(57)【要約】【課題】伝熱管の内部を流れる湯水の沸騰異音の発生を抑制するとともに伝熱管の内部を流れる湯水の通水抵抗を抑制することができる熱交換器およびそれを備えた温水装置を提供する。【解決手段】熱交換器１０は、伝熱管１０と、バッフル１９とを備えている。バッフル１９は、本体部１９ａと、第１凸状部１９ｂと、第２凸状部１９ｃとを含む。第１凸状部１９ｂは、本体部１９ａから第１空間ＩＳ１に突出する。第２凸状部１９ｃは、本体部１９ａから第２空間ＩＳ２に突出する。伝熱管１３の軸方向から第１凸状部１９ｂおよび第２凸状部１９ｃを見たときに、第１凸状部１９ｂが本体部１９ａから第１空間ＩＳ１に突出する高さは、第２凸状部１９ｃが本体部１９ａから第２空間ＩＳ２に突出する高さよりも大きい。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部空間に湯水を流すための伝熱管と、
前記伝熱管の前記内部空間に配置され、かつ前記内部空間において前記湯水に乱流を発生させるためのバッフルとを備え、
前記バッフルは、
前記伝熱管の軸方向に延在し、かつ前記伝熱管の径方向に前記内部空間を第１空間と第２空間とに分ける本体部と、
前記本体部から前記第１空間に突出する第１凸状部と、
前記本体部から前記第２空間に突出する第２凸状部とを含み、
前記伝熱管の前記軸方向から前記第１凸状部および前記第２凸状部を見たときに、前記第１凸状部が前記本体部から前記第１空間に突出する高さは、前記第２凸状部が前記本体部から前記第２空間に突出する高さよりも大きい、熱交換器。
【請求項２】
前記バッフルは、
前記本体部の第１端部に接続され、かつ前記伝熱管の前記軸方向に延在する第１壁と、
前記本体部の第２端部に接続され、かつ前記伝熱管の前記軸方向に延在する第２壁とを含み、
前記第１凸状部および前記第２凸状部の各々は前記第１壁と前記第２壁との間に配置されており、
前記第１壁は、前記本体部から前記第１空間に突出する第１突出壁と、前記本体部から前記第２空間に突出する第２突出壁とを含み、
前記第２壁は、前記本体部から前記第１空間に突出する第３突出壁と、前記本体部から前記第２空間に突出する第４突出壁とを含む、請求項１に記載の熱交換器。
【請求項３】
前記バッフルは、前記伝熱管に固定するための第１引掛け部を含み、
前記第１引掛け部は、前記第１壁と前記第２壁とに設けられており、かつ前記伝熱管の前記軸方向において前記バッフルの前端部から後端部に向かって前記第１壁と前記第２壁との間隔が大きくなるように張り出してから前記第１壁と前記第２壁との間隔が小さくなるように構成されている、請求項２に記載の熱交換器。
【請求項４】
前記バッフルは、前記伝熱管に固定するための第２引掛け部を含み、
前記第２引掛け部は、前記第１壁と前記第２壁とに設けられており、かつ前記バッフルの前記後端部において前記第１壁と前記第２壁との間隔が大きくなるように張り出してから前記バッフルの前記前端部側に突き出すように構成されている、請求項３に記載の熱交換器。
【請求項５】
前記バッフルは、前記伝熱管に固定するための第２引掛け部を含み、
前記第２引掛け部は、前記第１壁と前記第２壁とに設けられており、かつ前記伝熱管の前記軸方向において前記バッフルの前記後端部から前記前端部に向かって前記第１壁と前記第２壁との間隔が大きくなるように張り出してから前記第１壁と前記第２壁との間隔が小さくなるように構成されている、請求項３に記載の熱交換器。
【請求項６】
前記第１凸状部は前記本体部と鈍角をなすように前記本体部から突出しており、
前記第２凸状部は前記本体部と鈍角をなすように前記本体部から突出しており、
前記第１凸状部と前記本体部とがなす角度は前記第２凸状部と前記本体部とがなす角度よりも小さく、
前記第１凸状部と前記本体部とがなす角度に直交する方向から前記第１凸状部を見たときの前記第１凸状部の形状は、前記第２凸状部と前記本体部とがなす角度に直交する方向から前記第２凸状部を見たときの前記第２凸状部の形状と等しい、請求項１〜５のいずれか１項に記載の熱交換器。
【請求項７】
前記伝熱管の前記軸方向から前記第１凸状部および前記第２凸状部を見たときに、前記第１凸状部が前記本体部から前記第１空間に突出する高さは前記伝熱管の内径の半径よりも大きく、前記第２凸状部が前記本体部から前記第２空間に突出する高さは前記伝熱管の内径の半径よりも小さい、請求項１〜６のいずれか１項に記載の熱交換器。
【請求項８】
前記伝熱管の前記径方向における前記伝熱管の前記内部空間の断面は楕円形であり、
前記伝熱管の前記軸方向から前記第１凸状部および前記第２凸状部を見たときに、前記第１凸状部が前記本体部から前記第１空間に突出する高さは前記断面の前記楕円形の長軸の半径よりも大きく、前記第２凸状部が前記本体部から前記第２空間に突出する高さは、前記断面の前記楕円形の長軸の半径よりも小さい、請求項１〜６のいずれか１項に記載の熱交換器。
【請求項９】
前記伝熱管の前記軸方向から前記第１凸状部および前記第２凸状部を見たときに、前記第１凸状部の投影面積は、前記第２凸状部の投影面積よりも大きい、請求項１〜８のいずれか１項に記載の熱交換器。
【請求項１０】
請求項１〜９のいずれか１項に記載の熱交換器と、
前記熱交換器に供給される加熱用気体を発生させるためのバーナとを備えた、温水装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、熱交換器および温水装置に関し、特に、バッフルを備えた熱交換器および温水装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
バッフルを備えた熱交換器は、たとえば実開昭５６−１７３８８２号公報（特許文献１）に開示されている。この公報に記載されたバッフルは板状の部材の一部が切り起こされている。このバッフルが伝熱管の内部に配置されることにより伝熱管の内部を流れる湯水に乱流が発生する。これにより、湯水の沸騰異音の発生が抑制される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】実開昭５６−１７３８８２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記の公報に記載されたバッフルが伝熱管の内部に設置されると、伝熱管の内部を流れる湯水の通水抵抗が増大するという問題がある。
【０００５】
本発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、伝熱管の内部を流れる湯水の沸騰異音の発生を抑制するとともに伝熱管の内部を流れる湯水の通水抵抗を抑制することができる熱交換器およびそれを備えた温水装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の熱交換器は、伝熱管と、バッフルとを備えている。伝熱管は、内部空間に湯水を流すためのものである。バッフルは、伝熱管の内部空間に配置され、かつ内部空間において湯水に乱流を発生させるためのものである。バッフルは、本体部と、第１凸状部と、第２凸状部とを含む。本体部は、伝熱管の軸方向に延在し、かつ伝熱管の径方向に第１空間と第２空間とに分ける。第１凸状部は、本体部から第１空間に突出する。第２凸状部は、本体部から第２空間に突出する。伝熱管の軸方向から第１凸状部および第２凸状部を見たときに、第１凸状部が本体部から第１空間に突出する高さは、第２凸状部が本体部から第２空間に突出する高さよりも大きい。
【０００７】
本発明の熱交換器によれば、加熱用気体の流れの上流側に第１凸状部が配置されることにより、伝熱管の加熱側では第１凸状部によって積極的に湯水の乱流が促進される。このため、湯水の沸騰異音の発生を抑制することができる。他方、加熱用気体の流れの下流側に第２凸状部が配置されることにより、伝熱管の非加熱側では第２凸状部によって湯水の圧力損失が低減される。このため、湯水の通水抵抗を抑制することができる。
【０００８】
上記の熱交換器において、バッフルは、第１壁と、第２壁とを含む。第１壁は、本体部の第１端部に接続され、かつ伝熱管の軸方向に延在する。第２壁は、本体部の第２端部に接続され、かつ伝熱管の軸方向に延在する。第１凸状部および第２凸状部の各々は第１壁と第２壁との間に配置されている。第１壁は、第１突出壁と、第２突出壁とを含む。第１突出壁は、本体部から第１空間に突出する。第２突出壁は、本体部から第２空間に突出する。第２壁は、第３突出壁と、第４突出壁とを含む。第３突出壁は、本体部から第１空間に突出する。第４突出壁は、本体部から第２空間に突出する。このため、本体部の第１端部において第１空間および第２空間で第１突出壁および第２突出壁が伝熱管に接触し、本体部の第２端部において第１空間および第２空間で第３突出壁および第４突出壁が伝熱管に接触することができる。これにより、バッフルが伝熱管に挿入されるときに伝熱管の内部で回転することが抑制される。したがって、伝熱管の内部にバッフルを組み付け易くなる。
【０００９】
上記の熱交換器において、バッフルは伝熱管に固定するための第１引掛け部を含む。第１引掛け部は、第１壁と第２壁とに設けられており、かつ伝熱管の軸方向においてバッフルの前端部から後端部に向かって第１壁と第２壁との間隔が大きくなるように張り出してから第１壁と第２壁との間隔が小さくなるように構成されている。このため、第１引掛け部によってバッフルを伝熱管に固定することができる。また、第１引掛け部は、伝熱管の内部空間に挿入された状態では第１壁と第２壁との間隔が小さくなるように弾性変形し、内部空間の外部に移動したときに復元されて、伝熱管の軸方向の一方端面に引掛けることができる。したがって、バッフルを伝熱管に固定することが容易である。
【００１０】
上記の熱交換器において、バッフルは伝熱管に固定するための第２引掛け部を含む。第２引掛け部は、第１壁と第２壁とに設けられており、かつバッフルの後端部において第１壁と第２壁との間隔が大きくなるように張り出してからバッフルの前端部側に突き出すように構成されている。このため、第２引掛け部によってバッフルを伝熱管に固定することができる。また、第２引掛け部によって、バッフルを後端部側から伝熱管に挿入することはできないため、バッフルの伝熱管への挿入方向を規制することができる。これにより、バッフルが逆方向に挿入されることを防止できる。
【００１１】
上記の熱交換器において、バッフルは伝熱管に固定するための第２引掛け部を含む。第２引掛け部は、第１壁と第２壁とに設けられており、かつ伝熱管の軸方向においてバッフルの後端部から前端部に向かって第１壁と第２壁との間隔が大きくなるように張り出してから第１壁と第２壁との間隔が小さくなるように構成されている。このため、第２引掛け部によってバッフルを伝熱管に固定することができる。また、第２引掛け部は、伝熱管の内部空間に挿入された状態では第１壁と第２壁との間隔が小さくなるように弾性変形し、内部空間の外部に移動したときに復元されて、伝熱管の軸方向の他方端面に引掛けることができる。したがって、バッフルを伝熱管に固定することが容易である。また、バッフルの前端部および後端部のいずれからでもバッフルを伝熱管の内部に挿入することができる。
【００１２】
上記の熱交換器において、第１凸状部は本体部と鈍角をなすように本体部から突出している。第２凸状部は本体部と鈍角をなすように前記本体部から突出している。第１凸状部と本体部とがなす角度は第２凸状部と本体部とがなす角度よりも小さい。第１凸状部と本体部とがなす角度に直交する方向から第１凸状部を見たときの第１凸状部の形状は、第２凸状部と本体部とがなす角度に直交する方向から第２凸状部を見たときの第２凸状部の形状と等しい。このため、同じ形状の第１凸状部と第２凸状部とを本体部と鈍角をなすように折り曲げることにより第１凸状部および第２凸状部を設けることができる。このため、第１凸状部および第２凸状部を同じ金型で生産することが可能となるため生産性を向上することができる。
【００１３】
上記の熱交換器において、伝熱管の軸方向から第１凸状部および第２凸状部を見たときに、第１凸状部が本体部から第１空間に突出する高さは伝熱管の内径の半径よりも大きく、第２凸状部が本体部から第２空間に突出する高さは伝熱管の内径の半径よりも小さい。したがって、加熱用気体の流れの上流側に第１凸状部が配置されることにより、伝熱管の加熱側では第１凸状部によって湯水の乱流が効果的に促進される。他方、加熱用気体の流れの下流側に第２凸状部が配置されることにより、伝熱管の非加熱側では第２凸状部によって湯水の圧力損失が効果的に低減される。
【００１４】
上記の熱交換器において、伝熱管の径方向における伝熱管の内部空間の断面は楕円形である。伝熱管の軸方向から第１凸状部および第２凸状部を見たときに、第１凸状部が本体部から第１空間に突出する高さは断面の楕円形の長軸の半径よりも大きく、第２凸状部が本体部から第２空間に突出する高さは、断面の楕円形の長軸の半径よりも小さい。したがって、加熱用気体の流れの上流側に第１凸状部が配置されることにより、伝熱管の加熱側では第１凸状部によって楕円形の長軸において湯水の乱流が効果的に促進される。他方、加熱用気体の流れの下流側に第２凸状部が配置されることにより、伝熱管の非加熱側では第２凸状部によって楕円形の長軸において湯水の圧力損失が効果的に低減される。
【００１５】
上記の熱交換器において、伝熱管の軸方向から第１凸状部および第２凸状部を見たときに、第１凸状部の投影面積は、第２凸状部の投影面積よりも大きい。したがって、加熱用気体の流れの上流側に第１凸状部が配置されることにより、伝熱管の加熱側では第１凸状部によって湯水の乱流が効果的に促進される。他方、加熱用気体の流れの下流側に第２凸状部が配置されることにより、伝熱管の非加熱側では第２凸状部によって湯水の圧力損失が効果的に低減される。
【００１６】
本発明の温水装置は、上記の熱交換器と、熱交換器に供給される加熱用気体を発生させるためのバーナとを備えている。本発明の温水装置によれば、伝熱管の内部を流れる湯水の沸騰異音の発生を抑制するとともに伝熱管の内部を流れる湯水の通水抵抗を抑制することができる熱交換器を備えた温水装置を提供することができる。
【発明の効果】
【００１７】
以上説明したように本発明によれば、伝熱管の内部を流れる湯水の沸騰異音の発生を抑制するとともに伝熱管の内部を流れる湯水の通水抵抗を抑制することができる熱交換器およびそれを備えた温水装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の一実施の形態における温水装置の構成を模式的に示す図である。
【図２】本発明の一実施の形態における顕熱回収熱交換器および潜熱回収熱交換器の構成を概略的に示す斜視図である。
【図３】本発明の一実施の形態における顕熱回収熱交換器の構成を概略的に示す斜視図である。
【図４】本発明の一実施の形態における顕熱回収熱交換器の構成を概略的に示す断面図である。
【図５】本発明の一実施の形態における伝熱管の端部にバッフルが取り付けられた状態を示す断面図である。
【図６】本発明の一実施の形態における伝熱管にバッフルが取り付けられた状態を示す断面図である。
【図７】本発明の一実施の形態におけるバッフルの構成を概略的に示す斜視図である。
【図８】本発明の一実施の形態におけるバッフルの構成を概略的に示す側面図である。
【図９】本発明の一実施の形態におけるバッフルの構成を概略的に示す正面図である。
【図１０】本発明の一実施の形態における伝熱管の内部での湯水の流れを概略的に示す断面図である。
【図１１】バッフルの第１の変形例の構成を概略的に示す側面図である。
【図１２】バッフルの第２の変形例の構成を概略的に示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明の実施の形態について図に基づいて説明する。
まず、本発明の一実施の形態における温水装置の構成について図１を用いて説明する。
【００２０】
図１に示されるように、本実施の形態の温水装置１００は、顕熱回収熱交換器（一次熱交換器）１０と、点火プラグ１４と、潜熱回収熱交換器（二次熱交換器）２０と、バーナ３０と、チャンバ３１と、送風装置３２と、ダクト３３と、ベンチュリ３４、オリフィス３５、ガスバルブ３６、配管４０と、バイパス配管４１と、三方弁４２と、液液熱交換器４３と、温水配管４４と、筐体５０とを主に有している。筐体５０の内部に、上記の部品のうち筐体５０を除く全ての部品が配置されている。上記の部品は顕熱回収熱交換器（一次熱交換器）１０を除いて従来公知のものと同様である。
【００２１】
燃料ガスは、ガスバルブ３６とオリフィス３５とを通じてベンチュリ３４に流れる。ベンチュリ３４で混合された混合ガスは送風装置３２に送られる。送風装置３２は、混合ガスをバーナ３０へ供給するためのものである。
【００２２】
送風装置３２はチャンバ３１に接続されており、チャンバ３１はバーナ３０に接続されている。送風装置３２から供給された混合ガスは、チャンバ３１を通じてバーナ３０に送られる。
【００２３】
バーナ３０は、顕熱回収熱交換器（熱交換器）１０に供給される加熱用気体を発生させるためのものである。バーナ３０から吹出される混合ガスは、点火プラグ１４によって着火され、燃焼ガスとなる。
【００２４】
燃焼ガスが顕熱回収熱交換器１０および潜熱回収熱交換器２０を順に通過して湯水と熱交換するように、バーナ３０、顕熱回収熱交換器１０および潜熱回収熱交換器２０が接続されている。潜熱回収熱交換器２０にはダクト３３が接続されており、ダクト３３は筐体５０の外部へ延びている。これにより、潜熱回収熱交換器２０を通過した燃焼ガスは、ダクト３３を通じて筐体５０の外部へ排出される。
【００２５】
顕熱回収熱交換器１０よりも出湯側の配管４０の部分とバイパス配管４１とは三方弁４２で接続されている。バイパス配管４１には液液熱交換器４３が接続されている。液液熱交換器４３の内部を流れる温水が温水配管４４の外側を流れることにより、液液熱交換器４３の内部を流れる温水と温水配管４４の内部を流れる温水との間で熱交換を行うことが可能となる。
【００２６】
次に、上記の温水装置１００に用いられる顕熱回収熱交換器（熱交換器）１０の構成について図２〜図４を用いて説明する。
【００２７】
図２に示されるように、本実施の形態の顕熱回収熱交換器１０は、ケース１１と、ヘッダ１２と、伝熱管（吸熱パイプ：図３、図４）１３と、フィン１６（図４）と、押さえ部材１７と、固定部材１８と、バッフル１９（図４）とを主に有している。
【００２８】
ケース１１は、第１側壁１１ａ、第２側壁１１ｂ、第３側壁１１ｃおよび第４側壁１１ｄを有している。第１側壁１１ａ〜第４側壁１１ｄは、四角の枠状となるように接続されている。
【００２９】
上記枠形状を有するケース１１は上下に開口を有している。これによりケース１１の上側の開口を通ってケース１１の内部に燃焼ガスが給気可能である。またケース１１の下側の開口を通って燃焼ガスがケース１１の外部へ排気可能である。
【００３０】
第１側壁１１ａの外面にヘッダ１２が設けられている。第１側壁１１ａの外面に設けられたヘッダ１２には、入水側の継手１３ａおよび出湯側の継手１３ｂが取り付けられている。第３側壁１１ｃの外面にも図示しないヘッダ１２が設けられている。
【００３１】
図３に示されるように、第１側壁１１ａの外面に設けられたヘッダ１２と、第３側壁１１ｃの外面に設けられたヘッダ１２とは複数の伝熱管１３で接続されている。複数の伝熱管１３は、ケース１１の内部に位置する伝熱管１３と、ケース１１の外部に位置する伝熱管１３とを有している。
【００３２】
図４に示されるように、伝熱管１３は、内部空間ＩＳに湯水を流すためのものである。本実施の形態では、伝熱管１３は楕円管である。つまり、伝熱管１３の径方向における内部空間ＩＳの断面は楕円形である。
【００３３】
伝熱管１３の内部空間ＩＳにバッフル１９が配置されている。バッフル１９は、伝熱管１３の内部空間ＩＳにおいて湯水に乱流を発生させるためのものである。本実施の形態では、ケース１１の内部に位置する複数の伝熱管１３の各々の内部空間ＩＳに複数のバッフル１９の各々がそれぞれ配置されている。
【００３４】
ヘッダ１２と伝熱管１３とを流通する湯水の流れはたとえば以下のようになる。
入水側の継手１３ａから入水した湯水は、第１側壁１１ａの外面の最も一方端側に設けられたヘッダ１２を通じて、ケース１１の内部に位置する伝熱管１３に入る。この伝熱管１３内に入った湯水は、第３側壁１１ｃの外面に設けられた図示しないヘッダ１２に達する。第３側壁１１ｃの外面に設けられたヘッダ１２に達した湯水は、当該ヘッダ１２に接続された別の伝熱管１３を通って第１側壁１１ａの外面に設けられたヘッダ１２に達する。
【００３５】
このように湯水は、第１側壁１１ａ側から第３側壁１１ｃ側へ向かった後に、第３側壁１１ｃ側から第１側壁１１ａ側へ折り返される。その後、湯水は、第３側壁１１ｃ側への折り返しと第１側壁１１ａ側への折り返しとが繰り返されるように流れる。
【００３６】
図２に示されるように、上記により第１側壁１１ａの外面の最も他方端側に設けられたヘッダ１２に到達した湯水は、第２側壁１１ｂの外面に設けられた伝熱管１３を通って第３側壁１１ｃの外面に設けられたヘッダ１２に達する。
【００３７】
図３に示されるように、第３側壁１１ｃの外面に設けられたヘッダ１２に達した湯水は、第４側壁１１ｄの外面に設けられた伝熱管１３を通って第１側壁１１ａの外面に設けられたヘッダ１２に達し、最後に、湯側の継手１３ｂから出湯する。
【００３８】
図４に示されるように、ケース１１の内部に位置する伝熱管１３の外周面には、複数のフィン１６が接続されている。なお図３においては、説明の簡略化のため、フィンの図示は省略されている。
【００３９】
次に、バッフル１９について図４〜図１０を用いてさらに詳しく説明する。
図４および図６に示されるように、バッフル１９は、本体部１９ａと、第１凸状部１９ｂと、第２凸状部１９ｃと、第１壁１９ｄと、第２壁１９ｅと、補強部１９ｆと、開口部１９ｇとを有している。本実施の形態では、バッフル１９は、本体部１９ａ、第１凸状部１９ｂ、第２凸状部１９ｃ、補強部１９ｆおよび開口部１９ｇをそれぞれ複数有している。
【００４０】
本体部１９ａは、伝熱管１３の軸方向に延在する。本体部１９ａは伝熱管１３の径方向に内部空間ＩＳを第１空間ＩＳ１と第２空間ＩＳ２とに分ける。本体部１９ａは平板状に構成されている。本体部１９ａの伝熱管１３の軸方向の幅は一定である。
【００４１】
第１凸状部１９ｂは、本体部１９ａから第１空間ＩＳ１（内部空間ＩＳの一方側）に突出する。第２凸状部１９ｃは、本体部１９ａから第２空間ＩＳ２（内部空間ＩＳの他方側）に突出する。第１凸状部１９ｂおよび第２凸状部１９ｃはそれぞれ伝熱管１３の軸方向の中心線に対して斜め方向に突出している。
【００４２】
図４中矢印Ａで示されるように上から下に向かって加熱用気体が流れる。伝熱管１３の第１空間ＩＳ１は加熱用気体の流れの上流側に配置されており、第２空間ＩＳ２は加熱用気体の流れの下流側に配置されている。そのため、加熱用気体の流れの上流側に第１凸状部１９ｂが配置されている。つまり、伝熱管１３の加熱側に第１凸状部１９ｂが配置されている。他方、加熱用気体の流れの下流側に第２凸状部１９ｃが配置されている。つまり、伝熱管１３の非加熱側に第２凸状部１９ｃが配置されている。
【００４３】
伝熱管１３の軸方向から第１凸状部１９ｂおよび第２凸状部１９ｃを見たときに、第１凸状部１９ｂが本体部１９ａから第１空間ＩＳ１に突出する高さは、第２凸状部１９ｃが本体部１９ａから第２空間ＩＳ２に突出する高さよりも大きい。また、伝熱管１３の軸方向から第１凸状部１９ｂおよび第２凸状部１９ｃを見たときに、第１凸状部１９ｂの投影面積Ｐ１は、第２凸状部１９ｃの投影面積Ｐ２よりも大きい。
【００４４】
第１凸状部１９ｂおよび第２凸状部１９ｃの各々は第１壁１９ｄと第２壁１９ｅとの間に配置されている。第１凸状部１９ｂと第２凸状部１９ｃとは、本体部１９ａの第１端部１９ａ１と第２端部１９ａ２とが対向する方向に並んで本体部１９ａに接続されている。バッフル１９の短手方向の中間位置において第１凸状部１９ｂおよび第２凸状部１９ｃの本体部１９ａに対して突出する方向が反転している。伝熱管１３の軸方向において１つの本体部１９ａの両側にそれぞれ第１凸状部１９ｂおよび第２凸状部１９ｃが接続されている。
【００４５】
第１壁１９ｄは、本体部１９ａの第１端部１９ａ１に接続されている。第１壁１９ｄは伝熱管１３の軸方向に延在する。第１壁１９ｄは、第１突出壁１９ｄ１と、第２突出壁１９ｄ２とを有している。第１突出壁１９ｄ１は、本体部１９ａから第１空間ＩＳ１に突出する。第２突出壁１９ｄ２は、本体部１９ａから第２空間ＩＳ２に突出する。
【００４６】
第２壁１９ｅは、本体部１９ａの第２端部１９ａ２に接続されている。第２壁１９ｅは伝熱管１３の軸方向に延在する。第２壁１９ｅは、第３突出壁１９ｅ１と、第４突出壁１９ｅ２とを有している。第３突出壁１９ｅ１は、本体部１９ａから第１空間ＩＳ１に突出する。第４突出壁１９ｅ２は、本体部１９ａから第２空間ＩＳ２に突出する。
【００４７】
伝熱管１３の軸方向に本体部１９ａ、補強部１９ｆおよび開口部１９ｇが並んで配置されている。補強部１９ｆは、第１壁１９ｄと第２壁１９ｅとを接続している。補強部１９ｆは伝熱管１３の軸方向に本体部１９ａと間隔をあけて配置されている。伝熱管１３の軸方向において補強部１９ｆの幅は本体部１９ａの幅よりも大きい。補強部１９ｆは伝熱管１３の軸方向に隣り合う２つの本体部１９ａの間に配置されている。
【００４８】
開口部１９ｇは伝熱管１３の軸方向において本体部１９ａと補強部１９ｆとの間に配置されている。開口部１９ｇは本体部１９ａおよび補強部１９ｆを各々の厚み方向に貫通している。つまり、伝熱管１３の第１空間ＩＳ１と第２空間ＩＳ２とは開口部１９ｇを通じて連通している。
【００４９】
図４および図５に示されるように、伝熱管１３の軸方向から第１凸状部１９ｂおよび第２凸状部１９ｃを見たときの第１空間ＩＳ１における第１凸状部１９ｂの先端から第２空間ＩＳ２における第２凸状部１９ｃの先端までの長さＨは、伝熱管１３の断面の楕円形の短軸Ｄの長さ以下である。
【００５０】
図５および図９に示されるように、伝熱管１３の軸方向から第１凸状部１９ｂを見たときの第１凸状部１９ｂの高さは、第１突出壁１９ｄ１の高さおよび第３突出壁１９ｅ１の高さよりも大きい。伝熱管１３の軸方向から第２凸状部１９ｃを見たときの第２凸状部１９ｃの高さは、第２突出壁１９ｄ２の高さおよび第４突出壁１９ｅ２の高さ以下である。
【００５１】
伝熱管１３の軸方向から第１凸状部１９ｂおよび第２凸状部１９ｃを見たときに、第１凸状部１９ｂが本体部１９ａから第１空間ＩＳ１に突出する高さは伝熱管１３の内径の半径よりも大きく、第２凸状部１９ｃが本体部１９ａから第２空間ＩＳ２に突出する高さは伝熱管１３の内径の半径よりも小さい。
【００５２】
本実施の形態では、伝熱管１３の径方向における内部空間ＩＳの断面は楕円形である。そのため、具体的には、伝熱管１３の軸方向から第１凸状部１９ｂおよび第２凸状部１９ｃを見たときに、第１凸状部１９ｂが本体部１９ａから第１空間ＩＳ１に突出する高さは断面の楕円形の長軸の半径よりも大きく、第２凸状部１９ｃが本体部１９ａから第２空間ＩＳ２に突出する高さは、断面の楕円形の長軸の半径よりも小さい。
【００５３】
図６および図７に示されるように、第１突出壁１９ｄ１、第２突出壁１９ｄ２、第３突出壁１９ｅ１および第４突出壁１９ｅ２の各々は伝熱管１３の軸方向に延在している。本体部１９ａの第１端部１９ａ１と第２端部１９ａ２とが対向する方向において、第１突出壁１９ｄ１と第３突出壁１９ｅ１とは互いにずれており、第２突出壁１９ｄ２と第４突出壁１９ｅ２とは互いにずれている。バッフル１９の長手方向の中間位置において第１壁１９ｄおよび第２壁１９ｅの本体部１９ａに対して突出する方向が反転している。
【００５４】
図６および図８に示されるように、第１突出壁１９ｄ１と第２突出壁１９ｄ２とは伝熱管１３の軸方向に互いに等しい長さを有している。第３突出壁１９ｅ１と第４突出壁１９ｅ２とは伝熱管１３の軸方向に互いに等しい長さを有している。
【００５５】
図６および図７に示されるように、バッフル１９は伝熱管１３に固定するための第１引掛け部Ｓ１を有している。第１引掛け部Ｓ１は、伝熱管１３の軸方向においてバッフル１９の前端部ＦＰに設けられている。第１引掛け部Ｓ１は、第１壁１９ｄと第２壁１９ｅとに設けられている。第１引掛け部Ｓ１は、伝熱管１３の軸方向においてバッフル１９の前端部ＦＰから後端部ＢＰに向かって第１壁１９ｄと第２壁１９ｅとの間隔が大きくなるように張り出してから第１壁１９ｄと第２壁１９ｅとの間隔が小さくなるように構成されている。第１引掛け部Ｓ１は、伝熱管１３の軸方向において伝熱管１３の一方端面に引掛けられている。バッフル１９の前端部ＦＰ側において、第１突出壁１９ｄ１および第４突出壁１９ｅ２の端部間には本体部１９ａが形成されていない。
【００５６】
図５および図６に示されるように、バッフル１９は伝熱管１３に固定するための第２引掛け部Ｓ２を有している。第２引掛け部Ｓ２は、伝熱管１３の軸方向においてバッフル１９の後端部ＢＰに設けられている。図６および図７に示されるように、第２引掛け部Ｓ２は、第１壁１９ｄと第２壁１９ｅとに設けられている。第２引掛け部Ｓ２は、バッフル１９の後端部ＢＰにおいて第１壁１９ｄと第２壁１９ｅとの間隔が大きくなるように張り出してからバッフル１９の前端部ＦＰ側に突き出すように構成されている。第２引掛け部Ｓ２は、伝熱管１３の軸方向において伝熱管１３の他方端面に引掛けられている。バッフル１９の後端部ＢＰ側において、第２突出壁１９ｄ２および第３突出壁１９ｅ１の端部間にも本体部１９ａが形成されている。
【００５７】
図６および図１０に示されるように、伝熱管１３の内部を流れる湯水の一部は、バッフル１９の開口部１９ｇを通じて伝熱管１３の第１空間ＩＳ１と第２空間ＩＳ２とを蛇行するように流れる。伝熱管１３の内部空間ＩＳの第１空間ＩＳ１において第１凸状部１９ｂによって伝熱管１３の内部を流れる湯水の乱流が促進される。伝熱管１３の内部空間ＩＳの第２空間ＩＳ２において第２凸状部１９ｃによって伝熱管１３の内部を流れる湯水の圧力損失が低減される。
【００５８】
次に、本実施の形態の作用効果について説明する。
本実施の形態の顕熱回収熱交換器（熱交換器）１０によれば、加熱用気体の流れの上流側に第１凸状部１９ｂが配置されることにより、伝熱管１３の加熱側では第１凸状部１９ｂによって積極的に湯水の乱流が促進される。このため、湯水の沸騰異音の発生を抑制することができる。他方、加熱用気体の流れの下流側に第２凸状部１９ｃが配置されることにより、伝熱管１３の非加熱側では第２凸状部１９ｃによって湯水の圧力損失が低減される。このため、湯水の通水抵抗を抑制することができる。なお、非加熱側では湯水の沸騰異音は発生し難いため、第２凸状部１９ｃが本体部１９ａから第２空間ＩＳ２に突出する高さが第１凸状部１９ｂが本体部１９ａから第１空間ＩＳ１に突出する高さよりも小さくても湯水の沸騰異音の発生を抑制することができる。
【００５９】
本実施の形態の顕熱回収熱交換器（熱交換器）１０によれば、バッフル１９の本体部１９ａの第１端部１９ａ１において第１空間ＩＳ１および第２空間ＩＳ２で第１突出壁１９ｄ１および第２突出壁１９ｄ２が伝熱管１３に接触し、本体部１９ａの後端部ＢＰ部において第１空間ＩＳ１および第２空間ＩＳ２で第３突出壁１９ｅ１および第４突出壁１９ｅ２が伝熱管１３に接触することができる。これにより、バッフル１９が伝熱管１３に挿入されるときに伝熱管１３の内部で回転することが抑制される。したがって、伝熱管１３の内部にバッフル１９を組み付け易くなる。
【００６０】
本実施の形態の顕熱回収熱交換器（熱交換器）１０によれば、第１引掛け部Ｓ１によってバッフル１９を伝熱管１３に固定することができる。また、第１引掛け部Ｓ１は、伝熱管１３の内部空間ＩＳに挿入された状態では第１壁１９ｄと第２壁１９ｅとの間隔が小さくなるように弾性変形し、内部空間ＩＳの外部に移動したときに復元されて、伝熱管１３の軸方向の一方端面に引掛けることができる。したがって、バッフル１９を伝熱管１３に固定することが容易である。バッフル１９の前端部ＦＰ側においては、第１突出壁１９ｄ１および第４突出壁１９ｅ２の端部間に本体部１９ａが形成されていないので、弾性変形が容易である。
【００６１】
本実施の形態の顕熱回収熱交換器（熱交換器）１０によれば、第２引掛け部Ｓ２によってバッフル１９を伝熱管１３に固定することができる。また、第２引掛け部Ｓ２によって、バッフル１９を後端部ＢＰ側から伝熱管１３に挿入することはできないため、バッフル１９の伝熱管１３への挿入方向を規制することができる。これにより、バッフル１９が逆方向に挿入されることを防止できる。バッフル１９の後端部ＢＰ側において、第２突出壁１９ｄ２および第３突出壁１９ｅ１の端部間にも本体部１９ａが形成されているので、端部が弾性変形しにくい。よって第２引掛け部Ｓ２が、意図せず伝熱管１３内に進入してしまうことを抑制できる。
【００６２】
本実施の形態の顕熱回収熱交換器（熱交換器）１０によれば、伝熱管１３の軸方向から第１凸状部１９ｂおよび第２凸状部１９ｃを見たときに、第１凸状部１９ｂが本体部１９ａから第１空間ＩＳ１に突出する高さは伝熱管１３の内径の半径よりも大きく、第２凸状部１９ｃが本体部１９ａから第２空間ＩＳ２に突出する高さは伝熱管１３の内径の半径よりも小さい。したがって、加熱用気体の流れの上流側に第１凸状部１９ｂが配置されることにより、伝熱管１３の加熱側では第１凸状部１９ｂによって湯水の乱流が効果的に促進される。他方、加熱用気体の流れの下流側に第２凸状部１９ｃが配置されることにより、伝熱管１３の非加熱側では第２凸状部１９ｃによって湯水の圧力損失が効果的に低減される。
【００６３】
本実施の形態の顕熱回収熱交換器（熱交換器）１０によれば、伝熱管１３の軸方向から第１凸状部１９ｂおよび第２凸状部１９ｃを見たときに、第１凸状部１９ｂが本体部１９ａから第１空間ＩＳ１に突出する高さは断面の楕円形の長軸の半径よりも大きく、第２凸状部１９ｃが本体部１９ａから第２空間ＩＳ２に突出する高さは断面の楕円形の長軸の半径よりも小さい。したがって、加熱用気体の流れの上流側に第１凸状部１９ｂが配置されることにより、伝熱管１３の加熱側では第１凸状部１９ｂによって楕円形の長軸において湯水の乱流が効果的に促進される。他方、加熱用気体の流れの下流側に第２凸状部１９ｃが配置されることにより、伝熱管１３の非加熱側では第２凸状部１９ｃによって楕円形の長軸において湯水の圧力損失が効果的に低減される。
【００６４】
本実施の形態の顕熱回収熱交換器（熱交換器）１０によれば、伝熱管１３の軸方向から第１凸状部１９ｂおよび第２凸状部１９ｃを見たときに、第１凸状部１９ｂの投影面積Ｐ１は、第２凸状部１９ｃの投影面積Ｐ２よりも大きい。したがって、加熱用気体の流れの上流側に第１凸状部１９ｂが配置されることにより、伝熱管１３の加熱側では第１凸状部１９ｂによって湯水の乱流が効果的に促進される。他方、加熱用気体の流れの下流側に第２凸状部１９ｃが配置されることにより、伝熱管１３の非加熱側では第２凸状部１９ｃによって湯水の圧力損失が効果的に低減される。
【００６５】
本実施の形態の温水装置１００は、顕熱回収熱交換器（熱交換器）１０と、顕熱回収熱交換器（熱交換器）１０に供給される加熱用気体を発生させるためのバーナ３０とを備えている。本実施の形態の温水装置１００によれば、伝熱管１３の内部を流れる湯水の沸騰異音の発生を抑制するとともに伝熱管１３の内部を流れる湯水の通水抵抗を抑制することができる顕熱回収熱交換器（熱交換器）１０を備えた温水装置１００を提供することができる。
【００６６】
次に、本実施の形態のバッフル１９の各種変形例について図１１および図１２を用いて説明する。なお、各種変形例の構成は、特に言及しない限り、本実施の形態の構成と同様であるため、同一の要素については同一の符号を付し、その説明を繰り返さない。
【００６７】
図１１に示されるように、バッフル１９の変形例１においては、第２凸状部１９ｃの構成が上記の本実施の形態と異なっている。バッフル１９の変形例１においては、第１凸状部１９ｂは本体部１９ａと鈍角をなすように本体部１９ａから突出している。第２凸状部１９ｃは本体部１９ａと鈍角をなすように本体部１９ａから突出している。第１凸状部１９ｂと本体部１９ａとがなす角度は第２凸状部１９ｃと本体部１９ａとがなす角度よりも小さい。第１凸状部１９ｂと本体部１９ａとがなす角度に直交する方向から第１凸状部１９ｂを見たときの第１凸状部１９ｂの形状は、第２凸状部１９ｃと本体部１９ａとがなす角度に直交する方向から第２凸状部１９ｃを見たときの第２凸状部１９ｃの形状と等しい。
【００６８】
バッフル１９の変形例１によれば、同じ形状の第１凸状部１９ｂと第２凸状部１９ｃとを本体部１９ａと鈍角をなすように折り曲げることにより第１凸状部１９ｂおよび第２凸状部１９ｃを設けることができる。このため、第１凸状部１９ｂおよび第２凸状部１９ｃを同じ金型で生産することが可能となるため生産性を向上することができる。
【００６９】
図１２に示されるように、バッフル１９の変形例２においては、第２引掛け部Ｓ２の構成が上記の本実施の形態と異なっている。バッフル１９の変形例２においては、バッフル１９は伝熱管１３に固定するための第２引掛け部Ｓ２を有している。第２引掛け部Ｓ２は、伝熱管１３の軸方向においてバッフル１９の後端部ＢＰに設けられている。第２引掛け部Ｓ２は、第１壁１９ｄと第２壁１９ｅとに設けられている。第２引掛け部Ｓ２は、伝熱管１３の軸方向においてバッフル１９の後端部ＢＰから前端部ＦＰに向かって第１壁１９ｄと第２壁１９ｅとの間隔が大きくなるように張り出してから第１壁１９ｄと第２壁１９ｅとの間隔が小さくなるように構成されている。第２引掛け部Ｓ２は、伝熱管１３の軸方向において伝熱管１３の他方端面に引掛けられている。
【００７０】
バッフル１９の変形例２によれば、第２引掛け部Ｓ２によってバッフル１９を伝熱管１３に固定することができる。また、第２引掛け部Ｓ２は、伝熱管１３の内部空間ＩＳに挿入された状態では第１壁１９ｄと第２壁１９ｅとの間隔が小さくなるように弾性変形し、内部空間ＩＳの外部に移動したときに復元されて、伝熱管１３の軸方向の他方端面に引掛けることができる。したがって、バッフル１９を伝熱管１３に固定することが容易である。また、バッフル１９の前端部ＦＰおよび後端部ＢＰのいずれからでもバッフル１９を伝熱管１３の内部に挿入することができる。
【００７１】
なお、上記の本実施の形態および各種変形例は適宜組み合わせることができる。
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて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および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【符号の説明】
【００７２】
１０  顕熱回収熱交換器、１１  ケース、１２  ヘッダ、１３  伝熱管、１４  点火プラグ、１６  フィン、１７  押さえ部材、１８  固定部材、１９  バッフル、１９ａ  本体部、１９ｂ  第１凸状部、１９ｃ  第２凸状部、１９ｄ  第１壁、１９ｄ１  第１突出壁、１９ｄ２  第２突出壁、１９ｅ  第２壁、１９ｅ１  第３突出壁、１９ｅ２  第４突出壁、１９ｆ  補強部、１９ｇ  開口部、２０  潜熱回収熱交換器、３０  バーナ、３１  チャンバ、３２  送風装置、３３  ダクト、３４  ベンチュリ、３５  オリフィス、３６  ガスバルブ、４０  配管、４１  バイパス配管、４２  三方弁、４３  液液熱交換器、４４  温水配管、５０  筐体、１００  温水装置、ＩＳ  内部空間、Ｓ１  第１引掛け部、Ｓ２  第２引掛け部。
【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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