JP2003307348A - 熱交換装置 - Google Patents
熱交換装置Info
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- F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
- F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
- F28F1/00—Tubular elements; Assemblies of tubular elements
- F28F1/10—Tubular elements and assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with projections, with recesses
- F28F1/12—Tubular elements and assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with projections, with recesses the means being only outside the tubular element
- F28F1/122—Tubular elements and assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with projections, with recesses the means being only outside the tubular element and being formed of wires
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- Details Of Fluid Heaters (AREA)
- Heat-Exchange Devices With Radiators And Conduit Assemblies (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 耐久性に優れた高熱効率の熱交換装置を実現
すること。 【解決手段】 燃焼ガス通路１３に設けた、顕熱用熱交
換器１４と潜熱回収用熱交換器１６とを備え、潜熱回収
用熱交換器１６は複数のステンレス製の伝熱管１０とか
らなり、この伝熱管１０はステンレス製の伝熱線１１に
より結合されている。これによって、小型高熱効率で耐
久性に優れた熱交換装置を提供することが可能となる。
すること。 【解決手段】 燃焼ガス通路１３に設けた、顕熱用熱交
換器１４と潜熱回収用熱交換器１６とを備え、潜熱回収
用熱交換器１６は複数のステンレス製の伝熱管１０とか
らなり、この伝熱管１０はステンレス製の伝熱線１１に
より結合されている。これによって、小型高熱効率で耐
久性に優れた熱交換装置を提供することが可能となる。
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、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、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】従来のこの種の熱交換装置として、図１
０に示すように特開平８−１７８５７０号公報に記載さ
れたものがあった。図１０において、１は燃焼ガス通
路、２は燃焼ガス通路を構成する缶胴、３は燃焼ガス通
路１内に設置されるステンレスまたはチタン製の蛇腹
管、４は蛇腹管３の表面にある凸凹部である。図示のよ
うに、蛇腹管３は缶胴２を貫通し、燃焼ガス通路１内に
設置されている。
０に示すように特開平８−１７８５７０号公報に記載さ
れたものがあった。図１０において、１は燃焼ガス通
路、２は燃焼ガス通路を構成する缶胴、３は燃焼ガス通
路１内に設置されるステンレスまたはチタン製の蛇腹
管、４は蛇腹管３の表面にある凸凹部である。図示のよ
うに、蛇腹管３は缶胴２を貫通し、燃焼ガス通路１内に
設置されている。
【０００３】上記構成において、燃焼ガス通路１内に設
置される蛇腹管３の内部を通水する水は、燃焼ガス通路
１を流れる燃焼ガスと熱交換し、燃焼ガスは熱を奪われ
る。そして水蒸気が凝縮し炭酸や硝酸イオンを含む酸性
結露水を生成しても、蛇腹管は耐食材料であるステンレ
スまたはチタンで製作されているため、腐食されること
はない。また、管体を凸凹の蛇腹状に形成することによ
り、伝熱面積が増え、高熱効率の潜熱回収熱交換装置と
なる。
置される蛇腹管３の内部を通水する水は、燃焼ガス通路
１を流れる燃焼ガスと熱交換し、燃焼ガスは熱を奪われ
る。そして水蒸気が凝縮し炭酸や硝酸イオンを含む酸性
結露水を生成しても、蛇腹管は耐食材料であるステンレ
スまたはチタンで製作されているため、腐食されること
はない。また、管体を凸凹の蛇腹状に形成することによ
り、伝熱面積が増え、高熱効率の潜熱回収熱交換装置と
なる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の熱交換装置の構成では、蛇腹管３は凸凹表面を有す
ることによって、表面伝熱面積を増やす構成になってい
るため、蛇腹管表面の凸凹を成型するには限界があり、
成型後の蛇腹管の表面積は、蛇腹管凸部の外径と同等の
外径を有する平滑管体の表面積と比べ、約１０％程度の
増加しかならない。よって、更なる伝熱面積の増加によ
る伝熱性能向上は限界があるという課題があった。さら
に、蛇腹管表面に生成される結露水が水膜を形成し熱伝
導を悪化させ、熱効率が悪くなるという課題がある。
来の熱交換装置の構成では、蛇腹管３は凸凹表面を有す
ることによって、表面伝熱面積を増やす構成になってい
るため、蛇腹管表面の凸凹を成型するには限界があり、
成型後の蛇腹管の表面積は、蛇腹管凸部の外径と同等の
外径を有する平滑管体の表面積と比べ、約１０％程度の
増加しかならない。よって、更なる伝熱面積の増加によ
る伝熱性能向上は限界があるという課題があった。さら
に、蛇腹管表面に生成される結露水が水膜を形成し熱伝
導を悪化させ、熱効率が悪くなるという課題がある。
【０００５】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、高熱効率が実現で
きて耐久性がよく、かつ小型化を図ることができ、製作
も容易な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、高熱効率が実現で
きて耐久性がよく、かつ小型化を図ることができ、製作
も容易な熱交換装置を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明は上記課題を解決
するため熱交換装置が燃焼ガス通路と、燃焼ガス通路に
設けた顕熱熱交換器と潜熱熱交換器とを備え、この潜熱
熱交換器は複数の伝熱管からなり、伝熱管は高耐食材料
であるステンレスやチタン等で構成され伝熱管同士を複
数の伝熱部材で結合し一体化するように構成したもので
ある。
するため熱交換装置が燃焼ガス通路と、燃焼ガス通路に
設けた顕熱熱交換器と潜熱熱交換器とを備え、この潜熱
熱交換器は複数の伝熱管からなり、伝熱管は高耐食材料
であるステンレスやチタン等で構成され伝熱管同士を複
数の伝熱部材で結合し一体化するように構成したもので
ある。
【０００７】上記発明によれば、潜熱熱交換器の伝熱管
を伝熱部材で一体化し、その内部に通水し、伝熱部材と
伝熱管の表面は燃焼ガスに接触し、燃焼ガスと水との熱
交換を行う構成となる。伝熱部材と伝熱管は耐食性のス
テンレス鋼やチタン等であるため、燃焼ガスの凝縮によ
って形成される酸性結露水による腐食を防ぐとともに、
管体と連結された伝熱部材によって、伝熱面積を大きく
増やすことができ、伝熱性能を大幅に向上することがで
きる。
を伝熱部材で一体化し、その内部に通水し、伝熱部材と
伝熱管の表面は燃焼ガスに接触し、燃焼ガスと水との熱
交換を行う構成となる。伝熱部材と伝熱管は耐食性のス
テンレス鋼やチタン等であるため、燃焼ガスの凝縮によ
って形成される酸性結露水による腐食を防ぐとともに、
管体と連結された伝熱部材によって、伝熱面積を大きく
増やすことができ、伝熱性能を大幅に向上することがで
きる。
【０００８】このように、熱伝達率の低い燃焼ガス側に
おいて、伝熱部材と伝熱管による伝熱面積の増加によっ
て、必要な伝熱面積を確保できるため、耐久性の優れた
高熱効率の熱交換装置を提供することができる。
おいて、伝熱部材と伝熱管による伝熱面積の増加によっ
て、必要な伝熱面積を確保できるため、耐久性の優れた
高熱効率の熱交換装置を提供することができる。
【０００９】
【発明の実施の形態】本発明の請求項１における熱交換
装置は、燃焼ガス通路と、燃焼ガス通路に設けた顕熱用
熱交換器と潜熱回収用熱交換器とを備え、潜熱回収用熱
交換器は複数の伝熱管からなり、伝熱管はステンレスで
構成され伝熱管同士を複数の伝熱部材で結合し一体化構
成される。
装置は、燃焼ガス通路と、燃焼ガス通路に設けた顕熱用
熱交換器と潜熱回収用熱交換器とを備え、潜熱回収用熱
交換器は複数の伝熱管からなり、伝熱管はステンレスで
構成され伝熱管同士を複数の伝熱部材で結合し一体化構
成される。
【００１０】上記構成によって、伝熱部材と伝熱管の表
面は耐食性のよいステンレス鋼で製作されるため、燃焼
ガスの凝縮によって形成される酸性結露水による腐食を
防ぐとともに、管体と一体化となる伝熱部材によって、
伝熱面積を大きく増やすことができ、伝熱性能を大幅に
向上することができる。
面は耐食性のよいステンレス鋼で製作されるため、燃焼
ガスの凝縮によって形成される酸性結露水による腐食を
防ぐとともに、管体と一体化となる伝熱部材によって、
伝熱面積を大きく増やすことができ、伝熱性能を大幅に
向上することができる。
【００１１】このように、熱伝達率の低い燃焼ガス側に
おいて、伝熱部材による伝熱面積の増加によって、必要
な伝熱面積を確保でき伝熱管内を通水する水と伝熱部材
または伝熱管表面を流れる燃焼ガスとの熱交換は効果的
に行うことができるため、耐久性の優れた高熱効率の熱
交換装置を提供することができる。
おいて、伝熱部材による伝熱面積の増加によって、必要
な伝熱面積を確保でき伝熱管内を通水する水と伝熱部材
または伝熱管表面を流れる燃焼ガスとの熱交換は効果的
に行うことができるため、耐久性の優れた高熱効率の熱
交換装置を提供することができる。
【００１２】本発明の請求項２における熱交換装置は、
燃焼ガス通路と、燃焼ガス通路に設けた顕熱用熱交換器
と潜熱回収用熱交換器とを備え、潜熱回収用熱交換器は
伝熱管を半周以上で結合する伝熱部材が設けられてい
る。上記構成によって、伝熱管と伝熱部材の接触長さが
長くなり、接触面積が増加することによって伝熱管と伝
熱部材との間の伝熱量が増加し、高熱効率かつコンパク
トな熱交換装置を提供することができる。
燃焼ガス通路と、燃焼ガス通路に設けた顕熱用熱交換器
と潜熱回収用熱交換器とを備え、潜熱回収用熱交換器は
伝熱管を半周以上で結合する伝熱部材が設けられてい
る。上記構成によって、伝熱管と伝熱部材の接触長さが
長くなり、接触面積が増加することによって伝熱管と伝
熱部材との間の伝熱量が増加し、高熱効率かつコンパク
トな熱交換装置を提供することができる。
【００１３】本発明の請求項３における熱交換装置は、
伝熱管を結合する伝熱部材を空気の流れる方向に変形さ
せた帯状の伝熱帯として構成されている。上記構成によ
って、伝熱帯の表面積が広くなり、熱伝達率の低い燃焼
ガス側の伝熱面積を増加することによって、伝熱管と伝
熱帯の間の伝熱量が増加し、耐久性の優れた高熱効率の
熱交換装置を提供することができる。
伝熱管を結合する伝熱部材を空気の流れる方向に変形さ
せた帯状の伝熱帯として構成されている。上記構成によ
って、伝熱帯の表面積が広くなり、熱伝達率の低い燃焼
ガス側の伝熱面積を増加することによって、伝熱管と伝
熱帯の間の伝熱量が増加し、耐久性の優れた高熱効率の
熱交換装置を提供することができる。
【００１４】本発明の請求項４による熱交換装置は、伝
熱帯を波板状に変形させて構成している。上記構成によ
って、伝熱帯の表面積を増加するとともに、燃焼ガスに
流れの乱れを誘発し燃焼ガス側の熱伝達率が向上するこ
とで、高熱効率の熱交換装置を提供することができる。
熱帯を波板状に変形させて構成している。上記構成によ
って、伝熱帯の表面積を増加するとともに、燃焼ガスに
流れの乱れを誘発し燃焼ガス側の熱伝達率が向上するこ
とで、高熱効率の熱交換装置を提供することができる。
【００１５】本発明の請求項５による熱交換装置は、伝
熱帯に切り欠き部を設けて構成される。上記構成によっ
て、伝熱帯表面の切り欠き部により燃焼ガスに流れの乱
れを誘発し燃焼ガス側の熱伝達率が向上することで、高
熱効率の熱交換装置を提供することができる。さらに、
燃焼ガス中の水蒸気が凝縮して形成した結露水が伝熱帯
に滞留することなく切り欠き部から離脱できるため、伝
熱帯に形成する滞留水膜により伝熱悪化することなく高
熱効率が図れる。
熱帯に切り欠き部を設けて構成される。上記構成によっ
て、伝熱帯表面の切り欠き部により燃焼ガスに流れの乱
れを誘発し燃焼ガス側の熱伝達率が向上することで、高
熱効率の熱交換装置を提供することができる。さらに、
燃焼ガス中の水蒸気が凝縮して形成した結露水が伝熱帯
に滞留することなく切り欠き部から離脱できるため、伝
熱帯に形成する滞留水膜により伝熱悪化することなく高
熱効率が図れる。
【００１６】本発明の請求項６による熱交換装置は、伝
熱管に螺旋状の凹部を設け、凹部に添って伝熱部材を結
合する構成としている。上記構成によって、伝熱管と伝
熱部材の接触面積が広くなり、伝熱管と伝熱部材の間の
伝熱量が増加し高熱効率の熱交換装置を提供することが
できる。
熱管に螺旋状の凹部を設け、凹部に添って伝熱部材を結
合する構成としている。上記構成によって、伝熱管と伝
熱部材の接触面積が広くなり、伝熱管と伝熱部材の間の
伝熱量が増加し高熱効率の熱交換装置を提供することが
できる。
【００１７】本発明の請求項７による熱交換装置は、伝
熱部材にバネ性を持たせた弾性体伝熱部材として構成と
する。上記構成により、伝熱管と伝熱部材の結合を確実
なものにすることができると共に熱伝達性能を確保でき
るため、耐久性の優れた高熱効率の熱交換装置を提供す
ることができる。
熱部材にバネ性を持たせた弾性体伝熱部材として構成と
する。上記構成により、伝熱管と伝熱部材の結合を確実
なものにすることができると共に熱伝達性能を確保でき
るため、耐久性の優れた高熱効率の熱交換装置を提供す
ることができる。
【００１８】本発明の請求項８による熱交換装置は、引
き寄せる力を発生する弾性体伝熱部材と弾性体伝熱部材
との間に伝熱管を押し戻す力を生ずる第二の弾性体伝熱
部材を設けた構成とする。上記構成により、伝熱管に一
方向の力が加わることなく対向する力によって伝熱管と
両伝熱部材の結合を確実なものにすることができ熱伝達
性能を確保できるため、高熱効率の熱交換装置を提供す
ることができる。
き寄せる力を発生する弾性体伝熱部材と弾性体伝熱部材
との間に伝熱管を押し戻す力を生ずる第二の弾性体伝熱
部材を設けた構成とする。上記構成により、伝熱管に一
方向の力が加わることなく対向する力によって伝熱管と
両伝熱部材の結合を確実なものにすることができ熱伝達
性能を確保できるため、高熱効率の熱交換装置を提供す
ることができる。
【００１９】
【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。
説明する。
【００２０】（実施例１）図１は本発明の実施例１の熱
交換装置であり、図２は熱交換部拡大図である。
交換装置であり、図２は熱交換部拡大図である。
【００２１】図１および図２において、１０は高耐食材
料であるステンレス製の伝熱管、１１は伝熱管１０を結
合するステンレス製の伝熱部材、２本の伝熱管１０を複
数の伝熱線１１で結合して構成する。１２は燃料を燃や
すバーナ、１３はバーナ１２の下流側に設けられる燃焼
ガス通路、この燃焼ガス通路１３はバーナ１２の燃焼に
よって形成される燃焼ガスＡを案内している。そして、
１４は燃焼ガス通路１３の中に配置される主に燃焼ガス
の顕熱を吸収する顕熱用熱交換器、この顕熱用熱交換器
１４は銅管１５によって構成されている。１６は顕熱用
熱交換器１４の下流側に設置される潜熱回収用熱交換
器、この潜熱回収用熱交換器１６は複数の伝熱管１０で
構成されており、燃焼ガスの一部の顕熱と潜熱を回収す
る。また、１７は潜熱回収用熱交換器１６の下流側に位
置する排気通路、１８は排気通路１７と連通する排気
口、１９は潜熱回収用熱交換器１６で形成された結露水
を捕集し中和する中和装置である。
料であるステンレス製の伝熱管、１１は伝熱管１０を結
合するステンレス製の伝熱部材、２本の伝熱管１０を複
数の伝熱線１１で結合して構成する。１２は燃料を燃や
すバーナ、１３はバーナ１２の下流側に設けられる燃焼
ガス通路、この燃焼ガス通路１３はバーナ１２の燃焼に
よって形成される燃焼ガスＡを案内している。そして、
１４は燃焼ガス通路１３の中に配置される主に燃焼ガス
の顕熱を吸収する顕熱用熱交換器、この顕熱用熱交換器
１４は銅管１５によって構成されている。１６は顕熱用
熱交換器１４の下流側に設置される潜熱回収用熱交換
器、この潜熱回収用熱交換器１６は複数の伝熱管１０で
構成されており、燃焼ガスの一部の顕熱と潜熱を回収す
る。また、１７は潜熱回収用熱交換器１６の下流側に位
置する排気通路、１８は排気通路１７と連通する排気
口、１９は潜熱回収用熱交換器１６で形成された結露水
を捕集し中和する中和装置である。
【００２２】次に動作、作用について説明すると、バー
ナ１２の燃焼によって形成される高温燃焼ガスＡは顕熱
用熱交換器１４で銅管１５内を流れる予熱水を加熱した
後、低温燃焼ガスＢとなって、燃焼ガス通路１３の中に
配置される潜熱回収用熱交換器１６へ導かれる。この
時、潜熱回収用熱交換器１６内において、伝熱線１１及
び伝熱管１０を通じて伝熱管１０内を流れる水を予熱す
ることによって低温燃焼ガスＢはさらに低温の排気ガス
Ｃとなり、燃焼排気ガス中の水蒸気は凝縮潜熱を奪われ
て伝熱線１１と管体１０の表面で凝縮し結露水となる。
この結露水にはＣＯ２やＮＯｘなどのガスが溶解してい
るため、酸性（ｐＨ＝２〜４）を示す。発生した結露水
は更に低温となった燃焼ガスとともに下向きに流れ、中
和装置１９内に捕集され、中和された後排出される。一
方更に低温となった排気ガスＣは排気通路１７で上方へ
流れ、排気口１８から大気に排出される。
ナ１２の燃焼によって形成される高温燃焼ガスＡは顕熱
用熱交換器１４で銅管１５内を流れる予熱水を加熱した
後、低温燃焼ガスＢとなって、燃焼ガス通路１３の中に
配置される潜熱回収用熱交換器１６へ導かれる。この
時、潜熱回収用熱交換器１６内において、伝熱線１１及
び伝熱管１０を通じて伝熱管１０内を流れる水を予熱す
ることによって低温燃焼ガスＢはさらに低温の排気ガス
Ｃとなり、燃焼排気ガス中の水蒸気は凝縮潜熱を奪われ
て伝熱線１１と管体１０の表面で凝縮し結露水となる。
この結露水にはＣＯ２やＮＯｘなどのガスが溶解してい
るため、酸性（ｐＨ＝２〜４）を示す。発生した結露水
は更に低温となった燃焼ガスとともに下向きに流れ、中
和装置１９内に捕集され、中和された後排出される。一
方更に低温となった排気ガスＣは排気通路１７で上方へ
流れ、排気口１８から大気に排出される。
【００２３】加熱流体である水は給水口（図示せず）か
ら潜熱回収用熱交換器１６の伝熱管１０内へ導入され、
低温の排気ガスＢ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、銅管１５から顕熱用熱交換
器１４に流入し所定の温度まで加熱された後出湯され
る。
ら潜熱回収用熱交換器１６の伝熱管１０内へ導入され、
低温の排気ガスＢ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、銅管１５から顕熱用熱交換
器１４に流入し所定の温度まで加熱された後出湯され
る。
【００２４】このように、ステンレスの伝熱線１１と一
体構成のステンレス製の伝熱管１０で潜熱回収用熱交換
器１６を構成することによって、伝熱面積を増加するこ
とができ小型の熱交換装置を実現できる。また、燃焼排
気ガス中の水蒸気は凝縮潜熱を奪われて伝熱線１１と伝
熱管１０の表面で結露水が形成される。伝熱線１１と伝
熱管１０は耐食性のよいステンレス鋼で形成されるた
め、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による腐食を心配することなく耐久
性を向上させることができる。さらに、伝熱管１０の表
面で生成される結露水が伝熱線１１との接合部から表面
張力により伝熱線１１に引き込まれ、伝熱管１０の表面
に形成された結露水を早期に離脱を図ることができ熱伝
達性能を確保することができる。
体構成のステンレス製の伝熱管１０で潜熱回収用熱交換
器１６を構成することによって、伝熱面積を増加するこ
とができ小型の熱交換装置を実現できる。また、燃焼排
気ガス中の水蒸気は凝縮潜熱を奪われて伝熱線１１と伝
熱管１０の表面で結露水が形成される。伝熱線１１と伝
熱管１０は耐食性のよいステンレス鋼で形成されるた
め、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による腐食を心配することなく耐久
性を向上させることができる。さらに、伝熱管１０の表
面で生成される結露水が伝熱線１１との接合部から表面
張力により伝熱線１１に引き込まれ、伝熱管１０の表面
に形成された結露水を早期に離脱を図ることができ熱伝
達性能を確保することができる。
【００２５】（実施例２）図３に本発明の実施例２の伝
熱管断面を示す。本実施例２において、実施例１と異な
る点は伝熱管１０を伝熱線１１で半周以上で結合する構
成としたことである。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。
熱管断面を示す。本実施例２において、実施例１と異な
る点は伝熱管１０を伝熱線１１で半周以上で結合する構
成としたことである。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。
【００２６】伝熱管１０の外周に伝熱線１１を半周以上
にわたり結合させることで、接触面積が増加し熱伝導量
が増加する。また、伝熱管１０と伝熱線１１との結合を
確実にすることができるため、伝熱部材が外れる不具合
が発生しない。
にわたり結合させることで、接触面積が増加し熱伝導量
が増加する。また、伝熱管１０と伝熱線１１との結合を
確実にすることができるため、伝熱部材が外れる不具合
が発生しない。
【００２７】（実施例３）図４に本発明の実施例３の伝
熱管断面を示す。本実施例３において、実施例１または
実施例２と異なる点は伝熱線１１のかわりに伝熱帯２０
が設けられ、この伝熱帯２０が燃焼排気ガスの流れる方
向に並行して設けていることである。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。
熱管断面を示す。本実施例３において、実施例１または
実施例２と異なる点は伝熱線１１のかわりに伝熱帯２０
が設けられ、この伝熱帯２０が燃焼排気ガスの流れる方
向に並行して設けていることである。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。
【００２８】次に動作、作用を説明すると、伝熱管１０
の表面に伝熱帯２０線を燃焼ガス通路１３内に燃焼ガス
が流れる方向と並行して設け、伝熱帯２０と伝熱管１０
の表面は燃焼ガスに接触することで燃焼ガスと水との熱
交換を行う。この構成によって、伝熱帯２０と伝熱管１
０は耐食性のよいステンレス鋼で製作されるため、燃焼
ガスの凝縮によって形成される酸性結露水による腐食を
防ぐとともに、伝熱線１１が面積の広い伝熱帯２０にな
ることで、伝熱面積を大きく増やすことができ、伝熱性
能を大幅に向上できる。すなわち、小型で高熱効率の熱
交換装置を実現できる。
の表面に伝熱帯２０線を燃焼ガス通路１３内に燃焼ガス
が流れる方向と並行して設け、伝熱帯２０と伝熱管１０
の表面は燃焼ガスに接触することで燃焼ガスと水との熱
交換を行う。この構成によって、伝熱帯２０と伝熱管１
０は耐食性のよいステンレス鋼で製作されるため、燃焼
ガスの凝縮によって形成される酸性結露水による腐食を
防ぐとともに、伝熱線１１が面積の広い伝熱帯２０にな
ることで、伝熱面積を大きく増やすことができ、伝熱性
能を大幅に向上できる。すなわち、小型で高熱効率の熱
交換装置を実現できる。
【００２９】（実施例４）図５に本発明の実施例４の伝
熱管断面を示す。本実施例４において、実施例３と異な
る点は、伝熱帯２０を波板状に変形した波板２１とした
ことである。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。
熱管断面を示す。本実施例４において、実施例３と異な
る点は、伝熱帯２０を波板状に変形した波板２１とした
ことである。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。
【００３０】次に動作、作用を説明すると、上記の熱交
換装置において、伝熱管１０を結合する波板２１で構成
される伝熱帯２０を燃焼ガス通路１３内に燃焼ガスが流
れる方向と並行して設け、伝熱帯２０と伝熱管１０の表
面は燃焼ガスに接触することで燃焼ガスと水との熱交換
を行う。この構成によって、伝熱帯２０と伝熱管１０は
耐食性のよいステンレス鋼で製作されるため、燃焼ガス
の凝縮によって形成される酸性結露水による腐食を防ぐ
とともに、伝熱帯２０が波板２１で構成されるため伝熱
面積を広くできるとともに、燃焼ガスの流れの乱れを促
進し熱伝達率を向上できる。すなわち、小型で高熱効率
の熱交換装置を実現できる。
換装置において、伝熱管１０を結合する波板２１で構成
される伝熱帯２０を燃焼ガス通路１３内に燃焼ガスが流
れる方向と並行して設け、伝熱帯２０と伝熱管１０の表
面は燃焼ガスに接触することで燃焼ガスと水との熱交換
を行う。この構成によって、伝熱帯２０と伝熱管１０は
耐食性のよいステンレス鋼で製作されるため、燃焼ガス
の凝縮によって形成される酸性結露水による腐食を防ぐ
とともに、伝熱帯２０が波板２１で構成されるため伝熱
面積を広くできるとともに、燃焼ガスの流れの乱れを促
進し熱伝達率を向上できる。すなわち、小型で高熱効率
の熱交換装置を実現できる。
【００３１】（実施例５）図６に本発明の実施例５の伝
熱管断面を示す。本実施例５において、実施例４と異な
る点は、伝熱帯２０に切り欠き部２２を設けたことであ
る。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。
熱管断面を示す。本実施例５において、実施例４と異な
る点は、伝熱帯２０に切り欠き部２２を設けたことであ
る。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。
【００３２】次に動作、作用を説明すると、上記の熱交
換装置において、伝熱管１０を結合する伝熱帯２０を燃
焼ガス通路１３内に燃焼ガスが流れる方向と並行して設
け、伝熱帯２０と伝熱管１０の表面は燃焼ガスに接触す
ることで燃焼ガスと水との熱交換を行う。この構成によ
って、伝熱帯２０と伝熱管１０は耐食性のよいステンレ
ス鋼で製作されるため、燃焼ガスの凝縮によって形成さ
れる酸性結露水による腐食を防ぐとともに、伝熱帯２０
に切り欠き部を設けているため、燃焼ガスの流れの乱れ
を促進するとともに熱伝達率を向上できる。すなわち、
小型で高熱効率の熱交換装置を実現できる。
換装置において、伝熱管１０を結合する伝熱帯２０を燃
焼ガス通路１３内に燃焼ガスが流れる方向と並行して設
け、伝熱帯２０と伝熱管１０の表面は燃焼ガスに接触す
ることで燃焼ガスと水との熱交換を行う。この構成によ
って、伝熱帯２０と伝熱管１０は耐食性のよいステンレ
ス鋼で製作されるため、燃焼ガスの凝縮によって形成さ
れる酸性結露水による腐食を防ぐとともに、伝熱帯２０
に切り欠き部を設けているため、燃焼ガスの流れの乱れ
を促進するとともに熱伝達率を向上できる。すなわち、
小型で高熱効率の熱交換装置を実現できる。
【００３３】（実施例６）図７に本発明の実施例６の伝
熱管断面を示す。本実施例６において、実施例１と異な
る点は、伝熱管１０の表面２３に凹部２４を設けたこと
である。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。
熱管断面を示す。本実施例６において、実施例１と異な
る点は、伝熱管１０の表面２３に凹部２４を設けたこと
である。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。
【００３４】次に動作、作用を説明すると、上記の熱交
換装置において、伝熱線１１が結合される伝熱管１０の
表面２３に凹部２４を設けることで、伝熱線１１と凹部
２４との接触面積が増え、熱伝導が促進される。すなわ
ち、小型で高熱効率の熱交換装置を実現できる。
換装置において、伝熱線１１が結合される伝熱管１０の
表面２３に凹部２４を設けることで、伝熱線１１と凹部
２４との接触面積が増え、熱伝導が促進される。すなわ
ち、小型で高熱効率の熱交換装置を実現できる。
【００３５】（実施例７）図８に本発明の実施例７の伝
熱管を示す。本実施例７において、実施例１と異なる点
は、伝熱管１０を結合する伝熱部材に弾性体伝熱部材２
５を設けたことである。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。
熱管を示す。本実施例７において、実施例１と異なる点
は、伝熱管１０を結合する伝熱部材に弾性体伝熱部材２
５を設けたことである。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。
【００３６】次に動作、作用を説明すると、上記の熱交
換装置において、弾性体伝熱部材２５で伝熱管１０を結
合することで伝熱面積が増え接触も確実に行えることか
ら、熱伝導が促進される。すなわち、小型で高熱効率の
熱交換装置を実現できる。
換装置において、弾性体伝熱部材２５で伝熱管１０を結
合することで伝熱面積が増え接触も確実に行えることか
ら、熱伝導が促進される。すなわち、小型で高熱効率の
熱交換装置を実現できる。
【００３７】（実施例８）図９に本発明の実施例８の伝
熱管を示す。本実施例８において、実施例１と異なる点
は、伝熱管１０を結合する伝熱部材に弾性体伝熱部材２
５と第二の弾性体伝熱部材２６を設けたことである。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。
熱管を示す。本実施例８において、実施例１と異なる点
は、伝熱管１０を結合する伝熱部材に弾性体伝熱部材２
５と第二の弾性体伝熱部材２６を設けたことである。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。
【００３８】次に動作、作用を説明すると、上記の熱交
換装置において、伝熱管１０を引き寄せる力を発生する
弾性体伝熱部材２５と押し戻す力を発生する第二の弾性
体伝熱部材２６を交互に設けて伝熱管１０を結合するこ
とで伝熱管１０に均等な力が加わるとともに伝熱面積が
増え接触も確実に行えることから、熱伝導が促進され
る。すなわち、小型で高熱効率の熱交換装置を実現でき
る。
換装置において、伝熱管１０を引き寄せる力を発生する
弾性体伝熱部材２５と押し戻す力を発生する第二の弾性
体伝熱部材２６を交互に設けて伝熱管１０を結合するこ
とで伝熱管１０に均等な力が加わるとともに伝熱面積が
増え接触も確実に行えることから、熱伝導が促進され
る。すなわち、小型で高熱効率の熱交換装置を実現でき
る。
【００３９】なお、前記各実施例において伝熱管、伝熱
部材、伝熱帯、弾性体伝熱部材の材質をステンレス鋼と
したが、耐食性のある他の材料、例えばチタンなどとし
ても同様の効果を発揮することができる。
部材、伝熱帯、弾性体伝熱部材の材質をステンレス鋼と
したが、耐食性のある他の材料、例えばチタンなどとし
ても同様の効果を発揮することができる。
【００４０】
【発明の効果】以上説明したように、請求項１記載の発
明によれば、管体に複数本の伝熱部材を結合すること
で、伝熱面積を増加することができ小型の熱交換装置を
実現できる。また、伝熱部材と管体は耐食性のよい、例
えばステンレス鋼で形成されるため、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
腐食を心配することなく耐久性を向上させることができ
る。さらに、管体の表面で生成される結露水が伝熱部材
との接合部から表面張力により伝熱部材に引き込まれ、
熱伝達性能を確保し高熱効率を確保できる。
明によれば、管体に複数本の伝熱部材を結合すること
で、伝熱面積を増加することができ小型の熱交換装置を
実現できる。また、伝熱部材と管体は耐食性のよい、例
えばステンレス鋼で形成されるため、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
腐食を心配することなく耐久性を向上させることができ
る。さらに、管体の表面で生成される結露水が伝熱部材
との接合部から表面張力により伝熱部材に引き込まれ、
熱伝達性能を確保し高熱効率を確保できる。
【００４１】また、請求項２記載の発明によれば、伝熱
管の外周に伝熱部材を半周以上にわたり結合させること
で、接触面積が増加し熱伝導量が増加するとともに、伝
熱管と伝熱部材との結合を確実にすることができる。
管の外周に伝熱部材を半周以上にわたり結合させること
で、接触面積が増加し熱伝導量が増加するとともに、伝
熱管と伝熱部材との結合を確実にすることができる。
【００４２】また、請求項３記載の発明によれば、伝熱
部材が面積の広い伝熱帯になることで、伝熱面積を大き
く増やすことができ、伝熱性能を大幅に向上できる。す
なわち、小型で高熱効率の熱交換装置を実現できる。
部材が面積の広い伝熱帯になることで、伝熱面積を大き
く増やすことができ、伝熱性能を大幅に向上できる。す
なわち、小型で高熱効率の熱交換装置を実現できる。
【００４３】また、請求項４記載の発明によれば、伝熱
帯が波板で構成されるため伝熱面積を広くできるととも
に、燃焼ガスの流れの乱れを促進し熱伝達率を向上し、
小型で高熱効率の熱交換装置を実現できる。
帯が波板で構成されるため伝熱面積を広くできるととも
に、燃焼ガスの流れの乱れを促進し熱伝達率を向上し、
小型で高熱効率の熱交換装置を実現できる。
【００４４】また、請求項５記載の発明によれば、伝熱
帯に切り欠き部を設けているため、燃焼ガスの流れの乱
れを促進するとともに熱伝達率を向上し、小型で高熱効
率の熱交換装置を実現できる。
帯に切り欠き部を設けているため、燃焼ガスの流れの乱
れを促進するとともに熱伝達率を向上し、小型で高熱効
率の熱交換装置を実現できる。
【００４５】また、請求項６記載の発明によれば、伝熱
部材が結合される伝熱管の表面に凹部を設けることで、
伝熱部材と凹部との接触面積が増え、熱伝導が促進さ
れ、小型で高熱効率の熱交換装置を実現できる。
部材が結合される伝熱管の表面に凹部を設けることで、
伝熱部材と凹部との接触面積が増え、熱伝導が促進さ
れ、小型で高熱効率の熱交換装置を実現できる。
【００４６】また、請求項７記載の発明によれば、弾性
体伝熱部材で伝熱管を結合することで伝熱面積が増え接
触も確実に行えることから、熱伝導が促進され、小型で
高熱効率の熱交換装置を実現できる。
体伝熱部材で伝熱管を結合することで伝熱面積が増え接
触も確実に行えることから、熱伝導が促進され、小型で
高熱効率の熱交換装置を実現できる。
【００４７】また、請求項８記載の発明によれば、伝熱
管に均等な力が加わるとともに伝熱面積が増え接触も確
実に行えることから、熱伝導が促進され、小型で高熱効
率の熱交換装置を実現できる。
管に均等な力が加わるとともに伝熱面積が増え接触も確
実に行えることから、熱伝導が促進され、小型で高熱効
率の熱交換装置を実現できる。
【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】同熱交換装置の伝熱管を示す斜視図
【図３】本発明の実施例２における熱交換装置の伝熱管
の断面図
の断面図
【図４】本発明の実施例３における熱交換装置の伝熱管
の断面図
の断面図
【図５】本発明の実施例４における熱交換装置の伝熱管
の断面図
の断面図
【図６】本発明の実施例５における熱交換装置の伝熱管
の断面図
の断面図
【図７】本発明の実施例６における熱交換装置の伝熱管
の斜視図
の斜視図
【図８】本発明の実施例７における熱交換装置の伝熱管
の斜視図
の斜視図
【図９】本発明の実施例８における熱交換装置の伝熱管
の断面図
の断面図
【図１０】従来の熱交換装置の構成図
１０ 伝熱管
１１ 伝熱部材
１３ 燃焼ガス通路
１４ 顕熱用熱交換器
１６ 潜熱回収用熱交換器
２０ 伝熱帯
２１ 波板
２２ 切り欠き部
２４ 凹部
２５ 弾性体伝熱部材
２６ 第二の弾性体伝熱部材
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考）
Ｆ２８Ｆ 1/32 Ｆ２８Ｆ 1/32 Ｎ
21/08 21/08 Ｆ
Ｇ
(72)発明者 菊谷 文孝
大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器
産業株式会社内
Ｆターム(参考） 3L036 AA06 AA41 AE13
3L103 AA05 AA35 BB43 CC02 CC27
DD08 DD33 DD68
Claims (8)
- 【請求項１】 燃焼ガス通路と、前記燃焼ガス通路に設
けた、顕熱用熱交換器と及び潜熱回収用熱交換器とを備
え、前記潜熱回収用熱交換器は複数の高耐食性材料の伝
熱管からなり、かつ前記伝熱管同士を伝熱部材で結合し
た熱交換装置。 - 【請求項２】 伝熱部材を伝熱線とし、該伝熱線によっ
て伝熱管を半周以上で結合した請求項１記載の熱交換装
置。 - 【請求項３】 伝熱管を結合する伝熱部材を帯状の伝熱
帯とした請求項１記載の熱交換装置。 - 【請求項４】 伝熱帯を波板状に変形させた請求項３記
載の熱交換装置。 - 【請求項５】 伝熱帯に切り欠き部を設けた請求項３記
載の熱交換装置。 - 【請求項６】 伝熱管の表面に凹部を設け、前記凹部に
添って伝熱部材を結合した請求項１〜５のいずれか１項
に記載の熱交換装置。 - 【請求項７】 伝熱部材にバネ性を持たせた請求項１〜
６のいずれか１項に記載の熱交換装置。 - 【請求項８】 引張力のバネ性を有する伝熱部材と、圧
縮力のバネ性を有する伝熱部材とを設けた請求項７記載
の熱交換装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002111679A JP2003307348A (ja) | 2002-04-15 | 2002-04-15 | 熱交換装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002111679A JP2003307348A (ja) | 2002-04-15 | 2002-04-15 | 熱交換装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003307348A true JP2003307348A (ja) | 2003-10-31 |
Family
ID=29394409
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2002111679A Pending JP2003307348A (ja) | 2002-04-15 | 2002-04-15 | 熱交換装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2003307348A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005274063A (ja) * | 2004-03-25 | 2005-10-06 | Tokyo Gas Co Ltd | 触媒燃焼式流体加熱装置 |
| JP2014126221A (ja) * | 2012-12-25 | 2014-07-07 | Housetec Inc | 燃焼機器 |
| JP2018123756A (ja) * | 2017-01-31 | 2018-08-09 | 株式会社Ihi | 熱サイクル設備 |
-
2002
- 2002-04-15 JP JP2002111679A patent/JP2003307348A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005274063A (ja) * | 2004-03-25 | 2005-10-06 | Tokyo Gas Co Ltd | 触媒燃焼式流体加熱装置 |
| JP2014126221A (ja) * | 2012-12-25 | 2014-07-07 | Housetec Inc | 燃焼機器 |
| JP2018123756A (ja) * | 2017-01-31 | 2018-08-09 | 株式会社Ihi | 熱サイクル設備 |
| US11162391B2 (en) | 2017-01-31 | 2021-11-02 | Ihi Corporation | Heat cycle facility |
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|---|---|---|---|
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Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20060606 |
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Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20061107 |