7401749 熱交換器及び温水装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2023-12-12

(45)【発行日】2023-12-20

(54)【発明の名称】熱交換器及び温水装置

(51)【国際特許分類】

   F24H 9/00 20220101AFI20231213BHJP

   F24H 1/14 20220101ALI20231213BHJP

   F28D 7/16 20060101ALI20231213BHJP

【ＦＩ】

F24H9/00 A

F24H1/14 C

F28D7/16 B

【請求項の数】 5

(21)【出願番号】P 2019232579

(22)【出願日】2019-12-24

(65)【公開番号】P2021101132

(43)【公開日】2021-07-08

【審査請求日】2022-11-07

(73)【特許権者】

【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】110001195

【氏名又は名称】弁理士法人深見特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】▲吉▼田 哲

(72)【発明者】

【氏名】杉江 繁男

【審査官】古川 峻弘

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１８－１１９７５７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０００－１３０８５５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００６－１２５８１１（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｆ２４Ｈ １／００－１／５４，９／００

Ｆ２８Ｄ ７／００－７／１６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

第１方向に交差している第１面内において蛇行している第１伝熱管と、
前記第１方向に交差している第２面内において蛇行している第２伝熱管と、
前記第１伝熱管及び前記第２伝熱管が収納されている筐体とを備え、
前記第１伝熱管及び前記第２伝熱管は、前記第１方向に沿って重ねて配置されており、
前記第１伝熱管は、前記第１方向に交差している第２方向において等間隔で配列されている複数の第１直管部を有し、
前記第２伝熱管は、前記第２方向において等間隔で配列されている複数の第２直管部を有し、
前記複数の第１直管部及び前記複数の第２直管部は、前記第１方向及び前記第２方向に交差している第３方向に沿って直線状に延在しており、
前記複数の第２直管部の各々は、前記複数の第１直管部のうちの隣り合う２つの間に位置しており、
前記複数の第１直管部のうちの隣り合う２つの間の間隔である第１ピッチは、前記複数の第２直管部のうちの隣り合う２つの間の間隔である第２ピッチと異なっており、
前記筐体は、前記筐体の内部において燃焼ガスが前記第２方向に沿って流れるようにガス入口及びガス出口が形成された側壁を有し、
前記筐体に収納されているとともに、前記第１方向に交差している第３面内において蛇行している第３伝熱管をさらに備え、
前記第１伝熱管、前記第２伝熱管及び前記第３伝熱管は、前記第２伝熱管と前記第３伝熱管との間に前記第１伝熱管が位置するように前記第１方向に沿って重ねて配置されており、
前記第３伝熱管は、前記第２方向において等間隔で配置されている複数の第３直管部を有し、
前記複数の第３直管部の各々は、前記複数の第１直管部のうちの隣り合う２つの間に位置しており、
前記複数の第３直管部のうちの隣り合う２つの間の間隔である第３ピッチは、前記第１ピッチよりも小さく、かつ前記第２ピッチと異なっている、熱交換器。

【請求項2】

前記筐体は、前記第１方向において互いに対向している上壁及び底壁をさらに有し、
前記第２伝熱管は、前記第３伝熱管よりも前記上壁と前記底壁との間の中間位置の近くにあり、
前記第２ピッチは、前記第３ピッチよりも小さい、請求項１に記載の熱交換器。

【請求項3】

第１方向に交差している第１面内において蛇行している第１伝熱管と、
前記第１方向に交差している第２面内において蛇行している第２伝熱管と、
前記第１伝熱管及び前記第２伝熱管が収納されている筐体とを備え、
前記第１伝熱管及び前記第２伝熱管は、前記第１方向に沿って重ねて配置されており、
前記第１伝熱管は、前記第１方向に交差している第２方向において等間隔で配列されている複数の第１直管部を有し、
前記第２伝熱管は、前記第２方向において等間隔で配列されている複数の第２直管部を有し、
前記複数の第１直管部及び前記複数の第２直管部は、前記第１方向及び前記第２方向に交差している第３方向に沿って直線状に延在しており、
前記複数の第２直管部の各々は、前記複数の第１直管部のうちの隣り合う２つの間に位置しており、
前記複数の第１直管部のうちの隣り合う２つの間の間隔である第１ピッチは、前記複数の第２直管部のうちの隣り合う２つの間の間隔である第２ピッチと異なっており、
前記筐体は、前記筐体の内部において燃焼ガスが前記第２方向に沿って流れるようにガス入口及びガス出口が形成された側壁を有し、
前記第１伝熱管の数及び前記第２伝熱管の数は、前記ガス入口側と前記ガス出口側とで同じであり、
前記複数の第１直管部のうちの１つの第１直管部の外周面と前記１つの第１直管部に最近接している前記複数の第２直管部のうちの１つの第２直管部の外周面との間の距離は、前記１つの第１直管部に隣り合う前記複数の第１直管部のうちの他の１つの第１直管部の外周面と前記他の１つの第１直管部に最近接している前記複数の第２直管部のうちの他の１つの第２直管部の外周面との間の距離よりも大きく、
前記他の１つの第１直管部は、前記第２方向において、前記１つの第１直管部よりも前記ガス出口の近くにある、熱交換器。

【請求項4】

前記第１伝熱管は、第１端部と、前記第２方向において前記第１端部よりも前記ガス出口の近くにある第２端部とを有し、
前記第２伝熱管は、第３端部と、前記第２方向において前記第３端部よりも前記ガス出口の近くにある第４端部とを有し、
前記第２伝熱管は、前記第２方向における前記第１端部と前記第３端部との間の距離が前記第２方向における前記第２端部と前記第４端部との間の距離に等しくなるように曲げられている、請求項１～請求項３のいずれか１項に記載の熱交換器。

【請求項5】

請求項１～請求項４のいずれか１項に記載の前記熱交換器と、
前記燃焼ガスを発生させるバーナとを備える、温水装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、熱交換器及び温水装置に関する。

【背景技術】

【0002】

特許文献１（特開２０１９－１１３２８０号公報）には、熱交換器が記載されている。特許文献１に記載されている熱交換器は、水が流れる伝熱管（第１管及び第２管）を有している。伝熱管を流れる水は、伝熱管の周囲を通過する燃焼ガスとの間で熱交換を行うことにより、昇温される。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２０１９－１１３２８０号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

本発明者らが見出した知見によると、特許文献１に記載されている熱交換器は、熱交換効率に改善の余地がある。本発明は、熱交換効率が改善された熱交換器及び温水装置を提供するものである。

【課題を解決するための手段】

【0005】

本発明の一態様に係る熱交換器は、第１方向に交差している第１面内において蛇行している第１伝熱管と、第１方向に交差している第２面内において蛇行している第２伝熱管と、第１伝熱管及び第２伝熱管が収納されている筐体とを備える。第１伝熱管及び第２伝熱管は、第１方向に沿って重ねて配置されている。第１伝熱管は、第１方向に交差している第２方向において等間隔で配列されている複数の第１直管部を有する。第２伝熱管は、第２方向において等間隔で配列されている複数の第２直管部を有する。複数の第１直管部及び複数の第２直管部は、第１方向及び第２方向に交差している第３方向に沿って直線状に延在している。複数の第２直管部の各々は、複数の第１直管部のうちの隣り合う２つの間に位置している。複数の第１直管部のうちの隣り合う２つの間の間隔である第１ピッチは、複数の第２直管部のうちの隣り合う２つの間の間隔である第２ピッチよりも大きい。筐体は、筐体の内部において燃焼ガスが第２方向に沿って流れるようにガス入口及びガス出口が形成された側壁を有する。

【0006】

上記の熱交換器は、筐体に収納されているとともに、第１方向に交差している第３面内において蛇行している第３伝熱管をさらに備えていてもよい。第１伝熱管、第２伝熱管及び第３伝熱管は、第２伝熱管と第３伝熱管との間に第１伝熱管が位置するように第１方向に沿って重ねて配置されていてもよい。第３伝熱管は、第２方向において等間隔で配置されている複数の第３直管部を有していてもよい。複数の第３直管部の各々は、複数の第１直管部のうちの隣り合う２つの間に位置していてもよい。複数の第３直管部のうちの隣り合う２つの間の間隔である第３ピッチは、第１ピッチよりも小さく、かつ第２ピッチと異なっていてもよい。

【0007】

上記の熱交換器において、筐体は、第１方向において互いに対向している上壁及び底壁をさらに有していてもよい。第２伝熱管は、第３伝熱管よりも上壁と底壁との間の中間位置の近くにあってもよい。第２ピッチは、第３ピッチよりも小さくてもよい。

【0008】

上記の熱交換器において、第１伝熱管は、第１端部と、第２方向において第１端部よりもガス出口の近くにある第２端部とを有していてもよい。第２伝熱管は、第３端部と、第２方向において第３端部よりもガス出口の近くにある第４端部とを有していてもよい。第２伝熱管は、第２方向における第１端部と第３端部との間の距離が第２方向における第２端部と第４端部との間の距離に等しくなるように曲げられていてもよい。

【0009】

本発明の一態様に係る温水装置は、上記の熱交換器と、燃焼ガスを発生させる燃焼装置とを備える。

【発明の効果】

【0010】

本発明の一態様に係る熱交換器及び温水装置によると、熱交換効率を改善することができる。

【図面の簡単な説明】

【0011】

【図1】温水装置１００の模式図である。

【図2】二次熱交換器３０の斜視図である。

【図3】上壁３７ａの図示を省略した状態の二次熱交換器３０の平面図である。

【図4】図３のＩＶ－ＩＶにおける断面図である。

【図5】伝熱管３３の平面図である。

【図6】伝熱管３４の平面図である。

【図7】第２変形例に係る二次熱交換器３０における伝熱管３３及び伝熱管３４の斜視図である。

【図8】二次熱交換器３０の効果を説明するための二次熱交換器３０の模式的な断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0012】

実施形態の詳細を、図面を参照しながら説明する。以下の図面においては、同一又は相当する部分に同一の参照符号を付し、重複する説明は繰り返さないものとする。

【0013】

（実施形態に係る温水装置の構成）
以下に、実施形態に係る温水装置（以下、「温水装置１００」とする）の概略構成を説明する。

【0014】

図１は、温水装置１００の模式図である。図１に示されるように、温水装置１００は、バーナ１０ａ及びバーナ１０ｂと、一次熱交換器２０と、二次熱交換器３０と、配管４０ａ、配管４０ｂ、配管４０ｃ、配管４０ｄ及び配管４０ｅと、注湯弁５０と、ポンプ６０とを有している。

【0015】

バーナ１０ａ及びバーナ１０ｂには、空気及び燃料ガスが供給される。バーナ１０ａ及びバーナ１０ｂは、空気及び燃料ガスが混合された混合ガスを燃焼させることにより、燃焼ガスを発生させる。

【0016】

一次熱交換器２０は、第１熱交換器２１と、第２熱交換器２２とを有している。第１熱交換器２１は、バーナ１０ａにおいて発生した燃焼ガスと熱交換を行うように構成されており、第２熱交換器２２は、バーナ１０ｂにおいて発生した燃焼ガスとの間で熱交換を行うように構成されている。

【0017】

二次熱交換器３０は、第３熱交換器３１と、第４熱交換器３２とを有している。第３熱交換器３１は、第１熱交換器２１と熱交換を行った燃焼ガスと熱交換を行うように構成されており、第４熱交換器３２は、第２熱交換器２２と熱交換を行った燃焼ガスとの間で熱交換を行うように構成されている。第３熱交換器３１の出水口３１ｂは、第１熱交換器２１の入水口２１ａに接続されている。第４熱交換器３２の出水口３２ｂは、第２熱交換器２２の入水口２２ａに接続されている。二次熱交換器３０の詳細構成は、後述する。

【0018】

配管４０ａは、一方端において上水道（図示せず）に接続されている。配管４０ａは、他方端において第３熱交換器３１の入水口３１ａに接続されている。配管４０ｂは、一方端において第１熱交換器２１の出水口２１ｂに接続されている。配管４０ｂは、他方端において給湯栓（図示せず）に接続されている。

【0019】

配管４０ｃは、一方端において浴槽７０に取り付けられた循環アダプタ７１に接続されている。配管４０ｃは、他方端において第４熱交換器３２の入水口３２ａに接続されている。配管４０ｄは、一方端において循環アダプタ７１に接続されている。配管４０ｄは、他方端において第２熱交換器２２の出水口２２ｂに接続されている。

【0020】

配管４０ｅは、一方端において配管４０ｂに接続されており、他方端において配管４０ｃに接続されている。注湯弁５０は、配管４０ｅの経路上に配置されている。ポンプ６０は、例えば配管４０ｃの経路上に配置されている。

【0021】

（温水装置１００の動作）
以下に、温水装置１００の動作を説明する。

【0022】

まず、温水装置１００の給湯動作及び浴槽７０への湯張り動作を説明する。配管４０ａの一方端からは、水が供給される。配管４０ａに供給された水は、配管４０ａを流れて第３熱交換器３１に供給される。第３熱交換器３１に供給された水は、燃焼ガスとの間で熱交換を行うことにより昇温される。第３熱交換器３１を流れた水は、第１熱交換器２１に供給される。第１熱交換器２１に供給された水は、燃焼ガスとの間で熱交換を行うことによりさらに昇温される。

【0023】

温水装置１００が給湯動作を行っている際には、注湯弁５０が閉状態とされる。その結果、第１熱交換器２１を流れた水は、配管４０ｂを通って給湯栓から給湯される。温水装置１００が湯張り動作を行っている際には、注湯弁５０が開状態とされる。その結果、第１熱交換器２１を流れた水は、配管４０ｂ、配管４０ｅ、配管４０ｃ及び循環アダプタ７１（配管４０ｂ、配管４０ｅ、配管４０ｄ及び循環アダプタ７１）を通って浴槽７０に供給される。

【0024】

次に、温水装置１００の追い焚き動作を説明する。浴槽７０に貯留されている湯水（以下、「浴槽水」とする）は、ポンプ６０を動作させることにより、循環アダプタ７１の吸入口から吸入され、配管４０ｃを介して第４熱交換器３２に供給される。第４熱交換器３２に供給された浴槽水は、燃焼ガスとの間で熱交換器を行うことにより昇温される。

【0025】

第４熱交換器３２を流れた浴槽水は、第２熱交換器２２に供給される。第２熱交換器２２に供給された浴槽水は、燃焼ガスとの間で熱交換を行うことによりさらに昇温される。第２熱交換器２２を流れた浴槽水は、配管４０ｄを通って循環アダプタ７１の吐出口から浴槽７０に戻る。

【0026】

（二次熱交換器３０の詳細構成）
以下に、二次熱交換器３０の詳細構成を説明する。

【0027】

図２は、二次熱交換器３０の斜視図である。図３は、上壁３７ａの図示を省略した状態の二次熱交換器３０の平面図である。図４は、図３のＩＶ－ＩＶにおける断面図である。図５は、伝熱管３３の平面図である。図６は、伝熱管３４の平面図である。図２～図６に示されるように、二次熱交換器３０は、複数の伝熱管３３と、複数の伝熱管３４と、複数の伝熱管３５と、複数の伝熱管３６と、筐体３７と、仕切り部材３８とを有している。

【0028】

伝熱管３３及び伝熱管３４は、第１方向ＤＲ１に沿って交互に重ねて配置されている。伝熱管３３は、第１方向ＤＲ１に交差している面（好ましくは、第１方向ＤＲ１に直交している面）内において、蛇行した形状を有している。伝熱管３４は、第１方向ＤＲ１に交差している面（好ましくは、第１方向ＤＲ１に直交している面）内において、蛇行した形状を有している。伝熱管３３及び伝熱管３４は第１方向ＤＲ１に沿って交互に重ねて配置されているため、伝熱管３３が蛇行している面及び伝熱管３４が蛇行している面は、それぞれ異なっている。

【0029】

伝熱管３３は、複数の直管部３３ａと、複数の接続部３３ｂとを有している。直管部３３ａは、第２方向ＤＲ２に沿って、等間隔で配置されている。第２方向ＤＲ２は、第１方向ＤＲ１に交差している方向である。第２方向ＤＲ２は、好ましくは、第１方向ＤＲ１に直交している。第２方向ＤＲ２において隣り合う２つの直管部３３ａの間の間隔を、ピッチＰ１とする。ピッチＰ１は、全ての伝熱管３３において等しくなっている。ピッチＰ１は、第２方向ＤＲ２において隣り合う２つの直管部３３ａの中心間距離である。

【0030】

直管部３３ａは、第３方向ＤＲ３に沿って直線状に延在している。第３方向ＤＲ３は、第１方向ＤＲ１及び第２方向ＤＲ２に交差している方向である。第３方向ＤＲ３は、好ましくは、第１方向ＤＲ１及び第２方向ＤＲ２に直交している。

【0031】

直管部３３ａは、第３方向ＤＲ３において、第１端３３ａａと、第２端３３ａｂとを有している。ある直管部３３ａ（以下、「直管部３３ｃ」とする）の第１端３３ａａは、接続部３３ｂにより、直管部３３ｃと隣り合う別の直管部３３ａ（以下、「直管部３３ｄ」とする）の第１端３３ａａに接続されている。直管部３３ｃの第２端３３ａｂは、接続部３３ｂにより、直管部３３ｄとは反対側において直管部３３ｃと隣り合う別の直管部３３ａ（以下、「直管部３３ｅ」とする）の第２端３３ａｂに接続されている。これにより、伝熱管３３は、第１方向ＤＲ１に交差する面内において蛇行する形状を有している。

【0032】

伝熱管３４は、複数の直管部３４ａと、複数の接続部３４ｂとを有している。直管部３４ａは、第２方向ＤＲ２に沿って等間隔で配置されている。直管部３４ａは、第３方向ＤＲ３に沿って直線状に延在している。第３方向ＤＲ３において隣り合う２つの直管部３４ａの間の間隔を、ピッチＰ２とする。第２方向ＤＲ２において隣り合う２つの直管部３４ａの中心間距離である。

【0033】

ピッチＰ２は、ピッチＰ１と異なっている。ピッチＰ２は、例えば、ピッチＰ１よりも小さい（ピッチＰ１は、ピッチＰ２よりも大きい）。ピッチＰ２は、全ての伝熱管３４において等しくなっている。接続部３４ｂは、伝熱管３４が第１方向ＤＲ１に交差している（好ましくは直交している）面内において蛇行するように、第３方向ＤＲ３において隣り合う２つの直管部３４ａを接続している。

【0034】

１つの伝熱管３３は、他の伝熱管３３との間で、全ての直管部３３ａの第２方向ＤＲ２における位置の互いに一致するように配置されている。このことを別の観点から言えば、第２方向ＤＲ２に直交している断面視において、直管部３３ａが格子配列されている。伝熱管３４は、直管部３４ａが第２方向ＤＲ２において隣り合う２つの直管部３３ａの間にあるように配置されている。全ての伝熱管３４は、最も側壁３７ｃ側にある直管部３４ａの第２方向ＤＲ２における位置が互いに一致するように配置されている。

【0035】

第３方向ＤＲ３における長さが異なる点を除き、伝熱管３５の構成及び配置は、伝熱管３３の構成及び配置とそれぞれ同一である。第３方向ＤＲ３における長さが異なる点を除き、伝熱管３６の構成及び配置は、伝熱管３３の構成及び配置と同一である。そのため、ここでは、伝熱管３５及び伝熱管３６に関する詳細な説明は省略する。

【0036】

筐体３７は、上壁３７ａと、底壁３７ｂと、側壁３７ｃと、側壁３７ｄと、側壁３７ｅと、側壁３７ｆとを有している。上壁３７ａ及び底壁３７ｂは、第１方向ＤＲ１において対向配置されている。側壁３７ｃ及び側壁３７ｄは、第３方向ＤＲ３に沿って延在しており、第２方向ＤＲ２において互いに対向している。側壁３７ｅ及び側壁３７ｆは、第２方向ＤＲ２に沿って延在しており、第３方向ＤＲ３において互いに対向している。側壁３７ｃ～側壁３７ｅは、上端において上壁３７ａに連なっており、下端において底壁３７ｂに連なっている。

【0037】

筐体３７には、伝熱管３３～伝熱管３６が収納されている。仕切り部材３８は、筐体３７の内部空間を画している。筐体３７の内部空間のうち、仕切り部材３８と側壁３７ｅとの間にある空間に伝熱管３３及び伝熱管３４が配置されており、仕切り部材３８と側壁３７ｆとの間にある空間に伝熱管３５及び伝熱管３６が配置されている。

【0038】

側壁３７ｃには、ガス入口３７ｃａ及びガス入口３７ｃｂが形成されている。ガス入口３７ｃａ及びガス入口３７ｃｂは、厚さ方向に沿って側壁３７ｃを貫通している。ガス入口３７ｃａは、ガス入口３７ｃｂよりも側壁３７ｅに近い位置にある。ガス入口３７ｃａは、筐体３７の内部空間のうちの仕切り部材３８と側壁３７ｅとの間にある空間と連通している。ガス入口３７ｃｂは、筐体３７の内部空間のうちの仕切り部材３８と側壁３７ｆとの間にある空間と連通している。

【0039】

側壁３７ｄには、ガス出口３７ｄａが形成されている。ガス出口３７ｄａは、厚さ方向に沿って側壁３７ｄを貫通している。ガス出口３７ｄａは、筐体３７の内部空間のうちの仕切り部材３８と側壁３７ｅとの間にある空間及び筐体３７の内部空間のうちの仕切り部材３８と側壁３７ｆとの間にある空間の双方に連通している。

【0040】

バーナ１０ａにおいて発生した燃焼ガスは、第１熱交換器２１を通ってガス入口３７ｃａに達する。バーナ１０ｂにおいて発生した燃焼ガスは、第２熱交換器２２を通ってガス入口３７ｃｂに達する。ガス入口３７ｃａから筐体３７の内部空間のうちの仕切り部材３８と側壁３７ｅとの間にある空間に供給された燃焼ガスは、伝熱管３３及び伝熱管３４を流れる水との間で熱交換器を行う。

【0041】

ガス入口３７ｃｂから筐体３７の内部空間のうちの仕切り部材３８と側壁３７ｆとの間にある空間に供給された燃焼ガスは、伝熱管３５及び伝熱管３６を流れる水との間で熱交換器を行う。すなわち、二次熱交換器３０のうちの仕切り部材３８よりも側壁３７ｅ側にある部分は、第３熱交換器３１を構成しており、二次熱交換器３０のうちの仕切り部材３８よりも側壁３７ｆ側にある部分は、第４熱交換器３２を構成している。

【0042】

ガス入口３７ｃａ及びガス入口３７ｃｂから供給された燃焼ガスは、筐体３７の内部を通ってガス出口３７ｄａから流出する。ガス入口３７ｃａ及びガス出口３７ｄａは、第２方向ＤＲ２において対向配置されている。また、ガス入口３７ｃｂ及びガス出口３７ｄａは、第２方向ＤＲ２において対向配置されている。そのため、ガス入口３７ｃａ及びガス入口３７ｃｂから供給された燃焼ガスは、筐体３７の内部において、第２方向ＤＲ２に沿って流れることになる。

【0043】

側壁３７ｅには、複数の貫通穴（図示せず）が形成されている。この貫通穴は、厚さ方向に沿って側壁３７ｅを貫通している。この貫通穴には、伝熱管３３及び伝熱管３４の端部が通されている。側壁３７ｅの外壁面には、ヘッダ３７ｅａ及びヘッダ３７ｅｂが取り付けられている。ヘッダ３７ｅａは、ヘッダ３７ｅｂよりも側壁３７ｄ側にある。

【0044】

伝熱管３３は、第１端部３３ｆと、第２端部３３ｇとを有している。伝熱管３４は、第３端部３４ｃと、第４端部３４ｄとを有している。第２端部３３ｇは、第２方向ＤＲ２において、第１端部３３ｆよりもガス出口３７ｄａの近くにある。第４端部３４ｄは、第２方向ＤＲ２において、第３端部３４ｃよりもガス出口３７ｄａの近くにある。ヘッダ３７ｅａには、第２端部３３ｇ及び第４端部３４ｄが接続されている。ヘッダ３７ｅｂには、第１端部３３ｆ及び第３端部３４ｃが接続されている。ヘッダ３７ｅａには、ヘッダ３７ｅａの内部に連通している入水口３１ａが形成されており、ヘッダ３７ｅｂには、ヘッダ３７ｅｂの内部に連通している出水口３１ｂが形成されている。

【0045】

側壁３７ｆには、複数の貫通穴（図示せず）が形成されている。この貫通穴は、厚さ方向に沿って側壁３７ｆを貫通している。この貫通穴には、伝熱管３５及び伝熱管３６の端部が通されている。側壁３７ｆの外壁面には、ヘッダ３７ｆａ及びヘッダ３７ｆｂが取り付けられている。ヘッダ３７ｆａは、ヘッダ３７ｆｂよりも側壁３７ｄ側にある。

【0046】

伝熱管３５及び伝熱管３６のガス出口３７ｄａ側にある端部は、ヘッダ３７ｆａに接続されており、伝熱管３５及び伝熱管３６のガス入口３７ｃｂ側にある端部は、ヘッダ３７ｆｂに接続されている。ヘッダ３７ｆａには、ヘッダ３７ｆａの内部に連通している入水口３２ａが形成されており、ヘッダ３７ｆｂには、ヘッダ３７ｆｂの内部に連通している出水口３２ｂが形成されている。

【0047】

＜第１変形例＞
第１方向ＤＲ１における上壁３７ａと底壁３７ｂとの間の中間位置を、位置ＭＰとする（図４参照）。伝熱管３４のうちの１つを、伝熱管３４１とする（図４参照）。伝熱管３４１以外の伝熱管３４を、伝熱管３４２とする（図４参照）。伝熱管３４１は、第１方向ＤＲ１において、伝熱管３４２よりも位置ＭＰの近くにある。第１方向ＤＲ１において、伝熱管３４１と伝熱管３４２との間には、１つの伝熱管３３がある。

【0048】

第１変形例に係る二次熱交換器３０においては、ピッチＰ２が、伝熱管３４ごとに一定になっていない。例えば、伝熱管３４１におけるピッチＰ２は、伝熱管３４２におけるピッチＰ２と異なっている。好ましくは、伝熱管３４１におけるピッチＰ２は、伝熱管３４２におけるピッチＰ２よりも小さい。

【0049】

＜第２変形例＞
図７は、第２変形例に係る二次熱交換器３０における伝熱管３３及び伝熱管３４の斜視図である。図７には、１つの伝熱管３３及び伝熱管３４のみが示されており、他の伝熱管３３及び伝熱管３４の図示は省略してある。図７に示されるように、第２方向ＤＲ２における第１端部３３ｆと第３端部３４ｃとの間の距離は、距離Ｌ１になっている。伝熱管３４は、第４端部３４ｄにおいて、第２端部３３ｇと第４端部３４ｄとの間の距離が距離Ｌ１となるように曲げられている。

【0050】

（二次熱交換器３０の効果）
以下に、二次熱交換器３０の効果を説明する。

【0051】

図８は、二次熱交換器３０の効果を説明するための二次熱交換器３０の模式的な断面図である。図８に示されるように、第３方向ＤＲ３に直交している断面視において、直管部３３ａの外周面と当該直管部３３ａに最近接している直管部３４ａの外周面との間の距離を、距離Ｌ２とする。二次熱交換器３０においては、ピッチＰ２がピッチＰ１よりも小さくなっているため、距離Ｌ２は、ガス出口３７ｄａに近づくにつれて小さくなっている。

【0052】

ガス出口３７ｄａに近づくほど、筐体３７の内部を流れる燃焼ガス（筐体３７の内部を流れる燃焼ガスの流れは、矢印により示されている）の温度は低下する。燃焼ガスの温度が低下するにしたがい、燃焼ガスの体積が減少する。その結果、ガス出口３７ｄａに近づくほど、筐体３７の内部を流れる燃焼ガスの流速が低下することになる。燃焼ガスの流速低下は、二次熱交換器３０における熱交換効率の低下につながる。

【0053】

しかしながら、二次熱交換器３０においては、ガス出口３７ｄａに近づくにつれて距離Ｌ２が小さくなっているため、最も近くにある直管部３３ａと直管部３４ａとの間にある燃焼ガスの流れる空間が狭くなり、燃焼ガスの流速低下が抑制される。そのため、二次熱交換器３０によると、熱交換効率を改善することができる。

【0054】

伝熱管３４１におけるピッチＰ２と伝熱管３４２におけるピッチＰ２とが異なっている場合、第１方向ＤＲ１に沿って距離Ｌ２が変化することになる。これにより、筐体３７を流れる燃焼ガスの第１方向ＤＲ１における流量分布を制御することができる。例えば、伝熱管３４１におけるピッチＰ２と伝熱管３４２におけるピッチＰ２よりも小さい場合、上壁３７ａ（底壁３７ｂ）に近い位置にある伝熱管３３及び伝熱管３４の周囲に燃焼ガスが流れやすくなるため、筐体３７を流れる燃焼ガスの第１方向ＤＲ１における流量分布を均一化することができる。

【0055】

伝熱管３４が第４端部３４ｄにおいて第２端部３３ｇと第４端部３４ｄとの間の第２方向ＤＲ２における距離が距離Ｌ１となるように曲げられている場合、ヘッダ３７ｅａ及びヘッダ３７ｅｂとして同一のヘッダを使用することができる。そのため、この場合には、二次熱交換器３０の部材コストを低減することができる。

【0056】

以上のように本発明の実施形態について説明を行ったが、上述の実施形態を様々に変形することも可能である。また、本発明の範囲は、上述の実施形態に限定されるものではない。本発明の範囲は、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内での全ての変更を含むことが意図される。

【産業上の利用可能性】

【0057】

上記の実施形態は、熱交換器及び熱交換器を有する温水装置に特に有利に適用される。

【符号の説明】

【0058】

１０ａ バーナ、１０ｂ バーナ、２０ 一次熱交換器、２１ 第１熱交換器、２１ａ 入水口、２１ｂ 出水口、２２ 第２熱交換器、２２ａ 入水口、２２ｂ 出水口、３０ 二次熱交換器、３１ 第３熱交換器、３１ａ 入水口、３１ｂ 出水口、３２ 第４熱交換器、３２ａ 入水口、３２ｂ 出水口、３３ 伝熱管、３３ａ 直管部、３３ａａ 第１端、３３ａｂ 第２端、３３ｂ 接続部、３３ｃ，３３ｄ，３３ｅ 直管部、３３ｆ 第１端部、３３ｇ 第２端部、３４ 伝熱管、３４ａ 直管部、３４ｂ 接続部、３４ｃ 第３端部、３４ｄ 第４端部、３４１ 伝熱管、３４２ 伝熱管、３５，３６ 伝熱管、３７ 筐体、３７ａ 上壁、３７ｂ 底壁、３７ｃ 側壁、３７ｃａ ガス入口、３７ｃｂ ガス入口、３７ｄ 側壁、３７ｄａ ガス出口、３７ｆ 側壁、３７ｅａ ヘッダ、３７ｅｂ ヘッダ、３７ｆ 側壁、３７ｆａ ヘッダ、３７ｆｂ ヘッダ、３８ 仕切り部材、４０ａ，４０ｂ，４０ｃ，４０ｄ，４０ｅ 配管、５０ 注湯弁、６０ ポンプ、７０ 浴槽、１００ 温水装置、７１ 循環アダプタ、ＤＲ１ 第１方向、ＤＲ２ 第２方向、ＤＲ３ 第３方向、Ｌ１，Ｌ２ 距離、ＭＰ 位置、Ｐ１，Ｐ２ ピッチ。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】