JPH0564667U - 給湯機の熱交換器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 熱交換効率を可及的に高めることができる給
湯機用熱交換器である。 【構成】 上下段に合わせて４パス以上の偶数パスのフ
ィンパイプをケーシング内部に平行に配設し、フィンパ
イプに、これらと直交する方向に薄肉板状のフィンプレ
ートを狭幅の間隔を開けて多数個取付けた給湯機の熱交
換器において、フィンプレートの表面であって、上下段
に矩形状に配設した四個のフィンパイプで囲まれる空間
の略中央部にバーリングを設け、各バーリングの環状隆
起部の高さｈとフィンパイプ間の間隔Ｈとの関係を、ｈ
＝(0.5〜 0.7) Ｈとしている。かかる構成によって、バ
ーナの燃焼不良を生ずる過大な圧力損失を抑制する一方
で、給湯機の熱交換器の熱効率を効果的に高めることが
できる。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、熱交換率を可及的に高めることができる給湯機における熱交換器に 関する。

【０００２】

【従来の技術】

従来、給湯機の熱交換器の一形態として実開昭３-93360号公報に記載の熱交換 器Ｆがあり、同熱交換器Ｆの構成を図６及び図７に概念的に示す。

【０００３】 図示するように、熱交換器Ｆは、上下交互でかつ等間隔に設けたパイプ状の水 管50と、水管50に、同水管50の軸線と直交する方向に貫通状態に取付けた多数の フィン51とからなる。

【０００４】 さらに、下段の各水管50の真上位置において、各フィン51には、水管50より小 径のバーリング52が形成されており、かつ、バーリング52の位置は、各下段の水 管50と隣接しあう上方の各水管50との上下左右のほぼ中間、又は等距離に設定し ている。

【０００５】 かかる構成によって、図示しないが、上記熱交換器Ｆの下方に配設した燃焼バ ーナを燃焼させると、排気ガスは熱交換器Ｆを加熱する。この際、排気ガスは下 方の水管50を広がって加熱しつつ下方の水管50の上方におむすび状に集中する。

【０００６】 ところで、この排気ガスが集中する個所にはバーリング52が位置しているので、 バーリング52はこの排気ガスによって十分に加熱されることになる。

【０００７】 そして、この高温に昇温されたバーリング52及びフィン51を通して上下水管50 ,50 に熱伝達される、熱交換器Ｆの熱交換率を向上することができる。

【０００８】

【考案が解決しようとする課題】

しかし、上記した従来の熱交換器Ｆは、未だ、以下の解決すべき課題を有して いた。

【０００９】 即ち、図８に示すように、バーリング52の環状隆起部52a の高さβは、バーリ ング52を設けたフィン51,51 間の間隔δに対して何ら考慮されておらず、極めて 小さな値となっている。

【００１０】 従って、バーリング52は排気ガスによって加熱はされても、フィン51,51 間の 上昇流路を通して排気ガス流を邪魔する邪魔板としての機能を十分に果たしてお らず、側面視において、排気ガスはフィン51,51 間の上昇流路を殆ど抵抗なく流 れることになり、排気ガス流の流速低下による熱交換率の向上は殆ど図ることが できなかった。

【００１１】 また、図６に示すように、バーリング52は、下方の水管50と上方の隣接しあう 水管50,50 のほぼ中央に設置しているので、排気ガスは、平面視においても、矢 印で示すように、フィン51,51 間の上昇流路を抵抗なく流れ、排気ガス流の流速 低下による熱交換率の向上は何ら図ることができなかった。

【００１２】 本考案は、上記した課題を解決することができる給湯機の熱交換器を提供する ことを目的とする。

【００１３】

【課題を解決するための手段】

本考案は、上下段に合わせて４パス以上の偶数パスのフィンパイプをケーシン グ内部に平行に配設し、フィンパイプに、これらと直交する方向に薄肉板状のフ ィンプレートを狭幅の間隔を開けて多数個取付けた給湯機の熱交換器において、 フィンプレートの表面であって、上下段に矩形状に配設した四個のフィンパイプ で囲まれる空間の略中央部にバーリングを設け、各バーリングの環状隆起部の高 さｈとフィンプレート間の間隔Ｈとの関係を、ｈ＝(0.5〜 0.7) Ｈとしたことを 特徴とする給湯機の熱交換器に係るものである。

【００１４】 本考案は、また、上記構成において、フィンパイプの外径をＤとした場合に、 上段のフィンパイプの軸線同士及び下段のフィンパイプの軸線同士を、それぞれ 、高さ方向に 0.1〜0.2 Ｄずらせるとともに、上段のフィンパイプの軸線と下段 のフィンパイプの軸線とを、幅方向に(0.2〜0.3)Ｄずらせたことにも特徴を有す る。

【００１５】

【実施例】

以下、添付図に示す実施例に基づいて、本考案を具体的に説明する。

【００１６】 図１に、本考案に係る熱交換器Ｂを具備する給湯機Ａの全体構成を示す。

【００１７】 図示するように、基本的に、給湯機Ａは、給湯機ケーシング10内の上部に熱交 換器Ｂを配設し、同熱交換器Ｂの下方に燃焼バーナ構造Ｃを配設している。

【００１８】 なお、図１に示すように、本実施例では、燃焼バーナ構造Ｃは、実質的に、ガ ス供給管11、マニホールド12、バーナ13、及び、燃焼空気供給ファン14によって 構成されている。

【００１９】 また、図１〜図３に示すように、熱交換器Ｂは、その外殻を形成する熱交換器 ケーシング15内に上下段に二個ずつ合計四個の長尺のフィンパイプ16,16,17,17 を平行に配設しており、下段のフィンパイプ16,16 の両端は、隣接する上段のフ ィンパイプ17,17 の対応する端とＵ字状の屈曲筒部18を介して連通連結され、熱 交換器ケーシング15内に蛇管状の熱交換流路を形成している。また、フィンパイ プ16, 16,17,17には、それと直交する方向に、軸線方向に沿って多数の薄肉矩形 板状のフィンプレート19が取付けられている。また、熱交換流路の両端をなす流 入口と流出口とには、それぞれ、給水配管22と給湯配管23とが接続されている。

【００２０】 本考案は、上記した熱交換器Ｂの構成において、図３から最も明らかなように 、フィンプレート19の一側表面であって、上下段に矩形状に配設した四個のフィ ンパイプ16, 16,17,17で囲まれる矩形空間の略中央部にバーリング30を設けると ともに、上記矩形空間の両側に形成される同一形状の仮想矩形空間の略中央部に 上記したバーリング30と同一形状のバーリング30,30 を設けている。

【００２１】 上記構成によって、バーリング30を排気ガスによって効果的に加熱し、その熱 量をフィンプレート19を介してフィンパイプ16,16,17,17 に伝達して同パイプ内 を流れる水の加熱に用いることができるとともに、バーリング30がフィンプレー ト19,19 間の流れる排気ガス流の流れを効果的に阻害する邪魔板として機能させ 、この面からも熱交換器Ｂに熱交換効率を向上することができる。

【００２２】 特に、本実施例では、これらのバーリング30の環状隆起部30a の高さｈとフィ ンパイプ19,19 間の間隔Ｈとの関係は、ｈ＝(0.5〜 0.7) Ｈに設定されている。

【００２３】 即ち、熱交換器Ｂの熱交換効率とh/H との関係を示す図４において、h/H が 0.5 以上になると熱交換効率が著しく上昇する。一方、熱交換器Ｂの圧力損失と h/H との関係を図５において、圧力損失は、h/H が 0.7以上になると急激に上昇 する。

【００２４】 従って、h/H を0.5 〜0.7 とすることによって、バーナ13の燃焼不良を生ずる 過大な圧力損失を抑制する一方で、熱交換器Ｂの熱交換効率を効果的に高めるこ とができる。

【００２５】 また、本実施例では、図３に示すように、フィンパイプの外径をＤとした場合 に、上段のフィンパイプ17,17 の軸線同士及び下段のフィンパイプ16,16 の軸線 同士を、それぞれ、高さ方向に 0.1〜0.2 Ｄずらせるとともに、上段のフィンパ イプの軸線と下段のフィンパイプの軸線とを、幅方向に(0.2〜0.3)Ｄずらせてい る。

【００２６】 このようにすることによって、バーリング30とフィンパイプ16,16,17,17 との 協働によって、さらに、フィンプレート19,19 間の流れる排気ガス流の流れを抑 制することができ、熱交換器Ｂの熱効率をさらに向上することができる。

【００２７】 なお、バーリング30の直径ｄは、邪魔板の効果を保持するため、フィンパイプ 16,16,17,17 の直径Ｄの略 0.6とするのが好ましい。

【００２８】

【効果】

以上説明して来たように、本考案では、上下段に合わせて４パス以上の偶数パ スのフィンパイプをケーシング内部に平行に配設し、フィンパイプに、これらと 直交する方向に薄肉板状のフィンプレートを狭幅の間隔を開けて多数個取付けた 給湯機の熱交換器において、フィンプレートの表面であって、上下段に矩形状に 配設した四個のフィンパイプで囲まれる空間の略中央部にバーリングを設け、各 バーリングの環状隆起部の高さｈとフィンパイプ間の間隔Ｈとの関係を、ｈ＝ (0.5〜 0.7) Ｈとしている。

【００２９】 かかる構成によって、バーナの燃焼不良を生ずる過大な圧力損失を抑制する一 方で、給湯機の熱交換器の熱効率を効果的に高めることができる。

【００３０】 本考案は、また、上記構成において、フィンパイプの外径をＤとした場合に、 上段のフィンパイプの軸線同士及び下段のフィンパイプの軸線同士を、それぞれ 、高さ方向に(0.1〜0.2)Ｄずらせるとともに、上段のフィンパイプの軸線と下段 のフィンパイプの軸線とを、幅方向に(0.2〜0.3)Ｄずらせている。

【００３１】 かかる構成によって、バーリングとフィンパイプとの協働によって、さらに、 フィンプレート間の流れる排気ガス流の流れを抑制することができ、熱交換器の 熱効率をさらに向上することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案に係る給湯機用熱交換器を具備する給湯
機の全体構成説明図である。

【図２】熱交換器の要部拡大断面説明図である。

【図３】図２のI-I 線による断面図である。

【図４】熱交換器Ｂの熱効率とh/H との関係を示すグラ
フである。

【図５】熱交換器Ｂの圧力損失とh/H との関係を示すグ
ラフである。

【図６】従来の給湯機用熱交換器の説明図である。

【図７】図６のII-II 線による断面図である。

【図８】同給湯機用熱交換器の要部拡大説明図である。

【符号の説明】

Ａ 給湯機 Ｂ 熱交換器 16 フィンパイプ 17 フィンパイプ 19 フィンプレート 30 バーリング 30a 環状隆起部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)考案者 丸山 浩樹 兵庫県神戸市東灘区魚崎浜町43番１号 日 本ユプロ株式会社内 (72)考案者 川崎 義則 兵庫県神戸市東灘区魚崎浜町43番１号 日 本ユプロ株式会社内 (72)考案者 網 秀也 兵庫県神戸市東灘区魚崎浜町43番１号 日 本ユプロ株式会社内

Claims (2)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 上下段に合わせて４パス以上の偶数パス
   のフィンパイプ(16)(17)をケーシング内部に平行に配設
   し、フィンパイプ(16)(17)に、これらと直交する方向に
   薄肉板状のフィンプレート(19)を狭幅の間隔(H) を開け
   て多数個取付けた給湯機の熱交換器において、フィンプ
   レート(19)の表面であって、上下段に矩形状に配設した
   四個のフィンパイプ(16)(16)(17)(17)で囲まれる空間の
   略中央部にバーリング(30)を設け、各バーリング(30)の
   環状隆起部(30a) の高さ(h) とフィンプレート(19)(19)
   間の間隔(H) との関係を、ｈ＝(0,5〜 0.7) Ｈとしたこ
   とを特徴とする給湯機の熱交換器。
2. 【請求項２】 フィンパイプ(16)(17)の外径をＤとした
   場合に、上段のフィンパイプ(17)(17)・・・の軸線同士
   及び下段のフィンパイプ(16)(16)・・・の軸線同士を、
   それぞれ、高さ方向に(0.1〜0.2)Ｄずらせるとともに、
   上段のフィンパイプ(17)の軸線と下段のフィンパイプ(1
   6)の軸線とを、幅方向に(0.2〜0.3)Ｄずらせたことを特
   徴とする請求項１記載の給湯機の熱交換器。