JP6574662B2 - Washing system with heat exchanger through lint screen - Google Patents
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Description
本発明は、主に業務用に用いられる洗濯システムにつき、改良を施した熱交換器を新たに適用し、特に、かかる熱交換器には予めリント(繊維くず)を大幅に除去した高温の洗浄排液を用いるシステムに関するものである。 The present invention newly applies an improved heat exchanger to a laundry system mainly used for business use, and in particular, a high-temperature cleaning in which lint (fiber waste) is largely removed in advance in such a heat exchanger. The present invention relates to a system using drainage.
業務用の洗濯機或いは洗濯システムにおいては、一般に、洗浄液を高温にしたうえで洗浄することにより効率的な洗浄が可能である。
図3は、一例としてカウンターフロー型方式による連続式洗濯システム全体の概要を示す。図中左側に示す予洗槽から順に、洗濯槽が複数配設され、更にすすぎ槽、仕上げ槽、と直列型に連続して各槽が設けられ、被洗物もこれらの槽を順次右側に移動する。一方、洗濯用の液体(洗浄液)は、被洗物の流れに逆行するようにこれら各槽を流れることで、効率的な洗浄を行うものである。
In general, a washing machine or a washing system for business use can be efficiently washed by washing the washing liquid after raising the temperature.
FIG. 3 shows, as an example, an overview of the entire continuous laundry system using a counter flow type system. A plurality of washing tubs are arranged in order from the pre-washing tank shown on the left side in the figure, and each tub is provided in series with a rinsing tank and a finishing tank, and the objects to be washed are also moved to the right side sequentially. To do. On the other hand, the washing liquid (cleaning liquid) performs efficient washing by flowing through each of these tanks so as to run against the flow of the washing object.
上述のように、洗浄液を高温化することにより、洗浄効率の向上が可能となるが、リネン用など一般向けには摂氏60度前後であるが、病院用など医療機関向けでは滅菌の必要性から摂氏80度前後にて洗浄作業が行われる。
これら洗浄液は常時大量に用いられかつ消費されることから、新たに供給される、常温の洗浄液の高温化に必要な燃料を節約することが望まれる。具体的には、新たに供給されるクリーンな洗浄液(新液)と、高温状態で排出される汚れた洗浄排液とが常時存在するため、熱交換器を用いることで、高温状態の洗浄排液の熱を新液の高温化に利用し、新液の高温化に必要な燃料を大幅に節約することが可能となる。
As described above, it is possible to improve the cleaning efficiency by increasing the temperature of the cleaning liquid, but it is around 60 degrees Celsius for general use such as linen, but because of the necessity of sterilization for medical institutions such as hospitals. Cleaning is performed at around 80 degrees Celsius.
Since these cleaning liquids are always used and consumed in large quantities, it is desired to save fuel necessary for increasing the temperature of the newly supplied normal temperature cleaning liquid. Specifically, clean cleaning liquid (new liquid) that is newly supplied and dirty cleaning drainage that is discharged at a high temperature are always present. By using the heat of the liquid to increase the temperature of the new liquid, it is possible to greatly save the fuel required for increasing the temperature of the new liquid.
しかしながら、被洗物を洗浄することにより、洗浄液にはリントが多量に混入することとなる。このリントは高温状態下で排液中に多量に浮遊している。そのため、使用済みの高温の洗浄液をそのまま熱交換器に流し込んでしまうと、熱交換器が目詰まりを起こしてしまう。目詰まりが生じる度に、洗濯システム全体の運転を止め、目詰まり除去作業が必要となる。したがって、メンテナンスの手間が掛かることに加え、洗浄作業も全体として中断を余儀なくされることになってしまう。このような作業中断は、なるべく少ないことが望ましい。
この課題を解決するために、上述した特開2010−214002号公報では、伝熱面となる円盤状の回転体を回転させる熱交換器が提案されている。かかる円盤が回転することにより、遠心力等によってリントの付着を防止した熱交換器である。この技術はそれなりに有益ではあるが、熱交換器の形状が複雑で製造コストが掛かってしまう。そして、万一内部に目詰まりが発生した場合の目詰まり除去作業が、極めて困難となる。そもそも、リントによる目詰まりは、業務用に多く用いられる洗濯システムにて適用される熱交換器に特有の課題であるため、熱交換器については設計変更の便宜から簡素な構造体であることが望ましい。
However, by washing the article to be washed, a large amount of lint is mixed in the washing liquid. A large amount of this lint floats in the drainage under high temperature conditions. Therefore, if the used high-temperature cleaning liquid is poured into the heat exchanger as it is, the heat exchanger will be clogged. Every time clogging occurs, the operation of the entire washing system is stopped, and clogging removal work is required. Therefore, not only maintenance work is required, but also the cleaning operation is forced to be interrupted as a whole. It is desirable that such work interruptions be as few as possible.
In order to solve this problem, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2010-214022 proposes a heat exchanger that rotates a disk-shaped rotating body that serves as a heat transfer surface. This is a heat exchanger in which lint adhesion is prevented by centrifugal force or the like by rotation of the disk. Although this technique is useful as it is, the shape of the heat exchanger is complicated and the manufacturing cost is increased. In addition, when clogging occurs inside, clogging removal work becomes extremely difficult. In the first place, clogging due to lint is a problem specific to heat exchangers used in laundry systems that are often used for business purposes, so heat exchangers may be simple structures for convenience of design changes. desirable.
また、上述した特開2006−325680号公報に示すように、使用済みの洗浄排液中のリントを自動的に除去することに特化した技術も存在する。この技術にかかる装置(以下「リントスクリーン」とする)により、排液中の9割程度のリント除去が可能となる。しかし、完全なリント除去は依然として不可能である。したがって、リントスクリーンにて相当程度のリントを除去した高温の洗浄排液であっても、その排液を、曲管を多用する熱交換器に流し込むことは望ましい解決策では無い。しかしながら、相当程度のリントを除去した洗浄排液の場合は、直管内にてリントが堆積して目詰まりを引き起こす現象は生じなかった。 Moreover, as shown in the above-mentioned Japanese Patent Application Laid-Open No. 2006-325680, there is a technique specialized in automatically removing lint in used cleaning waste liquid. By using an apparatus according to this technique (hereinafter referred to as “lint screen”), about 90% of lint in the drainage can be removed. However, complete lint removal is still impossible. Therefore, even if it is a high temperature washing drainage liquid from which a considerable amount of lint has been removed by a lint screen, it is not a desirable solution to pour the drainage liquid into a heat exchanger that uses a curved pipe. However, in the case of the cleaning drainage liquid from which a considerable amount of lint has been removed, a phenomenon that lint accumulates in the straight pipe and causes clogging does not occur.
かかる事情から、本発明者らは、予めリントスクリーンにて9割程度のリントを除去した高温の洗浄排液に対して、図4に示す直管型の熱交換器を適用してみた。
ここで、図4中左側の排液入口管14から熱交換器に流れ込む高温の洗浄排液は、細管にて熱交換されながら右側に流れた後、排液出口管15から流出する。ここで図示するように、熱交換器の軸心方向と水平な方向から高温の洗浄排液を流入させたところ、排液入口管14近傍の細管に多量の排液が偏って流入する流量ムラが生じてしまった。また、各細管チューブ入口にて細かいリントが絡まりながら堆積し、3日程の連続運転にて細管の目詰まりが生じてしまった。そのため、少なくとも2日に一度は清掃作業が必要となり、実適用上問題であった。
Under such circumstances, the present inventors applied the straight pipe type heat exchanger shown in FIG. 4 to the high-temperature washing drainage liquid from which about 90% of lint was previously removed by a lint screen.
Here, the high temperature washing drainage flowing into the heat exchanger from the drainage inlet pipe 14 on the left side in FIG. 4 flows to the right side while exchanging heat in the narrow pipe, and then flows out from the drainage outlet pipe 15. As shown in the figure, when the high temperature washing drainage is introduced from the direction parallel to the axial center of the heat exchanger, a large amount of drainage flows unevenly into the narrow pipe near the drainage inlet pipe 14. Has occurred. In addition, fine lint was accumulated while being entangled at the entrance of each narrow tube, and the narrow tube was clogged after continuous operation for about 3 days. Therefore, cleaning work is required at least once every two days, which is a problem in practical application.
そこで、本発明は、このような実情に鑑みてなされたものであり、リントの目詰まりによる作業中断を抑えてメンテナンスの手間を省きながらも、同時に省エネを図ることを目的とし、リントスクリーンを経た高温の洗浄排液を用いた熱交換器を備えた洗濯システムを提供することを目的とする。 Therefore, the present invention has been made in view of such circumstances, and aims to save energy while simultaneously reducing energy consumption while suppressing work interruptions due to clogging of lint and passing through a lint screen. It is an object of the present invention to provide a washing system including a heat exchanger using high-temperature washing drainage.
上記課題に鑑みて鋭意研究の結果、本発明者らは、予めリントスクリーンを経た高温の洗浄排液を流し込む熱交換器につき試行錯誤した結果、目詰まり頻度を画期的に減らすことが可能な熱交換器の構造体を発明するに至った。また、仮に目詰まりが発生した場合であってもその除去が簡便に行える構造体とすることを成功するに至った。 As a result of diligent research in view of the above problems, the present inventors have made a trial and error with respect to a heat exchanger into which high-temperature washing drainage liquid that has passed through a lint screen in advance, and as a result, it is possible to dramatically reduce the clogging frequency. It came to invent the structure of a heat exchanger. Moreover, even if clogging occurs, it has succeeded in producing a structure that can be easily removed.
すなわち、予めリントスクリーンを経た高温の洗浄排液を導通させる直管型の細管を複数本内部に備え、前記熱交換器の軸方向に沿って交互に配置された、各細管の導通部分に貫通孔を予め備えた、円弧と弦とで囲まれた形状のバッフルによって各細管が相互に束ねられ、
各細管及びバッフルの介在しない残余の隙間に他端側から新液を導通させることによって熱交換を行う直管型の熱交換器であって、
前記熱交換器の両端には前記細管で遮られることの無い空間を形成するとともにこれら空間に隣接するスペーサで遮断された位置には新液の入出管を備え、
前記両空間には、前記熱交換器の軸心方向の任意の垂直方向に前記排液の入出管を備えたことを特徴とする、リントスクリーンを経た熱交換器を備えた洗濯システムを提供する。
かかる構成を採用することにより、細管にて遮られることの無い空間部分にて、排液による渦流が発生し、リントの堆積による目詰まりを大幅に低減することが可能となるとともに、新液、排液ともに、流量ムラ無く効率的な熱交換が可能なリントスクリーンを経た熱交換器を備えた洗濯システムを得ることが可能となる。
That is, a plurality of straight tube-type thin tubes that conduct high-temperature washing drainage that has passed through a lint screen in advance are provided inside, and penetrate through the conductive portions of the thin tubes that are alternately arranged along the axial direction of the heat exchanger. Each capillary is bundled together by a baffle with a hole and a shape surrounded by an arc and a string,
It is a straight tube type heat exchanger that performs heat exchange by passing a new liquid from the other end side to the remaining gaps between each thin tube and baffle,
At both ends of the heat exchanger, a space that is not blocked by the thin tube is formed and a new liquid inlet / outlet tube is provided at a position blocked by a spacer adjacent to the space,
Provided in the two spaces is a washing system having a heat exchanger through a lint screen, wherein the drainage inlet / outlet pipe is provided in an arbitrary vertical direction of the axial direction of the heat exchanger. .
By adopting such a configuration, in the space portion that is not obstructed by the thin tube, vortex flow due to drainage occurs, and it becomes possible to greatly reduce clogging due to lint accumulation, It is possible to obtain a washing system including a heat exchanger that has passed through a lint screen that allows efficient heat exchange with no waste liquid flow.
リントによる目詰まりが生じた場合の逆洗による洗浄作業は、前記熱交換器の両側に形成された、細管で遮られることの無い空間を、細管を介して逆流させることにより行われることを特徴とする、請求項1に記載のリントスクリーンを経た熱交換器を備えた洗濯システムを提供する。
かかる構成を採用することにより、万一リントによって各細管入口部分にて目詰まりが生じた場合であっても、逆流させることにより洗浄を行う逆洗作業が可能となる。かかる逆洗作業による新たな目詰まりが生じないよう、前記熱交換器には、両端側に前記空間部を形成するとともに、排液の出口側も熱交換器の軸心方向の任意の垂直方向に備えることで渦流を生じさせるものである。
When the clogging due to lint occurs, the cleaning operation by backwashing is performed by causing the space formed on both sides of the heat exchanger, which is not obstructed by the thin tubes, to flow back through the thin tubes. A washing system comprising a heat exchanger through the lint screen according to claim 1 is provided.
By adopting such a configuration, even if clogging occurs at the entrance of each thin tube due to lint, backwashing work can be performed by performing backwashing. In order to prevent new clogging due to such back washing operation, the heat exchanger is formed with the space portions at both ends, and the outlet side of the drainage is also in any vertical direction in the axial direction of the heat exchanger. The eddy current is generated by preparing for.
また、前記各細管はステンレス製であり、その外径は、10〜23[mm]の範囲内で、かつ各細管の管壁厚さが0.3〜1.7[mm]であることを特徴とする、リントスクリーンを経た熱交換器を備えた洗濯システムを採用する。
かかる構成を採用することにより、熱交換器内部でのリントによる目詰まりを有効に防止するとともに、最低限度の強度を担保しつつ最低限度の熱伝導を確保することが可能となる。
Each of the capillaries is made of stainless steel, the outer diameter thereof is in the range of 10 to 23 [mm], and the tube wall thickness of each capillaries is 0.3 to 1.7 [mm]. Features a washing system with a heat exchanger through a lint screen.
By adopting such a configuration, it is possible to effectively prevent clogging due to lint inside the heat exchanger and to secure a minimum level of heat conduction while ensuring a minimum level of strength.
また、前記熱交換器は、複数本を並列して配置され、隣接する熱交換器端部間にて入出配管を連結して全体として直列型に流路を形成し、前記洗浄排液と前記新たな洗浄液とが、前記直列型流路を相互に反対側から流れることを特徴とするリントスクリーンを経た熱交換器を備えた洗濯システムを採用する。
かかる構成を採用することにより、洗濯システムにおけるデッドスペースを有効活用可能となるとともに、実質的に熱交換器を長くするのと同様な、非常に高効率な熱交換が可能となる。
In addition, the heat exchanger is arranged in parallel, connecting the inlet and outlet pipes between adjacent heat exchanger end portions to form a flow path in a series type as a whole, the washing drainage and the A washing system including a heat exchanger through a lint screen is used, in which a new cleaning liquid flows through the series-type flow paths from opposite sides.
By adopting such a configuration, it becomes possible to effectively use the dead space in the washing system, and it is possible to perform heat exchange with a very high efficiency, which is substantially the same as lengthening the heat exchanger.
また、前記排液入出管は、前記熱交換器の中心軸に垂直な外周面上の任意の一点から中心点に対して3度から47度の傾きをもつ範囲(より望ましくは3度から16度)に配設されていることを特徴とするリントスクリーンを経た熱交換器を備えた洗濯システムを採用する。
かかる構成を採用することにより、熱交換器の、撹乱室における渦流が多数生じ、リントによる目詰まり防止効果が一層高まる。
Further, the drainage inlet / outlet pipe has a range (more preferably 3 to 16 degrees) with an inclination of 3 to 47 degrees with respect to the center point from any one point on the outer peripheral surface perpendicular to the center axis of the heat exchanger. A washing system equipped with a heat exchanger through a lint screen is used.
By adopting such a configuration, many vortex flows in the disturbance chamber of the heat exchanger are generated, and the effect of preventing clogging by lint is further enhanced.
以下、添付図面を参照しながら、本発明にかかる、リントスクリーンを経た高温の洗浄排液を用いた熱交換器を備えた洗濯システムの第1実施形態につき、説明する。
図1は、本実施形態にかかる洗濯システム全体の一例として、カウンターフロー型方式のシステムの概要図を示す。高温の洗浄排液の抽出個所は、システム毎にそれぞれ異なってくるが、本実施形態では一例として、第1洗濯槽からの洗浄排液を、リントスクリーンを経て熱交換器に流し込むものを示す。この熱交換器にて、システム外部或いはシステム内部の予洗液タンク等の予備タンクから新たに供給される常温の新液と、高温の洗浄排液との熱交換がなされたうえで、洗浄排液はシステム外部に排出される。
Hereinafter, a first embodiment of a washing system including a heat exchanger using high-temperature washing drainage liquid that has passed through a lint screen according to the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
FIG. 1 shows a schematic diagram of a counter flow type system as an example of the entire washing system according to the present embodiment. Although the extraction location of the high temperature washing drainage is different for each system, in this embodiment, as an example, the washing drainage from the first washing tub is poured into the heat exchanger via the lint screen. In this heat exchanger, after the heat exchange between the new liquid at room temperature newly supplied from a spare tank such as a prewash liquid tank outside the system or inside the system and the high temperature washing waste liquid, Is discharged outside the system.
図2は、本実施形態にかかる熱交換器の全体構造の一例を示す図である。本実施形態にかかる熱交換器には、外管の内部に多数の細管を束ねた円柱形状の直管型の熱交換器1を適用する。直管型の熱交換器を用いる理由は、上述したように、リントスクリーンによってある程度のリントを除去した洗浄排液について、曲管ではない直管内部においては、配管の目詰まりの原因となる汚れの堆積物が生じ難い実情によるものである。 FIG. 2 is a diagram illustrating an example of the overall structure of the heat exchanger according to the present embodiment. As the heat exchanger according to the present embodiment, a cylindrical straight tube heat exchanger 1 in which a large number of thin tubes are bundled inside an outer tube is applied. The reason for using a straight pipe type heat exchanger is that, as described above, the cleaning waste liquid from which a certain amount of lint has been removed by a lint screen is contaminated inside the straight pipe that is not a curved pipe, which causes clogging of the pipe. This is due to the fact that it is difficult for sediment to form.
また、リントによる目詰まりという、特に業務用に多く用いられる洗濯システムに多い特有の課題を抱えた熱交換器であるため、洗濯システム全体中の各所に存在するデッドスペースにも収まるよう、サイズ含めて全体構造の設計変更が容易な直管型であることが望ましい。洗濯システムに、熱交換器用の新たなスペースを設ける必要が無いことは、実適用上非常に大きなメリットである。
本実施形態では、一例として、上述した特開2006−325680号公報にて紹介したリントスクリーンを適用するが、リントを一定量除去出来る機能を有するリントスクリーンであれば特にこのリントスクリーンに限定する必要は無い。例えば、高温排液に対して予めリントを凝集、沈殿させるような化学的手法であっても、本発明におけるリントスクリーンに該当する。
In addition, since it is a heat exchanger that has a particular problem with laundry systems that are often used for business purposes, such as clogging due to lint, the size must be included so that it can be accommodated in the dead spaces that exist throughout the laundry system. Therefore, it is desirable that it is a straight pipe type in which the design change of the entire structure is easy. The fact that it is not necessary to provide a new space for the heat exchanger in the washing system is a great advantage in practical application.
In the present embodiment, as an example, the lint screen introduced in the above-mentioned Japanese Patent Application Laid-Open No. 2006-325680 is applied. However, if the lint screen has a function capable of removing a certain amount of lint, it is particularly necessary to limit to this lint screen. There is no. For example, even a chemical method in which lint is aggregated and precipitated in advance with respect to high temperature drainage falls under the lint screen in the present invention.
まずは、リントスクリーンにて大幅にリント除去がなされた高温の洗浄排液は、排液入口管4を経て、細管に阻まれることの無い撹乱室2に流し込まれる。すなわち、熱交換器1の軸心方向の任意の垂直方向から、高温の洗浄排液を流入させたものである。
高温状態の洗浄排液は、撹乱室2にて掻き乱されて渦流となった後、図中矢印で示すように各細管に流れ込み、図中左側から右側に向かって各細管中を流れながら、後述する常温状態の新たな洗浄液に熱を与え、撹乱室3を経た後、排液出口管5から流出する。一方、新液入口管6から流入する常温の新液は、細管以外の隙間を通って図中右側から左側に向かって熱交換器1内部を流れ込んで行くことで、各細管内の高温排液から熱を受け取り、新液出口管7から流出する。なお、常温の新液は、排液とは異なり液中にリントを含まないクリーンな液体のため目詰まりのリスクは少ないが、長期間の使用により垢が溜まった際には薬剤による洗浄を行うことは必要である。
First, the high-temperature washing drainage liquid that has been largely lint-removed by the lint screen flows through the drainage inlet pipe 4 into the disturbance chamber 2 that is not obstructed by the narrow pipe. That is, the hot washing drainage is flowed from an arbitrary vertical direction in the axial direction of the heat exchanger 1.
The scrubbing effluent in the high temperature state is turbulent in the disturbing chamber 2 and becomes a vortex, and then flows into each capillary as shown by the arrows in the figure, while flowing through each capillary from the left side to the right side in the figure, Heat is supplied to a new cleaning liquid in a normal temperature state to be described later, and after flowing through the disturbance chamber 3, the liquid flows out from the drain outlet pipe 5. On the other hand, the normal temperature new liquid flowing from the new liquid inlet pipe 6 flows through the gaps other than the narrow pipes and flows into the heat exchanger 1 from the right side to the left side in the figure, so that the high temperature drainage liquid in each narrow pipe is obtained. Heat is received from the liquid and flows out from the new liquid outlet pipe 7. Unlike the waste liquid, the normal temperature new liquid is a clean liquid that does not contain lint, so there is less risk of clogging, but when dirt accumulates over long periods of time, it is washed with chemicals. It is necessary.
予めリントスクリーンにて大幅にリント除去した高温洗浄排液を用いる、この熱交換器1を用いた場合、熱交換器1の軸心方向の任意の垂直方向から排液入口管4を経て撹乱室2に流入されることにより、渦が効率的に生じる現象が生じる。そのため、各細管チューブ入口における、微細な繊維くずが相互に絡み合うことにより成長するリントによる堆積を、渦流によって未然に防止し、目詰まりによる清掃作業が非常に少なくなる。現在のところ、試験的に約5ヶ月間連続運転させているが、目詰まりは一度も生じていない。 In the case of using this heat exchanger 1 that uses high-temperature washing drainage that has been largely lint removed in advance by a lint screen, the disturbance chamber is passed through the drainage inlet pipe 4 from any vertical direction in the axial direction of the heat exchanger 1. The phenomenon that the vortex is efficiently generated is caused by being flown into the air. Therefore, the accumulation by the lint which grows when the fine fiber scraps are entangled with each other at the entrance of each narrow tube tube is prevented in advance by the eddy current, and the cleaning work due to clogging is extremely reduced. At present, the test is continuously performed for about 5 months, but clogging has never occurred.
一方、図4に示す、熱交換器の軸心方向と水平方向に高温の洗浄排液を流入させる場合には、撹乱室にて渦が生じることが無く、細管の一部への偏った流入ムラが生じてしまい、熱交換器1全体として熱交換効率を大幅に損なう。このような流入ムラは、本実施形態における熱交換器1には生じないことも、非常に大きな効果である。また、図4に示す熱交換器では、渦が生じないことにより、細管チューブ入口(特に排液入口管14近傍)にてリントが堆積し、やがて細管入口の目詰まりが生じることから、おおよそ2日に一度は逆洗作業による清掃作業が必要となってしまう。 On the other hand, when high-temperature washing drainage is flowed in the axial direction and the horizontal direction of the heat exchanger shown in FIG. 4, vortices are not generated in the disturbance chamber, and the uneven flow into a part of the narrow tube Unevenness occurs, and the heat exchange efficiency of the heat exchanger 1 as a whole is greatly impaired. It is a very great effect that such inflow unevenness does not occur in the heat exchanger 1 in the present embodiment. Further, in the heat exchanger shown in FIG. 4, since no vortex is generated, lint accumulates at the capillary tube inlet (particularly in the vicinity of the drainage inlet tube 14), and the capillary tube inlet is eventually clogged. Cleaning work by backwashing work becomes necessary once a day.
ここで、逆洗作業とは、熱交換器1中の洗浄排液の流れを逆流させる管内洗浄作業であり、撹乱室2側の各細管の入口近傍にて目詰まりを生じたリントを除去する作業である。なお、洗浄作業の性質上、場合によっては排液に限らず、クリーンな液体を用いることもあり、また、垢等長期間(一般には数年間)の使用による汚れの堆積物を除去すべく、薬剤を液体に混入することもある。かかる逆洗作業においても、排液を適用した場合における万一のリントによる目詰まりを防止するため、本実施形態にかかる熱交換器1においても、撹乱室2のみならず撹乱室3をも設け、排液出口管5を熱交換器1の軸心方向の任意の垂直方向に設けることにより渦流を発生させることが望ましい。また、撹乱室3の存在は、後述する本発明の第2の実施形態においては必須の構成要素である。 Here, the backwashing operation is an in-pipe cleaning operation in which the flow of the cleaning waste liquid in the heat exchanger 1 is made to flow backward, and the lint that has clogged in the vicinity of the inlet of each narrow tube on the disturbance chamber 2 side is removed. Work. In addition, due to the nature of the cleaning work, in some cases, not only drainage but also clean liquid may be used, and in order to remove dirt deposits due to long-term use (generally several years) such as dirt, The drug may be mixed into the liquid. Even in such backwashing work, in order to prevent clogging due to lint in the event of applying drainage, the heat exchanger 1 according to the present embodiment is provided with not only the disturbance chamber 2 but also the disturbance chamber 3. It is desirable to generate a vortex by providing the drain outlet pipe 5 in an arbitrary vertical direction in the axial direction of the heat exchanger 1. In addition, the presence of the disturbance chamber 3 is an essential component in the second embodiment of the present invention described later.
ここで、各細管の熱交換効率を高めるためには、高温流体と低温流体とを隔てる伝熱板が薄ければ薄い程望ましいが、薄いことによって強度の低下が生じてしまう。そこで、本実施形態ではステンレス製による細管につき、様々な厚さのステンレス製細管を用意して試験してみた。洗浄排液の温度や圧力変動等諸条件によって最低限度要求される管壁の厚さは異なってくる。しかし、本実施形態での熱交換器1における、平均的に安全な強度特性を担保する観点からは最低でも0.3[mm]は必要であった。その反面、管壁の厚さが大きくなることにより伝熱特性が低下してしまう。本実施形態の熱交換器1として、有益な熱交換を実現するための細管管壁の上限厚さは、1.7[mm]であった。
以上の実験結果から、熱交換器1に用いるステンレス製細管での管壁厚さは、0.3[mm]から1.7[mm]であることが、条件となる。
一方、渦流を生じたうえで目詰まりを防止する本実施形態による各細管の外径は、上述した管壁厚さを前提として各々10[mm]から23[mm]の範囲において目詰まり防止効果が顕著であった。
Here, in order to increase the heat exchange efficiency of each thin tube, the thinner the heat transfer plate that separates the high-temperature fluid and the low-temperature fluid, the better. However, the thinness causes a decrease in strength. Therefore, in this embodiment, stainless steel thin tubes having various thicknesses were prepared and tested. The minimum required tube wall thickness varies depending on various conditions such as temperature and pressure fluctuations of the washing drainage. However, at least 0.3 [mm] is necessary from the viewpoint of ensuring an average safe strength characteristic in the heat exchanger 1 of the present embodiment. On the other hand, the heat transfer characteristics deteriorate due to an increase in the thickness of the tube wall. As the heat exchanger 1 of the present embodiment, the upper limit thickness of the thin tube wall for realizing beneficial heat exchange was 1.7 [mm].
From the above experimental results, the condition is that the tube wall thickness of the stainless steel thin tube used for the heat exchanger 1 is 0.3 [mm] to 1.7 [mm].
On the other hand, the outer diameter of each thin tube according to the present embodiment, which prevents clogging after generating vortex, is effective in preventing clogging in the range of 10 [mm] to 23 [mm] on the premise of the above-mentioned tube wall thickness. Was remarkable.
また、熱交換器1内部で各細管の存在しない隙間を流れる新液は、熱交換器1の各断面で均一な流速を維持することは困難である。かかる流量ムラは熱交換効率にも悪影響を及ぼすため、細管部分を貫通させた板であるバッフル8を設ける必要がある。ここで、新液の流れを完全に遮断しないよう、バッフル8は、円弧と弦とで囲まれた形状の板を用いる。本実施形態では図2で示すように、バッフル8を交互に配置することにより、新液の流れを誘導してムラのある流れを防止して熱交換効率を向上するのみならず、新液をジグザグ状に流すよう流動経路を長く誘導することにより、各細管中の高温排液から新液が受け取る熱量を多くする。すなわち、熱交換効率を向上させる。 In addition, it is difficult to maintain a uniform flow rate of the new liquid flowing through the gap where each thin tube does not exist in the heat exchanger 1 in each cross section of the heat exchanger 1. Since such uneven flow rate also adversely affects heat exchange efficiency, it is necessary to provide a baffle 8 that is a plate having a thin tube portion penetrated. Here, in order not to completely block the flow of the new liquid, the baffle 8 uses a plate surrounded by an arc and a string. In this embodiment, as shown in FIG. 2, by arranging the baffles 8 alternately, the flow of the new liquid is induced to prevent uneven flow and improve the heat exchange efficiency. By guiding the flow path long so that it flows in a zigzag shape, the amount of heat received by the new liquid from the high-temperature drainage in each capillary tube is increased. That is, the heat exchange efficiency is improved.
また、熱交換器1全体の具体的直径については、熱交換対象となる液体の、流量次第で異なるものであるが、洗濯システム全体中の各所に存在するデッドスペースのサイズに応じた自由な設計が可能である。また、熱交換器1の軸方向の具体的長さについては、長ければ長い程、交換される熱量が多くなり理想的ではあるが、上述したようにデッドスペースとの兼ね合いを考慮した自由な設計が望ましい。この点を解決して熱交換効率を更に一層高めるための実施形態については後述する。 In addition, the specific diameter of the entire heat exchanger 1 varies depending on the flow rate of the liquid to be heat exchanged, but it can be freely designed according to the size of the dead space existing in various places in the entire washing system. Is possible. As for the specific length of the heat exchanger 1 in the axial direction, the longer the heat length, the larger the amount of heat to be exchanged, which is ideal. However, as described above, a free design considering the balance with dead space. Is desirable. An embodiment for solving this point and further improving the heat exchange efficiency will be described later.
また、撹乱室2及び3の内形状については、熱交換器1の軸心方向の任意の垂直方向に排液入口管4を設置することにより、流れの乱れは充分に生じ、渦の発生を確認することが出来た。また、細管に流れ込む高温排液の流量ムラは生じなかった。したがって、撹乱室2及び3については特に具体的な寸法について決定せずとも、細管に阻まれることの無い空間である限り問題は無い。 Moreover, about the internal shape of the disturbance chambers 2 and 3, by installing the drainage inlet pipe 4 in the arbitrary vertical direction of the axial direction of the heat exchanger 1, the disturbance of the flow is sufficiently generated and the generation of the vortex is caused. I was able to confirm. Moreover, the flow rate unevenness of the high-temperature drainage flowing into the narrow tube did not occur. Therefore, there is no problem as long as the disturbing chambers 2 and 3 are spaces that are not obstructed by the narrow tubes even if specific dimensions are not determined.
なお、撹乱室2及び3は、洗浄排液と新液とを完全に遮断するべく隔壁であるスペーサをそれぞれ熱交換器1の中心部側に設け、これらスペーサを超えた位置に、新液出口管7及び新液入口管6を設けている。かかる遮断構造により、洗浄排液は、新液と決して交わること無くスペーサに多数形成された孔から細管内部を導通することにより撹乱室2及び3間で連通することとなる。
かかる熱交換器1を適用することで、洗濯システム全体中各所に存在するデッドスペースを有効活用することが出来、洗濯システム全体のコンパクト化を決して損なうこと無く、かつ、リントによる細管への目詰まりによる作業中断を生じること無く、新液、排液ともに流量ムラの無い高い熱交換率を得ることが出来、その結果として、常時大量に用いる新液の高温化に必要な熱量を減らすことが可能となり、大幅な省エネ効果が実現可能となる。
The disturbing chambers 2 and 3 are each provided with a spacer, which is a partition wall, on the central side of the heat exchanger 1 so as to completely shut off the washing waste liquid and the new liquid. A pipe 7 and a new liquid inlet pipe 6 are provided. With such a blocking structure, the cleaning drainage fluid communicates between the disturbance chambers 2 and 3 by conducting the inside of the narrow tube through a large number of holes formed in the spacer without intersecting with the new fluid.
By applying such a heat exchanger 1, the dead space existing in various places in the entire washing system can be effectively used, and the downsizing of the entire washing system is never impaired, and clogging of the thin tubes due to lint is possible. Without interrupting the operation, it is possible to obtain a high heat exchange rate with no flow unevenness for both the new liquid and the drained liquid. Thus, a significant energy saving effect can be realized.
次に、本発明の第2の実施形態につき説明する。
上述したように、熱交換量を多くするためには熱交換器1の全体長が長ければ長い程望ましい。しかし、デッドスペースの有効活用の観点からは、熱交換器1を一本だけ長くすることは設計上現実的ではない。そこで、熱交換器1を複数本並列に配置しながらも液体は直列状に流れるよう、隣接する熱交換器1の他端部同士の入口管及び出口管とを相互に連結することで全体として直列型流路を形成しても良い。
Next, a second embodiment of the present invention will be described.
As described above, in order to increase the heat exchange amount, it is desirable that the overall length of the heat exchanger 1 is longer. However, from the viewpoint of effective use of dead space, it is not practical in design to lengthen the heat exchanger 1 by one. Therefore, as a whole, the inlet and outlet pipes at the other ends of the adjacent heat exchangers 1 are connected to each other so that the liquid flows in series while arranging a plurality of heat exchangers 1 in parallel. A serial flow path may be formed.
例えば二本並列に配置する場合、洗浄排液を一つの熱交換器の一方端から、新液をもう一つの熱交換器の一方端から流し込み、両熱交換器の他端側にて各入口管と出口管とを新液同士、排液同士で相互に連結することにより、事実上熱交換器1を長くすることと同様の効果が得られる。同時に洗濯システム中の各所に存在するデッドスペースの形状に応じた自由な設計が可能となり、デッドスペースの有効活用に非常に有益である。なお、リントによる目詰まりの未然防止の観点からは、上限として4本、望ましくは3本の並列配置が望ましい。また、本実施形態では、熱交換器1中の撹乱室3の存在は、リントによる目詰まり防止効果のために必須となる。
かかる構成を採用することにより、デッドスペースを有効活用しながらも熱交換率を飛躍的に向上することが可能となる。
For example, when two pipes are arranged in parallel, the cleaning waste liquid is poured from one end of one heat exchanger, and the new liquid is poured from one end of the other heat exchanger, and each inlet is connected to the other end of both heat exchangers. By connecting the pipe and the outlet pipe to each other with new liquids and waste liquids, the same effect as that of effectively lengthening the heat exchanger 1 can be obtained. At the same time, a free design according to the shape of the dead space existing in various places in the washing system becomes possible, which is very useful for effective use of the dead space. From the viewpoint of preventing clogging due to lint, a maximum of four, preferably three, are arranged in parallel. In the present embodiment, the presence of the disturbance chamber 3 in the heat exchanger 1 is essential for preventing clogging caused by lint.
By adopting such a configuration, it is possible to dramatically improve the heat exchange rate while effectively utilizing the dead space.
また、洗濯システムを地下室に設置する場合等、熱交換器1及び配管からの熱損失を防止するため、熱交換器1及び各配管には、断熱処理を行うことも必要となる場合がある。断熱材となる素材を塗布或いはスプレーする等様々な断熱手法により、熱損失を防止しても良い。もっとも簡易な現実的手法は、ウレタン或いはスチレン系の発泡シート等で、各配管等を巻回する手法である。これによっても、約5%程度の熱損失防止効果が期待出来る。 Moreover, when installing a washing system in a basement, in order to prevent the heat loss from the heat exchanger 1 and piping, it may be necessary to heat-insulate the heat exchanger 1 and each piping. The heat loss may be prevented by various heat insulation methods such as applying or spraying a material to be a heat insulating material. The simplest practical method is a method of winding each pipe with a urethane or styrene foam sheet. Also by this, the heat loss prevention effect of about 5% can be expected.
次に、本発明の第3実施形態につき説明する。
既述してきたように、直管型の熱交換器1の軸心方向の任意の垂直方向から撹乱室2或いは3に高温の洗浄排液を流し込むことにより、流れが乱れる現象が生じる。しかし、排液入口管4をやや傾けたうえで流入させてみたところ、流れの乱れが一層激しくなり、発生した渦も多数生じる現象が生じた。
Next, a third embodiment of the present invention will be described.
As described above, a phenomenon in which the flow is disturbed occurs when high-temperature cleaning drainage is poured into the disturbance chamber 2 or 3 from an arbitrary vertical direction in the axial direction of the straight-tube heat exchanger 1. However, when the drainage inlet pipe 4 was slightly inclined and then flowed in, the flow was more disturbed and many vortices were generated.
具体的には、熱交換器1の軸心に垂直な断面円上にて、この断面円周上に位置する排液入口管4の断面中心部の接触点と円の中心点につき、接触点から円の中心点方向に向けた角度を0度と設定した場合、接触点を中心として0度から90度近くまで排液入出管4の角度を順次変えて洗浄排液を流し込んでみたところ、本実施形態における高温排液の粘性においては、3度から47度の角度範囲にて、非常に多くの渦の発生量が観測された。また、流量条件及び温度条件によっては、3度から16度において更なる渦の発生が確認された。
かかる観測結果から、排液入口管4を、熱交換器1の中心軸に垂直な断面円上で中心点に対して3度から47度の範囲で傾け、溶接手段等により固定配置することで、リント堆積による目詰まり防止効果がより一層高まる効果が得られる。
Specifically, on the cross-sectional circle perpendicular to the axis of the heat exchanger 1, the contact point of the center of the cross-section of the drainage inlet pipe 4 located on the circumference of the cross-section and the center point of the circle When the angle toward the center point of the circle is set to 0 degree, when the drainage inlet / outlet pipe 4 is sequentially changed from 0 degree to nearly 90 degrees around the contact point, the cleaning drainage liquid is poured, In the viscosity of the high-temperature drainage liquid in this embodiment, a very large amount of vortex generation was observed in the angle range of 3 to 47 degrees. Further, depending on the flow rate condition and the temperature condition, further vortex generation was confirmed at 3 to 16 degrees.
From such observation results, the drainage inlet pipe 4 is tilted within a range of 3 to 47 degrees with respect to the center point on a cross-sectional circle perpendicular to the center axis of the heat exchanger 1, and fixed by welding means or the like. In addition, an effect of further enhancing the clogging prevention effect due to lint deposition can be obtained.
以上、本発明は、洗浄液を高温化して用いる洗濯システムにおいて、新たに供給されるクリーンな液体を熱交換器にて高温化するに際して、リントによる目詰まり等の課題を解消する有益な洗濯システムである。本発明で用いられる洗濯システムは、一般には業務用洗濯システムに多いものである。しかし、業務用洗濯システムに限らずとも、リントによる目詰まりという独自の課題を有する熱交換器を有する洗濯システムにつき、幅広く適用出来るものである。 As described above, the present invention is a useful washing system for solving problems such as clogging due to lint when a newly supplied clean liquid is heated to a high temperature in a heat exchanger in a washing system using a cleaning liquid at a high temperature. is there. The laundry system used in the present invention is generally a large number of commercial laundry systems. However, the present invention is not limited to a commercial laundry system, but can be widely applied to a laundry system having a heat exchanger having a unique problem of clogging due to lint.
本発明のリントスクリーンを経た熱交換器を備えた洗濯システムは、業務用に限らず、高温洗浄液及び熱交換器を用いる洗濯産業全般において広く利用することができるものである。 The laundry system including the heat exchanger that has passed through the lint screen of the present invention can be widely used not only for business purposes but also in the entire laundry industry using a high-temperature cleaning liquid and a heat exchanger.
1:熱交換器
2、3:撹乱室
4:排液入口管
5:排液出口管
6:新液入口管
7:新液出口管
8:バッフル
14:新液入口管
15:排液出口管
1: Heat exchanger 2, 3: Disturbing chamber 4: Drainage inlet pipe 5: Drainage outlet pipe 6: New liquid inlet pipe 7: New liquid outlet pipe 8: Baffle 14: New liquid inlet pipe 15: Drainage outlet pipe
Claims (5)
各細管及びバッフルの介在しない残余の隙間に他端側から新液を導通させることによって熱交換を行う直管型の熱交換器であって、
前記熱交換器の両端には前記細管で遮られることの無い空間を形成するとともにこれら空間に隣接するスペーサで遮断された位置には新液の入出管を備え、
前記両空間には、前記熱交換器の軸心方向の任意の垂直方向に前記排液の入出管を備えたことを特徴とする、リントスクリーンを経た熱交換器を備えた洗濯システム。 A plurality of straight tube-type tubules that conduct high-temperature washing drainage that has passed through a lint screen in advance are provided inside, and through holes are formed in the conduction portions of the tubules arranged alternately along the axial direction of the heat exchanger. Each thin tube is bundled together by a baffle with a shape surrounded by an arc and a string,
It is a straight tube type heat exchanger that performs heat exchange by passing a new liquid from the other end side to the remaining gaps between each thin tube and baffle,
At both ends of the heat exchanger, a space that is not blocked by the thin tube is formed and a new liquid inlet / outlet tube is provided at a position blocked by a spacer adjacent to the space,
The washing system having a heat exchanger through a lint screen, wherein both the spaces are provided with an inlet / outlet pipe for the drainage liquid in an arbitrary vertical direction of the axial direction of the heat exchanger.
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