JPS62252849A - 熱交換器 - Google Patents

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、特に、大容量の熱交換器において
、小容量の熱交換を行う場合のドレンの発生を防止する
ものであり、このため、複数の吸熱管を平面的に配列し
た吸熱部を上下二段に配列するとともに燃焼排気の下流
側に位置する吸熱部の被加熱流体を少なくするようにし
たものである。

（従来技術及びその問題点） 熱交換器の吸熱部にドレンを発生させないようにしたも
のとして、すでに、実開昭５８−１１８４８号公報に開
示されている。

この従来のものでは、第３図の如く、フィン（１０）　
、　（１０）を具備させた吸熱管（１１）　、　（１１
）群を平面的に並設するとともに相互に連通させて吸熱
部（１）を形成し、この吸熱部（１）を缶体（２）の上
端開口部に位置させ、被加熱流体の前記吸熱部（１）へ
の入口（！２）を中央部の吸熱管（１１）に設け、両端
の吸熱管（１１）　、　（１１）の出口部を相互に合流
させた構成をとる。

このものでは１缶体（２）の開口端を横切る吸熱管（Ｉ
ｔ）、　（１１）群の雰囲気温度（燃焼排気温度）が最
も高い部分に被加熱流体の入口（１２）が位１δするこ
ととなるから、吸熱管（１１）　、　（ｔｌ）の入口部
分の温度が平均化されてドレンの発生が防止できる。

ところが、この従来のものを、小型大容量で、しかも、
缶体（２）内に上下二段に吸熱部を並設した形式の熱交
換器に、そのまま採用した場合には、ドレンの発生を防
止し得ないとともに配管が複雑となる。

小型大容量の熱交換器では、バーナの燃焼量を大きくす
るために燃焼用空気をファンによって強制的に送り込む
構成を採用することとなり、燃焼室断面積を小さくした
上で十分な熱交換面積を確保しようとすると、上記のよ
うに、吸熱管（１１）　、　（１１）群からなる吸熱部
を燃焼排気の流れの方向に並設すること゛となるからで
ある。この場合、被加熱流体の流れの方向の如何にかか
わらず、上方の吸熱部の雰囲気温度と下方の吸熱部の雰
囲気温度に大幅な温度差がある。すなわち、燃焼排気か
ら被加熱流体への熱交換の大部分が、下方の吸熱部にお
いて行なわれて、上方の吸熱部の雰囲気温度が大幅に低
温度となるからである。

ドレンは、吸熱管及びフィンの温度が、雰囲気ガスの湿
り度合との関係から決定される一定温度以」―に高めら
れていない場合、雰囲気温度が低い条件下で発生しやす
いことから、上方の吸熱部に非加熱状態の被加熱流体を
そのまま供給すると、この部分でドレンが発生すること
となるのである。

他方、各吸熱部毎に上記従来の構成を採用した場合には
、上記問題点はある程度緩和されるかもしれないが、同
様な理由でドレンの発生を確実に抑えることは困難であ
り、加えて、被加熱流体用の配管が一層複雑となる。

（技術的課題） 本発明は、小型大容量の熱交換器で、缶体（２）内に上
下二段に吸熱部（１ａ）、（１ｂ）を並設した形式の熱
交換器において、小容量の熱交換をさせた場合でも、ド
レンが発生しないようにするため、上方（燃焼排気の下
流側）の吸熱部（１ａ）側が高温度に維持されるように
することをその技術的課題とする。

（手段） 上記技術的課題を解決するために講じた本発明の技術的
手段は、缶体（２）の下部に設けるバーナ（３）を強制
燃焼式のバーナとするとともに、この缶体の上部に吸熱
管（１１）　、　（１１）群からなる吸熱部（！ａ）、
（ｔｂ）を位置させ、上方の吸熱部（１ａ）を迂回する
バイパス回路（０を缶体（２）の外部に形成したことで
ある。

（作用） 本発明の上記技術的手段は次のように作用する。

バーナ（３）は強制燃焼式であることから１缶体（２）
の断面における温度分布は、大気圧バーナに比べて平均
化され、下方の吸熱部（ｔｂ）の雰囲気温度は全域的に
高温度となる。一般に、吸熱部（１ａ）、（１ｂ）にド
レンが発生するか否かは、吸８管（１１）及びフィン（
１０）の表面温度と雰囲気ガスの温度によって決定され
る。

上方の吸熱部（１ａ）の雰囲気温度は下方の吸熱部（１
ｂ）のそれに比べて大幅に低温度となるが、この吸熱部
（１ａ）にはバイパス回路（４）が設けられているから
、この吸熱部（１ａ）を介する被加熱流体のＩｉ量は、
吸熱部（１ｂ）　　を介するそれに比べて大幅に少なく
なる。

従って、この吸熱部（１ａ）を構成する吸熱管（１１）
、　（１１）又は、フィン（１Ｇ）、　（，１０）の表
面温度は、バイパス回路（４）を設けないものに比べて
大幅に高温度に維持されることとなる。又、この温度は
、バイパス回路（４）の流量割合を大きくする程、高温
度となる。

（効果） 本発明は上記構成であるから、次の特有の効果を右する
。

燃焼排気温度の低温域となる上方の吸熱部（１ａ）にお
ける吸熱管（１１）　、　（１１）及びフィン（１０）
、　（１０）の温度は高温度に維持されるから、この部
分でのドレンの発生が防止できる。

又、上方の吸熱部（１ａ）にバイパス回路（４）を付加
するだけであるから、被加熱流体用の配管が複雑になら
ない。

（実施例） 以下、本発明の実施例を第１図〜第２図に基いて説明す
る。

この実施例では、バーナ（３）としてプレミックス型の
バーナを採用し、缶体（２）の下部を区画する炎孔板（
３１）に多数の炎孔（３２）　、　（３２）が貫通形成
され、この炎孔板（３１）の下方の空室（３３）内にフ
ァン（５）により強制的に燃焼用空気を送り込む構成と
し、さらに、このファン（５）から前記空室（３３）内
への通路に吐出口（３４）を設けている。従って、この
ものでは、空気とガスとがこの空室（３３）内で強制的
に混合されて、炎孔（３２）　、　（３２）から噴出し
、この部分で燃焼する。

このものでは、炎孔板（３１）の全域に（３０）　。

（３０）が配設されているから、燃焼排気は、缶体（２
）内で均一に上昇する。従って、缶体（２）の断面にお
ける温度分布は均一化されたものとなる。

炎孔板（３１）の上方に形成される燃焼室には、第２図
の如く、それぞれ、複数の吸熱管（Ｉｔ）　。

（１１）を連通並列させた吸熱部（１ａ）、（１ｂ）が
上下二段に並設されるとともに、上方の吸熱部（１ｂ）
にはバイパス回路（４）が缶体（２）を迂回するように
接続されている。

尚、この実施例では、吸熱部（１ａ）側とバイパス回路
（４）側の流量比率を３ニアに設定しである。上記形式
の熱交換器において、最大供給能力を２５　ｄｅｇＸ　
１Ｂ交／鳳！ｎとした場合、最小給湯能力状態として、
２５　ｄｅｇＸ　３見／ｓｉｎの最小給湯時にも、ドレ
ンが生じなかった。

次に、第１図の破線で示すように、バイパス回路（４）
に比例制御弁（４１）を挿入し、吸熱部（１ａ）側回路
に湯温又は管壁温度を検知する温度検知手段としてのサ
ーミスタ（４３）を取付け、このサーミスタ（４３）か
らの出力を駆動回路（４２）に入力させ、この駆動回路
（４２）によって、設定温度と前記検知温度の差に対応
する出力を比例制御弁（４１）に入力させ、この出力に
応じてバイパス回路（４）側の流量を制御するようにす
れば、ドレンの発生を防止する効果が一層向上したもの
となる。尚、この場合において、上記設定温度は、吸熱
部（１ａ）の熱交換量からみて、この吸熱部（１ａ）に
ドレンが発生せず、しかも、沸膓しない温度に維持する
ための温度である。従って、サーミスタ（４３）を取付
けた部分の温度が前記設定温度以下に降下すると、これ
に対応した出力信号が駆動回路（４２）から比例制御弁
（４１）に入力させ、バイパス回路（４）側の流量が増
徴され、逆に、吸熱部（１ａ）側の流量が絞られ、吸熱
部（１ａ）側の温度がドレンの発生の生じない程度に維
持されることとなる。

尚、以上の実施例では熱交換器を直立状態としたが、こ
れを倒立状態で使用することも可能である。

（１ａ）、（Ｉｂ）の平面図、第３図は従来例の説明図
であり、図中、 （１ａ）、（１ｂ）・・・吸熱部 （１０）　＠・・フィン （１１）・会拳吸熱管 （２）・・・缶体 （３）・・・バーナ （４）・・・バイパス回路 代理人　弁理士　坂　上　好　傅 第３図 第２図 手続補正書く自発） 昭和６１年６月１８８ １、事件の表示 昭和６１年特許願第９５９８６号 ２、発明の名称 熱交換器 ３、補正をする者 事件との関係　　　特許出願人 名古屋市中用区福住町２番２６号 ４、代理人 第　１　図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 小型大容量の熱交換器で、缶体（２）内に上下二段に吸
   熱部（１ａ）、（１ｂ）を並設した形式の熱交換器にお
   いて、缶体（２）の下部に設けるバーナ（３）を強制燃
   焼式のバーナとするとともに、この缶体の上部に吸熱管
   （１１）、（１１）群からなる吸熱部（１ａ）、（１ｂ
   ）を位置させ、上方の吸熱部（１ａ）を迂回するバイパ
   ス回路（４）を缶体（２）の外部に形成した熱交換器。