JPS6213958A - 温水熱交換器 - Google Patents

温水熱交換器

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Publication number
JPS6213958A
JPS6213958A JP60152232A JP15223285A JPS6213958A JP S6213958 A JPS6213958 A JP S6213958A JP 60152232 A JP60152232 A JP 60152232A JP 15223285 A JP15223285 A JP 15223285A JP S6213958 A JPS6213958 A JP S6213958A
Authority
JP
Japan
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heat exchanger
tube
hot water
plate
flat
Prior art date
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Pending
Application number
JP60152232A
Other languages
English (en)
Inventor
Shinji Kuramoto
新治 蔵本
Masatoshi Ono
桜野 正敏
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Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Filing date
Publication date
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Publication of JPS6213958A publication Critical patent/JPS6213958A/ja
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28FDETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F1/00Tubular elements; Assemblies of tubular elements
    • F28F1/10Tubular elements and assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with projections, with recesses
    • F28F1/40Tubular elements and assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with projections, with recesses the means being only inside the tubular element
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28DHEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
    • F28D7/00Heat-exchange apparatus having stationary tubular conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall
    • F28D7/0066Multi-circuit heat-exchangers, e.g. integrating different heat exchange sections in the same unit or heat-exchangers for more than two fluids
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28FDETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F13/00Arrangements for modifying heat-transfer, e.g. increasing, decreasing
    • F28F13/06Arrangements for modifying heat-transfer, e.g. increasing, decreasing by affecting the pattern of flow of the heat-exchange media
    • F28F13/12Arrangements for modifying heat-transfer, e.g. increasing, decreasing by affecting the pattern of flow of the heat-exchange media by creating turbulence, e.g. by stirring, by increasing the force of circulation

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Geometry (AREA)
  • Heat-Pump Type And Storage Water Heaters (AREA)

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】 〔発明の利用分野〕 本発明は温水用熱交換器に係り、特に給湯暖房機あるい
け風呂追焚き付給湯機等の二管路式熱交換器VCrjA
するものである。
〔発明の胃景〕
従来、二管路式熱交換器を備えた給湯暖房機は、東芝ル
プランの型録に示されているように、給湯水と暖房水の
二管路を一つの熱交換器に組込み、一つのバーナで給湯
水及び暖房水が加熱される。この給湯暖房機の二管路式
熱交換器1は@7図に示すように、給湯側管路の偏平伝
熱管2aと暖房側管路の偏平伝熱管2bの長径側管壁が
互いにロー付等で密着され、その外周には多数枚のフィ
ン3が並設されている。上記給湯側管路の偏平伝熱管2
aけ水道水が流れる為、水道法にて高水圧(17,5に
9/1M2) Vc耐Lしヨウに規?)11サレテイル
。従って偏平伝熱管2aの内部に補強板4がロー付けに
て配設され、高水圧時にも偏平伝熱管2aが変形しない
様に形成されている。しかして、上記偏平伝熱管2aけ
、第8図に示す様に、偏平伝熱管の直管部の両端部で補
強板4け終端5を形成されている。これは偏平伝熱管の
並設直管部を連結するU字状のペンド管(図示せず)ま
で連続して補強板4を配設することが製作上困難なため
である。
上記構造の従来の二管路式熱交換器は、暖房は不要で、
給湯のみ作動させると、暖房用偏平伝熱管2b内の温水
も給湯用偏平伝熱管2a内の給湯水と共に加熱され、フ
ィン3、伝熱管2a 、 2b、管内の温水の温度分布
は一例として第9図(b)図に示すようになる。(b)
図の温度グラフは(a)図の伝熱管配置図のA−Aライ
ン上の各位置における温度分布を示したものである。
即ち、並設された給湯用伝熱管2aと暖房用伝熱管2b
との間のフィン3Vc最大温度Tfが現われる。
一般に暖房能力は給湯能力の1/2以下であり、伝熱管
内の場内への熱伝達量も同様に、暖房用伝熱管の熱負荷
は給湯用伝熱管の熱負荷の172以下である。従って、
給湯用伝熱管2aVCN、暖房用伝熱管2bにnの熱量
が分配される。こ\で暖房用伝熱管2bに入る熱量が多
すぎると停止水が沸騰し危険なため、暖房用伝熱管2b
に入る熱量を減少させる必要がある。
このためVCは、フィン3の最大温1f−Tf  を低
下させることが最も効果的であり、このため、第10図
に示す寸法L、L2の比L2/L1を大きく設定しく一
般的にけL2/L、 = I 0以上に設定されている
)、暖房管路の伝熱管2b内で暖房水自身に対流を起こ
させ、該伝熱管2bの熱負荷を下げるように形成されて
いる。
しかるに、し2/L1が大きくなると給湯管路のように
高水圧使用下では伝熱管が変形し易く補強板4を必要と
していた。また、補強板4ri直管部分の両端部で終端
5を有するため、この終端部5に応力集中をきたし、伝
熱管に亀裂が入る等の問題点を有していた。
〔発明の目的〕
本発明は上記に鑑みて発明されたもので、二管路式熱交
換器の高熱負荷側偏平伝熱管の熱伝達を向上し、作動停
止中の低負荷側偏平伝熱管内の停止水の沸騰もない温水
熱交換器を提供することを目的とする。
〔発明の概要〕
と紀目的を達成するため本発明け、高熱負荷側偏平伝熱
管内に、帯状板の上下に互違いに乱流板を切起こした部
材を挿入し、管内の水流を乱流化し熱伝達率を向上し、
低負荷側伝熱管に分配される熱量を少なくすると共に、
乱流板の先端が伝熱〔発明の実施例〕 本発明の一実施例を図面に基づき説明する。
第3図は二管路式温水熱交換器の全体構成を示す。
11け慈父換器で、@湯用伝熱管+28と暖房用伝熱管
+2bとが側壁を密着して一体化され、多数個の並設フ
ィン13を貫通し、該並設フィン+3Vi上記伝熱器の
外周に密着状に配設されている。上記熱交換器Ilr!
燃焼室14内に配置され、燃焼室14下部Vcriバー
ナ15が配設されている。16t′i給湯用伝熱管12
3に接続される給水管、+7Vi同じく出湯管で、出湯
管17には湯温検知用の給湯サーモスタット18が設け
られている。暖房用伝熱管12bの出口側は管路19を
経て暖房用放熱器20a、20bに接続され、次いでア
キュムタンク21、循環ポンプ22を介在して管路23
を経て上記暖房用伝熱管12bK接続されている。24
け暖房用伝熱管の出口側管路19に設けられた暖房用サ
ーモスタットを示す。25けバイパス管で放熱器20を
バイパスし管路19.23に接続されている。26ri
開閉弁でバイパスg25 VC設けられている。
上記伝熱管の詳細を第1図に示す。
+28は給湯管路用の偏平伝熱管、12bは暖房管路用
の偏平伝熱管で、この偏平伝熱管12a、12bの短径
L1と長径L2との比L2/L1=4以下に形成され、
両管123.12bの背中合せになっている長径方向の
壁面はロー付けにて密着されている。
給湯用の偏平伝熱管12aの内部には、直管部分全長に
亘り、管内中央部に管軸方向に仕切板31が挿入されて
いる。この仕切板は偏平伝熱管12aの短径し、の向壁
間寸法L4と同寸法巾を有し、両縁部は適宜長さの折曲
げ片31aが形成され、平壁部には上下互違いに多数個
の乱流板32が切起こされている。上記乱流板32け第
2図に示すように、仕切板の平壁部の巾寸法と同寸法の
底辺と、底辺に対する垂直高さく以下高さと呼ぶ)は頂
点が長径方向内壁間寸法L3に接する高さを有す三角形
状に切起され、上下方向の切起(7ビツチは、三角形の
高さ寸法よりや\長い寸法に形成されている。
上記構造のように給湯用偏平伝熱f+23は、管内に三
角形の乱流板32が適宜ピッチで上下方向に互違いに突
設されている。
給湯用偏平伝熱管+28は上記構造にてなるから、該管
128を流通する給湯水け、乱流板32にて流れが阻止
され、乱流化し、水流は、乱流板32を切起したあとの
開口33を波状に流通すると共に、乱流板320両頂部
近傍の空間34.35を通って流れる水流が形成される
上記の如く、水流は乱流板32Vcて乱流化し1、全体
としては波状に流れ、また、乱流板32頂部近傍に流れ
が淀むことない。従って管壁と流通水との熱伝達率Fi
増され、また、水流が一部淀んで局部加熱による温度む
らもなく、流通水の吸熱量は増加し、その結果フィンの
最高温度も低下する。従って隣接の暖房用偏平伝熱管1
2bVC分配される熱量は従来に比し減少し管内の暖房
用水が停止していても沸騰を起すことはない。
L7かして、本実施例は、給湯用偏平伝熱管のみに乱流
板を挿入したが、一般に給湯暖房機における暖房能力は
、給湯能力の1/2以下であるため、高熱負荷側の伝熱
管に仕切板、乱流板を挿入したが、暖房運転中給湯側が
停止水となる場合は、バーナの燃焼量が制御され、フィ
ンの最大温[モ低下し停止水の沸騰はおこらない。
また、乱流板32の先端が管内壁に接しているため、偏
平管が膨らもうとして、長径方向長さが縮まろうとする
変形を阻止し、補強材の作用効果も備えている。
尚、給湯と暖房を同一能力程度に形成する機器にあって
は、給湯用、暖房用の各偏平伝熱管に夫々乱流板を入れ
ればよい。
第4図、第5図は他の実施例を示す偏平伝熱管の部分図
を示す。
この実施例が前記実施例と相違するところけ乱流板42
を先端142a’に巾広く形成すると共に先端部を折曲
延長する突出部42bを設けている。上記乱流板42も
前記実施例と同様乱流板切起し後の開口43が形成され
、また、偏平伝熱管12aの短径り、の向壁間寸法L4
と同−寸法中の仕切板41から上下互違いに切起こして
形成きれている。その他の部分は前記実施例と同様であ
り、その説明を省略する。
この実施例は乱流板42の先端42aが巾広く形成され
、この部分が、偏平伝熱管+23の長径L2の内壁VC
接触し、長径寸法を保持する補俺板の作用は−1−向上
する。
錆6図げ乱流板の(fC他の実施例を示す。
この実施例け、乱流板52’(i−偏平伝熱管の内壁と
ほゞ同形の舌状形に形成したものである。
即ち、仕切板51には上記舌状形の乱流板52が上下互
違いに切起こされている。またこの乱流板52rrけ先
端部に孔54が開口している。53け乱流・敗切起し後
の開口を示す。上記孔54け乱流板52先端部近傍に水
流が淀むことなく、該孔54を介しても流れる様に形成
されている。その他の部分rlt742図の実施例と同
様であるか七の説明を省略する。
上記各実施例の仕切板、乱流板は、伝熱管内の長径、寸
法、短径寸法に対応し、従来のように口−付けしなくて
も、伝熱管内に挿入することにより、位置決め配置され
るから、従来のようにロー付部の応力集中で伝熱管に亀
裂が入ることもない尚乱流板の形状は上記実施例に限定
されるものでなく、各種の変形が可能であり、本発明は
それらの変形構造をも包含するものである。
〔発明の効果〕
以上説明したように本発明によれば、給湯用偏平伝熱管
内に、管軸方向に管内短径とほゞ同寸法の仕切板を挿入
し、仕切板には適宜ピッチで上下互違いに乱流板が切起
こされ、乱流板の先端は長径方向管内壁に接触状態に形
成されているから、伝熱管内の水流は乱流状態になり熱
伝達率は向上され、暖房用偏平伝熱管内の温水が停止し
ても沸Ifl金起すこともなく、また管内に挿入した仕
切板、乱流板は伝熱管の補強部材として役目をする等の
効果を有する。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例を示す温水熱交換器用の偏平
伝熱管の一部を破断した斜視図、第2図は第1図の偏平
伝熱管の断面図、第3図は本発明が実施される温水熱交
換器の全体構成図、第4図は他の実施例を示す偏平伝熱
管の一部を破断した斜視図、第5図は第4図の偏平伝熱
管の断面図、第6図nvに他の実施例を示す偏平伝熱管
の一部を破断した斜視図、第7図は従来の温水熱交換器
の断面図、第8図は第7図の偏平伝熱管の一部を破断し
た側面図、第9図は伝熱管の温度分布を示し、(a)図
は伝熱管配置図、(b)図は!1tグラフを示す。第1
0図は第7図の偏平伝熱管の断面斜視図+ 22 、 
l 2b−[平伏熱管  3、41゜51・・・仕切板
  32.42.52・・・乱流板54・・・開口。 (。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、高熱負荷側、低熱負荷側の両偏平伝熱管の長径側面
    を互いに密着させた二管路式温水熱交換器において、適
    宜ピッチで開口を設けた帯状板の開口間の壁部に上下に
    互違いに乱流板を突設した挿入部材を高熱負荷側伝熱管
    内に挿入し、乱流板の先端が伝熱管の長径内壁に接触す
    るように配置されてなり、管内流が、乱流板で乱される
    と共に開口に案内されて管内を波形、流通する流水と、
    乱流板先端部と管内壁との間の空所を流通する流れとを
    形成することを特徴とする温水熱交換器。 2、挿入部材が、帯状板から上下に互違いに乱流板が切
    起こされている特許請求の範囲第1項記載の温水熱交換
    器。 3、乱流板が、三角形状に形成されている特許請求の範
    囲第1項記載の温水熱交換器。 4、乱流板が、先端が先細り形状に形成されている特許
    請求の範囲第1項記載の温水熱交換器。 5、乱流板が、偏平伝熱管内壁とほゞ同形に形成され、
    先端部に開口を設けてなる特許請求の範囲第1項記載の
    温水熱交換器。 6、帯状板が、伝熱管の短径内壁に接触するように配置
    されている特許請求の範囲第1項記載の温水熱交換器。
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