JPH08178570A - 熱交換器 - Google Patents
熱交換器Info
- Publication number
- JPH08178570A JPH08178570A JP6321857A JP32185794A JPH08178570A JP H08178570 A JPH08178570 A JP H08178570A JP 6321857 A JP6321857 A JP 6321857A JP 32185794 A JP32185794 A JP 32185794A JP H08178570 A JPH08178570 A JP H08178570A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- heat exchanger
- tube
- water
- exhaust gas
- titanium
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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- Instantaneous Water Boilers, Portable Hot-Water Supply Apparatuses, And Control Of Portable Hot-Water Supply Apparatuses (AREA)
- Details Of Fluid Heaters (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 潜熱も回収できつ熱交換器を提供する。
【構成】 チタンまたはステンレス鋼から成る蛇腹管２
を燃焼排ガス通路である缶胴３内に設ける。
を燃焼排ガス通路である缶胴３内に設ける。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、チタンまたはステンレ
ス鋼から成る熱交換器、特に排ガスの潜熱を回収する熱
交換器に関する。
ス鋼から成る熱交換器、特に排ガスの潜熱を回収する熱
交換器に関する。
【０００２】
【従来の技術】燃焼排ガスの保有熱を水に回収して温水
を得るガス湯沸器は、燃焼排ガスの通路にフィン付の水
管から成る熱交換器を設け、これによって排ガスの保有
熱を回収している。ここで回収される熱量は、燃焼排ガ
スの保有する顕熱のみである。湯沸器から得られる温水
は、暖房または給湯に使われるものが大部分であり、そ
の温度は４０〜８０℃程度と比較的低いため、燃焼排ガ
スの有する潜熱も使いうるが、従来から腐食等の関係か
ら潜熱は充分に使わずに排気孔から排出されている。特
に最近は大形の湯沸器が使われるようになり、多量の利
用されない潜熱が無駄に捨てられている。
を得るガス湯沸器は、燃焼排ガスの通路にフィン付の水
管から成る熱交換器を設け、これによって排ガスの保有
熱を回収している。ここで回収される熱量は、燃焼排ガ
スの保有する顕熱のみである。湯沸器から得られる温水
は、暖房または給湯に使われるものが大部分であり、そ
の温度は４０〜８０℃程度と比較的低いため、燃焼排ガ
スの有する潜熱も使いうるが、従来から腐食等の関係か
ら潜熱は充分に使わずに排気孔から排出されている。特
に最近は大形の湯沸器が使われるようになり、多量の利
用されない潜熱が無駄に捨てられている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、潜熱
も回収することができる熱交換器を提供することであ
る。
も回収することができる熱交換器を提供することであ
る。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明は、チタンまたは
ステンレス鋼から成る蛇腹管を燃焼排ガス通路に設け、
前記蛇腹管内部に通水することを特徴とする熱交換器で
ある。また本発明は、燃焼排ガスの潜熱を回収すること
を特徴とする。
ステンレス鋼から成る蛇腹管を燃焼排ガス通路に設け、
前記蛇腹管内部に通水することを特徴とする熱交換器で
ある。また本発明は、燃焼排ガスの潜熱を回収すること
を特徴とする。
【０００５】
【作用】本発明に従えば、チタンまたはステンレス鋼で
熱交換器の水管が構成される。これによって燃焼排ガス
の潜熱を回収して、燃焼排ガス中の水蒸気が凝縮して
も、水管が腐食することはない。しかし水管の加工性
は、従来の銅管よりも悪く、燃焼排ガスの通路となる缶
胴を貫通して溶接し、これを反転するように曲げて多く
の経路を確保することは容易でない。このため、急角度
に曲げが容易な蛇腹状に水管を構成し、これを幾重にも
曲げて缶胴中に配置する。これによって水管が缶胴を貫
通するのは入口部と出口部とのみとなり、容易にチタン
またはステンレス鋼の熱交換器を得ることができる。ま
た蛇腹管の熱交換率は従来用いられていたフィン付管の
熱交換率と同一かそれよりも高い。
熱交換器の水管が構成される。これによって燃焼排ガス
の潜熱を回収して、燃焼排ガス中の水蒸気が凝縮して
も、水管が腐食することはない。しかし水管の加工性
は、従来の銅管よりも悪く、燃焼排ガスの通路となる缶
胴を貫通して溶接し、これを反転するように曲げて多く
の経路を確保することは容易でない。このため、急角度
に曲げが容易な蛇腹状に水管を構成し、これを幾重にも
曲げて缶胴中に配置する。これによって水管が缶胴を貫
通するのは入口部と出口部とのみとなり、容易にチタン
またはステンレス鋼の熱交換器を得ることができる。ま
た蛇腹管の熱交換率は従来用いられていたフィン付管の
熱交換率と同一かそれよりも高い。
【０００６】
【実施例】以下実施例でもって本発明をより具体的に説
明する。
明する。
【０００７】図１は本発明の熱交換器１を模式的に示し
た断面図、図５は従来用いられていた熱交換器５１を模
式的に示した断面図である。銅は比較的軟らかいので、
図５で示すように内部に水を通す銅管５２は、缶胴５３
を貫通して、その外部で比較的小さい曲率半径で折返す
ことができる。しかしチタンやステンレス鋼は硬く、図
５のような加工はできず、図６で示すように、これらの
材料でできた水管６２は缶胴６３を貫通して、別体のキ
ャップ６４で接続される。また銅管５２は蝋付などの工
法で簡単に缶胴５３に溶接でき、フィンの取付も簡単で
あるが、チタンやステンレス鋼の管６２は溶接に手間が
かかるので、缶胴６３との溶接の他に、キャップ６４の
溶接もあり、さらにフィンの溶接も加えると非常に多く
の工数を要する。これに対し、水管２を蛇腹状に構成す
れば、管の加工は工場等で比較的簡単に行え缶胴３との
溶接も水管２が缶胴３内に入る箇所と出る箇所の２箇所
でよく、工数が大幅に削減できる。なお蛇腹管は、凹凸
の間隔を外周部で大きく、内周部で小さくすることで容
易に曲げることができる。
た断面図、図５は従来用いられていた熱交換器５１を模
式的に示した断面図である。銅は比較的軟らかいので、
図５で示すように内部に水を通す銅管５２は、缶胴５３
を貫通して、その外部で比較的小さい曲率半径で折返す
ことができる。しかしチタンやステンレス鋼は硬く、図
５のような加工はできず、図６で示すように、これらの
材料でできた水管６２は缶胴６３を貫通して、別体のキ
ャップ６４で接続される。また銅管５２は蝋付などの工
法で簡単に缶胴５３に溶接でき、フィンの取付も簡単で
あるが、チタンやステンレス鋼の管６２は溶接に手間が
かかるので、缶胴６３との溶接の他に、キャップ６４の
溶接もあり、さらにフィンの溶接も加えると非常に多く
の工数を要する。これに対し、水管２を蛇腹状に構成す
れば、管の加工は工場等で比較的簡単に行え缶胴３との
溶接も水管２が缶胴３内に入る箇所と出る箇所の２箇所
でよく、工数が大幅に削減できる。なお蛇腹管は、凹凸
の間隔を外周部で大きく、内周部で小さくすることで容
易に曲げることができる。
【０００８】次に同一温度（たとえば２５０℃）の燃焼
排ガスを缶胴かの下から与えたときの蛇腹管とフィン付
管との熱交換率について考える。缶胴の大きさおよび管
の長さは同じであり、管の径と蛇腹管の平均径を同一に
して、チタン管で試験した。試験結果を表１に示す。
排ガスを缶胴かの下から与えたときの蛇腹管とフィン付
管との熱交換率について考える。缶胴の大きさおよび管
の長さは同じであり、管の径と蛇腹管の平均径を同一に
して、チタン管で試験した。試験結果を表１に示す。
【０００９】
【表１】
【００１０】管のみはフィンのないチタン管、ＮＯ１フ
ィン管は、従来のフィン付銅管と同一の大きさのフィン
を付したもので、ＮＯ２フィン管はフィンの面積を約４
０％拡大したものである。フィンの面積を拡大しても熱
交換率は僅かしか増えず蛇腹管の使用による管そのもの
の伝熱面積の増大が熱交換率に大きく寄与することがわ
かる。さらにフィンがないことによって缶胴に入る蛇腹
管の長さを約１５％増加させると、熱交換率は１．２％
上昇して９０．２％となった。
ィン管は、従来のフィン付銅管と同一の大きさのフィン
を付したもので、ＮＯ２フィン管はフィンの面積を約４
０％拡大したものである。フィンの面積を拡大しても熱
交換率は僅かしか増えず蛇腹管の使用による管そのもの
の伝熱面積の増大が熱交換率に大きく寄与することがわ
かる。さらにフィンがないことによって缶胴に入る蛇腹
管の長さを約１５％増加させると、熱交換率は１．２％
上昇して９０．２％となった。
【００１１】図２は蛇腹管２を缶胴３内に実際に配管し
た一例を示す平面図、図３は側面図である。矢符で示す
ように水は下から入って上から出る。缶胴３は、たとえ
ば０．６ｍｍのチタン板で高さ１９０ｍｍ、縦６２．２
ｍｍ、横１１２．６ｍｍに構成され、側板連結板４で連
結される。水管２はたとえば平均直径１５．９ｍｍのチ
タン管で、長さは１２３３．７ｍｍに構成される。
た一例を示す平面図、図３は側面図である。矢符で示す
ように水は下から入って上から出る。缶胴３は、たとえ
ば０．６ｍｍのチタン板で高さ１９０ｍｍ、縦６２．２
ｍｍ、横１１２．６ｍｍに構成され、側板連結板４で連
結される。水管２はたとえば平均直径１５．９ｍｍのチ
タン管で、長さは１２３３．７ｍｍに構成される。
【００１２】図４は、本発明の熱交換器を用いた暖房用
湯沸器１０の配管系統図である。燃料ガスはガス管１１
からバルブ１２を経て湯沸器本体１３に供給される。燃
焼用空気は、ファン１４から本体１３に供給され、バー
ナ１５でガスが燃焼される。燃焼排ガスは、本体１３の
上部に設けられた顕熱熱交換器１６を通り、さらに本発
明の潜熱熱交換器１７を通り、保有熱を水管内の水に与
え排気通路１８を通って排出される。潜熱熱交換器１７
では潜熱が回収されるため、排ガス中の水蒸気は凝縮し
て水となる。排ガス中に僅かに含まれる硫黄酸化物や窒
素酸化物は、凝縮水に吸収され、硫酸や硝酸を生じる
が、潜熱熱交換器１７の水管２および缶胴３は、チタン
またはステンレス鋼で構成されているので腐食されるこ
とはない。潜熱交換器１７の下部１９に集められた凝縮
水は、中和装置２０で中和されて排出される。
湯沸器１０の配管系統図である。燃料ガスはガス管１１
からバルブ１２を経て湯沸器本体１３に供給される。燃
焼用空気は、ファン１４から本体１３に供給され、バー
ナ１５でガスが燃焼される。燃焼排ガスは、本体１３の
上部に設けられた顕熱熱交換器１６を通り、さらに本発
明の潜熱熱交換器１７を通り、保有熱を水管内の水に与
え排気通路１８を通って排出される。潜熱熱交換器１７
では潜熱が回収されるため、排ガス中の水蒸気は凝縮し
て水となる。排ガス中に僅かに含まれる硫黄酸化物や窒
素酸化物は、凝縮水に吸収され、硫酸や硝酸を生じる
が、潜熱熱交換器１７の水管２および缶胴３は、チタン
またはステンレス鋼で構成されているので腐食されるこ
とはない。潜熱交換器１７の下部１９に集められた凝縮
水は、中和装置２０で中和されて排出される。
【００１３】暖房に使われ温度の下がった温水（たとえ
ば４０℃）は、戻り管２１から湯沸器１０に入り、先づ
潜熱熱交換器１７で加熱され、クッションタンク２２に
入る。温水ポンプで加圧され顕熱熱交換器１６でたとえ
ば６０℃と充分に温度を高められ、暖房管２４によって
暖房すべき箇所に送られる。この湯沸器１０によれば、
従来の顕熱しか利用しないものに比較して約１０％の熱
回収率が上昇した。
ば４０℃）は、戻り管２１から湯沸器１０に入り、先づ
潜熱熱交換器１７で加熱され、クッションタンク２２に
入る。温水ポンプで加圧され顕熱熱交換器１６でたとえ
ば６０℃と充分に温度を高められ、暖房管２４によって
暖房すべき箇所に送られる。この湯沸器１０によれば、
従来の顕熱しか利用しないものに比較して約１０％の熱
回収率が上昇した。
【００１４】本実施例では、顕熱熱交換器１６に従来の
フィン付銅管を用いたが、これにも本発明のチタンやス
テンレス鋼で構成される蛇腹管を用いてもよい。
フィン付銅管を用いたが、これにも本発明のチタンやス
テンレス鋼で構成される蛇腹管を用いてもよい。
【００１５】また本発明の熱交換器の材料としてステン
レス鋼を用いる場合、ＳＵＳ３０４、ＳＵＳ３１６のよ
うなオーステナイト系ステンレス鋼が好ましい。
レス鋼を用いる場合、ＳＵＳ３０４、ＳＵＳ３１６のよ
うなオーステナイト系ステンレス鋼が好ましい。
【００１６】
【発明の効果】以上のように本発明によれば、チタンま
たはステンレス鋼で蛇腹状に構成された水管を、燃焼排
ガス通路に設ける。これによって燃焼排ガスの温度を充
分下げて潜熱も利用でき、高い熱回収率を水管の腐食な
しに、製造工数を増やすことなしに得られる。
たはステンレス鋼で蛇腹状に構成された水管を、燃焼排
ガス通路に設ける。これによって燃焼排ガスの温度を充
分下げて潜熱も利用でき、高い熱回収率を水管の腐食な
しに、製造工数を増やすことなしに得られる。
【図１】本発明の熱交換器１を模式的に示した断面図で
ある。
ある。
【図２】本発明の一実施例の熱交換器１の平面図であ
る。
る。
【図３】本発明の一実施例の熱交換器１の側面図であ
る。
る。
【図４】本発明の熱交換器を用いた暖房用湯沸器１０の
配管系統図である。
配管系統図である。
【図５】従来用いられていたフィン付熱交換器５１を模
式的に示した断面図である。
式的に示した断面図である。
【図６】チタンまたはステンレス鋼を用いたフィン付熱
交換器６１を模式的に示した断面図である。
交換器６１を模式的に示した断面図である。
１ 熱交換器 ２ 水管 ３ 缶胴 １０ 暖房用湯沸器 １３ 湯沸器本体 １６ 顕熱熱交換器 １７ 潜熱熱交換器
Claims (2)
- 【請求項１】 チタンまたはステンレス鋼から成る蛇腹
管を燃焼排ガス通路に設け、前記蛇腹管内部に通水する
ことを特徴とする熱交換器。 - 【請求項２】 燃焼排ガスの潜熱を回収することを特徴
とする請求項１記載の熱交換器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6321857A JPH08178570A (ja) | 1994-12-26 | 1994-12-26 | 熱交換器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6321857A JPH08178570A (ja) | 1994-12-26 | 1994-12-26 | 熱交換器 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08178570A true JPH08178570A (ja) | 1996-07-12 |
Family
ID=18137200
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6321857A Pending JPH08178570A (ja) | 1994-12-26 | 1994-12-26 | 熱交換器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08178570A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002071213A (ja) * | 2000-06-14 | 2002-03-08 | Tokyo Gas Co Ltd | 給湯装置用給水予熱器、給湯装置及び給湯装置のフロントカバー |
| JP2006292193A (ja) * | 2005-04-06 | 2006-10-26 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 燃焼式熱源機の廃熱回収用熱交換器 |
| JP2007107776A (ja) * | 2005-10-12 | 2007-04-26 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 燃焼式熱源機の廃熱回収用熱交換器 |
| JP2007107777A (ja) * | 2005-10-12 | 2007-04-26 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 燃焼式熱源機の廃熱回収用熱交換器 |
| CN109654737A (zh) * | 2018-12-25 | 2019-04-19 | 广东顺德大派电气有限公司 | 一种带有含翅片不锈钢管的热交换器 |
-
1994
- 1994-12-26 JP JP6321857A patent/JPH08178570A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002071213A (ja) * | 2000-06-14 | 2002-03-08 | Tokyo Gas Co Ltd | 給湯装置用給水予熱器、給湯装置及び給湯装置のフロントカバー |
| JP2006292193A (ja) * | 2005-04-06 | 2006-10-26 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 燃焼式熱源機の廃熱回収用熱交換器 |
| JP2007107776A (ja) * | 2005-10-12 | 2007-04-26 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 燃焼式熱源機の廃熱回収用熱交換器 |
| JP2007107777A (ja) * | 2005-10-12 | 2007-04-26 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 燃焼式熱源機の廃熱回収用熱交換器 |
| CN109654737A (zh) * | 2018-12-25 | 2019-04-19 | 广东顺德大派电气有限公司 | 一种带有含翅片不锈钢管的热交换器 |
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