特開 2020-41747 熱交換器

(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2020-41747(P2020-41747A)

(43)【公開日】2020年3月19日

(54)【発明の名称】熱交換器

(51)【国際特許分類】

   F28D 9/00 20060101AFI20200225BHJP

   F28F 3/08 20060101ALI20200225BHJP

   F28F 9/00 20060101ALI20200225BHJP

【ＦＩ】

   F28D9/00

   F28F3/08 301A

   F28F9/00 321

【審査請求】未請求

【請求項の数】8

【出願形態】ＯＬ

【全頁数】12

(21)【出願番号】特願2018-169593(P2018-169593)

(22)【出願日】2018年9月11日

(71)【出願人】

【識別番号】000221834

【氏名又は名称】東邦瓦斯株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110000648

【氏名又は名称】特許業務法人あいち国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】清水 敏春

【テーマコード（参考）】

3L065

3L103

【Ｆターム（参考）】

3L065AA12

3L065BA13

3L065BA15

3L103AA05

3L103AA31

3L103CC22

3L103CC27

3L103DD12

(57)【要約】

【課題】配管を小さく集約することができるとともに、熱交換エレメントの清掃、交換等のメンテナンスを容易にすることができる熱交換器を提供する。
【解決手段】熱交換器１は、熱交換エレメント２及び一対の平行流ダクト３Ａ，３Ｂを備える。熱交換エレメント２においては、燃焼用空気Ａが流れる直線状の第１熱交換流路２１Ａと、排ガスＧが流れる直線状の第２熱交換流路２１Ｂとが直交する状態で形成されている。一対の平行流ダクト３Ａ，３Ｂは、熱交換エレメント２の両側に着脱可能に接続されている。熱交換エレメント２は、第１熱交換流路２１Ａが開口する一対の第１端面２０１と、第２熱交換流路２１Ｂが開口する一対の第２端面２０２とを有する。一対の第１端面２０１及び一対の第２端面２０２は、一対の平行流ダクト３Ａ，３Ｂの接続方向Ｌに対して傾斜する状態に配置されている。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

第１流体が流れる直線状の第１熱交換流路と、前記第１流体よりも高温の第２流体が流れる直線状の第２熱交換流路とが、流路壁を介して直交する状態で形成された熱交換エレメントと、
前記熱交換エレメントの両側に着脱可能に接続され、前記第１流体が流れる第１流路と前記第２流体が流れる第２流路とが互いに隣接して平行に設けられた一対の平行流ダクトと、を備え、
前記熱交換エレメントは、前記第１熱交換流路が直交する状態で開口する一対の第１端面と、一対の前記第１端面に直交し、前記第２熱交換流路が直交する状態で開口する一対の第２端面とが形成された直方体形状を有し、
前記第１端面及び前記第２端面が一対の前記平行流ダクトの接続方向に対して傾斜して配置されていることにより、前記第１流路と前記第１熱交換流路とが接続されるとともに、前記第２流路と前記第２熱交換流路とが接続されている、熱交換器。

【請求項2】

前記第１流路と前記第２流路とは、前記平行流ダクトを仕切る仕切壁を介して、前記第１流体と前記第２流体との伝熱が可能な状態で形成されている、請求項１に記載の熱交換器。

【請求項3】

前記熱交換エレメントは、前記第１熱交換流路が形成された、正方形の板形状の第１エレメント部と、前記第２熱交換流路が形成された、正方形の板形状の第２エレメント部と、が交互に複数積層された積層構造を有し、
複数積層された前記第１エレメント部及び前記第２エレメント部における前記第１端面及び前記第２端面は、一対の前記平行流ダクトの接続方向に対して４５°傾斜している、請求項２に記載の熱交換器。

【請求項4】

一方の前記平行流ダクトは、前記第１流体を前記第１エレメント部に流入させるための前記第１流路としての第１入口流路と、前記第２流体を前記第２エレメント部から流出させるための前記第２流路としての第２出口流路と、を有し、
他方の前記平行流ダクトは、前記第１流体を前記第１エレメント部から流出させるための前記第１流路としての第１出口流路と、前記第２流体を前記第２エレメント部に流入させるための前記第２流路としての第２入口流路と、を有する、請求項３に記載の熱交換器。

【請求項5】

一方の前記平行流ダクトは、前記第１流体を前記第１エレメント部に流入させるための前記第１流路としての第１入口流路と、前記第２流体を前記第２エレメント部に流入させるための前記第２流路としての第２入口流路と、を有し、
他方の前記平行流ダクトは、前記第１流体を前記第１エレメント部から流出させるための前記第１流路としての第１出口流路と、前記第２流体を前記第２エレメント部から流出させるための前記第２流路としての第２出口流路と、を有する、請求項３に記載の熱交換器。

【請求項6】

一方の前記平行流ダクトは、前記熱交換エレメントにおける、一方の前記平行流ダクトの側に位置する前記第１端面及び前記第２端面に対面するＶ形状の第１取付フランジに取り付けられており、
他方の前記平行流ダクトは、前記熱交換エレメントにおける、他方の前記平行流ダクトの側に位置する前記第１端面及び前記第２端面に対面するＶ形状の第２取付フランジに取り付けられている、請求項４又は５に記載の熱交換器。

【請求項7】

前記熱交換エレメントは、前記第１取付フランジと前記第２取付フランジとの間に掛け渡されたボルトを締め付けることによって、前記第１取付フランジと前記第２取付フランジとの間に挟み込まれている、請求項６に記載の熱交換器。

【請求項8】

前記第１流体は、燃焼機器に用いられる燃焼用空気であり、前記第２流体は、前記燃焼機器又は前記燃焼機器とは別の燃焼機器から排気される排ガスである、請求項１〜７のいずれか１項に記載の熱交換器。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、第１流体と第２流体との熱交換を行う熱交換器に関する。

【背景技術】

【0002】

熱交換器は、温度の異なる２種類の流体を別々の流路に流通させ、流路同士の間の流路壁を介して、温度が高い方の流体から温度が低い方の流体へ熱を移動させるよう構成されている。熱交換器は、例えば、燃料の燃焼が行われた後の排ガスと、新たな燃料の燃焼に用いる空気との熱交換を行って、排ガスの廃熱を空気へ回収するよう構成されている。

【0003】

また、例えば、特許文献１の熱交換器の伝熱エレメントにおいては、加熱流体用通路と受熱流体用通路とを、両通路が交互に位置するよう金属製受熱板によって仕切ることが記載されている。この伝熱エレメントにおいては、両通路内に波形状の伝熱フィンが配置されており、加熱流体用通路と受熱流体用通路とは、互いに直交する状態で形成されている。また、伝熱エレメントには、２種類の流体を流通させるための２種類の配管が接続されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】実開昭５９−１７５８８９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

伝熱エレメントへの２種類の配管の取り付けを容易にするためには、加熱流体用通路と受熱流体用通路とが直交する直交型の伝熱エレメントを形成し、２種類の配管の入口配管部及び出口配管部を、四方に分散して配置することが考えられる。しかし、この場合には、熱交換器において、２種類の配管が占めるスペースが大きく、分散して配置された２種類の配管が取り扱いにくくなる。

【0006】

直交型の伝熱エレメントを用いる場合に、熱交換器において、２種類の配管が占めるスペースを小さくし、２種類の配管の取り扱いを容易にするためには、２種類の配管が平行に配置されるよう、伝熱エレメント（熱交換エレメント）の構造を工夫することが考えられる。特許文献１の伝熱エレメントにおいては、伝熱エレメントに接続された２種類の配管を平行に配置することが記載されている。

【0007】

熱交換器の伝熱エレメントにおいては、煤、粉塵等の異物が堆積することがある。また、伝熱エレメントが熱応力によって損傷することもある。これらの場合、伝熱エレメントの清掃、交換等を行うために、伝熱エレメントから２種類の配管を取り外す必要が生じる。しかし、特許文献１の伝熱エレメントには、２種類の配管が直接設けられており、伝熱エレメントを容易に取り外す工夫はなされていない。

【0008】

本発明は、かかる課題に鑑みてなされたもので、配管を小さく集約することができるとともに、熱交換エレメントの清掃、交換等のメンテナンスを容易にすることができる熱交換器を提供しようとして得られたものである。

【課題を解決するための手段】

【0009】

本発明の一態様は、第１流体が流れる直線状の第１熱交換流路と、前記第１流体よりも高温の第２流体が流れる直線状の第２熱交換流路とが、流路壁を介して直交する状態で形成された熱交換エレメントと、
前記熱交換エレメントの両側に着脱可能に接続され、前記第１流体が流れる第１流路と前記第２流体が流れる第２流路とが互いに隣接して平行に設けられた一対の平行流ダクトと、を備え、
前記熱交換エレメントは、前記第１熱交換流路が直交する状態で開口する一対の第１端面と、一対の前記第１端面に直交し、前記第２熱交換流路が直交する状態で開口する一対の第２端面とが形成された直方体形状を有し、
前記第１端面及び前記第２端面が一対の前記平行流ダクトの接続方向に対して傾斜して配置されていることにより、前記第１流路と前記第１熱交換流路とが接続されるとともに、前記第２流路と前記第２熱交換流路とが接続されている、熱交換器にある。

【発明の効果】

【0010】

前記一態様の熱交換器においては、直交型の熱交換エレメントへの一対の平行流ダクトの接続の仕方に工夫をしている。具体的には、熱交換器においては、第１熱交換流路と第２熱交換流路とが流路壁を介して直交する状態で形成された直交型の熱交換エレメントを用いている。そして、直交型の熱交換エレメントの両側に、第１流路及び第２流路が設けられた平行流ダクトをそれぞれ着脱可能に接続している。これにより、熱交換エレメントに、例えば煤、粉塵等の異物が堆積して、熱交換エレメントの清掃、交換等のメンテナンスを行う場合には、熱交換エレメントから一対の平行流ダクトを容易に取り外すことができる。そして、熱交換エレメントのメンテナンスを容易にすることができる。

【0011】

また、前記一態様の熱交換器においては、直方体形状の熱交換エレメントの第１端面及び第２端面は、一対の平行流ダクトの接続方向に対して傾斜して配置されている。そして、熱交換エレメントの一方の第１端面及び第２端面が、一方の平行流ダクトに向けられ、熱交換エレメントの他方の第１端面及び第２端面が、他方の平行流ダクトに向けられている。そのため、直交型の熱交換エレメントの両側に各平行流ダクトを容易に接続することができる。そして、一対の平行流ダクトを用いることにより、熱交換器における配管を小さく集約することができる。

【0012】

それ故、前記一態様の熱交換器によれば、配管を小さく集約することができるとともに、熱交換エレメントの清掃、交換等のメンテナンスを容易にすることができる。

【図面の簡単な説明】

【0013】

【図1】実施形態にかかる、熱交換エレメントと一対の平行流ダクトとに分解された熱交換器を示す斜視図。

【図2】実施形態にかかる、熱交換器を示す説明図。

【図3】実施形態にかかる、熱交換器を示す側面図。

【図4】実施形態にかかる、熱交換エレメントを第１端面の方向から見た状態で示す断面図。

【図5】実施形態にかかる、他の熱交換器を示す説明図。

【発明を実施するための形態】

【0014】

前述した熱交換器にかかる好ましい実施形態について、図面を参照して説明する。
＜実施形態＞
本形態の熱交換器１は、図１〜図３に示すように、熱交換エレメント２及び一対の平行流ダクト３Ａ，３Ｂを備える。熱交換エレメント２は、第１流体としての燃焼用空気Ａが流れる直線状の第１熱交換流路２１Ａと、燃焼用空気Ａよりも高温の第２流体としての排ガスＧが流れる直線状の第２熱交換流路２１Ｂとが、流路壁２０を介して直交する状態で形成されたものである。一対の平行流ダクト３Ａ，３Ｂは、熱交換エレメント２の両側に着脱可能に接続されている。一方の平行流ダクト３Ａは、熱交換エレメント２の一方側に接続されており、他方の平行流ダクト３Ｂは、熱交換エレメント２の他方側に接続されている。一対の平行流ダクト３Ａ，３Ｂにおいては、燃焼用空気Ａが流れる第１流路３１Ａ，３２Ａと排ガスＧが流れる第２流路３１Ｂ，３２Ｂとが、互いに隣接して平行に設けられている。

【0015】

図４に示すように、熱交換エレメント２は、互いに対向する一対の第１端面２０１と、一対の第１端面２０１に直交して互いに対向する一対の第２端面２０２とを有する直方体形状に形成されている。第１端面２０１は第１熱交換流路２１Ａが開口する端面であり、第２端面２０２は第２熱交換流路２１Ｂが開口する端面である。

【0016】

図２に示すように、熱交換エレメント２の一対の第１端面２０１及び一対の第２端面２０２は、一対の平行流ダクト３Ａ，３Ｂの接続方向Ｌに対して傾斜する状態に配置されている。各平行流ダクト３Ａ，３Ｂの第１流路３１Ａ，３２Ａは、第１流路３１Ａ，３２Ａに対して傾斜する、熱交換エレメント２の第１熱交換流路２１Ａに接続されている。また、各平行流ダクト３Ａ，３Ｂの第２流路３１Ｂ，３２Ｂは、第２流路３１Ｂ，３２Ｂに対して傾斜する、熱交換エレメント２の第２熱交換流路２１Ｂに接続されている。

【0017】

以下に、本形態の熱交換器１について詳説する。
（燃焼バーナ）
本形態の熱交換器１は、排ガスＧと燃焼用空気Ａとの熱交換を行うものである。熱交換器１は、燃焼バーナにおける燃焼後の排ガスＧの廃熱を、燃焼バーナによって新たに燃焼を行うための燃焼用空気Ａに回収するために用いられる。なお、熱交換器１は、排ガスＧの廃熱を流体に回収するための種々の用途に用いることができる。

【0018】

本形態の第１流体は、燃焼機器としての燃焼バーナに用いられる燃焼用空気Ａであり、本形態の第２流体は、燃焼バーナから排気される排ガスＧである。なお、第１流体は、第１の燃焼機器に用いられる燃焼用空気Ａとし、第２流体は、第１の燃焼機器とは別の第２の燃焼機器から排気される排ガスＧとすることもできる。また、第１流体及び第２流体は、温度が互いに異なる種々の気体、液体等とすることができる。

【0019】

（熱交換エレメント２）
図１及び図４に示すように、熱交換エレメント２は、第１熱交換流路２１Ａが形成された第１エレメント部２Ａと、第２熱交換流路２１Ｂが形成された第２エレメント部２Ｂとが交互に複数積層された積層構造を有する。第１エレメント部２Ａと第２エレメント部２Ｂとの積層方向Ｄは、一対の平行流ダクト３Ａ，３Ｂの接続方向Ｌに対して直交している。第１エレメント部２Ａと第２エレメント部２Ｂとは、同じ平面形状に形成されており、いずれも正方形の板形状に形成されている。

【0020】

図１に示すように、第１エレメント部２Ａ及び第２エレメント部２Ｂは、波形状の断面に形成された波板２２Ａ，２２Ｂと、平坦形状の断面に形成された平板２３とが接合されて形成されている。第１熱交換流路２１Ａと第２熱交換流路２１Ｂとを仕切る流路壁２０は、平板２３によって構成されている。第１熱交換流路２１Ａ及び第２熱交換流路２１Ｂは、波板２２Ａ，２２Ｂと平板２３との間において、波板２２Ａ，２２Ｂによって複数に分割されて形成されている。熱交換エレメント２を構成する波板２２Ａ，２２Ｂ及び平板２３は、正方形の平面形状に形成されている。

【0021】

本形態においては、波板２２Ａ，２２Ｂと平板２３とが交互に積層されている。第１エレメント部２Ａ及び第２エレメント部２Ｂは、第１熱交換流路２１Ａ及び第２熱交換流路２１Ｂが交互に配置されるように、波板２２Ａ，２２Ｂと波板２２Ａ，２２Ｂの両側に位置する平板２３とを利用して形成されている。波板２２Ａ，２２Ｂには、第１熱交換流路２１Ａを形成するための第１波板２２Ａと、第２熱交換流路２１Ｂを形成するための第２波板２２Ｂとがある。第１波板２２Ａにおける波形状の形成方向と、第２波板２２Ｂにおける波形状の形成方向とは９０°異なっている。なお、熱交換エレメント２は、別々に独立して形成された第１エレメント部２Ａと第２エレメント部２Ｂとが交互に積層されたものとすることもできる。

【0022】

図１及び図２に示すように、熱交換エレメント２は、第１熱交換流路２１Ａの形成方向Ｋ１と第２熱交換流路２１Ｂの形成方向Ｋ２とが直交する直交型のものである。熱交換エレメント２は、一対の平行流ダクト３Ａ，３Ｂの接続方向Ｌに対して、第１熱交換流路２１Ａ及び第２熱交換流路２１Ｂが斜めに位置するように、一対の平行流ダクト３Ａ，３Ｂの間に配置されている。熱交換エレメント２の一対の第１端面２０１及び一対の第２端面２０２、換言すれば、複数積層された第１エレメント部２Ａ及び第２エレメント部２Ｂにおける一対の第１端面２０１及び一対の第２端面２０２は、一対の平行流ダクト３Ａ，３Ｂの接続方向Ｌに対して４５°傾斜している。

【0023】

また、第１熱交換流路２１Ａの形成方向Ｋ１（第１熱交換流路２１Ａが直線状に延びる方向）と第２熱交換流路２１Ｂの形成方向Ｋ２（第２熱交換流路２１Ｂが直線状に延びる方向）とは、互いに９０°異なっている。また、第１熱交換流路２１Ａの形成方向Ｋ１及び第２熱交換流路２１Ｂの形成方向Ｋ２は、一対の平行流ダクト３Ａ，３Ｂの接続方向Ｌに対して４５°傾斜している。一対の平行流ダクト３Ａ，３Ｂの接続方向Ｌに対して熱交換エレメント２の一対の第１端面２０１及び一対の第２端面２０２が４５°傾斜する構成により、熱交換エレメント２に接続された一対の平行流ダクト３Ａ，３Ｂにおいて、第１流路３１Ａ，３２Ａと第２流路３１Ｂ，３２Ｂとを対称形状に形成し、平行流ダクト３Ａ，３Ｂの構成を簡単にすることができる。

【0024】

図１に示すように、熱交換エレメント２の一対の第１端面２０１においては、第１熱交換流路２１Ａの両端の流路開口部２１１が開口しており、熱交換エレメント２の一対の第２端面２０２においては、第２熱交換流路２１Ｂの両端の流路開口部２１１が開口している。第１熱交換流路２１Ａは、一対の第１端面２０１に対して垂直に形成されており、第２熱交換流路２１Ｂは、一対の第２端面２０２に対して垂直に形成されている。

【0025】

一対の第１端面２０１とは、熱交換エレメント２における６つの表面のうち、第１熱交換流路２１Ａの両側の流路開口部２１１が開口する２つの表面のことをいう。一対の第２端面２０２とは、熱交換エレメント２における６つの表面のうち、第２熱交換流路２１Ｂの両側の流路開口部２１１が開口する２つの表面のことをいう。一対の第１端面２０１及び一対の第２端面２０２以外の２つの表面は、平板２３によって閉じられている。また、各熱交換流路２１Ａ，２１Ｂの両側の側面も、平板２３によって閉じられている。

【0026】

また、熱交換エレメント２における、第１端面２０１の輪郭部（流路が形成されていない平面部）、第２端面２０２の輪郭部と、後述する各取付フランジ４Ａ，４Ｂとの間には、燃焼用空気Ａ及び排ガスＧの漏れを封止するためのパッキン（図示略）が挟み込まれている。

【0027】

なお、各図における熱交換エレメント２は模式的に示す。実際には、図示する場合に比べて、第１エレメント部２Ａ及び第２エレメント部２Ｂの形成幅がもっと狭く、これらの形成数がもっと多くなる。

【0028】

（平行流ダクト３Ａ，３Ｂ）
図１及び図２に示すように、一対の平行流ダクト３Ａ，３Ｂにおける第１流路３１Ａ，３２Ａ及び第２流路３１Ｂ，３２Ｂは、熱交換エレメント２に接続された部位として互いに平行に形成されている。一対の平行流ダクト３Ａ，３Ｂは、熱交換エレメント２から離れた部位において適宜屈曲していてもよい。各平行流ダクト３Ａ，３Ｂ内には、第１流路３１Ａ，３２Ａと第２流路３１Ｂ，３２Ｂとを仕切る仕切壁３２が配置されている。第１流路３１Ａ，３２Ａと第２流路３１Ｂ，３２Ｂとは、仕切壁３２を介して、燃焼用空気Ａと排ガスＧとの伝熱が可能な状態で形成されている。

【0029】

第１流路３１Ａ，３２Ａと第２流路３１Ｂ，３２Ｂとが仕切壁３２を介して形成されていることにより、平行流ダクト３Ａ，３Ｂにおいても、燃焼用空気Ａと排ガスＧとの熱交換を行うことができる。これにより、排ガスＧから燃焼用空気Ａへの廃熱の回収をより効果的に行うことができる。

【0030】

なお、各平行流ダクト３Ａ，３Ｂは、第１流路３１Ａ，３２Ａが形成された配管部と、第２流路３１Ｂ，３２Ｂが形成された配管部とが、所定の間隔を空けて互いに隣接して配置されたものとしてもよい。

【0031】

図２に示すように、本形態の熱交換器１においては、燃焼用空気Ａと排ガスＧとの対向流が形成されている。換言すれば、本形態の一対の平行流ダクト３Ａ，３Ｂにおいては、燃焼用空気Ａと排ガスＧとが互いに逆方向に流れ、本形態の熱交換エレメント２においては、燃焼用空気Ａと排ガスＧとが直交するとともに斜めに対向して流れる。

【0032】

一方の平行流ダクト３Ａは、燃焼用空気Ａを第１エレメント部２Ａに流入させるための第１流路としての第１入口流路３１Ａと、排ガスＧを第２エレメント部２Ｂから流出させるための第２流路としての第２出口流路３２Ｂとを有する。他方の平行流ダクト３Ｂは、燃焼用空気Ａを第１エレメント部２Ａから流出させるための第１流路としての第１出口流路３２Ａと、排ガスＧを第２エレメント部２Ｂに流入させるための第２流路としての第２入口流路３１Ｂとを有する。

【0033】

（他の平行流ダクト３Ａ，３Ｂ）
なお、図５に示すように、熱交換器１においては、燃焼用空気Ａと排ガスＧとの並行流を形成してもよい。換言すれば、一対の平行流ダクト３Ａ，３Ｂにおいては、燃焼用空気Ａと排ガスＧとが互いに同方向に流れ、熱交換エレメント２においては、燃焼用空気Ａと排ガスＧとが直交するとともに斜めに並行して流れるようにしてもよい。

【0034】

この場合には、一方の平行流ダクト３Ａには、燃焼用空気Ａを第１エレメント部２Ａに流入させるための第１流路としての第１入口流路３１Ａと、排ガスＧを第２エレメント部２Ｂに流入させるための第２流路としての第２入口流路３１Ｂとが形成される。また、他方の平行流ダクト３Ｂには、燃焼用空気Ａを第１エレメント部２Ａから流出させるための第１流路としての第１出口流路３２Ａと、排ガスＧを第２エレメント部２Ｂから流出させるための第２流路としての第２出口流路３２Ｂとが形成される。

【0035】

（取付フランジ４Ａ，４Ｂ）
図１及び図３に示すように、一方の平行流ダクト３Ａの端部には、熱交換エレメント２に接続するための第１取付フランジ４Ａが設けられており、他方の平行流ダクト３Ｂの端部には、熱交換エレメント２に接続するための第２取付フランジ４Ｂが設けられている。各取付フランジ４Ａ，４Ｂは、各平行流ダクト３Ａ，３Ｂを熱交換エレメント２に接続するための板状部材として形成されている。

【0036】

図２に示すように、各取付フランジ４Ａ，４Ｂには、各平行流ダクト３Ａ，３Ｂの各第１流路３１Ａ，３２Ａ及び各第２流路３１Ｂ，３２Ｂを、それぞれ第１熱交換流路２１Ａ及び第２熱交換流路２１Ｂに連通させるための開口部４１が形成されている。より具体的には、第１取付フランジ４Ａには、第１入口流路３１Ａが連通される開口部４１と、第２出口流路３２Ｂが連通される開口部４１とが形成されている。また、第２取付フランジ４Ｂには、第１出口流路３２Ａが連通される開口部４１と、第２入口流路３１Ｂが連通される開口部４１とが形成されている。

【0037】

図３に示すように、各取付フランジ４Ａ，４Ｂは、熱交換エレメント２における、直角状の角部２０３を形成する一方の第１端面２０１及び第２端面２０２に対面するＶ形状の板状部材として形成されている。各平行流ダクト３Ａ，３Ｂの、熱交換エレメント２側の端部は、４５°に傾斜しており、Ｖ形状の各取付フランジ４Ａ，４Ｂに接合されている。

【0038】

図１及び図２に示すように、一方の平行流ダクト３Ａが取り付けられた第１取付フランジ４Ａは、一方の第１端面２０１及び第２端面２０２に対面している。また、他方の平行流ダクト３Ｂが取り付けられた第２取付フランジ４Ｂは、他方の第１端面２０１及び第２端面２０２に対面している。

【0039】

そして、一方の平行流ダクト３Ａの第１入口流路３１Ａは、第１取付フランジ４Ａの開口部４１を介して、熱交換エレメント２の第１端面２０１における、第１熱交換流路２１Ａの流路開口部２１１に連通されている。また、一方の平行流ダクト３Ａの第２出口流路３２Ｂは、第１取付フランジ４Ａの開口部４１を介して、熱交換エレメント２の第２端面２０２における、第２熱交換流路２１Ｂの流路開口部２１１に連通されている。

【0040】

また、他方の平行流ダクト３Ｂの第１出口流路３２Ａは、第２取付フランジ４Ｂの開口部４１を介して、熱交換エレメント２の第１端面２０１における、第１熱交換流路２１Ａの流路開口部２１１に連通されている。また、他方の平行流ダクト３Ｂの第２入口流路３１Ｂは、第２取付フランジ４Ｂの開口部４１を介して、熱交換エレメント２の第２端面２０２における、第２熱交換流路２１Ｂの流路開口部２１１に連通されている。

【0041】

図１及び図３に示すように、熱交換エレメント２は、第１取付フランジ４Ａと第２取付フランジ４Ｂとの間に掛け渡されたボルト６１をナット６２に締め付けることによって、第１取付フランジ４Ａと第２取付フランジ４Ｂとの間に挟み込まれている。ボルト６１及びナット６２の締め付けを行う際には、着座ブロック５が用いられる。着座ブロック５は、一対の平行流ダクト３Ａ，３Ｂの接続方向Ｌに対して４５°に傾斜する各取付フランジ４Ａ，４Ｂの外面を、接続方向Ｌに垂直にするために用いる。

【0042】

本形態の着座ブロック５は、各取付フランジ４Ａ，４Ｂの外面に配置される。着座ブロック５には、ボルト６１の頭部又はナット６２を着座させるための着座面５１が形成されている。着座ブロック５は、各取付フランジ４Ａ，４Ｂの外面に接合されていてもよく、各取付フランジ４Ａ，４Ｂの外面に接合されていなくてもよい。

【0043】

また、図３に示すように、各取付フランジ４Ａ，４Ｂにおける積層方向Ｄの両端部には、複数の貫通孔４２が形成されている。また、着座ブロック５にも、貫通孔４２に連通される貫通孔５２が形成されている。そして、第１取付フランジ４Ａの各貫通孔４２及び着座ブロック５の各貫通孔５２と、第２取付フランジ４Ｂの各貫通孔４２及び着座ブロック５の各貫通孔５２とには、それぞれボルト６１が連続して挿通されてナット６２に締め付けられている。

【0044】

各取付フランジ４Ａ，４Ｂ及び各平行流ダクト３Ａ，３Ｂは、ボルト６１及びナット６２の締め付け及び緩めを行うことによって、熱交換エレメント２に着脱可能である。

【0045】

（熱交換器１における熱交換）
熱交換器１の一方の平行流ダクト３Ａの第１入口流路３１Ａには、燃焼用空気Ａが流入し、熱交換器１の他方の平行流ダクト３Ｂの第２入口流路３１Ｂには、排ガスＧが流入する。そして、燃焼用空気Ａは、第１入口流路３１Ａから熱交換エレメント２の各第１エレメント部２Ａにおける第１熱交換流路２１Ａに流入し、排ガスＧは、第２入口流路３１Ｂから熱交換エレメント２の各第２エレメント部２Ｂにおける第２熱交換流路２１Ｂに流入する。このとき、各第１エレメント部２Ａ及び各第２エレメント部２Ｂにおいては、燃焼用空気Ａと排ガスＧとの熱交換が行われ、排ガスＧの廃熱が燃焼用空気Ａに回収される。

【0046】

次いで、燃焼用空気Ａは、熱交換エレメント２の各第１エレメント部２Ａにおける第１熱交換流路２１Ａから他方の平行流ダクト３Ｂの第１出口流路３２Ａへ流出し、排ガスＧは、熱交換エレメント２の各第２エレメント部２Ｂにおける第２熱交換流路２１Ｂから一方の平行流ダクト３Ａの第２出口流路３２Ｂへ流出する。

【0047】

また、一方の平行流ダクト３Ａ内においては、仕切壁３２を介して、第２出口流路３２Ｂにおける排ガスＧの廃熱が第１入口流路３１Ａにおける燃焼用空気Ａに回収される。また、他方の平行流ダクト３Ｂ内においては、仕切壁３２を介して、第２入口流路３１Ｂにおける排ガスＧの廃熱が第１出口流路３２Ａにおける燃焼用空気Ａに回収される。排ガスＧによって加熱された燃焼用空気Ａは、燃焼バーナにおける燃焼に使用され、燃焼用空気Ａによって冷却された排ガスＧは、大気等に排気される。

【0048】

（作用効果）
本形態の熱交換器１においては、直交型の熱交換エレメント２への一対の平行流ダクト３Ａ，３Ｂの接続の仕方に工夫をしている。本形態の熱交換器１においては、第１熱交換流路２１Ａと第２熱交換流路２１Ｂとが平板２３による流路壁２０を介して直交する状態で形成された直交型の熱交換エレメント２を用いている。そして、直交型の熱交換エレメント２の一方側に、第１入口流路３１Ａ及び第２出口流路３２Ｂが設けられた一方の平行流ダクト３Ａを、第１取付フランジ４Ａによって着脱可能に接続し、直交型の熱交換エレメント２の他方側に、第１出口流路３２Ａ及び第２入口流路３１Ｂが設けられた他方の平行流ダクト３Ｂを、第２取付フランジ４Ｂによって着脱可能に接続している。

【0049】

これにより、熱交換エレメント２に、例えば煤、粉塵等の異物が堆積して、熱交換エレメント２の清掃、交換等のメンテナンスを行う場合には、熱交換エレメント２から一対の平行流ダクト３Ａ，３Ｂを容易に取り外すことができる。そして、熱交換エレメント２のメンテナンスを容易にすることができる。

【0050】

また、本形態の熱交換器１においては、直方体形状の熱交換エレメント２の一対の第１端面２０１及び一対の第２端面２０２、並びに第１熱交換流路２１Ａ及び第２熱交換流路２１Ｂは、一対の平行流ダクト３Ａ，３Ｂの接続方向Ｌに対して４５°傾斜して配置されている。そして、熱交換エレメント２の一方の第１端面２０１及び第２端面２０２が、一方の平行流ダクト３Ａに向けられ、熱交換エレメント２の他方の第１端面２０１及び第２端面２０２が、他方の平行流ダクト３Ｂに向けられている。そのため、直交型の熱交換エレメント２の両側に、各取付フランジ４Ａ，４Ｂを介して各平行流ダクト３Ａ，３Ｂを容易に接続することができる。そして、一対の平行流ダクト３Ａ，３Ｂを用いることにより、熱交換器１における配管を小さく集約することができる。

【0051】

それ故、本形態の熱交換器１によれば、配管を小さく集約することができるとともに、熱交換エレメント２の清掃、交換等のメンテナンスを容易にすることができる。

【0052】

熱交換エレメント２の第１エレメント部２Ａ及び第２エレメント部２Ｂは、正方形の平面形状に形成する以外にも、長方形の平面形状に形成することができる。この場合には、第１エレメント部２Ａによる第１熱交換流路２１Ａの形成長さと、第２エレメント部２Ｂによる第２熱交換流路２１Ｂの形成長さとが異なることになる。

【0053】

本発明は、実施形態のみに限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲においてさらに異なる実施形態を構成することが可能である。また、本発明は、様々な変形例、均等範囲内の変形例等を含む。

【符号の説明】

【0054】

１ 熱交換器
２ 熱交換エレメント
２Ａ 第１エレメント部
２Ｂ 第２エレメント部
２０ 流路壁
２０１ 第１端面
２０２ 第２端面
２１Ａ 第１熱交換流路
２１Ｂ 第２熱交換流路
３Ａ，３Ｂ 平行流ダクト
３１Ａ 第１入口流路（第１流路）
３２Ａ 第１出口流路（第１流路）
３１Ｂ 第２入口流路（第２流路）
３２Ｂ 第２出口流路（第２流路）
３２ 仕切壁
４Ａ 第１取付フランジ
４Ｂ 第２取付フランジ
６１ ボルト
Ａ 燃焼用空気
Ｇ 排ガス

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】