JPH09145162A

JPH09145162A - 熱交換器

Info

Publication number: JPH09145162A
Application number: JP30396895A
Authority: JP
Inventors: Tadashi Shirono; 忠司白野; Mikio Orito; 三喜雄折戸; Toshiyuki Nakajima; 俊之中島; Jun Nakamura; 純中村; Makoto Sano; 真佐野
Original assignee: Harman Co Ltd
Current assignee: Harman Co Ltd
Priority date: 1995-11-22
Filing date: 1995-11-22
Publication date: 1997-06-06

Abstract

(57)【要約】【課題】２種類以上の伝熱管を備えた熱交換器におい
て、両伝熱管の間で確実に熱の授受を行い得る熱交換器
の提供。【解決手段】バーナによって加熱される第一伝熱管５
と第二伝熱管６との２種類の伝熱管を備え、第一伝熱管
５と第二伝熱管６とを共通する複数枚の伝熱板１２に挿
通し、かつ、第一伝熱管５と第二伝熱管６とを互いに面
接触させてある熱交換器。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば一般給湯用
給湯管に接続する給湯用伝熱管と風呂用給湯管に接続す
る風呂用伝熱管のように、バーナによって加熱される２
種類の伝熱管を備え、これら２種類の伝熱管を共通する
複数枚の伝熱板に挿通してある熱交換器に関する。

【０００２】

【従来の技術】このような熱交換器にあっては、いずれ
か一方の伝熱管のみを加熱したい場合があり、その際、
他方の伝熱管も加熱されるため、この加熱された他方の
伝熱管の熱を一方の伝熱管の方に逃がす必要がある。そ
のための技術として、特開平２−２４７４５４号公報に
開示の熱交換器などが知られている。この公報に開示の
熱交換器は、いわゆる１缶２水式の熱交換器であり、２
種類の伝熱管を共に断面形状が円形の伝熱管で構成し、
この断面形状が円形の２種類の伝熱管を、伝熱板への挿
通箇所において、ロウ材を介在した状態で互いに接触さ
せて両伝熱管の間で熱の授受を行い得るように構成して
いる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た従来の熱交換器においては、２種類の伝熱管をロウ材
を介して接触させているため、直接接触させるのに比し
て熱の授受が不十分で、かつ、伝熱板の挿通箇所におい
てのみロウ材を介して接触させているため、この点から
も熱の授受が不十分であり、改良の余地があった。勿
論、この従来の熱交換器において、両伝熱管を直接接触
させることも可能ではあるが、両伝熱管の断面形状が円
形であるため、両伝熱管の接触は、いわゆる線接触とな
り、両伝熱管の間での熱の授受は、やはり不十分なもの
となる。本発明は、このような従来の問題点に着目した
もので、その目的は、両伝熱管の間でより一層確実に熱
の授受を行い得る熱交換器の提供にある。

【０００４】

【課題を解決するための手段】この目的を達成するた
め、請求項１に記載の発明によれば、バーナによって加
熱される第一伝熱管と第二伝熱管との２種類の伝熱管を
互いに面接触させるものであるから、上述した従来のも
のと比較して、両伝熱管の間での熱の授受が確実に行わ
れ、その結果、一方の伝熱管のみを加熱したい場合に、
他方の伝熱管が異常に加熱されて、その伝熱管内の圧力
が異常に上昇することが防止される。

【０００５】請求項２に記載の発明によれば、第一伝熱
管と第二伝熱管とが、共に断面形状が円形の伝熱管であ
るから、両伝熱管の製造や伝熱板への挿通作業が容易で
製造コストの低下を図ることができ、かつ、バーナから
の炎の流れも円滑となり、それでいて、いずれか一方の
伝熱管を変形させて他方の伝熱管に面接触させるもので
あるから、上述したように両伝熱管の間での熱の授受が
確実に行われる。

【０００６】請求項３に記載の発明によれば、第一伝熱
管と第二伝熱管との両方を変形させて互いに面接触させ
るものであるから、いずれか一方のみを変形させる場合
に比較して、伝熱管を極端に変形させる必要がなく、し
たがって、伝熱管内の流体の流れも円滑で、しかも、両
伝熱管の接触面積を広くすることが可能となる。

【０００７】請求項４に記載の発明によれば、第一伝熱
管が、一般給湯用給湯管に接続するための給湯用伝熱管
であり、第二伝熱管が、風呂用給湯管に接続するための
風呂用伝熱管であるから、一般給湯栓やシャワーなどへ
の給湯と風呂の追焚きなどをひとつのバーナで共用する
ことができ、一般の家庭においても極めて需要が多いこ
の種の熱交換器において、伝熱管内の異常な圧力上昇を
防止し得るものを安価に提供することができる。

【０００８】請求項５に記載の発明によれば、使用頻度
の高い一般給湯用の伝熱管をバーナに近い側に、一般給
湯に比して使用頻度の低い風呂用の伝熱管をバーナから
遠い側に配設するものであるから、全体として、一般給
湯と追焚きとを効率良く行うことができる。

【０００９】請求項６に記載の発明によれば、第一伝熱
管と第二伝熱管とを各伝熱板にロウ付けにより固着する
ものであるから、各伝熱板に対して両伝熱管が確実に保
持され、両伝熱管の面接触が保証される。

【００１０】

【発明の実施の形態】本発明による熱交換器の実施の形
態を図面に基づいて説明する。図１は、熱交換器の一例
として１缶２水式の熱交換器を使用した給湯装置全体の
概略を示し、この給湯装置は、１缶２水式の熱交換器１
とこの熱交換器１を加熱するバーナ２とを備え、これら
熱交換器１とバーナ２とは、熱交換器１を上方にバーナ
２を下方に位置させて燃焼室３内に配設され、かつ、こ
の燃焼室３には、燃焼用空気を供給するファン４が接続
されている。この１缶２水式の熱交換器１は、フィンチ
ューブ型の熱交換器で、第一伝熱管としての給湯用伝熱
管５と第二伝熱管としての風呂用伝熱管６との２種類の
伝熱管を備えている。給湯用伝熱管５は、給水管７から
の水を加熱して一般の給湯栓８やシャワーなどを備えた
一般給湯用給湯管９に給湯するためのものであり、風呂
用伝熱管６は、浴槽１０内の湯水を追焚きするためのも
ので、風呂用給湯管としての追焚き管１１に接続され、
かつ、これら給湯用伝熱管５と風呂用伝熱管６とが、共
通する複数枚の伝熱板１２に挿通固着されている。

【００１１】前記給水管７は、入水管１３に接続され、
この入水管１３が、図２に示すように、燃焼室３の外周
面に沿って螺旋状に配設されて、その他端が給湯用伝熱
管５に接続され、この給湯用伝熱管５の他端が出湯管１
４を介して一般給湯用給湯管９に接続されている。この
一般給湯用給湯管９と給水管７とは、バイパス管１５を
介して接続され、給水管７には、入水温度を検出するサ
ーミスタ１６と通水量を検出する水量センサ１７とが、
一般給湯用給湯管９とバイパス管１５との接続箇所に
は、ミキシングバルブ１８が設けられている。このミキ
シングバルブ１８は、出湯管１４からの湯の量とバイパ
ス管１５からの水の量との比率を調整しながら両者を混
合して、所望温度の湯を得るためのもので、図外の電動
モータによって作動され、このミキシングバルブ１８よ
り下流の一般給湯用給湯管９には、混合後の湯の温度を
検出するサーミスタ１９と給湯栓８の開栓を検出する水
流スイッチ２０とが設けられている。

【００１２】前記浴槽１０には、追焚き管１１を構成す
る戻り管１１ａと往き管１１ｂとが接続され、戻り管１
１ａが入水管２１を介して風呂用伝熱管６に接続され、
この風呂用伝熱管６の他端が出湯管２２を介して往き管
１１ｂに接続されている。前記一般給湯用給湯管９のミ
キシングバルブ１８よりも下流側と戻り管１１ａとは、
電磁開閉弁２３、逆流ホッパ２４、逆止弁２５を介して
接続され、その接続箇所よりも上流側の戻り管１１ａに
は、浴槽１０内の湯水の温度を検出するサーミスタ２
６、この戻り管１１ａに設定量以上の湯水が流通したこ
とを検出する水流スイッチ２７、二方弁２８、浴槽１０
内の水位を検出する水位センサ２９、追焚き用の循環ポ
ンプ３０などがこの順序で設けられ、往き管１１ｂの方
には、追焚き後の湯の温度を検出するサーミスタ３１が
設けられている。

【００１３】前記給湯用伝熱管５と風呂用伝熱管６と
は、共に断面形状が円形でかつ同径の伝熱管で構成さ
れ、給湯用伝熱管５の方がバーナ２に近くなるように下
方に、風呂用伝熱管６の方がバーナ２から遠くなるよう
に上方に配設されている。この給湯用伝熱管５と風呂用
伝熱管６のうち、上方に位置する風呂用伝熱管６が、図
３に示すように、下方の給湯用伝熱管５の外面に沿うよ
うに湾曲変形され、この湾曲変形によって、給湯用伝熱
管５と風呂用伝熱管６とが互いに面接触するように構成
されて、各伝熱板１２に対してロウ付けにより固着され
ている。

【００１４】すなわち、各伝熱板１２には、図４に示す
ように、給湯用伝熱管５と変形された風呂用伝熱管６と
を挿通するためのダルマ状の挿通孔３２が穿設され、か
つ、この挿通孔３２と連通する状態で、ロウ材３３を挿
入するための合計３個の切欠部３４が設けられている。
したがって、給湯用伝熱管５と風呂用伝熱管６とを挿通
孔３２に挿入し、かつ、各切欠部３４にロウ材３３を挿
入して図外の炉内で高温加熱することにより、各伝熱板
１２に対して給湯用伝熱管５と風呂用伝熱管６とがロウ
付けにより固着され、さらに、給湯用伝熱管５と風呂用
伝熱管６もロウ付けにより互いに固着されて図３に示す
状態になる。

【００１５】前記バーナ２には、ガス供給管３５を介し
て一般家庭用の燃料ガスが供給されるように構成され、
このガス供給管３５には、燃料ガスの供給を断続する断
続弁３６とガス供給量を調節する電磁比例弁３７とが設
けられるとともに、バーナ２に点火するためのイグナイ
タ３８とバーナ２への着火を検出するフレームロッド３
９とが設けられている。

【００１６】このような構成の給湯装置は、その作動が
制御部Ｈによって制御され、この制御部Ｈに指令信号を
与えるメインリモコンＲ１と風呂リモコンＲ２とが、有
線または無線によって通信可能に設けられている。その
ため、メインリモコンＲ１には、給湯の開始や停止を指
示する運転スイッチ４０、給湯温度を設定する温度設定
スイッチ４１、浴槽１０への湯張りを指示する湯張りス
イッチ４２などが設けられ、風呂リモコンＲ２には、追
焚き温度や保温温度を設定する温度設定スイッチ４３、
湯張りスイッチ４４などが設けられている。

【００１７】つぎに、この制御部Ｈによる給湯装置の制
御作動を簡単に説明すると、メインリモコンＲ１の運転
スイッチ４０を入れて給湯栓８を開くと一般給湯モード
となり、水量センサ１７が水の流通を検出してファン４
を駆動するとともに、ガス供給管３５の断続弁３６を開
弁し、かつ、電磁比例弁３７を調整して、イグナイタ３
８によりバーナ２に点火する。このバーナ２の燃焼によ
って給湯用伝熱管５を介して加熱された湯は、出湯管１
４と一般給湯用給湯管９を通って給湯栓８から吐出さ
れ、その際、給水管７のサーミスタ１６で水温が、一般
給湯用給湯管９のサーミスタ１９で湯温が検出され、そ
の検出結果に基づくミキシングバルブ１８の制御でバイ
パス管１５からの水が混合され、メインリモコンＲ１の
温度設定スイッチ４１により設定された湯温に維持され
る。そして、給湯栓８を閉じると、水量センサ１７の検
出に伴って電磁比例弁３７が閉弁して燃焼が停止し、一
定時間経過後にファン４も停止する。

【００１８】運転スイッチ４０を入れて、メインリモコ
ンＲ１の湯張りスイッチ４２または風呂リモコンＲ２の
湯張りスイッチ４４を入れると湯張りモードとなる。こ
の湯張りモードにおいては、電磁開閉弁２３が開弁し、
かつ、二方弁２８が戻り管１１ａの逆流を可能にし、先
の一般給湯モードの場合と同様に、ミキシングバルブ１
８の制御により温度調整された湯が、図１中に破線で示
すように、戻り管１１ａと往き管１１ｂとの両方から浴
槽１０内に供給される。このときの湯温は、風呂リモコ
ンＲ２の温度設定スイッチ４３で設定された温度とな
る。この湯張り実行中において給湯栓８を開くと、水流
スイッチ２０が入って湯張りを停止し一般給湯モードに
切り換わる。つまり、一般給湯モードが湯張りモードに
優先して実行され、給湯栓８を閉じて水流スイッチ２０
が切れると、再び湯張りが実行される。このようにして
浴槽１０内に所定量の湯が供給されると、水位センサ２
９が検出して電磁比例弁３７を閉弁して燃焼が停止し、
ファン４も停止して湯張りが完了する。

【００１９】湯張り完了後においては自動的に追焚きモ
ードとなり、電磁開閉弁２３が閉弁し、かつ、二方弁２
８が切り換えられて、循環ポンプ３０が駆動される。そ
れによって、浴槽７内の湯が、図１中に実線で示すよう
に循環され、その湯の温度が戻り管１１ａのサーミスタ
２６で検出される。このサーミスタ２６による検出温度
が、風呂リモコンＲ２の温度設定スイッチ４３で設定さ
れた温度に達していれば、循環ポンプ３０が停止し、達
していなければ、水流スイッチ２７が湯の流通を検出し
た後、ファン４を駆動し、かつ、電磁比例弁３７を開弁
して、バーナ２の燃焼によって追焚きを実行する。この
追焚き時においては、浴槽１０内の湯が風呂用伝熱管６
を介して加熱され、サーミスタ２６による検出温度が設
定温度に達した時点で、電磁比例弁３７を閉弁して燃焼
を停止し、その後、ファン４と循環ポンプ３０が停止し
て追焚きが完了する。

【００２０】〔別実施形態〕上述した実施形態において
は、給湯用伝熱管５と風呂用伝熱管６のうち、風呂用伝
熱管６のみを湾曲変形して給湯用伝熱管５に面接触させ
たものを示したが、図５に示すように、給湯用伝熱管５
と風呂用伝熱管６の両方を偏平になるように変形して面
接触され、各伝熱板１２に対してロウ付けにより固着し
て実施することもできる。この風呂用伝熱管６を湾曲状
に変形したり、風呂用伝熱管６と給湯用伝熱管５とを偏
平状に変形するについては、伝熱板１２の挿通孔３２へ
挿通する前に予め変形しておくことも、また、挿通孔３
２へ挿通した後において、いわゆる拡管加工の際に変形
することもできる。また、第一伝熱管５の一例として給
湯用伝熱管を示し、第二伝熱管６の一例として風呂用伝
熱管を示したが、これら第一と第二の伝熱管５，６とし
ては、その他に種々の伝熱管にも応用でき、例えば、第
一伝熱管５を給湯用伝熱管にし、第二伝熱管６を暖房用
伝熱管にすることもでき、さらには、給湯装置以外の熱
交換器としても使用可能である。また、第一伝熱管５と
第二伝熱管６との２種類の伝熱管を備えた１缶２水式の
熱交換器を例にして説明したが、３種類以上の伝熱管を
備えた熱交換器にも応用できることは言うまでもない。

【００２１】尚、特許請求の範囲の項に図面との対照を
便利にするために符号を記すが、該記入により本発明は
添付図面の構成に限定されるものではない。

【図面の簡単な説明】

【図１】給湯装置全体の概略構成図

【図２】熱交換器の斜視図

【図３】熱交換器の要部の断面図

【図４】熱交換器の要部の分解斜視図

【図５】熱交換器の別の実施形態を示す要部の断面図

【符号の説明】

２バーナ５第一伝熱管としての給湯用伝熱管６第二伝熱管としての風呂用伝熱管９一般給湯用給湯管１１風呂用給湯管１２伝熱板

フロントページの続き (72)発明者中村純大阪府大阪市港区南市岡１丁目１番52号株式会社ハーマン内 (72)発明者佐野真大阪府大阪市港区南市岡１丁目１番52号株式会社ハーマン内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】バーナ（２）によって加熱される第一伝
熱管（５）と第二伝熱管（６）との２種類の伝熱管を備
え、これら第一伝熱管（５）と第二伝熱管（６）とを共
通する複数枚の伝熱板（１２）に挿通してある熱交換器
であって、前記第一伝熱管（５）と第二伝熱管（６）とを互いに面
接触させてある熱交換器。
【請求項２】前記第一伝熱管（５）と第二伝熱管
（６）とが、共に断面形状が円形の伝熱管で、いずれか
一方の伝熱管（６）を変形させて他方の伝熱管（５）に
面接触させてある請求項１記載の熱交換器。
【請求項３】前記第一伝熱管（５）と第二伝熱管
（６）との両方を変形させて互いに面接触させてある請
求項２記載の熱交換器。
【請求項４】前記第一伝熱管（５）が、一般給湯用給
湯管（９）に接続するための給湯用伝熱管であり、前記
第二伝熱管（６）が、風呂用給湯管（１１）に接続する
ための風呂用伝熱管である請求項２記載の熱交換器。
【請求項５】前記給湯用伝熱管（５）をバーナ（２）
に近い側に、風呂用伝熱管（６）をバーナ（２）から遠
い側に配設してある請求項４記載の熱交換器。
【請求項６】前記第一伝熱管（５）と第二伝熱管
（６）とを各伝熱板（１２）にロウ付けにより固着して
ある請求項１、２、３、４または５記載の熱交換器。