JP2009019858A - Heat exchanger and water heater - Google Patents

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Hironao Matsunaga
洋直 松永
Keiichi Amada
圭一 天田
Nobuhiro Takeda
信宏 竹田
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a heat exchanger capable of providing high heat exchange efficiency by advancing heating gas at a much rate toward an area for arranging a plurality of heat recovery pipe body parts, while eliminating or reducing complicatedness of using a member for regulating a flow of the heating gas. <P>SOLUTION: This heat exchanger HE has a plurality of heat exchange pipe body parts 30a mutually juxtaposed and extended in the substantially same direction in a plurality of rows and a plurality of stages, and a case 1 for storing the plurality of these pipe body parts 30a inside and oppositely arranging an air supply port 11 for introducing the heating gas inside in an end row L1 of the plurality of pipe body parts 30a. The plurality of pipe body parts 30a of the end row L1 are offset in arrangement more distant from the air supply port 11 than the other pipe body part in a partial pipe body part among these pipe body parts, and are arranged in arrangement for forming a recessed part 38 opposed to the air supply port 11 by recessing in the direction distant from the air supply port 11. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は、燃焼ガスなどの加熱用気体から伝熱管を用いて熱回収を行ない、所望の加熱対象の流体を加熱するのに用いられる熱交換器、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 used for heat recovery from a heating gas such as combustion gas using a heat transfer tube to heat a desired fluid to be heated, and a hot water apparatus including the heat exchanger.

本出願人は、熱交換器の一例として、燃焼ガスの流入出を行なわせるための給気口および排気口が形成されているケース内に、細管状の複数の伝熱管を収容させたものを先に提案している(たとえば、特許文献1,2を参照)。前記複数の伝熱管は、互いに略同一方向に延び、複数列、複数段に並べられている。このような構成によれば、ケース内に流入した燃焼ガスが伝熱管どうしの隙間を通過する際に熱交換がなされる。前記複数の伝熱管については、その本数を多くするなどして伝熱面積を大きし、熱回収量を多くすることができる。したがって、燃焼ガスから潜熱を回収する用途などに好適である。   As an example of a heat exchanger, the applicant of the present invention is a case in which a plurality of thin heat transfer tubes are accommodated in a case in which an air supply port and an exhaust port for allowing combustion gas to flow in and out are formed. Previously proposed (see, for example, Patent Documents 1 and 2). The plurality of heat transfer tubes extend in substantially the same direction and are arranged in a plurality of rows and stages. According to such a configuration, heat exchange is performed when the combustion gas flowing into the case passes through the gap between the heat transfer tubes. About the said several heat exchanger tube, the heat transfer area can be enlarged by increasing the number etc. and heat recovery amount can be increased. Therefore, it is suitable for an application for recovering latent heat from combustion gas.

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、未だ改善すべき余地があった。   However, the prior art still has room for improvement as described below.

すなわち、図13を参照して説明すると、前記従来技術においては、燃焼ガスが給気口91からケース9内に導入されて複数の伝熱管8に進行する場合、この燃焼ガスは、まず複数の伝熱管8の最前列(端列)L1に衝突する。このため、この最前列L1によって跳ね返された燃焼ガスの多くは、矢印N10に示すように、伝熱管8の手前領域をケース9の上下壁部92a,92bに向けて進行したり、あるいは矢印N11に示すように、ケース9の両側壁部92c,92dに向けて進行する現象を生じる。このような現象は、伝熱管8の隙間寸法s1が小さくされるほど顕著となる。ところが、このような現象を生じると、複数の伝熱管8に対する燃焼ガスの作用度合いが低くなり、熱交換効率が低くなる。また、ケース9の各所の壁部のうち、燃焼ガスが進行してくる部分が高温に加熱されるといった不具合も生じる。   That is, with reference to FIG. 13, in the prior art, when the combustion gas is introduced into the case 9 from the air supply port 91 and proceeds to the plurality of heat transfer tubes 8, the combustion gas is first divided into a plurality of It collides with the front row (end row) L1 of the heat transfer tube 8. For this reason, most of the combustion gas bounced off by the front row L1 travels toward the upper and lower wall portions 92a, 92b of the case 9 through the region in front of the heat transfer tube 8 as indicated by the arrow N10, or the arrow N11. As shown in FIG. 5, a phenomenon of proceeding toward both side walls 92c and 92d of the case 9 occurs. Such a phenomenon becomes more prominent as the gap dimension s1 of the heat transfer tube 8 is reduced. However, when such a phenomenon occurs, the degree of action of the combustion gas on the plurality of heat transfer tubes 8 is lowered, and the heat exchange efficiency is lowered. Moreover, the trouble that the part which combustion gas advances among the wall parts of the various places of case 9 is heated to high temperature also arises.

前記したような不具合は、たとえば燃焼ガスの流れを規制するための規制板をケース内に設けて、ケースと複数の伝熱管との隙間寸法などを所定の寸法に厳密に規定するといった手段を採用することにより、解消することは可能である。ところが、このような手段を採用した場合、熱交換器の製作作業が煩雑化し、熱交換器の生産性を高める上で余り好ましいものではない。   For example, the above-described problem may be caused by, for example, a means that a restriction plate for restricting the flow of combustion gas is provided in the case, and the gap between the case and the plurality of heat transfer tubes is strictly defined to a predetermined size. This can be solved. However, when such a means is employed, the heat exchanger manufacturing work becomes complicated, which is not preferable in terms of increasing the productivity of the heat exchanger.

特開2005−274043号公報Japanese Patent Laid-Open No. 2005-274043 特開2005−337543号公報JP 2005-337543 A

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、加熱用気体の流れを規制するための部材を用いるといった煩雑さを無くし、または少なくしながらも、熱回収用の複数の管体部が設けられている領域に向けて加熱用気体を多い割合で進行させて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 the circumstances as described above, and eliminates or reduces the complexity of using a member for regulating the flow of the heating gas, but for heat recovery. To provide a heat exchanger capable of obtaining a high heat exchange efficiency by advancing a heating gas at a high rate toward a region where a plurality of tube parts are provided, and a hot water device including the heat exchanger Is the issue.

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、複数列、複数段に並んで互いに略同一方向に延びる熱交換用の複数の管体部と、これら複数の管体部を内部に収容し、かつ加熱用気体を内部に導入するための給気口が前記複数の管体部のいずれかの端列に対面して設けられているケースと、を備えている、熱交換器であって、前記端列の複数の管体部は、それらのうちの一部の管体部が他の管体部よりも前記給気口から遠ざかった配置にオフセットされ、前記給気口から遠ざかる方向に窪んで前記給気口に対面した凹部を形成する配列に設けら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 plurality of tube portions for heat exchange that are arranged in a plurality of rows and stages and extend in substantially the same direction, and the plurality of tube portions are disposed inside. And a case in which an air supply port for containing and introducing a heating gas is provided facing one of the end rows of the plurality of tube parts. The plurality of tube portions of the end row are offset to an arrangement in which some of the tube portions are further away from the air supply port than the other tube portions, and move away from the air supply port. It is provided in the arrangement | sequence which forms the recessed part which became depressed in the direction and faced the said air supply opening.

このような構成によれば、加熱用気体を給気口からケース内に進行させた場合に、この加熱用気体は、複数の管体部の端列に形成されている凹部に進入する。この凹部は、給気口から遠ざかる方向に窪んでいるために、この凹部に加熱用気体が進入することによって、この加熱用気体がこの凹部内から複数の管体部の配置領域に向けて進行していくことが促進される。加熱用気体が端列の複数の管体部に衝突して跳ね返されたとしても、凹部内においてそのような現象を生じた場合には、この加熱用気体の多くが管体部の配置されていない領域に向けて直接進行するようなことは好適に抑制される。このように、本発明においては、加熱用気体の流れを規制するための部材を用いるようなことなく、多くの加熱用気体を熱交換用の管体部の配置領域に向けて適切に進行させることができる。その結果、製造コストを低減しつつ、高い熱交換効率を得ることが可能となる。ケースの壁部が加熱用気体によって高温に加熱されるといった不具合も適切に防止することができる。   According to such a configuration, when the heating gas is advanced from the air supply port into the case, the heating gas enters the recesses formed in the end rows of the plurality of tube portions. Since this recess is recessed in a direction away from the air supply port, when the heating gas enters the recess, the heating gas advances from the inside of the recess toward the arrangement region of the plurality of tube portions. Is promoted. Even if the heating gas collides with a plurality of tube sections in the end row and bounces back, if such a phenomenon occurs in the recess, most of the heating gas is disposed in the tube section. Proceeding directly toward a non-existing region is preferably suppressed. As described above, in the present invention, many heating gases are appropriately advanced toward the arrangement region of the heat exchanging tube portion without using a member for regulating the flow of the heating gas. be able to. As a result, it is possible to obtain high heat exchange efficiency while reducing manufacturing costs. It is possible to appropriately prevent a problem that the wall portion of the case is heated to a high temperature by the heating gas.

本発明の好ましい実施の形態においては、前記端列の全部または一部の複数の管体部は、前記端列の列方向中間部の所定高さに近いものほど前記給気口から遠い配置となるように、前記給気口との対面方向に順次位置ずれし、前記複数の管体部の軸長方向視において略V字状に屈曲した配列に設けられている。   In a preferred embodiment of the present invention, the plurality of tube parts of all or a part of the end row are arranged farther from the air supply port as being closer to a predetermined height of the middle portion in the row direction of the end row. In this way, they are sequentially displaced in the direction facing the air supply port, and are provided in an array bent in a substantially V shape when viewed in the axial length direction of the plurality of tube portions.

このような構成によれば、凹部の幅は、給気口から遠い部分においては比較的小さくなるものの、給気口に接近した部分では大きくすることができ、多くの加熱用気体を凹部内に進行させ得ることとなる。また、凹部を形成する複数の管体部は、略V字状に屈曲した配列とされ、これら複数の管体部どうしが給気口との対面方向に順次位置ずれしているために、これら複数の管体部どうしの隙間を大きくすることができる。このため、凹部に進入した加熱用気体がそのような隙間を通過し易くなり、複数の管体部の配置領域に向けて多くの加熱用気体を進行させるのにより好ましいものとなる。   According to such a configuration, the width of the concave portion is relatively small in a portion far from the air supply port, but can be increased in a portion close to the air supply port, and a large amount of heating gas is placed in the concave portion. It can be made to progress. Further, the plurality of tube portions forming the recesses are arranged in an approximately V-shape, and the plurality of tube portions are sequentially displaced in the facing direction to the air supply port. A gap between the plurality of tube portions can be increased. For this reason, it becomes easy for the heating gas which entered the recessed part to pass through such a gap, and it is more preferable to advance a large amount of the heating gas toward the arrangement region of the plurality of tube portions.

本発明の第2の側面により提供される熱交換器は、複数列、複数段に並んで互いに略同一方向に延びる熱交換用の複数の管体部と、これら複数の管体部を内部に収容し、かつ加熱用気体を内部に導入するための給気口が前記複数の管体部のいずれかの端列に対面して設けられているケースと、を備えている、熱交換器であって、前記端列の複数の管体部のうち、少なくとも1つの管体部は、長手方向の全体または一部が前記給気口から遠ざかる方向に曲げられ、前記給気口から遠ざかる方向に窪んで前記給気口に対面した凹部を形成し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 plurality of tube parts for heat exchange that are arranged in a plurality of rows and stages and extend in substantially the same direction, and the plurality of tube parts are disposed inside. And a case in which an air supply port for containing and introducing a heating gas is provided facing one of the end rows of the plurality of tube parts. And at least one of the plurality of tube portions in the end row is bent in a direction in which the whole or a part of the longitudinal direction is away from the air supply port, and is in a direction away from the air supply port. A concave portion facing the air supply port is formed.

このような構成によれば、加熱用気体を給気口からケース内に進行させた場合に、この加熱用気体は、端列の少なくとも1つの管体部に形成されている凹部に進入する。この凹部は、給気口から遠ざかる方向に窪んでいるために、この凹部に加熱用気体が進入することによって、この加熱用気体がこの凹部内から複数の管体部の配置領域に向けて進行していくことが促進される。このように、前記構成によれば、本発明の第1の側面により提供される熱交換器と同様な作用が得られ、加熱用気体の流れを規制するための部材を用いることなく、多くの加熱用気体を熱交換用の管体部の配置領域に向けて適切に進行させることができる。その結果、製造コストを低減しつつ、高い熱交換効率を得ることが可能である。もちろん、加熱用気体がケースの壁部に直接進行することも抑制され、ケースの壁部が高温に加熱されるといった不具合も適切に防止することができる。   According to such a configuration, when the heating gas is advanced from the air supply port into the case, the heating gas enters a recess formed in at least one tube portion of the end row. Since this recess is recessed in a direction away from the air supply port, when the heating gas enters the recess, the heating gas advances from the inside of the recess toward the arrangement region of the plurality of tube portions. Is promoted. Thus, according to the said structure, the effect | action similar to the heat exchanger provided by the 1st side surface of this invention is acquired, many members are used, without using the member for regulating the flow of the gas for a heating. The gas for heating can be appropriately advanced toward the arrangement region of the tube part for heat exchange. As a result, it is possible to obtain high heat exchange efficiency while reducing manufacturing costs. Of course, it is possible to prevent the heating gas from directly traveling to the wall portion of the case, and it is possible to appropriately prevent a problem that the wall portion of the case is heated to a high temperature.

本発明の好ましい実施の形態においては、本発明の第2の側面により提供される熱交換器において、前記端列の複数の管体部は、それらのうちの一部の管体部が他の管体部よりも前記給気口から遠ざかった位置にオフセットされ、前記給気口から遠ざかる方向に窪んで前記給気口に対面した追加の凹部をさらに形成する配列に設けられている。   In a preferred embodiment of the present invention, in the heat exchanger provided by the second aspect of the present invention, the plurality of tube portions of the end row are part of the other tube portions. It is offset in a position farther from the air supply port than the tube body part, and is provided in an array that further forms an additional recess that faces the air supply port and is recessed in a direction away from the air supply port.

このような構成によれば、端列の管体部が曲げられることによって形成された凹部に加えて、端列の管体部がオフセットされることによって形成された追加の凹部もさらに形成されるために、これらの凹部を大きく、かつ給気口から遠ざかる方向に深く窪んだものとすることができる。このことにより、加熱用気体を凹部に進行させた後に、この凹部から複数の管体部の配置領域に向けてより多くの割合で進行させることでき、熱交換効率を高めるのに一層有利となる。   According to such a configuration, in addition to the concave portion formed by bending the tube portion of the end row, an additional concave portion formed by offsetting the tube portion of the end row is further formed. For this reason, these recesses can be made large and deeply recessed in the direction away from the air supply port. As a result, after the heating gas has been advanced to the recess, it can be made to proceed at a higher rate from the recess toward the arrangement region of the plurality of tube portions, which is more advantageous for improving the heat exchange efficiency. .

本発明の好ましい実施の形態においては、前記管体部の複数の列のうち、前記端列に隣接する1または複数の他の列にも、前記給気口から遠ざかる方向に窪んだ凹部が設けられている。   In a preferred embodiment of the present invention, a recessed portion that is recessed in a direction away from the air supply port is provided in one or more other rows adjacent to the end row among the plurality of rows of the tubular body portions. It has been.

このような構成によれば、端列の管体部のオフセット部分、あるいは曲げられた部分が、この端列に隣接する他の列の管体部と干渉しないようにし、これらの列の管体部どうしを接近させることが可能となる。また、前記構成によれば、端列に隣接した他の列も、端列と同様な凹部を有しており、進行してきた加熱用気体を通過させ易い構成とされている。このため、加熱用気体が端列の複数の管体部の配置領域を通過してこの端列に隣接した他の列に到達した際に、この列の管体部によって加熱用気体の進行が大きく妨げられないようにすることができる。したがって、加熱用気体を複数の管体部の配置領域に向けてより効率良く進行させることが可能となる。   According to such a configuration, the offset portion or the bent portion of the tube portion of the end row is prevented from interfering with the tube portion of the other row adjacent to the end row, and the tubes of these rows are arranged. The parts can be brought close to each other. Moreover, according to the said structure, the other row | line | column adjacent to the end row | line also has the recessed part similar to an end row | line | column, and it is set as the structure which is easy to let the gas for heating which has advanced pass. For this reason, when the heating gas passes through the arrangement region of the plurality of tubular body portions in the end row and reaches another row adjacent to the end row, the heating gas progresses by the tubular body portion in this row. It can be prevented from being greatly disturbed. Therefore, it becomes possible to advance the gas for heating more efficiently toward the arrangement region of the plurality of tube portions.

本発明の好ましい実施の形態においては、複数の螺旋状管体が略同心の重ね巻き状に設けられて前記ケース内に収容された管体重ね巻き構造部を備えており、この管体重ね巻き構造部のうち、複数列、複数段に並んでいる複数箇所の管体部が、前記熱交換用の複数の管体部である。   In a preferred embodiment of the present invention, a plurality of spiral tubular bodies are provided in a substantially concentric lap winding shape and are provided with a tubular lap winding structure portion accommodated in the case. Among the structural portions, a plurality of tube portions arranged in a plurality of rows and stages are a plurality of tube portions for heat exchange.

このような構成によれば、熱交換用の複数の管体部が、複数の螺旋状管体を用いて構成されているために、たとえば全体が直線状に延びる管体を多数用いて、これらを複数列、複数段に設ける場合と比較すると、管体の総数を大幅に少なくすることができる。したがって、熱交換器の製造の容易化を図り、製造コストを低減するのに好ましいものとなる。   According to such a configuration, since the plurality of tube portions for heat exchange are configured using a plurality of spiral tubes, for example, a large number of tubes that extend in a straight line are used. As compared with the case of providing a plurality of tubes in a plurality of rows and a plurality of rows, the total number of tubes can be greatly reduced. Therefore, it is preferable for facilitating the manufacture of the heat exchanger and reducing the manufacturing cost.

本発明の好ましい実施の形態においては、前記管体重ね巻き構造部としては、互いに別体に形成されてそれらの軸長方向に積層された第1および第2の管体重ね巻き構造部があり、前記第1の管体重ね巻き構造部は、各螺旋状管体の複数のループ部が一定方向に傾いて積層した構成とされ、前記第2の管体重ね巻き構造部は、各螺旋状管体の複数のループ部が前記一定方向とは反対方向に傾いて積層した構成とされている。   In a preferred embodiment of the present invention, the tubular body winding structure includes first and second tubular body winding structures that are formed separately from each other and stacked in the axial direction thereof. The first tubular wrapping structure portion is configured by laminating a plurality of loop portions of each helical tubular body in a predetermined direction, and the second tubular wrapping structure portion is formed in each helical shape. A plurality of loop portions of the tubular body are laminated in a direction inclined to the direction opposite to the predetermined direction.

このような構成によれば、第1の管体重ね巻き構造部の複数のループ部と、第2の管体重ね巻き構造部の複数のループ部とを屈曲状に並べた配列とすることができる。このため、前記給気口に対面している管体部に凹部を形成することが容易に実現できる。また、複数のループ部の屈曲幅を大きくし、前記凹部を深い形状に形成することも容易かつ適切に実現できる。すなわち、前記構成とは異なり、管体重ね巻き構造部を1つのみ用いることによって、複数の管体部が屈曲状に並んだ配列を実現しようとする場合には、この屈曲状の部分が螺旋状管体の突出部となるため、複数の螺旋状管体どうしを嵌合させる際の邪魔となり、それら複数の螺旋状管体を略同心の重ね巻き構造に設けることが困難となる場合があるが、前記構成によれば、そのような不具合も解消される。   According to such a configuration, a plurality of loop portions of the first tubular wrapping structure portion and a plurality of loop portions of the second tubular wrapping structure portion are arranged in a bent shape. it can. For this reason, it can be easily realized to form a recess in the tube portion facing the air supply port. In addition, it is possible to easily and appropriately realize an increase in the bending width of the plurality of loop portions and formation of the concave portion in a deep shape. That is, unlike the above-described configuration, when using only one tubular body winding structure portion to achieve an arrangement in which a plurality of tubular body portions are arranged in a bent shape, this bent portion is a spiral. Since this is a projecting portion of the tubular tube, it may be an obstacle when fitting the multiple helical tubes together, and it may be difficult to provide the multiple helical tubes in a substantially concentric lap winding structure. However, according to the said structure, such a malfunction is also eliminated.

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ケースの給気口に前記加熱用気体としての燃焼ガスを供給するための燃焼器と、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 the heat exchanger provided by the first or second aspect of the present invention, and the heating gas at the air supply port of the case of the heat exchanger. And a combustor for supplying the combustion gas.

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5は、本発明が適用された熱交換器HEの一例を示している。図1および図2によく表われているように、本実施形態の熱交換器HEは、燃焼ガスが内部に導入されるケース1、およびこのケース1内に収容された伝熱管としての複数の螺旋状管体3A,3Bを備えている。   1 to 5 show an example of a heat exchanger HE to which the present invention is applied. 1 and 2, the heat exchanger HE of the present embodiment includes a case 1 into which combustion gas is introduced, and a plurality of heat transfer tubes accommodated in the case 1. Helical tubular bodies 3A and 3B are provided.

ケース1は、中空の略直方体状であり、その後壁部10aおよび前壁部10bには、燃焼ガス用の給気口11および排気口12が形成されている。排気口12は、たとえば図5に示すような矩形状であり、給気口11もこれと同様である。ケース1の底壁部10cには、ドレイン用の排出口13が設けられている。この熱交換器HEを用いて燃焼ガスから潜熱回収を行なうと、ドレイン(凝縮水)が発生し、このドレインが螺旋状管体3A,3Bから底壁部10c上に流れ落ちる。排出口13は、このようなドレインをケース1の外部に排出する役割を果たす。なお、ドレインは、一般的には燃焼ガス中の窒素酸化物などを含む強酸性である。このため、好ましくは、ケース1の各部や螺旋状管体3A,3Bなど、ドレインと接触する可能性のある部分は、ステンレスまたはその他の耐酸性に優れる材質とされている。   The case 1 has a hollow, substantially rectangular parallelepiped shape, and an air supply port 11 and an exhaust port 12 for combustion gas are formed in the rear wall portion 10a and the front wall portion 10b. The exhaust port 12 has a rectangular shape as shown in FIG. 5, for example, and the air supply port 11 is the same as this. The bottom wall 10c of the case 1 is provided with a drain outlet 13 for drain. When latent heat recovery is performed from the combustion gas using the heat exchanger HE, a drain (condensed water) is generated, and the drain flows down from the spiral tubular bodies 3A and 3B onto the bottom wall portion 10c. The discharge port 13 serves to discharge such a drain to the outside of the case 1. The drain is generally strongly acidic including nitrogen oxides in the combustion gas. For this reason, Preferably, each part of case 1, spiral tube 3A, 3B, etc. parts which may contact with a drain are made from stainless steel or other materials excellent in acid resistance.

複数の螺旋状管体3A,3Bは、上下に積層されており、第1および第2の管体重ね巻き構造部Sa,Sbを構成している。より詳細には、螺旋状管体3A,3Bは、ともに平面視略長円状の複数のループ部30がケース1の上下高さ方向に複数の隙間39を介して積層した構成を有している。各ループ部30は、ケース1の左右幅方向に延びる一対の直管状の管体部30aと、これらの端部に繋がって半円弧状に湾曲した一対の管体部30b,30b’を有している。ただし、複数の螺旋状管体3Aのそれぞれのループ部30のサイズは相違しており、これらは互いに嵌合されて略同心の重ね巻き状に配列されている。この部分が、第1の管体重ね巻き構造部Saである。同様に、複数の螺旋状管体3Bのそれぞれのループ部30もサイズが相違して略同心の重ね巻き状に配列されており、この部分が第2の管体重ね巻き構造部Sbである。なお、本実施形態においては、管体部30a,30bには、いわゆる巻き勾配がなく、たとえばそれらの全体が水平とされており、管体部30b’のみが巻き勾配を有する構成とされている。ただし、螺旋状管体3A,3Bについては、そのような構成に代えて、ループ部30の全体が巻き勾配を有する構成とすることができる。   The plurality of spiral tubular bodies 3A and 3B are stacked one above the other and constitute first and second tubular body wrapping structure portions Sa and Sb. More specifically, each of the spiral tubular bodies 3A and 3B has a configuration in which a plurality of loop portions 30 that are substantially oval in plan view are stacked via a plurality of gaps 39 in the vertical height direction of the case 1. Yes. Each loop portion 30 has a pair of straight tubular tube portions 30a extending in the left-right width direction of the case 1, and a pair of tube portions 30b, 30b ′ connected to these ends and curved in a semicircular arc shape. ing. However, the sizes of the respective loop portions 30 of the plurality of spiral tubular bodies 3A are different from each other, and these are fitted to each other and arranged in a substantially concentric wrapping shape. This portion is the first tubular body winding structure portion Sa. Similarly, the loop portions 30 of the plurality of spiral tubular bodies 3B are also arranged in a substantially concentric lap winding shape with different sizes, and this portion is the second tubular lap winding structure portion Sb. In the present embodiment, the tube portions 30a and 30b do not have a so-called winding gradient. For example, the entire tube portions 30a and 30b are horizontal, and only the tube portion 30b ′ has a winding gradient. . However, the spiral tubular bodies 3A and 3B can be configured so that the entire loop portion 30 has a winding gradient instead of such a configuration.

図4に示すように、複数の螺旋状管体3A,3Bは、それらの複数の管体部30aが給気口11と排気口12との間に位置するように配されている。複数の管体部30aは、ケース1の前後水平方向および上下高さ方向に複数列、複数段(図面においては、前後水平方向にL1〜L10の計10列、上下高さ方向に6段)に並んでいる。ただし、列L1〜L10のそれぞれは、複数の管体部30aが上下直線状に並んだ構成にはなく、一部の複数の管体部30aがケース1の前方にオフセットされていることによって、略V字状(ただし、図4においては、横向きの略V字状)に屈曲した配列に設けられている。   As shown in FIG. 4, the plurality of spiral tubular bodies 3 </ b> A and 3 </ b> B are arranged such that the plurality of tubular body portions 30 a are positioned between the air supply port 11 and the exhaust port 12. The plurality of tube sections 30a are arranged in a plurality of rows and a plurality of stages in the front-rear horizontal direction and the vertical height direction of the case 1 (in the drawing, a total of 10 rows L1 to L10 in the front-rear horizontal direction and six stages in the vertical height direction) Are lined up. However, each of the rows L1 to L10 is not in a configuration in which a plurality of tubular body portions 30a are arranged in a straight line, and a part of the plurality of tubular body portions 30a is offset forward of the case 1, They are provided in an array bent in a substantially V shape (however, in FIG. 4, a substantially V shape in the horizontal direction).

より具体的には、第1の管体重ね巻き構造部Saの複数のループ部30は、下方側のものほど給気口11から遠ざかる配置となるように斜めに傾いて上下に積層している。一方、第2の管体重ね巻き構造部Sbの複数のループ部30は、前記とは反対に、下方側のものほど給気口11に接近するように斜めに傾いて上下に積層している。このことにより、複数の列L1〜L10のそれぞれにおいては、複数の管体部30aが各列の中間高さに近いものほど給気口11から遠い位置となるように、ケース1の前後水平方向に順次位置ずれし、横向きの略V状に並んだ配列となっている。その結果、給気口11に最も接近している端列L1の複数の管体部30aは、給気口11に対面した凹部38を形成している。符号で示されていないものの、他の列L2〜L10の管体部30aも、凹部38と同様な凹部を形成している。   More specifically, the plurality of loop portions 30 of the first tubular body winding structure portion Sa are vertically tilted and stacked so that the lower one is disposed away from the air supply port 11. . On the other hand, the plurality of loop portions 30 of the second tubular body winding structure portion Sb are vertically inclined and stacked vertically so as to approach the air supply port 11 as the lower one is opposite to the above. . Accordingly, in each of the plurality of rows L1 to L10, the front and rear horizontal direction of the case 1 is such that the closer to the intermediate height of each row, the farther from the air inlet 11 the closer to the middle height of each row. The positions are sequentially shifted and arranged in a substantially V shape in the horizontal direction. As a result, the plurality of tubular body portions 30 a in the end row L 1 closest to the air supply port 11 form a recess 38 that faces the air supply port 11. Although not indicated by the reference numerals, the tube portions 30a of the other rows L2 to L10 also form recesses similar to the recesses 38.

図2に示すように、複数の螺旋状管体3A,3Bの各下端部および上端部には、ケース1の側壁部10eを貫通する延設管体37a,37bが一体または別体に連設されている。これらには、入水用および出湯用の複数のヘッダ7a〜7dが連結されている。複数の螺旋状管体3A,3B内に湯水を流通させる場合、たとえばヘッダ7b,7cを互いに配管接続して、螺旋状管体3A,3Bを連結した状態において、ヘッダ7aに入水を行なわせ、かつヘッダ7dから出湯を行なわせることができる。   As shown in FIG. 2, extended pipes 37a and 37b penetrating through the side wall 10e of the case 1 are integrally or separately provided at the lower end and the upper end of the plurality of spiral pipes 3A and 3B. Has been. These are connected to a plurality of headers 7a to 7d for incoming and outgoing hot water. When circulating hot water in the plurality of spiral tubes 3A, 3B, for example, in a state where the headers 7b, 7c are connected to each other and the spiral tubes 3A, 3B are connected, the header 7a is allowed to enter water, And the hot water can be discharged from the header 7d.

図6および図7は、前記した熱交換器HEを備えた温水装置の一例を示している。   6 and 7 show an example of a hot water device provided with the heat exchanger HE described above.

本実施形態の温水装置WHは、熱交換器HEに加え、これとは別の熱交換器5、および燃焼器6を備えている。燃焼器6は、缶体60内に配されており、缶体60の外部から燃料供給管62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の燃料を燃焼可能である。缶体60内には、ファン61から上向きに燃焼用空気が供給され、燃焼器6によって発生された燃焼ガスは熱交換器5に向けて上昇するように構成されている。   The hot water device WH of the present embodiment includes a heat exchanger 5 and a combustor 6 other than the heat exchanger HE. The combustor 6 is disposed in the can body 60 and can burn predetermined fuel such as fuel gas or fuel oil supplied from the outside of the can body 60 through the fuel supply pipe 62. Combustion air is supplied upward from the fan 61 into the can body 60, and the combustion gas generated by the combustor 6 is configured to rise toward the heat exchanger 5.

熱交換器5は、前記燃焼ガスから顕熱を回収するためのものであり、たとえば複数のフィン52を有する伝熱管51が缶体60上に載設された缶体50内に配された構造を有している。熱交換器HEは、熱交換器5の上方に配されて補助缶体59を介して接続されている。熱交換器5よって顕熱回収がなされた燃焼ガスは、図7に示すように、缶体50内から補助缶体59内を通過して熱交換器HEの給気口11に供給されるように構成されている。熱交換器HEは、熱交換器5によって顕熱が回収された後の燃焼ガスから潜熱を回収することとなる。   The heat exchanger 5 is for recovering sensible heat from the combustion gas, for example, a structure in which a heat transfer tube 51 having a plurality of fins 52 is arranged in a can body 50 mounted on the can body 60. have. The heat exchanger HE is arranged above the heat exchanger 5 and connected via an auxiliary can body 59. As shown in FIG. 7, the combustion gas whose sensible heat has been recovered by the heat exchanger 5 passes through the auxiliary can body 59 from the inside of the can body 50 and is supplied to the air supply port 11 of the heat exchanger HE. It is configured. The heat exchanger HE will recover latent heat from the combustion gas after the sensible heat has been recovered by the heat exchanger 5.

図6に示すように、熱交換器HEの出湯用のヘッダ7dは、伝熱管51の入水口51aに配管接続されている。この温水装置WHにおいては、熱交換器HEのヘッダ7aに入水を行なわせると、この水は、複数の螺旋状管体3A,3B内をそれらの下部側から上部側に向けて流通し、その際に加熱される。また、このようにして加熱された湯水は、その後に熱交換器5の伝熱管51に送られてさらに加熱された後に、出湯口51bから出湯し、所望の給湯先に供給される。   As shown in FIG. 6, the header 7 d for the hot water of the heat exchanger HE is connected to the water inlet 51 a of the heat transfer pipe 51 by piping. In this hot water device WH, when water is introduced into the header 7a of the heat exchanger HE, the water flows through the plurality of spiral tubes 3A, 3B from the lower side to the upper side, When heated. The hot water heated in this way is then sent to the heat transfer tube 51 of the heat exchanger 5 and further heated, and then discharged from the hot water outlet 51b and supplied to a desired hot water supply destination.

次に、熱交換器HEおよびこれを備えた温水装置WHの作用について説明する。   Next, the operation of the heat exchanger HE and the hot water device WH provided with the heat exchanger HE will be described.

図4において、まず、熱交換器HEのケース1内に給気口11から燃焼ガスを進入させると、この燃焼ガスは、端列L1の凹部38に進入する。すると、この燃焼ガスのうち、端列L1の隙間39をそのまま通過する一部の燃焼ガスを除き、それ以外の多くの燃焼ガスは、端列L1の管体部30aの表面に衝突する。ただし、このような衝突は、凹部38において行なわれるために、端列L1の管体部30aによって跳ね返された燃焼ガスが管体部30aが設けられていない領域にそのまま進行することは無くなり、または少なくなる。したがって、複数の管体部30aの配置領域に対して燃焼ガスを効率良く進行させることができ、高い熱交換効率が得られることとなる。   In FIG. 4, first, when combustion gas enters the case 1 of the heat exchanger HE from the air supply port 11, the combustion gas enters the recess 38 of the end row L <b> 1. As a result, a part of the combustion gas that passes through the gap 39 of the end row L1 as it is, except for a part of the combustion gas, collides with the surface of the tube portion 30a of the end row L1. However, since such a collision is performed in the recess 38, the combustion gas bounced off by the tube body portion 30a of the end row L1 does not travel as it is to the region where the tube body portion 30a is not provided, or Less. Therefore, combustion gas can be efficiently advanced with respect to the arrangement region of the plurality of tube portions 30a, and high heat exchange efficiency can be obtained.

凹部38は、その上方側および下方側に管体部30aが存在するかたちに窪んでいるために、この凹部38からその上方および下方に向かう燃焼ガスが、ケース1の上壁部10dや底壁部10cに向けて直接進行することも有効に阻止される。したがって、ケース1の底壁部10cや上壁部10dが不当に高温に加熱されることも解消される。本実施形態とは異なり、底壁部10cが高温に加熱された状態において、螺旋状管体3A,3Bから底壁部10c上にドレインが落下すると、このドレインが急速加熱されて蒸発し、異音(蒸発温)を生じるが、この熱交換器HEによれば、そのような異音も生じないようにすることができる。凹部38は、ケース1の両側壁部10e,10fに対しては、対面開口した状態にあるものの、既述したとおり、この熱交換器HEにおいては、複数の管体部30aの配置領域に向けて進行する燃焼ガスの量を多くすることができるために、その分だけ、ケース1の両側壁部10e,10fに向けて直接進行する燃焼ガスの量も少なくなる。したがって、両側壁部10e,10fが高温に加熱されることも好適に抑制される。   Since the concave portion 38 is recessed in the form where the tubular body portion 30a exists on the upper side and the lower side thereof, the combustion gas directed upward and downward from the concave portion 38 causes the upper wall portion 10d and the bottom wall of the case 1 to move. Proceeding directly toward the portion 10c is also effectively prevented. Therefore, the case where the bottom wall portion 10c and the top wall portion 10d of the case 1 are unduly heated to a high temperature is also eliminated. Unlike the present embodiment, when the drain falls from the spiral tubular bodies 3A, 3B onto the bottom wall portion 10c in a state where the bottom wall portion 10c is heated to a high temperature, the drain is rapidly heated and evaporated. Although noise (evaporation temperature) is generated, according to the heat exchanger HE, it is possible to prevent such abnormal noise from being generated. Although the concave portion 38 is open to the opposite side wall portions 10e and 10f of the case 1, as described above, in the heat exchanger HE, the concave portion 38 is directed toward the arrangement region of the plurality of tubular body portions 30a. Therefore, the amount of the combustion gas that travels directly toward the both side wall portions 10e and 10f of the case 1 can be reduced accordingly. Therefore, it is also suitably suppressed that the side wall portions 10e and 10f are heated to a high temperature.

端列L1においては、その一部分を除き、複数の管体部30aがケース1の前後水平方向に順次位置ずれしており、そのような部分に位置する隙間39は、大きな幅となっている。このため、端列L1の管体部30aどうしの隙間39を通過してから他の列L2〜L10の管体部30aの配置領域に向けて進行する燃焼ガスの量をより多くすることができる。   In the end row L1, except for a portion thereof, the plurality of tube portions 30a are sequentially displaced in the front-rear horizontal direction of the case 1, and the gap 39 positioned in such a portion has a large width. For this reason, the quantity of the combustion gas which progresses toward the arrangement | positioning area | region of the pipe | tube part 30a of the other row | line | columns L2-L10 after passing through the clearance gap 39 between the pipe | tube part 30a of the end row L1 can be increased. .

他の列L2〜L10の管体部30aは、端列L1の管体部30aと同様な配列とされ、凹部38と同様な凹部を形成しているために、これらの列L2〜L10に対しても燃焼ガスを適切に通過させることが可能となる。すなわち、本実施形態とは異なり、たとえば2番目の列L2の複数の管体部30aが上下方向に一直線状に並び、隙間39が小さい配列とされていた場合には、端列L1を通過してきた燃焼ガスがこの2番目の列L2の領域を通過し難くなって、2番目の列L2の管体部30aによって跳ね返された燃焼ガスがケース1の底壁部10cや上壁部10dに向けて直接進行する虞がある。これに対し、本実施形態においては、そのような虞を適切に解消し、他の列L2〜L10の領域に対しても燃焼ガスを円滑に進行させていくことができる。このようなことから、この熱交換器HEにおいては、複数の管体部30のそれぞれに対して燃焼ガスを効率良く作用させることができ、熱交換効率をさらに高めることが可能となる。また、2番目の列L2が端列L1と同様な管体配列とされていれば、これら2つの列L1,L2の管体部30aどうしを干渉させることなく、それらを接近させることも可能となる。   The tube portions 30a of the other rows L2 to L10 are arranged in the same manner as the tube portions 30a of the end row L1 and form recesses similar to the recesses 38. However, the combustion gas can be properly passed. That is, unlike the present embodiment, for example, when the plurality of tube portions 30a of the second row L2 are arranged in a straight line in the vertical direction and the gaps 39 are arranged in a small array, the tube portions 30a pass through the end row L1. It is difficult for the burned combustion gas to pass through the region of the second row L2, and the combustion gas bounced back by the tube portion 30a of the second row L2 is directed toward the bottom wall portion 10c and the upper wall portion 10d of the case 1. There is a risk of proceeding directly. On the other hand, in this embodiment, such a possibility can be eliminated appropriately and combustion gas can be advanced smoothly also to the area | region of other row | line | columns L2-L10. For this reason, in this heat exchanger HE, the combustion gas can be efficiently applied to each of the plurality of tube sections 30, and the heat exchange efficiency can be further increased. Further, if the second row L2 has the same tube arrangement as the end row L1, it is possible to bring them closer without interfering with the tube portions 30a of these two rows L1 and L2. Become.

この熱交換器HEにおいては、伝熱管として複数の螺旋状管体3A,3Bを用いて、これを管体重ね巻き構造としているために、螺旋状管体3A,3Bの本数を少なくしつつ、管体部30aの総数を多くすることができる。したがって、伝熱管として、単なる直管状のものを用いてこれらを複数列、複数段に設ける場合と比較すると、伝熱管の本数を少なくし、熱交換器HEの製造コストを廉価にする利点も得られる。また、この熱交換器HEにおいては、各列の管体部30aを屈曲した配列に設ける手段として、第1および第2の管体重ね巻き構造部Sa,Sbを上下に積層させているために、各列の管体部30aの屈曲幅を大きくすることもできる。すなわち、本実施形態とは異なり、複数の螺旋状管体を上下に積層させるのではなく、複数のループ部が屈曲状に配列された複数の螺旋状管体を互いに嵌合させて略同心の重ね巻き構造に設けようとすると、前記の屈曲状の部分が大きい場合にこの屈曲状の部分どうしが干渉し合うこととなって、螺旋状管体どうしを適切に嵌合させることが困難となる。これに対し、本実施形態の熱交換器HEにおいては、第1および第2の管体重ね巻き構造部Sa,Sbは、いずれも一方向のみにループ部30が傾斜するように形成された螺旋状管体3Aどうし、または3Bどうしを嵌合させればよいために、前記したような不具合は好適に解消される。   In this heat exchanger HE, a plurality of helical tubes 3A, 3B are used as heat transfer tubes, and this has a tubular body winding structure. Therefore, while reducing the number of the helical tubes 3A, 3B, The total number of tube parts 30a can be increased. Therefore, as compared with the case where a simple straight tube is used as the heat transfer tubes and these are provided in a plurality of rows and stages, there is an advantage that the number of heat transfer tubes is reduced and the manufacturing cost of the heat exchanger HE is reduced. It is done. In the heat exchanger HE, the first and second tubular body winding structures Sa and Sb are stacked one above the other as means for providing the row of tubular body portions 30a in a bent arrangement. In addition, the bending width of the tube portions 30a in each row can be increased. That is, unlike the present embodiment, rather than stacking a plurality of spiral tubes vertically, a plurality of spiral tubes having a plurality of loop portions arranged in a bent shape are fitted to each other so as to be substantially concentric. If it is intended to be provided in the lap winding structure, when the bent portion is large, the bent portions interfere with each other, making it difficult to properly fit the spiral tubes. . On the other hand, in the heat exchanger HE of the present embodiment, the first and second tubular body winding structures Sa and Sb are both spirals formed so that the loop portion 30 is inclined only in one direction. Since the tubular bodies 3A or 3B only need to be fitted together, the above-described problems are preferably solved.

図8〜図12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。   8 to 12 show 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8および図9に示す実施形態においては、複数の螺旋状管体3Cの管体重ね巻き構造部Scが具備されている。各螺旋状管体部3Cの給気口11寄りの各管体部30cは、その長手方向の全体または一部が略V字状に屈曲された管体部となっている。その屈曲方向は、給気口11から遠ざかる方向である。このことにより、管体重ね巻き構造部Scの複数列の管体部30cのうち、給気口11に最も接近した端列L1には、給気口11に対面して給気口11から遠ざかる方向に窪んだ凹部38aが形成されている。この凹部38aと同様な凹部は、他の列L2〜L5にも形成されている。図9に示すように、複数の凹部38aは、ケース1の上下高さ方向に一連に連通した状態に形成されている。排気口12寄りの複数の管体部30aは直管状であるため、これらの部分には、凹部38aに相当する凹部は形成されていない。また、本実施形態においては、複数の螺旋状管体部3Cのそれぞれは、管体部30cが屈曲しているものの、これらを互いに嵌合させることが可能である。このため、管体重ね巻き構造部Scについては、前記実施形態とは異なり、2つの管体重ね巻き構造部を上下に積層して形成する必要はなく、単層構造の管体重ね巻き構造部とされている。   In the embodiment shown in FIG. 8 and FIG. 9, a tube lap winding structure Sc of a plurality of spiral tubes 3C is provided. Each tubular body portion 30c near the air supply port 11 of each helical tubular body portion 3C is a tubular body portion that is bent in a substantially V shape in whole or in the longitudinal direction. The bending direction is a direction away from the air supply port 11. As a result, the end row L1 closest to the air supply port 11 among the multiple rows of tube body portions 30c of the tubular body winding structure portion Sc faces the air supply port 11 and moves away from the air supply port 11. A recess 38a that is recessed in the direction is formed. Concave portions similar to the concave portions 38a are also formed in the other rows L2 to L5. As shown in FIG. 9, the plurality of recesses 38 a are formed so as to communicate in series in the vertical direction of the case 1. Since the plurality of tube portions 30a near the exhaust port 12 are straight tubular, no recess corresponding to the recess 38a is formed in these portions. In the present embodiment, each of the plurality of spiral tubular body portions 3C is bent in the tubular body portion 30c, but can be fitted to each other. For this reason, unlike the above-described embodiment, the tube lap winding structure portion Sc does not need to be formed by stacking two tube lap winding structure portions vertically, and the tube lap winding structure portion having a single-layer structure. It is said that.

本実施形態によれば、燃焼ガスが給気口11からケース1内に進行すると、端列L1の複数の凹部38aに進入する。このため、端列L1の管体部30cに衝突した燃焼ガスの多くが給気口11寄りに跳ね返されて凹部38aの外部にそのまま流出することが抑制され、多くの燃焼ガスが凹部38aに連通している隙間39を通過して他の管体部30c,30aの配置領域に向けて進行することとなる。したがって、本実施形態においても、前記実施形態と同様に、高い熱交換効率が得られる。凹部38aは、ケース1の幅方向においてその両側に管体部30cの一部分が存在する形態であるために、この凹部38aに進入した燃焼ガスがケース1の幅方向の両側壁部10e,10fに向けて直接進行することは適切に抑制される。したがって、両側壁部10e,10fが高温に加熱されることもやはり防止可能である。凹部30aの上部および下部は開口しているものの、既述したとおり、この凹部38aから複数の管体部30c,30aの配置領域に向けて前進する燃焼ガスの量は多いために、凹部30aの上部および下部を通過してケース1の上壁部10dや底壁部10cに向けて直接進行する燃焼ガスの量は少なくなる。したがって、上壁部10dや底壁部10cが高温に加熱されることも抑制される。   According to the present embodiment, when the combustion gas advances from the air supply port 11 into the case 1, the combustion gas enters the plurality of concave portions 38a of the end row L1. For this reason, most of the combustion gas that has collided with the tube portion 30c of the end row L1 is rebounded toward the air supply port 11 and flows out of the recess 38a as it is, and a lot of the combustion gas communicates with the recess 38a. It progresses toward the arrangement | positioning area | region of the other pipe parts 30c and 30a through the clearance gap 39 currently performed. Therefore, also in the present embodiment, high heat exchange efficiency can be obtained as in the above embodiment. Since the concave portion 38a has a form in which a part of the tubular body portion 30c exists on both sides in the width direction of the case 1, the combustion gas that has entered the concave portion 38a enters the both side wall portions 10e and 10f in the width direction of the case 1. Proceeding directly toward is properly suppressed. Therefore, it is also possible to prevent the side wall portions 10e and 10f from being heated to a high temperature. Although the upper part and the lower part of the concave part 30a are open, as described above, the amount of the combustion gas that advances from the concave part 38a toward the arrangement region of the plurality of tube parts 30c, 30a is large. The amount of combustion gas that passes through the upper part and the lower part and proceeds directly toward the upper wall part 10d and the bottom wall part 10c of the case 1 is reduced. Therefore, it is suppressed that the upper wall part 10d and the bottom wall part 10c are heated to high temperature.

端列L1の管体部30cが屈曲していると、この管体部30cが屈曲していない場合と比較してその寸法が長くなり、管体部30cの伝熱面積が大きくなる。したがって、熱回収量を多くするのにより好ましいものとなる。また、この管体部30cどうしの間に形成されている隙間39の寸法も長くなって、その開口面積が大きくなるために、凹部38aに進入した燃焼ガスがこの隙間39を通過して他の管体部30c,30aの配置領域に向けてより進行し易くなる効果も得られる。   When the tube part 30c of the end row L1 is bent, the dimension becomes longer than that when the tube part 30c is not bent, and the heat transfer area of the tube part 30c is increased. Therefore, it becomes more preferable to increase the heat recovery amount. Further, since the size of the gap 39 formed between the tube portions 30c also becomes longer and the opening area thereof becomes larger, the combustion gas that has entered the recess 38a passes through the gap 39 and has another size. The effect which becomes easy to advance toward the arrangement | positioning area | region of the tube parts 30c and 30a is also acquired.

図10および図11に示す実施形態においては、図1〜図5に示した実施形態と、図8および図9に示した実施形態とが組み合わされた構成とされている。より具体的には、本実施形態においては、ケース1の上下高さ方向に積層された第1および第2の管体重ね巻き構造部Sd,Seを有しているが、第1の管体重ね巻き構造部Sdは、螺旋状管体3Dの複数のループ部30が下方側に位置するものほど給気口11から遠ざかるように位置ずれした構成とされている。これに対し、第2の管体重ね巻き構造部Sdは、螺旋状管体3Eの複数のループ部30が上方側に位置するものほど給気口11から遠ざかるように位置ずれした構成とされている。このため、端列L1には、管体部30cの位置ずれに基づく凹部38が給気口11に対面して形成されている。また、螺旋状管体3D,3Eのそれぞれの給気口11寄りの管体部30cは、その全長域または一部が略V字状に屈曲した曲管部として形成されており、端列L1の複数の管体部30cには、前記屈曲に基づく凹部38aが形成されている。このため、端列L1には、凹部38,38aが一連に繋がって形成されている。   In the embodiment shown in FIGS. 10 and 11, the embodiment shown in FIGS. 1 to 5 and the embodiment shown in FIGS. 8 and 9 are combined. More specifically, the present embodiment has the first and second tubular body winding structures Sd and Se stacked in the vertical height direction of the case 1, but the first tubular body weight The spirally wound structure portion Sd is configured to be displaced so that the plurality of loop portions 30 of the spiral tube body 3D are located on the lower side so as to move away from the air supply port 11. On the other hand, the second tubular body winding structure portion Sd is configured to be displaced so as to move away from the air supply port 11 as the plurality of loop portions 30 of the spiral tubular body 3E are located on the upper side. Yes. For this reason, the end row L1 is formed with a concave portion 38 that faces the air supply port 11 based on the positional deviation of the tube portion 30c. Further, the tube portions 30c near the air inlet 11 of each of the spiral tubes 3D and 3E are formed as bent tube portions whose entire length region or part thereof is bent in a substantially V shape, and the end row L1. The plurality of tube portions 30c are formed with recesses 38a based on the bending. Therefore, the end row L1 is formed with a series of recesses 38, 38a.

本実施形態においては、凹部38,38aが一連に繋がっており、この領域は、ケース1の前方に向けて深く窪んだものとなっている。したがって、凹部38,38aに進入した燃焼ガスのうち、これらの凹部38,38aからそのまま複数の管体部30c,30aの配置領域に向けて前進していく燃焼ガスの割合をより多くし、熱交換効率を一層高くすることが可能である。また、凹部38,38aは、それらの上下には複数の管体部30cの一部分が存在しているとともに、ケース1の幅方向の両側にも複数の管体部30cの一部分が存在している形態であるために、これら凹部38,38aに進入した燃焼ガスが、上下方向、およびケース1の左右幅方向に向けて直接進行することはより適切に抑制され、ケース1が不必要に加熱されることがより徹底して防止される。   In the present embodiment, the recesses 38 and 38 a are connected in series, and this region is deeply recessed toward the front of the case 1. Therefore, of the combustion gas that has entered the recesses 38 and 38a, the ratio of the combustion gas that advances from these recesses 38 and 38a directly toward the arrangement region of the plurality of tube portions 30c and 30a is increased. It is possible to further increase the exchange efficiency. In addition, the concave portions 38 and 38 a have a part of the plurality of tube parts 30 c above and below them, and a part of the plurality of tube parts 30 c on both sides in the width direction of the case 1. Due to the form, the combustion gas that has entered the recesses 38 and 38a is more appropriately prevented from proceeding directly in the vertical direction and the lateral width direction of the case 1, and the case 1 is unnecessarily heated. Is more thoroughly prevented.

図12に示す実施形態においては、燃焼ガスが導入されるケース1内に、このケース1の幅方向に延びる複数の管体部30dを複数列、複数段に設けている。ただし、これら複数の管体部30dは、その長手方向の全体または一部が給気口11から遠ざかる方向に曲げられている。このことにより、給気口11に最も接近している端列L1には、給気口11に対面する凹部38bが形成されている。端列L1以外の列にも、凹部38bと同様な凹部が形成されている。複数の管体部30dの両端部には、入水用および出湯用のヘッダ部70a,70b、ならびに補助ヘッダ部71が設けられており、入水用のヘッダ部70aに供給された湯水は、複数の管体部30dの一部を通過して補助ヘッダ部71に流入した後に、複数の管体部30dの他の部分を通過して出湯用のヘッダ部70bに流入し、外部に出湯可能な構成とされている。   In the embodiment shown in FIG. 12, a plurality of tube portions 30d extending in the width direction of the case 1 are provided in a plurality of rows and stages in the case 1 into which combustion gas is introduced. However, the plurality of tube portions 30d are bent in a direction in which all or part of the longitudinal direction is away from the air supply port 11. Accordingly, a recess 38 b that faces the air supply port 11 is formed in the end row L <b> 1 that is closest to the air supply port 11. Concave portions similar to the concave portions 38b are also formed in rows other than the end row L1. At both ends of the plurality of pipe portions 30d, there are provided header portions 70a, 70b for incoming water and hot water, and auxiliary header portions 71, and the hot water supplied to the header portion 70a for incoming water is a plurality of A configuration in which after passing through a part of the pipe body part 30d and flowing into the auxiliary header part 71, it passes through the other part of the plurality of pipe body parts 30d and flows into the header part 70b for hot water, and can be discharged outside. It is said that.

本実施形態においては、複数の管体部30dの端列L1には給気口11に対面した凹部38bが形成されており、また他の列にも凹部38bと同様な凹部が形成されているために、たとえば図8および図9に示した実施形態と同様な作用が得られ、燃焼ガスを複数の管体部30dの配置領域に対して効率良く進行させていくことができる。本実施形態から理解されるように、本発明でいう複数の管体部は、螺旋状管体以外の管体を用いて構成することができる。また、図面には示していないが、複数の直管状の管体を順次位置ずれさせ、あるいは図12に示したように曲げられた管体を、図1〜図5に示した実施形態の管体部30aと同様な配列に設けることによって、給気口に対面した凹部を設けた構成とすることもできる。   In the present embodiment, the end rows L1 of the plurality of tube portions 30d are formed with recesses 38b facing the air supply port 11, and the other rows are also formed with recesses similar to the recesses 38b. Therefore, for example, the same operation as that of the embodiment shown in FIGS. 8 and 9 can be obtained, and the combustion gas can be efficiently advanced with respect to the arrangement region of the plurality of tube portions 30d. As can be understood from the present embodiment, the plurality of tube portions referred to in the present invention can be configured using a tube other than the helical tube. Although not shown in the drawings, the pipes of the embodiment shown in FIGS. 1 to 5 are formed by sequentially shifting the positions of a plurality of straight tubular pipes or bending them as shown in FIG. It can also be set as the structure which provided the recessed part which faced the air supply opening | mouth by providing in the arrangement | sequence similar to the body part 30a.

本発明は、上述した実施形態に限定されない。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 embodiment described above. 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.

端列の複数の管体部のうち、一部の管体部を他の管体部よりも給気口から遠ざかった位置にオフセットさせる場合、前記実施形態のように、複数の管体部どうしが給気口との対面方向に位置ずれした略V字状の配列とすることが好ましいものの、これに限定されるもではない。また、端列の管体部を曲げることによって凹部を形成する場合、端列の複数の管体部の全てを曲げることによって凹部を大きく形成することが好ましいが、やはりこれに限定されない。本発明においては、端列の少なくとも1つの管体部が曲げられて凹部が形成されていればよく、曲げ部を有しない直管状の管体部が端列に存在していてもかまわない。   When a part of the plurality of tubular body parts in the end row is offset to a position farther from the air supply port than the other tubular body parts, the plurality of tubular body parts are connected to each other as in the above embodiment. However, the present invention is not limited to this, although it is preferable to use a substantially V-shaped array that is displaced in the direction facing the air supply port. Moreover, when forming a recessed part by bending the tube part of an end row, it is preferable to form a recessed part largely by bending all the some pipe body parts of an end row, but it is not limited to this, too. In the present invention, it is sufficient that at least one tube portion of the end row is bent to form a recess, and a straight tubular tube portion having no bent portion may exist in the end row.

管体部の複数の列のうち、端列に隣接する他の列についても凹部を形成した構成とすることが望ましいが、やはりこれに限定されない。端列のみに凹部が形成され、他の列に凹部が形成されていない場合であっても、従来技術よりも多くの加熱用気体を複数の管体部の配置領域に向けて進行させて熱交換効率を高める効果を得ることが可能である。   Of the plurality of rows of tube portions, it is desirable to form a recess in the other row adjacent to the end row, but this is not a limitation. Even when the recesses are formed only in the end rows and the recesses are not formed in the other rows, heat is generated by advancing more heating gas toward the arrangement region of the plurality of tube portions than in the prior art. An effect of increasing the exchange efficiency can be obtained.

ケースは、熱交換用の複数の管体部を収容し、かつ内部に燃焼ガスなどの加熱用気体が流入されるものであればよく、その具体的な形状や材質なども限定されない。給気口から複数の管体部に向けて加熱用気体が進行する方向も、水平方向に限定されない。たとえば、複数の管体部に対して加熱用気体をその上方または下方から進行させる構成とすることもできる。この場合、複数の管体部の最上段の列、または最下段の列が給気口に対面した端列となる。   The case is not limited as long as it accommodates a plurality of tube parts for heat exchange and into which a heating gas such as combustion gas flows. The direction in which the heating gas advances from the air supply port toward the plurality of tube parts is not limited to the horizontal direction. For example, it can also be set as the structure which advances the gas for a heating from the upper direction or the downward direction with respect to a some tube part. In this case, the uppermost row or the lowermost row of the plurality of tube portions is an end row facing the air supply port.

上述した実施形態においては、本発明に係る熱交換器が潜熱回収用途に用いられているが、これに限定されず、たとえば燃焼器によって発生された燃焼ガスをそのままケースの給気口に導くなどして、顕熱の回収、あるいは顕熱および潜熱の双方の回収を行なわせるように用いることもできる。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(不凍液が加熱されたものも含む)を生成する装置を広く含む概念である。   In the embodiment described above, the heat exchanger according to the present invention is used for latent heat recovery, but is not limited to this. For example, the combustion gas generated by the combustor is directly guided to the intake port of the case. Thus, sensible heat can be recovered, or both sensible heat and latent heat can be recovered. 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. It is a concept that broadly includes a device that generates hot water (including one in which antifreeze is heated).

本発明が適用された熱交換器の一例を示す平面断面図である。It is a plane sectional view showing an example of a heat exchanger to which the present invention is applied. 図1に示す熱交換器の正面断面図である。It is front sectional drawing of the heat exchanger shown in FIG. 図1のIII−III断面図である。FIG. 3 is a sectional view taken along line III-III in FIG. 1. 図1のIV−IV断面図である。It is IV-IV sectional drawing of FIG. 図1に示す熱交換器の正面図である。It is a front view of the heat exchanger shown in FIG. 図1に示す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 shown in FIG. 図6のVII−VII断面図である。It is VII-VII sectional drawing of FIG. 本発明が適用された熱交換器の他の例を示す平面断面図である。It is a plane sectional view showing other examples of a heat exchanger to which the present invention is applied. 図8のIX−IX断面図である。It is IX-IX sectional drawing of FIG. 本発明が適用された熱交換器の他の例を示す平面断面図である。It is a plane sectional view showing other examples of a heat exchanger to which the present invention is applied. 図10のXI−XI断面図である。It is XI-XI sectional drawing of FIG. 本発明が適用された熱交換器の他の例を示す平面断面図である。It is a plane sectional view showing other examples of a heat exchanger to which the present invention is applied. (a)は、従来技術の一例を示す側面断面図であり、(b)は、(a)の平面断面図である。(A) is side sectional drawing which shows an example of a prior art, (b) is plane sectional drawing of (a).

符号の説明Explanation of symbols

WH 温水装置
HE 熱交換器
L1 端列(複数の管体部の)
Sa〜Se 管体重ね巻き構造部
1 ケース
3A〜3E 螺旋状管体
6 燃焼器
11 給気口
12 排気口
30 ループ部(螺旋状管体の)
30a,30c 管体部
38,38a 凹部
WH Hot water device HE Heat exchanger L1 End row (for multiple tube parts)
Sa-Se tubular body winding structure 1 case 3A-3E helical tube 6 combustor 11 air supply port 12 exhaust port 30 loop unit (of helical tube)
30a, 30c Tube part 38, 38a Concave part

Claims (8)

複数列、複数段に並んで互いに略同一方向に延びる熱交換用の複数の管体部と、
これら複数の管体部を内部に収容し、かつ加熱用気体を内部に導入するための給気口が前記複数の管体部のいずれかの端列に対面して設けられているケースと、
を備えている、熱交換器であって、
前記端列の複数の管体部は、それらのうちの一部の管体部が他の管体部よりも前記給気口から遠ざかった配置にオフセットされ、前記給気口から遠ざかる方向に窪んで前記給気口に対面した凹部を形成する配列に設けられていることを特徴とする、熱交換器。
A plurality of tube portions for heat exchange extending in substantially the same direction in a plurality of rows and stages, and
A case in which the plurality of tube parts are accommodated inside, and an air supply port for introducing a heating gas into the inside is provided facing one of the end rows of the plurality of tube parts,
A heat exchanger comprising:
The plurality of tube portions in the end row are offset in a position in which some of the tube portions are further away from the air supply port than other tube portions, and are recessed in a direction away from the air supply port. The heat exchanger is provided in an array that forms a recess facing the air supply port.
前記端列の全部または一部の複数の管体部は、前記端列の列方向中間部の所定高さに近いものほど前記給気口から遠い配置となるように、前記給気口との対面方向に順次位置ずれし、前記複数の管体部の軸長方向視において略V字状に屈曲した配列に設けられている、請求項1に記載の熱交換器。   The plurality of tube parts of all or part of the end row are arranged farther from the air inlet so that the closer to the predetermined height of the middle portion in the row direction of the end row, the farther from the air inlet. 2. The heat exchanger according to claim 1, wherein the heat exchanger is provided in an array that is sequentially displaced in a facing direction and bent in a substantially V shape when viewed in the axial length direction of the plurality of tube portions. 複数列、複数段に並んで互いに略同一方向に延びる熱交換用の複数の管体部と、
これら複数の管体部を内部に収容し、かつ加熱用気体を内部に導入するための給気口が前記複数の管体部のいずれかの端列に対面して設けられているケースと、
を備えている、熱交換器であって、
前記端列の複数の管体部のうち、少なくとも1つの管体部は、長手方向の全体または一部が前記給気口から遠ざかる方向に曲げられ、前記給気口から遠ざかる方向に窪んで前記給気口に対面した凹部を形成していることを特徴とする、熱交換器。
A plurality of tube portions for heat exchange extending in substantially the same direction in a plurality of rows and stages, and
A case in which the plurality of tube parts are accommodated inside, and an air supply port for introducing a heating gas into the inside is provided facing one of the end rows of the plurality of tube parts,
A heat exchanger comprising:
Of the plurality of tube portions of the end row, at least one tube portion is bent in a direction in which the whole or a part of the longitudinal direction is away from the air supply port, and is recessed in a direction away from the air supply port. A heat exchanger characterized by forming a recess facing the air supply port.
前記端列の複数の管体部は、それらのうちの一部の管体部が他の管体部よりも前記給気口から遠ざかった位置にオフセットされ、前記給気口から遠ざかる方向に窪んで前記給気口に対面した追加の凹部をさらに形成する配列に設けられている、請求項3に記載の熱交換器。   The plurality of tube portions of the end row are offset to a position where some of the tube portions are further away from the air supply port than other tube portions, and are recessed in a direction away from the air supply port. 4. The heat exchanger according to claim 3, wherein the heat exchanger is provided in an array further forming an additional recess facing the air supply port. 前記管体部の複数の列のうち、前記端列に隣接する1または複数の他の列にも、前記給気口から遠ざかる方向に窪んだ凹部が設けられている、請求項1ないし4のいずれかに記載の熱交換器。   5. The recessed portion that is recessed in a direction away from the air supply port is also provided in one or a plurality of other rows adjacent to the end row among the plurality of rows of the tubular body portions. The heat exchanger in any one. 複数の螺旋状管体が略同心の重ね巻き状に設けられて前記ケース内に収容された管体重ね巻き構造部を備えており、
この管体重ね巻き構造部のうち、複数列、複数段に並んでいる複数箇所の管体部が、前記熱交換用の複数の管体部である、請求項1ないし5のいずれかに記載の熱交換器。
A plurality of spiral tubular bodies are provided in a substantially concentric lap winding shape, and include a tubular body wrapping structure portion accommodated in the case,
6. The tubular body winding structure section according to claim 1, wherein a plurality of tubular body sections arranged in a plurality of rows and a plurality of stages are the plurality of tubular body sections for heat exchange. Heat exchanger.
前記管体重ね巻き構造部としては、互いに別体に形成されてそれらの軸長方向に積層された第1および第2の管体重ね巻き構造部があり、
前記第1の管体重ね巻き構造部は、各螺旋状管体の複数のループ部が一定方向に傾いて積層した構成とされ、
前記第2の管体重ね巻き構造部は、各螺旋状管体の複数のループ部が前記一定方向とは反対方向に傾いて積層した構成とされている、請求項6に記載の熱交換器。
As the tubular body winding structure portion, there are first and second tubular body winding structure portions that are formed separately from each other and stacked in the axial direction thereof,
The first tubular body winding structure portion is configured such that a plurality of loop portions of each spiral tubular body are inclined and laminated in a certain direction,
7. The heat exchanger according to claim 6, wherein the second tubular body winding structure portion is configured such that a plurality of loop portions of each spiral tubular body are stacked while being inclined in a direction opposite to the predetermined direction. .
請求項1ないし7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の給気口に前記加熱用気体としての燃焼ガスを供給するための燃焼器と、
を備えていることを特徴とする、温水装置。
A heat exchanger according to any one of claims 1 to 7,
A combustor for supplying combustion gas as the heating gas to an air supply port of the case of the heat exchanger;
A hot water apparatus comprising:
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