JP2005127684A - Double tube type heat exchanger - Google Patents
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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。 The present invention relates to a double-tube heat exchanger that exchanges heat between a fluid that passes through an inner tube and flows through the inner tube and a fluid that flows between the inner tube and the outer tube. In particular, the present invention relates to a double-pipe heat exchanger applied to a heat pump type water heater or a heater using a refrigerant.
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。 Double pipe heat exchange with two pipes (outer pipe, inner pipe) with different diameters and inner pipe inserted into the outer pipe as a heat exchanger built into a heat pump water heater or heater using refrigerant There is a vessel. This is a system in which a high-temperature and high-pressure refrigerant flows through the inner pipe, and the water flowing between the inner pipe and the outer pipe is heated to supply hot water.
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。 In the double-tube heat exchanger having such a configuration, in order to obtain a predetermined hot water supply capacity, the heat transfer area must be increased, resulting in an extremely long double tube. For this reason, in order to be incorporated in the device, it has been necessary to bend or toggle and form it into a predetermined outer shape, which makes it difficult to make it compact. In addition, since the pressure loss of the fluid (refrigerant, water) increases as the overall length becomes longer, a large-diameter tube must be used, and the small-diameter tube has excellent pressure resistance against high-pressure refrigerant. Could not be used.
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。 The problem to be solved by the present invention is to make it possible to use a small-diameter pipe by greatly reducing the pressure loss of the fluid, and to make a double-pipe heat exchange that is extremely compact and easy to install in equipment. Is to provide a vessel.
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。 In order to solve these problems, the double-tube heat exchanger of the present invention includes an
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。 Further, the present invention is particularly applicable to a double-pipe heat exchanger using a refrigerant in which a high-temperature and high-pressure refrigerant flows through the
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。 The double-tube heat exchanger of the present invention is manufactured by forming the constituent members using copper or a copper alloy and brazing them with an electric furnace.
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。 In the double pipe heat exchanger of the present invention, a plurality of
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。 In addition, by using a small-diameter pipe excellent in pressure resistance, it is particularly applicable to a double-pipe heat exchanger using a refrigerant in which a high-temperature and high-pressure refrigerant circulates in the
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。The drawing shows a specific embodiment of the double tube heat exchanger of the present invention.
1 and 2 show the first embodiment, using two copper pipes (
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。 This double-pipe heat exchanger is manufactured by installing brazing material in a predetermined position, putting the assembly into an electric furnace, and brazing each joint, and it is a flat shape with a total length of several tens of centimeters to several meters Formed. It can be formed into a shape according to the installation space of the device to be incorporated, such as being bent in the middle to be formed into an L shape and then bent at both ends to be formed into a U shape.
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。 FIG. 3 shows another embodiment of the double-pipe heat exchanger according to the present invention. The double pipe heat exchanger of this example joins the
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。 FIG. 4 shows still another embodiment of the double tube heat exchanger of the present invention. In the double-tube heat exchanger of this example, one
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10
Claims (3)
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。Double tube heat exchange in which the inner tube 15 is inserted into the outer tube 12 and heat is exchanged between the fluid flowing through the inner tube 15 and the fluid flowing between the inner tube 15 and the outer tube 12. In the vessel
A plurality of the double pipes 10 having the inner pipe 15 inserted in the outer pipe 12 are juxtaposed in parallel. At the end, the inner header pipe 20 is joined to allow the outer pipe 12 to communicate, and the inner header pipe 20 is penetrated. A double pipe heat exchanger characterized in that the inner pipe 15 is joined to and communicated with the outer header pipe 22.
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