JP5158404B2 - Heat exchanger and water heater - Google Patents
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Description
本発明は、凍結防止用のヒータを備えた熱交換器、および温水装置に関する。 The present invention relates to a heat exchanger including a heater for preventing freezing and a hot water device.
従来、この種の熱交換器としては、特許文献1に記載されたものがある。同文献に記載された熱交換器は、燃焼ガスが供給されるケース(缶体)の外面に凍結防止用のヒータを取付けたものである。この熱交換器においては、伝熱管内に残存する水が凍結する可能性を生じると、ヒータが駆動されてケースが加熱され、このことにより伝熱管の凍結が防止される。同文献においては、ヒータの熱がケースに効率良く伝達されるように、ケースに平面部を形成し、この平面部にヒータを面接触させるようにしている。
Conventionally, as this type of heat exchanger, there is one described in
しかしながら、前記従来技術においては、伝熱管を加熱するための手段として、ケースにヒータを取付けているに過ぎない。このため、伝熱管が缶体の周囲に巻き付けられているようなタイプの熱交換器であれば、伝熱管を比較的効率良く加熱することはできるものの、これとは構造が異なる熱交換器においては、伝熱管の加熱が難しい場合がある。すなわち、伝熱管がケース内に収容されているタイプの熱交換器においては、ケースの外面部にヒータを設けただけでは、ヒータから発せられた熱の多くがケースを伝って大気に放出されることとなり、伝熱管を効率良く加熱することは難しい。したがって、ヒータによる電力消費量が多大になるといった不具合を招く。なお、ヒータをケース内に配置させて、伝熱管をヒータによって直接加熱する手段も考えられるが、ケース内には燃焼ガスなどの高温の熱媒体が供給されるために、そのような雰囲気中にヒータを配置させたのでは、ヒータやその電気配線などがダメージを受け易く、余り好ましいものではない。 However, in the said prior art, as a means for heating a heat exchanger tube, the heater is only attached to the case. For this reason, if the heat exchanger is of a type in which the heat transfer tube is wound around the can body, the heat transfer tube can be heated relatively efficiently, but in a heat exchanger having a different structure from this May be difficult to heat the heat transfer tube. That is, in the type of heat exchanger in which the heat transfer tubes are housed in the case, if only a heater is provided on the outer surface of the case, most of the heat generated from the heater is released to the atmosphere through the case. Therefore, it is difficult to efficiently heat the heat transfer tube. Therefore, the trouble that the electric power consumption by a heater becomes large is caused. It is possible to arrange a heater in the case and heat the heat transfer tube directly with the heater. However, since a high-temperature heat medium such as combustion gas is supplied into the case, If the heater is arranged, the heater and its electric wiring are easily damaged, which is not preferable.
本発明は、このような事情のもとで考え出されたものであって、簡易な構成により、伝熱管内の凍結防止を効率良く、かつ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 such circumstances, and a heat exchanger capable of effectively and appropriately preventing freezing in a heat transfer tube with a simple configuration, and this It is an object to provide a hot water device provided with
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 present invention takes the following technical means.
本発明の第1の側面により提供される熱交換器は、内部を湯水が流通する伝熱管と、この伝熱管を囲む壁部を有し、かつ内部に加熱用気体が供給されるケースと、このケースの壁部の外面部に設けられた凍結防止用のヒータと、を備えている、熱交換器であって、前記ケースの壁部のうち、前記ヒータによって加熱される箇所に一部分が接触するようにして前記ケースの壁部に取付けられて前記ケース内に設けられ、かつ前記ケースの壁部の内面側から前記ケースの内方に向けて突出する一対の起立片を有する伝熱管用の支持体を備えており、前記伝熱管は、その一部が前記一対の起立片の間に配されていることにより支持され、かつ前記支持体に接触しており、前記ヒータの熱は、前記ケースの壁部および前記支持体を介して前記伝熱管に伝達可能な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 has a heat transfer tube through which hot water flows, a case surrounding the heat transfer tube, and a heating gas supplied to the inside. A freezing prevention heater provided on an outer surface portion of the wall portion of the case, wherein a portion of the wall portion of the case is in contact with a portion heated by the heater. The heat transfer tube has a pair of upright pieces attached to the wall portion of the case so as to be provided in the case and projecting inward from the inner surface side of the case wall portion. The heat transfer tube is supported by being partly disposed between the pair of upright pieces, and is in contact with the support, and the heat of the heater in the heat transfer tube through the wall portion and the support of the case It is characterized in that there is a reach possible configurations.
このような構成によれば、ヒータを発熱駆動させると、ケースの壁部の一部が加熱され、この部分の熱が熱伝導部材である支持体を伝って伝熱管に到達することとなる。したがって、伝熱管への熱伝達量を多くして、伝熱管に対する加熱効率を高め、少ない消費電力で伝熱管内の凍結防止を適切に図ることが可能となる。本発明は、ケースの外部に設けられたヒータの熱をケース内部の伝熱管に熱伝導部材である支持体を利用して伝達させるという新規な発想の下になされたものであり、その実用的価値は多大である。
また、伝熱管をケース内において支持するための支持体が熱伝導部材として利用されており、その構成は合理的である。
According to such a configuration, when the heater is driven to generate heat, a part of the wall portion of the case is heated, and the heat in this portion reaches the heat transfer tube through the support body which is a heat conducting member. Therefore, it is possible to increase the amount of heat transfer to the heat transfer tube, increase the heating efficiency of the heat transfer tube, and appropriately prevent freezing in the heat transfer tube with less power consumption. The present invention has been made under a novel idea of transferring heat of a heater provided outside a case to a heat transfer tube inside the case using a support that is a heat conducting member. The value is tremendous.
Moreover, the support body for supporting a heat exchanger tube in a case is utilized as a heat conductive member, and the structure is rational.
本発明の好ましい実施の形態においては、前記ヒータは、前記ケースの壁部を挟んで前記支持体の反対領域またはこの反対領域の近傍に設けられている。 In a preferred embodiment of the present invention, the heater is provided in the opposite region of the support or in the vicinity of the opposite region across the wall portion of the case.
このような構成によれば、ヒータと支持体とを接近させて、ヒータから支持体への熱伝導量を多くすることが可能となり、伝熱管の加熱効率を高めるのにより好適である。 According to such a configuration, it is possible to increase the heat conduction amount from the heater to the support by bringing the heater and the support close to each other, and it is more preferable to increase the heating efficiency of the heat transfer tube.
本発明の好ましい実施の形態においては、前記支持体は、前記一対の起立片よりも幅広の底部を有し、この底部が前記ケースの壁部に面接触している。 In a preferred embodiment of the present invention, the support has a bottom that is wider than the pair of upstanding pieces, and the bottom is in surface contact with the wall of the case.
このような構成によれば、ケースの壁部から支持体への熱伝導量を多くし、伝熱管に伝わる熱量を多くする効果が得られる。 According to such a configuration, an effect of increasing the amount of heat conduction from the wall portion of the case to the support and increasing the amount of heat transmitted to the heat transfer tube can be obtained.
本発明の好ましい実施の形態においては、前記伝熱管は、一連に繋がった複数のループ部が前記ケースの上下高さ方向に積層した螺旋状管体部を備えており、前記ヒータは、前記ケースの底壁部の下面部に設けられているとともに、前記支持体は、前記底壁部の上面部に取付けられて前記螺旋状管体部の下部に接触している。 In a preferred embodiment of the present invention, the heat transfer tube includes a spiral tube portion in which a plurality of loop portions connected in series are stacked in a vertical direction of the case, and the heater includes the case The support is attached to the upper surface of the bottom wall and is in contact with the lower portion of the helical tube.
前記伝熱管の螺旋状管体部は、複数のループ部が一連に繋がって上下高さ方向に積層しているが、このような構成の螺旋状管体部の内部に水が存在する場合、上部よりも下部の方が凍結し易い傾向がみられる。これに対し、前記構成によれば、ヒータおよび支持体がケースの底壁部に設けられているために、ヒータの熱を螺旋状管体部の下部に伝達し易くし、螺旋状管体部の下部が凍結することを効率良く防止することができる。 The helical tube portion of the heat transfer tube is connected in a series of a plurality of loop portions in the vertical direction, but when water is present inside the helical tube portion having such a configuration, There is a tendency that the lower part is more likely to freeze than the upper part. On the other hand, according to the said structure, since the heater and the support body are provided in the bottom wall part of the case, it is easy to transmit the heat of a heater to the lower part of a helical tube part, and a helical tube part Can be efficiently prevented from freezing.
本発明の好ましい実施の形態においては、前記支持体の一対の起立片は、上部よりも下部の方が幅広な形状とされている。 In a preferred embodiment of the present invention, the pair of upright pieces of the support is shaped so that the lower part is wider than the upper part.
このような構成によれば、支持体の下部の幅広な部分を、螺旋状管体部の凍結を生じ易い下部に接触させて、この部分を効率良く加熱することが可能となる。 According to such a configuration, it is possible to efficiently heat this portion by bringing the wide portion of the lower portion of the support into contact with the lower portion where the spiral tubular body portion is likely to freeze.
本発明の好ましい実施の形態においては、前記伝熱管として、複数の伝熱管を備えているとともに、これら複数の伝熱管の配列を規定するための管体用スペーサをさらに備えており、この管体用スペーサは、前記支持体の一対の起立片どうしの間、またはその近傍に配置されているとともに、前記複数の伝熱管のそれぞれに接触しており、前記ヒータの熱は、前記管体用スペーサによっても前記複数の伝熱管に伝達可能とされている。 In a preferred embodiment of the present invention, the heat transfer tube includes a plurality of heat transfer tubes, and further includes a tube spacer for defining the arrangement of the plurality of heat transfer tubes. The spacer is disposed between or in the vicinity of the pair of upright pieces of the support and is in contact with each of the plurality of heat transfer tubes, and the heat of the heater Can be transmitted to the plurality of heat transfer tubes.
このような構成によれば、複数の伝熱管の配列を規定するための管体用スペーサを利用して複数の伝熱管の個々にヒータの熱を伝達させることができ、より好ましい凍結防止効果が得られる。 According to such a configuration, the heat of the heater can be transmitted to each of the plurality of heat transfer tubes by using the tube spacer for defining the arrangement of the plurality of heat transfer tubes, and a more preferable anti-freezing effect can be obtained. can get.
本発明の好ましい実施の形態においては、前記螺旋状管体部の複数のループ部のそれぞれには、偏平加工部が部分的に設けられ、これら偏平加工部どうしが当接することにより、前記複数のループ部間の他の部分には加熱用気体を通過させるための隙間が形成されている。 In a preferred embodiment of the present invention, each of the plurality of loop portions of the spiral tubular body portion is partially provided with a flattened portion, and the flattened portions contact each other, thereby A gap for allowing the heating gas to pass through is formed in the other portion between the loop portions.
このような構成によれば、スペーサを用いることなく、螺旋状管体部の複数のループ部間に加熱用気体を通過させるための隙間を形成することが可能となり、部品点数を削減し、熱交換器の製造コストを低減するのに好適である。 According to such a configuration, it is possible to form gaps for allowing the heating gas to pass between the plurality of loop portions of the spiral tubular body portion without using a spacer, reducing the number of parts, It is suitable for reducing the manufacturing cost of the exchanger.
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と、この熱交換器の前記ケース内に加熱用気体としての燃焼ガスを供給する燃焼器と、を備えていることを特徴としている。 The hot water apparatus provided by the second aspect of the present invention supplies the heat exchanger provided by the first aspect of the present invention and the combustion gas as the heating gas into the case of the heat exchanger. And a combustor.
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。 According to 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 present 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12は、本発明が適用された熱交換器、これを備えた給湯装置としての温水装置、およびこれに関連する構成の一例を示している。図1によく表われているように、本実施形態の温水装置Aは、燃焼器3、1次熱交換器1、および2次熱交換器Bを備えている。2次熱交換器Bは、本発明が適用された熱交換器の一例に相当する。
FIGS. 1-12 has shown the example of the structure related to the heat exchanger to which this invention was applied, the hot water apparatus as a hot-water supply apparatus provided with the same, and this. As clearly shown in FIG. 1, the hot water apparatus A of this embodiment includes a
燃焼器3は、たとえばガス燃焼器であり、送風ファン31から燃焼用空気が供給される缶体30内に配され、外部からガス配管32を介して供給される燃料ガスを燃焼させることが可能である。1次熱交換器1は、燃焼器3によって発生された燃焼ガスから顕熱を回収するためのものであり、複数のフィン12を有する伝熱管11が缶体10内に配された構造を有している。
The
2次熱交換器Bは、1次熱交換器1によって顕熱が回収された燃焼ガスから潜熱を回収するためのものであり、1次熱交換器1の上方に配され、かつ缶体30に対して補助缶体19を介して接続されている。この2次熱交換器Bは、ケース7、複数の伝熱管P、凍結防止用の2つのヒータH、伝熱管Pを支持するための複数の支持体6、および複数の管体用スペーサSを備えている。複数の伝熱管Pは、ケース7内に収容された複数の螺旋状管体部5を有している。
The secondary heat exchanger B is for recovering latent heat from the combustion gas from which the sensible heat has been recovered by the
図3によく表われているように、ケース7の後壁部70aおよび前壁部70bには、燃焼ガス用の給気口71および排気口72が設けられており、1次熱交換器1を通過した燃焼ガスは、補助缶体19内を通過して給気口71からケース7内に進入し、複数の螺旋状管体部5どうしの各隙間59を通過する。各隙間59は、後述するように、複数の管体用スペーサSを利用して形成されており、各隙間59を燃焼ガスが通過する際に熱回収がなされる。熱回収がなされた燃焼ガスは、排気口72からケース7の外部に排出される。排気口72は、たとえば図2に示すような略矩形状であり、給気口71もこれと同様である。なお、螺旋状管体部5によって燃焼ガスから潜熱回収がなされると、その表面にドレイン(凝縮水)が発生し、ケース7の底壁部70d上に滴下する。底壁部70dは、前下がり状に傾斜しており、またその前部寄りの位置にはドレイン用の排出口73を備えている。このことにより、螺旋状管体部5から底壁部70d上に滴下したドレインは、排出口73に流れ込み、ケース7の外部に排出される。
As clearly shown in FIG. 3, the
各螺旋状管体部5は、図4および図5によく表われているように、平面視略長円状の一連に繋がった複数のループ部50が複数の隙間59を介して上下高さ方向に積層した構成を有している。複数の螺旋状管体部5のそれぞれのループ部50の大きさは相違しており、これらは略同心の重ね巻き状に配されている。複数の螺旋状管体部5の下端および上端に連設された延設管体部51,52は、ケース7の一側壁70eを貫通してケース外部に引き出され、かつ入水用および出湯用のヘッダ55A,55Bに連結されている。図1によく表われているように、この温水装置Aにおいては、ヘッダ55Aの入水口550に入水がなされると、この水は各伝熱管Pの螺旋状管体部5内を流通して加熱され、その後ヘッダ55Bの出湯口551から接続配管18を経由して伝熱管11内に流れ込んで再加熱される。その後、この加熱された湯水は、出湯口14から出湯し、適当な配管(図示略)を介して所望の給湯先に供給される。
As shown in FIGS. 4 and 5, each
複数の支持体6は、複数の伝熱管Pをケース7内に固定させて取付けるための部材であり、熱伝導部材に相当する。これら複数の支持体6は、図4に示すように、たとえば複数の螺旋状管体部5のうち、ケース7の幅方向に延びる直線状の管体部50aが複数並んだ領域の計4箇所を支持するように設けられている。なお、各螺旋状管体部5においては、直線状の管体部50aは略水平であり、各螺旋状管体部5の両端に位置する平面視半円弧状の管体部分が水平面に対して傾斜している。
A plurality of
各支持体6は、たとえばステンレス製であり、図7に示すように、互いに別体に形成された本体部60と補助部61とを備えている。本体部60は、ベース部60aの両端から一対の起立片60bが上向きに起立した形態を有している。ベース部60aは、略平板状の底部60a’と、この底部60a’の両側縁に連設された一対の受け板部60dとを有しており、底部60a’の幅W1は、起立片60bの下部の幅W2よりも大きくされている。起立片60bは、上部の幅W3よりも下部の幅W2の方が大きくされている。補助部61は、略水平状の帯状部61aの長手方向両端部から下向きに突出した一対の突出片61bを有している。各起立片60bの上部および各突出片61bの下端先端部には、互いに係合可能な係合手段として、孔部60cおよび凸部61cが設けられており、これらを係合させてベース部60aと補助部61とを組み合わせることにより、支持体6を略矩形の枠状に形成保持可能である。
Each
図3および図6に示すように、支持体6の底部60a’は、ケース7の底壁部70dに溶接されるなどして、底壁部70dの上面に面接触した状態に取付けられている。複数の直線状の管体部50aは、一対の起立片60b間に配されていることにより、ケース7の前後方向(図3の左右方向)への位置ずれ防止が図られている。ケース7の底壁部70dは、前述したように前下がり状であるために、ベース部60aはこれに対応して前部寄りほどその厚み寸法が大きくなる形状とされている。ただし、一対の受け板部60dは、略水平であり、それらの上面上に最下端に位置する直線状の管体部50aが載せられている。支持体6の補助部61は、ベース部60aの上部に組み付けられており、複数の管体部50aが上方に浮き上がることを防止している。
As shown in FIGS. 3 and 6, the bottom 60 a ′ of the
凍結防止用の2つのヒータHとしては、セラミックヒータやその他の種々のものを用いることが可能である。このヒータHは、ケース7の底壁部70dの下面のうち、支持体6の底部60a’の直下または直下近傍の部分に面接触するようにしてケース7の外部に設けられている。このヒータHの取付け手段としては、適当なブラケット(図示略)を用いる手段や、ネジ止め手段など、様々な手段を採用することができる。本実施形態においては、図4に示したように、支持体6が計4箇所設けられているのに対して、ヒータHはそれらのうちの2箇所に対応する部分にのみ設けられているが、支持体6とヒータHとを1対1の割合で設けてもよいし、あるいは支持体6の数に対するヒータHの数の割合を本実施形態よりもさらに少なくしてもよい。
As the two heaters H for preventing freezing, ceramic heaters and other various heaters can be used. The heater H is provided outside the
管体用スペーサSは、複数の伝熱管Pのループ部50どうしの間に燃焼ガス通過用の隙間59を形成するためのものであるが、本実施形態においては、後述するように、ヒータHの熱を複数の伝熱管Pの個々に伝達する役割をも果たす。図9および図10に示すように、この管体用スペーサSは、たとえば直径が数ミリ程度の断面円形状の金属製線材2に曲げ加工を施すことにより形成されたものであり、鉛直Z方向に間隔を隔てて並ぶ複数(図面では、5つ)の突起機能部20と、これらを繋ぐ複数の基端曲げ部21とを備えている。各突起機能部20は、伝熱管Pのループ部50どうしの間に挿入させるための部分である。図10(a)によく表われているように、各突起機能部20は、平面視(Z方向視)略U字状であり、水平Y方向に間隔を隔て、かつこの水平Y方向に対して交差する水平X方向に延びる一対の延伸部201と、これら一対の延伸部201の先端部どうしを繋ぐ半円弧状の先端曲げ部202とを有している。各基端曲げ部21は、鉛直Z方向において隣り合う2つの突起機能部20の延伸部201の基端部どうしを繋ぐ半円弧状である。複数の基端曲げ部21は、図10(c)によく表われているように、互い違い状に設けられており、このことにより複数の突起機能部20は、それらの一部が水平X方向およびY方向に大きくはみ出すようなことなく互いにオーバラップし、鉛直Z方向に一列状に並んだ配列となっている。上端および下端に位置する2つの突起機能部20(20a,20b)のうち、基端曲げ部21が形成されていない側の延伸部201の基端部には、略L字状に屈曲または湾曲した曲げ部22a,22bが設けられている。
The tube spacer S is for forming a combustion
前記した管体用スペーサSは、図11に示すように、伝熱管Pの管体部50aが鉛直Z方向および水平X方向に並んでいる状態において、これら複数の管体80の一側方から管体用スペーサSの各突起機能部20をそれら管体80どうしの間に挿入させて用いる。このようにすると、複数の管体80は、Z方向において線材2の直径と同一の隙間を生じるように支持される。各突起機能部20を管体80間に深く挿入させると、各基端曲げ部21の内周面が管体80の外周面に密接する。したがって、各基端曲げ部21が管体80の側方に大きく突出しないようにし、管体用スペーサSの嵩張りを抑制することが可能である。図12に示すように、管体部50a間には、一対の延伸部201が水平Y方向に間隔を隔てて配置されることとなり、各管体80と1つの突起機能部20とは2点接触状態となる。このように2点接触にすれば、管体部50aに対する熱伝達量を多くするのに好ましいものとなる。
As shown in FIG. 11, the tube spacer S described above is formed from one side of the plurality of tubes 80 in a state where the
2次熱交換器Bの製作に際し、伝熱管Pの取付けを図る場合には、たとえば図8に示すように、ケース7の上面部が開放された状態において、まずこのケース7の底壁部70d上に支持体6の本体部60を固定して取付ける。次いで、管体用スペーサSが予め装着された複数の螺旋状管体部5をケース7内に収容する。その際、直線状の管体部50aを本体部60の一対の起立片60b間に配置させる。その後は、補助部61を一対の起立片60bに係合させて組み付けることにより、支持体6の全体で複数の管体部50aの周囲を囲むことができる。ケース7の上面開口部は、その後に塞がれる。
When the heat exchanger tube P is to be attached when the secondary heat exchanger B is manufactured, the
ただし、管体用スペーサSについては、図6に示すように、たとえば基端曲げ部21が起立片60bの両側に配置するように設定する。このようにすれば、管体用スペーサSが同図の左右方向に移動する力を受けたときに、基端曲げ部21が起立片60bに当接することとなって、前記方向への管体用スペーサSの位置ずれが防止される。また、管体用スペーサSの上下2つの曲げ部22a,22bについては、起立片60bの内側に配置させてこの起立片60bの内面に対面させておく。このような構成によれば、管体用スペーサSが管体部50aに対する差込み方向とは反対方向に後退しようとすると、曲げ部22a,22bが起立片60bに当接することとなって、その後退が阻止される。したがって、管体用スペーサSが螺旋状管体部5から抜け外れることも適切に防止することができる。
However, the tube spacer S is set so that, for example, the base end bent
次に、前記した温水装置Aの作用について説明する。 Next, the operation of the hot water apparatus A will be described.
まず、温水の生成を行なう場合には、2次熱交換器Bの各伝熱管Pおよび1次熱交換器1の水管11に通水を行なわせつつ、燃焼器3を駆動させる。燃焼器3によって発生された燃焼ガスからは、水管11および複数の伝熱管Pによって顕熱および潜熱が効率良く回収され、温水の生成が適切になされる。
First, when generating warm water, the
次いで、たとえば冬季において燃焼器3の運転が停止されている場合に、外気温が所定温度まで下がるなどして伝熱管P内に凍結を生じる虞があると、ヒータHがオンとされる。このヒータHの熱は、ケース7の底壁部70dの一部および支持体6を介して複数の伝熱管Pに伝達する。このため、複数の伝熱管P内の凍結が適切に防止される。また、管体用スペーサSは、複数の螺旋状管体部5に対して個々に接触している。したがって、この管体用スペーサSは、1つの螺旋状管体部5から他の螺旋状管体部5に熱を伝達する役割を果たすこととなって、非加熱の螺旋状管体部5が発生することも抑制される。その結果、凍結防止効果がより高まることとなる。
Next, for example, when the operation of the
伝熱管Pの螺旋状管体部5は、複数のループ部50が一連に繋がって上下に積層した形態を有しており、外気温が低下した際には、螺旋状管体部5の下部が最も凍結し易い傾向がある。これに対し、本実施形態においては、ヒータHがケース7の底壁部70dに取付けられており、このヒータHと螺旋状管体部5の下部との距離を短くしているために、螺旋状管体部5の下部を効率良く加熱するのに好ましいものとなる。また、支持体6の底部60a’は幅寸法W1が大きく、その面積が比較的大きくされてケース7の底壁部70dに面接触しているために、ヒータHから受ける熱量を多くすることができる。さらに、支持体6の一対の起立片60bは、下部の幅W2が上部の幅W3よりも広くされているために、この幅W2の下部から螺旋状管体部5の下部への熱伝達量も多くする効果が期待できる。一対の受け板部60dも螺旋状管体部5の最下端の管体部50aに接触しているために、このことによっても螺旋状管体部5の最も凍結し易い下部領域を加熱する効果が高められる。本実施形態においては、伝熱管Pを支持するための支持体6がヒータHの熱を伝熱管Pに伝達する役割を果たすために、専用の熱伝導部材を用いる必要がなく、部品点数の少数化などを図る上でも好ましいものとなる。
The
本発明は、上述した実施形態に限定されない。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、種々に設計変更自在である。 The present invention is not limited to the embodiment described above. The specific configuration of each part of the heat exchanger and the hot water apparatus according to the present invention can be varied in design in various ways.
螺旋状管体部5の複数のループ部50どうしの間に、燃焼ガス通過用の隙間59を形成するための手段としては、管体用スペーサを用いる手段に代えて、たとえば図13に示すような手段を採用することもできる。この手段においては、螺旋状管体部5の各ループ部50に複数の偏平加工部58を形成している。この偏平加工部58は、平面視において、ループ部50の他の部分よりも幅狭な部分であり、螺旋状管体部5の一部分をその両側から一組の加圧用部材(図示略)により挟み付けてプレス変形させた部分である。同図(b)に示すように、各偏平加工部48は上下高さ方向の幅が大きくなっており、上下高さ方向に隣り合う偏平加工部48の一部分どうしは当接している。このことにより、ループ部40a間のうち、偏平加工部48の当接箇所以外の部分は、隙間59となっている。このような手段によれば、管体用スペーサを用いる必要がないため、部品点数の削減による製造コストの低減化を図るのに好適である。
As means for forming the
凍結防止用のヒータは、ケースの底壁部に限らず、たとえば上壁部や側壁部などのケースの他の壁部に設けた構成としてもよい。また、ヒータをケースの壁部に取り付ける場合、ケースに凹部を形成し、この凹部の内壁面にヒータを接触させるようにすれば、ヒータとケースの壁部との接触面積を大きくし、ヒータからケースへの熱伝達量を多くするのに好適である。伝熱管としては、螺旋管以外のたとえば直管状のものを用いることも可能である。 The antifreezing heater is not limited to the bottom wall portion of the case, and may be configured to be provided on another wall portion of the case such as an upper wall portion or a side wall portion. Further, when the heater is attached to the wall portion of the case, if the recess is formed in the case and the heater is brought into contact with the inner wall surface of the recess, the contact area between the heater and the wall portion of the case is increased, and It is suitable for increasing the amount of heat transfer to the case. As the heat transfer tube, for example, a straight tube other than the spiral tube can be used.
上述した実施形態では、顕熱回収用の1次熱交換器については、本発明を適用していないが、本発明に係る熱交換器は、顕熱回収用、潜熱回収用の種別を問わない。本発明に係る熱交換器を、顕熱回収に用いることもできる。本発明でいう温水装置とは、湯を生成する機能を備えた装置の意であり、一般給湯用、風呂給湯用、暖房用、あるいは融雪用などの各種の給湯装置、および給湯以外に用いられる湯を生成する装置を広く含む概念である。 In the embodiment described above, the present invention is not applied to the primary heat exchanger for sensible heat recovery, but the heat exchanger according to the present invention may be of any type for sensible heat recovery and latent heat recovery. . The heat exchanger according to the present invention can also be used for sensible heat recovery. The hot water device as used in the present invention means a device having a function of generating hot water, and is used for various types of hot water supply devices for general hot water supply, bath hot water supply, heating, snow melting, and the like, and hot water supply. It is a concept that includes a wide range of equipment for producing hot water.
A 温水装置
B 2次熱交換器(熱交換器)
P 伝熱管
S 管体用スペーサ
H 凍結防止用のヒータ
3 燃焼器
5 螺旋状管体部(伝熱管の)
6 支持体(熱伝導部材)
7 ケース
50 ループ部
58 偏平加工部
60a’ 底部(支持体の)
60b 起立片(支持体の)
70d 底壁部(ケースの壁部)
A Hot water device B Secondary heat exchanger (heat exchanger)
P Heat transfer tube S Tube spacer
6 Support (heat conduction member)
7
60b Standing piece (for support)
70d Bottom wall (case wall)
Claims (8)
この伝熱管を囲む壁部を有し、かつ内部に加熱用気体が供給されるケースと、
このケースの壁部の外面部に設けられた凍結防止用のヒータと、
を備えている、熱交換器であって、
前記ケースの壁部のうち、前記ヒータによって加熱される箇所に一部分が接触するようにして前記ケースの壁部に取付けられて前記ケース内に設けられ、かつ前記ケースの壁部の内面側から前記ケースの内方に向けて突出する一対の起立片を有する伝熱管用の支持体を備えており、
前記伝熱管は、その一部が前記一対の起立片の間に配されていることにより支持され、かつ前記支持体に接触しており、
前記ヒータの熱は、前記ケースの壁部および前記支持体を介して前記伝熱管に伝達可能な構成とされていることを特徴とする、熱交換器。 A heat transfer pipe through which hot water circulates,
A case having a wall portion surrounding the heat transfer tube, and a heating gas supplied therein;
A freezing prevention heater provided on the outer surface of the wall of the case;
A heat exchanger comprising:
A part of the wall of the case is attached to the wall of the case so that a part of the wall is heated by the heater and provided in the case, and the inner surface of the wall of the case A support for a heat transfer tube having a pair of upstanding pieces projecting inward of the case ;
The heat transfer tube is supported by being partly disposed between the pair of upright pieces, and is in contact with the support,
The heat of the heater is characterized in that there is a configurable transferred to the heat transfer tube through the wall portion and the support of the case, the heat exchanger.
前記ヒータは、前記ケースの底壁部の下面部に設けられているとともに、前記支持体は、前記底壁部の上面部に取付けられて前記螺旋状管体部の下部に接触している、請求項1ないし3のいずれかに記載の熱交換器。 The heat transfer tube includes a spiral tube body portion in which a plurality of loop portions connected in series are stacked in the vertical height direction of the case,
The heater is provided on a lower surface portion of the bottom wall portion of the case, and the support body is attached to an upper surface portion of the bottom wall portion and is in contact with a lower portion of the helical tube portion . The heat exchanger according to any one of claims 1 to 3 .
この管体用スペーサは、前記支持体の一対の起立片どうしの間、またはその近傍に配置されているとともに、前記複数の伝熱管のそれぞれに接触しており、
前記ヒータの熱は、前記管体用スペーサによっても前記複数の伝熱管に伝達可能とされている、請求項1ないし5のいずれかに記載の熱交換器。 The heat transfer tube includes a plurality of heat transfer tubes, and further includes a tube spacer for defining the arrangement of the plurality of heat transfer tubes,
The tube spacer is disposed between or near the pair of upright pieces of the support, and is in contact with each of the plurality of heat transfer tubes.
The heat exchanger according to any one of claims 1 to 5, wherein heat of the heater can be transmitted to the plurality of heat transfer tubes also by the tube spacer.
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