JP2007315661A - Heat exchanger and water heater - Google Patents

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JP2007315661A JP2006145143A JP2006145143A JP2007315661A JP 2007315661 A JP2007315661 A JP 2007315661A JP 2006145143 A JP2006145143 A JP 2006145143A JP 2006145143 A JP2006145143 A JP 2006145143A JP 2007315661 A JP2007315661 A JP 2007315661A
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a heat exchanger capable of providing high heat exchange efficiency by properly suppressing a problem wherein heat exchange efficiency is deteriorated due to generation of drain following latent heat recovery. <P>SOLUTION: In a heat exchanger B, a plurality of coil like tube parts 40A-40C are segmented into first and second heat exchange parts HT1, HT2 surrounding first and second areas 30a, 3b, and after combustion gas flows into a combustion gas passage 32 from the first area 30a through a plurality of gaps 31 of the first heat exchange part HT1, it passes through a plurality of gaps 31 of the second heat exchange part HT2 and flows into the second area 30b. Gaps 31 positioned in respective most inner circumference sides of the first and second heat exchange parts HT1, HT2 are formed wider than other gaps 31 positioned in outer peripheries thereof to suppress flow velocity reduction of the combustion gas passing through the plurality of gaps 31 of the first heat exchange part HT1, and to promote drain removal in the second heat exchange part HT2. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、コイル状の水管を利用し、燃焼ガスから熱回収を行う熱交換器、およびこれを備えた温水装置に関する。   The present invention relates to a heat exchanger that uses a coiled water pipe to recover heat from combustion gas, and a hot water apparatus including the heat exchanger.

本出願人は、熱交換器の具体例として、特許文献1に記載されたものを先に提案している。この従来のものは、缶体と、この缶体内に配された複数のコイル状管体部を有する水管とを備えている。前記複数のコイル状管体部は、いずれも複数のループ部が螺旋状に繋がってそれらの間に隙間が形成されたものであるが、それらの直径は相違しており、略同心の重ね巻き状に設けられている。また、前記複数のコイル状管体部の内方領域は、仕切部材によって第1および第2の領域に仕切られており、このことによって前記複数のコイル状管体部は、それら第1および第2の領域を囲む第1および第2の熱交換部に区分されている。また、前記複数のコイル状管体部の外周囲には、前記缶体の周壁部によって囲まれた燃焼ガス通路が形成されている。   The present applicant has previously proposed a heat exchanger described in Patent Document 1 as a specific example. This conventional one includes a can body and a water pipe having a plurality of coiled tube portions disposed in the can body. Each of the plurality of coiled tube portions is formed by connecting a plurality of loop portions in a spiral shape and forming gaps therebetween, but the diameters thereof are different, and the substantially concentric lap windings are formed. It is provided in the shape. In addition, the inner regions of the plurality of coiled tube parts are partitioned into first and second regions by a partition member, whereby the plurality of coiled tube parts are separated from each other by the first and second regions. It is divided into first and second heat exchanging portions surrounding the two regions. In addition, a combustion gas passage surrounded by the peripheral wall portion of the can body is formed on the outer periphery of the plurality of coiled tubular body portions.

このような構成の熱交換器において、前記第1の領域に燃焼ガスが供給されると、この燃焼ガスは、前記複数のコイル状管体部のうち、第1の熱交換部の複数の隙間を通過してその外方の燃焼ガス通路に進行する。次いで、前記燃焼ガスは、前記燃焼ガス通路から第2の熱交換部の複数の隙間を通過して前記第2の領域に進行する。このような過程において、前記第1の熱交換部によって燃焼ガスから顕熱を回収するとともに、前記第2の熱交換部によって潜熱を回収することができる。したがって、燃焼ガスからの熱回収量を多くし、熱交換効率を高めることが可能である。   In the heat exchanger having such a configuration, when combustion gas is supplied to the first region, the combustion gas is a plurality of gaps of the first heat exchange unit among the plurality of coiled tube portions. To the combustion gas passage outside of it. Next, the combustion gas passes through the plurality of gaps of the second heat exchange section from the combustion gas passage and proceeds to the second region. In such a process, sensible heat can be recovered from the combustion gas by the first heat exchange unit, and latent heat can be recovered by the second heat exchange unit. Therefore, it is possible to increase the amount of heat recovered from the combustion gas and increase the heat exchange efficiency.

しかしながら、前記従来技術においては、次に述べるように、熱交換効率をさらに高める上で未だ改善の余地があった。   However, in the prior art, there is still room for improvement in further improving the heat exchange efficiency as described below.

すなわち、前記第2の熱交換部において潜熱回収がなされると、燃焼ガス中の水蒸気が凝縮し、この第2の熱交換部の管体表面には多くのドレイン(凝縮水)が発生する。このようなドレインが管体表面に付着したままとなって、管体表面がドレインによって覆われていると、管体と燃焼ガスとの直接接触が妨げられることとなり、熱交換効率の低下を招く。このような不具合を回避するには、第2の熱交換部の管体表面からドレインを円滑に排除することが望まれる。ところが、前記従来技術においては、複数のコイル状管体部のそれぞれの隙間の幅は略均一に揃えられており、それらの隙間の幅はいずれも小さくされている。これでは、各コイル状管体部の複数のループ部間からドレインを円滑に排除し難く、前記不具合を適切に回避することが難しい。また、前記複数のループ部間にドレインがブリッジして水膜が張り、このことによって各隙間が塞がれて燃焼ガス流路が狭められて排気抵抗が増加する不具合を生じる虞もある。   That is, when latent heat recovery is performed in the second heat exchange section, water vapor in the combustion gas is condensed, and many drains (condensed water) are generated on the surface of the tubular body of the second heat exchange section. If such a drain remains attached to the tube surface and the tube surface is covered with the drain, direct contact between the tube and the combustion gas will be hindered, resulting in a decrease in heat exchange efficiency. . In order to avoid such a problem, it is desired to smoothly remove the drain from the surface of the tubular body of the second heat exchange section. However, in the prior art, the widths of the gaps of the plurality of coiled tube parts are aligned substantially uniformly, and the widths of the gaps are all reduced. With this, it is difficult to smoothly remove the drain from between the plurality of loop portions of each coiled tubular body portion, and it is difficult to appropriately avoid the above problems. In addition, the drain bridges between the plurality of loop portions and the water film is stretched, which may cause a problem that each gap is closed and the combustion gas flow path is narrowed to increase the exhaust resistance.

さらに、前記従来技術においては、第2の熱交換部と同様に、第1の熱交換部についても、複数の隙間は各所略同一に揃えられた構成とされている。その一方、複数の隙間のそれぞれの周囲長(ループ部が直径dの中空円形状である場合、そのループ部間の隙間の周囲長はπd)は一定ではなく、外周寄りの隙間ほどその周囲長は長い。このため、複数のコイル状管体部のそれぞれの隙間の開口面積は、最内周のコイル状管体部から最外周のコイル状管体部へと進むにしたがって徐々に大きくなっている。ところが、このような構成によれば、燃焼ガスが第1の熱交換部の最内周の隙間から最外周の隙間に向けて進むにしたがって燃焼ガスの流速が遅くなり、熱伝達率が小さくなる。前記従来技術においては、この点においても改善すべき余地があった。   Furthermore, in the prior art, like the second heat exchange unit, the first heat exchange unit also has a configuration in which a plurality of gaps are arranged substantially the same. On the other hand, the circumferential length of each of the plurality of gaps (when the loop portion is a hollow circle having a diameter d, the circumferential length of the gap between the loop portions is πd) is not constant. Is long. For this reason, the opening area of each clearance gap between the plurality of coiled tube parts gradually increases from the innermost coiled tube part to the outermost coiled tube part. However, according to such a configuration, as the combustion gas travels from the innermost circumferential gap of the first heat exchange portion toward the outermost circumferential gap, the flow velocity of the combustion gas becomes slower and the heat transfer coefficient becomes smaller. . In the prior art, there is still room for improvement in this respect.

特開2005−321170号公報JP-A-2005-321170

本発明は、このような事情のもとで考え出されたものであって、潜熱回収に伴うドレインの発生に起因して熱交換効率が低下するといった不具合を適切に抑制し、高い熱交換効率を得ることが可能な熱交換器、およびこれを備えた温水装置を提供することをその課題としている。   The present invention has been conceived under such circumstances, and appropriately suppresses problems such as a decrease in heat exchange efficiency due to the occurrence of drain accompanying latent heat recovery, and high heat exchange efficiency. It is an object of the present invention to provide a heat exchanger capable of obtaining the above, and a hot water apparatus including the heat exchanger.

上記の課題を解決するため、本発明では、次の技術的手段を講じている。   In order to solve the above problems, the present invention takes the following technical means.

本発明の第1の側面により提供される熱交換器は、周壁部を有する缶体と、この缶体の軸長方向に複数の隙間を介して並ぶ複数のループ部をそれぞれ有する複数のコイル状管体部を備え、かつこれら複数のコイル状管体部が略同心の重ね巻き状とされて前記缶体内に配されていることにより、それらの複数の隙間および複数のループ部は、前記軸長方向と交差する方向にも並んだ構成とされている熱交換用の水管と、前記複数のコイル状管体部の最外周部分と前記缶体の周壁部との間に形成された燃焼ガス通路と、前記複数のコイル状管体部の内方の空間領域を前記軸長方向において第1および第2の領域に仕切り、かつ前記複数のコイル状管体部を前記第1および第2の領域をそれぞれ囲んだ第1および第2の熱交換部に区分する仕切部材と、を具備しており、前記第1の領域に燃焼ガスが供給されたときには、その後この燃焼ガスが前記第1の熱交換部の複数の隙間を内周寄り部分から外周寄り部分に向けて通過して前記燃焼ガス通路に進行する過程において前記燃焼ガスから顕熱回収が可能であるとともに、前記燃焼ガス通路から前記第2の熱交換部の複数の隙間を外周寄り部分から内周寄り部分に向けて通過して前記第2の領域に進行する過程において前記燃焼ガスから潜熱回収が可能とされている、熱交換器であって、前記第1および第2の熱交換部のそれぞれの最内周寄りに位置する複数の隙間は、それらの外周囲に位置する他の複数の隙間よりも前記軸長方向の幅が大きくされ、前記第1の熱交換部の複数の隙間を通過する燃焼ガスの流速低下が抑制される一方、前記第2の熱交換部において潜熱回収に伴って発生したドレインの排除が促進可能な構成とされていることを特徴としている。   The heat exchanger provided by the first aspect of the present invention includes a can body having a peripheral wall portion and a plurality of coil shapes each having a plurality of loop portions arranged via a plurality of gaps in the axial length direction of the can body. The plurality of coiled tube portions are arranged in the can body in a substantially concentric overlapping shape, and the plurality of gaps and the plurality of loop portions are arranged on the shaft. Combustion gas formed between the water pipe for heat exchange, which is also arranged in a direction intersecting the longitudinal direction, and the outermost peripheral part of the plurality of coiled tube parts and the peripheral wall part of the can A passage and an inner space region of the plurality of coiled tube portions are partitioned into first and second regions in the axial length direction, and the plurality of coiled tube portions are divided into the first and second regions. Partition members that divide the region into first and second heat exchanging portions that respectively surround the region When the combustion gas is supplied to the first region, the combustion gas then passes through the plurality of gaps of the first heat exchange portion from the inner peripheral portion toward the outer peripheral portion. In the process of proceeding to the combustion gas passage, sensible heat can be recovered from the combustion gas, and the plurality of gaps of the second heat exchange portion from the combustion gas passage to the portion closer to the inner periphery. A heat exchanger capable of recovering latent heat from the combustion gas in a process of passing through and proceeding to the second region, wherein the innermost of each of the first and second heat exchange units The plurality of gaps positioned closer to the periphery are larger in width in the axial length direction than the plurality of other gaps positioned on the outer periphery thereof, and the combustion gas passes through the plurality of gaps of the first heat exchange unit. While the flow velocity drop of the Drain of elimination that occurred with the latent heat recovery is characterized in that there is a possible promotion structure in the second heat exchange unit.

このような構成によれば、次に述べるような効果が得られる。   According to such a configuration, the following effects can be obtained.

第1の熱交換部については、最も周囲長が短い最内周寄りに位置する複数の隙間の幅が他の隙間の幅よりも大きくされているために、最内周寄りに位置する複数の隙間の開口面積が、他の複数の隙間と比較して極端に小さくならないようにすることができる。一方、燃焼ガスは、第1の熱交換部の複数の隙間をその最内周寄り部分から最外周寄り部分に向けて進行する。したがって、燃焼ガスが進むほど隙間の開口面積が極端に増大していくことはなくなり、その流速が大きく低下することが回避される。その結果、流速低下に起因して第1の熱交換部における熱回収量が低下する不具合が適切に抑制される。   About the 1st heat exchange part, since the width of a plurality of gaps located near the innermost circumference with the shortest perimeter length is made larger than the width of other gaps, a plurality of gaps located near the innermost circumference It is possible to prevent the opening area of the gap from becoming extremely small compared to a plurality of other gaps. On the other hand, the combustion gas travels from the innermost peripheral portion toward the outermost peripheral portion through the plurality of gaps of the first heat exchange portion. Therefore, the opening area of the gap does not increase extremely as the combustion gas advances, and it is avoided that the flow velocity greatly decreases. As a result, a problem that the heat recovery amount in the first heat exchanging portion is reduced due to the decrease in the flow velocity is appropriately suppressed.

また、第2の熱交換部においても最内周寄りに位置する複数の隙間の幅が大きくされているが、この第2の熱交換部に対する燃焼ガスの流れ方向は、第1の熱交換部とは反対である。したがって、第2の熱交換部においては、燃焼ガスの進行方向の最下流に位置する隙間の幅が最も大きくなっている。このため、この第2の熱交換部において、燃焼ガスから潜熱回収を行い、これに伴ってドレインが発生した場合には、燃焼ガスの流れを利用してこのドレインを第2の熱交換部の内方に向けて排除し易くなる。とくに、燃焼ガスが第2の熱交換部の複数の隙間を進行していく場合、この燃焼ガスは内周寄り部分に向けて進行するに連れて熱回収がなされてその温度が徐々に低下していき、最内周寄りの隙間を通過する際にドレインを最も多く生じ易くなる。本発明においては、そのようにドレインを最も多く生じ易い部分の隙間を大きくしているために、多量のドレインの排出がより促進されることとなる。このようなことから、第2の熱交換部の管体表面の広い領域がドレインによって覆われたままとなって熱交換効率が低下する不具合を適切に抑制することができる。さらに、ドレインが最内周の隙間にブリッジして排気抵抗が増加する現象も無くすことができる。なお、この第2の熱交換部においては、第1の熱交換部とは異なり、燃焼ガスの流速の大幅な低下に起因して熱伝達率が大きく低下する不具合は少なく、燃焼ガスの流速を速めることよりも管体表面からドレインを適切に排除する方が、より高い熱交換効率を達成することができる。   In addition, the width of the plurality of gaps located closer to the innermost circumference is also increased in the second heat exchange part, but the flow direction of the combustion gas with respect to the second heat exchange part is the first heat exchange part. Is the opposite. Therefore, in the second heat exchange section, the width of the gap located at the most downstream side in the traveling direction of the combustion gas is the largest. For this reason, in this 2nd heat exchange part, latent heat recovery is performed from combustion gas, and when a drain is generated in connection with this, this drain is made into the 2nd heat exchange part using the flow of combustion gas. Easier to eliminate inward. In particular, when the combustion gas travels through a plurality of gaps in the second heat exchanging portion, heat recovery is performed as the combustion gas travels toward the inner peripheral portion, and the temperature gradually decreases. As a result, the drain is most likely to be generated when passing through the gap closer to the innermost periphery. In the present invention, since the gap between the portions where the drain is most likely to be generated is increased, the discharge of a large amount of drain is further promoted. For this reason, it is possible to appropriately suppress a problem that the wide region of the tube surface of the second heat exchange part remains covered with the drain and the heat exchange efficiency is lowered. Further, it is possible to eliminate a phenomenon in which the drain is bridged to the innermost clearance and the exhaust resistance is increased. In the second heat exchanging portion, unlike the first heat exchanging portion, there is little problem that the heat transfer coefficient is greatly reduced due to a significant decrease in the flow velocity of the combustion gas, and the flow velocity of the combustion gas is reduced. Higher heat exchange efficiency can be achieved by properly removing the drain from the tube surface than by speeding up.

本発明の第2の側面により提供される熱交換器は、周壁部を有する缶体と、この缶体の軸長方向に複数の隙間を介して並ぶ複数のループ部をそれぞれ有する複数のコイル状管体部を備え、かつこれら複数のコイル状管体部が略同心の重ね巻き状とされて前記缶体内に配されていることにより、それらの複数の隙間および複数のループ部は、前記軸長方向と交差する方向にも並んだ構成とされている熱交換用の水管と、前記複数のコイル状管体部の最外周部分と前記缶体の周壁部との間に形成された燃焼ガス通路と、前記複数のコイル状管体部の内方の空間領域を前記軸長方向において第1および第2の領域に仕切り、かつ前記複数のコイル状管体部を前記第1および第2の領域をそれぞれ囲んだ第1および第2の熱交換部に区分する仕切部材と、を具備しており、前記第1の領域に燃焼ガスが供給されたときには、その後この燃焼ガスが前記第1の熱交換部の複数の隙間を内周寄り部分から外周寄り部分に向けて通過して前記燃焼ガス通路に進行する過程において前記燃焼ガスから顕熱回収が可能であるとともに、前記燃焼ガス通路から前記第2の熱交換部の複数の隙間を外周寄り部分から内周寄り部分に向けて通過して前記第2の領域に進行する過程において前記燃焼ガスから潜熱回収が可能とされている、熱交換器であって、前記第2の熱交換部の最内周寄りに位置する複数の隙間は、それらの外周囲に位置する他の複数の隙間よりも前記軸長方向の幅が大きくされ、前記第2の熱交換部において潜熱回収に伴って発生したドレインの排除が促進可能な構成とされていることを特徴としている。   The heat exchanger provided by the second aspect of the present invention includes a can body having a peripheral wall portion and a plurality of coil shapes each having a plurality of loop portions arranged via a plurality of gaps in the axial length direction of the can body. The plurality of coiled tube portions are arranged in the can body in a substantially concentric overlapping shape, and the plurality of gaps and the plurality of loop portions are arranged on the shaft. Combustion gas formed between the water pipe for heat exchange, which is also arranged in a direction intersecting the longitudinal direction, and the outermost peripheral part of the plurality of coiled tube parts and the peripheral wall part of the can A passage and an inner space region of the plurality of coiled tube portions are partitioned into first and second regions in the axial length direction, and the plurality of coiled tube portions are divided into the first and second regions. Partition members that divide the region into first and second heat exchanging portions that respectively surround the region When the combustion gas is supplied to the first region, the combustion gas then passes through the plurality of gaps of the first heat exchange portion from the inner peripheral portion toward the outer peripheral portion. In the process of proceeding to the combustion gas passage, sensible heat can be recovered from the combustion gas, and the plurality of gaps of the second heat exchange portion from the combustion gas passage to the portion closer to the inner periphery. A heat exchanger capable of recovering latent heat from the combustion gas in the process of passing toward the second region and being located closer to the innermost periphery of the second heat exchange unit The plurality of gaps have a larger width in the axial length direction than other gaps located on the outer periphery of the gaps, and it is possible to promote the removal of drains generated due to the recovery of latent heat in the second heat exchange unit. That it is configured It is a symptom.

このような構成によれば、本発明の第1の側面により提供される熱交換器の第2の熱交換部について述べたのと同様に、潜熱回収に伴って発生するドレインを第2の熱交換部の管体表面から円滑に排除し、熱交換効率を高めることができる。   According to such a configuration, as described for the second heat exchanging part of the heat exchanger provided by the first aspect of the present invention, the drain generated by the latent heat recovery is set to the second heat exchanging part. It can be smoothly removed from the tube surface of the exchange part, and the heat exchange efficiency can be increased.

本発明の好ましい実施の形態においては、前記複数のコイル状管体部としては、3以上のコイル状管体部があり、これら3以上のコイル状管体部のうち、最内周寄りのコイル状管体部から最外周寄りのコイル状管体部に進むにしたがってそれらの複数の隙間の前記軸長方向の幅は順次小さくなるように構成されている。   In a preferred embodiment of the present invention, the plurality of coiled tube parts include three or more coiled tube parts, and among these three or more coiled tube parts, a coil closer to the innermost circumference. The width in the axial length direction of the plurality of gaps is configured so as to gradually decrease from the cylindrical tube portion toward the coiled tubular portion near the outermost periphery.

このような構成によれば、第1の熱交換部の複数の隙間を燃焼ガスが通過する際の速度がその途中で大きく低下することをより適切に防止し得ることとなる。また、第2の熱交換部においては、最内周寄りの隙間に加えて、他の隙間についてもその幅を増大させることができるために、ドレインの排除がより促進される。   According to such a configuration, it is possible to more appropriately prevent the speed at which the combustion gas passes through the plurality of gaps of the first heat exchanging portion from significantly decreasing in the middle. In addition, in the second heat exchange section, the width of other gaps can be increased in addition to the gap near the innermost periphery, and therefore, drain elimination is further promoted.

本発明の好ましい実施の形態においては、前記第1および第2の熱交換部のうち、少なくとも第1の熱交換部の複数の隙間は、それらの個々の周囲長と前記軸長方向の幅との積が略同一となるように形成されている。   In a preferred embodiment of the present invention, among the first and second heat exchanging portions, at least the plurality of gaps of the first heat exchanging portion have their respective peripheral lengths and widths in the axial length direction. Are formed to be substantially the same.

このような構成によれば、少なくとも第1の熱交換部の最内周寄りの隙間から最外周寄りの隙間にわたっていずれの隙間についても、その開口面積は略同一となるために、燃焼ガスの流速が一定化される。その結果、熱伝達率を高めるのに最適となる。   According to such a configuration, since the opening area is almost the same in any gap from the gap near the innermost circumference to the gap near the outermost circumference of the first heat exchange part, the flow velocity of the combustion gas Is fixed. As a result, it is optimal for increasing the heat transfer coefficient.

本発明の好ましい実施の形態においては、前記複数のコイル状管体部としては、最内周に位置する第1のコイル状管体部と、この第1のコイル状管体部の外周囲に位置する複数の第2のコイル状管体部があり、前記第1のコイル状管体部は、前記複数の第2のコイル状管体部よりも大径であるとともに、前記複数の第2のコイル状管体部は、それらの複数の隙間の前記軸長方向における寸法および管径のそれぞれが略同一に揃えられている。   In a preferred embodiment of the present invention, the plurality of coiled tube parts include a first coiled tube part located on the innermost periphery and an outer periphery of the first coiled tube part. There are a plurality of second coiled tube parts positioned, and the first coiled tube part has a larger diameter than the plurality of second coiled tube parts, and the plurality of second coiled tube parts. In the coiled tube portion, the dimensions and tube diameters of the plurality of gaps in the axial length direction are substantially the same.

このような構成によれば、最内周の第1のコイル状管体部の管径が大きくされており、その内部を流通する湯水量が多くなる。一方、この第1のコイル状管体部は、燃焼ガスが最初に供給される第1の領域を直接囲む部分であり、最も熱を受け易い。したがって、燃焼ガスからの熱回収量を多くするのに好適となり、また湯水の沸騰も生じ難くなる。さらに、複数の第2のコイル状管体部は、それらの隙間の寸法および管径のそれぞれが略同一に揃えられているために、それらの寸法を相違させる場合と比較すると、それらの製造が容易となる。   According to such a configuration, the tube diameter of the innermost first coil-shaped tube portion is increased, and the amount of hot water flowing through the inside increases. On the other hand, the first coiled tube portion is a portion directly surrounding the first region to which the combustion gas is first supplied, and is most susceptible to heat. Therefore, it is suitable for increasing the amount of heat recovered from the combustion gas, and boiling of hot water is less likely to occur. In addition, since the plurality of second coiled tube portions are substantially the same in size and tube diameter, the manufacturing of the second coiled tube portions is different from the case where the dimensions are different. It becomes easy.

本発明の第3の側面により提供される温水装置は、本発明の第1または第2の側面により提供される熱交換器と、この熱交換器の前記第1の領域に燃焼ガスを供給する燃焼器と、を備えていることを特徴としている。   The hot water device provided by the third aspect of the present invention supplies the combustion gas to the heat exchanger provided by the first or second aspect of the present invention and the first region of the heat exchanger. And a combustor.

このような構成によれば、本発明の第1または第2の側面により提供される熱交換器について述べたのと同様な効果が得られる。   According to such a configuration, the same effect as described for the heat exchanger provided by the first or second aspect of the present invention can be obtained.

本発明のその他の特徴および利点は、添付図面を参照して以下に行なう発明の実施の形態の説明から、より明らかになるであろう。   Other features and advantages of the present invention will become more apparent from the following description of embodiments of the present invention with reference to the accompanying drawings.

以下、本発明の好ましい実施の形態を、図面を参照して具体的に説明する。   Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

図1〜図4は、本発明が適用された温水装置の具体例としての給湯装置およびこれに関連する構成を示している。図1によく表われているように、本実施形態の給湯装置Aは、燃焼器1、熱交換器B、底部ケーシング80、および排気ダクト81を備えている。   1 to 4 show a hot water supply apparatus as a specific example of a hot water apparatus to which the present invention is applied and a configuration related thereto. As clearly shown in FIG. 1, the hot water supply apparatus A of this embodiment includes a combustor 1, a heat exchanger B, a bottom casing 80, and an exhaust duct 81.

燃焼器1は、たとえば灯油または軽油などの燃料オイルを噴霧ノズル14によって下向きに噴霧させて燃焼させる逆燃焼式のものである。噴霧ノズル14から噴霧された噴霧燃料は、バーナ筒11内において燃焼用空気と混合されてからその下方に吐出されて燃焼する。燃焼器1は、熱交換器B上に載設された缶体10により覆われ、かつ支持されており、この缶体10の外部から配管12を介して燃料供給が行なわれるようになっている。缶体10の上部には、燃焼器1に燃焼用空気を供給するための送風ファン13およびこれを駆動するモータMが設けられている。   The combustor 1 is of a reverse combustion type in which fuel oil such as kerosene or light oil is sprayed downward by a spray nozzle 14 and burned. The sprayed fuel sprayed from the spray nozzle 14 is mixed with combustion air in the burner cylinder 11 and then discharged downward to burn. The combustor 1 is covered and supported by a can body 10 mounted on the heat exchanger B, and fuel is supplied from the outside of the can body 10 via a pipe 12. . A blower fan 13 for supplying combustion air to the combustor 1 and a motor M that drives the blower fan 13 are provided on the upper portion of the can body 10.

熱交換器Bは、缶体2、複数(本実施形態においては計4本)の水管4A〜4D、入水用ならびに出湯用の一対のヘッダ49a,49b、および仕切部材6を備えている。   The heat exchanger B includes a can body 2, a plurality of (in this embodiment, a total of four) water pipes 4 </ b> A to 4 </ b> D, a pair of headers 49 a and 49 b for incoming and outgoing hot water, and a partition member 6.

缶体2は、略円筒状の周壁部20と、この周壁部20の上部および下部に取り付けられた一対のカバー体21A,21Bとを有しており、底部ケーシング80上に載設されている。カバー体21Aは、バーナ筒11の下部が進入する開口部22Aを形成している。カバー体21Bは、複数の水管4A〜4Dによって熱回収がなされた後の燃焼ガスを底部ケーシング80内に導くための開口部22Bを形成している。缶体2は、たとえばステンレス製であり、水管4A〜4Dを利用して燃焼ガスから潜熱回収を行なった際に発生するドレインに起因して容易に腐食を生じないようにされている。燃焼ガスからの潜熱回収に伴って発生するドレインは、一般的には、燃焼ガス中の硫黄酸化物や窒素酸化物などを吸収したPH3程度の強酸性となる。このようなことから、缶体2は耐酸性に優れた材質とされている。この点は、複数の水管4A〜4Dなども同様であり、その材質はたとえばステンレスである。   The can body 2 has a substantially cylindrical peripheral wall portion 20 and a pair of cover bodies 21A and 21B attached to the upper and lower portions of the peripheral wall portion 20, and is placed on the bottom casing 80. . The cover body 21A forms an opening 22A into which the lower part of the burner cylinder 11 enters. The cover body 21 </ b> B forms an opening 22 </ b> B for guiding the combustion gas after heat recovery by the plurality of water tubes 4 </ b> A to 4 </ b> D into the bottom casing 80. The can body 2 is made of, for example, stainless steel, and is not easily corroded due to a drain generated when latent heat is recovered from combustion gas using the water tubes 4A to 4D. In general, the drain generated with the recovery of latent heat from the combustion gas is strongly acidic, such as PH3, which has absorbed sulfur oxides, nitrogen oxides, and the like in the combustion gases. For this reason, the can 2 is made of a material excellent in acid resistance. This is the same for the plurality of water tubes 4A to 4D, and the material thereof is, for example, stainless steel.

複数の水管4A〜4Dは、缶体2内に配されたコイル状管体部40A〜40Dを備えている。それらのコイル状管体部40A〜40Dは、いずれも螺旋状であって、一連に繋がった中空円形状のループ部40aが上下高さ方向に複数段に積層された構成を有している。ただし、これらのコイル状管体部40A〜40Dは、巻き径が互いに相違しており、略同心の重ね巻き状に配置されている。本実施形態においては、複数の水管4A〜4Dの管径が同一とされているが、後述する実施形態のように、それらの管径を相違させてもかまわない。複数のコイル状管体部40A〜40Dの内方には、空間部3が形成されている。最外周のコイル状管体部40Dと缶体2の周壁部20との間には、燃焼ガス通路32が形成されている。   The plurality of water tubes 4 </ b> A to 4 </ b> D include coiled tube portions 40 </ b> A to 40 </ b> D disposed in the can 2. The coiled tube portions 40A to 40D are all spiral and have a configuration in which a series of hollow circular loop portions 40a connected in series are stacked in a plurality of stages in the vertical direction. However, the coiled tube portions 40A to 40D have different winding diameters and are arranged in a substantially concentric overlapping winding shape. In the present embodiment, the pipe diameters of the plurality of water pipes 4A to 4D are the same, but the pipe diameters may be different as in the embodiment described later. A space 3 is formed inward of the plurality of coiled tube portions 40A to 40D. A combustion gas passage 32 is formed between the outermost coiled tube portion 40 </ b> D and the peripheral wall portion 20 of the can body 2.

複数のコイル状管体部40A〜40Dの上下方向に隣り合うループ部40aの各間には、空間部3と燃焼ガス通路32とを連通させる燃焼ガス通過用の隙間31が形成されている。各隙間31は、図3に示すように、各ループ部40aに偏平化された変形部42を適当な間隔で複数箇所設けることにより形成されている。より具体的には、図4(a),(b)に示すように、各ループ部40aは、管径D1の丸パイプを用いて形成されているが、その複数箇所には、上下方向の幅s1が管径D1よりも大きくなるようにプレス加工されて、水平方向の幅s2が管径D1よりも小さい偏平状の変形部42が設けられている。この変形部42どうしが当接していることにより、ループ部40間のそれ以外の部分は隙間31となっている。したがって、変形部の幅s1を変更することにより、各隙間31の上下方向の幅も適宜変更することが可能である。ただし、本発明では、各隙間31を所望の寸法に設定する手段として、たとえば隣り合うループ部40aどうしの間に、スペーサを介装するといった手段を採用することもできる。   Between each of the loop portions 40a adjacent to each other in the vertical direction of the plurality of coiled tube portions 40A to 40D, a combustion gas passage gap 31 that connects the space portion 3 and the combustion gas passage 32 is formed. As shown in FIG. 3, each gap 31 is formed by providing a plurality of deformed portions 42 flattened in each loop portion 40a at appropriate intervals. More specifically, as shown in FIGS. 4 (a) and 4 (b), each loop portion 40a is formed using a round pipe having a pipe diameter D1. A flat deformed portion 42 is provided which is pressed so that the width s1 is larger than the tube diameter D1, and the horizontal width s2 is smaller than the tube diameter D1. Since the deforming portions 42 are in contact with each other, the other portions between the loop portions 40 are gaps 31. Therefore, the vertical width of each gap 31 can be changed as appropriate by changing the width s1 of the deformed portion. However, in the present invention, as a means for setting each gap 31 to a desired size, for example, a means of interposing a spacer between adjacent loop portions 40a can be adopted.

図2によく表われているように、複数の隙間31の上下方向の幅は、最内周のコイル状管体部40Aにおいて最も大きな寸法とされ、最外周のコイル状管体部40Dに向けて進むにしたがって徐々に小さくなっている。複数のコイル状管体部40A〜40Dのそれぞれの隙間31の上下方向の幅をw1〜w4とし、またそれらのループ部40aの直径をd1〜d4とすると、本実施形態においては、コイル状管体部40A〜40Dの上下両端の一部分を除き、それらの略全体にわたって、次の式1’、式1の関係を略満たすように構成されている。
π・d1・w1=π・d2・w2=π・d3・w3=π・d4・w4 (式1’)
故に、d1・w1=d2・w2=d3・w3=d4・w4 (式1)
As shown well in FIG. 2, the vertical width of the plurality of gaps 31 is the largest dimension in the innermost coiled tubular part 40A and is directed toward the outermost coiled tubular part 40D. It gradually gets smaller as you move forward. When the vertical widths of the gaps 31 of the plurality of coiled tube portions 40A to 40D are w1 to w4 and the diameters of the loop portions 40a are d1 to d4, in this embodiment, the coiled tube Except for a part of the upper and lower ends of the body parts 40A to 40D, they are configured so as to substantially satisfy the relationship of the following formulas 1 ′ and 1 over substantially the whole thereof.
π · d1 · w1 = π · d2 · w2 = π · d3 · w3 = π · d4 · w4 (Formula 1 ′)
Therefore, d1 · w1 = d2 · w2 = d3 · w3 = d4 · w4 (Formula 1)

図1において、一対のヘッダ49a,49bは、複数のコイル状管体部40A〜40Dの下端および上端に対してジョイント管41を介して連結されている。ヘッダ49aには給水管(図示略)が接続され、この給水管から供給されてくる水道水などの水がコイル状管体部40A〜40D内に供給される。ヘッダ49bには出湯管(図示略)が接続され、コイル状管体部40A〜40D内を通過して加熱された湯水は、この出湯管を介して所望の給湯先に送り出される。   In FIG. 1, the pair of headers 49 a and 49 b are connected to the lower ends and the upper ends of the plurality of coiled tube portions 40 </ b> A to 40 </ b> D via joint tubes 41. A water supply pipe (not shown) is connected to the header 49a, and water such as tap water supplied from the water supply pipe is supplied into the coiled tube portions 40A to 40D. A hot water pipe (not shown) is connected to the header 49b, and hot water heated by passing through the coiled tube portions 40A to 40D is sent to a desired hot water supply destination through the hot water pipe.

仕切部材6は、たとえばステンレンス製であり、図2によく表われているように、上面部が窪んだ碗状または凹皿状に形成され、かつその上面がセラミックファイバなどの断熱材68によって覆われた本体部60、およびこの本体部60の上部外周に連設された鍔部61を有している。この仕切部材6は、鍔部61を利用して最内周のコイル状管体部40Aに取り付けられており、空間部3の上下方向の中間部を塞いでいる。このことにより、空間部3は、第1および第2の領域30a,30bに仕切られている。また、複数のコイル状管体部40A〜40Dは、第1および第2の領域30a,30bをそれぞれ囲む第1および第2の熱交換部HT1,HT2に区分されている。仕切部材6を前記したように碗状または凹皿状とすれば、燃焼室としての役割をも果たす第1の領域30aの容積を大きくとることができるなどの利点が得られる。   The partition member 6 is made of, for example, stainless steel, and as shown in FIG. 2, the partition member 6 is formed in a bowl shape or a concave dish shape in which the upper surface portion is recessed, and the upper surface is covered with a heat insulating material 68 such as ceramic fiber. It has a broken main body 60 and a flange 61 connected to the outer periphery of the upper portion of the main body 60. The partition member 6 is attached to the innermost coiled tubular body portion 40 </ b> A using the flange portion 61, and closes the middle portion in the vertical direction of the space portion 3. As a result, the space 3 is partitioned into the first and second regions 30a and 30b. Further, the plurality of coiled tube portions 40A to 40D are divided into first and second heat exchange portions HT1 and HT2 that surround the first and second regions 30a and 30b, respectively. If the partition member 6 has a bowl shape or a concave dish shape as described above, there is an advantage that the volume of the first region 30a that also serves as a combustion chamber can be increased.

缶体2の底部のうち、周壁部20の下部とカバー体21Bの環状壁221との間の部分は、燃焼ガスからの潜熱回収に伴って水管4A〜4Dから滴下してくるドレインを受けるためのドレイン受け部26となっている。このドレイン受け部26には、ドレイン用の排出口26aが設けられており、図1に示すように、この排出口26aに接続された配管26bを介して外部にドレインが排出されるように構成されている。   Of the bottom of the can body 2, the portion between the lower portion of the peripheral wall portion 20 and the annular wall 221 of the cover body 21 </ b> B receives a drain dripping from the water pipes 4 </ b> A to 4 </ b> D along with the recovery of latent heat from the combustion gas. The drain receiving portion 26 is provided. The drain receiving portion 26 is provided with a drain outlet 26a, and as shown in FIG. 1, the drain is discharged to the outside through a pipe 26b connected to the outlet 26a. Has been.

底部ケーシング80は、内部が空洞の略直方体のボックス状であり、この底部ケーシング80上に熱交換器Bおよび排気ダクト81が並ぶようにして載設されている。熱交換器Bの缶体2内を下向きに通過してきた燃焼ガスは、開口部80aからこの底部ケーシング80内に流入した後に、他の開口部80bから排気ダクト81の底部開口部に対して上向きに進行するようになっている。排気ダクト81内に流入した燃焼ガスは、その後排気口81aから排ガスとして外部に排出される。   The bottom casing 80 has a substantially rectangular parallelepiped box shape with a hollow inside, and the heat exchanger B and the exhaust duct 81 are placed on the bottom casing 80 so as to be aligned. The combustion gas that has passed through the can 2 of the heat exchanger B flows downward into the bottom casing 80 from the opening 80a, and then upwards from the other opening 80b to the bottom opening of the exhaust duct 81. Is going to progress. The combustion gas flowing into the exhaust duct 81 is then discharged to the outside as exhaust gas from the exhaust port 81a.

次に、前記した給湯装置Aの作用について説明する。   Next, the operation of the hot water supply apparatus A will be described.

まず、燃焼器1を駆動させると、空間部3の第1の領域30a内に燃焼ガスが供給され、この燃焼ガスは下向きに進行して仕切部材6の上面部に衝突し、それよりも下方に進行することが阻止される。すると、前記燃焼ガスは、第1の領域30a内において図面の矢印に示すように一定の経路で循環しつつ、第1の熱交換部HT1の複数の隙間31を通過して燃焼ガス通路32に流入していく。この過程において、第1の熱交換部HT1は、前記燃焼ガスから熱回収を行なう。前記燃焼ガスは、最内周のコイル状管体部40Aの隙間31から最外周のコイル状管体部40Dの隙間31に向けて進行するが、既述したとおり、複数の隙間31は、上下方向の幅w1〜w4が内周寄りほど大きくされ、それらの開口面積は略同一に揃えられている。したがって、複数の隙間31を通過する際の燃焼ガスの流速は、略等速となり、大幅な流速低下は生じない。その結果、第1の熱交換部HT1の熱交換効率が燃焼ガスの流速低下に起因して大きく低下することを防止し、この第1の熱交換部HT1の小サイズ化を図りつつ、前記燃焼ガスから顕熱を適切に回収することが可能となる。   First, when the combustor 1 is driven, combustion gas is supplied into the first region 30a of the space 3, and this combustion gas travels downward and collides with the upper surface portion of the partition member 6, and below it. Is prevented from proceeding to. Then, the combustion gas passes through the plurality of gaps 31 of the first heat exchanging part HT1 and enters the combustion gas passage 32 while circulating along a fixed path in the first region 30a as shown by the arrow in the drawing. Inflow. In this process, the first heat exchange unit HT1 performs heat recovery from the combustion gas. The combustion gas travels from the gap 31 of the innermost coiled tube portion 40A toward the gap 31 of the outermost coiled tube portion 40D. The widths w1 to w4 in the direction are increased toward the inner periphery, and their opening areas are substantially the same. Therefore, the flow velocity of the combustion gas when passing through the plurality of gaps 31 is substantially constant, and no significant decrease in the flow velocity occurs. As a result, it is possible to prevent the heat exchange efficiency of the first heat exchange part HT1 from greatly decreasing due to a reduction in the flow velocity of the combustion gas, and to reduce the size of the first heat exchange part HT1 while reducing the size of the first heat exchange part HT1. It becomes possible to appropriately recover sensible heat from the gas.

次いで、前記燃焼ガスは、燃焼ガス通路32を下向きに進行した後に、第2の熱交換部HT2の複数の隙間31を通過して第2の領域30bに流入する。この過程において、第2の熱交換部HT2は、前記燃焼ガスから潜熱を回収する。この潜熱回収に伴って第2の熱交換部HT2の管体表面には、多くのドレインが発生する。前記燃焼ガスは、前述した第1の熱交換部HT1の場合とは異なり、第2の熱交換部HT2の複数の隙間31に対しては、最外周のコイル状管体部40Dから最内周のコイル状管体部40Aに向けて進行する。一方、複数の隙間31の幅w1〜w4は、内周寄りほど大きくなっており、燃焼ガスの進行方向に進むにしたがって徐々に大きくなっている。このため、燃焼ガスは、管体表面に発生しているドレインを隙間の幅が大きい方に流れさせることとなり、最内周に位置して最も大きな幅w1に形成されたコイル状管体部40Aから第2の領域30bにドレインを流れ落とす効果が得られる。とくに、燃焼ガスの温度は、外周寄りの隙間31から内周寄りの隙間31に進むにしたがって徐々に低下していくために、ドレインの発生量は第2の熱交換部HT2の外周寄り領域よりも内周寄り領域に進むほど多くなる。これに対し、複数の隙間31は、そのようにドレインの発生量が多くなる部分ほど、幅が大きくなっているために、発生したドレインの排除がより促進される効果が得られる。このようなことから、第2の熱交換部HT2の管体表面の広い領域が多くのドレインによって覆われて燃焼ガスからの熱伝達が妨げられる不具合が適切に抑制される。その結果、この第2の熱交換部HT2においても、熱交換効率を高めることができ、小サイズ化を図りつつ多くの潜熱回収が可能となる。また、燃焼ガスの進行方向に進むにしたがって隙間31の幅が拡大していれば、複数の隙間31の各所においてドレインが水膜状にブリッジして排気抵抗が増大することも適切に抑制される。第2の熱交換部HT2から下方に落下したドレインは、ドレイン受け部26によって受けられてから排出口26aおよび配管62bを経て外部に排出される。   Next, after the combustion gas travels downward in the combustion gas passage 32, it passes through the plurality of gaps 31 of the second heat exchange part HT2 and flows into the second region 30b. In this process, the second heat exchange unit HT2 recovers latent heat from the combustion gas. Along with this latent heat recovery, many drains are generated on the surface of the tubular body of the second heat exchange section HT2. Unlike the case of the first heat exchanging part HT1 described above, the combustion gas flows from the outermost coiled tubular part 40D to the innermost circumference with respect to the plurality of gaps 31 of the second heat exchanging part HT2. It progresses toward the coiled tubular part 40A. On the other hand, the widths w1 to w4 of the plurality of gaps 31 increase toward the inner periphery, and gradually increase as the combustion gas advances. For this reason, the combustion gas causes the drain generated on the surface of the tube to flow in the direction where the width of the gap is larger, and the coiled tube portion 40A formed at the innermost circumference and having the largest width w1. Thus, an effect of flowing the drain down to the second region 30b can be obtained. In particular, since the temperature of the combustion gas gradually decreases from the outer circumferential gap 31 to the inner circumferential gap 31, the amount of generated drain is larger than the outer circumferential area of the second heat exchange unit HT <b> 2. However, it increases as it moves toward the inner periphery. On the other hand, since the width of the plurality of gaps 31 increases as the portion where the amount of generated drain increases as described above, an effect of further promoting the removal of the generated drain is obtained. For this reason, a problem that a large area of the surface of the tubular body of the second heat exchange part HT2 is covered with many drains and heat transfer from the combustion gas is prevented is appropriately suppressed. As a result, also in the second heat exchange section HT2, the heat exchange efficiency can be increased, and a large amount of latent heat can be recovered while reducing the size. Further, if the width of the gap 31 increases as the combustion gas advances, the drain resistance bridges in a water film shape at each of the gaps 31 and the exhaust resistance increases appropriately. . The drain dropped downward from the second heat exchanging portion HT2 is received by the drain receiving portion 26 and then discharged to the outside through the discharge port 26a and the pipe 62b.

なお、第2の熱交換部HT2の複数の隙間31も、第1の熱交換部HT1の複数の隙間31と同様に、外周寄り部分から内周寄り部分にかけてそれらの開口面積は略同一に揃えられている。したがって、第2の熱交換部HT2の複数の隙間31を通過する際の燃焼ガスの流速も、略等速となり、大幅な流速低下はない。なお、第2の熱交換部HT2においては、本実施形態とは異なり、内周寄りの隙間31の幅を大きくすることに起因して仮に燃焼ガスの流速がやや減速する現象を生じたとしても、ドレインの排除によって熱伝達率を高める方が熱交換効率を向上させるのに有効である。   The plurality of gaps 31 of the second heat exchanging part HT2 are also substantially equal in opening area from the outer peripheral part to the inner peripheral part, like the plural gaps 31 of the first heat exchanging part HT1. It has been. Therefore, the flow rate of the combustion gas when passing through the plurality of gaps 31 of the second heat exchange part HT2 is also substantially constant, and there is no significant decrease in the flow rate. In the second heat exchanging portion HT2, unlike the present embodiment, even if a phenomenon occurs in which the flow velocity of the combustion gas slightly decelerates due to the increase in the width of the gap 31 near the inner periphery. Increasing the heat transfer coefficient by eliminating the drain is effective in improving the heat exchange efficiency.

図5は、本発明の他の実施形態を示している。これらの図において、前記実施形態と同一または類似の要素には、前記実施形態と同一の符号を付している。   FIG. 5 shows another embodiment of the present invention. In these drawings, elements that are the same as or similar to those in the above embodiment are given the same reference numerals as in the above embodiment.

図5に示す実施形態においては、水管4A’と他の水管4B〜4Dとは、それらの管径が相違しており、最内周に位置するコイル状管体部40A’は、他のコイル状管体部40B〜40Dと比較して、その管径が大きく、かつ各隙間31の上下方向の幅w5も大きくされている。他のコイル状管体部40B〜40Dのそれぞれの管径、および各隙間31の幅w6は、略同一に揃えられている。なお、コイル状管体部40A',40B〜40Dは、前記実施形態と同様に、第1および第2の熱交換部HT1,HT2に区分されている。   In the embodiment shown in FIG. 5, the water pipe 4A ′ and the other water pipes 4B to 4D have different pipe diameters, and the coiled tubular body portion 40A ′ located on the innermost circumference has other coils. Compared to the tubular portions 40B to 40D, the tube diameter is large, and the vertical width w5 of each gap 31 is also increased. The tube diameters of the other coiled tube portions 40B to 40D and the width w6 of each gap 31 are substantially the same. The coiled tube portions 40A ′ and 40B to 40D are divided into first and second heat exchange portions HT1 and HT2 as in the above embodiment.

本実施形態においては、複数のコイル状管体部40B〜40Dの各隙間31の幅w6が同一であり、これらの部分の開口面積は略同一に揃えられた構成とはされていない。しかし、最内周のコイル状管体部40A’の隙間31は、他のコイル状管体部40B〜40Dの隙間31よりも幅広であるために、燃焼ガスが第1の熱交換部HT1をその内方から外方に向けて通過する速度が大きく低下することは適切に抑制される。また、第2の熱交換部HT2において発生したドレインは、最内周のコイル状管体部40A’の各隙間31から第2の領域30bに向けて円滑に排除される。とくに、燃焼ガスの進行方向最下流において最も多くのドレインが発生し得る箇所においてそのドレインが円滑に排除される効果も得られる。本実施形態から理解されるように、本発明においては、複数のコイル状管体部のそれぞれの隙間の幅を、最内周から最外周に進むにしたがって順次小さくすることなく、最内周の隙間のみが他の隙間よりも大きくされた構成とすることもできる。   In the present embodiment, the widths w6 of the gaps 31 of the plurality of coiled tube portions 40B to 40D are the same, and the opening areas of these portions are not configured to be substantially the same. However, since the gap 31 of the innermost coiled tubular part 40A ′ is wider than the gaps 31 of the other coiled tubular parts 40B to 40D, the combustion gas passes through the first heat exchange part HT1. It is appropriately suppressed that the speed of passing from the inside toward the outside greatly decreases. Further, the drain generated in the second heat exchanging portion HT2 is smoothly removed from each gap 31 of the innermost coiled tube portion 40A 'toward the second region 30b. In particular, it is possible to obtain an effect that the drain is smoothly eliminated at a position where the most drain can be generated at the most downstream in the traveling direction of the combustion gas. As will be understood from the present embodiment, in the present invention, the width of each gap of the plurality of coiled tube portions is not reduced sequentially as it proceeds from the innermost circumference to the outermost circumference, and the innermost circumference is increased. Only the gap can be made larger than the other gaps.

また、前記実施形態によれば、コイル状管体部40A’の管径が大きく、内部の湯水流量が多い。その一方、このコイル状管体部40A’は、缶体2内のうち、燃焼ガス温度が最も高い第1の領域30aを直接囲んでいるために、湯水による熱回収量を多くすることができる。また、湯水の沸騰を防止するのにも好適となる。これに対し、他のコイル状管体部40B〜40Dについては、それらの管径および隙間w6の幅が揃えられているために、これらの値を相違させる場合と比較すると、製造が容易化され、低コスト化を図ることができる。   Moreover, according to the said embodiment, the pipe diameter of coil-shaped pipe part 40A 'is large, and there are many internal hot water flow rates. On the other hand, the coiled tube portion 40A ′ directly surrounds the first region 30a having the highest combustion gas temperature in the can 2, so that the amount of heat recovered by hot water can be increased. . It is also suitable for preventing boiling of hot water. On the other hand, since the other pipe-shaped tube portions 40B to 40D have the same tube diameter and the same width of the gap w6, the manufacturing is facilitated compared to the case where these values are different. Cost reduction can be achieved.

本発明は、上述した実施形態の内容に限定されない。本発明に係る熱交換器、および温水装置の各部の具体的な構成は、種々に設計変更自在である。   The present invention is not limited to the contents of the above-described embodiment. The specific configuration of each part of the heat exchanger and the hot water apparatus according to the present invention can be varied in design in various ways.

本発明の熱交換器においては、好ましくは、第1および第2の熱交換部のそれぞれの最内周の隙間を他の隙間よりも大きくした構成とされる。ただし、第2の熱交換部のみがそのような構成とされ、かつ第1の熱交換部については従来技術と同様な構成とすることも可能である。このような態様によっても、従来技術と比較して、熱交換効率をかなり高めることが可能であり、このような態様も発明の技術的範囲に包摂される。   In the heat exchanger of the present invention, preferably, the innermost clearance of each of the first and second heat exchange units is configured to be larger than the other clearances. However, only the second heat exchanging unit is configured as described above, and the first heat exchanging unit may be configured in the same manner as in the related art. Also according to such an aspect, it is possible to considerably increase the heat exchange efficiency as compared with the prior art, and such an aspect is also included in the technical scope of the invention.

コイル状管体部は、複数であればよく、その具体的な本数は任意に選択可能である。各コイル状管体部のループ部は、中空円形状に限らず、たとえば中空矩形状にすることもできる。缶体についても、各コイル状管体部の形状に対応させるなどしてたとえば矩形筒状に形成することもできる。燃焼器としては、オイル燃焼器の他に、ガス燃焼器などを用いることができる。燃焼器の燃焼方式は、燃焼ガスを燃焼器の下方に進行させる逆燃方式に代えて、たとえば燃焼ガスを上方に進行させる正燃式や、横向きなどに進行させる方式とすることもできる。   There may be a plurality of coiled tube portions, and the specific number thereof can be arbitrarily selected. The loop part of each coil-shaped tube part is not limited to a hollow circular shape, and may be, for example, a hollow rectangular shape. The can body can also be formed in, for example, a rectangular tube shape by corresponding to the shape of each coiled tube portion. As the combustor, in addition to the oil combustor, a gas combustor or the like can be used. The combustion method of the combustor may be a forward combustion method in which the combustion gas is advanced upward, a method in which the combustion gas is advanced in the lateral direction, for example, instead of the reverse combustion method in which the combustion gas is advanced downward in the combustor.

本発明でいう温水装置とは、湯を生成する機能を備えた装置の意であり、一般給湯用、風呂給湯用、暖房用、あるいは融雪用などの各種の給湯装置、および給湯以外に用いられる湯を生成する装置を含む。   The hot water device as used in the present invention means a device having a function of generating hot water, and is used for various types of hot water supply devices for general hot water supply, bath hot water supply, heating, snow melting, and the like, and hot water supply. Includes a device for producing hot water.

本発明が適用された給湯装置の一例を示す概略断面図である。It is a schematic sectional drawing which shows an example of the hot water supply apparatus with which this invention was applied. 図1に示す給湯装置の要部断面図である。It is principal part sectional drawing of the hot-water supply apparatus shown in FIG. 図2のIII−III概略断面図である。FIG. 3 is a schematic sectional view taken along line III-III in FIG. 2. (a)は、図1〜図3に示された給湯装置の水管のコイル状管体部の側面説明図であり、(b)は、(a)のIV−IV断面図である。(a) is side explanatory drawing of the coil-shaped pipe part of the water pipe of the hot water supply apparatus shown by FIGS. 1-3, (b) is IV-IV sectional drawing of (a). 本発明が適用された給湯装置の他の例を示す要部断面図である。It is principal part sectional drawing which shows the other example of the hot water supply apparatus with which this invention was applied.

符号の説明Explanation of symbols

A 給湯装置(温水装置)
B 熱交換器
HT1 第1の熱交換部
HT2 第2の熱交換部
1 燃焼器
2 缶体(熱交換器の)
3 空間部(コイル状管体部の内方の空間領域)
4A〜4D 水管
6 仕切部材
30a 第1の領域
30b 第2の領域
31 隙間
32 燃焼ガス通路
40a ループ部
40A〜40D コイル状管体部
A Hot water supply device (hot water device)
B heat exchanger HT1 1st heat exchange part HT2 2nd heat exchange part 1 combustor 2 can body (of heat exchanger)
3 space part (space area inside coiled tube part)
4A to 4D Water pipe 6 Partition member 30a First region 30b Second region 31 Gap 32 Combustion gas passage 40a Loop part 40A to 40D Coiled tube part

Claims (6)

周壁部を有する缶体と、
この缶体の軸長方向に複数の隙間を介して並ぶ複数のループ部をそれぞれ有する複数のコイル状管体部を備え、かつこれら複数のコイル状管体部が略同心の重ね巻き状とされて前記缶体内に配されていることにより、それらの複数の隙間および複数のループ部は、前記軸長方向と交差する方向にも並んだ構成とされている熱交換用の水管と、
前記複数のコイル状管体部の最外周部分と前記缶体の周壁部との間に形成された燃焼ガス通路と、
前記複数のコイル状管体部の内方の空間領域を前記軸長方向において第1および第2の領域に仕切り、かつ前記複数のコイル状管体部を前記第1および第2の領域をそれぞれ囲んだ第1および第2の熱交換部に区分する仕切部材と、を具備しており、
前記第1の領域に燃焼ガスが供給されたときには、その後この燃焼ガスが前記第1の熱交換部の複数の隙間を内周寄り部分から外周寄り部分に向けて通過して前記燃焼ガス通路に進行する過程において前記燃焼ガスから顕熱回収が可能であるとともに、前記燃焼ガス通路から前記第2の熱交換部の複数の隙間を外周寄り部分から内周寄り部分に向けて通過して前記第2の領域に進行する過程において前記燃焼ガスから潜熱回収が可能とされている、熱交換器であって、
前記第1および第2の熱交換部のそれぞれの最内周寄りに位置する複数の隙間は、それらの外周囲に位置する他の複数の隙間よりも前記軸長方向の幅が大きくされ、前記第1の熱交換部の複数の隙間を通過する燃焼ガスの流速低下が抑制される一方、前記第2の熱交換部において潜熱回収に伴って発生したドレインの排除が促進可能な構成とされていることを特徴とする、熱交換器。
A can having a peripheral wall,
The can body includes a plurality of coiled tube portions each having a plurality of loop portions arranged in the axial length direction through a plurality of gaps, and the plurality of coiled tube portions are substantially concentrically wound. The plurality of gaps and the plurality of loop portions are arranged in the direction intersecting the axial length direction by being arranged in the can body, and a water tube for heat exchange,
A combustion gas passage formed between the outermost peripheral part of the plurality of coiled tube parts and the peripheral wall part of the can;
An inner space region of the plurality of coiled tube portions is partitioned into first and second regions in the axial length direction, and the plurality of coiled tube portions are divided into the first and second regions, respectively. A partition member that divides the enclosed first and second heat exchange sections,
When the combustion gas is supplied to the first region, the combustion gas then passes through the plurality of gaps of the first heat exchange portion from the inner peripheral portion toward the outer peripheral portion and enters the combustion gas passage. In the process of progress, sensible heat can be recovered from the combustion gas, and the plurality of gaps of the second heat exchange section are passed from the combustion gas passage toward the inner peripheral portion through the plurality of gaps of the second heat exchange portion. A heat exchanger capable of recovering latent heat from the combustion gas in the process of proceeding to the region of 2,
The plurality of gaps positioned closer to the innermost circumference of each of the first and second heat exchange parts have a larger width in the axial length direction than the plurality of other gaps positioned on the outer periphery thereof, While the flow velocity reduction of the combustion gas passing through the plurality of gaps of the first heat exchange part is suppressed, the second heat exchange part is configured to be able to promote the elimination of the drain generated due to the latent heat recovery. A heat exchanger, characterized in that
周壁部を有する缶体と、
この缶体の軸長方向に複数の隙間を介して並ぶ複数のループ部をそれぞれ有する複数のコイル状管体部を備え、かつこれら複数のコイル状管体部が略同心の重ね巻き状とされて前記缶体内に配されていることにより、それらの複数の隙間および複数のループ部は、前記軸長方向と交差する方向にも並んだ構成とされている熱交換用の水管と、
前記複数のコイル状管体部の最外周部分と前記缶体の周壁部との間に形成された燃焼ガス通路と、
前記複数のコイル状管体部の内方の空間領域を前記軸長方向において第1および第2の領域に仕切り、かつ前記複数のコイル状管体部を前記第1および第2の領域をそれぞれ囲んだ第1および第2の熱交換部に区分する仕切部材と、を具備しており、
前記第1の領域に燃焼ガスが供給されたときには、その後この燃焼ガスが前記第1の熱交換部の複数の隙間を内周寄り部分から外周寄り部分に向けて通過して前記燃焼ガス通路に進行する過程において前記燃焼ガスから顕熱回収が可能であるとともに、前記燃焼ガス通路から前記第2の熱交換部の複数の隙間を外周寄り部分から内周寄り部分に向けて通過して前記第2の領域に進行する過程において前記燃焼ガスから潜熱回収が可能とされている、熱交換器であって、
前記第2の熱交換部の最内周寄りに位置する複数の隙間は、それらの外周囲に位置する他の複数の隙間よりも前記軸長方向の幅が大きくされ、前記第2の熱交換部において潜熱回収に伴って発生したドレインの排除が促進可能な構成とされていることを特徴とする、熱交換器。
A can having a peripheral wall,
The can body includes a plurality of coiled tube portions each having a plurality of loop portions arranged in the axial length direction through a plurality of gaps, and the plurality of coiled tube portions are substantially concentrically wound. The plurality of gaps and the plurality of loop portions are arranged in the direction intersecting the axial length direction by being arranged in the can body, and a water tube for heat exchange,
A combustion gas passage formed between the outermost peripheral part of the plurality of coiled tube parts and the peripheral wall part of the can;
An inner space region of the plurality of coiled tube portions is partitioned into first and second regions in the axial length direction, and the plurality of coiled tube portions are divided into the first and second regions, respectively. A partition member that divides the enclosed first and second heat exchange sections,
When the combustion gas is supplied to the first region, the combustion gas then passes through the plurality of gaps of the first heat exchange portion from the inner peripheral portion toward the outer peripheral portion and enters the combustion gas passage. In the process of progress, sensible heat can be recovered from the combustion gas, and the plurality of gaps of the second heat exchange section are passed from the combustion gas passage toward the inner peripheral portion through the plurality of gaps of the second heat exchange portion. A heat exchanger capable of recovering latent heat from the combustion gas in the process of proceeding to the region of 2,
The plurality of gaps positioned closer to the innermost periphery of the second heat exchange section have a larger width in the axial length direction than the plurality of other gaps located on the outer periphery thereof, and the second heat exchange The heat exchanger is characterized in that it can promote the removal of the drain generated by the latent heat recovery in the section.
前記複数のコイル状管体部としては、3以上のコイル状管体部があり、
これら3以上のコイル状管体部のうち、最内周寄りのコイル状管体部から最外周寄りのコイル状管体部に進むにしたがってそれらの複数の隙間の前記軸長方向の幅は順次小さくなるように構成されている、請求項1または2に記載の熱交換器。
As the plurality of coiled tube parts, there are three or more coiled tube parts,
Among these three or more coiled tube portions, the width in the axial length direction of the plurality of gaps sequentially increases from the coiled tube portion closer to the innermost periphery to the coiled tube portion closer to the outermost periphery. The heat exchanger according to claim 1 or 2, wherein the heat exchanger is configured to be small.
前記第1および第2の熱交換部のうち、少なくとも第1の熱交換部の複数の隙間は、それらの個々の周囲長と前記軸長方向の幅との積が略同一となるように形成されている、請求項1ないし3のいずれかに記載の熱交換器。   Among the first and second heat exchanging portions, at least the plurality of gaps of the first heat exchanging portion are formed such that the product of their respective peripheral lengths and the width in the axial length direction are substantially the same. The heat exchanger according to any one of claims 1 to 3, wherein 前記複数のコイル状管体部としては、最内周に位置する第1のコイル状管体部と、この第1のコイル状管体部の外周囲に位置する複数の第2のコイル状管体部があり、前記第1のコイル状管体部は、前記複数の第2のコイル状管体部よりも大径であるとともに、前記複数の第2のコイル状管体部は、それらの複数の隙間の前記軸長方向における寸法および管径のそれぞれが略同一に揃えられている、請求項1または2に記載の熱交換器。   As the plurality of coiled tube parts, a first coiled tube part located on the innermost periphery and a plurality of second coiled tubes located on the outer periphery of the first coiled tube part. The first coiled tube body portion has a larger diameter than the plurality of second coiled tube body portions, and the plurality of second coiled tube body portions include The heat exchanger according to claim 1 or 2, wherein each of a plurality of gaps in the axial length direction and the pipe diameter are substantially the same. 請求項1ないし5のいずれかに記載の熱交換器と、この熱交換器の前記第1の領域に燃焼ガスを供給する燃焼器と、を備えていることを特徴とする、温水装置。   A hot water apparatus comprising: the heat exchanger according to any one of claims 1 to 5; and a combustor that supplies combustion gas to the first region of the heat exchanger.
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