(57)【要約】      （修正有）【課題】安価で熱交換効率がよい熱交換器を提供する。【解決手段】本熱交換器１は、冷媒側伝熱管２と、この冷媒側伝熱管と熱交換する水側伝熱管３を備えた熱交換器において、冷媒側伝熱管および水側伝熱管は、所定の形状に成型して巻回されかつ、一体的かつ伝熱的に接合されており、水側伝熱管は一体的に接合された状態で管外部からプレス加工等により成型されて、水側伝熱管内面に突出部４が形成されている。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
大径の水側伝熱管と小径の冷媒側伝熱管とを交互に重ねて渦巻き状に形成され、冷媒と水との間で熱交換する熱交換器本体と、前記水側伝熱管の内面に設けられた複数の突出部と
を備えたことを特徴とする熱交換器。
【請求項２】
前記冷媒側伝熱管および前記水側伝熱管は、所定の形状に成型して巻回されかつ、一体的、伝熱的に接合されており、
前記水側伝熱管は一体的に接合された状態で管外部からプレス加工等により成型されて、
前記水側伝熱管内面に突出部が形成されてい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】
前記水側伝熱管は、冷媒と水間の熱通過率が局所的に小さくなる部位を、突出部の密度が大きいか、突出部の高さが高いかのいずれか一方又は双方の構造にす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】
前記水側熱交換器は、出口近傍域の突出部をなくすか、突出部の高さを低くするか、突出部の密度を小さくすることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の熱交換器。
【請求項５】
直線状の冷媒側伝熱管および水側伝熱管を所定の形状に巻回し、
巻回された冷媒側伝熱管および水側伝熱管を一体的かつ伝熱的に接合し、
接合された冷媒側伝熱管および水側伝熱管のうち、水側伝熱管を管外部から加工して、水側伝熱管の冷媒側伝熱管と接していない側の内面に突出部を形成することを特徴とする熱交換器の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は熱交換器および熱交換器の製造方法に係り、特にヒートポンプ式給湯機等に用いるのに適し、冷媒と水を熱交換する熱交換器および熱交換器の製造方法の改良に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、ヒートポンプ式給湯機は、圧縮機から吐出された高温高圧のガス冷媒が、四方弁を介して水熱交換器に流れ、給湯水回路へ放熱しながら凝縮され、冷媒から放熱された熱を給湯水回路の水に与えて湯を生成する。
【０００３】
このような水熱交換器において、水側伝熱管と冷媒側伝熱管間の熱交換効率の向上が要求されている。
【０００４】
例えば、水側伝熱管の周囲に冷媒側伝熱管を設置し、熱交換器を構成すると共に水側伝熱管の管内伝熱を促進する方法として、コルゲート管の採用、水流の乱流化促進手段の設置、管内面溝加工等の手段が提案されている。
【０００５】
しかしながら、これらの手段では伝熱促進策の実現のための加工コストが高く、管全長に渡り加工が必要となり、圧力損失が増加する等の課題があった（例えば、特許文献１参照）。
【０００６】
また、一般的な伝熱管の高熱交換効率化手段として、管内面流れの乱流化促進のために、管外からの塑性加工により内面形状を成型する熱交換器が記載されている。
【０００７】
しかしながら、非特許文献１の熱交換器は、構造およびその製造方法が複雑で熱交換器は高価である。
【特許文献１】特開２００２−２２８３７０号公報
【非特許文献１】神戸製鋼技報／Ｖｏｌ．４８  Ｎｏ．１、ｐ８０
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は上述した事情を考慮してなされたもので、安価で熱交換効率がよい熱交換器を提供することを目的とする。
【０００９】
また、安価で熱交換効率がよい熱交換器を製造することができる熱交換器の製造方法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】
【００１０】
上述した目的を達成するため、本発明に係る熱交換器は、大径の水側伝熱管と小径の冷媒側伝熱管とを交互に重ねて渦巻き状に形成され、冷媒と水との間で熱交換する熱交換器本体と、前記水側伝熱管の内面に設けられた複数の突出部とを備えたことを特徴とする。
【００１１】
また、本発明に係る熱交換器の製造方法は、直線状の冷媒側伝熱管および水側伝熱管を所定の形状に巻回し、巻回された冷媒側伝熱管および水側伝熱管を一体的かつ伝熱的に接合し、接合された冷媒側伝熱管および水側伝熱管のうち、水側伝熱管を管外部から加工して、水側伝熱管の冷媒側伝熱管と接していない側の内面に突出部を形成することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明に係る熱交換器によれば、安価で熱交換効率がよい熱交換器を提供することができる。
【００１３】
また、本発明に係る熱交換器の製造方法によれば、安価で熱交換効率がよい熱交換器を製造できる熱交換器の製造方法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】
【００１４】
本発明の第１実施形態に係る熱交換器について図面を参照して説明する。
【００１５】
図１は本発明の第１実施形態に係る熱交換器の平面図、図２はその側面図である。
【００１６】
図１および図２に示すように、本実施形態に係る熱交換器１は、冷媒側伝熱管２と水側伝熱管３が長円形状に巻回され、一体的かつ良好な熱伝達が行なわれるように伝熱的に接合されている。
【００１７】
熱交換器１は冷媒側伝熱管２と水側伝熱管３を接触させつつ所定の形状に同時に成型し、両伝熱管２、３を例えば炉中ろう付けなどで一体的に接合し、水側伝熱管３を管外部からプレス加工等により成型し、この水側伝熱管３の内面に、例えば管軸と直交して形成される突条部のような突出部４が形成されている。
【００１８】
図３および図４に示すように、突出部４は水側伝熱管３の冷媒側伝熱管２と接していない側の対向する二内面に、同一形状、同一高さ（突出量）、同一ピッチで形成される。
【００１９】
本第１実施形態では、突出部を対向する二内面に同一ピッチで形成する例で説明したが、図５に示すように、一内面側に形成する突出部４１と他内面側に形成する突出部４２を１／２ピッチずらして配置してもよい。
【００２０】
熱交換器１は、ヒートポンプ給湯装置では冷媒の流れ（図中実線矢印で示す）と水の流れ（図中点線矢印で示す）が対向する対向流で用いられる。
【００２１】
本熱交換器１は、水側伝熱管３内面に突出部４を設けることで、水側の伝熱促進を図ることができ、また、突出部４を一体に成型することで加工工数の削減を図ることができて、安価である。
【００２２】
本第１実施形態の熱交換器によれば、安価で熱交換効率がよい熱交換器が実現する。
【００２３】
次に本発明の第２実施形態に係る熱交換器について説明する。
【００２４】
本第２実施形態は、第１実施形態が突出部を同一形状、同一高さ（突出量）、同一ピッチにするのに対して、突出部を冷媒と水の間の熱通過率が局所的に小さくなる部位を、突出部の密度が大きくおよび／または突出部の高さ（突出量）が高い（大きい）構造にする。
【００２５】
例えば、図６に示すように、本第２実施形態の熱交換器１１は、水側伝熱管３内面に形成する突出部４を冷媒と水の間の熱通過率が局所的に小さくなる部位、例えば入口３ａ側の１段目水側伝熱管３１、２段目水側伝熱管３２では突出部４の密度が大きく、および／または突出部の高さ（突出量）を高く（大きく）する。
【００２６】
これにより、水側伝熱管内面に設ける突出部を必要な部位に設けることで、突出部により増加する圧力損失を抑制しつつ熱交換性能を高めることができる。
【００２７】
また、本発明の第３実施形態に係る熱交換器について説明する。
【００２８】
本第３実施形態は、第１実施形態が突出部を同一ピッチで全長に渡り設けるのに対して、水側熱交換器の出口３ｂ近傍域の突出部をなくすか、突出部の高さ（突出量）を低く（小さく）するか、突出部の密度を小さくする。
【００２９】
例えば、図７に示すように、水側熱交換器３の出口３ｂ近傍域Ａの突出部をなくすか、突出部の高さ（突出量）を低く（小さく）するか、突出部の密度を小さくする。
【００３０】
これにより、高温となる水側熱交換器の出口付近の管内面を平滑にすることで、スケールの付着等を抑制できる。
【００３１】
また、本発明の一実施形態に係る熱交換器の製造方法について説明する。
【００３２】
図８に示すように、所定長さの直線状の冷媒側伝熱管２および水側伝熱管３を接触させながら、曲げ加工機により、同時に長円形状に巻回する。
【００３３】
なお、冷媒側伝熱管２および水側伝熱管３の巻回は、本実施形態のように、同時に成型して行なってもよいし、各々別個に成型してもよい。
【００３４】
巻回された冷媒側伝熱管２および水側伝熱管３を例えば炉中ろう付け等により、伝熱的に接合する。
【００３５】
図９に示すように、一体にろう付された冷媒側伝熱管２および水側伝熱管３のうち、この水側伝熱管３を管外部から、例えば突出部成形型Ｐを用いたプレス加工により、水側伝熱管３の冷媒側伝熱管２と接していない側の対向する二内面に突出部４を形成する。
【００３６】
このように、水側伝熱管３の冷媒側伝熱管２と接していない側に突出部４を設けるので、冷媒側伝熱管２および水側伝熱管３が一体にろう付された状態で、水側伝熱管３の内面に突出部４を一体に成型することが可能となり、加工工数の削減を図ることができる。
【００３７】
突出部成形型を交換することで、上記各実施形態の突出部の形状、ピッチを変更することができる。
【００３８】
本実施形態の熱交換器の製造方法によれば、熱交換効率がよい熱交換器を安価に製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】本発明の第１実施形態に係る熱交換器の側面図。
【図２】本発明の第１実施形態に係る熱交換器の平面図。
【図３】本発明の第１実施形態に係る熱交換器に用いる水側伝熱管の縦断面図。
【図４】本発明の第１実施形態に係る熱交換器に用いる水側伝熱管の横断面図。
【図５】本発明の第１実施形態に係る熱交換器に用いる水側伝熱管の変形例の横断面図。
【図６】本発明の第２実施形態に係る熱交換器の平面図。
【図７】本発明の第３実施形態に係る熱交換器の平面図。
【図８】本発明の一実施形態に係る熱交換器の製造方法における熱交換器の斜視図。
【図９】本発明の一実施形態に係る熱交換器の製造方法の成型工程の概念図。
【符号の説明】
【００４０】
１…熱交換器、２…冷媒側伝熱管、３…水側伝熱管、４…突出部。
【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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