双层管式热交换器制造技术

一种双层管式热交换器，其特征是：由内管和外管构成，通过使上述外管从外侧向内侧凹下，在上述外管的内侧形成多个突起部。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种象供热水装置或空调装置一样，在水和冷媒之间进行热交换的双层管式热交换器，尤其是在高压侧的压力为冷媒的临界压力以上的热泵循环(サイクル)、加热供热水或采暖用盐水的超临界热泵式供热水装置或超临界热泵式空调装置所使用的双层管式热交换器。
技术介绍
以往，这种双层管式热交换器是将具有凹窝状凹凸的内叶片等促进传热体插入到内管和外管之间，促进流体的湍流，由此提高热交换器的传热性能。(例如参照专利文献1)。日本专利公报特开平9-145285号(第2-4面，图4)但是，上述现有的结构存在的问题是由于除了构成双层管的内管和外管之外，还需要内叶片等促进传热材料，所以，材料成本比通常的双层管高。
技术实现思路
本专利技术是用于解决这样的以往的问题的，其目的是提供一种并不追加内管和外管之外的材料，仅在外管上实施简易的加工，就能提高传热性能的、价格更低的高性能的双层管式热交换器。本专利技术的第一方面的双层管式热交换器，其特征是由内管和外管构成，通过使上述外管从外侧向内侧凹下，在上述外管的内侧形成多个突起部。本专利技术的第二方面，其特征是在第一方面所记载的双层管式热交换器中，将多个上述突起部制成近似圆锥状、近似圆锥台状、近似球面状、近似圆柱状、或近似椭圆柱状。本专利技术的第三方面，其特征是在第一方面所记载的双层管式热交换器中，将多个上述突起部配置成锯齿状。本专利技术的第四方面，其特征是在第一方面所记载的双层管式热交换器中，将多个上述突起部配置成螺旋状。本专利技术的第五方面，其特征是在第一方面所记载的双层管式热交换器中，将上述内管内作为冷媒的流道，将上述内管和外管之间的空间作为水的流道。本专利技术的第六方面，其特征是在第五方面所记载的双层管式热交换器中，将上述内管制成泄漏检测管。本专利技术的第七方面，其特征是在第五方面所记载的双层管式热交换器中，用二氧化碳气体作为冷媒。本专利技术的第八方面，其特征是在第五方面所记载的双层管式热交换器中，使冷媒的流动方向和水的流动方向相反。本专利技术的第九方面，其特征是在第五-八方面的任一方面所记载的双层管式热交换器中，与上述水的入口一侧相比，减少配置在出口一侧的多个上述突起部的数量。本专利技术的第十方面，其特征是在第五-八方面的任一方面所记载的双层管式热交换器中，与上述水的入口一侧相比，使配置在出口一侧的多个上述突起部的深度较浅。本专利技术的第十一方面，其特征是在第五-八方面的任一方面所记载的双层管式热交换器中，在上述水的出口一侧不配置上述突起部。本专利技术的第1实施例的双层管式热交换器，不追加内管和外管之外的材料，仅通过实施简易的加工，使外管从外侧向内侧凹下、在外管的内侧设置多个突起部，就能增加在外管的内侧流道中流动的流体的湍流化程度，促进从在内管内流动的流体向在内外管之间流动的流体传热。而且，例如，由于即使在弯曲部，配置在内管的周围的外管的多个突起部也能与内管的距离保持大致均等，所以，具有能防止传热性能降低的作用。另外，本专利技术的第2实施例是在第1实施例的双层管式热交换器的基础上，由于将多个突起部制成象是近似圆锥状、近似圆锥台状、近似球面状、近似圆柱状、或近似椭圆柱状的、朝向内管的圆滑的突起形状，所以，能降低在内外管之间流动的流体的流动阻力，能进一步减少由于压力损失而产生的传热性能下降。另外，本专利技术的第3实施例是在第1实施例的双层管式热交换器的基础上，通过将外管的多个突起部配置成锯齿状，阻碍在内外管之间的流体流动时直线前进，促进湍流化，能更进一步促进传热。另外，本专利技术的第4实施例是在第1实施例的双层管式热交换器的基础上，由于将突起部配置成螺旋状，所以，在内外管之间的流体变成螺旋状流动，增加了流体的流速同时促进湍流化，能更进一步促进传热。另外，本专利技术的第5实施例是在第1实施例的双层管式热交换器的基础上，通过将与冷媒相比、由于流体的湍流化程度的增加热传递性能提高的效果大的水的流道作为配置多个突起部的内外管之间的流道，将内管内作为冷媒的流道，所以，能更加有效地促进传热。另外，本专利技术的第6实施例是在第5实施例的双层管式热交换器的基础上，由于使内管为具有泄漏检测槽的泄漏检测管，所以，通过冷媒或水向泄漏检测管泄漏，能在早期发现内管的腐蚀等，能防止冷媒混入到水(饮用水等)中，能确保安全。另外，本专利技术的第7实施例是在第5实施例的双层管式热交换器的基础上，由于使用在超临界区域热传递性能好的二氧化碳气体作为冷媒，所以，提高了水的加热效率。另外，本专利技术的第8实施例是在第5实施例的双层管式热交换器的基础上，由于使冷媒和水的流动方向相反，所以，能进一步提高从冷媒向水传热的热传递性能。另外，本专利技术的第9实施例是在从第5至第8实施例的双层管式热交换器的基础上，由于与水的入口一侧相比，减少了配置在出口一侧的多个突起部的数量，扩大了更高温度的水流动的、靠近水出口一侧的内外管之间的空间，所以，能防止被从高温的水中析出的碳酸钙等水锈堵塞水流道。另外，本专利技术的第10实施例是在从第5至第8实施例的双层管式热交换器的基础上，由于与水的入口一侧相比，使配置在出口一侧的多个突起部的深度较浅，扩大了更高温度的水流动的、靠近水出口一侧的内外管之间的空间，所以，能防止被从高温的水中析出的碳酸钙等水锈堵塞水流道。另外，本专利技术的第11实施例是在从第5至第8实施例的双层管式热交换器的基础上，由于并不在水的出口一侧配置突起部，扩大了更高温度的水流动的、靠近水出口一侧的内外管之间的空间，所以，能防止被从高温的水中析出的碳酸钙等水锈堵塞水流道。附图说明图1是本专利技术的第1实施例的双层管式热交换器的剖视图。图2是本专利技术的第1实施例的双层管式热交换器的主要部位的结构图。图3是本专利技术的另一实施例的双层管式热交换器的剖视图。图4是本专利技术的另一实施例的双层管式热交换器的主要部位的结构图。图5是本专利技术的另一其它实施例的双层管式热交换器的剖视图。图6是本专利技术的另一其它实施例的双层管式热交换器的主要部位的结构图。图7是本专利技术的第2实施例的双层管式热交换器的主要部位的结构图。图8是本专利技术的第3实施例的双层管式热交换器的主要部位的结构图。图9是沿图8中的双层管式热交换器的A-A′线剖切的剖视图。图10是沿图8中的双层管式热交换器的B-B′线剖切的剖视图。具体实施例方式以下，参照附图对本专利技术的实施例进行说明。图1、图2所示是本专利技术的第1实施例的双层管式热交换器的剖视图以及主要部位的结构图。本实施例的双层管式热交换器，例如，是在将二氧化碳作为冷媒的供热水装置上作为供热水用的水冷媒热交换器使用的，如图1、图2所示，通过将内管1同心状地插入到外管2内构成。而且，图1是图2中的双层管式热交换器的A-A′截面的剖视图。在本实施例，在内管1内形成有冷媒R流动的冷媒流道4，在内管1和外管2之间形成有水W流动的水流道5，再有，冷媒R和水W的流动为反向流。外管2通过用冲压加工等加工方法，通过使其从外侧向内侧凹下，向内管1形成前端细的近似圆锥状的多个突起部3。再有，这些多个突起部3沿管长方向配置成锯齿状。内管1由泄漏检测管构成，该泄漏检测管在例如用铜管等热传导性能好的材料制成的双层管1a、1b之间形成有沿管长方向连续的泄漏检测槽6。外管2虽然也可以不是热传导性能好的材料，但如果考虑到在出入口部与内管1的接合性能等问题的话，最好本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：井上雄二，冈座典穗，中谷和生，川邉义和，
申请(专利权)人：松下电器产业株式会社，
类型：发明
国别省市：