專利名稱：潛熱回收型熱交換器的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種潛熱回收型熱交換器，其使包含在燃燒排氣中的水蒸氣在吸熱管
的表面凝縮，從該燃燒排氣回收潛熱。尤其是本發明涉及一種組裝到供熱水器或浴缸等中 的潛熱回收型熱交換器。
背景技術：
在組裝到供熱水器或浴缸等中的現有的潛熱回收型熱交換器中，廣泛采用了將多 個吸熱管以一定的間隔橫設于形成在外殼內的橫通路的側壁彼此間的結構(例如，日本專 利公開公報特開2008-32369號公報)。 圖5是具備上述現有的潛熱回收型熱交換器9的供熱水器8的縱剖面概略圖。送 入潛熱回收型熱交換器9的吸熱管91的水通過顯熱回收型熱交換器4的吸熱管41被導向 龍頭或浴漕等熱水供給目的地P，另一方面，由燃燒器3生成的氣體的燃燒排氣通過顯熱回 收型交換器4的吸熱管41相互的間隙被導向潛熱回收型熱交換器9側。
在潛熱回收型熱交換器9的外殼90內形成了向其前后方向延伸的橫通路900。在 該橫通路900內收容了多個吸熱管91 ，潛熱回收型熱交換器9設置于收容上述的顯熱回收 型熱交換器4的筒狀的罐體40的上端開放部402側。 在外殼90的底面后部開設了連接上述橫通路900和罐體40的內部空間的排氣入 口 901，通過顯熱回收型熱交換器4的吸熱管41相互的間隙導入罐體40的上端開放部402 的燃燒排氣，從該排氣入口 901被導向上述橫通路900的背面側。 另外，在外殼90的正面上部開設了連接上述橫通路900和供熱水器8的外部的排 氣出口 902。由此，送入橫通路900內的燃燒排氣在通過吸熱管91相互的間隙導入其橫通 路900的正面側后，從排氣出口向器外排出。 吸熱管91在橫通路900內的側壁相互間橫設有多個，并各自向與導入橫通路900 內的燃燒排氣的流向交叉的方向延伸。另外，橫設于橫通路900內的這些多個吸熱管91按 照其縱剖面成為鋸齒狀(zigzagfashion)的方式配置排列，進而，這些上下排列的吸熱管 91相互的間隙S全部均一地設定。 由此，因為從排氣入口 901送入橫通路900內的燃燒排氣在通過其橫通路的期間 高效地與各吸熱管91的表面接觸，所以能夠得到良好的熱效率。 但是，從排氣入口 901送入橫通路900的燃燒排氣溫度比較高，因此，燃燒排氣具 有向其橫通路900的上方區域導入的傾向。因此，在吸熱管91相互的間隙全部均一地設定 的上述現有的潛熱回收型熱交換器中，送入橫通路900內的燃燒排氣通過該橫通路900內 的上方區域從排氣出口 902排出。因此，存在配設在橫通路900內的吸熱管91群整體的吸 熱能力不能充分發揮的問題。
發明內容
本發明是鑒于上述問題點而作出的，本發明的目的在于，提供一種發揮配設在橫通路內的吸熱管群整體的吸熱能力，實現熱效率的進一步的提高的潛熱回收型熱交換器。
根據本發明，提供一種潛熱回收型熱交換器，其具有將氣體的燃燒排氣從外殼的 排氣入口導向排氣出口的橫通路，在所述橫通路內橫設了向與所述燃燒排氣的流向交叉的 方向延伸的多個吸熱管，其中， 在所述橫通路的所述排氣入口側，上下排列的所述吸熱管相互的多個間隙中最下 位的間隙與最上位的間隙相比被設置得寬。 根據本發明的潛熱回收型熱交換器，送入橫通路的排氣入口側的高溫的燃燒排氣 既被導向該橫通路內的上方區域側，也被導向下方區域側。由此，因為能夠高效率地發揮橫 通路內的吸熱管群整體的吸熱能力，所以能夠得到更高的熱效率。 本發明的其它目的、形態、特征、以及優點，通過以下的詳細的說明和附圖，進一步明確。
圖1是具備本發明的實施方式的潛熱回收型熱交換器5的供熱水器1的縱剖面概 略圖； 圖2是本發明的實施方式的潛熱回收型熱交換器5的橫剖面概略圖； 圖3是本發明的實施方式的潛熱回收型熱交換器5的概略構成圖； 圖4(A)是表示本發明的實施方式的潛熱回收型熱交換器5的吸熱管51的配置排
列狀態之一例的右側面圖，圖4(B)是表示本發明的實施方式的潛熱回收型熱交換器5的吸
熱管51的配置排列狀態的另一例的右側面圖； 圖5是具備現有的潛熱回收型熱交換器9的供熱水器8的縱剖面概略圖。
具體實施例方式
下面，參照附圖對用于實施上述的本發明的最佳方式進行詳細敘述。 圖1是具備本發明的實施方式的潛熱回收型熱交換器5的供熱水器1的縱剖面概
略圖。如圖1所示，在外裝殼10內收容了向后述筐體30內送入外裝殼10的外部的空氣的
給氣風扇2、使氣體燃燒的燃燒器3、從由燃燒器3產生的氣體的燃燒排氣回收顯熱的顯熱
回收型熱交換器4、從上述燃燒排氣回收潛熱的潛熱回收型熱交換器5。 燃燒器3被組裝在上面側開放的矩形箱體的筐體30內，在該筐體30的底部連接
了給氣風扇2的排出口 。另外，顯熱回收型熱交換器4組裝在從上面筐體30的上面向上方
延伸的矩形筒狀的罐體40內。因此，由燃燒器3生成的氣體的燃燒排氣，和由給氣風扇2
送入筐體30內的空氣一起被導入罐體40內，通過顯熱回收型熱交換器4的后述的吸熱管
41相互的間隙導向罐體40的上端開放部402偵U。 顯熱回收型熱交換器4由未圖示的多個吸熱風扇、和貫通該吸熱風扇的多個吸熱 管41構成。而且，該吸熱管41的一端側與熱水供給目的地P連接，另一端側與潛熱回收型 熱交換器5的后述的吸熱管51的一端側連接。因此，經潛熱回收型熱交換器5送入顯熱回 收型熱交換器4的熱水在該吸熱管41內從燃燒排氣回收顯熱，并向熱水供給目的地P供 給。 在潛熱回收型熱交換器5中，在矩形箱狀的外殼50內形成了向其前后方向延伸的橫通路500，在此橫通路500內收容了多個吸熱管51。在外殼50的底板52上連接了上述 罐體40的上端。 在外殼50的底板52的后部開設了與罐體40的上端開放部402連接的排氣入口 501，上述橫通路500經此排氣入口 50與罐體40的內部空間連接。因此，已導入罐體40的 上端開放部402側的燃燒排氣從此排氣入口 501被導向橫通路500的排氣入口 501側(背 面側)。 在外殼50的前板53的大致中央，開設了向外裝殼10的外部連接的排氣出口 502。 進而，在此排氣出口 502的外殼50內側形成了向橫通路500的排氣出口 502側(正面側) 的下方區域空間延伸的排氣通路54。另外，在外殼50的頂板55的內面上形成了通過吸熱 管51的正面側延伸至上述排氣通路54的入口 540的上緣部的導板56。因此，導入橫通路 500的排氣入口 501側的燃燒排氣在通過吸熱管51相互的間隙的同時，沿導板56、外殼50 的底板52上面被導向橫通路500內的排氣出口 502側(正面側)的下方區域。進而，燃燒 排氣從排氣通路54的入口 540通過排氣通路54導向排氣出口 502，向器外排出。
如圖2所示，潛熱回收型熱交換器5的吸熱管51為對金屬制的波紋管每一個一定 長度實施了大致180度的彎曲加工的大致M字狀的管體。吸熱管51按照在橫通路500內的 側壁57相互間蛇行的方式橫設多個(在此為8個)，且向與送入橫通路500的燃燒排氣的 流向交叉的方向延伸。另外，這些吸熱管51按照在縱剖面看其各剖面成為鋸齒狀(zigzag fashion)的方式，以上下重疊的狀態配置排列(參照圖l)。 另外，如圖2所示，吸熱管51的兩端貫通外殼50的一方的側壁57，與固定于其側 壁57的外面上的入水側頭58a及出水側頭58b的各管連接部連接，其一端側經該入水側頭 58a與上水道連接，其另一端側經出水側頭58b與顯熱回收型熱交換器4的吸熱管41的一 端側連接。因此，從上水道送入潛熱回收型熱交換器5的熱水，在其吸 熱管51內從燃燒排 氣回收潛熱，然后向顯熱回收型熱交換器4送出。 進而，如圖3所示，在橫通路500的最靠排氣入口 501側，上下排列的吸熱管51相 互的多個(在此為三個)間隙A1、B1、C1從最上位向最下位階梯性地變寬地設置。S卩，間隙 A1、B1、C1，在配設于橫通路500內的吸熱管51群的排氣入口 501側區域中，按照其下方區 域的通氣阻力與上方區域的通氣阻力相比變小的方式設置。 具體而言，在上述排氣入口 501側的間隙A1、B1、C1中，最下位的間隙C1被設定成 其上位的間隙(中位的間隙)B1的大致1.3倍的尺寸，中位的間隙B1被設定成其上位的間 隙(最上位的間隙)A1的大致1.3倍的尺寸。S卩，按照通氣阻力以從容易引導高溫的燃燒 排氣的最上位的間隙A1向中位的間隙B1、進而向最下位的間隙C1的順序階梯性地變小的 方式配設了吸熱管51。 另外，在橫通路500的最靠排氣出口 502側，上下排列的吸熱管51相互的多個(在 此為三個)間隙A2、B2、C2以從最接近排氣通路54的入口 540的最下位向最遠離之的最上 位階梯性地變寬的方式設置。即，以在配設于橫通路500內的吸熱管51群的排氣出口 502 側區域中，遠離該排氣出口 502的上方區域的通氣阻力比接近該排氣出口 502的下方區域 的通氣阻力小的方式構成。 具體而言，上述排氣出口 502側的間隙A2、 B2、 C2中最上位的間隙C2被設定為其 下位的間隙(中位的間隙)B2的大致1. 3倍的尺寸，中位的間隙B2被設定為其下位的間隙(最下位的間隙)A2的大致1.3倍的尺寸。S卩，按照從比較容易排出燃燒排氣的最下位的間 隙A2向中位的間隙B2、進而向最上位的間隙C2的順序配設吸熱管51以便通氣阻力階梯性 地變小。 根據此構成，從排氣入口 501送入橫通路500內的背面側的燃燒排氣不向排氣入 口 501側的最上位的間隙A1側偏斜，而也能夠通過比間隙A 1側通氣阻力小的最下位的間 隙C1、中位的間隙B1導向橫通路500的正面側。因此，燃燒排氣容易遍布配設于該橫通路 500內的吸熱管51群的整體。其結果，能夠高效地發揮吸熱管51群的吸熱能力，熱效率提高。 另外，因為在配設于橫通路500內的吸熱管51群的排氣入口 501側區域中，從其 上方區域向下方區域，通氣阻力階梯性地變小，所以，送入橫通路500的排氣入口 501側的 高溫的燃燒排氣容易均一地遍布該橫通路500內的全區域。因此，能夠進一步高效地發揮 吸熱管51群的吸熱能力。因此，熱效率進一步提高。 進而，通過將最下位的間隙C1設置得比最上位的間隙A1寬，在從燃燒排氣回收潛 熱時，附著在各吸熱管51的表面上的冷凝水難以積存在該最下位的間隙C1內。因此，也能 夠抑制起因于該冷凝水積存的來自排氣出口 502的排氣量的降低。 另一方面，送入橫通路500內的燃燒排氣不向與排氣通路54的入口 540接近的最 下位的間隙A2側偏斜，而也能夠通過比間隙A2通氣阻力小的最上位的間隙C2、中位的間 隙B2導向排氣通路54內。因此，燃燒排氣進一步容易遍布配設于該橫通路500內的吸熱 管51群的整體。其結果，能夠進一步高效率地發揮吸熱管51群的吸熱能力，熱效率進一步 提高。 另外，因為在配設于橫通路500內的吸熱管51群的排氣出口 502側區域中，從其 下方區域向上方區域，通氣阻力階梯性地變小，所以，送入橫通路500內的氣體燃燒排氣能 夠均一地通過該排氣出口 502側的全區域，從排氣出口 502排出。因此，能夠進一步高效地 發揮吸熱管51群的吸熱能力。因此，熱效率進一步提高。 此外，在上述潛熱回收型熱交換器5中，如圖4 (A)所示，使用了使一根管體水平地 蛇行的吸熱管51，該多個吸熱管51相對于燃燒排氣的流動的方向分別以不同的角度并列 設置，由此，排氣入口 501側的間隙Al 、 B1 、 Cl 、排氣出口 502側的間隙A2、 B2、 C2被設置成 不均一的尺寸。但是，如圖4(B)所示，通過將上述的多個吸熱管51相對于燃燒排氣流動的 方向分別以相同的角度并列設置的構成作為基本形態，在吸熱管51的排氣入口 501側的下 方設置被加工成向下彎曲的曲管部R1、在吸熱管51的排氣排出口 502側的上方設置被加工 成向上彎曲的曲管部R2，也可以將排氣入口 501側的間隙Al 、 B1 、 Cl 、排氣出口 502側的間 隙A2、 B2、 C2設置成不均一的尺寸。 根據此構成，因為除排氣入口 501側的間隙A1、B1、C1、排氣出口 502側的間隙A2、 B2、 C2以外的其它吸熱管51相互的間隙均一地配置排列，所以，在燃燒排氣通過排氣入口 501側的間隙A1、B1、C1后至通過排氣出口 502側的間隙A2、B2、C2為止的期間，在上述各 吸熱管51的周圍，燃燒排氣難以成為過剩的紊流。這樣，因為燃燒排氣穩定地與吸熱管51 的表面整體接觸，所以熱效率進一步提高。 另外，上述潛熱回收型熱交換器5中的排氣出口 502側的間隙A2、B2、C2按照其上 側比下側寬的方式構成(參照圖3)。但是，也可以按照下位比上位寬的方式設置間隙A2、
6B2、 C2。根據此構成，因為與最上位的間隙C2相比，最下位的間隙A2被設置得寬，所以，冷 凝水難以積存在該最下位的間隙A2內。因此，能夠抑制起因于該冷凝水積存的來自排氣出 口 502的排氣量的降低。 此外，在排氣出口 502側的間隙A2、B2、C2按照它們配置排列的下位比上位寬的方 式設置的情況下，排氣通路54的入口 540也可以設置于橫通路500的排氣出口 502側的上 方空間內。根據此構成，送入橫通路500內的燃燒排氣不向最接近排氣通路54的入口 540 的最上位的間隙C2側偏斜，而也能夠通過比間隙C2側通氣阻力小的最下位的間隙A2、中位 的間隙B2導向排氣通路54內。因此，與上述實施方式相同，熱效率進一步提高。
如以上詳細說明的那樣，根據本發明，提供一種潛熱回收型熱交換器，其具有將氣 體的燃燒排氣從外殼的排氣入口導向排氣出口的橫通路，在所述橫通路內橫設了向與所述 燃燒排氣的流向交叉的方向延伸的多個吸熱管，其中， 在所述橫通路的所述排氣入口側，上下排列的所述吸熱管相互的多個間隙中最下 位的間隙與最上位的間隙相比被設置得寬。 根據上述潛熱回收型熱交換器，因為在配設于橫通路內的吸熱管群的排氣入口側 區域中，與其上方區域的通氣阻力相比，下方區域的通氣阻力小，所以，送入橫通路的排氣 入口側的高溫的燃燒排氣不向該橫通路內的上方區域側偏斜，也能夠導向下方區域。由此， 能夠高效地發揮配設于橫通路內的吸熱管整體的吸熱能力。 另外，因為在橫通路的排氣入口側，上下排列的吸熱管相互的多個間隙中最下位 的間隙被設置得比最上位的間隙寬，所以，在從燃燒排氣回收潛熱時，附著于吸熱管的表面 上的冷凝水難以積存在該最下位的間隙內。因此，也能夠抑制起因于該冷凝水積存的來自 排氣出口的排氣量的降低。 因此，可以將上述前熱回收型熱交換器良好地適用于供熱水器，該供熱水器具有 外裝殼、在上述外裝殼內具備給氣風扇和燃燒器的筐體、顯熱回收型熱交換器、與上述顯熱 回收型熱交換器連通并從上述顯熱回收型熱交換器供給氣體的燃燒排氣的潛熱回收型熱 交換器。 在上述潛熱回收型熱交換器中，在上述橫通路的上述排氣入口側，上下排列的上
述吸熱管相互的多個間隙也可以從最上位向最下位階段性地變寬地設置。 在上述潛熱回收型熱交換器中，因為在配設于橫通路內的吸熱管群的排氣入口側
區域中，從其上方區域向下方區域，通過阻力階梯性地變小，所以，送入橫通路的排氣入口
側的高溫的燃燒排氣均一地遍布該橫通路內的全區域。由此，能夠進一步高效率地發揮配
設于橫通路內的吸熱管群整體的吸熱能力。 另外，在上述潛熱回收型熱交換器中，在上述橫通路內的上述排氣出口側，上下排 列的上述吸熱管相互的多個間隙中，最遠離上述排氣出口的間隙也可以比最接近上述排氣 出口的間隙設置得寬。 在上述潛熱回收型熱交換器中，因為在配設于橫通路內的吸熱管群的排氣出口側 區域中，與接近該排氣出口的區域的通氣阻力相比，遠離該排氣出口的區域的通氣阻力小， 所以，送入橫通路內的燃燒排氣不向接近排氣出口的區域偏斜，而也能夠通過遠離排氣出 口的區域從排氣出口排出。由此，能夠進一步高效率地發揮配設于橫通路內的吸熱管群整 體的吸熱能力。
在上述潛熱回收型熱交換器中，在上述橫通路內的上述排氣出口側，上下排列的 上述吸熱管相互的多個間隙也可以從最接近上述排氣出口的位置向最遠離上述排氣出口 的位置階梯性地變寬地設置。 在上述潛熱回收型熱交換器中，在配設于橫通路內的吸熱管群的排氣出口側區域 中，隨著從最接近排氣出口的位置離開，通氣阻力階梯性地變小。因此，送入橫通路內的燃 燒排氣能夠均一地通過該排氣出口側的全區域，從排氣出口排出。由此，能夠進一步高效率 地發揮配設于橫通路內的吸熱管群整體的吸熱能力。 以上，詳細地對發明進行了說明，但上述的說明在整個局面中為例示，本發明不限 定于此。沒有被例示的無數的變形例可以理解為不脫離本發明的范圍地能夠想到的例子。
權利要求
一種潛熱回收型熱交換器，其具有將氣體的燃燒排氣從外殼的排氣入口導向排氣出口的橫通路，在所述橫通路內橫設了向與所述燃燒排氣的流向交叉的方向延伸的多個吸熱管，其特征在于，在所述橫通路的所述排氣入口側，上下排列的所述吸熱管相互的多個間隙中最下位的間隙與最上位的間隙相比被設置得寬。
2. 如權利要求1所述的潛熱回收型熱交換器，其特征在于，在所述橫通路的所述排氣入口側，上下排列的所述吸熱管相互的多個間隙從最上位向 最下位階梯性地變寬地設置。
3. 如權利要求1所述的潛熱回收型熱交換器，其特征在于，在所述橫通路的所述排氣出口側，上下排列的所述吸熱管相互的多個間隙中最遠離所 述排氣出口的間隙與最接近所述排氣出口的間隙相比被設置得寬。
4. 如權利要求3所述的潛熱回收型熱交換器，其特征在于，在所述橫通路的所述排氣出口側，上下排列的所述吸熱管相互的多個間隙從最接近所 述排氣出口的位置向最遠離所述排氣出口的位置階梯性地變寬地設置。
全文摘要
一種潛熱回收型熱交換器，其具有將氣體的燃燒排氣從外殼的排氣入口導向排氣出口的橫通路，在所述橫通路內橫設了向與所述燃燒排氣的流向交叉的方向延伸的多個吸熱管，其中，在所述橫通路的所述排氣入口側，上下排列的所述吸熱管相互的多個間隙中最下位的間隙與最上位的間隙相比被設置得寬。
文檔編號F24H9/00GK101749863SQ20091022499
公開日2010年6月23日 申請日期2009年11月26日 優先權日2008年12月9日
發明者木村遇 申請人:林內株式會社