JPH031586B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （利用分野及び発明の詳細な説明） 本発明は、熱交換器、特に、大容量の熱交換器
において、小容量の熱交換を行う場合のドレンの
発生を防止するものであり、このため、複数の吸
熱管を平面的に配列した吸熱部を上下二段に配列
するとともに燃焼排気の下流側に位置する吸熱部
の被加熱流体を少なくするようにしたものであ
る。

（従来技術及びその問題点） 熱交換器の吸熱部にドレンを発生させないよう
にしたものとして、すでに、実開昭58−11646号
公報に開示されている。

この従来のものでは、第３図の如く、フイン１
０，１０を具備させた吸熱管１１，１１群を平面
的に並設するとともに相互に連通させて吸熱部１
を形成し、この吸熱部１を缶体２の上端開口部に
位置させ、被加熱流体の前記吸熱部１への入口１
２を中央部の吸熱管１１に設け、両端の吸熱管１
１，１１の出口部を相互に合流させた構成をと
る。

このものでは、缶体(2)の開口端を横切る吸熱管
１１，１１群の雰囲気温度（燃焼排気温度）が最
も高い部分に被加熱流体の入口１２が位置するこ
ととなるから、吸熱管１１，１１の入口部分の温
度が平均化されてドレンの発生が防止できる。

ところが、この従来のものを、小型大容量で、
しかも、缶体２内に上下二段に吸熱部を並設した
形式の熱交換器に、そのまま採用した場合には、
ドレンの発生を防止し得ないとともに配管が複雑
となる。

小型大容量の熱交換器では、バーナの燃焼量を
大きくするために燃焼用空気をフアンによつて強
制的に送り込む構成を採用することとなり、燃焼
室断面積を小さくした上で十分な熱交換面積を確
保しようとすると、上記のように、吸熱管１１，
１１群からなる吸熱部を燃焼排気の流れの方向に
並設することとなるからである。この場合、被加
熱流体の流れの方向の如何にかかわらず、上方の
吸熱部の雰囲気温度と下方の吸熱部の雰囲気温度
に大幅な温度差がある。すなわち、燃焼排気から
被加熱流体への熱交換の大部分が、下方の吸熱部
において行なわれて、上方の吸熱部の雰囲気温度
が大幅に低温度となるからである。

ドレンは、吸熱管及びフインの温度が、雰囲気
ガスの湿り度合との関係から決定される一定温度
以上に高められていない場合、雰囲気温度が低い
条件下で発生しやすいことから、上方の吸熱部に
非加熱状態の被加熱流体をそのまま供給すると、
この部分でドレンが発生することとなるのであ
る。

他方、各吸熱部毎に上記従来の構成を採用した
場合には、上記問題点はある程度緩和されるかも
しれないが、同様な理由でドレンの発生を確実に
抑えることは困難であり、加えて、被加熱流体用
の配管が一層複雑となる。

（技術的課題） 本発明は、小型大容量の熱交換器で、缶体２内
に上下二段に吸熱部１ａ，１ｂを並設した形式の
熱交換器において、小容量の熱交換をさせた場合
でも、ドレンが発生しないようにするため、上方
（燃焼排気の下流側）の吸熱部１ａ側が高温度に
維持されるようにすることをその技術的課題とす
る。

（手段） 上記技術的課題を解決するために講じた本発明
の技術的手段は、缶体２の下部に設けるバーナ３
を強制燃焼式のバーナとするとともに、この缶体
の上部に吸熱管１１，１１群からなる吸熱部１
ａ，１ｂを位置させ、上方の吸熱部１ａを迂回す
るバイパス回路４を缶体２の外部に形成したこと
である。

（作用） 本発明の上記技術的手段は次のように作用す
る。

バーナ３は強制燃焼式であることから、缶体２
の断面における温度分布は、大気バーナに比べて
平均化され、下方の吸熱部１ｂの雰囲気温度は全
域的に高温度となる。一般に、吸熱部１ａ，１ｂ
にドレンが発生するか否かは、吸熱管１１及びフ
イン１０の表面温度と雰囲気ガスの温度によつて
決定される。

上方吸熱部１ａの雰囲気温度は下方の吸熱部１
ｂのそれに比べて大幅に低温度となるが、この吸
熱部１ａにはバイパス回路４が設けられているか
ら、この吸熱部１ａを介する被加熱流体の流量
は、吸熱部１ｂを介するそれに比べて大幅に少な
くなる。

従つて、この吸熱部１ａを構成する吸熱管１
１，１１は、フイン１０，１０の表面温度は、バ
イパス回路４を設けないものに比べて大幅に高温
度に維持されることとなる。又、この温度は、バ
イパス回路(4)の流量割合を大きくする程、高温度
となる。

（効果） 本発明は上記構成であるから、次の特有の効果
を有する。

燃焼排気温度の低温域となる上方の吸熱部１ａ
における吸熱管１１，１１及びフイン１０，１０
の温度は高温度に維持されるから、この部分での
ドレンの発生が防止できる。

又、上方の吸熱部１ａにバイパス回路４を付加
するだけであるから、被加熱流体用の配管が複雑
にならない。

（実施例） 以下、本発明の実施例を第１図〜第２図に基い
て説明する。

この実施例では、バーナ３としてプレミツクス
型のバーナを採用し、缶体２の下部を区画する炎
孔板３１多数の炎孔３２，３２が貫通形成され、
この炎孔板３１の下方の空室３３内にフアン５に
より強制的に燃焼用空気を送り込む構成とし、さ
らに、このフアン５から前記空室３３内への通路
に吐出口３４を設けている。従つて、このもので
は、空気とガスとがこの空室３３内で強制的に混
合されて、炎孔３２，３２から噴出し、この部分
で燃焼する。

このものでは、炎孔板３１の全域に３０，３０
が配設されているから、燃焼排気は、缶体２内で
均一に上昇する。従つて、缶体２の断面における
温度分布は均一化されたものとなる。

炎孔板３１の上方に形成される燃焼室には、第
２図の如く、それぞれ、複数の吸熱管１１，１１
を連通並列させた吸熱部１ａ，１ｂが上下二段に
並設されるとともに、上方の吸熱部１ｂにはバイ
パス回路４が缶体２を迂回するように接続されて
いる。

尚、この実施例では、吸熱部１ａ側とバイパス
回路４側の流量比率を３：７に設定してある。上
記形式の熱交換器において、最大供給能力を
25deg×16／minとした場合、最小給湯能力状
態として、25deg×３／minの最小給湯時にも、
ドレンが生じなかつた。

次に、第１図の破線で示すように、バイパス回
路４に比例制御弁４１を挿入し、吸熱部１ａ側回
路に湯温又は管壁温度を検知する温度検知手段と
してのサーミスタ４３を取付け、このサーミスタ
４３からの出力を駆動回路４２に入力させ、この
駆動回路４２によつて、設定温度と前記検知温度
の差に対応する出力を比例制御弁４１に入力さ
せ、この出力に応じてバイパス回路４側の流量を
制御するようにすれば、ドレンの発生を防止する
効果が一層向上したものとなる。尚、この場合に
おいて、上記設定温度は、吸熱部１ａの熱交換量
からみて、この吸熱部１ａにドレンが発生せず、
しかも、沸騰しない温度に維持するための温度で
ある。従つて、サーミスター４３を取付けた部分
の温度が前記設定温度以下に降下すると、これに
対応した出力信号が駆動回路４２から比例制御弁
４１に入力させ、バイパス回路４側の流量が増量
され、逆に、吸熱部１ａ側の流量が絞られ、吸熱
部１ａ側の温度がドレンの発生の生じない程度に
維持されることとなる。

尚、以上の実施例では熱交換器を直立状態とし
たが、これを倒立状態で使用することも可能であ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例の説明図、第２図は吸
熱部１ａ，１ｂの平面図、第３図は従来例の説明
図であり、図中、 １ａ，１ｂ……吸熱部、１０……フイン、１１
……吸熱管、２……缶体、３……バーナ、４……
バイパス回路。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 小型大容量の熱交換器で、缶体２内に上下二
   段に吸熱部１ａ，１ｂを並設した形式の熱交換器
   において、缶体２の下部に設けるバーナ３を強制
   燃焼式のバーナとするとともに、この缶体の上部
   に吸熱管１１，１１群からなる吸熱部１ａ，１ｂ
   を位置させ、上方の吸熱部１ａを迂回するバイパ
   ス回路４を缶体２の外部に形成した熱交換器。