JPH11108455A

JPH11108455A - 熱交換器及びこれを用いた複合給湯機

Info

Publication number: JPH11108455A
Application number: JP27094697A
Authority: JP
Inventors: Yoshitsugu Nishiyama; 吉継西山; Hideo Tomita; 英夫富田; Masamitsu Kondo; 正満近藤; Hiroaki Yonekubo; 寛明米久保; Shigeki Uno; 茂岐宇野
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1997-10-03
Filing date: 1997-10-03
Publication date: 1999-04-23

Abstract

(57)【要約】【課題】一缶体に二種類の流体回路を上下一対にして
構成する熱交換器において、使用しない機能の方の流体
回路内で滞留している流体が沸騰し、流路内にスケール
が発生したり、装置の寿命が低下するのを防止する。【解決手段】上下一対の流体回路で構成される熱交換
器において、上下一対の流体回路８、９同士のロウ材１
０を介して接合している領域ｂを、上下一対の流体回路
同士の間隙ａよりも大きくして、両流体回路同士がロウ
材を介して接合している領域を増加させた。この構成に
より、両流体回路の接触領域を通じての伝熱量は増加す
るから、二つの機能のうち一機能のみを使っている状態
で燃焼量が増大しても、使用しない機能の流体の沸騰を
防止することが出来る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、燃焼を利用して流
体を加熱する熱交換器の改良に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、一つの燃焼部によって二種類の流
体を同時に加熱できる熱交換器は、給湯と風呂の運転が
出来る給湯風呂装置や、給湯と暖房が出来る給湯暖房装
置などの複合給湯機に採用されている。この従来の熱交
換器を給湯暖房装置に用いたときの模式図を図８、図９
に示す。

【０００３】図８、図９の給湯暖房装置は、燃焼部１、
缶体２と、給湯水回路３と暖房温水回路４を上下一対と
して、千鳥状に２段配して構成している。伝熱フィン５
は、給湯水回路３と、暖房温水回路４が貫通している。
給湯水回路３と暖房温水回路４、給湯水回路３、ない
し、暖房温水回路４と伝熱フィン５は、ロウ材６を介し
て接合される。上下一対の給湯・暖房用回路４と５の接
合や、これらの回路と伝熱フィン５の接合を良好に行う
ために、伝熱フィン５に棒状ロウ材の介在穴７を数カ所
設けている。

【０００４】図８の構成において、例えば給湯は行わず
に暖房運転のみを行った場合、暖房温水回路４を流れる
暖房温水は、燃焼部１によって所定の温度まで加熱され
る。しかし、同時に給湯水回路３に滞留している給湯水
も加熱される。燃焼部１からの加熱量が多いときは、給
湯水回路３に滞留している給湯水は沸騰し、給湯水回路
３にスケールを発生させるばかりでなく、熱交換器の寿
命も低下させる。

【０００５】このような一缶体で二つの機能を持つ熱交
換器において、使用しない機能の流体の温度上昇を抑制
し、沸騰を防止するための技術として以下の方法が考案
されている。例えば、特開平２−２４７４５４号公報に
記載されているように、上下一対の流体回路３と４を接
触させて、使用しない機能の流体回路が受ける熱を、使
用している流体に接触面を通じて放熱し、使用しない方
の流体温度の上昇を抑制している。

【０００６】また、特開平８−６１７７６号公報に記載
されているように、流体回路内に滞留している流体温度
の昇温を検知して、燃焼部１の出力を低下させるという
制御も提案されている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の熱交換器の構成では、二つの機能のうち一機能のみ
を使っている状態で、所定の燃焼量を超えると、上下一
対の両回路３、４間の接触面を通じての伝熱量が不十分
となり、使用しない機能の流体温度は上昇し、沸騰に至
ることもあった。そのため、装置の耐久性と安全性、さ
らには性能面に課題を与えていた。

【０００８】また、温度上昇を抑制するために、燃焼部
１の出力を抑えるといった制御を導入していたため、本
来の性能を十分に発揮できない場合も生じていた。

【０００９】さらに、上下一対の回路３と４の接合と、
両回路３、４と伝熱フィン５の接合を良好に行うために
設けた伝熱フィン５のロウ材介在穴７が、伝熱フィン５
の効率を低下させるばかりでなく、耐久性の低下も招い
ていた。また、この種の接合方法では、溶融したロウ材
のすべてが効率よく流動しておらず、流体回路の接合不
良が生じていた。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明は上記課題を解決
するために、燃焼部によって加熱される２つの異なる流
体回路を上下一対にして、伝熱フィンを貫通させた熱交
換器であって、前記上下一対の流体回路同士のロウ材を
介して接合している接合領域が、前記上下一対の流体回
路同士の間隙よりも大きいことを特徴とする熱交換器で
ある。

【００１１】上記発明によれば、一缶体で二つの機能を
備えた熱交換器において、一機能のみを使用したとき
に、使用しない機能の方の流体の沸騰を抑制することが
出来る。

【００１２】

【発明の実施の形態】本発明は、燃焼部によって加熱さ
れる２つの異なる流体回路を上下一対にして、伝熱フィ
ンを貫通させた熱交換器であって、前記上下一対の流体
回路同士のロウ材を介して接合している接合領域が、前
記上下一対の流体回路同士の間隙よりも大きいことを特
徴とする熱交換器である。

【００１３】また、流体回路同士の間隙は、ロウ材が毛
細管現象にて入り込む寸法とするとともに、接合領域の
幅は上記流体回路同士の間隙よりも大きくした請求項１
記載の熱交換器である。

【００１４】また、流体回路は断面円形状に形成されて
いて、かつ接合領域は、上下一対の流体回路同士の間隙
よりも大きくなるように加工した請求項１または２記載
の熱交換器である。

【００１５】また、接合領域は、その一部が相手側に接
触する構成とした請求項１ないし３のいずれか１項記載
の熱交換器である。

【００１６】また、上下一対の流体回路の間隙、また
は、前記上下一対の流体回路と前記伝熱フィンとの間隙
に薄膜状のロウ材を介在させ、前記薄膜状のロウ材を溶
融させることによって、前記上下一対の流体回路同士の
接合と、前記上下一対の流体回路と前記伝熱フィンとの
接合を行うことを特徴とする請求項１ないし４のいずれ
か１項記載の熱交換器である。

【００１７】また、伝熱フィンに棒状のロウ材を介在さ
せるための小穴を設け、前記小穴に介在させた棒状のロ
ウ材と、前記薄膜状のロウ材を溶融させることによっ
て、前記上下一対の流体回路同士の接合と、前記上下一
対の流体回路と前記伝熱フィンとの接合を行うことを特
徴とする請求項５記載の熱交換器である。

【００１８】また、燃焼部によって加熱される２つの異
なる流体回路を上下一対にして、伝熱フィンを貫通させ
た熱交換器であって、前記上下一対の流体回路の間隙、
または、前記上下一対の流体回路と前記伝熱フィンとの
間隙に薄膜状のロウ材を介在させ、前記薄膜状のロウ材
を溶融させることによって、前記上下一対の流体回路同
士の接合と、前記上下一対の流体回路と前記伝熱フィン
との接合を行うことを特徴とする熱交換器である。

【００１９】また、熱交換器と、この熱交換器を加熱す
る燃焼部とを備え、前記熱交換器は２つの異なる流体回
路を前記燃焼部からの燃焼ガスの流れに沿う如く一対に
して伝熱フィンを貫通させることにより構成するととも
に、前記一対の流体回路同士のロウ材を介して接合して
いる接合領域を、前記一対の流体回路同士の間隙よりも
大きくした複合給湯機である。

【００２０】

【実施例】以下、本発明の実施例について図面を用いて
説明する。

【００２１】（実施例１）図１は本発明による第１の実
施例であり、例えば本発明の熱交換器を給湯暖房装置に
組み込んだ構成を模式的に示したものである。本実施例
の給湯暖房装置は、流体回路である給湯水回路８と、も
う一つの流体回路である暖房温水回路９を、燃焼ガスの
流れに沿う如く、すなわち本実施例では上下一対として
伝熱フィン１０を貫通した構成となっている。本発明
は、図８、図９の従来の構成のうち、流体回路３、４
と、伝熱フィン５を流体回路８、９と、伝熱フィン１０
に変更している点が異なり、他の燃焼部１、缶体２は同
様のもので形成される。

【００２２】図１の上下一対の給湯水回路８と暖房温水
回路９の間隙には、溶融したロウ材１０が流入し、ロウ
材１０を介して両流体回路同士が接合されている。さら
に、図９の従来の構成と比較して、両流体回路同士の間
隙がａ以下の領域であるｂが増加するように、例えば図
示のように断面形状を略山形形状に変形させている。

【００２３】流体回路８と９の間隙ａは、溶融したロウ
材１０が毛細管現象によって最も良好に流動する値に設
定される。また、両流体回路同士の間隙がａ以下の領域
ｂが大きくなるように断面形状を変形させると、両流体
回路のロウ材１０を介して接合している領域が増えるこ
とになる。

【００２４】前述したように、図８、図９のような従来
の構成での課題は、二つの機能のうち一機能のみを使っ
ている状態で、所定の燃焼量を超えると、上下一対の両
流体回路間の接触領域を通じての伝熱量が不十分とな
り、使用しない機能の流体が沸騰することである。この
課題を解決する手段として、両流体回路間のロウ材を介
した接触領域を通じての伝熱量を増加させることが考え
られる。

【００２５】しかるに、本発明の構成によれば、両流体
回路８、９間のロウ材を介して接触している領域は図９
の構成に対して大きくなるように断面形状を例えば略山
形形状に加工しているから、両流体回路８、９間の伝熱
量が増加することは明らかである。

【００２６】ロウ材１０が毛細管現象によって最も効率
よく流動する間隙ａの値は、約１／１０００〜１／１０
mmの範囲であることが実験によって確かめられた。

【００２７】また、沸騰を防止するための必要な伝熱量
から求まる接触領域ｂの長さは、燃焼部１の出力に比例
し、給湯水回路８、または、暖房温水回路９を流れる流
体流量に反比例する。燃焼部１の出力が約１，０００〜
６０，０００ｋｃａｌ／ｈの範囲で、沸騰を抑制するた
めに必要な接触領域ｂの長さは、流体回路の直径をＤと
すると、０．２＜ｂ／Ｄ＜１．０に相当する値であるこ
とが理論計算により分かった。

【００２８】従って、本発明における両回路間の間隙ａ
は約１／１０００〜１／１０mmの範囲とし、沸騰を抑制
するために必要な接触領域ｂの長さは、流体回路の直径
をＤとすると、０．２＜ｂ／Ｄ＜１．０に相当する値と
するのがよい。

【００２９】また、図２のような構成でも同様の効果が
期待される。図２では、上下一対の流体回路１２、１３
のうち、給湯水回路側の流体回路１２を円形状にくぼみ
加工しており、片側の流体回路の加工のみでよいので図
１に比較して低コストで伝熱量の増加が実現される。

【００３０】従って、図１、または、図２の構成で、例
えば給湯は行わずに暖房運転を行った場合、燃焼部１か
ら同時に給湯水回路８に加熱される熱量は従来例と同じ
であるが、給湯水回路８と暖房温水回路９とのロウ材１
０を介して接触する領域は大きいから、昇温した給湯水
が、両流体回路８、９の接触領域を通じて暖房温水に放
熱される量は従来の構成より増えることとなる。従っ
て、給湯水の昇温は抑制され、燃焼量が増加しても流体
が沸騰することはなくなる。

【００３１】従って、二つの機能のうち一機能のみを使
っている状態で、滞留している流体の昇温は抑制され、
流体回路のスケール発生防止と熱交換器の延命化を図る
ことが出来る。また、滞留している流体の温度上昇に伴
って、燃焼部１の出力を制限する必要もなく、装置の性
能が十分に発揮でき、ユーザーに与えていた不快感は解
消される。

【００３２】さらに、図１、図２のような流体回路の構
成にしたことによって、以下のような本発明の効果が得
られる。従来の構成に比較して、上下一対の流体回路の
高さが低くなるため、缶体２のコンパクト化が実現され
る。缶体２がコンパクトになれば、燃焼ガスの排気抵抗
が低減されるため、燃焼部１のコンパクト化も可能とな
る。また、両流体回路８、９間の伝熱量の増加に伴い、
流体回路に接する伝熱フィンの高温部が減るため、伝熱
フィンの酸化が抑制される。したがって、伝熱フィンの
耐久性と信頼性が向上する。

【００３３】また、上下一対の流体回路はロウ材１０を
介して接触しているため、どちらか一方の流体回路が熱
膨張しても、ロウ材が他方に流体回路に伝わる応力を緩
和する。従って、過度の熱応力が加わる運転条件でも柔
軟に流体回路が変形するため、缶体２の割れが防止でき
ると共に、耐久性も向上する。

【００３４】なお、図１、図２において、上下一対の流
体回路の断面形状は一例であって、この形状の限りでは
なく、例えば、両流体回路面が平行平面形状であった
り、数点の突起状の加工面を有していても、両回路間の
間隙ａが約１／１０００〜１／１０mmの範囲である接触
領域ｂの長さが、０．２＜ｂ／Ｄ＜１．０に相当するす
れば、同様の効果が発揮できる。

【００３５】図１、図２の流体回路の断面形状の変形
は、本実施例では円形管をプレスによって加圧加工して
製造した。この他にも、引き抜き加工管や押し出し加工
管でも図１、２に示すような断面形状の流体回路は作製
可能である。

【００３６】図１、図２の構成において、上下一対の流
体回路の下部を給湯水回路、上部を暖房温水回路として
いるが、上部を給湯水回路、下部を暖房温水回路として
も同様の効果が得られる。

【００３７】また、本実施例では、本発明を給湯暖房装
置に適用した例で説明したが、給湯風呂装置、暖房風呂
装置にも適用できる。

【００３８】（実施例２）図３は本発明による第２の実
施例であり、本発明の構成を模式的に示したものであ
る。本発明の目的と効果は、実施例１で示したものと同
じであり、構成における本実施例と実施例１との違い
は、断面形状を略山形形状に変形した上下一対の流体回
路の一部が、相手側の流体回路に接していることであ
る。本発明は、図８、図９の従来の構成のうち、流体回
路３、４と、伝熱フィン５を断面形状を変形させた流体
回路１６、１７と、伝熱フィン１９に変更している点が
異なり、他の燃焼部１、缶体２は同様のもので形成され
る。

【００３９】図３の構成において、図１の両流体回路１
６、１７間のロウ材１８を介しての接触領域ｂは、流体
回路の加工形状が同じであれば、ほぼ同一となる。図３
の上下一対の流体回路１６と１７はその一部が接してい
るから、図１の流体回路の構成に対して、両流体回路間
に介在するロウ材１８の厚さは薄くなる。さらに、接触
点におけるロウ材は存在しない。一般的に、流体回路の
素材に対してロウ材の熱伝導率は低く、両流体回路１
６、１７間の伝熱抵抗を考えた場合、介在するロウ材１
８は薄膜化される方が好ましく、できればロウ材１８を
介さず直接接触した方が両流体回路１６、１７間の伝熱
は促進される。従って、図３の構成によると、両流体回
路１６、１７間の接触領域は同じでありながら、実施例
１の構成よりもさらにの伝熱量が増加し、使用しない方
の流体の昇温を抑制する効果が大きくなる。

【００４０】本発明における両回路間の間隙ａは、実施
例１と同じく約１／１０００〜１／１０mmの範囲が最適
で、沸騰を抑制するために必要な接触領域ｂの長さは、
流体回路の直径をＤとすると、０．２＜ｂ／Ｄ＜１．０
に相当する値とする。

【００４１】更に、両流体回路１６、１７間の伝熱抵抗
を減らして伝熱量を増加させる方法として、ロウ材１８
を介在させずに上下一対の流体回路１６と１７が密着す
るように断面形状を変形させれば、伝熱抵抗は最小とな
る。しかし、両流体回路を密着させるためには、断面形
状が高度の加工精度を要求する。仮に密着できても、流
体回路１６、１７間の接触面に油分や空気層などの異成
分が混入する恐れがあり、これらの成分は熱伝導率が極
めて低く、密着させるための加工が逆効果となる可能性
がある。図３の様な構成とすると、接触点の両側には開
口部が存在し、ロウ材１８が流動して熱伝導率が極めて
低い空気層などを排出するので、領域ｂを大きくした効
果を損なうことはない。従って、図３の構成が両流体回
路１６、１７間の伝熱促進の方法としては、最良のもの
となる。

【００４２】従って、二つの機能のうち一機能のみを使
っている状態で、滞留している流体の昇温は抑制された
ため、流体回路のスケール発生防止と熱交換器の延命化
を図ることが出来る。また、滞留している流体の温度上
昇に伴って、燃焼部１の出力を制限する必要もなく、装
置の性能が十分に発揮でき、ユーザーに与えていた不快
感は解消される。

【００４３】さらに、図３のような流体回路の構成にし
たことによって、以下のような本発明の効果が得られ
る。従来の構成に比較して、上下一対の流体回路の高さ
が低くなるため、缶体２のコンパクト化が実現される。
缶体２がコンパクトになれば、燃焼ガスの排気抵抗が低
減されるため、燃焼部１のコンパクト化も可能となる。
また、両流体回路間の伝熱量の増加に伴い、流体回路に
接する伝熱フィンの高温部が減るため、伝熱フィンの酸
化が抑制される。したがって、伝熱フィンの耐久性と信
頼性が向上する。

【００４４】また、上下一対の流体回路はロウ材１８を
介して接触しているため、どちらか一方の流体回路が熱
膨張しても、ロウ材が他方に流体回路に伝わる応力を緩
和する。従って、過度の熱応力が加わる運転条件でも柔
軟に流体回路が変形するため、缶体２の割れが防止でき
ると共に、耐久性も向上する。

【００４５】なお、図３において、上下一対の流体回路
１６と１７の略山形形状の断面形状は一例であって、こ
の形状の限りではなく、例えば、２点以上で接するよう
に、少なくともどちらか一方の流体回路の断面形状を略
山形形状や突起形状に変形させても、両回路間の間隙ａ
が約１／１０００〜１／１０mmの範囲である接触領域ｂ
の長さが、０．２＜ｂ／Ｄ＜１．０に相当すれば、本実
施例の効果は実現される。

【００４６】図３の流体回路の断面形状の変形は、本実
施例では円形管をプレスによって加圧加工して製造し
た。この他にも、引き抜き加工管や押し出し加工管で
も、図３に示すような断面形状の流体回路は作製可能で
ある。

【００４７】図３の構成において、上下一対の流体回路
の下部を給湯水回路、上部を暖房温水回路としている
が、上部を給湯水回路、下部を暖房温水回路としても同
様の効果が得られる。

【００４８】また、本実施例では、本発明を給湯暖房装
置に適用した例で説明したが、給湯風呂装置、暖房風呂
装置にも適用できる。

【００４９】（実施例３）図４、図５、図６は本発明に
よる第３の実施例であり、例えば本発明の熱交換器を給
湯暖房装置に組み込んだ構成を模式的に示したものであ
る。本実施例の給湯暖房装置は、流体回路である給湯水
回路２０と、もう一つの流体回路である暖房温水回路２
１を上下一対として、伝熱フィン２２を貫通した構成と
なっている。また、薄膜状ロウ材２２を、流体回路２０
と２１、流体回路２０、または、２１と伝熱フィン２３
の間隙に介在させている。流体回路同士の接合と、流体
回路と伝熱フィンの接合は、この薄膜状ロウ材２２を溶
融、凝固させて行う。本発明の構成において、図９の従
来の構成で設けていたロウ材介在穴７は無く、さらに、
流体回路２０、２１は、実施例１と実施例２で記述した
断面形状と同様の略山形形状に変形させている。

【００５０】本発明は、実施例１と実施例２と同様に、
両流体回路２０、２１間のロウ材２２を介して接触して
いる領域を大きくして、両流体回路間の伝熱量を増加さ
せることに加え、従来の熱交換器で使われていた棒状の
ロウ材の代わりに、薄膜状ロウ材２２を使うことによっ
て、流体回路２０と２１の接合と、流体回路２０、２１
と伝熱フィン２３の接合性を向上させ、伝熱フィン２３
の低コスト化、高効率化、そして、耐久性の向上を実現
するものである。薄膜状のロウ材２２を介在させる方法
として、薄膜シート状のロウ材を流体回路２０と２１、
流体回路２０、または、２１と伝熱フィン２３の間隙に
挿入させることや、流体回路２０と２１にメッキ処理を
行うことや、パウダー状のロウ材を噴霧するなどが挙げ
られる。

【００５１】図４、図５のように薄膜状ロウ材２２を配
した構成で、薄膜状ロウ材２２の融点まで加温すると、
薄膜状ロウ材２２は溶融する。溶融した薄膜状ロウ材２
２は、ロウ材の流動性と表面張力を利用して、上下一対
の流体回路２０と２２の間隙と、流体回路２０、２１と
伝熱フィン２３の間隙を埋め尽くす。その後、流体回路
間と伝熱フィン２３の間隙を埋め尽くしたロウ材２２は
凝固して、接合を完了する。

【００５２】以上のような薄膜状ロウ材２２の作用によ
り、効果的に上下一対の流体回路２０、２１間の接合
と、流体回路２０、２１と伝熱フィン２３の接合を行う
ことが出来る。従って、従来の方法の課題であった、ロ
ウ材介在穴７の設置による伝熱フィン５の効率と耐久性
の低下、棒状ロウ材の流動不良による、流体回路と伝熱
フィンとの接合不良などが解決される。また、伝熱フィ
ンにロウ材の介在穴加工が不要となるから、低コスト化
を図ることが出来る。

【００５３】さらに、実施例１と実施例２と同様に、両
流体回路２０、２１間のロウ材２２を介して接触してい
る領域を大きくしているので、二つの機能のうち一機能
のみを使っている状態で、滞留している流体の昇温は抑
制され、流体回路のスケール発生防止と熱交換器の延命
化を図ることが出来る。また、滞留している流体の温度
上昇に伴って、燃焼部１の出力を制限する必要もなく、
装置の性能が十分に発揮でき、ユーザーに与えていた不
快感は解消される。

【００５４】本発明における両回路間の間隙ａは、実施
例１、実施例２と同じく約１／１０００〜１／１０mmの
範囲が最適とし、沸騰を抑制するために必要な接触領域
ｂの長さは、流体回路の直径をＤとすると、０．２＜ｂ
／Ｄ＜１．０に相当する値とした。

【００５５】なお、図５において、上下一対の流体回路
２０と２１の略山形形状の断面形状は一例であって、こ
の形状の限りではなく、例えば、流体回路の断面形状を
２点以上の略山形形状や突起形状を有するように変形さ
せて、ロウ材２２を介在させても、両回路間の間隙ａが
約１／１０００〜１／１０mmの範囲である接触領域ｂの
長さが、０．２＜ｂ／Ｄ＜１．０に相当すれば、本実施
例の効果は実現される。

【００５６】図５の流体回路の断面形状の変形は、本実
施例では円形管をプレスによって加圧加工して製造し
た。この他にも、引き抜き加工管や押し出し加工管で
も、図５に示すような断面形状の流体回路は作製可能で
ある。

【００５７】図６に示す流体回路２４、２５の断面形状
は、円形状管のままで加工していないが、図示するよう
に薄膜状ロウ材２６を介在させることによって、従来の
棒状ロウ材を用いた接合より、流体回路２４、２５と伝
熱フィン２７の接合性は向上する。

【００５８】図４、図５、図６の構成において、上下一
対の流体回路の下部を給湯水回路、上部を暖房温水回路
としているが、上部を給湯水回路、下部を暖房温水回路
としても同様の効果が得られる。

【００５９】また、本実施例では、本発明を給湯暖房装
置に適用した例で説明したが、給湯風呂装置、暖房風呂
装置にも適用できる。

【００６０】（実施例４）図７は本発明による第４の実
施例であり、例えば本発明の熱交換器を給湯暖房装置に
組み込んだ構成を模式的に示したものである。本実施例
の給湯暖房装置は、流体回路である給湯水回路２０と、
もう一つの流体回路である暖房温水回路２１を上下一対
として、伝熱フィン３１を貫通した構成となっている。
薄膜状ロウ材２８を、流体回路２０と２１の間隙に介在
させ、棒状ロウ材２９とロウ材介在穴３０を伝熱フィン
３１の上部に設けている。流体回路同士の接合は、薄膜
状ロウ材２８を溶融させ、流体回路と伝熱フィンの接合
は、棒状ロウ材２９を溶融させて行う。さらに、流体回
路２０、２１は、実施例１と実施例２で記述した断面形
状と同様の略山形形状に変形させている。

【００６１】本発明は、実施例１と実施例２と同様に、
両流体回路２０、２１間のロウ材２２を介して接触して
いる領域を大きくして、両流体回路間の伝熱量が増加さ
せることに加え、薄膜状ロウ材を使うことによって、流
体回路同士の接合性を向上させ、伝熱フィンの低コスト
化、高効率化、そして耐久性の向上を実現するものであ
る。

【００６２】薄膜状ロウ材２８を使う目的は、実施例３
で示した内容と同じであるが、薄膜状ロウ材を接合不良
が発生しやすい所に局部的に配することによって、接合
不良問題を解決しようとするものである。

【００６３】図７、図１などに示している上下一対の流
体回路で構成する熱交換器において、作製上最も課題と
なるのは、両流体回路同士の接合である。従来は、図９
に示すようにロウ材介在穴７を流体回路上部や側部に数
個設け、ロウ材の量を過剰にして接合を行っていた。図
７のように、両流体回路２０と２１の間隙に薄膜状ロウ
材２８を置くことで、流体回路２０と２１の接合を確実
に行うことが出来る。伝熱フィン３１と流体回路２０、
２１の接合は、棒状ロウ材２９を溶融させることによっ
て、良好に接合できる。

【００６４】以上のような薄膜状ロウ材２８の作用によ
り、効果的に上下一対の流体回路２０と２１の接合を行
うことが出来る。従って、従来の作製方法の課題であっ
た棒状ロウ材の流動不良による流体回路の接合不良が解
決される。また、伝熱フィンにロウ材の介在穴加工が減
るため、低コスト化を図ることが出来る。

【００６５】さらに、実施例１と実施例２と同様に、両
流体回路２０、２１間のロウ材２２を介して接触してい
る領域を大きくしているので、二つの機能のうち一機能
のみを使っている状態で、滞留している流体の昇温は抑
制され、流体回路のスケール発生防止と熱交換器の延命
化を図ることが出来る。また、滞留している流体の温度
上昇に伴って、燃焼部１の出力を制限する必要もなく、
装置の性能が十分に発揮でき、ユーザーに与えていた不
快感は解消される。

【００６６】なお、図７において、上下一対の流体回路
の断面形状は一例であって、この形状の限りではなく、
例えば、流体回路の断面形状を２点以上の略山形形状や
突起形状を有するように変形させて、ロウ材２８を介在
させても、両回路間の間隙ａが約１／１０００〜１／１
０mmの範囲である接触領域ｂの長さが、０．２＜ｂ／Ｄ
＜１．０に相当すれば、本実施例の効果は実現される。

【００６７】また、薄膜状ロウ材２８を配する位置は、
両流体回路２０、２１の間隙のみにとらわれず、接合不
良の発生しやすい部位にも配置し、棒状ロウ材２９と共
用することで、ロウ材による流体回路等の接合の信頼性
が向上する。

【００６８】図７の構成において、棒状のロウ材介在穴
２９を上下一対の流体回路の上部に設けたが、この場所
以外に設置しても同様の効果を発揮できる。さらに、上
下一対の流体回路の下部を給湯水回路、上部を暖房温水
回路としているが、上部を給湯水回路、下部を暖房温水
回路としても同様の効果が得られる。

【００６９】また、本実施例では、本発明を給湯暖房装
置に適用した例で説明したが、給湯風呂装置、暖房風呂
装置にも適用できる。

【００７０】

【発明の効果】以上のように、本発明のような構成の熱
交換器において、次のような効果が得られる。

【００７１】（１）２つの異なる流体回路を上下一対に
して、伝熱フィンを貫通させた熱交換器であって、上下
一対の流体回路同士のロウ材を介して接合している接合
領域が、上下一対の流体回路同士の間隙よりも大きいこ
とを特徴とする熱交換器である。

【００７２】この構成により、二つの機能のうち一機能
のみを使っている状態で燃焼量が増大しても、使用しな
い機能の流体の沸騰を防止することが出来る。

【００７３】この効果により、スケールの発生防止と熱
交換器の延命化が実現されるとともに、装置の持つ性能
が十分に発揮され、ユーザーに与えていた不快感は解消
される。さらに、缶体と燃焼部のコンパクト化が実現さ
れ、伝熱フィンの酸化が抑制されることで、伝熱フィン
の耐久性と信頼性が向上する。また、熱交換器に過度の
熱応力が加わる運転条件でも柔軟に流体回路が変形する
ため、缶体の割れが防止できると共に、耐久性も向上す
る。

【００７４】（２）２つの異なる流体回路を上下一対に
して、伝熱フィンを貫通させた熱交換器であって、上下
一対の流体回路同士のロウ材を介して接合している接合
領域が、上下一対の流体回路同士の間隙よりも大きいこ
とを特徴とする熱交換器であり、接合領域は、その一部
が相手側に接触する構成である。

【００７５】この構成により、二つの機能のうち一機能
のみを使っている状態で燃焼量が増大しても、使用しな
い機能の流体の沸騰をさらに効率よく防止することが出
来る。

【００７６】この効果により、スケールの発生防止と熱
交換器の延命化が実現され、高効率で信頼性の高い装置
が提供できる。また、装置の持つ性能が十分に発揮さ
れ、ユーザーに与えていた不快感は解消される。さらに
加えて、缶体と燃焼部のコンパクト化が実現され、伝熱
フィンの酸化が抑制されることで、伝熱フィンの耐久性
と信頼性が向上する。また、熱交換器に過度の熱応力が
加わる運転条件でも柔軟に流体回路が変形するため、缶
体の割れが防止できると共に、耐久性も向上する。

【００７７】（３）２つの異なる流体回路を上下一対に
して、伝熱フィンを貫通させた熱交換器であって、上下
一対の流体回路同士のロウ材を介して接合している接合
領域が、上下一対の流体回路同士の間隙よりも大きいこ
とを特徴とする熱交換器であり、両流体回路の間隙と、
上下一対の流体回路と伝熱フィンとの間隙に薄膜状のロ
ウ材を介在させ、溶融させることによって、上下一対の
流体回路同士の接合と、上下一対の流体回路と伝熱フィ
ンとの接合を行う熱交換器である。

【００７８】この構成により、二つの機能のうち一機能
のみを使っている状態で燃焼量が増大しても、使用しな
い機能の流体の沸騰を防止することが出来る。

【００７９】この効果により、スケールの発生防止と熱
交換器の延命化が実現され、高効率で信頼性の高い装置
が提供できる。また、装置の持つ性能が十分に発揮さ
れ、ユーザーに与えていた不快感は解消される。

【００８０】さらに、効果的に上下一対の流体回路間の
接合と、流体回路と伝熱フィンの接合が行うことが出来
る。従って、ロウ材介在穴の設置による伝熱フィンの効
率と耐久性の低下や、棒状ロウ材の流動不良による流体
回路と伝熱フィンとの接合不良などの問題が解決され
る。従って、高効率で信頼性の高い装置が提供できる。
また、伝熱フィンにロウ材の介在穴加工が不要となるか
ら、低コスト化を図ることが出来る。

【００８１】（４）２つの異なる流体回路を上下一対に
して、伝熱フィンを貫通させた熱交換器であって、上下
一対の流体回路同士のロウ材を介して接合している接合
領域が、上下一対の流体回路同士の間隙よりも大きいこ
とを特徴とする熱交換器であり、上下一対の流体回路の
間隙に薄膜状のロウ材と、上下一対の流体回路の周囲に
棒状のロウ材を介在させ、これらのロウ材を溶融させる
ことによって、上下一対の流体回路同士の接合を行う熱
交換器である。

【００８２】この構成により、二つの機能のうち一機能
のみを使っている状態で燃焼量が増大しても、使用しな
い機能の流体の沸騰を防止することが出来る。

【００８３】この効果により、スケールの発生防止と熱
交換器の延命化が実現され、高効率で信頼性の高い装置
が提供できる。また、装置の持つ性能が十分に発揮さ
れ、ユーザーに与えていた不快感は解消される。

【００８４】さらに、効果的に上下一対の流体回路間の
接合を行うことが出来る。従って、多数のロウ材介在穴
の設置による伝熱フィンの効率と耐久性の低下や、棒状
ロウ材の流動不良による接合不良などの問題が解決され
る。従って、高効率で信頼性の高い装置が提供できる。

【００８５】（５）上下一対の流体回路の間隙と、上下
一対の流体回路と伝熱フィンとの間隙に薄膜状のロウ材
を介在させ、溶融させることによって、上下一対の流体
回路同士の接合と、上下一対の流体回路と伝熱フィンと
の接合を行う熱交換器である。

【００８６】この構成によって、効果的に上下一対の流
体回路間の接合と、流体回路と伝熱フィンの接合が行う
ことが出来る。従って、ロウ材介在穴の設置による伝熱
フィンの効率と耐久性の低下や、棒状ロウ材の流動不良
による流体回路と伝熱フィンとの接合不良などの問題が
解決される。従って、高効率で信頼性の高い装置が提供
できる。また、伝熱フィンにロウ材の介在穴加工が不要
となるから、低コスト化を図ることが出来る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例１の構成図

【図２】同実施例１の他の例を示す構成図

【図３】本発明の実施例２の構成図

【図４】本発明の実施例３の構成を示す斜視図

【図５】同実施例３の構成図

【図６】同実施例３の他の例を示す構成図

【図７】本発明の実施例４の構成図

【図８】従来の熱交換器の斜視図

【図９】従来の熱交換器の構成図

【符号の説明】

１燃焼部２缶体３、８、１２、１６、２０、２４給湯水回路４、９、１３、１７、２１、２５暖房温水回路５、１１、１５、１９、２３、２７、３１伝熱フィン６、１０、１４、１８、２２ロウ材７、３０棒状ロウ材介在穴２６、２８薄膜状ロウ材２９棒状ロウ材

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者米久保寛明大阪府門真市大字門真1006番地松下電器産業株式会社内 (72)発明者宇野茂岐大阪府門真市大字門真1006番地松下電器産業株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】燃焼部によって加熱される２つの異なる流
体回路を上下一対にして伝熱フィンを貫通させた熱交換
器であって、前記上下一対の流体回路同士のロウ材を介
して接合している接合領域が、前記上下一対の流体回路
同士の間隙よりも大きいことを特徴とする熱交換器。
【請求項２】流体回路同士の間隙は、ロウ材が毛細管現
象にて入り込む寸法とするとともに、接合領域の幅は上
記流体回路同士の間隙よりも大きくした請求項１記載の
熱交換器。
【請求項３】流体回路は断面円形状に形成されていて、
かつ接合領域は、上下一対の流体回路同士の間隙よりも
大きくなるように加工した請求項１または２記載の熱交
換器。
【請求項４】接合領域は、その一部が相手側に接触する
構成とした請求項１ないし３のいずれか１項記載の熱交
換器。
【請求項５】上下一対の流体回路の間隙、または、前記
上下一対の流体回路と前記伝熱フィンとの間隙に薄膜状
のロウ材を介在させ、前記薄膜状のロウ材を溶融させる
ことによって、前記上下一対の流体回路同士の接合と、
前記上下一対の流体回路と前記伝熱フィンとの接合を行
うことを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１項記
載の熱交換器。
【請求項６】伝熱フィンに棒状のロウ材を介在させるた
めの小穴を設け、前記小穴に介在させた棒状のロウ材
と、前記薄膜状のロウ材を溶融させることによって、前
記上下一対の流体回路同士の接合と、前記上下一対の流
体回路と前記伝熱フィンとの接合を行うことを特徴とす
る請求項５記載の熱交換器。
【請求項７】燃焼部によって加熱される２つの異なる流
体回路を上下一対にして、伝熱フィンを貫通させた熱交
換器であって、前記上下一対の流体回路の間隙、また
は、前記上下一対の流体回路と前記伝熱フィンとの間隙
に薄膜状のロウ材を介在させ、前記薄膜状のロウ材を溶
融させることによって、前記上下一対の流体回路同士の
接合と、前記上下一対の流体回路と前記伝熱フィンとの
接合を行うことを特徴とする熱交換器。
【請求項８】熱交換器と、この熱交換器を加熱する燃焼
部とを備え、前記熱交換器は２つの異なる流体回路を前
記燃焼部からの燃焼ガスの流れに沿う如く一対にして伝
熱フィンを貫通させることにより構成するとともに、前
記一対の流体回路同士のロウ材を介して接合している接
合領域を、前記一対の流体回路同士の間隙よりも大きく
した複合給湯機。