JP2009014206A - Heat exchanger, and water heating system and heat transfer tube comprising the same - Google Patents

Heat exchanger, and water heating system and heat transfer tube comprising the same Download PDF

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Kazunobu Tomiyama
和宣 富山
Takeshi Daito
健 大東
Makoto Hirotsu
誠 廣津
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a heat exchanger capable of easily and surely performing the work in inserting a desired member such as a partitioning member between loop portions of a spiral tubular body portion. <P>SOLUTION: The spiral tubular body portion 3 of the heat transfer tube T is accommodated in a case to which a heating medium is introduced, a plurality of loop portions 30 of the spiral tubular body portion 3 are respectively composed of an inclined tubular body portion S1 inclined with respect to the shaft length direction at one end portion in the width direction intersecting the shaft length direction of the spiral tubular body portion 3, and a non-inclined tubular body portions S2 orthogonal to the shaft length direction at its intermediate portion and the other end portion in the width direction. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は、螺旋状管体部を有する伝熱管を用いて燃焼ガスなどの加熱用媒体から熱回収を行ない、水などの所望の流体を加熱する用途に用いられる熱交換器、これを備えた温水装置、および熱交換器の構成部品として用いられる伝熱管に関する。   The present invention includes a heat exchanger used for a purpose of heating a desired fluid such as water by performing heat recovery from a heating medium such as combustion gas using a heat transfer tube having a helical tube portion. The present invention relates to a hot water apparatus and a heat transfer tube used as a component of a heat exchanger.

従来の熱交換器の具体例としては、特許文献1〜3に記載されたものがある。これらの公報に記載された熱交換器は、燃焼ガスが導入されるケース内に、伝熱管の螺旋状管体部が収容された構成を有している。前記螺旋状管体部によって前記燃焼ガスから熱回収がなされ、前記伝熱管内に供給された水が加熱される。前記螺旋状管体部は、たとえば全体が単にストレートに形成されているに須木内管体と比較すると、伝熱面積が大きい。したがって、前記熱交換器によれば、伝熱管の本数を少なくしつつ、熱回収量を多くすることができる。   Specific examples of conventional heat exchangers include those described in Patent Documents 1 to 3. The heat exchangers described in these publications have a configuration in which a helical tube portion of a heat transfer tube is accommodated in a case where combustion gas is introduced. Heat is recovered from the combustion gas by the helical tube portion, and water supplied into the heat transfer tube is heated. The spiral tubular body portion has a large heat transfer area as compared with the tubular body in Suki, for example, which is simply formed as a whole. Therefore, according to the heat exchanger, the heat recovery amount can be increased while reducing the number of heat transfer tubes.

しかしながら、前記従来技術においては、次に述べるような不具合を生じる場合があった。   However, the prior art sometimes has the following problems.

すなわち、熱交換器を実際に設計、製作する場合、熱交換効率の向上やその他の種々の事項を目的として、螺旋状管体部の一連に繋がった複数のループ部どうしの隙間に、たとえば平板状の仕切部材などの所望の部材を挿入させたい場合がある。ところが、前記従来技術の螺旋状管体部は、複数のループ部のいずれの部分も傾斜した構成(いわゆる巻き勾配を有する構成)とされており、ループ部どうしの隙間も螺旋状であり、この隙間のいずれの部分も傾斜した形態となっている。このため、仕切部材などの所望の部材がやや大きな幅を有するような場合には、この部材をループ部どうしの隙間に的確に挿入することが難しくなり、その挿入作業に苦慮するという不具合を生じていた。   That is, when the heat exchanger is actually designed and manufactured, for the purpose of improving the heat exchange efficiency and other various matters, for example, a flat plate is formed in a gap between a plurality of loop portions connected to a series of helical tube portions. In some cases, a desired member such as a partition member may be inserted. However, the helical tube portion of the prior art has a configuration in which any portion of the plurality of loop portions is inclined (a configuration having a so-called winding gradient), and the gap between the loop portions is also helical, Any part of the gap is inclined. For this reason, when a desired member such as a partition member has a slightly large width, it becomes difficult to accurately insert the member into the gap between the loop portions, which causes a problem that the insertion work is difficult. It was.

特許第2835286号公報Japanese Patent No. 2835286 特開昭62−288446号公報Japanese Patent Laid-Open No. 62-288446 実公平6−8442号公報No. 6-8442

本発明は、前記したような事情のもとで考え出されたものであって、螺旋状管体部のループ部間に仕切部材などの所望の部材を挿入する場合に、その作業を容易かつ的確に行なうことが可能な熱交換器、これを備えた温水装置、および熱交換器用の伝熱管を提供することを、その課題としている。   The present invention has been conceived under the circumstances as described above, and when a desired member such as a partition member is inserted between the loop portions of the spiral tubular body portion, the operation is easy and It is an object of the present invention to provide a heat exchanger that can be accurately performed, a hot water device including the heat exchanger, and a heat transfer tube for 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、内部に加熱用媒体が導入されるケースと、このケース内に収容され、かつ一連に繋がった複数のループ部が軸長方向に並んだ螺旋状管体部を有し、前記加熱用媒体から熱回収を行なうための伝熱管と、を備えている、熱交換器であって、前記螺旋状管体部の複数のループ部の全部または一部は、前記軸長方向に対して交差する幅方向の一端部が、前記軸長方向に対して傾斜した傾斜管体部とされ、かつ前記幅方向の中間部および他端部が、前記軸長方向に対して直交した非傾斜管体部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 case in which a heating medium is introduced, and a plurality of loop portions housed in the case and connected in series in the axial direction. A heat exchanger having a helical tube portion and a heat transfer tube for recovering heat from the heating medium, all of the plurality of loop portions of the helical tube portion Alternatively, one part of the width direction intersecting the axial length direction is an inclined tube body part that is inclined with respect to the axial length direction, and the intermediate part and the other end part of the width direction are It is a non-inclined tube part orthogonal to the axial length direction.

このような構成によれば、隣り合うループ部の非傾斜管体部どうしの間には、軸長方向に対して直交した方向にストレートに延びる隙間が形成される。したがって、このような隙間に対しては、たとえば平板状などの大きなサイズの部材を容易に挿入することが可能となり、種々便宜を図ることができる。たとえば、後述するように、螺旋状管体部のループ部どうしの隙間に仕切部材を挿入し、螺旋状管体部を複数の熱交換領域に仕切るといったことを容易に実現できることとなる。なお、螺旋状管体部のループ部の幅方向一端部のみが傾斜管体部とされていれば、ループ部の幅方向の全域が傾斜管体部とされている従来技術と比較すると、ループ部の軸長方向の高さ寸法を小さくし、螺旋状管体部全体の高さ寸法を小さくする効果を得ることもできる。   According to such a configuration, a gap extending straight in a direction orthogonal to the axial length direction is formed between the non-inclined tube portions of the adjacent loop portions. Therefore, a large-sized member such as a flat plate can be easily inserted into such a gap, and various conveniences can be achieved. For example, as will be described later, it is possible to easily realize that the partition member is inserted into the gap between the loop portions of the spiral tube portion and the spiral tube portion is partitioned into a plurality of heat exchange regions. In addition, if only one end in the width direction of the loop portion of the spiral tube portion is an inclined tube portion, the loop region is entirely compared with the prior art in which the entire width direction of the loop portion is an inclined tube portion. It is also possible to obtain an effect of reducing the height dimension in the axial length direction of the part and reducing the height dimension of the entire spiral tube part.

本発明の好ましい実施の形態においては、前記螺旋状管体部の複数のループ部のうち、互いに隣り合う非傾斜管体部どうしの隙間に挿入された仕切部材をさらに備えており、この仕切部材は、前記ケースの内部を第1および第2の空間部に仕切るとともに、前記螺旋状管体部を前記第1および第2の空間部にそれぞれ位置する第1および第2の熱交換部に仕切り、かつ前記第1および第2の空間部を互いに連通させる連通部を形成しており、前記ケース内に導入された加熱用媒体は、前記第1および第2の空間部を順次流通するように構成されている。   In a preferred embodiment of the present invention, the partition member further includes a partition member inserted in a gap between the non-inclined tube portions adjacent to each other among the plurality of loop portions of the spiral tube portion. Divides the interior of the case into first and second space portions, and partitions the helical tube portion into first and second heat exchange portions located in the first and second space portions, respectively. And a communication portion for communicating the first and second space portions with each other, and the heating medium introduced into the case is circulated through the first and second space portions in order. It is configured.

このような構成によれば、加熱用媒体をケース内の第1および第2の熱交換部に順次流通させる過程において、この加熱用媒体を螺旋状管体部の第1および第2の熱交換部のそれぞれに作用させて熱交換を行なわせることができ、螺旋状管体部の略全体を有効に利用した熱回収が可能となる。前記仕切部材は、複数のループ部のうち、互いに隣り合う非傾斜管体部どうしの隙間に挿入されているために、その挿入作業は容易である。   According to such a configuration, in the process of sequentially circulating the heating medium to the first and second heat exchange units in the case, the heating medium is exchanged with the first and second heat exchanges of the spiral tubular body unit. Heat exchange can be performed by acting on each of the parts, and heat recovery can be performed by effectively utilizing substantially the entire spiral tubular body part. Since the partition member is inserted into the gap between the non-inclined tube portions adjacent to each other among the plurality of loop portions, the insertion work is easy.

本発明の好ましい実施の形態においては、前記幅方向における前記ケースの端部には、加熱用媒体の導入口および排出口が設けられて、これら導入口および排出口は、前記第1および第2の空間部にそれぞれ連通しており、前記連通部は、前記ケース内のうち、前記幅方向において前記導入口とは反対側の端部に形成されており、前記導入口に供給された加熱用媒体は、前記第1の空間部を前記幅方向に進行した後に前記連通部を通過して前記第2の空間部に流入し、その後この第2の空間部を前記幅方向に進行してから前記排出口に到達するように構成されている。   In a preferred embodiment of the present invention, the end of the case in the width direction is provided with a heating medium inlet and outlet, and these inlet and outlet are the first and second outlets. The communication portion is formed at an end portion on the opposite side to the introduction port in the width direction in the case, and is used for heating supplied to the introduction port. The medium travels through the first space portion in the width direction, then passes through the communication portion, flows into the second space portion, and then travels through the second space portion in the width direction. It is configured to reach the discharge port.

このような構成によれば、加熱用媒体をケース内に形成された第1および第2の空間部の略全域に対して円滑に進行させることができ、螺旋状管体部の各所に対して燃焼ガスを効率よく作用させることが可能となる。   According to such a configuration, the heating medium can be smoothly advanced over substantially the entire area of the first and second space portions formed in the case, with respect to various portions of the helical tube portion. It becomes possible to make combustion gas act efficiently.

本発明の好ましい実施の形態においては、前記螺旋状管体部の各ループ部は、前記幅方向に延びる一対の直状管部と、これら一対の直状管部の端部に繋がった一対の曲管部とを有する略長円状または略長矩形状に形成されており、前記一対の曲管部の一方が、前記傾斜管体部とされ、かつ前記一対の曲管部の他方および前記一対の直状管部が、前記非傾斜管体部とされている。   In a preferred embodiment of the present invention, each loop portion of the spiral tube body portion includes a pair of straight tube portions extending in the width direction and a pair of end portions of the pair of straight tube portions. A bent tube portion, and one of the pair of bent tube portions is the inclined tube body portion, and the other of the pair of bent tube portions and the pair of the bent tube portions. The straight tube portion is the non-tilted tube portion.

このような構成によれば、各ループ部の直状管部の寸法を長くすることによって、螺旋状管体部の全体の高さ寸法を小さくしつつ、螺旋状管体部全体の伝熱面積を大きくとることができる。したがって、小型化を図りつつ熱回収量を多くするのにより好適となる。   According to such a configuration, by increasing the length of the straight tube portion of each loop portion, the overall heat transfer area of the spiral tube portion is reduced while reducing the overall height of the spiral tube portion. Can be greatly increased. Therefore, it is more suitable to increase the amount of heat recovery while reducing the size.

本発明の第2の側面により提供される温水装置は、本発明の第1の側面により提供される熱交換器と、この熱交換器の前記ケース内に前記加熱用媒体としての燃焼ガスを導入させる燃焼器と、を備えていることを特徴としている。   The hot water apparatus provided by the second aspect of the present invention introduces the heat exchanger provided by the first aspect of the present invention and the combustion gas as the heating medium into the case of the heat exchanger. And a combustor to be provided.

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 of the present invention can be obtained.

本発明の第3の側面により提供される伝熱管は、一連に繋がった複数のループ部が軸長方向に並んだ螺旋状管体部を有している、伝熱管であって、前記複数のループ部の全部または一部は、前記軸長方向に対して交差する幅方向の一端部が、前記軸長方向に対して傾斜した傾斜管体部とされ、かつ前記幅方向の中間部および他端部が、前記軸長方向に対して直交した非傾斜管体部とされていることを特徴としている。   The heat transfer tube provided by the third aspect of the present invention is a heat transfer tube having a spiral tube body portion in which a plurality of loop portions connected in series are arranged in the axial length direction. All or a part of the loop part is an inclined tube part in which one end part in the width direction intersecting the axial length direction is inclined with respect to the axial length direction, and the intermediate part in the width direction and others The end portion is a non-tilted tube portion orthogonal to the axial length direction.

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伝熱管として好適に使用することができ、先に述べたのと同様な効果が得られる。   According to such a configuration, it can be suitably used as a heat transfer tube of the heat exchanger provided by the first aspect of the present invention, and the same effect as described above 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について、図面を参照して具体的に説明する。   Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be specifically described with reference to the drawings.

図1〜図10は、本発明が適用された温水装置、およびこれに関連する構成の一例を示している。図1によく表われているように、この温水装置WHは、燃焼器1および熱交換器HEを備えている。   1 to 10 show an 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 device WH includes a combustor 1 and a heat exchanger HE.

燃焼器1は、熱交換器HEのケース2上に載設された缶体10内に配されており、缶体10の外部から燃料供給管11を介して供給される燃料ガスまたは燃料オイルなどの所定燃料を燃焼可能である。この燃焼器1は、いわゆる逆燃式であり、缶体10内にはファン12から下向きに燃焼用空気が供給され、燃焼器1によって発生された燃焼ガスは下向きに進行して、導入口20からケース2内に進行するように構成されている。導入口20は、図6に示すように、ケース2の上面部の幅方向一端寄りに形成されている。   The combustor 1 is arranged in a can body 10 mounted on the case 2 of the heat exchanger HE, and fuel gas or fuel oil supplied from the outside of the can body 10 through a fuel supply pipe 11 is used. The predetermined fuel can be burned. This combustor 1 is a so-called reverse combustion type, and combustion air is supplied downward from the fan 12 into the can body 10, and the combustion gas generated by the combustor 1 travels downward to introduce the inlet 20. To proceed into the case 2. As shown in FIG. 6, the introduction port 20 is formed near one end in the width direction of the upper surface portion of the case 2.

図1において、熱交換器HEは、ケース2に加えて、複数の伝熱管T、複数のスペーサ4、仕切板5、および補助部材6を備えている。この熱交換器HEの作用の詳細については後述するが、この熱交換器HEにおいては、ケース2内が仕切板5によって上下に仕切られて、第1および第2の空間部21a,21bが形成されており、導入口20を下向きに通過した燃焼ガスは、第1の空間部21aの一端部に進入した後に、その他端部に向けて矢印N1に示すように進行する。第1および第2の空間部21a,21bの一部分どうしは、連通部22を介して連通しており、第1の空間部21aの他端部に進行した燃焼ガスは、矢印N2に示すように、この連通部22を通過して第2の空間部21bの一端部に進行する。次いで、この燃焼ガスは、矢印N3に示すように、第2の空間部21bの他端部に向けて進行して排出口23に到達し、矢印N4に示すようにケース2の外部に排出される。   In FIG. 1, the heat exchanger HE includes a plurality of heat transfer tubes T, a plurality of spacers 4, a partition plate 5, and an auxiliary member 6 in addition to the case 2. Although details of the operation of the heat exchanger HE will be described later, in the heat exchanger HE, the inside of the case 2 is partitioned vertically by the partition plate 5 to form the first and second space portions 21a and 21b. The combustion gas that has passed downward through the introduction port 20 enters the one end portion of the first space portion 21a, and then proceeds toward the other end portion as indicated by an arrow N1. A part of the first and second space portions 21a and 21b communicates with each other via the communication portion 22, and the combustion gas that has advanced to the other end portion of the first space portion 21a is indicated by an arrow N2. Then, it passes through the communication part 22 and proceeds to one end of the second space part 21b. Next, the combustion gas proceeds toward the other end of the second space 21b as indicated by an arrow N3, reaches the discharge port 23, and is discharged outside the case 2 as indicated by an arrow N4. The

複数の伝熱管Tについては、理解の容易のため、図7を参照して、1つの伝熱管Tの構成について先ず説明する。同図において、伝熱管Tは、たとえば1本の原材料となる管体に巻き加工を施すことにより製作された螺旋状管体部3と、この螺旋状管体部3の下部および上部に一体または別体に繋がった延設管体部38a,38bとを有している。螺旋状管体部3は、略長円状の複数のループ部30が一連に繋がり、かつ隙間39を介してこの螺旋状管体部3の軸長方向(中心軸Cが延びる方向)に並んだ構成を有している。各ループ部30は、幅方向(図7の左右方向)に延びる一対の直状管部30aと、これらの端部に繋がった略半円弧状の一対の曲管部30b,30b’とを有している。各ループ部30には、傾斜管体部S1と、非傾斜管体部S2とが設けられている。傾斜管体部S1は、いわゆる巻き勾配があり、螺旋状管体部3の軸長方向に対して傾斜した部分である。本実施形態においては、曲管部30b’が、傾斜管体部S1である。これに対し、傾斜管体部S2は、巻き勾配がなく、前記軸長方向に対して直交した姿勢を維持する部分である。一対の直状管部30aおよび曲管部30bが、非傾斜管体部S2である。   For easy understanding, a plurality of heat transfer tubes T will be described first with reference to FIG. In the figure, a heat transfer tube T is integrated with, for example, a spiral tube portion 3 manufactured by winding a tube that is a raw material, and a lower portion and an upper portion of the spiral tube portion 3. It has extended pipe parts 38a and 38b connected to separate bodies. In the spiral tubular body portion 3, a plurality of substantially elliptical loop portions 30 are connected in series, and are arranged in the axial length direction (direction in which the central axis C extends) of the spiral tubular body portion 3 through a gap 39. It has a configuration. Each loop portion 30 has a pair of straight tube portions 30a extending in the width direction (left-right direction in FIG. 7), and a pair of substantially semicircular arc-shaped bent tube portions 30b and 30b ′ connected to these end portions. is doing. Each loop portion 30 is provided with an inclined tube portion S1 and a non-inclined tube portion S2. The inclined tube portion S1 has a so-called winding gradient and is a portion inclined with respect to the axial length direction of the spiral tube portion 3. In the present embodiment, the curved pipe part 30b 'is the inclined pipe part S1. On the other hand, the inclined tube portion S2 is a portion that has no winding gradient and maintains a posture orthogonal to the axial length direction. A pair of straight pipe part 30a and curved pipe part 30b are non-inclined pipe parts S2.

図3に示すように、複数の螺旋状管体部3のそれぞれのループ部30は、大きさが相違しており、複数の螺旋状管体部3は、略同心の重ね巻きに配されてケース2内に配置されている。延設管体部38a,38bは、ケース2の側壁を貫通してケース2の外部に引き出されており、これらには入水用および出湯用のヘッダ37a,37bが取り付けられている。図面には示されていないが、これらのヘッダ37a,37bには、給水管および出湯管が接続され、給水管から入水用のヘッダ37aに供給された水は、複数の螺旋状管体部3の内部を流通して、その際に燃焼ガスにより加熱され、その後出湯用のヘッダ37bに到達した後に出湯管を介して所望の給湯先に供給される。   As shown in FIG. 3, the loop portions 30 of the plurality of helical tube portions 3 are different in size, and the plurality of helical tube portions 3 are arranged in a substantially concentric lap winding. Arranged in the case 2. The extending pipe portions 38a and 38b pass through the side wall of the case 2 and are drawn out of the case 2, to which headers 37a and 37b for water entry and hot water are attached. Although not shown in the drawings, a water supply pipe and a hot water discharge pipe are connected to these headers 37a and 37b, and the water supplied from the water supply pipe to the header 37a for receiving water is a plurality of spiral tubular body portions 3. In this case, it is heated by the combustion gas at that time, and then reaches the header 37b for hot water and is supplied to a desired hot water supply destination through the hot water pipe.

補助部材6は、最内周の螺旋状管体部3の内方の空間部31に燃焼ガスが流入することを阻止するためのものである。この補助部材6は、図2に示すように、たとえば軽量化などの目的のために内部が空洞状に形成されており、空間部31に挿入されていることによりこの空間部31を閉塞している。   The auxiliary member 6 is for preventing combustion gas from flowing into the inner space 31 of the innermost spiral tube portion 3. As shown in FIG. 2, the auxiliary member 6 is formed in a hollow shape for the purpose of weight reduction, for example, and is inserted into the space portion 31 to close the space portion 31. Yes.

仕切板5は、たとえば平板状の金属板を用いて構成されている。ただし、この仕切板5は、図4に示すように、補助部材6やスペーサ4などとの干渉を回避するための切欠き部50が形成されている。この仕切板5は、既述したとおり、ケース2内を第1および第2の空間部21a,21bに仕切っているが、複数の螺旋状管体部3については、第1および第2の熱交換部H1,H2に仕切っている(図1,図2,図5などを参照)。より具体的には、仕切板5は、各螺旋状管体部3の中間高さ部分の隙間39に挿入されており、このことにより各螺旋状管体部3は、第1の空間部21aに位置する第1の熱交換部H1と、第2の空間部21bに位置する第2の熱交換部H2とに区分されている。仕切板5は、第1および第2の空間部21a,21bの連通部22を形成するように設けられており、図4に示すように、この連通部22には、各螺旋状管体部3のうち、第1および第2の熱交換部H1,H2の境界部分3’(曲管部30b’の一部分)が通過している。   The partition plate 5 is configured using, for example, a flat metal plate. However, as shown in FIG. 4, the partition plate 5 has a notch 50 for avoiding interference with the auxiliary member 6 and the spacer 4. As described above, the partition plate 5 partitions the inside of the case 2 into the first and second space portions 21a and 21b, but the first and second heat pipes 3 have the first and second heat parts. It is partitioned into replacement parts H1, H2 (see FIGS. 1, 2, 5, etc.). More specifically, the partition plate 5 is inserted into the gap 39 in the intermediate height portion of each helical tube portion 3, whereby each helical tube portion 3 is inserted into the first space portion 21 a. Are divided into a first heat exchange part H1 located in the second space part 21b and a second heat exchange part H2 located in the second space part 21b. The partition plate 5 is provided so as to form the communication portion 22 of the first and second space portions 21a and 21b, and as shown in FIG. 3, a boundary portion 3 ′ (a part of the curved pipe portion 30 b ′) between the first and second heat exchange portions H 1 and H 2 passes therethrough.

ループ部30の隙間39に仕切板5を挿入する作業は、図8に示すようにして行なわれる。すなわち、螺旋状管体部3の各ループ部30は、既述したとおり、非傾斜管体部S2を有しているが、これら非傾斜管体部S2どうしの間に形成されている隙間39も、非傾斜状となって、略水平方向にストレートに延びている。したがって、そのような隙間39に対しては、その一側方から仕切板5を容易に挿入することができる。   The operation of inserting the partition plate 5 into the gap 39 of the loop portion 30 is performed as shown in FIG. That is, each loop part 30 of the helical tube part 3 has the non-inclined tube part S2 as described above, but the gap 39 formed between these non-inclined tube parts S2. Also, it is non-inclined and extends straight in a substantially horizontal direction. Therefore, the partition plate 5 can be easily inserted into such a gap 39 from one side thereof.

複数のスペーサ4は、螺旋状管体部3の各隙間39の寸法を規定するための部材である。図9および図10に示すように、各スペーサ4は、たとえば直径が数ミリ程度の金属製の線材42に曲げ加工を施すことにより形成されており、上下方向に間隔を隔てて略一列に並んだ略U字状または略V字状の複数の突起部40と、これら複数の突起部40の基端部どうしを繋ぐ複数の連結部41とを有している。これら複数のスペーサ4は、図3に示すように、複数の螺旋状管体部3の直状の管体部30aに装着されている。ただし、それらの装着の仕方は一様ではなく、一部のスペーサ4(4A)は、管体部30aに対してその外方側から装着されており、それ以外のスペーサ4(4B)は、管体部30に対してその内方側から装着されている。図5によく表われているように、スペーサ4A,4Bのそれぞれの突起部40は、上下方向に1つずつ交互に並んだ配置とされ、スペーサ4Aの突起部40は、たとえば上から奇数段目の隙間39のみに挿入されているのに対し、スペーサ4Bの突起部40は、上から偶数段目の隙間39のみに挿入されている。また、スペーサ4Aの突起部40は、たとえば外側3列の隙間39のみに挿入されているのに対し、スペーサ4Bの突起部40は、内側3列の隙間39のみに挿入されている。このような構成によれば、スペーサ4A,4Bがそれぞれ装着されている断面部の通気開口面積を大きくし、それらの箇所の排気抵抗を小さくすることが可能である。   The plurality of spacers 4 are members for defining the size of each gap 39 of the spiral tubular body portion 3. As shown in FIGS. 9 and 10, the spacers 4 are formed by bending a metal wire 42 having a diameter of about several millimeters, for example, and are arranged in a line at intervals in the vertical direction. It has a plurality of substantially U-shaped or substantially V-shaped projections 40 and a plurality of connecting portions 41 that connect the base end portions of the plurality of projections 40. As shown in FIG. 3, the plurality of spacers 4 are attached to the straight tube portion 30 a of the plurality of spiral tube portions 3. However, the way of attaching them is not uniform, and some spacers 4 (4A) are attached to the tube portion 30a from the outer side, and other spacers 4 (4B) are It is attached to the tubular body portion 30 from the inner side. 5, the protrusions 40 of the spacers 4A and 4B are arranged alternately one by one in the vertical direction, and the protrusions 40 of the spacer 4A are, for example, odd-numbered from the top. The protrusions 40 of the spacer 4B are inserted only into the even-numbered gaps 39 from the top, whereas they are inserted only into the gaps 39 of the eyes. Further, the protrusions 40 of the spacer 4A are inserted only into the outer three rows of gaps 39, for example, whereas the protrusions 40 of the spacer 4B are inserted only into the inner three rows of gaps 39. According to such a configuration, it is possible to increase the vent opening area of the cross-section where the spacers 4A and 4B are respectively mounted, and to reduce the exhaust resistance at those locations.

次に、前記した温水装置WHの作用について説明する。   Next, the operation of the hot water device WH will be described.

まず、燃焼器1を駆動させて、燃焼ガスを導入口20からケース2内に流入させると、図1の矢印N1〜N4で示したように、この燃焼ガスは、仕切板5よりも上側の第1の空間部21aの一端部から他端部に向けて進行した後に、連通部22を下向きに通過して仕切板5寄りも下側の第2の空間部21bに流入する。次いで、この燃焼ガスは、第2の空間部21bの一端部から他端部に向けて進行した後に、排出口23から外部に排出される。燃焼ガスは、第1の空間部21aを通過する際には螺旋状管体部3の第1の熱交換部H1に作用し、第2の空間部21bを通過する際には第2の熱交換部H2に作用する。このため、複数の螺旋状管体部3の略全域に燃焼ガスを有効に作用させることができ、高い熱交換効率が得られる。前記燃焼ガスから熱回収を行なう場合、第1の熱交換部H1によって燃焼ガスの顕熱を回収し、第2の熱交換部H2によって潜熱を回収させることも可能となる。燃焼ガスから潜熱回収を行なうと、凝縮水が発生するが、本実施形態によれば、第2の熱交換部H2において凝縮水を集中に発生させることが可能となり、凝縮水の処理が容易化される。図面には示されていないが、凝縮水の処理手段として、たとえばケース2の底部に凝縮水用の排出口を設けておき、第2の熱交換部H2からケース2の底部上に流れ落ちた凝縮水を前記排出口からケース2の外部に排出させる手段を採用することができる。   First, when the combustor 1 is driven and combustion gas flows into the case 2 from the inlet 20, the combustion gas is located above the partition plate 5 as indicated by arrows N <b> 1 to N <b> 4 in FIG. 1. After proceeding from one end portion of the first space portion 21a toward the other end portion, it passes through the communication portion 22 downward and flows into the second space portion 21b on the lower side of the partition plate 5 as well. Next, the combustion gas travels from one end portion to the other end portion of the second space portion 21b, and is then discharged to the outside from the discharge port 23. The combustion gas acts on the first heat exchanging portion H1 of the spiral tubular body portion 3 when passing through the first space portion 21a, and the second heat when passing through the second space portion 21b. It acts on the exchange part H2. For this reason, combustion gas can be made to act effectively in the substantially whole region of the plurality of spiral tubular body portions 3, and high heat exchange efficiency can be obtained. When heat is recovered from the combustion gas, the sensible heat of the combustion gas can be recovered by the first heat exchange unit H1, and the latent heat can be recovered by the second heat exchange unit H2. When latent heat is recovered from the combustion gas, condensed water is generated. However, according to the present embodiment, condensed water can be generated in the second heat exchanging section H2, and the treatment of condensed water is facilitated. Is done. Although not shown in the drawing, as a condensate treatment means, for example, a condensate discharge port is provided at the bottom of the case 2, and the condensate that has flowed down from the second heat exchange part H2 onto the bottom of the case 2 A means for discharging water from the discharge port to the outside of the case 2 can be adopted.

螺旋状管体部3の内方の空間部31は、補助部材6によって閉塞されているために、この空間部31に燃焼ガスは進入しない。したがって、燃焼ガスが第1および第2の空間部21a,21bを進行する際の流路が螺旋状管体部3の周辺部に狭く限定され、螺旋状管体部3に対して燃焼ガスをより有効に作用させることができる。また、螺旋状管体部3は、ケース2の幅方向に延びた直状の管体部30aを有しているが、燃焼ガスはこの管体部30aに沿って進行する。このようなことから、熱交換効率をさらに高めることが可能である。   Since the inner space portion 31 of the spiral tubular body portion 3 is closed by the auxiliary member 6, the combustion gas does not enter the space portion 31. Therefore, the flow path when the combustion gas travels through the first and second space portions 21 a and 21 b is narrowly limited to the peripheral portion of the spiral tubular body portion 3, and the combustion gas is supplied to the spiral tubular body portion 3. It can act more effectively. Further, the spiral tubular body portion 3 has a straight tubular body portion 30a extending in the width direction of the case 2, and the combustion gas travels along the tubular body portion 30a. Because of this, it is possible to further increase the heat exchange efficiency.

この熱交換器HEにおいては、図8を参照して説明したとおり、螺旋状管体部3が略水平状に延びた隙間39を有することとなるために、この部分に仕切板5を容易に挿入することができる。したがって、熱交換器HEの組み立てに際して、仕切板5の装着に苦慮するといった不具合も適切に回避される。また、水平状に延びた隙間39は、各ループ部30の幅方向において、曲管部30b’を除いた長い寸法範囲に形成されている。したがって、仕切板5の長い寸法範囲を隙間39に深く挿入し、螺旋状管体部3を第1および第2の熱交換部H1,H2として的確に区分することが可能である。   In this heat exchanger HE, as described with reference to FIG. 8, since the spiral tubular body portion 3 has the gap 39 extending substantially horizontally, the partition plate 5 can be easily attached to this portion. Can be inserted. Therefore, when assembling the heat exchanger HE, it is possible to appropriately avoid problems such as difficulty in mounting the partition plate 5. Further, the gap 39 extending horizontally is formed in a long dimension range excluding the curved pipe portion 30 b ′ in the width direction of each loop portion 30. Therefore, it is possible to insert the long dimensional range of the partition plate 5 deeply into the gap 39 and accurately classify the spiral tubular body portion 3 as the first and second heat exchange portions H1 and H2.

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、温水装置、および伝熱管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, the hot water device, and the heat transfer tube according to the present invention can be varied in design in various ways.

本発明に係る伝熱管は、既述したように、螺旋状管体部のループ部どうしの隙間に仕切部材やその他の所望の部材を容易に挿入することができる利点を有するが、実施の使用に際しては、そのような所望の部材が必ずしも挿入されていなくてもよく、そのような態様で使用されている場合も、本発明の技術的範囲に包摂される。   As described above, the heat transfer tube according to the present invention has an advantage that a partition member and other desired members can be easily inserted into the gap between the loop portions of the spiral tube body portion. At this time, such a desired member does not necessarily have to be inserted, and even when used in such a manner, it is included in the technical scope of the present invention.

伝熱管の螺旋状管体部の各ループ部は、略長円状に代えて、略長矩形状に形成することも可能であり、この場合にも、各ループ部を略長円状に形成した場合と同様な作用を得ることができる。もちろん、各ループ部をそれら以外の形状に形成することもできる。また、本発明においては、螺旋状管体部の全てのループ部について、幅方向の一端部のみが傾斜管体部とされた構成とすることが好ましいものの、一部のループ部のみがそのような構成とされていてもよい。ケースの形状なども、螺旋状管体部のループ部の形状などに対応させて種々の形状に形成することができる。   Each loop portion of the helical tube portion of the heat transfer tube can be formed in a substantially long rectangular shape instead of a substantially oval shape. In this case, each loop portion is formed in a substantially oval shape. The same effect as the case can be obtained. Of course, each loop part can also be formed in shapes other than them. Further, in the present invention, it is preferable that all the loop portions of the spiral tube portion have a configuration in which only one end portion in the width direction is an inclined tube portion, but only a part of the loop portions are so. It may be configured as such. The shape of the case can also be formed in various shapes corresponding to the shape of the loop portion of the helical tube body.

螺旋状管体部は、その軸長方向がケースの上下高さ方向(鉛直方向)となる姿勢に代えて、たとえば水平方向となるように横倒し状に設定した姿勢とすることもできる。本発明に係る熱交換器は、燃焼ガスから顕熱・潜熱の双方を回収可能なものとして構成されていなくてもよい。また、本発明でいう温水装置とは、給湯装置のみならず、温水(不凍液の温水も含む)を生成する機能を備えた装置全般を指す概念である。   The spiral tubular body portion may have a posture set in a laid-down shape so as to be, for example, a horizontal direction instead of a posture in which the axial length direction is a vertical height direction (vertical direction) of the case. The heat exchanger according to the present invention may not be configured to be able to recover both sensible heat and latent heat from the combustion gas. In addition, the hot water device referred to in the present invention is a concept indicating not only a hot water supply device but also a general device having a function of generating hot water (including hot water of antifreeze liquid).

本発明が適用された熱交換器を備えた温水装置の一例を示す正面断面図である。It is front sectional drawing which shows an example of the hot water apparatus provided with the heat exchanger to which this invention was applied. 図1に示す温水装置の図1とは異なる断面箇所の断面図である。It is sectional drawing of the cross-sectional location different from FIG. 1 of the hot water apparatus shown in FIG. 図1に示す温水装置の平面断面図である。It is a plane sectional view of the hot water device shown in FIG. 図1のIV−IV断面図である。It is IV-IV sectional drawing of FIG. 図3のV−V断面図である。It is VV sectional drawing of FIG. 図1に示す熱交換器の概略平面図である。It is a schematic plan view of the heat exchanger shown in FIG. (a)は、図1に示す熱交換器に用いられている伝熱管の平面図であり、(b)は、(a)のVII−VII断面図である。(A) is a top view of the heat exchanger tube used for the heat exchanger shown in FIG. 1, (b) is VII-VII sectional drawing of (a). 図1に示す熱交換器に用いられている伝熱管の螺旋状管体部に仕切板を差し込む状態を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the state which inserts a partition plate in the helical tube part of the heat exchanger tube used for the heat exchanger shown in FIG. 図1に示す熱交換器に用いられているスペーサを示す斜視図である。It is a perspective view which shows the spacer used for the heat exchanger shown in FIG. (a)は、図9に示すスペーサの平面図であり、(b)は、その正面図であり、(c)は、その右側面図である。(A) is a top view of the spacer shown in FIG. 9, (b) is the front view, (c) is the right view.

符号の説明Explanation of symbols

WH 温水装置
HE 熱交換器
T 伝熱管
S1 傾斜管体部
S2 非傾斜管体部
H1,H2 第1および第2の熱交換部
1 燃焼器
2 ケース
3 螺旋状管体部
5 仕切板(仕切部材)
20 燃焼ガスの導入口(加熱用媒体の導入口)
21a,21b 第1および第2の空間部
22 連通部
23 燃焼ガスの排出口(加熱用媒体の排出口)
30 ループ部(螺旋状管体部の)
30a 直状の管体部(ループ部の)
30b 曲管部(ループ部の)
39 隙間(ループ部どうしの)
WH Hot water device HE Heat exchanger T Heat transfer tube S1 Inclined tube portion S2 Non-inclined tube portion H1, H2 First and second heat exchange portions 1 Combustor 2 Case 3 Spiral tube portion 5 Partition plate (partition member )
20 Combustion gas inlet (heating medium inlet)
21a, 21b 1st and 2nd space part 22 Communication part 23 Exhaust port of combustion gas (exhaust port of heating medium)
30 Loop part (for spiral tube)
30a Straight tube (loop part)
30b Curved pipe (loop part)
39 Clearance (between loops)

Claims (6)

内部に加熱用媒体が導入されるケースと、
このケース内に収容され、かつ一連に繋がった複数のループ部が軸長方向に並んだ螺旋状管体部を有し、前記加熱用媒体から熱回収を行なうための伝熱管と、
を備えている、熱交換器であって、
前記螺旋状管体部の複数のループ部の全部または一部は、前記軸長方向に対して交差する幅方向の一端部が、前記軸長方向に対して傾斜した傾斜管体部とされ、かつ前記幅方向の中間部および他端部が、前記軸長方向に対して直交した非傾斜管体部とされていることを特徴とする、熱交換器。
A case where a heating medium is introduced inside,
A heat transfer tube for recovering heat from the heating medium, having a spiral tubular body portion that is accommodated in the case and connected in series with a plurality of loop portions arranged in the axial length direction;
A heat exchanger comprising:
All or a part of the plurality of loop portions of the helical tube portion is an inclined tube portion in which one end portion in the width direction intersecting the axial length direction is inclined with respect to the axial length direction, And the intermediate part and other end part of the said width direction are made into the non-inclined pipe part orthogonal to the said axial length direction, The heat exchanger characterized by the above-mentioned.
前記螺旋状管体部の複数のループ部のうち、互いに隣り合う非傾斜管体部どうしの隙間に挿入された仕切部材をさらに備えており、
この仕切部材は、前記ケースの内部を第1および第2の空間部に仕切るとともに、前記螺旋状管体部を前記第1および第2の空間部にそれぞれ位置する第1および第2の熱交換部に仕切り、かつ前記第1および第2の空間部を互いに連通させる連通部を形成しており、
前記ケース内に導入された加熱用媒体は、前記第1および第2の空間部を順次流通するように構成されている、請求項1に記載の熱交換器。
Of the plurality of loop portions of the spiral tube portion, further comprising a partition member inserted in the gap between the non-inclined tube portions adjacent to each other,
The partition member partitions the inside of the case into first and second space portions, and first and second heat exchanges in which the spiral tubular body portion is located in the first and second space portions, respectively. Forming a communication part that divides the part and communicates the first and second space parts with each other;
The heat exchanger according to claim 1, wherein the heating medium introduced into the case is configured to sequentially flow through the first and second space portions.
前記幅方向における前記ケースの端部には、加熱用媒体の導入口および排出口が設けられて、これら導入口および排出口は、前記第1および第2の空間部にそれぞれ連通しており、
前記連通部は、前記ケース内のうち、前記幅方向において前記導入口とは反対側の端部に形成されており、
前記導入口に供給された加熱用媒体は、前記第1の空間部を前記幅方向に進行した後に前記連通部を通過して前記第2の空間部に流入し、その後この第2の空間部を前記幅方向に進行してから前記排出口に到達するように構成されている、請求項2に記載の熱交換器。
The end of the case in the width direction is provided with a heating medium inlet and outlet, and the inlet and outlet are in communication with the first and second spaces, respectively.
The communication part is formed at the end of the case opposite to the introduction port in the width direction,
The heating medium supplied to the introduction port travels in the first space portion in the width direction, then passes through the communication portion, flows into the second space portion, and then the second space portion. The heat exchanger according to claim 2, wherein the heat exchanger is configured to reach the discharge port after traveling in the width direction.
前記螺旋状管体部の各ループ部は、前記幅方向に延びる一対の直状管部と、これら一対の直状管部の端部に繋がった一対の曲管部とを有する略長円状または略長矩形状に形成されており、前記一対の曲管部の一方が、前記傾斜管体部とされ、かつ前記一対の曲管部の他方および前記一対の直状管部が、前記非傾斜管体部とされている、請求項1ないし3のいずれかに記載の熱交換器。   Each loop portion of the spiral tubular body portion has a substantially oval shape having a pair of straight tube portions extending in the width direction and a pair of curved tube portions connected to ends of the pair of straight tube portions. Or it is formed in a substantially long rectangular shape, one of the pair of bent tube portions is the inclined tube body portion, and the other of the pair of bent tube portions and the pair of straight tube portions are not inclined. The heat exchanger according to any one of claims 1 to 3, wherein the heat exchanger is a tube part. 請求項1ないし4のいずれかに記載の熱交換器と、この熱交換器の前記ケース内に前記加熱用媒体としての燃焼ガスを導入させる燃焼器と、を備えていることを特徴とする、温水装置。   The heat exchanger according to any one of claims 1 to 4, and a combustor for introducing combustion gas as the heating medium into the case of the heat exchanger. Hot water device. 一連に繋がった複数のループ部が軸長方向に並んだ螺旋状管体部を有している、伝熱管であって、
前記複数のループ部の全部または一部は、前記軸長方向に対して交差する幅方向の一端部が、前記軸長方向に対して傾斜した傾斜管体部とされ、かつ前記幅方向の中間部および他端部が、前記軸長方向に対して直交した非傾斜管体部とされていることを特徴とする、伝熱管。
A heat transfer tube having a spiral tube portion in which a plurality of loop portions connected in series are arranged in the axial length direction,
All or a part of the plurality of loop portions is an inclined tube body portion whose one end portion in the width direction intersecting the axial length direction is inclined with respect to the axial length direction, and is intermediate in the width direction The heat transfer tube is characterized in that the portion and the other end portion are non-inclined tube portions orthogonal to the axial length direction.
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