(57)【要約】【課題】螺旋状管体部を有する水管が用いられた熱交換器の製造作業の容易化を図り、製造コストの低減を図る。【解決手段】筒状の周壁部２０を有する缶体内に、水管４の螺旋状管体部４０が収容され、かつ水管４の端部４１またはこの端部４１に接続されたヘッダが周壁部２０を貫通して前記缶体の外部に突出している熱交換器を製造するための方法であって、開口部２００が形成された板状部材２０’を準備し、開口部２００に水管４の端部４１またはヘッダを挿通させるようにして板状部材２０’を筒状に形成することにより、螺旋状管体部４０の周囲を板状部材２０’により囲み込む工程と、筒状に形成された板状部材２０’の一対の端縁２０ａどうしを接合し、板状部材２０’を前記缶体の周壁部２０とする工程と、を有している。【選択図】  図１１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
筒状の周壁部を有する缶体内に、水管の螺旋状管体部が収容され、かつ前記水管の端部またはこの端部に接続されたヘッダが前記周壁部を貫通して前記缶体の外部に突出している熱交換器を製造するための方法であって、
開口部が形成された板状部材を準備し、前記開口部に前記水管の端部またはヘッダを挿通させるようにして前記板状部材を筒状に形成することにより、前記螺旋状管体部の周囲を前記板状部材により囲み込む工程と、
前記筒状に形成された板状部材の一対の端縁どうしを接合し、前記板状部材を前記缶体の周壁部とする工程と、
を有していることを特徴とする、熱交換器の製造方法。
【請求項２】
前記一対の端縁のそれぞれには、屈曲状の突出片を形成しておき、前記一対の端縁どうしを接合する際には、前記突出片を重ね合わせてこれらを挟み付けておく、請求項１に記載の熱交換器の製造方法。
【請求項３】
筒状の周壁部を有する缶体内に、水管の螺旋状管体部が収容され、かつ前記水管の端部またはこの端部に接続されたヘッダが前記周壁部を貫通して前記缶体の外部に突出している熱交換器を製造するための方法であって、
開口部が形成された第１の板状部材と、これとは別体の第２の板状部材とを準備しておき、
前記開口部に前記水管の端部またはヘッダを挿通させるようにして、前記第１の板状部材を前記螺旋状管体部の一側方に配置させる工程と、
前記螺旋状管体部の周囲のうち、前記第１の板状部材が配置されている部分以外の領域を前記第２の板状部材によって囲み込む工程と、
前記第２の板状部材の一対の端縁を、前記第１の板状部材に接合することにより、これら第１および第２の板状部材を筒状に形成して前記缶体の周壁部として構成する工程と、
を有していることを特徴とする、熱交換器の製造方法。
【請求項４】
前記第１および第２の板状部材のそれぞれの端縁には、屈曲状の突出片を形成しておき、前記第１および第２の板状部材を接合する際には、前記突出片どうしを重ね合わせて挟み付けておく、請求項３に記載の熱交換器の製造方法。
【請求項５】
筒状の周壁部を有する缶体と、
この缶体内に螺旋状管体部が収容され、かつ端部またはこの端部に接続されたヘッダが前記周壁部を貫通して前記缶体の外部に突出している水管と、
を備えている、熱交換器であって、
前記水管の端部またはヘッダが挿通する開口部が形成され、かつ一対の端縁に屈曲状の突出片が形成された板状部材を備えており、
前記缶体の周壁部は、前記板状部材が筒状に形成され、かつ前記一対の端縁の突出片どうしが重ね合わされて接合されていることにより構成されていることを特徴とする、熱交換器。
【請求項６】
筒状の周壁部を有する缶体と、
この缶体内に螺旋状管体部が収容され、かつ端部またはこの端部に接続されたヘッダが前記周壁部を貫通して前記缶体の外部に突出している水管と、
を備えている、熱交換器であって、
前記水管の端部またはヘッダが挿通する開口部が形成された第１の板状部材と、
この第１の板状部材とは別体の第２の板状部材と、を備えており、
前記缶体の周壁部は、前記第２の板状部材の一対の端縁が前記第１の板状部材に接合されて、これら第１および第２の板状部材が一連に繋がった筒状とされていることにより構成されていることを特徴とする、熱交換器。
【請求項７】
前記水管の両端部またはこれら両端部に接続された一対のヘッダが前記缶体の周壁部を貫通した構成とされており、
前記第１の板状部材としては、互いに別体に形成された２つの第１の板状部材を備えている、請求項６に記載の熱交換器。
【請求項８】
前記缶体の軸長方向両端に形成された第１および第２の開口部と、
前記螺旋状管体部に囲まれた空間部の前記軸長方向中間部に設けられ、前記空間部を第１および第２の領域に区画するとともに、前記螺旋状管体部を前記第１および第２の領域のそれぞれを囲む第１および第２の熱交換部に区画する仕切り部材と、
前記螺旋状管体部と前記缶体の周壁部との間に形成された燃焼ガス通路と、を備えており、
前記缶体の外部から前記第１の開口部を介して前記第１領域に導入され、または前記第１の領域において発生された燃焼ガスが、前記第１の熱交換部の管体隙間を通過して前記燃焼ガス通路に進行した後に前記第２の熱交換部の管体隙間を通過して前記第２の開口部から前記缶体の外部に排出可能な構成とされている、請求項５ないし７のいずれかに記載の熱交換器。
【請求項９】
前記仕切り部材は、螺旋状の鍔片を有しており、
前記鍔片が前記螺旋状管体部に螺合していることにより、前記仕切り部材は前記螺旋状管体部に取り付けられている、請求項８に記載の熱交換器。
【請求項１０】
前記水管としては、複数の螺旋状管体部が重ね巻き状に設けられたものが使用されており、
前記仕切り部材は、前記複数の螺旋状管体部の内周寄り部分に前記鍔片が螺合していることにより取り付けられているとともに、前記複数の螺旋状管体部の外周寄り部分の管体隙間には、板状の追加の仕切り部材が挿入されている、請求項９に記載の熱交換器。
【請求項１１】
前記螺旋状管体部の管体隙間に挿入され、かつ前記空間部に向けて突出した突出部を有する追加の仕切り部材を備えており、
前記仕切り部材は、前記空間部に挿入されて前記突出部に係合している、請求項８に記載の熱交換器。
【請求項１２】
前記缶体は、前記第１および第２の開口部がそれぞれ形成され、かつ前記水管の螺旋状管体部を軸長方向において挟むようにして前記周壁部内に嵌入された一対のカバー体を有しており、
前記缶体の周壁部には、前記一対のカバー体の少なくとも一方に当接してこのカバー体の位置決めを図る凸部が形成されている、請求項８ないし１１のいずれかに記載の熱交換器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、燃焼器を備えた給湯装置などの構成部品として用いられて、燃焼ガスから熱回収を行なうのに利用される熱交換器、およびその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
熱交換器の具体例としては、筒状の周壁部を有する缶体と、螺旋状管体部を有する熱交換用の水管とを組み合わせたものがある（たとえば、特許文献１〜４を参照）。前記水管は、その螺旋状管体部が前記缶体内に配置されている一方、その両端部は前記缶体の周壁部を貫通して外部に突出した構成とされている。あるいは、その両端部に接続されたヘッダが、前記缶体の外部に突出した構成とされている。このような熱交換器においては、水管の一端部またはヘッダから入水を行なわせつつ、前記缶体内に燃焼ガスを導入させると、螺旋状管体部を流れる水が燃焼ガスから熱回収を行ない、水管の他端部またはヘッダから出湯がなされる。前記螺旋状管体部は、伝熱面積が大きいために、熱交換効率を高くすることが可能である。
【０００３】
従来においては、前記したような熱交換器を製造する場合、次のような方法が用いられている。すなわち、まず、筒状の周壁部を有する缶体またはその中間品を製作するとともに、直状管に曲げ加工を施すなどして螺旋状管体を製作する。次いで、この螺旋状管体を前記缶体またはその中間品の内部にその一端開口部から挿入して収容する。その後、前記螺旋状管体には、水管延設用の管体、またはヘッダを接続する。ただし、前記缶体またはその中間品の周壁部には、予め貫通孔が形成されており、前記延設用の管体またはヘッダを前記螺旋状管体に接続する際には、それら管体またはヘッダを前記貫通孔に挿通し、その一部分を前記周壁部の外部に配置させる。このような工程により、缶体内には水管の螺旋状管体部が配されている一方、缶体の外部には、前記水管の端部（水管延設用の管体）またはヘッダが突出した構造の熱交換器を製造することができる。
【０００４】
しかしながら、前記従来技術においては、螺旋状管体が缶体またはその中間品の内部に収容された状態で、この螺旋状管体に対する水管延設用の管体またはヘッダの接続作業が行なわれている。したがって、その作業は容易ではなく、とくにそれらの接続部分に溶接を施すような場合には、その作業はかなり難しいものとなる。また、前記接続作業は、水管延設用の管体またはヘッダを、缶体またはその中間品の周壁部に設けられた貫通孔に挿通させた状態で行なうために、それらの部材を螺旋状管体の端部に位置合わせする際には、前記貫通孔の拘束を受けることにより、それらの位置合わせが困難となる場合もある。このようなことから、従来においては、熱交換器の製造作業性が悪く、製造コストが高価となる不具合があった。
【０００５】
【特許文献１】特開昭５８−１２９４４号公報
【特許文献２】特開平９−７２６７９号公報
【特許文献３】特開平７−３０５９７６号公報
【特許文献４】実開昭６１−６９６７６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、このような事情のもとで考え出されたものであって、螺旋状管体部を有する水管が用いられた熱交換器の製造作業の容易化を図り、製造コストの低減を図ることを、その課題としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の第１の側面により提供される熱交換器の製造方法は、筒状の周壁部を有する缶体内に、水管の螺旋状管体部が収容され、かつ前記水管の端部またはこの端部に接続されたヘッダが前記周壁部を貫通して前記缶体の外部に突出している熱交換器を製造するための方法であって、開口部が形成された板状部材を準備し、前記開口部に前記水管の端部またはヘッダを挿通させるようにして前記板状部材を筒状に形成することにより、前記螺旋状管体部の周囲を前記板状部材により囲み込む工程と、前記筒状に形成された板状部材の一対の端縁どうしを接合し、前記板状部材を前記缶体の周壁部とする工程と、を有していることを特徴としている。
【０００８】
本発明においては、従来技術とは異なり、水管の螺旋状管体部を缶体内に収容させた状態で螺旋状管体部に曲管またはヘッダを接続する必要はなく、それらの接続作業は、螺旋状管体部が缶体内に収容されていない状態で行なう。このため、製造作業が容易となり、熱交換器の製造コストの低減が図られる。
【０００９】
本発明の好ましい実施の形態においては、前記一対の端縁のそれぞれには、屈曲状の突出片を形成しておき、前記一対の端縁どうしを接合する際には、前記突出片を重ね合わせてこれらを挟み付けておく。
【００１０】
前記板状部材を筒状に湾曲させただけでは、たとえば溶接を行なう際に板状部材が弾性復元力に起因して位置ずれなどを生じ、溶接を適切に行なうことが困難となる場合がある。これに対し、前記構成によれば、板状部材が筒状に形成された状態を適切かつ容易に維持させておくことができ、前記不具合を防止することができる。したがって、製造作業がより容易化される。
【００１１】
本発明の第２の側面により提供される熱交換器の製造方法は、筒状の周壁部を有する缶体内に、水管の螺旋状管体部が収容され、かつ前記水管の端部またはこの端部に接続されたヘッダが前記周壁部を貫通して前記缶体の外部に突出している熱交換器を製造するための方法であって、開口部が形成された第１の板状部材と、これとは別体の第２の板状部材とを準備しておき、前記開口部に前記水管の端部またはヘッダを挿通させるようにして、前記第１の板状部材を前記螺旋状管体部の一側方に配置させる工程と、前記螺旋状管体部の周囲のうち、前記第１の板状部材が配置されている部分以外の領域を前記第２の板状部材によって囲み込む工程と、前記第２の板状部材の一対の端縁を、前記第１の板状部材に接合することにより、これら第１および第２の板状部材を筒状に形成して前記缶体の周壁部として構成する工程と、を有していることを特徴としている。
【００１２】
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の製造方法の場合と同様に、水管の螺旋状管体部を缶体内に収容させていない状態で、前記螺旋状管体部に曲管またはヘッダを接続することが可能である。したがって、従来よりも熱交換器の製造作業が容易となり、製造コストの低減が可能である。加えて、前記構成によれば、たとえば水管の端部を第１の板状部材に貫通させ、かつこの端部にヘッダを取り付ける場合、このヘッダの取り付け作業は、螺旋状管体部を第１および第２の板状部材によって囲み込む以前の段階で行なうことも可能となる。したがって、螺旋状管体部が第１および第２の板状部材によって囲み込まれていない状態において、ヘッダへの通水を行なわせるなどして水管の検査を適切に行なうことができるという利点も得られる。
【００１３】
本発明の好ましい実施の形態においては、前記第１および第２の板状部材のそれぞれの端縁には、屈曲状の突出片を形成しておき、前記第１および第２の板状部材を接合する際には、前記突出片どうしを重ね合わせて挟み付けておく。
【００１４】
このような構成によれば、第１および第２の板状部材が筒状に形成された状態を適切かつ容易に維持し、それらを互いに接合する際には、それらの各部が位置ずれしたり、あるいは分離するといった不具合が生じないようにすることができる。したがって、製造作業がより容易化される。
【００１５】
本発明の第３の側面により提供される熱交換器は、筒状の周壁部を有する缶体と、この缶体内に螺旋状管体部が収容され、かつ端部またはこの端部に接続されたヘッダが前記周壁部を貫通して前記缶体の外部に突出している水管と、を備えている、熱交換器であって、前記水管の端部またはヘッダが挿通する開口部が形成され、かつ一対の端縁に屈曲状の突出片が形成された板状部材を備えており、前記缶体の周壁部は、前記板状部材が筒状に形成され、かつ前記一対の端縁の突出片どうしが重ね合わされて接合されていることにより構成されていることを特徴としている。
【００１６】
このような構成の熱交換器は、本発明の第１の側面により提供される熱交換器の製造方法を適用して製造することができる。したがって、製造作業の容易化、および製造コストの低減が可能である。
【００１７】
本発明の第４の側面により提供される熱交換器は、筒状の周壁部を有する缶体と、この缶体内に螺旋状管体部が収容され、かつ端部またはこの端部に接続されたヘッダが前記周壁部を貫通して前記缶体の外部に突出している水管と、を備えている、熱交換器であって、前記水管の端部またはヘッダが挿通する開口部が形成された第１の板状部材と、この第１の板状部材とは別体の第２の板状部材と、を備えており、前記缶体の周壁部は、前記第２の板状部材の一対の端縁が前記第１の板状部材に接合されて、これら第１および第２の板状部材が一連に繋がった筒状とされていることにより構成されていることを特徴としている。
【００１８】
このような構成の熱交換器は、本発明の第２の側面により提供される熱交換器の製造方法を用いて製造することができる。したがって、やはり製造作業の容易化、および製造コストの低減が可能である。
【００１９】
本発明の好ましい実施の形態においては、前記水管の両端部またはこれら両端部に接続された一対のヘッダが前記缶体の周壁部を貫通した構成とされており、前記第１の板状部材としては、互いに別体に形成された２つの第１の板状部材を備えている。
【００２０】
第１の板状部材が1つの場合には、水管の両端部の位置が不正確な場合に、これらの両端部を第１の板状部材に設けられた開口部に挿通させることが困難となる虞れがある。これに対し、前記構成によれば、２つの第１の板状部材を水管の両端部のそれぞれの位置に対応させて個別に位置合わせすることができるため、前記したような虞れを無くすことが可能となる。
【００２１】
本発明の好ましい実施の形態においては、前記缶体の軸長方向両端に形成された第１および第２の開口部と、前記螺旋状管体部に囲まれた空間部の前記軸長方向中間部に設けられ、前記空間部を第１および第２の領域に区画するとともに、前記螺旋状管体部を前記第１および第２の領域のそれぞれを囲む第１および第２の熱交換部に区画する仕切り部材と、前記螺旋状管体部と前記缶体の周壁部との間に形成された燃焼ガス通路と、を備えており、前記缶体の外部から前記第１の開口部を介して前記第１領域に導入され、または前記第１の領域において発生された燃焼ガスが、前記第１の熱交換部の管体隙間を通過して前記燃焼ガス通路に進行した後に前記第２の熱交換部の管体隙間を通過して前記第２の開口部から前記缶体の外部に排出可能な構成とされている。
【００２２】
このような構成によれば、螺旋状管体部の管体隙間を燃焼ガスが通過することによって効率の良い熱交換が可能となる。また、螺旋状管体部の第１の熱交換部においては燃焼ガスから顕熱を回収するとともに、第２の熱交換部においては潜熱を回収するといったことも可能となり、第２の熱交換部において潜熱回収に伴うドレイン（凝縮水）を集中的に発生させてドレイン回収を容易にすることができるといった利点も得られる。
【００２３】
本発明の好ましい実施の形態においては、前記仕切り部材は、螺旋状の鍔片を有しており、前記鍔片が前記螺旋状管体部に螺合していることにより、前記仕切り部材は前記螺旋状管体部に取り付けられている。
【００２４】
このような構成によれば、仕切り部材の取り付けは、仕切り部材の螺旋状の鍔片を螺旋状管体部に螺合させて行なうことが可能であり、その取り付け作業は非常に容易となる。また、仕切り部材を旋回させると、この仕切り部材は螺旋状管体部の軸長方向に移動するため、仕切り部材の位置調整も容易かつ的確に行なうことができる。
【００２５】
本発明の好ましい実施の形態においては、前記水管としては、複数の螺旋状管体部が重ね巻き状に設けられたものが使用されており、前記仕切り部材は、前記複数の螺旋状管体部の内周寄り部分に前記鍔片が螺合していることにより取り付けられているとともに、前記複数の螺旋状管体部の外周寄り部分の管体隙間には、板状の追加の仕切り部材が挿入されている。
【００２６】
このような構成によれば、複数の螺旋状管体部が重ね巻き状に設けられているために、熱交換効率をさらに高めることが可能となる。一方、複数の螺旋状管体部の外周寄り部分には、追加の仕切り部材が挿入されているために、この追加の仕切り部材を利用して複数の螺旋状管体部の外周寄り部分の管体隙間に進行してきた燃焼ガスが、燃焼ガス通路に進行することなく、そのまま第２の領域に流入するといったことも適切に防止される。また、複数の仕切り部材を用いた構成とされているために、たとえば複数の螺旋状管体部の内周寄り部分と外周寄り部分との螺旋ピッチが相違するなどして、仕切り部材の螺旋状の鍔片によっては複数の螺旋状管体部の外周寄り領域を仕切ることができない場合に好適である。
【００２７】
本発明の好ましい実施の形態においては、前記螺旋状管体部の管体隙間に挿入され、かつ前記空間部に向けて突出した突出部を有する追加の仕切り部材を備えており、前記仕切り部材は、前記空間部に挿入されて前記突出部に係合している。
【００２８】
このような構成によれば、仕切り部材を螺旋状管体部に螺合させることなく、その取り付けを図ることが可能となる。一方、前記追加の仕切り部材は、第１の領域から複数の螺旋状管体部の管体隙間に進行してきた燃焼ガスが燃焼ガス通路に進行することなく、そのまま第２の領域に進行することを阻止する役割も果たす。
【００２９】
本発明の好ましい実施の形態においては、前記缶体は、前記第１および第２の開口部がそれぞれ形成され、かつ前記水管の螺旋状管体部を軸長方向において挟むようにして前記周壁部内に嵌入された一対のカバー体を有しており、前記缶体の周壁部には、前記一対のカバー体の少なくとも一方に当接してこのカバー体の位置決めを図る凸部が形成されている。
【００３０】
このような構成によれば、第１および第２の開口部がそれぞれ形成された一対のカバー体の双方または一方を、缶体の周壁部に位置決めして取り付ける作業が容易化される。
【００３１】
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。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３２】
以下、本発明の好ましい実施の形態を、図面を参照して具体的に説明する。
【００３３】
図１は、本発明が適用された熱交換器およびこれを備えた給湯装置の一例を示している。図２〜図７は、図１の熱交換器およびこれに関連する構成を示している。図２によく表われているように、本実施形態の熱交換器Ａ１は、缶体２、複数の水管４、入水用ならびに出湯用の一対のヘッダ５、および仕切り部材６を備えている。
【００３４】
缶体２は、略円筒状の周壁部２０と、この周壁部２０の上部および下部に取り付けられた一対のカバー体２１Ａ，２１Ｂとを有している。これらは、たとえばステンレス製であり、各水管４を利用して燃焼ガスから潜熱回収を行なった際に発生する酸性のドレインに起因して容易に腐食を生じないようにされている。この点は、各水管４などについても同様である。周壁部２０は、後述するように、略矩形のステンレス板を筒状に湾曲させてから、図４に表われている一対の端縁２０ａどうしを接合させることにより形成されたものである。各端縁２０ａには、周壁部２０の半径方向外方に突出した突出片２０ａ'が折り曲げ形成されており、これらの突出片２０ａ’が重ね合わされて溶接されている。周壁部２０の下部外周面には、この缶体２を他の所望部位に取り付けるための１または複数のブラケット２３が溶接されている。
【００３５】
図２および図３によく表われているように、カバー体２１Ａは、中央部に開口部２２Ａが形成された略円板状である。開口部２２Ａは、缶体２内に燃焼ガスを導入させるための燃焼ガス導入口として利用され、または燃焼器の一部をこの缶体２内に進入させるための開口部として利用される。この開口部２２Ａは、その周縁に下向きに突出した環状壁２２０を有するバーリング孔として形成されている。カバー体２１Ａは、周壁部２０の上部開口に嵌入されてこの周壁部２０に溶接されている。周壁部２０の内周面の上端近傍には、缶体２の内側に向けて突出する複数の凸部２５ａが形成されており、カバー体２１Ａはこれらの凸部２５ａに当接することによりその位置決めが図られている。複数の凸部２５ａは、周壁部２０にプレス加工を施すことにより形成されており、周壁部２０の周方向に適当な間隔を隔てて位置している。
【００３６】
カバー体２１Ｂは、その中央部に開口部２２Ｂが形成されたものであり、カバー体２１Ａと同様な略円板状である。ただし、開口部２２Ｂは、熱回収を終えた燃焼ガスを缶体２の外部に排出するための燃焼ガス排出口として利用される部分である。周壁部２０の内周面の下端近傍には、先に述べた凸部２５ａと同様な複数の凸部２５ｂが形成されており、カバー体２１Ａは、周壁部２０の下部開口に嵌入されて複数の凸部２５ｂに当接した状態で周壁部２０に溶接されている。開口部２２Ｂは、開口部２２Ａと同様なバーリング孔として形成されており、その周縁には、上向きに突出した環状壁２２１が形成されている。缶体２の底部には、潜熱回収に伴って水管４から滴下してくるドレインを受けることが可能なドレイン受け部２６が形成されている。このドレイン受け部２６は、環状壁２２１、周壁部２０の下部、これらの間に形成された環状の空間部２６ａ、およびその底部を含んで構成されている。カバー体２１Ｂには、ドレイン受け部２６によって受けられたドレインを缶体２の外部に排出するためのドレイン排出口２６ｂが形成されている。
【００３７】
複数の水管４のそれぞれは、缶体２内に配された螺旋状管体部４０と、この螺旋状管体部４０の両端に接続された曲管４１とを備えている。この曲管４１は、本発明でいう水管の端部の一例に相当する部分である。本実施形態の熱交換器Ａ１は、計３つの水管４を備えており、それらの螺旋状管体部４０は、いずれも中空円形の螺旋状ループ部４０ａが上下方向に複数段に積層された構成を有している。ただし、それらの螺旋状管体部４０は、巻き径が互いに相違し、かつ同心状または略同心状に配されていることにより、重ね巻き状に設けられている。
【００３８】
仕切り部材６は、複数の螺旋状管体部４０に囲まれている空間部３をその上下方向において第１および第２の領域３０ａ，３０ｂに仕切るためのものである。複数の螺旋状管体部４０は、この仕切り部材６によって、第１および第２の領域３０ａ，３０ｂをそれぞれ囲む第１および第２の熱交換部ＨＴ１，ＨＴ２に区分されている。この仕切り部材６は、空間部３内に位置し、かつ上面部に下向きに窪んだ凹状部が形成されている本体部６０と、この本体部６０の外周面に形成された鍔片６１とを有している。本体部６０は、たとえばステンレス製の板体６０ａの上面に、耐火性および耐熱性に富む断熱材６０ｂが積層された構成を有している。断熱材６０ｂは、たとえばセラミックである。鍔片６１は、図６に示すように、本体部６０の外周面を略１周または1周以上するように設けられており、その両端に段差Ｈ１が生じる螺旋状である。仕切り部材６は、この螺旋状の鍔片６１を複数の螺旋状管体部４０に螺合させることにより、それら螺旋状管体部４０に取り付けられている。
【００３９】
最外周の螺旋状管体部４０と周壁部２０との間には、燃焼ガス通路３２が形成されている。また、図２に示すように、複数の螺旋状管体部４０の上下方向に隣り合うループ部４０ａどうしの間には、隙間３１が形成されている。この隙間３１は、本発明でいう螺旋状管体部の管体隙間に相当する。第１および第２の領域３０ａ，３０ｂと燃焼ガス通路３２とは、この隙間３１を介して連通している。このことにより、後述するように、燃焼ガスは、第１の領域３０ａから隙間３１を介して燃焼ガス通路３２に進行し、その後この燃焼ガス通路３２から隙間３１を通過して第２の領域３０ｂに向かうようになっている。カバー体２１Ａの環状壁２２０は、符号ｎ１で示すように、最内周の螺旋状管体部４０の上部に接触しており、燃焼ガスが第１の領域３０ａからそれらの間を通過して燃焼ガス通路３２に直接流入することが防止されている。また、符号ｎ２で示すように、カバー体２１Ａの環状壁２２１は、最内周の螺旋状管体部４０の下部に接触しており、燃焼ガスが燃焼ガス通路３２からそれらの間を通過して第２の領域３０ｂに直接流入することが防止されている。
【００４０】
各螺旋状管体部４０の隙間３１は、図３に示すように、複数のスペーサ７を用いることにより形成されている。より具体的には、スペーサ７は、図７に示すように、たとえばステンレス製の長矩形平板状のベース部７０の複数箇所に切り起こし加工を施すことにより、複数の突出部７１が櫛歯状に並んだ構成を有している。それら複数の突出部７１が、各螺旋状管体部４０のループ部４０ａどうしの間に挿入していることにより、隙間３１が形成され、かつこの隙間３１の高さ寸法が規定されている。図４に示すように、この熱交換器Ａ１においては、たとえば３つのスペーサ７が略等間隔に配置されて設けられている。上下方向に隣り合うループ部４０ａ間のうち、これらスペーサ７が設けられていない部分が隙間３１となっている。
【００４１】
図４および図５によく表われているように、複数の曲管４１は、缶体２の周壁部２０を貫通してその一部分が缶体２の外部に突出している。周壁部２０の上下両端のそれぞれの近傍には、複数の曲管４１がそれぞれ個別に挿通する複数の開口部２００が形成されている。好ましくは、各開口部２００は、その周縁部が起立したバーリング孔として形成され、その周縁部の強度が高められている。また、周壁部２０のうち、複数の開口部２００の形成箇所を含む一部の領域は、非円弧状の平板部２０１として形成されている。この平板部２０１は、一定幅で上下方向に延び、かつ他の領域よりも缶体２の半径方向外方に張り出している。このような構成によれば、各開口部２００の寸法出しが容易であるとともに、周壁部２０の強度を高めることができる。さらには、螺旋状管体部４０と平板部２０１との間隔が大きくなるため、曲管４１としては、比較的曲率半径の大きなものを用いることが可能となる。
【００４２】
一対のヘッダ５のそれぞれは、曲管４１の端部に接続されている。各ヘッダ５は、たとえば円形パイプ５２を利用して構成されており、その一端部には、給水管または給湯管（図示略）が接続される接続口５０が形成されている。複数の曲管４１は、ヘッダ５に形成された複数の貫通孔５１にその先端が挿入され、かつその挿入箇所の周囲が溶接されるなどしてヘッダ５との接続が図られている。
【００４３】
次に、前記した熱交換器Ａ１の製造方法の一例について説明する。
【００４４】
まず、図８に示すように、重ね巻き状とされた複数の螺旋状管体部４０を作製する。これらは、直状の管体を螺旋状に曲げ加工することにより、巻き径が相違する複数の螺旋状管体部４０を作製した後に、これらを互いに嵌合させることにより作製する。次いで、図９に示すように、各螺旋状管体部４０の両端に複数の曲管４１を接続する。これにより、複数の水管４が完成する。また、図１０に示すように、仕切り部材６を複数の螺旋状管体部４０に取り付ける。この取り付けは、仕切り部材６の本体部６０を複数の螺旋状管体部４０の内方にその一端から進入させながら各螺旋状管体部４０の螺旋方向に回転させ、螺旋状の鍔片６１を各螺旋状管体部４０に螺合させることにより行なう。仕切り部材６を前記一定方向へ回転させると、この仕切り部材６は各螺旋状管体部４０の内方を一定方向に進行し、逆転させると後退するために、仕切り部材６を所定の高さに設定する作業は容易である。その後は、複数のスペーサ７を複数の螺旋状管体部４０に対して取り付ける。この取り付けに際しては、各スペーサ７の複数の突出部７１を最外周の螺旋状管体部４０の外方から各ループ部４０ａどうしの間に挿入する。これにより、各螺旋状管体部４０に隙間３１を形成し、かつその寸法を各突出部７１の厚みと同一寸法に規定することができる。図１０に示す構成では、仕切り部材６の鍔片６１に対応する箇所には、各スペーサ７の突出部７１が挿入されないようにされているが、これに代えて、鍔片６１に突出部７１が重なるようにして、これらが共通の隙間部分に挿入された構成とすることもできる。各スペーサ７は、上下方向において複数の部分に分割した構成とすることもできる。
【００４５】
一方、図１１に示すように、非筒状の板状部材２０’を製作しておく。この板状部材２０’は、缶体２の周壁部２０として形成される部分であり、矩形状の可撓性を有するステンレス鋼板を利用して形成されている。この板状部材２０’の一対の端縁部２０ａには、折り曲げ加工を施して一対の突出片２０ａ’を形成しておく。また、各水管４の曲管４１を挿通させるための複数の開口部２００も形成しておく。この板状部材２０’は、円筒状に形成し易いように、湾曲加工が施されており、また平板部２０１も予め形成されている。
【００４６】
前記した板状部材２０’を製作した後には、一対の端縁部２０ａどうしの間隔を広げることにより、この板状部材２０’によって複数の螺旋状管体部４０の周囲を囲み込む。その際には、複数の曲管４１を各開口部２００に挿通させる。複数の曲管４１のうち、複数の螺旋状管体部４０に接続された端部とは反対側の端部寄り領域を、互いに平行な直管状にしておけば、これらの部分を複数の開口部２００に挿通する作業が容易かつ適切に行なえることとなる。
【００４７】
その後は、図１２に示すように、板状部材２０’の一対の端縁部２０ａを対向接触させることにより、この板状部材２０’を筒状にする。適当なジグ（図示略）を用いて一対の突出片２０ａ’を挟み付けることにより、この板状部材２０’を筒状に維持することが可能であり、この状態で一対の突出片２０ａ’どうしを溶接する。この作業により、筒状に固定化された周壁部２０が形成される。なお、突出片２０ａ’は、端縁部２０ａの全長域にわたって形成されているが、この突出片２０ａ’は、端縁部２０ａの１箇所または複数箇所（たとえば、端縁部２０ａの上端と下端など）に部分的に設けた構成とすることもできる。
【００４８】
次いで、複数の曲管４１に一対のヘッダ５を接続する。また、図１２には示されていないが、周壁部２０の上部開口および下部開口には、一対のカバー体２１Ａ，２１Ｂを嵌入し、これらを周壁部２０に溶接する。これらのカバー体２１Ａ，２１Ｂについては、先に述べたとおり、周壁部２０に形成されている複数の凸部２５ａ，２５ｂを利用した位置決めが可能であるために、それらの取り付け作業も容易である。さらに、複数のブラケット２３も周壁部２０に溶接する。ただし、これらブラケット２３の溶接時期は、板状部材２０’を筒状に形成する前と後とのいずれであってもよい。
【００４９】
前記した製造方法により、熱交換器Ａ１が適切に製造される。前記製造方法では、螺旋状管体部４０に対する複数の曲管４１の接続作業は、螺旋状管体部４０が缶体２内に配置されていない状態において行なうことができるために、その作業は容易である。また、複数の曲管４１を螺旋状管体部４０から大きく突出させている場合であっても、これら複数の曲管４１を板状部材２０’の複数の開口部２００に挿通させて、複数の螺旋状管体部４０を板状部材２０’によって適切に囲み込むことができる。各曲管４１が缶体２の外部に突出する寸法が小さい場合には、ヘッダ５が缶体２にかなり接近することとなって、各曲管４１にヘッダ５を取り付けるための溶接作業などが困難となる虞れがあるが、本実施形態によれば、各曲管４１の一部を大きく突出させることができるために、そのような虞れも適切に解消される。
【００５０】
次に、図１に示した給湯装置Ｂの構成を説明する。この給湯装置Ｂは、熱交換器Ａ１に加えて、燃焼器１、底部ケーシング８０、および排気ダクト８１を備えている。
【００５１】
燃焼器１は、たとえば灯油を燃料とし、この燃料を噴霧ノズル（図示略）を用いて下向きに噴霧して燃焼させる逆燃焼式のものであり、熱交換器Ａ１の開口部２２Ａにその一部が進入するように設けられている。したがって、この給湯装置Ｂにおいては、前記燃料の噴射が熱交換器Ａ１の第１の領域３０ａに向けて行なわれ、この第１の領域３０ａが燃焼室となっている。燃焼器１は、熱交換器Ａ１上に接続された缶体１０に覆われ、かつこの缶体１０に支持されており、この缶体１０の外部から配管１２を介して燃料供給が行なわれるようになっている。缶体１０の上部には、この缶体１０内に燃焼用空気を下向きに送り込むための送風ファン１３、およびこれを駆動するモータＭが設けられている。送風ファン１３による下向きの送風作用は、燃焼ガスを一定の経路で進行させるのに役立つ。
【００５２】
底部ケーシング８０は、内部が空洞の略直方体のボックス状であり、この底部ケーシング８０上に熱交換器Ａ１および排気ダクト８１が並ぶようにして載設されている。底部ケーシング８０の上壁部には、熱交換器Ａ１の開口部２２Ｂおよび排気ダクト８１の底部開口部と連通する開口部８０ａ，８０ｂが形成されている。このことにより、熱交換器Ａ１の開口部２２Ｂから底部ケーシング８０内に向けて進行してきた燃焼ガスは、この底部ケーシング８０内を通過して排気ダクト８１に対してその下方から上向きに進行する。排気ダクト８１内に流入した燃焼ガスは、その後排気口８１ａから排ガスとして外部に排出される。排気ダクト８１は、たとえばグラスウールなどの吸音材（図示略）をその内部に備えており、排気音を低減する消音器としての役割を果たすようになっている。
【００５３】
熱交換器Ａ１のドレイン排出口２６ｂには、底部ケーシング８０を貫通した配管８２が接続されている。この構造により、ドレイン受け部２６により受けられたドレインは、底部ケーシング８０内に流れ込まないようになっている。配管８２を介して排出されるドレインは、たとえば中和器（図示略）に送られるようになっている。この中和器は、酸性のドレインを中和するための炭酸カルシウムなどの中和剤を容器内に収容させたものである。
【００５４】
一対のヘッダ５には、給水管および給湯管（図示略）を接続する。この接続に際しては、好ましくは、下方側のヘッダ５が入水用となり、かつ上方側のヘッダ５が出湯用となるように接続する。このようにすると、複数の水管４に対する通水方向が上向きとなり、燃焼ガスの進行方向（下向き）とは反対方向となるために、熱交換効率を高めるのに有利となる。
【００５５】
この給湯装置Ｂにおいては、燃焼器１を駆動させると、第１の領域３０ａ内において燃料が燃焼し、燃焼ガスが発生する。この燃焼ガスは、下向きに進行しようとするが、第１の領域３０ａの下部は仕切り部材６によって塞がれているため、第２の領域３０ｂに直接進行することはない。燃焼ガスは、複数の螺旋状管体部４０の第１の熱交換部ＨＴ１の隙間３１を通過し、燃焼ガス通路３２に流入することとなる。第１の熱交換部ＨＴ１は、そのような過程において燃焼ガスから顕熱を回収する。第１の熱交換部ＨＴ１は、複数のループ部４０ａが重ね巻き状に並んでいるために、その熱回収量を多くすることが可能である。仕切り部材６の上面部は、凹状に形成されているために、第１の領域３０ａの中心部付近を下向きに進行してきた燃焼ガスは、その中心部付近を避けるようにして上向きに反射され、図１の矢印Ｎ１に示すような燃焼ガスの循環流れを生じさせることができる。この作用により、第１の領域３０ａ内の燃焼ガス温度の均一化、ならびに複数段の隙間３１のそれぞれに対する燃焼ガスの流入量の均一化が図られることとなり、熱交換効率をさらに高めることが可能となる。
【００５６】
燃焼ガス通路３２に流入した燃焼ガスは、その後この燃焼ガス通路３２を下向きに進行しつつ、第２の熱交換部ＨＴ２の隙間３１を通過し、第２の領域３０ｂに流れ込む。第２の熱交換部ＨＴ２は、そのような過程において燃焼ガスから潜熱回収を行なう。この第２の熱交換部ＨＴ２も、第１の熱交換部ＨＴ１と同様に、複数のループ部４０ａが重ね巻き状に並んでいるために、その熱回収量を多くすることが可能である。第２の熱交換部ＨＴ２には、潜熱回収に伴って酸性のドレインが発生して付着するが、このドレインは、ドレイン受け部２６に滴下してからドレイン排出口２６ｂおよび配管８２を介して適切に外部に排出される。したがって、底部ケーシング８０内が酸性のドレインによって汚染されることはなく、底部ケーシング８０をステンレスよりも廉価な銅や鉄などの材質とすることができる。第２の領域３０ｂに流入した燃焼ガスは、その後底部ケーシング８０および排気ダクト８１内を通過して排気口８１ａから外部に排出される。
【００５７】
図１３〜図３２は、本発明の他の実施形態を示している。図１３以降の図においては、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している。
【００５８】
図１３に示す実施形態においては、板状部材２０’（周壁部２０）の各開口部２００’が、複数の曲管４１を一括して挿通可能なサイズに形成されている。このような構成によれば、複数の曲管４１を開口部２００’に挿通する作業が容易となり、板状部材２０’を用いて複数の螺旋状管体部４０を囲み込む作業も容易となる。ただし、各開口部２００’のうち、曲管４１が挿通されている部分以外は大きな隙間となるため、好ましくは、この隙間を塞ぐ手段として、カバー片２０２を用いる。このカバー片２０２は、複数の開口部２００”を有しており、図１４に示すように、これらの開口部２００”に複数の曲管４１を個別に挿通させるようにして、このカバー片２０２を板状部材２０’に溶接する。このことにより、各開口部２００’をカバー片２０２によって塞ぐことができ、缶体２内の燃焼ガスが各開口部２００’を通過して缶体２の外部に漏出することを適切に防止することが可能である。本実施形態から理解されるように、本発明では、缶体の周壁部に形成される曲管挿通用の開口部の一部分をカバー片を用いて塞ぐ構成が採用可能であるため、曲管挿通用の開口部としては、たとえば切欠状に形成し、その一部をカバー片で塞ぐ構成とすることもできる。
【００５９】
図１５および図１６に示す熱交換器Ａ２は、缶体２の周壁部２０が、第１および第２の板状部材２０Ａ，２０Ｂを用いて形成された構成を有している。第１および第２の板状部材２０Ａ，２０Ｂは、ともにステンレス鋼板を用いて構成されており、第１の板状部材２０Ａは、幅が一定の略矩形状である。この第１の板状部材２０Ａの上下両端のそれぞれの近傍には、複数の開口部２００が形成されており、これらの開口部２００に複数の曲管４１が個々に貫通している。第２の板状部材２０Ｂは、螺旋状管体部４０の周囲の大部分を囲むように湾曲しており、その両端縁２０ｂは、第１の板状部材２０Ａの幅方向の両端縁２０ｃに接合されている。この接合により、第１および第２の板状部材２０Ａ，２０Ｂは、螺旋状管体部４０の全周を囲むように繋がった略円筒状となっている。第１および第２の板状部材２０Ａ，２０Ｂの両端縁２０ｂ，２０ｃには、屈曲状の突出片２０ｂ’，２０ｃ’が形成されており、これらの突出片２０ｂ’，２０ｃ’が重ね合わされて前記接合がなされている。
【００６０】
次に、前記した熱交換器Ａ２の製造方法について説明する。
【００６１】
まず、図１７に示すように、重ね巻き状とされた複数の螺旋状管体部４０を製作する。この点は、前述した熱交換器Ａ１の製造方法の場合と同様である。次いで、図１８に示すように、各螺旋状管体部４０の両端に曲管４１を接続してから、この曲管４１を第１の板状部材２０Ａの各開口部２００に挿通させるようにして、第１の板状部材２０Ａを螺旋状管体部４０の側方に配置する。その後、各曲管４１のうち、第１の板状部材２０Ａから突出している先端部分にヘッダ５を取り付ける。複数の螺旋状管体部４０に対して、スペーサ７や仕切り部材６の取り付けを行なう点は、前述した熱交換器Ａ１の製造方法の場合と同様である。
【００６２】
一方、前記した作業とは別に、図１９に示すように、第２の板状部材２０Ｂを製作して準備しておく。この第２の板状部材２０Ｂは、矩形のステンレス鋼板の両端縁２０ｂに突出片２０ｂ’を折り曲げ形成することにより製作する。好ましくは、この第２の板状部材２０Ｂには、略円筒状に形成し易くするための湾曲加工を施しておく。第２の板状部材２０Ｂを準備した後には、その両端縁２０ｂを開かせて、この第２の板状部材２０Ｂによって複数の螺旋状管体部４０の周囲を囲み込む。次いで、第１および第２の板状部材２０Ａ，２０Ｂの両端縁２０ｂ，２０ｃの突出片２０ｂ’，２０ｃ’どうしを重ね合わせてこの部分を溶接などの手法により接合する。これにより、図１５および図１６に示した熱交換器Ａ２が製造される。前記溶接の際には、突出片２０ｂ’，２０ｃ’を適当なジグを用いて挟み付けておくことができる点は、前述した熱交換器Ａ１の製造方法の場合と同様である。
【００６３】
本実施形態の製造方法によれば、複数の螺旋状管体部４０を缶体２内に収容させていない状態において、複数の曲管４１をそれら螺旋状管体部４０に接続することができることに加え、各曲管４１に対するヘッダ５の取り付け作業も、複数の螺旋状管体部４０が缶体２内に収容されていない状態で行なうことができる。したがって、ヘッダ５を取り付けた後に、曲管４１やヘッダ５の取り付けが適正に行なわれているか否かの通水検査、あるいは目視検査を行なう際に缶体２が邪魔になるようなことがなく、それらの検査が容易となる利点も得られる。
【００６４】
なお、前記実施形態では、第１の板状部材２０Ａを比較的細幅な矩形状にしているが、本発明はこれに限定されない。たとえば、第１の板状部材２０Ａの幅を大きくし、かつ湾曲させることにより、半円筒状、またはそれに近い形態にしてもよい。本発明では、第１および第２の板状部材のそれぞれを半円筒状とし、これらを接合させるようにしてよい。
【００６５】
図２０に示す実施形態においては、上下に分割された一対の第１の板状部材２０Ａを備えた構成とされている。これら一対の第１の板状部材２０Ａには、複数の曲管４１がそれぞれ貫通しており、それらの両端縁には、接合用の突出片２１ｄが形成されている。これに対し、第２の板状部材２０Ｂの両端縁の上下部には、一対の第１の板状部材２０Ａをそれぞれ挟むようにして接合するための突出片２１ｅが形成されているとともに、それらの中間部には、前記上下部よりも周方向に突出した延設部２０３が設けられている。この延設部２０３は、第１の板状部材２０Ａを挟むことなく、直接接合されることにより筒状とされる部分である。
【００６６】
本実施形態においても、一対の第１の板状部材２０Ａおよび第２の板状部材２０Ｂを互いに接合して筒状とすることにより、缶体２の周壁部２０を適切に形成することが可能である。加えて、一対の第１の板状部材２０Ａは、上側の曲管４１と下側の曲管４１とのそれぞれに対して個別に取り付けることができるために、たとえば上側の曲管４１と下側の曲管４１との配置にずれが生じているような場合であっても、それらに対する第１の板状部材２０Ａの取り付けが容易に行なえるという利点も得られる。
【００６７】
図２１および図２２に示す実施形態においては、複数の螺旋状管体部４０の端部に、ヘッダ５Ａが直接接続されている。このヘッダ５Ａは、各螺旋状管体部４０に接続され、かつ缶体２の周壁部２０を貫通して缶体２の外部に一部が突出した第１のケーシング部５２Ａと、このケーシング部５２Ａの突出部分に接続され、かつ管体用の接続口５０を有する第２のケーシング部５２Ｂとを有している。このヘッダ５Ａが貫通している部分は、ヘッダ挿通用の貫通孔を備えた第１の板状部材２０Ａであり、この第１の板状部材２０Ａの両端縁に、第２の板状部材２０Ｂが接合されている。
【００６８】
本実施形態から理解されるように、本発明では、水管の端部を缶体の周壁部に貫通させる構成に代えて、ヘッダを周壁部に貫通させる構成とすることもできる。水管の螺旋状管体部にヘッダを直接接続すれば、曲管４１を不要にすることができる。
【００６９】
また、図２２に示す構成においては、複数の螺旋状管体部４０の上端部分とカバー体２１Ａとの隙間３９ａに、断熱材８３が介装されており、隙間３９ａが塞がれている。断熱材８３は、たとえば伸縮性をもつセラミックである。このような構成によれば、第１の領域３０ａ内の燃焼ガスが隙間３９ａを通過して燃焼ガス通路３２に直接流れ込まないようにすることができる。したがって、カバー体２１Ａの環状壁２２０を最内周の螺旋状管体部４０の内周面に当接させる必要はなく、開口部２２Ａの内径を螺旋状管体部４０よりも小さくする場合に好適である。さらに、同図に示す構成においては、最外周の螺旋状管体部４０の外周面に接触し、かつ複数の螺旋状管体部４０の下端部分とカバー体２１Ｂとの隙間３９ｂの一端を塞ぐリング板８４が設けられている。このような構成によれば、燃焼ガス通路３２を下向きに進行した燃焼ガスが隙間３９ｂを通過して第２の領域３０ｂに直接流れ込まないようにすることができる。したがって、先の実施形態の環状壁２２１に相当する部分をカバー体２１Ｂに設ける必要はなく、たとえば開口部２２Ｂについては、下向きの環状壁２２１ａを備えたバーリング孔とすることができる。この場合、潜熱回収に伴って発生し、かつカバー体２Ｂ上に流れ落ちてきたドレインが、開口部２２Ｂを介して缶体２の下方に排出する構成とすることができる。
【００７０】
図２３に示す実施形態においては、複数の螺旋状管体部４０の管径が同一には揃えられておらず、たとえば最内周の螺旋状管体部４０（４０Ａ）が他の複数の螺旋状管体部４０（４０Ｂ）よりも大きな管径とされている。最内周の螺旋状管体部４０Ａは、燃焼室を直接囲み、かつ最も高温に加熱される部分であるために、その管径を大きくして、通水量を多くすれば、燃焼ガスからの熱回収量を多くして熱交換効率をさらに高めることが可能である。本実施形態から理解されるように、本発明では、複数の螺旋状管体部の管径を不揃いにすることもできる。
【００７１】
本実施形態においては、複数の螺旋状管体部４０Ａ，４０Ｂの巻きピッチは相違している。これに対し、仕切り部材６の螺旋状の鍔片６１は、螺旋状管体部４０Ａに螺合するものの、他の螺旋状管体部４０Ｂには螺合しないサイズとされている。螺旋状管体部４０Ｂについては、その外側方から複数の追加の仕切り部材６２が挿入されて取り付けられている。各追加の仕切り部材６２は、たとえば半円弧状の薄板状である。
【００７２】
本実施形態によれば、空間部３および複数の螺旋状管体部４０Ａ，４０Ｂのいずれについても、仕切り部材６および追加の仕切り部材６２によって上下に仕切ることができる。第１の領域３０ａから第１の熱交換部ＨＴ１の下部領域内に進行した燃焼ガスが、そのまま下方に進行して第２の領域３０ｂに直接流入することは、鍔片６１および追加の仕切り部材６２によって適切に防止される。なお、複数の螺旋状管体部４０の管径や巻きピッチが相違している場合において、各螺旋状管体部４０のループ部４０ａ間に隙間３１を形成する手段としては、たとえば図２４に示すように、複数種類のスペーサ７，７Ａを用いればよい。これらのスペーサ７，７Ａは、対応する螺旋状管体部４０の管径に応じて、複数の突出部７１，７１Ａの配列ピッチが相違した構成とされている。
【００７３】
図２５に示す実施形態においては、複数の螺旋状管体部４０の隙間３１に、その外側方から複数の追加の仕切り部材６２Ａが挿入されている。この追加の仕切り部材６２Ａは、図２３に示したものと同様であるが、その内縁部分は、空間部３内に突出した突出部６２０となっている。一方、仕切り部材６Ａは、鍔片６１Ａを有するものの、この鍔片６１Ａは、螺旋状管体部４０に螺合させるためのものではなく、最内周の螺旋状管体部４０の内径よりも僅かに小さい外径とされている。この仕切り部材６は、空間部３の上部開口部から空間部３内に挿入されることにより、鍔片６１Ａが突出部６２０に係止して支持されている。本実施形態によっても、仕切り部材６を空間部３内の所定箇所に適切に取り付けることができる。
【００７４】
図２６〜図３２は、螺旋状管体部４０のループ部４０ａ間に所望寸法の隙間３１を形成する手段の他の例を示している。
【００７５】
図２６および図２７に示す実施形態においては、螺旋状管体部４０の各ループ部４０ａに突起４９ａが形成されている。上下に隣り合うループ部４０ａは、この突起４９ａを介して当接しており、このことにより隙間３１が形成されている。
【００７６】
図２８および図２９に示す実施形態においては、ループ部４０ａの上面および下面のそれぞれの一部が凸部４９ｂとなっており、ループ部４０ａどうしがこれらの凸部４９ｂを介して当接していることにより、隙間３１が形成されている。ループ部４０ａは、たとえば断面円形の管体により形成されているが、図２９に示すように、その一部分は非円形の偏平状断面とされており、これにより凸部４９ｂが形成されている。これは、図３０に示すように、螺旋状管体部４０を構成する管体の一部分をその両側からプレスすることにより形成することができる。
【００７７】
図３１に示す実施形態においては、ループ部４０ａの外面に、螺旋状の凹溝４９ｃが形成されており、この凹溝４９ｃの一部分が、隙間３１となっている。図３２に示す実施形態においては、螺旋方向が相違する２条の凹溝４９ｃが形成されており、凹溝４９ｃの条数を多くするほど、隙間３１の合計サイズを大きくすることが可能であり、多数の凹溝４９ｃを形成してもよい。また、非螺旋状の環状凹溝を形成した場合にも、隙間３１を形成することが可能である。
【００７８】
前記したような手段を用いて隙間３１を形成すれば、スペーサ７が不要となり、スペーサ７の取り付け作業が省略される。したがって、熱交換器の組み立て作業を容易とするのに好適である。
【００７９】
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の各部の具体的な構成は、種々に設計変更自在である。また同様に、本発明に係る熱交換器の製造方法の各工程も、種々に変更可能である。
【００８０】
上述の実施形態においては、螺旋状管体部の端部に、螺旋状管体部とは別体の曲管を接続し、かつこの曲管を水管の端部として缶体の外部に引き出しているが、本発明はこれに限定されない。本発明では、管体に曲げ加工を施して螺旋状管体部を製作する際に、この螺旋状管体部に一体に繋がった非螺旋状の管体部を形成しておき、この管体部を缶体の外部に引き出すようにしてもかまわない。
【００８１】
熱交換効率を高める観点からすれば、複数の螺旋状管体部が重ね巻き状に設けられた水管構造とすることが好ましいものの、やはり本発明は、これに限定されない。本発明は、螺旋状管体部を１つしか有しない水管構造のものにも適用することが可能である。
【００８２】
本発明に係る熱交換器は、その具体的な用途が限定されるものではなく、一般給湯用、風呂給湯用、暖房用、融雪用などの各種の給湯装置や、それ以外の装置に組み込んで使用することが可能である。また、逆燃焼方式の燃焼器と組み合わせて使用する場合に限らず、たとえば燃料を上向き、あるいは横向きに燃焼させる燃焼器と組み合わせて使用することもできる。燃焼器は、オイル燃焼器に代えて、ガス燃焼器などを用いることもできる。螺旋状管体部は、円形巻きではなく、たとえば矩形状巻きにすることもできる。したがって、螺旋状管体部を囲む缶体についても、略円筒状に代えて、たとえば矩形の角筒状にすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００８３】
【図１】本発明が適用された熱交換器およびこれを備えた給湯装置の一例を示す概略断面図である。
【図２】図１に示す熱交換器の断面図である。
【図３】図１に示す熱交換器の断面図である。
【図４】図１に示す熱交換器の平面断面図である。
【図５】図４の要部拡大断面図である。
【図６】図１に示す熱交換器に用いられている仕切り部材の斜視図である。
【図７】図１に示す熱交換器に用いられているスペーサの要部斜視図である。
【図８】水管の螺旋状管体部の一例を示す概略斜視図である。
【図９】図８に示す螺旋状管体部に付属部品を組み付ける工程を示す概略斜視図である。
【図１０】図８に示す螺旋状管体部に付属部品を組み付ける工程を示す断面図である。
【図１１】図８に示す螺旋状管体部およびその付属部品を板状部材によって囲み込む工程を示す概略斜視図である。
【図１２】図８に示す螺旋状管体部およびその付属部品を板状部材によって囲み込んだ状態を示す斜視図である。
【図１３】本発明に係る熱交換器の製造方法の他の例を示す斜視図である。
【図１４】図１３の要部平面拡大断面図である。
【図１５】本発明に係る熱交換器の他の例を示す斜視図である。
【図１６】図１５の要部平面拡大断面図である。
【図１７】図１５に示す熱交換器を製造するのに用いる螺旋状管体部の一例を示す概略斜視図である。
【図１８】図１７に示す螺旋状管体部に付属部品を組み付ける工程を示す概略斜視図である。
【図１９】図１８に示す螺旋状管体部および付属部品を板状部材によって囲み込む工程を示す概略斜視図である。
【図２０】螺旋状管体部を板状部材によって囲み込む工程の他の例を示す概略斜視図である。
【図２１】本発明に係る熱交換器の他の例を示す平面断面図である。
【図２２】図２１に示す熱交換器の断面図である。
【図２３】螺旋状管体部に仕切り部材を取り付ける構成の他の例を示す要部断面図である。
【図２４】図２３に示す螺旋状管体部に用いられるスペーサの例を示す要部断面図である。
【図２５】螺旋状管体部に仕切り部材を取り付ける構成の他の例を示す要部断面図である。
【図２６】螺旋状管体部に隙間を形成する手段の他の例を示す要部側面図である。
【図２７】図２６のXXVII−XXVII断面図である。
【図２８】螺旋状管体部に隙間を形成する手段の他の例を示す要部側面図である。
【図２９】図２８のXXVIII−XXVIII断面図である。
【図３０】図２８および図２９に示す螺旋状管体部の要部斜視図である。
【図３１】螺旋状管体部に隙間を形成する手段の他の例を示す要部側面図である。
【図３２】螺旋状管体部に隙間を形成する手段の他の例を示す要部側面図である。
【符号の説明】
【００８４】
Ａ１，Ａ２        熱交換器
ＨＴ１            第１の熱交換部
ＨＴ２            第２の熱交換部
１                燃焼器
２                缶体
３                空間部
４                水管
５，５Ａ          ヘッダ
６                仕切り部材
２０              周壁部（缶体の）
２０’            板状部材
２０ａ            端縁（板状部材の）
２０ａ’〜２０ｃ’突出片
２０Ａ，２０Ｂ    第１および第２の板状部材
２１Ａ，２１Ｂ    カバー体
２２Ａ，２２Ｂ    開口部
２５ａ，２５ｂ    凸部
３０ａ            第１の領域
３０ｂ            第２の領域
３１              隙間
３２              燃焼ガス通路
４０              螺旋状管体部
４１              曲管（水管の端部）
６２，６２Ａ      追加の仕切り部材
２００            開口部
２０１            平板部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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