(57)【要約】【課題】熱回収に伴って発生するドレインが缶体底部の隅部に到達して滞留するといった不具合を適切に回避しつつ、水管のコイル状管体部の取り付けの安定性を簡易な手段によって向上させることが可能な熱交換器を提供する。【解決手段】熱交換器Ｂは、水管４のコイル状管体部４０および補助管体部４１ａが載設される受板部５０を有し、かつ缶体２の周壁部２０から離間して底壁部２１Ｂ上に設けられている水管支持台５と、受板部５０の上面よりも上方に突出し、かつ補助管体部４１ａとの干渉を回避するための切欠き部５８が形成されるようにして受板部５０の外周縁に沿って設けられた起立壁５９ａと、を備えており、受板部５０のうち、補助管体部４１ａの下方領域には、この受板部５０上のドレインをその下方に流れ落とすことが可能な少なくとも１つの貫通孔５６が設けられている。【選択図】  図７
2008032324.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
コイル状管体部およびこのコイル状管体部の下部に繋がった補助管体部を有する少なくとも１つの水管と、
前記コイル状管体部の周囲を囲む周壁部およびこの周壁部の底部に設けられた底壁部を有し、かつ前記周壁部の内方空間に燃焼ガスが導入される缶体と、を備えており、
前記水管の補助管体部は、前記缶体の周壁部を貫通して前記缶体の内部から外部に引き出されている、熱交換器であって、
前記コイル状管体部および前記補助管体部が載設される受板部を有し、かつ前記缶体の周壁部から離間して前記底壁部上に設けられている水管支持台と、
前記受板部の上面よりも上方に突出し、かつ前記補助管体部との干渉を回避するための切欠き部が形成されるようにして前記受板部の外周縁に沿って設けられており、前記コイル状管体部の水平方向の移動を規制するとともに、前記受板部上にドレインが流れてきたときにこのドレインが前記受板部の外周囲に向けて流れることを抑制する起立壁と、を備えており、
前記受板部のうち、前記補助管体部の下方領域には、この受板部上のドレインをその下方に流れ落とすことが可能な少なくとも１つの貫通孔が設けられていることを特徴とする、熱交換器。
【請求項２】
前記底壁部および前記水管支持台は、ともに平面視中空状に形成されて、それらの略中央部には、前記周壁部の内方空間に連通する燃焼ガス通過用の開口部が形成されており、
前記水管支持台は、前記受板部の内周縁および外周縁のそれぞれから下向きに延びた内周寄りおよび外周寄りの支持板部を有しているとともに、それらの下部が前記底壁部に支持されていることにより前記受板部と前記底壁部との間には空隙部が形成されており、
前記内周寄りの支持板部には、ドレインが前記受板部の貫通孔から前記空隙部に流れ込んだときにこのドレインを前記燃焼ガス通過用の開口部に向けて流れさせる開口部が設けられている、請求項１に記載の熱交換器。
【請求項３】
前記水管支持台の外周寄りの支持板部には、その外周囲にドレインが存在するときに、このドレインを前記空隙部に流入させることが可能な開口部が設けられている、請求項２に記載の熱交換器。
【請求項４】
前記缶体の底壁部のうち、前記周壁部と前記水管支持台との間には、上向きに突出し、かつ前記水管支持台の全周囲を囲むループ状に形成された凸部が設けられている、請求項１ないし３のいずれかに記載の熱交換器。
【請求項５】
前記補助管体部が挿通する孔部を形成しており、かつ前記起立壁の切欠き部を塞ぐように設けられた切欠き用閉塞部材をさらに備えている、請求項１ないし４のいずれかに記載の熱交換器。
【請求項６】
コイル状管体部およびこのコイル状管体部の端部に繋がった補助管体部を有する少なくとも１つの水管と、
前記コイル状管体部の周囲を囲む周壁部およびこの周壁部の底部に設けられた底壁部を有し、かつ前記周壁部の内方空間に燃焼ガスが導入される缶体と、を備えており、
前記水管の補助管体部は、前記缶体の周壁部を貫通して前記缶体の内部から外部に引き出されている、熱交換器であって、
前記コイル状管体部および前記補助管体部が載設される受板部を有し、かつ前記缶体の周壁部から離間して前記底壁部上に設けられている水管支持台と、
前記受板部の上面よりも上方に突出し、かつ前記補助管体部との干渉を回避するための切欠き部が形成されるようにして前記受板部の外周縁に沿って設けられており、前記コイル状管体部の水平方向の移動を規制するとともに、前記受板部上にドレインが流れてきたときにこのドレインが前記受板部の外周囲に向けて流れることを抑制する起立壁と、
前記補助管体部が挿通する孔部を形成しており、かつ前記起立壁の切欠き部を塞ぐように設けられた切欠き用閉塞部材と、
を備えていることを特徴とする、熱交換器。
【請求項７】
請求項１ないし６のいずれかに記載の熱交換器と、この熱交換器の前記缶体内に燃焼ガスを供給する燃焼器と、を備えていることを特徴とする、温水装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、水管を利用して燃焼ガスから熱回収を行う熱交換器、およびこれを備えた温水装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
本出願人は、熱交換器の具体例として、特許文献１〜４に記載されたものを先に提案している。これら従来のものは、コイル状管体部を有する少なくとも１つの水管と、前記コイル状管体部を内部に収容する缶体とを備えている。前記コイル状管体部の上下両端には、前記缶体の筒状の周壁部を貫通する補助管体部が繋がっており、この補助管体部を介して前記コイル状管体部への通水が可能となっている。このような構成の熱交換器においては、缶体内に燃焼ガスが導入されると、この燃焼ガスからコイル状管体部によって熱回収がなされ、その内部を流通する水が加熱される。コイル状管体部は、たとえば直線状の水管と比較すると、その伝熱面積を大きくとることが可能である。したがって、前記したような熱交換器においては、水管の総数を少なくして構造の簡素化や全体の小型化を図りつつ、高い熱交換効率を達成可能である。
【０００３】
前記コイル状管体部は、螺旋状であり、その底部は平面状ではなく、傾斜している。このため、コイル状管体部を、たとえば缶体の水平な底壁部上に単に載置させただけでは傾き易く、安定性に欠ける。このため、コイル状管体部の支持手段としては、コイル状管体部の傾斜に対応した傾斜面をもつ支持台を利用することが望まれる。特許文献４の図３２には、そのような支持台を利用してコイル状管体部を支持することが開示されている。
【０００４】
しかしながら、前記文献４に記載された支持台は、その一部分が缶体の底壁部に支持されている一方、他の一部分は缶体の周壁部に支持されている。このような構造においては、支持台の取り付けを強固にするための手段として、支持台の一部分を缶体の周壁部に溶接することが望まれるが、そのような溶接は、缶体の外部から行なうことは困難であり、缶体の内部において行なわねばならない。したがって、その溶接作業は容易でない。
【０００５】
そこで、本発明者達は、コイル状管体部の支持台を缶体の周壁部から離間させて、缶体の底壁部のみに支持させることを着想した。このような手段によれば、缶体の底壁部に支持台を取り付けた後に、この底壁部を周壁部に組み付ければよく、その組み付け時の溶接作業などは容易となる。ところが、そのような手段を採用した場合には、次に述べるような不具合を生じ、これを解消する必要が生じる。
【０００６】
すなわち、熱交換効率を高めることを目的として、燃焼ガスから顕熱に加えて潜熱をも回収した場合、燃焼ガス中の水蒸気が凝縮し、多量のドレイン（凝縮水）が発生してコイル状管体部の外面に付着する。このようなドレインは、一般的には、燃焼ガス中の硫黄酸化物や窒素酸化物などを吸収したＰＨ３程度の強酸性である。一方、コイル状管体部を支持台上に載設した場合、ドレインの多くは、コイル状管体部からこの支持台上に流れ落ちる。支持台を缶体の周壁部から離間させていると、この支持台からその外周囲にドレインが流れ落ち、これが缶体底部の隅部まで進行する虞がある。また、ドレインがコイル状管体部から補助管体部の外面を伝って流れることにより、缶体底部の隅部まで進行する虞もある。ところが、そのような部分にドレインが進行することは望ましくない。なぜなら、缶体底部の隅部に強酸性のドレインが長期間滞留することに起因し、その部分が腐食し易くなる虞があるからである。缶体の材質を耐酸性に優れるたとえばステンレスとした場合であっても、やはりその耐久性を高める観点からすると、缶体内の特定箇所にドレインが滞留したままにならないようにすることが望まれる。また、缶体の製作に際して、底壁部の外周縁を周壁部の底部に溶接させた場合、その溶接箇所は変質している可能性があり、缶体の材質が本来的には耐酸性に優れていたとしても、前記溶接箇所については部分的にその耐酸性が劣化している場合もある。したがって、そのような溶接箇所が存在する場合には、缶体底部の隅部にドレインが進行することを阻止する必要性は、より高い。
【０００７】
なお、前記従来技術においては、コイル状管体部を支持台上に載設したとしても、それだけではコイル状管体部の位置決めなどを適切に図ることは難しく、たとえば水平方向に位置ずれし易い。したがって、簡易な構造によって、このようなことも適切に解消されることが要請される。
【０００８】
【特許文献１】特開２００５−３２１１７０号公報
【特許文献２】特開２００５−３２１１７１号公報
【特許文献３】特開２００５−３２１１７２号公報
【特許文献４】国際公開ＷＯ２００５／１０８８７６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
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、熱回収に伴って発生するドレインが缶体底部の隅部に進行して滞留するといった不具合を適切に回避しつつ、水管のコイル状管体部の取り付けの安定性を簡易な手段によって向上させることが可能な熱交換器、およびこれを備えた温水装置を提供す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】
【００１０】
上記の課題を解決するため、本発明では、次の技術的手段を講じている。
【００１１】
本発明の第１の側面により提供される熱交換器は、コイル状管体部およびこのコイル状管体部の下部に繋がった補助管体部を有する少なくとも１つの水管と、前記コイル状管体部の周囲を囲む周壁部およびこの周壁部の底部に設けられた底壁部を有し、かつ前記周壁部の内方空間に燃焼ガスが導入される缶体と、を備えており、前記水管の補助管体部は、前記缶体の周壁部を貫通して前記缶体の内部から外部に引き出されている、熱交換器であって、前記コイル状管体部および前記補助管体部が載設される受板部を有し、かつ前記缶体の周壁部から離間して前記底壁部上に設けられている水管支持台と、前記受板部の上面よりも上方に突出し、かつ前記補助管体部との干渉を回避するための切欠き部が形成されるようにして前記受板部の外周縁に沿って設けられており、前記コイル状管体部の水平方向の移動を規制するとともに、前記受板部上にドレインが流れてきたときにこのドレインが前記受板部の外周囲に向けて流れることを抑制する起立壁と、を備えており、前記受板部のうち、前記補助管体部の下方領域には、この受板部上のドレインをその下方に流れ落とすことが可能な少なくとも１つの貫通孔が設けられていることを特徴としている。ここで、前記「補助管体部の下方領域」とは、補助管体部の直下領域に限定されず、その周辺領域も含む概念である。
【００１２】
本発明の前記構成によれば、次のような効果が得られる。
【００１３】
第１に、燃焼ガスから熱回収がなされることに伴ってコイル状管体部の外面にドレインが発生すると、その多くは、水管支持台の受板部上に流れ落ちる。これに対し、この受板部の外周縁に沿った位置には起立壁が上向きに設けられているために、この起立壁がドレイン用のストッパとしての役割を果たし、前記ドレインが受板部の外周囲に向けて流れることが適切に抑制される。一方、前記起立壁は、水管の補助管体部との干渉を避ける切欠き部を形成しており、補助管体部の下方領域に落ちたドレインについては、前記起立壁によってドレインの流れを抑制することが難しい。ところが、受板部のうち、前記補助管体部の下方領域には、貫通孔が設けられており、前記ドレインはこの貫通孔を介して受板部の下方に流れ落ちることによって、受板部の外周囲に進行しないこととなる。本発明においては、水管支持台を缶体の周壁部から離間させて底壁部上に設けているものの、前記したように水管支持台の受板部上からその外周囲にドレインが流れることを適切に抑制することが可能であり、多くのドレインが缶体底部の隅部に進行して長期間滞留しないようにすることができる。その結果、前記の部分が腐食し易くなるといった不具合を好適に防止し、または抑制することが可能である。
【００１４】
第２に、前記起立壁は、既述したようなドレイン用のストッパとしての役割を果たすだけではなく、コイル状管体部の周囲を囲んでいることによってこのコイル状管体部の位置決めストッパとしての役割をも果たす。また、コイル状管体部は、前記水管支持台上に載せられているが、この水管支持台の受板部については、コイル状管体部の底部の傾斜に対応した傾斜に形成することが容易であり、この受板部上にコイル状管体部を傾きの無い、または少ない状態に載せることができる。このようなことから、コイル状管体部の取り付け安定性も高められる。もちろん、本発明においては、水管支持台の一部を缶体の周壁部に支持させるといった必要はなく、その取り付けに苦慮するといった不具合も無い。
【００１５】
本発明の好ましい実施の形態においては、前記底壁部および前記水管支持台は、ともに平面視中空状に形成されて、それらの略中央部には、前記周壁部の内方空間に連通する燃焼ガス通過用の開口部が形成されており、前記水管支持台は、前記受板部の内周縁および外周縁のそれぞれから下向きに延びた内周寄りおよび外周寄りの支持板部を有しているとともに、それらの下部が前記底壁部に支持されていることにより前記受板部と前記底壁部との間には空隙部が形成されており、前記内周寄りの支持板部には、ドレインが前記受板部の貫通孔から前記空隙部に流れ込んだときにこのドレインを前記燃焼ガス通過用の開口部に向けて流れさせる開口部が設けられている。
【００１６】
このような構成によれば、水管支持台の受板部の貫通孔からその下方の空隙部に流れ落ちたドレインについては、燃焼ガス通過用の開口部に流入させ、この部分から缶体の外部に適切に排出させることができる。したがって、缶体外部へのドレインの排出処理が合理的に行なわれる。
【００１７】
本発明の好ましい実施の形態においては、前記水管支持台の外周寄りの支持板部には、その外周囲にドレインが存在するときに、このドレインを前記空隙部に流入させることが可能な開口部が設けられている。
【００１８】
このような構成によれば、水管支持台の外周領域にドレインが万一流れた場合であっても、このドレインを水管支持台の外周寄りの支持板部の開口部から空隙部を経て燃焼ガス通過用の開口部に流れさせることが可能となる。したがって、前記水管支持台の外周領域に多くのドレインが滞留したままになることも回避される。
【００１９】
本発明の好ましい実施の形態においては、前記缶体の底壁部のうち、前記周壁部と前記水管支持台との間には、上向きに突出し、かつ前記水管支持台の全周囲を囲むループ状に形成された凸部が設けられている。
【００２０】
このような構成によれば、前記ループ状の凸部がドレインに対するストッパの役割を果たすこととなって、ドレインが前記凸部よりも底壁部の外周縁寄りに流れていくことが抑制される。したがって、缶体底部の隅部にドレインが進行することをより確実に抑制することができる。
【００２１】
本発明の好ましい実施の形態においては、前記補助管体部が挿通する孔部を形成しており、かつ前記起立壁の切欠き部を塞ぐように設けられた切欠き用閉塞部材をさらに備えている。
【００２２】
このような構成によれば、切欠き部に進行してきたドレインを切欠き用閉塞部材によって塞き止めることができ、ドレインが切欠き部から水管支持台の外周囲に流出することがより確実に抑制される。とくに、切欠き用閉塞部材は、補助管体部の外面を伝って進行してくるドレインに対しても好適なストッパとして役立つ。
【００２３】
本発明の第２の側面により提供される熱交換器は、コイル状管体部およびこのコイル状管体部の端部に繋がった補助管体部を有する少なくとも１つの水管と、前記コイル状管体部の周囲を囲む周壁部およびこの周壁部の底部に設けられた底壁部を有し、かつ前記周壁部の内方空間に燃焼ガスが導入される缶体と、を備えており、前記水管の補助管体部は、前記缶体の周壁部を貫通して前記缶体の内部から外部に引き出されている、熱交換器であって、前記コイル状管体部および前記補助管体部が載設される受板部を有し、かつ前記缶体の周壁部から離間して前記底壁部上に設けられている水管支持台と、前記受板部の上面よりも上方に突出し、かつ前記補助管体部との干渉を回避するための切欠き部が形成されるようにして前記受板部の外周縁に沿って設けられており、前記コイル状管体部の水平方向の移動を規制するとともに、前記受板部上にドレインが流れてきたときにこのドレインが前記受板部の外周囲に向けて流れることを抑制する起立壁と、前記補助管体部が挿通する孔部を形成しており、かつ前記起立壁の切欠き部を塞ぐように設けられた切欠き用閉塞部材と、を備えていることを特徴としている。
【００２４】
このような構成によれば、起立壁および切欠き用閉塞部材は、水管支持台の外周囲にドレインが進行することを好適に阻止するストッパとしての役割を果たすこととなり、本発明の第１の側面により提供される熱交換器について述べたのと同様な利点が得られる。
【００２５】
本発明の第３の側面により提供される温水装置は、本発明の第１の側面または第２の側面により提供される熱交換器と、この熱交換器の缶体内に燃焼ガスを供給する燃焼器と、を備えていることを特徴としている。
【００２６】
このような構成によれば、本発明の第１の側面および第２の側面により提供される熱交換器について述べたのと同様な効果が得られる。
【００２７】
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】
【００２８】
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。
【００２９】
図１〜図１０は、本発明が適用された温水装置の具体例としての給湯装置およびこれに関連する構成を示している。図１によく表われているように、本実施形態の給湯装置Ａは、燃焼器１、熱交換器Ｂ、底部ケーシング８０、および排気ダクト８１を備えている。
【００３０】
燃焼器１は、たとえば灯油または軽油などの燃料オイルを噴霧ノズル１４によって下向きに噴霧させて燃焼させるいわゆる逆燃方式のものである。噴霧ノズル１４から噴霧された噴霧燃料は、バーナ筒１１内において燃焼用空気と混合されてからその下方に吐出されて燃焼する。燃焼器１は、熱交換器Ｂ上に載設された缶体１０により覆われ、かつ支持されており、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、燃焼器１に燃焼用空気を供給するための送風ファン１３およびこれを駆動するモータＭが設けられている。
【００３１】
熱交換器Ｂは、缶体２、複数（本実施形態においては計３本）の水管４、入水用ならびに出湯用の一対のヘッダ４９ａ，４９ｂ、および水管支持台５を備えている。
【００３２】
缶体２は、略円筒状の周壁部２０と、この周壁部２０の上部および底部に設けられた上壁部２１Ａおよび底壁部２１Ｂとを有している。これら上壁部２１Ａおよび底壁部２１Ｂは、いずれも周壁部２０とは別体の部材からなり、それらの外周縁は周壁部２０の内周面に溶接されている。図６および図７によく表われているように、底壁部２１Ｂの外周縁の溶接部ｗ１よりも内方部分には、水管支持台５の全周囲を囲むループ状の凸部２１０が設けられている。この凸部２１０は、たとえば底壁部２１Ｂにプレス加工を施すことにより形成されており、後述するように、ドレインが溶接部ｗ１に向けて進行することを抑制する役割を果たす。缶体２の上壁部２１Ａには、バーナ筒１１の下部が進入する開口部２２Ａが形成されている。底壁部２１Ｂには、複数の水管４によって熱回収がなされた燃焼ガスを通過させるための開口部２２Ｂが形成されている。缶体２を構成する各部材は、強酸性のドレインに起因して容易に腐食しないように、耐酸性を有するたとえばステンレス製である。この点は、各水管４や水管支持台５など、ドレインと接触する可能性のある他の部材についても同様である。
【００３３】
各水管４は、螺旋状のコイル状管体部４０、およびこのコイル状管体部４０の下端部および上端部に繋がった補助管体部４１ａ，４１ｂを備えている。これら補助管体部４１ａ，４１ｂは、コイル状管体部４０に対して一体または別体のいずれでもよい。各コイル状管体部４０は、一連に繋がった中空円形状のループ部４０ａが上下高さ方向に複数の隙間３１を介して複数段に積層された構成を有している。ただし、複数の水管４のそれぞれのコイル状管体部４０は、巻き径が互いに相違しており、略同心の重ね巻き状に配置されている。複数のコイル状管体部４０の内方の空間部３には、耐火性を有する断熱材６８を備えた仕切部材６が設けられており、空間部３がその上下高さ方向において第１および第２の領域３０ａ，３０ｂに仕切られている。このことにより、複数のコイル状管体部４０は、第１の領域３０ａを囲む第１の熱交換部ＨＴ１と、第２の領域３０ｂを囲む第２の熱交換部ＨＴ２とに区分されている。複数のコイル状管体部４０と缶体２の周壁部２０との間には、燃焼ガス通路３２が形成されている。
【００３４】
補助管体部４１ａ，４１ｂは、コイル状管体部４０の接線方向に延びており、いずれも缶体２の周壁部２０を貫通して缶体２の内部から外部に引き出されて一対のヘッダ４９ａ，４９ｂと連結されている。ただし、より詳細には、図１０に示すように、缶体２の周壁部２０には、２つの開口部２０１，２０１’が設けられており、これらに対して複数の補助管体部４１ａ，４１ｂがそれぞれ一纏めに挿通している。開口部２０１，２０１’は、複数の補助管体部４１ａ，４１ｂがそれぞれ個々に挿通する複数の孔部２０２，２０２’を形成している板材２０Ｂ，２０Ｂ’によって閉塞されている。板材２０Ｂ，２０Ｂ’は、周壁部２０よりも大きな厚みである。このような構成によれば、缶体２の補助管体部４１ａ，４１ｂに対する支持強度を高めることができる。なお、缶体２の周壁部２０は、凸状リブ２００ａ，２００ｂを両端に有する板材を円筒状に丸めてから、それら凸状リブ２００ａ，２００ｂを接合することによって筒状の定型化が図られたものである。ヘッダ４９ａには給水管（図示略）が接続され、この給水管から供給されてくる水道水などの水が複数の水管４内に供給される。ヘッダ４９ｂには出湯管（図示略）が接続されており、複数の水管４内を通過して加熱された湯水は、前記出湯管を介して所望の給湯先に送り出される。
【００３５】
図１および図２において、水管支持台５は、複数のコイル状管体部４０および補助管体部４１ａを載設支持するためのものであり、周壁部２０から離間するようにして底壁部２１Ｂ上に設けられている。この水管支持台５は、底壁部２１Ｂと同様に、その中央部に燃焼ガス通過用の開口部２２Ｂを形成する中空円形状である。より詳細には、この水管支持台５は、図９に示すように、中空円形の略水平板状の受板部５０と、この受板部５０の内周縁および外周縁からそれぞれ下向きに突出した内周寄りおよび外周寄りの支持板部５１，５２とを有している。受板部５０は、複数のコイル状管体部４０の傾斜した底面部に当接する部分である。このため、この受板部５０の上面の高さＨ１は、図９の符号ｎ１で示す箇所が最も低く、この箇所から矢印Ｎ１方向に進むほど徐々に高くなり、符号ｎ２で示す箇所が最も高くなっている。符号ｎ１，ｎ２で示す箇所には、段差Ｈ２を生じている。図４によく表われているように、補助管体部４１ａは、その一部分が符号ｎ１で示す箇所に配置されており、この部分から一定方向に延びている。受板部５０の符号ｎ２で示す部分は、そのような補助管体部４１ａの配置の邪魔にならない形状に形成されている。
【００３６】
図６および図７によく表われているように、支持板部５１の下部は、燃焼ガス通過用の開口部２２Ｂの周縁部に溶接されている。支持板部５２の下部は、底壁部２１Ｂの上面に溶接されている。受板部５０と底壁部２１Ｂとの間には、空隙部５７が形成されている。なお、受板部５０の内方領域は燃焼ガス通過用の開口部２２Ｂであるため、受板部５０上にドレインが流れ落ちてきた場合、基本的には、このドレインは矢印Ｎ２で示すように、受板部５０の内周縁からそのまま燃焼ガス通過用の開口部２２Ｂに流入する。
【００３７】
水管支持台５の外周面には、板材５９が接合されており、受板部５０の上面よりも上方に突出した起立壁５９ａが設けられている。この起立壁５９ａは、受板部５０の上面上に流れてきたドレインが受板部５０の外周縁からその周囲に流れることを防止するためのものであり、図３および図４によく表われているように、水管支持台５の外周の一部を除き、それ以外の全周を囲んでいる。複数の補助管体部４１ａが引き出されている部分については、それらとの干渉を回避すべく起立壁５９ａが設けられておらず、その部分は切欠き部５８となっている。
【００３８】
受板部５０のうち、複数の補助管体部４１ａの下方領域には、貫通孔５６が設けられている。この貫通孔５６は、ドレインを空隙部５７に流れ落とすためのものであり、図５によく表われているように、好ましくは、起立壁５９ａの切欠き部５８の近傍に位置し、かつこの切欠き部５８と略同等長さに延びる細長形状である。図６および図７によく表われているように、水管支持台５の内周寄りの支持板部５１の下部には、空隙部５７に進入したドレインを燃焼ガス通過用の開口部２２Ｂに流れさせるための開口部５５ａが形成されている。この開口部５５ａは、支持板部５１の周方向に適当な間隔で複数箇所設けられている。また、外周寄りの支持板部５２の下部にも、ドレインの通過を可能とする開口部５５ｂが適当な間隔で複数箇所設けられている。図６に示されているように、外周寄りの支持板部５２に隣接して板材５９が存在する部分においては、この板材５９にも開口部５５ｂと連通する開口部５５ｃが設けられている。
【００３９】
図４によく表われているように、起立壁５９ａには、切欠き部５８の少なくとも一部を閉塞する切欠き用閉塞部材５４が取り付けられている。この閉塞部材５４は、複数の補助管体部４１ａが貫通する複数の孔部５４ａを有する薄板状であり、その両端が起立壁５９ａに接合されていることによりその取り付けがなされている。図７および図８に示すように、この閉塞部材５４は、起立壁５９ａと同様に、受板部５０の外周囲にドレインが流れることを阻止し得るように、この閉塞部材５４の下端と受板部５０の上面との間に大きな隙間を生じないように設けられている。この閉塞部材５４は、たとえば先に述べた板材２０Ｂとは異なり、ドレインストッパとしての役割を果たせば十分であり、補助管体部４１ａが貫通する部分に気密シール性を確保する必要はない。したがって、孔部５４ａの内周面と補助管体部４１ａの外面との間に多少の隙間が存在してもかまわない。また、孔部５４ａを切欠き孔として形成してもよい。
【００４０】
図１において、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Ｂおよび排気ダクト８１が並ぶようにして載設されている。熱交換器Ｂの缶体２内を下向きに通過してきた燃焼ガスは、この底部ケーシング８０内に流入した後に上向きにＵターンして排気ダクト８１の底部開口部に進行するようになっている。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。熱交換器Ｂにおいて発生したドレインは、燃焼ガス通過用の開口部２２Ｂから底部ケーシング８０の底部８０ａ上に流れ落ちるようになっており、この底部８０ａには、この底部８０ａによって受けられたドレインを外部に排出するための排出口８２が形成されている。この底部８０ａなども耐酸性に優れる材質である。
【００４１】
次に、前記した給湯装置Ａの作用について説明する。
【００４２】
まず、燃焼器１を駆動させると、空間部３の第１の領域３０ａ内に燃焼ガスが供給される。この燃焼ガスは、第１の領域３０ａから複数の水管４の第１の熱交換部ＨＴ１の複数の隙間３１を通過して燃焼ガス通路３２に流入し、その後第２の熱交換部ＨＴ２の複数の隙間３１を通過して第２の領域３０ｂに流入する。このような過程において、前記燃焼ガスからは複数のコイル状管体部４０によって順次熱回収がなされ、複数の水管４内を流れる湯水が効率良く加熱される。燃焼ガスからの熱回収に際しては、顕熱に加えて、潜熱をも回収することが可能であり、このことにより各コイル状管体部４０の外面には強酸性のドレインが多量に発生する。
【００４３】
前記ドレインの多くは、複数のコイル状管体部４０の外面を伝って水管支持台５の受板部５０上に流れる。すると、このドレインの多くは、図６および図７の矢印Ｎ２で示すように、この受板部５０の内周縁からそのまま燃焼ガス通過用の開口部２２Ｂに流入する。すると、このドレインは、底部ケーシング８０内に落下し、その後排出口８２から底部ケーシング８０の外部に排出される。受板部５０上において、ドレインが受板部５０の外周縁方向に進行しても、そこには起立壁５９ａが存在するため、このドレインが受板部５０の周囲に流れ落ちることは適切に防止される。受板部５０の上面を外周縁よりも内周縁の方が高さが低くなる傾斜面とすることによって、受板部５０上のドレインを燃焼ガス通過用の開口部２２Ｂに向けて流れ易くすることもできる。
【００４４】
ドレインとしては、コイル状管体部４０から補助管体部４１ａを伝い、その後受板部５０上に流れ落ちるものもある。受板部５０のうち、補助管体部４１ａの下方領域の近傍には、起立壁５９ａの切欠き部５８が設けられているが、この切欠き部５８の手前には、貫通孔５６が設けられている。このため、前記ドレインの多くは、図７の矢印Ｎ３に示すように、貫通孔５６から空隙部５７に流れ落ち、切欠き部５８には到達しないようにすることができる。空隙部５７内に流れ落ちたドレインは、その後矢印Ｎ４に示すように、開口部５５ａを通過して燃焼ガス通過用の開口部２２Ｂから底部ケーシング８０内に流れ落ちる。このようなドレインの排出を円滑にするための手段として、底壁部２１Ｂの少なくとも空隙部５７を規定する部分については、燃焼ガス通過用の開口部２２Ｂに接近するほど、高さが低くなる傾斜面として形成することもできる。
【００４５】
前記とは異なり、ドレインとしては、貫通孔５６に流入することなく、切欠き部５８の形成箇所に向けて進行するものもあり得る。これに対し、切欠き部５８は閉塞部材５４によって塞がれており、この閉塞部材５４によってドレインがそれ以上に進行することを阻止することができる。したがって、ドレインが切欠き部５８を通過して水管支持台５の外方に流出することは略確実に防止される。閉塞部材５４によって塞き止められたドレインについても、貫通孔５６を介して空隙部５７に流れ落とすことが可能であり、補助管体部４１ａの周辺部分からのドレイン排除が促進される。
【００４６】
補助管体部４１ａは、閉塞部材５４に貫通しており、この補助管体部４１ａの外面を閉塞部材５４が囲んだ構造となっている。このため、ドレインが受板部５０上に流れ落ちることなく補助管体部４１ａの外面を伝って進行してきた場合であっても、このドレインのそれ以上の進行を閉塞部材５４によって阻止することができる。したがって、ドレインが補助管体部４１ａの外面を伝って周壁部２０の板材２０Ｂまで流れていくことも適切に回避される。
【００４７】
さらに、ドレインが水管支持台５の外周囲に万一流れる現象が生じたとしても、その部分に設けられているループ状の凸部２１０が、ドレイン用のストッパとしての役割を果たし、ドレインが缶体２の底部の溶接部ｗ１に進行することは好適に防止される。凸部２１０によってその進行が阻止されたドレインについては、図６および図７の矢印Ｎ５に示すように、開口部５５ｂから空隙部５７内に流入させた後に燃焼ガス通過用の開口部２２Ｂに排出させることが可能である。したがって、水管支持台５の外周囲に多くのドレインが滞留したままになることも適切に回避される。
【００４８】
このように、本実施形態においては、缶体２の底部の溶接部ｗ１にドレインを進行させないようにすることができる。したがって、溶接部ｗ１がドレインに起因して腐食し易くなるといった不具合は適切に回避される。一方、複数のコイル状管体部４０については、水管支持台５を利用して安定した姿勢に支持することができる。また、起立壁５９ａは、複数のコイル状管体部４０の水平方向の位置ずれを防止する役割をも果たす。その結果、複数のコイル状管体部４０や補助管体部４１ａの取り付け安定性をより高めることができる。さらに、水管支持台５は、缶体２の周壁部２０には支持されないようにして底壁部２１Ｂに組み付けられている。したがって、缶体２を製造する際には、水管支持台５を底壁部２１Ｂに組み付けた後に、この底壁部２１Ｂを周壁部２０に溶接すればよいこととなり、その作業も容易となる。
【００４９】
上述した実施形態においては、水管支持台５の受板部５０に貫通孔５６が設けられた構造と、起立壁５９ａの切欠き部５８が閉塞部材５４によって閉塞された構造とが組み合わされている。ただし、本発明はこれに限定されず、それらのうちのいずれか一方の構造のみが採用されていてもかまわない。なぜなら、貫通孔５６および閉塞部材５４は、ともに起立壁５９ａの切欠き部５８からドレインが外方に流出することを抑制する作用を発揮するものであり、それらのうちのいずれか一方のみを備えた構成であっても、本発明の目的を好適に達成することができるからである。
【００５０】
図１１は、本発明の他の例を示している。同図において、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。
【００５１】
図１１に示す給湯装置Ａａは、いわゆる正燃方式のものであり、熱交換器Ｂａの下方に燃焼器１Ａが配され、かつこの燃焼器１Ａによって発生された燃焼ガスが上向きに進行するように構成されている。熱交換器Ｂａは、缶体２の底壁部２１Ｂに燃焼器用の開口部２２Ａが形成されているとともに、上壁部２１Ａには複数のコイル状管体部４０によって熱回収を終えた燃焼ガスを通過させる開口部２２Ｂが形成されており、熱回収構造については、前記実施形態の熱交換器Ｂを上下反転させたような構成となっている。一方、水管支持台５については、底壁部２１Ｂ上に設けられており、その基本構造は、前記実施形態と同様である。ただし、この給湯装置Ａａにおいては、燃焼器用の開口部２２Ａ内にドレインを流入させることは好ましくないため、開口部２２Ａ内にはドレインが流入しない構造とされている。具体的には、開口部２２Ａの内周縁には、上向きに起立した筒状の起立部２２０が設けられており、水管支持台５上から底壁部２１Ｂ上に流れて落ちたドレインが開口部２２Ａに流入しないようになっている。また、底壁部２１Ｂには、空隙部５７に連通したドレイン用の排出口２２１が設けられており、底壁部２１Ｂ上に到達したドレインについては、全てこの排出口２２１から缶体２の外部に排出できるようになっている。
【００５２】
本実施形態から理解されるように、本発明に係る熱交換器は、逆燃方式の燃焼器と組み合わせて使用することに代えて、正燃方式の燃焼器と組み合わせて使用することもできる。本発明に係る熱交換器は、燃焼ガスの進行方向を問わない。
【００５３】
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、および温水装置の各部の具体的な構成は、種々に設計変更自在である。
【００５４】
本発明において、水管支持台の受板部に貫通孔を設ける場合、この貫通孔は、前記実施形態の貫通孔５６のような細長な形状でなくてもかまわない。たとえば、円形などの小サイズの貫通孔を複数設けた構成とすることもできる。本発明でいう起立壁は、水管支持台と一体的に形成することも可能であり、たとえば断面Ｌ字状の部材を利用し、その一部を起立壁とし、かつ他の一部を水管支持台の受板部とした構成とすることもできる。
【００５５】
水管は、少なくとも１つあればよく、その本数は問わない。また、水管のコイル状管体部は、円形螺旋状に限らず、たとえば矩形螺旋状などの他の形状に形成することもできる。缶体についても、コイル状管体部の形状に対応させるなどしてたとえば矩形筒状に形成することもできる。水管を複数用いる場合には、それらの管径を同一に揃える必要もない。燃焼器としては、オイル燃焼器の他に、ガス燃焼器などを用いることもできる。
【００５６】
本発明でいう温水装置とは、湯を生成する機能を備えた装置の意であり、一般給湯用、風呂給湯用、暖房用、あるいは融雪用などの各種の給湯装置、および給湯以外に用いられる湯を生成する装置を含む。暖房用の装置では、熱媒体として不凍液がよく用いられるが、本発明において水管に供給される水の概念には、そのような不凍液も含まれる。
【図面の簡単な説明】
【００５７】
【図１】本発明が適用された給湯装置の一例を示す概略断面図である。
【図２】図１に示す給湯装置の要部断面図である。
【図３】図２のIII−III概略平面断面図である。
【図４】図３の要部拡大断面図である。
【図５】図４に示した構成から水管および閉塞部材を取り除いた状態を示す要部拡大断面図である。
【図６】図４のVI−VI要部断面図である。
【図７】図４のVII−VII要部断面図である。
【図８】図４のVIII−VIII要部断面図である。
【図９】水管支持台の一例を示す一部断面斜視図である。
【図１０】図１に示す給湯装置に用いられている熱交換器の分解斜視図である。
【図１１】本発明が適用された給湯装置の他の例を示す概略断面図である。
【符号の説明】
【００５８】
Ａ，Ａａ        給湯装置（温水装置）
Ｂ，Ｂａ        熱交換器
１，１Ａ        燃焼器
２              缶体
４              水管
５              水管支持台
２０            周壁部（缶体の）
２１Ｂ          底壁部（缶体の）
２２Ｂ          燃焼ガス通過用の開口部
４０            コイル状管体部
４１ａ          補助管体部
５０            受板部（水管支持台の）
５１，５２      支持板部（水管支持台の）
５４            閉塞部材
５５ａ，５５ｂ  開口部（ドレイン通過用の）
５６            貫通孔
５７            空隙部
５８            切欠き部（起立壁の）
５９ａ          起立壁
【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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