JPH1163679A

JPH1163679A - 熱交換器用水管

Info

Publication number: JPH1163679A
Application number: JP24615997A
Authority: JP
Inventors: Shuji Kameyama; 修司亀山; Itsuo Nagai; 逸夫永井; Ryoji Kotsuna; 良治忽那; Shusuke Hata; 秀典畑; Takahiro Matsuda; 隆広松田; Takeshi Wakata; 武志若田; Hideo Ueda; 英雄植田
Original assignee: Noritz Corp
Current assignee: Noritz Corp
Priority date: 1997-08-26
Filing date: 1997-08-26
Publication date: 1999-03-05

Abstract

(57)【要約】【課題】熱効率の向上とドレンに対する耐腐食性を期
待でき、且つ熱交換器の端部とベンドとのろう付けも容
易に行える熱交換器用水管の提供を課題とする。【解決手段】加工性・接合性の良好な材料からなる内
管１と耐食性の良好な材料からなる外管２との二重構造
の水管Ａに構成されると共に、前記水管Ａの端部にて内
管１が露出状態となるように内管１に比べて外管２が短
寸に構成され、上記内管１は外管２に対して拡管状態で
密着重管されていると共に、この密着重管された水管Ａ
の外周にフレア加工によるリング状若しくは螺旋状のフ
レア部３が形成されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ドレンによる腐食
が生じにくく、且つベンド等とのろう付け・接合を容易
に行うことができる熱交換器用水管に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、給湯機等に搭載されている熱交換
器の多くは周囲にフィンを取り付けた水管を用いた構成
で、通常、その熱効率も80％程度に抑えて設計されてお
り、水管の製作材料にはもっぱら熱伝導率が極めて高い
銅が用いられている。この熱交換器の熱効率の向上を図
るために、従来より種々の改良が成されているが、例え
ば図３に示すような高効率熱交換器が提案されている。
図３は高効率熱交換器の全体図を示し、（Ａ）は正面
図、（Ｂ）は一部を切り欠きした側面図である。図３で
示す高効率熱交換器は、熱交換器をドレン生成部（第２
熱交換器）10とドレン非生成部（第１熱交換器）11とに
分離し、生成したドレンが滴下しないようにドレン受け
12等を設置し、該ドレン受け12からのドレンはドレン排
出口13から外部へ排出できるように構成している。系外
からの入水は水取入口14及び15から取り入れて第１熱交
換器11側の水管及び第２熱交換器10の水管内へそれぞれ
供給され、各熱交換器10、11内を所定経路で循環して最
終的に取出口16、17より出湯される。第２熱交換器10側
で生成したドレンはドレン受け12に溜まり、上記ドレン
排出口13から排出されるようになっている。なお、第１
熱交換器11及び第２の熱交換器10の水管は共に銅製の水
管で形成されている。上記のように熱交換器をドレン生
成部（第２熱交換器）10とドレン非生成部（第１熱交換
器）11とに分離して構成することで、熱交換器の熱効率
を飛躍的に向上させることができる反面、燃焼ガス中の
水分が熱交換器内で凝縮した凝縮水（以下、ドレンとい
う）が多量に生成し、このドレンは燃焼ガスを溶解して
いるために強い酸性を示し、銅製の水管が上記ドレンに
より腐食され、耐久性に劣るという不具合がある。そこ
で、上記不具合を解消する熱交換器として、第２熱交換
器を構成する水管部分を従来の銅材に替えて耐食性の高
いチタンを用いて構成したものが提案されており、これ
により第２熱交換器をドレンによる腐食から防ぐことが
できる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところが、上記のよう
に、第２熱交換器を構成する水管を従来より使われてき
た銅に替えて耐食性の高いチタンを用いることで、例え
ドレンによる腐食という欠点は解決できても、チタンと
いう材質は熱効率が極めて悪いので熱交換器の熱効率の
向上は期待できず、しかもチタンはろう付け性・接合性
も劣っているので、第２熱交換器を構成する水管端部で
のろう付け・接合等が困難になる等、製作上の不具合が
新たに発生していた。

【０００４】本発明は、上記熱交換器が有するろう付け
・接合の困難等の不具合を解消したものであって、高効
率熱交換器を構成する第２熱交換器の水管として使用す
ることで熱効率の向上を図ることができるのみならず、
ドレンに対する飛躍的な耐腐食性を期待でき、しかもそ
の水管端部とベンド等とのろう付け・接合等も容易に行
うことのできる熱交換器用水管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、本発明の熱交換器用水管は、加工性・接合性の良好
な材料からなる内管と耐食性の良好な材料からなる外管
との二重構造の水管に構成されると共に、前記水管の端
部にて内管が露出状態となるように内管に比べて外管が
短寸に構成され、上記内管は外管に対して拡管状態で密
着重管されていると共に、この密着重管された水管の外
周にフレア加工によるリング状若しくは螺旋状のフレア
部が形成されていることを第１の特徴としている。また
本発明の熱交換器用水管は、上記第１の特徴に加えて、
フレア部が水管周囲より内側に向けて膨出するように形
成されていることを第２の特徴としている。また本発明
の熱交換器用水管は、上記第１の特徴に加えて、フレア
部が水管周囲より外側に向けて膨出するように形成され
ていることを第３の特徴としている。さらに本発明の熱
交換器用水管は、上記第３の特徴に加えて、フレア部が
フィン状に圧縮されていることを第４の特徴としてい
る。

【０００６】

【発明の実施の形態】図１は本発明の第１ないし第３の
実施形態を示す熱交換器用水管の製作手順を示す構成図
で、（Ａ）は外管に内管を挿入した段階を示す断面図、
（Ｂ）は内管を外管に対して拡管した段階を示す断面
図、（Ｃ）は（Ｂ）での処理を経た後、水管周囲より内
側へフレア部を形成した場合の断面図、（Ｄ）は（Ｂ）
での処理を経た後、水管周囲より外側へフレア部を形成
した場合の断面図を示す。また、図２は本発明の第４の
実施形態を示す熱交換器用水管の下半分を省略した断面
図である。

【０００７】まず、図１を参照して第１ないし第３の実
施形態を示す熱交換器用水管の構成について説明する。
チタン等の耐食性の良好な材料からなる外管２内に銅等
の加工性・接合性の良好な材料からなる内管１を挿入
し、上記内管１を拡管処理することで、両者を密着重管
する。この際、上記外管２の端部から内管１の表面が一
定幅にわたって必ず露出状態となるように外管２を内管
１に比べて短寸となるように設定し、上記内管１の露出
部分をベンド等に対してろう付けするための被ろう付け
部3aとしておく。ついで、上記密着重管された二重構造
物の水管Ａにフレア加工を施すことによって、上記水管
Ａの外周にリング状もしくは螺旋状のフレア部３が形成
されたものが得られる（第２の実施形態と第３の実施形
態を含む上位概念としての第１の実施形態）。この際、
フレア加工の条件設定如何によって（Ｃ）で示すように
フレア部３が水管Ａの周囲より内側に向けて膨出するよ
うに形成されたもの（第２の実施形態を示す）、或いは
（Ｄ）で示すようにフレア部３が水管Ａの周囲より外側
に向けて膨出するように形成されたもの（第３の実施形
態を示す）が得られる。なお、図示しないが、内管の内
径より外側に向けて膨出するように形成されたフレア部
と外管の外径より内側に向けて膨出するように形成され
たフレア部とが交互に形成されたものも考えられるが、
これも第１の実施形態に包含される。

【０００８】しかして上記第１ないし第３の実施形態の
ものによれば、内管１を外管２内に挿入した後、これら
をフレア加工する前に、予め、上記内管１を拡管処理す
ることで内管１を外管２に対して密着させた二重構造と
してあるので、上記内管１と外管２との間に空気等が入
りにくいという利点がある。また、外管２に対して内管
１を拡管処理して両者が密着した二重構造の水管をフレ
ア加工することで管外周にフレア部３を形成しているの
で、外管２から内管１への伝熱面積を増加させることが
できると共に、上記フレア加工により内管１と外管２と
の接触状態も良くなって熱効率の向上が図れる。さら
に、上記二重構造の水管Ａの端部では内管１の表面が一
定幅で露呈した被ろう付け部3aとなっており、しかも内
管１は銅等のろう付け性に優れた材料で形成されている
ので、ベンドとの接合がきわめて容易となる。そして、
内管１を覆う外管２はチタン等の耐食性の良好な材料か
ら形成されているので、管内で生成するドレンに対して
も充分な耐食効果を発揮し、ドレンによる腐食からの回
避を図ることができる。このように、第１ないし第３の
実施形態による熱交換器用水管は、高効率熱交換器を構
成する第２熱交換器用の水管として用いることが最適で
あるが、第１熱交換器用の水管として使用できることは
いうまでもない。

【０００９】また、第２の実施形態のものによれば、上
記した効果に加えて、フレア部３が水管Ａの周囲から内
側に向けて膨出するように形成されているので、外側に
向けて膨出するように形成された場合に比べて、小寸法
となって、よりコンパクト化を図ることができる。

【００１０】また、第３の実施形態のものによれば、上
記した効果に加えて、フレア部３が水管Ａの周囲より外
側に向けて膨出するように形成されているので、内側に
向けて膨出するように形成された場合に比べて、工作上
フレア加工がより容易で強度アップも図ることができ
る。

【００１１】つぎに、図２を参照して第４の実施形態を
示す熱交換器用水管の構成について説明する。図２で示
す熱交換器用水管も第３の実施形態の熱交換器用水管と
同様、銅等の加工性・接合性の良好な材料からなる内管
１内にチタン等の耐食性の良好な材料からなる外管２を
挿入した後、上記内管１を拡管処理することで、両者を
互いに密着重管し、ついで、密着重管された二重構造物
にフレア加工を施すことでその外周にフレア部３を形成
したものであって、フレア部３を水管Ａの周囲より外側
に向けて膨出するように形成した点で共通している。第
３の実施形態のものとの相違は、特に、上記フレア部３
をフィン状に圧縮した点にある。しかして上記第４の実
施形態のものによれば、第１ないし第３の実施形態のも
のと同様、外管２内に内管１を挿入した後、これらをフ
レア加工する前に、予め、上記内管１を拡管処理するこ
とで内管１を外管２に対して密着させた二重構造を採用
したことで、上記内管１と外管２との間に空気等が入り
にくいという利点がある。また、外管２に対して内管１
を拡管して両者が密着した二重構造管をフレア加工して
管外周にフレア部３を形成しているので、外管２から内
管１への伝熱面積を増加させることができると共に、上
記フレア加工により内管１と外管２との接触状態も良く
なって熱効率が向上する。さらに、上記二重構造管の端
部は内管１の表面が露呈した被ろう付け部3aとしてお
り、しかもこの内管１は銅等のろう付け性・接合性に優
れた材料で形成されているので、ベンドとの接合が極め
て容易となる利点がある。これに加え、特にフレア部３
をフィン状に形成したことで結果的に水管Ａ内部を比較
的平滑状態に形成できるので、エロージョン現象を発生
しにくくすることができる。さらに、上記フレア部３が
フィン状に形成されていることから、フレア部３がフィ
ン状に形成されていない場合に比べて水管周囲における
表面積も格段に増加させることができ、熱効率を一層向
上させることができる。従って、この水管Ａを高効率熱
交換器の第２熱交換器用の水管として用いることで、第
１ないし第３の実施形態によるものに比べてより一段と
耐久性良好な高効率熱交換器を製作できるという新たな
利点がある。

【００１２】

【発明の効果】本発明は以上の構成よりなり、請求項１
に記載の熱交換器用水管は、加工性・接合性の良好な材
料からなる内管と耐食性の良好な材料からなる外管との
二重構造の水管に構成されると共に、前記水管の端部に
て内管が露出状態となるように内管に比べて外管が短寸
に構成され、上記内管は外管に対して拡管状態で密着重
管されていると共に、この密着重管された水管の外周に
フレア加工によるリング状若しくは螺旋状のフレア部が
形成された構成としたので、内管と外管との間に空気等
が入りにくくすることができるのみならず、管外周にフ
レア部を形成しているので、外管から内管への伝熱面積
を増加させることができると共に、上記フレア加工によ
り内管と外管との接触状態も良くなり、熱効率の向上が
図れる。さらに、上記二重構造の水管の端部では内管の
表面が一定幅で露呈した被ろう付け部となっており、し
かも内管は銅等のろう付け性に優れた材料で形成されて
いるので、ベンドとの接合が容易となる。そして、内管
を覆う外管はチタン等の耐食性の良好な材料から形成さ
れているので、管内で生成するドレンに対しても充分な
耐食効果を発揮し、ドレンによる腐食のおそれから保護
できる。このように請求項１に記載の熱交換器用水管
は、望ましくは高効率熱交換器の第２熱交換器用の水管
に用いることにより、ドレンによる腐食のおそれがな
く、ベンド等とのろう付け・接合性の容易に行える高効
率熱交換器を得ることができる。また請求項２に記載の
熱交換器用水管は、請求項１に記載の効果に加え、フレ
ア部が水管周囲より内側に向けて膨出するように形成さ
れているので、外側に向けて膨出するように形成した場
合に比べて、より小寸法となってコンパクト化を図るこ
とができる。また請求項３に記載の熱交換器用水管は、
請求項１に記載の効果に加え、フレア部が水管周囲より
外側に向けて膨出するように形成されているので、内側
に向けて膨出するように形成した場合に比べて、フレア
加工しやすくて強度アップも図ることができる。さらに
請求項４に記載の熱交換器用水管は、請求項３に記載の
効果に加え、フレア部がフィン状に圧縮されているの
で、水管内部では比較的平滑となってエロージョン現象
が発生しにくくなり、耐久性が良好になるうえ、フレア
部を圧縮してフィン状に形成したことで水管周囲におけ
る表面積も増加するので、熱効率を一段と向上させるこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１ないし第３の実施形態を示す熱交
換器用水管の組立手順を示す構成図である。

【図２】本発明の第４の実施の形態を示す熱交換器用水
管の下半分を省略した断面図である。

【図３】本発明の第１ないし第４の実施形態に示す熱交
換器用水管の適用が最適な高効率熱交換器の構成図であ
る。

【符号の説明】

１内管２外管３フレア部 3a 被ろう付け部Ａ水管

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者畑秀典兵庫県神戸市中央区江戸町93番地株式会社ノーリツ内 (72)発明者松田隆広兵庫県神戸市中央区江戸町93番地株式会社ノーリツ内 (72)発明者若田武志兵庫県神戸市中央区江戸町93番地株式会社ノーリツ内 (72)発明者植田英雄兵庫県神戸市中央区江戸町93番地株式会社ノーリツ内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】加工性・接合性の良好な材料からなる内
管と耐食性の良好な材料からなる外管との二重構造の水
管に構成されると共に、前記水管の端部にて内管が露出
状態となるように内管に比べて外管が短寸に構成され、上記内管は外管に対して拡管状態で密着重管されている
と共に、この密着重管された水管の外周にフレア加工に
よるリング状若しくは螺旋状のフレア部が形成されてい
ることを特徴とする熱交換器用水管。
【請求項２】フレア部が水管周囲より内側に向けて膨
出するように形成されていることを特徴とする請求項１
に記載の熱交換器用水管。
【請求項３】フレア部が水管周囲より外側に向けて膨
出するように形成されていることを特徴とする請求項１
に記載の熱交換器用水管。
【請求項４】フレア部がフィン状に圧縮されているこ
とを特徴とする請求項３に記載の熱交換器用水管。