(57)【要約】【課題】本発明は、使用に伴い熱変形しても、螺旋の隣合う管の間に隙間が生じてしまうことを防止することができる、ひいては、熱交換率の悪化を防止することができる熱交換器、及びその製造方法を提供すること。【解決手段】冷媒の流通する流水管１０と、湯の流通する流湯管２０とを備えており、流水管１０および流湯管２０は、夫々、予め断面が偏平状に成形された管材が巻回加工されて成形されるとともに、該巻回加工後に交互に接触するように組み合わされていることを特徴としている。【選択図】　図１
2004085166.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
冷媒の流通する冷媒管と、被冷媒の流通する被冷媒管とを備えた熱交換器において、
前記冷媒管及び被冷媒管は、予め断面楕円形状に形成された管材が適宜間隔の空いた螺旋状に巻回加工されることにより夫々成形されるものであり、交互に接触するように組み合わされていることを特徴とする熱交換器。
【請求項２】
冷媒管及び被冷媒管は、異径の断面真円形状の管材が異なる偏平率に加工されることにより、螺旋の径方向に対する管断面軸長さが同一であって且つ螺旋の軸方向に対する管断面軸長さが異なるように成形されることを特徴とする請求項１記載の熱交換器。
【請求項３】
冷媒管及び被冷媒管は、該冷媒管及び被冷媒管の管断面長軸方向が螺旋の径方向となるように夫々巻回されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の熱交換器。
【請求項４】
冷媒管及び被冷媒管は、分離状態において、隣合う螺旋の間隔が管断面短軸より小さくされていることを特徴とする請求項１から３の何れかに記載の熱交換器。
【請求項５】
冷媒の流通する冷媒管と被冷媒の流通する被冷媒管とを備えた熱交換器の製造方法において、
前記冷媒管及び被冷媒管を成形するために断面楕円形状の管材を夫々適宜間隔を空けて巻回することにより巻回工程と、
該巻回工程において成形された冷媒管及び被冷媒管を交互に接触するように組み合わせる組合工程とを備えていることを特徴とする熱交換器の製造方法。
【請求項６】
冷媒の流通する冷媒管と被冷媒の流通する被冷媒管とを備えた熱交換器の製造方法において、
前記冷媒管及び被冷媒管を成形するために断面楕円形状の管材を夫々適宜間隔を空けて巻回することにより巻回工程を備えており、
該巻回工程においては、冷媒管及び被冷媒管を重ねた状態で巻回することにより、冷媒管及び被冷媒管が成形されると同時に巻回後の冷媒管及び被冷媒管が交互に接触するように組み合わされることを特徴とする熱交換器の製造方法。
【請求項７】
組合工程又は巻回工程における断面楕円形状の冷媒管及び被冷媒管の組合後に、該冷媒管及び被冷媒管の螺旋の軸方向両端より圧縮荷重を加える加圧工程を備えていることを特徴とする請求項５又は６に記載の熱交換器の製造方法。
【請求項８】
異径の断面真円形状の管材が異なる偏平率に偏平加工が施されることにより、両管材の管断面短軸又は管断面長軸の何れか一方の長さが同一となるように成形する偏平成形工程を備えており、
巻回工程においては、該偏平成形工程において同一長さとされた両管材の管断面軸方向が螺旋の径方向となるように巻回されることを特徴とする請求項５から７の何れかに記載の熱交換器の製造方法。
【請求項９】
巻回工程においては、冷媒管及び被冷媒管の管断面長軸がともに螺旋の径方向となるように巻回されることを特徴とする請求項６から８の何れかに記載の熱交換器の製造方法。
【請求項１０】
巻回工程においては、冷媒管および被冷媒管の螺旋の軸方向に対する管断面軸長さよりも隣合う螺旋間の間隔が小さくなるように巻回されることを特徴とする請求項６から９の何れかに記載の熱交換器の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、熱交換器に関し、特に、使用に伴い熱変形した場合にも、熱交換率が悪化してしまうことを防止することができる熱交換器、及びその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
熱交換器は、冷媒の流通する冷媒管や、高温の湯の流通する流湯管を備えており、これら冷媒管や流湯管内を流通する冷媒や湯の有する熱量を管材外部の気体や流体と熱交換をするものである。ここで、図１３に、一従来例の流湯管９０を示す。図１３に示すように、流湯管９０は、螺旋状に巻回されている。
【０００３】
このような螺旋状に巻回された流湯管９０の製造方法においては、まず、略真円状の断面積を有する管材９１を螺旋状に巻回する。巻回後、隣り合う螺旋の管材相互が接触し、且つ管材の断面積が偏平となるように、流湯管９０には螺旋の軸方向（矢印Ｚ方向、及び、反矢印Ｚ方向）より圧縮加工が施される。このように形成することにより、収納スペースを小さくすることができるとともに、隣合う流湯管９０，９０同士の接触面積を増やして、熱交換率を増やすことができるのである。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、熱交換器を構成する管材には銅管が用いられるのが通常であるが、流湯管９０内に湯が流通すると、流湯管９０が熱変形により反りが発生する。すると、図１４に示すように、螺旋の隣り合う流湯管９０，９０の間に隙間９２が発生してしまう。即ち、隣合う流湯管９０，９０同士が面接触から線接触となってしまい、熱交換率が悪くなるという問題点があった。
【０００５】
そこで、案出されたのが本発明であって、本発明は、使用に伴い熱変形しても、螺旋の隣合う管同士の間に隙間が生じてしまうことを防止することができる、ひいては、熱交換率の悪化を防止することができる熱交換器、及びその製造方法を提供することを目的としている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
この目的を達成するために請求項１記載の熱交換器は、冷媒（水や、湯、クーラントなどの冷却用低温流体）の流通する冷媒管と、被冷媒（湯、フロン、ＣＯ２などの加熱用高温流体）の流通する被冷媒管とを備えており、前記冷媒管及び被冷媒管は、予め断面楕円形状に形成された管材が適宜間隔の空いた螺旋状に巻回加工されることにより夫々成形されるものであり、交互に接触するように組み合わされることにより構成されるものである。
請求項２記載の熱交換器は、請求項１記載の熱交換器において、冷媒管及び被冷媒管は、異径の断面真円形状の管材が異なる偏平率に加工されることにより、螺旋の径方向に対する管断面軸長さが同一であって且つ螺旋の軸方向に対する管断面軸長さが異なるように成形されるものである。
請求項３記載の熱交換器は、請求項１または２に記載の熱交換器において、冷媒管及び被冷媒管は、該冷媒管及び被冷媒管の管断面長軸方向が螺旋の径方向となるように夫々巻回されている。
請求項４記載の熱交換器は、請求項１から３のいずれかに記載の熱交換器において、冷媒管及び被冷媒管は、分離状態において、隣合う螺旋の間隔が管断面短軸より小さくされている。
請求項５記載の熱交換器の製造方法は、冷媒の流通する冷媒管と被冷媒の流通する被冷媒管と成形するとともに組み合わせる方法であり、前記冷媒管及び被冷媒管を成形するために断面楕円形状の管材を夫々適宜間隔を空けて巻回することにより巻回工程と、該巻回工程において成形された冷媒管及び被冷媒管を交互に接触するように組み合わせる組合工程とを備えている。
請求項６記載の熱交換器の製造方法は、冷媒の流通する冷媒管と被冷媒の流通する被冷媒管と成形するとともに組み合わせる方法であり、前記冷媒管及び被冷媒管を成形するために断面楕円形状の管材を夫々適宜間隔を空けて巻回することにより巻回工程を備えており、該巻回工程においては、冷媒管及び被冷媒管を重ねた状態で巻回することにより、冷媒管及び被冷媒管が成形されると同時に巻回後の冷媒管及び被冷媒管が交互に接触するように組み合わされる。
請求項７記載の熱交換器の製造方法は、請求項５または６に記載の熱交換器の製造方法において、組合工程又は巻回工程における断面楕円形状の冷媒管及び被冷媒管の組合後に、冷媒管及び被冷媒管の螺旋の軸方向両端より圧縮荷重を加える加圧工程を備えている。
請求項８記載の熱交換器の製造方法は、請求項５から７の何れかに記載の熱交換器の製造方法において、異径の断面真円形状の管材が異なる偏平率に偏平加工が施されることにより、両管材の管断面短軸又は管断面長軸の何れか一方の長さが同一となるように成形する偏平成形工程を備えており、巻回工程においては、該偏平成形工程において同一長さとされた両管材の管断面軸の方向が螺旋の径方向となるように巻回される。
請求項９記載の熱交換器の製造方法は、請求項６から８のいずれかに記載の熱交換器の製造方法において、巻回工程においては、冷媒管及び被冷媒管の管断面長軸がともに螺旋の径方向となるように巻回される。
請求項１０記載の熱交換器の製造方法は、請求項６から９のいずれかに記載の熱交換器の製造方法において、巻回工程においては、冷媒管および被冷媒管の螺旋の軸方向に対する管断面軸長さよりも隣合う螺旋間の間隔が小さくなるように巻回される。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面を参照して本発明の好ましい実施例について説明する。勿論、下記実施例は、本発明の好ましい実施例を示すに過ぎず、本発明の技術的範囲は、下記実施例そのものに何ら限定されるものではない。例えば、下記実施例においては、冷媒が水であり被冷媒が湯である場合について説明しているが、冷媒は水以外の液体であっても更には気体であってもよく（例えば、クーラントや油）、同様に、被冷媒についても湯以外の液体であっても更には気体であっても良い（例えば、フロン２２やＣＯ２、メタンガス）。
【０００８】
図１は、本発明の一実施例である熱交換器１００の側面図であり、図２は、かかる熱交換器１００の矢印Ａ方向からの平面図であり、図３は、図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線における断面図である。図１から図３に示すように、熱交換器１００は、流水管１０と、流湯管２０とを備えている。
【０００９】
流水管１０は、冷媒（水）の流通する管であり、予め偏平加工の施された管材（例えば、管断面長軸長：２０．４４ｍｍ、管断面短軸長：８．４ｍｍ）が螺旋状に巻回加工されることにより形成される管である。そして、この流水管１０内を流通する冷媒は、流水管１０の両端部に夫々設けられた冷媒管側接続口１１を介して流水管１０内に流入し、流出する。
【００１０】
一方、流湯管２０は、湯の流通する管であり、流水管１０と同様に、予め偏平加工の施された管材（例えば、管断面長軸長：２０．４４ｍｍ、管断面短軸長：８．４ｍｍ）が流水管１０と同一径の螺旋状に巻回加工されることにより形成される管である。そして、この流湯管２０内を流通する湯は、流湯管２０の両端部に夫々設けられた流湯管側接続口２１を介して流湯管２０内に流入し、流出する。ここで、発明の理解を容易とするために、内部に流れる液体の温度の低い方を流水管１０とし、一方、温度の高い方を流湯管２０としている（即ち、冷媒の流れる管を流水管としている）。
【００１１】
図３に示すように、流水管１０及び流湯管２０は、共に、偏平状（楕円状）に成形されており、このように偏平加工された流水管１０及び流湯管２０が同一径の螺旋状に巻回されているのである。ここで、流水管１０及び流湯管２０は、夫々、螺旋の径方向が流水管１０及び流湯管２０の管断面長軸（大径）（φＨ）方向となるように巻回されている。従って、流水管１０及び流湯管２０を組み合わせた後、該組み合わせ後の流湯管２０内の湯の流通により流湯管２０及び流水管１０が熱変形した場合に、管断面長軸（小径）（φＬ）方向に巻回した場合に比べて、互いの接触面積を大きくすることができる。
【００１２】
また、流水管１０及び流湯管２０は、共に、巻回加工前に偏平状に成形加工が為されており、このように偏平加工の為された後の流水管１０及び流湯管２０が組み合わされている。このため、流水管１０及び流湯管２０の有する応力を低減することができ、ひいては、流湯管２０内を湯が流通した場合、湯の有する熱量が流湯管２０、更には流湯管２０を介して流水管１０に伝達するが、この熱量の伝達に伴い熱変形した場合にも、隣合う流水管１０と流湯管２０との間に隙間が発生してしまうことを防止することができる。更には、図４に示すように、使用に伴い熱変形すると、流水管１０と流湯管２０との接触面積が増大し、熱交換率を増加させることもできる。
【００１３】
次に、図５および図６を参照して、上記のように構成された熱交換器１００の製造方法について説明する。まず、図５に示すように、断面略真円状（管断面直径：１５．８８ｍｍ）の真っ直ぐな管材１１（２１）を偏平加工（座屈加工）する偏平成形工程が施される（偏平後、偏平前に適宜な長さに切断される）。偏平工程後、偏平状とされた管材１２（２２）を螺旋状に巻回する巻回加工が施される。この際、偏平方向（管断面長軸（φＨ）方向）が螺旋の径方向となるように、更には、隣合う螺旋の間隔（隙間）が管断面短軸の長さ（φＬ）となるように巻回される。巻回に伴い、流水管１０（流湯管２０）が成形される。巻回後、図６に示すように、かかる螺旋状に形成された流水管１０および流湯管２０が交互に接触するように組み合わす組合加工が施される。
【００１４】
流水管１０および流湯管２０の組合後、両管が密着するように螺旋の軸方向両端より圧縮荷重が加える加圧工程が施され（管断面短軸長：８．０）、加圧工程の終了に伴い、熱交換器１００の製造工程が終了する。
【００１５】
「第２実施例」
次に、図７を参照して、上述の実施例とは別の実施例（第２実施例）について説明する。なお、第１実施例と同一の部分には同一の符号を付してその説明を省略し、異なる部分のみを説明する。
【００１６】
第２実施例の熱交換器２００は、第１実施例の熱交換器１００に対して、隣合う螺旋の間隔が変更されたものである。具体的には、第１実施例の熱交換器１００においては流水管１０及び流湯管２０の螺旋の間隔が管断面短軸の長さと略同一とされているのに対し、第２実施例の熱交換器２００を構成する冷媒管２１０及び流湯管２２０においては、組合せ前において（分離状態において）、隣合う螺旋の間隔が管断面短軸の長さの略半分（１／２（２分の１）φＬ）とされている。従って、巻回状の冷媒管２１０と流湯管２２０とを組み合わせる時には、冷媒管２１０及び流湯管２２０が共に螺旋の軸方向に伸張し、組合わせ後においては、該伸張した冷媒管２１０及び流湯管２２０が収縮しようとするので、この収縮力により、組み合わせ後の冷媒管２１０及び流湯管２２０の相互を密着（圧接）させることができる。ひいては、組合せ後の冷媒管２１０及び流湯管２２０とが不用意に分離してしまうことを防止することができるのである。
【００１７】
「第３実施例」
次に、図８および図９を参照して、上述の実施例とは別の実施例（第３実施例）について説明する。なお、上述の実施例と同一の部分には同一の符号を付してその説明を省略し、異なる部分のみを説明する。
【００１８】
第３実施例の熱交換器３００においては、該熱交換器３００を構成する冷媒管３１０の管断面長軸（φＨ１）の長さと流湯管３２０の管断面長軸（φＨ２）の長さとが同一の長さに成形される一方、かかる冷媒管３１０の管断面短軸（φＬ１）の長さと流湯管３２０の管断面短軸（φＬ２）の長さが異なる長さに形成されている。より具体的には、冷媒管３１０の管断面短軸（φＬ１）の長さが流湯管３２０の管断面短軸（φＬ２）よりも大きくなるように成形されている。従って、冷媒管３１０と流湯管３２０との間の熱交換率（より具体的には、流湯管３２０内に流れる湯の冷却率）を増大させることができる。近年においてはＣＯ２を冷媒として用いる熱交換器が市販されているが、このようにフロン（Ｒ−２２）に比べて圧縮時に高温、高圧となる冷媒を用いた場合においても、発生する大熱量を放熱することができるのである。このように、冷媒管３１０の管断面短軸（φＬ１）と流湯管３２０の管断面短軸（φＬ２）の長さの比率を変更することにより、流湯管３２０に流れる湯の冷却率（換言すれば、流水管３１０内に流れる水の上温率）を所望の大きさに変更することができる。
【００１９】
また、冷媒管３１０および流湯管３２０は、それぞれ断面円形状の管材が異なる偏平率に加工されることにより成形されている。このため、冷媒管３１０の管断面長軸（φＨ１）の長さと流湯管３２０の管断面長軸（φＨ２）の長さとが同一の長さとなるように偏平とした場合にも、両管３１０，３２０の肉厚を同一とすることができる。ひいては、冷媒が圧縮時に高熱、高圧となる特性を有している場合にも、応力又は圧力により、冷媒管３１０および流湯管３２０が破損（例えば、ひびが入ったり、孔があいたり）してしまうことを防止することができる。
【００２０】
次に、図１０および図１１を参照して、本発明の熱交換器１００，２００，３００の応用例について説明する（以下、便宜上、第１実施例の熱交換器１００を用いて説明する。）。
【００２１】
図１０は、熱交換器１００を給湯タンク５０１（給湯器の一種）と併用した風呂湯沸かしシステム１０００の模式図であり、図１１は、床暖房システム２０００の模式図である。風呂湯沸かしシステム１０００は、給湯タンク１００１、風呂桶１００２および混合弁１００３が配管１００４で接続されて構成されており、給湯タンク１００１で温められた湯（飲料水等にも使用される）を混合弁１００３を介して直接に供給することができることは勿論のこと、熱交換器１００を利用して、風呂桶５０２内の貯水を沸かす（又は、保温する）ものである。一方、床暖房システム２０００は、床５０３の暖房を行うものであり、風呂湯沸かしシステム１０００と同様に構成されているので、その詳細な説明は割愛する。
【００２２】
ここで、熱交換器１００は、冷媒管１０と流湯管２０とが交互に接触するように組み合わされて構成されているので、給湯タンク５０１の外側に設置することができる。ひいては、図１５に示すような従来のシステム９０００と異なり、給湯タンク５０１の内部の配管１００４ａが破損した場合にも、給湯タンク５０１内において、風呂の水が飲み水とが混ざったり、水道水の塩素分が混入してしまうことを防止することができる（即ち、衛生を確保したり、給湯タンク５０１内部の腐食を防止することができる）。また、従来技術の熱交換器９１が内蔵されている給湯タンク９０１のような専用タイプでなくても、汎用タイプの給湯タンクをそのまま有効活用することもできる。更には、図示はしないが、給湯タンク５０１の大きさを小さくすることが可能となるし、給湯タンク５０１以外の給湯器と併用することも可能となる。
【００２３】
以上、実施例に基づき本発明を説明したが、上記実施例は、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内で種々の改良変形することができることはいうまでもなく、本発明の技術的範囲内には、それら種々の改良変形をも含まれている。
【００２４】
例えば、図８および図９に示す第３実施例においては、熱交換器３００を構成する冷媒管３１０の管断面長軸（φＨ１）および流湯管３２０の管断面長軸（φＨ２）の方向が螺旋の径方向となるようにされている。しかしながら、例えば、図１２に示すように、冷媒管３１０の管断面長軸φＨ１が螺旋の軸方向となるようにされても良い。即ち、冷媒管３１０のまたは流湯管３２０の少なくともいずれか一方の管断面長軸（φＨ１，φＨ２）の方向が螺旋の軸方向となるようにされても良い。
【００２５】
なお、本発明には、以下の発明が含まれる。
冷媒の流通する冷媒管と、湯の流通する流湯管とを備えた熱交換器において、前記冷媒管および流湯管は、予め断面が偏平状に成形された管材が巻回加工されて夫々成形されるとともに、該巻回加工後に交互に接触するように組み合わされていることを特徴とする熱交換器（Ａ）。
熱交換器（Ａ）において、冷媒管及び流湯管は、該冷媒管及び流湯管の偏平状断面の大径方向が螺旋の径方向となるように夫々巻回されていることを特徴とする熱交換器（Ｂ）。
熱交換器（Ａ）または（Ｂ）において、冷媒管及び流湯管は、分離状態において、隣合う螺旋の間隔が断面小径より小さくされていることを特徴とする熱交換器（Ｃ）。
冷媒の流通する冷媒管と湯の流通する流湯管とを備えた熱交換器の製造方法において、冷媒管及び流湯管を夫々偏平状に成形する偏平成形工程と、該偏平成形加工の施された冷媒管及び流湯管を夫々間隔を空けて巻回する巻回工程と、該巻回工程による巻回加工後の冷媒管及び流湯管を交互に接触するように組み合わせる組合工程とを備えていることを特徴とする熱交換器の製造方法（Ｄ）。
熱交換器の製造方法（Ｄ）において、巻回工程においては、冷媒管及び流湯管の管断面長軸方向が螺旋の径方向となるように巻回されることを特徴とする熱交換器の製造方法（Ｅ）。
熱交換器の製造方法（Ｄ）または（Ｅ）において、巻回工程においては、隣合う螺旋の間隔が断面小径より小さくなるように巻回されることを特徴とする熱交換器の製造方法（Ｆ）。
【００２６】
【発明の効果】
請求項１記載の熱交換器によれば、予め断面楕円形状に形成された管材が適宜間隔の空いた螺旋状に巻回加工されることにより夫々成形された冷媒管および被冷媒管が交互に接触するように組み合わされることにより構成されるので、冷媒管および被冷媒管の夫々に潜在する応力を低減することができ、ひいては、冷媒管および被冷媒管が使用に伴い経年劣化的に熱変形した場合においても、接触する冷媒管および被冷媒管の間に隙間が発生してしまうことを防止することができるという効果がある。
請求項２記載の熱交換器によれば、請求項１記載の熱交換器の奏する効果に加え、異径の断面真円形状の管材が異なる偏平率に加工されることにより、螺旋の径方向に対する管断面軸長さが同一であって且つ螺旋の軸方向に対する管断面軸長さが異なるように冷媒管および被冷媒管が成形されるので、冷媒管と被冷媒管との螺旋の軸方向長さの比率を変更することにより、交互に組み合わされる冷媒管と被冷媒管との間の熱交換率を所望の大きさに変更することができるという効果がある。また、冷媒管および被冷媒管の肉厚を同一の厚みに成形することができ、ひいては、発熱等を原因とする応力が加わった場合にも、冷媒管および被冷媒管が破損してしまうことを防止することができるという効果がある。更には、冷媒管および被冷媒管を巻回する作業を簡素化することができるとともに、組み合わせ後における冷媒管および被冷媒管が不用意に分離してしまうことを防止することができるという効果も奏する。
請求項３記載の熱交換器によれば、請求項１または２に記載の熱交換器の奏する効果に加え、更に、管断面長軸方向が螺旋の径方向となるように冷媒管及び被冷媒管が夫々巻回されて成るので、隣合う冷媒管及び被冷媒管の両管の熱交換率を増加することができるという効果がある。
請求項４記載の熱交換器によれば、請求項１から３のいずれかに記載の熱交換器の奏する効果に加え、更に、冷媒管及び被冷媒管は隣合う螺旋の間隔が管断面短軸より小さくされているので、巻回後に組み合わせた冷媒管及び被冷媒管がバネの収縮力により互いに密着させることができるという効果がある。
請求項５記載の熱交換器の製造方法によれば、予め断面楕円形状に形成された管材が適宜間隔の空いた螺旋状に巻回加工されることにより夫々成形された冷媒管および被冷媒管が交互に接触するように組み合わされることにより構成されるので、冷媒管および被冷媒管の夫々に潜在する応力を低減することができ、ひいては、冷媒管および被冷媒管が使用に伴い経年劣化的に熱変形した場合においても、接触する冷媒管および被冷媒管の間に隙間が発生してしまうことを防止することができるという効果がある。
請求項６記載の熱交換器の製造方法によれば、予め断面楕円形状に形成された管材が適宜間隔の空いた螺旋状に巻回加工されることにより夫々成形された冷媒管および被冷媒管が交互に接触するように組み合わされることにより構成されるので、冷媒管および被冷媒管の夫々に潜在する応力を低減することができ、ひいては、冷媒管および被冷媒管が使用に伴い経年劣化的に熱変形した場合においても、接触する冷媒管および被冷媒管の間に隙間が発生してしまうことを防止することができるという効果がある。
請求項７記載の熱交換器の製造方法によれば、請求項５または６に記載の熱交換器の奏する効果に加え、組合工程又は巻回工程における断面楕円形状の冷媒管及び被冷媒管の組合後に、加圧工程により、該冷媒管及び被冷媒管の螺旋の軸方向両端より圧縮荷重が加えられるので、組み合わされた冷媒管及び被冷媒管を密着させることができるとともに、接触部位に蓄積（潜在）する応力を低減することができるという効果を奏する。
請求項８記載の熱交換器の製造方法によれば、請求項５から７の何れかに記載の熱交換器の奏する効果に加え、偏平成形工程により、異径の断面真円形状の管材が異なる偏平率に加工されて、両管材の管断面短軸又は管断面長軸の何れか一方の長さが同一となるように成形されるので、冷媒管と被冷媒管との管断面軸長さ（螺旋の軸方向）の比率を変更することにより、交互に組み合わされる冷媒管と被冷媒管との間の熱交換率を所望の大きさに変更することができるという効果がある。また、冷媒管および被冷媒管の肉厚を同一の厚みに成形することができ、ひいては、発熱等を原因とする応力が加わった場合にも、冷媒管および被冷媒管が破損してしまうことを防止することができるという効果がある。更には、冷媒管および被冷媒管を巻回する作業を簡素化することができるとともに、組み合わせ後における冷媒管および被冷媒管が不用意に分離してしまうことを防止することができるという効果も奏する。
請求項９記載の熱交換器の製造方法によれば、請求項５から８のいずれかに記載の熱交換器の製造方法の奏する効果に加え、更に、巻回工程において冷媒管及び被冷媒管の管断面長軸方向が螺旋の径方向となるように巻回されるので、巻回後に組み合わせた隣り合う冷媒管及び被冷媒管の接触面積を増加させることができるという効果がある。
請求項１０記載の熱交換器の製造方法においては、請求項５から９のいずれかに記載の熱交換器の製造方法の奏する効果に加え、更に、巻回工程により、冷媒管および被冷媒管の螺旋の軸方向に対する管断面軸長さよりも隣合う螺旋間の間隔が小さくなるように巻回されるので、巻回後に組み合わせた冷媒管及び被冷媒管をバネの収縮力により密着させることができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例である熱交換器の側面図である。
【図２】上記熱交換器の矢印Ａ方向からの平面図である。
【図３】上記熱交換器のＩＩＩ−ＩＩＩ線における断面図である。
【図４】上記熱交換器を構成する流水管及び流湯管が熱変形する様子を示す断面拡大図である。
【図５】上記熱交換器を構成する流水管（流湯管）の製造工程を示す図である。
【図６】（ａ）は、上記熱交換器を構成する流水管及び流湯管の斜視図であり、（ｂ）は、かかる流水管及び流湯管が組み合わされた状態を示す斜視図である。
【図７】（ａ）は、第２実施例の熱交換器を構成する流水管及び流湯管の斜視図であり、（ｂ）は、かかる流水管及び流湯管が組み合わされた状態を示す斜視図である。
【図８】第３実施例の熱交換器の側面図である。
【図９】図８に示す熱交換器を構成する流水管及び流湯管の断面拡大図である。
【図１０】本発明の熱交換器の設置例を示す図である。
【図１１】本発明の熱交換器の他の設置例を示す図である。
【図１２】第４実施例の熱交換器の断面図である。
【図１３】従来技術の熱交換器の斜視図である。
【図１４】上記従来技術の熱交換器を構成する管材が熱変形することにより、隣合う管材間に隙間が発生した様子を示す断面図である。
【図１５】従来技術の熱交換器の設置例を示す図である。
【符号の説明】
１０　　流水管
２０　　流湯管
１００　熱交換器
２００　熱交換器
３００　熱交換器
２１０　流水管
２２０　流湯管
３１０　流水管
３２０　流湯管
【図１】
2004085166.tif 000003
【図２】
2004085166.tif 000004
【図３】
2004085166.tif 000005
【図４】
2004085166.tif 000006
【図５】
2004085166.tif 000007
【図６】
2004085166.tif 000008
【図７】
2004085166.tif 000009
【図８】
2004085166.tif 000010
【図９】
2004085166.tif 000011
【図１０】
2004085166.tif 000012
【図１１】
2004085166.tif 000013
【図１２】
2004085166.tif 000014
【図１３】
2004085166.tif 000015
【図１４】
2004085166.tif 000016
【図１５】
2004085166.tif 000017
【手続補正書】
【提出日】平成15年6月27日(2003.6.27)
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
冷媒の流通する冷媒管と、被冷媒の流通する被冷媒管とを備えた熱交換器において、
前記冷媒管及び被冷媒管は、予め断面楕円形状に形成された管材が適宜間隔の空いた同一径の螺旋状に巻回加工されることにより夫々成形されるものであり、交互に接触するように組み合わされており、使用に伴い熱変形することにより接触面積が増大することを特徴とする熱交換器。
【請求項２】
冷媒管及び被冷媒管は、異径の断面真円形状の管材が異なる偏平率に加工されることにより、螺旋の径方向に対する管断面軸長さが同一であって且つ螺旋の軸方向に対する管断面軸長さが異なるように成形されることを特徴とする請求項１記載の熱交換器。
【請求項３】
冷媒管及び被冷媒管は、分離状態において、隣合う螺旋の間隔が管断面短軸より小さくされていることを特徴とする請求項１又は２に記載の熱交換器。
【請求項４】
冷媒管及び被冷媒管は、該冷媒管及び被冷媒管の管断面長軸方向が螺旋の径方向となるように夫々巻回されていることを特徴とする請求項３記載の熱交換器。
【請求項５】
請求項１から４の何れかに記載の熱交換器、給湯タンク、風呂桶、及び混合弁が配管で接続されて構成されており、
前記風呂桶内の貯水は前記熱交換器を利用して加温し又は保温することが可能とされる一方、前記風呂桶には前記給湯タンクで温められた湯が前記混合弁を介して直接に供給可能とされ、
前記熱交換器は、冷媒管と被冷媒管とが交互に接触するように交互に組み合わされて構成されているため、前記給湯タンクの外側に設置されることを特徴とする風呂湯沸かしシステム。
【請求項６】
請求項１から４の何れかに記載の熱交換器、給湯タンク、及び混合弁が配管で接続されて構成されており、
前記配管は床下にも配設されており、該床下の配管内の貯水を前記熱交換器を介して加温し又は保温することが可能とされる一方、混合弁を介して直接に供給可能とされ、
前記熱交換器は、冷媒管と被冷媒管とが交互に接触するように交互にて組み合わされて構成されているため、前記給湯タンクの外側に設置されることを特徴とする床暖房システム。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００６】
【課題を解決するための手段】
この目的を達成するために請求項１記載の熱交換器は、冷媒（水や、湯、クーラントなどの冷却用低温流体）の流通する冷媒管と、被冷媒（湯、フロン、ＣＯ２などの加熱用高温流体）の流通する被冷媒管とを備えており、前記冷媒管及び被冷媒管は、予め断面楕円形状に形成された管材が適宜間隔の空いた同一径の螺旋状に巻回加工されることにより夫々成形されるものであり、交互に接触するように組み合わされており、使用に伴い熱変形することにより接触面積が増大するものである。
請求項２記載の熱交換器は、請求項１記載の熱交換器において、冷媒管及び被冷媒管は、異径の断面真円形状の管材が異なる偏平率に加工されることにより、螺旋の径方向に対する管断面軸長さが同一であって且つ螺旋の軸方向に対する管断面軸長さが異なるように成形されるものである。
請求項３記載の熱交換器は、請求項１または２に記載の熱交換器において、冷媒管及び被冷媒管は、分離状態において、隣合う螺旋の間隔が管断面短軸より小さくされている。
請求項４記載の熱交換器は、請求項３記載の熱交換器において、冷媒管及び被冷媒管は、該冷媒管及び被冷媒管の管断面長軸方向が螺旋の径方向となるように夫々巻回されている。
請求項５記載の風呂湯沸かしシステムは、請求項１から４の何れかに記載の熱交換器、給湯タンク、風呂桶、及び混合弁が配管で接続されて構成されており、前記風呂桶内の貯水は前記熱交換器を利用して加温し又は保温することが可能とされる一方、前記風呂桶には前記給湯タンクで温められた湯が前記混合弁を介して直接に供給可能とされ、前記熱交換器は、冷媒管と被冷媒管とが交互に接触するように交互に組み合わされて構成されているため、前記給湯タンクの外側に設置されるものである。
請求項６記載の床暖房システムは、請求項１から４の何れかに記載の熱交換器、給湯タンク、及び混合弁が配管で接続されて構成されており、前記配管は床下にも配設されており、該床下の配管内の貯水を前記熱交換器を介して加温し又は保温することが可能とされる一方、混合弁を介して直接に供給可能とされ、前記熱交換器は、冷媒管と被冷媒管とが交互に接触するように交互にて組み合わされて構成されているため、前記給湯タンクの外側に設置されるものである。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２６】
【発明の効果】
請求項１記載の熱交換器によれば、予め断面楕円形状に形成された管材が適宜間隔の空いた螺旋状に巻回加工されることにより夫々成形された冷媒管および被冷媒管が交互に接触するように組み合わされることにより構成されるので、冷媒管および被冷媒管の夫々に潜在する応力を低減することができ、ひいては、冷媒管および被冷媒管が使用に伴い経年劣化的に熱変形した場合においても、接触する冷媒管および被冷媒管の間に隙間が発生してしまうことを防止することができるという効果がある。
また、使用に伴い熱変形することにより、冷媒管と被冷媒管との接触面積が増大し、熱交換率を増加させることもできるという効果もある。
請求項２記載の熱交換器によれば、請求項１記載の熱交換器の奏する効果に加え、異径の断面真円形状の管材が異なる偏平率に加工されることにより、螺旋の径方向に対する管断面軸長さが同一であって且つ螺旋の軸方向に対する管断面軸長さが異なるように冷媒管および被冷媒管が成形されるので、冷媒管と被冷媒管との螺旋の軸方向長さの比率を変更することにより、交互に組み合わされる冷媒管と被冷媒管との間の熱交換率を所望の大きさに変更することができるという効果がある。また、冷媒管および被冷媒管の肉厚を同一の厚みに成形することができ、ひいては、発熱等を原因とする応力が加わった場合にも、冷媒管および被冷媒管が破損してしまうことを防止することができるという効果がある。更には、冷媒管および被冷媒管を巻回する作業を簡素化することができるとともに、組み合わせ後における冷媒管および被冷媒管が不用意に分離してしまうことを防止することができるという効果も奏する。
請求項３記載の熱交換器によれば、請求項１または２に記載の熱交換器の奏する効果に加え、更に、冷媒管及び被冷媒管は隣合う螺旋の間隔が管断面短軸より小さくされているので、巻回後に組み合わせた冷媒管及び被冷媒管がバネの収縮力により互いに密着させることができるという効果がある。
請求項４記載の熱交換器によれば、請求項３記載の熱交換器の奏する効果に加え、更に、冷媒管及び被冷媒管は隣合う螺旋の間隔が管断面短軸より小さくされているので、巻回後に組み合わせた冷媒管及び被冷媒管がバネの収縮力により互いに密着させることができるという効果がある。