JPH10318687A - 熱交換器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 小型で、熱効率が高い熱交換器を提供するこ
とである。 【解決手段】 両端を塞いだケーシング１と、このケー
シングの中心又はその近傍であって両端からケーシング
内に組み込んで対向させた流通室３ａ、３ｂと、流通室
３ａに形成した供給孔５と、流通室３ｂに形成した排出
孔６と、流通室の周囲に設けるとともにケーシングを貫
通させた複数の放熱パイプ７と、放熱パイプの一端を接
続する上流ヘッダ部８と、他端を接続する下流ヘッダ部
９とを備えている。そして、流通室３ａ側から浴槽１９
の水を供給し、上流ヘッダ部８側からボイラ１７の高温
流体を供給している。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、熱交換器に係わ
り、特に風呂の水を温めるのに最適な熱交換器に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】図３、４に従来の熱交換器を示す。従来
の熱交換器は、塩化ビニル樹脂等からなる円筒状のケー
シング１０の両端を、蓋１１ａ、１１ｂで塞ぐととも
に、その軸方向に複数の放熱パイプ１２を貫通させてい
る。これら放熱パイプ１２はステンレス製で、ケーシン
グ１０内ではその表面をセラミックコーティングしてい
る。また、上記放熱パイプ１２は、その一端を上流ヘッ
ダ部１３に接続し、その他端を下流ヘッダ部１４に接続
している。これら両ヘッダ部１３、１４には、ボイラ１
７とポンプ１８とを接続している。そして、ボイラ１７
で温めた高温流体を、ポンプ１８によって上流ヘッダ部
１３に供給している。

【０００３】一方、上記ケーシング１０の側面からは、
供給ノズル１５と排出ノズル１６とを組み込んでいる。
これら両ノズル１５、１６は、浴槽１９にそれぞれ接続
している。また、浴槽１９と供給ノズル１５との間に
は、循環ポンプ２０を接続している。そして、この循環
ポンプ２０によって浴槽１９内の水を供給ノズル１５に
供給している。なお、図４は図３のＢ−Ｂ断面図であ
る。

【０００４】次に従来の熱交換器の作用を説明する。ボ
イラ１７から高温流体が上流ヘッダ部１３に供給される
と、この高温流体は、上流ヘッダ部１３→放熱パイプ１
２→下流ヘッダ部１４の順に流れる。このとき放熱パイ
プ１２は、その内部を通過する高温流体によって加熱さ
れる。

【０００５】一方、供給ノズル１５に浴槽１９内の水が
供給されると、この水は、供給ノズル１５に形成した二
つの開口からケーシング１０内に流入する。ケーシング
１０内に供給された水は、放熱パイプ１２に沿って図中
上方に流れる。このとき、放熱パイプ１２は、その内部
を通過する高温流体によって高温になっているので、水
がこの放熱パイプ１２によって加熱される。このように
して高温になった水が、排出ノズル１６から浴槽１９に
供給される。なお、放熱パイプ１２の表面をセラミック
コーティングしているのは、水に塩分を多く含んだ健康
風呂などの場合に、この塩分によって放熱パイプ１２が
錆びないようにするためである。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】上記従来の熱交換器
は、供給ノズル１５および排出ノズル１６を、ケーシン
グ１０の側面に設けているので、供給された水がケーシ
ング１０の内部全体に行き渡たりにくくなっている。な
ぜなら、ケーシング１０内に導かれた水は、供給ノズル
１５と排出ノズル１６とを結ぶ最短距離を流れるため、
ケーシング１０内における図中左側まで供給ノズル１５
からの水が導かれないからである。そのため、全ての放
熱パイプ１２の熱を、ケーシング１０内に供給された水
に十分に伝えることができなく、熱交換器としての熱効
率が悪くなるという問題があった。

【０００７】また、供給された水がケーシング１０の内
部全体に行き渡たりにくいので、上記両ノズル１５、１
６から離れた位置のケーシング１０内の水は、ほとんど
流れずに留まった状態になる。ケーシング１０内に留ま
った水は、放熱パイプ１２によって必要以上に加熱され
て、その温度が非常に高くなる。そして、この高温にな
った水によって、ケーシング１０の側面が変形するとい
う問題もあった。さらに、ケーシング１０の側面から、
供給ノズル１５および排出ノズル１６が組み込まれてい
るので、放熱パイプ１０を配置する際にはこれらノズル
１５、１６を避けて配置しなければならなかった。その
ため、ケーシングに対して放熱パイプ１２を均等に配置
することができなかった。そして、放熱パイプ１０を配
置できない部分は、無駄なスペースとなり、この無駄な
スペースの分、熱交換器が大きくなるという問題もあっ
た。

【０００８】

【課題を解決するための手段】第１の発明は、両端を塞
いだケーシングと、このケーシングの中心又はその近傍
であって両端からケーシング内に組み込むとともに対向
させた流通室と、これら流通室の周囲に設けるとともに
上記ケーシングを貫通させた複数の放熱パイプと、これ
ら放熱パイプの一端を接続する上流ヘッダ部と、これら
放熱パイプの他端を接続する下流ヘッダ部と、上記一方
の流通室に形成するとともにこの流通室とケーシング内
とを連通する供給孔と、上記他方の流通室に形成すると
ともにこの流通室とケーシング内とを連通する排出孔と
を備えたことを特徴とする。

【０００９】第２の発明は、上記第１の発明における放
熱パイプを、流通室を中心とする同心円上等間隔に配置
したことを特徴とする。第３の発明は、上記第１又は２
の発明における供給孔を、流通室の側面等間隔に複数形
成したことを特徴とする。

【００１０】

【発明の実施の形態】図１、２に示すこの発明の実施例
では、円筒状のケーシング１の両端を蓋２ａ、２ｂで塞
ぐとともに、ケーシング１と同軸上にメインパイプ３を
貫通させている。このメインパイプ３は、塩化ビニル樹
脂等からなり、その内部を遮断壁４で区切ることによっ
て、この発明の流通室３ａ、３ｂを形成している。流通
室３ａは、メインパイプ３の周方向等間隔に形成した複
数の供給孔５によってケーシング１内に連通し、流通室
３ｂは、メインパイプ３に形成した排出孔６によってケ
ーシング１内に連通している。

【００１１】なお、この実施例では、メインパイプ３を
遮断壁４で区切ることによって、この発明の流通室を形
成しているが、メインパイプ３の代わりに、流通室３
ａ、３ｂを形成した２本のパイプを両蓋２ａ、２ｂ側か
らケーシング１に組み込んで、これら２本のパイプを軸
方向に対向させてもよい。この場合、パイプの形状は、
流通室３ａ内の水が、ケーシング１内に放射状に供給す
るようにすれば良い。また、上記供給孔５は、できるだ
け蓋２ａ側に形成し、排出孔６は、できるだけ蓋２ｂ側
に形成することが望ましい。なぜなら、供給孔５からケ
ーシング１内に流入した水を、放熱パイプ７で効率よく
加熱するには、ケーシング１内における水の対流時間を
長くした方が良く、対流時間を長くするには水の対流す
る距離が長ければ長い程効果的だからである。

【００１２】上記流通室３ａ、３ｂは、それぞれ浴槽１
９に接続されている。この浴槽１９と流通室３ａとの間
には、循環ポンプ２０を接続している。そして、この循
環ポンプ２０によって浴槽１９内の風呂の水をメインパ
イプの室３ａに供給している。なお、流通室３ａに供給
された水は、供給孔５→ケーシング１内→排出孔６→流
通室３ｂの順に流れて、浴槽１９に戻るようになってい
る。

【００１３】一方、図２に示すように、上記メインパイ
プ３の周囲には、軸方向に複数の放熱パイプ７を設けて
いる。これら放熱パイプ７は、メインパイプ３を中心と
する同心円上等間隔に配置している。また、これら放熱
パイプ７は、従来と同様にステンレス製であり、ケーシ
ング１内ではその表面をセラミックコーティングしてい
る。

【００１４】上記放熱パイプ７の両端は、それぞれ蓋２
ａ、２ｂを貫通している。そして、この貫通した放熱パ
イプ７の一端を上流ヘッダ部８に接続し、他端を下流ヘ
ッダ部９に接続している。これら両ヘッダ部８、９は、
ボイラ１７およびポンプ１８に接続している。そして、
ボイラ１７で温めた高温流体を、ポンプ１８によって上
流ヘッダ部８に供給している。なお、上流ヘッダ部８に
供給された高温流体は、上流ヘッダ部８→放熱パイプ７
→下流ヘッダ部８の順に流れて、ボイラ１７に戻るよう
になっている。

【００１５】次にこの実施例の作用を説明する。ボイラ
１７によって温められた高温流体が、ポンプ１８によっ
て上流ヘッダ部８に供給されると、この高温流体は、上
流ヘッダ部８→放熱パイプ７→下流ヘッダ部９の順に流
れる。このとき、放熱パイプ７は、その内部を通過する
高温流体によって加熱されて高温になる。

【００１６】一方、流通室３ａには、循環ポンプ２０に
よって浴槽１９の水が供給されている。この供給された
水は、供給孔５からケーシング１の内部に流出すると、
ケーシング１内を放熱パイプ７に沿って図中上方に流れ
る。この場合、放熱パイプ７は、メインパイプ３を中心
として同心円上等間隔に配置されているので、供給孔５
から供給された水は、全ての放熱パイプ７の周りをバラ
ンス良く流れる。そのため、高温になっている各放熱パ
イプ７の熱が、供給された水に均等に伝わることにな
る。このようにして温められた水は、図中上方の排出孔
６を介して流通室室３ｂに入り、この流通室３ｂから浴
槽１９に導かれる。

【００１７】

【発明の効果】第１の発明によれば、複数の放熱パイプ
を、風呂の水を供給する流通室の周囲に配置しているの
で、風呂の水が全ての放熱パイプに行き渡る。そのた
め、全ての放熱パイプの熱を風呂の水に伝えることがで
きる。したがって、熱交換器としての熱効率がよくな
る。また、ケーシングの中心又はその近傍から風呂の水
を供給しているので、風呂の水がケーシング内を均等に
行き渡る。そのため、従来のようなケーシングの一側面
が熱によって変形することを防止できる。さらに、流通
室の周囲に放熱パイプを配置することで、ケーシング内
に無駄なスペースが生じない。そのため、従来の熱交換
器よりも小型化できる。

【００１８】第２の発明によれば、流通室を中心とし
て、同心円上等間隔に放熱パイプを配置しているので、
各放熱パイプにバランス良く風呂の水を供給することが
できる。第３の発明によれば、供給孔を流通室の側面等
間隔に形成したので、風呂の水をケーシング内にバラン
ス良く供給することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の実施例の断面図を示す。

【図２】図１のＡ−Ａ断面図を示す。

【図３】従来の熱交換器を示す。

【図４】図３のＢ−Ｂ断面図を示す。

【符号の説明】

１ ケーシング ３ａ 流通室 ３ｂ 流通室 ５ 供給孔 ６ 排出孔 ７ 放熱パイプ ８ 上流ヘッダ部 ９ 下流ヘッダ部

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 両端を塞いだケーシングと、このケーシ
   ングの中心又はその近傍であって両端からケーシング内
   に組み込むとともに対向させた流通室と、これら流通室
   の周囲に設けるとともに上記ケーシングを貫通させた複
   数の放熱パイプと、これら放熱パイプの一端を接続する
   上流ヘッダ部と、これら放熱パイプの他端を接続する下
   流ヘッダ部と、上記一方の流通室に形成するとともにこ
   の流通室とケーシング内とを連通する供給孔と、上記他
   方の流通室に形成するとともにこの流通室とケーシング
   内とを連通する排出孔とを備えた熱交換器。
2. 【請求項２】 流通室を中心とする同心円上等間隔に放
   熱パイプを配置したことを特徴とする請求項１記載の熱
   交換器。
3. 【請求項３】 供給孔を流通室の側面等間隔に複数形成
   したことを特徴とする請求項１又は２記載の熱交換器。