(57)【要約】      （修正有）【課題】  一方の流体の通路を分流するコルゲート板を形成することで分流における流量配分の均等性、通水抵抗の低下が図れることを可能とする熱交換器を実現する。【解決手段】  ２枚のプレートを、周縁を接合して薄型矩形状の箱体２０を形成し、その周縁に開口した入口２３から出口２４に至る一方の流体の通路を形成し、波型成形したコルゲート板３０の壁面３２に左右の側端位置に開口部３３を形成し、コルゲート板３０を、上下折り返し面をプレートに接合して箱体２０内に収容し、複数経路の細管を箱体２０に螺旋状に巻装し、箱体２０の両平坦面に接合して他方の流体の通路を形成して一方の流体と他方の流体とが熱交換する熱交換器において、コルゲート板３０は、開口部３３の開口面積を異なるように形成することで一方の流体の通路を少なくとも２経路以上の複数経路に形成した。これにより、流量配分の均等性、通水抵抗の低下が図れる。【選択図】        図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
絞り成形した２枚のプレート（２１、２２）を、周縁を接合して薄型矩形の箱体（２０）を形成し、周縁に開口した入口（２３）から出口（２４）に至る一方の流体の通路を形成し、
波型成形したコルゲート板（３０）の壁面（３２）に、左右の側端位置に開口部（３３）を形成し、前記コルゲート板（３０）を、上下折り返し面を前記プレート（２１、２２）に接合して前記箱体（２０）内に収容し、
一経路または複数経路からなる細管（１０）を前記箱体（２０）に螺旋状に巻装し、前記箱体（２０）の両平坦面に接合して他方の流体の通路を形成して、一方の流体と他方の流体とが熱交換する熱交換器において、
前記コルゲート板（３０）は、前記開口部（３３）の大きさを異なるように形成することで一方の流体の通路を少なくとも２経路以上の複数経路に形成したことを特徴とする熱交換器。
【請求項２】
前記開口部（３３）は、前記複数経路のうち、流れ難い経路側の開口面積を他の経路側よりも大きくなるように形成したことを特徴とする請求項１に記載の熱交換器。
【請求項３】
前記コルゲート板（３０）は、折り返し面を平坦状のプレーン型に形成したことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の熱交換器。
【請求項４】
一方の流体の通路に水が流通し、他方の流体の通路に冷媒が流通することを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか一項に記載の熱交換器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、２種類の流体の間で熱交換を行なう熱交換器に関するものであり、特に、冷媒を用いたヒートポンプ式給湯機に適用する熱交換器の構成に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の熱交換器として、例えば、特許文献１に示すものが知られている。この特許文献１では、絞り成形した２枚のプレートにより周縁を接合して薄型矩形の箱体を形成して、その周縁に開口した入口から出口に至る一方の流体の通路を形成し、波型成形したコルゲート板の壁面に左右交互の側端位置に開口部を形成し、そのコルゲート板を、上下折り返し面を上記プレートに接合して箱体内に収容し、チューブ状の細管をその箱体に螺旋状に巻装し、その箱体の両平坦面に接合して他方の流体の通路を形成して構成している。
【０００３】
これにより、コルゲート板の壁面が箱体内を多数の折り返した流通路に区画し、流通路の全長が長く形成される。また、壁面が伝熱面として機能し、箱体の両平坦面に接合した細管内を流通するた他方の流体と熱交換が行なわれ、伝熱面積の増大により熱交換効率の向上が図れるとともに、熱交換器の小型化を図っている（例えば、特許文献１参照。）。
【特許文献１】特開２００３−３１４９７５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記特許文献１によれば、一方の流体の通路は入口から出口に至るまで一経路で形成していることで一方の流体がＵターン状に折り返す開口部の個数が多いので通水抵抗が大きい問題がある。
【０００５】
そこで、本発明の目的は、上記点を鑑みたものであり、一方の流体の通路を分流するようにコルゲート板を形成することで、分流における流量配分の均等性および通水抵抗の低下が図れることを可能とする熱交換器を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記、目的を達成するために、請求項１ないし請求項４に記載の技術的手段を採用する。すなわち、請求項１に記載の発明では、絞り成形した２枚のプレート（２１、２２）を、周縁を接合して薄型矩形の箱体（２０）を形成し、その周縁に開口した入口（２３）から出口（２４）に至る一方の流体の通路を形成し、波型成形したコルゲート板（３０）の壁面（３２）に、左右の側端位置に開口部（３３）を形成し、コルゲート板（３０）を、上下折り返し面をプレート（２１、２２）に接合して箱体（２０）内に収容し、一経路または複数経路からなる細管（１０）を箱体（２０）に螺旋状に巻装し、箱体（２０）の両平坦面に接合して他方の流体の通路を形成して、一方の流体と他方の流体とが熱交換する熱交換器において、
コルゲート板（３０）は、開口部（３３）の大きさを異なるように形成することで一方の流体の通路を少なくとも２経路以上の複数経路に形成したことを特徴としている。
【０００７】
請求項１に記載の発明によれば、一方の流体の通路が、例えば、２経路の場合には、１経路のときに流通する開口部（３３）の個数を半減することができる。これにより、通水抵抗の低下が図れる。
【０００８】
請求項２に記載の発明では、開口部（３３）は、複数経路のうち、流れ難い経路側の開口面積を他の経路側よりも大きくなるように形成したことを特徴としている。請求項２に記載の発明によれば、複数経路に形成しても流れ難い経路側に流量が配分されて流量配分の均等性が図れる。
【０００９】
請求項３に記載の発明では、コルゲート板（３０）は、折り返し面を平坦状のプレーン型に形成したことを特徴としている。請求項３に記載の発明によれば、プレーン型は細管（１０）との接合性および伝熱性が優れるので複数本の細管（１０）を密着並置して形成する他方の流体の通路を形成することができる。
【００１０】
請求項４に記載の発明では、一方の流体の通路に水が流通し、他方の流体の通路に冷媒が流通することを特徴としている。請求項４に記載の発明によれば、上記構成の熱交換器はヒートポンプ式給湯機に適用する熱交換器として好適である。つまり、他方の通路を高温高圧の冷媒の使用に耐えられる構造で形成できる。
【００１１】
なお、上記各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態の具体的手段との対応関係を示すものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
（第１実施形態）
以下、本発明の第１実施形態による熱交換器を図１ないし図５に基づいて説明する。図１は冷媒を用いたヒートポンプ式給湯機に組み込む熱交換器に本発明を適用した一例であって、熱交換器の全体構成を示す平面図であり、図２は正面図である。
【００１３】
また、図３は図２に示すＡ−Ａ断面を示す断面図、図４は本発明の要部であるコルゲート板３０の構成を示す模式図であり、図５はそのコルゲート板３０の外観形状を示す分解斜視図である。
【００１４】
まず、本実施形態の熱交換器は、図１に示すように、密着並置した２本の細管１０と、薄型矩形状に形成された箱体２０とからなり、細管１０内を流通する流体（例えば、冷媒）と箱体２０内を流通する流体（例えば、水）とを熱交換するように構成している。
【００１５】
箱体２０は、図５に示すように、上下２枚のプレート（上プレート２１、下プレート２２）との間にコルゲート板３０を収容しており、その箱体２０の周縁に入口２３を開口し、対向辺に出口２４を開口して、入口２３から出口２４に至る通水路を形成している。上下２枚のプレート２１、２２は、銅板を浅底容器状に絞り成形したものであって、その周縁を重ね合わせて接合することで薄型矩形状の箱体２０が形成される。
【００１６】
また、コルゲート板３０は、銅板を波形状に成形したものであり、上下折り返し面（山面、谷面）を平坦状とし、断面を連続する矩形波としたプレーン型に形成され、その外形（縦×横×高さ）が箱体３０の内寸に適合している。そして、コルゲート板３０の壁面３２には窓状の開口部３３が左右の側端位置に形成され、図２ないし図４に示すように、通水方向に対して壁面３２が直交する状態で箱体３０内に収納され、かつ上下折り返し面を（山面、谷面）をそれぞれ上下プレート２１、２２に接合されている。
【００１７】
ここで、本実施形態のコルゲート板３０は、入口２３から出口２４に至る通水路が２経路となるように開口部３３の大きさを異なるように形成している。具体的には、図４に示すように、入口２３から入った水が２経路に分流するとともに、分流した水が均等に流通するように開口部３３を形成している。
【００１８】
より具体的には、二つの経路が開口部３３にて折り返すときに、外回りにＵターンする流路ａと内回りにＵターンする流路ｂとの二つの流路に分流させ、その開口部３３で外回りにＵターンした水が次の開口部３３にて折り返すときに、内回りにＵターンする流路ｂに交互に流れるようにそれぞれの開口部３３を形成している。
【００１９】
つまり、外回りにＵターンする流路ａでは開口部３３の大きさをＬ１とし、内回りにＵターンする流路ｂでは開口部３３の大きさをＬ２として、流れにくい側の内回りにＵターンする流路ｂ側では開口部３３の開口面積（    例えば、Ｌ１＜Ｌ２として）を大きくして、内回りにＵターンする流路ｂ側に流れやすいように形成している。
【００２０】
これにより、分流における流量配分の均等性が図れる。しかも、入口２３から出口２４に至る通水路を２経路に形成することで、１経路のときよりもＵターン箇所の個数が半減することで通水抵抗を大幅に低減させることができる。
【００２１】
次に、冷媒回路となる密着並置した２本の細管１０は、銅チューブで形成され、図１ないし図３に示すように、箱体２０の外周に螺旋状に巻装して形成され、かつ箱体２０の両平坦面（表側および裏側）に接合されている。なお、２本の細管１０の両端が図示しない冷凍サイクルに接続されており、この冷媒通路には、高温高圧の冷媒が流通することで、箱体２０の両平坦面を介して箱体２０内に流通する水と熱交換が行なわれて壁面３２が伝熱フィンとして機能し、水が加熱されて出口２４から出湯する。
【００２２】
なお、以上の本実施形態では、２本の細管１０を箱体２０の外周に巻装したが、これに限らず、１本の細管１０を楕円状に形成して長辺側が両平坦面に接合するようにしても良い。さらに、２本以上の複数経路であっても良い。
【００２３】
以上の第１実施形態による熱交換器によれば、コルゲート板３０を開口部３３の大きさを異なるように形成することにより、箱体２０内を流通する通水路を２経路に分流できるとともに、２経路のうち、流れ難い経路側の開口面積を他の経路側よりも大きくなるように形成したことにより、２経路に形成しても流れ難い経路側に流量が配分されて流量配分の均等性が図れる。
【００２４】
さらに、通水路を２経路に形成することで１経路のときに流通する開口部３３の個数を半減することができる。これにより、通水抵抗の低下が図れる。
【００２５】
また、コルゲート板３０は、折り返し面を平坦状のプレーン型に形成したことにより、プレーン型は細管１０との接合性および伝熱性が優れるので複数本の細管１０を密着並置して形成する他方の流体の通路を形成することができる。
【００２６】
また、一方の通路に水が流通し、他方の通路に冷媒が流通することにより、上記構成の熱交換器はヒートポンプ式給湯機に適用する熱交換器として好適である。つまり、他方の通路を高温高圧の冷媒の使用に耐えられる構造で容易に形成できる。
【００２７】
（第２実施形態）
以上の第１実施形態では、コルゲート板３０の左右の側端位置に形成する開口部３３を、外回りにＵターンする流路ａでは開口部３３の大きさをＬ１とし、内回りにＵターンする流路ｂでは開口部３３の大きさをＬ２として、Ｌ１＜Ｌ２となるように形成したが、これに限らず、図６に示すように、外回りにＵターンする流路ａの入口側をＬ１とし、内回りにＵターンする流路ｂの入口側をＬ２とし、外回りにＵターンする流路ａの出口側をＬ３として、Ｌ１＜Ｌ２＜Ｌ３となるように開口部３３を形成しても良い。
【００２８】
ところで、この場合においても、その開口部３３で外回りにＵターンした水が次の開口部３３にて折り返すときに、内回りにＵターンする流路ｂに交互に流れるようにそれぞれの開口部３３を形成している。これによれば、第１実施形態と同じように、通水抵抗の低下および流量配分の均等性が図れる。
【００２９】
なお、図６に示す開口部３３の大きさを図７に示すように、逆となるように形成しても良い。具体的には、外回りにＵターンする流路ａの入口側をＬ３とし、内回りにＵターンする流路ｂの入口側をＬ２とし、外回りにＵターンする流路ａの出口側をＬ１として、Ｌ１＜Ｌ２＜Ｌ３となるように開口部３３を形成しても良い。
【００３０】
（他の実施形態）
以上の実施形態では、入口２３から出口２４に至る通水路を２経路を形成するように構成したが、これに限らず、３経路に分流するように形成してもよく。それ以上の複数経路に形成してもよい。
【００３１】
また、以上の実施形態では、冷媒を用いたヒートポンプ式給湯機に組み込む熱交換器に、本発明を適用させたが、これらの他に、２種類の流体の間で熱交換を行なう他の熱交換器に適用可能であり、しかも細管１０を流通する流体は、必ずしも冷媒に限られるものではない。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本発明の第１実施形態における熱交換器の全体構成を示す平面図である。
【図２】本発明の第１実施形態における熱交換器の全体構成を示す正面図である。
【図３】図２に示すＡ−Ａ断面図である。
【図４】本発明の第１実施形態におけるコルゲート板３０の構成を示す模式図である。
【図５】本発明の第１実施形態における箱体２０の構成を示す分解斜視図である。
【図６】本発明の第２実施形態におけるコルゲート板３０の構成を示す模式図である。
【図７】本発明の第２実施形態の変形例におけるコルゲート板３０の構成を示す模式図である。
【符号の説明】
【００３３】
１０…細管
２０…箱体
２１…上プレート（プレート）
２２…下プレート（プレート）
２３…入口
２４…出口
３０…コルゲート板
３２…壁面
３３…開口部
【図１】
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【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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