JP2002162175A - 二重管式熱交換器 - Google Patents
二重管式熱交換器Info
- Publication number
- JP2002162175A JP2002162175A JP2000356667A JP2000356667A JP2002162175A JP 2002162175 A JP2002162175 A JP 2002162175A JP 2000356667 A JP2000356667 A JP 2000356667A JP 2000356667 A JP2000356667 A JP 2000356667A JP 2002162175 A JP2002162175 A JP 2002162175A
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- JP
- Japan
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- pipe
- double
- heat exchanger
- tube
- synthetic resin
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- Pending
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- Heat-Exchange Devices With Radiators And Conduit Assemblies (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】軽量且つ外側管の腐食による漏れの恐れがない
低コストな二重管式熱交換器を提供する。 【解決手段】合成樹脂で形成する外側管１と金属で形成
する内側管２とで構成する二重管の両端をジョイント部
材３で結合した二重管を螺旋状に卷回してなる二重管式
熱交換器。
低コストな二重管式熱交換器を提供する。 【解決手段】合成樹脂で形成する外側管１と金属で形成
する内側管２とで構成する二重管の両端をジョイント部
材３で結合した二重管を螺旋状に卷回してなる二重管式
熱交換器。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は熱交換器に関し、特
に合成樹脂管を使用した冷温水や不凍液を熱媒体とする
に好適な二重管式熱交換器に関する。
に合成樹脂管を使用した冷温水や不凍液を熱媒体とする
に好適な二重管式熱交換器に関する。
【０００２】
【従来の技術】外側管と内側管とを二重管状に構成し、
外側管を流れる流体と内側管を流れる流体との間で内側
管の管壁を介して熱交換を行う二重管式熱交換器は従来
良く知られている。かかる従来の二重管式熱交換器は外
側管、内側管共に金属管で形成されており、外側管の外
壁に断熱層を形成して外気との断熱を図る構成となって
いる。金属管は熱伝導性に優れている反面、重量が大で
あること、使用する熱媒体や環境によっては腐食する惧
れがある等の問題がある。更に、外側管の外周面に断熱
層を必要とするため外径が大となり、取り扱い性も良い
とは言えず、又製造コストも高くなる等の不都合な点が
あり、特に一般家屋等建物内で使用する空調装置等に用
いる熱交換器としては改良すべき点が多いものであっ
た。
外側管を流れる流体と内側管を流れる流体との間で内側
管の管壁を介して熱交換を行う二重管式熱交換器は従来
良く知られている。かかる従来の二重管式熱交換器は外
側管、内側管共に金属管で形成されており、外側管の外
壁に断熱層を形成して外気との断熱を図る構成となって
いる。金属管は熱伝導性に優れている反面、重量が大で
あること、使用する熱媒体や環境によっては腐食する惧
れがある等の問題がある。更に、外側管の外周面に断熱
層を必要とするため外径が大となり、取り扱い性も良い
とは言えず、又製造コストも高くなる等の不都合な点が
あり、特に一般家屋等建物内で使用する空調装置等に用
いる熱交換器としては改良すべき点が多いものであっ
た。
【０００３】
【発明の解決しようとする課題】本発明はかかる従来の
二重管式熱交換器の不都合を改良して、軽量且つ外側管
の腐食による漏れの惧れがなく、低コストで取り扱いが
容易な二重管式熱交換器を提供する。
二重管式熱交換器の不都合を改良して、軽量且つ外側管
の腐食による漏れの惧れがなく、低コストで取り扱いが
容易な二重管式熱交換器を提供する。
【０００４】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
本発明は、二重管式熱交換器において、内側管を金属で
形成し該内側管を内挿する外側管を合成樹脂で形成する
二重管とし、該二重管を螺旋状に卷回してなることを特
徴とする。外側管を伝熱度の低い合成樹脂管とすること
により、軽量で外側管の腐食による流体の漏れも防止で
き、形成された二重管を螺旋状に巻回することにより外
側合成樹脂管と内側金属管との熱膨張又は収縮の差によ
る破損を防止することができる。
本発明は、二重管式熱交換器において、内側管を金属で
形成し該内側管を内挿する外側管を合成樹脂で形成する
二重管とし、該二重管を螺旋状に卷回してなることを特
徴とする。外側管を伝熱度の低い合成樹脂管とすること
により、軽量で外側管の腐食による流体の漏れも防止で
き、形成された二重管を螺旋状に巻回することにより外
側合成樹脂管と内側金属管との熱膨張又は収縮の差によ
る破損を防止することができる。
【０００５】更に、本発明においては、前記内側金属管
は、その外周面を流れる流体を旋回させる螺旋状のガイ
ドを外周面に備えることが好ましい。外周面を流れる熱
媒体を旋回させることにより熱交換率が向上し、伝熱フ
ィンとしても作用する。また、前記外側管を透明な合成
樹脂で成形することにより、外側管内部の熱媒体の流れ
状態や内側金属管の腐食状態等を容易に監視することが
できる。
は、その外周面を流れる流体を旋回させる螺旋状のガイ
ドを外周面に備えることが好ましい。外周面を流れる熱
媒体を旋回させることにより熱交換率が向上し、伝熱フ
ィンとしても作用する。また、前記外側管を透明な合成
樹脂で成形することにより、外側管内部の熱媒体の流れ
状態や内側金属管の腐食状態等を容易に監視することが
できる。
【０００６】更に、本発明の二重管式熱交換器における
外側管と内側管との結合構造は、貫通する流路と分岐路
とで形成される略Ｔ字状の流路と、前記貫通流路の一端
部に形成された狭窄路と他端部に形成された環状溝と、
両端部の外周面に形成された第１、第２のネジ部とを備
えるジョイント本体を有し、前記環状溝に前記外側管を
嵌入してシール締めつけ部材を介して袋ナットにより前
記第１ネジ部に螺着し、前記狭窄路に内側管を挿入しシ
ール部材を介して袋ナットにより前記第２ネジ部に螺着
することを特徴とする。
外側管と内側管との結合構造は、貫通する流路と分岐路
とで形成される略Ｔ字状の流路と、前記貫通流路の一端
部に形成された狭窄路と他端部に形成された環状溝と、
両端部の外周面に形成された第１、第２のネジ部とを備
えるジョイント本体を有し、前記環状溝に前記外側管を
嵌入してシール締めつけ部材を介して袋ナットにより前
記第１ネジ部に螺着し、前記狭窄路に内側管を挿入しシ
ール部材を介して袋ナットにより前記第２ネジ部に螺着
することを特徴とする。
【０００７】かかる構成のジョイント部材を使用して外
側管と内側管が一体に結合される構造では、ジョイント
部材における外側管内部流路のシールは内側管外壁面と
シール部材とにより行われる。内側管は一体の管体で構
成される二重管式熱交換器となるので内側管の流体の漏
れを防止できる。
側管と内側管が一体に結合される構造では、ジョイント
部材における外側管内部流路のシールは内側管外壁面と
シール部材とにより行われる。内側管は一体の管体で構
成される二重管式熱交換器となるので内側管の流体の漏
れを防止できる。
【０００８】
【発明の実施の形態】以下に図面を参照して本発明の実
施の形態について説明する。図１は本発明にかかる冷温
水用二重管式熱交換器の外側管、内側管及びジョイント
部の構成を示す断面図である。図２は本発明に係る二重
式熱交換器の平面図、図３は図２に示す二重管式熱交換
器の側面である。
施の形態について説明する。図１は本発明にかかる冷温
水用二重管式熱交換器の外側管、内側管及びジョイント
部の構成を示す断面図である。図２は本発明に係る二重
式熱交換器の平面図、図３は図２に示す二重管式熱交換
器の側面である。
【０００９】図１において、１は合成樹脂で形成される
外側管、２は銅管等の金属管からなる内側管で、３は外
側管１と内側管とを結合するジョイント部材であり、外
側管１と内側管２とで構成される二重管の両端に同一構
造のジョント部材３、３' が配置される。
外側管、２は銅管等の金属管からなる内側管で、３は外
側管１と内側管とを結合するジョイント部材であり、外
側管１と内側管２とで構成される二重管の両端に同一構
造のジョント部材３、３' が配置される。
【００１０】ジョイント部材３は、一端部に内側管２の
外径寸法に狭窄した流路４を備える貫通路５と分岐路６
からなる略Ｔ字状の流路５，６を内部に穿設したジョイ
ント本体１０からなる。図示の実施形態においては、流
路６を構成するパイプ部材１５はジョイント本体１０に
ロウ付けしてある。
外径寸法に狭窄した流路４を備える貫通路５と分岐路６
からなる略Ｔ字状の流路５，６を内部に穿設したジョイ
ント本体１０からなる。図示の実施形態においては、流
路６を構成するパイプ部材１５はジョイント本体１０に
ロウ付けしてある。
【００１１】ジョイント本体１０は、貫通路５の一端部
に外側管１を嵌装するための環状溝７を有し、貫通路５
の両端部外周面に第１、第２ネジ部８、９が刻設されて
いる。ジョイント部材３は、上記構成のジョイント本体
１０と、外側管１をジョイント本体１０に結合するため
の断面円錐台形のシール締めつけ部材１１及び第２ネジ
部９に螺合する袋ナット１３と、内側管２をジョイント
本体１０に液密状に結合するためのシール部材である略
算盤珠形状の金属パッキン１２及び第１ネジ部８に螺合
する袋ナット１４とから構成される。
に外側管１を嵌装するための環状溝７を有し、貫通路５
の両端部外周面に第１、第２ネジ部８、９が刻設されて
いる。ジョイント部材３は、上記構成のジョイント本体
１０と、外側管１をジョイント本体１０に結合するため
の断面円錐台形のシール締めつけ部材１１及び第２ネジ
部９に螺合する袋ナット１３と、内側管２をジョイント
本体１０に液密状に結合するためのシール部材である略
算盤珠形状の金属パッキン１２及び第１ネジ部８に螺合
する袋ナット１４とから構成される。
【００１２】二重管を製造するに当たっては先ず外側管
１と内側管２を用意する。外側管１は硬質又は半硬質プ
ラスチックを用いてインジェクション成形や押出成形に
より管状に成形する。熱変形温度のより高い外側管が必
要な場合又はより高い強度の外側管が必要な場合は、ガ
ラスファイバー等の補強材を混入した強化プラスチック
管とすることもできる。
１と内側管２を用意する。外側管１は硬質又は半硬質プ
ラスチックを用いてインジェクション成形や押出成形に
より管状に成形する。熱変形温度のより高い外側管が必
要な場合又はより高い強度の外側管が必要な場合は、ガ
ラスファイバー等の補強材を混入した強化プラスチック
管とすることもできる。
【００１３】外側管１を熱伝導度の低い合成樹脂管とす
ることにより、軽量且つ腐食による漏れの恐れがない二
重管式熱交換器となり、更に、外側管１の外周に巻き付
ける断熱材を不要若しくは減量することができる。ま
た、架橋ポリエチレン管等の透明な合成樹脂管を外側管
１に使用することにより内部の冷温水の流れ状態や内側
金属管の腐食状態等を容易に監視することができる。
ることにより、軽量且つ腐食による漏れの恐れがない二
重管式熱交換器となり、更に、外側管１の外周に巻き付
ける断熱材を不要若しくは減量することができる。ま
た、架橋ポリエチレン管等の透明な合成樹脂管を外側管
１に使用することにより内部の冷温水の流れ状態や内側
金属管の腐食状態等を容易に監視することができる。
【００１４】内側管２は銅管を使用しする。ストレート
管をそのまま使用するのがコスト的には有利であるが、
伝熱効率を向上するために内側管２をコイル状に形成す
ることもでき、より簡便に伝熱効率を向上するため、図
１に示すように内側管２の外周面に螺旋状のビード１７
を形成するか、又は金属線や金属プレートを螺旋状に巻
き付けて固着し、外周面を流れる冷温水を旋回させるガ
イドとし、又は伝熱フィンとして作用させる。
管をそのまま使用するのがコスト的には有利であるが、
伝熱効率を向上するために内側管２をコイル状に形成す
ることもでき、より簡便に伝熱効率を向上するため、図
１に示すように内側管２の外周面に螺旋状のビード１７
を形成するか、又は金属線や金属プレートを螺旋状に巻
き付けて固着し、外周面を流れる冷温水を旋回させるガ
イドとし、又は伝熱フィンとして作用させる。
【００１５】外側管１に袋ナット１３、シール締めつけ
部材１１の順にそれらを挿通した後、外側管１の端部を
ジョイント本体１０の環状溝７に嵌装する。シール締め
つけ部材１１をジョイント本体１０端面に配置しその外
方から袋ナット１３を第２ネジ部９に螺着する。次い
で、ジョイント本体１０の流路５の狭窄路４に内側管２
を挿入し、内側管２の端部より金属パッキン１２、袋ナ
ット１４の順に挿通し、狭窄路４の外端面に形成された
凹面１６に金属パッキン１２を嵌合させて袋ナット１４
をジョイント本体１０の第１ネジ部８に螺着する。外側
管１及び内側管２の他端部も同様にしてジョイント部材
３' により結合し一体の二重管を構成する。
部材１１の順にそれらを挿通した後、外側管１の端部を
ジョイント本体１０の環状溝７に嵌装する。シール締め
つけ部材１１をジョイント本体１０端面に配置しその外
方から袋ナット１３を第２ネジ部９に螺着する。次い
で、ジョイント本体１０の流路５の狭窄路４に内側管２
を挿入し、内側管２の端部より金属パッキン１２、袋ナ
ット１４の順に挿通し、狭窄路４の外端面に形成された
凹面１６に金属パッキン１２を嵌合させて袋ナット１４
をジョイント本体１０の第１ネジ部８に螺着する。外側
管１及び内側管２の他端部も同様にしてジョイント部材
３' により結合し一体の二重管を構成する。
【００１６】本発明にかかる二重管は上記構成のジョイ
ント部材３によりに結合するので、外側管１内の通路は
内側管２の外周面で金属パッキン１２によりシールさ
れ、一体の内側管２で構成されるため、ジョイント部材
３内で内側管２内の流体が漏洩する恐れがない。
ント部材３によりに結合するので、外側管１内の通路は
内側管２の外周面で金属パッキン１２によりシールさ
れ、一体の内側管２で構成されるため、ジョイント部材
３内で内側管２内の流体が漏洩する恐れがない。
【００１７】本発明においてはかかる構成の二重管を円
筒状に巻回して図２及び図３に示す熱交換器に形成す
る。図２は本発明にかかる二重管式熱交換器の平面図で
あり、図３は側面図である。
筒状に巻回して図２及び図３に示す熱交換器に形成す
る。図２は本発明にかかる二重管式熱交換器の平面図で
あり、図３は側面図である。
【００１８】二重管を螺旋状に卷回する場合、外側管１
を加熱軟化させて行うが加熱温度が高い場合は、上記の
ように二重管の両端部または一端部における外側管１と
内側管２とのジョイント部材３による結合をせずに、両
管を同軸状に保持する仮結合を行って加熱状態で螺旋状
に卷回し、螺旋状に成形した後上記の手順でジョイント
部材３により外側管１と内側管２との結合を行うことも
できる。
を加熱軟化させて行うが加熱温度が高い場合は、上記の
ように二重管の両端部または一端部における外側管１と
内側管２とのジョイント部材３による結合をせずに、両
管を同軸状に保持する仮結合を行って加熱状態で螺旋状
に卷回し、螺旋状に成形した後上記の手順でジョイント
部材３により外側管１と内側管２との結合を行うことも
できる。
【００１９】本発明の二重管は外側管１を合成樹脂管と
し内側管２を金属管と異なる材質を用いるため、両材質
の熱膨張率・熱収縮率の差異による応力により二重管が
破損する恐れがある。本発明においては、二重管を螺旋
状に巻回することにより、外側合成樹脂管と内側金属管
との熱膨張又は収縮の差による変形を、巻回した外側合
成樹脂管内での内側金属管の変位により吸収して破損を
防止することができる。
し内側管２を金属管と異なる材質を用いるため、両材質
の熱膨張率・熱収縮率の差異による応力により二重管が
破損する恐れがある。本発明においては、二重管を螺旋
状に巻回することにより、外側合成樹脂管と内側金属管
との熱膨張又は収縮の差による変形を、巻回した外側合
成樹脂管内での内側金属管の変位により吸収して破損を
防止することができる。
【００２０】本実施の形態では、二重管式熱交換器の平
断面は円形であるが、平断面が長円形でも、楕円でもよ
い。本発明に係る二重管は、外側管が合成樹脂管である
ため残留応力により直線状に戻ろうとする力が作用する
が、内側管が金属管であるためいかなる平断面形状でも
螺旋状の形状を容易に保持することができる。
断面は円形であるが、平断面が長円形でも、楕円でもよ
い。本発明に係る二重管は、外側管が合成樹脂管である
ため残留応力により直線状に戻ろうとする力が作用する
が、内側管が金属管であるためいかなる平断面形状でも
螺旋状の形状を容易に保持することができる。
【００２１】本発明に係る二重管式熱交換器を空調装置
に装着して使用する場合、図示しない空調装置の放熱器
で放熱した後の戻りの温水または冷却水が図２の矢印Ａ
で示すように内側管２内に流入し、図示しない加熱源又
は冷却源からの温水又は冷却水が矢印Ｄで示すように外
側管１内の通路に流入する。二重管部で熱交換により加
熱又は冷却された内側管２内の水は内側管２の他端部よ
り矢印Ｃで示すように熱交換器より流出し放熱器に流入
する。外側管１内を流れる温水又は冷却水は内側管２内
の流水に伝熱した後ジョイント部材１０の流路６から矢
印Ｂで示すように流出して加熱源又は冷却源に戻る。
又、給湯と温水暖房を組み合わせた用途として、二重管
式熱交換器の外側管を暖房用の媒体流路、内側管を給湯
用の流路としてその間で熱交換を行わせるように構成す
ることもできる。
に装着して使用する場合、図示しない空調装置の放熱器
で放熱した後の戻りの温水または冷却水が図２の矢印Ａ
で示すように内側管２内に流入し、図示しない加熱源又
は冷却源からの温水又は冷却水が矢印Ｄで示すように外
側管１内の通路に流入する。二重管部で熱交換により加
熱又は冷却された内側管２内の水は内側管２の他端部よ
り矢印Ｃで示すように熱交換器より流出し放熱器に流入
する。外側管１内を流れる温水又は冷却水は内側管２内
の流水に伝熱した後ジョイント部材１０の流路６から矢
印Ｂで示すように流出して加熱源又は冷却源に戻る。
又、給湯と温水暖房を組み合わせた用途として、二重管
式熱交換器の外側管を暖房用の媒体流路、内側管を給湯
用の流路としてその間で熱交換を行わせるように構成す
ることもできる。
【００２２】以上説明したように、本発明は、合成樹脂
で形成した外側管と金属で形成した内側管とで二重管を
形成し、二重管を螺旋状に巻回して内側管と外側管との
熱膨張率の差異による応力を吸収する構成としたので、
外側管外周部に断熱層を設けなくとも効率的に使用で
き、軽量且つ低廉な二重管式熱交換器とすることができ
る。
で形成した外側管と金属で形成した内側管とで二重管を
形成し、二重管を螺旋状に巻回して内側管と外側管との
熱膨張率の差異による応力を吸収する構成としたので、
外側管外周部に断熱層を設けなくとも効率的に使用で
き、軽量且つ低廉な二重管式熱交換器とすることができ
る。
【図１】本発明に係る二重管の一実施の形態を示す断面
図。
図。
【図２】本発明に係る二重管式熱交換器の一実施の形態
の平面図。
の平面図。
【図３】図２に示す二重管式熱交換器の側面図。
１ 外側管 ２ 内側管 ３ ジョイント部材 ４ 狭窄路 ５、６流路 ７ 環状溝 ８，９ 第１、第２ネジ部 １１ シール締めつけ部材 １２ シール部材 １３、１４ 袋ナット
Claims (4)
- 【請求項１】二重管式熱交換器において、内側管を金属
で形成し該内側管を内挿する外側管を合成樹脂で形成す
る二重管とし、該二重管を螺旋状に卷回してなることを
特徴とする二重管式熱交換器。 - 【請求項２】前記内側金属管は、その外周を流れる流体
を旋回させる螺旋状のガイドを外周面に備えることを特
徴とする請求項１に記載の二重管式熱交換器。 - 【請求項３】前記外側管は、透明な合成樹脂で成形され
ることを特徴とする請求項１に記載の二重管式熱交換
器。 - 【請求項４】前記二重管式熱交換器において、外側管と
内側管とを結合する構造は、貫通する流路と分岐路とで
形成される略Ｔ字状の流路と、前記貫通流路の一端部に
形成された狭窄路と他端部に形成された環状溝と、両端
部の外周面に形成された第１、第２のネジ部とを備える
ジョイント本体を有し、前記環状溝に前記外側管を嵌入
してシール締めつけ部材を介して袋ナットにより前記第
１ネジ部に螺着し、前記狭窄路に内側管を挿入しシール
部材を介して袋ナットにより前記第２ネジ部に螺着する
ことを特徴とする請求項１記載の二重管式熱交換器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000356667A JP2002162175A (ja) | 2000-11-22 | 2000-11-22 | 二重管式熱交換器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000356667A JP2002162175A (ja) | 2000-11-22 | 2000-11-22 | 二重管式熱交換器 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002162175A true JP2002162175A (ja) | 2002-06-07 |
Family
ID=18828865
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000356667A Pending JP2002162175A (ja) | 2000-11-22 | 2000-11-22 | 二重管式熱交換器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2002162175A (ja) |
Cited By (15)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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