(57)【要約】      （修正有）【課題】製造が容易で製造コストが安い熱交換器およびそれを用いたヒートポンプ給湯機を提供する。【解決手段】ヒートポンプ給湯機の凝縮器として用いる本熱交換器は、内部を流体が流れる小孔流路を複数設けた多孔管と、この多孔管よりも大きな直径を有し、流路を流体が流れ、かつ外周に凹部を設けた外管とからなり、多孔管を凹部に押込み伝熱的に一体化する。小孔流路の孔形状は、円形、三角状孔、扇形状孔であり、これにより伝熱面積を大きくすることができる。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部を流体が流れる小孔流路を複数設けた多孔管と、
この多孔管よりも大きな直径を有し、流路を流体が流れ、かつ外周に凹部を設けた外管とからなり、
前記多孔管を前記凹部に押込み伝熱的に一体化したことを特徴とする熱交換器。
【請求項２】
前記小孔流路の孔は、円形、三角形あるいは扇形状であり、点対称に配されることを特徴とする請求項１に記載の熱交換器。
【請求項３】
内部を冷媒が流れる小孔流路を複数設けた多孔管と、
この多孔管よりも大きな直径を有し、流路を水が流れ、かつ外周に凹部を設けた外管とからなり、
前記多孔管を前記凹部に押込み伝熱的に一体化した熱交換器で前記水を加熱することを特徴するヒートポンプ給湯機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は熱交換器およびそれを用いたヒートポンプ給湯機に係り、特に製造が容易になるように構造を改良した熱交換器およびそれを用いた給湯機に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、給湯機においては、電気給湯機よりも消費電力の低減が可能なヒートポンプ給湯機が普及している。
【０００３】
図６に示すように、一般的なヒートポンプ給湯機１１は、ヒートポンプ式の冷凍サイクル１２と給湯サイクル１３を備える。
【０００４】
冷凍サイクル１２はコンプレッサ１４、四方弁１５、貯湯熱交換器（水−冷媒熱交換器）１６の冷媒熱交換パイプ、減圧手段１７、空気熱交換器１８を順次配管接続してなる。給湯サイクル１３は給湯タンク１９と、この給湯タンク１９の底部１９ａに連通する給水パイプ２０、同じく底部１９ａに連通し、給水ポンプ２１が設けられ、貯湯熱交換器１６の湯生成パイプに連通する送水パイプ２２と、湯生成パイプ及び給湯タンク１９の上部１９ｂに連通する給湯パイプ２３からなる。
【０００５】
この水−冷媒熱交換器は、高温冷媒により水を加熱するもので、冷媒が流れる冷媒パイプと水が流れる水パイプが伝熱的に接合される。
【０００６】
なお、貯湯熱交換器の両パイプの伝熱的接合構造として、大口径の水パイプの外周に１あるいは複数条の円弧状凹溝を形成し、この円弧状凹溝に小口径の冷媒パイプを１あるいは複数本伝熱的に押込み嵌合させた水−冷媒熱交換器が提案されている（特許文献１、２）。
【０００７】
しかしながら、特許文献１、２に記載の水−冷媒熱交換器は、冷媒側の伝熱性能を上げるには小口径の冷媒パイプを多数本、大口径の水パイプの外周に押込む必要があり、製造が困難であり、高コストになっている。
【特許文献１】特開２００２−１８１４６５号公報
【特許文献２】特開２００３−２１４７７８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は上述した事情を考慮してなされたもので、製造が容易で製造コストが安い熱交換器を提供することを目的とする。
【０００９】
また、製造が容易で製造コストが安い熱交換器を用いた安価なヒートポンプ給湯機を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上述した目的を達成するため、本発明に係る熱交換器は、内部を流体が流れる小孔を複数個設けた多孔管と、この多孔管よりも大きな直径を有し、内部を流体が流れ、かつ外周に凹部を設けた外管とからなり、前記多孔管を前記凹部に押込み伝熱的に一体化したことを特徴とする。
【００１１】
本発明に係るヒートポンプ給湯機は、内部を冷媒が流れる小孔流路を複数設けた多孔管と、この多孔管よりも大きな直径を有し、流路を水が流れ、かつ外周に凹部を設けた外管とからなり、前記多孔管を前記凹部に押込み伝熱的に一体化した熱交換器で前記水を加熱することを特徴する。
【発明の効果】
【００１２】
本発明に係る熱交換器によれば、製造が容易で製造コストが安い熱交換器を提供することができる。
【００１３】
また、本発明に係るヒートポンプ給湯機によれば安価な給湯機を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
本発明の一実施形態に係る熱交換器について添付図面を参照して説明する。
【００１５】
図１は本発明の一実施形態に係る熱交換器の正面図であり、図２はその端部の拡大図、図３はその多孔管の端部の拡大図である。
【００１６】
図１ないし図３に示すように、本発明の一実施形態に係る熱交換器１は、コイル形状をなし、内部を流体が流れる小孔流路２ａを複数個設けた多孔管２と、この多孔管２よりも大きな直径を有し、流路３ａを流体が流れ、かつ外周に凹部３ｂを設けた外管３とからなり、多孔管２を流路３ａに膨出する凹部例えば円形状に押込み伝熱的に一体化される。
【００１７】
小孔流路の孔形状は、円形、図４に示す三角状孔２ｂあるいは図５に示す扇形状孔２ｃであり、点対称に配されるのが好ましい。これにより、伝熱面積を大きくすることができ、さらに、孔と孔間の隔壁には圧力が対称にかかり、打ち消し合うので隔壁の肉厚を薄くすることができ、耐圧的には外側の肉厚さえ確保すればよくなり、孔数が自由に選択できる。
【００１８】
多孔管２は材質がアルミニウムで、押出しにより成形され、外管３は銅管である。
【００１９】
本熱交換器１の製造方法は、例えば外管である銅管に半円形状の凹部を形成し、予め作製された多孔管を押込み、さらに、外管を加圧して、図２に示すように、僅かに欠けた略円形状の凹部によって、伝熱的に一体化する。
【００２０】
本熱交換器は、複数本の細径管を外管に押込む従来の熱交換器に対し、１本の多孔管を外管に押込めばよく、半田付け等を用いる必要がなく、製造が容易になり、製造コストが低減できる。また、伝熱面積の大きい多孔管が１本外形管に押込まれているため、高性能である。
【００２１】
次に本実施形態の熱交換器１をヒートポンプ給湯機に組み込んで使用する例について説明する。
【００２２】
図６に示すように、本実施形態の熱交換器１は一般的なヒートポンプ給湯機１１に組み込まれて使用される。このヒートポンプ給湯機１１については、その構造を既に説明したので、説明は省略する。
【００２３】
ヒートポンプ給湯機の貯湯運転時、コンプレッサ１４で圧縮され高温高圧になった冷媒は、四方弁１５を介して貯湯熱交換器（水−冷媒熱交換器）である本実施形態の図２に示す熱交換器１の多孔管（冷媒熱交換パイプ）２に流入し、熱交換器１の外管（湯生成パイプ）３を流れる水と熱交換して湯を生成する。
【００２４】
熱交換器１で水と熱交換して凝縮され、液冷媒となり、減圧手段１７で減圧され、空気熱交換器１８で蒸発し、四方弁１５を介してコンプレッサ１４に戻る。
【００２５】
一方、給湯タンク１９から給水パイプ２０、給水ポンプ２１を介して熱交換器１に流入し、上記のように外管３で冷媒と熱交換して生成された湯は、貯湯タンク１９の上部から貯湯タンク１９ｂに流入し、貯湯され、必要に応じて、給湯パイプ２３から給湯される。
【００２６】
上記貯湯熱交換器である本熱交換器１における水−冷媒の熱交換過程において、図２に示す小孔流路２ａ中を高圧高温の冷媒が流れ、この熱が多孔管２のアルミニウムの基部に伝熱され、さらに、銅の外管３に伝わり、この外管３から流路３ａを流れる水に伝わり、水を加熱する。多孔管は、小孔流路２ａを流れる冷媒が接する伝熱面積は小孔流路２ａの全表面積となり、１本の多孔管を用いるにもかかわらず、従来の複数本に小径管を用いた伝熱管と同じ伝熱面積を確保できる。
【００２７】
本実施形態の熱交換器によれば、多孔管を外管の外周に設けた凹部に押込み伝熱的に一体化するので、製造が容易で製造コストが安い熱交換器が実現する。
【００２８】
本実施形態のヒートポンプ給湯機によれば、安価なヒートポンプ給湯機が実現する。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明の一実施形態に係る熱交換器の正面図。
【図２】本発明の一実施形態に係る熱交換器の端部の拡大図。
【図３】本発明の一実施形態に係る熱交換器の多孔管端部の拡大図。
【図４】本発明の他の実施形態に係る熱交換器の端部の拡大図。
【図５】本発明の他の実施形態に係る熱交換器の端部の拡大図。
【図６】一般的なヒートポンプ給湯機の概念図。
【符号の説明】
【００３０】
１…熱交換器、２ａ…小孔流路、２…多孔管、３ａ…内部、３ｂ…凹部、３…外管。
【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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