(57)【要約】【課題】冷媒が通過する銅パイプ製の冷媒管と、給湯水が通過する銅パイプ製の給湯水管とを偏平にし、交互に重ねた螺旋状構造体の両端を支持体（端板）で機械的に締結しただけでは、局所的にみると管と管との間に隙間があり、充分な熱伝導が得られない事が懸念される。【解決手段】冷媒が通過する銅パイプ製の冷媒管と、給湯水が通過する銅パイプ製の給湯水管より構成され、冷媒管および給湯水管を偏平形状とし、交互に重ねた螺旋状で、それらの管は内面に突起を設けた銅管で、冷媒管と給湯水管の隙間を軟ろう材よりも強度があり、熱伝導率の良い硬ろう材（りんの含有量が５〜８％のりん銅ろう材）を用いる。【選択図】　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
扁平形状の給湯水管と、真円形状もしくは扁平形状の冷媒管とを少なくとも２本以上を交互に重ね螺旋状に巻き、かつ、冷媒管と給湯水管の隙間をろう材を用いて接合したことを特徴とする熱交換器。
【請求項２】
ろう材として、軟ろう材（はんだ）より接合強度、熱伝導率の良い硬ろう材を用いた請求項１の熱交換器。
【請求項３】
冷媒管、給湯水管ともに内面に突起を設けた管を用いた請求項１の熱交換器。
【請求項４】
冷媒管より給湯水管の内径を大きくしたことを特徴とする請求項１の熱交換器。
【請求項５】
高圧冷媒を用いる場合、冷媒管外径１２．８ｍｍ以下、肉厚０．５ｍｍ以上、ろう付け後の冷媒管の平均結晶粒度０．１０ｍｍ以下という特徴を有する請求項１の熱交換器。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明はヒートポンプ給湯機に用いる熱交換器に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
現在主流である給湯器は、貯湯槽を持たずに燃焼熱で湯を供給するガス燃焼式、大きな貯湯槽を持ち夜間電力を使用し、昼間に使用する湯を貯めておく電気温水式がある。また、近年、普及し始めているヒートポンプ給湯機集熱装置は、圧縮機、凝縮器、膨張弁、蒸発器で構成される冷媒回路と、蓄熱槽、水循環ポンプ、凝縮器と熱交換を行う熱交換器から構成される温水回路とを備えている。給湯水は水循環ポンプにより温水回路の熱交換器に送水され、温水熱交換器で冷媒の凝縮熱によって加熱されて再び蓄熱槽に戻る。下記する特許文献１に記載の熱交換器は、給湯水が通過する銅パイプ製の給湯水管と、冷媒が通過する銅パイプ製の冷媒管より構成され、両管を偏平にし、交互に重ねた螺旋状で、両端には支持体（端板）を設け、これら支持体を螺旋のセンターに設けたボルトによって機械的に締結している。また、ナットと支持体の間にはスプリングワシャーが挿入されている。
【０００３】
【特許文献１】
特開２００１−２８０６９６号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
冷媒が通過する銅パイプ製の冷媒管と、給湯水が通過する銅パイプ製の給湯水管とを偏平形状にし、それらを交互に重ねて螺旋状に巻いた構造体を固定するために、その両端に支持体（端板）を付し、それら支持体を螺旋構造体のセンターに設けたボルトによって機械的に締結した構造である。この構造体は、局所的にみると管と管との間に隙間があり、充分な熱伝達が得られない事が懸念される。
【０００５】
そこで、本発明の目的は、冷媒管と給湯水管との機械的強度及び熱交換性能の向上を図る。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
冷媒が通過する銅パイプ製の冷媒管と、給湯水が通過する銅パイプ製の給湯水管より構成され、冷媒管および給湯水管を偏平形状とし、交互に重ねた螺旋状で、かつ、冷媒管から給湯水管への熱伝達を向上させるために、空気調和機等で用いられる内面に突起を設けた銅管を給湯水管および冷媒管ともに使用して、冷媒管と給湯水管の隙間をろう材を用いて接合する事で、管と管との隙間に存在する空気層を抑え、熱交換性能の良い熱交換器を作製する事が出来る。さらに、接合材として、軟ろう材よりも強度があり、熱伝導率の良い硬ろう材（りんの含有量が５〜８％のりん銅ろう材）を用いることで、管とろう材との剥離防止、熱交換性能を向上させる事が出来る。また、接合材として硬ろう材（りんの含有量が５〜８％のりん銅ろう材）を用いるため、ろう付け温度が高く、熱影響による組織の粗大化により強度低下が懸念されるので、ろう付け温度管理を行なう必要がある。
【０００７】
【発明の実施の形態】
図１において、請求項１の熱交換器本体１は、給湯水管２、冷媒管４、給湯水管３、冷媒管５の４本の銅管と接合材であるろう材６とで構成され、４本の銅管を螺旋状に巻き付けて成形されており、給湯水管の両側には冷媒管、冷媒管の両側には給湯水管を配置する構造としている。給湯水管２は浴室用給湯水、給湯水管３は台所用給湯水、冷媒管４及び冷媒管５は冷媒が流通する。この４本の管を給湯水管と冷媒管を交互に巻き付け接触させることで、高温状態の冷媒管内の熱を給湯水管内の水もしくは、温水に伝えて温度を上昇させる。熱伝達向上のため、ともに扁平形状とし、管と管との隙間をろう材６を用いて接合する。この様な構造にする事で、冷媒管内の冷媒の熱を給湯水管２および給湯水管３内の水もしくは湯水に伝達し易くしている。請求項２は、更なる熱伝達向上のため、ともに扁平形状とし、管と管との隙間を接合するろう材６として、軟ろう材よりも接合強度があり、熱伝導率の良い硬ろう材（りんの含有量が５〜８％のりん銅ろう材）を用いる。請求項３は、更なる熱伝達の向上として、空気調和機等で用いられる内面に突起を設けた銅管を給湯水管２、給湯水管３、および冷媒管４、冷媒管５の４管ともに使用する請求項１の熱交換器である。請求項４については、給湯水管２、給湯水管３は、水もしくは、湯水が管内を流通するので潰食が懸念されるため、流速を遅くする目的で、冷媒管外径１２．８ｍｍに対して外径１５．９ｍｍを使用する。そのため、給湯水管内径は、冷媒管内径より大きいことを特徴とする請求項１の熱交換器である。
【０００８】
請求項５は、りん銅ろう材（りんの含有量が約５〜８％）を用いたろう付けでは、ろう付け温度が、約８００℃以上と高いため、ろう付け時の組織の粗大化に伴う耐圧強度の低下が懸念されるので、銅管仕様としては、給湯水管２、給湯水管３は外径１５．９ｍｍ、肉厚０．８ｍｍ、冷媒管４、冷媒管５は、外径１２．８ｍｍ、肉厚１．０ｍｍとしている。また、ろう付け方法としては、熱交換器本体１の寸法は、給湯水管、冷媒管の積層方向で約１０００ｍｍ、巻き外径で約３４０ｍｍとヒートマスが大きく、局部的な過加熱を生じ易いので還元雰囲気下の炉中で接合を実施する。この銅管仕様、接合方法で実施することで、銅管の結晶粒度は約０．１ｍｍ以下に抑えることが出来、設計圧力の３倍以上の耐圧強度を確保する事ができる。
【０００９】
【発明の効果】
上記説明したような本発明によれば、冷媒が通過する銅パイプ製の冷媒管と、給湯水が通過する銅パイプ製の給湯水管より構成され、冷媒管および給湯水管を偏平形状とし、交互に重ねた螺旋状で、かつ、冷媒管から給湯水管への熱伝達を向上させるために、空気調和機等で用いられる内面に突起を設けた銅管を給湯水管および冷媒管ともに使用し、冷媒管と給湯水管の隙間を軟ろう材よりも強度があり、熱伝導率の良い硬ろう材（りんの含有量が約５〜８％のりん銅ろう材）を用いて接合することで、管とろう材との剥離防止、管と管との隙間に存在する空気層を抑え、熱交換性能が良く、且つ、上記の銅管仕様、接合方法で実施することで、銅管の結晶粒度は約０．１ｍｍ以下に抑えることが出来、設計圧力の３倍以上の耐圧強度を確保する事ができる。本実施形態にて、熱交換性能が良く、耐圧強度が確保された熱交換器を提供することが出来る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態の説明に適用される熱交換器の概略図である。
【図２】図１の断面図である。
【符号の説明】
１…熱交換器本体、２…給湯水管（浴室用）、３…給湯水管（台所用）、４…冷媒管Ａ、５…冷媒管Ｂ、６…りん銅ろう材。
【図１】
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【図２】
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