JP2011033314A - Heat exchanger - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、ヒートポンプ式給湯機の熱交換器等、冷媒を熱源とする熱交換器に関するものである。 The present invention relates to a heat exchanger using a refrigerant as a heat source, such as a heat exchanger of a heat pump type hot water heater.
高温高圧のCO2冷媒を熱源とするヒートポンプ式給湯機は、冷媒と水との間で熱交換して水を加熱するもので、近年普及が拡大している。これに組み込む熱交換器には、高圧冷媒の使用に耐える耐圧強度が求められ、従来この種の熱交換器として、特許文献1に示すように、キャピラリチューブ(φ数mmの銅製細管)で冷媒通路を形成したものがあり、特許文献2に示すように、アルミニウム材の押出加工又は引抜加工で成形したアルミ多孔板で冷媒通路を形成したものもある。これらの熱交換器は、冷媒通路を小口径とし、耐圧強度を確保するとともに効率的な凝縮促進を図ったもので、被加熱流体である水の流通路を、インナーフィン等を収納した薄型の箱体で形成し、これにキャピラリチューブ又はアルミ多孔板を接合した構造である。 A heat pump type hot water heater using a high-temperature and high-pressure CO2 refrigerant as a heat source heats water by exchanging heat between the refrigerant and water, and has become popular in recent years. The heat exchanger incorporated therein is required to have a pressure resistance that can withstand the use of a high-pressure refrigerant. Conventionally, as this type of heat exchanger, as shown in Patent Document 1, a refrigerant is obtained by a capillary tube (a copper tube having a diameter of several millimeters). There is one in which a passage is formed, and as shown in Patent Document 2, there is also one in which a refrigerant passage is formed by an aluminum perforated plate formed by extrusion or drawing of an aluminum material. These heat exchangers have a small-diameter refrigerant passage to ensure pressure resistance and promote efficient condensation, and the water passage that is the fluid to be heated is a thin type housing inner fins and the like. It is a structure formed by a box, and a capillary tube or an aluminum porous plate is joined thereto.
こうした従来の熱交換器は、多数の部材から構成されて組立工数を要し、これらの部材の接合箇所も多くて不良を生じ易く、品質も不安定で、生産性に劣ることから製作コストが高価であった。また、熱交換の能力の増大に伴って熱交換器も大型化、重量化し、小型化が困難であった。 Such conventional heat exchangers are composed of a large number of members, require assembly steps, have many joints, and are prone to defects, are unstable in quality, and are inferior in productivity. It was expensive. In addition, with the increase in heat exchange capability, the heat exchanger is also increased in size and weight, making it difficult to reduce the size.
この発明は、こうした課題を解決することを目的とするもので、冷媒を熱源とする熱交換器の軽量化、小型化、薄型化、高密度化を図り、組立作業性、生産性に優れ、製作コストを大幅に低減可能な熱交換器を提案し、ヒートポンプ式給湯機の市場拡大に伴うコスト低減、量産対応等の要求に応じた新規構成の熱交換器を提案することを目的とするものである。 The present invention aims to solve these problems, and is aimed at reducing the weight, size, thickness, and density of heat exchangers that use refrigerant as a heat source, and is excellent in assembly workability and productivity. Proposes a heat exchanger that can greatly reduce manufacturing costs, and proposes a heat exchanger with a new configuration that meets the demands of cost reduction and mass production support as the heat pump water heater market expands It is.
こうした目的を達成するため、この発明は、熱源である冷媒と水との間で熱交換する熱交換器であって、一方の側端から他方の側端へ貫通した細孔11を多数列設して平板状に成形し、これをコルゲート状に曲げ加工したアルミ多孔板10を形成し、このアルミ多孔板10の一方の側端から他方の側端に至る冷媒通路を形成する。そして、サーペンタイン形に蛇行した通水管20を形成し、その直管部をアルミ多孔板10の壁面10a間に側方から嵌入し、管壁20aを両側壁面10aに当接させ、冷媒の流れと交差して通水管20の一端から他端へ水が流通するように構成したことを特徴とするものである。
In order to achieve such an object, the present invention is a heat exchanger for exchanging heat between a refrigerant, which is a heat source, and water, and includes a plurality of pores 11 penetrating from one side end to the other side end. Then, the aluminum
また、通水管20を扁平に形成し、その扁平な管壁20aを両側壁面10aに当接させるものである。
Further, the
また、アルミ多孔板10の左右の側方から通水管20を個別に嵌入するもので、さらに、複数本の通水管20を密着並置するものである。
In addition, the
この発明の熱交換器は、コルゲート状に曲げ加工したアルミ多孔板10で冷媒通路を形成したので、冷媒通路の有効長の長尺化と外形寸法の短縮化が図られ、水が流通する通水管20をサーペンタイン形に形成したので、同じく水通路の有効長の長尺化と外形寸法の短縮化が図られ、小型で極めて薄型に形成される。また、直管部がアルミ多孔板10の壁面10a間に嵌入され、管壁20aがアルミ多孔板10の両側壁面10aに当接し、この当接面を介して熱交換が行われ、熱効率に極めて優れるものである。
In the heat exchanger of the present invention, the refrigerant passage is formed by the aluminum perforated
また、アルミ多孔板10は、同容量のキャピラリチューブに比べて遥かに軽量且つ安価であり、主要部材であるアルミ多孔板10及び通水管20を所定形状に曲げ加工し、通水管20をアルミ多孔板10の側方から壁面10a間に嵌入して簡単に組み立てられ、生産性に極めて優れ、従来品に比べて製作コストを大幅に低減可能である。
The
また、通水管20を扁平に形成し、その扁平な管壁20aを両側壁面10aに当接させることで、伝熱面積の増大化を図ることができる。また、アルミ多孔板10の左右の側方から通水管20を個別に嵌入する構造とすれば、通水管20がアルミ多孔板10の壁面10a間に交番関係で配置され、水通路の並列化による圧力損失の低減とともに、熱交換器の高密度化が図られ、熱交換の能力の増大に適用することができる。さらに、複数本の通水管20を密着並置することで、さらなる熱交換器の高密度化が図られる。
Moreover, the heat transfer area can be increased by forming the
以下に、この発明の具体的な実施形態を図面の実施例に基づいて説明する。 Hereinafter, specific embodiments of the present invention will be described based on examples of the drawings.
図示の熱交換器は、ヒートポンプ式給湯機に組み込むこの発明の熱交換器の適用例で、図1から4は最初の実施例である。図において、アルミニウム材を押出加工又は引抜加工し、一方の側端から他方の側端へ貫通した細孔11を多数列設して平板状に成形し、これをコルゲート状に曲げ加工したアルミ多孔板10が形成されている。アルミ多孔板10の一方の側端に冷媒の入口ヘッダー13、他方の側端に出口ヘッダー14が設けられ、入口ヘッダー13から流入した冷媒が多数の細孔11を分流し、出口ヘッダー14へ至る冷媒通路が形成されている。
The illustrated heat exchanger is an application example of the heat exchanger of the present invention incorporated in a heat pump type hot water heater, and FIGS. 1 to 4 are the first embodiment. In the figure, an aluminum material is formed by extruding or drawing an aluminum material, arranging a large number of pores 11 penetrating from one side end to the other side end, forming a flat plate, and bending it into a corrugated shape. A
銅材又はSUS材で製作され、サーペンタイン形に曲げ加工して所定のピッチで蛇行した通水管20が形成されている。通水管20は扁平管が用いられ、2本の通水管20が、その直管部がアルミ多孔板10の壁面10a間に嵌入され、扁平な管壁20aが両側壁面10aに当接している。通水管20の一端に水の入口ヘッダー23、他方の側端に出口ヘッダー24が両通水管20の管端に連通して設けられ、入口ヘッダー23から流入した水が両通水管20を分流し、出口ヘッダー24へ至る水通路が形成され、水は冷媒の流れと交差して流通し、当接面を介して熱交換が行われて加熱される。
A
図2にこの熱交換器の組立方法を示す。通水管20の直管部のピッチ間隔Xは、アルミ多孔板10の波長間隔Yに適合するように設定され、図に示すように、各通水管20を、その直管部をアルミ多孔板10の壁面10a間に左右の側方から個別に嵌入して組み立てる。2本の通水管20がアルミ多孔板10の壁面10a間に交番関係で配置され、各通水管20の直管部の管壁20aが両側壁面10aに当接し、この当接面及び各ヘッダー13,14、23、24をろう付け又はハンダ付けして接合する。
FIG. 2 shows a method for assembling this heat exchanger. The pitch interval X of the straight pipe portion of the
図5はこの発明の熱交換器の別の実施例である。図に示すように、この熱交換器は、通水管20を断面矩形状に形成し、その直管部の短辺側の管壁20aがアルミ多孔板10の両側壁面10aに当接するように、壁面10a間に嵌入したものである。前例の熱交換器と比べ、より薄型化を図ったものである。
FIG. 5 shows another embodiment of the heat exchanger of the present invention. As shown in the figure, in this heat exchanger, the
図6はこの発明の熱交換器のさらに別の実施例である。図に示すように、この熱交換器は、通水管20として通常の円管を用い、アルミ多孔板10の左右の側方から、各側それぞれに2本の通水管20を嵌入して密着並置したものである。前例の熱交換器と比べ、さらなる熱交換器の高密度化を図ったものである。
FIG. 6 shows still another embodiment of the heat exchanger of the present invention. As shown in the figure, this heat exchanger uses a normal circular pipe as the
10 アルミ多孔板
10a 壁面
11 細孔
20 通水管
20a 管壁
DESCRIPTION OF
Claims (4)
一方の側端から他方の側端へ貫通した細孔11を多数列設して平板状に成形し、これをコルゲート状に曲げ加工したアルミ多孔板10を形成し、このアルミ多孔板10の一方の側端から他方の側端に至る冷媒通路を形成し、
サーペンタイン形に蛇行した通水管20を形成し、その直管部をアルミ多孔板10の壁面10a間に側方から嵌入し、管壁20aを両側壁面10aに当接させ、冷媒の流れと交差して通水管20の一端から他端へ水が流通するように構成したことを特徴とする熱交換器。 A heat exchanger for exchanging heat between a refrigerant as a heat source and water,
A number of pores 11 penetrating from one side end to the other side end are arranged in rows and formed into a flat plate shape, and an aluminum porous plate 10 is formed by bending it into a corrugated shape. Forming a refrigerant passage from one side end to the other side end,
A water pipe 20 meandering in a serpentine shape is formed, and the straight pipe part is fitted between the wall surfaces 10a of the aluminum porous plate 10 from the side, and the pipe wall 20a is brought into contact with both side wall surfaces 10a to intersect the refrigerant flow. The heat exchanger is configured such that water flows from one end of the water flow pipe 20 to the other end.
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| JP2009182627A JP2011033314A (en) | 2009-08-05 | 2009-08-05 | Heat exchanger |
Applications Claiming Priority (1)
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| TWI755078B (en) * | 2020-09-29 | 2022-02-11 | 台達電子工業股份有限公司 | Water cooling device and manifold thereof |
-
2009
- 2009-08-05 JP JP2009182627A patent/JP2011033314A/en active Pending
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