(57)【要約】【課題】曲げ加工が容易に行うことができる２重管式熱交換器を提供すること。【解決手段】本発明の２重管式熱交換器は、第１の流体（水）が流れる外管３１と、外管３１に内挿され第２の流体（冷媒）が流れる内管３０とを備え、第１の流体（水）と第２の流体（冷媒）とで熱交換を行うとともに、外管３１の断面形状は、楕円形状であることにより、短軸方向への曲げ加工が容易となり、従来の２重管式熱交換器の曲げ加工時に発生していた亀裂などの破壊の発生を防止する。【選択図】図１
2009210204.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の流体が流れる外管と、前記外管に内挿され第２の流体が流れる内管とを備え、前記第１の流体と前記第２の流体とで熱交換を行うとともに、前記外管の断面形状は、楕円形状であることを特徴とする２重管式熱交換器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、２重管式熱交換器に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ヒートポンプ式給湯装置は、水と冷媒とで熱交換をして高温水を生成し、貯湯タンクに溜めるという構成である。図４は、従来のヒートポンプ式給湯装置の構成図である。図４に示すように、従来からのヒートポンプ式給湯装置の熱源側は、圧縮機１、給湯用熱交換器２、減圧装置３、外気との熱交換を行う空気熱交換器４が冷媒配管で順次環状に接続されており、給湯用熱交換器２にて高温水が生成されている。
【０００３】
一方、給湯用熱交換器２と、貯湯タンク６、給水ポンプ５が給湯配管で順次環状に接続されており、給水ポンプ５を駆動することで、貯湯タンク６の底部にある低温水を、給湯用熱交換器２に送り、給湯用熱交換器２で生成された高温水を貯湯タンク６の上方部から溜めていく構成となっている。このように構成されたヒートポンプ式給湯装置において、給湯用熱交換器２には、２重管式熱交換器が用いられている（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
図５は、従来の２重管式熱交換器の構成を示した図である。図５（ａ）は、２重管式熱交換器の要部側面図、図５（ｂ）は、ＡＡ断面図、図５（ｃ）は、ＢＢ断面図である。図５に示すように、従来の２重管式熱交換器は、２本の内管１０と、１本の外管１１で構成されており、２本の内管１０が、螺旋状にねじれるとともに、外管１１に内挿されている。図５（ａ）のＡＡ断面図およびＢＢ断面図を、図５（ｂ）、図５（ｃ）に示す。図５（ｂ）、図５（ｃ）に示すように、内管１０が螺旋状にねじれているので、ＡＡ断面では、内管１０が縦方向に並んで位置しており、ＢＢ断面では、内管１０が横方向に並んで位置している。
【特許文献１】特開２００５−２２１０８７号公報
【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、従来の構成の２重管式熱交換器は、銅管で、強度が求められるために、肉厚が厚くなってしまう。そのため、図５のように構成された２重管式熱交換器を曲げ加工を行うに際しては、困難が伴い、曲がり部では亀裂が生じてしまう可能性がある。
【０００６】
本発明は、前記従来の課題を解決するもので、曲げ加工が容易に行うことができる２重管式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】
【０００７】
前記従来の課題を解決するために、本発明の２重管式熱交換器は、第１の流体が流れる外管と、前記外管に内挿され第２の流体が流れる内管とを備え、前記第１の流体と前記第２の流体とで熱交換を行うとともに、前記外管の断面形状は、楕円形状であることにより、短軸方向への曲げ加工が容易となる。
【発明の効果】
【０００８】
本発明は、曲げ加工が容易に行うことができる２重管式熱交換器を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
第１の発明の２重管式熱交換器は、第１の流体が流れる外管と、前記外管に内挿され第２の流体が流れる内管とを備え、前記第１の流体と前記第２の流体とで熱交換を行うとともに、前記外管の断面形状は、楕円形状であることにより、短軸方向への曲げ加工が容易となる。
【００１０】
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本発明が限定されるものではない。
【００１１】
（実施の形態１）
本発明の実施例について、以下図面を参照しながら説明する。
【００１２】
図１は、本実施の形態における２重管式熱交換器の構成を示した図である。図１（ａ）は、２重管式熱交換器の要部側面図、図１（ｂ）は、ＣＣ断面図、図１（ｃ）は、ＤＤ断面図である。図１に示すように、本発明の２重管式熱交換器は、従来の２重管式熱交換器と同じように、２本の内管３０および、１本の外管３１で構成されており、２本の内管３０が、螺旋状にねじれるとともに、外管３１に内挿されている。図１（ａ）のＣＣ断面図およびＤＤ断面図を、図１（ｂ）、図１（ｃ）に示す。図１（ｂ）、図１（ｃ）に示すように、内管３０が螺旋状にねじれているので、ＣＣ断面では、内管３０が縦方向に並んで位置しており、ＤＤ断面では、内管３０が横方向に並んで位置している。なお、本実施例では、内管３０の本数は２本としたが、これに限定されることはない。
【００１３】
そして、本発明の２重管式熱交換器の外管３１の断面形状は、楕円形状となっており、楕円形状の短軸方向で曲げ加工が行われる構成となっている。また、内管３０内には、第２流体として冷媒が、外管３１内には、第１流体として水が流れており、圧縮機で吐出された高温高圧の冷媒と、貯湯タンク内の低温水とを熱交換して、高温水を生成している。
【００１４】
図２は、図１（ｂ）および図１（ｃ）の詳細な拡大図である。図２（ａ）および（ｂ）において、外管３１の短軸方向の半径をＡ、長軸方向の半径をＢとし、内管３０の半径をａとした時に、外管３１の縦横中心軸において、外管３１と内管３０との距離は、ＣＣ断面部では、短軸方向には、（Ａ−２ａ）となり、長軸方向には、（Ｂ）となっている。
【００１５】
また、ＤＤ断面部では、短軸方向には（Ａ）となり、長軸方向には（Ｂ−２ａ）となっている。つまり、ＣＣ断面部からＤＤ断面部に至るまでに短軸方向において、内管３０と外管３１との距離は、（Ａ−２ａ）から（Ａ）まで変化し、長軸方向においては、（Ｂ）から（Ｂ−２ａ）まで変化している。
【００１６】
従来のように、外管３１が円形状であれば、ＣＣ断面からＤＤ断面に変化したとしても、内管３０と外管３１との距離に変化は無いが、外管３１を楕円形状にしたために、曲げ加工が容易になっただけではなく、乱流が促進されるという作用も生じるため、第１流体と第２流体との間での熱伝達をさらに向上させることができる。
【００１７】
また、図３は、本発明の２重管式熱交換器の要部詳細図である。図３（ａ）は２重管式熱交換器の上流側を示した図、図３（ｂ）は２重管式熱交換器の下流側を示した図である。図３（ａ）（ｂ）において、上流側の螺旋形状のピッチ長さＰ１に比べて、下流側の螺旋形状のピッチ長さＰ２は長く構成されている。そのため、下流側（水温が高い方）で発生しやすいカルシウム等のスケールの発生を抑制することができるので、流路抵抗の増加防止、ひいては熱伝達率の低下を防止することができる。さらに、図３に示すように、外管３１内の第１流体（Ｙ）と、内管３０内の第２流体（Ｘ）とを対向流で熱交換させることによって、さらに熱効率を上げることができる。
【００１８】
以上のように、本発明は、断面形状を楕円形状とすることによって、曲げ加工を容易にすることができるとともに、螺旋形状のピッチ長さを上流側と下流側とで変化させることでスケール成分の析出を抑えるものである。
【産業上の利用可能性】
【００１９】
以上のように、本発明にかかる２重管式熱交換器は、冷媒と水とが熱交換を行う熱交換器だけではなく、例えば、水と水が熱交換を行う熱交換器においても適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】（ａ）本発明の実施の形態１における２重管式熱交換器の構成図、（ｂ）ＣＣ断面図、（ｃ）ＤＤ断面図
【図２】（ａ）ＣＣ断面拡大図、（ｂ）ＤＤ断面拡大図
【図３】（ａ）同要部詳細図（低温水側）、（ｂ）同要部詳細図（高温水側）
【図４】従来のヒートポンプ式給湯装置の構成図
【図５】（ａ）従来の２重管式熱交換器の構成図、（ｂ）ＡＡ断面図、（ｃ）ＢＢ断面図
【符号の説明】
【００２１】
３０  内管
３１  外管
【図１】
2009210204.tif 000003
【図２】
2009210204.tif 000004
【図３】
2009210204.tif 000005
【図４】
2009210204.tif 000006
【図５】
2009210204.tif 000007