(57)【要約】【課題】生産性および熱交換効率に優れる熱交換器を提供する。【解決手段】被伝熱体を流す伝熱管１の外面に伝熱体を流す伝熱管２を配して熱交換体３が形成され、熱交換体３の外周に樹脂層４が設けられている熱交換器。熱交換体３と樹脂層４の間に伝熱層６が設けられている熱交換器。被伝熱体を流す伝熱管１の外面の長さ方向に凹部５が設けられ、凹部５に伝熱体を流す伝熱管２が配されている熱交換器。樹脂層４が発泡倍率１．５〜３０のポリエチレン発泡樹脂またはポリプロピレン発泡樹脂からなる熱交換器。樹脂層４が押出法により設けられている熱交換器。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
被伝熱体を流す伝熱管の外面に伝熱体を流す伝熱管を配して熱交換体が形成され、前記熱交換体の外周に樹脂層が設けられていることを特徴とする熱交換器。
【請求項２】
前記熱交換体と樹脂層の間に伝熱層が設けら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】
被伝熱体を流す伝熱管の外面の長さ方向に凹部が設けられ、前記凹部に伝熱体を流す伝熱管が配されていることを特徴とする請求項１または２記載の熱交換器。
【請求項４】
前記樹脂層が発泡倍率１．５〜３０のポリエチレン発泡樹脂またはポリプロピレン発泡樹脂からなることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の熱交換器。
【請求項５】
前記樹脂層が押出法により設けられていることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の熱交換器。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、二酸化炭素などを伝熱体とする熱交換器の改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、環境破壊の恐れのない二酸化炭素などの伝熱体を用いた熱交換器が注目されている。この種の熱交換器では被伝熱体を流す伝熱管に伝熱体を流す伝熱管を接触させて熱交換が行われるため、伝熱管同士の接触面積の増大、および伝熱体が二酸化炭素などの動作圧の高い場合は伝熱体を流す伝熱管の変形防止が重要課題である。
前記課題を解決するために、（１）被伝熱体を流す伝熱管を偏平管とし、伝熱体を流す伝熱管を偏平多穴管とした熱交換器（例えば特許文献１）、（２）前記伝熱体を流す伝熱管を微細管とした熱交換器（例えば引用文献２）が提案されている。
【０００３】
【特許文献１】特開２００２−１０７０６９号公報（図１）
【特許文献２】特開２００２−１２２３９０号公報（図４）
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、特許文献１の熱交換器は伝熱管同士を接触保持させる組立工程が複雑なうえ、伝熱管同士をろう付けする必要があり、また特許文献２の熱交換器は微細チューブの分流部の加工が困難であり、いずれも生産性に劣るという問題がある。
本発明は、生産性および熱交換効率に優れる熱交換器を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載発明は、被伝熱体を流す伝熱管の外面に伝熱体を流す伝熱管を配して熱交換体が形成され、前記熱交換体の外周に樹脂層が設けられていることを特徴とする熱交換器請である。
【０００６】
請求項２記載発明は、前記熱交換体と樹脂層の間に伝熱層が設けられていることを特徴とする請求項１記載の熱交換器である。
【０００７】
請求項３記載発明は、被伝熱体を流す伝熱管の外面の長さ方向に凹部が設けられ、前記凹部に伝熱体を流す伝熱管が配されていることを特徴とする請求項１または２記載の熱交換器である。
【０００８】
請求項４記載発明は、前記樹脂層が発泡倍率１．５〜３０のポリエチレン発泡樹脂またはポリプロピレン発泡樹脂からなることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の熱交換器である。
【０００９】
請求項５記載発明は、前記樹脂層が押出法により設けられていることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の熱交換器である。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明を図を参照して具体的に説明する。
図１（イ）は、本発明の熱交換器の第１の実施形態を示す横断面図である。
この熱交換器は、例えば、水（被伝熱体）を流す伝熱管１の外面に、高温の圧縮二酸化炭素ガス（伝熱体）を流す伝熱管２を配して熱交換体３を形成し、その外周に樹脂層４を設けたものであり、樹脂層４は押出法などにより容易に設けることができ生産性に優れる。
【００１１】
前記本発明の熱交換器は、熱交換体３の外周に樹脂層４が設けられているので、伝熱管１、２同士が良好に密着し、また外部熱の影響を受け難く、さらに動作圧の高い伝熱体（二酸化炭素など）を流す伝熱管が変形し難い、従って高い熱交換効率が得られる。
【００１２】
図１（ロ）は、本発明の熱交換器の第２の実施形態を示す横断面図である。
この熱交換器は、水を流す伝熱管１の外面の長さ方向に凹部５を設け、凹部５に伝熱体を流す伝熱管を配して熱交換体を形成し、その外周に樹脂層４を設けたものである。この熱交換器は、伝熱管同士１、２の接触面積が大きいので高い熱交換効率が得られる。
【００１３】
この熱交換器は、外面に凹部５を設けた伝熱管１を押出法、或いは予めローラー加工によって凹部５を形成する方法により製造し、凹部５に伝熱管２を配し、その上に樹脂層を設けることにより製造できる。
また、伝熱管１の外面に伝熱管２を伝熱管１の長さ方向に平行に配し、伝熱管１に伝熱管２をローラー（図示せず）で押込む方法（押込法）によっても製造できる。この場合は伝熱管１を軟質材で形成し、伝熱管２を硬質材で形成すると押込みが容易に行える。
【００１４】
図１（ハ）は、本発明の熱交換器の第３の実施形態を示す横断面図である。
この熱交換器は、図１（イ）に示した熱交換体３の外周に伝熱層６を設け、その上に樹脂層４を設けたものである。この伝熱層６は伝熱管１、２同士の熱の授受が促進され、熱交換効率が向上する。
【００１５】
図１（ニ）は、本発明の熱交換器の第４の実施形態を示す横断面図である。
この熱交換器は、図１（ロ）に示した熱交換器の外周に伝熱層６を設け、その上に樹脂層４を設けたものである。この伝熱層６は伝熱管同士１、２の熱の授受が促進され、熱交換効率が向上する。
【００１６】
本発明において、伝熱管２の本数は１本でも２本以上でも良いが、本数を増やし、径を細くした方が耐圧性の点で望ましい。本数は３本以上１０本以下が適当である。
【００１７】
本発明において、前記樹脂層には、任意の樹脂が使用できるが、中でも強度および耐熱性に優れるポリプロピレン樹脂或いはポリエチレン樹脂が適している。特にポリエチレン樹脂は架橋処理や高密度化処理などを施すことにより、伝熱体の温度が１００℃以上に上昇した場合でも十分な耐熱性が得られる。またポリエチレン樹脂は硬さを種々に選定できるため、図１（ロ）、（ニ）に示した熱交換体を前記押込法で製造する場合に有効である。
【００１８】
本発明において、樹脂層４の厚さは、１ｍｍ未満ではその効果が十分に得られず、３ｍｍを超えるとサイズ的にまたコスト的に不利である。従って１〜３ｍｍが望ましい。
【００１９】
前記樹脂層４に発泡樹脂を用いると外部熱の影響を一層受け難くなる（断熱性が向上する）。前記発泡樹脂の発泡倍率は、１．５倍未満では樹脂層４を発泡樹脂とする効果が十分に得られず、３０倍を超えると強度が低下して伝熱管同士の密着性が十分に得られなくなる。従って、樹脂層４の発泡倍率は１．５〜３０倍、特には２〜５倍が望ましい。
【００２０】
本発明において、両伝熱管とも銅やアルミニウムなどの熱伝導性および加工性に優れ、かつ適度の強度を有する金属材料が用いられる。
【００２１】
本発明において、被伝熱体を流す伝熱管には、通常、内径５〜１５ｍｍ、肉厚０．６〜２ｍｍの伝熱管が用いられる。伝熱体を流す伝熱管２は、内径が１ｍｍ未満では圧力損失が大きくなり、内径が４ｍｍを超えると十分な耐圧強度を得るためには管が太くなりサイズ的に不利である。従って、内径が１〜４ｍｍのものが望ましい。
【００２２】
本発明において、伝熱層には、銅やアルミニウムなどの熱伝導性に優れる金属材料を使用する。伝熱層は金属帯を熱交換体の外周に巻き付けるなどして設けても良いが、熱交換体を所定内径の軟質の金属パイプ内に入れ、前記金属パイプを外方から押圧して前記熱交換体に密着させる方法によっても設けることができる。
【００２３】
【発明の効果】
以上に説明したように、本発明の熱交換器は、被伝熱体を流す伝熱管の外面に、伝熱体を流す伝熱管を配して形成した熱交換体の外周に、樹脂層を設けたものであり、前記樹脂層は押出法などにより容易に設けることができるため、生産性に優れる。また前記樹脂層により、伝熱管同士が良好に密着し、また外部熱の影響を受け難く、さらに動作圧の高い伝熱体を流す伝熱管の変形が防止できる、従って、高い熱交換効率が得られる。前記熱交換器と樹脂層との間に伝熱層を設けることにより、或いは被伝熱体を流す伝熱管の外面の長さ方向に凹部を設け、前記凹部に伝熱体を流す伝熱管を配することにより、熱交換効率向上する。前記樹脂層に発泡倍率が１．５〜３０のポリエチレン発泡樹脂或いはポリプロピレン発泡樹脂を用いることにより外部熱の影響をより良好に遮断できる。依って、工業上顕著な効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】（イ）〜（ニ）は本発明の熱交換器の第１〜第４の実施形態を示す横断面図である。
【符号の説明】
１    被伝熱体を流す伝熱管
２    伝熱体を流す伝熱管
３    熱交換体
４    樹脂層
５    被伝熱体を流す伝熱管の外面に設けられた凹部
６    伝熱層
【図１】
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