JP2692820B2 - 冷媒加熱装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） この発明は燃焼部と熱交換筒との間の連結部分の構造
を改良した冷媒加熱装置に関する。 （従来の技術） 一般に、空気調和機の冷凍サイクル中に冷媒加熱装置
を配設し、例えば室内暖房時にはこの冷媒加熱装置によ
って冷凍サイクル中を流れる冷媒液が加熱して蒸発させ
る構成にしたものが開発されている。この種の冷媒加熱
装置として第７図に示す構成のものが知られている。第
７図中で、１は冷媒加熱装置の本体である。この冷媒加
熱装置本体１には外周面に冷媒管２、内周面にフィン３
…がそれぞれ配設させた熱交換筒４およびバーナ（燃焼
部）５がそれぞれ設けられている。この場合、熱交換筒
４の一方の開口端部は略筒状のバーナジョイント６の一
方の開口端部に連結されている。このバーナジョイント
６には筒体6aの一方の開口端側に熱交換筒４の筒内側に
嵌合される筒状の嵌合部6b、この嵌合部6bの先端に第１
の固定フランジ部6cがそれぞれ形成されているととも
に、筒体6aの他方の開口端側には第２の固定フランジ部
6dが形成されている。そして、このバーナジョイント６
の第２の固定フランジ部6dにはバーナ５の筒状の燃焼室
７が連結されており、このバーナジョイント６を介して
熱交換筒４とバーナ５の燃焼室７との間が連結されてい
る。 また、熱交換筒４の他方の開口端部は蓋体８によって
閉塞されている。この蓋体８の中央部には排気筒９が連
結されている。さらに、この蓋体８には熱交換筒４の筒
内側に嵌合される筒状の嵌合部8aが形成されている。そ
して、この蓋体８は嵌合部8aが熱交換筒４の筒内側に嵌
合された状態で熱交換筒４内を貫通する止めねじ10によ
ってバーナジョイント６の第１の固定フランジ部6cにね
じ止めされている。 一方、冷凍加熱装置本体１には燃焼用空気をバーナ５
に供給する送風機11および燃料ガスの供給管12がそれぞ
れ配設されているとともに、燃焼室７には点火プラグ13
およびフレームロッド14がそれぞれ装着されている。そ
して、冷媒加熱装置本体１の動作時には送風機11の駆動
にともない燃焼用空気がバーナ５に供給されるととも
に、ガス供給管12を介して燃料ガスがバーナ５に供給さ
れ、この燃料ガスと燃焼用空気との混合気が点火プラグ
13によって着火されてバーナ５に火炎が形成されるよう
になっており、燃焼室７内の燃焼ガスが熱交換筒４内に
導入されてこの熱交換筒４を介して冷媒管２内の冷媒が
加熱されるようになっている。 ところで、上記従来構成のものにあっては筒状のバー
ナジョイント６を介して熱交換筒４とバーナ５の燃焼室
７との間が連結されているとともに、筒状の燃焼室７の
内底部にバーナ５が配設されていたので、バーナ５の火
炎と熱交換筒４の筒内との間の距離が長くなる問題があ
った。そのため、バーナ５と熱交換筒４の筒内との間の
燃焼室７およびバーナジョイント６の周壁面を介して燃
焼ガスの熱の一部が外部側に排熱されるので、バーナ５
の熱を効率よく熱交換筒４側に伝熱させることができ
ず、冷媒加熱装置本体１全体の熱効率が低下する問題が
あった。さらに、バーナ５の燃焼室７およびバーナジョ
イント６の周壁面部分は外部側に露出状態で保持される
ので、これらの部分の温度上昇にともない周辺機器に悪
影響をおよぼすおそれがあった。また、バーナジョイン
ト６の筒状の嵌合部6bを熱交換筒４の一方の開口端側内
周面に嵌合させることにより、バーナジョイント６と熱
交換筒４との間がシールされるとともに、蓋体８の筒状
の嵌合部8aを熱交換筒４の他方の開口端側内周面に嵌合
させることにより、蓋体８と熱交換筒４との間がシール
されるようになっていたので、これらの部品の製作誤差
等によって各シール面間に隙間が生じ、各シール面間の
シール性が悪くなるおそれがあった。 （発明が解決しようとする問題点） 従来構成のものにあってはバーナ５の火炎と熱交換筒
４の筒内との間の距離が長くなり、バーナ５と熱交換筒
４の筒内との間の燃焼室７およびバーナジョイント６の
周壁面を介して燃焼ガスの熱の一部が外部側に排熱され
る問題があったので、バーナ５の熱を効率よく熱交換筒
４側に伝熱させることができず、冷媒加熱装置本体１全
体の熱効率が低下する問題があるとともに、外部側に露
出状態で保持されるバーナ５の燃焼室７およびバーナジ
ョイント６の周壁面部分の温度上昇にともない周辺機器
に悪影響をおよぼすおそれがあった。 この発明は上記事情に着目してなされたもので、燃焼
部の熱を効率よく熱交換筒側に伝熱させることができ、
装置本体全体の熱効率の向上を図ることができるととも
に、外部側への排熱を低減して周辺機器への悪影響を防
止することができ、加えて熱交換筒のシール性の向上お
よび装置本体全体の組立て作業の容易化を図ることがで
きる冷媒加熱装置を提供することを目的とするものであ
る。 ［発明の構成］ （問題点を解決するための手段） この発明は外周面に冷媒管、内周面にフィンをそれぞ
れ配設させた熱交換筒を設け、燃焼部からの燃焼ガスを
この熱交換筒内に導き、この熱交換筒を介して前記冷媒
管内の冷媒を加熱する冷媒加熱装置において、前記燃焼
部と熱交換筒との間を略リング状のジョイント用フラン
ジを介して連結させるとともに、前記ジョイント用フラ
ンジにおける前記熱交換筒の端部との接合部位に、シー
ルリングを介して前記ジョイント用フランジを前記熱交
換筒側に接合させるシールリング装着溝を形成し、かつ
前記ジョイント用フランジにおける前記熱交換筒のフィ
ンとの対向部位に、固定ねじによって前記ジョイント用
フランジを前記燃焼部とともに前記熱交換筒側に固定さ
せるねじ穴を形成し、さらに前記冷媒管における前記ジ
ョイント用フランジとの対向部位に前記熱交換筒の中心
方向から離れる方向に向けて屈曲形成させ、前記冷媒管
が前記ジョイント用フランジと重合された状態で保持さ
れることを防止する曲管部を設けたものである。 （作用） 燃焼部と熱交換筒との間を略リング状のジョイント用
フランジを介して連結させることにより燃焼部と熱交換
筒との間を近接させ、燃焼部の熱を効率よく熱交換筒側
に伝熱させる。さらに、ジョイント用フランジを熱交換
筒の端部との接合部位に形成されたシールリング装着溝
内のシールリングを介して熱交換筒側に接合させること
により、ジョイント用フランジと熱交換筒との間に製作
誤差等が生じた場合であっても熱交換筒とジョイント用
フランジとの間のシール性をシールリングによって確保
し、従来に比べて熱交換筒のシール性の向上を図る。ま
た、ジョイント用フランジをフィン側に形成されたねじ
穴に螺着される固定ねじによって燃焼部とともに熱交換
筒側に固定させることにより、従来に比べて冷媒加熱装
置本体全体の組立て作業の容易化を図る。さらに、冷媒
管におけるジョイント用フランジとの対向部位に熱交換
筒の中心方向から離れる方向に向けて曲管部を屈曲形成
させ、この曲管部によって冷媒管がジョイント用フラン
ジの外周部位に重合された状態で保持されることを防止
するようにしたものである。 （実施例） 以下、この発明の一実施例を第１図乃至第６図を参照
して説明する。第１図乃至第３図は冷媒加熱装置全体の
概略構成を示すものである。第１図中で、21は冷媒加熱
装置本体である。この冷媒加熱装置本体21には熱交換筒
22およびバーナ（燃焼部）23がそれぞれ設けられてい
る。この場合、熱交換筒22はアルミニウム材料によって
押出し成形されており、この熱交換筒22の外周面には１
対の挟持片24a,24bによって冷媒管25を保持する冷媒管
保持部26が円周方向に沿って複数形成されているととも
に、この熱交換筒22の内周面には多数のフィン27…が突
設されている。なお、冷媒管25は冷媒管保持部26内にカ
シメ固定される多数の直線状管部25a…と隣接する１対
の直線状管部25a,25a間を連結する曲管部25bとによって
略Ｕ字状に形成された管体が熱交換筒22の外周面に沿っ
て複数並設された状態で配設されており、１対の直線状
管部25a,25a間を連結する曲管部25bは熱交換筒22の両端
部からそれぞれ外方向に突出された状態で配設されてい
る。 また、熱交換筒22の一方の開口端部は略リング状のジ
ョイント用フランジ28を介してバーナ23に連結されてい
る。このジョイント用フランジ28には第４図に示すよう
に熱交換筒22の端部との接合部位にシールリング装着溝
29が形成され、このシールリング装着溝29内に装着され
るＯリング（シールリング）30を介して熱交換筒22側に
接合されている。さらに、このジョイント用フランジ28
はフィン27…側に形成されたねじ穴31に螺着される固定
ねじ32によってバーナ23とともに熱交換筒22側に固定さ
れている。 また、熱交換筒22の他方の開口端部は略円板状の排気
蓋33によって閉塞されている。この場合、排気蓋33にも
熱交換筒22の端部との接合部位にシールリング装着溝29
が形成され、このシールリング装着溝29内に嵌着される
Ｏリング30を介して熱交換筒22側に接合されているとと
もに、フィン27…側に形成されたねじ穴31に螺着される
固定ねじ32によって熱交換筒22側に固定されている。な
お、熱交換筒22の両端部からそれぞれ外方向に突出され
た状態で配設されている冷媒管25の曲管部25b…は第５
図および第６図に示すように熱交換筒22の中心方向から
離れる方向（外方向）に向けて屈曲形成されており、第
５図および第６図に仮想線で示すようにこれらの曲管部
25b…がジョイント用フランジ28および排気蓋33の外周
部位に重合された状態で保持されることが防止されてい
る。 さらに、熱交換筒22には排気蓋33との接合端部側の外
周面に排気口34が設けられているとともに、この熱交換
筒22の内部には有底円筒状のバッフル35が配設されてい
る。このバッフル35の開口面35aはバーナ23側に向けら
れており、この状態でバッフル35の底板35bが支持部材3
6を介して排気蓋33に取付けられている。そして、この
バッフル35と熱交換筒22の内周面との間にバーナ23側か
らの燃焼ガスを排気口34側に導く排気通路37が形成され
ている。 また、バーナ23には円筒状の燃焼室38が形成されてい
るとともに、この燃焼室38の上流側には混合室39が連結
されている。さらに、燃焼室38および混合室39の外側に
は円筒状の外筒40が配設されている。この外筒40には送
風機41が取付けられている。そして、この送風機41の駆
動にともない外筒40と燃焼室38および混合室39との間の
空間42内に燃焼用空気が供給されるようになっている。
なお、43は送風機41のファンケーシング、44はこのファ
ンケーシング43内に固定された整翼、45はファン、46は
ベルマウス、47はファンモータである。 また、燃焼室38の周壁面には複数の空気導入孔（二次
炎孔）48…が形成されている。さらに、この燃焼室38の
内部には拡散板49が配設されている。この拡散板49は底
板（仕切り板）50に対して離間対向配置されており、ス
ペーサ51を介して底板50に取着されている。 また、混合室39は有底円筒状の部材で、この混合室39
の開口面は燃焼室38の底板50に連結されている。また、
この混合室39の内部には内筒52が配設されている。この
内筒52の一方の開口端部は燃焼室38の底板50に連結され
ている。そして、この底板50には内筒52の内部空間53と
対向する部位に複数の混合気噴射孔（一次炎孔）54…が
形成されている。さらに、内筒52の他方の開口端部は混
合室39の底板39aに対して適宜の間隔離間されている。 一方、混合室39の周壁面には混合管（空気の噴射口）
55が連結されている。この混合管55は混合室39と内筒52
との間の空間（内筒52の外部空間）56と対向する部位に
取着されている。また、外筒40の周壁面にはノズルホル
ダー57を介して燃料噴射ノズル（燃料の噴射口）58が取
付けられている。この燃料噴射ノズル58の先端部は混合
管55の内部に挿入されている。 次に、上記構成の作用について説明する。まず、冷媒
加熱装置本体21の動作時には送風機41の駆動にともない
外筒40と燃焼室38および混合室39との間の空間42内に燃
焼用空気が供給される。そして、この空42内の燃焼用空
気の一部は第１図中に矢印で示すように混合管55と燃料
噴射ノズル58の先端部との間の間隙を通り、混合室39と
内筒52との間の空間56内に導入される。さらに、同時に
燃料噴射ノズル58から混合室39と内筒52との間の空間56
内に燃料ガスが噴射され、この空間56内で燃焼用空気と
燃料ガスとが内筒52の外周面に沿って回りながら混合さ
れる。そして、この混合気は混合室39と内筒52との間の
空間56内から内筒52の開口端部と混合室39の底板39aと
の間の隙間を介して内筒52の内部空間53内に導入された
のち、この内筒52の内部空間53内から燃焼室38の底板50
の混合気噴射孔54…を介して燃焼室38の内部に噴出さ
れ、この燃焼室38の内部で点火プラグによって着火され
て燃焼される。この場合、外筒40と燃焼室38および混合
室39との間の空間42内に供給される燃焼用空気の一部は
燃焼室38の周壁面の空気導入孔48…を介して燃焼室38の
内部に直接導入されており、これらの空気導入孔48…の
周囲に火炎が形成される状態で燃焼室38内の燃焼が継続
される。 また、燃焼室38内の燃焼ガスは熱交換筒22の内部に導
入される。そして、熱交換筒22内の中央部位に導入され
た燃焼ガスはバッフル35内で滞留したのち、バッフル35
と熱交換筒22の内周面との間の排気通路37内に導入さ
れ、この排気通路37内から排気口34を介して外部側に排
出される。この場合、排気通路37内を流れる高温状態の
燃焼ガスの熱が熱交換筒22の内周面に突設されている多
数のフィン27…によって吸熱され、熱交換筒22を介して
冷媒管25内の冷媒が加熱される。 そこで、上記構成のものにあってはバーナ23と熱交換
筒22との間を略リング状のジョイント用フランジ28を介
して連結させたので、バーナ23と熱交換筒22との間を従
来に比べて近接させることができる。そのため、従来の
ようにバーナ23の燃焼ガスの熱の一部がバーナ23と熱交
換筒22との間の部分から外部側に排熱されることを防止
することができる。また、バーナ23の燃焼室38および混
合室39と外筒40との間の空間42内には燃焼用空気が供給
されているので、この燃焼用空気によってバーナ23の外
筒40部分を冷却することができる。そのため、この外筒
40部分を介して外部側に排熱される熱量を効果的に低減
することができる。さらに、バーナ23の燃焼室38の熱は
ジョイント用フランジ28を介して熱交換筒22側に伝熱さ
せることができる。したがって、バーナ23の熱を効率よ
く熱交換筒22側に伝熱させることができるので、従来に
比べて冷媒加熱装置本体21全体の熱効率の向上を図るこ
とができる。 また、燃焼用空気によってバーナ23の外筒40部分を冷
却することにより、この外筒40部分を介して外部側に排
熱される熱量を効果的に低減することができるので冷媒
加熱装置本体21からの排熱による周辺機器への悪影響を
防止することができる。 さらに、ジョイント用フランジ28は熱交換筒22の端部
との接合部位に形成されたシールリング装着溝29内のＯ
リング30を介して熱交換筒22側に接合されているととも
に、排気蓋33も熱交換筒22の端部との接合部位に形成さ
れたシールリング装着溝29内のＯリング30を介して熱交
換筒22側に接合されているので、各部品の製作誤差等が
生じた場合であっても熱交換筒22と各接合部品との間の
シール性をＯリング30によって確保することができ、従
来に比べて熱交換筒22の各シール面間のシール性の向上
を図ることができる。 また、ジョイント用フランジ28はフィン27…側に形成
されたねじ穴31に螺着される固定ねじ32によってバーナ
23とともに熱交換筒22側に固定させ、さらに排気蓋33も
同様にフィン27…側に形成されたねじ穴31に螺着される
固定ねじ32によって熱交換筒22側に固定させているの
で、従来に比べて冷媒加熱装置本体21全体の組立て作業
の容易化を図ることができる。 さらに、熱交換筒22の両端部からそれぞれ外方向に突
出された状態で配設されている冷媒管25の曲管部25b…
を熱交換筒22の中心方向から離れる方向（外方向）に向
けて屈曲形成させ、これらの曲管部25b…がジョイント
用フランジ28および排気蓋33の外周部位に重合された状
態で保持されることを防止するようにしたので、第５図
および第６図に仮想線で示すようにこれらの曲管部25b
…がジョイント用フランジ28および排気蓋33の外周部位
に重合された状態で保持される場合のようにジョイント
用フランジ28および排気蓋33の外周部位に冷媒管25の曲
管部25b…との重合を逃げる逃げ部を格別に形成する必
要がない。そのため、ジョイント用フランジ28および排
気蓋33の形状が複雑になることを防止することができる
とともに、熱交換筒22の両端部とジョイント用フランジ
28および排気蓋33との接合面の有効面積が低減すること
を防止することができ、熱交換筒22の各シール面間のシ
ール性の低下を防止することができる。 なお、この発明は上記実施例に限定されるものではな
く、この発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変形実施で
きることは勿論である。 ［発明の効果］ この発明によれば燃焼部と熱交換筒との間を略リング
状のジョイント用フランジを介して連結させたので、燃
焼部の熱を効率よく熱交換筒側に伝熱させることがで
き、装置本体全体の熱効率の向上を図ることができると
もに、外部側への排熱を低減して周辺機器への悪影響を
防止することができる。さらに、ジョイント用フランジ
を熱交換筒の端部との接合部位に形成されたシールリン
グ装着溝内のシールリングを介して熱交換筒側に接合さ
せているので、ジョイント用フランジと熱交換筒との間
に製作誤差等が生じた場合であっても熱交換筒とジョイ
ント用フランジとの間のシール性をシールリングによっ
て確保することができ、従来に比べて熱交換筒のシール
性の向上を図ることができる。また、ジョイント用フラ
ンジをフィン側に形成されたねじ穴に螺着される固定ね
じによって燃焼部とともに熱交換筒側に固定させている
ので、従来に比べて冷媒加熱装置本体全体の組立て作業
の容易化を図ることができる。さらに、冷媒管における
ジョイント用フランジとの対向部位に熱交換筒の中心方
向から離れる方向に向けて曲管部を屈曲形成させ、この
曲管部によって冷媒管がジョイント用フランジの外周部
位に重合された状態で保持されることを防止するように
したので、冷媒管の曲管部がジョイント用フランジの外
周部位に重合された状態で保持される場合のようにジョ
イント用フランジの外周部位に冷媒管の曲管部との重合
を逃げる逃げ部を格別に形成する必要がない。そのた
め、ジョイント用フランジの形状が複雑になることを防
止することができるとともに、熱交換筒の端部とジョイ
ント用フランジとの接合面の有効面積が低減することを
防止することができ、熱交換筒のシール性の低下を防止
することができる。

【図面の簡単な説明】 第１図乃至第６図はこの発明の一実施例を示すもので、
第１図は冷媒加熱装置全体の概略構成を示す縦断面図、
第２図は同側面図、第３図は同横断面図、第４図は冷媒
加熱装置の要部構成を示す縦断面図、第５図は冷媒管の
端部形状を示す正面図、第６図は同側面図、第７図は従
来の冷媒加熱装置全体の概略構成を示す縦断面図であ
る。 22……熱交換筒、２……バーナ（燃焼部）、25……冷媒
管、27……フィン、28……ジョイント用フランジ。

Claims (1)

1. (57)【特許請求の範囲】 １．外周面に冷媒管、内周面にフィンをそれぞれ配設さ
   せた熱交換筒を設け、燃焼部からの燃焼ガスをこの熱交
   換筒内に導き、この熱交換筒を介して前記冷媒管内の冷
   媒を加熱する冷媒加熱装置において、 前記燃焼部と熱交換筒との間を略リング状のジョイント
   用フランジを介して連結させるとともに、 前記ジョイント用フランジにおける前記熱交換筒の端部
   との接合部位に、シールリングを介して前記ジョイント
   用フランジを前記熱交換筒側に接合させるシールリング
   装着溝を形成し、 かつ前記ジョイント用フランジにおける前記熱交換筒の
   フィンとの対向部位に、固定ねじによって前記ジョイン
   ト用フランジを前記燃焼部とともに前記熱交換筒側に固
   定させるねじ穴を形成し、 さらに前記冷媒管における前記ジョイント用フランジと
   の対向部位に前記熱交換筒の中心方向から離れる方向に
   向けて屈曲形成させ、前記冷媒管が前記ジョイント用フ
   ランジと重合された状態で保持されることを防止する曲
   管部を設けたことを特徴とする冷媒加熱装置。