JP6905806B2 - 熱交換器及びそれを用いた給湯装置 - Google Patents
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Description
ケース体内に複数の伝熱管が高さ方向及び水平方向に複数配列され、バーナによる燃焼排気と熱交換して前記複数の伝熱管内部の流体を加熱する熱交換器であって、
前記ケース体の側壁外面には、前記高さ方向に配列された前記複数の伝熱管の開放端を接続させるヘッダ本体にヘッダ蓋を嵌合して前記複数の伝熱管の前記開放端を連通するヘッダが設けられ、
前記ヘッダ内の前記高さ方向に配列された前記複数の伝熱管のうち、少なくとも1つの伝熱管前記の開放端に水抜き補助具が配設され、
前記水抜き補助具は、
前記水抜き補助具が配設される前記伝熱管の前記開放端から前記伝熱管内に挿入される差込部及び前記差込部に連設されると共に前記伝熱管の前記開放端から前記伝熱管外に突出して下方に向かって延設される突出部を有する導流部と、前記導流部の下端から下方へ延設される垂下部とを備え、
前記導流部の、前記差込部と前記伝熱管の内壁下部との間及び前記突出部と前記伝熱管の前記開放端との間には、前記伝熱管内の水を前記伝熱管外へ流すための空間が連続して形成され、
前記垂下部の裏面は前記ヘッダ本体の外面に当接するように構成されている。
これにより、前記水抜き補助具は、延設部がヘッダ蓋によって押圧状態で固定されるので、伝熱管の開放端に対して前記導流部の差込部及び突出部を前記空間を確保する位置にて確実に安定した姿勢で装着することができる。
前記ケース体の前記側壁外面に連続する前記ヘッダ本体の外面から、前記複数の伝熱管の前記開放端を突出させ、
前記導流部を、前記高さ方向に配列された前記複数の伝熱管の上下に並ぶ二つの伝熱管のうち、上側の伝熱管に装着した状態にて、前記垂下部の下端は下側の伝熱管の前記開放端の外壁頂部に当接するように設定されている。
このものでは、前記垂下部により水抜き補助具の上下のずれが抑制されて導流部が伝熱管の開放端に対して位置決めされる。従って、差込部が伝熱管の内壁下部域に確実に配設され、水抜きを確実に行うことができる。
このものでは、上下に位置する複数の伝熱管の開放端に水抜き補助具を同時に簡単に装着させることができ、また装着後には各導流部が上下にずれることがなく各伝熱管の開放端に対して各導流部の差込部の位置決めが簡単に行える。
上記いずれかの熱交換器を用いることで、給湯能力が向上し、また、耐久性に優れた給湯装置を得ることができる。
上記熱交換器を備えた給湯装置では、給湯能力を向上させることができるから、使い勝手がよくなる上に、耐久性を向上させることができる。
本発明の実施の形態に係る熱交換器(3)は、給湯装置(4)に組み込まれるもので、図1に示すように、上部域にガスバーナ(50)が下向きに設置されると共に、その下方の略矩形箱状のケース体(30)内に、複数の伝熱管(31)(32)が伝熱フィン(33)と共に備えられ、さらに、その下方に潜熱回収熱交換器として、複数の伝熱管(34)が備えられている。
ガスバーナ(50)の上方には、ガスバーナ(50)の燃焼用空気として外部の空気を送り込むファンユニット(5)が接続されている。ガスバーナ(50)から放出された燃焼排ガスは、ファンユニット(5)によって熱交換器(3)のケース体(30)内へ送り込まれ、伝熱管(34)の下方から外部へ排出される。
第1伝熱管(31)は、上下二段に千鳥状に配設された、断面縦長楕円形状の直管であり、隣接する2本の第1伝熱管(31)(31)が一つの横長のヘッダ(22)を介して連通するように設定されている。
第1伝熱管(31)の下流側開放端部(311)は、縦長のヘッダ(2)を介して、第2伝熱管(32)に連通する構成となっている。
ヘッダ(2)は、ケース体(30)の側壁(301)の左端寄りの所定位置を縦長に絞り加工することにより内方へ凹ませたヘッダ本体(20)と、この開放端を閉塞させるヘッダ蓋(21)とからなり、ヘッダ本体(20)の凹部底面(20a)とヘッダ蓋(21)の裏面との間には、所定の空間が形成され、この空間内に、第1伝熱管(31)の下流側開放端部(311)と上下3本の第2伝熱管(32)の開放端(321)(322)(323)とを突出させている。
なお、ヘッダ(2)のヘッダ蓋(21)は、ヘッダ蓋(21)の開放端部が、ヘッダ本体(20)の凹部底面(20a)の周縁に沿って設けられた段部(26)を嵌め込んでロウ付けされる。
なお、上段の第2伝熱管(32)は、出湯管(42)から入った空気が、下流側開放端部(32a)を介して流入することにより、円滑な水抜きが可能となるから、上段の第2伝熱管(32)の開放端(321)に水抜き補助具(1)を装着させる必要はないが、この上段の第2伝熱管(32)にも水抜き補助具(1)を装着させても良い。
なお、両側に張り出している延設部(13a)(13b)は、一方の延設部(13b)の幅が他方よりも広く、左右非対称な形状に形成されている。これによいり、水抜き補助具(1)の上下方向の向きの誤装着を防止できる。
なお、左右一対の延設部(13a)(13b)の延設端部は、ヘッダ本体(20)の凹部底面(20a)の周囲の段部(26)上に位置するように設定されており、これにより、ヘッダ蓋(21)をヘッダ本体(20)に装着する際に、延設部(13a)(13b)の延設端部がヘッダ蓋(21)の開放端で押圧されることとなる。これにより、水抜き補助具(1)は、導流部(11)(12)が、中段と下段に位置する2本の第2伝熱管(32)の開放端(322)(323)に抜け止め状態に取り付けられ、取付状態にて、上下に不用意にずれたり移動したりすることはない。
なお、差込部(11a)(12a)と第2伝熱管(32)の内壁下部域との間の空間(S)は、垂下部(10a)の下端が下段の第2伝熱管(32)の開放端(323)の突出端部の外壁頂部に当接することで確保されるから、差込部(11a)(12a)の両側端縁は、第2伝熱管(32)の内壁下部域に当接していなくても良い。
また、開放端(322)(323)近傍の第2伝熱管(32)の内壁下部域に残留する水は、導流部(11)(12)の差込部(11a)(12a)に触れることにより、差込部(11a)(12a)及び突出部(11b)(12b)での表面張力により、上記した空間(S)を介して、開放端(322)(323)側へ引き寄せられ、導流部(11)(12)の突出部(11b)(12b)を伝って来た後は自重により下方へ落下する。これにより、第2伝熱管(32)の開放端(322)(323)近傍における残留水は排出されることとなる。
また、延設部(13a)(13b)は垂下部(10a)(10b)の左右に設けずに、上下導流部(11)(12)の突出部(11b)(12b)の左右に延設される構成とすることも可能である。
よって、簡単な構造の水抜き補助具(1)が、容易に且つ安定した装着姿勢で長期にわたって保持された熱交換器(3)を提供することが出来る。
なお、水抜き補助具(1)は、上記各実施形態で採用した形状に限定されることはなく、本発明の範囲内で種々の変更を施すことが可能である。
また、伝熱管も、直管型のものに限定されることはなく、横置き蛇行形状のものや、渦巻状、螺旋状等に他の配設態様のものであっても良い。
さらに、熱交換器は、給湯装置に用いられるものに限らず、各種の熱交換装置に用いられるものでもよい。
(11)(12)・・・・・・導流部
(11a)(12a)・・・・・差込部
(11b)(12b)・・・・・突出部
(13a)(13b)・・・・・延設部
(2) ・・・・・・・・ヘッダ
(20)・・・・・・・・ヘッダ本体
(21)・・・・・・・・ヘッダ蓋
(3) ・・・・・・・・ケース体
(31)(32)・・・・・・伝熱管
(322)(323)・・・・・開放端
(301) ・・・・・・・側壁
(S) ・・・・・・・・空間
Claims (5)
- ケース体内に複数の伝熱管が高さ方向及び水平方向に複数配列され、バーナによる燃焼排気と熱交換して前記複数の伝熱管内部の流体を加熱する熱交換器であって、
前記ケース体の側壁外面には、前記高さ方向に配列された前記複数の伝熱管の開放端を接続させるヘッダ本体にヘッダ蓋を嵌合して前記複数の伝熱管の前記開放端を連通するヘッダが設けられ、
前記ヘッダ内の前記高さ方向に配列された前記複数の伝熱管のうち、少なくとも1つの伝熱管の前記開放端に水抜き補助具が配設され、
前記水抜き補助具は、
前記水抜き補助具が配設される前記伝熱管の前記開放端から前記伝熱管内に挿入される差込部及び前記差込部に連設されると共に前記伝熱管の前記開放端から前記伝熱管外に突出して下方に向かって延設される突出部を有する導流部と、前記導流部の下端から下方へ延設される垂下部とを備え、
前記導流部の、前記差込部と前記伝熱管の内壁下部との間及び前記突出部と前記伝熱管の前記開放端との間には、前記伝熱管内の水を前記伝熱管外へ流すための空間が連続して形成され、
前記垂下部の裏面は前記ヘッダ本体の外面に当接するように構成されている熱交換器。 - 請求項1に記載の熱交換器において、
前記水抜き補助具は、さらに、前記ヘッダ蓋の裏面側に向かって延設されると共に前記ヘッダ蓋に押圧されて前記水抜き補助具の姿勢を固定する延設部を備えている熱交換器。 - 請求項1又は2に記載の熱交換器において、
前記ケース体の前記側壁外面に連続する前記ヘッダ本体の外面から、前記複数の伝熱管の前記開放端を突出させ、
前記導流部を、前記高さ方向に配列された前記複数の伝熱管の上下に並ぶ二つの伝熱管のうち、上側の伝熱管に装着した状態にて、前記垂下部の下端は下側の伝熱管の前記開放端の外壁頂部に当接するように設定されている熱交換器。 - 請求項1から3のいずれか1項に記載の熱交換器において、
前記水抜き補助具が上下方向に複数連結されている熱交換器。 - 請求項1から4のいずれか1項に記載の熱交換器を備えた給湯装置。
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