JP2011106782A

JP2011106782A - 給湯器の熱交換器構造

Info

Publication number: JP2011106782A
Application number: JP2009264482A
Authority: JP
Inventors: Junya Watanuki; 順也綿貫
Original assignee: Corona Corp
Current assignee: Corona Corp
Priority date: 2009-11-20
Filing date: 2009-11-20
Publication date: 2011-06-02

Abstract

【課題】簡単な構造で熱交換効率を向上させる給湯器の熱交換器を提供する。
【解決手段】給湯器の熱交換器で高温の燃焼ガスの持つ熱量と熱交換して高温水を得るものに関して、平板１０を交互に切り起こした複数の仕切り板１１を有して熱交換パイプ７内に挿入されるバッフルプレート９において、交互に形成する仕切り板１１の間隔を熱交換パイプ７の上流側よりも下流側の方が密になるように構成することで、燃焼ガスが熱量を奪われ熱交換パイプ７の下流側で収縮しても、燃焼ガスの流路が狭まることで流速を落とさず維持でき、熱交換効率を向上させることが可能となる。
【選択図】図１

Description

この発明は、給湯器及び温水ボイラの熱交換器の構造に関するものである。

従来、この種のものにおいては、給湯器や温水ボイラにおいて燃焼室で加熱された高温の燃焼ガスと熱交換を行い高温水を得る熱交換器の構造として、燃焼ガスの持つ熱量を効率よく熱交換させるために、熱交換パイプ内に平板を交互に切り起こした複数の仕切り板を有したバッフルプレートを挿入していた。

このバッフルプレートは、仕切り板の外周に所定形状の切り欠き部を連続的に形成して熱交換パイプの内周面に点接触させて、各切り欠き部を通過する燃焼ガスの流量を一定にすることで熱交換効率を向上させていた。

特開２００４−２７８９５７号公報

しかし、この従来のものでは、熱交換パイプ内を燃焼ガスが進むと熱交換によって徐々に熱量が奪われ、温度が下がることで燃焼ガスが収縮して流速が落ちてしまい、熱交換パイプの下流側内壁の伝熱性が悪化して熱交換効率が落ちていた。

上記課題を解決するために、本発明の請求項１では、平板を交互に切り起こした複数の仕切り板を有して熱交換パイプ内に挿入される給湯器の熱交換器構造に於いて、前記仕切り板は上流側に比べて下流側の間隔が密であるものである。

また、請求項２では、前記バッフルプレートの仕切り板は前記熱交換パイプの下流側に向けて徐々に間隔を狭めたものである。

この発明の請求項１によれば、熱交換パイプの上流側に比べて下流側の仕切り板の間隔が密であることから、温度が下がって収縮した燃焼ガスでも仕切り板の間隔を狭めて燃焼ガスの流路の断面積を小さくすることで流速が低下せず、熱交換パイプの下流側内壁の伝熱性が向上するので、熱交換効率の低下を防止できるものである。

また、請求項２によれば、仕切り板の間隔を熱交換パイプの下流側に向けて徐々に狭めることで、燃焼ガスの温度が低下しても燃焼ガスの流速が一定になるように流路の断面積が設けられ、それにより更に熱交換効率の低下を防止できるものである。

この発明の一実施例における給湯器の概略構成図。この発明の一実施例におけるバッフルプレートの斜視図この発明の一実施例におけるバッフルプレートの要部拡大図

次に、本発明に係る発明の一実施例を図１に基づいて説明する。
１は給湯器の缶体で、内缶２と外缶３との間に貯湯室４を形成し、内缶２下部にはガンタイプバーナー５が臨む燃焼室６を備えている。７は燃焼室６と内缶２上部にある排気室８とを結ぶ複数本の熱交換パイプで、各熱交換パイプ７内には燃焼ガスの流れを蛇行させて熱交換効率を向上させるバッフルプレート９が内蔵されている。

次に、バッフルプレート９の詳細な構造を図２に基づいて説明する。
前記バッフルプレート９は、熱交換パイプ７の内径より稍小さい幅の平板１０と、該平板１０に半円弧状の切り欠きを入れ、これを交互に対向するように折り曲げて形成した熱交換パイプ７の半径より稍小さい仕切り板１１とで構成されている。

次に、バッフルプレート９に形成される仕切り板１１に関して図３の要部拡大図に基づいて説明する。
交互に対向するように形成された二つの仕切り板１１の間隔をｄとし、熱交換パイプ７の下流側に向けて形成される間隔をそれぞれ上流側からｄ１、ｄ２、ｄ３、ｄ４、ｄ５・・・ｄｎ（ｎは整数）で表すと、仕切り板１１の間隔ｄについてｄ１＞ｄ２、ｄ２＞ｄ３、ｄ３＞ｄ４、ｄ４＞ｄ５・・・すなわち、ｄｎ＞ｄｎ＋１を満たす位置に仕切り板１１を平板１０に形成する。

また、仕切り板１１の間隔ｄは下流側が上流側に比べて密になっていればよく、例えば、熱交換パイプ７の任意の箇所からｄｎ＞ｄｎ＋１を満たすように形成するものや、仕切り板の所定の区間の間隔をｄｎ＝ｄｎ＋１とし区間外の下流側に到達した時点からｄｎ＞ｄｎ＋１を満たすように構成するものであってもよい。

燃焼ガスの流量は断面積と流速の積で求められるので、熱交換パイプ７の下流側で燃焼ガスが収縮して流量が減少しても、仕切り板１１の間隔を狭めて燃焼ガスが通過する断面積を狭めることで流速を一定に維持できる。

そして、仕切り板１１の間隔を下流側が上流側に比べて密になるようにすることで、熱交換パイプ７内の上流側から下流側にかけて燃焼ガスの熱量が奪われ温度が低下したとしても、燃焼ガスの流速が維持されるので、熱交換パイプ７の下流側において熱交換を行う内壁１２の伝熱性が向上し、下流側における熱交換パイプ７での熱交換効率の低下を防止できる。

また、仕切り板１１の間隔を下流側に向けて徐々に狭めることで、燃焼ガスの温度が低下しても燃焼ガスの流速が一定になるように流路の断面積が設けられ、それにより更に熱交換効率の低下を防止できる。

７熱交換パイプ
９バッフルプレート
１０平板
１１仕切り板

Claims

平板を交互に切り起こして複数の仕切り板を形成したバッフルプレートを、熱交換パイプ内に設けた給湯器の熱交換器構造に於いて、前記バッフルプレートの仕切り板は上流側に比べて下流側の間隔が密であることを特徴とする給湯器の熱交換器構造。
前記バッフルプレートの仕切り板は、前記熱交換パイプの下流側に向けて徐々に間隔を狭めたことを特徴とする前記請求項１記載の給湯器の熱交換器構造。