(57)【要約】【課題】小型で伝熱性能かつ加工性に優れた熱交換器を提供する。【解決手段】蛇行形状に形成される第一流路１０１と、前記第一流路内に配設され、内部に第二流体が流れる第二流路１０２と、を備え、前記第一流路は、前記屈曲蛇行管に沿って設けられた仕切り壁１０１ａによって、前記第一流体の流れ方向に垂直な断面が、長円形状となるように形成され、前記第二流路は、前記第一流路の蛇行形状が形成される面と垂直方向に、波状に折り曲げて形成される屈曲蛇行管１０４によって形成されていることにより、加工を容易にして、また、加工精度を向上させることができる。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部に第一流体が流れ、蛇行形状に形成される第一流路と、前記第一流路内に配設され、内部に第二流体が流れる第二流路と、を備え、前記第二流路は、前記蛇行形状が形成される面と垂直方向に、波状に折り曲げて形成される屈曲蛇行管によって構成され、前記第一流路は、前記屈曲蛇行管に沿って設けられた仕切り壁によって、前記第一流体の流れ方向に垂直な断面が、長円形状に形成されたことを特徴とする熱交換器。
【請求項２】
前記屈曲蛇行管の前記第二流体の流れ方向に垂直な断面が、楕円形状であることを特徴とする請求項１に記載の熱交換器。
【請求項３】
前記楕円形状は、前記蛇行形状に形成される第一流路におけるＵ字曲げ部および前記第二流体の出入口部近傍を除く箇所に設けることを特徴とする請求項２に記載の熱交換器。
【請求項４】
前記仕切り壁に、前記第一流体の流れる方向に凹凸を設けることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の熱交換器。
【請求項５】
前記第一流路の上部に深さが幅以上の複数の微小溝を設け、前記第一流体の流れ方向に垂直な断面において、前記微小溝の断面積を、前記第一流体が流れる流路断面積の５％以上とすることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の熱交換器。
【請求項６】
前記屈曲蛇行管を複数重ねて、前記第二流路を形成したことを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の熱交換器。
【請求項７】
前記屈曲蛇行管の表面に、多数の凹部を設けたことを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の熱交換器。
【請求項８】
前記屈曲蛇行管に、ねじれを設けたことを特徴とする請求項２〜７のいずれか１項に記載の熱交換器。
【請求項９】
前記屈曲蛇行管は、漏洩検知溝を有する漏洩検知管であることを特徴とする請求項１〜８のいずれか１項に記載の熱交換器。
【請求項１０】
前記第一流路を流れる流体は水で、前記第二流路を流れる流体は二酸化炭素であることを特徴とする請求項１〜９のいずれか１項に記載の熱交換器。
【請求項１１】
前記第一流路を樹脂で形成することを特徴とする請求項１〜１０のいずれか１項に記載の熱交換器。
【請求項１２】
前記請求項１〜１１のいずれか１項に記載の熱交換器を搭載したヒートポンプ給湯機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、熱交換器およびこれを搭載したヒートポンプ式給湯機に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の熱交換器について説明する。図１８は、従来の熱交換器の分解平面図である。従来の熱交換器は、水が流れる矩形状の第一流路１４ｓを形成する箱体１４と、第一流路１４ｓ内に配置された配管ユニット２１とを備え、配管ユニット２１は第一冷媒管１７と第二冷媒管１９とからなる。第一冷媒管１７および第二冷媒管１９は、水の流れ方向に沿った複数箇所で交差するように互いの位置関係が定められている。水は、第一冷媒管１７と第二冷媒管１９との間の空間を縫うように第一流路１４ｓ内を流れる。
【０００３】
これにより第一流体は三次元的に流れ、上下左右に方向が変化する複雑な流れを誘起することができ、第一配管および第二配管の周りに温度境界層が発達することを抑制することができる。
【０００４】
また、第一配管および第二配管が第一流体の流れる方向に対し、波状に折り曲げて形成されていることから、第一流路の全長に対する第一配管および第二配管の全長の割合を大きくすることができる。これにより、同程度の性能を有する熱交換器と比較して小型化を実現することができる（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】国際公開第２００７／１０８２４０号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、従来の熱交換器では、第一冷媒管１７および第二冷媒管１９の波状加工の方向と、第一流路１４ｓに対応したＵ字状の折り曲げ加工の方向とが同一である。そのため、第一冷媒管１７と第二冷媒管１９を加工するには、長尺の管を波状に加工した後、長尺の状態からＵ字状の折り曲げ加工をする必要があり、加工時の煩雑さや加工精度の低下を招くという課題を有していた。
【０００７】
本発明は、前記従来の課題を解決するもので、小型で高性能かつ加工性に優れた熱交換器を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前記従来の課題を解決するために、本発明の熱交換器は、内部に第一流体が流れ、蛇行形状に形成される第一流路と、前記第一流路内に配設され、内部に第二流体が流れる第二流路と、を備え、前記第二流路は、前記蛇行形状が形成される面と垂直方向に、波状に折り曲げて形成される屈曲蛇行管によって構成され、前記第一流路は、前記屈曲蛇行管に沿って設けられた仕切り壁によって、前記第一流体の流れ方向に垂直な断面が長円形状に形成されたことを特徴とする。
【０００９】
これにより、屈曲蛇行管の波上加工とＵ字状の折り曲げ加工の方向が異なるので、Ｕ字状の折り曲げ加工後に、例えばプレス成型によって波上加工を行うことができ、製造時の作業スペースを縮小させ、また加工精度を向上させることができる。
【発明の効果】
【００１０】
本発明は、小型で伝熱性能に優れ、かつ加工性に優れた熱交換器を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の実施の形態１における熱交換器の平面図
【図２】図１のＡ−Ａ断面図
【図３】図１のＢ−Ｂ断面図
【図４】本発明の実施の形態２における熱交換器の平面図
【図５】図４のＡ−Ａ断面図
【図６】図４のＢ−Ｂ断面図
【図７】本発明の実施の形態３における熱交換器の平面図
【図８】図７のＡ−Ａ断面図
【図９】図７のＢ−Ｂ断面図
【図１０】本発明の実施の形態４における熱交換器の平面図
【図１１】図１０のＡ−Ａ断面図
【図１２】本発明の実施の形態５における熱交換器の平面図
【図１３】図１１のＡ−Ａ断面図
【図１４】図１１のＢ−Ｂ断面図
【図１５】本発明の実施の形態６における熱交換器の平面図
【図１６】図１５のＡ−Ａ断面図
【図１７】図１６の部分拡大図
【図１８】従来の形態における熱交換器の平面図
【発明を実施するための形態】
【００１２】
第１の発明は、内部に第一流体が流れ、蛇行形状に形成される第一流路と、前記第一流路内に配設され、内部に第二流体が流れる第二流路と、を備え、前記第二流路は、前記蛇行形状が形成される面と垂直方向に、波状に折り曲げて形成される屈曲蛇行管によって構成され、前記第一流路は、前記屈曲蛇行管に沿って設けられた仕切り壁によって、前記第一流体の流れ方向に垂直な断面が、長円形状に形成されたことを特徴とする。
【００１３】
これにより、屈曲蛇行管の波上加工とＵ字状の折り曲げ加工の方向が異なるので、Ｕ字状の折り曲げ加工後に、例えばプレス成型によって波上加工を行うことができるので、加工を容易にして、また加工精度を向上させることができる。
【００１４】
第２の発明は、前記屈曲蛇行管の前記第二流体の流れ方向に垂直な断面が、楕円形状であることを特徴とする。
【００１５】
これにより、第二流体の水力直径を大きくでき、第二流路内の熱伝達率を向上させることができる。
【００１６】
第３の発明は、前記楕円形状は、前記蛇行形状に形成される第一流路におけるＵ字曲げ部および前記第二流体の出入口部近傍を除く箇所に設けることを特徴とする。
【００１７】
これにより、屈曲蛇行管の端部が円管となることから、他の部材との接続性を良好に保つことができる。また、Ｕ字曲げ部が円管となることで強度を確保することができる。
【００１８】
第４の発明は、前記仕切り壁に、前記第一流体の流れる方向に凹凸を設けることを特徴とする。
【００１９】
これにより、屈曲蛇行楕円管による乱流促進効果に加え、仕切り壁に設けた凹凸による乱流促進効果が加わることで、熱伝達率を向上させることができる。
【００２０】
第５の発明は、前記第一流路の上部に深さが幅以上の複数の微小溝を設け、前記第一流体の流れ方向に垂直な断面において、前記微小溝の断面積を、前記第一流体が流れる流路断面積の５％以上とすることを特徴とする。
【００２１】
これにより、通常は水が周囲にあっても幅が微小であることから水の表面張力により溝に水が入りこむことはなく、空気だまりが形成されている。この状態で、周囲が氷点下になると第一流路内に滞留する水が凍ることで体積が約５％増大するものの、凍ることによる体積膨張と共に、空気だまりであった微小幅の溝部分に水が入り込む。この状態で水が凍ったとしても体積膨張分の容積を吸収することができ、容器の破壊を防止することができる。
【００２２】
第６の発明は、前記屈曲蛇行管を複数重ねて、前記第二流路を形成したことを特徴とする。
【００２３】
これにより、第一流体と第二流体とが接触する伝熱面積を拡大させることができ、伝熱性能を向上させることができる。また、第二流体が複数の流路に分かれて流れることで同一量の第二流体を使用した場合と比較して、管内を流れる流速が遅くなるので、管内の圧力損失を低減でき、また、飽和温度を上げて、伝熱性能を向上させることができる。
【００２４】
第７の発明は、前記屈曲蛇行管の表面に、微小で多数の凹部を設けたことを特徴とする。
【００２５】
これにより屈曲蛇行管の外表面近傍で乱流促進を図ることができ、伝熱性能の向上を図ることができる。
【００２６】
第８の発明は、前記屈曲蛇行管に、ねじれを設けたことを特徴とする。
【００２７】
これにより、第一流体に旋回流のような乱流促進を図ることができ、伝熱性能を向上させることができる。
【００２８】
第９の発明は、前記屈曲蛇行管は、漏洩検知溝を有する漏洩検知管であることを特徴とする。
【００２９】
これにより、例えば、第一流体が腐食性の高い流体であった場合、第一流体の接触する部分から腐食が始まり、漏洩検知溝の部分に達すると、流体は漏洩検知溝に沿って流れ、端部より排出されることにより、第二流路まで貫通腐食する前に漏れを確認することができ、熱交換器の安全性を向上させることができる。
【００３０】
第１０の発明は、前記第一流路を流れる流体は水で、前記第二流路を流れる流体は二酸化炭素であることを特徴とする。
【００３１】
これにより、水と二酸化炭素冷媒の間で熱交換を行う熱交換器として用いた場合、二酸化炭素は超臨界状態で動作し、フロン系の冷媒と比較して密度が高い状態で動作するので、高効率を得ることができる。また、二酸化炭素を冷媒として用いるので、フロン系の冷媒と比較して地球温暖化への影響が少ない熱交換器を提供することができる。
【００３２】
第１１の発明は、前記第一流路を樹脂で形成することを特徴とする。
【００３３】
これにより、安価で軽量な熱交換器を提供することができる。
【００３４】
第１２の発明は、前記熱交換器を搭載したヒートポンプ給湯機にかかるものである。
【００３５】
これにより、伝熱性能と加工性に優れたヒートポンプ給湯機を提供することができる。
【００３６】
次に本発明の実施形態について図を用いて説明する。なお、この実施の形態によって本発明が限定されるものではない。
【００３７】
（実施の形態１）
図１は本発明の実施の形態１における熱交換器の平面図、図２は図１のＡ−Ａ断面図、図３は図１のＢ−Ｂ断面図の一部を示すものである。
【００３８】
図１および図２に示すように、熱交換器本体１００は、第一流路１０１、第一流路１０１を蛇行させるように設けた仕切り壁１０１ａ、第一流路１０１内に配設される第二流路１０２、を有する。また第二流路１０２は屈曲蛇行管１０４によって形成され、この屈曲蛇行管１０４は、外面に凹部１０２ｂ、内面には漏洩検知溝１０２ｃを有する中径管１０２ａおよび小径管１０３とで構成される。さらに熱交換器本体１００は、第一流体入口管１０５ａ、第一流体出口管１０５ｂを有し、第二流体は第二流体入口１０６ａ側から流入し、第二流体出口１０６ｂ側から流出する。
【００３９】
また、図１に示すように、第一流体が流れる第一流路１０１は蛇行形状に形成されており、前記第一流路１０１内には、蛇行した第一流路１０１に沿うように第二流体が流れる第二流路１０２を備えている。第一流体は、第一流体入口管１０５ａから流入し、第一流路１０１内を通り、第一流体出口管１０５ｂから流出する。
【００４０】
一方、第二流体は、第二流体入口１０６ａ側から流入し、小径管１０３内を通り、第二流体出口１０６ｂ側に流出する。小径管１０３の外側には中径管１０２ａが配設され、小径管１０３と中径管１０２ａとは、小径管１０３の外面と中径管１０２ａの内面に設けた漏洩検知溝１０２ｃの頂部で密着接合された二重管の構成になっている。前記二重管が屈曲蛇行管１０４である。
【００４１】
この屈曲蛇行管１０４は、蛇行形状に形成される第一流路１０１の蛇行曲げ面と垂直な方向に波状に折り曲げて形成されている。また、第一流路１０１は第一流体の流れ方向に垂直な断面が長円形状となるように、屈曲蛇行管１０４に沿って仕切り壁１０１ａが形成されている。さらに、屈曲蛇行管１０４かつ中径管１０２ａの外表面には、多数の凹部が設けられている。このとき、屈曲蛇行管１０４は長円形状に形成された第一流路１０１の、長軸方向に対して波状に形成されていることが好ましい。
【００４２】
以上のように構成された水冷媒熱交換器について、以下に動作、作用を説明する。
【００４３】
第一流体と第二流体とは互いに対向流とし熱交換効率を向上させる。また、第一流路１０１の断面を長円形状にすることで、第二流路１０２を波状に折り曲げた屈曲蛇行管１０４を配置することができ、仕切り壁１０１ａと屈曲蛇行管１０４との隙間を小さくでき、第一流路１０１の流路断面積を小さくすることができる。これにより、第一流体の流速を最大限に速くする事ができ、熱伝達率を向上させることができる。
【００４４】
また、波状に折り曲げた屈曲蛇行管１０４により、第一流路１０１の総長に比べ、第二流路１０２の総長を長くすることができ、伝熱面積を大きくするとともに、第一流体およ
び第二流体の乱流促進を図ることができ、伝熱性能を向上させることができる。
【００４５】
また、屈曲蛇行管１０４を加工する際に、まず、長尺の中径管１０２ａおよび小径管１０３を密着させ、中径管１０２ａと小径管１０３が密着した状態の長尺物を、第一流路の形状に沿ってＵ字状に折り曲げ加工することで蛇行形状に成型し、その後、蛇行形状が形成された面と垂直な上下のプレス加工により波状に屈曲加工することで、容易に加工できる。つまり、屈曲蛇行管の波上加工とＵ字状の折り曲げ加工の方向が異なるので、加工を容易にして、加工精度を向上させることができる。
【００４６】
また、中径管１０２ａの表面に設けた凹部１０２ｂにより、中径管１０２ａの表面近傍での乱流促進が図れ、伝熱性能を向上させることができる。
【００４７】
さらに、中径管１０２ａの内面に設けた漏洩検知溝１０２ｃにより、中径管１０２ａに貫通穴が発生したとしても、第一流体は発生した貫通穴を通り、中径管１０２ａの内面に達し、漏洩検知溝１０２ｃを通って、端部に導かれ、中径管１０２ａと小径管１０３の間から流出する。これにより小径管１０３内を流れる第二流体と混合することなく、第一流体の漏れを確認でき、小径管１０３を貫通し、第二流体と混合することを防止できる。
【００４８】
例えば、第一流体には給湯に使用する水、第二流体には二酸化炭素の冷媒を用いた場合、水に腐食性があると、中径管１０２ａを腐食させ、貫通穴が発生することもあるが、漏洩検知溝１０２ｃを経由して外部に排出されることで、小径管１０３内を流れる冷凍機油が混合された二酸化炭素の冷媒が給湯の水に噴出する事がなく、機器を安全に使用することができる。
【００４９】
なお、水と二酸化炭素冷媒の間で熱交換を行う熱交換器として用いることで、二酸化炭素は超臨界状態で動作し、フロン系の冷媒と比較して密度が高い状態で動作するので、高効率を得ることができる。また、二酸化炭素を冷媒として用いるので、フロン系の冷媒と比較して地球温暖化への影響が少ない熱交換器を提供することができる。
【００５０】
また、第一流路を樹脂で形成してもよい。これにより、安価で軽量な熱交換器を提供することができる。
【００５１】
（実施の形態２）
図４は本発明の実施の形態２における熱交換器の平面図、図５は図４のＡ−Ａ断面図、図６は図４のＢ−Ｂ断面図を示すものである。なお、本実施の形態において他の実施の形態と同様の部分については、その詳細な説明は省略する。
【００５２】
図４および図５に示すように、熱交換器本体１１０は、第一流路１１１、第一流路１１１を蛇行させるように設けた仕切り壁１１１ａ、第一流路１０１内に配設される第二流路１０２を有する。また、第二流路１１２は屈曲蛇行管１１４で構成され、この屈曲蛇行管１１４は内面に漏洩検知溝１１２ｃを有する中径管１１２ａ、および小径管１１３とで構成される。さらに熱交換器本体１００は、第一流体入口管１１５ａ、第一流体出口管１１５ｂを有し、第二流体は第二流体入口１１６ａ側から流入し、第二流体出口１１６ｂ側から流出する。
【００５３】
また、図４に示すように、第一流体が流れる第一流路１１１は蛇行形状に形成されており、前記第一流路１１１内には、蛇行した第一流路１１１に沿うように第二流体が流れる第二流路１１２を備えている。第一流体は、第一流体入口管１１５ａから流入し、第一流路１１１内を通り、第一流体出口管１１５ｂから流出する。
【００５４】
図４〜図６に示すように、第二流体が流れる屈曲蛇行管１１４は、蛇行形状に形成される第一流路１１１の蛇行曲げ面と垂直な方向に波状に折り曲げて形成されると共に、図６に示すように第二流体の流れ方向に垂直な断面が楕円形状を有している。この楕円形状は、第一流路１１１が直線形状をなす部分に形成されており、第一流路１１１におけるＵ字曲げ部と第二流体入口１１６ａと第二流体出口１１６ｂ付近は円形状としている。
【００５５】
以上のように構成された水冷媒熱交換器について、以下の動作、作用を説明する。
【００５６】
第二流体が流れる屈曲蛇行管１１４の断面が楕円形状であることにより、屈曲蛇行管１１４の外表面と第一流体との接触面積を大きくでき、伝熱性能を向上させることができる。また、屈曲蛇行管１１４の内部の小径管１１３も断面が楕円形状となるので、第二流体の流れる断面の水力直径が大きくなり、伝熱性能を向上させることができる。
【００５７】
また、Ｕ字曲げ部での屈曲蛇行管１１４の断面が円形状であることから、屈曲蛇行管の１１４の強度を向上させることができ、また、内周と外周の差が小さいことから、屈曲蛇行管１１４の加工後の残留応力を最小限に抑制できる。
【００５８】
さらに、第二流体入口１１６ａおよび第二流体出口１１６ｂの近傍を円状にしていることから、他部材とのろう付けが容易であり、また、ろう付け後の接続性を良好に保つことができる。また、Ｏリングなどによるシール構造も容易に行うことができる。
【００５９】
（実施の形態３）
図７は本発明の実施の形態３における熱交換器の平面図、図８は図７のＡ−Ａ断面図、図９は図７のＢ−Ｂ断面図を示すものである。なお、本実施の形態において他の実施の形態と同様の部分については、その詳細な説明は省略する。
【００６０】
図７〜図９に示すように、熱交換器本体１２０は、第一流路１２１、第一流路１２１を蛇行させるように設けた仕切り壁１２１ａ、第一流路１２１内に配設される第二流路１２２を有する。また、第二流路１２２は屈曲蛇行管１２４で構成され、この屈曲蛇行管１２４は内面に漏洩検知溝１２２ｃを有する中径管１２２ａ、および小径管１２３とで構成される。さらに熱交換器本体１２０は、第一流体入口管１２５ａ、第一流体出口管１２５ｂを有し、第二流体は第二流体入口１２６ａ側から流入し、第二流体出口１２６ｂ側から流出する。
【００６１】
以上のように構成された熱交換器について、以下の動作、作用を説明する。
【００６２】
図９に示すように、屈曲蛇行管１２４は管内を流れる第二流体の流れ方向に垂直な断面においては楕円形状を有し、さらに管の中心軸周りにねじれ加工が加えられている。そのねじり加工はらせん状ではなく、図８に示すように、側面から見てうねりを繰り返す形状である。これにより、第一流路を流れる第一流体の乱流促進を図るとともに、屈曲蛇行管１２４内を流れる第二流体も乱流促進を図ることができる。また、屈曲蛇行管１２４と第一流体との接触面積も拡大でき、伝熱性能の向上を図ることができる。
【００６３】
（実施の形態４）
図１０は本発明の実施の形態３における熱交換器の平面図、図１１は図１０のＡ−Ａ断面図を示すものである。なお、本実施の形態において他の実施の形態と同様の部分については、その詳細な説明は省略する。
【００６４】
図１０および図１１に示すように、熱交換器本体１３０は、第一流路１３１、第一流路１３１を蛇行させるように設け、かつ表面に凹凸を有する仕切り壁１３１ａ、第一流路１
３１内に配設される第二流路１３２を有する。また、第二流路１３２は屈曲蛇行管１３４によって構成され、この屈曲蛇行管１３４は内部に漏洩検知溝（図示せず）を有する中径管１３２ａ、および小径管１３３とで構成される。さらに、熱交換器本体１３０は、第一流体入口管１３５ａ、第一流体出口管１３５ｂを有し、第二流体は第二流体入口１３６ａ側から流入し、第二流体出口１３６ｂ側から流出する。
【００６５】
以上のように構成された水冷媒熱交換器について、以下の動作、作用を説明する。
【００６６】
図１０に示すように、仕切り壁１３１ａは、第一流路１３１を、直線部とＵ字曲げ部を繰り返す蛇行形状とするように設けたものであるが、本実施の形態においては、仕切り壁１３１ａの表面に凹凸を設けている。これにより、屈曲蛇行管１３４による乱流促進効果に加え、仕切り壁１３１ａに設けた凹凸による乱流促進効果が加わり、熱伝達率を向上させることができる。
【００６７】
なお、図１０では、仕切り壁の表面を山谷形状として凹凸を設けたが、半球状のディンプルの凹凸であっても同様の効果を有する。
【００６８】
（実施の形態５）
図１２は本発明の実施の形態５における熱交換器の平面図、図１３は図１のＡ−Ａ断面図、図１４は図１のＢ−Ｂ断面図を示すものである。なお、本実施の形態において他の実施の形態と同様の部分については、その詳細な説明は省略する。
【００６９】
図１２〜図１４に示すように、熱交換器本体１４０は、第一流路１４１、第一流路１４１を蛇行させるように設けた仕切り壁１４１ａは、第一流路１４１内に配設される第二流路１４２を有する。また、第二流路１４２は屈曲蛇行管１４４によって形成され、この屈曲蛇行管１４４は内面に漏洩検知溝１４２ｃを有する中径管１４２ａ、および小径管１４３とで構成される。さらに熱交換器本体１４０は第一流体入口管１４５ａ、第一流体出口管１４５ｂを有し、第二流体は第二流体入口１４６ａ側から流入し、第二流体出口１４６ｂ側から流出する。
【００７０】
図１２〜図１４に示すように、第一流体が流れる第一流路１４１は蛇行形状に形成されており、前記第一流路１４１内には、蛇行した第一流路１４１に沿うように第二流体が流れる第二流路１４２を複数備えている。第二流路１４２は、屈曲蛇行管１４４を複数本重ねて構成されている。一方、この複数の屈曲蛇行管１４４は、蛇行形状に形成される第一流路１４１の蛇行曲げ面と垂直な方向に波状に折り曲げて形成されている。また、第一流路１４１は第一流体の流れ方向に垂直な断面が長円形状となるように、屈曲蛇行管１４４に沿って仕切り壁１４１ａを形成したものである。これにより、第一流路１４１には、上部空間１４１ｂと下部空間１４１ｄと複数の屈曲蛇行管１４４の隙間１４１ｃが形成される。
【００７１】
このように屈曲蛇行管１４４を複数重ねて第二流路１４２を形成したので、第一流体と第二流体の接触する伝熱面積を拡大させることができ、伝熱性能の向上を図ることができる。また、第二流体が複数の流路に分かれて流れることで同一量の第二流体を使用した場合と比較して、管内を流れる流速を遅くすることができるので、管内の圧力損失を低減し、また、飽和温度を上昇させて、能力向上を図ることができる。
【００７２】
（実施の形態６）
図１５は本発明の実施の形態６における熱交換器の平面図、図１６は図１５におけるＡ−Ａ断面図、図１７は図１６の部分拡大図を示すものである。なお、本実施の形態において他の実施の形態と同様の部分については、その詳細な説明は省略する。
【００７３】
図１５〜図１７に示すように、熱交換器本体１５０は、第一流路１５１、第一流路１５１を蛇行させるように設けた仕切り壁１５１ａ、第一流路１５１内に配設される第二流路１５２を有する。また、第二流路１５２は屈曲蛇行管１５４によって形成され、この屈曲蛇行管１５４は、内面に漏洩検知溝１５２ｃを有する中径管１５２ａ、および小径管１５３とで構成される。さらに熱交換器本体１５０は、第一流体入口管１５５ａ、第一流体出口管１５５ｂを有し、第二流体は第二流体入口１５６ａ側から流入し、第二流体出口１５６ｂ側から流出する。さらに第一流路１５１は上部に複数の微小溝１５９を有する。
【００７４】
実施の形態６は、実施の形態１に対し、第一流路１５１の上部に微小溝１５９を設けたところである。
【００７５】
図１５〜図１７に示すように、第一流路１５１の上部に複数の微小溝１５９を設け、この微小溝の合計の断面積が、第一流路１５１の断面から屈曲蛇行管１５４の断面を除いた流路である第一流体が流れる断面積の５％以上である微小溝を有している。
【００７６】
以上のように構成された水冷媒熱交換器について、以下の動作、作用を説明する。
【００７７】
第一流体が水である場合、第一流路の上部に設けた微小溝が幅以上の深さを有する溝である事で、通常は水の表面張力により水は入り込む事ができず、空気が滞留した状態を維持している。この状態で、周囲温度が０℃以下となり、水が凍ることで、その体積は約５％の膨張することになる。このような場合、凍る際に体積膨張分が微小溝１５９に入り込む事で体積膨張を吸収でき、容器の膨張を抑制でき、場合によっては破壊する事を防止できる。
【産業上の利用可能性】
【００７８】
以上のように、本発明に係る熱交換器は、優れた熱交換性能と加工性を有し、ヒートポンプサイクルと給湯サイクルが一体に構成された一体型ヒートポンプ式給湯機、別体に構成された分離型ヒートポンプ式給湯機、給湯用熱交換器で加熱したお湯をそのまま出湯できる直接出湯型ヒートポンプ式給湯機などの各種ヒートポンプ給湯機の水―冷媒熱交換器に適用でき、給湯機能のほかに、浴槽給湯、暖房機能、乾燥機能を有するヒートポンプ装置にも適用できる。
【符号の説明】
【００７９】
１００、１１０、１２０、１３０、１４０、１５０  熱交換器本体
１０１、１１１、１２１、１３１、１４１、１５１  第一流路
１０１ａ、１１１ａ、１２１ａ、１３１ａ、１４１ａ、１５１ａ  仕切り壁
１０２、１１２、１２２、１３２、１４２、１５２  第二流路
１０２ａ、１１２ａ、１２２ａ、１３２ａ、１４２ａ、１５２ａ  中径管
１０２ｂ  凹部
１０２ｃ、１１２ｃ、１２２ｃ、１４２ｃ、１５２ｃ  漏洩検知溝
１０３、１１３、１２３、１３３、１４３、１５３  小径管
１０４、１１４、１２４、１３４、１４４、１５４  屈曲蛇行管
１０５ａ、１１５ａ、１２５ａ、１３５ａ、１４５ａ、１５５ａ  第一流体入口管
１０５ｂ、１１５ｂ、１２５ｂ、１３５ｂ、１４５ｂ、１５５ｂ  第一流体出口管
１０６ａ、１１６ａ、１２６ａ、１３６ａ、１４６ａ、１５６ａ  第二流体入口
１０６ｂ、１１６ｂ、１２６ｂ、１３６ｂ、１４６ｂ、１５６ｂ  第二流体出口
１４１ｂ  上部空間
１４１ｃ  隙間
１４１ｄ  下部空間
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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