(57)【要約】【課題】  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、熱効率に優れ、組立作業性、生産性に優れた熱交換器を提案する。【解決手段】  アルミニウム材の押出加工又は引抜加工によって、一方の側端から他方の側端へ貫通した細孔１１を列設したアルミ多孔板１０を成形して冷媒通路を形成し、扁平管をサーペンタイン形に曲げ加工して蛇行した通水管２０を形成し、アルミ多孔板１０の細孔１１と通水管２０の直管部２１が交差する関係で、通水管２０をアルミ多孔板１０の上下の壁面に当接させてアルミ多孔板１０を挟持し、上側の通水管２０ａの直管部２１ａと下側の通水管２０ｂの直管部２１ｂが、それぞれ相手方直管部２１ａ、２１ｂの間に位置するように配置する。【選択図】  図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
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、
アルミニウム材の押出加工又は引抜加工によって、一方の側端から他方の側端へ貫通した細孔１１を多数列設したアルミ多孔板１０を成形し、このアルミ多孔板１０の細孔１１で冷媒通路を形成し、
扁平管をサーペンタイン形に曲げ加工して蛇行した通水管２０を形成し、
アルミ多孔板１０の細孔１１と通水管２０の直管部２１が交差する関係で、通水管２０をアルミ多孔板１０の上下の壁面に当接させ、上下の通水管２０ａ、２０ｂでアルミ多孔板１０を挟持し、
上側の通水管２０ａの直管部２１ａと下側の通水管２０ｂの直管部２１ｂが、それぞれ相手方直管部２１ａ、２１ｂの間に位置するように、アルミ多孔板１０の上下の壁面に配置したことを特徴とする熱交換器。
【請求項２】
請求項１記載の熱交換器を複数積層した熱交換器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
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。
【背景技術】
【０００２】
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、近年普及が進展している。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、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がある。この熱交換器は、アルミ多孔板を用いることで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、これにアルミ多孔板を接合した構造である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００２−３１４８９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
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、薄型化が困難であった。
【０００５】
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、熱効率に優れるとともに、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。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
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、アルミニウム材の押出加工又は引抜加工によって、一方の側端から他方の側端へ貫通した細孔１１を多数列設したアルミ多孔板１０を成形し、このアルミ多孔板１０の細孔１１で冷媒通路を形成し、扁平管をサーペンタイン形に曲げ加工して蛇行した通水管２０を形成する。そして、アルミ多孔板１０の細孔１１と通水管２０の直管部２１が交差する関係で、通水管２０をアルミ多孔板１０の上下の壁面に当接させ、上下の通水管２０ａ、２０ｂでアルミ多孔板１０を挟持し、上側の通水管２０ａの直管部２１ａと下側の通水管２０ｂの直管部２１ｂが、それぞれ相手方直管部２１ａ、２１ｂの間に位置するように、アルミ多孔板１０の上下の壁面に配置したことを特徴とするものである。
【０００７】
また、上記の熱交換器を複数積層して構成するものである。
【発明の効果】
【０００８】
この発明の熱交換器は、アルミ多孔板１０で冷媒通路を形成し、扁平管をサーペンタイン形に曲げ加工して蛇行した通水管２０を形成し、上下の通水管２０ａ、２０ｂでアルミ多孔板１０を挟持して形成され、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、水通路の長尺化が図られ、アルミ多孔板１０の上下両壁面を介して冷媒と水との間で熱交換され水が加熱される。ここで、通水管２０に扁平管を用いたので、伝熱面積の増大が図られるとともに、上側の通水管２０ａの直管部２１ａと下面の側通水管２０ｂの直管部２１ｂが、それぞれ相手方直管部２１ａ、２１ｂの間に位置するように、オフセットした状態でアルミ多孔板１０の両壁面に配置したので、アルミ多孔板１０の上下の壁面における伝熱の均等化が図られ、熱効率に極めて優れるものである。
【０００９】
また、アルミ多孔板１０は軽量且つ安価であり、上下の通水管２０ａ、２０ｂでアルミ多孔板１０を挟持して簡単に組み立てられ、当接面を接合して容易に製作され、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。
【００１０】
また、この発明の熱交換器は極めて薄型に製作され、これを複数積層して構成れば熱交換器の高密度化が図られ、小型でありながら大能力に適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】この発明の実施例の平面図。
【図２】正面図。
【図３】アルミ多孔板の断面図。
【図４】通水管の配置を説明するための断面図。
【図５】通水管の配置を説明するための平面図。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下に、この発明の具体的な実施形態を図面を用いて説明する。
図面はこの発明の実施例で、冷媒を熱源するヒートポンプ式給湯機に組み込む熱交換器の適用例である。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を多数列設したアルミ多孔板１０が形成され、このアルミ多孔板１０が平行間隔を隔てた並列関係で３枚用いられている。各アルミ多孔板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各アルミ多孔板１０の多数の細孔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。
【００１３】
扁平金属管を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、この通水管２０が並列関係で６本用いられている。アルミ多孔板１０の細孔１１と通水管２０の直管部２１が交差する関係で、通水管２０をアルミ多孔板１０の上下の壁面に当接させ、上下２本の通水管２０ａ、２０ｂでアルミ多孔板１０を挟持している。
【００１４】
図４及び５に、上下の通水管２０ａ、２０ｂの配置関係を示す。図に示すように、上側の通水管２０ａの直管部２１ａと下面の側通水管２０ｂの直管部２１ｂが、それぞれ相手方直管部２１ａ、２１ｂの間に位置するように、オフセットした状態でアルミ多孔板１０の両壁面に配置されている。
【００１５】
このように、１枚のアルミ多孔板１０とこれを挟持する上下２本の通水管２０が１モジュールを形成し、各層間に隔壁１５を介在させて３層に積層し、熱交換器が形成されている。各通水管２０の一端に水の入口ヘッダー２３、他端に出口ヘッダー２４が設けられ、入口ヘッダー２３から流入した水が通水管２０を分流し、出口ヘッダー２４へ至る水通路が形成されている。
【００１６】
この熱交換器において、入口ヘッダー１３から流入した冷媒が各アルミ多孔板１０の多数の細孔１１を分流し、出口ヘッダー１４へ至るとともに、入口ヘッダー２３から流入した水が通水管２０を分流し、各アルミ多孔板１０の両壁面を介して冷媒と熱交換して加熱され、出口ヘッダー２４から出湯する。
【００１７】
以上、実施例について説明したが、この発明の熱交換器は、１モジュールの極めて薄型の熱交換器として適用することもできる。複数積層する場合、実施例のように、冷媒通路及び水通路を並列回路で構成する他、側端で折り返して各層のアルミ多孔板１０、通水管２０ａを連通させ、直列回路で構成してもよい。
【符号の説明】
【００１８】
１０  アルミ多孔板
１１  細孔
２０  通水管
２１  直管部
【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１】
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