JP2005337576A - Heat exchanger - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、貯湯タンク内に貯湯される湯と熱交換する熱交換器に関する。 The present invention relates to a heat exchanger that exchanges heat with hot water stored in a hot water storage tank.
従来、電気温水器の貯湯タンク内に湯を沸き上げて貯湯しておき、この貯湯タンク内に貯湯されている湯を給湯するようにした給湯装置では、貯湯タンク内の上部に浴槽に湯張りされた湯水を循環させる熱交換器を設け、貯湯タンク内に貯湯された湯の熱を利用して浴槽に湯張りされた湯水を追い焚きする追焚機能付きの給湯装置がある。 Conventionally, in a hot water supply apparatus in which hot water is boiled and stored in a hot water storage tank of an electric water heater, and the hot water stored in the hot water storage tank is supplied, There is a hot water supply device with a memorial function that provides a heat exchanger that circulates the hot and cold water, and uses the heat of the hot water stored in the hot water storage tank to replenish hot water filled in the bathtub.
熱交換器は、貯湯タンクに対して着脱可能になっていれば、点検や交換が可能になる。熱交換器を着脱可能に構成するためには、貯湯タンクの側面に熱交換器取付口が形成され、この熱交換器取付口に熱交換器のフランジがボルト止めによって液密に着脱可能に取り付けられる。このフランジには、熱交換パイプが貫通状態で液密に固定され、熱交換パイプの両端がフランジの外側に突出されているとともに、中間部がフランジの内側に突出されて熱交換器取付口から貯湯タンク内に挿入配置されている。 If the heat exchanger is removable from the hot water storage tank, it can be inspected and replaced. In order to configure the heat exchanger to be detachable, a heat exchanger mounting port is formed on the side of the hot water storage tank, and the heat exchanger flange is attached to the heat exchanger mounting port in a liquid-tight manner by bolting. It is done. The heat exchange pipe is fixed to the flange in a liquid-tight manner in a penetrating state, and both ends of the heat exchange pipe protrude to the outside of the flange, and an intermediate portion protrudes to the inside of the flange from the heat exchanger mounting port. Inserted into the hot water storage tank.
熱交換パイプは、熱交換器取付口から貯湯タンク内に挿入配置可能とするために略U字形に形成されている場合が多いが、そのままでは熱交換性能が低く、追焚時間がかかってしまう。そこで、熱交換パイプの周囲に複数のフィンを固定し、熱伝達面積を増加させて熱交換性能を向上させ、追焚時間を短縮させている(例えば、特許文献1参照。)。
しかしながら、従来の熱交換器では、熱交換パイプの周囲に複数のフィンを固定する必要があるので、製造に手間がかかって製造コストが高くなり、また、製造上、熱交換パイプと各フィンとの間に隙間ができ、水質によっては熱交換パイプに孔食が発生しやすくなり、早期の交換が必要となる問題がある。 However, in the conventional heat exchanger, since it is necessary to fix a plurality of fins around the heat exchange pipe, it takes time and effort to manufacture, and the manufacturing cost increases. There is a gap between the two, and depending on the water quality, pitting corrosion tends to occur in the heat exchange pipe, and there is a problem that early replacement is necessary.
本発明は、このような点に鑑みなされたもので、貯湯タンクに着脱可能な熱交換器において、フィンを廃止したうえで十分な熱交換性能を得ることができるとともに、浴槽の湯水の追い焚きに適した熱交換性能を得ることができることを目的とする。 The present invention has been made in view of the above points, and in a heat exchanger that can be attached to and detached from a hot water storage tank, the fins can be eliminated and sufficient heat exchange performance can be obtained. It is an object to obtain heat exchange performance suitable for the above.
請求項1記載の熱交換器は、浴槽との間で湯水が循環され、貯湯タンク内の湯と熱交換する熱交換器であって、前記貯湯タンクに形成された熱交換器取付口に着脱可能に取り付けられるフランジと、長さが4.5〜6.5mで、両端が前記フランジの外側に突出されるとともに、中間部がフランジの内側に突出されて前記熱交換器取付口から貯湯タンク内に挿入配置される熱交換パイプとを具備しているものである。 The heat exchanger according to claim 1 is a heat exchanger in which hot water is circulated between the bathtub and the hot water in the hot water storage tank, and is attached to and detached from a heat exchanger mounting port formed in the hot water storage tank. A flange that can be attached, and a length of 4.5 to 6.5 m, both ends projecting to the outside of the flange, and an intermediate part projecting to the inside of the flange, from the heat exchanger mounting port to the hot water storage tank And a heat exchange pipe inserted and disposed therein.
そして、熱交換パイプの長さが4.5mより短いと、十分な熱交換性能を得ることができず、追焚時間が必要以上に長くかかり、また、熱交換パイプの長さが6.5mより長いと、熱交換パイプを熱交換器取付口から貯湯タンク内に挿入配置することが困難になったり、熱交換性能が高くなり過ぎて浴槽に循環する湯水温度が高くなり過ぎるおそれがある。したがって、貯湯タンクに着脱可能な熱交換器において、熱交換パイプの長さを4.5〜6.5mの範囲とすることにより、フィンを廃止したうえで十分な熱交換性能が得られるとともに、浴槽の湯水の追い焚きに適した熱交換性能が得られる。 And if the length of the heat exchange pipe is shorter than 4.5 m, sufficient heat exchange performance cannot be obtained, the remedy time is longer than necessary, and the length of the heat exchange pipe is 6.5 m. If it is longer, it may be difficult to insert the heat exchange pipe into the hot water storage tank from the heat exchanger attachment port, or the heat exchange performance may be too high, and the hot water temperature circulating in the bathtub may become too high. Therefore, in the heat exchanger detachable from the hot water storage tank, by making the length of the heat exchange pipe in the range of 4.5 to 6.5 m, sufficient heat exchange performance can be obtained after eliminating the fins, Heat exchange performance suitable for reheating bath water is obtained.
請求項2記載の熱交換器は、請求項1記載の熱交換器において、熱交換パイプの外径は11〜15mmであるものである。 The heat exchanger according to claim 2 is the heat exchanger according to claim 1, wherein the heat exchange pipe has an outer diameter of 11 to 15 mm.
そして、熱交換パイプの外径が11mmより小さいと、貯湯タンク内の湯との伝熱面積が少なくなって十分な熱交換性能を得ることができず、また、熱交換パイプの外径が15mmより大きいと、熱交換パイプの長さ4.5〜6.5mを確保したときに熱交換器取付口に挿入するのが困難になったり、熱交換性能が高くなり過ぎて浴槽に循環する湯水温度が高くなり過ぎるおそれがある。したがって、貯湯タンクに着脱可能な熱交換器において、熱交換パイプの長さを4.5〜6.5mの範囲とすることに加えて、熱交換パイプの外径を11〜15mmの範囲とすることにより、フィンを廃止したうえで十分な熱交換性能が得られるとともに、浴槽の湯水の追い焚きに適した熱交換性能が得られる。 If the outer diameter of the heat exchange pipe is smaller than 11 mm, the heat transfer area with the hot water in the hot water storage tank is reduced and sufficient heat exchange performance cannot be obtained, and the outer diameter of the heat exchange pipe is 15 mm. If it is larger, it becomes difficult to insert the heat exchange pipe into the heat exchanger attachment port when the length of the heat exchange pipe is 4.5 to 6.5 m, or the heat exchange performance becomes so high that the hot water circulates in the bathtub. The temperature may become too high. Therefore, in the heat exchanger detachable from the hot water storage tank, in addition to setting the length of the heat exchange pipe in the range of 4.5 to 6.5 m, the outer diameter of the heat exchange pipe is set in the range of 11 to 15 mm. As a result, sufficient heat exchange performance can be obtained after eliminating the fins, and heat exchange performance suitable for reheating hot water in the bathtub can be obtained.
請求項3記載の熱交換器は、請求項1または2記載の熱交換器において、熱交換パイプは、両端がフランジの外側に突出され、中間部がフランジの外側と内側との間で貫通を複数回繰り返してフランジの内側に突出する複数の略U字形の熱交換パイプ部が形成されているとともにフランジの外側で折り返して熱交換パイプ部間を接続する複数の折返しパイプ部が形成され、これら複数の熱交換パイプ部が熱交換器取付口から貯湯タンク内に挿入配置されるものである。 The heat exchanger according to claim 3 is the heat exchanger according to claim 1 or 2, wherein both ends of the heat exchange pipe are projected to the outside of the flange, and the intermediate portion penetrates between the outside and inside of the flange. A plurality of substantially U-shaped heat exchange pipe portions protruding inside the flange by repeating a plurality of times are formed, and a plurality of folded pipe portions that are folded back outside the flange to connect the heat exchange pipe portions are formed. A plurality of heat exchange pipe portions are inserted and disposed in the hot water storage tank from the heat exchanger attachment port.
そして、熱交換パイプは、この熱交換パイプの両端をフランジの外側に突出し、熱交換パイプの中間部をフランジの外側と内側との間で貫通を複数回繰り返してフランジの内側に突出する複数の略U字形の熱交換パイプ部を形成するとともにフランジの外側で折り返して熱交換パイプ部間を接続する複数の折返しパイプ部を形成したことにより、これら複数の熱交換パイプ部を熱交換器取付口から貯湯タンク内に挿入配置可能でありながら、熱交換パイプの必要な長さを確保可能となる。 Then, the heat exchange pipe projects both ends of the heat exchange pipe to the outside of the flange, and repeats the penetration of the intermediate portion of the heat exchange pipe between the outside and the inside of the flange a plurality of times to project to the inside of the flange. By forming a substantially U-shaped heat exchange pipe portion and forming a plurality of folded pipe portions that are folded back outside the flange to connect the heat exchange pipe portions, the plurality of heat exchange pipe portions are connected to the heat exchanger mounting port. Therefore, the required length of the heat exchange pipe can be ensured while being inserted into the hot water storage tank.
請求項4記載の熱交換器は、請求項3記載の熱交換器において、フランジに熱交換パイプが貫通する複数の貫通孔が形成され、これら複数の貫通孔の総面積をA、フランジの熱交換パイプが貫通可能とする領域の有効面積をBとしたとき、A/B>0.16の関係を有するものである。 The heat exchanger according to claim 4 is the heat exchanger according to claim 3, wherein a plurality of through holes through which the heat exchange pipe passes are formed in the flange, and the total area of the plurality of through holes is A, the heat of the flange. When the effective area of the region through which the exchange pipe can penetrate is B, the relationship is A / B> 0.16.
そして、複数の貫通孔の総面積A/フランジの有効面積Bの比が0.16より小さい、A/B<0.16の関係であると、熱交換パイプの必要な長さを確保することが困難になり、また、A/B>0.16の関係とすることにより、フランジの限られた大きさのなかで、フランジを貫通して貯湯タンク内に挿入配置される熱交換パイプ部の数を増やし、熱交換パイプの必要な長さを確保可能となる。 And, if the ratio of the total area A of the plurality of through holes / the effective area B of the flange is smaller than 0.16 and the relationship of A / B <0.16, the necessary length of the heat exchange pipe is secured. In addition, with the relationship of A / B> 0.16, the heat exchange pipe portion that is inserted and disposed in the hot water storage tank through the flange within the limited size of the flange. The number can be increased and the necessary length of the heat exchange pipe can be secured.
請求項5記載の熱交換器は、請求項3または4記載の熱交換器において、熱交換パイプは、複数の略U字形の熱交換パイプ部のうち、所定数の熱交換パイプ部が略U字形の面に垂直な方向に整列配置されているとともに、残りの熱交換パイプ部が整列配置されている所定数の熱交換パイプ部の内側間にそれら整列配置されている熱交換パイプ部に対して略U字形の面が交差する向きで配置されているものである。
The heat exchanger according to
そして、熱交換パイプは、複数の略U字形の熱交換パイプ部のうち、所定数の熱交換パイプ部を略U字形の面に垂直な方向に整列配置するとともに、残りの熱交換パイプ部を整列配置されている所定数の熱交換パイプ部の内側間にそれら整列配置されている熱交換パイプ部に対して略U字形の面が交差する向きで配置することにより、複数の熱交換パイプ部を密に配列して熱交換パイプ部を多くし、熱交換パイプの必要な長さを確保可能となる。 The heat exchange pipe includes a plurality of substantially U-shaped heat exchange pipe portions, in which a predetermined number of heat exchange pipe portions are aligned in a direction perpendicular to the substantially U-shaped surface, and the remaining heat exchange pipe portions are arranged. A plurality of heat exchange pipe parts are arranged between the insides of the predetermined number of heat exchange pipe parts arranged in an arrangement so that the substantially U-shaped surfaces intersect the heat exchange pipe parts arranged in an aligned manner. Can be arranged closely to increase the number of heat exchange pipe portions, and the necessary length of the heat exchange pipe can be secured.
請求項6記載の熱交換器は、請求項1ないし5いずれか記載の熱交換器において、少なくとも一部の熱交換パイプ部の先端が貯湯タンク内の上部域へ向けて折曲されているものである。
The heat exchanger according to
そして、少なくとも一部の熱交換パイプ部の先端を貯湯タンク内の上部域へ向けて折曲したことにより、貯湯タンクの上部の熱を有効に利用可能となる。 And the heat | fever of the upper part of a hot water storage tank can be utilized effectively by having bent the front-end | tip of at least one part heat exchange pipe part toward the upper area in a hot water storage tank.
請求項1記載の熱交換器によれば、貯湯タンクに着脱可能な熱交換器において、熱交換パイプの長さを4.5〜6.5mとすることにより、フィンを廃止したうえで十分な熱交換性能を得ることができるとともに、浴槽の湯水の追い焚きに適した熱交換性能を得ることができる。 According to the heat exchanger according to claim 1, in the heat exchanger that can be attached to and detached from the hot water storage tank, the length of the heat exchange pipe is 4.5 to 6.5 m. In addition to obtaining heat exchange performance, it is possible to obtain heat exchange performance suitable for reheating hot water in a bathtub.
請求項2記載の熱交換器によれば、請求項1記載の熱交換器の効果に加えて、交換パイプの外径を11〜15mmとすることにより、フィンを廃止したうえで十分な熱交換性能が得られるとともに、浴槽の湯水の追い焚きに適した熱交換性能が得られる。 According to the heat exchanger according to claim 2, in addition to the effect of the heat exchanger according to claim 1, sufficient heat exchange is achieved after eliminating the fins by setting the outer diameter of the exchange pipe to 11 to 15 mm. Performance can be obtained, and heat exchange performance suitable for reheating hot water in the bathtub can be obtained.
請求項3記載の熱交換器によれば、請求項1または2記載の熱交換器の効果に加えて、熱交換パイプは、この熱交換パイプの両端をフランジの外側に突出し、熱交換パイプの中間部をフランジの外側と内側との間で貫通を複数回繰り返してフランジの内側に突出する複数の略U字形の熱交換パイプ部を形成するとともにフランジの外側で折り返して熱交換パイプ部間を接続する複数の折返しパイプ部を形成したことにより、これら複数の熱交換パイプ部を熱交換器取付口から貯湯タンク内に挿入配置可能でありながら、熱交換パイプの必要な長さを確保できる。 According to the heat exchanger according to claim 3, in addition to the effect of the heat exchanger according to claim 1 or 2, the heat exchange pipe projects both ends of the heat exchange pipe to the outside of the flange, The intermediate portion is repeatedly penetrated between the outside and inside of the flange a plurality of times to form a plurality of substantially U-shaped heat exchange pipe portions projecting to the inside of the flange, and folded back on the outside of the flange between the heat exchange pipe portions. By forming the plurality of folded pipe portions to be connected, the plurality of heat exchange pipe portions can be inserted and disposed in the hot water storage tank from the heat exchanger attachment port, and the necessary length of the heat exchange pipe can be secured.
請求項4記載の熱交換器によれば、請求項3記載の熱交換器の効果に加えて、複数の貫通孔の総面積A/フランジの有効面積Bの比が0.16より大きい、A/B>0.16の関係とすることにより、フランジの限られた大きさのなかで、フランジを貫通して貯湯タンク内に挿入配置される熱交換パイプ部の数を増やし、熱交換パイプの必要な長さを確保できる。 According to the heat exchanger according to claim 4, in addition to the effect of the heat exchanger according to claim 3, the ratio of the total area A of the plurality of through holes to the effective area B of the flange is greater than 0.16. /B>0.16, the number of heat exchange pipes inserted through the flange and inserted into the hot water storage tank through the flange is limited within the limited size of the flange. The required length can be secured.
請求項5記載の熱交換器によれば、請求項3または4記載の熱交換器の効果に加えて、熱交換パイプは、複数の略U字形の熱交換パイプ部のうち、所定数の熱交換パイプ部を略U字形の面に垂直な方向に整列配置するとともに、残りの熱交換パイプ部を整列配置されている所定数の熱交換パイプ部の内側間にそれら整列配置されている熱交換パイプ部に対して略U字形の面が交差する向きで配置することにより、複数の熱交換パイプ部を密に配列できて熱交換パイプ部を多くでき、熱交換パイプの必要な長さを確保できる。
According to the heat exchanger according to
請求項6記載の熱交換器によれば、請求項1ないし5いずれか記載の熱交換器の効果に加えて、少なくとも一部の熱交換パイプ部の先端を貯湯タンク内の上部域へ向けて折曲したことにより、貯湯タンクの上部の熱を有効に利用できる。
According to the heat exchanger according to
以下、本発明の一実施の形態を図面を参照して説明する。 Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
図5に、熱交換器を用いた給湯装置を簡略した構成図を示し、11は給湯装置の電気温水器で、この電気温水器11は、先止押上式の給湯方式を採用したもので、貯湯タンク12を有し、この貯湯タンク12の下部に給水管13が接続され、上部に給湯管14が接続されている。貯湯タンク12の側面下部および側面上部には、貯湯タンク12内に挿入配置される下部ヒータ15および上部ヒータ16がそれぞれ着脱可能で液密に取り付けられている。
FIG. 5 shows a simplified configuration diagram of a hot water supply device using a heat exchanger, 11 is an electric water heater of the hot water supply device, and this
貯湯タンク12の側面上部には、貯湯タンク12内に挿入配置される熱交換器17が着脱可能で液密に取り付けられ、この熱交換器17と風呂の浴槽18との間に浴槽18に湯張りされた湯水が循環される循環配管19が接続され、この循環配管19に浴槽18の湯水を例えば8.5L/minの流量で循環させる循環ポンプ20が配設されている。図2に示すように、貯湯タンク12のタンク本体12aの側面には、熱交換器17を取り付けるための環状の取付座21が設けられ、この取付座21の内側に熱交換器17が挿入配置される円形の熱交換器取付口22が開口形成されている。
A
図1ないし図3に、熱交換器17を示し、この熱交換器17は、貯湯タンク12の取付座21に着脱可能で図示しないパッキングを介して液密に取り付けられるフランジ31、および両端がフランジ31の外側に突出されるとともに中間部がフランジ31の内側に突出されて熱交換器取付口22から貯湯タンク12内に挿入配置される熱交換パイプ32を有している。
1 to 3 show a
フランジ31は、図4に示すように、円板状で、周辺部には取付座21にボルト止めされる複数の取付孔33が形成された環状の取付部34が形成され、この取付部34の内側で熱交換器取付口22に対向する領域には熱交換パイプ32が貫通可能とする有効面部35が形成され、この有効面部35に複数の貫通孔36が形成されている。本実施の形態では、貫通孔36が上下方向に4つずつ並んで2列に整列配置されているとともに、これら2列の貫通孔36の内側間でかつ上下位置に2つの貫通孔36がそれぞれ配置されており、すなわち、水平方向に3列で、両側の2列が上下方向に4つずつ並び、中間の1列が上下に2つ並んで配置されている。
As shown in FIG. 4, the
熱交換パイプ32は、図1ないし図3に示すように、例えば複数の銅パイプを液密に連結して1本の連続したパイプとし、長さが4.5〜6.5m、外径が11〜15mm、パイプ材厚が0.6mmの範囲に形成されており、フランジ31の各貫通孔36にロー付けなどによって液密に固定されている。
As shown in FIGS. 1 to 3, the
熱交換パイプ32の両端部はフランジ31の貫通孔36を通じて外側に突出され、それら各端部に循環配管19に接続される継手37を有する接続パイプ部38,39が設けられている。
Both end portions of the
熱交換パイプ32の中間部はフランジ31の複数の貫通孔36を通じて外側と内側との間で貫通を複数回繰り返してフランジ31の内側に突出する複数の略U字形の熱交換パイプ部40,41,42,43,44が形成されているとともにフランジ31の外側で折り返して所定の熱交換パイプ部40〜44間を接続する複数の折返しパイプ部45,46,47,48が形成されている。各熱交換パイプ部40〜44は、フランジ31の各貫通孔36にロー付けなどによって液密に固定されている。
A plurality of substantially U-shaped heat
本実施の形態では、5本の熱交換パイプ部40〜44が用いられ、これら5本の熱交換パイプ部40〜44のうち、4本の熱交換パイプ部40〜43の両端部がフランジ31の両側の2列の貫通孔36にそれぞれ貫通されて、4本の熱交換パイプ部40〜43が略U字形の面に垂直な方向つまり上下方向に整列配置され、また、1本の熱交換パイプ部44の両端部がフランジ31の中間の列の上下の貫通孔36にそれぞれ貫通されて、1本の熱交換パイプ部44が整列配置されている4本の熱交換パイプ部40〜43の内側間にそれら整列配置されている熱交換パイプ部40〜43に対して略U字形の面が交差する向きつまり縦向きで配置されている。
In the present embodiment, five heat
フランジ31の外側において、最上部の1本目の熱交換パイプ部39の一端に一方の接続パイプ部38が接続され、1本目の熱交換パイプ部40の他端と2本目の熱交換パイプ部41の一端とが折返しパイプ部45で接続され、2本目の熱交換パイプ部41の他端と3本目の熱交換パイプ部42の一端とが折返しパイプ部46で接続され、3本目の熱交換パイプ部42の他端と4本目の熱交換パイプ部43の一端とが折返しパイプ部47で接続され、4本目の熱交換パイプ部43の他端と縦向きの5本目の熱交換パイプ部44の一端とが折返しパイプ部48で接続され、5本目の熱交換パイプ部44の他端に他方の接続パイプ部39が接続されている。
Outside the
熱交換パイプ部40〜43の先端には、貯湯タンク12内の上部域へ向けて折曲された折曲部49が形成されている。そして、これら熱交換パイプ部40〜43の先端の折曲部49側から貯湯タンク12の熱交換器取付口22に挿入することにより、全ての熱交換パイプ部40〜44が熱交換器取付口22から貯湯タンク12内に挿入配置される。
A
次に、本実施の形態の作用を説明する。 Next, the operation of the present embodiment will be described.
電気温水器11では、例えば深夜電力時間帯などの特定時間帯に下部ヒータ15などに通電し、貯湯タンク12内に所定温度の湯を沸き上げて貯湯する。
In the
貯湯タンク12内に貯湯された湯は、給湯管14を通じて例えばミキシングバルブで予め設定された適温の湯温に調整して給湯場所に給湯する。
Hot water stored in the hot
浴槽18に湯張りした入浴時に、浴槽18の湯温が低下した場合、循環ポンプ20を作動させ、浴槽18の湯水を循環配管19を通じて貯湯タンク12内の上部に挿入配置された熱交換器17に送り、この熱交換器17の熱交換パイプ32内を通過する湯水と貯湯タンク12内に貯湯された湯との間で熱交換させ、熱交換によって温度が上昇した湯水を浴槽18に戻すことにより、浴槽18に湯張りされた湯水を追い焚きする。
When the hot water temperature in the bathtub 18 drops when bathing in the bathtub 18, the
このとき、例えば、浴槽18の湯張りされている湯水の湯量が200リットル、湯温が30℃の場合に、湯温を40℃まで追い焚きするときの追焚時間は、この追焚時間が短いため火傷するくらいの高温の湯が浴槽18に戻るのを防止することを考慮すると最低でも5分以上かけるほうが好ましく、また、追焚時間が長くなるのを防止することを考慮すると20分以内のほうが好ましく、したがって、5〜20分の範囲が適切であり、より好ましくは、追焚時間を長くして浴槽18に戻る湯水の温度を低減したうえで追焚時間が必要以上に長くならないようにすることを考慮すれば、10〜18分の範囲が適切である。 At this time, for example, when the amount of hot water in the bathtub 18 is 200 liters and the hot water temperature is 30 ° C., the memorial time when the hot water temperature is chased up to 40 ° C. It is preferable to take at least 5 minutes in consideration of preventing hot water hot enough to cause burns to return to bathtub 18 because it is short, and within 20 minutes in consideration of preventing longer memorial times. Therefore, the range of 5 to 20 minutes is appropriate, and more preferably, the remedy time is not increased more than necessary after the remedy time is lengthened and the temperature of the hot water returning to the bathtub 18 is reduced. In consideration of the above, a range of 10 to 18 minutes is appropriate.
そして、熱交換パイプ32の長さと追焚時間との関係を測定し、その結果を図6に示す。この測定では、浴槽18に湯張りされている湯水の湯量が200リットル、湯温が30℃の場合に、湯温を40℃まで上昇させたときにかかる追焚時間を測定したもので、貯湯タンク12内の湯温、浴槽18と熱交換パイプ32との間で循環させる湯水の流量、熱交換パイプ32の外径および内径は同一条件として測定した。
Then, the relationship between the length of the
熱交換パイプ32の長さが5m、熱交換パイプ部本数が4本の場合には、追焚時間A1が16分33秒、追焚時間A2が15分44秒であった。熱交換パイプ32の長さが5.2m、熱交換パイプ部本数が4本の場合には、追焚時間B1が15分23秒、追焚時間B2が15分03秒であった。熱交換パイプ32の長さが6m、熱交換パイプ部本数が5本の場合には、追焚時間Cが12分20秒であった。交換パイプ32の長さが6.2m、熱交換パイプ部本数が5本の場合には、追焚時間Dが11分13秒であった。
When the length of the
この測定結果から、10〜18分の追焚時間の範囲に入るように考慮すると、熱交換パイプ32の長さが4.5〜6.5mの範囲であることが適切であり、さらにこの長さ4.5〜6.5mを確保するために熱交換パイプ部本数は4本以上であることが適切であることが確認された。
From this measurement result, it is appropriate that the length of the
熱交換パイプ32の長さに関しては、4.5mより短いと、十分な熱交換性能を得ることができず、追焚時間が必要以上に長くかかり、また、6.5mより長いと、熱交換性能が高くなり過ぎて浴槽18に循環する湯水温度が高くなり過ぎるおそれがあり、しかも、熱交換パイプ32を熱交換器取付口22から貯湯タンク12内に挿入配置することが困難になる場合がある。
With regard to the length of the
したがって、貯湯タンク12に着脱可能な熱交換器17において、熱交換パイプ32の長さを4.5〜6.5mの範囲とすることにより、フィンを廃止したうえで十分な熱交換性能が得られるとともに、浴槽18の湯水の追い焚きに適した熱交換性能が得られる。フィンを廃止したことにより、熱交換パイプ32における孔食の発生を低減できる。
Therefore, in the
また、熱交換パイプ32の外径を11〜15mmの範囲とすることが好ましい。すなわち、熱交換パイプ32の外径が11mmより小さいと、貯湯タンク12内の湯との伝熱面積が少なくなって十分な熱交換性能を得ることができず、また、熱交換パイプ32の外径が15mmより大きいと、熱交換性能が高くなり過ぎて浴槽18に循環する湯水温度が高くなり過ぎるおそれがあり、しかも、熱交換パイプ32の長さ4.5〜6.5mを確保したときに熱交換器取付口22に挿入するのが困難になる場合がある。
Moreover, it is preferable to make the outer diameter of the
したがって、貯湯タンク12に着脱可能な熱交換器17において、熱交換パイプ32の長さを4.5〜6.5mの範囲とすることに加えて、熱交換パイプ32の外径を11〜15mmの範囲とすることにより、フィンを廃止したうえで十分な熱交換性能が得られるとともに、浴槽18の湯水の追い焚きに適した熱交換性能が得られる。
Therefore, in the
また、フランジ31の複数の貫通孔36の総面積をA、フランジ31の熱交換パイプ32が貫通可能とする有効面部35の有効面積をBとしたとき、A/B>0.16の関係を有することが好ましい。
Further, when the total area of the plurality of through
すなわち、フランジ31の貫通孔36の内径が12.7mm、フランジ31の有効面部35の直径が81mmの条件において、貫通孔36が10個の場合には(6.35)2×π×10/(40.05)2×π=0.25、貫通孔36が8個の場合には(6.35)2×π×8/(40.05)2×π=0.20、貫通孔36が6個の場合には(6.35)2×π×6/(40.05)2×π=0.15となる。
That is, when there are 10 through
上述した測定において熱交換パイプ32の長さ4.5〜6.5mを確保するために熱交換パイプ部本数は4本以上必要であることが確認されているため、貫通孔36の個数は8個以上必要となり、貫通孔36が6個の場合のA/B=0.15の値より大きくなるように、A/B>0.16の関係が定義される。
In the measurement described above, it has been confirmed that four or more heat exchange pipe portions are required to secure the length 4.5 to 6.5 m of the
したがって、複数の貫通孔36の総面積A/フランジ31の有効面積Bの比が0.16より大きい、A/B>0.16の関係とすることにより、フランジ31の限られた大きさのなかで、フランジ31を貫通して貯湯タンク12内に挿入配置される熱交換パイプ部本数を増やし、熱交換パイプ32の必要な長さを確保することができる。
Therefore, the ratio of the total area A of the plurality of through-
また、熱交換パイプ32は、この熱交換パイプ32の両端をフランジ31の外側に突出し、熱交換パイプ32の中間部をフランジ31の外側と内側との間で貫通を複数回繰り返してフランジ31の内側に突出する複数の略U字形の熱交換パイプ部40〜44を形成するとともにフランジ31の外側で折り返して熱交換パイプ部40〜44間を接続する複数の折返しパイプ部45〜48を形成したことにより、これら複数の熱交換パイプ部40〜44を熱交換器取付口22から貯湯タンク12内に挿入配置可能でありながら、熱交換パイプ32の必要な長さを確保できる。
Further, the
熱交換パイプ32は、複数の略U字形の熱交換パイプ部40〜44のうち、所定数の熱交換パイプ部40〜43を略U字形の面に垂直な方向に整列配置するとともに、残りの熱交換パイプ部44を整列配置されている所定数の熱交換パイプ部40〜43の内側間にそれら整列配置されている熱交換パイプ部40〜43に対して略U字形の面が交差する向きで配置することにより、複数の熱交換パイプ部40〜44を密に配列できて熱交換パイプ部40〜44を多くでき、熱交換パイプ32の必要な長さを確保できる。
The
熱交換パイプ部32の先端を貯湯タンク12内の上部域へ向けて折曲したことにより、貯湯タンク12の上部の熱を有効に利用できる。
By bending the tip of the heat
なお、熱交換器17の熱交換パイプ32の中間部がフランジ31に貫通されて固定されることにより、長い熱交換パイプ32を確実に支持できるが、熱交換パイプ32の中間部はフランジ31に貫通させず、熱交換パイプ32の両端のみをフランジ31に貫通させて支持するようにしてもよい。
It should be noted that the intermediate portion of the
また、熱交換器17は、各ヒータ15,16によって湯を沸き上げるタイプの電気温水器に限らず、ヒートポンプユニットによって湯を沸き上げるタイプの電気温水器にも適用できる。
The
12 貯湯タンク
17 熱交換器
18 浴槽
22 熱交換器取付口
31 フランジ
32 熱交換パイプ
36 貫通孔
40〜44 熱交換パイプ部
45〜48 折返しパイプ部
12 Hot water storage tank
17 Heat exchanger
18 Bathtub
22 Heat exchanger mounting port
31 Flange
32 heat exchange pipe
36 Through hole
40-44 heat exchange pipe section
45-48 Folded pipe part
Claims (6)
前記貯湯タンクに形成された熱交換器取付口に着脱可能に取り付けられるフランジと、
長さが4.5〜6.5mで、両端が前記フランジの外側に突出されるとともに、中間部がフランジの内側に突出されて前記熱交換器取付口から貯湯タンク内に挿入配置される熱交換パイプと
を具備していることを特徴とする熱交換器。 A heat exchanger in which hot water circulates between the bath and heat exchange with the hot water in the hot water storage tank,
A flange that is detachably attached to a heat exchanger attachment port formed in the hot water storage tank;
The heat of 4.5 to 6.5 m in length, both ends projecting to the outside of the flange, and the middle part projecting to the inside of the flange and inserted into the hot water storage tank from the heat exchanger mounting port A heat exchanger comprising: an exchange pipe.
ことを特徴とする請求項1記載の熱交換器。 The heat exchanger according to claim 1, wherein an outer diameter of the heat exchange pipe is 11 to 15 mm.
ことを特徴とする請求項1または2記載の熱交換器。 The heat exchange pipe is formed with a plurality of substantially U-shaped heat exchange pipe parts whose both ends protrude to the outside of the flange and the intermediate part repeatedly penetrates between the outside and inside of the flange and protrudes to the inside of the flange. And a plurality of folded pipe portions that are folded back outside the flange to connect the heat exchange pipe portions are formed, and the plurality of heat exchange pipe portions are inserted and arranged in the hot water storage tank from the heat exchanger attachment port. The heat exchanger according to claim 1 or 2.
ことを特徴とする請求項3記載の熱交換器。 When a plurality of through holes through which the heat exchange pipe passes are formed in the flange, the total area of these through holes is A, and the effective area of the region through which the heat exchange pipe of the flange can penetrate is A / B The heat exchanger according to claim 3, wherein the relationship is> 0.16.
ことを特徴とする請求項3または4記載の熱交換器。 The heat exchange pipe includes a plurality of substantially U-shaped heat exchange pipe portions in which a predetermined number of heat exchange pipe portions are arranged in a direction perpendicular to the substantially U-shaped surface, and the remaining heat exchange pipe portions are A substantially U-shaped surface is arranged between the insides of a predetermined number of heat exchange pipe portions arranged in an arrangement so that the substantially U-shaped surfaces intersect with the heat exchange pipe portions arranged in an arrangement. The heat exchanger according to 3 or 4.
ことを特徴とする請求項1ないし5いずれか記載の熱交換器。 The heat exchanger according to any one of claims 1 to 5, wherein at least a tip of a part of the heat exchange pipe is bent toward an upper region in the hot water storage tank.
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