(57)【要約】【解決課題】給湯用熱交換器の断面形状を設計変更することなく、給湯用熱交換器の熱交換性能を高くすること。【解決手段】冷媒と水との熱交換により水を加熱するための冷媒が流通する冷媒流路と、該冷媒により加熱される水が流通する水流路とを有し、該冷媒流路及び該水流路のいずれもが、管体によって形成されており、該水流路を形成する水流路管は、交互に繰り返される第一円弧部と、該第一円弧部とは逆の曲率を有する第二円弧部と、からなり、該第一円弧部の端部と該第二円弧部の端部との端部間長さをＬ（ｍｍ）、該第一円弧部及び該第二円弧部の曲率半径をＲ（ｍｍ）としたとき、下記式（１）：０≦Ｌ／Ｒ≦１（１）を満たすこと、を特徴とする給湯用熱交換器。【選択図】図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
冷媒と水との熱交換により水を加熱するための冷媒が流通する冷媒流路と、該冷媒により加熱される水が流通する水流路とを有し、
該冷媒流路及び該水流路のいずれもが、管体によって形成されており、
該水流路を形成する水流路管は、交互に繰り返される第一円弧部と、該第一円弧部とは逆の曲率を有する第二円弧部と、からなり、
該第一円弧部の端部と該第二円弧部の端部との端部間長さをＬ（ｍｍ）、該第一円弧部及び該第二円弧部の曲率半径をＲ（ｍｍ）としたとき、下記式（１）：
０≦Ｌ／Ｒ≦１      （１）
を満たすこと、
を特徴とする給湯用熱交換器。
【請求項２】
前記水流路管の外径をＤ（ｍｍ）とするとき、下記式（２）：
１≦Ｒ／Ｄ≦１０      （２）
を満たすことを特徴とする請求項１記載の給湯用熱交換器。
【請求項３】
前記第一円弧部、前記第二円弧部及び連結部の総延長が、熱交換部の水流路管の長さの７０％以上を占めることを特徴とする請求項１又は２いずれか１項記載の給湯用熱交換器。
【請求項４】
前記冷媒が、二酸化炭素を主成分とする冷媒であることを特徴とする請求項１〜３いずれか１項記載の給湯用熱交換器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、冷媒と水との間で熱交換を行う給湯用熱交換器に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、熱交換媒体（冷媒）と水等の流体との間で熱交換する熱交換器として、冷媒を流通させる流路と水等の熱交換により加熱される流体の流路とを、２つの伝熱管を組み合わせて構成し、水等と冷媒との間で熱交換が行われるようにした熱交換器が、各種用いられていた。
【０００３】
冷媒と水との間で熱交換を行う方式の熱交換器としては、従来より、特許文献１〜５に開示されているように、内部に冷媒を流通させる伝熱管と、内部に水を流通させる伝熱管とを組み合わせて、一つの熱交換器を構成したものが各種提案されている。
【０００４】
例えば、特許文献１及び２には、水流路管内に冷媒流路管を配置した二重管タイプの給湯用熱交換器が開示されており、また、特許文献３及び４には、水流路管の外側に冷媒流路管を巻きつけるようにして配置した冷媒流路管巻き付けタイプの給湯用熱交換器が開示されており、また、特許文献５には、水流路管に冷媒流路管がめり込むようにして配置した給湯用熱交換器が開示されている。
【０００５】
そして、このような給湯用熱交換器では、長尺の水流路管を渦巻き状に巻く等により、熱交換器全体が一定のスペース内に収納されている。
【０００６】
例えば、従来の給湯用熱交換器は、特許文献１では、矩形の渦巻き状に巻かれており、特許文献２では、渦巻き状に巻かれており、特許文献３では芯管（ストレート部とヘアピン部）とＵ型連結管によって交互に接続されており、特許文献４では、平面上において渦巻き状に巻かれており、特許文献５では、螺旋状に巻かれている。これらは、熱交換器の巻き方をこのような形状にすることにより、熱交換器のコンパクト化を狙ったものである
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００６−１７０５７１号公報（特許請求の範囲、図１）
【特許文献２】特開２００５−１４７５６６号公報（特許請求の範囲、図３）
【特許文献３】特開２００３−２８５８３号公報（特許請求の範囲、図９）
【特許文献４】特開２００７−２１８５２３号公報（特許請求の範囲、図１）
【特許文献３】特開２００３−１４３８２号公報（特許請求の範囲、図３）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
上記特許文献１〜５では、いずれも、給湯用熱交換器の熱交換性能を向上させるために、その断面形状を改良する検討が行われている。
【０００９】
しかし、断面形状の改良には限界があるため、また、製造上、断面形状の変更は大きな設計変更であるため、熱交換性能を向上させるための新たな改良手段が望まれている。
【００１０】
従って、本発明の目的は、給湯用熱交換器の断面形状を設計変更することなく、給湯用熱交換器の熱交換性能を高くすること及び単位長さ当たりの熱交換性能を高くすることにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明者らは、上記従来技術における課題を解決すべく、鋭意研究を重ねた結果、水流路を形成する水流路管を、交互に繰り返される第一円弧部と、該第一円弧部とは逆の曲率を有する第二円弧部とにより構成し、且つ、第一円弧部の端部と第二円弧部の端部との端部間長さを短くすれば、水流路管を流通する水が、該第一円弧部から該第二円弧部へと移動するとき及び該第二円弧部から該第一円弧部へと移動するときに、水流路管内の断面において、水にかかる遠心力の向きが、急激に左右逆転するので、水流路管内の水の乱流促進効果を高くすることができ、このことにより、熱伝達特性を高くすることができることを見出し、本発明を完成させるに至った。
【００１２】
すなわち、本発明は、冷媒と水との熱交換により水を加熱するための冷媒が流通する冷媒流路と、該冷媒により加熱される水が流通する水流路とを有し、
該冷媒流路及び該水流路のいずれもが、管体によって形成されており、
該水流路を形成する水流路管は、交互に繰り返される第一円弧部と、該第一円弧部とは逆の曲率を有する第二円弧部と、からなり、
該第一円弧部の端部と該第二円弧部の端部との端部間長さをＬ（ｍｍ）、該第一円弧部及び該第二円弧部の曲率半径をＲ（ｍｍ）としたとき、下記式（１）：
０≦Ｌ／Ｒ≦１      （１）
を満たすこと、
を特徴とする給湯用熱交換器を提供するものである。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、給湯用熱交換器の断面形状を設計変更することなく、給湯用熱交換器の熱交換性能を高くすること及び単位長さ当たりの熱交換性能を高くすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の給湯用熱交換器に係る冷媒流路及び水流路の形態例である。
【図２】本発明の給湯用熱交換器に係る冷媒流路及び水流路の形態例である。
【図３】本発明の給湯用熱交換器に係る冷媒流路及び水流路の形態例である。
【図４】本発明の給湯用熱交換器に係る冷媒流路及び水流路の形態例である。
【図５】本発明の給湯用熱交換器に係る冷媒流路及び水流路の形態例である。
【図６】本発明の給湯用熱交換器に係る水流路管の形態例の平面方向の伸長形状を示す模式図である。
【図７】図６中の第一円弧部及び第二円弧部の１つ分を抜き出した図である。
【図８】本発明の給湯用熱交換器に係る水流路管の他の形態例の平面方向の伸長形状を示す模式図である。
【図９】端部間長さＬを説明するための図である。
【図１０】２段式の熱交換器を示す模式図である。
【図１１】従来の給湯用熱交換器を示す図である。
【図１２】比較例１の熱交換部の形状を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
本発明の給湯用熱交換器は、冷媒と水との熱交換により水を加熱するための冷媒が流通する冷媒流路と、該冷媒により加熱される水が流通する水流路とを有し、
該冷媒流路及び該水流路のいずれもが、管体によって形成されており、
該水流路を形成する水流路管は、交互に繰り返される第一円弧部と、該第一円弧部とは逆の曲率を有する第二円弧部と、からなり、
該第一円弧部の端部と該第二円弧部の端部との端部間長さをＬ（ｍｍ）、該第一円弧部及び該第二円弧部の曲率半径をＲ（ｍｍ）としたとき、下記式（１）：
０≦Ｌ／Ｒ≦１      （１）
を満たす給湯用熱交換器である。
【００１６】
本発明の給湯用熱交換器は、該冷媒流路と該水流路とを有している。そして、本発明の給湯用熱交換器では、該冷媒流路を流れる冷媒と、該水流路を流れる水との間で、熱交換が行われて、該水流路を流れる水が加熱される。
【００１７】
本発明の給湯用熱交換器では、該冷媒流路及び該水流路は、管体によって形成されているが、その形態は、特に制限されない。該冷媒流路形成する管体（以下、冷媒流路管とも記載する。）及び該水流路を形成する管体（以下、水流路管とも記載する。）の形態例を、以下に説明する。
【００１８】
該冷媒流路及び該水流路を形成する管体の形態例としては、例えば、図１に示すように、水流路管２と、該水流路管２内に挿通されている冷媒流路管１と、からなる二重管が挙げられる。図１に示す形態例では、該冷媒流路管１の内側３が該冷媒流路となり、該冷媒流路管１と該水流路管２との間の隙間４が該水流路となる。なお、図１は、該冷媒流路及び該水流路を形成する管体を、該水流路が形成される方向に対して垂直な面で切ったときの模式的な断面図である。
【００１９】
また、該冷媒流路及び該水流路を形成する管体の形態例としては、図２に示すように、水流路管６と、該水流路管６の内部に挿通されている２本の冷媒流路管７と、からなる二重管が挙げられる。図２に示す形態例では、該水流路管６と該冷媒流路管７との間の隙間８が該水流路となり、該冷媒流路管７の内側９が該冷媒流路となる。なお、図２は、該冷媒流路及び該水流路を形成する管体を、該水流路が形成される方向に対して垂直な面で切ったときの模式的な断面図である。また、２本以上の該冷媒流路管は、スパイラル状に捩じられた形状であってもよい。
【００２０】
また、該冷媒流路及び該水流路を形成する管体の形態例としては、図３に示すように、水流路管１１と、該水流路管１１の周囲に螺旋状に巻き回されている冷媒流路管１２と、からなる形状が挙げられる。図３に示す形態例では、該水流路管１１の内側１３が該水流路となり、該冷媒流路管１２の内側１４が該冷媒流路となる。なお、図３は、該冷媒流路及び該水流路を形成する管体を、該水流路が形成される方向に平行な面で切ったときの模式的な断面図であり、図３中、該冷媒流路１２は、１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄ、１２ｅ、１２ｆの順に、該水流路管１１の周囲に螺旋状に巻き回され、該水流路管１１に接して設置されている。
【００２１】
また、該冷媒流路及び該水流路を形成する管体の形態例としては、図４に示すように、水流路管１６と、該水流路管１６の周囲に螺旋状に巻き回されている冷媒流路管１７と、からなる形状が挙げられる。図４に示す形態例では、該水流路管１６の内側が該水流路となり、該冷媒流路管１７の内側が該冷媒流路となる。なお、図４は、該冷媒流路及び該水流路を形成する管体の一部を切り出した模式的な斜視図であり、図４中、該冷媒流路管１７ａ、１７ｂ及び１７ｃの３つの冷媒流路管が、該水流路管１６の外壁に設けられている螺旋状凸部１８ｂにより形成される外壁側溝１８ａに埋め込まれるようにして、螺旋状に巻き回されて配置されている。
【００２２】
また、該冷媒流路及び該水流路を形成する管体の形態例としては、図５に示すように、水流路管２１と、該水流路管２１に外側からめり込むようにして設置されている冷媒流路管２２と、からなる形状が挙げられる。図５に示す形態例では、該水流路管２１の内側２３が該水流路となり、該冷媒流路管２２の内側２４が該冷媒流路となる。なお、図５は、該冷媒流路及び該水流路を形成する管体を、該水流路が形成される方向に対して垂直な面で切ったときの模式的な断面図である。
【００２３】
本発明の給湯用熱交換器では、該水流路管の平面方向の伸長形状が、特定の形状である。以下に、該水流路管の平面方向の伸長形状を示す。以下に示す該水流路管の平面方向の伸長形状は、図１に示す形態例では、該水流路管２の伸長形状を示すものであり、熱交換器では、以下に示す平面方向の伸長形状の該水流路管２の内に、該冷媒流路管１が配置されている。また、以下に示す該水流路管の平面方向の伸長形状は、図２に示す形態例では、該水流路管６の平面方向の伸長形状を示すものであり、熱交換器では、以下に示す平面方向の伸長形状の該水流路管６の内に、該冷媒流路管７が配置されている。また、以下に示す該水流路管の平面方向の伸長形状は、図３に示す形態例では、該水流路管１１の平面方向の伸長形状を示すものであり、熱交換器では、以下に示す平面方向の伸長形状の該水流路管１１の周りに、該冷媒流路管１２が配置されている。また、以下に示す該水流路管の平面方向の伸長形状は、図４に示す形態例では、該水流路管１６の平面方向の伸長形状を示すものであり、熱交換器では、以下に示す平面方向の伸長形状の該水流路管１６の周りに、該冷媒流路管１７が配置されている。また、以下に示す該水流路管の平面方向の伸長形状は、図５に示す形態例では、該水流路管２１の平面方向の伸長形状を示すものであり、熱交換器では、以下に示す平面方向の伸長形状の該水流路管２１にめり込むようにして、該冷媒流路管２２が配置されている。
【００２４】
本発明の給湯用熱交換器に係る該水流路管の平面方向の伸長形状について、図６〜図９を参照して説明する。図６は、本発明の給湯用熱交換器に係る水流路管の形態例の平面方向の伸長形状を示す模式図であり、図７は、図６中の第一円弧部及び第二円弧部の１つ分を抜き出した図であり、図８は、本発明の給湯用熱交換器に係る水流路管の他の形態例の平面方向の伸長形状を示す模式図であり、図９は、端部間長さを説明するための図である。なお、図６〜図９では、本発明の給湯器用熱交換器に係る該水流路管のみを示しており、本発明の給湯器用熱交換器に係る該冷媒流路管の記載は省略した。
【００２５】
図６中、水流路管３０は、第一円弧部３１と、第二円弧部３２と、からなる。そして、図６に示すように、順に、第一円弧部３１ａ、第二円弧部３２ａ、第一円弧部３１ｂ、第二円弧部３２ｂ、第一円弧部３１ｃ、第二円弧部３２ｃとのように、該第一円弧部３１と該第二円弧部３２とが、交互に繰り返されている。なお、変曲点３３ａから変曲点３３ｂまでが、該第一円弧部３１ａであり、変曲点３３ｂから変曲点３３ｃまでが、該第二円弧部３２ａであり、変曲点３３ｃから変曲点３３ｄまでが、該第一円弧部３１ｂであり、変曲点３３ｄから変曲点３３ｅまでが、該第二円弧部３２ｂであり、変曲点３３ｅから変曲点３３ｆまでが、該第一円弧部３１ｃであり、変曲点３３ｆから変曲点３３ｇまでが、該第二円弧部３２ｃである。なお、図６に示す該水流路管３０では、該第一円弧部３１と該第二円弧部３２とが、該変曲点３３で、直接繋がっている。
【００２６】
そして、該水流路管３０では、水３５が、該水流路管３０の一端３４ａから、該水流路管３０の他端３４ｂに向けて流通する。
【００２７】
図７には、図６中の該第一円弧部３１ａ及び該第二円弧部３２ａを、つまり、該変曲点３３ａから該変曲点３３ｃまでの部分を抜き出した図を示す。該第一円弧部３１ａと該第二円弧部３２ａとは、逆の曲率を有する。なお、本発明において、円弧の曲率が逆であるということについて、図６及び図７を用いて説明すると、円弧の曲率が逆であるとは、円弧の曲率中心の位置が、該水流路管３０の水流路の進行方向の左右反対にある関係を言う。つまり、該水流路管３０を水が流れるときに、水の流れる方向が右にカーブする円弧と左にカーブする円弧の関係を、円弧の曲率が逆であると言う。例えば、図７では、該第一円弧部３１ａの曲率中心は、符号３６ａで示す位置であり、水の流通方向３７の右側にある。一方、該第二円弧部３２ａの曲率中心は、符号３６ｂで示す位置であり、水の流通方向３７の左側にある。
【００２８】
図７中、該第一円弧部３１ａの中心角（°）及び該第二円弧部３２ａの中心角（°）を、θで示す。該第一円弧部３１ａの中心角θは、該第一円弧部３１ａの一端（該第一円弧部３１の始点）、つまり、該変曲点３３ａと、該第一円弧部３１ａの曲率中心３６ａと、該第一円弧部３１ａの他端（該第一円弧部３１の終点）、つまり、該変曲点３３ｂとがなす角である。同様に、該第二円弧部３２ａの中心角θは、該第二円弧部３２ａの一端（該第二円弧部３２の始点）、つまり、該変曲点３３ｂと、該第二円弧部３２ａの曲率中心３６ｂと、該第二円弧部３２ａの他端（該第二円弧部３２の終点）、つまり、該変曲点３３ｃとがなす角である。
【００２９】
また、図７中、該第一円弧部３１ａの曲率半径（ｍｍ）及び該第二円弧部３２ａの曲率半径（ｍｍ）を、Ｒで示す。なお、該第一円弧部３１ａの曲率半径Ｒとは、該第一円弧部３１ａの該水流路管の中心線と、該第一円弧部３１ａの曲率中心３６ａとの距離である。該水流路管の中心線とは、図１〜図５に示す形態例の該水流路管では、水の流通方向に対して垂直な断面における該水流路管の中心が、水の流通方向に繋がった線である。また、該第二円弧部３２ａの曲率半径についても同様である。
【００３０】
図８には、該水流路管における第一円弧部及び第二円弧部のθが１８０°の場合の形態例を示す。
【００３１】
図６及び図７に示す形態例では、該第一円弧部３１と該第二円弧部３２とが、該変曲点３３で、直接繋がっているので、該第一円弧部３１の端部と該第二円弧部３２の端部との距離（該第一円弧部３１の始点と該第二円弧部３２の終点との距離及び該第一円弧部３１の終点と該第二円弧部３２の始点との距離）は、０（ｍｍ）である。
【００３２】
また、本発明の給湯用熱交換器に係る該水流路管では、該第一円弧部３１と該第二円弧部３２は、直接繋がっていなくてもよく、図９に示す形態例のように、直線部（連結部）を介して繋がっていてもよい。
【００３３】
端部間長さＬについて、図９を用いて説明する。該第一円弧部の端部と該第二円弧部の端部との距離（該第一円弧部の始点と該第二円弧部の終点との距離及び該第一円弧部の終点と該第二円弧部の始点との距離）を、第一円弧部の端部と第二円弧部の端部との端部間長さＬ（ｍｍ）とする。図９は、端部間長さを説明するための図である。図９中、第一円弧部４１と第二円弧部４２とは、直線部（連結部）４５の両端に繋がっている。つまり、該第一円弧部４１の一端（第一円弧部の終点）と該直線部（連結部）４５の一端が接続点４４で繋がっており、且つ、該直線部（連結部）４５の他端と該第二円弧部４２の一端（第二円弧部の始点）が接続点４６で繋がっている。なお、該第一円弧部４１の他端は、別の直線部（連結部）に繋がっており、また、該第二円弧部４２の他端は、別の直線部（連結部）に繋がっている。そして、第一円弧部の端部と第二円弧部の端部との端部間長さＬは、該直線部（連結部）４５の長さである。
【００３４】
該第一円弧部と該第二円弧部とでは、曲率が逆であるので、該水流路管内を水が流通したときに、該水流路管内の断面において、該水流路管内を流れる水にかかる遠心力の向きが、該第一円弧部と該第二円弧部とでは、左右が逆になる。そして、本発明の給湯用熱交換器では、該第一円弧部の端部と第二円弧部の端部との端部間長さを短くすることにより、該水流路管を流通する水が、該第一円弧部から該第二円弧部へと移動するとき及び該第二円弧部から該第一円弧部へと移動するときに、該水流路管内を流れる水にかかる遠心力の向きが、急激に左右反転する。このことにより、流路断面の速度境界層や温度境界層の薄い領域が存在する部位が、左右に急激に反転することになるので、高い乱流促進効果が得られるため、熱伝達特性が高くなる。
【００３５】
そして、本発明の給湯用熱交換器では、該第一円弧部の端部と該第二円弧部の端部との端部間長さをＬと、該第一円弧部及び該第二円弧部の曲率半径とが、下記式（１）：
０≦Ｌ／Ｒ≦１      （１）
を満たす。そして、０≦Ｌ／Ｒ≦０．５であることが好ましい。
【００３６】
該第一円弧部と該第二円弧部とは、直接繋がっていることがより好ましい。該第一円弧部と該第二円弧部とが直接繋がっている場合は、該端部間長さＬは０ｍｍである。つまり、Ｌ／Ｒの値は０であることがより好ましい。
【００３７】
本発明の給湯用熱交換器では、該水流路管の外径をＤ（ｍｍ）とするとき、下記式（２）：
１≦Ｒ／Ｄ≦１０      （２）
を満たすことが好ましく、２≦Ｒ／Ｄ≦７であることが特に好ましい。Ｒ／Ｄの値が上記範囲内にあることにより、乱流促進効果が高くなる。一方、Ｒ／Ｄの値が、上記範囲を超えると、乱流促進効果が低くなり易く、また、上記範囲未満だと、伝熱管の座屈などの障害が発生し易くなり、信頼性の低下を招きやすくなる。なお、該水流路管の外径Ｄとは、該水流路管を水の流通方向に対して垂直な面で切ったときの断面の外径である。
【００３８】
θは、６０〜２９０°が好ましく、１８０〜２９０°が特に好ましい。θが上記範囲内にあることにより、乱流促進効果が高くなる。
【００３９】
該第一円弧部及び該第二円弧部の総延長（該第一円弧部と該第二円弧部との間に該連結部があるときは、該第一円弧部、該第二円弧部及び該連結部の総延長）は、熱交換部の水流路管の長さの７０％以上を占めることが好ましく、９０％以上を占めることが特に好ましい。該熱交換部の水流路管の長さに占める該第一円弧部及び該第二円弧部の総延長が、上記範囲であることにより、熱交換性能が高くなる。なお、該熱交換部とは、該冷媒流路を流通する冷媒と該水流路を流通する水との間で、熱交換が行われる部分を指す。そして、該熱交換部の水流路管の長さとは、例えば、図１に示す形態例では、該冷媒路管１と該水流路管２の二重管になっている部分の水流路管の長さを指す。また、図２に示す形態例では、該水流路管６と該冷媒流路管７の二重管になっている部分の水流路管の長さを指す。また、図３に示す形態例では、該冷媒流路管１２が該水流路管１１に巻き回されている部分の水流路管の長さを指す。また、図４に示す形態例では、該冷媒流路管１７が該水流路管１６に巻き回されている部分の水流路管の長さを指す。また、図５に示す形態例では、該冷媒流路管２２が該水流路管２３にめり込んでいる部分の水流路管の長さを指す。
【００４０】
図６では、該第一円弧部及び該第二円弧部が、１つの平面で繰り返される形態例を示したが、本発明の給湯器用熱交換器は、これに限定されるものではなく、該第一円弧部及び該第二円弧部が２つ以上の平面で繰り返されていてもよい。図１０は、２段式の熱交換器に係る水流路管の形状を示す模式図である。図１０中、該第一円弧部及び該第二円弧部が繰り返されている１段目５１の上に、該第一円弧部及び該第二円弧部が繰り返されている２段目５２が配置されており、該１段目５１の水流路管の一端と該２段目５２の水流路管の一端とは、継手５３により繋がっている。なお、図１０では、該１段目５１を黒で示し、該２段目５２を濃い灰色で示し、該継手５３を薄い灰色で示した。また、図１０では、本発明の給湯器用熱交換器に係る該水流路管のみを示しており、本発明の給湯器用熱交換器に係る該冷媒流路管の記載は省略した。
【００４１】
本発明の給湯用熱交換器に係る該水流路管は、通常、継目無管を加工して得られるので、該第一円弧部及び該第二円弧部（該連結部がある場合は、該第一円弧部、該第二円弧部及び該連結部）は、連続した１つの管体である。よって、該第一円弧部及び該第二円弧部が１つの平面で繰り返されている場合、通常、その１つの平面に繰り返されている該第一円弧部及び該第二円弧部は、連続した１つの継目無管で形成されている。また、該第一円弧部及び該第二円弧部が２つ以上の平面で繰り返されている多段の場合、通常、各段に繰り返されている該第一円弧部及び該第二円弧部は、連続した１つの継目無管で形成されているか、あるいは、２以上の段に亘って、該第一円弧部及び該第二円弧部が、連続した１つの継目無管で形成されている。
【００４２】
該冷媒流路に流通される冷媒としては、特に制限されない。該冷媒流路に流通される冷媒を二酸化炭素を主成分とする冷媒とすることも可能である。該二酸化炭素を主成分とする冷媒は、二酸化炭素単独か、あるいは、冷凍機油を０〜１５質量％含有する二酸化炭素冷媒である。
【００４３】
図１１に、従来の給湯用熱交換器を示す。図１１中、熱交換器６１は、溶媒流路管内に水流路管を挿入した二重管６２を、矩形渦巻き状に巻いたものである。該熱交換器６１では、直線部分６４と直線部分６４との間にある曲線部分６３は、全て曲率が同じ側にあるため、流路断面の一方向にのみ、速度境界層や温度境界層の薄い領域が存在することになるので、十分な乱流促進効果は得られない。
【実施例】
【００４４】
次に、実施例を挙げて本発明を更に具体的に説明するが、これは単に例示であって、本発明を制限するものではない。
【００４５】
（実施例１及び比較例１）
＜実施例１の熱交換器の作製＞
水流路管の形状を図６に示す水流路管の形状とし、図３の熱交換器を、下記寸法諸元にて作製した。
・水流路管：外径（Ｄ）＝９．５ｍｍ、肉厚＝０．７ｍｍ、材質はりん脱酸銅
・冷媒流路管：外径＝４ｍｍ、肉厚＝０．５ｍｍ、材質はりん脱酸銅
・水流路管の第一円弧部及び第二円弧部の曲率半径Ｒ＝６４ｍｍ
・水流路管の第一円弧部及び第二円弧部の中心角θ＝２９０°
・水流路管の第一円弧部の数＝３個、水流路管の第二円弧部の数＝３個
・水流路管の端部間長さＬ＝０ｍｍ
・Ｒ／Ｄ＝６．７、Ｌ／Ｒ＝０
・熱交換部全長＝２３００ｍｍ
・熱交換部の平面占有面積Ｓ＝１３００００ｍｍ２（熱交換部の平面占有幅Ｗ１＝５２０ｍｍ、熱交換部の平面占有奥行Ｔ１＝２５０ｍｍ）
なお、Ｗ１及びＴ１は、水流路管と水流路管の周囲に螺旋状に巻き回されている冷媒流路管も含めた熱交換部の幅及び奥行である。
【００４６】
＜比較例１の熱交換器の作製＞
水流路管の形状を図１２に示す形状とし、図３に示す熱交換器を下記寸法諸元にて作製した。
・水流路管：外径（Ｄ）＝１６ｍｍ、肉厚＝０．７ｍｍ、材質はりん脱酸銅
・冷媒流路管：外径＝４ｍｍ、肉厚＝０．５ｍｍ、材質はりん脱酸銅
・矩形の渦巻き状、四重巻き
・熱交換部全長＝４５００ｍｍ
・熱交換部の平面占有面積Ｓ＝１３００００ｍｍ２（熱交換部の平面占有幅Ｗ２＝５２０ｍｍ、熱交換部の平面占有奥行Ｔ２＝２５０ｍｍ）
なお、図１２は、水流路管と周囲に螺旋状に巻き回されている冷媒流路管とが一体となった熱交換部の形状を指し、図１２中では、個々の水流路管及び冷媒流路管の記載を省略した。また、Ｗ２及びＴ２は、水流路管と水流路管の周囲に螺旋状に巻き回されている冷媒流路管も含めた熱交換部の幅及び奥行である。
【００４７】
＜性能評価＞
・評価方法
冷媒流路管内に二酸化炭素冷媒ガスを、水流路管内に水を、表１に示す条件で流通させて、熱交換性能を測定した。
【００４８】
【表１】
2011017475.tif 000003
【００４９】
＜評価結果＞
実施例１と比較例１の水流量１Ｌ／分における熱交換量を比較したところ、実施例１の熱交換量は、比較例の熱交換量と同じであった。これを、熱交換器の単位質量当たり（単位長さ当たり）の熱交換量で比較すると、実施例１の熱交換器の単位質量当たりの熱交換量は、比較例１の１．９５倍であった。
【産業上の利用可能性】
【００５０】
本発明によれば、熱交換性能に優れる給湯用熱交換器を製造することができる。
【符号の説明】
【００５１】
１、７、１２、１７、２２  冷媒流路管
２、６、１１、１６、２１、３０  水流路管
３１、４１    第一円弧部
３２、４２    第二円弧部
３３          変曲点
３５          水
３６          曲率中心
３７          水の流通方向
４５          直線部（連結部）
５１          １段目
５２          ２段目
６１          熱交換器
６２          二重管
６３          曲線部分
６４          直線部分
θ            円弧部の中心角
Ｒ            円弧部の曲率半径
Ｄ            水流路管の外径
【図４】
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【図５】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１】
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【図２】
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【図３】
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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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