(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱交換用の受熱パイプユニットと、該受熱パイプユニットを内部に収容するケースとを少なくとも有し、前記ケース内に収容される受熱パイプユニットはその入水用接続端部と出湯用接続端部との両接続端部のみで前記ケースの側壁に固定して支持されるようにした熱交換器であって、前記ケース内の受熱パイプユニットに対して、前記ケースに直接的或いは間接的に取り付けられた弾性保持片を下方から接触状態に付勢配置させると共に燃焼ガスの誘導仕切り板を上方から接触させて、挟持してあることを特徴とする熱交換器。
【請求項２】
弾性保持片には受熱パイプユニットとの接触面積を減らすための凸部を設けると共に、ドレンの抜き穴を設けてあることを特徴とする請求項１に記載の熱交換器。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は給湯装置等の燃焼装置に設けられる熱交換器に関する。
【０００２】
【従来の技術】
高い熱効率を実現するために、１次熱交換器を通過した燃焼ガスから２次熱交換器を用いて潜熱を回収する回収式燃焼装置等の燃焼装置が従来より提供されている。
前記の２次熱交換器等においてはフレキシブルな受熱パイプを用いることが行われており、この場合、前記フレキシブルな受熱パイプはケースの一側壁にのみで溶接固定して片持ち支持するようにされる場合が多い。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところが上記従来の熱交換器においては、給湯使用時等に生じるウォーターハンマー等による振動に対して、片持ち支持された受熱パイプの自由端側が振動しやすく、このため受熱パイプの溶接固定部に亀裂等が生じる懸念或いは振動による騒音の発生の懸念があった。
【０００４】
そこで本発明は上記従来の熱交換器の問題点を解消し、受熱パイプをその入水用と出湯用の両接続端部でのみケースに固定する熱交換器或いは片持ち支持させる熱交換器の特長を保持しながら、受熱パイプに生じる振動を抑制し、受熱パイプの溶接部に生じる経年的な亀裂等を抑制して耐久性を図ると共に、振動による騒音の低減を図ることができる熱交換器の提供を課題とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記課題を達成するため、本発明の熱交換器によれば、熱交換用の受熱パイプユニットと、該受熱パイプユニットを内部に収容するケースとを少なくとも有し、前記ケース内に収容される受熱パイプユニットはその入水用接続端部と出湯用接続端部との両接続端部のみで前記ケースの側壁に固定して支持されるようにした熱交換器であって、前記ケース内の受熱パイプユニットに対して、前記ケースに直接的或いは間接的に取り付けられた弾性保持片を下方から接触状態に付勢配置させると共に燃焼ガスの誘導仕切り板を上方から接触させて、挟持してあることを第１の特徴としている。
また本発明の熱交換器は、上記第１の特徴に加えて、弾性保持片には受熱パイプユニットとの接触面積を減らすための凸部を設けると共に、ドレンの抜き穴を設けてあることを第２の特徴としている。
【０００６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照しながら説明する。
図１は本発明の実施形態を示す熱交換器の下部を取り除いた状態を下方からみた斜視図、図２は熱交換器の側面図、図３は熱交換器の天壁と受熱パイプユニットを取り除いた状態を上からみた平面図、図４は図３のＡ−Ａ断面図に受熱パイプユニットを組み入れた状態の図、図５は熱交換器の下板の平面図、図６は熱交換器のドレン受け板の平面図、図７は弾性保持片の平面図、図８は弾性保持片の側面図、図９は熱交換器の下部を取り除いた状態を下方からみた他の斜視図である。
【０００７】
熱交換器のケース１０は、４枚の側壁１１と、天壁１２とを有し、下方から上昇してくる燃焼ガスを受け入れる。従って、ケース１０は底壁で下面が覆われているわけではない。
ケース１０内に収容される受熱パイプユニット２０は、本実施形態では２回路分の２本の受熱パイプ２１、２２を一対にして用いているが、その一方の端部である入水用接続端部２１ａ、２２ａと、他方の端部である出湯用接続端部２１ｂ、２２ｂとをケース１０の同じ一側壁１１に固定し、ケース１０外の通水パイプと接続できるようにされている。
その一方、前記入水用接続端部２１ａ、２２ａと出湯用接続端部２１ｂと２２ｂとの間は管が何度も往復して曲げられたジグザグ管部２１ｃ、２２ｃとして構成されている。
勿論、上記においては加熱回路を２回路としたが、１回路や３回路としても同様である。１回路の場合は受熱パイプ（２１又は２２）が１本で、それに入水用接続端部（２１ａ又は２２ａ）、出湯用接続端部（２１ｂ又は２２ｂ）及びジグザグ管部（２１ｃ又は２２ｃ）が構成されることになる。
前記受熱パイプ２１、２２は、蛇腹状のフレキシブルパイプとすることができる。
【０００８】
前記ケース１０内の受熱パイプユニット２０の下方には、熱交換器の下板３０と熱交換器のドレン受け板４０と弾性保持片５０とが設けられている。また受熱パイプユニット２０の上方から一側方にかけては燃焼ガスの誘導仕切り板６０が設けられている。
【０００９】
前記下板３０は、図３及び図５を参照して、その基端部の垂直折り曲げ部３１で、前記受熱パイプユニット２０が取り付けられている側版１１とは直角に隣り合う側壁１１に固定されている。
そして下板３０の本体３２は、前記垂直折り曲げ部３１に続く水平部３２ａと、それに続く緩傾斜部３２ｂと、それに続く急傾斜部３２ｃ部と、先端の折り返し部３２ｄとからなる。
前記本体３２の裏面側の傾斜に沿って下方からの燃焼ガスを先端側に導き、矢印Ｐに示すように受熱パイプユニット２０が配置される空間に導く。
前記水平部３２ａの中央部にはドレン抜きパイプ７０が下方に接続される。また水平部３２ａには、前記したドレン受け板４０や弾性保持片５０がスポット溶接されている。
【００１０】
前記ドレン受け板４０は受熱パイプユニット２０等で発生したドレンを受ける板で、取り付け片部４１で前記下板３０の本体３２の水平部３２ａの丘陵部にスポット溶接される。
前記ドレン受け板４０の本体４２は前記下板３０とは隙間ができるように配置されるが、緩傾斜部４２ａと急傾斜部４２ｂとからなる。急傾斜部４２ｂの先端が受熱パイプユニット２０の側端部を内側に収容するように配設される。
ドレン受け板４０で受けられたドレンは本体４２上を傾斜に沿って流れ、下板３０に接続されたドレン抜きパイプ７０から下方に抜かれる。
【００１１】
前記弾性保持片５０は本実施例では一対設けている。弾性保持片５０は両端側の取り付け片部５１で、前記ドレン受け板４０の取り付け片部４１にスポット溶接される。
前記のようにしてドレン受け板４０に固定された弾性保持片５０は、更にドレン受け板４０が前記下板３０に固定され、更に下板３０がケース１０の側壁１１に固定されることで、実質的にケース１０の側壁１１に片持ち固定されたのと同様となる。弾性保持片５０はケース１０の一部に直接取り付けるようにしてもよい。
弾性保持片５０の本体５２には前記受熱パイプユニット２０に対して下から接触する接触部５２ａを設けている。この接触部５２ａは本実施形態では、受熱パイプユニット２０の形状に合わせて、２箇所の水平領域として構成している。各接触部５２ａではそれぞれ２本分に相当する受熱パイプ２１、２２に対して下から当接し、その保有する弾性にて上方に付勢している。
弾性保持片５０は受熱パイプユニット２０に対して弾性を保有して接触状態を継続することができるように調整された、金属材料や非金属材料とすることができる。弾性保持片５０の先端は斜め上方に曲げられて受熱パイプを抱えやすくしている。
弾性保持片５０の本体５２の接触部５２ａには、その上面に受熱パイプユニット２０との接触面積を減らすための凸部５３を１ないし複数個設けるようにしている。この凸部５３を設けることで、凸部５３以外の場所で受熱パイプと弾性保持片５０との間に隙間を構成して相互の接触を避け、腐食等による受熱パイプの劣化を防止するようにしている。
また弾性保持片５０の本体５２には、その接触部５２ａやその他の上向き面にドレンの抜き穴５４を複数個設け、これによってドレンが弾性保持片５０に溜まらないようにしている。
【００１２】
前記誘導仕切り板６０は、受熱パイプユニット２０の配置されている空間に誘導されてきた燃焼ガスを、更に各受熱パイプ２１、２２の間を通して排ガス集合路８０へと誘導する役割をなすと共に、給湯器の天壁１２を燃焼ガスの熱気等から隔離する役割をなすものであり、受熱パイプユニット２０の上部全域から前記排ガス集合路８０が隣接する受熱パイプユニット２０の一側部にかけて配設される。前記受熱パイプユニット２０の一側部においては排ガス集合路８０との境界壁となっている。
【００１３】
前記受熱パイプユニット２０は、前記ケース１０の一側壁１１に片持ち支持されると共に、その自由端に至る途中を前記一対の弾性保持片５０によって下方から接触、付勢され、前記誘導仕切り板６０との間に挟持される形で安定して保持されることになる。
受熱パイプユニット２０に振動が加わった場合には、その受熱パイプユニット２０の自由端側で大きく振動しようとするが、この振動が前記弾性保持片５０によって吸収されるため、振動による騒音の発生が低減ないし防止され、また振動による片持ち固定部における溶接部への亀裂等の破損発生が低減ないし防止される。
【００１４】
前記受熱パイプユニット２０の受熱パイプ２１、２２は、図２及び図９を参照して、その大部分が水平方向に蛇行するようにジグザグに曲げられているが、所々で垂直方向にも曲げることで、入水用接続端部２１ａ、２２ａと出湯用接続端部２１ｂ、２２ｂとの高さの相違を修正している。
その一方、２本の受熱パイプ２１、２２を一対にして受熱パイプユニット２０としている本実施形態では、２本のジグザグの受熱パイプ２１、２２をユニットとしてコンパクトに形成するために、片方の受熱パイプ２２における垂直方向蛇行部Ｖの位置と蛇行長さを調節して、他方の受熱パイプ２１の水平方向蛇行部Ｈの間に嵌り込むように構成している。これによって受熱パイプユニット２０自体を非常にコンパクトに構成することが可能となると共に、入水用接続端部２１ａ、２２ａでの受熱パイプ２１、２２の上下関係が出湯用接続端部２１ｂ、２２ｂでの上下関係において反対となるように両受熱パイプ２１、２２の配置関係を調節することが可能となり、両受熱パイプ２１、２２における熱交換効率の調整を容易にしている。
【００１５】
なお上記においては、受熱パイプユニット２０をケース１０の一側壁１１に片持ち支持した場合を説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えばケースの対向する二側壁に固定された場合でも、その固定された受熱パイプが特にフレキシブルパイプのような変形自由度の大きなパイプの場合には、十分な効果を得ることができる。
【００１６】
【発明の効果】
本発明は以上の構成、作用からなり、請求項１に記載の熱交換器によれば、熱交換用の受熱パイプユニットと、該受熱パイプユニットを内部に収容するケースとを少なくとも有し、前記ケース内に収容される受熱パイプユニットはその入水用接続端部と出湯用接続端部との両接続端部のみで前記ケースの側壁に固定して支持されるようにした熱交換器であって、前記ケース内の受熱パイプユニットに対して、前記ケースに直接的或いは間接的に取り付けられた弾性保持片を下方から接触状態に付勢配置させると共に燃焼ガスの誘導仕切り板を上方から接触させて、挟持してあるので、
受熱パイプユニットを入水用接続端部と出湯用接続端部との両接続端部のみで支持させることによる利点を保持しながら、受熱パイプユニットに生じる振動を抑制し、受熱パイプユニットの固定部に生じる経年的な亀裂等の発生を抑制して耐久性を図ることができると共に、振動による騒音の低減を図ることができる。
また特に受熱パイプユニットを下からの弾性保持片と上からの誘導仕切り板とによって安定して保持することができ、振動をより効果的に抑えて騒音の発生や固定部の亀裂の発生を減らすことができる。
また請求項２に記載の熱交換器によれば、上記請求項１に記載の構成による効果に加えて、弾性保持片には受熱パイプユニットとの接触面積を減らすための凸部を設けると共に、ドレンの抜き穴を設けてあるので、
受熱パイプユニットが弾性保持片と接触することによって生じやすくなる腐食劣化を抑制することができると共に、ドレンが弾性保持片に溜まるのを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態を示す熱交換器の下部を取り除いた状態を下方からみた斜視図である。
【図２】熱交換器の側面図である。
【図３】熱交換器の天壁と受熱パイプユニットを取り除いた状態を上からみた平面図である。
【図４】図３のＡ−Ａ断面図に受熱パイプユニットを組み入れた状態の図である。
【図５】熱交換器の下板の平面図である。
【図６】熱交換器のドレン受け板の平面図である。
【図７】弾性保持片の平面図である。
【図８】弾性保持片の側面図である。
【図９】熱交換器の下部を取り除いた状態を下方からみた他の斜視図である。
【符号の説明】
１０  ケース
１１  側壁
１２  天壁
２０  受熱パイプユニット
２１、２２  受熱パイプ
２１ａ、２２ａ  入水用接続端部
２１ｂ、２２ｂ  出湯用接続端部
２１ｃ、２２ｃ  ジグザグ管部
３０  熱交換器の下板
４０  ドレン受け板
５０  弾性保持片
５１  取り付け片部
５２  本体
５３  凸部
５４  ドレン抜き穴
６０  誘導仕切板
７０  ドレン抜きパイプ
８０  排ガス集合路
Ｈ  水平方向蛇行部
Ｖ  垂直方向蛇行部
【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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