JP2018141598A - Heat exchanger and heat source machine - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、熱交換器および熱源機に関し、特に、熱交換器とそれを備えた熱源機に関するものである。 The present invention relates to a heat exchanger and a heat source device, and more particularly to a heat exchanger and a heat source device including the heat exchanger.
従来、バーナにより供給された加熱用流体としての燃焼ガスと熱交換部を流れる湯水との間で熱交換する熱交換器を備えた熱源機がある。このような熱源機は、たとえば実開平6−15868号公報(特許文献1)に記載されている。この公報に記載された熱源機では、熱交換器のケースの下端に燃焼ガスの流入口が設けられており、熱交換器のケースの上端に燃焼ガスの流出口が設けられている。 2. Description of the Related Art Conventionally, there is a heat source apparatus including a heat exchanger that exchanges heat between combustion gas as a heating fluid supplied by a burner and hot water flowing through a heat exchange unit. Such a heat source machine is described in, for example, Japanese Utility Model Laid-Open No. 6-15868 (Patent Document 1). In the heat source apparatus described in this publication, an inflow port for combustion gas is provided at the lower end of the case of the heat exchanger, and an outflow port for combustion gas is provided at the upper end of the case of the heat exchanger.
上記公報に記載された熱源機では、たとえば燃焼ガスの流出口が第1胴板側に偏って配置された場合、燃焼ガスが第1胴板側よりも第1胴板側で多く流れ、燃焼ガスの偏流が生じる。この場合、第1胴板が第2胴板よりも高温に加熱される。このため、第1胴板には第2胴板よりも高い熱応力が作用することで第1胴板に亀裂が生じることがある。 In the heat source apparatus described in the above publication, for example, when the outlet of the combustion gas is arranged to be biased toward the first body plate, the combustion gas flows more on the first body plate side than the first body plate side, and combustion Gas drift occurs. In this case, the first body plate is heated to a higher temperature than the second body plate. For this reason, a crack may arise in the 1st body plate by the higher thermal stress acting on the 1st body plate than the 2nd body plate.
本発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、その目的は第1胴板が第2胴板よりも高温に加熱されることを抑制することができる熱交換器およびそれを備えた熱源機を提供することである。 The present invention has been made in view of the above problems, and an object thereof is a heat exchanger capable of suppressing the first body plate from being heated to a higher temperature than the second body plate, and a heat source apparatus including the heat exchanger. Is to provide.
本発明の熱交換器は、熱交換部と、ケースとを備えている。熱交換部は、外部を流れる加熱用気体と内部を流れる湯水との間で熱交換するためのものである。ケースは、第1胴板と、第1胴板に対向する第2胴板とを有し、熱交換部を収容する。熱交換部は、ケース内にて互いに並走するように配置された複数の伝熱管部を含んでいる。複数の伝熱管部は、第1伝熱管部と、第2伝熱管部とを含んでいる。第1伝熱管部は、複数の伝熱管部のうち最も第1胴板の近くに配置されている。第2伝熱管部は、複数の伝熱管部のうち最も第2胴板の近くに配置されている。ケースは、加熱用気体をケース内に流入させる流入口と、加熱用気体をケース外に流出させる流出口とを含んでいる。熱交換部は流入口と流出口との間に配置されている。流入口は、第1胴板と第2胴板とが対向する対向方向において第1胴板と第2胴板との間に設けられている。流出口は対向方向において第1胴板側に偏って配置されている。対向方向において、第1胴板と第1伝熱管部との間隔は、第2胴板と第2伝熱管部との間隔よりも小さい。 The heat exchanger of the present invention includes a heat exchange part and a case. The heat exchanging section is for exchanging heat between a heating gas flowing outside and hot water flowing inside. The case has a first body plate and a second body plate facing the first body plate, and accommodates the heat exchange unit. The heat exchange part includes a plurality of heat transfer tube parts arranged to run in parallel with each other in the case. The plurality of heat transfer tube portions include a first heat transfer tube portion and a second heat transfer tube portion. The first heat transfer tube portion is disposed closest to the first body plate among the plurality of heat transfer tube portions. The second heat transfer tube portion is disposed closest to the second body plate among the plurality of heat transfer tube portions. The case includes an inflow port through which the heating gas flows into the case and an outflow port through which the heating gas flows out of the case. The heat exchange part is disposed between the inlet and the outlet. The inflow port is provided between the first trunk plate and the second trunk plate in the facing direction in which the first trunk plate and the second trunk plate face each other. The outflow port is arranged so as to be biased toward the first body plate in the facing direction. In the facing direction, the distance between the first body plate and the first heat transfer tube portion is smaller than the distance between the second body plate and the second heat transfer tube portion.
本発明の熱交換器によれば、流出口は対向方向において第1胴板側に偏って配置されており、対向方向において第1胴板と第1伝熱管部との間隔は第2胴板と前記第2伝熱管部との間隔よりも小さい。このため、第1胴板と第1伝熱管部との間に第2胴板と第2伝熱管部との間よりも加熱用気体が多く流れることを抑制することができる。したがって、第1胴板が第2胴板よりも高温に加熱されることを抑制することができる。このため、第1胴板に第2胴板よりも高い熱応力が作用することを抑制することで第1胴板に亀裂が生じることを抑制することができる。 According to the heat exchanger of the present invention, the outflow port is arranged to be biased toward the first body plate in the facing direction, and the distance between the first body plate and the first heat transfer tube portion in the facing direction is the second body plate. And the interval between the second heat transfer tube portion. For this reason, it can suppress that the gas for a heating flows between the 1st trunk | drum and a 1st heat exchanger tube part rather than between the 2nd trunk | drum and a 2nd heat exchanger tube part. Therefore, it can suppress that a 1st trunk plate is heated to high temperature rather than a 2nd trunk plate. For this reason, it can suppress that a crack arises in a 1st trunk plate by suppressing that a higher thermal stress acts on a 1st trunk plate than a 2nd trunk plate.
上記の熱交換器においては、熱交換部は、対向方向において第1伝熱管部と第2伝熱管部との間に配置された第3伝熱管部を含んでいる。第1伝熱管部と第3伝熱管部とのピッチは、第2伝熱管部と第3伝熱管部とのピッチよりも大きい。このため、第1伝熱管部と第3伝熱管部とのピッチを第2伝熱管部と第3伝熱管部とのピッチよりも大きくすることで、第1胴板と第1伝熱管部との間隔を第2胴板と第2伝熱管部との間隔よりも小さくすることができる。 In said heat exchanger, the heat exchange part contains the 3rd heat exchanger tube part arrange | positioned between the 1st heat exchanger tube part and the 2nd heat exchanger tube part in the opposing direction. The pitch between the first heat transfer tube portion and the third heat transfer tube portion is larger than the pitch between the second heat transfer tube portion and the third heat transfer tube portion. For this reason, by making the pitch between the first heat transfer tube portion and the third heat transfer tube portion larger than the pitch between the second heat transfer tube portion and the third heat transfer tube portion, the first body plate and the first heat transfer tube portion Can be made smaller than the distance between the second body plate and the second heat transfer tube portion.
上記の熱交換器においては、熱交換部は、第4伝熱管部および第5伝熱管部を含んでいる。第4伝熱管部および第5伝熱管部の各々は、第1伝熱管部および第2伝熱管部の各々とそれぞれ対向方向と交差する交差方向に向かい合って流出口側に配置されている。交差方向において、第1伝熱管部は第4伝熱管部に対してずれて配置されている。第2伝熱管部は第5伝熱管部と重なるように配置されている。このため、第4伝熱管部に加熱用気体が流れやすくなることで、第4伝熱管部の吸熱効率を向上することができる。これにより、熱交換器の熱交換効率を向上することができる。 In said heat exchanger, the heat exchange part contains the 4th heat exchanger tube part and the 5th heat exchanger tube part. Each of the fourth heat transfer tube portion and the fifth heat transfer tube portion is disposed on the outlet side so as to face each of the first heat transfer tube portion and the second heat transfer tube portion in the intersecting direction intersecting the opposing direction. In the crossing direction, the first heat transfer tube portion is arranged so as to be shifted from the fourth heat transfer tube portion. The 2nd heat exchanger tube part is arranged so that it may overlap with the 5th heat exchanger tube part. For this reason, the heat absorption efficiency of the 4th heat exchanger tube part can be improved because the gas for heating becomes easy to flow into the 4th heat exchanger tube part. Thereby, the heat exchange efficiency of a heat exchanger can be improved.
上記の熱交換器においては、熱交換部は、複数のフィンを含んでいる。複数のフィンの各々は、主表面と、主表面において対向方向に間隔を隔てて設けられた第1貫通孔および第2貫通孔を含んでいる。複数のフィンは、第1伝熱管部および第2伝熱管部が延びる延在方向に互いに間隔を隔てて積層配置されている。第1貫通孔に第1伝熱管部が挿入されている。第2貫通孔に第2伝熱管部が挿入されている。このため、複数のフィンによって熱交換部の吸熱効率を向上することができる。これにより、熱交換器の熱交換効率を向上することができる。 In the heat exchanger described above, the heat exchange unit includes a plurality of fins. Each of the plurality of fins includes a main surface, and a first through hole and a second through hole that are provided in the main surface at an interval in an opposing direction. The plurality of fins are stacked and spaced from each other in the extending direction in which the first heat transfer tube portion and the second heat transfer tube portion extend. The 1st heat exchanger tube part is inserted in the 1st penetration hole. The 2nd heat exchanger tube part is inserted in the 2nd penetration hole. For this reason, the heat absorption efficiency of the heat exchange part can be improved by the plurality of fins. Thereby, the heat exchange efficiency of a heat exchanger can be improved.
上記の熱交換器においては、複数のフィンの少なくともいずれかは、主表面から突き出した第1凸部および第2凸部を含んでいる。第1凸部は第1貫通孔と第1胴板との間に配置されている。第2凸部は第2貫通孔と第2胴板との間に配置されている。延在方向から主表面を見たときに、第1凸部の面積は第2凸部の面積よりも小さい。このため、第1胴板と第1伝熱管部との間に流れる加熱用気体の量を過度に抑制することを防ぐことができる。これにより、熱交換器の熱交換効率を確保することができる。 In the above heat exchanger, at least one of the plurality of fins includes a first protrusion and a second protrusion protruding from the main surface. The 1st convex part is arranged between the 1st penetration hole and the 1st body board. The 2nd convex part is arranged between the 2nd penetration hole and the 2nd body board. When the main surface is viewed from the extending direction, the area of the first protrusion is smaller than the area of the second protrusion. For this reason, it can prevent suppressing the quantity of the gas for a heating which flows between a 1st trunk | drum and a 1st heat exchanger tube part too much. Thereby, the heat exchange efficiency of a heat exchanger is securable.
本発明の熱源機は、上記の熱交換器と、熱交換器に供給される加熱用気体を発生させるためのバーナとを備えている。本発明の熱源機によれば、熱交換器の第1胴板が第2胴板よりも高温に加熱されることを抑制することができる。 The heat source apparatus of the present invention includes the above heat exchanger and a burner for generating a heating gas supplied to the heat exchanger. According to the heat source apparatus of the present invention, the first body plate of the heat exchanger can be suppressed from being heated to a higher temperature than the second body plate.
以上説明したように、本発明によれば、第1胴板が第2胴板よりも高温に加熱されることを抑制することができる熱交換器およびそれを備えた熱源機を提供することができる。 As described above, according to the present invention, it is possible to provide a heat exchanger capable of suppressing the first body plate from being heated to a higher temperature than the second body plate, and a heat source device including the heat exchanger. it can.
以下、本発明の実施の形態について図に基づいて説明する。
まず、本発明の一実施の形態における熱源機の構成について説明する。本実施の形態の熱源機の一例として暖房専用熱源機について説明する。また本実施の形態の熱源機の一例として燃焼ガスの潜熱を回収可能な潜熱回収式熱源機について説明する。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
First, the structure of the heat source machine in one embodiment of the present invention will be described. A heating-only heat source device will be described as an example of the heat source device of the present embodiment. A latent heat recovery type heat source device capable of recovering the latent heat of the combustion gas will be described as an example of the heat source device of the present embodiment.
図1を参照して、本実施の形態の熱源機1は、筐体2と、バーナ3と、送風装置(ファン)4と、一次熱交換器5と、二次熱交換器6と、中和器7と、ドレン配管8と、排水管9と、熱媒循環回路10と、弁11と、循環ポンプ12と、熱媒タンク13と、給水配管14とを主に備えている。筐体2内に上記の部品のうち筐体2を除く全ての部品が配置されている。
Referring to FIG. 1, a heat source device 1 according to the present embodiment includes a
バーナ3は、一次熱交換器5および二次熱交換器6に供給される燃焼ガスを発生させるためのものである。この燃焼ガスは、一次熱交換器5および二次熱交換器6との間で熱交換を行うためのものである。送風装置(ファン)4は、バーナ3に燃焼用の空気を供給するためのものである。送風装置(ファン)4は、バーナ3よりも下方に配置されており、燃焼ガスを下方から上方に向けて流すように構成されている。
The
一次熱交換器5および二次熱交換器6は、熱媒と燃焼ガスとの間で熱交換するためのものである。一次熱交換器5はバーナ3によって供給された燃焼ガスの顕熱を回収可能に構成されている。二次熱交換器6はバーナ3によって供給された燃焼ガスの潜熱を回収可能に構成されている。一次熱交換器5と二次熱交換器6とは互いに接続されている。一次熱交換器5はバーナ3の上方に位置し、二次熱交換器6は一次熱交換器5の上方に位置している。二次熱交換器6に排気口EPが設けられている。排気口EPは、一次熱交換器5によって顕熱が回収され、さらに二次熱交換器6によって潜熱が回収された燃焼ガスを筐体2外に排気可能に構成されている。
The
一次熱交換器5で熱交換した後の燃焼ガスが二次熱交換器6へ通されることで二次熱交換器6内の水(被加熱流体)が予熱される過程で燃焼ガス中に含まれる水分が凝縮してドレンが発生する。このドレンは、排気ガス中の窒素酸化物などが溶け込んでいるため酸性となる。二次熱交換器6のケース61の下面と中和器7とがドレン配管8を介して接続されており、酸性のドレンは二次熱交換器6から中和器7にドレン配管8を通って送られる。中和器7の内部には中和剤が充填されており、この中和剤によって酸性のドレンを中和することができる。中和器7には排水管9が接続されており、中和器7で中和されたドレンは排水管9を通って筐体2外に排出される。
The combustion gas after heat exchange in the
一次熱交換器5および二次熱交換器6は熱媒循環回路10に接続されている。熱媒循環回路10は熱媒が熱源機1内を循環するためのものである。熱媒循環回路10は暖房端末から戻ってきた熱媒を再び暖房端末に供給するように構成されている。本実施の形態では暖房端末は、高温端末と低温端末とを含んでいる。この高温端末はたとえば浴室暖房装置である。この低温端末はたとえば床暖房装置である。
The
熱媒循環回路10は、高温往き回路10aと、低温往き回路10bと、バイパス回路10cとを含んでいる。高温往き回路10aは暖房端末(高温端末および低温端末)から戻ってきた熱媒を二次熱交換器6および一次熱交換器5を経由して高温端末に供給するように構成されている。低温往き回路10bは、暖房端末(高温端末および低温端末)から戻ってきた熱媒を二次熱交換器6を経由して低温端末に供給するように構成されている。バイパス回路10cは高温往き回路10aを分岐し、高温端末に供給する熱媒の一部を低温往き回路10bに合流させるように構成されている。
The heat
弁11は、高温往き回路10aから低温往き回路10bへバイパス回路10cを経由して熱媒を流すことが可能に構成されている。具体的には、弁11は、高温往き回路10aから暖房高温往き端末へ熱媒が流れるときに閉止され、高温往き回路10aから低温往き回路10bへバイパス回路10cを経由して熱媒が流れるときに開放されるように構成されている。
The
循環ポンプ12は熱媒循環回路10に熱媒を循環させるためのものである。循環ポンプ12は、一次熱交換器5と熱媒タンク13との間に接続されている。熱媒タンク13は、熱媒の温度変化に起因した体積の膨張に伴う圧力上昇または収縮に伴う圧力低下を抑制するためのものである。また、熱媒タンク13は、給水配管14から熱媒を補水可能に構成されている。
The
次に、図2を参照して、本実施の形態の一次熱交換器5とバーナ3および二次熱交換器6とが接続された構成についてさらに詳しく説明する。本実施の形態の一次熱交換器5はいわゆる1缶1水タイプの熱交換器である。
Next, with reference to FIG. 2, the structure in which the
一次熱交換器5のケース51の上に、二次熱交換器6のケース61が載せられている。この状態で、一次熱交換器5のケース51と二次熱交換器6のケース61とがねじ21で接続されることで、一次熱交換器5と二次熱交換器6とが互いに接続されている。二次熱交換器6の熱交換部62は、一次熱交換器5の流出口5bよりも排気口EP側に配置されている。燃焼ガスは、一次熱交換器5の流出口5bから二次熱交換器6のケース61内に流入し、二次熱交換器6の熱交換部62の外部を流れて、排気口EPから流出する。排気口EPに連通するように排気部材22が二次熱交換器6のケース61にねじ21で接続されている。
A
バーナ3のケース31の上に、一次熱交換器5のケース51が載せられている。この状態で、バーナ3のケース31と一次熱交換器5のケース51とがねじ21で接続されることで、バーナ3と一次熱交換器5とが互いに接続されている。
On the
次に、図2〜図8を参照して、本実施の形態の一次熱交換器5の構成についてさらに詳しく説明する。本実施の形態では、一次熱交換器5が特許請求の範囲の熱交換器に相当する。
Next, with reference to FIGS. 2-8, the structure of the
図2および図3に示されるように、一次熱交換器5は、ケース51と、熱交換部52と、複数のベンドパイプ53と、複数のフィンパイプ54とを主に備えている。ケース51は、胴板部51aと、天板部51bとを備えている。ケース51の胴板部51aは、第1胴板51a1と、第2胴板51a2とを有している。第2胴板51a2は第1胴板51a1に対向する。
As shown in FIGS. 2 and 3, the
ケース51は、加熱用気体をケース51内に流入させる流入口5aと、加熱用気体をケース外に流出させる流出口5bとを含んでいる。流入口5aは胴板部51aの下端に設けられている。流入口5aは胴板部51aの下端によって規定される開口である。流入口5aは第1胴板51a1から第2胴板51a2にわたって設けられている。流出口5bは天板部51bに設けられている。流出口5bは平面視において長円状に構成されている。ケース51に熱交換部52は収容されている。
The
図3および図4に示されるように、熱交換部52は外部を流れる加熱用気体と内部を流れる湯水との間で熱交換するためのものである。熱交換部52は、複数の伝熱管部52aと、複数のフィン52bとを含んでいる。なお、熱交換部52は、複数の伝熱管部52aを含んでいればよく、複数のフィン52bを含んでいなくてもよい。図3および図4では、簡略化および説明の便宜のため、複数のフィン52bとして積層方向の中央および両端に位置する複数のフィン52bのみが示されている。
As shown in FIG. 3 and FIG. 4, the
図4および図5に示されるように、胴板部51aは熱交換部52を取り囲むように設けられている。天板部51bは胴板部51aおよび熱交換部52を覆うように設けられている。天板部51bは胴板部51aにねじ21で接続されている。複数のベンドパイプ53および複数のフィンパイプ54はケース51外に配置されている。
As shown in FIGS. 4 and 5, the
複数の伝熱管部52aの一方端には複数のベンドパイプ53および図示しない高温往き回路10aの配管が接続されている。複数の伝熱管部52aの他方端には複数のフィンパイプ54が接続されている。複数の伝熱管部52aは直線状に構成されている。複数のベンドパイプ53および複数のフィンパイプ54はそれぞれU字状に湾曲している。1つのベンドパイプ53は複数の伝熱管部52aのうち2つの伝熱管部52aの一方端同士を接続している。1つのフィンパイプ54は複数の伝熱管部52aのうち2つの伝熱管部52aの他方端部同士を接続している。複数の伝熱管部52aと、複数のベンドパイプ53と、複数のフィンパイプ54とは、1本につながれて蛇行するように構成されている。1本につながれた複数の伝熱管部52aと、複数のベンドパイプ53と、複数のフィンパイプ54とは複数のフィン52bが積層配置された方向に往復するように構成されている。
A plurality of
図2および図4に示されるように、複数の伝熱管部52aは、ケース51内にて互いに並走するように配置されている。流出口5bは複数の伝熱管部52aが延びる方向に沿って延在している。複数の伝熱管部52aは、複数の伝熱管部52aのうち最も第1胴板51a1の近くに配置された第1伝熱管部52a1と、複数の伝熱管部52aのうち最も第2胴板51a2の近くに配置された第2伝熱管部52a2とを含んでいる。第1伝熱管部52a1は第1胴板51a1に沿うように配置されている。第2伝熱管部52a2は第2胴板51a2に沿うように配置されている。第1伝熱管部52a1と第2伝熱管部52a2とは第1胴板51a1と第2胴板51a2とが対向する対向方向D1に互いに並行に配置されている。
As shown in FIGS. 2 and 4, the plurality of heat
熱交換部52は流入口5aと流出口5bとの間に配置されている。流入口5aは、第1胴板51a1と第2胴板51a2とが対向する対向方向D1において第1胴板51a1と第2胴板51a2との間に設けられている。流出口5bは対向方向D1において第1胴板51a1側に偏って配置されている。つまり、流出口5bは対向方向D1において中央と第1胴板51a1との間に配置されている。
The
対向方向D1において、第1胴板51a1と第1伝熱管部52a1との間隔X1は、第2胴板51a2と第2伝熱管部52a2との間隔X2よりも小さい。この間隔X1は、対向方向D1における第1胴板51a1と第1伝熱管部52a1との最短距離である。この間隔X2は、対向方向D1における第2胴板51a2と第2伝熱管部52a2との最短距離である。また、この間隔X1は、第1伝熱管部52a1の半径よりも小さい。この間隔X1はたとえば6mmである。この間隔X2は、第2伝熱管部52a2の半径よりも大きい。この間隔X2はたとえば11mmである。なお、第1伝熱管部52a1の直径は第2伝熱管部52a2の直径と等しい。 In the facing direction D1, an interval X1 between the first body plate 51a1 and the first heat transfer tube portion 52a1 is smaller than an interval X2 between the second body plate 51a2 and the second heat transfer tube portion 52a2. This interval X1 is the shortest distance between the first body plate 51a1 and the first heat transfer tube portion 52a1 in the facing direction D1. This interval X2 is the shortest distance between the second body plate 51a2 and the second heat transfer tube portion 52a2 in the facing direction D1. Moreover, this space | interval X1 is smaller than the radius of the 1st heat exchanger tube part 52a1. This interval X1 is, for example, 6 mm. The interval X2 is larger than the radius of the second heat transfer tube portion 52a2. This interval X2 is, for example, 11 mm. The diameter of the first heat transfer tube portion 52a1 is equal to the diameter of the second heat transfer tube portion 52a2.
熱交換部52は、第3伝熱管部52a3、第4伝熱管部52a4、第5伝熱管部52a5および第6伝熱管部52a6を含んでいる。第1伝熱管部52a1、第2伝熱管部52a2および第3伝熱管部52a3が下段に配置されており、第4伝熱管部52a4、第5伝熱管部52a5および第6伝熱管部52a6が上段に配置されている。
The
第3伝熱管部52a3は、対向方向D1において第1伝熱管部52a1と第2伝熱管部52a2との間に配置されている。第4伝熱管部52a4、第5伝熱管部52a5および第6伝熱管部52a6の各々は、第1伝熱管部52a1、第2伝熱管部52a2および第3伝熱管部52a3の各々とそれぞれ対向方向と交差する交差方向D2に向かい合って流出口5b側に配置されている。
The third heat transfer tube portion 52a3 is disposed between the first heat transfer tube portion 52a1 and the second heat transfer tube portion 52a2 in the facing direction D1. Each of the fourth heat transfer tube portion 52a4, the fifth heat transfer tube portion 52a5, and the sixth heat transfer tube portion 52a6 is opposed to each of the first heat transfer tube portion 52a1, the second heat transfer tube portion 52a2, and the third heat transfer tube portion 52a3. It is arranged on the
交差方向D2において、第1伝熱管部52a1は第4伝熱管部52a4に対してずれて配置されている。具体的には、第1伝熱管部52a1は、対向方向D1において第4伝熱管部52a4に対して第1胴板51a1側にずれて配置されている。交差方向D2において、第2伝熱管部52a2は第5伝熱管部52a5と重なるように配置されている。交差方向D2において、第3伝熱管部52a3は第6伝熱管部52a6と重なるように配置されている。なお、第3伝熱管部52a3、第4伝熱管部52a4、第5伝熱管部52a5および第6伝熱管部52a6の各々の直径は、第1伝熱管部52a1および第2伝熱管部52a2の各々の直径と等しい。 In the intersecting direction D2, the first heat transfer tube portion 52a1 is displaced from the fourth heat transfer tube portion 52a4. Specifically, the first heat transfer tube portion 52a1 is arranged to be shifted to the first body plate 51a1 side with respect to the fourth heat transfer tube portion 52a4 in the facing direction D1. In the intersecting direction D2, the second heat transfer tube portion 52a2 is disposed so as to overlap the fifth heat transfer tube portion 52a5. In the cross direction D2, the third heat transfer tube portion 52a3 is disposed so as to overlap the sixth heat transfer tube portion 52a6. The diameters of the third heat transfer tube portion 52a3, the fourth heat transfer tube portion 52a4, the fifth heat transfer tube portion 52a5, and the sixth heat transfer tube portion 52a6 are the same as those of the first heat transfer tube portion 52a1 and the second heat transfer tube portion 52a2. Equal to the diameter of
複数のフィン52bの各々は第1胴板51a1と第2胴板51a2とに挟まれている。複数のフィン52bの各々の一方端は第1胴板51a1にろう付けされており、複数のフィン52bの各々の他方端は第2胴板51a2にろう付けされている。
Each of the plurality of
複数のフィン52bの各々は、主表面52b1と、複数の貫通孔Hとを含んでいる。複数の貫通孔Hは、対向方向D1に交差する交差方向D2において、上下2段に配置されている。複数の貫通孔Hはいずれも真円に構成されており、各々の直径は互いに等しい。複数の貫通孔Hは、単なる「開孔」のみならず「バーリング孔」を含む概念である。
Each of the plurality of
複数の貫通孔Hは、主表面52b1において対向方向D1に間隔を隔てて設けられた第1貫通孔H1および第2貫通孔H2を含んでいる。また、対向方向D1において、第1貫通孔H1と第2貫通孔H2との間に第3貫通孔H3が設けられている。さらに、主表面52b1において対向方向D1に間隔を隔てて設けられた第4貫通孔H4、第5貫通孔H5、第6貫通孔H6が設けられている。第1貫通孔H1、第2貫通孔H2、第3貫通孔H3の各々は、第4貫通孔H4、第5貫通孔H5、第6貫通孔H6の各々とそれぞれ交差方向D2に向かい合って配置されている。 The plurality of through holes H include a first through hole H1 and a second through hole H2 that are provided on the main surface 52b1 at an interval in the facing direction D1. In the facing direction D1, a third through hole H3 is provided between the first through hole H1 and the second through hole H2. Furthermore, a fourth through hole H4, a fifth through hole H5, and a sixth through hole H6 are provided on the main surface 52b1 at intervals in the facing direction D1. Each of the first through hole H1, the second through hole H2, and the third through hole H3 is disposed to face the intersecting direction D2 with each of the fourth through hole H4, the fifth through hole H5, and the sixth through hole H6. ing.
複数のフィン52bの複数の貫通孔Hの各々には複数の伝熱管部52aの各々が挿入されている。具体的には、第1貫通孔H1に第1伝熱管部52a1が挿入されている。第2貫通孔H2に第2伝熱管部52a2が挿入されている。第3貫通孔H3に第3伝熱管部52a3が挿入されている。また、第4貫通孔H4、第5貫通孔H5、第6貫通孔H6の各々に第4伝熱管部52a4、第5伝熱管部52a5、第6伝熱管部52a6がそれぞれ挿入されている。
Each of the plurality of heat
各伝熱管部52aのピッチは、対向方向D1における間隔をあけて隣り合う各伝熱管部52a同士の各々の中心点C間の距離である。第1伝熱管部52a1と第3伝熱管部52a3とのピッチP1は、第2伝熱管部52a2と第3伝熱管部52a3とのピッチP2よりも大きい。第2伝熱管部52a2と第3伝熱管部52a3とのピッチP2は、第4伝熱管部52a4と第6伝熱管部52a6とのピッチおよび第5伝熱管部52a5と第6伝熱管部52a6とのピッチと等しい。つまり、第4伝熱管部52a4と第6伝熱管部52a6とのピッチおよび第5伝熱管部52a5と第6伝熱管部52a6とのピッチはそれぞれピッチP2となる。
The pitch of the heat
第1伝熱管部52a1と第2伝熱管部52a2とは、対向方向D1におけるフィン52bの中心を交差方向D2に通る対称軸Aに対して非対称に配置されている。他方、第4伝熱管部52a4と第5伝熱管部52a5とは、対向方向D1におけるフィン52bの中心を交差方向D2に通る対称軸Aに対して線対称に配置されている。なお、対称軸Aは、第3伝熱管部52a3および第5伝熱管部52a5の中心点Cの各々を通る。
The first heat transfer tube portion 52a1 and the second heat transfer tube portion 52a2 are disposed asymmetrically with respect to the symmetry axis A passing through the center of the
図6および図7に示されるように、複数のフィン52bは、第1伝熱管部52a1および第2伝熱管部52a2が延びる延在方向に互いに間隔を隔てて積層配置されている。複数のフィン52bの各々の第1貫通孔H1〜第6貫通孔H6(図2)は、複数のフィン52bが積層配置された方向に互いに重なるように配置されている。複数のフィン52bの間の隙間に加熱用気体としての燃焼ガスが流れる。
As shown in FIG. 6 and FIG. 7, the plurality of
図8に示されるように、複数のフィン52bの少なくともいずれかは、主表面52b1から突き出した複数の凸部PPを含んでいる。複数の凸部PPは円錐台状に構成されている。複数の凸部PPは第1貫通孔H1、第2貫通孔H2、第3貫通孔H3よりも燃焼ガスの上流側に配置されている。複数の凸部PPは、第1凸部PP1および第2凸部PP2を含んでいる。第1凸部PP1は第1貫通孔H1と第1胴板51a1との間に配置されている。第2凸部PP2は第2貫通孔H2と第2胴板51a2との間に配置されている。第1伝熱管部52a1および第2伝熱管部52a2が延びる延在方向から主表面52b1を見たときに、第1凸部PP1の面積は第2凸部PP2の面積よりも小さい。
As shown in FIG. 8, at least one of the plurality of
複数のフィン52bは、複数の切り起こしスリットSLおよび複数の切り起こし壁部WPを含んでいる。複数の切り起こしスリットSLは主表面52b1から突き出している。複数の切り起こしスリットSLは対向方向に延びている。複数の切り起こし壁部WPはフィン52bの一部を主表面52b1側に切り起こして構成されている。切り起こし壁部WPは主表面52b1から突き出している。切り起こし壁部WPはフィン52bの一部を主表面52b1側に切り起こして構成されている。
The plurality of
次に、再び図1を参照して、本実施の形態の熱源機の動作について説明する。まず、熱源機の高温暖房時の動作について説明する。暖房端末(高温端末および低温端末)から戻ってきた熱媒(湯水)が熱媒循環回路10を通って二次熱交換器6に流入し、二次熱交換器6で燃焼ガスにより加熱される。二次熱交換器6で加熱された熱媒は熱媒タンク13に流入した後、熱媒タンク13から循環ポンプ12に流入する。そして、循環ポンプ12が熱媒を送り出すことで、熱媒が一次熱交換器5に流入する。一次熱交換器5で燃焼ガスにより加熱された熱媒は高温往き回路10aを通って高温端末に供給される。
Next, with reference to FIG. 1 again, the operation of the heat source apparatus of the present embodiment will be described. First, the operation of the heat source unit during high-temperature heating will be described. The heat medium (hot water) returned from the heating terminal (high temperature terminal and low temperature terminal) flows into the
続いて、熱源機の低温暖房時の動作について説明する。上記の高温暖房時と同様に、暖房端末(低温端末および高温端末)から戻ってきた熱媒が熱媒循環回路10を通って二次熱交換器6に流入し、二次熱交換器6で燃焼ガスにより加熱される。二次熱交換器6で加熱された熱媒は熱媒タンク13に流入した後、熱媒タンク13から循環ポンプ12に流入する。また、バイパス回路10cから流入した熱媒も循環ポンプ12に流入する。そして、循環ポンプ12が熱媒を送り出すことで、熱媒は低温往き回路10bを通って低温端末に供給される。
Then, the operation | movement at the time of the low temperature heating of a heat source machine is demonstrated. As in the case of the high temperature heating described above, the heat medium returned from the heating terminal (low temperature terminal and high temperature terminal) flows into the
次に、本実施の形態の作用効果について比較例と対比して説明する。
比較例では、特に説明しない限り、上記の本実施の形態と同様の構成を備えているため、同一の要素については同一の符号を付し、その説明を繰り返さない。
Next, the effects of the present embodiment will be described in comparison with a comparative example.
Unless otherwise specified, the comparative example has the same configuration as that of the present embodiment described above, and therefore, the same elements are denoted by the same reference numerals and description thereof is not repeated.
図9を参照して、比較例の一次熱交換器5では本実施形態の一次熱交換器5と同様に燃焼ガスの流出口5bが第1胴板51a1側に偏って配置されている。また、比較例の一次熱交換器5では、第1伝熱管部52a1と第2伝熱管部52a2とは、対向方向D1におけるフィン52bの中心を交差方向D2に通る対称軸Aに対して対称に配置されている。第1胴板51a1と第1伝熱管部52a1との間隔X1は、第2胴板51a2と第2伝熱管部52a2との間隔X2と等しい。
Referring to FIG. 9, in the
そのため、図9中白抜き矢印で示すように、ケース51内で燃焼ガスの流入口5aから流出口5bに向かって燃焼ガスが流れる際に、燃焼ガスが第2胴板51a2側よりも第1胴板51a1側で多く流れ、燃焼ガスの偏流が生じる。その結果、図9中白抜き矢印で示すように、第1胴板51a1と第1伝熱管部52a1との間に第2胴板51a2と第2伝熱管部52a2との間よりも燃焼ガスが多く流れる。したがって、第1胴板51a1が第2胴板51a2よりも高温に加熱される。このため、第1胴板51a1には第2胴板51a2よりも高い熱応力が作用することで第1胴板51a1に亀裂が生じることがある。
Therefore, as shown by the white arrow in FIG. 9, when the combustion gas flows from the
これに対して、図10を参照して、本実施の形態の一次熱交換器5によれば、流出口5bは対向方向D1において第1胴板51a1側に偏って配置されており、対向方向D1において第1胴板51a1と第1伝熱管部52a1との間隔X1は第2胴板51a2と第2伝熱管部52a2との間隔X2よりも小さい。そのため、第1胴板51a1と第1伝熱管部52a1との間の流路抵抗は第2胴板51a2と第2伝熱管部52a2との間の流路抵抗よりも大きくなる。このため、第1胴板51a1と第1伝熱管部52a1との間に第2胴板51a2と第2伝熱管部52a2との間よりも燃焼ガスが多く流れることを抑制することができる。したがって、第1胴板51a1が第2胴板51a2よりも高温に加熱されることを抑制することができる。このため、第1胴板51a1に第2胴板51a2よりも高い熱応力が作用することを抑制することで第1胴板51a1に亀裂が生じることを抑制することができる。
On the other hand, referring to FIG. 10, according to
また、第1胴板51a1と第1伝熱管部52a1との間に流れる燃焼ガスの量と第2胴板51a2と第2伝熱管部52a2との間に流れる燃焼ガスの量との差を小さく、または無くすことができる。つまり、図10中白抜き矢印で示すように、第1胴板51a1と第1伝熱管部52a1との間に流れる燃焼ガスの量と第2胴板51a2と第2伝熱管部52a2との間に流れる燃焼ガスの量とのバランスをとることができる。このため、第1胴板51a1の温度上昇と第2胴板51a2の温度上昇との差を小さく、または無くすことができる。したがって、第1胴板51a1に作用する熱応力と第2胴板51a2に作用する熱応力との差を小さく、または無くすことができる。これにより、第1胴板51a1および第2胴板51a2の温度上昇ならびに第1胴板51a1および第2胴板51a2に作用する熱応力の最大値を小さくすることができる。 Further, the difference between the amount of the combustion gas flowing between the first body plate 51a1 and the first heat transfer tube portion 52a1 and the amount of the combustion gas flowing between the second body plate 51a2 and the second heat transfer tube portion 52a2 is reduced. Or can be eliminated. That is, as indicated by the white arrow in FIG. 10, the amount of combustion gas flowing between the first trunk plate 51a1 and the first heat transfer tube portion 52a1 and the second trunk plate 51a2 and the second heat transfer tube portion 52a2. It is possible to balance with the amount of combustion gas flowing into the. For this reason, the difference between the temperature rise of the first body plate 51a1 and the temperature rise of the second body plate 51a2 can be reduced or eliminated. Therefore, the difference between the thermal stress acting on the first trunk plate 51a1 and the thermal stress acting on the second trunk plate 51a2 can be reduced or eliminated. As a result, the temperature rise of the first body plate 51a1 and the second body plate 51a2 and the maximum value of the thermal stress acting on the first body plate 51a1 and the second body plate 51a2 can be reduced.
本実施の形態の一次熱交換器5においては、第1伝熱管部52a1と第3伝熱管部52a3とのピッチP1は、第2伝熱管部52a2と第3伝熱管部52a3とのピッチP2よりも大きい。このため、第1伝熱管部52a1と第3伝熱管部52a3とのピッチP1を第2伝熱管部52a2と第3伝熱管部52a3とのピッチP2よりも大きくすることで、第1胴板51a1と第1伝熱管部52a1との間隔X1を第2胴板51a2と第2伝熱管部52a2との間隔X2よりも小さくすることができる。また、第1伝熱管部52a1、第2伝熱管部52a2、第3伝熱管部52a3に同じ寸法の管を用いることができるため、一次熱交換器5の生産性を向上することができる。
In the
本実施の形態の一次熱交換器5においては、交差方向D2において、第1伝熱管部52a1は第4伝熱管部52a4に対してずれて配置されている。このため、燃焼ガスが第1伝熱管部52a1によって遮られずに第4伝熱管部52a4に流れやすくなる。したがって、第4伝熱管部52a4の吸熱効率を向上することができる。これにより、一次熱交換器5の熱交換効率を向上することができる。
In the
本実施の形態の一次熱交換器5においては、複数のフィン52bの第1貫通孔H1に第1伝熱管部52a1が挿入されており、第2貫通孔H2に第2伝熱管部52a2が挿入されている。このため、複数のフィン52bによって一次熱交換器5の吸熱効率を向上することができる。これにより、一次熱交換器5の熱交換効率を向上することができる。
In the
本実施の形態の一次熱交換器5においては、第1貫通孔H1と第1胴板51a1との間に配置された第1凸部PP1の面積は、第2貫通孔H2と第2胴板51a2との間に配置された第2凸部PP2の面積よりも小さい。このため、第1胴板51a1と第1伝熱管部52a1との間に流れる燃焼ガスの量が過度に少なくなることを抑制することができる。これにより、一次熱交換器5の熱交換効率を確保することができる。
In the
図1および図2に示されるように、本実施の形態の熱源機1は、上記の一次熱交換器5と、一次熱交換器5に供給される燃焼ガスを発生させるためのバーナ3とを備えている。本実施の形態の熱源機1によれば、一次熱交換器5の第1胴板51a1が第2胴板51a2よりも高温に加熱されることを抑制することができる。
As shown in FIG. 1 and FIG. 2, the heat source apparatus 1 of the present embodiment includes the
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。 The embodiment disclosed this time should be considered as illustrative in all points and not restrictive. The scope of the present invention is defined by the terms of the claims, rather than the description above, and is intended to include any modifications within the scope and meaning equivalent to the terms of the claims.
1 熱源機、2 筐体、3 バーナ、5 一次熱交換器、5a 流入口、5b 流出口、6 二次熱交換器、7 中和器、8 ドレン配管、9 排水管、10 熱媒循環回路、11 弁、12 循環ポンプ、13 熱媒タンク、14 給水配管、21 ねじ、22 排気部材、31,51,61 ケース、51a1 第1胴板、51a2 第2胴板、52,62 熱交換部、52a 複数の伝熱管部、52a1〜52a6 第1〜6伝熱管部、52b 複数のフィン、52b1 主表面、53 ベンドパイプ、54 フィンパイプ、D1 対向方向、D2 交差方向、H1〜H6 第1〜6貫通孔、P1,P2 ピッチ、PP1 第1凸部、PP2 第2凸部、X1,X2 間隔。 1 Heat source machine, 2 housing, 3 burner, 5 primary heat exchanger, 5a inlet, 5b outlet, 6 secondary heat exchanger, 7 neutralizer, 8 drain pipe, 9 drain pipe, 10 heat transfer circuit , 11 Valve, 12 Circulation pump, 13 Heat medium tank, 14 Water supply piping, 21 Screw, 22 Exhaust member, 31, 51, 61 Case, 51a1 First body plate, 51a2 Second body plate, 52, 62 Heat exchange part, 52a Multiple heat transfer tube portions, 52a1 to 52a6 1st to 6th heat transfer tube portions, 52b Multiple fins, 52b1 main surface, 53 Bend pipe, 54 Fin pipe, D1 facing direction, D2 Crossing direction, H1 to H6 1st to 6th Through-hole, P1, P2 pitch, PP1 first protrusion, PP2 second protrusion, X1, X2 spacing.
Claims (6)
第1胴板と、前記第1胴板に対向する第2胴板とを有し、前記熱交換部を収容するケースとを備え、
前記熱交換部は、前記ケース内にて互いに並走するように配置された複数の伝熱管部を含み、
前記複数の伝熱管部は、前記複数の伝熱管部のうち最も前記第1胴板の近くに配置された第1伝熱管部と、前記複数の伝熱管部のうち最も前記第2胴板の近くに配置された第2伝熱管部とを含み、
前記ケースは、前記加熱用気体を前記ケース内に流入させる流入口と、前記加熱用気体を前記ケース外に流出させる流出口とを含み、
前記熱交換部は前記流入口と前記流出口との間に配置されており、
前記流入口は、前記第1胴板と前記第2胴板とが対向する対向方向において前記第1胴板と前記第2胴板との間に設けられており、
前記流出口は前記対向方向において前記第1胴板側に偏って配置されており、
前記対向方向において、前記第1胴板と前記第1伝熱管部との間隔は、前記第2胴板と前記第2伝熱管部との間隔よりも小さい、熱交換器。 A heat exchange section for exchanging heat between a heating gas flowing outside and hot water flowing inside,
A first body plate, a second body plate facing the first body plate, and a case for housing the heat exchange unit;
The heat exchange part includes a plurality of heat transfer tube parts arranged to run in parallel with each other in the case,
The plurality of heat transfer tube portions are a first heat transfer tube portion disposed closest to the first body plate among the plurality of heat transfer tube portions, and a second heat transfer tube portion of the second body plate most of the plurality of heat transfer tube portions. A second heat transfer tube portion disposed nearby,
The case includes an inlet for allowing the heating gas to flow into the case, and an outlet for allowing the heating gas to flow out of the case.
The heat exchanger is disposed between the inlet and the outlet;
The inflow port is provided between the first trunk plate and the second trunk plate in a facing direction in which the first trunk plate and the second trunk plate face each other;
The outlet is disposed in the opposite direction so as to be biased toward the first body plate,
In the facing direction, a heat exchanger in which an interval between the first body plate and the first heat transfer tube portion is smaller than an interval between the second body plate and the second heat transfer tube portion.
前記第1伝熱管部と前記第3伝熱管部とのピッチは、前記第2伝熱管部と前記第3伝熱管部とのピッチよりも大きい、請求項1に記載の熱交換器。 The heat exchange unit includes a third heat transfer tube unit disposed between the first heat transfer tube unit and the second heat transfer tube unit in the facing direction,
The heat exchanger according to claim 1, wherein a pitch between the first heat transfer tube portion and the third heat transfer tube portion is larger than a pitch between the second heat transfer tube portion and the third heat transfer tube portion.
前記第4伝熱管部および前記第5伝熱管部の各々は、前記第1伝熱管部および前記第2伝熱管部の各々とそれぞれ前記対向方向と交差する交差方向に向かい合って前記流出口側に配置されており、
前記交差方向において、前記第1伝熱管部は前記第4伝熱管部に対してずれて配置されており、前記第2伝熱管部は前記第5伝熱管部と重なるように配置されている、請求項1または2に記載の熱交換器。 The heat exchange part includes a fourth heat transfer pipe part and a fifth heat transfer pipe part,
Each of the fourth heat transfer tube portion and the fifth heat transfer tube portion faces each of the first heat transfer tube portion and the second heat transfer tube portion in a crossing direction intersecting the opposing direction, and is on the outlet side. Has been placed,
In the crossing direction, the first heat transfer tube portion is arranged to be shifted with respect to the fourth heat transfer tube portion, and the second heat transfer tube portion is arranged to overlap the fifth heat transfer tube portion. The heat exchanger according to claim 1 or 2.
前記複数のフィンの各々は、主表面と、前記主表面において前記対向方向に間隔を隔てて設けられた第1貫通孔および第2貫通孔を含み、
前記複数のフィンは、前記第1伝熱管部および前記第2伝熱管部が延びる延在方向に互いに間隔を隔てて積層配置されており、
前記第1貫通孔に前記第1伝熱管部が挿入されており、
前記第2貫通孔に前記第2伝熱管部が挿入されている、請求項1〜3のいずれか1項に記載の熱交換器。 The heat exchange unit includes a plurality of fins,
Each of the plurality of fins includes a main surface, and a first through hole and a second through hole provided in the main surface at an interval in the facing direction,
The plurality of fins are stacked and spaced from each other in the extending direction in which the first heat transfer tube portion and the second heat transfer tube portion extend.
The first heat transfer tube portion is inserted into the first through hole,
The heat exchanger according to any one of claims 1 to 3, wherein the second heat transfer tube portion is inserted into the second through hole.
前記第1凸部は前記第1貫通孔と前記第1胴板との間に配置されており、
前記第2凸部は前記第2貫通孔と前記第2胴板との間に配置されており、
前記延在方向から前記主表面を見たときに、前記第1凸部の面積は前記第2凸部の面積よりも小さい、請求項4に記載の熱交換器。 At least one of the plurality of fins includes a first convex portion and a second convex portion protruding from the main surface,
The first convex portion is disposed between the first through hole and the first body plate,
The second convex portion is disposed between the second through hole and the second body plate,
The heat exchanger according to claim 4, wherein an area of the first protrusion is smaller than an area of the second protrusion when the main surface is viewed from the extending direction.
前記熱交換器に供給される前記加熱用気体を発生させるためのバーナとを備えた、熱源機。 The heat exchanger according to any one of claims 1 to 5,
A heat source device comprising a burner for generating the heating gas supplied to the heat exchanger.
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