JP2006078017A - Tube type heat exchanger and water heater with this - Google Patents
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- F28D7/10—Heat-exchange apparatus having stationary tubular conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall the conduits being arranged one within the other, e.g. concentrically
- F28D7/106—Heat-exchange apparatus having stationary tubular conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall the conduits being arranged one within the other, e.g. concentrically consisting of two coaxial conduits or modules of two coaxial conduits
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- F28F21/06—Constructions of heat-exchange apparatus characterised by the selection of particular materials of plastics material
- F28F21/062—Constructions of heat-exchange apparatus characterised by the selection of particular materials of plastics material the heat-exchange apparatus employing tubular conduits
Abstract
Description
本発明は、流体間で熱交換を行うことができるチューブ式熱交換器及びこれを備えた給湯器に関するものである。 The present invention relates to a tube heat exchanger capable of exchanging heat between fluids and a water heater provided with the same.
従来の熱交換器は、水などの流体を通すプラスチック性の外管を形成した後に、冷媒などの流体を通す可撓性のない金属管をプラスチック性の外管の中に挿入していた。そして、水などの流体と冷媒などの流体を分岐する分岐部分は、プラスチック性の外管と一体に形成していた(例えば、特許文献1参照)。 In a conventional heat exchanger, after forming a plastic outer tube through which a fluid such as water passes, a non-flexible metal tube through which a fluid such as a refrigerant passes is inserted into the plastic outer tube. And the branch part which branches fluids, such as water and fluids, such as a refrigerant | coolant, was integrally formed with the plastic outer tube | pipe (for example, refer patent document 1).
従来の熱交換器では、熱交換性能を向上させるために、限られた寸法の中で水などの流体を通すプラスチック性の外管の配管長を高温状態下でより長く形成するのが困難で、さらに可撓性がないプラスチック性の外管の中に冷媒などの流体を通す金属管を挿入するのが非常に困難であった。また、水などの流体と冷媒などの流体を分岐する分岐部分の水漏れに対する信頼性、耐圧強度を確保するのは容易ではなかった。 In conventional heat exchangers, in order to improve heat exchange performance, it is difficult to make the length of plastic outer pipes that allow fluids such as water to pass longer in a limited size under high temperature conditions. Furthermore, it has been very difficult to insert a metal tube through which a fluid such as a refrigerant passes into a plastic outer tube having no flexibility. Moreover, it is not easy to ensure the reliability and pressure resistance against water leakage at a branching portion that branches a fluid such as water and a fluid such as a refrigerant.
本発明は、上記のような課題を解決するためになされたもので、熱交換性能向上のために、限られた寸法の中において熱交換のための配管長をより長くでき、しかも安価で高性能のチューブ式熱交換器及びこれを備えた給湯器を得ることを目的とする。
また、水などの流体と冷媒などの流体を分岐する分岐部分の水漏れに対する信頼性を高め、耐圧強度を確保した安価で高性能なチューブ式熱交換器及びこれを備えた給湯器を得ることを目的とする。
The present invention has been made to solve the above-described problems, and in order to improve heat exchange performance, the pipe length for heat exchange can be made longer in a limited size, and it is inexpensive and expensive. It aims at obtaining the tube type heat exchanger of performance, and a water heater provided with the same.
In addition, to obtain a low-cost and high-performance tube heat exchanger that has improved reliability against water leakage at a branching portion that branches a fluid such as water and a fluid such as a refrigerant, and has a pressure resistance strength, and a water heater provided with the same. With the goal.
本発明に係るチューブ式熱交換器は、可撓性を有する外管チューブと、該外管チューブ内にその軸方向に沿って挿入され該外管チューブ内壁との間に隙間を形成した金属内管と、前記外管チューブと金属内管とから構成された配管部材の両端部に取り付けられ該外管チューブと金属内管それぞれに別個の流体を導入または排出させる分岐部材とからなるものである。 The tube-type heat exchanger according to the present invention includes a metal inner tube having a gap between a flexible outer tube and an inner wall of the outer tube that is inserted along the axial direction of the outer tube. A pipe and a branch member attached to both ends of the pipe member composed of the outer tube and the metal inner tube to introduce or discharge separate fluids to and from the outer tube and the metal inner tube, respectively. .
本発明に係るチューブ式熱交換器は、限られたスペースの中でより長い熱交換のための配管長が得られ、また、冷媒などの流体が流れる金属内管の外壁に水などの流体が直接接して流れるようにしたので、高効率で最大の熱伝導効果が得られる。また、水などの流体を通す外管チューブに冷媒などの流体を通す金属内管を挿入するだけでよいので、ロウ付けが不要となり、軽量かつ安価となる。 The tube-type heat exchanger according to the present invention has a longer pipe length for heat exchange in a limited space, and fluid such as water flows on the outer wall of the metal inner tube through which fluid such as refrigerant flows. Since it is made to flow directly in contact, the maximum heat conduction effect can be obtained with high efficiency. Further, since it is only necessary to insert a metal inner pipe through which a fluid such as a refrigerant passes into an outer pipe tube through which a fluid such as water passes, brazing becomes unnecessary, and the weight and cost are reduced.
実施の形態1.
図1は本発明の実施の形態1に係るチューブ式熱交換器の全体図、図2は図1に示す配管部のX−X断面図、図3は図1に示す分岐部材の断面図である。図1、図2に示すように、チューブ式熱交換器は、配管部材Aとその両端部に取り付けられた分岐部材Bとによって構成されている。配管部材Aは、金属以外のシリコン、フッ素系または樹脂などを用いた可撓性のある外管チューブ1の中に、銅管のような金属内管10が内挿されており、外管チューブ1の内側と金属内管10の外側との間に水などの第2流体を通す外側流路2が形成され、金属内管10内には冷媒などの第1流体を通す内側流路11が形成されている。
1 is an overall view of a tube heat exchanger according to
金属内管10の外周壁には金属製の漏洩検知管13が設けられており、漏洩検知管13
には断面ほぼコ字状をなす漏洩検知用の隙間部12が、その開口部を内壁側に開口した状態で、内壁の周方向に沿って一定の間隔でしかも漏洩検知管13の軸方向にほぼ平行になるようにして設けられている。こうして、金属内管10と漏洩検知管13とによって二重構造の漏洩検知付金属内管14を形成し、内側流路11を流れる第1流体と外側流路2を流れる第2流体とが混在することを防止している。
A metal
The
チューブ式熱交換器の両端部に位置する分岐部材Bは、それぞれ、内側流路11を流れる第1流体と外側流路2を流れる第2流体とを分離した状態で配管部材Aに導入または配管部材Aから排出するもので、図3に示すように、外管チューブ1及び漏洩検知付金属内管14をそれぞれ係止する筒状の分岐本体20と、外管チューブ1を分岐本体20に固定する外管固定ナット21と、漏洩検知付金属内管14を分岐本体20に固定する金属内管パッキン22と、金属内管パッキン22を介して漏洩検知付金属内管14を固定するパッキン固定ナット23と、分岐本体20に取り付けられ外管チューブ1と連通する断面L字状の分岐管24とによって構成されている。
The branch members B located at both ends of the tube heat exchanger are introduced into the pipe member A or piped in a state where the first fluid flowing in the
分岐部材Bの構造を詳述すると、分岐本体20は、外管チューブ1の内径よりもやや縮径された内径を有する円柱状の通路20aと、側壁に開口されて通路20aに連通し分岐管24を取り付ける分岐孔20bとを有し、外管チューブ1の内壁端部を係止するための段差を有する外管係止部20cと、分岐孔20bの端部側(分岐孔20bを介して外管チューブ1の取り付け位置と反対側)に位置し漏洩検知付金属内管14の外径よりもやや拡径された内径を有して内側流路11の中心部側に突設する内側突設部20dとによって構成されている。
The structure of the branch member B will be described in detail. The
分岐本体20の外管係止部20cには、外管係止部20cに差し込んで係止する外管チューブ1をその外壁側より締め付けて固定する外管固定ナット21が取り付けられ、内側突設部22dの端部側には分岐本体20の通路20aに沿って挿入された漏洩検知付金属内管14を固定するための内管パッキン22が設けられ、さらに分岐本体20の端部には中央に漏洩検知付金属内管14を貫通する貫通孔23aを備えたパッキン固定ナット23が取り付けられ、内管パッキン22を介して漏洩検知付金属内管14を固定している。
上記のように構成したチューブ式熱交換器は、給湯器などに接続して使用される。
An outer
The tube heat exchanger configured as described above is used by being connected to a water heater or the like.
上記のように構成した実施の形態1の作用を説明する。チューブ式熱交換器の分岐部材Bのうち、配管部材Aの第1の端部側(図1の上側)に位置する分岐部材Bの分岐管24から配管部材Aの外側流路2にイ方向より流入した第2流体である水は、配管部材Aの外側流路2を通って配管部材Aの第2の端部側(図1の下側)に位置する分岐部材Bの分岐管24からロ方向に排出される。
The operation of the first embodiment configured as described above will be described. Among the branching members B of the tube heat exchanger, the
一方、チューブ式熱交換器の配管部材Aの第2の端部側(図1の下側)に位置する分岐部材Bから配管部材Aの内側流路11にハ方向より流入した第1流体である冷媒は、配管部材Aの内側流路11を通って配管部材Aの第1の端部(図1の上側)に位置する分岐部材Bの分岐管24からニ方向に排出される。こうして、図3に示す分岐部材Bによって、水と冷媒とが容易に分離した状態でチューブ式熱交換器内を反対方向に流れ、外側流路2を流れる水と内側流路11を流れる冷媒とは対向流となる。
なお、金属内管10が破損して漏れが生じた場合などには、漏れ出た水若しくは冷媒は漏洩検知管13の隙間部12に入り込み、水と冷媒が混在することはない。
On the other hand, the first fluid that flows from the branching member B located on the second end side (lower side in FIG. 1) of the piping member A of the tube heat exchanger into the
In addition, when the metal
実施の形態1によれば、漏洩検知付金属内管14の周壁すべてに外側流路2を流れる第2流体が直接接触するようにしてあるので、第1流体との間で最大限の熱伝導を得ることができる。また、外管チューブ1の材質に断熱性のあるものを用いれば、外管チューブ1の内壁に漏洩検知付金属内管14が接触しても、熱伝導ロスを抑えることができる。さらに、外管チューブ1同士が互いに接触しても熱伝導ロスを抑えることができるので、配管経路、熱交換器形状に自由度が生じ、小型密集化することが可能となる。
According to the first embodiment, since the second fluid flowing through the
また、外管チューブ1の中に漏洩検知付金属内管14を挿入しただけなので、ロウ付、ロウ接、かしめ等の製造工程が不要となる。さらに、外管チューブ1及び漏洩検知付金属内管14は、挫屈が起きない曲げ半径内において、トラック状に巻いたり、螺旋状に巻いたりするなど、自由な取り回しの加工をすることが可能である。また、漏洩検知付金属内管14は、漏洩検知付の構造のため、隙間部12を構成する空間により、第1流体と第2流体が混在することを防ぐことができる。さらに、分岐部材Bを用いたので、ロウ付け、ロウ接、かしめ等の製造工程なしで、第1流体と第2流体を容易かつ確実に分離することができる。
Further, since only the metal
実施の形態2.
図4は本発明の実施の形態2に係るチューブ式熱交換器の断面図である。実施の形態1では、外管チューブ1の中に金属内管10を1本だけ挿入してあるが、本実施の形態2では外管チューブ2の中に金属内管10を複数本挿入したものである。
熱交換量や寸法制限を必要とするような場合に、第1流体及び第2流体の必要流量から最適な断面積になるように、外管チューブ1の内径や、金属内管10の外径、本数等を設定する。
その他の構成、作用は、実施の形態1に示した場合と実質的に同様なので説明を省略する。
FIG. 4 is a cross-sectional view of a tube heat exchanger according to
The inner diameter of the
Other configurations and operations are substantially the same as those shown in the first embodiment, and a description thereof will be omitted.
実施の形態2によれば、金属内管10を外管チューブ1の中に複数本例えば3本挿入して伝熱面積が増加するようにしたので、より大きい熱交換を得ることができる。また、外管チューブ1を曲げた場合でもチューブ変形を抑え、第2流体の流路を確保することが可能となる。
According to the second embodiment, since a plurality of, for example, three metal
実施の形態3.
図5は本発明の実施の形態3に係るチューブ式熱交換器の配管部材Aの接続部分の縦断面図である。実施の形態1では、外管チューブ1を同じ材質で構成したが、本実施の形態3では、外管チューブ1の各経路において異なる材質のものを組み合わせて構成したものである。図5に示すように、配管部材Aの接続部分は、耐熱仕様が必要な第1の外管チューブ1aと耐熱仕様が不要な第2の外管チューブ1bとを、接続部材Cによって接続している。すなわち、第2流体の温度仕様を踏まえて第1の外管チューブ1aの材質仕様を最適選定し、温度が低い配管部では耐熱仕様が不要な第2の外管チューブ1bのように温度仕様が異なる材質のものを使用する。
Embodiment 3 FIG.
FIG. 5 is a longitudinal cross-sectional view of a connection portion of the piping member A of the tube heat exchanger according to Embodiment 3 of the present invention. In the first embodiment, the
接続部材Cはほぼ円筒状をなし、接続本体30の外周両端部には外管チューブ1a,1bの内壁端部を係止するための段差を備えた係止部31が設けられ、また、係止部31の内側外周にはおねじ32が設けられており、このおねじ32には係止部31に差し込まれて係止する外管チューブ1a,1bの外壁端部を外側より締め付けて固定する外管チューブ固定ナット32,33が螺合されている。
その他の構成、作用は実施の形態1で示した場合と実質的に同様なので説明を省略する。
The connecting member C has a substantially cylindrical shape, and a locking
Other configurations and operations are substantially the same as those in the case of the first embodiment, and thus description thereof is omitted.
実施の形態3によれば、第2流体用の外管チューブ1a,1b2の材質仕様を第2流体の温度仕様を踏まえて最適選定すれば、必要以上に高価な材質を使用することなく、コストを安価に抑えることができる。 According to the third embodiment, if the material specification of the outer tube 1a, 1b2 for the second fluid is optimally selected based on the temperature specification of the second fluid, the cost can be reduced without using an unnecessarily expensive material. Can be kept inexpensive.
1 外管チューブ、10 金属内管、12 隙間部、13 漏洩検知管、14 漏洩検知付金属内管、20 分岐本体、20b 分岐孔、21 外管固定ナット、22 内管パッキン、23 パッキン固定ナット、24 分岐管、A 配管部材、B 分岐部材、C 接続部材。
DESCRIPTION OF
Claims (6)
A hot water heater comprising the tube heat exchanger according to claim 1.
Priority Applications (1)
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JP2004260084A JP2006078017A (en) | 2004-09-07 | 2004-09-07 | Tube type heat exchanger and water heater with this |
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Publications (1)
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ID=36157621
Family Applications (1)
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JP2004260084A Withdrawn JP2006078017A (en) | 2004-09-07 | 2004-09-07 | Tube type heat exchanger and water heater with this |
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-
2004
- 2004-09-07 JP JP2004260084A patent/JP2006078017A/en not_active Withdrawn
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