燃焼装置
【課題】流路抵抗が小さく、且つ全高が増大しない燃焼装置を開発することを課題とする。
【解決手段】本体部３５を、二次熱交用ケース１５内の気体導入口２６と気体排出口２７の間で且つ本体部３５の全部または大半部分は、気体導入口２６の投影面から逸脱した位置に設けて、気体導入口２６の近傍に第１空洞部８２を形成し、気体導入口２６から導入された燃焼ガスは、第１空洞部８２で方向を変え、二次熱交用ケース１５で構成される燃焼ガス流路の断面の略全部を通過して本体部３５側に流れ、気体排出口２７から排出される構成とする。
【解決手段】本体部３５を、二次熱交用ケース１５内の気体導入口２６と気体排出口２７の間で且つ本体部３５の全部または大半部分は、気体導入口２６の投影面から逸脱した位置に設けて、気体導入口２６の近傍に第１空洞部８２を形成し、気体導入口２６から導入された燃焼ガスは、第１空洞部８２で方向を変え、二次熱交用ケース１５で構成される燃焼ガス流路の断面の略全部を通過して本体部３５側に流れ、気体排出口２７から排出される構成とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、潜熱回収型の燃焼装置に関するものである。特に、逆燃焼式を採用した潜熱回収型の燃焼装置に好適である。
【背景技術】
【０００２】
近年、バーナーを燃焼させた際に発生する熱の熱交換効率を向上するべく、燃焼ガスの潜熱までも回収する潜熱回収型の燃焼装置が市場に普及している。この潜熱回収型の燃焼装置は、主に燃焼ガス中の水蒸気が液化する際に発生する熱を回収するものであるため、潜熱回収を行う熱交換器では、多量のドレンが発生する。そして、このドレンは、燃焼時に生成された窒素酸化物が溶け込んで、酸性を呈することが知られている。そのため、ドレンは中和器等を用いて中和し外部に排出される。
【０００３】
また、ドレンに対処するため、潜熱回収型の燃焼装置では、顕熱を回収する熱交換器と、潜熱を回収する熱交換器を個別に搭載している。
前者の顕熱を回収する熱交換器は、一次熱交換器と称されており、一方、後者の潜熱を回収する熱交換器は、二次熱交換器と称されている。
【０００４】
潜熱を回収する二次熱交換器は、ドレンの排出を促進するために、水管にフィンを設けず、裸管で作ることが推奨される。また酸性のドレンで腐食しないように、ステンレススチール等の素材を利用して製作することが推奨されている。
【０００５】
そこで、潜熱回収型燃焼装置では、一対のヘッダ間に複数の裸管を並行に接続した構造の熱交換器が採用されている（例えば、特許文献１）。
図２０は、特許文献１に開示された熱交換器の正面図及び平面図である。
特許文献１に開示された二次熱交換器１００では、複数の水管１０１を水平の同一平面に並行に並べ、この水管１０１をループ状に曲げて平面形状が楕円形の螺旋を形成している。
【０００６】
即ち、二次熱交換器１００は、ケース部材１０２と、管路部材１０３によって構成されている。そして、管路部材１０３は、入水側のヘッダ１０５と出水側のヘッダ１０６を有している。この２つのヘッダ１０５，１０６は、いずれもケース部材１０２の同一の辺の外側に配置されている。
そして、２つのヘッダ１０５，１０６は、５本の水管１０１で接続されている。
ヘッダ１０５，１０６に接続された水管１０１は、いずれも略水平且つ平行に並んでおり、この状態を維持したままで楕円形のループ部１１０を構成している。また、水管１０１は、螺旋を構成しており、各ループ部１１０は７段重ねとなっている。
【０００７】
また、二次熱交換器１００では、管路部材１０３のループ部１１０は、ケース部材１０２の全域に渡っている。
即ち、ループ部１１０は、円弧部１１１，１１２を有し、その両者の間に直線部１１３がある。そして、両端の円弧部１１１，１１２の最も外側の水管１０１は、ケース部材１０２の両側壁１１５，１１６に近接した位置に配されている。
【０００８】
ところで、燃焼装置の一形態として、逆燃焼方式と称される形態がある。
即ち、逆燃焼方式は、バーナーを下方に向けて配置したものである。図２１は、代表的な逆燃焼方式の燃焼装置２００のレイアウトを示している。
逆燃焼方式の燃焼装置２００では、図２１のようにバーナー２０１が接続された燃焼缶体部２０２と、当該燃焼缶体部２０２に対して水平方向に並列的に立設された排気筒２０３とを有している。
そして、燃焼缶体部２０２の下部と、排気筒２０３の下部同士が連通路形成部２０５で接続されている。
【０００９】
特許文献２には、逆燃焼方式の燃焼装置２００に、上記したループ部１１０を有する二次熱交換器１００を採用した例が開示されている。
特許文献２に開示された燃焼装置２００では、燃焼缶体部２０２の顕熱を回収する一次熱交換器２１０が設けられている。また、排気筒２０３には、消音器が内蔵されている。
そして、両者を結ぶ連通路形成部２０５が、一次熱交換器２１０と前記した二次熱交換器１００によって形成されている。
即ち、特許文献２に開示された燃焼装置２００では、連通路形成部２０５は、二次熱交換器１００（連通路形成部２０５）の上方の位置に燃焼缶体部２０２と排気筒２０３とが並べて載置されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開２００８−３２２５２号公報
【特許文献２】特開２０１０−７９６８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
特許文献１に開示された二次熱交換器１００を逆燃焼方式の燃焼装置２００に応用すると、二次熱交換器１００の流路抵抗が高くなってしまうという問題がある。
即ち、二次熱交換器１００を逆燃焼方式の燃焼装置２００に応用すると、二次熱交換器１００の上に一次熱交換器２１０と排気筒２０３とが並べて載置される。
このときの、一次熱交換器２１０及び排気筒２０３と、二次熱交換器１００のケース部材１０２及び管路部材１０３との位置関係を上部側から観察すると、図２２のような配置となる。
図２２から明らかなように、二次熱交換器１００を逆燃焼方式の燃焼装置２００に応用すると、左右の円弧部１１１，１１２上に、一次熱交換器２１０と排気筒２０３が載る。ここで、特に図面左側の円弧部１１１上に一次熱交換器２１０が載ることが問題となる。
即ち、特許文献１に開示された二次熱交換器１００を逆燃焼方式の燃焼装置２００に応用すると、一次熱交換器２１０の下部に円弧部１１１が存在してしまう。即ち、燃焼缶体部２０２と一次熱交換器２１０は連通しており、一次熱交換器２１０を通過した燃焼ガスの排気流路上に、円弧部１１１が存在し、円弧部１１１が燃焼ガスの流れを塞いでしまう。
そのため、円弧部１１１が障壁となって燃焼缶体部２０２で発生した燃焼ガスが一次熱交換器２１０を介して二次熱交換器１００に導入されることが阻害されてしまう。
【００１２】
以上のように、二次熱交換器１００を逆燃焼方式の燃焼装置２００に応用すると、二次熱交換器１００の流路抵抗が高くなってしまうので、これに見合う高圧力の送風機を搭載しなければならない。高圧力の送風機を搭載すると、コストが増大する。
【００１３】
また、管路部材１０３のループの中央に形成される空隙１１７から集中的に燃焼ガスを二次熱交換器１００内に導入する構成とすれば、流路抵抗の増加は低減される。しかしながら、この構成を採用するためには、燃焼缶体部２０２で発生した燃焼ガスを、ループの中央に形成される空隙１１７に導くための流路形成部材を二次熱交換器１００とは別に設ける必要が生じる。
即ち、図２３のように、一次熱交換器２１０と二次熱交換器１００の間に、二次熱交換器１００の中央に導入する流路形成部材２０６を介在させなければならない。その結果、流路形成部材２０６の高さの分、燃焼装置２００の全高が高くなってしまい、燃焼装置２００の外形が大きくなってしまう。
【００１４】
そこで本発明は、従来技術の上記した問題点に注目し、流路抵抗が小さく、且つ全高が増大しない燃焼装置を開発することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
上記した課題を解決するための請求項１に記載の発明は、燃焼部と、燃焼部で生成された燃焼ガスが流通する燃焼ガス流路と、当該燃焼ガス流路の一部を構成し燃焼ガスの熱エネルギーを回収して湯水又は熱媒体を加熱する熱交換器を有した燃焼装置であって、前記熱交換器は、燃焼ガスが通過するケース部材と、湯水又は熱媒体が流れる液体流通部材を有し、ケース部材は、燃焼ガスが導入される気体導入口と、燃焼ガスを排出する気体排出口とを有していてその内部が燃焼ガス流路として機能し、前記液体流通部材は、主に熱交換を行う本体部と、本体部に湯水又は熱媒体を導入する入側流通部と、本体部から湯水又は熱媒体を排出する出側流通部とを有し、前記本体部はケース部材の内部であって前記気体導入口と前記気体排出口の間にあり、且つ前記本体部の全部または大半部分は気体導入口の投影面から逸脱していて気体導入口の近傍には空隙部があり、気体導入口から導入された燃焼ガスは、空隙部で方向を変え、ケース部で構成される燃焼ガス流路の断面の略全部を通過して本体部側に流れ、気体排出口から排出されることを特徴とする燃焼装置である。
【００１６】
本発明の構成によれば、ケース部材は、燃焼ガスが導入される気体導入口と、燃焼ガスを排出する気体排出口とを有していてその内部が燃焼ガス流路として機能する。即ち、燃焼ガスは、気体導入口から進入し、ケース部材内を通過して熱交換され気体排出口から排出される。
そして、本発明の構成によれば、前記本体部はケース部材の内部であって前記気体導入口と前記気体排出口の間にあり、且つ前記本体部の全部または大半部分は気体導入口の投影面から逸脱していて気体導入口の近傍には空隙部がある。
即ち、本体部の全部または大半部分は気体導入口の投影面から逸脱した位置に空隙部がある。そして、空隙部は、気体導入口の開口面積程度の比較的広い空間となっている。そのため、外部から供給された燃焼ガスは、気体導入口を通って空隙部に直線的に進入することが可能である。言い換えると、燃焼ガスの導入に際して、障害となるものがほとんどなく、速やかにケース部材内に燃焼ガスが導入されるので、空隙部までの流路抵抗が小さい。それ故に、例え、高圧力の送風機等を備えなくてもケース部材内への燃焼ガスの導入が可能である。また、高価な高圧力の送風機等を設ける必要がないので、コストを低減できる。また、例えば、上記した流路形成部材２０６のような本体部に燃焼ガスを導入するための部材を必要としないため、従来の燃焼装置に比べて、全高が増大しない。
また、気体導入口の近傍に空隙部を形成し、本体部をケース部材の全面に敷き詰める必要がないため、本体部を形成する際にかかる材料費を低減できる。
【００１７】
また、本発明の構成によれば、気体導入口から導入された燃焼ガスは、空隙部で方向を変え、ケース部で構成される燃焼ガス流路の断面の略全部を通過して本体部側に流れ、気体排出口から排出される。
即ち、空隙部に進入した燃焼ガスは、ケース部で構成される燃焼ガス流路の断面の略全部を通過して本体部側に流れる。言い換えると、燃焼ガス流路の断面の略全部が燃焼ガスによって満たされる。そして、本体部は気体導入口と前記気体排出口の間に配されているため、本体部に接触しながら気体排出口に至ることとなる。即ち、燃焼ガスと本体部の熱交換における有効面積が大きい。それ故に、熱交換効率が高い。
【００１８】
また、本発明は、液体流通部材の本体部の９０パーセント以上の部分が気体導入口の投影面から逸脱していることが好ましい（請求項２）。
【００１９】
請求項３に記載の発明は、ケース部材の気体導入口は、当該ケース部材の一つの面に開口し、当該開口が設けられた前記面であって、ケース部材の内部の液体流通部材の本体部に面する部位は、本体部側に向かって突出していることを特徴とする請求項１又は２に記載の燃焼装置である。
【００２０】
本発明の構成によれば、ケース部材の内部であって、液体流通部材の本体部に面する部位は、本体部側に向かって突出している。例えば、本体部の外形に対して所定の間隔が空くように突出させることによって、本体部とケース部材の本体部に面する部位との間を通過する燃焼ガスの流通量を均一化することができる。即ち、ケース部材の本体部に面する部位では、燃焼ガスの流通量に局所的な分布が生じないため、均一に燃焼ガスと本体部との熱交換が可能である。
【００２１】
請求項４に記載の発明は、本体部は、燃焼ガスの流れ方向に沿って延びる直線部を有することを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の燃焼装置である。
【００２２】
本発明の構成によれば、燃焼ガスがケース部材を通過時に本体部との接触時間が長くできる。そのため、さらに燃焼ガスと本体部との間の熱交換効率が高い。
【００２３】
ここで、気体排出口は、本体部の燃焼ガスの流れ方向下流側に位置している。本体部の下流側では、本体部で熱交換された燃焼ガスが通過するため、気体排出口近傍では流速の遅い燃焼ガスが流れる。即ち、気体導入口近傍と気体排出口近傍との間には燃焼ガスの流速に差が生じ、気体排出口近傍では燃焼ガスの流速が遅いため、空気導入口に比べて気体排出口から燃焼ガスが排気するのに必要な圧力は小さい。即ち、気体排出口の開口面積は空気導入口の開口面積に比べて小さくても燃焼ガスの流通に支障はない。
【００２４】
この考えをもとに導き出された請求項５に記載の発明は、本体部は、気体排出口側に偏在していることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の燃焼装置である。
【００２５】
本発明の構成によれば、本体部は気体排出口側に偏在している。即ち、気体排出口に比べて気体導入口の開口面積を大きくすることが可能であり、また、空隙部も大きくすることができる。それ故に、燃焼ガスの導入の際の流路抵抗をさらに小さくすることができる。
【００２６】
請求項６に記載の発明は、燃焼ガスの下流側であって、気体導入口から逸脱した位置に、ドレンを排出するドレン排出管が設けられていることを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の燃焼装置である。
【００２７】
本発明によれば、外部から供給された燃焼ガスが気体導入口を通って空隙部に直線的に進入する際にかかる圧力の影響を受けにくい。即ち、ドレン排出管に接続される中和器の水封高さを低下させることができる。それ故に、従来の中和器に比べて、中和器の高さを低くすることができる。
【００２８】
また、前記ケース部材内の燃焼ガス流路は、燃焼ガスの流れを天地方向下方向から上方向に変換して流通するものであることが好ましい（請求項７）。即ち、逆燃式と称される燃焼装置に好適である。
【発明の効果】
【００２９】
本発明の構成によれば、気体導入口の近傍には空隙部があるため、燃焼ガスをスムーズに気体導入口から導入できる。それ故に、本体部に燃焼ガスを導入するための別部材を必要とせず、従来の燃焼装置に比べて、全高が増大しない。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明の実施形態の燃焼装置の正面図であり、前板を外している。
【図２】本発明の実施形態の燃焼装置で採用する二次熱交換器の斜視図である。
【図３】図２の二次熱交換器の分解斜視図である。
【図４】図３のケース本体の斜視図である。
【図５】図３のケース本体の平面図である。
【図６】図３の蓋部材の分解斜視図である。
【図７】図６の仕切り板の断面図である。
【図８】図３の管路部材の斜視図である。
【図９】図２の二次熱交換器のＡ−Ａ断面図である。
【図１０】図２の蓋部材を外した状態を示す平面図である。
【図１１】図９のスペーサーの斜視図である。
【図１２】図２の二次熱交換器の一部破断斜視図である。
【図１３】燃焼ガスの流れを矢印で付記した図２の二次熱交換器の斜視図である。
【図１４】燃焼ガスの流れを矢印で付記した図２の二次熱交換器の一部破断斜視図である。
【図１５】燃焼ガスの流れを矢印で付記した図２の二次熱交換器の断面図である。
【図１６】二次熱交換器の変形例を示す平面図である。
【図１７】二次熱交換器の変形例を示す平面図である。
【図１８】二次熱交換器の変形例を示す斜視図であり、二次熱交用ケース内で上下方向に２つの管路部材を重ねた場合を表す。
【図１９】二次熱交換器の変形例を示す斜視図であり、二次熱交用ケース内で２つの管路部材を対面して配置した場合を示す。
【図２０】（ａ）は従来技術の熱交換器の正面断面図であり、（ｂ）は同熱交換器の平面図である。
【図２１】逆燃焼方式の燃焼装置の基本的なレイアウトを示す説明図である。
【図２２】（ａ），（ｂ）は、図２１の二次熱交換器の燃焼缶体部と排気流路形成部との位置関係を説明する説明図である。
【図２３】従来技術の燃焼装置のレイアウトを説明する説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００３１】
以下に、本発明の第１実施形態に係る燃焼装置１について説明する。
本実施形態の燃焼装置１は、具体的には給湯装置であり、燃焼ガスを生成する燃焼部２と、顕熱を回収する一次熱交換器３と、潜熱を回収する二次熱交換器５とを備えた、いわゆる潜熱回収型と呼ばれる燃焼装置である。
燃焼装置１の基本的なレイアウトは、従来技術と同一であり、図１のように燃焼部２と、燃焼部２に対して幅方向（左右方向）に並列に立設された排気筒６とを有している。
【００３２】
まず、最初に燃焼装置１の主要な構成について説明する。
燃焼装置１は、図１に示すように、筐体１０のほぼ中央に燃焼ケース７が配置され、その燃焼ケース７に燃焼部２と、一次熱交換器３と、二次熱交換器５とが内蔵されている。具体的には、燃焼ケース７は、バーナー側ケース１１と、高さ方向（上下方向）に長いほぼ直方体状の一次熱交用ケース１２と、幅方向ｌ（左右方向）に長い二次熱交用ケース１５とが内部で連通するように連結されて形成されたものある。そして、バーナー側ケース１１は燃焼部２の一部を構成し、一次熱交用ケース１２は一次熱交換器３の一部を構成し、二次熱交用ケース１５は二次熱交換器５の一部を構成する。
また、燃焼装置１の筐体１０の幅方向ｌ左側には、燃焼ガスを外部に排気する排気筒６が配されている。具体的には、その排気筒６は、燃焼装置１の筐体１０の内外に渡るように配置されると共に、二次熱交用ケース１５の上部左側に接続された配置である。
即ち、燃焼ケース７は、図１の矢印のような燃焼部２から排気筒６に連なった燃焼ガス流路８を形成している。そして、燃焼ガス流路８は、燃焼部２で生成された燃焼ガスを高さ方向下方向から上方向に燃焼ガスの流れ方向を変換して排気筒６に流通することを可能となっている。
【００３３】
燃焼部２は、いわゆる逆燃焼式の燃焼部であり、図示しないバーナーによって、下方に向けて火炎を形成するものである。燃焼部２は、公知のものと同様、燃料噴霧ノズルや燃焼筒等を備えている（図示しない）。
【００３４】
即ち、燃焼部２で液体燃料が燃焼し、燃焼ガスが生成されると、その燃焼ガスは、燃焼ガス流路８を通って外部に排気される。具体的には、生成した燃焼ガスは、まず下方に向けて進行し、一次熱交換器３を通過して、二次熱交換器５に流入する。そして、二次熱交換器５に流入した燃焼ガスは、二次熱交換器５内で燃焼ガスの流れ方向を下方向から上方向に方向変換し、排気筒６を通過して、外部に排気される。
なお、本実施形態の燃焼装置１は、図示しない送風機を有し、その送風機によって、燃焼に必要な空気が供給され、さらに燃焼部２で生成された燃焼ガスを下方に向けて流している。
【００３５】
一次熱交換器３は、公知の気・液熱交換器であって、燃焼部２より燃焼ガスの流れ方向下流側に配置されている。一次熱交換器３は、湯水が流れる銅製の受熱管と、フィン（図示せず）とを備えている。即ち、一次熱交換器３に至った燃焼ガスは、受熱管に加えてフィンとも接して熱交換することができるため、受熱管を流れる湯水が効率的に熱交換される。また、一次熱交用ケース１２は高さ方向に貫通している。
【００３６】
また、二次熱交換器５は、燃焼ガスと熱交換する湯水が流れる受熱管３２（図２参照）を有している。そして、この受熱管３２と、一次熱交換器３の受熱管と、図示しない入水側配管及び出湯側配管とが、燃焼装置１の筐体１０内で一連した流路を形成している。具体的には、燃焼ガスと熱交換する湯水は、湯水の流れ方向上流側から、入水側配管、二次熱交換器５の受熱管３２、一次熱交換器３の受熱管、出湯側配管の順に直列的に接続されている。即ち、燃焼装置１では、入水側配管を通過した湯水は、二次熱交換器５を流れた後、一次熱交換器３内を流れることによって、順次熱交換され、その後、出湯側配管を介して給湯先に向けて供給される。言い換えると、入水側配管を通過した湯水は、上方に向けて流れていく。
【００３７】
また、二次熱交換器５は、一次熱交換器３の下方に配置されており、一次熱交換器３及び排気筒６の双方に直接連通している。
即ち、二次熱交換器５は、二次熱交用ケース１５の内部に、燃焼装置１の幅方向（図１において左右方向）に延びる空間を有する。また、二次熱交換器５は、燃焼部２の側方（幅方向左側）に配された排気筒６とも連通している。そのため、二次熱交換器５は、燃焼部２を下方に向けて流れる燃焼ガスを一次熱交換器３側から流入させるとともに、当該燃焼ガスを排気筒６に向けて流出させる。即ち、二次熱交換器５は、下方に向けて流れる燃焼ガスの流れ方向を上方に向けて折り返すことが可能である。
【００３８】
以下、本実施形態の特徴たる二次熱交換器５の構造についてより詳細に説明する。
二次熱交換器５は、図２，３に示すように、二次熱交用ケース１５と、管路部材１６とによって構成されている。二次熱交用ケース１５は、ケース本体１７と、蓋部材１８と、管路部材１６の一部（壁面部材３３）によって構成された長方形状の箱体である。
【００３９】
ケース本体１７は、ステンレススチール等の錆に強い素材で作られたものであり、図４のように底板部２１と、その３辺から上方に向けて立設された周壁部２２，２３，２４と、整流板９０から形成されている。
即ち、ケース本体１７は、ケース本体１７の底板部２１と周壁部２２，２３，２４によって囲まれた内蔵空間１４を有している。内蔵空間１４は、管路部材１６の受熱管３２を内蔵可能な空間となっている。
底板部２１は、平面視が長方形状の板材である。底板部２１には、ドレンを集めるために緩やかな傾斜が設けられている（図示せず）。また底板部２１には、ドレンを導くための溝（図示せず）が設けられている。さらに底板部２１には、ドレン抜きのためのドレン排出管２５が接続されている。ドレン排出管２５は、中和器１３（図１参照）にドレンを排出する部材である。ドレン排出管２５は、図５のように周壁部２３側に位置している。具体的には、周壁部２２と周壁部２３とによって形成される角部近傍に位置している。言い換えると、燃焼装置作動時において燃焼ガスの流れ方向下流側に設けられている。より詳細には、ドレン排出管２５は、後述する整流空間領域８５（図１０参照）内に位置している。即ち、ドレン排出管２５は、図２のような組み立て完成時において、蓋部材１８の気体導入口２６の上方（一次熱交換器３側）からの投影面上から逸脱しており、蓋部材１８の気体排出口２７の上方（排気筒６側）から投影面上に位置している。それ故に、ドレン排出管２５に加わる燃焼ガスの風圧を低減させることができる。このことにより、中和器１３に必要な水封高さを低下させることができる。即ち、中和器１３の高さを低くすることができる。
周壁部２２，２４は、図４のようにケース本体１７の長辺側の周壁を形成するものである。
【００４０】
一方の周壁部２４の略中央には、天地方向上下に延伸した突起部３４を有している。具体的には、図２のように組み立て完成時に、後述する管路部材１６の本体部３５の直線部分４０（図１０参照）に対応する位置に設けられている。
一方、周壁部２３は、図４のように前記した周壁部２２，２４に挟まれた位置にあり、ケース本体１７の一方の短辺側の周壁を形成する。
周壁部２３の内側面には、天地方向略中央に整流板９０が設けられている。
整流板９０は、燃焼ガスの流れ乱れを整える部材であり、燃焼ガスを速やかに気体排出口２７に導く部材である。整流板９０は、側面視すると略「く」の字状の部材である。即ち、周壁部２３に固定される固定部９１と固定部９１の上端に斜め上方に延伸した上部整流部９２と、固定部９１の下端に斜め下方に延伸した下部整流部９３とを有している。整流板９０に燃焼ガスが衝突すると整流板９０の内壁面に沿って方向転換され、天地方向上方に導かれる。
【００４１】
続いて、蓋部材１８について説明する。
蓋部材１８は、図３のように気体導入口２６と、気体排出口２７を有した略長方形の蓋体である。
気体導入口２６は、燃焼装置作動時に燃焼部２から燃焼ガス流路８を通って流下した燃焼ガスを二次熱交用ケース１５の内蔵空間１４内に導入する開口である。気体導入口２６は、熱交連通開口２９の一部を仕切り板２０によって覆うことによって形成されており、長方形状の開口となっている。気体導入口２６は、従来の気体導入口の大きさに比べて大きい。具体的には、気体導入口２６は、蓋部材１８の全面積の２０パーセントから５０パーセントを占める大きなものである。そのため、二次熱交換器５内に燃焼ガスが導入されやすく、燃焼部２内の炉圧を低減することが可能である。言い換えると、一次熱交換器３から二次熱交換器５へ燃焼ガスが直線的にスムーズに移動するため、一次熱交用ケース１２内に燃焼ガスが滞留することによる一次熱交換器３の熱変換効率の低下を防止することができる。
【００４２】
気体導入口２６は、蓋部材１８の一方の短辺側に寄った位置に設けられている。より具体的には、管路部材１６の入水側ヘッダ３０及び出水側ヘッダ３１側に寄った位置に気体導入口２６が形成されている。ケース本体１７を基準にしていうと、気体導入口２６は、周壁部２３の対向する側に寄った位置に形成されている。
そして、気体導入口２６と気体排出口２７との間には所定の間隔が空けられている。具体的には、気体導入口２６と気体排出口２７は、本体部３５の長径の０．８倍以上１．２倍以下の間隔を空けて配されている。
【００４３】
また、蓋部材１８は、図６のように蓋本体１９と、仕切り板２０によって形成されている。
蓋本体１９は、気体導入口２６の３辺を形成する熱交連通開口２９と、気体排出口２７を有した略長方形の板体である。
熱交連通開口２９と気体排出口２７は、蓋本体１９の長手方向ｌに所定の間隔を介して並列されている。言い換えると、熱交連通開口２９と気体排出口２７間には、間隔維持部２８が形成されている。また、熱交連通開口２９と気体排出口２７は、蓋本体１９の短手方向ｗのほぼ全域に亘って形成されている。具体的には、熱交連通開口２９の短手方向ｗの長さと気体排出口２７の長手方向ｗの長さは、蓋本体１９の短手方向ｗの長さの７０パーセントから９０パーセントとなっている。
【００４４】
熱交連通開口２９は、燃焼装置作動時に燃焼部２から燃焼ガス流路８を通って流下した燃焼ガスを二次熱交用ケース１５に導入する開口である。即ち、熱交連通開口２９は、仕切り板２０の空間６４に連通する開口である。また、熱交連通開口２９は、一次熱交換器３内と連通している。
【００４５】
気体排出口２７は、二次熱交用ケース１５内で熱交換した燃焼ガスを排気筒６に排出する開口である。気体排出口２７は、略長方形状の開口であり、その面積は前記した気体導入口２６よりも小さい。具体的には、気体排出口２７は、蓋部材１８の全面積の１０パーセントから４０パーセントを占めるものである。
気体排出口２７は、管路部材１６の入水側ヘッダ３０側，出水側ヘッダ３１側（図３，図８参照）から離れた位置に形成されている。ケース本体１７を基準にしていうと、気体排出口２７は、周壁部２３側（図３，図４参照）に寄った位置に形成されている。
【００４６】
ここで、気体導入口２６と気体排出口２７の間では、開口面積が大きく異なる。具体的には、気体導入口２６の大きさは、気体排出口２７の大きさの１．２倍から２倍程度となっている。気体排出口２７は、本体部３５の燃焼ガスの流れ方向下流側に位置しており、本体部３５の下流側では、本体部３５で熱交換された燃焼ガスが通過するため、気体排出口２７近傍では、熱交換によって気体の温度が低下して体積が減少した燃焼ガスが流れる。即ち、気体排出口２７近傍では流速の遅い燃焼ガスが流れる。それ故に、気体導入口２６と気体排出口２７の間で開口面積に差があっても、燃焼部２内の炉圧に影響しにくい。
【００４７】
仕切り板２０に目を移すと、仕切り板２０は、熱交連通開口２９からケース本体１７の内蔵空間１４に導入される燃焼ガスの流れを規制する部材である。仕切り板２０の一辺は、気体導入口２６の一辺を形成する。仕切り板２０は、ステンレススチール等の錆に強い素材で作られたものである。仕切り板２０は、図６のように底面部６０と、底面部６０の３辺から上方に向けて立設された取り付け壁部６５，６６，６７から形成されている。即ち、仕切り板２０は、底面部６０と取り付け壁部６５，６６，６７に囲まれた空間６４を有している。
底面部６０は、平面視が長方形状となっている。底面部６０は、互いに高さが異なる出側底面部６１と入側底面部６２と、出側底面部６１と入側底面部６２の両者を接続する傾斜部６３から形成されている。具体的には、出側底面部６１は入側底面部６２に対して高さ方向ｈ（天地方向）上方に位置しており、傾斜部６３は、出側底面部６１から入側底面部６２にかけて下り傾斜している。図７に示される傾斜部６３の傾斜角度α（入側底面部６２と傾斜部６３からなる角）は、５°〜３０°となっている。
【００４８】
取り付け壁部６５，６７は、蓋本体１９の長辺側の端部近傍に固定されるものである。具体的には、それぞれの取り付け壁部６５，６７は、図６のように出側底面部６１，入側底面部６２の前後方向端部に直交方向に折り曲げられた立壁部６８，６９と、立壁部６８，６９の突出方向先端から内側方向に折り曲げられた張り出し壁部７０，７１から形成されている。即ち、張り出し壁部７０，７１は互いに近接する方向に延伸している。張り出し壁部７０，７１と蓋本体１９はスポット溶着等の公知の方法で一体的に固定される。
図７のように入側底面部６２に立設した立壁部６８の高さＨ１は、出側底面部６１に立設した立壁部６９の高さＨ２よりも長い。具体的には、張り出し壁部７０，７１が同一平面を形成する高さとなっている。
【００４９】
一方、壁部６６は、図６のように前記した取り付け壁部６５，６７に挟まれた位置にあり、蓋本体１９の熱交連通開口２９と気体排出口２７の間に位置する間隔維持部２８に固定されるものである。
壁部６６は、出側底面部６１，入側底面部６２の幅方向（蓋部材１８の長手方向ｌ）端部に直交方向に折り曲げられた立壁部７２，７３と、立壁部７２，７３の突出方向先端から内側方向に折り曲げられた張り出し壁部７４，７５から形成されている。張り出し壁部７４，７５と間隔維持部２８はスポット溶着等の公知の方法で一体的に固定される。
【００５０】
続いて、管路部材１６について説明する。
管路部材１６は、図３，８等に示すように、上記した複数（本実施形態においては６本）の受熱管３２と、入水側ヘッダ３０と、出水側ヘッダ３１とを備えた環状の熱交換流路である。また管路部材１６には、二次熱交用ケース１５の短辺の壁面を構成する壁面部材３３が設けられている。
【００５１】
順次説明すると、各受熱管３２の一端側には入水側ヘッダ３０が接続されており、他端側には出水側ヘッダ３１が接続されている。受熱管３２は、熱伝導性に優れ、表面が平滑な配管によって形成されている。即ち、受熱管３２は、いわゆる裸管である。また、各受熱管３２は、一定の間隔を開けて平行に配置されている。各受熱管３２の間隔は等間隔となっている。
管路部材１６の各受熱管３２は、主に熱交換を行う本体部３５と、出入り管部３６に分かれている。
本体部３５は、図８のように平面視が楕円形のループを構成する部分であり、湯水が流れ方向を基準に時計回りの螺旋構造を構成していて楕円部分が５段に重なっている。本体部３５の各段の間には図９のように隙間３７が存在する。
【００５２】
本体部３５は、図１０のように一定方向にまっすぐ延びる直線部分４０，４１と、曲線状（円弧状）の湾曲部分４２，４３とを交互に含む螺旋状に形成されている。そして、本体部３５は、図１０のように平面視すると、直線部分４０，４１と、湾曲部分４２，４３によって、オーバル状にループしている。
各受熱管３２のループ３８ａ〜３８ｆは、平行状態を維持して同心状に巻回されている。従って内側（ループの中心側）に位置する受熱管３２（ループ３８ａ）は、外側の受熱管３２（ループ３８ｆ）に比べて全長が短い。
【００５３】
一方、出入り管部３６は、直線状となっている。即ち、出水側ヘッダ３１から水平方向且つ並行に引き延ばされた各受熱管３２は、出側管部４５として機能し、最上段の段部３９Ａ（図９参照）の直線部分４０に至っている。
そして最下段の段部３９Ｂ（図９参照）の末端部分が直線状に引き延ばされ入側管部４６を形成している。即ち、最下段の段部３９Ｂの直線部分４１がそのまま延長されて入側管部４６を構成している。入側管部４６の末端には、入水側ヘッダ３０が接続されている。
【００５４】
前記した出側管部４５と入側管部４６は、使用状態を基準とすると、図９のようにいずれもケース本体１７の底板部２１に対して平行であり、出側管部４５を構成する受熱管３２の束を含む平面と、入側管部４６の受熱管３２の束を含む平面は平行である。
また、出側管部４５は、最上段の段部３９Ａに繋がっており、入側管部４６は最下段の段部３９Ｂに引き出されている。即ち、出側管部４５と入側管部４６の間には高低差がある。即ち、出側管部４５は上部にあり、入側管部４６は下部にある。
【００５５】
また出側管部４５と入側管部４６の位置関係を平面視して説明すると、出側管部４５と入側管部４６とは、図１０のように互いに対向する最上段の段部３９Ａの直線部分４０と最下段の段部３９Ｂの直線部分４１に繋がっているから、両者は水平方向（短手方向ｗ）に離れた位置にある。
【００５６】
壁面部材３３には、図８，１０のように出側管部４５と入側管部４６が挿通されている。
壁面部材３３から本体部３５（湾曲部分４３の端部）までの長さＬ１と、本体部３５を構成する楕円の長径Ｌ２を比較すると、Ｌ２の方が大きい。
壁面部材３３から本体部３５までの長さＬ１は、本体部３５の長径Ｌ２の４０パーセントから８０パーセントの範囲であることが望ましい。即ち、壁面部材３３から本体部３５までの長さＬ１が過度に小さいと、後述する第１空洞部８２の大きさが小さくなってしまって流路抵抗が増大してしまう。逆に、Ｌ１が大きすぎると、熱交換に寄与する受熱管３２の長さが短くなってしまい、熱交換効率が低下する。
【００５７】
また本体部３５の一方の直線部分４１には、各段部３９の間隔を維持させるためにスペーサー４７が介在されている。
スペーサー４７は、図１１のように、一本の線材を曲げ加工して作られたものである。
スペーサー４７は、それぞれ行き線５０と戻り線５１で同一平面上の段部を構成し、上下の段部を縦姿勢の曲線部５２ａ〜５２ｅで接続したものである。また、スペーサー４７は、行き線５０と戻り線５１を水平姿勢の曲線部５３ａ〜５３ｅで接続したものである。
即ち、最上段部には、線の端部５５Ａから前後方向ｗの後方に延びる最上段部行き線５０ａがあり、最上段部行き線５０ａの先端部が水平姿勢の曲線部５３ａに繋がっている。そして水平姿勢の曲線部５３ａから最上段部戻り線５１ａに繋がっている。即ち、最上段部行き線５０ａは、曲線部５３ａで折り返して最上段部戻り線５１ａに至る。最上段部行き線５０ａと最上段部戻り線５１ａは、使用状態の姿勢を基準とすると、ほぼ同一の高さの位置にあり、最上段部行き線５０ａと曲線部５３ａと最上段部戻り線５１ａによって最上部の段部５６ａが形成される。
【００５８】
さらに最上段部戻り線５１ａの先端は、縦姿勢の曲線部５２ａに繋がっており、さらにその先端は、第２段行き線５０ｂに繋がっている。ここで第２段行き線５０ｂは、使用状態の姿勢を基準とすると、最上段部戻り線５１ａの真下に位置する。
【００５９】
そして第２段行き線５０ｂの先端は、水平姿勢の曲線部５３ｂに繋がり、さらにその先端が第２段戻り線５１ｂに繋がっている。
ここで第２段戻り線５１ｂは、使用状態の姿勢を基準とすると、第２段行き線５０ｂとほぼ同一の高さの位置にあり、且つ最上段部行き線５０ａの真下の位置にある。そのため第２段行き線５０ｂと曲線部５３ｂと第２段戻り線５１ｂによって第２段目の段部５６ｂが形成される。
【００６０】
こうして各段部の行き線５０ａ〜５０ｆと、水平姿勢の曲線部５３ａ〜５３ｆと戻り線５１ａ〜５１ｆによって構成される段部５６ａ〜５６ｆが、前後方向ｗの前方側の縦姿勢の曲線部５２ａ〜５２ｅで接続されている。本実施形態では、６段の段部５６ａ〜５６ｆが形成されている。また、各段部５６ａ〜５６ｆは、天地方向に所定の間隔を空けて平行に配されている。
【００６１】
また各段部５６ａ〜５６ｆは、いずれも前後方向ｗの前方側の縦列に設けられた縦姿勢の曲線部５２ａ〜５２ｅで接続されており、他方である前後方向ｗの後方側の縦列側には各段部５６ａ〜５６ｆ同士の間を接続する部材が無い。そのため、縦姿勢の曲線部５２ａ〜５２ｅが存在しない側（曲線部５３側）を先頭にして本体部３５にスペーサー４７を差し込むことができる。
【００６２】
その結果、図９に示すように、本体部３５の受熱管３２で構成される段部３９の間に、行き線５０ａ〜５０ｅと、水平姿勢の曲線部５３ａ〜５３ｅと、戻り線５１ａ〜５３ｅで構成されるスペーサー４７の段部５６ａ〜５６ｆが挿入される。
【００６３】
一方、本体部３５のスペーサー４７が無い部分（直線部分４０）では、図９に示すように、本体部３５の受熱管３２で構成される段部３９の間に、所定の隙間３７が維持される。
【００６４】
続いて、二次熱交換器５の構成部材の位置関係について説明する。
管路部材１６は、その大部分が二次熱交用ケース１５の内蔵空間１４内に収納されている。即ち、ケース本体１７と、蓋部材１８と、管路部材１６の壁面部材３３と、が組み合わされて直方体の二次熱交用ケース１５が形成されている。
そして、管路部材１６の壁面部材３３から先端側（本体部３５側）の部位は、全てケース本体１７の内蔵空間１４内に収容されている。逆に言うと、入水側ヘッダ３０と出水側ヘッダ３１は、二次熱交用ケース１５の外にある。
【００６５】
前記したように管路部材１６の各受熱管３２は、大きく本体部３５と、出入り管部３６に分かれている。即ち、図１０のように二次熱交用ケース１５を平面視したとき、長手方向に、主に本体部３５が収容される本体部収容領域８０と、出入り管部３６が配される入出管配置領域８１と、本体部３５及び出入り管部３６が存在しない整流空間領域８５に分かれる。即ち、入出管配置領域８１には本体部３５は存在せず、出側管部４５と入側管部４６だけが存在し、中間部には空隙がある。
本体部収容領域８０は、周壁部２３によった位置に形成されている。即ち、本体部３５は、周壁部２３側によっている。また、入出管配置領域８１は、整流空間領域８５に比べて大きい。具体的には、入出管配置領域８１の面積は整流空間領域８５の面積の１．５倍から３倍となっている。
【００６６】
また、二次熱交用ケース１５の蓋部材１８に設けられた熱交連通開口２９は、本体部収容領域８０と入出管配置領域８１に跨がって開いている。そして熱交連通開口２９の一部を塞ぐように仕切り板２０が設けられている。具体的には、仕切り板２０は、熱交連通開口２９の本体部収容領域８０を塞ぐように設けられている。管路部材１６を基準にすると、仕切り板２０は、本体部３５の一方の曲線状（円弧状）の湾曲部分４３を覆っている。
【００６７】
また、仕切り板２０は、図９のように蓋本体１９と管路部材１６の間に介在している。
具体的には、仕切り板２０は本体部３５との間に所定の距離を隔てて配されており、仕切り板２０と本体部３５との間には所定の空間が形成されている。より詳細には、本体部３５の最上段の段部３９Ａの直線部分４０の上方に仕切り板２０の出側底面部６１が、最上段の段部３９Ａの直線部分４１の上方に仕切り板２０の入側底面部６２が位置している。そして、直線部分４０と出側底面部６１との距離は、直線部分４１と入側底面部６２との距離と等しい。直線部分４０と出側底面部６１との距離（直線部分４１と入側底面部６２との距離）は、５ｍｍ〜１５ｍｍ程度となっている。
【００６８】
即ち、気体導入口２６から導入された燃焼ガスが最上段の段部３９Ａの上方を通過する際には、仕切り板２０は、燃焼ガスを整流し、均一量の燃焼ガスのみ通過できるように規制している。
【００６９】
また、仕切り板２０は、熱交連通開口２９の開口の一部を塞いでいる。具体的には、正面視した際に、気体導入口２６から本体部３５が視認できないように仕切り板２０が覆っている。即ち、気体導入口２６から内蔵空間１４に燃焼ガスが流下した際に、燃焼ガスが直接本体部３５に接触することを防止している。
【００７０】
また、仕切り板２０の底面部６０と蓋本体１９の天面との間には、段差がある。即ち、蓋本体１９の天面に対して底面部６０は天地方向下方に位置しており、底面部６０の上方に空間６４が形成されている。ケース本体１７を基準にすると、仕切り板２０は本体部３５側に突出している。
底面部６０の上方に空間６４が配されているため、一次熱交換器３から流入される燃焼ガスの一部は空間６４を通過するため、一次熱交換器３内の通路抵抗を低減することが可能である。
【００７１】
入出管配置領域８１では、図１０のように天地方向上側に出側管部４５を構成する受熱管３２の束７６が帯状に延びている。即ち、天地方向上側であって、一方の長辺を構成する周壁部２４寄りの位置に受熱管３２の束７６が帯状に延びている。
一方、天地方向下側に入側管部４６を構成する受熱管３２の束７７が帯状に延びている。即ち天地方向下側であって、他方の長辺を構成する周壁部２２寄りに位置に受熱管３２の束７７が帯状に延びている。
【００７２】
前記したように出側管部４５を構成する受熱管３２の束７６と、入側管部４６を構成する受熱管３２の束７７との間には、大きな落差があるため、気体導入口２６の直下の位置には、図１２のように広い第１空洞部８２（空隙部）が存在する。
なお気体導入口２６の内、前後方向後方側に位置する部分の一部は、その開口の僅かに下の位置に出側管部４５を構成する受熱管３２の束７６が配されている。そのため、気体導入口２６の内、前後方向後方側に位置する部分の一部は、実質的に出側管部４５を構成する受熱管３２の束７６によって閉塞されている。一方、気体導入口２６の前後方向前方側に位置する部分の一部は、これを閉塞する部材が存在しない。
【００７３】
ケース本体１７内部に目を移すと、前後方向ｗ後方側に位置する部分の上部には前記した様に出側管部４５を構成する受熱管３２の束７６が帯状に配されているが、当該束７６の下部は、空洞となっている。即ち、前後方向ｗ後方側に位置する部分の受熱管３２の下方には、第２空洞部８３（空隙部）がある。第２空洞部８３は、第１空洞部８２と直接的に連通している。即ち、気体導入口２６の近傍には、第１空洞部８２と第２空洞部８３が連なって空隙部が形成されている。
【００７４】
長辺側の周壁部２２，２４と受熱管３２は接触している。具体的には、図９のように前後方向ｗ後方側に位置する周壁部２４の突起部３４が管路部材１６の本体部３５の直線部分４０と当接している。一方、前後方向ｗ前方側に位置する周壁部２２とスペーサー４７の曲線部５２が当接している。
即ち、周壁部２２，２４と管路部材１６の本体部３５との間には、前後方向ｗに空間がない。
【００７５】
本体部３５の一方の直線部分４１にスペーサー４７が取り付けられているが、スペーサー４７の取り付け位置は、図９のように周壁部２４の突起部３４と本体部３５を挟んで対向する位置となっている。
【００７６】
また、本体部３５と周壁部２３との間は、所定の距離離れており、本体部３５及び出入り管部３６が存在しない整流空間８６が配されている。上記したように周壁部２３には、整流板９０が設けられている。即ち、本体部３５よりも燃焼ガスの流れ方向下流側に形成された整流空間８６内に整流板９０が位置している。言い換えると、本体部３５を通過した燃焼ガスは整流板９０によって整流空間８６内で整流される。そのため、乱流によって生じる風切音を低減することが可能である。また、上記したようにドレン排出管２５は、後述する整流空間８６内に位置している。そのため、整流によりスムーズに燃焼ガスが流れるため、燃焼部２にかかる炉圧を低減することが可能である。
【００７７】
前記した様に、本実施形態の燃焼装置１は、一次熱交用ケース１２と排気筒６が二次熱交換器５の上に載置されている。より詳細には、図１３のように、二次熱交換器５の熱交連通開口２９上に一次熱交換器３が載置される。また気体排出口２７上に排気筒６が載置される。
【００７８】
そのため一次熱交用ケース１２の下端は、気体導入口２６を覆う。具体的には、一次熱交用ケース１２は、熱交連通開口２９を覆う。ここで、上記したように気体導入口２６の開口面積は大きいため、一次熱交換器３の排気を直線的に気体導入口２６内に導入することができる。
同様に、排気筒６の下端は、気体排出口２７を覆う。即ち、一次熱交用ケース１２と二次熱交用ケース１５と排気筒６は、気体導入口２６及び気体排出口２７を介して連通している。
【００７９】
次に本実施形態の燃焼装置１の機能について説明する。
入水側ヘッダ３０及び出水側ヘッダ３１は、二次熱交用ケース１５の外部であって側方（図１において正面視右側）に配置されている。出水側ヘッダ３１は、入水側ヘッダ３０よりも上方かつ奥側に配置されている。入水側ヘッダ３０には、図示しない配管を介して給水が行われる。給水源から供給された水は、複数の受熱管３２に分岐して平行に流れ、出水側ヘッダ３１から排出される。
また出水側ヘッダ３１は図示しない配管によって一次熱交換器３に接続されており、出水側ヘッダ３１から排出された水は、一次熱交換器３を流れる。
【００８０】
また、燃焼装置１は、燃焼部２が燃焼動作を開始すると、燃焼部２の燃焼動作に伴って発生した燃焼ガスは、バーナー側ケース１１及び一次熱交用ケース１２内を下方に向けて流れる。
【００８１】
その後、燃焼ガス流路８（バーナー側ケース１１及び一次熱交用ケース１２）を通過した燃焼ガスは、図１３のように熱交連通開口２９内に進入する。ここで、熱交連通開口２９の仕切り板２０近傍を通る燃焼ガス（矢印Ｘ）は、図１３のように熱交連通開口２９の空間６４に進入し、仕切り板２０の天面に沿って、気体導入口２６に導入される。一方、残りの燃焼ガス（矢印Ｙ）は、熱交連通開口２９内に進入した後、直接気体導入口２６に導入される。
そのため、一次熱交換器３から二次熱交換器５内に燃焼ガスが流入する際の一次熱交換器３の流路抵抗を低減している。
そして、図１４の矢印で示すように、二次熱交換器５の気体導入口２６から二次熱交用ケース１５の内蔵空間１４内に導入される。
燃焼ガスの進入方向は、図１４，図１５の矢印Ａ，Ｂ，Ｃで示すように、本体部３５を構成する二次熱交用ケース１５の底板部２１に対して交差する方向である。
そして二次熱交換器５の二次熱交用ケース１５の内蔵空間１４内に導入された燃焼ガスの内、出側管部４５近傍（前後方向後方側）から入った燃焼ガスは、矢印Ａ，Ｂのように直ちに出側管部４５を構成する受熱管３２の束７６と衝突する。即ち、気体導入口２６の内、前後方向後方側に位置する部分の一部は、実質的に出側管部４５を構成する受熱管３２の束７６によって閉塞されているので、前後方向後方側に位置する部分から入った燃焼ガスは、出側管部４５を構成する受熱管３２の束７６と衝突し、当該部位の受熱管３２と熱交換する。そして燃焼ガスの一部は、矢印Ａのように受熱管３２の間の隙間をすり抜けて下側の第２空洞部８３に流れる。
【００８２】
一方、燃焼ガスの残部は、矢印Ｂのように、受熱管３２の帯を横切り、前後方向後方側に位置する部分から第１空洞部８２に入る。
また、二次熱交換器５の二次熱交用ケース１５の内蔵空間１４内に導入された燃焼ガスの内、入側管部４６側（前後方向前方側）から入った燃焼ガスは、図１４，図１５の矢印Ｃの様に、そのまま直接下方向に流れて二次熱交用ケース１５内の第１空洞部８２に入り、二次熱交用ケース１５の底部分にある入側管部４６と衝突し、当該部位の受熱管３２と熱交換する。
【００８３】
こうして第１空洞部８２又は第２空洞部８３（空隙部）に入った燃焼ガスは、共にケース本体１７内の気体導入口２６側から気体排出口２７側に向かって流れる。
具体的には、第１空洞部８２又は第２空洞部８３に入った燃焼ガスは、図１５の矢印Ａ，Ｂ，Ｃのように本体部３５の段部間に形成されている隙間３７や、底板部２１と本体部３５との隙間、仕切り板２０と本体部３５との隙間を通って、気体排出口２７側に流れる。
【００８４】
ここで、燃焼ガスは、仕切り板２０によって流通量が規制され、直線的に気体排出口２７側に移動する。即ち、本体部３５の直線部分４０及び直線部分４１の延伸方向に沿って燃焼ガスが移動する。
【００８５】
即ち、通過する燃焼ガスは、本体部３５の周囲を必ず通過しなければならず、さらに、本体部３５の直線部分４０及び直線部分４１の延伸方向に沿って燃焼ガスが移動するため、十分な熱交換に必要な伝熱面積を確保できる。
【００８６】
そして気体排出口２７側に流れた燃焼ガスは、整流板９０によって天地方向上方に方向転換して気体排出口２７から外部（排気筒６）に排出される。
【００８７】
上記した実施形態では、本体部３５の螺旋の方向の巻き方向を湯水の流れ方向を基準に時計回りとしたが、本発明はこれに限定されるものではなく、図１６のように螺旋の方向の巻き方向を湯水の流れ方向を基準に反時計回りとしてもよい。
【００８８】
上記した実施形態では、受熱管３２の出入り管部３６の配置を気体導入口２６側に設けたが、本発明はこれに限定されるものではなく、受熱管３２の出入り管部３６の配置は限定されない。気体排出口２７側（周壁部２３側）に設けてもよいし、図１７のように、ケース本体１７の長辺側の周壁部に設けてもよい。直線部分４０，４１を通過する観点から、受熱管３２の出入り管部３６は、ケース本体１７の長手方向に延伸して配置されることが好ましい。
【００８９】
上記した実施形態では、オーバル状の本体部３５を有した受熱管３２を用いたが、本発明はこれに限定されるものではなく、本体部３５の形状は問わない。例えば、本体部は円状であってもよく、板状であってもよい。
【００９０】
上記した実施形態では、二次熱交用ケース１５内に、１つの管路部材１６が配されていたが、本発明はこれに限定されるものではなく、複数の異なる管路部材が共存していてもよい。例えば、２種類の管路部材が配置されていてもよい。このとき、図１８のようにそれぞれの管路部材が上下に配されていてもよいし、図１９のように本体部３５が対面する方向に配されていてもよい。
【符号の説明】
【００９１】
１ 燃焼装置
２ 燃焼部
５ 二次熱交換器
８ 燃焼ガス流路
１４ 内蔵空間（空間）
１５ 二次熱交用ケース（ケース部材）
２５ ドレン排出管
２６ 気体導入口
２７ 気体排出口
３５ 本体部
４０，４１ 直線部分（直線部）
４５ 出側管部（出側流通部）
４６ 入側管部（入側流通部）
８２ 第１空洞部（空隙部）
８３ 第２空洞部（空隙部）
【技術分野】
【０００１】
本発明は、潜熱回収型の燃焼装置に関するものである。特に、逆燃焼式を採用した潜熱回収型の燃焼装置に好適である。
【背景技術】
【０００２】
近年、バーナーを燃焼させた際に発生する熱の熱交換効率を向上するべく、燃焼ガスの潜熱までも回収する潜熱回収型の燃焼装置が市場に普及している。この潜熱回収型の燃焼装置は、主に燃焼ガス中の水蒸気が液化する際に発生する熱を回収するものであるため、潜熱回収を行う熱交換器では、多量のドレンが発生する。そして、このドレンは、燃焼時に生成された窒素酸化物が溶け込んで、酸性を呈することが知られている。そのため、ドレンは中和器等を用いて中和し外部に排出される。
【０００３】
また、ドレンに対処するため、潜熱回収型の燃焼装置では、顕熱を回収する熱交換器と、潜熱を回収する熱交換器を個別に搭載している。
前者の顕熱を回収する熱交換器は、一次熱交換器と称されており、一方、後者の潜熱を回収する熱交換器は、二次熱交換器と称されている。
【０００４】
潜熱を回収する二次熱交換器は、ドレンの排出を促進するために、水管にフィンを設けず、裸管で作ることが推奨される。また酸性のドレンで腐食しないように、ステンレススチール等の素材を利用して製作することが推奨されている。
【０００５】
そこで、潜熱回収型燃焼装置では、一対のヘッダ間に複数の裸管を並行に接続した構造の熱交換器が採用されている（例えば、特許文献１）。
図２０は、特許文献１に開示された熱交換器の正面図及び平面図である。
特許文献１に開示された二次熱交換器１００では、複数の水管１０１を水平の同一平面に並行に並べ、この水管１０１をループ状に曲げて平面形状が楕円形の螺旋を形成している。
【０００６】
即ち、二次熱交換器１００は、ケース部材１０２と、管路部材１０３によって構成されている。そして、管路部材１０３は、入水側のヘッダ１０５と出水側のヘッダ１０６を有している。この２つのヘッダ１０５，１０６は、いずれもケース部材１０２の同一の辺の外側に配置されている。
そして、２つのヘッダ１０５，１０６は、５本の水管１０１で接続されている。
ヘッダ１０５，１０６に接続された水管１０１は、いずれも略水平且つ平行に並んでおり、この状態を維持したままで楕円形のループ部１１０を構成している。また、水管１０１は、螺旋を構成しており、各ループ部１１０は７段重ねとなっている。
【０００７】
また、二次熱交換器１００では、管路部材１０３のループ部１１０は、ケース部材１０２の全域に渡っている。
即ち、ループ部１１０は、円弧部１１１，１１２を有し、その両者の間に直線部１１３がある。そして、両端の円弧部１１１，１１２の最も外側の水管１０１は、ケース部材１０２の両側壁１１５，１１６に近接した位置に配されている。
【０００８】
ところで、燃焼装置の一形態として、逆燃焼方式と称される形態がある。
即ち、逆燃焼方式は、バーナーを下方に向けて配置したものである。図２１は、代表的な逆燃焼方式の燃焼装置２００のレイアウトを示している。
逆燃焼方式の燃焼装置２００では、図２１のようにバーナー２０１が接続された燃焼缶体部２０２と、当該燃焼缶体部２０２に対して水平方向に並列的に立設された排気筒２０３とを有している。
そして、燃焼缶体部２０２の下部と、排気筒２０３の下部同士が連通路形成部２０５で接続されている。
【０００９】
特許文献２には、逆燃焼方式の燃焼装置２００に、上記したループ部１１０を有する二次熱交換器１００を採用した例が開示されている。
特許文献２に開示された燃焼装置２００では、燃焼缶体部２０２の顕熱を回収する一次熱交換器２１０が設けられている。また、排気筒２０３には、消音器が内蔵されている。
そして、両者を結ぶ連通路形成部２０５が、一次熱交換器２１０と前記した二次熱交換器１００によって形成されている。
即ち、特許文献２に開示された燃焼装置２００では、連通路形成部２０５は、二次熱交換器１００（連通路形成部２０５）の上方の位置に燃焼缶体部２０２と排気筒２０３とが並べて載置されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開２００８−３２２５２号公報
【特許文献２】特開２０１０−７９６８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
特許文献１に開示された二次熱交換器１００を逆燃焼方式の燃焼装置２００に応用すると、二次熱交換器１００の流路抵抗が高くなってしまうという問題がある。
即ち、二次熱交換器１００を逆燃焼方式の燃焼装置２００に応用すると、二次熱交換器１００の上に一次熱交換器２１０と排気筒２０３とが並べて載置される。
このときの、一次熱交換器２１０及び排気筒２０３と、二次熱交換器１００のケース部材１０２及び管路部材１０３との位置関係を上部側から観察すると、図２２のような配置となる。
図２２から明らかなように、二次熱交換器１００を逆燃焼方式の燃焼装置２００に応用すると、左右の円弧部１１１，１１２上に、一次熱交換器２１０と排気筒２０３が載る。ここで、特に図面左側の円弧部１１１上に一次熱交換器２１０が載ることが問題となる。
即ち、特許文献１に開示された二次熱交換器１００を逆燃焼方式の燃焼装置２００に応用すると、一次熱交換器２１０の下部に円弧部１１１が存在してしまう。即ち、燃焼缶体部２０２と一次熱交換器２１０は連通しており、一次熱交換器２１０を通過した燃焼ガスの排気流路上に、円弧部１１１が存在し、円弧部１１１が燃焼ガスの流れを塞いでしまう。
そのため、円弧部１１１が障壁となって燃焼缶体部２０２で発生した燃焼ガスが一次熱交換器２１０を介して二次熱交換器１００に導入されることが阻害されてしまう。
【００１２】
以上のように、二次熱交換器１００を逆燃焼方式の燃焼装置２００に応用すると、二次熱交換器１００の流路抵抗が高くなってしまうので、これに見合う高圧力の送風機を搭載しなければならない。高圧力の送風機を搭載すると、コストが増大する。
【００１３】
また、管路部材１０３のループの中央に形成される空隙１１７から集中的に燃焼ガスを二次熱交換器１００内に導入する構成とすれば、流路抵抗の増加は低減される。しかしながら、この構成を採用するためには、燃焼缶体部２０２で発生した燃焼ガスを、ループの中央に形成される空隙１１７に導くための流路形成部材を二次熱交換器１００とは別に設ける必要が生じる。
即ち、図２３のように、一次熱交換器２１０と二次熱交換器１００の間に、二次熱交換器１００の中央に導入する流路形成部材２０６を介在させなければならない。その結果、流路形成部材２０６の高さの分、燃焼装置２００の全高が高くなってしまい、燃焼装置２００の外形が大きくなってしまう。
【００１４】
そこで本発明は、従来技術の上記した問題点に注目し、流路抵抗が小さく、且つ全高が増大しない燃焼装置を開発することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
上記した課題を解決するための請求項１に記載の発明は、燃焼部と、燃焼部で生成された燃焼ガスが流通する燃焼ガス流路と、当該燃焼ガス流路の一部を構成し燃焼ガスの熱エネルギーを回収して湯水又は熱媒体を加熱する熱交換器を有した燃焼装置であって、前記熱交換器は、燃焼ガスが通過するケース部材と、湯水又は熱媒体が流れる液体流通部材を有し、ケース部材は、燃焼ガスが導入される気体導入口と、燃焼ガスを排出する気体排出口とを有していてその内部が燃焼ガス流路として機能し、前記液体流通部材は、主に熱交換を行う本体部と、本体部に湯水又は熱媒体を導入する入側流通部と、本体部から湯水又は熱媒体を排出する出側流通部とを有し、前記本体部はケース部材の内部であって前記気体導入口と前記気体排出口の間にあり、且つ前記本体部の全部または大半部分は気体導入口の投影面から逸脱していて気体導入口の近傍には空隙部があり、気体導入口から導入された燃焼ガスは、空隙部で方向を変え、ケース部で構成される燃焼ガス流路の断面の略全部を通過して本体部側に流れ、気体排出口から排出されることを特徴とする燃焼装置である。
【００１６】
本発明の構成によれば、ケース部材は、燃焼ガスが導入される気体導入口と、燃焼ガスを排出する気体排出口とを有していてその内部が燃焼ガス流路として機能する。即ち、燃焼ガスは、気体導入口から進入し、ケース部材内を通過して熱交換され気体排出口から排出される。
そして、本発明の構成によれば、前記本体部はケース部材の内部であって前記気体導入口と前記気体排出口の間にあり、且つ前記本体部の全部または大半部分は気体導入口の投影面から逸脱していて気体導入口の近傍には空隙部がある。
即ち、本体部の全部または大半部分は気体導入口の投影面から逸脱した位置に空隙部がある。そして、空隙部は、気体導入口の開口面積程度の比較的広い空間となっている。そのため、外部から供給された燃焼ガスは、気体導入口を通って空隙部に直線的に進入することが可能である。言い換えると、燃焼ガスの導入に際して、障害となるものがほとんどなく、速やかにケース部材内に燃焼ガスが導入されるので、空隙部までの流路抵抗が小さい。それ故に、例え、高圧力の送風機等を備えなくてもケース部材内への燃焼ガスの導入が可能である。また、高価な高圧力の送風機等を設ける必要がないので、コストを低減できる。また、例えば、上記した流路形成部材２０６のような本体部に燃焼ガスを導入するための部材を必要としないため、従来の燃焼装置に比べて、全高が増大しない。
また、気体導入口の近傍に空隙部を形成し、本体部をケース部材の全面に敷き詰める必要がないため、本体部を形成する際にかかる材料費を低減できる。
【００１７】
また、本発明の構成によれば、気体導入口から導入された燃焼ガスは、空隙部で方向を変え、ケース部で構成される燃焼ガス流路の断面の略全部を通過して本体部側に流れ、気体排出口から排出される。
即ち、空隙部に進入した燃焼ガスは、ケース部で構成される燃焼ガス流路の断面の略全部を通過して本体部側に流れる。言い換えると、燃焼ガス流路の断面の略全部が燃焼ガスによって満たされる。そして、本体部は気体導入口と前記気体排出口の間に配されているため、本体部に接触しながら気体排出口に至ることとなる。即ち、燃焼ガスと本体部の熱交換における有効面積が大きい。それ故に、熱交換効率が高い。
【００１８】
また、本発明は、液体流通部材の本体部の９０パーセント以上の部分が気体導入口の投影面から逸脱していることが好ましい（請求項２）。
【００１９】
請求項３に記載の発明は、ケース部材の気体導入口は、当該ケース部材の一つの面に開口し、当該開口が設けられた前記面であって、ケース部材の内部の液体流通部材の本体部に面する部位は、本体部側に向かって突出していることを特徴とする請求項１又は２に記載の燃焼装置である。
【００２０】
本発明の構成によれば、ケース部材の内部であって、液体流通部材の本体部に面する部位は、本体部側に向かって突出している。例えば、本体部の外形に対して所定の間隔が空くように突出させることによって、本体部とケース部材の本体部に面する部位との間を通過する燃焼ガスの流通量を均一化することができる。即ち、ケース部材の本体部に面する部位では、燃焼ガスの流通量に局所的な分布が生じないため、均一に燃焼ガスと本体部との熱交換が可能である。
【００２１】
請求項４に記載の発明は、本体部は、燃焼ガスの流れ方向に沿って延びる直線部を有することを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の燃焼装置である。
【００２２】
本発明の構成によれば、燃焼ガスがケース部材を通過時に本体部との接触時間が長くできる。そのため、さらに燃焼ガスと本体部との間の熱交換効率が高い。
【００２３】
ここで、気体排出口は、本体部の燃焼ガスの流れ方向下流側に位置している。本体部の下流側では、本体部で熱交換された燃焼ガスが通過するため、気体排出口近傍では流速の遅い燃焼ガスが流れる。即ち、気体導入口近傍と気体排出口近傍との間には燃焼ガスの流速に差が生じ、気体排出口近傍では燃焼ガスの流速が遅いため、空気導入口に比べて気体排出口から燃焼ガスが排気するのに必要な圧力は小さい。即ち、気体排出口の開口面積は空気導入口の開口面積に比べて小さくても燃焼ガスの流通に支障はない。
【００２４】
この考えをもとに導き出された請求項５に記載の発明は、本体部は、気体排出口側に偏在していることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の燃焼装置である。
【００２５】
本発明の構成によれば、本体部は気体排出口側に偏在している。即ち、気体排出口に比べて気体導入口の開口面積を大きくすることが可能であり、また、空隙部も大きくすることができる。それ故に、燃焼ガスの導入の際の流路抵抗をさらに小さくすることができる。
【００２６】
請求項６に記載の発明は、燃焼ガスの下流側であって、気体導入口から逸脱した位置に、ドレンを排出するドレン排出管が設けられていることを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の燃焼装置である。
【００２７】
本発明によれば、外部から供給された燃焼ガスが気体導入口を通って空隙部に直線的に進入する際にかかる圧力の影響を受けにくい。即ち、ドレン排出管に接続される中和器の水封高さを低下させることができる。それ故に、従来の中和器に比べて、中和器の高さを低くすることができる。
【００２８】
また、前記ケース部材内の燃焼ガス流路は、燃焼ガスの流れを天地方向下方向から上方向に変換して流通するものであることが好ましい（請求項７）。即ち、逆燃式と称される燃焼装置に好適である。
【発明の効果】
【００２９】
本発明の構成によれば、気体導入口の近傍には空隙部があるため、燃焼ガスをスムーズに気体導入口から導入できる。それ故に、本体部に燃焼ガスを導入するための別部材を必要とせず、従来の燃焼装置に比べて、全高が増大しない。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明の実施形態の燃焼装置の正面図であり、前板を外している。
【図２】本発明の実施形態の燃焼装置で採用する二次熱交換器の斜視図である。
【図３】図２の二次熱交換器の分解斜視図である。
【図４】図３のケース本体の斜視図である。
【図５】図３のケース本体の平面図である。
【図６】図３の蓋部材の分解斜視図である。
【図７】図６の仕切り板の断面図である。
【図８】図３の管路部材の斜視図である。
【図９】図２の二次熱交換器のＡ−Ａ断面図である。
【図１０】図２の蓋部材を外した状態を示す平面図である。
【図１１】図９のスペーサーの斜視図である。
【図１２】図２の二次熱交換器の一部破断斜視図である。
【図１３】燃焼ガスの流れを矢印で付記した図２の二次熱交換器の斜視図である。
【図１４】燃焼ガスの流れを矢印で付記した図２の二次熱交換器の一部破断斜視図である。
【図１５】燃焼ガスの流れを矢印で付記した図２の二次熱交換器の断面図である。
【図１６】二次熱交換器の変形例を示す平面図である。
【図１７】二次熱交換器の変形例を示す平面図である。
【図１８】二次熱交換器の変形例を示す斜視図であり、二次熱交用ケース内で上下方向に２つの管路部材を重ねた場合を表す。
【図１９】二次熱交換器の変形例を示す斜視図であり、二次熱交用ケース内で２つの管路部材を対面して配置した場合を示す。
【図２０】（ａ）は従来技術の熱交換器の正面断面図であり、（ｂ）は同熱交換器の平面図である。
【図２１】逆燃焼方式の燃焼装置の基本的なレイアウトを示す説明図である。
【図２２】（ａ），（ｂ）は、図２１の二次熱交換器の燃焼缶体部と排気流路形成部との位置関係を説明する説明図である。
【図２３】従来技術の燃焼装置のレイアウトを説明する説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００３１】
以下に、本発明の第１実施形態に係る燃焼装置１について説明する。
本実施形態の燃焼装置１は、具体的には給湯装置であり、燃焼ガスを生成する燃焼部２と、顕熱を回収する一次熱交換器３と、潜熱を回収する二次熱交換器５とを備えた、いわゆる潜熱回収型と呼ばれる燃焼装置である。
燃焼装置１の基本的なレイアウトは、従来技術と同一であり、図１のように燃焼部２と、燃焼部２に対して幅方向（左右方向）に並列に立設された排気筒６とを有している。
【００３２】
まず、最初に燃焼装置１の主要な構成について説明する。
燃焼装置１は、図１に示すように、筐体１０のほぼ中央に燃焼ケース７が配置され、その燃焼ケース７に燃焼部２と、一次熱交換器３と、二次熱交換器５とが内蔵されている。具体的には、燃焼ケース７は、バーナー側ケース１１と、高さ方向（上下方向）に長いほぼ直方体状の一次熱交用ケース１２と、幅方向ｌ（左右方向）に長い二次熱交用ケース１５とが内部で連通するように連結されて形成されたものある。そして、バーナー側ケース１１は燃焼部２の一部を構成し、一次熱交用ケース１２は一次熱交換器３の一部を構成し、二次熱交用ケース１５は二次熱交換器５の一部を構成する。
また、燃焼装置１の筐体１０の幅方向ｌ左側には、燃焼ガスを外部に排気する排気筒６が配されている。具体的には、その排気筒６は、燃焼装置１の筐体１０の内外に渡るように配置されると共に、二次熱交用ケース１５の上部左側に接続された配置である。
即ち、燃焼ケース７は、図１の矢印のような燃焼部２から排気筒６に連なった燃焼ガス流路８を形成している。そして、燃焼ガス流路８は、燃焼部２で生成された燃焼ガスを高さ方向下方向から上方向に燃焼ガスの流れ方向を変換して排気筒６に流通することを可能となっている。
【００３３】
燃焼部２は、いわゆる逆燃焼式の燃焼部であり、図示しないバーナーによって、下方に向けて火炎を形成するものである。燃焼部２は、公知のものと同様、燃料噴霧ノズルや燃焼筒等を備えている（図示しない）。
【００３４】
即ち、燃焼部２で液体燃料が燃焼し、燃焼ガスが生成されると、その燃焼ガスは、燃焼ガス流路８を通って外部に排気される。具体的には、生成した燃焼ガスは、まず下方に向けて進行し、一次熱交換器３を通過して、二次熱交換器５に流入する。そして、二次熱交換器５に流入した燃焼ガスは、二次熱交換器５内で燃焼ガスの流れ方向を下方向から上方向に方向変換し、排気筒６を通過して、外部に排気される。
なお、本実施形態の燃焼装置１は、図示しない送風機を有し、その送風機によって、燃焼に必要な空気が供給され、さらに燃焼部２で生成された燃焼ガスを下方に向けて流している。
【００３５】
一次熱交換器３は、公知の気・液熱交換器であって、燃焼部２より燃焼ガスの流れ方向下流側に配置されている。一次熱交換器３は、湯水が流れる銅製の受熱管と、フィン（図示せず）とを備えている。即ち、一次熱交換器３に至った燃焼ガスは、受熱管に加えてフィンとも接して熱交換することができるため、受熱管を流れる湯水が効率的に熱交換される。また、一次熱交用ケース１２は高さ方向に貫通している。
【００３６】
また、二次熱交換器５は、燃焼ガスと熱交換する湯水が流れる受熱管３２（図２参照）を有している。そして、この受熱管３２と、一次熱交換器３の受熱管と、図示しない入水側配管及び出湯側配管とが、燃焼装置１の筐体１０内で一連した流路を形成している。具体的には、燃焼ガスと熱交換する湯水は、湯水の流れ方向上流側から、入水側配管、二次熱交換器５の受熱管３２、一次熱交換器３の受熱管、出湯側配管の順に直列的に接続されている。即ち、燃焼装置１では、入水側配管を通過した湯水は、二次熱交換器５を流れた後、一次熱交換器３内を流れることによって、順次熱交換され、その後、出湯側配管を介して給湯先に向けて供給される。言い換えると、入水側配管を通過した湯水は、上方に向けて流れていく。
【００３７】
また、二次熱交換器５は、一次熱交換器３の下方に配置されており、一次熱交換器３及び排気筒６の双方に直接連通している。
即ち、二次熱交換器５は、二次熱交用ケース１５の内部に、燃焼装置１の幅方向（図１において左右方向）に延びる空間を有する。また、二次熱交換器５は、燃焼部２の側方（幅方向左側）に配された排気筒６とも連通している。そのため、二次熱交換器５は、燃焼部２を下方に向けて流れる燃焼ガスを一次熱交換器３側から流入させるとともに、当該燃焼ガスを排気筒６に向けて流出させる。即ち、二次熱交換器５は、下方に向けて流れる燃焼ガスの流れ方向を上方に向けて折り返すことが可能である。
【００３８】
以下、本実施形態の特徴たる二次熱交換器５の構造についてより詳細に説明する。
二次熱交換器５は、図２，３に示すように、二次熱交用ケース１５と、管路部材１６とによって構成されている。二次熱交用ケース１５は、ケース本体１７と、蓋部材１８と、管路部材１６の一部（壁面部材３３）によって構成された長方形状の箱体である。
【００３９】
ケース本体１７は、ステンレススチール等の錆に強い素材で作られたものであり、図４のように底板部２１と、その３辺から上方に向けて立設された周壁部２２，２３，２４と、整流板９０から形成されている。
即ち、ケース本体１７は、ケース本体１７の底板部２１と周壁部２２，２３，２４によって囲まれた内蔵空間１４を有している。内蔵空間１４は、管路部材１６の受熱管３２を内蔵可能な空間となっている。
底板部２１は、平面視が長方形状の板材である。底板部２１には、ドレンを集めるために緩やかな傾斜が設けられている（図示せず）。また底板部２１には、ドレンを導くための溝（図示せず）が設けられている。さらに底板部２１には、ドレン抜きのためのドレン排出管２５が接続されている。ドレン排出管２５は、中和器１３（図１参照）にドレンを排出する部材である。ドレン排出管２５は、図５のように周壁部２３側に位置している。具体的には、周壁部２２と周壁部２３とによって形成される角部近傍に位置している。言い換えると、燃焼装置作動時において燃焼ガスの流れ方向下流側に設けられている。より詳細には、ドレン排出管２５は、後述する整流空間領域８５（図１０参照）内に位置している。即ち、ドレン排出管２５は、図２のような組み立て完成時において、蓋部材１８の気体導入口２６の上方（一次熱交換器３側）からの投影面上から逸脱しており、蓋部材１８の気体排出口２７の上方（排気筒６側）から投影面上に位置している。それ故に、ドレン排出管２５に加わる燃焼ガスの風圧を低減させることができる。このことにより、中和器１３に必要な水封高さを低下させることができる。即ち、中和器１３の高さを低くすることができる。
周壁部２２，２４は、図４のようにケース本体１７の長辺側の周壁を形成するものである。
【００４０】
一方の周壁部２４の略中央には、天地方向上下に延伸した突起部３４を有している。具体的には、図２のように組み立て完成時に、後述する管路部材１６の本体部３５の直線部分４０（図１０参照）に対応する位置に設けられている。
一方、周壁部２３は、図４のように前記した周壁部２２，２４に挟まれた位置にあり、ケース本体１７の一方の短辺側の周壁を形成する。
周壁部２３の内側面には、天地方向略中央に整流板９０が設けられている。
整流板９０は、燃焼ガスの流れ乱れを整える部材であり、燃焼ガスを速やかに気体排出口２７に導く部材である。整流板９０は、側面視すると略「く」の字状の部材である。即ち、周壁部２３に固定される固定部９１と固定部９１の上端に斜め上方に延伸した上部整流部９２と、固定部９１の下端に斜め下方に延伸した下部整流部９３とを有している。整流板９０に燃焼ガスが衝突すると整流板９０の内壁面に沿って方向転換され、天地方向上方に導かれる。
【００４１】
続いて、蓋部材１８について説明する。
蓋部材１８は、図３のように気体導入口２６と、気体排出口２７を有した略長方形の蓋体である。
気体導入口２６は、燃焼装置作動時に燃焼部２から燃焼ガス流路８を通って流下した燃焼ガスを二次熱交用ケース１５の内蔵空間１４内に導入する開口である。気体導入口２６は、熱交連通開口２９の一部を仕切り板２０によって覆うことによって形成されており、長方形状の開口となっている。気体導入口２６は、従来の気体導入口の大きさに比べて大きい。具体的には、気体導入口２６は、蓋部材１８の全面積の２０パーセントから５０パーセントを占める大きなものである。そのため、二次熱交換器５内に燃焼ガスが導入されやすく、燃焼部２内の炉圧を低減することが可能である。言い換えると、一次熱交換器３から二次熱交換器５へ燃焼ガスが直線的にスムーズに移動するため、一次熱交用ケース１２内に燃焼ガスが滞留することによる一次熱交換器３の熱変換効率の低下を防止することができる。
【００４２】
気体導入口２６は、蓋部材１８の一方の短辺側に寄った位置に設けられている。より具体的には、管路部材１６の入水側ヘッダ３０及び出水側ヘッダ３１側に寄った位置に気体導入口２６が形成されている。ケース本体１７を基準にしていうと、気体導入口２６は、周壁部２３の対向する側に寄った位置に形成されている。
そして、気体導入口２６と気体排出口２７との間には所定の間隔が空けられている。具体的には、気体導入口２６と気体排出口２７は、本体部３５の長径の０．８倍以上１．２倍以下の間隔を空けて配されている。
【００４３】
また、蓋部材１８は、図６のように蓋本体１９と、仕切り板２０によって形成されている。
蓋本体１９は、気体導入口２６の３辺を形成する熱交連通開口２９と、気体排出口２７を有した略長方形の板体である。
熱交連通開口２９と気体排出口２７は、蓋本体１９の長手方向ｌに所定の間隔を介して並列されている。言い換えると、熱交連通開口２９と気体排出口２７間には、間隔維持部２８が形成されている。また、熱交連通開口２９と気体排出口２７は、蓋本体１９の短手方向ｗのほぼ全域に亘って形成されている。具体的には、熱交連通開口２９の短手方向ｗの長さと気体排出口２７の長手方向ｗの長さは、蓋本体１９の短手方向ｗの長さの７０パーセントから９０パーセントとなっている。
【００４４】
熱交連通開口２９は、燃焼装置作動時に燃焼部２から燃焼ガス流路８を通って流下した燃焼ガスを二次熱交用ケース１５に導入する開口である。即ち、熱交連通開口２９は、仕切り板２０の空間６４に連通する開口である。また、熱交連通開口２９は、一次熱交換器３内と連通している。
【００４５】
気体排出口２７は、二次熱交用ケース１５内で熱交換した燃焼ガスを排気筒６に排出する開口である。気体排出口２７は、略長方形状の開口であり、その面積は前記した気体導入口２６よりも小さい。具体的には、気体排出口２７は、蓋部材１８の全面積の１０パーセントから４０パーセントを占めるものである。
気体排出口２７は、管路部材１６の入水側ヘッダ３０側，出水側ヘッダ３１側（図３，図８参照）から離れた位置に形成されている。ケース本体１７を基準にしていうと、気体排出口２７は、周壁部２３側（図３，図４参照）に寄った位置に形成されている。
【００４６】
ここで、気体導入口２６と気体排出口２７の間では、開口面積が大きく異なる。具体的には、気体導入口２６の大きさは、気体排出口２７の大きさの１．２倍から２倍程度となっている。気体排出口２７は、本体部３５の燃焼ガスの流れ方向下流側に位置しており、本体部３５の下流側では、本体部３５で熱交換された燃焼ガスが通過するため、気体排出口２７近傍では、熱交換によって気体の温度が低下して体積が減少した燃焼ガスが流れる。即ち、気体排出口２７近傍では流速の遅い燃焼ガスが流れる。それ故に、気体導入口２６と気体排出口２７の間で開口面積に差があっても、燃焼部２内の炉圧に影響しにくい。
【００４７】
仕切り板２０に目を移すと、仕切り板２０は、熱交連通開口２９からケース本体１７の内蔵空間１４に導入される燃焼ガスの流れを規制する部材である。仕切り板２０の一辺は、気体導入口２６の一辺を形成する。仕切り板２０は、ステンレススチール等の錆に強い素材で作られたものである。仕切り板２０は、図６のように底面部６０と、底面部６０の３辺から上方に向けて立設された取り付け壁部６５，６６，６７から形成されている。即ち、仕切り板２０は、底面部６０と取り付け壁部６５，６６，６７に囲まれた空間６４を有している。
底面部６０は、平面視が長方形状となっている。底面部６０は、互いに高さが異なる出側底面部６１と入側底面部６２と、出側底面部６１と入側底面部６２の両者を接続する傾斜部６３から形成されている。具体的には、出側底面部６１は入側底面部６２に対して高さ方向ｈ（天地方向）上方に位置しており、傾斜部６３は、出側底面部６１から入側底面部６２にかけて下り傾斜している。図７に示される傾斜部６３の傾斜角度α（入側底面部６２と傾斜部６３からなる角）は、５°〜３０°となっている。
【００４８】
取り付け壁部６５，６７は、蓋本体１９の長辺側の端部近傍に固定されるものである。具体的には、それぞれの取り付け壁部６５，６７は、図６のように出側底面部６１，入側底面部６２の前後方向端部に直交方向に折り曲げられた立壁部６８，６９と、立壁部６８，６９の突出方向先端から内側方向に折り曲げられた張り出し壁部７０，７１から形成されている。即ち、張り出し壁部７０，７１は互いに近接する方向に延伸している。張り出し壁部７０，７１と蓋本体１９はスポット溶着等の公知の方法で一体的に固定される。
図７のように入側底面部６２に立設した立壁部６８の高さＨ１は、出側底面部６１に立設した立壁部６９の高さＨ２よりも長い。具体的には、張り出し壁部７０，７１が同一平面を形成する高さとなっている。
【００４９】
一方、壁部６６は、図６のように前記した取り付け壁部６５，６７に挟まれた位置にあり、蓋本体１９の熱交連通開口２９と気体排出口２７の間に位置する間隔維持部２８に固定されるものである。
壁部６６は、出側底面部６１，入側底面部６２の幅方向（蓋部材１８の長手方向ｌ）端部に直交方向に折り曲げられた立壁部７２，７３と、立壁部７２，７３の突出方向先端から内側方向に折り曲げられた張り出し壁部７４，７５から形成されている。張り出し壁部７４，７５と間隔維持部２８はスポット溶着等の公知の方法で一体的に固定される。
【００５０】
続いて、管路部材１６について説明する。
管路部材１６は、図３，８等に示すように、上記した複数（本実施形態においては６本）の受熱管３２と、入水側ヘッダ３０と、出水側ヘッダ３１とを備えた環状の熱交換流路である。また管路部材１６には、二次熱交用ケース１５の短辺の壁面を構成する壁面部材３３が設けられている。
【００５１】
順次説明すると、各受熱管３２の一端側には入水側ヘッダ３０が接続されており、他端側には出水側ヘッダ３１が接続されている。受熱管３２は、熱伝導性に優れ、表面が平滑な配管によって形成されている。即ち、受熱管３２は、いわゆる裸管である。また、各受熱管３２は、一定の間隔を開けて平行に配置されている。各受熱管３２の間隔は等間隔となっている。
管路部材１６の各受熱管３２は、主に熱交換を行う本体部３５と、出入り管部３６に分かれている。
本体部３５は、図８のように平面視が楕円形のループを構成する部分であり、湯水が流れ方向を基準に時計回りの螺旋構造を構成していて楕円部分が５段に重なっている。本体部３５の各段の間には図９のように隙間３７が存在する。
【００５２】
本体部３５は、図１０のように一定方向にまっすぐ延びる直線部分４０，４１と、曲線状（円弧状）の湾曲部分４２，４３とを交互に含む螺旋状に形成されている。そして、本体部３５は、図１０のように平面視すると、直線部分４０，４１と、湾曲部分４２，４３によって、オーバル状にループしている。
各受熱管３２のループ３８ａ〜３８ｆは、平行状態を維持して同心状に巻回されている。従って内側（ループの中心側）に位置する受熱管３２（ループ３８ａ）は、外側の受熱管３２（ループ３８ｆ）に比べて全長が短い。
【００５３】
一方、出入り管部３６は、直線状となっている。即ち、出水側ヘッダ３１から水平方向且つ並行に引き延ばされた各受熱管３２は、出側管部４５として機能し、最上段の段部３９Ａ（図９参照）の直線部分４０に至っている。
そして最下段の段部３９Ｂ（図９参照）の末端部分が直線状に引き延ばされ入側管部４６を形成している。即ち、最下段の段部３９Ｂの直線部分４１がそのまま延長されて入側管部４６を構成している。入側管部４６の末端には、入水側ヘッダ３０が接続されている。
【００５４】
前記した出側管部４５と入側管部４６は、使用状態を基準とすると、図９のようにいずれもケース本体１７の底板部２１に対して平行であり、出側管部４５を構成する受熱管３２の束を含む平面と、入側管部４６の受熱管３２の束を含む平面は平行である。
また、出側管部４５は、最上段の段部３９Ａに繋がっており、入側管部４６は最下段の段部３９Ｂに引き出されている。即ち、出側管部４５と入側管部４６の間には高低差がある。即ち、出側管部４５は上部にあり、入側管部４６は下部にある。
【００５５】
また出側管部４５と入側管部４６の位置関係を平面視して説明すると、出側管部４５と入側管部４６とは、図１０のように互いに対向する最上段の段部３９Ａの直線部分４０と最下段の段部３９Ｂの直線部分４１に繋がっているから、両者は水平方向（短手方向ｗ）に離れた位置にある。
【００５６】
壁面部材３３には、図８，１０のように出側管部４５と入側管部４６が挿通されている。
壁面部材３３から本体部３５（湾曲部分４３の端部）までの長さＬ１と、本体部３５を構成する楕円の長径Ｌ２を比較すると、Ｌ２の方が大きい。
壁面部材３３から本体部３５までの長さＬ１は、本体部３５の長径Ｌ２の４０パーセントから８０パーセントの範囲であることが望ましい。即ち、壁面部材３３から本体部３５までの長さＬ１が過度に小さいと、後述する第１空洞部８２の大きさが小さくなってしまって流路抵抗が増大してしまう。逆に、Ｌ１が大きすぎると、熱交換に寄与する受熱管３２の長さが短くなってしまい、熱交換効率が低下する。
【００５７】
また本体部３５の一方の直線部分４１には、各段部３９の間隔を維持させるためにスペーサー４７が介在されている。
スペーサー４７は、図１１のように、一本の線材を曲げ加工して作られたものである。
スペーサー４７は、それぞれ行き線５０と戻り線５１で同一平面上の段部を構成し、上下の段部を縦姿勢の曲線部５２ａ〜５２ｅで接続したものである。また、スペーサー４７は、行き線５０と戻り線５１を水平姿勢の曲線部５３ａ〜５３ｅで接続したものである。
即ち、最上段部には、線の端部５５Ａから前後方向ｗの後方に延びる最上段部行き線５０ａがあり、最上段部行き線５０ａの先端部が水平姿勢の曲線部５３ａに繋がっている。そして水平姿勢の曲線部５３ａから最上段部戻り線５１ａに繋がっている。即ち、最上段部行き線５０ａは、曲線部５３ａで折り返して最上段部戻り線５１ａに至る。最上段部行き線５０ａと最上段部戻り線５１ａは、使用状態の姿勢を基準とすると、ほぼ同一の高さの位置にあり、最上段部行き線５０ａと曲線部５３ａと最上段部戻り線５１ａによって最上部の段部５６ａが形成される。
【００５８】
さらに最上段部戻り線５１ａの先端は、縦姿勢の曲線部５２ａに繋がっており、さらにその先端は、第２段行き線５０ｂに繋がっている。ここで第２段行き線５０ｂは、使用状態の姿勢を基準とすると、最上段部戻り線５１ａの真下に位置する。
【００５９】
そして第２段行き線５０ｂの先端は、水平姿勢の曲線部５３ｂに繋がり、さらにその先端が第２段戻り線５１ｂに繋がっている。
ここで第２段戻り線５１ｂは、使用状態の姿勢を基準とすると、第２段行き線５０ｂとほぼ同一の高さの位置にあり、且つ最上段部行き線５０ａの真下の位置にある。そのため第２段行き線５０ｂと曲線部５３ｂと第２段戻り線５１ｂによって第２段目の段部５６ｂが形成される。
【００６０】
こうして各段部の行き線５０ａ〜５０ｆと、水平姿勢の曲線部５３ａ〜５３ｆと戻り線５１ａ〜５１ｆによって構成される段部５６ａ〜５６ｆが、前後方向ｗの前方側の縦姿勢の曲線部５２ａ〜５２ｅで接続されている。本実施形態では、６段の段部５６ａ〜５６ｆが形成されている。また、各段部５６ａ〜５６ｆは、天地方向に所定の間隔を空けて平行に配されている。
【００６１】
また各段部５６ａ〜５６ｆは、いずれも前後方向ｗの前方側の縦列に設けられた縦姿勢の曲線部５２ａ〜５２ｅで接続されており、他方である前後方向ｗの後方側の縦列側には各段部５６ａ〜５６ｆ同士の間を接続する部材が無い。そのため、縦姿勢の曲線部５２ａ〜５２ｅが存在しない側（曲線部５３側）を先頭にして本体部３５にスペーサー４７を差し込むことができる。
【００６２】
その結果、図９に示すように、本体部３５の受熱管３２で構成される段部３９の間に、行き線５０ａ〜５０ｅと、水平姿勢の曲線部５３ａ〜５３ｅと、戻り線５１ａ〜５３ｅで構成されるスペーサー４７の段部５６ａ〜５６ｆが挿入される。
【００６３】
一方、本体部３５のスペーサー４７が無い部分（直線部分４０）では、図９に示すように、本体部３５の受熱管３２で構成される段部３９の間に、所定の隙間３７が維持される。
【００６４】
続いて、二次熱交換器５の構成部材の位置関係について説明する。
管路部材１６は、その大部分が二次熱交用ケース１５の内蔵空間１４内に収納されている。即ち、ケース本体１７と、蓋部材１８と、管路部材１６の壁面部材３３と、が組み合わされて直方体の二次熱交用ケース１５が形成されている。
そして、管路部材１６の壁面部材３３から先端側（本体部３５側）の部位は、全てケース本体１７の内蔵空間１４内に収容されている。逆に言うと、入水側ヘッダ３０と出水側ヘッダ３１は、二次熱交用ケース１５の外にある。
【００６５】
前記したように管路部材１６の各受熱管３２は、大きく本体部３５と、出入り管部３６に分かれている。即ち、図１０のように二次熱交用ケース１５を平面視したとき、長手方向に、主に本体部３５が収容される本体部収容領域８０と、出入り管部３６が配される入出管配置領域８１と、本体部３５及び出入り管部３６が存在しない整流空間領域８５に分かれる。即ち、入出管配置領域８１には本体部３５は存在せず、出側管部４５と入側管部４６だけが存在し、中間部には空隙がある。
本体部収容領域８０は、周壁部２３によった位置に形成されている。即ち、本体部３５は、周壁部２３側によっている。また、入出管配置領域８１は、整流空間領域８５に比べて大きい。具体的には、入出管配置領域８１の面積は整流空間領域８５の面積の１．５倍から３倍となっている。
【００６６】
また、二次熱交用ケース１５の蓋部材１８に設けられた熱交連通開口２９は、本体部収容領域８０と入出管配置領域８１に跨がって開いている。そして熱交連通開口２９の一部を塞ぐように仕切り板２０が設けられている。具体的には、仕切り板２０は、熱交連通開口２９の本体部収容領域８０を塞ぐように設けられている。管路部材１６を基準にすると、仕切り板２０は、本体部３５の一方の曲線状（円弧状）の湾曲部分４３を覆っている。
【００６７】
また、仕切り板２０は、図９のように蓋本体１９と管路部材１６の間に介在している。
具体的には、仕切り板２０は本体部３５との間に所定の距離を隔てて配されており、仕切り板２０と本体部３５との間には所定の空間が形成されている。より詳細には、本体部３５の最上段の段部３９Ａの直線部分４０の上方に仕切り板２０の出側底面部６１が、最上段の段部３９Ａの直線部分４１の上方に仕切り板２０の入側底面部６２が位置している。そして、直線部分４０と出側底面部６１との距離は、直線部分４１と入側底面部６２との距離と等しい。直線部分４０と出側底面部６１との距離（直線部分４１と入側底面部６２との距離）は、５ｍｍ〜１５ｍｍ程度となっている。
【００６８】
即ち、気体導入口２６から導入された燃焼ガスが最上段の段部３９Ａの上方を通過する際には、仕切り板２０は、燃焼ガスを整流し、均一量の燃焼ガスのみ通過できるように規制している。
【００６９】
また、仕切り板２０は、熱交連通開口２９の開口の一部を塞いでいる。具体的には、正面視した際に、気体導入口２６から本体部３５が視認できないように仕切り板２０が覆っている。即ち、気体導入口２６から内蔵空間１４に燃焼ガスが流下した際に、燃焼ガスが直接本体部３５に接触することを防止している。
【００７０】
また、仕切り板２０の底面部６０と蓋本体１９の天面との間には、段差がある。即ち、蓋本体１９の天面に対して底面部６０は天地方向下方に位置しており、底面部６０の上方に空間６４が形成されている。ケース本体１７を基準にすると、仕切り板２０は本体部３５側に突出している。
底面部６０の上方に空間６４が配されているため、一次熱交換器３から流入される燃焼ガスの一部は空間６４を通過するため、一次熱交換器３内の通路抵抗を低減することが可能である。
【００７１】
入出管配置領域８１では、図１０のように天地方向上側に出側管部４５を構成する受熱管３２の束７６が帯状に延びている。即ち、天地方向上側であって、一方の長辺を構成する周壁部２４寄りの位置に受熱管３２の束７６が帯状に延びている。
一方、天地方向下側に入側管部４６を構成する受熱管３２の束７７が帯状に延びている。即ち天地方向下側であって、他方の長辺を構成する周壁部２２寄りに位置に受熱管３２の束７７が帯状に延びている。
【００７２】
前記したように出側管部４５を構成する受熱管３２の束７６と、入側管部４６を構成する受熱管３２の束７７との間には、大きな落差があるため、気体導入口２６の直下の位置には、図１２のように広い第１空洞部８２（空隙部）が存在する。
なお気体導入口２６の内、前後方向後方側に位置する部分の一部は、その開口の僅かに下の位置に出側管部４５を構成する受熱管３２の束７６が配されている。そのため、気体導入口２６の内、前後方向後方側に位置する部分の一部は、実質的に出側管部４５を構成する受熱管３２の束７６によって閉塞されている。一方、気体導入口２６の前後方向前方側に位置する部分の一部は、これを閉塞する部材が存在しない。
【００７３】
ケース本体１７内部に目を移すと、前後方向ｗ後方側に位置する部分の上部には前記した様に出側管部４５を構成する受熱管３２の束７６が帯状に配されているが、当該束７６の下部は、空洞となっている。即ち、前後方向ｗ後方側に位置する部分の受熱管３２の下方には、第２空洞部８３（空隙部）がある。第２空洞部８３は、第１空洞部８２と直接的に連通している。即ち、気体導入口２６の近傍には、第１空洞部８２と第２空洞部８３が連なって空隙部が形成されている。
【００７４】
長辺側の周壁部２２，２４と受熱管３２は接触している。具体的には、図９のように前後方向ｗ後方側に位置する周壁部２４の突起部３４が管路部材１６の本体部３５の直線部分４０と当接している。一方、前後方向ｗ前方側に位置する周壁部２２とスペーサー４７の曲線部５２が当接している。
即ち、周壁部２２，２４と管路部材１６の本体部３５との間には、前後方向ｗに空間がない。
【００７５】
本体部３５の一方の直線部分４１にスペーサー４７が取り付けられているが、スペーサー４７の取り付け位置は、図９のように周壁部２４の突起部３４と本体部３５を挟んで対向する位置となっている。
【００７６】
また、本体部３５と周壁部２３との間は、所定の距離離れており、本体部３５及び出入り管部３６が存在しない整流空間８６が配されている。上記したように周壁部２３には、整流板９０が設けられている。即ち、本体部３５よりも燃焼ガスの流れ方向下流側に形成された整流空間８６内に整流板９０が位置している。言い換えると、本体部３５を通過した燃焼ガスは整流板９０によって整流空間８６内で整流される。そのため、乱流によって生じる風切音を低減することが可能である。また、上記したようにドレン排出管２５は、後述する整流空間８６内に位置している。そのため、整流によりスムーズに燃焼ガスが流れるため、燃焼部２にかかる炉圧を低減することが可能である。
【００７７】
前記した様に、本実施形態の燃焼装置１は、一次熱交用ケース１２と排気筒６が二次熱交換器５の上に載置されている。より詳細には、図１３のように、二次熱交換器５の熱交連通開口２９上に一次熱交換器３が載置される。また気体排出口２７上に排気筒６が載置される。
【００７８】
そのため一次熱交用ケース１２の下端は、気体導入口２６を覆う。具体的には、一次熱交用ケース１２は、熱交連通開口２９を覆う。ここで、上記したように気体導入口２６の開口面積は大きいため、一次熱交換器３の排気を直線的に気体導入口２６内に導入することができる。
同様に、排気筒６の下端は、気体排出口２７を覆う。即ち、一次熱交用ケース１２と二次熱交用ケース１５と排気筒６は、気体導入口２６及び気体排出口２７を介して連通している。
【００７９】
次に本実施形態の燃焼装置１の機能について説明する。
入水側ヘッダ３０及び出水側ヘッダ３１は、二次熱交用ケース１５の外部であって側方（図１において正面視右側）に配置されている。出水側ヘッダ３１は、入水側ヘッダ３０よりも上方かつ奥側に配置されている。入水側ヘッダ３０には、図示しない配管を介して給水が行われる。給水源から供給された水は、複数の受熱管３２に分岐して平行に流れ、出水側ヘッダ３１から排出される。
また出水側ヘッダ３１は図示しない配管によって一次熱交換器３に接続されており、出水側ヘッダ３１から排出された水は、一次熱交換器３を流れる。
【００８０】
また、燃焼装置１は、燃焼部２が燃焼動作を開始すると、燃焼部２の燃焼動作に伴って発生した燃焼ガスは、バーナー側ケース１１及び一次熱交用ケース１２内を下方に向けて流れる。
【００８１】
その後、燃焼ガス流路８（バーナー側ケース１１及び一次熱交用ケース１２）を通過した燃焼ガスは、図１３のように熱交連通開口２９内に進入する。ここで、熱交連通開口２９の仕切り板２０近傍を通る燃焼ガス（矢印Ｘ）は、図１３のように熱交連通開口２９の空間６４に進入し、仕切り板２０の天面に沿って、気体導入口２６に導入される。一方、残りの燃焼ガス（矢印Ｙ）は、熱交連通開口２９内に進入した後、直接気体導入口２６に導入される。
そのため、一次熱交換器３から二次熱交換器５内に燃焼ガスが流入する際の一次熱交換器３の流路抵抗を低減している。
そして、図１４の矢印で示すように、二次熱交換器５の気体導入口２６から二次熱交用ケース１５の内蔵空間１４内に導入される。
燃焼ガスの進入方向は、図１４，図１５の矢印Ａ，Ｂ，Ｃで示すように、本体部３５を構成する二次熱交用ケース１５の底板部２１に対して交差する方向である。
そして二次熱交換器５の二次熱交用ケース１５の内蔵空間１４内に導入された燃焼ガスの内、出側管部４５近傍（前後方向後方側）から入った燃焼ガスは、矢印Ａ，Ｂのように直ちに出側管部４５を構成する受熱管３２の束７６と衝突する。即ち、気体導入口２６の内、前後方向後方側に位置する部分の一部は、実質的に出側管部４５を構成する受熱管３２の束７６によって閉塞されているので、前後方向後方側に位置する部分から入った燃焼ガスは、出側管部４５を構成する受熱管３２の束７６と衝突し、当該部位の受熱管３２と熱交換する。そして燃焼ガスの一部は、矢印Ａのように受熱管３２の間の隙間をすり抜けて下側の第２空洞部８３に流れる。
【００８２】
一方、燃焼ガスの残部は、矢印Ｂのように、受熱管３２の帯を横切り、前後方向後方側に位置する部分から第１空洞部８２に入る。
また、二次熱交換器５の二次熱交用ケース１５の内蔵空間１４内に導入された燃焼ガスの内、入側管部４６側（前後方向前方側）から入った燃焼ガスは、図１４，図１５の矢印Ｃの様に、そのまま直接下方向に流れて二次熱交用ケース１５内の第１空洞部８２に入り、二次熱交用ケース１５の底部分にある入側管部４６と衝突し、当該部位の受熱管３２と熱交換する。
【００８３】
こうして第１空洞部８２又は第２空洞部８３（空隙部）に入った燃焼ガスは、共にケース本体１７内の気体導入口２６側から気体排出口２７側に向かって流れる。
具体的には、第１空洞部８２又は第２空洞部８３に入った燃焼ガスは、図１５の矢印Ａ，Ｂ，Ｃのように本体部３５の段部間に形成されている隙間３７や、底板部２１と本体部３５との隙間、仕切り板２０と本体部３５との隙間を通って、気体排出口２７側に流れる。
【００８４】
ここで、燃焼ガスは、仕切り板２０によって流通量が規制され、直線的に気体排出口２７側に移動する。即ち、本体部３５の直線部分４０及び直線部分４１の延伸方向に沿って燃焼ガスが移動する。
【００８５】
即ち、通過する燃焼ガスは、本体部３５の周囲を必ず通過しなければならず、さらに、本体部３５の直線部分４０及び直線部分４１の延伸方向に沿って燃焼ガスが移動するため、十分な熱交換に必要な伝熱面積を確保できる。
【００８６】
そして気体排出口２７側に流れた燃焼ガスは、整流板９０によって天地方向上方に方向転換して気体排出口２７から外部（排気筒６）に排出される。
【００８７】
上記した実施形態では、本体部３５の螺旋の方向の巻き方向を湯水の流れ方向を基準に時計回りとしたが、本発明はこれに限定されるものではなく、図１６のように螺旋の方向の巻き方向を湯水の流れ方向を基準に反時計回りとしてもよい。
【００８８】
上記した実施形態では、受熱管３２の出入り管部３６の配置を気体導入口２６側に設けたが、本発明はこれに限定されるものではなく、受熱管３２の出入り管部３６の配置は限定されない。気体排出口２７側（周壁部２３側）に設けてもよいし、図１７のように、ケース本体１７の長辺側の周壁部に設けてもよい。直線部分４０，４１を通過する観点から、受熱管３２の出入り管部３６は、ケース本体１７の長手方向に延伸して配置されることが好ましい。
【００８９】
上記した実施形態では、オーバル状の本体部３５を有した受熱管３２を用いたが、本発明はこれに限定されるものではなく、本体部３５の形状は問わない。例えば、本体部は円状であってもよく、板状であってもよい。
【００９０】
上記した実施形態では、二次熱交用ケース１５内に、１つの管路部材１６が配されていたが、本発明はこれに限定されるものではなく、複数の異なる管路部材が共存していてもよい。例えば、２種類の管路部材が配置されていてもよい。このとき、図１８のようにそれぞれの管路部材が上下に配されていてもよいし、図１９のように本体部３５が対面する方向に配されていてもよい。
【符号の説明】
【００９１】
１ 燃焼装置
２ 燃焼部
５ 二次熱交換器
８ 燃焼ガス流路
１４ 内蔵空間（空間）
１５ 二次熱交用ケース（ケース部材）
２５ ドレン排出管
２６ 気体導入口
２７ 気体排出口
３５ 本体部
４０，４１ 直線部分（直線部）
４５ 出側管部（出側流通部）
４６ 入側管部（入側流通部）
８２ 第１空洞部（空隙部）
８３ 第２空洞部（空隙部）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃焼部と、燃焼部で生成された燃焼ガスが流通する燃焼ガス流路と、当該燃焼ガス流路の一部を構成し燃焼ガスの熱エネルギーを回収して湯水又は熱媒体を加熱する熱交換器を有した燃焼装置であって、
前記熱交換器は、燃焼ガスが通過するケース部材と、湯水又は熱媒体が流れる液体流通部材を有し、
ケース部材は、液体流通部材を内蔵可能な空間を有し、
ケース部材は、燃焼ガスが前記空間に導入される気体導入口と、燃焼ガスを排出する気体排出口とを有していてその内部が燃焼ガス流路として機能し、
前記液体流通部材は、主に熱交換を行う本体部と、本体部に湯水又は熱媒体を導入する入側流通部と、本体部から湯水又は熱媒体を排出する出側流通部と、を有し、
前記本体部はケース部材の内部であって前記気体導入口と前記気体排出口の間にあり、且つ前記本体部の全部または大半部分は気体導入口の投影面から逸脱していて気体導入口の近傍には空隙部があり、
気体導入口から導入された燃焼ガスは、空隙部で方向を変え、ケース部で構成される燃焼ガス流路の断面の略全部を通過して本体部側に流れ、気体排出口から排出されることを特徴とする燃焼装置。
【請求項２】
液体流通部材の本体部の９０パーセント以上の部分が気体導入口の投影面から逸脱していることを特徴とする請求項１に記載の燃焼装置。
【請求項３】
ケース部材の気体導入口は、当該ケース部材の一つの面に開口し、当該開口が設けられた前記面であって、ケース部材の内部の液体流通部材の本体部に面する部位は、本体部側に向かって突出していることを特徴とする請求項１又は２に記載の燃焼装置。
【請求項４】
本体部は、燃焼ガスの流れ方向に沿って延びる直線部を有することを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の燃焼装置。
【請求項５】
本体部は、気体排出口側に偏在していることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の燃焼装置。
【請求項６】
前記ケース部材内で且つ燃焼ガス流路の燃焼ガス流れ方向の下流側であって、気体導入口から逸脱した位置に、ドレンを排出するドレン排出管が設けられていることを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の燃焼装置。
【請求項７】
前記ケース部材内の燃焼ガス流路は、燃焼ガスの流れを天地方向下方向から上方向に変換して流通するものであることを特徴とする請求項１乃至６のいずれかに記載の燃焼装置。
【請求項１】
燃焼部と、燃焼部で生成された燃焼ガスが流通する燃焼ガス流路と、当該燃焼ガス流路の一部を構成し燃焼ガスの熱エネルギーを回収して湯水又は熱媒体を加熱する熱交換器を有した燃焼装置であって、
前記熱交換器は、燃焼ガスが通過するケース部材と、湯水又は熱媒体が流れる液体流通部材を有し、
ケース部材は、液体流通部材を内蔵可能な空間を有し、
ケース部材は、燃焼ガスが前記空間に導入される気体導入口と、燃焼ガスを排出する気体排出口とを有していてその内部が燃焼ガス流路として機能し、
前記液体流通部材は、主に熱交換を行う本体部と、本体部に湯水又は熱媒体を導入する入側流通部と、本体部から湯水又は熱媒体を排出する出側流通部と、を有し、
前記本体部はケース部材の内部であって前記気体導入口と前記気体排出口の間にあり、且つ前記本体部の全部または大半部分は気体導入口の投影面から逸脱していて気体導入口の近傍には空隙部があり、
気体導入口から導入された燃焼ガスは、空隙部で方向を変え、ケース部で構成される燃焼ガス流路の断面の略全部を通過して本体部側に流れ、気体排出口から排出されることを特徴とする燃焼装置。
【請求項２】
液体流通部材の本体部の９０パーセント以上の部分が気体導入口の投影面から逸脱していることを特徴とする請求項１に記載の燃焼装置。
【請求項３】
ケース部材の気体導入口は、当該ケース部材の一つの面に開口し、当該開口が設けられた前記面であって、ケース部材の内部の液体流通部材の本体部に面する部位は、本体部側に向かって突出していることを特徴とする請求項１又は２に記載の燃焼装置。
【請求項４】
本体部は、燃焼ガスの流れ方向に沿って延びる直線部を有することを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の燃焼装置。
【請求項５】
本体部は、気体排出口側に偏在していることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の燃焼装置。
【請求項６】
前記ケース部材内で且つ燃焼ガス流路の燃焼ガス流れ方向の下流側であって、気体導入口から逸脱した位置に、ドレンを排出するドレン排出管が設けられていることを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の燃焼装置。
【請求項７】
前記ケース部材内の燃焼ガス流路は、燃焼ガスの流れを天地方向下方向から上方向に変換して流通するものであることを特徴とする請求項１乃至６のいずれかに記載の燃焼装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【公開番号】特開２０１３−９６５９２（Ｐ２０１３−９６５９２Ａ）
【公開日】平成２５年５月２０日（２０１３．５．２０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２３７２６７（Ｐ２０１１−２３７２６７）
【出願日】平成２３年１０月２８日（２０１１．１０．２８）
【出願人】（０００００４７０９）株式会社ノーリツ (1,293)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年５月２０日（２０１３．５．２０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１０月２８日（２０１１．１０．２８）
【出願人】（０００００４７０９）株式会社ノーリツ (1,293)
【Ｆターム（参考）】
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