(57)【要約】【課題】ヒートポンプ式給湯機の点検工数を低減させメンテナンスサービス性を向上した熱交換器を提供する。【解決手段】管式の熱交換器において、内部に水が流れる水流路１０４と水流路１０４内に配設され内部に冷媒が流れる冷媒流路１０２とからなり、水と冷媒とを熱交換する熱交換器１において、水流路１０４の壁面となる水管５に透明性を有する樹脂材料を一部用いたものであり、熱交換器１の外観上、水管５の壁面が透けて冷媒流路１０２を成す冷媒管１０３が見えるので、従来のように熱交換器１を切断解体することなく、非破壊にて水流路１０４内部の状態を熱交換器１の外部から確認できで、ヒートポンプ式給湯機の点検工数が減り、メンテナンスサービス性の向上に寄与することができる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部に水が流れる水流路と前記水流路内に配設され内部に冷媒が流れる冷媒流路とからなり、前記水と前記冷媒とを熱交換する熱交換器において、前記水流路の壁面に透明性を有する樹脂材料を用いることで、熱交換器の外観上、前記水流路の壁面が透けて前記冷媒流路を構成する冷媒管が見えることを特徴とする熱交換器。
【請求項２】
透明性を有する樹脂材料を水流路の出口側に用いた請求項１に記載の熱交換器。
【請求項３】
冷媒を二酸化炭素としてヒートポンプ式給湯機に適用した請求項１から２のいずれか一項に記載の熱交換器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、空調装置、給湯装置等の機器に用いられ、特にヒートポンプ式の給湯機等のように、水等の流体と冷媒等の二種の流体を熱交換させるための熱交換器に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の熱交換器としては、水流路を構成する水管と、冷媒流路を構成する冷媒管とからなり、水流路を流れる水と冷媒流路を流れる冷媒とを熱交換する二重管式タイプの熱交換器が考案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
図４、図５は、特許文献１に記載された従来の熱交換器を示すものである。
図４、５で示すように、この熱交換器１０１は二重管式の熱交換器であり、内部に冷媒流路１０２が形成された冷媒管１０３と、冷媒管１０３の外側に設けられ、冷媒管１０３との間に水流路１０４が形成された銅製の水管１０５とから構成され、本実施の形態の場合には冷媒管１０３が２本設けられている。
【０００４】
以上のように構成された熱交換器について、以下その動作を説明する。
【０００５】
熱交換器１０１は、冷媒管１０３と水管１０５の二重管により形成され、水と冷媒とを熱交換する。
【０００６】
水流路１０４を流通する水の中にはカルシウムなどスケール成分が含有されており、水の温度上昇に伴って水流路１０４のスケール析出量は増加する傾向にある。
【０００７】
特に水温が６０℃を超えると、スケール析出量は急激に増加し始めるため、水質によっては熱交換器１０１の高温部管内にスケール成分が堆積して閉塞に至ることがある。
【０００８】
また、熱交換器１０１の水質が良くない場合（例えば赤錆を含んだ水）には、冷媒管１０３の外表面が汚れ、伝熱を阻害してしまうこともある。
【０００９】
熱交換器１０１の高温部管内の閉塞や、冷媒管１０３の外表面が極端に汚れたりすると、ヒートポンプ式給湯機の冷媒圧力の過昇を招き、ヒートポンプ式給湯機を保護する制御動作により運転を停止し、正常な運転ができないという問題が発生する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開２００５−６９６２０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかしながら、従来の熱交換器では、異常停止したヒートポンプ式給湯機の点検時において、熱交換器１０１の水流路１０４の閉塞状態や冷媒管１０３の外表面の汚れなどを目視する場合に、水管１０５が銅製であるが故に外観からは見えず、熱交換器１０１をヒートポンプ式給湯機から取り出して二重管を切断しないと水流路１０４の内部常態を確認することができず、非常に手間がかかるという課題を有していた。
【００１２】
本発明は、上記従来の課題を解決するもので、熱交換器を切断解体することなく容易に
水流路内部の状態を確認でき、サービス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】
【００１３】
上記従来の課題を解決するために、本発明の熱交換器は、内部に水が流れる水流路と前記水流路内に配設され内部に冷媒が流れる冷媒流路とからなり、前記水と前記冷媒とを熱交換する熱交換器において、前記水流路の壁面に透明性を有する樹脂材料を用いることで、熱交換器の外観上、前記水流路の壁面が透けて前記冷媒流路を成す冷媒管が見えるよう構成されている。
【００１４】
この構成によって、従来のような熱交換器を切断解体することなく、非破壊にて熱交換器の外観から水流路内部の閉塞状態や閉塞させている物質の種類などを確認できるので、ヒートポンプ式給湯機の異常時にて、熱交換器の水流路閉塞の点検工数が減りサービス性が向上するだけでなく、冷媒管表面が腐食して変色していないかまで容易に監視できるので、ヒートポンプ式給湯機の品質を簡素に維持できる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明の熱交換器は、水と前記冷媒とを熱交換する熱交換器において水流路の壁面に透明性を有する樹脂材料を用いることで、熱交換器の外観上、前記水流路の壁面が透けて前記冷媒流路を構成する冷媒管が見え、非破壊にて熱交換器の外観から水流路内部の状態を確認できるので、熱交換器の水流路閉塞などの異常時にヒートポンプ式給湯機等の機器を点検する工数が減り、サービス性に優れた熱交換器を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の実施の形態１における熱交換器の外観図
【図２】同実施の形態１における熱交換器の二重管の軸方向断面図
【図３】同実施の形態１における熱交換器の二重管の外観図
【図４】従来例を示す熱交換器の概略図
【図５】従来例を示す熱交換器の二重管の軸方向断面図
【発明を実施するための形態】
【００１７】
第１の発明は、内部に水が流れる水流路と前記水流路内に配設され内部に冷媒が流れる冷媒流路とからなり、前記冷媒流路は冷媒管からなり、前記水と前記冷媒とを熱交換する熱交換器において、前記水流路の壁面に透明性を有する樹脂材料を用いることで、熱交換器の外観上、前記水流路の壁面が透けて前記冷媒流路を成す冷媒管が見えるよう構成されている。
【００１８】
この構成によって、従来のような熱交換器を切断解体することなく、非破壊にて熱交換器の外観から水流路内部の状態を確認できるので、熱交換器の水流路閉塞などの異常時にヒートポンプ式給湯機を点検する工数が減りサービス性が向上する。
【００１９】
第２の発明は、第１の発明において、透明性を有する樹脂材料を水流路の出口側に用いたものである。
【００２０】
かかる構成とすることにより、スケール成分が析出しやすい高温側の水流路内部の状態を常に非破壊で監視可能となり、スケール成分による閉塞の問題を未然に防止できる。
【００２１】
第３の発明は、第１から第２の発明のいずれか一つの発明において、冷媒を二酸化炭素としたものである。
【００２２】
かかる構成とすることにより、９０℃〜９５℃の高温水を生成せしめるヒートポンプ式給湯機用として効率的に用いることができる。そして、スケール成分による水流路閉塞の危険性が増加する課題に対しても、透明性を有する樹脂材料を水流路に用いることで、非破壊でスケール成分の堆積状態をより効果的に監視することができる。
【００２３】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、この実施の形態によってこの発明が限定されるものではない。
【００２４】
（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外観図である。図２は、同実施の形態１における二重管の軸方向断面図である。図３は、同実施の形態１における熱交換器の要部を示した二重管の外観図である。
【００２５】
尚、従来の熱交換器１０１と同一構成については、同一符号を付して詳細な説明を省略する。
【００２６】
図１から図３に示すように、この熱交換器１は二重管式の熱交換器であり、内部に冷媒流路１０２が形成された冷媒管１０３と、冷媒管１０３の外側に設けられ、冷媒管１０３との間に水流路１０４が形成された水管５とから構成されている。
【００２７】
本発明の実施の形態１では、冷媒管１０３は、図３に示す如く互いに螺旋状にねじり合わされ、その螺旋の中心が、水管５の軸心とほぼ同軸となるように水管５に内包されている。このため、水管５内において、冷媒管１０３との間を水が流動し、その流れは、冷媒管１０３の螺旋に沿った旋回流となる。
【００２８】
また、水管５は、透明性または半透明性を有する樹脂材料（例えば架橋ポリエチレン）からなり、熱交換器１の外観上、水管５が透けて冷媒管１０３が見えるよう構成されている。水管５は好ましくは可視光線透過率２０％以上の樹脂材料で構成されている。
【００２９】
以上のように構成された熱交換器について、以下その動作を説明する。
【００３０】
熱交換器１は、冷媒管１０３と水管５の二重管により形成され、水と冷媒とを熱交換するものである。
【００３１】
従来例でも述べたが、水流路１０４の水中にはスケール成分が含有されており、水温が高温になるとスケール析出量は急激に増加し始め、場合によっては熱交換器１の高温部管内が閉塞に至らしめ、ヒートポンプ式給湯機の冷媒圧力の過昇を招き、ヒートポンプ式給湯機が異常停止してしまう問題が発生する。水質が良くない場合にも冷媒管１０３の外表面が汚れていき、同様にヒートポンプ式給湯機が異常停止してしまうときがある。
【００３２】
異常停止したヒートポンプ式給湯機の点検の際、水流路１０４の閉塞状態や冷媒管１０３の外表面の汚れを確認するためには、金属製の透明性がない材料で構成された従来の水管１０５では、熱交換器１０１の外観からは水流路１０４の内部は見えず、熱交換器１０１をヒートポンプ式給湯機から取り出して二重管を切断しないと、水流路１０４の内部常態を確認することができなかった。
【００３３】
そこで、水流路１０４の壁面である水管５に透明性を有する樹脂材料を一部用いることで、熱交換器１の外観上、水流路１０４の壁面が透けて冷媒管１０３が見えることとなり、この結果、熱交換器１を切断解体することなく、非破壊にて熱交換器１の外観から水流路１０４内部の状態を確認できるようになる。
【００３４】
従って、熱交換器１の水流路１０４の閉塞などの異常時にヒートポンプ式給湯機を点検する工数が減りサービス性が向上する効果がある。
【００３５】
前述した水流路１０４の壁面が透けて冷媒管１０３が見える状態とは、図３に示すように、水管５が透けて冷媒管１０３のアウトラインが見え、冷媒管１０３と水流路１０４が互いに区別できる状態をいう。
【００３６】
好ましくは、水管５が可視光線透過率２０％以上の樹脂材料で構成されていれば、水流路１０４内部の状態を鮮明に見ることができるので、水流路１０４を閉塞させている物質の種類まで把握できるだけでなく、冷媒管１０３の表面が腐食して変色していないかどうかを監視できるので、ヒートポンプ式給湯機の品質を簡素に維持できる。
【００３７】
また、透明性を有する樹脂材料を水流路１０４の出口側に用いることで、スケール成分が析出しやすい高温側の水流路内部の状態を常に非破壊で監視可能となり、スケール成分による閉塞の問題を未然に防止できる。
【００３８】
また、冷媒を二酸化炭素とすることで、９０℃〜９５℃の高温水を生成せしめるヒートポンプ式給湯機用として効率的に用いることができる。そして、スケール成分による水流路閉塞の危険性が増加する課題に対しても、透明性を有する樹脂材料を水流路に用いることで、非破壊でスケール成分の堆積状態をより効果的に監視することができる。
【００３９】
このように、本実施の形態１における熱交換器１は、内部に水が流れる水流路１０４と水流路１０４内に配設され内部に冷媒が流れる冷媒流路１０２とからなり、水と冷媒とを熱交換する熱交換器１において、水流路１０４を構成する水管５の壁面に透明性を有する樹脂材料を一部用いることで、熱交換器１の外観上、水流路１０４の壁面が透けて冷媒流路１０２を構成する冷媒管１０３が見えるよう設けている。
【００４０】
よって、従来のように熱交換器１を切断解体することなく、非破壊にて熱交換器１の外観から水流路１０４内部の状態を確認できるので、水流路１０４の閉塞などの異常時にヒートポンプ式給湯機を点検する工数が減りメンテナンスサービス性を向上できる。
【００４１】
尚、本発明の実施の形態１では、水管５内に配置する冷媒管１０３を２本としているが、１本またはそれ以上の本数としても、同様の作用効果を期待することができる。
【００４２】
また、本発明の実施の形態１では、水管５は架橋ポリエチレン製としたが、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエチレンテフタレート、ポリブチレンテレフタレート、変性ポリフェニレンエーテル、ＡＢＳ、メタクリル、ポリ塩化ビニール、ポリスチレン、アクリル、ポリアミド、ポリカポネード、四フッ化エチレン、エチレン酸ビコポリマー、フィノール、メラミン、不飽和ポリエステル、エポキシ、ポリフェニレンスルファイドなどの樹脂材やガラス材でも、透明性または半透明性を有する材料であれば同様の作用効果を期待することができる。
【００４３】
また、本発明の実施の形態１では、水流路１０４は管形状の水管５にて形成しているが、水流路１０４を構成する材料が透明性または半透明性を有するものであれば、それ以外の流路形状（例えば矩形流路）でも同様の作用効果を期待することができる。
【００４４】
また、本発明の実施の形態１では、冷媒管１０３内を流通する冷媒を二酸化炭素としたが、ハイドロカーボン系やＨＦＣ系（Ｒ４１０Ａ等）の冷媒、あるいはこれらの代替冷媒としても、同様の作用効果を期待することができる。
【産業上の利用可能性】
【００４５】
以上のように、本発明にかかる熱交換器は、透明性を有する樹脂材料からなる水流路からなり、熱交換器外観上、水流路の中の冷媒管が透けて見えており、ヒートポンプ式給湯機の点検工数を低減させてメンテナンスサービス性を向上でき、二酸化炭素を用いた超臨界ヒートポンプ式給湯機や、暖房用ブラインを加熱する超臨界ヒートポンプ装置、さらには、家庭用、業務用の空気調和機、あるいはヒートポンプによる乾燥機能を具備した洗濯乾燥機、穀物貯蔵倉庫等のヒートポンプ機器の他に、燃料電池等の熱交換用途にも適用できる。
【符号の説明】
【００４６】
１  熱交換器
５  水管
１０２  冷媒流路
１０３  冷媒管
１０４  水流路
【図２】
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【図５】
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【図１】
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【図３】
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【図４】
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