特開 2016-223646 熱交換器およびこれを備えた温水装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】特開2016-223646(P2016-223646A)

(43)【公開日】2016年12月28日

(54)【発明の名称】熱交換器およびこれを備えた温水装置

(51)【国際特許分類】

   F24H 9/00 20060101AFI20161205BHJP

   F24H 1/16 20060101ALI20161205BHJP

【ＦＩ】

   F24H9/00 B

   F24H1/16 B

【審査請求】未請求

【請求項の数】9

【出願形態】ＯＬ

【全頁数】14

(21)【出願番号】特願2015-107610(P2015-107610)

(22)【出願日】2015年5月27日

(71)【出願人】

【識別番号】000004709

【氏名又は名称】株式会社ノーリツ

(74)【代理人】

【識別番号】100120514

【弁理士】

【氏名又は名称】筒井 雅人

(72)【発明者】

【氏名】舘山 将也

(72)【発明者】

【氏名】井口 雅博

【テーマコード（参考）】

3L034

3L036

【Ｆターム（参考）】

3L034BA25

3L034BA26

3L034BB04

3L036AA13

(57)【要約】

【課題】排気口内においてドレン水が発生することを抑制し、排気口の外部にドレン水が飛散する不具合を簡易な構成によって適切に解消することが可能な熱交換器を提供する。
【解決手段】熱交換器ＨＥ２のケース３内に収容された補助部材Ａは、ケース３の前壁部３２の内面に対向接触または対向接近して起立し、かつ排気口３６に対向する開口部６０が設けられている起立板部６と、開口部６０の内周縁部がケース３の前方側に曲げられることにより形成され、かつ排気口３６を形成する筒状突出部３３とは非接触状態で排気口３６に進入しているバーリング部６１と、を備えている。
【選択図】 図２

【特許請求の範囲】

【請求項1】

内部に加熱用気体が供給されるケースと、
このケース内に収容され、かつ前記加熱用気体から熱回収を行なう伝熱管と、
を備えており、
前記ケースの起立状の前壁部には、前記ケースの前方に突出する筒状突出部が設けられ、かつこの筒状突出部の内側が、排気口とされている、熱交換器であって、
前記ケース内に収容された補助部材をさらに備えており、
この補助部材は、
前記ケースの前壁部の内面に対向接触または対向接近して起立し、かつ前記排気口に対向する開口部が設けられている起立板部と、
前記開口部の内周縁部が前記ケースの前方側に曲げられることにより形成され、かつ前記筒状突出部とは非接触状態で前記排気口に進入しているバーリング部と、
を備えていることを特徴とする、熱交換器。

【請求項2】

請求項１に記載の熱交換器であって、
前記筒状突出部は、前記ケースの前壁部に絞り加工を施すことにより前記前壁部に一体的に形成された略円筒状である、熱交換器。

【請求項3】

請求項１または２に記載の熱交換器であって、
前記バーリング部は、先端側に進むほど前記バーリング部と前記筒状突出部との隙間寸法が大きくなるように先細状に傾斜している、熱交換器。

【請求項4】

請求項１ないし３のいずれかに記載の熱交換器であって、
前記バーリング部は、前記排気口の基部側領域のみに進入し、それよりも先端側領域には進入していない構成とされている、熱交換器。

【請求項5】

請求項１ないし４のいずれかに記載の熱交換器であって、
前記バーリング部は、非筒状であり、前記排気口のうち、下部領域には進入せず、それよりも上側の領域に進入した構成とされている、熱交換器。

【請求項6】

請求項１ないし５のいずれかに記載の熱交換器であって、
前記補助部材は、前記起立板部の上部に繋がって設けられ、かつ前記ケースの上壁部との間に空間部が形成されるように前記上壁部の下向き面に対向する上板部を、さらに備えており、
前記上板部のうち、前記ケース内の前寄りの位置であって、前記ケースの横幅方向において前記排気口とオーバラップする位置には、加熱用気体を前記空間部に流入させるための孔部が設けられている、熱交換器。

【請求項7】

請求項６に記載の熱交換器であって、
前記孔部の横幅は、前記排気口の基端側開口径または横幅以上の寸法とされている、熱交換器。

【請求項8】

請求項１ないし７のいずれかに記載の熱交換器を備えていることを特徴とする、温水装置。

【請求項9】

請求項８に記載の温水装置であって、
部分燃焼が可能であり、かつ前記加熱用気体としての燃焼ガスを発生させるバーナと、
このバーナに燃焼用空気を供給するファンと、
を備えており、
前記伝熱管として、前記ケースの横幅方向に並ぶ第１および第２の伝熱管を備え、
前記ケース内は、仕切り部材によって前記第１および第２の伝熱管をそれぞれ収容する第１および第２の熱交換部に仕切られて、温水装置運転時には、前記第１および第２の熱交換部に、燃焼ガスまたは燃焼用空気が供給されるように構成されており、
前記排気口には、前記第１および第２の熱交換部のそれぞれを通過してきた燃焼ガスまたは燃焼用空気が合流して流入するように構成されている、温水装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、燃焼ガスなどの加熱用気体から伝熱管を利用して熱回収を行なうタイプの熱交換器、およびこれを備えた給湯装置などの温水装置に関する。

【背景技術】

【0002】

給湯装置に用いられる熱交換器の具体例として、特許文献１に記載のものがある。
同文献に記載された熱交換器は、燃焼ガスが内部に供給されるケース内に、伝熱管が収容されたものであり、ケースの前壁部には、筒状突出部が突設され、その内部が排気口とされている。

【0003】

前記したような熱交換器を用いて燃焼ガスから潜熱回収を行なうと、燃焼ガス中の水蒸気が凝縮し、強酸性のドレン水が発生する。ただし、このようなドレン水の発生は、燃焼ガスが露点以下の温度に冷却されることに起因するものであり、伝熱管による熱回収の他に、ケースの温度が低い部分に燃焼ガスが接触することによってもドレン水は発生する。具体的には、たとえば冬季などの外気温度が低いときであって、排気口を形成する筒状突出部が冷えている状態において、この筒状突出部に燃焼ガスが接触することにより、筒状突出部の内周面にドレン水が発生する場合がある。このような部位にドレン水が発生したのでは、ドレン水が排気口の外部に飛散し易くなり、排気口の外部周辺部が汚染される。したがって、このような現象を適切に防止することが望まれる。

【0004】

本件発明者らは、ケースの前壁部に絞り加工を施し、内側が排気口とされた略円筒状の筒状突出部を前壁部に一体的に形成することにより、前記筒状突出部に排気ダクトを嵌合接続した状態で排気を行なう場合と、排気ダクトを利用することなく前記排気口から外部に直接排気を行なう場合とのいずれにも対応できるようにすることを着想した。ただし、このような手段を採用すると、筒状突出部の長さを余り長くすることができず、ドレン水が排気口の外部に飛散し易くなる。また、筒状突出部を略円筒状にした場合には、前壁部の上下幅サイズの制約を受けることに起因してこの筒状突出部の直径をさほど大きくすることができず、排気口の開口面積が比較的小さくなってしまう場合がある。これでは、排気口を通過する際の燃焼ガスの流速が速くなり、ドレン水が排気口の外部に一層飛散し易くなる。

【0005】

なお、従来においては、排気口から外部へのドレン水の飛散を抑制するための手段として、たとえば特許文献２に記載の手段がある。同文献においては、ケースの前壁部に排気トップと称する筒状突出部を設け、かつこの筒状突出部の内側には、前上がり状の上下２枚の傾斜板を設けることにより、これら２枚の傾斜板の相互間領域を、実質的な排気口としている。このような構成によれば、筒状突出部に燃焼ガスが直接接触することが防止されるため、外気温度が低いことに起因して筒状突出部の内面にドレン水が発生することを抑制可能である。
ところが、前記した構成によれば、２枚の傾斜板の取り付け構造が煩雑であり、組み立て作業性もさほど良好ではないため、製造コストが高価となる。また、筒状突出部（排気トップ）のサイズと比較して、排気口の開口サイズ（２枚の傾斜板の相互間の開口サイズ）は、相当に小さくなり、排気抵抗が大きくなるなどの不具合も招く。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【特許文献1】特開２０１３−４７５７５号公報

【特許文献2】特開２００７−２３２２８９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

本発明は、前記したような事情のもとで考え出されたものであり、排気口内においてドレン水が発生することを抑制し、排気口の外部にドレン水が飛散する不具合を簡易な構成によって適切に解消することが可能な熱交換器、およびこれを備えた温水装置を提供することを、その課題としている。

【課題を解決するための手段】

【0008】

上記の課題を解決するため、本発明では、次の技術的手段を講じている。

【0009】

本発明の第１の側面により提供される熱交換器は、内部に加熱用気体が供給されるケースと、このケース内に収容され、かつ前記加熱用気体から熱回収を行なう伝熱管と、を備えており、前記ケースの起立状の前壁部には、前記ケースの前方に突出する筒状突出部が設けられ、かつこの筒状突出部の内側が、排気口とされている、熱交換器であって、前記ケース内に収容された補助部材をさらに備えており、この補助部材は、前記ケースの前壁部の内面に対向接触または対向接近して起立し、かつ前記排気口に対向する開口部が設けられている起立板部と、前記開口部の内周縁部が前記ケースの前方側に曲げられることにより形成され、かつ前記筒状突出部とは非接触状態で前記排気口に進入しているバーリング部と、を備えていることを特徴としている。

【0010】

このような構成によれば、次のような効果が得られる。
第１に、補助部材のバーリング部は、ケース内から排気口に流入する加熱用気体が、筒状突出部の内周面に向けて直接進行し難くなる作用をもたらせる。このため、冬季などにおいて、外気温度が低く、筒状突出部の温度が低い状態であっても、この部分に多くのドレン水が発生しないようにすることが可能である。その結果、ドレン水が排気口から外部に飛散する不具合を適切に防止または抑制することができる。バーリング部は、筒状突出部とは非接触であるため、筒状突出部が外気の影響を受けて温度が低い場合であっても、バーリング部についてはそれよりも高い温度にしておくことが可能であり、バーリング部の内面に多くのドレン水が発生する不具合はない。
第２に、バーリング部は、補助部材の起立板部に設けられた開口部の内周縁部を曲げることにより形成したものであり、その形成は容易である。また、ケースへの補助部材の取り付けは、起立板部を利用して容易に行なうことも可能である。したがって、組み立て作業性もよく、熱交換器の製造コストが大幅に上昇するといった不具合も好適に回避することが可能である。
第３に、バーリング部は、排気口の前後長さと同様な長さに形成する必要はなく、比較的短い寸法に形成した場合であっても、加熱用気体が筒状突出部の内周面に直接進行し難い状態とすることが可能である。また、バーリング部を排気口よりもかなり小径に形成するといった必要もない。したがって、バーリング部を設けることに起因して、排気口の実質的な開口面積が大きく狭められて排気抵抗が大きくなるといった不具合も好適に回避することができる。

【0011】

本発明において、好ましくは、前記筒状突出部は、前記ケースの前壁部に絞り加工を施すことにより前記前壁部に一体的に形成された略円筒状である。
ここで、「略円筒状」には、段付きの円筒状（異径の円筒部分どうしが段差をもって繋がった円筒状）や、外周面または内周面に多少のテーパが付されたものが含まれる。

【0012】

このような構成によれば、筒状突出部の突出長さ（排気口の長さ）を余り長くとれないこと、および排気口の開口面積をさほど大きく形成できず、加熱用気体が排気口を通過する際の流速が速くなるといったことに基づき、本来であれば、排気口から外部へドレン水
がより飛散し易くなる不具合を生じるが、本発明によれば、そのような不具合を好適に解消することが可能である。

【0013】

本発明において、好ましくは、前記バーリング部は、先端側に進むほど前記バーリング部と前記筒状突出部との隙間寸法が大きくなるように先細状に傾斜している。

【0014】

このような構成によれば、前記バーリング部によって、加熱用気体を筒状突出部の内周面から遠ざかる方向にガイドすることができる。したがって、多くの加熱用気体が筒状突出部の内周面に直接進行してドレン水が発生することを、より効率よく防止することが可能となる。

【0015】

本発明において、好ましくは、前記バーリング部は、前記排気口の基部側領域のみに進入し、それよりも先端側領域には進入していない構成とされている。

【0016】

このような構成によれば、バーリング部の小サイズ化、ひいては補助部材の小サイズ化を図ることができる。加えて、排気口内にバーリング部が大きく嵩張った状態で設けられないようにし、排気口の内部を不当に狭めないようにする上で、より好ましいものとなる。

【0017】

本発明において、好ましくは、前記バーリング部は、非筒状であり、前記排気口のうち、下部領域には進入せず、それよりも上側の領域に進入した構成とされている。

【0018】

このような構成によれば、バーリング部が排気口内において大きく嵩張ることが、やはり抑制され、排気口の実質的な開口面積を不当に狭めないようにする上でより好ましいものとなる。なお、前記構成によれば、加熱用気体が排気口の下部領域に進行することをバーリング部によって抑制することが難しく、筒状突出部の内周面の下部にドレン水が発生する虞があるが、このような部位に存在するドレン水は、筒状突出部の内周面の上部で発生してからその下方に滴下するようなドレン水と比較すると、排気口の外部に飛散し難い。したがって、バーリング部を非筒状にしたことに起因して大きな不具合が発生することはない。

【0019】

本発明において、好ましくは、前記補助部材は、前記起立板部の上部に繋がって設けられ、かつ前記ケースの上壁部との間に空間部が形成されるように前記上壁部の下向き面に対向する上板部を、さらに備えており、前記上板部のうち、前記ケース内の前寄りの位置であって、前記ケースの横幅方向において前記排気口とオーバラップする位置には、加熱用気体を前記空間部に流入させるための孔部が設けられている。

【0020】

このような構成によれば、ケース内の上部を通過する加熱用気体の一部が、排気口に到達する略直前の段階で、補助部材の上板部とケースの上壁部との間に形成された空間部に流入するため、ケースの上壁部においてドレン水を積極的に発生させることが可能となる。したがって、その後に排気口に到達する加熱用気体は、その分だけ排気口内においてドレン水を発生させ難いものとなる。その結果、排気口内におけるドレン水の発生を、より効果的に抑制することが可能となる。
なお、ケースの上壁部のドレン水の発生箇所の下方には、上板部が存在するため、このドレン水がそのまま排気口側に不用意に流れていくようなことは適切に防止することが可能である。

【0021】

本発明において、好ましくは、前記孔部の横幅は、前記排気口の基端側開口径または横幅以上の寸法とされている。

【0022】

このような構成によれば、前記孔部から上板部とケースの上壁部との間の空間部に進入する加熱用気体の量を十分に多くし、ケースの上壁部の位置においてドレン水を積極的に発生させることによって、排気口内におけるドレン水の発生量が少なくなる効果をより顕著にすることができる。

【0023】

本発明の第２の側面により提供される温水装置は、本発明の第１の側面により提供される熱交換器を備えていることを特徴としている。

【0024】

このような構成によれば、本発明の第１の側面により提供される熱交換器について述べたのと同様な効果が得られる。

【0025】

本発明において、好ましくは、部分燃焼が可能であり、かつ前記加熱用気体としての燃焼ガスを発生させるバーナと、このバーナに燃焼用空気を供給するファンと、を備えており、前記伝熱管として、前記ケースの横幅方向に並ぶ第１および第２の伝熱管を備え、前記ケース内は、仕切り部材によって前記第１および第２の伝熱管をそれぞれ収容する第１および第２の熱交換部に仕切られて、温水装置運転時には、前記第１および第２の熱交換部に、燃焼ガスまたは燃焼用空気が供給されるように構成されており、前記排気口には、前記第１および第２の熱交換部のそれぞれを通過してきた燃焼ガスまたは燃焼用空気が合流して流入するように構成されている。

【0026】

このような構成によれば、実施形態の説明の欄において詳述するように、たとえば第１の熱交換部には、比較的低温の燃焼用空気が供給され、かつ第２の熱交換部には燃焼ガスが供給されたような場合には、燃焼用空気と燃焼ガスとが合流することにより、燃焼ガスの温度が大きく低下し、多くのドレン水が発生し易い条件となる。このような条件下においては、本来ならば、排気口の外部にドレン水が飛散する現象が顕著となるが、本発明によれば、そのようなことを好適に防止または抑制することが可能である。

【0027】

本発明のその他の特徴および利点は、添付図面を参照して以下に行なう発明の実施の形態の説明から、より明らかになるであろう。

【図面の簡単な説明】

【0028】

【図1】本発明に係る熱交換器（２次熱交換器）を備えた温水装置の一例を示す概略正面断面図である。

【図2】図１の要部側面断面図である。

【図3】図１に示された２次熱交換器の平面断面図である。

【図4】図３に示す構造において補助部材が取り付けられていない状態の平面断面図である。

【図5】図１に示された２次熱交換器の斜視図である。

【図6】（ａ）は、図２〜図４に示された補助部材の正面斜視図であり、（ｂ）は、その背面斜視図であり、（ｃ）は、正面図であり、（ｄ）は、（ａ）のVId−VId断面図である。

【図7】（ａ），（ｂ）は、本発明の他の例を示す斜視図である。

【発明を実施するための形態】

【0029】

以下、本発明の好ましい実施の形態について、図面を参照して具体的に説明する。
なお、図面における矢印Ｆｒは、後述する２次熱交換器ＨＥ２の前方を示しており、以降の説明における前後の向き、および位置関係は、これに則したものとする。

【0030】

図１に示す温水装置ＷＨは、給湯装置として構成されており、バーナ５、１次熱交換器ＨＥ１、および２次熱交換器ＨＥ２を備えている。図１では示されていないが、図６に示
すような補助部材Ａが、２次熱交換器ＨＥ２に組み込まれている。温水装置ＷＨは、一般給湯と、暖房用給湯または風呂給湯との２系統の給湯動作を独立して行なうことが可能であり、１次熱交換器ＨＥ１および２次熱交換器ＨＥ２は、ともに１缶２水路方式である。
２次熱交換器ＨＥ２は、本発明に係る熱交換器の一例に相当する。１次熱交換器ＨＥ１は、本発明に係る熱交換器には相当しない。

【0031】

バーナ５は、たとえばガスバーナであり、ファン５１からバーナケース５０内に上向きに送られてくる燃焼用空気を利用して燃料ガスを燃焼させる。ただし、このバーナ５は、いわゆる部分燃焼が可能であり、その燃焼領域は、個別に燃焼駆動制御が可能な第１および第２の燃焼領域ａ１，ａ２に区分されている。

【0032】

１次熱交換器ＨＥ１は、バーナ５から上向きに進行してくる燃焼ガスから顕熱を回収するためのものであり、バーナケース５０上に載設された缶体１６内に、複数のフィン１０ａ，１０ｂに貫通接合された２つの伝熱管１Ａ，１Ｂが収容された構成である。これら２つの伝熱管１Ａ，１Ｂの相互間、およびその下方には、仕切部材５２，５３が設けられており、バーナ５の第１および第２の燃焼領域ａ１，ａ２によってそれぞれ発生された燃焼ガスは伝熱管１Ａ，１Ｂに個別に作用する。伝熱管１Ａ，１Ｂの入水口１１ａ，１１ｂには、２次熱交換器ＨＥ２の出湯用のヘッダ２３ａ，２３ｂから湯水供給がなされ、かつこの湯水は伝熱管１Ａ，１Ｂを通過する過程で燃焼ガスにより加熱され、出湯するように構成されている。

【0033】

２次熱交換器ＨＥ２は、１次熱交換器ＨＥ１を通過してきた燃焼ガスから潜熱を回収するためのものであり、１次熱交換器ＨＥ１上に補助缶体１７を介して載設されている。この２次熱交換器ＨＥ２は、ケース３内に、複数の第１および第２の伝熱管２Ａ，２Ｂが収容され、かつそれらの間に仕切部材４０が配されていることにより、ケース３内が第１および第２の熱交換部２１Ａ，２１Ｂに区画された構成である。第１および第２の伝熱管２Ａ，２Ｂ、ならびにケース３は、潜熱回収に伴って発生する強酸性のドレン水に対する耐食性を有すべくその材質はたとえばステンレスである。

【0034】

図３に示すように、複数の第１の伝熱管２Ａは、サイズが相違する平面視略矩形状または長円状の螺旋状管体として形成されて重ね巻き状に配列されており、それらの上下両端部は、ケース３の側壁部３１ｃから外部に引き出されて出湯用および入水用のヘッダ２３ａ，２４ａと連結されている。複数の第２の伝熱管２Ｂも、その基本的な形態は第１の伝熱管２Ａと同様であり、重ね巻き状に配列された螺旋状管体として形成され、かつその上下両端部は、出湯用および入水用のヘッダ２３ｂ，２４ｂと連結されている。ただし、本実施形態では、ヘッダ２３ｂ，２４ｂに、非螺旋状の補助伝熱管２０も接続されている。この補助伝熱管２０は、ヘッダ２３ｂ，２４ｂに接続された伝熱管全体の流路抵抗を小さくするとともに、伝熱面積の増大による熱交換効率向上に役立つ。第１および第２の伝熱管２Ａ，２Ｂ（補助伝熱管２０も含む）への湯水供給は、入水用のヘッダ２４ａ，２４ｂからなされ、第１および第２の伝熱管２Ａ，２Ｂを通過して加熱された湯水は、出湯用のヘッダ２３ａ，２３ｂに到達し、かつその後は既述したように１次熱交換器ＨＥ１の伝熱管１Ａ，１Ｂに送り込まれる。

【0035】

ケース３は、全体の概略形状が直方体状とされており、その後壁部３１ｂおよび前壁部３２には、燃焼ガス用の給気口３４ａ，３４ｂ、および排気口３６が設けられている。１次熱交換器ＨＥ１を上向きに通過した燃焼ガスは、補助缶体１７を介して給気口３４ａ，３４ｂに導かれる。図２において、給気口３４ａにガイドされる燃焼ガスは、１次熱交換器ＨＥ１の伝熱管１Ａによる顕熱回収を終えたものであり、２次熱交換器ＨＥ２の第１の熱交換部２１Ａに流入する。図示説明は省略するが、補助缶体１７内にも仕切部材が設けられており、１次熱交換器ＨＥ１の伝熱管１Ｂによる顕熱回収を終えた燃焼ガスは、給気
口３４ｂに導かれ、第２の熱交換部２１Ｂに流入する。

【0036】

図２に示すように、ケース３の底壁部３５の前部３５ａには、ケース３の横幅方向（図２の紙面と直交する方向）に延びる凹状部３７が形成されており、潜熱回収に伴って発生し、底壁部３５上に流れ落ちたドレン水は、この凹状部３７に流れ込むようになっている。底壁部３５のうち、第１および第２の伝熱管２Ａ，２Ｂの下方に位置する部分は、第１および第２の伝熱管２Ａ，２Ｂに接近した略水平部３５ｂとされているが、それよりも前側領域には、前下がり傾斜部３５ｃが設けられるなどして、凹状部３７の位置が最も低い高さとなっている。凹状部３７には、ドレン水用の排水口３８が設けられている。なお、これに代えて、ドレン水用の排水口を側壁部３１ｃ，３１ｄの少なくとも一方の下部に横向き開口状に設けた構成とすることもできる。凹状部３７に流れ込んだドレン水は、排水口３８からケース３の外部に排出される。

【0037】

排気口３６は、ケース３の前壁部３２に絞り加工を施し、前壁部３２に前方へ突出する筒状突出部３３を一体的に形成することによって設けられている。筒状突出部３３は、略円筒状であり、その内側が排気口３６である（図５も参照）。排気抵抗を小さくする上では、排気口３６の開口面積を比較的大きくすることが望まれる。このため、本実施形態では、排気口３６の開口径が前壁部３２の上下幅に近い寸法とされ、図２に示すように、排気口３６の開口縁下部３６ａと、底壁部３５の前部３５ａとの高低差Ｈ１は、小さくなっている。

【0038】

補助部材Ａは、排気口３６内においてドレン水が発生することを防止するためのものである。ただし、本実施形態においては、後述するように、底壁部３５の前部３５ａ上に存在するドレン水が排気口３６に進入することを防止する機能を併せもつように構成されている。この補助部材Ａは、たとえばステンレス製プレートにプレス加工を施すことにより形成されている。

【0039】

図６に示すように、補助部材Ａは、上下高さ方向に起立した起立板部６、この起立板部６の上縁部に繋がった上板部８、起立板部６に形成された開口部６０の内周縁に連設されたバーリング部６１、および起立板部６の下縁部に繋がったカバー板部７を有している。

【0040】

補助部材Ａの起立板部６は、ケース３の前壁部３２の内面に対向接触し、たとえばスポット溶接などの手段を用いて前壁部３２に接合されている。ただし、この起立板部６を前壁部３２から離間させた対向接近状態とすることもできる。起立板部６には、排気口３６に対向する開口部６０が設けられている。この開口部６０は、正面視において、円形の下部を一部切り欠いた形状である。

【0041】

補助部材Ａのバーリング部６１は、起立板部６の開口部６０の内周縁部が前方側へ屈曲または湾曲された部分であり、図２に示すように、筒状突出部３３との間に隙間６８が形成されるように、筒状突出部３３とは非接触の状態で排気口３６内に進入している。好ましくは、このバーリング部６１は、滑らかに湾曲した断面形状に形成されている。これは、排気騒音を低減する上で好ましい。バーリング部６１は、先細り状に傾斜しており、先端側に進むほど隙間６８の幅Ｌｃ（排気口３６の半径方向の幅）が大きくなるように形成されている。また、バーリング部６１は、前後方向の寸法が比較的短い部位として形成されており、排気口３６の基部側領域（図２の右側領域）のみに進入し、それよりも先端側の領域には進入していない。さらに、バーリング部６１は、非筒状であり、図２に示す排気口３６の下部領域３６ｂには進入しておらず（下部領域３６ｂに対応するバーリング部６１は設けられていない）、下部領域３６ｂよりも上側の領域に進入している。

【0042】

補助部材Ａの上板部８は、ケース３の上壁部３１ａとの間に空間部８９を形成するよう
に設けられている。この上板部８と上壁部３１ａも、スポット溶接などの手段により接合されている。上板部８のうち、ケース３内の前寄りの位置であって、ケース３の横幅方向において排気口３６とオーバラップする位置には、燃焼ガスを空間部８９に流入させるための孔部８０が設けられている。好ましくは、孔部８０の横幅Ｗｄは、排気口３６の基端側開口径以上の寸法とされている（本実施形態とは異なり、排気口３６が円形でない場合、横幅Ｗｄは、排気口３６の基端側開口の横幅以上の寸法である。この点は、後述する第１の孔部７２ａの横幅Ｗａについても同様）。孔部８０の位置は、より具体的には、仕切部材４０の前端よりも前方側であって、後述するように、第１および第２の熱交換部２１Ａ，２１Ｂをそれぞれ通過してきた燃焼ガス（バーナ５の非燃焼側では燃焼用空気）が合流する箇所の上方である。

【0043】

図６に示すように、上板部８には、追加の孔部８１が設けられているが、この孔部８１は、下向きの突起部８２を切り起こし加工するために設けられたものである。図２に示すように、突起部８２は、第１の伝熱管２Ａの位置決め固定を図るのに利用される。

【0044】

補助部材Ａのカバー板部７は、底壁部３５の前部３５ａの上方を覆うための部分であり、後縁部７ｂ寄り部分は、底壁部３５の略水平部３５ｂ上に重ねられて接合されている。カバー板部７の前縁部７ａは、ケース３の前壁部３２に接触または接近して固定されている。この固定は、起立板部６を前壁部３２に溶接することにより図られている。カバー板部７には、曲げ部７０が設けられ、このカバー板部７の略全域またはこれに近い広い領域は、側面断面視において逆への字状の凹状に屈曲した形態とされている。このことにより、カバー板部７の前縁部７ａ寄りの領域は、前上がり傾斜領域７１ａとされ、かつその後側には、曲げ部７０を介して前下がり傾斜領域７１ｂが繋がっている。

【0045】

カバー板部７には、このカバー板部７上を流れるドレン水を底壁部３５上に流れ落とすための複数の孔部７２が設けられている。これら複数の孔部７２は、いずれも曲げ部７０に位置するように設けられ、カバー板部７の横幅方向に間隔を隔てて並んでいる。各孔部７２は、前後幅よりも横幅の方が、寸法が大きい長孔状であって、前上がり傾斜領域７１ａと前下がり傾斜領域７１ｂとの双方に跨がって開口している。複数の孔部７２のうち、第１の孔部７２（７２ａ）は、ケース３の横幅方向において、排気口３６とオーバラップするように排気口３６の後方に位置する孔部である。図４に示すように、この第１の孔部７２ａの前後幅Ｌａおよび横幅Ｗａは、これ以外の第２の孔部７２（７２ｂ）の前後幅Ｌｂおよび横幅Ｗｂよりも大きくされている。好ましくは、第１の孔部７２ａの横幅Ｗａは、排気口３６の基端側開口径以上の寸法とされている。

【0046】

カバー板部７の前縁部７ａは、排気口３６の開口縁下部３６ａからそれよりも上方の位置に離間しており、これら前縁部７ａと開口縁下部３６ａとの間には、上下高さ方向の幅をもつ隙間７７が形成されている。この隙間７７は、カバー板部７の下方領域を排気口３６に連通させるために積極的に設けられた部分であり、孔部７２からカバー板部７の下方に進入した燃焼ガスは、隙間７７を通過して排気口３６に流入可能である。好ましくは、隙間７７の上下方向の幅は、第１および第２の伝熱管２Ａ，２Ｂの上下配列方向における管体隙間Ｌｅ（管体部どうしの隙間）以上の幅とされ（管体隙間Ｌｅにばらつきがある場合は、それらのうちの最小隙間であり、この点は次に述べるケース内底部隙間Ｌｆも同様である）、または第１および第２の伝熱管２Ａ，２Ｂの下部とケース３の底壁部３５との間に形成されたケース内底部隙間Ｌｆ以上の幅とされている。これは、隙間７７の上下方向の幅が、管体隙間Ｌｅおよびケース内底部隙間Ｌｆのうち、小さい方の隙間以上の幅であることを意味するが、これらＬｅ，Ｌｆのそれぞれ以上の幅としてもよいことは勿論である。このような構成は、燃焼ガスが隙間７７を円滑に流れるようにする作用をもたらせ、２次熱交換器ＨＥ２の排気抵抗が小さくなることを抑制する上で好ましい。

【0047】

次に、前記した温水装置ＷＨの作用について説明する。

【0048】

まず、図２に示すように、２次熱交換器ＨＥ２においては、ケース３内を前方に向けて進行した燃焼ガスは、排気口３６に流入する際に、補助部材Ａのバーリング部６１によってその進行方向に規制が加えられる。具体的には、燃焼ガスは、筒状突出部３３の内周面に向けて直接進行し難くなるように規制される。とくに、バーリング部６１は、先端側に進むほどバーリング部６１と筒状突出部３３との隙間６８の寸法Ｌｃが大きくなるように先細状に傾斜しているため、燃焼ガスが筒状突出部３３の内周面から遠ざかるように燃焼ガスを進行させて、燃焼ガスが筒状突出部３３の内周面に接触する度合いを少なくすることが可能である。

【0049】

たとえば、冬季において、外気温度が低く、筒状突出部３３の温度が低い状態にある場合において、筒状突出部３３に燃焼ガスが接触すると、この部分にドレン水が発生する虞がある。筒状突出部３３の内周面においてドレン水が発生したのでは、このドレン水は排気口３６の外部に飛散し易い。筒状突出部３３は、絞り加工によって形成されており、その突出寸法を余り長くできず、また排気口３６の開口面積をさほど大きくすることができないという制約を受けるため、本来的には、ドレン水が外部に飛散し易い。これに対し、本実施形態では、燃焼ガスが筒状突出部３３に接触する度合いを少なくし、排気口３６内においてドレン水を発生し難くし得る結果、排気口３６から外部へのドレン水の飛散を好適に防止することが可能である。

【0050】

バーリング部６１については、排気口３６よりもかなり小径に形成するといった必要はない。また、既述したように、バーリング部６１は、ケース３の前後方向において、排気口３６の基部側領域のみに進入されている。さらに、バーリング部６１は、非筒状であり、排気口３６の下部領域３６ｂには進入していない。したがって、バーリング部６１が、排気口３６の内部で不当に大きく嵩張るようなこともなく、排気口３６の実質的な開口面積が大きく狭められないようにすることも可能である。

【0051】

ケース３内の上部を進行する燃焼ガスの一部は、上板部８の孔部８０から空間部８９に流入するが、この上壁部３１ａの位置においてドレン水を積極的に発生させることが可能である。すなわち、バーナ５の第１の燃焼領域ａ１がオフとされ、第２の燃焼領域ａ２がオンとされていることにより、第１の熱交換部２１Ａには低温の燃焼用空気が供給され、かつ第２の熱交換部２１Ｂには高温の燃焼ガスが供給される場合がある。このような場合、排気口３６の後方において、燃焼用空気と燃焼ガスとが合流する結果、燃焼ガスの温度が下がるためドレン水を生じ易い混合気体となる。このような混合気体がそのまま排気口３６に流入すると、排気口３６内においてドレン水が発生し易くなるが、本実施形態では、前記した燃焼用空気と燃焼ガスとが混合する領域の上側に、孔部８０が設けられているため、上板部８よりも上側の上壁部３１ａにおいてドレン水を積極的に生じさせ、排気口３６内にはドレン水を生じ難い混合気体を流入させることができる。このようなことにより、ドレン水が排気口３６の外部に飛散することは、より適切に防止される。

【0052】

前記とは異なり、第１および第２の熱交換部２１Ａ，２１Ｂのそれぞれに燃焼ガスが供給される場合であっても、たとえば外気温度が低く、上壁部３１ａの温度が低い場合には、前記したのと同様に、上壁部３１ａにおいてドレン水を積極的に発生させ、排気口３６にはドレン水を生じ難い燃焼ガスを流入させることが可能である。
上壁部３１ａにおいて発生したドレン水については、たとえばこの上壁部３１ａや上板部８を伝わらせてケース３内の側部に導いてから底壁部３５上に導くことが可能であり、排気口３６内に進入しないようにすることが可能である。

【0053】

一方、伝熱管２Ａ，２Ｂを利用して燃焼ガスから潜熱回収を行なうことにより発生した
ドレン水は、ケース３の底壁部３５の前部３５ａ上に流れ込むが、この部分に燃焼ガスが直接当たることは、補助部材Ａのカバー板部７によって好適に阻止される。また、孔部７２からカバー板部７の下方に進入した燃焼ガスは、カバー板部７の前縁部７ａと排気口３６の開口縁下部３６ａとの隙間７７を通過して排気口３６内に円滑に流入する。隙間７７の幅をある程度以上の大きさ（たとえば、前記した管体隙間Ｌｅまたはケース内底部隙間Ｌｆ以上の幅）に形成しておけば、隙間７７を通過する際の燃焼ガスの流速を遅くすることが可能である。その結果、本実施形態では、排気口３６の開口縁下部３６ａと底壁部３５の前部３５ａとの高低差Ｈ１が小さいにも拘わらず、底壁部３５の前部３５ａ上に存在するドレン水が、燃焼ガスによって排気口３６側に巻き上げられないようにすることが可能である。

【0054】

カバー板部７上には、ドレン水が流れてくるが、このようなドレン水は、複数の孔部７２を介してカバー板部７の下方に流れ落とすことが可能である。したがって、カバー板部７上に存在するドレン水が、燃焼ガスによって排気口３６側に吹き飛ばされるといったことも防止される。ケース３の横幅方向において排気口３６とオーバラップした配置の第１の孔部７２（７２ａ）の開口面積は大きいため、カバー板部７上のうち、排気口３６の後方側（燃焼ガス流れ方向上流側）の領域には、多くのドレン水が存在しないようにし、カバー板部７上から排気口３６内にドレン水が吹き飛ばされることを、より適切に防止することが可能となる。

【0055】

カバー板部７は、逆への字状に屈曲され、かつ高さが最も低い曲げ部７０に複数の孔部７２が横幅方向に並んで設けられているため、これらの孔部７２にはドレン水が流れ込み易くなる。また、カバー板部７のうち、排気口３６に近い領域が、前上がり傾斜領域７１ａとされているため、ドレン水がこの傾斜領域７１ａを登って排気口３６内に進入するようなことも生じ難くなる。さらに、孔部７２は、前上がり傾斜領域７１ａと前下がり傾斜領域７１ｂとの双方に跨がって開口しているため、ドレン水が前下がり傾斜領域７１ｂを下向きに流れる過程において、ドレン水は孔部７２に迅速に流れ込むこととなる。ドレン水が前上がり傾斜領域７１ａに飛び移るような現象を生じた場合でも、このドレン水を孔部７２に迅速に流れ込ませることが可能となる。

【0056】

孔部７２は、前後幅よりも横幅の方が大きい長孔状であるため、孔部７２の開口面積をさほど大きくすることなく、カバー板部７上を流れるドレン水を孔部７２に流れ込み易くすることが可能である。孔部７２の開口面積を大きくするほど、孔部７２からカバー板部７の下方領域に多くの加熱用気体が流入するが、前記構成によれば、そのようなことも適切に抑制することが可能である。

【0057】

図７は、本発明の他の実施形態を示している。これらの図において、前記実施形態と同一または類似の要素には、前記実施形態と同一の符号を付すこととし、重複説明は省略する。

【0058】

図７（ａ）に示す補助部材Ａ１は、バーリング部６１が連設された起立板部６、および上板部８を有するものの、先に述べた補助部材Ａのカバー板部７に相当する部位については具備していない。本発明においては、このような構成とすることが可能であるが、さらに上板部８を具備しない構成とすることも可能である。

【0059】

図７（ｂ）に示す補助部材Ａ２は、起立板部６に円形状の開口部６０を形成し、かつこの開口部６０の内周縁の全周を曲げることによって筒状のバーリング部６１を設けている。本実施形態から理解されるように、本発明でいうバーリング部は、筒状および非筒状のいずれであってもよい。

【0060】

本発明は、上述した実施形態の内容に限定されない。本発明に係る熱交換器、および温水装置の各部の具体的な構成は、本発明の意図する範囲内において種々に設計変更自在である。

【0061】

本発明でいう熱交換器のケースの前壁部とは、ケースの壁部のうち、排気口が設けられた起立状の壁部を意味する。熱交換器の前後の向きは、温水装置の前後の向きとは必ずしも一致するものではなく、熱交換器の前壁部が温水装置の後方を向くように設定される場合もある。

【0062】

本発明は、ケースの前壁部に略円筒状の筒状突出部を絞り加工により形成し、その内部を排気口とした場合に最適であるが、排気口は必ずしもそのように構成されていなくてもよい。ケースとは別体の部材によって筒状突出部を形成してもよい。また、筒状突出部を、円筒状以外の形状としてもよい。

【0063】

熱交換器の伝熱管は、螺旋状管体タイプに限らず、直状管体、あるいは蛇行状管体などの他のタイプの伝熱管であってもよい。熱交換器のケースへの加熱用気体の供給は、給気口をケースの後壁部に設けることに代えて、たとえば給気口を底壁部の後部寄り領域、あるいは中間領域などに設けることによって行なわせることもできる。本発明でいう加熱用気体は、燃焼ガスに限らず、たとえばコージェネレーションシステムの燃料電池やガスエンジンなどの発電部から排出される高温の排ガスなどを用いることもできる。熱交換器は、１缶２水路方式のものに限定されず、１缶１水路方式（１つのケース内に１種類の伝熱管が収容）とすることもできる。本発明でいう温水装置とは、湯を生成する機能を備えた装置の意であり、一般給湯用、風呂給湯用、暖房用、あるいは融雪用などの各種の給湯装置、および給湯以外に用いられる湯を生成する装置を広く含む。

【符号の説明】

【0064】

ＷＨ 温水装置
Ａ，Ａ１，Ａ２ 補助部材
ＨＥ２ ２次熱交換器（熱交換器）
２Ａ，２Ｂ 第１および第２の伝熱管（伝熱管）
２１Ａ，２１Ｂ 第１および第２の熱交換部
３ ケース（熱交換器の）
３２ 前壁部（ケースの）
３３ 筒状突出部
３６ 排気口
３６ａ 開口縁下部（排気口の）
５ バーナ
５１ ファン
６ 起立板部
６０ 開口部
６１ バーリング部
６８ 隙間
８ 上板部
８０ 孔部
８９ 空間部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】