(57)【要約】【課題】熱交換器のカバー体内に管の収容に確保できるスペースが限定的であっても、熱交換効率の低下を抑制できる給湯装置を提供する。【解決手段】燃焼ガスを発生させるバーナユニット１１と、燃焼ガスを取り込んだカバー体１５内で複数の管１６、１７、１８、１９、２０内の液体を加熱する熱交換器２１とを有する給湯装置１０であって、管１６、１７、１８、１９、２０はカバー体１５内に配された螺旋状流路３８、３９、４０、４１、４２をそれぞれ具備し、螺旋状流路３８、３９、４０、４１、４２は、間隔を空けて鉛直方向に並列配置されている。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃焼ガスを発生させるバーナユニットと、燃焼ガスを取り込んだカバー体内で複数の管内の液体を加熱する熱交換器とを有する給湯装置であって、
前記各管は前記カバー体内に配された螺旋状流路を具備し、前記螺旋状流路は、間隔を空けて鉛直方向に並列配置されていることを特徴とする給湯装置。
【請求項２】
請求項１記載の給湯装置において、前記各螺旋状流路は、平面視して異なる位置に平行配置された第１、第２の水平直線部を有し、前記カバー体内の全ての前記第１の水平直線部は平面視して重なる位置に配置され、前記カバー体内の全ての前記第２の水平直線部は平面視して重なる位置に配置されていることを特徴とする給湯装置。
【請求項３】
請求項２記載の給湯装置において、前記第１の水平直線部は等ピッチで配置され、前記第２の水平直線部は等ピッチで配置されていることを特徴とする給湯装置。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１項に記載の給湯装置において、前記各螺旋状流路は、２又は３回巻き回されていることを特徴とする給湯装置。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか１項に記載の給湯装置において、前記管は、浴槽内の水が循環する追い焚き回路の一部、あるいは、暖房用の液体が循環する暖房回路の一部を成すことを特徴とする給湯装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、燃焼ガスを取り込んだカバー体内で管を流れる液体を加熱する給湯装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
給湯装置には、１つの熱交換器に２つの回路を接続したものがある。この種の給湯装置は１つの熱交換器で２つの回路の液体を加熱することができ、その具体例が特許文献１に記載されている。
特許文献１に記載の給湯装置は２つの熱交換器を有し、各熱交換器には、浴槽内の湯が循環する追い焚き回路（追い焚き配管）と共に水道管から供給された水を加熱して台所等の出湯口に供給する給湯用回路（給湯配管）が接続されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−１２０８６５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
２つの回路を１つの熱交換器に接続する場合、熱交換器のカバー体内に、一方の回路の一部を成す管と他方の回路の一部を成す管とを収容する必要があり、１つの回路のみを熱交換器に接続する場合に比べ、カバー体内で１つの回路の管を収容するために確保できるスペースが小さくなる。
カバー体内の管は、熱交換効率に大きな影響を与える。例えば、カバー体内に収容される管が長くなりすぎると、圧力損失が大きくなって単位時間当たりに管を通過する水量が減少し、熱交換効率が低下する。
本発明は、かかる事情に鑑みてなされたもので、熱交換器のカバー体内に管の収容に確保できるスペースが限定的であっても、熱交換効率の低下を抑制できる給湯装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
前記目的に沿う本発明に係る給湯装置は、燃焼ガスを発生させるバーナユニットと、燃焼ガスを取り込んだカバー体内で複数の管内の液体を加熱する熱交換器とを有する給湯装置であって、前記各管は前記カバー体内に配された螺旋状流路を具備し、前記螺旋状流路は、間隔を空けて鉛直方向（実質的に鉛直方向）に並列配置されている。
【０００６】
本発明に係る給湯装置において、前記各螺旋状流路は、平面視して異なる位置に平行配置された第１、第２の水平直線部を有し、前記カバー体内の全ての前記第１の水平直線部は平面視して重なる位置に配置され、前記カバー体内の全ての前記第２の水平直線部は平面視して重なる位置に配置されているのが好ましい。
【０００７】
本発明に係る給湯装置において、前記第１の水平直線部は等ピッチで配置され、前記第２の水平直線部は等ピッチで配置されているのが好ましい。
【０００８】
本発明に係る給湯装置において、前記各螺旋状流路は、２又は３回巻き回されているのが好ましい。
【０００９】
本発明に係る給湯装置において、前記管は、浴槽内の水が循環する追い焚き回路の一部、あるいは、暖房用の液体が循環する暖房回路の一部を成すのが好ましい。
【発明の効果】
【００１０】
本発明に係る給湯装置は、管が複数あって、各管がカバー体内に配された螺旋状流路を具備し、これらの螺旋状流路が、間隔を空けて鉛直方向に並列配置されている。このように設計することによって、他の設計に比べ、限られたスペースに液体が流れる流路を設ける必要がある際に、熱交換効率の低下を抑制できることを確認している。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の一実施の形態に係る給湯装置の説明図である。
【図２】同給湯装置と追い焚き回路及び給湯用回路との関係を示す説明図である。
【図３】２次熱交換器の一部省略平断面図である。
【図４】同２次熱交換器の一部省略縦断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
続いて、添付した図面を参照しつつ、本発明を具体化した実施の形態につき説明し、本発明の理解に供する。
図１、図３、図４に示すように、本発明の一実施の形態に係る給湯装置１０は、燃焼ガスを発生させるバーナユニット１１と、燃焼ガスを取り込んだカバー体１２内で管１３内の水を加熱する１次熱交換器１４と、燃焼ガスを取り込んだカバー体１５内で複数の管１６、１７、１８、１９、２０内の水（液体の一例）を加熱する２次熱交換器（熱交換器の一例）２１とを有する。以下、詳細に説明する。
【００１３】
バーナユニット１１は、図１に示すように、送風ファン２２が取り付けられた筺体２３内にバーナ部２４を備えている。上側に開放部が設けられた筺体２３内にはバーナ部２４による燃料の燃焼によって燃焼ガスが発生する。
１次熱交換器１４は、図１、図２に示すように、筺体２３の上方に設けられた筒状のカバー体１２を有し、カバー体１２内には、台所等の出湯口に接続された給湯用回路２６の一部を成す管２７と浴槽２８内の水（湯を含む）が循環する追い焚き回路２９の一部を成す管１３が配されている。なお、図２では送風ファン２２の記載が省略されている。
【００１４】
２次熱熱交換器２１は、図１に示すように、カバー体１２の上方に配置された箱状のカバー体１５を備えている。カバー体１５の底部には、図１、図３、図４に示すように、１次熱交換器１４を通過した燃焼ガスを取り込むガス取込み口３０が形成され、カバー体１５の前側には燃焼ガスを外部に排出するガス排出口３１が形成されている。カバー体１５内には、図３、図４に示すように、前側領域に追い焚き回路２９の一部を成す複数（本実施の形態では５つ）の管１６、１７、１８、１９、２０が配置され、管１６、１７、１８、１９、２０の後方に給湯用回路２６の一部を成す複数の管３２の螺旋状領域が配されている。管１６、１７、１８、１９、２０、３２はそれぞれカバー体１５の側壁部を貫通した状態でろう付けされて固定されている。
【００１５】
追い焚き回路２９は、図１、図２、図３に示すように、浴槽２８から水が送り出される風呂戻り管３３と、風呂戻り管３３に接続された内部空洞状のヘッダ３４と、ヘッダ３４に並列に接続された管１６、１７、１８、１９、２０と、管１６、１７、１８、１９、２０が並列に接続された内部空洞状のヘッダ３５と、ヘッダ３５に接続管３６を介して接続された管１３と、管１３を通過した湯を浴槽２８に戻す風呂往管３７を有している。
【００１６】
なお、図１、図２では、ヘッダ３４、３５の記載が省略されている。
ヘッダ３４、３５はそれぞれ上下方向に長く、管１６、１７、１８、１９、２０の各一端はヘッダ３４に鉛直方向に間隔を空けて連結され、管１６、１７、１８、１９、２０の各他端はヘッダ３５に鉛直方向に間隔を空けて連結されている。
【００１７】
管１６、１７、１８、１９、２０は、図３、図４に示すように、それぞれカバー体１５内に配された螺旋状流路３８、３９、４０、４１、４２を具備している。螺旋状流路３８、３９、４０、４１、４２は、間隔を空けて鉛直方向（実質的に鉛直方向）に並列配置されている。
螺旋状流路３８（螺旋状流路３９、４０、４１、４２についても同じ）は、浴槽２８の水の進行方向に順に接続された直線部４３、Ｕ字状部４４、直線部４５、Ｕ字状部４６、直線部４７、Ｕ字状部４８及び直線部４９を有し、２回巻き回された形状になっている。
【００１８】
それぞれ水平に配置された直線部４３、４５、４７、４９は平行であり、直線部４７は直線部４３の直下に間隔を空けて配され、Ｕ字状部４８はＵ字状部４４の直下に間隔を空けて配され、直線部４９は直線部４５の直下に間隔を空けて配されている。直線部４３、４７は、平面視して直線部４５、４９の後方に設けられ（即ち、直線部４３、４７と直線部４５、４９とは平面視して異なる位置に配置され）、Ｕ字状部４４、４８とＵ字状部４６とは平面視して異なる位置に配置されている。本実施の形態では、直線部４３、４７がそれぞれ第１の水平直線部に該当し、直線部４５、４９がそれぞれ第２の水平直線部に該当する。
【００１９】
螺旋状流路３８、３９、４０、４１、４２全体で、直線部４３、Ｕ字状部４４、直線部４５、Ｕ字状部４６、直線部４７、Ｕ字状部４８及び直線部４９はそれぞれ５つずつ存在する。５つの直線部４３と５つの直線部４７（カバー体１５内に設けられた全ての第１の水平直線部）は平面視して重なる位置に配置され、５つの直線部４５と５つの直線部４９（カバー体１５内に設けられた全ての第２の水平直線部）は平面視して重なる位置に配置され、５つのＵ字状部４４と５つのＵ字状部４８は平面視して重なる位置に配置されている。
【００２０】
浴槽２８の追い焚きは、追い焚き回路２９に浴槽２８の水を循環させている状態で、バーナ部２４による燃料の燃焼で筺体２３内に燃焼ガスを発生させることによって行われる。
このとき、筺体２３内で発生した燃焼ガスは、カバー体１２を通過の際に管１３内を流れている水を加熱し、カバー体１５で螺旋状流路３８、３９、４０、４１、４２内をそれぞれ流れている水を加熱する。
【００２１】
本願の発明者は、鋭意検証を重ね、上述した形状の螺旋状流路３８、３９、４０、４１、４２を上述したように配置することによって、カバー体１５内に追い焚き回路２９の流路の収容に確保できるスペースが限定的であっても、追い焚き回路２９を循環する水を効率的に加熱できることを確認している。特に、追い焚き回路のように、水道管に直接接続された回路（例えば、給湯用回路２６）の管内の水圧に比べて管内の水圧が低い回路に対しては、熱交換効率を向上させる観点で好適である。
この点、暖房用の液体（不凍液又は水）が循環する暖房回路（例えば、床下暖房回路や、部屋内に据え置かれたユニットに加熱された液体を供給する回路）は、水道管に直接接続された回路に比べて管内の水圧が低いことで追い焚き回路と共通するため、複数の螺旋状流路３８、３９、４０、４１、４２（即ち、複数の管１６、１７、１８、１９、２０）を床下暖房回路の一部に適用することも有効である。
【００２２】
そして、カバー体１５内には、図３に示すように、螺旋状流路３８、３９、４０、４１、４２を位置決めする位置決め部材５０が設けられている。直線部４３、４７が鉛直方向に交互に並んだ、５つの直線部４３及び５つの直線部４７からなる列は、５つの直線部４３及び５つの直線部４７（即ち、全ての第１の水平直線部）が位置決め部材５０によって鉛直方向に等ピッチで配置されている。
【００２３】
直線部４５、４９が鉛直方向に交互に並んだ、５つの直線部４５及び５つの直線部４９からなる列は、５つの直線部４５及び５つの直線部４９（即ち、全ての第２の水平直線部）が位置決め部材５０によって鉛直方向に等ピッチで配置されている。
この直線部４３、４５、４７、４９の配置によって、カバー体１５内に取り込まれた燃焼ガスが直線部４３、４７の各間及び直線部４５、４９の各間を円滑に通り、追い焚き回路２９を循環する水は効率的に加熱される。
【００２４】
また、給湯用回路２６は、図１、図２、図３に示すように、水道管５９に接続されたヘッダ６０と、ヘッダ６０に並列接続された複数の管３２と、複数の管３２が並列接続されたヘッダ６１と、ヘッダ６１に接続管６２を介して接続された管２７と、管２７から送り出された湯を出湯口に送る給湯管６３を有している。水道管５９、ヘッダ６０、管３２、ヘッダ６１、接続管６２及び管２７を順に通過する水道水は、管３２を通過の際及び管２７を通過の際に燃焼ガスで加熱され給湯管６３に送られる。
【００２５】
なお、２次熱交換器２１は、図４に示すように、カバー体１５の底部に、ガス取込み口３０が形成された上げ底６４が設けられ、上げ底６４には、カバー体１５の底部に形成された排水部６５にドレイン水を送る案内部材６６が固定されている。
【００２６】
以上、本発明の実施の形態を説明したが、本発明は、上記した形態に限定されるものでなく、要旨を逸脱しない条件の変更等は全て本発明の適用範囲である。
例えば、各螺旋状流路は直線部を有していなくてもよく、各螺旋状流路が直線部を有する場合、その直線部は水平に配置されていなくてもよい。そして、各螺旋状流路が第１の水平直線部を有する場合、全ての第１の水平直線部が平面視して重なる位置に配置されている必要はなく、全ての第１の水平直線部が等ピッチで配置されている必要はない（この点、第２の水平直線部についても同様である）。
【００２７】
また、螺旋状流路は、１回巻き回された形状や、３回巻き回された形状や、４回以上巻き回された形状であってもよい。但し、限られたスペースで高い熱交換効率を確保する観点では、螺旋状流路が２回又は３回巻き回された形状であるのが好ましいことを検証によって確認している。
そして、それぞれ螺旋状流路を有する複数の管を、追い焚き回路の一部や暖房回路の一部に適用する必要はなく、他の回路（例えば、給湯用回路）に適用してもよい。
【符号の説明】
【００２８】
１０：給湯装置、１１：バーナユニット、１２：カバー体、１３：管、１４：１次熱交換器、１５：カバー体、１６、１７、１８、１９、２０：管、２１：２次熱交換器、２２：送風ファン、２３：筺体、２４：バーナ部、２６：給湯用回路、２７：管、２８：浴槽、２９：追い焚き回路、３０：ガス取込み口、３１：ガス排出口、３２：管、３３：風呂戻り管、３４、３５：ヘッダ、３６：接続管、３７：風呂往管、３８、３９、４０、４１、４２：螺旋状流路、４３：直線部、４４：Ｕ字状部、４５：直線部、４６：Ｕ字状部、４７：直線部、４８：Ｕ字状部、４９：直線部、５０：位置決め部材、５９：水道管、６０、６１：ヘッダ、６２：接続管、６３：給湯管、６４：上げ底、６５：排水部、６６：案内部材
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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