JPH04148192A - 熱交換装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、暖房装置や排熱回収装置において冷媒や水な
どの潜熱螺体を蒸発させる熱交換装置に関するものであ
る。

従来の技術 従来この種の熱交換装置は、たとえば第４図および第５
図に示すように、縦方向の多数の熱媒通路３１を形成し
た熱媒通路部材３０と、これら多数の熱媒通路３１と上
下端で連通し熱媒通路部材３０に固着された上部ヘッダ
ー管３２および下部ヘッダー管３３と、熱媒通路部材３
０の片面に密着固定した伝熱隔Ｗ３４と、この伝熱隔壁
３４の反対面に固着された燃焼ガス伝熱フィン３５から
なり、さらに上部へラダー管３２にガス管３６を介して
気液分離器３７が取り付゛けられ、気液分離器３７の底
部は下降管３８によって下部ヘッダー３３と連結される
構成となっている。

上記構成において、バーナ３９により燃焼室４０で得ら
れた燃焼熱は燃焼ガス流入口４１を通して燃焼ガス伝熱
フィン３５により採熱され、さらに伝熱隔壁３４を通し
て熱媒通路３１に伝えられ、排気ガスは排気ガス通路４
２を通して排気部４３から排出される。

そこで、熱媒通路３１中の熱媒４４は加熱されて蒸発し
、気液二相流となって上部ヘッダー３２およびガス管３
６を通って気液分離器３７に入り、分離された液は下降
管３８により下部ヘッダー３３に循環流入し、再加熱さ
れる。一方、蒸気は気液分離器３７に接続された往管４
５を通って放熱器へ送られ、凝縮し液となって復管４０
を通り、下部ヘッダー３３に流入する。

発明が解決しようとする課題 しかし、このような構造の熱交換装置では、上部ヘッダ
ー３２の先に気液分離器３７を設け、気液二相状態とな
っている熱媒４４の液分を下降管３８で下部ヘッダー３
３に戻さなければならず、構成が複雑になり寸法が大き
くなるなどの問題があった。

また、燃焼ガス中のイオウ分、結露水などおよび高温ガ
スにより燃焼ガス伝熱フィンおよびフィン側熱蝋通路部
材は厳しい腐食環境にあり、孔食などによりフロン熱媒
が燃焼ガス中に洩れて有害ガス化するのを防止する必要
がある。前記熱交換器では、伝熱隔壁３４の両側に燃焼
ガス伝熱フィン３５と熱媒通路部材３０を固着させた二
重壁構造をとることにより対処しているが、上部ヘッダ
ー管３２および下部ヘッダー管３３を接続した複雑な形
状の熱媒通路部材３０を伝熱隔壁３４に固着させなけれ
ばならず、工程が複雑となり特殊な治具を必要とするな
どの問題があった。

本発明は上記課題を解決するもので、熱媒加熱通路、気
液分離器および下降管を一体化して、構成の簡略化と小
型化を図ることができ、さらに簡単な構成により二重壁
構造を作りだして、製作工程の簡略化、低コスト化を図
ることができる熱交換装置を提供することを目的とする
ものである。

課題を解決するための手段 上記課題を解決するために本発明の熱交換装置は、伝熱
隔壁と、この伝熱隔壁の片面に固着された高温ガス伝熱
フィンと、前記伝熱隔壁の前記高温ガス伝熱フィンとは
反対側に対応する位置に固着された熱媒加熱フィンと、
前記熱媒加熱フィンの上方に設けられた気液分離部と、
前記熱媒加熱フィンの横に設けられた液熱媒下降部材と
、前記熱媒加熱フィンおよび気液分離部および液熱媒下
降部材を密閉し上部ヘッダー部および下部ヘッダー部を
形成するように前記伝熱隔壁に固着されたサイドメンバ
ーおよび熱媒側プレートからなる構成としたものである
。

さらに、本発明の熱交換装置の高温ガス伝熱フィンと熱
媒加熱フィンは同ピッチ同位相を持ち、伝熱隔壁の表裏
面の同位置に固着した構成としたものである。

作用 本発明は上記した構成により、高温ガス伝熱フィンと伝
熱隔壁をはさみ同位置にある熱媒加熱フィンにより形成
された熱媒流路中を熱媒が流れて蒸発し、気液二相流と
なって気液分離部に導かれ、上部へラグ−の気液分離部
で分離された液体の熱媒はガス側に伝熱フィンの無い液
熱媒下降部材で形成された通路を通って下部ヘッダーに
戻され、再び気体の熱媒は熱媒加熱フィンにより形成さ
れた熱媒通路を通して上部ヘッダー部へ導かれる。

したがって、上部ヘッダー部の先に従来のような気液分
離器および下降管を設ける必要が無いので、構成を簡略
化、小型化することができる。

また同ピッチ同位相の高温ガス伝熱フィンと熱媒加熱フ
ィンを伝熱隔壁をはさんで同位置に固着させた単純な構
造により二重壁構造を作りだすことにより、製作工程の
簡略化、低コスト化を実現することができる。

実施例 以下本発明の一実施例を図面に基づいて説明する。

第１図（ａ）〜（Ｃ）は本発明の一実施例の熱交換装置
の一部切欠正面図、一部切欠裏面図および第１図（ａ）
におけるＡ−Ａ断面図を示し、第２図（ａ）（ｂ）は同
然交換装置の一部切欠正面斜視図および一部切欠裏面斜
視図である。

第１図および第２図において、１は伝熱隔壁であり、そ
の片面にはアルミニウム波形板により作られた高温ガス
伝熱フィン２ａ、２ｂが間隔をあけて上下位置にろう接
されて設けられており、その両側にろう接されて高温ガ
スサイドメンバー３が取り付けられ、さらに前面に高温
ガス側グレート４が密着して取り付けられ、この高温ガ
ス側プレート４の中央には高温ガス伝熱フィン２ａ。

２ｂ間の間隔に対応して高温ガス人口５が設けられ、高
温ガス伝熱フィン２ａ、２ｂにより中央の高温ガス人口
５とそれぞれの高温ガス伝熱フィン２ａ、２ｂの上下端
の排ガス出口６ａ、６ｂを連通する高温ガス通路７が形
成され、これらで高温ガス伝熱部８が構成されている。

また伝熱隔壁１の他面には、高温ガス伝熱部８の高温ガ
ス伝熱フィン２ａ、２ｂに対応して、この高温ガス伝熱
フィン２ａ、　２ｂと同ピッチ同位相を持つアルミニウ
ム波形板により作られた熱媒加熱フィン９がろう接され
て設けられており、この熱媒加熱フィン９の両横には上
端が熱媒加熱フィン９より短い液熱媒下降フィン１０が
連続して設けられており、さらに熱媒加熱フィン９の上
方に気液分離部１１が伝熱隔壁１に固定して設けられて
いる。また、熱媒加熱フィン９および液熱媒下降フィン
１０および気液分離部１１を囲む位置に、気液分離部１
１より上方で上部ヘッダー部１２を、フィン９．１０よ
り下方で下部ヘッダー部１３を互いに独立して形成する
熱媒側サイドメンバー１４が伝熱隔壁１にろう接されて
設けられており、さらに前面に熱媒側プレート１５が密
着して取り付けられており、この熱媒側サイドメンバー
１４と熱媒側プレート１５により熱媒加熱フィン９およ
び液熱媒下降フィン１０および気液分離部１１を密閉し
、前記熱媒加熱フィン９により下部ヘッダー部１３と上
部ヘッダー部１２を連通する熱媒通Ｈ１６が形成され、
液熱媒下降フィン１０により液熱媒下降通路１７が形成
され、これらで熱媒伝熱部１８が構成されている。

なお、熱媒側プレート１５の上部ヘッダー部１２および
下部ヘッダー部１３に対応する位置にはそれぞれ往管１
９および復管２０が取り付けられており、放熱器と接続
する構成となっている。

第３図は伝熱隔壁１と高温ガス伝熱フィン２ａ。

２ｂおよび熱媒加熱フィン９の要部断面図を示し、熱媒
加熱フィン９は高温ガス伝熱フィン２ａ。

２ｂと同じピッチであり、かつ伝熱隔壁１をはさみ同位
相となる位置にろう接されている。したがって、熱媒通
路１６を通過する二相流の熱媒２１ａは必ず伝熱隔壁１
と高温ガス伝熱フィン２ａ、２ｂまたは熱媒加熱フィン
９からなる二重壁を通して、高温ガス通路７を通過する
高温ガス２２により加熱される構成となっている。

上記熱交換装置において、燃焼ガスなどの高温ガス２２
は高温ガス人口５から入り、高温ガス通路７の伝熱フィ
ン２ａ、２ｂを通り排ガス出口６ａ。

６ｂより排気される。放熱器より復管２０を通って戻っ
てきた液熱媒は下部ヘッダー部１３に入り熱媒通路１６
に分流し、高温ガス伝熱フィン２ａ、２ｂから伝熱隔壁
１を通して熱媒加熱フィン９に伝熱された熱を受ける。

そこで加熱された液熱媒は気化蒸発を開始し、気液二相
状態となった熱媒２１ａは熱媒通路１６を上昇し、気液
分離部１１に入る。気液分離部１１では二相流の熱媒２
１ａの運動方向を急激に変えることによって気液を分離
し、液熱媒２１ｂは液熱媒下降通路１７を通して下部ヘ
ッダー部１３に戻り、気相熱媒２１ｃは上部ヘッダー部
１２に導かれ、往管１９を通り放熱器へ入る。

また、高温ガス２２と熱媒２１ａは必ず高温ガス伝熱フ
ィン２ａ、２ｂと伝熱隔壁１、あるいは伝熱隔壁１と熱
媒加熱フィン９の二重壁を通して接しており、孔食等に
よる有害ガス発生を防止する構造となっている。

発明の効果 以上のように本発明の熱交換装置によれば、次の効果が
得られる。

（１）伝熱隔壁の両側にプレートフィン型の高温ガス伝
熱部と熱媒伝熱部を固着し、この熱媒伝熱部に気液分離
部と液熱媒下降部材とを内蔵させたことにより、外部に
気液分離器および液熱媒下降管を設ける必要が無く、構
成の単純化、小型化を実現することができる。

（２）同ピッチの高温ガス伝熱フィンと熱媒加熱フィン
を伝熱隔壁に同位相で固着させる簡単な構成により二重
壁構造が実現できるため、製作工程の簡略化、低コスト
化を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）〜（Ｃ）は本発明の一実施例による熱交換
装置の一部切欠正面図、一部切欠裏面図、および第１図
（ａ）におけるＡ−Ａ断面図、第２図（ａ）（ｂ）は同
然交換装置の一部切欠正面斜視図および一部切欠裏面斜
視図、第３図は要部の拡大断面図、第４図は従来の熱交
換装置の断面図、第５図は従来の熱交換装置の回路構成
図である。 １・・・伝熱隔壁、２ａ、２ｂ・・・高温ガス伝熱フィ
ン、３・・・高温ガス側サイドメンバー、４・・・高温
ガス側プレート、５・・・燃焼ガス入口、６ａ、６ｂ・
・・排ガス出口、７・・・高温ガス通路、８・・・高温
ガス伝熱部、９・・・熱媒加熱フィン、１０・・・液熱
媒下降フィン、１１・・・気液分離部、１２・・・上部
ヘッダー部、１３・・・下部ヘッダー部、１４・・・熱
媒側サイドメンバー、１５・・・熱媒側プレート、１６
・・・熱媒通路、１７・・・液熱媒下降通路、１８・・
・熱媒伝熱部、２１ａ・・・熱媒、２１ｂ・・・液熱媒
、 ２１ｃ・・・気相熱媒、 ２２・・・高温ガス。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、伝熱隔壁と、この伝熱隔壁の片面に固着された高温
   ガス伝熱フィンと、前記伝熱隔壁の前記高温ガス伝熱フ
   ィンとは反対側に対応する位置に固着された熱媒加熱フ
   ィンと、前記熱媒加熱フィンの上方に設けられた気液分
   離部と、前記熱媒加熱フィンの横に設けられた液熱媒下
   降部材と、前記熱媒加熱フィンおよび気液分離部および
   液熱媒下降部材を密閉し上部ヘッダー部および下部ヘッ
   ダー部を形成するように前記伝熱隔壁に固着されたサイ
   ドメンバーおよび熱媒側プレートを備えた熱交換装置。 ２、高温ガス伝熱フィンと熱媒加熱フィンは同ピッチ同
   位相を持ち、伝熱隔壁の表裏面の同位置に固着されてな
   る請求項１記載の熱交換装置。