(57)【要約】  【課題】析出したカルシウムの内管への付着に起因する水流露の閉塞、あるいは伝熱性能の低下を抑えた管式の熱交換器を提供する。  【解決手段】螺旋状にねじり合わせられた冷媒二重管２を水管６内に配置し、該水管６内の水流を旋回流にして乱流攪乱させることにより、水と二酸化炭素の熱交換を促進し、さらに水管６の外周に巻付けた冷媒管７からも水管６内の水に熱を伝え、水に対する熱流束を小さく抑えて水温の局所的な急上昇を抑制し、壁面近傍でのカルシウムの析出を抑制して熱交換器１の性能低下を防止する。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
流体Ａが内部を流れる第１の管と、互いに螺旋状にねじり合わされた状態で前記第１の管の内部に配設され、内部を流体Ｂが流れる複数の第２の管と、前記第１の管の外周に密着し、内部を流体Ｂが流れる少なくとも１本以上の第３の管を具備した熱交換器。
【請求項２】
スパイラル状にねじられた前記第１の管に、前記第３の管を前記第１の管のねじれに沿って螺旋状に巻き付けた請求項１に記載の熱交換器。
【請求項３】
前記第１の管の外壁周面に、所定間隔を形成しながら旋回して伸びる凹部を設けた請求項１に記載の熱交換器。
【請求項４】
前記第２の管を、外管と、外周面が前記外管の内周面と熱的に密着した内管からなる二重管より構成し、前記内管と外管の密着面に、部分的に隙間を設けた請求項１から３のいずれか一項に記載の熱交換器。
【請求項５】
前記第１の管を流れる流体Ａと前記第２の管および第３の管を流れる流体Ｂの流れ方向を、それぞれの流体Ａ、Ｂが対向流となるように設定し、前記流体Ｂの熱が前記第２の管と第３の管を介して前記流体Ａに伝達するようにした請求項１から４のいずれか一項に記載の熱交換器。
【請求項６】
前記流体Ａを水、前記流体Ｂを二酸化炭素とした請求項１から５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】
本発明は空調あるいは給湯等の機器において、特にヒートポンプ式の給湯機等に用いられ、水等の流体と冷媒等の流体の二つの流体の熱交換を行う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、内部に冷媒用流路が形成された内管と、内管の外側に設けられ内管との間に水用流路が形成された外管とから構成された、所謂二重管式の熱交換器が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
図９、図１０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、図９は、該熱交換器の平面図、図１０は、該熱交換器の管路部の断面図である。
【０００４】
図９、図１０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、内部に冷媒用流路１０２を形成する二本の内管１０３と、内管１０３の外側に設けられ、内管１０３との間に水用流路１０４が形成された銅製の外管１０５とから構成されている。
【０００５】
内管１０３は、銅製の冷媒管１０６と、冷媒管１０６の外周に設けられた銅製の漏洩検知管１０７とから構成され、冷媒管１０６を拡管するか、或いは、漏洩検知管１０７を縮管することにより、冷媒管１０６と漏洩検知管１０７は密着されている。また、漏洩検知管１０７の内面には、配管の軸方向に沿って多数の漏洩検知溝１０８が形成されており、漏洩検知溝１０８内には空気層が形成されている。さらに、漏洩検知溝１０８は外部に設けられた漏洩検知センサー（図示せず）に接続されており、内管１０３または外管１０５から漏洩した冷媒または水は、漏洩検知溝１０８を通って外部に漏出し、前記漏洩検知センサーにより検知されるようになっている。
【０００６】
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。
【０００７】
熱交換器１０１は、内管１０３と外管１０５の二重管により形成され、内管１０３の外周が水と熱交換し、冷媒と水とが冷媒管１０６と漏洩検知管１０７を介して熱交換されるようになっているため、内管１０３と水との接触面積が大きくとれ、熱交換効率を向上させることできる。
【０００８】
また、たとえ腐食等により冷媒管１０６や漏洩検知管１０７に孔や亀裂が生じ、冷媒や水が漏洩したとしても、その漏洩を、漏洩検知溝１０８を介して確実に検知することができ、さらに、冷媒と水との間には冷媒管１０６と漏洩検知管１０７により二重に境界壁が形成されており、いずれか一方に孔や亀裂等の欠陥が発生したとしても、冷媒と水が互いに混入し合うおそれがない。
【０００９】
したがって、熱交換器１０１の信頼性を高く維持することができる。また、熱交換器１０１が二重管式となっているため、曲げ加工が容易にでき、製造コストの低減化が可能となると共に、コンパクト化を図ることができる。
【特許文献１】特開２００５−６９６２０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、上記従来の構成では、外管１０５内を流れる水に、カルシウム（Ｃａ）等のミネラル成分を含む水道水等が主に用いられることから、熱交換作用により水の温度が上昇すると、カルシウムの溶解度が低下して水に溶けていたカルシウムが析出し、析出したカルシウムが加熱側である内管１０３の外壁に付着するものであった。
【００１１】
その結果、内管１０３と水との熱伝達性能が低下し、経年変化で所定の熱交換能力が得られなくなるという課題を有していた。
【００１２】
特に、場所によりカルシウムの析出が多い水道水を用いた場合は、析出したカルシウムが層となり、その層が成長して内管１０３の外壁に厚く付着して外管１０５内壁まで達し、その結果、水用流路１０４が詰まり、熱交換器１０１の機能が停止することがあった。
【００１３】
これを防止するために、内管１０３と外管１０５の間の水流路１０４の幅を大きくすることが考えられるが、かかる構成は、水の流速が低下し、水側の熱伝達率が低下してしまうため、所定の熱交換能力を得るためには熱交換器の管長を長くする必要がある。しかしながら、熱交換器の管長を長くすることは、熱交換器１０１の容量を必要以上に大きくし、また、重量が増加するという課題を有していた。
【００１４】
本発明は、上記従来の課題を解決するもので、析出したカルシウムの内管への付着を抑制して経年変化での伝熱性能の低下を抑え、また、場所によりカルシウムの析出が多い場合でも、カルシウム層が内管の外壁に厚く付着することに起因して水流路が閉塞することを抑制し、熱交換器の管長を長くして内管の伝熱面積を増加させたりせずに、熱交換性能に優れた管式の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】
【００１５】
上記従来の課題を解決するために、本発明の熱交換器は、内部を流体Ａが流れる第１の管と、互いに螺旋状にねじり合わされた状態で前記第１の管の内部に配設され、内部を流体Ｂが流れる複数の第２の管と、前記第１の管の外周に密着し内部を流体Ｂが流れる少なくとも１本以上の第３の管を具備する構成としたものである。
【００１６】
この構成は、複数本の第２の管を互いに螺旋状にねじり合わせて第１の管内に配置していることから、第１の管内を流れる流体Ａの流れ全体を旋回流にすることができ、これにより、流体Ａの流れを乱流攪乱し、第１の管の流体Ａに流体Ｂの熱を拡散して伝達することができるものである。
【００１７】
さらに、内部に流体Ｂが流れる少なくとも１本以上の第３の管が、前記第１の管の外周に密着し、前記第１の管に螺旋状に巻き付けられていることにより、第１の管の内壁全体から均一に流体Ｂの熱が流体Ａに伝わるものである。
【００１８】
これにより、熱交換器が所定の加熱能力を得るために、複数本の第２の管の外壁と第１の管の内壁の両方から流体Ａを加熱することでき、流体Ａに対する第２の管の外壁、第１の管の内壁における熱流束を小さく抑えることができる。
【００１９】
したがって、流体Ａが水の場合、第２の管の外壁近傍、第１の管の内壁近傍での水温の局所的な急上昇が抑えられ、壁面近傍で流速が遅い部分での水温の上昇によるカルシウムの析出を極力抑制して、カルシウムの壁面への付着を抑えることができるものである。
【００２０】
また、流体Ａがカルシウムの析出が多い水の場合でも、第２の管の外壁、第１の管の内壁の両面で熱流束を抑えて水を加熱するため、カルシウムの第２の管の外壁、第１の管の内壁への付着が急に成長することもなく、また、第２の管と第１の管の間の水流路幅が大きい場合であっても、第２の管の外壁面と第１の管の内壁面を伝熱面とすることができ、前記外壁面と内壁面の両面から水を加熱することで、所定の熱交換能力を得ることができるものである。その結果、熱交換器の管長を長くすることがなく、熱交換器の容量、重量を増加させることも抑制できるものである。
【発明の効果】
【００２１】
本発明の管式の熱交換器は、析出したカルシウムの内管への付着を抑制して経年変化に起因する伝熱性能の低下を抑えることができるものである。また、カルシウム層の付着に伴う水流路の閉塞抑制のために、水流路幅を拡大した場合であっても、熱交換器の管長を長くせずに所定の熱交換性能を得ることができ、熱交換器の容量、重量の増加も抑制することができるものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
請求項１に記載の発明は、流体Ａが内部を流れる第１の管と、互いに螺旋状にねじり合わされた状態で前記第１の管の内部に配設され、内部を流体Ｂが流れる複数の第２の管と、前記第１の管の外周に密着し、内部を流体Ｂが流れる少なくとも１本以上の第３の管を具備したものである。
【００２３】
かかる構成とすることにより、前記第１の管内を流れる流体Ａ全体の流れを旋回流にすることができ、その結果、流体Ａの流れを乱流攪乱し、前記第１の管の流体Ａに流体Ｂの熱が拡散され易くなる。さらに第３の管を、前記第１の管の外周に密着させ、螺旋状に巻き付けることにより、第１の管の内壁全体から略均一に流体Ｂの熱を流体Ａに伝え易くすることができる。
【００２４】
その結果、熱交換器が所定の加熱能力を得るために、流体Ａに対して複数本の第２の管の外壁と、第３の管からの熱伝達を受けた第１の管の内壁の両方から流体Ａを加熱することでき、流体Ａに対する第２の管の外壁、第１の管の内壁における熱流束を小さく抑えることができる。したがって、流体Ａが水の場合、第２の管の外壁近傍、第１の管の内壁近傍での水温の局所的な急上昇を抑制することができ、壁面近傍において流速が遅い部分での水温の上昇によるカルシウムの析出を極力抑制して、カルシウムの壁面への付着および成長を抑えることができる。
【００２５】
また、流体Ａがカルシウムの析出が多い水等の場合でも、第２の管の外壁、第１の管の内壁の両面で熱流束を抑えて水を加熱するため、カルシウムの第２の管の外壁、第１の管の内壁の付着が急に成長することもなく、また、第２の管と第１の管の間の水流路幅を大きく設定しても、第２の管の外壁と第１の管の内壁の両面を伝熱面とすることができ、両面から水を加熱することで水に熱が拡散し易くなり、その結果、所定の熱交換能力を得るために熱交換器の管長を長くすることがなく、熱交換器の容量、重量を増加させることもない。
【００２６】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、スパイラル状にねじられた前記第１の管に、前記第３の管を前記第１の管のねじれに沿って螺旋状に巻き付けものである。
【００２７】
かかる構成とすることにより、複数本の螺旋状にねじれた第２の管の外壁と第１の管の内壁との間において、管軸方向と周方向の両方に周期的に距離に差を設けることができ、その結果、第２の管と第１の管の間の水流路幅方向の中央付近を流れる比較的低温の水と、第２の管の外壁と第１の管の内壁近傍の高温の水によって形成されていた温度境界層を連続的に乱すことができる。
【００２８】
また、第３の管を第１の管のねじれに沿って螺旋状に巻き付けることにより、第１の管と第３の管の密着面積が増加すると共に、前記ねじれによって形成される隆起面を第３の管を第１の管に密着させる加工時の位置決めとすることができる。これにより、第３の管の巻き付け時における位置ずれを抑制することができ、熱交換器の組立て精度を高めることができる。
【００２９】
請求項３に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記第１の管の外壁周面に、所定間隔を形成しながら旋回して伸びる凹部を設けたものである。
【００３０】
かかる構成とすることにより、高い寸法精度で凹部を形成することができ、前記第２の管のねじれピッチと調和させることができる。その結果、前記複数本の螺旋状にねじれた第２の管の外壁との間において、周方向に周期的に距離に差を設けることが精度良く行え、水の流動抵抗の増加を抑えつつ第２の管と第１の管の間の水流路幅方向の中央付近を流れる比較的低温の水と、第２の管の外壁と第１の管の内壁近傍の高温の水によって形成されていた温度境界層を連続的に乱すことができる。
【００３１】
また、円管にねじり加工あるいは螺旋の絞り加工等の二次加工を加えることなく、押出し加工等の素管加工法にて周方向に凹凸を設けることができ、加工費も安価に抑えることができる。
【００３２】
請求項４に記載の発明は、請求項１から３のいずれか一項に記載の発明において、前記第２の管を、外管と、外周面が前記外管の内周面と熱的に密着した内管からなる二重管より構成し、前記内管と外管の密着面に、部分的に隙間を設けたものである。
【００３３】
かかる構成とすることにより、熱抵抗を小さく保ちつつ、流体Ａまたは流体Ｂが前記隙間を介して漏出した場合は、流体Ａまたは流体Ｂの漏洩を検知可能とすることができ、さらに流体Ａと流体Ｂの間を二重壁としていることから両流体が混合し難くなり、安全性が向上するものである。
【００３４】
請求項５に記載の発明は、請求項１から４のいずれか一項に記載の発明において、前記第１の管を流れる流体Ａと前記第２の管および第３の管を流れる流体Ｂの流れ方向を、それぞれの流体Ａ、Ｂが対向流となるように設定し、前記流体Ｂの熱が前記第２の管と第３の管を介して前記流体Ａに伝達するようにしたものである。
【００３５】
かかる構成とすることにより、流体Ａと流体Ｂの平均的な温度差を大きくして熱交換量を大きくすることができ、熱交換器の性能を高めることができる。
【００３６】
請求項６に記載の発明は、請求項１から５のいずれか一項に記載の発明において、前記流体Ａを水、前記流体Ｂを二酸化炭素としたものである。
【００３７】
かかることにより、ヒートポンプ給湯機用の水―冷媒熱交換器として使用することで高いヒートポンプ効率を得ることができる。
【００３８】
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。
【００３９】
（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である。図２は、図１のＡ−Ａ線による熱交換器の水管とその周辺の構造を示す断面図である。図３は、同実施の形態１における熱交換器を構成する水管の一部を切除した斜視図である。
【００４０】
図１から図３において、熱交換器１は、銅製の水管（本発明の第１の管に相当）６と、この水管６内に配置された銅製の冷媒二重管（本発明の第２の管に相当）２を主体とする構成であって、冷媒二重管２は、内面に漏洩検知溝５を持つ銅製の外管３と、外管３の内面に熱的に密着した銅製の内管４により構成されている。したがって、冷媒二重管２は、外管３と内管３の密着により二重壁２ａが形成された構造となっている。また、漏洩検知溝５は、本発明における内管３と外管２の密着面に部分的な隙間を形成するものである。
【００４１】
前述した外管３と内管４の密着構成は、周知の拡管工法あるいは縮管工法等によって形成することができるものである。
【００４２】
冷媒二重管２は、内管４の内部を二酸化炭素が流動するもので、二本が水管６内に配置され、これらの冷媒二重管２は、互いに螺旋状にねじり合わされ、その螺旋中心と水管６の軸がほぼ同軸となるように水管６に内包されている。したがって、冷媒二重管２と水管６の内壁の間には、水が流動する流路が形成されている。
【００４３】
また、水管６の外周には、内部を二酸化炭素が流動する銅製の冷媒管（本発明の第３の管に相当）７が螺旋状に巻き付けられており、冷媒管７は水管６の外壁とロウ付けで熱的に密着している。
【００４４】
また冷媒二重管２、冷媒管７における両端は、同一の二酸化炭素の流入口８ａ、流出口８ｂに接続され、また、水管６の両端には、水の流入口９ａ、流出口９ｂが設けられている。そして、二酸化炭素および水の各流入口８ａ、９ａおよび流出口８ｂ、９ｂは、各々において、二酸化炭素と水が対向する流れとなるように流入、流出方向が定められている。
【００４５】
以上のように構成された熱交換器１について、以下その動作を説明する。
【００４６】
まず、冷媒二重管２と冷媒管７の内部を二酸化炭素が流動し、水管６内における冷媒二重管２との間を水が二酸化炭素の流れに対向して流れ、外管３と内管４の二重壁２ａを介して二酸化炭素と水が熱交換する。さらに、冷媒管７から水管６の壁を通じて二酸化炭素と水が熱交換する。
【００４７】
ここで、二酸化炭素と水の間において、外管３の内面に漏洩検知溝５を設けているため、二酸化炭素あるいは水が漏洩検知溝５を介して漏出した場合、検知センサー（図示せず）にてその漏洩を検知することができる。
【００４８】
したがって、熱交換器１は、安全性を確保する二重壁２ａを備えつつ、十分な接触面積を確保する二重壁２ａを介して高い熱伝導性を得ることができるものである。
【００４９】
さらに、冷媒二重管２、冷媒管７内の二酸化炭素と水管６の水を対向流とすることにより、効率のよい熱交換を実現することができ、例えば、ヒートポンプ給湯機用の水―冷媒熱交換器として使用することで、高いヒートポンプ効率を得ることができる。
【００５０】
そして、２本の冷媒二重管２を、互いに螺旋状にねじり合わせて水管６内に配置しているため、水管６内を流れる水全体を旋回流にすることができ、これにより水の流れを乱流攪乱し、水管６の水に二酸化炭素の熱を拡散させ、熱交換効率を高めることができる。
【００５１】
また、冷媒管７が水管６の外周に螺旋状に巻き付き、密着していることにより、水管６の内壁全体から略均一に二酸化炭素の熱を水に伝えることができる。これにより、水に対して２本の冷媒二重管２の外壁と水管６の内壁の両方から水を加熱することになり、水に対する冷媒二重管２の外壁、水管６の内壁における熱流束を小さく抑えることができ、熱交換器１は、所定の加熱能力を得ることができる。
【００５２】
したがって、冷媒二重管２の外壁近傍、水管６の内壁近傍での水温の局所的な急上昇が抑えられ、壁面近傍で流速が遅い部分での水温の上昇によるカルシウムの析出を極力抑制することができ、カルシウムの冷媒二重管２の外壁、水管６の内壁への付着を抑えることができる。
【００５３】
また、場所によりカルシウムの析出が多い水を用いた場合でも、水に対する冷媒二重管２の外壁、水管６の内壁の両面で熱流束を抑えて水を加熱するため、カルシウムの冷媒二重管２の外壁、水管６の内壁の付着が急に成長することもなく、また、冷媒二重管２と水管６の間の水流路幅を大きくしても、冷媒二重管２の外壁と水管６の内壁の両面を伝熱面として水を加熱するため、所定の熱交換能力を得るために、熱交換器１の管長を長くすることがなく、熱交換器１の容量、重量の増加に伴う大形化を抑制することができる。
【００５４】
また、冷媒二重管２および冷媒管７の螺旋のピッチを粗密にし、冷媒二重管２と水管６の間の水流路幅を変化させることで、水側の圧損と熱伝達特性を変えることができるため、例えば、ヒートポンプ式給湯機の場合であれば、その諸条件に合わせて加熱能力や水―冷媒熱交換器としての容積といった性能と仕様をバランス良く、かつ容易に設計することができる。
【００５５】
尚、本実施の形態１では、冷媒管７と水管６の固定にロウ付けを用いたが、両者の固定にはんだを塗布する固定方法等でも同様の作用効果を得ることができる。さらに、冷媒管７は、一本を旋回して設けた構成としたが、複数本を同様に旋回して設ける構成としても良い。かかる場合は、冷媒との熱交換の量が増加するため、熱交換器の性能を高めることができる。
【００５６】
また、本実施の形態１では、冷媒二重管２の外管３、内管４、水管６、冷媒管７を銅製としたが、真鍮、ＳＵＳ、耐食性を持った鉄、アルミ合金等の金属材料を用いても同様の効果を得ることができる。
【００５７】
さらに、本発明の実施の形態１では、冷媒二重管２内、および冷媒管７の内部を流れる冷媒を二酸化炭素としたが、Ｒ４１０Ａ等の冷媒でも同様の作用効果を得ることができるものである。
【００５８】
（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水管とその周辺の構造を示す断面図である。図５は、同実施の形態２における熱交換器を構成する水管の一部を切除した斜視図である。
【００５９】
尚、実施の形態１と同一の構成要素については、同一の符号を付して詳細な説明を省略する。
【００６０】
図４、図５において、銅製の水管（本発明の第１の管に相当）１０は、２本の螺旋状の冷媒二重管２の螺旋中心と略同軸となるようにねじり加工された異形管であり、前述のねじり加工によって大径の凸部１０ａと小径の凹部１０ｂがスパイラル状に形成され、冷媒管７がスパイラル状の凹部１０ｂに沿って螺旋状に巻き付けられている。
【００６１】
以上のように構成された熱交換器１の動作について説明するが、本実施の形態２における熱交換器１は、先の実施の形態１と同様の内容で機能するもので、ここでは、実施の形態１と相違する構成に基づく動作を主体に説明する。
【００６２】
図４、図５に示すように、水管１０を、スパイラル状の凹部１０ｂと凸部１０ａが施された異形管とし、冷媒管７をスパイラル状の凹部１０ｂに沿って巻き付けることにより、水管１０の内壁と２本の螺旋状のねじれた冷媒二重管２の外壁との間において、管軸方向と周方向の両方に周期的に距離に差を設ける構成となり、冷媒二重管２と水管１０の間の水流路幅方向の中央付近の比較的低温の水と、冷媒二重管２と水管１０の壁面近傍の高温の水によって形成されていた温度境界層を連続的に乱すことができる。したがって、水側の熱伝達性を向上させることができる。
【００６３】
また、冷媒管７を、水管１０のスパイラル状の凹部１０ｂに沿って螺旋状に巻き付けることにより、水管１０と冷媒管７の密着面積が増加すると共に、冷媒管７を水管１０に密着させる加工時に、位置ずれを起こし難くなり、精度よく熱交換器を組立てることができる。
【００６４】
尚、本実施の形態２においても、先の実施の形態１と同様に、複数の冷媒管７を旋回して設ける構成としても良い。
【００６５】
（実施の形態３）
図６は、本発明の実施の形態３における熱交換器の水管とその周辺の構造を示す断面図である。図７は、同実施の形態３における熱交換器を構成する水管の一部を切除した斜視図である。図８は、同実施の形態３の異なる熱交換器を構成する水管の一部を切除した斜視図である。
【００６６】
尚、実施の形態１、２と同一の構成要素については、同一の符号を付して詳細な説明を省略する。
【００６７】
図６、図７において、銅製の水管（本発明の第１の管に相当）１１は、押出し加工により、周方向において所定間隔ごとに離間し、管軸方向に略平行となる程度の螺旋（旋回）状態で水管１１の内側に窪む複数の凹部１２が設けられている。そして、その各凹部１２に対応する冷媒管７を嵌め込み、複数の冷媒管７を水管１１に螺旋状に巻き付けた構成としている。図７では、凹部１２がわかり易いように冷媒管７を破線で記載している。
【００６８】
以上のように構成された熱交換器１の動作について説明するが、本実施の形態３における熱交換器１は、先の実施の形態１、実施の形態２と同様の内容で機能するもので、ここでは、実施の形態１、実施の形態２と相違する構成に基づく動作を主体に説明する。
【００６９】
図６、図７に示すように、水管１１の外周面に、周方向に離間した複数の凹部１２を設けたことにより、水管１１の内壁に周方向に凸が離間して形成され、互いに螺旋状にねじれた冷媒二重管２の外壁との間で、周方向に離散的に距離に差を設ける構成となる。しかも、凹部１２は、水管１１の管軸と交差する角度が浅いため、水の流動抵抗の増加をほとんどさせることなく、冷媒二重管２と水管１１の間の水流路幅方向の中央付近の比較的低温の水と、冷媒二重管２と水管１１の壁面近傍の高温の水によって形成されていた温度境界層を連続的に乱すことができる。したがって、水側の熱伝達性を向上させることができる。
【００７０】
また、水管１１に設けた凹部１２は、円管にねじり加工あるいは螺旋の絞り加工といった二次加工を加えることなく、押出し加工等の素管加工法にて設けることができ、加工費も安く抑えることができる。さらに水管１１に用いられる材料の量を少なく抑え、材料費も安価に抑えることができる。
【００７１】
尚、図６、図７に示す熱交換器１は、複数の凹部１２を、管軸方向と略平行となるように設けたが、図８に示す如く、一本の凹部１２を管軸と大きく交差する角度で、かつ螺旋状に設ける構成とすることもできる。
【００７２】
かかる構成の場合は、水の流動抵抗は増加するが、水側の熱伝達性をさらに向上させることができる。また、図８の熱交換器においても複数の凹部を旋回して設け、複数の冷媒管をこの凹部に嵌め込んで旋回させる構成としても良い。
【産業上の利用可能性】
【００７３】
以上のように、本発明にかかる熱交換器は、水用流路の断面積を縮小して流速を増加させたり、管長を長くして内管の伝熱面積を増加させたりしなくとも、熱交換器の熱交換性能を向上させることができ、ヒートポンプ式給湯器や家庭用、業務用の空気調和機、ヒートポンプ式の乾燥機能を有する洗濯機等のヒートポンプ機器や、燃料電池等の用途にも適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００７４】
【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線による熱交換器の水管とその周辺の構造を示す断面図
【図３】同実施の形態１における熱交換器を構成する水管の一部を切除した斜視図
【図４】本発明の実施の形態２における熱交換器の水管とその周辺の構造を示す断面図
【図５】同実施の形態２における熱交換器を構成する水管の一部を切除した斜視図
【図６】本発明の実施の形態３における熱交換器の水管とその周辺の構造を示す断面図
【図７】同実施の形態３における熱交換器を構成する水管の一部を切除した斜視図
【図８】同実施の形態３の異なる熱交換器を構成する水管の一部を切除した斜視図
【図９】従来例を示す熱交換器の平面図
【図１０】同熱交換器における管路部の断面図
【符号の説明】
【００７５】
１    熱交換器
２    冷媒二重管（第２の管）
２ａ  二重壁
３    外管
４    内管
５    漏洩検知溝（隙間）
６    水管（第１の管）
７    冷媒管（第３の管）
１０  水管（第１の管）
１１  水管（第１の管）
１２  凹部
【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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【図１０】
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