JP2003114095A - 熱交換装置 - Google Patents
熱交換装置Info
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- JP2003114095A JP2003114095A JP2001309581A JP2001309581A JP2003114095A JP 2003114095 A JP2003114095 A JP 2003114095A JP 2001309581 A JP2001309581 A JP 2001309581A JP 2001309581 A JP2001309581 A JP 2001309581A JP 2003114095 A JP2003114095 A JP 2003114095A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 耐久性がよく高熱効率熱交換装置を実現す
る。 【解決手段】 ガス通路内に配置する熱交換ユニット１
９を備え、この熱交換ユニット１９は内管２７と、内管
２７を覆う外装部２６と、外装部２６に設けた伝熱フィ
ン２５とを備え、伝熱フィン２５にはドレン水離脱手段
を施した熱交換装置。
る。 【解決手段】 ガス通路内に配置する熱交換ユニット１
９を備え、この熱交換ユニット１９は内管２７と、内管
２７を覆う外装部２６と、外装部２６に設けた伝熱フィ
ン２５とを備え、伝熱フィン２５にはドレン水離脱手段
を施した熱交換装置。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、家庭用又は業務用
の燃焼装置を用いた熱交換装置に関し、更に詳しくは給
湯または暖房などの燃焼ガス中の水蒸気潜熱を回収して
熱効率の大幅な向上を図った熱交換装置に関するもので
ある。
の燃焼装置を用いた熱交換装置に関し、更に詳しくは給
湯または暖房などの燃焼ガス中の水蒸気潜熱を回収して
熱効率の大幅な向上を図った熱交換装置に関するもので
ある。
【０００２】
【従来の技術】従来、この種の熱交換装置は第一の例と
して、例えば、特開２０００−１４６３０４公報に記載
されている図９のようなものがあった。図９において、
１は銅製の通水管、２は切削または転造加工によってフ
ィン山３を形成した厚肉のアルミ製フィンチューブ、４
はフィンチューブ２を囲む熱交換室側板、５は通水管１
と接合している銅製のＵ字管である。フィンチューブ２
は熱交換室側板４で囲まれており、通水管１はフィンチ
ューブ２内に挿通している構成になっていた。
して、例えば、特開２０００−１４６３０４公報に記載
されている図９のようなものがあった。図９において、
１は銅製の通水管、２は切削または転造加工によってフ
ィン山３を形成した厚肉のアルミ製フィンチューブ、４
はフィンチューブ２を囲む熱交換室側板、５は通水管１
と接合している銅製のＵ字管である。フィンチューブ２
は熱交換室側板４で囲まれており、通水管１はフィンチ
ューブ２内に挿通している構成になっていた。
【０００３】上記構成において、上流側で大部分の熱を
奪われ、２００〜３００°Ｃ低温となった燃焼排気ガス
は、さらにフィンチューブ２に熱を奪われ、水蒸気が凝
縮して結露水を生成し、さらに１００°Ｃ以下の排気ガ
スとなって排出される。ここで炭酸や硝酸イオンを含む
酸性結露水によって、フィンチューブ２及びフィン山３
は腐食されるが、通水管１を覆うアルミ製フィンチュー
ブ２は厚肉としたため、時間経過による通水管１までの
腐食進行を遅らせて、ある程度の耐久性の保障を可能と
した。
奪われ、２００〜３００°Ｃ低温となった燃焼排気ガス
は、さらにフィンチューブ２に熱を奪われ、水蒸気が凝
縮して結露水を生成し、さらに１００°Ｃ以下の排気ガ
スとなって排出される。ここで炭酸や硝酸イオンを含む
酸性結露水によって、フィンチューブ２及びフィン山３
は腐食されるが、通水管１を覆うアルミ製フィンチュー
ブ２は厚肉としたため、時間経過による通水管１までの
腐食進行を遅らせて、ある程度の耐久性の保障を可能と
した。
【０００４】また、第二の例として、特開２０００−１
４６３０５公報に記載された図１０のようなものがあっ
た。図１０において、６は銅製の通水管、７はアルミま
たはステンレス鋼で形成された受熱管、８は受熱管７の
外周に植え立てたアルミまたはステンレス鋼で形成され
たプレートフィン、９は熱交換室を構成する側板であ
る。受熱管７内に通水管６を挿通し、通水管６を拡管加
工することによって、通水管６、受熱管７、フィンプレ
ート８を一体に接合させた構成になっていった。
４６３０５公報に記載された図１０のようなものがあっ
た。図１０において、６は銅製の通水管、７はアルミま
たはステンレス鋼で形成された受熱管、８は受熱管７の
外周に植え立てたアルミまたはステンレス鋼で形成され
たプレートフィン、９は熱交換室を構成する側板であ
る。受熱管７内に通水管６を挿通し、通水管６を拡管加
工することによって、通水管６、受熱管７、フィンプレ
ート８を一体に接合させた構成になっていった。
【０００５】上記の銅製の通水管６をアルミまたはステ
ンレス鋼で形成された受熱管７で覆うような構成によっ
て、燃焼ガスに接触する部分には、アルミまたはステン
レス鋼などの耐食性素材が用いられ、銅製の通水管６を
酸性結露水による腐食から保護することが可能となっ
た。
ンレス鋼で形成された受熱管７で覆うような構成によっ
て、燃焼ガスに接触する部分には、アルミまたはステン
レス鋼などの耐食性素材が用いられ、銅製の通水管６を
酸性結露水による腐食から保護することが可能となっ
た。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記従来
の第一の例における熱交換装置の構成では、燃焼ガスに
接触する部分には、フィン山３を有するアルミ製のフィ
ンチューブ２が用いられたため、燃焼ガス中の水蒸気に
よる酸性結露水がアルミ表面に付着した際に、水酸化ア
ルミが形成され、熱膨張してフィン山３の間の燃焼ガス
通路を閉塞してしまい、時間が経過するとこの閉塞状況
が進行して排気不良による不完全燃焼の発生や燃焼装置
の着火不良を発生してしまうという課題があった。
の第一の例における熱交換装置の構成では、燃焼ガスに
接触する部分には、フィン山３を有するアルミ製のフィ
ンチューブ２が用いられたため、燃焼ガス中の水蒸気に
よる酸性結露水がアルミ表面に付着した際に、水酸化ア
ルミが形成され、熱膨張してフィン山３の間の燃焼ガス
通路を閉塞してしまい、時間が経過するとこの閉塞状況
が進行して排気不良による不完全燃焼の発生や燃焼装置
の着火不良を発生してしまうという課題があった。
【０００７】また、上記従来の第二の例における熱交換
装置の構成では、燃焼ガスに接触する部分には、ステン
レス鋼製の受熱管７の外周に、ステンレス製のフィンプ
レート８が植え立てられ、拡管工法によって形成される
構成になっているため、運転と停止による加熱と冷却の
繰り返しによって、フィンプレート８と受熱管７の接合
する部分には隙間ができてしまい、熱の伝わりが悪くな
り、所期の高い熱効率が得られなくなるという課題があ
った。また、受熱管７の外周に植え立てられたフィンプ
レート８表面にドレン水が付着し、水滴が成長していく
時、フィンプレート８同士の隙間で滞留しやすいこと
で、乾いた伝熱面積の確保が難しく伝熱性の低下を招く
課題もあった。
装置の構成では、燃焼ガスに接触する部分には、ステン
レス鋼製の受熱管７の外周に、ステンレス製のフィンプ
レート８が植え立てられ、拡管工法によって形成される
構成になっているため、運転と停止による加熱と冷却の
繰り返しによって、フィンプレート８と受熱管７の接合
する部分には隙間ができてしまい、熱の伝わりが悪くな
り、所期の高い熱効率が得られなくなるという課題があ
った。また、受熱管７の外周に植え立てられたフィンプ
レート８表面にドレン水が付着し、水滴が成長していく
時、フィンプレート８同士の隙間で滞留しやすいこと
で、乾いた伝熱面積の確保が難しく伝熱性の低下を招く
課題もあった。
【０００８】本発明は、前記従来の課題を解決するもの
で、酸性結露水による腐食を防止し、所期性能が維持で
きて耐久性がよく、かつ高効率熱交換装置を提供するこ
とを目的とする。
で、酸性結露水による腐食を防止し、所期性能が維持で
きて耐久性がよく、かつ高効率熱交換装置を提供するこ
とを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明は、前記従来の課
題を解決するために、ガス通路と、前記ガス通路内に配
置する熱交換ユニットとからなり、前記熱交換ユニット
は内管と、前記内管を覆う外装部と、前記外装部に設け
た伝熱フィンとを備え、前記伝熱フィンにはドレン水離
脱手段を施した熱交換装置を提供する。
題を解決するために、ガス通路と、前記ガス通路内に配
置する熱交換ユニットとからなり、前記熱交換ユニット
は内管と、前記内管を覆う外装部と、前記外装部に設け
た伝熱フィンとを備え、前記伝熱フィンにはドレン水離
脱手段を施した熱交換装置を提供する。
【００１０】上記の熱交換装置において、ガス通路に配
置した内管を通水し、前記内管の表面を例えば耐食性の
よい外装部で覆い、伝熱フィンを有する前記外装部はガ
スに接触するような構成によって、内管とガスとの接触
を遮断し、例えば燃焼ガス中の水蒸気凝縮によって形成
される酸性ドレン水による内管腐食を防ぐとともに、熱
伝達率の低いガス側に伝熱フィンが設けられているた
め、別材料または別手段で伝熱フィンを立てる必要な
く、内管内を通水する水と伝熱フィン表面を流れる燃焼
ガスとの熱交換は効率良く行うことができる。さらに、
伝熱フィンにはドレン水離脱手段を施することによっ
て、伝熱フィン表面で形成されるドレン水を素早く伝熱
フィン表面から離脱させ、伝熱フィン表面に溜まったド
レン水による伝熱妨害を防ぎ、伝熱性の向上が図れる。
置した内管を通水し、前記内管の表面を例えば耐食性の
よい外装部で覆い、伝熱フィンを有する前記外装部はガ
スに接触するような構成によって、内管とガスとの接触
を遮断し、例えば燃焼ガス中の水蒸気凝縮によって形成
される酸性ドレン水による内管腐食を防ぐとともに、熱
伝達率の低いガス側に伝熱フィンが設けられているた
め、別材料または別手段で伝熱フィンを立てる必要な
く、内管内を通水する水と伝熱フィン表面を流れる燃焼
ガスとの熱交換は効率良く行うことができる。さらに、
伝熱フィンにはドレン水離脱手段を施することによっ
て、伝熱フィン表面で形成されるドレン水を素早く伝熱
フィン表面から離脱させ、伝熱フィン表面に溜まったド
レン水による伝熱妨害を防ぎ、伝熱性の向上が図れる。
【００１１】このように、伝熱フィンは簡単に形成さ
れ、かつ耐久性のよい低コストの高効率熱交換装置を提
供することができる。
れ、かつ耐久性のよい低コストの高効率熱交換装置を提
供することができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】請求項１に係る熱交換装置は、ガ
ス通路と、前記ガス通路内に配置する熱交換ユニットと
からなり、前記熱交換ユニットは内管と、前記内管を覆
う外装部と、前記外装部に設けた伝熱フィンとを備え、
前記伝熱フィンにはドレン水離脱手段を施した構成にな
っている。
ス通路と、前記ガス通路内に配置する熱交換ユニットと
からなり、前記熱交換ユニットは内管と、前記内管を覆
う外装部と、前記外装部に設けた伝熱フィンとを備え、
前記伝熱フィンにはドレン水離脱手段を施した構成にな
っている。
【００１３】上記熱交換装置において、ガス通路に配置
した内管を通水し、前記内管の表面を例えば耐食性のよ
い外装部で覆い、伝熱フィンを有する前記外装部はガス
に接触するような構成によって、内管とガスとの接触を
遮断し、例えばガス中の水蒸気凝縮によって形成される
酸性ドレン水による内管腐食を防ぐとともに、熱伝達率
の低いガス側に伝熱フィンが設けられているため、内管
内を通水する水と伝熱フィンを流れるガスとの熱交換は
効率良く行うことができる。さらに、伝熱フィンにはド
レン水離脱手段を施することによって、伝熱フィン表面
で形成されるドレン水を素早く伝熱フィン表面から離脱
させ、伝熱フィン表面に溜まったドレン水による伝熱妨
害を防ぎ、伝熱性の向上が図れる。
した内管を通水し、前記内管の表面を例えば耐食性のよ
い外装部で覆い、伝熱フィンを有する前記外装部はガス
に接触するような構成によって、内管とガスとの接触を
遮断し、例えばガス中の水蒸気凝縮によって形成される
酸性ドレン水による内管腐食を防ぐとともに、熱伝達率
の低いガス側に伝熱フィンが設けられているため、内管
内を通水する水と伝熱フィンを流れるガスとの熱交換は
効率良く行うことができる。さらに、伝熱フィンにはド
レン水離脱手段を施することによって、伝熱フィン表面
で形成されるドレン水を素早く伝熱フィン表面から離脱
させ、伝熱フィン表面に溜まったドレン水による伝熱妨
害を防ぎ、伝熱性の向上が図れる。
【００１４】このように、別材料または別手段で伝熱フ
ィンを立てる必要なく、耐久性がよく、なおかつ低コス
トの高効率熱交換装置を提供することができる。
ィンを立てる必要なく、耐久性がよく、なおかつ低コス
トの高効率熱交換装置を提供することができる。
【００１５】請求項２に係る熱交換装置は、請求項１の
構成に加え、伝熱フィンの表面にドレン水離脱溝を設け
ている。
構成に加え、伝熱フィンの表面にドレン水離脱溝を設け
ている。
【００１６】上記の熱交換装置において、燃焼ガスは伝
熱フィン表面で熱を奪われ、燃焼ガス中の水蒸気の凝縮
による酸性ドレン水が伝熱フィン表面に付着した際に、
伝熱フィン表面に設けたドレン水離脱溝によって、ドレ
ン水が素早く伝熱フィン表面から離脱でき、伝熱フィン
表面に溜まったドレン水による伝熱妨害を防ぐことがで
きる。
熱フィン表面で熱を奪われ、燃焼ガス中の水蒸気の凝縮
による酸性ドレン水が伝熱フィン表面に付着した際に、
伝熱フィン表面に設けたドレン水離脱溝によって、ドレ
ン水が素早く伝熱フィン表面から離脱でき、伝熱フィン
表面に溜まったドレン水による伝熱妨害を防ぐことがで
きる。
【００１７】請求項３に係る熱交換装置は、請求項１ま
たは請求項２の構成に加えて、伝熱フィンにドレン水離
脱孔を設けている。
たは請求項２の構成に加えて、伝熱フィンにドレン水離
脱孔を設けている。
【００１８】上記の熱交換装置において、燃焼ガス中の
水蒸気の凝縮による酸性ドレン水が伝熱フィン表面に付
着した際に、伝熱フィンに設けたドレン水離脱孔によっ
て、ドレン水が伝熱フィン表面で溜まらずにドレン水離
脱孔からはやく落ちることができ、伝熱フィン表面に溜
まったドレン水による伝熱妨害を防ぐことができる。
水蒸気の凝縮による酸性ドレン水が伝熱フィン表面に付
着した際に、伝熱フィンに設けたドレン水離脱孔によっ
て、ドレン水が伝熱フィン表面で溜まらずにドレン水離
脱孔からはやく落ちることができ、伝熱フィン表面に溜
まったドレン水による伝熱妨害を防ぐことができる。
【００１９】請求項４に係る熱交換装置は、請求項１ま
たは請求項２或いは請求項３の構成に加えて、伝熱フィ
ンの端部にスリット状の切欠部を設けている。
たは請求項２或いは請求項３の構成に加えて、伝熱フィ
ンの端部にスリット状の切欠部を設けている。
【００２０】上記の熱交換装置において、燃焼ガス中の
水蒸気の凝縮による酸性ドレン水が伝熱フィン表面に付
着した際に、伝熱フィン端部に設けた切欠部によって、
ドレン水が素早く伝熱フィン表面から離脱でき、伝熱フ
ィン表面に溜まったドレン水による伝熱妨害を防ぐこと
ができる。
水蒸気の凝縮による酸性ドレン水が伝熱フィン表面に付
着した際に、伝熱フィン端部に設けた切欠部によって、
ドレン水が素早く伝熱フィン表面から離脱でき、伝熱フ
ィン表面に溜まったドレン水による伝熱妨害を防ぐこと
ができる。
【００２１】請求項５に係る熱交換装置は、請求項１ま
たは請求項２または請求項３または請求項４或いは請求
項５の構成に加えて、伝熱フィンの端部に針状の水切り
棒を設けている。
たは請求項２または請求項３または請求項４或いは請求
項５の構成に加えて、伝熱フィンの端部に針状の水切り
棒を設けている。
【００２２】上記の熱交換装置において、燃焼ガス中の
水蒸気の凝縮による酸性ドレン水が伝熱フィン表面に付
着した際に、伝熱フィン端部に設けた水きり棒によっ
て、伝熱フィン端部まで流れるドレン水が水切り棒に引
き寄せられ、素早く伝熱フィン表面から離脱でき、伝熱
フィン表面に溜まったドレン水による伝熱妨害を防ぐこ
とができる。
水蒸気の凝縮による酸性ドレン水が伝熱フィン表面に付
着した際に、伝熱フィン端部に設けた水きり棒によっ
て、伝熱フィン端部まで流れるドレン水が水切り棒に引
き寄せられ、素早く伝熱フィン表面から離脱でき、伝熱
フィン表面に溜まったドレン水による伝熱妨害を防ぐこ
とができる。
【００２３】請求項６に係る熱交換装置は、請求項１ま
たは請求項２または請求項３或いは請求項４の構成に加
えて、伝熱フィンは段差を有する構成になっている。
たは請求項２または請求項３或いは請求項４の構成に加
えて、伝熱フィンは段差を有する構成になっている。
【００２４】上記の熱交換装置において、燃焼ガス中の
水蒸気の凝縮による酸性ドレン水が伝熱フィン表面に付
着した際に、伝熱フィンは段差のある伝熱部によって構
成されるため、ドレン水が伝熱フィン端部まで流れるこ
となく、段差部で伝熱フィン表面から離脱できる。よっ
て、伝熱フィン表面に溜まったドレン水による伝熱妨害
を防ぐことができる。
水蒸気の凝縮による酸性ドレン水が伝熱フィン表面に付
着した際に、伝熱フィンは段差のある伝熱部によって構
成されるため、ドレン水が伝熱フィン端部まで流れるこ
となく、段差部で伝熱フィン表面から離脱できる。よっ
て、伝熱フィン表面に溜まったドレン水による伝熱妨害
を防ぐことができる。
【００２５】請求項７に係る熱交換装置は、請求項１〜
６のいずれかの項に記載した構成に加えて、伝熱フィン
は表面塗装を施した構成になっている。
６のいずれかの項に記載した構成に加えて、伝熱フィン
は表面塗装を施した構成になっている。
【００２６】上記の熱交換装置において、伝熱フィンは
表面塗装例えば親水性の処理を施することによって、伝
熱フィン表面で形成されるドレン水は水滴として溜まら
ず、伝熱フィンの端部まで流れていき、伝熱フィンから
離脱しやすくなっている。よって、伝熱フィン表面に溜
まったドレン水による伝熱妨害を防ぐことができる。
表面塗装例えば親水性の処理を施することによって、伝
熱フィン表面で形成されるドレン水は水滴として溜まら
ず、伝熱フィンの端部まで流れていき、伝熱フィンから
離脱しやすくなっている。よって、伝熱フィン表面に溜
まったドレン水による伝熱妨害を防ぐことができる。
【００２７】請求項８に係る熱交換装置は、請求項１〜
７のいずれかの項に記載した構成に加えて、伝熱フィン
は外装部と一体化構成としている。
７のいずれかの項に記載した構成に加えて、伝熱フィン
は外装部と一体化構成としている。
【００２８】上記の熱交換装置において、伝熱フィンは
外装部と一体化することによって、簡単な構成で伝熱フ
ィンを形成できるので、低コストかつ小型な高効率熱交
換装置を提供することができる。
外装部と一体化することによって、簡単な構成で伝熱フ
ィンを形成できるので、低コストかつ小型な高効率熱交
換装置を提供することができる。
【００２９】
【実施例】以下、本発明の実施例について図面を用いて
説明する． （実施例１）図１は本発明の実施例１における熱交換装
置のシステム構成図で、図２は同熱交換装置を構成する
熱交換ユニットの一例の斜視図で、図３は同熱交換装置
を構成する熱交換ユニットの一例の斜視図である。
説明する． （実施例１）図１は本発明の実施例１における熱交換装
置のシステム構成図で、図２は同熱交換装置を構成する
熱交換ユニットの一例の斜視図で、図３は同熱交換装置
を構成する熱交換ユニットの一例の斜視図である。
【００３０】図１において、１０は燃料ガスを燃焼する
バーナで、バーナ１０の下流側には燃焼室１１を構成ず
るドラム缶１２が設けられており、ドラム缶１２の外周
にドラム水管１３が接着している。燃焼室１１の下流側
にはフィン管１４を内包する顕熱熱交換器１５と、排気
室１６が互いに密接して設けられている。排気室１６の
下流側に排気通路調整板１７が設けられ、排気通路調整
板１７によって、排気ガスＡが曲がってガス通路１８へ
導かれる。ガス通路１８の下流側部分は下に向き、排出
通路２１と連通している。排出通路２１において、排気
ガスＢが曲がって導出通路２２へ導かれ排気口２３から
排出する。また、排出通路２１には結露水排出部２４が
接続されている。ここで、ガス通路１８には、熱交換ユ
ニット１９を多数接続した熱交換装置２０が設けられて
いる。この熱交換ユニット１９は、図２または図３に示
すように、２枚の伝熱板２５ａ、２５ｂを重ね合わせ
て、平板状の伝熱フィン２５と２８を構成する外装部２
６が銅などの高熱伝導性の材料を用いた内管２７を覆い
一体化して構成されている。そしてこの伝熱フィン２
５、２８は例えばステンレス鋼などの耐食性材料或いは
親水性の表面処理を施した材料を用いて構成してある。
バーナで、バーナ１０の下流側には燃焼室１１を構成ず
るドラム缶１２が設けられており、ドラム缶１２の外周
にドラム水管１３が接着している。燃焼室１１の下流側
にはフィン管１４を内包する顕熱熱交換器１５と、排気
室１６が互いに密接して設けられている。排気室１６の
下流側に排気通路調整板１７が設けられ、排気通路調整
板１７によって、排気ガスＡが曲がってガス通路１８へ
導かれる。ガス通路１８の下流側部分は下に向き、排出
通路２１と連通している。排出通路２１において、排気
ガスＢが曲がって導出通路２２へ導かれ排気口２３から
排出する。また、排出通路２１には結露水排出部２４が
接続されている。ここで、ガス通路１８には、熱交換ユ
ニット１９を多数接続した熱交換装置２０が設けられて
いる。この熱交換ユニット１９は、図２または図３に示
すように、２枚の伝熱板２５ａ、２５ｂを重ね合わせ
て、平板状の伝熱フィン２５と２８を構成する外装部２
６が銅などの高熱伝導性の材料を用いた内管２７を覆い
一体化して構成されている。そしてこの伝熱フィン２
５、２８は例えばステンレス鋼などの耐食性材料或いは
親水性の表面処理を施した材料を用いて構成してある。
【００３１】以上のように構成された熱交換装置につい
て、以下動作、作用を説明する。
て、以下動作、作用を説明する。
【００３２】バーナ１０の燃焼によって燃焼室１１内で
形成される高温燃焼ガスは顕熱熱交換器１５でフィン管
１４内を流れる予熱水を加熱した後、低温燃焼ガスとな
って、排気室１６内に流入する。さらに排気室１６の下
流側において、この低温の排気ガスＡがガス通路１８を
通過しながら、下向きの流れ方向に偏向され、熱交換装
置２０を通過する。この時、熱交換装置２０内におい
て、伝熱フィン２５、２８を通じて内管２７内を流れる
水を予熱することによって排気ガスはさらに低温の排気
ガスＢとなり、燃焼排気ガス中の水蒸気は凝縮潜熱を奪
われて外装部２６の表面で凝縮水となる。この凝縮水に
はＣＯ2やＮＯｘなどのガスが溶解しているため、酸性
（pH〜４）を示す。発生した凝縮水は更に低温となった
燃焼ガスとともに下向きに流れ、結露水排出部２４から
排出される。一方更に低温となった排気ガスＢは排出通
路２１で偏向を受け、再び導出通路２２を上方に流れ排
気口２３から大気に排出される。加熱流体である水は給
水口（図示せず）から熱交換装置２０の内管２７内へ導
入され、低温の排気ガスＡから水蒸気潜熱を奪い給水時
よりやや温度が高い予熱水となって、熱交換装置２０か
ら導出される。そして、この予熱水はドラム缶１２の外
周を巻くドラム水管１３へと導かれ、ドラム缶１２の外
周を冷却しながらフィン管１４に至り、顕熱熱交換器１
５で所定の温度まで加熱された後出湯される。
形成される高温燃焼ガスは顕熱熱交換器１５でフィン管
１４内を流れる予熱水を加熱した後、低温燃焼ガスとな
って、排気室１６内に流入する。さらに排気室１６の下
流側において、この低温の排気ガスＡがガス通路１８を
通過しながら、下向きの流れ方向に偏向され、熱交換装
置２０を通過する。この時、熱交換装置２０内におい
て、伝熱フィン２５、２８を通じて内管２７内を流れる
水を予熱することによって排気ガスはさらに低温の排気
ガスＢとなり、燃焼排気ガス中の水蒸気は凝縮潜熱を奪
われて外装部２６の表面で凝縮水となる。この凝縮水に
はＣＯ2やＮＯｘなどのガスが溶解しているため、酸性
（pH〜４）を示す。発生した凝縮水は更に低温となった
燃焼ガスとともに下向きに流れ、結露水排出部２４から
排出される。一方更に低温となった排気ガスＢは排出通
路２１で偏向を受け、再び導出通路２２を上方に流れ排
気口２３から大気に排出される。加熱流体である水は給
水口（図示せず）から熱交換装置２０の内管２７内へ導
入され、低温の排気ガスＡから水蒸気潜熱を奪い給水時
よりやや温度が高い予熱水となって、熱交換装置２０か
ら導出される。そして、この予熱水はドラム缶１２の外
周を巻くドラム水管１３へと導かれ、ドラム缶１２の外
周を冷却しながらフィン管１４に至り、顕熱熱交換器１
５で所定の温度まで加熱された後出湯される。
【００３３】このように、熱交換装置２０を構成する熱
交換ユニット１９の内管２７を外装部２６で覆っている
ため、外装部２６を例えばステンレス鋼などの耐食性材
料や、防食処理をすることによって、燃焼ガス中に含ま
れるＣＯ2やＮＯｘが溶解することによる酸性結露水の
腐食から内管２７を保護し耐久性を向上させることがで
きるとともに、熱伝達率の低い燃焼ガス側においては、
伝熱フィン２５と２８が立てられているため、燃焼ガス
側からの受熱面積が確保され、内管２７内を流れる水と
伝熱フィン２５、２８側を流れる燃焼ガスとの伝熱性が
向上でき、高効率の熱交換装置を実現することができ
る。
交換ユニット１９の内管２７を外装部２６で覆っている
ため、外装部２６を例えばステンレス鋼などの耐食性材
料や、防食処理をすることによって、燃焼ガス中に含ま
れるＣＯ2やＮＯｘが溶解することによる酸性結露水の
腐食から内管２７を保護し耐久性を向上させることがで
きるとともに、熱伝達率の低い燃焼ガス側においては、
伝熱フィン２５と２８が立てられているため、燃焼ガス
側からの受熱面積が確保され、内管２７内を流れる水と
伝熱フィン２５、２８側を流れる燃焼ガスとの伝熱性が
向上でき、高効率の熱交換装置を実現することができ
る。
【００３４】また、上流側の低温の加熱流体を、下流側
の低温の燃焼ガスで熱交換装置２０によって熱交換さ
せ、下流側の高温の加熱流体を、上流側の高温の燃焼ガ
スで顕熱熱交換器１５によって熱交換させる対向型熱交
換システムとすることで加熱流体と燃焼ガスとの温度差
を確保し効果的な伝熱を行なわせ小型の熱交換システム
を実現することができる。
の低温の燃焼ガスで熱交換装置２０によって熱交換さ
せ、下流側の高温の加熱流体を、上流側の高温の燃焼ガ
スで顕熱熱交換器１５によって熱交換させる対向型熱交
換システムとすることで加熱流体と燃焼ガスとの温度差
を確保し効果的な伝熱を行なわせ小型の熱交換システム
を実現することができる。
【００３５】また、図３に示すように、一例として、伝
熱フィン２８は伝熱フィン２５と同様に内管２７に沿っ
て内管２７の上で立てられている。このような伝熱フィ
ン２８においても、前述同様効果が得られる。
熱フィン２８は伝熱フィン２５と同様に内管２７に沿っ
て内管２７の上で立てられている。このような伝熱フィ
ン２８においても、前述同様効果が得られる。
【００３６】（実施例２）図４は本発明の実施例２の熱
交換ユニット斜視図を示す。
交換ユニット斜視図を示す。
【００３７】本実施例２において、実施例１と異なる点
は、図３に示すごとく熱交換ユニット１９の伝熱フィン
２５にドレン水早期離脱を図るドレン水離脱溝２９を備
えることである。
は、図３に示すごとく熱交換ユニット１９の伝熱フィン
２５にドレン水早期離脱を図るドレン水離脱溝２９を備
えることである。
【００３８】なお、実施例１と同一符号のものは同一構
造を有し、説明は省略する。
造を有し、説明は省略する。
【００３９】次に動作、作用を説明すると、排気ガスＡ
は伝熱フィン２５と２８の表面で熱を奪われ、排気ガス
中の水蒸気の凝縮による酸性ドレン水が例えば伝熱フィ
ン２５の表面に付着した際に、ドレン水離脱溝２９と伝
熱フィン２５の表面とのエジ部勾配によるドレン水の水
滴表面張力変化によって、ドレン水の水滴はドレン水離
脱溝２９に沿って流れやすく、ドレン水離脱溝２９の出
口２９ａより素早く伝熱フィン２５の表面から離脱でき
るため、伝熱フィン２５の表面に溜まったドレン水によ
る伝熱妨害を防ぐことができる。よって、乾いた有効伝
熱面積を確保することができるため、伝熱性の向上が図
れ、高効率の熱交換装置を提供することができる。な
お、このようなドレン水離脱溝２９は伝熱フィンの表裏
はもちろん全てに設けるのが好ましい。
は伝熱フィン２５と２８の表面で熱を奪われ、排気ガス
中の水蒸気の凝縮による酸性ドレン水が例えば伝熱フィ
ン２５の表面に付着した際に、ドレン水離脱溝２９と伝
熱フィン２５の表面とのエジ部勾配によるドレン水の水
滴表面張力変化によって、ドレン水の水滴はドレン水離
脱溝２９に沿って流れやすく、ドレン水離脱溝２９の出
口２９ａより素早く伝熱フィン２５の表面から離脱でき
るため、伝熱フィン２５の表面に溜まったドレン水によ
る伝熱妨害を防ぐことができる。よって、乾いた有効伝
熱面積を確保することができるため、伝熱性の向上が図
れ、高効率の熱交換装置を提供することができる。な
お、このようなドレン水離脱溝２９は伝熱フィンの表裏
はもちろん全てに設けるのが好ましい。
【００４０】（実施例３）図５は本発明の実施例３の熱
交換ユニット斜視図である。
交換ユニット斜視図である。
【００４１】本実施例３において、実施例１と異なる点
は、図５に示すごとく熱交換ユニット１９の伝熱フィン
２５にドレン水早期離脱を図るドレン水離脱孔３０を備
えることである。
は、図５に示すごとく熱交換ユニット１９の伝熱フィン
２５にドレン水早期離脱を図るドレン水離脱孔３０を備
えることである。
【００４２】なお、実施例１と同一符号のものは同一構
造を有し、説明は省略する。
造を有し、説明は省略する。
【００４３】次に動作、作用を説明すると、本実施例に
おいて、図５示すように、排気ガス中の水蒸気の凝縮に
よる酸性ドレン水が例えば伝熱フィン２５の表面に付着
した際に、伝熱フィン２５の表面に設けたドレン水離脱
孔３０によって、ドレン水が伝熱フィン２５の端面まで
流れることなくドレン水離脱孔３０からはやく落ちるこ
とができるため、伝熱フィン２５の表面に溜まったドレ
ン水による伝熱妨害を防ぐことができる。よって、乾い
た有効伝熱面積を確保することができるため、伝熱性の
向上が図れ、高効率の熱交換装置を提供することができ
る。
おいて、図５示すように、排気ガス中の水蒸気の凝縮に
よる酸性ドレン水が例えば伝熱フィン２５の表面に付着
した際に、伝熱フィン２５の表面に設けたドレン水離脱
孔３０によって、ドレン水が伝熱フィン２５の端面まで
流れることなくドレン水離脱孔３０からはやく落ちるこ
とができるため、伝熱フィン２５の表面に溜まったドレ
ン水による伝熱妨害を防ぐことができる。よって、乾い
た有効伝熱面積を確保することができるため、伝熱性の
向上が図れ、高効率の熱交換装置を提供することができ
る。
【００４４】（実施例４）図６は本発明の実施例４の熱
交換ユニット斜視図である。
交換ユニット斜視図である。
【００４５】本実施例４において、実施例１と異なる点
は、図６に示すごとく伝熱フィン２５の端部にスリット
状のドレン水離脱切欠部３１を設けたことである。
は、図６に示すごとく伝熱フィン２５の端部にスリット
状のドレン水離脱切欠部３１を設けたことである。
【００４６】なお、実施例１と同一符号のものは同一構
造を有し、説明は省略する。
造を有し、説明は省略する。
【００４７】次に動作、作用を説明すると、本実施例に
おいて、図６示すように、排気ガス中の水蒸気の凝縮に
よる酸性ドレン水が例えば伝熱フィン２５の表面に付着
した際に、ドレン水離脱切欠部３１によって形成される
ジグザグ状の伝熱フィン端部において、端部まで集まっ
てきたドレン水は、表面張力の影響で素早く伝熱フィン
２５から離脱できるため、伝熱フィン２５の表面に溜ま
ったドレン水による伝熱妨害を防ぐことができる。よっ
て、乾いた有効伝熱面積を確保することができるため、
伝熱性の向上が図れ、高効率の熱交換装置を提供するこ
とができる。
おいて、図６示すように、排気ガス中の水蒸気の凝縮に
よる酸性ドレン水が例えば伝熱フィン２５の表面に付着
した際に、ドレン水離脱切欠部３１によって形成される
ジグザグ状の伝熱フィン端部において、端部まで集まっ
てきたドレン水は、表面張力の影響で素早く伝熱フィン
２５から離脱できるため、伝熱フィン２５の表面に溜ま
ったドレン水による伝熱妨害を防ぐことができる。よっ
て、乾いた有効伝熱面積を確保することができるため、
伝熱性の向上が図れ、高効率の熱交換装置を提供するこ
とができる。
【００４８】（実施例５）図７は本発明の実施例５の熱
交換ユニット斜視図である。
交換ユニット斜視図である。
【００４９】本実施例５において、実施例１と異なる点
は、図７に示すごとく伝熱フィン２５は段差の異なる伝
熱部３２、３３によって構成される熱交換ユニットを備
えることである。
は、図７に示すごとく伝熱フィン２５は段差の異なる伝
熱部３２、３３によって構成される熱交換ユニットを備
えることである。
【００５０】なお、実施例１と同一符号のものは同一構
造を有し、説明は省略する。
造を有し、説明は省略する。
【００５１】次に動作、作用を説明すると、燃焼ガス中
の水蒸気の凝縮による酸性ドレン水が例えば伝熱フィン
２５の表面に付着した際に、伝熱フィン２５は段差のあ
る伝熱部３２と３３によって構成されるため、ドレン水
が伝熱フィン２５の端部まで流れることなく、段差部３
４で伝熱フィン２５の表面から離脱できる。よって、伝
熱フィン２５の表面に溜まったドレン水による伝熱妨害
を防ぐことができる。よって、乾いた有効伝熱面積を確
保することができるため、伝熱性の向上が図れ、高効率
の熱交換装置を提供することができる。
の水蒸気の凝縮による酸性ドレン水が例えば伝熱フィン
２５の表面に付着した際に、伝熱フィン２５は段差のあ
る伝熱部３２と３３によって構成されるため、ドレン水
が伝熱フィン２５の端部まで流れることなく、段差部３
４で伝熱フィン２５の表面から離脱できる。よって、伝
熱フィン２５の表面に溜まったドレン水による伝熱妨害
を防ぐことができる。よって、乾いた有効伝熱面積を確
保することができるため、伝熱性の向上が図れ、高効率
の熱交換装置を提供することができる。
【００５２】（実施例６）図８は本発明の実施例６の熱
交換ユニット斜視図である。
交換ユニット斜視図である。
【００５３】本実施例６において、実施例１と異なる点
は、図８に示すごとく伝熱フィン２５の端部に針状の水
切り棒３５を設けた熱交換ユニットを備えることであ
る。
は、図８に示すごとく伝熱フィン２５の端部に針状の水
切り棒３５を設けた熱交換ユニットを備えることであ
る。
【００５４】なお、実施例１と同一符号のものは同一構
造を有し、説明は省略する。
造を有し、説明は省略する。
【００５５】次に動作、作用を説明すると、燃焼ガス中
の水蒸気の凝縮による酸性ドレン水が例えば伝熱フィン
２５の表面に付着した際に、伝熱フィン２５の端部に設
けた水きり棒３５によって、伝熱フィン２５の端部まで
流れるドレン水が水切り棒３５に引き寄せられ、素早く
伝熱フィン２５の表面から離脱でき、伝熱フィン２５の
表面に溜まったドレン水による伝熱妨害を防ぐことがで
きる。よって、乾いた有効伝熱面積を確保することがで
きるため、伝熱性の向上が図れ、高効率の熱交換装置を
提供することができる。
の水蒸気の凝縮による酸性ドレン水が例えば伝熱フィン
２５の表面に付着した際に、伝熱フィン２５の端部に設
けた水きり棒３５によって、伝熱フィン２５の端部まで
流れるドレン水が水切り棒３５に引き寄せられ、素早く
伝熱フィン２５の表面から離脱でき、伝熱フィン２５の
表面に溜まったドレン水による伝熱妨害を防ぐことがで
きる。よって、乾いた有効伝熱面積を確保することがで
きるため、伝熱性の向上が図れ、高効率の熱交換装置を
提供することができる。
【００５６】なお、上記実施例３〜６のドレン水離脱手
段は伝熱フィン２５のみならず２８も含む全ての伝熱フ
ィンに設けるのが好ましい。
段は伝熱フィン２５のみならず２８も含む全ての伝熱フ
ィンに設けるのが好ましい。
【００５７】また、前記各実施例において、顕熱熱交換
器１５がフィン管１４を用いるとしたが、顕熱熱交換器
１５のフィン管１４を熱交換ユニット１９に入れ替えて
も同様な効果が実現できる。
器１５がフィン管１４を用いるとしたが、顕熱熱交換器
１５のフィン管１４を熱交換ユニット１９に入れ替えて
も同様な効果が実現できる。
【００５８】更に、前記各実施例において、燃料ガスに
ついて説明したが、石油燃料やその他の燃料を使用した
場合でも同様の効果が実現できる。
ついて説明したが、石油燃料やその他の燃料を使用した
場合でも同様の効果が実現できる。
【００５９】
【発明の効果】以上のように、発明によれば、酸性結露
水による腐食を防止し、所期性能が維持できて耐久性が
よく、かつ高効率熱交換装置を提供することが可能とな
る。
水による腐食を防止し、所期性能が維持できて耐久性が
よく、かつ高効率熱交換装置を提供することが可能とな
る。
【図１】本発明の実施例１における熱交換装置のシステ
ム構成図
ム構成図
【図２】同熱交換装置を構成する熱交換ユニットの斜視
図
図
【図３】同熱交換装置を構成する熱交換ユニットの斜視
図
図
【図４】本発明の実施例２における熱交換ユニットの斜
視図
視図
【図５】本発明の実施例３における熱交換ユニットの斜
視図
視図
【図６】本発明の実施例４における熱交換ユニットの斜
視図
視図
【図７】本発明の実施例５における熱交換ユニットの斜
視図
視図
【図８】本発明の実施例６における熱交換ユニットの斜
視図
視図
【図９】従来の熱交換装置の要部図
【図１０】従来の熱交換装置の要部図
１８ ガス通路
１９ 熱交換ユニット
２０ 熱交換装置
２５ 伝熱フィン
２６ 外装部
２７ 内管
２８ 伝熱フィン
２９ ドレン水離脱溝（ドレン水離脱手段）
３０ ドレン水離脱孔（ドレン水離脱手段）
３１ ドレン水離脱切欠部（ドレン水離脱手段）
３５ 水切り棒（ドレン水離脱手段）
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
Ｆターム(参考） 3L103 AA05 AA12 AA32 AA35 BB05
BB43 CC02 CC27 DD08 DD33
DD97
Claims (8)
- 【請求項１】 ガス通路と、前記ガス通路内に配置する
熱交換ユニットとからなり、前記熱交換ユニットは内管
と、前記内管を覆う外装部と、前記外装部に設けた伝熱
フィンとを備え、前記伝熱フィンにはドレン水離脱手段
を施した熱交換装置。 - 【請求項２】 伝熱フィンの表面にドレン水離脱溝を設
けた請求項１記載の熱交換装置。 - 【請求項３】 伝熱フィンにドレン水離脱孔を設けた請
求項１また２記載の熱交換装置。 - 【請求項４】 伝熱フィンの端部にスリット状のドレン
水離脱切欠部を設けた請求項１または請求項２或いは請
求項３記載の熱交換装置。 - 【請求項５】 伝熱フィンの端部に針状の水切り棒を設
けた請求項１〜４のいずれか１項に記載の熱交換装置。 - 【請求項６】 伝熱フィンは段差を有する構成とした請
求項１〜５のいずれか１項に記載の熱交換装置。 - 【請求項７】 伝熱フィンは表面塗装を施した請求項１
〜６のいずれか１項に記載の熱交換装置。 - 【請求項８】 伝熱フィンは外装部と一体化構成とした
請求項１〜７のいずれか１項に記載の熱交換装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001309581A JP2003114095A (ja) | 2001-10-05 | 2001-10-05 | 熱交換装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001309581A JP2003114095A (ja) | 2001-10-05 | 2001-10-05 | 熱交換装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003114095A true JP2003114095A (ja) | 2003-04-18 |
Family
ID=19128700
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001309581A Pending JP2003114095A (ja) | 2001-10-05 | 2001-10-05 | 熱交換装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2003114095A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102022931B (zh) * | 2009-09-18 | 2012-10-03 | 苏雅拉 | 带面板的翅片散热器 |
| US8453720B2 (en) | 2007-02-23 | 2013-06-04 | Lg Electronics Inc. | Heat exchanger and condensing type laundry dryer having the same |
-
2001
- 2001-10-05 JP JP2001309581A patent/JP2003114095A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8453720B2 (en) | 2007-02-23 | 2013-06-04 | Lg Electronics Inc. | Heat exchanger and condensing type laundry dryer having the same |
| CN102022931B (zh) * | 2009-09-18 | 2012-10-03 | 苏雅拉 | 带面板的翅片散热器 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| RD01 | Notification of change of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7421 Effective date: 20050701 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20051026 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20060613 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20061010 |