JPS6255581B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は気体又は液体燃料を燃焼させ、その燃
焼ガスと室内空気を熱交換させる暖房機全般に利
用できる熱交換器に関するものである。

従来、この種熱交要器は、第１図、第２図に示
すように、燃焼筒の下流側に、内部フインと外部
フイン及びフランジ部が一体的にアルミダイキヤ
ストで形成された二次熱交換器を具備した構成が
ある。

第１図、第２図において、１は燃焼フアンと一
体的に構成されたバーナ、２は燃焼筒、３はヘツ
ダ、４は二次熱交換器で、内部フイン５と外部フ
イン６、及びフランジ部７がアルミダイキヤスト
加工により一体的に構成され、フランジ部７がヘ
ツダ３にパツキンを介して固着されている。８は
対流用送風機、９は外筐である。バーナ１で燃焼
した高温燃焼ガスは、燃焼筒２とヘツダ３の外表
面で一次熱交換された後、２次熱交換器４内に導
かれる。この時、内部フイン５で吸熱し、外部フ
イン６より放熱が促進されて２次熱交換を行ない
外気に排気される。

しかし、この種熱交換器構造では次のような欠
点を有していた。

１ 製造手段としては、アルミダイキヤスト加工
を必要とするため、 (1) ダイキヤスト時の湯流れや、金型の抜き勾
配の関係で、内部フインの枚数や肉厚、長さ
等が規制されるので、小型にして十分なる伝
熱面積が確保できない。さらに材料費も割高
となつていた。

(2) 金型費、設備費等に多額の費用を必要と
し、生産コストが高価なものとなる。

２ 暖房能力に応じて機器を開発する場合に能力
別に新規金型を必要とし、熱交換器の共用化が
困難である。

本発明は、このような従来の欠点を除去するも
ので、アルミ押出形材で構成した二次熱交換器の
端部とヘツダ間の咬め部が高温度となり、材料の
応力低下により破損してしまうのを防ぐととも
に、小形高効率でかつ、低コストの熱交換器を得
ることを目的としている。

この目的を達成するために本発明は、燃焼筒の
下流側にヘツダを介して二次熱交換器を具備する
構成において、複数の吸熱用内部フインをアルミ
押出形材にて形成し、この外周には複数の放熱用
外部フインを空気の流れ方向に固着した二次熱交
換器の一端を、ヘツダ側板に咬めて固着するとと
もに、前記内部フインの内側に、燃焼ガスの乱流
を制御する切起こし部を有する拡乱体を設け、該
切起こし部を二次熱交換器下流部に集中、或は上
流側を粗に下流側を密に切起こし部を配列して設
けている。

この構成によつて、二次熱交換器上流部におけ
る燃焼ガスの乱流が抑制されるため、内部フイン
部のガス側熱伝達が抑制されて、内部フインの吸
熱量が減少し二次熱交換器上流部の温度、すなわ
ち咬め部の温度上昇を防止して、例えば300℃以
内に保持できるのでアルミ押出形材の応力低下を
防ぎ、咬め部が破損してしまうのを防ぐととも
に、押出形材の使用で、ガス側伝熱面積の十分な
る確保と薄肉化も可能となり、小型にして高効率
で、しかも安価な熱交換器を得ることができる。

以下、本発明の一実施例を第３図〜第６図の図
面を用いて説明する。なお前記図中の第３図と同
一部品については同一番号を付している。

図において、１は燃焼フアンと一体的に構成し
たバーナ、２は一端がバーナ１と連結した円筒状
の燃焼筒で、他端開口部がヘツダ３と連設され、
ヘツダ３はヘツダ側板４とヘツダ蓋５が固着され
ている。６は燃焼筒２の上部に平行に位置せしめ
ヘツダ３に連通して設けた二次熱交換器で、内部
に燃焼ガス流れ方向に複数の内部フイン７をアル
ミ押出加工に形成した押出形材８と、該押出形材
８の外周にはアルミ板の巻付加工等で構成した外
部フイン９がアルミの炉中ろう付等により固着さ
れている。該二次熱交換器６の一端は内部フイン
７の一部が削除され、またその外周部は段部を構
成しし、ヘツダ側板４に設けた穴と嵌合して、咬
め部１０の如く咬められヘツダ３に連通して固着
されている。他端は排気部１１と係合し、排気口
１２へと連通している。１３は二次熱交換器６内
に挿入して設けた燃焼ガスの拡乱体で、二次熱交
換器６内の燃焼ガス下流側に半円状の切起こし部
１４が集中するように配列せしめ、且つ切起こし
部１４の切起こし方向と交互に変化している。第
６図に示す他実施例の拡乱体構成では、半円状の
切起こし部１４が二次熱交換器６内の燃焼ガス上
流部で粗となり、下流部で密になる如く配列して
いる。１５は燃焼筒２の下流側に配設したバツフ
ル、１６は対流用送風機で一端にモータ１７が連
設されている。１８は定油面装置で電磁ポンプ１
９を介してバーナ１に給油している。１９は燃焼
筒２に形成し火炎、２０は外筐をである。

上記構成において、バーナ１内の燃焼フアンと
電磁ポンプ１９を駆動してバーナ１内に燃料を供
給し、これに点火手段（図示せず）により点火す
ることで、燃焼火炎１９を形成し燃焼が持続され
る。燃焼筒２内で発生した高温燃焼ガスはヘツダ
３を介して二次熱交換器６へと導かれ、排気部１
０を介して排気口１２より外気に排出される。こ
の過程で機器の一部に設けたサーモスタツト（図
示せず）等により対流用送風機１６が始動する
と、燃焼筒２内で発生した高温燃焼ガスは、燃焼
筒２、ヘツダ３の外表面で通過する空気と一次熱
交換を行なう。この過程で600〜700℃に低下した
高温燃ガスは二次熱交換器６内に導かれる。この
時、二次熱交換器６の下流側の燃焼ガスの乱流が
促進され、内部フイン７より、ほゞ一様に吸熱し
外部フイン９、及び押出形材８の外周部を通過す
る高速空気流と二次熱交換を行ない、燃焼ガス温
度が150〜200℃と大巾に低下し排気口より外気に
排出される。

本実施例では二次熱交換器６内に挿入した拡乱
体の配列を変化して下流側の乱流を促進する構成
を示したが、他の手段としては、二次熱交換器６
の上流部の内部フイン７を切削加工により削除
し、すなわちＬ寸法を増大して、前記上両部の内
部フインの吸熱を抑制し咬め部の温度上昇を防止
する手段がある。

さらに本実施例では二次熱交換器６をアルミ押
出形材で構成する手段を示しているが、アルミダ
イキヤストで構成してヘツダ３に咬める場合や、
フランジ部を設け固着する場合に於いても、固着
部の高温強度を増大するためには、本発明の思想
は有効なものとなる。

本実施例では二次熱交換器６に挿入した拡乱体
１３の切起こし部１４の配列を、二次熱交換器６
の下流部に集中、あるいは上流部を粗に、下流部
を密に配列することで、前記上流部における燃焼
ガスの乱流を抑制し内部フイン７の吸熱量を減少
せしめて押出形材８の上流部温度上昇を抑制する
ことができる。このため咬め部１０の温度が約
300℃以下に保持できるので、アルミ材の熱応力
低下に伴なう咬め部１０の破損を完全に防止でき
る。

さらに二次熱交換器の上流部の上度上昇を抑制
して二次熱交換器６の長手方向の温度変化を少な
くすることで温風吹出温度の均一化を促進し、快
適暖房を行うことができる。

また、二次熱交換器６をアルミ押出形材で構成
することで、内部フイン７の枚数を多数配設して
ガス側伝熱面積を十分確保できると同時に薄肉化
が可能となるので小型にして高熱効率化（例えば
95％）を達成することができる。

さらに押出形材による熱交換器は、ダイキヤス
ト加工に比し、簡単な金型で作製でき、しかも薄
肉化構成で使用材料が比較的少なくて済み、製造
コストも安価なものとなると同時に、押出形材の
切断長さを変更することで、熱効率の設定や、熱
交換能力を任意に設定することができる。

以上の説明から明らかなように、本発明の熱交
換器は、燃焼筒の下流側にヘツダを介して二次熱
交換器を設け、該熱交換器の内部フインをアルミ
押出形材にて形成し、この外周に外部フインを固
着した二次熱交換器をヘツダに咬めて固着すると
ともに、該熱交換器内に燃焼ガスの乱流を制御す
る乱流体の切起こし部の配列を変化し、二次熱交
換器の上流側の乱流を抑制することで、 (1) 二次熱交換器上流部の温度上昇を抑制し、咬
め部が破損するのを防止でき、高寿命化が図れ
る。

(2) 咬め部の温度低下により、温風暖房機器にお
ける厳しい熱サイクルに対しても安定した咬め
強度が得られ、且つ確実なシールが確保でき
る。

(3) ガス側伝熱面積の十分なる確保と、拡乱体の
乱流作用で、温度境界層の発達を防止し熱接触
を向上させることで高度の熱効率（例えば95
％）を達成することができる。

(4) 二次熱交換器の温度均一化を図り、温風吹出
温度の均一性を向上することができる。

(5) 押出形材の使用で薄肉化が可能で材料の使用
量が節約できる。

等の優れた効果を奏するものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の熱交換器の断面図、第２図は第
１図の要部斜視図、第３図は本発明の熱交換器の
一実施例を示す断面図、第４図ａ，ｂは同熱交換
器の二次熱交換器の正面図及び断側面図、第５図
ａ，ｂは同熱交換器の拡乱体の平面図及び断正面
図、第６図ａ，ｂは同熱交換器の拡乱体の他実施
例を示す平面図及び断正面図である。 １……バーナ、２……燃焼筒、３……ヘツダ、
４……ヘツダ側板、６……二次熱交換器、７……
内部フイン、８……押出形材、９……外部フイ
ン、１０……咬め部、１１……排気部、１３……
拡乱体、１４……切起こし部。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ ヘツダ部を介して燃焼筒と二次熱交換器を接
   続し、前記二次熱交換器の内部には吸熱用の内部
   フイン、外部には放熱用の外部フインを設け、前
   記二次熱交換器内には吸熱促進用の拡乱体を設
   け、前記拡乱体の切起こし部を燃焼ガスの下流側
   に集中して設けた熱交換器。 ２ 二次熱交換器に設けた拡乱体の切起こし部を
   上流側を粗に、下流側を密に配列して設けた特許
   請求の範囲第１項記載の熱交換器。