特許 6029686 二重管式熱交換器および冷凍サイクル装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6029686

(24)【登録日】2016年10月28日

(45)【発行日】2016年11月24日

(54)【発明の名称】二重管式熱交換器および冷凍サイクル装置

(51)【国際特許分類】

   F28D 7/10 20060101AFI20161114BHJP

   F28F 13/12 20060101ALI20161114BHJP

   F28F 1/10 20060101ALI20161114BHJP

   F28F 1/06 20060101ALI20161114BHJP

   F25B 1/00 20060101ALI20161114BHJP

【ＦＩ】

   F28D7/10 A

   F28F13/12 C

   F28F13/12 A

   F28F1/10 A

   F28F1/06

   F25B1/00 331Z

   F25B1/00 399Y

【請求項の数】8

【全頁数】11

(21)【出願番号】特願2014-551768(P2014-551768)

(86)(22)【出願日】2012年12月11日

(86)【国際出願番号】JP2012082080

(87)【国際公開番号】WO2014091558

(87)【国際公開日】20140619

【審査請求日】2015年5月18日

(73)【特許権者】

【識別番号】000006013

【氏名又は名称】三菱電機株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100110423

【弁理士】

【氏名又は名称】曾我 道治

(74)【代理人】

【識別番号】100111648

【弁理士】

【氏名又は名称】梶並 順

(74)【代理人】

【識別番号】100122437

【弁理士】

【氏名又は名称】大宅 一宏

(74)【代理人】

【識別番号】100147566

【弁理士】

【氏名又は名称】上田 俊一

(74)【代理人】

【識別番号】100161171

【弁理士】

【氏名又は名称】吉田 潤一郎

(74)【代理人】

【識別番号】100161115

【弁理士】

【氏名又は名称】飯野 智史

(74)【代理人】

【識別番号】100117776

【弁理士】

【氏名又は名称】武井 義一

(72)【発明者】

【氏名】梁池 悟

(72)【発明者】

【氏名】加藤 央平

【審査官】 柿沼 善一

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１２−１８９３１２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１１−０４３２８９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０００−００２４９２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００６−２０７９３６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００８−１８８５９９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 実開昭６３−１９０７６５（ＪＰ，Ｕ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｆ２８Ｄ ７／１０

Ｆ２５Ｂ １／００

Ｆ２８Ｆ １／０６

Ｆ２８Ｆ １／１０

Ｆ２８Ｆ １３／１２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

外管と、
前記外管の内側に挿入され、該外管との間で環状領域を形成すると共に、内側に第一流路を形成する内管と、
径方向に関する凹凸を有し、前記外管の内側であって前記内管の外側に配置され、前記環状領域に第二流路を形成する伝熱面積拡大管とを備え、
前記伝熱面積拡大管の内面のうち前記外管の内面に密着した該伝熱面積拡大管の部分の内面と、前記外管の内面のうち前記伝熱面積拡大管の外面と協働して前記第二流路を画定する部分とがそれぞれ、溝無し面であり、
前記第二流路を形成する壁面のうち、前記伝熱面積拡大管の内面のうち前記内管の外面と協働して前記第二流路を画定する部分から前記溝無し面を除いた部分と、前記伝熱面積拡大管の外面のうち前記外管の内面と協働して前記第二流路を画定する部分と、前記内管の外面のうち前記伝熱面積拡大管の内面と協働して前記第二流路を画定する部分との、一部又は全部には、溝が形成される
二重管式熱交換器。

【請求項2】

前記溝は、流れ方向に沿って延びる、
請求項１の二重管式熱交換器。

【請求項3】

前記外管の内面のうち前記伝熱面積拡大管の外面に密着される部分と、前記伝熱面積拡大管の外面のうち前記外管の内面に密着される部分と、前記内管の外面のうち前記伝熱面積拡大管の内面に密着される部分と、前記伝熱面積拡大管の内面のうち前記内管の外面に密着される部分とはそれぞれ、溝無し面である、
請求項１または２の二重管式熱交換器。

【請求項4】

前記伝熱面積拡大管に前記溝を形成した後、該伝熱面積拡大管を前記外管と前記内管との間の前記環状領域に挿入し、前記外管を縮管するか又は前記内管を拡管することによって、該伝熱面積拡大管は、該外管及び該内管に支持される、
請求項１〜３の何れか一項の二重管式熱交換器。

【請求項5】

前記内管及び前記外管と、前記伝熱面積拡大管とは、ロウ付けされている、
請求項１〜４の何れか一項の二重管式熱交換器。

【請求項6】

前記伝熱面積拡大管は、ロウ材を表面に被覆したクラッド材である、
請求項５の二重管式熱交換器。

【請求項7】

請求項１〜６の何れか一項の二重管式熱交換器を備え、
前記二重管式熱交換器において冷媒同士で熱交換が行われる、
冷凍サイクル装置。

【請求項8】

請求項１〜６の何れか一項の二重管式熱交換器を備え、
前記二重管式熱交換器において、冷媒と、水またはブラインとの間で熱交換が行われる、
冷凍サイクル装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、異なる管径を持つ円管を組み合わせて二つの流路を形成する二重管式熱交換器および二重管式熱交換器を使用した冷凍サイクル装置に関する。

【背景技術】

【0002】

二重管式熱交換器は、直径の大きな円管（以降、外管と記述）に、直径の小さな円管（以降、内管と記述）を挿入し、内管の内部を第一流路とし、内管の外側且つ外管の内側の部分を第二流路とし、第一流路内の第一流体と、第二流路内の第二流体との間で熱交換を行うものである。

【0003】

また、かかる二重管式熱交換器において、伝熱性能を高める工夫としては、例えば、特許文献１に開示された構成がある。すなわち、特許文献１には、円筒状の内管の外側と円筒状の外管の内側との間にある環状の第二流路内に、横断面が多葉状の伝熱面積拡大管を挿入し、伝熱面積の拡大効果により伝熱性能を向上させる方法が提案されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２０１２−０６３０６７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

上述した特許文献１には、伝熱面積の拡大についての工夫が開示されているに過ぎない。ここで、本発明者らは、二相冷媒を熱交換させるにあたって好適に熱伝達を行うことに着目する。

【0006】

本発明は、これに鑑みてなされたものであり、第二流路に二相流が流れる場合に、熱交換性能を高めることができる二重管式熱交換器等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】

【0007】

上述した目的を達成するため、本発明の二重管式熱交換器は、外管と、前記外管の内側に挿入され、該外管との間で環状領域を形成すると共に、内側に第一流路を形成する内管と、径方向に関する凹凸を有し、前記外管の内側であって前記内管の外側に配置され、前記環状領域に第二流路を形成する伝熱面積拡大管とを備え、前記伝熱面積拡大管の内面のうち前記外管の内面に密着した該伝熱面積拡大管の部分の内面と、前記外管の内面のうち前記伝熱面積拡大管の外面と協働して前記第二流路を画定する部分とをそれぞれ、溝非形成範囲とし、該溝非形成範囲は、溝無し面であり、溝形成候補範囲が、前記伝熱面積拡大管の内面のうち前記内管の外面と協働して前記第二流路を画定する部分から前記溝非形成範囲を除いた部分と、前記伝熱面積拡大管の外面のうち前記外管の内面と協働して前記第二流路を画定する部分と、前記内管の外面のうち前記伝熱面積拡大管の内面と協働して前記第二流路を画定する部分とから成り、前記溝形成候補範囲の少なくとも一部又は全部には、流れ方向に沿って延びる溝が形成されている。

【発明の効果】

【0008】

本発明によれば、第二流路に二相流が流れる場合に、熱交換性能を高めることができる。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】本発明の実施の形態１に係る二重管式熱交換器の内部構造を管軸と直交する向きで示す図である。

【図2】図１のＩＩ-ＩＩ線による二重管式熱交換器の断面図である。

【図3】図２における第二流路を拡大して示す図である。

【図4】図３の部分に関し、説明のため外管、伝熱面積拡大管及び内管を相互に分離して示す図である。

【図5】二重管式熱交換器を使用した冷凍サイクル装置の実施例１を示す図である。

【図6】二重管式熱交換器を使用した冷凍サイクル装置の実施例２を示す図である。

【図7】二重管式熱交換器を使用した冷凍サイクル装置の実施例３を示す図である。

【図8】二重管式熱交換器を使用した冷凍サイクル装置の実施例４を示す図である。

【図9】本実施の形態２に関する、図３と同態様の図である。

【図10】本実施の形態３に関する、図３と同態様の図である。

【発明を実施するための形態】

【0010】

以下、本発明に係る実施の形態について添付図面に基づいて説明する。なお、図中、同一符号は同一又は対応部分を示すものとする。

【0011】

実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１に係る二重管式熱交換器の内部構造を管軸と直交する向きで示す図であり、図２は、図１のＩＩ-ＩＩ線による二重管式熱交換器の断面図である。なお、図の明瞭性を優先し、図１には、後述する伝熱面積拡大管の図示を省略している。二重管式熱交換器１は、相対的に直径の大きな円管である外管３の内側に、相対的に直径の小さな円管である内管５を同心的に挿入した二重管構造を有している。内管５の内側空間は、第一流路７として機能する。一方、内管５の外側であって外管３の内側である環状領域９には、伝熱面積拡大管１１が収容されている。

【0012】

伝熱面積拡大管１１は、径方向に関する相対的な凹凸としての複数の凸部１３及び複数の凹部１５を有している。複数の凸部１３は、図２の横断面に示されるように、伝熱面積拡大管１１における径方向外側に向け突出するように放射状に設けられている。また、複数の凸部１３は、周方向にほぼ等間隔で配置されている。一方、複数の凹部１５は、それぞれが、対応する一対の凸部１３における周方向の間に位置している。これら凹部１５もまた、周方向にほぼ等間隔で位置している。よって、伝熱面積拡大管１１全体でみると、複数の凸部１３と複数の凹部１５とが周方向に交互に位置している。

【0013】

本発明では、伝熱面積拡大管に関する図２の横断面においてみた凸部の凸形状及び凹部の凹形状は、様々な態様が考えられるが、一例として、本実施の形態１では次のとおりである。伝熱面積拡大管１１は、複数の外側密着部１７と、複数の内側密着部１９と、複数の連続部２１とを含んでいる。図２に示されるように、伝熱面積拡大管１１の外側密着部１７の外面１７ａと外管３の内面３ｂとは密着しており、特に本例では、外面１７ａと内面３ｂとが面接触している。すなわち、伝熱面積拡大管１１の外側密着部１７の外面１７ａは、外管３の内面３ｂとほぼ同一の湾曲を有している。同様に、伝熱面積拡大管１１の内側密着部１９の内面１９ｂと内管５の外面５ａとは密着しており、特に本例では、内面１９ｂと外面５ａとが面接触している。すなわち、伝熱面積拡大管１１の内側密着部１９の内面１９ｂは、内管５の外面５ａとほぼ同一の湾曲を有している。なお、この同一の湾曲状態は、外管３、内管５、伝熱面積拡大管１１それぞれの単体状態で得られていてもよいし、二重管式熱交換器１の中心側あるいは半径方向外側から何らかの力の付与を伴う組み立てプロセスの終了した状態で得られていてもよい。

【0014】

連続部２１はそれぞれ、隣り合う外側密着部１７と内側密着部１９との間に位置している。本実施の形態では、複数の外側密着部１７は周方向に等間隔で位置しており、複数の内側密着部１９もまた周方向に等間隔で位置している。伝熱面積拡大管１１全体を通してみると、周方向に、外側密着部１７、連続部２１、内側密着部１９、連続部２１の順の配置態様が繰り返されている。なお、凸部１３及び凹部１５は明確な境界を有するものではなく、凸部１３は、外側密着部１７と連続部２１の半径方向外側寄りの部分とで構成され、凹部１５は、内側密着部１９と連続部２１の半径方向内側寄りの部分とで構成されている。

【0015】

前述した環状領域９のうち、凸部１３の内側及び凹部１５の外側は、第二流路２３として機能する。すなわち、伝熱面積拡大管１１により環状領域９内に第二流路２３が画定される。

【0016】

より詳細には、第二流路２３は、二つの態様の部分を含んでおり、第一の態様の部分は、外側密着部１７の内面１７ｂと、対応する一対の連続部２１の内面２１ｂと、内管５の外面５ａとで画定されている。また、第二の態様の部分は、内側密着部１９の外面１９ａと、対応する一対の連続部２１の外面２１ａと、外管３の内面３ｂとで画定されている。第一の態様の部分と、第二の態様の部分とは、周方向に交互に並んでいる。

【0017】

このような構成において、第一流路７内には第一流体が流通され、第二流路２３には第二流体が流通される。第一流体と第二流体とは温度が異なり、内管５及び伝熱面積拡大管１１の熱伝導を介して、第一流体と第二流体との間で熱交換が行われる。

【0018】

一般に、交換熱量Ｑ、伝熱面積Ａ、熱伝達率Ｋ、第一流体及び第二流体の温度差ｄＴ、の間には、式（１）に示す関係がある。

【0019】

【数1】

【0020】

また、熱伝達率Ｋは、式（２）で表すことができる。

【0021】

【数2】

【0022】

なお、各表記の意味は次のとおりである。α１：流体１の熱伝達率、ｄ１：流路１の水力直径、α２：流体２の熱伝達率、ｄ２：流路２の水力直径、λ：内管の熱伝導率、ｄｉｏ：内管の外径、ｄｏｉ：内管の内径、Ｒ：熱抵抗

【0023】

上述した伝熱面積拡大管１１は、内管５と接触することでフィンとして作用するため、伝熱面積を拡大することができ、第一流体及び第二流体の交換熱量を大きくすることができる。

【0024】

ここで、第二流路２３に気液二相流が流れる場合の冷媒の流動状態について、図３及び図４も参照しながら説明する。図３は、図２と同態様の図であり第二流路を拡大して示す図であり、図４は、図３の部分に関し、説明のため外管、伝熱面積拡大管及び内管を相互に分離して示す図である。ここで、一般に、二相流のうち、熱伝達率の高い液冷媒は管壁に密着し、熱伝達率の低いガス冷媒は管壁から離れた部位を流れる。つまり、図３に示す符号３ｂ，５ａ，１７ｂ，１９ａ，２１ａ，２１ｂで示す壁面に液冷媒が集中する。

【0025】

そこで、本発明では、次のような溝非形成範囲と溝形成候補範囲とを設定し、溝非形成範囲は溝なし面とし、溝形成候補範囲の少なくとも一部又は全部に、流れ方向に沿って延びる溝を形成している。本実施の形態１は、そのうちの、溝形成候補範囲の全部に溝を形成した場合の例である。

【0026】

溝非形成範囲と溝形成候補範囲との詳細について説明する。具体的には、伝熱面積拡大管１１の内面のうちでも外管３の内面３ｂに密着した伝熱面積拡大管１１の部分の内面（外側密着部１７の内面１７ｂ）が溝非形成範囲である。さらに、外管３の内面３ｂのうち伝熱面積拡大管１１の外面と協働して第二流路２３を画定する部分も溝非形成範囲である。これら溝非形成範囲それぞれには、後述する溝２５を形成しない。

【0027】

また、溝形成候補範囲は、伝熱面積拡大管１１の内面のうち内管５の外面５ａと協働して第二流路２３を画定する部分から前述の溝非形成範囲（外側密着部１７の内面１７ｂ）を除いた部分（連続部２１の内面２１ｂ）と、伝熱面積拡大管１１の外面のうち外管３の内面３ｂと協働して第二流路２３を画定する部分（連続部２１の外面２１ａ及び内側密着部１９の外面１９ａ）と、内管５の外面５ａのうち伝熱面積拡大管１１の内面と協働して第二流路２３を画定する部分とから成る。

【0028】

本実施の形態１では、上記のように溝非形成範囲には溝を形成せず、且つ、溝形成候補範囲の全部に溝を形成しており、さらに具体的には次のとおりである。外側密着部１７及び一対の連続部２１と協働して第二流路２３を画定する内管５の外面５ａの部分と、伝熱面積拡大管１１の内側密着部１９の外面１９ａと、連続部２１の外面２１ａ及び内面２１ｂとに溝２５を形成する。また、外側密着部１７の内面１７ｂと、内側密着部１９及び一対の連続部２１と協働して第二流路２３を画定する外管３の内面３ｂの部分とは、溝無し面としておく。なお、本発明として特に限定されるものではないが、本実施の形態１では、伝熱面積拡大管１１の外側密着部１７の外面１７ａと、その外面１７ａに密着する外管３の内面３ｂの部分とを、溝無し面とし、さらに、内側密着部１９の内面１９ｂと、その内面１９ｂに密着する内管５の外面５ａの部分とを、溝無し面としている。

【0029】

溝２５は、冷媒を流れ方向へ円滑に流すために、流れ方向に沿って延びる態様で形成する。なお、図３及び図４における溝は模式的に描いたものであり、また、図２では、図の明瞭性を優先し溝の図示を省略している。

【0030】

なお、伝熱面積拡大管１１は、プレス成形や引き抜き加工で成形することが考えられるため、加工を簡便にするには、プレス成形時や引き抜き加工時に同時に溝２５を成形する。また、伝熱面積拡大管１１は、溝２５が形成された伝熱面積拡大管１１を、外管３と内管５との間の環状領域９に挿入し、外管３を縮管するか又は内管５を拡管するかによって、外管３及び内管５に支持される。

【0031】

あるいは、さらに確実に内管５及び外管３と伝熱面積拡大管１１とを密着させる仕方として、それぞれの接触面をロウ付けして接合する態様も好適である。具体的には、伝熱面積拡大管１１を外管３及び内管５に組み付けた後、接触面にロウ材を塗布し、炉中ロウ付けなどにより、ロウ材を溶融させて、接触面をロウ付けしてもよい。また、伝熱面積拡大管１１を内管５及び外管３に組み付けた後にロウ材を塗布することが困難な場合は、伝熱面積拡大管１１に予めロウ材を塗布したクラッド材を使用することでロウ付けしてもよいだろう。

【0032】

以上のように構成された二重管式熱交換器１によれば次のような優れた利点が得られる。内管５の外面５ａの所定部及び内側密着部１９の外面１９ａは、第二流路２３を画定する部分のうちでも第一流路７に極めて近い部分であり、伝熱面としての有効度が最も高い部分である。また、連続部２１は、第二流路２３の上述した第一の態様の部分と第二の態様の部分との間にあり、連続部２１の内外面は、連続部２１にフィンの効果を発揮させ第一の態様の部分と第二の態様の部分との間（第二流路２３の内部関係）で、第二流体間での熱交換を行わせる際に有効な伝熱面である。よって、上記のように溝２５が形成されていることで、第一流路７に近い内管５の外面５ａの所定部及び内管５に密着した内側密着部１９の外面１９ａ、並びに、連続部２１の内外面に、液冷媒を積極的に集めることができる。また、それと共に、第一流路７から遠く伝熱面として有効度の低い外管３の内面３ｂの所定部及び外側密着部１７の内面１７ｂは、溝無し面としておくことで、相対的に、外面５ａの所定部や外面１９ａよりも液冷媒が集まりにくくし、その反作用的な効果として、外面５ａの所定部、外面１９ａ及び連続部２１の内外面に液冷媒が集まることを補助している。すなわち、伝熱面として有効度の低い外管３の内面３ｂの所定部及び外側密着部１７の内面１７ｂにも熱伝達率の高い液冷媒が多く供給されてしまうことでその分、伝熱面として有効度の高い外面５ａの所定部、外面１９ａ及び連続部２１の内外面への液冷媒の供給量が減少してしまうことを抑制している。このように本実施の形態によれば、第二流路に気液二相流が流れる場合にも、伝熱面を有効に活用することで、熱交換性能を高めることができる。

【0033】

さらに加えて、本実施の形態１では、伝熱面積拡大管１１の外側密着部１７の外面１７ａと、その外面１７ａに密着する外管３の内面３ｂの部分とが、溝無し面とされ、同様に、内側密着部１９の内面１９ｂと、その内面１９ｂに密着する内管５の外面５ａの部分とが、溝無し面とされていることで、内管５及び外管３と伝熱面積拡大管１１との密着性を高く維持することができ、そればかりではなく、特に内管５と伝熱面積拡大管１１との密着性が高いことにより伝熱面積拡大管１１による熱伝導の効率を高くでき、伝熱面積拡大管１１の存在を効率よく活用することができる。

【0034】

次に、上述した二重管式熱交換器１を適用した冷凍サイクル装置の実施例について、図５〜図８を参照しながら説明する。

【0035】

冷凍サイクル装置の実施例１として、図５に示された冷凍サイクル装置１０１は、圧縮機１０３、凝縮器１０５、膨張弁１０７、蒸発器１０９、上述した二重管式熱交換器１を、回路主要構成要素として有している。二重管式熱交換器１において、凝縮器１０５出口から（膨張弁１０７の入口に流入前）の高圧液の冷媒（第二流体）と、蒸発器１０９出口から（圧縮機１０３の入口に流入前）の低圧ガスの冷媒（第一流体）との間で熱交換を行う。このように二重管式熱交換器１を利用することで、凝縮器１０５の入口温度が上がるため暖房時の能力を向上させＣＯＰ（能力を入力で除した値）を向上せたり、圧縮機へ液冷媒が戻ることを防止させたりすることができる。

【0036】

次に、冷凍サイクル装置の実施例２として、図６に示された冷凍サイクル装置２０１は、圧縮機１０３、凝縮器１０５、第一膨張弁２０７ａ、第二膨張弁２０７ｂ、蒸発器１０９、上述した二重管式熱交換器１を、回路主要構成要素として有している。圧縮機１０３、凝縮器１０５、第一膨張弁２０７ａ及び蒸発器１０９が、実施例１の場合と同様に、基本的な冷凍サイクル回路を構成している。冷凍サイクル装置２０１には、さらにバイパス路２１１が設けられており、このバイパス路２１１は、第一接続点２１３ａにおいて、凝縮器１０５の出口から第一膨張弁２０７ａの入口までの間に接続され、第二接続点２１３ｂにおいて、蒸発器１０９の出口から圧縮機１０３の入口までの間に接続されている。第二膨張弁２０７ｂは、バイパス路２１１に設けられている。

【0037】

二重管式熱交換器１においては、凝縮器１０５出口から（第一接続点２１３ａに至る前)の高圧液の冷媒（第一流体）と、バイパス路２１１の第二膨張弁２０７ｂ出口からの中圧気液二相の冷媒（第二流体）との間で熱交換を行う。二重管式熱交換器１において熱交換した後の中圧ガスの冷媒が圧縮機１０３に吸入される。このように二重管式熱交換器を利用することで、第一膨張弁２０７ａより下流の冷媒循環量を減少させることができるため、圧力損失を低減でき、ＣＯＰを向上できる。

【0038】

次に、冷凍サイクル装置の実施例３として、図７に示された冷凍サイクル装置３０１は、圧縮機３０３、凝縮器１０５、第一膨張弁２０７ａ、第二膨張弁２０７ｂ、蒸発器１０９、上述した二重管式熱交換器１を、回路主要構成要素として有している。圧縮機３０３、凝縮器１０５、第一膨張弁２０７ａ及び蒸発器１０９が、実施例１の場合と同様に、基本的な冷凍サイクル回路を構成している。

【0039】

二重管式熱交換器１においては、凝縮器１０５出口から（第一接続点２１３ａに至る前)の高圧液の冷媒（第一流体）と、バイパス路２１１の第二膨張弁２０７ｂ出口からの中圧気液二相の冷媒（第二流体）との間で熱交換を行う。そして、二重管式熱交換器１において熱交換した後の中圧ガスの冷媒を、圧縮機３０３の圧縮部中間にバイパスさせる。このように二重管式熱交換器を利用することで、第一膨張弁２０７ａより下流の冷媒循環量を減少させることができるとともに、圧縮工程を多段で行うことができるために、圧縮機の入力を低下させることができ、ＣＯＰを向上できる。

【0040】

さらに、図８に示す冷凍サイクル装置４０１は、二重管式熱交換器１を、基本的な冷凍サイクル回路の凝縮器そのものとして用いたものである。冷凍サイクル装置４０１は、二重管式熱交換器１において、冷凍サイクル回路の通常の凝縮器の冷媒（第二流体）と、ポンプ４１５にて送水される水やブラインなどの流体（第一流体）とを熱交換させて、温水を供給するような装置の例である。

【0041】

実施の形態２．
次に、本発明の実施の形態２について説明する。図９は、本実施の形態２に関する、図３と同態様の図である。本実施の形態２は、以下に説明する部分を除いては、上述した実施の形態１と同様であり、また、図５〜図８の冷凍サイクル装置を構成して実施できることも同様である。

【0042】

二重管式熱交換器５１は、溝形成候補範囲の少なくとも一部に、流れ方向に沿って延びる溝２５を形成した例である。すなわち、本実施の形態２では、溝形成候補範囲である、内管５の外面５ａの上記所定部、内側密着部１９の外面１９ａ、及び、連続部２１の内外面のうち、図９に示されるように連続部２１の内外面だけに溝２５を形成している。このような本実施の形態２においても、実施の形態１と同様、伝熱面として有効度の高い連続部２１の内外面に液冷媒を効率よく集めることができ、第二流路に気液二相流が流れる場合にも、伝熱面を有効に活用することで、熱交換性能を高めることができる。

【0043】

実施の形態３．
次に、本発明の実施の形態３について説明する。図１０は、本実施の形態３に関する、図３と同態様の図である。本実施の形態３は、以下に説明する部分を除いては、上述した実施の形態１と同様であり、また、図５〜図８の冷凍サイクル装置を構成して実施できることも同様である。

【0044】

二重管式熱交換器６１もまた、溝形成候補範囲の少なくとも一部に、流れ方向に沿って延びる溝２５を形成した例である。本実施の形態３では、溝形成候補範囲である、内管５の外面５ａの上記所定部、内側密着部１９の外面１９ａ、及び、連続部２１の内外面のうち、図１０に示されるように内管５の外面５ａの上記所定部、及び、内側密着部１９の外面１９ａだけに溝２５を形成している。このような本実施の形態３においても、実施の形態１と同様、第二流路に気液二相流が流れる場合にも、伝熱面を有効に活用することで、熱交換性能を高めることができる。

【0045】

以上、好ましい実施の形態を参照して本発明の内容を具体的に説明したが、本発明の基本的技術思想及び教示に基づいて、当業者であれば、種々の改変態様を採り得ることは自明である。

【0046】

例えば、上述した実施の形態１において、伝熱面積拡大管１１の外側密着部１７の外面１７ａにも溝２５を形成するように改変することも可能である。このように改変することで、伝熱面積拡大管１１の外面全体に対して一様な加工として溝２５を設けることとなり、加工の一様性による製作の簡易化を図ることができる。また、そのように改変しても、外管３と密着する伝熱面積拡大管１１の外側密着部１７の外面１７ａは、伝熱面としての重要度は低く、伝熱面の活用の観点で本発明の有効性を何ら低めるものではない。すなわち、本発明における伝熱面の有効活用性を好適に維持したまま製作容易性を向上させることができる。

【符号の説明】

【0047】

１，５１，６１ 二重管式熱交換器、３ 外管、５ 内管、７ 第一流路、９ 環状領域、１１ 伝熱面積拡大管、２３ 第二流路、２５ 溝、１０１，２０１，３０１，４０１ 冷凍サイクル装置。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】