(57)【要約】【課題】 形状の自由度が高く、幅広い用途に使用することのできる密閉型熱交換装置を得ること。【解決手段】 ロール１内部を予め所定の圧力状態に維持すると共に、内部に熱交換流体８を溜め置く。ロール１内に熱交換部材６，７を配置する。熱交換部材６，７の入口側に熱交換流体供給管２，３を接続し、出口側に流体排出管４，５を接続する。  被熱交換物は、ロール１内で発生した熱交換流体８の蒸気で加熱され、一方、ロール１内周に行き渡った低温の熱交換流体８が蒸発気化することによって冷却される。【選択図】 図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
被熱交換物と熱交換する熱交換室と、当該熱交換室内を予め所定の圧力状態に維持すると共に、当該熱交換室内に所定量の熱交換流体を保持したものにおいて、熱交換室内に熱交換室内の形状にほぼ沿う形状の熱交換部材を配置して、当該熱交換部材で熱交換室内の熱交換流体を熱交換することを特徴とする密閉型熱交換装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、熱交換室内を所定の低圧状態として、比較的低温度で加熱あるいは冷却する密閉型熱交換装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
熱交換装置は、熱交換室内を所定の圧力状態にして、この圧力に応じた温度で被熱交換物を加熱したりあるいは冷却するものである。
【０００３】
例えば、回転部を有したロールと、ロール内部に加熱冷却流体を供給する熱交換流体供給管と、ロール内部に配置したエゼクタと、ロール内部から流体を排出する熱交換流体排出管から成るもので、ロール内部で冷却流体を気化させることによって大きな熱通過率でもって被冷却物を気化冷却し、冷却ムラの発生を防止することができるものである。
【０００４】
熱交換室としてのロールの内部にエゼクタを配置しているために、ロールの形状が大きく且つ限られた形状となってしまい、特定の用途の熱交換装置としてしか用いることができない問題があった。
【特許文献１】特開２００２−１２２３７０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
解決しようとする問題点は、エゼクタをロールの内部に配置する必要のない熱交換装置として、形状の自由度が高く、幅広い用途に使用することのできる密閉型熱交換装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、被熱交換物と熱交換する熱交換室と、当該熱交換室内を予め所定の圧力状態に維持すると共に、当該熱交換室内に所定量の熱交換流体を保持したものにおいて、熱交換室内に熱交換室内の形状にほぼ沿う形状の熱交換部材を配置して、当該熱交換部材で熱交換室内の熱交換流体を熱交換するものである。
【発明の効果】
【０００７】
本発明の密閉型熱交換装置は、熱交換室内の形状にほぼ沿う形状の熱交換部材を、熱交換室内に配置して、この熱交換部材で熱交換流体を加熱したりあるいは冷却することによって、被熱交換物を加熱したり冷却することができるので、熱交換室内にエゼクタを配置する必要がなく、従って、熱交換室の形状を自由度の高いほぼ任意の形状とすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
熱交換装置として熱交換ロールを用いる場合は、ロールの内部にほぼ沿う形状の熱交換部材を配置することによって、熱交換ロールの形状を非常に細いものから太いものまで適宜に且つ容易に製作することができる。
【実施例１】
【０００９】
本実施例においては、熱交換装置としてロール１を用いた例を示す。図１において、回転自在で内部を予め所定の圧力状態、例えば、大気圧以下の減圧状態や大気圧程度の圧力状態等に維持したロール１と、熱交換流体供給管２，３と、流体排出管４，５と、ロール１の内部に配置した熱交換部材６，７、及び、ロール１内に溜め置いた熱交換流体８とで密閉型熱交換装置を構成する。
【００１０】
ロール１は中空円筒状で左右の中央部にロータリージョイント９，１０を設け、このロータリージョイント９，１０を中心にしてロール１だけが連続回転できるように配置し、熱交換流体供給管２，３や排出管４，５及び熱交換部材６，７は回転しないように配置する。図示しない被熱交換物はロール１の外表面に接触して熱交換されるものである。
【００１１】
中空円筒状のロール１の内部を熱交換室１１として熱交換部材６，７を配置する。熱交換部材６，７は、それぞれ熱交換室１１の形状に沿ったもので、本実施例においては、ロータリージョイント９と１０の中心を結ぶ軸、すなわち、ロール１の回転中心軸方向に伸びた長尺状とする。
【００１２】
長尺状の熱交換部材６は、ロール１の底部に配置すると共に、熱交換流体８にほぼ浸漬して配置する。熱交換部材６の左端には熱交換流体供給管２と流体排出管４を接続する。熱交換流体供給管２が熱交換部材６の左上端から内部を貫通して右端でＵターンして排出管４と連通するものである。長尺状の熱交換部材６は、管２と４の外周に取り付けた多数の熱交換フィンの外形を示す。
【００１３】
熱交換流体供給管２は、図示しない加熱流体源としての蒸気あるいは熱媒源と接続する。この加熱流体供給管２には、開閉バルブ１２と圧力調節弁１３を取り付ける。また、加熱流体排出管４には、バルブ１４と蒸気トラップ１５を取り付ける。蒸気トラップ１５は、熱交換部材６で蒸気が凝縮した復水だけを出口側へ排出して、蒸気は排出しない自動弁である。
【００１４】
本実施例では、加熱流体供給管２から熱交換部材６へ加熱用の蒸気が供給されて、ロール１の底部に溜まっている熱交換流体、例えば、水や熱媒等、を加熱して蒸気化してロール１の内部に充満させることによって、ロール１の外表面を通過する被熱交換物を加熱する。加熱により熱を奪われて凝縮した復水はロール１の底部に重力により滴下して、再度加熱されて蒸気化するサイクルを繰り返す。
【００１５】
他方の熱交換部材７は、ロール１内の回転中心付近に配置して、左端に熱交換流体供給管３と排出管５を接続する。熱交換流体供給管３が熱交換部材７の左端から内部を貫通して右端でＵターンして排出管５と連通するものである。長尺状の熱交換部材７は、管３と５の外周に取り付けた多数の熱交換フィンの外形を示す。
【００１６】
熱交換流体供給管３は、図示しない冷却流体源としての冷却水あるいは冷媒源と接続する。この冷却流体供給管３と排出管５には、それぞれ開閉バルブ１６，１７を取り付ける。
【００１７】
本実施例では、冷却流体供給管３から熱交換部材７へ冷却用の冷却水が供給されて、ロール１外表面の被熱交換物から熱を奪ってロール１内部で蒸発した熱交換流体８の気化蒸気を冷却して凝縮させ、再度ロール１内面へ滴下させて熱を奪って蒸発するサイクルを繰り返す。
【００１８】
ロール１において被熱交換物を加熱する場合は、加熱流体供給管２から例えば蒸気を圧力調節弁１３で所望圧力あるいは温度に調節して、加熱用の熱交換部材６へ供給することにより、ロール１底部の熱交換流体８、例えば水、が加熱され蒸発してロール１内に充満して被熱交換物を蒸気加熱する。加熱により熱を奪われた蒸気は凝縮してロール１の底部に落下して再度加熱されて蒸気となる。
【００１９】
加熱流体供給管２から熱交換部材６へ供給された加熱用蒸気は、熱交換部材６で熱交換され凝縮して復水となって蒸気トラップ１５から外部へ排出される。
【００２０】
一方、ロール１において被熱交換物を冷却する場合は、冷却流体供給管３から所定温度の工業用水または水道水を、冷却用の熱交換部材７へ供給することにより、ロール１外表面の被熱交換物から熱を奪ってロール１内で蒸発している熱交換流体８の蒸気を、熱交換部材７の外表面で冷却して凝縮させて温度の下がった復水として再度ロール１の内周面に供給することによって、被熱交換物を冷却することができる。
【００２１】
ロール１はロータリージョイント９，１０を中心として連続的に回転しており、熱交換部材７で凝縮した復水は、ロール１の内周面の全体に均一に行き渡り、ロール１外表面での冷却ムラを防止する。
【００２２】
冷却流体供給管３から熱交換部材７へ供給された冷却流体は、気化蒸気を冷却して温度上昇して冷却流体排出管５から外部へ排出される。
【００２３】
予めロール１内を所定の圧力状態とすることによって、加熱冷却の熱交換温度を１００度Ｃ以下から１００度Ｃ以上までの低温で行うことができる。
【産業上の利用可能性】
【００２４】
熱交換室内を予め所定の圧力状態に維持して、熱交換室内に熱交換室内の形状にほぼ沿う形状の熱交換部材を配置したことにより、さまざまな形状の熱交換装置に用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明の密閉型熱交換装置の実施例を示す一部断面構成図。
【符号の説明】
【００２６】
１  ロール
２  加熱流体供給管
３  冷却流体供給管
４，５  熱交換流体排出管
６，７  熱交換部材
８  熱交換流体
１３  圧力調節弁
１５  蒸気トラップ
【図１】
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