JP2010127512A - Heat exchanger and water heating apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、燃焼ガスなどの加熱用媒体から複数のコイル管ユニットを利用して熱回収を行なう熱交換器、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 that recovers heat from a heating medium such as combustion gas using a plurality of coil tube units, and a hot water device such as a hot water supply device including the heat exchanger.
従来の熱交換器の一例として、特許文献1に記載されたものがある。同文献に記載された熱交換器は、伝熱管が複数のコイル管ユニットを利用して構成されており、これら複数のコイル管ユニットは、それらの軸長方向に並べられてケーシング内に配されている。各コイル管ユニットは、複数の螺旋状のループ部が一連に繋がったコイル管体部と、このコイル管ユニットの両端に繋がった一対の延設管体部とを有しており、これら一対の延設管体部からコイル管体部の内部に通水を行なわせることが可能である。一方、複数のコイル管ユニットの内方領域に燃焼ガスを供給させた際には、この燃焼ガスはコイル管体部の複数のループ部どうしの間を通過しつつコイル管体部に作用する。したがって、前記燃焼ガスからコイル管体部により熱回収を行なって、コイル管体部内を流通する水を加熱することが可能である。複数のコイル管ユニットを利用して伝熱管を構成すれば、コイル管ユニットの数を増減することによって、燃焼ガスからの熱回収量を適宜に変更することができ、所望の湯水加熱能力を発揮するように熱交換器を設計・製作することが容易化される。
An example of a conventional heat exchanger is described in
しかしながら、前記従来技術においては、次に述べるように解決すべき点があった。 However, the prior art has a problem to be solved as described below.
すなわち、前記従来技術においては、図9(a),(b)に示すようなコイル管ユニット9が用いられている。このコイル管ユニット9は、円形螺旋管としてのコイル管体部90の両端から第1および第2の延設管体部91a,91bが接線方向に延びている。これら一対の延設管体部91a,91bどうしの間の寸法L10は、コイル管体部90の内径と同程度の大きな寸法となっている。また、各延設管体部91a,91bとそれらの近傍に位置するコイル管体部90の表面部とは、段差hを生じている。このため、図10に示すように、複数のコイル管ユニット9をそれらの軸長方向に並べた場合には、これらが互いに隣接する領域において、幅L10の隙間92が形成される。これでは、各コイル管体部90の内方に燃焼ガスを供給した場合に、この燃焼ガスの多くが隙間92を通過することとなって、各コイル管体部90に燃焼ガスを有効に作用させ難くなり、熱回収量が少なくなる。なお、図9および図10に示す例では、コイル管体部90の各所の厚みが均一に形成されている場合を示しているが、前記特許文献1においては、コイル管体部の各部の厚みを不均一として、前記したような隙間92を生じないようにする構成が示されている。ただし、そのような構成では、コイル管体部の各部の厚みを均一に形成する場合と比較すると、コイル管体部の製造作業がかなり面倒なものとなり、製造コストが高いものとなる。
That is, in the prior art, 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、複数のコイル管ユニットどうしの隣接領域に形成される隙間の存在に起因して加熱用媒体からの熱回収量が減少することを適切に抑制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 described above, and the amount of heat recovered from the heating medium due to the presence of gaps formed in adjacent regions between the plurality of coil tube units. It is an object of the present invention to provide a heat exchanger capable of appropriately suppressing the decrease in the temperature and a hot water apparatus including the heat exchanger.
前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-described 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、軸長方向に並べられた複数のコイル管ユニットを備えており、前記各コイル管ユニットは、複数のループ部が一連に繋がっているコイル管体部と、このコイル管体部の両端に繋がって前記コイル管体部の外方に向けて延びる第1および第2の延設管体部とを有しており、前記コイル管体部の内方領域および外方領域の一方から他方に向けて前記複数のループ部どうしの間を加熱用媒体が通過することにより、前記コイル管体部内を流通する流体を加熱可能とされており、前記複数のコイル管ユニットどうしの隣接領域に位置する第1および第2の延設管体部の相互間に、隙間が形成されている、熱交換器であって、前記加熱用媒体が前記隙間を通過することを抑制するように前記隙間の少なくとも一部分を塞ぎ、かつ進行してきた加熱用媒体から熱回収を行なうことが可能に内部に流体が流通する補助管体部を、さらに備え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 coil tube units arranged in the axial length direction, and each of the coil tube units has a plurality of loop portions connected in series. A coil tube section, and first and second extending tube sections connected to both ends of the coil tube section and extending outward from the coil tube section; When the heating medium passes between the plurality of loop portions from one of the inner region and the outer region to the other, the fluid flowing through the coiled tube portion can be heated. A heat exchanger in which a gap is formed between the first and second extending tube portions located in adjacent regions between the plurality of coil tube units, wherein the heating medium is the In order to suppress passing through the gap, Both are characterized by closing a portion, and to be capable of performing heat recovery from the heating medium that has progressed the auxiliary tube body portion fluid therein flows comprises further.
このような構成によれば、次のような効果が得られる。
第1に、コイル管ユニットどうしの隣接領域において第1および第2の延設管体部の相互間に形成される隙間は、補助管体部によって塞がれているために、コイル管体部の内方領域または外方領域の一方から他方に向けて加熱用媒体を通過させる際に、多くの加熱用媒体が前記隙間を素通りすることが防止される。したがって、その分だけ、多くの加熱用媒体をコイル管体部に有効に作用させることが可能となり、加熱用媒体からの熱回収量を多くすることができる。また、本発明においては、前記隙間に向けて進行した加熱用媒体が補助管体部に接触した際には、この補助管体部によって前記加熱用媒体から熱回収が行なわれる。このため、加熱用媒体からの熱回収量をより多くし、高い熱交換効率を得ることができる。
第2に、補助管体部の内部には流体が流通するために、この補助管体部が加熱用媒体によって加熱された際に過熱状態となることも防止される。したがって、補助管体部が熱損傷するといった不具合も好適に回避される。
第3に、本発明に係る熱交換器は、特許文献1に記載された熱交換器と比較すると、補助管体部が追加して設けられている分だけ、その部品点数が増加しているものの、この補助管体部は、たとえば1本の管状部材を用いるなどして非常に簡易な構成に製作することが可能である。その一方、本発明によれば、前記特許文献1とは異なり、コイル管ユニットの各部の厚みを不均一に形成して、コイル管ユニットどうしの隣接領域に形成される隙間を小さくするといった煩雑な手段を採用する必要はない。したがって、本発明によれば、特許文献1に記載された手段を採用する場合によりも、熱交換器全体の製造コストを廉価にすることが可能である。
According to such a configuration, the following effects can be obtained.
First, since a gap formed between the first and second extending tube portions in the adjacent region between the coil tube units is closed by the auxiliary tube portion, the coil tube portion When the heating medium is passed from one of the inner region and the outer region toward the other, it is prevented that many heating media pass through the gap. Accordingly, it is possible to effectively apply a large amount of the heating medium to the coil tube body part, and the amount of heat recovered from the heating medium can be increased. In the present invention, when the heating medium that has advanced toward the gap comes into contact with the auxiliary tube body, heat is recovered from the heating medium by the auxiliary tube body. For this reason, the amount of heat recovered from the heating medium can be increased, and high heat exchange efficiency can be obtained.
Secondly, since fluid flows through the auxiliary tube body portion, it is prevented that the auxiliary tube body portion is overheated when heated by the heating medium. Therefore, the trouble that the auxiliary tube part is thermally damaged can be suitably avoided.
3rdly, compared with the heat exchanger described in
本発明の好ましい実施の形態においては、前記複数のコイル管ユニットどうしの隣接領域に位置する第1および第2の延設管体部は、前記各ループ部の略法線方向に延びるように形成されて互いに接近している。 In a preferred embodiment of the present invention, the first and second extending tube portions located in adjacent regions between the plurality of coil tube units are formed so as to extend in a substantially normal direction of the loop portions. Being close to each other.
このような構成によれば、コイル管ユニットどうしの隣接領域において第1および第2の延設管体部の相互間に形成される隙間が小さくなる。したがって、加熱用媒体が隙間を通過することを抑制するのにより好適となる。また、前記隙間を塞ぐための補助管体部のサイズも小さくすることができる。 According to such a structure, the clearance gap formed between the 1st and 2nd extending tubular-body parts in the adjacent area | region between coil tube units becomes small. Therefore, it is more preferable to suppress the heating medium from passing through the gap. In addition, the size of the auxiliary tube part for closing the gap can be reduced.
本発明の好ましい実施の形態においては、入水口および出湯口を有し、かつ前記入水口に供給された湯水を前記複数のコイル管ユニットに流通させて前記出湯口から出湯させるためのヘッダ部を備えており、前記補助管体部は、前記入水口に供給された湯水の一部がこの補助管体部内を流通してから前記出湯口に到達するように、前記ヘッダ部に接続されている。 In a preferred embodiment of the present invention, there is provided a header portion that has a water inlet and a hot water outlet, and causes the hot water supplied to the water inlet to flow through the plurality of coiled pipe units to be discharged from the hot water outlet. The auxiliary pipe part is connected to the header part so that a part of the hot water supplied to the water inlet circulates in the auxiliary pipe part and then reaches the hot water outlet. .
このような構成によれば、複数のコイル管ユニットへの湯水流通に利用されるヘッダ部を有効に利用して補助管体部への湯水流通が行なわれるために、補助管体部専用のヘッダ部を別途設ける必要がなくなり、合理的である。また、前記構成によれば、補助管体部内を流通して加熱された湯水は、複数のコイル管ユニットを流通して加熱された湯水と混合されて出湯することとなるため、給湯用途などに有効に利用することができる。 According to such a configuration, since the hot water flow to the auxiliary pipe part is performed by effectively using the header part used for the hot water flow to the plurality of coil pipe units, the header dedicated to the auxiliary pipe part is used. There is no need to provide a separate section, which is reasonable. Moreover, according to the said structure, since the hot water heated by distribute | circulating through the inside of an auxiliary | assistant pipe | tube part will be mixed with the hot water heated by distribute | circulating the several coil pipe unit, it is used for a hot water supply use etc. It can be used effectively.
本発明の好ましい実施の形態においては、前記補助管体部は、前記複数のコイル管ユニットよりも内径が小さくされ、または内径が部分的に小さくされた部分を具備し、かつ前記複数のコイル管ユニットよりも単位時間当たりの湯水流通量が少なくなるように構成されている。 In a preferred embodiment of the present invention, the auxiliary tube body portion includes a portion whose inner diameter is smaller than or smaller than the plurality of coil tube units, and the plurality of coil tubes. It is configured so that the hot water flow rate per unit time is smaller than that of the unit.
このような構成によれば、コイル管ユニット内の湯水流量よりも補助管体部内の湯水流量の方が多くなることは、適切に防止される。したがって、コイル管ユニットを通過することなく、単に補助管体部内を流通して加熱されただけの湯水が出湯口から多く出湯するという不具合を生じないようにすることができる。 According to such a configuration, it is appropriately prevented that the hot water flow rate in the auxiliary pipe body portion is larger than the hot water flow rate in the coil tube unit. Therefore, it is possible to prevent a problem that a large amount of hot water that has just been circulated through the auxiliary tube body and heated without passing through the coil tube unit is discharged from the outlet.
本発明の好ましい実施の形態においては、前記補助管体部は、前記隙間を塞ぐ伝熱用のフィンを備えたフィン付チューブとして構成されている。 In a preferred embodiment of the present invention, the auxiliary tube portion is configured as a finned tube including a heat transfer fin that closes the gap.
このような構成によれば、伝熱用のフィンを利用して前記隙間の広い範囲を効率良く塞ぐことが可能となり、前記隙間を通過する加熱用媒体の量を少なくするのに一層好適となる。 According to such a configuration, it is possible to efficiently close the wide range of the gap by using the heat transfer fins, and it is more suitable for reducing the amount of the heating medium passing through the gap. .
本発明の第2の側面により提供される温水装置は、バーナと、このバーナにより発生された燃焼ガスから熱回収を行なって湯水加熱を行なうための熱交換器と、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としている。 A hot water apparatus provided by the second aspect of the present invention includes a burner and a heat exchanger for performing heat recovery from the combustion gas generated by the burner to perform hot water heating. However, the heat exchanger provided by the first aspect of the present invention is used as the heat exchanger.
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6は、本発明が適用された熱交換器、これを備えた温水装置、およびこれら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、バーナ1と、熱交換器HEとを具備して構成されている。バーナ1は、たとえばガスバーナであり、このバーナ1には、図示されていないファンを利用して燃焼用空気と燃料ガスとの混合ガスが供給され、この混合ガスが点火プラグ(図示略)の点火動作によって燃焼を行なうように構成されている。このバーナ1は、熱交換器HEの後述する第1の空間部7Aに配されている。
1 to 6 show an example of a heat exchanger to which the present invention is applied, a hot water apparatus including the heat exchanger, and a configuration related thereto. As clearly shown in FIG. 1, the hot water device WH of the present embodiment includes a
熱交換器HEは、ケーシング2と、このケーシング2内に収容された伝熱管としての複数のコイル管ユニットU(U1〜U3)と、補助管体部8とを備えている。
The heat exchanger HE includes a
ケーシング2は、複数のコイル管ユニットUの周囲を囲む周壁部20を有し、かつ水平方向の両端には、バーナ1の挿入用開口部21、および熱回収を終了した燃焼ガスの排出口22が形成されている。周壁部20には、複数のコイル管ユニットUに対して通水を行なわせるためのヘッダ部5が設けられている。ヘッダ部5の具体的な構成については後述する。
The
図5および図6に示すように、各コイル管ユニットUは、巻き径が相違し、かつ軸長方向の高さ寸法が略同一に揃えられた2つのコイル管体部3(3A,3B)が略同心の重ね巻き状とされた構成を有している。各コイル管体部3は、円形螺旋状の複数のループ部30が一連に繋がった構成であり、これら複数のループ部30どうしの間には、燃焼ガスを通過させるための隙間が形成されている。各コイル管体部3の両端には、第1および第2の延設管体部4A,4Bが連設されている。本実施形態では、各コイル管体部3とこれに繋がった第1および第2の延設管体部4A,4Bは、1本の金属製管体を曲げ加工することにより形成されており、各コイル管体部3と第1および第2の延設管体部4A,4Bとは一体的に繋がっている。ただし、これとは異なり、第1および第2の延設管体部4A,4Bを各コイル管体部3とは別体の管体を用いて形成し、これらを接続した構成とすることもできる。
As shown in FIGS. 5 and 6, each coil tube unit U has two coil tube portions 3 (3 </ b> A and 3 </ b> B) having different winding diameters and having the same length in the axial length direction. Has a concentric lap winding configuration. Each
図6によく表われているように、第1および第2の延設管体部4A,4Bは、ループ部30の法線NLと略同一方向に延びて、これらが略平行となるように曲げられており、第1の延設管体部4Aどうし、および第2の延設管体部4Bどうしは、互いに接近している。また、内周側のコイル管体部3Aに繋がっている第1および第2の延設管体部4A,4Bは、これらの間に外周側のコイル管体部3Bの第1および第2の延設管体部4A,4Bを介在させることなく、ループ部30の接線方向の間隔L1が小さくなるように設けられている。この間隔L1は、たとえば第1および第2の延設管体部4A,4Bを後述するヘッダ部5に接続するのに支障を生じさせない程度の小寸法であるが、この部分には補助管体部8が配されるため、補助管体部8の外径よりも僅かに大きな寸法である。
As clearly shown in FIG. 6, the first and second extending
図3および図4に示すように、複数のコイル管ユニットU1〜U3は、それらの軸長方向において互いに接近するようにして並べられている。図1の温水装置WHでは、複数のコイル管ユニットU1〜U3が略水平方向に並んでいるが、便宜上、図3および図4では、上下方向に並んだ姿勢で示している。複数のコイル管ユニットU1〜U3のうち、コイル管ユニットU1,U2どうしの隣接領域に位置する第1および第2の延設管体部4A,4Bの相互間には、隙間6が形成されている。同様に、コイル管ユニットU2,U3どうしの隣接領域に位置する第1および第2の延設管体部4A,4Bの相互間にも、隙間6が形成されている。これら2つの隙間6の幅は、図6で示した幅L1である。
As shown in FIGS. 3 and 4, the plurality of coil tube units U <b> 1 to U <b> 3 are arranged so as to approach each other in the axial length direction thereof. In the hot water device WH of FIG. 1, a plurality of coil tube units U1 to U3 are arranged in a substantially horizontal direction, but for convenience, in FIGS. 3 and 4, they are shown in a vertically arranged posture. Among the plurality of coil tube units U1 to U3, a
補助管体部8は、前記した2つの隙間6を塞ぐための部材であり、たとえば各コイル管ユニットUと同材質の金属製チューブを用いて構成されている。この補助管体部8の長手方向中間部分は、第1および第2の延設管体部4A,4Bどうしの間に介装されて、複数のコイル管体部3Bの外面に接触または接近するようにして複数のコイル管ユニットUの軸長方向に延びており、このことにより2つの隙間6の略全域を塞いでいる。補助管体部8の長手方向の両端部8a,8bは、第1および第2の延設管体部4A,4Bと略同一方向に延びており、それら第1および第2の延設管体部4A,4Bと共にヘッダ部5に接続されている。
The
ヘッダ部5は、入水口50および出湯口51を有する前板部55と、この前板部55との接合が図られるベース部56とを有しており、このヘッダ部5の内部には、第1および第2の延設管体部4A,4Bに連通する複数の湯水流入室57a〜57dが区画形成されている。給水管(図示略)から入水口50に入水が行なわれると、この水は、たとえば図3に示すような順序でコイル管ユニットU1〜U3を通過して加熱された後に出湯口51から出湯し、適当な配管(図示略)を介して所望の給湯先に供給されるようになっている。複数のコイル管ユニットUへの通水順序は、図3に示した順序に限定されないことは勿論である。補助管体部8の端部8a,8bは、入水口50に連通した湯水流入室57a、および出湯口51に連通した湯水流入室57dにそれぞれ接続されている。このため、入水口50から湯水流入室57aに流入した水の一部は、補助管体部8内を通過してから湯水流入室57dに流入し、出湯口51に到達するようになっている。補助管体部8は、各コイル管ユニットUよりも内径が小さくされ、または内径が部分的に小さく絞られた部分(オリフィス)を具備している。このことにより、補助管体部8内には、各コイル管ユニットUよりも単位時間当たりの流量が少ない状態で湯水が流通するようになっている。
The
図1に示すように、複数のコイル管ユニットUは、それらの軸長方向が略水平方向となるように横並びした状態でケーシング2内に配されている。複数のコイル管ユニットUの位置決め手段としては、それらを水平方向において挟む一組のスペーサ29a,29bやその他の部材(図示略)が適宜利用されている。コイル管ユニットU2,U3どうしの間には、仕切り部材28が設けられており、コイル管ユニットU1〜U3の内方領域は、バーナ1が配される第1の空間部7Aと、燃焼ガスの排出口22に連通した第2の空間部7Bとに仕切られている。このことにより、2つのコイル管ユニットU1,U2は、第1の空間部7Aを囲む第1の熱交換部H1となっており、かつ残りのコイル管ユニットU3は、第2の空間部7Bを囲む第2の熱交換部H2となっている。
As shown in FIG. 1, the plurality of coil tube units U are arranged in the
次に、熱交換器HE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 hot water device WH provided with the heat exchanger HE will be described.
まず、バーナ1を駆動させて第1の空間部7Aにおいて燃焼ガスを発生させると、この燃焼ガスは、第1の熱交換部H1のループ部30どうしの間を通過して第1の熱交換部H1の外周領域に進行した後に、第2の熱交換部H2のループ部30どうしの間を通過して第2の空間部7Bに流入し、その後は排出口22からケーシング2の外部に排出される。このような過程において、前記燃焼ガスからは第1および第2の熱交換部H1,H2によって顕熱および潜熱が順次回収される。第1および第2の熱交換部H1,H2は、いずれも2重巻き構造とされたコイル管体部3A,3Bを用いて構成され、コイル管体部3A,3Bの各ループ部30は、燃焼ガスの流れ方向に並んでいるために、コイル管体部3A,3Bが円形チューブ(断面形状が円形のチューブ)を用いて形成されているにも拘わらず、前記燃焼ガスからの熱回収量を多くすることが可能である。なお、燃焼ガスから潜熱を回収すると、燃焼ガス中の水蒸気が凝縮し、第2の熱交換部H2からその下方にドレイン(凝縮水)が流れ落ちる。したがって、好ましくは、ケーシング2の周壁部20には、第2の熱交換部H2から周壁部20上に流れ落ちてきたドレインをケーシング20の外部に排出するためのドレイン用排出口(図示略)が設けられている。
First, when the
複数のコイル管体部3による熱回収量を多くするには、第1の空間部7Aにおいて発生された燃焼ガスの多くが2つの隙間6を通過しないようにすることが望まれる。これに対し、本実施形態の熱交換器HEにおいては、補助管体部8が各隙間6を塞いでおり、多くの燃焼ガスが各隙間6を通過することは好適に防止されている。したがって、第1の空間部7Aにおいてバーナ1により発生された燃焼ガスの殆どが複数のループ部30どうしの間を正規に通過することとなり、複数のコイル管体部3による熱回収量を多くすることが可能となる。また、燃焼ガスの一部は、補助管体部8に作用するが、そうすると、この補助管体部8によって燃焼ガスからの熱回収がなされ、補助管体部8内を流通する湯水が加熱される。したがって、燃焼ガスからの熱回収量をより多くし、高い熱交換効率を達成することができる。また、補助管体部8内に湯水流通がなされていれば、補助管体部8が燃焼ガスの熱に起因して過熱状態となることも防止され、補助管体部8が熱損傷を生じないようにすることもできる。
In order to increase the amount of heat recovered by the plurality of
本実施形態では、コイル管ユニットU1,U2どうしの隣接領域に位置する第1および第2の延設管体部4A,4Bどうし、およびコイル管ユニットU2,U3どうしの隣接領域に位置する第1および第2の延設管体部4A,4Bどうしは、各ループ部30の法線方向と略同一方向に延びて、互いに接近しており、それらの相互間に形成されている隙間6の開口幅L1は元々小さくされている(図3および図6も参照)。したがって、隙間6を塞ぐための補助管体部8として、たとえば直径が大きいものを用いる必要がなく、その部品コストを廉価にすることができる。また、補助管体部8によって隙間6の全体が完全に塞がれていなくても、この隙間6を通過する燃焼ガスの量を少なくすることが可能となり、コイル管体部3に多くの燃焼ガスを有効に作用させるのにより好ましいものとなる。
In the present embodiment, the first and second extending
補助管体部8への通水は、複数のコイル管ユニットUへの通水に利用されるヘッダ部5を利用して行なわれているために、熱交換器HEの全体の大型化なども好適に抑制される。また、補助管体部8内には、各コイル管ユニットUよりも単位時間当たりの流量が少ない状態で湯水が流通するために、各コイル管ユニットU内の湯水流量が不足気味になるといった不具合も好適に回避される。
Since the water flow to the auxiliary
図7および図8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。 7 and 8 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7に示す実施形態においては、補助管体部8Aが、伝熱用のフィン81を備えたフィン付きチューブとして構成されている。フィン81は、たとえば補助管体部8Aの本体部分(本体チューブ)80の長手方向中間部と略同方向に延びた矩形状であり、隙間6の略全体を塞ぐことが可能な形状およびサイズに形成されている。本実施形態によれば、フィンを有しない単なるチューブ材を利用しただけの補助管体部を用いる場合よりも、隙間6を容易かつ的確に塞ぐことができる。もちろん、フィン81は、2つの隙間6のそれぞれに対応させて2枚設けられた構成とすることもできる。本発明においては、本実施形態のように、補助管体部がフィン付きチューブとして構成されている場合、フィンが隙間6を塞ぎ、かつ補助管体部の本体部分(本体チューブ)が隙間6を塞いでいない構成とすることも可能であり、このような構成も本発明の技術的範囲に包摂される。
In the embodiment shown in FIG. 7, the
図8に示す実施形態においては、複数本(図面では2本)の補助管体部8を利用して、隙間6を塞いでいる。本実施形態から理解されるように、本発明においては、隙間6を塞ぐための補助管体部8の数は、1または複数のいずれであってもよい。図8においては、2本の補助管体部8を並列に並べているが、これに代えて、直列に並べた構成(たとえば、図4に示すように、2つの隙間6が上下方向に並んで形成されている場合に、上側の隙間6を1つの補助管体部8により塞ぐとともに、下側の隙間6を他の1つの補助管体部8により塞ぐといった構成)とすることもできる。
In the embodiment shown in FIG. 8, 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.
本発明でいう補助管体部は、たとえばフレキシブルチューブを用いて構成することもできる。このような構成によれば、補助管体部を所定の位置に配置させてヘッダ部と接続する作業を行なう場合に融通をもたせることができ、補助管体部の組み付け作業などの容易化を図るのに好適となる。 The auxiliary tube part referred to in the present invention can also be configured using, for example, a flexible tube. According to such a configuration, it is possible to provide flexibility when the operation of connecting the auxiliary tube body portion to the header portion is performed at a predetermined position, thereby facilitating the work of assembling the auxiliary tube body portion. It becomes suitable for.
補助管体部は、複数のコイル管ユニットどうしの隣接領域に位置する第1および第2の延設管体部の相互間に形成されている隙間を塞ぐように設けられている必要があるが、ここで、本発明でいう「隙間を塞ぐ」とは、加熱用媒体が前記隙間を通過することが抑制されるように、前記隙間の少なくとも一部分が塞がれていればよく、前記隙間の全体が塞がれていなくてもかまわない。また、補助管体部は、必ずしも前記隙間の内部に配置されていなくてもよい。たとえば、補助管体部が前記隙間の正面に対面するように配置されている場合であっても、加熱用媒体の隙間の通過が抑制される限りは、「隙間を塞ぐ」に該当する。したがって、本発明においては、補助管体部をコイル管体部の外方領域に配置させる構成に代えて、補助管体部をコイル管体部の内方領域に配置させて前記隙間に対面させた構成とすることもできる。 The auxiliary tube portion needs to be provided so as to close a gap formed between the first and second extending tube portions located in the adjacent region between the plurality of coil tube units. As used herein, the term “blocking the gap” means that at least a part of the gap is blocked so that the heating medium is prevented from passing through the gap. It does not matter if the whole is not blocked. Moreover, the auxiliary tube part does not necessarily have to be disposed inside the gap. For example, even when the auxiliary tube portion is disposed so as to face the front of the gap, it corresponds to “block the gap” as long as passage of the heating medium through the gap is suppressed. Therefore, in the present invention, instead of the configuration in which the auxiliary tube portion is disposed in the outer region of the coil tube portion, the auxiliary tube portion is disposed in the inner region of the coil tube portion so as to face the gap. It is also possible to adopt a configuration.
コイル管ユニットを構成する管体としては、断面円形状の管体に限らず、たとえば断面楕円状の管体、あるいは特許文献1と同様な偏平状の管体を用いることが可能であり、その具体的な断面形状などは限定されない。また、コイル管ユニットとしては、複数のコイル管体部が略同心の重ね巻き状とされたものと、そのような重ね巻きがなされていない単層構造のものとのいずれをも用いることができる。前者の重ね巻き構造の場合、三重巻き以上の重ね巻き構造とすることも可能である。燃焼ガスから潜熱回収を行なう場合には、酸性のドレインが発生するために、コイル管ユニットをステンレスなどの耐酸性に優れた材質にすることが好ましいものの、やはりコイル管ユニットの具体的な材質もこれに限定されない。
The tubular body constituting the coil tube unit is not limited to a tubular body having a circular cross section, and for example, a tubular body having an elliptical cross section or a flat tubular body similar to
図1に示したように、複数のコイル管ユニットを横並び状に設けた場合には、コイル管体部の各ループ部が上下方向に起立した姿勢となるために、潜熱回収に伴って発生したドレインを各ループ部から下方に流れ落ち易くし得る利点が得られるが、やはり本発明はこれに限定されない。本発明においては、複数のコイル管ユニットを上下方向(略鉛直方向)に積層させた姿勢に並べ、あるいは傾斜した姿勢に並べた構成とすることもできる。コイル管ユニットの総数は、複数であればよく、その具体的な数も問わない。 As shown in FIG. 1, when a plurality of coil tube units are provided side by side, each loop portion of the coil tube body portion is in an upright posture, which is generated along with latent heat recovery. Although an advantage that the drain can easily flow down from each loop portion is obtained, the present invention is not limited to this. In this invention, it can also be set as the structure which put in order in the attitude | position which laminated | stacked the several coil tube unit in the up-down direction (substantially perpendicular direction), or in the inclined attitude | position. The total number of coil tube units should just be plural, and the concrete number is not ask | required.
本発明でいう加熱用媒体としては、燃焼ガス以外のたとえば高温の廃ガスなどを用いることもできる。また、加熱対象となる流体(コイル管ユニットや補助管体部に供給される流体)も、水以外の流体とすることができる。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。 As the heating medium in the present invention, for example, high-temperature waste gas other than the combustion gas can be used. Further, the fluid to be heated (fluid supplied to the coil tube unit and the auxiliary tube body) can also be a fluid other than water. 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 熱交換器
U コイル管ユニット
NL 法線
1 バーナ
2 ケーシング
3 コイル管体部
4A,4B 第1および第2の延設管体部
5 ヘッダ部
6 隙間(第1および第2の延設管体部どうしの間の)
8,8A 補助管体部
30 ループ部
50 入水口
51 出湯口
WH Hot water apparatus HE Heat exchanger U Coil tube unit
8,8A
Claims (6)
前記各コイル管ユニットは、複数のループ部が一連に繋がっているコイル管体部と、このコイル管体部の両端に繋がって前記コイル管体部の外方に向けて延びる第1および第2の延設管体部とを有しており、
前記コイル管体部の内方領域および外方領域の一方から他方に向けて前記複数のループ部どうしの間を加熱用媒体が通過することにより、前記コイル管体部内を流通する流体を加熱可能とされており、
前記複数のコイル管ユニットどうしの隣接領域に位置する第1および第2の延設管体部の相互間に、隙間が形成されている、熱交換器であって、
前記加熱用媒体が前記隙間を通過することを抑制するように前記隙間の少なくとも一部分を塞ぎ、かつ進行してきた加熱用媒体から熱回収を行なうことが可能に内部に流体が流通する補助管体部を、さらに備えていることを特徴とする、熱交換器。 It has a plurality of coil tube units arranged in the axial direction,
Each of the coil tube units includes a coil tube portion in which a plurality of loop portions are connected in series, and first and second portions that are connected to both ends of the coil tube portion and extend outward of the coil tube portion. And an extended tube part,
The heating medium passes between the plurality of loop portions from one of the inner region and the outer region of the coil tube portion toward the other, so that the fluid flowing through the coil tube portion can be heated. And
A heat exchanger in which a gap is formed between the first and second extending tube portions located in adjacent regions between the plurality of coil tube units,
Auxiliary tube part that closes at least a part of the gap so as to prevent the heating medium from passing through the gap and allows heat recovery from the heating medium that has progressed. And a heat exchanger.
前記複数のコイル管ユニットどうしの隣接領域に位置する第1および第2の延設管体部は、前記各ループ部の略法線方向に延びるように形成されて互いに接近している、熱交換器。 The heat exchanger according to claim 1,
The first and second extending tube portions located in adjacent regions between the plurality of coil tube units are formed so as to extend in a substantially normal direction of the loop portions, and are close to each other. vessel.
入水口および出湯口を有し、かつ前記入水口に供給された湯水を前記複数のコイル管ユニットに流通させて前記出湯口から出湯させるためのヘッダ部を備えており、
前記補助管体部は、前記入水口に供給された湯水の一部がこの補助管体部内を流通してから前記出湯口に到達するように、前記ヘッダ部に接続されている、熱交換器。 The heat exchanger according to claim 1 or 2,
A header part for having a water inlet and a water outlet, and for circulating hot water supplied to the water inlet to the plurality of coiled tube units to discharge the hot water from the outlet;
The auxiliary pipe part is connected to the header part so that a part of hot water supplied to the water inlet circulates in the auxiliary pipe part and then reaches the outlet. .
前記補助管体部は、前記複数のコイル管ユニットよりも内径が小さくされ、または内径が部分的に小さくされた部分を具備し、かつ前記複数のコイル管ユニットよりも単位時間当たりの湯水流通量が少なくなるように構成されている、熱交換器。 The heat exchanger according to claim 3,
The auxiliary tube body has a portion whose inner diameter is smaller than the plurality of coil tube units, or a portion whose inner diameter is partially smaller, and the hot water flow rate per unit time than the plurality of coil tube units. The heat exchanger is configured to reduce the amount of heat.
前記補助管体部は、前記隙間を塞ぐ伝熱用のフィンを備えたフィン付チューブとして構成されている、熱交換器。 The heat exchanger according to any one of claims 1 to 4,
The auxiliary tube portion is a heat exchanger configured as a finned tube including a heat transfer fin that closes the gap.
前記熱交換器として、請求項1ないし5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 burner and a heat exchanger for performing heat recovery from combustion gas generated by the burner to perform hot water heating,
A hot water apparatus, wherein the heat exchanger according to any one of claims 1 to 5 is used as the heat exchanger.
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