JP2011007352A - 熱交換器、これを備えた温水装置および伝熱管 - Google Patents
熱交換器、これを備えた温水装置および伝熱管 Download PDFInfo
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Abstract
【解決手段】伝熱管T1の螺旋状管体部4は、水平部と傾斜部とを有する複数のループ部40が一連に繋がって上下高さ方向に隙間を隔てて並んだ構成とされ、伝熱管T1の延設管体部5は、複数のループ部40の最上段または最下段に位置する第1のループ部40aの水平部に繋がって略水平状に延び、かつケーシング7の側壁部70cに対して略直角の交差角度で貫通している、熱交換器HEであって、螺旋状管体部4は、第1のループ部40aとこれに隣接する第2のループ部40bとの上下方向配列ピッチP2が、他の複数のループ部40の上下方向配列ピッチP1よりも大きい。
【選択図】 図3
Description
なお、本発明でいう略1/4円アーチ状とは、中心角が略直角の扇形の弧(アーチ)と同様な形状の意である。
P1<(2πd)/[π+sin-1(R2/R1)]
P2≧(2πd)/[π+sin-1(R2/R1)]
の関係が成立している。
P1<(2πd)/[π+sin-1(R2/R1)] ・・・式1
P2≧(2πd)/[π+sin-1(R2/R1)] ・・・式2
d:第1の伝熱管T1の外径
R1:最外周のループ部40Aの各曲状管体部42の中心曲率半径
R2:最内周のループ部40Bの各曲状管体部42の中心曲率半径
まず、弧eaは、eからaに向けて一定の傾斜角度で下降している。ここで、仮に、複数のループ部40の各所の上下配列ピッチが一定であって、このピッチをPであるとすると、eとaとの高低差は、P/4である。一方、弧eaの中心角は、π/2である。したがって、eからp1までの下降寸法をH1とすると、
H1=(P/4)×[θ/(π/2)]、すなわち、H1=P・θ/2πとなる。
一方、延設管体部5からeまでの下降寸法をH2とすると、このH2は、弧cdの下降量と等しく、H2=P/2である。
したがって、延設管体部5からp1までのトータルの下降寸法Hは、
H=H1+H2
=P・θ/2π+P/2
=P(π+θ)/2πとなる。
ここで、θ=sin-1(R2/R1)である。
したがって、H=P[π+sin-1(R2/R1)]/2π ・・・式3
この式3において、H<dであると、延設管体部5と曲状管体部42とが干渉することとなる。したがって、延設管体部5と曲状管体部42とが干渉する条件は、
P[π+sin-1(R2/R1)]/2π<dであり、この式から次の式4が得られる。
P<(2πd)/[π+sin-1(R2/R1)] ・・・式4
Claims (7)
- 上下高さ方向に起立した側壁部を有し、かつ内部に加熱用流体が流入するケーシングと、
このケーシング内に配された螺旋状管体部およびこの螺旋状管体部に繋がった延設管体部を有する伝熱管と、を備えており、
前記螺旋状管体部は、略水平な水平部と上下高さ方向に傾斜した傾斜部とを有する複数のループ部が一連に繋がって上下高さ方向に隙間を隔てて並んだ構成とされており、
前記延設管体部は、前記複数のループ部の最上段または最下段に位置する第1のループ部の水平部に繋がって略水平状に延び、かつ前記ケーシングの側壁部に対して略直角の交差角度で貫通している、熱交換器であって、
前記螺旋状管体部は、前記第1のループ部とこれに隣接する第2のループ部との上下方向配列ピッチが、上下高さ方向中間領域の他の複数のループ部の上下方向配列ピッチよりも大きい構成とされていることを特徴とする、熱交換器。 - 前記第1のループ部としては、前記複数のループ部の最上段と最下段とに位置する2つの第1のループ部があり、
前記延設管体部としては、前記2つの第1のループ部にそれぞれ繋がった2つの延設管体部があり、これら2つの延設管体部は、互いに略平行に延び、かつ前記ケーシングの側壁部に対してともに略直交した角度で貫通している、請求項1に記載の熱交換器。 - 前記複数のループ部のうち、前記第1のループ部以外のループ部は、略平行な配置とされて前記水平部を構成する一対の直状管体部と、これら一対の直状管体部の端部どうしを繋ぐ略半円アーチ状に形成されて前記傾斜部を構成する一対の曲状管体部とを備えた略長円状であり、
前記第1のループ部は、略平行な配置とされた一対の直状管体部と、これら一対の直状管体部の一端部どうしを繋ぐ略半円アーチ状に形成された第1の曲状管体部と、この第1の曲状管体部の半分の長さの略1/4円アーチ状に形成されて前記一対の直状管体部の一方の他端部に一端が繋がった第2の曲状管体部とを有し、かつこれらのうち、前記第1の曲状管体部のみが傾斜して、これ以外の部分は略水平状とされており、
前記延設管体部は、前記第2の曲状管体部の他端に繋がって前記一対の直状管体部が延びる方向に対して略直交する方向に延びている、請求項1または2に記載の熱交換器。 - 前記伝熱管として、螺旋状管体部のループ部の大きさが相違する複数の伝熱管を備えており、
これら複数の伝熱管は、複数の螺旋状管体部が略同心の重ね巻き状に配され、かつ複数の延設管体部が互いに略平行に延びた構成とされており、
前記複数の伝熱管のそれぞれの外径または上下厚み寸法をd、
最外周のループ部の各曲状管体部の中心曲率半径をR1、
最内周のループ部の各曲状管体部の中心曲率半径をR2、
各螺旋状管体部の上下高さ方向中間領域における複数のループ部の上下配列ピッチをP1、
各螺旋状管体部の第1のループ部と第2のループ部との上下配列ピッチをP2とした場合において、
P1<(2πd)/[π+sin-1(R2/R1)]
P2≧(2πd)/[π+sin-1(R2/R1)]
の関係が成立する、請求項3に記載の熱交換器。 - 加熱用流体供給手段と、この加熱用流体供給手段から供給される加熱用流体を利用し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、請求項1ないし4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。 - 前記熱交換器のケーシング内には、この熱交換器の伝熱管とは別個に構成された追加の伝熱管が前記伝熱管と横並び状態で収容され、または前記熱交換器のケーシングの横に追加の伝熱管を収容した追加のケーシングが並んで設けられて、前記伝熱管および前記追加の伝熱管のいずれによっても加熱用流体との熱交換が可能とされており、
前記熱交換器の伝熱管は、複数の螺旋状管体部の各ループ部が前記伝熱管と追加の伝熱管との横並び方向とは交差する方向に延びた一対の直状管体部を有する略長円状とされている、請求項5に記載の温水装置。 - 軸長方向に対して直交する平面に対して傾斜した傾斜部と前記平面に対する傾斜のない非傾斜部とを有する複数のループ部が一連に繋がって前記軸長方向に隙間を隔てて並んでいる螺旋状管体部と、
前記複数のループ部のうち、前記軸長方向の端部に位置する第1のループ部の非傾斜部に繋がり、かつ前記平面に対して非傾斜状態で一定方向に延びた延設管体部と、
を備えている、伝熱管であって、
前記螺旋状管体部は、前記第1のループ部とこれに隣接する第2のループ部との軸長方向配列ピッチが、軸長方向中間領域の他の複数のループ部の軸長方向配列ピッチよりも大きい構成とされていることを特徴とする、伝熱管。
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JP2012184860A (ja) * | 2011-03-03 | 2012-09-27 | Mitsubishi Plastics Inc | 伝熱管及び熱交換器 |
JP2013072569A (ja) * | 2011-09-27 | 2013-04-22 | Paloma Co Ltd | 給湯器 |
CN107843007A (zh) * | 2016-09-19 | 2018-03-27 | 杭州三花家电热管理系统有限公司 | 热水器及其换热器 |
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