(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃焼ガスにより加熱される水管と、この水管を保持する缶体ケースとを有する熱交換器において、
前記缶体ケースのうちの燃焼ガスの流れ方向下流側の、熱交換を終えた燃焼ガスが通過する部位に、放熱用のコート層を形成した放熱部を設けたことを特徴とする熱交換器。
【請求項２】
燃焼ガスにより加熱される水管と、この水管を収容する収容ケースとを有する熱交換器において、
前記収容ケースの底壁のうちの水管からのドレンが落下する部位の少なくとも一部に、放熱用のコート層を形成した放熱部を設けたことを特徴とする熱交換器。
【請求項３】
前記放熱部は、前記収容ケースの底壁のうちの、燃焼ガスの流れ方向上流側に対応する部位に設けられたことを特徴とする請求項２に記載の熱交換器。
【請求項４】
請求項１〜３の何れかに記載の熱交換器を備えたことを特徴とする給湯装置。
【請求項５】
顕熱回収用熱交換器と潜熱回収用熱交換器とを備えた給湯装置であって、請求項１記載の熱交換器を顕熱回収用熱交換器として組み込み、請求項２又は３記載の熱交換器を潜熱回収用熱交換器として組み込んだ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、熱交換器及び給湯装置に関し、特に水管で結露した水分が蒸発する蒸発音を低減させる為の放熱部を収容ケースに形成した熱交換器、缶体ケースの外周面の一部に放熱部を形成した熱交換器、これらの熱交換器を組み込んだ給湯装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
給湯器には、顕熱回収用熱交換器と、この顕熱回収用熱交換器から出る燃焼ガス（排ガス）から潜熱を回収する潜熱回収用熱交換器とが組み込まれ、顕熱回収用熱交換器の缶体ケースの上端側に潜熱回収用熱交換器の収容ケースが接続されるのが普通である。
【０００３】
特に、潜熱回収用熱交換器には２００〜２５０℃程度の燃焼ガスが導入され、その燃焼ガスにより収容ケースの燃焼ガス流れ方向の上流側の一部が１００℃以上の温度まで加熱される。収容ケース内の水管の表面に発生した結露（ドレン）が収容ケースの１００℃以上の底壁に落下して蒸発する際に、蒸発音が常時発生し、その蒸発音がユーザーに不快感ないし不審感を与えるという問題がある。
【０００４】
その蒸発音の発生防止の為の対策として種々の技術が提案されている。例えば、特許文献１には、水加熱装置のチューブの下方のドレンの受け体に、ドレンの蒸発音を抑える蒸発音抑制部材を設け、この蒸発音抑制部材をセラミック繊維やセラミックペーパーからなる板状体で構成する技術が提案されている。特許文献２には、潜熱回収用熱交換器において、ドレン受け部を複数の板部材の多重構造にして、空気層を介在させることで、多重構造に沿って流れる燃焼ガスがドレン受け部のドレンの蒸発により熱を奪われにくくする技術が提案されている。
【０００５】
特許文献３，４には、給湯器の下部に主熱交換器を、また上部に副熱交換器（潜熱回収用熱交換器）を配置し、副熱交換器の下方に排気を上下に分岐させる排気分岐板を設け、この排気分岐板の下方に、ドレン蒸発器固定部と、これの上面に付設されたセラミック板からなるセラミック板製のドレン蒸発部とからなるドレン蒸発器を設ける技術が提案されている。
【０００６】
【特許文献１】特開平４−１０３９６２号公報
【特許文献２】特開２０００−２０５６５８号公報
【特許文献３】特開２００５−６１７９０号公報
【特許文献４】特開２００５−６９６６５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特許文献１の技術では、ドレンの受け体と蒸発音抑制部材を組み込むスペースが必要であること、蒸発音抑制部材にドレンの水垢や埃が付着するため、時々クリーニングが必要であることなどの問題がある。
【０００８】
特許文献２の技術では、ドレンが蒸発するため蒸発音の発生が避けられないため、蒸発音を防止できないという問題がある。特許文献３の技術では、ドレンによる腐食は抑制できるものの、排気分岐部を構成する金属板上に副熱交換器のチューブからドレンが滴下し、そのドレンの一部が蒸発する場合もあるためドレンの蒸発音を完全には防止できない。  本発明の目的は、簡単な構成で製作コストとスペース面で有利な蒸発音防止手段を装備した熱交換器、その熱交換器を採用した給湯装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
請求項１の熱交換器は、燃焼ガスにより加熱される水管と、この水管を保持する缶体ケースとを有する熱交換器において、前記缶体ケースのうちの燃焼ガスの流れ方向下流側の、熱交換を終えた燃焼ガスが通過する部位に、放熱用のコート層を形成した放熱部を設けたことを特徴とするものである。
【００１０】
前記缶体ケースのうちの燃焼ガスの流れ方向下流側の、熱交換を終えた燃焼ガスが通過する部位に、放熱用のコート層を形成した放熱部を設けたため、放熱部の放熱用のコート層の放熱作用により缶体ケースの下流側の一部（熱交換を終えた燃焼ガスが通過する部位）から放熱されるため、缶体ケースの温度上昇を抑制することができる。
【００１１】
請求項２の熱交換器は、燃焼ガスにより加熱される水管と、この水管を収容する収容ケースとを有する熱交換器において、前記収容ケースの底壁のうちの水管からのドレンが落下する部位の少なくとも一部に、放熱用のコート層を形成した放熱部を設けたことを特徴とするものである。前記収容ケースの底壁のうちの水管表面で結露したドレンが落下する部位の少なくとも一部に、放熱用のコート層を形成した放熱部を設けたため、収容ケースの底壁上でのドレンの蒸発音を解消ないしは格段に低減することができ、ドレンの蒸発音によるユーザーの不快感ないし不審感を低減することができる。
【００１２】
請求項３の熱交換器は、請求項２の発明において、前記放熱部は、前記収容ケースの底壁のうちの、燃焼ガスの流れ方向上流側に対応する部位に設けられたことを特徴とするものである。
請求項４の給湯装置は、請求項１〜３の何れかに記載の熱交換器を備えたことを特徴とするのである。
【００１３】
請求項５の給湯装置は、顕熱回収用熱交換器と潜熱回収用熱交換器とを備えた給湯装置であって、請求項１記載の熱交換器を顕熱回収用熱交換器として組み込み、請求項２又は３記載の熱交換器を潜熱回収用熱交換器として組み込んだことを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１４】
請求項１の熱交換器によれば、缶体ケースのうちの燃焼ガスの流れ方向下流側の、熱交換を終えた燃焼ガスが通過する部位に、放熱用のコート層を形成した放熱部を設けたため、放熱部の放熱用のコート層の放熱作用により缶体ケースの下流側の一部（熱交換を終えた燃焼ガスが通過する部位）から放熱されるため、缶体ケースの温度上昇を抑制することができるうえ、缶体ケースの耐久性を向上できる。缶体ケースの上記の所定の部位に放熱用のコート層を形成する構成であるため、構成が簡単で安価に製作でき、組み込む為のスペースも必要としない。
【００１５】
缶体ケースの下流側の一部（熱交換を終えた燃焼ガスが通過する部位）に放熱用のコート層を形成するため、熱交換に供する熱を放熱することなく、缶体ケースの下流側の一部の温度上昇を防止できるから、この熱交換器に潜熱回収用熱交換器を接続する場合には、潜熱回収用熱交換器の収容ケースへ伝導する熱量を減らしてその収容ケースの温度上昇を抑制することができる。
【００１６】
請求項２の熱交換器によれば、収容ケースの底壁のうちの水管からのドレンが落下する部位の少なくとも一部に、放熱用のコート層を形成した放熱部を設けたため、収容ケースの底壁上でのドレンの蒸発音を解消ないしは格段に低減することができ、ドレンの蒸発音によるユーザーの不快感ないし不審感を低減することができる。収容ケースの上記の所定の部位に放熱用のコート層を形成する構成であるため、構成が簡単で安価に製作でき、組み込む為のスペースも必要としない。
【００１７】
請求項３の熱交換器によれば、請求項２の発明において、前記放熱部は、前記収容ケースの底壁のうちの、燃焼ガスの流れ方向上流側に対応する部位に設けられている。前記収容ケースの底壁のうちの、燃焼ガスの流れ方向上流側に対応する部位は、高温の燃焼ガスで加熱されて１００℃以上になりやすく、ドレンの蒸発音が発生しやすいことに鑑み、その部分に放熱部が設けられている。これにより、ドレンの蒸発音を抑制しながら、熱交換器からの熱の無駄な放熱を防止し、熱交換器の性能低下を防止できる。
【００１８】
請求項４の給湯装置は、請求項１〜３の何れかに記載の熱交換器を備えているため、請求項１〜３の何れかの効果を奏する給湯装置が得られる。
【００１９】
請求項５の給湯装置は、顕熱回収用熱交換器と潜熱回収用熱交換器とを備えた給湯装置であって、請求項１記載の熱交換器を顕熱回収用熱交換器として組み込み、請求項２又は３記載の熱交換器を潜熱回収用熱交換器として組み込んだので、缶体ケースの耐久性を向上できる顕熱回収用熱交換器と、ドレンの蒸発音を低減ないし抑制できる潜熱回収用熱交換器を装備した給湯装置が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
本願の発明は、熱交換器においてその缶体ケースのうちの燃焼ガスの流れ方向下流側の、熱交換を終えた燃焼ガスが通過する部位に、放熱用のコート層を形成した放熱部を設けた熱交換器、また、熱交換器の収容ケースの底壁のうちの水管からのドレンが落下する部位の少なくとも一部に、放熱用のコート層を形成した放熱部を設けた熱交換器、また、これらの熱交換器を組み込んだ給湯装置に関するものである。
【実施例１】
【００２１】
この実施例は、給湯装置に組み込まれる潜熱回収用熱交換器に本発明を適用した場合の一例である。以下、図１〜図７に基づいて説明する。
図１〜図７に示すように、潜熱回収用熱交換器１は、給湯装置の顕熱回収用熱交換器（図示略）から排気される燃焼ガスの供給を受けて、給湯装置の水を予熱するものである。  この熱交換器１は、直方体状のステンレス薄板製の収容ケース２、この収容ケース２の内部に収容された熱交換器本体３を有する。この熱交換器本体３は、入水側ヘッダー部４、温水出口側ヘッダー部５、連結ヘッダー部６、複数の水管７ａからなる水管群７などで構成されている。
【００２２】
入水側ヘッダー部４には水入口４ａが形成され、温水出口側ヘッダー部５には温水出口５ａが形成されている。収容ケース１の後面壁には燃焼ガス導入口１０が形成され、収容ケース２の前面壁には燃焼ガス出口１１が形成されている。
図３は熱交換器１の底面図、図４は熱交換器１の左側面図であるが、これらの図に示すように、この潜熱回収用熱交換器１においては、収容ケース２内の水管７ａの表面に結露したドレンが収容ケース２の底壁１２の上に滴下して、底壁１２上で蒸発する際の蒸発音が発生するのを防止するための放熱部１３を形成してある。
【００２３】
具体的には、収容ケース２の底壁１２のうち、燃焼ガス流れ方向の上流側部分に対応する底壁部分が１００℃以上の温度に加熱されやすく、その部分でドレンの蒸発音が発生しやすいことに鑑み、収容ケース２の底壁１２のうちの水管７ａからのドレンが落下する部位の少なくとも一部としての、底壁１２の上流側半分の外表面（図３にハッチングで示す部分）に、放熱用のコート層１３ａからなる放熱部１３が設けられている。
【００２４】
この放熱部１３を形成する放熱用コート層１３ａは、近赤外線（波長７５０ｎｍ〜１５００ｎｍ）から遠赤外線（波長１５００ｎｍ〜１００００ｎｍ）までの範囲の赤外線を放射する特殊放熱性塗膜で構成される。この放熱用コート層１３ａは、例えば、オキツモ株式会社の商品名「クールテック」という放熱性塗膜形成用塗料からなるコート層で構成することができる。この放熱用コート層１３ａを形成することで、底壁１２の温度を約２０℃下げることができるため、ドレンの蒸発音を確実に解消することができる。
【００２５】
次に、上記の熱交換器１の放熱部１３の作用、効果について説明する。
上記のような放熱用コート層１３ａを形成することにより、そのコート層１３ａが形成された部分の温度を約２０℃下げることができ、底壁１２全体を１００℃未満の温度に維持することができるようになったため、水管７ａで発生したドレンが底壁１２に落下したとしても蒸発音は発生せず、蒸発音を伴うことなく徐々に低速で蒸発するようになった。そのため、給湯装置を使うユーザーに不快感ないし不審感を与えていたドレンの蒸発音を確実に解消することができる。しかも、収容ケース２の上記の一部に放熱用のコート層１３ａを形成するだけでよいので、構成が簡単で安価に製作でき、組み込む為のスペースも必要としない。
【００２６】
尚、給湯装置の負荷が著しく増大したような場合には、燃焼ガス量が増大し、収容ケース２の底壁１２の温度上昇が増大することも有り得るので、底壁１２の全面の外表面に、放熱用コート層１３ａを形成してもよい。また、放熱用コート層１３ａが耐酸性のものでドレンにより劣化する虞がない場合には、放熱用コート層１３ａを底壁１２の外表面に限らず内面に形成してもよいし、また、放熱用コート層１３ａを底壁１２の外表面に形成する場合でも、収容ケース２の耐蝕性や耐久性を高めることもができる。
【実施例２】
【００２７】
この実施例は、給湯装置に組み込まれる顕熱回収用熱交換器に本発明を適用した場合の一例であり、この顕熱回収用熱交換器の缶体ケース２１には、実施例１で説明した潜熱回収用燃焼の収容ケース２が接続される。以下、図８，図９に基づいて説明する。
図８，図９に示すように、この顕熱回収用熱交換器２０は、缶体ケース２１、この缶体ケース２１に保持された水管２２、缶体ケース２１内の水管２２に伝熱する多数のフィン２３、缶体ケース２１の下端に形成された燃焼ガス導入口２４、缶体ケース２１の上端に形成された燃焼ガス出口２５などを備えている。
【００２８】
前記の水管２２は、水が導入される水導入管２６と、湯が出て行く出湯管２７に接続されている。水導入管２６から延びる水管２２は、缶体ケース２１の外周側に配設されて水の予熱に供され、その水管２２の下流側が缶体ケース２１内のフィン−チューブ式熱交換部２８の水管２２に連なり、フィン−チューブ式熱交換部２８で加熱された湯が流れる水管２２の下流端が出湯管２７に接続されている。
【００２９】
ここで、缶体ケース２１のうちの燃焼ガスの流れ方向下流側（上側）の、熱交換を終えた燃焼ガスが通過する部位の缶体ケース２１の全周の外面に、図８にハッチングで示すように、放熱用のコート層２９ａを形成した放熱部２９が設けられている。この放熱用のコート層２９ａは、実施例１の放熱用のコート層１３ａと同様のものであるので、ここでは説明を省略する。
【００３０】
次に、この顕熱回収用熱交換器２０の作用、効果について説明する。
熱交換を終えた燃焼ガスが通過する部位の缶体ケース２１の全周の外面に放熱用のコート層２９ａが形成されているため、この熱交換器２０における熱交換能力を確保しながら、缶体ケース２１の温度上昇を抑制して耐久性を向上できる。また、潜熱回収用熱交換器の収容ケースに接続される部位の缶体ケース２１の温度を下げることができ、同時に、潜熱回収用熱交換器の収容ケースが接続される部位の温度を下げることができる。
【実施例３】
【００３１】
図１０、図１１に示すように、この実施例の給湯装置４０は、実施例２の顕熱回収用熱交換器２０と、この顕熱回収用熱交換器２０に接続された実施例１の潜熱回収用熱交換器１とを備えた給湯装置である。そのため、実施例１，２の構成部材（構成要素）と同一のものに同一符号を付して説明を省略し、追加的な構成部材について説明する。
【００３２】
燃焼バーナー４２の上側に顕熱回収用熱交換器２０が設置され、この顕熱回収用熱交換器２０の缶体ケース２１の上端に燃焼ガスダクト４５が接続され、この燃焼ガスダクト４５に潜熱回収用熱交換器１の収容ケース２が接続され、燃焼ガスが燃焼ガスダクト４５により潜熱回収用熱交換器１の燃焼ガス導入口１０に導かれる。  
【００３３】
潜熱回収用熱交換器１の底壁には、実施例１と同様に、ドレンの蒸発音を防止するための放熱用のコート層１３ａからなる放熱部１３が設けられている。顕熱回収用熱交換器２０の缶体ケース２１のうちの、熱交換を終えた燃焼ガスが通過する部位の全周の外面には、放熱用のコート層２９ａからなる放熱部２９が設けられている。
【００３４】
燃焼バーナー４２のバーナー本体４２ａには、ガス供給管４３から燃料ガスが供給され、送風ファン４４から空気が送風される。この給湯装置４０において、燃焼バーナー４２と顕熱回収用熱交換器２０と、潜熱回収用熱交換器１と、潜熱回収用熱交換器１で発生するドレンを中和する為の中和器４６、図示外の配管類などは、ケース４１内に収容されている。
【００３５】
この給湯装置４０における潜熱回収用熱交換器１の放熱部１３の作用、効果については実施例１と同様である。顕熱回収用熱交換器２０の放熱部２９の作用、効果については実施例２とほぼ同様であるが、放熱部２９を設けたため、缶体ケース２１から燃焼ガスダクト４５に伝達される熱量が低減され、潜熱回収用熱交換器１の収容ケース２の温度上昇が抑制され、ドレンの蒸発音が一層発生しにくくなる。
【００３６】
前記実施例では、給湯装置に装備される潜熱回収用熱交換器や、顕熱回収用熱交換器を例として説明したが、給湯装置に設けられる熱交換器以外の熱交換器にも本発明を適用可能である。また、当業者であれば、本発明の趣旨を逸脱することなく、前記実施例に種々の変更を付加した形態で実施可能であり、本発明はそれらの変更形態をも包含するものである。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】本発明の実施例１の潜熱回収用熱交換器の平面図である。
【図２】図１の熱交換器の正面図である。
【図３】図１の熱交換器の底面図である。
【図４】図１の熱交換器の左側面図である。
【図５】図１の熱交換器の右側面図である。
【図６】図１の熱交換器の熱交換器本体の平面図である。
【図７】図１の熱交換器の熱交換器本体の正面図である。
【図８】実施例２の顕熱回収用熱交換器の正面図である。
【図９】図８の熱交換器の一部切欠き縦断側面図である。
【図１０】実施例３の給湯装置の要部正面図である。
【図１１】図１０のＸＩ−ＸＩ線断面図である。
【符号の説明】
【００３８】
１        潜熱回収用熱交換器
２        収容ケース
７ａ      水管
１２      底壁
１３      放熱部
１３ａ    放熱用コート層
２０      顕熱回収用熱交換器
２１      缶体ケース
２９      放熱部
２９ａ    放熱用コート層
４０      給湯装置
【図１】
0004753155.tif 000002
【図２】
0004753155.tif 000003
【図３】
0004753155.tif 000004
【図４】
0004753155.tif 000005
【図５】
0004753155.tif 000006
【図６】
0004753155.tif 000007
【図７】
0004753155.tif 000008
【図８】
0004753155.tif 000009
【図９】
0004753155.tif 000010
【図１０】
0004753155.tif 000011
【図１１】
0004753155.tif 000012