JP2010048424A - Heat exchanger, and water heater equipped therewith - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、螺旋状管体を利用して燃焼ガスなどの熱媒体から熱回収を行なうのに用いられる熱交換器、およびこれを備えた給湯装置などの温水装置に関する。 The present invention relates to a heat exchanger used for recovering heat from a heat medium such as combustion gas using a helical tube, and a hot water apparatus such as a hot water supply apparatus provided with the heat exchanger.
本出願人は、螺旋状管体を用いた熱交換器として、特許文献1に記載されたものを先に提案している。同文献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、巻きサイズが相違する複数の螺旋状管体が略同心の重ね巻き状に設けられ、これら複数の螺旋状管体を利用して燃焼ガスから熱回収を行なうことにより、各螺旋状管体内の湯水が加熱されるように構成されている。 The present applicant has previously proposed a heat exchanger using a helical tube described in Patent Document 1. In the heat exchanger described in the same document, a plurality of helical tubes having different winding sizes are provided in a substantially concentric overlapping shape in a case where combustion gas is introduced. By using this to recover heat from the combustion gas, hot water in each helical tube is heated.
前記熱交換器において、各螺旋状管体への湯水供給手段としては、本願の図11に示すような構造が採用されている。この構造においては、複数の螺旋状管体9(9A〜9E)のうち、ケース78の外部に突出した下端部90に、曲状管8(8A〜8E)を介してヘッダ4が連結されている。このヘッダ4を利用して各螺旋状管体9への湯水供給が可能である。曲状管8は、ヘッダ4を各螺旋状管体9の下端部90よりも適当な高さhだけ低くするものである。このような構成によれば、たとえば冬季に螺旋状管体9内が凍結することを防止するなどの理由から、各螺旋状管体9内の水抜き作業を行なう場合には、各螺旋状管体9の下端部90からヘッダ4内に水が流れ込む動作を、高低差hを利用して円滑に行なわせることが可能となる。
In the heat exchanger, a structure as shown in FIG. 11 of the present application is adopted as hot water supply means to each spiral tube. In this structure, the
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、未だ改善すべき点がある。 However, in the prior art, there are still points to be improved as described below.
すなわち、前記従来技術においては、複数の螺旋状管体9からヘッダ4内に水を流入させて水抜きを行なう場合、複数の螺旋状管体9の全てから排水がなされている際には、図12(a)に示すように、ヘッダ4のチャンバ40に水を充満させることができる。ただし、複数の螺旋状管体9は、その長さが相違しており、最内周の螺旋状管体9Aの全長寸法が最も短いために、この螺旋状管体9Aの水抜きが最初に終了し、その後は螺旋状管体9B〜9Eの水抜きが順序終了していくこととなる。これでは、内周寄りに位置するたとえば螺旋状管体9A,9Bの水抜きのみが終了し、これ以外の螺旋状管体9C〜9Eの水抜きが未だ終了していないような際には、図12(b)に示すように、チャンバ40内の上部に、空気領域48が発生する。その一方、複数の曲状管8A〜8Eの下端開口部80の高さは、略同一高さに揃えられている。このため、空気領域48は、未だ水抜きが終了していない曲状管8C〜8Eの下方にも発生することとなる。これでは、曲状管8C〜8Eと通水口41との間に空気層が介在した状態となる。各螺旋状管体9の水抜き性を良好とするには、サイフォンの原理から理解されるように、各螺旋状管体9から通水口41に至る一連の経路の全長域にわたって空気層が介在せず、水を充満させることが望まれる。ところが、従来においては、そのような状態とすることは困難なものとなっていた。このため、各螺旋状管体9がかなり小径の細管であるような場合には、水抜きを適切に行なうのに苦慮する場合があった。
That is, in the prior art, when draining water by flowing water into the
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、ヘッダが連結されている複数の螺旋状管体から水抜き作業を行なう場合の排水性を良好にす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 it is possible to improve drainage performance when performing drainage work from a plurality of spiral tubular bodies to which headers are connected. It is an object of the present invention to provide a possible heat exchanger and a hot water device provided with the heat exchanger.
上記の課題を解決するため、本発明では、次の技術的手段を講じている。 In order to solve the above problems, the present invention takes the following technical means.
本発明の第1の側面により提供される熱交換器は、中心軸が略鉛直方向に延びる姿勢とされて略同心の重ね巻き状に配された複数の螺旋状管体と、下部に通水口が形成されている湯水流入用のチャンバを有するヘッダと、前記チャンバを前記複数の螺旋状管体の各下端部の内部に繋ぐ複数の連通路と、を具備している、熱交換器であって、前記複数の連通路の両端に形成されている第1および第2の開口部のうち、前記チャンバに向けて開口した複数の第1の開口部の高さは不均一とされており、前記複数の連通路は、内周側の螺旋状管体に対応するものよりも外周側の螺旋状管体に対応するものの方が第1の開口部の高さが低くされた構成を有していることを特徴としている。
より好ましくは、前記複数の連通路は、それらの第1の開口部の高さが全て相違した構成とされ、かつ最内周の螺旋状管体に対応するものから最外周の螺旋状管体に対応するものに進むにしたがって第1の開口部の高さが順次低くなっている。
The heat exchanger provided by the first aspect of the present invention includes a plurality of spiral tubes arranged in a substantially concentric wrapping manner with a central axis extending in a substantially vertical direction, and a water passage at the bottom A heat exchanger comprising: a header having a hot water inflow chamber formed therein; and a plurality of communication passages connecting the chamber to the inside of each lower end portion of the plurality of spiral tubes. Of the first and second openings formed at both ends of the plurality of communication passages, the heights of the plurality of first openings opened toward the chamber are non-uniform, The plurality of communication passages have a configuration in which the height of the first opening is lower in the one corresponding to the outer spiral tube than in the inner periphery. It is characterized by having.
More preferably, the plurality of communication passages are configured such that the heights of the first openings are all different from ones corresponding to the innermost spiral tube and the outermost spiral tube. The height of the first opening gradually decreases as the process proceeds to the one corresponding to.
このような構成によれば、次のような効果が得られる。
すなわち、複数の螺旋状管体内の水を、複数の連通路を介してヘッダのチャンバ内に流れ込ませて水抜きを行なっている際に、たとえば全長寸法が最短の最内周の螺旋状管体の水抜きが終了して、チャンバ内に空気領域が発生したとしても、他の螺旋状管体に対応する連通路の第1の開口部は低いために、その下方には空気領域が存在しないようにすることができる。同様に、最内周から2番目の螺旋状管体の水抜きが終了した場合にも、それよりも外周寄りの螺旋状管体に対応する連通路の下方には、やはり空気領域が存在しないようにすることができる。このように、本発明においては、水抜きが終了していない螺旋状管体に対応する連通路の下方には、空気領域が発生しないようにし、連通路からヘッダの通水口に至るまでの一連の経路中に、水抜き性を悪化させる要因となる空気層が発生しないようにすることができる。その結果、複数の螺旋状管体から水抜き作業を行なう際の排水性を良好とし、各螺旋状管体がかなり小径の細管であるような場合にも好適に対処することが可能となる。
According to such a configuration, the following effects can be obtained.
That is, when water in a plurality of spiral tubes is drained by flowing into the header chamber via a plurality of communication passages, for example, the innermost spiral tube having the shortest overall length dimension. Even if the draining of the water is finished and an air region is generated in the chamber, the first opening portion of the communication path corresponding to the other spiral tube body is low, so there is no air region below it. Can be. Similarly, even when draining of the second spiral tube from the innermost periphery is completed, there is no air region below the communication path corresponding to the spiral tube closer to the outer periphery. Can be. As described above, in the present invention, an air region is prevented from being generated below the communication path corresponding to the spiral tubular body that has not been drained, and a series from the communication path to the header water inlet. It is possible to prevent an air layer that becomes a factor that deteriorates drainage performance from occurring in the path. As a result, it is possible to improve the drainage performance when water is drained from a plurality of spiral tubes, and it is possible to appropriately cope with a case where each spiral tube is a thin tube having a considerably small diameter.
本発明の好ましい実施の形態においては、前記チャンバは、前記複数の螺旋状管体の各下端部よりも低い配置とされて、前記複数の連通路の第1の開口部は、前記チャンバの上壁部に開口しており、前記チャンバの上壁部が上下に傾斜していることにより、前記複数の第1の開口部の高さが相違している。 In a preferred embodiment of the present invention, the chamber is disposed lower than the lower ends of the plurality of spiral tubes, and the first openings of the plurality of communication passages are located above the chamber. The plurality of first openings are different in height because they open to the wall and the upper wall of the chamber is inclined upward and downward.
このような構成によれば、チャンバと複数の螺旋状管体の各下端部との間に高低差があるために、水抜き作業時には、その高低差を利用して螺旋状管体内からチャンバへの水の流入を促進することができる。また、チャンバの傾斜した上壁部に複数の第1の開口部を開口させれば、それら複数の第1の開口部の高さを相違させることが容易に実現でき、複数の連通路の形成が容易となる。 According to such a configuration, since there is a difference in height between the chamber and each lower end portion of the plurality of spiral tubes, at the time of draining work, the difference in height is used to move from the spiral tube to the chamber. Can promote the inflow of water. In addition, if a plurality of first openings are opened in the inclined upper wall portion of the chamber, it is possible to easily realize different heights of the plurality of first openings, and formation of a plurality of communication paths. Becomes easy.
本発明の好ましい実施の形態においては、前記通水口は、前記最外周の螺旋状管体に対応する連通路の第1の開口部の直下に位置しており、かつ前記チャンバの底壁部の全体または一部は、前記上壁部と略同一方向に傾斜している。 In a preferred embodiment of the present invention, the water inlet is located immediately below the first opening of the communication passage corresponding to the outermost spiral tube, and is formed on the bottom wall of the chamber. The whole or a part is inclined in substantially the same direction as the upper wall portion.
このような構成によれば、チャンバの容積を小さくし、ヘッダの小サイズ化や軽量化を図ることが可能となる。 According to such a configuration, it is possible to reduce the volume of the chamber and reduce the size and weight of the header.
本発明の好ましい実施の形態においては、前記チャンバは、その側壁部が略鉛直方向に延びた形状であり、前記複数の連通路の第1の開口部は、略鉛直方向に並ぶようにして前記チャンバの側壁部に開口している。 In a preferred embodiment of the present invention, the chamber has a shape in which a side wall portion extends in a substantially vertical direction, and the first openings of the plurality of communication passages are arranged in a substantially vertical direction. Opened in the side wall of the chamber.
このような構成によれば、ヘッダのサイズが増大することを抑制しつつ、複数の連通路の第1の開口部どうしの高低差を大きくすることができる。第1の開口部どうしの高低差を大きくするほど、水抜きが終了していない連通路の下方に空気領域を発生し難くすることが可能である。 According to such a configuration, the height difference between the first openings of the plurality of communication paths can be increased while suppressing an increase in the size of the header. As the height difference between the first openings is increased, it is possible to make it difficult to generate an air region below the communication path where drainage is not completed.
本発明の好ましい実施の形態においては、前記ヘッダのうち、少なくとも前記チャンバを形成しているヘッダ本体は、合成樹脂製であり、前記複数の連通路は、前記ヘッダ本体に形成されている。 In a preferred embodiment of the present invention, at least the header body forming the chamber among the headers is made of a synthetic resin, and the plurality of communication paths are formed in the header body.
このような構成によれば、ヘッダをたとえば金属製にする場合と比較すると、製造の容易化や原材料コストの削減を図り、製造コストを廉価にすることができる。また、ヘッダの軽量化なども好適に図ることができる。 According to such a configuration, compared with the case where the header is made of metal, for example, manufacturing can be facilitated and raw material costs can be reduced, and the manufacturing cost can be reduced. Further, it is possible to suitably reduce the weight of the header.
本発明の好ましい実施の形態においては、前記複数の連通路の第2の開口部は、前記ヘッダ本体の一側面に開口して設けられており、前記複数の第2の開口部に前記複数の螺旋状管体の下端部が嵌入されていることにより、前記ヘッダと前記複数の螺旋状管体とが連結されている。 In a preferred embodiment of the present invention, the second openings of the plurality of communication passages are provided to open on one side surface of the header body, and the plurality of second openings are provided with the plurality of the plurality of communication paths. The header and the plurality of spiral tubes are connected by fitting the lower end of the spiral tube.
このような構成によれば、連通路と各螺旋状管体との連結が容易となり、製造コストをより低減することが可能となる。 According to such a configuration, the connection between the communication path and each helical tube is facilitated, and the manufacturing cost can be further reduced.
本発明の第2の側面により提供される温水装置は、燃焼ガスを発生させる燃焼器と、前記燃焼ガスから熱回収を行なう熱交換器と、を備えている、温水装置であって、前記熱交換器として、本発明の第1の側面により提供される熱交換器が用いられていることを特徴している。 The hot water apparatus provided by the second aspect of the present invention is a hot water apparatus comprising: a combustor that generates combustion gas; and a heat exchanger that recovers heat from the combustion gas. As the exchanger, the heat exchanger provided by the first aspect of the present invention is used.
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.
本発明のその他の特徴および利点は、添付図面を参照して以下に行なう発明の実施の形態の説明から、より明らかになるであろう。 Other features and advantages of the present invention will become more apparent from the following description of embodiments of the present invention with reference to the accompanying drawings.
以下、本発明の好ましい実施の形態を、図面を参照して具体的に説明する。 Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
図1〜図8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、本実施形態の温水装置WHは、燃焼器3、1次熱交換器1、および2次熱交換器HEを備えている。2次熱交換器HEは、本発明が適用された熱交換器の一例に相当する。
1 to 8 show an example of a hot water apparatus to which the present invention is applied and a configuration related thereto. As shown well in FIG. 1, the hot water device WH of the present embodiment includes a
燃焼器3および1次熱交換器1は、背景技術の欄において述べた特許文献1に記載されたものと同様な構成である。すなわち、燃焼器1は、たとえば正燃式のガスバーナであり、ケース30内に配され、かつ外部から配管32を介して燃料ガスが供給される。ケース30内には、送風ファン31から燃焼用空気が上向きに送風される。1次熱交換器1は、燃焼器3によって発生された燃焼ガスから顕熱を回収するためのものであり、複数のフィン12を有する伝熱管11がケース10内に配された構造を有している。
The
2次熱交換器HEは、前記燃焼ガスから潜熱を回収するためのものであり、1次熱交換器1の上方に配され、かつケース10に対して補助ケース19を介して接続されている。この2次熱交換器HEは、内部に燃焼ガスが導入されるケース7、伝熱管としての複数の螺旋状管体5、および入水用および出湯用のヘッダ6,77を備えている。
The secondary heat exchanger HE is for recovering latent heat from the combustion gas, and is disposed above the primary heat exchanger 1 and connected to the
ケース7は、中空の略直方体状であり、複数の螺旋状管体5を囲んでいる。図2および図3(a)に示すように、このケース7の後壁部70aおよび前壁部70bには、給気口71および排気口72が設けられている。1次熱交換器1を通過してその上方に進行した燃焼ガスは、図2に示すように、給気口71からケース7内に進入し、複数の螺旋状管体5によってその潜熱が回収される。潜熱回収を終えた燃焼ガスは、その後に排気口72からケース7の外部に排出される。
The
図3(a),(b)に示すように、複数の螺旋状管体5(5A〜5E)は、それらの中心軸Cが略鉛直方向に延びる姿勢とされており、平面視長円状の螺旋部50の下端部および上端部に、直管状の延設部51,52が一体または別体に連設された構成である。延設部51,52のそれぞれの一端は、ともにケース7の側壁70eを貫通してケース7の外部に引き出され、ヘッダ6,77との連結が図られている。なお、本発明でいう螺旋状管体とは、主要部が螺旋状の管体として形成されている伝熱管を意味し、管体の全体が螺旋状でなくてもよく、螺旋状以外の管体部分が具備されたものも含む概念である。複数の螺旋状管体5の巻きサイズは互いに相違しており、これらは略同心の重ね巻き状とされている。このような重ね巻き構造においては、最内周の螺旋状管体5Aの全長が最も短く、最外周の螺旋状管体5Eの全長が最も長いものとなる。
As shown in FIGS. 3A and 3B, the plurality of spiral tubular bodies 5 (5 </ b> A to 5 </ b> E) are configured such that their central axes C extend in a substantially vertical direction, and are elliptical in plan view. In this configuration, straight
ヘッダ6は、各螺旋状管体5に湯水供給を行なうためのものであるが、各螺旋状管体5から水抜きを行なう際には、湯水供給時とは反対に、各螺旋状管体5からこのヘッダ6内に水が流入する。このヘッダ6は、図4に示すように、ケース7の側壁70eにたとえばネジ体69を利用して取り付けられており、ヘッダ本体60、ベースプレート61、およびカバー62を具備している。これらはいずれも合成樹脂製である。ベースプレート61およびカバー62は、ヘッダ本体60を体裁良くケース7に取り付けるための部材である。
The
ヘッダ本体60は、単一の樹脂成形品とすることが可能であり、下部に通水口63が形成された湯水流入用のチャンバ64、およびこのチャンバ64の上部に繋がった複数の連通路2を形成している。通水口63を形成する筒状部63aには、給水管(図示略)が接続され、給湯動作時には前記給水管からチャンバ64内に入水がなされて各連通路2から各螺旋状管体5内への給水が可能である。連通路2は、略L字状に屈曲した形状とされ、その上部開口部20b(本発明でいう連通路の第2の開口部の一例に相当する)は、ヘッダ本体60の一側面に開口している。各螺旋状管体5の下端部53は、図5および図6によく表われているように、ケース7の外部に突出し、かつその外周に止水シール用のOリング59が装着された構成とされている。ヘッダ6の取り付けは、各連通路2の上部開口部20bを各螺旋状管体5の下端部53に嵌合させるようにして行なわれている。
The
図7に示すように、チャンバ64の上壁部65は、上下に傾斜している。これに対し、複数の連通路2A〜2Eの下部開口部20a(本発明でいう連通路の第1の開口部の一例に相当する)は、上壁部65に開口している。このことにより、複数の連通路2A〜2Eのそれぞれの下部開口部20aの高さHa〜Heは、互いに相違している。より詳細には、最内周の螺旋状管体5Aに連通した連通路2Aの高さHaが最も高く、Ha>Hb>Hc>Hd>Heの関係となっている。通水口63は、連通路2Eの直下に位置しており、チャンバ64の下壁部66は、この連通路2Eの周縁部から上壁部65と略平行となるように上下に傾斜している。このように下壁部66を上壁部65と略平行に傾斜させれば、チャンバ64の幅W1を略一定にして、チャンバ64の容積を小さくし、ヘッダ本体60の全体のボリュームを小さくするのに好ましいものとなる。
As shown in FIG. 7, the
出湯用のヘッダ77は、各螺旋状管体5の上端部に連結されており、前記したヘッダ6とは異なり、水抜き作業時に内部に水は流入しない。このため、このヘッダ77については、ヘッダ6のような構造は採用されておらず、たとえば各螺旋状管体5の上端部に連結された中空部材の適所に出湯口77aが設けられた構成とされている。この出湯口77aは、図1に示すように、適当な配管81を介して1次熱交換器1の入水口11aに接続されている。1次熱交換器1においては、2次熱交換器HEから送られてきた湯水が伝熱管11を通過してさらに加熱されるように構成されており、このようにして加熱された湯水は、出湯口11bから所望の給湯先に向けて送られる。
The
次に、前記した2次熱交換器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 above-described secondary heat exchanger HE and the hot water device WH provided with the same will be described.
まず、図1においては、2次熱交換器HEの複数の螺旋状管体5および1次熱交換器1の伝熱管11に通水がなされると、燃焼器3が駆動を開始する。すると、この燃焼器3によって発生された燃焼ガスからは、1次熱交換器1および2次熱交換器HEによって顕熱および潜熱が順次回収される。この熱回収により生成された湯は、出湯口11bから所望の給湯先に供給される。
First, in FIG. 1, when water is passed through the plurality of
次いで、たとえば冬季において、温水装置WHの運転を長期間停止させておく場合には、1次熱交換器1や2次熱交換器HE内の凍結防止を図るべく、それらの伝熱管11および各螺旋状管体5に対する入水を停止し、水抜き作業を行なう。その際、次に述べるように、2次熱交換器HEからの排水性を良好にすることが可能である。
Next, for example, in winter, when the operation of the hot water apparatus WH is stopped for a long period of time, in order to prevent freezing in the primary heat exchanger 1 and the secondary heat exchanger HE, the
すなわち、水抜きを開始した当初においては、複数の連通路2A〜2Eの全てからチャンバ64内に水が流れ込むため、チャンバ64内は水で満たされる。その後、水抜きが継続されると、図8(a)に示すように、全長寸法が最も短い螺旋状管体5Aに繋がっている連通路2Aからの排水が停止し、チャンバ64内に空気領域ARが発生する。ただし、この空気領域ARは、チャンバ64の最上部に発生し、連通路2B〜2Eの直下には存在しないこととなる。したがって、連通路2B〜2Eのそれぞれと通水口63との間には、排水性を阻害する空気層が介在せず、水が充満した状態となり、サイフォンの原理と同様に、連通路2B〜2Eから通水口63への水の流通が適切になされる。次いで、同図(b)に示すように、螺旋状管体5Bに対応する連通路2Bからの排水が停止した場合にも、空気領域ARは、連通路2C〜2Eの直下には存在しないこととなり、やはり連通路2C〜2Eから通水口63への水の流通が適切に行なわれる。以降は、前記したのと同様に、連通路2C,2D,2Eの順序で排水が停止されていくが、その際に未だ水抜きが完了していない連通路の下方には空気領域ARが発生しないようにすることができる。その結果、複数の螺旋状管体5A〜5Eの全てについての水抜き作業を的確に行なうことが可能となる。
That is, at the beginning of draining, water flows into the
本実施形態では、ヘッダ6を合成樹脂製としているために、ヘッダ6をたとえば金属製にする場合と比較すると、その製造が容易となって製造コストを廉価にし得るとともに、軽量化をも図ることができる。また、図5に示したように、ヘッダ6を各螺旋状管体5に嵌合させるようにしてケース7に取り付ける作業も容易に行なうことが可能であり、2次熱交換器HEの製造コストをより廉価にすることができる。
In this embodiment, since the
図9および図10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。 9 and 10 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9に示すヘッダ6Aにおいては、チャンバ64の下壁部66の一部が傾斜部66aとされているが、これ以外の部分は比較的面積が広い水平部66bとされている。本実施形態によれば、前記実施形態で示したヘッダ6と比較すると、チャンバ64の容積は大きくなるものの、通水口63を連通路2Eの直下から外れた位置に設けることが可能となり、通水口63の配置の自由度が高まる。
In the
図10に示すヘッダ6Bにおいては、チャンバ64の側壁部67が略鉛直方向に延びており、複数の連通路2A〜2Eの開口部20aは、略鉛直方向に並ぶようにしてチャンバ64の側壁部67に開口している。本実施形態においては、ヘッダ6Bのサイズが大きくなることを抑制しつつ、複数の連通路2A〜2Eの開口部20aどうしの高低差を大きくすることができる。複数の開口部20aどうしの高低差を大きくすると、水抜き時において、水抜きが終了していない連通路2の開口部20aの下方に空気領域をより発生し難くすることができる利点がある。なお、図10に示す連通路2Aは、下向きに屈曲した形状とはされていないが、本発明の連通路はこのような構成とすることもできる。
In the
本発明は、上述した実施形態の内容に限定されない。本発明に係る熱交換器、および温水装置の各部の具体的な構成は、種々に設計変更自在である。 The present invention is not limited to the contents of the above-described embodiment. The specific configuration of each part of the heat exchanger and the hot water apparatus according to the present invention can be varied in design in various ways.
本発明においては、上述した実施形態のように、複数の連通路2A〜2Eの第1の開口部の高さ(たとえば図7の高さHa〜He)が全て相違する構成とすることが好ましいものの、これに限らない。上述した実施形態と比較すると、水抜き性能は多少は劣るものの、たとえば複数の連通路2A〜2Eのうち、いずれか一部の第1の開口部の高さが互いに同一または略同一高さに揃えられた構成(高さHa〜Heが、たとえばHa>Hb>Hc>Hd=Heの関係にあるといった構成)とされていてもよく、この場合も本発明の技術的範囲に包摂される。複数の第1の開口部のうち、同一または略同一高さに揃えられたものが一部に存在していてもよい。このような場合であっても、複数の連通路2A〜2Eの全ての第1の開口部の高さHa〜Heが略同一高さに揃えられている構成(従来技術に相当する構成)と比較すると、水抜き性能を改善することができるからである。
In the present invention, it is preferable that the heights of the first openings of the plurality of
本発明においては、製造コストの低減化などの観点からすると、上述した実施形態のように、ヘッダを合成樹脂製として、このヘッダ内に複数の連通路を形成することが好ましい。ただし、やはりこれに限定されず、これらをたとえば金属製としてもよい。すなわち、本発明においては、たとえば金属製の中空状のヘッダに、金属製の管体を接続した構成とすることもできる。この場合、前記管体の内部が、本発明でいう連通路に相当する。なお、上述した実施形態では、複数の連通路の第2の開口部(上部開口部20b)については、略同一高さに揃えられているが、これとは異なり、それら第2の開口部の高さが不揃いであってもかまわない。
In the present invention, from the viewpoint of reducing the manufacturing cost, it is preferable that the header is made of synthetic resin and a plurality of communication paths are formed in the header as in the above-described embodiment. However, it is not limited to this, and these may be made of metal, for example. That is, in this invention, it can also be set as the structure which connected the metal pipe | tube body, for example to the metal hollow header. In this case, the inside of the tubular body corresponds to the communication path in the present invention. In the above-described embodiment, the second openings (
螺旋状管体は、螺旋状以外の管体部を含んでいてもよいことは前述したとおりであるが、螺旋部分の形状は、平面視略長円状に代えて、平面視矩形状または円形状など、種々の形状にすることが可能である。また、螺旋状管体は、中心軸が略鉛直方向に延びる姿勢に複数設けられて、これらが重ね巻き状に配されていればよく、具体的な本数、材質、口径なども問わない。 As described above, the spiral tube body may include a tube portion other than the spiral shape, but the shape of the spiral portion is a rectangular shape or a circular shape in plan view instead of a substantially oval shape in plan view. Various shapes such as a shape can be used. Further, the spiral tube body may be provided in a plurality in a posture in which the central axis extends in a substantially vertical direction, and these may be arranged in an overlapping manner, and the specific number, material, aperture, etc. are not limited.
上述した実施形態では、顕熱回収用の1次熱交換器については、本発明を適用していないが、本発明に係る熱交換器は、顕熱回収用、潜熱回収用の種別を問うものではない。また、熱交換器によって熱回収を行なう対象(熱媒体)としては、燃焼ガス以外のものとすることもできる。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を生成する装置を広く含む概念である。 In the embodiment described above, the present invention is not applied to the primary heat exchanger for sensible heat recovery, but the heat exchanger according to the present invention asks the type for sensible heat recovery and latent heat recovery. is not. In addition, the object (heat medium) for heat recovery by the heat exchanger may be other than the combustion gas. 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 includes a wide range of equipment for producing hot water.
WH 温水装置
HE 2次熱交換器(本発明が適用された熱交換器の一例)
C 中心軸(螺旋状管体の)
2(2A〜2E) 連通路
3 燃焼器
5(5A〜5E) 螺旋状管体
6,6A,6B ヘッダ
20a 下部開口部(連通路の第1の開口部)
20b 上部開口部(連通路の第2の開口部)
60 ヘッダ本体
63 通水口
64 チャンバ
65 上壁部(チャンバの)
66 下壁部(チャンバの)
67 側壁部(チャンバの)
WH water heater HE secondary heat exchanger (an example of a heat exchanger to which the present invention is applied)
C Center axis (for spiral tube)
2 (2A to 2E)
20b Upper opening (second opening of communication path)
60
66 Lower wall (chamber)
67 Side wall (chamber)
Claims (8)
下部に通水口が形成されている湯水流入用のチャンバを有するヘッダと、
前記チャンバを前記複数の螺旋状管体の各下端部の内部に繋ぐ複数の連通路と、
を具備している、熱交換器であって、
前記複数の連通路の両端に形成されている第1および第2の開口部のうち、前記チャンバに向けて開口した複数の第1の開口部の高さは不均一とされており、前記複数の連通路は、内周側の螺旋状管体に対応するものよりも外周側の螺旋状管体に対応するものの方が第1の開口部の高さが低くされた構成を有していることを特徴とする、熱交換器。 A plurality of helical tubes arranged in a substantially concentric lap winding with a central axis extending in a substantially vertical direction;
A header having a hot water inflow chamber having a water passage formed at the bottom;
A plurality of communication passages connecting the chamber to the inside of each lower end portion of the plurality of helical tubes;
A heat exchanger comprising:
Of the first and second openings formed at both ends of the plurality of communication paths, the heights of the plurality of first openings opened toward the chamber are non-uniform, The communication passage has a configuration in which the height of the first opening is lower in the one corresponding to the spiral tube on the outer peripheral side than in the one corresponding to the spiral tube on the inner peripheral side. A heat exchanger characterized by that.
前記チャンバの上壁部が上下に傾斜していることにより、前記複数の第1の開口部の高さが相違している、請求項1または2に記載の熱交換器。 The chamber is arranged lower than the lower ends of the plurality of spiral tubes, and the first openings of the plurality of communication passages open to the upper wall of the chamber,
The heat exchanger according to claim 1 or 2, wherein heights of the plurality of first openings are different because an upper wall portion of the chamber is vertically inclined.
前記複数の連通路の第1の開口部は、略鉛直方向に並ぶようにして前記チャンバの側壁部に開口している、請求項1または2に記載の熱交換器。 The chamber has a shape in which a side wall portion extends in a substantially vertical direction,
The heat exchanger according to claim 1 or 2, wherein the first openings of the plurality of communication passages are opened in a side wall of the chamber so as to be arranged in a substantially vertical direction.
前記複数の連通路は、前記ヘッダ本体に形成されている、請求項1ないし5のいずれかに記載の熱交換器。 Among the headers, at least the header body forming the chamber is made of synthetic resin,
The heat exchanger according to claim 1, wherein the plurality of communication passages are formed in the header body.
前記複数の第2の開口部に前記複数の螺旋状管体の下端部が嵌入されていることにより、前記ヘッダと前記複数の螺旋状管体とが連結されている、請求項6に記載の熱交換器。 The second openings of the plurality of communication passages are provided to open on one side of the header body,
The header and the plurality of spiral tubes are connected to each other by inserting lower ends of the plurality of spiral tubes into the plurality of second openings. Heat exchanger.
前記熱交換器として、請求項1ないし7のいずれかに記載の熱交換器が用いられていることを特徴とする、温水装置。 A hot water apparatus comprising: a combustor that generates combustion gas; and a heat exchanger that recovers heat from the combustion gas,
A hot water device, wherein the heat exchanger according to any one of claims 1 to 7 is used as the heat exchanger.
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