(57)【要約】【課題】製造が容易で、加熱側の流体の流路と被加熱側の流体の流路の間で漏れがなく、また加熱側流体の流路に亀裂等のキズや、小穴等が発生した場合でも、加熱側の流体と被加熱側の流体が混ざり合うことがない、高性能の熱交換器を提供することできる。【解決手段】ジグザグ状に折り曲げた伝熱管を板材に固着して形成された伝熱管付プレートを複数枚積層して形成され、前記伝熱管が一方の熱交換流体の流路をなし、前記伝熱管付プレート相互の間に形成されるプレート間流路が他方の熱交換流体の流路となる熱交換器の構造とし、前記伝熱管を二重管とすることで、加熱側の流体の流路と被加熱側の流体の流路の間で漏れがなく、また加熱側流体の流路に亀裂等のキズや、小穴等が発生した場合でも、加熱側の流体と被加熱側の流体が混ざり合うことがない構造とする。【選択図】　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ジグザグ状に折り曲げた伝熱管を板材に固着して形成された伝熱管付プレートを複数枚積層して形成され、前記伝熱管が一方の熱交換流体の流路をなし、前記伝熱管付プレート相互の間に形成されるプレート間流路が他方の熱交換流体の流路となる熱交換器において、前記伝熱管を二重管としたことを特徴とする熱交換器。
【請求項２】
請求項１の熱交換器において、前記伝熱管が、前記板材に設けられた切り起こしに固定されることを特徴とする熱交換器。
【請求項３】
請求項１の熱交換器において、前記板材の相互間により設けられる複数の流路内に異なった複数の熱交換流体が流れる形状とすることにより、複数の流体の熱交換を行える構造としたことを特徴とする熱交換器。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はヒートポンプ式給湯機のような、冷媒により給湯水の加熱を行う機器に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般にプレート式熱交換器では、積層した複数のプレート相互間に流路を形成し、これらの流路に温度の異なる流体を交互に流す事により熱交換を行う構成となっており、多管式等の従来の熱交換器に比べて大幅にコンパクト化できるメリットがあり、例えば特開平１０−２８１５７５号公報や、特開２００１−１３３１７２号公報のような熱交換器を採用することにより、装置のコンパクト化、伝熱性能向上を図っている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
従来からあるプレート式熱交換器は、図７に示すが如く、プレス加工したプレート１０を積層して複数の流体が流れる流路（プレート間流路）を構成している。このためプレート１０を挟んで加熱側の流体と被加熱側の流体が流れるため、プレート１０間のシールを確実に行なわないと、加熱側の流体と被加熱側の流体が混ざり合うことがあり、またプレート１０に亀裂等のキズや、小穴等が発生した場合にも、加熱側の流体と被加熱側の流体が混ざり合うことがあるため、人体に直接触れる水を扱う給湯機の熱交換器には使用できない問題がある。さらに、プレート１０間のシール性を向上させるためのろう付け技術や、熱あるいは流体の圧力差による変形等を防ぐため、面構造に工夫が数多くなされ、コストアップにつながっている。
【０００４】
また特開２００１−１３３１７２号公報のように、プレートに設けられた伝熱管内部を加熱側の流体が流れるような構造においては、プレート間のシール不良による加熱側の流体と被加熱側の流体が混ざり合いは発生しないが、伝熱管に亀裂等のキズや、小穴等が発生した場合には加熱側の流体と被加熱側の流体が混ざり合うことがあるため、人体に直接触れる水を扱う給湯機の熱交換器には使用できない問題がある。
【０００５】
本発明の目的は、製造が容易で、加熱側の流体の流路と被加熱側の流体の流路の間で漏れがなく、また加熱側流体の流路に亀裂等のキズや、小穴等が発生した場合でも、加熱側の流体と被加熱側の流体が混ざり合うことがない、高性能の熱交換器を提供することである。
【０００６】
また、上記の熱交換器を用いてヒートポンプ式給湯機の効率を向上させることである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明に係わる熱交換器の発明の構成は、ジグザグ状に折り曲げた伝熱管を板材に固着して形成された伝熱管付プレートを複数枚積層して形成され、前記伝熱管が一方の熱交換流体の流路をなし、前記伝熱管付プレート相互の間に形成されるプレート間流路が他方の熱交換流体の流路となる熱交換器において、前記伝熱管を二重管とすることにより、加熱側の流体の流路と被加熱側の流体の流路の間で漏れがなく、また１次側流体の流路に亀裂等のキズや、小穴等が発生した場合でも、加熱側の流体と被加熱側の流体が混ざり合うことがない構造としたものである。
【０００８】
本発明に係わる熱交換器の他の発明の構成は、ジグザグ状に折り曲げた伝熱管を板材に固着して形成された伝熱管付プレートを複数枚積層して形成され、前記伝熱管が一方の熱交換流体の流路をなし、前記伝熱管付プレート相互の間に形成されるプレート間流路が他方の熱交換流体の流路となる熱交換器において、前記伝熱管が、前記板材に設けられた切り起こしに固定される構造を施したものである。
【０００９】
本発明に係わる熱交換器のさらに他の発明の構成は、ジグザグ状に折り曲げた伝熱管を板材に固着して形成された伝熱管付プレートを複数枚積層して形成され、前記伝熱管が一方の熱交換流体の流路をなし、前記伝熱管付プレート相互の間に形成されるプレート間流路が他方の熱交換流体の流路となる熱交換器において、前記板材の相互間により設けられる複数の流路内に異なった複数の熱交換流体が流れる形状とすることにより、複数の流体の熱交換を行える構造を施したものである。
【００１０】
【発明の実施の形態】
本発明の一実施例を図１、図２、図３、図４、図５により詳述する。図１に示す様に、本発明の熱交換器は、伝熱管１と板材２からなる伝熱管付プレート３と、ケース４で構成されており、伝熱管付プレート３は、ケース４内部に複数枚積層されている。図２は伝熱管付プレート３の構造図で、図３は伝熱管付プレート３の部分断面図であり、５は伝熱促進用に板材２上に設けられたフィンで、６は板材２上に設けられた伝熱管１の固定用の切り起こしである。図４は図２中Ａ部の拡大断面図であり、伝熱管２は切り起こし６と板材２の間に狭持固定される構造となっている。図５は伝熱管１の拡大断面図であり、外周管７と、管外側に溝が設けられているみぞ付内周管８により、伝熱管１は二重管の構造となっている。
【００１１】
図１に示す如く、加熱側流体は伝熱管１の内部を、被加熱流体は伝熱管付プレート３とケース４で構成される流路の内部をそれぞれ流れる構造となっており、熱エネルギーは加熱流体から、伝熱管１、および伝熱管付プレート３へと流れ、伝熱管付プレート３の周囲を流れる被加熱流体へと伝わる。また伝熱管付プレート３には、図２に示す如く伝熱促進用のフィン５を切り起こしにより設けており、被加熱流体はこのフィン５の回りを通り伝熱管付プレート３の間を行き来できる。
【００１２】
伝熱管１を外周管７とみぞ付内周管８による二重管構造とすることにより、加熱流体が内部に流れているみぞ付内周管８に、亀裂等のキズや小穴等が発生し、加熱流体が漏れ出した場合でも、漏れた加熱流体は、外周管７の内面とみぞ付内周管８の管外側に設けられた溝によってできる空間を通り外部へと流出するため、加熱側の流体と被加熱側の流体が混ざり合うことはない。逆に外周管７に亀裂等のキズや小穴等が発生し、被加熱流体が伝熱管１の内部に侵入した場合でも、侵入した被加熱流体は、前記の空間を通り外部へ流出するため、加熱側の流体と被加熱側の流体が混ざり合うことはない。また伝熱管１の板材２への取付けを、切り起こし６と板材２での狭持固定をする構造とすることにより、伝熱管１を板材２へろう付する必要がなくなり製造が容易となっている。
【００１３】
図６に本発明の他の実施例を示す。図６に示す様に、本発明の熱交換器は、伝熱管１と板材２からなるフィン、切り起こし無し伝熱管付プレート９と、ケース４で構成されており、フィン、切り起こし無し伝熱管付プレート９は、ケース４内部に複数枚積層されており、またケース４とフィン、切り起こし無し伝熱管付プレート９の間にシールを施す構造となっている。この構造により、フィン、切り起こし無し伝熱管付プレート９とケース４の間に設けられる被加熱流体の流路がそれぞれ隔離されるため、隣り合う流路に異なる被加熱流体、例えば給湯水と風呂追い炊き水を一つの熱交換器により熱交換させたとしても、混ざり合うことが無いため、複数の被加熱流体を一つの熱交換器で熱交換させることができる。また、伝熱管１を外周管７とみぞ付内周管８による二重管構造とすることにより、加熱流体が内部に流れているみぞ付内周管８に、亀裂等のキズや小穴等が発生し、加熱流体が漏れ出した場合でも、漏れた加熱流体は、外周管７の内面とみぞ付内周管８の管外側に設けられた溝によってできる空間を通り外部へと流出するため、加熱側の流体と被加熱側の流体が混ざり合うことはない。逆に外周管７に亀裂等のキズや小穴等が発生し、被加熱流体が伝熱管１の内部に侵入した場合でも、侵入した被加熱流体は、前記の空間を通り外部へ流出するため、加熱側の流体と被加熱側の流体が混ざり合うことはない。
【００１４】
【発明の効果】
本発明によれば、製造が容易で、加熱側の流体の流路と被加熱側の流体の流路の間で漏れがなく、また加熱側流体の流路に亀裂等のキズや、小穴等が発生した場合でも、加熱側の流体と被加熱側の流体が混ざり合うことがない、高性能の熱交換器を提供することでき、また上記の熱交換器を用いてヒートポンプ式給湯機の効率を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係わる熱交換器の実施例の斜視構造図である。
【図２】伝熱管付プレートの構造図である。
【図３】伝熱管付プレートの部分断面図である。
【図４】図２中Ａ部の拡大断面図である。
【図５】伝熱管１の拡大断面図である。
【図６】本発明に係わる熱交換器の他の実施例の斜視構造図である。
【図７】従来のプレート式熱交換器の斜視図である。
【符号の説明】
１…伝熱管、２…板材、３…伝熱管付プレート、４…ケース、５…フィン、６…切り起こし、７…外周管、８…みぞ付内周管、９…フィン、切り起こし無し伝熱管付プレート、１０…プレート。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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