの冷却水が冷媒とされる冷却器としての熱交換器に関する。
【０００２】
また、本発明は、伝熱管の内外で流体の熱交換を行う熱交換器と熱交換器からの戻り水を外気に接触させて冷却水とする冷却塔とを備えた冷却水設備に関する。
【０００３】
【従来の技術】
伝熱管を備えた熱交換器として、例えば、冷却室と水室とを備え、冷却室に配された入側配管から水室に冷却水を供給し、水室を折り返して冷却室に配された出側配管に冷却水を流通させ、冷却室で冷却流体を冷却する熱交換器が知られている。また、水室に変えて入口室（水室）と出口室（水室）わたりＵ字状の配管を設け、Ｕ字状の配管を冷却室に配した、いわゆる、シェルアンドチューブ型の熱交換器が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
【特許文献１】
特開平９−２２９５９１号公報
【０００５】
発電所等で使用される熱交換器では、湿式の冷却塔からの冷却水が供給される場合があり、冷却塔では冷却水が自然風により冷却されるため、冷却水に砂塵等が含まれることがある。また、冷却水が海水の場合には微生物が含まれている。このため、熱交換器の水室で媒体（冷却水）の流速を速くして砂塵等が堆積・付着したり微生物が滞留して増殖しないようにされている。
【０００６】
また、サイクルの水室管理（腐食防止）のために、冷却塔との間で循環する冷却水には塩素系等の薬品が注入されている。薬品注入による効果を維持するためにも砂塵等の堆積・付着を抑制する必要があり、このためにも冷却水の流速を速くするようにしている。
【０００７】
従来の熱交換器では、ジェットノズル等を介して入口室に外部から流体を導入して流路内を攪拌し、冷却水の流速を速くして砂塵等の堆積・付着を防止したり、微生物の増殖を抑制するようにしている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
従来の熱交換器では、冷却水の流速を速くするために、ジェットノズル等を介して入口室に外部から流体を導入しているため、流速を速めるための配管やノズル等が必要となり、部品点数や設置スペースが増加すると共に設備が大がかりとなってしまう。
【０００９】
本発明は上記状況に鑑みてなされたもので、構造を複雑にすることなく水室での媒体（冷却水）の流速を速くすることができる熱交換器を提供することを目的とする。
【００１０】
また、本発明は上記状況に鑑みてなされたもので、構造を複雑にすることなく水室での冷却水の流速を速くすることができる熱交換器と熱交換器からの戻り水を外気に接触させて冷却水とする冷却塔とを備えた冷却水設備を提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するための本発明の熱交換器は、
冷却水が供給される入側配管と、
入側配管が配される冷却室と、
入側配管の出口側の折返室と、
折返室に入り入口が臨み折返室で折り返された冷却水が流通し冷却室に配される出側配管と、
冷却室に被冷却流体を流通させる流通手段と
からなる熱交換器において、
折返室に流路面積減少手段を備えて折返室での冷却水の流速を速めることを特徴とする。
【００１２】
そして、請求項１に記載の熱交換器において、
流路面積減少手段は、入側配管の出口と出側配管の入口とを覆う状態に配されるとともに、入側配管の出口からの冷却水を出側配管の入口と逆側に案内した後に出側配管の入口に導くことで流速を速めるフローガイドであることを特徴とする。
【００１３】
また、請求項２に記載の熱交換器において、
フローガイドは、入側配管の出口群と出側配管の入口群との境界を頂辺として入側配管側及び出側配管側に傾斜する上面板材と、上面板材の端部同士を連結する底板材とから構成され、入側配管の出口からの冷却水を入側配管側の上面板材から底板材及び出側配管側の上面板材に沿わせることで、流速を速めた状態で入側配管の出口からの冷却水を出側配管の入口に導くようにしたことを特徴とする。
【００１４】
また、請求項１乃至請求項３のいずれか一項に記載の熱交換器において、
冷却水は冷却塔で外気と接触することにより冷却された冷却水が供給されることを特徴とする。
【００１５】
上記目的を達成するための本発明の冷却水設備は、
請求項１乃至請求項４のいずれか一項に記載の熱交換器からの戻り水を外気に接触させて冷却水とする冷却塔と、
冷却塔の冷却水を請求項１乃至請求項４のいずれか一項に記載の熱交換器の冷却水として供給する供給系と
からなることを特徴とする。
【００１６】
【発明の実施の形態】
図１には本発明の一実施形態例に係る熱交換器（冷却器）を備えた冷却水設備の概略系統、図２には冷却器の要部説明、図３には図２中のＩＩＩ　矢視を示してある。
【００１７】
図１に示すように、例えば、発電所の冷却水設備は、湿式冷却塔（冷却塔）１及び熱交換器としての冷却器２が備えられ、湿式冷却塔１で冷却された冷却水はポンプ３により供給路４から冷却器２及び他の補機類に供給される（供給系）。冷却器２及び他の補機類からの戻り水は戻り路５から冷却塔１に送られ、冷却塔１では戻り水を流下（滴下）させる際に外気に接触させて冷却水とされる。
【００１８】
他の補機類と共に冷却水が供給される冷却器２は、円筒状の冷却室１１の下部には折返室としての皿型の水室１２が設けられ、冷却室１１の上部には供給路４が接続される流入室１３及び戻り路５が接続される戻り室１４が設けられている。
【００１９】
冷却室１１には入側配管１５が配され、入側配管１５は、入口部（上部）が流入室１３に臨むと共に出口部（下部）が水室１２に臨んだ状態で管板に固定されている。また、冷却室１１には出側配管１６が配され、出側配管１６は、入口部（下部）が水室１２に臨むと共に出口部（上部）が戻り室１４に臨んだ状態で管板に固定されている。
【００２０】
流入室１３に送られた冷却水は入側配管１５を上から下に流通して下部の水室１２に送られ、水室１２で折り返されて出側配管１６に送られる。出側配管１６に送られた冷却水は出側配管１６を下から上に流通して上部の戻り室１４に送られる。冷却室１１には流通手段を介して被冷却流体が送られ、入側配管１５及び出側配管１６を流通する冷却水との間で熱交換されて被冷却流体が冷却される。
【００２１】
冷却塔２では冷却水が自然風により冷却されるため、冷却水に砂塵等が含まれることがある。また、冷却水が海水の場合には微生物が含まれている。このため、水室１２の流路面積を狭くして平均流速を速くする流路面積減少手段２１が設けられている。
【００２２】
水室１２で折り返される冷却水は流路面積減少手段２１により流路断面積が減少した流露を流通し、平均流速が速くされて水室１２に砂塵等が堆積・付着したり微生物が滞留して増殖することが抑制される。
【００２３】
尚、上述した実施形態例では、冷却水を上から供給して下側の水室１２で折り返すことで上部に排出する縦型の冷却器２を例に挙げて説明したが、冷却水を横方向に供給して端部の水室で折り返すことで横方向に排出する横型の冷却器を適用することも可能である。
【００２４】
また、上述した実施形態例では、冷却水を上から下に流通させ下から上に流通させる形式（２パス）の冷却器２を例に挙げて説明したが、冷却室を周方向に４分割し、冷却水を上から下に流通させ下から上に流通させると共に、更に、上から下に流通させ下から上に流通させる形式（４パス）の冷却器を適用することも可能である。
【００２５】
図２、図３に基づいて流路面積減少手段２１を説明する。
【００２６】
流路面積減少手段２１は、入側配管５の出口と出側配管６の入口とを覆う状態に配されるとともに、入側配管５の出口からの冷却水を出側配管６の入口と逆側に案内した後出側配管６に導くことで流速を速めるフローガイド２２である。
【００２７】
このため、流体を供給する配管を設けるなどの複雑な構成にすることなく、簡単な構造で流路面積減少手段２１を構築することができる。
【００２８】
フローガイド２２は、入側配管１５の出口群と出側配管１６の入口群との境界を頂辺２３として入側配管１５側に傾斜する第１上面板材２４と、出側配管１６側に傾斜する第２上面板材２５と、第１上面板材２４と第２上面板材２５の端部同士を連結する底板材２６とから構成されている。
【００２９】
入側配管１５の出口からの冷却水は、▲１▼第１上面板材２４の上面に沿って出側配管６の入口と逆側に案内され、▲２▼底板材２６の下側に案内され、更に、▲３▼第２上面板材２５の上面に沿って出側配管６の入口に向けて案内されて出側配管６の入口に導かれる。
【００３０】
図３に示すように、水室１２での冷却水の流路断面積は、第１上面板材２４及び第２上面板材２５の分が減少されて小さくなり、流量を流路断面積で除した値である流速が速くなる。流速を速めた状態で入側配管１５の出口からの冷却水が出側配管１６の入口に導かれ、水室１２を流通する冷却水の速度が速くなって水室１２内に砂塵等が堆積・付着したり微生物が滞留して増殖することが抑制される。
【００３１】
このため、構造を複雑にすることなく水室１２での冷却水の流速を速くすることができる冷却器２とすることが可能になり、コストを抑えて砂塵等の堆積・付着や微生物の滞留による増殖を抑制することができる。そして、付着・堆積した砂塵等の除去のためのメンテナンスの頻度が大幅に低下すると共に腐食を防止することができる。
【００３２】
また、構造を複雑にすることなく水室１２での冷却水の流速を速くすることができる冷却器２と冷却器２からの戻り水を外気に接触させて冷却水とする冷却塔１とを備えた冷却水設備とすることができ、設備の信頼性が向上する。
【００３３】
【発明の効果】
本発明の熱交換器は、
冷却水が供給される入側配管と、
入側配管が配される冷却室と、
入側配管の出口側の折返室と、
折返室に入り入口が臨み折返室で折り返された冷却水が流通し冷却室に配される出側配管と、
冷却室に被冷却流体を流通させる流通手段と
からなる熱交換器において、
折返室に流路面積減少手段を備えて折返室での冷却水の流速を速めるようにしたので、
水室での冷却水の流速を速くすることができる熱交換器となる。
【００３４】
この結果、コストを抑えて砂塵等の堆積・付着や微生物の滞留による増殖を抑制することができ、付着・堆積した砂塵等の除去のためのメンテナンスの頻度が大幅に低下すると共に腐食を防止することができる。
【００３５】
そして、請求項１に記載の熱交換器において、
流路面積減少手段は、入側配管の出口と出側配管の入口とを覆う状態に配されるとともに、入側配管の出口からの冷却水を出側配管の入口と逆側に案内した後に出側配管の入口に導くことで流速を速めるフローガイドであるので、
流体を供給する配管を設けるなどの複雑な構成にすることなく、簡単な構造で流速を速めるための流路面積減少手段を構築することができる。
【００３６】
また、請求項２に記載の熱交換器において、
フローガイドは、入側配管の出口群と出側配管の入口群との境界を頂辺として入側配管側及び出側配管側に傾斜する上面板材と、上面板材の端部同士を連結する底板材とから構成され、入側配管の出口からの冷却水を入側配管側の上面板材から底板材及び出側配管側の上面板材に沿わせることで、流速を速めた状態で入側配管の出口からの冷却水を出側配管の入口に導くようにしたので、
流体を供給する配管を設けるなどの複雑な構成にすることなく、簡単な構造で流速を速めるための路面積減少手段を構築することができる。
【００３７】
また、請求項１乃至請求項３のいずれか一項に記載の熱交換器において、
冷却水は冷却塔で外気と接触することにより冷却された冷却水が供給されるので、砂塵等が混入しやすい環境下であっても砂塵等の付着・堆積を抑制することができる。
【００３８】
本発明の冷却水設備は、
請求項１乃至請求項４のいずれか一項に記載の熱交換器からの戻り水を外気に接触させて冷却水とする冷却塔と、
冷却塔の冷却水を請求項１乃至請求項４のいずれか一項に記載の熱交換器の冷却水として供給する供給系と
からなるので、
構造を複雑にすることなく水室での冷却水の流速を速くすることができる熱交換器と熱交換器からの戻り水を外気に接触させて冷却水とする冷却塔とを備えた冷却水設備とすることができ、熱交換器における冷却水の流速を速くして砂塵等の付着・堆積や微生物の滞留による増殖を抑制することができる熱交換器を備えた冷却水設備となり、設備の信頼性が向上する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態例に係る熱交換器（冷却器）を備えた冷却水設備の概略系統図。
【図２】冷却器の要部説明図。
【図３】図２中のＩＩＩ　矢視図。
【符号の説明】
１　湿式冷却塔（冷却塔）
２　冷却器
３　ポンプ
４　供給経路
１１　冷却室
１２　水室
１３　流入室
１４　戻り室
１５　入側配管
１６　出側配管
２１　流路面積減少手段
２２　フローガイド
２３　頂辺
２４　第１上面板材
２５　第２上面板材
２６　底板材
【図１】
2004144319.tif 000003
【図２】
2004144319.tif 000004
【図３】
2004144319.tif 000005