JPH10122762A - 熱交換器 - Google Patents

熱交換器

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JPH10122762A
JPH10122762A JP8279162A JP27916296A JPH10122762A JP H10122762 A JPH10122762 A JP H10122762A JP 8279162 A JP8279162 A JP 8279162A JP 27916296 A JP27916296 A JP 27916296A JP H10122762 A JPH10122762 A JP H10122762A
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伸起 嶋
Masahiro Fujikawa
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Kiyoshi Matsumoto
清 松本
Toshihiko Nishimoto
敏彦 西本
Kouji Kurisuya
広治 栗須谷
Chizuru Kizawa
千鶴 木澤
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    • F28D7/02Heat-exchange apparatus having stationary tubular conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall the conduits being helically coiled
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28DHEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
    • F28D1/00Heat-exchange apparatus having stationary conduit assemblies for one heat-exchange medium only, the media being in contact with different sides of the conduit wall, in which the other heat-exchange medium is a large body of fluid, e.g. domestic or motor car radiators
    • F28D1/02Heat-exchange apparatus having stationary conduit assemblies for one heat-exchange medium only, the media being in contact with different sides of the conduit wall, in which the other heat-exchange medium is a large body of fluid, e.g. domestic or motor car radiators with heat-exchange conduits immersed in the body of fluid
    • F28D1/04Heat-exchange apparatus having stationary conduit assemblies for one heat-exchange medium only, the media being in contact with different sides of the conduit wall, in which the other heat-exchange medium is a large body of fluid, e.g. domestic or motor car radiators with heat-exchange conduits immersed in the body of fluid with tubular conduits
    • F28D1/0408Multi-circuit heat exchangers, e.g. integrating different heat exchange sections in the same unit or heat exchangers for more than two fluids
    • F28D1/0461Combination of different types of heat exchanger, e.g. radiator combined with tube-and-shell heat exchanger; Arrangement of conduits for heat exchange between at least two media and for heat exchange between at least one medium and the large body of fluid

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明は効率よく様々な空調システムで熱交
換する熱交換器を提供することを目的とするものであ
る。 【解決手段】 円筒と円筒の周りに巻き付けた少なくと
も一つ以上の管で形成する熱交換器をもうけたものであ
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、熱源を流す円筒と
この円筒の周りに巻き付けた管を有する熱交換器に関す
るものである。
【0002】
【従来の技術】従来のこの種の熱交換器とこの熱交換器
を取り付けた空気調和装置の冷凍サイクルについて、図
面とともに説明する。
【0003】図9に示すように、空気調和装置の冷媒加
熱室外機には、従来より内部に圧縮機901と、冷媒を
凝縮させる室外熱交換器902および冷媒を加熱する冷
媒加熱器909が設けられている。そして、この室外熱
交換器902と冷媒加熱器909を用いて冷媒サイクル
を構成している。つまり、圧縮機901に四方弁90
4、室外熱交換器902、逆止弁903、絞り装置90
5、二方弁906そして冷媒加熱器909と室内熱交換
器907、逆止弁908が接続されている。そして、冷
房時には冷媒が圧縮機901から四方弁904、室外熱
交換器902、絞り装置905、室内熱交換器907を
経て循環するよう、また暖房時には、冷媒が圧縮機90
1から四方弁904、室内熱交換器907、冷媒加熱器
909を経て循環するように二方弁906、逆止弁90
3、逆止弁908を設けており、冷房運転時には実線の
矢印、暖房運転時には破線の矢印の冷凍サイクルを構成
している。
【0004】図10において、10aは冷媒加熱器の熱
交換器本体であり、燃焼ガスは矢印Wから侵入し矢印X
に流出して熱交換を行う。そして内面にフィンを取り付
けた筒1001と筒1001の周りに冷媒を流す管10
02が形成されている。そして冷媒は、矢印Yから侵入
して矢印Xに流出して熱交換を行う。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記のよ
うな構成では、熱交換器本体で効率よく熱交換ができな
いという課題を有していた。
【0006】つまり筒と管の熱交換していない表面積部
分が大きく熱交換器の性能が低下するという課題を有し
ていた。
【0007】また筒に冷媒を流す管を一組しか形成する
ことができず同時に一組以上の熱交換を行うことができ
ないという課題を有していた。
【0008】また筒に冷媒を流す管を一組しか形成する
ことができず異種類の流体を流すことができないという
課題を有していた。
【0009】本発明は上記従来例の課題を解決するもの
で、少なくとも一組以上の熱交換を行い、様々な流体を
使用することができる熱交換器を提供することを目的と
するものである。
【0010】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に本発明は、円筒の円柱方向にそれぞれ独立して巻き付
けた管を設けたものである。
【0011】また本発明は、円筒の円柱方向に束ねて巻
き付けた管を設けたものである。また本発明は、管を熱
源流入側に熱源の流れと同一方向に巻き付けそして熱源
流出側に熱源の流れと逆方向に巻き付けたものである。
【0012】また本発明は、円筒の周りに巻き付けた管
の中間に開口端を設けたものである。
【0013】また本発明は、円筒内に流れる熱源と同一
方向に管中の流体を流す請求項1から4いずれか一項に
記載の熱交換器である。
【0014】また本発明は、円筒内に流れる熱源と逆方
向に管中の流体を流す請求項1から4いずれか一項に記
載の熱交換器である。
【0015】また本発明は、円筒に巻き付けた一方の管
中の流体は円筒内に流れる熱源と同一方向に流し、他方
の管中の流体は円筒内に流れる熱源と逆方向に流す請求
項1から2いずれか一項に記載の熱交換器である。
【0016】また本発明は、円筒に巻き付けた一方の管
に冷媒を流し、他方の管に冷媒を流す請求項1から2い
ずれか一項に記載の熱交換器である。
【0017】また本発明は、円筒に巻き付けた一方の管
に冷媒を流し、他方の管に異種の冷媒を流す請求項1か
ら2いずれか一項に記載の熱交換器である。
【0018】また本発明は、円筒に巻き付けた一方の管
に冷媒を流し、他方の管に水を流す請求項1から2いず
れか一項に記載の熱交換器である。
【0019】また本発明は、円筒に巻き付けた一方の管
に水を流し、他方の管に水を流す請求項1から2いずれ
か一項に記載の熱交換器である。
【0020】また本発明は、熱源流入側に巻き付けた管
に大能力機器を接続し、熱源流出側に巻き付けた管に小
能力機器を接続した請求項1に記載の熱交換器である。
【0021】
【発明の実施の形態】請求項1に記載の発明は、管を円
筒の円柱方向にそれぞれ独立して巻き付けることによ
り、管をそれぞれ個別に熱交換を行うことができる。
【0022】請求項2に記載の発明は、管を円筒の円柱
方向に束ねて巻き付けることにより、複数の熱交換を同
時に行うことができる。
【0023】請求項3に記載の発明は、管を前半部分を
熱源と同一方向に後半部分を熱源と逆方向に巻き付ける
ことにより、後半部分の熱交換を熱源から効率的に行う
ことができる。
【0024】請求項4に記載の発明は、一つの管の間に
開口端を設けることにより一つの管から二組以上の熱交
換を行うことができる。
【0025】請求項5に記載の発明は、管中の流体を円
筒内の流体と同一方向に流すことにより熱源上流部分の
円筒の温度上昇を防ぐことができる。
【0026】請求項6に記載の発明は、管中の流体を円
筒内の熱源と逆方向に流すことにより熱源に対して効率
良く熱交換することができる。
【0027】請求項7に記載の発明は、一方の管中の流
体は筒内に流れる熱源と同一方向に流し、他方の管中の
流体は筒内に流れる熱源と逆方向に流すことにより、他
方の管中における熱交換の効率を上げることができる。
【0028】請求項8に記載の発明は、管の一方に冷媒
を他方も冷媒を流すことにより、効率的に設計を行うこ
とができる。
【0029】請求項9に記載の発明は、管の一方に冷媒
を他方に異種の冷媒を流すことにより、使用状態に合っ
た空調システムの設計を行うことができる。
【0030】請求項10に記載の発明は、管の一方に冷
媒を他方に水を流すことにより、冷媒と水のそれぞれの
特性を生かした空調システムの設計を行うことができ
る。
【0031】請求項11に記載の発明は、管の一方に水
を他方に水を流すことにより、水の特性を生かした設計
を効率的に行うことができる。
【0032】請求項12に記載の発明は、管の熱源流入
側に大能力機器を接続し、流出側に小能力機器を接続す
ることにより、違う能力を持った空調システムの設計を
行うことができる。
【0033】
【実施例】以下本発明の一実施例における熱交換器およ
び空気調和装置について図面とともに説明する。流体の
流れは、矢印で図中に示す。
【0034】空気調和装置の冷房暖房運転時の冷凍サイ
クルについては、同様であるので省略する。
【0035】図1(a),(b)において1aは熱交換
器本体であり熱源が第一の開口端101の矢印A方向か
ら流入し第二の開口端102の矢印B方向に流出する円
筒103の周りに巻き付けた第一の開口端104と第二
の開口端105で形成する管106と第一の開口端10
7と第二の開口端108で形成する管109を円柱方向
にそれぞれ独立して巻き付けた熱交換器1a、1bはこ
の熱交換器1aを使用した空調システムについて図面と
ともに説明する。
【0036】またこの時、管106と管109を円柱方
向にそれぞれ独立して巻き付けることにより、それぞれ
個別に熱交換することができ、一方の巻き付けた管10
6の熱交換によりエアコン110に利用、そして他方の
巻き付けた管108の熱交換により床暖房111に利用
する空調システム1bを作ることができる。
【0037】図2(a),(b)において、2aは熱交
換器本体であり熱源が第一の開口端201の矢印C方向
から流入し第二の開口端202の矢印方向Dに流出する
円筒203の周りに巻き付けた第一の開口端204と第
二の開口端205で形成する管206と第一の開口端2
07と第二の開口端208で形成する管209を円柱方
向にそれぞれ束ねて巻き付けた熱交換器2a、2bはこ
の熱交換器2aを使用した空調システムについて図面と
ともに説明する。
【0038】またこの時、管206と管209を円柱方
向に束ねて巻き付けることにより、それぞれ能力を持っ
たエアコン210とエアコン211を持つ空調システム
2bを作ることができる。
【0039】図3において、3aは熱交換器本体であり
熱源が第一の開口端301の矢印E方向から流入し第二
の開口端302の矢印F方向に流出する円筒303の周
りに巻き付けた第一の開口端304と第二の開口端30
5で形成する管306の前半部分を熱源と同一方向に巻
き付け、後半部分を熱源と逆方向に巻き付ける熱交換器
3aについて図面とともに説明する。
【0040】またこの時、管306の後半部分を熱源と
逆方向に巻き付けることにより熱源から効率的に熱交換
を行うことができる。
【0041】図4(a),(b)において、4aは熱交
換器本体であり熱源が第一の開口端401の矢印G方向
から流入し第二の開口端402の矢印H方向に流出する
円筒403の周りに巻き付けた第一の開口端404と第
二の開口端405で形成する管406の間にもう一つの
開口端407を設けた熱交換器4a、この熱交換器4a
を使用した空調システム4bについて図面とともに説明
する。
【0042】またこの時、管406の間にもう一つの開
口端407を設けることにより、エアコン408とエア
コン409を持った空調システム4bを作ることができ
る。
【0043】図5において、各部分の名称は図1(a)
と同様であるので省略する。そして、管106と管10
9内の流体を円筒103内に流れる熱源と同一方向に流
す、つまり流体が管106は、第一の開口端104から
矢印K方向に流入し第二の開口端105の矢印L方向に
流出し、管109は、第一の開口端107から矢印M方
向に流入し第二の開口端108の矢印N方向に流出する
熱交換器1aについて図面とともに説明する。
【0044】またこの時、管106と管109内流体を
円筒103内熱源と同一方向に流すことにより、熱源上
流部分円筒103の温度上昇を管106を流れる流体に
より防ぐことができる。
【0045】図6において、各部分の名称は図1(a)
と同様であるので省略する。そして、管106と管10
9内の流体を円筒103内に流れる熱源と逆方向に流
す、つまり流体が管106は、第一の開口端104から
矢印O方向に流入し第二の開口端105の矢印P方向に
流出し、管109は、第一の開口端108から矢印Q方
向に流入し第二の開口端107の矢印R方向に流出する
熱交換器1aについて図面とともに説明する。
【0046】またこの時、管106と管109内流体を
円筒103内熱源と逆方向に流すことにより、管106
と管109を流れる流体を効率良く熱交換することがで
きる。
【0047】図7において、各部分の名称は図1(a)
と同様であるので省略する。そして、一方の管106中
の流体は円筒103内に流れる熱源と同一方向に流し、
他方の管109中の流体は円筒103内に流れる熱源と
逆方向に流す、つまり流体が管106は、第一の開口端
104から矢印S方向に流入し第二の開口端105の矢
印T方向に流出し、管109は、第一の開口端108か
ら矢印U方向に流入し第二の開口端107の矢印V方向
に流出する熱交換器1aについて図面ともに説明する。
【0048】またこの時、他方の管109中の流体は円
筒103内に流れる熱源と逆方向に流すことにより、管
109中を流れる流体の熱交換の効率を上げることがで
きる。
【0049】図1(a)において、管106中に冷媒を
流し、管109に冷媒を流す熱交換器1aについて図面
とともに説明する。
【0050】またこの時、一方の管106に冷媒を流
し、他方の管109に冷媒を流すことにより、効率的に
設計を行うことができる。
【0051】図1(a)において、管106中に冷媒を
流し、管109に異種の冷媒を流す熱交換器に1aつい
て図面とともに説明する。
【0052】またこの時、一方の管106に冷媒を流
し、他方の管109に異種の冷媒を流すことにより、使
用状態に合った空調システムの設計を行うことができ
る。
【0053】図1(a)において、管106中に冷媒を
流し、管109に水を流す熱交換器1aについて図面と
ともに説明する。
【0054】またこの時、一方の管106に冷媒を流
し、他方の管109に水を流すことにより、冷媒と水そ
れぞれの特性を生かした空調システムの設計を行うこと
ができる。
【0055】図1(a)において、管106中に水を流
し、管109に水を流す熱交換器1aについて図面とと
もに説明する。
【0056】またこの時、一方の管106に水を流し、
他方の管109に水を流すことにより、水の特性を生か
した空調システムの設計を行うことができる。
【0057】図1(a)、8において、熱源流入側であ
る管106に大能力、熱源流出側である管109に小能
力を形成した熱交換器1aについて図面とともに説明す
る。
【0058】またこの時、熱源上流部分である管106
に大能力、熱源下流部分である管109に小能力を流す
ことにより、常時使用場所の空気調和機801とトイレ
専用空調機802を持った空調システム8aを作ること
ができる。また、常時使用場所の空気調和機と寝室の空
気調和機、パネル式空気調和機とエアコン(補助)、高
温場所に使用する空気調和機と低温場所に使用する空気
調和機などと違うシステムの設計を行うことができる。
【0059】上記した構成により、この熱交換器を取り
付けた空調システムを提供することができる。
【0060】
【発明の効果】上記実施例から明らかなように、請求項
1に記載の本発明は、管を円筒の円柱方向に管をそれぞ
れ独立して巻き付けることにより、それぞれ個別に熱交
換を行うことができる。
【0061】上記実施例から明らかなように、請求項2
に記載の本発明は、管を円筒の円柱方向に束ねて巻き付
けることにより、複数の熱交換を同時に行うことができ
る。
【0062】上記実施例から明らかなように、請求項3
に記載の本発明は、管を前半部分を熱源と同一方向に後
半部分を熱源と逆方向に巻き付けることにより、後半部
分の熱交換を熱源から効率的に行うことができる。
【0063】上記実施例から明らかなように、請求項4
に記載の本発明は、一つの管の間に開口端を設けること
により一つの管から二組以上の熱交換を行うことができ
る。
【0064】上記実施例から明らかなように、請求項5
に記載の本発明は、管中の流体を円筒内の流体と同一方
向に流すことにより熱源上流部分の円筒の温度上昇を防
ぐことができる。
【0065】上記実施例から明らかなように、請求項6
に記載の本発明は、管中の流体を円筒内の流体と逆方向
に流すことにより熱源に対して効率良く熱交換すること
ができる。
【0066】上記実施例から明らかなように、請求項7
に記載の本発明は、一方の管中の流体は筒内に流れる熱
源と同一方向に流し、他方の管中の流体は筒内に流れる
熱源と逆方向に流すことにより、他方の管中における熱
交換の効率を上げることができる。
【0067】上記実施例から明らかなように、請求項8
に記載の本発明は、管の一方に冷媒を他方にも冷媒を流
すことにより、効率的に設計を行うことができる。
【0068】上記実施例から明らかなように、請求項9
に記載の本発明は、管の一方に冷媒を他方に異種の冷媒
を流すことにより、使用状態に合った空調システムの設
計を行うことができる。
【0069】上記実施例から明らかなように、請求項1
0に記載の本発明は、管の一方に冷媒を他方に水を流す
ことにより、冷媒と水それぞれの特性を生かした空調シ
ステムの設計を行うことができる。
【0070】上記実施例から明らかなように、請求項1
1に記載の本発明は、管の一方に水を他方に水を流すこ
とにより、水の特性を生かした設計を行うことができ
る。
【0071】上記実施例から明らかなように、請求項1
2に記載の本発明は、管の熱源流入側に大能力、流出側
に小能力を形成することにより、違う能力を持った空調
システム製品の設計を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】(a)は本発明の一実施例における二つの独立
した管を設けた熱交換器の構成図 (b)は本発明の一実施例におけるエアコンと床暖房を
設けた空調システムの構成図
【図2】(a)は本発明の一実施例における二つの束ね
た管を設けた熱交換器の構成図 (b)は本発明の一実施例における2台のエアコンを設
けた空調システムの構成図
【図3】本発明の一実施例における管を熱源の同一方向
と逆方向に巻いた熱交換器の構成図
【図4】(a)は本発明の一実施例における管の中間に
一つの開口端を設けた熱交換器の構成図 (b)は本発明の一実施例における一つの巻いた管から
2台のエアコンを設けた空調システムの構成図
【図5】本発明の一実施例における熱源と管中の流体を
同一方向に流した熱交換器の構成図
【図6】本発明の一実施例における熱源と管中の流体を
逆方向に流した熱交換器の構成図
【図7】本発明の一実施例における熱源と管中の流体を
同一方向、逆方向にそれぞれ流した熱交換器の構成図
【図8】本発明の一実施例における一方にエアコン、他
方にトイレ用エアコンを設けた空調システムの構成図
【図9】従来例における冷凍サイクル図
【図10】従来の熱交換器の構成図
【符号の説明】 1a,2a,3a,4a,10a 熱交換器 1b,2b,4b,8a 空調システム 101,102,104,105,107,108,2
01,202,204,205,207,208,30
1,302,304,305,401,402,40
4,405,407 開口端 103,203,303,403 円筒 106,109,206,209,306,406 管 110,210,211,408,409 エアコン 111 床暖房
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 西本 敏彦 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (72)発明者 栗須谷 広治 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (72)発明者 木澤 千鶴 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内

Claims (12)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 本体に熱源が一方の開口端から流入し他
    方の開口端から流出する円筒と、前記円筒の周りに巻き
    付けた管を具備し、前記巻き付けた管を前記円筒の円柱
    方向にそれぞれ独立して少なくとも一組以上設けた熱交
    換器。
  2. 【請求項2】 本体に熱源が一方の開口端から流入し他
    方の開口端から流出する円筒と、前記円筒の周りに巻き
    付けた管を具備し、前記巻き付けた管を少なくとも二つ
    以上束ねて前記円筒の円柱方向に巻き付けた熱交換器。
  3. 【請求項3】 本体に熱源が一方の開口端から流入し他
    方の開口端から流出する円筒と、前記円筒の周りに巻き
    付けた管を具備し、前記円筒の熱源流入側に前記管の前
    半部分を熱源の流れと同一方向に巻き付け、前記円筒の
    熱源流出側に前記管の後半部分を熱源の流れと逆方向に
    巻き付けた熱交換器。
  4. 【請求項4】 本体に熱源が一方の開口端から流入し他
    方の開口端から流出する円筒と、前記円筒の周りに巻き
    付けた管を具備し、前記巻き付けた管の途中に少なくと
    も一つ以上の開口端を形成した熱交換器。
  5. 【請求項5】 本体に熱源が一方の開口端から流入し他
    方の開口端から流出する円筒と、前記円筒の周りに巻き
    付けた管を具備し、前記巻き付けた管中に流れる流体を
    前記円筒内を流れる熱源と同一方向に流す請求項1〜4
    いずれかに記載の熱交換器。
  6. 【請求項6】 本体に熱源が一方の開口端から流入し他
    方の開口端から流出する円筒と、前記円筒の周りに巻き
    付けた管を具備し、前記巻き付けた管中に流れる流体を
    前記円筒内を流れる熱源と逆方向に流す請求項1〜4い
    ずれかに記載の熱交換器。
  7. 【請求項7】 本体に熱源が一方の開口端から流入し他
    方の開口端から流出する円筒と、前記円筒の周りに巻き
    付けた管を具備し、前記円筒に巻き付けた一方の管中の
    流体は前記円筒内に流れる熱源と同一方向に流し、前記
    円筒に巻き付けた他方の管中の流体は前記円筒内を流れ
    る熱源と逆方向に流す、少なくとも二つ以上の管を設け
    た請求項1または2記載の熱交換器。
  8. 【請求項8】 本体に熱源が一方の開口端から流入し他
    方の開口端から流出する円筒と、前記円筒の周りに巻き
    付けた管を具備し、前記円筒に巻き付けた一方の管に冷
    媒を流し、前記円筒に巻き付けた他方の管に冷媒を流し
    た少なくとも二つ以上の管を設けた請求項1または2記
    載の熱交換器。
  9. 【請求項9】 本体に熱源が一方の開口端から流入し他
    方の開口端から流出する円筒と、前記円筒の周りに巻き
    付けた管を具備し、前記円筒に巻き付けた一方の管に冷
    媒を流し、前記円筒に巻き付けた他方の管に異種の冷媒
    を流した少なくとも二つ以上の管を設けた請求項1また
    は2記載の熱交換器。
  10. 【請求項10】 本体に熱源が一方の開口端から流入し
    他方の開口端から流出する円筒と、前記円筒の周りに巻
    き付けた管を具備し、前記円筒に巻き付けた一方の管に
    冷媒を流し、前記円筒に巻き付けた他方の管に水を流し
    た少なくとも二つ以上の管を設けた請求項1または2記
    載の熱交換器。
  11. 【請求項11】 本体に熱源が一方の開口端から流入し
    他方の開口端から流出する円筒と、前記円筒の周りに巻
    き付けた管を具備し、前記円筒に巻き付けた一方の管に
    水を流し、前記円筒に巻き付けた他方の管に水を流した
    少なくとも二つ以上の管を設けた請求項1または2記載
    の熱交換器。
  12. 【請求項12】 本体に熱源が一方の開口端から流入し
    他方の開口端から流出する円筒と、前記円筒の周りに巻
    き付けた管を具備し、前記円筒の熱源流入側に巻き付け
    た管に大能力機器を接続し、前記円筒内の熱源流出側に
    巻き付けた管に小能力機器を接続した少なくとも二つ以
    上の管を設けた請求項1に記載の熱交換器。
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