JP2005090868A - Heat exchanger - Google Patents

Heat exchanger Download PDF

Info

Publication number
JP2005090868A
JP2005090868A JP2003325132A JP2003325132A JP2005090868A JP 2005090868 A JP2005090868 A JP 2005090868A JP 2003325132 A JP2003325132 A JP 2003325132A JP 2003325132 A JP2003325132 A JP 2003325132A JP 2005090868 A JP2005090868 A JP 2005090868A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
tube
fin
inner fin
heat exchanger
convex
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2003325132A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP4148080B2 (en
Inventor
Toshihide Ninagawa
蜷川  稔英
Hiroyuki Osakabe
長賀部  博之
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Denso Corp
Original Assignee
Denso Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Denso Corp filed Critical Denso Corp
Priority to JP2003325132A priority Critical patent/JP4148080B2/en
Publication of JP2005090868A publication Critical patent/JP2005090868A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP4148080B2 publication Critical patent/JP4148080B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Images

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a heat exchanger capable of preventing deformation of a tube due to an internal pressure, and deformation of an outer fin by considering arrangement of an uneven cross section of an inner fin. <P>SOLUTION: The heat exchanger is provided with plurally laminated tubes 110 communicating internal fluid in interiors, the inner fin 120 inserted in the tube 110 and formed so that uneven cross sections are discretely arranged, and the outer fin 130 interposed between the tubes 110, and it carries out heat exchange between the internal fluid and external fluid passing the outer fin 130. Recessed parts 121 and protruding parts 122 of the uneven cross section are arranged in positions that respectively match when looking at a projection of each inner fin 120 from a laminating direction of the tubes 110. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

本発明は、熱交換器に関するものであり、給湯水と燃焼ガスとの間で熱交換を行う給湯器用熱交換器に適用して好適である。   The present invention relates to a heat exchanger, and is suitable for application to a heat exchanger for a hot water heater that performs heat exchange between hot water and combustion gas.

従来の熱交換器として、特許文献1に示されるように、複数積層されるチューブの間にアウターフィンが介在され、チューブ内を流れる内部流体とアウターフィンを通過する外部流体(特許文献1中では燃焼ガス)との間で熱交換するものが知られている。   As a conventional heat exchanger, as shown in Patent Document 1, an outer fin is interposed between a plurality of stacked tubes, and an internal fluid that flows through the tube and an external fluid that passes through the outer fin (in Patent Document 1) Those that exchange heat with the combustion gas) are known.

この熱交換器のチューブ内には、断面形状が凹凸状に形成され伝熱面積を増大させて内部流体に対する熱伝達率を向上させるインナーフィンが挿入されている。   Inside the tube of this heat exchanger, an inner fin is inserted that has a cross-sectional shape that is uneven, increases the heat transfer area, and improves the heat transfer rate for the internal fluid.

尚、一般にチューブ内に挿入されるインナーフィンは、上記のように熱伝達率を向上させる共に、チューブ内圧によるチューブの変形、更にはアウターフィンの変形を抑制する強度部材としても機能する。
特開2002−267272号公報
In general, the inner fin inserted into the tube functions as a strength member that improves the heat transfer coefficient as described above and suppresses the deformation of the tube due to the internal pressure of the tube and the deformation of the outer fin.
JP 2002-267272 A

しかしながら、上記特許文献1においては、チューブの変形に対する細かな配慮はなされておらず、インナーフィンの凹凸状断面の配置については何ら開示されていない。   However, in the said patent document 1, the fine consideration with respect to a deformation | transformation of a tube is not made | formed and nothing is disclosed about arrangement | positioning of the uneven | corrugated shaped cross section of an inner fin.

即ち、図8に示すように、インナーフィン120の凹凸状断面の形状によっては凹状部121および凸状部122に方向性ができ、チューブ110内での凹状部121および凸状部122の配置パターンが一定に成るとは限らない。よって、インナーフィン120の凹状部121(あるいは凸状部122の中空側)同士が互いに対向するような配置関係が形成される部位(図8中の矢印部および破線楕円部)においては、チューブ110のみの板厚で内圧を受ける形となり、ここが応力集中部位となってチューブ110が変形し、更にはアウターフィン130が変形すると言う問題があった。   That is, as shown in FIG. 8, depending on the shape of the concave-convex cross section of the inner fin 120, the concave portion 121 and the convex portion 122 can be oriented, and the arrangement pattern of the concave portion 121 and the convex portion 122 in the tube 110. Is not always constant. Therefore, in the part (the arrow part and broken-line ellipse part in FIG. 8) where the arrangement relation is formed such that the concave parts 121 (or the hollow side of the convex part 122) of the inner fin 120 face each other, the tube 110. There is a problem that the inner pressure is received with only the plate thickness, the tube 110 is deformed as a stress concentration part, and the outer fin 130 is further deformed.

本発明は、上記問題に鑑み、インナーフィンの凹凸状断面の配置を考慮することで、内圧によるチューブの変形、更にはアウターフィンの変形を防止できる熱交換器を提供することにある。   In view of the above problems, an object of the present invention is to provide a heat exchanger that can prevent deformation of the tube due to internal pressure and further deformation of the outer fin by considering the arrangement of the concavo-convex cross section of the inner fin.

本発明は上記目的を達成するために、以下の技術的手段を採用する。   In order to achieve the above object, the present invention employs the following technical means.

請求項1に記載の発明では、内部に内部流体が流通し、複数積層されるチューブ(110)と、凹凸状断面が離散的に並ぶように形成され、チューブ(110)内に挿入されるインナーフィン(120)と、各チューブ(110)の間に介在されるアウターフィン(130)とを備え、内部流体とアウターフィン(130)を通過する外部流体との間で熱交換を行う熱交換機において、チューブ(110)の積層方向から各インナーフィン(120)を投影して見た時に、凹凸状断面の凹状部(121)および凸状部(122)の位置がそれぞれ一致するように配置されたことを特徴としている。   In the first aspect of the present invention, an inner fluid is circulated therein, and a plurality of stacked tubes (110) and an inner portion that is formed so that the concavo-convex sections are arranged in a discrete manner and inserted into the tube (110). In a heat exchanger that includes a fin (120) and an outer fin (130) interposed between the tubes (110), and performs heat exchange between the internal fluid and the external fluid passing through the outer fin (130). When the inner fins (120) are projected and viewed from the stacking direction of the tube (110), the concave portions (121) and the convex portions (122) of the concave-convex cross section are arranged so as to coincide with each other. It is characterized by that.

これにより、隣り合うチューブ(110)内のインナーフィン(120)において、一方のチューブ(110)の凹状部(121)の底部は、他方のチューブ(110)の凹状部(121)の中空側と対向し、また、凸状部(122)の中空側は、他方のチューブ(110)の凸状部(122)の天井部と対向する形となる。凹状部(121)および凸状部(122)の中空側においては、チューブ(110)は自身の板厚のみで内圧を受けることになるが、対向する側では、チューブ(110)にインナーフィン(120)の板厚が加わった形で、アウターフィン130を介して内圧を受け返すことができる。そして、この関係が複数積層されるチューブ(110)の全体に渡って形成されるので、内圧によって応力集中する部位を無くして、チューブ(110)の変形、更にはアウターフィン(130)の変形を防止することができる。   Thereby, in the inner fin (120) in the adjacent tube (110), the bottom of the concave portion (121) of one tube (110) is connected to the hollow side of the concave portion (121) of the other tube (110). The hollow side of the convex portion (122) is opposed to the ceiling portion of the convex portion (122) of the other tube (110). On the hollow side of the concave portion (121) and the convex portion (122), the tube (110) receives internal pressure only with its own plate thickness, but on the opposite side, the tube (110) has an inner fin ( 120), the internal pressure can be received back through the outer fin 130. Since this relationship is formed over the entire stacked tube (110), there is no portion where stress is concentrated by the internal pressure, and the tube (110) is deformed, and further the outer fin (130) is deformed. Can be prevented.

請求項2に記載の発明では、インナーフィン(120)には、チューブ(110)に対するインナーフィン(120)の表裏を規制する位置決め部(123)が設けられ、且つ、凹状部(121)および凸状部(122)は、インナーフィン(120)の中心に対して点対称となるように配置されたことを特徴としている。   In the invention according to claim 2, the inner fin (120) is provided with a positioning portion (123) for regulating the front and back of the inner fin (120) with respect to the tube (110), and the concave portion (121) and the convex portion are provided. The shape part (122) is characterized by being arranged so as to be point-symmetric with respect to the center of the inner fin (120).

これにより、インナーフィン(120)の表裏が確実に規制され、また、中心に対して180度反転しても、凹状部(121)および凸状部(122)の位置が同一となるようにすることができるので、インナーフィン(120)を複数のチューブ(110)に挿入する際に、容易に凹状部(121)および凸状部(122)の位置を一致させることができる。   As a result, the front and back of the inner fin (120) are reliably regulated, and the positions of the concave portion (121) and the convex portion (122) are the same even if the inner fin (120) is inverted 180 degrees with respect to the center. Therefore, when the inner fin (120) is inserted into the plurality of tubes (110), the positions of the concave portion (121) and the convex portion (122) can be easily matched.

尚、位置決め部(123)は、請求項3に記載の発明のように、インナーフィン(120)の対角上に設けられ、チューブ(110)に設けられたチューブ凸状部(111f、111g)と係合する切欠き部(123)としてやれば容易に形成することができる。   The positioning portion (123) is provided on the diagonal of the inner fin (120) as in the invention described in claim 3, and the tube convex portion (111f, 111g) provided on the tube (110). If it does as a notch part (123) engaged with, it can form easily.

また、インナーフィン(120)の凹凸状断面としては、請求項4に記載の発明のように、一方向に連続的にオフセットされたものとしたり、請求項5に記載の発明のように、凹凸状断面が連続する方向に対して垂直方向に千鳥状にオフセットされたものとするのが良く、内部流体側の熱伝達率向上に優れるインナーフィン(120)とすることができる。   Further, as the concave-convex cross section of the inner fin (120), it is assumed that the inner fin (120) is continuously offset in one direction as in the invention according to claim 4, or the concave and convex as in the invention according to claim 5. The inner fins (120) excellent in improving the heat transfer coefficient on the internal fluid side can be obtained, which are preferably offset in a zigzag manner in the direction perpendicular to the direction in which the cross-sections continue.

更に、請求項6に記載の発明では、アウターフィン(130)は、凹凸状断面が連続的または離散的に並ぶように形成され、インナーフィン(120)およびアウターフィン(130)におけるそれぞれの凹凸状断面の側壁(124、132)は、互いに交差するように配置されたことを特徴としている。   Furthermore, in the invention according to claim 6, the outer fin (130) is formed so that the concavo-convex cross section is continuously or discretely arranged, and the concavo-convex shape in the inner fin (120) and the outer fin (130). The side walls (124, 132) of the cross section are characterized by being arranged so as to cross each other.

これにより、インナーフィン(120)とアウターフィン(130)との間で、より強固に互いを支持し合うことができるので、チューブ(110)、更にはアウターフィン(130)の変形を効果的に防止することができる。   Accordingly, the inner fin (120) and the outer fin (130) can be supported more firmly with each other, so that the deformation of the tube (110) and the outer fin (130) can be effectively performed. Can be prevented.

尚、上記各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態記載の具体的手段との対応関係を示すものである。   In addition, the code | symbol in the bracket | parenthesis of each said means shows a corresponding relationship with the specific means of embodiment description mentioned later.

(第1実施形態)
本発明の第1実施形態を図1〜図6に示す図面に基づいて説明する。尚、図1、図2は給湯器用熱交換器100の平面図および正面図、図3は図2のA−A部における断面図、図4はチューブ110の正面図、図5はインナーフィン120の正面図、図6はインナーフィン120の外観斜視図である。
(First embodiment)
1st Embodiment of this invention is described based on drawing shown in FIGS. 1 and 2 are a plan view and a front view of the heat exchanger 100 for a hot water heater, FIG. 3 is a cross-sectional view taken along the line AA of FIG. 2, FIG. 4 is a front view of the tube 110, and FIG. FIG. 6 is an external perspective view of the inner fin 120.

本発明の熱交換器は、給湯器に使用されて給湯水(本発明の内部流体に対応)と燃焼ガス(本発明の外部流体に対応)との間で熱交換を行う給湯器用熱交換器(以下、熱交換器)100に適用したものであり、図1に示すように、複数のチューブ110が積層され、また各チューブ110の間にアウターフィン130が介在されることで形成される所謂ドロンカップタイプと呼ばれる熱交換器100である。   The heat exchanger of the present invention is used in a water heater and performs heat exchange between hot water (corresponding to the internal fluid of the present invention) and combustion gas (corresponding to the external fluid of the present invention). (Hereinafter referred to as a heat exchanger) 100, as shown in FIG. 1, a plurality of tubes 110 are stacked, and so-called formed by outer fins 130 interposed between the tubes 110. This is a heat exchanger 100 called a Delon cup type.

この熱交換器100は図2に示すように、チューブ110の長手方向が略水平と成る姿勢で使用されるようにしており、燃焼ガスは、上側から下側に向けて供給される。また、この熱交換器100を構成する各部材(以下で説明)は、ここでは、すべてステンレス系の材料としており、各部材が熱交換器100の形状に組み立てられた後に、一体でろう付けされている。   As shown in FIG. 2, the heat exchanger 100 is used in a posture in which the longitudinal direction of the tube 110 is substantially horizontal, and the combustion gas is supplied from the upper side to the lower side. In addition, each member (described below) constituting the heat exchanger 100 is made of a stainless steel material here, and after the members are assembled into the shape of the heat exchanger 100, they are brazed together. ing.

チューブ110は、図1、図3、図4に示すチューブプレート111とチューブプレート112とを2枚一組で最中合わせに接合することで形成されている。両チューブプレート111、112は、基本形状同一の絞り加工によって形成されており、その外周部にはフランジ部111bが設けられ、また内部には絞り形状の内側に突出して水平方向に延びる打ち出し部111cが設けられている。両チューブプレート111、112が最中合わせされた時に、このフランジ部111bおよび打出し部111cが、互いに当接するようにしている。   The tube 110 is formed by joining the tube plate 111 and the tube plate 112 shown in FIG. 1, FIG. 3, and FIG. Both tube plates 111 and 112 are formed by drawing processing having the same basic shape. A flange portion 111b is provided on the outer peripheral portion of the tube plates 111, and a projecting portion 111c that protrudes inwardly in the drawing shape and extends in the horizontal direction. Is provided. When both the tube plates 111 and 112 are aligned, the flange portion 111b and the projecting portion 111c come into contact with each other.

そして、互いに当接する打出し部111cはチューブ110内における仕切り壁113を形成し、チューブ110の一方の長手方向端部側(図4中の左側)で連通するU字状の流路、即ち上側流路114と下側流路115を形成している。この両流路114、115の形成される部位がチューブ110の扁平管部110aを成している。両流路114、115は、チューブ110の他方の長手方向端部側(図4中の右側)に形成される一組のタンク部110bにそれぞれ通じており、このタンク部110bには連通口111aが開口している。   Further, the projecting portions 111c that contact each other form a partition wall 113 in the tube 110, and communicate with the one end in the longitudinal direction (left side in FIG. 4) of the tube 110, that is, the upper side. A flow path 114 and a lower flow path 115 are formed. A portion where both the flow paths 114 and 115 are formed forms a flat tube portion 110 a of the tube 110. Both flow paths 114 and 115 respectively communicate with a pair of tank portions 110b formed on the other longitudinal end side (the right side in FIG. 4) of the tube 110. The tank portion 110b has a communication port 111a. Is open.

両チューブプレート111、112は、上記説明のように同一の絞り形状としていることから、周縁部111eの断面形状も両者同一となっており、給湯水の内圧よって周縁部111eに作用する応力を両チューブプレート111、112共に、均等となるようにしている。また、チューブプレート112の外周部には複数の爪部112aが設けられており、両チューブプレート111、112を組み合わせた後に、この爪部112aをかしめることによってチューブ110の形状を保持するようにしている。   Since both the tube plates 111 and 112 have the same throttle shape as described above, the cross-sectional shape of the peripheral portion 111e is also the same, and the stress acting on the peripheral portion 111e due to the internal pressure of the hot water supply water is Both tube plates 111 and 112 are made uniform. A plurality of claw portions 112a are provided on the outer peripheral portion of the tube plate 112. After the tube plates 111 and 112 are combined, the shape of the tube 110 is maintained by caulking the claw portions 112a. ing.

タンク部110bは、扁平管部110aより厚み幅が大きく設けられ、そのタンク部110bを形成するチューブプレート111、112の外表面には、連通口111aを囲むように平坦部111dが設けられている。また、タンク部110bの内部には、強度部材としての三日月状を成すブッシング116が挿入されている。   The tank part 110b is provided with a thickness greater than that of the flat tube part 110a, and a flat part 111d is provided on the outer surface of the tube plates 111 and 112 forming the tank part 110b so as to surround the communication port 111a. . In addition, a bushing 116 having a crescent shape as a strength member is inserted into the tank portion 110b.

複数のチューブ110は、図1に示すように、互いのタンク部110b同士が連ねて積層され、平坦部111d同士が接合される。これにより、タンク部110bに開口する連通口111aを通じて各チューブ110の流路114、115が相互に連通している。そして、チューブ110の内部には、伝熱面積を増大するためにインナーフィン120が挿入されている。本発明においては、このインナーフィン120に特徴部を持たせており、詳細については後述する。   As shown in FIG. 1, the plurality of tubes 110 are stacked so that the tank portions 110 b are connected to each other, and the flat portions 111 d are joined to each other. Thereby, the flow paths 114 and 115 of each tube 110 are mutually connected through the communication port 111a opened to the tank part 110b. An inner fin 120 is inserted into the tube 110 to increase the heat transfer area. In the present invention, the inner fin 120 is provided with a feature, and details will be described later.

アウターフィン(以下、フィン)130は、図1に示すように、全体形状として薄板材を凹凸状に折り曲げて形成されたもので、凹凸状断面の側壁132が図2中の天地方向に延びて、その凹凸状空間を燃焼ガスが流れるように配置され、チューブ110の扁平管部110aの表面に接合されている。尚、フィン130の凹凸状部には切り起こし部131が燃焼ガスの流れ方向に複数設けられており、乱流効果による燃焼ガス側の熱伝達促進を図るようにしている。   As shown in FIG. 1, the outer fin (hereinafter referred to as a fin) 130 is formed by bending a thin plate material into an uneven shape as an overall shape, and the side wall 132 of the uneven cross section extends in the vertical direction in FIG. 2. These are arranged so that the combustion gas flows through the uneven space, and are joined to the surface of the flat tube portion 110a of the tube 110. Note that a plurality of cut-and-raised portions 131 are provided in the concavo-convex portion of the fin 130 in the flow direction of the combustion gas so as to promote heat transfer on the combustion gas side by the turbulent flow effect.

そして、積層方向の一端側に配されるチューブ110には、図1、図2に示すように給湯水の給湯口140と出湯口150とがタンク部110bに接合されている。また、チューブ110の積層方向の両端側には、それぞれ補強プレート160が接合されている。   Further, as shown in FIG. 1 and FIG. 2, a hot water supply port 140 and a hot water outlet 150 are joined to the tank portion 110b on the tube 110 disposed on one end side in the stacking direction. Reinforcing plates 160 are joined to both ends of the tube 110 in the stacking direction.

次に、本発明の要部について説明する。インナーフィン120は、図4〜図6に示すように、凹凸状断面が離散的に並ぶように形成されたもので、具体的には凹凸状断面の凹状部121、凸状部122が一方向に連続的にオフセットされるオフセットフィンとしている。このオフセットフィンにおけるセグメント124は、インナーフィン120の凹凸状断面の側壁に対応している。尚、凹状部121および凸状部122は、インナーフィン120の表側、裏側から見た時に互いに逆の位置関係となるが、ここでは、便宜上、図4〜図6において紙面に対して突出する側を凸状部122とし、凹む側を凹状部121としている(図3においては、左側に突出する側を凸状部122とし、他の部位を凹状部121としている)。   Next, the main part of the present invention will be described. As shown in FIGS. 4 to 6, the inner fin 120 is formed so that the concavo-convex sections are arranged in a discrete manner. Specifically, the concavo-convex sections 121, 122 are unidirectional. The offset fins are continuously offset. The segment 124 in the offset fin corresponds to the side wall of the concave-convex cross section of the inner fin 120. The concave portion 121 and the convex portion 122 are opposite to each other when viewed from the front side and the back side of the inner fin 120. Here, for convenience, the side protruding from the paper surface in FIGS. Is the convex part 122, and the concave side is the concave part 121 (in FIG. 3, the side protruding to the left is the convex part 122, and the other part is the concave part 121).

そして、凹状部121および凸状部122は、インナーフィン120の中心に対して点対称となるように配置されている(図4)。   And the concave part 121 and the convex part 122 are arrange | positioned so that it may become point-symmetrical with respect to the center of the inner fin 120 (FIG. 4).

また、インナーフィン120の外周の対角上には、切欠き部123を設けている。この切欠き部123は、チューブ110の一方の長手方向端部側における角R部111fと他方の長手方向端部側におけるR打出し部111gとの干渉を避けて係合すると共に、チューブ110内におけるインナーフィン120の表裏を規制する位置決め部として機能する。ここで、インナーフィン120の表裏を規制するというのは、チューブ110に対して、切欠き部123を図4に示す位置にすれば、各チューブ110におけるすべてのインナーフィン120の表裏が一方向に統一されることを意味する。尚、チューブ110の角R部111fおよびR打出し部111gは、本発明のチューブ凸状部に対応する。   Further, a notch 123 is provided on the diagonal of the outer periphery of the inner fin 120. The notch 123 engages the tube 110 while avoiding interference between the corner R portion 111f on one longitudinal end side of the tube 110 and the R projecting portion 111g on the other longitudinal end side. It functions as a positioning part that regulates the front and back of the inner fin 120. Here, restricting the front and back of the inner fin 120 means that the front and back of all the inner fins 120 in each tube 110 are unidirectional if the notch portion 123 is positioned as shown in FIG. It means being unified. The corner R portion 111f and the R launch portion 111g of the tube 110 correspond to the tube convex portion of the present invention.

そして、インナーフィン120は、セグメント124が図4に示すように、略水平方向を向くように配置されチューブ110内の上側流路114および下側流路115にそれぞれ挿入されている。尚、下側流路115に挿入されるインナーフィン120は、上側流路114に挿入されるインナーフィン120の表裏を反転して使用しており、基本的には同一の部材(共通仕様)としている。   The inner fin 120 is disposed so that the segment 124 faces substantially in the horizontal direction as shown in FIG. 4, and is inserted into the upper flow path 114 and the lower flow path 115 in the tube 110. The inner fin 120 inserted into the lower flow path 115 is used by inverting the front and back of the inner fin 120 inserted into the upper flow path 114, and basically the same member (common specification). Yes.

このように本発明においては、上記のように凹状部121および凸状部122をインナーフィン120の中心に対して点対称に配置すること、および切欠き部123による位置決めを行うことにより、図3に示すように、複数積層されるチューブ110の積層方向からインナーフィン120を投影して見た時に、凹状部121および凸状部122の位置がそれぞれ一致するように配置される。   Thus, in the present invention, the concave portion 121 and the convex portion 122 are arranged point-symmetrically with respect to the center of the inner fin 120 as described above, and positioning by the notch portion 123 is performed, as shown in FIG. As shown in FIG. 5, the concave fins 121 and the convex portions 122 are arranged so that the positions thereof coincide with each other when the inner fins 120 are projected and viewed from the stacking direction of the tubes 110 stacked in plurality.

次に、上記構成に基づく熱交換器100の作動およびその作用効果について説明する。給湯水は、熱交換器100の給湯口140から各チューブ110の一方のタンク部110bへ流入し、その一方のタンク部110bから扁平管部110aに形成される下側流路115および上側流路114を流れて他方のタンク部110bへ流入し、その他方のタンク部110bから出湯口150を通って流出する。   Next, the operation of the heat exchanger 100 based on the above configuration and the operation and effect thereof will be described. Hot water flows into the one tank part 110b of each tube 110 from the hot water supply port 140 of the heat exchanger 100, and the lower channel 115 and the upper channel formed in the flat tube part 110a from the one tank part 110b. 114 flows into the other tank part 110b and flows out from the other tank part 110b through the hot water outlet 150.

一方、燃焼ガスは、図2に示すように、熱交換器100の上方から下方へ向かって流れ、熱交換器100を通過する際に給湯水との熱交換を行い給湯水を加熱する。この時、燃焼ガスは、少なくとも熱交換器100の出口側で露点温度以下(例えば30〜50℃)まで温度低下して凝縮する。即ち、この熱交換器100は、燃焼ガスの顕熱だけでなく、燃焼ガスが凝縮する際に放出される潜熱をも吸収して給湯水を加熱することができる。   On the other hand, as shown in FIG. 2, the combustion gas flows from the top to the bottom of the heat exchanger 100 and exchanges heat with hot water when passing through the heat exchanger 100 to heat the hot water. At this time, the combustion gas is condensed at a temperature lower than the dew point temperature (for example, 30 to 50 ° C.) at least on the outlet side of the heat exchanger 100. That is, the heat exchanger 100 can heat not only the sensible heat of the combustion gas but also the latent heat released when the combustion gas condenses to heat the hot water supply water.

ところで、「発明が解決しようとする課題」の項で説明したように、給湯水がチューブ110内を流通することによりチューブ110には内圧が作用し、剛性の低い部位があるとそこに応力が集中してチューブ110、更にはフィン130が変形してしまう場合があるが、本発明においては、インナーフィン120の凹状部121および凸状部122の位置をチューブ120の積層方向にそれぞれ一致するようにしているので、その変形を防止することができるようになる。   By the way, as explained in the section “Problems to be Solved by the Invention”, hot water flows through the tube 110 so that an internal pressure is applied to the tube 110, and if there is a portion with low rigidity, stress is present there. The tube 110 and the fin 130 may be deformed by concentration, but in the present invention, the positions of the concave portion 121 and the convex portion 122 of the inner fin 120 coincide with the stacking direction of the tubes 120, respectively. Therefore, the deformation can be prevented.

即ち、図3に示すように、隣り合うチューブ110内のインナーフィン120において、一方のチューブ110の凹状部121の底部は、他方のチューブ110の凹状部121の中空側と対向し、また、凸状部122の中空側は、他方のチューブ110の凸状部122の天井部と対向する形となる。凹状部121および凸状部122の中空側においては、チューブ110は自身の板厚のみで内圧を受けることになるが、対向する側では、チューブ110にインナーフィン120の板厚が加わった形で、フィン130を介して内圧を受け返すことができる。そして、この関係が複数積層されるチューブ110の全体に渡って形成されるので、内圧によって応力集中する部位を無くして、チューブ110の変形、更にはフィン130の変形を防止することができる訳である。   That is, as shown in FIG. 3, in the inner fins 120 in the adjacent tubes 110, the bottom of the concave portion 121 of one tube 110 faces the hollow side of the concave portion 121 of the other tube 110, and The hollow side of the shape portion 122 is in a shape facing the ceiling portion of the convex portion 122 of the other tube 110. On the hollow side of the concave portion 121 and the convex portion 122, the tube 110 receives internal pressure only with its own plate thickness. On the opposite side, the tube 110 is added with the plate thickness of the inner fin 120. The internal pressure can be received back through the fins 130. And since this relationship is formed over the entire tube 110 to be laminated, it is possible to eliminate the portion where the stress is concentrated by the internal pressure and prevent the deformation of the tube 110 and further the deformation of the fin 130. is there.

そして、本発明においては、インナーフィン120に、チューブ110に対するインナーフィン120の表裏を規制する位置決め部を設け、且つ、凹状部121および凸状部122が、インナーフィン120の中心に対して点対称となるように配置しているので、インナーフィン120の表裏が確実に規制され、また、中心に対して180度反転しても、凹状部121および凸状部122の位置が同一となるようにすることができ、インナーフィン120を複数のチューブ110に挿入する際に、容易に凹状部121および凸状部122の位置を一致させることができる。   In the present invention, the inner fin 120 is provided with a positioning portion for regulating the front and back of the inner fin 120 with respect to the tube 110, and the concave portion 121 and the convex portion 122 are point-symmetric with respect to the center of the inner fin 120. So that the front and back of the inner fin 120 are reliably regulated, and the positions of the concave portion 121 and the convex portion 122 are the same even if the inner fin 120 is inverted 180 degrees with respect to the center. When the inner fin 120 is inserted into the plurality of tubes 110, the positions of the concave portion 121 and the convex portion 122 can be easily matched.

尚、位置決め部123は、インナーフィン120の対角上に設けられ、チューブ凸状部(角R部111f、R打出し部111g)と係合する切欠き部123として形成しており、容易に形成することができる。   The positioning portion 123 is provided as a notch portion 123 that is provided on the diagonal of the inner fin 120 and engages with the tube convex portion (the corner R portion 111f and the R launch portion 111g). Can be formed.

また、インナーフィン120は、凹凸状断面が一方向に連続的にオフセットされたオフセットフィンとしているので、上記のような変形防止を可能とすると共に、給湯水側の熱伝達率向上に優れるインナーフィン120とすることができる。   Further, since the inner fin 120 is an offset fin in which the concavo-convex cross section is continuously offset in one direction, it is possible to prevent the deformation as described above and to improve the heat transfer rate on the hot water supply side. 120.

更に、インナーフィン120およびフィン130におけるそれぞれの凹凸状断面の側壁124、132が、互いに交差するように配置しているので、インナーフィン120とフィン130との間で、より強固に互いを支持し合うことができ、チューブ110、更にはフィン130の変形を効果的に防止することができる。   Furthermore, since the side walls 124 and 132 of the concavo-convex cross sections of the inner fin 120 and the fin 130 are arranged so as to cross each other, the inner fin 120 and the fin 130 support each other more firmly. The tube 110 and the fin 130 can be effectively prevented from being deformed.

(第2実施形態)
本発明の第2実施形態を図7に示す。第2実施形態は、上記第1実施形態に対してチューブ110内に配設するインナーフィン120のタイプを変更したものである。
(Second Embodiment)
A second embodiment of the present invention is shown in FIG. 2nd Embodiment changes the type of the inner fin 120 arrange | positioned in the tube 110 with respect to the said 1st Embodiment.

インナーフィン120の凹凸状断面形状については、図7に示すように、凹凸状断面の連続する方向(図7中の上下方向)に対して垂直方向(図7中の左右方向)に千鳥状にオフセットされたオフセットフィンとしても良く、上記第1実施形態と同様の効果を得ることができる。   As shown in FIG. 7, the concavo-convex cross-sectional shape of the inner fin 120 is staggered in a direction perpendicular to the direction in which the concavo-convex cross-section continues (vertical direction in FIG. 7) (left-right direction in FIG. 7). An offset fin that is offset may be used, and the same effect as in the first embodiment can be obtained.

(その他の実施形態)
上記第1、第2実施形態においては、本発明の熱交換器を給湯器用熱交換器に適用したものとして説明したが、これに限らず、オイルクーラ、インタークーラ等その他の熱交換器にも広く適用可能である。
(Other embodiments)
In the first and second embodiments, the heat exchanger according to the present invention has been described as being applied to a heat exchanger for a hot water heater. Widely applicable.

また、インナーフィン120の位置決め部は、切欠き部123に限らず、表裏のいずれかを識別可能とするマーキング等としても良い。   Further, the positioning part of the inner fin 120 is not limited to the notch part 123 but may be a marking or the like that can identify either the front or the back.

また、インナーフィン120は、上記で説明したオフセットフィンに限らず、ストレートフィンの側壁に開口部を有するものとしても良い。   The inner fin 120 is not limited to the offset fin described above, and may have an opening on the side wall of the straight fin.

また、チューブ110は、上側流路114および下側流路115を有するUターンタイプのチューブとして説明したが、これに限らず、ストレートタイプのチューブとしても良い。   Moreover, although the tube 110 was demonstrated as a U-turn type tube which has the upper side flow path 114 and the lower side flow path 115, it is not restricted to this, It is good also as a straight type tube.

更に、内部流体(給湯水)および外部流体(燃焼ガス)の流れ方向をそれぞれ水平方向および天地方向として説明したが、両者の流れ方向は互いに逆(内部流体が天地方向、外部流体が水平方向)と成っても良い。   Further, the flow directions of the internal fluid (hot water) and the external fluid (combustion gas) have been described as the horizontal direction and the vertical direction, respectively, but the flow directions of the two are opposite to each other (the internal fluid is the vertical direction and the external fluid is the horizontal direction). It may be.

第1実施形態における給湯器用熱交換器を示す平面図である。It is a top view which shows the heat exchanger for water heaters in 1st Embodiment. 図1における給湯器用熱交換器を示す正面図である。It is a front view which shows the heat exchanger for water heaters in FIG. 図2のA−A部における断面を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the cross section in the AA part of FIG. チューブを示す正面図である。It is a front view which shows a tube. インナーフィンを示す正面図である。It is a front view which shows an inner fin. インナーフィンの外観を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the external appearance of an inner fin. 第2実施形態におけるインナーフィンの外観を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the external appearance of the inner fin in 2nd Embodiment. 従来技術の熱交換器における内圧による応力集中部位を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the stress concentration site | part by the internal pressure in the heat exchanger of a prior art.

符号の説明Explanation of symbols

100 給湯器用熱交換器(熱交換器)
110 チューブ
111f 角R部(チューブ凸状部)
111g R打出し部(チューブ凸状部)
120 インナーフィン
121 凹状部
122 凸状部
123 切欠き部(位置決め部)
124 セグメント(側壁)
130 アウターフィン
132 側壁
100 Heat exchanger for water heater (heat exchanger)
110 tube 111f corner R part (tube convex part)
111g R launch part (tube convex part)
120 Inner fin 121 Concave part 122 Convex part 123 Notch part (positioning part)
124 segment (side wall)
130 Outer fin 132 Side wall

Claims (6)

内部に内部流体が流通し、複数積層されるチューブ(110)と、
凹凸状断面が離散的に並ぶように形成され、前記チューブ(110)内に挿入されるインナーフィン(120)と、
各前記チューブ(110)の間に介在されるアウターフィン(130)とを備え、
前記内部流体と前記アウターフィン(130)を通過する外部流体との間で熱交換を行う熱交換機において、
前記チューブ(110)の積層方向から各前記インナーフィン(120)を投影して見た時に、前記凹凸状断面の凹状部(121)および凸状部(122)の位置がそれぞれ一致するように配置されたことを特徴とする熱交換器。
A tube (110) in which an internal fluid circulates and is stacked;
An inner fin (120) formed so that the concavo-convex cross-sections are discretely arranged and inserted into the tube (110);
An outer fin (130) interposed between the tubes (110),
In a heat exchanger for exchanging heat between the internal fluid and the external fluid passing through the outer fin (130),
Arranged so that the positions of the concave portion (121) and the convex portion (122) of the concavo-convex section coincide with each other when the inner fins (120) are projected and viewed from the stacking direction of the tubes (110). A heat exchanger characterized by being made.
前記インナーフィン(120)には、前記チューブ(110)に対する前記インナーフィン(120)の表裏を規制する位置決め部(123)が設けられ、
且つ、前記凹状部(121)および前記凸状部(122)は、前記インナーフィン(120)の中心に対して点対称となるように配置されたことを特徴とする請求項1に記載の熱交換器。
The inner fin (120) is provided with a positioning portion (123) for regulating the front and back of the inner fin (120) with respect to the tube (110),
The heat according to claim 1, wherein the concave portion (121) and the convex portion (122) are arranged so as to be point-symmetric with respect to the center of the inner fin (120). Exchanger.
前記位置決め部(123)は、前記インナーフィン(120)の対角上に設けられ、前記チューブ(110)に設けられたチューブ凸状部(111f、111g)と係合する切欠き部(123)であることを特徴とする請求項2に記載の熱交換器。   The positioning portion (123) is provided on a diagonal of the inner fin (120), and is a notch portion (123) that engages with a tube convex portion (111f, 111g) provided on the tube (110). The heat exchanger according to claim 2, wherein 前記インナーフィン(120)の前記凹凸状断面は、一方向に連続的にオフセットされたことを特徴とする請求項1〜請求項3のいずれかに記載の熱交換器。   The heat exchanger according to any one of claims 1 to 3, wherein the uneven cross section of the inner fin (120) is continuously offset in one direction. 前記インナーフィン(120)の前記凹凸状断面は、その連続する方向に対して垂直方向に千鳥状にオフセットされたことを特徴とする請求項1〜請求項3のいずれかに記載の熱交換器。   The heat exchanger according to any one of claims 1 to 3, wherein the concavo-convex cross section of the inner fin (120) is offset in a zigzag manner in a direction perpendicular to the continuous direction. . 前記アウターフィン(130)は、凹凸状断面が連続的または離散的に並ぶように形成され、
前記インナーフィン(120)および前記アウターフィン(130)におけるそれぞれの凹凸状断面の側壁(124、132)は、互いに交差するように配置されたことを特徴とする請求項1〜請求項5のいずれかに記載の熱交換器。
The outer fin (130) is formed such that the concavo-convex cross section is continuously or discretely arranged,
The side wall (124, 132) of each concavo-convex section in the inner fin (120) and the outer fin (130) is disposed so as to intersect with each other. The heat exchanger according to crab.
JP2003325132A 2003-09-17 2003-09-17 Heat exchanger Expired - Fee Related JP4148080B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2003325132A JP4148080B2 (en) 2003-09-17 2003-09-17 Heat exchanger

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2003325132A JP4148080B2 (en) 2003-09-17 2003-09-17 Heat exchanger

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2005090868A true JP2005090868A (en) 2005-04-07
JP4148080B2 JP4148080B2 (en) 2008-09-10

Family

ID=34455670

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2003325132A Expired - Fee Related JP4148080B2 (en) 2003-09-17 2003-09-17 Heat exchanger

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP4148080B2 (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013119959A (en) * 2011-12-06 2013-06-17 Showa Denko Kk Offset fin and method for manufacturing the same
CN103256715A (en) * 2013-05-17 2013-08-21 宁波市哈雷换热设备有限公司 Heat exchange and waste heat recovery combined device of interconnected type fins
JP2017519179A (en) * 2014-06-17 2017-07-13 アルファ−ラヴァル・コーポレート・アーベー Heater and heat exchanger equipment

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH1078292A (en) * 1996-09-04 1998-03-24 Ishikawajima Harima Heavy Ind Co Ltd Plate fin type heat exchanger
JPH1089880A (en) * 1996-09-09 1998-04-10 Usui Internatl Ind Co Ltd Manufacture of core employed for plate type egr gas cooling device
JPH11337286A (en) * 1998-04-20 1999-12-10 Air Prod And Chem Inc Plate-fin heat exchanger, its assembling method, low-temperature air separator incorporating the same, and down-flow reboiler
JP2002031489A (en) * 2000-07-14 2002-01-31 Denso Corp Heat exchanger
JP2002323295A (en) * 2001-04-24 2002-11-08 Mitsubishi Heavy Ind Ltd Plate fin type heat exchanger
JP2003021486A (en) * 2001-07-10 2003-01-24 Denso Corp Heat exchanger
JP2003106785A (en) * 2001-07-25 2003-04-09 Denso Corp Exhaust heat exchanger
JP2003185375A (en) * 2001-12-17 2003-07-03 Daikin Ind Ltd Plate-type heat exchanger

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH1078292A (en) * 1996-09-04 1998-03-24 Ishikawajima Harima Heavy Ind Co Ltd Plate fin type heat exchanger
JPH1089880A (en) * 1996-09-09 1998-04-10 Usui Internatl Ind Co Ltd Manufacture of core employed for plate type egr gas cooling device
JPH11337286A (en) * 1998-04-20 1999-12-10 Air Prod And Chem Inc Plate-fin heat exchanger, its assembling method, low-temperature air separator incorporating the same, and down-flow reboiler
JP2002031489A (en) * 2000-07-14 2002-01-31 Denso Corp Heat exchanger
JP2002323295A (en) * 2001-04-24 2002-11-08 Mitsubishi Heavy Ind Ltd Plate fin type heat exchanger
JP2003021486A (en) * 2001-07-10 2003-01-24 Denso Corp Heat exchanger
JP2003106785A (en) * 2001-07-25 2003-04-09 Denso Corp Exhaust heat exchanger
JP2003185375A (en) * 2001-12-17 2003-07-03 Daikin Ind Ltd Plate-type heat exchanger

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013119959A (en) * 2011-12-06 2013-06-17 Showa Denko Kk Offset fin and method for manufacturing the same
CN103256715A (en) * 2013-05-17 2013-08-21 宁波市哈雷换热设备有限公司 Heat exchange and waste heat recovery combined device of interconnected type fins
CN103256715B (en) * 2013-05-17 2015-07-08 宁波市哈雷换热设备有限公司 Heat exchange and waste heat recovery combined device of interconnected type fins
JP2017519179A (en) * 2014-06-17 2017-07-13 アルファ−ラヴァル・コーポレート・アーベー Heater and heat exchanger equipment
US10451309B2 (en) 2014-06-17 2019-10-22 Alfa Laval Corporate Ab Heater and a heat exchanger installation

Also Published As

Publication number Publication date
JP4148080B2 (en) 2008-09-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5145718B2 (en) Heat exchanger
JPH11294984A (en) Juxtaposed integrated heat exchanger
JP2006342997A (en) Heat exchanger
JP4148080B2 (en) Heat exchanger
JP2010121925A (en) Heat exchanger
JP2003021486A (en) Heat exchanger
JPH0493596A (en) Core structure of stacked type heat exchanger
JP2008106969A (en) Plate type heat exchanger
JP2005315520A (en) Heat exchanger
JP2005351520A (en) Heat exchanger
JP7456795B2 (en) Stacked Heat Exchanger
WO2018216165A1 (en) Plate type heat exchanger
JP3829928B2 (en) Heat exchanger
JP4211688B2 (en) Heat exchanger
JPH08240395A (en) Heat exchanger
JP4079115B2 (en) Heat exchanger
JP2005291649A (en) Heat exchanger
JP2005055092A (en) Heat exchanger
JP2004125189A (en) Heat exchanger for water heater
WO2021149462A1 (en) Heat exchanger
JP2005188781A (en) Heat exchanger
JP4179235B2 (en) Heat exchanger
JP3922213B2 (en) Heat exchanger for water heater
JP3894171B2 (en) Heat exchanger
JP2010230213A (en) Heat exchanger

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20051013

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20080108

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20080305

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20080603

A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20080616

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110704

Year of fee payment: 3

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120704

Year of fee payment: 4

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120704

Year of fee payment: 4

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130704

Year of fee payment: 5

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees