特許ウォッチ

公開番号2025023694
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-02-17
出願番号2023128045
出願日2023-08-04
発明の名称熱交換器及び給湯器
出願人株式会社パロマ
代理人個人,個人
主分類F24H 9/00 20220101AFI20250207BHJP(加熱;レンジ;換気)
要約【課題】伝熱管が上下2段配置であっても、コンパクト化を阻害することなく、簡単な構成で熱効率を向上させる。
【解決手段】暖房側1次熱交換器26は、厚み方向に所定間隔をおいて複数配設されるフィン31と、水平方向に所定間隔をおいた列が上下2段に配設されて各フィン31を貫通する複数の伝熱管32とを含み、各フィン31の間を下から上に通過する燃焼排気と、各伝熱管32を通過する湯水との間で熱交換が可能である。そして、各フィン31の上端には、下段の全ての伝熱管32,32・・の水平方向の配設領域と上下方向に重なる範囲で水平方向に延びる上直線部59がそれぞれ形成されている一方、各フィン31の下端には、下段の各伝熱管32の直径と上下方向に重なる範囲で水平方向に延びる下直線部67が形成されている。
【選択図】図10
特許請求の範囲【請求項１】
厚み方向に所定間隔をおいて複数配設されるフィンと、水平方向に所定間隔をおいた列が上下２段に配設されて各前記フィンを貫通する複数の伝熱管とを含み、各前記フィンの間を上下方向に通過する流体と、各前記伝熱管を通過する流体との間で熱交換が可能な熱交換器であって、
各前記フィンの上端又は下端には、流体の通過方向上流側の段の全ての前記伝熱管の水平方向の配設領域と上下方向に重なる範囲で水平方向に延びる第１直線部がそれぞれ形成されている一方、
各前記フィンの下端又は上端には、少なくとも前記通過方向上流側の段の各前記伝熱管の水平方向の領域と上下方向に重なる範囲で水平方向に延びる第２直線部が形成されていることを特徴とする熱交換器。
続きを表示（約 240 文字）【請求項２】
各前記フィンの下端又は上端には、前記通過方向上流側の段の前記伝熱管の間へ向けて切り込まれる切込み部がそれぞれ形成されており、各前記切込み部の下部又は上部は、前記伝熱管の外周面に沿った曲線状に形成されていることを特徴とする請求項１に記載の熱交換器。
【請求項３】
バーナと、請求項１又は２に記載の熱交換器とを備え、各前記フィンの間を通過する前記バーナの燃焼排気と、各前記伝熱管を通過する湯水との間で熱交換可能としたことを特徴とする給湯器。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示は、給湯器に使用される熱交換器と、その熱交換器を用いた給湯器とに関する。
続きを表示（約 2,800 文字）【背景技術】
【０００２】
給湯器の熱交換器として、燃焼室を形成するケーシング内に、厚み方向に所定間隔をおいて複数のフィンを並設すると共に、各フィンを直交状に貫通する複数の伝熱管の両端を交互に接続して蛇行状に一本化し、フィン間にバーナの燃焼排気等の高温の流体を通過させることで、流体と伝熱管内を流れる流体との間で熱交換可能としたフィンチューブ式が知られている。
特に、給湯器には、ケーシング内を仕切板によって２つの燃焼室に２分割し、各燃焼室にそれぞれフィンと伝熱管とを別々に設けて２つの熱交換器を収容し、第１の熱交換器を給湯用、第２の熱交換器を暖房用や風呂用に用いるものが普及している。特に第２の熱交換器は、狭い燃焼室でも高い熱効率を確保するために、特許文献１に開示されるように、伝熱管が上下に２段（下段に伝熱管３本、上段に伝熱管２本）配設されるものが知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特許第６２５６８０１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
伝熱管が上下２段配設される熱交換器において、熱効率を上げるためにフィンの高さを大きくすると、コンパクト化の障害となる上、コストアップにも繋がってしまう。
【０００５】
そこで、本開示は、伝熱管が上下２段配置であっても、コンパクト化を阻害することなく、簡単な構成で熱効率を向上させることができる熱交換器及び給湯器を提供することを目的としたものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するために、本開示の第１の構成は、厚み方向に所定間隔をおいて複数配設されるフィンと、水平方向に所定間隔をおいた列が上下２段に配設されて各フィンを貫通する複数の伝熱管とを含み、各フィンの間を上下方向に通過する流体と、各伝熱管を通過する流体との間で熱交換が可能な熱交換器であって、
各フィンの上端又は下端には、流体の通過方向上流側の段の全ての伝熱管の水平方向の配設領域と上下方向に重なる範囲で水平方向に延びる第１直線部がそれぞれ形成されている一方、
各フィンの下端又は上端には、少なくとも通過方向上流側の段の各伝熱管の水平方向の領域と上下方向に重なる範囲で水平方向に延びる第２直線部が形成されていることを特徴とする。
第１の構成の別の態様は、上記構成において、各フィンの下端又は上端には、通過方向上流側の段の伝熱管の間へ向けて切り込まれる切込み部がそれぞれ形成されており、各切込み部の下部又は上部は、伝熱管の外周面に沿った曲線状に形成されていることを特徴とする。
上記目的を達成するために、本開示の第２の構成は、給湯器であって、
バーナと、第１の構成の熱交換器とを備え、各フィンの間を通過するバーナの燃焼排気と、各伝熱管を通過する湯水との間で熱交換可能としたことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本開示によれば、上下の直線部によって各フィンの表面積を大きく確保することができ、熱効率の向上に繋がる。また、プレス成形時において板金の歩留まりがよくなり、端材として廃棄する箇所を少なくできるので、低コストとなる。よって、伝熱管が上下２段配置であっても、コンパクト化を阻害することなく熱効率を向上させることができる。
本開示の別の態様によれば、上記効果に加えて、各フィンの下端又は上端には、切込み部がそれぞれ形成されて、各切込み部の下部又は上部は、伝熱管の外周面に沿った曲線状に形成されているので、第２直線部でカットした分の面積を補充して上流側の段の伝熱管の吸熱量を増やしながらも、長期使用による割れ等の損傷が発生するおそれを低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
フロントカバーを外した給湯器の正面図である。
燃焼室の断面図である。
給湯側１次熱交換器のフィンの斜視図である。
給湯側１次熱交換器のフィンの正面図である。
給湯側１次熱交換器のフィンのプレス成形の説明図である。
暖房側１次熱交換器のフィンの斜視図である。
暖房側１次熱交換器のフィンの正面図である。
暖房側１次熱交換器のフィンのプレス成形の説明図である。
給湯側１次熱交換器での燃焼排気の流れを示す説明図である。
暖房側１次熱交換器での燃焼排気の流れを示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本開示の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１は、フロントカバーを外した給湯器の正面図である。
給湯器１の筐体は、前面を開口する縦長箱状の箱本体２と、箱本体２の前面に取り付けられる図示しないフロントカバーとを備えている。箱本体２の底面には、水入口３、ガス入口４、湯出口５、暖房往き口６、暖房戻り口７、風呂往き口８、風呂戻り口９がそれぞれ設けられている。
箱本体２内の奥側には、燃焼室１０が設けられている。燃焼室１０は、上下方向に連通する下ケーシング１１と中ケーシング１２と上ケーシング１３とを備えている。上ケーシング１３の前面に、前方へ排気筒１５を突出した排気部１４が設けられている。
燃焼室１０内は、図２に示すように、各ケーシング内にそれぞれ設けられる仕切部材１６によって、右側の第１燃焼室１７と左側の第２燃焼室１８とに仕切られている。第１燃焼室１７が給湯用、第２燃焼室１８が暖房用で、第１燃焼室１７の方が第２燃焼室１８よりも左右幅が大きくなっている。
【００１０】
下ケーシング１１には、複数のバーナ２０が収容されている。バーナ２０は、前後方向に延びる扁平形状で、左右方向に複数並べて収容されている。第１燃焼室１７では、第２燃焼室１８よりもバーナ２０の数が多く収容されて、バーナ２０の数が異なる複数のバーナユニットとして切替使用される。第２燃焼室１８では全てのバーナ２０が１つのバーナユニットとなっている。
下ケーシング１１の下面には、燃焼ファン２１が連結されている。燃焼ファン２１は、第１、第２燃焼室１７，１８のバーナ２０にそれぞれ燃焼用空気を供給する。
下ケーシング１１の前側には、ガス分配ユニット２２が設けられている。ガス分配ユニット２２は、複数の電磁弁を備えて、各電磁弁の開閉により燃焼させるバーナユニットを切替可能となっている。ガス分配ユニット２２の上流端には、図示しない元弁及び比例弁を備えたガス配管２３が接続されている。ガス配管２３は、ガス入口４に接続されている。
（【００１１】以降は省略されています）

関連特許