JP2001021275A

JP2001021275A - 熱交換器

Info

Publication number: JP2001021275A
Application number: JP11195156A
Authority: JP
Inventors: Masaji Miyamura; 正司宮村
Original assignee: Toyox Co Ltd
Current assignee: Toyox Co Ltd
Priority date: 1999-07-09
Filing date: 1999-07-09
Publication date: 2001-01-26
Anticipated expiration: 2019-07-09
Also published as: JP4359729B2

Abstract

(57)【要約】【課題】積極的に対流を促して熱交換をする。【解決手段】板材ｐをロール体ｒとするとともに、こ
の板材ｐの間にパイプマットｍの熱交換パイプ７を介在
させている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、空気や水などの
流体の対流を利用した熱交換器で、暖房や冷房などに最
適なものである。

【０００２】

【従来の技術】いままでに、対流が発生するような装置
は、それこそ数え切れないほどの種類がある。しかし、
空気や水などの流体の対流を積極的に起こさせるという
熱交換器は、今までに存在しなかった。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】この発明の目的は、効
率的に対流を起こさせる構成にした熱交換器を提供する
ことである。

【０００４】

【課題を解決するための手段】第１の発明は、供給用メ
インパイプと戻り用メインパイプとを多数の熱交換パイ
プで連通させるとともに、これら熱交換パイプを一定の
方向に整列させたパイプマットを、板材間に介在させ、
しかも、この板材と板材との間に流体通路を形成した点
に特徴を有する。第２の発明は、板材に一定の方向に多
数の凸条を整列させ、この板材をロール状に巻くか、あ
るいは複数の板材を重ね合わせて、これら板材と板材と
の間に、上記パイプマットを介在させるとともに、その
パイプマットの熱交換パイプと板材の凸条とを交差さ
せ、かつ、上記凸条の走行方向を上下方向に特定した点
に特徴を有する。第３の発明は、板材を巻き上げてロー
ル体を構成した点に特徴を有する。第４の発明は、板材
の表面と裏面とに凸条を交互に形成するとともに、この
凸条に対応する反対面を凹部にした点に特徴を有する。
第５の発明は、板材の凸条の頂部に、熱交換パイプ保持
用の複数の凸部を形成した点に特徴を有する。

【０００５】

【発明の実施の形態】ポリプロピレン系の合成樹脂から
なる可撓性を有する板材ｐは、その表面ｓと裏面ｂと
に、凸条１、２を交互に形成するとともに、表面ｓ側に
形成した凸条１の反対側は裏面ｂにおいて凹部１ａとな
り、裏面ｂ側に形成した凸条２の反対側は表面ｓにおい
て凹部２ａとなるようにしている。なお、上記表面およ
び裏面という表現は、説明の便宜上使っている用語であ
って、表面ｓと裏面ｂとの間で、機能上の主従があるわ
けではない。上記のようにした凸条１、２は、板材Ｐの
幅方向に走行させるとともに、それらをすべて平行にし
ている。しかも、これら各凸条１、２の頂部には小さな
凸部３、４を形成している。

【０００６】このようにした板材ｐには、ポリプロピレ
ン系の合成樹脂からなるパイプマットｍを敷いて、それ
を図１に示すようにロール巻きにするが、このパイプマ
ットｍの構成は次のとおりである。供給用メインパイプ
５と戻り用メインパイプ６とを設けるとともに、これら
両メインパイプ５、６間は多数の熱交換パイプ７を介し
て接続されている。そして、図３のパイプマットｍは、
熱交換パイプ７の中央部分を折り返して、その部分を折
り返し部７ａとするとともに、供給用メインパイプ５に
対すると熱交換パイプ７の接続部分と、戻り用メインパ
イプ６に対する熱交換パイプ７の接続部分とは、互いに
半ピッチずらすようにしている。したがって、両メイン
パイプ５、６を、図３に示すように並べたときに、供給
用メインパイプ５側に接続した部分と戻り用メインパイ
プ６に接続した部分とが、折り返し部７ａを境にして、
お互いに隣合う。

【０００７】ただし、上記両メインパイプ５、６から折
り返し部７ａまでの長さは、板材ｐの長手方向の長さよ
りもわずかに短い程度にしている。なお、図中符号８は
供給用メインパイプの端部に設けたコネクタ、９は戻り
用メインパイプの端部に設けたコネクタである。また、
符号１０は熱交換パイプ７を、一定の間隔を保って保持
するスペーサーで、熱交換パイプ７の長さ方向に複数設
けている。

【０００８】上記のようにしたパイプマットｍを、平面
的に広げた板材ｐの上に置くが、このとき凸条１と熱交
換パイプ７とが直交するようにする。そして、板材ｐ
を、両メインパイプ５、６を中心にして図１に示すよう
にロール状に巻き上げてロール体ｒを構成すれば、板材
ｐの表面ｓと裏面ｂとが重なり合う部分において、図４
に示すように、凸条１と２との間に熱交換パイプ７が挟
まれたようになる。

【０００９】したがって、熱交換パイプ７が走行する方
向と直交する方向に、凸部１、２と凹部１ａ、２ａとに
よる流体通路１１が形成されることになる。つまり、板
材ｐの表面ｓと裏面ｂとに凸条１、２を交互に形成し、
しかも、それら凸条１、２に対応する反対側に凹部１
ａ、２ａを形成するようにしたので、ロール体ｒを構成
したとき、重なり合う板材ｐの間に十分な流体通路１１
が形成されることになる。この流体通路１１は、ロール
体ｒ内に何重にも形成されるので、この流体通路１１に
煙突効果を期待できる。また、メインパイプ５、６から
折り返し部７ａまでの長さが、板材ｐの長手方向の長さ
にほぼ匹敵するので、熱交換パイプ７が、上記ロール体
ｒの中心から一番外側まで行き渡ることになる。

【００１０】上記のようにロール体ｒを構成したら、今
度は、上記流体通路１１を上下方向に特定しながら、パ
イプマットｍの供給用メインパイプ５に流体を供給する
と、その流体は、ロール体ｒの中心からその一番外側ま
で達し、そこから折り返し部７ａを通って戻り用メイン
パイプ６に戻ってくる。このように流体が流れる過程
で、流体通路１１内で熱交換作用が行われる。したがっ
て、流体として温水を流したときには、流体通路１１に
はその下から上に向かっての空気の対流が起きる。反対
に、流体として冷水を流せば、流体通路１１にはその上
から下に向かっての空気の対流が起きる。この対流を利
用して、暖房あるいは冷房をすることができる。しか
も、板材と板材との間の流体通路１１で煙突効果も期待
できるので、効率的に対流を促すことができる。

【００１１】なお、この実施例では、板材ｐをロール体
ｒにして使用しているが、例えば、複数枚の板材ｐをそ
のまま重ね合わせるようにしてもよい。この場合の板材
ｐの枚数は、その目的に応じて決めるべきである。例え
ば、より強い対流を起こさせて冷暖房効果を上げたいな
ら、その枚数を増やせばよい。このことは、ロール体ｒ
を構成したこの実施例においても同じことがいえる。つ
まり、大きな冷暖房効果を発揮させたいなら、ロール体
ｒの巻数を多くすればよい。

【００１２】また、この実施例では、板材ｐの表面ｓお
よび裏面ｂに凸条１、２を交互に形成したが、このよう
に交互に形成することによって、パイプマットｍを板材
ｐの表面ｓにも裏面ｂにも置くことができるし、流体通
路１１をより大きく確保することができる。もし、表面
ｓ側だけに凸条を形成した場合には、表面ｓ側に必ずパ
イプマットｍを置かなければならない。したがって、こ
の板材ｐの向きが特定されてしまい、それだけロール体
ｒを完成させるときの作業効率が悪くなる。ただし、こ
の発明においては、板材と板材との間に流体通路１１が
形成されればよいので、凸条が必須の構成要素になるわ
けではない。例えば、流体通路を構成するためには、板
材と板材との間に間隔が保たれればよいので、板材に突
起を形成するようにしてもよいし、それらの間に別部材
を介在させるようにしてもよい。

【００１３】なお、表面ｓだけに凸条が形成されている
場合には、流体通路１１を大きく確保できない。この流
体通路１１は、流体の対流を促す重要な機能を果たすの
で、その大きさが小さくなると、対流が発生し難くな
る。ただし、流体通路１１が大きすぎると、今度は、熱
交換パイプ７の放熱量が相対的に不足するので、かえっ
て対流が起こり難くなる。したがって、実際には、熱交
換パイプ７の太さなどに応じて凸条１、２の山の高さが
決められることになる。さらに、この実施例では、凸条
１、２のそれぞれに凸部３、４を形成しているが、この
凸部３、４は熱交換パイプ７に常にぴったりと接触して
いる必要はなく、全体的にパイプマットｍが下方にズレ
落ちないようにするためのものである。したがって、パ
イプマットｍがズレ落ちないように別な手当がされてい
るのであれば、この凸部３は不要になる。

【００１４】なお、この実施例のパイプマットｍは、折
り返し部７ａを設けて、両メインパイプ５、６をロール
体ｒの中心にまとめて位置させるようにしたが、例え
ば、両メインパイプを板材ｐの両外端に位置させるよう
にして、熱交換パイプ７を直線状に配置するようにして
もよい。どのようなパイプマットｍを用いるかは、全体
の配管や場所などの諸条件に応じて決めればよいことで
ある。また、板材ｐおよびパイプマットｍの両方をポリ
プロピレン系の合成樹脂製としたが、その材質は特に問
わない。ただし、この実施例のようにロール体ｒとして
用いるときには、板材ｐおよび熱交換パイプ７に可撓性
がなければならないこと当然である。

【００１５】上記のようにした熱交換器の用途として
は、前記した冷暖房装置があるが、例えば、パイプマッ
トｍを太陽熱の収熱器に接続しておけば、それこそクリ
ーンエネルギーによる暖房装置として用いることができ
る。太陽熱だけでなく、地下水や温泉の湯などを使うこ
とによって、クリーンエネルギーを活用した装置として
用いることができる。また、太陽熱による温水をパイプ
マットｍに流通させ、かつ、このロール体ｒを風呂など
に入れるようにすれば、湯沸かし手段としても使える。
この湯沸かし手段は、太陽熱で沸かした湯を循環させ
て、その循環過程での放熱を利用するので、太陽熱を効
率的に活用できる。しかも、積極的に対流を促すので熱
効率もよくなる。一方、パイプマットｍに冷水を流せ
ば、冷房装置になることはもちろんであるが、このとき
には、パイプマットｍに水滴が付着するので、この水滴
を回収するようにすれば、除湿器としても使える。

【００１６】

【発明の効果】第１の発明によれば、板材と板材との間
に熱交換パイプを配置したので、この板材の間に流体が
対流し、熱交換パイプの熱を効率的に利用できる。しか
も、この熱源を太陽熱や地熱などを用いれば、クリーン
エネルギーによる熱交換器となる。第２の発明によれ
ば、板材に凸条を形成しているので、板材同士の間隔を
保つのに、特別な部材が必要ない。第３の発明によれ
ば、煙突効果で積極的に対流を発生させられるので、よ
り効率的な熱交換が可能である。第４の発明によれば、
凸状によって板材と板材との間の空間を十分に確保でき
るので、さらに積極的に対流を促せる。しかも、板材の
両側に凸条が形成されるので、板材のどちらの面も主従
なく使える。第５の発明によれば、凸部によってパイプ
マットのズレ落ちるのを防止できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】板材をロール巻にした状態の斜視図である。

【図２】板材の一部をカットして示した斜視図である。

【図３】パイプマットを板材に置いた状態の平面図であ
る。

【図４】ロール体を構成する板材を直線状に展開した状
態の拡大部分断面図である。

【符号の説明】

ｐ板材１、２凸条１ａ、２ａ凹部５供給用メインパイプ６戻り用メインパイプ７熱交換パイプｒロール体

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】供給用メインパイプと戻り用メインパイ
プとを多数の熱交換パイプで連通させるとともに、これ
ら熱交換パイプを一定の方向に整列させたパイプマット
を、板材間に介在させ、しかも、この板材と板材との間
に流体通路を形成した熱交換器。
【請求項２】板材に一定の方向に多数の凸条を整列さ
せ、この板材をロール状に巻くか、あるいは複数の板材
を重ね合わせて、これら板材と板材との間に、上記パイ
プマットを介在させるとともに、そのパイプマットの熱
交換パイプと板材の凸条とを交差させ、かつ、上記凸条
の走行方向を上下方向に特定してなる熱交換器。
【請求項３】板材を巻き上げてロール体を構成した請
求項１または２記載の熱交換器。
【請求項４】板材には、その表面と裏面とに凸条を交互
に形成するとともに、この凸条に対応する反対面を凹部
にしてなる請求項１〜３のいずれか１に記載の熱交換
器。
【請求項５】板材の凸条の頂部に、熱交換パイプ保持
用の複数の凸部を形成してなる請求項２〜４のいずれか
１に記載の熱交換器。