JP2008032324A - Heat exchanger and water heater - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、水管を利用して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 recovers heat from combustion gas by using a water pipe, and a hot water device including the heat exchanger.
本出願人は、熱交換器の具体例として、特許文献1〜4に記載されたものを先に提案している。これら従来のものは、コイル状管体部を有する少なくとも1つの水管と、前記コイル状管体部を内部に収容する缶体とを備えている。前記コイル状管体部の上下両端には、前記缶体の筒状の周壁部を貫通する補助管体部が繋がっており、この補助管体部を介して前記コイル状管体部への通水が可能となっている。このような構成の熱交換器においては、缶体内に燃焼ガスが導入されると、この燃焼ガスからコイル状管体部によって熱回収がなされ、その内部を流通する水が加熱される。コイル状管体部は、たとえば直線状の水管と比較すると、その伝熱面積を大きくとることが可能である。したがって、前記したような熱交換器においては、水管の総数を少なくして構造の簡素化や全体の小型化を図りつつ、高い熱交換効率を達成可能である。
The present applicant has previously proposed those described in
前記コイル状管体部は、螺旋状であり、その底部は平面状ではなく、傾斜している。このため、コイル状管体部を、たとえば缶体の水平な底壁部上に単に載置させただけでは傾き易く、安定性に欠ける。このため、コイル状管体部の支持手段としては、コイル状管体部の傾斜に対応した傾斜面をもつ支持台を利用することが望まれる。特許文献4の図32には、そのような支持台を利用してコイル状管体部を支持することが開示されている。
The coiled tube portion has a spiral shape, and its bottom portion is not flat but inclined. For this reason, it is easy to incline and lacks stability if the coiled tube portion is simply placed on the horizontal bottom wall portion of the can, for example. For this reason, as a support means of a coiled tube part, it is desired to use a support base having an inclined surface corresponding to the inclination of the coiled tube part. FIG. 32 of
しかしながら、前記文献4に記載された支持台は、その一部分が缶体の底壁部に支持されている一方、他の一部分は缶体の周壁部に支持されている。このような構造においては、支持台の取り付けを強固にするための手段として、支持台の一部分を缶体の周壁部に溶接することが望まれるが、そのような溶接は、缶体の外部から行なうことは困難であり、缶体の内部において行なわねばならない。したがって、その溶接作業は容易でない。
However, a part of the support base described in the
そこで、本発明者達は、コイル状管体部の支持台を缶体の周壁部から離間させて、缶体の底壁部のみに支持させることを着想した。このような手段によれば、缶体の底壁部に支持台を取り付けた後に、この底壁部を周壁部に組み付ければよく、その組み付け時の溶接作業などは容易となる。ところが、そのような手段を採用した場合には、次に述べるような不具合を生じ、これを解消する必要が生じる。 Therefore, the present inventors have conceived that the support base of the coiled tube body portion is separated from the peripheral wall portion of the can body and supported only on the bottom wall portion of the can body. According to such a means, after attaching a support stand to the bottom wall part of a can body, this bottom wall part should just be assembled | attached to a surrounding wall part, and the welding operation | work etc. at the time of the assembly | attachment become easy. However, when such a means is adopted, the following problems occur and it is necessary to eliminate them.
すなわち、熱交換効率を高めることを目的として、燃焼ガスから顕熱に加えて潜熱をも回収した場合、燃焼ガス中の水蒸気が凝縮し、多量のドレイン(凝縮水)が発生してコイル状管体部の外面に付着する。このようなドレインは、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程度の強酸性である。一方、コイル状管体部を支持台上に載設した場合、ドレインの多くは、コイル状管体部からこの支持台上に流れ落ちる。支持台を缶体の周壁部から離間させていると、この支持台からその外周囲にドレインが流れ落ち、これが缶体底部の隅部まで進行する虞がある。また、ドレインがコイル状管体部から補助管体部の外面を伝って流れることにより、缶体底部の隅部まで進行する虞もある。ところが、そのような部分にドレインが進行することは望ましくない。なぜなら、缶体底部の隅部に強酸性のドレインが長期間滞留することに起因し、その部分が腐食し易くなる虞があるからである。缶体の材質を耐酸性に優れるたとえばステンレスとした場合であっても、やはりその耐久性を高める観点からすると、缶体内の特定箇所にドレインが滞留したままにならないようにすることが望まれる。また、缶体の製作に際して、底壁部の外周縁を周壁部の底部に溶接させた場合、その溶接箇所は変質している可能性があり、缶体の材質が本来的には耐酸性に優れていたとしても、前記溶接箇所については部分的にその耐酸性が劣化している場合もある。したがって、そのような溶接箇所が存在する場合には、缶体底部の隅部にドレインが進行することを阻止する必要性は、より高い。 That is, when latent heat is recovered from combustion gas in addition to sensible heat for the purpose of increasing heat exchange efficiency, water vapor in the combustion gas is condensed and a large amount of drain (condensed water) is generated, resulting in a coiled tube. Adhere to the outer surface of the body. Such a drain is generally strongly acidic, such as PH3, which has absorbed sulfur oxides, nitrogen oxides, etc. in the combustion gas. On the other hand, when the coiled tube portion is mounted on the support base, most of the drain flows from the coiled tube portion onto the support stand. If the support base is separated from the peripheral wall portion of the can body, the drain may flow down from the support base to the outer periphery, and this may travel to the corner of the bottom of the can body. In addition, the drain may flow from the coiled tube portion along the outer surface of the auxiliary tube portion, and may advance to the corner of the bottom of the can body. However, it is not desirable that the drain progresses to such a portion. This is because the strongly acidic drain stays in the corner of the bottom of the can body for a long period of time, and the portion may be easily corroded. Even when the material of the can body is made of stainless steel having excellent acid resistance, for example, from the viewpoint of enhancing its durability, it is desired that the drain does not stay in a specific location in the can body. Also, when the can body is manufactured, if the outer peripheral edge of the bottom wall portion is welded to the bottom portion of the peripheral wall portion, the welded portion may be altered, and the material of the can body is inherently acid resistant. Even if it is excellent, the acid resistance of the welded portion may be partially degraded. Therefore, when such a welding location exists, it is more necessary to prevent the drain from proceeding to the corner of the bottom of the can body.
なお、前記従来技術においては、コイル状管体部を支持台上に載設したとしても、それだけではコイル状管体部の位置決めなどを適切に図ることは難しく、たとえば水平方向に位置ずれし易い。したがって、簡易な構造によって、このようなことも適切に解消されることが要請される。 In the prior art, even if the coiled tube part is mounted on the support base, it is difficult to properly position the coiled tube part alone, for example, it is likely to be displaced in the horizontal direction. . Therefore, it is required that such a situation be appropriately solved by a simple structure.
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、熱回収に伴って発生するドレインが缶体底部の隅部に進行して滞留するといった不具合を適切に回避しつつ、水管のコイル状管体部の取り付けの安定性を簡易な手段によって向上させ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 avoids the problem that the drain generated by heat recovery proceeds and stays in the corner of the bottom of the can body. It is an object of the present invention to provide a heat exchanger that can improve the stability of attachment of a coiled tubular body portion of a water pipe by a simple means, and a hot water device provided with 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、コイル状管体部およびこのコイル状管体部の下部に繋がった補助管体部を有する少なくとも1つの水管と、前記コイル状管体部の周囲を囲む周壁部およびこの周壁部の底部に設けられた底壁部を有し、かつ前記周壁部の内方空間に燃焼ガスが導入される缶体と、を備えており、前記水管の補助管体部は、前記缶体の周壁部を貫通して前記缶体の内部から外部に引き出されている、熱交換器であって、前記コイル状管体部および前記補助管体部が載設される受板部を有し、かつ前記缶体の周壁部から離間して前記底壁部上に設けられている水管支持台と、前記受板部の上面よりも上方に突出し、かつ前記補助管体部との干渉を回避するための切欠き部が形成されるようにして前記受板部の外周縁に沿って設けられており、前記コイル状管体部の水平方向の移動を規制するとともに、前記受板部上にドレインが流れてきたときにこのドレインが前記受板部の外周囲に向けて流れることを抑制する起立壁と、を備えており、前記受板部のうち、前記補助管体部の下方領域には、この受板部上のドレインをその下方に流れ落とすことが可能な少なくとも1つの貫通孔が設けられていることを特徴としている。ここで、前記「補助管体部の下方領域」とは、補助管体部の直下領域に限定されず、その周辺領域も含む概念である。 The heat exchanger provided by the first aspect of the present invention includes a coiled tubular body part and at least one water pipe having an auxiliary tubular body part connected to a lower portion of the coiled tubular body part, and the coiled tubular body. A peripheral wall part surrounding the periphery of the part and a bottom wall part provided at the bottom part of the peripheral wall part, and a can body into which combustion gas is introduced into the inner space of the peripheral wall part, and the water pipe The auxiliary tube portion is a heat exchanger that penetrates the peripheral wall portion of the can body and is drawn out from the inside of the can body, and the coiled tube portion and the auxiliary tube portion are A water pipe support that has a receiving plate portion to be placed and is spaced apart from the peripheral wall portion of the can body and provided on the bottom wall portion; and projects upward from the upper surface of the receiving plate portion; and An outer periphery of the receiving plate portion so that a notch for avoiding interference with the auxiliary tube portion is formed. And the horizontal movement of the coiled tube portion is restricted, and when the drain flows on the receiving plate portion, the drain faces the outer periphery of the receiving plate portion. A standing wall that suppresses the flow, and in the lower region of the auxiliary tube portion of the receiving plate portion, at least the drain on the receiving plate portion can flow downward. One through hole is provided. Here, the “lower region of the auxiliary tube part” is not limited to the region directly below the auxiliary tube part, but includes a peripheral region.
本発明の前記構成によれば、次のような効果が得られる。 According to the configuration of the present invention, the following effects can be obtained.
第1に、燃焼ガスから熱回収がなされることに伴ってコイル状管体部の外面にドレインが発生すると、その多くは、水管支持台の受板部上に流れ落ちる。これに対し、この受板部の外周縁に沿った位置には起立壁が上向きに設けられているために、この起立壁がドレイン用のストッパとしての役割を果たし、前記ドレインが受板部の外周囲に向けて流れることが適切に抑制される。一方、前記起立壁は、水管の補助管体部との干渉を避ける切欠き部を形成しており、補助管体部の下方領域に落ちたドレインについては、前記起立壁によってドレインの流れを抑制することが難しい。ところが、受板部のうち、前記補助管体部の下方領域には、貫通孔が設けられており、前記ドレインはこの貫通孔を介して受板部の下方に流れ落ちることによって、受板部の外周囲に進行しないこととなる。本発明においては、水管支持台を缶体の周壁部から離間させて底壁部上に設けているものの、前記したように水管支持台の受板部上からその外周囲にドレインが流れることを適切に抑制することが可能であり、多くのドレインが缶体底部の隅部に進行して長期間滞留しないようにすることができる。その結果、前記の部分が腐食し易くなるといった不具合を好適に防止し、または抑制することが可能である。 First, when a drain is generated on the outer surface of the coiled tube body as heat is recovered from the combustion gas, most of it flows down on the receiving plate portion of the water tube support. On the other hand, since the standing wall is provided upward at a position along the outer peripheral edge of the receiving plate portion, the rising wall serves as a stopper for the drain, and the drain serves as a stopper of the receiving plate portion. The flow toward the outside is appropriately suppressed. On the other hand, the standing wall forms a cutout portion that avoids interference with the auxiliary pipe body portion of the water pipe, and for the drain that falls in the lower region of the auxiliary pipe body portion, the flow of the drain is suppressed by the standing wall. Difficult to do. However, a through hole is provided in a lower region of the auxiliary tube portion of the receiving plate portion, and the drain flows down to the lower portion of the receiving plate portion through the through hole. It will not progress outside. In the present invention, although the water pipe support base is provided on the bottom wall part away from the peripheral wall part of the can body, as described above, the drain flows from the receiving plate part of the water pipe support base to the outer periphery thereof. It is possible to suppress appropriately, and it can prevent that many drains advance to the corner | angular part of the bottom of a can body, and stay for a long time. As a result, it is possible to suitably prevent or suppress the problem that the portion is easily corroded.
第2に、前記起立壁は、既述したようなドレイン用のストッパとしての役割を果たすだけではなく、コイル状管体部の周囲を囲んでいることによってこのコイル状管体部の位置決めストッパとしての役割をも果たす。また、コイル状管体部は、前記水管支持台上に載せられているが、この水管支持台の受板部については、コイル状管体部の底部の傾斜に対応した傾斜に形成することが容易であり、この受板部上にコイル状管体部を傾きの無い、または少ない状態に載せることができる。このようなことから、コイル状管体部の取り付け安定性も高められる。もちろん、本発明においては、水管支持台の一部を缶体の周壁部に支持させるといった必要はなく、その取り付けに苦慮するといった不具合も無い。 Second, the standing wall not only serves as a drain stopper as described above, but also surrounds the periphery of the coiled tube part, thereby positioning the coiled tube part. Also plays the role of In addition, the coiled tube portion is mounted on the water tube support, but the receiving plate portion of the water tube support may be formed with an inclination corresponding to the inclination of the bottom of the coiled tube portion. It is easy, and the coiled tube part can be placed on the receiving plate part in a state with little or no inclination. From such a thing, the attachment stability of a coiled tube part is also improved. Of course, in the present invention, it is not necessary to support a part of the water pipe support on the peripheral wall portion of the can body, and there is no problem that it is difficult to mount the can.
本発明の好ましい実施の形態においては、前記底壁部および前記水管支持台は、ともに平面視中空状に形成されて、それらの略中央部には、前記周壁部の内方空間に連通する燃焼ガス通過用の開口部が形成されており、前記水管支持台は、前記受板部の内周縁および外周縁のそれぞれから下向きに延びた内周寄りおよび外周寄りの支持板部を有しているとともに、それらの下部が前記底壁部に支持されていることにより前記受板部と前記底壁部との間には空隙部が形成されており、前記内周寄りの支持板部には、ドレインが前記受板部の貫通孔から前記空隙部に流れ込んだときにこのドレインを前記燃焼ガス通過用の開口部に向けて流れさせる開口部が設けられている。 In a preferred embodiment of the present invention, the bottom wall portion and the water pipe support base are both formed in a hollow shape in plan view, and a combustion that communicates with an inner space of the peripheral wall portion at a substantially central portion thereof. An opening for gas passage is formed, and the water pipe support base has support plates near the inner periphery and the outer periphery that extend downward from the inner periphery and the outer periphery of the receiving plate, respectively. In addition, a gap is formed between the receiving plate portion and the bottom wall portion because their lower portions are supported by the bottom wall portion, and the support plate portion closer to the inner periphery includes: An opening is provided for allowing the drain to flow toward the combustion gas passage opening when the drain flows into the gap from the through hole of the receiving plate.
このような構成によれば、水管支持台の受板部の貫通孔からその下方の空隙部に流れ落ちたドレインについては、燃焼ガス通過用の開口部に流入させ、この部分から缶体の外部に適切に排出させることができる。したがって、缶体外部へのドレインの排出処理が合理的に行なわれる。 According to such a configuration, the drain that has flowed down from the through hole of the receiving portion of the water pipe support to the gap below it is caused to flow into the opening for passage of the combustion gas and from this portion to the outside of the can body. It can be discharged properly. Therefore, the drain discharge process to the outside of the can body is performed rationally.
本発明の好ましい実施の形態においては、前記水管支持台の外周寄りの支持板部には、その外周囲にドレインが存在するときに、このドレインを前記空隙部に流入させることが可能な開口部が設けられている。 In a preferred embodiment of the present invention, the support plate portion near the outer periphery of the water pipe support base has an opening through which the drain can flow into the gap when there is a drain on the outer periphery thereof. Is provided.
このような構成によれば、水管支持台の外周領域にドレインが万一流れた場合であっても、このドレインを水管支持台の外周寄りの支持板部の開口部から空隙部を経て燃焼ガス通過用の開口部に流れさせることが可能となる。したがって、前記水管支持台の外周領域に多くのドレインが滞留したままになることも回避される。 According to such a configuration, even if the drain should flow to the outer peripheral region of the water pipe support base, the combustion gas passes through the drain through the gap from the opening of the support plate near the outer periphery of the water pipe support base. It becomes possible to make it flow into the opening part. Therefore, it is avoided that many drains remain in the outer peripheral region of the water pipe support.
本発明の好ましい実施の形態においては、前記缶体の底壁部のうち、前記周壁部と前記水管支持台との間には、上向きに突出し、かつ前記水管支持台の全周囲を囲むループ状に形成された凸部が設けられている。 In a preferred embodiment of the present invention, among the bottom wall portion of the can body, between the peripheral wall portion and the water pipe support base, it projects upward and surrounds the entire circumference of the water pipe support base. The convex part formed in is provided.
このような構成によれば、前記ループ状の凸部がドレインに対するストッパの役割を果たすこととなって、ドレインが前記凸部よりも底壁部の外周縁寄りに流れていくことが抑制される。したがって、缶体底部の隅部にドレインが進行することをより確実に抑制することができる。 According to such a configuration, the loop-shaped convex portion serves as a stopper for the drain, and the drain is suppressed from flowing closer to the outer peripheral edge of the bottom wall portion than the convex portion. . Therefore, it can suppress more reliably that a drain advances to the corner part of a can body bottom part.
本発明の好ましい実施の形態においては、前記補助管体部が挿通する孔部を形成しており、かつ前記起立壁の切欠き部を塞ぐように設けられた切欠き用閉塞部材をさらに備えている。 In a preferred embodiment of the present invention, there is further provided a notch closing member that forms a hole through which the auxiliary tube body is inserted and is provided so as to close the notch of the standing wall. Yes.
このような構成によれば、切欠き部に進行してきたドレインを切欠き用閉塞部材によって塞き止めることができ、ドレインが切欠き部から水管支持台の外周囲に流出することがより確実に抑制される。とくに、切欠き用閉塞部材は、補助管体部の外面を伝って進行してくるドレインに対しても好適なストッパとして役立つ。 According to such a configuration, the drain that has progressed to the notch can be blocked by the notch closing member, and the drain can flow more reliably from the notch to the outer periphery of the water pipe support. It is suppressed. In particular, the notch blocking member is useful as a suitable stopper for the drain that travels along the outer surface of the auxiliary tube portion.
本発明の第2の側面により提供される熱交換器は、コイル状管体部およびこのコイル状管体部の端部に繋がった補助管体部を有する少なくとも1つの水管と、前記コイル状管体部の周囲を囲む周壁部およびこの周壁部の底部に設けられた底壁部を有し、かつ前記周壁部の内方空間に燃焼ガスが導入される缶体と、を備えており、前記水管の補助管体部は、前記缶体の周壁部を貫通して前記缶体の内部から外部に引き出されている、熱交換器であって、前記コイル状管体部および前記補助管体部が載設される受板部を有し、かつ前記缶体の周壁部から離間して前記底壁部上に設けられている水管支持台と、前記受板部の上面よりも上方に突出し、かつ前記補助管体部との干渉を回避するための切欠き部が形成されるようにして前記受板部の外周縁に沿って設けられており、前記コイル状管体部の水平方向の移動を規制するとともに、前記受板部上にドレインが流れてきたときにこのドレインが前記受板部の外周囲に向けて流れることを抑制する起立壁と、前記補助管体部が挿通する孔部を形成しており、かつ前記起立壁の切欠き部を塞ぐように設けられた切欠き用閉塞部材と、を備え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 coiled tube part and at least one water pipe having an auxiliary tube part connected to an end of the coiled tube part, and the coiled tube A peripheral wall part surrounding the periphery of the body part and a bottom wall part provided at the bottom of the peripheral wall part, and a can body into which combustion gas is introduced into the inner space of the peripheral wall part, The auxiliary tube portion of the water pipe is a heat exchanger that passes through the peripheral wall portion of the can body and is drawn out from the inside of the can body, and is the coiled tube portion and the auxiliary tube portion. And a water pipe support that is provided on the bottom wall portion apart from the peripheral wall portion of the can body, and protrudes above the upper surface of the receiving plate portion, And an outer periphery of the receiving plate portion so as to form a notch for avoiding interference with the auxiliary tube portion. And the horizontal movement of the coiled tube portion is restricted, and when the drain flows on the receiving plate portion, the drain faces the outer periphery of the receiving plate portion. A standing wall that suppresses the flow, and a notch closing member that forms a hole through which the auxiliary tube body is inserted and is provided to close the notch of the standing wall. It is characterized by being.
このような構成によれば、起立壁および切欠き用閉塞部材は、水管支持台の外周囲にドレインが進行することを好適に阻止するストッパとしての役割を果たすこととなり、本発明の第1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利点が得られる。 According to such a configuration, the standing wall and the notch closing member serve as a stopper that suitably prevents the drain from proceeding to the outer periphery of the water pipe support base. Advantages similar to those described for the heat exchanger provided by the side are obtained.
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の側面または第2の側面により提供される熱交換器と、この熱交換器の缶体内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 includes a heat exchanger provided by the first aspect or the second aspect of the present invention, and combustion for supplying combustion gas into the can of the heat exchanger. And a vessel.
このような構成によれば、本発明の第1の側面および第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 aspect and the 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10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。
FIGS. 1-10 has shown the hot water supply apparatus as a specific example of the hot water apparatus with which this invention was applied, and the structure relevant to this. As clearly shown in FIG. 1, the hot water supply apparatus A of this embodiment includes a
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いわゆる逆燃方式のものである。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
熱交換器Bは、缶体2、複数(本実施形態においては計3本)の水管4、入水用ならびに出湯用の一対のヘッダ49a,49b、および水管支持台5を備えている。
The heat exchanger B includes a
缶体2は、略円筒状の周壁部20と、この周壁部20の上部および底部に設けられた上壁部21Aおよび底壁部21Bとを有している。これら上壁部21Aおよび底壁部21Bは、いずれも周壁部20とは別体の部材からなり、それらの外周縁は周壁部20の内周面に溶接されている。図6および図7によく表われているように、底壁部21Bの外周縁の溶接部w1よりも内方部分には、水管支持台5の全周囲を囲むループ状の凸部210が設けられている。この凸部210は、たとえば底壁部21Bにプレス加工を施すことにより形成されており、後述するように、ドレインが溶接部w1に向けて進行することを抑制する役割を果たす。缶体2の上壁部21Aには、バーナ筒11の下部が進入する開口部22Aが形成されている。底壁部21Bには、複数の水管4によって熱回収がなされた燃焼ガスを通過させるための開口部22Bが形成されている。缶体2を構成する各部材は、強酸性のドレインに起因して容易に腐食しないように、耐酸性を有するたとえばステンレス製である。この点は、各水管4や水管支持台5など、ドレインと接触する可能性のある他の部材についても同様である。
The
各水管4は、螺旋状のコイル状管体部40、およびこのコイル状管体部40の下端部および上端部に繋がった補助管体部41a,41bを備えている。これら補助管体部41a,41bは、コイル状管体部40に対して一体または別体のいずれでもよい。各コイル状管体部40は、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の隙間31を介して複数段に積層された構成を有している。ただし、複数の水管4のそれぞれのコイル状管体部40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。複数のコイル状管体部40の内方の空間部3には、耐火性を有する断熱材68を備えた仕切部材6が設けられており、空間部3がその上下高さ方向において第1および第2の領域30a,30bに仕切られている。このことにより、複数のコイル状管体部40は、第1の領域30aを囲む第1の熱交換部HT1と、第2の領域30bを囲む第2の熱交換部HT2とに区分されている。複数のコイル状管体部40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。
Each
補助管体部41a,41bは、コイル状管体部40の接線方向に延びており、いずれも缶体2の周壁部20を貫通して缶体2の内部から外部に引き出されて一対のヘッダ49a,49bと連結されている。ただし、より詳細には、図10に示すように、缶体2の周壁部20には、2つの開口部201,201’が設けられており、これらに対して複数の補助管体部41a,41bがそれぞれ一纏めに挿通している。開口部201,201’は、複数の補助管体部41a,41bがそれぞれ個々に挿通する複数の孔部202,202’を形成している板材20B,20B’によって閉塞されている。板材20B,20B’は、周壁部20よりも大きな厚みである。このような構成によれば、缶体2の補助管体部41a,41bに対する支持強度を高めることができる。なお、缶体2の周壁部20は、凸状リブ200a,200bを両端に有する板材を円筒状に丸めてから、それら凸状リブ200a,200bを接合することによって筒状の定型化が図られたものである。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複数の水管4内に供給される。ヘッダ49bには出湯管(図示略)が接続されており、複数の水管4内を通過して加熱された湯水は、前記出湯管を介して所望の給湯先に送り出される。
The
図1および図2において、水管支持台5は、複数のコイル状管体部40および補助管体部41aを載設支持するためのものであり、周壁部20から離間するようにして底壁部21B上に設けられている。この水管支持台5は、底壁部21Bと同様に、その中央部に燃焼ガス通過用の開口部22Bを形成する中空円形状である。より詳細には、この水管支持台5は、図9に示すように、中空円形の略水平板状の受板部50と、この受板部50の内周縁および外周縁からそれぞれ下向きに突出した内周寄りおよび外周寄りの支持板部51,52とを有している。受板部50は、複数のコイル状管体部40の傾斜した底面部に当接する部分である。このため、この受板部50の上面の高さH1は、図9の符号n1で示す箇所が最も低く、この箇所から矢印N1方向に進むほど徐々に高くなり、符号n2で示す箇所が最も高くなっている。符号n1,n2で示す箇所には、段差H2を生じている。図4によく表われているように、補助管体部41aは、その一部分が符号n1で示す箇所に配置されており、この部分から一定方向に延びている。受板部50の符号n2で示す部分は、そのような補助管体部41aの配置の邪魔にならない形状に形成されている。
In FIG. 1 and FIG. 2, the
図6および図7によく表われているように、支持板部51の下部は、燃焼ガス通過用の開口部22Bの周縁部に溶接されている。支持板部52の下部は、底壁部21Bの上面に溶接されている。受板部50と底壁部21Bとの間には、空隙部57が形成されている。なお、受板部50の内方領域は燃焼ガス通過用の開口部22Bであるため、受板部50上にドレインが流れ落ちてきた場合、基本的には、このドレインは矢印N2で示すように、受板部50の内周縁からそのまま燃焼ガス通過用の開口部22Bに流入する。
6 and 7, the lower portion of the
水管支持台5の外周面には、板材59が接合されており、受板部50の上面よりも上方に突出した起立壁59aが設けられている。この起立壁59aは、受板部50の上面上に流れてきたドレインが受板部50の外周縁からその周囲に流れることを防止するためのものであり、図3および図4によく表われているように、水管支持台5の外周の一部を除き、それ以外の全周を囲んでいる。複数の補助管体部41aが引き出されている部分については、それらとの干渉を回避すべく起立壁59aが設けられておらず、その部分は切欠き部58となっている。
A
受板部50のうち、複数の補助管体部41aの下方領域には、貫通孔56が設けられている。この貫通孔56は、ドレインを空隙部57に流れ落とすためのものであり、図5によく表われているように、好ましくは、起立壁59aの切欠き部58の近傍に位置し、かつこの切欠き部58と略同等長さに延びる細長形状である。図6および図7によく表われているように、水管支持台5の内周寄りの支持板部51の下部には、空隙部57に進入したドレインを燃焼ガス通過用の開口部22Bに流れさせるための開口部55aが形成されている。この開口部55aは、支持板部51の周方向に適当な間隔で複数箇所設けられている。また、外周寄りの支持板部52の下部にも、ドレインの通過を可能とする開口部55bが適当な間隔で複数箇所設けられている。図6に示されているように、外周寄りの支持板部52に隣接して板材59が存在する部分においては、この板材59にも開口部55bと連通する開口部55cが設けられている。
A through
図4によく表われているように、起立壁59aには、切欠き部58の少なくとも一部を閉塞する切欠き用閉塞部材54が取り付けられている。この閉塞部材54は、複数の補助管体部41aが貫通する複数の孔部54aを有する薄板状であり、その両端が起立壁59aに接合されていることによりその取り付けがなされている。図7および図8に示すように、この閉塞部材54は、起立壁59aと同様に、受板部50の外周囲にドレインが流れることを阻止し得るように、この閉塞部材54の下端と受板部50の上面との間に大きな隙間を生じないように設けられている。この閉塞部材54は、たとえば先に述べた板材20Bとは異なり、ドレインストッパとしての役割を果たせば十分であり、補助管体部41aが貫通する部分に気密シール性を確保する必要はない。したがって、孔部54aの内周面と補助管体部41aの外面との間に多少の隙間が存在してもかまわない。また、孔部54aを切欠き孔として形成してもよい。
As clearly shown in FIG. 4, a
図1において、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、この底部ケーシング80内に流入した後に上向きにUターンして排気ダクト81の底部開口部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。熱交換器Bにおいて発生したドレインは、燃焼ガス通過用の開口部22Bから底部ケーシング80の底部80a上に流れ落ちるようになっており、この底部80aには、この底部80aによって受けられたドレインを外部に排出するための排出口82が形成されている。この底部80aなども耐酸性に優れる材質である。
In FIG. 1, the
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る。この燃焼ガスは、第1の領域30aから複数の水管4の第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、その後第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。このような過程において、前記燃焼ガスからは複数のコイル状管体部40によって順次熱回収がなされ、複数の水管4内を流れる湯水が効率良く加熱される。燃焼ガスからの熱回収に際しては、顕熱に加えて、潜熱をも回収することが可能であり、このことにより各コイル状管体部40の外面には強酸性のドレインが多量に発生する。
First, when the
前記ドレインの多くは、複数のコイル状管体部40の外面を伝って水管支持台5の受板部50上に流れる。すると、このドレインの多くは、図6および図7の矢印N2で示すように、この受板部50の内周縁からそのまま燃焼ガス通過用の開口部22Bに流入する。すると、このドレインは、底部ケーシング80内に落下し、その後排出口82から底部ケーシング80の外部に排出される。受板部50上において、ドレインが受板部50の外周縁方向に進行しても、そこには起立壁59aが存在するため、このドレインが受板部50の周囲に流れ落ちることは適切に防止される。受板部50の上面を外周縁よりも内周縁の方が高さが低くなる傾斜面とすることによって、受板部50上のドレインを燃焼ガス通過用の開口部22Bに向けて流れ易くすることもできる。
Most of the drains flow on the receiving
ドレインとしては、コイル状管体部40から補助管体部41aを伝い、その後受板部50上に流れ落ちるものもある。受板部50のうち、補助管体部41aの下方領域の近傍には、起立壁59aの切欠き部58が設けられているが、この切欠き部58の手前には、貫通孔56が設けられている。このため、前記ドレインの多くは、図7の矢印N3に示すように、貫通孔56から空隙部57に流れ落ち、切欠き部58には到達しないようにすることができる。空隙部57内に流れ落ちたドレインは、その後矢印N4に示すように、開口部55aを通過して燃焼ガス通過用の開口部22Bから底部ケーシング80内に流れ落ちる。このようなドレインの排出を円滑にするための手段として、底壁部21Bの少なくとも空隙部57を規定する部分については、燃焼ガス通過用の開口部22Bに接近するほど、高さが低くなる傾斜面として形成することもできる。
As the drain, there is a drain that travels from the coiled
前記とは異なり、ドレインとしては、貫通孔56に流入することなく、切欠き部58の形成箇所に向けて進行するものもあり得る。これに対し、切欠き部58は閉塞部材54によって塞がれており、この閉塞部材54によってドレインがそれ以上に進行することを阻止することができる。したがって、ドレインが切欠き部58を通過して水管支持台5の外方に流出することは略確実に防止される。閉塞部材54によって塞き止められたドレインについても、貫通孔56を介して空隙部57に流れ落とすことが可能であり、補助管体部41aの周辺部分からのドレイン排除が促進される。
Unlike the above, some drains may proceed toward the formation part of the
補助管体部41aは、閉塞部材54に貫通しており、この補助管体部41aの外面を閉塞部材54が囲んだ構造となっている。このため、ドレインが受板部50上に流れ落ちることなく補助管体部41aの外面を伝って進行してきた場合であっても、このドレインのそれ以上の進行を閉塞部材54によって阻止することができる。したがって、ドレインが補助管体部41aの外面を伝って周壁部20の板材20Bまで流れていくことも適切に回避される。
The
さらに、ドレインが水管支持台5の外周囲に万一流れる現象が生じたとしても、その部分に設けられているループ状の凸部210が、ドレイン用のストッパとしての役割を果たし、ドレインが缶体2の底部の溶接部w1に進行することは好適に防止される。凸部210によってその進行が阻止されたドレインについては、図6および図7の矢印N5に示すように、開口部55bから空隙部57内に流入させた後に燃焼ガス通過用の開口部22Bに排出させることが可能である。したがって、水管支持台5の外周囲に多くのドレインが滞留したままになることも適切に回避される。
Furthermore, even if a phenomenon that the drain flows around the outer periphery of the
このように、本実施形態においては、缶体2の底部の溶接部w1にドレインを進行させないようにすることができる。したがって、溶接部w1がドレインに起因して腐食し易くなるといった不具合は適切に回避される。一方、複数のコイル状管体部40については、水管支持台5を利用して安定した姿勢に支持することができる。また、起立壁59aは、複数のコイル状管体部40の水平方向の位置ずれを防止する役割をも果たす。その結果、複数のコイル状管体部40や補助管体部41aの取り付け安定性をより高めることができる。さらに、水管支持台5は、缶体2の周壁部20には支持されないようにして底壁部21Bに組み付けられている。したがって、缶体2を製造する際には、水管支持台5を底壁部21Bに組み付けた後に、この底壁部21Bを周壁部20に溶接すればよいこととなり、その作業も容易となる。
Thus, in this embodiment, it is possible to prevent the drain from proceeding to the welded portion w1 at the bottom of the
上述した実施形態においては、水管支持台5の受板部50に貫通孔56が設けられた構造と、起立壁59aの切欠き部58が閉塞部材54によって閉塞された構造とが組み合わされている。ただし、本発明はこれに限定されず、それらのうちのいずれか一方の構造のみが採用されていてもかまわない。なぜなら、貫通孔56および閉塞部材54は、ともに起立壁59aの切欠き部58からドレインが外方に流出することを抑制する作用を発揮するものであり、それらのうちのいずれか一方のみを備えた構成であっても、本発明の目的を好適に達成することができるからである。
In the above-described embodiment, the structure in which the through
図11は、本発明の他の例を示している。同図において、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. 11 shows another example of the present invention. In the figure, the same or similar elements as those in the above embodiment are given the same reference numerals as in the above embodiment.
図11に示す給湯装置Aaは、いわゆる正燃方式のものであり、熱交換器Baの下方に燃焼器1Aが配され、かつこの燃焼器1Aによって発生された燃焼ガスが上向きに進行するように構成されている。熱交換器Baは、缶体2の底壁部21Bに燃焼器用の開口部22Aが形成されているとともに、上壁部21Aには複数のコイル状管体部40によって熱回収を終えた燃焼ガスを通過させる開口部22Bが形成されており、熱回収構造については、前記実施形態の熱交換器Bを上下反転させたような構成となっている。一方、水管支持台5については、底壁部21B上に設けられており、その基本構造は、前記実施形態と同様である。ただし、この給湯装置Aaにおいては、燃焼器用の開口部22A内にドレインを流入させることは好ましくないため、開口部22A内にはドレインが流入しない構造とされている。具体的には、開口部22Aの内周縁には、上向きに起立した筒状の起立部220が設けられており、水管支持台5上から底壁部21B上に流れて落ちたドレインが開口部22Aに流入しないようになっている。また、底壁部21Bには、空隙部57に連通したドレイン用の排出口221が設けられており、底壁部21B上に到達したドレインについては、全てこの排出口221から缶体2の外部に排出できるようになっている。
The hot water supply device Aa shown in FIG. 11 is of a so-called positive combustion type, and a
本実施形態から理解されるように、本発明に係る熱交換器は、逆燃方式の燃焼器と組み合わせて使用することに代えて、正燃方式の燃焼器と組み合わせて使用することもできる。本発明に係る熱交換器は、燃焼ガスの進行方向を問わない。 As understood from the present embodiment, the heat exchanger according to the present invention can be used in combination with a forward combustion type combustor instead of being used in combination with a reverse combustion type combustor. In the heat exchanger according to the present invention, the traveling direction of the combustion gas does not matter.
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.
本発明において、水管支持台の受板部に貫通孔を設ける場合、この貫通孔は、前記実施形態の貫通孔56のような細長な形状でなくてもかまわない。たとえば、円形などの小サイズの貫通孔を複数設けた構成とすることもできる。本発明でいう起立壁は、水管支持台と一体的に形成することも可能であり、たとえば断面L字状の部材を利用し、その一部を起立壁とし、かつ他の一部を水管支持台の受板部とした構成とすることもできる。
In the present invention, when a through hole is provided in the receiving plate portion of the water pipe support base, the through hole may not have an elongated shape like the through
水管は、少なくとも1つあればよく、その本数は問わない。また、水管のコイル状管体部は、円形螺旋状に限らず、たとえば矩形螺旋状などの他の形状に形成することもできる。缶体についても、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。水管を複数用いる場合には、それらの管径を同一に揃える必要もない。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もできる。 There may be at least one water pipe, and the number is not limited. Further, the coiled tube portion of the water tube is not limited to a circular spiral shape, and may be formed in another shape such as a rectangular spiral shape. The can can also be formed into a rectangular cylinder, for example, corresponding to the shape of the coiled tube portion. When a plurality of water pipes are used, it is not necessary to make the pipe diameters the same. As the combustor, a gas combustor or the like can be used in addition to the oil 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。暖房用の装置では、熱媒体として不凍液がよく用いられるが、本発明において水管に供給される水の概念には、そのような不凍液も含まれる。 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. In an apparatus for heating, an antifreeze liquid is often used as a heat medium. In the present invention, the concept of water supplied to a water pipe includes such an antifreeze liquid.
A,Aa 給湯装置(温水装置)
B,Ba 熱交換器
1,1A 燃焼器
2 缶体
4 水管
5 水管支持台
20 周壁部(缶体の)
21B 底壁部(缶体の)
22B 燃焼ガス通過用の開口部
40 コイル状管体部
41a 補助管体部
50 受板部(水管支持台の)
51,52 支持板部(水管支持台の)
54 閉塞部材
55a,55b 開口部(ドレイン通過用の)
56 貫通孔
57 空隙部
58 切欠き部(起立壁の)
59a 起立壁
A, Aa Hot water supply device (hot water device)
B,
21B Bottom wall (can body)
22B Opening part for passage of
51,52 Support plate (water pipe support base)
54
56 Through-
59a Standing wall
Claims (7)
前記コイル状管体部の周囲を囲む周壁部およびこの周壁部の底部に設けられた底壁部を有し、かつ前記周壁部の内方空間に燃焼ガスが導入される缶体と、を備えており、
前記水管の補助管体部は、前記缶体の周壁部を貫通して前記缶体の内部から外部に引き出されている、熱交換器であって、
前記コイル状管体部および前記補助管体部が載設される受板部を有し、かつ前記缶体の周壁部から離間して前記底壁部上に設けられている水管支持台と、
前記受板部の上面よりも上方に突出し、かつ前記補助管体部との干渉を回避するための切欠き部が形成されるようにして前記受板部の外周縁に沿って設けられており、前記コイル状管体部の水平方向の移動を規制するとともに、前記受板部上にドレインが流れてきたときにこのドレインが前記受板部の外周囲に向けて流れることを抑制する起立壁と、を備えており、
前記受板部のうち、前記補助管体部の下方領域には、この受板部上のドレインをその下方に流れ落とすことが可能な少なくとも1つの貫通孔が設けられていることを特徴とする、熱交換器。 At least one water pipe having a coiled tubular part and an auxiliary tubular part connected to the lower part of the coiled tubular part;
A peripheral wall portion surrounding the periphery of the coiled tubular body portion, and a can body having a bottom wall portion provided at the bottom of the peripheral wall portion and into which combustion gas is introduced into an inner space of the peripheral wall portion. And
The auxiliary pipe part of the water pipe is a heat exchanger that penetrates the peripheral wall part of the can body and is drawn out from the inside of the can body,
A water pipe support having a receiving plate portion on which the coiled tube portion and the auxiliary tube portion are mounted, and being provided on the bottom wall portion apart from the peripheral wall portion of the can;
Protruding upward from the upper surface of the backing plate portion and provided along the outer peripheral edge of the backing plate portion so as to form a cutout portion for avoiding interference with the auxiliary tube portion. The upright wall that restricts the horizontal movement of the coiled tube portion and suppresses the drain from flowing toward the outer periphery of the receiving plate portion when the drain flows on the receiving plate portion. And,
Of the receiving plate portion, a lower region of the auxiliary tube body portion is provided with at least one through-hole capable of flowing down the drain on the receiving plate portion. ,Heat exchanger.
前記水管支持台は、前記受板部の内周縁および外周縁のそれぞれから下向きに延びた内周寄りおよび外周寄りの支持板部を有しているとともに、それらの下部が前記底壁部に支持されていることにより前記受板部と前記底壁部との間には空隙部が形成されており、
前記内周寄りの支持板部には、ドレインが前記受板部の貫通孔から前記空隙部に流れ込んだときにこのドレインを前記燃焼ガス通過用の開口部に向けて流れさせる開口部が設けられている、請求項1に記載の熱交換器。 The bottom wall portion and the water pipe support base are both formed in a hollow shape in plan view, and an opening for passing a combustion gas communicating with the inner space of the peripheral wall portion is formed in a substantially central portion thereof. And
The water pipe support base has inner and outer support plate portions extending downward from the inner and outer peripheral edges of the receiving plate portion, and the lower portions thereof are supported by the bottom wall portion. A gap is formed between the backing plate and the bottom wall by being made,
The inner peripheral support plate is provided with an opening that allows the drain to flow toward the combustion gas passage opening when the drain flows into the gap from the through hole of the receiving plate. The heat exchanger according to claim 1.
前記コイル状管体部の周囲を囲む周壁部およびこの周壁部の底部に設けられた底壁部を有し、かつ前記周壁部の内方空間に燃焼ガスが導入される缶体と、を備えており、
前記水管の補助管体部は、前記缶体の周壁部を貫通して前記缶体の内部から外部に引き出されている、熱交換器であって、
前記コイル状管体部および前記補助管体部が載設される受板部を有し、かつ前記缶体の周壁部から離間して前記底壁部上に設けられている水管支持台と、
前記受板部の上面よりも上方に突出し、かつ前記補助管体部との干渉を回避するための切欠き部が形成されるようにして前記受板部の外周縁に沿って設けられており、前記コイル状管体部の水平方向の移動を規制するとともに、前記受板部上にドレインが流れてきたときにこのドレインが前記受板部の外周囲に向けて流れることを抑制する起立壁と、
前記補助管体部が挿通する孔部を形成しており、かつ前記起立壁の切欠き部を塞ぐように設けられた切欠き用閉塞部材と、
を備えていることを特徴とする、熱交換器。 At least one water pipe having a coiled tubular part and an auxiliary tubular part connected to an end of the coiled tubular part;
A peripheral wall portion surrounding the periphery of the coiled tubular body portion, and a can body having a bottom wall portion provided at the bottom of the peripheral wall portion and into which combustion gas is introduced into an inner space of the peripheral wall portion. And
The auxiliary pipe part of the water pipe is a heat exchanger that penetrates the peripheral wall part of the can body and is drawn out from the inside of the can body,
A water pipe support that has a receiving plate portion on which the coiled tubular body portion and the auxiliary tubular body portion are mounted, and is provided on the bottom wall portion apart from the peripheral wall portion of the can body;
Protruding upward from the upper surface of the backing plate portion and provided along the outer peripheral edge of the backing plate portion so as to form a notch portion for avoiding interference with the auxiliary tube portion. The upright wall that restricts the horizontal movement of the coiled tube portion and prevents the drain from flowing toward the outer periphery of the receiving plate portion when the drain flows on the receiving plate portion. When,
A notch closing member which forms a hole through which the auxiliary tube body is inserted and which is provided so as to close the notch of the standing wall;
A heat exchanger characterized by comprising:
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