特許 6757002 熱交換器

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6757002

(24)【登録日】2020年9月1日

(45)【発行日】2020年9月16日

(54)【発明の名称】熱交換器

(51)【国際特許分類】

   F28D 1/047 20060101AFI20200907BHJP

   F28D 1/06 20060101ALI20200907BHJP

   F28F 9/00 20060101ALI20200907BHJP

【ＦＩ】

   F28D1/047 A

   F28D1/06 A

   F28F9/00

【請求項の数】14

【全頁数】17

(21)【出願番号】特願2016-113265(P2016-113265)

(22)【出願日】2016年6月7日

(65)【公開番号】特開2017-219238(P2017-219238A)

(43)【公開日】2017年12月14日

【審査請求日】2019年5月23日

(73)【特許権者】

【識別番号】399040106

【氏名又は名称】ゼネラルヒートポンプ工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100180552

【弁理士】

【氏名又は名称】福田 旭洋

(72)【発明者】

【氏名】柴 芳郎

(72)【発明者】

【氏名】平井 千治

【審査官】 堀川 泰宏

(56)【参考文献】

【文献】 米国特許出願公開第２０１６／０１０２９２２（ＵＳ，Ａ１）

【文献】 特開昭６０−０６６０６２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１１−１３３１５４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１４−１８５８２２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特公昭４８−０２２５６４（ＪＰ，Ｂ１）

【文献】 国際公開第２０１６／０２０８９３（ＷＯ，Ａ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｆ２８Ｄ １／０４７

Ｆ２８Ｄ １／０６

Ｆ２８Ｆ ９／００

Ｆ２４Ｔ １０／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

液体を冷却又は加温することが可能な熱交換器であって、
内部に液体を流すことが可能であり、熱交換によって前記液体を冷却又は加温する熱交換部と、
前記熱交換部を支持する支持部と
を備え、
前記支持部は、塩化ビニル樹脂製の複数本の中空状のパイプによって形成され、
前記熱交換部は第一方向に延び、
前記支持部は、
前記第一方向に延びる複数本の第一パイプと、
前記複数本の第一パイプの一端側に配置され、前記第一方向に延びる第一部位と前記第一方向に直交する直交方向に延びる第二部位とを有するチーズと、
前記直交方向に延び、２個の前記チーズの前記第二部位に接続される第二パイプと
を備えたことを特徴とする熱交換器。

【請求項2】

前記チーズと第二パイプとの少なくとも一部は、前記熱交換部を支持することを特徴とする請求項１に記載の熱交換器。

【請求項3】

前記チーズは、前記第一パイプの一端側に２個設けられ、
２個の前記チーズの前記第二部位の夫々は、互いに異なる方向に延び、前記第二パイプに接続されることを特徴とする請求項１又は２に記載の熱交換器。

【請求項4】

前記チーズは、前記第一パイプの他端側に２個設けられ、
前記他端側に設けられた２個の前記チーズの前記第二部位の夫々は、互いに異なる方向に延び、前記第二パイプに接続されることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の熱交換器。

【請求項5】

前記支持部を前記第一方向に見た場合における、前記第一パイプ、前記第二パイプ、及び前記チーズによって形成される前記支持部の形状は、
２×Ｎ角形（Ｎ≧２）であることを特徴する請求項３又は４に記載の熱交換器。

【請求項6】

前記熱交換部は、螺旋状に延びる螺旋状部を備え、
前記螺旋状部に設けられ、前記熱交換部同士の間に隙間を形成するスペーサを備えたことを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載の熱交換器。

【請求項7】

前記スペーサは、円弧状であり、前記螺旋状部の一部の周囲に設けられ、
前記スペーサの厚みによって、前記熱交換部同士の間に前記隙間が形成されたことを特徴とする請求項６に記載の熱交換器。

【請求項8】

前記熱交換部と前記支持部とを含むユニットを複数備えたことを特徴とする請求項１から７のいずれかに記載の熱交換器。

【請求項9】

互いに径の異なる複数の前記ユニットがＭ個（Ｍ≧２）設けられ、
Ｐ個目（Ｐ＝２〜Ｍ）の前記ユニットは、Ｐ−１個目の前記ユニットの周囲に配置されたことを特徴とする請求項８に記載の熱交換器。

【請求項10】

Ｐ個目の前記ユニットの前記支持部と、Ｐ−１個目の前記ユニットの前記支持部とを接続する第一接続部材を備えたことを特徴とする請求項９に記載の熱交換器。

【請求項11】

前記第一接続部材は、前記チーズと前記第二パイプによって形成されたことを特徴する請求項１０に記載の熱交換器。

【請求項12】

複数の前記ユニットは、互いに並べて配置されたことを特徴とする請求項８に記載の熱交換器。

【請求項13】

複数の前記ユニットは、互いに間隔をあけて格子状に配置され、
前記熱交換器は、複数の前記ユニットを互いに接続する第二接続部材を備えたことを特徴とする請求項１２に記載の熱交換器。

【請求項14】

前記第二接続部材は、前記チーズと前記第二パイプによって形成されたことを特徴する請求項１３に記載の熱交換器。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、液体を冷却又は加温することが可能な熱交換器に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、液体を冷却又は加温することが可能な熱交換器が知られている。例えば、特許文献１に記載の液中熱交換器は、水槽内に貯留された熱源水に没入するように設置される。液中熱交換器は、有孔管と、固定部材と、Ｕ字管等と、供給ヘッダー及び収集ヘッダーを構成するタイコとを備えている。Ｕ字管の内部には、熱媒体が流れる。固定部材は、複数のＵ字管を有孔管に固定する部材である。有孔管は、Ｕ字管に向けて熱源水を放出する熱源水分配供給管としての機能を有する部材である。また、有孔管は、Ｕ字管を支持する支柱（心棒）としての機能も有する。有孔管は、支柱としての役割を有するので、たわみにくい管である鋼管によって形成される。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２００９−８３２７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、前記従来の液中熱交換器では、Ｕ字管等を支持する機能を有する有孔管に、鋼管が使用されている。このため、Ｕ字管等を支持する部材が高価になり、液中熱交換器のコストが増大する可能性があった。

【0005】

本発明の目的は、コストダウンすることが可能な熱交換器を提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明に係る熱交換器は、液体を冷却又は加温することが可能な熱交換器であって、内部に液体を流すことが可能であり、熱交換によって前記液体を冷却又は加温する熱交換部と、前記熱交換部を支持する支持部とを備え、前記支持部は、塩化ビニル樹脂製の複数本の中空状のパイプによって形成されている。前記熱交換部は第一方向に延び、前記支持部は、前記第一方向に延びる複数本の第一パイプと、前記複数本の第一パイプの一端側に配置され、前記第一方向に延びる第一部位と前記第一方向に直交する直交方向に延びる第二部位とを有するチーズと、前記直交方向に延び、２個の前記チーズの前記第二部位に接続される第二パイプとを備えている。

【0007】

この場合、塩化ビニル樹脂製の中空状のパイプを使用することで、例えば、金属又はフッ素樹脂等を使用する場合に比べて、コストダウンすることができる。また、塩化ビニル製のパイプは、水道用などのパイプとして市販されている場合がある。この場合、市販されたパイプを使用することで、専用の部品を使用する場合に比べて、コストダウンすることができる。

【0008】

【0009】

また、第二パイプとチーズを介して、２個の第一パイプの一端側が接続されることになる。よって、２個の第一パイプの一端側が接続されない場合に比べて、支持部の強度が強くなる。

【0010】

前記熱交換器において、前記チーズと第二パイプとの少なくとも一部は、前記熱交換部を支持してもよい。この場合、チーズと第二パイプ以外に、熱交換部を支持する部材を設ける場合に比べて、支持部を形成する部材が少なくなり、熱交換器のコストを低減できる。また、部材が少なくなるので、熱交換器の組み立て作業が効率的になる。

【0011】

前記熱交換器において、前記チーズは、前記第一パイプの一端側に２個設けられ、２個の前記チーズの前記第二部位の夫々は、互いに異なる方向に延び、前記第二パイプに接続されてもよい。

【0012】

この場合、２個のチーズが互いに同じ方向に延び、第二パイプに接続される場合に比べて、支持部の強度が強くなる。また、チーズが、第一パイプ２２の一端側に１個設けられ、１個の第二パイプに接続される場合に比べて、支持部の強度が強くなる。

【0013】

前記熱交換器において、前記チーズは、前記第一パイプの他端側に２個設けられ、前記他端側に設けられた２個の前記チーズの前記第二部位の夫々は、互いに異なる方向に延び、前記第二パイプに接続されてもよい。

【0014】

この場合、他端側に設けられた２個のチーズが互いに同じ方向に延び、第二パイプに接続される場合に比べて、支持部の強度が強くなる。また、チーズが、第一パイプ２２の他端側に１個設けられ、１個の第二パイプに接続される場合に比べて、支持部の強度が強くなる。

【0015】

前記熱交換器において、前記支持部を前記第一方向に見た場合における、前記第一パイプ、前記第二パイプ、及び前記チーズによって形成される前記支持部の形状は、２×Ｎ角形（Ｎ≧２）であってもよい。

【0016】

この場合、第一パイプの一端側又は他端側に、２個のチーズを設けて、第二パイプを接続することで、２×Ｎ角形を形成できる。このため、第一パイプの一端側又は他端側に、３個以上のチーズを設ける必要がない。よって、熱交換器をコストダウンすることができる。

【0017】

前記熱交換器において、前記熱交換部は、螺旋状に延びる螺旋状部を備え、前記螺旋状部に設けられ、前記熱交換部同士の間に隙間を形成するスペーサを備えてもよい。この場合、スペーサによって隙間が形成されるので、熱交換に使用される水等の液体が該隙間を移動する。よって、槽の中の液体が対流し易くなり、熱交換の効率が向上する。

【0018】

前記熱交換器において、前記スペーサは、円弧状であり、前記螺旋状部の一部の周囲に設けられ、前記スペーサの厚みによって、前記熱交換部同士の間に前記隙間が形成されてもよい。この場合、スペーサの厚みによって、熱交換部同士の間に隙間を形成することができる。

【0019】

前記熱交換器は、前記熱交換部と前記支持部とを含むユニットを複数備えてもよい。この場合、１つの熱交換部が設けられている場合に比べて、熱交換容量を増やすことができる。

【0020】

前記熱交換器において、互いに径の異なる複数の前記ユニットがＭ個（Ｍ≧２）設けられ、Ｐ個目（Ｐ＝２〜Ｍ）の前記ユニットは、Ｐ−１個目の前記ユニットの周囲に配置されてもよい。

【0021】

この場合、複数のユニットを並べて配置する場合に比べて、省スペース化できる。また、複数の熱交換部が設けられているので、１個設けられている場合に比べて、熱交換容量を増やすことができる。

【0022】

前記熱交換器は、Ｐ個目の前記ユニットの前記支持部と、Ｐ−１個目の前記ユニットの前記支持部とを接続する第一接続部材を備えてもよい。この場合、第一接続部材が設けられていない場合に比べて、各ユニットの位置が安定する。また、第一接続部材が設けられていない場合に比べて、熱交換器の強度が強くなる。

【0023】

前記熱交換器において、前記第一接続部材は、前記チーズと前記第二パイプによって形成されてもよい。この場合、第一接続部材がチーズと第二パイプによって形成されているので、第一接続部材が中空状である。このため、熱交換器を液体の中に配置した場合に、チーズと第二パイプの内部に液体が流入する。よって、熱交換器に浮力が発生し難い。故に、熱交換器を液体の中に沈めやすくなる。

【0024】

前記熱交換器において、複数の前記ユニットは、互いに並べて配置されてもよい。この場合、１つの熱交換部が設けられている場合に比べて、熱交換容量を増やすことができる。

【0025】

前記熱交換器において、複数の前記ユニットは、互いに間隔をあけて格子状に配置され、前記熱交換器は、複数の前記ユニットを互いに接続する第二接続部材を備えてもよい。この場合、第二接続部材が設けられていない場合に比べて、各ユニットの位置が安定する。また、第二接続部材が設けられていない場合に比べて、熱交換器の強度が強くなる。

【0026】

前記熱交換器において、前記第二接続部材は、前記チーズと前記第二パイプによって形成されてもよい。この場合、第二接続部材がチーズと第二パイプによって形成されているので、第二接続部材が中空状である。このため、熱交換器を液体の中に配置した場合に、チーズと第二パイプの内部に液体が流入する。よって、熱交換器に浮力が発生し難い。故に、熱交換器を液体の中に沈めやすくなる。

【図面の簡単な説明】

【0027】

【図1】熱交換器１の斜視図である。

【図2】熱交換器１の支持部２の斜視図である。

【図3】熱交換器１の平面図である。

【図4】螺旋状部８１３にスペーサ６１が配置された状態を示す図である。

【図5】変形例に係る熱交換器１１の平面図である。

【図6】変形例に係る熱交換器１２の平面図である。

【図7】変形例に係る熱交換器１３の平面図である。

【図8】変形例に係る熱交換器１４の概略図である。

【発明を実施するための形態】

【0028】

以下、本発明を具現化した熱交換器１について、図面を参照して説明する。以下の説明においては、図１の上側、下側、左下側、右上側、右下側、左上側を、夫々、熱交換器１の上側、下側、左側、右側、前側、後側として説明する。また、熱交換器１の下方向を第一方向という場合があり、第一方向に直交する方向を直交方向という場合がある。

【0029】

図１及び図２に示すように、熱交換器１は、支持部２と、熱交換部８とを備えている。熱交換部８と支持部２とは、第一方向に延びる。熱交換部８は、ホース部８１、流入口８２、及び流出口８３を備えている。流入口８２及び流出口８３は、熱交換器１の上部に配置されている。ホース部８１は、可撓性を有する。ホース部８１には、例えば、直管又はフレシキブルチューブが使用され、素材としては、ステンレス、高耐食スーパーステンレス、又は架橋ポリエチレン等が使用される。流入口８２は、ホース部８１の一端部に設けられ、流出口８３は、ホース部８１の他端部に設けられている。

【0030】

ホース部８１は、第一延伸部８１１、第二延伸部８１２、及び螺旋状部８１３を備えている。第一延伸部８１１は、流入口８２から第一方向に延びる。螺旋状部８１３は、第一延伸部８１１の下端から、螺旋状に第一方向に延びる。第二延伸部８１２は、螺旋状部８１３の下端から、螺旋状部８１３の内側又は外側を通って上方に延びる。第二延伸部８１２の上端は、流出口８３に接続されている。熱交換部８は、ホース部８１の内側に液体を流すことが可能であり、熱交換によって液体を冷却又は加温する。以下の説明では、ホース部８１の内部を流れる液体を第一液体という。

【0031】

支持部２は、熱交換部８を支持する部材である。支持部２は、複数本の中空状のパイプ２１によって形成されている。パイプ２１は、塩化ビニル樹脂（所謂、塩ビ）製である。塩化ビニル樹脂製のパイプ２１として、例えば、硬質ポリ塩化ビニル管（ＶＰ、ＶＵ）、耐衝撃性硬質塩化ビニル管（ＨＩＶＰ）、耐熱性硬質ポリ塩化ビニル管（ＨＴ）等が使用される。

【0032】

パイプ２１は、第一パイプ２２、第二パイプ２３、及びＴ型のパイプであるチーズ２４を含む。第一パイプ２２は、第一方向に延びる直線状のパイプである。第一パイプ２２は、熱交換部８の螺旋状部８１３の周囲に複数本（本実施形態では４本）設けられている。より詳細には、第一パイプ２２は、螺旋状部８１３の右前側、左前側、右後側、及び左後側に配置されている。

【0033】

４本の第一パイプ２２の夫々の一端側（下端側）には、上下方向に並ぶ２個のチーズ２４が配置されている。また、４本の第一パイプ２２の夫々の他端側（上端側）には、上下方向に並ぶ２個のチーズ２４が配置されている。

【0034】

チーズ２４は、第一円筒部２４１と第二円筒部２４２とを備えている。第一円筒部２４１は、第一方向に延びる。第二円筒部２４２は、第一円筒部２４１の上下方向中央部から、第一方向に直交する直交方向に延びる。なお、以下の説明においては、第一パイプ２２の下端側において上下方向に並ぶ２個のチーズ２４のうち、上側のチーズ２４をチーズ２４Ａといい、下側のチーズ２４をチーズ２４Ｂという。第一パイプ２２の上端側において上下方向に並ぶ２個のチーズ２４のうち、下側のチーズ２４をチーズ２４Ｃといい、上側のチーズ２４をチーズ２４Ｄという。

【0035】

第一パイプ２２の下端部は、チーズ２４Ａの第一円筒部２４１の上端部の内側に接続されている。チーズ２４Ａの第一円筒部２４１の下端部と、チーズ２４Ｂの第一円筒部２４１の上端部とには、図示しないパイプが接続されている。当該パイプの径は、第一パイプ２２の径と同じである。係る構成によって、チーズ２４Ａとチーズ２４Ｂとが、第一パイプ２２の下端部に接続されている。

【0036】

第一パイプ２２の上端部は、チーズ２４Ｃの第一円筒部２４１の下端部の内側に接続されている。チーズ２４Ｃの第一円筒部２４１の上端部と、チーズ２４Ｄの第一円筒部２４１の下端部とには、図示しないパイプが接続されている。当該パイプの径は、第一パイプ２２の径と同じである。係る構成によって、チーズ２４Ｃとチーズ２４Ｄとが、第一パイプ２２の上端部に接続されている。

【0037】

第二パイプ２３は、直交方向に延びる。第二パイプ２３は、２個のチーズ２４の第二円筒部２４２の内側に接続されている。以下の説明においては、チーズ２４Ａの第二円筒部２４２に接続される第二パイプ２３を第二パイプ２３Ａといい、チーズ２４Ｂの第二円筒部２４２に接続される第二パイプ２３を第二パイプ２３Ｂという。チーズ２４Ｃの第二円筒部２４２に接続される第二パイプ２３を第二パイプ２３Ｃといい、チーズ２４Ｄの第二円筒部２４２に接続される第二パイプ２３を第二パイプ２３Ｄという。

【0038】

また、第一パイプ２２の下端側又は上端側に設けられた２個のチーズ２４の第二円筒部２４２の夫々は、互いに異なる方向に延びる。より詳細には、右前部に設けられた第一パイプ２２の下端側に設けられたチーズ２４Ａの第二円筒部２４２は後方向に延び、チーズ２４Ｂの第二円筒部２４２は左方向に延びる。左前部に設けられた第一パイプ２２の下端側に設けられたチーズ２４Ａの第二円筒部２４２は後方向に延び、チーズ２４Ｂの第二円筒部２４２は右方向に延びる。右後部に設けられた第一パイプ２２の下端側に設けられたチーズ２４Ａの第二円筒部２４２は前方向に延び、チーズ２４Ｂの第二円筒部２４２は左方向に延びる。左後部に設けられた第一パイプ２２の下端側に設けられたチーズ２４Ａの第二円筒部２４２は前方向に延び、チーズ２４Ｂの第二円筒部２４２は右方向に延びる。

【0039】

図１〜図３に示すように、右前部に設けられた第一パイプ２２の上端側に設けられたチーズ２４Ｃの第二円筒部２４２は左方向に延び、チーズ２４Ｄの第二円筒部２４２は後方向に延びる。左前部に設けられた第一パイプ２２の上端側に設けられたチーズ２４Ｃの第二円筒部２４２は右方向に延び、チーズ２４Ｄの第二円筒部２４２は後方向に延びる。右後部に設けられた第一パイプ２２の上端側に設けられたチーズ２４Ｃの第二円筒部２４２は左方向に延び、チーズ２４Ｄの第二円筒部２４２は前方向に延びる。左後部に設けられた第一パイプ２２の上端側に設けられたチーズ２４Ｃの第二円筒部２４２は右方向に延び、チーズ２４Ｄの第二円筒部２４２は前方向に延びる。

【0040】

図１及び図２に示すように、第二パイプ２３Ａは、前後方向に延びる。第二パイプ２３Ｂは、左右方向に延びる。図１〜図３に示すように、第二パイプ２３Ｃは、左右方向に延びる。第二パイプ２３Ｄは、前後方向に延びる。第二パイプ２３Ａ，２３Ｂ，２３Ｃ，２３Ｄの夫々の両端部は、チーズ２４の第二円筒部２４２に接続されている。

【0041】

図１及び図２に示すように、第二パイプ２３とチーズ２４との少なくとも一部は、熱交換部８を支持する。本実施形態では、２本の第二パイプ２３Ａの前後方向中央部が、熱交換部８の下端部に接触し、熱交換部８を支持する。

【0042】

熱交換器１の組み立て方法の一例について説明する。作業者は、第一パイプ２２、第二パイプ２３Ａ，２３Ｂ、及びチーズ２４Ａ，２４Ｂを使用し、支持部２の一部を形成する。なお、前述したように、チーズ２４Ａとチーズ２４Ｂ同士は、図示しないパイプを介して接続されている。

【0043】

作業者は、円柱状の部材の周囲に、熱交換部８を巻き付けて、螺旋状部８１３等を形成する。作業者は、円柱状の部材に巻き付けられた熱交換部８を、支持部２の上方から下方に向けて挿入した後、円柱状の部材を抜き取る。これによって、熱交換部８が支持部２の複数の第一パイプ２２の内側に配置された状態となる。このとき、螺旋状部８１３が前後左右方向に広がろうとするが、螺旋状部８１３の周囲に設けられた第一パイプ２２によって、螺旋状部８１３が広がることが防止され、螺旋状部８１３の形状が維持される。すなわち、熱交換部８は、外側に広がる性質があるが、上下方向の第一パイプ２２が熱交換部８の広がりを抑えて固定する働きを有する。なお、熱交換部８は、機械を用いて製作される場合もある。

【0044】

作業者は、第二パイプ２３Ｃ，２３Ｄ、及びチーズ２４Ｃ，２４Ｄを使用し、支持部２の上部を形成する。なお、前述したように、チーズ２４Ｃとチーズ２４Ｄ同士は、図示しないパイプを介して接続されている。以上のようにして、熱交換器１が組み立てられる。

【0045】

熱交換器１の使用方法の一例について説明する。熱交換器１は、例えば、槽に貯留された第二液体（例えば、水又は温水等）の中に沈められる。流入口８２及び流出口８３は、第二液体の液面よりも上方に位置する。流入口８２及び流出口８３は、図示しないパイプ状の管を介して、種々の部材にされる。例えば、流入口８２及び流出口８３は、管を介して、ヒートポンプに接続されてもよい。

【0046】

流入口８２から供給された第一液体は、熱交換部８の第一延伸部８１１、螺旋状部８１３、及び第二延伸部８１２を介して流出口８３から排出される。このとき、熱交換部８を介して、槽の中の第二液体との熱交換が行われ、熱交換部８の内部を通る第一液体が、冷却又は加温される。流出口８３からは、冷却又は加温された第一液体が排出される。

【0047】

なお、熱交換器１が槽に貯留された第二液体に沈められた場合、水中ポンプ７０（図２参照）が、螺旋状部８１３の内側に配置されてもよい。水中ポンプ７０は、例えば、上方から吊り下げられ、螺旋状部８１３の上下方向中央部に配置される。水中ポンプ７０は、槽の中の第二液体を対流させる。水中ポンプ７０は、例えば、上方から下方に向けて、第二液体を対流させる。これによって、水中ポンプ７０が設けられていない場合に比べて、熱交換部８の中を流れる第一液体を効率的に冷却又は加温できる。なお、水中ポンプ７０の変わりに、水中ミキサー（攪拌ポンプ）又は水中エアミキサー（水中エアレータ）等が用いられてもよい。また、水中ポンプ７０等の第二液体を攪拌する部材の位置は、熱交換器１の下部や上部でもよい。また、水中ポンプ７０等の第二液体を攪拌する部材は、第二パイプ２３Ｂ又は第二パイプ２３Ｃ等に支持されて固定されてもよい。

【0048】

また、熱交換器１は、複数個組み合わせて使用されてもよい。例えば、各熱交換器１は、複数設けられ、熱交換部８を流れる流路が直列に繋がれてもよいし、並列に繋がれてもよい。また、各熱交換器１が、同じ槽に沈められてもよいし、異なる槽に沈められてもよい。

【0049】

以上のように、本実施形態の熱交換器１が形成される。本実施形態では、支持部２は塩化ビニル樹脂製の複数本の中空状のパイプ２１によって形成されている。この場合、支持部２に塩化ビニル樹脂が使用されているので、例えば、テフロン（登録商標）等のフッ素樹脂及び金属等が使用される場合に比べて、コストダウンすることができる。

【0050】

また、第一パイプ２２、第二パイプ２３、及びチーズ２４の夫々と同じ形状の塩化ビニル製のパイプは、水道用のパイプとして市販されている場合がある。この場合、第一パイプ２２、第二パイプ２３、及びチーズ２４として、量産品である市販されたパイプを使用することで、専用の部品を使用する場合に比べて、コストダウンすることができる。

【0051】

また、市販されたパイプを購入して、熱交換器１を設置する現地で組み立てることも可能となる。この場合、工場等で事前に組み立てて輸送する場合に比べて、購入費を下げることができる。

【0052】

また、支持部２が中空状のパイプ２１によって形成されているので、熱交換器１が槽の中に沈められたときに、パイプ２１の内部に第二液体が流入する。このため、パイプ２１内から空気が外部に排出される。よって、支持部２の浮力が低減される。故に、例えば、熱交換器１が浮力によって浮かぶことを防止する部材を別途設ける必要がない。よって、熱交換器１をコストダウンすることができる。

【0053】

複数本の第一パイプ２２と、第一パイプ２２の下端側に配置されたチーズ２４Ａ，２４Ｂと、直交方向に延び、２個のチーズ２４Ａ，２４Ｂの第二円筒部２４２に接続される第二パイプ２３Ａ，２３Ｂとが設けられている。このため、第二パイプ２３とチーズ２４とを介して、２個の第一パイプ２２が接続されることになる。よって、第一パイプの一端側（下端側）が接続されない場合に比べて、支持部２の強度が強くなる。

【0054】

また、チーズ２４Ａ，２４Ｂは、第一パイプ２２の下端側に２個設けられている。また、２個のチーズ２４Ａ，２４Ｂの第二円筒部２４２の夫々は、互いに異なる方向に延び、第二パイプ２３Ａ，２３Ｂに接続されている。この場合、チーズ２４Ａとチーズ２４Ｂが互いに同じ方向に延び、第二パイプ２３Ａ，２３Ｂに接続される場合に比べて、支持部２の強度が強くなる。例えば、本実施形態では、第二パイプ２３Ａ，２３Ｂが前後方向及び左右方向に延びているので、一方向（例えば、前後方向）に延びる場合に比べて、支持部２の強度が強くなっている。また、チーズ２４が、第一パイプ２２の下端側に１個設けられ、１個の第二パイプ２３に接続される場合に比べて、支持部２の強度が強くなる。

【0055】

チーズ２４と第二パイプ２３との少なくとも一部が、熱交換部８を支持する。この場合、チーズ２４と第二パイプ２３以外に、熱交換部８を支持する部材を設ける場合に比べて、支持部２を形成する部材が少なくなり、熱交換器１のコストを低減できる。また、部材が少なくなるので、熱交換器１の組み立て作業が効率的になる。

【0056】

また、チーズ２４Ｃ，２４Ｄは、第一パイプ２２の下端側の反対側である上端側に２個設けられている。また、上端側に設けられた２個のチーズ２４Ｃ，２４Ｄの第二円筒部２４２の夫々は、互いに異なる方向に延び、第二パイプ２３Ｃ，２３Ｄに接続されている。この場合、チーズ２４Ｃとチーズ２４Ｄが互いに同じ方向に延び、第二パイプ２３Ｃ，２３Ｄに接続される場合に比べて、支持部２の強度が強くなる。例えば、本実施形態では、第二パイプ２３Ｃ，２３Ｄが前後方向及び左右方向に延びているので、一方向（例えば、前後方向）に延びる場合に比べて、支持部２の強度が強くなっているのである。また、チーズ２４が、第一パイプ２２の上端側に１個設けられ、１個の第二パイプ２３に接続される場合に比べて、支持部２の強度が強くなる。

【0057】

上記実施形態において、第一円筒部２４１は本発明の「第一部位」の一例である。第二円筒部２４２は本発明の「第二部位」の一例である。

【0058】

なお、本発明は上記の実施形態に限定されるものではなく、種々の変更が可能である。例えば、支持部２は、塩化ビニル樹脂を含む複数本のパイプによって形成されればよく、第一パイプ２２、第二パイプ２３、及びチーズ２４の少なくとも一部が使用されなくてもよい。例えば、支持部２は、Ｌ型のパイプであるＬ型エルボ、及び直線状のパイプ等、種々のパイプが組み合わされて形成されてもよい。

【0059】

また、チーズ２４は、第一パイプ２２の下端側に２個設けられ、２個のチーズ２４Ａ，２４Ｂの第二円筒部２４２の夫々は、互いに異なる方向に延び、第二パイプ２３に接続されていたが、これに限定されない。例えば、２個のチーズ２４Ａ，２４Ｂの第二円筒部２４２の夫々は、互いに同じ方向（例えば、前後方向）に延び、第二パイプ２３に接続されてもよい。また、チーズ２４は、第一パイプ２２の下端側に１個設けられてもよい。

【0060】

また、チーズ２４は、第一パイプ２２の下端側に２個設けられ、２個のチーズ２４Ａ，２４Ｂの第二円筒部２４２の夫々は、互いに異なる方向に延び、第二パイプ２３に接続されていたが、これに限定されない。例えば、２個のチーズ２４Ａ，２４Ｂの第二円筒部２４２の夫々は、互いに同じ方向に延び、第二パイプ２３に接続されてもよい。この場合、例えば、４個の第二パイプ２３Ａ，２３Ｂが、全て、前後方向又は左右方向に向いてもよい。

【0061】

また、チーズ２４は、第一パイプ２２の上端側に２個設けられ、２個のチーズ２４Ｃ，２４Ｄの第二円筒部２４２の夫々は、互いに異なる方向に延び、第二パイプ２３に接続されていたが、これに限定されない。例えば、２個のチーズ２４Ｃ，２４Ｄの第二円筒部２４２の夫々は、互いに同じ方向に延び、第二パイプ２３に接続されてもよい。この場合、例えば、４個の第二パイプ２３Ｃ，２３Ｄが、全て、前後方向又は左右方向に向いてもよい。

【0062】

また、第一パイプ２２の下端側又は上端側に設けられるチーズ２４の数は限定されず、例えば、３個以上であってもよい。また、第一パイプ２２の一端側又は他端側に設けられるチーズ２４の数は１個であってもよい。

【0063】

また、図４に示すように、熱交換部８の螺旋状部８１３に、熱交換部８同士の間に隙間６５を形成する複数のスペーサ６１が設けられてもよい。スペーサ６１は、円筒状のパイプ６０の一部（本実施形態では下端部）が切り取られることで形成されている。スペーサ６１は、熱交換部８のホース部８１の周囲に被せられる。図４に示す例では、スペーサ６１の厚みによって、隙間６５が形成されている。

【0064】

この場合、スペーサ６１によって隙間６５が形成されるので、熱交換部８同士の間（熱交換部８のホース部８１の間）を第二液体が移動し易くなる。よって、槽の中の第二液体が対流し易くなり、熱交換の効率が向上する。

【0065】

また、スペーサ６１は、円筒状のパイプ６０の一部が切り取られることで形成されている。このため、スペーサ６１を専用の部品として形成する場合に比べて、熱交換器１をコストダウンすることができる。なお、パイプ６０は本発明の「円筒パイプ」の一例である。

【0066】

また、スペーサ６１は、結束バンドに比べて厚みが大きく強度が強い。このため、例えば、結束バンドによって、熱交換部８の螺旋状部８１３に隙間６５を形成する場合に比べて、強度が強くなり、隙間６５が大きくなる。よって、槽の中の第二液体が対流し易くなり、熱交換の効率が向上する。

【0067】

また、支持部２を第一方向に見た場合（支持部２を上側から見下ろした場合）における第一パイプ２２、第二パイプ２３、及びチーズ２４によって形成される支持部２の形状は、２×Ｎ角形（Ｎ≧２）であるとよい。例えば、図３に示す支持部２は、四角形（すなわち、Ｎ＝２）である。また、図５に示す変形例に係る熱交換器１１は、支持部２０と熱交換部８００とを備えている。熱交換器１１の熱交換部８００の形状は、熱交換器１の熱交換部８（図１〜図３参照）の形状と略同じであるので、説明は省略する。支持部２０を第一方向に見た場合における、第一パイプ２２、第二パイプ２３、及びチーズ２４によって形成される支持部２０の形状は、六角形（すなわち、Ｎ＝３）である。

【0068】

第一パイプ２２は、熱交換部８００の周囲に６個設けられている。第一パイプ２２の下端には、熱交換器１（図１〜図３参照）と同様に、チーズ２４Ａ，２４Ｂが接続され、第一パイプ２２の上端には、チーズ２４Ｃ，２４Ｄが接続されている。チーズ２４Ａ，２４Ｂ，２４Ｃ，２４Ｄの第二円筒部２４２の平面視の向きは、６角形の角部を形成する角度に設定されている。図５においては図示しないが、互いに向き合うチーズ２４Ａの第二円筒部２４２には、第二パイプ２３Ａが接続され、互いに向き合うチーズ２４Ｂの第二円筒部２４２には、第二パイプ２３Ｂが接続されている。図５に示すように、互いに向き合うチーズ２４Ｃの第二円筒部２４２には、第二パイプ２３Ｃが接続され、互いに向き合うチーズ２４Ｄの第二円筒部２４２には、第二パイプ２３Ｄが接続されている。

【0069】

第一パイプ２２、第二パイプ２３、及びチーズ２４によって形成される支持部２の形状が２×Ｎ角形（Ｎ≧２）である場合、第一パイプ２２の一端側（下端側）又は他端側（上端側）に、２個のチーズ２４を設けて、第二パイプ２３を接続することで、２×Ｎ角形を形成できる。このため、第一パイプ２２の一端側又は他端側に、３個以上のチーズ２４を設ける必要がない。よって、熱交換器１１をコストダウンすることができる。

【0070】

また、熱交換器は、熱交換部と支持部とを含むユニットを複数備えてもよい（図６及び図７参照）。例えば、熱交換器は、互いに径の異なる複数のユニットがＭ個（Ｍ≧２）設けられている。そして、Ｐ個目（Ｐ＝２〜Ｍ）のユニットは、Ｐ−１個目のユニットの周囲に配置されてもよい。

【0071】

図６に示す変形例に係る熱交換器１２は、互いに径の異なる２個（すなわち、Ｍ＝２）のユニット９０，９１を備えている。ユニット９０は、熱交換部８０１と支持部２０１を備えている。ユニット９１は、熱交換部８０２と支持部２０２を備えている。ユニット９１は、ユニット９０より前後左右方向の径が大きい。２個目（すなわち、Ｐ＝２）のユニット９１は、１個目のユニット９０の周囲に配置されている。ユニット９１とユニット９０とは、同心円状に配置されている。

【0072】

より詳細には、支持部２０１，２０２は、第一パイプ２２、第二パイプ２３、及びチーズ２４によって形成されている。なお、支持部２０２の第二パイプ２３の長さは、支持部２０１の第二パイプ２３の長さよりも長い。ユニット９０の熱交換部８０１及び支持部２０１は、図１〜図３に示す熱交換器１の熱交換部８及び支持部２の形状と略同一である。

【0073】

熱交換部８０２の螺旋状部８０８の径は、熱交換部８０１の螺旋状部８０７の径より大きい。熱交換部８０２の螺旋状部８０８の内側に、熱交換部８０１及び支持部２０１が配置されている。支持部２０２と熱交換部８０２の前後左右方向の大きさは、熱交換部８０１及び支持部２０１より大きいが、支持部２０２が熱交換部８０２を支持する構成は、支持部２０１が熱交換部８０１を支持する構成と略同一である。

【0074】

Ｐ個目のユニットの支持部とＰ−１個目のユニットの支持部とは、第一接続部材によって接続されている。図６に示す第一接続部材５０は、２個目のユニット９１の支持部２０２と１個目のユニット９０の支持部２０１を接続する部材である。第一接続部材５０は４個設けられている。各第一接続部材５０は、１個の第二パイプ２３Ｅと２個のチーズ２４Ｅによって形成されている。チーズ２４Ｅは、支持部２０１，２０２のチーズ２４Ｄの上側に配置されている。チーズ２４Ｅの第一円筒部２４１の下部と、チーズ２４Ｄの第一円筒部２４１との上部とは、チーズ２４Ｃ及びチーズ２４Ｄの接続態様と同様に、図示しないパイプによって接続されている。

【0075】

第二パイプ２３Ｅの一端は、支持部２０１のチーズ２４Ｅにおける第二円筒部２４２に接続されている。第二パイプ２３Ｅの他端は、支持部２０２のチーズ２４Ｅにおける第二円筒部２４２に接続されている。右前部の第二パイプ２３Ｅは、支持部２０１の右前部に配置されたチーズ２４Ｅと、支持部２０２の右前部に配置されたチーズ２４Ｅとに接続されている。左前部の第二パイプ２３Ｅは、支持部２０１の左前部に配置されたチーズ２４Ｅと、支持部２０２の左前部に配置されたチーズ２４Ｅとに接続されている。右後部の第二パイプ２３Ｅは、支持部２０１の右後部に配置されたチーズ２４Ｅと、支持部２０２の右後部に配置されたチーズ２４Ｅとに接続されている。左後部の第二パイプ２３Ｅは、支持部２０１の左後部に配置されたチーズ２４Ｅと、支持部２０２の左後部に配置されたチーズ２４Ｅとに接続されている。

【0076】

以上のように、熱交換器１２が形成される。熱交換器１２は、複数のユニット９０，９１を備えている。このため、１つの熱交換部が設けられている場合に比べて、熱交換容量を増やすことができる。

【0077】

また、熱交換器１２は、互いに径の異なる複数のユニット９０，９１をＭ個（本実施形態では２個）備えている。Ｐ個目（Ｐ＝２〜Ｍ）のユニット９１は、Ｐ−１個目のユニット９０の周囲に配置されている。この場合、複数（本実施形態では２個）のユニット９０，９１を並べて配置する場合に比べて、省スペース化できる。また、複数の熱交換部８０１，８０２が設けられているので、１個設けられている場合に比べて、熱交換容量を増やすことができる。

【0078】

また、第一接続部材５０が設けられていることによって、第一接続部材５０が設けられていない場合に比べて、熱交換部８０１，８０２と、支持部２０１，２０２の位置が安定する。また、第一接続部材５０が設けられていない場合に比べて、熱交換器１２の強度が強くなる。

【0079】

また、第一接続部材５０は、チーズ２４Ｅと第二パイプ２３Ｅとによって形成されているので、中空状である。このため、熱交換器１２を第二液体の中に配置した場合に、チーズ２４Ｅと第二パイプ２３Ｅとの内部に第二液体が流入する。このため、熱交換器１２に浮力が発生し難い。よって、熱交換器１２を第二液体の中に沈めやすくなる。

【0080】

なお、第一接続部材５０は、熱交換器１２の上部に設けられているが、下部に設けられてもよい。また、第一接続部材５０は、熱交換器１２の上部と下部との両方に設けられてもよい。また、第一接続部材５０が設けられなくてもよい。

【0081】

また、熱交換器が、熱交換部と支持部とを含むユニットを複数備える例は、上記の例に限定されない。例えば、図７に示す変形例に係る熱交換器１３は、ユニット９２が４個並べて配置されている。各ユニット９２は、図１〜図３に示す熱交換器１と同じであり、熱交換部８と支持部２を備えている。

【0082】

熱交換器１３における複数のユニット９２は、互いに間隔をあけて格子状に配置されている。各ユニットは、第二接続部材５１によって互いに接続されている。第二接続部材５１の構成は、第一接続部材５０と同じであり、１個の第二パイプ２３Ｅと２個のチーズ２４Ｅによって形成されている。第二接続部材５１が、各ユニット９２の上部に接続される態様は、第一接続部材５０がユニット９０，９１に接続される態様と同じであるので、詳細は省略する。

【0083】

第二接続部材５１は、６個設けられている。１個目の第二接続部材５１は、左右方向に延び、左後のユニット９２の右後部と、右後のユニット９２の左後部とを接続する。また、２個目の第二接続部材５１は、左右方向に延び、左前のユニット９２の右前部と、右前のユニット９２の左前部とを接続する。３個目の第二接続部材５１は、前後方向に延び、左後のユニット９２の左前部と、左前のユニット９２の左後部とを接続する。４個目の第二接続部材５１は、前後方向に延び、左後のユニット９２の右前部と、左前のユニット９２の右後部とを接続する。５個目の第二接続部材５１は、前後方向に延び、右後のユニット９２の左前部と、右前のユニット９２の左後部とを接続する。６個目の第二接続部材５１は、前後方向に延び、右後のユニット９２の右前部と、右前のユニット９２の右後部とを接続する。

【0084】

以上のように変形例に係る熱交換器１３が形成される。熱交換器１３は、複数のユニット９２が互いに並べて配置されている。このため、１つの熱交換器が設けられている場合に比べて、熱交換容量を増やすことができる。

【0085】

また、複数のユニット９２は、互いに間隔をあけて格子状に配置され、第二接続部材５１によって互いに接続されている。このため、第二接続部材５１が設けられていない場合に比べて、各ユニット９２の位置が安定する。また、第二接続部材５１が設けられていない場合に比べて、熱交換器１３の強度が強くなる。

【0086】

第二接続部材５１は、チーズ２４Ｅと第二パイプ２３Ｅとによって形成されているので、中空状である。このため、熱交換器１３を第二液体の中に配置した場合に、チーズ２４Ｅと第二パイプ２３Ｅとの内部に第二液体が流入する。このため、熱交換器１３に浮力が発生し難い。よって、熱交換器１３を第二液体の中に沈めやすくなる。

【0087】

なお、熱交換器１３の複数のユニット９２は、格子状に配置されなくてもよい。例えば、複数のユニット９２が１列に配置されてもよい。

【0088】

また、複数のユニットは、前後左右方向に配置される場合に限られない。また、熱交換部の配置も限定されない。例えば、複数のユニットが上下方向に配置されてもよい。図１に示す熱交換部８と支持部２とを含むユニットが、上下に２段に配置されることで、２個の熱交換部８が上下に配置されてもよい。この場合、例えば、下側のユニットのチーズ２４Ｄの第一円筒部２４１の上部と、上側のユニットのチーズ２４Ｂの第一円筒部２４１の下部とが、図示しないパイプによって接続されてもよい。複数のユニットが上下方向に配置された場合、例えば、上下方向の深さが深く、前後左右方向の長さが小さいマンホール状の槽に熱交換器を配置することができる。また、１つの熱交換器が使用される場合に比べて、熱交換容量が大きくなる。

【0089】

また、熱交換部は、上記の実施例以外にも種々の配置が可能である。例えば、図８に示す熱交換器１４は、３つの熱交換部８５１，８５２，８５３を備えている。なお、図８に示す熱交換部８５１，８５２，８５３は、螺旋状部の概略形状のみを示している。熱交換部８５１，８５２，８５３は、パイプで形成された図示しない支持部によって支持されている。支持部は、図１〜図７で示した第一パイプ２２、第二パイプ２３、及びチーズ２４が組み合わされて形成される。

【0090】

熱交換部８５１，８５２，８５３は、第一方向に延びる。熱交換部８５２，８５３の径は、熱交換部８５１の径より大きい。熱交換部８５２，８５３は、熱交換部８５１の周囲に配置されている。熱交換部８５２，８５３は、上下に並べて配置されている。熱交換器１４の上方から第一方向に熱交換器１４を見た場合、熱交換部８５１と熱交換部８５２，８５３との配置は、図４に示す熱交換部８０１，８０２と同様である。

【0091】

熱交換器１４の熱交換部８５１，８５２，８５３は、例えば、長さの同じホース部８１によって形成される。熱交換部８５１，８５２，８５３のホース部８１の長さは例えば、３０ｍである。熱交換部８５２の半径Ｒ２と熱交換部８５３の半径Ｒ３とは、同じである。半径Ｒ２，Ｒ３は、熱交換部８５１の半径Ｒ１の２倍以上である。熱交換部８５１，８５２，８５３のホース部８１の長さは同じであるので、半径Ｒ２，Ｒ３が半径Ｒ１の２倍以上の場合、熱交換部８５２，８５３の上下方向の長さＨ２，Ｈ３は、熱交換部８５１の上下方向の長さＨ１の１／２以下となる。このため、同じホース部８１を使用した場合に、上下方向の長さＨ１の範囲内に、２つの熱交換部８５２，８５３を配置することが可能となる。

【0092】

本実施形態では、熱交換部８５１，８５２，８５３の夫々のホース部８１は、一例として、３０ｍであり、並列に接続される。仮に１本９０ｍのホース部８１を使用し、熱交換器を形成した場合、第一液体がホース部８１の内部を通る場合の配管抵抗が大きくなる。本実施形態では、３０ｍの熱交換部８５１，８５２，８５３を並列に接続するので、１本ごとの配管抵抗が、９０ｍの場合に比べて、１／３以下に小さくなる。また、３０ｍの熱交換器を１つ使用する場合に比べて、熱交換容量を約３倍に増やすことができる。なお、熱交換部８５１，８５２，８５３の夫々のホース部８１は、直列に接続されてもよい。

【0093】

以上のように、熱交換器１４が形成される。なお、熱交換部の配置は限定されない。例えば、熱交換部８５２，８５３の半径Ｒ２，Ｒ３が、熱交換部８５１の半径Ｒ１の２倍以上であったが、例えば、４倍以上であってもよい。この場合、熱交換部８５２，８５３の上下方向の長さＨ２，Ｈ３が、熱交換部８５１の上下方向の長さＨ１の１／４以下になる。このため、さらに２つの熱交換器を配置し、熱交換部８５１の周囲に４個の熱交換部が上下方向に配置されるようにしてもよい。この場合、６個の熱交換部が設けられているので熱交換容量は５倍となる。

【0094】

また、図８に示す熱交換器１４と同じ熱交換器をさらに設け、上下に並べて配置してもよい。この場合、６個の熱交換部が設けられているので、熱交換容量が６倍になる。

【0095】

また、例えば、図８に示す熱交換部８５１，８５２，８５３の径方向外側に、半径Ｒ１の３倍以上の半径Ｒ４を有する熱交換部が、上下方向に３個設けられ、さらにその３個の熱交換器の外側に、半径Ｒ１の４倍以上の半径Ｒ５を有する熱交換部が、上下方向に４個設けられてもよい。この場合、１０個の熱交換部が設けられているので、熱交換容量は１０倍になる。なお、ホース部８１は、全ての熱交換において同じ長さであったが、異なる長さであってもよい。

【符号の説明】

【0096】

１，１１，１２，１３，１４ 熱交換器
２，２０，２０１，２０２ 支持部
８，８００，８０１，８０２，８５１，８５２，８５３ 熱交換部
２１ パイプ
２２ 第一パイプ
２３，２３Ａ，２３Ｂ，２３Ｃ，２３Ｄ，２３Ｅ 第二パイプ
２４，２４Ａ，２４Ｂ，２４Ｃ，２４Ｄ，２４Ｅ チーズ
４１ スペーサ
５０ 第一接続部材
５１ 第二接続部材
６０ パイプ
６１ スペーサ
９０，９１，９２ ユニット
２４１ 第一円筒部
２４２ 第二円筒部
８０７，８０８，８１３ 螺旋状部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】