JP2009218138A

JP2009218138A - Heat exchanger

Info

Publication number: JP2009218138A
Application number: JP2008062176A
Authority: JP
Inventors: Hiroyuki Suzuki; 裕幸鈴木
Original assignee: Panasonic Corp
Current assignee: Panasonic Corp
Priority date: 2008-03-12
Filing date: 2008-03-12
Publication date: 2009-09-24
Anticipated expiration: 2028-03-12
Also published as: JP5206039B2

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a heat exchanger having a high efficiency and a high output. <P>SOLUTION: This heat exchanger has heat transfer pipes 3 tightly held, passing through the through-holes 14 formed in a large number of plate fins 1, and a sheath heater 4 inserted in the heat transfer pipe 3. Accordingly, close contact of the heat transfer pipe 3 to the plate fin 1 is improved by enlarging the diameter of the pipe, and heat of the sheath heater 4 is surely transmitted to the heat transfer pipe 3. Thereby, heat transfer to the plate fins 1 from the sheath heater 4 is surely performed, and highly efficient heat exchange can be materialized. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は、シーズヒータを熱源とする熱交換装置に関するものである。 The present invention relates to a heat exchange apparatus using a sheathed heater as a heat source.

従来、この種の熱交換装置として、並設された多数枚のプレートフィンにシーズヒータを貫通させたものとか、ヒーズヒータのパイプと一体にフィンを形成したものがあった（例えば、特許文献１、特許文献２参照）。
実開平４−６８９２８号公報特開平６−２３１８７３号公報 Conventionally, as this type of heat exchange device, there are a plurality of plate fins arranged side by side through which a sheathed heater is passed, or a device in which fins are formed integrally with a pipe of a heatsheater (for example, Patent Document 1, Patent Document 2).
Japanese Utility Model Publication No. 4-68928 JP-A-6-231873

しかしながら、前記従来の構成のうち、前者の熱交換装置では、プレートフィンに対するシーズヒータの貫通構成として、同シーズヒータのパイプを拡径することができないため、貫通部での密着性がどうしても悪く、シージヒータからプレートフィンへの熱伝導がよくなかった。 However, among the conventional configurations, in the former heat exchange device, since the diameter of the pipe of the sheathed heater cannot be expanded as the penetration configuration of the sheathed heater with respect to the plate fin, the adhesion at the penetrating portion is inevitably poor, The heat conduction from the sieve heater to the plate fin was not good.

また、後者のものでは、フィンがヒーズヒータのパイプと一体に形成してあるため、前記のような熱伝導特性面での問題はないが、フィンの面積が大きくとれず、熱効率が高くできなかった。 In the latter case, since the fin is formed integrally with the pipe of the heatsheater, there is no problem in the heat conduction characteristic as described above, but the area of the fin cannot be increased and the heat efficiency cannot be increased. .

本発明はこのような従来の課題を解消したもので、高効率の熱交換装置を提供することを目的とする。 The present invention solves such a conventional problem, and an object thereof is to provide a highly efficient heat exchange device.

前記従来の課題を解決するために、本発明の熱交換装置は、並設された多数枚のプレートフィンと、前記プレートフィンに設けられた貫通孔に貫通されて密着保持された伝熱パイプと、前記伝熱パイプ内に挿入されたシーズヒータとを備えたものである。 In order to solve the above-described conventional problems, a heat exchange device according to the present invention includes a large number of plate fins arranged side by side, and a heat transfer pipe that is tightly held by penetrating through through holes provided in the plate fins. And a sheathed heater inserted into the heat transfer pipe.

この構成により熱源部からプレートフィンへの熱移動が確実となり、高効率の熱交換装置を提供できる。 With this configuration, heat transfer from the heat source unit to the plate fins is ensured, and a highly efficient heat exchange device can be provided.

本発明の熱交換装置によれば、シーズヒータからプレートフィンへの熱移動を確実として高効率熱交換を実現できるものである。 According to the heat exchange device of the present invention, heat transfer from the sheathed heater to the plate fins can be ensured and high efficiency heat exchange can be realized.

本発明の熱交換装置は、並設された多数枚のプレートフィンと、前記プレートフィンに設けられた貫通孔に貫通されて密着保持された伝熱パイプと、前記伝熱パイプ内に挿入されたシーズヒータとを備えたものである。 The heat exchange device according to the present invention includes a large number of plate fins arranged side by side, a heat transfer pipe that is tightly held by penetrating through through holes provided in the plate fin, and inserted into the heat transfer pipe. A sheathed heater is provided.

前記伝熱パイプを設けることによって、熱源部のプレートフィンへの熱連係が高まり、また、多くのプレートフィンを配置できることとなる。 By providing the heat transfer pipe, the heat linkage to the plate fins of the heat source part is enhanced, and many plate fins can be arranged.

プレートフィンの貫通孔に挿入した伝熱パイプは、拡径により前記プレートフィンとの密着性を高めることができる。 The heat transfer pipe inserted into the through hole of the plate fin can increase the adhesion with the plate fin by expanding the diameter.

プレートフィンにおける貫通孔の孔縁を筒状としておけば、伝熱パイプからプレートフィンへの熱移動がより一層良化できるであろう。 If the hole edge of the through hole in the plate fin is formed in a cylindrical shape, the heat transfer from the heat transfer pipe to the plate fin can be further improved.

そして、伝熱パイプとシーズヒータとの間には空気層となる間隙を設けておけば、前記間隙の空気層が熱緩衝作用を発揮して加熱すべき負荷が変動しても、伝熱パイプおよびプレートフィンの急激なる温度変動を防止できる。 If a gap serving as an air layer is provided between the heat transfer pipe and the sheathed heater, the heat transfer pipe can be used even if the air layer in the gap exhibits a heat buffering action and the load to be heated fluctuates. In addition, sudden temperature fluctuations of the plate fin can be prevented.

そして、これら熱交換装置を空気流動路に配置すれば、高出力、高効率の温風暖房機とすることができる。 If these heat exchange devices are arranged in the air flow path, a high-power, high-efficiency hot air heater can be obtained.

以下本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。なお、以下に述べる実施の形態が本発明を限定するものでない。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. The embodiments described below do not limit the present invention.

（実施の形態１）
図において、多数枚のプレートフィン１を並設して一つのフィンブロック２を構成し、このフィンブロック２にそれぞれ伝熱パイプ３を介して複数のシーズヒータ４が挿通してある。 (Embodiment 1)
In the figure, a large number of plate fins 1 are arranged side by side to form one fin block 2, and a plurality of sheathed heaters 4 are inserted into the fin block 2 through heat transfer pipes 3, respectively.

前記シーズヒータ４は、鉄などからなるパイプ５内の中心線上に電気ヒータ６を挿設するとともに、これらパイプ５、電気ヒータ６間に酸化マグネシウムなどの絶縁材７を充填して構成されている。 The sheathed heater 4 is configured by inserting an electric heater 6 on a center line in a pipe 5 made of iron or the like and filling an insulating material 7 such as magnesium oxide between the pipe 5 and the electric heater 6. .

さらに、前記電気ヒータ６の両端に接続された端子８は封口材９を貫通してパイプ５の両側外方に突出している。 Further, the terminals 8 connected to both ends of the electric heater 6 pass through the sealing material 9 and protrude outward on both sides of the pipe 5.

そして、前記伝熱パイプ３とシーズヒータ４のパイプ５との間には空気層となる間隙１０が設定してある。 A gap 10 serving as an air layer is set between the heat transfer pipe 3 and the pipe 5 of the sheathed heater 4.

前記間隙１０は、シーズヒータ４におけるパイプ５の端部に配置したスペーサ１１の外周に伝熱パイプ３を結合せることで形成されるものであり、また、前記スペーサ１１の外端部に外拡がりのテーパ部１２を設けて伝熱パイプ３の端部への当りとすることによって、シーズヒータ４の長手方向の位置決めが図られている。 The gap 10 is formed by joining the heat transfer pipe 3 to the outer periphery of the spacer 11 disposed at the end of the pipe 5 in the sheathed heater 4, and spreads outward at the outer end of the spacer 11. The sheathed heater 4 is positioned in the longitudinal direction by providing the taper portion 12 to the end of the heat transfer pipe 3.

前記伝熱パイプ３は熱良導材、例えば銅などでつくられており、熱膨張、腐食などを考慮してスペーサ１１も同材質に設定されている。スペーサ１１の位置は、その耐熱性などを配慮してシーズヒータ４の電気ヒータ６が存在しない端子８の挿通部外周に対応している。 The heat transfer pipe 3 is made of a heat conducting material such as copper, and the spacer 11 is also made of the same material in consideration of thermal expansion and corrosion. The position of the spacer 11 corresponds to the outer periphery of the insertion portion of the terminal 8 where the electric heater 6 of the sheathed heater 4 does not exist in consideration of its heat resistance.

次に、プレートフィン１に対する伝熱パイプ３の貫通構成について述べる。 Next, the penetration structure of the heat transfer pipe 3 with respect to the plate fin 1 will be described.

前記プレートフィン１は熱良導性のアルミニウムなどが使用されており、伝熱パイプ３を貫通させるために、孔縁１３を筒状とした貫通孔１４が形成してある。 The plate fin 1 is made of heat-conducting aluminum or the like, and a through hole 14 having a hole edge 13 formed in a cylindrical shape is formed in order to penetrate the heat transfer pipe 3.

前記伝熱パイプ３を貫通孔１４に通した後、その伝熱パイプ３を拡径することで筒状の孔縁１３に密着され、良好な熱伝達経路を形成するようにしてある。 After passing the heat transfer pipe 3 through the through hole 14, the heat transfer pipe 3 is expanded to be in close contact with the cylindrical hole edge 13 to form a good heat transfer path.

以上の構成において、通電により、先ず、シーズヒータ４の電気ヒータ６が発熱し、その熱は絶縁材７を介してパイプ５に伝わり、輻射エネルギーとして放射され、間隙１０を通して伝熱パイプ３に至る。 In the above configuration, first, the electric heater 6 of the sheathed heater 4 generates heat by energization, and the heat is transmitted to the pipe 5 through the insulating material 7 and radiated as radiant energy, and reaches the heat transfer pipe 3 through the gap 10. .

これによって、伝熱パイプ３は吸収した輻射エネルギーにて加熱され、次いで伝導によりプレートフィン１に伝達される。 As a result, the heat transfer pipe 3 is heated by the absorbed radiant energy and then transmitted to the plate fins 1 by conduction.

したがって、フィンブロック２が温風暖房機の通風路に臨ませて配置してあれば、この通風路を流れる空気がプレートフィン１の間の隙間を通過する際、対流などの作用で加熱され、温風化されるものである。 Therefore, if the fin block 2 is arranged facing the ventilation path of the hot air heater, the air flowing through the ventilation path is heated by an action such as convection when passing through the gap between the plate fins 1, It is warmed.

ここで、前記シーズヒータ４を空気層となる間隙１０をおいて伝熱パイプ３に内設した意義について説明する。 Here, the significance of providing the sheathed heater 4 in the heat transfer pipe 3 with a gap 10 serving as an air layer will be described.

例えば、温風暖房機において、その通風路に常に一定量の空気が流動することはない。つまり、シーズヒータ４にかかる負荷は刻々と変化するものである。すなわち、暖房の設定温度などに関連して負荷はリニアーに、或いは断続的ＯＮ−ＯＦＦ的に変動し、それに伴って、シーズヒータ４の出力も制御する必要がある。 For example, in a warm air heater, a constant amount of air does not always flow through the ventilation path. That is, the load applied to the sheathed heater 4 changes every moment. That is, the load fluctuates linearly or intermittently on and off in relation to the set temperature of heating, and the output of the sheathed heater 4 needs to be controlled accordingly.

しかしながら、空気量の変動とシーズヒータ４における電気ヒータ６の出力制御を完全に同期させることは理論的に困難で、特に、負荷が急激に小方向に変動したときにはシーズヒータ４の温度が異常値に近い値まで上昇してしまう。 However, it is theoretically difficult to perfectly synchronize the fluctuation of the air amount and the output control of the electric heater 6 in the sheathed heater 4. In particular, when the load suddenly fluctuates in a small direction, the temperature of the sheathed heater 4 becomes an abnormal value. It will rise to a value close to.

ここで、プレートフィン１は熱良導材であるアルミニウムなどが使用されているところから、その耐熱性を考慮すると、シーズヒータ４として高出力のものを使用できないことが理解できるであろう。 Here, since the plate fin 1 is made of aluminum, which is a heat conducting material, it can be understood that a high-powered sheathed heater 4 cannot be used in consideration of its heat resistance.

しかるに、本実施の形態のように、シーズヒータ４の外側に間隙１０をおいて伝熱パイプ３を設けておくと、その間隙１０の空気層が熱緩衝作用を発揮し、シーズヒータ４の温度変化を吸収することとなる。 However, if the heat transfer pipe 3 is provided with the gap 10 outside the sheathed heater 4 as in the present embodiment, the air layer in the gap 10 exhibits a thermal buffering effect, and the temperature of the sheathed heater 4 is increased. It will absorb changes.

その結果、伝熱パイプ３およびプレートフィン１にアルミニウムとか銅などの熱良導材を使用しても、それらが異常高温に達することがなく、耐熱性の障害とならないものである。 As a result, even when a heat conducting material such as aluminum or copper is used for the heat transfer pipe 3 and the plate fin 1, they do not reach an abnormally high temperature and do not become an obstacle to heat resistance.

以上から、熱交換装置としての効率が向上し、加えて高出力化が図れるものであり、高い耐久性がえられることとなる。 From the above, the efficiency as a heat exchange device is improved, and in addition, high output can be achieved, and high durability can be obtained.

前記のように、熱交換装置としての高効率、高出力化を可能とするシーズヒータ４と伝熱パイプ３との間の間隙１０を確保するスペーサ１１は、前記シーズヒータ４のパイプ５の外周面に接するが、その位置は電気ヒータ６が存在しない部位に設定されているため、高温になることがなく、したがって、銅などを使用しても温度的には支障がないものである。 As described above, the spacer 11 that secures the gap 10 between the sheathed heater 4 and the heat transfer pipe 3 that enables high efficiency and high output as a heat exchange device is the outer periphery of the pipe 5 of the sheathed heater 4. Although it is in contact with the surface, the position is set at a position where the electric heater 6 does not exist, so that the temperature does not become high. Therefore, even if copper or the like is used, there is no problem in temperature.

また、そのスペーサ１１にテーパ部１２を形成しているので、一つのスペーサ１１をシーズヒータ４の一端に取付けて伝熱パイプ３の中に通し、その伝熱パイプ３の端部にテーパ部１２が当るまで移動させ、その後、もう一つのスペーサ１１をシーズヒータ４の他端に嵌め、そのテーパ部１２が伝熱パイプ３の他端に当るまで移動させることで、自ずとシーズヒータ４の長手方向の位置決めがなされるものである。 Further, since the tapered portion 12 is formed in the spacer 11, one spacer 11 is attached to one end of the sheathed heater 4 and passed through the heat transfer pipe 3, and the tapered portion 12 is formed at the end of the heat transfer pipe 3. The other spacer 11 is then fitted to the other end of the sheathed heater 4 and moved until the tapered portion 12 contacts the other end of the heat transfer pipe 3. Are positioned.

なお、本実施の形態では、伝熱パイプ３とシーズヒータ４のパイプ５との間に空気層となる間隙１０を設けた例を示したが、単に、熱移動面のみをみれば、伝熱パイプ３の内面に少なくとも一部が接触した形でシーズヒータ４を挿入してもよく、要は、プレートフィン１と実質一体化した伝熱パイプ３にシーズヒータ４が挿入できるものであれば構成的に
限定を受けるものではない。 In the present embodiment, an example in which a gap 10 serving as an air layer is provided between the heat transfer pipe 3 and the pipe 5 of the sheathed heater 4 is shown. However, if only the heat transfer surface is observed, heat transfer is performed. The sheathed heater 4 may be inserted so that at least a part of the inner surface of the pipe 3 is in contact with the inner surface of the pipe 3. In short, the sheathed heater 4 can be inserted into the heat transfer pipe 3 substantially integrated with the plate fin 1. There is no specific limitation.

本発明にかかる熱交換装置は、シーズヒータからプレートフィンへの熱移動を確実として高効率熱交換を実現できるものであり、温風を熱源とする暖房機や乾燥機などへの利用が可能となる。 The heat exchange device according to the present invention can realize high-efficiency heat exchange by ensuring heat transfer from the sheathed heater to the plate fin, and can be used for a heater or a dryer using hot air as a heat source. Become.

本発明の実施の形態１における熱交換装置の要部拡大断面図The principal part expanded sectional view of the heat exchange apparatus in Embodiment 1 of this invention. 同熱交換装置の全体斜視図Overall perspective view of the heat exchanger 同熱交換装置の一部断面図Partial sectional view of the heat exchanger

Explanation of symbols

１プレートフィン
３伝熱パイプ
４シーズヒータ
１３孔縁
１４貫通孔
１０間隙 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Plate fin 3 Heat transfer pipe 4 Sheath heater 13 Hole edge 14 Through-hole 10 Gap

Claims

Heat exchange provided with a large number of plate fins arranged side by side, a heat transfer pipe penetrating through a through hole provided in the plate fin, and a sheathed heater inserted into the heat transfer pipe apparatus.

The heat exchange apparatus according to claim 1, wherein the diameter of a heat transfer pipe inserted into the through hole of the plate fin is increased to closely contact the plate fin and the heat transfer pipe.

The heat exchange device according to claim 1 or 2, wherein the hole edge of the through hole in the plate fin is cylindrical.

The heat exchange device according to claim 1, wherein a gap serving as an air layer is provided between the heat transfer pipe and the sheathed heater.

The hot air heater which has arrange | positioned the heat exchange apparatus of any one of Claims 1-4 in the air flow path.