(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
山部と谷部とを交互に有する金属のコルゲート管にて内部に水等の被加熱媒体が通るフレキシブルな熱交換パイプを形成し、燃焼等にて熱を与える熱交換室内に上記熱交換パイプを任意の形状に屈曲して配置すると共に上記熱交換パイプを全長に亙って熱交換室内に内装し、熱交換パイプの略平行に隣り合う部分をこの両者の間隔を一体に保つために固定具で連結して固定すると共に、固定具はロッドの両端に嵌合部を設けて形成されており、隣接する熱交換パイプの直線部分の谷部にロッドの両端の嵌合部を嵌合して成ることを特徴とする熱交換器。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は燃焼等にて熱交換パイプ内を流れる水等の被加熱媒体を加熱するように熱交換する熱交換器に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来のこの種の熱交換器の熱交換パイプ１′は金属製であるが、図８に示すようにフィン２が付いた直管状パイプ１ａ′とＵ字状の継手パイプ１ｂ′とで形成されており、燃焼等で熱を与える熱交換室３内に複数本の直管状パイプ１ａ′を平行に架設し、熱交換室３の外で直管状パイプ１ａ′の端部間を継手パイプ１ｂ′にて接続していた。そして直管状のパイプ１ａ′と継手パイプ１ｂ′とからなる熱交換パイプ１′に被加熱媒体として水を通すことで水を加熱するように熱交換していた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、上記従来例にあっては、フィン２を有する直管状パイプ１ａ′と継手パイプ１ｂ′とで熱交換パイプ１′が形成されることで熱交換パイプ１′が蛇行状に配管される構造のために直管状パイプ１ａ′だけが熱交換室３内に通される構造となり、継手パイプ１ｂ′の部分では熱交換されないために伝熱面積が小さくて熱交換率が悪いという問題があった。
【０００４】
本発明は叙述の点に鑑みてなされたものであって、熱交換パイプ全体を熱交換室内に自在に配置して熱交換をさせることができ、伝熱面積を大きくして熱交換効率を向上できる熱交換器を提供することを課題とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため本発明の請求項１の熱交換器は、山部４と谷部７とを交互に有する金属のコルゲート管にて内部に水等の被加熱媒体が通るフレキシブルな熱交換パイプ１を形成し、燃焼等にて熱を与える熱交換室３内に上記熱交換パイプ１を任意の形状に屈曲して配置すると共に上記熱交換パイプ１を全長に亙って熱交換室３内に内装し、熱交換パイプ１の略平行に隣り合う部分をこの両者の間隔を一体に保つために固定具５で連結して固定すると共に、固定具５はロッド５ａの両端に嵌合部５ｂを設けて形成されており、隣接する熱交換パイプ１の直線部分１ａの谷部７にロッド５ａの両端の嵌合部５ｂを嵌合して成ることを特徴とする。金属のコルゲート管にて熱交換パイプ１を形成したことにより熱交換パイプ１を自在に屈曲して熱交換室３内に全体を配置することができると共にコルゲート管の山部４がフィンと同様の作用をするようにでき、伝熱面積を大きくして熱交換効率を向上できる。また熱交換室３内に配置した熱交換パイプ１の略平行に隣り合う谷部７をこの両者の間隔を一体に保つために両者を固定具５で連結して固定したので、熱交換パイプ１の適所で略平行に隣り合う部分を連結して固定することで自在に屈曲できるものでも自由に動きにくいように固定でき、ウオータハンマー作用で熱交換パイプ１が振動したりしにくく、コルゲート管の山部４同士が擦れ合って磨耗したりするのを防止できる。
【０００７】
【発明の実施の形態】
図１、図２は本発明の実施の形態の一例の給湯用熱交換装置を示すものである。この給湯用熱交換装置は顕熱を回収する一次熱交換器Ａと一次熱交換器Ａで回収されなかった潜熱を回収する二次熱交換器Ｂと一体に設けたものであり、本例の場合、二次熱交換器Ｂに本発明の構造を採用したものである。
【０００８】
本例の一次熱交換器Ａは従来例のものと同じであり、金属製の熱交換パイプ１′がフィンを有する直管状パイプとＵ字状の継手パイプ１ｂ′とで形成されている。一次熱交換器Ａの熱交換室６内には直管状パイプが架設されており、直管状パイプの端部間が継手パイプ１ｂ′にて接続されている。この一次熱交換器Ａの熱交換室６は内部でガスを燃焼させることにより燃焼排ガスから熱を与えるものであるが、この熱交換室６は燃焼源に近いもので高温の燃焼排ガスと熱交換するものである。この熱交換室６には例えば図５に示すようにガス燃焼装置１３を連結してある。
【０００９】
二次熱交換器Ｂの熱交換パイプ１は山部４と谷部７とを交互に有する金属のコルゲート管にて形成されており、この熱交換パイプ１は二次熱交換器Ｂの熱交換室３内に図３に示すようにジグザグ状に蛇行させて配置してある。このとき熱交換パイプ１は金属のコルゲート管でフレキシブルなために自在に屈曲させて熱交換室３内に全体を内装してある。また熱交換パイプ１は金属製であるが、例えばチタン、ステンレス鋼等で形成されている。上記二次熱交換器Ｂの熱交換室３は一次熱交換器Ａの熱交換室６で熱交換を終えた温度の低い燃焼排ガスが供給されて熱交換するであり、熱交換室６の燃焼排ガスの出口側と熱交換室３の燃焼排ガスの入口側とが連通している。また熱交換室３には燃焼排ガスが結露したドレン水を排出するドレン口８を設けてある。
【００１０】
上記のような給湯用熱交換装置で、ガスを燃焼させると共に給水管９から水を供給すると、給水管９からの水が二次熱交換器Ｂの熱交換パイプ１に供給され、熱交換室３を流れる低温の燃焼排ガスと熱交換することにより一次熱交換器Ａで熱交換を終えた燃焼排ガスから潜熱を奪って熱交換パイプ１を通る水が加熱される。このとき、熱交換パイプ１の山部４はフィンの作用をし、また熱交換パイプ１は全長に亙って熱交換室３内に内装してあるため、熱交換する伝熱面積が大きくて熱交換するときの効率がよい。熱交換パイプ１で熱交換して加熱された水は一次熱交換器Ａの熱交換パイプ１′に供給され、熱交換室６の高温の燃焼排ガスと熱交換して高温に加熱され、高温に加熱された湯が給湯管１０から給湯される。
【００１１】
二次熱交換器Ｂで熱交換室３内にコルゲート管からなる熱交換パイプ１がシグザグ状に屈曲させて内装されるが、フレキシブルな熱交換パイプ１のためにウオータハンマー作用のような衝撃を受けたとき熱交換パイプ１が動いて振動しやすい。このために熱交換パイプ１が隣接する部分では山部４同士が擦れ合って磨耗するという問題がある。そこで本発明では熱交換パイプ１が振動しにくくなるように次のような構造を採用している。熱交換パイプ１のジグザグ状に配置してあるために直線部分１ａとＵ字状に屈曲した曲線部分１ｂがあるが、略平行に隣り合う直線部分１ａの間を固定具５で連結して固定することでこの両者の間隔を一定に保つようにしてある。この固定具５は図４に示すようにロッド５ａの両端に略Ｃ字状の嵌合部５ｂを設けて形成されており、隣接する直線部分１ａ間にロッド５ａを配置し、両端の嵌合部５ｂを隣接する直線部分１ｂの谷部７に嵌合してある。このように固定具５で連結して固定する部分は熱交換パイプ１の直線部分１ａが略平行に隣接する部分であるが、適宜の複数箇所である。このように固定具５で熱交換パイプ１を連結して固定すると、熱交換パイプ１が動きにくいように規制することができ、熱交換パイプ１がウオータハンマー作用で振動しても熱交換パイプ１の山部４同士が擦れ合って磨耗したりするおそれがない。また熱交換パイプ１が動いたりしないように固定したことにより経年によっても熱交換パイプ１がずれたりせず、熱交換の効率に変化を生じたりすることがない。
【００１２】
また熱交換パイプ１は熱交換の効率を向上するために熱交換室３内に密に配置してあるが、このようにすると管路長さが長くなって圧力損失が大きくなるおそれがあるが、これを防止するために図５乃至図７に示すようにヘッダー方式を採用して複数の経路に分けてある。つまり、流入側ヘッダー１１と流出側ヘッダー１２との間に複数の熱交換パイプ１を並列に設けてある。熱交換パイプ１に給水する流入側管路１４の端部に流入側ヘッダー１１を設けてあり、流入側ヘッダー１１には本例の場合３つの流入口１１ａ，１１ｂ，１１ｃを分岐して形成してある。熱交換パイプ１で熱交換した水が流出する流出管路１５には流出側ヘッダー１２を設けてあり、流出側ヘッダー１２にも３つの流出口１２ａ，１２ｂ，１２ｃを分岐して形成してある。熱交換パイプ１は並列に配置した３本の分岐パイプＰａ，Ｐｂ，Ｐｃにて形成してあり、各分岐パイプＰａ，Ｐｂ，Ｐｃの端部を流入口１１ａ，１１ｂ，１１ｃ及び流出口１２ａ，１２ｂ，１２ｃにそれぞれ接続してある。
【００１３】
なお、本例の場合、給湯用熱交換装置の一次熱交換器Ａで回収できなかった潜熱を回収する二次熱交換器Ｂに本発明の構造を採用した例について述べたが、単に顕熱を回収する熱交換器でも同様に実施できる。また本例では水を加熱して給湯する熱交換器について述べたが、水以外の被加熱媒体を加熱する熱交換器でも同様に実施できる。
【００１４】
【発明の効果】
本発明の請求項１の発明は、山部と谷部とを交互に有する金属のコルゲート管にて内部に水等の被加熱媒体が通るフレキシブルな熱交換パイプを形成し、燃焼等にて熱を与える熱交換室内に上記熱交換パイプを任意の形状に屈曲して配置すると共に上記熱交換パイプを全長に亙って熱交換室内に内装しているので、熱交換パイプを自在に屈曲して熱交換室内に全体を配置することができると共にコルゲート管の山部がフィンと同様の作用をするようにできるものであって、伝熱面積を大きくして熱交換効率を向上できるものであり、また熱交換パイプを任意の形状に自在に曲げることができるために熱交換室内に密に熱交換パイプを配置して一層熱交換効率を向上できるものである。また、熱交換室内に配置した熱交換パイプの略平行に隣り合う部分をこの両者の間隔を一体に保つために固定具で連結して固定し、固定具はロッドの両端に嵌合部を設けて形成されており、隣接する熱交換パイプの直線部分の谷部にロッドの両端の嵌合部を嵌合してあるので、熱交換パイプの適所で略平行に隣り合う谷部を連結して固定することで、自在に屈曲できるものでも自由に動きにくいように規制することができ、熱交換パイプがウオータハンマー作用で振動しても熱交換パイプの山部同士が擦れ合って磨耗したりするおそれがない。また熱交換パイプが動いたりしないように固定したことにより経年によっても熱交換パイプがずれたりせず、熱交換の効率に変化を生じたりすることがないものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態の一例を示す正面図である。
【図２】同上の側面図である。
【図３】同上の二次熱交換器の内部の構造を示す正面図である。
【図４】同上の固定具を示し、（ａ）は平面図、（ｂ）は正面図、（ｃ）は側面図である。
【図５】同上のヘッダー方式の説明するための側面図である。
【図６】同上の流入側ヘッダー部を示し、（ａ）は正面図、（ｂ）は側面図である。
【図７】同上の熱交換パイプの分解した側面図である。
【図８】従来例の熱交換器の断面図である。
【符号の説明】
１  熱交換パイプ
３  熱交換室
４  山部
５  固定具
【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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