JP2021101129A - Heat exchanger and water heating device equipped with the same - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、いわゆるフィン付きの伝熱管を用いたタイプの熱交換器、およびこれを備えた給湯装置などの温水装置に関する。 The present invention relates to a type of heat exchanger using a so-called fin-equipped heat transfer tube, and a water heating device such as a water heater equipped with the heat exchanger.
温水装置の具体例として、特許文献1,2に記載されたものがある。
これらの文献に記載された温水装置は、バーナと、このバーナにより発生された加熱用気体としての燃焼ガスから熱回収を行なって湯水を加熱する熱交換器とを備えている。熱交換器は、燃焼ガスが供給される缶体内に、伝熱管およびこの伝熱管に接合された複数のフィンが配されており、かつ前記缶体の周壁部の外面部には、水冷管が巻き付けられている。この水冷管は、前記缶体の周壁部のバーナに近い領域を冷却する。このため、前記缶体が熱損傷することは防止される。
Specific examples of the water heating device include those described in
The water heating device described in these documents includes a burner and a heat exchanger that recovers heat from the combustion gas generated by the burner as a heating gas to heat hot water. In the heat exchanger, a heat transfer tube and a plurality of fins joined to the heat transfer tube are arranged inside the can body to which the combustion gas is supplied, and a water cooling tube is provided on the outer surface of the peripheral wall portion of the can body. It is wrapped. This water cooling pipe cools a region of the peripheral wall of the can body near the burner. Therefore, the can body is prevented from being damaged by heat.
前記したような温水装置は、設置場所の条件など、種々の理由から、バーナや熱交換器を横倒しの姿勢とし、バーナから発生した燃焼ガスを横向きに進行させて熱交換器に供給するように設定したい場合がある。 In the water heating device as described above, for various reasons such as the conditions of the installation location, the burner and the heat exchanger are placed in a sideways position, and the combustion gas generated from the burner is allowed to travel sideways to be supplied to the heat exchanger. You may want to set it.
しかしながら、前記したような横倒しの設定がなされた場合には、次に述べるように、解決すべき課題が生じる。
すなわち、熱交換器の缶体のうち、水冷管によって冷却されている箇所においては、燃焼ガス中の水蒸気が凝縮し、強酸性の凝縮水が発生する。この凝縮水は、缶体の周壁部の内面において発生するが、前記周壁部のうち、上壁部の内面において発生した凝縮水は、燃焼ガスによって燃焼ガス流れ方向下流側に飛ばされ、あるいは上壁部の内面を伝うことにより、伝熱管や複数のフィンに到達し、付着する虞がある。ここで、フィンに多くの凝縮水が付着すると、フィンの温度が低下するため、その部分において凝縮水が発生し易くなる。その結果、フィンの表面部における凝縮水の発生量が多くなる。
このような現象を生じると、凝縮水の蒸発に伴う腐食生成物の発生量が多くなるため、複数のフィンどうしの隙間に詰まりを生じ易くなり、熱交換器がいわゆる排気閉塞となる虞がある。燃焼ガスの円滑な流れを確保し、効率のよい熱回収を行なう上では、そのような虞を適切に解消することが望まれる。
However, when the sideways setting is made as described above, a problem to be solved arises as described below.
That is, in the can body of the heat exchanger, the water vapor in the combustion gas is condensed in the portion cooled by the water cooling pipe, and strongly acidic condensed water is generated. This condensed water is generated on the inner surface of the peripheral wall portion of the can body, and the condensed water generated on the inner surface of the upper wall portion of the peripheral wall portion is blown to the downstream side in the combustion gas flow direction by the combustion gas, or is above. By traveling along the inner surface of the wall portion, there is a risk of reaching and adhering to the heat transfer tube and a plurality of fins. Here, if a large amount of condensed water adheres to the fins, the temperature of the fins decreases, so that condensed water is likely to be generated in that portion. As a result, the amount of condensed water generated on the surface of the fin increases.
When such a phenomenon occurs, the amount of corrosion products generated due to the evaporation of condensed water increases, so that the gaps between the plurality of fins are likely to be clogged, and the heat exchanger may become so-called exhaust blockage. .. In order to ensure a smooth flow of combustion gas and to perform efficient heat recovery, it is desired to appropriately eliminate such a risk.
本発明は、前記したような事情のもとで考え出されたものであり、フィンの表面部に多くの凝縮水が発生することを抑制し、排気閉塞となる虞を適切に解消することが可能な熱交換器、およびこれを備えた温水装置を提供することを、その課題としている。 The present invention has been conceived under the above-mentioned circumstances, and it is possible to suppress the generation of a large amount of condensed water on the surface of the fins and appropriately eliminate the possibility of exhaust blockage. The challenge is to provide a possible heat exchanger and a water heater equipped with the heat exchanger.
上記の課題を解決するため、本発明では、次の技術的手段を講じている。 In order to solve the above problems, the following technical measures are taken in the present invention.
本発明の第1の側面により提供される熱交換器は、横倒しの姿勢とされ、かつ内部には加熱用気体が横向きに進行するように供給される缶体と、この缶体の内部に配され、かつ
前記加熱用気体から熱回収を行なって湯水加熱を行なうための伝熱管およびこの伝熱管に接合された複数のフィンと、前記缶体の周壁部のうち、前記複数のフィンよりも加熱用気体流れ方向上流側の外面部に巻き付けられた水冷管と、を備えている、熱交換器であって、前記各フィンには、前記伝熱管を構成する複数の管体部が上下高さ方向に間隔を隔てて並んだ配列で貫通し、かつ前記各フィンの加熱用気体流れ方向上流側の一端部寄り領域には、前記一端部から前記複数の管体部の相互間領域に向けて延びる複数の切欠き凹部が設けられており、これら複数の切欠き凹部のうち、前記各フィンの上部側に位置する切欠き凹部の終端は、下部側に位置する他の切欠き凹部の終端よりも加熱用気体流れ方向上流側に位置する構成とされていることを特徴としている。
The heat exchanger provided by the first aspect of the present invention is arranged in a can body in which the heating gas is supplied so as to travel sideways in a sideways posture and inside the can body. A heat transfer tube for recovering heat from the heating gas to heat hot water, a plurality of fins joined to the heat transfer tube, and heating of the peripheral wall portion of the can body more than the plurality of fins. It is a heat exchanger provided with a water cooling tube wound around an outer surface portion on the upstream side in the gas flow direction, and a plurality of tubular body portions constituting the heat transfer tube are vertically high on each of the fins. Penetrating in an arrangement arranged at intervals in the direction, and in the region near one end on the upstream side in the heating gas flow direction of each fin, from the one end toward the inter-regional region of the plurality of tubular parts. A plurality of notch recesses extending are provided, and among these plurality of notch recesses, the end of the notch recess located on the upper side of each fin is from the end of the other notch recess located on the lower side. Is also characterized in that it is located on the upstream side in the heating gas flow direction.
このような構成によれば、次のような効果が得られる。
すなわち、背景技術の欄で述べたように、前記した熱交換器においては、缶体の周壁部が水冷管によって冷却されているため、周壁部の内面において凝縮水が発生し、この凝縮水のうち、周壁部の上壁部の内面において発生した凝縮水が各フィンの表面部に到達し、付着する虞がある。この場合、前記凝縮水は、複数のフィンの加熱用気体流れ方向上流側の一端部寄り領域に付着し易く、また前記領域の下部側よりも上部側に付着し易い。
これに対し、各フィンに設けられている複数の切欠き凹部は、各フィンの下部側に位置する切欠き凹部の終端よりも上部側に位置する切欠き凹部の終端の方が、加熱用気体流れ方向上流側に位置しているため、各フィンの前記一端部寄り領域は、上部側の方が下部側よりも伝熱面積(受熱面積)が大きく、高温になり易い。したがって、各フィンの前記一端部寄り領域の上部側に、缶体の上壁部から凝縮水が到達したとしても、この部分の温度が極端に低くなることはない。その結果、フィンの温度低下に起因する凝縮水の発生を抑制し、熱交換器が排気閉塞になることを適切に防止することができる。
According to such a configuration, the following effects can be obtained.
That is, as described in the column of background technology, in the heat exchanger described above, since the peripheral wall portion of the can body is cooled by the water cooling pipe, condensed water is generated on the inner surface of the peripheral wall portion, and the condensed water is generated. Of these, the condensed water generated on the inner surface of the upper wall portion of the peripheral wall portion may reach the surface portion of each fin and adhere to it. In this case, the condensed water tends to adhere to the region near one end on the upstream side in the heating gas flow direction of the plurality of fins, and also tends to adhere to the upper side of the region rather than the lower side.
On the other hand, as for the plurality of notch recesses provided in each fin, the end of the notch recess located on the upper side of the notch recess located on the lower side of each fin is the heating gas. Since it is located on the upstream side in the flow direction, the area near one end of each fin has a larger heat transfer area (heat receiving area) on the upper side than on the lower side, and tends to reach a high temperature. Therefore, even if the condensed water reaches the upper side of the region near one end of each fin from the upper wall portion of the can body, the temperature of this portion does not become extremely low. As a result, it is possible to suppress the generation of condensed water due to the temperature drop of the fins and appropriately prevent the heat exchanger from becoming an exhaust blockage.
本発明の第2の側面により提供される熱交換器は、横倒しの姿勢とされ、かつ内部には加熱用気体が横向きに進行するように供給される缶体と、この缶体の内部に配され、かつ前記加熱用気体から熱回収を行なって湯水加熱を行なうための伝熱管およびこの伝熱管に接合された複数のフィンと、前記缶体の周壁部のうち、前記複数のフィンよりも加熱用気体流れ方向上流側の外面部に巻き付けられた水冷管と、を備えている、熱交換器であって、前記各フィンの加熱用気体流れ方向上流側の一端部は、上部側が下部側よりも加熱用気体流れ方向上流側に位置する構成とされていることを特徴としている。 The heat exchanger provided by the second aspect of the present invention is arranged in a can body in which the heating gas is supplied so as to be in a sideways posture and in which the heating gas travels sideways, and inside the can body. A heat transfer tube for recovering heat from the heating gas to heat hot water, a plurality of fins joined to the heat transfer tube, and heating of the peripheral wall portion of the can body more than the plurality of fins. A heat exchanger provided with a water cooling pipe wound around an outer surface portion on the upstream side in the gas flow direction for heating, and one end on the upstream side in the gas flow direction for heating of each fin has an upper side from the lower side. Is also characterized in that it is located on the upstream side in the heating gas flow direction.
このような構成によれば、次のような効果が得られる。
すなわち、各フィンの加熱用気体流れ方向上流側の一端部は、各フィンの下部側よりも上部側の方が加熱用気体流れ方向上流側に位置しているため、前記一端部寄り領域の温度分布は、上部側の方が下部側よりも高温となるようにすることができる。したがって、缶体の上壁部の内面から各フィンの前記一端部寄り領域の上部側に凝縮水が到達したとしても、このことによって前記上部側の温度が極端に低くならないようにすることが可能となる。その結果、本発明の第1の側面により提供される熱交換器と同様に、フィンの温度低下に起因する凝縮水の発生を抑制し、熱交換器が排気閉塞になることを適切に防止することが可能である。
According to such a configuration, the following effects can be obtained.
That is, since one end of each fin on the upstream side in the heating gas flow direction is located on the upper side of each fin on the upstream side in the heating gas flow direction rather than the lower side, the temperature of the region near one end is located. The distribution can be such that the upper side is hotter than the lower side. Therefore, even if the condensed water reaches the upper side of the region near one end of each fin from the inner surface of the upper wall portion of the can body, it is possible to prevent the temperature on the upper side from becoming extremely low. It becomes. As a result, similarly to the heat exchanger provided by the first aspect of the present invention, the generation of condensed water due to the temperature drop of the fins is suppressed, and the heat exchanger is appropriately prevented from becoming an exhaust blockage. It is possible.
本発明において、好ましくは、本発明の第1の側面により提供される熱交換器であって、前記各フィンの加熱用気体流れ方向上流側の一端部は、上部側が下部側よりも加熱用気体流れ方向上流側に位置する構成とされている。 In the present invention, preferably, it is a heat exchanger provided by the first aspect of the present invention, and one end of each fin on the upstream side in the heating gas flow direction has a heating gas on the upper side rather than a lower side. It is configured to be located on the upstream side in the flow direction.
このような構成は、本発明の第1の側面により提供される熱交換器の構成と、第2の側面により提供される熱交換器の構成とを組み合わせた構成に相当し、各フィンの加熱用気体流れ方向上流側の一端部寄り領域の上部側の温度が、缶体の上壁部の内面から到達する凝縮水に起因して低くなることを、より徹底して防止することが可能となる。したがって
、凝縮水に起因する排気閉塞を確実に防止する上で、一層好ましい。
Such a configuration corresponds to a configuration in which the configuration of the heat exchanger provided by the first aspect of the present invention and the configuration of the heat exchanger provided by the second aspect are combined, and heating of each fin. It is possible to more thoroughly prevent the temperature on the upper side of the region near one end on the upstream side in the gas flow direction from becoming lower due to the condensed water arriving from the inner surface of the upper wall of the can body. Become. Therefore, it is more preferable to surely prevent the exhaust blockage caused by the condensed water.
本発明の第3の側面により提供される温水装置は、本発明の第1または第2の側面により提供される熱交換器を備えていることを特徴としている。
このような構成によれば、本発明の第1または第2の側面により提供される熱交換器について述べたのと同様な効果が得られる。
The water heating device provided by the third aspect of the present invention is characterized by comprising the heat exchanger provided by the first or second aspect of the present invention.
With such a configuration, the same effect as described for the heat exchanger provided by the first or second aspect of the present invention can be obtained.
本発明において、好ましくは、前記熱交換器の加熱用気体流れ方向下流側に設けられ、かつ前記熱交換器を通過した前記加熱用気体を外部に排気するための排気口を有する排気集合筒を、さらに備えており、前記排気口は、前記複数のフィンの上部寄り領域に対向し、かつ下部寄り領域には対向しない配置に設けられている。 In the present invention, preferably, an exhaust collecting cylinder provided on the downstream side in the heating gas flow direction of the heat exchanger and having an exhaust port for exhausting the heating gas that has passed through the heat exchanger to the outside. Further, the exhaust port is provided so as to face the upper region of the plurality of fins and not to face the lower region.
このような構成によれば、加熱用気体を熱交換器の缶体内に供給させた場合に、加熱用気体は、各フィンの下部寄り領域よりも上部寄り領域側に多く作用することとなり、上部寄り領域側の温度を高くすることが可能となる。したがって、缶体の上壁部の内面から各フィンの上部寄り領域に凝縮水が到達することに起因して、前記上部寄り領域の温度が低くなることは、より徹底して防止される。その結果、各フィンの温度が低くなって多くの凝縮水が発生することを抑制する上で一層好ましいものとなる。 According to such a configuration, when the heating gas is supplied into the can body of the heat exchanger, the heating gas acts more on the upper region side than the lower region of each fin, and the upper portion. It is possible to raise the temperature on the side of the closer region. Therefore, it is more thoroughly prevented that the temperature of the upper region is lowered due to the condensate water reaching the upper region of each fin from the inner surface of the upper wall of the can body. As a result, it becomes more preferable in suppressing the temperature of each fin from becoming low and the generation of a large amount of condensed water.
本発明のその他の特徴および利点は、添付図面を参照して以下に行なう発明の実施の形態の説明から、より明らかになるであろう。 Other features and advantages of the present invention will become more apparent from the following description of embodiments of the invention with reference to the accompanying drawings.
以下、本発明の好ましい実施の形態について、図面を参照して具体的に説明する。 Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be specifically described with reference to the drawings.
図1に示す温水装置WHは、ファン1、バーナ2、熱交換器HE、および排気集合筒3(排気用ケース)を備え、かつこれらが横並び状に配列されて接続された構成である。
この温水装置WHは、いわゆる横倒し姿勢であり、たとえば熱交換器HEの中心線CLは略水平状であるが、より正確には、中心線CLが水平線HLに対して適度な角度αで傾斜し、バーナ2側よりも排気集合筒3側の方が低い高さとなるように設定されている。これは、後述するように、熱交換器HE内において発生した凝縮水がバーナ2側に流れることを防止するのに役立つ。
The water heating device WH shown in FIG. 1 includes a fan 1, a
This water heating device WH is in a so-called sideways posture. For example, the center line CL of the heat exchanger HE is substantially horizontal, but more accurately, the center line CL is inclined at an appropriate angle α with respect to the horizontal line HL. , The height of the exhaust collecting cylinder 3 side is set to be lower than that of the
バーナ2は、たとえばブンゼンバーナであって、いわゆる横燃焼方式とされている。このバーナ2は、温水装置WHの前後幅方向(図1の紙面と交差する方向)に複数並んだバーナ本体20(燃焼管)が、バーナケース21内に配された構成である。各バーナ本体20には、燃料ガス供給ヘッド29のノズル29aからの燃料ガス供給、およびファン1からの燃焼用空気の供給がなされ、これらの混合ガスが各バーナ本体20内に導入され、横向き開口状の炎口部20aにおいて燃料ガスが燃焼する。この燃焼により発生した燃焼ガス(加熱用気体)は、ファン1からの送風圧により横向きに進行し、熱交換器HEに向かう。
なお、図中の符号90は、バーナケース21の熱損傷を防止するための遮熱板である。符号91は、整流板であり、ファン1から供給される燃焼用空気が通過する複数の通気孔91aを有し、バーナ本体20に直接供給される1次燃焼用空気と、バーナ本体20の設
置領域に供給される2次燃焼用空気との比率などを規定する役割を果たす。
The
熱交換器HEは、缶体4、この缶体4内に配された伝熱管5および複数のフィン6、ならびに水冷管7を備えている。
缶体4は、たとえば略矩形角筒状であって、既述したように、横倒しの姿勢であり、周壁部40として、上壁部40a、下壁部40b、および両側壁部40cを有している。
The heat exchanger HE includes a
The
伝熱管5および複数のフィン6は、バーナ2から缶体4内に供給される燃焼ガスから熱回収を行なって湯水加熱を行なうための部材である。伝熱管5は、直状の複数の管体部50が、ベンド管51(図2を参照)を介して一連に接続された構成である。本実施形態においては、複数の管体部50が上下高さ方向に間隔を隔てて並んだ管体部列が、略水平方向に計3列で設けられているが、本発明はこれに限定されず、前記管体部列は、少なくとも1列設けられていればよい。
複数のフィン6は、上下高さ方向に起立したプレート状であり、温水装置WHの前後幅方向に間隔を隔てて並んでいる。これら複数のフィン6には、伝熱管5の複数の管体部50が貫通してロウ付けなどの手段を用いて接合されている。
The
The plurality of
図3によく表れているように、各フィン6の燃焼ガス流れ方向(本発明でいう加熱用気体流れ方向)上流側の一端部寄り領域S(一端部60およびその近傍領域)には、一端部60から複数の管体部50の相互間領域に向けて延びる複数の切欠き凹部61が設けられている。これら複数の切欠き凹部61は、各フィン6の一端部寄り領域Sのうち、複数の管体部50の相互間領域が過度に高温となることを回避するための部位である。
複数の切欠き凹部61のうち最上部側に位置する切欠き凹部61a(61)の終端は、他の切欠き凹部61の終端より寸法Laだけ燃焼ガス流れ方向上流側に位置している。
As is well shown in FIG. 3, one end of each
The end of the
また、各フィン6の一端部60は、その上部側が下部側よりも燃焼ガス流れ方向上流側に位置するように構成されている。より具体的には、本実施形態においては、一端部寄り領域Sが、複数の切欠き凹部61によって複数の凸状領域62に区分されている。各凸状領域62は、一端部寄り領域Sに位置する各管体部50から燃焼ガス流れ方向上流側に突出した形態の領域である。これら複数の凸状領域62のうち、たとえば上側2つの凸状領域62(62a,62b)の管体部50からの突出寸法Lbは、他の凸状領域62の管体部50からの突出寸法Lcよりも、大きくされ、2つの凸状領域62a,62bの先端部(一端部60の一部)は、他の凸状領域62の先端部(一端部60の他の一部)よりも、適当な寸法Ldだけ燃焼ガス流れ方向上流側に位置している。
Further, the one
水冷管7は、缶体4の周壁部40のうち、複数のフィン6および伝熱管5よりも燃焼ガス流れ方向上流側の外面部に巻き付けられている。この水冷管7には、水道水などの水が供給され、缶体4の周壁部40が冷却され、周壁部40が燃焼ガスによって異常な高温に加熱されることは防止される。この水冷管7を通過した水が、伝熱管5に送り込まれる。
The
排気集合筒3は、熱交換器HEを通過した燃焼ガスを排ガスとして外部に排気させるための部材であり、この排気集合筒3の終端側壁部30の上部寄りの位置には、排気口31が設けられている。
この排気口31の燃焼ガス流れ方向の投影領域Aには、前記した切欠き凹部61a、および2つの凸状領域62a,62bのそれぞれの少なくとも一部分が位置している。
The exhaust collecting cylinder 3 is a member for exhausting the combustion gas that has passed through the heat exchanger HE to the outside as exhaust gas, and an
At least a part of the
次に、前記した熱交換器HEおよびこれを備えた温水装置WHの作用について説明する。 Next, the operation of the heat exchanger HE and the water heater WH equipped with the heat exchanger HE will be described.
まず、温水装置WHによる給湯は、バーナ2を駆動燃焼させ、伝熱管5および複数のフ
ィン6によって燃焼ガスから熱回収を行なうことにより、伝熱管5内を流通する湯水を加熱することによりなされる。ここで、熱交換器HEの缶体4の周壁部40は、水冷管7によって冷却されているため、周壁部40の内面において凝縮水が発生する。この凝縮水のうち、缶体4の上壁部40aの内面において発生した凝縮水は、燃焼ガスによって吹き飛ばされ、あるいは上壁部40aの内面を伝って各フィン6の表面部に到達し、付着する。この場合、前記凝縮水は、各フィン6の燃焼ガス流れ方向上流側の一端部寄り領域Sに多く付着し、また一端部寄り領域Sの中でも、その上部側の領域に多く付着する。
First, the hot water supply by the hot water device WH is performed by heating the hot water flowing in the
これに対し、各フィン6の最上部の切欠き凹部61aの終端は、他の切欠き凹部61の終端よりも燃焼ガス流れ方向上流側に位置しているため、一端部寄り領域Sの上部側は、下部側よりも高温になり易い。したがって、各フィン6の一端部寄り領域Sの上部側に、凝縮水が付着したとしても、このことによって一端部寄り領域Sの上部側が、下部側と比較して温度が大幅に低くなることはない。
On the other hand, since the end of the
また、既述したように、各フィン6の上側2つの凸状領域62a,62bの先端部は、他の凸状領域62の先端部よりも燃焼ガス流れ方向上流側に突出している。このため、2つの凸状領域62a,62bは、他の凸状領域62と比較して、燃焼ガスによって高温に加熱され易い。したがって、一端部寄り領域Sの上部側である2つの凸状領域62a,62bに、凝縮水が付着した際に、これらの部分に大幅な温度低下をきたすことは、より確実に回避され、一端部寄り領域Sにおいて凝縮水が発生することは一層徹底して防止される。
Further, as described above, the tip portions of the two upper
さらに、排気集合筒3の排気口31は、終端側壁部30の上部寄りに偏った配置に設けられているため、燃焼ガスが缶体4内を通過する場合、缶体4内の上部寄り領域における燃焼ガスの流速は、下部寄り領域における燃焼ガスの流速よりも高速となる。このため、各フィン6の上部側は、下部側と比較してより高温になり易くなる。このようなことによっても、各フィン6の一端部寄り領域Sの上部側が、上壁部40aから到達した凝縮水に起因して大幅な温度低下をきたす虞を解消する効果が得られる。
Further, since the
複数のフィン6において、多くの凝縮水が発生したのでは、フィン6の表面に腐食生成物が多く発生し、複数のフィン6に詰まりを生じて排気閉塞となる虞がある。これに対し、本実施形態によれば、そのような虞を適切に解消することが可能である。
If a large amount of condensed water is generated in the plurality of
なお、温水装置WHは、既述したように、バーナ2側よりも排気集合筒3側の方が低い高さとなるように傾斜しているため、缶体4の下壁部40bの内面において発生した凝縮水は、下壁部40bの内面上をフィン6側に向けて流れていく。この場合、フィン6に凝縮水が触れたとしても、フィン6の下端部の狭小部分であるため、フィン6の広い範囲で目詰まりを生じることはない。また、両側壁部40cの内面において発生した凝縮水は、この内面を伝って下壁部40b上に到達するが、多くはその途中で蒸発するため、この凝縮水もフィン6の広い範囲での目詰まりを生じさせることはない。
As described above, the water heating device WH is inclined so that the height of the exhaust collecting cylinder 3 side is lower than that of the
本発明は、上述した実施形態の内容に限定されない。本発明に係る熱交換器および温水装置の各部の具体的な構成は、本発明の意図する範囲内において種々に設計変更自在である。 The present invention is not limited to the contents of the above-described embodiments. The specific configuration of each part of the heat exchanger and the water heating device according to the present invention can be variously redesigned within the scope intended by the present invention.
上述の実施形態においては、バーナ2側よりも排気集合筒3側の方が低い高さとなるように傾斜させているが、本発明はこれに限定されず、たとえば前記とは反対に、バーナ2側よりも排気集合筒3側の方が高い高さとなるように傾斜させたり、あるいはそのような傾斜のない状態(缶体4の中心線CLが水平)に設定してもよい。
In the above-described embodiment, the exhaust collecting cylinder 3 side is inclined so as to have a lower height than the
また、上述の実施形態においては、フィン6の複数の切欠き凹部61のうち、最上部の切欠き凹部61aのみを他の切欠き凹部61よりも長さが短いものとされているが、本発明はこれに限定されない。たとえば、複数の切欠き凹部61のうち、上側2つの切欠き凹部61の長さを短くし、かつこれら以外の他の切欠き凹部61の長さを長くしてもよい。また、下側の切欠き凹部61から上側の切欠き凹部61に向かうに連れて、それらの長さが順次短くなるようにしてもよい。
本発明の第1の側面により提供される熱交換器においては、要は、フィンに設けられている複数の切欠き凹部のうち、フィンの上部側に位置する切欠き凹部(少なくとも1つの切欠き凹部)の終端は、それよりも下部側に位置する他の切欠き凹部の終端よりも加熱用気体流れ方向上流側に位置していればよい。
Further, in the above-described embodiment, of the plurality of notch recesses 61 of the
In the heat exchanger provided by the first aspect of the present invention, the point is that, of the plurality of notch recesses provided in the fin, the notch recess (at least one notch) located on the upper side of the fin. The end of the recess) may be located upstream of the end of the other notch recess located on the lower side in the heating gas flow direction.
上述の実施形態においては、複数の凸状領域62のうち、上側2つの凸状領域62a,62bの先端部を、他の凸状領域62よりも燃焼ガス流れ方向上流側に配置させているが、本発明はこれに限定されない。たとえば、最上部に位置する1つの凸状領域62の先端部を、これ以外の他の凸状領域62の各先端部よりも燃焼ガス流れ方向上流側に配置させてもよい。また、下側の凸状領域62から上側の凸状領域62に向かうに連れて、それらの先端部が燃焼ガス流れ方向上流側に位置するようにしてもよい。
本発明の第2の側面により提供される熱交換器においては、要は、各フィンの加熱用気体流れ方向上流側の一端部は、上部側が下部側よりも加熱用気体流れ方向上流側に位置する構成とされていればよい。上述の実施形態においては、複数の切欠き凹部61が設けられているため、伝熱管5の管体部50の横に複数の凸状領域62が形成されているが、このような凸状領域62が設けられていない構成とすることも可能である。
余り現実的ではないが、たとえば、図4に示すような構成とすることも可能である(前記実施形態と同一部位には、前記実施形態と同一符号を付している)。図4に示す構成においても、フィン6の加熱用気体流れ方向上流側の一端部60は、その上部側が下部側よりも加熱用気体流れ方向上流側に位置しており、本発明が意図する作用が得られる。
In the above-described embodiment, the tips of the upper two
In the heat exchanger provided by the second aspect of the present invention, the point is that one end of each fin on the upstream side in the heating gas flow direction is located on the upper side on the upstream side in the heating gas flow direction rather than the lower side. It suffices if it is configured to be. In the above-described embodiment, since the plurality of notched
Although it is not very realistic, for example, it is possible to have a configuration as shown in FIG. 4 (the same parts as those in the above embodiment are designated by the same reference numerals as those in the above embodiment). Also in the configuration shown in FIG. 4, the
加熱用気体は、燃焼ガスに代えて、たとえばコージェネレーションシステムから排出される高温の排ガスなどとすることが可能である。伝熱管および複数のフィンの具体的な形状なども上述したような内容に限定されない。
本発明に係る熱交換器は、温水装置用以外の用途に用いることもできる。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。
The heating gas can be, for example, high-temperature exhaust gas discharged from the cogeneration system instead of the combustion gas. The specific shapes of the heat transfer tube and the plurality of fins are not limited to those described above.
The heat exchanger according to the present invention can also be used for applications other than those for hot water devices. The hot water device according to the present invention has a function of heating hot water to generate hot water, and is used as a general hot water supply device, for example, a bath hot water supply device, a hot water device for heating, a hot water device for melting snow, and the like. Can be configured.
HE 熱交換器
WH 温水装置
S 一端部寄り領域(フィンの加熱用気体流れ方向の一端部寄り領域)
1 ファン
2 バーナ
3 排気集合筒
31 排気口
4 缶体
40 周壁部(缶体の)
40a 上壁部(周壁部の)
5 伝熱管
50 管体部
6 フィン
60 一端部(フィンの加熱用気体流れ方向上流側の一端部)
61 切欠き凹部
7 水冷管
HE heat exchanger WH hot water device S One end area (Fin heating gas flow direction one end area)
1
40a Upper wall (of the peripheral wall)
5
61
Claims (5)
この缶体の内部に配され、かつ前記加熱用気体から熱回収を行なって湯水加熱を行なうための伝熱管およびこの伝熱管に接合された複数のフィンと、
前記缶体の周壁部のうち、前記複数のフィンよりも加熱用気体流れ方向上流側の外面部に巻き付けられた水冷管と、
を備えている、熱交換器であって、
前記各フィンには、前記伝熱管を構成する複数の管体部が上下高さ方向に間隔を隔てて並んだ配列で貫通し、かつ前記各フィンの加熱用気体流れ方向上流側の一端部寄り領域には、前記一端部から前記複数の管体部の相互間領域に向けて延びる複数の切欠き凹部が設けられており、
これら複数の切欠き凹部のうち、前記各フィンの上部側に位置する切欠き凹部の終端は、下部側に位置する他の切欠き凹部の終端よりも加熱用気体流れ方向上流側に位置する構成とされていることを特徴とする、熱交換器。 A can body that is in a sideways position and is supplied with heating gas so that it travels sideways inside.
A heat transfer tube arranged inside the can body and for recovering heat from the heating gas to heat hot water, and a plurality of fins joined to the heat transfer tube.
A water-cooled pipe wound around an outer surface portion of the peripheral wall portion of the can body on the upstream side in the heating gas flow direction with respect to the plurality of fins.
Is a heat exchanger equipped with
A plurality of tube bodies constituting the heat transfer tube penetrate through each of the fins in an arrangement arranged at intervals in the vertical height direction, and the fins are closer to one end on the upstream side in the heating gas flow direction. The region is provided with a plurality of notch recesses extending from the one end portion toward the inter-regional region of the plurality of tubular portions.
Of these plurality of notch recesses, the end of the notch recess located on the upper side of each fin is located on the upstream side in the heating gas flow direction with respect to the end of the other notch recesses located on the lower side. A heat exchanger characterized by being said to be.
この缶体の内部に配され、かつ前記加熱用気体から熱回収を行なって湯水加熱を行なうための伝熱管およびこの伝熱管に接合された複数のフィンと、
前記缶体の周壁部のうち、前記複数のフィンよりも加熱用気体流れ方向上流側の外面部に巻き付けられた水冷管と、
を備えている、熱交換器であって、
前記各フィンの加熱用気体流れ方向上流側の一端部は、上部側が下部側よりも加熱用気体流れ方向上流側に位置する構成とされていることを特徴とする、熱交換器。 A can body that is in a sideways position and is supplied with heating gas so that it travels sideways inside.
A heat transfer tube arranged inside the can body and for recovering heat from the heating gas to heat hot water, and a plurality of fins joined to the heat transfer tube.
A water-cooled pipe wound around an outer surface portion of the peripheral wall portion of the can body on the upstream side in the heating gas flow direction with respect to the plurality of fins.
Is a heat exchanger equipped with
A heat exchanger characterized in that one end of each fin on the upstream side in the heating gas flow direction is configured such that the upper side is located on the upstream side in the heating gas flow direction with respect to the lower side.
前記各フィンの加熱用気体流れ方向上流側の一端部は、上部側が下部側よりも加熱用気体流れ方向上流側に位置する構成とされていることを特徴とする、熱交換器。 The heat exchanger according to claim 1.
A heat exchanger characterized in that one end of each fin on the upstream side in the heating gas flow direction is configured such that the upper side is located on the upstream side in the heating gas flow direction with respect to the lower side.
前記熱交換器の加熱用気体流れ方向下流側に設けられ、かつ前記熱交換器を通過した前記加熱用気体を外部に排気するための排気口を有する排気集合筒を、さらに備えており、
前記排気口は、前記複数のフィンの上部寄り領域に対向し、かつ下部寄り領域には対向しない配置に設けられている、温水装置。 The water heating device according to claim 4.
Further, an exhaust collecting cylinder provided on the downstream side in the heating gas flow direction of the heat exchanger and having an exhaust port for exhausting the heating gas that has passed through the heat exchanger to the outside is further provided.
A water heating device in which the exhaust port faces the upper region of the plurality of fins and does not face the lower region.
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JP2019232460A JP2021101129A (en) | 2019-12-24 | 2019-12-24 | Heat exchanger and water heating device equipped with the same |
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