JP7298877B2 - Water heater - Google Patents

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Description

本発明は、プレート式の熱交換器を用いた潜熱回収型の給湯器に関する。 The present invention relates to a latent heat recovery water heater using a plate heat exchanger.

潜熱回収型の給湯器では、顕熱を回収する一次熱交換器と、潜熱を回収する二次熱交換器とが併設される。一次熱交換器としては、厚み方向に所定間隔をおいて並設される複数のフィンに複数の伝熱管を貫通させて、フィン間にバーナの燃焼排気等の高温の気体を通過させることで、気体と伝熱管内を流れる流体との間で顕熱を回収可能としたフィンチューブ式が知られている。
一方、二次熱交換器としては、一対の伝熱プレート同士を接合して内部流路を形成したペアプレートを、厚み方向に複数重ねて各ペアプレート間に排気通路を形成し、各ペアプレートの内部流路の両端同士を互いに連通させて一方を流入経路、他方を流出経路としたプレート式が知られている。この伝熱プレートとして、特許文献1には、くの字状の凸部を設けて凸部間に排気通路を形成した発明が開示されている。
A latent heat recovery type water heater is provided with a primary heat exchanger for recovering sensible heat and a secondary heat exchanger for recovering latent heat. As a primary heat exchanger, a plurality of heat transfer tubes are passed through a plurality of fins arranged side by side at predetermined intervals in the thickness direction, and high-temperature gas such as combustion exhaust of a burner is passed between the fins. A finned-tube system is known, which is capable of recovering sensible heat between a gas and a fluid flowing through a heat transfer tube.
On the other hand, as the secondary heat exchanger, a pair of heat transfer plates are joined together to form an internal flow path. A plate type is known in which both ends of an internal flow path are communicated with each other so that one side serves as an inflow path and the other side serves as an outflow path. As this heat transfer plate, Patent Document 1 discloses an invention in which V-shaped convex portions are provided and an exhaust passage is formed between the convex portions.

特許第5043859号公報Japanese Patent No. 5043859

しかし、特許文献1の二次熱交換器では、伝熱プレートの形状が複雑となって加工が難しく、コストがかさむ問題がある。よって、直線状の凸部とすれば加工は比較的容易に行えるが、直線状の凸部間を流れる燃焼排気が層流となりやすい。このため凸部の表面付近に速度の遅い層流境界層(断熱層)が生じることで十分な熱回収ができなくなり、熱効率が向上しなくなるおそれがあった。 However, in the secondary heat exchanger of Patent Literature 1, the shape of the heat transfer plate is complicated, making it difficult to process, and there is a problem that the cost increases. Therefore, if the straight protrusions are used, the processing can be relatively easily performed, but the combustion exhaust flowing between the straight protrusions tends to become a laminar flow. As a result, a laminar flow boundary layer (adiabatic layer) having a low velocity is generated near the surface of the convex portion, which may hinder sufficient heat recovery and prevent an improvement in thermal efficiency.

そこで、本発明は、プレート式の熱交換器を用いても良好な熱効率を維持することができる給湯器を提供することを目的としたものである。 SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, it is an object of the present invention to provide a water heater capable of maintaining good thermal efficiency even if a plate-type heat exchanger is used .

上記目的を達成するために、請求項1に記載の発明は、顕熱回収用の一次熱交換器と、潜熱回収用の二次熱交換器とを備えた給湯器であって、
一次熱交換器は、バーナが取り付けられる第1ケーシング内の下部に、複数のフィンを厚み方向へ所定間隔をおいて並設すると共に、各フィンを貫通して上流端が二次熱交換器に接続され、下流端が出湯管に接続される伝熱管を配設してなると共に、
伝熱管は、第1ケーシング内で各フィンを蛇行状に貫通して上流端が接続管を介して二次熱交換器に接続される大径管と、当該大径管よりも小径で第1ケーシングの外部に配設されて大径管に接続され、下流端が出湯管に接続される小径管とを含んでなり、
二次熱交換器は、2枚の伝熱プレートを互いに組み合わせて両伝熱プレート間に内部流路を形成したペアプレートを、第2ケーシング内に厚み方向へ複数組並設して各ペアプレート間に燃焼排気が通過する排気通路を形成すると共に、各内部流路の両端同士を連通させて一端に、給水管が接続される流入経路を、他端に、接続管が接続される流出経路をそれぞれ形成してなり、
各伝熱プレートに、燃焼排気の通過方向に対して所定角度傾斜して直線状に伸びる複数の突条を所定間隔をおいて並設して、各突条の間に排気通路を形成すると共に、
少なくとも一部の突条における少なくとも通過方向の下流側の端部に、隣接する突条との間の排気通路を通過方向の上流側よりも狭くする幅広部が形成されていることを特徴とする。
請求項2に記載の発明は、請求項1の構成において、幅広部は、突条の幅を通過方向の上流端から下流端へ行くに従って徐々に広くするテーパ状とすることで形成されていることを特徴とする。
In order to achieve the above object, the invention according to claim 1 is a water heater comprising a primary heat exchanger for sensible heat recovery and a secondary heat exchanger for latent heat recovery,
The primary heat exchanger has a plurality of fins arranged side by side at predetermined intervals in the thickness direction in the lower part of the first casing to which the burner is attached, and each fin is penetrated and the upstream end is connected to the secondary heat exchanger. A heat transfer pipe is connected and the downstream end is connected to the hot water discharge pipe,
The heat transfer tubes include a large diameter tube which penetrates each fin in a meandering manner in the first casing and whose upstream end is connected to the secondary heat exchanger via a connecting pipe, and a first heat transfer tube having a smaller diameter than the large diameter tube. a small-diameter pipe disposed outside the casing and connected to the large-diameter pipe, the downstream end of which is connected to the tapping pipe;
The secondary heat exchanger includes a plurality of pairs of pair plates, each of which is formed by combining two heat transfer plates to form an internal flow path between the two heat transfer plates, arranged side by side in the thickness direction in the second casing. An exhaust passage is formed between which the combustion exhaust passes, and both ends of each internal passage are communicated with each other to form an inflow passage to which a water supply pipe is connected at one end, and an outflow passage to which a connection pipe is connected at the other end. and form
Each heat transfer plate is provided with a plurality of linearly extending ridges inclined at a predetermined angle with respect to the passage direction of the combustion exhaust gas and arranged side by side at predetermined intervals to form an exhaust passage between the ridges. ,
A wide portion is formed at least on the downstream end in the passing direction of at least some of the ridges to make the exhaust passage between adjacent ridges narrower than on the upstream side in the passing direction. .
According to a second aspect of the present invention, in the configuration of claim 1, the wide portion is formed in a tapered shape in which the width of the ridge gradually widens from the upstream end to the downstream end in the passing direction. It is characterized by

本発明によれば、各伝熱プレートに形成される突条に、突条の間の排気通路を通過方向の上流側よりも狭くする幅広部を形成したことで、排気通路内の燃焼排気の流れを乱流にでき、プレート式でも良好な熱効率を維持することができる。
請求項2に記載の発明によれば、上記効果に加えて、幅広部を、突条の幅を通過方向の上流端から下流端へ行くに従って徐々に広くするテーパ状とすることで形成しているので、乱流を長く発生させることができ、突条の全長に亘って効果的な熱回収が可能となる。
According to the present invention, the ridges formed on each heat transfer plate are formed with wide portions that make the exhaust passage between the ridges narrower than the upstream side in the passing direction. The flow can be made turbulent, and good thermal efficiency can be maintained even with a plate type.
According to the second aspect of the invention, in addition to the above effect, the wide portion is formed in a tapered shape in which the width of the ridge gradually widens from the upstream end to the downstream end in the passing direction. Therefore, turbulent flow can be generated for a long time, and heat can be effectively recovered over the entire length of the protrusion.

フロントカバーを外した給湯器の正面図である。1 is a front view of a water heater with a front cover removed; FIG. 樹脂シート及びコントローラ、表示操作パネルを省略した給湯器の正面図である。1 is a front view of a water heater with resin sheets, a controller, and a display operation panel omitted; FIG. 図2の内胴のみのA-A線断面図である。FIG. 3 is a cross-sectional view of only the inner barrel of FIG. 2 taken along the line AA. 図3のB-B線断面図である。FIG. 4 is a cross-sectional view taken along line BB of FIG. 3; ペアプレートの正面図である。It is a front view of a pair plate.

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図1は、給湯器の一例を示す正面図で、フロントカバーを外した状態で示している。図2は図1において、樹脂シート及びコントローラ、表示操作パネルを除いた状態を示している。
この給湯器1は、前面を開口した四角箱状の筐体2内に、バーナ4と、一次熱交換器5と、二次熱交換器6とが上から順に設けられる内胴3を収容した逆燃焼式となっている。また、筐体2内には、内胴3の下部から後方へ回り込んで上向きに設けられる排気部7と、内胴3の右側方でバーナ4に連結されたファンユニット8と、ファンユニット8の下側でファンユニット8に連結され、ガスガバナ9を介してガス導入管11から燃料ガスが供給されるガス供給ユニット10とが設けられている。内胴3の下方右側には、電装基板を収容してなるコントローラ12が横向きに設置され、その下方中央には、フロントカバーから露出する表示操作パネル13が設けられている。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.
FIG. 1 is a front view showing an example of a water heater, with a front cover removed. FIG. 2 shows a state in which the resin sheet, the controller, and the display operation panel are removed from FIG.
This water heater 1 accommodates an inner shell 3 in which a burner 4, a primary heat exchanger 5, and a secondary heat exchanger 6 are provided in order from the top in a square box-shaped housing 2 with an open front. It is a reverse combustion type. Further, inside the housing 2, there are provided an exhaust part 7 extending backward from the lower part of the inner shell 3 and extending upward, a fan unit 8 connected to the burner 4 on the right side of the inner shell 3, and a fan unit 8. A gas supply unit 10 is connected to the fan unit 8 on the lower side of the , and is supplied with fuel gas from a gas introduction pipe 11 via a gas governor 9 . A controller 12 containing an electric circuit board is installed laterally on the lower right side of the inner barrel 3, and a display operation panel 13 exposed from the front cover is provided at the center of the lower part.

バーナ4は、燃料ガスと燃焼に必要な全ての燃焼用空気との混合気が燃焼する全一次空気式で、上下面を開口して上下方向に所定深さを有する平面視横長矩形状の上ケーシング14を有し、上ケーシング14の上面は、上方へ突出してファンユニット8が接続されるチャンバ15によって閉塞されている。上ケーシング14の下面には、図3,4に示すように、複数の炎孔が形成されて下向きへ円弧状に膨出する炎孔板16が設けられて、炎孔板16の表面(下面)で混合気が燃焼可能となっている。
ファンユニット8は、平面視円形のファンケース17内に図示しないファンを収容し、ファンケース17の上側中央に、ファンを回転駆動させるファンモータ18を設けている。
The burner 4 is of the all-primary-air type in which a mixture of fuel gas and all the combustion air necessary for combustion is burned. It has a casing 14, and the upper surface of the upper casing 14 is closed by a chamber 15 that projects upward and to which the fan unit 8 is connected. As shown in FIGS. 3 and 4, the lower surface of the upper casing 14 is provided with a burner hole plate 16 formed with a plurality of burner holes and protruding downward in an arc shape. ), the air-fuel mixture can be combusted.
The fan unit 8 accommodates a fan (not shown) in a fan case 17 that is circular in plan view, and has a fan motor 18 that rotates the fan at the center of the upper side of the fan case 17 .

一次熱交換器5は、バーナ4が取り付けられる四角筒状の中ケーシング20内の下部に、複数のフィン21,21・・(図3,4では一部のみ図示)を厚み方向となる左右方向へ所定間隔をおいて並設すると共に、各フィン21を左右方向に貫通する伝熱管22を配設してなるステンレス製となっている。
ここでの伝熱管22は、最下段で前後方向に所定間隔をおいて配設される横断面楕円形で、長軸を上下方向とした8本の直線状の大径管23,23・・と、その上方で中ケーシング20の前後外側へそれぞれ上下方向に所定間隔をおいて3本ずつ配設される横断面円形の直線状の小径管24,24・・とを含んでいる。このうち大径管23は、中ケーシング20の左右の側面に設けられた下側ヘッダ25により、前後に隣接する2本の端部同士が左右で交互に接続されて、全体で1本に繋がる蛇行状となっている。但し、最後部の大径管23の右端部には、二次熱交換器6との接続管26が接続され、最前部の大径管23の右端部は、上下に延びる前側ヘッダ27により、前側3本の小径管24の右端部と接続されている。中ケーシング20の左側面には、前後の3本の小径管24の左端部同士を接続する左側ヘッダ28が設けられている。中ケーシング20の右側面には、後側3本の小径管24の右端部同士を接続する右側ヘッダ29が設けられて、右側ヘッダ29に出湯管30が接続される。
The primary heat exchanger 5 has a plurality of fins 21, 21, . The fins 21 are arranged side by side at a predetermined interval, and are made of stainless steel in which the heat transfer tubes 22 are arranged so as to pass through the fins 21 in the left-right direction.
The heat transfer tubes 22 here are eight linear large-diameter tubes 23, 23 . , and linear small-diameter tubes 24, 24 . Of these, the large-diameter tube 23 has two ends that are adjacent to each other in the front and rear direction and are alternately connected to each other by the lower headers 25 provided on the left and right side surfaces of the middle casing 20, so that the large-diameter tube 23 is connected as a whole. It has a meandering shape. However, the right end of the rearmost large-diameter tube 23 is connected to the connection pipe 26 with the secondary heat exchanger 6, and the right end of the foremost large-diameter tube 23 is connected by a front header 27 extending vertically. It is connected to the right ends of the three small-diameter tubes 24 on the front side. A left side header 28 is provided on the left side surface of the middle casing 20 to connect the left ends of the front and rear three small diameter tubes 24 to each other. A right side header 29 is provided on the right side surface of the middle casing 20 to connect the right ends of the three small-diameter tubes 24 on the rear side.

よって、一次熱交換器5の伝熱管22では、接続管26から最後部の大径管23に流入した湯水は、最下段の大径管23,23・・を交互に通過しながら前方へ蛇行状に移動した後、最前部の大径管23から前側3本の小径管24、後側3本の小径管24を順番に通過して出湯管30へ流れることになる。
中ケーシング20の上側外周には、略全面に導電パターンが蛇行状に網羅されてなる帯状の樹脂シート31が巻回されて、中ケーシング20からの燃焼排気の漏洩を検知可能となっている。各大径管23には、通過する湯水を撹拌するための乱流板32が挿入されている。
Therefore, in the heat transfer tube 22 of the primary heat exchanger 5, the hot water flowing from the connecting tube 26 into the rearmost large-diameter tube 23 meanders forward while alternately passing through the lowermost large-diameter tubes 23, 23 . . . After that, the water flows from the front large-diameter pipe 23 to the front three small-diameter pipes 24 and the rear three small-diameter pipes 24 in order to the tapping pipe 30 .
A strip-shaped resin sheet 31 having a meandering conductive pattern covering substantially the entire surface is wound around the upper outer periphery of the middle casing 20 so that leakage of combustion exhaust from the middle casing 20 can be detected. A turbulence plate 32 is inserted in each large-diameter tube 23 to stir the hot water passing therethrough.

一方、二次熱交換器6は、図3,4に示すように、中ケーシング20と連通する四角筒状の下ケーシング35内に、一対の伝熱プレート37,37同士を向かい合わせて接合したペアプレート36を、厚み方向となる前後方向へ複数積層してなる。各伝熱プレート37は、正面視が横長矩形状を有し、中央部分には、直線状の突条38,38・・が、正面視で所定角度傾斜した姿勢で複数平行に突設されて、左右両側には、突条38と連通する上下方向の凸部がそれぞれ突設されている。よって、各ペアプレート36には、突条38,38・・内をジクザグに流れる内部流路39が形成されると共に、凸部同士の対向によって左端部に流入部40が、右端部に流出部41がそれぞれ形成される。こうしてペアプレート36,36の間には、突条38,38の間を燃焼排気が傾斜状に流れる排気通路42,42・・が形成される。 On the other hand, in the secondary heat exchanger 6, as shown in FIGS. 3 and 4, a pair of heat transfer plates 37, 37 are joined to face each other in a square cylindrical lower casing 35 communicating with the middle casing 20. A plurality of pair plates 36 are laminated in the front-rear direction, which is the thickness direction. Each heat transfer plate 37 has a horizontally long rectangular shape when viewed from the front, and a plurality of linear protrusions 38, 38, . . . , and on both the left and right sides, vertical projections communicating with the ridges 38 are provided. Therefore, in each pair plate 36, an internal flow path 39 is formed to flow in a zigzag pattern within the ridges 38, 38 . . . 41 are formed respectively. Thus, between the pair plates 36, 36, exhaust passages 42, 42 .

そして、各伝熱プレート37の各突条38は、図5にも示すように、正面視での幅が上端から下端へ行くに従って徐々に広くなるテーパ状に形成されて、全長に亘って幅広部38aを形成している。よって、突条38,38間に形成される各排気通路42は、両側の突条38,38の幅広部38aにより、正面視での幅が上端から下端へ行くに従って徐々に狭くなる先細り形状となっている。つまり、各排気通路42では、上端の入口の断面積と下端の出口の断面積とに差が生じることになる。 As shown in FIG. 5, each ridge 38 of each heat transfer plate 37 is formed in a tapered shape in which the width in a front view gradually widens from the upper end to the lower end, and the width is widened over the entire length. It forms a portion 38a. Therefore, each exhaust passage 42 formed between the protrusions 38, 38 has a tapered shape in which the width in a front view gradually narrows from the upper end to the lower end due to the wide portions 38a of the protrusions 38, 38 on both sides. It's becoming That is, in each exhaust passage 42, there is a difference between the cross-sectional area of the inlet at the upper end and the cross-sectional area of the outlet at the lower end.

さらに、ペアプレート36,36・・では、各流入部40の下端が積層方向で連通する流入経路43を形成しており、この流入経路43は、下ケーシング35の正面側下部に設けた入口44と接続されている。さらに、ペアプレート36,36・・では、各流出部41の上端が積層方向で連通する流出経路45を形成しており、この流出経路45は、下ケーシング35の正面側上部に設けた出口46と接続されている。入口44には給水管47が接続され、出口46には接続管26が接続される。
よって、この二次熱交換器6では、給水管47から入口44を介して流入経路43に流入した水は、各ペアプレート36の流入部40を介して内部流路39にそれぞれ流れ、流出部41を介して流出経路45に流れ、出口46から接続管26へ流れることになる。
Further, in the pair plates 36, 36, . is connected with Furthermore, in the pair plates 36, 36 . . . , the upper ends of the respective outflow portions 41 form an outflow path 45 communicating in the stacking direction. is connected with A water supply pipe 47 is connected to the inlet 44 and the connecting pipe 26 is connected to the outlet 46 .
Therefore, in the secondary heat exchanger 6, the water that has flowed into the inflow path 43 from the water supply pipe 47 through the inlet 44 flows into the internal flow path 39 through the inflow part 40 of each pair plate 36, and flows into the outflow part. 41 to outflow path 45 and out outlet 46 to connecting tube 26 .

排気部7は、二次熱交換器6の下ケーシング35の下面に取り付けられるドレン受け50と、ドレン受け50の後部に立設される排気ダクト51とを備える。ドレン受け50の底部は、ドレン排出管52を介して中和器53と接続される。
排気ダクト51は、合成樹脂製の横長角筒状で、排気ダクト51の上端の開口には、筐体2の上面に突出する円筒状の排気筒部55を備えた上カバー54が接合される。
The exhaust part 7 includes a drain receiver 50 attached to the lower surface of the lower casing 35 of the secondary heat exchanger 6 and an exhaust duct 51 erected at the rear of the drain receiver 50 . A bottom portion of the drain receiver 50 is connected to a neutralizer 53 via a drain discharge pipe 52 .
The exhaust duct 51 is made of a synthetic resin and has a horizontally elongated prismatic shape, and an upper cover 54 having a cylindrical exhaust tube portion 55 protruding from the upper surface of the housing 2 is joined to the opening at the upper end of the exhaust duct 51 . .

以上の如く構成された給湯器1においては、器具内に通水されると、リモコン等で要求される燃焼量に応じた回転数でコントローラ12がファンモータ18を駆動させてファンを回転させる。すると、ファンユニット8では、ファンの回転数に比例した空気が吸い込まれる。同時にガス導入管11からは燃料ガスが供給され、ガス供給ユニット10でファンユニット8の吸込側に設けたベンチュリーを介して空気と混合されて混合気が生成される。生成された混合気は、ファンケース17の吐出口からバーナ4のチャンバ15に吐出され、上ケーシング14内に供給されて、炎孔板16の各炎孔から噴出し、図示しない点火電極によって点火されて燃焼する。 In the water heater 1 configured as described above, when water is supplied to the appliance, the controller 12 drives the fan motor 18 to rotate the fan at a rotation speed corresponding to the amount of combustion requested by a remote controller or the like. Then, the fan unit 8 draws in air in proportion to the number of revolutions of the fan. At the same time, fuel gas is supplied from the gas introduction pipe 11 and mixed with air through a venturi provided on the suction side of the fan unit 8 in the gas supply unit 10 to produce a mixture. The produced air-fuel mixture is discharged from the outlet of the fan case 17 into the chamber 15 of the burner 4, supplied into the upper casing 14, ejected from each flame hole of the flame hole plate 16, and ignited by an ignition electrode (not shown). being burned.

バーナ4からの燃焼排気は、一次熱交換器5の中ケーシング20で各フィン21,21の間を通過することで、伝熱管22内を流れる湯水と熱交換し、顕熱が回収される。伝熱管22のうち、各大径管23内では、乱流板32によって湯水が撹拌されるため、滞留や温度ムラが生じにくくなる。
各フィン21,21の間を通過した燃焼排気は、中ケーシング20から二次熱交換器6の下ケーシング35内に至る。よって、図5に点線で示す(ここでは一部のみ示す)ように、燃焼排気Gは、左右の流入部40と流出部41との間で各排気通路42を通過することになり、内部流路39を流れる水と熱交換して潜熱が回収される。
このとき、各排気通路42は、隣接する突条38,38の幅広部38a,38aにより、下流側へ行くに従って先細りとなっているため、ここを流れる燃焼排気Gは、下流側へ行くに従って流速が上がることで乱れを起こして層流が破壊され、これが拡散されてG1のように乱流となる。よって、潜熱が十分に回収されることになる。
Combustion exhaust from the burner 4 passes between the fins 21, 21 in the middle casing 20 of the primary heat exchanger 5, exchanges heat with hot water flowing in the heat transfer tube 22, and recovers sensible heat. In the large-diameter tubes 23 of the heat transfer tubes 22, hot water is stirred by the turbulence plates 32, so that stagnation and temperature unevenness are less likely to occur.
The combustion exhaust that has passed between the fins 21 , 21 reaches inside the lower casing 35 of the secondary heat exchanger 6 from the middle casing 20 . Therefore, as shown by dotted lines in FIG. Latent heat is recovered by exchanging heat with the water flowing through the passage 39 .
At this time, each exhaust passage 42 is tapered toward the downstream side by the wide portions 38a, 38a of the adjacent ridges 38, 38, so that the combustion exhaust gas G flowing therethrough has a flow velocity of Rising turbulence destroys the laminar flow, which is diffused and becomes turbulent like G1. Therefore, latent heat is sufficiently recovered.

そして、下ケーシング35を通過した燃焼排気は、排気部7のドレン受け50内に進入し、ドレン受け50の後部に移動して排気ダクト51内を上昇して排気筒部55から外部に排出される。二次熱交換器6で発生したドレンは、ドレン受け50内に落下し、ドレン排出管52及び中和器53を介して器具の外部へ排出される。 The combustion exhaust that has passed through the lower casing 35 enters the drain receiver 50 of the exhaust portion 7, moves to the rear portion of the drain receiver 50, rises in the exhaust duct 51, and is discharged to the outside through the exhaust cylinder portion 55. be. The drain generated in the secondary heat exchanger 6 drops into the drain receiver 50 and is discharged to the outside of the instrument via the drain discharge pipe 52 and the neutralizer 53 .

このように、上記形態の二次熱交換器6及び給湯器1によれば、各伝熱プレート37に、燃焼排気の通過方向に対して所定角度傾斜して直線状に伸びる複数の突条38,38・・を所定間隔をおいて並設して各突条38,38の間に排気通路42,42・・を形成すると共に、各突条38に、隣接する突条38との間の排気通路42を通過方向の下流側へ行くに従って狭くする幅広部38aを形成したことで、排気通路42内の燃焼排気の流れを乱流にでき、プレート式でも良好な熱効率を維持することができる。
特にここでは、幅広部38aを、突条38の幅を通過方向の上流端から下流端へ行くに従って徐々に広くするテーパ状とすることで形成しているので、乱流を長く発生させることができ、突条38の全長に亘って効果的な熱回収が可能となる。
As described above, according to the secondary heat exchanger 6 and the water heater 1 of the above-described embodiments, each heat transfer plate 37 has a plurality of ridges 38 extending linearly at a predetermined angle with respect to the passage direction of the combustion exhaust gas. , 38 are arranged side by side at predetermined intervals to form exhaust passages 42, 42 . By forming the wide portion 38a that narrows toward the downstream side in the passing direction of the exhaust passage 42, the flow of the combustion exhaust gas in the exhaust passage 42 can be made turbulent, and good thermal efficiency can be maintained even with the plate type. .
In particular, here, the wide portion 38a is formed by tapering the width of the projection 38 so that the width gradually widens from the upstream end to the downstream end in the passage direction, so that turbulence can be generated for a long time. This enables effective heat recovery over the entire length of the protrusion 38 .

なお、上記形態の二次熱交換器では、伝熱プレートに設ける各突条をそれぞれ全長に亘るテーパ状として幅広部を形成しているが、これに限らず、下流側の下半分や下流側の端部のみをテーパ状として部分的に幅広部を形成しても差し支えない。幅広部も全て同じ形態とする必要はなく、全体にテーパ状となる突条と部分的なテーパ状となる突条とを混在させたりしてもよい。テーパ状に限らず、片側のみを傾斜面としたり、段階的に幅広部を形成したりすることもできる。
また、全ての突条に幅広部を形成する形態に限らず、例えば並列方向に1つおきとなる突条等、一部の突条のみに幅広部を形成しても熱効率の向上は期待できる。
さらに、突条の数や傾斜角度も適宜変更可能で、流入部や流出部の位置、流入経路や流出経路も上記形態に限定されない。
In the secondary heat exchanger of the above configuration, each ridge provided on the heat transfer plate is tapered over its entire length to form a wide width portion. It is also possible to form a partially wide portion by tapering only the end portion of the . It is not necessary for all of the wide width portions to have the same form, and it is also possible to mix ridges that are tapered as a whole and ridges that are partially tapered. It is not limited to a tapered shape, and it is also possible to make only one side an inclined surface, or to form a wide portion in stages.
In addition, it is not limited to the form in which wide width portions are formed on all of the ridges, and an improvement in thermal efficiency can be expected by forming wide width portions only on some of the ridges, such as ridges that are alternately arranged in the parallel direction. .
Furthermore, the number and inclination angle of the protrusions can be changed as appropriate, and the positions of the inflow part and the outflow part, the inflow path and the outflow path are not limited to the above-described forms.

その他、バーナ、一次熱交換器の各形態やファンユニットの配置、コントローラの配置等は適宜変更可能である。逆燃焼式でなくてもよく、一次熱交換器の上側に二次熱交換器がある給湯器でも本発明は適用できる。
また、一次熱交換器では、大径管の数は適宜増減可能であるし、伝熱管として小径管がない形態であっても差し支えない。横断面形状が楕円形でなく円形であってもよい。フィン及び伝熱管の向きも上記形態と逆であってもよいし、フィン及び伝熱管は1段でなく複数段設けてもよい。
さらに、ファンユニットで燃料ガスと燃焼用空気とを混合した混合気をチャンバへ供給する予混合式となっているが、これに限らず、ファンからは燃焼用空気のみを供給させてファンの下流側で燃料ガスと燃焼用空気とをチャンバに導入させる給湯器であっても本発明は適用可能である。
In addition, the form of the burner and the primary heat exchanger, the arrangement of the fan unit, the arrangement of the controller, and the like can be changed as appropriate. The present invention can also be applied to a water heater that does not have to be of the reverse combustion type and has a secondary heat exchanger above the primary heat exchanger.
Also, in the primary heat exchanger, the number of large-diameter tubes can be appropriately increased or decreased, and there is no problem even if there is no small-diameter tube as the heat transfer tube. The cross-sectional shape may be circular instead of elliptical. The directions of the fins and the heat transfer tubes may be reversed from the above embodiment, and the fins and the heat transfer tubes may be provided in multiple stages rather than in one stage.
Furthermore, the fan unit is a premixed type that supplies a mixture of fuel gas and combustion air to the chamber. The present invention can also be applied to a water heater that introduces fuel gas and combustion air into a chamber on the side.

1・・給湯器、2・・筐体、3・・内胴、4・・バーナ、5・・一次熱交換器、6・・二次熱交換器、7・・排気部、8・・ファンユニット、10・・ガス供給ユニット、12・・コントローラ、14・・上ケーシング、20・・中ケーシング、21・・フィン、22・・伝熱管、23・・大径管、24・・小径管、26・・接続管、30・・出湯管、35・・下ケーシング、36・・ペアプレート、37・・伝熱プレート、38・・突条、38a・・幅広部、39・・内部流路、40・・流入部、41・・流出部、42・・排気通路、43・・流入経路、45・・流出経路、47・・給水管、50・・ドレン受け、51・・排気ダクト。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1... Water heater, 2... Housing, 3... Inner body, 4... Burner, 5... Primary heat exchanger, 6... Secondary heat exchanger, 7... Exhaust part, 8... Fan Unit 10 Gas supply unit 12 Controller 14 Upper casing 20 Middle casing 21 Fin 22 Heat transfer tube 23 Large diameter tube 24 Small diameter tube 26... Connection pipe, 30... Hot water discharge pipe, 35... Lower casing, 36... Pair plate, 37... Heat transfer plate, 38... Projection, 38a... Wide portion, 39... Internal flow path, 40... Inflow part, 41... Outflow part, 42... Exhaust passage, 43... Inflow route, 45... Outflow route, 47... Water supply pipe, 50... Drain receiver, 51... Exhaust duct.

Claims (2)

顕熱回収用の一次熱交換器と、潜熱回収用の二次熱交換器とを備えた給湯器であって、
前記一次熱交換器は、バーナが取り付けられる第1ケーシング内の下部に、複数のフィンを厚み方向へ所定間隔をおいて並設すると共に、各フィンを貫通して上流端が前記二次熱交換器に接続され、下流端が出湯管に接続される伝熱管を配設してなると共に、
前記伝熱管は、前記第1ケーシング内で各前記フィンを蛇行状に貫通して上流端が接続管を介して前記二次熱交換器に接続される大径管と、当該大径管よりも小径で前記第1ケーシングの外部に配設されて前記大径管に接続され、下流端が出湯管に接続される小径管とを含んでなり、
前記二次熱交換器は、2枚の伝熱プレートを互いに組み合わせて両前記伝熱プレート間に内部流路を形成したペアプレートを、第2ケーシング内に厚み方向へ複数組並設して各前記ペアプレート間に燃焼排気が通過する排気通路を形成すると共に、各前記内部流路の両端同士を連通させて一端に、給水管が接続される流入経路を、他端に、前記接続管が接続される流出経路をそれぞれ形成してなり、
各前記伝熱プレートに、燃焼排気の通過方向に対して所定角度傾斜して直線状に伸びる複数の突条を所定間隔をおいて並設して、各前記突条の間に前記排気通路を形成すると共に、
少なくとも一部の前記突条における少なくとも前記通過方向の下流側の端部に、隣接する前記突条との間の前記排気通路を前記通過方向の上流側よりも狭くする幅広部が形成されていることを特徴とする給湯器
A water heater comprising a primary heat exchanger for sensible heat recovery and a secondary heat exchanger for latent heat recovery,
The primary heat exchanger has a plurality of fins arranged side by side at predetermined intervals in the thickness direction in the lower part of the first casing to which the burner is attached, and the upstream end penetrates each fin and the secondary heat exchange a heat transfer pipe connected to the vessel and having a downstream end connected to the hot water discharge pipe;
The heat transfer tubes include a large diameter tube which penetrates each of the fins in the first casing in a meandering manner and whose upstream end is connected to the secondary heat exchanger via a connecting pipe, and a small-diameter pipe arranged outside the first casing and connected to the large-diameter pipe, the downstream end of which is connected to a tapping pipe;
The secondary heat exchanger includes a plurality of pairs of pair plates, each pair of which is formed by combining two heat transfer plates to form an internal flow path between the two heat transfer plates, arranged side by side in the thickness direction in the second casing. An exhaust passage through which the combustion exhaust passes is formed between the pair plates, and both ends of each of the internal passages are communicated with one end of which is connected to a water supply pipe , and the other end of which is connected to the connection pipe. each forming a connected outflow path ,
Each of the heat transfer plates is provided with a plurality of ridges extending linearly at a predetermined angle with respect to the passage direction of the combustion exhaust, and the exhaust passage is formed between the ridges. along with forming
At least a downstream end portion of at least some of the ridges in the passage direction is formed with a wide portion that narrows the exhaust passage between the adjacent ridges compared to the upstream side in the passage direction. A water heater characterized by:
前記幅広部は、前記突条の幅を前記通過方向の上流端から下流端へ行くに従って徐々に広くするテーパ状とすることで形成されていることを特徴とする請求項1に記載の給湯器2. The water heater according to claim 1, wherein the wide portion is formed in a tapered shape in which the width of the ridge is gradually widened from an upstream end to a downstream end in the passage direction. .
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