JPH04203795A - 伝熱管及びこれを用いた熱交換器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明はフロン系冷媒と燃焼ガス、及び、フロン系冷媒
と水との熱交換に利用する伝熱管、及び熱交換器に関す
るものである。

従来の技術 従来のこの種に利用される伝熱管及び熱交換器として、
フロン系冷媒と燃焼ガスの熱交換に関しては、第５図、
第６図、第７図、第８図に、フロン系冷媒と水との熱交
換に関しては第９図、第１０図に示した構成のものが知
られている。以下、図面に基づき説明する。第５図にお
いては、単管２１にフィン２５を挿入した後、単管２１
を拡管したフィンチューブタイプであり、燃焼器の高温
の燃焼ガス２６でフィン２５を加熱し、前記フィン２５
を介して単管２１を加熱して冷媒を蒸発ガス化させる。

しかし、単管２１が腐食等で破れた場合に、冷媒が直接
に高温の燃焼ガス２６に接触して熱分解して有毒ガスが
発生し、安全上、好ましくない。したがって第６図、第
７図、第８図に示したように燃焼ガスの通路とフロン系
冷媒の通路とを各々分離して、一方が破れても直接接触
しない構成となっている。

すなわち、第６図においては、アルミニュームの型材３
１の燃焼ガスの通路３２に冷媒の通路となる伝熱管３３
を拡管して熱交換させている。第７図に第６図の断面を
示す。図において、実線は燃焼ガスの流れ、破線は冷媒
の流れを示す。又、第８図においては、燃焼ガスの通路
のアルミニュームの型材３４と冷媒の通路３５のアルミ
ニュームの型材とを接合して熱交換させている。

発明が解決しようとする課題 しかしながら、第７図、第８図に示すように、いづれも
燃焼ガスとアルミニュームの型材で形成されたフィンと
の熱交換は、平板上の層流域の対流熱伝達であり温度境
界層は大きくなるため熱伝達は悪い。そして、アルミニ
ュームの型材３４で形成されたフィンと冷媒との熱交換
も熱伝導であるため伝熱面積が大きく必要となる。次に
、フロン系冷媒と水との熱交換に関して第９図に示す如
く冷媒管４９を貯湯槽５２に挿入して圧縮機４８から流
出してきた高温ガスの冷媒で貯湯槽５２の内部の水を加
熱して湯を作るシステムにおいて、冷媒管４９が破れた
場合に貯湯槽５２の内部に冷媒が流入する為、好ましく
ない。従って、これを解決する為、第１０図に示す如（
冷媒管５９と水通路管６０を密着させてコイル状にした
熱交換器６１を構成し、貯湯槽５２の外に設置したもの
が考えられる。しかし、この場合には熱交換器６１のス
ペースが必要となる。又、前記熱交換器６１と貯湯槽５
２を循環させる水ポンプ６３も必要となる為、機器が大
きくなるという課題がある。

本発明は上記課題を解決するもので冷媒管、水通路管、
燃焼ガスの通路のいづれが破れても有毒ガスが発生した
り、あるいは冷媒が貯湯槽の内部の水に混入するといっ
たことを防止して、安全性の向上をはかるとともに機器
の小型化をはかることを目的とするものである。

課題を解決するための手段 この課題を解決するために本発明は、第１の伝熱管と、
第１の伝熱管より管径の小さい第２の伝熱管とを有し第
２の伝熱管を第１の伝熱管に挿入するとともに、第１の
伝熱管の内周面と第２の伝熱管の外周面とで形成される
空間部に空間保持部材を設けたものである。

作用 この構成により、第１の伝熱管と第２の伝熱管との熱交
換は空間保持部材を介して行なわれると共に、第１の伝
熱管あるいは第２の伝熱管のいづれかが破れた場合には
燃焼ガス、水又は冷媒は前記第１の伝熱管と前記第２の
伝熱管と空間保持部材とで形成された空間部から流出す
る。

実施例 以下、本発明の一実施例について、図面に基づいて説明
する。第１図は本発明の伝熱管である漏洩検知溝付き管
の断面図である。１は第１の伝熱管、２は第２の伝熱管
であり、第１の伝熱管１の管径より小さい。３は螺旋コ
イルであり、第２の伝熱管の外周面に巻装されて第２の
伝熱管を拡管し、第１の伝熱管の内周面及び前記第２の
伝熱管の外周面と熱交換関係を有するようになっている
。

４は空間部の漏洩検知溝であり、第１の伝熱管ｌと第２
の伝熱管２と空間保持部材である螺旋コイル３とで囲ま
れ、第１の伝熱管１あるいは第２の伝熱管２が破れた場
合に冷媒が外部に流出する通路となる。第２図は第１図
に示した漏洩検知溝付き管を利用したフィンチューブ熱
交換器である。

図において５はフィンであり、第１の伝熱管１が拡管さ
れて密着されている。第３図は第２図に示したフィンチ
ューブ熱交換器を利用した暖房システムである。６は燃
焼器、７は凝縮器であり、冷媒の凝縮作用を行う。次ぎ
にこの暖房システムの作用を説明する。燃焼器６で加熱
されたフィン５及び第１の伝熱管１は螺旋コイル３を介
して第２の伝熱管２に熱を伝え、第２の伝熱管２の内部
を流れる冷媒を加熱する。そして、加熱された冷媒は蒸
発ガス化して凝縮器マに流入し、ここで放熱し凝縮液化
する。そして、その際に発生する凝縮熱で暖房する。一
方、凝縮液化した冷媒は再度、第１の伝熱管１に流入し
、１サイクルを完了する。

ここで、燃焼器６の燃焼ガス等で第１の伝熱管１が腐食
されて破れた場合には、漏洩検知溝４を通って燃焼ガス
は外に流出する。又、第２の伝熱管２が冷媒の熱分解等
で破れた場合には、同様に漏洩検知溝４を通って冷媒は
外に流出する。従って、冷媒は直接に高温の燃焼ガスと
接触することがない。よって、有毒ガスを発生すること
がなく、安全性にすくれたものである。又、燃焼ガスは
フィン５の間を流れるが、熱交換器はフィンチューブ型
であるため燃焼ガスの側の伝熱面積が大きくとれ小型化
となる。

次ぎに本発明の漏洩検知溝付き管を利用してヒートポン
プの冷媒凝縮熱で湯をつくるヒートポンプ給湯機を第４
図にもとづいて説明する。図において８は圧縮機、９は
漏洩検知溝付き管であり、冷媒の凝縮作用を行う。１０
は減圧装置、１１は室外熱交換器であり、大気から熱を
吸熱して冷媒の蒸発作用を行う。１２は貯湯槽であり、
漏洩検知溝付き管９が内部に収納されている。次に作用
について述べる。圧縮機８で圧縮された高温高圧のガス
冷媒は漏洩検知溝付き管９に流入し、ここで放熱して凝
縮液化する。そして、その際に貯湯槽１２の水を加熱し
て湯をつくる。一方、凝縮液化した冷媒は減圧装置１０
で減圧され、室外熱交換器１１に流入し、ここで大気熱
を吸熱して蒸発ガス化して圧縮機８に戻る。ここで、漏
洩検知溝付き管９の冷媒が流れる第２の伝熱管２が破れ
ても、冷媒は漏洩検知溝空間４を通って貯湯槽１２の外
に流れる。

従って、貯湯槽１２の内部に流入することもなく、安全
である。又、貯湯槽の１２内部に漏洩検知溝付き管９と
いう熱交換器を挿入することができる為、機器の小型化
がはかれる。

発明の効果 以上のように本発明によれば次の効果が得られる。

第１の伝熱管あるいは第２の伝熱管のどちらかが万−破
れた場合、第１の伝熱管の外部に接触する媒体と第２の
伝熱管の内部を流れる媒体とは第１の伝熱管と第２の伝
熱管とで形成される空間部へそれぞれ流入する為、これ
ら二種類の媒体は直接接触することがなくなる。従って
、本発明の伝熱管を応用した機器の安全性が一層向上す
る。また、燃焼器の燃焼ガスで冷媒を加熱する際には燃
焼ガス側の伝熱面積が大きくとれるフィンチューブ型に
構成した熱交換器の実現が可能であり、さらに、第２の
伝熱管に冷媒を循環させこの冷媒で水を加熱する際には
、熱交換器として安心して貯湯槽の内部に設置できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例における伝熱管の断面図、第
２図は同管を利用したフィンチューブ型の熱交換器の外
観斜視図、第３図は同管を利用した°暖房システムの構
成図、第４図は同管を利用したヒートポンプ給湯機の構
成図、第５図は従来のフィンチューブ型の熱交換器の外
観斜視図、第６図は従来の冷媒加熱に用いられる熱交換
器の外観斜視図、第７図は第６図の同熱交換器の燃焼ガ
スの流れと冷媒の流れを示した断面図、第８図は従来の
他の実施例における冷媒加熱に用いられる熱交換器の断
面図、第９図は従来のヒートポンプ給湯機のシステム構
成図、第１０図は同給湯機の他のシステム構成図である
。 ■・・・・・・第１の伝熱管、２・・・・・・第２の伝
熱管、３・・・・・・螺旋コイル、４・・・・・・漏洩
検知溝空間、５・・・・・・フィン。 ｌ　−・　　−６ｌ　の　イｔ　凱　１旨４−漏洩検知
１墾間 第１図 第　２　図　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　５−　フィン＋　　　−＠ｒ　　の
　イツー雫−シ１≧２−１ｉ！！２の４Ｈｐ、営 ａ−１！Ｆ、表コイル ４−Ａ洩積酊１【開 第　３　図　　　　　　　　　　６゛フインγ １１４　　図 １Ｉ５図 第６図 第７日 ３２　　　．３３ 第　８！！Ｉ

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）第１の伝熱管と、前記第１の伝熱管の内径より小
   さい外径を有し前記第１の伝熱管に挿入された第２の伝
   熱管と、前記第１の伝熱管の内周面と前記第２の伝熱管
   の外周面とで形成された空間部と、この空間部に設けら
   れた空間保持部材とを備えた伝熱管。
2. （２）空間保持部材を螺旋コイルにした請求項１記載の
   伝熱管。
3. （３）空間保持部材を第１の伝熱管または第２の伝熱管
   と一体に形成した請求項１記載の伝熱管。
4. （４）請求項１記載の第１の伝熱管の周囲に複数のフィ
   ンを設けたフィンチューブ型熱交換器。