給湯器
【課題】熱交換器の製造の効率化を図ることができ、かつ製造にかかるコストを節約できる給湯器を提供する。
【解決手段】給湯器の器具内に設けられた副熱交換器７は、金属製の筐体であるケーシング１５を備える。ケーシング１５は上側ケーシング２０と下側ケーシング３０を備える。上側ケーシング２０と下側ケーシング３０は何れもプレス加工による絞り成形品で形成され、溶接によって互いに接合されている。それ故、サイズの異なる給湯器の号数に対応する副熱交換器７をそれぞれ製造する際に、下側ケーシング３０の部品の共通化を図ることができる。さらに深さの違う上側ケーシング２０を付け替えるだけでよいので、効率的に製造することができる。さらに従来に比べて接合する部分が少ないので、溶接コストを削減できる。
【解決手段】給湯器の器具内に設けられた副熱交換器７は、金属製の筐体であるケーシング１５を備える。ケーシング１５は上側ケーシング２０と下側ケーシング３０を備える。上側ケーシング２０と下側ケーシング３０は何れもプレス加工による絞り成形品で形成され、溶接によって互いに接合されている。それ故、サイズの異なる給湯器の号数に対応する副熱交換器７をそれぞれ製造する際に、下側ケーシング３０の部品の共通化を図ることができる。さらに深さの違う上側ケーシング２０を付け替えるだけでよいので、効率的に製造することができる。さらに従来に比べて接合する部分が少ないので、溶接コストを削減できる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、熱交換器を備えた給湯器に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、給湯器用の熱交換器は箱状のケースを有し、そのケース内には熱交換用の伝熱管を収容している。ケース内には伝熱管を収容する収容空間が形成されている。バーナの燃焼排気を収容空間に通してケース外に排出することにより、燃焼排気と伝熱管内を流れる水との熱交換が行われる。ケースは例えば金属製フレームの枠組みに鉄板を溶接等で固定して製造している（例えば特許文献１の図１参照）。伝熱管は伝熱面積を大きくとる為に、ケースの収容空間内に幾重にも屈曲して折り畳まれている。例えば伝熱管を螺旋状に配置した熱交換器も知られている（例えば特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１１−２７３６３号公報
【特許文献２】特開２０１１−４３２８１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところが、熱交換器は給湯器の能力に応じて大きさの号数が決められている。それ故、ケースを号数ごとに別部品で製造する必要があった為、作業が非常に面倒であった。更に熱交換器の号数に応じてケース部品をそれぞれ用意しなければならない為、部品コストがかかるという問題点もあった。また号数ごとにケースを製造する度に、フレームの枠組みに鉄板を溶接しなければならない為、溶接コストがかかるという問題点もあった。
【０００５】
本発明の目的は、熱交換器の製造の効率化を図ることができ、かつ製造にかかるコストを節約できる給湯器を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の請求項１に係る給湯器は、バーナの燃焼排気を、熱交換用の伝熱管を収容するケーシング内に通してから排出させることにより、前記燃焼排気と前記伝熱管内を流れる液状体との熱交換を行う熱交換器を備えた給湯器であって、前記ケーシングは、プレス加工の絞り成形により上部が開口する箱状に形成されたケーシング本体と、前記ケーシング本体の上方に位置し、プレス加工の絞り成形により下部が開口する箱状に形成された上側ケーシングと、前記ケーシング本体の上部開口に対して前記上側ケーシングの下部開口を合わせるように、前記ケーシング本体と前記上側ケーシングとを互いに固定する固定部とを備えている。
【０００７】
また請求項２に係る発明の給湯器は、請求項１に記載の発明の構成に加え、前記伝熱管は、前記ケーシング本体に前記上側ケーシングが固定された状態において、前記ケーシング本体内に配策される下側伝熱管と、前記上側ケーシング内に配策される上側伝熱管とを備えている。
【０００８】
また請求項３に係る発明の給湯器は、請求項２に記載の発明の構成に加え、前記伝熱管は、前記下側伝熱管と前記上側伝熱管との間の隙間において前記下側伝熱管と前記上側伝熱管とを連結する連結管を備えている。
【０００９】
また請求項４に係る発明の給湯器は、請求項３に記載の発明の構成に加え、前記連結管は前記隙間において上下方向にらせん状に連続してなることを特徴とする。
【００１０】
また請求項５に係る発明の給湯器は、請求項２に記載の発明の構成に加え、前記下側伝熱管と前記上側伝熱管との間の隙間には、前記隙間を狭める為の遮蔽部材が設けられている。
【発明の効果】
【００１１】
請求項１に係る発明の給湯器では、ケーシングは、ケーシング本体に対して上側ケーシングを固定部において固定した構造である。ケーシング本体及び上側ケーシングは何れもプレス加工の絞り成形で形成されたものである。故に従来製法に比べて溶接部分が少ない上、製造が非常に容易となる。また、異なった号数の熱交換器を製造する際には、ケーシング本体及び上側ケーシングのうち何れか一方の絞り深さを変えることによって、他方の部品を共通して使用できる。さらにケーシング本体の部品共通化を図ることによって、異なった号数の熱交換器を効率的に製造できる。さらに溶接部分が少ないので、製造にかかるコストを節約できる。
【００１２】
また請求項２に係る発明の給湯器では、請求項１に記載の発明の効果に加え、ケーシング本体に上側ケーシングが固定された状態では、ケーシング本体内に下側伝熱管が配策され、上側ケーシング内に上側伝熱管が配策されている。これによりケーシング内の上下にそれぞれ伝熱管を配策できるので、伝熱管の伝熱面積を大きくとることができる。
【００１３】
また請求項３に係る発明の給湯器では、請求項２に記載の発明の効果に加え、下記のような作用効果を得ることができる。ケーシングの固定部には伝熱管を取り付けることができないので、下側伝熱管と上側伝熱管との間の隙間は各伝熱管が作り出す隙間に比して大きくなる。隙間が大きいままでは、ケーシング内を流れるバーナの燃焼排気はその隙間を素通りしてしまうので熱効率が低下する。本態様はこの隙間に下側伝熱管と上側伝熱管とを連結する連結管を位置させる。これによりその隙間を狭めることができるので、バーナの燃焼排気がケーシング内を素通りするのを防止できる。故に熱交換器による熱交換を良好に保持できる。
【００１４】
また請求項４に係る発明の給湯器では、請求項３に記載の発明の効果に加え、連結管は隙間において上下方向にらせん状に連続してなるので、連結管内に残る液状体が下方に流れる。故に連結管内に液状体が残存するのを防止できる。またドレンが連結管に付着しても下方に流すことができる。さらに連結管はらせん状であるので、連結管の長さを十分に確保できる。
【００１５】
また請求項５に係る発明の給湯器では、請求項２に記載の発明の効果に加え、ケーシングの固定部には伝熱管を取り付けることができないので、下側伝熱管と上側伝熱管との間の隙間は各伝熱管が作り出す隙間に比して大きくなる。隙間が大きいままでは、ケーシング内を流れるバーナの燃焼排気はその隙間を素通りしてしまうので熱効率が低下する。本態様はこの隙間に遮蔽部材を設けている。これによりその隙間を狭めることができるので、バーナの燃焼排気がケーシング内を素通りするのを防止できる。故に熱交換器による熱交換を良好に保持できる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】給湯器１の縦断面図である。
【図２】副熱交換器７の斜視図である。
【図３】上側ケーシング２０を取り外した状態の副熱交換器７の斜視図である。
【図４】図２のＩ−Ｉ線矢視方向断面図である。
【図５】副熱交換器７０の斜視図である。
【図６】図５のＩＩ−ＩＩ線矢視方向断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明の一実施形態である給湯器１について、図面に基づいて説明する。これらの図面は、本発明が採用しうる技術的特徴を説明するために用いられるものである。以下に記載されている装置の構造などは、特に特定的な記載がない限り、それのみに限定する趣旨ではなく、単なる説明例である。なお以下説明において、図１の上方、下方、左方、右方を、夫々、給湯器１の上方、下方、前方、後方とする。図２，図３の上方、下方、左斜め下方、右斜め上方、右斜め下方、左斜め上方を、夫々、副熱交換器７の上方、下方、後方、前方、右方、左方とする。図４の上方、下方、右方、左方、紙面奥行き方向、紙面手前方向を、夫々、副熱交換器７の上方、下方、後方、前方、右方、左方とする。
【００１８】
先ず、給湯器１の構成について説明する。図１に示すように、給湯器１は器具２を備えている。器具２は略直方体状の金属製の筐体である。器具２の内部には燃焼室３が設けられている。燃焼室３の下方にはファン４が設けられている。ファン４にはモータ４Ａが接続されている。器具２の下部には給気口（図示略）が設けられている。ファン４は給気口を通して外気を燃焼用空気として取り込む。器具２の前面上部には排気口１０が設けられている。排気口１０は熱交換後の燃焼排気を排出する。給気口及び排気口１０の位置はこれらの位置に限定されない。
【００１９】
燃焼室３内には下から上に向かって順に、バーナ５、主熱交換器６、副熱交換器７が各々設けられている。バーナ５は燃料ガスと一次空気の混合ガスを燃焼する。一次空気はファン４から供給される。主熱交換器６はバーナ５から流れる燃焼排気中の顕熱を主に回収する。副熱交換器７は燃焼排気中の潜熱を主に回収する。主熱交換器６は熱伝導性に優れた銅製であるのが好ましい。副熱交換器７はドレンに対する耐食性材料が好ましい。
【００２０】
器具２の底部には、入水口１１、出湯口１２、及びガス供給口１３に加え、図示しない風呂側入水口、及び風呂側出湯口等が各々設けられている。入水口１１には水道水が入水する。出湯口１２からは給湯器１で加熱された湯が流出する。ガス供給口１３にはガスが供給される。風呂側入水口には風呂から循環して流れる湯水が入水する。風呂側出湯口からは給湯器１で加熱された湯が流出する。風呂側出湯口から流出した湯は風呂に流れる。入水口１１には給水管１６の上流側端部が接続されている。給水管１６には水側制御ユニット（図示略）が設けられている。水側制御ユニットは水流センサ及び水ガバナを備える。給水管１６は上方に延設されている。給水管１６の下流側端部は、例えば副熱交換器７の左側壁２４に設けられた一般給湯側の入水管６６Ａに接続されている。その左側にある副熱交換器７の出湯管６７Ａには流出管１７が接続されている。なお入水管６６Ａと出湯管６７Ａは一般給湯用の伝熱管６５（図３参照）と連通するものである。なお後述するが、副熱交換器７の右側にも風呂側給湯用の伝熱管６１〜６３（図３参照）と連通する入水管６８Ａ及び出湯管６９Ａも設けられている。
【００２１】
流出管１７の下流側端部は、主熱交換器６の入水管（図示略）に接続されている。主熱交換器６の出湯管（図示略）には、出湯管１９の上流側端部が接続されている。出湯管１９は下方に延設されている。出湯管１９の下流側端部は、器具２の底部に設けられた出湯口１２に接続されている。ガス供給口１３にはガス制御弁９が設けられている。ガス制御弁９はガス量を制御する。ガス制御弁９にはガス管１８が接続されている。ガス管１８の下流側端部はバーナ５のガス供給口１３に接続されている。器具２内には制御装置（図示略）が設けられている。制御装置は給湯器１の燃焼動作を制御する。
【００２２】
次に、副熱交換器７の構造について、図２〜図４を参照して説明する。図２に示すように、副熱交換器７はケーシング１５を備える。ケーシング１５は左右方向に長い略直方体状の金属製の筐体である。ケーシング１５は、下側ケーシング３０と上側ケーシング２０とを備える。下側ケーシング３０はケーシング１５の下側、上側ケーシング２０はケーシング１５の上側に位置する。下側ケーシング３０と上側ケーシング２０とは何れもプレス加工による絞り成形品である。
【００２３】
先ず、上側ケーシング２０の構造について説明する。図２，図４に示すように、上側ケーシング２０は底面が開口する略直方体の箱状である。上側ケーシング２０は、背壁２１、前壁２２、右側壁２３、左側壁２４、及び天壁２５を備える。各壁同士の境界部分はＲ状に屈曲されている。上側ケーシング２０の下部には鍔部２７が設けられている。鍔部２７は、背壁２１、前壁２２、右側壁２３、及び左側壁２４の各下端部を外方に向けてＲ状に屈曲して形成されている。鍔部２７は下側ケーシング３０の上部に設けられた後述する鍔部３７と溶接で接合される部分である。上側ケーシング２０の深さは、給湯器１の号数に応じて調節される。上側ケーシング２０はプレス加工による絞り成形品であるので、種々の深さのものを容易に製造できる。
【００２４】
次に、下側ケーシング３０の構造について説明する。図３に示すように、下側ケーシング３０は上面が開口する略直方体の箱状である。下側ケーシング３０は、背壁３１、前壁３２、右側壁３３、左側壁３４、及び底壁３５を備える。各壁同士の境界部分はＲ状に屈曲されている。下側ケーシング３０の上部には鍔部３７が設けられている。鍔部３７は、背壁３１、前壁３２、右側壁３３、及び左側壁３４の各上端部を外方に向けてＲ状に屈曲して形成されている。鍔部３７は上側ケーシング２０の下部に設けられた鍔部２７と溶接により接合される部分である。鍔部３７の外方に延出する一端部には垂直上方に突出する枠部３８が設けられている。枠部３８は、鍔部３７の上面に載置された上側ケーシング２０の鍔部２７の外周端に当接する。それ故、枠部３８は、下側ケーシング３０の鍔部３７に対して、上側ケーシング２０の鍔部２７の位置ズレを防止できる。
【００２５】
図３に示すように、下側ケーシング３０の内側には仕切壁４１が立設されている。仕切壁４１は右側壁３３と左側壁３４とに対して平行かつ右側壁３３寄りに配置されている。仕切壁４１はケーシング１５の内側空間を二つの領域に仕切る。仕切壁４１の右側は風呂側領域４２、仕切壁４１の左側は給湯側領域４３である。風呂側領域４２は風呂の給湯用に利用される。給湯側領域４３は風呂以外の一般給湯用に利用される。本実施例では風呂側領域４２は給湯側領域４３よりも狭いが逆でもよい。風呂側領域４２と給湯側領域４３との容積比率は、風呂側の給湯能力と、それ以外の一般給湯用の給湯能力とに応じて適宜決定すればよい。風呂側領域４２には、後述する３本の伝熱管６１〜６３が収容される。給湯側領域４３には３本の伝熱管６５が収容される。なお風呂側領域４２側の構成と、給湯側領域４３側の構成とは互いに同じである。それ故、本実施形態では、風呂側領域４２側の構成を中心に説明する。
【００２６】
図３に示すように、背壁３１には、右側開口４５と左側開口４６とが設けられている。右側開口４５は略長方形状に形成され、風呂側領域４２に対応する位置に設けられている。左側開口４６も略長方形状に形成され、給湯側領域４３に対応する位置に設けられている。右側開口４５及び左側開口４６の各サイズは、例えば風呂側領域４２及び給湯側領域４３の各容積に各々対応している。前壁３２には、右側開口４７と左側開口４８とが設けられている。右側開口４７は略長方形状に形成され、風呂側領域４２に対応する位置に設けられている。左側開口４８も略長方形状に形成され、給湯側領域４３に対応する位置に設けられている。
【００２７】
図４に示すように、右側壁３３には流入口５１〜５３と、流出口５５〜５７とが設けられている。流入口５１〜５３は右側壁３３の後ろ側に、流出口５５〜５７は右側壁３３の前側に位置する。流入口５１〜５３は下から上に向かう方向に、所定間隔を空けて縦一列に並んでいる。流出口５５〜５７も下から上に向かう方向に、所定間隔を空けて縦一列に並んでいる。流入口５１は後述する伝熱管６１に水を流入させる。流入口５２は後述する伝熱管６２に水を流入させる。流入口５３は後述する伝熱管６３に水を流入させる。流出口５５は伝熱管６１を流れて熱交換された湯を流出させる。流出口５６は伝熱管６２を流れて熱交換された湯を流出させる。流出口５７は伝熱管６３を流れて熱交換された湯を流出させる。
【００２８】
ここで、流入口５３と流出口５７との各位置は、右側壁３３の上端部に設けられた鍔部２７付近よりも下方にある。これは鍔部２７付近がＲ状に屈曲しており、他部位に比べて剛性が高くて加工し難いからである。なお詳述しないが、左側壁３４（図３参照）にも、右側壁３３側と同様に、給湯側領域４３に収容された３本の伝熱管６５に対応する３つの流入口（図示略）と３つの流出口（図示略）とが各々設けられている。
【００２９】
図３に示すように、右側壁３３には、さらに分流部６８と合流部６９とが設けられている。分流部６８は右側壁３３の後ろ側に位置する。分流部６８は流入口５１〜５３（図４参照）を外側から覆っている。分流部６８には入水管６８Ａが接続されている。合流部６９は右側壁３３の前側に位置する。合流部６９は流出口５５〜５７（図４参照）を外側から覆っている。合流部６９には出湯管６９Ａが接続されている。
【００３０】
上記構成において、給水管１６（図１参照）から流れる水は入水管６８Ａに流れる。入水管６８Ａから分流部６８内に流れた水は流入口５１〜５３に各々分流され、３本の伝熱管６１〜６３に流れる。伝熱管６１〜６３を流れて熱交換された湯は、流出口５５〜５７から流出して合流部６９内で合流される。合流部６９内で合流された湯は出湯管６９Ａから流出管１７（図１参照）に流れ、主熱交換器６に供給される。なお詳述しないが、左側壁３４にも、図１に示すように、給湯側領域４３に収容された３本の伝熱管６５に対応する分流部６６と合流部６７とが各々設けられている。分流部６６には入水管６８Ａが接続され、合流部６７には出湯管６７Ａが接続されている。水の流れは右側壁３３側と同じである。
【００３１】
次に、伝熱管６１〜６３の配置構成について、図３，図４を参照して説明する。ここでは風呂側領域４２に収容される伝熱管６１〜６３の配置構成について説明する。給湯側領域４３に収容される３本の伝熱管６５の配置構成は、伝熱管６１〜６３の配置構成と同じであるので説明を省略する。
【００３２】
図４に示すように、下側ケーシング３０の風呂側領域４２内には、３本の伝熱管６１〜６３が収容されている。伝熱管６１は風呂側領域４２の下側、伝熱管６２は風呂側領域４２の上下方向における略中央、伝熱管６３は風呂側領域４２の上側に位置する。伝熱管６１の上流側端部は流入口５１に接続され、下流側端部は流出口５５に接続されている。伝熱管６２の上流側端部は流入口５２に接続され、下流側端部は流出口５６に接続されている。伝熱管６３の上流側端部は流入口５３に接続され、下流側端部は流出口５７に接続されている。
【００３３】
次に、伝熱管６１〜６３の形状について、図４を参照して説明する。伝熱管６１は流入口５１から流出口５５までの間において左右方向にクランク状に屈曲して設けられている。伝熱管６２も流入口５２から流出口５６までの間において左右方向にクランク状に屈曲して設けられている。伝熱管６１，６２は水平面に対して平行な面においてそれぞれの位置が保持されている。
【００３４】
他方、伝熱管６３は流入口５３から流出口５７までの間において、下側ケーシング３０内と上側ケーシング２０内との間を往復するように屈曲して設けられている。具体的には、伝熱管６３は、延出部７１と、第１螺旋部７２と、延出部７３と、第２螺旋部７４と、延出部７５とを備える。延出部７１は、流入口５１から左方に延出する部分である。第１螺旋部７２は、延出部７１の下流側端部から上方から見て時計回りに上方に螺旋を描きながら屈曲する部分である。延出部７３は、第１螺旋部７２の下流側端部から後方に直線状に延出する部分である。第２螺旋部７４は、延出部７３の下流側端部から上方から見て時計回りに下方に螺旋を描きながら屈曲する部分である。延出部７５は、第２螺旋部７４の下流側端部から流出口５７まで延出する部分である。
【００３５】
図４に示すように、延出部７１，７５は下側ケーシング３０内に位置する。延出部７３は上側ケーシング２０内に位置する。第１螺旋部７２と第２螺旋部７４とは、下側ケーシング３０内と上側ケーシング２０内との間を跨ぐように位置する。それ故、図３に示すように、上側ケーシング２０を取り付ける前の下側ケーシング３０の風呂側領域４２では、伝熱管６３の一部が下側ケーシング３０の鍔部３７から上方に突出している。
【００３６】
次に、上側ケーシング２０と下側ケーシング３０との接合方法について説明する。先ず、図３に示す下側ケーシング３０に対して上側ケーシング２０を被せる。図４に示すように、下側ケーシング３０の鍔部３７の上面に、上側ケーシング２０の鍔部２７の下面を合わせる。このとき鍔部２７の外周端は鍔部３７の枠部３８の内面に当接する。それ故、下側ケーシング３０に対して上側ケーシング２０がずれるのを防止できる。そして鍔部２７と鍔部３７とを溶接によって接合する。鍔部２７と鍔部３７とを溶接によって接合した部分を接合部２８とする。上側ケーシング２０と下側ケーシング３０とは接合部２８において固定される。こうして箱状のケーシング１５が完成する。
【００３７】
次に、ケーシング１５内における燃焼排気の流れについて説明する。なお、風呂側領域４２における燃焼排気の流れと、給湯側領域４３における燃焼排気の流れとは同じであるので、前者についてのみ説明する。図１に示すように、バーナ５の燃焼排気は、主熱交換器６を通過した後、副熱交換器７のケーシング１５内に流入する。図３，図４に示すように、燃焼排気は、下側ケーシング３０の背壁３１に設けられた右側開口４５からケーシング１５内に流入する。燃焼排気は３本の伝熱管６１〜６３の隙間を流れ、前壁３２に設けられた右側開口４７から外部に流出し、器具２の排気口１０（図１参照）から大気中に放出される。
【００３８】
ここで、接合部２８は、鍔部２７と鍔部３７とを溶接によって接合した部分である。鍔部２７，３７付近は、何れも金属板をＲ状に屈曲させた部分であるので、他部位に比べて剛性が高い。それ故、伝熱管６１〜６３の流入口５１〜５３と、流出口５５〜５７との各位置は、接合部２８付近から離れた位置にある。この場合、接合部２８付近において、燃焼排気が素通りしてしまう空間ができてしまうのであるが、図４に示すように、本実施形態ではその空間を螺旋状の伝熱管６３の一部で埋めている。
【００３９】
具体的に言うと、伝熱管６３の第１螺旋部７２と第２螺旋部７４とが、接合部２８付近の空間を上下方向に跨いでいる。これにより接合部２８付近を通過する燃焼排気を、伝熱管６３の第１螺旋部７２と第２螺旋部７４とに接触させることができる。さらに第１螺旋部７２と第２螺旋部７４とは螺旋状になっているので、燃焼排気と伝熱管との接触面積をより多く確保できる。これにより副熱交換器７の熱交換の能力を向上できる。
【００４０】
また本実施形態では、下側ケーシング３０の右側壁３３に３本の伝熱管６１〜６３を取り付けている。そして伝熱管６３を螺旋状にして上側ケーシング２０内を配策させている。それ故、上側ケーシング２０内の空間を熱交換用の空間として活用できる。これにより副熱交換器７の熱交換の能力を向上できる。
【００４１】
また本実施形態では、伝熱管６３の第１螺旋部７２と第２螺旋部７４とは、上下方向に沿った螺旋状である。それ故、給湯器１の不使用時においては、伝熱管６３内の水をその螺旋部分に沿って落下させることができる。これより伝熱管６３内に水が溜まることを防止できるので、伝熱管６３の腐食等を防止できる。
【００４２】
以上説明したように、本発明の第１実施形態の給湯器１は副熱交換器７を備える。副熱交換器７のケーシング１５は、プレス加工による絞り成形品で形成した２部品を溶接して製造されている。それ故、サイズの異なる給湯器の号数に対応する副熱交換器７を製造する際に、下側ケーシング３０の部品の共通化を図ることができる。さらに深さの違う上側ケーシング２０を付け替えるだけでよいので、効率的に製造することができる。さらに従来に比べて接合する部分が少ないので、溶接コストを削減できる。
【００４３】
また本実施形態では、上側ケーシング２０と下側ケーシング３０との接合部２８付近は、他部位に比べて剛性が高いために、伝熱管６１〜６３を取り付けることができない。本実施形態は、伝熱管６３の一部を螺旋状にしてその接合部２８付近の空間を埋めている。これにより接合部２８付近を通過する燃焼排気を、伝熱管６３の螺旋部分に接触させることができる。従って副熱交換器７の熱交換の能力を向上できる。
【００４４】
次に、本発明の第２実施形態である給湯器の副熱交換器７０について、図５、図６を参照して説明する。第２実施形態の副熱交換器７０は、接合部２８付近の空間を遮蔽板１００で狭めることによって、第１実施形態と同様の効果を得ることができる。そこで、副熱交換器７０の構造について、第１実施形態の副熱交換器７と異なる点を中心に説明する。第１実施形態と共通する部品、部材等については、第１実施形態と同じ符号を付して説明する。
【００４５】
図５，図６に示すように、副熱交換器７０は第１実施形態と同じケーシング１５を備える。ケーシング１５の下側ケーシング３０の内側には仕切壁４１が立設されている。仕切壁４１の右側は風呂側領域４２、仕切壁４１の左側は給湯側領域４３である。仕切壁４１の風呂側領域４２側に対向する面には遮蔽板１００が略水平に設けられている。遮蔽板１００の高さ位置は、ケーシング１５の接合部２８付近の空間と同じ高さ位置である。なお仕切壁４１の給湯側領域４３に対向する面にも遮蔽板１０１が略水平に設けられている。遮蔽板１０１の高さ位置も、ケーシング１５の接合部２８付近の空間と同じ高さ位置である。
【００４６】
次に、上側ケーシング２０に取り付けられる流入口８１及び流出口８５について説明する。図６に示すように、上側ケーシング２０の右側壁２３には、流入口８１と流出口８５とが設けられている。流入口８１は右側壁２３の後ろ側に、流出口８５は右側壁２３の前側に位置する。図５に示すように、流入口８１には給水管１６の下流側端部が接続されている。流出口８５には流出管１７の上流側端部が接続されている。
【００４７】
図５に示すように、流入口８１は、給水管１６から供給される水を後述する上側伝熱管９１に流入させる。流出口８５は、上側伝熱管９１を流れて熱交換された湯を流出管１７に流出させる。図６に示すように、流入口８１と流出口８５との各位置は、右側壁３３の下端部に設けられた鍔部２７付近よりも上方に離れている。鍔部２７付近はＲ状に屈曲しており、他部位に比べて剛性が高くて加工し難いからである。なお詳述しないが、左側壁２４にも、右側壁２３側と同様に、給湯側領域４３側に配置される上側伝熱管１１１に対応する流入口（図示略）と流出口（図示略）とが各々設けられている。
【００４８】
次に、下側ケーシング３０に取り付けられる流入口８２〜８４及び流出口８６〜８８について説明する。図６に示すように、下側ケーシング３０の右側壁３３には、流入口８２〜８４と、流出口８６〜８８とが設けられている。流入口８２〜８４は右側壁３３の後ろ側に、流出口８６〜８８は右側壁３３の前側に位置する。流入口８２〜８３は上から下に向かう方向に、所定間隔を空けて縦一列に並んでいる。流出口８６〜８８も上から下に向かう方向に、所定間隔を空けて縦一列に並んでいる。
【００４９】
流入口８２は後述する下側伝熱管９２に水を流入させる。流入口８３は後述する下側伝熱管９３に水を流入させる。流入口８４は後述する下側伝熱管９４に水を流入させる。流出口８６は下側伝熱管９２を流れて熱交換された湯を流出させる。流出口８７は下側伝熱管９３を流れて熱交換された湯を流出させる。流出口８８は下側伝熱管９４を流れて熱交換された湯を流出させる。
【００５０】
流入口８２と流出口８６との各位置は、右側壁３３の上端部に設けられた鍔部２７付近よりも下方に離れている。鍔部２７付近はＲ状に屈曲しており、他部位に比べて剛性が高くて加工し難いからである。なお詳述しないが、左側壁３４にも、右側壁３３側と同様に、給湯側領域４３に収容された３本の下側伝熱管１１２に対応する３つの流入口（図示略）と３つの流出口（図示略）とが各々設けられている。
【００５１】
図５に示すように、下側ケーシング３０の右側壁３３にはさらに分流部１０５と合流部１０６とが設けられている。分流部１０５は右側壁３３の後ろ側に位置する。分流部１０５は流入口８２〜８４を外側から覆うようにして設けられている。分流部１０５には入水管１０５Ａが接続されている。入水管１０５Ａは給水管１６の途中に接続される。合流部１０６は右側壁３３の前側に位置する。合流部１０６は流出口８６〜８８を外側から覆うようにして設けられている。合流部１０６には出湯管１０６Ａが接続されている。出湯管１０６Ａは流出管１７の途中に接続されている。
【００５２】
上記構成において、給水管１６を流れる水の一部は、入水管１０５Ａから分流部１０５に流入し、流入口８２〜８４に各々分流され、３本の下側伝熱管９２〜９４に流れる。下側伝熱管９２〜９３を流れて熱交換された湯は流出口８６〜８８から流出して合流部１０６内で合流される。合流部１０６内で合流された湯は出湯管１０６Ａから流出管１７に流れ、主熱交換器６に供給される。なお詳述しないが、左側壁３４にも、右側壁３３側と同様に、給湯側領域４３に収容された３本の下側伝熱管１１２に対応する分流部と合流部（図示略）とが各々設けられている。
【００５３】
次に、上側伝熱管９１、及び下側伝熱管９２〜９４の形状について、図５，図６を参照して説明する。上側伝熱管９１は、上側ケーシング２０の流入口８１から流出口８５までの間において左右方向にクランク状に屈曲して設けられている。下側伝熱管９２は、下側ケーシング３０の流入口８２から流出口８６までの間において左右方向にクランク状に屈曲して設けられている。下側伝熱管９３は、下側ケーシング３０の流入口８３から流出口８７までの間において左右方向にクランク状に屈曲して設けられている。下側伝熱管９４は、下側ケーシング３０の流入口８４から流出口８８までの間において左右方向にクランク状に屈曲して設けられている。上側伝熱管９１、及び下側伝熱管９２〜９４は水平面に対して平行な面においてそれぞれの位置が保持されている。上側伝熱管９１は、遮蔽板１００よりも上方に位置している。下側伝熱管９２〜９４は、遮蔽板１００よりも下方に位置している。
【００５４】
次に、副熱交換器７０のケーシング１５内における燃焼排気の流れについて説明する。なお、風呂側領域４２における燃焼排気の流れと、給湯側領域４３における燃焼排気の流れとは同じであるので、前者についてのみ説明する。図５，図６に示すように、バーナ５の燃焼排気は、主熱交換器６を通過した後、副熱交換器７０のケーシング１５内に流入する。風呂側領域４２において、燃焼排気は、下側ケーシング３０の背壁３１に設けられた右側開口４５からケーシング１５内に流入する。燃焼排気は、上側伝熱管９１、及び下側伝熱管９２〜９４の隙間を流れ、前壁３２に設けられた右側開口４７から外部に流出し、器具２の排気口１０から大気中に放出される。
【００５５】
ここで、第２実施形態では、図６に示すように、接合部２８付近の空間は、遮蔽板１００によって狭められている。これにより燃焼排気は、遮蔽板１００によって上下に分流されるので、接合部２８付近の空間を素通りすることなく、上側伝熱管９１、及び下側伝熱管９２〜９４の何れかに接触させることができる。従って、このような副熱交換器７０でも、第１実施形態と同様に、熱交換の能力を向上できる。
【００５６】
以上説明したように、本発明の第２実施形態の給湯器は副熱交換器７０を備える。副熱交換器７０は、ケーシング１５の接合部２８付近の空間を、遮蔽板１００によって埋めている。これにより接合部２８付近を通過する燃焼排気を、上側伝熱管９１、及び下側伝熱管９２〜９４の何れかに接触させることができる。従って副熱交換器７の熱交換の能力を向上できる。
【００５７】
なお本発明は上記第１，第２実施形態に限定されるものではなく、種々の変更が可能である。上記第１，第２実施形態では、副熱交換器７，７０を一例として説明しているが、主熱交換器６に本発明の構成を適用してもよい。
【００５８】
また上記第１，第２実施形態は、主熱交換器６及び副熱交換器７，７０を備える潜熱回収型給湯器であるが、通常の給湯器にも適用可能である。
【００５９】
また上記第１，第２実施形態に記載の各伝熱管の本数は、上記実施形態に限定されない。
【００６０】
また上記第１実施形態では、伝熱管６３を螺旋状にしているが、上下方向に略直線状に延出してもよい。
【符号の説明】
【００６１】
１ 給湯器
５ バーナ
７ 副熱交換器
１５ ケーシング
２０ 上側ケーシング
３０ 下側ケーシング
６１〜６３ 伝熱管
７０ 副熱交換器
７１ 延出部
７２ 第１螺旋部
７３ 延出部
７４ 第２螺旋部
７５ 延出部
９１ 上側伝熱管
９２〜９４ 下側伝熱管
１００ 遮蔽板
１０１ 遮蔽板
【技術分野】
【０００１】
本発明は、熱交換器を備えた給湯器に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、給湯器用の熱交換器は箱状のケースを有し、そのケース内には熱交換用の伝熱管を収容している。ケース内には伝熱管を収容する収容空間が形成されている。バーナの燃焼排気を収容空間に通してケース外に排出することにより、燃焼排気と伝熱管内を流れる水との熱交換が行われる。ケースは例えば金属製フレームの枠組みに鉄板を溶接等で固定して製造している（例えば特許文献１の図１参照）。伝熱管は伝熱面積を大きくとる為に、ケースの収容空間内に幾重にも屈曲して折り畳まれている。例えば伝熱管を螺旋状に配置した熱交換器も知られている（例えば特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１１−２７３６３号公報
【特許文献２】特開２０１１−４３２８１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところが、熱交換器は給湯器の能力に応じて大きさの号数が決められている。それ故、ケースを号数ごとに別部品で製造する必要があった為、作業が非常に面倒であった。更に熱交換器の号数に応じてケース部品をそれぞれ用意しなければならない為、部品コストがかかるという問題点もあった。また号数ごとにケースを製造する度に、フレームの枠組みに鉄板を溶接しなければならない為、溶接コストがかかるという問題点もあった。
【０００５】
本発明の目的は、熱交換器の製造の効率化を図ることができ、かつ製造にかかるコストを節約できる給湯器を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の請求項１に係る給湯器は、バーナの燃焼排気を、熱交換用の伝熱管を収容するケーシング内に通してから排出させることにより、前記燃焼排気と前記伝熱管内を流れる液状体との熱交換を行う熱交換器を備えた給湯器であって、前記ケーシングは、プレス加工の絞り成形により上部が開口する箱状に形成されたケーシング本体と、前記ケーシング本体の上方に位置し、プレス加工の絞り成形により下部が開口する箱状に形成された上側ケーシングと、前記ケーシング本体の上部開口に対して前記上側ケーシングの下部開口を合わせるように、前記ケーシング本体と前記上側ケーシングとを互いに固定する固定部とを備えている。
【０００７】
また請求項２に係る発明の給湯器は、請求項１に記載の発明の構成に加え、前記伝熱管は、前記ケーシング本体に前記上側ケーシングが固定された状態において、前記ケーシング本体内に配策される下側伝熱管と、前記上側ケーシング内に配策される上側伝熱管とを備えている。
【０００８】
また請求項３に係る発明の給湯器は、請求項２に記載の発明の構成に加え、前記伝熱管は、前記下側伝熱管と前記上側伝熱管との間の隙間において前記下側伝熱管と前記上側伝熱管とを連結する連結管を備えている。
【０００９】
また請求項４に係る発明の給湯器は、請求項３に記載の発明の構成に加え、前記連結管は前記隙間において上下方向にらせん状に連続してなることを特徴とする。
【００１０】
また請求項５に係る発明の給湯器は、請求項２に記載の発明の構成に加え、前記下側伝熱管と前記上側伝熱管との間の隙間には、前記隙間を狭める為の遮蔽部材が設けられている。
【発明の効果】
【００１１】
請求項１に係る発明の給湯器では、ケーシングは、ケーシング本体に対して上側ケーシングを固定部において固定した構造である。ケーシング本体及び上側ケーシングは何れもプレス加工の絞り成形で形成されたものである。故に従来製法に比べて溶接部分が少ない上、製造が非常に容易となる。また、異なった号数の熱交換器を製造する際には、ケーシング本体及び上側ケーシングのうち何れか一方の絞り深さを変えることによって、他方の部品を共通して使用できる。さらにケーシング本体の部品共通化を図ることによって、異なった号数の熱交換器を効率的に製造できる。さらに溶接部分が少ないので、製造にかかるコストを節約できる。
【００１２】
また請求項２に係る発明の給湯器では、請求項１に記載の発明の効果に加え、ケーシング本体に上側ケーシングが固定された状態では、ケーシング本体内に下側伝熱管が配策され、上側ケーシング内に上側伝熱管が配策されている。これによりケーシング内の上下にそれぞれ伝熱管を配策できるので、伝熱管の伝熱面積を大きくとることができる。
【００１３】
また請求項３に係る発明の給湯器では、請求項２に記載の発明の効果に加え、下記のような作用効果を得ることができる。ケーシングの固定部には伝熱管を取り付けることができないので、下側伝熱管と上側伝熱管との間の隙間は各伝熱管が作り出す隙間に比して大きくなる。隙間が大きいままでは、ケーシング内を流れるバーナの燃焼排気はその隙間を素通りしてしまうので熱効率が低下する。本態様はこの隙間に下側伝熱管と上側伝熱管とを連結する連結管を位置させる。これによりその隙間を狭めることができるので、バーナの燃焼排気がケーシング内を素通りするのを防止できる。故に熱交換器による熱交換を良好に保持できる。
【００１４】
また請求項４に係る発明の給湯器では、請求項３に記載の発明の効果に加え、連結管は隙間において上下方向にらせん状に連続してなるので、連結管内に残る液状体が下方に流れる。故に連結管内に液状体が残存するのを防止できる。またドレンが連結管に付着しても下方に流すことができる。さらに連結管はらせん状であるので、連結管の長さを十分に確保できる。
【００１５】
また請求項５に係る発明の給湯器では、請求項２に記載の発明の効果に加え、ケーシングの固定部には伝熱管を取り付けることができないので、下側伝熱管と上側伝熱管との間の隙間は各伝熱管が作り出す隙間に比して大きくなる。隙間が大きいままでは、ケーシング内を流れるバーナの燃焼排気はその隙間を素通りしてしまうので熱効率が低下する。本態様はこの隙間に遮蔽部材を設けている。これによりその隙間を狭めることができるので、バーナの燃焼排気がケーシング内を素通りするのを防止できる。故に熱交換器による熱交換を良好に保持できる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】給湯器１の縦断面図である。
【図２】副熱交換器７の斜視図である。
【図３】上側ケーシング２０を取り外した状態の副熱交換器７の斜視図である。
【図４】図２のＩ−Ｉ線矢視方向断面図である。
【図５】副熱交換器７０の斜視図である。
【図６】図５のＩＩ−ＩＩ線矢視方向断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明の一実施形態である給湯器１について、図面に基づいて説明する。これらの図面は、本発明が採用しうる技術的特徴を説明するために用いられるものである。以下に記載されている装置の構造などは、特に特定的な記載がない限り、それのみに限定する趣旨ではなく、単なる説明例である。なお以下説明において、図１の上方、下方、左方、右方を、夫々、給湯器１の上方、下方、前方、後方とする。図２，図３の上方、下方、左斜め下方、右斜め上方、右斜め下方、左斜め上方を、夫々、副熱交換器７の上方、下方、後方、前方、右方、左方とする。図４の上方、下方、右方、左方、紙面奥行き方向、紙面手前方向を、夫々、副熱交換器７の上方、下方、後方、前方、右方、左方とする。
【００１８】
先ず、給湯器１の構成について説明する。図１に示すように、給湯器１は器具２を備えている。器具２は略直方体状の金属製の筐体である。器具２の内部には燃焼室３が設けられている。燃焼室３の下方にはファン４が設けられている。ファン４にはモータ４Ａが接続されている。器具２の下部には給気口（図示略）が設けられている。ファン４は給気口を通して外気を燃焼用空気として取り込む。器具２の前面上部には排気口１０が設けられている。排気口１０は熱交換後の燃焼排気を排出する。給気口及び排気口１０の位置はこれらの位置に限定されない。
【００１９】
燃焼室３内には下から上に向かって順に、バーナ５、主熱交換器６、副熱交換器７が各々設けられている。バーナ５は燃料ガスと一次空気の混合ガスを燃焼する。一次空気はファン４から供給される。主熱交換器６はバーナ５から流れる燃焼排気中の顕熱を主に回収する。副熱交換器７は燃焼排気中の潜熱を主に回収する。主熱交換器６は熱伝導性に優れた銅製であるのが好ましい。副熱交換器７はドレンに対する耐食性材料が好ましい。
【００２０】
器具２の底部には、入水口１１、出湯口１２、及びガス供給口１３に加え、図示しない風呂側入水口、及び風呂側出湯口等が各々設けられている。入水口１１には水道水が入水する。出湯口１２からは給湯器１で加熱された湯が流出する。ガス供給口１３にはガスが供給される。風呂側入水口には風呂から循環して流れる湯水が入水する。風呂側出湯口からは給湯器１で加熱された湯が流出する。風呂側出湯口から流出した湯は風呂に流れる。入水口１１には給水管１６の上流側端部が接続されている。給水管１６には水側制御ユニット（図示略）が設けられている。水側制御ユニットは水流センサ及び水ガバナを備える。給水管１６は上方に延設されている。給水管１６の下流側端部は、例えば副熱交換器７の左側壁２４に設けられた一般給湯側の入水管６６Ａに接続されている。その左側にある副熱交換器７の出湯管６７Ａには流出管１７が接続されている。なお入水管６６Ａと出湯管６７Ａは一般給湯用の伝熱管６５（図３参照）と連通するものである。なお後述するが、副熱交換器７の右側にも風呂側給湯用の伝熱管６１〜６３（図３参照）と連通する入水管６８Ａ及び出湯管６９Ａも設けられている。
【００２１】
流出管１７の下流側端部は、主熱交換器６の入水管（図示略）に接続されている。主熱交換器６の出湯管（図示略）には、出湯管１９の上流側端部が接続されている。出湯管１９は下方に延設されている。出湯管１９の下流側端部は、器具２の底部に設けられた出湯口１２に接続されている。ガス供給口１３にはガス制御弁９が設けられている。ガス制御弁９はガス量を制御する。ガス制御弁９にはガス管１８が接続されている。ガス管１８の下流側端部はバーナ５のガス供給口１３に接続されている。器具２内には制御装置（図示略）が設けられている。制御装置は給湯器１の燃焼動作を制御する。
【００２２】
次に、副熱交換器７の構造について、図２〜図４を参照して説明する。図２に示すように、副熱交換器７はケーシング１５を備える。ケーシング１５は左右方向に長い略直方体状の金属製の筐体である。ケーシング１５は、下側ケーシング３０と上側ケーシング２０とを備える。下側ケーシング３０はケーシング１５の下側、上側ケーシング２０はケーシング１５の上側に位置する。下側ケーシング３０と上側ケーシング２０とは何れもプレス加工による絞り成形品である。
【００２３】
先ず、上側ケーシング２０の構造について説明する。図２，図４に示すように、上側ケーシング２０は底面が開口する略直方体の箱状である。上側ケーシング２０は、背壁２１、前壁２２、右側壁２３、左側壁２４、及び天壁２５を備える。各壁同士の境界部分はＲ状に屈曲されている。上側ケーシング２０の下部には鍔部２７が設けられている。鍔部２７は、背壁２１、前壁２２、右側壁２３、及び左側壁２４の各下端部を外方に向けてＲ状に屈曲して形成されている。鍔部２７は下側ケーシング３０の上部に設けられた後述する鍔部３７と溶接で接合される部分である。上側ケーシング２０の深さは、給湯器１の号数に応じて調節される。上側ケーシング２０はプレス加工による絞り成形品であるので、種々の深さのものを容易に製造できる。
【００２４】
次に、下側ケーシング３０の構造について説明する。図３に示すように、下側ケーシング３０は上面が開口する略直方体の箱状である。下側ケーシング３０は、背壁３１、前壁３２、右側壁３３、左側壁３４、及び底壁３５を備える。各壁同士の境界部分はＲ状に屈曲されている。下側ケーシング３０の上部には鍔部３７が設けられている。鍔部３７は、背壁３１、前壁３２、右側壁３３、及び左側壁３４の各上端部を外方に向けてＲ状に屈曲して形成されている。鍔部３７は上側ケーシング２０の下部に設けられた鍔部２７と溶接により接合される部分である。鍔部３７の外方に延出する一端部には垂直上方に突出する枠部３８が設けられている。枠部３８は、鍔部３７の上面に載置された上側ケーシング２０の鍔部２７の外周端に当接する。それ故、枠部３８は、下側ケーシング３０の鍔部３７に対して、上側ケーシング２０の鍔部２７の位置ズレを防止できる。
【００２５】
図３に示すように、下側ケーシング３０の内側には仕切壁４１が立設されている。仕切壁４１は右側壁３３と左側壁３４とに対して平行かつ右側壁３３寄りに配置されている。仕切壁４１はケーシング１５の内側空間を二つの領域に仕切る。仕切壁４１の右側は風呂側領域４２、仕切壁４１の左側は給湯側領域４３である。風呂側領域４２は風呂の給湯用に利用される。給湯側領域４３は風呂以外の一般給湯用に利用される。本実施例では風呂側領域４２は給湯側領域４３よりも狭いが逆でもよい。風呂側領域４２と給湯側領域４３との容積比率は、風呂側の給湯能力と、それ以外の一般給湯用の給湯能力とに応じて適宜決定すればよい。風呂側領域４２には、後述する３本の伝熱管６１〜６３が収容される。給湯側領域４３には３本の伝熱管６５が収容される。なお風呂側領域４２側の構成と、給湯側領域４３側の構成とは互いに同じである。それ故、本実施形態では、風呂側領域４２側の構成を中心に説明する。
【００２６】
図３に示すように、背壁３１には、右側開口４５と左側開口４６とが設けられている。右側開口４５は略長方形状に形成され、風呂側領域４２に対応する位置に設けられている。左側開口４６も略長方形状に形成され、給湯側領域４３に対応する位置に設けられている。右側開口４５及び左側開口４６の各サイズは、例えば風呂側領域４２及び給湯側領域４３の各容積に各々対応している。前壁３２には、右側開口４７と左側開口４８とが設けられている。右側開口４７は略長方形状に形成され、風呂側領域４２に対応する位置に設けられている。左側開口４８も略長方形状に形成され、給湯側領域４３に対応する位置に設けられている。
【００２７】
図４に示すように、右側壁３３には流入口５１〜５３と、流出口５５〜５７とが設けられている。流入口５１〜５３は右側壁３３の後ろ側に、流出口５５〜５７は右側壁３３の前側に位置する。流入口５１〜５３は下から上に向かう方向に、所定間隔を空けて縦一列に並んでいる。流出口５５〜５７も下から上に向かう方向に、所定間隔を空けて縦一列に並んでいる。流入口５１は後述する伝熱管６１に水を流入させる。流入口５２は後述する伝熱管６２に水を流入させる。流入口５３は後述する伝熱管６３に水を流入させる。流出口５５は伝熱管６１を流れて熱交換された湯を流出させる。流出口５６は伝熱管６２を流れて熱交換された湯を流出させる。流出口５７は伝熱管６３を流れて熱交換された湯を流出させる。
【００２８】
ここで、流入口５３と流出口５７との各位置は、右側壁３３の上端部に設けられた鍔部２７付近よりも下方にある。これは鍔部２７付近がＲ状に屈曲しており、他部位に比べて剛性が高くて加工し難いからである。なお詳述しないが、左側壁３４（図３参照）にも、右側壁３３側と同様に、給湯側領域４３に収容された３本の伝熱管６５に対応する３つの流入口（図示略）と３つの流出口（図示略）とが各々設けられている。
【００２９】
図３に示すように、右側壁３３には、さらに分流部６８と合流部６９とが設けられている。分流部６８は右側壁３３の後ろ側に位置する。分流部６８は流入口５１〜５３（図４参照）を外側から覆っている。分流部６８には入水管６８Ａが接続されている。合流部６９は右側壁３３の前側に位置する。合流部６９は流出口５５〜５７（図４参照）を外側から覆っている。合流部６９には出湯管６９Ａが接続されている。
【００３０】
上記構成において、給水管１６（図１参照）から流れる水は入水管６８Ａに流れる。入水管６８Ａから分流部６８内に流れた水は流入口５１〜５３に各々分流され、３本の伝熱管６１〜６３に流れる。伝熱管６１〜６３を流れて熱交換された湯は、流出口５５〜５７から流出して合流部６９内で合流される。合流部６９内で合流された湯は出湯管６９Ａから流出管１７（図１参照）に流れ、主熱交換器６に供給される。なお詳述しないが、左側壁３４にも、図１に示すように、給湯側領域４３に収容された３本の伝熱管６５に対応する分流部６６と合流部６７とが各々設けられている。分流部６６には入水管６８Ａが接続され、合流部６７には出湯管６７Ａが接続されている。水の流れは右側壁３３側と同じである。
【００３１】
次に、伝熱管６１〜６３の配置構成について、図３，図４を参照して説明する。ここでは風呂側領域４２に収容される伝熱管６１〜６３の配置構成について説明する。給湯側領域４３に収容される３本の伝熱管６５の配置構成は、伝熱管６１〜６３の配置構成と同じであるので説明を省略する。
【００３２】
図４に示すように、下側ケーシング３０の風呂側領域４２内には、３本の伝熱管６１〜６３が収容されている。伝熱管６１は風呂側領域４２の下側、伝熱管６２は風呂側領域４２の上下方向における略中央、伝熱管６３は風呂側領域４２の上側に位置する。伝熱管６１の上流側端部は流入口５１に接続され、下流側端部は流出口５５に接続されている。伝熱管６２の上流側端部は流入口５２に接続され、下流側端部は流出口５６に接続されている。伝熱管６３の上流側端部は流入口５３に接続され、下流側端部は流出口５７に接続されている。
【００３３】
次に、伝熱管６１〜６３の形状について、図４を参照して説明する。伝熱管６１は流入口５１から流出口５５までの間において左右方向にクランク状に屈曲して設けられている。伝熱管６２も流入口５２から流出口５６までの間において左右方向にクランク状に屈曲して設けられている。伝熱管６１，６２は水平面に対して平行な面においてそれぞれの位置が保持されている。
【００３４】
他方、伝熱管６３は流入口５３から流出口５７までの間において、下側ケーシング３０内と上側ケーシング２０内との間を往復するように屈曲して設けられている。具体的には、伝熱管６３は、延出部７１と、第１螺旋部７２と、延出部７３と、第２螺旋部７４と、延出部７５とを備える。延出部７１は、流入口５１から左方に延出する部分である。第１螺旋部７２は、延出部７１の下流側端部から上方から見て時計回りに上方に螺旋を描きながら屈曲する部分である。延出部７３は、第１螺旋部７２の下流側端部から後方に直線状に延出する部分である。第２螺旋部７４は、延出部７３の下流側端部から上方から見て時計回りに下方に螺旋を描きながら屈曲する部分である。延出部７５は、第２螺旋部７４の下流側端部から流出口５７まで延出する部分である。
【００３５】
図４に示すように、延出部７１，７５は下側ケーシング３０内に位置する。延出部７３は上側ケーシング２０内に位置する。第１螺旋部７２と第２螺旋部７４とは、下側ケーシング３０内と上側ケーシング２０内との間を跨ぐように位置する。それ故、図３に示すように、上側ケーシング２０を取り付ける前の下側ケーシング３０の風呂側領域４２では、伝熱管６３の一部が下側ケーシング３０の鍔部３７から上方に突出している。
【００３６】
次に、上側ケーシング２０と下側ケーシング３０との接合方法について説明する。先ず、図３に示す下側ケーシング３０に対して上側ケーシング２０を被せる。図４に示すように、下側ケーシング３０の鍔部３７の上面に、上側ケーシング２０の鍔部２７の下面を合わせる。このとき鍔部２７の外周端は鍔部３７の枠部３８の内面に当接する。それ故、下側ケーシング３０に対して上側ケーシング２０がずれるのを防止できる。そして鍔部２７と鍔部３７とを溶接によって接合する。鍔部２７と鍔部３７とを溶接によって接合した部分を接合部２８とする。上側ケーシング２０と下側ケーシング３０とは接合部２８において固定される。こうして箱状のケーシング１５が完成する。
【００３７】
次に、ケーシング１５内における燃焼排気の流れについて説明する。なお、風呂側領域４２における燃焼排気の流れと、給湯側領域４３における燃焼排気の流れとは同じであるので、前者についてのみ説明する。図１に示すように、バーナ５の燃焼排気は、主熱交換器６を通過した後、副熱交換器７のケーシング１５内に流入する。図３，図４に示すように、燃焼排気は、下側ケーシング３０の背壁３１に設けられた右側開口４５からケーシング１５内に流入する。燃焼排気は３本の伝熱管６１〜６３の隙間を流れ、前壁３２に設けられた右側開口４７から外部に流出し、器具２の排気口１０（図１参照）から大気中に放出される。
【００３８】
ここで、接合部２８は、鍔部２７と鍔部３７とを溶接によって接合した部分である。鍔部２７，３７付近は、何れも金属板をＲ状に屈曲させた部分であるので、他部位に比べて剛性が高い。それ故、伝熱管６１〜６３の流入口５１〜５３と、流出口５５〜５７との各位置は、接合部２８付近から離れた位置にある。この場合、接合部２８付近において、燃焼排気が素通りしてしまう空間ができてしまうのであるが、図４に示すように、本実施形態ではその空間を螺旋状の伝熱管６３の一部で埋めている。
【００３９】
具体的に言うと、伝熱管６３の第１螺旋部７２と第２螺旋部７４とが、接合部２８付近の空間を上下方向に跨いでいる。これにより接合部２８付近を通過する燃焼排気を、伝熱管６３の第１螺旋部７２と第２螺旋部７４とに接触させることができる。さらに第１螺旋部７２と第２螺旋部７４とは螺旋状になっているので、燃焼排気と伝熱管との接触面積をより多く確保できる。これにより副熱交換器７の熱交換の能力を向上できる。
【００４０】
また本実施形態では、下側ケーシング３０の右側壁３３に３本の伝熱管６１〜６３を取り付けている。そして伝熱管６３を螺旋状にして上側ケーシング２０内を配策させている。それ故、上側ケーシング２０内の空間を熱交換用の空間として活用できる。これにより副熱交換器７の熱交換の能力を向上できる。
【００４１】
また本実施形態では、伝熱管６３の第１螺旋部７２と第２螺旋部７４とは、上下方向に沿った螺旋状である。それ故、給湯器１の不使用時においては、伝熱管６３内の水をその螺旋部分に沿って落下させることができる。これより伝熱管６３内に水が溜まることを防止できるので、伝熱管６３の腐食等を防止できる。
【００４２】
以上説明したように、本発明の第１実施形態の給湯器１は副熱交換器７を備える。副熱交換器７のケーシング１５は、プレス加工による絞り成形品で形成した２部品を溶接して製造されている。それ故、サイズの異なる給湯器の号数に対応する副熱交換器７を製造する際に、下側ケーシング３０の部品の共通化を図ることができる。さらに深さの違う上側ケーシング２０を付け替えるだけでよいので、効率的に製造することができる。さらに従来に比べて接合する部分が少ないので、溶接コストを削減できる。
【００４３】
また本実施形態では、上側ケーシング２０と下側ケーシング３０との接合部２８付近は、他部位に比べて剛性が高いために、伝熱管６１〜６３を取り付けることができない。本実施形態は、伝熱管６３の一部を螺旋状にしてその接合部２８付近の空間を埋めている。これにより接合部２８付近を通過する燃焼排気を、伝熱管６３の螺旋部分に接触させることができる。従って副熱交換器７の熱交換の能力を向上できる。
【００４４】
次に、本発明の第２実施形態である給湯器の副熱交換器７０について、図５、図６を参照して説明する。第２実施形態の副熱交換器７０は、接合部２８付近の空間を遮蔽板１００で狭めることによって、第１実施形態と同様の効果を得ることができる。そこで、副熱交換器７０の構造について、第１実施形態の副熱交換器７と異なる点を中心に説明する。第１実施形態と共通する部品、部材等については、第１実施形態と同じ符号を付して説明する。
【００４５】
図５，図６に示すように、副熱交換器７０は第１実施形態と同じケーシング１５を備える。ケーシング１５の下側ケーシング３０の内側には仕切壁４１が立設されている。仕切壁４１の右側は風呂側領域４２、仕切壁４１の左側は給湯側領域４３である。仕切壁４１の風呂側領域４２側に対向する面には遮蔽板１００が略水平に設けられている。遮蔽板１００の高さ位置は、ケーシング１５の接合部２８付近の空間と同じ高さ位置である。なお仕切壁４１の給湯側領域４３に対向する面にも遮蔽板１０１が略水平に設けられている。遮蔽板１０１の高さ位置も、ケーシング１５の接合部２８付近の空間と同じ高さ位置である。
【００４６】
次に、上側ケーシング２０に取り付けられる流入口８１及び流出口８５について説明する。図６に示すように、上側ケーシング２０の右側壁２３には、流入口８１と流出口８５とが設けられている。流入口８１は右側壁２３の後ろ側に、流出口８５は右側壁２３の前側に位置する。図５に示すように、流入口８１には給水管１６の下流側端部が接続されている。流出口８５には流出管１７の上流側端部が接続されている。
【００４７】
図５に示すように、流入口８１は、給水管１６から供給される水を後述する上側伝熱管９１に流入させる。流出口８５は、上側伝熱管９１を流れて熱交換された湯を流出管１７に流出させる。図６に示すように、流入口８１と流出口８５との各位置は、右側壁３３の下端部に設けられた鍔部２７付近よりも上方に離れている。鍔部２７付近はＲ状に屈曲しており、他部位に比べて剛性が高くて加工し難いからである。なお詳述しないが、左側壁２４にも、右側壁２３側と同様に、給湯側領域４３側に配置される上側伝熱管１１１に対応する流入口（図示略）と流出口（図示略）とが各々設けられている。
【００４８】
次に、下側ケーシング３０に取り付けられる流入口８２〜８４及び流出口８６〜８８について説明する。図６に示すように、下側ケーシング３０の右側壁３３には、流入口８２〜８４と、流出口８６〜８８とが設けられている。流入口８２〜８４は右側壁３３の後ろ側に、流出口８６〜８８は右側壁３３の前側に位置する。流入口８２〜８３は上から下に向かう方向に、所定間隔を空けて縦一列に並んでいる。流出口８６〜８８も上から下に向かう方向に、所定間隔を空けて縦一列に並んでいる。
【００４９】
流入口８２は後述する下側伝熱管９２に水を流入させる。流入口８３は後述する下側伝熱管９３に水を流入させる。流入口８４は後述する下側伝熱管９４に水を流入させる。流出口８６は下側伝熱管９２を流れて熱交換された湯を流出させる。流出口８７は下側伝熱管９３を流れて熱交換された湯を流出させる。流出口８８は下側伝熱管９４を流れて熱交換された湯を流出させる。
【００５０】
流入口８２と流出口８６との各位置は、右側壁３３の上端部に設けられた鍔部２７付近よりも下方に離れている。鍔部２７付近はＲ状に屈曲しており、他部位に比べて剛性が高くて加工し難いからである。なお詳述しないが、左側壁３４にも、右側壁３３側と同様に、給湯側領域４３に収容された３本の下側伝熱管１１２に対応する３つの流入口（図示略）と３つの流出口（図示略）とが各々設けられている。
【００５１】
図５に示すように、下側ケーシング３０の右側壁３３にはさらに分流部１０５と合流部１０６とが設けられている。分流部１０５は右側壁３３の後ろ側に位置する。分流部１０５は流入口８２〜８４を外側から覆うようにして設けられている。分流部１０５には入水管１０５Ａが接続されている。入水管１０５Ａは給水管１６の途中に接続される。合流部１０６は右側壁３３の前側に位置する。合流部１０６は流出口８６〜８８を外側から覆うようにして設けられている。合流部１０６には出湯管１０６Ａが接続されている。出湯管１０６Ａは流出管１７の途中に接続されている。
【００５２】
上記構成において、給水管１６を流れる水の一部は、入水管１０５Ａから分流部１０５に流入し、流入口８２〜８４に各々分流され、３本の下側伝熱管９２〜９４に流れる。下側伝熱管９２〜９３を流れて熱交換された湯は流出口８６〜８８から流出して合流部１０６内で合流される。合流部１０６内で合流された湯は出湯管１０６Ａから流出管１７に流れ、主熱交換器６に供給される。なお詳述しないが、左側壁３４にも、右側壁３３側と同様に、給湯側領域４３に収容された３本の下側伝熱管１１２に対応する分流部と合流部（図示略）とが各々設けられている。
【００５３】
次に、上側伝熱管９１、及び下側伝熱管９２〜９４の形状について、図５，図６を参照して説明する。上側伝熱管９１は、上側ケーシング２０の流入口８１から流出口８５までの間において左右方向にクランク状に屈曲して設けられている。下側伝熱管９２は、下側ケーシング３０の流入口８２から流出口８６までの間において左右方向にクランク状に屈曲して設けられている。下側伝熱管９３は、下側ケーシング３０の流入口８３から流出口８７までの間において左右方向にクランク状に屈曲して設けられている。下側伝熱管９４は、下側ケーシング３０の流入口８４から流出口８８までの間において左右方向にクランク状に屈曲して設けられている。上側伝熱管９１、及び下側伝熱管９２〜９４は水平面に対して平行な面においてそれぞれの位置が保持されている。上側伝熱管９１は、遮蔽板１００よりも上方に位置している。下側伝熱管９２〜９４は、遮蔽板１００よりも下方に位置している。
【００５４】
次に、副熱交換器７０のケーシング１５内における燃焼排気の流れについて説明する。なお、風呂側領域４２における燃焼排気の流れと、給湯側領域４３における燃焼排気の流れとは同じであるので、前者についてのみ説明する。図５，図６に示すように、バーナ５の燃焼排気は、主熱交換器６を通過した後、副熱交換器７０のケーシング１５内に流入する。風呂側領域４２において、燃焼排気は、下側ケーシング３０の背壁３１に設けられた右側開口４５からケーシング１５内に流入する。燃焼排気は、上側伝熱管９１、及び下側伝熱管９２〜９４の隙間を流れ、前壁３２に設けられた右側開口４７から外部に流出し、器具２の排気口１０から大気中に放出される。
【００５５】
ここで、第２実施形態では、図６に示すように、接合部２８付近の空間は、遮蔽板１００によって狭められている。これにより燃焼排気は、遮蔽板１００によって上下に分流されるので、接合部２８付近の空間を素通りすることなく、上側伝熱管９１、及び下側伝熱管９２〜９４の何れかに接触させることができる。従って、このような副熱交換器７０でも、第１実施形態と同様に、熱交換の能力を向上できる。
【００５６】
以上説明したように、本発明の第２実施形態の給湯器は副熱交換器７０を備える。副熱交換器７０は、ケーシング１５の接合部２８付近の空間を、遮蔽板１００によって埋めている。これにより接合部２８付近を通過する燃焼排気を、上側伝熱管９１、及び下側伝熱管９２〜９４の何れかに接触させることができる。従って副熱交換器７の熱交換の能力を向上できる。
【００５７】
なお本発明は上記第１，第２実施形態に限定されるものではなく、種々の変更が可能である。上記第１，第２実施形態では、副熱交換器７，７０を一例として説明しているが、主熱交換器６に本発明の構成を適用してもよい。
【００５８】
また上記第１，第２実施形態は、主熱交換器６及び副熱交換器７，７０を備える潜熱回収型給湯器であるが、通常の給湯器にも適用可能である。
【００５９】
また上記第１，第２実施形態に記載の各伝熱管の本数は、上記実施形態に限定されない。
【００６０】
また上記第１実施形態では、伝熱管６３を螺旋状にしているが、上下方向に略直線状に延出してもよい。
【符号の説明】
【００６１】
１ 給湯器
５ バーナ
７ 副熱交換器
１５ ケーシング
２０ 上側ケーシング
３０ 下側ケーシング
６１〜６３ 伝熱管
７０ 副熱交換器
７１ 延出部
７２ 第１螺旋部
７３ 延出部
７４ 第２螺旋部
７５ 延出部
９１ 上側伝熱管
９２〜９４ 下側伝熱管
１００ 遮蔽板
１０１ 遮蔽板
【特許請求の範囲】
【請求項１】
バーナの燃焼排気を、熱交換用の伝熱管を収容するケーシング内に通してから排出させることにより、前記燃焼排気と前記伝熱管内を流れる液状体との熱交換を行う熱交換器を備えた給湯器であって、
前記ケーシングは、
プレス加工の絞り成形により上部が開口する箱状に形成されたケーシング本体と、
前記ケーシング本体の上方に位置し、プレス加工の絞り成形により下部が開口する箱状に形成された上側ケーシングと、
前記ケーシング本体の上部開口に対して前記上側ケーシングの下部開口を合わせるように、前記ケーシング本体と前記上側ケーシングとを互いに固定する固定部と
を備えたことを特徴とする給湯器。
【請求項２】
前記伝熱管は、
前記ケーシング本体に前記上側ケーシングが固定された状態において、
前記ケーシング本体内に配策される下側伝熱管と、
前記上側ケーシング内に配策される上側伝熱管と
を備えたことを特徴とする請求項１に記載の給湯器。
【請求項３】
前記伝熱管は、
前記下側伝熱管と前記上側伝熱管との間の隙間において前記下側伝熱管と前記上側伝熱管とを連結する連結管を備えたことを特徴とする請求項２に記載の給湯器。
【請求項４】
前記連結管は前記隙間において上下方向にらせん状に連続してなることを特徴とする請求項３に記載の給湯器。
【請求項５】
前記下側伝熱管と前記上側伝熱管との間の隙間には、前記隙間を狭める為の遮蔽部材が設けられていることを特徴とする請求項２に記載の給湯器。
【請求項１】
バーナの燃焼排気を、熱交換用の伝熱管を収容するケーシング内に通してから排出させることにより、前記燃焼排気と前記伝熱管内を流れる液状体との熱交換を行う熱交換器を備えた給湯器であって、
前記ケーシングは、
プレス加工の絞り成形により上部が開口する箱状に形成されたケーシング本体と、
前記ケーシング本体の上方に位置し、プレス加工の絞り成形により下部が開口する箱状に形成された上側ケーシングと、
前記ケーシング本体の上部開口に対して前記上側ケーシングの下部開口を合わせるように、前記ケーシング本体と前記上側ケーシングとを互いに固定する固定部と
を備えたことを特徴とする給湯器。
【請求項２】
前記伝熱管は、
前記ケーシング本体に前記上側ケーシングが固定された状態において、
前記ケーシング本体内に配策される下側伝熱管と、
前記上側ケーシング内に配策される上側伝熱管と
を備えたことを特徴とする請求項１に記載の給湯器。
【請求項３】
前記伝熱管は、
前記下側伝熱管と前記上側伝熱管との間の隙間において前記下側伝熱管と前記上側伝熱管とを連結する連結管を備えたことを特徴とする請求項２に記載の給湯器。
【請求項４】
前記連結管は前記隙間において上下方向にらせん状に連続してなることを特徴とする請求項３に記載の給湯器。
【請求項５】
前記下側伝熱管と前記上側伝熱管との間の隙間には、前記隙間を狭める為の遮蔽部材が設けられていることを特徴とする請求項２に記載の給湯器。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２０１３−７２５６９（Ｐ２０１３−７２５６９Ａ）
【公開日】平成２５年４月２２日（２０１３．４．２２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２１０２９３（Ｐ２０１１−２１０２９３）
【出願日】平成２３年９月２７日（２０１１．９．２７）
【出願人】（０００１１２０１５）株式会社パロマ (298)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年４月２２日（２０１３．４．２２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年９月２７日（２０１１．９．２７）
【出願人】（０００１１２０１５）株式会社パロマ (298)
【Ｆターム（参考）】
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