(57)【要約】【課題】ダクト内に収容されるものにおいて、熱交換性能の低下を防止し、また安価に対応可能な給湯器用熱交換器を提供する。【解決手段】一次熱交換器２０によって熱交換された燃焼ガスが流通するダクト１４内に装着されるものであって、互いに隣接する間にフィン１３０が介在され、複数積層されるチューブ１１０と、チューブ１１０の積層方向の両最外方に設けられる補強プレート１６０とを有し、燃焼ガスとチューブ１１０内を流通する給湯水との間で二次の熱交換を行う給湯器用熱交換器において、補強プレート１６０の外形の少なくとも一部をチューブ１１０の外形よりも大きく形成し、且つ、補強プレート１６０のチューブ（１１０）よりも外側の領域には、取付け穴１６１あるいは取付けねじを設ける。【選択図】　　　　図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
一次熱交換器（２０）によって熱交換された燃焼ガスが流通するダクト（１４）内に装着されるものであって、
互いに隣接する間にフィン（１３０）が介在され、複数積層されるチューブ（１１０）と、
前記チューブ（１１０）の積層方向の両最外方に設けられる補強プレート（１６０）とを有し、
前記燃焼ガスと前記チューブ（１１０）内を流通する給湯水との間で二次の熱交換を行う給湯器用熱交換器において、
前記補強プレート（１６０）の外形の少なくとも一部は、前記チューブ（１１０）の外形よりも大きく形成され、
且つ、前記補強プレート（１６０）の前記チューブ（１１０）よりも外側の領域には、取付け穴（１６１）あるいは取付けねじが設けられたことを特徴とする給湯器用熱交換器。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、給湯水と燃焼ガスとの間で熱交換を行う給湯器用の熱交換器に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の熱交換器として、例えば特許文献１に示されるように、一対のチューブプレートから成るチューブとフィンとを複数交互に積層して形成される積層型熱交換器がある。両最外方のフィンの外方には補強プレート（特許文献１中では上部端板、下部端板）が設けられ、更にこの補強プレートには断面Ｌ字状の金具が取付けられている。この積層型熱交換器は、Ｌ字状の金具を用いて相手側部材（例えば車両ボディ）への取付けが成される。
【０００３】
【特許文献１】
特開平８−１５９６８６号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、この熱交換器が、給湯器のように外部流体としての燃焼ガスが流通するダクト内に収容されるものにおいては、上記金具を用いて熱交換器をこのダクト内に装着しようとすると、ダクトとの間には少なくとも金具の板厚分の隙間が形成される。そして、熱交換器に対して燃焼ガスの一部がこの隙間にバイパスして流れ、熱交換性能が低下するという問題が生ずる。また、当然のことながら、別部材として構成される金具分のコストがかかる。
【０００５】
本発明は、上記問題に鑑み、ダクト内に収容されるものにおいて、熱交換性能の低下を防止し、また安価に対応可能な給湯器用熱交換器を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記目的を達成するために、以下の技術的手段を採用する。
【０００７】
請求項１に記載の発明では、一次熱交換器（２０）によって熱交換された燃焼ガスが流通するダクト（１４）内に装着されるものであって、互いに隣接する間にフィン（１３０）が介在され、複数積層されるチューブ（１１０）と、チューブ（１１０）の積層方向の両最外方に設けられる補強プレート（１６０）とを有し、燃焼ガスとチューブ（１１０）内を流通する給湯水との間で二次の熱交換を行う給湯器用熱交換器において、補強プレート（１６０）の外形の少なくとも一部は、チューブ（１１０）の外形よりも大きく形成され、且つ、補強プレート（１６０）のチューブ（１１０）よりも外側の領域には、取付け穴（１６１）あるいは取付けねじが設けられたことを特徴としている。
【０００８】
これにより、補強プレート（１６０）に取付け部としての機能を付加することができるので、従来技術のような別部材から成る金具を不要として安価なものとすることができる。そして、この補強プレート（１６０）をダクト（１４）の内壁に密着させて給湯器用熱交換器（１００）を装着することができるので、補強プレート（１６０）とダクト（１４）との間に隙間が形成されることが無く、給湯器用熱交換器（１００）に対して燃焼ガスがバイパスするのを抑えて熱交換性能の低下を防止できる。
【０００９】
尚、上記各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態記載の具体的手段との対応関係を示すものである。
【００１０】
【発明の実施の形態】
（第１実施形態）
本発明の第１実施形態を図１〜図５に示す。本発明に係る給湯器用熱交換器１００は、ガス給湯器１に適用されるものである。図１は、ガス給湯器１の全体構成を示す模式図である。
【００１１】
ガス給湯器１は、ケーシング１４内にガスバーナ１０、一次熱交換器２０、給湯器用熱交換器１００が設けられたものである。ガスバーナ１０は、ガス（燃料）を燃焼させるものであり、このガスバーナ１０には燃焼用の空気を送風する送風機１１が設けられている。
【００１２】
一次熱交換器２０は、ガスバーナ１０で発生した高温（約１５００℃）の燃焼ガスと給湯水とを熱交換するものである。そして、給湯器用熱交換器（以下、熱交換機）１００は、一次熱交換器２０にて熱交換を終えて温度が低下（約２００℃）した燃焼ガスと給湯水とを熱交換する二次熱交換器であり、給湯水は熱交換器１００にて加熱された後、一次熱交換機２０にて再加熱される。
【００１３】
尚、ケーシング１４には燃焼ガスから発生する凝縮水を排水する排水管１２および、熱交換を終えた燃焼ガスを排出する排気管１３が設けられている。また、本実施形態では、燃焼ガスを上方から下方に向けて流通させている。
【００１４】
次に、熱交換器１００の詳細構造について図２〜図４を用いて説明する。熱交換器１００は、複数のチューブ１１０を積層し、隣接するチューブ１１０の間にアウターフィン（以下、フィン）１３０を介在させて成るいわゆるドロンカップタイプと呼ばれる熱交換器である。
【００１５】
この熱交換器１００は、チューブ１１０の長手方向が略水平と成る姿勢で使用されるようにしており、上記のように燃焼ガスは、上側から下側に向けて供給される。また、この熱交換器１００を構成する各部材（以下で説明）は、ここでは、すべてステンレス系の材料としており、各部材が熱交換器１００の形状に組み立てられた後に、一体でろう付けされている。
【００１６】
チューブ１１０は、図３、図４に示すチューブプレート１１１とチューブプレート１１２を２枚一組で最中合わせに接合することで形成されている。両チューブプレート１１１、１１２は、基本形状同一の絞り加工によって形成されており、その外周部にはフランジ部１１１ｂが設けられ、また内部には絞り形状の内側に突出して水平方向に延びる打ち出し部１１１ｃが設けられている。両チューブプレート１１１、１１２が最中合わせされた時に、このフランジ部１１１ｂおよび打出し部１１１ｃが、互いに当接するようにしている。
【００１７】
そして、互いに当接する打出し部１１１ｃはチューブ１１０内における仕切り壁１１３を形成し、チューブ１１０の一方の長手方向端部側（図４中の左側）で連通するＵ字状の流路、即ち上側流路１１４と下側流路１１５とを形成している。この両流路１１４、１１５の形成される部位がチューブ１１０の扁平管部１１０ａを成している。両流路１１４、１１５は、チューブ１１０の他方の長手方向端部側（図４中の右側）に形成される一組のタンク部１１０ｂにそれぞれ通じており、このタンク部１１０ｂには連通口１１１ａが開口している。
【００１８】
チューブプレート１１２には外周部に複数の爪部１１２ａが設けられており、両チューブプレート１１１、１１２を組み合わせた後に、この爪部１１２ａをかしめることによってチューブ１１０の形状を保持するようにしている。
【００１９】
タンク部１１０ｂは、扁平管部１１０ａより厚み幅が大きく設けられ、そのタンク部１１０ｂを形成するチューブプレート１１１、１１２の外表面には、連通口１１１ａを囲むように平坦部１１１ｄが設けられている。また、タンク部１１０ｂの内部には、強度部材としての三日月状を成すブッシング１１６が挿入されている。
【００２０】
複数のチューブ１１０は、図３に示すように、互いのタンク部１１０ｂ同士が連ねて積層され、平坦部１１１ｄ同士が接合される。これにより、タンク部１１０ｂに開口する連通口１１１ａを通じて各チューブ１１０の流路１１４、１１５が相互に連通している。そして、チューブ１１０の内部には、伝熱面積を増大するためにインナーフィン１２０が挿入されている。尚、このインナーフィン１２０は、凹凸断面形状が千鳥状に配列されるオフセットフィンを用いて好適である。
【００２１】
フィン１３０は、図３に示すように、全体形状として薄板材を凹凸状に折り曲げて形成されるもので、その凹凸状空間を燃焼ガスが流れるように配置され、チューブ１１０の扁平管部１１０ａの表面に接合されている。尚、フィン１３０の凹凸状部には切り起こし部１３１が燃焼ガスの流れ方向に複数設けられており、乱流効果による燃焼ガス側の熱伝達促進を図るようにしている。
【００２２】
そして、積層方向の一端側に配されるチューブ１１０には、図２、図３に示すように給湯水の給湯口１４０と出湯口１５０とがタンク部１１０ｂに接合されている。また、チューブ１１０の積層方向の両端側には、それぞれ補強プレート１６０が接合されている。
【００２３】
補強プレート１６０は、本発明の特徴部を成すものであり、厚肉の板材から形成されている。その外形は図２に示すように、上側部、下側部および右側部においてチューブ１１０の外形よりも大きく形成され、チューブ１１０から張り出すようにしている。また、チューブ１１０よりも外側に張り出した領域、ここでは上側に張り出した領域に、取付け穴１６１が複数（ここでは一方の補強プレート１６０に３つ、両方で６つ）形成されるようにしている。
【００２４】
このように形成された熱交換器１００は、図５に示すように、ガス給湯器１のケーシング１４の内壁に対して、上記補強プレート１６０が当接するようにセットされ、ケーシング１４に設けられた雌ねじ部１４ａと取付け穴１６１とが位置合わせされて、ボルト１６２によって締結される。
【００２５】
次に、上記構成に基づく熱交換器１００の作動およびその作用効果について説明する。給湯水は、熱交換器１００の給湯口１４０から各チューブ１１０の一方のタンク部１１０ｂへ流入し、その一方のタンク部１１０ｂから扁平管部１１０ａに形成される下側流路１１５および上側流路１１４を流れて他方のタンク部１１０ｂへ流入し、その他方のタンク部１１０ｂから出湯口１５０を通って流出する。
【００２６】
一方、燃焼ガスは、図２に示すように、熱交換器１００の上方から下方へ向かって流れ、熱交換器１００を通過する際に給湯水との熱交換を行い、給湯水を加熱する。この時、燃焼ガスは、少なくとも熱交換器１００の出口側で露点温度以下（例えば３０〜５０℃）まで温度低下して凝縮する。即ち、この熱交換器１００は、燃焼ガスの顕熱だけでなく、燃焼ガスが凝縮する際に放出される潜熱をも吸収して給湯水を加熱することができる。
【００２７】
本発明においては、補強プレート１６０をチューブ１１０よりもその外形が大きく成るように形成しており、チューブ１１０に対して張り出した領域に取付け穴１６１を設けて取付け部としての機能を付加してケーシング１４への取付けを可能としているので、従来技術のような別部材から成る金具を不要として安価なものとすることができる。そして、この補強プレート１６０をケーシング１４の内壁に密着させて熱交換器１００を装着することができるので、補強プレート１６０とケーシング１４との間に隙間が形成されることが無く、熱交換器１００に対して燃焼ガスがバイパスするのを抑えて熱交換性能の低下を防止できる。
【００２８】
尚、付随効果として、補強プレート１６０に従来技術の金具に相当するような突出物を設けることが無いので、製造工程において積層したチューブ１１０およびフィン１３０を仮固定するための治具構造をシンプルなものにすることができ、治具費の低減が図れる。合わせて組み付け作業も容易となる。
【００２９】
（その他の実施形態）
上記第１実施形態においては、補強プレート１６０に取付け穴１６１を設けるようにしたが、取付けねじを設けるようにしても良い。この場合は、ケーシング１４側を取付け穴とすれば良い。
【００３０】
また、補強プレート１６０の外形形状はチューブ１１０に対して全体的に張り出す必要は無く、チューブ１１０に対する強度確保とケーシング１４に対する取付け形状との兼ね合いから決定すれば良い。
【００３１】
更に、チューブ１１０は、上側流路１１４および下側流路１１５を有するＵターンタイプのチューブとして説明したが、これに限らず、ストレートタイプのものとしても良い。この場合はチューブ１１０の長手方向両端側にそれぞれ給湯口１４０、出湯口１５０を設けるようにすれば良い。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明におけるガス給湯器の全体構成を示す模式図である。
【図２】第１実施形態における給湯器用熱交換器を示す正面図である。
【図３】第１実施形態における給湯器用熱交換器を示す平面図である。
【図４】図２、図３におけるチューブを示す正面図である。
【図５】図２におけるＡ方向から見た時の給湯器用熱交換器がケーシングに装着された状態を示す矢視図である。
【符号の説明】
１４　ケーシング（ダクト）
２０　一次熱交換器
１００　給湯器用熱交換器
１１０　チューブ
１３０　アウターフィン（フィン）
１６０　補強プレート
１６１　取付け穴
【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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