JP2018080866A

JP2018080866A - Heat exchanger

Info

Publication number: JP2018080866A
Application number: JP2016222362A
Authority: JP
Inventors: 阿部　進; Susumu Abe; 進阿部; 成樹村山; Shigeki Murayama; 竹年田村; Taketoshi Tamura
Original assignee: Corona Corp
Current assignee: Corona Corp
Priority date: 2016-11-15
Filing date: 2016-11-15
Publication date: 2018-05-24
Anticipated expiration: 2036-11-15
Also published as: JP6748560B2

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a heat exchanger capable of increasing heat exchange efficiency.SOLUTION: In a combustion can body 16, there are provided: a plurality of fin pipes 20 arranged at regular intervals vertically and horizontally; and a plurality of fin plates 19 arranged at regular intervals along an axial direction of the fin pipes 20. In the fin plates 19, burring holes 27 having burrings 27a bulging from the fin plates 19 surface are formed in a nearly central part in a space surrounded by the fin pipes 20 arranged in a rectangular shape on upper and lower stages. Notch parts 28 extending to lower edges of the fin plates 19 are formed in succession to the burring holes 27. In a heat exchanger 18 absorbing heat generated in the combustion can body 16 in the fin pipes 20 via the fin plate 19, the burring holes 27 are in almost rhombic shapes, and four sides of the burring holes 27 have burrings 27a.SELECTED DRAWING: Figure 2

Description

この発明は、熱交換効率の向上を図り得るフィンチューブ式の熱交換器に関するものである。 The present invention relates to a finned tube heat exchanger capable of improving heat exchange efficiency.

従来この種の熱交換器では、図７に示すように、フィンパイプ１０１と結合したフィンプレート１０２において、フィンプレート１０２の下縁と連続させた開環状のバーリング孔１０３を設けたものがあり（例えば、特許文献１参照。）、この開環状のバーリング孔１０３を設けたことにより、フィンパイプ１０１間の中間位置辺りにおけるフィンプレート１０２の過熱を防止しつつ、燃焼ガスの流れ方向下流側の吸熱量を多くすることができるものであった。 Conventionally, in this type of heat exchanger, as shown in FIG. 7, a fin plate 102 coupled to the fin pipe 101 is provided with an open annular burring hole 103 continuous with the lower edge of the fin plate 102 ( For example, refer to Patent Document 1.) By providing this open annular burring hole 103, the fin plate 102 is prevented from being overheated around the intermediate position between the fin pipes 101, and the downstream side in the combustion gas flow direction is absorbed. The amount of heat could be increased.

実開平３−５４６号公報Japanese Utility Model Publication No. 3-546

ところで、この熱交換器では、バーリング孔１０３近傍の温度が高くなりやすいものであり、バーリング孔１０３のバーリング部分で吸収された熱量はフィンプレート１０２を介してフィンパイプ１０１に伝達されるものであるが、フィンパイプ１０１は断面円形状のパイプであり、バーリングも環状で円形状であるため、フィンパイプ１０１の外縁部とバーリングの外縁部との間で伝熱距離が最短となる仮想線を形成したとすると、仮想線と直交する方向に向かって仮想線から離れていくにつれて、フィンパイプ１０１の外縁部とバーリングの外縁部とはお互いに遠ざかる関係性を有し、伝熱距離が長くなり、吸熱効果が薄く、熱交換効率の低下を招く要因となっているものである。 By the way, in this heat exchanger, the temperature in the vicinity of the burring hole 103 tends to increase, and the amount of heat absorbed by the burring portion of the burring hole 103 is transmitted to the fin pipe 101 via the fin plate 102. However, since the fin pipe 101 is a pipe having a circular cross section and the burring is also annular and circular, an imaginary line having the shortest heat transfer distance is formed between the outer edge of the fin pipe 101 and the outer edge of the burring. If so, as it moves away from the imaginary line in the direction perpendicular to the imaginary line, the outer edge of the fin pipe 101 and the outer edge of the burring have a relationship of moving away from each other, and the heat transfer distance becomes longer, The endothermic effect is thin, which causes a decrease in heat exchange efficiency.

また、熱交換器を通過する燃焼ガスであって、バーリング孔１０３に進入する燃焼ガス以外の燃焼ガスは、図７の破線で示されているように、フィンパイプ１０１表面の一部およびバーリング孔１０３の外縁部を沿うように流れるだけであり、乱流が起こりにくく、この点も熱交換効率の低下を招く要因となっているものであり、熱交換効率に関して言えば未だ改善の余地があるものであった。 Further, the combustion gas that passes through the heat exchanger and that enters the burring hole 103 is part of the surface of the fin pipe 101 and the burring hole as shown by the broken line in FIG. 103 only flows along the outer edge of 103, turbulent flow hardly occurs, and this point is also a factor causing a decrease in heat exchange efficiency, and there is still room for improvement in terms of heat exchange efficiency. It was a thing.

この発明は、上記課題を解決するために、特に請求項１ではその構成を、上下左右に一定の間隔で配設された複数のフィンパイプと、該フィンパイプの軸線方向に沿って所定の間隔で配列された複数枚のフィンプレートとを燃焼缶体内に備え、前記フィンプレートには、上下段に矩形状に配置された前記フィンパイプで囲まれる空間の略中央部に前記フィンプレート表面から隆起したバーリングを有するバーリング孔が形成されていると共に該バーリング孔に連続して前記フィンプレートの下縁まで延びる切り欠き部が形成され、前記燃焼缶体内で発生した熱を前記フィンプレートを介して前記フィンパイプに吸収させるようにした熱交換器において、前記バーリング孔を略ひし形状とし、前記バーリング孔の４辺に前記バーリングを有しているものとした。 In order to solve the above-mentioned problems, the present invention is particularly configured in claim 1 with a plurality of fin pipes arranged at regular intervals in the vertical and horizontal directions, and a predetermined interval along the axial direction of the fin pipes. A plurality of fin plates arranged in a combustion can body, and the fin plates are raised from the surface of the fin plate at a substantially central portion of a space surrounded by the fin pipes arranged in a rectangular shape in the upper and lower stages. A burring hole having a burring is formed, and a notch extending continuously to the lower edge of the fin plate is formed in the burring hole, and heat generated in the combustion can is transmitted through the fin plate. In the heat exchanger to be absorbed by the fin pipe, the burring hole has a substantially rhombus shape, and the burring is provided on four sides of the burring hole. It was a shall.

また、請求項２では、前記バーリングは、略ひし形状をなすための４辺の直線部を有し、該直線部のそれぞれは、前記バーリング孔を囲むように前記矩形状に配置された前記フィンパイプのうち、前記直線部と略直交する方向に位置する前記フィンパイプと対向するように配設するものとした。 According to a second aspect of the present invention, the burring has a straight portion with four sides for forming a substantially rhombus shape, and each of the straight portions is the fin arranged in the rectangular shape so as to surround the burring hole. Among the pipes, the pipes are disposed so as to face the fin pipes located in a direction substantially orthogonal to the straight line portion.

また、請求項３では、前記バーリング孔は、平面視で、少なくとも一部が前記フィンパイプと重なるような大きさで形成されているものとした。 According to a third aspect of the present invention, the burring hole is formed in a size that at least partially overlaps the fin pipe in a plan view.

また、請求項４では、前記フィンプレート上縁であって、前記バーリング孔の上方且つ上段の隣接する前記フィンパイプの間の位置に、直角方向に折れ曲げられ燃焼ガスを上段の前記フィンパイプの後流側に案内する上縁折り曲げ片を設けるものとした。 According to a fourth aspect of the present invention, the combustion gas is bent at a right angle at a position between the adjacent fin pipes on the upper edge of the fin plate and above the burring hole. An upper edge bent piece for guiding to the downstream side was provided.

この発明の請求項１によれば、バーリング孔のバーリングを略ひし形状とし、バーリング孔の４辺にバーリングを有しているものとしたことで、バーリング孔を囲むよう矩形状に配置されたフィンパイプそれぞれに対して、バーリングからの熱を均一に吸熱させることができ、熱交換効率を向上させることができるものである。 According to the first aspect of the present invention, the burring of the burring hole has a substantially rhombus shape, and the burring is provided on the four sides of the burring hole. The heat from the burring can be absorbed uniformly with respect to each pipe, and the heat exchange efficiency can be improved.

また、請求項２によれば、直線部のそれぞれは、バーリング孔を囲むよう矩形状に配置されたフィンパイプのうち、直線部と略直交する方向に位置するフィンパイプと対向するように配設したことで、バーリングで吸収した熱は、４辺の直線部からそれぞれが対向しているフィンパイプに対してフィンプレートを介して伝熱されるので、それぞれのフィンパイプに偏りなく均一に吸熱させることができ、さらに、フィンパイプとバーリングの直線部との間の伝熱距離が、従来の円形状のバーリングとフィンパイプとの伝熱距離よりも短く、その分、フィンパイプへの伝熱量が多くなり、フィンパイプでの吸熱量が多くなるので、熱交換効率を向上させることができるものである。 According to claim 2, each of the straight portions is disposed so as to face a fin pipe located in a direction substantially orthogonal to the straight portion among the fin pipes arranged in a rectangular shape so as to surround the burring hole. As a result, the heat absorbed by the burring is transferred from the four straight sides to the fin pipes facing each other through the fin plate, so that each fin pipe can absorb heat evenly and without bias. In addition, the heat transfer distance between the fin pipe and the straight portion of the burring is shorter than the heat transfer distance between the conventional circular burring and the fin pipe, and the amount of heat transfer to the fin pipe is increased accordingly. Thus, the amount of heat absorbed by the fin pipe increases, so that the heat exchange efficiency can be improved.

また、請求項３によれば、バーリング孔は、平面視で、少なくとも一部がフィンパイプと重なるような大きさで形成されていることで、熱交換器に流入しバーリングの外縁と下段のフィンパイプとの間を進行してきた燃焼ガスは、下段のフィンパイプの後流側までスムーズに案内され、下段のフィンパイプにおける吸熱量も多くなると共に、上段のフィンパイプの前流側にもスムーズに案内されるので、上段のフィンパイプにおける吸熱量も多くなり、さらに、隣り合うバーリング孔同士の間で燃焼ガス同士を確実にぶつけることができ、燃焼ガスの乱流化を促進するので、熱交換効率を向上させることができるものである。 According to a third aspect of the present invention, the burring hole is formed in such a size that at least a portion thereof overlaps the fin pipe in plan view, so that it flows into the heat exchanger and the outer edge of the burring and the lower fin Combustion gas that has traveled between the pipes is smoothly guided to the downstream side of the lower fin pipe, the amount of heat absorbed in the lower fin pipe is increased, and the upstream side of the upper fin pipe is also smoothly input. Because it is guided, the amount of heat absorbed in the upper fin pipe also increases, and furthermore, combustion gas can be reliably hit between adjacent burring holes, and turbulent flow of combustion gas is promoted, so heat exchange Efficiency can be improved.

また、請求項４によれば、フィンプレート上縁であって、バーリング孔の上方且つ上段の隣接するフィンパイプの間の位置に、直角方向に折れ曲げられ燃焼ガスを上段のフィンパイプの後流側に案内する上縁折り曲げ片上縁折り曲げ片を設けたことで、バーリングと上段のフィンパイプの間を抜けた燃焼ガスは、上段のフィンパイプの後流側に案内されるので、上段のフィンパイプでの後流側でも吸熱され、上段のフィンパイプにおける吸熱量も多くなり、熱交換効率を向上させることができるものである。 According to a fourth aspect of the present invention, the combustion gas is bent downstream of the upper fin pipe at the upper edge of the fin plate and at a position above the burring hole and between the adjacent upper fin pipes. By providing the upper edge bent piece that guides to the side, the combustion gas that has passed between the burring and the upper fin pipe is guided to the downstream side of the upper fin pipe, so the upper fin pipe The heat is absorbed even on the downstream side of the gas, the heat absorption amount in the upper fin pipe is increased, and the heat exchange efficiency can be improved.

この発明の一実施形態の熱交換器を備えた給湯装置の概略構成図。The schematic block diagram of the hot water supply apparatus provided with the heat exchanger of one Embodiment of this invention. 図１のＡ−Ａ線による断面図。Sectional drawing by the AA line of FIG. 熱交換器を構成するフィンプレートの斜視図。The perspective view of the fin plate which comprises a heat exchanger. この発明の一実施形態の熱交換器および第１比較例の熱交換器におけるフィンパイプ−バーリング孔間の伝熱距離を説明した図。The figure explaining the heat transfer distance between the fin pipe-burring hole in the heat exchanger of one Embodiment of this invention, and the heat exchanger of a 1st comparative example. この発明の一実施形態の熱交換器における燃焼ガスの流れを示す図。The figure which shows the flow of the combustion gas in the heat exchanger of one Embodiment of this invention. この発明の一実施形態の熱交換器の要部拡大図。The principal part enlarged view of the heat exchanger of one Embodiment of this invention. 従来の熱交換器を示す図。The figure which shows the conventional heat exchanger.

本発明に係る熱交換器の一実施形態を図面に基づいて説明する。
図１は、本発明の一実施形態の熱交換器を備えた給湯装置の概略的な構成図であり、以下に詳細を説明する。 One embodiment of the heat exchanger concerning the present invention is described based on a drawing.
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a hot water supply apparatus including a heat exchanger according to an embodiment of the present invention, and the details will be described below.

１は所定の端末（給湯栓等）で使用される湯を生成する給湯装置、２は灯油等の燃油を気化するアルミダイキャスト製の気化器、３は気化器２に備えられ燃油を気化可能な温度まで加熱する気化器ヒータ、４は気化器２の下部に位置し、気化器２で気化された気化ガスと一次空気とを予混合するアルミダイキャスト製の混合室で、前記気化器２と混合室４とで燃油を気化させる気化部５を形成するものである。 1 is a hot water supply device that generates hot water used in a predetermined terminal (hot water tap, etc.), 2 is an aluminum die-cast vaporizer that vaporizes fuel oil such as kerosene, and 3 is provided in the vaporizer 2 and can vaporize fuel oil A vaporizer heater 4 for heating to a suitable temperature is located in the lower part of the vaporizer 2 and is an aluminum die-cast mixing chamber for premixing vaporized gas vaporized by the vaporizer 2 and primary air. And the mixing chamber 4 form the vaporizing section 5 for vaporizing the fuel oil.

６は混合室４上部で気化器２の背面側に備えられ、混合室４で予混合された予混合ガスを燃焼させる燃焼部で、この燃焼部６と気化部５とでバーナを構成するものである。また、７は気化器２と一体的に形成され、気化器２の背面で燃焼部６上に突出した複数個の吸熱フィンで、燃焼時には燃焼熱を気化熱として気化器２にフィードバックして、気化器ヒータ３の通電量を極力抑えるものである。 6 is a combustion section that is provided on the back side of the vaporizer 2 at the upper part of the mixing chamber 4 and burns the premixed gas premixed in the mixing chamber 4. The combustion section 6 and the vaporizing section 5 constitute a burner. It is. Reference numeral 7 denotes a plurality of heat-absorbing fins that are formed integrally with the carburetor 2 and project on the combustion unit 6 at the back of the carburetor 2. During combustion, the combustion heat is fed back to the carburetor 2 as vaporization heat. The energization amount of the vaporizer heater 3 is suppressed as much as possible.

８は気化器２に燃油を噴霧するノズル、９はノズル８に送油管１０を介して燃油を圧送する電磁ポンプ、１１は燃焼ファンで、燃焼ファン１１は送風路１２を介して気化器２の入口および燃焼部６とカバー枠１３との間の空気室１４とに連通し、吸込口１５より吸引した燃焼空気を、気化器２には予混合用の一次空気として供給し、空気室１４には気化器２側方を通り混合室４の下方から燃焼部６で燃焼される二次空気として供給するものである。 8 is a nozzle for spraying fuel oil to the vaporizer 2, 9 is an electromagnetic pump for pumping fuel oil to the nozzle 8 via an oil feed pipe 10, 11 is a combustion fan, and the combustion fan 11 is connected to the vaporizer 2 via an air passage 12. Combustion air communicated with the inlet and the air chamber 14 between the combustion unit 6 and the cover frame 13 and sucked from the suction port 15 is supplied to the vaporizer 2 as primary air for premixing, and is supplied to the air chamber 14. Is supplied as secondary air that passes through the side of the vaporizer 2 and is combusted in the combustion section 6 from below the mixing chamber 4.

１６は内部に燃焼室１７を形成すると共に熱交換器１８を備えた燃焼缶体で、熱交換器１８は、燃焼室１７においてバーナ（燃焼部６）の燃焼により発生した熱（燃焼炎および燃焼ガスからの熱）を複数枚のフィンプレート１９を介してフィンパイプ２０に吸収させ、フィンパイプ２０を流通する水を加熱するフィンチューブ式の熱交換器からなり、フィンパイプ２０はＵ字管２１を介して連通連結され、蛇行した熱交換流路を形成するものであり、熱交換器１８を通過した燃焼ガスは排気口２２より機外に排気される。なお、熱交換器１８の詳細な構成については後述する。 Reference numeral 16 denotes a combustion can body in which a combustion chamber 17 is formed and a heat exchanger 18 is provided. The heat exchanger 18 includes heat (combustion flame and combustion) generated by combustion of a burner (combustion unit 6) in the combustion chamber 17. Heat from the gas) is absorbed by the fin pipe 20 through the plurality of fin plates 19 and is composed of a fin tube heat exchanger that heats the water flowing through the fin pipe 20. Are connected to each other to form a meandering heat exchange flow path, and the combustion gas that has passed through the heat exchanger 18 is exhausted from the exhaust port 22 to the outside of the apparatus. The detailed configuration of the heat exchanger 18 will be described later.

２３は給水源から供給される水を熱交換器１８における前記熱交換流路の流入口に流通させる給水管、２４は熱交換器１８における前記熱交換流路の流出口に接続され、熱交換器１８で加熱された湯を所定箇所に設けられた給湯栓（図示せず）に供給する給湯管、２５は給水管２３から分岐した給水バイパス管、２６は給湯管２４と給水バイパス管２５との接続部に設けられ、給湯管２４からの湯と給水バイパス管２５からの水とを混合し、その混合比を可変できる混合弁である。なお、フィンパイプ２０とＵ字管２１と給水管２３と給湯管２４と給水バイパス管２５とで水が流通する給湯回路を構成するものである。 23 is a water supply pipe for circulating water supplied from a water supply source to the inlet of the heat exchange channel in the heat exchanger 18, and 24 is connected to the outlet of the heat exchange channel in the heat exchanger 18 for heat exchange. A hot water supply pipe for supplying hot water heated by a vessel 18 to a hot water tap (not shown) provided at a predetermined location, 25 is a water supply bypass pipe branched from the water supply pipe 23, 26 is a hot water supply pipe 24 and a water supply bypass pipe 25 The mixing valve can mix the hot water from the hot water supply pipe 24 and the water from the water supply bypass pipe 25 and change the mixing ratio. The fin pipe 20, the U-shaped pipe 21, the water supply pipe 23, the hot water supply pipe 24, and the water supply bypass pipe 25 constitute a hot water supply circuit.

次に、熱交換器１８の詳細な構成について、図２および図３を用いて説明する。
図２は図１におけるＡ−Ａ線による断面図で、熱交換器１８の要部を正面視した図であり、図３は熱交換器１８を構成するフィンプレート１９の斜視図である。 Next, the detailed structure of the heat exchanger 18 is demonstrated using FIG. 2 and FIG.
FIG. 2 is a cross-sectional view taken along line AA in FIG. 1, and is a view of the main part of the heat exchanger 18 as viewed from the front. FIG.

前記熱交換器１８は、上下左右に一定の間隔で配設され、被加熱流体としての水が流れる複数本のフィンパイプ２０（この実施形態では１０本のフィンパイプ２０）と、フィンパイプ２０の軸線方向に沿って所定の間隔をおいて配列された複数枚のフィンプレート１９とで構成されており、フィンプレート１９にはフィンパイプ２０を通すための複数の貫通孔２６（フィンプレート１９表面から隆起した貫通孔２６のバーリング２６ａと、ろう材を挿通させるためのろう材用孔２６ｂも含む）が形成され、フィンパイプ２０は、ろう材用孔２６ｂに挿通されたろう材によって、複数の貫通孔２６の各々のバーリング２６ａの内縁とろう付けされてフィンプレート１９に固定されるものである。なお、上下左右に配設されたフィンパイプ２０には、同一の被加熱流体、ここでは給湯用の水が流通するものである。 The heat exchanger 18 is arranged at regular intervals vertically and horizontally, and a plurality of fin pipes 20 (ten fin pipes 20 in this embodiment) through which water as a fluid to be heated flows, The fin plate 19 includes a plurality of fin plates 19 arranged at predetermined intervals along the axial direction. The fin plate 19 has a plurality of through holes 26 (through the fin plate 19 surface) through which the fin pipe 20 passes. The fin pipe 20 is formed of a plurality of through-holes by the brazing material inserted into the brazing material hole 26b, and the burring 26a of the raised through hole 26 and the brazing material hole 26b for inserting the brazing material are formed. 26 are fixed to the fin plate 19 by brazing to the inner edge of each burring 26a. In addition, the same to-be-heated fluid, here, the water for hot water supply distribute | circulates through the fin pipe 20 arrange | positioned up and down, right and left.

各フィンプレート１９は、複数のフィンパイプ２０のうち上下段に矩形状に配置された４本のフィンパイプ２０で囲まれる矩形空間の略中央部に略ひし形状のバーリング孔２７（この実施形態では１枚のフィンプレート１９当たり４つのバーリング孔２７）が形成され、バーリング孔２７に連続してフィンプレート１９の下縁まで切り欠き部２８（この実施形態では１枚のフィンプレート１９当たり４つの切り欠き部２８）が形成されており、切り欠き部２８が形成されていることによってフィンパイプ２０間のフィンプレート１９が局部的に過剰に加熱されるのを抑制できるものである。なお、切り欠き部２８は、フィンプレート１９の下縁まで形成されているとしたが、ここでの下縁とは、図面（図２）の上下方向に合わせて下縁と表現したまでで、本質的には、フィンプレート１９の下縁とは、燃焼ガスの流れ方向の上流側に位置するフィンプレート１９縁側を意味しているものである。 Each fin plate 19 has a substantially diamond-shaped burring hole 27 (in this embodiment) at a substantially central portion of a rectangular space surrounded by four fin pipes 20 arranged in a rectangular shape in the upper and lower stages of the plurality of fin pipes 20. Four burring holes 27 per fin plate 19 are formed, and the notch 28 (four cuts per fin plate 19 in this embodiment) extends to the lower edge of the fin plate 19 continuously to the burring hole 27. The notch portion 28) is formed, and by forming the notch portion 28, the fin plate 19 between the fin pipes 20 can be prevented from being heated excessively locally. The notch 28 is formed up to the lower edge of the fin plate 19, but the lower edge here is expressed as a lower edge in the vertical direction of the drawing (FIG. 2). Essentially, the lower edge of the fin plate 19 means the edge side of the fin plate 19 located on the upstream side in the flow direction of the combustion gas.

また、フィンプレート１９表面から隆起したバーリング孔２７のバーリング２７ａは、図２に示されているように、フィンプレート１９の正面視（フィンパイプ２０の軸線方向から見て）において、４辺の直線部２７ｂとそれらの直線部２７ｂ間をつなぐ曲線部２７ｃとを有しており、それらが一体となって略ひし形状をなしているものである。なお、バーリング２７ａの高さは、バーリング２６ａの高さよりも僅かに低い高さとされているものである。 Further, as shown in FIG. 2, the burring 27a of the burring hole 27 raised from the surface of the fin plate 19 is a straight line of four sides in the front view of the fin plate 19 (as viewed from the axial direction of the fin pipe 20). It has the part 27b and the curve part 27c which connects between those linear parts 27b, and they have comprised the substantially rhombus shape integrally. The height of the burring 27a is slightly lower than the height of the burring 26a.

前記各フィンプレート１９の左右両側縁には、直角方向に折れ曲げられ、燃焼缶体１６の内壁に対してろう付け接合される側縁折り曲げ片２９が設けられ、各フィンプレート１９の上縁であって、上段の隣接するフィンパイプ２０の間の位置には、直角方向に折れ曲げられ、燃焼ガスを上段のフィンパイプ２０の後流側に案内する上縁折り曲げ片３０（この実施形態では１枚のフィンプレート１９当たり４つの上縁折り曲げ片３０）が設けられているものである。ここで、上縁折り曲げ片３０は、フィンプレート１９の上縁に設けられているとしたが、ここでの上縁とは、図面（図２）の上下方向に合わせて上縁と表現したまでで、本質的には、フィンプレート１９の上縁とは、燃焼ガスの流れ方向の下流側に位置するフィンプレート１９縁側を意味しているものである。また、側縁折り曲げ片２９の高さおよび上縁折り曲げ片３０の高さは、貫通孔２６のバーリング２６ａの高さよりも僅かに低く、バーリング孔２７のバーリング２７ａの高さと同程度である。 The left and right side edges of each fin plate 19 are provided with side edge bent pieces 29 that are bent at right angles and brazed to the inner wall of the combustion can body 16. The upper edge bent piece 30 (1 in this embodiment) is bent at a right angle at a position between the adjacent upper fin pipes 20 and guides the combustion gas to the downstream side of the upper fin pipe 20. Four upper edge bent pieces 30) are provided per fin plate 19. Here, the upper edge bent piece 30 is provided at the upper edge of the fin plate 19, but the upper edge here is expressed as the upper edge in the vertical direction of the drawing (FIG. 2). In essence, the upper edge of the fin plate 19 means the edge side of the fin plate 19 located on the downstream side in the flow direction of the combustion gas. Further, the height of the side edge bent piece 29 and the height of the upper edge bent piece 30 are slightly lower than the height of the burring 26 a of the through hole 26, and approximately the same as the height of the burring 27 a of the burring hole 27.

なお、熱交換器１８は、上記の構成、特に、バーリング孔２７（バーリング２７ａ）を有していることで、バーリング２７ａにおいて燃焼ガスから吸収した熱量をフィンプレート１９を介してフィンパイプ２０に伝達してフィンパイプ２０内を流れる水の加熱に用いることができるものである。 The heat exchanger 18 has the above-described configuration, in particular, the burring hole 27 (burring 27a), so that the heat amount absorbed from the combustion gas in the burring 27a is transmitted to the fin pipe 20 via the fin plate 19. Thus, it can be used for heating the water flowing in the fin pipe 20.

ここで、本実施形態のような略ひし形状のバーリング孔２７を有する熱交換器１８における、バーリング孔２７からフィンパイプ２０までの伝熱距離と、第１比較例としての環状のバーリング孔を有する熱交換器１８における環状のバーリング孔からフィンパイプ２０までの伝熱距離との関係を図４を用いて説明する。なお、この図４上では、フィンパイプ２０は外径のみを実線で描画しており、貫通孔２６周囲のバーリング２６ａなどは省略するものとする。 Here, in the heat exchanger 18 having the substantially diamond-shaped burring hole 27 as in the present embodiment, the heat transfer distance from the burring hole 27 to the fin pipe 20 and the annular burring hole as the first comparative example are provided. The relationship with the heat transfer distance from the annular burring hole to the fin pipe 20 in the heat exchanger 18 will be described with reference to FIG. In FIG. 4, only the outer diameter of the fin pipe 20 is drawn with a solid line, and the burring 26 a around the through hole 26 is omitted.

図４（ａ）は、本実施形態のような略ひし形状のバーリング孔２７を有する熱交換器１８の要部拡大図であり、一のフィンパイプ２０の外縁部（外径）とバーリング孔２７のバーリング２７ａ（特に、直線部２７ｂ）の外縁部との間で最短となる伝熱距離が、仮想線Ａ（実線の矢線）で示され、仮想線Ａと直交する方向に向かって、仮想線Ａから所定距離離れた位置におけるフィンパイプ２０の外縁部（外径）とバーリング孔２７のバーリング２７ａの外縁部との間の伝熱距離が、それぞれ、仮想線Ｂ（破線の矢線）および仮想線Ｃ（一点鎖線の矢線）で示されているものである。 FIG. 4A is an enlarged view of a main part of the heat exchanger 18 having the substantially diamond-shaped burring hole 27 as in the present embodiment, and the outer edge portion (outer diameter) of one fin pipe 20 and the burring hole 27. The heat transfer distance that is the shortest with the outer edge portion of the burring 27a (particularly, the straight portion 27b) is indicated by the imaginary line A (solid arrow line), and in the direction orthogonal to the imaginary line A, The heat transfer distance between the outer edge portion (outer diameter) of the fin pipe 20 and the outer edge portion of the burring 27a of the burring hole 27 at a position away from the line A by a phantom line B (dashed arrow line) and This is indicated by an imaginary line C (a dashed line arrow).

そして、図４（ｂ）は、第１比較例としての環状のバーリング孔を有する熱交換器１８の要部拡大図であり、バーリング孔の形状以外は図４（ａ）の熱交換器１８と同一であり、フィンパイプ２０の外縁部（外径）とバーリング孔２７のバーリング２７ａの外縁部との間で最短となる仮想線Ａの長さおよび仮想線Ａのフィンパイプ２０側の矢線の基端の位置も、図４（ａ）に示されたものと同一であり、さらに、仮想線Ｂおよび仮想線Ｃのフィンパイプ２０側のそれぞれの矢線の基端の位置も図４（ａ）に示されたものと同一となっている。 And FIG.4 (b) is a principal part enlarged view of the heat exchanger 18 which has a cyclic | annular burring hole as a 1st comparative example, and except the shape of a burring hole, the heat exchanger 18 of FIG. The length of the imaginary line A that is the same between the outer edge (outer diameter) of the fin pipe 20 and the outer edge of the burring 27a of the burring hole 27 and the arrow line on the fin pipe 20 side of the imaginary line A The position of the base end is also the same as that shown in FIG. 4A, and the position of the base end of each arrow line on the fin pipe 20 side of the virtual line B and the virtual line C is also shown in FIG. ).

ここで、図４（ｂ）に示された熱交換器１８において、仮想線Ａは、バーリング側の矢線の終端がバーリングの外縁に接しているが、仮想線Ｂおよび仮想線Ｃのバーリング側のそれぞれの矢線の終端は、バーリングの外縁に接していない。これは、仮想線Ｂおよび仮想線Ｃが描かれた位置でのフィンパイプ２０の外縁部（外径）とバーリング孔のバーリングの外縁部との間の伝熱距離が、図４（ａ）に示された熱交換器１８における仮想線Ｂおよび仮想線Ｃが描かれた位置でのフィンパイプ２０の外縁部（外径）とバーリング孔２７のバーリング２７ａの外縁部との間の伝熱距離よりも長いことを意味しており、断面形状が円形のフィンパイプ２０と対向するバーリング２７ａは、図４（ａ）のような直線形状（直線部２７ｂ）を有するバーリングの方が、図４（ｂ）のような円形状（または円弧形状）よりも、フィンパイプ２０とバーリング２７ａとの伝熱距離が短く、フィンプレート１９での放熱量が少なく、フィンパイプ２０への伝熱量が多くなり、フィンパイプ２０での吸熱量が多くなるものであり、本実施形態のように、図４（ａ）に示された略ひし形状のバーリング孔２７を有する熱交換器１８の方が、熱交換効率を向上させることができるものである。 Here, in the heat exchanger 18 shown in FIG. 4B, the imaginary line A has the ending of the burring side arrow line in contact with the outer edge of the burring, but the imaginary line B and the imaginary line C on the burring side The end of each arrow line of is not in contact with the outer edge of the burring. This is because the heat transfer distance between the outer edge (outer diameter) of the fin pipe 20 and the outer edge of the burring hole at the position where the imaginary line B and the imaginary line C are drawn is shown in FIG. From the heat transfer distance between the outer edge (outer diameter) of the fin pipe 20 and the outer edge of the burring 27a of the burring hole 27 at the position where the imaginary line B and the imaginary line C are drawn in the illustrated heat exchanger 18. The burring 27a opposed to the fin pipe 20 having a circular cross-sectional shape is a burring having a straight shape (straight portion 27b) as shown in FIG. ), The heat transfer distance between the fin pipe 20 and the burring 27a is shorter, the heat radiation at the fin plate 19 is less, and the heat transfer to the fin pipe 20 is larger. At pipe 20 The amount of heat increases, and the heat exchanger 18 having the substantially diamond-shaped burring holes 27 shown in FIG. 4A can improve the heat exchange efficiency as in this embodiment. Is.

また、図４（ａ）に示されているように、略ひし形状のバーリング２７ａを構成する４辺の直線部２７ｂのそれぞれは、バーリング孔２７を囲むように矩形状に配置された４本のフィンパイプ２０のうち、当該直線部２７ｂと略直交する方向に位置するフィンパイプ２０と対向するように配設されているので、バーリング２７ａで燃焼ガスから吸収した熱は、４辺の直線部２７ｂからそれぞれが対向しているフィンパイプ２０に対してフィンプレート１９を介して伝熱されるので、それぞれのフィンパイプ２０に偏りなく均一に吸熱させることができ、熱交換効率を向上させることができるものである。 Further, as shown in FIG. 4A, each of the four straight portions 27 b constituting the substantially rhombus-shaped burring 27 a has four rectangular shapes arranged so as to surround the burring hole 27. Since the fin pipe 20 is disposed so as to face the fin pipe 20 positioned in a direction substantially orthogonal to the straight portion 27b, the heat absorbed from the combustion gas by the burring 27a is the four-side straight portion 27b. Since the heat is transferred to the fin pipes 20 facing each other through the fin plate 19, the heat can be uniformly absorbed by the fin pipes 20 and the heat exchange efficiency can be improved. It is.

次に、熱交換器１８を通過する燃焼ガスの流れについて図５を用いて説明するが、ここでは、バーリング孔２７内に進入する燃焼ガス以外の燃焼ガスの流れについて説明するものであり、その燃焼ガスの流れを破線で示している。
バーナ（燃焼部６）での燃焼により発生した燃焼ガスは、熱交換器１８に流入し、バーリング孔２７内に進入する燃焼ガスと、バーリング孔２７内に進入する燃焼ガス以外の燃焼ガスとに分かれ、バーリング孔２７内に進入する燃焼ガス以外の燃焼ガスは、破線で示されているように、まず、下段のフィンパイプ２０の前流側から側方側に沿って上昇し、下段のフィンパイプ２０と対向するバーリング２７ａの直線部２７ｂと下段のフィンパイプ２０の間を抜けて、隣接するバーリング孔２７の間に位置する×印の近傍でぶつかって乱流化しながら上昇し、上段のフィンパイプ２０と対向するバーリング２７ａの直線部２７ｂと上段のフィンパイプ２０の間を抜けて、フィンプレート１９上縁であって、バーリング孔２７上方且つ上段の隣接するフィンパイプ２０の間の位置に設けられた上縁折り曲げ片３０によって、上段のフィンパイプ２０の後流側に案内されて、熱交換器１８から流出していくものである。 Next, the flow of the combustion gas passing through the heat exchanger 18 will be described with reference to FIG. 5. Here, the flow of the combustion gas other than the combustion gas entering the burring hole 27 will be described. The flow of combustion gas is indicated by a broken line.
Combustion gas generated by combustion in the burner (combustion unit 6) flows into the heat exchanger 18, and enters combustion gas that enters the burring hole 27 and combustion gas other than combustion gas that enters the burring hole 27. Combustion gases other than the combustion gas entering the burring hole 27 are first raised along the side from the front side of the lower fin pipe 20 as indicated by broken lines, and then the lower fins 20 Passes between the straight portion 27b of the burring 27a opposite to the pipe 20 and the lower fin pipe 20, hits in the vicinity of the x mark located between the adjacent burring holes 27, rises while turbulent, and rises to the upper fin Passes between the straight portion 27b of the burring 27a facing the pipe 20 and the upper fin pipe 20, and is located at the upper edge of the fin plate 19 above the burring hole 27 and adjacent to the upper stage. That the edges bent piece 30 on which is positioned between the fins pipe 20 is guided on the downstream side of the upper fin pipe 20, in which flows out from the heat exchanger 18.

ここで、略ひし形状のバーリング孔２７は、図６に示すように、平面視で、フィンプレート１９の上縁側から下縁側に向かって垂直方向に見て（または、フィンプレート１９の下縁側から上縁側に向かって垂直方向に見るのでもよい）、少なくとも一部がフィンパイプ２０と重なるように形成、すなわち、バーリング孔２７は、バーリング孔２７を囲むように上下段に矩形状に配置されたフィンパイプ２０と重なり代αを有するような大きさで形成されていることで、図５に破線で示されているように、熱交換器１８に流入しバーリング２７ａの外縁と下段のフィンパイプ２０との間を進行してきた燃焼ガスは、下段のフィンパイプ２０の後流側の中央（下段フィンパイプ２０の頂部）方向に向かい、下段のフィンパイプ２０の後流側の略中央部分までスムーズに案内され、下段のフィンパイプ２０での後流側でも吸熱され、下段のフィンパイプ２０における吸熱量も多くなると共に、上段のフィンパイプ２０の前流側の略中央部分（上段フィンパイプ２０の最低部）にもスムーズに案内されるので、上段のフィンパイプ２０での前流側で吸熱され、上段のフィンパイプ２０における吸熱量も多くなり、さらに、隣り合うバーリング孔２７同士の間（図５における×印の位置）で燃焼ガス同士を確実にぶつけることができ、燃焼ガスの乱流化が促進されるので、熱交換効率を向上させることができるものである。当然のことではあるが、バーリング孔２７内に進入した燃焼ガスもバーリング２７ａ内縁にぶつかることで乱流化するため、熱交換効率向上に寄与するものである。また、上縁折り曲げ片３０を設けたことによって、バーリング２７ａと上段のフィンパイプ２０の間を抜けた燃焼ガスは、上段のフィンパイプ２０の後流側に案内されるので、上段のフィンパイプ２０での後流側でも吸熱され、上段のフィンパイプ２０における吸熱量も多くなり、熱交換効率を向上させることができるものである。 Here, as shown in FIG. 6, the substantially diamond-shaped burring hole 27 is viewed in a vertical direction from the upper edge side of the fin plate 19 to the lower edge side in plan view (or from the lower edge side of the fin plate 19). (It may also be seen in the vertical direction toward the upper edge side), and at least part of it is formed so as to overlap with the fin pipe 20, that is, the burring hole 27 is arranged in a rectangular shape on the upper and lower stages so as to surround the burring hole 27. Since the fin pipe 20 is formed in such a size as to have an overlap margin α, as shown by a broken line in FIG. 5, it flows into the heat exchanger 18 and enters the outer edge of the burring 27 a and the lower fin pipe 20. The combustion gas that has traveled between is directed toward the center of the downstream side of the lower fin pipe 20 (the top of the lower fin pipe 20), and is approximately in the middle of the downstream side of the lower fin pipe 20. Is smoothly guided to the portion, and heat is absorbed on the downstream side of the lower fin pipe 20 as well, and the amount of heat absorbed in the lower fin pipe 20 is increased, and a substantially central portion on the upstream side of the upper fin pipe 20 (upper fin) (The lowest part of the pipe 20) is smoothly guided, so that heat is absorbed on the upstream side of the upper fin pipe 20, the heat absorption amount in the upper fin pipe 20 is increased, and the adjacent burring holes 27 Since the combustion gases can be reliably collided with each other (positions marked with x in FIG. 5), and the turbulent flow of the combustion gases is promoted, the heat exchange efficiency can be improved. As a matter of course, the combustion gas that has entered the burring hole 27 is also turbulent by colliding with the inner edge of the burring 27a, which contributes to improving the heat exchange efficiency. Further, since the upper edge bent piece 30 is provided, the combustion gas that has passed through between the burring 27a and the upper fin pipe 20 is guided to the downstream side of the upper fin pipe 20, so that the upper fin pipe 20 The heat is absorbed even on the downstream side of the gas, and the amount of heat absorbed in the upper fin pipe 20 is increased, so that the heat exchange efficiency can be improved.

また、熱交換器１８において、フィンプレート１９は、フィンパイプ２０の軸線方向に沿って所定の間隔（ここでの所定の間隔は、貫通孔２６のバーリング２６ａの高さと同じ長さ）をおいて複数枚配列されており、バーリング孔２７のバーリング２７ａと側縁折り曲げ片２９と上縁折り曲げ片３０の高さは貫通孔２６のバーリング２６ａの高さより僅かに低いだけなので、複数枚配列されたフィンプレート１９の下縁側から進入する燃焼ガスの大半は、フィンプレート１９間において、貫通孔２６のバーリング２６ａとバーリング孔２７のバーリング２７ａと側縁折り曲げ片２９と上縁折り曲げ片３０との間に形成されるほぼ決められた燃焼ガス流路を流れるので、全体的に流速が均一化され、フィンパイプ２０表面に沿うように進む燃焼ガスの流れも増加し、熱交換効率を向上させることができるものである。 In the heat exchanger 18, the fin plate 19 has a predetermined interval along the axial direction of the fin pipe 20 (the predetermined interval is the same length as the height of the burring 26 a of the through hole 26). Plural sheets are arranged, and the height of the burring 27a, the side edge bent piece 29, and the upper edge bent piece 30 of the burring hole 27 is only slightly lower than the height of the burring 26a of the through hole 26. Most of the combustion gas entering from the lower edge side of the plate 19 is formed between the burring 26 a of the through hole 26, the burring 27 a of the burring hole 27, the side edge bent piece 29, and the upper edge bent piece 30 between the fin plates 19. The flow proceeds in a substantially fixed combustion gas flow path, so that the flow rate is uniformized as a whole and the combustion proceeds along the surface of the fin pipe 20. Scan also flow increases, it is capable of improving the heat exchange efficiency.

なお、本発明は先に説明した一実施形態に限定されるものではなく、本実施形態では、所定の端末（給湯栓等）で使用される湯を生成する給湯装置１に、本発明の熱交換器１８を適用したが、本発明の熱交換器１８は、所定の端末として被空調空間を暖房する床暖房パネル等の放熱端末で使用される温水を生成する温水暖房装置に適用してもよいものであり、また、給湯装置１または上記温水暖房装置で使用する燃料についても石油等の燃油の代わりに都市ガスやプロパンガスといったガス燃料を用いてもよいものである。 The present invention is not limited to the above-described embodiment. In the present embodiment, the heat of the present invention is applied to the hot water supply apparatus 1 that generates hot water used in a predetermined terminal (such as a hot water tap). Although the exchanger 18 is applied, the heat exchanger 18 of the present invention is applied to a hot water heater that generates hot water used in a heat radiating terminal such as a floor heating panel that heats the air-conditioned space as a predetermined terminal. The fuel used in the hot water supply apparatus 1 or the hot water heating apparatus may be a gas fuel such as city gas or propane gas instead of fuel such as petroleum.

また、本実施形態は、熱交換器１８を通過する燃焼ガスの流れは、切り欠き部２８を有するフィンプレート１９の下縁側が上流側で、上縁折り曲げ片３０を有するフィンプレート１９の上縁側が下流側であり、図面（図５）上では、下から上に向かって流れているが、バーナが熱交換器１８より上方に設けられ、熱交換器１８を通過する燃焼ガスの流れが、上から下に向かって流れるような、いわゆる逆燃式の場合は、図２に示された熱交換器１８を上下逆さまにして、切り欠き部２８はフィンプレート１９の上縁側に、上縁折り曲げ片３０はフィンプレート１９の下縁側になるように配設すればよく、フィンプレート１９の切り欠き部２８を有する縁側が燃焼ガスの流れ方向の上流側となり、上縁折り曲げ片３０を有するフィンプレート１９の縁側が燃焼ガスの流れ方向の下流側となるという関係性をくずさなければ、先に説明した本発明の熱交換器が有する効果を発揮することができるものである。 Further, in this embodiment, the flow of the combustion gas passing through the heat exchanger 18 is such that the lower edge side of the fin plate 19 having the notches 28 is the upstream side, and the upper edge side of the fin plate 19 having the upper edge bent piece 30. Is on the downstream side, and in the drawing (FIG. 5), it flows from the bottom to the top, but the burner is provided above the heat exchanger 18, and the flow of the combustion gas passing through the heat exchanger 18 is In the case of a so-called reverse combustion type that flows from top to bottom, the heat exchanger 18 shown in FIG. 2 is turned upside down, and the notch 28 is bent at the upper edge side of the fin plate 19. The piece 30 may be disposed so as to be on the lower edge side of the fin plate 19, and the fin plate 19 having the cutout portion 28 is the upstream side in the combustion gas flow direction, and the fin plate having the upper edge bent piece 30. 1 If edge of not destroying the relationship that the downstream side of the flow direction of the combustion gases, those that can be effective with the heat exchanger of the present invention described above.

１６燃焼缶体
１８熱交換器
１９フィンプレート
２０フィンパイプ
２７バーリング孔
２７ａバーリング
２７ｂ直線部
２８切り欠き部
３０上縁折り曲げ片 16 Combustion can 18 Heat exchanger 19 Fin plate 20 Fin pipe 27 Burring hole 27a Burring 27b Straight line portion 28 Notch portion 30 Upper edge bent piece

Claims

A plurality of fin pipes arranged at regular intervals in the vertical and horizontal directions, and a plurality of fin plates arranged at predetermined intervals along the axial direction of the fin pipes are provided in the combustion can, and the fin plate A burring hole having a burring raised from the surface of the fin plate is formed at a substantially central portion of a space surrounded by the fin pipes arranged in a rectangular shape on the upper and lower stages, and the fins are continuous with the burring hole. In the heat exchanger in which a notch extending to the lower edge of the plate is formed and heat generated in the combustion can is absorbed by the fin pipe through the fin plate, the burring hole has a substantially diamond shape. The heat exchanger has the burring on four sides of the burring hole.

The burring has four straight portions for forming a substantially rhombus shape, and each of the straight portions is the straight portion of the fin pipe arranged in the rectangular shape so as to surround the burring hole. The heat exchanger according to claim 1, wherein the heat exchanger is disposed so as to face the fin pipe located in a direction substantially orthogonal to the heat pipe.

The heat exchanger according to claim 1 or 2, wherein the burring hole is formed in a size such that at least a part thereof overlaps the fin pipe in a plan view.

An upper edge of the fin plate, which is bent at a right angle at a position above the burring hole and between the adjacent upper fin pipes, and guides combustion gas to the downstream side of the upper fin pipe. The heat exchanger according to any one of claims 1 to 3, wherein an edge bent piece is provided.