(57)【要約】【課題】本発明の多重管形熱交換器は、二重管等の多重管の内管と外管を保持するために、該内管または外管の何れかの断面形状の特定の形状にすると共に、特定の製造方法により該断面形状に形成する。  これにより、従来の問題点である別部品が必要なことや、製造方法が面倒でコスト高の問題を解決する。【解決手段】内管と外管とからなる二重管等の多重管が凝縮器や蒸発器等に使用されている熱交換器において、該二重管等の多重管の内管または外管の何れかの断面を楕円形や長円形等の非円形に形成した熱交換器とすることで、熱交換効率を向上し得る。【選択図】          図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱交換器に使用されている内管と外管とからなる二重管等の多重管において、
該二重管等の多重管の内管または外管の何れかの断面が、楕円形や長円形等の非円形に形成されている、
ことを特徴とする熱交換器に使用する多重管。
【請求項２】
断面が楕円形や長円形等の非円形に形成されているのは、
該二重管等の多重管の外管である、
ことを特徴とする請求項１記載の熱交換器に使用する多重管。
【請求項３】
断面が楕円形や長円形等の非円形に形成されているのは、
該二重管等の多重管の内管である、
ことを特徴とする請求項１記載の熱交換器に使用する多重管。
【請求項４】
断面が楕円形や長円形等の非円形に形成されているのは、
該二重管等の多重管の全長である、
ことを特徴とする請求項１記載の熱交換器に使用する多重管。
【請求項５】
断面が楕円形や長円形等の非円形に形成されているのは、
該二重管等の多重管の一部分の長さである、
ことを特徴とする請求項１記載の熱交換器に使用する多重管。
【請求項６】
断面が楕円形や長円形等の非円形に形成されている二重管等の多重管の一部分の長さは、Ｕ字形管やＳ字形管や屈曲管等の曲管部である、
ことを特徴とする請求項５記載の熱交換器に使用する多重管。
【請求項７】
断面が楕円形や長円形等の非円形に形成されている二重管等多重管は、外管の内壁と内管の外壁とが圧接されて相互に保持形成されている、
ことを特徴とする請求項１〜６の何れかに記載の熱交換器に使用する多重管。
【請求項８】
内管と外管とからなる二重管等の多重管が凝縮器や蒸発器等に使用されている熱交換器において、
内管または外管の何れかの断面が楕円形や長円形等の非円形に形成されている二重管等の多重管が凝縮器や蒸発器等に使用されている、
ことを特徴とする熱交換器。
【請求項９】
内管または外管の何れかの断面が楕円形や長円形等の非円形に形成されている二重管等の多重管が、
直管部や曲管部からなるＵ字形やＳ字形が連続する二重管等の多重管に使用されている、
ことを特徴とする請求項８記載の熱交換器。
【請求項１０】
内管または外管の何れかの断面が楕円形や長円形等の非円形に形成されている二重管等の多重管が、
曲管部の連続からなる螺旋形の二重管等の多重管に使用されている、
ことを特徴とする請求項８記載の熱交換器。
【請求項１１】
熱交換器に使用される内管と外管とからなる二重管等の多重管において、該二重管等の多重管の外管の外方の相対向する方向から内方に向かって、加圧ローラー等により加圧することにより、該外管を楕円形や長円形等の非円形に形成する、
ことを特徴とする熱交換器に使用する多重管の製造方法
【請求項１２】
熱交換器に使用される内管と外管とからなる二重管等の多重管において、二重管等の多重管の外管外方の相対向方向から内方に向かって、加圧ローラー等のローラーで加圧して、断面を楕円形や長円形等の非円形に変形させて加工すると共に、
同時にベンディングローラーを用いて円筒形に巻いてＵ字形やＳ字形等が連続する二重管２に形成加工する、
ことを特徴とする熱交換器に使用する多重管の製造方法
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  本発明は、構造と製法とを改善して従来の概念を変えた熱交換器並びに該機器に使用する多重管及びその製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】  従来、冷暖房装置や給湯器等の凝縮器や蒸発器等に使用されている熱交換器において、内管と外管とからなる二重管形熱交換器が広く使用されている。【０００３】  しかしながら、従来この二重管形熱交換器にあっては、上記内管と外管との位置決めや固定の確実性に欠けることや、加工方法が困難であること等の問題点があった。【０００４】  例えば、図１４に示す第１例は、外筒の一部を内筒方向に凹ませた凹部１１により固定するものがあるが、凹部１１に応力集中の危険があった。【０００５】  また、図１５に示す第２例は、外筒内壁に内筒外壁をロウ付部１２により固定するものがあるが、ロウ付部１２に熱応力による損傷の危険があった。【０００６】  さらに、図１６に示す第３例は、内管４と外管５との間に固定金具１３を挿入して固定するものがあるが、固定金具１３を要することによりコストがアップする問題があった。【０００７】  さらに、従来例にあっては、製作が複雑な点やコスト高の点や熱交換器の振動の問題や二重管を製作後の曲げ加工の困難性等の問題点があった。【０００８】  また、図１７に示す第４例は、内管４と外管５との間で構成される環状部を流れる流体の局部沸騰や沸上がり音の防止の為に、該環状部に乱流コイル１４を配設したものがあり、この他図示は省略するがインナーパイプや網状体の配設したものがあり、これにより流体中に激しい乱れを生じさせることによって、伝熱係数を向上させて伝熱面の節約と熱交換器の小形化を図り、さらに熱交換効率を向上させることを目的とした二重管形熱交換器が特開昭５８−３３０９１号公報や特開平５−１８７７８７号公報に見られる。【０００９】  しかし、これら乱流コイルやインナーパイプや網状体の配設では、外管内に内管を確実に位置決めすることが困難であった。【００１０】  また、冷凍回路の熱交換器として図１８と図１９に示すように、２本のパイプを平行に並べて銀ロウで接合する方法、或いはシーム溶接によって接合する方法が特開２００１−２４８９７９号公報に提案されていが、熱交換効率が劣り、接合の為の溶接もコスト高となる等の問題点があった。
【特許文献１】特開昭５８−３３０９１号公報
【特許文献２】特開平５−１８７７８７号公報
【特許文献３】特開２００１−２４８９７９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】  本発明は、熱交換器の二重管等の多重管を低コストで確実に固定することであり、さらに該二重管等の多重管をコンパクトに形成可能にすることであり、これらによって狭い体積に設置可能とすると共に、熱交換器効率を向上させ、伝熱面の節約と、熱交換器の小形化を図った画期的な多重管形熱交換器及び二重管等の多重管の製造方法の提供にある。【００１２】  さらに、本発明は、従来の熱交換器の問題点であった環状部を流れる流体の局部沸騰や沸上がり音の防止のためのインナーパイプや乱流コイルや網状体を省略することが出来る画期的な多重管式の熱交換器及び二重管等の多重管の製造方法の提供にある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】  上記の目的を達成するために、本願発明の多重管形熱交換器は、同心的に配設する２〜３以上の管が、部分的〜全長に渡って外管を内管に圧接して断面楕円形や長円形等の非円形に変形させて固定することにより、多重管形熱交換器が得られる。【００１４】  さらに、この多重管をＳ字形や螺旋形に巻いて小形化したコンパクトな多重管形熱交換器が得られる。【００１５】  また、本発明は、円弧状の曲げ加工が可能であるから、多重管を螺旋形に二重三重に巻いて熱交換効率を上げた多重管形熱交換器が得られる。
【発明の効果】
【００１６】  このように、本発明によれば、特定の断面形状からなる二重管形等の多重管形熱交換器としたので、従来の問題点を改善した二重管形等の多重管形熱交換器が得られ、次のような効果がある。【００１７】  すなわち、
このように、本発明によれば、特定形状にすると共に特定の加工方法としたので、以下のような優れた効果がある。
（１）本発明によれば、加工方法が簡単であるので、二重管形等の多重管形熱交換器を容易に製作することができるばかりでなく、製作コストを大幅に低減することができるという効果がある。
（２）本発明によれば、加工方法が簡単である為、直線状やＵ字形等の簡単な多重管のみでなく、螺旋形や渦巻形等の複雑形状の多重管形熱交換器を容易に製作することができるという効果がある。
（３）本発明によれば、複雑形状の多重管も加工可能であるので、螺旋形や渦巻形等の多重管形を得ることができ、コンパクトな多重管形熱交換器を容易に製作することができるという効果がある。
（４）本発明によれば、熱放散を阻止することができるから、伝熱係数を向上させて伝熱面の節約と熱交換器の小形化を図り、さらに熱交換効率を向上させた多重管形熱交換器を得ることができるという効果がある。
（５）本発明によれば、内管の熱分布が優れているから、インナーパイプや乱流コイルや網状体等の挿入体を要することなく、局部沸騰や沸上がり音を防止させた多重管形熱交換器を得ることができるという効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】  本発明は、本発明の熱交換器並びに該機器に使用する多重管及びその製造方法に関し、特に凝縮器や蒸発器等に使用されている熱交換器にあって、広く用いられている内管と外管とからなる二重管等の多重管を改善したものであり、該二重管等の多重管の内管または外管の何れかの断面が、楕円形や長円形等の非円形に形成されているもの並びに該楕円形や長円形等の非円形に形成されている二重管等の多重管を使用している熱交換器及び該二重管等の多重管の製造方法に関するものである。【００１９】  また、本発明は、該二重管等の多重管の外管または内管の何れかの断面が、楕円形や長円形等の非円形に形成されている。【００２０】  さらに、本発明は、この二重管等の多重管の全長または一部分の長さの断面が楕円形や長円形等の非円形に形成されている。【００２１】  また、本発明は、Ｕ字形管やＳ字形管や屈曲管等の曲管部分の断面が楕円形や長円形等の非円形に形成されることにより、上記断面が楕円形や長円形等の非円形に形成されている二重管等の多重管の一部分の長さを形成している。【００２２】  さらに、本発明は、これら断面が楕円形や長円形等の非円形の形状は、外管の内壁と内管の外壁とが圧接することで、両者が相互に保持形成されている。【００２３】  また、本発明におけるこれら断面が楕円形や長円形等の二重管等の多重管の内管または外管は、次のようにして製造される。【００２４】  例えば、熱交換器に使用される内管と外管とからなる二重管等の多重管において、該二重管等の多重管の外管の外方の相対向する方向から内方に向かって加圧ローラーにて加圧することにより、該外管を楕円形や長円形等の非円形に形成することができる。【００２５】  このようにして製造された上記二重管等の多重管は、該外管の内壁と内管の外壁とが上記ローラー加圧等により圧接されて、楕円形や長円形等の非円形に形成されることにより、振動や揺動等の外力が作用しても移動することなく相互に保持形成される状態となっている。【００２６】  次に、以下の実施例によって、本発明の熱交換器並びに該機器に使用する多重管及びその製造方法について詳述する。
【実施例１】
【００２７】  図１と図２は、本発明の熱交換器に使用する多重管の第１例を示し、
図１に示すように内管４の外側に外管５を同心的に配設した２つの管のうち、該外管５を圧接等の手段により、その断面を図２に示す断面図のように楕円形や長円形等の非円形に変形させることにより、該外管５の内壁と内管４の外壁とが圧接され、両者が圧接された圧接部３を形成し、両者が相互に保持形成されることで、熱交換器に使用する二重管２が形成されている。
【実施例２】
【００２８】  図３〜図５は、本発明の熱交換器及び多重管の製造方法の第１例を示し、
内管４の外側に外管５を同心的に配設した２つの管が、内管４と外管５とが円形管である平行直線状の直管部６（図３と図５）と直管部６を連結する曲管部７（図３と図４）とからなるＵ字形またはＳ字形が連続する二重管２に形成されている熱交換器１が形成されている。  尚、ａは熱媒または冷媒、ｂは被熱交換媒体である。【００２９】  該二重管２は、平行直管部６が円形管に形成されていると共に（図３と図５）、直管部６を連結する曲管部７が外管５を圧接等の手段により、断面を図４の断面図のように楕円形や長円形等の非円形に変形させて（図３と図４）、外管５の内壁と内管４の外壁とが圧接された圧接部３を形成し、両者が相互に保持形成された二重管２を形成することにより、該二重管２を有する熱交換器１が形成される（図３〜図５）。【００３０】  上記二重管２の製造方法は、外管５の内部に内管４を挿通した状態で、該外管５を２つの機械式ローラーや油圧ローラー等のローラーで押圧して内筒４に圧接しながら、同時にベンディングローラーを用いて円柱形のローラーに円筒状に巻いて断面を図４の断面図のように楕円形や長円形等の非円形に変形させて加工すると共に、
直管部６は、油圧をかけないで円筒形のままで送り、断面を図５の断面図のように円形のままとし、次の曲管部７を再び外管５を同様に圧設しながら円筒状に巻いて断面を図４の断面図のように楕円形や長円形等の非円形に変形させて加工し、
これを繰り返し、Ｕ字形またはＳ字形が連続する二重管２に形成加工することにより、該二重管２を有する熱交換器１が形成される。
【実施例３】
【００３１】  図６〜図８は、本発明の熱交換器及び多重管の製造方法の第２例を示し、
内管４の外側に外管５を同心的に配設した状態で、該外管５を２つの機械式ローラーや油圧ローラー等のローラーで押圧して内筒４に圧設しながら、同時にベンディングローラーを用いて円柱形のローラーに螺旋状に巻いて加工することにより、断面を図８の断面図のように楕円形や長円形等の非円形に変形させた曲管部７の連続からなる螺旋形８の二重管２が加工形成され、該二重管２を有する熱交換器１が形成される。
【実施例４】
【００３２】  図９と図１０は、本発明の熱交換器及び多重管の製造方法の第３例を示し、
内管４の外側に外管５を同心的に配設した状態で、該外管５を２つの機械式ローラーや油圧ローラー等のローラーで押圧して内筒４に圧設しながら、同時にベンディングローラーを用いて円柱形のローラーにより曲管部７の連続からなる螺旋形８に巻いて加工し、
さらに同様に螺旋形８に巻いて加工することにより、断面を図８の断面図のように楕円形や長円形等の非円形に変形させて加工し、
二重の螺旋形の二重管２に形成加工することにより、該二重の螺旋形８の二重管２を有する熱交換器１が形成される。
【実施例５】
【００３３】  図１１〜図１３は、本発明の熱交換器及び多重管の製造方法の第４例を示し、
内管４の外側に外管５を、外管５の外側に円筒形の断熱材９を、夫々同心的に配設した状態で、該断熱材９と外管５を２つの機械式ローラーや油圧ローラー等のローラーで押圧して内筒４に圧設しながら、同時にベンディングローラーを用いて円柱形のローラーにより曲管部７の連続からなる螺旋形８に巻いて加工することにより、断熱材９と外管５の断面を図１３の断面図のように楕円形や長円形等の非円形に変形させて加工し、螺旋形８の三重管１０が形成され、断熱材９で覆われた三重管１０を有する熱交換器１が形成される。【００３４】  該断熱材９としては、ガラス繊維、発泡ポリウレタン、発泡シリコーン、発泡ポリエチレン、発泡ポリスチレン等が使われる。
【産業上の利用可能性】
【００３５】  本発明によれば、熱放散阻止により伝熱係数の向上と伝熱面節約により熱交換効率を向上させて熱交換器の小形化を図れるから、家庭用の給湯器や温水器や冷暖房器等の各種の熱交換器に適用でき、熱交換器のコンパクト化を図ることができる。【００３６】  さらに、本発明によれば、内管の熱分布が優れているから、インナーパイプや乱流コイルや網状体等の挿入体を要することなく、局部沸騰や沸上がり音を防止させた多重管形熱交換器を得ることができる。【００３７】  また、本発明によれば、外管５や内管４の曲げ加工と外管５や内管４の断面の楕円形や長円形等の非円形にする変形加工とを同時に加工可能であるから、熱交換器用多重管のコンパクト化を図ることができ、熱交換器の適用範囲が広くなり、床暖房兼用冷暖房装置等に利用できる。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】本発明の多重管を示す斜視図である。（実施例１）
【図２】図１の多重管の断面図である。
【図３】本発明の多重管を使用した熱交換器と多重管製造方法を示す正面図である。（実施例２）
【図４】図３の多重管のＢ−Ｂ断面図である。
【図５】図３の多重管のＡ−Ａ断面図である。
【図６】本発明の多重管を使用した熱交換器と多重管製造方法を示す正面図である。（実施例３）
【図７】図６の平面図である。
【図８】図６の多重管のＣ−Ｃ断面図である。
【図９】本発明の多重管を使用した熱交換器と多重管製造方法を示す正面図である。（実施例４）
【図１０】図９の平面図である。
【図１１】本発明の多重管を使用した熱交換器と多重管の製造方法を示す正面図である。（実施例５）
【図１２】図１１の平面図である。
【図１３】図１１の多重管のＤ−Ｄ断面図である。
【図１４】従来の外管の一部を凹設固定した多重管を示す斜視図である。
【図１５】従来の外管と内管をロウ付した多重管を示す斜視図である。
【図１６】従来の固定金具で固定した多重管を示す斜視図である。
【図１７】従来の特殊コイルを挿入した多重管を示す斜視図である。
【図１８】従来の螺旋形の多重管を示す正面図である。
【図１９】図１９の側面図である。
【符号の説明】
【００７４】１      熱交換器
２      二重管（多重管）
３      圧接部
４      内管
５      外管
６      直管部
７      曲管部
８      螺旋形
９      断熱材
１０    三重管（多重管）
１１    凹部
１２    ロウ付部
１３    固定金具
１４    乱流コイル
ａ      熱媒または冷媒
ｂ      被熱交換媒体
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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