(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
並列に配置された複数の横管と、該複数の横管の両端部がそれぞれ連通する第１縦ヘッダ及び第２縦ヘッダとを有し、前記複数の横管によって形成される面が並列に配置された、複数の横パネルと、
並列に配置された複数の縦管と、該複数の縦管の両端部がそれぞれ連通する第１横ヘッダ及び第２横ヘッダとを有し、前記複数の縦管によって形成される面が並列に配置されるとともに、それらの面が前記複数の横管によって形成される面と並列に配置された、複数の縦パネルと、
前記横ヘッダのうち上側に位置する第１横ヘッダの一方の端部に接続され、前記複数の縦パネルに熱媒を供給する、熱媒供給頂部ヘッダと、
前記縦ヘッダのうち第１縦ヘッダに接続され、前記複数の横パネルに熱媒を供給する熱媒供給底部ヘッダと、
前記第１横ヘッダの他方の端部と前記第２縦ヘッダとに接続され、前記複数の縦パネル及び前記複数の横パネルから排出される熱媒を収集する、熱媒収集頂部ヘッダと
を備えた熱交換器。
【請求項２】
前記第１横ヘッダは、内部空間を二分割する仕切板を有し、前記仕切板によって二分割された前記内部空間の一方の空間に連通する縦管内の熱媒の流れと、前記仕切板によって二分割された前記内部空間の他方の空間に連通する縦管内の熱の流れとが逆方向となるように構成された、請求項１に記載の熱交換器。
【請求項３】
前記複数の横パネルと前記複数の縦パネルとが交互に配置された、請求項１に記載の熱交換器。
【請求項４】
前記熱媒供給底部ヘッダと前記第１縦ヘッダとの間及び前記熱媒収集頂部ヘッダと前記第２縦ヘッダとの間は、接続管を介して連通されており、前記接続管は、前記第１縦ヘッダ及び前記第２縦ヘッダの端部に設けられた貫通孔を有する小口板から突出する鞘管の内側に、一方の端部が嵌合するように設けられている、請求項１に記載の熱交換器。
【請求項５】
前記熱媒供給底部ヘッダが接続されていない前記第２縦ヘッダの下端には、前記熱媒供給底部ヘッダに対応する位置に転倒防止用部材が設けられた、請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の熱交換器。
【請求項６】
前記複数の縦管、前記複数の横管、前記一対の横ヘッダ、前記一対の縦ヘッダ、前記熱媒供給頂部ヘッダ、前記熱媒供給底部ヘッダ、及び前記熱媒収集頂部ヘッダの１つ又は複数がプラスチック樹脂製である、請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の熱交換器。
【請求項７】
第１の熱媒が内部を流れる請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の熱交換器と、
前記熱交換器を収容する函体と、
前記函体内に、前記熱交換器によって熱が回収される別の熱媒を供給する供給部と、
前記函体内から前記別の熱媒を排出する排出部と、
を有する熱交換システム。
【請求項８】
前記熱媒供給頂部ヘッダ及び熱媒収集頂部ヘッダが前記函体の外部に配置されている、請求項７に記載の熱交換システム。
【請求項９】
前記請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の熱交換器を用いた熱交換システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、熱交換システムに関し、より具体的には、格子状熱交換器、及びその熱交換器を用いた熱交換システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
排熱エネルギーを回収して給湯などに再利用する手法は、既に、各種提案され実施されている。
特許文献１に記載の熱交換器は、金属製の中空箱体で構成されたケーシング内に、表面及び裏面に多数の突起部を備えた金属製の平板を多層形成した伝熱体を配置して、平板の表面側突起と裏面側突起との当接によって生じた間隔を上下交互に異なる流路とし、一方の第１流路には高温の流体が流通し、他方の第２流路には低温の流体が流通して熱交換を実施するものである。
【０００３】
特許文献２に記載の熱交換器は、交互に配置された第１の熱交換プレートと第２の熱交換プレートとの間に、プレート面から突出配置するガスケットやプレート面に備える凹凸部の当接によって生じる２つの間隔を設け、一方の間隔には第１の熱媒を通水し、他方の間隔には第２の熱媒を通水して熱交換を実施するものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１２−１１７６８１号公報
【特許文献２】特表２００９−５００５８８号公報
【特許文献３】特許第５５６７１０３号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１に記載の熱交換器は、平板の上下端が、熱交換器の短辺方向に亘って側板シール部材に被覆されて縁押え金具に密接配置するが、高温空気の流通による側板シール部材の熱変化やそれ自体の経年劣化で、第１流路及び第２流路の気密性確保に問題が生じるおそれがある。また、金属製のケーシング内に金属製の平板を多層形成した伝熱体を配置しているため、重量が重く、製作、運搬及び取付時の作業性やメンテナンス作業性に課題がある。
【０００６】
特許文献２に記載の金属製プレート式熱交換器は、異物が多い流体を熱媒として用いる場合には、隣接する熱交換プレート間の凹部や凸部が閉塞し、熱交換プレート間の流水に支障を与え、熱交換能力の低下を招く。したがって、高頻度の洗浄を要するが、熱交換プレートの洗浄は、締付けボルトを取外してプレートごとに洗浄するため煩雑な作業となる。熱交換プレート及びガスケットは、熱媒に応じて材料を選定することになり、例えば腐食性の高い流体を熱媒として利用する場合には、高価となる。ガスケットは、プレートの取外しで損傷を受けると共に、熱媒の影響やガスケット自体の経年変化によって、劣化が生じる。さらに、金属製であるため、重量が重く、製作、運搬及び取付の際の作業性が悪い。
【０００７】
本発明者らは、例えば特許文献３において、全プラスチック樹脂製の柵状熱交換器を用いた冷暖房システムを提案している。この熱交換器は、上下ヘッダ間に複数の縦管を並列に配置したパネルを複数枚積層させた構成である。このような柵状熱交換器においては、あるパネルの縦管の間を通り抜けた熱媒がその後方のパネルの細管に当たるようにすれば、熱量をさらに回収することができ、より効率の高い熱交換器が実現可能である。
【０００８】
本発明は、これらの従来例の問題を解決して、種々の気体及び液体の排熱から高効率で熱エネルギーを回収することができるとともにメンテナンス性の高い熱交換器と、こうした熱交換器を用いた熱交換システムとを提供することを目的とする。
本発明はさらに、熱交換効率に悪影響を及ぼす可能性のある熱交換器内の空気だまりを防止することができる格子状の熱交換器と、こうした熱交換器を用いた熱交換システムと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】
【０００９】
第１の態様において、本発明は、熱交換器を提供する。熱交換器は、複数の横パネルと複数の縦パネルとを備える。横パネルは、並列に配置された複数の横管と、該複数の横管の両端部がそれぞれ連通する第１縦ヘッダ及び第２縦ヘッダとを有し、複数の横管によって形成される面が並列に配置されている。縦パネルは、並列に配置された複数の縦管と、該複数の縦管の両端部がそれぞれ連通する第１横ヘッダ及び第２横ヘッダとを有し、複数の縦管によって形成される面が並列に配置されているとともに、それらの面が複数の横管によって形成される面と並列に配置されている。
【００１０】
熱交換器は、さらに、熱媒供給頂部ヘッダと、熱媒供給底部ヘッダと、熱媒収集頂部ヘッダとを備える。熱媒供給頂部ヘッダは、横ヘッダのうち上側に位置する第１横ヘッダの一方の端部に接続され、複数の縦パネルに熱媒を供給する。熱媒供給底部ヘッダは、縦ヘッダのうち第１縦ヘッダに接続され、複数の横パネルに熱媒を供給する。熱媒収集頂部ヘッダは、第１横ヘッダの他方の端部と第２縦ヘッダとに接続され、複数の縦パネル及び複数の横パネルから排出される熱媒を収集する。
【００１１】
一実施形態においては、第１横ヘッダは、内部空間を二分割する仕切板を有し、該仕切板によって二分割された内部空間の一方の空間に連通する縦管内の熱媒の流れと、仕切板によって二分割された内部空間の他方の空間に連通する縦管内の熱の流れとが逆方向となるように構成されることが好ましい。
【００１２】
本発明は、第１の態様と同様の複数の横パネルと複数の縦パネルとを備える熱交換器の第２の態様を提供する。この熱交換器は、熱媒供給底部ヘッダと、熱媒収集頂部ヘッダとを備える。熱媒供給底部ヘッダは、横ヘッダのうち下側に位置する第２横ヘッダの一方の端部と縦ヘッダのうち第１縦ヘッダとに接続され、複数の縦パネル及び複数の横パネルに熱媒を供給する。熱媒収集頂部ヘッダは、第１横ヘッダの他方の端部と第２縦ヘッダとに接続され、複数の縦パネル及び複数の横パネルから排出される熱媒を収集する。すなわち、第１の態様の熱交換器と異なり、第２の態様の熱交換器の内部を流れる熱媒は、熱交換器の下方の熱媒供給ヘッダから供給され、横パネル及び縦パネルの内部を上方に向かって流れ、上方の熱媒収集ヘッダによって収集された後、熱交換器から出て行くことになる。
【００１３】
一実施形態においては、第１及び第２の態様の熱交換器は、複数の横パネルと複数の縦パネルとが交互に配置されていることが好ましい。
【００１４】
一実施形態においては、熱媒供給底部ヘッダと第１縦ヘッダとの間及び熱媒収集頂部ヘッダと第２縦ヘッダとの間は、接続管を介して連通されており、接続管は、第１縦ヘッダ及び第２縦ヘッダの端部に設けられた貫通孔を有する小口板から突出する鞘管の内側に、一方の端部が嵌合するように設けられることが好ましい。
【００１５】
一実施形態においては、熱媒供給底部ヘッダが接続されていない第２縦ヘッダの下端には、熱媒供給底部ヘッダに対応する位置に転倒防止用部材が設けられることが好ましい。また、一実施形態に置いては、複数の縦管、複数の横管、一対の横ヘッダ、一対の縦ヘッダ、熱媒供給頂部ヘッダ、熱媒供給底部ヘッダ、及び熱媒収集頂部ヘッダのいずれか又は全ては、プラスチック樹脂製であることが好ましい。
【００１６】
第３の態様において、本発明は、第１の熱媒と第２の熱媒との間で熱交換を行う熱交換システムを提供する。熱交換システムは、第１の熱媒が内部を流れる上述の熱交換器と、熱交換器を収容する函体と、函体内に、熱交換器によって熱が回収される第２の熱媒を供給する供給部と、函体内から第２の熱媒を排出する排出部とを有する。一実施形態においては、熱交換器の熱媒供給頂部ヘッダ及び熱媒収集頂部ヘッダは、函体の外部に配置されていることが好ましい。
【発明の効果】
【００１７】
本発明に係る熱交換器は、複数の横パネルと複数の縦パネルとが小間隔で、好ましくは交互に配置されているため、複数の横パネルの各々に設けられた複数の横管と、複数の縦パネルの各々に設けられた複数の縦管とによって、格子状の集熱面が形成される。したがって、ある横パネル（又は縦パネル）の複数の横管（又は複数の縦管）の間を抜け、そのパネルでは熱回収が行われなかった第２の熱媒の一部が、その後方の縦パネル（又は横パネル）の複数の縦管（又は複数の横管）に当たって熱回収されるため、貫流する第２の熱媒から均質かつ高効率に温熱を回収することが出来る。このような効果は、第２の熱媒が気体の場合に特に顕著である。
【００１８】
また、本発明の熱交換器は、プラスチック樹脂を用いて形成された場合には、軽量で、製作、運搬、取付作業が容易である。複数の横パネル及び複数の縦パネルを構成する縦ヘッダ、横ヘッダ、複数の横管、複数の縦管並びに頂部ヘッダは、押出成形によるパイプで準備することができるため、安価、均質かつ高品質である。縦ヘッダ、横ヘッダ及び頂部ヘッダは、大径のパイプの一側面に自動孔開機で穿設される複数の取付孔を備えており、縦ヘッダと複数の横管との接続、横ヘッダと複数の縦管との接続、並びに、縦ヘッダ及び横ヘッダから突出する複数の接続管と頂部ヘッダとの接続は、融着によって行うことができるため、均質の横パネル及び縦パネルを簡単かつ低コストで作製することができる。横パネルの縦ヘッダ、縦パネルの横ヘッダ及び頂部ヘッダは同質同径であり、複数の横管及び複数の縦管も同質同径であるため、パイプの切断、部材管理、融着が容易である。
【００１９】
さらに本発明の熱交換器は、横パネルに下方から熱媒が供給され上方から排出されるように構成されているため、横パネル内の空気や熱媒内の溶存酸素が熱媒の流れによって熱交換器から押し出され、空気溜まりの発生を防止することができ、より熱交換効率を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の一実施形態による熱交換器の全体図であり、（Ａ）は熱交換器の正面図、（Ｂ）は熱交換器の上面図、（Ｃ）は熱交換器の左側面図である。
【図２】本発明の一実施形態による熱交換器を構成するパネルの説明図であり、（Ａ）は横パネルの正面図、（Ｂ）は横パネルの側面図、（Ｃ）は縦パネルの正面図、（Ｄ）は縦パネルの側面図である。
【図３】本発明の一実施形態による熱交換器の内部を流れる熱媒の流れを説明するための図であり、（Ａ）は縦パネルにおける流れを熱交換器の左側面からみた図、（Ｂ）は縦パネルにおける流れを正面からみた図、（Ｃ）は縦パネルにおける流れを右側面からみた図、（Ｄ）は横パネルにおける流れを熱交換器の左側面からみた図、（Ｅ）は横パネルにおける流れを正面からみた図、（Ｆ）は横パネルにおける流れを右側面からみた図である。
【図４】本発明の一実施形態による熱交換器の部分断面図であり、（Ａ）は横パネルの縦ヘッダの長さ方向に沿った断面の一部を示す図、（Ｂ）は縦パネルの横ヘッダの長さ方向に沿った断面の一部を示す図である。
【図５】本発明の一実施形態による熱交換器の部分断面図であり、（Ａ）は頂部ヘッダの長さ方向に沿った断面の一部を左側面からみた図であり、（Ｂ）は頂部ヘッダの長さ方向に沿った断面の一部を右側面からみた図である。
【図６】本発明の一実施形態による熱交換器を用いた熱交換システムの具体例を示す図であり、（Ａ）は熱交換システムの上面図、（Ｂ）は函体内に収納された状態の熱交換器の正面図、（Ｃ）は函体内に収納された状態の熱交換器の左側面図である。
【図７】図６に示される熱交換システムにおいて熱交換器を収納する函体の斜視図である。
【図８】本発明の一実施形態による熱交換器を用いた別の熱交換システムの具体例を示す図であり、（Ａ）は熱交換システムの上面図、（Ｂ）は槽内に収納された状態の熱交換器の正面図、（Ｃ）は槽内に収納された状態の熱交換器の右側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
［本発明に係る熱交換器の概要］
図１は、本発明の一実施形態による熱交換器Ｈｅを示す。図２は、熱交換器Ｈｅを構成する二種類の集熱パネルを示す。図３は、熱交換器Ｈｅ内における第１の熱媒の流れを示す。図４及び図５は、熱交換器Ｈｅの部分断面図を示す。
【００２２】
熱交換器Ｈｅは、図１に示されるように、複数の集熱パネルが並列に配置され、それらの集熱パネルの各々と、頂部ヘッダ３ａ及び頂部ヘッダ３ｂとが接続された構造を有する。複数の集熱パネルは、図２（Ａ）に示される横パネル１と、図２（Ｂ）に示される縦パネル２とを、それぞれ複数枚ずつ備えて構成することができる。熱交換器Ｈｅは、複数の横パネル１の各々と複数の縦パネル２の各々とが、交互に配置されることが好ましいが、これに限定されるものではなく、例えば横パネル１の間に２枚の縦パネル２が配置されるようにしてもよく、２枚の横パネル１と２枚の縦パネル２とが交互に配置されるようにしてもよい。
【００２３】
複数の横パネル１の各々は、図２（Ａ）に示されるように、概ね平行に配置された第１縦ヘッダ１０ａと第２縦ヘッダ１０ｂとの間に、これらの縦ヘッダ１０ａ、１０ｂより径が小さい同径同長の複数の横管１１が、第１縦ヘッダ１０ａ及び第２縦ヘッダ１０ｂの長さ方向に沿って並列に配置された構造を有する。複数の横管１１は、その両端部において第１縦ヘッダ１０ａ及び第２縦ヘッダ１０ｂと連通している。第１縦ヘッダ１０ａ及び第２縦ヘッダ１０ｂの上端部には、接続管１３ａ、１３ｂが上方に突出して設けられ、第１縦ヘッダ１０ａの下端部には、接続管１３ｃが下方に突出して設けられている。
【００２４】
複数の縦パネル２の各々は、図２（Ｃ）に示されるように、概ね平行に配置された第１横ヘッダ２０ａと第２横ヘッダ２０ｂとの間に、これらの横ヘッダ２０ａ、２０ｂより径が小さい同径同長の複数の縦管２１が、第１横ヘッダ２０ａ及び第２横ヘッダ２０ｂの長さ方向に沿って並列に配置された構造を有する。複数の縦管２１は、その両端部において第１横ヘッダ２０ａ及び第２横ヘッダ２０ｂと連通している。第１横ヘッダ２０ａの左端部上面には接続管２３ａが、右端部上面には接続管２３ｂが、それぞれ上方に突出して設けられ、第２横ヘッダ２０ｂの左端部下面には接続管２３ｃが、下方に突出して設けられている。
【００２５】
第１縦ヘッダ１０ａに設けられた接続管１３ａと、第１横ヘッダ２０ａの左端部に設けられた接続管２３ａとには、縦パネル２に供給される第１の熱媒を案内する熱媒供給頂部ヘッダ３ａの側面が接続されている。縦ヘッダ１０ｂに設けられた接続管１３ｂと、第１横ヘッダ２０ａの右端部に設けられた接続管２３ｂとには、横パネル１及び縦パネル２から排出される第１の熱媒を収集する熱媒収集頂部ヘッダ３ｂの側面が接続されている。熱媒供給頂部ヘッダ３ａ及び熱媒収集頂部ヘッダ３ｂは、その長さ方向が複数の横管１１及び複数の縦管２１によって形成される集熱面と直交する方向になるように、配置される。なお、本発明において熱交換器内を流れる第１の熱媒は、気体や、水道水、井水などといった異物のない液体であり、典型的には、水道水である。
【００２６】
第１縦ヘッダ１０ａに設けられた接続管１３ｃと、第２横ヘッダ２０ｂの左端部に設けられた接続管２３ｃとには、横パネル１に供給される第１の熱媒を案内する熱媒供給底部ヘッダ３ｃの側面が接続されている。熱媒供給底部ヘッダ３ｃは、その長さ方向が複数の横管１１及び複数の縦管２１によって形成される集熱面と直交する方向になるように、配置される。
【００２７】
熱媒供給頂部ヘッダ３ａは、縦パネル２に供給される第１の熱媒を案内するためのものであるため、接続管２３ａと連通しており、接続管１３ａとは連通していない。また、熱媒供給底部ヘッダ３ｃは、横パネル１に供給される第１の熱媒を案内するためのものであるため、接続管１３ｃと連通しており、接続管２３ｃとは連通していない。熱媒収集頂部ヘッダ３ｂは、横パネル１及び縦パネル２から排出される第１の熱媒を収集するためのものであるため、接続管１３ｂ及び接続管２３ｂと連通している。
【００２８】
第２縦ヘッダ１０ｂの下端部に、接続管１３ｄが下方に突出して設けられ、第２横ヘッダ２０ｂの右端部下面に、接続管２３ｄが下方に突出して設けられることが好ましい。さらに、接続管１３ｄ及び接続管２３ｄには、熱媒供給底部ヘッダ３ｃに対応する位置に、熱媒供給底部ヘッダ３ｃと同長同径の部材３ｄが接続されることが好ましい。接続管１３ｄ及び２３ｄは、それぞれ第２縦ヘッダ１０ｂ及び第２横ヘッダ２０ｂと連通していない。部材３ｄは、熱交換器Ｈｅの転倒防止用部材として機能する。
【００２９】
縦パネル２において、第１横ヘッダ２０ａは、内部空間を二分割する仕切板２４を有する。仕切板２４の位置は、図２（Ｃ）においては、最も左側の縦管２１と、左から２番目の縦管２１との間に相当する位置とされているが、この位置に限定されるものではない。仕切板２４の位置は、例えば左から３番目の縦管２１と４番目の縦管２１との間に相当する位置や、最も右側の縦管２１と右から２番目の縦管２１との間に相当する位置であってもよい。第１横ヘッダ２０ａに仕切板２４を設けることによって、仕切板２４で分割された一方の空間２０ａ１（図４（Ｂ）参照）に連通する１つ（又は複数）の縦管２１内の第１の熱媒の流れと、仕切板２４で分割された他方の空間２０ａ２（図４（Ｂ）参照）に連通する１つ（又は複数）の縦管２１内の第１の熱媒の流れとを逆方向の流れにすることができる。このことによって、例えば図３を用いて後述されるような、複数の縦パネル２における第１の熱媒の流れを実現することができる。
【００３０】
熱媒供給頂部ヘッダ３ａには、複数の縦パネル２に供給される第１の熱媒が通る入水管３０ａが接続され、熱媒収集頂部ヘッダ３ｂには、複数の横パネル１及び複数の縦パネル２から排出される第１の熱媒が通る出水管３０ｂが接続される。また、熱媒供給底部ヘッダ３ｃには、複数の横パネル１に供給される第１の熱媒が通る入水管３０ｃが接続される。
【００３１】
図３は、熱交換器Ｈｅ内における第１の熱媒の流れを示す図である。本実施形態においては、第１の熱媒は、入水管３０ａから熱媒供給頂部ヘッダ３ａに入り、接続管２３ａを介して複数の縦パネル２に供給される（図３（Ａ））。同時に、第１の熱媒は、入水管３０ｃから熱媒供給底部ヘッダ３ｃにも入り、接続管１３ｃを介して複数の横パネル１に供給される（図３（Ｄ））。
【００３２】
縦パネル２における第１の熱媒の流れは、以下のとおりである。入水管３０ａから供給される第１の熱媒の流れｆａは、熱媒供給頂部ヘッダ３ａ内を横水流ｆｂとして流れる。第１の熱媒は、熱媒供給頂部ヘッダ３ａの下面から垂下する接続管２３ａによって下降流ｆｃに方向転換され、第１横ヘッダ２０ａに入るが、第１横ヘッダ２０ａには仕切板２４が設けられているため、第１の熱媒は、第１横ヘッダ２０ａの空間２０ａ１を経由して、複数の縦管２１のうち仕切板２４より左側の縦管２１内を下降流ｆｄとして流れる（図３（Ａ）、図３（Ｂ））。第１の熱媒は、左側の縦管２１から横ヘッダ２０ｂに入って横水流ｆｅとして流れ、その後、複数の縦管２１のうち仕切板２４より右側の縦管２１内を上昇流ｆｆとして流れる（図３（Ｂ））。複数の縦管２１内を流れている間、第１の熱媒と第２の熱媒との間で熱交換が行われる。第１の熱媒は、次に第１横ヘッダ２０ａの空間２０ａ２に入って横水流ｆｇとなり、接続管２３ｂを上昇流ｆｈとして流れた後、熱媒収集頂部ヘッダ３ｂ内を横水流ｆ７として流れ、出水管３０ｂから排出流ｆ８として排出される（図３（Ｃ））。
【００３３】
縦パネル２の第１横ヘッダ２０ａにおける仕切板２４の位置を変えた場合には、熱媒供給頂部ヘッダ３ａから接続管２３ａを介して縦パネル２に入った第１の熱媒が下降流ｆｄとして流れる縦管２１の本数と、上昇流ｆｆとして流れる縦管２１の本数とが、仕切板２４の位置に応じて変わることになる。第１の熱媒の流水により熱交換器内の空気が効果的に抜けて排出されるように、複数の縦パネル２における複数の縦管２１内の流れの方向は上昇流であることが好ましい。したがって、仕切板２４の位置及び第１の熱媒の流れの方向は、複数の縦管２１のうちできるだけ多くの縦管２１において第１の熱媒が上昇流ｆｆとして流れるように、設定されることが好ましい。
【００３４】
横パネル１における第１の熱媒の流れは、以下のとおりである。入水管３０ｃから供給される第１の熱媒の流れｆ１は、熱媒供給底部ヘッダ３ｃに入り、横水流ｆ２として流れる（図３（Ｄ））。第１の熱媒は、接続管１３ｃによって上昇流ｆ３に方向転換され、第１縦ヘッダ１０ａに入り、第１縦ヘッダ１０ａ内を上昇流ｆ４として流れる。第１の熱媒は、第１縦ヘッダ１０ａから複数の横管１１に入り、複数の横管１１内を横水流ｆ５として流れる（図３（Ｅ））。複数の横管１１内を流れている間、第１の熱媒と第２の熱媒との間で熱交換が行われる。第１の熱媒は、次に第２縦ヘッダ１０ｂに入り、その内部を上昇流ｆ６として流れ、接続管１３ｂを通って熱媒収集頂部ヘッダ３ｂを横水流ｆ７として流れた後、出水管３０ｂから排出流ｆ８として排出される（図３（Ｆ））。横パネル１においては、第１の熱媒が左下方から入り、横管１１内を横向きに流れた後に、右上から排出されるため、横パネル１内の空気や第１の熱媒の溶存酸素は、第１の熱媒の通水による押圧で、横パネル１から排出される。
【００３５】
熱交換器Ｈｅにおいて、隣接する接続管（例えば、接続管１３ａと接続管２３ａ）の長さ方向中心線間の間隔（ｇＡ）、縦ヘッダ１０と横ヘッダ２０との間の間隔（ｇＢ）、隣接する横管１１の間又は隣接する縦管２１の間の間隔（ｇＣ）、横パネル１の横管１１と縦パネル２の縦管２１との間の間隔（ｇＤ）については、第２の熱媒の種類や性状に応じて適切に設計されればよく、特に限定されるものではないが、第２の熱媒として異物が含まれる流体を用いる場合でも、少なくともその異物が上記間隔の各々に閉塞しない程度に密接していることが好ましい。本発明において、熱交換器Ｈｅの外部を流れる第２の熱媒は、特に限定されないが、第１の熱媒より高温の気体又は液体とすることができ、高温の気体であることがより好ましい。
【００３６】
複数の横パネル１の各々においては、第１縦ヘッダ１０ａ内を上昇流として流れる第１の熱媒が、複数の横管１１の各々に均等に分配されて流入し、複数の横パイプ１１の各々の内部を反対側の第２縦ヘッダ１０ｂに向かって流れ、第２縦ヘッダ１０ｂ内で上昇流として収集される。したがって、複数の横パネル１の各々においては、各々の集熱面は、実質的に均斉な集熱作用を奏する。複数の縦パネル２の各々においては、第１横ヘッダ２０ａの左側端部の位置、すなわち複数の縦管２１への第１の熱媒の実質的な供給位置から、第１横ヘッダ２０ａの右側端部の位置、すなわち第１の熱媒の排出位置までの、第１の熱媒の流水経路は、いずれの縦管２１を経由する場合でも同一長である。したがって、複数の縦パネル２の各々においても、各々の集熱面は、実質的に均斉な集熱作用を奏する。
【００３７】
また、複数の横管１１によって形成される面を集熱面とする横パネル１と、複数の縦管２１によって形成される面を集熱面とする縦パネル２とは、複数の横管１１及び複数の縦管２１の間の間隔、複数のパネル間の前後間隔（横パネル１と縦パネル２との間の間隔）を保って配置されるため、横管１１及び縦管２１の周囲を流れる空気や温水などの第２の熱媒の温熱を効率良く回収して、複数の横管１１及び複数の縦管２１内の第１の熱媒に均斉な加熱作用を奏する。
【００３８】
熱交換器Ｈｅは、横パネル１においては大径の第１縦ヘッダ１０ａ及び第２縦ヘッダ１０ｂが両側に略平行に存在し、縦パネル２においては大径の第１横ヘッダ２０ａ及び第２横ヘッダ２０ｂが上下に略平行に存在するため、隣接する横パネル１と縦パネル２との間隔、すなわち両パネルの集熱面間の間隔は、下端から上端まで同一寸法で上下開通状態となる。したがって、熱交換器Ｈｅ内における第２の熱媒の流れは、澱むことなくスムーズに貫流し、高い熱伝達を達成する。
【００３９】
第１の熱媒の流れの影響で生じることがある熱交換器Ｈｅ内の空気は、複数の横パネル１においては右側の縦ヘッダ１０ｂ上端部から、縦パネル２においては上側の横ヘッダ２０ａの右端部から、熱媒収集頂部ヘッダ３ｂ及び出水管３０ｂを経て、熱源機に常備される膨張タンクやエア抜き具から放出させることができる。したがって、熱交換器Ｈｅ自体にエア抜き装置を設けることは不要であり、高性能で稼働率に優れた熱交換器を提供することが出来る。
【００４０】
熱交換器Ｈｅは、一部をプラスチック樹脂により形成することができ、全体をプラスチック樹脂により形成することがより好ましい。全体がプラスチック樹脂により形成される場合には、軽量かつ安価で、作業性に優れるものとなる。また、全プラスチック樹脂製熱交換器Ｈｅは、耐腐食性が高く、第２の熱媒が高温かつ腐食性の気体である場合や、酸性やスケール分、浮遊物質、油分がある水質、源泉にシャンプーや石鹸、毛髪、垢などが含まれる排湯水の場合でも、長期間使用後の引張強度結果や破断試験結果は良好であり、物性低下がなく、耐久性に優れる。
【００４１】
全プラスチック樹脂製熱交換器Ｈｅは、熱交換器Ｈｅの構成要素である縦ヘッダ１０及び横管１１、横ヘッダ２０及び縦管２１、並びに頂部ヘッダ３ａ、３ｂ及び底部ヘッダ３ｃを、いずれも単純かつ安価な形状の押出成形で準備することができ、縦ヘッダ１０への横管１１の取付位置、横ヘッダ２０への縦管２１の取付位置、縦ヘッダ１０及び横ヘッダ２０の頂部ヘッダ３ａ、３ｂ及び底部ヘッダ３ｃへの取付位置などの配置も自由に選択することができる。したがって、複数の横管１１及び複数の縦管２１を並列に配置した高性能なパネルを、簡単かつ安価に製作することが可能であり、さらに、横パネル１及び縦パネル２の数を容易に増減することができるため、需要者の要求に容易に対応することが可能である。
【００４２】
全プラスチック樹脂製熱交換器Ｈｅは、頂部ヘッダ３ａ、３ｂで各パネルの上部を連結するだけでなく、底部ヘッダ３ｃ及び転倒防止用部材３ｄで下部を連結することにより、熱媒の押圧による各パネル群の変形を小さくし、各管の変形によって生じる管内の圧力損失が小さくなり、各パネル群は均質な採熱を達成することができる。
【００４３】
[熱交換器の実施例]
以下に、全プラスチック製熱交換器Ｈｅを例として、本発明に係る熱交換器の実施例を説明する。
（熱交換器Ｈｅの構造）
熱交換器Ｈｅは、図１に示されるように、複数の横パネル１と複数の縦パネル２とを交互に並列に配置し、これらの複数の横パネル１及び複数の縦パネル２を、熱媒供給頂部ヘッダ３ａ、熱媒収集頂部ヘッダ３ｂ、熱媒供給底部ヘッダ３ｃ、及び転倒防止用部材３ｄを介して一体に接続したものである。横パネル１は、図２（Ａ）、（Ｂ）に示されるように、外径２７ｍｍ、肉厚５ｍｍの第１縦ヘッダ１０ａと第２縦ヘッダ１０ｂとの間に、外径１３ｍｍ、肉厚１．６ｍｍの複数の横管１１が、露出長さＬ２を８９６ｍｍ、間隔ｇＣを７ｍｍとして並列に配置されたものである。第１縦ヘッダ１０ａの下端部及び第２縦ヘッダ１０ｂの上端部には、図４（Ａ）に示されるように、貫通孔Ｈｂを備えた小口板１２ｂが配置され、第１縦ヘッダ１０ａの上端部及び第２縦ヘッダ１０ｂの下端部には、プレート状の小口板１２ａが配置される。第１縦ヘッダ１０ａの下端部の小口板１２ｂには、鞘管１４の内面に下端部を篏合した接続管１３ｃが起立し、第２縦ヘッダ１０ｂの上端部の小口板１２ｂには、同様に接続管１３ｂが起立している。鞘管１４を設けることによって、接続管１３ｂ及び１３ｃと小口板１２ｂとの間の接続部分の強度を高めることができる。集熱面は、幅Ｌ１が９５０ｍｍ、高さｈ１が６００ｍｍである。
【００４４】
縦パネル２は、図２（Ｃ）、（Ｄ）に示されるように、横パネル１の第１縦ヘッダ１０ａ及び第２縦ヘッダ１０ｂと同径同厚の第１横ヘッダ２０ａと第２横ヘッダ２０ｂとの間に、横パネルの横管１１と同径同厚の複数の縦管２１が、露出長さｈ２を５４６ｍｍ、間隔ｇＣを７ｍｍとして並列に配置されたものである。第１横ヘッダ２０ａ、第２横ヘッダ２０ｂの両端部には、図４（Ｂ）に示されるように、プレート状の小口板２２が配置され、横ヘッダ２０ａの左端部付近には、第１横ヘッダ２０ａの内部空間を空間２０ａ１と空間２０ａ２とに二分割する仕切板２４が配置されている。第１横ヘッダ２０ａの両端部の上面には、図４（Ｂ）に示されるように、取付孔Ｈａが設けられており、取付孔Ｈａには、接続管２３ａ、２３ｂが挿入されている。集熱面の幅Ｌ１及び高さｈ１は、横パネルの集熱面と同じ幅（９５０ｍｍ）及び高さ（６００ｍｍ）である。
【００４５】
熱媒供給頂部ヘッダ３ａ、熱媒収集頂部ヘッダ３ｂ、熱媒供給底部ヘッダ３ｃ、及び転倒防止用部材３ｄは、第１縦ヘッダ１０ａ、第２縦ヘッダ１０ｂ、第１横ヘッダ２０ａ、及び第２横ヘッダ２０ｂと同径同厚である。図５（Ａ）及び（Ｂ）に示されるように、熱媒供給頂部ヘッダ３ａ、熱媒収集頂部ヘッダ３ｂ、及び熱媒供給底部ヘッダ３ｃの後端部には、プレート状の小口板３２ｂが配置され、前端部には貫通用孔Ｈｃを有する小口板３２ａが配置される。小口板３２ａには、鞘管３３の内面に一方の端部を篏合した入水管３０ａ、入水管３０ｃ、及び出水管３０ｂが起立している。熱媒供給頂部ヘッダ３ａ、熱媒収集頂部ヘッダ３ｂ、及び熱媒供給底部ヘッダ３ｃには、横パネル１の接続管１３ａ、１３ｂ、１３ｃ、縦パネル２の接続管２３ａ、２３ｂ、２３ｃと連通することを要する位置に、複数の取付孔Ｈａが設けられており、これらの複数の取付孔Ｈａに、必要に応じて、接続管１３ａ、１３ｂ、１３ｃ、２３ａ、２３ｂ、２３ｃが挿入されている。熱交換器Ｈｅは、幅Ｌ１が９５０ｍｍ、高さ（ｈ１：６５０ｍｍ＋ｄ１：７７ｍｍ）が７２７ｍｍ、奥行きＤ１が２６５ｍｍである。
【００４６】
横パネル１の第２縦ヘッダ１０ｂの下端部には、接続管１３ｄが接続され、縦パネル２の第２横ヘッダ２０ｂの右端部には、接続管２３ｄが接続されている。これらの接続管の下端は、転倒防止用部材３ｄに設けられた取付孔Ｈａに挿入されている。第２縦ヘッダ１０ｂと接続管１３ｄとの間、及び、第２横ヘッダ２０ｂと接続管２３ｄとの間は、連通していない。
【００４７】
（熱交換器Ｈｅの製造方法）
横パネル１の第１縦ヘッダ１０ａ、第２縦ヘッダ１０ｂ、及び複数の横管１１は、ポリプロピレンランダムコポリマー樹脂（ＰＰＲ樹脂）を押出成形して準備することができる。第１縦ヘッダ１０ａ及び第２縦ヘッダ１０ｂの各々には、図４（Ａ）に示されるように、孔径が横管１１の外径と同寸である１３ｍｍの複数の取付孔Ｈａを設ける。複数の取付孔Ｈａの間隔は、複数の横管１１の配置間隔ｇＣ（７ｍｍ）と整合させておく。
【００４８】
次いで、図４（Ａ）に示されるように、第１縦ヘッダ１０ａ及び第２縦ヘッダ１０ｂの取付孔Ｈａの各々に、横管１１の各々の両端部の外周面を融着することによって、第１縦ヘッダ１０ａと第２縦ヘッダ１０ｂとの間に複数の横管１１を並列に取り付ける。
【００４９】
次いで、第１縦ヘッダ１０ａの上端部及び第２縦ヘッダ１０ｂの下端部に、これらのヘッダと同質同径で３ｍｍ厚の小口板１２ａを融着する。また、第１縦ヘッダ１０ａの下端部及び第２縦ヘッダ１０ｂの上端部に、これらのヘッダと同質同径で３ｍｍ厚の小口板１２ｂを融着する。小口板１２ｂには、孔径が１３ｍｍの貫通孔Ｈｂを設ける。小口板１２ｂには、外径が１７ｍｍ、肉厚２ｍｍ、長さ１５ｍｍの鞘管１４を融着し、鞘管１４の内面に、横管１１と同質同径で露出長さが５０ｍｍの接続管１３ｂ及び１３ｃを融着する。
【００５０】
縦パネル２の第１横ヘッダ２０ａ、第２横ヘッダ２０ｂ、及び複数の縦管２１は、ポリプロピレンランダムコポリマー樹脂（ＰＰＲ樹脂）を押出成形して準備することができる。第１横ヘッダ２０ａ及び第２横ヘッダ２０ｂの各々には、図４（Ｂ）に示されるように、孔径が縦管２１の外径と同寸である１３ｍｍの複数の取付孔Ｈａを設ける。複数の取付孔Ｈａの間隔は、複数の縦管２１の配置間隔ｇＣ（７ｍｍ）と整合させておく。
【００５１】
第１横ヘッダ２０ａには、図２（Ｃ）及び図４（Ｂ）に示されるように、左端の縦管２１と左から２番目の縦管２１との間に、第１横ヘッダ２０ａの内部空間を空間２０ａ１と２０ａ２とに二分割するプレート状の仕切板２４を配置する。本実施形態においては、第１横ヘッダ２０ａは、２つのヘッダ管２０ｃ及び２０ｄ（図２（Ｃ）参照）を、間に仕切板２４を挟んで融着することによって形成されるが、仕切板２４を設ける方法はこれに限定されるものではない。例えば、第１横ヘッダ２０ａを１本のヘッダ管として形成し、仕切板２４を設ける位置に形成されたスリットから内部に仕切板２４を挿入することによって、第１横ヘッダ２０ａの内部空間を二分割してもよい。
【００５２】
次いで、図４（Ｂ）に示されるように、第１横ヘッダ２０ａ及び第２横ヘッダ２０ｂの取付孔Ｈａの各々に、縦管２１の各々の両端部の外周面を融着することによって、第１横ヘッダ２０ａと第２横ヘッダ２０ｂとの間に複数の縦管２１を並列に取り付ける。
【００５３】
第１横ヘッダ２０ａ及び第２横ヘッダ２０ｂの両端部には、これらのヘッダと同質同径で３ｍｍ厚のプレート状の小口板２２を融着する。第１横ヘッダ２０ａの両端部上面に、両端の縦管２１の延長線上に位置する径１３ｍｍの取付孔Ｈａを設け、この取付孔Ｈａに、縦管２１と同質同径で露出長さが５０ｍｍの接続管２３ａ、２３ｂを上方に突出するように嵌合し、融着する。
【００５４】
熱媒供給頂部ヘッダ３ａ、熱媒収集頂部ヘッダ３ｂ、熱媒供給底部ヘッダ３ｃ及び転倒防止用部材３ｄは、ポリプロピレンランダムコポリマー樹脂（ＰＰＲ樹脂）を押出成形することによって得ることができる。熱媒供給頂部ヘッダ３ａ、熱媒収集頂部ヘッダ３ｂ、熱媒供給底部ヘッダ３ｃ及び転倒防止用部材３ｄは、一方の小口板３２ａから他方の小口板３２ｂまでの長さＤ１が２６５ｍｍとなるように用意し、一側面に、図５に示されるように、複数の接続管１３ａ〜１３ｄ、２３ａ〜２３ｄを嵌合して融着するための複数の取付孔Ｈａを設ける。
【００５５】
図１及び図５に示されるように、熱媒供給頂部ヘッダ３ａ、熱媒収集頂部ヘッダ３ｂ、熱媒供給底部ヘッダ３ｃ及び転倒防止用部材３ｄの後端部に、これらのヘッダと同質同径で３ｍｍ厚の小口板３２ｂを融着し、前端部に、これらのヘッダと同質同径で３ｍｍ厚の小口板３２ａを融着する。転倒防止用部材３ｄ以外の小口板３２ａには、孔径が１３ｍｍの貫通孔Ｈｃを設ける。小口板３２ａの外方に、外径が２２ｍｍ、肉厚２．５ｍｍの鞘管３３を融着し、鞘管３３の内面に、外径が１７ｍｍ、肉厚２ｍｍ、長さが１０００ｍｍの入水管３０ａ、出水管３０ｂ及び入水管３０ｃを融着する。
【００５６】
次いで、図１及び図５に示されるように、複数の横パネル１と複数の縦パネル２とを、縦ヘッダ１０と横ヘッダ２０との間の間隔ｇＢが１７ｍｍ、横管１１と縦管２１との間隔ｇＤが２７ｍｍとなるように配置する。複数の横パネル１の各々に設けられた接続管１３ａ〜１３ｄの端部と、複数の縦パネル２の各々に設けられた接続管２３ａ〜２３ｄの端部とを、ヘッダ３ａ〜３ｃ及び部材３ｄの側面に設けられた取付孔Ｈａに嵌入して融着する。
【００５７】
[排気熱利用熱交換システム]
以下に、本発明に係る熱交換器を用いた熱交換システムの具体例を詳細に示す。図６は、本発明に係る熱交換器Ｈｅを用いるのに最も適した気液熱交換システム４の構成を示す。図７は、気液熱交換システム４において熱交換器Ｈｅを収容する函体４０を示す。この気液熱交換システム４は、第２の熱媒である高温の気体から熱を回収する目的で用いられるものである。気液熱交換システム４は、函体４０内に熱交換器Ｈｅを配置し、函体４０の開放前面４０ｄに、函体４０内に第２の熱媒を供給する供給部４２ａが接続され、開放後面４０ｅに、開放後面４０ｅから第２の熱媒を排出する排出部４２ｃが接続される。図６においては、供給部４２ａは、送風機４１と連通するダクト配管であり、排出部４２ｃは、排気ガラリ４３を収納するダクト配管である。送風機４１によって送られた第２の熱媒が、函体４０内の熱交換器Ｈｅを貫流し、横管１１及び縦管２１によって形成される集熱面において、第２の熱媒と熱交換器Ｈｅ内を流れる第１の熱媒との間で熱交換が行われる。
【００５８】
函体４０は、例えば亜鉛鉄板製であり、図７に示されるように、前面及び後面が開放されており、底板４０ｂと、底板４０ｂの両端部から起立する側板４０ｃとを有する。熱交換器Ｈｅは、この函体４０内に、横管１１及び縦管２１によって形成される集熱面が開放前面４０ｄと略平行になるように配置される。函体４０は、両方の側板４０ｃの上端に配置される、例えば鋼板製のＬ字形状の受アングル４４を備えており、受アングル４４の上辺には、例えば亜鉛鉄板製の上板４０ａが配置され、溶接される。上板４０ａは、函体４０の側板４０ｃに対応する位置にある両端部に、複数の貫通孔Ｈ４を有する。この貫通孔Ｈ４には、接続管１３ａ、１３ｂ、２３ａ、２３ｂが通る。すなわち、上板４０ａの一方の端部に位置する複数の貫通孔Ｈ４の各々からは、接続管１３ａと接続管２３ａとが交互に上方に突出し、他方の端部に位置する複数の貫通孔Ｈ４の各々からは、接続管１３ｂと接続管２３ｂとが交互に上方に突出する。熱媒供給頂部ヘッダ３ａ及び熱媒収集頂部ヘッダ３ｂは、函体４０の内部ではなく、函体４０の外部に配置され、熱媒供給底部ヘッダ３ｃ及び転倒防止用部材３ｄは、函体４０の内部に配置される。
【００５９】
熱媒供給頂部ヘッダ３ａの前端部から延出する入水管３０ａと、熱媒供給底部ヘッダ３ｃの前端部から延出する入水管３０ｃとは、慣用の継手４６を介して給水管４７と接続される。また、熱媒収集頂部ヘッダ３ｂの前端部から延出する出水管３０ｂは、慣用の継手４６を介して排出管４８と接続される。熱交換器Ｈｅの内部を流水しながら第２の熱媒との間で熱交換を行った第１の熱媒は、出水管３０ｂから排出管４８を通ってボイラー５５に送水され、ボイラー５５によって温度が調節されて、蛇口５７から、例えば給湯水として供給される。このようにして排気熱を利用する気液熱交換システムは、優れた化石燃料由来のエネルギー削減効果を奏する。
【００６０】
函体４０の開放前面周縁には、例えば鋼板製のＬ字形状の接続アングル４５を備えており、接続アングル４５を介して、函体４０に、漏斗状のダクト配管４２ａの一方の端部が接続される。ダクト配管４２ａの他方の端部には、送風機４１が接続され、送風機４１の反対側にはダクト配管４２ｂが接続される。ダクト配管４２ｂの端部に配置された吸気口(図示せず）から吸入された第２の熱媒は、送風機４１によって、ダクト配管４２ａから函体４０内に送風される。ダクト配管４２ａ及び４２ｂと、送風機４１との間には、送風機４１の振動を吸収するためのキャンパス継手４１ａを接続することが好ましい。
【００６１】
一方、函体４０の開放後面４０ｅには、ダクト配管４２ｃの一方の端部が接続されている。ダクト配管４２ｃは、外壁ＯＷを貫通し、他方の端部が屋外に開放されている。ダクト配管４２ｃは、屋外からの風や雨水の侵入を阻止する構造のガラリ４３を収納する。熱交換器Ｈｅによって熱交換された第２の熱媒は、函体４からダクト配管４２ｃを通って屋外に排出される。
【００６２】
[排湯熱利用熱交換システム]
本発明に係る熱交換器Ｈｅは、排湯熱利用熱交換システムに用いることもできる。排湯熱利用熱交換システムは、例えば、図８に示されるように、現場打ちコンクリート製の貯湯槽５の内部に、第２の熱媒である排湯水の流出入方向に両側面が相対するように熱交換器Ｈｅを配置する。第２の熱媒は、例えば硬質ポリ塩化ビニル樹脂製の給湯管５０からヘアキャチャー５６を経由して、流入側壁５ａ側から貯湯槽５に供給され、熱交換器Ｈｅを上方から下方に向かって貫流し、流入側壁５ａと相対する流出側壁５ｂ側から、給湯管５０と同質同径の排水管５１に排出される。
【００６３】
熱交換器Ｈｅには、給水源から給水管５３と入水管３０ａ及び入水管３０ｃとを介して第１の熱媒が流入し、熱媒は、複数の横管１１及び複数の縦管２１によって形成される集熱パネル内を流れる。第１の熱媒は、集熱パネル内を流れる間に、集熱パネルの周囲を流れる第２の熱媒との間で熱交換が行われる。熱交換器Ｈｅから排出された第１の熱媒は、出水管３０ｂ及びそれに接続された排出管５４からボイラー５５に供給され、ボイラー５５で温水温度が調節された後、蛇口５７から給湯水として供給される。
【００６４】
［本発明に係る熱交換器の別の実施形態］
これまで説明された熱交換器Ｈｅは、横パネル１においては、第１の熱媒が熱媒供給底部ヘッダ３ｃから供給され、縦パネル２においては、第１の熱媒が熱媒供給頂部ヘッダ３ａから供給されるように構成されている。これに対して、別の実施形態における熱交換器Ｈｅ’は、横パネル１にも縦パネル２にも、熱媒供給底部ヘッダ３ｃから第１の熱媒が供給されるように構成することができる。熱交換器Ｈｅ’においては、熱交換器Ｈｅにおいて縦パネル２に第１の熱媒を供給するための熱媒供給頂部ヘッダ３ａと縦パネル２とは連通していない（図４（Ｂ）及び図５（Ａ）に示される頂部ヘッダ３ａと接続管２３ａとの間及び／又は接続管２３ａと第１横ヘッダ２０ａとの間は、塞がっている）。なお、熱交換器Ｈｅ’では、熱交換器Ｈｅにおける熱媒供給頂部ヘッダ３ａに相当する部材は、必ずしも設ける必要はないが、全体の強度を維持するためには設けることが好ましい。
【００６５】
この構成においては、横パネル１と熱媒供給底部ヘッダ３ｃ及び熱媒収集頂部ヘッダ３ｂとの連通は、上述の実施形態の熱交換器Ｈｅと同じ構成を用いて実現することができる。すなわち、熱交換器Ｈｅ’においては、熱媒供給底部ヘッダ３ｃと横パネル１の第１縦ヘッダ１０ａとは、接続管１３ｃを介して連通しており、熱媒収集頂部ヘッダ３ｂと横パネル１の第２縦ヘッダ１０ｂとは、接続管１３ｂを介して連通している。したがって、第１の熱媒の流れは、熱交換器Ｈｅの場合と同様である。
【００６６】
一方、熱交換器Ｈｅ’においては、縦パネル２と熱媒供給底部ヘッダ３ｃとが、接続管２３ｃを介して連通し、縦パネル２と熱媒収集頂部ヘッダ３ｂとが、接続管２３ｂを介して連通するように構成されている。すなわち、熱交換器Ｈｅ’においては、第２横ヘッダ２０ｂと該第２横ヘッダ２０ｂの左端部に設けられた接続管２３ｃとが連通しており（図４（Ｂ）及び図５（Ａ）における第２横ヘッダ２０ｂと接続管２３ｃとの間が開いている）、接続管２３ｃと熱媒供給底部ヘッダ３ｃとが連通している（図４（Ｂ）及び図５（Ａ）における接続管２３ｃと熱媒供給底部ヘッダ３ｃとの間が開いている）。したがって、入水管３０ｃから供給される第１の熱媒は、熱供給底部ヘッダ３ｃに入り、接続管２３ｃによって上昇流に方向転換され、第２横ヘッダ２０ｂに入る。第１の熱媒は、第２横ヘッダ２０ｂから縦管２１を上昇流として流れ、第１横ヘッダ２０ａに入り、その後は、熱交換器Ｈｅの場合と同様に流れて、出水管３０ｂから排出される。
【００６７】
熱交換器Ｈｅ’の縦パネル２においては、仕切板２４は不要である。また、熱交換器Ｈｅ’を用いた排気熱利用熱交換システム４及び排湯熱利用熱交換システム５においては、頂部ヘッダ３ａに第１の熱媒を供給するための配管及び入水管は不要であるため、熱交換器Ｈｅを用いた熱交換システムと比べて、配管構成を簡略化することができる。
【符号の説明】
【００６８】
１：横パネル
２：縦パネル
３ａ：熱媒供給頂部ヘッダ
３ｂ：熱媒収集頂部ヘッダ
３ｃ：熱媒供給底部ヘッダ
３ｄ：転倒防止用部材
４：気液熱交換システム
５：貯湯槽
５ａ：流入側壁
５ｂ：流出側壁
１０ａ：第１縦ヘッダ
１０ｂ：第２縦ヘッダ
１１：横管
１２ａ、１２ｂ、２２、３２ａ、３２ｂ：小口板
１３ａ、１３ｂ、１３ｃ、１３ｄ、２３ａ、２３ｂ、２３ｃ、２３ｄ：接続管
１４、３３：鞘管
２０ａ：第１横ヘッダ
２０ｂ：第２横ヘッダ
２０ａ１、２０ａ２：第１縦ヘッダ２０ａ内部の空間
２１：縦管
２４：仕切板
３０ａ、３０ｂ、３０ｃ：入出水管
４０：函体
４０ａ：上板
４０ｂ：底板
４０ｃ：側板
４０ｄ：開放前面
４０ｅ：開放後面
４１：送風機
４２ａ、４２ｂ：ダクト配管
４３：排気ガラリ
４４：受アングル
４５：接続アングル
４６：継手具
４７、５３：給水管
４８、５４：排出管
５０：給湯管
５１：排水管
５２：継手具
５５：ボイラー
５６：ヘアキャッチャー
５７：蛇口
Ｈ４、Ｈｂ、Ｈｃ：貫通孔
Ｈａ：取付孔
Ｈｅ、Ｈｅ’：熱交換器
ＯＷ：外壁
【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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