(57)【要約】【課題】水管内に冷媒管を配置した熱交換器の性能を向上させる熱交換器用伝熱管、及び熱交換器を提供する。【解決手段】熱交換用伝熱管１は、水管２０と、水管２０内に配置され、冷媒が流れる冷媒管１０とを備えている。水管２０の外面にはコルゲート凹部２１が螺旋状にコルゲート加工されている。コルゲート凹部２１内には２条のコルゲート溝２２が螺旋状にコルゲート加工されている。コルゲート凹部２１のピッチをＰｃとし、２条のコルゲート溝２２間の幅をＷｃとすると、２ｍｍ≦Ｗｃ＜Ｐｃ／２の関係を有している。【選択図】図３
2012122691.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱交換器を構成する水管と、
前記水管内に配置され、冷媒が流れる冷媒管と、
前記水管の外面に螺旋状にコルゲート加工されたコルゲート凹部と、
前記コルゲート凹部内に２条の螺旋状にコルゲート加工されたコルゲート溝とを有してなり、
前記コルゲート凹部のピッチをＰｃとし、前記２条のコルゲート溝間の幅をＷｃとすると、２ｍｍ≦Ｗｃ＜Ｐｃ／２の関係を有してなることを特徴とする熱交換器用伝熱管。
【請求項２】
前記冷媒管の外接円の外径をｄｃとし、前記水管の最小内径をＩＤとし、前記冷媒管の外接円の外径ｄｃ、及び前記水管の最小内径ＩＤの差をＤｄとし、前記コルゲート溝の深さをＨｃとすると、０．２５≦Ｈｃ／Ｄｄ≦０．６３の関係を有してなることを特徴とする請求項１記載の熱交換器用伝熱管。
【請求項３】
前記２条のコルゲート溝の間は、突条に形成されてなることを特徴とする請求項１又は２記載の熱交換器用伝熱管。
【請求項４】
前記水管は、前記２条のコルゲート溝に対応する凹凸条形成部を有する一つの加工ロールにより、２条にコルゲート加工されていることを特徴とする請求項１記載の熱交換器用伝熱管。
【請求項５】
前記加工ロールは、前記凹凸条形成部を形成するコルゲート加工ロールと、前記コルゲート加工ロールを支持するバックアップロールとにより構成されてなることを特徴とする請求項４記載の熱交換器用伝熱管。
【請求項６】
上記請求項１記載の伝熱管を備えたことを特徴とする熱交換器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、熱交換器用伝熱管、及び熱交換器に係わり、特に、貯湯式ヒートポンプ給湯機に好適に用いられる熱交換器用伝熱管、及び熱交換器に関する。
【背景技術】
【０００２】
貯湯式ヒートポンプ給湯機（以下、「ヒートポンプ給湯機」ともいう。）に用いられる熱交換器としては、水が流通する外管（以下、「水管」ともいう。）と冷媒が流通する内管（以下、「冷媒管」ともいう。）との内外二重管構造からなる二重管式熱交換器がある。この二重管式熱交換器においては、冷媒管に腐食による孔が開くと、水と冷媒が混ざり合ってしまうことから、水又は冷媒の漏洩を検知して、ヒートポンプ給湯機を停止するための漏洩検知部、例えば漏洩検知溝を有する漏洩検知管が設けられている。この漏洩検知管を設けることによって、実質的には三重管構造を有する熱交換器が構成される。
【０００３】
一方、ヒートポンプ給湯機は、夜間に時間をかけて湯を沸かすものであり、水の流速が小さく、層流となる。そのため、熱交換器としての性能を向上させるには、ボトルネックになる水管の伝熱性能の向上が不可欠となる。
【０００４】
伝熱性能の向上を目的とした熱交換器の一例としては、水が流れる第一伝熱管（水管）内に、冷媒が流れる複数本の伝熱管を螺旋状にねじって構成した第二伝熱管（冷媒管）を配置したものがある（特許文献１参照）。この特許文献１記載の熱交換器によれば、水の圧力損失やスケール成分の溶出が小さく、伝熱促進体としての別部品を用いることなく、伝熱促進することができるとしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特許第３９１９６９９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
この種のヒートポンプ給湯機では、更なる高性能化とコンパクト化が望まれている。上記特許文献１に記載された熱交換器は、上述したように、水管内に冷媒管を配置した構成を有する内外二重管式の熱交換器であるため、水管と冷媒管とが内外面で互いに接合されたタイプの熱交換器に比べると、接触熱抵抗がほぼゼロになるメリットがある。
【０００７】
しかしながら、上記特許文献１記載の熱交換器では、水の濡れ淵長さが長くなるため、水管の直径が相当に小さくなり、単独で使用される水管と同じ直径を基準として比較すると、水の流速が非常に小さい。ヒートポンプ給湯機は、元々、水の流速が小さいことがネックであるため、このタイプの熱交換器を更に高性能化するためには、水管の熱伝達率（水側熱伝達率）の向上が不可欠である。
【０００８】
従って、本発明の目的は、水管内に冷媒管を配置した熱交換器の性能を向上させる熱交換器用伝熱管、及び熱交換器を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
［１］本発明は、熱交換器を構成する水管と、前記水管内に配置され、冷媒が流れる冷媒管と、前記水管の外面に螺旋状にコルゲート加工されたコルゲート凹部と、前記コルゲート凹部内に２条の螺旋状にコルゲート加工されたコルゲート溝とを有してなり、前記コルゲート凹部のピッチをＰｃとし、前記２条のコルゲート溝間の幅をＷｃとすると、２ｍｍ≦Ｗｃ＜Ｐｃ／２の関係を有してなることを特徴とする熱交換用伝熱管にある。
［２］上記［１］記載の発明にあって、前記冷媒管の外接円の外径をｄｃとし、前記水管の最小内径をＩＤとし、前記冷媒管の外接円の外径ｄｃ、及び前記水管の最小内径ＩＤの差をＤｄとし、前記コルゲート溝の深さをＨｃとすると、０．２５≦Ｈｃ／Ｄｄ≦０．６３の関係を有してなることを特徴とする。
［３］上記［１］又は［２］記載の発明にあって、前記２条のコルゲート溝の間は、突条に形成されてなることを特徴とする。
［４］上記［１］記載の発明にあって、前記水管は、前記２条のコルゲート溝に対応する凹凸条形成部を有する一つの加工ロールにより、２条にコルゲート加工されていることを特徴とする。
［５］上記［４］記載の発明にあって、前記加工ロールは、前記凹凸条形成部を形成するコルゲート加工ロールと、前記コルゲート加工ロールを支持するバックアップロールとにより構成されてなることを特徴とする。
【００１０】
［６］本発明は更に、上記［１］記載の伝熱管を備えたことを特徴とする熱交換器を提供する。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、水管内に冷媒管を配置した熱交換器の性能を効果的に向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】（ａ）は本発明の典型的な実施の形態である二重管式熱交換器の部分断面図であり、（ｂ）は（ａ）の１Ｂ−１Ｂ線矢視断面拡大図である。
【図２】（ａ）は本発明の実施の形態における二重管式熱交換器を構成する冷媒管の説明図であり、（ｂ）は（ａ）の２Ｂ−２Ｂ線矢視断面拡大図、（ｃ）は（ａ）の点線で囲まれた部分を示す部分断面拡大図である。
【図３】（ａ）は本発明の実施の形態における二重管式熱交換器を構成するコルゲート管の部分断面図であり、（ｂ）は（ａ）の点線で囲まれた部分を示す部分断面拡大図であり、（ｃ）は（ａ）の３Ｃ−３Ｃ線矢視断面拡大図である。
【図４】本発明のコルゲート管を製造するための加工ロールの一例を示す部分断面図である。
【図５】本発明のコルゲート管を製造するための加工ロールの他の一例を示す部分断面図である。
【図６】実施例２と比較例２及び３の性能比較結果を示す図である。
【図７】実施例１〜３と比較例４及び５の性能比較結果を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明の好適な実施の形態を添付図面に基づいて具体的に説明する。
【００１４】
（熱交換器の全体構成）
図１において、全体を示す符号１は、内管１０と外管２０とにより主に構成された二重管式の熱交換器の一例を示している。図示例による熱交換器１は、ヒートポンプ給湯機の水−冷媒熱交換器用の伝熱管として好適に使用されるものであり、外管２０の内周面に形成された波形の凹凸面（コルゲート面）の攪拌効果により熱交換器の伝熱性能を向上させている。
【００１５】
ヒートポンプ給湯機は、圧縮機、給湯用熱交換器、膨張弁、及び外気を熱源とする室外熱交換器を備えた冷凍サイクルと、給湯用熱交換器、給水ポンプ、及び給湯タンクを備えた給湯サイクルとから主に構成される。熱交換器１の内管１０内には、冷凍サイクルの圧縮機側からの高温・高圧のフロンや二酸化炭素などの冷媒が流れ、内管１０と外管２０の内周面との間に形成される環状路には、給湯サイクルの給水ポンプ側からの水が流れる。熱交換器１では、冷媒と水とが互いに逆方向に向流して流れて熱交換され、高温となった水（湯）が給湯タンクに送られる。
【００１６】
図２及び図３を参照すると、図２には外管２０（以下、「コルゲート管２０」という。）に内包される内管１０が、図３にはコルゲート管２０がそれぞれ例示されている。この内管１０は、２本の冷媒管を互いに密接しながら絡み合うように螺旋状にねじって構成されている（以下、「ねじり管１０」という。）。ここで、コルゲート管２０とは、その内外面に波形のスパイラル構造を有する水管をいう。
【００１７】
（ねじり管の構成）
このねじり管１０は、図１及び図２に示すように、冷媒が流れる冷媒管１１と、冷媒管１１の外周を覆う漏洩検知管１２とからなる二重管構造である。漏洩検知管１２の肉厚は、内部を流れる冷媒の圧力に対する耐圧が冷媒管１１の耐圧以上となるように、冷媒管１１の肉厚より大きく形成されている。漏洩検知管１２の内周面には、長さ方向に沿って複数の漏洩検知溝１３が形成されている。
【００１８】
なお、漏洩検知管１２の内周面には、複数の漏洩検知溝１３が形成されたねじり管として例示したが、図示例に限定されるものではなく、例えば飲料用に使われない場合などは、漏洩検知溝を有しない冷媒管として使用することができる。
【００１９】
（コルゲート管の構成）
このコルゲート管２０は、図１及び図３に示すように、コルゲート加工により管軸線Ｔａ方向に一定の間隔をもって螺旋状のコルゲート凹部２１が形成されている。このコルゲート管２０のねじれ方向は、ねじり管１０のねじり方向の逆向きとなっている。
【００２０】
このコルゲート凹部２１の両側端縁には、図１及び図３に示すように、管軸線Ｔａ方向に一定の間隔をもって螺旋状をなす２条のコルゲート溝２２，２２が形成されている。この２条のコルゲート溝２２の間には、コルゲート外面に向けて突出する凸条のコルゲート突起２３が形成されている。このコルゲート突起２３の外径は、コルゲート管２０の最大外径ＯＤよりも小径に設定されている。深さの異なるコルゲート溝２２、及びコルゲート突起２３を有する凹凸条部が管軸線Ｔａ方向に沿って螺旋状に連続して形成されることで、コルゲート管２０の内周面に形成されたコルゲート面の前縁効果を向上させている。
【００２１】
図３において、隣り合うコルゲート凹部２１の間隔（コルゲートピッチ）をＰｃ、２条のコルゲート溝２２の最深部と最深部との間の幅をＷｃと定義すると、Ｗｃは２ｍｍ以上（Ｐｃ／２）未満（２ｍｍ≦Ｗｃ＜Ｐｃ／２）の範囲を満たすことが肝要である。２条のコルゲート溝２２の最深部間の幅Ｗｃは、ある程度の間隔を必要とするが、Ｗｃ＝Ｐｃ／２の寸法関係になると、２条のコルゲート溝２２が互いに重なり合って１条に製造されやすくなるので、コルゲート管２０のコルゲート面を水が乗り越える際の水の攪拌効果と伝熱性能の向上とを図ることができなくなり、好ましくない。
【００２２】
ここで、図１〜図３において、コルゲート管２０の最大外径をＯＤとし、コルゲート管２０の端末平滑部分の肉厚をＴＷとし、コルゲート溝２２の深さをＨｃとし、コルゲート管２０の最小内径をＩＤとし、ねじり管１０の外接円１４の直径をｄｃとし、コルゲート管２０の最小内径ＩＤとねじり管１０の外接円１４の直径ｄｃとの差をＤｄとして定義する。なお、ねじり管１０が一本の場合は、ねじり管１０の外接円１４の直径ｄｃは漏洩検知管１２の外径ｄｏとなる。
【００２３】
このねじり管１０の外接円１４の外径ｄｃとコルゲート管２０の最小内径ＩＤとの差Ｄｄ、及びコルゲート溝２２の深さＨｃの関係は、０．２５≦（Ｈｃ／Ｄｄ）≦０．６３の範囲を有することが肝要である。このコルゲート管２０の最小内径ＩＤとねじり管１０の外接円１４の直径ｄｃとの差Ｄｄ、コルゲート溝２２の深さＨｃ、及びコルゲート管２０の端末平滑部分の肉厚ＴＷが決まると、コルゲート管２０の最大外径ＯＤは、ＯＤ＝Ｄｄ＋２×（Ｈｃ＋ＴＷ）の関係を満たす。
【００２４】
一定間隔の２条のコルゲート溝２２を有するコルゲート管２０であれば、コルゲート管２０の最大外径ＯＤに応じて、コルゲート溝２２の深さＨｃを上記範囲に規定することで、コルゲート管２０の外径ＯＤを大きくし過ぎることなく、小型軽量であり、高性能な熱交換器１を得ることができる。ねじり管１０の外接円１４の外径ｄｃとコルゲート管２０の最小内径ＩＤとの差Ｄｄが、平滑管の外径と同じ寸法であれば、コルゲート管２０に対するねじり管１０の挿入性を犠牲にすることなく、熱交換器１の伝熱性能を向上させることが可能となる。それに加えて、流路は大きくなるため、高温部でのスケール析出による詰まりを防止することもできる。
【００２５】
コルゲート管２０のコルゲート溝２２と管軸線Ｔａとのなす角をコルゲートねじれ角βｃと定義すれば、コルゲートねじれ角βｃを７０°以上の高いねじれ形状とすることが望ましい。このコルゲートねじれ角βｃの値を７０°以上に規定することで、コルゲート管２０の内周面に形成されたコルゲート面により、水が乗り越える際の乱流化を促進することができるようになる。その結果、ヒートポンプ給湯機の水−冷媒熱交換器において、水の流速が非常に小さくなって層流となるため、熱交換器１の伝熱性能の向上が図れる。
【００２６】
コルゲートねじれ角βｃは、次式（１）で決定する。
【００２７】
【数１】
2012122691.tif 000003
【００２８】
ここで、コルゲートピッチＰｃと、２条のコルゲート溝２２の最深部間の幅Ｗｃとは、上述したように、２ｍｍ≦Ｗｃ＜Ｐｃ／２の関係を有しており、コルゲートピッチＰｃは少なくとも４ｍｍより大きい寸法に規定することから、コルゲートねじれ角βｃは、次式（２）の範囲に設定される。
【００２９】
【数２】
2012122691.tif 000004
【００３０】
コルゲート管２０の端末平滑部分の肉厚ＴＷは、特に限定されるものではないが、例えば０．４ｍｍ≦ＴＷ≦１．２ｍｍの範囲を満たすことが好適である。コルゲート管２０の材質としては、熱伝導率や機械的強度を勘案して、銅、銅合金、アルミニウムやアルミニウム合金などが好ましく用いられる。
【００３１】
なお、３条のコルゲート管の場合は、コルゲート管の攪拌効果を狙うため、コルゲートねじれ角βｃが比較的大きくなるので、１条目と３条目がラップする可能性があると、３条以上のコルゲート溝の形成は困難となる。
【００３２】
（コルゲート管の製造方法）
コルゲート管２０を製造するのには、一般的なコルゲート管の転造加工を用いることができる。その転造加工に用いられる治具の一例としては、図４に示すように、コルゲート面加工する円盤筒状をなす一つのコルゲート加工ロール３１と、そのコルゲート加工ロール３１の両側を挟持して支持する円筒状をなす一対の雄雌型のバックアップロール３２，３３とからなる加工ロール３０が用いられる。このコルゲート加工ロール３１、及びバックアップロール３２，３３のそれぞれには、支持孔３１ｂ，３２ｃ，３３ａが同一軸線上に形成されている。
【００３３】
このコルゲート加工ロール３１は、図４に示すように、一定の間隔をもって螺旋状に形成される２条のコルゲート溝２２と、この２条のコルゲート溝２２の最深部と最深部との間に形成される凸条のコルゲート突起２３とに対応する凹凸条形成部３１ａを有している。雄型のバックアップロール３２は、大径部３２ａと小径部３２ｂとが段差部を介して一体的に連結された段部形状を有している。
【００３４】
この加工ロール３０は、図４に示すように、コルゲート加工ロール３１の支持孔３１ｂ、及び雌型のバックアップロール３３の支持孔３３ａの内周面に対して雄型のバックアップロール３２の小径部３２ｂを嵌め込み支持固定することで、一対のバックアップロール３２，３３の間にコルゲート加工ロール３１を位置決め支持している。
【００３５】
この加工ロールの他の一例としては、図５に示すように、コルゲート加工ロール３１、及びバックアップロール３２，３３を一体成形した加工ロール３０を用いることができる。なお、図５において、図４に示す加工ロールと実質的に同じ部材には同一の部材名と符号を付している。従って、これらの部材に関する詳細な説明は省略する。
【００３６】
このコルゲート管２０の製造方法としては、加工ロール３０を管軸線Ｔａに対して傾斜した状態で素管の外面に連続的に押し付けながら、回転させるとともに、素管の外面内で公転させ、素管を所定の速度で引き抜く。これにより、コルゲート管２０の内周面に一定間隔の２条の螺旋状のコルゲート面を形成することができる。加工ロール３０の形状、回転速度、素管の引き抜き速度などを変化させることで、各種の加工パターンに形成することができることは勿論である。
【００３７】
以上の製法により、コルゲート溝２２、及びコルゲート突起２３を有し、深さが異なる凹凸条部からなるコルゲート凹部２１が、管軸線Ｔａ方向に沿って螺旋状に連続して形成されることとなり、コルゲート面を有するコルゲート管２０が効果的に得られる。
【００３８】
（実施の形態の効果）
上記実施の形態によれば、以下の効果を奏する。
（１）コルゲート管２０内にねじり管１０を配置した内外二重管式の熱交換器１においては、ねじり管１０をコルゲート管２０に挿入する際の挿入性を平滑管と同等に確保して、熱交換器１の性能を向上させることができる。
（２）平滑管と同様に流路が大きくなるため、スケール析出による詰まりを防止することができる。特に、ヒートポンプ給湯機は水の流速が遅いため、レイノルズ数が小さく、パス構成などでもレイノルズ数が変化する。そこで、この実施の形態に係るコルゲート管２０によれば、ねじり管１０の外接円１４の外径ｄｃとコルゲート管２０の最小内径ＩＤとの差Ｄｄに応じて、コルゲート溝２２の深さＨｃを規定した２条のコルゲート溝２２によるコルゲート面の存在により、水が乗り越える際の水の攪拌効果を促進し、熱交換器１の性能の向上を効果的に果たすことができる。
（３）ねじり管１０の外接円１４の外径ｄｃとコルゲート管２０の最小内径ＩＤとの差Ｄｄに対してコルゲート溝２２の深さＨｃが大きくないので、コルゲート管２０の最大外径ＯＤを必要以上に大きく設定する必要がなくなり、コンパクト化や軽量化を図ることができる熱交換器１を得ることができる。
【実施例】
【００３９】
以下に、表１、図６、及び図７を参照しながら、本発明の更に具体的な実施の形態として、実施例１〜３及び比較例１〜５を挙げて詳細に説明する。なお、この実施例では、上記実施の形態の典型的な一例を挙げており、本発明は、これらの実施例及び比較例に限定されるものではないことは勿論である。
【００４０】
下記の表１は、図１に示す熱交換器１において検討した伝熱管の仕様を示している。表１において、ＯＤはコルゲート管の最大外径、ＴＷはコルゲート管の端末平滑部分の肉厚、Ｈｃはコルゲート溝の深さ、ＩＤはコルゲート管の最小内径、Ｐｃはコルゲートピッチ、βｃはコルゲートねじれ角、Ｎはコルゲート溝の条数、Ｗｃはコルゲート溝の最深部間の幅、ｄｏは冷媒管（漏洩検知管）の外径、ｄｃはねじり管の外接円の直径、Ｄｄはコルゲート管の最小内径ＩＤとねじり管の外接円の直径ｄｃとの差である。
【００４１】
【表１】
2012122691.tif 000005
【００４２】
表１から明らかなように、最大外径ＯＤが比較例１の平滑管よりも大きい実施例１及び２のコルゲート管、並びに最大外径ＯＤが実施例１及び２よりも大きい実施例３のコルゲート管では、比較例１の平滑管に対する最大外径比、及び単重比の増加率は、１０％未満に抑えられている。
【００４３】
熱交換器の水側熱伝達率を求めた方法を以下に示す。
【００４４】
表１の熱交換器の内管内には３０℃の温水を流し、外管と内管との間に形成された環状路には２０℃の冷水を流して熱交換させた。内管と環状路の流量、出入口温度を測定し、熱交換量Ｑ及び熱通過率Ｋを求めた。内管内の熱伝達率は、出入口温度の平均値を代表温度とし、プラントル数Ｐｒ＝μＣｐ／λ（μ：粘性係数、Ｃｐ：比熱、λ：熱伝導率）とレイノルズ数Ｒｅ＝ρｖｄｉ／μ（ρ：密度、ｖ：流速、ｄｉ：内管の内径）を求め、Ｄｉｔｔｕｓ−Ｂｏｅｌｔｅｒの式（Ｎｕ＝０．０２３×Ｒｅ０．８×Ｐｒ０．４）と代表温度での熱伝導率λから管内の熱伝達率αｉ−Ｎｕλ／ｄｉを求めた。これより、管外の熱伝達率αｏ＝１／（１／Ｋ−１／αｉ）として求められる。
【００４５】
実施例２と比較例１〜３との熱伝達性能を比較した一例が、図６に示されている。図６に示す熱伝達性能は、比較例１における平滑管の熱伝達性能を１００％としたときのレイノルズ数に対する実施例２と比較例２及び３におけるコルゲート管の熱伝達性能を性能比率（％）としてプロットした。
【００４６】
実施例２のコルゲート管と比較例２のコルゲート管とは、コルゲート溝の条数Ｎを除く他の仕様と同一であるが、図６から明らかなように、レイノルズ数の増加に伴い、実施例２のコルゲート管は、比較例２のコルゲート管よりも、熱伝達比率（水側熱伝達率）が平均的に１０％以上増加していることが分かる。特に、貯湯式のヒートポンプ給湯機で熱伝達性能の向上が難しい低レイノルズ数５００のときは、比較例１の平滑管に対して熱伝達比率が２０％以上増加しており、比較例１の平滑管よりも伝熱性能を上回っている。
【００４７】
実施例２、及び比較例２は、コルゲートねじれ角βｃが同じであるため、攪拌効果は変わるところはないが、実施例２では、比較例２に比べて、局所的な流速変動の機会が多くなり、コルゲート管の内周面に形成された凹凸条のコルゲート面の前縁効果が作用し、伝熱面であるねじり管の外周面に形成される粘性底層が厚くなるのを妨げている。
【００４８】
一方、実施例２と比較例３とは、コルゲート溝の最深部間の幅Ｗｃ以外の仕様と同じであるが、図６から明らかなように、比較例３では、比較例２よりも、やや熱伝達性能が向上するものの、実施例２と比べると、伝熱効果は得られない。
【００４９】
比較例３は、幅１ｍｍの２枚のディスクを加工ロールとして用い、２条のコルゲート溝を有するコルゲート管を形成したものである。比較例３では、２条のコルゲート溝の最深部と最深部の間が短く、凸条にならなかった。一方、実施例２のコルゲート管では、２条のコルゲート溝の最深部と最深部との間は凸条に形成されており、深さの異なる凹凸条が管軸線Ｔａ方向に沿って螺旋状に連続することになり、コルゲート管の内周面に形成された凹凸条のコルゲート面の前縁効果を更に高めることができた。
【００５０】
レイノルズ数１０００のときの実施例１〜３、比較例４及び５と、比較例１の伝熱性能、及び圧力損失を比較した。その結果を図７にまとめて示す。図７に示す伝熱性能、及び圧力損失は、比較例１の平滑管の性能比率を１００％とし、ねじり管１０の外接円１４の外径ｄｃとコルゲート管２０の最小内径ＩＤとの差Ｄｄ、及びコルゲート溝２２の深さＨｃの比（Ｈｃ／Ｄｄ）に対する実施例１〜３、並びに比較例４及び５における伝熱性能と圧力損失とを性能比率（％）としてプロットした。
【００５１】
図７から明らかなように、コルゲート溝の深さＨｃが大きくなるに伴い、伝熱性能は向上しているが、比較例４のコルゲート管は、比較例１の平滑管より伝熱性能が低下している。比較例５のコルゲート管は、実施例１〜３とは異なり、伝熱性能の向上率より圧力損失の増加率のほうが大きくなる。コルゲート管の最小内径ＩＤを固定すると、コルゲート溝の深さＨｃを確保するためにコルゲート管の最大外径ＯＤを大きくしなければならず、コンパクトでなくなり、重量も大きくなってしまい、小型軽量化を図ることは困難である。
【００５２】
以上の説明から明らかなように、本発明のコルゲート管は、自然冷媒ヒートポンプ式給湯機の要素で最大のネックである水冷媒熱交換器の水管側の伝熱性能をレイノルズ数の増加に伴い向上させ、給湯機システム全体の効率を向上させることができる。なお、例えばコルゲート管の外観形状は図示例に限定されるものではないことは勿論である。
【符号の説明】
【００５３】
１                      熱交換器
１０                    ねじり管
１１                    冷媒管
１２                    漏洩検知管
１３                    漏洩検知溝
１４                    ねじり管の外接円
２０                    コルゲート管
２１                    コルゲート凹部
２２                    コルゲート溝
２３                    コルゲート突起
３０                    加工ロール
３１                    コルゲート加工ロール
３１ａ                  凹凸条形成部
３１ｂ，３２ｃ，３３ａ  支持孔
３２，３３              バックアップロール
３２ａ                  大径部
３２ｂ                  小径部
ｄｃ                    ねじり管の外接円直径
Ｄｄ                    コルゲート管最小内径とねじり管外接円直径との差
ｄｏ                    漏洩検知管の外径
Ｈｃ                    コルゲート溝の深さ
ＩＤ                    コルゲート管の最小内径
ＯＤ                    コルゲート管の最大外径
Ｐｃ                    コルゲートピッチ
Ｔａ                    管軸線
ＴＷ                    コルゲート管の端末平滑部分の肉厚
Ｗｃ                    コルゲート溝の最深部間の幅
βｃ                    コルゲートねじれ角
【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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【図７】
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