管体用隔离件、其制造方法及换热器.pdf

本发明提供管体用隔离件、其制造方法及换热器。管体用隔离件(S)包括多个通过弯曲线材(2)形成的突起部(20)、及至少1个连接部(21)。上述突起部(20)为用于插入到所期望的管体相互之间的部分，具有在Y方向上隔开间隔地沿X方向延伸的一对延伸部(201)、和将这一对延伸部(201)的前端部相互连接起来的弯曲部(202)。连接部(21)将多个突起部(20)的基端部相互连接起来，使得突起部(20)串联连接，且在Z方向上隔开间隔地排列。采用这样的构成，可降低管体用隔离件(S)的制造成本，并可以稳定且适当地支承所期望的管体。

权利要求书
1.  一种管体用隔离件，该管体用隔离件是通过弯曲线材而形成的，其中，
该管体用隔离件包括多个突起部和至少1个连接部，上述突起部由上述线材的多个部分形成、且用于插入到所期望的管体相互之间，上述连接部由上述线材的剩余部分形成；
存在互相交叉的X、Y、Z方向；
上述多个突起部具有在Y方向上隔开间隔地沿X方向延伸的一对延伸部、和将该一对延伸部的前端部相互连接起来的弯曲部；
上述连接部将上述多个突起部的基端部相互连接起来，使得上述多个突起部串联连接，且在Z方向上隔开间隔地排列。

2.  根据权利要求1所述的管体用隔离件，其中，
上述多个突起部在X、Y方向上互相重叠，且沿Z方向排成一列。

3.  根据权利要求1或2所述的管体用隔离件，其中，
上述线材为金属制，且其截面为圆形。

4.  根据权利要求1～3中任一项所述的管体用隔离件，其中，
上述弯曲部为大致圆弧形，上述各突起部为大致U字形。

5.  根据权利要求1～4中任一项所述的管体用隔离件，其中，
上述连接部为大致半圆弧形，该连接部的两端部与上述多个突起部的延伸部中的、在Z方向上相邻的2个延伸部的基端部连接。

6.  根据权利要求1～5中任一项所述的管体用隔离件，其中，
上述多个突起部中的、位于Z方向上两端的2个突起部，在其延伸部的基端部具有大致L字形的弯曲部。

7.  一种管体用隔离件的制造方法，其包括以下两个步骤：
通过弯曲线材而形成蜿蜒曲折状构件，该蜿蜒曲折状构件使沿规定的横向宽度方向延伸的多个延伸部在纵向上隔开间隔地排列，且交错地设置将这些多个延伸部的端部相互连接起来的多个连接部；
以上述蜿蜒曲折状构件的横向宽度方向上的中心线为中心使该蜿蜒曲折状构件折弯，从而使上述蜿蜒曲折状构件中的上述中心线的一侧、与同该侧相反的一侧互相相对地靠近。

8.  一种换热器，该换热器包括多个导热管、和使用线材形成且用于在上述多个导热管相互之间形成规定间隙的隔离件，其中，
上述隔离件包括多个突起部和至少1个连接部，上述突起部由上述线材的多个部分形成、且用于插入到所期望的管体相互之间，上述连接部由上述线材的剩余部分形成；
存在互相交叉的X、Y、Z方向；
上述多个突起部具有在Y方向上隔开间隔地沿X方向延伸的一对延伸部、和将该一对延伸部的前端部相互连接起来的弯曲部；
上述连接部将上述多个突起部的基端部相互连接起来，使得上述多个突起部串联连接，且在Z方向上隔开间隔地排列。

说明书管体用隔离件、其制造方法及换热器
技术领域
本发明涉及一种用作以所期望的间距排列换热器的导热管及其他管体的用途的管体用隔离件、其制造方法及具有该管体用隔离件的换热器。
背景技术
管体用隔离件的一个例子如图14所示(日本实用新型授权第25400343号公报)。同图所示的管体用隔离件9A是将线材弯曲成蜿蜒曲折状而形成的，具有隔开多个间隙90地排列的多个直线部91。在各间隙90中贯穿有多个导热管94。采用这样的构成，能以规定的间距排列多个导热管94。由于管体用隔离件9A是由线材弯曲而成，因此其制造成本低廉。
但是，在上述以往技术中，存在如下所述的问题。
管体用隔离件9A不过是由线材形成为蜿蜒曲折状。因此，在安装导热管94时，需要自间隙90的长度方向将导热管94插入到该间隙90中(需要沿与图14的纸面交叉的方向插入导热管94)。因此，该作业较为麻烦。倘若可以自多个导热管94的侧方插入管体用隔离件9A，则虽容易进行该作业，但这对于管体用隔离件9A来说较为困难。另外，管体用隔离件9A与1根导热管94只是在一处进行点接触。因此，支承导热管94的稳定性也有所欠缺。
图15表示以往管体用隔离件的另一例子(国际公开WO2005/108875号公报)。同图所示的管体用隔离件9B具有在基板92的单面设有多个突起片93的构造。采用这样的构造，可以通过将多个突起片93插入到多个管体(省略图示)相互之间，从而在这些多个管体相互间形成与突起片93的厚度相同尺寸的间隙。由于突起片93为板状，因此该突起片93与上述管体的接触面积较大，对管体的支承也较为稳定。
但是，由于该管体用隔离件9B是使用板材形成的，因此其材料费用高于线材的材料费用，且其加工作业不容易。因此，管体用隔离件9B的制造成本较高。另外，在使用多个导热管的换热器中，往往通过使燃烧废气通过多个导热管相互之间而从该燃烧废气回收热。在这样的换热器中使用管体用隔离件9B时，由于基板92、突起片93的宽度较大，因此许多燃烧废气会碰撞到这些部分上，易于搅乱该燃烧废气的流动。从提高上述换热器的换热效率方面考虑，这种现象并不理想。
发明内容
本发明的目的在于消除或抑制上述问题。
由本发明的第一技术方案提供的管体用隔离件是通过弯曲线材而形成的，包括多个突起部和至少1个连接部；上述突起部由上述线材的多个部分形成，且用于插入到所期望的管体相互之间；上述连接部由上述线材的剩余部分形成。存在互相交叉的X、Y、Z方向，上述多个突起部具有在Y方向上隔开间隔而沿X方向延伸的一对延伸部、和将这一对延伸部的前端部相互连接起来的弯曲部。上述连接部将上述多个突起部的基端部相互连接起来，使得上述多个突起部串联连接，且在Z方向上隔开间隔地排列。
本发明所称的“X、Y、Z方向”是互相交叉的相对关系，但对于它们的具体方向并没有限定。“沿X方向延伸”是指一对延伸部的基本形态为沿X方向延伸，是在一对延伸部各自以直线状延伸的情况基础之上，也包含例如各延伸部有些许弯曲、或者在各延伸部上形成局部弯曲或弯折的部分这样的情况的概念。
优选为，上述多个突起部在X、Y方向上互相重叠，且沿Z方向排成一列。
优选为，上述线材为金属制，且其截面为圆形。
优选为，上述弯曲部为大致圆弧形，上述各突起部为大致U字形。
优选为，上述连接部为大致半圆弧形，该连接部的两端部与上述多个突起部的延伸部中的在Z方向上相邻的2个延伸部的基端部连接。
优选为，上述多个突起部中的位于Z方向上两端的2个突起部在其延伸部的基端部具有大致L字形的弯曲部。
由本发明的第2技术方案提供的管体用隔离件的制造方法，用于制造由本发明的第1技术方案提供的管体用隔离件，其包括以下两个步骤：通过弯曲线材而形成蜿蜒曲折状构件，该蜿蜒曲折状构件使沿规定的横向宽度方向延伸的多个延伸部在纵向上隔开间隔地排列，且交错地设置将这些多个延伸部的端部相互连接起来的多个连接部；以上述蜿蜒曲折状构件的横向宽度方向上的中心线为中心使其折弯，从而使上述蜿蜒曲折状构件中的上述中心线的单侧、与同该侧相反的一侧互相相对地靠近。
由本发明的第3技术方案提供的换热器包括多个导热管、和使用线材形成且在上述多个导热管相互之间形成规定间隙的隔离件，上述隔离件包括多个突起部和至少1个连接部；上述突起部由上述线材的多个部分形成，且用于插入到所期望的管体相互之间；上述连接部由上述线材的剩余部分形成。存在互相交叉的X、Y、Z方向，上述多个突起部具有在Y方向上隔开间隔地沿X方向延伸的一对延伸部、和将这一对延伸部的前端部相互连接起来的弯曲部。上述连接部将上述多个突起部的基端部相互连接起来，使得上述多个突起部串联连接，且在Z方向上隔开间隔地排列。
以下，通过参照附图说明发明的实施方式，会更加清楚本发明的其他特征及优点。
附图说明
图1是表示应用本发明的管体用隔离件一个例子的立体图。
图2A是图1所示的管体用隔离件的俯视图，图2B是其主视图，图2C是其右视图。
图3是表示图1及图2所示的管体用隔离件一个使用例子的剖视图。
图4是图3的主要部分左侧视剖视图。
图5A及5B是表示图1及图2所示的管体用隔离件制造方法的一个例子的立体图。
图6是表示应用本发明的换热器及具有该换热器的热水装置的一个例子的概略主视剖视图。
图7是图6所示的热水装置的主要部分主视图。
图8是图6所示的热水装置的主要部分纵剖视图。
图9是图6～8所示的热水装置的2次换热器的俯视剖视图。
图10是图9所示的2次换热器的主视剖视图。
图11是图9的箭头XI-XI主要部分剖视图。
图12是图9所示的2次换热器所采用的支承体的分解立体图。
图13是图9所示的2次换热器的分解剖视图。
图14是表示以往技术的一个例子的说明图。
图15是表示以往技术的另一例子的立体图。
具体实施方式
下面，参照附图详细说明本发明的优选实施方式。
图1及图2A-2C表示应用本发明的管体用隔离件的一实施方式。在这些图中，X、Y、Z方向为互相正交的方向。X、Y方向均为水平方向，Z方向为铅直方向。
如图1所示，管体用隔离件S是通过对例如直径为数毫米程度的截面为圆形的金属制线材2实施弯曲加工而形成的，其具有在Z方向上隔开间隔地排列的多个突起部20、和将这些突起部20连接起来的多个连接部21。
如后述那样，各突起部20是用于插入到所期望的管体相互之间的部分。如图2A所示，各突起部20为大致U字形，具有延伸部201和弯曲部202；上述延伸部201成一对，其在Y方向上隔开间隔地沿X方向延伸；上述弯曲部202将上述一对延伸部201的前端部相互连接起来。多个突起部20各自的形状及尺寸大致相同。
各连接部21为将在Z方向上相邻的2个突起部20的延伸部201的基端部相互连接起来的半圆弧形。如图2C所示，多个连接部21在Y、Z方向上为交错状。由此，多个突起部20各自的一部分在X、Y方向上未较大突出而互相重叠，多个突起部20沿Z方向排成一列。
在位于上端及下端的2个突起部20(20a、20b)中的、未形成有连接部21的延伸部201基端部，设有大致L字形的弯曲部22a、22b。如后述那样，这些弯曲部22a、22b用于管体用隔离件S的定位固定。
接着，说明管体用隔离件S的制造方法的一个例子。
如图5A所示，首先，通过对线材2实施弯曲加工将其制成蜿蜒曲折状构件S’。该蜿蜒曲折状构件S’具有这样的构造：使沿横向宽度方向(X’方向)延伸的多个延伸部201’在纵向(Z’方向)上隔开规定间隔地排列，且使将这些多个延伸部201’的端部相互连接起来的多个连接部21’为交错状。弯曲部22a、22b可以预先在加工该蜿蜒曲折状构件S’的阶段形成。如图5B所示，在制成蜿蜒曲折状构件S’之后，以蜿蜒曲折状构件S’的横向宽度方向中心线CL为中心使该蜿蜒曲折状构件S’折弯。通过进行该折弯，使蜿蜒曲折状构件S’的右半部分与左半部分相对地靠近。由此，可以制造管体用隔离件S。蜿蜒曲折状构件S’中央的弯曲部202’成为管体用隔离件S的弯曲部202。
采用这样的制造方法，可以通过较少的工序数、且较为容易的作业适当地制造管体用隔离件S。
接着，说明管体用隔离件S的作用。
如图3所示，在沿X、Z方向排列多个管体80的状态下，将管体用隔离件S的各突起部20自这些多个管体80的一侧插入到这些管体80相互之间。这样，多个管体80在Z方向上产生与线材2的直径相同的间隙、并被支承。因此，在欲将管体80间的Z方向上的间隙设定为所期望的尺寸时，使用直径为该尺寸的线材2即可，从而可以容易且准确地设定管体80相互间的间隙尺寸。另外，如上所述，在设置管体用隔离件S时，只要将各突起部20自管体80的一侧插入到它们相互间即可，该作业也较为容易。并且，由于各连接部21为与管体80的外周面相对应的半圆弧形，因此可以使各连接部21的内周面紧贴在管体80的外周面上。由此，各连接部21不会向管体80的侧方突出较大。
如图4所示，对于该管体用隔离件S，一对延伸部201在Y方向上隔开间隔地配置在管体80相互之间，1个突起部20与各管体80以2点接触。因此，尽管使用1根线材2构成管体用隔离件S，仍可以稳定地支承管体80。另外，由于管体用隔离件S由线材2形成，因此也不会以较大的面积堵塞形成于管体80之间的间隙。因此，例如在使燃烧废气通过管体80之间的间隙而由该管体80进行热回收这样的情况下，也可以适当地避免管体用隔离件S较强地妨碍上述燃烧废气的流动。由于多个突起部20在Z方向上排成一列，因此也可以减小整个管体用隔离件S的宽度，而不会增大管体用隔离件S的安装空间。
图6～图13是表示使用管体用隔离件S的换热器、具有该换热器的热水装置、及与其相关的构成的一个例子。
如图6所示，本实施方式的热水装置WH具有燃烧器3、1次换热器1、及2次换热器HE。2次换热器HE相当于应用本发明的换热器的一个例子，在该2次换热器HE中组装有多个管体用隔离件S。
燃烧器3例如为气体燃烧器，其配置于由送风扇31供给燃烧用空气的外壳30内。该燃烧器3使自外部通过气体配管32供给的气体燃料燃烧。1次换热器1用于从由燃烧器3产生的燃烧废气中回收显热，其构造为在外壳10内配置有具有多个散热片12的导热管11。
2次换热器H E用于从被1次换热器1回收了显热的燃烧废气中回收潜热，其配置于1次换热器1的上方，且可通过辅助外壳19与外壳30连接。该2次换热器H E具有外壳7和多个导热管T，多个导热管T具有多个收容于外壳7内的螺旋状管体5。如图8所示，在外壳7的后壁部70a及前壁部70b上设有燃烧废气用的供气口71及排气口72，通过了1次换热器1的燃烧废气通过辅助外壳19内，从供气口71进入到外壳7内，而通过多个螺旋状管体5相互间的各间隙59。如后述那样，各间隙59利用多个管体用隔离件S形成，可在燃烧废气通过各间隙59时进行热回收。被进行了热回收的燃烧废气自排气口72排出到外壳7的外部。排气口72例如为图7所示的大致矩形，供气口71也与其相同。在由螺旋状管体5从燃烧废气中回收潜热时，在其表面上产生冷凝水，并滴下到外壳7的底壁部70d上。底壁部70d以前低后高状倾斜，在其前部设有冷凝水用排出口73。自螺旋状管体5滴下到底壁部70b上的冷凝水流入到排出口73中，排出到外壳7的外部。
如图9及图10所示，多个螺旋状管体5具有这样的构造：串联连接的、大致椭圆形的、多个环部50，间隔多个间隙5 9地在上下高度方向上重叠。多个螺旋状管体5各自的环部50的尺寸不同，它们配置为大致同心的叠绕状。连接设置于多个螺旋状管体5的下端及上端的延设管体部51、52，贯穿外壳7的一侧壁70e而引出到其外部，且与入水用及出热水用集管头(header)55A、55B连结。如图6清楚所示，在该热水装置WH中，在向集管头55A的入水口550中注入水时，该水在各导热管T的螺旋状管体5内流通而被加热，之后自集管头55B的出热水口551经由连接配管18流入到导热管11内，而被再加热。之后，该被加热了的热水自出热水口14流出，并通过适当的配管(省略图示)供给到所期望的供热水目的地。
作为将多个导热管T固定安装于外壳7内的部件，除多个管体用隔离件S之外，可使用多组支承体6。如图9所示，例如，以支承多个螺旋状管体5中的、并列有多个沿外壳7的宽度方向延伸的直线状管体部50a的区域的4个位置的方式设置这些管体用隔离件S、支承体6。各螺旋状管体5具有这样的构造：直线状管体部50a为大致水平，与之相反，连接于其端部的半圆弧形曲状管体部以非水平状倾斜。管体用隔离件S相对于多个螺旋状管体5的安装构造与参照图3及图4说明的构造相同，突起部20插入到多个直线状管体部50a相互之间。由此，形成了上述多个燃烧废气通过用的多个间隙59。
如图12所示，各支承体6例如为不锈钢制，其具有互相独立地形成的主体部60和辅助部61。主体部60呈一对立起片60b自基部60a的宽度方向两端向上立起的形态。辅助部61具有自大致水平状的带状部61a的长度方向两端部向下突出的一对突出片61b。在各立起片60b的上部及各突起片61b的下端前端部设有孔部60c及凸部61c，通过使它们卡合，可以将基部60a和辅助部61组合成大致矩形的框状。
如图8及图11所示，基部60a固定于外壳7的底壁部70 d的上表面。该固定的方法例如使用焊接。通过将多个直线状管体部50a配置于基部60a的一对立起片60b之间，可防止多个直线状管体部50a在外壳7的前后方向(图8的左右方向)上错位。由于外壳7的底壁部70d如上述那样地为前低后高状，因此，基部60a具有如下这样的大致水平的一对承受板部60d(参照图11、图12)，该承受板部60d与底壁部70d为前低后高状相对应地形成为越靠前部其厚度尺寸越大的形状。位于最下端的直线状管体部50a通过载置于该承受板部60d上而以大致水平的姿势被支承。支承体6的辅助部61组装于基部60a的上部，而防止多个直线状管体部50a向上方浮起。
如图13所示，例如，为了制作2次换热器HE，在外壳7的上表面部开放着的状态下，首先，在该外壳7的底壁部70d上固定安装支承体6的主体部60。其次，将预先安装有管体用隔离件S的多个螺旋状管体5收容于外壳7内。此时，将直线状管体部50a配置于主体部60的一对立起片60b之间。之后，将辅助部61卡合组装于一对立起片60b上，从而可以由整个支承体6包围多个直线状管体部50a的周围。然后封闭外壳7的上表面开口部。
如图11所示，例如，设定管体用隔离件S，使连接部2 1配置于立起片60b两侧。这样，在管体用隔离件S受到了向同图的左右方向移动的力时，连接部21与立起片60b抵接，可防止管体用隔离件S在上述方向上的错位。管体用隔离件S的上下2个弯曲部22a、22b配置于立起片60b的内侧，并与该立起片60b的内表面相面对。采用这样的构成，在管体用隔离件S欲朝与向直线状管体部50a中插入的方向相反的方向后退时，弯曲部22a、22b抵接于立起片60b，从而阻止管体用隔离件S后退。因此，也可以适当地防止管体用隔离件S自螺旋状管体5脱落。
在外壳7的底壁部70d下表面中的、支承体6的主体部60的正下方或正下方附近，安装有电热式加热器H。在该热水装置WH设置于寒冷地区而导致供热水运转停止的情况下，该加热器H在外气温度下降至规定温度而在导热管T内产生冻结的隐患时进行驱动。该加热器H的热量经由外壳7的底壁部70d的一部分及支承体6传导至多个导热管T。
在2次换热器H E中，由于管体用隔离件S与支承体6组合使用，因此可以在多个导热管T的环部50之间适当地形成所期望尺寸的间隙59，并将多个环部50适当地定位于外壳7内的所期望部位。此外，在驱动加热器H时，该热量经由支承体6传导至多个导热管T。因此，不在外壳7内配置加热器H，还可以适当谋求防止导热管T的冻结。由于管体用隔离件S与支承体6相接触，并且也与多个导热管T中的各导热管相接触，因此该管体用隔离件S也起到向多个导热管T传导来自加热器H的热量的作用。
本发明并不限定于上述实施方式。
本发明所述的线材不限定其具体的长度、粗细。本发明所述的线材也包括直径较大的棒状构件或与其相近的构件。线材的截面形状优选为圆形，但并不限定于此，可以为矩形或其他的形状。并且，线材也可以为内部中空的管状。对于突起部，也可以替代大致U字形而形成为例如大致V字形。一对延伸部为平行、非平行均可。突起部前端的弯曲部也可以不是半圆弧形。一对延伸部的基本形态为沿X方向延伸的形态即可，  已经说明了不必一定是直线状。突起部的数量为多个即可，其具体数量没有限定。管体用隔离件的连接部也可以为半圆弧形之外的形状。本发明的管体用隔离件除了可以用于排列不具有螺旋状管体的直管状导热管的情况之外，也可以用于排列有导热管之外的管体的用途。本发明所述的X、Y、Z方向并不限定为水平方向、铅直方向。
本发明的换热器并不限定于潜热回收用的换热器，例如也可以为显热回收用的换热器。构成换热器的导热管并不限定为在内部流通热水，还可以为其在与燃烧废气之外的热介质之间进行换热。