JP2007101041A - Water heat exchanger - Google Patents

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JP2007101041A
JP2007101041A JP2005290691A JP2005290691A JP2007101041A JP 2007101041 A JP2007101041 A JP 2007101041A JP 2005290691 A JP2005290691 A JP 2005290691A JP 2005290691 A JP2005290691 A JP 2005290691A JP 2007101041 A JP2007101041 A JP 2007101041A
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Naoe Sasaki
直栄 佐々木
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Sumitomo Light Metal Industries Ltd
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a compact easy-to-manufacture carbon dioxide refrigerant-water heat exchanger with a comparatively simple structure improving heat exchange performance by increasing a heat transfer surface area without elongating a tube length. <P>SOLUTION: A cylindrical part 13 is provided by using four inner tubes 12a, 12b, 12c, 12d provided with hairpin shaped parts 32a-32d by bending middle portions in a length direction 180 degrees, and by arranging the inner tubes 12a-12d such that straight parts are in close contact with each other on the same circumference. In a cylindrical inner tube group 11, gaps 20 are formed between adjacent hairpin shaped parts 32a-32d by arranging the hairpin shaped parts 32a-32d such that they are respectively deviated in axial directions, and the cylindrical inner tube group 11 is housed in an outer tube 14 with a large diameter and one end 16 sealed, to compose the water heat exchanger 10. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、熱交換媒体と水との間で熱交換を行う水熱交換器に係り、中でも、炭酸ガスを主成分とする冷媒と水とを熱交換するための水熱交換器に関するものである。   The present invention relates to a water heat exchanger for exchanging heat between a heat exchange medium and water, and more particularly to a water heat exchanger for exchanging heat between a refrigerant mainly composed of carbon dioxide gas and water. is there.

従来から、給湯器用の熱交換器として、例えば、外管の内部に内管を配置した二重管式の伝熱管を用いて、内管内に水を流通させる一方、内管と外管との間の間隙に、冷媒を対向流となるように流すことにより、水と冷媒との間で熱交換を行うようにした水熱交換器が、各種用いられてきている。   Conventionally, as a heat exchanger for a hot water heater, for example, a double-tube heat transfer tube in which an inner tube is arranged inside an outer tube is used to circulate water in the inner tube, while the inner tube and the outer tube Various types of water heat exchangers have been used in which heat is exchanged between water and the refrigerant by causing the refrigerant to flow in a counterflow in the gap therebetween.

そして、そのような水熱交換器で用いられる熱交換媒体(冷媒)としては、従来のフロン系冷媒に代えて、オゾン層保護や地球温暖化防止の観点から、温暖化係数の低い自然冷媒が注目されてきており、近年、この自然冷媒を利用した熱交換器(ヒートポンプ)の開発が行われている。また、そのような自然冷媒の中でも、特に、炭酸ガスを用いた場合にあっては、高温高圧のガス条件が得られることから、単段の熱交換器だけで75℃〜90℃まで加熱できるという特徴を有しており、特に注目されている。   As a heat exchange medium (refrigerant) used in such a water heat exchanger, a natural refrigerant having a low global warming coefficient is used in place of the conventional chlorofluorocarbon refrigerant from the viewpoint of ozone layer protection and global warming prevention. In recent years, heat exchangers (heat pumps) using this natural refrigerant have been developed. Further, among such natural refrigerants, particularly when carbon dioxide is used, gas conditions of high temperature and high pressure can be obtained, so that it can be heated to 75 ° C. to 90 ° C. only with a single stage heat exchanger. It has a special feature and is attracting particular attention.

ところで、このような炭酸ガスを主成分とする冷媒と水との間で熱交換を行う方式の熱交換器としては、特許文献1〜4に示すように、各種のものが提案されているが、その熱交換効率を高めるためには、例えば、特開2003−214778号公報(特許文献1)においては、内部に被熱交換液が流れる第1熱交換パイプの周壁に、その軸方向に沿って窪み部を形成し、その窪み部内に、内部に所定の熱媒体が流される第2熱交換パイプを配設し、それら第1熱交換パイプと第2熱交換パイプをロウ付けして、一体化することにより、両者間に隙間が生じることなく、第2熱交換パイプ内を流れる熱媒体の熱が、ロウ材を介して、第1熱交換パイプ内を流れる被熱交換液に効率よく伝達されて、熱交換されるようにするものが、明らかにされている。   By the way, as shown in Patent Documents 1 to 4, various types of heat exchangers that exchange heat between the refrigerant mainly composed of carbon dioxide and water are proposed. In order to increase the heat exchange efficiency, for example, in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2003-214778 (Patent Document 1), along the axial direction of the peripheral wall of the first heat exchange pipe through which the heat exchange liquid flows. A second heat exchange pipe through which a predetermined heat medium flows is disposed, and the first heat exchange pipe and the second heat exchange pipe are brazed and integrated. As a result, the heat of the heat medium flowing in the second heat exchange pipe is efficiently transferred to the heat exchange liquid flowing in the first heat exchange pipe via the brazing material without causing a gap between them. It is clear that what is being heat exchanged To have.

しかしながら、それらの熱交換器、例えば特許文献1に開示のものにあっては、比較的簡単な構造とされているため、熱交換器の大きさをコンパクト化し易いものの、熱媒体としての冷媒が流通せしめられる第2熱交換パイプと、被熱交換液である水が流通せしめられる第1熱交換パイプとの接触面積が、充分ではなく、また、冷媒が流通せしめられる第2熱交換パイプが外部に露呈しているために、かかるパイプからの熱の放散が大きくなって、熱交換率が低下してしまう等という問題点を内在するものであった。また、かかる第1熱交換パイプと第2熱交換パイプとの接触部分を、ロウ付けにて接合しているために、製造に手間がかかり、生産性が低下してしまう恐れもあったのである。   However, those heat exchangers, for example, those disclosed in Patent Document 1, have a relatively simple structure, so that the size of the heat exchanger can be easily reduced, but the refrigerant as the heat medium is The contact area between the second heat exchange pipe that circulates and the first heat exchange pipe that circulates the water that is the heat exchange liquid is not sufficient, and the second heat exchange pipe that allows the refrigerant to circulate is external. Therefore, the heat dissipation from the pipe is increased and the heat exchange rate is lowered. In addition, since the contact portion between the first heat exchange pipe and the second heat exchange pipe is joined by brazing, it takes time to manufacture and there is a possibility that productivity may be reduced. .

また、内管を外管内に同心状に挿入し、その内管内を水の流路とする一方、内管と外管との間の空間を冷媒の流路とした二重管式の熱交換器にあっては、その熱交換性能を向上させようとすると、内管の内外面に螺旋溝やフィン等を設けて伝熱面積を拡大せしめる方法が採用されることとなるが、そのような手法による性能向上には限度があり、このため大幅な性能向上のためには管長を長くする必要があり、その結果、熱交換器のコンパクト性を犠牲にせざるを得ないといった問題を内在するものであった。   In addition, the inner tube is inserted concentrically into the outer tube, and the inner tube is used as a water flow path, while the space between the inner tube and the outer pipe is used as a refrigerant flow path. In order to improve the heat exchange performance of the vessel, a method of expanding the heat transfer area by providing spiral grooves and fins on the inner and outer surfaces of the inner tube will be adopted. There is a limit to the performance improvement by the method, so it is necessary to lengthen the tube length for a significant performance improvement, and as a result, the problem that the compactness of the heat exchanger must be sacrificed Met.

さらに、特許文献2に開示されているもののように、伝熱促進体の介設によって流路長さや流速を増大させ、さらに乱流化によって熱交換性能の向上を図ったり、或いは特許文献3,4に明らかにされているものでは、平板を捻って形成したねじれテープによって旋回流を形成したり、多数本の微細な冷媒チューブを用いて冷媒と冷媒チューブの接触面積を増大させる効果を狙っているものの、それらは、冷媒と熱交換せしめられる水との接触面積が充分ではないために、冷媒から水への熱交換性能の向上が充分に発揮されないといった問題を内在するものであった。   Furthermore, like what is disclosed in Patent Document 2, the flow length and flow velocity are increased by the provision of a heat transfer promoting body, and further heat exchange performance is improved by turbulence, or Patent Document 3, 4 reveals the effect of forming a swirling flow by a twisted tape formed by twisting a flat plate or increasing the contact area between the refrigerant and the refrigerant tube using a large number of fine refrigerant tubes. However, they have a problem that the heat exchange performance from the refrigerant to water is not sufficiently improved because the contact area between the refrigerant and the water to be heat exchanged is not sufficient.

特開2003−214778号公報JP 2003-214778 A 特開2001−201275号公報JP 2001-201275 A 特開2004−257691号公報Japanese Patent Application Laid-Open No. 2004-257691 特開2002−122390号公報JP 2002-122390 A

ここにおいて、本発明は、かかる事情を背景にして為されたものであって、その解決課題とするところは、管長を長くすることなく伝熱面積を増大させることによって、熱交換性能を向上させると共に、比較的簡単な構造で、製作し易い水熱交換器、特にCO2 水熱交換器を提供することにある。 Here, the present invention has been made in the background of such circumstances, and the problem to be solved is to improve the heat exchange performance by increasing the heat transfer area without increasing the tube length. Another object of the present invention is to provide a water heat exchanger, particularly a CO 2 water heat exchanger, which is easy to manufacture with a relatively simple structure.

そして、本発明にあっては、上記した課題の解決のために、一端が閉塞されて、内部に熱交換されるべき水が流通せしめられる太径の外管と、中間部位がヘアピン形状とされて、一端側から導入された熱交換媒体がその流れの方向を180°変換して他端側に導かれるようにした細径の内管の複数を組み合わせて構成され、前記外管内において、各内管のヘアピン形状部位が該外管の閉塞端側に位置せしめられる筒状内管群とを含み、且つ該筒状内管群が、各内管のストレート部を同一円周上に密接して配列することによって形成される筒状部を有していると共に、該筒状内管群の先端部においては、各内管のヘアピン形状部位間に間隙が形成されて、該筒状内管群の内外が連通され、該間隙を通じて、前記熱交換されるべき水が前記外管内において該筒状内管群の外側と内側の一方から他方に流通せしめられるようになっていることを特徴とする水熱交換器を、その要旨とするものである。   In the present invention, in order to solve the above-described problems, one end is closed, a large-diameter outer tube through which water to be heat exchanged is circulated, and an intermediate portion is formed into a hairpin shape. The heat exchange medium introduced from one end side is configured by combining a plurality of small inner pipes that are guided to the other end side by changing the flow direction by 180 °. A cylindrical inner tube group in which the hairpin-shaped portion of the inner tube is positioned on the closed end side of the outer tube, and the cylindrical inner tube group closely contacts the straight portion of each inner tube on the same circumference. And at the tip of the cylindrical inner tube group, a gap is formed between the hairpin-shaped portions of the inner tubes, and the cylindrical inner tubes The inside and outside of the group are communicated, and the water to be heat exchanged is passed through the gap inside the outer pipe. The water heat exchanger, characterized in that is adapted to be caused to flow from one to the other of the outer and inner Oite cylindrical inner tube group is for its gist.

また、本発明に従う水熱交換器の望ましい態様の一つによれば、前記筒状内管群を構成する各内管のヘアピン形状部位が前記筒状部の軸方向において偏位させられることによって、前記間隙を形成している一方、別の望ましい態様の一つによれば、前記筒状内管群の筒状部を構成する各内管のストレート部が、前記熱交換媒体の入側のストレート部と出側のストレート部が周方向において交互に位置するように、配列されている。   Moreover, according to one of the desirable aspects of the water heat exchanger according to the present invention, the hairpin-shaped portion of each inner tube constituting the cylindrical inner tube group is displaced in the axial direction of the cylindrical portion. According to one of the other desirable embodiments, the straight portion of each inner tube constituting the cylindrical portion of the cylindrical inner tube group is formed on the inlet side of the heat exchange medium. The straight portions and the straight portions on the exit side are arranged so as to be alternately located in the circumferential direction.

さらに、本発明に従う水熱交換器の好ましい態様の一つによれば、前記熱交換されるべき水が、前記外管内において、前記筒状内管群の外側から内側に流通せしめられるように構成されている。   Furthermore, according to one of the preferable aspects of the water heat exchanger according to the present invention, the water to be heat-exchanged is configured to flow from the outside to the inside of the cylindrical inner tube group in the outer tube. Has been.

更にまた、本発明の別の好ましい態様の一つによれば、前記熱交換媒体として、炭酸ガスを主体とする冷媒が用いられることとなる。   Furthermore, according to another preferable aspect of the present invention, a refrigerant mainly composed of carbon dioxide gas is used as the heat exchange medium.

このように、本発明に従う水熱交換器によれば、ヘアピン形状とされた細径の内管の複数を組み合わせて、隣接する内管のストレート部の外周面同士を接触せしめ、隙間のない筒状形状に配列してなる筒状内管群を、太径の外管内に配置することにより、外管の内周面とかかる筒状内管群の外周面との間、および筒状内管群の内側に、それぞれ通路が形成されて、それらの一方から他方に対して水が流通せしめられるようになっているところから、全体の管長を長くすることなく、冷媒と水との伝熱面積を効果的に増大させることが可能となるのであり、以て、冷媒と水との間で有利に熱交換することが出来ることによって、水熱交換器の熱交換効率を効果的に高めることが可能となるのである。   Thus, according to the water heat exchanger according to the present invention, a plurality of hairpin-shaped inner pipes are combined to bring the outer peripheral surfaces of the straight portions of adjacent inner pipes into contact with each other so that there is no gap. The cylindrical inner tube group arranged in the shape of a tube is arranged in the outer tube having a large diameter, so that the inner peripheral surface of the outer tube and the outer peripheral surface of the cylindrical inner tube group and the cylindrical inner tube are arranged. The passages are formed inside the group so that water can be circulated from one of them to the other, so that the heat transfer area between the refrigerant and water can be increased without increasing the overall pipe length. Therefore, it is possible to effectively increase the heat exchange efficiency of the water heat exchanger by advantageously exchanging heat between the refrigerant and water. It becomes possible.

また、本発明に従う水熱交換器の望ましい態様の一つによれば、ヘアピン形状とされた複数の内管のストレート部を組み合わせて筒状体とした際に、その筒状体の軸方向の端部(先端部)のうちの、複数のヘアピン形状部位が重なり合った部分において、各内管のヘアピン形状部位をそれぞれ軸方向に偏位せしめるのみで、筒状体の内側と外側とを挿通せしめる間隙が、かかる筒状体の先端部位において形成されるようになっているところから、通路形成のための特別な加工を実施する必要がなく、このため、水熱交換器の製作性を有利に向上せしめることが可能となる。   Moreover, according to one of the desirable aspects of the water heat exchanger according to the present invention, when combining the straight portions of the plurality of hairpin-shaped inner tubes into a cylindrical body, the axial direction of the cylindrical body At the portion of the end (tip) where multiple hairpin-shaped portions overlap, the inner and outer sides of the tubular body can be inserted only by shifting the hairpin-shaped portion of each inner tube in the axial direction. Since the gap is formed at the tip portion of such a cylindrical body, there is no need to perform special processing for forming the passage, and this advantageously improves the manufacturability of the water heat exchanger. It becomes possible to improve.

さらに、本発明に従う水熱交換器の別の望ましい態様の一つにあっては、複数の内管のストレート部によって形成される内管群筒状部において、各内管内を流通せしめられる熱交換媒体が、その入側のストレート部と出側のストレート部とが周方向において交互に配置されているところから、温度の高い冷媒が流通せしめられる内管が一部に集中することがなく、これによって、熱交換を均一に行うことが可能となり、熱交換効率を向上することが出来る。   Furthermore, in another desirable aspect of the water heat exchanger according to the present invention, in the inner tube group cylindrical portion formed by the straight portions of the plurality of inner tubes, heat exchange is allowed to circulate in each inner tube. Since the straight portion on the inlet side and the straight portion on the outlet side are alternately arranged in the circumferential direction of the medium, the inner pipe through which the high-temperature refrigerant is circulated does not concentrate on a part. Therefore, heat exchange can be performed uniformly, and heat exchange efficiency can be improved.

更にまた、本発明に従う水熱交換器の好ましい態様の一つによれば、前記した筒状内管群と外管との間に形成される流路から筒状内管群の筒状部の内側流路に向かって、熱交換される水が流通せしめられるようになっているところから、内管内を流通させられる高温の熱交換媒体によって加熱された水が、筒状に形成された筒状内管群の内側を流通せしめられることによって更に加熱されることとなり、以て、熱交換媒体から水に対して効果的に熱伝達を行なうことが可能となるのである。これに対して、筒状内管群の内側から外側を通るようにすると、冷媒との熱交換によって加熱せしめられた水が、筒状内管群の外側の流路を通過する際に、その熱が外管の壁を通じて外部に放散してしまう量が多くなってしまい、熱効率が低下してしまうのである。   Furthermore, according to one of the preferable embodiments of the water heat exchanger according to the present invention, the tubular portion of the tubular inner tube group is formed from the flow path formed between the tubular inner tube group and the outer tube. The water heated by the high-temperature heat exchange medium circulated in the inner pipe from where the heat exchanged water is allowed to flow toward the inner flow path is formed into a cylindrical shape. By being distributed inside the inner tube group, it is further heated, so that heat can be effectively transferred from the heat exchange medium to water. On the other hand, when passing from the inside to the outside of the cylindrical inner tube group, the water heated by the heat exchange with the refrigerant passes through the flow path outside the cylindrical inner tube group. The amount of heat dissipated outside through the wall of the outer tube increases, and the thermal efficiency decreases.

加えて、本発明に従う水熱交換器の別の好ましい態様の一つに従って、熱交換媒体として炭酸ガスを主体とする冷媒を用いることによって、高温高圧とされた炭酸ガスにより、水を充分に加熱することが出来ると共に、従来のフロン系冷媒よりも地球温暖化係数が低いところから、環境破壊の恐れも、効果的に解消せしめられることとなる。   In addition, according to another preferred embodiment of the water heat exchanger according to the present invention, water is sufficiently heated by carbon dioxide gas at high temperature and pressure by using a refrigerant mainly composed of carbon dioxide gas as a heat exchange medium. In addition, since the global warming potential is lower than that of conventional chlorofluorocarbon refrigerants, the risk of environmental destruction can be effectively eliminated.

以下、本発明を更に具体的に明らかにするために、本発明の実施の形態について、図面を参照しつつ、詳細に説明することとする。   Hereinafter, in order to clarify the present invention more specifically, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

先ず、図1には、本発明に従う水熱交換器の一実施形態が、その一部を切り欠いた断面図の形態において、概略的に示されている。そこにおいて、水熱交換器10は、細径の内管の複数(12a〜12d)を組み合わせて形成された筒状内管群11が、一方の端部16が封止された有底円筒形状の太径の外管14内に収容されて、構成されている。   First, FIG. 1 schematically shows an embodiment of a water heat exchanger according to the present invention in the form of a cross-sectional view with a part thereof cut away. In this case, the water heat exchanger 10 includes a cylindrical inner tube group 11 formed by combining a plurality of small inner tubes (12a to 12d), and a bottomed cylindrical shape in which one end portion 16 is sealed. Are accommodated in a large-diameter outer tube 14.

より具体的には、筒状内管群11は、ここでは、内管12a,12b,12c,12dの4本から構成されている。そして、それら内管12a〜12dは、要求される伝熱性能等に応じて、銅や銅合金等の中から適宜に選択された所定の金属材質にて構成された細径の直線状の伝熱管を用い、それぞれ、その長さ方向中央部位において180°湾曲させることにより、ヘアピン形状部32a〜32dが設けられてなる形態において、形成されている。また、そのような形態の内管12a〜12dが、それぞれのヘアピン形状部32a〜32dの軸方向両側に位置するストレート部を、図2(b)に示されるように、同一円周上に位置させて、全体として輪を為すように配置せしめられることによって、筒状内管群11の筒状部13が、形成されている。   More specifically, the cylindrical inner tube group 11 is composed of four tubes of inner tubes 12a, 12b, 12c, and 12d. The inner pipes 12a to 12d are thin linear transmissions made of a predetermined metal material appropriately selected from copper, copper alloy, or the like according to required heat transfer performance. Each is formed in a form in which hairpin-shaped portions 32a to 32d are provided by using a heat tube and bending it 180 ° at the central portion in the longitudinal direction. Moreover, as shown in FIG. 2 (b), the inner pipes 12a to 12d having such a form are positioned on the same circumference with straight portions located on both sides in the axial direction of the respective hairpin-shaped portions 32a to 32d. Thus, the cylindrical portion 13 of the cylindrical inner tube group 11 is formed by being arranged so as to form a ring as a whole.

また、ここでは、そのような内管12a〜12dは、図2(a)に示される如く、そのストレート部において、隣り合うもの同士が、それぞれ周方向に45度の位相差をもって配置されて、組み合わされ、筒状内管群11の筒状部13が形成されていると共に、それら内管12a〜12dのヘアピン形状部32a〜32dが、それぞれ軸方向に偏位せしめられて、配置されていることによって、ヘアピン形状部32a〜32dの隣り合うもの同士の間、例えばヘアピン形状部32aとヘアピン形状部32bとの間に、隙間20が形成されて、筒状内管群11の内側と外側とが、その先端側部位において、そのような隙間20によって連通されるようになっている。   Further, here, as shown in FIG. 2 (a), such inner tubes 12a to 12d are arranged such that adjacent ones thereof are arranged with a phase difference of 45 degrees in the circumferential direction, respectively. In combination, the cylindrical portion 13 of the cylindrical inner tube group 11 is formed, and the hairpin-shaped portions 32a to 32d of the inner tubes 12a to 12d are respectively displaced in the axial direction and arranged. Thus, a gap 20 is formed between adjacent ones of the hairpin shape portions 32a to 32d, for example, between the hairpin shape portion 32a and the hairpin shape portion 32b, and the inside and outside of the tubular inner tube group 11 However, in the front end side part, it communicates by such a gap 20.

そして、このように形成された筒状内管群11が、所定の金属材料にて形成され、一方の端部16が封止された有底円筒形状の外管14内に、ヘアピン形状部32a〜32d側が封止端部16側となるように挿入されて、同軸的に配置されることによって、外管14の内周面と筒状内管群11の外周面との間に生じた間隙が、熱交換される水が流通せしめられる流路26となるようになっている。なお、そのような流路26は、内管12a〜12dからなる筒状内管群11の内側に形成される内部空間にて形成される流路28に、前記したヘアピン形状部32a〜32d間に形成される隙間20を通じて、連通せしめられているのである。   The cylindrical inner tube group 11 formed in this way is formed of a predetermined metal material, and the hairpin-shaped portion 32a is formed in the bottomed cylindrical outer tube 14 whose one end portion 16 is sealed. The gap formed between the inner peripheral surface of the outer tube 14 and the outer peripheral surface of the cylindrical inner tube group 11 by being inserted so as to be on the sealed end portion 16 side on the 32d side. However, it becomes the flow path 26 through which the water to be heat-exchanged is circulated. In addition, such a flow path 26 is between the above-mentioned hairpin shape parts 32a-32d in the flow path 28 formed in the internal space formed inside the cylindrical inner pipe group 11 which consists of the inner pipes 12a-12d. It is made to communicate through the clearance gap 20 formed in this.

また、外筒14の封止端部16側とは反対側となる端部には、蓋部材18が、外管14を密閉するようにして取り付けられている。そして、この蓋部材18には、筒状内管群11(内管12a〜12d)のヘアピン形状部32a〜32dとは軸方向反対側の端部が取り付けられて、支持されており、筒状内管群11の外側と内側(流路26と流路28)とが、かかる蓋部材18側にて連通しないように隔離していると共に、内管12a〜12dのそれぞれの一端側の取入口と他端側の取出口とが、一つの集合された取入口と取出口となる、蓋部材18に設けられた取入口22aと取出口22bとに、それぞれ接続されている。   A lid member 18 is attached to the end of the outer cylinder 14 opposite to the sealed end 16 side so as to seal the outer tube 14. And this lid member 18 is attached to and supported by the ends of the cylindrical inner tube group 11 (inner tubes 12a to 12d) opposite to the hairpin-shaped portions 32a to 32d in the axial direction. The outer side and the inner side (flow path 26 and flow path 28) of the inner pipe group 11 are separated so as not to communicate with each other on the lid member 18 side, and intakes on one end side of the inner pipes 12a to 12d are provided. And the outlet on the other end side are respectively connected to an inlet 22a and an outlet 22b provided in the lid member 18, which serve as one assembled inlet and outlet.

さらに、外筒14には、蓋部材18にて閉塞された側の端部に近接して、導水口24aが設けられており、かかる導水口24aから外筒14内(流路26)に導入された水が、外筒14と内管12a〜12d群との間の流路26を軸方向に蓋部材18側から封止端部16側へと流れつつ、内管12a〜12d内を流通せしめられる、熱交換媒体たる伝熱媒体、例えば炭酸ガス冷媒との間において、熱交換されることとなる。そして、外管14の封止端部16側まで到達した水は、隙間20を通じて筒状内管群11の内部、つまり流路28内へと流れ込み、流路28内をヘアピン形状部32側から蓋部材18側へと流通させられ、その際に内管12a〜12d内を流通せしめられる伝熱媒体との間において、更に熱交換せしめられることとなる。こうして充分に熱交換された水は、内管12a〜12dによる筒状内管群11の内側、つまり流路28と外部とを導通するように蓋部材18に設けられた取水口24bから、水熱交換器10の外部へ取り出されるのである。なお、このような水の流れとは逆方向に、つまり、取水口24bから水を導入して、導水口24aへと水を流通せしめることも、勿論可能であるが、そうすると、熱交換された水が外側の流路26を通過する際に、熱交換された水の熱が、外管14の外表面から放散されてしまう量が増えてしまうため、熱効率が悪化してしまう恐れがある。このため、本実施の形態の如く、外側の流路26には、低い温度の水を流通せしめて、内側の流路28には、高い温度の水が、流通させられるようにすることが、望ましいのである。   Further, the outer cylinder 14 is provided with a water inlet 24a in the vicinity of the end portion closed by the lid member 18, and is introduced into the outer cylinder 14 (channel 26) from the water inlet 24a. The water thus circulated in the inner pipes 12a to 12d while flowing in the axial direction in the flow path 26 between the outer cylinder 14 and the inner pipes 12a to 12d group from the lid member 18 side to the sealed end 16 side. Heat exchange is performed with a heat transfer medium that is a heat exchange medium, for example, a carbon dioxide refrigerant. Then, the water that has reached the sealed end portion 16 side of the outer tube 14 flows into the cylindrical inner tube group 11, that is, into the flow channel 28 through the gap 20, and the flow channel 28 is moved from the hairpin shape portion 32 side. Heat exchange is further performed with the heat transfer medium that is circulated toward the lid member 18 and circulates in the inner pipes 12a to 12d. Water sufficiently heat-exchanged in this way is supplied from the water intake 24b provided in the lid member 18 so as to conduct the inside of the cylindrical inner tube group 11 by the inner tubes 12a to 12d, that is, the flow path 28 and the outside. It is taken out of the heat exchanger 10. Of course, it is possible to circulate water in the direction opposite to the flow of water, that is, by introducing water from the water intake port 24b and flowing the water to the water inlet port 24a. When the water passes through the outer flow path 26, the amount of heat exchanged from the outer surface of the outer tube 14 is increased, which may deteriorate the thermal efficiency. Therefore, as in the present embodiment, low temperature water can be circulated through the outer flow path 26, and high temperature water can be circulated through the inner flow path 28. It is desirable.

ところで、このような水熱交換器10は、例えば、以下に示すような工程にて製造されることとなる。即ち、先ず、適宜選択された金属材質にて形成された直線状の伝熱管の複数を用い、それぞれ、その長さ方向の略中央部位を180度湾曲させて、ヘアピン形状部32a〜32dを形成し、図3(a)に示すような、ヘアピン形状の内管12a〜12dを準備する。次いで、このような内管12a〜12d(4本)を用いて、図3(b)に示す如く、それぞれのストレート部30a〜30dを筒状を呈するように配列して組み合わせ、内管12a〜12dからなる筒状内管群11を形成する。なお、このとき、望ましくは、適当な心材を用いて、その心材の回りに内管12a〜12dを配置せしめて、筒形状を形成した後に、外側から絞り加工を行い、そしてそのような絞り加工後に、かかる心材を筒内部から抜きとるようにすると、より効果的に、内管12a〜12dの外周面同士の接触が、為されることとなる。また、このように内管12a〜12dを組み合わせて、円筒形状を形成するときには、軸方向に偏位せしめた内管のヘアピン形状部と、別の内管のストレート部とが、それらが交差する箇所にて干渉してしまい、そのような箇所が外部に膨らみ、円筒形状の外壁部に隙間が生じてしまう恐れがあるため、このような干渉箇所においては、例えば、ストレート部側若しくはヘアピン形状部側の一方の内管を、或いは両方の内管を押し潰すように変形せしめることによって、内管同士を密着せしめて、筒状内管群11の外壁に隙間が生じないように、形成されることとなる。   By the way, such a water heat exchanger 10 is manufactured in the following processes, for example. That is, first, a plurality of linear heat transfer tubes formed of appropriately selected metal materials are used, and the hairpin shape portions 32a to 32d are formed by bending a substantially central portion in the length direction by 180 degrees. Then, hairpin-shaped inner tubes 12a to 12d as shown in FIG. Next, using these inner tubes 12a to 12d (four), as shown in FIG. 3B, the straight portions 30a to 30d are arranged and combined to form a cylindrical shape, and the inner tubes 12a to 12d are combined. A cylindrical inner tube group 11 made of 12d is formed. At this time, preferably, an appropriate core material is used, the inner pipes 12a to 12d are arranged around the core material to form a cylindrical shape, and then drawing is performed from the outside, and such drawing processing is performed. If such a core material is later removed from the inside of the cylinder, the outer peripheral surfaces of the inner pipes 12a to 12d are more effectively brought into contact with each other. When the inner pipes 12a to 12d are combined to form a cylindrical shape in this way, the hairpin-shaped part of the inner pipe displaced in the axial direction and the straight part of another inner pipe intersect with each other. In such an interference location, for example, in the straight portion side or the hairpin shape portion, there is a risk of interference at the location, such a location may bulge to the outside, and a gap may occur in the cylindrical outer wall portion. The inner tube is deformed so as to crush one of the inner tubes or both of the inner tubes, so that the inner tubes are brought into close contact with each other, and a gap is not formed in the outer wall of the cylindrical inner tube group 11. It will be.

その後、そのような筒状内管群11のヘアピン形状部32a〜32d側とは軸方向反対側の、内管12a〜12dの開口部が集められた端部側に対して、蓋部材18を取り付け、内管12a〜12dのそれぞれの開口部のうち、伝熱媒体の取入側となる開口部と、伝熱媒体の取出側となる開口部とが、それぞれ一つに集められて、蓋部材18に設けられた取入口22aと取出口22bとにそれぞれ接続されるようにされるのである(図3(c)参照)。   Thereafter, the lid member 18 is attached to the end side where the openings of the inner pipes 12a to 12d are collected on the side opposite to the hairpin shape part 32a to 32d side of the cylindrical inner pipe group 11 in the axial direction. Of the openings of the inner pipes 12a to 12d, the opening on the heat transfer medium take-in side and the opening on the heat transfer medium take-out side are gathered together to form a lid. They are connected to an inlet 22a and an outlet 22b provided in the member 18 (see FIG. 3C).

そして、このようにして、蓋部材18に取り付けられた筒状内管群11を、一方の端部16が一体的に封止された外管14内に、ヘアピン形状部32a〜32d側が封止端部16側となるように挿入せしめると共に、外管14の封止端部16側とは軸方向反対側の開口部を、かかる蓋部材18にて蓋覆するように取り付けることによって、外管14内を密封せしめて、図3(d)に示す如く、水熱交換器10が完成されるのである。   In this way, the cylindrical inner tube group 11 attached to the lid member 18 is sealed in the outer tube 14 in which one end portion 16 is integrally sealed, and the hairpin-shaped portions 32a to 32d are sealed. The outer tube is inserted so as to be on the end portion 16 side, and the opening portion on the opposite side to the sealing end portion 16 side of the outer tube 14 is attached so as to cover with the lid member 18. 14 is sealed, and the water heat exchanger 10 is completed as shown in FIG.

このように、本発明に従う水熱交換器10によれば、内部を伝熱媒体が流通せしめられる内管12a〜12dにヘアピン形状部32a〜32dを設けて、その伝熱媒体の流れの向きを180度回転せしめると共に、そのようなヘアピン形状とされた内管12a〜12dの複数にて形成された筒状内管群11を、ヘアピン形状部32a〜32d側が封止端部16側となるように外管14内に挿入せしめて、外管14内で熱交換される水が、外管14の内周面と筒状内管群11の外周面との間に形成される流路26に加えて、筒状内管群11の内部の流路28をも通過するようにされているところから、内管12a〜12d内を流通せしめられる伝熱媒体と熱交換される水との間の伝熱面積を、かかる水が流通せしめられる外管14の管長を長くすることなく有利に増大せしめることが出来、以て、水と熱交換媒体(冷媒)との間の熱交換効率を、効果的に向上せしめることが可能となるのである。そして、このように外管14の管長を長くすることなく、高い熱交換効率を発揮することが出来るところから、よりコンパクトな水熱交換器を得ることが可能となるのである。   Thus, according to the water heat exchanger 10 according to the present invention, the hairpin-shaped portions 32a to 32d are provided in the inner tubes 12a to 12d through which the heat transfer medium is circulated, and the flow direction of the heat transfer medium is changed. The cylindrical inner tube group 11 formed by a plurality of the inner pins 12a to 12d having such a hairpin shape is rotated 180 degrees so that the hairpin shape portions 32a to 32d side becomes the sealed end portion 16 side. The water which is inserted into the outer tube 14 and exchanges heat in the outer tube 14 flows into the flow path 26 formed between the inner peripheral surface of the outer tube 14 and the outer peripheral surface of the cylindrical inner tube group 11. In addition, since it also passes through the flow path 28 inside the cylindrical inner tube group 11, the heat transfer medium circulated through the inner tubes 12 a to 12 d and the water to be heat-exchanged are exchanged. Increase the length of the outer tube 14 through which the water can flow through the heat transfer area. Rukoto no advantage can allowed to increase, than Te, the heat exchange efficiency between the water and the heat exchange medium (refrigerant) is become possible allowed to effectively improve. And since a high heat exchange efficiency can be exhibited without increasing the tube length of the outer tube 14 in this way, a more compact water heat exchanger can be obtained.

さらに、かかる水熱交換器10にあっては、単に、ヘアピン形状とした伝熱管たる内管12a〜12dを、それらのストレート部30a〜30dが筒形状を呈するように組み合わせて、筒状内管群11とし、そしてこの筒状内管群11を、外管14内に収容して、形成せしめてなる、比較的簡単な構造とされているところから、その生産性を、効果的に向上することも出来るのである。   Furthermore, in such a water heat exchanger 10, the inner tubes 12a to 12d, which are simply heat-transfer tubes having a hairpin shape, are combined so that their straight portions 30a to 30d have a tubular shape, and the tubular inner tube The group 11 and the cylindrical inner tube group 11 are accommodated in the outer tube 14 and formed into a relatively simple structure, so that the productivity is effectively improved. It can also be done.

以上、本発明の代表的な実施形態について詳述してきたが、それは、あくまでも例示に過ぎないものであって、本発明は、そのような実施形態に係る具体的な記述によって、何等限定的に解釈されるものではないことが、理解されるべきである。   The exemplary embodiments of the present invention have been described in detail above. However, the embodiments are merely examples, and the present invention is limited in any way by specific descriptions according to such embodiments. It should be understood that it is not interpreted.

例えば、上記の実施形態では、内管12a〜12dの4本が、図2(a)に示す如く、隣り合う内管同士を周方向に45度づつ回転移動せしめた状態において組み合わされ、ストレート部30a〜30dによって円筒形状の筒状部13を形成していたが、図4(a)〜(c)に示す如く、ヘアピン形状とした内管を2本づつ組み合わせた内管34a,34b及び内管34c,34dを周方向に90度回転せしめて、それら内管34a〜34d群によって円筒形状を形成するようにしてもよい。このように、内管34a〜34dを組み合せて、筒形状を形成した場合にあっては、冷媒(伝熱媒体)の流れる向きが、例えば、内管34a〜34dの一方のストレート部34aa,34ba,34ca,34daを冷媒の行き側(冷媒の入側)とすると、他方のストレート部34ab,34bb,34cb,34dbが冷媒の帰り側(冷媒の出側)となり、冷媒の流通する方向が、隣り合う内管同士で交互に配列されるようになるため、内管34a〜34d群による筒状体の筒壁の一部に、温度の高い冷媒が流通せしめられる内管が集中することがなくなり、水と冷媒との間で均一な熱交換を行うことが可能となるところから、熱交換効率をより向上せしめることが出来るのである。   For example, in the above embodiment, four inner pipes 12a to 12d are combined in a state where adjacent inner pipes are rotated and moved 45 degrees in the circumferential direction as shown in FIG. Although the cylindrical portion 13 is formed by 30a to 30d, as shown in FIGS. 4 (a) to (c), inner tubes 34a and 34b and two inner tubes 34a and 34b formed by combining two inner tubes each having a hairpin shape. The pipes 34c and 34d may be rotated 90 degrees in the circumferential direction to form a cylindrical shape by the group of the inner pipes 34a to 34d. Thus, in the case where the inner pipes 34a to 34d are combined to form a cylindrical shape, the flow direction of the refrigerant (heat transfer medium) is, for example, one of the straight portions 34aa and 34ba of the inner pipes 34a to 34d. , 34ca, 34da are the refrigerant going side (refrigerant entry side), the other straight portions 34ab, 34bb, 34cb, 34db are the refrigerant return side (refrigerant exit side), and the direction in which the refrigerant flows is adjacent. Since the matching inner pipes are alternately arranged, the inner pipes through which the high-temperature refrigerant is circulated do not concentrate on a part of the cylindrical wall of the cylindrical body by the inner pipes 34a to 34d group, Since uniform heat exchange can be performed between water and the refrigerant, heat exchange efficiency can be further improved.

さらに、そのような内管の本数も、上述の実施形態に示した4本のみならず、図5や図6に示すものの如く、5本や6本、或いはそれ以上の本数を組み合わせて、内管群を形成し、かかる内管群にて円筒形状を形成するようにすることも、勿論可能である。   Further, the number of such inner pipes is not limited to four shown in the above-described embodiment, but may be combined with five, six, or more pipes as shown in FIG. 5 and FIG. It is of course possible to form a group and form a cylindrical shape with the inner tube group.

例えば、図5(a),(b)に示すように、5本の内管36a〜36eを、そのヘアピン形状部(曲げ部)が螺旋状となるように、隣り合う内管同士が、そのストレート部において、それぞれ周方向に所定角度づつ回転、位置せしめられるように組み合わせて、内管36a〜36e群による筒状体を形成したり、或いは、図6(a),(b)に示すように、6本の内管38a〜38fを、図5のものと同様にして、隣り合う内管が筒状体の周方向にそれぞれ30度づつ回転せしめられるように組み合わせて、筒状内管群を形成してもよいのである。   For example, as shown in FIGS. 5 (a) and 5 (b), five inner pipes 36a to 36e are arranged so that adjacent inner pipes are spirally shaped so that the hairpin-shaped parts (bending parts) are spiral. In the straight portion, a cylindrical body is formed by a group of inner pipes 36a to 36e by being combined so as to be rotated and positioned by a predetermined angle in the circumferential direction, or as shown in FIGS. 6 (a) and 6 (b). The six inner pipes 38a to 38f are combined in the same manner as in FIG. 5 so that the adjacent inner pipes are rotated by 30 degrees in the circumferential direction of the cylindrical body. May be formed.

また、6本の内管38a〜38fを、図7(a),(b)に示すように、内管を2本づつ組み合わせたものを、それぞれ60度づつ周方向に回転せしめるようにして、組み合わせることによって、筒形状の内管群を形成することも可能である。内管38a〜38fをこのような組み合わせとすると、前述した図4に示したものと同様に、冷媒の流れの向きを、隣り合う内管同士で、行き側と帰り側を交互に配列することが可能となるため、熱交換率を有利に向上せしめることが出来るのである。   Further, as shown in FIGS. 7A and 7B, the six inner pipes 38a to 38f are combined with two inner pipes, and rotated in the circumferential direction by 60 degrees respectively. By combining them, it is possible to form a cylindrical inner tube group. When the inner pipes 38a to 38f have such a combination, the flow direction of the refrigerant is alternately arranged between the adjacent inner pipes in the same manner as that shown in FIG. 4 described above. Therefore, the heat exchange rate can be advantageously improved.

なお、これら内管12a〜12d(34a〜34d,36a〜36e,38a〜38f)の組み合わせ方は、製作性や要求される熱交換性能に応じて、適宜に選択されて、用いられることとなる。   In addition, how to combine these inner pipes 12a to 12d (34a to 34d, 36a to 36e, 38a to 38f) is appropriately selected and used according to manufacturability and required heat exchange performance. .

さらに、外管14の一方の端部16は、上記した実施形態の如く、外管14と一体的に封止したものの他、取り外し可能な蓋部材によって閉塞するようにしてもよい。このように、取り外し可能な蓋部材によって封止することによって、水熱交換器10を使用していると、熱交換される水(水道水等)中に含まれるシリカ等が析出して、スケールが発生した場合に、かかる蓋部材を取り外して、外管14内から容易に除去、清掃することが可能となり、水熱交換器10の保守性を有利に向上せしめることが出来る。   Furthermore, one end 16 of the outer tube 14 may be closed by a removable lid member in addition to the one integrally sealed with the outer tube 14 as in the above-described embodiment. As described above, when the water heat exchanger 10 is used by sealing with a removable lid member, silica or the like contained in the water to be heat exchanged (tap water, etc.) is deposited, and the scale When this occurs, the lid member can be removed and easily removed and cleaned from the outer tube 14, and the maintainability of the water heat exchanger 10 can be advantageously improved.

なお、上述の実施形態においては、熱交換媒体が流通せしめられる内管として、単純な円形断面形状の伝熱管を用いたが、本発明にあっては、そのような伝熱管の他に、各種の公知の伝熱管が使用可能である。例えば、特開2005−69620号公報にて明らかにされているような、漏洩検知機能を有する伝熱管を採用しても良い。これは、内周面に多数の溝が形成された漏洩検知管を冷媒管に外挿し、かかる冷媒管を拡管或いは漏洩検知管を縮管して、冷媒管の外周面と漏洩検知管の内周面とを密着させて、漏洩検知管と冷媒管との間に多数の漏洩検知溝が形成せしめられ、かかる漏洩検知溝には、外部に設けられた漏洩検知センサーが接続されており、内管又は外管から漏洩した伝熱媒体或いは水が、漏洩検知溝を介して外部に漏出し、漏洩検知センサーによって検知されるようになっているのである。このような漏洩検知機能を有する伝熱管を用いることによって、万が一、伝熱媒体が熱交換される水に漏洩した際に、人体へ悪影響を及ぼすことを、効果的に回避することが可能となる。   In the above-described embodiment, a simple circular cross-sectional shape heat transfer tube is used as the inner tube through which the heat exchange medium is circulated. However, in the present invention, in addition to such a heat transfer tube, there are various types of heat transfer tubes. Any known heat transfer tube can be used. For example, you may employ | adopt the heat exchanger tube which has a leak detection function which is clarified by Unexamined-Japanese-Patent No. 2005-69620. This is because a leakage detection tube having a large number of grooves formed on the inner peripheral surface is extrapolated to the refrigerant tube, the refrigerant tube is expanded or the leakage detection tube is contracted, and the outer peripheral surface of the refrigerant tube and the leakage detection tube are A large number of leak detection grooves are formed between the leak detection pipe and the refrigerant pipe in close contact with the peripheral surface, and leak detection sensors provided outside are connected to the leak detection grooves. The heat transfer medium or water leaked from the pipe or the outer pipe leaks to the outside through the leak detection groove and is detected by the leak detection sensor. By using a heat transfer tube having such a leakage detection function, it is possible to effectively avoid adverse effects on the human body when the heat transfer medium leaks into water that is subjected to heat exchange. .

さらに、特開2005−90811号公報の図3に示されているような、内管の内周面に多数の溝を形成し、それら溝と溝との間にフィンが形成せしめられた、所謂内面溝付伝熱管や、特開平11−23180号公報の図5に明らかにされている如く、伝熱管内部に螺旋状に捩った帯状のテープを挿入せしめて、伝熱促進を促進せしめた伝熱管を用いることも、勿論可能である。このような伝熱管を採用することによって、更なる熱交換効率の向上を図ることが、出来るのである。   Further, as shown in FIG. 3 of Japanese Patent Application Laid-Open No. 2005-90811, a number of grooves are formed on the inner peripheral surface of the inner tube, and fins are formed between the grooves. As shown in FIG. 5 of Japanese Patent Laid-Open No. 11-23180, the heat transfer promotion was promoted by inserting a spirally twisted strip-shaped tape inside the heat transfer tube. Of course, it is also possible to use a heat transfer tube. By adopting such a heat transfer tube, it is possible to further improve the heat exchange efficiency.

その他、一々列挙はしないが、本発明が、当業者の知識に基づいて、種々なる変更、修正、改良等を加えた態様において実施されるものであり、また、そのような実施の態様が、本発明の趣旨を逸脱しない限りにおいて、何れも、本発明の範疇に属するものであることは、言うまでもないところである。   In addition, although not enumerated one by one, the present invention is carried out in a mode to which various changes, modifications, improvements, etc. are added based on the knowledge of those skilled in the art. It goes without saying that any one of them falls within the scope of the present invention without departing from the spirit of the present invention.

本発明に従う水熱交換器の一例について、その一部を切り欠いて示す説明図である。It is explanatory drawing which notches and shows a part about an example of the water heat exchanger according to this invention. 図1に示される水熱交換器の横断面を示す説明図であって、(a)は、図1におけるA−A断面図を、(b)は、図1におけるB−B断面図を、それぞれ示している。It is explanatory drawing which shows the cross section of the water heat exchanger shown by FIG. 1, Comprising: (a) is AA sectional drawing in FIG. 1, (b) is BB sectional drawing in FIG. Each is shown. 図1に示される水熱交換器の組立て工程の一例を段階的に示す説明図であって、(a)〜(d)は、その一工程を、それぞれ概略的に示している。It is explanatory drawing which shows an example of the assembly process of the water heat exchanger shown by FIG. 1 in steps, Comprising: (a)-(d) has each schematically shown the one process. 本発明に従う水熱交換器の別の一例について示すものであって、(a)は、縦断面にて示す部分説明図であり、(b)は、(a)におけるC−C断面を示す断面説明図であり、(c)は、(a)におけるD−D断面を示す断面説明図である。It shows about another example of the water heat exchanger according to this invention, Comprising: (a) is partial explanatory drawing shown in a longitudinal cross section, (b) is a cross section which shows CC cross section in (a). It is explanatory drawing, (c) is sectional explanatory drawing which shows the DD cross section in (a). 本発明に従う水熱交換器の他の一例として、5本の内管を組み合わせた場合の横断面を示す説明図であって、(a)は、外筒の封止側から内管群のヘアピン形状部(曲げ部)を見た横断面説明図であり、(b)は、水熱交換器の長さ方向の略中央部位にて切断した横断面を示す断面説明図である。It is explanatory drawing which shows the cross section at the time of combining five inner pipes as another example of the water heat exchanger according to this invention, Comprising: (a) is a hairpin of an inner pipe group from the sealing side of an outer cylinder. It is cross-sectional explanatory drawing which looked at the shape part (bending part), (b) is cross-sectional explanatory drawing which shows the cross section cut | disconnected in the approximate center site | part of the length direction of the water heat exchanger. 本発明に従う水熱交換器の別の一例として、6本の内管を組み合わせた場合の横断面を示す説明図であり、(a)は、外筒の封止側から内管群の曲げ部を見た横断面説明図であり、(b)は、水熱交換器の長さ方向の略中央部位にて切断した断面を示す横断面説明図である。It is explanatory drawing which shows the cross section at the time of combining six inner pipes as another example of the water heat exchanger according to this invention, (a) is a bending part of an inner pipe group from the sealing side of an outer cylinder. It is a cross-sectional explanatory drawing which looked at (b), and (b) is a cross-sectional explanatory drawing which shows the cross section cut | disconnected in the approximate center part of the length direction of the water heat exchanger. 本発明に従う水熱交換器の更に別の一例として、図6に示される水熱交換器の内管の組み合わせ方を変更したものを示しており、(a)は、図6(a)に対応する位置の横断面説明図であり、(b)は,図6(b)に対応する位置の横断面説明図である。As another example of the water heat exchanger according to the present invention, FIG. 6 shows a modified example of the combination of the inner pipes of the water heat exchanger, and FIG. 6 (a) corresponds to FIG. 6 (a). FIG. 6B is a cross-sectional explanatory diagram at a position corresponding to FIG. 6B.

符号の説明Explanation of symbols

10 水熱交換器
11 筒状内管群
12a,12b,12c,12d 内管
13 筒状部
14 外管
16 封止端部
18 蓋部材
20 隙間
22a 取入口
22b 取出口
24a 導水口
24b 取水口
26 流路
28 流路
30a,30b,30c,30d ストレート部
32a,32b,32c,32d ヘアピン形状部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Water heat exchanger 11 Cylindrical inner pipe group 12a, 12b, 12c, 12d Inner pipe 13 Cylindrical part 14 Outer pipe 16 Sealed end part 18 Lid member 20 Crevice 22a Inlet 22b Inlet 24a Inlet 24b Inlet 26 Channel 28 Channel 30a, 30b, 30c, 30d Straight part 32a, 32b, 32c, 32d Hairpin shape part

Claims (5)

一端が閉塞されて、内部に熱交換されるべき水が流通せしめられる太径の外管と、中間部位がヘアピン形状とされて、一端側から導入された熱交換媒体がその流れの方向を180°変換して他端側に導かれるようにした細径の内管の複数を組み合わせて構成され、前記外管内において、各内管のヘアピン形状部位が該外管の閉塞端側に位置せしめられる筒状内管群とを含み、且つ
該筒状内管群が、各内管のストレート部を同一円周上に密接して配列することによって形成される筒状部を有していると共に、該筒状内管群の先端部においては、各内管のヘアピン形状部位間に間隙が形成されて、該筒状内管群の内外が連通され、該間隙を通じて、前記熱交換されるべき水が前記外管内において該筒状内管群の外側と内側の一方から他方に流通せしめられるようになっていることを特徴とする水熱交換器。
One end is closed and a large-diameter outer tube through which water to be heat-exchanged is circulated, and an intermediate portion is formed into a hairpin shape, and the heat exchange medium introduced from one end side has a flow direction of 180. ° It is configured by combining a plurality of small inner pipes that are converted and guided to the other end side, and the hairpin-shaped part of each inner pipe is positioned on the closed end side of the outer pipe in the outer pipe A cylindrical inner tube group, and the cylindrical inner tube group has a cylindrical portion formed by closely arranging the straight portions of the inner tubes on the same circumference, At the tip of the cylindrical inner tube group, a gap is formed between the hairpin-shaped portions of each inner tube, and the inside and outside of the cylindrical inner tube group communicate with each other. Circulates from one of the outside and inside of the cylindrical inner tube group to the other in the outer tube. Water heat exchanger, characterized in that is adapted to be fit.
前記筒状内管群を構成する各内管のヘアピン形状部位が前記筒状部の軸方向において偏位させられることによって、前記間隙が形成されている請求項1に記載の水熱交換器。   The water heat exchanger according to claim 1, wherein the gap is formed by shifting a hairpin-shaped portion of each inner tube constituting the cylindrical inner tube group in an axial direction of the cylindrical portion. 前記筒状内管群の筒状部を構成する各内管のストレート部が、前記熱交換媒体の入側のストレート部と出側のストレート部が周方向において交互に位置するように、配列されている請求項1又は請求項2に記載の水熱交換器。   The straight portions of the inner tubes constituting the cylindrical portion of the cylindrical inner tube group are arranged so that the straight portion on the inlet side and the straight portion on the outlet side of the heat exchange medium are alternately positioned in the circumferential direction. The water heat exchanger according to claim 1 or 2. 前記熱交換されるべき水が、前記外管内において、前記筒状内管群の外側から内側に流通せしめられるように構成されている請求項1乃至請求項3の何れか一つに記載の水熱交換器。   The water according to any one of claims 1 to 3, wherein the water to be heat-exchanged is configured to circulate from the outside to the inside of the cylindrical inner tube group in the outer tube. Heat exchanger. 前記熱交換媒体が、炭酸ガスを主体とする冷媒である請求項1乃至請求項4の何れか一つに記載の水熱交換器。
The water heat exchanger according to any one of claims 1 to 4, wherein the heat exchange medium is a refrigerant mainly composed of carbon dioxide gas.
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