JPH0731088Y2 - 熱交換器 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 ［利用分野及び考案の概要］ 本考案は、熱交換器、特に風呂用熱交換器等のように、
角筒状の流体貯留部に流入管及び流出管を具備させた循
環式の熱交換器に関するものであり、前記流体貯留部の
断面形状を特定することにより熱交換器内の流体の循環
効率を向上させ、突沸現象等を防止するものである。

［従来技術及びその課題］ 風呂用の熱交換機では、従来、第４図及び第５図のよう
な所謂ジャケットタイプのものが多く採用され、角筒状
の主体部が全域に亙って中空部となった流体貯留部
（１）となっており、この流体貯留部（１）の構成壁の
対向内壁相互間に、多数のフィン（Ｆ）（Ｆ）を具備さ
せた吸熱管（２）を傾斜状態に連通接続させ、前記流体
貯留部（１）の外壁に一対の水管を連接している。これ
らの水管のうちの下方の水管は流入管（11）となり、上
方の水管が流出管（12）となる。そして、これら水管が
浴槽（Ｂ）との間で連通接続される。

この従来のものでは、前記吸熱管（２）の下方に設けた
加熱手段によってこの吸熱管（２）を加熱すると、吸熱
管（２）が傾斜状態にあることから、この吸熱管（２）
内に自然対流が生じ、浴槽（Ｂ）から流入管（11）を介
して流体貯留部（１）内に流入した非加熱水が吸熱管
（２）で加熱されて上昇し、流出管（12）を介して浴槽
（Ｂ）内に帰還する。従って、外部に設置した熱交換器
より浴槽（Ｂ）内が循環加熱できることとなる。

ところが、この従来のものでは、循環効率が不十分で、
場合によっては吸熱管（２）内において突沸現象が生じ
ることがある。

これは、第５図に示すように、前記従来のものでは、流
体貯留部（１）内の流路断面が一様に構成されているこ
とから、角筒状の流体貯留部（１）の外形及び内壁によ
って囲まれる範囲の大きさに制約がある条件下では、循
環において有効な部分の流路断面積を十分に大きく設定
できないからである。又、流入した非加熱水が円滑に流
れないからである。

本考案は、このような、『略角筒状に構成した中空の流
体貯留部（１）の外壁の上下に流入管（11）及び流出管
（12）を連接し、流体貯留部（１）の内周壁の対向壁間
に傾斜状態の吸熱管（２）を流体貯留部（１）と連通す
る態様で架設した形式の熱交換器』において、流体貯留
部（１）内への流入水が円滑に循環加熱されるようにし
て突沸現象を防止することをその課題とする。

［技術的手段］ 上記課題を解決するために講じた本考案の技術的手段は
『流体貯留部（１）における流入管（11）及び流出管
（12）と平行な一対のジャケット部（1a）（1b）の内壁
と外壁との間隔を一方から他方に向って徐々に縮小さ
せ、前記間隔の最大間隔部を流入管（11）及び流出管
（12）の配設壁面側に位置させ、吸熱管（２）を前記ジ
ャケット部（1a）（1b）の内壁間に架設した』ことであ
る。

［作用］ 本考案の上記技術的手段は次のように作用する。

上記構成の熱交換器では、ジャケット部（1a）（1b）の
断面が流入管（11）および流出管（12）の配設壁面側か
ら徐々に縮小する構成となっている。従って、熱交換時
においては流入管（11）から流入した非加熱流体はジャ
ケット部（1a）又はジャケット部（1b）の外壁に案内さ
れる態様で吸熱管（２）に達し、その後、この部分で加
熱されて他方のジャケット部からその外壁に案内される
態様で流出管（12）に達し、浴槽（Ｂ）に帰還する。

又、ジャケット部（1a）又はジャケット部（1b）におい
て、流入管（11）から吸熱管（２）の入口部まで、及
び、吸熱管（２）の出口部から流出管（12）までは、大
間隔域であるから、十分な流路断面が確保されており、
非加熱流体の流量抵抗は比較的少いものとなる。

［効果］ 本考案は上記構成であるから次の特有の効果を有する。

流入管（11）から吸熱管（２）の入口部迄の経路及び吸
熱管（２）の出口部から流出管（12）までの経路におい
ては、流体貯留部（１）の構成壁面によって非加熱流体
の流れの方向に案内された態様で循環し、しかも、この
区間では十分な流路断面積が確保できるから、流体貯留
部（１）内における非加熱流体の循環効率が改善され、
この結果突沸現象が防止できる。

［実施例］ 以下、本考案の実施例を第１図から第３図に基いて説明
する。

第１図・第２図に示す実施例では、流体貯留部（１）
を、相互に対向するジャケット部（1a）（1b）とこれら
の両端を繋ぐジャケット部（1c）（1d）とから構成し、
前記ジャケット部（1c）の外壁に流入管（11）及び流出
管（12）が連設され、ジャケット部（1a）（1b）の内壁
相互間に吸熱管（２）を架設連通させている。

そして、従来の風呂用の熱交換器と同様に、前記ジャケ
ット部（1c）におけるジャケット部（1a）側の下部には
流入管（11）が配設され、ジャケット部（1b）側の上部
には流出管（12）が連設されている。前記ジャケット部
（1a）及びジャケット部（1b）の横断形状は略台形状と
なっており、これらジャケット部の内外壁の間隔はジャ
ケット部（1c）側で大きく他方のジャケット部（1d）側
で小さくなる。そして、このジャケット部（1a）（1b）
の壁面構成が既述の作用を発揮する。

特に、この実施例の熱交換器では、ジャケット部（1c）
における内外壁の間隔をジャケット部（1d）のそれより
も大きく設定しているから、流入管（11）からの非加熱
水の流入及びジャケット部（1b）から前記ジャケット部
（1c）を経て流出管（12）に達する非加熱水の移動が一
層円滑なものとなる。

この実施例の熱交換器は、各ジャケット部の内壁を構成
する角筒体（10）の外周に外壁構成体（３）を捲回させ
て流体貯留部（１）を製作するようにしてある。

このためには、第３図に示すように、先ず、前記角筒体
（10）におけるジャケット部（1a）（1b）の内壁相当部
となる対向壁間に同図に示すようにフィン（Ｆ）（Ｆ）
を具備させた吸熱管（２）を架設する。このとき、吸熱
管（２）の両端部は予め角筒体（10）の壁面に形成した
開口部に溶接することとなる。

これとは別に、同図に示すような展開形状の外壁構成体
（３）を製作する。この外壁構成体（３）は、所定形状
の板材を折曲げて全体としてチャンネル状に構成してあ
り、一定幅の帯状部の上下両辺部に立上がり部を具備さ
せ、この立上がり部の先端からシーム溶接代を外側に屈
曲させた構成となっている。そして、ジャケット部（1
c）の外壁に相当する第１チャンネル部（3c）、ジャケ
ット部（1b）の外壁に相当する第２チャンネル部（3
b）、ジャケット部（1d）の外壁部に相当する第３チャ
ンネル部（3d）及びジャケット部（1a）の外壁に相当す
る第４チャンネル部（3a）が、それぞれこの順序で連続
する構成となっている。

各チャンネル部は既述のジャケット部の外壁及び上下の
壁面を具備する構成となっており、第１チャンネル部
（3c）の上下両辺に連設した立上がり部（31）（31）
は、その全域に亙って一定の高さに設定され、その先端
に一定幅のシーム溶接代（30）が屈曲形成されている。
第２チャンネル部（3b）の立上がり部（32）（32）はジ
ャケット部（1b）の横断形状に一致する台形状に構成さ
れており、第３チャンネル部（3d）側の高さが第１チャ
ンネル部（3c）側の高さに比べて低く設定されている。
第３チャンネル部（3d）の立上がり部（33）（33）は全
域に亙って一定の高さに設定され、この高さは立上がり
部（31）のそれよりも小さく設定されている。第４チャ
ンネル部（3a）の立上がり部（34）（34）は立上がり部
（32）と同様に台形状に設定されるが、第３チャンネル
部（3d）側の高さが他方の高さよりも低くして設定され
ている。そして、この実施例では前記立上がり部（34）
の形状と立上がり部（32）の形状とが対称形状となって
いる。又、各立上がり部相互は独立しており、これの両
端の端縁は、角筒体（10）に捲回させた状態において相
互に対接するように、傾斜辺となっている。

この外壁構成体（３）のシーム溶接代（30）（30）の端
縁相互間の間隔は既述の角筒体（10）の高さに一致させ
てあり、これを、各チャンネル部の境界で直角に折曲げ
るようにすると、角筒体（10）の外周に蜜に外嵌し、シ
ーム溶接代（30）（30）の端縁が角筒体（10）の上下の
端縁に一致する。そして、シーム溶接代（30）と角筒体
（10）と対接部をシーム溶接すると、前記外嵌状態に結
合される。ついで、各立上がり部の両端の傾斜辺相互の
接合部を溶接すると、各ジャケット部の上下の接合部の
気密が確保されたものとなる。

前記外壁構成体（３）では第１チャンネル部（3c）の端
辺及び第４チャンネル部（3a）の端辺全域にシーム溶接
代（35）が設けられており、このシーム溶接代（35）
（35）相互が上記外嵌状態では密着することとなる。そ
してこれらシーム溶接代（35）（35）相互をシーム溶接
し、上下両端相互をティグ溶接すると、ジャケット部
（1a）とジャケット部（1c）の外壁の境界部の気密が確
保されることとなる。

なお、各立上がり部相互の対接部の溶接の際にもティグ
溶接が採用できる。以上のように、各部材の接合部、換
言すれば、外壁構成体（３）の折曲げ体を外嵌させたと
きの隙間部分は、ティグ溶接又はシーム溶接によって気
密状態に接合されることとなる。

又、流入管（11）及び流出管（12）は所定の長さに切断
されたパイプを使用するが、この流入管（11）及び流出
管（12）も溶接によって第１チャンネル部（3c）に形成
した開口に取付けられる。この取付工程は、第３図のよ
うに、展開状態にある外壁構成体（３）に予め溶接して
おいても良く、この場合には、角筒体（10）に外嵌させ
た後、上記のように各部を溶接すると、熱交換器が完成
する。

以上のようにして熱交換器を製作する場合、角筒体（1
0）、吸熱管（２）及び外壁構成体（３）等はステンレ
ス鋼板の採用が可能となり、しかも、板材に絞り加工を
施すことなく、折曲げのみによって各部を製作できる利
点がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の実施例の平面図，第２図はその側面
図，第３図は分解斜視図，第４図・第５図は従来例の説
明図であり、図中， （１）……流体貯留部 （11）……流入管 （12）……流出管 （２）……吸熱管 （1a）（1b）……ジャケット部

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】略角筒状に構成した中空の流体貯留部
   （１）の外壁の上下に流入管（11）及び流出管（12）を
   連設し、流体貯留部（１）の内周壁の対向壁間に傾斜状
   態の吸熱管（２）を流体貯留部（１）と連通する態様で
   架設した形式の熱交換器において、流体貯留部（１）に
   おける流入管（11）及び流出管（12）と平行な一対のジ
   ャケット部（1a）（1b）の内壁と外壁との間隔を一方か
   ら他方に向って徐々に縮小させ、前記間隔の最大間隔部
   を流入管（11）及び流出管（12）の配設壁面側に位置さ
   せ、吸熱管（２）を前記ジャケット部（1a）（1b）の内
   壁間に架設した熱交換器。