JP2020169744A - 熱交換器及び給湯器 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】厚み方向へ所定間隔をおいて並設される複数のフィン21と、各フィン21をそれぞれ直交状に貫通する伝熱管22の大径管23とを含んでなり、各フィン21の間を上下方向に通過する燃焼排気と大径管23内を流れる湯水との間で熱交換可能とした一次熱交換5において、伝熱管22の大径管23内に、燃焼排気の通過方向の下流側を流れる燃焼排気の流速を、通過方向の上流側を流れる燃焼排気の流速よりも遅くする流速調整部材32を設けた。
【選択図】図4
Description
伝熱管内に、気体の通過方向の下流側を流れる流体の流速を、通過方向の上流側を流れる流体の流速よりも遅くする流速調整部材を設けたことを特徴とする。
請求項2に記載の発明は、請求項1の構成において、流速調整部材は、伝熱管内における通過方向の下流側となる領域と通過方向の上流側となる領域との間を仕切って伝熱管の長手方向に沿って延びる板状の本体部と、本体部から下流側の領域へ向けて突出形成される少なくとも1つの突出部とを含んでなることを特徴とする。
請求項3に記載の発明は、請求項2の構成において、本体部に、下流側となる領域と上流側となる領域とを互いに連通させる複数の連通部が設けられていることを特徴とする。
上記目的を達成するために、請求項4に記載の発明は、給湯器であって、バーナと、バーナの燃焼排気が通過する請求項1乃至3の何れかに記載の熱交換器とを含んでなることを特徴とする。
請求項2に記載の発明によれば、上記効果に加えて、流速調整部材を本体部と突出部とから形成したことで、本体部に突出部を設ける簡単な構成で、下流側の領域に通水抵抗を与えて上流側の領域との流速差を発生させることができる。
請求項3に記載の発明によれば、上記効果に加えて、本体部に複数の連通部を設けたことで、下流側の領域と上流側の領域との間での流体の行き来を許容できる。よって、伝熱管内の流体の撹拌作用が得られて伝熱管全体での熱効率の向上を図ることができる。
図1は、給湯器の一例を示す正面図で、フロントカバーを外した状態で示している。図2は図1において、樹脂シート及びコントローラ、表示操作パネルを除いた状態を示している。
この給湯器1は、前面を開口した四角箱状の筐体2内に、バーナ4と一次熱交換器5と二次熱交換器6とが上から順に設けられる内胴3を収容した逆燃焼式となっている。また、筐体2内には、内胴3の下部から後方へ回り込んで上向きに設けられる排気部7と、内胴3の右側方でバーナ4に連結されたファンユニット8と、ファンユニット8の下側でファンユニット8に連結され、ガスガバナ9を介してガス導入管11から燃料ガスが供給されるガス供給ユニット10とが設けられている。内胴3の下方右側には、電装基板を収容してなるコントローラ12が横向きに設置され、その下方中央には、フロントカバーから露出する表示操作パネル13が設けられている。
ファンユニット8は、平面視円形のファンケース16内に図示しないファンを収容し、ファンケース16の上側中央に、ファンを回転駆動させるファンモータ17を設けている。
中ケーシング20の上側外周には、略全面に導電パターンが蛇行状に網羅されてなる帯状の樹脂シート31が巻回されて、中ケーシング20からの燃焼排気の漏洩を検知可能となっている。
また、本体部33には、図8,9にも示すように、一端を四角形状、他端を半円形状とした11個の連通孔37,37・・が、四角形同士が隣接する向きとなる2つの連通孔37,37(以下、区別するために「37A」と表記する。)の組と、半円形同士が隣接する向きとなる2つの連通孔37,37(以下、区別するために「37B」と表記する。)の組とが交互になるように形成されている。幅広部35側の端部に位置する1つの連通孔37は、連通孔37Bとなっている。
また、連通孔37B,37Bの各組の突出片38(以下、区別するために「38B」と表記する。)でも、本体部33の下側へ向けて、右側が左方向、左側が右方向へ本体部33に対して鋭角をなす傾斜状に突出形成されている。突出片38B,38Bは、隣接する組の突出片38A,38Aとは平行となっている。ここでは突出片38A,38Aの組と突出片38B,38Bの組とは交互に配置されて、右端部に位置する1つの連通孔37Bに形成される突出片38Bは、隣接する組の突出片38Aと平行となっている。
さらに、各突出片38における幅方向の中央には、長手方向に沿って延びる補強用のリブ39が設けられている。各リブ39は本体部33に跨がって形成されて、突出片38A,38Aの組ではリブ39,39同士が繋がっている。
そして、各流速調整部材32を大径管23内へ完全に押し込むと、幅広部35が大径管23の右端に圧入される。よって、各流速調整部材32は、図4〜7に示すように、回転防止片36と幅広部35とにより、本体部33が短軸に沿った姿勢で大径管23内に支持される。
ロウ付けを行う場合は、大径管23の左右両端から、回転防止片36と大径管23の内面との接触部分と、幅広部35と大径管23の内面との接触部分にそれぞれロウ材を塗布して炉中で加熱する。
排気部7は、二次熱交換器6の下ケーシング45の下面に取り付けられるドレン受け47と、ドレン受け47の後部に立設される排気ダクト48とを備える。ドレン受け47の底部は、ドレン排出管49を介して中和器50と接続される。
排気ダクト48は、合成樹脂製の横長角筒状で、排気ダクト48の上端の開口には、筐体2の上面に突出する円筒状の排気筒部52を備えた上カバー51が接合される。
また、こうして大径管23の上下で流速の相違が生じても、連通孔37を介して本体部33の上下で湯水はある程度行き来できるため、湯水が撹拌されて大径管23全体での熱効率の低下は抑えられる。
一方、下ケーシング45を通過した燃焼排気は、排気部7のドレン受け47内に進入し、ドレン受け47の後部に移動して排気ダクト48内を上昇して排気筒部52から外部に排出される。二次熱交換器6で発生したドレンは、ドレン受け47内に落下し、ドレン排出管49及び中和器50を介して器具の外部へ排出される。
また、本体部33に、下側領域40と上側領域41とを互いに連通させる複数の連通孔37(連通部)が設けられているので、下側領域40と上側領域41との間での湯水の行き来を許容できる。よって、大径管23内の湯水の撹拌作用が得られて大径管23全体での熱効率の向上を図ることができる。
また、上記形態では燃焼排気の上流側では突出片を設けていないが、流速差が得られれば上流側に突出片を設けてもよい。この場合、上流側の突出片の数を少なくしたり、上流側の突出片の角度を下流側の突出片よりも小さく(鋭角)したりすればよい。
さらに、流速調整部材としては本体部と突出部とによる構造に限らず、伝熱管内での位置決めが可能であれば板状の本体部をなくして互いに繋がる突出部のみで形成することも可能である。
そして、回転防止片や幅広部を省略することもできる。折り返し片も形状の変更の他、省略も可能である。大径管も横断面楕円形でなくてもよい。
また、一次熱交換器では、大径管の数は適宜増減可能であるし、伝熱管として小径管がない形態であっても差し支えない。
さらに、ファンユニットで燃料ガスと燃焼用空気とを混合した混合気をチャンバへ供給する予混合式となっているが、これに限らず、ファンからは燃焼用空気のみを供給させてファンの下流側で燃料ガスと燃焼用空気とをチャンバに導入させる給湯器であっても各発明は適用可能である。
Claims (4)
- 厚み方向へ所定間隔をおいて並設される複数のフィンと、各前記フィンをそれぞれ直交状に貫通する伝熱管とを含んでなり、各前記フィンの間を通過する気体と前記伝熱管内を流れる流体との間で熱交換可能とした熱交換器であって、
前記伝熱管内に、気体の通過方向の下流側を流れる流体の流速を、前記通過方向の上流側を流れる流体の流速よりも遅くする流速調整部材を設けたことを特徴とする熱交換器。 - 前記流速調整部材は、前記伝熱管内における前記通過方向の下流側となる領域と前記通過方向の上流側となる領域との間を仕切って前記伝熱管の長手方向に沿って延びる板状の本体部と、前記本体部から前記下流側の領域へ向けて突出形成される少なくとも1つの突出部とを含んでなることを特徴とする請求項1に記載の熱交換器。
- 前記本体部に、前記下流側となる領域と前記上流側となる領域とを互いに連通させる複数の連通部が設けられていることを特徴とする請求項2に記載の熱交換器。
- バーナと、前記バーナの燃焼排気が通過する請求項1乃至3の何れかに記載の熱交換器とを含んでなる給湯器。
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