JP2010249495A - 熱交換器およびこれを備えたヒートポンプ式給湯機 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】熱交換器21は、厚み方向の変形を抑制する支持部材55を流体流路53内に有する金属管47と、金属管47に対して厚み方向の一方側に積層配置され、金属管47の一方側の外表面61と対向配置されてその少なくとも一部が一方側の外表面61と接合された対向面を有する多穴金属管45とを備えている。
【選択図】図3
Description
図1は本発明の一実施形態にかかるヒートポンプ式給湯機11を示す構成図である。図1に示すように、ヒートポンプ式給湯機11は、冷媒を循環させる冷媒回路13と、この冷媒回路13の冷媒との熱交換により低温水を沸き上げてタンク15に高温水を貯湯するための貯湯回路17とを備えている。
(第1実施形態)
図2は本発明の第1実施形態にかかる熱交換器21を示す斜視図である。図2に示すように、この熱交換器21は、長手方向の一端41が内側に配置され、長手方向の他端43が外側に配置されるように渦巻き状に巻かれた構造を有している。
次に、熱交換器21の製造方法の一例について説明する。図5は熱交換器21の製造方法の一例を示す正面図である。図5に示すように、熱交換器21の製造には例えば抵抗溶接装置100を使用することができる。
図7は本発明の第2実施形態にかかる熱交換器を示す断面図である。図7に示すように、この熱交換器21は、支持部材55の構造が第1実施形態とは異なっている。その他の部位については第1実施形態と同じ符号を付して説明を省略する。
図8は本発明の第3実施形態にかかる熱交換器を示す断面図である。図8に示すように、この熱交換器21の支持部材55の構造が第1実施形態とは異なっている。その他の部位については第1実施形態と同じ符号を付して説明を省略する。
図9は本発明の第4実施形態にかかる熱交換器21を示す断面図であり、図10〜13は、この熱交換器21に用いる金属管47を示す図である。図9〜13に示すように、この熱交換器21は、金属管47の支持部の構造などが第1実施形態と異なっている。その他の部位については第1実施形態と同じ符号を付して説明を省略する。
図17(a)は、本発明の第5実施形態にかかる熱交換器21を示す斜視図である。この熱交換器21は、支持部としての凸部55の構造が第1実施形態とは異なっている。その他の部位については第1実施形態の熱交換器21と同様であるので第1実施形態と同じ符号を付して説明を省略する。
図20は、本発明の第6実施形態の熱交換器21を示す斜視図である。この第6実施形態の熱交換器21は、金属管47の構造が第1実施形態と異なっている。その他の部位については第1実施形態の熱交換器21と同様であるので第1実施形態と同じ符号を付して説明を省略する。
図23(a)は、本発明の第7実施形態の熱交換器21を示す斜視図である。この第7実施形態の熱交換器21は、金属管47の構造が第1実施形態と異なっている。その他の部位については第1実施形態の熱交換器21と同様であるので第1実施形態と同じ符号を付して説明を省略する。
図25は、本発明の第8実施形態の熱交換器21を示す断面図である。この第8実施形態の熱交換器21は、金属管47の構造が第1実施形態と異なっている。その他の部位については第1実施形態の熱交換器21と同様であるので第1実施形態と同じ符号を付して説明を省略する。
図26(a)及び(b)は本発明の第9実施形態の熱交換器21における金属管47の製造工程を示す平面図であり、(c)は(b)のXXVIc- XXVIc線断面図である。この熱交換器21は、支持部としての凸部55の構造が第1実施形態とは異なっている。その他の部位については第1実施形態の熱交換器21と同様であるので第1実施形態と同じ符号を付して説明を省略する。
以上説明した第1実施形態〜第9実施形態の熱交換器21では、上述した抵抗溶接による方法の他、ろう付けやはんだ付けなどの方法を用いて金属管47と多穴金属管45,49とを接合することもできる。ここで、ろう付けとは450℃以上の融点を持つろう材を用いて行う接合方法をいい、はんだ付けとは450℃未満の低い融点を持つはんだ材を用いて行う接合方法をいう。
なお、本発明は、前記実施形態に限られるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で種々変更、改良等が可能である。例えば、上記第4実施形態では、一方の内面57から第1凸部55aが突出し、他方の内面59から第2凸部55bが突出し、これらの一部が互いに対向する位置に配置された形態を例に挙げて説明したが、これに限定されない。
13 冷媒回路
15 タンク
17 貯湯回路
19 圧縮機
21 熱交換器
23 膨張弁
25 蒸発器
45 第1多穴金属管
47 金属管
49 第2多穴金属管
51 冷媒流路
53 流体流路
55 支持部材(支持部)
55a 第1柱状体
55b 第2柱状体
F 流体の流れ方向
Claims (23)
- 厚みよりも幅の方が大きい扁平な形状をなし、長手方向に沿って流体流路(53)が内部に形成されており、前記厚み方向の一方側および他方側にそれぞれ外表面(61,63)を有し、前記厚み方向の変形を抑制する支持部(55)を前記流体流路(53)内に有する金属管(47)と、
前記金属管(47)に対して前記厚み方向の一方側に積層配置され、厚みよりも幅の方が大きい扁平な形状をなし、前記長手方向に沿って複数の流体流路(51)が内部に形成されており、前記金属管(47)の前記一方側の外表面(61)と対向配置されてその少なくとも一部が前記一方側の外表面(61)と接合された対向面(65)を有する多穴金属管(45)と、を備えた熱交換器。 - 前記支持部(55)は、前記流体流路(53)の前記長手方向に沿って配列された複数の柱状体を有し、各柱状体は、その軸方向の一端が前記流体流路(53)の前記厚み方向のいずれか一方の内面に接合されており、前記軸方向の他端が前記流体流路(53)の前記厚み方向の他方の内面側に配置されている、請求項1に記載の熱交換器。
- 前記複数の柱状体の少なくとも一部は、前記軸方向の両端が前記流体流路(53)の一方側の内面および他方側の内面にそれぞれ接合されている、請求項2に記載の熱交換器。
- 前記支持部(55)は、前記流体流路(53)の前記厚み方向の一方側の内面に前記流体流路(53)の前記長手方向に沿って配列された複数の第1柱状体(55a)と、前記流体流路(53)の前記厚み方向の他方側の内面に前記流体流路(53)の前記長手方向に沿って配列された複数の第2柱状体(55b)とを備え、
各第1柱状体(55a)は、前記一方側の内面から前記他方側の内面に向かって延び、
各第2柱状体(55b)は、前記他方側の内面から前記一方側の内面に向かって延びるとともに各先端部が前記複数の第1柱状体(55a)の各先端部にそれぞれ当接または近接している、請求項1に記載の熱交換器。 - 前記複数の第1柱状体(55a)と前記複数の第2柱状体(55b)の少なくとも一部は、互いの先端部同士が接合されている、請求項4に記載の熱交換器。
- 前記支持部(55)は、前記流体流路(53)の前記長手方向に沿って配置された波形の板状体である、請求項1に記載の熱交換器。
- 前記支持部(55)は、前記流体流路(53)の前記長手方向に沿って配列された複数の凸部を有し、各凸部は、前記流体流路(53)の前記厚み方向のいずれか一方の内面から前記厚み方向の他方の内面に向かって突出している、請求項1に記載の熱交換器。
- 各凸部(55)は、幅方向の寸法が前記長手方向の寸法よりも小さい、請求項7に記載の熱交換器。
- 前記凸部(55)は、前記厚み方向の一方側または他方側の外表面(61,63)を前記他方側または前記一方側に凹ませることにより形成されたものである、請求項7または8に記載の熱交換器。
- 前記支持部(55)は、前記流体流路(53)の前記厚み方向の一方側の内面に前記流体流路(53)の前記長手方向に沿って配列された複数の第1凸部(55a)と、前記流体流路(53)の前記厚み方向の他方側の内面に前記流体流路(53)の前記長手方向に沿って配列された複数の第2凸部(55b)とを備え、
各第1凸部(55a)は、前記一方側の内面から前記他方側の内面に向かって突出し、各第2凸部(55b)は、前記他方側の内面から前記一方側の内面に向かって突出している、請求項1に記載の熱交換器。 - 前記第1凸部(55a)は、前記厚み方向の一方側の外表面(61)を前記他方側に凹ませることにより形成されたものであり、前記第2凸部(55b)は、前記厚み方向の他方側の外表面(63)を前記一方側に凹ませることにより形成されたものである、請求項10に記載の熱交換器。
- 前記複数の第1凸部(55a)のうちの一部または全部は、前記第2凸部(55b)に対して前記厚み方向に対向する位置に設けられている、請求項10または11に記載の熱交換器。
- 各第1凸部(55a)および各第2凸部(55b)は、平面視において細長い形状をそれぞれ有し、
前記厚み方向に対向する前記第1凸部(55a)と前記第2凸部(55b)は、平面視において互いに交差するように設けられている、請求項12に記載の熱交換器。 - 各第1凸部(55a)の長手方向は、前記金属管(47)の前記長手方向に対して前記金属管(47)の幅方向の一方側に傾斜しており、
各第2凸部(55b)の長手方向は、前記金属管(47)の前記長手方向に対して前記幅方向の他方側に傾斜しており、
各第1凸部(55a)の前記長手方向に対する傾斜角度と各第2凸部(55b)の前記長手方向に対する傾斜角度とが同じである、請求項13に記載の熱交換器。 - 各第1凸部(55a)および各第2凸部(55b)は、平面視において細長い形状をそれぞれ有し、
前記厚み方向に対向する前記第1凸部(55a)と前記第2凸部(55b)の長手方向は、前記金属管(47)の長手方向と平行である、請求項12に記載の熱交換器。 - 前記複数の第1凸部(55a)は、長手方向にそれぞれ延びる3つ以上の列が形成されるように配列されており、これらの列のうち幅方向の中央部に位置する列は、前記第1凸部(55a)が前記第2凸部(55b)に対して前記厚み方向に対向する位置に設けられている、請求項12に記載の熱交換器。
- 前記幅方向の中央部に位置する列の両サイドに位置する列は、前記第1凸部(55a)が前記第2凸部(55b)に対して前記長手方向にずれた位置に設けられている、請求項16に記載の熱交換器。
- 前記複数の第1凸部(55a)は、長手方向に対して傾斜した傾斜方向にそれぞれ延びる複数の列が形成されるように配列されており、
前記複数の第2凸部(55b)は、前記傾斜方向にそれぞれ延びる複数の列が形成されるように配列されており、
前記第1凸部(55a)の前記傾斜方向の列と、前記第2凸部(55b)の前記傾斜方向の列とが長手方向に沿って交互に配置されている、請求項17に記載の熱交換器。 - 前記流体流路(53)は、幅方向に並設されて前記長手方向に延びる第1流体流路(53a)と第2流体流路(53b)とを含み、
前記第1流体流路(53a)は、金属板を前記長手方向に沿った位置で折り曲げて前記金属板の幅方向の一方の端辺が前記金属板の一方の表面に当接するように前記金属板を管状に曲げ加工し、前記一方の端辺が前記長手方向に沿って前記一方の表面に接合されて形成されたものであり、
前記第2流体流路(53b)は、前記金属板を前記長手方向に沿った他の位置で折り曲げて前記金属板の前記幅方向の他方の端辺が前記一方の端辺に隣接する位置で前記一方の表面に当接するように前記金属板を管状に曲げ加工し、前記他方の端辺が前記長手方向に沿って前記一方の表面に接合されて形成されたものであり、
前記支持部(55)は、前記一方の端辺と前記他方の端辺から前記厚み方向またはこの厚み方向から傾斜した方向にそれぞれ延びる前記金属板の一部により構成されている、請求項1に記載の熱交換器。 - 前記多穴金属管(45)が第1多穴金属管(45)であり、
前記金属管(47)に対して前記厚み方向の他方側に積層配置され、厚みよりも幅の方が大きい扁平な形状をなし、前記長手方向に沿って複数の流体流路(51)が内部に形成されており、前記金属管(47)の前記他方側の外表面(63)と対向配置されてその少なくとも一部が前記他方側の外表面(63)と接合された対向面(67)を有する第2多穴金属管(49)をさらに備えた、請求項1〜19のいずれかに記載の熱交換器。 - 前記対向面(65,67)は略全体が前記外表面(61,63)と接合されている、請求項1〜20のいずれかに記載の熱交換器。
- 前記長手方向の一端(41)が内側に配置され、前記長手方向の他端(43)が外側に配置されるように渦巻き状に巻かれている、請求項1〜21のいずれかに記載の熱交換器。
- 圧縮機(19)と、請求項1〜22のいずれかに記載の熱交換器(21)と、減圧機構(23)と、蒸発器(25)と、これらを接続する配管とを有する冷媒回路(13)と、
水が貯留されるタンク(15)と、前記タンク(15)の水を前記熱交換器(21)の前記流体流路(53)に送る入水配管(27)と、前記熱交換器(21)により加熱された水を前記タンク(15)に戻す出湯配管(29)とを有する貯湯回路(17)と、を備えたヒートポンプ式給湯機。
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