JP6858343B2 - Heat exchanger and water heater equipped with it - Google Patents
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Description
本発明は、バーナによって発生させた燃焼ガスなどの加熱用気体から熱回収を行なうための熱交換器、およびこれを備えた給湯装置に関する。 The present invention relates to a heat exchanger for recovering heat from a heating gas such as a combustion gas generated by a burner, and a hot water supply device including the heat exchanger.
給湯装置用の熱交換器の具体例として、特許文献1,2に記載のものがある。
これらの文献に記載の熱交換器においては、蛇行状の複数の伝熱管がケース内に収容されており、ケース内にはバーナによって発生させた燃焼ガスが供給される。前記複数の伝熱管のそれぞれの長手方向両端部は、ケースの横幅方向一端側の側板部、またはこの側板部に設けられたヘッダ部に固定連結されている。
このような構成によれば、前記ケース内に供給される燃焼ガスによって、前記複数の伝熱管内を流通する湯水を適切に加熱することが可能である。
Specific examples of the heat exchanger for the hot water supply device include those described in
In the heat exchangers described in these documents, a plurality of meandering heat transfer tubes are housed in a case, and the combustion gas generated by the burner is supplied to the case. Both ends of each of the plurality of heat transfer tubes in the longitudinal direction are fixedly connected to a side plate portion on one end side in the lateral width direction of the case or a header portion provided on the side plate portion.
According to such a configuration, it is possible to appropriately heat the hot water flowing through the plurality of heat transfer tubes by the combustion gas supplied into the case.
しかしながら、前記従来技術においては、次に述べるように、未だ改善すべき余地があった。 However, in the above-mentioned prior art, there is still room for improvement as described below.
すなわち、図8に概略的に示すように、蛇行状の伝熱管2内に湯水が供給され、この伝熱管2の内圧が高くなると、伝熱管2は矢印Naで示すように、伝熱管2の全体幅が広がる方向に変形(拡幅変形)する。一方、伝熱管2の長手方向両端部2a,2bは、互いに間隔を隔てた状態でケースの側板部3Aに連結されているため、前記した伝熱管2の拡幅変形は、側板部3Aの矢印Nbで示す方向の撓み変形を伴わせる。その結果、伝熱管2の長手方向両端部2a,2bと側板部3Aとの連結箇所に加え、伝熱管2とヘッダ部(図示略)との連結箇所などには、大きな応力が発生する。このような応力は、亀裂などの発生原因となり得るため、熱交換器の耐久性を高める上で好ましいものではない。
That is, as schematically shown in FIG. 8, when hot water is supplied into the meandering
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、伝熱管内の水圧に起因して伝熱管が変形することによって不当な応力が各部に発生することを適切に防止または抑制し、耐久性などに優れたものとすることが可能な熱交換器、およびこれを備えた給湯装置を提供することを、その課題している。 The present invention has been conceived under the above-mentioned circumstances, and appropriately prevents undue stress from being generated in each part due to deformation of the heat transfer tube due to the water pressure in the heat transfer tube. Alternatively, it is an object of the present invention to provide a heat exchanger capable of suppressing the heat exchanger and making it excellent in durability and the like, and a hot water supply device 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、内部に加熱用気体が供給され、かつ横幅方向の一端部に側板部を有しているケースと、このケース内に収容され、かつ長手方向両端部どうしが前後方向または上下高さ方向において離間するようにして前記側板部または前記側板部に接合された部材に連結されている複数の伝熱管と、を備えている、熱交換器であって、前記側板部のうち、前記複数の伝熱管の長手方向両端部どうしの相互間領域には、前記側板部の一部が、前記側板部の非段押し部である一般部よりも前記ケースの外方側に部分的に突出し、外面側が凸部であり、かつ内面側が凹部である段押し部が一体形成されており、前記複数の伝熱管のそれぞれは、前後または上下方向に間隔を隔てて並んで横幅方向に延びる複数の直状管体部と、これら複数の直状管体部の端部どうしを繋ぐ複数の折り返し管体部と、を備えた構成とされており、前記複数の折り返し管体部の少なくとも一部は、前記段押し部の前記凹部内に進入していることを特徴としている。
ここで、前記横幅方向、前後方向、および上下高さ方向は、熱交換器における方向であり、たとえば熱交換器を給湯装置に組み込んだ状態において、この給湯装置における方向とは必ずしも一致するものではない。
前記複数の伝熱管の具体例としては、たとえば特許文献1,2に記載されているような蛇行状の伝熱管、あるいは特開2014−70844号公報に記載されているような平面視略楕円、略長円もしくは略矩形などの螺旋状の伝熱管が挙げられる。
The heat exchanger provided by the first aspect of the present invention includes a case in which a heating gas is supplied to the inside and a side plate portion at one end in the width direction, and a case housed in the case. A heat exchanger comprising a plurality of heat transfer tubes connected to the side plate portion or a member joined to the side plate portion so that both ends in the longitudinal direction are separated from each other in the front-rear direction or the vertical height direction. In the region between both ends of the plurality of heat transfer tubes in the longitudinal direction of the side plate portions, a part of the side plate portion is larger than a general portion which is a non-step pushing portion of the side plate portion. A stepped push portion that partially protrudes to the outer side of the case, has a convex portion on the outer surface side, and has a concave portion on the inner surface side is integrally formed, and each of the plurality of heat transfer tubes is spaced in the front-rear direction or the vertical direction. It is configured to include a plurality of straight pipe portions that are arranged side by side with each other and extend in the lateral width direction, and a plurality of folded pipe portions that connect the ends of the plurality of straight pipe portions. At least a part of the plurality of folded pipe bodies is characterized in that it has entered the recess of the stepped push portion.
Here, the width direction, the front-rear direction, and the vertical height direction are directions in the heat exchanger, and are not necessarily the same as the directions in the hot water supply device when the heat exchanger is incorporated in the hot water supply device, for example. Absent.
Specific examples of the plurality of heat transfer tubes include a meandering heat transfer tube as described in
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、ケースの側板部のうち、複数の伝熱管の長手方向両端部どうしの相互間領域に一体形成された段押し部は、側板部の剛性を高め、とくに伝熱管の長手方向両端部どうしが離間する前後方向または上下高さ方向において、側板部が大きく撓み変形することを抑制する作用を発揮する。このため、各伝熱管に湯水が供給され、各伝熱管の内圧が高くなることに起因して、各伝熱管が拡幅変形を生じようとしても、ケースの側板部は、これに伴って大きく変形することはなく、各伝熱管の拡幅変形を抑制する。その結果、各伝熱管の拡幅変形量を小さくし得ることに加え、各伝熱管の長手方向両端部と側板部との連結箇所、あるいはヘッダ部などとの連結箇所に、大きな応力が発生しないようにすることができる。したがって、伝熱管の拡幅変形に起因して熱交換器の各所に亀裂などが生じ易くなるといった不具合をなくし、熱交換器の耐久性能を高めることができる。
また、前記段押し部は、側板部にプレス加工を施すなどして簡単に形成することが可能であり、部品点数や重量の増大を招くこともなく、製造コストも廉価に抑制することができる。
According to such a configuration, the following effects can be obtained.
That is, among the side plate portions of the case, the stepped portion integrally formed in the region between the both ends in the longitudinal direction of the plurality of heat transfer tubes enhances the rigidity of the side plate portions, and in particular, both ends in the longitudinal direction of the heat transfer tubes are formed. It exerts an effect of suppressing the side plate portion from being greatly bent and deformed in the front-rear direction or the vertical height direction in which the side plates are separated. Therefore, even if each heat transfer tube is about to undergo widening deformation due to the supply of hot water to each heat transfer tube and the increase in the internal pressure of each heat transfer tube, the side plate portion of the case is greatly deformed accordingly. It suppresses the widening deformation of each heat transfer tube. As a result, in addition to being able to reduce the amount of widening deformation of each heat transfer tube, a large stress is not generated at the connection point between both ends of each heat transfer tube in the longitudinal direction and the side plate part, or the connection point with the header part or the like. Can be. Therefore, it is possible to eliminate the problem that cracks and the like are likely to occur in various parts of the heat exchanger due to the widening deformation of the heat transfer tube, and it is possible to improve the durability performance of the heat exchanger.
Further, the stepped portion can be easily formed by pressing the side plate portion or the like, the number of parts and the weight do not increase, and the manufacturing cost can be suppressed at a low cost. ..
さらに、前記構成によれば、次のような効果が得られる。
すなわち、側板部に設けられた段押し部の凹部に伝熱管の一部が進入していることにより、伝熱管と側板部との間に形成される隙間(凹部内における隙間)の幅を小さくすることが可能である。この隙間の幅が大きい場合には、この隙間に多くの加熱用気体が流れ込み、加熱用気体の熱が側板部を介してケースの外部に放熱されたり、あるいは加熱用気体が伝熱管に作用することなく、ケースの排気口に到達するなどの現象を生じ、熱交換効率が低下する。これに対し、前記構成によれば、そのような虞をなくし、熱交換効率を高めることが可能である。
また、折り返し管体部が段押し部の凹部に進入する寸法分だけ、伝熱管の長寸法化を図ることが可能である。このことにより、ケース全体の大型化を抑制しつつ、複数の伝熱管全体のトータルの伝熱面積を大きくし、熱回収能力を向上させることができる。
Further, according to the above configuration, the following effects can be obtained.
That is, the width of the gap (gap in the recess) formed between the heat transfer tube and the side plate portion is reduced because a part of the heat transfer tube has entered the recess of the step push portion provided in the side plate portion. It is possible to do. When the width of this gap is large, a large amount of heating gas flows into this gap, and the heat of the heating gas is dissipated to the outside of the case via the side plate, or the heating gas acts on the heat transfer tube. Without this, a phenomenon such as reaching the exhaust port of the case occurs, and the heat exchange efficiency is lowered. On the other hand, according to the above configuration, it is possible to eliminate such a risk and improve the heat exchange efficiency.
Further, it is possible to increase the length of the heat transfer tube by the amount that the folded tube body portion enters the recess of the step push portion. As a result, it is possible to increase the total heat transfer area of the entire plurality of heat transfer tubes and improve the heat recovery capacity while suppressing the increase in size of the entire case.
本発明において、好ましくは、前記複数の折り返し管体部のうち、前記側板部の内面に対向接近する側に位置する全ての折り返し管体部が、前記凹部内に進入している。 In the present invention, preferably, among the plurality of folded pipe body portions, all the folded pipe body portions located on the side facing and approaching the inner surface of the side plate portion have entered the recess.
このような構成によれば、段押し部の凹部に加熱用気体を一層流れ込み難くして、加熱用気体の熱が側板部を介してケースの外部に放熱されることを抑制し得るとともに、凹部に流れ込んだ加熱用気体からは折り返し管体部を利用して多くの量の熱回収が可能となる。したがって、熱交換効率を高める上でより好ましいものとなる。また、伝熱管の長寸法化を一層促進し、熱回収能力を向上させることもできる。 According to such a configuration, it is possible to make it more difficult for the heating gas to flow into the recess of the step push portion, and to prevent the heat of the heating gas from being dissipated to the outside of the case through the side plate portion, and also to prevent the recess from being dissipated to the outside of the case. A large amount of heat can be recovered from the heating gas that has flowed into the water by using the folded tube body. Therefore, it is more preferable for increasing the heat exchange efficiency. In addition, it is possible to further promote the lengthening of the heat transfer tube and improve the heat recovery capacity.
本発明において、好ましくは、前記ケースは、横幅方向の他端部に位置する他端側の側
板部を備えており、この他端側の側板部には、内面側が凹部となる追加の段押し部が形成されており、かつこの追加の段押し部の凹部内には、前記複数の折り返し管体部のうち、前記他端側の側板部の内面に対向接近する少なくとも一部の折り返し管体部が進入している。
In the present invention, preferably, the case is provided with a side plate portion on the other end side located at the other end portion in the width direction, and the side plate portion on the other end side is additionally stepped so that the inner surface side is a recess. A portion is formed, and in the recess of the additional stepped portion, at least a part of the plurality of folded pipe portions that approaches the inner surface of the side plate portion on the other end side of the plurality of folded pipe portions is opposed to the inner surface of the side plate portion. The part is entering.
このような構成によれば、ケースの他端側の側板部の剛性をも高め、ケース全体の強度を向上させることができる。加えて、加熱用気体が追加の段押し部と他端側の側板部との間に多く流入するようなことも抑制され、加熱用気体の熱が他端側の側板部を介して外部に放熱されるロスなども少なくすることが可能とてなる。 According to such a configuration, the rigidity of the side plate portion on the other end side of the case can be increased, and the strength of the entire case can be improved. In addition, it is suppressed that a large amount of heating gas flows between the additional stepped portion and the side plate portion on the other end side, and the heat of the heating gas is suppressed to the outside through the side plate portion on the other end side. It is possible to reduce heat dissipation loss.
本発明において、好ましくは、前記側板部の外面部または外方に設けられ、かつ前記複数の伝熱管に湯水の流通を行なわせるための一対のヘッダ部を備えており、前記段押し部は、前記側板部のうち、前記一対のヘッダ部の相互間領域の少なくとも一部が前記側板部の外方に向けて突出するように形成され、かつ前記横幅方向において、前記段押し部と前記一対のヘッダ部とは互いにオーバラップしている。 In the present invention, preferably, the side plate portion is provided on the outer surface portion or the outer surface portion, and the plurality of heat transfer tubes are provided with a pair of header portions for allowing hot water to flow. Of the side plate portions, at least a part of the inter-regional region of the pair of header portions is formed so as to project outward from the side plate portions, and in the lateral width direction, the step push portion and the pair. It overlaps with the header part.
このような構成によれば、ケースの横幅方向において、一対のヘッダ部がケースの側板部の段押し部よりも外方に大きな寸法ではみ出した状態になることを抑制することができる。したがって、熱交換器全体の大型化を抑制する上で好ましい。 According to such a configuration, it is possible to prevent the pair of header portions from protruding outward from the stepped portion of the side plate portion of the case by a larger dimension in the lateral width direction of the case. Therefore, it is preferable in suppressing the increase in size of the entire heat exchanger.
本発明の第2の側面により提供される給湯装置は、加熱用気体から熱回収を行なうことにより湯水を加熱するための熱交換器を備えている、給湯装置であって、前記熱交換器として、本発明の第1の側面により提供される熱交換器が用いられていることを特徴としている。 The hot water supply device provided by the second aspect of the present invention is a hot water supply device including a heat exchanger for heating hot water by recovering heat from the heating gas, and the heat exchanger is the same. , The heat exchanger provided by the first aspect of the present invention is used.
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。
なお、理解の容易のため、図8に示した構成と同一または類似の要素については、同図と同一の符号を用いることとする。
Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be specifically described with reference to the drawings.
For ease of understanding, the same reference numerals as those shown in FIG. 8 are used for elements having the same or similar configurations as those shown in FIG.
図1〜図5に示す熱交換器HEは、ケースC、このケースC内に収容された複数の伝熱管2、ならびに入水用および出湯用の一対のヘッダ部H(Ha,Hb)を備えている。
The heat exchanger HE shown in FIGS. 1 to 5 includes a case C, a plurality of
ケースCは、全体が略直方体状であり、横幅方向の両端が開口した略角筒状のケース本体1と、このケース本体1の両端開口部分を塞ぐ一対の側板部3A,3Bとを備えている。側板部3Bは、本発明でいう「他端側の側板部」の一例に相当する。ケース本体1および一対の側板部3A,3Bのそれぞれは、たとえばステンレス鋼板にプレス加工や曲げ加工を施すなどして形成されたものであり、一対の側板部3A,3Bは、ケース本体1の両端開口部分に嵌合された上で、ロウ付けなどの手段を用いてケース本体1に接合されている。ケース本体1の後壁部10aおよび前壁部10bには、加熱用気体としての燃焼ガスをケースC内に流入出させるための給気口11および排気口12が設けられている。
側板部3A,3Bには、後述する段押し部30、および追加の段押し部31が設けられている。
The case C includes a
The
各伝熱管2は、たとえば平面視蛇行状であり、ケースCの横幅方向に延び、かつケースCの前後方向に間隔を隔てた複数の直状管体部22と、これら複数の直状管体部22に一体的に繋がり、かつ互いに隣り合う直状管体部22の端部どうしを繋ぐ略半円弧状の複数の折り返し管体部23とを有している。複数の伝熱管2は、上下高さ方向に積層されている。ただし、上下高さ方向において隣接する伝熱管2どうしは、ケースCの前後方向に適当な寸法だけ位置ずれした配列とされている。
Each
各伝熱管2の両端部2a,2b(長手方向両端部)は、ケースCの側板部3Aを貫通してケースC内から側板部3Aの外方に引き出された状態とされており、かつこれらには入水用および出湯用のヘッダ部Ha,Hbが取り付けられている。両端部2a,2bどうしは、ケースCの前後方向において互いに離間しているため、端部2aは、側板部3Aの前寄り領域を貫通し、かつ端部2bは、側板部3Aの後寄り領域を貫通している。両端部2a,2bは、たとえばロウ付けの手段を用いて側板部3Aとの固定連結が図られている。
Both ends 2a and 2b (both ends in the longitudinal direction) of each
各ヘッダ部Hは、図2に示すように、ヘッダ本体部4、およびヘッダ蓋部材5を備えている。ヘッダ本体部4は、複数の伝熱管2の端部2aまたは端部2bが挿通する複数の孔部42を有する略カップ状である。ヘッダ蓋部材5は、入水用または出湯用の開口部52が形成された外部配管接続用の継手管53を有しており、ヘッダ本体部4に嵌合してロウ付けなどの手段により接合される。これらの両者間には、各伝熱管2の端部2aまたは端部2bの内部に連通するチャンバ48が形成されている(図5を参照)。各伝熱管2の端部2aまたは端部2bとヘッダ本体部4も、たとえばロウ付けなどの手段により互いに接合されている。
As shown in FIG. 2, each header portion H includes a header
側板部3Aのうち、複数の伝熱管2の両端部2a,2bどうしの相互間領域には、段押し部30が設けられている。この段押し部30は、側板部3Aの外面側が凸部となり、かつ内面側が凹部30aとなるように側板部3Aに一体形成されており、側板部3Aへのプレス加工により形成することができる。段押し部30は、たとえば側板部3Aの正面視において略矩形状であり、好ましくは、一対のヘッダ部Hとの干渉を避けるようにして比較的大きなサイズに形成されている。基本的には、段押し部30のサイズを大きくするほど、側板部3Aの剛性をより高めることが可能である。
A
段押し部30は、複数の伝熱管2の複数の折り返し管体部23に対応するように設けられており、段押し部30の凹部30a内には、複数の折り返し管体部23のうちの少なくとも一部が進入するように構成されている。好ましくは、図3および図4に示すように、複数の折り返し管体部23のうち、側板部3Aの内側面に対向接近する側に位置する全ての折り返し管体部23が、凹部30a内に進入するように設定されている。
The
図3に示すように、ケースCの横幅方向において、段押し部30と一対のヘッダ部Hとは、適当な寸法で互いにオーバラップするように設けられている。この構成は、段押し部
30の外面部分よりも横幅方向外方に各ヘッダ部Hが突出する寸法を小さくする効果をもたらせる。
As shown in FIG. 3, in the lateral width direction of the case C, the
ケースCの側板部3Bには、追加の段押し部31が設けられている。この追加の段押し部31は、側板部3Bの内面側が凹部31aとなるように形成されており、この凹部31a内には、複数の伝熱管2の折り返し管体部23のうち、側板部3Bの内面に対向接近する少なくとも一部の折り返し管体部23が進入している。好ましくは、側板部3Bの内面に対向接近する全ての折り返し管体部23が、凹部31a内に進入している。
The
図6は、前記した熱交換器HEを備えた給湯装置WHの一例を示している。
この給湯装置WHは、燃焼ガスを発生させるバーナ60、燃焼用空気供給用のファン61、およびバーナケース62上に載設され、かつ前記燃焼ガスから顕熱を回収するための1次熱交換器7を備えており、熱交換器HEは、潜熱回収用の2次熱交換器として用いられている。1次熱交換器7は、缶体70内に伝熱管71およびこれに付属する複数のフィン72が収容された構成である。顕熱回収後の燃焼ガスは、補助缶体79内を経由して熱交換器HEの給気口11に供給される。加熱対象の湯水は、熱交換器HEの入水用のヘッダ部H(Ha)に供給され、複数の伝熱管2を通過して加熱された後に、出湯用のヘッダ部H(Hb)から1次熱交換器7の伝熱管71に供給されてさらに加熱され、その後所定の給湯先に供給される。
FIG. 6 shows an example of the hot water supply device WH provided with the heat exchanger HE described above.
This hot water supply device WH is mounted on a
次に、前記した熱交換器HEおよびこれを備えた給湯装置WHの作用について説明する。 Next, the operation of the heat exchanger HE and the hot water supply device WH provided with the heat exchanger HE will be described.
複数の伝熱管2内に入水が行なわれ、これら伝熱管2の内圧が高くなった場合には、既述した図8の場合と同様に、複数の伝熱管2を拡幅変形させようとする力が生じ得る。ところが、本実施形態においては、側板部3Aは段押し部30が形成されていることによってその剛性が高められており、撓み変形を生じ難い。段押し部30は、側板部3Aの略中央部に形成され、しかも比較的大きなサイズで形成されているため、側板部3Aはより撓み変形を生じ難いものとなる。このため、複数の伝熱管2は、図8に示した構成とは異なり、側板部3Aの撓み変形を伴う拡幅変形を生じ難くなる。複数の伝熱管2が大きく拡幅変形した場合には、伝熱管2と側板部3Aとの接合箇所や、伝熱管2とヘッダ部Hとの接合箇所などに応力が発生し、これらの箇所に亀裂を生じるような虞があるが、本実施形態によれば、そのような虞を適切に回避し、熱交換器HEの耐久性能を優れたものとすることが可能である。
When water enters the plurality of
給気口11からケースC内に流入した燃焼ガスは、複数の伝熱管2に作用してから排気口12に到達するが、この過程において、一部の燃焼ガスは、段押し部30の凹部30aに流入する。これに対し、凹部30aには、複数の折り返し管体部23のうちの一部が進入しており、好ましくは、側板部3Aに対向接近する全ての折り返し管体部23が進入しているため、これら折り返し管体部23と側板部3Aとの相互間には、大きな幅の隙間が形成されないようにすることができる。凹部30a内に流入してきた燃焼ガスからは、複数の折り返し管体部23によって効率よく熱回収を行なうことが可能である。
The combustion gas flowing into the case C from the
また、伝熱管2の折り返し管体部23が凹部30a内に進入した構成によれば、凹部30a内に進入していない構成と比較すると、伝熱管2の長寸法化が図られる。したがって、伝熱管2の伝熱面積を大きくすることもできる。このようなことから、熱交換器HEを熱交換効率に優れたものとすることができる。
Further, according to the configuration in which the folded
ケースCの他方の側板部3Bには、既述したように、追加の段押し部31が設けられているため、この側板部3Bの剛性も高められている。したがって、ケースCの全体の機械
的強度を高める上で、より好ましいものとなる。一方、追加の段押し部31の凹部31a内にも、複数の折り返し管体部23が進入しているため、前記した段押し部30の凹部30a内に折り返し管体部23が進入している場合と同様に、側板部3B寄りの領域においても、燃焼ガスから効率のよい熱回収を行なわせることが可能となり、優れた熱交換効率を得ることが可能である。
As described above, the other
図7は、熱交換器の他の実施形態を示している。同図において、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すこととし、重複説明は省略する。 FIG. 7 shows another embodiment of the heat exchanger. In the figure, 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, and duplicate description will be omitted.
図7に示す実施形態においては、ケースCの側板部3Aに、ヘッダ形成用の外向き凸状の段押し部32が一体形成されており、各ヘッダ部Hは、段押し部32にヘッダ形成部材5Aが外嵌接合されていることにより構成されている。各伝熱管2の両端部2a,2bは、側板部3Aに貫通して接合されている。一対のヘッダ部Hの相互間領域には、段押し部30が設けられている。
In the embodiment shown in FIG. 7, an outwardly convex step-pushing
本実施形態においては、側板部3Aには、各ヘッダ部Hを形成するための一対の段押し部32が形成されているが、この段押し部32は、伝熱管2の両端部2a,2bが連結される領域に形成される段押し部であって、ヘッダ部Hの形成を簡易化するための部位であり、伝熱管2の拡幅変形を抑制するための本発明が意図する段押し部には相当しない。
図7に示す構成から理解されるように、本発明でいうヘッダ部は、ケースの側板部を利用して構成することも可能である。また、側板部3Bについては、段押し部を形成しない構成とすることもできる。
In the present embodiment, the
As can be understood from the configuration shown in FIG. 7, the header portion referred to in the present invention can also be configured by using the side plate portion of the case . Also, for 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、および給湯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 hot water supply device according to the present invention can be variously redesigned within the scope intended by the present invention.
本発明においては、伝熱管の端部は、ケースの側板部に直接連結されていなくてもよく、たとえば側板部にヘッダ部を構成する部材が接合されているような場合には、この部材に、伝熱管の端部が連結されていてもよい(たとえば、特許文献1,2もこれと同様な構成である)。
In the present invention, the end portion of the heat transfer tube does not have to be directly connected to the side plate portion of the case. For example, when a member constituting the header portion is joined to the side plate portion, this member may be used. , The ends of the heat transfer tubes may be connected (for example,
本発明における伝熱管の拡幅変形抑制用の段押し部(段押し部30)は、その正面視において、略矩形状以外の形状とすることが可能である。また、その正面視のサイズは、できる限り大きくすることが好ましいものの、これに限定されず、小さめのサイズとされていてもよい。また、段押し部は、複数設けることもでき、たとえばケースの前後方向に延びた細長矩形状の段押し部を、上下高さ方向に適当な間隔を隔てて複数段に設けるといった構成を採用することも可能である。このような点は、追加の段押し部についても同様である。 The stepped portion (stepped portion 30) for suppressing widening deformation of the heat transfer tube in the present invention can have a shape other than a substantially rectangular shape in the front view thereof. Further, the size of the front view is preferably as large as possible, but is not limited to this, and may be a small size. Further, a plurality of step push portions may be provided. For example, a configuration is adopted in which elongated rectangular step push portions extending in the front-rear direction of the case are provided in a plurality of steps at appropriate intervals in the vertical height direction. It is also possible. Such a point is the same for the additional step push portion.
伝熱管は、蛇行状のものに限らず、たとえば螺旋状の伝熱管など、他の形態のものを用いることも可能である。複数の伝熱管は、ケースの上下高さ方向に積層した構造に限らず、たとえばケースの前後方向に積層した構造とすることもできる。この場合、各伝熱管の長手方向両端部どうしは、上下高さ方向に離間した配置となるのが通例であり、これらの相互間領域に本発明が意図する段押し部を形成することとなる。 The heat transfer tube is not limited to a meandering one, and other forms such as a spiral heat transfer tube can also be used. The plurality of heat transfer tubes are not limited to a structure in which the case is laminated in the vertical height direction, and may be, for example, a structure in which the case is laminated in the front-rear direction. In this case, both ends of each heat transfer tube in the longitudinal direction are usually arranged so as to be separated from each other in the vertical height direction, and a step pushing portion intended by the present invention is formed in a region between them. ..
本発明は、潜熱回収用の熱交換器に限らず、顕熱回収用や潜熱回収用などの種別を問うことなく適用することが可能である。また、1つのケース内に1系統の水路を構成する伝熱管を収容させたもの(1缶1水路タイプ)に限らず、1つのケース内に複数系統の水路
を構成する複数の伝熱管を収容させたもの(1缶2水路などの1缶複数水路タイプ)として構成することもできる。
加熱用気体は、バーナによって発生させた燃焼ガスに限らず、たとえばコージェネレーションシステムなどから排出される高温の排ガスとすることも可能である。
The present invention is not limited to the heat exchanger for latent heat recovery, and can be applied regardless of the type such as sensible heat recovery or latent heat recovery. Further, the case is not limited to the one in which the heat transfer tubes constituting one system of water channels are housed in one case (one can and one water channel type), and the plurality of heat transfer tubes constituting one system of water channels are housed in one case. It can also be configured as a can (one can, two waterways, or the like, one can, multiple waterways type).
The heating gas is not limited to the combustion gas generated by the burner, and can be, for example, high-temperature exhaust gas discharged from a cogeneration system or the like.
C ケース
HE 熱交換器
WH 給湯装置
H(Ha,Hb) ヘッダ部
1 ケース本体
2 伝熱管
2a,2b 端部(伝熱管の)
22 直状管体部
23 折り返し管体部
3A 側板部(ケースの一端側の)
3B 側板部(ケースの他端側の)
30 段押し部
30a 凹部(段押し部の)
31 追加の段押し部
31a 凹部(追加の段押し部の)
C Case HE Heat exchanger WH Hot water supply device H (Ha, Hb)
22
3B side plate (on the other end of the case)
30
31 Additional
Claims (5)
このケース内に収容され、かつ長手方向両端部どうしが前後方向または上下高さ方向において離間するようにして前記側板部または前記側板部に接合された部材に連結されている複数の伝熱管と、
を備えている、熱交換器であって、
前記側板部のうち、前記複数の伝熱管の長手方向両端部どうしの相互間領域には、前記側板部の一部が、前記側板部の非段押し部である一般部よりも前記ケースの外方側に部分的に突出し、外面側が凸部であり、かつ内面側が凹部である段押し部が一体形成されており、
前記複数の伝熱管のそれぞれは、前後または上下方向に間隔を隔てて並んで横幅方向に延びる複数の直状管体部と、これら複数の直状管体部の端部どうしを繋ぐ複数の折り返し管体部と、を備えた構成とされており、
前記複数の折り返し管体部の少なくとも一部は、前記段押し部の前記凹部内に進入していることを特徴とする、熱交換器。 A case where a heating gas is supplied inside and a side plate is provided at one end in the width direction.
A plurality of heat transfer tubes housed in this case and connected to the side plate portion or a member joined to the side plate portion so that both ends in the longitudinal direction are separated from each other in the front-rear direction or the vertical height direction.
Is a heat exchanger equipped with
In the region between both ends of the plurality of heat transfer tubes in the longitudinal direction of the side plate portions, a part of the side plate portion is outside the case rather than a general portion which is a non-step pushing portion of the side plate portion. A stepped push portion that partially protrudes toward the side, has a convex portion on the outer surface side, and is a concave portion on the inner surface side is integrally formed.
Each of the plurality of heat transfer tubes includes a plurality of straight tube portions that are arranged side by side at intervals in the front-rear or vertical direction and extend in the lateral width direction, and a plurality of folds that connect the ends of the plurality of straight tube portions. It is configured to have a tube body and
A heat exchanger, characterized in that at least a part of the plurality of folded pipe bodies has entered the recess of the stepped push portion.
前記複数の折り返し管体部のうち、前記側板部の内面に対向接近する側に位置する全ての折り返し管体部が、前記凹部内に進入している、熱交換器。 The heat exchanger according to claim 1.
A heat exchanger in which all of the folded pipe body portions located on the side facing and approaching the inner surface of the side plate portion among the plurality of folded pipe body portions have entered the recess.
前記ケースは、横幅方向の他端部に位置する他端側の側板部を備えており、
この他端側の側板部には、内面側が凹部となる追加の段押し部が形成されており、かつこの追加の段押し部の凹部内には、前記複数の折り返し管体部のうち、前記他端側の側板部の内面に対向接近する少なくとも一部の折り返し管体部が進入している、熱交換器。 The heat exchanger according to claim 1 or 2.
The case includes a side plate portion on the other end side located at the other end portion in the width direction.
An additional step pushing portion having an inner surface side as a recess is formed in the side plate portion on the other end side, and in the recess of the additional step pushing portion, among the plurality of folded pipe body portions, the said A heat exchanger in which at least a part of the folded pipe body that approaches the inner surface of the side plate on the other end side is inserted.
前記側板部の外面部または外方に設けられ、かつ前記複数の伝熱管に湯水の流通を行なわせるための一対のヘッダ部を備えており、
前記段押し部は、前記側板部のうち、前記一対のヘッダ部の相互間領域の少なくとも一部が前記側板部の外方に向けて突出するように形成され、かつ前記横幅方向において、前記段押し部と前記一対のヘッダ部とは互いにオーバラップしている、熱交換器。 The heat exchanger according to any one of claims 1 to 3.
It is provided on the outer surface portion or the outer surface portion of the side plate portion, and is provided with a pair of header portions for allowing the plurality of heat transfer tubes to flow hot water.
The step pushing portion is formed so that at least a part of the inter-regional region of the pair of header portions of the side plate portions projects outward of the side plate portions, and the step portion is formed in the lateral width direction. A heat exchanger in which the push portion and the pair of header portions overlap each other.
前記熱交換器として、請求項1ないし4のいずれかに記載の熱交換器が用いられていることを特徴とする、給湯装置。A hot water supply device, wherein the heat exchanger according to any one of claims 1 to 4 is used as the heat exchanger.
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