JP2005291649A

JP2005291649A - Heat exchanger

Info

Publication number: JP2005291649A
Application number: JP2004109374A
Authority: JP
Inventors: Hiroyuki Osakabe; 長賀部　　博之; Toshihide Ninagawa; 蜷川　　稔英
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2004-04-01
Filing date: 2004-04-01
Publication date: 2005-10-20

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a heat exchanger having both excellent discharging property of an air mixed therein and excellent discharging property of an inside fluid when not in use in a heat exchanger used in such an attitude that a tube is stacked in the vertical direction. <P>SOLUTION: This heat exchanger comprises the tube 110 allowing a liquid phase fluid to flow therein and stacked in multiple layers and connected to a pair of tank parts 101 and 102 and two pipe parts 140 and 150 allowing the liquid fluid to flow therein and therefrom. The stacking direction of the tube 110 is set in the vertical direction, and two pipe parts 140 and 150 are disposed at the upper and lower end parts of the tube 110 in the stacking direction. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は、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用いて好適な熱交換器に関するものである。 The present invention relates to a heat exchanger suitable for use in 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、例えば、特許文献１に示されるものが知られている。即ち、この熱交換器は給湯器用熱交換器に適用されたもので、２枚の板体が重ね合わされて形成される細管部（チューブ）が複数積層され、各細管部の間にはフィンが介在されている。また、各細管部は入口側集合管部（入口タンク）および出口側集合管部（出口タンク）と連通されており、両集合管部は積層方向最外方の一方の細管部側に引き出されている。そして、細管部の積層方向が水平方向となる姿勢で上下方向に開口する四角形状の筒状体の中に収容され、両集合管部が筒状体の壁面近傍に配置されるようにしている。 As a conventional heat exchanger, for example, the one shown in Patent Document 1 is known. That is, this heat exchanger is applied to a heat exchanger for a water heater, and a plurality of thin tube portions (tubes) formed by overlapping two plates are laminated, and fins are provided between the thin tube portions. Intervened. In addition, each narrow tube portion communicates with an inlet side collecting pipe portion (inlet tank) and an outlet side collecting tube portion (outlet tank), and both collecting tube portions are drawn out to one of the thin tube portions on the outermost side in the stacking direction. ing. And it is accommodated in the rectangular cylindrical body opened in the up-down direction with the posture in which the stacking direction of the thin tube portions is the horizontal direction, and both collecting tube portions are arranged in the vicinity of the wall surface of the cylindrical body. .

この熱交換器においては、筒状体の一方（ここでは下側）の開口側からこの筒状体の内部に流入する燃焼ガスによって細管部内を流通する給湯水が加熱される。ここでは両集合管部を筒状体の壁面近傍に配置しているため、燃焼ガスが筒状体の内側を流通するようになり、筒状体の壁面の温度上昇を抑制し、また熱交換性能の向上を図るようにしている。
特開平１１−１４２７８号公報 In this heat exchanger, hot water flowing through the narrow tube portion is heated by the combustion gas flowing into the inside of the cylindrical body from one opening side (here, the lower side) of the cylindrical body. Here, since both collecting pipe portions are arranged in the vicinity of the wall surface of the cylindrical body, the combustion gas circulates inside the cylindrical body, suppressing the temperature rise of the wall surface of the cylindrical body, and heat exchange. We try to improve performance.
Japanese Patent Laid-Open No. 11-14278

しかしながら、このような熱交換器の細管部（チューブ）の積層方向が上下方向となる姿勢で使用した場合には、両集合管部は、上側あるいは下側を向くことになる。両集合管部が上側を向く場合は、細管部内に混入する空気の排出性は良好となるが、熱交換器の未使用時における内部給湯水の排水性の確保ができない。逆に、両集合管部が下側を向く場合は、給湯水の排水性は良好となるが、空気の排出性の確保ができなくなる。 However, when used in such a posture that the stacking direction of the thin tube portions (tubes) of the heat exchanger is in the vertical direction, both collecting tube portions face upward or downward. When both the collecting pipe portions face upward, the exhaustability of the air mixed in the narrow pipe portion is good, but the drainage of the internal hot water when the heat exchanger is not used cannot be ensured. On the other hand, when both collecting pipe parts face downward, the hot water drainage is good, but the air discharge cannot be ensured.

因みに、内部に混入する空気の排出性が悪いと、空気による内部腐食や給湯水側の熱伝達率低下による熱交換性能の低下を招く。また、排水性が悪いと、寒冷時等において内部に残留する給湯水が凍結し、体積膨張に伴う細管部の破損を招くおそれがある。 Incidentally, if the exhaustability of the air mixed in the inside is poor, the heat exchange performance is lowered due to internal corrosion due to air and a decrease in the heat transfer coefficient on the hot water supply side. In addition, if the drainage is poor, hot water remaining in the interior may freeze during cold weather or the like, which may cause damage to the thin tube portion due to volume expansion.

本発明の目的は、上記問題に鑑み、チューブの積層方向が上下方向となる姿勢で使用されるものにおいて、内部に混入する空気の排出性、および未使用時の内部流体の排出性の両者に優れる熱交換器を提供することにある。 In view of the above problems, the object of the present invention is to be used in a posture in which the tube stacking direction is the vertical direction, both in the exhaustability of air mixed inside and in the exhaustability of internal fluid when not in use. The object is to provide an excellent heat exchanger.

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、内部に液相流体が流通して複数積層されると共に、一対のタンク部（１０１、１０２）にそれぞれ接続されるチューブ（１１０）と、一対のタンク部（１０１、１０２）にそれぞれ接続され、液相流体が流入、流出する２つのパイプ部（１４０、１５０）とを有する熱交換器において、チューブ（１１０）は上下方向に積層され、２つのパイプ部（１４０、１５０）は、チューブ（１１０）の積層方向の上側と下側の端部にそれぞれ配置されたことを特徴としている。 In the first aspect of the present invention, a plurality of liquid-phase fluids are circulated therein and stacked, and the tubes (110) connected to the pair of tank portions (101, 102), respectively, and the pair of tank portions (101 , 102), and two pipe parts (140, 150) through which liquid phase fluid flows in and out, the tubes (110) are stacked in the vertical direction, and the two pipe parts (140 , 150) are arranged at the upper and lower ends in the stacking direction of the tube (110), respectively.

これにより、チューブ（１１０）内に混入する空気は複数積層されるチューブ（１１０）の一番上側に集まるので、２つのパイプ部（１４０、１５０）のうち、チューブ（１１０）の積層方向の上側の端部に配置された上側パイプ部（１５０）から容易に排出させることができる。また、この熱交換器（１００）の未使用時においてチューブ（１１０）内の液相流体を排出する必要がある場合には、２つのパイプ部（１４０、１５０）のうち、チューブ（１１０）の積層方向の下側の端部に配置された下側パイプ部（１４０）から容易に排出させることができる。 As a result, the air mixed in the tube (110) gathers on the uppermost side of the plurality of stacked tubes (110), and therefore the upper side of the two pipe portions (140, 150) in the stacking direction of the tubes (110). It can be easily discharged from the upper pipe part (150) arranged at the end of this. Further, when it is necessary to discharge the liquid phase fluid in the tube (110) when the heat exchanger (100) is not used, of the two pipe parts (140, 150), the tube (110) It can be easily discharged from the lower pipe portion (140) disposed at the lower end of the stacking direction.

請求項２に記載の発明では、液相流体は、２つのパイプ部（１４０、１５０）のうち、積層方向の下側となる端部に配置された下側パイプ部（１４０）から流入し、積層方向の上側となる端部に配置された上側パイプ部（１５０）から流出することを特徴としている。 In the invention according to claim 2, the liquid phase fluid flows in from the lower pipe portion (140) arranged at the lower end portion of the two pipe portions (140, 150) in the stacking direction, It flows out from the upper pipe part (150) arrange | positioned at the edge part used as the upper side of the lamination direction.

これにより、熱交換器（１００）使用時において、チューブ（１１０）内に混入する空気を液相流体の流れと共に上側パイプ部（１５０）から流出させることができるので、更に空気の排出性を高めることができる。 As a result, when the heat exchanger (100) is used, air mixed in the tube (110) can be discharged from the upper pipe portion (150) together with the flow of the liquid phase fluid. be able to.

請求項３に記載の発明では、チューブ（１１０）は、積層方向から見た時に四角形状を成しており、一対のタンク部（１０１、１０２）は、チューブ（１１０）の対角の位置に配置されたことを特徴としている。 In the invention according to claim 3, the tube (110) has a quadrangular shape when viewed from the stacking direction, and the pair of tank portions (101, 102) are located at diagonal positions of the tube (110). It is characterized by being arranged.

これにより、液相流体はチューブ（１１０）の一方側から他方側に向けて全領域に渡って流通できるので、熱交換性能の向上が図れると共に、チューブ（１１０）内における空気溜まり領域を無くして、更に空気の排出性を向上することができる。 Thereby, since the liquid phase fluid can flow over the entire region from one side of the tube (110) to the other side, the heat exchange performance can be improved and the air accumulation region in the tube (110) can be eliminated. Further, the air discharge performance can be improved.

請求項４に記載の発明では、一対のタンク部（１０１、１０２）のうち、下側パイプ（１４０）が接続されるタンク部（１０１）が最も低い位置となるようにチューブ（１１０）が傾斜していることを特徴としている。 In the invention according to claim 4, the tube (110) is inclined so that the tank part (101) to which the lower pipe (140) is connected is the lowest position of the pair of tank parts (101, 102). It is characterized by that.

これにより、チューブ（１１０）内に溜まること無く、液相流体を下側パイプ（１４０）に向けて流すことができ、下側パイプ部（１４０）からの液相流体の排出性を向上することができる。 As a result, the liquid phase fluid can flow toward the lower pipe (140) without accumulating in the tube (110), and the discharge performance of the liquid phase fluid from the lower pipe portion (140) is improved. Can do.

請求項５に記載の発明では、一対のタンク部（１０１、１０２）のうち、下側パイプ部（１４０）が接続されるタンク部（１０１）に近接するチューブ（１１０）の１辺が他の３辺よりも低い位置となるようにチューブ（１１０）が傾斜しており、チューブ（１１０）のうち、低い位置となる辺は、下側パイプ部（１４０）が接続されるタンク部（１０１）から離れるにつれて上方となるようにテーパ状に形成されたことを特徴としている。 In the invention according to claim 5, of the pair of tank portions (101, 102), one side of the tube (110) adjacent to the tank portion (101) to which the lower pipe portion (140) is connected is the other side. The tube (110) is inclined so that the position is lower than the three sides, and the lower side of the tube (110) is the tank portion (101) to which the lower pipe portion (140) is connected. It is characterized by being formed in a taper shape so as to become upward as it moves away from the center.

これにより、チューブ（１１０）が傾いて使用される場合に、下側パイプ部（１４０）をほぼ一番低い位置に配することができるので、チューブ（１１０）の低い位置となる辺の全体に液相流体が溜まること無く、下側パイプ部（１４０）に向けて流すことができ、下側パイプ部（１４０）からの液相流体の排出性を向上することができる。 Thereby, when the tube (110) is used in an inclined state, the lower pipe portion (140) can be disposed at the lowest position, so that the entire side of the tube (110) at the lower position can be disposed. The liquid phase fluid can flow toward the lower pipe portion (140) without accumulating, and the discharge performance of the liquid phase fluid from the lower pipe portion (140) can be improved.

請求項６に記載の発明では、下側パイプ部（１４０）が接続されるタンク部（１０１）は、チューブ（１１０）の低い位置となる辺の外側にオフセット配置されたことを特徴としている。 The invention according to claim 6 is characterized in that the tank portion (101) to which the lower pipe portion (140) is connected is offset on the outer side of the side where the tube (110) is at a low position.

これにより、チューブ（１１０）が傾いて使用される場合に、下側パイプ部（１４０）が一番低い位置と成るようにすることができるので、下側パイプ部（１４０）からの液相流体の排出性を向上することができる。 Thereby, when the tube (110) is used in an inclined state, the lower pipe portion (140) can be at the lowest position, so that the liquid phase fluid from the lower pipe portion (140) Can be improved.

請求項７に記載の発明では、一対のタンク部（１０１、１０２）のうち、上側パイプ（１５０）が接続されるタンク部（１０２）が最も高い位置となるようにチューブ（１１０）が傾斜していることを特徴としている。 In the invention according to claim 7, the tube (110) is inclined so that the tank portion (102) to which the upper pipe (150) is connected is the highest position among the pair of tank portions (101, 102). It is characterized by having.

これにより、チューブ（１１０）内に混入した空気を上側パイプ（１５０）に向けて流すことができ、上側パイプ（１５０）からの混入空気の排出性を向上することができる。 Thereby, the air mixed in the tube (110) can be flowed toward the upper pipe (150), and the discharge property of the mixed air from the upper pipe (150) can be improved.

請求項８に記載の発明では、一対のタンク部（１０１、１０２）のうち、上側パイプ部（１５０）が接続されるタンク部（１０２）に近接するチューブ（１１０）の１辺が他の３辺よりも高い位置となるようにチューブ（１１０）が傾斜しており、チューブ（１１０）のうち、高い位置となる辺は、上側パイプ部（１５０）が接続されるタンク部（１０２）に近づくにつれて上方となるようにテーパ状に形成されたことを特徴としている。 In the invention according to the eighth aspect, one side of the tube (110) adjacent to the tank portion (102) to which the upper pipe portion (150) is connected among the pair of tank portions (101, 102) is the other three. The tube (110) is inclined so as to be higher than the side, and the higher side of the tube (110) approaches the tank part (102) to which the upper pipe part (150) is connected. It is characterized by being formed in a tapered shape so as to become upward.

これにより、チューブ（１１０）が傾いて使用される場合に、上側パイプ部（１５０）がほぼ一番高い位置と成るようにすることができるので、内部に混入した空気は、チューブ（１１０）の高い位置となる辺の全体に溜まること無く、上側パイプ部（１５０）に向けて流すことができ、上側パイプ部（１５０）からの空気の排出性を向上することができる。 As a result, when the tube (110) is used in an inclined state, the upper pipe portion (150) can be positioned at the highest position. The air can flow toward the upper pipe part (150) without accumulating over the entire side that is at a high position, and the air can be discharged from the upper pipe part (150).

請求項９に記載の発明では、上側パイプ部（１５０）が接続されるタンク部（１０２）は、チューブ（１１０）の高い位置となる辺の外側にオフセット配置されたことを特徴としている。 The invention according to claim 9 is characterized in that the tank part (102) to which the upper pipe part (150) is connected is offset on the outside of the side where the tube (110) is located at a high position.

これにより、チューブ（１１０）が傾いて使用される場合に、上側パイプ部（１５０）が一番高い位置と成るようにすることができるので、上側パイプ部（１５０）からの空気の排出性を向上することができる。 Thereby, when the tube (110) is used in an inclined state, the upper pipe part (150) can be in the highest position, so that the air can be discharged from the upper pipe part (150). Can be improved.

本熱交換器（１００）は、請求項１０に記載の発明のように、液相流体を給湯水として、この給湯水とチューブ（１１０）の外側を流通する燃焼ガスとの間で熱交換を行う給湯器用熱交換器に用いて好適である。 As in the invention described in claim 10, the present heat exchanger (100) uses the liquid phase fluid as hot water, and exchanges heat between the hot water and the combustion gas flowing outside the tube (110). It is suitable for use in a heat exchanger for hot water heaters.

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８に示す図面に基づいて説明する。尚、図１〜図３は給湯器用熱交換器１００を示す正面図、平面図、側面図、図４、図５はチューブプレート１１１、１１２を示す平面図、側面図、図６はインナーフィン１２０を示す平面図、図７はアウターフィン１３０を示す平面図、図８は補強プレートを示す平面図である。 (First embodiment)
1st Embodiment of this invention is described based on drawing shown in FIGS. 1 to 3 are a front view, a plan view and a side view showing the heat exchanger 100 for a hot water heater, FIGS. 4 and 5 are plan views and side views showing the tube plates 111 and 112, and FIG. 7 is a plan view showing the outer fin 130, and FIG. 8 is a plan view showing the reinforcing plate.

本発明の熱交換器は、給湯器に使用されて、チューブ１１０内を流通する給湯水（本発明における液相流体に対応）とチューブ１１０の外側を流通する燃焼ガス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〜図３に示すように、複数のチューブ１１０をアウターフィン（以下、フィン）１３０と共に積層して構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 to exchange heat between hot water flowing through the tube 110 (corresponding to the liquid phase fluid in the present invention) and combustion gas flowing outside the tube 110. The present invention is applied to a hot water heater heat exchanger (hereinafter referred to as a heat exchanger) 100, and is configured by laminating a plurality of tubes 110 together with outer fins (hereinafter referred to as fins) 130 as shown in FIGS. This is a so-called drone cup type heat exchanger 100.

因みに、給湯器には１次熱交換器が設けられており、本熱交換器１００は、この１次熱交換器の上側に配置され、２次熱交換器として機能する。１次熱交換器から流出される給湯水が引き続き熱交換器１００に流入されるようになっており、また、１次熱交換器を通過した燃焼ガスが更に熱交換器１００に供給されるようになっている。 Incidentally, the water heater is provided with a primary heat exchanger, and the present heat exchanger 100 is disposed on the upper side of the primary heat exchanger and functions as a secondary heat exchanger. The hot water flowing out from the primary heat exchanger continues to flow into the heat exchanger 100, and the combustion gas that has passed through the primary heat exchanger is further supplied to the heat exchanger 100. It has become.

この熱交換器１００は図１、図３に示すように、チューブ１１０の積層方向が上下方向（天地方向）と成る姿勢で使用されるようにしており、燃焼ガスは、図１中の左側から右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、一体的にろう付けされている。 As shown in FIGS. 1 and 3, the heat exchanger 100 is used in a posture in which the stacking direction of the tubes 110 is the vertical direction (vertical direction), and the combustion gas is from the left side in FIG. 1. Supplied to the right. 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 in the shape of the heat exchanger 100, brazing is integrally performed. Has been.

チューブ１１０は、図４、図５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は外形が四角形状を成し、絞り加工によって全体に浅い絞り部１１１ａ、１１２ａが形成されており、その外周部にはフランジ部１１１ｂ、１１２ｂが設けられている。また、両チューブプレート１１１、１１２の対角の位置には、絞り部１１１ａ、１１２ａから更に円筒状に絞られた第１打出し部１１１ｃ、１１２ｃおよび第２打出し部１１１ｄ、１１２ｄがそれぞれ設けられており、各打出し部１１１ｃ、１１２ｃ、１１１ｄ、１１２ｄの平坦部１１１ｅ、１１２ｅには、それぞれ連通口１１１ｆ、１１２ｆが設けられている。 The tube 110 is formed by joining a pair of the tube plate 111 and the tube plate 112 shown in FIGS. 4 and 5 together. Both tube plates 111 and 112 have a rectangular outer shape, and shallow drawn portions 111a and 112a are formed on the whole by drawing, and flange portions 111b and 112b are provided on the outer periphery thereof. Further, first tube launching portions 111c and 112c and second launching portions 111d and 112d, which are further constricted in a cylindrical shape from the restricting portions 111a and 112a, are provided at diagonal positions of the tube plates 111 and 112, respectively. The flat portions 111e and 112e of the launch portions 111c, 112c, 111d, and 112d are provided with communication ports 111f and 112f, respectively.

そして、チューブプレート１１２のフランジ部１１２ｂには、複数の爪部１１２ｇが設けられており、両チューブプレート１１１、１１２が最中合わせされた時に、両フランジ部１１１ｂ、１１２ｂが互いに当接して、爪部１１２ｇによってかしめられて、チューブ１１０が形成される。 The flange portion 112b of the tube plate 112 is provided with a plurality of claw portions 112g. When the tube plates 111 and 112 are aligned in the middle, the flange portions 111b and 112b come into contact with each other to The tube 110 is formed by caulking by the portion 112g.

このチューブ１１０においては、絞り部１１１ａ、１１２ａによって扁平状の流路と成る扁平管部１１０ａ（図１）が形成されている。また、扁平管部１１０ａは、第１打出し部１１１ｃ、１１２ｃによって形成される第１タンク部１１０ｃ（図１）の内部空間に連通しており、同様に、第２打出し部１１１ｄ、１１２ｄによって形成される第２タンク部１１０ｄ（図１）の内部空間とも連通している。 In the tube 110, a flat tube portion 110a (FIG. 1) that forms a flat flow path is formed by the throttle portions 111a and 112a. The flat tube portion 110a communicates with the internal space of the first tank portion 110c (FIG. 1) formed by the first launch portions 111c and 112c, and similarly, the second launch portions 111d and 112d. It communicates with the internal space of the second tank portion 110d (FIG. 1) to be formed.

尚、チューブ１１０の扁平管部１１０ａの内部には、伝熱面積を増大すると共に内部を流通する給湯水に乱流効果を与える断面凹凸状のインナーフィン１２０（図６）が挿入されている。因みに、このインナーフィン１２０は、凹凸状断面がオフセットされて並ぶように形成されるいわゆるオフセットフィンであり、具体的には凹凸状断面のオフセットが一方向に連続して形成されるものとしている。また、インナーフィン１２０の第１タンク部１１０ｃ、第２タンク部１１０ｄに対応する位置には、切欠き部１２１が設けられており、インナーフィン１２０によって第１タンク部１１０ｃ、第２タンク部１１０ｄの連通口１１１ｆ、１１２ｆが閉塞されないようにしている。 In addition, inside the flat tube portion 110a of the tube 110, an inner fin 120 (FIG. 6) having an uneven cross section that increases the heat transfer area and gives a turbulent flow effect to hot water flowing through the inside is inserted. Incidentally, the inner fin 120 is a so-called offset fin formed so that the concavo-convex cross section is offset and aligned, and specifically, the concavo-convex cross section offset is continuously formed in one direction. Further, a notch 121 is provided at a position corresponding to the first tank portion 110c and the second tank portion 110d of the inner fin 120, and the inner fin 120 allows the first tank portion 110c and the second tank portion 110d to be The communication ports 111f and 112f are not blocked.

複数のチューブ１１０は、図１に示すように、互いの第１タンク部１１０ｃ、第２タンク部１１０ｄ同士が連ねて上下方向に積層され、平坦部１１１ｅ、１１２ｅ同士が接合される。これにより、第１タンク部１１０ｃ同士が連通口１１１ｆ、１１２ｆによって互いに連通し、円筒状の入口タンク部（本発明における一対のタンク部の一方に対応）１０１が形成され、同様に、第２タンク部１１０ｄ同士が連通口１１１ｆ、１１２ｆによって互いに連通し、円筒状の出口タンク部（本発明における一対のタンク部の他方に対応）１０２が形成される。そして、複数の扁平管部１１０ａ（チューブ１１０）は、入口タンク部１０１、出口タンク部１０２にそれぞれ連通することになる。 As shown in FIG. 1, the plurality of tubes 110 are stacked in the vertical direction with the first tank portions 110 c and the second tank portions 110 d connected to each other, and the flat portions 111 e and 112 e are joined to each other. As a result, the first tank portions 110c communicate with each other through the communication ports 111f and 112f to form a cylindrical inlet tank portion 101 (corresponding to one of the pair of tank portions in the present invention). Similarly, the second tank The portions 110d communicate with each other through the communication ports 111f and 112f, and a cylindrical outlet tank portion (corresponding to the other of the pair of tank portions in the present invention) 102 is formed. The plurality of flat tube portions 110a (tubes 110) communicate with the inlet tank portion 101 and the outlet tank portion 102, respectively.

フィン１３０は、図７に示すように、チューブ１１０の第１タンク部１１０ｃ、第２タンク部１１０ｄに対応する位置に切欠き部１３１が設けられ、全体形状として薄板材を凹凸状に折り曲げて形成されている。フィン１３０は、その凹凸状空間を燃焼ガスが流れるように切欠き部１３１が第１タンク部１１０ｃ、第２タンク部１１０ｄに嵌合配置され、複数のチューブ１１０の間に介在されて、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１３２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. 7, the fins 130 are provided with notches 131 at positions corresponding to the first tank part 110 c and the second tank part 110 d of the tube 110, and are formed by bending a thin plate material into an uneven shape as an overall shape. Has been. The fin 130 has a notch 131 fitted and disposed in the first tank part 110c and the second tank part 110d so that the combustion gas flows through the uneven space, and is interposed between the plurality of tubes 110, so that the flat tube It is joined to the surface of the portion 110a. Note that a plurality of cut-and-raised portions 132 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 due to the turbulent flow effect.

そして、積層方向の両端部に配置されるチューブ１１０には、パイプ穴１６１が設けられた補強プレート１６０（図８）が接合されている。パイプ穴１６１は、それぞれ第１タンク部１１０ｃ、第２タンク部１１０ｄの位置に対応している。 And the reinforcement plate 160 (FIG. 8) provided with the pipe hole 161 is joined to the tube 110 arrange | positioned at the both ends of the lamination direction. The pipe holes 161 correspond to the positions of the first tank part 110c and the second tank part 110d, respectively.

更に、本発明の特徴部として、上下に積層される複数のチューブ１１０の上側と下側の端部にそれぞれ給湯口１４０および出湯口１５０を設けるようにしている。即ち、ここでは、給湯口（本発明における下側パイプ部に対応）１４０を積層されるチューブ１１０の下側端部に配置し、補強プレート１６０のパイプ穴１６１に挿入して入口タンク部１０１に連通するように接続している。また、出湯口（本発明における上側パイプ部に対応）１５０を積層されるチューブ１１０の上側端部に配置し、補強プレート１６０のパイプ穴１６１に挿入して出口タンク部１０２に連通するように接続している。そして、給湯水は文字通り下側の給湯口１４０から流入して、上側の出湯口１５０から流出するようにしている。 Further, as a feature of the present invention, a hot water supply port 140 and a hot water outlet 150 are provided at the upper and lower ends of the plurality of tubes 110 stacked one above the other. That is, here, a hot water supply port (corresponding to the lower pipe portion in the present invention) 140 is disposed at the lower end portion of the stacked tubes 110 and is inserted into the pipe hole 161 of the reinforcing plate 160 to enter the inlet tank portion 101. Connected to communicate. Further, a hot water outlet (corresponding to the upper pipe portion in the present invention) 150 is arranged at the upper end portion of the stacked tubes 110 and is inserted into the pipe hole 161 of the reinforcing plate 160 so as to communicate with the outlet tank portion 102. doing. The hot water is literally introduced from the lower hot water outlet 140 and out of the upper hot water outlet 150.

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から入口タンク部１０１に流入し、各チューブ１１０の扁平管部１１０ａを流れて、出口タンク部１０２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. The hot water flows into the inlet tank unit 101 from the hot water supply port 140 of the heat exchanger 100, flows through the flat tube unit 110 a of each tube 110, and flows out from the outlet tank unit 102 through the hot water outlet 150.

一方、燃焼ガスは、図１に示すように、熱交換器１００の左側から右側へ向かって流れ、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. 1, the combustion gas flows from the left side to the right side 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、冒頭の課題の項で説明したように、熱交換器１００作動時においてチューブ１１０内には空気が混入する場合があり、熱交換器１００の形状によっては、この空気が内部に滞留して、給湯水側の熱伝達率の低下を招き熱交換性能が低下したり、内部腐食の原因となる。しかしながら、本発明においては、チューブ１１０が上下方向に複数積層されるものにおいて、給湯水の出湯口１５０を上側に設けているので、チューブ１１０内に混入する空気は複数積層されるチューブ１１０の一番上側に集まり、更に上側の出湯口１５０から容易に排出させることができる。 By the way, as explained in the section of the problem at the beginning, air may be mixed in the tube 110 when the heat exchanger 100 is operated, and depending on the shape of the heat exchanger 100, this air may stay inside. In addition, the heat transfer rate on the hot water supply side is reduced, resulting in a decrease in heat exchange performance and internal corrosion. However, in the present invention, in the case where a plurality of tubes 110 are stacked in the vertical direction, the hot water outlet tap 150 is provided on the upper side, so that air mixed into the tubes 110 is one of the tubes 110 stacked in a plurality. It gathers on the uppermost side and can be easily discharged from the upper outlet 150.

加えて、給湯水を下側の給湯口１４０から流入させ、上側の出湯口１５０から流出させるようにしているので、チューブ１１０の内部に混入する空気を給湯水の流れと共に出湯口１５０から流出させることができ、更に空気の排出性を高めることができる。 In addition, since hot water is introduced from the lower hot water outlet 140 and out of the upper hot water outlet 150, the air mixed in the tube 110 is caused to flow out of the hot water outlet 150 together with the flow of hot water. In addition, the air discharge performance can be enhanced.

また、給湯口１４０に接続される入口タンク部１０１と出湯口１５０に接続される出口タンク部１０２とをチューブ１１０の対角の位置に設けるようにしているので、給湯水はチューブ１１０の一方側から他方側に向けて全領域に渡って流通でき、熱交換性能の向上が図れると共に、チューブ１１０内における空気溜まり領域を無くして、更に空気の排出性を向上することができる。 In addition, since the inlet tank portion 101 connected to the hot water supply port 140 and the outlet tank portion 102 connected to the hot water outlet 150 are provided at diagonal positions of the tube 110, the hot water is supplied to one side of the tube 110. Can be distributed over the entire region from the first side to the other side, improving the heat exchange performance, eliminating the air accumulation region in the tube 110, and further improving the air discharge performance.

一方、熱交換器１００の未使用時において、内部の給湯水を排出する必要がある場合には、チューブ１１０の積層方向の下側の端部に配置された給湯口１４０から容易に排出させることができる。 On the other hand, when it is necessary to discharge the internal hot water when the heat exchanger 100 is not used, the hot water can be easily discharged from the hot water outlet 140 arranged at the lower end of the tube 110 in the stacking direction. Can do.

（第２実施形態）
本発明の第２実施形態を図９、図１０に示す。第２実施形態は、上記第１実施形態に対して、熱交換器１００を所定角度θ傾斜させた姿勢で使用する場合の空気および給湯水の排出性を向上させるようにしたものである。 (Second Embodiment)
A second embodiment of the present invention is shown in FIGS. In the second embodiment, the exhaustability of air and hot water is improved when the heat exchanger 100 is used in a posture inclined at a predetermined angle θ relative to the first embodiment.

熱交換器１００は、図９に示すように、出口タンク部１０２に近接するチューブ１１０の１辺（図１０中のａの辺）が他の３辺（図１０中のｂ、ｃ、ｄ）よりも高い位置となるように所定角度θで傾斜した姿勢で使用されるようにしている。 As shown in FIG. 9, in the heat exchanger 100, one side (side a in FIG. 10) of the tube 110 adjacent to the outlet tank unit 102 is the other three sides (b, c, d in FIG. 10). It is used in a posture inclined at a predetermined angle θ so as to be a higher position.

そして、各チューブ１１０の高い位置となる辺（ａ）は、出口タンク部１０２に近づくにつれて上方となるようにテーパ状に形成されるようにしている（図１０中のａ１の辺）。 And the side (a) which becomes the high position of each tube 110 is formed in the taper shape so that it may become upper as it approaches the exit tank part 102 (side of a1 in FIG. 10).

一方、入口タンク部１０１に近接するチューブ１１０の１辺（図１０中のｃの辺）は、他の３辺（図１０中のａ、ｂ、ｄ）よりも低い位置となっており、この低い位置となる辺（ｃ）は、入口タンク部１０１から離れるにつれて上方となるようにテーパ状に形成されるようにしている（図１０中のｃ１の辺）。 On the other hand, one side (side c in FIG. 10) of the tube 110 adjacent to the inlet tank unit 101 is positioned lower than the other three sides (a, b, d in FIG. 10). The side (c) at the lower position is formed in a tapered shape so as to become higher as the distance from the inlet tank unit 101 increases (side c1 in FIG. 10).

これにより、出湯口１５０がほぼ一番高い低い位置と成るようにすることができるので、内部に混入した空気は、チューブ１１０の高い位置となる辺（ａ１）全体に溜まること無く、図１０中の白矢印で示すように、出湯口１５０に向けて流すことができ、出湯口１５０からの空気の排出性を向上することができる。 As a result, the hot water outlet 150 can be positioned at the lowest and highest position, so that air mixed inside does not collect in the entire side (a1) at which the tube 110 is at a high position, as shown in FIG. As indicated by the white arrow, the air can flow toward the hot water outlet 150, and the air discharge from the hot water outlet 150 can be improved.

一方、給湯口１４０は、出湯口１５０とは逆に、ほぼ一番低い位置と成るようにすることができるので、熱交換器１００の未使用時において給湯水を排出する際に、チューブ１１０の低い位置となる辺（ｃ１）全体に給湯水が溜まること無く、図１０中の黒矢印で示すように、給湯口１４０に向けて流すことができ、給湯口１４０からの給湯水の排出性を向上することができる。 On the other hand, since the hot water supply port 140 can be positioned at the lowest position opposite to the hot water supply port 150, when the hot water is discharged when the heat exchanger 100 is not used, As shown by the black arrow in FIG. 10, hot water does not collect on the entire lower side (c1), and can flow toward the hot water inlet 140, so that the hot water can be discharged from the hot water outlet 140. Can be improved.

（第３実施形態）
本発明の第３実施形態を図１１に示す。第３実施形態は、上記第２実施形態に対して、更に、出口タンク部１０２（出湯口１５０）をチューブ１１０の高い位置となる辺（ａ１）から外側（上側）にオフセット配置し、同様に入口タンク部１０１（給湯口１４０）をチューブ１１０の低い位置となる辺（ｃ１）から外側（下側）にオフセットして配置したものである。 (Third embodiment)
A third embodiment of the present invention is shown in FIG. In the third embodiment, in addition to the second embodiment, the outlet tank portion 102 (the outlet 150) is offset from the side (a1) at the high position of the tube 110 to the outside (upper side). The inlet tank portion 101 (hot water supply port 140) is arranged offset from the side (c1) at the lower position of the tube 110 to the outside (lower side).

これにより、出湯口１５０が一番高い位置と成るようにすることができるので、出湯口１５０からの空気の排出性を更に向上することができる。 Thereby, since the pouring tap 150 can be made into the highest position, the discharge property of the air from the pouring tap 150 can further be improved.

また、給湯口１４０については、一番低い位置と成るようにすることができるので、給湯口１４０からの給湯水の排出性を更に向上することができる。 Moreover, since the hot water supply port 140 can be at the lowest position, the discharge property of the hot water from the hot water supply port 140 can be further improved.

尚、上記第３実施形態では、上記第２実施形態の内容（チューブ１１０のテーパ形状）を含めたものとして説明したが、熱交換器１００が図９に示したように傾斜して使用される場合に、入口タンク部１０１（給湯口１４０）、出口タンク部１０２（出湯口１５０）のオフセット配置のみを織り込んだものとして対応するようにしても良い。 Although the third embodiment has been described as including the contents of the second embodiment (the tapered shape of the tube 110), the heat exchanger 100 is used in an inclined state as shown in FIG. In this case, only the offset arrangement of the inlet tank unit 101 (hot water supply port 140) and the outlet tank unit 102 (outlet port 150) may be taken into account.

（その他の実施形態）
上記第１〜第３実施形態では、給湯水を下側の給湯口１４０から流入させ、上側の出湯口１５０から流出させるものとして説明したが、給湯水の流れ方向は、この逆となるようにしても良い。この場合は、熱交換器１００使用時において空気の排出方向と給湯水の流れ方向とが逆になるので、空気の排出性は劣るが、熱交換器１００の未使用時において、空気を上側の出湯口１５０から排出することができる。 (Other embodiments)
In the first to third embodiments described above, hot water is introduced from the lower hot water outlet 140 and out of the upper hot water outlet 150, but the flow direction of the hot water is reversed. May be. In this case, when the heat exchanger 100 is used, the air discharge direction and the hot water flow direction are reversed, so the air discharge performance is inferior. However, when the heat exchanger 100 is not used, the air is discharged to the upper side. The hot water outlet 150 can be discharged.

また、上記の第２実施形態では、略矩形を有するチューブ１１０の４辺のうち、入口タンク部１０１に近接するチューブ１１０の１辺（図１０中のｃの辺）が、他の３辺（図１０中のａ、ｂ、ｄ）よりも低い位置となるように熱交換器１００を傾斜させて使用する形態について述べたが、入口タンク部１０１が最も低い位置となるように熱交換器１００を傾斜させて使用しても、給湯口１４０からの給湯水の排出性を向上させることができる。 Moreover, in said 2nd Embodiment, 1 side (side c of FIG. 10) of the tube 110 close | similar to the inlet tank part 101 among 4 sides of the tube 110 which has a substantially rectangular shape is the other 3 sides ( Although the embodiment has been described in which the heat exchanger 100 is tilted so as to be lower than a, b, d) in FIG. 10, the heat exchanger 100 is set so that the inlet tank portion 101 is at the lowest position. Even if it is used while being inclined, the discharge of hot water from the hot water supply port 140 can be improved.

また、上記の第２実施形態では、出口タンク部１０２に近接するチューブ１１０の１辺（図１０中のａの辺）が他の３辺（図１０中のｂ、ｃ、ｄ）よりも高い位置となるように熱交換器１００を傾斜させて使用する形態について述べたが、出口タンク部１０２が最も高い位置となるように熱交換器１００を傾斜させて使用しても、出湯口１５０からの空気の排出性を向上させることができる。 In the second embodiment, one side (side a in FIG. 10) of the tube 110 adjacent to the outlet tank unit 102 is higher than the other three sides (b, c, d in FIG. 10). Although the embodiment in which the heat exchanger 100 is inclined so as to be in the position has been described, even if the heat exchanger 100 is inclined so that the outlet tank portion 102 is in the highest position, the heat exchanger 100 can be used from the outlet 150. The air discharge performance can be improved.

また、入口タンク部１０１、出口タンク部１０２の配置位置は、チューブ１１０の対角位置と限定されるものでは無く、チューブ１１０の形状に応じて決定すれば良い。 Further, the arrangement positions of the inlet tank unit 101 and the outlet tank unit 102 are not limited to the diagonal positions of the tube 110, and may be determined according to the shape of the tube 110.

また、チューブ１１０にテーパ形状を設ける場合、あるいはタンク部１０１、１０２をオフセット配置する場合は、空気あるいは給湯水の排出性に応じて、給湯口１４０側、出湯口１５０側にそれぞれ単独で設けるようにしても良い。 Further, when the tube 110 is provided with a taper shape, or when the tank portions 101 and 102 are offset, they are provided separately on the hot water supply port 140 side and the hot water supply port 150 side, respectively, according to the discharge performance of air or hot water supply water. Anyway.

また、入口タンク部１０１、出口タンク部１０２は、チューブ１１０の第１タンク部１１０ｃ、第２タンク部１１０ｄの集合体として形成されるようにしたが、例えば、筒状体として形成される別体の入口タンク部、出口タンク部としても良い。 Moreover, although the inlet tank part 101 and the outlet tank part 102 were formed as the aggregate | assembly of the 1st tank part 110c of the tube 110, and the 2nd tank part 110d, the separate body formed as a cylindrical body, for example It is good also as an inlet tank part and an outlet tank part.

更に、熱交換器として給湯器用熱交換器１００に適用するものとして説明したが、チューブ１１０の積層方向が上下方向に設定されるものであれば、これに限らず、オイルクーラ等の他の用途の熱交換器に適用するようにしても良い。 Furthermore, although it demonstrated as what is applied to the heat exchanger 100 for water heaters as a heat exchanger, if the lamination direction of the tube 110 is set to an up-down direction, it will not restrict to this, Other uses, such as an oil cooler You may make it apply to this heat exchanger.

第１実施形態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 hot water heaters in 1st Embodiment. 図１におけるＡ方向から見た矢視図（平面図）である。It is an arrow line view (plan view) seen from the A direction in FIG. 図１におけるＢ方向から見た矢視図（側面図）である。It is an arrow view (side view) seen from the B direction in FIG. チューブプレート１１１を示す（ａ）は平面図、（ｂ）は側面図である。(A) which shows the tube plate 111 is a top view, (b) is a side view. チューブプレート１１２を示す（ａ）は平面図、（ｂ）は側面図である。(A) which shows the tube plate 112 is a top view, (b) is a side view. インナーフィンを示す平面図である。It is a top view which shows an inner fin. アウターフィンを示す（ａ）は平面図、（ｂ）は側面図である。(A) which shows an outer fin is a top view, (b) is a side view. 補強プレートを示す平面図である。It is a top view which shows a reinforcement plate. 第２実施形態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 hot water heaters in 2nd Embodiment. 図９におけるＣ方向から見た矢視図である。It is the arrow view seen from the C direction in FIG. 第３実施形態における給湯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 hot water supply in 3rd Embodiment.

Explanation of symbols

１００給湯器用熱交換器
１０１入口タンク部（タンク部）
１０２出口タンク部（タンク部）
１１０チューブ
１４０給湯口（下側パイプ部）
１５０出湯口（上側パイプ部） 100 Heat exchanger for water heater 101 Inlet tank (tank)
102 Outlet tank section (tank section)
110 Tube 140 Hot water supply port (lower pipe part)
150 Hot water outlet (upper pipe part)

Claims

Tubes (110) connected to the pair of tank parts (101, 102), respectively, while a plurality of liquid phase fluids are circulated therein and stacked,
In the heat exchanger connected to the pair of tank parts (101, 102) and having two pipe parts (140, 150) through which the liquid phase fluid flows in and out,
The tube (110) is laminated vertically.
The heat exchanger according to claim 1, wherein the two pipe parts (140, 150) are arranged at upper and lower ends of the tube (110) in the stacking direction.

The liquid phase fluid flows in from the lower pipe portion (140) disposed at the lower end of the stacking direction among the two pipe portions (140, 150), and the upper side in the stacking direction. The heat exchanger according to claim 1, characterized in that it flows out of the upper pipe part (150) arranged at the end.

The tube (110) has a rectangular shape when viewed from the stacking direction,
The heat exchanger according to claim 1 or 2, wherein the pair of tank parts (101, 102) are arranged at diagonal positions of the tube (110).

The tube (110) is inclined so that the tank portion (101) to which the lower pipe (140) is connected is at the lowest position among the pair of tank portions (101, 102). The heat exchanger according to claim 2 or 3.

Of the pair of tank parts (101, 102), one side of the tube (110) adjacent to the tank part (101) to which the lower pipe part (140) is connected is lower than the other three sides. The tube (110) is inclined so that
Of the tube (110), the lower side is formed in a tapered shape so as to become higher as the distance from the tank part (101) to which the lower pipe part (140) is connected is increased. The heat exchanger according to claim 3.

6. The heat according to claim 5, wherein the tank part (101) to which the lower pipe part (140) is connected is offset on the outer side of the lower side of the tube (110). Exchanger.

Of the pair of tank parts (101, 102), the tube (110) is inclined so that the tank part (102) to which the upper pipe (150) is connected is at the highest position. The heat exchanger according to any one of claims 2 to 6.

Of the pair of tank parts (101, 102), one side of the tube (110) adjacent to the tank part (102) to which the upper pipe part (150) is connected is positioned higher than the other three sides. The tube (110) is inclined so that
Of the tube (110), the higher side is formed in a tapered shape so as to become higher as it approaches the tank (102) to which the upper pipe (150) is connected. The heat exchanger according to any one of claims 2 to 6.

The heat exchange according to claim 8, wherein the tank part (102) to which the upper pipe part (150) is connected is arranged offset on the outside of the side where the tube (110) is located at a high position. vessel.

The liquid phase fluid is hot water.
The heat exchanger according to any one of claims 1 to 9, wherein the hot water is heat-exchanged with combustion gas flowing outside the tube (110).