JP2010002153A

JP2010002153A - 熱交換器

Info

Publication number: JP2010002153A
Application number: JP2008163029A
Authority: JP
Inventors: Masakazu Morimoto; 正和森本; Hisao Nagashima; 久夫永島
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2008-06-23
Filing date: 2008-06-23
Publication date: 2010-01-07

Abstract

【課題】通水抵抗の増大を抑制しつつ、熱交換能力向上の要求に容易に対応可能な熱交換器を提供する。
【解決手段】箱体１５０を、２枚のプレート１５１ａ、１５１ｂにより形成するとともに、複数積層し、箱体１５０内に、複数箇所の山部１７１と谷部１７２とを有して波状に形成された仕切部材１７０を配設し、仕切部材１７０により、箱体１５０内で蛇行状の水通路２５０ａを構成し、仕切部材１７０の隣り合う山部１７１の中心同士の距離をピッチ寸法としたとき、箱体１５０内において、通過する水の温度が予め定めた基準温度以上になる高温領域の通路断面積が、通過する水の温度が基準温度を下回る低温領域の通路断面積より大きくなるように、仕切部材１７０のピッチ寸法を設定する。
【選択図】図２

Description

本発明は、水と冷媒とを熱交換する熱交換器に関し、水と二酸化炭素よりなる冷媒とを熱交換して水を加熱するヒートポンプ式給湯器に搭載される水冷媒熱交換器に用いて好適である。

従来、ヒートポンプ式給湯器に搭載される水冷媒熱交換器は、２枚のプレートの周縁を接合することにより形成された箱体と、この箱体の外面に螺旋状に巻装された冷媒配管とを備えている。そして、箱体の内部には、板状部材を所定のピッチで交互に折り曲げて波状に成形した仕切部材（コルゲート板）が配設されており、これにより箱体内に蛇行状、すなわち１回以上Ｕターンする水通路が形成されている（例えば、特許文献１参照）。
特開２００３−３１４９７５号公報

ところで、上記特許文献１に記載の水冷媒熱交換器において、熱交換能力の向上が要求される場合がある。この要求に対し、仕切部材のピッチを小さくして、水と冷媒との熱伝達率を増大させる方法や、箱体の寸法、すなわちプレートの寸法を大きくして、伝熱面積を増加させる方法がある。

しかしながら、仕切部材のピッチを小さくする方法では、通水断面積が減少するとともに、水通路のターン数が増加するため、通水抵抗の増大を招くという問題がある。また、プレートの寸法を大きくする方法では、プレートの型を新設する必要があるため、熱交換能力向上の要求に容易に対応できないという問題がある。

本発明は、上記点に鑑み、通水抵抗の増大を抑制しつつ、熱交換能力向上の要求に容易に対応可能な熱交換器を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明では、箱体（１５０）は、２枚のプレート（１５１ａ、１５１ｂ）により形成されているとともに、複数積層されており、箱体（１５０）内には、複数箇所の山部（１７１）と谷部（１７２）とを有して波状に形成された仕切部材（１７０）が配設されており、仕切部材（１７０）は、箱体（１５０）内で蛇行状の水通路（２５０ａ）を構成しており、仕切部材（１７０）の隣り合う山部（１７１）の中心同士の距離をピッチ寸法としたとき、箱体（１５０）内において、通過する水の温度が予め定めた基準温度以上になる高温領域の通路断面積が、通過する水の温度が基準温度を下回る低温領域の通路断面積より大きくなるように、仕切部材（１７０）のピッチ寸法が設定されていることを特徴としている。

このように、水通路（２５０ａ）を構成する箱体（１５０）を２枚のプレート（１５１ａ、１５１ｂ）により形成するとともに、水冷媒熱交換器（１５）を箱体（１５０）を複数積層させることにより構成することで、水冷媒熱交換器（１５）の熱交換能力を向上させるために、箱体（１５０）の寸法を大きくする必要がなくなる、すなわち箱体（１５０）を形成するプレートの型を新設する必要がなくなる。このため、熱交換能力向上の要求に容易に対応することが可能となる。このとき、熱交換能力を向上させるために、仕切部材（１７０）のピッチ寸法を小さくする必要もないため、通水抵抗の増大を抑制することが可能となる。

また、仕切部材（１７０）のピッチ寸法を変更するだけで、熱交換能力および通水抵抗を変更することができるので、種々の熱交換能力のバリエーション対応を容易に実現できる。

ところで、水の中（特に、水道水）には、カルシウム（Ｃａ）等の不純物が含まれているため、加熱されて水の温度が上昇すると、不純物の溶解度が低下して水に溶けていた不純物が析出する。そして、析出した不純物が箱体（１５０）の内壁および仕切部材（１７０）に付着すると、水通路（２５０ａ）が詰まってしまい、熱交換器が機能しなくなる。

これに対し、箱体（１５０）内において、水温が基準温度以上になる高温領域の通路断面積が、水温が基準温度を下回る低温領域の通路断面積より大きくなるように、仕切部材（１７０）のピッチ寸法を設定することで、不純物が析出し易い高温領域の通路断面積を増大させることができる。したがって、高温領域において、不純物が箱体（１５０）の内壁および仕切部材（１７０）に付着しても、通路断面積が小さくなることを抑制できる。したがって、不純物が箱体（１５０）の内壁および仕切部材（１７０）に付着した場合における、熱交換性能の低下や通水抵抗の増大を緩和することができる。

また、請求項２に記載の発明のように、箱体（１５０）は、２枚のプレート（１５１ａ、１５１ｂ）により形成されているとともに、複数積層されており、箱体（１５０）内には、複数箇所の山部（１７１）と谷部（１７２）とを有して波状に形成された仕切部材（１７０）が配設されており、仕切部材（１７０）は、箱体（１５０）内で水通路（２５０ａ）を複数の細流路に分割しており、仕切部材（１７０）の隣り合う山部（１７１）の中心同士の距離をピッチ寸法としたとき、箱体（１５０）内において、通過する水の温度が予め定めた基準温度以上になる高温領域のピッチ寸法が、通過する水の温度が基準温度を下回る低温領域のピッチ寸法より大きくなるように、板状部材（１７０）が形成されていてもよい。

また、請求項３に記載の発明では、複数の箱体（１５０）の水通路（２５０ａ）は直列に接続されて、１つの接続水流路（２５０）が形成されており、複数の箱体（１５０）のうちいずれか１つの箱体（１５０Ａ）には、接続水通路（２５０）に水を流入させる流入部（１６０ａ）が設けられており、接続水通路（２５０）の流入部（１６０ａ）からの距離が接続水通路（２５０）の全長の７０％以上となる領域における通路断面積が、接続水通路（２５０）の流入部（１６０）からの距離が接続水通路（２５０）の全長の７０％未満となる領域における通路断面積より大きくなるように、仕切部材（１７０）が形成されていることを特徴としている。

水の中の不純物成分として代表的なカルシウムは、水温が約６５℃以上になると析出し始めることが知られている。また、後述する図５に示すように、接続水通路（２５０）の流入部（１６０ａ）からの距離が接続水通路（２５０）の全長の７０％以上になると、その領域を通過する水の温度が６５℃以上になる。

したがって、接続水通路（２５０）の流入部（１６０ａ）からの距離が接続水通路（２５０）の全長の７０％以上となる領域における通路断面積が、接続水通路（２５０）の流入部（１６０ａ）からの距離が接続水通路（２５０）の全長の７０％未満となる領域における通路断面積より大きくなるように、仕切部材（１７０）を形成することで、カルシウムが析出し始める領域の通路断面積を増大させることができる。これにより、カルシウムが箱体（１５０）の内壁および仕切部材（１７０）に付着しても、通路断面積が小さくなることを抑制できる。

また、請求項４に記載の発明では、仕切部材（１７０）の隣り合う山部（１７１）と谷部（１７２）とは、平面部（１７３）により繋がれており、隣り合う平面部（１７３）間には、水との伝熱面積を増大させるインナーフィン（１８０）が配設されていることを特徴としている。

これによれば、水通路（２５０ａ）の通水抵抗を低減させるために、仕切部材（１７０）のピッチ寸法を大きくすることで、水の流速が遅くなった場合でも、インナーフィン（１８０）により、水流れを乱流化して箱体（１５０）と水との熱伝達率を増大させるとともに、箱体（１５０）と水との伝熱面積を増大させることができる。このため、熱交換能力を向上させるとともに、圧力損失を低減することが可能となる。

また、請求項５に記載の発明では、インナーフィン（１８０）は、複数箇所の山部（１８１）と谷部（１８２）とを有して波状に形成されており、低温領域における仕切部材（１７０）の隣り合う平面部（１７３）間の距離を第１通路幅寸法（Ｌ_１）、高温領域における仕切部材（１７０）の隣り合う平面部（１７３）間の距離を第２通路幅寸法（Ｌ_２）とし、インナーフィン（１８０）の隣り合う山部（１８１）の中心同士の距離をフィンピッチ寸法（Ｐ_ｆ）としたとき、第２通路幅寸法（Ｌ_２）は、Ｌ_２＝Ｌ_１＋ｎＰ_ｆ（但し、ｎは自然数）の関係を満たしていることを特徴としている。

これによれば、同一の仕様（フィン高さ寸法およびフィンピッチ寸法（Ｐ_ｆ））のインナーフィン（１８０）を、配置する山数（山部（１８１）の数）を変更するだけで、高温領域および低温領域の両方に用いることができる。このため、低温領域に配置されるインナーフィン（１８０）と、高温領域に配置されるインナーフィン（１８０）とを、同じローラにより成形することができる。

また、請求項６に記載の発明では、インナーフィン（１８０）は、箱体（１５０）内の低温領域にのみ設けられていることを特徴としている。

これによれば、インナーフィン（１８０）により高温領域の通路断面積が増加することを防止できるので、カルシウムが箱体（１５０）の内壁および仕切部材（１７０）に付着しても、通路断面積が小さくなることを抑制できる。

なお、この欄および特許請求の範囲で記載した各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものである。

以下、本発明の実施形態について図に基づいて説明する。なお、以下の各実施形態相互において、互いに同一もしくは均等である部分には、図中、同一符号を付してある。

（第１実施形態）
本発明の第１実施形態について図１〜図６に基づいて説明する。本実施形態は、本発明に係る熱交換器をヒートポンプ式給湯器の水冷媒熱交換器に適用したものである。図１は、本第１実施形態に係る水冷媒熱交換器１５が適用されたヒートポンプ式給湯器を示す全体構成図である。

図１に示すように、ヒートポンプ式給湯器は、給湯水を貯留する貯湯タンク１０、貯湯タンク１０内の給湯水を循環する水循環通路１１、および、給湯水を加熱するためのヒートポンプサイクル装置１２を備えている。貯湯タンク１０は、高温の給湯水を長時間保温することができる温水タンクである。貯湯タンク１０に貯留された給湯水は、貯湯タンク１０の上部に設けられた出湯口１０ａから出湯され、台所や風呂等に給湯される。貯湯タンク１０内の下部に設けられた給水口１０ｂから水道水が補給されるようになっている。

水循環通路１１には、給湯水を循環させる電動水ポンプ１３が配置されており、給湯水は、貯湯タンク１０下部の給湯水出口１０ｃ→電動水ポンプ１３→水冷媒熱交換器１５→貯湯タンク１０上部の給湯水入口１０ｄの順に流れる。

ヒートポンプサイクル装置１２は、電動圧縮機１４、水冷媒熱交換器１５、膨張弁１６、蒸発器１７等を順次配管接続した周知の冷凍サイクルである。

電動圧縮機１４は冷媒を吸入、圧縮、吐出する。電動圧縮機１４の冷媒吐出口側は、水冷媒熱交換器１５の冷媒入口側に接続されている。水冷媒熱交換器１５は、給湯水が通過する水通路２５０ａと、電動圧縮機１４吐出冷媒（高温高圧冷媒）が通過する冷媒通路２５０ｂとを有し、給湯水と電動圧縮機１４の吐出冷媒との間で熱交換させて、給湯水を加熱する加熱用熱交換器である。水冷媒熱交換器１５の詳細については後述する。

水冷媒熱交換器１５の冷媒通路２５０ｂ出口側は、膨張弁１６の入口側に接続されている。膨張弁１６は冷媒通路２５０ｂから流出した高圧冷媒を減圧する減圧装置である。

膨張弁１６の出口側は、蒸発器１７に接続されている。蒸発器１７は、膨張弁１６で減圧された低圧冷媒と外気（室外空気）とを熱交換させることで、低圧冷媒を蒸発させて吸熱作用を発揮させる室外熱交換器である。蒸発器１７の冷媒出口側は、電動圧縮機１４の吸入口側に接続されている。

次に、本実施形態の水冷媒熱交換器１５の具体的構造について図２〜図６を参照して説明する。図２は本第１実施形態における水冷媒熱交換器１５の全体構造を模式的に示しており、（ａ）は一部透過平面図で、（ｂ）は正面図である。なお、図２（ａ）は、後述する第１箱体１５０Ａを示している。

図２（ａ）、（ｂ）に示すように、水冷媒熱交換器１５は、水通路２５０ａを形成する薄型矩形状の箱体１５０と、冷媒通路２５０ｂを形成するチューブ１６０を備えている。

箱体１５０は、縦方向、横方向および高さ方向のうち、高さ方向の長さが最も短くなっており、横方向の長さが最も長くなっている。そして、箱体１５０は、その高さ方向が重力方向に一致するように配置されている。箱体１５０内に形成された水通路２５０ａにおける水流れ方向は、重力方向、すなわち高さ方向に対して略直交している。また、本実施形態の水冷媒熱交換器１５は、箱体１５０を３つ有している。３つの箱体１５０は、重力方向に積層されている。

チューブ１６０は、３本の細管１６１ａ、１６１ｂ、１６１ｃから構成されている金属製チューブである。３本の細管１６１ａ、１６１ｂ、１６１ｃは１組となって、箱体１５０の外周を螺旋状に巻くように形成されている。なお、チューブ１６０は、３本の細管１６１ａ、１６１ｂ、１６１ｃを１組として箱体１５０の外周を螺旋状に巻く場合に限らず、チューブ１６０は、２本の細管を１組として箱体１５０の外周を螺旋状に巻くようにしてもよい。

３本の細管１６１ａ、１６１ｂ、１６１ｃの上流側端部には、分岐管１６２ａが接続されている。分岐管１６２ａは、電動圧縮機１４から吐出された冷媒を細管１６１ａ、１６１ｂ、１６１ｃに分流する。また、３本の細管１６１ａ、１６１ｂ、１６１ｃの下流側端部には、分岐管１６２ｂが接続されている。分岐管１６２ｂは、細管１６１ａ、１６１ｂ、１６１ｃから流出する冷媒を集合して膨張弁１６の入口側に流す。

図３は本第１実施形態における箱体１５０を示す分解斜視図、図４（ａ）は図２（ｂ）のＡ−Ａ断面図、図４（ｂ）は図２（ｂ）のＢ−Ｂ断面図である。図３および図４に示すように、箱体１５０は、空間を挟んで対向する２枚のプレート１５１ａ、１５１ｂの周縁を接合することにより形成されている。また、２枚のプレート１５１ａ、１５１ｂの間には、矩形波状に形成された仕切部材１７０が配置されている。

仕切部材１７０は、後述するように蛇行状の水通路２５０ａを構成するものである。仕切部材１７０は、複数の山部１７１、複数の谷部１７２、および複数の平面部１７３から構成されている。仕切部材１７０の外形（縦×横×高さ）は、箱体１５０の内寸に適合している。

山部１７１および谷部１７２は、平坦状に形成されており、それぞれプレート１５１ａ、プレート１５１ｂに接合されている。複数の山部１７１と複数の谷部１７２とは、山部１７１と谷部１７２とが交互になるよう、箱体１５０の横方向に並べられている。隣り合う山部１７１と谷部１７２とは、平面部１７３により繋がれている。複数の平面部１７３は、それぞれ、箱体１５０の縦方向に延びる長方形状に形成されている。複数の平面部１７３のうち隣り合う２つの平面部１７３は、水通路２５０ａを構成する。

複数の平面部１７３には、第１、第２切り欠き開口部１７４ａ、１７４ｂのうちいずれか一方の切り欠き開口部が形成されている。第１、第２切り欠き開口部１７４ａ、１７４ｂは、水通路２５０ａの一部を構成する。

第１切り欠き開口部１７４ａは、平面部１７３のうち稜線方向、すなわち箱体１５０の縦方向の一端側（図２（ａ）中の上側）に形成されている。第２切り欠き開口部１７４ｂは、平面部１７３のうち稜線方向の他端側（図２（ａ）中の下側）に形成されている。複数の平面部１７３は、第１切り欠き開口部１７４ａと第２切り欠き開口部１７４ｂとが箱体１５０の横方向（図２（ａ）中の左右方向）に向かって交互に並ぶように形成されている。

以上により、仕切部材１７０により図２（ａ）中太字の矢印の如く蛇行状の水通路２５０ａを構成することができる。

ここで、重力方向に積層された３つの箱体１５０のうち、最も下方側に配置される箱体を第１箱体１５０Ａといい、第１箱体１５０Ａの上側に配置される箱体を第２箱体１５０Ｂといい、第２箱体１５０Ｂの上側、すなわち最も上方側に配置される箱体を第３箱体１５０Ｃという。

図２に戻り、第１箱体１５０Ａの横方向における一端側には水入口１６０ａが設けられており、他端側には水出口１６０ｂが設けられている。水入口１６０ａには、入口側水配管１８１が接続されている。入口側水配管１８１には、電動水ポンプ１３からの水を箱体１５０内に流入させる流入部（図示せず）、および箱体１５０内の水を抜く水抜き栓（図示せず）が設けられている。

第１箱体１５０Ａの水出口１６０ｂには、第１接続水配管１８２ａが接続されている。第１接続水配管１８２ａは、第１箱体１５０Ａの水出口１６０ｂと、第２箱体１５０Ｂの横方向における一端側に設けられている水入口１６０ｃとを接続するものである。

第２箱体１５０Ｂの他端側には、水出口１６０ｄが設けられている。水出口１６０ｄには、第２接続水配管１８２ｂが接続されている。第２接続水配管１８２ｂは、第２箱体１５０Ｂの水出口１６０ｄと、第３箱体１５０Ｃの横方向における一端側に設けられている水入口１６０ｅとを接続するものである。

第３箱体１５０Ｃの他端側には、水出口１６０ｆが設けられている。水出口１６０ｆには、出口側配管１８３が接続されている。出口側配管１８３には、箱体１５０内の水を貯湯タンク１０へ流出させる流出部（図示せず）、および箱体１５０内のエア抜きを行うためのエア抜き栓（図示せず）が設けられている。

したがって、第１箱体１５０Ａ、第２箱体１５０Ｂおよび第３箱体１５０Ｃ内の水通路２５０ａは直列に接続されており、１つの接続水通路２５０を構成している。ここで、第１箱体１５０Ａの水入口１６０ａが、接続水通路２５０内に水を流入させる流入部になっている。

接続水通路２５０において、水入口１６０ａから流入した水は冷媒と熱交換されることにより加熱されるので、水流れ下流側に向かうにつれて水温が上昇する。したがって、接続水通路２５０のうち通過する水の温度が予め定めた基準温度以上となる領域を高温領域とし、接続水通路２５０のうち通過する水の温度が予め定めた基準温度を下回る領域を低温領域としたとき、高温領域は低温領域より水流れ下流側に存在している。以下、接続水通路２５０における水入口１６０ａからの距離を水通路距離という。

ところで、水の中のカルシウムは、水温が約６５℃以上になると析出し始めることが知られている。したがって、本実施形態では上記の基準温度は６５℃に設定されている。

図５は、接続水通路２５０の水通路距離と水温との関係を示す特性図である。図５より、接続水通路２５０の流入部１６０ａからの距離が接続水通路２５０の全長の７０％以上になると、水温が６５℃以上になることがわかる。したがって、本実施形態では、高温領域を水通路距離が接続水通路２５０の全長の７０％以上となる領域とし、低温領域を水通路距離が接続水通路２５０の全長の７０％未満となる領域としている。

ところで、図４（ａ）は接続水通路２５０の低温領域を示しており、図４（ｂ）は接続水通路２５０の高温領域を示している。図４（ａ）、（ｂ）に示すように、仕切部材１７０の隣り合う山部１７１の中心同士の距離をピッチ寸法としたとき、高温領域における仕切部材１７０のピッチ寸法が、低温領域における仕切部材１７０のピッチ寸法より大きくなっている。これにより、高温領域の通路断面積が、低温領域の通路断面積より大きくなっている。

また、仕切部材１７０の平面部１７３間には、インナーフィン１８０が配置されている。

図６は、本第１実施形態におけるインナーフィン１８０を示す斜視図である。図６に示すように、本実施形態のインナーフィン１８０は、水流れ方向に略垂直な断面形状、すなわち、水流れ方向から見たときの断面形状が、山部１８１と谷部１８２とを交互に位置させて曲折する波形状であって、水流れ方向で、部分的に切り起こされた切り起こし部１８３を備え、水流れ方向から見たときに、切り起こし部１８３によって形成される波形状部分が、水流れ方向で隣接する波形状部分に対して、オフセットしているオフセットフィンである。ここで、インナーフィン１８０における隣り合う山部１８１の中心同士の距離をフィンピッチ寸法Ｐ_ｆという。

また、図４に示すように、接続水通路２５０の低温領域に配置された仕切部材１７０の隣り合う平面部１７３同士の距離を第１通路幅寸法Ｌ_１とし、接続水通路２５０の高温領域に配置された仕切部材１７０の隣り合う平面部１７３同士の距離を第２通路幅寸法Ｌ_２としたとき、第２通路幅寸法Ｌ_２は、Ｌ_２＝Ｌ_１＋ｎＰ_ｆ（但し、ｎは自然数）の関係を満たすように設定されている。

以上説明したように、水通路２５０ａを構成する箱体１５０を２枚のプレート１５１ａ、１５１ｂにより形成するとともに、この箱体１５０を複数積層させることにより水冷媒熱交換器１５を構成することで、箱体１５０の寸法を大きくすることなく、水冷媒熱交換器１５の熱交換能力を向上できる。すなわち、水冷媒熱交換器１５の熱交換能力を向上させるために、箱体１５０を形成するプレートの型を新設する必要がなくなる。このため、熱交換能力向上の要求に容易に対応することが可能となる。このとき、熱交換能力を向上させるために、仕切部材１７０のピッチ寸法を小さくする必要もないため、通水抵抗の増大を抑制することが可能となる。

また、仕切部材１７０のピッチ寸法を変更するだけで、熱交換能力および通水抵抗を変更することができるので、種々の熱交換能力のバリエーション対応を容易に実現できる。

また、箱体１５０内において、水温が基準温度、すなわちカルシウムが析出し始める温度以上になる高温領域の通路断面積を、水温が基準温度を下回る低温領域の通路断面積より大きくなるように、仕切部材１７０のピッチ寸法を設定することで、カルシウムが析出し易い高温領域の通路断面積を増大させることができる。したがって、高温領域において、カルシウムが箱体１５０の内壁および仕切部材１７０（以下、箱体１５０内部ともいう）に付着しても、通路断面積が小さくなることを抑制できる。したがって、カルシウムが箱体１５０内部に付着した場合における、熱交換性能の低下や通水抵抗の増大を緩和することができる。すなわち、カルシウムが箱体１５０内部に付着したときに、水冷媒熱交換器１５０に与える悪影響を小さくすることができる。

ところで、水通路２５０ａの通水抵抗を低減させるために、仕切部材１７０のピッチ寸法を大きくすると、水の流速が遅くなってしまう。これに対し、箱体１５０内における隣り合う平面部１７３間に、水との伝熱面積を増大させるインナーフィン１８０を配設することで、インナーフィン１８０により、水流れを乱流化して箱体１５０と水との熱伝達率を増大させるとともに、箱体１５０と水との伝熱面積を増大させることができる。このため、熱交換能力を向上させるとともに、圧力損失を低減することが可能となる。

また、第２通路幅寸法Ｌ_２を、Ｌ_２＝Ｌ_１＋ｎＰ_ｆ（但し、ｎは自然数）の関係を満たすように設定することで、同一の仕様（フィン高さ寸法およびフィンピッチ寸法（Ｐ_ｆ））のインナーフィン１８０を、配置する山数（山部（１８１）の数）を変更するだけで、高温領域および低温領域の両方に用いることができる。このため、低温領域に配置されるインナーフィン１８０と、高温領域に配置されるインナーフィン１８０とを、同じローラにより成形することができる。

（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態について図７に基づいて説明する。図７は、本第７実施形態における箱体１５０を示す分解斜視図である。

図７に示すように、本実施形態の仕切部材１７０は、波状（コルゲート状）に形成されており、その稜線方向が箱体１５０の横方向と一致するように配設されている。このため、水通路２５０ａは、箱体１５０の横方向と平行に延びる複数の細流路に分割される。そして、通過する水の温度が基準温度以上となる高温領域のピッチ寸法が、通過する水の温度が基準温度を下回る低温領域のピッチ寸法より大きくなるように、板状部材１７０が形成されている。本実施形態においても、上記第１実施形態と同様の作用効果を得ることができる。

（他の実施形態）
なお、上記第１、第２実施形態では、インナーフィン１８０を、箱体１５０内の低温領域および高温領域の双方に設けた例について説明したが、これに限らず、インナーフィン１８０を、箱体１５０内の低温領域にのみ設けてもよい。

これによれば、インナーフィン１８０により高温領域の通路断面積が増加することを防止できるので、カルシウムが箱体１５０内部に付着しても、通路断面積が小さくなることを抑制できる
また、上記第１、第２実施形態では、箱体１５０を３つ積層した例について説明したが、これに限らず、箱体１５０を４つ以上積層してもよいし、箱体１５０を２つ積層してもよい。

第１実施形態に係る水冷媒熱交換器１５が適用されたヒートポンプ式給湯器を示す全体構成図である。第１実施形態における水冷媒熱交換器１５の全体構造を模式的に示しており、（ａ）は一部透過平面図で、（ｂ）は正面図である。第１実施形態における箱体１５０を示す分解斜視図である。（ａ）は図２（ｂ）のＡ−Ａ断面図、（ｂ）は図２（ｂ）のＢ−Ｂ断面図である。接続水通路２５０の水通路距離と水温との関係を示す特性図である。第１実施形態におけるインナーフィン１８０を示す斜視図である。第２実施形態における箱体１５０を示す分解斜視図である。

符号の説明

１５０箱体
１５１ａプレート
１５１ｂプレート
１６０チューブ
１７０仕切部材
１６０ａ水入口（流入部）
１８０インナーフィン
２５０ａ水通路
２５０ｂ冷媒通路

Claims

水が流れる水通路（２５０ａ）を構成する箱体（１５０）と、
前記箱体（１５０）の外面に巻き付けられ、冷媒が流れる冷媒通路（２５０ｂ）を構成するチューブ（１６０）とを備え、
水と冷媒との間で熱交換を行う熱交換器であって、
前記箱体（１５０）は、２枚のプレート（１５１ａ、１５１ｂ）により形成されているとともに、複数積層されており、
前記箱体（１５０）内には、複数箇所の山部（１７１）と谷部（１７２）とを有して波状に形成された仕切部材（１７０）が配設されており、
前記仕切部材（１７０）は、前記箱体（１５０）内で蛇行状の前記水通路（２５０ａ）を構成しており、
前記仕切部材（１７０）の隣り合う前記山部（１７１）の中心同士の距離をピッチ寸法としたとき、
前記箱体（１５０）内において、通過する水の温度が予め定めた基準温度以上になる高温領域の通路断面積が、通過する水の温度が前記基準温度を下回る低温領域の通路断面積より大きくなるように、前記仕切部材（１７０）の前記ピッチ寸法が設定されていることを特徴とする熱交換器。
水が流れる水通路（２５０ａ）を構成する箱体（１５０）と、
前記箱体（１５０）の外面に巻き付けられ、冷媒が流れる冷媒通路（２５０ｂ）を構成するチューブ（１６０）とを備え、
水と冷媒との間で熱交換を行う熱交換器であって、
前記箱体（１５０）は、２枚のプレート（１５１ａ、１５１ｂ）により形成されているとともに、複数積層されており、
前記箱体（１５０）内には、複数箇所の山部（１７１）と谷部（１７２）とを有して波状に形成された仕切部材（１７０）が配設されており、
前記仕切部材（１７０）は、前記箱体（１５０）内で前記水通路（２５０ａ）を複数の細流路に分割しており、
前記仕切部材（１７０）の隣り合う前記山部（１７１）の中心同士の距離をピッチ寸法としたとき、
前記箱体（１５０）内において、通過する水の温度が予め定めた基準温度以上になる高温領域の前記ピッチ寸法が、通過する水の温度が前記基準温度を下回る低温領域の前記ピッチ寸法より大きくなるように、前記板状部材（１７０）が形成されていることを特徴とする熱交換器
複数の前記箱体（１５０）の前記水通路（２５０ａ）は直列に接続されて、１つの接続水流路（２５０）が形成されており、
前記複数の箱体（１５０）のうちいずれか１つの箱体（１５０Ａ）には、前記接続水通路（２５０）に水を流入させる流入部（１６０ａ）が設けられており、
前記接続水通路（２５０）の前記流入部（１６０ａ）からの距離が前記接続水通路（２５０）の全長の７０％以上となる領域における通路断面積が、前記接続水通路（２５０）の前記流入部（１６０）からの距離が前記接続水通路（２５０）の全長の７０％未満となる領域における通路断面積より大きくなるように、前記仕切部材（１７０）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。
前記仕切部材（１７０）の隣り合う前記山部（１７１）と前記谷部（１７２）とは、平面部（１７３）により繋がれており、
隣り合う前記平面部（１７３）間には、水との伝熱面積を増大させるインナーフィン（１８０）が配設されていることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１つに記載の熱交換器。
前記インナーフィン（１８０）は、複数箇所の山部（１８１）と谷部（１８２）とを有して波状に形成されており、
前記低温領域における前記仕切部材（１７０）の隣り合う前記平面部（１７３）間の距離を第１通路幅寸法（Ｌ_１）、前記高温領域における前記仕切部材（１７０）の隣り合う前記平面部（１７３）間の距離を第２通路幅寸法（Ｌ_２）とし、
前記インナーフィン（１８０）の隣り合う前記山部（１８１）の中心同士の距離をフィンピッチ寸法（Ｐ_ｆ）としたとき、
前記第２通路幅寸法（Ｌ_２）は、Ｌ_２＝Ｌ_１＋ｎＰ_ｆ（但し、ｎは自然数）の関係を満たしていることを特徴とする請求項４に記載の熱交換器。
前記インナーフィン（１８０）は、前記箱体（１５０）内の前記低温領域にのみ設けられていることを特徴とする請求項４に記載の熱交換器。