JP2009068764A

JP2009068764A - ２重管式熱交換器

Info

Publication number: JP2009068764A
Application number: JP2007237364A
Authority: JP
Inventors: Shoji Itami; 昇次伊丹; Masashi Takeuchi; 雅志竹内
Original assignee: T Rad Co Ltd
Current assignee: T Rad Co Ltd
Priority date: 2007-09-13
Filing date: 2007-09-13
Publication date: 2009-04-02

Abstract

【課題】コンパクト化を図り、生産性の向上及び製造コストの低減化を図る。
【解決手段】内部に第１流体用流路が形成された内管６と、内管６の外側に設けられ、内管６との間に第２流体用流路が形成された外管７とから成る２重管同士を接続するための２重管式熱交換器の接続構造であって、外管７同士を接続するための外管ヘッダ１５と、内管６同士を接続するための内管ヘッダ１６とを備え、外管７は樹脂製のホースから成り、ホースバンド２２により外管ヘッダ１５に接続され、内管６は外管ヘッダ１５を貫通して内管ヘッダ１６に接続されるように構成されていることを特徴とする。
【選択図】図５

Description

本発明は、内管内を流通する流体と、内管の外側に設けられた外管内を流通する流体との間で熱交換を行う２重管式熱交換器の接続構造に関する。

従来、ヒートポンプ式給湯機、空調機、床暖房等において、二酸化炭素やフロン等の冷媒と水との間で熱交換を行わせるために２重管式熱交換器が使用されている。

この種の２重管式熱交換器は、内部に冷媒用流路が形成された内管と、該内管の外側に設けられ、内管との間に水用流路が形成された外管から成る２重管を備えており、外管同士或いは内管同士の接続は、それぞれのヘッダにロウ付け接合されることにより行われている（例えば、特許文献１参照）。
特開２００５−１４７５７０号公報

しかしながら、上記した従来の２重管式熱交換器の接続構造では、外管及び内管と各ヘッダとがロウ付け接合により接続されるようになっているため、ロウ付け作業のためのスペースが必要となり、コンパクト化が図り難いといった問題や、２重管式熱交換器の生産性が悪くなり、製造コストの低減化が図り難いといった問題があった。

本発明は、上記課題を解決すべくなされたものであり、コンパクト化を図ることができ、生産性の向上及び製造コストの低減化が可能な２重管式熱交換器の接続構造を提供することを目的とするものである。

上記した目的を達成するため、本発明は、内部に第１流体用流路が形成された内管と、該内管の外側に設けられ、該内管との間に第２流体用流路が形成された外管とから成る２重管同士を接続するための２重管式熱交換器の接続構造であって、前記外管同士を接続するための外管ヘッダと、前記内管同士を接続するための内管ヘッダとを備え、前記外管は樹脂製のホースから成り、ホースバンドにより前記外管ヘッダに接続され、前記内管は前記外管ヘッダを貫通して前記内管ヘッダに接続されるように構成されていることを特徴とする。

そして、前記内管は銅管から成り、前記外管ヘッダ及び前記内管ヘッダにロウ付けされていてもよい。

また、前記第１流体が冷媒で、前記第２流体が水であってもよい。

さらに、本発明に係る２重管式熱交換器の接続構造は、内部に冷媒用流路が形成された内管と、該内管の外側に設けられて該内管との間に水用流路が形成された外管とからなる２重管が複数段並設されており、該２重管の上端部はレジューザーにより拡幅され、水管と前記内管とに分離されており、該２重管の外管は樹脂製のホースから成り、ホースバンドにより前記レジューザーに接続されていることを特徴とする。

本発明によれば、外管は樹脂製のホースから成り、ホースバンドにより外管ヘッダに接続されるようになっているため、外管の接続箇所にロウ付け作業のためのスペースが不要となり、２重管式熱交換器のコンパクト化が図り易くなる。また、外管の接続作業が簡素化されるため、生産性が向上し、製造コストの低減化が可能となる。

以下、図面を参照しつつ、本発明の実施の形態について説明する。本実施の形態では、ヒートポンプ給湯機等の機器に使用される二酸化炭素やフロン等の冷媒と水との間で熱交換を行う２重管式熱交換器を例に挙げて説明する。

この２重管式熱交換器１は、図１に示されているように、３個の熱交換ユニット２，３，４を段状に積層した構成を有しており、それぞれの熱交換ユニット２，３，４には、２重管５（５ａ，５ｂ）が備えられている。

図２に示されているように、２重管５には、銅製の内管６と、内管６の外側に設けられた樹脂製のホースから成る外管７とが設けられ、内管６内には冷媒用流路８が形成され、内管６と外管７の間には水用流路９が形成されている。そして、冷媒用流路８を流通する冷媒と水用流路９を流通する水はお互いに対向して流れるようになっており、この結果、冷媒と水との間の熱交換効率を高めることができる。

また、内管６は、銅製の冷媒管１０と、冷媒管１０の外周に設けられた銅製の漏洩検知管１１とから構成され、２本の内管６が縦方向に並設されている。漏洩検知管１１の内面には、配管方向に沿って多数の漏洩検知溝１２が形成されており、漏洩検知溝１２内には空気層が形成されている。漏洩検知溝１２は外部に設けられた漏洩検知センサー（図示せず）に接続されており、内管６又は外管７から漏洩した冷媒又は水は混入することなく漏洩検知溝１２を介して外部に漏出し、前記漏洩検知センサーにより検知されるようになっている。

図１に示されているように、最下段及び中間の段の熱交換ユニット２，３には２重管５（５ａ，５ｂ）が上下２段に並設され、冷媒及び水が分割並行して流れるようになっている。また、最下段及び最上段の熱交換ユニット２，４には、それぞれ、図３及び図４に示されているように、水用流路９を水が外側に向かって渦巻状に流通するように形成された外巻き２重管５ａが設けられている一方、中間の段の熱交換ユニット３には、水用流路９を水が内側に向かって渦巻状に流通するように形成された内巻き２重管５ｂが設けられている。

この結果、２重管式熱交換器１への水の入口１３は出口１４より下方に位置し、水用流路９にエア溜り部分ができることがなく、水は水用流路９を上方に向かって円滑に流れるようになるため、水用流路９内の空気抜き性能及び水抜け性能を向上させることができ、熱交換性能の向上が図れ、冷凍パンクを防止することができる。また、最上段の熱交換ユニット４に外巻き２重管５ａを設けることにより、水の出口１４側に長い直線部を形成させることができるため、水用流路９にスケールが詰まるのを防止することができる。

図６に良く示されているように、２重管５ａの上端部はレジューサー２６により拡幅され、水管１８と内管６，６に分離されており、レジューザー２６と２重管５ａの外管７とはホースバンド２７により接続されている。そして、水管１８と内管６に分離後、水管１８は内管６より上方に位置するようになっており、内管６は縦方向に並設されている。このように、内管６が縦方向に並設されることにより、水の流れの抵抗を抑えることができ、水用流路９がスケールにより閉塞されるのを防止することができる。また、水管１８を内管６より上方に配置することにより空気抜き性能及び水抜け性能を向上させることができる。

図１及び図３，４に示されているように、各段の熱交換ユニット２，３，４の間には所要数の金属製パイプ１９がロウ付けされている。このように、金属パイプ１９が設けられることにより、各段の熱交換ユニット２，３，４の安定性が向上し、また、金属パイプ１９により各段の熱交換ユニット２，３，４間に隙間が形成されるため、各段の熱交換ユニット２，３，４間の熱移動が遮断され、熱交換効率の向上が図れる。

図１、及び図３、図４に示されているように、最下段の熱交換ユニット２と中間の段の熱交換ユニット３との間、及び中間の段の熱交換ユニット３と最上段の熱交換ユニット４との間において、外管７同士は外管ヘッダ１５を介して接続され、内管６同士は内管ヘッダ１６を介して接続されている。

図５に詳細に示されているように、外管ヘッダ１５は、筒状の分配銅管２０と、分配銅管２０の周壁にロウ付け接合により突設された２本の接続銅管２１とから構成されている。そして、外管７の先端に接続銅管２１を挿入した状態で外管７と接続銅管２１とをホースバンド２２で締結することにより外管７と接続銅管２１とが接続されるようになっている。

また、内管ヘッダ１６は筒状の銅管から成り、内管６は外管ヘッダ１５を貫通し、外管ヘッダ１５の貫通箇所においてロウ付け接合により固定され、さらに、内管６の先端部は内管ヘッダ１６内に挿入され、その挿入箇所においてロウ付け接合により内管ヘッダ１６に固定されている。

このように上記した２重管式熱交換器の接続構造によれば、外管７が樹脂製のホースから成り、ホースバンド２２により外管ヘッダ１５の接続銅管２１に接続されるようになっているため、外管７の接続箇所にロウ付け作業のためのスペースが不要となり、２重管式熱交換器１のコンパクト化が図り易くなる。また、外管７の接続作業が簡素化されるため、生産性が向上し、製造コストの低減化が可能となる。

なお、上記した実施の形態においては、最下段及び中間の段の熱交換ユニット２，３だけに２重管５ａ，５ｂが上下２段で並設されているが、最上段の熱交換ユニット４にも２重管５ａが上下２段で並設されていてもよく、また、各熱交換ユニット２，３，４の２重管の設置段数は３段以上であってもよい。

さらに、熱交換ユニット２，３，４の積層段数は、上記した３段に限定されるものではなく、２段、或いは４段以上であってもよい。

さらにまた、内管６の設置数は２本に限定されるものではなく、３本以上であってもよい。また、内管６には外周部に漏洩検知管１１が設けられているが、本発明は、漏洩検知管１１のない２重管式熱交換器にも適用可能である。

さらに、上記実施の形態では、冷媒と水との間で熱交換する場合について説明したが、これは単なる例示であり、本発明は、例えば、水と水との間で熱交換する場合等、他の流体間で熱交換する場合にも、適用可能である。

本発明の実施の形態に係る２重管式熱交換器を示す正面図である。本発明の実施の形態に係る２重管式熱交換器を示す断面図である。図１のＡ−Ａ矢視図である。本発明の実施の形態に係る２重管式熱交換器を示す平面図である。本発明の実施の形態に係る２重管式熱交換器における外管ヘッダ及び内管ヘッダの詳細を示す平面図である。本発明の実施の形態に係る２重管式熱交換器において外管とレジューサーとの接続構造を示す正面図である。

符号の説明

１２重管式熱交換器
５２重管
６内管
７外管
８冷媒用流路（第１流体用流路）
９水用流路（第２流体用流路）
１５外管ヘッダ
１６内管ヘッダ
１８水管
２２ホースバンド
２７ホースバンド

Claims

内部に第１流体用流路が形成された内管と、該内管の外側に設けられ、該内管との間に第２流体用流路が形成された外管とから成る２重管同士を接続するための２重管式熱交換器の接続構造であって、
前記外管同士を接続するための外管ヘッダと、前記内管同士を接続するための内管ヘッダとを備え、前記外管は樹脂製のホースから成り、ホースバンドにより前記外管ヘッダに接続され、前記内管は前記外管ヘッダを貫通して前記内管ヘッダに接続されるように構成されていることを特徴とする２重管式熱交換器の接続構造。
前記内管は銅管から成り、前記外管ヘッダ及び前記内管ヘッダにロウ付けされている請求項１に記載の２重管式熱交換器の接続構造。
前記第１流体が冷媒で、前記第２流体が水である請求項１に記載の２重管式熱交換器の接続構造。
内部に冷媒用流路が形成された内管と、該内管の外側に設けられて該内管との間に水用流路が形成された外管とからなる２重管が複数段並設されており、該２重管の上端部はレジューザーにより拡幅され、水管と前記内管とに分離されており、該２重管の外管は樹脂製のホースから成り、ホースバンドにより前記レジューザーに接続されていることを特徴とする２重管式熱交換器の接続構造。