JPH11141989A - １缶２回路熱交換装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 給湯機能付き風呂追い焚き装置等の給湯また
は風呂の追い焚き単独運転を行う際、運転していない側
の管内の水の沸騰を防止する。 【解決手段】 缶体の内部において給湯管８と風呂管９
を一枚の平板１１を略Ｓ字系に変形することで二つの流
路を形成している。したがって、それぞれの単独運転時
に残りの管が燃焼熱により加熱されても、運転している
管の熱は一枚の平板１１を介して伝熱するため接触面積
が大きくとれ接触厚さが薄くなるため、運転を停止して
いる内部の水が沸騰することを防止でき、単独運転時に
も最大能力を発揮することができるという効果がある。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は暖房または風呂の追
い焚き機能を有する給湯機において、燃焼熱源が１カ所
存在し、前記機能を満足する１缶２回路熱交換装置に関
するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来の１缶２回路熱交換器は特開昭６３
−３８８５２号公報に記載されているようなものがあっ
た。この種の熱交換器では、一つの缶体に２本の円筒管
が上下に設けられており、給湯と風呂の追い焚きを行う
ものである。通常一般的な２缶２水の熱交換装置では給
湯用バーナと給湯用熱交換器と、風呂追い焚き用バーナ
と風呂用熱交換器で構成される。この様な給湯と風呂の
追い焚き装置と比較し熱源と熱交換装置が一つ少なくす
ることが可能であるため、大幅な小型軽量化を実現でき
るものである。

【０００３】すなわち、図７に示すように給湯管１と、
風呂管２をロウ付けにより接触させ、これら各パイプを
共用する受熱フィン３を加熱するバーナとで構成されて
いる。

【０００４】そして上記構成により、風呂の追い焚きを
行う際には、給湯管１で受熱した熱を風呂管２へ伝熱す
ることで給湯管１内部の沸騰を防止する。また、給湯を
行う際には、風呂管２で受熱した熱を給湯管１へ伝熱す
ることで風呂管２内部の沸騰を防止するようになってい
た。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記従来
の１缶２回路熱交換器では、二つの円筒管を上下でロウ
材を介して接触させているため、管から管への熱移動は
二つの管壁とロウ材の三層を介して行われる。さらに、
接触方式が線接触に近いため伝熱を促進するための伝熱
面積を大きくすることが困難であるという課題が発生す
る。すなわち、単独運転時の他管の沸騰を防止すること
が困難なため、単独運転時の能力を大幅に絞らねばなら
ない大きな課題が生じる。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は上記課題を解決
するために給湯管と風呂管を一枚の平板を変形させて形
成するかもしくは一体成型することで二つの管路をな
し、これらの管路を缶体内部に設けたものである。

【０００７】上記発明によれば、風呂単独運転時に給湯
管が燃焼熱により受熱し内部の水の温度が上昇するが、
風呂管と給湯管が一枚の平板を介して面接触しているた
め受熱した熱を風呂管へ伝熱することで給湯管の内部の
水の沸騰を防止することと風呂の能力を絞らず最大運転
が可能である。さらに、給湯単独運転時に風呂管が燃焼
熱により受熱し内部の水の温度が上昇するが、給湯管と
風呂管が一枚の平板を介して面接触しているため受熱し
た熱を風呂管へ伝熱することで風呂管の内部の水の沸騰
を防止することと給湯能力を絞らず最大運転が可能であ
る。

【０００８】

【発明の実施の形態】本発明の請求項１に係る１缶２回
路熱交換装置は、バーナと、バーナの下流側に設けた缶
体と、缶体に設けた排熱を受熱する２回路管と、２回路
管が一枚の平板を変形し略Ｓ字を形成するとともに開口
部を溶接により閉じ流路とすることで二つの流体を流す
構成としたものである。

【０００９】そして、単独運転時には、運転していない
管に滞留している水がバーナの排熱で加熱され温度上昇
する。運転していない管内部の水温が運転している管内
部の水温より上昇すると、管と管が一枚の平板を介して
面接触しているため伝熱効果が大きく、運転していない
管の内部の水の沸騰を防止することができる。

【００１０】本発明の請求項２に係る１缶２回路熱交換
装置は、バーナと、バーナの下流側に設けた缶体と、缶
体に設けた排熱を受熱する２回路管と、２回路管が一枚
の平板を変形し螺旋管を構成したものである。

【００１１】そして、単独運転時には、運転していない
管に滞留している水がバーナの排熱で加熱され温度上昇
する。運転していない管内部の水温が運転している管内
部の水温より上昇すると、管の内部に管が存在し一枚の
管壁を介して面接触しているため伝熱効果が大きく、運
転していない管の内部の水の沸騰を防止することができ
る。

【００１２】本発明の請求項３に係る１缶２回路熱交換
装置は、バーナと、バーナの下流側に設けた缶体と、缶
体に設けた排熱を受熱する２回路管と、２回路管が径の
大きな外管の内部の底部に径の小さな内管を設けた二重
管構成とし、外管と内管の接触部をロウ付けした構成で
ある。

【００１３】そして、単独運転時には、運転していない
管に滞留している水がバーナの排熱で加熱され温度上昇
する。運転していない管内部の水温が運転している管内
部の水温より上昇すると、管の内部に管が存在し一枚の
管壁を介して面接触しているため伝熱効果が大きく、運
転していない管の内部の水の沸騰を防止することができ
る。

【００１４】本発明の請求項４に係る１缶２回路熱交換
装置は、バーナと、バーナの下流側に設けた缶体と、缶
体に設けた排熱を受熱する２回路管と、２回路管が内部
に仕切を有する一体管となる構成にしたものである。

【００１５】そして、単独運転時には、運転していない
管に滞留している水がバーナの排熱で加熱され温度上昇
する。運転していない管内部の水温が運転している管内
部の水温より上昇すると、管内部に存在する仕切を介し
て面接触しているため伝熱効果が大きく、運転していな
い管の内部の水の沸騰を防止することができる。

【００１６】

【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。

【００１７】（実施例１）図１は本発明の実施例１の１
缶２回路熱交換装置のフィンパイプ構成図であり、図２
は同装置の全体構成図であり、図３はＳ字管断面図であ
る。

【００１８】図において、４はバーナであり、バーナ４
の燃焼により発生する排熱を通過させる缶体５と、缶体
５に設けた排熱を受熱する２回路管６と、２回路管６を
貫通させて配置された受熱フィン７で構成されている。
ここで、２回路管は略Ｓ字型に一枚の平板を変形させて
なり、下段に給湯管８と上段に風呂管９の流路を構成し
ている。Ｓ字の開口部１０は、溶接により接合されてい
るため、管外部への流体の漏れは発生しない。

【００１９】次に動作，作用について説明すると、まず
給湯単独運転時には、給湯を開始すると水は給湯管８に
入りバーナ４の燃焼熱により加温され出湯する。この
時、風呂管９の内部の水は流動しておらず燃焼熱により
加熱される。給湯管８と風呂管９は、一枚の平板１１を
介して接触しているため高温になった風呂管９内の水の
熱は給湯管８内の温度の低い温水に平板１１を介して伝
熱する。したがって、風呂管９の内部温度は、燃焼熱か
ら受ける熱と伝熱によるバランスによりある一定温度で
平衡状態となり、風呂管９内の水は沸騰しない。

【００２０】次に風呂の追い焚き単独運転時には、追い
焚き運転命令でバーナ４を着火する。バーナ４の燃焼熱
により風呂管９が加温され、加熱された温水が浴槽まで
搬送され放熱して風呂の追い焚きを行う。この時、給湯
管８の内部の水は流動しておらず燃焼熱により加熱され
る。給湯管８と風呂管９は、一枚の平板１１を介して接
触しているため高温になった給湯管８内の水の熱は風呂
管９内の温度の低い温水に平板１１を介して伝熱する。
したがって、給湯管８の内部温度は、燃焼熱から受ける
熱と伝熱によるバランスによりある一定温度で平衡状態
となり、給湯管８内の水は沸騰しない。

【００２１】すなわち、給湯管８と風呂管９の流路が接
触する部分が面接触となるため接触面積を広くでき、一
枚の平板１１の板厚だけで熱伝達するため伝熱効率がお
おきくなる。したがって、各単独運転時に残りの管の内
部の沸騰を防止することができ、２回路管６の耐久性能
を向上できると共に、管内部のスケール固着を防止でき
る。よって、１缶２回路熱交換装置で給湯機能と風呂追
い焚き機能のそれぞれの単独運転時に最大能力を発揮で
き、大幅な機器の小型化が可能である。

【００２２】（実施例２）図４は本発明の実施例２の１
缶２回路熱交換装置の螺旋管断面図である。

【００２３】本実施例２において、実施例１と異なる点
は２回路管６が一枚の平板を螺旋の二重に巻き螺旋管１
２に変形させてなり、外側に給湯管８と内側に風呂管９
の流路を構成している。螺旋管１２の開口部１０は、溶
接もしくはロウ付けにより接合されているものである。

【００２４】なお、実施例１と同一符号のものは同一構
造を有し、説明は省略する。次に動作，作用を説明する
と、まず給湯単独運転時には、給湯管８と風呂管９は、
内側の螺旋管１２を介して接触しているため高温になっ
た風呂管９内の水の熱は給湯管８内の温度の低い温水に
螺旋管１２を介して伝熱する。したがって、風呂管９の
内部温度は、燃焼熱から受ける熱と伝熱によるバランス
によりある一定温度で平衡状態となり、風呂管９内の水
は沸騰しない。

【００２５】次に風呂の追い焚き単独運転時には、給湯
管８と風呂管９が螺旋管１２を介して接触しているため
高温になった給湯管８内の水の熱は風呂管９内の温度の
低い温水に螺旋管１２を介して伝熱する。したがって、
給湯管８の内部温度は、燃焼熱から受ける熱と伝熱によ
るバランスによりある一定温度で平衡状態となり、給湯
管８内の水は沸騰しない。

【００２６】すなわち、給湯管８と風呂管９の流路が接
触する部分が螺旋管１２の面接触となるため接触面積を
さらに大きくでき、螺旋管１２の板厚だけで熱伝達する
ため伝熱効率がおおきくなる。したがって、各単独運転
時に残りの管の内部の沸騰を防止することができ、２回
路管６の耐久性能を向上できると共に、管内部のスケー
ル固着を防止できる。よって、１缶２回路熱交換装置で
給湯機能と風呂追い焚き機能のそれぞれの単独運転時に
最大能力を発揮でき、大幅な機器の小型化が可能であ
る。

【００２７】なお、本実施例では通常給湯使用時の能力
が大きいため外側の螺旋管１２を給湯管８とし、内側を
風呂管９としたが、外側を風呂管９とし内側を給湯管８
としても同様の効果を発揮できるものである。

【００２８】（実施例３）図５は本発明の実施例３の１
缶２回路熱交換装置の二重管断面図である。

【００２９】本実施例３において、実施例１と異なる点
は２回路管６が径の異なる外管１３と内管１４の二重管
であり、外管１３で給湯管８を構成し、外管１３の底に
接触部１５で内管１４である風呂管９をロウ付けにより
接合しているものである。

【００３０】なお、実施例１と同一符号のものは同一構
造を有し、説明は省略する。次に動作，作用を説明する
と、まず給湯単独運転時には、給湯管８と風呂管９は、
内管１４を介して接触しているため高温になった風呂管
９内の水の熱は給湯管８内の温度の低い温水に内管１４
を介して伝熱する。したがって、風呂管９の内部温度
は、燃焼熱から受ける熱と伝熱によるバランスによりあ
る一定温度で平衡状態となり、風呂管９内の水は沸騰し
ない。

【００３１】次に風呂の追い焚き単独運転時には、給湯
管８と風呂管９は、内管１４を介して接触しているため
高温になった給湯管８内の水の熱は風呂管９内の温度の
低い温水に内管１４を介して伝熱する。したがって、給
湯管８の内部温度は、燃焼熱から受ける熱と伝熱による
バランスによりある一定温度で平衡状態となり、給湯管
８内の水は沸騰しない。

【００３２】すなわち、給湯管８と風呂管９の流路が接
触する部分が二重管の内管１４の面接触となるため接触
面積を広くでき、内管１４の板厚だけで熱伝達するため
伝熱効率がおおきくなる。したがって、各単独運転時に
残りの管の内部の沸騰を防止することができ、２回路管
６の耐久性能を向上できると共に、管内部のスケール固
着を防止できる。よって、１缶２回路熱交換装置で給湯
機能と風呂追い焚き機能のそれぞれの単独運転時に最大
能力を発揮でき、大幅な機器の小型化が可能である。

【００３３】なお、本実施例では通常給湯使用時の能力
が大きいため外管１３側を給湯管８とし、内管１４の内
側を風呂管９としたが、外管１３側を風呂管９とし内管
１４の内側を給湯管８としても同様の効果を発揮できる
ものである。

【００３４】（実施例４）図６は本発明の実施例４の１
缶２回路熱交換装置の一体管断面図である。

【００３５】本実施例４において、実施例１と異なる点
は、２回路管６が管の内部に仕切１６を有する一体管１
７で給湯管８と風呂管９を構成し、引き抜き加工ででき
たものである。

【００３６】なお、実施例１と同一符号のものは同一構
造を有し、説明は省略する。次に動作，作用を説明する
と、まず給湯単独運転時には、給湯管８と風呂管９は、
内管１４を介して接触しているため高温になった風呂管
９内の水の熱は給湯管８内の温度の低い温水に仕切１６
を介して伝熱する。したがって、風呂管９の内部温度
は、燃焼熱から受ける熱と伝熱によるバランスによりあ
る一定温度で平衡状態となり、風呂管９内の水は沸騰し
ない。

【００３７】次に風呂の追い焚き単独運転時には、給湯
管８と風呂管９は、仕切１６を介して接触しているため
高温になった給湯管８内の水の熱は風呂管９内の温度の
低い温水に仕切１６を介して伝熱する。したがって、給
湯管８の内部温度は、燃焼熱から受ける熱と伝熱による
バランスによりある一定温度で平衡状態となり、給湯管
８内の水は沸騰しない。

【００３８】すなわち、一体管１７の給湯管８と風呂管
９流路が接触する部分が仕切１６の面接触となるため接
触面積を広くでき、仕切１６の板厚だけで熱伝達するた
め伝熱効率がおおきくなる。したがって、各単独運転時
に残りの管の内部の沸騰を防止することができ、２回路
管６の耐久性能を向上できると共に、管内部のスケール
固着を防止できる。よって、１缶２回路熱交換装置で給
湯機能と風呂追い焚き機能のそれぞれの単独運転時に最
大能力を発揮でき、大幅な機器の小型化が可能である。

【００３９】なお、本実施例では引き抜き工法により２
回路管６を構成する例を示したが、押し出し工法等で一
体管１７を構成したとしても同様の効果を発揮できるも
のである。

【００４０】

【発明の効果】以上説明したように本発明の請求項１に
係る１缶２回路熱交換装置は、単独運転時には、管と管
が一枚の平板を介して流路が接触しているため運転して
いない管の熱が平板を伝わり運転している管へ伝達しや
すく、運転していない管の内部の水の沸騰を防止するこ
とができる。

【００４１】すなわち、熱交換装置の耐久性能を維持で
きると共に、管内部のスケール固着を防止できる。さら
に、１缶２回路熱交換装置で単独運転時に能力を絞る必
要が無く最大能力を発揮でき、大幅な機器の小型化が可
能である。

【００４２】また、請求項２に係る１缶２回路熱交換装
置は、単独運転時には螺旋管の内部に二つの流路が存在
し内側の管壁を介して面接触しているため接触面積をさ
らに大きくとれ、運転していない管の熱が管壁を伝わり
運転している管へ伝達することで、運転していない管の
内部の水の沸騰を防止することができる。

【００４３】すなわち、熱交換装置の耐久性能を維持で
きると共に、管内部のスケール固着を防止できる。さら
に、１缶２回路熱交換装置で単独運転時に能力を絞る必
要が無く最大能力を発揮でき、大幅な機器の小型化が可
能である。

【００４４】また、請求項３に係る１缶２回路熱交換装
置は、外管の内部に内管を設けロウ付けする簡易な工法
で加工でき、単独運転時には、内管の管壁を介して面接
触する構成としているため運転していない管の熱が内管
壁を伝わり運転している管へ伝達することで、運転して
いない管の内部の水の沸騰を防止することができる。

【００４５】すなわち、熱交換装置の耐久性能を維持で
きると共に、簡易な加工法で２回路を構成でき水漏れ等
の信頼性も向上し、管内部のスケール固着を防止でき
る。さらに１缶２回路熱交換装置で単独運転時に能力を
絞る必要が無く最大能力を発揮でき、大幅な機器の小型
化が可能である。

【００４６】また、請求項４に係る１缶２回路熱交換装
置は、単独運転時には一体管の内部に仕切が存在し仕切
を介して流路を構成しているため運転していない管の熱
が仕切の板を伝わり運転している管へ伝達することで、
運転していない管の内部の水の沸騰を防止することがで
きる。

【００４７】すなわち、一体管が引き抜き工法等ででき
ており真円に近い管で曲げ加工やフィンへの装着も容易
にできる。また、沸騰も防止できるため耐久性能が向上
できると共に、管内部のスケール固着を防止できる。さ
らに、１缶２回路熱交換装置で単独運転時に能力を絞る
必要が無く最大能力を発揮でき、大幅な機器の小型化が
可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例１における１缶２回路熱交換装
置のフィンパイプの外観斜視図

【図２】同装置における全体構成図

【図３】同装置におけるＳ字管断面図

【図４】本発明の実施例２における１缶２回路熱交換装
置の螺旋管断面図

【図５】本発明の実施例３における１缶２回路熱交換装
置の二重管断面図

【図６】本発明の実施例４における１缶２回路熱交換装
置の一体管断面図

【図７】従来の１缶２回路熱交換装置のフィンパイプの
一部切欠斜視図

【符号の説明】

４ バーナ ５ 缶体 ６ ２回路管 ８，９ 流路 １０ 開口部 １１ 平板 １２ 螺旋管 １３ 外管 １４ 内管 １５ 接触部 １６ 仕切 １７ 一体管

───────────────────────────────────────────────────── 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 (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】バーナと、前記バーナの下流側に設けた缶
   体と、前記缶体に設けた排熱を受熱する２回路管と、前
   記２回路管が一枚の平板を変形し略Ｓ字を形成するとと
   もに開口部を溶接により閉じ流路とすることで二つの流
   体を流す構成とした１缶２回路熱交換装置。
2. 【請求項２】２回路管が一枚の平板を変形し螺旋管を構
   成する請求項１記載の１缶２回路熱交換装置。
3. 【請求項３】バーナと、前記バーナの下流側に設けた缶
   体と、前記缶体に設けた排熱を受熱する２回路管と、前
   記２回路管が径の大きな外管の内部の底部に径の小さな
   内管を設けた二重管構成とし、前記外管と前記内管の接
   触部をロウ付けした１缶２回路熱交換装置。
4. 【請求項４】バーナと、前記バーナの下流側に設けた缶
   体と、前記缶体に設けた排熱を受熱する２回路管と、前
   記２回路管が内部に仕切を有する一体管となる構成に成
   型した１缶２回路熱交換装置。