【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はヒートポンプ式給湯機のような、冷媒により給湯水の加熱を行う機器に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般にプレート式熱交換器では、積層した複数のプレート相互間に流路を形成し、これらの流路に温度の異なる流体を交互に流す事により熱交換を行う構成となっており、多管式等の従来の熱交換器に比べて大幅にコンパクト化できるメリットがあり、例えば特開平１０−２８１５７５号公報や、特開２００１−１３３１７２号公報のような熱交換器を採用することにより、装置のコンパクト化、伝熱性能向上を図っている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
従来からあるプレート式熱交換器は、図７に示すが如く、プレス加工したプレート１０を積層して複数の流体が流れる流路（プレート間流路）を構成している。このためプレート１０を挟んで加熱側の流体と被加熱側の流体が流れるため、プレート１０間のシールを確実に行なわないと、加熱側の流体と被加熱側の流体が混ざり合うことがあり、またプレート１０に亀裂等のキズや、小穴等が発生した場合にも、加熱側の流体と被加熱側の流体が混ざり合うことがあるため、人体に直接触れる水を扱う給湯機の熱交換器には使用できない問題がある。さらに、プレート１０間のシール性を向上させるためのろう付け技術や、熱あるいは流体の圧力差による変形等を防ぐため、面構造に工夫が数多くなされ、コストアップにつながっている。
【０００４】
また特開２００１−１３３１７２号公報のように、プレートに設けられた伝熱管内部を加熱側の流体が流れるような構造においては、プレート間のシール不良による加熱側の流体と被加熱側の流体が混ざり合いは発生しないが、伝熱管に亀裂等のキズや、小穴等が発生した場合には加熱側の流体と被加熱側の流体が混ざり合うことがあるため、人体に直接触れる水を扱う給湯機の熱交換器には使用できない問題がある。
【０００５】
本発明の目的は、製造が容易で、加熱側の流体の流路と被加熱側の流体の流路の間で漏れがなく、また加熱側流体の流路に亀裂等のキズや、小穴等が発生した場合でも、加熱側の流体と被加熱側の流体が混ざり合うことがない、高性能の熱交換器を提供することである。
【０００６】
また、上記の熱交換器を用いてヒートポンプ式給湯機の効率を向上させることである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明に係わる熱交換器の発明の構成は、ジグザグ状に折り曲げた伝熱管を板材に固着して形成された伝熱管付プレートを複数枚積層して形成され、前記伝熱管が一方の熱交換流体の流路をなし、前記伝熱管付プレート相互の間に形成されるプレート間流路が他方の熱交換流体の流路となる熱交換器において、前記伝熱管を二重管とすることにより、加熱側の流体の流路と被加熱側の流体の流路の間で漏れがなく、また１次側流体の流路に亀裂等のキズや、小穴等が発生した場合でも、加熱側の流体と被加熱側の流体が混ざり合うことがない構造としたものである。
【０００８】
本発明に係わる熱交換器の他の発明の構成は、ジグザグ状に折り曲げた伝熱管を板材に固着して形成された伝熱管付プレートを複数枚積層して形成され、前記伝熱管が一方の熱交換流体の流路をなし、前記伝熱管付プレート相互の間に形成されるプレート間流路が他方の熱交換流体の流路となる熱交換器において、前記伝熱管が、前記板材に設けられた切り起こしに固定される構造を施したものである。
【０００９】
本発明に係わる熱交換器のさらに他の発明の構成は、ジグザグ状に折り曲げた伝熱管を板材に固着して形成された伝熱管付プレートを複数枚積層して形成され、前記伝熱管が一方の熱交換流体の流路をなし、前記伝熱管付プレート相互の間に形成されるプレート間流路が他方の熱交換流体の流路となる熱交換器において、前記板材の相互間により設けられる複数の流路内に異なった複数の熱交換流体が流れる形状とすることにより、複数の流体の熱交換を行える構造を施したものである。
【００１０】
【発明の実施の形態】
本発明の一実施例を図１、図２、図３、図４、図５により詳述する。図１に示す様に、本発明の熱交換器は、伝熱管１と板材２からなる伝熱管付プレート３と、ケース４で構成されており、伝熱管付プレート３は、ケース４内部に複数枚積層されている。図２は伝熱管付プレート３の構造図で、図３は伝熱管付プレート３の部分断面図であり、５は伝熱促進用に板材２上に設けられたフィンで、６は板材２上に設けられた伝熱管１の固定用の切り起こしである。図４は図２中Ａ部の拡大断面図であり、伝熱管２は切り起こし６と板材２の間に狭持固定される構造となっている。図５は伝熱管１の拡大断面図であり、外周管７と、管外側に溝が設けられているみぞ付内周管８により、伝熱管１は二重管の構造となっている。
【００１１】
図１に示す如く、加熱側流体は伝熱管１の内部を、被加熱流体は伝熱管付プレート３とケース４で構成される流路の内部をそれぞれ流れる構造となっており、熱エネルギーは加熱流体から、伝熱管１、および伝熱管付プレート３へと流れ、伝熱管付プレート３の周囲を流れる被加熱流体へと伝わる。また伝熱管付プレート３には、図２に示す如く伝熱促進用のフィン５を切り起こしにより設けており、被加熱流体はこのフィン５の回りを通り伝熱管付プレート３の間を行き来できる。
【００１２】
伝熱管１を外周管７とみぞ付内周管８による二重管構造とすることにより、加熱流体が内部に流れているみぞ付内周管８に、亀裂等のキズや小穴等が発生し、加熱流体が漏れ出した場合でも、漏れた加熱流体は、外周管７の内面とみぞ付内周管８の管外側に設けられた溝によってできる空間を通り外部へと流出するため、加熱側の流体と被加熱側の流体が混ざり合うことはない。逆に外周管７に亀裂等のキズや小穴等が発生し、被加熱流体が伝熱管１の内部に侵入した場合でも、侵入した被加熱流体は、前記の空間を通り外部へ流出するため、加熱側の流体と被加熱側の流体が混ざり合うことはない。また伝熱管１の板材２への取付けを、切り起こし６と板材２での狭持固定をする構造とすることにより、伝熱管１を板材２へろう付する必要がなくなり製造が容易となっている。
【００１３】
図６に本発明の他の実施例を示す。図６に示す様に、本発明の熱交換器は、伝熱管１と板材２からなるフィン、切り起こし無し伝熱管付プレート９と、ケース４で構成されており、フィン、切り起こし無し伝熱管付プレート９は、ケース４内部に複数枚積層されており、またケース４とフィン、切り起こし無し伝熱管付プレート９の間にシールを施す構造となっている。この構造により、フィン、切り起こし無し伝熱管付プレート９とケース４の間に設けられる被加熱流体の流路がそれぞれ隔離されるため、隣り合う流路に異なる被加熱流体、例えば給湯水と風呂追い炊き水を一つの熱交換器により熱交換させたとしても、混ざり合うことが無いため、複数の被加熱流体を一つの熱交換器で熱交換させることができる。また、伝熱管１を外周管７とみぞ付内周管８による二重管構造とすることにより、加熱流体が内部に流れているみぞ付内周管８に、亀裂等のキズや小穴等が発生し、加熱流体が漏れ出した場合でも、漏れた加熱流体は、外周管７の内面とみぞ付内周管８の管外側に設けられた溝によってできる空間を通り外部へと流出するため、加熱側の流体と被加熱側の流体が混ざり合うことはない。逆に外周管７に亀裂等のキズや小穴等が発生し、被加熱流体が伝熱管１の内部に侵入した場合でも、侵入した被加熱流体は、前記の空間を通り外部へ流出するため、加熱側の流体と被加熱側の流体が混ざり合うことはない。
【００１４】
【発明の効果】
本発明によれば、製造が容易で、加熱側の流体の流路と被加熱側の流体の流路の間で漏れがなく、また加熱側流体の流路に亀裂等のキズや、小穴等が発生した場合でも、加熱側の流体と被加熱側の流体が混ざり合うことがない、高性能の熱交換器を提供することでき、また上記の熱交換器を用いてヒートポンプ式給湯機の効率を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係わる熱交換器の実施例の斜視構造図である。
【図２】伝熱管付プレートの構造図である。
【図３】伝熱管付プレートの部分断面図である。
【図４】図２中Ａ部の拡大断面図である。
【図５】伝熱管１の拡大断面図である。
【図６】本発明に係わる熱交換器の他の実施例の斜視構造図である。
【図７】従来のプレート式熱交換器の斜視図である。
【符号の説明】
１…伝熱管、２…板材、３…伝熱管付プレート、４…ケース、５…フィン、６…切り起こし、７…外周管、８…みぞ付内周管、９…フィン、切り起こし無し伝熱管付プレート、１０…プレート。[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a device for heating hot water using a refrigerant, such as a heat pump water heater.
[0002]
[Prior art]
In general, a plate heat exchanger has a configuration in which a flow path is formed between a plurality of stacked plates and heat exchange is performed by alternately flowing fluids having different temperatures through these flow paths. There is an advantage that it can be significantly reduced in size as compared with conventional heat exchangers such as, for example, JP-A-10-281575 and JP-A-2001-133172. It is compact and improves heat transfer performance.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
In a conventional plate heat exchanger, as shown in FIG. 7, a press-processed plate 10 is laminated to form a flow path (inter-plate flow path) through which a plurality of fluids flow. For this reason, the fluid on the heating side and the fluid on the heated side flow across the plate 10, and unless the seal between the plates 10 is securely performed, the fluid on the heated side and the fluid on the heated side may be mixed, Further, even when a flaw such as a crack or a small hole is generated in the plate 10, the fluid on the heating side and the fluid on the heated side may be mixed, so that the heat exchanger of the water heater handling water that directly touches the human body. Has an unusable problem. Furthermore, in order to prevent a deformation due to a brazing technique for improving the sealing property between the plates 10 and a pressure difference of heat or a fluid, a lot of devices are devised on the surface structure, which leads to an increase in cost.
[0004]
In a structure in which the fluid on the heating side flows through the inside of the heat transfer tube provided in the plate as disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2001-133172, the fluid on the heating side and the fluid on the heated side due to a poor seal between the plates are generated. Mixing does not occur, but if the heat transfer tube has a flaw such as a crack or a small hole, the fluid on the heated side and the fluid on the heated side may be mixed. There is a problem that can not be used for the heat exchanger of the machine.
[0005]
An object of the present invention is to make it easy to manufacture, there is no leakage between the flow path of the fluid on the heating side and the flow path of the fluid on the heated side, and the flow path of the fluid on the heating side is flawed such as a crack or a small hole. An object of the present invention is to provide a high-performance heat exchanger in which the fluid on the heating side and the fluid on the heated side do not mix even when the heat generation occurs.
[0006]
Another object of the present invention is to improve the efficiency of a heat pump water heater using the above heat exchanger.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
The heat exchanger according to the present invention is constituted by laminating a plurality of plates with heat transfer tubes formed by fixing heat transfer tubes bent in a zigzag shape to a plate material, and the heat transfer tubes are formed of one heat exchange tube. In a heat exchanger which forms a fluid flow path and the inter-plate flow path formed between the heat transfer pipe-equipped plates serves as the flow path of the other heat exchange fluid, by making the heat transfer pipe a double pipe If there is no leakage between the flow path of the fluid on the heating side and the flow path of the fluid on the heated side, and even if a crack such as a crack or a small hole occurs in the flow path of the primary fluid, The structure is such that the fluid and the fluid on the heated side do not mix.
[0008]
Another configuration of the heat exchanger according to the present invention is formed by laminating a plurality of plates with a heat transfer tube formed by fixing a heat transfer tube bent in a zigzag shape to a plate material, and the heat transfer tube is one of the plates. In a heat exchanger which forms a flow path of a heat exchange fluid and a flow path between plates formed between the plates with the heat transfer tubes becomes a flow path of the other heat exchange fluid, the heat transfer tubes are provided on the plate material. It has a structure that is fixed to the cut and raised part.
[0009]
Still another embodiment of the heat exchanger according to the present invention is formed by laminating a plurality of plates with a heat transfer tube formed by fixing a heat transfer tube bent in a zigzag shape to a plate material, wherein the heat transfer tube is one side. In a heat exchanger which forms a heat exchange fluid flow path and the inter-plate flow path formed between the plates with heat transfer tubes is the other heat exchange fluid flow path, the heat exchange fluid is provided between the plate members. By adopting a shape in which a plurality of different heat exchange fluids flow in the plurality of flow paths, a structure capable of exchanging heat of the plurality of fluids is provided.
[0010]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
One embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIGS. 1, 2, 3, 4, and 5. FIG. As shown in FIG. 1, the heat exchanger of the present invention includes a heat transfer tube-attached plate 3 composed of a heat transfer tube 1 and a plate member 2 and a case 4. Are stacked. FIG. 2 is a structural view of the plate 3 with heat transfer tubes, FIG. 3 is a partial cross-sectional view of the plate 3 with heat transfer tubes, 5 is a fin provided on the plate 2 for promoting heat transfer, and 6 is a fin provided on the plate 2. This is a cut-and-raised portion for fixing the heat transfer tube 1 provided at the bottom. FIG. 4 is an enlarged cross-sectional view of a portion A in FIG. 2, and the heat transfer tube 2 has a structure that is held and fixed between the cut-and-raised portion 6 and the plate 2. FIG. 5 is an enlarged cross-sectional view of the heat transfer tube 1. The heat transfer tube 1 has a double-pipe structure by an outer peripheral tube 7 and an inner peripheral tube 8 having a groove on the outside of the tube.
[0011]
As shown in FIG. 1, the heating-side fluid flows through the inside of the heat transfer tube 1 and the fluid to be heated flows through the inside of the flow path formed by the plate 3 with the heat transfer tube and the case 4. The fluid flows from the fluid to the heat transfer tube 1 and the plate 3 with the heat transfer tube, and then to the fluid to be heated flowing around the plate 3 with the heat transfer tube. As shown in FIG. 2, fins 5 for promoting heat transfer are provided on the plate 3 with heat transfer tubes by cutting and raising, and the fluid to be heated can pass between the fins 5 and move between the plates 3 with heat transfer tubes. .
[0012]
By making the heat transfer tube 1 a double tube structure of the outer peripheral tube 7 and the inner peripheral tube 8 with a groove, the inner peripheral tube 8 with the groove through which the heating fluid is flowing generates scratches such as cracks and small holes. Even if the heating fluid leaks out, the leaked heating fluid flows out through the space formed by the inner surface of the outer peripheral pipe 7 and the groove formed on the outer side of the inner peripheral pipe 8 with the groove, and flows out to the outside. Does not mix with the fluid on the heated side. Conversely, even when a flaw such as a crack or a small hole is generated in the outer peripheral tube 7 and the fluid to be heated enters the inside of the heat transfer tube 1, the fluid to be heated intrudes through the space and flows out to the outside. The fluid on the heated side and the fluid on the heated side do not mix. In addition, since the heat transfer tube 1 is attached to the plate 2 with the cut-and-raised structure 6 and the structure in which the plate 2 is sandwiched and fixed, there is no need to braze the heat transfer tube 1 to the plate 2, thereby facilitating manufacture. I have.
[0013]
FIG. 6 shows another embodiment of the present invention. As shown in FIG. 6, the heat exchanger of the present invention includes a fin composed of a heat transfer tube 1 and a plate material 2, a plate 9 with a non-raised heat transfer tube, and a case 4. A plurality of attachment plates 9 are laminated inside the case 4, and have a structure in which a seal is provided between the case 4, the fins, and the plate 9 with no cut-and-raised heat transfer tubes. With this structure, the flow path of the heated fluid provided between the fins, the plate 9 with the heat transfer tubes without cut and rise, and the case 4 is isolated from each other, so that different heated fluids such as hot water and bath Even if the additional water is heat-exchanged by one heat exchanger, there is no mixing, so that a plurality of fluids to be heated can be heat-exchanged by one heat exchanger. Further, by forming the heat transfer tube 1 into a double tube structure of the outer peripheral tube 7 and the inner peripheral tube 8 with a groove, the inner peripheral tube 8 with the groove through which the heating fluid flows is free from scratches such as cracks and small holes. Even if the generated heating fluid leaks out, the leaked heating fluid flows out through the space formed by the inner surface of the outer peripheral pipe 7 and the groove provided on the outer side of the inner peripheral pipe 8 with the groove, and thus flows out. The fluid on the heated side and the fluid on the heated side do not mix. Conversely, even when a flaw such as a crack or a small hole is generated in the outer peripheral tube 7 and the fluid to be heated enters the inside of the heat transfer tube 1, the fluid to be heated intrudes through the space and flows out to the outside. The fluid on the heated side and the fluid on the heated side do not mix.
[0014]
【The invention's effect】
ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, manufacture is easy, there is no leak between the flow path of the fluid on the heating side and the flow path of the fluid on the heated side, and the flow path of the heating side fluid has a crack such as a crack, a small hole, or the like. Even if heat occurs, it is possible to provide a high-performance heat exchanger in which the fluid on the heating side and the fluid on the heated side are not mixed, and the efficiency of the heat pump water heater using the above heat exchanger is improved. Can be improved.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a perspective structural view of an embodiment of a heat exchanger according to the present invention.
FIG. 2 is a structural view of a plate with a heat transfer tube.
FIG. 3 is a partial sectional view of a plate with heat transfer tubes.
FIG. 4 is an enlarged sectional view of a portion A in FIG. 2;
FIG. 5 is an enlarged sectional view of the heat transfer tube 1.
FIG. 6 is a perspective structural view of another embodiment of the heat exchanger according to the present invention.
FIG. 7 is a perspective view of a conventional plate heat exchanger.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Heat transfer tube, 2 ... Plate material, 3 ... Plate with heat transfer tube, 4 ... Case, 5 ... Fin, 6 ... Cut and raised, 7 ... Outer tube, 8 ... Inner tube with groove, 9 ... Fin, Transfer without cut and raised Plate with heat tube, 10 ... plate.