(57)【要約】【課題】組み立て作業の融通性に優れ、生産性の向上により製造コストの低減を促進することが可能な熱交換器を提供する。【解決手段】複数の直状管体部７０およびこれらを繋ぐ接続管体部７１を有する伝熱管７と、プレート状のフィン８と、を備えており、フィン８を構成する第１および第２のフィンプレート８ａ，８ｂの内側端部８０ａ，８０ｂには、複数の凹状部８２およびこれらの相互間に位置する非凹状部８３が設けられている、熱交換器Ａであって、接続管体部７１が、複数の直状管体部７０の配列面Ｆａ，Ｆｂとは交差する方向に屈曲または湾曲していることにより、複数の直状管体部７０の相互間の隙間７２の端部は、第１および第２のフィンプレート８ａ，８ｂの一方の非凹状部８３を通過させることが可能な隙間開口部７２ａとされている。【選択図】  図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
隙間を隔てて管径方向に並んだ複数の直状管体部およびこれら複数の直状管体部の端部どうしを繋ぐ接続管体部を有する伝熱管と、
前記複数の直状管体部に接合されるプレート状のフィンと、
を備えており、
前記フィンは、別体で形成された第１および第２のフィンプレートを備え、かつこれら第１および第２のフィンプレートの互いに接近または接触する内側端部には、前記複数の直状管体部の外周面をその両側から挟むための複数の凹状部、およびこれら複数の凹状部の相互間に位置する非凹状部が設けられている、熱交換器であって、
前記接続管体部が、前記複数の直状管体部の配列面とは交差する方向に屈曲または湾曲していることにより、前記複数の直状管体部の前記隙間の端部は、前記第１および第２のフィンプレートの一方の前記非凹状部を前記直状管体部の長手方向に通過させることが可能な隙間開口部とされていることを特徴とする、熱交換器。
【請求項２】
請求項１に記載の熱交換器であって、
前記伝熱管は、単一の管体部材に曲げ部が設けられていることにより前記複数の直状管体部および前記接続管体部が一体で構成された蛇行状伝熱管またはＵ字状伝熱管である、熱交換器。
【請求項３】
請求項１または２に記載の熱交換器であって、
前記接続管体部は、下向きに屈曲または湾曲しており、
前記接続管体部の下部には水抜き栓が設けられている、熱交換器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、給湯装置の構成要素などとして用いるのに好適な熱交換器に関する。
【背景技術】
【０００２】
熱交換器の具体例として、特許文献１に記載のものがある。
同文献に記載の熱交換器は、伝熱管と、この伝熱管に接合された吸熱用のプレート状のフィンとを備えている。ただし、フィンは、上下複数のフィンプレートに分割されている。したがって、伝熱管にフィンを取付ける際には、複数のフィンプレートによって伝熱管をその上下から挟み付けることとなる。
従来の伝統的な手段においては、フィンに設けられた孔部に伝熱管を挿通させているが、伝熱管の形状などによっては、そのようなことが困難な場合がある。特許文献１によれば、そのような場合に好適である。
【０００３】
しかしながら、前記従来技術においては、次に述べるように、解決すべき課題がある。
【０００４】
すなわち、フィンをたとえば上下２つのフィンプレート（第１および第２のフィンプレート）に分割した場合、熱交換器の組み立て作業において、それら第１および第２のフィンプレートを伝熱管に作業性よく組み付けることを可能とし、製造コストをできる限り低減することが要請される。
ここで、熱交換器を組み立てる場合の例として、図７に示すように、蛇行状の伝熱管７Ａの直状管体部７０に、フィン８Ａを構成する第１および第２のフィンプレート８ａ，８ｂを組み付ける場合を考察する。同図においては、第１および第２のフィンプレート８ａ，８ｂが直状管体部７０の横（外側方）配置させた状態を示しているが、このような状態において、仮に、第１および第２のフィンプレート８ａ，８ｂの少なくとも一方を、伝熱管７Ａの横からスライドさせて伝熱管７Ａに装着させることができれば、その組み付け作業性をよくすることが可能である。ところが、伝熱管７Ａの直状管体部７０どうしを繋ぐ接続管体部７１が存在するため、たとえば第１のフィンプレート８ａを矢印Ｎａのように移動させると、第１のフィンプレート８ａの内側端部８０が接続管体部７１に干渉する。したがって、前記したような作業は困難となる。第２のフィンプレート８ｂも同様である。このため、伝熱管７Ａへの第１および第２のフィンプレート８ａ，８ｂの組み付け作業が面倒なものとなり、生産性の向上、および製造コストの低減を促進する上で、未だ改善の余地がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】実公昭５３−３３８８０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、前記したような事情のもとで考え出されたものであり、組み立て作業の融通性に優れ、生産性の向上により製造コストの低減を促進することが可能な熱交換器を提供することを、その課題としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記の課題を解決するため、本発明では、次の技術的手段を講じている。
【０００８】
本発明により提供される熱交換器は、隙間を隔てて管径方向に並んだ複数の直状管体部
およびこれら複数の直状管体部の端部どうしを繋ぐ接続管体部を有する伝熱管と、前記複数の直状管体部に接合されるプレート状のフィンと、を備えており、前記フィンは、別体で形成された第１および第２のフィンプレートを備え、かつこれら第１および第２のフィンプレートの互いに接近または接触する内側端部には、前記複数の直状管体部の外周面をその両側から挟むための複数の凹状部、およびこれら複数の凹状部の相互間に位置する非凹状部が設けられている、熱交換器であって、前記接続管体部が、前記複数の直状管体部の配列面とは交差する方向に屈曲または湾曲していることにより、前記複数の直状管体部の前記隙間の端部は、前記第１および第２のフィンプレートの一方の前記非凹状部を前記直状管体部の長手方向に通過させることが可能な隙間開口部とされていることを特徴としている。
【０００９】
このような構成によれば、伝熱管の複数の直状管体部に第１および第２のフィンプレートを装着する場合に、これら第１および第２のフィンプレートの少なくとも一方については、非凹状部が伝熱管の接続管体部に干渉しないようにして、伝熱管の外側方から複数の直状管体部の所望箇所にスライド配置させることが可能となる。したがって、従来技術と比較すると、伝熱管へのフィンの取付け作業が容易化される。その結果、熱交換器の生産性を高め、製造コストの低減化を図ることができる。
【００１０】
本発明において、好ましくは、前記伝熱管は、単一の管体部材に曲げ部が設けられていることにより前記複数の直状管体部および前記接続管体部が一体で構成された蛇行状伝熱管またはＵ字状伝熱管である。
【００１１】
このような構成によれば、たとえば複数の直状管と曲状管とを溶接またはロウ付けなどにより接合したタイプの伝熱管と比較すると、伝熱管の製造コストを廉価にすることが可能である。一方、このような伝熱管は、本来的には、フィンの装着作業性が悪くなる不具合があるが、本発明によれば、そのような不具合はなく、フィンの装着作業性がよい。
【００１２】
本発明において、好ましくは、前記接続管体部は、下向きに屈曲または湾曲しており、前記接続管体部の下部には水抜き栓が設けられている。
【００１３】
このような構成によれば、伝熱管の水抜き性をよくことができる。すなわち、熱交換器の使い方如何では、寒冷期における凍結を防止することを目的として、伝熱管内の水を抜く場合があるが、前記構成によれば、下向きに屈曲または湾曲した接続管体部内に多くの水が滞留したままになることを解消することができる。
【００１４】
本発明のその他の特徴および利点は、添付図面を参照して以下に行なう発明の実施の形態の説明から、より明らかになるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明に係る熱交換器の一例を示す斜視図である。
【図２】（ａ）は、図１のIIa−IIa断面図であり、（ｂ）は、（ａ）のIIb−IIb断面図である。
【図３】図１に示す熱交換器のフィンの分解側面図である。
【図４】図１に示す熱交換器の伝熱管とフィンとを示す分解斜視図である。
【図５】（ａ）は、図１に示す熱交換器の組み立て作業の一例を示す要部正面断面図であり、（ｂ）は、（ａ）の矢視Vbの説明図である。
【図６】図１に示す熱交換器を用いた給湯装置の一例を示す要部断面図である。
【図７】本発明との対比例を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明の好ましい実施の形態について、図面を参照して具体的に説明する。
なお、理解の容易のため、図７に示した要素と同一または類似の要素には、図７で用いた符号と同一の符号を適宜用いることとする。
【００１７】
図１に示す熱交換器Ａは、伝熱管７と、プレート状の複数のフィン８とを備えている。
【００１８】
伝熱管７は、図４に示すような蛇行状である。この伝熱管７は、管径方向に隙間７２を介して並ぶ複数の直状管体部７０と、これら複数の直状管体部７０の端部どうしを繋ぐ複数の接続管体部７１を備えている。ただし、この伝熱管７は、単一の管体部材７’に曲げ加工による複数の接続管体部７１を設けたものであり、接続管体部７１と直状管体部７０とは一体である。本実施形態においては、複数の直状管体部７０は同一平面上には並んでおらず、図４の手前側に位置する複数（図面では４本）の直状管体部７０は、略水平またはやや傾斜した同一平面上に並んでいる。同図の符号Ｆａは、その配列面を模式的に示している。また、同図奥側に位置する複数（図面では２本）の直状管体部７０は、上下高さ方向に並んでいる。同図の符号Ｆｂは、その配列面を模式的に示している。
【００１９】
複数の接続管体部７１のそれぞれの基本的形態は、Ｕ字状であるが、これらのうち、伝熱管７の一端側（図４の右側）に位置する接続管体部７１（７１ａ）は、複数の直状管体部７０の配列面Ｆａ，Ｆｂとは交差する方向に屈曲または湾曲している。複数の接続管体部７１ａのうち、一部は、配列面Ｆａと交差する下向きに屈曲または湾曲しており、他の一部は、配列面Ｆｂと交差する横向きまたは斜め下向きに屈曲または湾曲している。このことにより、複数の直状管体部７０の相互間の隙間７２のうち、伝熱管７の一端側の端部は、外側方に向けて開口した隙間開口部７２ａとなっている。この隙間開口部７２ａは、熱交換器Ａの組み立て時において、後述する第１のフィンプレート８ａの非凹状部８３を通過させるための開口部として利用可能である。
図１に示すように、接続管体部７１ａの下部には、排水パイプ３０が接続される水抜き栓３（他の図では省略）が設けられている。
一方、伝熱管７の他端側（図４の左側）に位置する接続管体部７１（７１ｂ）は、複数の直状管体部７０の配列面Ｆａ，Ｆｂと同面上に位置している。ただし、本発明においては、この接続管体部７１ｂについても、接続管体部７１ａと同様な形態に屈曲または湾曲させてもよい。
【００２０】
各フィン８は、側面視略Ｌ字状であり、伝熱管７の直状管体部７０の配列に対応した形態とされている。本実施形態の熱交換器Ａは、給湯装置の湯水加熱に利用されるものであり、たとえば図６に示すように、上部の幅が下部の幅よりも狭くされたケース５の内側に配されて使用される。フィン８は、前記した形態のケース５内にスペース効率よく配置するための手段として、側面視略Ｌ字状とされており、この点は伝熱管７の直状管体部７０の配列も同様である。熱交換器Ａの下方には、バーナ４が配され、このバーナ４によって発生された燃焼ガスが、熱交換器Ａに向けて進行するようにされる。
【００２１】
図２および図３によく表われているように、フィン８は、第１および第２のフィンプレート８ａ，８ｂを組み合わせて構成されている。これら第１および第２のフィンプレート８ａ，８ｂは、銅製などの薄肉金属板にプレス加工を施して形成されたものである。第１および第２のフィンプレート８ａ，８ｂの互いに接近する内側端部８０ａ，８０ｂには、直状管体部７０の外周面をその両側から挟むように半円状に形成された複数の凹状部８２と、これら複数の凹状部８２の相互間に位置する非凹状部８３とが設けられている。第１および第２のフィンプレート８ａ，８ｂのそれぞれの非凹状部８３どうしは、たとえばそれらの非凹状部８３の先端部どうしが突き合わされ、かつロウ付けなどの手段を用いて互いに接合される。ただし、後述するように、これに限定されない。
【００２２】
なお、本実施形態においては、フィン８は、その外側縁部が略水平状に折り曲げられた折り曲げ片部８１ａ，８１ｂを備えている。図２（ｂ）に示すように、複数のフィン８を伝熱管７に組み付けた場合、互いに隣り合うフィン８の折り曲げ片部８１ａどうしは接触するようになっている。図示説明は省略するが、折り曲げ片部８１ｂも同様である。このような構成によれば、図６において、バーナ４から上向きに進行してきた燃焼ガスを、折り曲げ片部８１ａ，８１ｂに衝突させることができ、この燃焼ガスがフィン８の上方にそのまま通過することを阻止する役割を果たす。このことにより、フィン８による熱回収量を増やすことができ、また燃焼ガスをケース５に設けられた排気口５６に円滑に導くこともできる。
【００２３】
次に、前記した熱交換器Ａの作用について説明する。
【００２４】
熱交換器Ａを組み立てる場合には、図５に示すように、まず複数の第２のフィンプレート８ｂを、各直状管体部７０の下側（起立配列状の直状管体部７０についてはその後側）に配置する。このような配置は、複数の第２のフィンプレート８ｂを適当なジグ（不図示）に支持させて行なう。その後は、複数の第１のフィンプレート８ａを、各直状管体部７０の上側（起立配列状の直状管体部７０についてはその前側）に配し、かつ対応関係にある第２のフィンプレート８ｂに対向させる。
【００２５】
ただし、前記作業は、各第１のフィンプレート８ａを伝熱管７の横（外側方）から直状管体部７０上にスライドさせて行なうことが可能である。既述したように、直状管体部７０の相互間の隙間７２の端部は、隙間開口部７２ａとされているため、第１のフィンプレート８ａの内側端部８０ａの非凹状部８３については、この隙間開口部７２ａを通過させることが可能であり、非凹状部８３と接続管体部７１との干渉を適切に回避することが可能である。第１のフィンプレート８ａを前記したようなスライド方式で伝熱管７の所定箇所に配置させれば、伝熱管７に対する第１のフィンプレート８ａのセッティング作業の容易化ならびに迅速化を図り、熱交換器Ａの製造コストを低減することが可能である。伝熱管７は、単一部材により構成されているため、製造コストの低減をより促進することができる。
【００２６】
接続管体部７１ａは、下向きに屈曲または湾曲しているが、既述したように、その下部には水抜き栓３が適宜設けられている。したがって、伝熱管７の水抜き性が悪化することを抑制することが可能である。熱交換器Ａにおいては、たとえば寒冷期における凍結防止などを目的として、伝熱管７内の水を抜く場合があるが、本実施形態の構成によれば、接続管体部７１ａ内に多くの水が滞留したままになることを防止することが可能である。なお、本実施形態においては、水抜き栓３が１箇所しか設けられておらず、水抜き栓３が設けられていない下向き屈曲状または湾曲状の接続管体部７１ａもあるが、伝熱管７に多量の水が溜まることを防止し、凍結による伝熱管７の破損などを防止する上では、これで十分である。もちろん、下向き屈曲状または湾曲状の接続管体部７１ａの全てに水抜き栓３を設けた構成とすることもできる。
【００２７】
本発明は、上述した実施形態の内容に限定されない。本発明に係る熱交換器の各部の具体的な構成は、本発明の意図する範囲内において種々に設計変更自在である。
【００２８】
上述の実施形態では、第１および第２のフィンプレート８ａ，８ｂのうち、第１のフィンプレート８ａを伝熱管７の横からスライド方式で装着する例を示したが、本発明はこれに限定されない。上述の実施形態において、たとえば接続管体部７１ａを、上向きに屈曲または湾曲させた場合には、第１のフィンプレート８ａに代えて、第２のフィンプレート８ｂを伝熱管７の横からスライド方式で装着することが可能となる。
【００２９】
フィンおよび伝熱管は、側面視略Ｌ字状のもの、またはこれに対応した配列のものに限定されない。本発明においては、伝熱管およびフィンを、たとえば図７に示したような形態のものとすることが可能である。また、伝熱管としては、２つの直状管体部が１つの接続管体部のみによって繋がったＵ字状の伝熱管とすることもできる。コスト低減の観点からすると、直状管体部と接続管体部とが一体的に繋がった構成とすることが好ましいものの、互いに別体で構成された直状管体部と接続管体部とを溶接などによって接合した伝熱管であってもよい。
上述の実施形態においては、フィン８を構成する第１および第２のフィンプレート８ａ，８ｂの非凹状部８３の先端面どうしが、互いに突き合わされて接合される構成とされているが、本発明はこのような構成に限定されない。たとえば、第１および第２のフィンプレート８ａ，８ｂの双方の非凹状部８３の少なくとも一方が、他方側に突出した形態とされ、かつこれら双方の非凹状部８３どうしがこれらの厚み方向において互いに重ね合わされて接合される構成とすることもできる。このような構成であっても、フィン８を伝熱管７に装着する際に、第１および第２のフィンプレート８ａ，８ｂの一方の突出した形態の非凹状部８３が伝熱管７の隙間開口部７２ａを通過するようにし、本発明が意図する作用を得ることが可能である。
【００３０】
上述した実施形態からも理解されるように、本発明においては、伝熱管が複数の接続管体部を備えている場合、これら複数の接続管体部の全てが直状管体部の配列面とは交差する方向に曲げられて（屈曲または湾曲されて）いなくてもよい。また、接続管体部を直状管体部の配列面とは交差する方向に曲げる場合、その具体的な曲げ角なども限定されない。要は、フィンの第１および第２のフィンプレートの一方の内側端部の非凹状部を通過させることが可能な隙間開口部が形成される程度にまで曲げられていればよい。
本発明に係る熱交換器は、給湯装置用に限定されず、その具体的な用途、使用態様も問わない。
【符号の説明】
【００３１】
Ａ  熱交換器
Ｆａ，Ｆｂ  配列面
３  水抜き栓
７  伝熱管
７０  直状管体部
７１  接続管体部
７２  隙間
７２ａ  隙間開口部
８  フィン
８ａ，８ｂ  第１および第２のフィンプレート
８０ａ，８０ｂ  内側端部
８２  凹状部
８３  非凹状部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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