JP2021165600A - Heat exchanger and water heating system with the same - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、給湯装置などの温水装置の構成要素として用いられ、燃焼ガスなどの加熱用媒体から伝熱管を利用して熱回収を行なうタイプの熱交換器、およびこれを備えた温水装置に関する。 The present invention relates to a heat exchanger of a type that is used as a component of a water heating device such as a hot water supply device and recovers heat from a heating medium such as combustion gas by using a heat transfer tube, and a hot water device including the heat exchanger.
熱交換器の一例として、特許文献1に記載のものがある。
同文献に記載の熱交換器においては、燃焼ガスから熱回収を行なうための伝熱管として、蛇行状の伝熱管が用いられている。蛇行状の伝熱管は、複数の直管部が複数の曲管部を介して繋がった構成である。前記文献においては、このような蛇行状の伝熱管として、複数の伝熱管が用いられ、かつこれらはたとえば上下高さ方向に積層されている。また、互いに隣り合う伝熱管どうしは、たとえば略水平方向に位置ずれした配列に設定され、燃焼ガスが各伝熱管に作用し易くなるように配慮されている。
As an example of the heat exchanger, there is one described in
In the heat exchanger described in the same document, a meandering heat transfer tube is used as a heat transfer tube for recovering heat from the combustion gas. The meandering heat transfer tube has a configuration in which a plurality of straight tube portions are connected via a plurality of curved tube portions. In the above document, a plurality of heat transfer tubes are used as such meandering heat transfer tubes, and these are laminated in the vertical height direction, for example. Further, the heat transfer tubes adjacent to each other are set in an array displaced in a substantially horizontal direction, for example, so that the combustion gas can easily act on each heat transfer tube.
一方、前記各伝熱管のうち、曲管部は、扁平状に加工され、直管部よりも厚みが小さくされている。このことにより、互いに隣接する伝熱管どうしを互いに接近させることが可能である。その結果、複数の伝熱管の全体の積層方向の幅を小さくし、熱交換器全体の小サイズ化を図ることが可能となっている。 On the other hand, of the heat transfer tubes, the curved tube portion is processed into a flat shape and has a thickness smaller than that of the straight tube portion. This makes it possible to bring heat transfer tubes adjacent to each other close to each other. As a result, it is possible to reduce the width of the entire plurality of heat transfer tubes in the stacking direction and reduce the size of the entire heat exchanger.
しかしながら、前記従来技術によれば、次に述べるように、未だ改善すべき余地がある。 However, according to the prior art, there is still room for improvement, as described below.
第1に、蛇行状の伝熱管の各曲管部の全体を扁平状に形成しているため、伝熱管の内部を加熱対象流体が流通する際の抵抗(流路抵抗)が大きくなる不利がある。
第2に、各曲管部の全体を扁平状に形成するための加工量が多いため、残留応力が大きくなる。これは、伝熱管に応力割れを生じさせる要因となり、好ましくない。熱交換器の使用時には、たとえばウォータハンマ現象に起因して、伝熱管に大きな圧力が作用する場合があるため、前記した残留応力はできる限り小さくすることが望まれる。
第3に、蛇行状の伝熱管の各曲管部を偏平状にする手段としては、たとえば図13に示すように、伝熱管2eの曲管部21に対し、曲管部21の曲げ方向とは交差する方向にプレス加工する手段が考えられる。ところが、このようなプレス加工を行なうと、矢印Naに示すように、曲管部21の両端が開く方向に変形しようとする力が発生する。特許文献1においては、プレス加工量が多いため、前記した変形を生じ易く、伝熱管2eが本来の仕様とは相違したものとなる虞がある。
First, since the entire curved tube portion of the meandering heat transfer tube is formed in a flat shape, there is a disadvantage that the resistance (flow path resistance) when the fluid to be heated flows through the inside of the heat transfer tube becomes large. be.
Secondly, since the amount of processing for forming the entire curved tube portion into a flat shape is large, the residual stress becomes large. This causes stress cracking in the heat transfer tube, which is not preferable. When using a heat exchanger, a large pressure may act on the heat transfer tube due to, for example, a water hammer phenomenon, so it is desirable to reduce the above-mentioned residual stress as much as possible.
Thirdly, as a means for flattening each curved tube portion of the meandering heat transfer tube, for example, as shown in FIG. 13, the bending direction of the
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、蛇行状の伝熱管の流路抵抗が大きくなることや、伝熱管に多くの残留応力が発生するなどの不具合を解消し得るとともに、全体の小サイズ化を適切に図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 has problems such as an increase in the flow path resistance of the meandering heat transfer tube and a large amount of residual stress generated in the heat transfer tube. The challenge is to provide a heat exchanger that can be solved and that can appropriately reduce the overall size, 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、所定のx方向に延び、かつx方向に対して交差するz方向に間隔を隔てて並ぶ複数の直管部が、複数の曲管部を介して一連に繋がった蛇行状であり、かつ加熱用媒体が流通する領域に、x,z方向とは交差するy方向に積層して配されている複数の伝熱管を備えており、これら複数の伝熱管として、y方向において互いに隣り合い、かつy方向視において前記複数の直管部どうしが非オーバラップ状態となり、かつ前記複数の曲管部の一部分どうしがオーバラップ状態となるように、z方向に位置ずれした第1および第2の伝熱管を有している、熱交換器であって、前記第1および第2の伝熱管のうち、少なくとも第1の伝熱管の前記各曲管部には、前記第2の伝熱管の前記各曲管部とオーバラップする箇所のy方向の厚みを、前記各曲管部の他の部分と比較して部分的に小さくする第1の凹部が設けられており、この第1の凹部に、前記第2の伝熱管の前記各曲管部の一部分が嵌入していることを特徴としている。 In the heat exchanger provided by the first aspect of the present invention, a plurality of straight pipe portions extending in a predetermined x direction and arranged at intervals in the z direction intersecting the x direction are arranged in a plurality of curved pipes. A plurality of heat transfer tubes are provided in a serpentine shape connected in a series via a portion and are stacked and arranged in the y direction intersecting the x and z directions in the region where the heating medium is circulated. As these plurality of heat transfer tubes, the plurality of straight tube portions are adjacent to each other in the y direction, and the plurality of straight tube portions are in a non-overlapping state, and a part of the plurality of curved tube portions is in an overlapping state. A heat exchanger having first and second heat transfer tubes displaced in the z direction, and at least each of the first heat transfer tubes of the first and second heat transfer tubes. In the curved tube portion, the thickness of the portion of the second heat transfer tube that overlaps with each of the curved tube portions in the y direction is partially reduced as compared with the other portions of the curved tube portion. The recess is provided, and a part of each curved tube portion of the second heat transfer tube is fitted into the first recess.
このような構成によれば、互いに隣り合う蛇行状の第1および第2の伝熱管のうち、少なくとも第1の伝熱管の各曲管部に設けられている第1の凹部に、第2の伝熱管の各曲管部の一部が嵌入しているため、第1および第2の伝熱管のy方向の配列ピッチを小さくすることができる。その結果、y方向における複数の伝熱管の全体の幅を小さくし、熱交換器の小サイズ化を図ることが可能である。また、本発明によれば、そのようなことに加え、次に述べるような効果がさらに得られる。
第1に、特許文献1とは異なり、伝熱管の曲管部の全体を扁平状に形成しておらず、曲管部の一部分に第1の凹部を部分的に設けているに過ぎないため、伝熱管の内部を加熱対象流体が流通する際の抵抗(流路抵抗)を小さくすることができる。
第2に、特許文献1の曲管部の全体を扁平状に形成する手段と比較すると、曲管部に第1の凹部を部分的に設けるための加工は、その加工量が少なく、残留応力を小さくすることが可能である。したがって、伝熱管に応力割れを生じ難くすることができ、伝熱管には、たとえばウォータハンマ現象に対しても十分な耐久強度をもたせることが可能である。
第3に、伝熱管の曲管部に第1の凹部を形成する手段として、前記曲管部にプレス加工を施す場合、そのプレス加工量は少なくすることができる。このため、図13を参照して説明した場合とは異なり、曲管部の両端が開く方向に伝熱管が大きく変形することは回避され、伝熱管が本来の仕様とは相違したものとなる虞を適切に解消することが可能である。
According to such a configuration, of the meandering first and second heat transfer tubes adjacent to each other, a second recess is provided in at least a curved tube portion of the first heat transfer tube. Since a part of each curved tube portion of the heat transfer tube is fitted, the arrangement pitch of the first and second heat transfer tubes in the y direction can be reduced. As a result, it is possible to reduce the overall width of the plurality of heat transfer tubes in the y direction and reduce the size of the heat exchanger. Further, according to the present invention, in addition to such an effect, the following effects can be further obtained.
First, unlike
Secondly, as compared with the means for forming the entire curved pipe portion of
Thirdly, when the curved tube portion is pressed as a means for forming the first concave portion in the curved tube portion of the heat transfer tube, the press working amount can be reduced. Therefore, unlike the case described with reference to FIG. 13, it is avoided that the heat transfer tube is significantly deformed in the direction in which both ends of the curved tube portion are opened, and the heat transfer tube may be different from the original specifications. Can be properly resolved.
本発明において、好ましくは、前記第1の凹部は、前記第1の伝熱管の前記各曲管部のy方向において対向する両側面部に、一対で設けられている。 In the present invention, preferably, the first recesses are provided in pairs on both side surfaces of the first heat transfer tube facing each other in the y direction.
このような構成によれば、各曲管部の所定の両側面部の片側のみに第1の凹部を設ける場合と比較すると、各第1の凹部の深さを小さくしつつ、第1および第2の伝熱管のy方向の配列ピッチを小さくすることが可能である。第1の凹部の深さを大きくすると、この第1の凹部の加工に起因する残留応力が大きくなる虞があるが、前記構成によれば、そのような虞を回避しつつ、伝熱管の配列ピッチを小さくすることが可能である。 According to such a configuration, as compared with the case where the first recess is provided only on one side of the predetermined both side surfaces of each curved pipe portion, the depth of each first recess is reduced and the first and second recesses are provided. It is possible to reduce the arrangement pitch of the heat transfer tubes in the y direction. If the depth of the first recess is increased, the residual stress due to the processing of the first recess may be increased. However, according to the above configuration, the heat transfer tubes are arranged while avoiding such a risk. It is possible to reduce the pitch.
本発明において、好ましくは、前記第1の凹部は、前記第1の伝熱管の前記各曲管部のy方向において対向する両側面部の一方のみに設けられている。 In the present invention, preferably, the first recess is provided only on one of the side surface portions of the first heat transfer tube facing each other in the y direction.
このような構成によれば、各曲管部の所定の両側面部の両側に、第1の凹部を一対で設ける場合と比較すると、伝熱管の構造を簡素にすることができる。 According to such a configuration, the structure of the heat transfer tube can be simplified as compared with the case where the first recesses are provided in pairs on both sides of the predetermined both side surface portions of each curved tube portion.
本発明において、好ましくは、前記第2の伝熱管の前記各曲管部には、y方向の厚みを前記各曲管部の他の部分と比較して部分的に小さくする第2の凹部が設けられており、前
記第1および第2の凹部の形成箇所どうしは嵌合している。
In the present invention, preferably, each of the curved tube portions of the second heat transfer tube has a second recess that partially reduces the thickness in the y direction as compared with other portions of the curved tube portion. It is provided, and the formed portions of the first and second recesses are fitted to each other.
このような構成によれば、第1および第2の凹部のそれぞれの深さを小さくしつつ、複数の伝熱管のy方向の配列ピッチを小さくすることが可能となる。したがって、第1および第2の凹部を形成することに起因する残留応力を小さくする上で、一層好ましいものとなる。また、第1の凹部のみが設けられている構成と比較すると、複数の伝熱管のy方向の配列ピッチをより小さくし、熱交換器の小型化をより促進することも可能である。 According to such a configuration, it is possible to reduce the arrangement pitch of the plurality of heat transfer tubes in the y direction while reducing the depth of each of the first and second recesses. Therefore, it is more preferable in reducing the residual stress caused by forming the first and second recesses. Further, as compared with the configuration in which only the first recess is provided, it is possible to make the arrangement pitch of the plurality of heat transfer tubes in the y direction smaller and further promote the miniaturization of the heat exchanger.
本発明において、好ましくは、前記第2の伝熱管は、前記第1の伝熱管と形状およびサイズが同一の伝熱管が、上下反転した構成である。 In the present invention, preferably, the second heat transfer tube has a structure in which a heat transfer tube having the same shape and size as the first heat transfer tube is turned upside down.
このような構成によれば、第1および第2の伝熱管として、形状やサイズが相違するものを用いる場合と比較すると、熱交換器の製造コストを廉価にすることが可能である。 According to such a configuration, the manufacturing cost of the heat exchanger can be reduced as compared with the case where the first and second heat transfer tubes having different shapes and sizes are used.
本発明の第2の側面により提供される温水装置は、本発明の第1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。 The water heating device provided by the second aspect of the present invention is characterized by comprising the heat exchanger provided by the first aspect of the present invention.
このような構成によれば、本発明の第1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。 With such a configuration, the same effect as described for the heat exchanger provided by the first aspect of the present invention can be obtained.
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〜図3に示す熱交換器HEは、ケース1、蛇行状の複数の伝熱管2、ならびに入水
用および出湯用の一対のヘッダ部7a,7bを備えている。
The heat exchanger HE shown in FIGS. 1 to 3 includes a
ケース1は、上面部および下面部が開口した略矩形筒状または枠状であり、このケース1の内部に加熱用媒体が供給される。
図2には、熱交換器HEを用いた温水装置WHが示されている。この温水装置WHにおいては、ケース1の上側にバーナ80、および他の熱交換器81が設けられている。他の熱交換器81は、顕熱回収用の1次熱交換器であり、本実施形態の熱交換器HEは、潜熱回収用の2次熱交換器である。温水装置WHにおいては、バーナ80によって発生された燃焼ガス(加熱用媒体)が下向きに進行し、熱交換器81,HEを順次通過することにより、燃焼ガスから顕熱および潜熱が順次回収され、この回収された熱を利用して湯水加熱がなされる。この湯水は、たとえば台所の給湯栓や、浴室の給湯栓、浴槽などに供給される。
The
FIG. 2 shows a water heating device WH using the heat exchanger HE. In this water heating device WH, a
複数の伝熱管2は、たとえばステンレスなどの金属製であって、蛇行状伝熱管であり、ケース1内に収容されている。
より具体的には、各伝熱管2は、図3によく表れているように、ケース1の前後方向(本発明でいうx方向の一例)に延び、かつ上下高さ方向(本発明でいうz方向の一例)に間隔を隔てて並んだ複数の直管部20が、側面視半円弧状の複数の曲管部21を介して一連に繋がった蛇行状である。
各伝熱管2の両端部は、ケース1の側壁部10を貫通しており、かつこの側壁部10の外面側に設けられているヘッダ部7a,7bに接続されている。このことにより、ヘッダ部7aに外部から供給された湯水は、各伝熱管2内を通過してヘッダ部7bに到達し、出湯する。このような過程において、前記湯水は、燃焼ガスにより加熱される。
The plurality of
More specifically, as shown in FIG. 3, each
Both ends of each
複数の伝熱管2は、第1および第2の伝熱管2A,2Bに区分され、これらには第1および第2の凹部3A,3Bが設けられている。以下、この点をより詳細に説明する。
The plurality of
複数の伝熱管2は、ケース1の横幅方向(図2の左右方向であり、本発明でいうy方向の一例)に並べられているが、互いに隣り合う伝熱管2どうしは、上下高さ方向に適当な寸法Laだけ、位置ずれして設けられている。本実施形態においては、高さが低い側が、第1の伝熱管2A(2)であり、高さが高い側が第2の伝熱管2B(2)である。これら第1および第2の伝熱管2A,2Bは、複数の直管部20どうしが上下高さ方向において互いにオーバラップしないように位置ずれしている。ただし、複数の曲管部21の一部分どうしは、互いにオーバラップしている(図3の符号OVで示す箇所がオーバラップ部OVである)。
The plurality of
第1の凹部3Aは、図4に示すように、第1の伝熱管2Aの各曲管部21のうち、前記したオーバラップ部OVに相当する箇所に設けられている。図5によく表れているように、第1の凹部3Aは、曲管部21の中心線CLからオフセットした配置であり、かつ曲管部21の左右両側面部(y方向に対向する両側面部)に、左右一対で互いに対向して設けられている。このことにより、曲管部21の一対の第1の凹部3Aの形成箇所の幅Lbは、他の部分の幅Lc(伝熱管2の外径に相当)よりも小さい。第1の凹部3Aは、曲管部21に部分的なプレス加工を施すことにより形成することができる。
As shown in FIG. 4, the
第2の凹部3Bは、第2の伝熱管2Bの各曲管部21のうち、前記したオーバラップ部OVに相当する箇所に設けられている。ここで、本実施形態における第2の伝熱管2Bは、第1の伝熱管2Aを上下反転させた構成に相当している。したがって、第2の凹部3Bは、前記した第1の凹部3Aと同様に、各曲管部21の左右両側面部に、左右一対で互いに対向して設けられている。
複数の第1および第2の伝熱管2A,2Bは、第1の凹部3Aの形成箇所と、第2の凹
部3Bの形成箇所とが互いに嵌合した状態、つまり第1の凹部3Aに第2の凹部3Bの形成箇所が嵌入し、かつ第2の凹部3Bに第1の凹部3Aの形成箇所が嵌入する状態)に設定されている(図2および図6を参照)。
The
The plurality of first and second
次に、前記した熱交換器HEの作用について説明する。 Next, the operation of the heat exchanger HE described above will be described.
まず、既述したように、第1および第2の伝熱管2A,2Bの各曲管部21のオーバラップ部OVにおいては、幅が小さくされている第1および第2の凹部3A,3Bの形成箇所どうしが嵌合している。このため、第1および第2の伝熱管2A,2Bのそれぞれの直管部20どうしを、図2の一部拡大図に示すように、適当な寸法Ldだけケース1の横幅方向にオーバラップさせた配置とすることが可能である。このようなことから、複数の伝熱管2の全体の横幅L1を小さくし、熱交換器HEの小サイズ化を図ることができる。
First, as described above, in the overlapping portion OV of the
第1および第2の凹部3A,3Bは、各曲管部21に部分的に設けられているに過ぎない。このため、第1および第2の凹部3A,3Bの存在に起因して、伝熱管2の内部を湯水が流れる際の流路抵抗がかなり大きくなることは防止され、伝熱管2への通水に苦慮するといった虞を生じないものとすることが可能である。また、各曲管部21に第1および第2の凹部3A,3Bをプレス加工により設ける場合、それら第1および第2の凹部3A,3Bは、比較的小サイズでよいため、プレス加工量(変形量)は少なくすることができる。したがって、プレス加工による残留応力を小さくし、耐久強度に優れたものとすることもできる。さらに、曲管部21に対するプレス加工量が多いと、曲管部21の両端部が開くように、伝熱管2が変形する虞があるが、本実施形態においては、そのような虞もなくすことが可能である。
The first and
図7〜図12は、本発明の他の実施形態を示している。これらの図において、前記実施形態と同一または類似の要素には、前記実施形態と同一の符号を付している。 7 to 12 show other embodiments of the present invention. In these figures, elements that are the same as or similar to those of the embodiment are designated by the same reference numerals as those of the embodiment.
図7および図8に示す実施形態においては、第1および第2の伝熱管2A,2Bのそれぞれの曲管部21の左右両側面部の片側のみに第1および第2の凹部3A,3Bが設けられており、反対の片側には、第1および第2の凹部3A,3Bは設けられていない。第2の伝熱管2Bは、前記実施形態と同様に、第1の伝熱管2Aを上下反転させた構成に相当している。
図8(c)によく表れているように、第1の伝熱管2Aの曲管部21の片側においては、第1の凹部3Aの形成箇所に第2の凹部3Bの形成箇所が嵌入している。これに対し、第1の伝熱管2Aの曲管部21の前記とは反対の片側においては、第1および第2の凹部3A,3Bが形成されていない箇所どうしが対向接触または対向接近した配置とされる。
In the embodiment shown in FIGS. 7 and 8, the first and
As is clearly shown in FIG. 8 (c), on one side of the
本実施形態においては、図8(b)に示すように、第1および第2の伝熱管2A,2Bの直管部20どうしをケース1の横幅方向に適当な寸法Leだけオーバラップさせることができる。したがって、前記実施形態と同様に、複数の伝熱管2(2A,2B)の全体の横幅を小さくすることができる。第1および第2の凹部3A,3Bが、曲管部21の左右両側面部に設けられている前記実施形態と比較すると、各伝熱管2の構成の簡素化を図ることも可能である。
In the present embodiment, as shown in FIG. 8B, the
図9および図10に示す実施形態においては、第1の伝熱管2Aには、各曲管部21の左右両側面部に一対の第1の凹部3Aが設けられているのに対し、第2の伝熱管2Bには、第2の凹部3Bに相当する部位は設けられていない。第2の伝熱管2Bとしては、既存の蛇行状管体を用いることが可能である。
図10(c)によく表れているように、第1の伝熱管2Aの一対の第1の凹部3Aには、第2の伝熱管2Bの曲管部21の一部がそのまま嵌入している。
In the embodiment shown in FIGS. 9 and 10, the first
As is clearly shown in FIG. 10 (c), a part of the
本実施形態においては、図10(b)に示すように、第1および第2の伝熱管2A,2Bの直管部20どうしをケース1の横幅方向に適当な寸法Lfだけオーバラップさせることができる。したがって、前記実施形態と同様に、複数の伝熱管2(2A,2B)の全体の横幅を小さくすることが可能である。第2の伝熱管2Bとしては、第2の凹部3Bを有しない既存の伝熱管を用いることができるため、製造コストを廉価にすることが可能である。
In the present embodiment, as shown in FIG. 10B, the
図11および図12に示す実施形態においては、第1の伝熱管2Aには、各曲管部21の左右両側面部の片側のみに第1の凹部3Aが設けられている。第2の伝熱管2Bには、第2の凹部3Bに相当する部位は設けられていない。
図12(c)によく表れているように、第1の伝熱管2Aのうち、第1の凹部3Aには、第2の伝熱管2Bの曲管部21の一部が嵌入しているのに対し、第1の凹部3Aとは反対の片側には、第2の伝熱管2Bの曲管部21の外周面が当接または近接している。
In the embodiment shown in FIGS. 11 and 12, the first
As is clearly shown in FIG. 12 (c), a part of the
本実施形態においては、図12(b)に示すように、第1および第2の伝熱管2A,2Bの直管部20どうしをケース1の横幅方向に適当な寸法Lgだけオーバラップさせることができる。したがって、前記実施形態と同様に、複数の伝熱管2(2A,2B)の全体の横幅を小さくすることが可能である。第2の伝熱管2Bとしては、第2の凹部3Bを有しない既存の伝熱管を用いることができ、また第1の伝熱管2Aには、片側のみに第1の凹部3Aを設けていることにより、製造コストを廉価にすることが可能である。
In the present embodiment, as shown in FIG. 12B, 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.
第1および第2の凹部の具体的な形状、サイズ、深さなどは限定されない。伝熱管の曲管部の左右両側面部に設けられる場合と、その片側のみに設けられる場合とで、それらの形状などが相違したものとされていてもかまわない。
上述の実施形態においては、上下高さ方向に位置ずれした複数の伝熱管のうち、高さが低い側の一方を第1の伝熱管とし、他方を第2の伝熱管として説明したが、これに限定されず、上述の実施形態とは逆にしてもよい。
また、上述の実施形態においては、本発明でいうx,y方向が略水平方向であり、かつz方向が上下高さ方向に相当しているが、本発明はこれに限定されず、これらの方向を適宜に選択することができる。たとえば、略水平方向に寝た姿勢の複数の伝熱管が、上下高さ方向に積層(配列)された構成、つまりy方向が上下高さ方向である構成とすることも可能である。この場合には、複数の伝熱管の全体の上下高さ方向の幅を小さくし、熱交換器の小サイズ化を図ることができる。
The specific shape, size, depth, etc. of the first and second recesses are not limited. The shapes and the like may be different depending on whether the heat transfer tube is provided on the left and right side surfaces of the curved tube portion or only on one side thereof.
In the above-described embodiment, of the plurality of heat transfer tubes displaced in the vertical height direction, one on the lower side is referred to as the first heat transfer tube and the other is referred to as the second heat transfer tube. The embodiment may be reversed from the above-described embodiment.
Further, in the above-described embodiment, the x and y directions referred to in the present invention are substantially horizontal directions, and the z direction corresponds to the vertical height direction, but the present invention is not limited to these, and these The direction can be selected as appropriate. For example, it is possible to have a configuration in which a plurality of heat transfer tubes lying in a substantially horizontal direction are stacked (arranged) in the vertical height direction, that is, a configuration in which the y direction is the vertical height direction. In this case, the width of the entire plurality of heat transfer tubes in the vertical height direction can be reduced to reduce the size of the heat exchanger.
伝熱管は、蛇行状であるが、直管部および曲管部の具体的なサイズ、数、材質などは限定されない。伝熱管は、単一の管体部材に曲げ加工を施すことにより形成することが可能であるが、これに代えて、直管部と曲管部とを別部材により形成し、かつこれらを一体的に接続した構成とすることもできる。 The heat transfer tube has a meandering shape, but the specific size, number, material, etc. of the straight tube portion and the curved tube portion are not limited. The heat transfer tube can be formed by bending a single tube body member, but instead, the straight tube portion and the curved tube portion are formed by separate members, and these are integrally formed. It can also be configured to be connected.
本発明でいう加熱用媒体は、バーナによって発生された燃焼ガスに限らず、高温の排ガスなどであってもよい。
本発明に係る熱交換器は、潜熱回収用以外のものとすることが可能である。
本発明でいう温水装置は、一般給湯用や風呂給湯用などの給湯装置の他、温水暖房用、あるいは融雪用などの温水装置も含む概念である。
The heating medium referred to in the present invention is not limited to the combustion gas generated by the burner, and may be high-temperature exhaust gas or the like.
The heat exchanger according to the present invention can be used for anything other than latent heat recovery.
The water heater referred to in the present invention is a concept including not only a water heater for general hot water supply and bath hot water supply, but also a water heater for hot water heating or snow melting.
HE 熱交換器
WH 温水装置
1 ケース
2 伝熱管
2A,2B 第1および第2の伝熱管(伝熱管)
3A,3B 第1および第2の凹部
HE heat exchanger
3A, 3B 1st and 2nd recesses
Claims (6)
これら複数の伝熱管として、y方向において互いに隣り合い、かつy方向視において前記複数の直管部どうしが非オーバラップ状態となり、かつ前記複数の曲管部の一部分どうしがオーバラップ状態となるように、z方向に位置ずれした第1および第2の伝熱管を有している、熱交換器であって、
前記第1および第2の伝熱管のうち、少なくとも第1の伝熱管の前記各曲管部には、前記第2の伝熱管の前記各曲管部とオーバラップする箇所のy方向の厚みを、前記各曲管部の他の部分と比較して部分的に小さくする第1の凹部が設けられており、
この第1の凹部に、前記第2の伝熱管の前記各曲管部の一部分が嵌入していることを特徴とする、熱交換器。 A plurality of straight pipe portions extending in a predetermined x direction and intersecting the x direction at intervals in the z direction are connected in a series via a plurality of curved pipe portions, and are for heating. A plurality of heat transfer tubes stacked in the y direction intersecting the x and z directions are provided in the area where the medium circulates.
As these plurality of heat transfer tubes, the plurality of straight pipe portions are adjacent to each other in the y direction, and the plurality of straight pipe portions are in a non-overlapping state, and a part of the plurality of curved pipe portions is in an overlapping state. A heat exchanger having first and second heat transfer tubes displaced in the z direction.
Of the first and second heat transfer tubes, at least each of the curved tube portions of the first heat transfer tube is provided with a thickness in the y direction of a portion that overlaps with each of the curved tube portions of the second heat transfer tube. , A first recess is provided which is partially smaller than the other parts of each curved pipe portion.
A heat exchanger characterized in that a part of each curved tube portion of the second heat transfer tube is fitted in the first recess.
前記第1の凹部は、前記第1の伝熱管の前記各曲管部のy方向において対向する両側面部に、一対で設けられている、熱交換器。 The heat exchanger according to claim 1.
A pair of heat exchangers are provided on both side surfaces of the first heat transfer tube, which face each other in the y direction, of the curved tube portions of the first heat transfer tube.
前記第1の凹部は、前記第1の伝熱管の前記各曲管部のy方向において対向する両側面部の一方のみに設けられている、熱交換器。 The heat exchanger according to claim 1.
The first recess is a heat exchanger provided on only one of both side surface portions of the first heat transfer tube facing each other in the y direction of the curved tube portion.
前記第2の伝熱管の前記各曲管部には、y方向の厚みを前記各曲管部の他の部分と比較して部分的に小さくする第2の凹部が設けられており、前記第1および第2の凹部の形成箇所どうしは嵌合している、熱交換器。 The heat exchanger according to any one of claims 1 to 3.
Each of the curved tube portions of the second heat transfer tube is provided with a second recess that partially reduces the thickness in the y direction as compared with other portions of the curved tube portion. A heat exchanger in which the formed portions of the first and second recesses are fitted to each other.
前記第2の伝熱管は、前記第1の伝熱管と形状およびサイズが同一の伝熱管が、上下反転した構成である、熱交換器。 The heat exchanger according to any one of claims 1 to 4.
The second heat transfer tube is a heat exchanger in which a heat transfer tube having the same shape and size as the first heat transfer tube is turned upside down.
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