JP7220908B2 - ガス器具用の潜熱回収型熱交換器 - Google Patents
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Description
上端部に第1開口部が設けられた本体部と、前記第1開口部を閉塞する構成で前記本体部に取り付けられる蓋部と、を備える箱体を有し、前記箱体内が排気ガスの通過空間として構成されたケースと、
前記ケース内に収容される複数の伝熱管を備える伝熱管部と、
を有するガス器具用の潜熱回収型熱交換器であって、
前記本体部は、
前記通過空間を囲む周壁部と、
前記周壁部の下端側に設けられる底壁部と、
を有し、
前記周壁部において、前後方向一方側に排気ガスの排出口部が設けられ、前後方向他方側に前記通過空間を通過する排気ガスの流入口部が設けられ、左右方向一方側に第2開口部が設けられており、
前記ケースは、
前記第2開口部を閉塞する板状の閉塞部材と、
前記閉塞部材と前記周壁部とを連結する連結部材と、
を有し、
前記閉塞部材は、複数の第1貫通孔を備える第1貫通孔群と、複数の第2貫通孔を備える第2貫通孔群と、が設けられ、前記第1貫通孔群と前記第2貫通孔群とが前記前後方向に離れて配置され、
複数の前記伝熱管は、各々の前記前後方向一方側が前記第1貫通孔群の各々の前記第1貫通孔と対応して取り付けられ、各々の前記前後方向他方側が前記第2貫通孔群の各々の前記第2貫通孔と対応して取り付けられ、各々の屈曲部が前記閉塞部材に近接して配置される構成で前記閉塞部材に固定され、
前記伝熱管部と前記閉塞部材とが一体的に組み付けられた組付体が、前記第2開口部から前記箱体内に複数の前記伝熱管を挿入する構成且つ前記第2開口部を前記閉塞部材によって閉塞する構成で配置されつつ、前記連結部材によって前記閉塞部材が前記周壁部に固定されており、
複数の前記伝熱管の前記屈曲部が前記閉塞部材に近接しつつ上下に重なって配置される重なり部が1以上設けられ、
前記閉塞部材の下端側の領域であって、且つ前記前後方向において前記第1貫通孔群に最も近い前記重なり部と前記第1貫通孔群との間の領域に、少なくとも1つの前記連結部材が固定されている。
上端部に第1開口部が設けられた本体部と、前記第1開口部を閉塞する構成で前記本体部に取り付けられる蓋部と、を備える箱体を有し、前記箱体内が排気ガスの通過空間として構成されたケースと、
前記ケース内に収容される複数の第1伝熱管を備える第1伝熱管部と、
前記ケース内に収容される複数の第2伝熱管を備える第2伝熱管部と、
を有するガス器具用の潜熱回収型熱交換器であって、
前記本体部は、
前記通過空間を囲む周壁部と、
前記周壁部の下端側に設けられる底壁部と、
を有し、
前記周壁部において、前記前後方向一方側に排気ガスの排出口部が設けられ、前記前後方向他方側に前記通過空間を通過する排気ガスの流入口部が設けられ、左右方向一方側に第2開口部が設けられ、前記左右方向他方側に第3開口部が設けられており、
前記ケースは、
前記第2開口部を閉塞する板状の第1閉塞部材と、
前記第3開口部を閉塞する板状の第2閉塞部材と、
前記第1閉塞部材と前記周壁部とを連結する第1連結部材と、
前記第2閉塞部材と前記周壁部とを連結する第2連結部材と、
を有し、
前記第1閉塞部材は、複数の第1貫通孔を備える第1貫通孔群と、複数の第2貫通孔を備える第2貫通孔群と、が設けられ、前記第1貫通孔群と前記第2貫通孔群とが前記前後方向に離れて配置され、
前記第2閉塞部材は、複数の第3貫通孔を備える第3貫通孔群と、複数の第4貫通孔を備える第4貫通孔群と、が設けられ、前記第3貫通孔群と前記第4貫通孔群とが前記前後方向に離れて配置され、
複数の前記第1伝熱管は、各々の前記前後方向一方側が前記第1貫通孔群の各々の前記第1貫通孔と対応して取り付けられ、各々の前記前後方向他方側が前記第2貫通孔群の各々の前記第2貫通孔と対応して取り付けられ、各々の屈曲部である第1屈曲部が前記第1閉塞部材に近接して配置される構成で前記第1閉塞部材に固定され、
複数の前記第2伝熱管は、各々の前記前後方向一方側が前記第3貫通孔群の各々の前記第3貫通孔と対応して取り付けられ、各々の前記前後方向他方側が前記第4貫通孔群の各々の前記第4貫通孔と対応して取り付けられ、各々の屈曲部である第2屈曲部が前記第2閉塞部材に近接して配置される構成で前記第2閉塞部材に固定され、
前記第1伝熱管部と前記第1閉塞部材とが一体的に組み付けられた第1組付体が、前記第2開口部から前記箱体内に複数の前記第1伝熱管を挿入する構成且つ前記第2開口部を前記第1閉塞部材によって閉塞する構成で配置されつつ、前記第1連結部材によって前記第1閉塞部材が前記周壁部に固定されており、
前記第2伝熱管部と前記第2閉塞部材とが一体的に組み付けられた第2組付体が、前記第3開口部から前記箱体内に複数の前記第2伝熱管を挿入する構成且つ前記第3開口部を前記第2閉塞部材によって閉塞する構成で配置されつつ、前記第2連結部材によって前記第2閉塞部材が前記周壁部に固定されており、
複数の前記第1伝熱管の前記第1屈曲部が前記第1閉塞部材に近接しつつ上下に重なって配置される第1重なり部が1以上設けられ、
複数の前記第2伝熱管の前記第2屈曲部が前記第2閉塞部材に近接しつつ上下に重なって配置される第2重なり部が1以上設けられ、
前記第1閉塞部材の下端側の領域であって、且つ前記前後方向において前記第1貫通孔群に最も近い前記第1重なり部と前記第1貫通孔群との間の領域に、少なくとも1つの前記第1連結部材が固定されており、
前記第2閉塞部材の下端側の領域であって、且つ前記前後方向において前記第3貫通孔群に最も近い前記第2重なり部と前記第3貫通孔群との間の領域に、少なくとも1つの前記第2連結部材が固定されている。
また、この潜熱回収型熱交換器では、複数の伝熱管の各々の前後方向一方側が第1貫通孔群の各々の第1貫通孔と対応して取り付けられるので、各々の伝熱管の表面に付着したドレンが各々の第1貫通孔付近から閉塞部材の内側面を伝って垂れやすい。更に、複数の伝熱管の屈曲部が閉塞部材に近接しつつ上下に重なって配置される重なり部では、上側の伝熱管の表面に付着したドレンが下側の伝熱管を伝って垂れやすい。しかし、本構成では、閉塞部材の下端側の領域であって、前後方向において第1貫通孔群に最も近い重なり部と第1貫通孔群との間の領域に、少なくとも1つの連結部材が固定されている。このため、少なくともこの連結部材は、伝熱管の表面から垂れたドレンが接触することを回避しつつ、閉塞部材の下端側を固定することができる。したがって、この潜熱回収型熱交換器によれば、閉塞部材を箱体に連結させる連結部材にドレンが接触することを抑制することができる。
また、この潜熱回収型熱交換器では、複数の第1伝熱管の各々の前後方向一方側が第1貫通孔群の各々の第1貫通孔と対応して取り付けられるので、各々の第1伝熱管の表面に付着したドレンが各々の第1貫通孔付近から第1閉塞部材の内側面を伝って垂れやすい。更に、複数の第1伝熱管の第1屈曲部が第1閉塞部材に近接しつつ上下に重なって配置される第1重なり部では、上側の第1伝熱管の表面に付着したドレンが下側の第1伝熱管を伝って垂れやすい。しかし、本構成では、第1閉塞部材の下端側の領域であって、前後方向において第1貫通孔群に最も近い第1重なり部と第1貫通孔群との間の領域に、少なくとも1つの第1連結部材が固定されている。このため、少なくともこの第1連結部材は、第1伝熱管の表面から垂れたドレンが接触することを回避しつつ、第1閉塞部材の下端側を固定することができる。
更に、この潜熱回収型熱交換器では、複数の第2伝熱管の各々の前後方向一方側が第3貫通孔群の各々の第3貫通孔と対応して取り付けられるので、各々の第2伝熱管の表面に付着したドレンが各々の第3貫通孔付近から第2閉塞部材の内側面を伝って垂れやすい。更に、複数の第2伝熱管の第2屈曲部が第2閉塞部材に近接しつつ上下に重なって配置される第2重なり部では、上側の第2伝熱管の表面に付着したドレンが下側の第2伝熱管を伝って垂れやすい。しかし、本構成では、第2閉塞部材の下端側の領域であって、前後方向において第3貫通孔群に最も近い第2重なり部と第3貫通孔群との間の領域に、少なくとも1つの第2連結部材が固定されている。このため、少なくともこの第2連結部材は、第2伝熱管の表面から垂れたドレンが接触することを回避しつつ、第2閉塞部材の下端側を固定することができる。
したがって、この潜熱回収型熱交換器によれば、第1閉塞部材を箱体に連結させる第1連結部材にドレンが接触することを抑制することができ、且つ第2閉塞部材を箱体に連結させる第2連結部材にドレンが接触することを抑制することができる。
以下、実施例1について、図1~図14を参照して説明する。
(給湯装置1の構成)
図1及び図2で示す給湯装置1は、第1ガスバーナ2、入水管4、出湯管6、熱交換器8、第1連結管15などを備えており、外部から供給された水道水を加熱して出湯させる機能を有する。第1ガスバーナ2(給湯バーナ)は、燃焼ガスを燃焼させて燃焼排気(排気ガス)を発生させる部分である。入水管4は、水入口16からの水が流れ込む経路として構成され、出湯管6は、出湯口18へ湯を送り出す経路として構成されている。熱交換器8は、入水管4と出湯管6との間に介在する給湯側伝熱管部11を備えており、給湯側伝熱管部11の内部を通る水に対して第1ガスバーナ2での燃焼によって生じた熱を伝えるように機能する部分である。
次に、図3~図9を用いて、二次熱交換器10の構成について説明する。なお、本実施例では、第1伝熱管80の配列方向(伝熱管の配列方向)を二次熱交換器10の上下方向とし、給湯装置1の左右方向を二次熱交換器10の左右方向とし、二次熱交換器10の上下方向及び左右方向と直交する方向を二次熱交換器10の前後方向とする。また、前方側を前後方向の一方側とし、後方側を前後方向の他方側とし、右方側を左右方向の一方側とし、左方側を左右方向の他方側とする。
第1閉塞部材50は、本体部32の第2開口部40を閉塞する部材であり、板状をなしている。第1閉塞部材50は、複数の第1貫通孔60を備える第1貫通孔群61と、複数の第2貫通孔62を備える第2貫通孔群63と、第1板状部64と、第1膨らみ部65と、第1挿通孔66とを有する。
第1伝熱管80は、第1直線状管部83の配列方向における中心線を軸として非回転対称な形態をなしている。即ち、第1伝熱管80は、第1直線状管部83の配列方向における中心線を軸として180°回転させた場合に、軸方向から見た形態が、回転前と回転後とで異なる。
複数の第2被連結部145は、周壁部36の下端側の領域に設けられた第2被連結部145A,145Bと、周壁部36の上端側の領域に設けられた第2被連結部145Cと、周壁部36の前後方向一方側の領域に設けられた第2被連結部145D,145Eと、周壁部36の前後方向他方側の領域に設けられた第2被連結部145F,145Gとを有する。第2被連結部145A,145Bは、互いに前後方向に離れて設けられている。第2被連結部145Cは、前後方向において、第2被連結部145Aと第2被連結部145Bの間の位置に設けられている。第2被連結部145D,145Eは、互いに上下方向に離れて設けられている。第2被連結部145F,145Gは、互いに上下方向に離れて設けられている。
次に、図10、図11及び図12を用いて、二次熱交換器10の製造方法について説明する。二次熱交換器10の製造方法は、図10のフローチャートに示すように、第1形成工程(ステップS11)、第2形成工程(ステップS12)、第3形成工程(ステップS13)、第4形成工程(ステップS14)、第5形成工程(ステップS15)、取付工程(ステップS16)、第1固定工程(ステップS17)、第2固定工程(ステップS18)、第3固定工程(ステップS19)、第4固定工程(ステップS20)と、を含む。なお、各工程が行われる順序は、明示的な限定が無い限り問わない。
取付工程では、第1通過空間PS1と第2通過空間PS2とを仕切る構成で、ケース30内に仕切板55を取り付ける。仕切板55は、下面部57を底壁部37の上面に載置することでケース30内に取り付けられる。
次に、図6及び図13を用いて、第1連結部材54と第1重なり部91との位置関係について説明する。
図13には、二次熱交換器10が完成した状態における第1閉塞部材50、第1連結部材54A,54B,54C,54D,54F、及び第1伝熱管部12が例示されている。図13に示すように、複数の第1屈曲部84のうち左右方向一方側の第1屈曲部84は、第1閉塞部材50に近接して配置される。第1閉塞部材50に近接して配置される第1屈曲部84は、複数(本実施例では2つ)設けられている。
次に、図8及び図14を用いて、第2連結部材154と第2重なり部191との位置関係について説明する。
図14には、二次熱交換器10が完成した状態における第2閉塞部材150、第2連結部材154A,154B,154C,154D,154F、及び第2伝熱管部112が例示されている。図14に示すように、複数の第2屈曲部184のうち左右方向一方側の第2屈曲部184は、第2閉塞部材150に近接して配置される。第2閉塞部材150に近接して配置される第2屈曲部184は、複数(本実施例では2つ)設けられている。
第2閉塞部材150の下端側の領域であって、且つ前後方向において第4貫通孔群163に最も近い第2重なり部191と第4貫通孔群163との間の領域には、少なくとも1つ(本実施例では、1つ)の第2連結部材154が固定されている。図14に示す例では、第2連結部材154B(より具体的には、第2連結部材154Bの雄ねじ部)が、前後方向において第4貫通孔群163に最も近い第2重なり部191Bと第4貫通孔群163との間の第5領域AR5に固定されている。
第2閉塞部材150の上端側の領域であって、且つ前後方向において第3貫通孔群161に最も近い第2重なり部191と第4貫通孔群163に最も近い第2重なり部191との間の領域には、少なくとも1つの(本実施例では、1つ)の第2連結部材154が固定されている。図14に示す例では、第2連結部材154C(より具体的には、第2連結部材154Cの雄ねじ部)が、前後方向において第3貫通孔群161に最も近い第2重なり部191Aと第4貫通孔群163に最も近い第2重なり部191Bとの間の第6領域AR6に固定されている。
実施例1の二次熱交換器10によれば、排気ガスに含まれる潜熱を、第1伝熱管部12内及び第2伝熱管部112内を通る水に伝達することで加熱することができる。
また、この二次熱交換器10では、複数の第1伝熱管80の各々の前後方向一方側が第1貫通孔群61の各々の第1貫通孔60と対応して取り付けられるので、各々の第1伝熱管80の表面に付着したドレンが各々の第1貫通孔60付近から第1閉塞部材50の内側面を伝って垂れやすい。更に、複数の第1伝熱管80の第1屈曲部84が第1閉塞部材50に近接しつつ上下に重なって配置される第1重なり部91では、上側の第1伝熱管80の表面に付着したドレンが下側の第1伝熱管80を伝って垂れやすい。しかし、本構成では、第1閉塞部材50の下端側の領域であって、前後方向において第1貫通孔60群に最も近い第1重なり部91と第1貫通孔群61との間の第1領域AR1に、少なくとも1つの第1連結部材54(具体的には、第1連結部材54A)が固定されている。このため、少なくともこの第1連結部材54(具体的には、第1連結部材54A)は、第1伝熱管80の表面から垂れたドレンが接触することを回避しつつ、第1閉塞部材50の下端側を固定することができる。
本発明は上記記述及び図面によって説明した実施例に限定されるものではなく、例えば次のような例も本発明の技術的範囲に含まれる。
12…第1伝熱管部(伝熱管部、第1伝熱管部)
30…ケース
31…箱体
32…本体部
33…蓋部
35…第1開口部
36…周壁部
37…底壁部
38…排出口部
39…流入口部
40…第2開口部
50…第1閉塞部材(閉塞部材、第1閉塞部材)
54…第1連結部材(連結部材、第1連結部材)
60…第1貫通孔
61…第1貫通孔群
62…第2貫通孔
63…第2貫通孔群
80…第1伝熱管(伝熱管、第1伝熱管)
90…第1組付体(組付体、第1組付体)
91…第1重なり部(重なり部、第1重なり部)
112…第2伝熱管部
140…第3開口部
150…第2閉塞部材
154…第2連結部材
160…第3貫通孔
161…第3貫通孔群
162…第4貫通孔
163…第4貫通孔群
180…第2伝熱管
190…第2組付体
191…第2重なり部
PS…通過空間
AR1…第1領域
AR2…第2領域
AR3…第3領域
AR4…第4領域
Claims (6)
- 上端部に第1開口部が設けられた本体部と、前記第1開口部を閉塞する構成で前記本体部に取り付けられる蓋部と、を備える箱体を有し、前記箱体内が排気ガスの通過空間として構成されたケースと、
前記ケース内に収容される複数の伝熱管を備える伝熱管部と、
を有するガス器具用の潜熱回収型熱交換器であって、
前記本体部は、
前記通過空間を囲む周壁部と、
前記周壁部の下端側に設けられる底壁部と、
を有し、
前記周壁部において、前後方向一方側に排気ガスの排出口部が設けられ、前後方向他方側に前記通過空間を通過する排気ガスの流入口部が設けられ、左右方向一方側に第2開口部が設けられており、
前記ケースは、
前記第2開口部を閉塞する板状の閉塞部材と、
前記閉塞部材と前記周壁部とを連結する連結部材と、
を有し、
前記閉塞部材は、複数の第1貫通孔を備える第1貫通孔群と、複数の第2貫通孔を備える第2貫通孔群と、が設けられ、前記第1貫通孔群と前記第2貫通孔群とが前記前後方向に離れて配置され、
複数の前記伝熱管は、各々の前記前後方向一方側が前記第1貫通孔群の各々の前記第1貫通孔と対応して取り付けられ、各々の前記前後方向他方側が前記第2貫通孔群の各々の前記第2貫通孔と対応して取り付けられ、各々の屈曲部が前記閉塞部材に近接して配置される構成で前記閉塞部材に固定され、
前記伝熱管部と前記閉塞部材とが一体的に組み付けられた組付体が、前記第2開口部から前記箱体内に複数の前記伝熱管を挿入する構成且つ前記第2開口部を前記閉塞部材によって閉塞する構成で配置されつつ、前記連結部材によって前記閉塞部材が前記周壁部に固定されており、
複数の前記伝熱管の前記屈曲部が前記閉塞部材に近接しつつ上下に重なって配置される重なり部が1以上設けられ、
前記閉塞部材の下端側の領域であって、且つ前記前後方向において前記第1貫通孔群に最も近い前記重なり部と前記第1貫通孔群との間の領域に、少なくとも1つの前記連結部材が固定されているガス器具用の潜熱回収型熱交換器。 - 前記閉塞部材の下端側の領域であって、且つ前記前後方向において前記第2貫通孔群に最も近い前記重なり部と前記第2貫通孔群との間の領域に、少なくとも1つの前記連結部材が固定されている請求項1に記載のガス器具用の潜熱回収型熱交換器。
- 前記閉塞部材は、上下方向及び前記前後方向に沿って配置される板状部と、前記板状部よりも前記左右方向の外側に向かって膨らんだ膨らみ部と、を有し、
前記重なり部は、前記膨らみ部に近接している請求項1または請求項2に記載のガス器具用の潜熱回収型熱交換器。 - 前記重なり部は、前記膨らみ部内に入り込んでいる請求項1から請求項3のいずれか一項に記載のガス器具用の潜熱回収型熱交換器。
- 前記閉塞部材の上流側の領域であって、且つ前記前後方向において前記第1貫通孔群に最も近い前記重なり部と前記第2貫通孔群に最も近い重なり部との間の領域に、少なくとも1つの前記連結部材が固定されている請求項2に記載のガス器具用の潜熱回収型熱交換器。
- 上端部に第1開口部が設けられた本体部と、前記第1開口部を閉塞する構成で前記本体部に取り付けられる蓋部と、を備える箱体を有し、前記箱体内が排気ガスの通過空間として構成されたケースと、
前記ケース内に収容される複数の第1伝熱管を備える第1伝熱管部と、
前記ケース内に収容される複数の第2伝熱管を備える第2伝熱管部と、
を有するガス器具用の潜熱回収型熱交換器であって、
前記本体部は、
前記通過空間を囲む周壁部と、
前記周壁部の下端側に設けられる底壁部と、
を有し、
前記周壁部において、前記前後方向一方側に排気ガスの排出口部が設けられ、前記前後方向他方側に前記通過空間を通過する排気ガスの流入口部が設けられ、左右方向一方側に第2開口部が設けられており、前記左右方向他方側に第3開口部が設けられており、
前記ケースは、
前記第2開口部を閉塞する板状の第1閉塞部材と、
前記第3開口部を閉塞する板状の第2閉塞部材と、
前記第1閉塞部材と前記周壁部とを連結する第1連結部材と、
前記第2閉塞部材と前記周壁部とを連結する第2連結部材と、
を有し、
前記第1閉塞部材は、複数の第1貫通孔を備える第1貫通孔群と、複数の第2貫通孔を備える第2貫通孔群と、が設けられ、前記第1貫通孔群と前記第2貫通孔群とが前記前後方向に離れて配置され、
前記第2閉塞部材は、複数の第3貫通孔を備える第3貫通孔群と、複数の第4貫通孔を備える第4貫通孔群と、が設けられ、前記第3貫通孔群と前記第4貫通孔群とが前記前後方向に離れて配置され、
複数の前記第1伝熱管は、各々の前記前後方向一方側が前記第1貫通孔群の各々の前記第1貫通孔と対応して取り付けられ、各々の前記前後方向他方側が前記第2貫通孔群の各々の前記第2貫通孔と対応して取り付けられ、各々の屈曲部である第1屈曲部が前記第1閉塞部材に近接して配置される構成で前記第1閉塞部材に固定され、
複数の前記第2伝熱管は、各々の前記前後方向一方側が前記第3貫通孔群の各々の前記第3貫通孔と対応して取り付けられ、各々の前記前後方向他方側が前記第4貫通孔群の各々の前記第4貫通孔と対応して取り付けられ、各々の屈曲部である第2屈曲部が前記第2閉塞部材に近接して配置される構成で前記第2閉塞部材に固定され、
前記第1伝熱管部と前記第1閉塞部材とが一体的に組み付けられた第1組付体が、前記第2開口部から前記箱体内に複数の前記第1伝熱管を挿入する構成且つ前記第2開口部を前記第1閉塞部材によって閉塞する構成で配置されつつ、前記第1連結部材によって前記第1閉塞部材が前記周壁部に固定されており、
前記第2伝熱管部と前記第2閉塞部材とが一体的に組み付けられた第2組付体が、前記第3開口部から前記箱体内に複数の前記第2伝熱管を挿入する構成且つ前記第3開口部を前記第2閉塞部材によって閉塞する構成で配置されつつ、前記第2連結部材によって前記第2閉塞部材が前記周壁部に固定されており、
複数の前記第1伝熱管の前記第1屈曲部が前記第1閉塞部材に近接しつつ上下に重なって配置される第1重なり部が1以上設けられ、
複数の前記第2伝熱管の前記第2屈曲部が前記第2閉塞部材に近接しつつ上下に重なって配置される第2重なり部が1以上設けられ、
前記第1閉塞部材の下端側の領域であって、且つ前記前後方向において前記第1貫通孔群に最も近い前記第1重なり部と前記第1貫通孔群との間の領域に、少なくとも1つの前記第1連結部材が固定されており、
前記第2閉塞部材の下端側の領域であって、且つ前記前後方向において前記第3貫通孔群に最も近い前記第2重なり部と前記第3貫通孔群との間の領域に、少なくとも1つの前記第2連結部材が固定されているガス器具用の潜熱回収型熱交換器。
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