JP4120854B2 - Heat exchanger for water heater - Google Patents
Heat exchanger for water heater Download PDFInfo
- Publication number
- JP4120854B2 JP4120854B2 JP2000104676A JP2000104676A JP4120854B2 JP 4120854 B2 JP4120854 B2 JP 4120854B2 JP 2000104676 A JP2000104676 A JP 2000104676A JP 2000104676 A JP2000104676 A JP 2000104676A JP 4120854 B2 JP4120854 B2 JP 4120854B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- water
- water pipe
- semicircular
- plate
- heat exchanger
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Images
Landscapes
- Details Of Fluid Heaters (AREA)
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明はガス、石油、電気を燃料とする給湯器用熱交換器に関するものである。詳しくは、一般家庭用、業務用で使用される先止め式の給湯器、給湯器付きの風呂釜、給湯器付きの温水暖房機等の熱交換器の沸騰防止に係るものである。
【0002】
【従来の技術】
従来、給湯器用熱交換器の水管の内部、すなわち水を流す通水路部に、乱流装置を設けて、沸騰を防ぎ、沸騰による騒音の増加を防ぐようにしたものは知られている。そして、乱流装置として例えば特開平3−122451に示すようにねじり板やコイルを使用した熱交換器が知られている。また、実開平5−42955の熱交換器のように、乱流板の切り起し部を半円状に形成したものが知られている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来の給湯器用熱交換器では、いずれも通水管全体に通水による抵抗が生じ、この通水抵抗を小さくすることができなかった。すなわち、水管内に単に、ねじり板やコイルを挿入したものでは、ねじり板全体が通水流に対して抵抗となり、水管内ではほぼ均一な通水抵抗が生じる。また、単に乱流板に切り起し部を設けたものでは、通水抵抗がさらに大きくなるのみならず水管の下部から発生する部分的な沸騰に対して効果の少ないものであった。
【0004】
本発明は上記問題に鑑み、通水管内を流れる水の通水抵抗をより小さくし併せて部分的沸騰の軽減化を図った給湯器用熱交換器の提供を課題とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明の給湯器用熱交換器は、熱交換のための吸熱フインと、該吸熱フインに挿通する水管と、水管の内部であって通水方向に向かって挿入する細長のプレートとを設けたものにおいて、前記プレートに半円形部と該半円形部とプレートとを連結する連結部とを設け、前記半円形部の円弧部を水管の内面円形部とほぼ同形状とし、かつ前記連結部に捻じり部を設け半円形部の円弧部を水管内面に沿うように構成したことを第1の特徴としている。
上記第1の特徴によれば、細長プレートの半円形部の円弧部を水管の内面形状とほぼ同形状とし、この円弧部を水管内面に沿うようにすることで、少なくとも水管断面の上半分は通水抵抗のない流路が形成され、この流路を流れる流水は速度も速く流れも円滑であり、かつ、水管の下部で発生した部分的な沸騰水は上記流水と混合撹乱されて、流出するのである。
【0006】
また本発明の給湯器用熱交換器は、熱交換のための吸熱フインと、該吸熱フインに挿通する水管と、水管の内部であって通水方向に向かって挿入する細長のプレートとを設けたものにおいて、前記プレートに半円形部と該半円形部とプレートとを連結する連結部とを設け、前記半円形部の円弧部を水管の内面円形部とほぼ同形状とし、さらに半円形部の両肩部をU字型に切り欠き、かつ前記連結部に捻じり部を設け半円形部の円弧部を水管内面に沿うように構成したことを第2の特徴としている。
上記第2の特徴によれば、プレートの半円形部の両肩部をU字型に切り欠くことで、上記の特徴に加えU字部が通水路となって、通水断面積が増大して、通水抵抗がさらに低下し、水管下部から発生した部分沸騰水との混合も迅速となり、沸騰音を低下させることができる。
さらに、本発明の給湯器用熱交換器は、プレートの半円形部はプレートの長手方向に対してほぼ90度捻じられていることを第3の特徴としている。
上記第3の特徴によれば、半円形部に水流が当って乱流が生じ易くなり、沸騰水との混合撹乱が促進されて、沸騰音の低減化がさらに向上する。
【0007】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。図1は本発明の一実施形態を示す給湯器の全体構成図である。図2は本発明の一実施形態を示すプレートの全体図である。図3は本発明の実施形態を示す水管とプレートとの関係を示す断面図である。図4は水管を横から見た断面図である。図5は燃焼ガスの流れを示す説明図である。図6はプレートの一部拡大図である。
【0008】
図1において、1は給湯器であり、その内部にはフインに水管を貫通させた給湯器用熱交換器2、給湯加熱用のガスバーナ3、燃焼空気送風用の送風ファン4、各種の制御を行うための本体コントローラ5を備えている。6は給湯器1を遠隔操作すると共に給湯温度・時刻等の操作情報を画面に表示する表示部7を有するリモコンであり、報知用のブザー8等を内蔵してある。
【0009】
9は給湯器用熱交換器2に至る入水管、10は給湯器用熱交換器2から後述する浴室カランに至る出湯管である。入水管9および出湯管10からなり熱交換器2に接続する通水管11にはその上流側から水管内の通水量を検出する水量センサ12および入水温度を検出する水温センサ13を設けている。出湯管10には熱交換器2により加熱された湯温を検出する感温部材としてのサーミスタ等からなる温度センサ14を設けてある。
【0010】
15はガスバーナ3に至るガス管であり、このガス管15にはガス通路を開閉するガス電磁弁16、ガス供給量を制御するガス比例弁17等を設けてある。そしてバーナの近傍にはイグナイター等の点火電極18を設けてある。本体コントローラ5とリモコン6とは通信用インターフェースを介して接続され、温度センサ14、水量センサ12の他各種センサからの検出信号に基づいて給湯器本体の状態を判定するともに、リモコン6からの制御信号に基づいて給湯器本体の各部(例えばガス電磁弁、ガス比例弁等)の動作を制御するものである。19は通水管に設けた通水量を調節する水量調節弁であり、サーボモータによって駆動され通水量を調節するものである。
【0011】
21は浴室に設けた浴槽、22は給湯器の出湯管10を延長して設けられ浴槽21に至る風呂給湯管でありその末端には浴室カラン23を設けている。24は風呂給湯管22から分岐して設けた一般給湯管であり、その末端には台所カラン25等を設けてある。
【0012】
そして、前述した給湯器用熱交換器2の内部には、通水方向に向かって図2に示すような細長のプレート30が挿入されている。プレート30の材質は薄板状のステンレス製、銅製のものが推奨できる。
【0013】
このプレート30は半円形部31と連結部32とを残して残余の部分を切り欠いてある。切り欠きを形成する方法としては、例えばプレス加工等の打ち抜きによる加工が推奨できる。
【0014】
前述した半円形部31は図3、図6に示すように、プレート30の本体と連結部32によって連結されている。これら半円形部と連結部とは一対で構成してあり、挿入方向に向かって複数個併設してある。
【0015】
そして、半円形部31の円弧部33は、給湯器用熱交換器2の水管34の内面円形部35とほぼ同一の形状としてある。
【0016】
また、半円形部31の両肩部36、37には、連結部32から連続的に沿わせてU字型に切り欠いた切り欠き38、39を設けてある。なお、切り欠きはU字そのものでなく、V型に近いものであっても良い。また、全体が三日月状であってもよい。要するに、通水時における通水抵抗を少なくするためのものであれば良い。
【0017】
さらに、プレート30には、前記縦長の連結部32の中間に位置する部分に捻じり部40を設けてある。この捻じり部40により前記半円形部31はプレート30の長手方向に対してほぼ90度捻じられている。なお、この捻じり角度はかならずしも90度である必要はなく、70度から90度の範囲であれば良い。また、複数個の半円形部31は交互若しくは間隔を置いて、長手方向に対して異なる角度に捻じるようにしてもよい。
【0018】
また、捻じられた後の半円形部31は、その下端の円弧部33の端面が水管34の内面に接触して沿うように構成されている。なお捻じり角度によっては、必ずしも密着させることを意味するものではなく、要するに部分沸騰した沸騰水を半円形部で受け止めて、捕捉し易くするようにしたものであればよい。
【0019】
次に、図5に基づいて部分沸騰が生じるメカニズムについて説明する。図中の番号で41は水管34を貫通させた複数枚の吸熱用のフイン、42は水管及びフインを側方から取り囲むようにした熱交換器の胴板である。
【0020】
フイン41の下方には、ガスバーナ3が位置しており、ガスバーナ3にガスを供給して点火すると、燃焼ガスは矢印で示すように水管34の下半部の外周下面に沿って流れ、水管34及びフイン41を介して、水管34内の水と熱交換するのである。このとき、水管34に加わる熱負荷は燃焼ガスが強く当る部分に多くなる。
すなわち、ガスバーナと対向する水管34の下面部43には熱負荷が他の部分と比較して多くなるため、この下面部43には部分的な沸騰が発生するのである。
【0021】
そこで、本発明の実施形態では、水管34の内部に挿入する細長のプレート30に水管の内面円形部とほぼ同形状の半円形部31を形成するとともにこの半円形部31を連結する連結部32を捻じって半円形部の円弧部を水管の下部内面に沿うように配置したものである。
【0022】
しかして、半円形部31に形成される円弧部33の端面は、水管34の下部の内周面である内面円形部35と接触し、熱負荷の一部はこの半円形部31から伝熱して水管34内の水に吸熱される。
また、複数枚の半円形板の間に位置する水管の下部で発生した沸騰水は上昇するが、半円形部31近傍で遮られ、一方水管34の上半分から進行してきた冷たい流水と捻じり部32付近で撹乱混合される。この挙動はプレート30が挿入されている水管のすべての個所で、同時に行われる。この結果、部分沸騰が軽減され、沸騰による沸き上がり音等が防止できるのである。
【0023】
また、水管34の上半部はプレート30の板厚のみの抵抗であるため、従来のものに比べても、その通水による抵抗は比較的小さなものであり、水管全体に大きな抵抗を生じさせることがなくなった。
【0024】
特に、半円形部31の両肩部をU字型に切り欠いて、連結部32につながる部分を三日月状あるいは錨状とすることで、通水抵抗はさらに低減し、併せて捻じり部40における撹乱作用が促進される。
また三日月状の両翼部においても撹乱、乱流作用が生じて沸騰水の更なる低減化を図ることができる。
【0025】
なお、上述した実施形態は本発明の好適な実施形態を示すものであって、本発明はこれに限定されることなく、その範囲内で各種設計変更可能である。
例えば、半円形部の円弧部はその端面が水管の内面に沿うように構成してあるものであれば良く、捻じり部は必ずしもプレートの長手方向に対して垂直でなくても良い。
また、半円形部はプレートと一体的に設けずに、別体に形成して連結しても良い。
また、ガスを燃料とする給湯器について説明したが石油を燃料とするものであっても良いことはもちろんである。
【0026】
【発明の効果】
本発明は以上の構成、作用からなり、請求項1に記載の給湯器用熱交換器によれば、熱交換のための吸熱フインと、該吸熱フインに挿通する水管と、水管の内部であって通水方向に向かって挿入する細長のプレートとを設けたものにおいて、前記プレートに半円形部と該半円形部とプレートとを連結する連結部とを設け、前記半円形部の円弧部を水管の内面円形部とほぼ同形状とし、かつ前記連結部に捻じり部を設け半円形部の円弧部を水管内面に沿うように構成したので、細長プレートの半円形部の円弧部を水管の内面形状とほぼ同形状とし、この円弧部を水管内面に沿うようにすることで、少なくとも水管断面の上半分は通水抵抗のない流路が形成され、この流路を流れる流水は速度も速く流れも円滑であり、かつ、水管の下部で発生した部分的な沸騰水は捻じり部付近で上記流水と混合撹乱されて、流出するのである。
また、請求項2に記載の給湯器用熱交換器によれば、熱交換のための吸熱フインと、該吸熱フインに挿通する水管と、水管の内部であって通水方向に向かって挿入する細長のプレートとを設けたものにおいて、前記プレートに半円形部と該半円形部とプレートとを連結する連結部とを設け、前記半円形部の円弧部を水管の内面円形部とほぼ同形状とし、さらに半円形部の両肩部をU字型に切り欠き、かつ前記連結部に捻じり部を設け半円形部の円弧部を水管内面に沿うように構成したので、プレートの半円形部の両肩部をU字型に切り欠くことで、上記の特徴に加えU字部が通水路となって、通水断面積が増大して、通水抵抗がさらに低下し、水管下部から発生した部分沸騰水との混合も迅速となり、沸騰音を低下させることができる
さらに、本発明の給湯器用熱交換器は、プレートの半円形部はプレートの長手方向に対してほぼ90度捻じられているので、半円形部に水流が当って乱流が生じ易くなり、沸騰水との混合撹乱が促進されて、沸騰音の低減化がさらに向上する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明を適用した給湯器の全体構成図である。
【図2】本発明の一実施形態を示すプレートの全体図である。。
【図3】図3は本発明の実施形態を示す水管とプレートとの関係を示す断面図である。
【図4】図4は水管を横から見た断面図である。
【図5】図5は燃焼ガスの流れを示す説明図である。
【図6】図6はプレートの一部拡大図である。
【符号の説明】
1 給湯器
2 給湯器用熱交換器
3 ガスバーナ
6 リモコン
11 通水管
30 プレート
31 半円形部
32 連結部
33 円弧部
34 水管
35 内面円形部
36 両肩部
37 両肩部
38 切り欠き
39 切り欠き
40 捻じり部
41 吸熱用のフイン
42 胴板[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a heat exchanger for a hot water heater using gas, oil, and electricity as fuel. Specifically, the present invention relates to prevention of boiling of heat exchangers such as first-stop water heaters used for general household use and business use, bath pots with water heaters, hot water heaters with water heaters, and the like.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art Conventionally, it is known that a turbulence device is provided in a water pipe of a heat exchanger for a hot water heater, that is, in a water passage section through which water flows to prevent boiling and increase noise due to boiling. As a turbulent flow device, for example, a heat exchanger using a twisted plate or a coil is known as shown in JP-A-3-122451. Moreover, what formed the cut-and-raised part of a turbulent flow plate in the shape of a semicircle like the heat exchanger of actual open flat 5-42955 is known.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
However, in each of the conventional heat exchangers for hot water heaters, resistance due to water flow occurs in the entire water pipe, and this water flow resistance cannot be reduced. That is, when a torsion plate or coil is simply inserted in the water pipe, the entire torsion plate becomes resistance to the water flow, and a substantially uniform water flow resistance is generated in the water pipe. In addition, when the turbulent plate is simply provided with a cut-and-raised portion, not only the resistance to water flow is further increased, but also the effect of partial boiling generated from the lower portion of the water pipe is small.
[0004]
In view of the above problems, an object of the present invention is to provide a heat exchanger for a hot water heater in which the resistance of water flowing through a water pipe is further reduced and partial boiling is reduced.
[0005]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above-described problems, a heat exchanger for a water heater according to the present invention is inserted into a heat absorption fin for heat exchange, a water pipe inserted through the heat absorption fin, and inside the water pipe toward a water flow direction. In the case of providing an elongated plate, the plate is provided with a semicircular portion and a connecting portion for connecting the semicircular portion and the plate, and the arc portion of the semicircular portion is substantially the same shape as the inner circular portion of the water pipe In addition, the first feature is that a twisted portion is provided in the connecting portion, and the arc portion of the semicircular portion is formed along the inner surface of the water pipe.
According to the first feature, by making the arc portion of the semicircular portion of the elongated plate substantially the same shape as the inner surface shape of the water tube, and by making this arc portion along the inner surface of the water tube, at least the upper half of the cross section of the water tube is A flow path without water flow resistance is formed, and the flowing water flowing through this flow path is fast and smooth, and the partial boiling water generated at the lower part of the water pipe is mixed and disturbed with the above flowing water to flow out. To do.
[0006]
Further, the heat exchanger for a water heater of the present invention includes an endothermic fin for heat exchange, a water pipe inserted into the endothermic fin, and an elongated plate inside the water pipe and inserted toward the water passing direction. The plate is provided with a semicircular portion and a connecting portion for connecting the semicircular portion and the plate, the arc portion of the semicircular portion is substantially the same shape as the inner circular portion of the water pipe, and the semicircular portion A second feature is that both shoulder portions are cut out in a U-shape, and a twisted portion is provided in the connecting portion so that the arc portion of the semicircular portion extends along the inner surface of the water pipe.
According to the second feature, by cutting out both shoulders of the semicircular portion of the plate into a U shape, in addition to the above feature, the U portion becomes a water passage, and the water passage cross-sectional area increases. Thus, the resistance to water flow is further reduced, and mixing with the partially boiling water generated from the lower part of the water pipe becomes quick, and the boiling sound can be reduced.
Furthermore, the heat exchanger for a water heater of the present invention has a third feature that the semicircular portion of the plate is twisted by approximately 90 degrees with respect to the longitudinal direction of the plate.
According to the third feature, a turbulent flow is likely to occur when the semicircular portion hits the semicircular portion, mixing disturbance with boiling water is promoted, and the reduction of boiling noise is further improved.
[0007]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is an overall configuration diagram of a water heater showing an embodiment of the present invention. FIG. 2 is an overall view of a plate showing an embodiment of the present invention. FIG. 3 is a cross-sectional view showing the relationship between the water pipe and the plate showing the embodiment of the present invention. FIG. 4 is a cross-sectional view of the water tube as viewed from the side. FIG. 5 is an explanatory diagram showing the flow of combustion gas. FIG. 6 is a partially enlarged view of the plate.
[0008]
In FIG. 1,
[0009]
Reference numeral 9 denotes a water inlet pipe that leads to the water
[0010]
A
[0011]
21 is a bathtub provided in the bathroom, 22 is a bath hot water pipe extending from the hot
[0012]
And the
[0013]
The
[0014]
The
[0015]
The
[0016]
In addition, the
[0017]
Further, the
[0018]
Further, the
[0019]
Next, a mechanism for causing partial boiling will be described with reference to FIG. In the figure, reference numeral 41 denotes a plurality of heat-absorbing fins that penetrate the
[0020]
The
That is, the lower surface portion 43 of the
[0021]
Therefore, in the embodiment of the present invention, a
[0022]
Thus, the end surface of the
In addition, the boiling water generated in the lower part of the water pipe positioned between the plurality of semicircular plates rises, but is blocked in the vicinity of the
[0023]
In addition, since the upper half of the
[0024]
In particular, both shoulder portions of the
Moreover, disturbance and turbulent action are also generated in both crescent-shaped wings, and boiling water can be further reduced.
[0025]
In addition, embodiment mentioned above shows suitable embodiment of this invention, This invention is not limited to this, Various design changes are possible within the range.
For example, the arc portion of the semicircular portion may be configured so that the end surface thereof is along the inner surface of the water pipe, and the twisted portion is not necessarily perpendicular to the longitudinal direction of the plate.
Further, the semicircular portion may be formed separately and connected without being provided integrally with the plate.
Moreover, although the hot water heater using gas as fuel has been described, it is needless to say that oil may be used as fuel.
[0026]
【The invention's effect】
The present invention has the above-described configuration and action. According to the heat exchanger for a water heater according to
Further, according to the heat exchanger for hot water supply according to
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an overall configuration diagram of a water heater to which the present invention is applied.
FIG. 2 is an overall view of a plate showing an embodiment of the present invention. .
FIG. 3 is a cross-sectional view showing a relationship between a water pipe and a plate showing an embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a cross-sectional view of a water tube as viewed from the side.
FIG. 5 is an explanatory diagram showing the flow of combustion gas.
FIG. 6 is a partially enlarged view of a plate.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF
Claims (3)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2000104676A JP4120854B2 (en) | 2000-04-06 | 2000-04-06 | Heat exchanger for water heater |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2000104676A JP4120854B2 (en) | 2000-04-06 | 2000-04-06 | Heat exchanger for water heater |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2001289514A JP2001289514A (en) | 2001-10-19 |
JP4120854B2 true JP4120854B2 (en) | 2008-07-16 |
Family
ID=18618177
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2000104676A Expired - Fee Related JP4120854B2 (en) | 2000-04-06 | 2000-04-06 | Heat exchanger for water heater |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP4120854B2 (en) |
-
2000
- 2000-04-06 JP JP2000104676A patent/JP4120854B2/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2001289514A (en) | 2001-10-19 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP4303263B2 (en) | Instantaneous hot water system for washing machine | |
US10883743B2 (en) | Water heater with flow bypass | |
CN211625684U (en) | Water heater and water supply system using same | |
JP4120854B2 (en) | Heat exchanger for water heater | |
JP4728056B2 (en) | Hot water equipment | |
CN110145870A (en) | Water mixing device and gas heater out | |
JPS5941477Y2 (en) | water heater | |
JPH09269152A (en) | Heat exchanger | |
JPH063075A (en) | Fluid-fluid heat exchanger | |
CN221462992U (en) | Flow control valve and hot water system using same | |
CN220187120U (en) | Hot water system | |
CN219572266U (en) | Water heater and water heating system | |
CN207487121U (en) | A kind of vehicle-mounted water heater that can adjust hot water temperature | |
JP3210883B2 (en) | Water heater | |
CN210624906U (en) | Water heater with water-gas double regulation | |
JP3347447B2 (en) | Gas combustion equipment with heat exchanger fin clogging detection function | |
JPS607187B2 (en) | Heat exchanger | |
JP2001141303A (en) | Water heater | |
JP4262897B2 (en) | Water heater | |
JPH10281460A (en) | Incomplete-combustion preventing apparatus for gas water heater | |
CN116105514A (en) | Heat exchange tube, heat exchanger, water heater and anti-scaling control method for water heater | |
JP2996573B2 (en) | Heating device | |
JP3071994B2 (en) | Heat exchanger fin and processing method thereof | |
JPH07294009A (en) | Heat exchanger for hot water supply | |
JPH02272254A (en) | Heat exchanger for instantaneous water heater with hot water storage part |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20070402 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20080403 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20080416 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110509 Year of fee payment: 3 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120509 Year of fee payment: 4 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |