热交换器的密封结构及热交换器的制造方法

热交换器的密封结构及热交换器的制造方法
【专利摘要】本发明提供一种热交换器的密封结构以及热交换器，该热交换器在其外管部件中收容有管状的中芯部件，并利用密封盖将外管部件和中芯部件的两端密封，且将外管部件的内周面和中芯部件的外周面之间作为流路来流通热媒，该热交换器的密封结构在中芯部件内部气体的压力上升或者相对于热交换器外部的压力较高时，能够防止因该压力差使得密封盖拔出的问题发生。
【专利说明】热交换器的密封结构及热交换器

【技术领域】
[0001]本发明涉及热交换器的密封结构及热交换器。更详细而言，涉及在外管部件中收容管状的中芯部件，并利用密封盖将外管部件和中芯部件的两端密封，且将外管部件的内周面和中芯部件的外周面之间作为流路来流通热媒的热交换器中，当中芯部件内部气体的压力上升或者相对于热交换器外部的压力较高时，能够防止因该压力差使得密封盖拔出的问题发生的密封结构以及具备该密封结构的热交换器。

【背景技术】
[0002]本申请
【发明者】进行通过使热媒在内部流通来与外部进行热交换从而实现空气调节的热交换器的开发，至此，作为热交换器的密封结构提案有下述专利文献I的图1?图4所示的使用了密闭内部的合成树脂制密封盖的密封结构。
[0003]专利文献I记载的热交换器中使用的中芯部件是角棒形状的中心实体，所述密封盖也配合中芯部件的中心实体结构而形成。但是，正如专利文献I中的段落【0018】中所记载的:“中芯部(中芯部件)可以是中心实体，也可以在内部存在空间部，例如也可以是管体”，作为在外管部件的内部收容的中芯部件，不仅仅是中心实体结构，也可以使用圆管等的管体结构。
[0004]S卩，若使用管状的中芯部件，作为中芯部件的材料即使使用金属在确保耐久性的同时重量还能够做成足够轻，将中芯部件的内部做成真空或者可封入隔热性物质而能够赋予中芯部件很好的隔热性从而提高热交换器的热交换效率，或者封入蓄热性高的物质而赋予其很好的蓄热性从而能够赋予运行中断时的保温性能等，可以提高各种各样的功能性。
[0005]现有技术文献
[0006]专利文献
[0007]专利文献1:日本特开2008 - 106974号
[0008]发明所要解决的课题
[0009]但是，专利文献I所公开的热交换器在使用管体作为中芯部件时，存在产生下述缺陷的可能性。
[0010]S卩，在热交换器运行时，当向内部流通温度高的热媒的情况下，由于该热使得中芯部件的内部空间中存在的空气等气体膨胀而使压力上升。由于所述现有的热交换器是将密封外管部件两端的密封盖简单地压入的结构，因此存在因气体膨胀时的压力而使密封盖拔出的可能性。
[0011]另外，例如在热交换器组装好的状态下利用飞机进行运输的情况下，由于飞机的上升、下降而通常货仓的气压会发生变化。因此，在飞机上升时货仓的气压下降，热交换器的中芯部件的内部空间中存在的气体的压力相对于热交换器外部(货仓)的气压变高，此时也存在密封盖拔出的可能性。


【发明内容】

[0012](发明目的)
[0013]本发明的目的在于，提供一种在外管部件中收容管状的中芯部件，并利用密封盖将外管部件和中芯部件的两端密封，且将外管部件的内周面和中芯部件的外周面之间作为流路来流通热媒的热交换器中，当中芯部件内部气体的压力上升或者相对于热交换器外部的压力较高时，能够防止因该压力差使得密封盖拔出的问题发生的密封结构。另外，还提供一种具备该密封结构的热交换器。
[0014]用于解决课题的技术方案
[0015]为实现上述目的，本发明的技术方案如下:
[0016](I)本发明的热交换器的密封结构，是在外管部件的内部收容有管状的中芯部件，且将所述外管部件的内周面和所述中芯部件的外周面之间作为流路来流通热媒，并在所述外管部件和所述中芯部件的两端安装密封盖进行密封的热交换器的密封结构，其中，
[0017]所述各密封盖中，一方或者双方密封盖的外部侧的端面和相对于所述中芯部件安装的部分的内端面之间，形成有贯通所述两个端面的通气孔。
[0018](2)本发明的热交换器的密封结构，是在外管部件的内部收容有管状的中芯部件，且将所述外管部件的内周面和所述中芯部件的外周面之间作为流路来流通热媒，并在所述外管部件和所述中芯部件的一端侧安装第一密封盖，在另一端侧安装第二密封盖进行密封的热交换器的密封结构，其中，
[0019]所述第一密封盖具备:
[0020]嵌入所述外管部件端部的外管嵌入部；
[0021]设于该外管嵌入部的长度方向的一端侧，并嵌入所述中芯部件端部的中芯嵌入部;
[0022]将热媒导入所述外管部件内部的所述流路中的第一流通部，
[0023]所述第二密封盖具备:
[0024]嵌入所述外管部件端部的外管嵌入部；
[0025]设于该外管嵌入部的长度方向的一端侧，并嵌入所述中芯部件端部的中芯嵌入部;
[0026]将所述流路内部的热媒排出到所述外管部件外部的第二流通部，
[0027]在所述第一密封盖和所述第二密封盖中的一方或者双方的外部侧的端面和所述中芯嵌入部的内部侧端面之间，形成有贯通两个端面的通气孔。
[0028](3)本发明的热交换器的密封结构，是在外管部件的内部收容有管状的中芯部件，且将所述外管部件的内周面和所述中芯部件的外周面之间作为流路来流通热媒，并在所述外管部件和所述中芯部件的一端侧安装第一密封盖，在另一端侧安装第二密封盖进行密封的热交换器的密封结构，其中，
[0029]所述第一密封盖具备:
[0030]嵌入所述外管部件端部的外管嵌入部；
[0031]设于该外管嵌入部的长度方向的一端侧，并嵌入所述中芯部件端部的中芯嵌入部;
[0032]将热媒导入所述外管部件内部的所述流路中的第一流通部，
[0033]所述第二密封盖具备:
[0034]嵌入所述外管部件端部的外管嵌入部；
[0035]设于该外管嵌入部的长度方向的一端侧，并嵌入所述中芯部件端部的中芯嵌入部;
[0036]将所述流路内部的热媒排出到所述外管部件外部的第二流通部，
[0037]在所述第一密封盖和所述第二密封盖中的一方或者双方的外部侧的端面和所述中芯嵌入部的内部侧端面之间，在两个位置上形成有贯通两个端面的通气孔，并在各通气孔中拆装自如地安装有栓体。
[0038](4)本发明的热交换器的密封结构，是在外管部件的内部收容有管状的中芯部件，且将所述外管部件的内周面和所述中芯部件的外周面之间作为流路来流通热媒，并在所述外管部件和所述中芯部件的一端侧安装第一密封盖，在另一端侧安装第二密封盖进行密封的热交换器的密封结构，其中，
[0039]所述第一密封盖具备:
[0040]嵌入所述外管部件端部的外管嵌入部；
[0041]设于该外管嵌入部的长度方向的一端侧，并嵌入所述中芯部件端部的中芯嵌入部;
[0042]将热媒导入所述外管部件内部的所述流路中的第一流通部，
[0043]所述第二密封盖具备:
[0044]嵌入所述外管部件端部的外管嵌入部；
[0045]设于该外管嵌入部的长度方向的一端侧，并嵌入所述中芯部件端部的中芯嵌入部;
[0046]将所述流路内部的热媒排出到所述外管部件外部的第二流通部，
[0047]在所述第一密封盖或者所述第二密封盖的外部侧的端面和所述中芯嵌入部的内部侧的端面之间，形成有贯通两个端面的通气孔，并在该通气孔中设有通气方向为从内部向外部方向的止回阀。
[0048](5)本发明的热交换器，具备所述(I)至(4)中任意一项所述的热交换器的密封结构。
[0049](6)本发明的热交换器的气体泄漏检查方法，是使用了具备所述(I)至(4)中任意一项所述的热交换器的密封结构的热交换器的通气孔的气体泄漏的检查方法，其中，
[0050]在其中一个密封盖的流通部连接气体供给机，该气体供给机可向外管部件的流路内供给规定压力的检查用气体，并具备显示所供应的检查用气体的压力的供给气体压力计，
[0051 ] 在另一个密封盖的流通部安装内部气体压力计，
[0052]从所述气体供给机向流路内供应检查用气体，并观察所述内部气体压力计所示的压力与所述供给气体压力计所示的压力相比是否减少，如果没有减少则判断为没有气体泄漏，
[0053]如果所述内部气体压力计所示的压力与所述供给气体压力计所示的压力相比减少了，则判断为存在气体泄漏，此时，对所述外管部件自体或者对所述外管部件与所述各密封盖的外管嵌入部的密接部进行检查用气体的检测，同时，对中芯部件的内部和外部之间可通气的状态下的通气孔进行检查用气体的检测，来判断气体从哪个位置泄漏。
[0054]本说明书及本申请权利要求书中所说的热交换器，适合在作为例如住宅、店铺、事务所、工厂、体育馆、剧场、集会场所、图书馆、演播室、医院、老人公寓、旅馆、宾馆、多用途大厅、仓库(包含冷库)、精密室、清洁室或无菌室等建筑物的空调机及辐射制冷制热装置、或者作为鸡舍、猪舍、牛舍、塑料大棚等农业设施的空调机及辐射制冷制热装置、或者作为游泳池、水族馆、养殖场、温泉设施等水温调节装置、进一步作为调湿装置、干燥装置、远红外线加温装置、融雪装置、热回收装置利用的等各种用途使用。
[0055]密封盖的原料，只要是可密封流动的热媒的材料，则就没有特别限定，可利用不锈钢、铝、铜等金属、陶瓷原料、木材、竹材、碳纤维、合成树脂等各种公知材料或它们的组合形成。
[0056]其中，具有适当的可挠性、弹性或者变形性的合成树脂，因可提高与外管部件内壁的密合性，故而更优选，例如优选使用由聚缩醛(例如DURACON in- >)、注册商标
')m午7社)、Mc尼龙(注册商标:日本求')^ 社)、氟树脂、环氧玻璃、苯酚树月旨、硅橡胶等合成树脂。
[0057]作为外管部件，适合使用例如不锈钢、铝等金属、包含合成纤维的合成树脂、碳纤维等。
[0058]作为热媒，只要能够充分蓄积热能，则不特定其种类，可以是液体，也可以是气体。
[0059]作为液体，适合使用例如水(包含温水、冷水等)、防冻液(例如丙二醇的37 %溶液中配合有防锈剂的液体；使用温度范围:一 20°C?70°C)、油等。另外，作为气体，适合使用例如可制冷、制热的冷媒气体(在加温的情况下:二氧化碳，在冷却的情况下:氨，在加温.冷却的情况下:HFC (Hydrofluorocarbons)系等新冷媒)。
[0060](作用)
[0061]下面对本发明的热交换器的密封结构及热交换器的作用进行说明。
[0062]热交换器的组装中，对外管部件和收容在外管部件内部的中芯部件的两端，以分别将密封盖的外管嵌入部和中芯嵌入部压入从而嵌入的方式来固定各密封盖。由此，形成在长度方向的两端具有本发明的密封结构的热交换器。
[0063]在如上述压入各密封盖时，如果密封盖上没有设置通气孔的话，则认为中芯部件内部空间的气体被压缩而使气压上升，由此压入密封盖时的反弹力增大从而使得压入作业变得困难。
[0064]但是，热交换器中，由于在一方或者双方的密封盖的端口部的端面和中芯嵌入部的端面之间形成有贯通两个端面的通气孔，因此在热交换器的组装过程中，如果如上述的中芯部件内部空间的气压若上升时，则气体会通过通气孔排出到外部，其结果是内部空间的气压基本维持恒定，从而能够防止因气体的反弹力使得密封盖的压入困难的问题。
[0065]进一步，在将热交换器进行如上所述的组装的状态下，例如在利用飞机进行运输时，即使因飞机的上升、下降而使货仓的气压发生变化，由于通过通气孔使得中芯部件的内部空间和热交换器外部的气体流通，因此中芯部件内部的气压变得与外部的气压基本相同。因此，能够防止如未在密封盖上设置通气孔从而无法进行中芯部件的内部空间的调压的情况下，由于外部气压降低而内部空间的气压相对变高从而因该气压差使得密封盖被拔出的问题。
[0066]另外，在热交换器的运行时也同样，例如在制热时在流路中流通温度高的热媒时，若由于该热量使中芯部件内部空间中存在的气体膨胀而压力上升时，则气体会通过通气孔排出到外部，其结果是，内部空间的气压基本维持恒定，因此能够防止因气体的反弹力而使密封两端的密封盖因该压力而拔出的问题发生。
[0067]热交换器中，对于在一方的密封盖的端口部的端面和中芯嵌入部的端面之间，在两个位置上形成有贯通两个端面的通气孔，并在各通气孔中拆装自如地安装有栓体的密封结构，在将栓体取出从而使通气孔能够通气的状态下，可使得所述密封盖的压入更容易，而且能够防止因气压使得密封盖拔出的问题发生，这一点上与上述的结构具有同样的作用。
[0068]进一步，为了提闻热交换器的功能性，例如可以在中芯部件的内部空间中封入具有蓄热性的物质。即，将安装在各通气孔中的栓体取出，从一方的通气孔注入具有蓄热性的物质。此时，由于中芯部件的内部空间中存在的气体改为通过另一方的通气孔排出到外部，因此具有蓄热性物质的注入能够顺畅且有效地进行。注入之后再利用栓体将各通气孔封闭从而在中芯部件的内部空间中封入具有蓄热性的物质，例如能够赋予运行中断时的保温性能等，从而能够提闻功能性。
[0069]热交换器中，对于在一方的密封盖的端口部的端面和中芯嵌入部的端面之间形成有贯通两个端面的通气孔，并在各通气孔中设置通气方向为从内部朝向外部方向的止回阀的密封结构，由于通过止回阀可以进行从中芯部件的内部空间朝向外部方向的通气，因此使得所述密封盖的压入更容易，而且能够防止因气压使得密封盖拔出的问题发生，这一点上与上述的结构具有同样的作用。
[0070]进一步，为了提高热交换器的功能性，例如可以将中芯部件的内部空间进行真空。即，将真空泵连接到通气孔的止回阀上，将中芯部件的内部空间中的气体进行吸引从而将内部进行真空。该真空状态可以通过止回阀的作用来维持，从而赋予中芯部件具有隔热性。由此，由于在中芯部件一侧基本上不进行与热媒的热交换，因此热媒的热能量在利用外管部件与外部进行的热交换中基本上没有任何浪费地被利用等，从而能够提高功能性。
[0071]另外，根据使用或者利用热交换器的通气孔的气体泄漏的检查方法，从气体供给机向流路内供应所需压力的检查用气体，并观察内部气体压力计所示的压力与供给气体压力计所示的压力相比是否减少，如果没有减少则可判断为没有气体泄漏。另外，如果内部气体压力计所示的压力与供给气体压力计所示的压力相比减少了，则可判断为存在气体泄漏，此时，进一步对外管部件自体或者对外管部件与各密封盖的外管嵌入部的密接部进行检查用气体的检测，同时，对中芯部件的内部和外部之间可通气的状态下的通气孔进行检查用气体的检测，从而能够判断出气体从哪个位置泄漏。
[0072]发明效果
[0073](a)根据本发明，可提供一种密封结构以及具有该密封结构的热交换器，该热交换器的密封结构在外管部件的内部收容有管状的中芯部件，且将外管部件的内周面和中芯部件的外周面之间作为流路来流通热媒，并安装密封盖将外管部件和中芯部件的两端进行密封，其中，各密封盖中，一方或者双方密封盖的外部侧的端面和相对于中芯部件安装的部分的内端面之间，形成有贯通两个端面的通气孔，因此，在中芯部件内部气体的压力上升或者相对于热交换器外部的压力较高时，能够防止因该压力差使得密封盖拔出的问题发生。
[0074](b)热交换器中，对于在第一密封盖和第二密封盖的一方或者双方密封盖外部侧的端面和中芯嵌入部内部侧的端面之间，在两个位置上形成有贯通两个端面的通气孔，并在各通气孔中拆装自如地安装有栓体的密封结构，在将栓体取出从而使通气孔能够通气的状态下，具有可使得密封盖的压入变得更容易，而且能够防止因气压使得密封盖拔出的问题发生的效果，同时，为了提高热交换器的功能性，例如可以在中芯部件的内部空间中封入具有蓄热性的物质，由此能够赋予运行中断时的保温性能等，从而能够提高功能性。
[0075](C)热交换器中，对于在第一密封盖和第二密封盖的一方或者双方密封盖外部侧的端面和中芯嵌入部内部侧的端面之间形成有贯通两个端面的通气孔，并在各通气孔中设置通气方向为从内部朝向外部方向的止回阀的密封结构，由于通过止回阀可以进行从中芯部件的内部空间朝向外部方向的通气，因此具有使得密封盖的压入变得更容易，而且能够防止因气压使得密封盖拔出的问题发生的效果，同时，为了提高热交换器的功能性，例如可以将中芯部件的内部空间进行真空，由此热媒的热能量在利用外管部件与外部进行的热交换中基本上没有任何浪费地被利用等，从而能够提高功能性。
[0076](d)根据使用或者利用本发明的热交换器的通气孔的气体泄漏的检查方法，从气体供给机向流路内供应所需压力的检查用气体，并观察内部气体压力计所示的压力与供给气体压力计所示的压力相比是否减少，如果没有减少则可判断为没有气体泄漏，如果内部气体压力计所示的压力与供给气体压力计所示的压力相比减少了，则可判断为存在气体泄漏。此时，进一步对外管部件自体或者对外管部件与各密封盖的外管嵌入部的密接部进行检查用气体的检测，同时，对中芯部件的内部和外部之间可通气的状态下的通气孔进行检查用气体的检测，从而能够判断出气体从哪个位置泄漏。

【专利附图】

【附图说明】
[0077]图1是本发明的热交换器的第一实施方式的立体图；
[0078]图2是表示图1的热交换器的两端的密封结构，并省略了外管部件以及中芯部件的中间部分且进行了局部剖视的说明图；
[0079]图3是表示图1所示热交换器中所使用的本发明的密封盖结构的立体图；
[0080]图4是本发明的热交换器的第二实施方式，并且表示了热交换器两端的密封结构的省略了外管部件以及中芯部件的中间部分且进行了局部剖视的说明图；
[0081]图5是本发明的热交换器的第三实施方式，并且表示了热交换器两端的密封结构的省略了外管部件以及中芯部件的中间部分且进行了局部剖视的说明图；
[0082]图6是对热交换器的第一实施方式的气体泄漏进行检查的方法的说明图。
[0083]符号说明
[0084]Hl热交换器
[0085]I外管部件
[0086]10 周壁
[0087]11外周面
[0088]12内周面
[0089]13 流路
[0090]2密封盖
[0091]2a密封盖
[0092]20 端口部
[0093]21外管嵌入部
[0094]210、211 凹槽
[0095]212、213、214 密封部
[0096]215空间部
[0097]22中芯嵌入部
[0098]220 凹槽
[0099]221、222 密封部
[0100]23流通面
[0101]24连接部件
[0102]240流通部
[0103]241分配路
[0104]242螺纹部
[0105]25通气孔
[0106]3中芯部件
[0107]30 周壁
[0108]31外周面
[0109]32内周面
[0110]33内部空间
[0111]H2热交换器
[0112]2b密封盖
[0113]25b通气孔
[0114]26 栓体
[0115]260 填料
[0116]H3热交换器
[0117]2c密封盖
[0118]25c通气孔
[0119]27止回阀
[0120]4气体供给机
[0121]40供给气体压力计
[0122]41内部气体压力计

【具体实施方式】
[0123]基于图1?图3更详细说明本发明的热交换器的第一实施方式。
[0124]热交换器Hl具备:具有所需长度的圆管状的外管部件I和密封其两端的密封盖2、2a。热交换器Hl通过使热媒在外管部件I内流通，将该热媒具有的热能经由外管部件I的周壁与外部进行热交换，由此可加热或冷却外部。
[0125]以下，详细说明各部。
[0126]〔外管部件I〕
[0127]构成所述形成为圆管状的外管部件I的周壁10，具备外周面11和内周面12。此夕卜，后述的圆管状的中芯部件3的外周面31和外管部件I的内周面12之间产生的空间成为热媒流通的流路13。
[0128]在本实施方式中，外管部件I由热传导性优异的铝形成，但不限定于此。也可以使用例如不锈钢等其他种类的金属、含有合成纤维的合成树脂、碳纤维等其他材料。
[0129]为了增大表面积提高热交换效率，在外管部件I的周壁10的外周面11上，遍及轴圆周方向的全周形成有多个遍及外管部件I的长度方向的全长长度的细槽(符号省略)。在本实施方式中，上述槽截面看为大致锯齿状，以山和谷交互连续的方式形成，且为安全起见，对山部分的顶点进行倒角加工。
[0130]槽的方式并不限于上述方式，例如也可以为以截面看为半圆弧状的山和谷交互连续的方式形成、截面看为平齿轮状的方式、或以其它凹凸的山和谷交互连续的方式形成，或者是滚花加工等设置多个点状突起的结构。
[0131]另外，外周面11在整个面上进行铝阳极氧化处理(铝阳极化处理)而设有覆膜，可进一步提高外管部件I的热传导性、散热性或吸热性。进一步，外周面11也可以在进行铝阳极化处理时使表面吸附染料而进行着色。
[0132]周壁10的内周面12在其全面设有用于提高与后叙密封盖2、2a的外管嵌入部21的密合性的覆膜(符号省略)，该覆膜通过铝阳极氧化处理(铝阳极化处理)形成。此外，内周面12上设置覆膜的部位也可以仅设于与密封盖2、2a的外管嵌入部21的表面相接触的部分。
[0133]设于所述外周面11和内周面12上的各覆膜不限定于通过上述铝阳极化处理形成，可根据流通的热媒，考虑耐水性、耐热性、耐药品性等，或者根据想要附加的功能性，利用适合上述特点的公知材料形成。
[0134]作为覆膜，例如可以采用涂料或者涂层剂等，但如果如上所述外管部件I是铝制的情况下，则适宜使用在表面吸附染料而着色的铝阳极氧化处理(铝阳极化处理)。
[0135]进一步，为了提高热交换器Hl的热交换效率，可以在外管部件I的外周面11和内周面12上设置热传导性、散热性及吸热性优异的被覆层。另外，为了适宜地调节热交换器的外管部件I外部的湿度，可以在外周面11上设置亲水性、吸湿性、放湿性优异的被覆层。另外，为改善热交换器Hl的外管部件I外部的VOC (volatile organic compounds:挥发性有机化合物)及臭气且净化空气，可以设置吸附分解性及抗菌性优异的被覆层。另外，也可以设置能够得到环境上良好空间的含有产生负离子的能力优异的物质的被覆层。
[0136]作为具有亲水性、吸湿性、放湿性或吸附分解性及抗菌性的被覆层，可例举配合了例如活性炭等炭、活性氧化铝、硅胶、二氧化钛、聚丙烯酸钠交联体、氧化钛、离子交换树脂、膨润土、硅藻土等的材料，但不限定于此。另外，作为产生负离子的被覆层，可例举例如配合了活性炭等炭、陶瓷、电石等的材料，但不限定于这些材料。另外，如果外管部件I的材料本身具有足够的上述功能性，则也可以不必设置覆膜。
[0137]〔密封盖2、2a〕
[0138]所述密封盖2、2a通过合成树脂的聚缩醛成形，分别内嵌固定于外管部件I的两端部(流入侧和流出侧)。各密封盖2、2a通过后述的安装方法以及安装结构分别同样地固定。密封盖2、2a中，仅在图1、图2中左侧的密封盖2上具有后叙的通气孔25，而密封盖2a上没有通气孔25这点上不同，其他的结构均相同。
[0139]首先，对具有通气孔25的第一密封盖的密封盖2的结构进行说明。
[0140]密封盖2 —体具有:具有与外管部件I的周壁10的外径相同外径的端口部20、比外管部件I的周壁10的内径稍大径且内嵌的外管嵌入部21、和设置在该外管嵌入部21的前部侧(与端口部20相反一侧)的中芯嵌入部22。
[0141]在所述外管嵌入部21的外周部，在外管嵌入部21的长度方向的两处以所需间隔遍及全周形成有凹槽210、211。此外，外管嵌入部21成为通过凹槽210、211将外管嵌入部21的外周部三等分的形状，各外周部分别成为密封部212、213、214。密封部212、213、214比上述外管部件I的内径稍大径。
[0142]中芯嵌入部22形成为比外管嵌入部21稍小径，比后叙中芯部件3的内径稍大径。中芯嵌入部22通过和后叙密封盖2a的中芯嵌入部22 —起内嵌与中芯部件3上，可以将中芯部件3的内部空间33以液密状态以及气密状态进行密封。
[0143]如上所述中芯嵌入部22的外径和外管嵌入部21的外径不同(中芯嵌入部22为小径)，两部分之间(边界部)形成为朝向前端方向(朝向中芯嵌入部22方向)变窄。该变窄的部分位于所述流路13上，并成为后叙分配路241开口的流通面23。
[0144]在中芯嵌入部22的外周部，在中芯嵌入部22的长度方向略中央部遍及整个圆周形成有一条凹槽220。另外，中芯嵌入部22的外周部成为被凹槽220 二等分的形状，并分别形成密封部221、222。密封部221、222如上所述为比中芯部件3的内径稍大径。
[0145]另外，在密封盖2上，沿中心轴线方向，从端口部20的外端面的中心部朝向内部设有连接部件24。连接部件24是可将热媒从流路部件I的外部导入流路部件I的内部或从流路部件I的内部排出到流路部件I的外部的筒体，其筒内成为热媒流通的第一流通部，即流通部240 (后叙密封盖2a的流通部240成为第二流通部)。在连接部件24的前端部(突出于端口部20外侧的部分)设有螺纹部242，螺纹部242与成为热媒流通路径的软管及流路管(图省略)等连接。
[0146]流通部240的内部侧的端部延长至密封盖2的外管嵌入部21的长度方向的略中间部。在流通部240的内部侧的端部，分支形成有从流通部240贯通至所述流通面23的8支分配路241。各分配路241朝向密封盖2的轴圆周方向以等间隔、且自流通部240朝向放射方向形成。
[0147]此外，在本实施方式中，所述连接部件24将具备螺纹部242的所需长度的筒体插入形成于密封盖2上的与各分配路241连接的孔并固定而形成，但不限定于此，例如也可以与密封盖2 —体成形。
[0148]另外，在密封盖2上的一个位置上贯通所述端口部20和外管嵌入部21的两端面形成有通气孔25。通气孔25与密封盖2的中心轴线平行，并形成在与所述流通部240以及各分配路241不重叠的位置上。在将密封盖2安装到外管部件I时，只要通气孔25能够将中芯部件3的内部空间33和热交换器Hl的外部连通，则并不局限于上述结构。
[0149]与所述密封盖2成对的第二密封盖的密封盖2a，仅是没有形成于所述密封盖2上的通气孔25这一点不同之外，其他的结构均相同，因此，对于其结构的详细说明，援引所述密封盖2的结构说明并进行省略。其中，图2中，在密封盖2a上对于与密封盖2相同的构成赋予相同的符号表不。
[0150]〔中芯部件3〕
[0151]中芯部件3为形成为两端开口的筒状的铝制圆管，周壁30具有外周面31和内周面32。周壁30的内部成为内部空间33。中芯部件3收容于外管部件I的内部，其两端开口部嵌入在所述外管部件I的两端嵌入安装的密封盖2、2a的各中芯嵌入部22上。由此，在中芯部件3的外周面31和外管部件I的内周面12之间产生的空间部成为如上所述热媒流通的流路13。
[0152]中芯部件3的形状并不局限于所述圆筒形状，只要与外管部件I协动能够形成流路，例如可以是三角柱形状、四角柱形状、五角柱形状、六角柱形状、八角柱形状等多角形状等。另外，中芯部件3的材料并不局限于所述材料，例如可以是不锈钢等其他种类的金属、含有合成纤维的合成树脂或者碳纤维等其他材料。
[0153](作用)
[0154]参照图1?图3说明本实施方式的热交换器Hl的作用。
[0155]热交换器Hl的组装例如进行如下操作。
[0156]首先，将密封盖2的中芯嵌入部22内嵌压入中芯部件3的一端部。接着，将如上所述嵌装在密封盖2上的中芯部件3从外管部件I的一端侧插入内部，将密封盖2的外管嵌入部21内嵌压入到外管部件I的一端部。
[0157]然后，在外管部件I的另一端侧压入密封盖2a。此时，将密封盖2a的中芯嵌入部22内嵌于中芯部件3的另一端部，将外管嵌入部21内嵌于外管部件I的另一端部。
[0158]其中，由于在外管部件I的内周面12上设有进行了铝阳极氧化处理的覆膜，因此在如上所述压入密封盖2、2a时，通过该覆膜而进一步提高与密封盖2、2a的外管嵌入部21的密封部212、213、214接触部分的密合性，从而能够具有充分的液密性以及气密性地进行密封。通过该压入作业将密封盖2、2a固定到外管部件I和中芯部件3的两端部。
[0159]如上所述在最后压入密封盖2a时，如果在密封盖2上没有通气孔25，则认为中芯部件3的内部空间33的气体被压缩从而气压上升，由此增大了压入密封盖2a时的反弹力从而使得压入作业变得困难。但是，由于在组装热交换器Hl时，如果内部空间33的气压上升则气体可通过通气孔25排出到外部，使得内部空间33的气压基本维持恒定，因此能够防止由于气体的反弹力使得密封盖2a的压入变得困难的问题发生。
[0160]在外管部件I的内周面12与密封盖2、2a的外管嵌入部21的密封部212、213、214密接的状态下，由凹槽210、211形成的空间部215，即使假如因密封部212与内周面12密接的位置产生的伤痕等而使热媒少量渗漏时，则该空间部215会成为止液(贮液)部，能够防止热媒进一步渗漏到端口部20 —侧。
[0161]具备上述密封结构的热交换器Hl单独或者将多个直列或者并列地进行连接而使用。而且，热交换器Hl如果使温或冷的热媒在流路13中流通，则可以发挥将设置的设施等进行加温或者冷却的功能。流通的热媒的温度根据设置的场所及用途适宜设定，没有特别的限定。另外，对于具有所需数量的热交换器Hl的空调装置，通过与以下相同的作用，可以期待更高的加热或冷却效果。
[0162]热交换器Hl通过在住宅及其他设施等中设置在空气中，例如使外管部件I的表面以所需的长度在空间露出。热媒通过设于流通路径(图示省略)的温度调节器(图示省略)力口温或冷却至所需的温度，利用泵(图示省略)送出到热交换器H1。
[0163]送到热交换器Hl的热媒被导入密封盖2的连接部件24的流通部240，进一步经由各分配路241被送入流路13。
[0164]通过流路13的热媒直接与外管部件I的周壁10进行热交换，和外管部件I的外周面11相接触的大气或周围的物质，经由外管部件I与热媒间接地进行热交换。该热交换通过传导、辐射或对流实现的热移动进行。
[0165]即，如果与热媒进行热交换的外管部件I的周壁10的温度比大气或物质高，则因外管部件I和大气或物质的热交换而使大气或物质的温度升高，热媒的温度降低。另外，相反，如果与热媒进行热交换的外管部件I的温度比大气或物质低，则因外管部件I和大气或物质的热交换而使大气或物质的温度降低，热媒的温度升高。
[0166]另外，在进行上述热交换时，热媒通过如上所述由各分配路241进行分配而在流路13中以流量及流速成为大致均等的方式流动。而且，在外管部件I的内部流通的热媒未在收容有中芯部件3的外管部件I的中心部分流动，而是与外管部件I的内周面12的大致全面相接触地在流路13内流动。
[0167]S卩，通过使热媒不在不能直接与外管部件I的周壁10进行热交换的外管部件I的中心部分流通，而以与能够直接进行热交换的内周面12相接触的方式流通，可以进行高效的热交换。而且，仅仅是通常在中芯部件3的内部空间33中进入空气，则具有相对优异的隔热性，在热媒和中芯部件3之间几乎不进行热交换，所以效率更好。由此，热交换器Hl能够在比较短的时间内将外管部件I的温度上升或者下降到规定温度。
[0168]例如将没有中芯部件3的一般的管状热交换器和本实施方式的热交换器Hl进行比较时，在将热媒的流量设为相同的情况下，即供给的热量相同的情况下，本发明的热交换器Hl可以在更短的时间内使外管部件I的温度上升或下降至规定的温度。换言之，外管部件I的表面温度上升快。另外，如果以外管部件I的表面温度的上升时间为基准，则也能够以更少的流量(更少的热量的供给)进行同等的加热。
[0169]另外，在外管部件I的外周面11设有提高热传导性、散热性或吸热性的覆膜(铝阳极氧化处理的层)，因此，上述外管部件I和大气的热交换高效良好地进行。进而，利用设于外周面11上的槽，相比同径的通常(表面未加工)的管体可以更宽地设置表面积，因此热交换效率更高，向外部气体的加热或冷却能够迅速地进行。
[0170]进一步，在将热交换器Hl进行如上所述的组装的状态下，例如在利用飞机进行运输时，即使因飞机的上升、下降而使货仓的气压发生变化，由于通过通气孔25使得中芯部件3的内部空间33和热交换器Hl的外部的气体流通，因此中芯部件3内部的气压变得与外部的气压基本相同。因此，能够防止如未在密封盖上设置通气孔25从而无法进行中芯部件3的内部空间33的调压的情况下，由于外部气压降低而内部空间33的气压相对变高从而因该气压差使得密封盖被拔出的问题。
[0171]另外，在热交换器Hl的运行时也同样，例如在制热时在流路13中流通温度高的热媒时，若由于该热量使中芯部件3的内部空间33中存在的气体膨胀而压力上升时，则气体会通过通气孔25排出到外部，其结果是，内部空间33的气压基本维持恒定，因此能够防止因气体的反弹力而使密封两端的密封盖2、2a因该压力而拔出的问题发生。另外，在本实施方式中，将具有通气孔25的密封盖2仅仅安装在热交换器Hl的一端侧，也可以在热交换器Hl的两端侧固定密封盖2并在两侧设置通气孔25，从而可以进行更顺畅的通气(调压)。
[0172]对热媒赋予热能的装置例如可适宜使用利用太阳热、地热、风力、水力、电力等的加热装置或热泵、空气热源等，但不限定于此，也可以是其它公知装置。另外，也可以不将排热等次生产物废弃而进行利用，例如，通过在蓄热部使用热容量高或热的蓄热性好的材料，可以将白天蓄积的热在夜晚使用、或将夜晚蓄积的热在白天使用。在后者的情况下，由于使用深夜电力，从而也可以使能量成本更廉价。
[0173]接着，参照图4对热交换器的第二实施方式的热交换器H2进行说明。其中，图4中，对于和所述热交换器Hl相同或者结构共通的部位标注同一符合表不,关于结构部分则省略重复的说明。
[0174]热交换器H2中，其在一方侧(图4中的左侧)的密封结构中所使用的第一密封盖的密封盖2b的结构与所述热交换器Hl的密封盖2的结构不同，其他部分与所述热交换器Hl具有相同的结构。其中，设于密封盖2b上的流通部240成为第一流通部，设于第二密封盖2a上的流通部240成为第二流通部。
[0175]在密封盖2b上的两个位置贯通端口部20和外管嵌入部21的两端面形成有通气孔25b。各通气孔25b和栓体26之间，利用填料260能够维持其气密性以及液密性。由此，通过将栓体26螺纹紧固或者旋松取下而能够进行通过通气孔25b的通气和通气阻断。
[0176]另外，该结构中，在将栓体26取出从而使各通气孔25能够通气的状态下，使得密封盖2、2a压入更容易以及能够防止因气压使得密封盖2、2a拔出的问题发生，这些点上与所述热交换器Hl具有相同的作用。
[0177]进一步，为了提高热交换器H2的功能性，例如可以在中芯部件3的内部空间33中封入具有蓄热性的物质。首先，将安装在热交换器H2的各通气孔25b中的栓体26缓缓取出，使密封盖2b位于上侧将其直立。然后，从一方的通气孔25注入具有蓄热性的物质。作为具有蓄热性的物质、例如有油、防冻液、甘油、硅酮液等，但并不局限于此。
[0178]此时，由于中芯部件3的内部空间33中存在的气体改为通过另一方的通气孔25b排出到外部，因此具有蓄热性物质的注入能够顺畅且有效地进行。注入之后再利用栓体26将各通气孔25b封闭从而在中芯部件3的内部空间33中封入具有蓄热性的物质，例如能够赋予运行中断时的保温性能等，从而能够提高功能性。
[0179]接着，参照图5对热交换器的第三实施方式的热交换器H3进行说明。其中，图5中，对于和所述热交换器Hl相同或者结构共通的部位标注同一符合表不,关于结构部分则省略重复的说明。
[0180]热交换器H3中，其在一方侧(图5中的左侧)的密封结构中所使用的第一密封盖的密封盖2c的结构与所述热交换器Hl的密封盖2的结构不同，其他部分与所述热交换器Hl具有相同的结构。其中，设于密封盖2c上的流通部240成为第一流通部，设于第二密封盖2a上的流通部240成为第二流通部。
[0181]在密封盖2c的一个位置上贯通端口部20和外管嵌入部21的两端面形成有通气孔25c。通气孔25c中，在端口部20的端面侧的口部安装有止回阀27。止回阀27的结构是，通气方向限定为从中芯部件3的内部空间33朝向外部方向，向反方向则无法通气。
[0182]使用所述密封盖2c构成了密封结构的热交换器H3，由于通过止回阀27可以进行从中芯部件3的内部空间33朝向外部方向的通气，因此如所述热交换器Hl那样，使得密封盖2a、2c的压入更容易，而且能够防止因气压使得密封盖2a、2c拔出的问题发生，这一点上与所述热交换器Hl具有同样的作用。
[0183]进一步，为了提高热交换器H3的功能性，可以将中芯部件3的内部空间33进行真空。即，将真空泵(图示省略)连接到通气孔25b的止回阀27上，将中芯部件3的内部空间33中的气体进行吸引从而将内部进行真空。该真空状态可以通过止回阀27的作用来维持，从而赋予中芯部件3具有隔热性。
[0184]由此，由于在中芯部件3 —侧，除了与周壁10的热交换之外，基本上不进行与热媒的热交换，因此热媒的热能量在利用外管部件I与外部进行的热交换中基本上没有任何浪费地被利用等，从而能够提高功能性。
[0185]接着，参照图6并以所述热交换器Hl为例对热交换器Hl的气体泄漏的检查方法进行说明。
[0186]该检查方法是利用设于密封盖2上的通气孔25，对来自热交换器Hl的外管部件I自身或者外管部件I与各密封盖2、2a的外管嵌入部21的密接部、或者中芯部件3自身或者中芯部件3与各密封盖2、2a的中芯嵌入部22的密接部的气体泄漏进行检查的方法。
[0187]另外，该检查方法对于所述热交换器H2以及热交换器H3，只要是在通过通气孔25b,25c可以通气的状态下(对于通气孔25c可以直接通气)，也是可以同样地进行检查的方法。
[0188]首先，在其中一个密封盖2a的连接部件24的流通部240连接气体供给机4，通过连接部件24可向外管部件I的流路13内供给规定压力的检查用气体。气体供给机4上具备测定所供应的检查用气体的压力的供给气体压力计40。
[0189]另外，在另一个密封盖2的连接部件24的流通部240安装内部气体压力计41。内部气体压力计41可以测定流路13内的气压。
[0190]接着，从气体供给机4向流路13送入所需压力的检查用气体，并观察内部气体压力计41所示的压力与供给气体压力计40所示的压力相比是否减少，如果没有减少则判断为没有气体泄漏，
[0191]与此相对，如果内部气体压力计41所示的压力与供给气体压力计40所示的压力相比减少了，则判断为存在来自热交换器Hl的外管部件I自身或者外管部件I与各密封盖2、2a的外管嵌入部21的密接部、或者中芯部件3自身或者中芯部件3与各密封盖2、2a的中芯嵌入部22的密接部中任何一处(或者多处)的气体泄漏。该气体泄漏可能会与从流路13向中芯部件3的内部空间33的热媒的液体泄漏相关联。
[0192]此时，使用气体检测器(图示省略)对外管部件I自体或者对外管部件I与各密封盖2、2a的外管嵌入部21的密接部进行检查用气体的检测。检查中，例如作为气体检测器可以使用便携型的检测器，通过用其检测部的前端去接触可能泄漏的位置的方法进行检查。另外，同样地对中芯部件3的内部空间33和外部之间可通气的状态下的通气孔25的出口进行检查用气体的检测。由此可以确定气体从上述各位置中哪个位置泄漏。
[0193]另外，作为检查用气体，例如可以使用氦、氮、代替氟利昂等，但并不局限于此。另夕卜，在使用这些气体时，均可通过检测氧浓度的变化来进行气体泄漏的检测。另外，对于代替氟利昂也可以通过专用检测器来进行检测。
[0194]本说明书及权利要求书中使用的用语和表现严格地说是说明上的用语和表现，没有任何限定，没有排除与本说明书及权利要求书中记载的特征及其一部分等效的用语及表现的意图。另外，不用说，在本发明的技术思想范围内可以有各种变形方式。
【权利要求】
1.一种热交换器的密封结构，是在外管部件的内部收容有管状的中芯部件，且将所述外管部件的内周面和所述中芯部件的外周面之间作为流路来流通热媒，并在所述外管部件和所述中芯部件的两端安装密封盖进行密封的热交换器的密封结构，其中， 所述各密封盖中，一方或者双方密封盖的外部侧的端面和相对于所述中芯部件安装的部分的内端面之间，形成有贯通所述两个端面的通气孔。
2.一种热交换器的密封结构，是在外管部件的内部收容有管状的中芯部件，且将所述外管部件的内周面和所述中芯部件的外周面之间作为流路来流通热媒，并在所述外管部件和所述中芯部件的一端侧安装第一密封盖，在另一端侧安装第二密封盖进行密封的热交换器的密封结构，其中， 所述第一密封盖具备: 嵌入所述外管部件端部的外管嵌入部； 设于该外管嵌入部的长度方向的一端侧，并嵌入所述中芯部件端部的中芯嵌入部； 将热媒导入所述外管部件内部的所述流路中的第一流通部， 所述第二密封盖具备: 嵌入所述外管部件端部的外管嵌入部； 设于该外管嵌入部的长度方向的一端侧，并嵌入所述中芯部件端部的中芯嵌入部； 将所述流路内部的热媒排出到所述外管部件外部的第二流通部， 在所述第一密封盖和所述第二密封盖中的一方或者双方的外部侧的端面和所述中芯嵌入部的内部侧端面之间，形成有贯通两个端面的通气孔。
3.一种热交换器的密封结构，是在外管部件的内部收容有管状的中芯部件，且将所述外管部件的内周面和所述中芯部件的外周面之间作为流路来流通热媒，并在所述外管部件和所述中芯部件的一端侧安装第一密封盖，在另一端侧安装第二密封盖进行密封的热交换器的密封结构，其中， 所述第一密封盖具备: 嵌入所述外管部件端部的外管嵌入部； 设于该外管嵌入部的长度方向的一端侧，并嵌入所述中芯部件端部的中芯嵌入部； 将热媒导入所述外管部件内部的所述流路中的第一流通部， 所述第二密封盖具备: 嵌入所述外管部件端部的外管嵌入部； 设于该外管嵌入部的长度方向的一端侧，并嵌入所述中芯部件端部的中芯嵌入部； 将所述流路内部的热媒排出到所述外管部件外部的第二流通部， 在所述第一密封盖和所述第二密封盖中的一方或者双方的外部侧的端面和所述中芯嵌入部的内部侧端面之间，在两个位置上形成有贯通两个端面的通气孔，并在各通气孔中拆装自如地安装有栓体。
4.一种热交换器的密封结构，是在外管部件的内部收容有管状的中芯部件，且将所述外管部件的内周面和所述中芯部件的外周面之间作为流路来流通热媒，并在所述外管部件和所述中芯部件的一端侧安装第一密封盖，在另一端侧安装第二密封盖进行密封的热交换器的密封结构，其中， 所述第一密封盖具备: 嵌入所述外管部件端部的外管嵌入部； 设于该外管嵌入部的长度方向的一端侧，并嵌入所述中芯部件端部的中芯嵌入部； 将热媒导入所述外管部件内部的所述流路中的第一流通部， 所述第二密封盖具备: 嵌入所述外管部件端部的外管嵌入部； 设于该外管嵌入部的长度方向的一端侧，并嵌入所述中芯部件端部的中芯嵌入部； 将所述流路内部的热媒排出到所述外管部件外部的第二流通部， 在所述第一密封盖或者所述第二密封盖的外部侧的端面和所述中芯嵌入部的内部侧的端面之间，形成有贯通两个端面的通气孔，并在该通气孔中设有通气方向为从内部向外部方向的止回阀。
5.一种热交换器，其特征在于，具备权利要求1至4中任意一项所述的热交换器的密封结构。
6.一种热交换器的气体泄漏检查方法，其特征在于，该方法是使用了具备权利要求1至4中任意一项所述的热交换器的密封结构的热交换器的通气孔的气体泄漏的检查方法，其中， 在其中一个密封盖的流通部连接气体供给机，该气体供给机可向外管部件的流路内供给规定压力的检查用气体，并具备显示所供应的检查用气体的压力的供给气体压力计， 在另一个密封盖的流通部安装内部气体压力计， 从所述气体供给机向流路内供应检查用气体，并观察所述内部气体压力计所示的压力与所述供给气体压力计所示的压力相比是否减少，如果没有减少则判断为没有气体泄漏， 如果所述内部气体压力计所示的压力与所述供给气体压力计所示的压力相比减少了，则判断为存在气体泄漏，此时，对所述外管部件自体或者对所述外管部件与所述各密封盖的外管嵌入部的密接部进行检查用气体的检测，同时，对中芯部件的内部和外部之间可通气的状态下的通气孔进行检查用气体的检测，来判断气体从哪个位置泄漏。
【文档编号】F28F21/06GK104279911SQ201310291213
【公开日】2015年1月14日 申请日期:2013年7月11日 优先权日:2013年7月11日
【发明者】村上尊宣 申请人:生态工厂有限公司