特表 2024-527411 凝縮熱交換器

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公表特許公報(A)

(11)【公表番号】

(43)【公表日】2024-07-24

(54)【発明の名称】凝縮熱交換器

(51)【国際特許分類】

   F24H 1/43 20220101AFI20240717BHJP

   F28D 7/02 20060101ALI20240717BHJP

   F24H 9/00 20220101ALI20240717BHJP

【ＦＩ】

F24H1/43

F28D7/02

F24H9/00 A

【審査請求】未請求

【予備審査請求】未請求

(21)【出願番号】P 2024502212

(86)(22)【出願日】2022-07-15

(85)【翻訳文提出日】2024-02-14

(86)【国際出願番号】 EP2022069917

(87)【国際公開番号】W WO2023285682

(87)【国際公開日】2023-01-19

(31)【優先権主張番号】2107687

(32)【優先日】2021-07-16

(33)【優先権主張国・地域又は機関】FR

(81)【指定国・地域】

(71)【出願人】

【識別番号】515004821

【氏名又は名称】セルメタ

(74)【代理人】

【識別番号】100120031

【弁理士】

【氏名又は名称】宮嶋 学

(74)【代理人】

【識別番号】100127465

【弁理士】

【氏名又は名称】堀田 幸裕

(74)【代理人】

【識別番号】100130719

【弁理士】

【氏名又は名称】村越 卓

(72)【発明者】

【氏名】ジョゼフ、ル、メール

【テーマコード（参考）】

3L036

3L103

【Ｆターム（参考）】

3L036AA04

3L036AA43

3L036AA46

3L103AA01

3L103BB05

3L103CC02

3L103CC24

3L103DD05

(57)【要約】

本発明は：－平面状の前面（７１）及び平面状の後面（７２）を有し且つケーシング（２）に収容されるらせん状巻線（７０）の形態の少なくとも１つのチューブ（７）、－前記ケーシング内で高温ガスを発生させるための手段（５）、－周辺フランジ（８２３）が設けられ、そのフランジが連続する２つのターン間の間隙に挿入されるように、らせん状巻線（７０）に配置される円板状デフレクター（８）を備え、燃焼チャンバー（２５）及び凝縮チャンバー（２６）がケーシング（２）に設けられる凝縮熱交換器（１０）に関する。この交換器は、前記フランジ（８２３）の前面（８２３１）が、燃焼チャンバー（２５）に位置する前記巻線（７０）の最後のターン（７０２）の後面（７２）に気密的に取り付けられている点、前記フランジ（８２３）の後面（８２３２）と凝縮チャンバー（２６）に位置する最初のターン（７０３）の前面（７１）との間に少なくとも１つの突出要素（８２３３）が配置され、ガスの循環のための間隙（７３’）がそれらの間に設けられるようになっている点、及び円板状デフレクターの外径（Ｄ１）は、らせん状巻線（７０）の内径（Ｄ２）よりも小さく、高温ガスの循環のための通路（２７）を提供するようになっている点で注目に値する。

【特許請求の範囲】

【請求項1】

凝縮熱交換器（１０）であって、
－ らせん状巻線（７０）を形成するようにらせん状に巻かれ且つその内側において水などの被加熱流体が循環する少なくとも１つのチューブ（７）であって、このチューブ（７）が、良好な熱伝導性の材料で作られ、且つ、互いに対向して前記らせん状巻線（７０）の軸（Ｘ－Ｘ’）に対して垂直又はほぼ垂直な平面状又は実質的に平面状の前面（７１）及び平面状又は実質的に平面状の後面（７２）を有し、この巻線が、隣り合うターン間に間隙（７３）を設けるように配置されている、少なくとも１つのチューブ（７）と、
－ 前記少なくとも１つのチューブ（７）が内側に取り付けられる気密ケーシング（２）であって、このケーシング（２）が、底部（２１）と、ドア（４）が取り付けられる正面部（２２）とを備え、このケーシング（２）が、燃焼済みガスを排出するためのスリーブ（２３）とともに設けられ、前記チューブ（７）の前記前面（７１）は前記ケーシング（２）の前記正面部（２２）に向けられ、前記チューブ（７）の前記後面（７２）は前記ケーシング（２）の前記底部（２１）に向けられる、気密ケーシング（２）と、
－ 前記ドア（４）に取り付けられ、ガスバーナー又はオイルバーナー（５０）などの、前記ケーシングの内側に高温ガスを供給するための及び／又は生成するための手段と（５）、
－ 前記チューブの前記らせん状巻線（７０）の内側に配置されている円板状デフレクター（８）であって、前記ケーシング（２）の内側に、一方では前記ドア（４）と前記デフレクター（８）との間に燃焼チャンバー（２５）を設け、他方では前記デフレクター（８）と前記ケーシングの前記底部（２１）との間に凝縮チャンバー（２６）を設けるようになっており、このデフレクター（８）は、周辺フランジ（８２３、８２３’）とともに設けられるシートメタルフレーム（８２’、８２）によって担持される熱的絶縁材料で作られるディスク（８１）を備え、このフランジは、前記巻線（７０）の連続する２つのターン間の間隙に介在しており、前記円板状デフレクター（８）の前記外径（Ｄ１）が、そのターンの内輪端部（７４）においてとらえられる前記らせん状巻線（７０）の内径（Ｄ２）よりも小さく、前記円板状デフレクター（８）のエッジと、前記凝縮チャンバー（２６）に位置する巻線の前記最初のターン（７０３）の内輪端部（７４）との間に、「高温ガス循環」通路（２７）と呼ばれる通路を設けるようになっている、円板状デフレクター（８）と、
を備え、
前記フランジ（８２３、８２３’）は、互いに反対側の前記ケーシング（２）の前記正面部（２２）に向けられる前面（８２３１）と、前記ケーシング（２）の前記底部（２１）に向けられる後面（８２３２）とを有し、前記前面（８２３１）が、前記燃焼チャンバー（２５）に位置する前記巻線（７０）の前記最後のターン（７０２）の前記後面（７２）に対して気密的に位置付けられ、少なくとも１つのスペーサー要素（８２３３、７７０、９１）が、前記フランジ（８２３、８２３’）の前記後面（８２３２）と、前記凝縮チャンバー（２６）に位置する前記巻線（７０）の前記最初のターン（７０３）の前記前面（７１）との間に配置され、それらの間に「ガス循環」間隙（７３’）と呼ばれる間隙を設けるようになっており、それによってこれらの高温ガスが放射状又はほぼ放射状に、前記ガス循環間隙（７３’）を外側から内側に通過し、そして前記ガス循環通路（２７）を前側から後側に、前記凝縮チャンバー（２６）の方向へ軸方向に通過することを特徴とする、
凝縮熱交換器（１０）。

【請求項2】

前記凝縮チャンバー（２６）に位置する前記巻線（７０）の前記最初のターン（７０３）の前記前面（７１）は、このターンの前記内輪端部（７４）から延びる環状ショルダー（７７）とともに設けられこと、及び、前記少なくとも１つのスペーサー要素（８２３３、７７０）は、前記環状ショルダー（７７）と前記フランジ（８２３、８２３’）の前記後面（８２３２）との間に延び、前記ガス循環間隙（７３’）を形成するようになっていることを特徴とする、請求項１に記載の熱交換器（１０）。

【請求項3】

前記燃焼チャンバー（２５）に位置する前記巻線の前記最後のターン（７０２）の前記後面（７２）は、このターンの前記内輪端部（７４）から延びる環状ショルダー（７８）とともに設けられること、及び、前記フランジ（８２３、８２３’）の前記前面（８２３１）はこの環状ショルダー（７８）に対して気密的に配置されることを特徴とする、請求項１又は２に記載の熱交換器（１０）。

【請求項4】

前記スペーサー要素は、前記フランジ（８２３、８２３’）の前記後面（８２３２）に形成されるスタンピングなどの突出要素（８２３３）を備え、この突出要素（８２３３）は、前記ガス循環間隙（７３’）を設けるように、前記凝縮チャンバー（２６）に位置する前記巻線の前記最初のターン（７０３）の前記前面（７１）に対して又はこの前面（７１）の前記環状ショルダー（７７）に対してもたれることを特徴とする、請求項１～３のいずれかに記載の熱交換器（１０）。

【請求項5】

前記スペーサー要素は、前記チューブ（７）の壁に形成されるボスなどの突出要素（７７０）を備え、この突出要素（７７０）は、前記凝縮チャンバー（２６）に位置する前記巻線（７０）の前記最初のターン（７０３）の前記前面（７１）から又はこの前面（７１）の前記環状ショルダー（７７）から突出すること、及び、この突出要素（７７０）は、前記ガス循環間隙（７３’）を設けるように、前記フランジ（８２３、８２３’）の前記後面（８２３２）に対してもたれていることを特徴とする、請求項１～３のいずれかに記載の熱交換器（１０）。

【請求項6】

前記スペーサー要素は、前記ガス循環間隙（７３’）を設けるように、前記凝縮チャンバー（２６）に位置する前記巻線（７０）の前記最初のターン（７０３）の前記前面（７１）と、前記フランジ（８２３、８２３’）の前記後面（８２３２）との間に介在する歯（９１）を有するくし状部（９）を備えることを特徴とする、請求項１～３のいずれかに記載の熱交換器（１０）。

【請求項7】

前記円板状デフレクター（８）の前記シートメタルフレーム（８２）は円形の底部（８２０）を有し、当該円形の底部（８２０）はこの底部に垂直な環状リム（８２１）によって縁取られて、熱的絶縁材料で作られる前記ディスク（８１）を受け入れるための円板状キャビティ（８２２）を設けるようになっていること、及び、前記周辺フランジ（８２３、８２３’）はこの環状リム（８２１）から外側に突出することを特徴とする、請求項１～６のいずれかに記載の熱交換器（１０）。

【請求項8】

熱的絶縁材料で作られる前記ディスク（８１）は、前記燃焼チャンバー（２５）の内側に前記円板状キャビティ（８２２）から突出する突出端部（８１０）を有すること、及び、この突出端部（８１０）の直径（Ｄ３）は、前記チューブの前記ターンの前記内輪端部（７４）でとらえられた前記チューブの前記らせん状巻線（７０）の内径（Ｄ２）に等しく、それによってこの突出端部（８１０）の前記側方エッジ（８１１）は、前記燃焼チャンバー（２５）に位置する前記チューブの前記最後のターン（７０２）の前記内輪端部（７４）と気密的に接触し、それによってそれらの二つの間の高温ガスの通過を防ぐことを特徴とする、請求項７に記載の熱交換器（１０）。

【請求項9】

それは前記らせん状巻線（７０）を形成する単一のチューブ（７）を備えること、及び、前記デフレクター（８）の前記シートメタルフレーム（８２）の前記周辺フランジ（８２３）はらせん状であることを特徴とする、請求項１～８のいずれかに記載の熱交換器（１０）。

【請求項10】

それは少なくとも２つの隣り合うらせん状巻線（７０）を形成するようにらせん状に巻かれる少なくとも２つのチューブ（７）を備え、一方は前記燃焼チャンバー（２５）に配置され、他方は前記凝縮チャンバー（２６）に配置され、前記２つの隣り合う巻線（７０）間に配置される前記デフレクターの前記シートメタルフレーム（８２）の前記周辺フランジ（８２３’）は、環状であり且つ前記２つの隣り合うらせん状巻線（７０）の軸（Ｘ－Ｘ’）に対して垂直であることを特徴とする、請求項１～８のいずれかに記載の熱交換器（１０）。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

発明は凝縮熱交換器の分野にある。

【0002】

本発明は、より具体的には、この交換器の凝縮チャンバーと燃焼チャンバーとの間に配置されるデフレクターの構造と、このデフレクターを固定するやり方とに関する。

【発明の概要】

【0003】

技術水準
添付の図１は、技術水準に基づく凝縮熱交換器の例示的な実施形態の断面図を表す。

【0004】

この図において、凝縮熱交換器１は、ケーシング２、らせん状に巻かれたチューブ３、ドア４、高温ガスを供給又は生成する手段５、及びデフレクター６を備えることが分かる。

【0005】

この熱交換器１は、長手方向軸Ｘ－Ｘ’に沿って延びる。図１において、それは、その通常の使用の位置で表されている。

【0006】

ケーシング２は、軸Ｘ－Ｘ’のチューブ状本体２０であって、その後端において底部２１で閉じられ且つその前端において正面部（ｆａｃａｄｅ）２２を有するチューブ状本体２０を備える。慣習的に、明細書の残りの部分及び特許請求の範囲において、「前面」という用語は、交換器の前部に向けられる面、すなわち正面部２２の方に向けられる面を指し、「後面」という用語は、交換器の後部に向けられる面、すなわち底部２１の方に向けられる面を指す。

【0007】

ケーシング２は、燃焼済みガスを排出するためのスリーブ２３を備える。さらに、ケーシング２の下部はわずかに傾斜しており、これらの凝縮物を排出するためのダクト２４０に接続された排出オリフィス２４を介し、重力によって凝縮水の排出を可能にするようになっている。

【0008】

正面部２２は、その周縁部においてリム２２０を有し、当該リム２２０は、チューブ状本体２０の前エッジにおいて、気密的に固定され、好ましくは溶接又は圧着されている。正面部２２は、ドア４によって塞がれることが可能な中央開口部２２１を備える。

【0009】

ドア４は、その中央部分において、例えばガスバーナー又はオイルバーナーなどのバーナー５０を支持し、当該バーナー５０は、高温ガス５を生み出すための手段の例示的な実施形態を構成する。このバーナー５０は、ケーシング２の外側で生成され且つその内側で推進される高温ガスを供給するための手段、例えばファンを用いる手段、によって、置き換えられうる。

【0010】

チューブ３は、長手方向軸Ｘ－Ｘ’のらせん状巻線３０を形成するように、それ自体にらせん状に巻かれている。それは、図では見えないが、入口部と出口部を形成する２つの端部を有する。

【0011】

それは、熱的に良好な伝導材料で作られ、特に金属で作られ、有利にはステンレス鋼で作られる。それは、水などの加熱される流体を受け入れることが意図される。

【0012】

チューブ３は、オーバル状（ｏｖａｌ）の直線セクション（このケースは図に表されていない）、又は、長手方向の２つの辺が平らにされ且つ長軸がらせん状巻線の軸Ｘ－Ｘ’に垂直である又はほぼ垂直である長方形の直線部を有する。従って、チューブ３は前面３１及び後面３２を有する。これらの面３１、３２は、断面に応じて平面又は実質的に平面である。

【0013】

チューブ３の隣り合う２つのターン間には、較正された値の間隙３３がある。この間隙３３は、例えば、チューブ３の２つの平面のうちの一方に、ここでは例えば前面３１に、形成されたボス３４を用いて、得られることができる。これらのボスは添付の図２においてより良く見える。

【0014】

デフレクター６は、軸Ｘ－Ｘ’に対して垂直に、チューブ３のらせん状巻線３０の内側に配置され、ケーシング２の内側に、一方では、ドア４とデフレクター６との間に延び且つバーナー５０を含む燃焼チャンバー２５を提供し、他方では、デフレクター６とケーシング２の底部２１との間に延びる凝縮チャンバー２６を提供するようになっている。

【0015】

慣習的に、燃焼チャンバー２５に位置するチューブ３のらせん状巻線の部分の最初のターンは、正面部２２に接触して位置するものであり、それは３５によって参照され、その一方でこの同じ部分の最後のターンは３６によって参照される。同様に、凝縮チャンバー２６に位置するチューブ３のらせん状巻線の部分の最後のターンは、底部２１と接触して位置するものであり、それは３８によって参照され、その一方でこの同じ部分の最初のターンは３７によって参照される。

【0016】

デフレクター６は、熱的に絶縁する材料で作られるディスク６１を有し、それは薄いシートメタルフレーム６２によって支持され、後者は半径方向の周辺フランジ６３が設けられる。

【0017】

デフレクター６はチューブ３の巻線３０の内側に取り付けられ、それによってそのフランジ６３が、燃焼チャンバー２５に位置するチューブ３の最後のターン３６と、凝縮チャンバー２６に位置するチューブ３の最初のターン３７との間に存在する間隙３３において、気密的に挿入され且つ位置づけられるようになっている。

【0018】

この熱交換器１の動作は以下の通りである。加熱される流体（水）は、高温ガスと対向流で循環する。それは、最後のターン３８に導入され、最初のターン３５を通ってらせん状巻線から出る。

【0019】

バーナー５０によって燃焼チャンバー２５の内側で生み出される高温ガスは、内側から外側に、間隙３３を通過することによってのみ、後者から出ることができる（矢印ｉ）。そうすることで、それはチューブ３の壁を加熱し、したがってそこにおいて循環する水を加熱する。高温ガスがケーシング２の本体２０に接触する場合、それは凝縮チャンバー２６に向けて方向付けられ（矢印ｊ）、その後、それは今度は外側から内側に、間隙３３を通過することによって、凝縮チャンバー２６の内側に戻る（矢印ｋ）。

【0020】

図１において分かるように、デフレクター６を取り付けるやり方を考慮すると、最後のターン３６とフランジ６３との間又は最初のターン３７とフランジ６３との間には、高温ガスの通路がない。

【0021】

したがって高温ガスと、最初のターン３７において及び最後のターン３６において循環する水との間の熱交換は良好ではなく、したがって交換器１の全体的な効率は低くなる。

【0022】

さらに、２つのターン３６及び３７間の通路のこの閉塞は、ケーシング２において循環する高温ガスの圧力損失を発生させる。
発明の開示
したがって、発明の１つの目的は、前述の欠点を解決することであり、特に、凝縮チャンバー側のチューブの最初のターンにおいて及び燃焼チャンバー側の最後のターンにおいて循環する水と高温ガスとの間の熱交換を改善すること、及び、ターン間の通路の数を増やすことである。

【0023】

発明の他の目的は、チューブのターン間の間隙において循環する高温ガスの圧力損失を低減することである。

【0024】

この目的のために、発明は、以下を備える凝縮熱交換器に関する：
－ らせん状巻線を形成するようにらせん状に巻かれ且つその内側において水などの被加熱流体が循環する少なくとも１つのチューブであって、このチューブが、良好な熱伝導性の材料で作られ、且つ、互いに対向して前記らせん状巻線の軸に対して垂直又はほぼ垂直な平面状又は実質的に平面状の前面及び後面を有し、この巻線が、隣り合うターン間に間隙を設けるように配置されている、少なくとも１つのチューブ、
－ 前記少なくとも１つのチューブが内側に取り付けられる気密ケーシングであって、このケーシングが、底部と、ドアが取り付けられる正面部とを備え、このケーシングが、燃焼済みガスを排出するためのスリーブとともに設けられ、チューブの前面がケーシングの正面部に向けられており、チューブの後面がケーシングの底部に向けられている、気密ケーシング、
－ 前記ドアに取り付けられるガスバーナー又はオイルバーナーなどの、前記ケーシング内に高温ガスを供給するため及び／又は生成するための手段、
－ チューブのらせん状巻線の内側に配置されている円板状デフレクターであって、ケーシング内に、一方ではドアと前記デフレクターとの間に燃焼チャンバーを提供し、他方では前記デフレクターとケーシングの底部との間に凝縮チャンバーを提供するようになっており、このデフレクターが、周辺フランジとともに設けられるシートメタルフレームによって担持された熱的に絶縁された材料で作られるディスクを備え、このフランジが、前記巻線の連続する２つのターン間の間隙に配置されており、円板状デフレクターの外径が、そのターンの内輪端部（ｉｎｔｒａｄｏｓ ｅｎｄｓ）においてとらえられたらせん状巻線の内径よりも小さく、前記円板状デフレクターのエッジと、凝縮チャンバーに位置する巻線の最初のターンの内輪端部との間に、「高温ガス循環」通路と呼ばれる通路を設けるようになっている、円板状デフレクター。

【0025】

発明によれば、前記フランジは、互いに反対側のケーシングの正面部に向けられた前面と、ケーシングの底部に向けられた後面とを有し、前記前面が、燃焼チャンバーに位置する巻線の最後のターンの後面に対して気密なやり方で配置されており、少なくとも１つのスペーサー要素が、前記フランジの後面と、凝縮チャンバーに位置する前記巻線の最初のターンの前面との間に配置されて、それらの間に「ガス循環」間隙と呼ばれる間隙を設けるようになっており、それによってこれらの高温ガスが半径方向又はほぼ半径方向に、前記ガス循環間隙を外側から内側に通過し、その後、前記ガス循環通路を前側から後側に、凝縮チャンバーの方向へ軸方向に通過する。

【0026】

発明の特徴のおかげで、高温ガスは燃焼チャンバー側の最後のターンと、凝縮チャンバー側のチューブの最初のターンとの間で循環することができる。それにより熱交換が改善される。したがって、図１及び図３に表される例示的な実施形態において、凝縮チャンバーに４つのターンがあり、技術水準（図１参照）ではこれら４つのターン間に高温ガスのための通路が３つのみある一方で、発明の解決策（図３参照）によれば４つの通路があり、すなわち高温ガスの通路の３３％の増大がある。

【0027】

さらに、前記ガス循環間隙及び前記高温ガス循環通路を作りだすことは、循環ガスの圧力損失を低減することを可能にする。従って、空気／ガスミクスチャー（ｍｉｘｔｕｒｅ）をバーナー５０内に送り込むことを可能にするファン（図には表されていない）又は高温ガス供給手段５のファンは、技術水準のものほど強力である必要はなく、その電気消費量はより低い。

【0028】

発明の有利で非限定的な他の特徴によれば、以下が単独で又は組み合わされて取り込まれる：
－ 凝縮チャンバーに位置する巻線の最初のターンの前面は、このターンの内輪端部から延びる環状ショルダーとともに設けられ、前記少なくとも１つのスペーサー要素は、前記環状ショルダーとフランジの前記後面との間に延び、前記循環間隙を形成するようになっている；
－ 燃焼チャンバーに位置する巻線の最後のターンの後面は、このターンの内輪端部から延びる環状ショルダーとともに設けられ、フランジの前面はこの環状ショルダーに対して気密なやり方で配置される；
－ 前記スペーサー要素は、フランジの後面に形成されたスタンピングなどの突出要素によって構成され、この突出要素は、前記ガス循環間隙を提供するように、凝縮チャンバーに位置する巻線の最初のターンの前面に対して又はこの前面の環状ショルダーに対してもたれる；
－ 前記スペーサー要素は、チューブの壁に形成されたボスなどの突出要素によって構成され、この突出要素は、凝縮チャンバーに位置する巻線の最初のターンの前面から又はこの前面の環状ショルダーから突出し、この突出要素は、前記ガス循環間隙を提供するように、フランジの前記後面に対してもたれている。

【0029】

－ 前記スペーサー要素は、前記ガス循環間隙を提供するように、凝縮チャンバーに位置する巻線の最初のターンの前面と、前記フランジの後面との間に介在する歯を有するくし状部によって構成される；
－ 円板状デフレクターの前記シートメタルフレームは円形の底部を有し、当該円形の底部はこの底部に垂直な環状リムによって縁取られて、熱的に絶縁された材料で作られるディスクを受け入れるための円板状キャビティを提供するようになっており、周辺フランジはこの環状リムから外側に突出している；
－ 熱的に絶縁された材料で作られたディスクは、燃焼チャンバーの内側に円板状キャビティから突出する突出端部を有し、この突出端部の直径は、チューブのターンの内輪端部でとらえられたチューブのらせん状巻線の内径に等しく、それによってこの突出端部の側方エッジは、燃焼チャンバーに位置するチューブの最後のターンの内輪端部と気密的に接触し、したがってそれらの二つの間の高温ガスの通過を防止する；
－ 交換器は、らせん状巻線を形成する単一のチューブを備え、デフレクターのシートメタルフレームの周辺フランジはらせん状になっている；
－ 交換器は、少なくとも２つの隣り合うらせん状巻線を形成するようにらせん状に巻かれた少なくとも２つのチューブを備え、一方は燃焼チャンバーに配置され、他方は凝縮チャンバーに配置され、前記２つの隣り合う巻線間に配置されたデフレクターのシートメタルフレームの周辺フランジは、環状であり、２つの隣り合うらせん状巻線の軸に対して垂直である。

【図面の簡単な説明】

【0030】

発明の他の特徴、目的及び利点は以下の説明から明らかになり、当該以下の説明は、単なる例示であって限定的なものではなく、添付図面との関連で読まれるべきであり、当該添付図面において：

【図1】図１は、技術水準による凝縮熱交換器の例示的な実施形態の縦断面図である。

【図2】図２は、図１の熱交換器チューブの一部の斜視図である。

【図3】図３は、発明による凝縮熱交換器の第１実施形態の縦断面図である。

【図4】図４は、発明による熱交換器の凝縮チャンバーに位置する交換器のチューブの一部の斜視図である。

【図5】図５は、発明による熱交換器に位置することが意図されるデフレクターの第１実施形態の斜視図である。

【図6】図６は、発明による熱交換器に位置することが意図されるデフレクターの第２実施形態の斜視図である。

【図7】図７は、図３の凝縮熱交換器の下部の詳細図であり、デフレクターの一部を示し、チューブの最後の２つのターンが燃焼チャンバーに位置しており、チューブの最初の２つのターンが凝縮チャンバーに位置している。

【図8】図８は、図７と同様であるが、発明による凝縮熱交換器の第２実施形態を表す詳細図である。

【図9】図９は、図７と同様であるが、発明による凝縮熱交換器の第３実施形態を表す詳細図である。

【図10】図１０は、図７と同様であるが、発明による凝縮熱交換器の第４実施形態を表す詳細図である。

【図11】図１１は、図７と同様であるが、発明による凝縮熱交換器の第５実施形態を表す詳細図である。

【図12】図１２はスペーサー要素の斜視図である。

【発明を実施するための形態】

【0031】

発明の詳細な説明
次に、１０によって参照される発明による熱交換器が、図３を参照してより詳細に説明される。図１及び図２に関連して先に説明された、技術水準の交換器１と共通する要素には、同じ数値参照を付し、再度詳細に説明されることはない。

【0032】

熱交換器１０は、デフレクター近傍におけるチューブの構造によって且つこのデフレクターの構造によって、先のものとは異なる。この交換器１０において、チューブは参照７を有し、デフレクターは参照８を有する。

【0033】

図３に表されるように、熱交換器１０は、らせん状巻線７０を形成するように、軸Ｘ－Ｘ’を中心にらせん状に巻かれた単一のチューブ７を備えることができる。それは、図では見えない入口部及び出口部を形成する２つの端部を有する。それは、熱的に良好な伝導性の材料で作られ、特に金属で、有利にはステンレス鋼で、作られる。加熱されることになる流体はそこで循環する。

【0034】

チューブ７は、（例えばオーバル（ｏｖａｌ）形状の、又は、平坦化された２つの長手方向の辺を有するオーバル形状の又は長方形の直線セクションの）直線状断面、好ましくは細長形状（ｏｂｌｏｎｇ）断面を有し、それによって２つの対向する側方面を有するようになっており、当該２つの対向する側方面は、したがってそれぞれ平面状又は実質的に平面状の前面７１及び後面７２であり、これらの面は巻線７０の軸Ｘ－Ｘ’に対して垂直又はほぼ垂直である。

【0035】

チューブ７の異なるターンは、較正された幅Ｌの間隙７３によって互いに離間している。

【0036】

らせん状巻線７０の各ターンの内輪端部（つまり、巻線の内側に位置する端部）は、７４で参照され、円の直線的な弧の形状を有する。７５によって参照される反対の外輪端部に関しても、同じことが言える。

【0037】

間隙７３は、スペーサー要素を用いて較正される。

【0038】

有利には、間隙７３は、チューブ７の平坦面のうちの一つ（例えばここでは前面７１）に形成されたボス７６（又は波形部）を用いて、このチューブ７の壁で、較正されることができる。これらのボス７６は、軸Ｘ－Ｘ’に対して実質的に放射状に配置されている。それらはチューブ３のボス３４と同じである。各ボス７６は、隣り合うターンの面（ボスが設けられていない）にもたれる。これらのボスは明確に決められた高さを有し、間隙７３の幅を正確に較正することを可能にする。

【0039】

間隙７３は、また、図１０及び図１１に表されるものなどのくし状部９とともに、形成されることもできる。そのようなくし状部は、中央バー９０及び複数の垂直タブ９１（くし状部の歯）を有する。このくし状部９は、巻線７０の連続する２つのターン間に各歯９１が挿入されるように、巻線７０に対して配置されている。好ましくは、巻線７０の両側に配置された少なくとも２つのくし状部９が使用される。

【0040】

燃焼チャンバー２５に位置するらせん状巻線７０の部分の最初のターン及び最後のターンは、それぞれ数値参照７０１及び７０２を有し、凝縮チャンバー２６に位置する巻線７０の部分の最初のターン及び最後のターンは、それぞれ数値参照７０３及び７０４を有する（図３参照）。

【0041】

デフレクター８は、薄いシートメタルフレーム８２によって支持される熱的に絶縁された材料で作られるディスク８１を備える。図５及び図６においてより良く分かるように、フレーム８２は、底部に垂直な環状リム８２１によって縁取られた円形の底部８２０を有する。底部８２０及びリム８２１はともに、ディスク８１を受け入れて保持するように寸法決めされる円板状キャビティ８２２を画成する。

【0042】

熱交換器１０が単一のらせん状に巻かれたチューブ７を備える場合において、フレーム８２は、図５に表されるような形状であり、リム環状体８２１から実質的に半径方向外側に延びるフランジ８２３を有し、このフランジ８２３はらせん状である。したがってこのフランジ８２３は、同じチューブの連続する２つのらせん状のターン間に挿入されることができる。

【0043】

交換器１０は複数のチューブ７を備えることもでき、当該複数のチューブ７は、各々が軸Ｘ－Ｘ’を中心にらせん状に巻かれ、それらの軸が同軸となるように並んで配置される。従って、例えば、凝縮チャンバー２６に配置され且つその内側に加熱されることになる第１流体が循環する第１チューブ巻線を有すること、及び、燃焼チャンバー２５において第２チューブ巻線を有することが可能であり、当該燃焼チャンバー２５の内側で同じ第１流体が、場合によっては加熱されることになる第２流体が、循環する。

【0044】

熱交換器１０が、並んで配置された少なくとも２本のらせん状に巻かれたチューブ７を備える場合、デフレクターのフレームは先のものとは若干異なる。それは参照８２’を有し、図６に示されている。それはフランジ８２３’を有し、当該フランジ８２３’は、環状であり、且つ、環状リム８２１から半径方向外側に延びる。そして、このリム８２１は一定の高さを持つ。フランジ８２３’は軸Ｘ－Ｘ’に対して垂直である。

【0045】

次に、デフレクター８をチューブ７に配置することを可能にする一方で、このデフレクターと、凝縮チャンバー２６に位置するチューブ７の最初のターンとの間に、気体の通過のためのスペースを設ける発明のさまざまな実施形態について説明する。

【0046】

これらの様々な実施形態は、簡略化の目的のために、図５に表されるように、熱交換器１０が単一の巻線７０を備え且つデフレクター８がフレーム８２を備える場合についてのみ説明されている。しかしながら、これら全ての実施形態は、ひいては図６に表されているようなフレーム８２’を備えるデフレクター８の両側において、一方が燃焼チャンバー２５に取り付けられ且つ他方が凝縮チャンバー２６に取り付けられた少なくとも２つの異なる巻線とともに実施されることも可能である。

【0047】

次に、デフレクター８のフランジの及びチューブ７の第１実施形態について、図３～図５及び図７を参照してより詳細に説明される。

【0048】

最初のターン７０３の前面７１は、環状ショルダー７７を有する。このショルダーは、それが最初のターン７０３の周囲に延びる点で環状である（図４参照）。

【0049】

この環状ショルダー７７は、内輪端部７４から、好ましくは前記最初のターン７０３の高さＨの３分の１～２分の１において、延びる。したがって、ショルダー７７のレベルでとらえられる最初のターン７０３の前面７１と最後のターン７０２の後面７２との間の幅Ｌ１は、間隙７３の幅Ｌよりも大きい。

【0050】

このショルダー７７の存在により、最初のターン７０３の前面７１に設けられたボスは、ショルダー７７のないターンの外側に向かってわずかにオフセットされ、参照７６’が付されている。切断面の関係で、これらのボス７６’は図７において見えないが、図３及び図４において見える。ボス７６’は、最後のターン７０２の後面７２に対してもたれている。

【0051】

チューブ７は、有利にはハイドロフォーミング（ｈｙｄｒｏｆｏｒｍｉｎｇ）によって得られ、それはショルダー７７とボス７６、７６’を正確に位置決めすることを可能にする。

【0052】

フレーム８２のフランジ８２３は、正面部２２側に向けられた前面８２３１と、反対の後面８２３２とを有する。後面８２３２は、例えばピン状の、好ましくは複数のピン状の、少なくとも１つの突出要素８２３３を有する。これらのピンは、有利には、前面８２３１のスタンピング（ｓｔａｍｐｉｎｇ）によって得られる。それらは、フランジ８２３の外周全体にわたって、好ましくは均一に、分布し、スペーサーの役割を果たす。

【0053】

デフレクター８は、フランジ８２３が最後のターン７０２の後面７２と最初のターン７０３のショルダー７７との間に挿入されるように、且つ、１又は複数の突出要素８２３３がこのショルダー７７にもたれるように、巻線７０の内側に取り付けられ、したがってショルダー７７と最後のターン７０２の後面７２との間に、「ガス循環」間隙と呼ばれる間隙７３’を提供する。さらに、フランジ８２３の挿入は、その前面８２３１が最後のターン７０２の平面状の後面７２に対して気密的に位置決め（押圧）されるように、行われる。こうしてフランジ８２３は、連続する２つのターン７０２とターン７０３との間に挟み込まれる。高温ガスは、この間隙７３’において巻線７０の外側から内側に向かって放射状に循環する（図３の矢印ｍ参照）。

【0054】

さらに、デフレクター８の外径Ｄ１、より具体的には、ここではリム８２１の外面のレベルでとらえられるフレーム８２の円板状キャビティ８２２の外径は、リム８２１と最初のターン７０３の内輪端部との間に「ガス循環通路」２７と呼ばれる軸方向環状通路を提供するように、ターンの内輪端部７４で測定されたらせん状巻線７０の内径Ｄ２よりも小さい。高温ガスは、この通路２７において前方から後方へと軸方向に循環する（図３の矢印ｎ参照）。

【0055】

このガス循環通路２７は、ガス循環間隙７３’を凝縮チャンバー２６と連通させる。従って、技術水準における場合とは逆に、高温のガスは最後のターン７０２と最初のターン７０３との間を循環することができ、それによって、チューブ７内を循環する被加熱流体（例えば水）との熱交換が増加する。

【0056】

有利には、熱的に絶縁された材料で作られるディスク８１は、環状リム８２１よりも厚く、それによってそれが燃焼チャンバー２５の方向に突出する突出端部８１０を有する（図３参照）。有利には、この突出端部８１０は、らせん状巻線７０の内径Ｄ２と等しい直径Ｄ３を有し、それによって、この端部８１０の側方エッジ８１１は、最後のターン７０２の内輪端部７４と接触し、その結果、この位置での高温ガスの通過が防止される。

【0057】

さらに、フランジ８２３に面して配置されたショルダー７７が、最後のターン７０２で一定の圧延空間を、フランジ８２３のシートメタルの厚さによって減少されることなく、得ることを可能にすることに留意される。

【0058】

次に、デフレクター８のフランジとチューブ７の第２実施形態について、図８を参照してより詳細に説明する。

【0059】

この実施形態は、フランジ８２３がいかなる突出要素も有していない点、及び、最初のターン７０３が他方で環状ショルダー７７に形成された少なくとも１つの突出要素７７０（スペーサー）、好ましくは複数のもの、を有する点で、第１のものと異なる。これらの突出要素７７０は、好ましくはショルダー７７上に放射状に均等に配置される。上記のように、フランジ８２３の前面８２３１は、最後のターン７０２の平面状の後面７２に対して気密的に位置決め（押圧）される。さらに、突出要素７７０（好ましくはボスである突出要素７７０）は、フランジ８２３の後面８２３２に当接し、それは、ガス循環間隙７３’を設けることを可能にする。

【0060】

次に、デフレクター８のフランジ８２３及びチューブ７の第３実施形態について、図９を参照して説明する。それは、単に、燃焼チャンバー側の最後のターン７０２の後面７２が環状のショルダー７８を有する点で、図７に関連して説明した第１実施形態とは異なる。好ましくは、この環状ショルダー７８は、内輪端部７４から、最後のターン７０２の高さＨの３分の１～２分の１において延びる。フランジ８２３の前面８２３１は、この環状ショルダー７８に対して気密的に配置され、突出要素８２３３の高さは、ショルダー７７に接触するように適宜適合される。

【0061】

次に、図１０を参照して、デフレクター８のフランジ及びチューブ７の第４実施形態について説明する。

【0062】

それは、図９の第３実施形態とは、フランジ８２３が突出要素８２３３を含まない点で、最初のターン７０３がショルダー７７を含まないが他方で突出要素７７０を含む点で、異なる。

【0063】

循環空間７３’が設けられている限り、ショルダー７７及び／又はショルダー７８と、様々なスペーサー要素８２３３及び／又は７７０とを設けることによって、異なる実施形態を組み合わせることができることを理解するのは容易である。

【0064】

最後に、第５実施形態について、図１１及び図１２を参照して説明する。前述のくし状部９は、ガス循環間隙７３’を形成するためにも使用される。この場合、その歯９１のうちの１つが、凝縮チャンバー側２６において、フランジ８２３の後面８２３２と最初のターン７０３の前面７１との間に介在（挟持）され、その一方で、フランジ８２３は、最後のターン７０２の後面７２に対して気密的に置かれている。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【国際調査報告】