JP6057154B2

JP6057154B2 - 熱交換器

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Publication number: JP6057154B2
Application number: JP2012216293A
Authority: JP
Inventors: 智章北野; 竹下　豊晃; 豊晃竹下; 町田　和彦; 和彦町田; 明広重田
Original assignee: Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Current assignee: Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Priority date: 2012-09-28
Filing date: 2012-09-28
Publication date: 2017-01-11
Anticipated expiration: 2032-09-28
Also published as: WO2014050026A1; CN104704316B; EP2902741B1; JP2014070779A; EP2902741A4; EP2902741A1; CN104704316A

Description

本発明は、例えば給湯機として用いることができる熱交換器に関する。

給湯機に用いられる熱交換器は、耐圧性及び耐熱性が要求されることから、一般には銅配管による二重管を用いる。
これに対して、金属製の配管を収容する樹脂製ケースを使い、配管には熱媒体を、配管と樹脂製ケースとの間には加熱される水を流通させる熱交換器が提案されている（特許文献１）。

特開２００２−３３３２９０号公報

特許文献１によれば、金属配管による二重管の成形と比べて、屈曲作業を簡単に実施でき、金属配管を細かく屈曲させて熱交換器の外形寸法をコンパクトにすることができる。
しかし、さらにコンパクト化し熱交換効率を高めるためには、伝熱促進効果を高め、圧力損失を小さくすることが必要である。

そこで、本発明は、伝熱促進効果を高め、圧力損失を小さくすることができる熱交換器を提供することを目的とする。

請求項１記載の本発明の熱交換器は、第一流体が流れる第一流路を形成する樹脂製ケースと、第二流体が流れる第二流路を形成し、前記第一流路内に配設される配管とを備え、前記樹脂製ケースの内部は、前記第一流路を複数の列に分離し、前記配管を、一方向に前記第二流体を流す一方向配管部と、他方向に前記第二流体を流す他方向配管部と、前記一方向配管部と前記他方向配管部とを接続する屈曲部とより構成し、一つの前記列の前記第一流路を、前記他方向配管部の周囲に形成される一方向流れ部と、前記一方向配管部の周囲に形成される他方向流れ部とに分離する流路形成部を設け、前記一方向流れ部の流路断面積を、下流側に向かって小さくし、前記他方向流れ部の流路断面積を、下流側に向かって大きくしたことを特徴とする。
請求項２記載の本発明は、請求項１に記載の熱交換器において、前記第一流路の開口端を覆い、かつ、前記樹脂製ケースに固定する蓋部を備え、前記蓋部に、前記屈曲部を配置する凸部を設けたことを特徴とする。
請求項３記載の本発明は、請求項２に記載の熱交換器において、前記配管の前記樹脂製ケースより突出した部位にシール部を設け、前記蓋部は、前記開口端に位置する壁面と、前記壁面より突出させた配管貫通部とを有し、前記シール部と前記配管貫通部とをシールすることを特徴とする。
請求項４記載の本発明は、請求項２又は請求項３に記載の熱交換器において、前記流路形成部の一端を前記屈曲部に対向させて配置し、前記開口端と前記流路形成部の他端とに対向するように前記蓋部を前記樹脂製ケースに固定することを特徴とする。
請求項５記載の本発明は、請求項４に記載の熱交換器において、前記一方向流れ部及び前記他方向流れ部のそれぞれの流れ方向に垂直な断面における高さ方向の両端外形を略半円形状としたことを特徴とする。
請求項６記載の本発明の給湯機は、請求項１から請求項５のいずれかに記載の熱交換器を備えたことを特徴とする。

本発明によれば、一方向流れ部の流路断面積を、下流側に向かって小さくし、他方向流れ部の流路断面積を、下流側に向かって大きくしたことで、一方向流れ部では流速が高まり伝熱促進効果を高め、他方向流れ部では圧力損失を小さくし、全体として熱交換効率が高く圧力損失の小さな熱交換器を実現できる。

本発明の一実施例による熱交換器の外観斜視図同熱交換器に用いる樹脂製ケースの斜視図同熱交換器に用いる配管の斜視図同熱交換器に用いる蓋部の斜視図同熱交換器の分解斜視図同熱交換器の組立手順を示す斜視図同熱交換器に用いる樹脂製ケースの平面図同樹脂製ケースの側面図同樹脂製ケースの平面断面図同樹脂製ケースの側面断面図図９のＸ−Ｘ断面図同熱交換器に用いる流路形成部の平面図同流路形成部の側面図図１３のＹ−Ｙ断面図図１３のＺ−Ｚ断面図同流路形成部の平面断面図同流路形成部の側面断面図同熱交換器の平面断面図図１８における第一の列の第一流路の断面図

本発明の第１の実施の形態による熱交換器は、一つの列の第一流路を、他方向配管部の周囲に形成される一方向流れ部と、一方向配管部の周囲に形成される他方向流れ部とに分離する流路形成部を設け、一方向流れ部の流路断面積を、下流側に向かって小さくし、他方向流れ部の流路断面積を、下流側に向かって大きくしたものである。本実施の形態によれば、一方向流れ部では流速が高まり伝熱促進効果を高め、他方向流れ部では圧力損失を小さくし、全体として熱交換効率が高く圧力損失の小さな熱交換器を実現できる。

本発明の第２の実施の形態は、第１の実施の形態による熱交換器において、蓋部に、屈曲部を配置する凸部を設けたものである。本実施の形態によれば、第二流体が流れる配管は、熱交換によって入口側と出口側で温度差を生じるが、凸部によって屈曲部を樹脂製ケースの外方に配置することで蓋部における配管の温度差を小さくでき、また凸部に屈曲部を配置することで熱交換器の小型化及び組立性を向上できる。

本発明の第３の実施の形態は、第２の実施の形態による熱交換器において、配管の樹脂製ケースより突出した部位に設けたシール部と、壁面より突出させた配管貫通部とをシールするものである。本実施の形態によれば、熱交換器のシール性及び組立性を向上できる。

本発明の第４の実施の形態は、第２又は第３の実施の形態による熱交換器において、流路形成部の一端を屈曲部に対向させて配置し、開口端と流路形成部の他端とに対向するように蓋部を樹脂製ケースに固定するものである。本実施の形態によれば、樹脂製ケース内に配管を挿入し、その後、流路形成部を挿入して屈曲部に対向させ、最後に、蓋部を樹脂製ケースに固定することで組み立てを行うことができ、熱交換器の組立性を向上できる。

本発明の第５の実施の形態は、第４の実施の形態による熱交換器において、一方向流れ部及び他方向流れ部のそれぞれの流れ方向に垂直な断面における高さ方向の両端外形を略半円形状としたものである。本実施の形態によれば、冬期に、一方向流れ部及び他方向流れ部に残留する第一流体が凍結によって体積膨張した場合でも、体積膨張に伴う応力を分散させることができ、樹脂製ケースの破損を防止することができる。

本発明の第６の実施の形態による給湯機は、第１から第５の実施の形態による熱交換器を備えたものである。本実施の形態によれば、伝熱促進効果を高め、圧力損失を小さくすることができる熱交換器を備えた給湯器を提供することができる。

以下本発明の一実施例について図面を用いて説明する。
図１は本実施例による熱交換器の外観斜視図である。
図１に示すように、本実施例による熱交換器は、第一流体が流れる第一流路を形成する樹脂製ケース１０と、第二流体が流れる第二流路を形成し、第一流路内に配設される配管２０と、樹脂製ケース１０に固定する蓋部３０を備えている。蓋部３０から突出した配管２０は、その一部に平行部２０ａが形成される。

本実施例による熱交換器は、第一流体として例えば水を、第二流体として例えば冷媒を用いる。本実施例による熱交換器は、圧縮機、膨張弁、蒸発器とともに配管で環状に接続されて冷凍サイクルを構成し、圧縮機で圧縮された高温の冷媒が本実施例による熱交換器に導入される。本実施例のように熱交換器を放熱器として利用した場合には第一流体を加熱することができる。導入された高温の冷媒流れと対向する方向に第一流体である水を流すことで、導入される水は、冷媒から熱を奪って温水となる。このように、温水を生成する熱交換器は、ヒートポンプ給湯機や温水暖房機等の給湯機として利用することができる。
なお、本実施例による熱交換器を蒸発器として利用した場合には第一流体を冷却することができる。
また、第二流体には、冷媒の他に、ボイラーで発生させた蒸気や高温水を用いることもできる。

図２は同熱交換器に用いる樹脂製ケースの斜視図である。
樹脂製ケース１０の内部は、第一流路１１を隔壁１２によって複数の列に分離している。
本実施例では、４つの隔壁１２によって第一流路１１は５つの列に分離している。樹脂製ケース１０は、一つの面を開口端１３としており、第一流路１１が開放されている。開口端１３と対向する面は閉塞された閉塞端１４となっている。開口端１３及び閉塞端１４以外の樹脂製ケース１０の外周部には、複数のリブ部１５を突出させて形成している。複数のリブ部１５は、それぞれが等間隔に設けられ、樹脂ケース１０の上面、下面、及び両側面にわたって設けている。なお、これらのリブ部１５は、複数の列に分離された第一流路１１に跨って設けている。
樹脂製ケース１０は、例えば、熱可塑性の結晶性プラスチックを材質とし、ポリフェニレンサルファイド樹脂（ＰＰＳ）が適している。樹脂製ケース１０は、金型により一体成型されている。

図３は同熱交換器に用いる配管の斜視図である。
配管２０は、一方向に第二流体を流す一方向配管部２１と、他方向に第二流体を流す他方向配管部２２と、一方向配管部２１と他方向配管部２２とを接続する屈曲部２３とより構成される。配管２０には金属製のパイプを用い、銅管が適している。
ここで一方向とは、配管２０を樹脂製ケース１０に配置した状態で、開口端１３から閉塞端１４に向かう方向、他方向とは、配管２０を樹脂製ケース１０に配置した状態で、閉塞端１４から開口端１３に向かう方向とする。従って、一方向と他方向とは対向する方向となる。

配管２０の樹脂製ケース１０より突出した部位にはシール部２４を設けている。配管２０の一端は導入接続管部２５ａ、配管２０の他端は導出接続管部２５ｂを形成し、シール部２４は、導入接続管部２５ａ及び導出接続管部２５ｂに設けている。シール部２４よりも端部側の導入接続管部２５ａ及び導出接続管部２５ｂは、蓋部３０より突出する。
シール部２４は、配管２０周りに同心円状に溶接したシール板と、このシール板の外周に設けた溝に配置するＯリングによって構成する。

本実施例では、配管２０は４本に並列に分岐している。
配管２０は、第一の一方向配管部２１の下流側端部に第一の屈曲部２３が接続され、第一の屈曲部２３には第一の他方向配管部２２の上流側端部が接続され、第一の他方向配管部２２の下流側端部には第二の屈曲部２３が接続される。そして第二の屈曲部２３には第二の一方向配管部２１の上流側端部が接続され、第二の一方向配管部２１の下流側端部に第三の屈曲部２３が接続され、第三の屈曲部２３には第二の他方向配管部２２の上流側端部が接続され、第二の他方向配管部２２の下流側端部には第四の屈曲部２３が接続される。このように、配管２０は、一方向配管部２１を流れる第二流体と他方向配管部２２を流れる第二流体とが逆方向に向かうように一方向配管部２１、屈曲部２３、及び他方向配管部２２が連続して接続される。

従って、本実施例による配管２０は、導入接続管部２５ａ、第一の一方向配管部２１、第一の屈曲部２３、第一の他方向配管部２２、第二の屈曲部２３、第二の一方向配管部２１、第三の屈曲部２３、第二の他方向配管部２２、第四の屈曲部２３、第三の一方向配管部２１、第五の屈曲部２３、第三の他方向配管部２２、第六の屈曲部２３、第四の一方向配管部２１、第七の屈曲部２３、第四の他方向配管部２２、第八の屈曲部２３、第五の一方向配管部２１、第九の屈曲部２３、第五の他方向配管部２２、第十の屈曲部２３、及び導出接続管部２５ｂが順に連続して構成されている。
なお、配管２０を、それぞれの構造と機能から、導入接続管部２５ａ、一方向配管部２１、屈曲部２３、他方向配管部２２、及び導出接続管部２５ｂとして説明したが、配管２０は、溶接により接続されることなく、一本の銅管を曲げ加工することで構成することが好ましい。
また、本実施例では配管２０は４本に並列に分岐しているため、第一の一方向配管部２１、第一の屈曲部２３、及び第一の他方向配管部２２は、それぞれ４本有することになる。
また、一方向配管部２１と他方向配管部２２とは直管ではなく、波状に形成されている。

図４は同熱交換器に用いる蓋部の斜視図である。
蓋部３０は、開口端１３に位置する壁面３１と、壁面３１より突出させた配管貫通部３２とを有する。壁面３１は、第一流路１１の開口端１３を覆う。配管貫通部３２は、壁面３１の両側部に配置される。蓋部３０の壁面３１には、凸部３３を設けている。凸部３３は、二つの配管貫通部３２の間に配置されている。凸部３３の開口端１３側には屈曲部２３が配置される。配管貫通部３２には、シール部２４が配置される。

配管貫通部３２は、配管２０を貫通させる筒部３２ａの他に、第一流体を導入する筒部３２ｂ又は第一流体を導出する筒部３２ｃを有している。配管２０を貫通させる筒部３２ａと第一流体を導入する筒部３２ｂ又は第一流体を導出する筒部３２ｃとは壁面３１に垂直な方向を軸心としている。また、配管貫通部３２は、配管２０を貫通させる筒部３２ａと第一流体を導入する筒部３２ｂとを連通する孔を樹脂一体成型時に形成するための抜き孔用筒部３２ｄ、及び、配管２０を貫通させる筒部３２ａと第一流体を導出する筒部３２ｃとを連通する孔を樹脂一体成型時に形成するための抜き孔用筒部３２ｄとを有している。これらの抜き孔用筒部３２ｄは、外周にシール材を備えた栓３２ｅによって閉塞される。

壁面３１の一方の側部に配置される配管貫通部３２は、第二流体を導出する筒部３２ａ、第一流体を導入する筒部３２ｂ、及び抜き孔用筒部３２ｄとで構成される。
壁面３１の他方の側部に配置される配管貫通部３２は、第二流体を導入する筒部３２ａ、第一流体を導出する筒部３２ｃ、及び抜き孔用筒部３２ｄとで構成される。
蓋部３０は、樹脂製ケース１０と同一の材質を用い、例えば、熱可塑性の結晶性プラスチックを材質とし、ポリフェニレンサルファイド樹脂（ＰＰＳ）が適している。
蓋部３０は、樹脂により一体成型されている。
なお、壁面３１の外周には、樹脂製ケース１０に蓋部３０を固定するために、複数の締結用孔３４を有している。

図５は同熱交換器の分解斜視図である。
同熱交換器は、樹脂製ケース１０、配管２０、流路形成部４０、パッキン５０、及び蓋部３０から構成される。
流路形成部４０は、樹脂製ケース１０内に配置され、一つの列の第一流路１１を、他方向配管部２２の周囲に形成される一方向流れ部と、一方向配管部２１の周囲に形成される他方向流れ部とに分離する。
パッキン５０は、樹脂製ケース１０と蓋部３０との間に配置され、樹脂製ケース１０と蓋部３０との間の気密性、及び流路形成部４０と蓋部３０との間の気密性を確保する。

同熱交換器は、第一流体を導入する第一流体導入管６１、第一流体を導出する第一流体導出管６２、第二流体を導入する第二流体導入管７１、及び第二流体を導出する第二流体導出管７２を有する。
第一流体導入管６１は、第一流体を導入する筒部３２ｂと接続される。第一流体を導出する第一流体導出管６２は、第一流体を導出する筒部３２ｃと接続される。第二流体を導入する第二流体導入管７１は、導入接続管部２５ａと接続される。第二流体を導出する第二流体導出管７２は、導出接続管部２５ｂと接続される。

第一流体導入管６１は、壁面３１の一方の側部に配置される配管貫通部３２に接続されるまでの間に、Ｌ字曲げ部を有することで、壁面３１に対して略平行で、壁面３１の一方の側部から壁面３１の他方の側部に至る平行部６１ａを有する。
凸部３３は、壁面３１と平行部６１ａとの間に生じる空間に突出させている。
また、図１に示すように、第二流体を導出する導出接続管部２５ｂについても、Ｌ字曲げ部を形成することで、壁面３１に対して略平行で、壁面３１の一方の側部から壁面３１の他方の側部に至る平行部２０ａを形成する。

次に図６を用いて同熱交換器の組立方法を説明する。
図６は、同熱交換器の組立手順を示す斜視図である。
まず、同図（ａ）に示すように、配管２０を開口端１３から挿入し、樹脂製ケース１０内に配置する。一つの列の第一流路１１には、第一の一方向配管部２１と第一の他方向配管部２２とが配置される。

次に、同図（ｂ）に示すように、流路形成部４０を開口端１３から挿入し、流路形成部４０の一端を閉塞端１４側に位置する屈曲部２３に対向させて、樹脂製ケース１０内に配置する。流路形成部４０は、一つの列の第一流路１１に配置される第一の一方向配管部２１と第一の他方向配管部２２との間に配置する。流路形成部４０を配置することによって、一つの列の第一流路１１を、他方向配管部２２の周囲に形成される一方向流れ部と、一方向配管部２１の周囲に形成される他方向流れ部とに分離することができる。

同図（ｃ）では、開口端１３にパッキン５０を配置する。パッキン５０は、開口端１３の外周と流路形成部４０に位置し、樹脂製ケース１０と蓋部３０との間の気密性、及び流路形成部４０と蓋部３０との間の気密性を確保することができる。

同図（ｄ）では、蓋部３０を開口端１３と流路形成部４０の他端とに対向するように当接し、締結具３５を用いて蓋部３０を樹脂製ケース１０に固定する。配管２０の両端は、第二流体を導入する筒部３２ａ及び第二流体を導出する筒部３２ａ内を通り、樹脂製ケース１０より突出させる。シール部２４は筒部３２ａ内に位置する。

同図（ｅ）に示すように、第二流体を導出する筒部３２ａに配置される配管２０は、Ｌ字曲げ部を設けることで、平行部２０ａが形成される。平行部２０ａが形成された配管２０は、第二流体を導出する第二流体導出管７２と接続する。また、第二流体を導入する筒部３２ａに配置される配管２０は、第二流体を導入する第二流体導入管７１と接続する。
同図（ｅ）に示す状態から、第一流体導入管６１及び第一流体導出管６２を接続することで、図１に示す状態となる。

以下に、主要構成部材の詳細な構成について説明する。
図７は同熱交換器に用いる樹脂製ケースの平面図、図８は同樹脂製ケースの側面図、図９は同樹脂製ケースの平面断面図、図１０は同樹脂製ケースの側面断面図、図１１は図９のＸ−Ｘ断面図である。
特に、図７及び図８に示すように、樹脂製ケース１０は、開口端１３と閉塞端１４との間には、第一流体の流れ方向に対して直交する方向を面とする複数のリブ部１５を設けている。

なお、複数のリブ部１５は、第一流体の流れ方向に対して必ずしも直交する方向を面としなくてもよく、少なくとも二つの列の第一流路１１、例えば第一の列の第一流路１１ａと第二の列の第一流路１１ｂとに跨って設けていればよい。
また、これらのリブ部１５以外に、第一流体の流れ方向に平行なリブ部１５を、第一の列の第一流路１１ａ、第二の列の第一流路１１ｂ、第三の列の第一流路１１ｃ、及びその他の列の第一流路１１のそれぞれに設けることが好ましい。

図９から図１１に示すように、第一の列の第一流路１１ａと第二の列の第一流路１１ｂとを分離する隔壁１２は、第一の列の第一流路１１ａを形成する隔壁１２ａと、第二の列の第一流路１１ｂを形成する隔壁１２ｂとで構成している。
同様に、第二の列の第一流路１１ｂと第三の列の第一流路１１ｃとを分離する隔壁１２は、第二の列の第一流路１１ｂを形成する隔壁１２ｃと、第三の列の第一流路１１ｃを形成する隔壁１２ｄとで構成している。その他の隔壁１２についても同様である。

また、第一の列の第一流路１１ａを形成する隔壁１２ａと、第二の列の第一流路１１ｂを形成する隔壁１２ｂとは複数のリブ部１５でつながっている。また、第二の列の第一流路１１ｂを形成する隔壁１２ｃと、第三の列の第一流路１１ｃを形成する隔壁１２ｄとは複数のリブ部１５でつながっている。その他の隔壁１２についても同様である。
従って、複数の列に分離したそれぞれの第一流路１１間は、リブ部１５でつながっており、リブ部１５以外には空間が形成されているので、隣り合う第一流路１１同士、例えば第１の列の第一流路１１ａと第２の列の第一流路１１ｂとの間での熱移動を防止できる。

なお、本実施例では、複数の列に分離したそれぞれの第一流路１１間は、リブ部１５以外には空間を形成したが、空間を形成することなく接続されていてもよい。
第一流路１１は、入口から出口に向かって、低温から高温となる温度勾配を有し、第一流路１１のそれぞれの列だけでなく、一つの列の第一流路１１においても、位置によって温度が異なる。また、図示はしないが、樹脂製ケース１０の外周は、断熱材が配設され、又は、外ケースで覆われる。
従って、複数のリブ部１５によって樹脂製ケース１０の外周部を複数空間に分離することで、樹脂製ケース１０の外周部での熱移動を防止でき、放熱ロスを低減できる。

第一流路１１の幅をＷ、高さをＨとし、開口端１３側の幅をＷ１、高さをＨ１、閉塞端１４側の幅をＷ２、高さをＨ２とすると、Ｗ１＞Ｗ２、Ｈ１＞Ｈ２としている。
このように、第一流路１１において、開口端１３側の幅Ｗ１及び高さＨ１を、閉塞端１４側の幅Ｗ２及び高さＨ２よりも大きくすることで、開口端１３側の流路断面積が閉塞端１４側の流路断面積よりも大きくなる。すなわち、第一流路１１の流路断面積は、開口端１３側から閉塞端１４の方向に連続的に小さくなる。
従って、流路形成部４０によって、第一流路１１を、他方向配管部２２の周囲に形成される一方向流れ部と、一方向配管部２１の周囲に形成される他方向流れ部とに分離した場合に、一方向流れ部の流路断面積は、下流側に向かって、すなわち開口端１３から閉塞端１４に向かって小さくなり、他方向流れ部の流路断面積は、下流側に向かって、すなわち閉塞端１４から開口端１３に向かって大きくなる。よって、一方向流れ部では流速が高まり伝熱促進効果を高め、他方向流れ部では圧力損失を小さくし、全体として熱交換効率が高く圧力損失の小さな熱交換器を実現できる。

図１２は同熱交換器に用いる流路形成部の平面図、図１３は同流路形成部の側面図、図１４は図１３のＹ−Ｙ断面図、図１５は図１３のＺ−Ｚ断面図、図１６は同流路形成部の平面断面図、図１７は同流路形成部の側面断面図である。
流路形成部４０は、空間による中空部４１が形成され、上面４２と下面４２と側面４３によって柱状に形成され、両端面４４は閉塞されている。中空部４１の上下は拡大部４１ａが形成されている。
上面４２と下面４２のそれぞれ中央部には、凸条部４２ａが長手方向に形成されている。側面４３には、凹部４３ａが長手方向に形成されている。
流路形成部４０には、空間による中空部４１を形成しているため、中空部４１によって流路形成部４０は変形しやすく、従って、冬期に第一流体が凍結によって体積膨張した場合でも、樹脂製ケース１０の破損を防止できる。

図１８は同熱交換器の平面断面図、図１９は図１８における第一の列の第一流路の断面図である。
第一の列の第一流路１１ａには、一つの流路形成部４０が配置される。流路形成部４０の一端は、屈曲部２３に対向し、流路形成部４０の他端は蓋部３０に対向するように第一流路１１ａ内に配置される。
そして流路形成部４０によって、図１９に示すように、第一の列の第一流路１１ａは、他方向配管部２２の周囲に形成される一方向流れ部８１と、一方向配管部２１の周囲に形成される他方向流れ部８２とに分離される。
第二の列の第一流路１１ｂ、第三の列の第一流路１１ｃ、その他の列の第一流路１１についても、それぞれ同様に一つの流路形成部４０が配置され、一方向流れ部８１と他方向流れ部８２とが形成される。

一方向流れ部８１の流れ方向に垂直な断面における一端１６ａと他端１６ｂは、外形及び内形を、いずれも略半円形状としている。一方向流れ部８１の一端１６ａと他端１６ｂの外形及び内形は、配管２０と同心円状としており、略半円形状の一端１６ａと他端１６ｂの肉厚を一定としている。
他方向流れ部８２の流れ方向に垂直な断面における一端１７ａと他端１７ｂについても、外形及び内形を、いずれも略半円形状としている。他方向流れ部８２の一端１７ａと他端１７ｂの外形及び内形は、配管２０と同心円状としており、略半円形状の一端１７ａと他端１７ｂの肉厚を一定としている。
一方向流れ部８１の一端１６ａと他方向流れ部８２の一端１７ａとの間、及び一方向流れ部８１の他端１６ｂと他方向流れ部８２の他端１７ｂとの間には、流路形成部４０の凸条部４２ａに対応する位置に、外方に突出させたケース側凸条部１８を形成している。

一方向流れ部８１及び他方向流れ部８２のそれぞれの両端１６ａ、１６ｂ、１７ａ、１７ｂの外形を略半円形状としたことで、冬期に、一方向流れ部８１及び他方向流れ部８２に残留する第一流体が凍結によって体積膨張した場合でも、体積膨張に伴う応力を分散させることができ、樹脂製ケース１０の破損を防止することができる。
また、流路形成部４０の凸条部４２ａに対応するケース側凸条部１８によって、流路形成部４０を樹脂製ケース１０内に正確に配置し、一方向流れ部８１及び他方向流れ部８２を均一に形成することができる。
なお、本実施例では、ケース側凸条部１８の突出高さが低いが、リブ部１５と同様の高さとすることで、樹脂製ケースの外周部での熱移動を防止でき、放熱ロスを低減できる。

本発明は、冷媒の他に、ボイラーで発生させた蒸気や高温水を用いた給湯機や、冷却器として利用することができる。

１０樹脂製ケース
１１第一流路
１２隔壁
１３開口端
１５リブ部
１６ａ一端
１６ｂ他端
１７ａ一端
１７ｂ他端
２０配管
２１一方向配管部
２２他方向配管部
２３屈曲部
２４シール部
３０蓋部
３１壁面
３２配管貫通部
３３凸部
４０流路形成部
４１中空部
５０パッキン
８１一方向流れ部
８２他方向流れ部

Claims

第一流体が流れる第一流路を形成する樹脂製ケースと、第二流体が流れる第二流路を形成し、前記第一流路内に配設される配管とを備え、
前記樹脂製ケースの内部は、前記第一流路を複数の列に分離し、
前記配管を、一方向に前記第二流体を流す一方向配管部と、他方向に前記第二流体を流す他方向配管部と、前記一方向配管部と前記他方向配管部とを接続する屈曲部とより構成し、
一つの前記列の前記第一流路を、前記他方向配管部の周囲に形成される一方向流れ部と、前記一方向配管部の周囲に形成される他方向流れ部とに分離する流路形成部を設け、
前記一方向流れ部の流路断面積を、下流側に向かって小さくし、前記他方向流れ部の流路断面積を、下流側に向かって大きくしたことを特徴とする熱交換器。
前記第一流路の開口端を覆い、かつ、前記樹脂製ケースに固定する蓋部を備え、前記蓋部に、前記屈曲部を配置する凸部を設けたことを特徴とする請求項１に記載の熱交換器。
前記配管の前記樹脂製ケースより突出した部位にシール部を設け、前記蓋部は、前記開口端に位置する壁面と、前記壁面より突出させた配管貫通部とを有し、前記シール部と前記配管貫通部とをシールすることを特徴とする請求項２に記載の熱交換器。
前記流路形成部の一端を前記屈曲部に対向させて配置し、前記開口端と前記流路形成部の他端とに対向するように前記蓋部を前記樹脂製ケースに固定することを特徴とする請求項２又は請求項３に記載の熱交換器。
前記一方向流れ部及び前記他方向流れ部のそれぞれの流れ方向に垂直な断面における高さ方向の両端外形を略半円形状としたことを特徴とする請求項４に記載の熱交換器。
請求項１から請求項５のいずれかに記載の熱交換器を備えたことを特徴とする給湯機。