JPH0744880Y2 - 熱交換器 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 産業上の利用分野 この考案は、たとえば暖房装置の蒸発器として使用され
る熱交換器に関し、さらに詳しくいえば、石油バーナま
たはガスバーナ等の燃焼熱によって熱媒体を蒸発させる
蒸発器として使用される熱交換器に関する。

この明細書において、前後は燃焼室本体の長さ方向を基
準とし、前とは第１図に矢印（Ａ）で示す方向を指し、
後とはこれと反対側を指すものとする。また、上下は第
１図および第２図の上下を指すものとする。さらに、左
右は第２図の左右を指すものとする。

従来の技術 従来、この種熱交換器としては、第６図に示すように、
アルミニウム押出型材製円筒状燃焼室本体（50）の周壁
に、本体（50）の軸線方向に伸びる貫通孔（51）が円周
方向に所定間隔をおいて複数形成され、複数のヘアピン
状熱媒体流通管（52）の直管部が隣り合う貫通孔（51）
内に挿通させられ、各ヘアピン状熱媒体流通管（52）が
Ｕ字状連結管（53）で連結されたものが使用されてい
た。

考案が解決しようとする課題 ところが、上記従来の熱交換器では、熱媒体流通路が熱
媒体流通管（52）の屈曲部および連結管（53）において
それぞれＵ形に屈曲されたものとなっているので、圧力
損失が大きくなるという問題があった。また、熱媒体流
通路の面積が小さいという問題があった。その結果、熱
交換効率が十分ではないという問題があった。

この考案の目的は、上記問題を解決した熱交換器を提供
することにある。

課題を解決するための手段 この考案による熱交換器は、頂壁部、頂壁部の左右両側
縁に連なって下方に伸びた左右両側壁部および前後両壁
を備えており、かつ下方に開口した燃焼室と、内部に上
下に伸びる複数の熱媒体流通路を有し、かつ燃焼室の左
右両側壁部の外面にそれぞれろう付された２つの偏平状
熱媒体流通管と、両偏平状熱媒体流通管の上端にそれぞ
れ接続された直管状出口側ヘッダと、両偏平状熱媒体流
通管の下端にそれぞれ接続された直管状入口側ヘッダ
と、垂直状熱媒体供給管と、逆Ｖ字状で、かつ長さの中
間部である上端部が垂直状熱媒体供給管の下端に接続さ
れているとともに、長さの両端である下端部が垂直管状
入口側ヘッダに接続されている分岐管とよりなるもので
ある。

作用 この考案の熱交換器は、頂壁部、頂壁部の左右両側縁に
連なって下方に伸びた左右両側壁部および前後両壁を備
えており、かつ下方に開口した燃焼室と、内部に上下に
伸びる複数の熱媒体流通路を有し、かつ燃焼室の左右両
側壁部の外面にそれぞれろう付された２つの偏平状熱媒
体流通管と、両偏平状熱媒体流通管の上端にそれぞれ接
続された直管状出口側ヘッダと、両偏平状熱媒体流通管
の下端にそれぞれ接続された直管状入口側ヘッダとを備
えているので、入口側ヘッダから偏平状熱媒体流通管に
流入した熱媒体は、熱媒体流通路内を上方に流れ、出口
側ヘッダに至る。そして、偏平状熱媒体流通管にはＵ形
屈曲部は存在しないので、圧力損失が従来のものに比べ
て小さくなる。しかも、熱媒体流通路の面積が従来のも
のに比べて大きくなる。

また、垂直状熱媒体供給管と、逆Ｖ字状で、かつ長さの
中間部である上端部が垂直状熱媒体供給管の下端に接続
されているとともに、長さの両端である下端部が両直管
状入口側ヘッダに接続されている分岐管とを備えている
ので、垂直状熱媒体供給管を流下してきた流体は、自身
の重力により分岐管に流入し、両入口側ヘッダに向かっ
て均等に分流される。

実施例 以下、この考案の実施例を、図面を参照して説明する。
以下の説明において、「アルミニウム」という語には、
純アルミニウムのほかにアルミニウム合金を含むものと
する。

第１図から第３図は暖房装置の蒸発器として使用される
熱交換器を示す。

第１図から第３図において、熱交換器（１）は、頂壁部
（２）および頂壁部（２）の左右両側縁に連なって下方
に伸びた左右両側壁部（３）よりなりかつ下方に開口し
たアルミニウム製燃焼室本体（４）と、燃焼室本体
（４）の前後両端にかしめ止められて燃焼室本体（４）
の前後両端開口を塞ぐアルミニウム製蓋（５）（前後両
壁）とからなる燃焼室（10）を備えている。左右両側壁
部（３）間に２つのアルミニウム製コルゲートフィン
（６）配置され、左右両側壁部（３）にそれぞれろう付
されている。左右両側壁部（３）の外面に、内部に上下
に伸びる多数の熱媒体流通路（８）を有するアルミニウ
ム製偏平状熱媒体流通管（７）が沿わされて、左右両側
壁部（３）にろう付されている。両偏平状熱媒体流通管
（７）の上端にそれぞれアルミニウム製直管状出口側ヘ
ッダ（9A）がろう付され、同じく下端にアルミニウム製
直管状入口側ヘッダ（9B）がろう付されている。

燃焼室本体（４）の頂壁部（２）は中央部が上方に突出
した円弧状である。左右両側壁部（３）は、頂壁部
（２）の左右両側縁に連なりかつ頂壁部（２）と同一の
曲率半径を有するとともに中央部が外方に突出した円弧
状部（11）と、円弧状部（11）の下縁に連なって下方に
伸びた垂直部（12）とよりなる。そして、頂壁部（２）
と左右両側壁部（３）の円弧状部（11）とがあわさっ
て、横断面欠円形となされている。また、垂直部（12）
の下縁には外方水平屈曲部（13）が一体的に設けられて
いる。燃焼室本体（４）は、たとえばアルミニウムブレ
ージングシートを曲げることにより形成される。アルミ
ニウムブレージングシートの両面には、予め亜鉛メッキ
浴中に無通電状態で浸漬して極薄の亜鉛皮膜を形成した
後、上記と同様の亜鉛メッキ浴を用いた電気メッキ法に
より亜鉛メッキ層を形成しておくのがよい。そうする
と、ろう付工程時の加熱によって、アルミニウムブレー
ジングシートに形成されていた亜鉛メッキ層がアルミニ
ウム中に拡散させられて、防蝕のために亜鉛拡散層が形
成される。

蓋（５）の周縁全体のうち下縁を除いた部分には、横断
面横倒Ｕ字形の挟着部（14）が設けられており、この挟
着部（14）で燃焼室本体（４）の前後両端を挟着するこ
とによって燃焼室本体（４）に固定されている。また、
前端の蓋（５）には、石油バーナ挿入用開口（15）が形
成されている。

コルゲートフィン（６）は、その平坦部が、前後方向と
直交するような垂直面上にくるように配置されている。

偏平状熱媒体流通管（７）は、その熱媒体流通路（８）
が、頂壁部（２）および左右両側壁部（３）の円弧状部
（11）の円周方向に伸びるように、左右両側壁部（３）
外面に密着させられてろう付されている。また、偏平状
熱媒体流通管（７）の上下両端部は、外側方に水平に向
くように曲げられており、その先端がそれぞれ出口側お
よび入口側ヘッダ（9A）（9B）に接続されている。上記
屈曲部（16）で示す。また、偏平状熱媒体流通管（７）
の隣り合う熱媒体流通路（８）どうしを仕切る全ての隔
壁（17）のうち、前後方向に所定間隔をおいた位置にあ
る複数のものは、他のものよりも厚肉となされている。
厚肉の隔壁を（17A）で示す。偏平状熱媒体流通管
（７）の表面には、予め亜鉛メッキ浴中に無通電状態で
浸漬して極薄の亜鉛皮膜を形成した後、上記と同様の亜
鉛メッキ浴を用いた電気メッキ法により亜鉛メッキ層を
形成しておくのがよい。そうすると、ろう付工程時の加
熱によって、熱媒体流通管（７）表面に形成されていた
亜鉛メッキ層がアルミニウム中に拡散させられて、防蝕
のための亜鉛拡散層が形成される。

上側の出口側ヘッダ（9A）の後端が、左右方向に伸びか
つ両端が閉鎖されたアルミニウム製集合管（22）に接続
されている。出口側ヘッダ（9A）の前端は閉鎖されてい
る。そして、集合管（22）に熱媒体排出管（23）が接続
されている。入口側ヘッダ（9B）の前端どうしは、平面
から見て略Ｕ字形であるアルミニウム製管状連結部材
（18）によって連結されており、この連結部材（18）に
オイル抜き管（21）が接続されている。また、両ヘッダ
（9A）（9B）の周壁には、それぞれ軸線方向に伸びる長
孔（24）が形成されており、偏平状熱媒体流通管（７）
の両端屈曲部（16）の先端が長孔（24）を通ってヘッダ
（9A）（9B）内に挿入されてヘッダ（9A）（9B）の周壁
にろう付されている。

熱媒体排出管（23）のさらに後方に、垂直状熱媒体供給
管（19）が配置されている。熱媒体供給管（19）の下端
は、第４図に詳しく示すように、逆Ｖ字状の分岐管（2
0）における長さの中間部である上端部に接続されてい
る。分岐管（20）の長さの両端である下端部は、前方に
屈曲されて入口側ヘッダ（9B）に接続されている。分岐
管（20）の逆Ｖ字をなす２つの管部（20a）は、下方に
向かって左右方向外側に傾斜している。

熱媒体出口管（23）、集合管（22）、熱媒体供給管（1
9）、分岐管（20）および管状連結部材（18）を形成す
るための素材の表面には、亜鉛メッキ浴中に無通電状態
で浸漬して極薄の亜鉛皮膜を形成した後、上記と同様の
亜鉛メッキ浴を用いた電気メッキ法により亜鉛メッキ層
を形成し、ついでこれを加熱して亜鉛を拡散させる防蝕
処理を施しておくことが好ましい。

第５図には、上記熱交換器（１）を蒸発器として使用し
た暖房装置が示されている。

暖房装置は、たとえばフレオンが熱媒体として使用され
るものであって、室内ユニット（26）と室外ユニット
（27）を備えている。室内ユニット（26）は、空気吸込
口（28）および空気吹出口（29）を有するケーシング
（30）内に凝縮器（31）および送風機（32）が具備せし
められたものである。熱交換器（１）は、室外ユニット
（27）のケーシング（33）内に配置されており、その入
口側ヘッダ（9B）と凝縮器（31）の出口側ヘッダ、およ
び出口側ヘッダ（9A）と凝縮器（31）の入口側ヘッダと
がそれぞれ導管（34）（35）で接続されている。室外ユ
ニット（27）のケーシング（33）内において、一方の導
管（34）の途上には逆止弁（36）およびレシーバ（37）
がこの順序で凝縮器（31）側から設けられている。他方
の導管（35）の途上には逆止弁（38）が設けられてい
る。熱交換器（１）の燃焼室（10）内には石油バーナ
（39）が配置され、このバーナ（39）の燃焼熱によって
偏平状熱媒体流通管（７）内を流れる熱媒体が加熱気化
せしめられるようになっている。また、燃焼室（10）の
下端開口には、先端がケーシング（33）の外部まで伸び
た排ガス管（図示略）が接続されており、この排ガス管
により排ガスが大気中に放出されるようになっている。

このような構成において、石油バーナ（39）の燃焼ガス
は、左右両側壁部（３）間のフィン（６）の間を通って
下方に流れる。凝縮器（31）から導管（34）を通って流
れてきた液状熱媒体は、熱媒体供給管（19）から分岐管
（20）の２つの管部（20a）によって均等に２つに分流
され、入口側ヘッダ（9B）を経て偏平状熱媒体流通管
（７）内に流入する。この液状熱媒体は、偏平状熱媒体
流通管（７）の流通路（８）内を流れる間に石油バーナ
（39）の燃焼熱により加熱気化せしめられ、出口側ヘッ
ダ（9A）から熱媒体出口管（23）および導管（35）を通
って凝縮器（31）に送られる。そして、凝縮器（31）を
通過する間に、送風機（32）により吸込口（28）を通っ
てケーシング（30）内に吸込まれた室内空気に放熱して
液化し、導管（34）を通って再度熱交換器（１）の入口
側ヘッダ（9B）に送られる。ケーシング（30）内におい
て凝縮器（31）を通過する熱媒体から熱を奪った空気
は、吹出口（29）から室内に吹出され、この空気により
室内が暖房される。

上記実施例においては、この考案の熱交換器が石油バー
ナを使用する蒸発器として用いられているが、これに限
るものではない。すなわち、ガスバーナを使用する蒸発
器や、そのほかの種々の熱交換器にも適用可能である。

考案の効果 この考案の熱交換器によれば、上述のように、偏平状熱
媒体流通管内を流れるさいの圧力損失が従来のものに比
べて小さくなる。しかも、熱媒体流通路の面積が従来の
ものに比べて大きくなる。したがって、熱交換効率が向
上する。

また、垂直状熱媒体供給管を流下してきた流体は、自身
の重力により分岐管に流入し、両入口側ヘッダに向かっ
て均等に分流されるので、両入口側ヘッダに熱媒体を等
量ずつ供給することができる。したがって、これによっ
ても熱交換効率が向上する。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの考案の熱交換器の実施例を示す斜視図、第
２図は第１図のII−II線に沿う断面図、第３図は第２図
のIII−III線に沿う断面端面図、第４図は熱交換器の一
部分を示す部分切欠き斜視図、第５図は第１図に示す熱
交換器を使用した暖房装置を示す概略図、第６図は従来
の熱交換器の斜視図である。 （１）…熱交換器、（２）…頂壁部、（３）…左右両側
壁部、（５）…蓋（前後両壁）、（７）…偏平状熱媒体
流通管、（８）…熱媒体流通路、（9A）…出口側ヘッ
ダ、（9B）…入口側ヘッダ、（10）…燃焼室、（19）…
熱媒体供給管、（20）…分岐管。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】頂壁部、頂壁部の左右両側縁に連なって下
   方に伸びた左右両側壁部および前後両壁を備えており、
   かつ下方に開口した燃焼室と、内部に上下に伸びる複数
   の熱媒体流通路を有し、かつ燃焼室の左右両側壁部の外
   面にそれぞれろう付された２つの偏平状熱媒体流通管
   と、両偏平状熱媒体流通管の上端にそれぞれ接続された
   直管状出口側ヘッダと、両偏平状熱媒体流通管の下端に
   それぞれ接続された直管状入口側ヘッダと、垂直状熱媒
   体供給管と、逆Ｖ字状で、かつ長さの中間部である上端
   部が垂直状熱媒体供給管の下端に接続されているととも
   に、長さの両端である下端部が両直管状入口側ヘッダに
   接続されている分岐管とよりなる熱交換器。