CN107966046A - 翅片管式热交换器及具有该热交换器的燃烧装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种翅片管式热交换器，其具有收纳于主体内且以竖立姿势在板厚方向上并列设置的多个翅片、以及贯穿这些翅片的导热管，导热管配置成上下2层，在翅片上以位于下层的各导热管的上方部分的方式上下设置有多个冲切成形翅片部，多个冲切成形翅片部翅片为横向细长的形状，是通过将翅片冲切成形为隧道状而形成的，能够抑制燃烧燃气导致的主体过热。使设置于下层的横向最外侧导热管的上方部分的外侧冲切成形翅片部组的最下侧冲切成形翅片部朝向横向外侧且向下方倾斜。另外，使外侧冲切成形翅片部组的最下侧冲切成形翅片部的横向外侧端部位于比外侧冲切成形翅片部组的其他冲切成形翅片部的横向外侧端部靠横向内侧的位置。

Description

翅片管式热交换器及具有该热交换器的燃烧装置
技术领域
本发明涉及翅片管式热交换器及具有该热交换器的燃烧装置，该翅片管式热交换器具有：内部流过来自燃烧器的燃烧燃气的主体、收纳于主体内且以竖立姿势在板厚方向上并列设置的多个翅片、以及贯穿这些翅片的导热管。
背景技术
目前，作为设置于热水供给装置等燃烧装置的翅片管式热交换器，已知：导热管配置成上下2层，上层的各导热管配置成位于下层的多个导热管的各配置间隔部分的上方，而且，以上下各层的导热管的排列方向为横向时，在各翅片上以位于下层的各导热管的上方部分的方式上下设置有多个冲切成形翅片部，该多个冲切成形翅片部为横向细长的形状，是通过将翅片冲切成形为隧道状而形成的，提高了热交换效率(例如参照专利文献1)。
但是，为了提高热交换器的耐久性，希望抑制燃烧燃气导致的主体过热。为此，需要使得在下层的横向最外侧导热管的上方部分流过的燃烧燃气不要接近主体。在此，在上述现有例的热交换器中，设置于下层的横向最外侧导热管的上方部分的上下多个冲切成形翅片部(外侧冲切成形翅片部组)在横向上全都是笔直的。于是，流入外侧冲切成形翅片部组的最下侧的冲切成形翅片部内侧的隧道状空隙的燃烧燃气的中心流线与从该冲切成形翅片部的横向中心向正下方延伸的线一致。因此，从下层的横向最外侧导热管的横向内侧朝向该导热管的上方的燃烧燃气的主气流是到外侧冲切成形翅片部组的最下侧的冲切成形翅片部的横向中心的正下方为止，向横向外侧迂回的，然后沿着上述中心流线朝向上方。其结果，燃烧燃气在接近位于翅片的横向外侧的主体侧板部，容易发生主体过热。
专利文献
专利文献1：日本特开2000-227294号公报
发明内容
本发明就是鉴于以上问题而做出的，目的在于提供能够抑制燃烧燃气导致的主体侧板部过热的翅片管式热交换器及具有该热交换器的燃烧装置。
为了解决上述问题，本发明的翅片管式热交换器具有：内部流过来自燃烧器的燃烧燃气的主体、收纳于主体内且以竖立姿势在板厚方向并列设置的多个翅片、以及贯穿这些翅片的导热管，导热管配置成上下2层，上层的各导热管配置成位于下层的多个导热管的各配置间隔部分的上方，而且，以上下各层的导热管的排列方向为横向时，在各翅片上以位于下层的各导热管的上方部分的方式上下设置有多个冲切成形翅片部，该多个冲切成形翅片部为横向细长的形状，是通过将翅片冲切成形为隧道状而形成的，其特征在于：以设置于下层的横向最外侧导热管的上方部分位置的上下多个切出翅片为外侧冲切成形翅片部组、以设置于不是下层的横向最外侧的导热管的上方部分位置的上下多个冲切成形翅片部为内侧冲切成形翅片部组时，外侧冲切成形翅片部组的最下侧冲切成形翅片部朝向横向外侧且向下方倾斜，以使得至少横向外侧的端部位于比内侧冲切成形翅片部组的最下侧冲切成形翅片部靠下方的位置。
根据本发明，流入外侧冲切成形翅片部组的最下侧冲切成形翅片部的内侧的隧道状空隙的燃烧燃气的中心流线与在从该冲切成形翅片部的横向中心朝向下方且向横向内侧倾斜的方向上延伸的线一致。因此，从下层的横向最外侧导热管的横向内侧朝向该导热管的上方的燃烧燃气的主气流到外侧冲切成形翅片部组的最下侧冲切成形翅片部的横向中心的正下方为止，沿着上述中心流线朝向上方，而不会向横向外侧迂回。其结果，燃烧燃气几乎不会接近位于翅片的横向外侧的主体侧板部，能够抑制燃烧燃气导致的侧板部过热。
另外，在本发明中，优选，外侧冲切成形翅片部组的最下侧冲切成形翅片部的横向外侧端部位于比外侧冲切成形翅片部组的其他冲切成形翅片部的横向外侧端部靠横向内侧的位置。由此，朝向外侧冲切成形翅片部组的最下侧冲切成形翅片部的内侧的隧道状空隙的燃烧燃气的气流进一步远离主体侧板部，能够更有效地抑制燃烧燃气导致的侧板部过热。
本发明的燃烧装置的特征在于，具有：上述本发明的翅片管式热交换器、以及作为对该热交换器进行加热的热源的燃烧器。由此，能够提供能提高热效率且能够防止热交换器的主体侧板部过热的燃烧装置。
附图说明
图1是本发明实施方式的翅片管式热交换器的立体图。
图2是实施方式的翅片管式热交换器的要部的侧面剖视图。
图3是以图2的III-III线剖切而得到的包括翅片管式热交换器和燃烧装置的其他构成部件的截面图。
图4是从设置于实施方式的翅片管式热交换器的翅片的板厚方向一侧观察而得到的立体图。
图5是从设置于实施方式的翅片管式热交换器的翅片的板厚方向另一侧观察而得到的立体图。
符号说明：
A…翅片管式热交换器、1…主体、2…翅片、25…冲切成形翅片部、25out…外侧冲切成形翅片部组、25in…内侧冲切成形翅片部组、25L…最下侧冲切成形翅片部、3…导热管、100…燃烧器
具体实施方式
图1～图3所示的本发明实施方式的翅片管式热交换器A是设置于由热水供给装置构成的燃烧装置的热交换器。参照图3，燃烧装置具有：翅片管式热交换器A、作为对该热交换器A进行加热的热源的燃烧器100。
燃烧器100在燃烧壳体101内并列设置多个，在该燃烧壳体101上设置有翅片管式热交换器A。另外，在燃烧壳体101内的下部，设置有通过分隔板102而与燃烧器100的配置部分隔开的供气室103。而且，从图外的鼓风机提供给供气室103的空气经由形成于分隔板102的多个分布孔102a而作为燃烧用二次空气被提供给燃烧器100。另外，在燃烧壳体100的下部前表面配置有燃气歧管104。燃气歧管104上设置有面对各燃烧器100的下部前端的流入口100a的喷嘴104a。而且，在从喷嘴104a向流入口100a供给燃料燃气的同时，从供气室103供给燃烧用一次空气，燃料燃气和一次空气的混合气体从燃烧器100的上端的火焰口部喷出而燃烧。
翅片管式热交换器A具有：结合于燃烧壳体101的上端且其内部流过有来自燃烧器100的燃烧燃气的主体1、收纳于主体1内且以竖立姿势在板厚方向上并列设置的多个铜板制的翅片2、以及贯穿这些翅片2的多个铜制的导热管3，流过导热管3的水通过与燃烧燃气进行热交换而被加热。
导热管3配置成上下2层。下层配置有4根导热管3，在上层，以位于下层的导热管3的各配置间隔部分的上方的方式各配置1根、总计配置有3根导热管3。另外，将各相邻的2根导热管3、3在主体1的外部借助各U形弯头31连接起来，以使这7根导热管3串联连接，另外，在上游端(图3中下层左端)的导热管3上连接有供水管32，在下游端(图3中上层左端)的导热管3上连接有图外的热水出水管。
参照图4、图5，在各翅片2上形成有供各导热管3贯穿的第1孔部21、与第1孔部21相邻的用于穿插钎料的第2孔部22。第1孔部21由翻孔加工孔构成，该翻孔加工孔具有向翅片2的板厚方向一方突出成筒状的翻孔部21a。在热交换器的制造工序中，首先，组装在并列设置状态的翅片2的各第1孔部21和各第2孔部22上分别穿插有各导热管3和各钎料的子组件。将该子组件以各第2孔部22位于各第1孔部21的上方的方式上下反转，并以该状态将该子组件放入到加热炉内，使钎料熔融，并在翻孔部21a将翅片2钎焊于导热管3上。
另外，在各翅片2上以包围各第1孔部21的方式形成有环状的凹陷部23，凹陷部23向与翻孔部21a的突出方向相同的方向凹陷。另外，在翻孔部21a前端的周向的多个部位设置有向径向外侧弯曲的扩口部21b。于是，在并列设置翅片2时，扩口部21b与在翻孔部21a的突出方向上相邻的翅片2的凹陷部23的侧面及内周面抵接，从而能够将翅片2、2间的间隔保持恒定，并且能够防止翅片2上下左右错位。
在各翅片2上还以位于下层的导热管3的配置间隔部分的方式形成有到达上层的导热管3的配置部附近的切口部24。另外，以上下各层的导热管3的排列方向为横向时，为了促进与燃烧燃气的热交换，在各翅片2上，以位于下层的各导热管3的上方部分的方式，上下设置有多个通过将翅片2冲切成形为隧道状而形成的横向细长的形状的冲切成形翅片部25。另外，上下相邻的一方的冲切成形翅片部25与另一方的冲切成形翅片部25的冲切成形方向彼此相反。
在此，以设置于下层的横向最外侧导热管3的上方部分位置的上下多个冲切成形翅片部25为外侧冲切成形翅片部组25out，以设置于不是下层的横向最外侧的导热管3的上方部分位置的上下多个冲切成形翅片部25为内侧冲切成形翅片部组25in。外侧冲切成形翅片部组25out的最下侧冲切成形翅片部25L朝向横向外侧且向下方倾斜，使得至少横向外侧的端部位于比内侧冲切成形翅片部组25in的最下侧的冲切成形翅片部25L靠下方的位置。另外，外侧冲切成形翅片部组25out的最下侧冲切成形翅片部25L的横向外侧端部位于比外侧冲切成形翅片部组25out的其他冲切成形翅片部25的横向外侧端部靠横向内侧的位置。
但是，如图3中由假想线所示的那样，在外侧冲切成形翅片部组25out的最下侧冲切成形翅片部25L'在横向上笔直的情况下，流入该冲切成形翅片部25L'内侧的隧道状空隙的燃烧燃气的中心流线与从该冲切成形翅片部25L'的横向中心向正下方延伸的线一致。因此，从下层的横向最外侧导热管3的横向内侧朝向该导热管3的上方的燃烧燃气的主气流如图3中由箭头b所示的那样，到外侧冲切成形翅片部组25out的最下侧冲切成形翅片部25L'的横向中心的正下方为止，向横向外侧迂回，然后沿着上述中心流线朝向上方。其结果，燃烧燃气的主气流在比最下侧冲切成形翅片部25L'靠下方的位置接近位于翅片2的横向外侧的主体1的侧板部11。于是，在比燃烧燃气的主气流靠横向外侧的位置流动的燃烧燃气也较多，因此，容易发生侧板部11过热。
与此相对，在本实施方式中，由于外侧冲切成形翅片部组25out的最下侧冲切成形翅片部25L朝向横向外侧且向下方倾斜，因此流入至该冲切成形翅片部25L内侧的隧道状空隙内的燃烧燃气的中心流线与在从该冲切成形翅片部25L的横向中心朝向下方且向横向内侧倾斜的方向上延伸的线一致。因此，从下层的横向最外侧导热管3的横向内侧朝向该导热管3上方的燃烧燃气的主气流如图3中由箭头a所示的那样，到外侧冲切成形翅片部组25out的最下侧冲切成形翅片部25L的横向中心的正下方为止，沿着上述中心流线朝向上方，而不会向横向外侧迂回。其结果，燃烧燃气几乎不会接近主体1的侧板部11，能够抑制燃烧燃气导致的侧板部11过热。此外，在本实施方式中，由于使外侧冲切成形翅片部组25out的最下侧冲切成形翅片部25L的横向外侧端部的位置向横向内侧偏移，因此，朝向该冲切成形翅片部25L内侧的隧道状空隙的燃烧燃气的气流进一步远离主体1的侧板部11，能够更有效地抑制燃烧燃气导致的侧板部11过热。
以上，参照附图对本发明的实施方式进行了说明，但是，本发明不限于此，可以在不脱离本发明的主旨的范围内进行各种变更。例如，上述实施方式的燃烧装置是热水供给装置，但是，对于由具有对制热用热介质进行加热的翅片管式热交换器和作为其热源的燃烧器的制热装置构成的燃烧装置，也同样能够应用本发明。

Claims (3)

1.一种翅片管式热交换器，其具有：内部流过有来自燃烧器的燃烧燃气的主体、收纳于主体内且以竖立姿势在板厚方向上并列设置的多个翅片、以及贯穿这些翅片的导热管，
导热管配置成上下2层，上层的各导热管配置成位于下层的多个导热管的各配置间隔部分的上方，而且，以上下各层的导热管的排列方向为横向时，在各翅片上以位于下层的各导热管的上方部分的方式上下设置有多个冲切成形翅片部，该多个冲切成形翅片部为横向细长的形状，是通过将翅片冲切成形为隧道状而形成的，其特征在于：
以设置于下层的横向最外侧的导热管的上方部分的上下多个冲切成形翅片部为外侧冲切成形翅片部组，以设置于不是下层的横向最外侧的导热管的上方部分的上下多个冲切成形翅片部为内侧冲切成形翅片部组时，外侧冲切成形翅片部组的最下侧冲切成形翅片部朝向横向外侧且向下方倾斜，以使得至少横向外侧的端部位于比内侧冲切成形翅片部组的最下侧冲切成形翅片部靠下方的位置。
2.根据权利要求1所述的翅片管式热交换器，其特征在于：
外侧冲切成形翅片部组的最下侧冲切成形翅片部的横向外侧端部位于比外侧冲切成形翅片部组的其他冲切成形翅片部的横向外侧端部靠横向内侧。
3.一种燃烧装置，其特征在于：
具有权利要求1或者2所述的翅片管式热交换器、以及作为对该热交换器进行加热的热源的燃烧器。
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