JPH0631325Y2 - 蓄熱用フインドチユ−ブ熱交換器 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 ［考案の目的］ （産業上の利用分野） 本考案は空気調和機等に用いられる蓄熱用フィンドチュ
ーブ熱交換器に係り、特にパイプ及びフィンの構造を改
良した蓄熱用フィンドチューブ熱交換器に関するもので
ある。

（従来の技術） 一般にパラフィン等の蓄熱剤の固体から液体、或いは液
体から固体の相変化を利用して熱の入出を行なう蓄熱式
フィンドチューブ熱交換器は知られている。

従来、この蓄熱式フィンドチューブ熱交換器はケーシン
グ内に第９図に示すごときフィンドチューブａを備えて
いる。このフィンドチューブａを複数本のパイプｂと複
数枚のフィンｃとから成っている。フィンｃはパイプｂ
の外周部にその長手方向に多段となるように並設されて
いる。これらパイプｂは、第１０図及び第１１図に示す
如く直状の円筒体にて形成されている。またこれらフィ
ンｃは、第１２図に示す如くその長手方向に沿って複数
のパイプ挿通孔ｄを有している。このパイプ挿通孔ｄに
はフィンｃとパイプｂとが密着するように第９図に示す
如く折り返し突起部ｅが形成されており、この折り返し
突起部ｅにて相隣接するフィンｃは接合されていた。

（考案が解決しようとする問題点） ところで、この種の蓄熱用フィンドチューブ熱交換器に
あっては以下のごとき問題点があった。

蓄熱剤としてのパラフィンは体積膨張率が固体と液体と
で約10％程度異なる。それで、フィンｃとパイプｂとの
間隙（図中ｆ）に侵入した固体のパイフィンは液体にな
るときに、約10％程度の体積膨張が生じ、この際、パラ
フィンがフィンｃを外側（力に弱い方）等に押し込み、
フィンｃは片側等に移動してしまう。そのため、フィン
ｃとパイプｂとの接触抵抗が増大し、性能が低下すると
いう問題があった。

また、パラフィンは温度の高い部分から溶けていくとい
く性質を有しており、熱が最初に伝わるパイプｂ近傍か
ら溶けていく。そのためパイプｂ近傍が先に体積膨張
し、フィンｃがパイプｂから離脱するという問題があっ
た。

さらに、相隣接するフィンｃ間においても、パラフィン
がフィンｃ間にて体積膨張し、フィンｃを通り抜けるこ
とができないため、その力によるフィンｃの移動や変形
を規制しなければならないという問題があった。

上述のごとき問題点に鑑みて本考案は蓄熱剤としてパラ
フィンを使用してもフィンが移動或いは変形することな
く良好に熱の入出を行なうことができる蓄熱用フィンド
チューブ熱交換器を提供することを目的とするものであ
る。

［考案の構成］ （問題点を解決するための手段） 従来技術における問題点を解決するために本考案は、ケ
ーシング内に備えられた複数本のパイプの外周部にその
長手方向に沿って数条の連通溝を各々形成すると共に、
上記パイプの外周部にその長手方向に多段となるように
並設された複数枚のフィンにこれらを連通させる開口部
を各々形成したものである。

（作用） 上述の如く構成され、上記複数本のパイプの外周部にそ
の長手方向に沿って数条の連通溝が各々形成されたの
で、フィンとパイプのとの間隙に侵入した固体のパラフ
ィンが液体になって体積膨張を生じても、液体のパラフ
ィンは上記連通溝を通過してパイプの長手方向外方へと
流出するためフィンが片側等に移動することがなく、フ
ィンとパイプとの接触抵抗が増大して性能が低下するこ
とが防止される。

また、パラフィンが温度の高いパイプの近傍から溶けて
も、液体のパラフィンは同様に上記連通溝を通過してパ
イプの長手方向へと流出するためフィンに力が加わるこ
とがなく、フィンがパイプから離脱するのが防止され
る。

更に上記複数枚のフィンにこれらを連通させる開口部が
各々形成されたので、固体のパラフィンが液体になって
体積膨張を生じても、液体のパラフィンは上記開口部を
通過して相隣接するフィン間から流出するためフィンに
力が加わらずフィンの移動及び変形が防止されるもので
ある。

（実施例） 以下に本考案の実施例を添付図面に従って詳述する。

第１図は本考案の蓄熱用フィンドチューブ熱交換器の一
実施例を示すものである。図示するように、ケーシング
内には複数本のパイプ１が設けられている。これらパイ
プ１は同一方向に軸芯を有するように並設されている。
これらパイプ１の外周部上にはその長手方向に沿って数
条の連通溝２が各々形成されている。この数条の連通溝
２は本実施例にあっては、第２図及び第３図に示すごと
く、パイプ１の長手方向に沿って互いに平行な直状溝に
て形成されている。この連通溝２は具体的には液体のパ
ラフィンの流動性等を考慮して第５図に示す如く形成す
る。例えば、パイプ径：9.52mm、肉厚：0.45mmのパイ
プ１に６条の連通溝２を形成したものである。図示する
ように、相隣接する溝間隔：６０°、溝幅：1.0mm、溝
深さ：0.2mmに形成されている。

また、上記連通溝２の形成されたパイプ１の外周部には
その長手方向に多段となるように複数枚のフィン３が並
設されている。このフィン３は第６図に示す如く矩形の
平板にて形成されている。

図示するように、フィン３には従来同様にその長手方向
に沿って複数のパイプ挿通孔４が形成されている。この
パイプ挿通孔４にはフィン３とパイプ１とが密着するよ
うに第１図に示す如く折り返し突起部５が形成されてお
り、この折り返し突起部５にて相隣接するフィン３は接
合されている。上記パイプ１はこのパイプ挿通孔４に挿
通され、拡管して固定されている。またこれらフィン３
には上記パイプ挿通孔４の上記長手方向両側にこれらフ
ィン３を連通させる開口部６が形成されている。この開
口部６は本実施例にあってはフィン３を切り起して開口
させた切り起し舌辺にて形成されている。

次に上記実施例における作用を述べる。

蓄熱剤として用いられるパラフィンは約60℃程度の温度
に固体と液体との相互の相変化を生ずる変化点を有す
る、この相変化の際約45kcal／kgの熱の入出がある。然
しながら、前述の如く固体から液体になる相変化時に体
積膨張し、約10％程度体積が増大する。それで、フィン
３とパイプ１との間に構造上必然的に形成される間隙に
侵入したパラフィン、或いは相隣接するフィン３間に位
置されるパラフィンは相変化による収縮、膨張を繰り返
すことになる。フィン３とパイプ１との間に侵入したパ
ラフィンはフィン３を外側（力の弱い方向）に押し込
み、フィン３とパイプ１との密着性及び性能に悪影響を
もたらす。また相隣接するフィン３間に位置されたパラ
フィンはフィン３を力の弱い方向に移動、或いは変形さ
せる。

そこで、本実施例の蓄熱用フィンドチューブ熱交換器に
あっては、パイプ１の外周部にその長手方向に沿って互
いに平行な数条の直状溝からなる連通溝２が形成されて
いるため、フィン３とパイプ１との間に侵入したパラフ
ィンは固体から液体への相変化をして体積が増大して
も、上記連通溝２を通過して長手方向外方へと流出する
ことになる。これにより、パラフィンからフィン３に力
が加わることがなくなり、フィン３の移動が防止され、
フィン３とパイプ１との接触抵抗の増大による性能低下
が防止されるものである。

また、パラフィンが温度の高いパイプ１の近傍から溶け
始めても、先に液体化したパラフィンは上記連通溝２を
通過して長手方向外方へと流出するため、パラフィンか
らフィン３に力が加わることがなく、フィン３がパイプ
１から離脱するのが防止されるものである。尚、伝熱性
能はこの程度の連通溝２では低下せず、パイプ１とフィ
ン３との拡管密着性の方が重要である。

更に、本実施例の蓄熱用フィンドチューブにあっては、
パイプ１の外周部に多段に並設されたフィン３に、これ
らを連通させるべくフィン３を切り起して開口させた切
り起し舌辺からなる開口部６が形成されているため、相
隣接するフィン３間に位置されたパラフィンは固体から
液体へ相変化をして体積が増大しても、上記開口部６を
通過して相隣接するフィン３間から流出することにな
る。これにより、パラフィンがフィン３間で密閉状態に
ならないため、パラフィンからフィン３へ力が加わるこ
とがなくなり、フィン３の移動や変形が防止されるもの
である。特に、開口部６として形成した切り起し舌辺は
フィン３を規制する変形防止ストッパの働きをもするも
のである。

以上の如く、本考案によればパラフィンを蓄熱剤として
使用した蓄熱用フィンドチューブ熱交換器を実現させる
ことができ、第８図はこれを冷凍サイクルに適用して空
気調和機を構成したものである。

図中、７は圧縮機、８は蓄熱槽（蓄熱用フィンドチュー
ブ熱交換器）、９は室内熱交換器、１０は室外熱交換
器、１１は第１の開閉弁、１２は第２の開閉弁、１３は
第１のキャピラリチューブ、１４は第２のキャピラリチ
ューブ、１５は逆止弁である。

冷媒にはブライン等を使用し、上記蓄熱槽８に蓄熱する
ときは、第１の開閉弁１１：閉、第２の開閉弁１２：開
として、圧縮機７、蓄熱槽８、室内熱交換器９、第２の
キャピラリチューブ１４、室外熱交換器１０の順に冷媒
を流す。

また、上記蓄熱槽８に蓄熱した熱をとり出すときは、第
１の開閉弁１１：開、第２の開閉弁１２：閉として、圧
縮機７、蓄熱槽８、室内熱交換器９、第１のキャピラリ
チューブ１３、蓄熱槽８の順に冷媒を流す。これによ
り、暖房運転の立ち上りや除霜運転の立ち上りが良好に
なり、運転効率が向上するものである。

次に本考案の蓄熱用フィンドチューブ熱交換器の他の実
施例を述べる。他の実施例は上記パイプ１の外周部に形
成する数条の連通溝２を第４図に示す如くパイプ１の長
手方向に沿って互いに平行な螺旋溝にて形成し、上記フ
ィン３に形成される開口部６を複数の小孔にて形成した
ものである。

他の実施例における作用効果は上記実施例と同様の作用
効果を示すものである。

尚、本考案にあっては連通溝２として形成する直状溝、
螺旋溝及び開口部６として形成する切り起し舌辺、複数
の小孔の組み合せは任意に選択しても同様の作用効果を
得ることができるものである。

［考案の効果］ 以上要するに本考案によれば、次のごとき優れた効果を
発揮する。

(1)パイプの外周部にその長手方向に沿って数条の連通
溝を形成することにより、フィンが移動してフィンとパ
イプとの接触抵抗が増大し、性能が低下するのを防止す
ると共に、フィンがパイプから離脱するのを防止し、且
つ、フィンにこれらを連通させる開口部を形成すること
により、フィンの移動及び変形を防止することができる
ため、パラフィンを蓄熱剤として使用してもフィンが移
動或いは変形することなく良好な伝熱性を確保し得る蓄
熱用フィンドチューブ熱交換器を実現することができ
る。

(2)これにより、空気調和機等に用いられていると同様
な熱交換器を使用することができ、製造方法の共通化及
び製造コストの低減を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の蓄熱用フィンドチューブ熱交換器の一
実施例を示す側断面図、第２図は本考案に採用するパイ
プの横断面図、第３図は本考案に採用するパイプの一実
施例を示す側面図、第４図は本考案に採用するパイプの
他の実施例を示す側面図、第５図は本考案の連通溝の具
体例を示す説明図、第６図は本考案に採用するフィンの
一実施例を示す斜視図、第７図は本考案に採用するフィ
ンの他の実施例を示す斜視図、第８図は本考案の蓄熱用
フィンドチューブ熱交換器を冷凍サイクルに適用した系
統図、第９図は従来の蓄熱用フィンドチューブ熱交換器
を示す側断面図、第１０図は従来採用していたパイプを
示す横断面図、第１１図は従来採用していたパイプを示
す側面図、第１２図は従来採用していたフィンを示す斜
視図である。 図中、１はパイプ、２は連通溝、３はフィン、６は開口
部である。

Claims (3)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】パラフィン等の蓄熱剤の固体と液体との相
   互の相変化により熱の入出を行なうべくケーシング内に
   複数本のパイプと、該パイプの外周部にその長手方向に
   多段となるように並設された複数枚のフィンとを備えた
   蓄熱用フィンドチューブ熱交換器において、上記パイプ
   の外周部にその長手方向に沿って数条の連通溝が各々形
   成されると共に、上記パイプの外周部に多段に並設され
   たフィンにこれらを連通させる開口部が各々形成された
   ことを特徴とする蓄熱用フィンドチューブ熱交換器。
2. 【請求項２】上記数条の連通溝がパイプの長手方向に沿
   って互いに平行な直状溝或いは螺旋溝にて形成された上
   記実用新案登録請求の範囲第１項記載の蓄熱用フィンド
   チューブ熱交換器。
3. 【請求項３】上記開口部が切り起し舌辺、或いは複数個
   の小孔にて形成された上記実用新案登録請求の範囲第１
   項記載の蓄熱用フィンドチューブ熱交換器。