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JP4041652B2 - 熱交換器 - Google Patents

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JP4041652B2
JP4041652B2 JP2000395535A JP2000395535A JP4041652B2 JP 4041652 B2 JP4041652 B2 JP 4041652B2 JP 2000395535 A JP2000395535 A JP 2000395535A JP 2000395535 A JP2000395535 A JP 2000395535A JP 4041652 B2 JP4041652 B2 JP 4041652B2
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信宏 竹田
俊一 三木
利彦 大林
康彦 佐藤
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Osaka Gas Co Ltd
Tokyo Gas Co Ltd
Noritz Corp
Toho Gas Co Ltd
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Osaka Gas Co Ltd
Tokyo Gas Co Ltd
Noritz Corp
Toho Gas Co Ltd
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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は給湯装置等の燃焼装置に設けられる熱交換器に関する。
【0002】
【従来の技術】
高い熱効率を実現するために、1次熱交換器を通過した燃焼ガスから2次熱交換器を用いて潜熱を回収する回収式燃焼装置等の燃焼装置が従来より提供されている。
前記の2次熱交換器等においてはフレキシブルな受熱パイプを用いることが行われており、この場合、前記フレキシブルな受熱パイプはケースの一側壁にのみで溶接固定して片持ち支持するようにされる場合が多い。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
ところが上記従来の熱交換器においては、給湯使用時等に生じるウォーターハンマー等による振動に対して、片持ち支持された受熱パイプの自由端側が振動しやすく、このため受熱パイプの溶接固定部に亀裂等が生じる懸念或いは振動による騒音の発生の懸念があった。
【0004】
そこで本発明は上記従来の熱交換器の問題点を解消し、受熱パイプをその入水用と出湯用の両接続端部でのみケースに固定する熱交換器或いは片持ち支持させる熱交換器の特長を保持しながら、受熱パイプに生じる振動を抑制し、受熱パイプの溶接部に生じる経年的な亀裂等を抑制して耐久性を図ると共に、振動による騒音の低減を図ることができる熱交換器の提供を課題とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】
上記課題を達成するため、本発明の熱交換器によれば、熱交換用の受熱パイプユニットと、該受熱パイプユニットを内部に収容するケースとを少なくとも有し、前記ケース内に収容される受熱パイプユニットはその入水用接続端部と出湯用接続端部との両接続端部のみで前記ケースの側壁に固定して支持されるようにした熱交換器であって、前記ケース内の受熱パイプユニットに対して、前記ケースに直接的或いは間接的に取り付けられた弾性保持片を下方から接触状態に付勢配置させると共に燃焼ガスの誘導仕切り板を上方から接触させて、挟持してあることを第1の特徴としている。
また本発明の熱交換器は、上記第1の特徴に加えて、弾性保持片には受熱パイプユニットとの接触面積を減らすための凸部を設けると共に、ドレンの抜き穴を設けてあることを第2の特徴としている。
【0006】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照しながら説明する。
図1は本発明の実施形態を示す熱交換器の下部を取り除いた状態を下方からみた斜視図、図2は熱交換器の側面図、図3は熱交換器の天壁と受熱パイプユニットを取り除いた状態を上からみた平面図、図4は図3のA−A断面図に受熱パイプユニットを組み入れた状態の図、図5は熱交換器の下板の平面図、図6は熱交換器のドレン受け板の平面図、図7は弾性保持片の平面図、図8は弾性保持片の側面図、図9は熱交換器の下部を取り除いた状態を下方からみた他の斜視図である。
【0007】
熱交換器のケース10は、4枚の側壁11と、天壁12とを有し、下方から上昇してくる燃焼ガスを受け入れる。従って、ケース10は底壁で下面が覆われているわけではない。
ケース10内に収容される受熱パイプユニット20は、本実施形態では2回路分の2本の受熱パイプ21、22を一対にして用いているが、その一方の端部である入水用接続端部21a、22aと、他方の端部である出湯用接続端部21b、22bとをケース10の同じ一側壁11に固定し、ケース10外の通水パイプと接続できるようにされている。
その一方、前記入水用接続端部21a、22aと出湯用接続端部21bと22bとの間は管が何度も往復して曲げられたジグザグ管部21c、22cとして構成されている。
勿論、上記においては加熱回路を2回路としたが、1回路や3回路としても同様である。1回路の場合は受熱パイプ(21又は22)が1本で、それに入水用接続端部(21a又は22a)、出湯用接続端部(21b又は22b)及びジグザグ管部(21c又は22c)が構成されることになる。
前記受熱パイプ21、22は、蛇腹状のフレキシブルパイプとすることができる。
【0008】
前記ケース10内の受熱パイプユニット20の下方には、熱交換器の下板30と熱交換器のドレン受け板40と弾性保持片50とが設けられている。また受熱パイプユニット20の上方から一側方にかけては燃焼ガスの誘導仕切り板60が設けられている。
【0009】
前記下板30は、図3及び図5を参照して、その基端部の垂直折り曲げ部31で、前記受熱パイプユニット20が取り付けられている側版11とは直角に隣り合う側壁11に固定されている。
そして下板30の本体32は、前記垂直折り曲げ部31に続く水平部32aと、それに続く緩傾斜部32bと、それに続く急傾斜部32c部と、先端の折り返し部32dとからなる。
前記本体32の裏面側の傾斜に沿って下方からの燃焼ガスを先端側に導き、矢印Pに示すように受熱パイプユニット20が配置される空間に導く。
前記水平部32aの中央部にはドレン抜きパイプ70が下方に接続される。また水平部32aには、前記したドレン受け板40や弾性保持片50がスポット溶接されている。
【0010】
前記ドレン受け板40は受熱パイプユニット20等で発生したドレンを受ける板で、取り付け片部41で前記下板30の本体32の水平部32aの丘陵部にスポット溶接される。
前記ドレン受け板40の本体42は前記下板30とは隙間ができるように配置されるが、緩傾斜部42aと急傾斜部42bとからなる。急傾斜部42bの先端が受熱パイプユニット20の側端部を内側に収容するように配設される。
ドレン受け板40で受けられたドレンは本体42上を傾斜に沿って流れ、下板30に接続されたドレン抜きパイプ70から下方に抜かれる。
【0011】
前記弾性保持片50は本実施例では一対設けている。弾性保持片50は両端側の取り付け片部51で、前記ドレン受け板40の取り付け片部41にスポット溶接される。
前記のようにしてドレン受け板40に固定された弾性保持片50は、更にドレン受け板40が前記下板30に固定され、更に下板30がケース10の側壁11に固定されることで、実質的にケース10の側壁11に片持ち固定されたのと同様となる。弾性保持片50はケース10の一部に直接取り付けるようにしてもよい。
弾性保持片50の本体52には前記受熱パイプユニット20に対して下から接触する接触部52aを設けている。この接触部52aは本実施形態では、受熱パイプユニット20の形状に合わせて、2箇所の水平領域として構成している。各接触部52aではそれぞれ2本分に相当する受熱パイプ21、22に対して下から当接し、その保有する弾性にて上方に付勢している。
弾性保持片50は受熱パイプユニット20に対して弾性を保有して接触状態を継続することができるように調整された、金属材料や非金属材料とすることができる。弾性保持片50の先端は斜め上方に曲げられて受熱パイプを抱えやすくしている。
弾性保持片50の本体52の接触部52aには、その上面に受熱パイプユニット20との接触面積を減らすための凸部53を1ないし複数個設けるようにしている。この凸部53を設けることで、凸部53以外の場所で受熱パイプと弾性保持片50との間に隙間を構成して相互の接触を避け、腐食等による受熱パイプの劣化を防止するようにしている。
また弾性保持片50の本体52には、その接触部52aやその他の上向き面にドレンの抜き穴54を複数個設け、これによってドレンが弾性保持片50に溜まらないようにしている。
【0012】
前記誘導仕切り板60は、受熱パイプユニット20の配置されている空間に誘導されてきた燃焼ガスを、更に各受熱パイプ21、22の間を通して排ガス集合路80へと誘導する役割をなすと共に、給湯器の天壁12を燃焼ガスの熱気等から隔離する役割をなすものであり、受熱パイプユニット20の上部全域から前記排ガス集合路80が隣接する受熱パイプユニット20の一側部にかけて配設される。前記受熱パイプユニット20の一側部においては排ガス集合路80との境界壁となっている。
【0013】
前記受熱パイプユニット20は、前記ケース10の一側壁11に片持ち支持されると共に、その自由端に至る途中を前記一対の弾性保持片50によって下方から接触、付勢され、前記誘導仕切り板60との間に挟持される形で安定して保持されることになる。
受熱パイプユニット20に振動が加わった場合には、その受熱パイプユニット20の自由端側で大きく振動しようとするが、この振動が前記弾性保持片50によって吸収されるため、振動による騒音の発生が低減ないし防止され、また振動による片持ち固定部における溶接部への亀裂等の破損発生が低減ないし防止される。
【0014】
前記受熱パイプユニット20の受熱パイプ21、22は、図2及び図9を参照して、その大部分が水平方向に蛇行するようにジグザグに曲げられているが、所々で垂直方向にも曲げることで、入水用接続端部21a、22aと出湯用接続端部21b、22bとの高さの相違を修正している。
その一方、2本の受熱パイプ21、22を一対にして受熱パイプユニット20としている本実施形態では、2本のジグザグの受熱パイプ21、22をユニットとしてコンパクトに形成するために、片方の受熱パイプ22における垂直方向蛇行部Vの位置と蛇行長さを調節して、他方の受熱パイプ21の水平方向蛇行部Hの間に嵌り込むように構成している。これによって受熱パイプユニット20自体を非常にコンパクトに構成することが可能となると共に、入水用接続端部21a、22aでの受熱パイプ21、22の上下関係が出湯用接続端部21b、22bでの上下関係において反対となるように両受熱パイプ21、22の配置関係を調節することが可能となり、両受熱パイプ21、22における熱交換効率の調整を容易にしている。
【0015】
なお上記においては、受熱パイプユニット20をケース10の一側壁11に片持ち支持した場合を説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えばケースの対向する二側壁に固定された場合でも、その固定された受熱パイプが特にフレキシブルパイプのような変形自由度の大きなパイプの場合には、十分な効果を得ることができる。
【0016】
【発明の効果】
本発明は以上の構成、作用からなり、請求項1に記載の熱交換器によれば、熱交換用の受熱パイプユニットと、該受熱パイプユニットを内部に収容するケースとを少なくとも有し、前記ケース内に収容される受熱パイプユニットはその入水用接続端部と出湯用接続端部との両接続端部のみで前記ケースの側壁に固定して支持されるようにした熱交換器であって、前記ケース内の受熱パイプユニットに対して、前記ケースに直接的或いは間接的に取り付けられた弾性保持片を下方から接触状態に付勢配置させると共に燃焼ガスの誘導仕切り板を上方から接触させて、挟持してあるので、
受熱パイプユニットを入水用接続端部と出湯用接続端部との両接続端部のみで支持させることによる利点を保持しながら、受熱パイプユニットに生じる振動を抑制し、受熱パイプユニットの固定部に生じる経年的な亀裂等の発生を抑制して耐久性を図ることができると共に、振動による騒音の低減を図ることができる
また特に受熱パイプユニットを下からの弾性保持片と上からの誘導仕切り板とによって安定して保持することができ、振動をより効果的に抑えて騒音の発生や固定部の亀裂の発生を減らすことができる。
また請求項2に記載の熱交換器によれば、上記請求項1に記載の構成による効果に加えて、弾性保持片には受熱パイプユニットとの接触面積を減らすための凸部を設けると共に、ドレンの抜き穴を設けてあるので、
受熱パイプユニットが弾性保持片と接触することによって生じやすくなる腐食劣化を抑制することができると共に、ドレンが弾性保持片に溜まるのを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施形態を示す熱交換器の下部を取り除いた状態を下方からみた斜視図である。
【図2】熱交換器の側面図である。
【図3】熱交換器の天壁と受熱パイプユニットを取り除いた状態を上からみた平面図である。
【図4】図3のA−A断面図に受熱パイプユニットを組み入れた状態の図である。
【図5】熱交換器の下板の平面図である。
【図6】熱交換器のドレン受け板の平面図である。
【図7】弾性保持片の平面図である。
【図8】弾性保持片の側面図である。
【図9】熱交換器の下部を取り除いた状態を下方からみた他の斜視図である。
【符号の説明】
10 ケース
11 側壁
12 天壁
20 受熱パイプユニット
21、22 受熱パイプ
21a、22a 入水用接続端部
21b、22b 出湯用接続端部
21c、22c ジグザグ管部
30 熱交換器の下板
40 ドレン受け板
50 弾性保持片
51 取り付け片部
52 本体
53 凸部
54 ドレン抜き穴
60 誘導仕切板
70 ドレン抜きパイプ
80 排ガス集合路
H 水平方向蛇行部
V 垂直方向蛇行部

Claims (2)

  1. 熱交換用の受熱パイプユニットと、該受熱パイプユニットを内部に収容するケースとを少なくとも有し、前記ケース内に収容される受熱パイプユニットはその入水用接続端部と出湯用接続端部との両接続端部のみで前記ケースの側壁に固定して支持されるようにした熱交換器であって、前記ケース内の受熱パイプユニットに対して、前記ケースに直接的或いは間接的に取り付けられた弾性保持片を下方から接触状態に付勢配置させると共に燃焼ガスの誘導仕切り板を上方から接触させて、挟持してあることを特徴とする熱交換器。
  2. 弾性保持片には受熱パイプユニットとの接触面積を減らすための凸部を設けると共に、ドレンの抜き穴を設けてあることを特徴とする請求項1に記載の熱交換器。
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