JPS5886388A

JPS5886388A - 熱交換器

Info

Publication number: JPS5886388A
Application number: JP18577781A
Authority: JP
Inventors: Kiyoteru Takayasu; 高安　清輝
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1981-11-19
Filing date: 1981-11-19
Publication date: 1983-05-23

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】本発明は熱交換器に関し、さらに詳しくは、軽くて耐蝕
性にすぐれ、かつ、熱交換効率の良好な熱交換器に関す
るものである。

一般に、例えば、瞬間湯沸しなどに使用されている熱交
換器は、銅普たは銅合金により作られているものであり
、そして、銅または銅合金は熱伝導性が良好であるので
熱交換器がよいが、重量が重いということがあり、また
、都市ガス、または、プロパンガスの炉焼により腐蝕す
る場合があるので肉厚を厚くしなければならず、重量が
より重くなるという問題があったのである。

また、メッキ工場やクリーニング場等において大部に蒸
気を使用するための石油、原油等を燃焼させるボイラー
等の排ガスを利用する熱交換器も、石油、原油等の燃焼
ガス中の硫黄分の影響によって熱交換器の腐蝕が激しく
度々取替えなければならなかった。

例えば、オ６図に示す釧、又は、銅合金により作られて
いる熱交換器においては、箱状体２０内を矢印方向に高
温の燃焼ガスが通る間に管２１内の水と熱交換するもの
であるか、上記した工うに腐蝕に対して、箱状体２０を
厚くする必要があり、重量が重くなり、その上、熱交換
効率も決して良好なものとはいえないものである。

本発明は上記した熱交換器の現状に鑑みなされｆ４ので
、都市ガス、プロパンガス、また、石油、原油、重油等
の燃焼に際しても、それらの燃焼ガスに対して極めて耐
蝕性に優れ、さらに、熱交換効率も抜群な熱交換器を提
供するものである。

本発明に係る熱交換器の特徴とするところは、並列に並
べた複数のＶを、柱状体或いは外殻に取付けた支持体を
介して螺旋状に捲回して設け、かつ、この組立体の柱状
体、管、支持体及び外殻をアルミニウム又はアルミニウ
ム合金で被覆したことにある。

本発明に係る熱交換器ＶＣついてＪソ下詳細に説明する
。

本発明に保る熱交換器において、柱状体、支持体、甘た
、螺旋状の管等の材料について説明する。

先づ、柱状体としては、両端が閉じた形状の円筒体、角
筒体等、或いは、円柱、角柱等であり、真中に排ガスを
通す召を設けておいて本よい。この材料は、耐熱、耐蝕
材料であればよく、例えば、Ｆｅ　系材料が好適で、純
鉄、鉄合金、不銹鋼、また、耐蝕性金属、合金、銅、銅
合金着た、アルミニウム、アルミニウム合金を使用する
ことができる。

しかして、柱状体は中が９胴で両端の密閉された円筒体
、角筒体等が熱交換器を軽くシ、かつ、材料の節約にも
なるので好都合である。

次に、支持体は棒状、また、コ字状の何れでもよく、柱
状体、或いは、例殻の何れか［ｌＩ［Ｙ付けて管を支持
するもので、管の重量に耐える程度の強度、取付は数と
すればよく、使用材料も柱状体と同様のものでよい。

管の材料は、Ｆｅ　系材料が好適であり、例えば、純鉄
、鉄合金、不銹鋼、捷た、耐蝕性金属捷たは合金さらに
、銅、銅合金、アルミニウム、アルミニウム合金等が使
用でき、４たこのパイプは一重構造と二重構造との両方
の形状が使用できる。

また、前二重構造、即ち、複合構造とすることは、管内
側は耐蝕性金属″または合金で、外側がＦ’ｅ系材料と
した構造をいうものである口耐蝕性金属または合金としては、Ｔｂ　　Ｚｒ、　Ｔ４
＋Ｍｏ、　ＮｂやＴｉ、Ｚｒｌ　　’ｐａ、　Ｍｏｌ　
Ｎｂ　）合金、不銹鋼、銅や銅合金、および、アルミニ
ウム、アルミニウム合金を使用することができる。

し２かして、本発明に係る熱交換器においては、管の形
状は、管を並列に密着させて並べて柱状体の囲シに螺旋
状に設けるものであって、支持体によって複数個所で支
えられている。そして、この螺旋回数は多い程良いが、
熱交換率、材料の強度等から適当に選定すればよい。

また、外殻は柱状体と同様に耐熱、耐蝕材料とするのが
よく、柱状体と同じ材料とするのがよい。

被覆にアルミニウム或いはアルミニウム合金を用いるの
は、熱伝導度が良好であること、腐蝕に対して強いこと
、および、管、曲師体、柱状体を強固に密着させること
ができることによるものである。なお、アルミニウム合
金に１約５％以下含有させるとより耐蝕性が向上する。

このようなアルミニウム捷たはアルミニウム合金の被覆
を施すには、アルミニウム捷たはアルミニウム合金を溶
解しておいて、この溶融アルミニウム着たけアルミニウ
ム合金中に並列に並べた管を支持体を介して複数回螺旋
状に捲回した柱状体を浸漬してから、引揚げて乾燥させ
ると熱交換器ができ上るのである。

この方法以外に、柱状体、支持体、螺旋状の管を別々に
アルミニウムまたはアルミニウム合金の被覆を上記のよ
うに施してから、」１列に並べた管を支持体を介して柱
状体に複数回螺旋状に捲回して、加熱炉で刀０熱して管
、支持体、及び、柱状体を密着させて熱交換器とするの
である。また、外殻の内側も上記と同じようにして被覆
するのである。

次に、本発明に係る熱交換器について図面に示す例によ
シ具体的に説明する。

第１図は本発明に係る熱交換器の側面図、牙２図は第１
図Ａ−Ａ矢視図、第６図は本発明に係る熱交換器を湯沸
し器に適用した例を示す一部切欠側面図、第４図は螺旋
状管の給水部と排水部の概略断面図で、第５図は他の例
を示し、第６図は従来の熱交換器の斜視図である。

牙１図、第２図において、柱状体１の複数個所（第１図
では５個Ｆｉｆｒ）にコ字状に、例えば、溶接等により
支持体６を取付け、この支持体６，３間に螺旋状の管２
．２．２（第１図では３本の管であるが、２本以上であ
れば何本でもよい。）を挾持させる。この支持体６．６
は第１図ではコ字状となっているが、一本の支持体３上
に支持させても工く、捷た、第１図では支持体６は柱状
体１に取付けられているが、この支持体を外殻に取付け
てもよい（第５図参照）、そして、アルミニウム、アル
ミニウム合金の被覆１２が設けである。また、この螺旋
状管２．　２．　２は互に密着させて流体、例えば、＃
８焼ガスが管の隙間、管と柱状体、外殻との隙間から漏
洩しないように形成し、かつ、柱状体１と外殻５（第５
図）との間隔内に丁度挾まれる幅となるように設ける必
要がある。後述するが、高温の流体、例えば、燃焼ガス
が螺旋状に流れるようにして、螺旋状のｖ２．２．２と
充分接触させるためである。

第６図は上記に説明した第１図の熱交換器を組込んだ瞬
間湯沸し器の例を示したものであゆ、即ち、外殻５の底
部に取付けた底板７上に支持体６゜６により支持されて
いる螺旋状ｖ２．　２．　２が設けられている柱状体１
を載置する。この場合、螺旋状管２．　２．　２は密着
され、かつ、柱状体１と外殻５との間は流体が通過せず
、流体は矢印のように螺旋状に流れるように構成する。

捷た、上記したように、了ルミニウム、アルミニウム合
金被覆１２がある。そして、この底板７にはガスバーナ
ー８を複数個設け、ガスＧが供給され、かつ、外殻５と
壁６により空り通路全形成して入口９からガスバーナー
８へ空気を矢印のように送るようにしてもよい。これは
、加熱９気が送られるのでガスの燃焼を助長する。なお
、オ・５図、第６図に示スように、底板７ｖｃもアルミ
ニつム、アルミニウム合金の被覆１２全設けた方がよい
。

また、螺旋状管２．　２．　２ＶＣ沿体、例えば、水を
送るＫは、牙４図に示すようＶＣ水ＷけバイブＰにより
給水部４に入り、ここから螺旋状の管２゜２＋２ｒｃ送
られていき、熱交換されて熱くなった水け、上記とけ逆
に、即ち、螺旋状の管２，２゜２から給水部４（排水部
１１となる。）へた１す、パイプＰから排出されるので
ある。

このような構成を有している本発明に係る熱交換器を使
用した瞬間湯沸し器において、先づ水Ｗを給水部４へ供
給することによって螺旋状の管２゜２．２内を流して排
水部１１へ達すると、ガスＧよ・リガスバーナー８に点
火すると、この炉焼ガスは矢印に示すように螺旋状のｖ
２．２．２ＶＣ沿って上昇し、その間に、螺旋状の管２
．　２．　２内を流れる水と高温の燃焼ガスとが熱交換
して、排水部１１に流れる水Ｈは８０°〜９０℃近くも
の温度となって排水されて利用され、一方、燃焼ガニは
、約５０℃程度の低温となって煙突１０から排出される
。このように、高温の燃焼ガスと螺旋状の管との接触面
積が極めて大きいので、炉焼ガスと螺旋状の管内を流れ
る水との熱交換率も大きく、従って、加熱されて排水さ
れる水温も高く、かつ、排出燃焼ガスも極めて低温とな
るのであ′る。なお、本発明の熱交換器をボイラーと組
合せても上記と同様である。

しかして、本発明に保る熱交換器においては、柱状体、
螺旋状の管、支持体、外殻等にアルミニウム、アルミニ
ウム合金が被覆されているので、都市ガス、プロパンガ
スは勿論、例えば、石油、原油、重油等の油類を使用す
る湯沸し器、又、ボイラーでは、燃焼ガス中に硫黄分が
含有され、柱状体１の下部では燃焼ガスの高温のためガ
ス体であるが、柱状体１の上部付近、及び支持体３、螺
旋状の管２は硫酸分を含む水滴が多数付着した状態とな
る。外殻５も同じ状態である。しかして、この硫酸分を
含む水滴は腐蝕性の極めて激しいものであるが、アルミ
ニウム、アルミニウム合金の被覆があるので、被覆の下
の金属、合金の材料全腐蝕することがなく、極めて長時
間にわた郵便用することができるのである。この説明け
、燃焼ガス中の硫黄分のみの腐蝕についてであるが、こ
れ以外の種々の腐蝕因子が存在して、これらの腐蝕因子
が重なっているものと考オーられる。

なお、アルミニウム甘たはアルミニウム合金のコーティ
ングを施した熱交換器を加熱して、熱交換器各部の材料
とアルミニウムまたはアルミニウム合金との拡散層（合
金層）全生成させると、熱交換器は極めて強固な構造物
となる。

また、本発明に係る熱交換器を構成する材料は極めて薄
くすることができるばかりか、強度も強いものである。

そして、これらの材料（上記した種々の材料）を種々糾
合せて使用することが可能である。

以上説明した↓うに、本発明に係る熱交換器によれば、
アルミニウム捷たは了ルミニウム合金による被覆がある
ので熱伝導性が極めて良好で、かつ、表面にアルミナが
形ｈｖされ１１１Ｉｆ？Ｉｔ性にもすぐれており、その
上軽量であり、熱交換器として極めてすぐれた性能を有
しているものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る熱交換器の概略側面図、）・２図
は第１図のＡ−Ａ’ｈ祝図、オ・３図は本発明に係る熱
交換器が瞬間湯沸し器に適用された場合の一部切欠概略
図、第４図は給水部（排水部）の断面図、第５図は仙の
例を示す概略図、牙６図は従来の熱交換器の斜視図であ
る。１〜柱状体、　２〜螺旋状の管、　６〜支持体、４〜給
水部、　５〜外殻、　６〜壁、　７〜底板、８〜バーナ
ー、　９〜入日、　　１０〜煙突、１１〜排水部、　　
１２〜被覆。第　２　図第６図２０４２１−

Claims

【特許請求の範囲】

並列に卯べた検数の管を、柱状体或いは外殻に取付けた
支持体を介［７て螺旋状Ｖｃ押回して設け、かつ、この
納立体の柱状体、管、支持体及び外殻をアルミニウム又
はアルミニウム合金で被僚したことを特徴とする熱交換
器。