JP5656786B2 - 異径捩り管形熱交換器の製造方法 - Google Patents
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Description
また、水配管外周の螺旋状溝は水側の乱流を発生させ、その効果により熱交換性能が向上する働きがある。
また、水配管を合成樹脂で構成することでスケールが付着しても剥離しやすくし、スケールの堆積を効果的に防止する提案もなされている(例えば、特許文献2参照)。
また、Zrが0.005〜0.02質量%含有された銅合金管を用いることでスケールの堆積を抑制する提案もなされている(例えば、特許文献3参照)。
この実施の形態に係る異径捩り管形熱交換器1は、外周に複数条(例えば、3条)の螺旋状溝2を設けた水配管3と、水配管3外周の螺旋状溝2に沿って巻きつけた複数の冷媒配管4とを備えている。
さらに、この水配管3は、テーパー部3cを介して接続された径小部3aと径大部3bとを有し、継ぎ目の無い一体管(異径管)で形成されている。複数条の螺旋状溝2は、水配管3のほぼ全長にわたって形成されている。但し、図1ではテーパー部3cにおける螺旋状溝2は省略されている。
水配管3の入口側(径小側)には、出口冷媒配管7とこれに接続された冷媒合流部8とが設けられ、冷媒合流部8には複数条(本例では3本)の冷媒配管4がそれぞれ接続されている。
また、水配管3の出口側(径大側)には、入口冷媒配管5とこれに接続された冷媒分流部6とが設けられ、冷媒分流部6には複数条(本例では3本)の冷媒配管4がそれぞれ接続されている。
一方、冷媒は、熱交換効率向上のため、水の流れに対して対向流となるように送入される。したがって、冷媒は、水配管3の径大側に設けられた入口冷媒配管5より流入し、冷媒分流部6にて各々の冷媒配管4内を分流して流れる。そして、図示しない冷媒回路の圧縮機により圧縮されて高温となった冷媒ガスが水回路(給湯回路)の水配管3の外周の螺旋状溝2(図2では省略)に巻きつけられた冷媒配管4内を水配管3の径小側に向かって流れることによって、水と冷媒との間で効率よく熱交換が行われる。すなわち、各冷媒配管4は、水配管3の径小部のみならず径大部にも、ほぼ全長にわたって螺旋状溝2に巻きつけられているので、伝熱面積が増大するため、効率のよい熱交換が行われる。また、水配管3内を流れる水は螺旋状溝2のために乱流が発生するため、熱交換が促進される。
各冷媒配管4内を流れた冷媒は水との熱交換によって冷却され、水配管3の径小側の冷媒合流部8にて合流したのち、出口冷媒配管7より流出し、冷媒回路を循環するようになっている。
マンドレル10は、図3及び図4に示すように、テーパー部10cを介して径小部10aと径大部10bとを有する異径に形成されている。
水配管3は、芯金としてマンドレル10を用いた捩り加工によって製造される。すなわち、ロウ付けや曲げ加工が容易にできる長さが例えば5m位のリン脱酸銅管(素管)を使用し、この平滑面を有する素管12の一方の端部の外周に複数個(ここでは3個)の打痕(凹み)を所定の円周角度で設けておく。ついで、上記の異径マンドレル10を素管12の内径側に挿入することによって、素管12の一端部を所定の長さにわたって拡径し、径小部3a、テーパー部3c、径大部3bを有する素管12を形成する。その後、異径マンドレル10を挿入したまま、この拡径された素管12の上記3個の打痕をチャックして固定し、素管12の他端を回転することにより、打痕を起点として3条の螺旋状溝2を当該素管12の外周に形成することができる。このように素管12を異径マンドレル10を用いて捩り加工することで、外周に複数条の螺旋状溝2を有し、かつ、一端部を所定の長さで拡径した水配管3を容易に製造することができる。また、冷媒配管4を螺旋状溝2に巻きつけた状態で容易に水配管3をコイル状に曲げることができる。
このような捩り加工による水配管3の製造方法は、素管の外周にツールを押しつけて螺旋状溝を形成する方法に比べて、より簡単に水配管3を製造することができる。
水配管3の出口部の内径Doは、入口部の内径Diに対し、1.1倍以上1.25倍以下となるように加工することで、マンドレル10による捩り加工を安定的に実施することができ、かつ、螺旋状溝2の山谷の比率を大幅に変化させることがないので、高温部(水配管3出口部)においても乱流による熱交換効果を期待できる。
Claims (3)
- 外周に複数条の螺旋状溝を設けた異径の水配管と、
前記水配管外周の前記螺旋状溝に沿って巻きつけた複数の冷媒配管と、を備え、
前記水配管の出口部は、外周に前記螺旋状溝及び前記複数の冷媒配管を連続して備えるとともに、該出口部の内径を入口部の内径より大きくした異径捩り管形熱交換器の製造方法であって、
平滑面を有し、一方の端部の外周に複数個の打痕が所定の円周角度で設けられた素管の内径側に、径小部、テーパー部、径大部を有する異径のマンドレルを挿入して一端部を拡径し、この拡径された素管の前記複数個の打痕をチャックして固定し、前記素管の他端を回転することにより前記水配管の外周に複数条の螺旋状溝を形成する
ことを特徴とする異径捩り管形熱交換器の製造方法。 - 前記水配管は、テーパー部を介して接続された径小部と径大部とを有し、継ぎ目が無い一体管で構成されていることを特徴とする請求項1記載の異径捩り管形熱交換器の製造方法。
- 前記水配管の出口部の内径(Do)は、入口部の内径(Di)に対し、1.1倍以上1.25倍以下であることを特徴とする請求項1又は2記載の異径捩り管形熱交換器の製造方法。
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