JPH035482B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は冷媒を熱の搬送媒体とする熱移動装置
の冷媒加熱熱交換器に関するものである。

従来例の構成とその問題点 従来、熱を搬送する媒体としては、水を用いる
ものが知られている。しかし水を媒体とするもの
においては、凍結、スケールの発生があること、
接続配管からの放熱ロスが大きい等の欠点があ
る。

上記温水方式の欠点を改善するものとして冷媒
を熱の搬送媒体とする熱移動装置が考えられてい
る。すなわち第１図に示す如く、冷媒循環ポンプ
１、冷媒加熱熱交換器２、放熱器３を順次環状連
結し密閉回路からなる熱移動サイクルを構成しフ
ロン１１４等の冷媒を封入する。

尚、前記冷媒加熱熱交換器２には燃焼装置４を
装着している。

上記熱移動装置の作用を説明する。冷媒循環ポ
ンプ１を駆動することにより液状冷媒が冷媒加熱
熱交換器２に送られる。液状冷媒は冷媒加熱熱交
換器２で燃焼装置４によつて生じる高温の燃焼ガ
スにより加熱され蒸発ガス化し、加熱器３に流入
しフアン５の作用により放熱、凝縮液化し、再び
冷媒循環ポンプ１に流入する。

上記冷媒を熱の搬送媒体として用いることによ
り、冷媒は凍結、スケールの発生がない、密閉回
路であることから媒体の補充が不必要である等メ
ンテナンスフリーが図れる。又冷媒加熱熱交換器
２から放熱器３までは蒸気相で搬送することから
加熱ロスを減少させることが出来る等の利点があ
る。

上記冷媒を熱搬送媒体とする場合の問題点は冷
媒の安定加熱である。冷媒は高温になると熱分解
する。したがつて燃焼ガスの如き高温の熱によつ
て加熱する場合には冷媒の接する管壁温度を低く
保つことが必要となる。そこで安定加熱面から冷
媒加熱熱交換器は第２図に示す如き間接加熱方式
すなわち燃焼ガスと熱媒との間でいつたん熱交換
した後、熱媒と冷媒との間で熱交換する方式がと
られる。すなわち多数の細管６の両端を端板７に
溶接し、燃焼ガス通路を構成するとともに、細管
６の外面に熱媒８を収納する缶体９を設け開口部
を封鎖し、熱媒８中に冷媒パイプ１０を埋設して
なる。

上記間接加熱方式では熱媒を封入する必要があ
ることから冷媒加熱熱交換器自体が大型化しかつ
重くなる、又細管と端板、端板と缶体等溶接箇所
が多くなることから熱媒の漏れを生じる危険があ
る等の欠点がある。

発明の目的 本発明は上記の如き点に着目し、燃焼ガスと冷
媒の熱交換を金属壁を介して熱交換させるものに
おいて、冷媒の安定加熱を確保する冷媒加熱交換
器を得ることを目的とするものである。

発明の構成 上記目的を達成するため本発明の特徴とすると
ころは、円筒状内周面の軸方向に沿つて複数のフ
インを、外周面軸方向に沿つて複数のパイプ保持
部を一体に熱交換主材を形成し、前記パイプ保持
部に内面溝付冷媒パイプを密着保持せしめるとと
もに、円筒状内周面に設けたフイン先端に接する
ごとく一端を閉じた中空円筒管を挿入し、前記熱
交換主材の一端に排気キヤツプを、他端に燃焼バ
ーナを装着し、前記中空円筒管の周面に複数の貫
通孔を設けることにある。

上記構成により、熱交換主材の温度分布の均一
化と、冷媒溝付管によるホツトスポツトの防止に
より冷媒の安定加熱を確保することが出来る。

実施例の説明 本発明の実施例を図面に基づき説明する。第３
図、第４図において、１１は熱交換主材であり、
内周面軸方向に沿つて複数のフイン１２を、外周
面には軸方向に沿つて複数のパイプ保持部１３を
一体に成形されたものであり、アルミ押し出し材
で構成される。尚フイン１２はパイプ保持部１３
に対応して主フイン１２ａ、パイプ保持部１３間
に対応した内周面に補助フイン１２ｂを設けてい
る。１４は冷媒の流動する内面溝付管であり、前
記パイプ保持部１３に挿入後機械的拡管され密着
保持される。１５は前記熱交換主材１１の内面に
設けられたフイン１２の先端に接する如く挿入さ
れた中空状円筒管であり、先端を閉鎖するととも
に周囲に複数の燃焼ガスを通す貫通孔１６を設け
ている。１７は熱交換主材１１の一端に装着され
た排気筒１８を具備する排気キヤツプ、１９は熱
交換主材１２の他端に装着された燃焼バーナであ
る。

上記構成における作用を説明する。燃焼バーナ
１９で発生した燃焼ガスは、熱交換主材１１の内
壁と中空状円筒管１５の間すなわちフイン１２部
の燃焼ガス側より流入し、排気筒１８側へ流動す
る。一方燃焼ガスの一部は中空状円筒管１５に流
入し、中空状円筒管１５に設けた貫通孔１６より
フイン１２部へ流入する。このようにフイン１２
を流動する燃焼ガスの熱は熱交換主材１１に伝え
られ、燃焼ガスは徐々に温度降下し、排気筒１８
より冷媒加熱熱交換器外へ放出される。一方冷媒
は熱交換主材１１のパイプ保持部１３に密着保持
された内面溝付管１４を流動する間に燃焼ガスに
より加熱された熱交換主材１１より吸熱し、蒸発
ガス化する。

以上説明した如く本発明の冷媒加熱熱交換器に
おいては、燃焼バーナで発生した燃焼ガスをフイ
ン部分と中空状円筒管に分流させ、中空状円筒管
に流入した燃焼ガスを複数の貫通孔よりフインの
中央部より後流側へ流入させることにより、熱交
換主材に対する熱流束を均等化することが出来
る。第５図に熱交換主材の軸方向の温度分布を示
す。又冷媒の流動する冷媒パイプの内面を溝付形
状にすることにより沸騰蒸発に伴なう気泡を消滅
させることが出来る。これらによりホツトスポツ
ト（局部的温度上昇）を防止することが出来る。

発明の効果 本発明によれば、燃焼バーナで発生した高温の
燃焼ガスを熱交換主材の燃焼バーナ側フイン部と
中空状円筒管に分流流入させるとともに、中空状
円筒管に流入した燃焼ガス貫通孔を介して熱交換
主材フインの中央部から後流側が流入させること
により、熱交換主材の軸方向熱流束を均等化する
ことにより温度分布の均等化、局部温度上昇を防
止することが出来る。このように冷媒の安定加熱
を確保した金属壁を介した冷媒加熱熱交換器は、
小型・軽量化が図れる等の利点がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は熱移動装置の構成図、第２図は従来の
冷媒加熱熱交換器を示す断面図、第３図は本発明
の一実施例による冷媒加熱熱交換器の側面断面
図、第４図は同熱交換器の断面図、第５図は熱交
換主材軸方向の温度分布を示す温度特性図であ
る。 １１……熱交換主材、１２……フイン、１３…
…パイプ保持部、１４……冷媒パイプ、１５……
中空円筒管、１６……貫通孔、１７……排気キヤ
ツプ、１８……排気筒、１９……燃焼バーナ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 円筒状内周面の軸方向に沿つて複数のフイン
   と外周面軸方向に沿つて複数のパイプ保持部を一
   体に形成した熱交換主材を有し、前記パイプ保持
   部には内面溝付冷媒パイプを密着保持せしめると
   ともに、前記フインの先端に接するごとく一端を
   封鎖した円筒管を挿入し、前記熱交換主材の一端
   に排気筒を有する排気キヤツプを、他端に燃焼バ
   ーナを装着し、前記円筒管の周面に複数の貫通孔
   を設けた冷媒加熱熱交換器。