(57)【要約】【課題】従来の拘束管による構成の場合、全体の管径が大きくなる一方、管形状によっては配管同士の密着度が悪く、熱抵抗が大きい。  また、重管構造によっては、適切に拘束することができない。【解決手段】本願発明は、このような問題を解決するためになされたもので、例えば水とＣＯ2冷媒等の熱交換を行う給湯用熱交換器等の重管構造の熱交換器において、芯管と外管の外周側に薄い金属製の薄管を巻いて機械的に密着させ、さらに接着剤を充填することなどによって最終的に強固で、密度の高い吸着接合を図ることにより、上記従来の問題を解決した。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
芯管（１）と、該芯管（１）の外周に設けられた外管（３），（３）・・・と、これら芯管（１）および外管（３），（３）・・・の外周を覆って設けられた金属製の薄管（６）と、該薄管（６）と上記芯管（１）および外管（３），（３）・・・との間に充填された接着剤（７）とからなり、上記芯管（１）および外管（３），（３）・・・は、それらの外部形状に沿って密着緊締された状態で接合された上記薄管（６）により相互に固定一体化されていることを特徴とする熱交換器。
【請求項２】
薄管（６）は、真空吸着により芯管（１）および外管（３），（３）・・・の外部形状に沿って密着緊締されていることを特徴とする請求項１記載の熱交換器。
【請求項３】
接着剤（７）は、熱伝導性の良好なものであることを特徴とする請求項１又は２記載の熱交換器。
【請求項４】
接着剤（７）には、銅粉が混入されていることを特徴とする請求項３記載の熱交換器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本願発明は、給湯機用熱交換器等の水と冷媒とを熱交換させるための重管構造の熱交換器の構造に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から良く知られている、例えばヒートポンプ式給湯機等の給湯機用熱交換器に用いられる熱交換器として、例えば図６および図７に示されるような、水が流通する水通路を有する芯管１と、該芯管１の外周に配設され、例えば銅ロウ等でロウ付け５されたＣＯ2等の冷媒が流通する冷媒通路４，４・・・を有する外管３，３・・・との二重管からなるものがある。
【０００３】
このように、水が流れる芯管１の外周に冷媒が流れる外管３，３・・・を配設し、銅ロウ付けされた二重管構造の熱交換器は、ロウ付け温度が高温のため、外管３，３・・・のロウ付け部管壁の組織が加熱されて管壁素材の結晶粒が大きくなり、軟化する。そのため強度が小さくなり、腐食による冷媒漏れの原因となる。
【０００４】
そこで、そのようなロウ付けに代えて、複数の管類を金属製の拘束管で拘束する構成なども採用されている（特許文献１参照）。
【０００５】
【特許文献１】特開２００４−２１８９４６号公報（明細書１−９、図１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、このような構成の場合、全体の管径が大きくなる一方、外管の構造によっては適切に拘束することができないために、配管同士の密着度が悪く、熱抵抗が大きい問題がある。
【０００７】
本願発明は、このような問題を解決するためになされたもので、例えば水とＣＯ2冷媒等の熱交換を行う重管構造の熱交換器において、芯管と外管の外周側に薄い金属製の薄管を巻いて機械的に密着させ、さらに接着剤を充填することなどによって最終的に強固で、密度の高い接合を図ることにより、上述した従来の問題を解決した重管構造の熱交換器を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本願発明は、上記の目的を達成するために、次のような有効な課題解決手段を備えて構成されている。
【０００９】
（１）  請求項１の発明
この発明は、芯管１と、該芯管１の外周に設けられた外管３，３・・・と、これら芯管１および外管３，３・・・の外周を覆って設けられた金属製の薄管６と、該薄管６と上記芯管１および外管３，３・・・との間に充填された接着剤７とからなり、上記芯管１および外管３，３・・・は、それらの外部形状に沿って密着緊締された状態で接合された上記薄管６により相互に固定一体化されていることを特徴としている。
【００１０】
このような構成によると、薄管６が芯管１および外管３，３・・・の外部形状に沿って密着緊締された状態で確実かつ強固に接合され、同確実かつ強固に接合された当該薄管６により芯管１および外管３，３・・・が相互に確実に伝熱性良く固定一体化される。
【００１１】
そして、同構成では、従来のロウ付けによる場合と異なって全く母材が高温にならないため、外管３，３・・・の強度低下が生じなくなる。もちろん、結晶粒の肥大化が起きることもなく、腐食も防止されるので、従来のような冷媒漏れも生じない。
【００１２】
（２）  請求項２の発明
この発明は、上記請求項１の発明の構成において、薄管６は、真空吸着により芯管１および外管３，３・・・の外部形状に沿って密着緊締されていることを特徴としている。
【００１３】
このような構成によると、薄管６の芯管１および外管３，３・・・に対する密着度合が極めて高くなり、芯管１および外管３，３・・・の緊締度合も大きく向上する。
【００１４】
その結果、芯管１と外管３，３・・・相互間の伝熱性能も大きく改善される。
【００１５】
（３）  請求項３の発明
この発明は、上記請求項１又は２の発明の構成において、接着剤７は、熱伝導性の良好なものであることを特徴としている。
【００１６】
このような構成によれば、芯管１と外管３，３・・・相互間の伝熱性能が、有効に改善される。
【００１７】
（４）  請求項４の発明
この発明は、上記請求項１，２又は３の発明の構成において、接着剤７には、銅粉が混入されていることを特徴としている。
【００１８】
このような構成によれば、やはり芯管１と外管３，３・・・相互間の伝熱性能が、より一層改善される。
【発明の効果】
【００１９】
以上の結果、本願発明によれば、腐蝕等による外管の冷媒漏れを招くことなく、芯管および外管の外部形状に応じた伝熱性能が高く、しかも無駄な外径拡大のない高強度の結束構造を実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、添付の図面を参照して、本願発明の幾つかの最良の実施の形態について詳細に説明する。
【００２１】
（最良の実施の形態１）
図１〜図３には、例えば給湯機用熱交換器を構成するに適した本願発明の最良の実施の形態１に係る重管構造の熱交換器の構成が示されている。
【００２２】
これらの図中、先ず図１は同熱交換器の製造完了後の構成を示しており、符号１は、その内側に、断面円形の水通路２を形成する円管構造の芯管である。該芯管（管状部材）１は、所定の大きさの通路径（内径）を有して構成されている。
【００２３】
一方、符号３は、その内側に、断面円形の冷媒通路４を形成する円管構造の外管（管状部材）である。該外管３は、上記芯管１の直径よりも小さく、上記芯管１の直径方向両端側に位置する外周面の所定周方向面幅（所定円弧角幅）内に、前述の図６および図７のものと同様に第１〜第４の複数本の外管３，３，３，３が同方向に所定の間隔を置いて長手方向に沿って平行に配置され、芯管１と一体化して設けられている。
【００２４】
そして、これら第１〜第４の複数本の外管３，３，３，３内の複数の冷媒通路４，４，４，４には、例えば二酸化炭素冷媒（ＣＯ2）が流されるようになっている。
【００２５】
ところで、この実施の形態の場合、上記芯管１および外管３，３・・・の外周には、それらを覆って可撓性および延伸性のある銅薄管等金属製の薄管６が設けられているとともに、該薄管６と上記芯管１および外管３，３・・・との間には接着剤７が充填されており、上記芯管１および外管３，３・・・は、それらの外部形状に沿って真空吸着により強固に密着緊締された状態で接合された上記薄管６により確実かつ強固に固定一体化されている。
【００２６】
このような構成によると、薄管６が芯管１および外管３，３・・・の外部形状に沿って強く密着緊締された状態で確実かつ強固に接合され、同確実かつ強固に接合された当該薄管６により芯管１および外管３，３・・・が相互に確実に伝熱性良く固定一体化される。
【００２７】
そして、同構成では、従来のロウ付けによる場合と異なって全く母材が高温にならないため、外管３，３・・・の強度低下が生じなくなる。もちろん、結晶粒の肥大化が起きることもなく、腐食も防止されるので、従来のような冷媒漏れも生じない。
【００２８】
特に上記可撓性および延伸性のある薄管６は、真空吸着により芯管１および外管３，３・・・の外部形状に沿って強固に密着緊締されている。
【００２９】
したがって、このような構成によると、薄管６の芯管１および外管３，３・・・に対する密着度合が極めて高くなり、芯管１および外管３，３・・・の緊締度合も大きく向上する。
【００３０】
その結果、芯管１と外管３，３・・・相互間の伝熱性能も大きく改善される。
【００３１】
さらに、上記接着剤７は、例えば熱伝導性の良好なものが選ばれ、具体的には、銅粉が所定重量比以上混入されたものが採用されている。
【００３２】
したがって、芯管１と外管３，３・・・相互間の伝熱性能が、より一層改善向上される。
【００３３】
以上の結果、本実施の形態の熱交換器によれば、腐蝕等による外管の冷媒漏れを招くことなく、芯管１および外管３，３・・・の外部形状に応じた伝熱性能が高く、しかも無駄な外径拡大のない高強度の結束構造を実現することができる。
【００３４】
この場合、上記薄管６による芯管１および第１〜第４の外管３，３・・の密着緊締は、例えば図２に示すように、（１）先ず芯管１の周りに第１〜第４の外管３，３・・を配置し、その周りを薄い金属製の薄管６で覆う。（２）その後、上記可撓性および延伸性のある薄管６を、その外部形状に沿って機械加工により密着させる。（３）次に上記芯管１と第１〜第４の外管３，３・・の間に接着剤を充填した後、上記薄管６の内部を真空にして、例えば図３に示すように高密度に密着緊締させて接着剤が硬化するのを待つ。
【００３５】
これら（１）〜（３）の結果、最終的に図１に示すような二重管構造の給湯用熱交換器が実現される。
【００３６】
なお、銅製の薄管６としては、例えば一例として０．１ｍｍ程度の厚さのものが使用される。
【００３７】
（その他の実施の形態）
なお、以上の構成における給湯用熱交換器の第１〜第４の外管３，３・・の本数（パス数）は、例えば図４のように任意に増加させることもでき、また同外管３，３・・・の芯管１に対する配設形態は、例えば図５に示すように、螺旋状に巻き付けることもでき、それらの何れの場合にあっても上記実施の形態１の場合と全く同様の効果を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】本願発明の最良の実施の形態１に係る二重管構造の給湯用熱交換器の構成を示す横断面図である。
【図２】同熱交換器の外管（冷媒配管）固定方法の第１工程を示す横断面図である。
【図３】同熱交換器の外管（冷媒配管）固定方法の第２工程を示す横断面図である。
【図４】本願発明の最良の実施の形態２に係る二重管構造の給湯用熱交換器の構成を示す横断面図である。
【図５】本願発明の最良の実施の形態３に係る二重管構造の給湯用熱交換器の構成を示す横断面図である。
【図６】従来の給湯用熱交換器の構成を示す一部切欠斜視図である。
【図７】同熱交換器の芯管と外管とをロウ付け構成とした時の構造を示す断面図である。
【符号の説明】
【００３９】
１は芯管、２は水通路、３は外管、４は冷媒通路、５はロウ付け部、６は薄管、７は接着剤である。
【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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