JPH07253281A

JPH07253281A - 熱交換器

Info

Publication number: JPH07253281A
Application number: JP6045677A
Authority: JP
Inventors: Masaru Ito; 勝伊東; Takashi Sawada; 敬澤田; Masao Noguchi; 正夫野口; Ryoichi Koga; 良一古閑; Takahito Ishii; 隆仁石井; Yasuhiro Kondo; 保広近藤; Yasuhiro Kawamoto; 恭宏河本
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1994-03-16
Filing date: 1994-03-16
Publication date: 1995-10-03

Abstract

(57)【要約】【目的】アンモニアに対する耐食性を確保しつつ、熱
交換部および燃焼室ドラムを含めた熱交換器としての小
型・軽量化をおこなう。【構成】熱交換部１６を、ステンレス鋼等の鉄系材料
を用いた伝熱管１３と軽合金または銅等の高熱伝導材料
を用いた伝熱フィン１４とにより構成し、燃焼室２１を
覆う乾式燃焼室ドラム１８を、断熱材１９と燃焼室ドラ
ムカバー２０とにより構成している。これにより熱交換
部１６を小型化しつつアンモニアに対する耐食性を確保
し、かつバーナ２２の燃焼面に近接して乾式燃焼室ドラ
ム１８を配置して燃焼室ドラムの小型化が可能となり、
熱交換器としての小型・軽量化ができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、吸収式ヒートポンプ装
置の冷媒として用いられるアンモニア等の腐食性流体を
バーナにより加熱するための熱交換器に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】一般に、水等の非腐食性流体をバーナに
より加熱するための熱交換器として湯沸器等に実用化さ
れている例は、図７に示すような構成になっていた。

【０００３】図中、１は伝熱管、２は伝熱フィン、３は
伝熱管１と伝熱フィン２により構成される熱交換部４の
外周を覆う熱交ドラム、５は伝熱管の端末を接続するＵ
ベンド、６は熱交換部４とバーナ７との間の燃焼室８を
覆う燃焼室ドラム、９は燃焼室ドラム６の外周を取り巻
き密接して配管された水管であり、バーナ７を除いて全
ての部品の材料は銅を用いて構成されていた。

【０００４】また燃焼室ドラム６は水管９により冷却さ
れる水管式燃焼室ドラムと称されており、通常は熱交ド
ラム３と一体に構成されている。また１０はファン、１
１は燃料パイプである。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記従来
例においては、種々の熱交換器形式のなかで小型・軽量
であるという長所はあるものの、アンモニア等の腐食性
流体の加熱を行うには配管材料である銅の耐食性からそ
のままでは使用できず、伝熱管・Ｕベンド等の配管にス
テンレス鋼等の高耐食性鉄系材料を用いる必要があっ
た。ところが銅管に比べてステンレス管は高強度である
ため曲げ加工性が悪く、従来例と同様な水管式燃焼室ド
ラム形式の燃焼室ドラムとした場合には、燃焼室ドラム
が大きくなってしまうという欠点があった。すなわち図
８に示すように、バーナ７の燃焼面は通常略４角形であ
るが、それを内包する水管式燃焼室ドラム６は水管の曲
げ加工の曲率に合わせて角を円弧とした４角形としてい
る。ここで水管をステンレス管とした場合には、図中で
破線で示すように角の円弧半径が大きくなるために、燃
焼室ドラムが大きくなってしまう欠点であった。

【０００６】一方熱交ドラム３についても、ろう付け加
工時の高温により材料が焼鈍され強度が低下し、輸送時
等に受ける荷重により変形するという欠点があった。す
なわち伝熱管１とＵベンド５とのろう付け接続加工を行
うには、アンモニアに対する耐食性を確保するためにニ
ッケル系ろう材を用いるが、ろう付け加工温度が従来の
銅系ろう材が約８００℃であるのに対し約１０００℃と
高く、銅を用いた熱交ドラム３の強度低下が著しい欠点
があった。

【０００７】本発明は上記欠点を解決するもので、従来
の熱交換部におけるコンパクト性を保持しつつアンモニ
アに対する耐食性を確保し、かつ燃焼室ドラムを含めた
小型で軽量な熱交換器を得ることを第１の目的としてい
る。

【０００８】第２の目的は、アンモニアに対する耐食性
を確保しつつ、丈夫で信頼性の高い熱交換器を得ること
にある。

【０００９】第３の目的は、燃焼室ドラムの温度を低下
させ、より安全性の高い熱交換器を得ることにある。

【００１０】第４〜６の目的は、熱交ドラムの温度を低
下させ、より安全性の高い熱交換器を得ることにある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記第１の目的を達成す
るため本発明は、熱交換部をステンレス鋼等の鉄系材料
を用いた伝熱管と、この伝熱管に貫通・固定され軽合金
または銅等の高熱伝導材料を用いた複数の伝熱フィンに
より構成し、燃焼室ドラムを燃焼室を覆うごとく配置さ
れた断熱構造体を用いた乾式燃焼室ドラムとしたもので
ある。

【００１２】また第２の目的を達成するため本発明は、
熱交換部の外側に配置される熱交ドラムにステンレス鋼
等の鉄系材料を用いたものである。

【００１３】また第３の目的を達成するため本発明は、
燃焼室ドラムを、燃焼室を覆う断熱材と断熱材の外周部
を覆う冷却空気通路との２重構造としたものである。

【００１４】また第４の目的を達成するため本発明は、
伝熱フィンと熱交ドラムとの間に、バーナからの排気ガ
スの遮熱板を熱交ドラムに近接して設けたものである。

【００１５】また第５の目的を達成するため本発明は、
熱交ドラムの内側に断熱材を配設したものである。

【００１６】また第６の目的を達成するため本発明は、
排気ガスを内側に向けるごとく熱交ドラムの内周に排気
ガスガイドを設けたものである。

【００１７】

【作用】本発明は上記構成によって、従来の熱交換部に
おけるコンパクト性を保持しつつアンモニアに対する耐
食性を確保し、かつバーナの燃焼面に近接して燃焼室ド
ラムを配置することが可能となり、小型の燃焼室ドラム
とすることができる。

【００１８】また、アンモニアに対する耐食性を確保し
つつ、伝熱管と伝熱フィンとのろう付け加工時の高温に
対しても、十分な熱交ドラムの強度が保持される。

【００１９】また燃焼室ドラムを断熱材と断熱材の外周
部を取り巻く冷却空気通路とによる２重構造としたため
燃焼室ドラム温度を低下させることができる。

【００２０】また遮熱板により高温の排気ガスが熱交ド
ラムに強く接触することが防止され熱交ドラム温度が低
下する。

【００２１】また熱交ドラム内側の断熱材により、排気
ガスが熱交ドラムに直接接触することが防止され熱交ド
ラム温度が低下する。

【００２２】さらに熱交ドラムの内周の排気ガスガイド
により、排気ガスは内側に向かって流れるため、熱交ド
ラム温度が低下する。

【００２３】

【実施例】以下本発明の実施例をそれぞれ図面にもとづ
いて説明する。

【００２４】図１および図２において、１３は複数で比
較的薄肉の伝熱管、１４は伝熱管１３に貫通・固定され
た複数で薄肉の伝熱フィン、１５は内部を熱交換部１６
とした熱交ドラム、１７は伝熱管１３の端部を接続する
接続管、１８は断熱材１９および燃焼室ドラムカバー２
０により構成される乾式燃焼室ドラム、２１は燃焼室、
２２は加熱のためのバーナ、２３は一次空気二次空気を
供給するファン、２４は燃料管、２５は加熱されるアン
モニア流体の入口管、２６はこの出口管である。

【００２５】ここで伝熱管１３と接続管１７は、ステン
レス鋼等の鉄系の材料にて構成されており、吸収式ヒー
トポンプ装置の作動媒体であるアンモニア等の腐食性流
体に対する管路内の耐食性を確保している。また伝熱フ
ィン１４は銅またはアルミニウム等の高熱伝導性材料に
て構成されており、燃焼ガスから伝熱管２０への伝熱を
促進し、従来と同様のコンパクトな熱交換部１６を構成
している。また伝熱管１３への接続管１７および入口管
２５・出口管２６の接続・固定は、ニッケル系ろう材を
用いたろう付け加工により行われており、アンモニアに
対する耐食性を確保しつつ気密性および接続の確実性を
確保している。

【００２６】一方、乾式燃焼室ドラム１８は、図２に示
すようにバーナ２２の燃焼面２７に近接して断熱材１９
および燃焼室ドラムカバー２０が配設されているため、
従来の水管式燃焼室ドラム形式では得られない小型の燃
焼室ドラムとすることができる。その結果、アンモニア
等の腐食性流体に対する耐食性を確保しつつ、熱交換部
および燃焼室ドラムを含めた熱交換器としての小型・軽
量化が可能となる。

【００２７】またさらに熱交ドラム１５は、ステンレス
鋼等の鉄系の材料にて構成されており、ろう付け加工時
における高温に対しても強度低下は少なく、輸送時等に
受ける荷重に対しても十分な強度を保持しているために
変形することはなく、より信頼性の高い熱交換器を得る
ことができる。

【００２８】次に本発明の他の実施例を図３を用いて説
明する。なお前記実施例におけるものと同部品は同番号
を付し説明を省略する。図３において前記実施例と異な
る点は、燃焼室ドラムを断熱材１９およびその外側に設
けた冷却空気通路２７の２重構造にしたことにある。ま
た２８は断熱材カバー、２９は空気通路カバーであり、
冷却空気通路２７の下端はファン２３が開口している空
気室３０に連通し、冷却空気通路２７の上端は、熱交ド
ラム１５の近傍に開口している。

【００２９】この構成においては、ファン２３より供給
される空気の一部は冷却空気通路２７に流入し、断熱材
カバー２８および空気通路カバー２９を冷却して熱交ド
ラム１５の近傍に流出する。これにより燃焼室ドラムと
して最も外側に位置する空気通路カバー２９の温度は低
下し、誤って手を触れても火傷を生じにくくなり安全性
が向上する。

【００３０】また熱交ドラム１５の近傍に流出した空気
は、バーナ２２からの高温の排気ガスに対してエアーカ
ーテンのように働き、熱交ドラム１５の低温化をも行う
ことができる。

【００３１】図４における実施例は、図１における実施
例に加えて伝熱フィン１４と熱交ドラム１５との間に、
高熱伝導性材料を用いた遮熱板３１を伝熱フィン１４と
同様に伝熱管１３に貫通・固定し、かつ熱交ドラム１５
に近接して配設したものである。

【００３２】これにより、燃焼室２１から流入する高温
の燃焼排気ガスは熱交ドラム１５に接触しにくくなり、
熱交ドラム１５の低温化が可能となりステンレス鋼製の
熱交ドラム１５の過熱・変色・変形を防止できるととも
に、安全性が向上する。

【００３３】また遮熱板３１は高熱伝導性材料を用いて
いるために、伝熱フィン１４と同様に伝熱管１３に燃焼
排気ガスの熱を伝えるため、熱交換部１６としての熱効
率が向上する。

【００３４】図５における実施例は、同じく図１におけ
る実施例の熱交ドラム１５に、断熱材３２を熱交ドラム
１５の内周面に配設したもので、排気ガスの熱交ドラム
１５への接触を防止し、熱交ドラム１５の低温化により
変色・変形の防止および安全性の向上を行うものであ
る。

【００３５】図６における実施例は、熱交換部１６への
排気ガス流入部に、排気ガスを内側（熱交換部１６の中
央方向）に向けるごとく熱交ドラムの内周に排気ガスガ
イド３３を設けたもので、これにより排気ガスは熱交ド
ラム１５に強く接触することがなくなり、熱交ドラム１
５の低温化による変色・変形の防止および安全性の向上
ができる。

【００３６】

【発明の効果】本発明は、熱交換部をステンレス鋼等の
鉄系材料を用いた伝熱管と、軽合金または銅等の高熱伝
導材料を用いた伝熱フィンとにより構成し、燃焼室ドラ
ムを断熱構造体を用いた乾式燃焼室ドラムとしたため
に、アンモニア等の腐食性流体に対する耐食性を確保し
つつ、小型の熱交換部が得られるとともに、従来の水管
式燃焼室ドラム形式では得られない小型の燃焼室ドラム
となり、熱交換部と燃焼室ドラムを含めた小型・軽量な
熱交換器を得ることができる。

【００３７】また熱交換部の外側に配設される熱交ドラ
ムにステンレス鋼等の鉄系材料を用いたために、アンモ
ニアに対する耐食性を確保しつつ、ろう付け加工時の高
温に対しても熱交ドラムの強度が保持され、輸送時等に
受ける荷重に対しても熱交ドラムが変形することはな
く、信頼性の高い熱交換器を得ることができる。

【００３８】また燃焼室ドラムを、断熱材と断熱材の外
周部を取り巻く冷却空気通路とによる２重構造としたた
めに、燃焼室ドラム温度を低下させることが可能になる
ばかりか、熱交ドラムをも低温化し安全性の高い熱交換
器を得ることができる。

【００３９】また伝熱フィンと熱交ドラムとの間に、排
気ガスの遮熱板を熱交ドラムに近接して設けたために、
熱交ドラム温度を低下させることが可能になり安全性が
向上するばかりか、熱効率も向上する。

【００４０】また熱交ドラム内周面に断熱材を配設した
ために、熱交ドラム温度を低下させることが可能になり
安全性が向上する。

【００４１】さらに熱交ドラムの内周において、排気ガ
ス流入部に排気ガスガイドを配設したために、熱交ドラ
ム温度が低下し安全性が向上する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例における熱交換器部分を示す
縦断面図

【図２】同装置のＡ−Ａ断面を示す矢視図

【図３】本発明の請求項３における実施例を示す縦断面
図

【図４】本発明の請求項４における実施例を示す熱交換
器部分を示す縦断面図

【図５】本発明の請求項５における実施例を示す熱交換
器部分を示す縦断面図

【図６】本発明の請求項６における実施例を示す縦断面
図

【図７】従来の熱交換器部分を示す縦断面図

【図８】同装置のＢ−Ｂ断面を示す矢視図

【符号の説明】

１３伝熱管１４伝熱フィン１５熱交ドラム１６熱交換部１８乾式燃焼室ドラム１９断熱材２０燃焼室ドラムカバー２１燃焼室２２バーナ２７冷却空気通路２８断熱材カバー２９空気通路カバー３１遮熱板３２断熱材３３排気ガスガイド

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者古閑良一大阪府門真市大字門真1006番地松下電器産業株式会社内 (72)発明者石井隆仁大阪府門真市大字門真1006番地松下電器産業株式会社内 (72)発明者近藤保広大阪府門真市大字門真1006番地松下電器産業株式会社内 (72)発明者河本恭宏大阪府門真市大字門真1006番地松下電器産業株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ステンレス鋼等の鉄系材料を用いた複数の
伝熱管と、この伝熱管に貫通・固定され軽合金または銅
等の高熱伝導材料を用いた複数の伝熱フィンにより構成
される熱交換部と、バーナと前記熱交換部との間の燃焼
室を覆うごとく配置され断熱構造体を用いた乾式燃焼室
ドラムとにより構成される熱交換器。
【請求項２】熱交換部の外周を覆う熱交ドラムを、ステ
ンレス鋼等の鉄系材料により構成した請求項１記載の熱
交換器。
【請求項３】乾式燃焼室ドラムを、燃焼室を覆う断熱材
と断熱材の外周部に設けた冷却空気通路との２重構造と
した請求項１記載の熱交換器。
【請求項４】伝熱フィンと熱交ドラムとの間に、バーナ
からの排気ガスの遮熱板を熱交ドラムに近接して設けた
請求項２記載の熱交換器。
【請求項５】熱交ドラムの内側に、断熱材を配設した請
求項２記載の熱交換器。
【請求項６】熱交ドラムにおいて、バーナからの排気ガ
スの流入部に排気ガスを内側に向けるごとく熱交ドラム
の内周に排気ガスガイドを設けた請求項２記載の熱交換
器。