(57)【要約】【技術課題】腐食に強い熱交換器ユニットを提供する。【解決手段】少なくとも対向する内側壁７ａ、８ａをチタン又はチタン合金で形成して成るウォータジャケット７、８を対向して配置し、このウォータジャケット７、８間にはチタン又はチタン合金製の熱交換パイプ９を複数本平行に取り付ける。更に、前記ウォータジャケット７、８内には、前記熱交換パイプ９を複数本ずつ群に分割する仕切壁１２を設け、前記ウォータジャケット７には給水パイプ４及び出管４ａを接続する。更に、熱交換パイプ９は波形管となし、山の頂上部には、この頂上部を直接押し潰してフィン部９ａを形成する。【選択図】        図  ２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも対向する内側壁をチタン又はチタン合金で形成して成るウォータジャケットを対向して配置したこと、前記ウォータジャケット間にチタン又はチタン合金製の熱交換パイプを平行に複数本取り付けたこと、前記ウォータジャケット内には、前記熱交換パイプを複数本ずつのパイプ群に分割する仕切壁を設けたこと、前記ウォータジャケットには、給水パイプ及び出湯パイプを接続したこと、を特徴とする熱交換器ユニット。
【請求項２】
請求項１の熱交換パイプには、独立山又は連続山から成る波形管が用いられていることを特徴とする熱交換器ユニット。
【請求項３】
請求項２の熱交換パイプの波形の頂部には、この山を直接押し潰すことにより形成されたフィン部が形成されていることを特徴とする熱交換器ユニット。
【請求項４】
請求項１の熱交換器ユニットは、給湯器の排熱回収用熱交換器ユニットとして用いられることを特徴とする熱交換器ユニット。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本願発明は、製作が簡単で腐食に強い熱交換器ユニットに関する。
【０００２】
【従来の技術】
ガスバーナーを用いた給湯器等の一般的な熱交換器ユニット１００は、図６に示すようにフィン１０７を取り付けた銅又はアルミニュウム製の熱交換チューブ１０１を両側板１０８、１０９間において曲管１０３、１０４、１０５を用いて全体を蛇行させた構成から成る。このため、銅チューブ１０１にフィン１０７を取り付けたり、曲管１０３、１０４、１０５を加工したり、更に各部においてろう付けしたりするのに手数がかかる。また、銅チューブ１０１の場合、潜熱回収後の低温化した排気を用いて再熱交換する熱交換器ユニットに使用した場合、排気中に含まれる酸性物質により腐食が進行し、寿命が半減すると云う欠点がある。図６において、１０２は給水パイプライン、１０６は出湯パイプラインである。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は斯る点に鑑みて提案されるものであって、製作が簡単で腐食に強い熱交換器ユニットを提供するのが目的である。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明においては、熱交換器ユニットにおいて、少なくとも対向する内側壁をチタン又はチタン合金で形成して成るウォータジャケットを対向して配置したこと、前記ウォータジャケット間にチタン又はチタン合金製の熱交換パイプを平行に複数本取り付けたこと、前記ウォータジャケット内には、前記熱交換パイプを複数本ずつのパイプ群に分割する仕切壁を設けたこと、前記ウォータジャケットには、給水パイプ及び出湯パイプを接続したこと、を特徴とするものである。
【０００５】
更に、請求項２に記載の発明においては、請求項１の熱交換パイプには、独立山又は連続山から成る波形管が用いられていることを特徴とするものである。
この構成により、熱交換パイプの外表面と内表面の面積を拡大し、且つ外の排気に併せて内部の水流に乱流を発生させることができるため、熱交換効率を高めることができる。
【０００６】
更に、請求項３に記載の発明においては、請求項２の熱交換パイプの波形の頂部には、この山を直接押し潰すことにより形成されたフィン部が形成されていることを特徴とするものである。
この構成により、排気からの吸熱の効果を高めて熱交換効率を上昇させることができる。
【０００７】
更に、請求項４に記載の発明においては、請求項１の熱交換器ユニットは、給湯器の排熱回収用熱交換器ユニットとして用いられることを特徴とするものである。
［発明の詳細な説明］
【０００８】
【作用】
熱交換パイプは、チタン又はチタン合金製の直管で構成し、この直管はウォータジャケットの内側壁に例えばチタンろうを用いてろう付けされている。このように、熱交換器ユニットには曲管部分がないことから、製造が簡単であると共に水流の抵抗も小さい。また、チタン又はチタン合金製であることから、腐食にも強く、低温排気用熱交換器ユニットとして最適である。
また、熱交換パイプを波形管となし、この山の頂上部分を押し潰してフィン形状としたことにより、別にフィンを取り付ける必要がないと共に直管を多数取り付けても排気抵抗も少ない。
【０００９】
【実施例】
以下に本願発明の実施例を添付の図面を基に詳細に説明する。図１は主と副の熱交換器ユニットを二段に構成した給湯器の内部構造を示す説明図、図２は副熱交換器ユニットであって、本願発明に係る熱交換器ユニットである。図３は熱交換パイプの説明図、図４はＡ−Ａ´線断面図、図５はＢ−Ｂ´線断面図である。
【００１０】
これらの各図において、符号の１は給湯器本体であって、この給湯器本体１内には主熱交換器ユニット２とこの主熱交換器ユニット２の下に副熱交換器ユニット３が二段に組み込まれていて、給水パイプライン４から給水された水は、先ず副熱交換器ユニット３のウォータジャケット７内に入り、チタン又はチタン合金製の熱交換パイプ（群）９を通って反対側のウォータジャケット８内に入り、ここでＵターンして往きとは別の熱交換パイプ（群）９からウォータジャケット７内に戻り、次に主熱交換器ユニット２内を一巡して出湯パイプライン５から出湯する構成となっていて、ガスバーナ６は、給湯器本体１において主熱交換器ユニット２の上部に下向きに配置されており、燃焼ガスは主熱交換器ユニット２を先ず経由し、次に副熱交換器ユニット３を経由して排気出口（図示せず）に至る構成となっている。図１において、１０はドレン受け、１１はガスバーナ６に燃焼用空気を供給するファンである。
【００１１】
図２に示す副熱交換器ユニット３は、両側にウォータジャケット７、８を配置し、このウォータジャケット７、８間にチタン又はチタン合金製の熱交換パイプ９を多段に多数本平行に取り付け、ウォータジャケット７、８の内側壁７ａ、８ａと熱交換パイプ９は、チタンろうを用いてろう付けされている。実施例の場合、出入側のウォータジャケット７とターン側のウォータジャケット８の対向する内側壁７ａ、８ａもチタン又はチタン合金製である。なお、熱交換パイプ９と内側壁７ａ、８ａの接続方法としては、この部分からの腐食を防止する意味において、実施例のようなチタンろう付け方法が最良であるが、条件によっては、他のろう付けあるいは溶接方法を用いることができる。
また、熱交換パイプ９には、図３に示すような波形管が用いられており、この波形の山の頂上部分には直接押し潰して形状したフィン部９ａが形成されている。
【００１２】
図４に示す出入側のウォータジャケット７内には、往きと戻りを区画する仕切板１２が組み込まれており、矢印ａ方向から流入した水は、この仕切板１２で区画された往き側の熱交換パイプ群９を経由して反対側のターン側のウォータジャケット８内に入り、ここでターンして戻り側の熱交換パイプ群９内を通り、出入り側のウォータジャケット７内に戻り、出管４ａから矢印ｂに示すように主熱交換器ユニット２側に送出され、高温に加熱されて出湯パイプライン５から出湯する。なお、本実施例では、所謂ワンパス方式を説明したが、このワンパス方式は一例であって、仕切板１２を双方のウォータジャケット７、８内に設けることにより、ツーパスあるいはそれ以上の構成としても良い。この時、本実施例では、出入側のウォータジャケット７に給水パイプライン４及び出管４ａが取り付けられているが、パス方式によっては出管４ａはウォータジャケット８側に取り付けられることもある。又、ウォータジャケット７、８は対向する内側壁７ａ、８ａをチタン又はチタン合金製としているが、ウォータジャケット７、８全体をチタン又はチタン合金製としても良い。
【００１３】
【発明の効果】
本発明は以上のように、熱交換パイプを直管となし、この直管を左右のウォータジャケット間に取り付けて熱交換器ユニットとした。この結果、構成がシンプル化したため、加工が難しいチタン又はチタン合金製の熱交換パイプを用いた熱交換器ユニットの製作が容易となる。
また、本願発明では、少なくともウォータジャケットの内側壁及び熱交換パイプをチタン又はチタン合金で形成したことにより、腐食に対して強く、よって特に実施例において説明した排熱回収型の熱交換に用いたときに、主熱交換器ユニットと同等あるいはそれ以上の耐久性を確保することができる。
また、本願発明の熱交換パイプは、波形管の山の頂上部分を潰し、ここにフィン部を形成したことにより、加工がしやすく、狭い容積の中に多数の熱交換パイプを組み込むことができると共に従来例のように多数の別体のフィンをそれぞれ熱交換チューブにろう付け等する手間がなく、更に、すすやゴミ類がフィンの間に付着して目詰りを生じたり、排気の流れ抵抗を増大すると云ったことも無くなる。
また、熱交換パイプ内は波形のため、水に乱流が発生して熱交換効率を向上させることができる。
なお、本発明に係る熱交換器ユニットは、勿論のこととして主熱交換器ユニットとして、あるいは単独でも利用できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本願発明に係る熱交換器ユニットを用いた排熱回収型給湯器の説明図。
【図２】本願発明に係るチタン又はチタン合金使用熱交換器ユニットの説明図。
【図３】チタン又はチタン合金製の熱交換パイプの説明図。
【図４】Ａ−Ａ´線断面図。
【図５】Ｂ−Ｂ´線断面図。
【図６】従来の熱交換器の説明図。
【符号の説明】
１  給湯器本体
２  主熱交換器ユニット
３  副熱交換器ユニット
７  出入側のウォータジャケット
８  ターン側のウォータジャケット
９  熱交換パイプ
１０  ドレン受け
１１  ファン
１２  仕切板
【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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