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公開番号2024115867
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-08-27
出願番号2023021743
出願日2023-02-15
発明の名称熱交換器
出願人リンナイ株式会社
代理人弁理士法人青莪
主分類F28F 1/32 20060101AFI20240820BHJP(熱交換一般)
要約【課題】内部に燃焼ガスが流れる筐体1内に、吸熱フィン2を貫通する吸熱管3が燃焼ガスの流れ方向に2段に分けて夫々Y軸方向(燃焼ガスの流れ方向に交差する方向)に並べて複数配置される熱交換器において、吸熱管相互の熱膨張差によって筐体1に作用する応力を軽減して、耐久性を向上できるようにする。
【解決手段】全ての吸熱管3を直列に接続する接続部を、Y軸方向一方からY軸方向他方に向けて一方の段の吸熱管3と他方の段の吸熱管3とに交互に被加熱流体が流れるように構成する。
【選択図】図3
特許請求の範囲【請求項１】
燃焼ガスにより加熱される熱交換器であって、
内部に燃焼ガスが流れる角筒状の筐体と、筐体内の燃焼ガスの流れ方向に交差する直交２方向をＸ軸方向及びＹ軸方向として、筐体内にＸ軸方向に積層して配置された複数の吸熱フィンと、これら吸熱フィン及び筐体のＸ軸方向両側の側板をＸ軸方向に貫通し、内部に被加熱流体が流れる複数の吸熱管と、これら吸熱管を筐体のＸ軸方向両側の側板の外側で直列に接続する接続部とを備え、吸熱管は、燃焼ガスの流れ方向に２段に分けて夫々Ｙ軸方向に並べて複数配置されるものにおいて、
接続部は、Ｙ軸方向一方からＹ軸方向他方に向けて一方の段の吸熱管と他方の段の吸熱管とに交互に被加熱流体が流れるように、これら吸熱管を接続する構造に構成されることを特徴とする熱交換器。
続きを表示（約 50 文字）【請求項２】
前記Ｙ軸方向は上下方向であることを特徴とする請求項１記載の熱交換器。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、燃焼ガスにより加熱される熱交換器であって、内部に燃焼ガスが流れる角筒状の筐体と、筐体内の燃焼ガスの流れ方向に交差する直交２方向をＸ軸方向及びＹ軸方向として、筐体内にＸ軸方向に積層して配置された複数の吸熱フィンと、これら吸熱フィン及び筐体のＸ軸方向両側の側板をＸ軸方向に貫通し、内部に被加熱流体が流れる複数の吸熱管と、これら吸熱管を筐体のＸ軸方向両側の側板の外側で直列に接続する接続部とを備えるものに関する。
続きを表示（約 2,000 文字）【背景技術】
【０００２】
従来、この種の熱交換器において、吸熱管を、燃焼ガスの流れ方向に２段に分けて夫々Ｙ軸方向に並べて複数配置し、各段の複数の吸熱管とこれら吸熱管を接続する各段用の接続部とで、これら各段の吸熱管をＹ軸方向一方の最外側に位置するものからＹ軸方向他方の最外側に位置するものに亘って結ぶ蛇行流路を構成して、蛇行流路を燃焼ガスの流れ方向上流側の第１段と、燃焼ガスの流れ方向下流側の第２段との２段に設けたものが知られている（例えば、特許文献１参照）。このものでは、第１段の蛇行流路の上流端の吸熱管と下流端の吸熱管とを夫々Ｙ軸方向一方の最外側とＹ軸方向他方の最外側とに位置するものとして、第１段の蛇行流路の下流端の吸熱管と第２段の蛇行流路のＹ軸方向他方の最外側に位置する上流端の吸熱管とを接続して、第１段の蛇行流路から第２段の蛇行流路に被加熱流体が流れるようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２０１４－１３７２０８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ここで、吸熱管がその長手方向たるＸ軸方向に熱膨張すると、吸熱管が貫通してロウ付けされる筐体のＸ軸方向各側の側板がＸ軸方向に押される。上記従来例の熱交換器では、温度差が最も大きくなる第１段の蛇行流路の上流端の吸熱管（冷たい被加熱流体が流入する吸熱管）と第２段の蛇行流路の下流端の吸熱管（加熱された被加熱流体が流出する吸熱管）とが夫々Ｙ軸方向一方の最外側に位置して近接する。そのため、当該両吸熱管の熱膨張量の違いによって筐体のＸ軸方向各側の側板に大きな応力が作用する。そして、この応力が繰り返し作用することで側板に亀裂が入ってしまう。
【０００５】
本発明は、以上の点に鑑み、筐体のＸ軸方向各側の側板に作用する応力を軽減して耐久性を向上できるようにした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】
【０００６】
上記課題を解決するために、本発明は、燃焼ガスにより加熱される熱交換器であって、内部に燃焼ガスが流れる角筒状の筐体と、筐体内の燃焼ガスの流れ方向に交差する直交２方向をＸ軸方向及びＹ軸方向として、筐体内にＸ軸方向に積層して配置された複数の吸熱フィンと、これら吸熱フィン及び筐体のＸ軸方向両側の側板をＸ軸方向に貫通し、内部に被加熱流体が流れる複数の吸熱管と、これら吸熱管を筐体のＸ軸方向両側の側板の外側で直列に接続する接続部とを備え、吸熱管は、燃焼ガスの流れ方向に２段に分けて夫々Ｙ軸方向に並べて複数配置されるものにおいて、接続部は、Ｙ軸方向一方からＹ軸方向他方に向けて一方の段の吸熱管と他方の段の吸熱管とに交互に被加熱流体が流れるように、これら吸熱管を接続する構造に構成されることを特徴とする。
【０００７】
本発明によれば、一方の段の各吸熱管と当該各吸熱管に最寄りの他方の段の各吸熱管との温度差が小さくなる。そのため、筐体のＸ軸方向各側の側板に作用する応力を軽減することができ、耐久性を向上できる。
【０００８】
また、本発明においては、Ｙ軸方向は上下方向であることが望ましい。これによれば、一方と他方の両段の吸熱管からの水抜きを支障なく行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
本発明の実施形態の熱交換器の斜視図。
実施形態の熱交換器の図１とは反対方向から見た斜視図。
図２のＩＩＩ－ＩＩＩ線で切断した断面図。
図３のＩＶ－ＩＶ線で切断した切断側面図。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
図１乃至図４を参照して、本発明の実施形態の熱交換器Ａは、一端（図３、図４で左端）に図外のバーナが装着される筐体１を備えている。筐体１内には、バーナから噴出する混合気の燃焼で生ずる燃焼ガスが流れ、この燃焼ガスにより熱交換器Ａが加熱される。図３、図４に矢印ａで示す筐体１内の燃焼ガスの流れ方向に交差する直交２方向をＸ軸方向及びＹ軸方向として、筐体１は、Ｘ軸方向両側の側板１１，１２と、Ｙ軸方向両側の側板１３，１４とを有する角筒状である。熱交換器Ａは、更に、筐体１内にＸ軸方向に積層して配置された複数の吸熱フィン２と、これら吸熱フィン２及び筐体１のＸ軸方向両側の側板１１，１２をＸ軸方向に貫通し、内部に被加熱流体が流れる複数の吸熱管３と、これら吸熱管３を筐体１のＸ軸方向両側の側板１１，１２の外側で直列に接続する接続部４とを備えている。各吸熱管３は、各吸熱フィン２と各側板１１，１２とに貫通状態でロウ付けされる。尚、筐体１のＹ軸方向片側の側板１４には、点火電極やフレームロッド等を挿通するための複数の穴１４１が形成されている。
（【００１１】以降は省略されています）

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