特表 2023-542109 熱交換器

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公表特許公報(A)

(11)【公表番号】

(43)【公表日】2023-10-05

(54)【発明の名称】熱交換器

(51)【国際特許分類】

   F28D 7/10 20060101AFI20230928BHJP

   F24H 1/54 20220101ALI20230928BHJP

【ＦＩ】

F28D7/10 Z

F24H1/54

【審査請求】未請求

【予備審査請求】未請求

(21)【出願番号】P 2023516732

(86)(22)【出願日】2021-08-26

(85)【翻訳文提出日】2023-05-09

(86)【国際出願番号】 EP2021073576

(87)【国際公開番号】W WO2022053324

(87)【国際公開日】2022-03-17

(31)【優先権主張番号】102020123751.0

(32)【優先日】2020-09-11

(33)【優先権主張国・地域又は機関】DE

(81)【指定国・地域】

(71)【出願人】

【識別番号】523090294

【氏名又は名称】マクシミリアン ピュゲアル

(74)【代理人】

【識別番号】100099759

【弁理士】

【氏名又は名称】青木 篤

(74)【代理人】

【識別番号】100123582

【弁理士】

【氏名又は名称】三橋 真二

(74)【代理人】

【識別番号】100092624

【弁理士】

【氏名又は名称】鶴田 準一

(74)【代理人】

【識別番号】100114018

【弁理士】

【氏名又は名称】南山 知広

(74)【代理人】

【識別番号】100153729

【弁理士】

【氏名又は名称】森本 有一

(72)【発明者】

【氏名】マクシミリアン ピュゲアル

【テーマコード（参考）】

3L103

【Ｆターム（参考）】

3L103AA37

3L103BB50

3L103CC02

3L103CC27

3L103DD10

3L103DD37

3L103DD67

3L103DD68

(57)【要約】

本発明は、熱交換器（１）、特に流体を加温、加熱及び／又は蒸発させるための熱交換器（１）、であって、前記熱交換器（１）は、熱交換器チューブ（２）と、熱交換器チューブ（２）を貫通しかつ互いに離間された複数のチューブ（１０）と、を備え、熱交換器チューブ（２）は、チューブ（１０）の数に基づく２倍の数の開口（５，６）を有し、各チューブ（１０）は、これら開口（５，６）のうちの２つを通って案内され、チューブ（１０）は、それらのエンドチューブソケット（１１，１２）を介して両側において熱交換器チューブ（２）に接続されている。

【特許請求の範囲】

【請求項1】

熱交換器（１）、特に流体を加温、加熱及び／又は蒸発させるための熱交換器、であって、前記熱交換器（１）は、熱交換器チューブ（２）と、前記熱交換器チューブ（２）を貫通しかつ互いに離間された複数のチューブ（１０）と、を備え、前記熱交換器チューブ（２）は、前記チューブ（１０）の数に基づく２倍の数の開口（５，６）を有し、各チューブ（１０）は、これら開口（５，６）のうちの２つを通って案内され、前記チューブ（１０）は、それらのエンドチューブソケット（１１，１２）を介して両側において前記熱交換器チューブ（２）に接続されている、熱交換器（１）。

【請求項2】

前記開口（５，６）は径方向に配置され、かつ／又は、前記チューブ（１０）の中心長手軸線（１３）は前記熱交換器チューブ（２）の中心長手軸線（９）に直交して延びている、ことを特徴とする請求項１に記載の熱交換器（１）。

【請求項3】

前記チューブ（１０）は、前記熱交換器チューブ（２）内に螺旋状に配置されている、ことを特徴とする請求項１及び２のいずれか１項に記載の熱交換器（１）。

【請求項4】

前記熱交換器チューブ（２）の軸線方向において、前記チューブ（１０）は、１５°から２５°の範囲内の角度（α）、特に２０°、で互いにオフセットされている、ことを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の熱交換器（１）。

【請求項5】

前記チューブ（１０）の直径が、前記熱交換器チューブ（２）の直径の１／６から１／２の範囲内にあり、特に１／４である、ことを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の熱交換器（１）。

【請求項6】

前記エンドチューブソケット（１１，１２）は、それらの端部において前記熱交換器チューブ（２）上に突出している、ことを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の熱交換器（１）。

【請求項7】

前記エンドチューブソケット（１１，１２）と前記熱交換器チューブ（２）との間の接続が、溶接接続、圧延接続、はんだ付け接続、接着接続、又はプレス接続である、ことを特徴とする請求項１から６のいずれか１項に記載の熱交換器（１）。

【請求項8】

前記熱交換器チューブ（２）は、３つのチューブセクション（２０，２１，２２）を備え、第２のチューブセクション（２１）が第１のチューブセクション（２０）と第３のチューブセクション（２２）とを互いに接続し、前記第１のチューブセクション（２０）と前記第３のチューブセクション（２２）とが互いに平行に配置されている、ことを特徴とする請求項１から７のいずれか１項に記載の熱交換器（１）。

【請求項9】

前記熱交換器（１）は、蒸発装置（３０）及び／又は熱交換器装置（４０）への接続のためのアタッチメントプレート（１４）を備え、前記アタッチメントプレート（１４）は、前記熱交換器チューブ（２）の前記第１のチューブセクション（２０）及び前記第３のチューブセクション（２２）を収容するための２つの開口（１５，１６）を有している、ことを特徴とする請求項１から８のいずれか１項に記載の熱交換器（１）。

【請求項10】

前記熱交換器（１）は、ガスバーナ（２４）及びファン（２５）への接続のために、２つの開口を有するフランジ（１７）を備え、前記フランジ（１７）は、前記熱交換器チューブ（２）の前記チューブセクション（３，４）の端部に配置されている、ことを特徴とする請求項１から９のいずれか１項に記載の熱交換器（１）。

【請求項11】

蒸発装置（３０）であって、ハウジング（３１）と、凝縮器（３４）と、少なくとも１つの、請求項１から１０のいずれか１項に記載の熱交換器（１）と、を備えている、蒸発装置（３０）。

【請求項12】

前記ハウジング（３１）は、前記熱交換器（１）を前記蒸発装置（３０）に挿入するための、及び／又は、前記熱交換器（１）の前記アタッチメントプレート（１４）を収容するための、少なくとも１つの開口（３２）を備えている、ことを特徴とする請求項１１に記載の蒸発装置（３０）。

【請求項13】

熱交換器装置（４０）であって、ハウジング（４１）と、少なくとも１つの、請求項１から１０のいずれか１項に記載の熱交換器（１）と、を備えている、ことを特徴とする熱交換器装置（４０）。

【請求項14】

前記ハウジング（４１）は、前記熱交換器（１）を前記熱交換器装置（４０）に挿入するための、及び／又は、前記熱交換器（１）の前記アタッチメントプレート（１４）を収容するための、少なくとも１つの開口（４２）を備えている、ことを特徴とする請求項１３に記載の熱交換器装置（４０）。

【請求項15】

設備（５０）であって、少なくとも１つの、請求項１１から１２のいずれか１項に記載の蒸発装置（３０）、及び／又は、少なくとも１つの、請求項１３から１４のいずれか１項に記載の熱交換器装置（４０）と、を備えている、設備（５０）。

【請求項16】

容器（１００）、特に水容器、であって、請求項１から１５のいずれか１項に記載の熱交換器（１）を備えている、容器（１００）。

【請求項17】

前記熱交換器（１）の前記熱交換器チューブ（２）が複数のチューブセクション（２０，２１，２２，２６，２７，２８，２９）を有し、そのうちの少なくとも２つのチューブセクション（２１，２３，２７，２９）が前記容器（１００）の中心長手軸線に対して前記容器（１００）内において互いに平行にもしくは同軸に延びており、又は、前記熱交換器（１）の前記熱交換器チューブ（２）が前記容器（１００）内で蛇行して延びている、請求項１６に記載の容器（１００）。

【請求項18】

前記容器（１００）はカバー（１０２）を備え、前記カバー（１０２）は、前記ガスバーナ（２４）用のアタッチメントと、前記ファン（２５）用のアタッチメントと、水入口（１１１）と、水出口（１１２）と、を備えている、請求項１６から１７のいずれか１項に記載の容器（１００）。

【請求項19】

前記容器（１００）は、前記水入口（１１１）を介して前記容器（１００）内に導入又は搬送された水を、前記熱交換器チューブ（２）によって加温、加熱及び／又は蒸発させるように構成されている、請求項１８に記載の容器（１００）。

【請求項20】

前記容器（１００）は、加熱、加温及び／又は蒸発された水を、前記水出口（１１２）を介して前記容器（１００）の外に排出又は搬送するように構成されている、請求項１８から１９のいずれか１項に記載の容器（１００）。

【請求項21】

水盤、特にスイミングプール又はスイミングポンド、であって、請求項１６から２０のいずれか１項に記載の容器（１００）を備えている、水盤。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、熱交換用チューブを有する熱交換器に関する。更に、本発明は、熱交換器を具備する蒸発装置に関する。更に、本発明は、熱交換器を備える熱交換器装置に関する。更に、本発明は、少なくとも１つの蒸発装置及び／又は少なくとも１つの熱交換器装置を備える設備に関する。その上、本発明は、熱交換器を含む容器と、容器を有する水盤と、に関する。

【背景技術】

【0002】

熱交換器は、長期にわたる技術水準から、公知である。既知の熱交換器によって、熱エネルギを或る物質流れから別の物質流れに移動させることができる。

【0003】

公知の熱交換器では、効率の程度を改善可能であるという欠点がある。

【発明の概要】

【0004】

本発明の目下の目的は、上述したような技術水準の欠点を克服することである。

【0005】

本発明によれば、この目的は、冒頭に述べたタイプの熱交換器であって、この熱交換器は、熱交換器チューブと、熱交換器チューブを貫通しかつ互いに離間された複数のチューブと、を備え、熱交換器チューブは、チューブの数に基づく２倍の数の開口を有し、各チューブは、これら開口のうちの２つを通って案内され、チューブは、それらのエンドチューブソケットを介して両側において熱交換器チューブに接続されている、熱交換器によって達成される。

【0006】

この場合、熱交換器チューブを、水、空気、などの、熱交換器チューブの周囲の流体を加温し、加熱し及び／又は蒸発させるのに使用することができる。好ましくは、流体は、液体である。

【0007】

エンドチューブソケットは、熱交換器チューブの開口の領域において熱交換器チューブに接続される。エンドチューブソケットを、熱交換器チューブに取り付けることができ、又は、それに接続することができる。チューブの内側シェル表面は、外側の残りのシェル表面と共通のシェル表面又は表面を形成することができる。好ましくは、開口は、このように、チューブ、特にそれらの端部、を収容する役割を果たす。

【0008】

熱交換器内に案内される流体を、液体、水、などとすることができる。好ましくは、熱交換器チューブ内の流体は、空気である。

【0009】

本発明による熱交換器では、熱交換器チューブを貫通するチューブの使用により、熱交換器チューブの表面を外向きに拡大することが可能となる。それによって、熱交換器チューブ内の加熱された又は高温の流体（例えば、空気）がチューブに到達し、このプロセスにおいて空気が旋回効果を経験する、ということを達成できる。

【0010】

多数のチューブを介して熱交換は最大である。なぜなら、ここでは、熱交換が最も効果的であり、熱交換器の周囲の流体に追加の循環が発生する、からである。熱交換器チューブ内の空気は、複数のチューブによって拡大された熱交換器チューブのシェル表面と接触し、熱交換器の熱交換器チューブを囲む流体（例えば、液体）に熱を伝達する。

【0011】

したがって、熱交換器の効率の程度を改善することができる。

【0012】

熱交換器のシェル表面は、被加熱流体の使用量が少ないと、かなり大きくなる。

【0013】

複数のチューブを使用する場合、熱交換が最も効果的である。なぜなら、ここでは、熱交換が最も効果的であり、熱交換器の周囲の流体に追加の循環が発生する、からである。このことは、試験により確認されている。

【0014】

複数のチューブを、複数のチューブであると理解することもできる。また、熱交換器チューブを、チューブダクトであると理解することもできる。

【0015】

熱交換器チューブを貫通するチューブは、熱交換器内に配置されるチューブ及び／又は熱交換器内を通って案内されるチューブである。チューブを、中空、特に中空筒形、にすることができる。特に、チューブは、丸チューブ又は角チューブとして実現される。さらなる設計も考えられる。

【0016】

流体、特に空気の形態のもの、を、例えば、入口側の熱交換器に配置されたバーナによって、加熱することができ、熱交換器は、例えば容器において、熱交換器を囲む流体を加熱するように構成されている。更に、出口側の熱交換器にファンを配置して、バーナが熱交換器を通るよう空気を押す必要がなく、空気が吸引されるようにすることもできる。

【0017】

エンドチューブソケットの熱交換器チューブへの接続は、流体密な方法で実現又は形成される。流体密な実現により、熱交換器チューブ内の例えば空気と、加温されるべき、加熱されるべき、又は蒸発されるべき流体との混合を防止することができる。

【0018】

熱交換器を蒸発器とすることができ、熱交換器チューブを蒸発チューブとすることができる。

【0019】

好ましくは、開口は、径方向に配置され、及び／又は、チューブの中心長手軸線は、熱交換器チューブの中心長手軸線に直交して延びる。この配置により、熱交換器内の高温空気の旋回効果を更に強めることができる。

【0020】

直径方向の配置を、チューブの中心長手軸線が熱交換器チューブの中心長手軸線と垂直に交差する配置であると理解することができる。言い換えれば、それぞれのチューブの中心長手方向軸線は、熱交換器チューブの中心を通って延びる。それにより、熱交換器チューブに対するチューブの対称的な向きを達成することができる。

【0021】

更に好ましくは、チューブは、熱交換器チューブ内において螺旋状に配置される。この配置に起因して、熱交換器内の高温空気の旋回効果を更に強めることができる。

【0022】

螺旋状の配置を、螺旋状、螺旋状、スパイラル形状、など、の配置であると理解することもできる。

【0023】

チューブは、互いにオフセットされて、熱交換器チューブ内において螺旋状に延びることができる。

【0024】

個々のチューブが熱交換器チューブ内で互いに相対的に螺旋状に配置されている場合には、好ましくは、熱交換器チューブ内の開口は、互いに反対側に配置される。

【0025】

あるいは、チューブを、熱交換器チューブ内で斜めに案内することもできる。すなわち、チューブの中心長手軸線は、熱交換器チューブの中心長手軸線に対して角度をなす。

【0026】

好ましくは、熱交換器チューブの軸線方向において又は軸線方向に沿って、チューブは、１５°から２５°の範囲内、特に２０°、の角度αでもって、互いに対してオフセットされる。この配置では、熱交換器内の空気の強められた旋回効果が、チューブにおいて生じている。

【0027】

本発明による熱交換器の別の好ましい実施形態では、チューブの直径は、熱交換器チューブの直径の１／６から１／２の範囲内にあり、特に１／４である。この配置では、チューブにおいて、熱交換器内の空気の強められた旋回効果が生じている。特に好ましくは、エンドチューブソケットは、それらの端部において熱交換器チューブ上に突出している。これにより、チューブを熱交換器チューブに容易に取り付けることができ、又は固定することができる。

【0028】

更に好ましくは、エンドチューブソケットと熱交換器チューブとの間の接続は、溶接接続、圧延接続、はんだ付け接続、接着剤接続、又はプレス接続である。このように、強固で流体密な接続を実現するために、簡単な方法が提供される。

【0029】

特に好ましくは、熱交換器チューブは３つのチューブセクション（区域）を備え、第２のチューブセクションは第１のチューブセクションと第３のチューブセクションとを互いに接続し、第１のチューブセクションと第３のチューブセクションとは互いに平行に配置されている。

【0030】

第１のチューブセクションを、燃焼チューブ側のチューブセクション又は燃焼チューブであると理解することができる。第２のチューブセクションを、接続チューブであると理解することができる。第３のチューブセクションを、ファン側のチューブセクション又はファンチューブであると理解することができる。

【0031】

あるいは、熱交換器チューブを、一体的に形成することもできる。この場合、熱交換器チューブの第１のエンドセクションを、熱交換器チューブの第２のエンドセクションと平行に配置することができる。この場合、熱交換器チューブは、対応する曲率又は湾曲を有する。

【0032】

好ましくは、熱交換器は、熱交換器装置及び／又は蒸発装置への接続のためのアタッチメントプレートを備える。アタッチメントプレートを設けることにより、熱交換器を蒸発装置内に及び熱交換器装置内に挿入することができる。この場合、蒸発装置と熱交換器装置の両方が、アタッチメントプレートを収容するための対応する設計を有することが要求される。

【0033】

特に好ましくは、アタッチメントプレートは、第１のチューブセクション及び第３のチューブセクションを収容するための２つの開口を有する。

【0034】

この場合、熱交換器チューブの第１のチューブセクションがアタッチメントプレートの第１の開口を介して案内され、熱交換器チューブの第３のチューブセクションがアタッチメントプレートの第２の開口を介して案内されるように、熱交換器チューブを実現することができる。これにより、熱交換器チューブの第１のチューブセクションと熱交換器チューブの第３のチューブセクションを、１つの同じ部品を介して案内することができる。

【0035】

好ましくは、熱交換器チューブは、１８０°の屈曲を有するか、又は複数回屈曲される。

【0036】

更に好ましくは、第２のチューブセクションは、追加のチューブを備え、これは、少なくともシェル側の燃焼チューブ側チューブセクション及びファン側チューブセクションを貫通し、第２のチューブセクション内を延びるかつ／又は配置される。

【0037】

本発明による熱交換器が液体媒体を加熱する、特に水を加熱する、ために使用される場合、熱交換器チューブが、より大きな直径を有するチューブであって、加熱されるべき液体媒体が前記直径内を流れ、この過程で熱交換器チューブの周りを流れる、チューブ内に収容されていると有利である。

【0038】

特に好ましくは、熱交換器は、ガスバーナ及びファンへの接続のための２つの開口を有するフランジを備え、フランジは、熱交換器チューブのチューブセクションの端部に配置される。この目的のために、ガスバーナアタッチメントとファンアタッチメントをフランジに配置することができる。

【0039】

好ましくは、熱交換器は、ガスバーナとファンとを備え、ガスバーナはガスバーナ開口に取り付けられ、ファンはファン開口に取り付けられる。

【0040】

最も好ましくは、上述の熱交換器を有する熱交換器ユニットが提供される。熱交換器ユニットは、ガスバーナとファンとを備えることができ、ガスバーナは熱交換器のガスバーナ開口に取り付けられ、ファンは熱交換器のファン開口に取り付けられる。

【0041】

本発明は更に、ハウジング、凝縮器、及び少なくとも１つの上述の熱交換器を含む蒸発装置に関する。

【0042】

好ましくは、ハウジングは、熱交換器を蒸発装置に挿入するための、及び／又は、熱交換器のアタッチメントプレートを収容するための、少なくとも１つの開口を備える。これにより、熱交換器を、ハウジングの開口から容易に挿入することができ、アタッチメントプレートを介してハウジングに固定及び／又は配置することができる。好ましくは、蒸発装置は、ガスバーナ及び／又はファンを備える。

【0043】

本発明は、更に、ハウジング、及び少なくとも１つの上述の熱交換器を有する熱交換器装置に関する。

【0044】

好ましくは、ハウジングは、熱交換器を熱交換器装置に挿入するための、及び／又は、熱交換器のアタッチメントプレートを収容するための、少なくとも１つの開口を備える。これにより、熱交換器をハウジングの開口から容易に挿入することができ、アタッチメントプレートを介してハウジングに固定及び／又は位置決めすることができる。好ましくは、熱交換器装置は、ガスバーナ及び／又はファンを備える。

【0045】

更に、本発明は、少なくとも１つの蒸発装置及び／又は少なくとも１つの熱交換器装置を含む設備に関する。

【0046】

原則的に、流体、特に液体を、前記設備によって、加温し及び／又は加熱し及び／又は蒸発させることができる。

【0047】

好ましくは、設備は、装置を収容するためのフレーム又はスタンドを有する。この場合、蒸発装置及び熱交換器装置を、水平方向に拡がる仮想平面に対して傾斜させることができる。傾斜角度を、０°よりも大きく２．５°までの範囲、特に１．５°とすることができる。

【0048】

図面及び従属請求項に関連した本発明の好ましい例示的な実施形態についての以下の説明により、本発明のさらなる特徴が提供される。個々の特徴を、個別に又は互いに組み合わせて、実現することができる。

【0049】

本発明は更に、熱交換器、特に上述の熱交換器、を備える容器、特に水容器、に関する。好ましくは、容器は、ハウジング及びカバーを備える。好ましくは、ハウジングは、筒形であり、底部を備える。

【0050】

好ましくは、熱交換器の熱交換器チューブは、複数のチューブセクションを有する。好ましくは、少なくとも２つのチューブセクションは、中心長手軸線に関して、容器の中又は容器内で、互いに平行又は同軸に延びる。これにより、熱交換器チューブを取り囲む流体、例えば水、が熱交換器チューブによって加温、加熱及び／又は蒸発される。

【0051】

容器内で互いに平行又は同軸に延びるチューブセクションを１８０°ベンドに接続することができる。

【0052】

あるいは、熱交換器の熱交換器チューブは、容器の中又は容器内を蛇行しながら延びる。

【0053】

好ましくは、容器は、上述したカバーを備える。カバーを、ねじ接続などにより容器のハウジングに接続することができる。更に、カバーとハウジングとの間に、シールを配置することができる。好ましくは、カバーは、ガスバーナ用アタッチメントと、ファン用アタッチメントと、水入口と、水出口と、を有する。

【0054】

特に好ましくは、容器は、水入口から容器内に導入又は搬送された水を、熱交換器チューブにより加温する、加熱する及び／又は蒸発させるように構成されている。水入口を設けることにより、水を容器内に簡便に搬送することができる。

【0055】

更に、容器が、加熱された、加温された及び／又は蒸発した水を、水出口を介して容器外に、排出する、向かわせる又は搬送するように構成されていることが特に好ましい。このように、加熱された、加熱された及び／又は蒸発した水を、水出口を介して容器外に搬出することができる。

【0056】

好ましくは、水入口の水は初期温度を有し、水出口の水は初期温度と比較して上昇した最終温度を有する。

【0057】

好ましくは、水入口に水導管を取り付けることができる。これにより、容器に水を供給することができる。特に好ましくは、水出口に別の水導管を取り付けることができる。これにより、容器から水を排出することができる。更に好ましくは、水入口及び／又は水出口は、容器内に部分的に突出している。

【0058】

特に好ましくは、容器は、ポンプを有する。当該ポンプを用いれば、加温されるべき水、加熱されるべき水、及び／又は蒸発されるべき水を、容器を通って容易に搬送することができる。

【0059】

更に、本発明は、特に上記のような容器からなる水盤、特にスイミングプール又はスイミングポンドに関する。これにより、水盤、特にスイミングプール又はスイミングポンドの水を、容器内を流れる際に、加熱又は加温することができる。

【0060】

本発明の好ましい例示的な実施形態の以下の説明は、図面及び従属請求項と関連して、本発明のさらなる特徴を提供する。個々の特徴を、個別に又は互いに組み合わせて実現することができる。

【図面の簡単な説明】

【0061】

【図1】図１は、本発明による熱交換器の斜視図である。

【0062】

【図2】図２は、本発明による図１の熱交換器の側面図である。

【0063】

【図3】図３は、図２の詳細Ａを示す図である。

【0064】

【図4】図４は、図１のＡ－Ａ断面を示す図である。

【0065】

【図5】図５は、本発明による図１の熱交換器の底面図である。

【0066】

【図6】図６は、本発明による蒸発装置の斜視図である。

【0067】

【図7】図７は、本発明による熱交換器装置の斜視図である。

【0068】

【図8】図８は、本発明による設備の斜視図である。

【0069】

【図9】図９は、本発明による容器であって、図１から図５による熱交換器の熱交換器チューブを有する容器の斜視図である。

【0070】

【図10】図１０は、図９の容器を示す図である。

【0071】

【図11】図１１は、図９及び図１０の容器のカバーを示す図である。

【0072】

【図12】図１２は、本発明による他の容器を通る断面を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0073】

図１は、本発明による熱交換器１であって、熱交換器チューブ２を有する熱交換器１を示す。熱交換器チューブ２は、熱交換器チューブ２を取り囲む流体、例えば液体、を加温し、加熱し及び／又は蒸発させる役割を果たす。

【0074】

熱交換器チューブ２は、３つのチューブセクション２０，２１，２２を備える。第２のチューブセクション２１は、第１のチューブセクション２０と第３のチューブセクション２２とを互いに接続する。この場合、第１のチューブセクション２０と第３のチューブセクション２２とは、互いに平行に配置される。

【0075】

更に、複数のチューブ１０が示されている。チューブ１０は、熱交換器チューブ２、特に第１のチューブセクション２０及び第３のチューブセクション２２、を貫通しており、チューブ１０は互いに離間されている。チューブ１０は、熱交換器チューブ２において螺旋状に配置されている。熱交換器チューブ２は、チューブ１０の数の２倍の数の開口であって、直径方向に配置された開口を有し、各チューブ１０は、これらの開口のうちの２つを通って案内され又は延びる。チューブ１０は、開口の領域において、それらのエンドチューブソケット１１及び１２を介して、両側において、熱交換器チューブ２に接続されている。この接続は流体密である。個々のチューブ１０は、中空筒形のチューブとして実現される。

【0076】

熱交換器チューブ２を貫通するチューブ１０を設けることにより、熱交換器のシェル表面がかなり拡大される。

【0077】

更に、熱交換器１は、アタッチメントプレート１４を有する。アタッチメントプレート１４は、熱交換器チューブ２の第１のチューブセクション２０及び第３のチューブセクション２２を収容するための２つの開口１５及び１６を有する。この場合、熱交換器チューブ２の第１のチューブセクション２０がアタッチメントプレート１４の第１開口１５を通って案内され、熱交換器チューブ２の第３のチューブセクション２２がアタッチメントプレート１４の第２開口１６を通って案内されるように、熱交換器２が実現される。アタッチメントプレート１４は、熱交換器１を熱交換器装置及び／又は蒸発装置内に挿入して搭載するように構成される。

【0078】

シート平面の頂部に配置された第１のチューブセクション２０を燃焼チューブ側のチューブセクションと理解することができる。シート平面の底部に配置された第３のチューブセクション２２をファン側のチューブセクションと理解することができる。燃焼チューブ側のチューブセクションをファン側のチューブセクションに接続する鉛直チューブセクションを第２のチューブセクション２１と理解することができる。

【0079】

第２のチューブセクション２１は、追加のチューブ１０’を備え、追加のチューブ１０’は、シェル側において少なくとも燃焼チューブ側のチューブセクション２０とファン側のチューブセクション２２とを貫通し、第２のチューブセクション２１内を延びる。チューブ１０と同様に、チューブ１０’は、そのエンドチューブソケットを介して両側において熱交換器チューブ２に接続されている。

【0080】

更に、熱交換器１は、２つの開口が設けられたフランジ１７を有する。フランジ１７は、２つのチューブセクション２０，２２の端部に配置されている。フランジ１７は、熱交換器１においてガスバーナ及びファンを接続するように構成されている。この目的のため、フランジ１７には、ガスバーナアタッチメント１８及びファンアタッチメント１９が配置されている。

【0081】

ガスバーナ（図示せず）により加熱された空気の搬送方向を矢印Ｐ１で示す。ファン（図示せず）により吸引された冷却済み空気の搬送方向を矢印Ｐ２で示す。

【0082】

本発明による熱交換器１では、熱交換器チューブ２を貫通するチューブ１０の使用により、熱交換器チューブ２の表面を外向きに拡張又は拡大することが可能となる。これにより、熱交換器チューブ２内の加熱された又は高温の空気がチューブ１０に到達することと、この過程で空気が旋回効果を経験することと、を達成することができる。

【0083】

熱交換は、多数のチューブ１０において最大である。というのは、ここでの熱交換が最も効果的であり、熱交換器１を取り囲む液体に追加の循環が発生するからである。熱交換器内の空気は、複数のチューブ１０によって拡張された熱交換器チューブ２のシェル表面に接触し、熱交換器１の熱交換器チューブ２を取り囲む液体に熱を伝達する。

【0084】

図２は、熱交換器１の側面図であり、実際には視認できない個々のチューブ１０及び２０の領域も示されている。任意に、第１及び第３のチューブセクション２０及び２２は、第１及び第３のチューブセクション２０及び２２をフランジ１７に取り付けるのを許容する接続チューブセクション３及び４を更に備えることができる。

【0085】

図３は、図２の詳細Ａを示す。上記に示したように、熱交換器チューブ２は、直径方向に配置された開口５及び６であって、チューブ１０の数に基づく２倍の数の開口５及び６を有し、各チューブ１０は、これらの開口５及び６のうちの２つを介して案内される。この場合、チューブ１０の中心長手軸線１３は、熱交換器チューブ２の中心長手軸線９と直交しつつ延びる。チューブ１０の直径は、熱交換器チューブ２の直径の約１／５に相当する。この結果、チューブ１０において、熱交換器チューブ２内の空気の旋回効果が強められる。

【0086】

更に、各チューブ１０のエンドチューブソケット１１，１２は、熱交換器チューブ２上の両側でわずかに突出している。これにより、エンドチューブソケット１１，１２と熱交換器チューブ２との間の溶接接続、圧延接続又はプレス接続を容易に実現することができる。

【0087】

図４は、図１のＡ－Ａ断面を示す図である。熱交換器チューブ２の軸線方向において、チューブ１０は、約２０°の角度αで互いに相対的にオフセットされている。これにより、熱交換器チューブ２内の空気の旋回効果をチューブ１０で強めることが可能となる。

【0088】

チューブ１０の中心長手軸線１３は、熱交換器チューブ２の中心長手軸線９と直角に交差している。

【0089】

図５は、図１の発明による熱交換器１の底面図であり、実際には見えない個々のチューブ１０の領域がここでも示されている。

【0090】

図６は、本発明による蒸発装置３０を示す斜視図である。蒸発装置３０は、ハウジング３１と凝縮器３４とを有する。ハウジング３１は、少なくとも１つの開口３２を備えている。開口３２は、熱交換器１を蒸発装置３０に挿入して、図１から図５による熱交換器１のアタッチメントプレート１４をハウジング３１に固定するのに役立つ。ハウジング３１内には、蒸発させるべき流体、特に、液体が入っている。

【0091】

したがって、熱交換器１を、一体化されたアタッチメントプレート１４とともにハウジング３１内に収容することができる。

【0092】

蒸発装置３０は、蒸気を少なくとも１つの狭窄ダクト３３を通して凝縮器３４に搬送するように構成される。前記凝縮器３４は、蒸気を側方に偏向させて冷却プロセスの結果として蒸気を凝縮する偏向板を備える。このプロセスで生成された凝縮水を、ハウジング３１の両側のそれぞれのチャネル３５により収集することができ、チューブシステム３６に導くことができる。この場合、チューブシステム３６を、一種のサイフォンとして設計することができる。サイフォンとしての設計により、蒸発効果を強める反圧力が蒸発装置３０内に発生される。

【0093】

図７には、本発明による熱交換器装置４０の斜視図が示されている。熱交換器装置４０は、ハウジング４１を有する。ハウジング４１は、少なくとも１つの開口４２を備える。開口４２は、熱交換器１を熱交換器装置４０に挿入して、図１から図５による熱交換器１のアタッチメントプレート１４をハウジング４１に固定するのに役立つ。ハウジング４１内には、加熱されるべき及び／又は蒸発されるべき流体、特に液体が入っている。

【0094】

熱交換器装置４０は、熱交換器１を搭載可能な密閉容器として設計されている。熱交換器１が搭載されたときに、例えば、その後に蒸発装置３０に導かれるべき液体を予熱するために、蒸発装置３０から熱交換器装置４０を通して、廃熱を再び導くことができる。

【0095】

図８には、本発明による設備５０の斜視図が示されている。図示のように、設備５０は、図６による蒸発装置３０と図７による熱交換器装置４０とを収容するためのフレーム又はスタンドもしくは台５１を備える。蒸発装置３０は、ガスバーナ２４とファン２５とを備える。熱交換器装置４０は、２つのアタッチメントソケット４３及び４４を有する。

【0096】

設備５０は、蒸発装置３０及び熱交換器装置４０がフレーム／スタンド５１に配置されるように設計されている。装置３０及び４０を、任意のタイプの方法で積み重ねることができる。熱交換器装置４０から蒸発装置３０に液体を渡すために、２つの装置３０及び４０を複数の導管に接続することができる。

【0097】

熱交換器装置４０で生じた凝縮水が流出できるように、蒸発装置３０と熱交換器装置４０との両方をフレーム／スタンド５１に約１．５°の傾斜で搭載することができる。

【0098】

ガスバーナ２４、ファン２５及びアタッチメントソケット４３，４４は、それぞれが同じアタッチメントを有するように設計されており、したがって、これらを、必要に応じて熱交換器１のフランジ１７において設備５０に搭載することができる。

【0099】

直前のケースでは、バーナ２４及びファン２５が蒸発装置３０に搭載されていた。更に、ファン２５は、アタッチメントソケット４３を介して接続されていた。その結果、排気熱は、熱交換器装置４０を介して導かれ、及び／又は押される。

【0100】

しかし、直前のケースでは、ファン２５をアタッチメントソケット４３と交換し、２つのアタッチメントソケット４３，４４を接続することも可能であろう。この場合、排気はまた、熱交換器装置４０を通って引き込まれることになる。

【0101】

有利には、例えば、改善された熱出力を達成するために、複数の熱交換器装置４０を互いに結合させることができる。

【0102】

図９は、容器１００、特に水容器、を示す。容器１００は、カバー１０２を有するハウジング１０１を備える。ハウジング１０１は、筒形であり、底部を有する。更に、容器１００は、熱交換器チューブ２を備える。

【0103】

熱交換器チューブ２は、複数のチューブセクション２０，２１，２２，２６，２７，２８，２９を有する。熱交換器チューブ２のチューブセクション２０，２１，２２，２６，２７，２８，２９は、搬送方向及び／又は流れ方向（矢印Ｐ１，Ｐ２）に連続した番号が付されている。

【0104】

チューブセクション２０，２１，２２，２６，２７，２８及び２９のうち、４つのチューブセクション２０，２２，２７及び２９は、容器１００の中心長手軸線に対して容器内で互いに平行又は同軸に配置される。２つのチューブセクション２０及び２２は、１８０°ベンドとして実現されるチューブセクション２１に接続される。２つのチューブセクション２２及び２７は、１８０°のベンドとして実現されるチューブセクション２６に接続される。２つのチューブセクション２７及び２９は、１８０°ベンドとして実現されるチューブセクション２８に接続される。

【0105】

わかりやすくするために、図９では、水入口及び水出口を図示していない。図９に基づく図１０では、水入口１１１及び水出口１１２が示されている。

【0106】

容器１００は、筒状のハウジング１０１の他に、図１１に示すように、カバー１０２を備える。カバー１０２を容器１００のハウジング１０１に接続するために、シール１０３とねじ接続部１０４などが設けられている。カバー１０２には、ガスバーナ２４用のアタッチメントと、ファン２５用のアタッチメントとが１つずつ設けられている。更に、カバー１０２は、水入口１１１及び水出口１１２を有する。水入口１１１に、可撓性チューブ１０５を配置することができる。水出口１１２に、可撓性チューブ１０６を配置することができる。

【0107】

図１１に示す熱交換器チューブ２の形状は、実際には視認不能であるけれども、理解を深めるために図に記載されている。

【0108】

容器１００は、水入口１１１を介して容器１００内に導入又は搬送された水を、熱交換器チューブ２によって加熱又は加温するように構成されている。このプロセスにおいて、水入口１１１において初期温度を有する水は、容器１００内で加熱又は加温されるために、水入口１１１を介して容器１００内に矢印Ｐ３による流れ方向に搬送される。

【0109】

更に、容器１００は、加熱又は加温された水を、水出口１１２を介して容器１００の外に排出又は搬送するように構成される。このプロセスにおいて、加熱又は加温された水は、矢印Ｐ４による流れ方向に、水出口１１２を介して容器１００の外に搬送される。この場合、水出口における水は、初期温度と比較して上昇した最終温度を有する。

【0110】

容器１０への水の導入と容器１００からの水の排出には、ポンプ（図示せず）を使用することができる。矢印Ｐ１，Ｐ４と、矢印Ｐ２，Ｐ３とは、その搬送方向及び／又は流れ方向が逆方向となるように延びる。

【0111】

水が容器１００を流れるとき、水は、廃熱及び／又は熱交換器チューブ２の熱によって常に加熱又は加温される。このようにして、例えば水盤、特にスイミングプール又はスイミングポンド（池）の水を加熱及び／又は加温することができる。

【0112】

容器１００のさらなる発展形として、容器１００の内部に流れガイドプレートが配置され、前記流れガイドプレートは、水入口に流入した水を、水が、容器を通って流れる際に、まずチューブセクション２９に沿って流れ、次にチューブセクション２８に沿って流れ、次にチューブセクション２７に沿って流れ、次にチューブセクション２６に沿って流れ、次にチューブセクション２２に沿って流れ、次にチューブセクション２１に沿って流れ、最後に水出口１１２を介し容器から出てその後更に使用可能なように、熱交換器チューブ２０に近接して流れるように、ガイド又は案内する。それにより、水を極めて効率的に加熱することができる。

【0113】

本発明による容器のさらなる発展形として、前記容器は、熱交換器チューブ２０を収容するチューブからなり、このプロセスにおいて、加温されるべき水は前記チューブを流れ、熱交換器チューブ２０の周囲を流れる。このプロセスにおいて、加温されるべき水は、熱交換器チューブの全表面の周囲を流れ、水は、熱交換器チューブ２０を貫通するチューブ１０を通っても流れる。このような装置の概略図が図１２に示されている。この場合、熱交換器チューブ２０を収容する容器又はチューブは、参照数字１００’で指定される。チューブ１００’内を流れる水は、参照数字１１５で指定される。

【符号の説明】

【0114】

参照符号の一覧
１ 熱交換器
２ 熱交換器チューブ
３ 接続セクション
４ 接続セクション
５ 開口
６ 開口
９ 中心長手軸線
１０ チューブ
１０’ チューブ
１１ チューブソケット（第１端）
１２ チューブソケット（第２端）
１３ 中心長手軸線
１４ アタッチメントプレート
１５ 開口
１６ 開口
１７ フランジ（搭載プレート／搭載フランジ）
１８ ガスバーナ用アタッチメント
１９ ファン用アタッチメント
２０ チューブセクション
２１ チューブセクション
２２ チューブセクション
２４ ガスバーナ
２５ ファン
２６ チューブセクション
２７ チューブセクション
２８ チューブセクション
２９ チューブセクション
３０ 蒸発装置
３１ 蒸発装置ハウジング
３２ 開口
３３ ダクト
３４ 凝縮器
３５ チャネル
３６ チューブ、チューブシステム
４０ 熱交換器装置
４１ 熱交換器装置ハウジング
４２ 開口
４３ アタッチメントソケット
４４ アタッチメントソケット
５０ 設備
５１ フレーム ／スタンド
１００ 容器（水容器）
１００’ 容器（水容器）
１０１ ハウジング
１０２ カバー
１０３ シール
１０４ ねじ（ねじ接続）
１０５ 水導管
１０６ 水導管
１１１ 入口
１１２ 出口
１１５ 水
α 角度
Ｐ１ 矢印
Ｐ２ 矢印
Ｐ３ 矢印
Ｐ４ 矢印

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【国際調査報告】