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(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】P2022035787
(43)【公開日】2022-03-04
(54)【発明の名称】二次熱交換器、その製造方法および給湯器
(51)【国際特許分類】
F24H 9/00 20220101AFI20220225BHJP
F24H 8/00 20220101ALI20220225BHJP
【ＦＩ】
F24H9/00 A
F24H8/00
【審査請求】未請求
【請求項の数】9
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2020140341
(22)【出願日】2020-08-21
(71)【出願人】
【識別番号】000170130
【氏名又は名称】パーパス株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100083725
【弁理士】
【氏名又は名称】畝本 正一
(74)【代理人】
【識別番号】100140349
【弁理士】
【氏名又は名称】畝本 継立
(74)【代理人】
【識別番号】100153305
【弁理士】
【氏名又は名称】畝本 卓弥
(74)【代理人】
【識別番号】100206933
【弁理士】
【氏名又は名称】沖田 正樹
(72)【発明者】
【氏名】栗田 哲也
【テーマコード（参考）】
3L034
3L036
【Ｆターム（参考）】
3L034BA23
3L034BA26
3L036AA04
3L036AA13
3L036AA42
3L036AA46
3L036AC06
3L036AC12
3L036AC28
3L036AE34
(57)【要約】
【課題】給水の熱交換効率を高めるとともに二次熱交換器のコンパクト化を実現する。
【解決手段】燃焼排気（ＥＧ）の上流側で熱交換する一次熱交換器（６）とともに設置されて前記一次熱交換器より下流側で熱交換する二次熱交換器（８）であって、前記燃焼排気の熱を給水（Ｗ）に熱交換する給水熱交換部（給水二次熱交換部２４）と、前記燃焼排気の熱を前記給水以外の循環水に熱交換する循環水熱交換部（熱媒二次熱交換部２６）とを備え、前記給水熱交換部の一部（給水用ヘッダー部の凸部７８－１、給水用熱交換管５８－１、５８－２、５８－３、５８－４）が前記循環水熱交換部側に張り出し、前記循環水熱交換部の一部（熱媒用ヘッダー部の凸部８０－１、熱媒用熱交換管６０－１）が前記給水熱交換部側に張り出している。
【選択図】図１
【解決手段】燃焼排気（ＥＧ）の上流側で熱交換する一次熱交換器（６）とともに設置されて前記一次熱交換器より下流側で熱交換する二次熱交換器（８）であって、前記燃焼排気の熱を給水（Ｗ）に熱交換する給水熱交換部（給水二次熱交換部２４）と、前記燃焼排気の熱を前記給水以外の循環水に熱交換する循環水熱交換部（熱媒二次熱交換部２６）とを備え、前記給水熱交換部の一部（給水用ヘッダー部の凸部７８－１、給水用熱交換管５８－１、５８－２、５８－３、５８－４）が前記循環水熱交換部側に張り出し、前記循環水熱交換部の一部（熱媒用ヘッダー部の凸部８０－１、熱媒用熱交換管６０－１）が前記給水熱交換部側に張り出している。
【選択図】図１
【特許請求の範囲】
【請求項1】
燃焼排気を上流側で熱交換する一次熱交換器とともに設置されて前記一次熱交換器より下流側で熱交換する二次熱交換器であって、
前記燃焼排気の熱を給水に熱交換する給水熱交換部と、
前記燃焼排気の熱を前記給水以外の循環水に熱交換する循環水熱交換部と、
を備え、前記給水熱交換部の一部が前記循環水熱交換部側に張り出し、前記循環水熱交換部の一部が前記給水熱交換部側に張り出していることを特徴とする二次熱交換器。
前記燃焼排気の熱を給水に熱交換する給水熱交換部と、
前記燃焼排気の熱を前記給水以外の循環水に熱交換する循環水熱交換部と、
を備え、前記給水熱交換部の一部が前記循環水熱交換部側に張り出し、前記循環水熱交換部の一部が前記給水熱交換部側に張り出していることを特徴とする二次熱交換器。
【請求項2】
前記一次熱交換器を通過した前記燃焼排気を排気流入口から流入させて排気部から排出させる排気筐体部と、
前記排気筐体部を通過する前記燃焼排気の熱を給水に熱交換する給水ヘッダー部および給水熱交換管と、
前記排気筐体部を通過する前記燃焼排気の熱を前記循環水に熱交換する循環水ヘッダー部および循環水熱交換管と、
を備えることを特徴とする請求項１に記載の二次熱交換器。
前記排気筐体部を通過する前記燃焼排気の熱を給水に熱交換する給水ヘッダー部および給水熱交換管と、
前記排気筐体部を通過する前記燃焼排気の熱を前記循環水に熱交換する循環水ヘッダー部および循環水熱交換管と、
を備えることを特徴とする請求項１に記載の二次熱交換器。
【請求項3】
少なくとも前記給水ヘッダー部の一部が前記循環水ヘッダー部側に張り出し、または少なくとも前記循環水ヘッダー部の一部が前記給水ヘッダー部側に張り出していることを特徴とする請求項２に記載の二次熱交換器。
【請求項4】
少なくとも前記給水熱交換管の一部が前記循環水熱交換管側に張り出し、または少なくとも前記循環水熱交換管の一部が前記給水熱交換管側に張り出していることを特徴とする請求項２または請求項３に記載の二次熱交換器。
【請求項5】
前記給水ヘッダー部に凸部と凹部を備えるとともに、前記循環水ヘッダー部に凸部と凹部を備え、前記給水ヘッダー部の前記凸部を前記循環水ヘッダー部の前記凹部に組み合わせ、前記循環水ヘッダー部の前記凸部を前記給水ヘッダー部の前記凹部に組み合わせたことを特徴とする請求項２ないし請求項４の何れかの請求項に記載の二次熱交換器。
【請求項6】
前記給水は前記給水熱交換部で熱交換後、前記一次熱交換器に流すことを特徴とする請求項１ないし請求項５の何れかの請求項に記載の二次熱交換器。
【請求項7】
前記給水熱交換部は、前記燃焼排気の下流側に設置された熱交換管の設置密度を上流側の熱交換管より高く設定したことを特徴とする請求項１ないし請求項６の何れかの請求項に記載の二次熱交換器。
【請求項8】
ヘッダー基体に給水熱交換管および循環水熱交換管を接続する工程と、
前記給水熱交換管側の前記ヘッダー基体を覆い、前記給水熱交換管に給水を循環させる給水ヘッダー部を形成する工程と、
前記循環水熱交換管側の前記ヘッダー基体を覆い、前記循環水熱交換管に循環水を循環させる循環水ヘッダー部を形成する工程と、
筐体部に前記給水ヘッダー部および前記循環水ヘッダー部を含む二次熱交換ユニットを取り付ける工程と、
を含むことを特徴とする二次熱交換器の製造方法。
前記給水熱交換管側の前記ヘッダー基体を覆い、前記給水熱交換管に給水を循環させる給水ヘッダー部を形成する工程と、
前記循環水熱交換管側の前記ヘッダー基体を覆い、前記循環水熱交換管に循環水を循環させる循環水ヘッダー部を形成する工程と、
筐体部に前記給水ヘッダー部および前記循環水ヘッダー部を含む二次熱交換ユニットを取り付ける工程と、
を含むことを特徴とする二次熱交換器の製造方法。
【請求項9】
請求項１ないし請求項７の何れかの請求項に記載された二次熱交換器を備え、バーナーで発生した燃焼排気を熱媒または給湯水の何れか一方または双方に熱交換し、給湯することを特徴とする給湯器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、一次熱交換器を通過させた燃焼排気と給水または熱媒などの熱交換に用いられる熱交換技術に関する。
【背景技術】
【0002】
バーナー燃焼で発生した燃焼排気の熱を給水、熱媒または浴槽水に熱交換する熱交換器には、一次熱交換器による熱交換（一次熱交換）の後、下流側の燃焼排気の熱を回収するため、二次熱交換器を備えるものが普及している。このような二次熱交換を併用する熱交換器では熱交換の高効率化が図られる。
【0003】
斯かる二次熱交換器について、排気の流れで給湯回路の受熱管の上流側に暖房回路など、他系統の循環回路の受熱管全体を配置した構造が知られている（例えば、特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【特許文献1】特許第３８０２８４７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
ところで、給湯器は通年使用される熱源であるが、夏場の高温期と冬場の低温期では稼働条件が異なる。高温期では暖房のための熱媒の二次熱交換は通常、不要になるのに対し、暖房二次熱交換器の受熱管の全体が給水二次熱交換器の受熱管の上流側に配置されている場合、給水用二次熱交換器の熱交換を妨げ、熱交換効率を低下させるなどの不都合がある。
【0006】
発明者は、比較的高温の熱媒を循環させる循環回路の熱交換管が給水二次熱交換器の上流側に設置されていても、熱交換管やヘッダーの配置や形態によっては熱交換効率を高めることができるなどの知見を得た。
【0007】
そこで、本発明の目的は、上記課題および上記知見に基づき、給水の熱交換効率を高めるとともに二次熱交換器のコンパクト化を実現することにある。
【課題を解決するための手段】
【0008】
上記目的を達成するため、本発明の二次熱交換器の一側面によれば、燃焼排気を上流側で熱交換する一次熱交換器とともに設置されて前記一次熱交換器より下流側で熱交換する二次熱交換器であって、前記燃焼排気の熱を給水に熱交換する給水熱交換部と、前記燃焼排気の熱を前記給水以外の循環水に熱交換する循環水熱交換部とを備え、前記給水熱交換部の一部が前記循環水熱交換部側に張り出し、前記循環水熱交換部の一部が前記給水熱交換部側に張り出している。
この二次熱交換器において、前記一次熱交換器を通過した前記燃焼排気を排気流入口から流入させて排気部から排出させる排気筐体部と、前記排気筐体部を通過する前記燃焼排気の熱を給水に熱交換する給水ヘッダー部および給水熱交換管と、前記排気筐体部を通過する前記燃焼排気の熱を前記循環水に熱交換する循環水ヘッダー部および循環水熱交換管とを備えてよい。
この二次熱交換器において、前記一次熱交換器を通過した前記燃焼排気を排気流入口から流入させて排気部から排出させる排気筐体部と、前記排気筐体部を通過する前記燃焼排気の熱を給水に熱交換する給水ヘッダー部および給水熱交換管と、前記排気筐体部を通過する前記燃焼排気の熱を前記循環水に熱交換する循環水ヘッダー部および循環水熱交換管とを備えてよい。
【0009】
この二次熱交換器において、少なくとも前記給水ヘッダー部の一部が前記循環水ヘッダー部側に張り出し、または少なくとも前記循環水ヘッダー部の一部が前記給水ヘッダー部側に張り出してよい。
この二次熱交換器において、少なくとも前記給水熱交換管の一部が前記循環水熱交換管側に張り出し、または少なくとも前記循環水熱交換管の一部が前記給水熱交換管側に張り出してよい。
この二次熱交換器において、前記給水ヘッダー部に凸部と凹部を備えるとともに、前記循環水ヘッダー部に凸部と凹部を備え、前記給水ヘッダー部の前記凸部を前記循環水ヘッダー部の前記凹部に組み合わせ、前記循環水ヘッダー部の前記凸部を前記給水ヘッダー部の前記凹部に組み合わせてよい。
この二次熱交換器において、前記給水は前記給水熱交換部で熱交換後、前記一次熱交換器に流してよい。
この二次熱交換器において、前記給水熱交換部は、前記燃焼排気の下流側に設置された熱交換管の設置密度を上流側の熱交換管より高く設定してよい。
この二次熱交換器において、少なくとも前記給水熱交換管の一部が前記循環水熱交換管側に張り出し、または少なくとも前記循環水熱交換管の一部が前記給水熱交換管側に張り出してよい。
この二次熱交換器において、前記給水ヘッダー部に凸部と凹部を備えるとともに、前記循環水ヘッダー部に凸部と凹部を備え、前記給水ヘッダー部の前記凸部を前記循環水ヘッダー部の前記凹部に組み合わせ、前記循環水ヘッダー部の前記凸部を前記給水ヘッダー部の前記凹部に組み合わせてよい。
この二次熱交換器において、前記給水は前記給水熱交換部で熱交換後、前記一次熱交換器に流してよい。
この二次熱交換器において、前記給水熱交換部は、前記燃焼排気の下流側に設置された熱交換管の設置密度を上流側の熱交換管より高く設定してよい。
【0010】
上記目的を達成するため、本発明の二次熱交換器の製造方法の一側面によれば、ヘッダー基体に給水熱交換管および循環水熱交換管を接続する工程と、前記給水熱交換管側の前記ヘッダー基体を覆い、前記給水熱交換管に給水を循環させる給水ヘッダー部を形成する工程と、前記循環水熱交換管側の前記ヘッダー基体を覆い、前記循環水熱交換管に循環水を循環させる循環水ヘッダー部を形成する工程と、筐体部に前記給水ヘッダー部および前記循環水ヘッダー部を含む二次熱交換ユニットを取り付ける工程とを含む。
【0011】
上記目的を達成するため、本発明の給湯器の一側面によれば、前記二次熱交換器を備え、バーナーで発生した燃焼排気を熱媒または給湯水の何れか一方または双方に熱交換し、給湯する給湯器である。
【発明の効果】
【0012】
本発明の二次熱交換器によれば、次の何れかの効果が得られる。
(1) 燃焼排気の上流側に配置された循環水熱交換部側に給水熱交換部の一部を張り出させているので、給水の熱交換効率を高めることができる。
(2) 循環水熱交換部が使用されない時期や期間においても、熱交換効率を高めることができる。
(3) 給水熱交換部の一部が循環水熱交換部側に配置され、循環水熱交換部の一部が給水熱交換部側に配置されたことにより、両者が噛み合わせられて二次熱交換器のコンパクト化を図ることができる。
(1) 燃焼排気の上流側に配置された循環水熱交換部側に給水熱交換部の一部を張り出させているので、給水の熱交換効率を高めることができる。
(2) 循環水熱交換部が使用されない時期や期間においても、熱交換効率を高めることができる。
(3) 給水熱交換部の一部が循環水熱交換部側に配置され、循環水熱交換部の一部が給水熱交換部側に配置されたことにより、両者が噛み合わせられて二次熱交換器のコンパクト化を図ることができる。
【0013】
本発明の二次熱交換器の製造方法によれば、二次熱交換器の堅牢化を図ることができるとともに、二次熱交換器のコンパクト化や製造コストの低減を図ることができる。
【0014】
本発明の給湯器によれば、二次熱交換器による熱交換効率が高められるとともに、給湯器のコンパクト化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【0015】
【図1】第１の実施の形態に係る熱交換器を示す図である。
【図2】二次熱交換ユニットを示す斜視図である。
【図3】二次熱交換ユニットを分解して示す分解斜視図である。
【図4】二次熱交換ユニットを示す正面図である。
【図5】ヘッダーの給水用ヘッダー室、熱媒用ヘッダー室と給水用熱交換管、熱媒用熱交換管の配置関係を示す図である。
【図6】給水用ヘッダー部および熱媒用ヘッダー部の配置および組み合わせを示す図である。
【図7】燃焼排気と給水または熱媒の熱交換を示す図である。
【図8】第２の実施の形態に係る二次熱交換器の製造工程の一例を示すフローチャートである。
【図9】第３の実施の形態に係る給湯器を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【0016】
〔第１の実施の形態〕
図１は、第１の実施の形態に係る熱交換器２を示している。図１に示す構成は一例であり、本発明が斯かる内容に限定されない。
この熱交換器２はたとえば、一缶三水用熱交換器である。一缶三水用熱交換器は単一のバーナーを熱源として給水加熱、熱媒加熱、浴槽水加熱（追い焚き）など、単一の熱源で複数の熱交換を実現する熱交換器である。
この熱交換器２は燃焼室４、一次熱交換器６および二次熱交換器８を備える。
燃焼室４はバーナー１０を備え、ガス燃焼によって燃焼排気ＥＧを発生する。この燃焼排気ＥＧは給気に従って燃焼室４から一次熱交換器６を通過し二次熱交換器筐体部１２の排気流入口１４に入り、排気流路板１６で導かれて二次熱交換器筐体部１２を通過して排気部１８に流れる。二次熱交換器筐体部１２は、燃焼排気ＥＧを通過させる筐体部の一例である。
図１は、第１の実施の形態に係る熱交換器２を示している。図１に示す構成は一例であり、本発明が斯かる内容に限定されない。
この熱交換器２はたとえば、一缶三水用熱交換器である。一缶三水用熱交換器は単一のバーナーを熱源として給水加熱、熱媒加熱、浴槽水加熱（追い焚き）など、単一の熱源で複数の熱交換を実現する熱交換器である。
この熱交換器２は燃焼室４、一次熱交換器６および二次熱交換器８を備える。
燃焼室４はバーナー１０を備え、ガス燃焼によって燃焼排気ＥＧを発生する。この燃焼排気ＥＧは給気に従って燃焼室４から一次熱交換器６を通過し二次熱交換器筐体部１２の排気流入口１４に入り、排気流路板１６で導かれて二次熱交換器筐体部１２を通過して排気部１８に流れる。二次熱交換器筐体部１２は、燃焼排気ＥＧを通過させる筐体部の一例である。
【0017】
一次熱交換器６はたとえば、熱媒一次熱交換器２０、追焚熱交換器２２を備える。熱媒一次熱交換器２０は燃焼排気ＥＧの熱を熱媒ＭＷに熱交換し、熱媒ＭＷを加熱する。追焚熱交換器２２は、燃焼排気ＥＧの熱を浴槽水ＢＷに熱交換し、浴槽水ＢＷを加熱する浴槽水熱交換器である。
二次熱交換器８は二次熱交換器筐体部１２および二次熱交換ユニット２３を備える。二次熱交換ユニット２３たとえば、給水二次熱交換部２４、熱媒二次熱交換部２６を備える。給水二次熱交換部２４は本開示の給水二次熱交換部の一例であり、また、熱媒二次熱交換部２６は本開示の給水以外の循環水が流れる循環水二次熱交換部の一例である。
給水二次熱交換部２４は、たとえば、熱媒一次熱交換器２０から流れてきた熱媒ＭＷを用いて給水加熱する給湯熱交換器８４（図９）に先行して給水Ｗを流し、この給水Ｗに下流側の燃焼排気ＥＧの熱を熱交換することにより、給水Ｗを先行加熱する。つまり、下流側の燃焼排気ＥＧの熱は熱媒一次熱交換器２０側より低く、燃焼排気ＥＧの主として潜熱が加熱前の給水Ｗに熱交換される。
二次熱交換器８は二次熱交換器筐体部１２および二次熱交換ユニット２３を備える。二次熱交換ユニット２３たとえば、給水二次熱交換部２４、熱媒二次熱交換部２６を備える。給水二次熱交換部２４は本開示の給水二次熱交換部の一例であり、また、熱媒二次熱交換部２６は本開示の給水以外の循環水が流れる循環水二次熱交換部の一例である。
給水二次熱交換部２４は、たとえば、熱媒一次熱交換器２０から流れてきた熱媒ＭＷを用いて給水加熱する給湯熱交換器８４（図９）に先行して給水Ｗを流し、この給水Ｗに下流側の燃焼排気ＥＧの熱を熱交換することにより、給水Ｗを先行加熱する。つまり、下流側の燃焼排気ＥＧの熱は熱媒一次熱交換器２０側より低く、燃焼排気ＥＧの主として潜熱が加熱前の給水Ｗに熱交換される。
【0018】
熱媒二次熱交換部２６はたとえば、暖房回路を循環する暖房水などの熱媒ＭＷを流し、この熱媒ＭＷに燃焼排気ＥＧの熱を熱交換し、熱媒ＭＷを加熱する。
そして、二次熱交換器８を通過した燃焼排気ＥＧは排気部１８から外気に放出される。また、熱交換で生じたドレンＤは、二次熱交換器筐体部１２に設定された勾配によって収水部２８に導かれ、排水口３０より排出される。
そして、二次熱交換器８を通過した燃焼排気ＥＧは排気部１８から外気に放出される。また、熱交換で生じたドレンＤは、二次熱交換器筐体部１２に設定された勾配によって収水部２８に導かれ、排水口３０より排出される。
【0019】
＜二次熱交換ユニット２３＞
図２は、二次熱交換ユニット２３を示している。この二次熱交換ユニット２３は、ヘッダー３２と、複数の熱交換管３４とを備える。
ヘッダー３２は、単一のヘッダー基体３６を備え、このヘッダー基体３６に給水用ヘッダー部３８と熱媒用ヘッダー部４０を備える。
図２は、二次熱交換ユニット２３を示している。この二次熱交換ユニット２３は、ヘッダー３２と、複数の熱交換管３４とを備える。
ヘッダー３２は、単一のヘッダー基体３６を備え、このヘッダー基体３６に給水用ヘッダー部３８と熱媒用ヘッダー部４０を備える。
【0020】
、
給水用ヘッダー部３８は入側ポート４２と出側ポート４４を備え、入側ポート４２は連結フランジ４６を備え、出側ポート４４は連結フランジ４８を備える。連結フランジ４６には給水回路側の管路が連結され、連結フランジ４８にはたとえば、給湯熱交換器８４（図９）への管路が接続される。
熱媒用ヘッダー部４０は同様に、入側ポート５０と出側ポート５２を備え、入側ポート５０は連結フランジ５４を備え、出側ポート５２は連結フランジ５６を備える。連結フランジ５４には暖房回路の管路が連結され、連結フランジ５６には熱媒一次熱交換器２０への管路が接続される（図１、図９）。
給水用ヘッダー部３８は入側ポート４２と出側ポート４４を備え、入側ポート４２は連結フランジ４６を備え、出側ポート４４は連結フランジ４８を備える。連結フランジ４６には給水回路側の管路が連結され、連結フランジ４８にはたとえば、給湯熱交換器８４（図９）への管路が接続される。
熱媒用ヘッダー部４０は同様に、入側ポート５０と出側ポート５２を備え、入側ポート５０は連結フランジ５４を備え、出側ポート５２は連結フランジ５６を備える。連結フランジ５４には暖房回路の管路が連結され、連結フランジ５６には熱媒一次熱交換器２０への管路が接続される（図１、図９）。
【0021】
熱交換管３４は給水用熱交換管５８および熱媒用熱交換管６０を含んでいる。給水用熱交換管５８および熱媒用熱交換管６０はたとえば、Ｕ字形のパイプで形成されている。給水用熱交換管５８は給水用ヘッダー部３８側に連通され、熱媒用熱交換管６０は熱媒用ヘッダー部４０に連通されている。
【0022】
＜二次熱交換ユニット２３の構成部材＞
図３は、二次熱交換ユニット２３を分解して示している。図３において、図２と同一部分には同一符号を付し、その説明を割愛する。
二次熱交換ユニット２３は、熱交換管３４、ヘッダー基体３６、給水用ヘッダー部３８、熱媒用ヘッダー部４０および連結フランジ４６、４８、５４、５６で構成される。
給水用ヘッダー部３８は給水用ヘッダーカバー７０を備える。この給水用ヘッダーカバー７０は、周縁に立壁７２とともに区画壁６２－１、６２－２を備え、ヘッダー基体３６に取り付けられて給水用ヘッダー室６４－１、６４－２、６４－３（図４）を形成する。
熱媒用ヘッダー部４０は熱媒用ヘッダーカバー７４を備える。この熱媒用ヘッダーカバー７４は、周縁に立壁７６とともに区画壁６６を備え、ヘッダー基体３６に取り付けられて熱媒用ヘッダー室６８－１、６８－２（図４）を形成する。
図３は、二次熱交換ユニット２３を分解して示している。図３において、図２と同一部分には同一符号を付し、その説明を割愛する。
二次熱交換ユニット２３は、熱交換管３４、ヘッダー基体３６、給水用ヘッダー部３８、熱媒用ヘッダー部４０および連結フランジ４６、４８、５４、５６で構成される。
給水用ヘッダー部３８は給水用ヘッダーカバー７０を備える。この給水用ヘッダーカバー７０は、周縁に立壁７２とともに区画壁６２－１、６２－２を備え、ヘッダー基体３６に取り付けられて給水用ヘッダー室６４－１、６４－２、６４－３（図４）を形成する。
熱媒用ヘッダー部４０は熱媒用ヘッダーカバー７４を備える。この熱媒用ヘッダーカバー７４は、周縁に立壁７６とともに区画壁６６を備え、ヘッダー基体３６に取り付けられて熱媒用ヘッダー室６８－１、６８－２（図４）を形成する。
【0023】
＜ヘッダー３２＞
図４は、ヘッダー３２側から見た二次熱交換ユニット２３を示している。ヘッダー３２は既述したように、給水用ヘッダー部３８と熱媒用ヘッダー部４０を備える。給水用ヘッダー部３８は、給水用熱交換管５８に給水Ｗを循環させる循環路であるとともに、給水用熱交換管５８と同様の受熱管路を構成する。同様に、熱媒用ヘッダー部４０は、熱媒用熱交換管６０に熱媒ＭＷを循環させる循環路であるとともに、熱媒用熱交換管６０と同様の受熱管路を構成する。
図４は、ヘッダー３２側から見た二次熱交換ユニット２３を示している。ヘッダー３２は既述したように、給水用ヘッダー部３８と熱媒用ヘッダー部４０を備える。給水用ヘッダー部３８は、給水用熱交換管５８に給水Ｗを循環させる循環路であるとともに、給水用熱交換管５８と同様の受熱管路を構成する。同様に、熱媒用ヘッダー部４０は、熱媒用熱交換管６０に熱媒ＭＷを循環させる循環路であるとともに、熱媒用熱交換管６０と同様の受熱管路を構成する。
【0024】
そして、給水用ヘッダー部３８には入側ポート４２から導入した給水Ｗを各給水用熱交換管５８に分配して通流するための区画壁６２－１、６２－２が設置されている。つまり、給水用ヘッダー部３８は、区画壁６２－１、６２－２を以て三室の給水用ヘッダー室６４－１、６４－２、６４－３に区画されている。
熱媒用ヘッダー部４０には入側ポート５０から導入した熱媒ＭＷを各熱媒用熱交換管６０に分配して通流するための区画壁６６が設置されている。つまり、熱媒用ヘッダー部４０は区画壁６６を以て二室の熱媒用ヘッダー室６８－１、６８－２に区画されている。
図５は、ヘッダー３２の給水用ヘッダー室６４－１、６４－２、６４－３、熱媒用ヘッダー室６８－１、６８－２と給水用熱交換管５８、５８－１、５８－２、５８－３、５８－４、熱媒用熱交換管６０、６０－１の配置関係を示している。
熱媒用ヘッダー部４０には入側ポート５０から導入した熱媒ＭＷを各熱媒用熱交換管６０に分配して通流するための区画壁６６が設置されている。つまり、熱媒用ヘッダー部４０は区画壁６６を以て二室の熱媒用ヘッダー室６８－１、６８－２に区画されている。
図５は、ヘッダー３２の給水用ヘッダー室６４－１、６４－２、６４－３、熱媒用ヘッダー室６８－１、６８－２と給水用熱交換管５８、５８－１、５８－２、５８－３、５８－４、熱媒用熱交換管６０、６０－１の配置関係を示している。
【0025】
＜給水用ヘッダー部３８および熱媒用ヘッダー部４０の配置および組合せ＞
図６は、ヘッダー３２を示している。図６において、図３と同一部分に同一符号を付してある。
給水用ヘッダー部３８の給水用ヘッダーカバー７０には熱媒用ヘッダー部４０の熱媒用ヘッダーカバー７４との対向側に凹部７８－１と凸部７８－２を備える。これに対向し、熱媒用ヘッダー部４０の熱媒用ヘッダーカバー７４には凸部８０－１と凹部８０－２を備える。
給水用ヘッダーカバー７０の凹部７８－１には熱媒用ヘッダーカバー７４の凸部８０－１、熱媒用ヘッダーカバー７４の凹部８０－２には給水用ヘッダーカバー７０の凸部７８－２が組み合わされてヘッダー基体３６に固定されている。
ヘッダー基体３６の給水用ヘッダーカバー７０の凸部７８－２で覆われる範囲には、給水用熱交換管５８－１、５８－２、５８－３、５８－４が取り付けられている。
ヘッダー基体３６の熱媒用ヘッダーカバー７４の凸部８０－１で覆われる範囲には、熱媒用熱交換管６０－１が取り付けられている。
図６は、ヘッダー３２を示している。図６において、図３と同一部分に同一符号を付してある。
給水用ヘッダー部３８の給水用ヘッダーカバー７０には熱媒用ヘッダー部４０の熱媒用ヘッダーカバー７４との対向側に凹部７８－１と凸部７８－２を備える。これに対向し、熱媒用ヘッダー部４０の熱媒用ヘッダーカバー７４には凸部８０－１と凹部８０－２を備える。
給水用ヘッダーカバー７０の凹部７８－１には熱媒用ヘッダーカバー７４の凸部８０－１、熱媒用ヘッダーカバー７４の凹部８０－２には給水用ヘッダーカバー７０の凸部７８－２が組み合わされてヘッダー基体３６に固定されている。
ヘッダー基体３６の給水用ヘッダーカバー７０の凸部７８－２で覆われる範囲には、給水用熱交換管５８－１、５８－２、５８－３、５８－４が取り付けられている。
ヘッダー基体３６の熱媒用ヘッダーカバー７４の凸部８０－１で覆われる範囲には、熱媒用熱交換管６０－１が取り付けられている。
【0026】
そして、給水用熱交換管５８はたとえば、燃焼排気ＥＧと交差方向に上流側をたとえば、４本配置とするのに対し、下流側をたとえば、５本配置し、下流側の配管密度を高く設定している。
また、熱媒用熱交換管６０を同様にたとえば、燃焼排気ＥＧと交差方向に上流側をたとえば、４本配置とするのに対し、下流側をたとえば、５本配置し、下流側の配管密度を高く設定している。
また、熱媒用熱交換管６０を同様にたとえば、燃焼排気ＥＧと交差方向に上流側をたとえば、４本配置とするのに対し、下流側をたとえば、５本配置し、下流側の配管密度を高く設定している。
【0027】
＜燃焼排気ＥＧの流れ、給水用ヘッダー部３８および熱媒用ヘッダー部４０の循環＞
図７は、燃焼排気ＥＧの流れ、給水用ヘッダー部３８の給水Ｗの流れ、熱媒用ヘッダー部４０の熱媒ＭＷの流れを示している。
給水Ｗは入側ポート４２からヘッダー３２の給水用ヘッダー室６４－１に入り、給水用熱交換管５８を循環して給水用ヘッダー室６４－２に戻り、この給水用ヘッダー室６４－２から別の給水用熱交換管５８を循環し、給水用ヘッダー室６４－３の出側ポート４４から流出する。給水Ｗは給水用ヘッダー室６４－１、６４－２、６４－３および給水用熱交換管５８で燃焼排気ＥＧの熱を受けて加熱され、温水化された給水ｆＷに変換される。
つまり、入側ポート４２から入った給水Ｗは給水用ヘッダー部３８および給水用熱交換管５８で燃焼排気ＥＧの熱を受けて加熱されて出側ポート４４からたとえば、給湯熱交換器８４（図９）に流れる。
図７は、燃焼排気ＥＧの流れ、給水用ヘッダー部３８の給水Ｗの流れ、熱媒用ヘッダー部４０の熱媒ＭＷの流れを示している。
給水Ｗは入側ポート４２からヘッダー３２の給水用ヘッダー室６４－１に入り、給水用熱交換管５８を循環して給水用ヘッダー室６４－２に戻り、この給水用ヘッダー室６４－２から別の給水用熱交換管５８を循環し、給水用ヘッダー室６４－３の出側ポート４４から流出する。給水Ｗは給水用ヘッダー室６４－１、６４－２、６４－３および給水用熱交換管５８で燃焼排気ＥＧの熱を受けて加熱され、温水化された給水ｆＷに変換される。
つまり、入側ポート４２から入った給水Ｗは給水用ヘッダー部３８および給水用熱交換管５８で燃焼排気ＥＧの熱を受けて加熱されて出側ポート４４からたとえば、給湯熱交換器８４（図９）に流れる。
【0028】
熱媒ＭＷは入側ポート５０からヘッダー３２の熱媒用ヘッダー室６８－１に入り、熱媒用熱交換管６０を循環して熱媒用ヘッダー室６８－２に戻り、この熱媒用ヘッダー室６８－２の出側ポート５２から流出する。熱媒ＭＷは熱媒用ヘッダー室６８－１、６８－２および熱媒用熱交換管６０で燃焼排気ＥＧの熱を受けて加熱される。つまり、入側ポート５０から入った熱媒ＭＷは熱媒用ヘッダー部４０および熱媒用熱交換管６０で燃焼排気ＥＧの熱を受けて加熱されて出側ポート５２から燃焼排気ＥＧの上流側に配置された熱媒一次熱交換器２０（図１、図９）に流れる。
【0029】
＜第１の実施の形態の効果＞
この第１の実施の形態によれば、次の何れかの効果が得られる。
(1) 燃焼排気の上流側に配置された熱媒二次熱交換部２６側に給水二次熱交換部２４の一部を張り出させているので、給水の熱交換効率を高めることができる。
(2) 給水二次熱交換部２４の一部が熱媒二次熱交換部２６側に配置され、熱媒二次熱交換部２６の一部が給水二次熱交換部２４側に配置されたことにより、両者が噛み合う形で組み合わされているので、二次熱交換ユニット２３のコンパクト化を図ることができるとともに、堅牢化を図ることができる。
この第１の実施の形態によれば、次の何れかの効果が得られる。
(1) 燃焼排気の上流側に配置された熱媒二次熱交換部２６側に給水二次熱交換部２４の一部を張り出させているので、給水の熱交換効率を高めることができる。
(2) 給水二次熱交換部２４の一部が熱媒二次熱交換部２６側に配置され、熱媒二次熱交換部２６の一部が給水二次熱交換部２４側に配置されたことにより、両者が噛み合う形で組み合わされているので、二次熱交換ユニット２３のコンパクト化を図ることができるとともに、堅牢化を図ることができる。
【0030】
〔第２の実施の形態〕
図８は、第２の実施の形態に係る二次熱交換器８の製造工程を示している。
この製造工程は、本開示の二次熱交換器の製造方法の一例であり、二次熱交換器８の製造に限定されない。
この製造工程には、熱交換管３４、ヘッダー基体３６、給水用ヘッダーカバー７０、熱媒用ヘッダーカバー７４の形成（Ｓ１０１）、ヘッダー基体３６に熱交換管３４の接続（Ｓ１０２）、二次熱交換ユニット２３の組立て（Ｓ１０３）、二次熱交換器筐体部１２に二次熱交換ユニット２３の取付け（Ｓ１０４）などが含まれる。
図８は、第２の実施の形態に係る二次熱交換器８の製造工程を示している。
この製造工程は、本開示の二次熱交換器の製造方法の一例であり、二次熱交換器８の製造に限定されない。
この製造工程には、熱交換管３４、ヘッダー基体３６、給水用ヘッダーカバー７０、熱媒用ヘッダーカバー７４の形成（Ｓ１０１）、ヘッダー基体３６に熱交換管３４の接続（Ｓ１０２）、二次熱交換ユニット２３の組立て（Ｓ１０３）、二次熱交換器筐体部１２に二次熱交換ユニット２３の取付け（Ｓ１０４）などが含まれる。
【0031】
熱交換管３４、ヘッダー基体３６、給水用ヘッダーカバー７０、熱媒用ヘッダーカバー７４の形成（Ｓ１０１）： 二次熱交換ユニット２３の構成部材である熱交換管３４、ヘッダー基体３６、給水用ヘッダーカバー７０、熱媒用ヘッダーカバー７４を個別に形成する。
ヘッダー基体３６に熱交換管３４の接続（Ｓ１０２）： ヘッダー基体３６に熱交換管３４を接続して一体化し、熱交換管３４の配置によってヘッダー基体３６に給水用熱交換管５８、熱媒用熱交換管６０を形成する。
ヘッダー基体３６に熱交換管３４の接続（Ｓ１０２）： ヘッダー基体３６に熱交換管３４を接続して一体化し、熱交換管３４の配置によってヘッダー基体３６に給水用熱交換管５８、熱媒用熱交換管６０を形成する。
【0032】
二次熱交換ユニット２３の組立て（Ｓ１０３）： ヘッダー基体３６に給水用ヘッダーカバー７０および熱媒用ヘッダーカバー７４を固定することにより、二次熱交換ユニット２３を組み立てる。そして、入側ポート４２には連結フランジ４６、出側ポート４４には連結フランジ４８、入側ポート５０には連結フランジ５４、出側ポート５２には連結フランジ５６を接続する。
二次熱交換器筐体部１２に二次熱交換ユニット２３の取付け（Ｓ１０４）： たとえば二次熱交換器筐体部１２に二次熱交換ユニット２３を取り付ければ、二次熱交換器８を形成できる。
二次熱交換器筐体部１２に二次熱交換ユニット２３の取付け（Ｓ１０４）： たとえば二次熱交換器筐体部１２に二次熱交換ユニット２３を取り付ければ、二次熱交換器８を形成できる。
【0033】
＜第２の実施の形態の効果＞
この第２の実施の形態によれば、次の何れかの効果が得られる。
(1) 二次熱交換ユニット２３の堅牢化、ひいては二次熱交換器８の堅牢化を図ることができるとともに、二次熱交換ユニット２３のコンパクト化を図ることができる。
(2) ひとつのヘッダー基体３６に給水用ヘッダー部３８および熱媒用ヘッダー部４０を設置して給水Ｗおよび熱媒ＭＷの熱交換が可能なヘッダー３２を構成するので、部品点数の削減とともに製造コストの低減を図ることができる。
この第２の実施の形態によれば、次の何れかの効果が得られる。
(1) 二次熱交換ユニット２３の堅牢化、ひいては二次熱交換器８の堅牢化を図ることができるとともに、二次熱交換ユニット２３のコンパクト化を図ることができる。
(2) ひとつのヘッダー基体３６に給水用ヘッダー部３８および熱媒用ヘッダー部４０を設置して給水Ｗおよび熱媒ＭＷの熱交換が可能なヘッダー３２を構成するので、部品点数の削減とともに製造コストの低減を図ることができる。
【0034】
〔第３の実施の形態〕
図９は、第３の実施の形態に係る給湯器８２を示している。この給湯器８２において、図１と同一部分には同一符号を付してある。
この給湯器８２は、給水Ｗ、熱媒ＭＷ、浴槽水ＢＷを加熱するため、既述の熱交換器２とともに給湯熱交換器８４を備えている。
熱交換器２は一次熱交換器６および二次熱交換器８を備え、一次熱交換器６は熱媒一次熱交換器２０および追焚熱交換器２２を備えている。二次熱交換器８は、給水二次熱交換部２４および熱媒二次熱交換部２６を備えている。
図９は、第３の実施の形態に係る給湯器８２を示している。この給湯器８２において、図１と同一部分には同一符号を付してある。
この給湯器８２は、給水Ｗ、熱媒ＭＷ、浴槽水ＢＷを加熱するため、既述の熱交換器２とともに給湯熱交換器８４を備えている。
熱交換器２は一次熱交換器６および二次熱交換器８を備え、一次熱交換器６は熱媒一次熱交換器２０および追焚熱交換器２２を備えている。二次熱交換器８は、給水二次熱交換部２４および熱媒二次熱交換部２６を備えている。
【0035】
燃料ガスＧはガス管８６からバルブユニット８８を介してバーナー１０に供給されて燃焼し、燃焼排気ＥＧを生じる。燃焼室４には給気ファン９０の回転により燃焼のための給気が行われる。
熱媒タンク９２に溜められた熱媒ＭＷは熱媒ポンプ９４の駆動により、熱媒回路９６から熱媒二次熱交換部２６に流れて下流側の燃焼排気ＥＧとの熱交換後、熱媒一次熱交換器２０に流れて上流側の燃焼排気ＥＧと熱交換される。この熱媒ＭＷは熱媒回路９６を通して、給湯時、給湯熱交換器８４に循環し、暖房時、床暖房ユニット９８やコンベクタ１００に循環する。
熱媒タンク９２に溜められた熱媒ＭＷは熱媒ポンプ９４の駆動により、熱媒回路９６から熱媒二次熱交換部２６に流れて下流側の燃焼排気ＥＧとの熱交換後、熱媒一次熱交換器２０に流れて上流側の燃焼排気ＥＧと熱交換される。この熱媒ＭＷは熱媒回路９６を通して、給湯時、給湯熱交換器８４に循環し、暖房時、床暖房ユニット９８やコンベクタ１００に循環する。
【0036】
給湯時、給水Ｗは給水管１０２を通して給水二次熱交換部２４に流れ、下流側の燃焼排気ＥＧとの熱交換が行われる。この燃焼排気ＥＧで先行加熱された給水ｆＷは給湯熱交換器８４に流れ、熱媒ＭＷとの熱交換後、給水混合部１０４で給水Ｗとの混合により、所定の給湯温度に調整されて給湯管１０６から温水ＨＷとして出湯させる。
浴槽１０８に溜められた浴槽水ＢＷは、追焚ポンプ１１０の駆動により追焚回路１１２から追焚熱交換器２２に流れて上流側の燃焼排気ＥＧとの熱交換後、浴槽１０８に戻される。
浴槽１０８に溜められた浴槽水ＢＷは、追焚ポンプ１１０の駆動により追焚回路１１２から追焚熱交換器２２に流れて上流側の燃焼排気ＥＧとの熱交換後、浴槽１０８に戻される。
【0037】
＜第３の実施の形態の効果＞
この第３の実施の形態によれば、次の何れかの効果が得られる。
(1) 燃焼排気ＥＧの下流側で熱媒ＭＷを二次熱交換によって先行加熱し、この加熱後の熱媒ＭＷを一次熱交換により高温化できるので、燃焼排気ＥＧの熱を効率よく熱媒ＭＷに熱交換でき、熱媒ＭＷの熱交換効率を高めることができる。
(2)燃焼排気ＥＧの下流側で燃焼排気ＥＧの主として潜熱を給水Ｗに熱交換できるとともに、この先行加熱後の給水ｆＷと熱媒ＭＷの熱とを給湯熱交換器８４で熱交換し、給水ｆＷを熱媒ＭＷで加熱することができ、給水Ｗの熱交換効率を高めることができる。
この第３の実施の形態によれば、次の何れかの効果が得られる。
(1) 燃焼排気ＥＧの下流側で熱媒ＭＷを二次熱交換によって先行加熱し、この加熱後の熱媒ＭＷを一次熱交換により高温化できるので、燃焼排気ＥＧの熱を効率よく熱媒ＭＷに熱交換でき、熱媒ＭＷの熱交換効率を高めることができる。
(2)燃焼排気ＥＧの下流側で燃焼排気ＥＧの主として潜熱を給水Ｗに熱交換できるとともに、この先行加熱後の給水ｆＷと熱媒ＭＷの熱とを給湯熱交換器８４で熱交換し、給水ｆＷを熱媒ＭＷで加熱することができ、給水Ｗの熱交換効率を高めることができる。
【0038】
〔他の実施の形態〕
(1) 第３の実施の形態は、給湯熱交換器８４を備えて熱媒ＭＷの熱を給水ｆＷに熱交換しているが、熱交換器２にある熱媒一次熱交換器２０で給湯加熱を行ってもよい。
(2) 第３の実施の形態は追焚熱交換器２２で浴槽水ＢＷを加熱しているが、給水Ｗの熱交換に利用してもよい。
(3) 給水以外の循環水として熱媒ＭＷを例示しているが、熱媒ＭＷ以外の循環水加熱に利用してもよい。
(4) 給水用ヘッダー部３８の入側ポート４２、出側ポート４４について、第１の実施の形態では燃焼排気ＥＧの上流側に入側ポート４２、下流側に出側ポート４４を配置しているが、入側ポート４２を出側ポート、出側ポート４４を入側ポートに用いて給水Ｗを流してもよい。
(1) 第３の実施の形態は、給湯熱交換器８４を備えて熱媒ＭＷの熱を給水ｆＷに熱交換しているが、熱交換器２にある熱媒一次熱交換器２０で給湯加熱を行ってもよい。
(2) 第３の実施の形態は追焚熱交換器２２で浴槽水ＢＷを加熱しているが、給水Ｗの熱交換に利用してもよい。
(3) 給水以外の循環水として熱媒ＭＷを例示しているが、熱媒ＭＷ以外の循環水加熱に利用してもよい。
(4) 給水用ヘッダー部３８の入側ポート４２、出側ポート４４について、第１の実施の形態では燃焼排気ＥＧの上流側に入側ポート４２、下流側に出側ポート４４を配置しているが、入側ポート４２を出側ポート、出側ポート４４を入側ポートに用いて給水Ｗを流してもよい。
【0039】
以上説明したように、本発明の最も好ましい実施の形態等について説明した。本発明は、上記記載に限定されるものではない。特許請求の範囲に記載され、または発明を実施するための形態に開示された発明の要旨に基づき、当業者において様々な変形や変更が可能である。斯かる変形や変更が、本発明の範囲に含まれることは言うまでもない。
【産業上の利用可能性】
【0040】
本発明は、燃焼排気を上流側で熱交換する一次熱交換器とともに設置されて前記一次熱交換器より下流側で熱交換する二次熱交換器において、給水の熱交換効率を高めるとともに二次熱交換器のコンパクト化を実現でき、利便性の高い熱交換器を実現することができる。
【符号の説明】
【0041】
２ 熱交換器
４ 燃焼室
６ 一次熱交換器
８ 二次熱交換器
１０ バーナー
１２ 二次熱交換器筐体部
１４ 排気流入口
１６ 排気流路板
１８ 排気部
２０ 熱媒一次熱交換器
２２ 追焚熱交換器
２３ 二次熱交換ユニット
２４ 給水二次熱交換部
２６ 熱媒二次熱交換部
２８ 収水部
３０ 排水口
３２ ヘッダー
３４ 熱交換管
３６ ヘッダー基体
３８ 給水用ヘッダー部
４０ 熱媒用ヘッダー部
４２ 入側ポート
４４ 出側ポート
４６ 連結フランジ
４８ 連結フランジ
５０ 入側ポート
５２ 出側ポート
５４ 連結フランジ
５６ 連結フランジ
５８、５８－１、５８－２、５８－３、５８－４ 給水用熱交換管
６０、６０－１ 熱媒用熱交換管
６２－１、６２－２ 区画壁
６４－１、６４－２、６４－３ 給水用ヘッダー室
６６ 区画壁
６８－１、６８－２ 熱媒用ヘッダー室
７０ 給水用ヘッダーカバー
７２、７６ 立壁
７４ 熱媒用ヘッダーカバー
７８－１ 凹部
７８－２ 凸部
８０－１ 凸部
８０－２ 凹部
８２ 給湯器
８４ 給湯熱交換器
８６ ガス管
８８ バルブユニット
９０ 給気ファン
９２ 熱媒タンク
９４ 熱媒ポンプ
９６ 熱媒回路
９８ 床暖房ユニット
１００ コンベクタ
１０２ 給水管
１０４ 給水混合部
１０６ 給湯管
１０８ 浴槽
１１０ 追焚ポンプ
１１２ 追焚回路
４ 燃焼室
６ 一次熱交換器
８ 二次熱交換器
１０ バーナー
１２ 二次熱交換器筐体部
１４ 排気流入口
１６ 排気流路板
１８ 排気部
２０ 熱媒一次熱交換器
２２ 追焚熱交換器
２３ 二次熱交換ユニット
２４ 給水二次熱交換部
２６ 熱媒二次熱交換部
２８ 収水部
３０ 排水口
３２ ヘッダー
３４ 熱交換管
３６ ヘッダー基体
３８ 給水用ヘッダー部
４０ 熱媒用ヘッダー部
４２ 入側ポート
４４ 出側ポート
４６ 連結フランジ
４８ 連結フランジ
５０ 入側ポート
５２ 出側ポート
５４ 連結フランジ
５６ 連結フランジ
５８、５８－１、５８－２、５８－３、５８－４ 給水用熱交換管
６０、６０－１ 熱媒用熱交換管
６２－１、６２－２ 区画壁
６４－１、６４－２、６４－３ 給水用ヘッダー室
６６ 区画壁
６８－１、６８－２ 熱媒用ヘッダー室
７０ 給水用ヘッダーカバー
７２、７６ 立壁
７４ 熱媒用ヘッダーカバー
７８－１ 凹部
７８－２ 凸部
８０－１ 凸部
８０－２ 凹部
８２ 給湯器
８４ 給湯熱交換器
８６ ガス管
８８ バルブユニット
９０ 給気ファン
９２ 熱媒タンク
９４ 熱媒ポンプ
９６ 熱媒回路
９８ 床暖房ユニット
１００ コンベクタ
１０２ 給水管
１０４ 給水混合部
１０６ 給湯管
１０８ 浴槽
１１０ 追焚ポンプ
１１２ 追焚回路
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】