(57)【要約】【課題】燃焼ガスがコイル状管体部の一部の隙間を集中的に通過するようなことを簡易な手段によって防止し、従来よりも熱交換効率を高めることが可能な温水装置を提供する。【解決手段】熱交換用の水管４のコイル状管体部４０に囲まれた空間部３にその一端部側から燃焼ガスを供給する燃焼器１と、前記燃焼ガスが空間部３の他端部をそのまま通過することを抑制する燃焼ガスストッパ６とを備えている、温水装置Ａであって、燃焼ガスストッパ６の燃焼器１に対向する面は、その中央部が外周縁部よりも窪んだ凹面部６２とされ、燃焼器１から空間部３に供給された燃焼ガスは、空間部３の中心寄り領域を進行して凹面部６２によって反射されることにより空間部３の外周縁寄りを通過して燃焼器１寄りの位置まで戻される循環流となり、前記燃焼ガスが燃焼器１寄りに戻される過程において、その一部の燃焼ガスは、コイル状管体部４０の隙間３１を通過する。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
一定方向に並ぶ複数のループ部を有するコイル状管体部を備えている水管および前記コイル状管体部に囲まれた空間部を有する熱交換器と、
前記空間部内に前記一定方向の一端部側から燃焼ガスを供給する燃焼器と、
前記燃焼器から前記空間部に供給された燃焼ガスが前記空間部の他端部をそのまま通過して前記空間部の外部に流出することを抑制するように、前記熱交換器に設けられた燃焼ガスストッパと、
を備えている、温水装置であって、
前記燃焼ガスストッパのうち、前記燃焼器に対向する面は、その中央部が外周縁部よりも窪んだ凹面部として形成されており、前記燃焼器から前記空間部に供給された燃焼ガスは、前記空間部の中心寄り領域を進行して前記凹面部によって反射されることにより前記空間部の外周縁寄りを通過して前記燃焼器寄りの位置まで戻される循環流になるとともに、前記燃焼ガスが前記燃焼器寄りに戻される過程において、その一部の燃焼ガスは、前記複数のループ部間に形成されている隙間を通過して前記空間部の外部に流出するように構成されていることを特徴とする、温水装置。
【請求項２】
前記空間部内に配され、かつ前記燃焼器および前記燃焼ガスストッパに対向する両端開口部を有している燃焼ガス規制用の筒状部をさらに備えており、
前記燃焼器寄りの位置から前記燃焼ガスストッパに向かう燃焼ガスは、前記筒状部の内部を通過するとともに、前記燃焼ガスストッパによって反射された燃焼ガスは、前記筒状部の外部を通過するように構成されている、請求項１に記載の温水装置。
【請求項３】
一定方向に並ぶ複数のループ部を有するコイル状管体部を備えている水管および前記コイル状管体部に囲まれた空間部を有する熱交換器と、
前記空間部内に前記一定方向の一端部側から燃焼ガスを供給する燃焼器と、
前記燃焼器から前記空間部に供給された燃焼ガスが前記空間部の他端部をそのまま通過して前記空間部の外部に流出することを抑制するように、前記熱交換器に設けられた燃焼ガスストッパと、
を備えている、温水装置であって、
両端開口部が前記燃焼器および前記燃焼ガスストッパに対向するようにして前記空間部内に配され、かつ前記空間部内をこの空間部の中心寄り領域と外周縁寄り領域とに区分する燃焼ガス規制用の筒状部を備えており、
前記燃焼器から前記空間部内に供給された燃焼ガスは、前記筒状部の内部を通過して前記凹面部によって反射されることにより前記筒状部の外部を通過して前記燃焼器寄りの位置まで戻される循環流になるとともに、前記燃焼ガスが前記燃焼器寄りに戻される過程において、その一部の燃焼ガスは、前記複数のループ部間に形成されている隙間を通過して前記空間部の外部に流出するように構成されていることを特徴とする、温水装置。
【請求項４】
前記燃焼ガス規制用の筒状部は、通水可能な螺旋状の水管を用いて構成されている、請求項２または３に記載の温水装置。
【請求項５】
前記コイル状管体部のうち、前記燃焼ガスストッパに近い部分は、前記燃焼ガスストッパから遠い部分よりも前記複数のループ部間の隙間の寸法が小さくされ、または隙間が形成されていない構成とされている、請求項１ないし４のいずれかに記載の温水装置。
【請求項６】
前記燃焼ガスストッパは、前記空間部の前記一定方向中間部に配されていることにより、前記空間部を前記一定方向において第１および第２の領域に区画しているとともに、前記コイル状管体部を前記第１および第２の領域を囲む第１および第２の熱交換部に区画しており、
前記燃焼器から前記第１の領域に供給された燃焼ガスは、前記第１の熱交換部における複数のループ部間の隙間を通過して前記第１の熱交換部の外方に流出した後に、前記第２の熱交換部における複数のループ部間の隙間をさらに通過するように構成されている、請求項１ないし５のいずれかに記載の温水装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、燃焼ガスから熱回収を行なうことにより湯を生成する給湯装置などの温水装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の温水装置の具体例としては、特許文献１，２に記載のものがある。これらの文献に記載された温水装置は、燃焼器と、この燃焼器により発生された燃焼ガスから熱回収を行なうための水管を有する熱交換器とを備えており、前記水管は、コイル状管体部を有している。この温水装置においては、前記コイル状管体部によって囲まれている空間部に対してその一端開口部から燃焼ガスが供給されると、この燃焼ガスは、前記コイル状管体部に形成されている複数の隙間を通過する。この通過の際に、燃焼ガスとコイル状管体部内の水との熱交換が行なわれて、湯が生成される。前記空間部の他端開口部には、平板状の燃焼ガスストッパが設けられており、前記空間部に供給された燃焼ガスが前記他端開口部から空間部の外部にそのまま流出することが防止されている。
【０００３】
このような構成によれば、熱交換器のコイル状管体部は、管体を螺旋状に形成することにより構成することが可能であり、その構造は、たとえば多数本のフィン付チューブを利用したタイプの熱交換器と比較すると、かなり簡素である。したがって、温水装置全体の製造コストの低減や、小型化を図るのに適する。
【０００４】
しかしながら、前記従来技術においては、次に述べるように、未だ改善すべき余地があった。
【０００５】
すなわち、前記従来技術においては、コイル状管体部により囲まれた空間部に燃焼ガスを供給させると、その後この燃焼ガスは、平板状の燃焼ガスストッパに衝突し、燃焼ガスストッパの外周縁に向けて広がっていくようになっている。このため、燃焼ガスの多くは、コイル状管体部に形成されている複数の隙間のうち、燃焼ガスストッパの近傍部分の隙間を集中的に通過することとなり、燃焼ガスストッパから離れている隙間における燃焼ガス通過量は非常に少なくなる。このような燃焼ガス通過量の偏りが生じたのでは、コイル状管体部の全長域が熱交換に有効に利用されているとは言えない。また、前記従来技術においては、空間部内の温度分布も不均一となっており、たとえば燃焼ガスストッパから離れた隙間に対して仮に燃焼ガスが通過するとしても、その燃焼ガスの温度は他の部分と比較してかなり低く、その部分における熱回収量は少ない。このようなことから、前記従来技術においては、熱交換効率が未だ十分であるとは言えず、改善の余地があった。
【０００６】
【特許文献１】特開昭６２−２８８４４６号公報
【特許文献２】実開昭６１−６９６７６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
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、燃焼ガスがコイル状管体部の一部の隙間を集中的に通過するようなことを簡易な手段によって防止し、従来よりも熱交換効率を高めることが可能な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】
【０００８】
本発明は、上記の課題を解決するため、次の技術的手段を講じている。
【０００９】
本発明の第１の側面により提供される温水装置は、一定方向に並ぶ複数のループ部を有するコイル状管体部を備えている水管、および前記コイル状管体部に囲まれた空間部を有する熱交換器と、前記空間部内に前記一定方向の一端部側から燃焼ガスを供給する燃焼器と、前記燃焼器から前記空間部に供給された燃焼ガスが前記空間部の他端部をそのまま通過して前記空間部の外部に流出することを抑制するように、前記熱交換器に設けられた燃焼ガスストッパと、を備えている、温水装置であって、前記燃焼ガスストッパのうち、前記燃焼器に対向する面は、その中央部が外周縁部よりも窪んだ凹面部として形成されており、前記燃焼器から前記空間部に供給された燃焼ガスは、前記空間部の中心寄り領域を進行して前記凹面部によって反射されることにより前記空間部の外周縁寄りを通過して前記燃焼器寄りの位置まで戻される循環流になるとともに、前記燃焼ガスが前記燃焼器寄りに戻される過程において、その一部の燃焼ガスは、前記複数のループ部間に形成されている隙間を通過して前記空間部の外部に流出するように構成されていることを特徴としている。
【００１０】
このような構成によれば、燃焼器から空間部に供給されて燃焼ガスストッパの凹面部に衝突した燃焼ガスは、前記空間部の外周縁寄りを通過して燃焼器寄りの位置に戻される循環流となるために、従来技術とは異なり、燃焼ガスストッパに衝突した燃焼ガスが燃焼ガスストッパの近傍の隙間を集中的に通過するといったことが無くなる。本発明によれば、コイル状管体部の燃焼器寄りの隙間などに対しても燃焼ガスを適切に通過させ、燃焼ガス通過量の均一化を図ることが可能となる。さらに、燃焼ガスは空間部内において循環するために、空間部内の温度分布の均一化も図られることとなって、コイル状管体部の各隙間を通過する燃焼ガスの温度の偏りも少なくすることが可能となる。このようなことから、本発明によれば、コイル状管体部の略全体を有効に利用した熱交換が可能となり、従来技術よりも熱交換効率を高めることができる。また、燃焼器によって燃料を燃焼させる場合、その燃焼温度が低いほど低ＮＯx となるが、本発明によれば、燃焼ガスストッパに衝突して反射されてきた燃焼ガスが、コイル状管体部と接触しつつ燃焼器寄りの位置に戻されるために、燃焼温度を下げて、低ＮＯx 化を図ることも可能となる。
【００１１】
本発明の好ましい実施の形態においては、前記空間部内に配され、かつ前記燃焼器および前記燃焼ガスストッパに対向する両端開口部を有している燃焼ガス規制用の筒状部をさらに備えており、前記燃焼器寄りの位置から前記燃焼ガスストッパに向かう燃焼ガスは、前記筒状部の内部を通過するとともに、前記燃焼ガスストッパによって反射された燃焼ガスは、前記筒状部の外部を通過するように構成されている。
【００１２】
このような構成によれば、燃焼器寄りの位置から燃焼ガスストッパに向かう燃焼ガスの流路と、燃焼ガスストッパによって反射されてから燃焼器寄りの位置に戻る燃焼ガスの流路とが、前記筒状部によって的確に区分されることとなる。したがって、燃焼ガスの循環がより円滑化され、熱交換効率を高めるのにさらに好適となる。
【００１３】
本発明の第２の側面により提供される温水装置は、一定方向に並ぶ複数のループ部を有するコイル状管体部を備えている水管および前記コイル状管体部に囲まれた空間部を有する熱交換器と、前記空間部内に前記一定方向の一端部側から燃焼ガスを供給する燃焼器と、前記燃焼器から前記空間部に供給された燃焼ガスが前記空間部の他端部をそのまま通過して前記空間部の外部に流出することを抑制するように、前記熱交換器に設けられた燃焼ガスストッパと、を備えている、温水装置であって、両端開口部が前記燃焼器および前記燃焼ガスストッパに対向するようにして前記空間部内に配され、かつ前記空間部内をこの空間部の中心寄り領域と外周縁寄り領域とに区分する燃焼ガス規制用の筒状部を備えており、前記燃焼器から前記空間部内に供給された燃焼ガスは、前記筒状部の内部を通過して前記凹面部によって反射されることにより前記筒状部の外部を通過して前記燃焼器寄りの位置まで戻される循環流になるとともに、前記燃焼ガスが前記燃焼器寄りに戻される過程において、その一部の燃焼ガスは、前記複数のループ部間に形成されている隙間を通過して前記空間部の外部に流出するように構成されていることを特徴としている。
【００１４】
このような構成によれば、燃焼器から空間部に供給される燃焼ガスは、前記筒状部の内部を通過して燃焼ガスストッパに衝突した後に、前記筒状部の外部を通過して燃焼器寄りの位置に戻される循環流となる。このため、やはり本発明の第１の側面により提供される温水装置と同様に、コイル状管体部の燃焼器寄りの隙間などに対しても燃焼ガスを適切に通過させ、燃焼ガス通過量の均一化を図ることができる。また、空間部内における燃焼ガス温度の均一化をも図り、コイル状管体部の各隙間を通過する燃焼ガスの温度の偏りも少なくすることができる。その結果、コイル状管体部の略全体を有効に利用した熱交換が可能となり、従来技術よりも熱交換効率を高めることができる。また、先に述べたのと同様に、燃焼器の燃焼温度を下げて、低ＮＯx 化を図る効果も得られる。
【００１５】
本発明の好ましい実施の形態においては、前記燃焼ガス規制用の筒状部は、通水可能な螺旋状の水管を用いて構成されている。
【００１６】
このような構成によれば、筒状部を構成する螺旋状の水管を利用して、燃焼ガスから熱回収を行なうことも可能となり、熱交換効率を高めるのにより好適となる。熱回収機能を備えた水管が燃焼ガスを循環させるための規制部材として利用されているために、その構成は合理的である。また、前記筒状部は、通水がなされることにより冷却されるために、筒状部の耐熱性も高められる。
【００１７】
本発明の好ましい実施の形態においては、前記コイル状管体部のうち、前記燃焼ガスストッパに近い部分は、前記燃焼ガスストッパから遠い部分よりも前記複数のループ部間の隙間の寸法が小さくされ、または隙間が形成されていない構成とされている。
【００１８】
このような構成によれば、燃焼ガスが燃焼ガスストッパの近傍の隙間を通過することがより適切に防止され、または抑制される。したがって、本発明が意図する効果がより確実に得られることとなる。
【００１９】
本発明の好ましい実施の形態においては、前記燃焼ガスストッパは、前記空間部の前記一定方向中間部に配されていることにより、前記空間部を前記一定方向において第１および第２の領域に区画しているとともに、前記コイル状管体部を前記第１および第２の領域を囲む第１および第２の熱交換部に区画しており、前記燃焼器から前記第１の領域に供給された燃焼ガスは、前記第１の熱交換部における複数のループ部間の隙間を通過して前記第１の熱交換部の外方に流出した後に、前記第２の熱交換部における複数のループ部間の隙間をさらに通過するように構成されている。
【００２０】
このような構成によれば、コイル状管体部の第１の熱交換部において、燃焼ガスから顕熱回収を行なうとともに、第２の熱交換部においては潜熱回収を行ない、潜熱回収による熱交換効率の向上を図ることも可能なる。燃焼ガスから潜熱回収を行なうと、燃焼ガス中の水蒸気が凝縮してドレイン（凝縮水）が発生するが、前記した構成によれば、第２の熱交換部においてドレインを集中的に発生させ、そのドレイン回収を適切に行なうことも可能となる。さらに、前記構成によれば、コイル状管体部を第１および第２の熱交換部に分け、この細分化された部分に対して燃焼ガスを順次通過させるようにしているために、コイル状管体部をそのように細分化しない場合と比較して、コイル状管体部の全体に対して燃焼ガスをより均等に作用させることができ、このことによっても熱交換効率の向上が図られる。
【００２１】
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】
【００２２】
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。
【００２３】
図１〜図６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。
【００２４】
燃焼器１は、たとえば灯油を燃料とし、この燃料を下向きに噴霧して燃焼させる逆燃焼式のものである。この燃焼器１の下端先端部のノズル部１１は、先細状に絞られており、このノズル部１１から下向きに吐出される噴霧燃料と燃焼空気との混合気体およびその燃焼ガスが適度な流速で細幅状に流れるようにされている。したがって、この燃焼器１は、いわゆるガンタイプバーナまたはこれに近い構成となっている。この燃焼器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に対して燃焼用空気を送り込むための送風ファン１３、およびこれを駆動するモータＭが設けられている。
【００２５】
熱交換器Ｂは、缶体２、複数の水管４、入水用ならびに出湯用の一対のヘッダ５、燃焼ガスストッパ６、および燃焼ガス規制用の筒状部８を備えている。複数の水管４は、複数のコイル状管体部４０が重ね巻き状に配された管体重ね巻き構造部を形成している。
【００２６】
缶体２は、略円筒状の周壁部２０と、この周壁部２０の上部および下部に取り付けられた一対のカバー体２１Ａ，２１Ｂとを有しており、底部ケーシング８０上に載設されている。周壁部２０の下部外周には、複数のブラケット２３が設けられており、底部ケーシング８０への固定はこれらのブラケット２３を利用して図られている。カバー体２１Ａには、燃焼器１のノズル部１１が進入する開口部２２Ａが形成されている。また、カバー体２１Ｂには、複数の水管４を利用して熱回収を終えた燃焼ガスを底部ケーシング８０内に導くための開口部２２Ｂが形成されている。この缶体２の各部は、たとえばステンレス製であり、各水管４を利用して燃焼ガスから潜熱回収を行なった際に発生するドレインに起因して容易に腐食を生じないようにされている。燃焼ガスから潜熱回収を行なった場合には、燃焼ガス中の水蒸気が凝縮してドレイン(凝縮水)が発生するが、このドレインは、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程度の強酸性となる。このようなことから、缶体２は耐酸性に優れた材質とされている。この点は、各水管４などについても同様である。
【００２７】
複数の水管４のそれぞれは、缶体２内に配されたコイル状管体部４０を備えている。本実施形態の熱交換器Ｂは、計３本の水管４を備えており、それらのコイル状管体部４０は、いずれも螺旋状であって、中空円形の螺旋状ループ部４０ａが上下高さ方向に複数段に積層された構成を有している。ただし、複数のコイル状管体部４０は、巻き径が互いに相違しており、同心状または略同心状に重ね巻きされた配置となっている。なお、本実施形態においては、複数の水管４の管径が同一とされているが、それらの管径を相違させてもかまわない。
【００２８】
各コイル状管体部４０の上端および下端には、一対のヘッダ５が曲管４１を介して連結されている。図４によく表われているように、曲管４１は、缶体２の周壁部２０を貫通しており、その一端部４１ａが各コイル状管体部４０の端部４００に嵌合している。ヘッダ５は、管体接続用の開口部５０を有しており、曲管４１の他端部４１ｂに溶接されるなどして接続されている。図１および図２に示すように、上下一対のヘッダ５のうち、たとえば下側のヘッダ５には、水道水などを供給してくる給水管９９ａが接続され、かつ上側のヘッダ５には、各コイル状管体部４０内を通過して加熱生成された湯を所望の給湯先に送り出す出湯管９９ｂが接続されている。
【００２９】
最内周のコイル状管体部４０の内方には、空間部３が形成されている。本実施形態において、この空間部３は、燃焼器１用の燃焼室となっている。最外周のコイル状管体部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。また、複数のコイル状管体部４０の上下方向に隣り合うループ部４０ａの各間には、空間部３と燃焼ガス通路３２とを連通させる燃焼ガス通過用の隙間３１が形成されている。各隙間３１は、図３に示すように、複数のスペーサ７を用いることにより形成されている。より具体的には、スペーサ７は、図６に示すように、たとえばステンレス製の長矩形平板状のベース部７０の複数箇所に切り起こし加工を施すことにより、複数の突出部７１が櫛歯状に並んだ構成を有している。それら複数の突出部７１が、各コイル状管体部４０のループ部４０ａ間に挿入していることにより、隙間３１が形成され、かつその隙間３１の高さは、突出部７１の厚みと同一寸法に規定されている。図４に示すように、この熱交換器Ｂにおいては、たとえば３つのスペーサ７が略等角度間隔に配置されている。なお、隙間３１を所望の高さに形成するための手段としては、スペーサを用いる手段に代えて、たとえば複数のループ部４０ａの外面に凸部または凹部を形成する手段を用いることができる。上下に隣り合うループ部４０ａを凸部を介して当接させると、この凸部以外の部分が隙間３１となる。また、ループ部４０ａの外面に凹部を形成してその外面どうしを当接させると、その凹部が隙間３１となる。
【００３０】
燃焼ガスストッパ６は、空間部３をその上下方向において第１および第２の領域３０ａ，３０ｂに仕切るように設けられている。複数のコイル状管体部４０は、この燃焼ガスストッパ６によって、第１および第２の領域３０ａ，３０ｂをそれぞれ囲む第１および第２の熱交換部ＨＴ１，ＨＴ２に区分されている。後述するように、この給湯装置Ａにおいては、空間部３の第１の領域３０ａの燃焼ガスは、第１の熱交換部ＨＴ１の隙間３１を通過して燃焼ガス通路３２に流れ、その後第２の熱交換部ＨＴ２の隙間３１を通過して第２の領域３０ｂに流入するようになっている。図２および図３の符号ｎ１で示すように、カバー体２１Ａの開口部２２Ａを形成する環状壁２２０は、最内周のコイル状管体部４０の上部に接触しており、燃焼ガスが第１の領域３０ａからそれらの間を通過して燃焼ガス通路３２に直接流入することが防止されている。また、符号ｎ２で示すように、カバー体２１Ａの開口部２２Ｂを形成する環状壁２２１は、最内周のコイル状管体部４０の下部に接触しており、燃焼ガスが燃焼ガス通路３２からそれらの間を通過して第２の領域３０ｂに直接流入することが防止されている。
【００３１】
燃焼ガスストッパ６の上面は、燃焼器１に対向する凹面部６２となっている。この凹面部６２は、好ましくは、その全体または一部分がこの燃焼ガスストッパ６の中心寄りになるほどこの凹面部６２の窪みが深くなるように傾斜した傾斜面６２ａを有する形状に形成されている。このような傾斜面６２ａは、この凹面部６２に向けてその上方から進行してきた燃焼ガスを上向きに反射させるのにとくに有効である。
【００３２】
燃焼ガスストッパ６は、凹皿状に形成されたたとえばステンレス製のベース部６０ａの上面に、耐火性および耐熱性に優れる断熱材６０ｂが積層された構成を有している。断熱材６０ｂは、たとえばセラミックである。この燃焼ガスストッパ６の外周には、鍔片６１が形成されている。この鍔片６１は、図５に示すように、ベース部６０ａの外周面を略１周または1周以上するように設けられており、その両端に段差Ｈ１が生じる螺旋状である。燃焼ガスストッパ６は、この螺旋状の鍔片６１が複数のコイル状管体部４０に螺合していることによりその取り付けが図られている。コイル状管体部４０は、螺旋状であるため、鍔片６１をコイル状管体部４０の隙間に対して適切にねじ込むことが可能である。ただし、燃焼ガスストッパ６の取り付け手段はこれに限定されず、たとえばそれ専用の支持部材を用いて水管４あるいは缶体２に支持させた構造とすることもできる。
【００３３】
燃焼ガス規制用の筒状部８は、燃焼ガスストッパ６と同様に、その全部または一部が耐火性および耐熱性に優れるセラミックなどを用いて構成されており、上下両端部が開口した円筒状である。この筒状部８は、燃焼器１と燃焼ガスストッパ６との中間部分に位置しており、燃焼器１のノズル部１１から噴出される燃焼ガスあるいは噴霧燃料混合空気の略全量がこの筒状部８の内部に進入するように設けられている。この筒状部８の上端と燃焼器１のノズル部１１との間、およびこの筒状部８の下端と燃焼ガスストッパ６の凹面部６２との間には、燃焼ガスの通過が可能な隙間が形成されている。図面には示されていないが、この筒状部８の取り付けは、たとえば適当なステーを介して燃焼ガスストッパ６に支持させることによりなされている。むろん、このような構成に代えて、燃焼器１のノズル部１１から適当な部材を用いて吊り下げ支持することもできる。この筒状部８が空間部３の第１の領域３０ａに設けられていることにより、この第１の領域３０ａの一部は、この筒状部８の内部である空間部３の中央寄り領域と、その外部である空間部３の外周縁寄り領域とに仕切られている。
【００３４】
缶体２の底部のうち、周壁部２０の下部とカバー体２１Ｂの環状壁２２１との間の空間部分は、潜熱回収に伴って水管４から滴下してくるドレインを受けるためのドレイン受け部２６となっている。このドレイン受け部２６には、受けたドレインを缶体２の外部に排出する手段として、配管８２が接続されるドレイン排出口２６ｂが設けられている。
【００３５】
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２０内を下向きに通過してきた燃焼ガスは、開口部８０ａからこの底部ケーシング８０内に流入した後に、他の開口部８０ｂから排気ダクト８１の底部開口部に対して上向き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。排気ダクト８１は、たとえばグラスウールなどの吸音材（図示略）をその内部に備えており、排気音を低減する消音器としての役割を果たす。
【００３６】
次に、前記した給湯装置Ａの作用について説明する。
【００３７】
まず、燃焼器１を駆動させると、筒状部８内に下向きの燃焼ガス流が生じ、その燃焼ガスは、燃焼ガスストッパ６の凹面部６２に衝突する。すると、この燃焼ガスは、筒状部８の内部を避けるようにして上向きに反射され、空間部３の第１の領域３０ａの外周縁寄りを上向きに進行することとなる。次いで、この燃焼ガスが燃焼器１のノズル部１１の近傍に達すると、このノズル部１１から燃焼用空気が筒状部８内に向けて噴射されている作用により、前記燃焼ガスの一部は、筒状部８内に再流入する。このようなことから、空間部３の第１の領域３０ａ内においては、燃焼ガスの循環流が生じることとなり、燃焼ガスが燃焼ガスストッパ６の近傍の隙間３１を集中的に通過することが適切に解消される。この給湯装置Ａにおいては、前記したように燃焼ガスが循環している過程において、複数の隙間３１のそれぞれに対して燃焼ガスが分散して通過することとなる。第１の熱交換部ＨＴ１の上部に存在する隙間３１に対しても他の隙間３１と略同等量の燃焼ガスを通過させることが可能となり、複数の隙間３１に対する燃焼ガスの通過量の均一化が図られる。また、第１の領域３０ａ内の温度分布の均一化、ひいては各隙間３１を通過する燃焼ガスの温度の均一化も図られる。その結果、コイル状管体部４０の第１の熱交換部ＨＴ１の略全長域によって効率の良い熱回収が可能となり、熱交換効率が高められる。
【００３８】
また、複数のコイル状管体部４０は、重ね巻き状に設けられているために、燃焼ガスは、各隙間３１を通過する際には水平方向に並んだ複数のループ部４０ａに順次接触することとなる。したがって、このようなことによっても燃焼ガスからの熱回収量を多くすることができる。燃焼ガス通路３２に流入した燃焼ガスは、その後この燃焼ガス通路３２を下向きに進行しつつ、第２の熱交換部ＨＴ２の隙間３１を通過し、第２の領域３０ｂに流れ込む。この第２の熱交換部ＨＴ２も、第１の熱交換部ＨＴ１と同様に、複数のループ部４０ａが重ね巻き状に並んでいるために、その熱回収量を多くすることが可能である。この
給湯装置Ａにおいては、第１の熱交換部ＨＴ１によって燃焼ガスから顕熱を回収するとともに、第２の熱交換部ＨＴ２によって潜熱回収を行なわせることが可能であり、このことによってさらに熱回収量を多くすることができる。一方、そのような構成にすると、第２の熱交換部ＨＴ２には、潜熱回収に伴って酸性のドレインが発生するが、このドレインは、ドレイン受け部２６に滴下してからドレイン排出口２６ｂおよび配管８２を介して外部に排出される。したがって、底部ケーシング８０内が酸性のドレインによって汚染されるようなことも適切に防止される。
【００３９】
さらに、この給湯装置Ａにおいては、燃焼ガスが循環することによって、燃焼器１による燃料の燃焼温度を下げることができる。このため、低ＮＯx 化を図る効果も得られる。
【００４０】
図７〜図１１は、本発明の他の実施形態を示している。図７以降の図において、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。
【００４１】
図７に示す実施形態においては、熱交換器Ｂに先の実施形態の筒状部８に相当する手段が設けられていない構成とされている。ただし、燃焼ガスストッパ６の上面は、先の実施形態と同様な凹面部６２として形成されている。
【００４２】
本実施形態においては、先の実施形態とは異なり、筒状部８によって空間部３の一部が中心寄り領域と外周縁寄り領域とに区分されていないものの、燃焼器１のノズル部１１から下向きに進行した燃焼ガスは、燃焼ガスストッパ６の凹面部６２に衝突すると、やはり空間部３の外周縁寄り領域を上向きに進行するように反射される。したがって、先の実施形態と同様に、空間部３の第１の領域３０ａ内において燃焼ガスを循環させて、コイル状管体部４０の複数の隙間３１に対する燃焼ガスの通過量およびその温度の均一化を図り、熱交換効率を高めることができる。
【００４３】
図８に示す実施形態においては、燃焼ガス規制用の筒状部８は設けられているものの、燃焼ガスストッパ６の上面部はフラットな面として形成されている。また、燃焼ガスストッパ６の近傍領域Ｌ１においては、複数のループ部４０ａが上下方向において互いに接触していることによりそれらの間に隙間３１が形成されていない構成とされ、あるいは仮に隙間３１が形成されていたとしても、その寸法は他の隙間３１よりも小寸法とされている。
【００４４】
本実施形態においては、燃焼ガスストッパ６の上面部が凹面部としては形成されていないものの、筒状部８が設けられていることによって、空間部３の第１の領域３０ａは、燃焼器１から燃焼ガスを下向きに進行させるための中心寄り領域と、燃焼ガスストッパ６によって反射された燃焼ガスを上向きに進行させるための外周縁寄り領域とに明確に区分されている。このため、筒状部８が設けられていない場合と比較すると、第１の領域３０ａにおいて燃焼ガスを循環させ易くなり、従来技術よりも熱交換効率を高めることが可能となる。とくに、本実施形態においては、燃焼ガスストッパ６の近傍領域Ｌ１には隙間３１が形成されていない構成、あるいは隙間３１の寸法が他の箇所よりも小さくされた構成とされているために、多くの燃焼ガスがそれらの領域Ｌ１を通過して燃焼ガス通路３２に向けて集中的に流出することはより確実に防止される。コイル状管体部４０の領域Ｌ１は、燃焼ガスの通過を阻止または抑制し、この領域Ｌ１に進行してくる燃焼ガスを上向きにガイドする効果も発揮するために、第１の領域３０ａにおける燃焼ガスの循環が促進される効果も得られる。
【００４５】
図７および図８に示した実施形態から理解されるように、本発明においては、燃焼ガス規制用の筒状部８を設けることなく燃焼ガスストッパ６に凹面部６２を形成した構成、あるいは燃焼ガスストッパ６に凹面部６２を形成することなく燃焼ガス規制用の筒状部８を設けた構成とすることもできる。コイル状管体部４０のうち、燃焼ガスストッパ６の近傍領域Ｌ１に隙間３１を形成しない構成、あるいは隙間３１の寸法を小さくする手段は、図８に示した実施形態に限らず、本発明が適用される温水装置全般において用いることが可能である。なお、領域Ｌ１の隙間３１を小さくする場合、それらの寸法は一定でなくてもよく、たとえば燃焼ガスストッパ６に近い部分ほど、その寸法が小さくなるようにしてもかまわない。
【００４６】
図９に示す実施形態においては、燃焼ガス規制用の筒状部８Ａが、水管８９を用いて構成されている。この水管８９は、筒状部８Ａを形成するコイル状部分と、このコイル状部分の両端に繋がった入水用および出湯用の管体部８９ａ，８９ｂとを有している。
【００４７】
本実施形態によれば、水管８９に通水を行なわせることにより、この水管８９を利用した熱回収も可能となり、熱交換効率を高めるのにより好適となる。また、水管８９は、高温の火焔に晒されるが、その内部に通水を行なわせておけば、この水管８９の熱損傷も防止することができる。本来的には、筒状部の材質を耐火性や耐熱性に極めて優れたものとする必要があるが、本実施形態によれば、そのような必要も無くすことが可能となる。なお、燃焼ガスストッパ６も高温に晒されるために、この燃焼ガスストッパ６を水冷可能な構成とすることもできる。燃焼ガスストッパ６の水冷手段としては、たとえば燃焼ガスストッパ６の内部を空洞状に形成し、この空洞部分に冷却用の水の供給およびその排出がなされるように構成すればよい。
【００４８】
図１０に示す実施形態においては、燃焼ガスストッパ６が複数のコイル状管体部４０に囲まれた空間部３の下部開口を塞ぐように設けられている。したがって、上述の実施形態とは異なり、空間部３は、第１および第２の領域には区分されておらず、また複数のコイル状管体部４０は、第１および第２の熱交換部には区分されていない。
【００４９】
本実施形態においては、燃焼器１から空間部３に供給された燃焼ガスが複数のコイル状管体部４０の複数の隙間３１を通過して燃焼ガス通路３２に流出すると、この燃焼ガスはその後缶体２の底部の開口部２２Ｂに直ちに到達して底部ケーシング８０内に流入する。複数のコイル状管体部４０は重ね巻き状に設けられているために、燃焼ガスが各隙間３１を通過する際には、たとえば内周寄りのコイル状管体部４０によって顕熱を回収するとともに、外周寄りのコイル状管体部４０によって潜熱を回収するといったことも可能である。空間部３内においては、燃焼ガスストッパ６の凹面部６２の作用、および筒状部８の作用により、燃焼ガスを循環させて各コイル状管体４０の複数の隙間３１に対して燃焼ガスを均一な量および温度で通過させ得ることは、前述した実施形態と同様である。
【００５０】
図１１に示す実施形態においては、水管４のコイル状管体部４０が、偏平状のチューブを用いて構成されている。このような構成によれば、偏平状のチューブ間に形成されている隙間３１が、燃焼ガスの通過方向に細長い形状となり、隙間３１を燃焼ガスが通過する際のコイル状管体部４０と燃焼ガスとの接触度合いを高めることが可能となる。したがって、複数のコイル状管体部を重ね巻き状に設けた場合と同様な原理により熱交換効率を高め得る効果が得られる。ただし、本発明はこのような構成に限定されず、たとえば丸パイフを用いて形成されたコイル状管体部を有する水管を１本のみ備えた構成とすることもできる。
【００５１】
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。
【００５２】
本発明において、燃焼ガスを循環させることを目的として燃焼ガスストッパに凹面部を形成する場合、凹面部の深さを深くするほど燃焼ガスを円滑に循環させる効果が増し、また凹面部を滑らかな曲面状に形成することも燃焼ガスを円滑に循環させるのに有効である。ただし、本発明はこれに限定されず、凹面部の具体的な形状や深さなどは種々に選択し得る。
【００５３】
本発明でいう燃焼ガス規制用の筒状部については、図９に示した実施形態において筒状部が水管を用いて構成されている例からも理解されるように、要は、コイル状管体部により囲まれた空間部の少なくとも一部をその中央寄り領域と外周縁寄り領域とに区分する役割を果たす筒状であればよい。この筒状部は円筒状に限らない。本発明においては、コイル状管体部をたとえば中空矩形状に形成することも可能であり、このような場合には、燃焼ガス規制用の筒状部をそれに対応した中空矩形の角筒状に形成してもよい。
【００５４】
燃焼器は、オイル燃焼器に限らず、たとえばガス燃焼器などの他の種類の燃焼器を用いることも可能である。また、燃焼方式は逆燃式に限らず、たとえば燃料を上向きに燃焼させる正燃式とすることもできる。正燃式の場合には、燃焼器の上方に燃焼ガスストッパが設けられることとなり、この燃焼ガスストッパの下向き面に凹面部が設けられることとなる。
【００５５】
本発明に係る温水装置とは、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。
【図面の簡単な説明】
【００５６】
【図１】本発明が適用された温水装置の一例としての給湯装置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１に示す給湯装置の図２とは異なる断面の要部断面図である。
【図４】図１に示す給湯装置の平面断面図である。
【図５】図１に示す給湯装置に用いられている燃焼ガスストッパの要部斜視図である。
【図６】図１に示す給湯装置に用いられているスペーサを示す要部斜視図である。
【図７】本発明が適用された温水装置の他の例を要部断面図である。
【図８】本発明が適用された温水装置の他の例を示す要部断面図である。
【図９】本発明が適用された温水装置の他の例を示す要部断面図である。
【図１０】本発明が適用された温水装置の他の例を示す概略断面図である。
【図１１】本発明が適用された温水装置の他の例を示す要部断面図である。
【符号の説明】
【００５７】
Ａ            給湯装置（温水装置）
Ｂ            熱交換器
１            燃焼器
２            缶体
３            空間部
４            水管
６            燃焼ガスストッパ
８，８Ａ      燃焼ガス規制用の筒状部
３１          隙間
４０          コイル状管体部
４０ａ        ループ部
６２          凹面部
３１          隙間
３２          燃焼ガス通路
【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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