(57)【要約】【課題】  伝熱性能を維持、または向上させながら、複合伝熱管の占める容積を小さくすることができる複合伝熱管を提供する。【解決手段】  大径管２と、大径管２の内径より小さい外径を有し、大径管の内部で管軸方向に沿って設けられる小径管３とを備え、大径管２と小径管３との間に形成される外側流路７を第１熱媒体Ｗの流路とし、小径管３の内部を第２熱媒体Ｘの流路とする複合伝熱管１であって、大径管２は、その全長の少なくとも一部が渦巻状の巻回部９に形成され、巻回部９が偶数段に重ねられると共に、巻回部９の最外周９ｄの大径管２がその最外周９ｄに隣接する隣接周９ｃの大径管２と当接するように巻回され、かつ、大径管２の両管端部２ａ、２ｂが巻回部９の最内周９ａに形成される。【選択図】      図１
2007032943.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
大径管と、前記大径管の内径より小さい外径を有し、当該大径管の内部で管軸方向に沿って設けられる小径管とを備え、
前記大径管と前記小径管との間に形成される外側流路を第１熱媒体の流路とし、前記小径管の内部を第２熱媒体の流路とする複合伝熱管であって、
前記大径管は、その全長の少なくとも一部が渦巻状の巻回部に形成され、
前記巻回部が偶数段に重ねられると共に、当該巻回部の最外周の前記大径管がその最外周に隣接する隣接周の当該大径管と当接するように巻回され、かつ、当該大径管の両管端部が当該巻回部の最内周に形成されることを特徴とする複合伝熱管。
【請求項２】
前記巻回部は、その各段の前記大径管が隣接段の当該大径管と当接すると共に、当該巻回部の各周の当該大径管が隣接周の当該大径管と当接するように形成されることを特徴とする請求項１に記載の複合伝熱管。
【請求項３】
前記巻回部は、その巻回形状が巻回軸に対して直交する平面において、直線路と湾曲路とを交互に有する小判形状であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の複合伝熱管。
【請求項４】
前記両管端部は、同一方向に向けて形成されることを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか一項に記載の複合伝熱管。
【請求項５】
前記小径管は、外管と、前記外管の内部に同軸に設けられ、前記外管の内径よりも小さい外径を有する内管とからなり、前記外管と前記内管との間に空間部が形成される二重管であることを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれか一項に記載の複合伝熱管。
【請求項６】
前記第１熱媒体の流れる方向と、前記第２熱媒体の流れる方向とが対向することを特徴とする請求項１ないし請求項５のいずれか一項に記載の複合伝熱管。
【請求項７】
前記第１熱媒体が水、前記第２熱媒体が冷媒であることを特徴とする請求項１ないし請求項６のいずれか一項に記載の複合伝熱管。
【請求項８】
前記大径管および前記小径管の少なくとも一方は、銅または銅合金からなることを特徴とする請求項１ないし請求項７のいずれか一項に記載の複合伝熱管。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば、冷蔵庫、冷凍庫、給湯器、床暖房等の熱交換器に用いる伝熱管に関するもので、より詳しくは、大径管と小径管とを流れる熱媒体の間で管壁を通して相互に熱交換する複合伝熱管に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、熱交換器用の複合伝熱管の構成としては、大径管と、その大径管の内部に小径管を備える構成のものが知られている。そして、冷蔵庫、冷凍庫用熱交換器の複合伝熱管においては、大径管および小径管の内部に熱媒体としてのフロン、代替フロン等の冷媒が流され、大径管と小径管とを流れる冷媒間で熱交換が行なわれるものである。また、給湯器用ヒートポンプユニットの複合伝熱管においては、大径管の内部に水、小径管の内部に二酸化炭素あるいは代替フロン冷媒が流される。また、床暖房用熱交換器の複合伝熱管においては、大径管の内部に水、小径管の内部にフロンあるいは代替フロン等の冷媒が流されるものである。
【０００３】
また、図１０に示すように、伝熱性能を向上するため、大径管４２は、その全長の少なくとも一部がらせん状の巻回部４３に形成され、その巻回部４３を複数段に重ねて、伝熱面積を増大させた複合伝熱管４１が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
一方、給湯器用ヒートポンプユニット等の小型化に伴い、それに使用される複合伝熱管４１においても、伝熱性能を維持、または向上させながら、ヒートポンプユニット（熱交換器）に占める複合伝熱管４１の容積を小さくすることが要望されている。
【０００４】
前記複合伝熱管４１においては、その複合伝熱管４１の占める容積を小さくするためには、巻回部４３の段数を減少させる必要がある。しかしながら、巻回部４３の段数の減少は、大径管４２の全長が短くなることとなり、複合伝熱管４１の伝熱性能の低下につながるため、複合伝熱管４１の占める容積を小さくすることができなかった。そのため、図１１（ａ）、（ｂ）、（ｃ）に示すように、大径管５２は、その全長の少なくとも一部が渦巻状の巻回部５３に形成され、その巻回部５３を移行部５６を介して複数段に重ねて、大径管５２の全長を短くせずに、複合伝熱管５１の占める容積を小さくした複合伝熱管５１が検討されている。
【特許文献１】特開２００１−２０１２７５号公報（図２、図３）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、複合伝熱管５１をヒートポンプユニット（熱交換器）等に使用する際、複合伝熱管５１は断熱ケース１５内に収納して使用される。図１１（ａ）の複合伝熱管５１においては、大径管５２の両管端部５２ａ、５２ｂが巻回部５３の最外周に形成されているため、大径管５２および小径管（図示せず）の内部に第１および２熱媒体を供給する配管（図示せず）等を両管端部５２ａ、５２ｂに接続するスペースが、断熱ケース１５内で点線で示すようにデッドスペースＤＳとなり、そのスペース分だけ断熱ケース１５が大きく、複合伝熱管５１の容積自体も大きくなる。したがって、伝熱性能の維持しながら、ヒートポンプユニット（熱交換器）に占める複合伝熱管５１の容積を十分小さくすることができないという問題があった。
【０００６】
そこで、本発明は、このような問題を解決すべく創案されたもので、その目的は、伝熱性能を維持、または向上させながら、複合伝熱管の占める容積を小さくすることができる複合伝熱管を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前記課題を解決するために、請求項１に係る発明は、大径管と、前記大径管の内径より小さい外径を有し、当該大径管の内部で管軸方向に沿って設けられる小径管とを備え、前記大径管と前記小径管との間の外側流路を第１熱媒体の流路とし、前記小径管の内部を第２熱媒体の流路とする複合伝熱管であって、前記大径管は、その全長の少なくとも一部が渦巻状の巻回部に形成され、前記巻回部が偶数段に重ねられると共に、当該巻回部の最外周の前記大径管がその最外周に隣接する隣接周の当該大径管と当接するように巻回され、かつ、当該大径管の両管端部が当該巻回部の最内周に形成される複合伝熱管として構成したものである。
【０００８】
前記構成によれば、渦巻状の巻回部が偶数段に重ねられると共に、巻回部の最外周の大径管がその最外周に隣接する隣接周の大径管と当接するように形成されることにより、同一体積内に収納可能な複合伝熱管の長さが長くなり、複合伝熱管としての伝熱面積が増大すると共に、断熱ケースに収納して複合伝熱管を熱交換器内に設置する際、断熱ケースの容積を小さくすることが可能となる。また、大径管の両管端部が巻回部の最内周に形成されることにより、熱媒体を供給する配管等との接続処理が巻回部の内側でなされることとなり、断熱ケースに複合伝熱管を収納する際、断熱ケース内に接続処理に要するデッドスペースが形成されない。
【０００９】
また、請求項２に係る発明は、前記巻回部は、その各段の前記大径管が隣接段の当該大径管と当接すると共に、当該巻回部の各周の当該大径管が隣接周の当該大径管と当接するように形成される複合伝熱管として構成したものである。
前記構成によれば、断熱ケースに複合伝熱管を収納する際、大径管同士間に空間部が形成されず、その空間部によって断熱ケース内にデッドスペースが形成されることがない。
【００１０】
また、請求項３に係る発明は、前記巻回部は、その巻回形状が巻回軸に対して直交する平面において、直線路と湾曲路とを交互に有する小判形状である複合伝熱管として構成したものである。
前記構成によれば、巻回形状が小判形状であることにより、断熱ケースに収納して複合伝熱管を熱交換器内に設置する際、断熱ケースの容積を小さくすることが可能となる共に、熱交換器内での断熱ケースの位置ズレが発生しにくい。また、市販の曲げ加工機を使用して巻回部を形成する際、曲げ加工が容易となる。
【００１１】
また、請求項４に係る発明は、前記両管端部は、同一方向に向けて形成される複合伝熱管として構成したものである。
前記構成によれば、両管端部と熱媒体を供給する配管等との接続処理が容易となる。
【００１２】
また、請求項５に係る発明は、前記小径管は、外管と、前記外管の内部に同軸に設けられ、前記外管の内径よりも小さい外径を有する内管とからなり、前記外管と前記内管との間に空間部が形成される二重管である複合伝熱管として構成したものである。
【００１３】
前記構成によれば、小径管が、外管と内管の間に空間部が形成される二重管で構成されていることによって、内管に腐食等による破損が発生しても、内管と外側流路（第１熱媒体の流路）が連通状態になることがなく、第１熱媒体に第２熱媒体の異物（オイル等）が混入するおそれがなくなる。さらに、この二重管構造により、万が一内管の破損によって第２熱媒体が漏洩する状態になっても、外管により内管の急激な破損を最小限に留めることができ、このとき発生する外管と内管の間に形成された空間部からの漏洩を、伝熱管の両端２カ所において検知することによって破損状況を調べることができる。同様に、何らかの原因により第1熱媒体側の外管表面が腐食し、外管に腐食孔が形成された場合にも、外管と内管の間に形成された空間部からの漏洩を、伝熱管の両端２カ所において検知することによって破損状況を調べることができる。
【００１４】
また、請求項６に係る発明は、前記第１熱媒体の流れる方向と、前記第２熱媒体の流れる方向とが対向する複合伝熱管として構成したものである。
前記構成によれば、第１熱媒体と第２熱媒体との間の伝熱効率が向上し、伝熱量が増大する。
【００１５】
また、請求項７に係る発明は、前記第１熱媒体が水、前記第２熱媒体が冷媒である複合伝熱管として構成したものである。
前記構成によれば、第１熱媒体と第２熱媒体との間の伝熱効率が向上し、伝熱量が増大する。
【００１６】
また、請求項８に係る発明は、前記大径管および前記小径管の少なくとも一方は、銅または銅合金からなる複合伝熱管として構成したものである。
前記構成によれば、第１熱媒体と第２熱媒体との間の伝熱効率が向上し、伝熱量が増大する。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、大径管に形成される巻回部が偶数段に重ねられ、巻回部の最外周の大径管がその最外周に隣接する隣接周の大径管と当接するように形成され、かつ、大径管の両管端部が巻回部の最内周に形成されることにより、伝熱性能を維持、または向上させながら、複合伝熱管の占める容積を小さくすることができる。なお、複合伝熱管の容積を小さくできるということは、言い換えれば、複合伝熱管を収納する断熱ケースの容積も小さくなり、断熱効率を向上することできる。そして、同一容積の断熱ケースに収納される複合伝熱管の全長が長くなり、伝熱性能が向上することとなる。また、巻回部の各段、各周の大径管同士が当接するように形成されることにより、より一層、複合伝熱管の容積を小さくすることができる。
【００１８】
また、巻回部の巻回形状が小判形状であることにより、直方体形状の断熱ケースにおいて、複合伝熱管の占める容積がより一層小さくなると共に、熱交換器内での断熱ケース（複合伝熱管）の設置安定性が向上し、かつ、複合伝熱管の生産性が向上する。さらに、大径管の両管端部が巻回軸に対して同一方向に形成されたことにより、複合伝熱管の生産性がより一層向上する。
【００１９】
また、小径管を空間部が形成される二重管で構成することにより、第１熱媒体への第２熱媒体の漏洩が防止でき、また、その漏洩を検知できることにより、複合伝熱管の安全性が向上する。
【００２０】
また、第１熱媒体および第２熱媒体の流れる方向を対向させること、第１熱媒体を水、第２熱媒体を冷媒とする、大径管および小径管の少なくとも一方を銅または銅合金で構成することにより、複合伝熱管の伝熱性能をより一層向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
本発明に実施形態について、適宜図面を参照して詳細に説明する。図１は複合伝熱管の構成を示す平面図、図２（ａ）は図１のＡ−Ａ線断面図、（ｂ）はＢ−Ｂ線断面図で小径管の記載は省略したもの、（ｃ）は大径管の拡大断面図、図３（ａ）は巻回部の他の形態を示す平面図、（ｂ）は（ａ）のＣ−Ｃ線断面図で小径管の記載は省略したもの、図４（ａ）は巻回部の他の形態を示す平面図、（ｂ）はユニットを並列に重ねた状態を示す模式図、（ｃ）、（ｄ）は直列に重ねた状態を示す模式図、図５（ａ）は複合伝熱管の他の実施形態の大径管の管軸直交断面図、（ｂ）は（ａ）の小径管の拡大断面図、図６はバッフル材が配置された複合伝熱管の構成を示す一部破断斜視図、図７は束ね部材およびインナー材が配置された複合伝熱管の構成を示す一部破断斜視図、図８は凹凸部が形成された複合伝熱管を示し、（ａ）は一部破断側面図、（ｂ）は（ａ）のＤ−Ｄ線断面図、図９は複合伝熱管を使用した給湯器の構成を模式的に示す説明図である。
【００２２】
本発明の複合伝熱管の第１の実施形態を図１、図２（ａ）、（ｂ）、（ｃ）に示す。図１、図２（ａ）、（ｂ）、（ｃ）に示すように、本発明の複合伝熱管１は、大径管２と、大径管２の内径より小さい外径を有し、大径管２の内部に設けられた小径管３とを備え、大径管２と小径管３との間の外側流路７を第１熱媒体Ｗの流路とし、小径管３の内部を第２熱媒体Ｘの流路とするもので、大径管２の全長の少なくとも一部が渦巻状の巻回部９に形成され、その巻回部９が偶数段に重ねられると共に、大径管２の両管端部２ａ、２ｂが巻回部９の最内周９ａに形成されたものである。以下、各構成について説明する。
【００２３】
（大径管）
図２（ｃ）に示すように、大径管２は、後記する小径管３との間に外側流路７を形成し、外側流路７を第１熱媒体Ｗの流路としたものである。また、大径管２の内径は、後記する小径管３の外径より大きく、かつ、外側流路７に第１熱媒体Ｗを流すのに十分な内径、及び耐圧強度を持てばよく、一例として、外径は４〜３０ｍｍ、肉厚は０．２〜２．５ｍｍ、長さは１００ｍｍ以上が好ましい。また、大径管２の寸法は、後記する小径管３の寸法との関係、本発明の複合伝熱管１が組み込まれる熱交換器３０（図９参照、図では給湯器）の寸法、熱容量、加工性を考慮して決められ、複合伝熱管１の伝熱性能、圧力損失の点から、管軸直交断面における１本の小径管３の流路断面積と、大径管２と小径管３との間の外側流路７の断面積との比（外側流路断面積／小径管流路断面積）が１０〜５０の範囲内を満足するように設定することがより好ましい。
【００２４】
大径管２の材質としては、（１）熱伝導性が優れ、大径管２および後記する小径管３の内部を流れる熱媒体間で効率良く熱交換できる、（２）複合伝熱管１が使用される種々の雰囲気で耐食性に優れる、（３）後記する渦巻状の巻回部９の形成、凹凸部１９（図８参照）の形成、熱交換器（給湯器）３０に組み込まれる際の曲げ加工などの塑性加工性に優れる（加工により割れ等が生じない機械的性質を備える）、（４）外側流路７に第１熱媒体Ｗを供給する配管等とのロウ付け性、はんだ付け性または接着剤による接着性に優れる、（５）複合伝熱管１が使用される圧力での耐圧性に優れる、などの特性を満足するものが好ましい。
【００２５】
これらの（１）〜（５）の特性を満足する材質としては、エアコン、大型空調機器などの熱交換器用伝熱管として広く用いられている銅または銅合金が好ましく、ＪＩＳＨ３３００に規定する合金番号Ｃ１１０１の無酸素銅、合金番号Ｃ１２０１及びＣ１２２０のりん脱酸銅のいずれかがより好ましい。
【００２６】
また、前記の材質のみに限定する必要はなく、特に熱伝導性と耐圧強度が必要な場合は、ＪＩＳＨ３３００に規定された銅または銅合金や、例えばＦｅ、Ｐ、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｍｎ、Ｓｎ、Ｓｉ、Ｍｇ、Ａｇ、Ａｌ等の元素より選択する１種または２種以上を総計で数％以下Ｃｕに含有させたＪＩＳＨ３３００に規定されていない銅合金を用いることも可能である。
【００２７】
さらに、特に耐食性と耐圧強度が必要な場合には、ＪＩＳＨ３３００に規定された合金番号Ｃ７０６０、Ｃ７１００、Ｃ７１５０などのＣｕ−Ｎｉ系合金やＴｉまたはＴｉ合金、ステンレス鋼などを用いることも可能である。また、軽量化が求められる場合には、耐食性、強度、加工性などの特性を考慮して、アルミニウム、アルミニウム合金の中から所定の特性を有するものを選択することも可能である。
【００２８】
大径管２を構成する管は、押出し素管を圧延、抽伸して製作される継目無し管、あるいは所定幅の板条の幅方向の端面を溶接して製作される溶接管を用いてもよい。
【００２９】
通常、大径管２としては管内面が平滑である平滑管が用いられることが多いが、外側流路７内の第１熱媒体Ｗを撹拌したい場合、旋回流を与えたい場合、あるいは管内の伝熱面積を増やしたい場合等には、管内面の少なくとも一部に管軸方向に平行な溝、あるいは、らせん状の溝（図示せず）が形成された内面溝付管を用いてもよい。また、大径管２内の溝付加工には、転造法、圧延法（転造ボールの代わりに圧延ロールを使用）、条（幅の狭い板状）に圧延ロールで溝付し、条を丸めて端を溶接するなどの方法によればよい。
【００３０】
（小径管）
図２（ｃ）に示すように、小径管３は、大径管２の内径より小さい外径を有し、大径管２の内部で管軸方向に沿って設けられている。そして、小径管３の内部を第２熱媒体Ｘの流路としたものである。また、小径管３は、３本〜６本の本数範囲に設けられることが好ましく、さらに、大径管２内の小径管３の配置としては、外側流路７を均等に分割する配置が好ましい。このように小径管３を配置することによって、小径管３からの外側流路７（大径管２）への熱伝達が向上し、第１熱媒体Ｗの圧力損失も低くなる。しかしながら、熱伝達が向上し、圧力損失も低ければ、図２（ｃ）以外の配置でもよい。なお、小径管３を３本〜６本の本数範囲で設ける理由は、２本以下であると伝熱面積が十分でなく、７本以上であると小径管３による第１熱媒体Ｗの圧力損失が大きくなるためである。
【００３１】
小径管３は、大径管２の内部に外側流路７を形成するように、大径管２の管軸方向に沿って設けられ、且つ、外側流路７に第１熱媒体Ｗが必要量流通することが可能な寸法に形成されている。一例として、外径は１〜８ｍｍ、肉厚は０．２〜５ｍｍ、長さは１００ｍｍ以上が好ましい。また、小径管３の寸法は、前記したように、複合伝熱管１の伝熱性能、第１熱媒体Ｗおよび第２熱媒体Ｘの圧力損失の点から、管軸直交断面における１本の小径管３の流路断面積と、大径管２と小径管３との間の外側流路７の断面積との比（外側流路断面積／小径管流路断面積）が１０〜５０の範囲を満足するように設定することがより好ましい。
【００３２】
小径管３の材質は、前記大径管２で選択されたものと同様な材質が適用され、大径管２と同じものまたは異なるものを適宜選択する。
【００３３】
小径管３を構成する管は、その内部に供給される第２熱媒体Ｘの内圧を高くして運転されることが多いため、管の外径に対する肉厚を大きくすることが多く、一般には、押出し素管を圧延、抽伸して製作される継目無し管を用いることが多い。管の肉厚は、熱交換器の運転圧力に基づいて計算される耐圧強度から決定すればよい。耐圧強度が要求値を満たせば、溶接管を用いてもよい。また、第２熱媒体Ｘを撹拌したい場合、旋回流を与えたい場合、あるいは管内の伝熱面積を増やしたい場合等には、前記大径管２と同様に内面溝付管を使用してもよい。
【００３４】
（熱媒体）
熱媒体としては水または冷媒が使用され、熱媒体同士の熱伝導効率が良好なことより、第１熱媒体Ｗを水、第２熱媒体Ｘを冷媒とすることが好ましい。冷媒としては、高圧冷媒がより好ましく、二酸化炭素、ハイドロフルオロカーボン（ＨＦＣ）系冷媒等が挙げられ、複合伝熱管１が組み込まれる熱交換器の用途を考慮して、適宜選択される。特に、第２熱媒体Ｘは、環境面からは二酸化炭素が好ましく、さらに、熱効率が優れる点で、二酸化炭素を超臨界状態で使用することがより好ましい。
【００３５】
また、ヒートポンプ等の成績効率（ＣＯＰ）を考慮すると、第２熱媒体Ｘは、ハイドロフルオロカーボン（ＨＦＣ）系冷媒が好ましい。ハイドロフルオロカーボン（ＨＦＣ）系冷媒は、従来使用されていたクロロフルオロカーボン（ＣＦＣ）系、ハイドロクロロフルオロカーボン（ＨＣＦＣ）系冷媒の塩素全部を水素に置換したもので、オゾンを破壊しない冷媒である。代表的なＨＦＣ系冷媒としては、Ｒ３２とＲ１２５を混合した非共沸混合冷媒であるＲ４１０Ａがある。さらに、ＨＦＣ系冷媒もほぼ臨界状態で使用することがより好ましい。
【００３６】
さらに、第１熱媒体Ｗの流れる方向と第２熱媒体Ｘの流れる方向とが対向していることが好ましい。これにより、第２熱媒体Ｘからの第１熱媒体Ｗへの伝熱が効率よく行われる。しかしながら、十分な伝熱量が得られれば、第２熱媒体Ｘおよび第１熱媒体Ｗの流れる方向を同一方向としてもよい。
【００３７】
（巻回部）
図１に示すように、大径管２は、その全長の少なくとも１部が渦巻状の巻回部９に形成されている。巻回部９の巻きの最大外径ＯＤ、最小内径ＩＤは、大径管２および小径管（図示せず）の外径、肉厚、結晶粒径、機械的性質（引張り強さ、耐力、伸び、ばね限界値など）等に依存するが、例えば大径管２の管外径を定数「ｎ」としたとき、巻回部９の最大外径ＯＤは「ｎ」の４０倍程度まで大きくすることが可能であり、さらに、最小内径ＩＤは「ｎ」の６倍程度まで小さくすることが可能である。なお、巻回部９の巻回方向は、巻回軸に対して右巻きおよび左巻きのどちらでもよい。
【００３８】
図１、図２（ａ）、（ｂ）に示すように、巻回部９は偶数段に重ねられ、巻回部９の巻き始め、巻き終わりである大径管２の両管端部２ａ、２ｂが巻回部９の最内周９ａに形成されている。すなわち、１段目の巻回部９Ａでは、大径管２が最内周９ａから最外周９ｄに向かって巻回され、移行部１２を介して、２段目の巻回部９Ｂでは、大径管２が最外周９ｄから最内周９ａに向かって巻回される。このように両管端部２ａ、２ｂが最内周９ａに形成されることにより、熱媒体を供給する配管等（図示せず）と両管端部２ａ、２ｂの接続処理が巻回部９の内側でなされることとなり、断熱ケース１５に複合伝熱管１を収納する際、断熱ケース１５内に接続処理に要するデッドスペースＤＳ（図１１（ａ）参照）が形成されない。それにより、断熱ケース１５の容積を小さくすることが可能となる。また、両管端部２ａ、２ｂは、同一方向に向けて形成されることが好ましい。同一方向であることにより、両管端部２ａ、２ｂと配管等との接続処理が容易となり、複合伝熱管の生産性がより一層向上する。
【００３９】
そして、巻回部９の段数が２段を超える４段、８段等の場合には、前記２段の巻回部９Ａ、９Ｂを１ユニット１４として、図４（ｂ）に示すように並列に、または、図４（ｃ）、（ｄ）に示すように直列に重ねられる。なお、並列に重ねられた際には、複合伝熱管１の圧力損失を抑えることが可能となり、直列に重ねられた際には、複合伝熱管１の伝熱面積を増大させることが可能となる。この際、ユニット１４間の接続は、各ユニット１４の管端部２ａ、２ｂと配管（図示せず）等を直接（ロウ付け等）または接続管等（図示せず）を用いて接続してもよいし、大径管２の全長方向に各ユニット１４（巻回部９Ａ、９Ｂ）を連続して形成してもよい。
【００４０】
巻回部９は、その最外周９ｄの大径管２が、その最外周９ｄに隣接する隣接周９ｃの大径管２と当接するように形成される。このようにすると、巻回部９がコンパクト化し、複合伝熱管１の占める容積が小さくなる。なお、図３（ａ）、（ｂ）に示すように、巻回部９の湾曲路１１において、各周（９ａ、９ｂ、９ｃ、９ｄ）の大径管２は、最外周９ｄとその最外周９ｄに隣接する隣接周９ｃのみが当接していれば、他の周（９ａ、９ｂ、９ｃ）の大径管２は、隣接する周の大径管２と当接せずに、隙間部１３を形成していてもよい。この隙間部１３を形成することにより、大径管２を曲げ加工して巻回部９を形成する際、湾曲路１１の半径が同一となり、曲げ加工の作業性が向上する。
【００４１】
また、巻回部９の各周（９ａ、９ｂ、９ｃ、９ｄ）、各段（９Ａ、９Ｂ）の大径管２が隣接する大径管２と当接することが好ましい。さらに、大径管２の管軸直交断面における外形形状を楕円あるいは扁平円形状（図示せず）にすることがより好ましく、大径管２の（左右径＜上下径）とすると、巻回部９の最大外径ＯＤを小さくすることが可能であり、（上下径＜左右径）とすると、巻回部９の高さＨを小さくすることが可能である。
【００４２】
巻回部９は、その巻回形状が巻回軸に対して直交する平面において、所定長の直線路１０と所定半径の湾曲路１１とを交互に有する小判形状が好ましい。このような小判形状の巻回形状により、複合伝熱管１を断熱ケース１５に収納して熱交換器内に設置する際、断熱ケース１５の容積を小さくすることが可能となる共に、熱交換器内での断熱ケース１５の位置ズレが発生しにくく、設置安定性が向上する。また、市販の曲げ加工機を使用して巻回部９を形成する際、曲げ加工が容易となり、生産性が向上する。
【００４３】
巻回部９の巻回形状は、図１（ａ）の湾曲路１１が１／４円で形成された小判形状に限定されず、湾曲路１１が１／２円で形成された小判形状であってもよい。また、図４（ａ）に示すように、巻回部９の巻回形状が円形状であってもよい。そして、円形状の巻回部９は、その最小内径ＩＤ、最大外径ＯＤ、段数、巻回部９の移行部１２、大径管２同士の接触状態、大径管２の外形形状について、前記小判形状の巻回部９と同様である。
【００４４】
次に、本発明の複合伝熱管の第２の実施形態を図５（ａ）に示す。図５（ａ）に示すように、複合伝熱管１ａは、前記第１の実施形態の複合伝熱管１の小径管３が外管４と内管５とからなり、外管４と内管５との間に空間部６が形成された二重管であると共に、内管５の内部を第２熱媒体Ｘの流路としたものである。ここで、第１の実施形態の複合伝熱管１と同一の構成には同一の符号を付し、説明を省略する。また、図示しないが、大径管２は、その全長の少なくとも一部が渦巻状の巻回部に形成されている。
【００４５】
（外管）
外管４は、大径管２の内部に外側流路７を形成するように、大径管２の管軸方向に沿って設けられ、且つ、外側流路７に第１熱媒体Ｗが必要量流通することが可能な寸法に形成されている。一例として、外径は１〜８ｍｍ、肉厚は０．２〜５ｍｍ、長さは１００ｍｍ以上が好ましい。また、外管４の寸法は、前記したように、複合伝熱管１の伝熱性能、第１熱媒体Ｗおよび第２熱媒体Ｘの圧力損失の点から、管軸直交断面における１本の小径管３（内管５）の流路断面積と、大径管２と小径管３との間の外側流路７の断面積との比（外側流路断面積／小径管（内管５）流路断面積）が１０〜５０の範囲を満足するように設定することがより好ましい。
【００４６】
外管４の材質は、前記大径管２で選択されたものと同様な材質が適用され、大径管２と同じものまたは異なるものを適宜選択する。
【００４７】
外管４を構成する管は、その内部に設けられる内管５の内圧を高くして運転されることが多いため、管の外径に対する肉厚を大きくすることが多く、一般には、押出し素管を圧延、抽伸して製作される継目無し管を用いることが多い。管の肉厚は、熱交換器の運転圧力に基づいて計算される耐圧強度から決定すればよい。耐圧強度が要求値を満たせば、溶接管を用いてもよい。
【００４８】
外管４は、後記する内管５との間に空間部６が形成されるように、前記大径管２で記載した管内面の少なくとも一部に管軸方向に平行な溝あるいはらせん状の溝（図示せず）が形成された内面溝付管を用いることが好ましい。しかしながら、内管５として管外表面に突起部が設けられた管を用いる場合には、外管４として、管内面が平滑である平滑管を用いてもよい。
【００４９】
（内管）
内管５は、外管４の内部に同軸に設けられ、外管４の内径よりも小さい外径を有し、外管４との間に空間部６を形成すると共に、その内部に第２熱媒体Ｘが必要量流通することが可能な寸法に形成されている。一例として、外径は１〜８ｍｍ、肉厚は０．２〜５ｍｍ、長さは１００ｍｍ以上が好ましく、管軸直交断面における１本の小径管３の流路断面積と、大径管２と小径管３（内管５）との間の外側流路７の断面積との比（外側流路断面積／小径管（内管５）流路断面積）が１０〜５０の範囲を満足するように設定することがより好ましい。また、内管５の材質は、前記外管４と同じものまたは異なるものを適宜選択する。
【００５０】
内管５を構成する管は、断面積が小さいが、その内部を流れる第２熱媒体Ｘの流通量を多くしたい場合が多いので、内圧を高くして運転されることが多い。そのため、管の外径に対する肉厚を大きくすることが多く、一般には、押出し素管を圧延、抽伸して製作される継目無し管を用いることが多い。管の肉厚は、熱交換器の運転圧力に基づいて計算される耐圧強度から決定すればよい。耐圧強度が要求値を満たせば、溶接管を用いてもよい。なお、内管を流れる冷媒の圧力が高く、高温である場合、長時間の使用により内管または／及び外管がクリープ変形し、内管と外管との接触状態が悪くなり、冷媒（第２熱媒体Ｘ）から第１熱流体への熱伝達が阻害されることがある。その場合は、内管または／及び外管に耐クリープ性に優れる銅合金等の材質を用いることが望ましい。
【００５１】
通常、内管５としては管内面が平滑である平滑管が用いられることが多いが、管内の第２熱媒体Ｘを撹拌したい場合、旋回流を与えたい場合、あるいは管内の伝熱面積を増やしたい場合等には管内面の少なくとも一部に管軸方向に平行な溝あるいはらせん状の溝（図示せず）が形成された内面溝付管を用いてもよい。
【００５２】
内管５は、前記したように、外管４（平滑管）との間に空間部６を形成するために、管外表面に突起部を設けた管を使用してもよい。
【００５３】
（空間部）
空間部６は、内管５が腐食等で破損した際に、外側流路７（第１熱媒体Ｗ）に異物（オイル等）が混入するのを防ぐ作用を有すると共に、内管５の内部を流れる第２熱媒体Ｘが流入するため、その流入した第２熱媒体Ｘ、例えば、二酸化炭素等の量を外部から測定することにより、内管５の破損（腐食等）状況を外部から検知させる作用を有する。そのため、空間部６の断面積は０．５〜３ｍｍ2が好ましい、０．５ｍｍ2未満であると空間部６に流入した第２熱媒体Ｘが外部にまで到達しにくく第２熱媒体Ｘが検知しにくくなる、また、３ｍｍ2を超えると内管５と外管４の接触面積が小さくなり第２熱媒体Ｘからの伝熱量が低下しやすい。
【００５４】
空間部６は、例えば、外管４（内面溝付管）に内管５（内面溝付管または平滑管）を挿入して、空引きして外管４に内管５をかしめることによって作製する。しかしながら、異物混入防止、内管５の破損（腐食等）状況の検知作用を有する空間部６が作製できれば、前記作製方法に限定されない。
【００５５】
次に、本発明の複合伝熱管の第３の実施形態を図６、図７に示す。図６、図７に示すように、複合伝熱管１ｂは、前記第１または第２の実施形態の複合伝熱管１、１ａの構成に、第１熱媒体Ｗの流れの一部に対して妨げとなる伝熱促進部材８をさらに備える。ここで、第１または第２の実施形態の複合伝熱管１、１ａと同一の構成には同一の符号を付し、説明を省略する。また、図示しないが、大径管２に後記する凹凸部１９（図８参照）を形成してもよい。
【００５６】
（伝熱促進部材）
伝熱促進部材８は、外側流路７の全長の少なくとも一部の領域Ｓに配置されている。伝熱促進部材８としては、以下に示すバッフル材８ａ、インナー材８ｂ、束ね部材８ｃ、束ね部材８ｃとバッフル材８ａとが組み合わされたもの、または、束ね部材８ｃとインナー材８ｂが組み合わされたものが好ましい。このように伝熱促進部材８を配置することによって、第１熱媒体Ｗの流路長の増大および乱流発生による第１熱媒体Ｗの温度の均一化が進み、第２熱媒体Ｘからの第１熱媒体Ｗへの伝熱量がより一層増大すると共に、第１熱媒体Ｗの圧力損失も低くなる。また、伝熱促進部材８を配置する領域Ｓ（長さ）は、外側流路７を流れる第１熱媒体Ｗの圧力損失が大きくならない長さに設定し、かつ、領域Ｓでの内管を流れる第２熱媒体Ｘの温度を考慮して設定することが好ましい。しかしながら、伝熱促進部材８は、第１熱媒体Ｗの流れの一部に対して妨げとなり、第１熱媒体Ｗの流れに乱流を発生させると共に、第１熱媒体Ｗの圧力損失が大きくならないものであれば、バッフル材８ａ、インナー材８ｂまたは束ね部材８ｃ等に限定されない。
【００５７】
（バッフル材）
図６に示すように、バッフル材８ａは、大径管２の管軸方向に直交する直交断面より小さな板状の妨害部１７と、その表面に設けられた小径管３（図６においては２本）が挿通する挿通孔１６、１６とからなり、挿通孔１６、１６に小径管３を挿通して、大径管２の管軸方向に沿って外側流路７に複数配置される。また、バッフル材８ａは第１熱媒体Ｗの流れによって移動しないように、バッフル材８ａの妨害部１７の少なくとも１部が、挿通孔１６、１６に挿通された小径管３の外表面に、接着剤、ロウ等で接合されている（図示せず）。
【００５８】
バッフル材８ａは、第１熱媒体Ｗ（例えば、水）によって腐食または第１熱媒体Ｗを汚染しないセラミック、銅、ステンレス等で作製され、その形状は、図６に示すように、欠損のある円形状であって、妨害部１７の第１熱媒体Ｗの妨害に関与する板表面の面積が、外側流路７の管軸直交断面積に対して２０〜８０％であることが好ましい。２０％未満であると第１熱媒体Ｗの妨害性が低くなりすぎて乱流の発生頻度が低くなりやすく、また、８０％を超えると第１熱媒体Ｗの妨害性が高くなりすぎて第１熱媒体Ｗの圧力損失が大きくなりやすい。また、バッフル材８ａは、図６においては、妨害部１７の板表面が小径管３の管軸に対して直交する例を記載しているが、第１熱媒体Ｗの流れ方向に所定角度で前傾または後傾（図示せず）したものであってもよい。また、妨害部１７は、１つ以上の貫通孔（図示せず）を形成して第１熱媒体Ｗの流れの抵抗を軽減する構成として構わない。
【００５９】
図６に示すように、大径管２の管軸方向に沿って複数配置されるバッフル材８ａ、８ａ・・・の配置は、その各妨害部１７、１７・・・によって妨害される外側流路７が、隣接するバッフル材８ａ同士で異なることが好ましい。これによって、第１熱媒体Ｗの流れを許容する部分が、バッフル材８ａ、８ａ・・・毎に異なることとなり、複数のバッフル材８ａ、８ａ・・・が配置された領域Ｓにおいて、第１熱媒体Ｗの流れが複雑になり（図６ではスパイラル状）、より一層、流路長が増大すると共に、乱流が発生しやすくなる。なお、乱流が発生し、第１熱媒体Ｗの圧力損失が大きくならなければ、図６以外のバッフル材の配置でもよい。
【００６０】
また、複数のバッフル材８ａ、８ａ・・・は、第２熱媒体Ｘが二酸化炭素であるとき、二酸化炭素の局所熱伝達率が極大となる温度範囲２０〜８０℃の許容範囲を満足する領域Ｓに対応する外側流路７に配置することが好ましい。そして、このような領域Ｓの設定は、あらかじめ、内管の全長にわたって測定した二酸化炭素の温度を使用して行う。そして、二酸化炭素の圧力は、通常８〜１１ＭＰａの範囲で利用されるが、複合伝熱管１ａが組み込まれる熱交換器のシステムによって異なる。このように領域Ｓを設定することによって、第２熱媒体Ｘ（二酸化炭素）の熱伝達率が大きな領域にバッフル材８ａ、８ａ・・・が配置されることとなり、第２熱媒体Ｘ（二酸化炭素）から第１熱媒体Ｗ(水)への伝熱が効率よく行われ、第２熱媒体Ｘ（二酸化炭素）から第１熱媒体Ｗ(水)への伝熱量がより一層増大する。
【００６１】
（インナー材）
図７（ａ）、（ｂ）、（ｃ）に示すように、インナー材８ｂは、大径管２の管軸方向に沿って延びる本体部１８を備え、複数本の小径管３の間に介装されるもので、大径管２と同軸に配置される。また、インナー材８ｂは第１熱媒体Ｗの流れによって移動しないように、インナー材８ｂの少なくとも１部が、小径管３の外表面に、接着剤、ロウ等で接合されている（図示せず）。
【００６２】
インナー材８ｂは、第１熱媒体Ｗ（例えば、水）によって腐食または第１熱媒体Ｗを汚染しないセラミック、銅、ステンレス等で作製され、その形状は、図７（ｂ）、（ｃ）に示すように、棒状体または管状体が好ましく、圧力損失の低下を考慮すると、管状体がより好ましい。また、図示しないが、球状体（球状には楕円球を含む）であってもよい。そして、インナー材８ｂの管軸直交断面における断面積が、外側流路７の断面積に対して２０〜８０％に設計されることが好ましい。２０％未満であると第１熱媒体Ｗの妨害性が低くなりすぎて乱流の発生頻度が低くなりやすく、また、８０％を超えると第１熱媒体Ｗの妨害性が高くなりすぎて第１熱媒体Ｗの圧力損失が大きくなりやすい。
【００６３】
インナー材８ｂは、前記のバッフル材８ａと同様に、実際の運転において第２熱媒体Ｘの局所熱伝達率が極大となる温度範囲２０〜８０℃の許容範囲を満足する領域Ｓに対応する外側流路７に配置されることが好ましい。なお、インナー材８ｂは、本体部１８の管軸方向での長さが領域Ｓの全長にわたるものだけでなく、領域Ｓの全長より短いものでもよい。本体部１８の長さが短いインナー材８ｂの場合には、領域Ｓにわたって、所定間隔で複数配置する。
【００６４】
（束ね部材）
図７（ａ）に示すように、束ね部材８ｃは、複数本の小径管３に内接して、複数本の小径管３を束ねるもので、大径管２の管軸方向に所定の距離Ｓ３で複数配置される。束ね部材８ｃは、第１熱媒体Ｗ（例えば、水）によって腐食または第１熱媒体Ｗを汚染しないセラミックス、銅、ステンレス等で作製され、その形態は、図７（ａ）に示すリングが好ましい。しかしながら、図示しないが、小径管３を束ねる機能を有すれば、リングの一部に欠損部を有するＣリング、線材をリング状に巻回した形態であってもよい。また、小径管３の束ね状態は、図７（ａ）では小径管３同士が互いに接する強い束ね状態を示しているが、束ね部材８ｃが小径管３に内接していれば、小径管３の間にスペースが形成される弱い束ね状態であってもよい。さらに、束ね部材８ｃの距離Ｓ３は６０〜６００ｍｍが好ましく、６０ｍｍ未満では複合伝熱管１ｂの製造がしにくくなり、６００ｍｍを超えると第１熱媒体Ｗに乱流が発生しにくくなる。
【００６５】
束ね部材８ｃは、前記のバッフル材８ａまたはインナー材８ｂと同様に、実際の運転において第２熱媒体Ｘの局所熱伝達率が極大となる温度範囲２０〜８０℃の許容範囲を満足する領域Ｓに対応する外側流路７に配置されることが好ましい。
【００６６】
（束ね部材と、バッフル材またはインナー材との組み合わせ）
伝熱促進部材８は、前記した複数の束ね部材８ｃと、束ね部材８ｃ間に設けられるバッフル材８ａ（図６参照）とで構成、または、複数の束ね部材８ｃと、束ね部材８ｃ間に設けられ、複数本の小径管３の間に介装されるインナー材８ｂとで構成されてもよい。
【００６７】
図７（ａ）に示すように、伝熱促進部材８が束ね部材８ｃとインナー材８ｂとで構成される場合には、束ね部材８ｃ−束ね部材８ｃ間の距離Ｓ３を６０〜６００ｍｍ、インナー材８ｂ−インナー材８ｂ間の距離Ｓ４を６０〜６００ｍｍ、束ね部材８ｃ−インナー材８ｂ間の距離Ｓ５を３０〜３００ｍｍとすることが好ましい。前記距離（Ｓ３、Ｓ４、Ｓ５）が、前記範囲を下回ると複合伝熱管１ｂが製造しにくくなり、前記範囲を超えると第１熱媒体Ｗに乱流が発生しにくくなる。また、インナー材８ｂの外径は小径管３の外径以下が好ましい。インナー材８ｂの外径が、小径管３の外径より大きいと、圧力損失が大きくなると共に、複数の小径管３の間にインナー材８ｂを配置しにくくなる。さらに、図７（ｂ）、（ｃ）に示すように、インナー材８ｂの長さＳ２は１〜５０ｍｍが好ましい。長さＳ２が１ｍｍ未満では、インナー材８ｂの強度が不足し複合伝熱管１ｂが製造しにくくなり、５０ｍｍｍを超えると第１熱媒体Ｗに乱流が発生しにくくなる。
【００６８】
なお、前記のように、束ね部材８ｃ間にインナー材８ｂを配置すると、束ね部材８ｃによる小径管３の束ねによって、複数配置された小径管３がすぼみ、インナー材８ｂが小径管３の間に固定される。また、小径管３の間へのインナー材８ｂの挿入によって、束ね部材８ｃに内接する複数の小径管３が拡張し、小径管３に束ね部材８ｃが固定される。そして、束ね部材８ｃおよびインナー材８ｂの小径管３への固定を強固なものとするために、インナー材８ｂは束ね部材８ｃ間の中央付近に配置されることが好ましい。
【００６９】
また、伝熱促進部材８が束ね部材８ｃとバッフル材８ａとで構成される場合には、図示しないが、前記インナー材８ｂと同様とすることが好ましい。ここで、バッフル材８ａは、束ね部材８ｃ間の１〜５０ｍｍの領域内に所定枚数を配置することが好ましい。領域が１ｍｍ未満では、第１熱媒体Ｗに乱流が発生しにくくなり、領域が５０ｍｍｍを超えると圧力損失が大きくなりやすい。
【００７０】
次に、本発明の複合伝熱管の第４の実施形態を図８に示す。図８に示すように、複合伝熱管１ｃは、前記第１または第２の実施形態の複合伝熱管１の大径管２に、その全長の少なくとも一部の領域Ｓに凹凸部１９を形成する。ここで、第１または第２の実施形態の複合伝熱管１、１ａと同一の構成には同一の符号を付し、説明を省略する。また、図示しないが、外側流路７内に前記した伝熱促進部材８（図６、図７参照）を配置してもよい。
【００７１】
（凹凸部）
凹凸部１９は、例えば、大径管２をコルゲート状に加工することによって、凸部の高さｈを０．５〜２ｍｍ、凸部のピッチｐを５〜２０ｍｍに形成することが好ましく、凸部（高さｈおよびピッチｐ）が前記範囲未満であると、凹凸部１９の成形加工がしにくく、凸部が前記範囲を超えると第１熱媒体Ｗの圧力損失が大きくなりやすい。また、凹凸部１９は、前記の伝熱促進部材８と同様に、内管の内部を流れる第２熱媒体Ｘの温度が２０〜８０℃の許容範囲を満足する領域Ｓに対応する大径管２に形成することが好ましい。そして、凹凸部１９の形態は、外側流路７内の第１熱媒体Ｗに乱流が発生すると共に、圧力損失が大きくならなければ、前記コルゲート状に限定されず、例えば、前記した管内面の少なくとも一部に管軸方向に平行な溝あるいはらせん状の溝が形成された内面溝付管でもよい。
【００７２】
次に、本発明の複合伝熱管の１つを給湯器用ヒートポンプに使用した例を説明する。図９はヒートポンプユニット２４を給湯器３０に用いた例である。ヒートポンプユニット２４の熱交換の部分に本発明の複合伝熱管１、１ａ、１ｂ、１ｃを用いることができる。複合伝熱管１の大径管２に水（第１熱媒体）を、小径管３に二酸化炭素冷媒（第２熱媒体）を流通させる。二酸化炭素冷媒（第２熱媒体）は、蒸発器２５において大気熱を吸収した後、圧縮機２６により圧縮され、高温高圧の流体として複合伝熱管１、１ａ、１ｂ、１ｃの小径管３に送られる。複合伝熱管１、１ａ、１ｂ、１ｃにおいて大径管２内の水（第１熱媒体）と熱交換して低温の流体となり、膨張弁２７に送られる。膨張弁２７により膨張し、蒸発器２５で再度吸熱する。一方、貯湯タンク２８（タンク２９）よりポンプＰにより供給される低温の水（第１熱媒体）は複合伝熱管１、１ａ、１ｂ、１ｃの大径管２に入り、小径管３と接触することにより加熱され、高温の水（第１熱媒体）となって貯湯タンク２８（タンク２９）に戻る。このように、本発明の複合伝熱管１、１ａ、１ｂ、１ｃは伝熱性能が優れるため、二酸化炭素冷媒ヒートポンプ式給湯器３０の熱交換部分に好適に使用される。
【実施例】
【００７３】
以下、本発明の実施例について具体的に説明する。
実施例１、２として、大径管２の内部に管軸方向に沿って４本の小径管３（図５（ａ）参照）を設け、図１（巻き形状１：実施例１）、図３（ａ）（巻き形状２：実施例２）に示すような、大径管２に渦巻状の巻回部９を形成した複合伝熱管１ａを作製した。各構成については、以下の通りである。
【００７４】
（１）大径管
大径管２として、ＪＩＳＨ３３００に規定された合金番号Ｃ１２２０のりん脱酸銅で作製された、外径１２．７ｍｍ、内径１０．９ｍｍ、全長６７００ｍの平滑管を使用した。
（２）小径管
図５（ａ）に示すように、小径管３として、外管４（内面溝付管）に内管５（平滑管）を挿入して、空引きすることにより外管４に内管５をかしめ、外管４と内管５の間に空間部６（管軸直交断面積：０．９７ｍｍ2）が形成された二重管を使用した。なお、図５（ａ）に示すように、４本の小径管３は、大径管２内部の外側流路７を均等に分割するように配置した。また、管軸直交断面における１本の小径管３の流路断面積と、外側流路７の断面積との比（外側流路／小径管）が約１５なるように、外管４および内管５を設定した。
（外管）
外管４として、ＪＩＳＨ３３００に規定された合金番号Ｃ１２２０のりん脱酸銅で作製された、外径４．０ｍｍ、内径３．０ｍｍ、全長６７００ｍの内面溝付管を使用した。溝形状としては、溝数４０、溝リード角（外管管軸と溝がなす角度）０°、溝間に形成されるフィンの高さ０．２ｍｍ、フィンの山頂角２０°、フィンピッチ０．２３ｍｍとした。
（内管）
内管５として、ＪＩＳＨ３３００に規定された合金番号Ｃ１２２０のりん脱酸銅で作製された、外径３．０ｍｍ、内径２．０ｍｍ、全長６７００ｍの平滑管を使用した。
【００７５】
(３)巻回部
大径管２に、図１（巻き形状１）、図３（ａ）（巻き形状２）に示すような最大外径ＯＤ１８６．２ｍｍ、最小内径ＩＤ８４．６ｍｍの渦巻状の巻回部９を二層に形成した。なお、巻回部９の高さＨは２５．７ｍｍとした。
【００７６】
（巻き形状１：実施例１）
巻回部９の各周（９ａ、９ｂ、９ｃ、９ｄ）の湾曲路１１の１／４円の半径を最内周９ａから最外周９ｄまで４０ｍｍ、５２．７ｍｍ、６５．４ｍｍ、７８．１ｍｍと段階的に大きくし、長辺部の長さ３００ｍｍ、短辺部の長さ３０ｍｍ、４２．７ｍｍの直線路１０で結び、各周の大径管２同士が当接するように巻回した。また、巻回部９の各段（９Ａ、９Ｂ）の大径管２同士は当接させ、大径管２の両管端部２ａ、２ｂを巻回部９の内側（最内周９ａ）に形成した。
【００７７】
（巻き形状２：実施例２）
巻回部９の湾曲路１１の１／４円の半径を最外周９ｄ、その隣接周９ｃを５２．７ｍｍ、６５．４ｍｍ、それ以外の周を４０ｍｍとし、長辺部の長さ３３８．１ｍｍ、３１２．７ｍｍと、３２５．４ｍｍ、３００ｍｍ、および、短辺部の長さ６８．１ｍｍ、４２．７ｍｍと、８０．８ｍｍ、５５．４ｍｍ、３０ｍｍの直線路１０で結び、最外周９ｄとその隣接周９ｃの大径管２同士が当接し、それ以外の周の大径管２同士の間に隙間部１３が形成されように巻回した。また、巻回部９の各段（９Ａ、９Ｂ）の大径管２同士は当接させ、大径管２の両管端部２ａ、２ｂを巻回部９の内側（最内周９ａ）に形成した。
【００７８】
また、比較例１として、図１１（ａ）（巻き形状３）に示すような渦巻状の巻回部５３を形成した複合伝熱管５１を作製した。そして、大径管５２の両管端部５２ａ、５２ｂを巻回部５３の最外周（外側）に形成したこと以外は、実施例１の複合伝熱管（巻き形状１）１ａと同様とした。なお、巻回部５３の直線路１０の短辺部の長さは、３０ｍｍ、１７．３ｍｍとなる。
【００７９】
作製された複合伝熱管１ａ、５１（実施例１、２、比較例１）を使用して、各複合伝熱管１ａ、５１を収納する断熱ケース１５を作製し、各断熱ケース１５の面積を測定した。ここで、断熱ケース１５内での複合伝熱管１ａ、５１のクリアランスは全て同じとした。そして、複合伝熱管５１（比較例１）の断熱ケース１５の面積を１００としたときの、実施例１、２の断熱ケース１５の面積比を表１に示す。
【００８０】
【表１】
2007032943.tif 000003
【００８１】
表１に示すように、実施例１、２の断熱ケース１５は、比較例１の断熱ケース１５と比較して、その面積が小さい。したがって、実施例１、２の複合伝熱管１ａは、比較例１の複合伝熱管５１と比較して、複合伝熱管１ａの占める容積が小さくなることが確認された。
【図面の簡単な説明】
【００８２】
【図１】本発明に係る複合伝熱管の構成を示す平面図である。
【図２】（ａ）は図１のＡ−Ａ線断面図、（ｂ）はＢ−Ｂ線断面図で小径管の記載は省略したもの、（ｃ）は大径管の拡大断面図である。
【図３】（ａ）は巻回部の他の形態を示す平面図、（ｂ）は（ａ）のＣ−Ｃ線断面図で小径管の記載は省略したものである。
【図４】（ａ）は巻回部の他の形態を示す平面図、（ｂ）はユニットを並列に重ねた状態を示す模式図、（ｃ）、（ｄ）は直列に重ねた状態を示す模式図である。
【図５】（ａ）は複合伝熱管の他の実施形態の大径管の管軸直交断面図、（ｂ）は（ａ）の小径管の拡大断面図である。
【図６】バッフル材が配置された複合伝熱管の構成を示す一部破断斜視図である。
【図７】束ね部材およびインナー材が配置された複合伝熱管の構成を示す一部破断斜視図である。
【図８】凹凸部が形成された複合伝熱管を示し、（ａ）は一部破断側面図、（ｂ）は（ａ）のＤ−Ｄ線断面図である。
【図９】複合伝熱管を使用した給湯器の構成を模式的に示す説明図である。
【図１０】従来の複合伝熱管の構成を示す斜視図である。
【図１１】（ａ）は従来の複合伝熱管の構成を示す平面図、（ｂ）は（ａ）のＥ−Ｅ線断面図、（ｃ）は（ａ）のＦ−Ｆ線断面図である。
【符号の説明】
【００８３】
１      複合伝熱管
２      大径管
２ａ、２ｂ  管端部
３      小径管
７      外側流路
９      巻回部
９ａ    周（最内周）
９ｂ、９ｃ  周（隣接周）
９ｄ    周（最外周）
Ｘ      第２熱媒体
Ｗ      第１熱媒体
【図１】
2007032943.tif 000004
【図２】
2007032943.tif 000005
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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