(57)【要約】【課題】水管の伝熱性能や水管の強度を高め、複数の水管を有する配管部の構造や配管部とヘッダー部を接合する接合部の構造を簡単化した多管型熱交換器を提供する。【解決手段】複数の水管４を有する配管部３と、この配管部３の両端部に接続されるヘッダー部２，５とを有し、配管部３とヘッダー部２，５とをロストワックス鋳造法でステンレス鋼の鋳造品として一体的に鋳造し、複数の水管４のうちの少なくとも一部の水管４の内部に補強リブ８を、水管４の外面側に熱交換用のフィン１２を一体的に形成した。【選択図】  図１
2007010261.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の水管を有する配管部とこの配管部の端部に接続されるヘッダー部とからなる多管型熱交換器であって、
前記配管部をロストワックス鋳造法で鋳造し、複数の水管のうちの少なくとも一部の水管の内部に補強リブを一体的に形成したことを特徴とする多管型熱交換器。
【請求項２】
複数の水管を有する配管部とこの配管部の端部に接続されるヘッダー部とからなる多管型熱交換器であって、
前記配管部をロストワックス鋳造法で鋳造し、複数の水管のうちの少なくとも一部の水管の外面側に熱交換用のフィンを一体的に形成したことを特徴とする多管型熱交換器。
【請求項３】
前記ヘッダー部を前記配管部と一体的にロストワックス鋳造法で鋳造して形成したことを特徴とする請求項１又は２に記載の多管型熱交換器。
【請求項４】
前記補強リブは、水管の中心部に位置する心棒リブと、水管の内部を仕切る仕切りリブとを備えていることを特徴とする請求項１に記載の多管型熱交換器。
【請求項５】
前記熱交換用のフィンにより上下方向に隣り合う水管同士を一体的に接続したことを特徴とする請求項２に記載の多管型熱交換器。
【請求項６】
複数の水管を有する配管部とこの配管部の端部に接続されるヘッダー部とからなる多管型熱交換器を製造する方法であって、
前記配管部とヘッダー部のワックス型として、複数の水管のうちの少なくとも一部の水管の内部に補強リブを一体的に形成したワックス型を製作する第１工程と、
前記ワックス型を用いてロストワックス鋳型を製作する第２工程と、
前記ロストワックス鋳型に金属の溶湯を注湯する第３工程と、
前記溶湯の凝固後にロストワックス鋳型を除去し、複数の水管のうちの少なくとも一部の水管の内部に補強リブを一体的に形成してなる多管型熱交換器の鋳造品を取り出す第４工程と、
を備えたことを特徴とする多管型熱交換器の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、多管型熱交換器とその製造方法に関し、少なくとも、複数の水管を有する配管部をロストワックス鋳造法で製作することで配管部の伝熱性能や強度を改良した技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、給湯器などに搭載される多管型熱交換器は、複数の小径の水管を有する配管部と、この水管部の両端に接続された１対のヘッダー部とを備えている。片方のヘッダー部の水導入部から流入した水は複数の水管を経て他方のヘッダー部へ流れ、そのヘッダー部から複数の水管を経て前記片方のヘッダー部の水導出部へ流れ、加熱された水が外部へ供給される。配管部のケーシング内へは燃焼ガスや燃焼排ガスが供給され、その燃焼ガスや燃焼排ガスの熱が水管の管壁に伝熱され、その管壁から水管内の水に伝熱される。
【０００３】
この形式の多管型熱交換器では、複数の水管としては通常ＳＵＳや銅製の薄肉小径のパイプ材が採用され、１対のヘッダー部とその付属部品及び配管部のケーシングなどは、ＳＵＳ製の板材をプレス成形することで製作され、これら１対のヘッダー部に複数の水管を組み付け、この組み付け時に水管とヘッダー部との接合部やその他の接合部にロウ材を装着し、その仮組み立て体を加熱炉内で加熱することで、炉中ロウ付けにより全部のロウ付け個所をロウ付けする。前記のロウ付け個所は、数１０個所もあり、組み立て時のロウ材の装着に多大の労力を要し、製造コストが非常に高価になる。
【０００４】
ここで、最近、多管型熱交換器やフィン・チューブ型熱交換器において、複雑な構造のヘッダー部をロストワックス鋳造法により製造する技術も提案されている。
特許文献１には、１対のヘッダー部と、これらを接続するフィン・チューブ構造体とからなるフィン・チューブ型熱交換器が記載されている。前記ヘッダー部のヘッダー本体は、ロストワックス鋳造法により製作される。フィン・チューブ構造体は、アルミ製の偏平なチューブと、波板状のアウタフィン板とを交互に積層した構造体である。チューブの内部にはインナフィンが設けられ、複数の細い通路が形成されている。
【０００５】
特許文献２には、プレートフィン・パイプ形熱交換器が記載され、この熱交換器は、複数のＵ形パイプと、これらＵ形パイプの基端部に接続された流路部材（ヘッダー部）と、この流路部材の反対側に設けられた取付け用プレートと、複数のＵ形パイプが貫通する状態に小間隔おきに配置された多数のプレートフィンとを有する。流路部材は、ロストワックス鋳造法により製作される流路部材本体と、その端面を塞ぐ蓋板とで構成されている。  Ｕ形パイプとしては小径のパイプ材をＵ形に成形したものが採用されている。
【０００６】
【特許文献１】特開平１０−４７８７９号公報
【特許文献２】特開平４−２９２７９５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
前記の多管型熱交換器において、配管部の複数の水管を金属製の薄肉のパイプ材で構成する場合には、それら水管の組み付け作業が複雑化し、特に多数のロウ材の装着も面倒で、多大の労力を要し、製作費が高価になる。また、ロウ付け部は、長期間の使用の間に亀裂や疲労破壊が生じる虞があり、耐久性の面で完全なものとは言い難い。
【０００８】
しかも、水管の伝熱面積を大きくするためには、各水管に複数の伝熱フィンなどを接合することが望ましいが、薄肉の小径の水管に小さな複数の伝熱フィンを接合するには、配管部の製作費が一層高価になるため現実的ではない。そこで、従来の多管型熱交換器では、水管を小径化することで伝熱面積を極力大きくしているが、その場合、水管の本数が多くなり、組み立て作業が増し製作費が一層高価になる。
また、パイプ材からなる水管内の水の流れは層流になりやすくなるが、層流では管壁の近傍の温度の高い水流が管壁に沿って流れるため、水管の外部の燃焼ガスから水管内の水へ伝熱する伝熱性能を高めることが難しい。
【０００９】
他方、特許文献１，２に示す熱交換器の技術を、多管型熱交換器に採用し、ヘッダー部をロストワックス鋳造法で製作することが考えられる。しかし、複数の水管をヘッダー部にロウ付けにて接合する構造を簡単化することはできず、水管の伝熱性能や強度を高めることは困難で、製作費を低減するには限界がある。
【００１０】
本発明の目的は、多管型熱交換器において、水管の伝熱性能を高めること、水管の強度を高めること、複数の水管を有する配管部の構造や配管部とヘッダー部を接合する接合部の構造を簡単化すること、熱交換器全体の構造を簡単化すること、などである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
請求項１の多管型熱交換器は、複数の水管を有する配管部とこの配管部の端部に接続されるヘッダー部とからなる多管型熱交換器であって、配管部をロストワックス鋳造法で鋳造し、複数の水管のうちの少なくとも一部の水管の内部に補強リブを一体的に形成したことを特徴とするものである。尚、本発明は、配管部のみをロストワックス鋳造法で製造する熱交換器だけでなく、配管部と片方又は両方のヘッダー部とをロストワックス鋳造法で製造する熱交換器をも含むものである。
【００１２】
この多管型熱交換器では、配管部を構成する複数の水管のうちの少なくとも一部の水管の内部に補強リブを一体的に形成するため、水管の耐圧強度を増し、水管から内部を流れる水に対する伝熱面積を大きくすることができる。水管内の流路を補強リブで区分するため、水管内に層流ではなく乱流状の流れが発生しやすくなるため、水管から内部の水に対する伝熱性能（伝熱効率）が高くなる。その結果、配管部の伝熱性能を高めることができる。また、配管部をロストワックス鋳造法で量産可能となるうえ、配管部とヘッダー部とを接合する接合構造も簡単になる。
【００１３】
請求項２の多管型熱交換器は、複数の水管を有する配管部とこの配管部の端部に接続されるヘッダー部とからなる多管型熱交換器であって、配管部をロストワックス鋳造法で鋳造し、複数の水管のうちの少なくとも一部の水管の外面側に熱交換用のフィンを一体的に形成したことを特徴とするものである。尚、本発明は、配管部のみをロストワックス鋳造法で製造する熱交換器だけでなく、配管部と片方又は両方のヘッダー部とをロストワックス鋳造法で製造する熱交換器をも含むものである。
【００１４】
この多管型熱交換器では、配管部を構成する複数の水管のうちの少なくとも一部の水管の外面側に熱交換用のフィンを一体的に形成するため、燃焼ガスや燃焼排ガスから水管に伝熱する伝熱面積を大きくすることができるため、配管部の伝熱性能を高めることができる。また、配管部をロストワックス鋳造法で量産可能となるうえ、配管部とヘッダー部とを接合する接合構造も簡単になる。
【００１５】
請求項３の多管型熱交換器は、請求項１又は２の発明において、ヘッダー部を配管部と一体的にロストワックス鋳造法で鋳造して形成したことを特徴とするものである。
請求項４の多管型熱交換器は、請求項１の発明において、補強リブは、水管の中心部に位置する心棒リブと、水管の内部を仕切る仕切りリブとを備えていることを特徴とするものである。
請求項５の多管型熱交換器は、請求項２の発明において、熱交換用のフィンにより上下方向に隣り合う水管同士を一体的に接続したことを特徴とするものである。
【００１６】
請求項６の多管型熱交換器の製造方法は、複数の水管を有する配管部とこの配管部の端部に接続されるヘッダー部とからなる多管型熱交換器を製造する方法であって、配管部とヘッダー部のワックス型として、複数の水管のうちの少なくとも一部の水管の内部に補強リブを一体的に形成したワックス型を製作する第１工程と、ワックス型を用いてロストワックス鋳型を製作する第２工程と、ロストワックス鋳型に金属の溶湯を注湯する第３工程と、溶湯の凝固後にロストワックス鋳型を除去し、複数の水管のうちの少なくとも一部の水管の内部に補強リブを一体的に形成してなる多管型熱交換器の鋳造品を取り出す第４工程とを備えたことを特徴とするものである。
【００１７】
第１工程において、配管部とヘッダー部のワックス型として、複数の水管のうちの少なくとも一部の水管の内部に補強リブを一体的に形成したワックス型が製作される。次に第２工程において、このワックス型を加熱溶融してワックスを除去したロストワックス鋳型が製作される。次に第３工程において、このロストワックス鋳型に金属の溶湯が注湯される。次に第４工程において、前記溶湯の凝固後に、ロストワックス鋳型に振動などを付加することで型ばらしして鋳造品が取り出され、複数の水管のうちの少なくとも一部の水管の内部に補強リブを一体的に形成すると共に配管部とヘッダー部を一体的に成形してなる多管型熱交換器が製造される。
【発明の効果】
【００１８】
請求項１の発明によれば、多管型熱交換器における複数の水管を有する配管部をロストワックス鋳造法で鋳造し、複数の水管のうちの少なくとも一部の水管の内部に補強リブを一体的に形成したので、それら水管の耐圧強度を高めることができるうえ、水管から内部を流れる水に伝熱する伝熱面積を前記補強リブを介して大きくすることができるから配管部の伝熱性能を格段に高めることができる。
【００１９】
しかも、水管内に形成する補強リブにより、水管内の流路が区分されて非円形断面の流路となるので、水管内の水の流れが層流ではなく乱流状の流れになるため、水管の伝熱性能を格段に高めることができる。少なくとも一部の複数の水管の各々について水管と補強リブとを一体化し、複数の水管からなる配管部を一体の複合部品に形成することができ、その配管部をロストワックス鋳造法で量産可能となるため、熱交換器の信頼性や耐久性を高めることができ、熱交換器の組立工数及び品質管理工数を低減して、製作費の低減を図ることができる。
【００２０】
請求項２の発明によれば、配管部をロストワックス鋳造法で鋳造し、複数の水管のうちの少なくとも一部の水管の外面側に熱交換用のフィンを一体的に形成したので、燃焼ガスや燃焼排ガスから水管に伝熱する伝熱面積を大きくして配管部の伝熱性能を格段に高めることができる。少なくとも一部の複数の水管の各々について水管と熱交換用のフィンとを一体化し、複数の水管からなる配管部を一体の複合部品に形成することができ、その配管部をロストワックス鋳造法で量産可能となるため、熱交換器の信頼性や耐久性を高めることができ、熱交換器の組立工数及び品質管理工数を低減して、製作費の低減を図ることができる。
【００２１】
請求項３の発明によれば、ヘッダー部を配管部と一体的にロストワックス鋳造法で鋳造して形成したので、配管部だけでなく、ヘッダー部の部品数を極端に少なくし構造を簡単化することができるうえ、配管部とヘッダー部とを一体的に形成できるから、熱交換器の信頼性や耐久性を一層高めることができ、熱交換器の組み立て費を低減して熱交換器の製作費を低減することができる。
【００２２】
請求項４の発明によれば、補強リブは、水管の中心部に位置する心棒リブと、水管の内部を仕切る仕切りリブとを備えているので、前記の心棒リブにより、ロストワックス鋳造法に用いるワックス型のうちの補強リブに対応する補強リブ用ワックス型の変形を防止する上で有利である。
【００２３】
請求項５の発明によれば、熱交換用のフィンにより上下方向に隣り合う水管同士を一体的に接続したので、水管の上下方向の剛性が高まり、上下方向に振動しにくくなる。
【００２４】
請求項６の発明によれば、配管部とヘッダー部とをロストワックス鋳造法で一体的に製造するため、配管部とヘッダー部をロウ付け等で接合する必要がなくなり、信頼性と耐久性に優れる熱交換器を製造することができ、配管部とヘッダー部を接合する組み立て費を節減できるため、熱交換器の製作費を大幅に低減することができる。
【００２５】
また、複数の水管のうちの少なくとも一部の水管の内部に補強リブを一体的に形成するため、熱交換器における、水管の強度を高め、水管からその内部の水に伝熱する伝熱面積を大きくして配管部の伝熱性能を高めることができるうえ、水管内を補強リブで区分することで水管内に乱流状の流れを発生しやすくして水管からその内部の水に伝熱する伝熱性能を高めて配管部の伝熱性能を高めることができる。
しかも、配管部とヘッダー部とをロストワックス鋳造法で一体的に製造するため、ワックス型を製作する金型を一旦製作すれば、その後は配管部とヘッダー部とをロストワックス鋳造法で能率的に経済的に量産することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
本発明に係る多管型熱交換器は、複数の水管を有する配管部とこの配管部の端部に接続されるヘッダー部とからなる多管型熱交換器であって、配管部をロストワックス鋳造法で鋳造し、複数の水管のうちの少なくとも一部の水管の内部に補強リブが一体的に形成されたものある。
【実施例】
【００２７】
以下、本発明の実施例について図面を参照して説明する。本実施例は、ガス給湯装置の燃焼ガスから潜熱を回収する多管型熱交換器とその製造方法に本発明を適用した場合の一例である。図１に示すように、この多管型熱交換器１は、複数の水管４を有する配管部３と、この配管部３の両端部に接続されるヘッダー部２，５とを有し、配管部３とヘッダー部２，５とをロストワックス鋳造法でステンレス鋼の鋳造品として一体的に鋳造し、複数の水管４のうちの少なくとも一部の水管４の内部に補強リブ８を、また、水管４の外面側に熱交換用のフィン１２を一体的に形成したものである
【００２８】
ヘッダー部２は、外部から供給される水が導入される導入用のヘッダー部２Ａと、加熱された水を外部へ供給する導出用のヘッダー部２Ｂとを一体的に構成したものである。ヘッダー部２Ａには、水導入管を接続する為の接続フランジ２ａが形成され、ヘッダー部２Ｂには水導出管を接続する為の接続フランジ２ｂが形成されている。ヘッダー部２Ａには配管部３の上半部の複数の水管４の右端部が接続され、これら水管４とヘッダー部２Ａとが一体的に形成され、ヘッダー部２Ｂには配管部３の下半部の複数の水管４の右端部が接続され、これら水管４とヘッダー部２Ｂとが一体的に形成されている。
【００２９】
ヘッダー部５は、配管部３と一体的に鋳造されるヘッダー部本体５ａと、このヘッダー部本体５ａの左端面を塞ぐステンレス製の蓋板７とを有し、ヘッダー部本体５ａの外周部のフランジ部５ｂに形成されたパッキン溝にはパッキン６が装着され、蓋板７は複数のボルト７ａによりヘッダー部本体５ａのフランジ部５ｂに固定されている。配管部３の複数の水管４の左端部がヘッダー部本体５ａに接続され、これら全部の水管４とヘッダー部本体５ａとが一体的に形成されている。
【００３０】
配管部３の外面側を覆うステンレス板製のケーシング１３が設けられ、このケーシング１３は配管部３とは別体に構成され、このケーシング１３の下部には燃焼ガスを導入する燃焼ガス導入口が形成され、ケーシング１３の上部には燃焼ガスを外部へ逃す排気口が形成されている。
【００３１】
配管部３は、左右方向向きに水平に且つ上下方向と左右方向に所定間隔おきに配設された複数の水管４を有し、水管４の口径は例えば１０〜１５ｍｍ程度であり、水管４の肉厚は1.0 〜1.2 ｍｍ程度である。
【００３２】
図２に示すように、配管部３の各水管４の内部には、管内の流路を４分割する補強リブ８が一体的に形成されている。補強リブ８は、水管４の内部の中心部に位置する心棒リブ９と、水管４の内部を縦方向と横方向とに仕切る４つの仕切りリブ１０とから構成されている。
【００３３】
各水管４において、心棒リブ９は、水管４の長手方向に延びる円形断面のロッド状に構成され、４つの仕切りリブ１０は周方向に９０度間隔に配設され、図２に示すように、水管４の内部の流路は、上半部に位置する断面扇形状の２つの流路１４ａと、下半部に位置する断面扇形状の２つの流路１４ｂとに分割されている。仕切りリブ１０の内端部は心棒リブ９に一体形成され、仕切りリブ１０の外端部は水管４の管周壁４ａと一体形成されている。配管部３の全部の水管４の上端部と下端部の外面側には、燃焼ガス１１と水管４との接触面積を大きくして燃焼ガス１１からの伝熱性能（伝熱効率）を高める為の熱交換用のフィン１２が一体的に設けられ、これら熱交換用のフィン１２により、上下に隣接する水管４が一体的に接続されている。
【００３４】
熱交換用のフィン１２は、水管４の外面から燃焼ガス１１の通路内に突き出した板片状に形成され、水管４のほぼ全長に亙って延びるように形成されている。上下方向に隣り合う水管４同士がフィン１２により一体的に接続され、燃焼ガス１１が下から上へ流れていくとき、燃焼ガス１１がフィン１２や水管４の管周壁４ａと接触しながら上方へ移動していく。
【００３５】
次に、多管型熱交換器１の下部から燃焼ガス１１が供給された場合の水管４の内部の流体の温度分布について説明する。図３は、燃焼ガス１１と接して水管４の内部の水に熱伝達される、「気体（燃焼ガス１１）」、「固体（水管４の肉壁）」、「水」の３層断面の温度分布を示すものである。約２００℃の燃焼ガス１１に曝されたステンレス製の水管４の表面温度は約２００℃であり、水管４の肉壁内では金属間伝熱で「高温」から「低温」の中心に向けて伝熱していく。次に、水管４の内面温度は、水管４の内面では、金属−液体間の伝熱になり、水管４の内面に接する水が高温に加熱される。
【００３６】
ここで、補強リブ８により水管４内の流路が断面扇形状の流路に４分割されるため、水管４内の水の流れは層流とはならず、乱流状の流れになる。すなわち、ヘッダー部２Ａから導入された水が水管４の管周壁４ａと心棒リブ９と仕切りリブ１０とに接触し、摩擦抵抗の影響により乱流状の流れとなるため、水管４の管周壁４ａや補強リブ８に低温の水が接触する機会が増加し、金属−液体間の伝熱性能（伝熱効率）が格段に高くなる。
【００３７】
以上説明した多管型熱交換器１の作用効果について説明する。
この多管型熱交換器１においては、導入用ヘッダー部２Ａから導入された水が配管部３の上半部の複数の水管４を通ってヘッダー部５内へ流動する間に温められ、ヘッダー部５から配管部３の下半部の複数の水管４を通ってヘッダー部２Ｂ内へ流動する間に更に温められて、ヘッダー部２Ｂから外部へ導出される。
【００３８】
多管型熱交換器１における複数の水管４を有する配管部３とヘッダー部２，５をロストワックス鋳造法で一体的に鋳造し、複数の水管４の内部に補強リブ８を一体的に形成したので、水管４の耐圧強度を高めることができるうえ、水管４から内部を流れる水に伝熱する伝熱面積を補強リブ８を介して大きくすることができるから配管部３の伝熱性能を格段に高めることができる。
【００３９】
しかも、水管４内に形成する補強リブ８により、水管４内の流路が４つに区分されて非円形断面（扇形状断面）の４つの流路になるので、水管４内の水の流れが層流ではなく乱流状の流れになるため、水管４の伝熱性能を格段に高めることができる。しかも、配管部３を構成する複数の水管４の外面側に熱交換用のフィン１２を一体的に形成したので、燃焼ガスや燃焼ガス１１から水管４に伝熱する伝熱面積を大きくして配管部３の伝熱性能を格段に高めることができる。
【００４０】
水管４の各々について、水管４と補強リブ８と熱交換用のフィン１２とを一体化し、複数の水管４からなる配管部３を一体の複合部品に形成することができるうえ、配管部３とヘッダー部２，５とをロストワックス鋳造法で一体的に構成するため、配管部３とヘッダー部２，５をロストワックス鋳造法で量産可能となるため、熱交換器１の信頼性や耐久性を高めることができ、熱交換器１の組立工数及び品質管理工数を低減して、製作費の低減を図ることができる。
【００４１】
特に、ヘッダー部２，５を配管部３と一体的にロストワックス鋳造法で鋳造して形成するため、配管部３だけでなく、ヘッダー部２，５の部品数を極端に少なくし構造を簡単化することができるうえ、配管部３とヘッダー部２，５とを一体的に形成できるから、熱交換器１の信頼性や耐久性を一層高めることができ、熱交換器１の組み立て費を低減して熱交換器１の製作費を低減することができる。
【００４２】
補強リブ８は、水管４の中心部に位置する心棒リブ９と、水管４の内部を仕切る仕切りリブ１０とを備えているので、前記の心棒リブ９により、ロストワックス鋳造法に用いるワックス型のうちの補強リブ８に対応する補強リブ用ワックス型の変形を防止する上で有利である。また、熱交換用のフィン１２により上下方向に隣り合う水管４同士を一体的に接続したので、水管４の上下方向の剛性が高まり、上下方向に振動しにくくなる。
【００４３】
次に、ロストワックス鋳造法により多管型熱交換器１を製造する製造方法について図４に示す概略工程図に基づいて説明する。尚、図中のＰｉ（ｉ＝１，２，・・）は各工程を示す。最初に、Ｐ１において、配管部３とヘッダー部２，５とを一体的に成形できるワクス型を成形する為の金型（図示略）を製作する。次に、Ｐ２において、前記の金型に溶融状態のワックスを流し込んで配管部３及びヘッダー部２，５のワックス型（ワックスパターン）を製作する。
【００４４】
このとき、ワックス型における各水管対応部には、補強リブ対応部が一体的に形成されると共に外面側に熱交換用フィン対応部が形成される。次に、Ｐ３において、ワックスで形成されたゲート棒にワックス型を組み合わせて組合せワックス型をつくる。このゲート棒には、ステンレスの溶湯を注湯する湯口が設けられている。次に、Ｐ４において、耐火物粉末を液体と混合してスラリー状にしたものを組合せワックス型の外側にコーティングする。
【００４５】
次に、Ｐ５において、コーティングされた組合せワックス型に、耐火砂をふりかける（サンディング）。その後、サンディングした組合せワックス型を室温で乾燥させ、耐火物がある程度の厚みになるまで、Ｐ４とＰ５と乾燥作業とを数回繰り返して組合せワックス型の外面部に鋳型を形成する。次に、Ｐ６において、鋳型とその内部の組合せワックス型を加熱炉内で加熱して組合せワックス型のワックスを溶融して、内部のワックスを流し出して除去する。これにより、組合せワックス型と同形状のキャビティーをもつ耐火性の鋳型ができる。次に、Ｐ７において、この鋳型を焼成炉内で焼成して強度を高め、ロストワックス鋳型を製作する。
【００４６】
次に、Ｐ８において、このロストワックス鋳型にステンレスの溶湯を注湯して鋳造を行う。次に、Ｐ９において、溶湯の凝固後に、ロストワックス鋳型に振動などを与えて砂型を破壊し除去する。次に、Ｐ１０において鋳造品を取り出して、サンドブラストなどのブラスト処理で表面を仕上げ、配管部３とヘッダー部２，５とを一体的に形成した熱交換器１であって、配管部３の各水管４の内部に補強リブ８を一体的に形成すると共に各水管４の外面側に熱交換用のフィン１２を一体的に形成してなるステンレス鋳造品からなる多管型熱交換器１を得る。その後、配管部３のケーシング１３の組み付け、フランジ部２ａ，２ｂ，５ｂの複数のボルト穴やボルト７ａの為のボルト穴の機械加工、パッキン溝の機械加工、蓋板７の組み付け、その他の機械加工などを行って多管型熱交換器１が完成する。
【００４７】
次に、実施例の多管型熱交換器１を部分的に変更する例について説明する。
１］図５に示すように、水管４の内部に一体的に形成された補強リブ８を、心棒リブ９を省略して仕切りリブ１０のみで構成してもよい。
２］図６に示すように、前記熱交換用のフィン１２の他に、水管４の外面側に周方向適当間隔おきに複数の熱交換用のフィン１２Ａを一体的に形成してもよい。
【００４８】
３］図７に示すように、上下に隣接する水管４Ａ，４Ｂにおいて、上側の水管４Ａの管周壁４ｂと、下側の水管４Ｂの管周壁４ｃとが除去され、上側の水管４Ａの管周壁４ｂと下側の水管４Ｂの管周壁４ｃとを左右１対の縦壁１５で接続されてほぼ断面繭形の複合水管１６とされ、上側の心棒リブ９ａから下側の心棒リブ９ｂにわたる仕切りリブ１０Ａが設けられ、複合水管１６の上端部と下端部には熱交換用のフィン１２が形成される。
【００４９】
４］図８に示すように、配管部３Ａを構成する複数の水管４Ｃがジグザグ状に配設され、各水管４Ｃの内部には内部を３等分する補強リブ８Ａとしての３つの仕切りリブ１０Ｂが一体的に形成され、上下に隣接する水管４Ｃは鉛直面に対して約３０度傾斜した熱交換用フィン１２Ａにより一体的に接続され、燃焼ガス１１が下から上へ向かって蛇行状に流れるように構成されている。この構成によれば、燃焼ガス１１が配管部３Ａに流入してから上方へ放出されるまでの熱交換時間を長くすることができるため、熱交換効率を高めて伝熱性能を高めることができる。
【００５０】
５］前記実施例では、配管部３，３Ａの全部の水管４，４Ｃに補強リブ８，８Ａを形成したが、少なくとも一部の水管４，４Ｃに補強リブ８，８Ａを形成してもよい。同様に、配管部３，３Ａの全部の水管４，４Ｃに熱交換用フィン１２，１２Ａを形成したが、少なくとも一部の水管４，４Ｃに熱交換用フィン１２，１２Ａを形成してもよい。
【００５１】
６］前記実施例では、多管型熱交換器１のほぼ全体をロストワックス鋳造法で一体的に製造する例について説明したが、配管部３Ｂをヘッダー部１７，１８の一部を含めてロストワックス鋳造法で製造することも考えられる。
例えば、図９に示すように、この多管型熱交換器１Ａは、配管部３Ｂがロストワックス鋳造法で鋳造され、配管部３Ｂの両端部には、ヘッダー部１７，１８に対して嵌め合い可能な嵌合部１９ａを有するヘッダー側壁部１９が配管部３Ｂと一体的に形成され、ヘッダー部１７，１８に対してヘッダー側壁部１９の嵌合部１９ａを嵌め合わせ、ロウ付けにて接合されている。
【００５２】
尚、この場合、ヘッダー部１７，１８はロストワックス鋳造法で製造される鋳造品で、配管部３Ｂとは別体に構成してもよいし、プレス成形品等で構成してもよく、その後配管部３Ｂとヘッダー部１７，１８を一体的に接合することになる。この構成によれば、配管部３Ｂとヘッダー側壁部１９とが一体的に形成されているので、配管部３Ｂとヘッダー部１７，１８とをロウ付けにて接合する構造を簡単化できるうえ、ヘッダー部１７，１８に対して複数の水管４Ｄを一度に組み付けることができるため、生産効率を高めて製造コストの低減を図ることができる。
【００５３】
７］前記実施例の多管型熱交換器では、ステンレス材料の鋳造品で構成する熱交換器  を例にして説明したが、ステンレス材料に限らず、銅、アルミニウム、アルミ合金、チタン、チタン合金やその他の金属材料で構成することも可能である。
前記実施例の多管型熱交換器では、配管部を水平に配設した熱交換器を例にして説明したが、配管部の水抜き性を考慮すると配管部を傾斜するように配設してもよい。
【００５４】
８］その他、本発明は、前記の実施例に限定されるものではなく、当業者ならば、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の変更を付加した形態で実施可能であり、本発明はそのような変更形態をも包含するものである。
【図面の簡単な説明】
【００５５】
【図１】本発明の実施例に係る多管型熱交換器の縦断面図である。
【図２】図１のII−II線断面拡大図である。
【図３】水管の内部の水の温度分布を示す説明図である。
【図４】多管型熱交換器をロストワックス鋳造法により製造する製造工程図である。
【図５】変形例に係る図２相当図である。
【図６】別の変形例に係る図２相当図である。
【図７】別の変形例に係る図２相当図である。
【図８】別の変形例に係る図２相当図である。
【図９】変形例に係る多管型熱交換器の縦断面図である。
【符号の説明】
【００５６】
１, １Ａ    多管型熱交換器
２，２Ａ，２Ｂ，５，１７，１７Ａ，１７Ｂ，１８  ヘッダー部
３，３Ａ，３Ｂ    配管部
４，４Ａ，４Ｂ，４Ｃ，４Ｄ  水管
８，８Ａ    補強リブ
９，９ａ    心棒リブ
１０，１０Ａ，１０Ｂ  仕切りリブ
１２，１２Ａ  熱交換用のフィン
【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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【図８】
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【図９】
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