(57)【要約】【課題】熱交換性能に優れた熱交換配管を提供する。【解決手段】熱交換配管１００は、吸気導入管１１と、排湿筒１５の上方部分（吸気導入管１１に囲まれた部位）と、排湿筒１５を貫通する多数枚の伝熱板２１とから構成されている。伝熱板２１は、排湿筒１５の周囲に右回りの螺旋を描くように、１８０°の角度間隔をもって配置されている。伝熱板２１は、排湿筒１５の外側に位置する外側扇部分２２と、排湿筒１５の内側に位置する内側扇部分２３とからなる段付扇形状を呈している。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の方向に流体が流れる第１管路と、
前記第１管路を囲むように形成され、前記第１管路を流れる流体とは温度の異なる流体が前記第１の方向とは逆方向に流れる第２管路と、
前記第１管路の管壁を貫通し、前記第１管路内および前記第２管路内に突出するとともに、前記第１の方向に沿って螺旋を描くかたちで傾斜する複数の伝熱板と
を有する熱交換配管。
【請求項２】
前記複数の伝熱板は、所定の角度間隔をもって配置される、請求項１に記載の熱交換配管。
【請求項３】
前記第１の方向から見たとき、前記第１管路の中央には前記伝熱板が存在しない吹き抜け空間が形成される、請求項１または請求項２に記載の熱交換配管。
【請求項４】
複数の前記伝熱板の少なくとも、２つは、同一の螺旋線上に形成される、請求項１〜請求項３のいずれか一項に記載の熱交換配管。
【請求項５】
前記伝熱板は、前記第１の方向から見たとき、前記第１管路の中心を中心とするとともに中心角が１０度〜１８０度に設定された扇形状である、請求項１〜請求項４のいずれか一項に記載の熱交換配管。
【請求項６】
前記伝熱板は、前記吹き抜け空間を形成すべく中心側が切り欠かれている、請求項５に記載の熱交換配管。
【請求項７】
前記伝熱板は、前記第１管路側における中心角が前記第２管路側における中心角よりも小さく設定された段付き扇形状である、請求項５または請求項６に記載の熱交換配管。
【請求項８】
前記伝熱板は、前記第２管路側に切り起こし曲げ部が設けられ、当該切り起こし曲げ部が前記第１管路の外壁面に締結される、請求項７に記載の熱交換配管。
【請求項９】
前記伝熱板は、前記第２管路の内壁面から離間している、請求項１〜請求項８のいずれか一項に記載の熱交換配管。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、温度の異なる流体間で熱交換を行わせる熱交換配管に関する。
【背景技術】
【０００２】
コインランドリーやクリーニング工場には、大量の衣類やリネン類を短時間で乾燥させるべく、ガス式やスチーム式の衣類乾燥機や洗濯乾燥機（以下、これらを単に乾燥機と記す）が設置されている。これら乾燥機では、ガスの燃焼熱や蒸気によって加熱した外気（新気）を乾燥室に送り込み、衣類やリネンを乾燥した後の高温かつ湿潤な空気（排気）を排湿筒から排出する（特許文献１，２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開１９９６−１３１６９２号公報
【特許文献２】特開２０１５−８５０８５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ガス式やスチーム式の乾燥機では、大量の燃料（都市ガスや液化石油ガス等）を燃焼させるため、燃料コストが高くなるだけでなく、排気に含まれる熱や炭酸ガスの量も無視できない値となる。特許文献２では、第１の乾燥機の排気ダクト（排湿筒）を第２の乾燥機の乾燥室に接続するとともに、排気ダクト内に排気過熱用のバーナを設置して過熱した排気による乾燥を行い、燃料消費量や排気の総量を減少させている。しかしながら、この方法では第１の乾燥機の排気に多量の綿埃が含まれることから、第２の乾燥機で乾燥される衣類等が汚れたり、第２の乾燥機の各部に綿埃が詰まる等の問題が生じる。
【０００５】
本発明は、上記問題点に鑑みなされたものであり、熱交換性能に優れた熱交換配管を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の熱交換配管は、第１の方向に流体が流れる第１管路と、前記第１管路を囲むように形成され、前記第１管路を流れる流体とは温度の異なる流体が前記第１の方向とは逆方向に流れる第２管路と、前記第１管路の管壁を貫通し、前記第１管路内および前記第２管路内に突出するとともに、前記第１の方向に沿って螺旋を描くかたちで傾斜する複数の伝熱板とを有する。
【０００７】
好適には、前記複数の伝熱板は、所定の角度間隔をもって配置される。
【０００８】
好適には、前記第１の方向から見たとき、前記第１管路の中央には前記伝熱板が存在しない吹き抜け空間が形成される。
【０００９】
好適には、複数の前記伝熱板の少なくとも、２つは、同一の螺旋線上に形成される。
【００１０】
好適には、前記伝熱板は、前記第１の方向から見たとき、前記第１管路の中心を中心とするとともに中心角が１０度〜１８０度に設定された扇形状である。
【００１１】
好適には、前記伝熱板は、前記吹き抜け空間を形成すべく中心側が切り欠かれている。
【００１２】
好適には、前記伝熱板は、前記第１管路側における中心角が前記第２管路側における中心角よりも小さく設定された段付き扇形状である。
【００１３】
好適には、前記伝熱板は、前記第２管路側に切り起こし曲げ部が設けられ、当該切り起こし曲げ部が前記第１管路の外壁面に締結される。
【００１４】
好適には、前記伝熱板は、前記第２管路の内壁面から離間している。
【発明の効果】
【００１５】
本発明の熱交換配管によれば、第１管路の管壁を貫通した伝熱板により、第１管路を通過する流体と第２管路を通過する流体との間での熱交換が効果的に行われる。また、吹き抜け空間が形成されたものでは、湿潤で多量の綿埃を含んだ排気が通過しても、第１管路が詰まることがない。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】実施形態に係る乾燥機の要部縦断面図である。
【図２】熱交換配管の要部斜視図（図１中のＡ部拡大斜視図）である。
【図３】図２中のＢ矢視図である。
【図４】図２中のＣ矢視図である。
【図５】実施形態に係る伝熱板の斜視図である。
【図６】実施形態に係る伝熱板の平面図である。
【図７】実施形態における熱交換配管内での排気の流れを示す図である。
【図８】実施形態における熱交換配管内での外気の流れを示す図である。
【図９】一部変形例における熱交換配管の側面図である。
【図１０】一部変形例における熱交換配管の要部断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明の一実施形態およびその一部変形例を、図１〜図１０を用いて詳細に説明する。
【００１８】
［実施形態］
＜実施形態の構成＞
図１は、実施形態に係る乾燥機の要部縦断面図である。
【００１９】
図１に示すように、乾燥機本体１の背面には上部の吸気口２と下部の排気口３とが設けられており、吸気口２から取り入れられた外気が加熱用のバーナ（図示せず）に供給され、排気口３からは乾燥室（図示せず）内で衣類等の乾燥を行った高温かつ湿潤な排気が排出される。
【００２０】
乾燥機本体１の吸気口２には、薄鋼管や薄鋼板を素材とし、全体として略Ｕ字形状を呈する吸気ダクト１０が接続されている。吸気ダクト１０は、比較的大径で上端が開放された吸気導入管１１（本実施形態における第２管路）と、吸気導入管１１の下端が接続する下部吸気ボックス１２と、下部吸気ボックス１２の上面に接続する比較的小径の吸気導入管１３と、吸気導入管１３の上端に接続する上部吸気ボックス１４とからなる。外気は、吸気導入管１１の上端から流入して下部吸気ボックス１２に導入された後、吸気導入管１３および上部吸気ボックス１４を介して吸気口２に流入する。
【００２１】
一方、乾燥機本体１の排気口３には、薄鋼管を素材とし、略Ｌ字形状を呈する排湿筒１５（本実施形態における第１管路）が接続されている。排湿筒１５は、排気口３から水平に延びた後、吸気導入管１１の真下にあたる位置で上方に立ち上がる。排湿筒１５は、下部吸気ボックス１２を貫通した後、吸気導入管１１内を通過して上方に抜ける。排気は、排気口３から排湿筒１５に流入し、排湿筒１５の上端（図示せず）から屋外に排出される。
【００２２】
（熱交換配管）
図２は、熱交換配管の要部斜視図（図１中のＡ部拡大斜視図）である。
図３は、図２中のＢ矢視図である。
図４は、図２中のＣ矢視図である。
図５は、実施形態に係る伝熱板の斜視図である。
図６は、実施形態に係る伝熱板の平面図である。
【００２３】
図１〜図４に示すように、熱交換配管１００は、吸気導入管１１と、排湿筒１５の上方部分（吸気導入管１１に囲まれた部位）と、排湿筒１５を貫通する多数枚の伝熱板２１とから構成されている。なお、図２においては、熱交換配管１００の構造が判るように、吸気導入管１１は仮想線で示してある。
【００２４】
図２〜図４に示すように、伝熱板２１は、排湿筒１５の周囲に右回りの螺旋を描くように、１８０°の角度間隔をもって配置されている。図５，図６に示すように、伝熱板２１は、排湿筒１５の外側に位置する外側扇部分２２と、排湿筒１５の内側に位置する内側扇部分２３とからなる段付扇形状を呈している。外側扇部分２２および内側扇部分２３は、どちらも排湿筒１５の軸心を中心Ｐとしており（図３参照）、外側扇部分２２の中心角αは９０°、内側扇部分２３の中心角βは６０°に設定されている。
【００２５】
図３に示すように、伝熱板２１の内側扇部分２３には、排湿筒１５の軸心に円形の吹き抜け空間３１を形成すべく、中心Ｐを中心とする円弧状の切り欠き２４が設けられている。なお、排湿筒１５の隣接する内側扇部分２３の間には、内側扇部分２３の中心角βが６０°であることから、楔状の吹き抜け空間３２が９０°の角度間隔で４つ形成される。なお、外側扇部分２２の外縁２２ａは、伝熱板２１の吸気導入管１１との間に環状の吹き抜け空間３３を形成すべく、吸気導入管１１の内壁面１１ａに対して所定量離間している。
【００２６】
図５に示すように、排湿筒１５には前述した螺旋に沿ってスリット１５ａが断続的に形成されており、これらスリット１５ａに伝熱板２１の内側扇部分２３が嵌入する。また、伝熱板２１の外側扇部分２２には矩形の切り起こし曲げ部２５が９０°の角度をもって上向きに形成されており、熱交換配管１００の組立時において、この切り起こし曲げ部２５が排湿筒１５の外面に接する。切り起こし曲げ部２５には貫通孔２５ａが設けられる一方、排湿筒１５の対応する位置にはねじ孔１５ｂが形成されており、これら貫通孔２５ａおよびねじ孔１５ｂに嵌挿されるタッピングねじ４１によって、切り起こし曲げ部２５（すなわち、伝熱板２１）が排湿筒１５に締結される。
【００２７】
（実施形態の作用）
図７は、実施形態における熱交換配管内での排気の流れを示す図である。
図８は、実施形態における熱交換配管内での外気の流れを示す図である。
【００２８】
乾燥機が運転を開始すると、前述したように（図１参照）、吸気ダクト１０を経由して吸気口２から取り入れられた外気が加熱用のバーナに供給され、排気口３からは乾燥室内で衣類等の乾燥を行った高温かつ湿潤な排気が排湿筒１５を経由して排出される。
【００２９】
図７に示すように、熱交換配管１００内の排湿筒１５に流入した高温の排気は、断続的に設けられた伝熱板２１の内側扇部分２３により、その一部が左回りの旋回流となる。また、排気は、円形の吹き抜け空間３１や楔状の吹き抜け空間３２でその一部が軸流となり、これら軸流が旋回流と衝突することで乱流も生成される。その結果、伝熱板２１が排気と接触する時間が長くなり、排気が有していた熱が効果的に伝達されて伝熱板２１の温度が非常に高くなる。
【００３０】
排湿筒１５に流入した排気は、湿潤であるとともに多量の綿埃を含んでいる。しかし、本実施形態では、伝熱板２１が断続的に設けられ、更に排湿筒１５に中心の吹き抜け空間３１や楔状の吹き抜け空間３２も存在するため、排湿筒１５の詰まり等が発生することがない。
【００３１】
一方、熱交換配管１００の吸気導入管１１に流入した外気は、断続的に設けられた伝熱板２１の外側扇部分２２により、その一部が右回りの旋回流となる。これにより、外気は、高温となった伝熱板２１に比較的長時間接触し、その温度が有意に上昇する。
【００３２】
その結果、乾燥機本体１では、バーナによる加熱量（すなわち、燃料消費量）が少なくなり、乾燥機のランニングコストが低減されるとともに、環境中に排出される熱や炭酸ガスの量を抑えることができる。
【００３３】
［一部変形例］
図９は、一部変形例における熱交換配管の側面図である。
図１０は、一部変形例における熱交換配管の要部断面図である。
【００３４】
一部変形例は、上述した実施形態とほぼ同一の構成を有しているが、排湿筒１５に対する伝熱板２１の角度が実施形態と異なっている。すなわち、図９，図１０に示すように、一部変形例では、外側扇部分２２に対する切り起こし曲げ部２５の角度αが鈍角（図示例では、１００°）となっており、実施形態に比べて伝熱板２１が角度β（図示例では、１０°）をもって上方に傾斜している。
【００３５】
換言すれば、伝熱板２１は、排湿筒１５（第１管路）の中心ＣＬに向かうに連れ、排気の流れ方向（第１の方向）に向かうように傾斜している。
【００３６】
これにより、一部変形例では、排気が吹き抜け空間３１により流れやすくなり、綿埃等による排湿筒１５の詰まりが更に起こりにくくなる。また、吸気導入管１１に流入した外気も吹き抜け空間３３に流れやすくなり、加熱用のバーナに大きな抵抗を受けずに導入される。
【００３７】
以上で具体的な実施形態および一部変形例の説明を終えるが、本発明の態様はこれらに限られるものではない。例えば、上記実施形態の熱交換配管は排気と吸気との間で熱交換を行わせるものであるが、本発明は、排水と給水との間で熱交換を行わせる熱交換配管、オイルと水との間で熱交換を行わせる熱交換配管、更には気体と液体との間で熱交換を行わせる熱交換配管にも適用可能である。すなわち、上記実施形態は本発明の熱交換配管を衣類用の乾燥機に適用したものであるが、食器洗浄機に組み込まれた乾燥機、暖房器具のＦＡＮヒータ、エンジン用オイルクーラ等、種々の装置に用いられる熱交換配管にも当然に適用可能である。
【００３８】
また、一部変形例における伝熱板の傾斜角度は、設計上の要請等に基づいて任意に設定可能であるし、切り起こし曲げ部を傾斜させること以外の方法で設定するようにしてもよい。その他、本発明の主旨を逸脱しない範囲であれば、熱交換配管の具体的構造や伝熱板の具体的形状や素材等についても適宜変更可能である。
【産業上の利用可能性】
【００３９】
本発明は、コインランドリーやクリーニング工場に設置される乾燥機に効果的に利用できる。
【符号の説明】
【００４０】
１      乾燥機本体
１１    吸気導入管（第１管路）
１５    排湿筒（第２管路）
２１    伝熱板
２２    外側扇部分
２３    内側扇部分
２５    切り起こし曲げ部
３１    吹き抜け空間
１００  熱交換配管
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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