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図面 (8)

課題

パネル熱交換器を有する熱交換ユニットにおいて、熱交換ユニットを組み立てる場合の作業員作業負担の軽減と作業の効率化を図る。

解決手段

一実施形態に係る熱交換ユニットの組立て方法は、少なくとも一方がパネル状熱交換器である一対の板状部材間の間隔が下方に向かうにつれて小さくなるように、前記一対の板状部材をそれぞれ上下方向に沿って配置する配置ステップと、前記一対の板状部材の下端部を枠体の嵌合部に嵌合させる嵌合ステップと、前記一対の板状部材間の前記間隔が広がらないように、前記枠体の前記嵌合部に嵌合される前記一対の板状部材の前記下端部よりも上方において前記一対の板状部材を拘束治具により拘束する拘束ステップと、を備える。

概要

背景

本出願人等は、先に、熱交換媒体循環路圧縮機、ガスクーラ膨張器及び蒸発器を備え、CO2を熱交換媒体としてヒートポンプサイクルを構成し、熱交換媒体としてCO2を圧縮機の吐出側で超臨界状態とすることで、90℃程度の高温水を供給可能な給湯装置を提案している(特許文献1)。
また、本出願人は、ヒートポンプサイクルを構成する給湯装置をユニット化コンパクト化した給湯ユニットを提案している(特許文献2)。

特許文献3には、空調や給湯等に用いられるユニット型機器に設けられる熱交換ユニットにおいて、一対のパネル熱交換器をV字状に配置することでユニット本体を中央部分がくびれた鼓形とした構成が開示されている。これによって、ユニット型機器を複数台並べて配置したときに熱交換ユニットを通過する空気の速度分布の悪化を防止し、かつ保守点検時の作業性を良くするようにしている。

概要

パネル状熱交換器を有する熱交換ユニットにおいて、熱交換ユニットを組み立てる場合の作業員作業負担の軽減と作業の効率化をる。一実施形態に係る熱交換ユニットの組立て方法は、少なくとも一方がパネル状熱交換器である一対の板状部材間の間隔が下方に向かうにつれて小さくなるように、前記一対の板状部材をそれぞれ上下方向に沿って配置する配置ステップと、前記一対の板状部材の下端部を枠体の嵌合部に嵌合させる嵌合ステップと、前記一対の板状部材間の前記間隔が広がらないように、前記枠体の前記嵌合部に嵌合される前記一対の板状部材の前記下端部よりも上方において前記一対の板状部材を拘束治具により拘束する拘束ステップと、を備える。

目的

特開2007−303807号公報
特開2010−281552号公報
特開2007−163017号公報






パネル状熱交換器を有するユニット型機器において、狭いユニット本体の内部に重量が大きい一対のパネル状熱交換器をV字状に配置する作業は作業員にとって大きな負担となっており、作業負担の軽減と作業の効率化が望まれている

効果

実績

技術文献被引用数
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牽制数
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請求項1

少なくとも一方がパネル熱交換器である一対の板状部材間の間隔が下方に向かうにつれて小さくなるように、前記一対の板状部材をそれぞれ上下方向に沿って配置する配置ステップと、前記一対の板状部材の下端部を枠体の嵌合部に嵌合させる嵌合ステップと、前記一対の板状部材間の前記間隔が広がらないように、前記枠体の前記嵌合部に嵌合される前記一対の板状部材の前記下端部よりも上方において前記一対の板状部材を拘束治具により拘束する拘束ステップと、を備えることを特徴とする熱交換ユニット組立て方法

請求項2

前記拘束ステップでは、前記熱交換ユニットの基礎に支持され、前記一対の板状部材をそれぞれ両外側から支持する支持治具を前記拘束治具として用い、前記一対の板状部材を拘束することを特徴とする請求項1に記載の熱交換ユニットの組立て方法。

請求項3

前記拘束治具により前記一対の板状部材を拘束した状態で、前記一対の板状部材の上端部間に架け渡される連結具により前記一対の板状部材を固定する固定ステップをさらに備えることを特徴とする請求項1又は2に記載の熱交換ユニットの組立て方法。

請求項4

前記一対の板状部材間に1以上のファンが位置するように、前記ファンを前記連結具に取り付けるステップをさらに備えることを特徴とする請求項3に記載の熱交換ユニットの組立て方法。

請求項5

前記拘束ステップで拘束された前記一対の板状部材間で前記一対の板状部材の長手方向両端に形成される開口を遮断する側面パネルを取り付けるステップをさらに備えることを特徴とする請求項1乃至4の何れか一項に記載の熱交換ユニットの組立て方法。

請求項6

前記枠体にドレンパンを取り付けるステップをさらに備えることを特徴とする請求項1乃至5の何れか一項に記載の熱交換ユニットの組立て方法。

技術分野

0001

本開示は、パネル熱交換器を有する熱交換ユニット組立て方法に関する。

背景技術

0002

本出願人等は、先に、熱交換媒体循環路圧縮機、ガスクーラ膨張器及び蒸発器を備え、CO2を熱交換媒体としてヒートポンプサイクルを構成し、熱交換媒体としてCO2を圧縮機の吐出側で超臨界状態とすることで、90℃程度の高温水を供給可能な給湯装置を提案している(特許文献1)。
また、本出願人は、ヒートポンプサイクルを構成する給湯装置をユニット化コンパクト化した給湯ユニットを提案している(特許文献2)。

0003

特許文献3には、空調や給湯等に用いられるユニット型機器に設けられる熱交換ユニットにおいて、一対のパネル状熱交換器をV字状に配置することでユニット本体を中央部分がくびれた鼓形とした構成が開示されている。これによって、ユニット型機器を複数台並べて配置したときに熱交換ユニットを通過する空気の速度分布の悪化を防止し、かつ保守点検時の作業性を良くするようにしている。

先行技術

0004

特開2007−303807号公報
特開2010−281552号公報
特開2007−163017号公報

発明が解決しようとする課題

0005

パネル状熱交換器を有するユニット型機器において、狭いユニット本体の内部に重量が大きい一対のパネル状熱交換器をV字状に配置する作業は作業員にとって大きな負担となっており、作業負担の軽減と作業の効率化が望まれている。

0006

少なくとも一実施形態は、上記課題に鑑み、パネル状熱交換器を有する熱交換ユニットにおいて、熱交換ユニットを組み立てる場合の作業員の作業負担の軽減と作業の効率化を図ることを目的とする。

課題を解決するための手段

0007

(1)少なくとも一実施形態に係る熱交換ユニットの組立て方法は、
少なくとも一方がパネル状熱交換器である一対の板状部材間の間隔が下方に向かうにつれて小さくなるように、前記一対の板状部材をそれぞれ上下方向に沿って配置する配置ステップと、
前記一対の板状部材の下端部を枠体の嵌合部に嵌合させる嵌合ステップと、
前記一対の板状部材間の前記間隔が広がらないように、前記枠体の前記嵌合部に嵌合される前記一対の板状部材の前記下端部よりも上方において前記一対の板状部材を拘束治具により拘束する拘束ステップと、
を備える。

0008

上記(1)の方法によれば、上記配置ステップで一対の板状部材をそれぞれ上下方向に沿って配置する際に、上記篏合ステップで一対の板状部材の下端部を枠体の嵌合部に嵌合させると共に、上記拘束ステップで一対の板状部材の上部を拘束治具で拘束することで、一対の板状部材を安定して所望位置に位置決めできる。
これによって、一対の板状部材は上記枠体及び上記拘束治具に支持されながら所望位置に位置決めされるので、作業員の作業負担を軽減でき、かつ作業効率を向上できる。

0009

(2)一実施形態では、前記(1)の方法において、
前記拘束ステップでは、前記熱交換ユニットの基礎に支持され、前記一対の板状部材をそれぞれ両外側から支持する支持治具を前記拘束治具として用い、前記一対の板状部材を拘束する。
上記(2)の方法によれば、拘束ステップにおいて、一対の板状部材をそれぞれ両外側から支持する支持治具を拘束治具として用いることで、一対の板状部材の重量をこの支持治具に付加させながら一対の板状部材を所望の姿勢に保持できる。従って、作業員の作業負担を軽減でき、かつ作業効率を向上できる。

0010

(3)一実施形態では、前記(1)又は(2)の方法において、
前記拘束治具により前記一対の板状部材を拘束した状態で、前記一対の板状部材の上端部間に架け渡される連結具により前記一対の板状部材を固定する固定ステップをさらに備える。
上記(3)の方法によれば、上記固定ステップで上記連結具によって一対の板状部材の上端部を固定することで、一対の板状部材を所望の姿勢に安定保持できる。

0011

(4)一実施形態では、前記(3)の方法において、
前記一対の板状部材間に1以上のファンが位置するように、前記ファンを前記連結具に取り付けるステップをさらに備える。
上記(4)の方法によれば、上記ステップにおいて、ファンを連結具に取り付けることで、連結具を一対の板状部材の位置決め冶具としてだけでなく、ファンの支持部としても兼用できる。これによって、熱交換ユニットの組立て工程を簡素化できる。

0012

(5)一実施形態では、前記(1)〜(4)の何れかの方法において、
前記拘束ステップで拘束された前記一対の板状部材間で前記一対の板状部材の長手方向両端に形成される開口を遮断する側面パネルを取り付けるステップをさらに備える。
上記(5)の方法によれば、一対の板状部材間で一対の板状部材の長手方向両端に形成される開口を上記側面パネルで遮断することで、熱交換ユニットの稼働時にパネル状熱交換器を通り抜けて一対の板状部材間を通る空気流路を形成できる。これによって、熱交換ユニットの空気との熱交換効率を向上できる。

0013

(6)一実施形態では、前記(1)〜(5)の何れかの方法において、
前記枠体にドレンパンを取り付けるステップをさらに備える。
上記(6)の方法によれば、上記ステップにおいて上記ドレンパンを取り付けることで、熱交換ユニットの稼働時に、パネル状熱交換器の外表面に付着した凝縮水が下方へ滴下したドレンを上記ドレンパンで受け、熱交換ユニットから排出させることができる。
また、枠体をそのまま一対の板状部材及びドレンパンの支持部として使うことができ、熱交換ユニットの製造を簡素化かつ低コスト化できる。

発明の効果

0014

少なくとも一実施形態によれば、熱交換ユニットを組み立てる場合の作業員の作業負担の軽減と作業の効率化を達成できる。

図面の簡単な説明

0015

一実施形態に係る熱交換ユニットの組立て工程を示す工程図である。
一実施形態に係る組立て中の熱交換ユニットを示す斜視図である。
一実施形態に係る組立て中の熱交換ユニットを示す斜視図である。
一実施形態に係る組立て中の熱交換ユニットを示す斜視図である。
一実施形態に係る組立て後ヒートポンプユニットを示す斜視図である。
一実施形態に係るヒートポンプユニットの系統図である。
一実施形態に係る熱交換ユニットに設けられるパネル状熱交換器の正面図である。

実施例

0016

以下、添付図面を参照して本発明の幾つかの実施形態について説明する。ただし、実施形態として記載され又は図面に示されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対的配置等は、本発明の範囲をこれに限定する趣旨ではなく、単なる説明例にすぎない。
例えば、「ある方向に」、「ある方向に沿って」、「平行」、「直交」、「中心」、「同心」或いは「同軸」等の相対的或いは絶対的な配置を表す表現は、厳密にそのような配置を表すのみならず、公差、若しくは、同じ機能が得られる程度の角度や距離をもって相対的に変位している状態も表すものとする。
例えば、「同一」、「等しい」及び「均質」等の物事が等しい状態であることを表す表現は、厳密に等しい状態を表すのみならず、公差、若しくは、同じ機能が得られる程度の差が存在している状態も表すものとする。
例えば、四角形状や円筒形状等の形状を表す表現は、幾何学的に厳密な意味での四角形状や円筒形状等の形状を表すのみならず、同じ効果が得られる範囲で、凹凸部や面取り部等を含む形状も表すものとする。
一方、一つの構成要素を「備える」、「具える」、「具備する」、「含む」、又は「有する」という表現は、他の構成要素の存在を除外する排他的な表現ではない。

0017

一実施形態に係る熱交換ユニット10の組立て方法は、図1に示すように、まず、一対の板状部材12(12a、12b)(図3参照)を夫々基礎14上で上下方向に沿って配置ステップS10を行う。
配置ステップS10では、一対の板状部材12は、少なくとも一方がパネル状熱交換器であり、一対の板状部材間の間隔が下方に向かって小さくなるように上下方向に沿って配置される。パネル状熱交換器は、後述するように、複数の伝熱管がパネル状に配列され、複数の伝熱管の間に空気が通過できる隙間を有している。

0018

配置ステップS10において、図2に示すように、基礎14の上方に枠体16が設けられ、配置ステップS10では、一対の板状部材12の下端部を枠体16の篏合部17に篏合させる(篏合ステップS12)。
また、配置ステップS10では、一対の板状部材間の間隔が広がらないように、枠体16の嵌合部17に嵌合される一対の板状部材の下端部よりも上方において一対の板状部材12を拘束治具18により拘束する(拘束ステップS14)。

0019

この実施形態によれば、篏合ステップS12で一対の板状部材12の下端部を枠体16の嵌合部17に嵌合させると共に、拘束ステップS14で一対の板状部材12の上部を拘束治具18で拘束することで、一対の板状部材12を安定して上下方向に沿う所望位置に位置決めできる。
このように、一対の板状部材12を枠体16及び拘束治具18に支持させながら所望位置に位置決めするので、作業員の作業負担を軽減でき、かつ作業効率を向上できる。

0020

一実施形態では、パネル状熱交換器(板状部材12)は、図7に示すように、支持板70及び72間に複数の伝熱管74(74a、74b、74c、74d、74e、74f、74g、74h、74i,74j)が並列に設けられ、伝熱管74(74a〜74j)の間には空気が流通可能な隙間sが形成される。複数の伝熱管74は入口ヘッダ76と出口ヘッダ78とに接続され、途中曲げ加工され蛇行管として支持板70及び72間に配置される。入口ヘッダ76に流入した熱交換媒体rは複数の伝熱管74に分流され、隙間sを通る空気流熱交換した後、出口ヘッダ78から流出する。支持板70及び72間にはフレーム80が架設されている。
なお、図7中、伝熱管74の一部の図示は省略されている。

0021

一実施形態では、一対の板状部材12(12a、12b)は、両方ともパネル状熱交換器であり、一対のパネル状熱交換器は、一対のパネル状熱交換器間の間隔が下方に向かって小さくなるようにV字形状に配置される。
これによって、一対の板状部材のうち一方のみがパネル状熱交換器である場合と比べて、熱交換媒体と空気流との熱交換量を2倍にできる。

0022

一実施形態では、図2に示すように、枠体16は四角形を有し、底部16a及び側部16bを有し、側部16bの内側に篏合部17が形成される。一対の板状部材12の下端部を篏合部17に篏合して固定する。また、枠体16は基礎14上に立設された架台20に固定されている。

0023

一実施形態では、図3に示すように、拘束ステップS14では、基礎14に支持され、一対の板状部材12を夫々両外側から支持する支持治具22(22a、22b)を拘束治具18として用い、一対の板状部材12を拘束する。
この実施形態によれば、一対の板状部材12を夫々両外側から支持する支持治具22を拘束治具18として用いることで、一対の板状部材12の重量をこの支持治具22に付加させながら一対の板状部材を所望の姿勢に保持できる。従って、作業員の作業負担を軽減でき、かつ作業効率を向上できる。
一実施形態では、支持治具22は、基礎14に立設された支柱23aと支柱23aの上端から板状部材側へ延在する当て部23bを含み、当て部23bが一対の板状部材12の横方向両端部の外側面に当接され、一対の板状部材12を支持する。

0024

一実施形態では、支持治具22を必ずしも基礎14に設けなくてもよく、基礎14の周囲に設けられる支持部に支持させるようにしてもよい。

0025

一実施形態では、図1に示すように、固定ステップS16をさらに備える。固定ステップS16では、図4に示すように、拘束治具18により一対の板状部材12を拘束した状態で、一対の板状部材12の上端部間に連結具24を架設し、連結具24により一対の板状部材12の上端部を固定する。
この実施形態によれば、連結具24によって一対の板状部材12の上端部を固定することで、一対の板状部材12を上下方向に沿う所望の姿勢に安定保持できる。

0026

一実施形態では、図4に示すように、一対の連結具24が一対の板状部材12の上端部の両端に装着される。これによって、一対の板状部材12を所望の姿勢に安定支持できる。

0027

一実施形態では、図1に示すように、ファン取付けステップS18をさらに備える。ファン取付けステップS18では、図5に示すように、1以上のファン26を連結具24に取り付け、1以上のファン26を一対の板状部材間に位置させる。
この実施形態によれば、ファン26を連結具24に取り付けることで、連結具24を一対の板状部材12の位置決め冶具としてだけでなく、ファン26の支持部としも兼用できる。これによって、熱交換ユニット10の組立て工程を簡素化できる。

0028

一実施形態では、固定ステップS16において、一対の連結具24だけでなく、一対の連結具24の中間で一対の板状部材12の上端部に、ファン固定専用の固定冶具28を取り付ける。
これによって、複数のファン26を一対の板状部材12の上部に安定して取り付けできる。

0029

一実施形態では、図1に示すように、側面パネル取付けステップS20をさらに備える。側面パネル取付けステップS20では、図4に示すように、拘束ステップS14で拘束された一対の板状部材間で一対の板状部材12の長手方向両端に形成される開口oを遮断する側面パネル30を取り付ける。
この実施形態によれば、一対の板状部材間で一対の板状部材12の長手方向両端に形成される開口oを側面パネル30で遮断することで、熱交換ユニット10の稼働時にパネル状熱交換器を通り抜けて一対の板状部材間を通る空気流路を形成できる。これによって、熱交換ユニット10の空気との熱交換効率を向上できる。
図4及び図5では、一対の板状部材12の両側に形成される一対の開口oのうち一方の開口oのみを側面パネル30で遮蔽しているが、もう一方の開口oにも側面パネル30を取り付ける。

0030

一実施形態では、図4に示すように、側面パネル30の上辺は連結具24によって固定される。このように、連結具24は側面パネル30を開口oに固定する冶具としても兼用される。これによって、側面パネル取付けステップS20を簡素化できる。

0031

一実施形態では、図1に示すように、ドレンパン取付けステップS22をさらに備える。ドレンパン取付けステップS22では、図5に示すように、枠体16にドレンパン32を取り付ける。
この実施形態によれば、枠体16にドレンパン32を取り付けることで、熱交換ユニット10の稼働時に、パネル状熱交換器の外表面に付着した凝縮水が下方へ滴下したドレンをドレンパン32で受け、熱交換ユニット10から排出させることができる。
また、枠体16をそのまま一対の板状部材12及びドレンパン32の支持部として使うことができ、熱交換ユニット10の製造を簡素化かつ低コスト化できる。
熱交換ユニット10の組立て後、支持治具22(22a、22b)は除去される。

0032

一実施形態では、図5に示すように、熱交換ユニット10はヒートポンプユニット40に組み込まれる。ヒートポンプユニット40は、箱形ケーシング42の内部で上部領域に熱交換ユニット10が設けられ、下部領域にヒートポンプサイクル構成機器44が設けられる。
熱交換ユニット10では、一対の板状部材12(12a、12b)の少なくとも一方はパネル状熱交換器で構成される。箱形ケーシング42の上部領域の正面42a及び背面42bにおいて、少なくとも内側にパネル状熱交換器が設けられる領域に空気取込口46が形成され、ファン26に空気流出口48が形成される。

0033

箱形ケーシング42の内部に、空気取込口46からパネル状熱交換器を通り抜け、空気流出口48に至る空気流路が形成され、ファン26が稼働することで該空気流路を通る空気流aが形成される。
空気流aを形成することで、パネル状熱交換器の伝熱管を流れる熱交換媒体rと空気との熱交換性能を向上できる。

0034

図6は、ヒートポンプユニット40のヒートポンプサイクル構成機器44を示す。
図6において、熱交換媒体循環路50に圧縮機52などのヒートポンプサイクル構成機器44が設けられている。ヒートポンプサイクル構成機器44は、圧縮機52の外、凝縮器54、膨張弁56及びパネル状熱交換器で構成された板状部材12を含む。
さらに、熱交換媒体導入管58が凝縮器54の下流側で高圧域の熱交換媒体循環路50に接続され、熱交換媒体排出管60が膨張弁56の下流側で低圧域の熱交換媒体循環路50に接続され、熱交換媒体導入管58及び熱交換媒体排出管60が接続される熱交換媒体タンク62を備える。

0035

一実施形態では、図6に示すように、圧縮機52で圧縮された熱交換媒体は凝縮器54で冷却水路64を流れる冷却水によって冷却される。冷却水路64には冷却水を凝縮器54に送る冷却水ポンプ65が設けられる。凝縮器54で冷却された熱交換媒体は液ガス熱交換器66でパネル状熱交換器(板状部材12)から送られる熱交換媒体と熱交換して冷却された後、膨張弁56を経て減圧される。

0036

膨張弁56を経て減圧された熱交換媒体は、パネル状熱交換器で空気を熱源として気化する。図7に示すように、パネル状熱交換器は複数の伝熱管74がパネル状に配列されており、ファン26によって複数の伝熱管74の間を通る空気流aが形成される。パネル状熱交換器で気化した熱交換媒体は、液ガス熱交換器66で凝縮器54から送られる熱交換媒体と熱交換して加熱され過熱状態となって圧縮機52に送られ圧縮される。

0037

一実施形態では、第1開閉弁67及び第2開閉弁68の開閉動作により、熱交換媒体循環路50の熱交換媒体の一部を熱交換媒体タンク62に貯留し、あるいは熱交換媒体タンク62に貯留された熱交換媒体を熱交換媒体循環路50に戻すことで、熱交換媒体循環路50を流れる熱交換媒体の流量を調整できる。
ヒートポンプユニット40では、凝縮器54で加熱された温水を熱源として需要先に供給できる。

0038

一実施形態では、熱交換媒体が圧縮機52の出口側で超臨界状態となる熱交換媒体(例えばCO2)が用いられる。かかる熱交換媒体を用いることで、90℃程度の温水を生成できる。この実施形態では、凝縮器54としてガスクーラを用いる。

0039

一実施形態によれば、パネル状熱交換器を有する熱交換ユニットにおいて、熱交換ユニットを組み立てる場合の作業員の作業負担の軽減と作業の効率化を達成できる。

0040

10熱交換ユニット
12(12a、12b)板状部材
14基礎
16枠体
16a 底部
16b 側部
17 篏合部
18拘束治具
20架台
22(22a、22b)支持治具
23a支柱
23b 当て部
24連結具
26ファン
28固定冶具
30側面パネル
32ドレンパン
40ヒートポンプユニット
42箱形ケーシング
42a 正面
42b 背面
44ヒートポンプサイクル構成機器
46空気取込み口
48空気流出口
50熱交換媒体循環路
52圧縮機
54凝縮器
56膨張弁
58熱交換媒体導入管
60 熱交換媒体排出管
62 熱交換媒体タンク
64冷却水路
65冷却水ポンプ
66液ガス熱交換器
67 第1開閉弁
68 第2開閉弁
70、72 支持板
74(74a、74、74c、74d、74e、74f、74g、74h、74i、74j)伝熱管
76入口ヘッダ
78出口ヘッダ
80フレーム
a空気流
o 開口
r 熱交換媒体

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