JP2004144430A - 熱交換パイプおよび熱交換器 - Google Patents

Abstract

【課題】ブラインの圧力が高くても安定して密着状態が保たれ、良好な熱交換性能を得ることができる熱交換パイプおよび熱交換器を提供する。
【解決手段】第１ブラインが流通する第１ブラインパイプ１３と、第２ブラインが流通する第２ブラインパイプ１６とを密着させて成り、両ブライン間で熱交換させる熱交換パイプにおいて、両ブラインパイプ１３・１６を外方から取り囲んで両ブラインパイプ１３・１６の密着状態を保持する保持部材１８を設けた。これによれば、ブラインの圧力が高くなり両ブラインパイプ１３・１６が変形しようとしても保持部材１８で保持されることにより安定して密着状態が保たれ、良好な熱交換性能を得ることができる。
【選択図】　　　　図２

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、水・冷媒・不凍液等のブラインの間で効率的に熱交換が行なえるようにした熱交換パイプ、およびそれを用いた熱交換器に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、水・冷媒・不凍液等のブラインの間で効率的に熱交換が行なえるようにしたものとして、特許文献１に示されている熱交換パイプがある。
【０００３】
【特許文献１】
特開２００１−２８０８６２号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、長手方向に凹状の溝が形成されたパイプは、比較的低圧であるものの何らかの異常時に高い圧力が加わると、少しの変形でも真円のパイプとの結合力が弱まり、真円のパイプが外れてしまい熱交換できなくなるという問題がある。そこで本発明は、上記従来の問題に鑑みて成されたものであり、その目的は、ブラインの圧力が高くても安定して密着状態が保たれ、良好な熱交換性能を得ることができる熱交換パイプおよび熱交換器を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項１ないし請求項６に記載の技術的手段を採用する。すなわち、請求項１に記載の発明では、第１ブラインが流通する第１ブラインパイプ（１３）と、第２ブラインが流通する第２ブラインパイプ（１６）とを密着させて成り、両ブライン間で熱交換させる熱交換パイプにおいて、両ブラインパイプ（１３、１６）を外方から取り囲んで両ブラインパイプ（１３、１６）の密着状態を保持する保持部材（１８、１８ａ）を設けたことを特徴とする。
【０００６】
これによれば、ブラインの圧力が高くなり両ブラインパイプ（１３、１６）が変形しようとしても保持部材（１８、１８ａ）で保持されることにより安定して密着状態が保たれ、良好な熱交換性能を得ることができる。
【０００７】
請求項２に記載の発明では、保持部材としてパイプ部材（１８）を用い、両ブラインパイプ（１３、１６）を外方から覆ったことを特徴とする。これによれば、ブラインの圧力が高くなり両ブラインパイプ（１３、１６）が変形しようとしてもパイプ部材（１８）で覆われていることにより安定して密着状態が保たれ、良好な熱交換性能を得ることができる。
【０００８】
請求項３に記載の発明では、両ブラインパイプ（１３、１６）とパイプ部材（１８）との間に、漏れ検知通路（１９）を形成したことを特徴とする。これによれば、両ブラインパイプ（１３、１６）のいずれかに腐食等の何らかの原因にて破損が生じ、いずれかのブラインが流出したとしても、外部に流出したり両ブラインが混合したりする前に漏れ検知通路（１９）に流出することにより、内部でのブライン漏れを容易に検知することができる。
【０００９】
請求項４に記載の発明では、保持部材としてクリップ部材（１８ａ）を用い、両ブラインパイプ（１３、１６）を外方から圧接させながら保持することを特徴とする。これによれば、ブラインの圧力が高くなり両ブラインパイプ（１３、１６）が変形しようとしてもクリップ部材（１８ａ）で圧接させながら保持されていることにより安定して密着状態が保たれ、良好な熱交換性能を得ることができる。
【００１０】
請求項５に記載の発明では、両ブラインパイプ（１３、１６）と保持部材（１８、１８ａ）とを、直接接触させたことを特徴とする。これによれば、両ブラインパイプ（１３、１６）間の密着面のみならず、保持部材（１８、１８ａ）を介しても熱伝達が行なわれるため良好な熱交換性能を得ることができる。
【００１１】
請求項６に記載の発明では、請求項１ないし請求項５のいずれかに記載の熱交換パイプを熱交換器に用いたことを特徴とする。これによれば、ブラインの圧力が高くなり両ブラインパイプ（１３、１６）が変形しようとしても保持部材（１８、１８ａ）で保持されることにより安定して密着状態が保たれ、安定して熱交換の行なえる熱交換器とすることができる。尚、上記各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示す一例である。
【００１２】
【発明の実施の形態】
（第１実施形態）
以下、本発明の第１実施形態を、図面に基づき説明する。図１は、本発明の一実施形態に係る給湯装置の構成模式図である。今日、熱交換器は種々の分野で利用されており、例えば給湯装置においては、冷媒と給湯水との熱交換に用いられている。このような、給湯装置は一般家庭等において風呂や洗面所への給湯装置として利用されたり、空調装置や床暖房装置の熱源発生用として利用されたりしている。
【００１３】
図１において、１０は給湯器本体部、２０は保温タンク部である。給湯器本体部１０は、冷凍回路により構成され、冷媒を圧縮する圧縮機１１、圧縮された冷媒を凝縮させる時の凝縮熱で給湯水を加熱する水熱交換器１２、凝縮した冷媒を減圧又は絞る減圧装置１３、冷媒を蒸発させる蒸発器１５等を有しており、これらが冷媒配管により環状に接続され、当該冷媒配管内を冷媒が循環するようになっている。
【００１４】
水熱交換器１２は本発明の要部であり、本発明の熱交換パイプを用いて冷媒と給湯水の熱交換を行なっている。図２は、本発明の第１実施形態における熱交換パイプの斜視図である。断面半円形の第１ブラインパイプ１３内の第１ブライン流路１３ａ内に上記冷凍回路の冷媒を流通させて、上記冷凍回路の凝縮器の働きを成している。同じく断面半円形の第２ブラインパイプ１６内の第２ブライン流路１６ａ内に上記給湯水を流通させている。
【００１５】
そして、第１ブラインパイプ１３と第２ブラインパイプ１６とを密着させて熱交換パイプが成り、本発明では、この両ブラインパイプ１３・１６の外方を、保持部材としてのパイプ部材１８で取り囲んでいる。このような熱交換パイプの製造方法として、パイプ部材１８の中に両ブラインパイプ１３・１６を挿入し、その後パイプ部材１８を引き抜き加工によって径を縮めることによって両ブラインパイプ１３・１６とパイプ部材１８との３部材を互いに密着させている。また、両ブラインパイプ１３・１６とパイプ部材１８との間には、漏れ検知通路１９となる空間を残している。
【００１６】
このような構成で、圧縮機１１で圧縮された冷媒は水熱交換器１２で給湯水と熱交換して凝縮し、減圧装置１４で減圧又は絞られて蒸発器１５に供給され、ここで蒸発して圧縮機１１に戻る。図１で、１７は水熱交換器１２に給湯水を循環させるポンプであり、水熱交換器１２で加熱された温水は、保温タンク２１によって保温貯蔵され、適宜蛇口に給湯される。
【００１７】
尚、両ブラインパイプ１３・１６の熱接触をより確実な構造にするために、半田やロウ材等を用いてこれらを接合する事も考えられるが、この場合には両ブラインパイプ１３・１６に穴が開いた場合に、冷媒と給湯水とが混じってしまう不都合があるので、本発明ではこのような接続手段を用いていない。以上説明したように、上記構成により両ブラインパイプ１３・１６は構造的に分離されているが常に密着しているため、熱交換パイプとして良好な熱伝達を行なうことが可能になる。
【００１８】
次に、本実施形態での特徴を説明する。第１ブラインが流通する第１ブラインパイプ１３と、第２ブラインが流通する第２ブラインパイプ１６とを密着させて成り、両ブライン間で熱交換させる熱交換パイプにおいて、両ブラインパイプ１３・１６を外方から取り囲んで両ブラインパイプ１３・１６の密着状態を保持する保持部材としてパイプ部材１８を設けている。
【００１９】
これによれば、ブラインの圧力が高くなり両ブラインパイプ１３・１６が変形しようとしてもパイプ部材１８で外方から覆われて保持されることにより安定して密着状態が保たれ、良好な熱交換性能を得ることができる。
【００２０】
また、両ブラインパイプ１３・１６とパイプ部材１８との間に、漏れ検知通路１９を形成している。これによれば、両ブラインパイプ１３・１６のいずれかに腐食等の何らかの原因にて破損が生じ、いずれかのブラインが流出したとしても、外部に流出したり両ブラインが混合したりする前に漏れ検知通路１９に流出することにより、内部でのブライン漏れを容易に検知することができる。
【００２１】
また、両ブラインパイプ１３・１６とパイプ部材１８とを、直接接触させている。これによれば、両ブラインパイプ１３・１６間の密着面のみならず、パイプ部材１８を介しても熱伝達が行なわれるため良好な熱交換性能を得ることができる。更に、上記の熱交換パイプを熱交換器に用いることにより、ブラインの圧力が高くなり両ブラインパイプ１３・１６が変形しようとしてもパイプ部材１８で保持されることにより安定して密着状態が保たれ、安定して熱交換の行なえる熱交換器とすることができる。
【００２２】
（第２実施形態）
次に、本発明の第１実施形態を、図面に基づき説明する。図４は本発明の第２実施形態における熱交換パイプの断面図である。上述の第１実施形態とは、保持部材をパイプ部材１８からクリップ部材１８ａとしている点のみ異なる。両ブラインパイプ１３・１６の外方に、ばね性のあるクリップ部材１８ａを嵌めて保持させている。
【００２３】
次に、本実施形態での特徴を説明する。保持部材としてクリップ部材１８ａを用い、両ブラインパイプ１３・１６を外方から圧接させながら保持している。これによれば、ブラインの圧力が高くなり両ブラインパイプ１３・１６が変形しようとしてもクリップ部材１８ａで圧接させながら保持されていることにより安定して密着状態が保たれ、良好な熱交換性能を得ることができる。
【００２４】
（その他の実施形態）
図３の（ａ）〜（ｅ）は、本発明のその他の実施形態における熱交換パイプの断面図である。本発明は上記構成に限定されるものではなく、例えば図３（ａ）〜（ｃ）に示すように、両ブラインパイプ１３・１６を複数設けるようにしても良いし、例えば図３（ｄ）・（ｅ）に示すように、パイプ部材１８を非円形のものとしても良い。
【００２５】
また、上記した実施形態では、図１に示すような給湯装置１０で発生した凝縮熱で給湯水を加熱する水熱交換器１２に本発明の熱交換パイプを用いることを前提に説明したが、本発明は、このような適用対象に限定を受けるものではなく、例えば冷凍装置をヒートポンプサイクルで運転して、水を上記蒸発器１５の熱で冷却するようにした冷蔵装置当に適用することも可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係る給湯装置の構成模式図である。
【図２】本発明の第１実施形態における熱交換パイプの斜視図である。
【図３】（ａ）〜（ｅ）は、本発明のその他の実施形態における熱交換パイプの断面図である。
【図４】本発明の第２実施形態における熱交換パイプの断面図である。
【符号の説明】
１３　第１ブラインパイプ
１６　第２ブラインパイプ
１８　パイプ部材（保持部材）
１８ａ　クリップ部材（保持部材）
１９　漏れ検知通路

Claims (6)

1. 第１ブラインが流通する第１ブラインパイプ（１３）と、第２ブラインが流通する第２ブラインパイプ（１６）とを密着させて成り、前記両ブライン間で熱交換させる熱交換パイプにおいて、
   前記両ブラインパイプ（１３、１６）を外方から取り囲んで前記両ブラインパイプ（１３、１６）の密着状態を保持する保持部材（１８、１８ａ）を設けたことを特徴とする熱交換パイプ。
2. 前記保持部材としてパイプ部材（１８）を用い、前記両ブラインパイプ（１３、１６）を外方から覆ったことを特徴とする請求項１に記載の熱交換パイプ。
3. 前記両ブラインパイプ（１３、１６）と前記パイプ部材（１８）との間に、漏れ検知通路（１９）を形成したことを特徴とする請求項２に記載の熱交換パイプ。
4. 前記保持部材としてクリップ部材（１８ａ）を用い、前記両ブラインパイプ（１３、１６）を外方から圧接させながら保持することを特徴とする請求項１に記載の熱交換パイプ。
5. 前記両ブラインパイプ（１３、１６）と前記保持部材（１８、１８ａ）とを、直接接触させたことを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれかに記載の熱交換パイプ。
6. 請求項１ないし請求項５のいずれかに記載の熱交換パイプを用いたことを特徴とする熱交換器。

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