JP2003307349A - 熱交換装置及びそれを用いた熱交換システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 熱交換装置及びそれを用いた熱交換システム
特有の大型化や、腐食を防止する 【解決手段】 直管部３１と曲管部３３が交互に接続さ
れた水管３４の直管部３１外周面をフィン部２９を有す
る外装部３０で覆い一体化した熱交換ユニット３２全体
をガス通路２７内に収納する。そして熱交換ユニット３
２をガス通路２７内に収納しているのでガス通路２７周
辺に無駄空間を発生させることがない。また外装部３０
によって直管部３１の表面積を拡大出来熱交換装置３５
を小型化と、耐食性の向上を実現できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、主として家庭用又
は業務用の燃焼装置において顕熱だけでなく、特に燃焼
ガス中の水蒸気潜熱までを回収し、熱効率の向上を図っ
た熱交換システムに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種の潜熱回収用熱交換システ
ムは第一の例として、例えば特開２０００−１４６３０
４公報に記載されている図１２のようなものがあった。
図１２において、１は銅製の通水管で、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
のフィンチューブで、４はガス通路５の一部を構成する
側板で、６は側板４に設けられたバ−リング縁を有する
開孔で、７はフィンチュ−ブ２の端末部で、８はステン
レス製の保護管で端末部７と通水管１の外周を囲い、開
孔６から外部に突出されている。外部に突出した通水管
１はＵ字型の接続管９で互いに接続され、フィンチュー
ブ２全体は側板４で囲まれたガス通路５内に挿入されて
おり、通水管１はフィンチューブ２内に挿通した構成に
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℃の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、１００℃以下の低温排気ガスと
なって排出される。ここで炭酸イオンや硝酸イオンを含
む酸性結露水によって、フィンチュ−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、特開平８−１７８
５７０号公報に記載された図１３のようなものがあっ
た。図１３において、チタン又はステンレス鋼製の蛇腹
管の棒状部１０と曲管部１１が互いに接続した通水管１
２がガス通路１３を構成する側板１４内に挿入された構
成になっている。

【０００５】上記のような構成によって、燃焼ガスの結
露水に接触する部分には、チタン又はステンレス鋼など
の耐食性素材が用いられ通水管１２を酸性結露水による
腐食から保護することが可能である。またガス通路１３
内に曲管部１１を設けるため、熱交換装置の幅はほぼガ
ス通路１３の幅と同様にすることが出来、無駄な空間の
発生を抑制することが出来る。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記図１
２に示す従来の第一の例における潜熱回収用熱交換シス
テムの構成では、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が用いられて
いるため、燃焼ガスによる酸性の凝縮水がアルミ表面に
付着すると、やがて水酸化アルミが形成され、熱膨張し
てフィン山３間の燃焼ガス通路を閉塞してしまい、長時
間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。そして、製作時にはステンレス製
の保護管８も必要になり部品点数が増加して製作費が高
くなってしまう。また保護管８と端末部７の接合部から
結露水の進入を防止するためには端末部７をある程度長
く設ける必要がある。更に銅製の通水管１はガス通路５
から大気中に突出させてから接続管９で互いに接続する
必要があるため、ガス通路５の大きさよりも幅が大きく
なってしまい装置が大型となるという課題があった。

【０００７】また、図１３に示す従来の第二の例におけ
る潜熱回収用熱交換システムの構成では、燃焼ガスに接
触する部分は蛇腹状の表面構成であるため、単位空間当
たりの燃焼ガスとの伝熱面積がフィンチュ−ブ式に比べ
て著しく少なくなるため、熱効率を向上させるためには
棒状部１０や曲管部１１の蛇腹状の伝熱面積が所定の面
積になるまで多数設ける必要があり、その分ガス通路１
３の容積が大きくなる。また多数の棒状部１０と曲管部
１１を接続するため圧損が大きくなり充分な通水流量が
得られなくなるという課題があった。

【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、初期性能が維持で
きて耐久性がよく、かつ小型化が図れ製作も容易で安価
な熱交換装置及びそれを用いた熱交換システムを提供す
ることを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明は上記課題を解決
するため、複数の直管部と曲管部が交互に接続された水
管と、前記直管部にはその外周面を覆い密着させ一体化
した外装部と、前記水管と前記外装部を備えた熱交換ユ
ニットと、前記熱交換ユニットをガス通路内に収納した
熱交換装置及びそれを用いた熱交換システムを提供す
る。

【００１０】

【発明の実施の形態】本発明の請求項１に係る熱交換装
置及びそれを用いた熱交換システムは、複数の直管部と
曲管部が交互に接続された水管と、前記直管部にはその
外周面を覆い密着させ一体化した外装部と、前記水管と
前記外装部を備えた熱交換ユニットと、前記熱交換ユニ
ットをガス通路内に収納した構成になっている。

【００１１】そして、熱交換ユニットがガス通路内に収
納されるためガス通路周辺に無駄空間を発生させること
がない。また外装部によって直管部の表面積を拡大出来
るため所定の伝熱面積の確保をより短い水管で実現でき
装置を小型化できる。

【００１２】本発明の請求項２に係る熱交換装置及びそ
れを用いた熱交換システムは、曲管部を蛇腹状に成形し
た構成としている。

【００１３】そして、水管の曲げ加工において、曲管部
を谷径と山径を設けた蛇腹状とするため、外形が山径と
同じ円管に比べ曲げ半径を小さくでき、隣り合う直管部
の距離が短くなり装置の小型化が図れる。また曲げ半径
を小さく出来るため、管径の大きな水管を使用できるの
で圧損の低減を図ることができる。

【００１４】本発明の請求項３に係る熱交換装置及びそ
れを用いた熱交換システムは、外装部が複数の直管部を
覆う構成としている。

【００１５】そして、同一の外装部が複数の直管部を固
定するため、互いの直管部の位置関係が固定され隣り合
う直管部が互いに接触することや、位置関係が変化して
ガス通路内で有効な位置を確保できなくなると言ったよ
うな不具合の発生を防止することができる。

【００１６】本発明の請求項４に係る熱交換装置及びそ
れを用いた熱交換システムは水管の長さが異なる熱交換
ユニットを複数並列接続した構成になっている。

【００１７】そして、ガス通路の曲がり部などに発生す
る小空間にも直管部及び外装部を設けた水管の長さが異
なる熱交換ユニットを構成することによりガス通路内の
空間全体を有効に活用し、その分装置を小型化できる。

【００１８】本発明の請求項５に係る熱交換装置及びそ
れを用いた熱交換システムは、外装部には直管部を覆う
円弧部と少なくとも１つ以上のガス通路側に突出したフ
ィン部を有する構成としている。

【００１９】そして、フィン部がガス通路側に突出して
いるため、水管側の伝熱面積を大きく構成できると共
に、ガス通路内の流れの温度境界層を破壊してより高温
のガスが新たに下流側のフィン部近傍に近づくため伝熱
が促進される。従ってより熱交率の向上を図ることがで
きる。

【００２０】本発明の請求項６に係る熱交換装置及びそ
れを用いた熱交換システムは、フィン部には外装部を貫
通する開口部を設けた構成としている。

【００２１】そして、外装部表面で熱を奪われ凝縮した
結露水は開口部から速やかに落下しフィン部の表面を覆
いガス通路のガスからの熱伝達を阻害することがないの
で装置を小型化できる。また、開口部をガスが通過でき
るので通路圧損も低減できる。

【００２２】本発明の請求項７に係る熱交換装置及びそ
れを用いた熱交換システムは、熱交換ユニットが水管と
外装部の材質を異ならせた構成としている。

【００２３】そして、水管をチタンやステンレス製に、
外装部をステンレスやアルミ製とすることにより、ガス
通路内で生成する凝縮水の酸性強度に合わせて同一材料
で熱交換ユニットの全てを構成する場合に比べ、耐久性
を確保しながらより安価に製作することができる。

【００２４】本発明の請求項８に係る熱交換装置及びそ
れを用いた熱交換システムは、熱交換ユニットは複数の
直管部が同一平面内に配置され、前記平面と交差する平
面方向にフィン部を設けた構成としている。

【００２５】そして、直管部が配置された平面と交差す
る平面方向にフィン部を設けるため、伝熱面積を拡大し
ても隣り合う直管部のフィン部が互いに接触することが
ないためより大きくフィン部を構成することができ、そ
の分装置の小型化と、水管の長さを短くできるため低コ
スト化が図れる。

【００２６】本発明の請求項９に係る熱交換装置及びそ
れを用いた熱交換システムは、同一平面内に配置された
直管部の前記同一平面と平行でかつ前記直管部に接する
２つの平行平面内にフィン部の長さを構成している。

【００２７】そして、フィン部の長さが同一平面内に配
置された直管部に接する２つの平行平面内に収まるた
め、複数の熱交換ユニットを近接して設けても互いのフ
ィン部が接触しガス通路を閉塞されることや、有効な伝
熱面積が低減してしまう不具合が防止できる。

【００２８】本発明の請求項１０に係る熱交換装置及び
それを用いた熱交換システムは、同一平面内に配置され
た直管部の隣り合う距離を異ならせた構成としている。

【００２９】そして、ガス通路内に速度分布がある場合
には流速の大きな場所は直管部の隣り合う距離を小さく
し、流速の小さな場所は距離を大きく設けることにより
実装時ガス通路の流れの状況に合わせて最適な熱交換ユ
ニットを柔軟に実現できる。

【００３０】本発明の請求項１１に係る熱交換装置及び
それを用いた熱交換システムは、蛇腹状の曲管部の山径
は外装部の内径より大きく構成としている。

【００３１】そして、直管部を覆う外装部は、その内径
が蛇腹状曲管部の山径より小さいため外装部の両端は曲
管部で位置決めされ、加工性が向上すると共に外装部の
内部に凝縮水の浸入が防止され隙間腐食の発生を抑制し
耐久性を向上させることが出来る。

【００３２】

【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。

【００３３】（実施例１）図１は本発明の実施例１とし
てガス給湯機に応用された熱交換装置及びそれを用いた
熱交換システムを示す全体断面図、図２〜３は熱交換装
置及びそれを用いた熱交換システムの部分拡大図であ
る。

【００３４】図１〜３において、ガス供給管１５の途中
に流量を調節する比例弁１６が設けられバ−ナ部１７に
接続している。バ−ナケ−ス１８の底にはファン１９が
装着されておりバ−ナ部１７との間に空気室２０が設け
られている。バ−ナ部１７の下流側には燃焼室２１を構
成するドラム２２があり、その外周にはドラム管２３が
接着して設けられている。燃焼室２１の下流側にはフィ
ン管２４を内包した顕熱用熱交換器２５と、排気室２６
が互いに密接して設けられている。排気室２６の下流側
はガス通路２７がクランク状に構成されている。ここで
図２に示すように、例えばステンレス鋼などの耐食性材
料を用い半円筒状の円弧部２８と、その両側に平板状の
フィン部２９有する外装部３０が、ステンレス鋼などの
耐食性材料を用いた平滑な円管表面を有する直管部３１
の両側から覆い一体化して熱交換ユニット３２を構成し
ている。また図３に示すように、熱交換ユニット３２
は、直管部３１が外装部３０で覆われ、直管部３１に続
いて蛇腹状の表面を有した曲管部３３が互いに交互に接
続されてなる耐食性材料を用いた水管３４を、曲管部３
３でＵ字状に曲げて連続したジグザグ状の構成となって
いる。ここで水管３４の両端部のみがガス通路２７から
突出し、熱交換ユニット３２全体がガス通路２７内に納
められた構成となっている。このように複数の熱交換ユ
ニット３２がガス通路２７内に設けられ熱交換装置３５
を構成している。ここで複数の熱交換ユニット３２間の
接続は給水ヘッダ３６と予熱ヘッダ３７の間を３列の互
いに平行な並列流路３８を構成するように接続されてい
る。クランク状のガス通路２７の底部にはドレンの排水
路３９が接続されている。ガス通路２７の下流側は再び
上方向に向かう排気通路４０と排気口４１が設けられて
いる。また加熱流体である水の流れは給水ヘッダ３６→
並列流路３８（水管３４）→予熱ヘッダ３７→ドラム管
２３→フィン管２４の順に接続されている。

【００３５】次に動作、作用について説明すると、ガス
供給管１５から供給された燃料ガスは比例弁１６で給湯
負荷に対応した流量に調節された後バ−ナ部１７に供給
される。一方、空気は供給ガス量に対応した風量として
ファン１９から空気室２０内に吐出され空気室２０内で
均一にされた後バ−ナ部１７に供給される。バ−ナ部１
７でガス燃料と空気が混合され燃焼室２１内で安定な火
炎が形成される。燃焼室２１内で完全燃焼した高温燃焼
ガスは顕熱用熱交換器２５でフィン管２４内を流れる予
熱水を加熱した後、低温の燃焼ガスとなって排気室２６
に流入する。そして低温の燃焼ガスはガス通路２７に導
かれ下向きの流れに偏向され、比較的均一な流れとなっ
て潜熱回収用の熱交換装置３５内を通過する。この時フ
ィン部２９を通じて直管部３１内を流れる水を予熱する
ことによって燃焼ガスは更に低温となり、燃焼排気ガス
中の水蒸気は潜熱を奪われて外装部３０やフィン部２９
の表面で凝縮水となる。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＝２〜４）を示
す。フィン部２９や外装部３０及び燃焼ガスに直接接触
している曲管部３３が耐食性材料で構成されるため凝縮
水による腐食を受けることがない。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、ドレン
排水路３９から排出される。一方更に低温燃焼ガスはク
ランク状のガス通路２７で再び排気通路４０を上方に流
れ排気口４１から大気に排出される。さて給水された水
は給水ヘッダ３６で水管３４が互いに並列接続された３
経路の並列流路３８を通過する間に低温の燃焼ガスから
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
って予熱ヘッダ３７に至る。そして予熱ヘッダ３７から
燃焼室２１上流側のドラム管２３へと導かれ、燃焼室２
１の外周を冷却しながらフィン管２４に至り、顕熱用熱
交換器２５で所定の温度まで加熱された後出湯される。

【００３６】このように、潜熱回収用の熱交換装置３５
を構成する熱交換ユニット３２は水管３４及び外装部３
０を、例えばステンレス鋼などの耐食性材料を使用する
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を受けることが無く
耐久性を向上させることができる。

【００３７】また、熱交換ユニット３２がガス通路２７
内に収納されるためガス通路２７周辺に図１２で示した
外空間に突出した接続管９によって作られるような無駄
空間を発生させることがない。また外装部３０によって
直管部３１の伝熱用の表面積を拡大出来るため、所定の
伝熱面積の確保をより短い水管３４で実現できるので装
置を小型化できる。更に図１２に示した従来のように通
水管１と接続管９の銅ロ−付け加工が不要で、加工も容
易となり低価格化を図ることが出来る。

【００３８】また、水管３４の曲げ加工において、曲管
部３３を谷径と山径を設けた蛇腹状とするため、外径が
山径と同じ円管に比べ曲げ半径を小さくでき、隣り合う
直管部３１の距離が短くなり装置の小型化が図れる。ま
た曲げ半径を小さく出来るため、管径の大きな水管３４
を使用できるので小型の熱交換システムでも圧損の低減
を図ることができる。

【００３９】また、潜熱回収用の熱交換装置３５におい
て、低温の燃焼ガスから潜熱を回収するために水管３４
の全管路長は長くなり流路圧損が大きくなる傾向である
が、給水ヘッダ３６と予熱ヘッダ３７の間を複数の並列
流路３８を設けることにより圧損の増加を抑制すること
ができる。

【００４０】また、燃焼ガス流れと加熱流体を対向流と
することにより効率的に潜熱回収用の熱交換装置３５で
予熱された加熱流体を、燃焼室２１の外周を冷却するこ
とにより、燃焼室２１から顕熱用熱交換器２５までの温
度勾配を緩和することになりドラム２２の熱歪を小さく
することができ小型で耐久性の高い熱交換システムを実
現できる。更に予熱水を燃焼室２１の周囲に供給するこ
とにより、従来冬季に給水温度が低下してドラム管２３
に大気中の水蒸気が結露してドラム２２を腐食すること
も防止できる。

【００４１】なお図３ではガス給湯機の場合についての
実施例を説明したが、石油燃料やその他の燃料を使用し
た場合でもよく、小型のガスエンジンやガスタ−ビンな
どの小型コ−ジェネレ−ション機器の排気熱回収用の熱
交換システムでも同様の効果が実現できる。

【００４２】（実施例２）図４及び図５は本発明の実施
例２の熱交換ユニットの斜視図と熱交換システムの一部
断面を示す。なお、実施例１と同一構造のものは同一番
号を付し、説明は省略する。

【００４３】本実施例２において、実施例１と異なる点
は外装部３０に２つの円弧部２８を設け２つの直管部３
１を覆って一体化した熱交換ユニット３２を構成したも
のである。また、図５に示すように上記熱交換ユニット
３２を２流路と、ガス通路２７の隅空間にも単独の外装
部３０と直管部３１を設け水管３４の長さを長く設けた
熱交換ユニット３２ａの１流路を並列流路３８として設
けたものである。

【００４４】次に動作、作用を説明すると、熱交換ユニ
ット３２は同一の外装部３０が複数の直管部３１を固定
するため、互いの直管部３１の位置関係が固定され隣り
合う直管部３１が互いに接触することや、位置関係が変
化してガス通路２７内で有効な位置を確保できなくなる
と言ったような信頼性に関する不具合の発生を防止する
ことができる。

【００４５】またガス通路２７の曲がり部などに発生す
る小空間にも直管部３１及び外装部３０を設けた水管３
４の長さが異なる熱交換ユニット３２ａを構成すること
によりガス通路２７内の空間を有効に活用し限られた空
間内で伝熱面積の拡大が図られ、その分熱交換装置３５
を小型化にすることが出来る。

【００４６】（実施例３）図６は本発明の実施例３の熱
交換装置及びそれを用いた熱交換システムの一部を示す
断面図である。なお、実施例１と同一構造のものは同一
番号を付し、説明は省略する。

【００４７】本実施例３において、実施例１と異なる点
は外装部３０の有するフィン部２９が円弧部２８から複
数個ガス通路２７側に突出した構成になっていることで
ある。即ち図６（ａ）では２枚の外装部３０がおのおの
２個のフィン部２９を有して直管部３１を両側から挟み
込む構成となっている。また図６（ｂ）では１枚の外装
部３０が３個のフィン部２９を有して直管部３１を包み
込む構成となっている次に動作、作用を説明すると、両
方とも直管部３１の単位長さ当たりのフィン部２９の伝
熱面積は、実施例１の図２の場合より拡大できるため水
管３４の長さを短くすることができ、熱交換装置３５を
小型化できる。更に多数突出したフィン部２９によって
ガス通路２７内の流れの温度境界層を破壊してより高温
のガスが新たに下流側のフィン部２９近傍に近づくため
伝熱が促進される。従ってより熱交率の向上を図ること
ができる。

【００４８】（実施例４）図７は本発明の実施例４の熱
交換装置及びそれを用いた熱交換システムにおける一部
斜視図である。なお、実施例１と同一構造のものは同一
番号を付し、説明は省略する。

【００４９】本実施例４において、実施例１と異なる点
はフィン部２９には外装部３０を貫通する開口部４２を
設けた構成としている。即ち円弧部２８の近傍に折返し
部を設けた開口部４２、又は折返し部を設けない開口部
４２ａなど複数の開口部４２、４２ａを有した構成とな
っている。また材質は外装部３０をアルミニウム製で成
形し、水管３４はステンレス製で成形されている。

【００５０】次に動作、作用を説明すると、外装部３０
表面で熱を奪われ凝縮した結露水は開口部４２、４２ａ
から速やかに落下しフィン部２９の表面を覆いガス通路
２７のガスからの熱伝達を阻害することがないので熱交
換装置３５を小型化できる。また、開口部４２、４２ａ
をガスが通過できるので通路圧損も低減できる。

【００５１】そして発生した結露水を速やかに熱交換ユ
ニット３２から除去するため、運転中は高い熱効率を維
持することができ、また結露水との接触時間が小さくな
るため腐食の進行が抑制され耐久性を向上させることが
出来る。更に開口部４２に折返し部を設ければ熱収縮に
よって発生する外装部３０と直管部３１に隙間が発生す
ることが防止され、安定した性能を保証することが出来
る。

【００５２】また、水管３４をステンレス製に、外装部
３０をアルミ製とすることにより、ガス通路２７内で生
成する凝縮水の酸性強度に合わせて同一材料で熱交換ユ
ニット３２の全てを構成する場合に比べ、耐久性を確保
しながらより安価に製作することができる。

【００５３】なお本実施例では水管３４をステンレス製
に、外装部３０をステンレス製としたが、水管３４をチ
タン製に、外装部３０をステンレス製としてもよい。ま
たこれ以外の異なった材質の組み合わせでもよい。要は
全て同一材料で構成するのではなく、使用条件と用途に
応じて最もコストパフォ−マンスが高いものを互いに使
用すれば良いことは言うまでも無い。

【００５４】（実施例５）図８は本発明の実施例５の熱
交換装置及びそれを用いた熱交換システムにおける熱交
換ユニットを示す断面図である。なお、実施例１と同一
構造のものは同一番号を付し、説明は省略する。

【００５５】本実施例５において、実施例１と異なる点
は熱交換ユニット３２は複数の直管部３１が同一平面Ｆ
１内に配置され、Ｆ１平面と交差するＦ２平面方向にフ
ィン部２９を設けた構成としている。

【００５６】次に動作、作用を説明すると、直管部３１
が配置されたＦ１平面と交差するＦ２平面方向にフィン
部２９を設けるため、伝熱面積を拡大しても隣り合う直
管部３１のフィン部２９が互いに接触することがないた
めより大きくフィン部２９の長さを構成することがで
き、その分熱交換装置３５の小型化と、水管３４の長さ
を短くできるため低コスト化も同じに図れる。

【００５７】（実施例６）図９は本発明の実施例６の熱
交換装置及びそれを用いた熱交換システムにおける熱交
換ユニットを示す断面図である。なお、実施例１と同一
構造のものは同一番号を付し、説明は省略する。

【００５８】本実施例６において、実施例１と異なる点
は同一平面Ｆ１内に配置された直管部３１のＦ１平面と
平行でかつ直管部３１に接する２つの平行平面ＦＰ内に
フィン部２９の長さを構成している。

【００５９】次に動作、作用を説明すると、フィン部２
９の長さがＦ１平面内に配置された直管部３１に接する
２つの平行平面ＦＰ内に収まるため、複数の熱交換ユニ
ット３２を近接して設けても互いのフィン部２９が接触
しガス通路２７を閉塞されることや、有効な伝熱面積が
低減してしまう不具合が防止できる。

【００６０】（実施例７）図１０は本発明の実施例７の
熱交換装置及びそれを用いた熱交換システムにおける熱
交換ユニットを示す断面図である。なお、実施例１と同
一構造のものは同一番号を付し、説明は省略する。

【００６１】本実施例７において、実施例１と異なる点
は、同一平面Ｆ１内に配置された直管部３１の隣り合う
距離を異ならせた構成としている。即ち、ガス通路２７
内の流速が大きい側の直管部３１間のピッチＰ１を流速
が小さい側の直管部３１間のピッチＰ２よりも小さく設
けられている。

【００６２】次に動作、作用を説明すると、ガス通路２
７内の速度の大きな場所は直管部３１のピッチＰ１が小
さいので、単位空間当たりの伝熱面積が大きくなり吸熱
量が増加する。また流速の小さな場所はピッチＰ２を大
きく設けることにより単位空間当たりの伝熱面積が小さ
くなり吸熱量が減少する。このため実装時ガス通路２７
が如何なる構成となってもその流れの状況に合わせて体
積効率として最適な吸熱負荷を実現できる熱交換装置３
５を柔軟に実現できる。

【００６３】（実施例８）図１１は本発明の実施例８の
熱交換装置及びそれを用いた熱交換システムにおける熱
交換ユニットを示す断面図である。なお、実施例１と同
一構造のものは同一番号を付し、説明は省略する。

【００６４】本実施例８において、実施例１と異なる点
は蛇腹状の曲管部３３の山径Ｄは外装部３０の内径ｄよ
り大きく構成している。

【００６５】次に動作、作用を説明すると、直管部３１
を覆う外装部３０は、その内径ｄが蛇腹状曲管部３３の
山径Ｄより小さいため、外装部３０の両端は曲管部３３
で位置決めされ、加工性が向上する。また外装部３０の
内部に凝縮水の浸入が防止されるため隙間腐食の発生を
抑制し耐久性を向上させることが出来る。

【００６６】

【発明の効果】以上説明したように本発明の熱交換装置
及びそれを用いた熱交換システムによれば、複数の直管
部と曲管部が交互に接続された水管と、直管部にはその
外周面を覆い密着させ一体化した外装部と、水管と外装
部を備えた熱交換ユニットと、熱交換ユニットをガス通
路内に収納しているのでガス通路周辺に無駄空間を発生
させることがない。また外装部によって直管部の表面積
を拡大出来るため所定の伝熱面積の確保をより短い水管
で実現でき熱交換装置を小型化できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例１における熱交換装置及びそれ
を用いた熱交換システムの全体断面図

【図２】同熱交換システムの熱交換ユニットの分解斜視
図

【図３】同熱交換システムの熱交換ユニットのガス通路
への装着状態を示す部分断面図

【図４】本発明の実施例２における熱交換ユニットの断
面斜視図

【図５】本発明の実施例２における熱交換ユニットの実
装例を示す部分断面図

【図６】本発明の実施例３における熱交換ユニットの部
分断面図

【図７】本発明の実施例４における熱交換ユニットの部
分断面斜視図

【図８】本発明の実施例５における熱交換ユニットの断
面図

【図９】本発明の実施例６における熱交換ユニットの断
面図

【図１０】本発明の実施例７における熱交換ユニットの
実装例を示す部分断面図

【図１１】本発明の実施例８における熱交換ユニットの
部分断面拡大図

【図１２】第１の従来の熱交換システムの部分拡大図

【図１３】第２の従来の熱交換システムの部分拡大図

【符号の説明】

２７ ガス通路 ２８ 円弧部 ２９ フィン部 ３０ 外装部 ３１ 直管部 ３２、３２ａ 熱交換ユニット ３３ 曲管部 ３４ 水管 ３５ 熱交換装置 ４２、４２ａ 開口部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 近藤 正満 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 AA42 AA46 AE03 AE13

Claims (11)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数の直管部と曲管部が交互に接続され
   た水管と、前記直管部にはその外周面を覆い密着させ一
   体化した外装部と、前記水管と前記外装部を備えた熱交
   換ユニットと、前記熱交換ユニットをガス通路内に収納
   した熱交換装置及びそれを用いた熱交換システム。
2. 【請求項２】 曲管部を蛇腹状に成形した請求項１記載
   の熱交換装置及びそれを用いた熱交換システム。
3. 【請求項３】 外装部は複数の直管部を覆う構成とした
   請求項１又は２記載の熱交換装置及びそれを用いた熱交
   換システム。
4. 【請求項４】 水管の長さが異なる熱交換ユニットを複
   数並列接続した請求項１〜３のいずれか１項に記載の熱
   交換装置及びそれを用いた熱交換システム
5. 【請求項５】 外装部には直管部を覆う円弧部と少なく
   とも１つ以上のガス通路側に突出したフィン部を有する
   請求項１〜４のいずれか１項に記載の熱交換装置及びそ
   れを用いた熱交換システム。
6. 【請求項６】 フィン部には外装部を貫通する開口部を
   設けた請求項１〜５のいずれか１項に記載の熱交換装置
   及びそれを用いた熱交換システム。
7. 【請求項７】 熱交換ユニットは水管と外装部の材質を
   異ならせた請求項１〜６のいずれか１項に記載の熱交換
   装置及びそれを用いた熱交換システム。
8. 【請求項８】 熱交換ユニットは複数の直管部が同一平
   面内に配置され、前記平面と交差する平面方向にフィン
   部を設けた請求項１〜７のいずれか１項に記載の熱交換
   装置及びそれを用いた熱交換システム。
9. 【請求項９】 同一平面内に配置された直管部の前記同
   一平面と平行でかつ前記直管部に接する２つの平行平面
   内にフィン部の長さを構成した請求項１〜８のいずれか
   １項に記載の熱交換装置及びそれを用いた熱交換システ
   ム。
10. 【請求項１０】 同一平面内に配置された直管部の隣り
    合う距離を異ならせた請求項１〜９のいずれか１項に記
    載の熱交換装置及びそれを用いた熱交換システム。
11. 【請求項１１】 蛇腹状の曲管部の山径は外装部の内径
    より大きく構成した請求項２〜１０のいずれか１項に記
    載の熱交換装置及びそれを用いた熱交換システム。