(57)【要約】【課題】  従来の熱交換器は、第１流体配管外周が平滑管又はコルゲート管なので、第１流体配管と第２流体配管との接触面積が小さく伝熱性能が十分でないという問題があった。【解決手段】  この発明の捩り管形熱交換器は、捩り加工により形成され、外周に複数条の山谷底部を各条毎に連続して螺旋状に設けた第１流体配管と、この第１流体配管外周の山谷底部の形状に沿って螺旋状に巻きつけた第２流体配管とを備え、前記第２流体配管を前記第１流体配管の山谷底部に嵌め込んで、伝熱的に接合可能な構成とした。【選択図】        図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
捩り加工により形成され、外周に複数条の山谷底部を各条毎に連続して螺旋状に設けた第１流体配管と、この第１流体配管外周の山谷底部の形状に沿って螺旋状に巻きつけた第２流体配管とを備え、前記第２流体配管を前記第１流体配管の山谷底部に嵌め込んで、伝熱的に接合可能な構成とすることを特徴とした捩り管形熱交換器。
【請求項２】
平滑面を有する管の内径側にマンドレルを挿入して捩り加工されることにより形成され、外周に複数条の山谷底部を各条毎に連続して螺旋状に設けた第１流体配管と、この第１流体配管外周の山谷底部の形状に沿って螺旋状に巻きつけた第２流体配管とを備え、前記第２流体配管を前記第１流体配管の山谷底部に嵌め込んで、伝熱的に接合可能な構成とすることを特徴とした捩り管形熱交換器。
【請求項３】
平滑面を有する管の両端を固定し、前記管の内径側にマンドレルを挿入して捩り加工することにより、前記管の外周に複数条の山谷底部を各条毎に連続して螺旋状に設けた第１流体配管を形成し、前記第１流体配管の前記山谷底部の形状に沿って第２流体配管を螺旋状に巻きつけ、前記第２流体配管を前記第１流体配管の山谷底部に嵌め込んで、前記第２流体配管と前記第１流体配管とを伝熱的に接合させることを特徴とした捩り管形熱交換器の製造方法。
【請求項４】
前記第１流体配管と第２流体配管とをハンダ又はロウ材等の低融点金属で伝熱接合させたことを特徴とする請求項３に記載の捩り管形熱交換器の製造方法。
【請求項５】
前記第１流体配管及び前記第２流体配管の材質は、金属または合金であることを特徴とした請求項３または請求項４に記載の捩り管形熱交換器の製造方法。
【請求項６】
前記第１流体配管及び前記第２流体配管の材質は、銅、アルミニウム、鉄、ステンレス、チタンのいずれかの金属、またはその合金であることを特徴とした請求項５に記載の捩り管形熱交換器の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、水と冷媒との間の熱交換を促すための熱交換器、例えばヒートポンプ式給湯機用の熱交換器に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の水配管（以下第１流体配管と称す）と冷媒配管（以下第２流体配管と称す）に対する熱交換器は、配管腐食等で冷媒と水が混ざることを回避するために漏洩検知溝を有する２重管を用いた３重管構造が主流であったが、製造工程が複雑で高コストである上に、曲げ加工等の自由度が少なく、第２流体配管の長さ延長に限界がある等、熱交換器としての性能向上にも限界があったので、この問題を解決するために、水が流通する芯管（第１流体配管）の外周に、冷媒が流通する第２流体配管を螺旋状に巻きつけたり、芯管と平行に伝熱接合する手段等が提案されている。（例えば、特許文献１参照）
【０００３】
一方、背景技術として、技術分野は異なるが、貯液タンクの液体加熱装置として、貯液タンク胴部を湾曲させて断面が円弧状の凹部を形成し、熱交換パイプを嵌めこみ螺旋状に巻きつけるという提案がされている。（例えば、特許文献２参照）
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平２００２−２２８３７０  （図３、図５、図７）
【特許文献１】実開昭５７−１６５９７２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、前記、従来の第１流体配管外周に第２流体配管を螺旋巻きする熱交換器では、第１流体配管外周面が凹凸なしの平滑面を有する管なので、第１流体配管と第２流体配管との接触面積が小さく伝熱性能が十分でないという問題があった。また、第１流体配管をコルゲート管とする提案もなされているが、一般にコルゲート管は、平滑面を有する管の外径にツールを押し当て螺旋状に一条の連続溝を形成した管であり、外周側が逆円弧状で山谷が浅いので、水の乱流促進には効果があるものの、やはり依然として第１流体配管と第２流体配管との接触面積が小さく、伝熱性能を十分に得ることがでないという問題があった。
【０００６】
一方、前記、特許文献２に記載の、貯液タンク胴部を湾曲させて断面が円弧状の凹部を形成し、熱交換パイプを嵌めこみ螺旋状に巻きつける形態では、第１流体配管長さを延長することが困難であり、スパイラル内径が大きく水の流速も著しく低いため、貯液タンク等に用途が限定され、ヒートポンプ式給湯機用の水熱交換器など、高性能な水と冷媒に対する熱交換器としては十分に機能しないという問題があった。
【０００７】
また、円弧状の凹部に熱交換パイプを嵌めこむ場合は、凹部円弧の曲率を熱交換パイプの曲率と完全に一致させて初めて面接触となるが、実際には、凹部の曲率を熱交換パイプの曲率より大きくしないと奥まで嵌め込めないため、むしろ線接触に近くなり、接触伝熱面積を顕著に改善することは困難であるという問題があった。
【０００８】
この発明は、これらの問題点を解決するためになされたもので、第１流体配管と第２流体配管との伝熱に有効な接触面積を大幅に拡大すると共に、接触熱抵抗低減、フィン効率向上、乱流促進等の相乗効果により、従来の第１流体配管に第２流体配管を螺旋巻きする熱交換器に比べて、熱交換性能を顕著に向上させた熱交換器を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
この発明の捩り管形熱交換器は、捩り加工により形成され、外周に複数条の山谷底部を各条毎に連続して螺旋状に設けた第１流体配管と、この第１流体配管外周の山谷底部の形状に沿って螺旋状に巻きつけた第２流体配管とを備え、前記第２流体配管を前記第１流体配管の山谷底部に嵌め込んで、伝熱的に接合可能な構成としたものである。
【００１０】
また、この発明の捩り管形熱交換器の製造方法は、平滑面を有する管の両端を固定し、前記管の内径側にマンドレルを挿入して捩り加工することにより、前記管の外周に複数条の山谷底部を各条毎に連続して螺旋状に設けた第１流体配管を形成し、前記第１流体配管の前記山谷底部の形状に沿って第２流体配管を螺旋状に巻きつけ、前記第２流体配管を前記第１流体配管の山谷底部に嵌め込んで、前記第２流体配管と前記第１流体配管とを伝熱的に接合させるものである。
【発明の効果】
【００１１】
この発明の捩り管形熱交換器は、外周に複数条の山谷底部を各条毎に連続して螺旋状に設けた第１流体配管と、この第１流体配管外周の山谷底部の形状に沿って螺旋状に巻きつけた第２流体配管とを備え、前記第２流体配管を前記第１流体配管の山谷底部に嵌め込んで、伝熱的に接合可能な構成とし、第２流体配管に対する第１流体配管の形状および位置関係を特定したので、第１流体配管と第２流体配管との接触伝熱面積を大幅に向上でき、乱流促進効果やフィン効率向上も付与して伝熱性能を大幅に向上できると同時に、第１流体配管および第２流体配管の圧力損失を抑制することが可能なので、高性能且つ高効率な熱交換器を得ることができる。また、曲げ加工などに対する可撓性に優れ、形状自由度が高いので、コンパクトで高性能な熱交換ユニットの構成を可能とする等多大な効果がある。
【００１２】
また、この発明の捩り管形熱交換器の製造方法は、平滑面を有する管の両端を固定し、前記管の内径側にマンドレルを挿入して捩り加工することにより、前記管の外周に複数条の山谷底部を各条毎に連続して螺旋状に設けた第１流体配管を形成し、前記第１流体配管の前記山谷底部の形状に沿って第２流体配管を螺旋状に巻きつけ、前記第２流体配管を前記第１流体配管の山谷底部に嵌め込んで、前記第２流体配管と前記第１流体配管とを伝熱的に接合させるようにしたので、高性能且つ高効率な熱交換器を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】この発明の実施の形態１による捩り管形熱交換器の要部斜視図である。
【図２】この発明の実施の形態１による図１の捩り管形熱交換器の長手方向に対する要部横断面図である。
【図３】この発明の実施の形態１による捩り管形熱交換器の長手方向に対する図２の要部拡大断面図である。
【図４】この発明の実施の形態１による捩り管形熱交換器のスパイラル内外径比による伝熱性能相関図である。
【図５】この発明の実施の形態１の長手方向断面におけるスパイラルピッチと第２流体配管外径比による伝熱性能相関図である。
【図６】この発明の実施の形態１による捩り管形熱交換器にて線状ロウ材等を巻きつけた状態を示す拡大断面図である。
【図７】この発明の実施の形態１による捩り管形熱交換器にてリボン状ロウ材等を巻きつけた状態を示す拡大断面図である。
【図８】この発明の実施の形態１による捩り管形熱交換器のロウ付け後の状態を示す拡大断面図である。
【図９】この発明の実施の形態１による捩り管形熱交換器の第１流体配管外周に設けた条数と冷媒配管の関係を示すパスパターン模式図である。
【図１０】この発明の実施の形態１による捩り管形熱交換器をヒートポンプ式給湯機用の熱交換器用に曲げ加工した状態を示す平面図である。
【図１１】この発明の実施の形態１による捩り管形熱交換器をヒートポンプ式給湯機用の熱交換器用に曲げ加工した状態を示す正面図である。
【図１２】この発明の実施の形態１による捩り管形熱交換器を曲げ加工した要部拡大して示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
実施の形態１．
以下このこの発明の実施の形態１による捩り管形熱交換器を詳細に説明する。図１はこの発明の実施の形態１による捩り管形熱交換器の要部斜視図、図２は図１の捩り管形熱交換器の長手方向に断面にした要部横断面図、図３はこの発明の実施の形態１による捩り管形熱交換器における図２の要部拡大断面図、図４はこの発明の実施の形態１による捩り管形熱交換器のスパイラル内外径比による伝熱性能相関図、図５はこの発明の実施の形態１の長手方向断面におけるスパイラルピッチと第２流体配管外径比による伝熱性能相関図、図６はこの発明の実施の形態１による捩り管形熱交換器にて線状ロウ材等を巻きつけた状態を示す拡大断面図、図７はこの発明の実施の形態１による捩り管形熱交換器にてリボン状ロウ材等を巻きつけた状態を示す拡大断面図、図８はこの発明の実施の形態１による捩り管形熱交換器のロウ付け後の状態を示す拡大断面図である。図９はこの発明の実施の形態１による捩り管形熱交換器の第１流体配管外周に設けた条数と第２流体配管の関係を示すパスパターン模式図である。
【００１５】
図１および図２に示すように、この発明の熱交換器１は、外周に複数条（例えば３条）の山谷を各条毎に連続して螺旋状に設けた捩り管を第１流体配管２とし、第２流体配管（３ａ、３ｂ、３ｃ）を前記第１流体配管２の外周に設けた各条毎の山谷部の形状に沿って螺旋状に巻きつけて嵌め込む構成とした。これによって第１流体配管２と第２流体配管（３ａ、３ｂ、３ｃ）との接触伝熱面積を拡大可能とした。尚、第１流体配管２に複数条の山谷を設けることにより、第２流体配管を第１冷媒管３ａ、第２冷媒管３ｂ、第３冷媒管３ｃ等に分岐してパス設計を最適化できると共に、隣接する第２流体配管同士の接触を防ぐことにより熱漏洩を防止できる。
【００１６】
図２において、第１流体配管のスパイラル外径ＳＲｏは、スパイラル内径ＳＲｉの１．５倍以上が好適である。図４は、縦軸に伝熱性能（従来性能を１００とした場合の単位第１流体配管長さ当たりの相対ＡＫ値）、横軸にＳＲｏとＳＲｉの比（ＳＲｏ/ＳＲｉ）、をプロットした実験結果を示したものである。ここでＡＫ値は伝熱面積×熱通過率で定義される。ＳＲｏ/ＳＲｉが１．５倍以上とした場合、これによって、水の流速を確保した上で図２に示す第２流体配管３を螺旋状に巻きつけて嵌め込むのに好適な第１流体配管２外周の山部２ａ、谷底部２ｂを構成できるため、図４に示すように顕著に伝熱性能が向上している。
【００１７】
また、図２に矢印で示すように、水の流れ方向に対して、冷媒が螺旋状に対向流となるように逆向きに流れる。２〜４パスに分岐された冷媒は、入り口及び出口で統合されて一本になる。この場合の冷媒の種類は、ＣＯ２、ＨＦＣ、ＨＣＦＣ、ＨＣ、Ｈ２Ｏ等が適用可能であるが、特にこれに限定されるものではない。
【００１８】
図３において、第１流体配管２外周の山部２ａ高さＨは、第２流体配管３の半径Ｒｏ／２より大きく、直径Ｒｏ以下となるようにした。第１流体配管２の山側斜面部２ｃと第２流体配管３との接触面積を安定して確保するために、山部２ａ高さＨを第２流体配管３の半径Ｒｏ／２より大きくした。そして、前記第１流体配管２のスパイラルピッチＰは、第２流体配管３の直径Ｒｏより大きく、直径Ｒｏの３倍より小さい。このように、第１流体配管外周に特定範囲のピッチで特定範囲の山高さを設けた山谷形状に沿って第２流体配管３を巻きつけるので、山谷がガイドとなって容易に第２流体配管３を所定の位置に安定して巻きつけて嵌めこみ固定することが可能であり、第２流体配管３の過度の扁平化抑制や座屈防止にも効果がある。
【００１９】
また、第１流体配管２外周に設けた谷底部２ｂ幅Ｂは、第２流体配管３の内径Ｒｉ以上、外径Ｒｏ＋０．２４ｍｍ以下である。内径マンドレル挿入等によって第１流体配管２の谷底部２ｂ幅Ｂを第２流体配管３の内径Ｒｉ以上とすることによって、第２流体配管３が第１流体配管２の谷底部２ｂ幅Ｂに確実に接触すると共に、第２流体配管３を巻きつけるときの張力によって谷底部２ｂ幅Ｂへ押し付け力が発生し易くなるので、接触熱抵抗を低減できる効果がある。
【００２０】
前記図３において、山部２ａ高さＨが大きすぎて第２流体配管３の直径Ｒｏを超えると熱交換器としてのスペース効率が悪くなりコンパクト化の弊害となる。また、前記第１流体配管２のスパイラルピッチＰが直径Ｒｏ以下だと第２流体配管３を奥まで嵌めこめず、第２流体配管３が第１流体配管２の谷底部２ｂ幅Ｂに接触できないので第２流体配管３と第１流体配管２の接触伝熱面積が低下し、本来の目的を果たせない。逆にスパイラルピッチＰが大きすぎても、第２流体配管３と第１流体配管２の接触伝熱面積の確保が不安定となり、第１流体配管２単位長さ当たりに対する第２流体配管３の全長が短くなるので、熱交換器としての性能が低下して好ましくない。
【００２１】
ここで、図５は、縦軸に伝熱性能（従来性能を１００とした場合の管２のスパイラルピッチＰと第２第１流体配管２単位長さ当たりの相対ＡＫ値）、横軸に第１流体配流体配管３の直径Ｒｏの比（Ｐ／Ｒｏ）、をプロットした実験結果を示したものである。ここでＡＫ値は伝熱面積×熱通過率で定義される。図５に示すように、第１流体配管２のスパイラルピッチＰが第２流体配管３の外径Ｒｏより大きく、第２流体配管３の外径Ｒｏの３倍より小さい場合に本発明の効果が顕著に得られる。また、更に高性能とするには、スパイラルピッチＰが第２流体配管３の外径Ｒｏの２倍より小さいことが望ましい。
【００２２】
また、図３における第２流体配管３のＲｏは、第２流体配管３の巻き付け進行方向に直角ではなく斜め切断面形状となるので、第１流体配管２の長手方向にやや伸びた楕円状となり、巻付ける以前の第２流体配管３外径より大きめとなる。
【００２３】
また、この発明の実施の形態１では、ロウ付け等によって接触面積を拡大する場合にも、第１流体配管２外周に設けた山側斜面部２ｃと第２流体配管３とのロウ付け隙間を設計できるが、一般にロウ付け品質を確保するためには、ロウ付け隙間は０．０８ｍｍから０．１２ｍｍとするのが製作上望ましく、従って第２流体配管３と第１流体配管２の山部２ａ、谷底部２ｂ及び山側斜面部２ｃとの隙間は両側で０．２４ｍｍ以下とすべきなので、谷底部２ｂ底幅Ｂを外径Ｒｏ＋０．２４ｍｍ以下とすれば好適である。その結果、少ないロウ材で有効に接触面積を拡大可能とする効果がある。
【００２４】
また、第１流体配管２外周に設けた山部２ａ、谷底部２ｂは、図２に示すように第１流体配管２内部に乱流が発生し易い形状としているため、乱流促進効果により伝熱性能が向上する。
【００２５】
また、この発明の捩り管形熱交換器１である第１流体配管２外周に設けた山部２ａの形状は、熱交換フィンとしても作用するので、フィン効率アップ効果により伝熱性能向上が図れる。
【００２６】
このように、この発明の実施の形態１による捩り管形熱交換器は、第１流体配管２の谷底部２ｂと第２流体配管３に加えて、第１流体配管２外周に設けた山側斜面部２ｃと第２流体配管３との最小隙間部分が、直接またはロウ付け等により接触部分が３箇所以上で面接触となり伝熱的に接合されている。従って、従来の平滑面を有する第１流体配管に第２流体配管を巻きつけた熱交換器に比べて、有効接触伝熱面積を約３倍以上に拡大でき、前記乱流促進効果やフィン効率向上も相乗効果として作用することにより、単位第１流体配管長さ当たりのＡＫ値（伝熱面積×熱通過率）を大幅に向上することができる。
【００２７】
また、従来の熱交換器は、伝熱性能ＡＫ値を高めるためには必然的に第１流体配管２または第２流体配管３の圧力損失の著しい増加を伴うのが一般的であったが、この発明の実施の形態１による捩り管形熱交換器は、対向する流体が各々の進行方向に向かって邪魔されることなく連続的に螺旋状に流れることに加え、第２流体配管３を複数に分岐しているので、第１流体配管２および第２流体配管３の圧力損失増加を両者とも低く抑制した状態でＡＫ値を大幅に向上可能であるという画期的特長を有している。
【００２８】
ここで、第１流体配管２は、燐脱酸銅平滑面を有する管の両端を固定し、内径側にマンドレルを挿入して捩り加工を加えることにより製造したものだが、特にこれに限定されるものではなく、液圧バルジ加工や鋳鍛造、切削加工、転造加工等、他の配管加工技術を応用して、この発明の特徴を有する第１流体配管２を製造しても良い。また、第１流体配管２の原材料を内面溝付き管とすれば好適な効果を奏することは勿論である。
【００２９】
また、第１流体配管２および第２流体配管３の材質は、燐脱酸銅に限定されるものではなく、用途に応じて、銅、アルミニウム、鉄、ステンレス、チタンなどの配管用金属及びその合金等を用いても良い。
【００３０】
実施例１．
第１流体配管２は、スパイラル外径ＳＲｏ：１４．０ｍｍ、スパイラル内径ＳＲｉ：８．０ｍｍ、条数は４、山部２ａ高さＨ：２．５ｍｍ、スパイラルピッチＰ：４．８ｍｍ、谷底幅Ｂ：３．０ｍｍ、第２流体配管３は、外径Ｒｏ：３．２ｍｍ、内径Ｒｉ：２．０ｍｍ、第１流体配管２外周は４条で、冷媒は４パス。ロウ付け等の伝熱接合無し。
【００３１】
実施例２．
第１流体配管２は、スパイラル外径ＳＲｏ：１８．０ｍｍ、スパイラル内径ＳＲｉ：９．５ｍｍ、条数は３、山部２ａ高さＨ：３．０ｍｍ、スパイラルピッチＰ：７．８ｍｍ、谷底部２ｂ幅Ｂ：３．５ｍｍとする。
【００３２】
第２流体配管３は、外径Ｒｏ：４．３ｍｍ、内径Ｒｉ：２．８ｍｍ、第１流体配管２外周は３条で、冷媒は３パス、φ０．８のりん銅ろうを螺旋状に巻きつけてロウ付けした。図６を参照。
【００３３】
実施例３．
第１流体配管２は、スパイラル外径ＳＲｏ：１５．０ｍｍ、スパイラル内径ＳＲｉ：９．０ｍｍ、条数は２，山部２ａ高さＨ：３．５ｍｍ、スパイラルピッチＰ：６．２ｍｍ、谷底部２ｂ幅Ｂ：４．０ｍｍとする。
【００３４】
第２流体配管３は、外径Ｒｏ：４．０ｍｍ、内径Ｒｉ：２．８ｍｍ、第１流体配管外周は２条で、冷媒は２パス、幅：３．５ｍｍ、厚み：０．２ｍｍのリボン状のハンダ材を図７のようにセットしてハンダ付けした。
【００３５】
実施例４．
第１流体配管２は、スパイラル外径ＳＲｏ：１８．０ｍｍ、スパイラル内径ＳＲｉ：１０．０ｍｍ、条数は４、山部２ａ高さＨ：３．５ｍｍ、スパイラルピッチＰ：７．２ｍｍ、谷底幅Ｂ：５．０ｍｍとする。
【００３６】
第２流体配管３は、外径Ｒｏ：５．０ｍｍ、内径Ｒｉ：４．０ｍｍ、第１流体配管２外周は４条、冷媒は２パスで、図７に示すように、リボン状の低融点金属４、例えば、アルミニウム、ハンダ、ロウ材等を第１流体配管２の谷底部２ｂ面と第２流体配管３との間に巻きつけた。
【００３７】
ここで、この発明の実施の形態１における第１流体配管２外周と第２流体配管３との伝熱接合形態について図に示し説明する。前記実施例１のように、第１流体配管２外周に設けた山谷部と第２流体配管３との寸法関係を圧入気味に設定することにより、ロウ付け無しでも比較的優れた伝熱性能を発揮できる。
【００３８】
また、前記実施例２に示すように、伝熱接触部にロウ付け等による伝熱接合を施すことにより、更に伝熱性能を向上できる。図６（ａ）に示すように、線状ロウ材４又はハンダ材等を第１流体配管２の山部２ａと第２流体配管３との隙間に巻きつけたり、図６（ｂ）に示すようにリボン状のロウ材又はハンダ材等を第１流体配管２の谷底部２ｂと第２流体配管３との間に巻きつけても良い。（前記実施例３を参照。）
【００３９】
なお、図７に示す形態では第２流体配管３と第１流体配管２外周谷底部２ｂ面との間にアルミニウム、ハンダ、ロウ材等の塑性変形能力の高い低融点金属を挟んでいるので、加圧力が十分な場合には、前記実施例４のように、加熱ロウ付け無しで優れた伝熱接合を可能とする。
【００４０】
以上のように、この発明の実施の形態１では、前記山部２ａおよび谷底部２ｂまたは第２流体配管３と第１流体配管２外周に形成された隙間等を利用して、ロウ材を所定の位置に確実に巻きつけることが可能であり、伝熱接合する際の生産性向上や製造品質の向上にも顕著な効果がある。
【００４１】
図８は、加熱ロウ付け後の断面図である。加熱ロウ付けでは炉中ロウ付け、高周波ロウ付け、又はガスバーナーロウ付け等の方法を施すことができる。なお、ハンダ付けでも同様である。
【００４２】
図９は、第１流体配管２外周に設けた条数と第２流体配管３のパスパターン事例の模式図を示す。図９（ａ）は２条２パス、図９（ｂ）は３条３パス、図９（ｃ）は３条２パス、図９（ｄ）は４条４パス、図９（ｅ）は４条２パスなどを示している。これらは、冷媒の流量、流速、圧損などの特性に応じて好適に選択することができる。２〜４パスに分岐された冷媒は、入り口及び出口で統合されて一本になる。
【００４３】
図１０はこの発明の実施の形態１による捩り管形熱交換器をヒートポンプ式給湯機用熱交換器用に曲げ加工した状態を示す平面図、図１１はこの発明の実施の形態１による捩り管形熱交換器をヒートポンプ式給湯機用熱交換器用に曲げ加工した状態を示す正面図、図１２はこの発明の実施の形態１による捩り管形熱交換器をヒートポンプ式給湯機用熱交換器用に曲げ加工した状態を示す要部拡大図である。図において、捩り管形熱交換器１は、一般に数ｍ〜３０ｍ程度で構成されるので、図１２に示すように曲げ加工部１ａを施し、継ぎ目なしの長尺物とする他、数ｍ程度の短い熱交換器１を作って、それらの端末部を直管やＵベンドで接続する等、必要な長さまで繋ぎあわせて積層形成してヒートポンプ式給湯機用のガスクーラユニットとした。
【００４４】
尚、この発明の捩り管形熱交換器は、断熱テープを巻いたり、断熱材で覆うことにより、更に熱交換性能が向上することは言うまでもない
【００４５】
尚、この発明の捩り管形熱交換器はヒートポンプ式給湯機用の熱交換器等に限定されるものではなく、水と冷媒に関する熱交換器に広く適用可能である。
【００４６】
また、この発明の捩り管形熱交換器の他の実施の形態では、前記第１流体配管を、水以外の流体、例えば第３の冷媒を流す配管として適用することも可能であり、冷媒同士の熱交換器としても優れた性能を発揮するので、各種冷凍サイクル上の熱回収等への適用も好適である。但し、冷媒の圧力に耐えられるように捩り管の肉厚アップや材料強度の向上などの設計上の配慮が必要となる。この場合の冷媒の種類は、ＣＯ２、ＨＦＣ、ＨＣＦＣ、ＨＣ等が適用可能であるが、特にこれに限定されるものではない。
【符号の説明】
【００４７】
１  熱交換器、２  第１流体配管、２ａ  山部、２ｂ  谷底部、２ｃ  山側斜面部、３  第２流体配管、３ａ  第１冷媒管、３ｂ  第２冷媒管、３ｃ  第３冷媒管、３ｄ  第４冷媒管、４  ロウ材等または低融点金属。
【図１】
2010091266.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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