JP3477531B1 - 熱交換器及びその製造方法、並びに、かかる熱交換器を用いる風呂湯沸かしシステム及び床暖房システム - Google Patents
熱交換器及びその製造方法、並びに、かかる熱交換器を用いる風呂湯沸かしシステム及び床暖房システムInfo
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Abstract
【要約】
【課題】本発明は、使用に伴い熱変形しても、螺旋の隣
合う管の間に隙間が生じてしまうことを防止することが
できる、ひいては、熱交換率の悪化を防止することがで
きる熱交換器、及びその製造方法を提供すること。 【解決手段】 冷媒の流通する流水管１０と、湯の流通
する流湯管２０とを備えており、流水管１０および流湯
管２０は、夫々、予め断面が偏平状に成形された管材が
巻回加工されて成形されるとともに、該巻回加工後に交
互に接触するように組み合わされていることを特徴とし
ている。
合う管の間に隙間が生じてしまうことを防止することが
できる、ひいては、熱交換率の悪化を防止することがで
きる熱交換器、及びその製造方法を提供すること。 【解決手段】 冷媒の流通する流水管１０と、湯の流通
する流湯管２０とを備えており、流水管１０および流湯
管２０は、夫々、予め断面が偏平状に成形された管材が
巻回加工されて成形されるとともに、該巻回加工後に交
互に接触するように組み合わされていることを特徴とし
ている。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、熱交換器に関し、
特に、使用に伴い熱変形した場合にも、熱交換率が悪化
してしまうことを防止することができる熱交換器、及び
その製造方法に関する。
特に、使用に伴い熱変形した場合にも、熱交換率が悪化
してしまうことを防止することができる熱交換器、及び
その製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】熱交換器は、冷媒の流通する冷媒管や、
高温の湯の流通する流湯管を備えており、これら冷媒管
や流湯管内を流通する冷媒や湯の有する熱量を管材外部
の気体や流体と熱交換をするものである。ここで、図１
３に、一従来例の流湯管９０を示す。図１３に示すよう
に、流湯管９０は、螺旋状に巻回されている。
高温の湯の流通する流湯管を備えており、これら冷媒管
や流湯管内を流通する冷媒や湯の有する熱量を管材外部
の気体や流体と熱交換をするものである。ここで、図１
３に、一従来例の流湯管９０を示す。図１３に示すよう
に、流湯管９０は、螺旋状に巻回されている。
【０００３】このような螺旋状に巻回された流湯管９０
の製造方法においては、まず、略真円状の断面積を有す
る管材９１を螺旋状に巻回する。巻回後、隣り合う螺旋
の管材相互が接触し、且つ管材の断面積が偏平となるよ
うに、流湯管９０には螺旋の軸方向（矢印Ｚ方向、及
び、反矢印Ｚ方向）より圧縮加工が施される。このよう
に形成することにより、収納スペースを小さくすること
ができるとともに、隣合う流湯管９０，９０同士の接触
面積を増やして、熱交換率を増やすことができるのであ
る。
の製造方法においては、まず、略真円状の断面積を有す
る管材９１を螺旋状に巻回する。巻回後、隣り合う螺旋
の管材相互が接触し、且つ管材の断面積が偏平となるよ
うに、流湯管９０には螺旋の軸方向（矢印Ｚ方向、及
び、反矢印Ｚ方向）より圧縮加工が施される。このよう
に形成することにより、収納スペースを小さくすること
ができるとともに、隣合う流湯管９０，９０同士の接触
面積を増やして、熱交換率を増やすことができるのであ
る。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、熱交換
器を構成する管材には銅管が用いられるのが通常である
が、流湯管９０内に湯が流通すると、流湯管９０が熱変
形により反りが発生する。すると、図１４に示すよう
に、螺旋の隣り合う流湯管９０，９０の間に隙間９２が
発生してしまう。即ち、隣合う流湯管９０，９０同士が
面接触から線接触となってしまい、熱交換率が悪くなる
という問題点があった。
器を構成する管材には銅管が用いられるのが通常である
が、流湯管９０内に湯が流通すると、流湯管９０が熱変
形により反りが発生する。すると、図１４に示すよう
に、螺旋の隣り合う流湯管９０，９０の間に隙間９２が
発生してしまう。即ち、隣合う流湯管９０，９０同士が
面接触から線接触となってしまい、熱交換率が悪くなる
という問題点があった。
【０００５】そこで、案出されたのが本発明であって、
本発明は、使用に伴い熱変形しても、螺旋の隣合う管同
士の間に隙間が生じてしまうことを防止することができ
る、ひいては、熱交換率の悪化を防止することができる
熱交換器、及びその製造方法を提供することを目的とし
ている。
本発明は、使用に伴い熱変形しても、螺旋の隣合う管同
士の間に隙間が生じてしまうことを防止することができ
る、ひいては、熱交換率の悪化を防止することができる
熱交換器、及びその製造方法を提供することを目的とし
ている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に請求項１記載の熱交換器は、冷媒（水や、湯、クーラ
ントなどの冷却用低温流体）の流通する冷媒管と、被冷
媒（湯、フロン、ＣＯ2などの加熱用高温流体）の流通
する被冷媒管とを備えており、前記冷媒管及び被冷媒管
は、予め断面楕円形状に形成された管材が適宜間隔の空
いた同一径の螺旋状に巻回加工されることにより夫々成
形されるものであり、交互に接触するように組み合わさ
れており、使用に伴い熱変形することにより接触面積が
増大するものである。請求項２記載の熱交換器は、請求
項１記載の熱交換器において、冷媒管及び被冷媒管は、
異径の断面真円形状の管材が異なる偏平率に加工される
ことにより、螺旋の径方向に対する管断面軸長さが同一
であって且つ螺旋の軸方向に対する管断面軸長さが異な
るように成形されるものである。請求項３記載の熱交換
器は、請求項１または２に記載の熱交換器において、冷
媒管及び被冷媒管は、分離状態において、隣合う螺旋の
間隔が管断面短軸より小さくされている。請求項４記載
の熱交換器は、請求項３記載の熱交換器において、冷媒
管及び被冷媒管は、該冷媒管及び被冷媒管の管断面長軸
方向が螺旋の径方向となるように夫々巻回されている。
請求項５記載の風呂湯沸かしシステムは、請求項１から
４の何れかに記載の熱交換器、給湯タンク、風呂桶、及
び混合弁が配管で接続されて構成されており、前記風呂
桶内の貯水は前記熱交換器を利用して加温し又は保温す
ることが可能とされる一方、前記風呂桶には前記給湯タ
ンクで温められた湯が前記混合弁を介して直接に供給可
能とされ、前記熱交換器は、冷媒管と被冷媒管とが交互
に接触するように交互に組み合わされて構成されている
ため、前記給湯タンクの外側に設置されるものである。
請求項６記載の床暖房システムは、請求項１から４の何
れかに記載の熱交換器、給湯タンク、及び混合弁が配管
で接続されて構成されており、前記配管は床下にも配設
されており、該床下の配管内の貯水を前記熱交換器を介
して加温し又は 保温することが可能とされる一方、混合
弁を介して直接に供給可能とされ、前記熱交換器は、冷
媒管と被冷媒管とが交互に接触するように交互にて組み
合わされて構成されているため、前記給湯タンクの外側
に設置されるものである。
に請求項１記載の熱交換器は、冷媒（水や、湯、クーラ
ントなどの冷却用低温流体）の流通する冷媒管と、被冷
媒（湯、フロン、ＣＯ2などの加熱用高温流体）の流通
する被冷媒管とを備えており、前記冷媒管及び被冷媒管
は、予め断面楕円形状に形成された管材が適宜間隔の空
いた同一径の螺旋状に巻回加工されることにより夫々成
形されるものであり、交互に接触するように組み合わさ
れており、使用に伴い熱変形することにより接触面積が
増大するものである。請求項２記載の熱交換器は、請求
項１記載の熱交換器において、冷媒管及び被冷媒管は、
異径の断面真円形状の管材が異なる偏平率に加工される
ことにより、螺旋の径方向に対する管断面軸長さが同一
であって且つ螺旋の軸方向に対する管断面軸長さが異な
るように成形されるものである。請求項３記載の熱交換
器は、請求項１または２に記載の熱交換器において、冷
媒管及び被冷媒管は、分離状態において、隣合う螺旋の
間隔が管断面短軸より小さくされている。請求項４記載
の熱交換器は、請求項３記載の熱交換器において、冷媒
管及び被冷媒管は、該冷媒管及び被冷媒管の管断面長軸
方向が螺旋の径方向となるように夫々巻回されている。
請求項５記載の風呂湯沸かしシステムは、請求項１から
４の何れかに記載の熱交換器、給湯タンク、風呂桶、及
び混合弁が配管で接続されて構成されており、前記風呂
桶内の貯水は前記熱交換器を利用して加温し又は保温す
ることが可能とされる一方、前記風呂桶には前記給湯タ
ンクで温められた湯が前記混合弁を介して直接に供給可
能とされ、前記熱交換器は、冷媒管と被冷媒管とが交互
に接触するように交互に組み合わされて構成されている
ため、前記給湯タンクの外側に設置されるものである。
請求項６記載の床暖房システムは、請求項１から４の何
れかに記載の熱交換器、給湯タンク、及び混合弁が配管
で接続されて構成されており、前記配管は床下にも配設
されており、該床下の配管内の貯水を前記熱交換器を介
して加温し又は 保温することが可能とされる一方、混合
弁を介して直接に供給可能とされ、前記熱交換器は、冷
媒管と被冷媒管とが交互に接触するように交互にて組み
合わされて構成されているため、前記給湯タンクの外側
に設置されるものである。
【０００７】
【発明の実施の形態】以下、添付図面を参照して本発明
の好ましい実施例について説明する。勿論、下記実施例
は、本発明の好ましい実施例を示すに過ぎず、本発明の
技術的範囲は、下記実施例そのものに何ら限定されるも
のではない。例えば、下記実施例においては、冷媒が水
であり被冷媒が湯である場合について説明しているが、
冷媒は水以外の液体であっても更には気体であってもよ
く（例えば、クーラントや油）、同様に、被冷媒につい
ても湯以外の液体であっても更には気体であっても良い
（例えば、フロン２２やＣＯ2、メタンガス）。
の好ましい実施例について説明する。勿論、下記実施例
は、本発明の好ましい実施例を示すに過ぎず、本発明の
技術的範囲は、下記実施例そのものに何ら限定されるも
のではない。例えば、下記実施例においては、冷媒が水
であり被冷媒が湯である場合について説明しているが、
冷媒は水以外の液体であっても更には気体であってもよ
く（例えば、クーラントや油）、同様に、被冷媒につい
ても湯以外の液体であっても更には気体であっても良い
（例えば、フロン２２やＣＯ2、メタンガス）。
【０００８】図１は、本発明の一実施例である熱交換器
１００の側面図であり、図２は、かかる熱交換器１００
の矢印Ａ方向からの平面図であり、図３は、図２のIII
−III線における断面図である。図１から図３に示すよ
うに、熱交換器１００は、流水管１０と、流湯管２０と
を備えている。
１００の側面図であり、図２は、かかる熱交換器１００
の矢印Ａ方向からの平面図であり、図３は、図２のIII
−III線における断面図である。図１から図３に示すよ
うに、熱交換器１００は、流水管１０と、流湯管２０と
を備えている。
【０００９】流水管１０は、冷媒（水）の流通する管で
あり、予め偏平加工の施された管材（例えば、管断面長
軸長：２０．４４ｍｍ、管断面短軸長：８．４ｍｍ）が
螺旋状に巻回加工されることにより形成される管であ
る。そして、この流水管１０内を流通する冷媒は、流水
管１０の両端部に夫々設けられた冷媒管側接続口１１を
介して流水管１０内に流入し、流出する。
あり、予め偏平加工の施された管材（例えば、管断面長
軸長：２０．４４ｍｍ、管断面短軸長：８．４ｍｍ）が
螺旋状に巻回加工されることにより形成される管であ
る。そして、この流水管１０内を流通する冷媒は、流水
管１０の両端部に夫々設けられた冷媒管側接続口１１を
介して流水管１０内に流入し、流出する。
【００１０】一方、流湯管２０は、湯の流通する管であ
り、流水管１０と同様に、予め偏平加工の施された管材
（例えば、管断面長軸長：２０．４４ｍｍ、管断面短軸
長：８．４ｍｍ）が流水管１０と同一径の螺旋状に巻回
加工されることにより形成される管である。そして、こ
の流湯管２０内を流通する湯は、流湯管２０の両端部に
夫々設けられた流湯管側接続口２１を介して流湯管２０
内に流入し、流出する。ここで、発明の理解を容易とす
るために、内部に流れる液体の温度の低い方を流水管１
０とし、一方、温度の高い方を流湯管２０としている
（即ち、冷媒の流れる管を流水管としている）。
り、流水管１０と同様に、予め偏平加工の施された管材
（例えば、管断面長軸長：２０．４４ｍｍ、管断面短軸
長：８．４ｍｍ）が流水管１０と同一径の螺旋状に巻回
加工されることにより形成される管である。そして、こ
の流湯管２０内を流通する湯は、流湯管２０の両端部に
夫々設けられた流湯管側接続口２１を介して流湯管２０
内に流入し、流出する。ここで、発明の理解を容易とす
るために、内部に流れる液体の温度の低い方を流水管１
０とし、一方、温度の高い方を流湯管２０としている
（即ち、冷媒の流れる管を流水管としている）。
【００１１】図３に示すように、流水管１０及び流湯管
２０は、共に、偏平状（楕円状）に成形されており、こ
のように偏平加工された流水管１０及び流湯管２０が同
一径の螺旋状に巻回されているのである。ここで、流水
管１０及び流湯管２０は、夫々、螺旋の径方向が流水管
１０及び流湯管２０の管断面長軸（大径）（φH）方向
となるように巻回されている。従って、流水管１０及び
流湯管２０を組み合わせた後、該組み合わせ後の流湯管
２０内の湯の流通により流湯管２０及び流水管１０が熱
変形した場合に、管断面長軸（小径）（φL）方向に巻
回した場合に比べて、互いの接触面積を大きくすること
ができる。
２０は、共に、偏平状（楕円状）に成形されており、こ
のように偏平加工された流水管１０及び流湯管２０が同
一径の螺旋状に巻回されているのである。ここで、流水
管１０及び流湯管２０は、夫々、螺旋の径方向が流水管
１０及び流湯管２０の管断面長軸（大径）（φH）方向
となるように巻回されている。従って、流水管１０及び
流湯管２０を組み合わせた後、該組み合わせ後の流湯管
２０内の湯の流通により流湯管２０及び流水管１０が熱
変形した場合に、管断面長軸（小径）（φL）方向に巻
回した場合に比べて、互いの接触面積を大きくすること
ができる。
【００１２】また、流水管１０及び流湯管２０は、共
に、巻回加工前に偏平状に成形加工が為されており、こ
のように偏平加工の為された後の流水管１０及び流湯管
２０が組み合わされている。このため、流水管１０及び
流湯管２０の有する応力を低減することができ、ひいて
は、流湯管２０内を湯が流通した場合、湯の有する熱量
が流湯管２０、更には流湯管２０を介して流水管１０に
伝達するが、この熱量の伝達に伴い熱変形した場合に
も、隣合う流水管１０と流湯管２０との間に隙間が発生
してしまうことを防止することができる。更には、図４
に示すように、使用に伴い熱変形すると、流水管１０と
流湯管２０との接触面積が増大し、熱交換率を増加させ
ることもできる。
に、巻回加工前に偏平状に成形加工が為されており、こ
のように偏平加工の為された後の流水管１０及び流湯管
２０が組み合わされている。このため、流水管１０及び
流湯管２０の有する応力を低減することができ、ひいて
は、流湯管２０内を湯が流通した場合、湯の有する熱量
が流湯管２０、更には流湯管２０を介して流水管１０に
伝達するが、この熱量の伝達に伴い熱変形した場合に
も、隣合う流水管１０と流湯管２０との間に隙間が発生
してしまうことを防止することができる。更には、図４
に示すように、使用に伴い熱変形すると、流水管１０と
流湯管２０との接触面積が増大し、熱交換率を増加させ
ることもできる。
【００１３】次に、図５および図６を参照して、上記の
ように構成された熱交換器１００の製造方法について説
明する。まず、図５に示すように、断面略真円状（管断
面直径：１５．８８ｍｍ）の真っ直ぐな管材１１（２
１）を偏平加工（座屈加工）する偏平成形工程が施され
る（偏平後、偏平前に適宜な長さに切断される）。偏平
工程後、偏平状とされた管材１２（２２）を螺旋状に巻
回する巻回加工が施される。この際、偏平方向（管断面
長軸（φH）方向）が螺旋の径方向となるように、更に
は、隣合う螺旋の間隔（隙間）が管断面短軸の長さ（φ
L）となるように巻回される。巻回に伴い、流水管１０
（流湯管２０）が成形される。巻回後、図６に示すよう
に、かかる螺旋状に形成された流水管１０および流湯管
２０が交互に接触するように組み合わす組合加工が施さ
れる。
ように構成された熱交換器１００の製造方法について説
明する。まず、図５に示すように、断面略真円状（管断
面直径：１５．８８ｍｍ）の真っ直ぐな管材１１（２
１）を偏平加工（座屈加工）する偏平成形工程が施され
る（偏平後、偏平前に適宜な長さに切断される）。偏平
工程後、偏平状とされた管材１２（２２）を螺旋状に巻
回する巻回加工が施される。この際、偏平方向（管断面
長軸（φH）方向）が螺旋の径方向となるように、更に
は、隣合う螺旋の間隔（隙間）が管断面短軸の長さ（φ
L）となるように巻回される。巻回に伴い、流水管１０
（流湯管２０）が成形される。巻回後、図６に示すよう
に、かかる螺旋状に形成された流水管１０および流湯管
２０が交互に接触するように組み合わす組合加工が施さ
れる。
【００１４】流水管１０および流湯管２０の組合後、両
管が密着するように螺旋の軸方向両端より圧縮荷重が加
える加圧工程が施され（管断面短軸長：８．０）、加圧
工程の終了に伴い、熱交換器１００の製造工程が終了す
る。
管が密着するように螺旋の軸方向両端より圧縮荷重が加
える加圧工程が施され（管断面短軸長：８．０）、加圧
工程の終了に伴い、熱交換器１００の製造工程が終了す
る。
【００１５】「第２実施例」次に、図７を参照して、上
述の実施例とは別の実施例（第２実施例）について説明
する。なお、第１実施例と同一の部分には同一の符号を
付してその説明を省略し、異なる部分のみを説明する。
述の実施例とは別の実施例（第２実施例）について説明
する。なお、第１実施例と同一の部分には同一の符号を
付してその説明を省略し、異なる部分のみを説明する。
【００１６】第２実施例の熱交換器２００は、第１実施
例の熱交換器１００に対して、隣合う螺旋の間隔が変更
されたものである。具体的には、第１実施例の熱交換器
１００においては流水管１０及び流湯管２０の螺旋の間
隔が管断面短軸の長さと略同一とされているのに対し、
第２実施例の熱交換器２００を構成する冷媒管２１０及
び流湯管２２０においては、組合せ前において（分離状
態において）、隣合う螺旋の間隔が管断面短軸の長さの
略半分（１／２（２分の１）φL）とされている。従っ
て、巻回状の冷媒管２１０と流湯管２２０とを組み合わ
せる時には、冷媒管２１０及び流湯管２２０が共に螺旋
の軸方向に伸張し、組合わせ後においては、該伸張した
冷媒管２１０及び流湯管２２０が収縮しようとするの
で、この収縮力により、組み合わせ後の冷媒管２１０及
び流湯管２２０の相互を密着（圧接）させることができ
る。ひいては、組合せ後の冷媒管２１０及び流湯管２２
０とが不用意に分離してしまうことを防止することがで
きるのである。
例の熱交換器１００に対して、隣合う螺旋の間隔が変更
されたものである。具体的には、第１実施例の熱交換器
１００においては流水管１０及び流湯管２０の螺旋の間
隔が管断面短軸の長さと略同一とされているのに対し、
第２実施例の熱交換器２００を構成する冷媒管２１０及
び流湯管２２０においては、組合せ前において（分離状
態において）、隣合う螺旋の間隔が管断面短軸の長さの
略半分（１／２（２分の１）φL）とされている。従っ
て、巻回状の冷媒管２１０と流湯管２２０とを組み合わ
せる時には、冷媒管２１０及び流湯管２２０が共に螺旋
の軸方向に伸張し、組合わせ後においては、該伸張した
冷媒管２１０及び流湯管２２０が収縮しようとするの
で、この収縮力により、組み合わせ後の冷媒管２１０及
び流湯管２２０の相互を密着（圧接）させることができ
る。ひいては、組合せ後の冷媒管２１０及び流湯管２２
０とが不用意に分離してしまうことを防止することがで
きるのである。
【００１７】「第３実施例」次に、図８および図９を参
照して、上述の実施例とは別の実施例（第３実施例）に
ついて説明する。なお、上述の実施例と同一の部分には
同一の符号を付してその説明を省略し、異なる部分のみ
を説明する。
照して、上述の実施例とは別の実施例（第３実施例）に
ついて説明する。なお、上述の実施例と同一の部分には
同一の符号を付してその説明を省略し、異なる部分のみ
を説明する。
【００１８】第３実施例の熱交換器３００においては、
該熱交換器３００を構成する冷媒管３１０の管断面長軸
（φH1）の長さと流湯管３２０の管断面長軸（φH2）の
長さとが同一の長さに成形される一方、かかる冷媒管３
１０の管断面短軸（φL1）の長さと流湯管３２０の管断
面短軸（φL2）の長さが異なる長さに形成されている。
より具体的には、冷媒管３１０の管断面短軸（φL1）の
長さが流湯管３２０の管断面短軸（φL2）よりも大きく
なるように成形されている。従って、冷媒管３１０と流
湯管３２０との間の熱交換率（より具体的には、流湯管
３２０内に流れる湯の冷却率）を増大させることができ
る。近年においてはＣＯ2を冷媒として用いる熱交換器
が市販されているが、このようにフロン（Ｒ−２２）に
比べて圧縮時に高温、高圧となる冷媒を用いた場合にお
いても、発生する大熱量を放熱することができるのであ
る。このように、冷媒管３１０の管断面短軸（φL1）と
流湯管３２０の管断面短軸（φL2）の長さの比率を変更
することにより、流湯管３２０に流れる湯の冷却率（換
言すれば、流水管３１０内に流れる水の上温率）を所望
の大きさに変更することができる。
該熱交換器３００を構成する冷媒管３１０の管断面長軸
（φH1）の長さと流湯管３２０の管断面長軸（φH2）の
長さとが同一の長さに成形される一方、かかる冷媒管３
１０の管断面短軸（φL1）の長さと流湯管３２０の管断
面短軸（φL2）の長さが異なる長さに形成されている。
より具体的には、冷媒管３１０の管断面短軸（φL1）の
長さが流湯管３２０の管断面短軸（φL2）よりも大きく
なるように成形されている。従って、冷媒管３１０と流
湯管３２０との間の熱交換率（より具体的には、流湯管
３２０内に流れる湯の冷却率）を増大させることができ
る。近年においてはＣＯ2を冷媒として用いる熱交換器
が市販されているが、このようにフロン（Ｒ−２２）に
比べて圧縮時に高温、高圧となる冷媒を用いた場合にお
いても、発生する大熱量を放熱することができるのであ
る。このように、冷媒管３１０の管断面短軸（φL1）と
流湯管３２０の管断面短軸（φL2）の長さの比率を変更
することにより、流湯管３２０に流れる湯の冷却率（換
言すれば、流水管３１０内に流れる水の上温率）を所望
の大きさに変更することができる。
【００１９】また、冷媒管３１０および流湯管３２０
は、それぞれ断面円形状の管材が異なる偏平率に加工さ
れることにより成形されている。このため、冷媒管３１
０の管断面長軸（φH1）の長さと流湯管３２０の管断面
長軸（φH2）の長さとが同一の長さとなるように偏平と
した場合にも、両管３１０，３２０の肉厚を同一とする
ことができる。ひいては、冷媒が圧縮時に高熱、高圧と
なる特性を有している場合にも、応力又は圧力により、
冷媒管３１０および流湯管３２０が破損（例えば、ひび
が入ったり、孔があいたり）してしまうことを防止する
ことができる。
は、それぞれ断面円形状の管材が異なる偏平率に加工さ
れることにより成形されている。このため、冷媒管３１
０の管断面長軸（φH1）の長さと流湯管３２０の管断面
長軸（φH2）の長さとが同一の長さとなるように偏平と
した場合にも、両管３１０，３２０の肉厚を同一とする
ことができる。ひいては、冷媒が圧縮時に高熱、高圧と
なる特性を有している場合にも、応力又は圧力により、
冷媒管３１０および流湯管３２０が破損（例えば、ひび
が入ったり、孔があいたり）してしまうことを防止する
ことができる。
【００２０】次に、図１０および図１１を参照して、本
発明の熱交換器１００，２００，３００の応用例につい
て説明する（以下、便宜上、第１実施例の熱交換器１０
０を用いて説明する。）。
発明の熱交換器１００，２００，３００の応用例につい
て説明する（以下、便宜上、第１実施例の熱交換器１０
０を用いて説明する。）。
【００２１】図１０は、熱交換器１００を給湯タンク５
０１（給湯器の一種）と併用した風呂湯沸かしシステム
１０００の模式図であり、図１１は、床暖房システム２
０００の模式図である。風呂湯沸かしシステム１０００
は、給湯タンク１００１、風呂桶１００２および混合弁
１００３が配管１００４で接続されて構成されており、
給湯タンク１００１で温められた湯（飲料水等にも使用
される）を混合弁１００３を介して直接に供給すること
ができることは勿論のこと、熱交換器１００を利用し
て、風呂桶５０２内の貯水を沸かす（又は、保温する）
ものである。一方、床暖房システム２０００は、床５０
３の暖房を行うものであり、風呂湯沸かしシステム１０
００と同様に構成されているので、その詳細な説明は割
愛する。
０１（給湯器の一種）と併用した風呂湯沸かしシステム
１０００の模式図であり、図１１は、床暖房システム２
０００の模式図である。風呂湯沸かしシステム１０００
は、給湯タンク１００１、風呂桶１００２および混合弁
１００３が配管１００４で接続されて構成されており、
給湯タンク１００１で温められた湯（飲料水等にも使用
される）を混合弁１００３を介して直接に供給すること
ができることは勿論のこと、熱交換器１００を利用し
て、風呂桶５０２内の貯水を沸かす（又は、保温する）
ものである。一方、床暖房システム２０００は、床５０
３の暖房を行うものであり、風呂湯沸かしシステム１０
００と同様に構成されているので、その詳細な説明は割
愛する。
【００２２】ここで、熱交換器１００は、冷媒管１０と
流湯管２０とが交互に接触するように組み合わされて構
成されているので、給湯タンク５０１の外側に設置する
ことができる。ひいては、図１５に示すような従来のシ
ステム９０００と異なり、給湯タンク５０１の内部の配
管１００４ａが破損した場合にも、給湯タンク５０１内
において、風呂の水が飲み水とが混ざったり、水道水の
塩素分が混入してしまうことを防止することができる
（即ち、衛生を確保したり、給湯タンク５０１内部の腐
食を防止することができる）。また、従来技術の熱交換
器９１が内蔵されている給湯タンク９０１のような専用
タイプでなくても、汎用タイプの給湯タンクをそのまま
有効活用することもできる。更には、図示はしないが、
給湯タンク５０１の大きさを小さくすることが可能とな
るし、給湯タンク５０１以外の給湯器と併用することも
可能となる。
流湯管２０とが交互に接触するように組み合わされて構
成されているので、給湯タンク５０１の外側に設置する
ことができる。ひいては、図１５に示すような従来のシ
ステム９０００と異なり、給湯タンク５０１の内部の配
管１００４ａが破損した場合にも、給湯タンク５０１内
において、風呂の水が飲み水とが混ざったり、水道水の
塩素分が混入してしまうことを防止することができる
（即ち、衛生を確保したり、給湯タンク５０１内部の腐
食を防止することができる）。また、従来技術の熱交換
器９１が内蔵されている給湯タンク９０１のような専用
タイプでなくても、汎用タイプの給湯タンクをそのまま
有効活用することもできる。更には、図示はしないが、
給湯タンク５０１の大きさを小さくすることが可能とな
るし、給湯タンク５０１以外の給湯器と併用することも
可能となる。
【００２３】以上、実施例に基づき本発明を説明した
が、上記実施例は、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内で
種々の改良変形することができることはいうまでもな
く、本発明の技術的範囲内には、それら種々の改良変形
をも含まれている。
が、上記実施例は、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内で
種々の改良変形することができることはいうまでもな
く、本発明の技術的範囲内には、それら種々の改良変形
をも含まれている。
【００２４】例えば、図８および図９に示す第３実施例
においては、熱交換器３００を構成する冷媒管３１０の
管断面長軸（φH1）および流湯管３２０の管断面長軸
（φH2）の方向が螺旋の径方向となるようにされてい
る。しかしながら、例えば、図１２に示すように、冷媒
管３１０の管断面長軸φH1が螺旋の軸方向となるように
されても良い。即ち、冷媒管３１０のまたは流湯管３２
０の少なくともいずれか一方の管断面長軸（φH1，
φH2）の方向が螺旋の軸方向となるようにされても良
い。
においては、熱交換器３００を構成する冷媒管３１０の
管断面長軸（φH1）および流湯管３２０の管断面長軸
（φH2）の方向が螺旋の径方向となるようにされてい
る。しかしながら、例えば、図１２に示すように、冷媒
管３１０の管断面長軸φH1が螺旋の軸方向となるように
されても良い。即ち、冷媒管３１０のまたは流湯管３２
０の少なくともいずれか一方の管断面長軸（φH1，
φH2）の方向が螺旋の軸方向となるようにされても良
い。
【００２５】なお、本発明には、以下の発明が含まれ
る。冷媒の流通する冷媒管と、湯の流通する流湯管とを
備えた熱交換器において、前記冷媒管および流湯管は、
予め断面が偏平状に成形された管材が巻回加工されて夫
々成形されるとともに、該巻回加工後に交互に接触する
ように組み合わされていることを特徴とする熱交換器
（Ａ）。熱交換器（Ａ）において、冷媒管及び流湯管
は、該冷媒管及び流湯管の偏平状断面の大径方向が螺旋
の径方向となるように夫々巻回されていることを特徴と
する熱交換器（Ｂ）。熱交換器（Ａ）または（Ｂ）にお
いて、冷媒管及び流湯管は、分離状態において、隣合う
螺旋の間隔が断面小径より小さくされていることを特徴
とする熱交換器（Ｃ）。冷媒の流通する冷媒管と湯の流
通する流湯管とを備えた熱交換器の製造方法において、
冷媒管及び流湯管を夫々偏平状に成形する偏平成形工程
と、該偏平成形加工の施された冷媒管及び流湯管を夫々
間隔を空けて巻回する巻回工程と、該巻回工程による巻
回加工後の冷媒管及び流湯管を交互に接触するように組
み合わせる組合工程とを備えていることを特徴とする熱
交換器の製造方法（Ｄ）。熱交換器の製造方法（Ｄ）に
おいて、巻回工程においては、冷媒管及び流湯管の管断
面長軸方向が螺旋の径方向となるように巻回されること
を特徴とする熱交換器の製造方法（Ｅ）。熱交換器の製
造方法（Ｄ）または（Ｅ）において、巻回工程において
は、隣合う螺旋の間隔が断面小径より小さくなるように
巻回されることを特徴とする熱交換器の製造方法
（Ｆ）。
る。冷媒の流通する冷媒管と、湯の流通する流湯管とを
備えた熱交換器において、前記冷媒管および流湯管は、
予め断面が偏平状に成形された管材が巻回加工されて夫
々成形されるとともに、該巻回加工後に交互に接触する
ように組み合わされていることを特徴とする熱交換器
（Ａ）。熱交換器（Ａ）において、冷媒管及び流湯管
は、該冷媒管及び流湯管の偏平状断面の大径方向が螺旋
の径方向となるように夫々巻回されていることを特徴と
する熱交換器（Ｂ）。熱交換器（Ａ）または（Ｂ）にお
いて、冷媒管及び流湯管は、分離状態において、隣合う
螺旋の間隔が断面小径より小さくされていることを特徴
とする熱交換器（Ｃ）。冷媒の流通する冷媒管と湯の流
通する流湯管とを備えた熱交換器の製造方法において、
冷媒管及び流湯管を夫々偏平状に成形する偏平成形工程
と、該偏平成形加工の施された冷媒管及び流湯管を夫々
間隔を空けて巻回する巻回工程と、該巻回工程による巻
回加工後の冷媒管及び流湯管を交互に接触するように組
み合わせる組合工程とを備えていることを特徴とする熱
交換器の製造方法（Ｄ）。熱交換器の製造方法（Ｄ）に
おいて、巻回工程においては、冷媒管及び流湯管の管断
面長軸方向が螺旋の径方向となるように巻回されること
を特徴とする熱交換器の製造方法（Ｅ）。熱交換器の製
造方法（Ｄ）または（Ｅ）において、巻回工程において
は、隣合う螺旋の間隔が断面小径より小さくなるように
巻回されることを特徴とする熱交換器の製造方法
（Ｆ）。
【００２６】
【発明の効果】請求項１記載の熱交換器によれば、予め
断面楕円形状に形成された管材が適宜間隔の空いた螺旋
状に巻回加工されることにより夫々成形された冷媒管お
よび被冷媒管が交互に接触するように組み合わされるこ
とにより構成されるので、冷媒管および被冷媒管の夫々
に潜在する応力を低減することができ、ひいては、冷媒
管および被冷媒管が使用に伴い経年劣化的に熱変形した
場合においても、接触する冷媒管および被冷媒管の間に
隙間が発生してしまうことを防止することができるとい
う効果がある。また、使用に伴い熱変形することによ
り、冷媒管と被冷媒管との接触面積が増大し、熱交換率
を増加させることもできるという効果もある。請求項２
記載の熱交換器によれば、請求項１記載の熱交換器の奏
する効果に加え、異径の断面真円形状の管材が異なる偏
平率に加工されることにより、螺旋の径方向に対する管
断面軸長さが同一であって且つ螺旋の軸方向に対する管
断面軸長さが異なるように冷媒管および被冷媒管が成形
されるので、冷媒管と被冷媒管との螺旋の軸方向長さの
比率を変更することにより、交互に組み合わされる冷媒
管と被冷媒管との間の熱交換率を所望の大きさに変更す
ることができるという効果がある。また、冷媒管および
被冷媒管の肉厚を同一の厚みに成形することができ、ひ
いては、発熱等を原因とする応力が加わった場合にも、
冷媒管および被冷媒管が破損してしまうことを防止する
ことができるという効果がある。更には、冷媒管および
被冷媒管を巻回する作業を簡素化することができるとと
もに、組み合わせ後における冷媒管および被冷媒管が不
用意に分離してしまうことを防止することができるとい
う効果も奏する。請求項３記載の熱交換器によれば、請
求項１または２に記載の熱交換器の奏する効果に加え、
更に、冷媒管及び被冷媒管は隣合う螺旋の間隔が管断面
短軸より小さくされているので、巻回後に組み合わせた
冷媒管及び被冷媒管がバネの収縮力により互いに密着さ
せることができるという効果がある。請求項４記載の熱
交換器によれば、請求項３記載の熱交換器の奏する効果
に加え、更に、冷媒管及び被冷媒管は隣合う螺旋の間隔
が管断面短軸より小さくされ ているので、巻回後に組み
合わせた冷媒管及び被冷媒管がバネの収縮力により互い
に密着させることができるという効果がある。
断面楕円形状に形成された管材が適宜間隔の空いた螺旋
状に巻回加工されることにより夫々成形された冷媒管お
よび被冷媒管が交互に接触するように組み合わされるこ
とにより構成されるので、冷媒管および被冷媒管の夫々
に潜在する応力を低減することができ、ひいては、冷媒
管および被冷媒管が使用に伴い経年劣化的に熱変形した
場合においても、接触する冷媒管および被冷媒管の間に
隙間が発生してしまうことを防止することができるとい
う効果がある。また、使用に伴い熱変形することによ
り、冷媒管と被冷媒管との接触面積が増大し、熱交換率
を増加させることもできるという効果もある。請求項２
記載の熱交換器によれば、請求項１記載の熱交換器の奏
する効果に加え、異径の断面真円形状の管材が異なる偏
平率に加工されることにより、螺旋の径方向に対する管
断面軸長さが同一であって且つ螺旋の軸方向に対する管
断面軸長さが異なるように冷媒管および被冷媒管が成形
されるので、冷媒管と被冷媒管との螺旋の軸方向長さの
比率を変更することにより、交互に組み合わされる冷媒
管と被冷媒管との間の熱交換率を所望の大きさに変更す
ることができるという効果がある。また、冷媒管および
被冷媒管の肉厚を同一の厚みに成形することができ、ひ
いては、発熱等を原因とする応力が加わった場合にも、
冷媒管および被冷媒管が破損してしまうことを防止する
ことができるという効果がある。更には、冷媒管および
被冷媒管を巻回する作業を簡素化することができるとと
もに、組み合わせ後における冷媒管および被冷媒管が不
用意に分離してしまうことを防止することができるとい
う効果も奏する。請求項３記載の熱交換器によれば、請
求項１または２に記載の熱交換器の奏する効果に加え、
更に、冷媒管及び被冷媒管は隣合う螺旋の間隔が管断面
短軸より小さくされているので、巻回後に組み合わせた
冷媒管及び被冷媒管がバネの収縮力により互いに密着さ
せることができるという効果がある。請求項４記載の熱
交換器によれば、請求項３記載の熱交換器の奏する効果
に加え、更に、冷媒管及び被冷媒管は隣合う螺旋の間隔
が管断面短軸より小さくされ ているので、巻回後に組み
合わせた冷媒管及び被冷媒管がバネの収縮力により互い
に密着させることができるという効果がある。
【図１】 本発明の一実施例である熱交換器の側面図で
ある。
ある。
【図２】 上記熱交換器の矢印Ａ方向からの平面図であ
る。
る。
【図３】 上記熱交換器のIII−III線における断面図で
ある。
ある。
【図４】 上記熱交換器を構成する流水管及び流湯管が
熱変形する様子を示す断面拡大図である。
熱変形する様子を示す断面拡大図である。
【図５】 上記熱交換器を構成する流水管（流湯管）の
製造工程を示す図である。
製造工程を示す図である。
【図６】 （ａ）は、上記熱交換器を構成する流水管及
び流湯管の斜視図であり、（ｂ）は、かかる流水管及び
流湯管が組み合わされた状態を示す斜視図である。
び流湯管の斜視図であり、（ｂ）は、かかる流水管及び
流湯管が組み合わされた状態を示す斜視図である。
【図７】 （ａ）は、第２実施例の熱交換器を構成する
流水管及び流湯管の斜視図であり、（ｂ）は、かかる流
水管及び流湯管が組み合わされた状態を示す斜視図であ
る。
流水管及び流湯管の斜視図であり、（ｂ）は、かかる流
水管及び流湯管が組み合わされた状態を示す斜視図であ
る。
【図８】 第３実施例の熱交換器の側面図である。
【図９】 図８に示す熱交換器を構成する流水管及び流
湯管の断面拡大図である。
湯管の断面拡大図である。
【図１０】 本発明の熱交換器の設置例を示す図であ
る。
る。
【図１１】 本発明の熱交換器の他の設置例を示す図で
ある。
ある。
【図１２】 第４実施例の熱交換器の断面図である。
【図１３】 従来技術の熱交換器の斜視図である。
【図１４】 上記従来技術の熱交換器を構成する管材が
熱変形することにより、隣合う管材間に隙間が発生した
様子を示す断面図である。
熱変形することにより、隣合う管材間に隙間が発生した
様子を示す断面図である。
【図１５】 従来技術の熱交換器の設置例を示す図であ
る。
る。
１０ 流水管
２０ 流湯管
１００ 熱交換器
２００ 熱交換器
３００ 熱交換器
２１０ 流水管
２２０ 流湯管
３１０ 流水管
３２０ 流湯管
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(56)参考文献 特開 昭63−220091（ＪＰ，Ａ)
特開 昭64−49888（ＪＰ，Ａ)
実開 昭59−81994（ＪＰ，Ｕ)
実開 昭56−93677（ＪＰ，Ｕ)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
F28D 7/00
F24H 9/00
F28D 1/047
Claims (6)
- 【請求項１】 冷媒の流通する冷媒管と、被冷媒の流通
する被冷媒管とを備えた熱交換器において、 前記冷媒管及び被冷媒管は、予め断面楕円形状に形成さ
れた管材が適宜間隔の空いた同一径の螺旋状に巻回加工
されることにより夫々成形されるものであり、交互に接
触するように組み合わされており、使用に伴い熱変形す
ることにより接触面積が増大することを特徴とする熱交
換器。 - 【請求項２】 冷媒管及び被冷媒管は、異径の断面真円
形状の管材が異なる偏平率に加工されることにより、螺
旋の径方向に対する管断面軸長さが同一であって且つ螺
旋の軸方向に対する管断面軸長さが異なるように成形さ
れることを特徴とする請求項１記載の熱交換器。 - 【請求項３】 冷媒管及び被冷媒管は、分離状態におい
て、隣合う螺旋の間隔が管断面短軸より小さくされてい
ることを特徴とする請求項１又は２に記載の熱交換器。 - 【請求項４】 冷媒管及び被冷媒管は、該冷媒管及び被
冷媒管の管断面長軸方向が螺旋の径方向となるように夫
々巻回されていることを特徴とする請求項３記載の熱交
換器。 - 【請求項５】 請求項１から４の何れかに記載の熱交換
器、給湯タンク、風呂桶、及び混合弁が配管で接続され
て構成されており、 前記風呂桶内の貯水は前記熱交換器を利用して加温し又
は保温することが可能とされる一方、前記風呂桶には前
記給湯タンクで温められた湯が前記混合弁を介して直接
に供給可能とされ、 前記熱交換器は、冷媒管と被冷媒管とが交互に接触する
ように交互に組み合わされて構成されているため、前記
給湯タンクの外側に設置されることを特徴とする風呂湯
沸かしシステム。 - 【請求項６】 請求項１から４の何れかに記載の熱交換
器、給湯タンク、及び混合弁が配管で接続されて構成さ
れており、 前記配管は床下にも配設されており、該床下の配管内の
貯水を前記熱交換器を介して加温し又は保温することが
可能とされる一方、混合弁を介して直接に供給 可能とさ
れ、 前記熱交換器は、冷媒管と被冷媒管とが交互に接触する
ように交互にて組み合わされて構成されているため、前
記給湯タンクの外側に設置されることを特徴とする床暖
房システム。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002352984A JP3477531B1 (ja) | 2002-07-04 | 2002-12-04 | 熱交換器及びその製造方法、並びに、かかる熱交換器を用いる風呂湯沸かしシステム及び床暖房システム |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002-196121 | 2002-07-04 | ||
| JP2002196121 | 2002-07-04 | ||
| JP2002352984A JP3477531B1 (ja) | 2002-07-04 | 2002-12-04 | 熱交換器及びその製造方法、並びに、かかる熱交換器を用いる風呂湯沸かしシステム及び床暖房システム |
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|---|---|
| JP3477531B1 true JP3477531B1 (ja) | 2003-12-10 |
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| CN102261859A (zh) * | 2011-05-19 | 2011-11-30 | 吴洪峰 | 洗浴用热水过流取暖器 |
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-
2002
- 2002-12-04 JP JP2002352984A patent/JP3477531B1/ja not_active Expired - Fee Related
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