JP5606102B2 - 給湯機用捩り管形熱交換器、それを備えたヒートポンプ式給湯機、及び、給湯機用捩り管形熱交換器の製造方法 - Google Patents
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Description
図1は、本発明の実施の形態に係る給湯機用捩り管形熱交換器の概要構成図である。
本実施の形態に係る給湯機用捩り管形熱交換器は、少なくとも図1に示すような熱交換器本体1から構成されている。
この螺旋状の溝を形成する加工には、高い精度が要求されることから、素管の長手方向は高い精度で整直(長手方向に真っ直ぐになっていること)されていることが望ましい。
外周に螺旋状の溝を形成した素管の長手方向の長さは、形成前の直管材から数十%短縮される。これは、素管を捩り螺旋状の溝を形成する過程で、素管の長さが短くなるということである。これにより、熱交換器本体1に組み込む水配管2の全長が6000mm以上の場合は、必然的に複数個の水配管2を接続することになる。
そして、図2に示すように接合端部が端に向かって縮径されている水配管のテーパー部7を、もう一方の水配管に挿入し、その状態でロウ付けを行い接合する。
また、水配管2を流れてきた水が出て行く端部には水配管接続出口5bが取り付けられている。そして水配管接続出口5bは、例えば貯水タンク107に向かう配管に通じるような構成となっている。
図2に示すように、水配管には、山部2aと谷部2bが交互に連続的に形成されており、水配管2の外周部の螺旋状の溝を形成している。本実施の形態では、水配管2の外周に形成されている螺旋状の溝は3条からなり、また、溝の間隔は等しい。
冷媒配管接続入口6aのもう一方の端は、例えば圧縮機に接続されている(図8を参照)。
通常、配管同士の接合において、重力の影響を受けづらい縦ロウ付けが推奨されている。つまり縦ロウ付けは、配管接合部の上部と下部がムラなく均一な仕上がりとなるということである。しかしながら、本実施の形態における水配管2は、ロウ付けする対象としては長い部類に属するので、縦ロウ付けをするのが物理的に困難な状況となっている。したがって、本実施の形態におけるロウ付けは、横ロウ付けを前提とする。
水配管2の接合端部にテーパー部7を形成する際に、図4に示すように、円周部Aで、水配管は1度縮径される。円周部Aから円周部Bまでの長手方向の長さは特に限定されるものではない。しかしロウ付けした後に、円周部Aから円周部Bの内部に水を流通させても信頼性に問題が生じない程度とするのがよい。
図5は、本発明の実施の形態に係る給湯機用捩り管形熱交換器の接合に用いられる、リング形状のロウの断面図である。図5に示す通り、本実施の形態で用いるロウの形状は、上部側が肉厚となっており、下部側に向かうにしたがって薄肉となっている。つまり、その形状は、異径のリング形状である。上部で一番肉厚となっている部分の厚みをT、下部で一番薄肉となっている部分の厚みをtとしたとき、2t>T>tという関係をみたすように加工されている。
図7は、本発明の実施の形態に係るヒートポンプ式給湯機100の水及び冷媒の回路構成を示す概略構成図である。図7に基づいて、ヒートポンプ式給湯機100の構成及び動作の例を説明する。ヒートポンプ式給湯機100は、少なくともヒートポンプユニット101と貯湯ユニット102から構成されている。ヒートポンプユニットには、少なくとも熱交換器本体1(水加熱側熱交換器)と、絞り装置103と、圧縮機104と、空気側熱交換器105とポンプ106を備えている。また貯湯ユニット102は、少なくとも貯湯タンク107を備えている。
Claims (8)
- 先端に向かって縮径されるテーパー部が一方の端部に形成され、外周部に螺旋状溝が形成されている略円筒状の第1水配管と、
前記第1水配管のテーパー部に接合され、外周部に螺旋状溝が形成されている略円筒状の第2水配管と、
前記第1水配管及び前記第2水配管の螺旋状溝に沿って接合される冷媒配管と、を備え、
前記第1水配管の先端に向かって縮径される前記テーパー部の外周面は、前記第2水配管の内周面に、ロウを用いて接合され、
前記第1水配管の先端に向かって縮径される前記テーパー部の外周面と、前記第2水配管の、該テーパー部の外周面と接合された領域の内周面と、は、非平行であり、且つ、該第1水配管の先端に近づく程広くなる隙間を有して対向する
ことを特徴とする給湯機用捩り管形熱交換器。 - 前記第2水配管の、前記テーパー部の外周面と接合された領域の内周面は、該第2水配管の長手方向と平行である
ことを特徴とする請求項1記載の給湯機用捩り管形熱交換器。 - 先端に向かって縮径されるテーパー部が一方の端部に形成され、外周部に螺旋状溝が形成されている略円筒状の第1水配管と、
前記第1水配管のテーパー部に接合され、外周部に螺旋状溝が形成されている略円筒状の第2水配管と、
前記第1水配管及び前記第2水配管の螺旋状溝に沿って接合される冷媒配管と、を備え、
前記第1水配管と前記第2水配管とは、最も肉厚な領域と最も薄肉な領域とを有する略円筒形の異径リング形状のロウを用いて接合され、
前記ロウは、
前記第1水配管の先端に向かって縮径される前記テーパー部の中心軸が、横向きになる状態で保持された前記第1水配管に、前記最も肉厚な領域が前記最も薄肉な領域と比較して重力方向の上側に位置する状態で配設されて、加熱された
ことを特徴とする給湯機用捩り管形熱交換器。 - 前記テーパー部のテーパー角度は5度〜10度の範囲である
ことを特徴とする請求項1〜3のいずれか一項に記載の給湯機用捩り管形熱交換器。 - 前記接合は、高周波ロウ付け機を用いて行われる
ことを特徴とする請求項1〜4のいずれか一項に記載の給湯機用捩り管形熱交換器。 - 請求項1〜5のいずれか一項に記載の給湯機用捩り管形熱交換器を備えた
ことを特徴とするヒートポンプ式給湯機。 - 先端に向かって縮径されるテーパー部が一方の端部に形成され、外周部に螺旋状溝が形成されている略円筒状の第1水配管と、前記第1水配管のテーパー部に接合され、外周部に螺旋状溝が形成されている略円筒状の第2水配管と、前記第1水配管及び前記第2水配管の螺旋状溝に沿って接合される冷媒配管と、を備えた給湯機用捩り管形熱交換器の製造方法であって、
前記第1水配管の先端に向かって縮径される前記テーパー部の外周面と、前記第2水配管の内周面と、が、非平行であり、且つ、該第1水配管の先端に近づく程広くなる隙間を有して対向する状態で、前記第1水配管と前記第2水配管とが保持された状態で、
前記第1水配管の先端に向かって縮径される前記テーパー部の外周面と、前記第2水配管の、該テーパー部の外周面と対向する領域の内周面と、が、ロウを用いて接合される
ことを特徴とする給湯機用捩り管形熱交換器の製造方法。 - 先端に向かって縮径されるテーパー部が一方の端部に形成され、外周部に螺旋状溝が形成されている略円筒状の第1水配管と、前記第1水配管のテーパー部に接合され、外周部に螺旋状溝が形成されている略円筒状の第2水配管と、前記第1水配管及び前記第2水配管の螺旋状溝に沿って接合される冷媒配管と、を備えた給湯機用捩り管形熱交換器の製造方法であって、
前記第1水配管の先端に向かって縮径される前記テーパー部の中心軸が、横向きになる状態で、前記第1水配管が保持され、
且つ、
最も肉厚な領域と最も薄肉な領域とを有する略円筒形の異径リング形状のロウが、前記第1水配管に、該最も肉厚な領域が該最も薄肉な領域と比較して重力方向の上側に位置する状態で配設された状態で、
前記ロウが加熱されて、
前記第1水配管と前記第2水配管とが接合される
ことを特徴とする給湯機用捩り管形熱交換器の製造方法。
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JP2010046248A JP5606102B2 (ja) | 2010-03-03 | 2010-03-03 | 給湯機用捩り管形熱交換器、それを備えたヒートポンプ式給湯機、及び、給湯機用捩り管形熱交換器の製造方法 |
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