JP2005083730A

JP2005083730A - パイプ式熱交換器

Info

Publication number: JP2005083730A
Application number: JP2003358481A
Authority: JP
Inventors: Masahisa Uenishi; 正久上西
Original assignee: Atago Seisakusho Co Ltd
Current assignee: Atago Seisakusho Co Ltd
Priority date: 2003-09-10
Filing date: 2003-09-10
Publication date: 2005-03-31

Abstract

【課題】吸熱管１２の外周に、小径の冷媒管１４を軸方向に沿って所定の間隔で複数本密着させたパイプ式熱交換器において、吸熱管１２の外周に冷媒管１４を確実に密着することができるパイプ式熱交換器を提案する。
【解決手段】薄肉の外周管２０内に吸熱管１２及び冷媒管１４を挿通し、冷媒管１４の間隔位置で外周管２０を吸熱管１２に当接するように塑性加工することで、吸熱管１２及び冷媒管１４を包む外皮１８を形成する。
【選択図】図２

Description

この発明は、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（凝縮器）で、吸熱管の外周に複数本の冷媒管を密着させた構造のパイプ式熱交換器に関するものである。

冷媒を用いた熱交換器は、高圧のガス冷媒が流通する一次側と、被加熱流体の水が流通する二次側とで熱交換するように構成され、高圧冷媒に対する耐圧構造が求められる。かかる熱交換器の構造として、水が流通する吸熱管の外周に、冷媒が流通する小径管を軸方向に沿って所定の間隔で複数本密着させたパイプ式熱交換器があり、これは、冷媒通路として小径の管体（冷媒管）を用いることで耐圧性を確保したものである。

このようなパイプ式熱交換器において、吸熱管と冷媒管の密着手段としては、機械的外力による押圧方法や、吸熱管の外壁に形成した溝列に冷媒管を圧入する方法が用いられているが、密着不良が生じ易く、機械的強度にも欠けるものであった。

この発明は、これらの課題を解決することを目的とするもので、吸熱管の外周に冷媒管を確実に密着させることができるとともに、作業性、生産性に優れたパイプ式熱交換器の新規構造を提案するものである。また、機械的強度とフレキシビリティを備え、組み込む装置や機器の設置スペースに応じて自由な形状に成形可能なパイプ式熱交換器を提案することを目的とするものである。

こうした課題を解決するため、この発明のパイプ式熱交換器は、吸熱管１２の外周に、小径の冷媒管１４を軸方向に沿って所定の間隔で複数本密着させたパイプ式熱交換器において、薄肉の外周管２０内に吸熱管１２及び冷媒管１４を挿通し、冷媒管１４の間隔位置で外周管２０を吸熱管１２に当接するように塑性加工することで、吸熱管１２及び冷媒管１４を包む外皮１８を形成したことを特徴とするものである。

また、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それぞれの密着面を接合するものである。

この発明のパイプ式熱交換器は、冷媒管１４の間隔位置で外周管２０を吸熱管１２に当接するように塑性加工し、吸熱管１２及び冷媒管１４を包む外皮１８を形成したので、吸熱管１２の外周に冷媒管１４を確実に密着することができる。また、このようにして製作したパイプ式熱交換器は、機械的強度にフレキシビリティを備え、組み込む装置や機器の設置スペースに応じて曲げ加工することで、自由な形状に成形可能である。

また、塑性加工であるから作業性、生産性に優れ、外皮１８が吸熱管１２と冷媒管１４との熱伝導を助け、熱効率に優れるとともに、吸熱管１２と外皮１８との間に生じる間隙１７は、管の損傷による万一の流体漏れ（水、冷媒）の場合に、これらを外部に排出する漏水路として機能し、安全性にも優れるものである。

また、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、それぞれの密着面を堅固に接合することができる。

図面に、この発明のパイプ式熱交換器の具体的な実施例を示す。図に示すパイプ式熱交換器１０は、水が流通する吸熱管１２の外周に、小径の冷媒管１４を軸方向に沿って１２０度の間隔で３本密着させ、所定の全長に形成されている。吸熱管１２の両端に接続継手１３、同じく冷媒管１４の両端に接続継手１５が設けられ、冷媒管１４は接続継手１５から分岐されている。図２の断面図に示すように、吸熱管１２及び冷媒管１４に密着した状態でこれらを包む外皮１８が形成され、吸熱管１２と外皮１８との間には間隙１７が形成され、間隙１７は、管の損傷による万一の流体漏れの場合に、これらを外部に排出する漏水路として機能する。このパイプ式熱交換器１０は、機器に組み込む場合に、図１矢印で示すように、水の流通方向と冷媒の流通方向がクロスするように配管される。

次に、このパイプ式熱交換器１０の製作工程を説明すると、図３に示すように、薄肉の外周管２０内に、吸熱管１２及びその外周に冷媒管１４を１２０度の間隔で３本当接させて挿通し、外周管２０の両端から吸熱管１２及び冷媒管１４の端部を導出させた状態で組み立てる。

次に、冷媒管１４の間隔位置に対応し、ラジアル方向に１２０度間隔で３個のローラー２２を配置した加工装置を用い、ローラー２２を回転させながら組立品を直線方向へスライドさせ、ローラー２２に外周管２０を当接させて内方向へ押圧する。こうして冷媒管１４の間隔位置の外周管２０が吸熱管１２に当接するように塑性加工され、吸熱管１２及び冷媒管１４を包む外皮１８が形成され、吸熱管１２の外周に冷媒管１４が確実に密着される。図４及び図５は加工装置を用いた塑性加工の説明図で、ローラー２２の形状は図４に示すように形成されている。

このパイプ式熱交換器１０は、吸熱管１２、冷媒管１４、外周管２０を所定寸法の銅（又は銅合金）管を用い、所定位置にろう材を設置して組み立て、組立品を電気炉に投入してろう付して製作することができる。図６に適宜の箇所にろう棒２４（図中ハッチングで示す）を設置して組み立てた状態を示す。電気炉内で溶融したろうは毛細管現象でそれぞれの間隙内に侵入し、吸熱管１２と冷媒管１４、吸熱管１２と外皮１８、冷媒管１４と外皮１８のそれぞれの密着面が堅固に接合される。なお、ろう棒２４に代わってろう箔を用い、それぞれの密着面でろう箔を挟んで組み立ててもよい。

このようにして製作したパイプ式熱交換器１０は機械的強度とフレキシビリティを備え、組み込む装置や機器の設置スペースに応じて曲げ加工することで、自由な形状に成形可能である。図７及び図８に具体的な成形例を示す。図７は、長尺のパイプ式熱交換器１０を円柱状に曲げ畳んでコンパクト化したものである。図８は、障害物等により設置スペースが限られる場合に、これに応じてコの字状に折り曲げて扁平に形成したものである。

この発明の実施例で側面図。図１中Ａ−Ａで切断した拡大断面図。製作工程を示す説明図で、組み立てた状態の正面図。塑性加工の説明図で、要部の正面図。塑性加工の説明図で、要部の側面図。ろう材を設置した状態の正面図。成形例を示す斜視図。他の成形例を示す斜視図。

符号の説明

１２吸熱管
１４冷煤管
２０外周管
１８外皮

Claims

吸熱管１２の外周に、小径の冷媒管１４を軸方向に沿って所定の間隔で複数本密着させたパイプ式熱交換器において、
薄肉の外周管２０内に吸熱管１２及び冷媒管１４を挿通し、冷媒管１４の間隔位置で外周管２０を吸熱管１２に当接するように塑性加工することで、吸熱管１２及び冷媒管１４を包む外皮１８を形成したことを特徴とするパイプ式熱交換器。
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それぞれの密着面を接合した請求項１に記載のパイプ式熱交換器。