JP2001336887A - Heat exchanger - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、給湯器等に使用す
る熱交換器に関するものである。本発明の熱交換器は、
灯油等の液体燃料を使用した給湯器に好適である。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a heat exchanger used for a water heater or the like. The heat exchanger of the present invention,
It is suitable for a water heater using a liquid fuel such as kerosene.
【0002】家庭用給湯器や風呂の様な火炎によって水
を加熱する機器には、熱交換器が内蔵されている。以
下、従来技術の熱交換器について説明する。図7は、灯
油を燃料とする給湯器の内部を示す断面図である。図8
は、従来技術の熱交換器を示し、当該熱交換器を図7の
A−A方向から見た断面図である。図9は、従来技術の
熱交換器を示し、当該熱交換器を図7のB−B方向から
見た断面図である。2. Description of the Related Art A heat exchanger such as a home water heater or a bath has a built-in heat exchanger. Hereinafter, a conventional heat exchanger will be described. FIG. 7 is a sectional view showing the inside of a water heater using kerosene as fuel. FIG.
FIG. 8 is a cross-sectional view of a heat exchanger according to the related art, which is viewed from a direction AA in FIG. 7. FIG. 9 shows a conventional heat exchanger, and is a cross-sectional view of the heat exchanger as viewed from the direction BB of FIG.
【0003】給湯器100に内蔵される熱交換器101
は、胴体部2と、複数列の内部水路3及び外部水路6に
よって構成されている。すなわち胴体部2は、銅板、鋼
板、錫びき鉄板、ステンレススチール等の薄板で作られ
たものであり、内壁40a,b,c,dによって囲まれ
た断面形状が長方形の筒体である。胴体部2の上下の開
口端には、他の部材と接合するためのフランジ4が設け
られている。A heat exchanger 101 built in a water heater 100
Is constituted by a body 2, a plurality of rows of internal water channels 3 and external water channels 6. That is, the body 2 is made of a thin plate such as a copper plate, a steel plate, a tin-plated iron plate, and stainless steel, and is a rectangular cylinder having a rectangular cross section surrounded by the inner walls 40a, b, c, and d. Flanges 4 for joining with other members are provided at upper and lower opening ends of the body portion 2.
【0004】内部水路3はこの胴体部2を垂直方向に横
断し、一方の内壁40aから対向する他方の内壁40c
に渡って設けられている。図8,図9に図示した例で
は、内部水路3は胴体部2の下端寄りの部位に5列2段
に設けられている。内部水路3は、胴体部2の外部で隣
接する水路の端部同士が接続され、全ての内部水路3
は、直列に接続されていて一本の水路を構成する。燃焼
ガスと水との熱交換は、主としてこの内部水路3によっ
て行われる。そのため内部水路3は、銅等の熱伝導性に
優れた金属管によって構成され、さらに内部水路3の外
部には、熱交換の効率を向上させるために多数のフィン
5が設けられている。内部水路3の構成及びフィン5の
構成は周知である。The internal water passage 3 traverses the body 2 in the vertical direction, and the inner water passage 3 is opposed from one inner wall 40a to the other inner wall 40c.
Is provided across. In the examples shown in FIGS. 8 and 9, the internal water passages 3 are provided in five rows and two stages at a position near the lower end of the body 2. The internal waterway 3 is connected to the ends of adjacent waterways outside the body 2, and all the internal waterways 3
Are connected in series to form a single channel. The heat exchange between the combustion gas and the water is mainly performed by the internal water passage 3. Therefore, the internal waterway 3 is formed of a metal tube having excellent thermal conductivity, such as copper, and a number of fins 5 are provided outside the internal waterway 3 to improve the efficiency of heat exchange. The configuration of the internal water channel 3 and the configuration of the fins 5 are well known.
【0005】一方、胴体部2の外周部には外部水路6が
巻回されている。外部水路6は胴体部2の上端から内部
水路3近傍までの部位に巻回され、胴体部2の外周面に
ロウ付けされている。外部水路6についても銅管によっ
て作られたものである。この外部水路6は、胴体部2を
冷却して変形を防止することを主たる目的とするもので
あるが、熱効率を向上させるために末端が内部水路3に
接続されている。すなわちこの種の熱交換器101で
は、胴体部2に巻回された外部水路6が、内部水路3に
水を供給する給水路として機能する。On the other hand, an outer channel 6 is wound around the outer periphery of the body 2. The outer channel 6 is wound around a portion from the upper end of the body 2 to the vicinity of the inner channel 3, and is brazed to the outer peripheral surface of the body 2. The external water channel 6 is also made of a copper pipe. The main purpose of the outer water passage 6 is to cool the body 2 to prevent deformation, but the end of the outer water passage 6 is connected to the inner water passage 3 to improve thermal efficiency. That is, in this type of heat exchanger 101, the external water channel 6 wound around the body 2 functions as a water supply channel for supplying water to the internal water channel 3.
【0006】そのため従来技術の熱交換器101におい
ては、配管レイアウトが整然とおさまる様に、給水路た
る外部水路6の末端が、最も端部に位置する内部水路3
に接続されていた。理解を容易にするために、図8,9
の様に内部水路3にa〜eまでの列記号を付すると、従
来技術の熱交換器101においては、外部水路6の末端
は、図8の様に最も近い上段a列の内部水路3の内壁4
0b側の端部と接続されていた。そして上段a列の内部
水路3の他端は、胴体部2の外部において隣接する上段
b列の内部水路3に接続され、以下順次、他端が隣接す
る内部水路3に接続されて内部水路3の全てが一本の水
路を構成していた。For this reason, in the heat exchanger 101 of the prior art, the end of the outer water passage 6 as a water supply passage is connected to the inner water passage 3 located at the most end so that the pipe layout is properly arranged.
Was connected to. For ease of understanding, FIGS.
In the heat exchanger 101 of the prior art, the end of the outer water channel 6 is located at the end of the inner water channel 3 in the closest upper row a as shown in FIG. Inner wall 4
It was connected to the end on the 0b side. The other end of the internal waterway 3 in the upper row a is connected to the internal waterway 3 in the adjacent upper row b outside the body 2, and the other end is sequentially connected to the adjacent internal waterway 3 to form the internal waterway 3. All constituted a single channel.
【0007】ところで灯油等の液体燃料を燃料とする給
湯器100では、図7の様に熱交換器101の上端部に
燃料噴霧式バーナ11が取り付けられ、下端部に排煙路
12が取り付けられる。図7に示す燃料噴霧式バーナ1
1は、逆燃式と称される形式であり、下方に向かって火
炎を噴射するものである。図示した燃料噴霧式バーナ1
1は、二段燃焼筒を用いた燃焼量可変式ガンタイプバー
ナであり、バーナにおける気流はほぼ下向きである。In the water heater 100 using liquid fuel such as kerosene as a fuel, a fuel spray burner 11 is attached to an upper end of a heat exchanger 101 and a flue gas passage 12 is attached to a lower end as shown in FIG. . Fuel spray type burner 1 shown in FIG.
Numeral 1 is a type called a reverse combustion type, which injects a flame downward. Fuel spray burner 1 shown
Reference numeral 1 denotes a variable burner type gun type burner using a two-stage combustion cylinder, and the airflow in the burner is substantially downward.
【0008】燃料噴霧式バーナ11の構造を簡単に説明
すると、燃料噴霧式バーナ11は、燃料噴射ノズル31
を内蔵した端部開放型のノズル収納筒32と当該ノズル
収納筒32の開放端に接続された端部開放型の燃焼筒3
3を備える。また燃焼筒33は、ノズル収納筒32の開
放端に接続された第一燃焼筒34と当該第一燃焼筒34
にさらに接続された、より大径の第二燃焼筒35からな
る。第一燃焼筒34及び第二燃焼筒35には、多数の空
気導入口41が設けられている。また燃料噴霧式バーナ
11の下流側には、燃料拡散板36が取り付けられてい
る。燃料拡散板36は、燃料の攪拌を促進するための部
材であり、略棒状をしている。The structure of the fuel spray type burner 11 will be briefly described.
Open-ended nozzle storage tube 32 having a built-in nozzle and open-ended combustion tube 3 connected to the open end of the nozzle storage tube 32
3 is provided. The combustion cylinder 33 includes a first combustion cylinder 34 connected to the open end of the nozzle housing cylinder 32 and the first combustion cylinder 34.
And a second combustion cylinder 35 having a larger diameter. The first combustion cylinder 34 and the second combustion cylinder 35 are provided with a large number of air introduction ports 41. Further, a fuel diffusion plate 36 is attached downstream of the fuel spray burner 11. The fuel diffusion plate 36 is a member for promoting fuel agitation, and has a substantially rod shape.
【0009】従来技術のにおいては、燃料噴霧式バーナ
11で発生した火炎が熱交換器101の胴体部2内で広
がり、高温の燃焼ガスが胴体部2を通過する。そして燃
焼ガスが内部水路3と接触し、熱交換が行われる。In the prior art, the flame generated by the fuel spray burner 11 spreads in the body 2 of the heat exchanger 101, and hot combustion gas passes through the body 2. Then, the combustion gas comes into contact with the internal water passage 3, and heat exchange is performed.
【0010】[0010]
【発明が解決しようとする課題】前記した様に、この種
の熱交換器101では、胴体部2内で火炎が広がり、燃
焼ガスが胴体部2を通過する。より具体的に説明する
と、燃焼ガスは、「胴体部2の内壁40bとa列の内部
水路3の間」、「a列b列の内部水路3の間」「b列c
列の内部水路3の間」「c列d列の内部水路3の間」
「e列の内部水路3と胴体部2の内壁40dの間」を通
過する。ここで燃焼ガスの各通過通路を見たとき、中間
部は両側が内部水路3であるのに対し、端部の通過通路
は、前記した様に一方が胴体部2の内壁40である。As described above, in this type of heat exchanger 101, the flame spreads in the body 2 and the combustion gas passes through the body 2. More specifically, the combustion gas is “between the inner wall 40b of the body 2 and the inner water passage 3 in row a”, “between the inner water passage 3 in row a and row b”, and “b row c
Between rows of internal waterways 3 "" Between rows of internal waterways 3 in row c and row d "
It passes through "between the internal waterway 3 in row e and the inner wall 40d of the body 2". Here, when looking at each passage of the combustion gas, both sides of the intermediate portion are the internal water passages 3, whereas one of the end passages is the inner wall 40 of the body portion 2 as described above.
【0011】そのため端部の通過経路を流れる燃焼ガス
は、水と熱交換される比率が中央に比べて低く、熱が胴
体部2の内壁40を経て外部に無駄に放散される。また
当該部位を流れる燃焼ガスは、胴体部2の内壁を加熱
し、胴体部2を変形させる懸念がある。特に図7に示す
ような、燃料の攪拌を促進するための部材であり、燃料
拡散板36を持つバーナ11を採用する場合は、火炎が
横に広がる傾向にあり。胴体部2の内壁40を加熱して
熱を逃がしてしまう傾向が高い。As a result, the combustion gas flowing through the passage at the end has a lower rate of heat exchange with water than the center, and the heat is wasted to the outside through the inner wall 40 of the body 2. Further, there is a concern that the combustion gas flowing through the portion may heat the inner wall of the body portion 2 and deform the body portion 2. In particular, as shown in FIG. 7, when a burner 11 having a fuel diffusion plate 36 is used, the flame tends to spread horizontally. There is a high tendency that the inner wall 40 of the body 2 is heated to release the heat.
【0012】そこで本発明は、従来技術の上記した問題
点に注目し、外部への無駄な熱放散を防止すると共に胴
体部2の変形を防止することができる熱交換器の開発を
課題とするものである。また加えて本発明は、開発の途
上で新たに判明した結露の問題をも解消するものであ
る。Therefore, the present invention focuses on the above-mentioned problems of the prior art, and aims to develop a heat exchanger capable of preventing unnecessary heat dissipation to the outside and preventing deformation of the body 2. Things. In addition, the present invention solves the problem of dew condensation newly found during the development.
【0013】[0013]
【課題を解決するための手段】そして上記した課題を解
決するため、本発明者らは鋭意研究を重ね、遮蔽部材に
よって胴体部2の内壁40とa列及びb列の内部水路3
の間を閉塞する構成を思いつき、試作を行った。この試
作機は、胴体部2が過度に昇温することがなく、胴体部
2の変形が起こりにくい。また胴体部2からの熱放散が
少ないので、熱効率も高いものであった。しかしなが
ら、本発明者らが上記の試作品の耐久試験を行ったとこ
ろ、内部水路3の燃焼ガスが遮蔽された部分の限られた
部位に腐食が発見された。より具体的には、上段a列の
内部水路3の内壁40b側の部位だけに腐食が生じた。Means for Solving the Problems In order to solve the above-mentioned problems, the present inventors have intensively studied and, using a shielding member, the inner wall 40 of the body 2 and the inner water passages 3 in rows a and b.
We came up with a configuration to block the space, and made a prototype. In this prototype, the temperature of the body 2 is not excessively increased, and the deformation of the body 2 is unlikely to occur. Also, since heat dissipation from the body 2 was small, the heat efficiency was high. However, when the present inventors conducted a durability test of the prototype, corrosion was found in a limited portion of the internal waterway 3 where the combustion gas was shielded. More specifically, corrosion occurred only at the portion on the inner wall 40b side of the internal waterway 3 in the upper row a.
【0014】この原因をさらに追求したところ、上段a
列の内部水路3に結露が生じ、この結露によって内部水
路3が腐食するものであった。また当該部位に結露が生
じる原因を検討したところ、上段a列の内部水路3は水
が最初に通過する部分であるために内部水路3自体の温
度が低く、さらに遮蔽部材によって当該部位への燃焼ガ
スの流入が制限されているため、この部分の雰囲気温度
が他に比べて極端に低いためであった。そこで本発明者
らは、配管系統を変更し、内部水路3によって構成され
る一連の流路に対し、胴体部2の中間部分から水を導入
した。すなわち胴体部2の中間部分は、火炎の中心部に
近いので雰囲気温度が高く、結露は生じないと考えた。
こうして配管変更された試作機は、予想通り機能し、内
部水路3が腐食する問題は解消された。When the cause was further pursued, the upper stage a
Condensation occurred in the internal water passages 3 of the row, and the dew condensation corroded the internal water passages 3. In addition, when the cause of dew condensation in the part concerned was examined, the temperature of the inner part waterway 3 itself was low because the inner passage 3 in the upper row a was a portion through which water first passed, and the shielding member caused combustion to the part. This is because the temperature of the atmosphere in this part is extremely low as compared with others because the gas flow is restricted. Therefore, the present inventors changed the piping system and introduced water from a middle portion of the body 2 into a series of flow paths constituted by the internal water passages 3. That is, since the middle portion of the body 2 was close to the center of the flame, the ambient temperature was high, and it was considered that dew condensation would not occur.
The prototype whose pipe was changed in this way worked as expected, and the problem of corrosion of the internal waterway 3 was solved.
【0015】上記した一連の研究によって完成された請
求項1に記載の発明は、高温の気体が通過する胴体部
と、当該胴体部を横切る複数列の内部流路が設けられ、
被加熱物は当該内部流路を順次流れて排出される熱交換
器において、被加熱物は最初に中程に位置する内部流路
を通過して他の内部流路に導入されることを特徴とする
熱交換器である。ここで「中程に位置する内部流路」と
は、熱交換器(胴体部)を流れる被加熱物の複数列流路
の双方端に位置する流路を除く中間流路をさす。According to a first aspect of the present invention, which has been completed by the above-described series of researches, a body portion through which a high-temperature gas passes, and a plurality of rows of internal flow paths crossing the body portion are provided.
In a heat exchanger in which an object to be heated flows sequentially through the internal flow path and is discharged, the object to be heated first passes through an internal flow path located in the middle, and is introduced into another internal flow path. It is a heat exchanger. Here, the “middle internal flow path” refers to an intermediate flow path excluding flow paths located at both ends of a plurality of flow paths of the object to be heated flowing through the heat exchanger (body portion).
【0016】また請求項2に記載の発明は、高温の気体
が通過する胴体部と、当該胴体部を横切る複数列の内部
流路が設けられ、被加熱物は当該内部流路を流れて排出
される熱交換器において、胴体部の内部に遮蔽部材が設
けられ、遮蔽部材によって端部に位置する内部流路と胴
体部の壁面の間に高温の気体が流れることが制限される
ことを特徴とする熱交換器である。According to a second aspect of the present invention, there is provided a body portion through which a high-temperature gas passes, and a plurality of rows of internal flow paths crossing the body portion, and a heated object flows through the internal flow path and is discharged. In the heat exchanger, a shielding member is provided inside the body portion, and the shielding member restricts the flow of high-temperature gas between the internal flow path located at the end and the wall surface of the body portion. It is a heat exchanger.
【0017】さらに請求項3に記載の発明は、高温の気
体が通過する胴体部を有し、当該胴体部の周囲に外部流
路が巻回され、胴体部の内部には複数列の内部流路が設
けられ、前記胴体部の周囲に巻回された外部流路は胴体
部の内部に設けられた内部流路と接続され、内部流路を
順次流れて排出される熱交換器において、胴体部の周囲
に巻回された外部流路は胴体部の中程に設けられた内部
流路と接続され、被加熱物は最初に中程に設けられた内
部流路を通過して他の内部流路に導入されることを特徴
とする熱交換器である。Further, the invention according to claim 3 has a body portion through which a high-temperature gas passes, an external flow path is wound around the body portion, and a plurality of rows of internal flow passages are provided inside the body portion. In a heat exchanger in which a passage is provided and an external flow passage wound around the body portion is connected to an internal flow passage provided inside the body portion, the heat exchanger sequentially flows through the internal flow passage and is discharged. The external flow path wound around the part is connected to the internal flow path provided in the middle of the body, and the object to be heated first passes through the internal flow path provided in the middle, and A heat exchanger introduced into a flow path.
【0018】また上記した発明をさらに改良した請求項
4に記載の発明は、胴体部にはバーナが取り付けられ、
胴体部の内面のバーナ取付け部と内部流路の間の内部流
路よりの部位であって両者間の距離の3分の2以内の部
位の一部に断熱材が設けられたことを特徴とする請求項
1乃至3のいずれかに記載の熱交換器である。According to a fourth aspect of the present invention, which is obtained by further improving the above-described aspect, a burner is attached to the body portion.
A heat insulating material is provided on a part of a part of the inner surface of the body part from the internal flow path between the burner mounting part and the internal flow path and within two-thirds of a distance between the two. A heat exchanger according to any one of claims 1 to 3.
【0019】本発明の熱交換器では、胴体部の内面のバ
ーナ取付け部と内部流路の間であって両者間の中心より
も内部流路側の部位の一部に断熱材が設けられている。
本発明の熱交換器は、必要最小限の部位に断熱材を配す
るものである。すなわちバーナの取付け部位では火炎の
広がりは小さく、胴体部内壁の昇温が小さいので、必ず
しも断熱材で保護する必要はない。これに対して内部流
路側の部位は、火炎の広がりが大きく周辺側の温度が高
いので、断熱材で保護する必要性が高い。In the heat exchanger according to the present invention, a heat insulating material is provided at a part of a portion between the burner mounting portion on the inner surface of the body portion and the internal flow path and closer to the internal flow path than the center between them. .
In the heat exchanger of the present invention, a heat insulating material is arranged at a minimum necessary portion. That is, since the spread of the flame is small at the mounting portion of the burner and the temperature rise of the inner wall of the body is small, it is not always necessary to protect with a heat insulating material. On the other hand, the part on the side of the internal flow path has a large flame spread and a high temperature on the peripheral side, and thus it is highly necessary to protect it with a heat insulating material.
【0020】さらに請求項5に記載の発明は、胴体部に
噴霧式バーナが取り付けられ、当該噴霧式バーナは、胴
体部の中心部側により高温の燃焼ガスを供給するもので
あることを特徴とする請求項1乃至4のいずれかに記載
の熱交換器である。The invention according to claim 5 is characterized in that a spray type burner is attached to the body, and the spray type burner supplies hot combustion gas to the center of the body. The heat exchanger according to any one of claims 1 to 4.
【0021】本発明の熱交換器では、胴体部に噴霧式バ
ーナが取り付けられて内部流路が加熱される。そして当
該噴霧式バーナは、胴体部の中心部側により高温の燃焼
ガスを供給する。従って、請求項1,3又は4に記載の
熱交換器では、水が最初に通過する部分がより強く加熱
され、結露が防止される。また請求項2,3,4に記載
の熱交換器では、遮蔽部材の作用と相まって胴体部の壁
面の温度上昇が防止される。In the heat exchanger of the present invention, a spray burner is attached to the body to heat the internal flow passage. Then, the spray burner supplies hot combustion gas to the central portion of the body. Therefore, in the heat exchanger according to the first, third or fourth aspect, the portion through which water first passes is heated more strongly, and dew condensation is prevented. In the heat exchanger according to the second, third, and fourth aspects, the temperature of the wall surface of the body is prevented from rising due to the function of the shielding member.
【0022】[0022]
【発明の実施の形態】以下さらに本発明の実施形態につ
いて説明する。図1は、本発明の実施形態の熱交換器の
斜視図である。図2は、図1のA−A平面における断面
図である。図3は、図1のB−B平面における断面図で
ある。図4は、図1の熱交換器の正面図である。図5
は、図1の熱交換器の側面図である。図6は、本発明の
他の実施形態の熱交換器の断面図である。Embodiments of the present invention will be described below. FIG. 1 is a perspective view of a heat exchanger according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a cross-sectional view taken along the line AA of FIG. FIG. 3 is a cross-sectional view taken along the plane BB of FIG. FIG. 4 is a front view of the heat exchanger of FIG. FIG.
FIG. 2 is a side view of the heat exchanger of FIG. FIG. 6 is a cross-sectional view of a heat exchanger according to another embodiment of the present invention.
【0023】各図において、1は本発明の実施形態の熱
交換器である。本発明の熱交換器1は、内部に遮蔽部材
50を設けた点と、配管経路が異なる点で従来技術と相
違し、他の構成は従来技術と同一である。そのため実施
形態の説明は、遮蔽部材50と配管経路に重点を起き、
他の構成は簡単な説明に止める。In each of the figures, reference numeral 1 denotes a heat exchanger according to an embodiment of the present invention. The heat exchanger 1 of the present invention is different from the prior art in that a shielding member 50 is provided inside and a piping path is different, and other configurations are the same as the conventional technology. Therefore, the description of the embodiment focuses on the shielding member 50 and the piping path,
Other configurations will be described only briefly.
【0024】本実施形態の熱交換器1では、胴体部2の
内部に遮蔽部材50が設けられている。遮蔽部材50
は、パッキンの様なものであり、耐熱性が高い素材が選
定される。具体的にはアルミナやシリカを高温で溶融
し、高速気体流で繊維化した非結晶室のセラミックファ
イバーや、ゾルゲル法の技術により製造された多結晶ム
ライト質のセラミックファイバー等が遮蔽部材50の素
材として好適である。遮蔽部材50は、予め所定の形状
に成形したものであってもよく、また粘土状のものを所
定の位置に詰め込んだものであってもよい。本実施形態
では、遮蔽部材50は、粘土状のものを詰め込んだ構成
を採用している。In the heat exchanger 1 of the present embodiment, a shielding member 50 is provided inside the body 2. Shielding member 50
Is a kind of packing, and a material having high heat resistance is selected. Specifically, the shielding member 50 is made of a ceramic fiber in an amorphous chamber obtained by melting alumina or silica at a high temperature and fibrillating with a high-speed gas flow, or a polycrystalline mullite ceramic fiber manufactured by a sol-gel technique. It is suitable as. The shielding member 50 may be formed in a predetermined shape in advance, or may be a clay-like member packed in a predetermined position. In the present embodiment, the shielding member 50 employs a configuration in which clay-like materials are packed.
【0025】遮蔽部材50が設けられた位置は2箇所
(二列)であり、一か所は上段a列の内部配管3と、胴
体部2の内壁40bの間である。またもう一つは上段e
列の内部配管3と、胴体部2の内壁40dの間に遮蔽部
材50が設けられている。遮蔽部材50は、胴体部2の
幅方向の全域に渡って設けられている。The positions where the shielding members 50 are provided are two places (two rows), and one place is between the internal pipes 3 in the upper row a and the inner wall 40b of the body 2. Another one is upper e
A shielding member 50 is provided between the inner pipes 3 in the row and the inner wall 40 d of the body 2. The shielding member 50 is provided over the entire area in the width direction of the body 2.
【0026】また本実施形態の熱交換器1のもう一つの
特徴として、外部水路6の末端が中間部に設けられた内
部水路3に接続されている。より具体的には、本実施形
態では、外部水路6の末端は、図1,2の様に上段b列
の内部水路3に接続され、内部水路に対して、端から二
番目の水路に最初に給水される。そして上段b列の内部
水路3の他端側は、隣接する上段a列の水路と接続され
ている。さらに上段a列の他端(入水側に戻る)は、内
部水路3(上段b列)を一つ飛ばして上段c列の内部水
路と接続されている。以後は、順次上段c列から上段d
列、上段e列、下段e列、下段d列、下段c列、下段b
列、下段a列の順に接続され、下段a列から外部に配管
されている。Further, as another characteristic of the heat exchanger 1 of the present embodiment, the end of the external water passage 6 is connected to the internal water passage 3 provided at an intermediate portion. More specifically, in the present embodiment, the end of the outer channel 6 is connected to the inner channel 3 in the upper row b as shown in FIGS. 1 and 2, and the inner channel is firstly connected to the second channel from the end. Water is supplied to The other end of the internal waterway 3 in the upper row b is connected to an adjacent waterway in the upper row a. Further, the other end of the upper row a (returning to the water inlet side) is connected to the inner water path of the upper row c by skipping one internal water channel 3 (the upper row b). Thereafter, the upper row c to the upper row d
Row, upper row e row, lower row e row, lower row d row, lower row c row, lower row b
The rows are connected in the order of the lower row a, and the pipe is connected to the outside from the lower row a.
【0027】本実施形態の熱交換器1は、従来技術と同
様に図7の様な給湯器100に内蔵され、熱交換器1の
上端部に燃料噴霧式バーナ11が取り付けられ、下端部
に排煙路12が取り付けられる。そして燃料噴霧式バー
ナ11で発生した火炎が熱交換器1の胴体部2内で広が
り、高温の燃焼ガスが胴体部2を通過する。しかしなが
ら本実施形態の熱交換器1では、上段a列の内部配管3
と、胴体部2の内壁40bの間、及び上段e列の内部配
管3と、胴体部2の内壁40dの間に遮蔽部材50が設
けられており、これらの部分が閉塞されているので、内
壁40bdの近傍には燃焼ガスは流れない。そのため内
壁40bdは加熱されず、変形が防止される。また外部
に無駄に熱を放散させることもない。The heat exchanger 1 of the present embodiment is built in a water heater 100 as shown in FIG. 7 similarly to the prior art, and a fuel spray burner 11 is attached to an upper end of the heat exchanger 1 and a lower end thereof. A smoke exhaust path 12 is installed. Then, the flame generated by the fuel spray burner 11 spreads in the body 2 of the heat exchanger 1, and high-temperature combustion gas passes through the body 2. However, in the heat exchanger 1 of the present embodiment, the internal piping 3 in the upper row a
A shielding member 50 is provided between the inner wall 40b of the body portion 2 and between the inner pipes 3 in the upper row e and the inner wall 40d of the body portion 2, and these portions are closed. No combustion gas flows near 40 bd. Therefore, the inner wall 40bd is not heated, and the deformation is prevented. In addition, heat is not dissipated to the outside.
【0028】本実施形態の熱交換器1では、外部配管6
の上端に設けられたエルボ51(図1)から給水され
る。そして水は、胴体部2の外周に巻回された外部配管
6を流れ、外部配管6末端から、最初に上段b列の内部
配管3に入る。ここで上段b列の内部配管3は、5列に
並んだ内部配管3の中間に位置し、燃料噴霧式バーナ1
1から高温の燃焼ガスが直接的に流れ込む。また当該部
位には燃焼ガスの通過を阻害する様な障害物はない。そ
のため上段b列の内部配管3の近傍は、雰囲気温度が高
い。従って温度が低い水が上段b列の内部配管3を通過
しても結露が生じない。そのため配管腐食が生じず、耐
久性が高い。上段b列の内部配管3から給水された水
は、上段b列の内部配管3の配管を通過した後、端部の
上段a列の内部配管3に入るが、上段a列の内部配管3
に入る際には、水はすでに相当の温度に昇温されている
ので、上段a列の内部配管3に結露が生じることはな
い。上段a列の内部配管3を流れた水は、順次上段のc
列、d列、e列を流れ、下段に至ってe列、d列、c
列、b列、a列を通過し、外部に排出される。In the heat exchanger 1 of the present embodiment, the external piping 6
Water is supplied from an elbow 51 (FIG. 1) provided at the upper end of the container. Then, the water flows through the outer pipe 6 wound around the outer periphery of the body 2, and first enters the inner pipe 3 in the upper row b from the end of the outer pipe 6. Here, the internal pipes 3 in the upper row b are located in the middle of the internal pipes 3 arranged in five rows, and the fuel spray burner 1
From 1 the hot combustion gases flow directly. In addition, there is no obstacle that obstructs the passage of the combustion gas at the site. Therefore, the ambient temperature is high near the internal piping 3 in the upper row b. Therefore, even if the low-temperature water passes through the internal piping 3 in the upper row b, no dew condensation occurs. Therefore, there is no pipe corrosion, and the durability is high. The water supplied from the internal pipes 3 in the upper row b passes through the internal pipes 3 in the upper row b, and then enters the internal pipes 3 in the upper row a.
At the time of entry, since the temperature of the water has already been raised to a considerable temperature, dew condensation does not occur in the internal piping 3 in the upper row a. The water flowing through the internal piping 3 in the upper row a is sequentially c.
Flow through the rows, d, and e, and go down to the lower row, e, d, and c
It passes through the rows, b and a, and is discharged outside.
【0029】以上説明した実施形態では、遮蔽部材50
は、粘土状のものを内部水路3と内壁40の間の空隙に
詰め込んだものを例示したが、図6に示した熱交換器5
2の様に内部水路3と内壁40の間の上流側に庇状の遮
蔽部材53を設けても同様に効果が期待できる。また図
6に示した熱交換器52では、胴体部2の変形をさらに
抑制するために胴体部2の内壁に断熱材55が設けられ
ている。断熱材55は、胴体部2の内壁の全面に設けて
もよいが、燃料噴霧式バーナ11を使用する場合は、バ
ーナ取付け部の近傍には火炎が至らないので取り付ける
必要性は低い。具体的にはバーナ取付け部から内部配管
3までの距離をLとし、バーナ取付け部からL/3以内
の部位については、断熱材55を取り付ける必要がな
い。また遮蔽部材53の下流側についても、燃焼ガスの
通過量が低いので断熱材55を取り付ける必要性は低
い。このような観点から、図6に示す熱交換器52で
は、胴体部2の内壁であって、バーナ取付け部から内部
配管3までの距離をLとし、2L/3よりも内部配管3
側であって遮蔽部材53までの範囲に断熱材55を設け
ている。In the embodiment described above, the shielding member 50
Illustrated an example in which a clay-like material was packed in a gap between the internal waterway 3 and the inner wall 40, but the heat exchanger 5 shown in FIG.
The same effect can be expected even if an eave-shaped shielding member 53 is provided on the upstream side between the inner waterway 3 and the inner wall 40 as in 2. In the heat exchanger 52 shown in FIG. 6, a heat insulating material 55 is provided on the inner wall of the body 2 to further suppress the deformation of the body 2. The heat insulating material 55 may be provided on the entire inner wall of the body portion 2. However, when the fuel spray type burner 11 is used, the flame does not reach the vicinity of the burner mounting portion, so that it is not necessary to mount the heat spraying burner. Specifically, the distance from the burner attachment portion to the internal pipe 3 is L, and it is not necessary to attach the heat insulating material 55 to a portion within L / 3 from the burner attachment portion. Also on the downstream side of the shielding member 53, the necessity of attaching the heat insulating material 55 is low because the amount of passage of the combustion gas is low. From such a viewpoint, in the heat exchanger 52 shown in FIG. 6, the distance from the burner mounting portion to the internal pipe 3 on the inner wall of the body 2 is L, and the internal pipe 3 is smaller than 2L / 3.
A heat insulating material 55 is provided on the side and up to the shielding member 53.
【0030】上記した実施形態では、いずれも端から2
番目の内部水路3に外部水路6の末端を接続した。上記
した実施形態は、配管レイアウトが最も整い、推奨され
る構成である。しかしながら本発明は、中間部(中程)
に設けられた内部水路3に最初に水(被加熱物)を通過
させれば足り、例えばc列やd列の内部水路3に外部水
路6の末端を接続してもよい。また下段(下流側)の中
間部に設けられた内部水路3に最初に水を通過させるこ
とも考えられる。また以上説明した熱交換器1,52
は、いずれも胴体部2の下部に内部水路3を設けたが、
これはいずれもバーナ11を上部に取り付けることを前
提としたためであり、本発明はこの構成に限定されるも
のではない。本発明は、給湯器に使用する熱交換器とし
て開発されたものであるが、本発明の技術思想は、他の
被加熱物を加熱する熱交換器にも応用することができ
る。In each of the above-described embodiments, two
The end of the outer channel 6 was connected to the second inner channel 3. The above-described embodiment has the most recommended piping layout and recommended configuration. However, in the present invention, the intermediate part (middle)
It suffices that water (the object to be heated) is first passed through the internal water channel 3 provided in the internal water channel 3. For example, the end of the external water channel 6 may be connected to the internal water channel 3 in row c or row d. It is also conceivable that water is first passed through the internal water channel 3 provided at the lower (downstream) intermediate portion. The heat exchangers 1 and 52 described above
Provided the internal waterway 3 in the lower part of the body part 2,
This is based on the premise that the burner 11 is attached to the upper portion, and the present invention is not limited to this configuration. Although the present invention has been developed as a heat exchanger used for a water heater, the technical idea of the present invention can be applied to a heat exchanger for heating other objects to be heated.
【0031】[0031]
【発明の効果】以上説明した様に、請求項1、3に記載
の熱交換器は、被加熱物が最初に中程に位置する内部流
路を通過して他の内部流路に導入されるので、結露が生
じず、配管腐食が防止されて耐久性が高い効果がある。As described above, according to the heat exchangers of the first and third aspects, the object to be heated first passes through the internal flow path located in the middle, and is introduced into the other internal flow paths. Therefore, there is an effect that dew condensation does not occur, piping corrosion is prevented, and durability is high.
【0032】また請求項2,3に記載の熱交換器では、
遮蔽部材によって端部に位置する内部流路と胴体部の壁
面の間に高温の気体が流れることが制限されるので、胴
体部の温度上昇が抑制され、胴体部の変形や、無駄な熱
放散が防止される効果がある。すなわち請求項2,3に
記載の熱交換器では、遮熱部材によって端部に位置する
内部流路の壁面の間に高温の気体が流れることが制限さ
れるので、胴体部分の温度上昇が抑制され、胴体部の変
形や、無駄な熱放散が防止される効果がある。併せて、
遮熱部材によって端部に流れてきた高温の気体が熱交換
器の中程に流れ込み、熱交換器の中程の温度上昇が促進
され、これに対応して、この熱交換器の中程に被加熱物
が最初に流されるため、その部分が燃焼中に低い温度と
なることなく、結果として熱交換器全体の温度が均一化
され、熱交換器の一部が低温となる状態を無くしてドレ
イン等の発生をし難い状態にしている効果がある。In the heat exchanger according to the second and third aspects,
The shielding member restricts the flow of high-temperature gas between the internal flow path located at the end and the wall of the body, so that the temperature of the body is prevented from rising, and the body is deformed and waste heat is dissipated. The effect is prevented. That is, in the heat exchanger according to the second and third aspects, the flow of the high-temperature gas between the walls of the internal flow path located at the end is restricted by the heat shielding member, so that the temperature rise of the body portion is suppressed. This has the effect of preventing deformation of the body portion and unnecessary heat dissipation. together,
The high-temperature gas that has flowed to the end by the heat shielding member flows into the middle of the heat exchanger, and the temperature rise in the middle of the heat exchanger is promoted. Since the object to be heated is flowed first, the temperature of the part does not become low during combustion, and as a result, the temperature of the entire heat exchanger is made uniform, and the state where a part of the heat exchanger becomes low temperature is eliminated. This has the effect of making it difficult to generate a drain or the like.
【0033】さらに請求項4に記載の熱交換器は、必要
な部位だけに断熱材が取り付けられているので、素材の
無駄がない。Further, in the heat exchanger according to the fourth aspect, since a heat insulating material is attached only to a necessary portion, there is no waste of material.
【0034】また請求項5に記載の熱交換器は、胴体部
の中心部側により高温の燃焼ガスを供給する噴霧式バー
ナと組み合わされ、発明の作用効果を相乗的に向上させ
る効果がある。The heat exchanger according to the fifth aspect is combined with a spray burner for supplying a high-temperature combustion gas to the central portion of the body portion, and has an effect of synergistically improving the operation and effect of the invention.
【図1】本発明の実施形態の熱交換器の斜視図である。FIG. 1 is a perspective view of a heat exchanger according to an embodiment of the present invention.
【図2】図1のA−A平面における断面図である。FIG. 2 is a cross-sectional view taken along the line AA of FIG.
【図3】図1のB−B平面における断面図である。FIG. 3 is a sectional view taken along a plane BB in FIG. 1;
【図4】図1の熱交換器の正面図である。FIG. 4 is a front view of the heat exchanger of FIG.
【図5】図1の熱交換器の側面図である。FIG. 5 is a side view of the heat exchanger of FIG. 1;
【図6】本発明の他の実施形態の熱交換器の断面図であ
る。FIG. 6 is a cross-sectional view of a heat exchanger according to another embodiment of the present invention.
【図7】灯油を燃料とする給湯器の内部を示す断面図で
ある。FIG. 7 is a sectional view showing the inside of a water heater using kerosene as fuel.
【図8】従来技術の熱交換器を示し、当該熱交換器を図
7のA−A方向から見た断面図である。FIG. 8 is a cross-sectional view of a heat exchanger according to the related art, as viewed from a direction AA in FIG. 7;
【図9】従来技術の熱交換器を示し、当該熱交換器を図
7のB−B方向から見た断面図である。FIG. 9 is a cross-sectional view of the heat exchanger according to the related art, as viewed from the direction BB of FIG. 7;
1,52 熱交換器 2 胴体部 3 内部水路 6 外部水路 40abcd 内壁 50,53 遮蔽部材 55 断熱材 100 給湯器 101 熱交換器 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1,52 Heat exchanger 2 Body part 3 Internal waterway 6 External waterway 40abcd Inner wall 50,53 Shielding member 55 Insulation material 100 Water heater 101 Heat exchanger
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 長谷川 良司 兵庫県神戸市中央区江戸町93番地 株式会 社ノーリツ内 (72)発明者 吉富 英明 兵庫県神戸市中央区江戸町93番地 株式会 社ノーリツ内 (72)発明者 田中 博文 兵庫県神戸市中央区江戸町93番地 株式会 社ノーリツ内 Fターム(参考) 3L036 AA04 AE03 3L103 AA08 AA12 AA32 BB43 CC02 CC27 DD05 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing on the front page (72) Inventor Ryoji Hasegawa 93 Edocho, Chuo-ku, Kobe, Hyogo Pref. (72) Inventor Hirofumi Tanaka 93F, Edo-cho, Chuo-ku, Kobe-shi, Hyogo F-term in Noritz Corporation (Reference) 3L036 AA04 AE03 3L103 AA08 AA12 AA32 BB43 CC02 CC27 DD05
Claims (5)
体部を横切る複数列の内部流路が設けられ、被加熱物は
当該内部流路を順次流れて排出される熱交換器におい
て、被加熱物は最初に中程に位置する内部流路を通過し
て他の内部流路に導入されることを特徴とする熱交換
器。1. A heat exchanger in which a body portion through which a high-temperature gas passes and a plurality of rows of internal flow paths crossing the body portion are provided, and a heated object sequentially flows through the internal flow paths and is discharged. A heat exchanger, wherein an object to be heated first passes through an intermediate flow path located in the middle, and is introduced into another internal flow path.
体部を横切る複数列の内部流路が設けられ、被加熱物は
当該内部流路を流れて排出される熱交換器において、胴
体部の内部に遮蔽部材が設けられ、遮蔽部材によって端
部に位置する内部流路と胴体部の壁面の間に高温の気体
が流れることが制限されることを特徴とする熱交換器。2. A heat exchanger in which a body portion through which a high-temperature gas passes and a plurality of rows of internal flow paths crossing the body portion are provided, and an object to be heated is discharged through the internal flow path. A heat exchanger, wherein a shielding member is provided inside the unit, and the shielding member restricts the flow of high-temperature gas between the internal flow path located at the end and the wall surface of the body.
該胴体部の周囲に外部流路が巻回され、胴体部の内部に
は複数列の内部流路が設けられ、前記胴体部の周囲に巻
回された外部流路は胴体部の内部に設けられた内部流路
と接続され、内部流路を順次流れて排出される熱交換器
において、胴体部の周囲に巻回された外部流路は胴体部
の中程に設けられた内部流路と接続され、被加熱物は最
初に中程に設けられた内部流路を通過して他の内部流路
に導入されることを特徴とする熱交換器。3. A body having a body through which a high-temperature gas passes, wherein an external flow path is wound around the body, and a plurality of rows of internal flow paths are provided inside the body. The external flow path wound around the body is connected to the internal flow path provided inside the body part, and is wound around the body part in the heat exchanger which is sequentially discharged through the internal flow path and discharged. The external flow path is connected to the internal flow path provided in the middle of the body, and the object to be heated first passes through the internal flow path provided in the middle, and is introduced into another internal flow path. Characterized heat exchanger.
部の内面のバーナ取付け部と内部流路の間の内部流路寄
りの部位であって両者間の距離の3分の2以内の部位の
一部に断熱材が設けられたことを特徴とする請求項1乃
至3のいずれかに記載の熱交換器。4. A body is provided with a burner, and a portion of the inner surface of the body near the internal flow path between the burner mounting portion and the internal flow path, which is within two-thirds of the distance therebetween. The heat exchanger according to any one of claims 1 to 3, wherein a heat insulating material is provided in a part of the heat exchanger.
当該噴霧式バーナは、胴体部の中心部側により高温の燃
焼ガスを供給するものであることを特徴とする請求項1
乃至4のいずれかに記載の熱交換器。5. A spray burner is attached to the body,
2. The spray-type burner according to claim 1, wherein a high-temperature combustion gas is supplied to a central portion of the body portion.
A heat exchanger according to any one of claims 1 to 4.
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Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2008267804A (en) * | 2008-06-25 | 2008-11-06 | Rinnai Corp | Method of manufacturing heat exchanger |
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2000
- 2000-05-30 JP JP2000160980A patent/JP2001336887A/en active Pending
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