JPH0317443A - 熱交換装置 - Google Patents

熱交換装置

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JPH0317443A
JPH0317443A JP15331389A JP15331389A JPH0317443A JP H0317443 A JPH0317443 A JP H0317443A JP 15331389 A JP15331389 A JP 15331389A JP 15331389 A JP15331389 A JP 15331389A JP H0317443 A JPH0317443 A JP H0317443A
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Katsuhiko Yamamoto
克彦 山本
Katsuzo Konakawa
勝蔵 粉川
Junichi Jakudo
雀堂 純一
Tatsunori Otake
達規 桜武
Koichiro Yamaguchi
山口 紘一郎
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明・↓よ燃焼ガス等の高温ガスにより冷媒を加熱し
冷暖房装置に利用する熱交換器に関するものである. 従来の技術 被加熱側流体に冷媒を用いて、燃焼ガスにより加熱して
液状冷媒を蒸発気化させて潜熱により熱を運び暖房を行
うものに第5図に示すような冷媒加熱暖房機がある。こ
れは燃焼ガスと冷媒との熱交換器lと放熱器2を密閉管
路3で連結すると共に密閉管路3中に設けた冷媒ポンプ
や圧縮機等の冷媒搬送機4により冷媒を強制循環するも
のである.第6図は、熱交換器1の従来例を示したもの
で(特開昭59−107167号公報)、水平方向に延
びるアルミニューム製の円筒状内周面に複数のフィン5
を設け、外周面軸方向にはパイプ保持部6及び冷媒が内
部を流れる銅材質からなるバイプ7を設けたもので、バ
ーナー8からの燃焼ガスを円筒状内面9に水平横方向に
流して、冷媒加熱機4により送られてきた水平横方向の
パイプ7内を流れる冷媒を加熱するものである. しかし、この暖房システムでは冷媒搬送に外部動力が必
要であり、さらに熱交換効率の向上も含めた暖房運転時
のランニングコストを低減することが望まれている。
また、この種熱交換装置の従来公知技術として、特開昭
63−105395号公報および実開昭63−1794
64号公報に示されたものがある。
これらには縦方向の多数の冷媒通路を形成した冷媒通路
部材が用いられているが、さらに冷媒の流れ抵抗の低減
、バーナーの燃焼ガスから冷媒への熱交換効率のアップ
、伝熱フィンから冷媒通路部材への熱のスムーズな伝達
と温度の均一化、熱交換装置の構威の簡略化と小形化等
の!I!題を有しているものである. 発明が解決しようとする課題 暖房運転時のランニングコスト低減には冷媒搬送用の外
部動力が無くして無動力で熱搬送することが有効である
。無動力熱搬送により、冷媒加熱暖房を行う場合、液状
冷媒が加熱されて発生する気体冷媒の自然循環力が重要
となる. この種の暖房装置は、従来は第5図,第6図に示すよう
に冷媒加熱熱交換器1のような構成であり、冷媒は水平
方向で、且つ連続した一通路としてパイプ7内を流れる
ので、加熱されて気液二相混合状態の冷媒の気体戒分が
スムーズに出口に向かって流れないため冷媒の淀みを生
じ、局部的な異常過熱を発生したり、冷媒の流れ抵抗が
大きく、熱交換効率も低い。また燃焼室と熱交換部が一
体であるため熱交換量が燃焼状態により不均一であるた
め局部過熱を生じ冷媒の熱分解あるいは機器の異常温度
上昇など、機器の信頼性能上の課題があった。
また従来の公知技術である特開昭63−105395号
公報および実開昭63−179464号公報に示された
ものは、多数の通路を形成した冷媒通路部材の伝熱フィ
ン側はF焼ガスの熱を伝熱フィンを介して集中して受け
る.このため冷媒通路部材の伝熱フィン側の板厚は伝熱
フィンと反対側よりを厚くして熱の移動をスムーズにし
ないと部分的に温度の不均一を生しやすく、冷媒を効率
よく加熱することができず、さらに冷媒通路部材に発生
する熱応力も大きく耐久的に課題がある. 従来公知技術は、冷媒通路部材の伝熱フィン側とこれと
反対側の板厚が同じであり上記の課題を有している. また燃焼ガス中のイオウ分.結露水等および高温ガスに
よりフィン及びフィン側の冷媒通路部材は厳しい腐食環
境にあり、孔食等によりフロン冷媒が燃焼ガス中へ洩れ
て有害ガス化するのを防止する必要があり従来公知技術
はこれらに課題を有している。
さらに公知技術は冷媒通路部材が燃焼室の両サイドに設
けられ、これらを連通させるために管を用いるなど構戒
が複雑で熱容量も大きくコストも高い課題を有している
本発明は上記従来例の!$111を解決するもので、冷
媒の均一な加熱と熱交換効率の向上、冷媒の円滑な流れ
と熱交換装置の均一な温度分布と安全性,耐久性の向上
、構戒の簡略化と小形化.低コスト化をはかることを目
的とする. 課題を解決するための手段 上記課題を解決するために本発明の熱交換装置は、縦方
向の多数の通路を形戒した冷媒通路部材と、前記通路と
連通し冷媒通路部材に固着された入口ヘソグー管および
出口ヘソグー管と、冷媒通路部材の片面に密着固定した
伝熱隔壁部材と、伝熱隔壁部材に固着された伝熱フィン
と、前記通路を形成した冷媒通路部材の伝熱フィン側の
壁の板厚を伝熱フィンと反対側の壁の板厚よりも厚くし
たものである。
作用 本発明は上記した構或によって冷媒通路部材の伝熱フィ
ン側の温度が均一になり、また燃焼ガスの腐食に対して
余裕度が拡大する. 一つの冷媒通路部材の中を冷媒が流れるため均一に分流
される。さらに冷媒通路部材が片側のみの簡略化された
基本構戒となる. 実施例 以下、本発明の実施例を添付図面にもとづいて説明する
.第1図〜第4図において、10は燃料供給装置に接続
したバーナー8に連通して設けた燃焼室であり、Uは伝
熱隔壁部材であり、l2は高温ガス通路であり伝熱隔壁
部材11と密着し燃焼室IOに連通して設けた燃焼ガス
出口13と排気通路14を有している。15は伝熱隔壁
部材11の外面に熱的に連結させた冷媒通路部材であり
縦方向の通路l6が多数設けられている。この通路16
を形成する冷媒通路部材15の伝熱フィン22A側の壁
15aとこれと反対側の壁15bがあり、壁15bより
も壁15aの板厚を厚くしている.17は冷媒通路部材
15の下端に設けた入口ヘッダー管、18は冷媒通路部
材16の上端に設けた出口ヘッダー管でありそれぞれ入
口管19、出口管20を接続しこのおのおのにより冷媒
回路と接続しており、入口ヘッダー管17の他端には下
方に曲折しオイル抜き管21を設けてある.入口ヘッダ
ー管17と出口ヘッダー管l8はそれぞれ縦方向の通路
l6により連通している.22A,22Bは伝熱隔壁部
材11の内側に熱的に接するように設けられた伝熱フィ
ンであり波形状に屈曲させて多数枚としてある。燃焼室
10の高温ガス通路12と接しない残りの外面は全面を
覆う断熱材23が設けてある.燃焼ガス出口13に上下
に複数を多数のフィンで分割し上下に通路を構戒した伝
熱フィン22A, 22Bとこのフィンで分割した上下
の通824. 25の他方を前記伝熱フィン22の外周
を通り集合する排気通路26. 27と伝熱フィン22
の下部に連通した排気管28を設けてある。
上記横戒に於で、燃料の供給装置により供給した燃料を
バーナー8で燃焼し、燃焼室10に発生した高温ガスは
燃焼ガス出口13を通り高温ガス通路l2の伝熱フィン
22A,22Bの間の通路24. 25を通り、排気通
路26. 27から排気管28より排気する。
冷媒入口管17を通って入口ヘッダー管l7に入った液
冷媒は冷媒通路部材15の下部より多数の縦方向の通路
l6に分流し、伝熱フィン22A,22Bが高温ガス通
路12内の燃焼ガスから熱を熱的に連結された冷媒通路
部材I5に伝熱し、この冷媒通路部材I5の縦方向の通
路l6内の冷媒を十分に加熱する。そこで加熱された液
状冷媒は気化蒸発を開始し液の中に気泡を生じる気液二
相状態となる。発生した気泡は浮力効果で縦方向に設け
た通路16内を下方から上方に上昇し、特に燃焼ガスを
燃焼室lOから燃焼ガス出口13を出たのち高温ガス通
路12で冷媒に伝熱する。そして、均一加熱はまた通路
16内の流れの抵抗を低減させることにより気泡発生が
増大し、気泡上昇力は強められ自然循環力が強くなると
共にまだ気化していない液冷媒を伴って通路l6の上部
へ冷媒を送る気泡ポンプ作用が発生する.さらに通路1
6の上部,下部においても設けた伝熱フィン22A,2
2B以外の伝熱隔壁1l全而も伝熱面積となり高温ガス
通路12を流れる加熱流体より効率よく吸熱し通路16
内の気液二相状態の冷媒をさらに加熱して自然循環力を
さらに増大させる.通路1Gの上端に達した冷媒は出口
ヘソグー管l8に流入し冷媒出口管20より放熱器(図
示せず)に向かって流出する。
このように縦方向の通路16の下部から上部に至るまで
加熱することにより自然循環を高めるだけでなく、下部
において伝熱フィン22Bにより強《加熱することで自
然循環力をさらに増加させる.発明の効果 以上のように本発明の熱交換装置は、縦方向の多数の通
路を形成した冷媒通路部材と、前記通路と連通し冷媒通
路部材に固着された人口ヘツダー管および出口ヘッダー
管と、冷媒通路部材の片面に密着固定した伝熱隔壁部材
と、伝熱隔壁部材に固着された伝熱フィンと、前記通路
を形成した冷媒通路部材の伝熱フィン側の板厚を伝熱フ
ィンと反対側の板厚よりも厚くしたもので次のような効
果を期待できる。
(1)伝熱フィン側の冷媒通路部材の壁の板厚を伝熱フ
ィンと反対側よりも厚くしたことによって、波状のフィ
ンが一定間隔をもって固着し温度差を生じる伝熱隔壁部
材に密着固定した冷媒通路部材の温度が均一となり、通
路中の冷媒を効率よく加熱することができると共に熱応
力が抑制され変形.破損を防止し、燃焼ガスの腐食に対
しても安全性が向上する.また部分的な温度差による過
熱と冷媒の熱分解も防止される。
さらに冷媒通路部材を上下部で例えば伝熱フィンと反対
側に曲げ加工し、この曲げ部分で加工時外周の壁の板厚
が減少しても、加工前の壁の板厚をより厚くしてあるた
め伝熱フィンと反対側の冷媒通路部材の壁の板厚より厚
いか又は同一厚さとなる.従ってこの曲げ部分での耐圧
,対腐食性に問題を生じない。
図 (2)通路中の冷媒が均一に加熱されることによって気
泡ポンプ作用が一層発揮され冷媒の円滑な流れと、冷媒
搬送の無動力化が可能となり低ランニングコストの暖房
ができる. (3)冷媒通路部材が片側のみとなり横戒の大幅な簡略
化と小形化が図れる.
【図面の簡単な説明】

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1.  縦方向の多数の通路を形成した冷媒通路部材と、前記
    通路と連通し冷媒通路部材に固着された入口ヘッダー管
    および出口ヘッダー管と、冷媒通路部材の片面に密着固
    定した伝熱隔壁部材と、この伝熱隔壁部材に固着された
    伝熱フィンと、前記通路を形成した冷媒通路部材の伝熱
    フィン側の板厚を伝熱フィンと反対側の板厚よりも厚く
    した熱交換装置。
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5478701A (en) * 1992-04-30 1995-12-26 Samsung Electronics Co., Ltd. Method for fabricating a read only optical disc
US11661936B2 (en) 2013-03-15 2023-05-30 Coolit Systems, Inc. Sensors, multiplexed communication techniques, and related systems
US11662037B2 (en) 2019-01-18 2023-05-30 Coolit Systems, Inc. Fluid flow control valve for fluid flow systems, and methods
US11725886B2 (en) 2021-05-20 2023-08-15 Coolit Systems, Inc. Modular fluid heat exchange systems
US11994350B2 (en) 2007-08-09 2024-05-28 Coolit Systems, Inc. Fluid heat exchange systems

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