JP2021085581A - 熱交換器およびこれを備えた温水装置 - Google Patents
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Abstract
Description
このような構成によれば、ヘッダ部がケースの側壁部の一部を利用して形成されているため、ヘッダ部の構成を簡素にし、製造コストを廉価にすることが可能である。
ケースの側壁部に膨出部を設けるための手段としては、一般的には、側壁部にプレス加工を施す手段が採用されるが、このような手段において、同一方向に膨出する膨出部を、互いに接近させた配置で適切に形成することは一層困難であり、前記した不具合は、より顕著となる。
すなわち、第1のヘッダ部は、内側プレートに設けられてケースの内方側に膨出する膨出部を有し、かつ第2のヘッダ部は、外側プレートに設けられてケースの外方側に膨出する膨出部を有しているため、これら第1および第2のヘッダ部を互いに接近させた配置に設ける場合であっても、それらの一方の膨出部が、他方の膨出部の形成に影響を与えることはない。したがって、前記従来技術とは異なり、第1および第2のヘッダ部を接近させて設ける場合に、それらの膨出部を適切に製作するのに苦慮することがなくなる。その結果、生産性を高めることが可能となり、また複数のヘッダ部どうしを接近させないように熱交換器の設計仕様を変更する必要などもなくすことができる。
すなわち、ケース内に加熱用気体が供給された場合、この加熱用気体の一部は、最端部のフィンとケースの側壁部との相互間の隙間に進入し、この隙間を通過する虞がある。前記隙間を多くの加熱用気体が通過すると、伝熱管およびフィンの全体による熱回収量が少なくなり、熱効率が低下する。これに対し、前記隙間は、第1のヘッダ部の膨出部を利用して塞がれているため、加熱用気体が前記隙間を通過することは防止または抑制され、前記した不具合を適切に解消することができる。前記隙間を塞ぐための専用部材を用いる必要はなく、部品点数の増加も回避することができる。
抗を小さくし、加熱対象流体の流れの円滑化を図ることが可能である。また、第1の補助膨出部および/または第2の補助膨出部の存在により、ケースの側壁部の強度を高めることもできる。
冷却する役割を果たし、また燃焼ガスからの湯水加熱用の吸熱も行なう。ケース2の側壁部2aの冷却は、後述する複数のヘッダ部Ha〜Hdにより行なわれる。
1次熱交換部A1は、胴パイプ3よりも低い位置に設けられている。この1次熱交換部A1の伝熱管4は、ケース2内に横架設されて上下および水平方向に並んだ直状の複数の管体部4が、ベンド管49、およびケース2の側壁部2aに設けられた後述する複数のヘッダ部Ha〜Hdを介して一連に接続された構成を有している(図4を参照)。複数のフィン5は、プレート状であり、複数の管体部4が貫通して接合され、かつ各管体部4の軸長方向に並んでいる。
2次熱交換部A2は、ケース2内のうち、熱交換器HEの下方に複数の伝熱管6を配置して構成されている。各伝熱管6は、たとえば蛇行状伝熱管であり、互いに隣り合う伝熱管6の高さが相違するように、複数の伝熱管6の高さは、正面視断面視において互い違いとされている。
この内側プレート24のうち、複数の伝熱管6の上側の端部6aが貫通して接続された領域は、ケース2の内方側に膨出した膨出部21aとして形成されている。この膨出部21aは、後述するヘッダ部Ha(第1のヘッダ部)の構成要素である。
外側プレート25は、内側プレート24の外面側に重ねられて接合されることにより、複数のヘッダ部Ha〜Hdを構成するための部材である。この外側プレート25には、図1に示す複数のヘッダ部Hb〜Hdを構成するための膨出部として、ケース2の外方側に膨出した複数の膨出部21b〜21dを備えている。
ヘッダ部Haは、2次熱交換部A2の出湯用のヘッダ部であり、本発明でいう第1のヘッダ部に相当する。このヘッダ部Haは、内側プレート24の膨出部21aの外側に外側プレート25の一部が重なることにより形成されており、図4に示すように、その内側には、複数の伝熱管6の上側の端部6aに連通するチャンバ7aが形成されている。外側プレート25のうち、このヘッダ部Haに相当する箇所には、接続管体80の下端用の接続口80a(2次熱交換部A2の出湯口)が設けられている。
このヘッダ部Hbには、継手部材81が取付けられて、入水口81aが設けられている。
外側プレート25には、接続管体80の上端を接続するための開口部82も設けられている。この開口部82は、胴パイプ3に対する入水口に相当する。
また、補助膨出部21a’は、膨出部21aよりも適当な寸法Lだけ下方に位置しており、ヘッダ部Hc1の膨出部21cに対し、膨出部21aよりも離間している。
補助膨出部21a’は、ヘッダ部Hc1の膨出部21cと同様に、外側プレート25に形成されているものの、膨出部21aよりも適当な寸法Lだけ下方に位置し、膨出部21cから離間する方向に位置ずれしているため、補助膨出部21a’および膨出部21cの間に、平板状部分を長めに形成することが可能である。したがって、膨出部21c,21a’をプレス加工により形成する場合に、その加工が困難にならないようにすることができる。
一方、ヘッダ部Hbの補助膨出部21b’は、複数の伝熱管6の端部下面部に接近または当接しているため、この膨出部21b’を基準として、複数の伝熱管6の位置合わせを適切に行なうことも可能となる。
。1つのケース内に1種類のみの伝熱管が収容された熱交換器として構成することも可能であり、伝熱管の具体的な形状、材質、サイズ、本数などは限定されない。
上述の実施形態から理解されるように、本発明でいうヘッダ部は、伝熱管への入水用あるいは出湯用に限定されず、伝熱管どうしを連通させるためのヘッダ部(通路)も含む概念である。
本発明に係る熱交換器は、温水装置の構成要素として用いる以外の他の用途に用いることも可能である。したがって、加熱対象流体は、湯水以外の流体とすることもできる。
本発明に係る温水装置は、湯水を加熱して温水を生成する機能を備えたものであり、一般的な給湯装置の他、たとえば風呂給湯装置、暖房用温水装置、融雪用の温水装置などとして構成することができる。
HE,HEa 熱交換器
Ha〜Hd ヘッダ部
1 バーナ
2 ケース
2a 側壁部(ケースの)
21a〜21d 膨出部
21a’,21b’ 補助膨出部
24 内側プレート
25 外側プレート
3 胴パイプ(伝熱管)
4,6 伝熱管
7a〜7d チャンバ
Claims (5)
- 加熱用気体が内部に供給されるケースと、
このケース内に収容され、かつ内部を加熱対象流体が流通する伝熱管と、
前記ケースの1つの側壁部に設けられた膨出部を利用して前記加熱対象流体が流入出するチャンバが形成され、かつ前記伝熱管が接続される複数のヘッダ部と、
を備えている、熱交換器であって、
前記ケースの前記側壁部は、内側プレートと外側プレートとが重ね合わされた構成とされており、
前記複数のヘッダ部のうち、一部のヘッダ部は、その膨出部が前記内側プレートに設けられて前記ケースの内方側に膨出している第1のヘッダ部とされ、かつ他の一部のヘッダ部は、その膨出部が前記外側プレートに設けられて前記ケースの外方側に膨出している第2のヘッダ部とされていることを特徴とする、熱交換器。 - 請求項1に記載の熱交換器であって、
前記伝熱管として、複数のフィンが軸長方向に並んだ配列で接合されたフィン付き伝熱管を備え、かつ前記複数のフィンのうち、最端部のフィンと前記ケースの前記側壁部との相互間には、隙間が形成されており、
前記第1のヘッダ部の膨出部は、前記隙間の下部開口部または上部開口部を塞いでいる、熱交換器。 - 請求項1または2に記載の熱交換器であって、
前記外側プレートのうち、前記第1のヘッダ部の膨出部に対向する箇所は、前記ケースの外方側に膨出した第1の補助膨出部とされて、前記第1のヘッダ部のチャンバは、前記第1の補助膨出部をも利用して形成され、および/または、
前記内側プレートのうち、前記第2のヘッダ部の膨出部に対向する箇所は、前記ケースの内方側に膨出した第2の補助膨出部とされて、前記第2のヘッダ部のチャンバは、前記第2の補助膨出部をも利用して形成されている、熱交換器。 - 請求項3に記載の熱交換器であって、
前記第1の補助膨出部は、前記第1のヘッダ部の膨出部よりも前記第2のヘッダ部から離間した位置に設けられており、および/または、
前記第2の補助膨出部は、前記第2のヘッダ部の膨出部よりも前記第1のヘッダ部から離間した位置に設けられている、熱交換器。 - 請求項1ないし4のいずれかに記載の熱交換器を備えていることを特徴とする、温水装置。
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