JP2005127684A - 二重管式熱交換器 - Google Patents
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Abstract
【課題】 外管１２内に内管１５を挿通し、内管１５内を流通する流体と、内管１５と外管１２との間を流通する流体との間で熱交換を行う二重管式熱交換器において、流体の圧力損失を大幅に減少させて小径管を用いることを可能とし、コンパクトに製作されて機器内に組み込みが容易な二重管式熱交換器を提供する。
【解決手段】 外管１２内に内管１５を挿通した二重管１０を平行に複数本並置し、その端部で、内側ヘッダー管２０を接合して外管１２を連通させ、内側ヘッダー管２０を貫通した内管１５を、外側ヘッダー管２２に接合して連通させたことを特徴とする。
態で電気炉内に投入してろう付することを特徴とする部材の接合方法。
【選択図】図１
【解決手段】 外管１２内に内管１５を挿通した二重管１０を平行に複数本並置し、その端部で、内側ヘッダー管２０を接合して外管１２を連通させ、内側ヘッダー管２０を貫通した内管１５を、外側ヘッダー管２２に接合して連通させたことを特徴とする。
態で電気炉内に投入してろう付することを特徴とする部材の接合方法。
【選択図】図１
Description
この発明は、外管内に内管を挿通し、内管内を流通する流体と、内管と外管との間を流通する流体との間で熱交換を行う二重管式熱交換器に関し、特に、冷媒を用いたヒートポンプ式給湯器や暖房機等に適用する二重管式熱交換器に関するものである。
冷媒を用いたヒートポンプ式給湯器や暖房機等に組み込む熱交換器として、径が異なる２本の管（外管、内管）を用い、外管内に内管を挿通した二重管式熱交換器がある。これは、内管内を高温高圧の冷媒が流通し、内管と外管との間を流通する水を加熱して給湯するものである。
かかる構成の二重管式熱交換器において、所定の給湯能力を得るためには、伝熱面積を大きくしなければならず、極めて長尺な二重管となる。このため、機器内に組み込むために、折り曲げ加工やトグロ巻きして所定の外形形状に成形しなければならず、コンパクト化が困難であった。また、全長の長尺化に伴って流体（冷媒、水）の圧力損失も増大するために、大きな管径の管体を用いなければならず、高圧冷媒に対して耐圧性に優れた小径管を用いることができなかった。
この発明が解決しようとする課題は、流体の圧力損失を大幅に減少させて小径管を用いることを可能とするとともに、極めてコンパクトに製作され、機器内に組み込みが容易な二重管式熱交換器を提供することである。
こうした課題を解決するため、この発明の二重管式熱交換器は、外管１２内に内管１５を挿通し、内管１５内を流通する流体と、内管１５と外管１２との間を流通する流体との間で熱交換を行う二重管式熱交換器において、外管１２内に内管１５を挿通した二重管１０を平行に複数本並置し、その端部で、内側ヘッダー管２０を接合して外管１２を連通させ、内側ヘッダー管２０を貫通した内管１５を、外側ヘッダー管２２に接合して連通させたことを特徴とするものである。
また、内管１５内を高温高圧の冷媒が流通し、内管１５と外管１２との間を水が流通する、冷媒を用いた二重管式熱交換器に特に適用するものである。
また、この発明の二重管式熱交換器は、構成部材を銅又は銅合金を用いて形成し、電気炉でろう付して製作するものである。
この発明の二重管式熱交換器は、外管１２内に内管１５を挿通した二重管１０を平行に複数本並置し、その端部でヘッダー管２０、２２に外管１２、内管１５を連通させて構成したので、一本の二重管で構成した従来の二重管式熱交換器に比べて伝熱面積が飛躍的に増大され、流通路をパラレルとすることで流体の圧力損失が大幅に減少され、耐圧性に優れた小径管を用いることが可能であるとともに、極めてコンパクトに製作され、機器内への組み込みを容易とするものである。
また、耐圧性に優れた小径管を用いることで、内管１５内を高温高圧の冷媒が流通する冷媒を用いた二重管式熱交換器に特に適用するとともに、構成部材を銅又は銅合金を用いて形成し、組立品を電気炉に投入してろう付することで、その生産性にも優れるものである。
図面に、この発明の二重管式熱交換器の具体的な実施例を示す。
図１及び２は最初の実施例であり、径が異なる２本の銅管（外管１２、内管１５）を用い、内管１５内を高温高圧の冷媒が流通し、内管１５と外管１２との間を水が流通する二重管式熱交換器である。図に示すように、外管１２内に内管１５を挿通した二重管１０が平行に複数本並置され、その端部で内側ヘッダー管２０（銅管）が接合され、外管１２は内側ヘッダー管２０に連通されている。内管１５は内側ヘッダー管２０を貫通し、内側ヘッダー管２０の外側に配置した外側ヘッダー管２２（銅管）にその端部を接合して連通されている。
図１及び２は最初の実施例であり、径が異なる２本の銅管（外管１２、内管１５）を用い、内管１５内を高温高圧の冷媒が流通し、内管１５と外管１２との間を水が流通する二重管式熱交換器である。図に示すように、外管１２内に内管１５を挿通した二重管１０が平行に複数本並置され、その端部で内側ヘッダー管２０（銅管）が接合され、外管１２は内側ヘッダー管２０に連通されている。内管１５は内側ヘッダー管２０を貫通し、内側ヘッダー管２０の外側に配置した外側ヘッダー管２２（銅管）にその端部を接合して連通されている。
内側ヘッダー管２０及び外側ヘッダー管２２の一端にキャップ２１、２３が接合され、他端の開口端が流体の出入口とされている。冷媒及び水の出入口は、水の流通方向と冷媒の流通方向がクロスするように図中矢印のように設定されている。一方の内側ヘッダー管２０から流入した水は、各二重管１０を流通する間で内管１５内を流通する高温冷媒によって加熱され、他方の内側ヘッダー管２０から出湯する。このように、流通路をパラレルに配置することで、伝熱面積の飛躍的な増大が図られている。
この二重管式熱交換器は、所定位置にろう材を設置して組立品を電気炉に投入し、それぞれの接合箇所をろう付して製作され、全長数十ｃｍ〜数ｍの平坦状に形成される。これを途中で折り曲げ加工してＬ字状に成形し、両端部で折り曲げ加工してＵ字状に成形するなど、組み込む機器の設置スペースに応じた形状に成形可能である。
図３は、この発明の二重管式熱交換器の他の実施例である。本例の二重管式熱交換器は、外管１２内に内管１５を挿通した二重管１０の端部に内側ヘッダー管２０を接合し、前例と同様に水の流通回路を、一方の内側ヘッダー管２０から他方の内側ヘッダー管２０へ流通する一回路で構成している。そして、一方の外側ヘッダー管２２を二本に分割し、他方の外側ヘッダー管２２の両端にキャップ２３を接合して中央に入口管２４を接合し、入口管２４から流入した冷媒が分割した内側ヘッダー管２０から吐出するようにして、冷媒回路を二回路で構成したものである。
図４は、この発明の二重管式熱交換器のさらに他の実施例である。本例の二重管式熱交換器は、一方の内側ヘッダー管２０及び外側ヘッダー管２２を二本に分割し、他方の内側ヘッダー管２０及び外側ヘッダー管２２を一本で構成し、水及び冷媒が他端で折り返して流通するように構成したものである。このように、二重管１０を複数本ごとに端部で順次折り返すようにして流通路を蛇行させて形成することで、熱交換器の幅を小さく設定しながら流通路の全長を長く設定することができる。
１０ 二重管
１２ 外管
１５ 内管
２０ 内側ヘッダー管
２２ 外側ヘッダー管
１２ 外管
１５ 内管
２０ 内側ヘッダー管
２２ 外側ヘッダー管
Claims (3)
- 外管１２内に内管１５を挿通し、内管１５内を流通する流体と、内管１５と外管１２との間を流通する流体との間で熱交換を行う二重管式熱交換器において、
外管１２内に内管１５を挿通した二重管１０を平行に複数本並置し、その端部で、内側ヘッダー管２０を接合して外管１２を連通させ、内側ヘッダー管２０を貫通した内管１５を、外側ヘッダー管２２に接合して連通させたことを特徴とする二重管式熱交換器。 - 内管１５内を高温高圧の冷媒が流通し、内管１５と外管１２との間を水が流通する請求項１に記載の二重管式熱交換器。
- 構成部材を銅又は銅合金を用いて形成し、電気炉でろう付して製作した請求項１又は２に記載の二重管式熱交換器。
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|---|---|---|---|
| JP2003402268A JP2005127684A (ja) | 2003-10-27 | 2003-10-27 | 二重管式熱交換器 |
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