JPH0615265Y2 - 熱交換器 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 産業上の利用分野 この考案は、たとえば暖房装置の蒸発器として使用され
る熱交換器に関し、さらに詳しくは石油バーナまたはガ
スバーナ等の燃焼熱によってフレオン等の熱媒体を蒸発
させる蒸発器として使用される熱交換器に関する。

この明細書において、前後は燃焼室本体の長さ方向を基
準とし、前とは第１図および第７図に矢印(X)で示す方
向を指し、後とはこれと反対側を指すものとする。ま
た、上下は第１図から第３図および第７図から第９図の
上下を指すものとする。さらに、左右は後方に向かって
いうものとする。

従来の技術 従来、この種熱交換器としては、第１０図に示すよう
に、アルミニウム押出型材製円筒状燃焼室本体(60)の周
壁に、本体(60)の軸線方向に伸びる貫通孔(61)が円周方
向に所定間隔をおいて複数形成され、複数のヘアピン状
熱媒体流通管(62)の直管部が隣り合う貫通孔(61)内に挿
通させられ、各ヘアピン状熱媒体流通管(62)がＵ字状連
結管(63)で連結されたものが使用されていた。

考案が解決しようとする課題 ところが、上記従来の熱交換器では、熱媒体の流路が熱
媒体流通管(62)の屈曲部および連結管(63)においてそれ
ぞれＵ形に屈曲されたものとなっており、その最小曲げ
半径に限度があるので、圧力損失が大きくなるという問
題があった。また、上記最小曲げ半径に限度があるの
で、直線状熱媒体通路のピッチを小さくすることができ
ず、熱媒体流通路の面積が小さくなるという問題があっ
た。さらに、製造作業が面倒であるという問題があっ
た。

この考案の目的は、上記問題を全て解決した熱交換器を
提供することにある。

課題を解決するための手段 この考案による熱交換器は、周壁に前後方向にのびる複
数の直線状熱媒体流通路が形成された燃焼室本体と、燃
焼室本体の前後両端に固着されて熱媒体流通路の両端開
口を塞ぐ蓋とよりなる燃焼室を備えており、直線状熱媒
体流通路が１つの直線状熱媒体流通路または隣り合う２
以上の直線状熱媒体通路からなる複数の群に分けられ、
各群の前後両端部が、燃焼室本体の前後両端面に形成さ
れた連通溝によって前後交互に順次連通させられている
ものである。

作用 この考案の熱交換器によれば、燃焼室本体の周壁に形成
された直線状熱媒体通路が１つの直線状熱媒体通路また
は隣り合う２以上の直線状熱媒体通路からなる複数の群
に分けられ、各群の前後両端部が、燃焼室本体の前後両
端面に形成された連通溝によって前後交互に順次連通さ
せられているので、熱媒体通路には従来のようにＵ形屈
曲部は存在せず、熱媒体が流れるさいの圧力損失が小さ
い。しかも、隣り合う直線状熱媒体通路間のピッチを非
常に小さくすることができ、その結果熱交換効率が従来
のものに比べて大幅に向上する。

実施例 以下、この考案の実施例を、図面を参照して説明する。
全図面を通じて同一物および同一部分には同一符号を付
す。また、以下の説明において、「アルミニウム」とい
う語には、純アルミニウムのほかにアルミニウム合金を
含むものとする。

実施例１ この実施例は第１図から第４図に示すものである。第１
図から第４図において、熱交換器(1)は、周壁に前後方
向に伸びる複数の直線状熱媒体流通路(12)が形成された
アルミニウム押出型材製円筒状燃焼室本体(11)と、燃焼
室本体(11)の前後両端面に溶接、ろう付などにより固着
されて熱媒体流通路(12)の両端開口を塞ぐ蓋(13)とより
なる燃焼室(10)を備えている。

燃焼室本体(11)の表面には、亜鉛メッキ浴中に無通電状
態で浸漬して極薄の亜鉛皮膜を形成した後、上記と同様
の亜鉛メッキ浴を用いた電気メッキ法により亜鉛メッキ
層を形成しておくことが好ましい。該亜鉛メッキ層は、
燃焼室本体(11)と蓋(13)とのろう付孔呈示の加熱によっ
てアルミニウム中に拡散し、防蝕のための亜鉛拡散層が
形成される。

熱媒体流通路(12)は、隣り合う複数の熱媒体流通路(12)
からなる８つの群(A)〜(H)に分けられている。燃焼室本
体(11)の前端面には、隣り合う２つの群(H)(A)、(B)
(C)、(D)(E)および(F)(G)にまたがり、かつ一方の群(H)
(B)(D)および(F)の全熱媒体流通路(12)と他方の群(A)
(C)(E)および(G)の全熱媒体流通路(12)とを連通させる
４つの連通溝(14)が形成されている。また、燃焼室本体
(11)の後端面には、上記連通溝(14)とは円周方向に４５
度ずれた位置において、隣り合う２つの群(A)(B)、(C)
(D)、(E)(F)および(G)(H)にまたがり、かつ一方の群(A)
(C)(E)および(G)の全熱媒体流通路(12)と他方の群(B)
(D)(F)および(H)の全熱媒体流通路(12)とを連通させる
４つの連通溝(15)が形成されている。そして、各群(A)
〜(H)の前後両端が、連通溝(14)(15)によって前後交互
に順次連通させられている。

両蓋(13)は、平板で円形に形成されたものである。前部
の蓋(13)における下端の連通溝(14)と対応する部分に
は、熱媒体入口管(16)が取付けられ、上端の連通溝(14)
と対応する位置には熱媒体出口管(17)が取付けられてい
る。したがって、熱媒体入口管(16)から流入した熱媒体
は、群(H)(A)の熱媒体流通路(12)内を通って後方に流
れ、後端面に形成されかつ群(A)(B)および(G)(H)にまた
がった連通溝(15)を経て群(B)(G)の熱媒体流通路(12)内
に流入し、これらの熱媒体流通路(12)内を前方に流れて
群(B)(C)および(F)(G)にまたがった連通溝(14)を経て群
(C)(F)の熱媒体流通路(12)内に流入し、これらの熱媒体
流通路(12)内を後方に流れ、さらに群(C)(D)および(E)
(F)にまたがった連通溝(15)を経て群(D)(E)の熱媒体流
通路(12)内に流入し、これらの熱媒体流通路(12)内を前
方に流れて連通溝(14)を経て出口管(17)から出ていく。

第５図には、上記熱交換器(1)を蒸発器として使用した
暖房装置が示されている。

暖房装置は、たとえばフレオンが熱媒体として使用され
るものであって、室内ユニット(26)と室外ユニット(27)
を備えている。室内ユニット(26)は、空気吸込口(28)お
よび空気吹出口(29)を有するケーシング(30)内に凝縮器
(31)および送風機(32)が具備せしめられたものである。
熱交換器(1)は、室外ユニット(27)のケーシング(33)内
に配置されており、その熱媒体入口管(16)と凝縮器(31)
の出口側ヘッダ、および熱媒体出口管(17)と凝縮器(31)
の入口側ヘッダとがそれぞれ導管(34)(35)で接続されて
いる。室外ユニット(27)のケーシング(33)内において、
一方の導管(34)の途上には逆止弁(36)およびレシーバ(3
7)がこの順序で凝縮器(31)側から設けられている。他方
の導管(35)の途上には逆止弁(38)が設けられている。熱
交換器(1)の燃焼室本体(11)内には後端から石油バーナ
(39)が挿入され、このバーナ(39)の燃焼熱によって熱媒
体流通路(12)内を流れる熱媒体が加熱気化せしめられる
ようになっている。また、燃焼室本体(11)の前端開口に
は、先端がケーシング(33)の外部まで伸びた排ガス管
（図示略）が接続されており、この排ガス管により排ガ
スが大気中に放出されるようになっている。

このような構成において、石油バーナの燃焼ガスは、燃
焼室本体(11)の前端開口を通って前方に流れる。熱媒体
流通路(12)内を上述のようにして流れる熱媒体は、石油
バーナ(39)の燃焼熱により加熱気化せしめられ、熱媒体
出口管(17)から導管(35)を通って凝縮器(31)に送られ
る。そして、凝縮器(31)を通過する間に、送風機(32)に
より吸込口(28)を通ってケーシング(30)内に吸込まれた
室内空気に放熱して液化し、導管(34)を通って熱交換器
の熱媒体入口管(16)に送られる。ケーシング(30)内にお
いて凝縮器(31)を通過する熱媒体から熱を奪った空気
は、吹出口(29)から室内に吹出され、この空気により室
内が暖房される。

上記実施例において、燃焼室本体(11)は、その軸線を上
下方向に向けて用いられることもある。また、燃焼室本
体(11)は円筒状に限られず、角筒状であってもよい。

実施例２ この実施例は第６図に示すものである。第６図におい
て、燃焼室本体(11)の熱媒体流通路(12)の前後両端開口
が、各連通溝(14)(15)に対応する形状でかつ各連通溝(1
4)(15)内に開口した熱媒体流通路(12)を連通させうるよ
うにその周縁部が各連通溝(14)(15)の周縁に固着された
複数の蓋(20)によって塞がれたものである。その他は上
記実施例１と同様の構成である。

実施例３ この実施例は第７図から第９図に示すものである。第７
図から第９図において、熱交換器(40)は、頂壁部(43)お
よび頂壁部(43)の左右両側縁に連なって下方に伸びた左
右両側壁部(44)よりなりかつ前後方向に伸びる複数の直
線状熱媒体流通路(45)が並列状に形成されたアルミニウ
ム押出型材製燃焼室本体(42)と、燃焼室本体(42)の横断
面形状と対応する形状でかつ燃焼室本体(42)の前後両端
面に固着されて熱媒体流通路(45)の前後両端開口を塞ぐ
アルミニウム製蓋(46)とからなる燃焼室(41)を備えてい
る。

燃焼室本体(42)の頂壁部(43)は中央部が上方に突出した
円弧状である。左右両側壁部(44)は、頂壁部(43)の左右
両側縁に連なりかつ頂壁部(43)と同一の曲率半径を有す
るとともに中央部が外方に突出した円弧状部(47)と、円
弧状部(47)の下縁に連なって下方に伸びた垂直部(48)と
よりなる。そして、頂壁部(43)と左右両側壁部(44)の円
弧状部(47)とがあわさって、横断面欠円形となされてい
る。燃焼室本体(42)における頂壁部(43)と左右両側壁部
(44)の円弧状部(47)とがあわさった横断面形状は欠円形
に限るものではなく、たとえば欠角形であってもよい。
また、燃焼室本体(42)全体の横断面形状が、略倒立Ｕ字
形であってもよい。燃焼室本体(42)の表面には、上記実
施例１の燃焼室本体(11)と同様に、防蝕処理を施してお
くことが好ましい。

熱媒体流通路(45)は、頂壁部(43)および左右両側壁部(4
4)に形成されており、隣り合う複数の熱媒体流通路(45)
からなる８つの群(a)〜(h)に分けられている。燃焼室本
体(42)の前端面には、群(a)および(h)に属する複数の熱
媒体流通路(45)をそれぞれ連通させる２つの連通溝(51)
と、隣り合う２つの群(b)(c)、(d)(e)および(f)(g)にま
たがり、かつ一方の群(b)(d)および(f)の全熱媒体流通
路(45)と他方の群(c)(e)および(g)の全熱媒体流通路(4
5)とを連通させる３つの連通溝(52)とが形成されてい
る。また、燃焼室本体(42)の後端面には、隣り合う２つ
の群(a)(b)、(c)(d)、(e)(f)および(g)(h)にまたがり、
かつ一方の群(a)(c)(e)および(g)の全熱媒体流通路(45)
と他方の群(b)(d)(f)および(h)の全熱媒体流通路(45)と
を連通させる４つの連通溝(53)が形成されている。そし
て、各群(a)〜(h)の前後両端が、連通溝(52)(53)によっ
て前後交互に順次連通させられている。

両蓋(46)は、平板で形成されたものである。前部の蓋(4
6)の下端部の連通溝(51)と対応する部分には熱媒体入口
管(54)が、上端部の連通溝(52)と対応する部分には熱媒
体出口管(55)がそれぞれ取付けられている。したがっ
て、熱媒体入口管(54)から群(a)および(h)に分岐して流
入した熱媒体は、群(a)(h)の熱媒体流通路(45)内を通っ
て後方に流れ、群(a)(b)および(h)(g)にまたがった連通
溝(53)を経て群(b)(g)の熱媒体流通路(45)内に流入し、
これらの熱媒体流通路(45)内を前方に流れ、群(b)(c)お
よび(g)(f)にまたがった連通溝(52)を経て群(c)(f)の熱
媒体流通路(45)内に流入し、これらの熱媒体流通路(45)
内を前方に流れ、さらに群(c)(d)および(f)(e)にまたが
った連通溝(53)を経て群(d)(e)の熱媒体流通路(45)内に
流入し、これらの熱媒体流通路(45)内を後方に流れて連
通溝(51)を経て熱媒体出口管(55)から出ていく。

また、燃焼室本体(42)の左右両側壁部(44)間にはアルミ
ニウム製コルゲートフィン(56)が配置されて左右両側壁
部(44)の垂直部(48)にろう付されている。コルゲートフ
ィン(56)は、その平坦部が、前後方向と直交するような
垂直面上にくるように配置されている。

また、燃焼室本体(42)の前後両端には、周縁が頂壁部(4
3)および左右両側壁部(44)に接合された端板(57)が配置
されている。後側の端板(57)にはバーナ挿入口(58)が形
成されている。

上記熱交換器(40)を第５図に示す暖房装置に適用する場
合、熱媒体入口管(54)と凝縮器(31)の出口側ヘッダ、お
よび熱媒体出口管(55)と凝縮器(31)の入口側ヘッダとが
それぞれ導管(34)(35)で接続する。そして、熱交換器(4
0)の燃焼室本体(42)内に、バーナ挿入口(58)を通して石
油バーナ(39)をその後端から挿入する。また、燃焼室本
体(42)の下端開口には、先端がケーシング(33)の外部ま
で伸びた排ガス管（図示略）を接続しておき、この排ガ
ス管により排ガスが大気中に放出されるようにする。そ
の他は第５図に示すものと同様である。

このような構成において、石油バーナ(39)の燃焼ガス
は、左右両側壁部(44)間のフィン(56)の間を通って下方
に流れ、排ガスが排ガス管により大気中に放出される。
そして、石油バーナ(39)の燃焼熱を利用して室内が暖房
される。

この実施例において、蓋として、上記実施例２に示すよ
うな蓋を用いてもよい。

上記３つの実施例において、燃焼室本体内に、燃焼室本
体内周面に密接するように筒状体を配置しておいてもよ
い。

考案の効果 この考案の熱交換器によれば、直線状熱媒体流通路が１
つの直線状熱媒体流通路または隣り合う２以上の直線状
熱媒体通路からなる複数の群に分けられ、各群の前後両
端部が、燃焼室本体の前後両端面に形成された連通溝に
よって前後交互に順次連通させられているので、熱媒体
通路には従来のようにＵ形屈曲部は存在せず熱媒体が流
れるさいの圧力損失が小さい。しかも、隣り合う直線状
熱媒体通路間のピッチを非常に小さくすることができ、
その結果熱交換効率が従来のものに比べて大幅に向上す
る。

また、押出加工法などによりつくった燃焼室本体の前後
両端に連通溝を形成し、熱媒体流通路の前後両端開口を
蓋で塞ぐことによって製造できるので、製造作業が従来
のものに比較してはるかに容易になる。

【図面の簡単な説明】

第１図から第４図はこの考案の実施例１を示し、第１図
は熱交換器の分解斜視図、第２図は燃焼室本体の正面
図、第３図は燃焼室本体の背面図、第４図は燃焼室本体
の前端部の拡大縦断面図、第５図はこの考案の実施例１
の熱交換器を使用した暖房装置を示す概略図、第６図は
この考案の実施例２を示す第４図相当の図、第７図から
第９図はこの考案の実施例３を示し、第７図は熱交換器
の分解斜視図、第８図は燃焼室本体の正面図、第９図は
燃焼室本体の背面図、第１０図は従来例を示す斜視図で
ある。 (1)(40)……熱交換器、(10)(41)……燃焼室、(11)(42)
……燃焼室本体、(12)(45)……熱媒体流通路、(13)(20)
(46)……蓋、(14)(15)(52)(53)……連通溝、(A)〜(H)
(a)〜(h)……群。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】周壁に前後方向にのびる複数の直線状熱媒
   体流通路が形成された燃焼室本体と、燃焼室本体の前後
   両端に固着されて熱媒体流通路の両端開口を塞ぐ蓋とよ
   りなる燃焼室を備えており、直線状熱媒体流通路が１つ
   の直線状熱媒体流通路または隣り合う２以上の直線状熱
   媒体通路からなる複数の群に分けられ、各群の前後両端
   部が、燃焼室本体の前後両端面に形成された連通溝によ
   って前後交互に順次連通させられている熱交換器。