JP2003050047A - 一缶多回路式熱交換装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 伝熱特性の向上及び、低コスト化と小型化を
図る。 【解決手段】 第一流路２３を有する第一流路ユニット
２４と、第一流路２３と第二流路２６を有する複合流路
２７とを複数組積み重ね、流路ユニットの間に燃焼ガス
流路２９を形成している。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、家庭用又は業務用
の熱交換装置に関し、さらに詳しくは給湯と風呂、また
は給湯と暖房などの複合使用に用いられる一缶多回路式
熱交換装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種の一缶多回路式熱交換装置
として、例えば，特開平９−２４３１６６号公報に記載
されているようなものがあった。

【０００３】図１６は前記公報に記載された従来の熱交
換装置を示すものである。図１６において、第１燃焼部
１と第２燃焼部２には、ガス導管３を分岐して夫々にガ
ス遮断弁４、５及びガス導管３の入り口側にガス比例弁
６が設けられていた。箱形状の缶体７は第１燃焼部１と
第２燃焼部２の下流に設けられていた。丸形状の第１伝
熱管８は缶体７を貫通し第１燃焼部１の下流側に２段に
設け、各第１伝熱管８は一本の通路になるようにベンド
（図示されず）で連結されていた。丸形状の第２伝熱管
９は缶体７を貫通し第１燃焼部１の、かつ第２燃焼部２
の近傍に１本と、さらに第２燃焼部２の下流に２段に設
け、各第２伝熱管９は一本の通路になるようにベンドで
連結されていた。

【０００４】特に、第１燃焼部１の、かつ第２燃焼部２
近傍下流では、上流側の第１伝熱管８と下流側の第２燃
焼部２が接合されていた。受熱フィン１０は第１伝熱管
８と第２伝熱管９に貫通溶着固定されていた。なお、第
１燃焼部１と第２燃焼部２の境界下流側には、開口部１
１が受熱フィン１０に開口し、また、第１伝熱管８と第
２伝熱管９は設けない。燃焼ファン１２は第１燃焼部１
と燃焼部２に連通していた。点火手段１３、１４はそれ
ぞれ第１燃焼部１と燃焼部２の下流に設けられていた。

【０００５】次に、第１単独運転についてを説明する。
第１伝熱管８に通水された場合、燃焼ファン１２が駆動
し、ガス遮断弁４とガス比例弁６が開き、第１燃焼部１
が点火手段１３により燃焼を開始する。そして、燃焼熱
が第１燃焼部１の下流側の受熱フィン１０Ａから第１伝
熱管８に伝わり、第１温水が第１伝熱管８から出湯す
る。その際、要求された第１温水温度になるようにガス
比例弁６が燃焼量を調整する。

【０００６】次に、第２単独運転についてを説明する。
ポンプ（図示せず）により第２伝熱管９に第２温水が吸
引された場合、ガス遮断弁５とガス比例弁６が開き、第
２燃焼部２が点火手段１４により燃焼を開始する。その
際、要求された第２温水温度になるようにガス比例弁６
が燃焼量を調整する。そして、燃焼熱が第２燃焼部２の
下流側の受熱フィン１０Ｂから第２伝熱管９に伝わるの
で、温度上昇した第２温水が第２伝熱管９から熱端末
（図示せず）へ循環する。

【０００７】続いて、第１・第２同時運転についてを説
明する。第１伝熱管８に通水され、かつポンプにより第
２伝熱管９に第２温水が吸引された場合、第１燃焼部１
や第２燃焼部２が点火手段１３、１４により燃焼を開始
する。その際、第１単独運転と同様に第１燃焼部１の燃
焼熱が受熱フィン１０Ａから第１伝熱管８に伝わるの
で、要求された温度の第１温水が第１伝熱管８から出湯
する（第１優先制御）。他方、ガス比例弁６が兼用なの
で、第２燃焼部２は第１燃焼部１と同じ燃焼負荷で燃焼
する結果、第２燃焼部２の燃焼量はなりゆきになる。し
たがって、第２燃焼部２の燃焼熱が受熱フィン１０Ｂか
ら第２伝熱管９に伝わり、なりゆきではあるが、温度上
昇した第２温水が第２伝熱管９から熱端末へ循環する。

【０００８】このように、熱交換部が複数の燃焼部に対
応した複数の領域を有し、これら領域にそれぞれ別系統
の通水管を貫通させているので、給湯と風呂追焚等のよ
うに複数の用途に用いられる燃焼装置を小型にすること
ができる。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記従
来の一缶多回路式熱交換装置では、フィンチューブ式熱
交換器であって、第一伝熱管８と第二伝熱管９とこれに
植立させた伝熱フィン１０から構成され、受熱フィン１
０の熱伝導により第１伝熱管８と第２伝熱管９内部の流
体を加熱する構成である。

【００１０】燃焼ガスなど気体の熱伝達率は水など液体
の熱伝達率より極めて小さいため、気体の流路側に設け
られる伝熱フィン１０を構成する材料としては、銅やア
ルミ等の熱伝導率が高い材料が必要とされ、逆に熱伝導
率の低い材料を用いると、著しく伝熱特性が低下して熱
交換器の大型化を招き実用性に乏しくなるため、フィン
チューブ式熱交換器を構成する材料を選択するにあた
り、熱伝導性の高いものに制約されてしまうという課題
があった。

【００１１】また、燃焼ガス中の水分が凝縮する環境で
用いられる場合、高酸性のドレン水に対する耐食性を高
めるため、熱交換器の伝熱フィン１０等の表面に耐酸被
覆処理を施す必要があり、熱交換器の製造工程が複雑に
なり、高コストになるという課題もあった。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明は、前記従来の課
題を解決するために、相互に複数個並設した偏平な第一
流路と燃焼ガス流路と、少なくとも一つの第一流路に当
接した偏平な第二流路から構成した複合流路とを備えた
一缶多回路式熱交換装置を提供する。

【００１３】このように、第一回路単独運転時、所定の
第一燃焼部が作動し、第一流路が通水される。燃焼ガス
の熱は隣接の第一流路を流れる水へ伝わり、第一温水を
供給する。この時、複合流路部分の第二流路に滞留して
いる水は燃焼ガスの熱を受けるが、第二流路と当接し隣
接する第一流路は通水されているため、第二流路滞留水
が受けた燃焼ガス熱は第一流路へ伝わり、前記滞留水の
温度上昇が抑えられ、沸騰防止ができる。

【００１４】同様に、第二回路単独運転時、所定の第二
燃焼部が作動し、第二流路が通水される。燃焼ガスの熱
は隣接の第二流路を流れる水へ伝わり、第二温水を供給
する。この時、複合流路部分の第一流路に滞留している
水は燃焼ガスの熱を受けるが、第一流路と当接し隣接す
る第二流路は通水されているため、第一流路滞留水が受
けた燃焼ガス熱は第二流路へ伝わり、前記滞留水の温度
上昇が抑えられ、沸騰防止ができる。

【００１５】さらに、第一回路、第二回路同時運転時、
第一流路を流れる水と第二流路を流れる水は同時に燃焼
ガス熱を受け、第一温水と第二温水を供給する。

【００１６】このように、相互に並設した偏平な第一流
路と燃焼ガス流路、または偏平な複合流路と燃焼ガス流
路は極めて至近の距離かつ第一流路または第二流路全面
にわたって燃焼ガスと第一流路または第二流路を流れる
流体と熱交換できるため、熱伝導率の高い材料のみに限
定されることなく、伝熱特性に優れた一缶多回路式熱交
換装置を提供することができる。

【００１７】

【発明の実施の形態】請求項１に係る一缶多回路式熱交
換装置は、燃焼ガス流路と、前記燃焼ガス流路と並設し
た偏平な第一流路と、少なくとも一つの前記第一流路に
当接した偏平な第二流路と、前記第一流路及び前記第二
流路から構成した複合流路とを備えている。

【００１８】このように、第一回路単独運転時、所定の
第一燃焼部が作動、第一流路が通水される。燃焼ガスの
熱は隣接の第一流路を流れる水へ伝わり、第一温水を供
給する。この時、複合流路部分の第二流路に滞留してい
る水は燃焼ガスの熱を受けるが、第二流路と当接し隣接
する第一流路は通水されているため、第二流路滞留水が
受けた燃焼ガス熱は第一流路へ伝わり、前記滞留水の温
度上昇が抑えられ、沸騰防止ができる。

【００１９】同様に、第二回路単独運転時、所定の第二
燃焼部が作動し、第二流路が通水される。燃焼ガスの熱
は隣接の第二流路を流れる水へ伝わり、第二温水を供給
する。この時、複合流路部分の第一流路に滞留している
水は燃焼ガスの熱を受けるが、第一流路と当接し隣接す
る第二流路は通水されているため、第一流路滞留水が受
けた燃焼ガス熱は第二流路へ伝わり、前記滞留水の温度
上昇が抑えられ、沸騰防止ができる。

【００２０】さらに、第一回路、第二回路同時運転時、
第一流路を流れる水と第二流路を流れる水は同時に燃焼
ガス熱を受け、第一温水と第二温水を供給する。

【００２１】このように、相互に並設した偏平な第一流
路と燃焼ガス流路、または偏平な複合流路と燃焼ガス流
路は極めて至近の距離かつ流路全面にわたって燃焼ガス
と第一流路または第二流路を流れる流体と熱交換できる
ため、熱伝導率の高い材料のみに限定されることなく、
伝熱特性に優れた一缶多回路式熱交換装置を提供するこ
とができる。

【００２２】請求項２に係る一缶多回路式熱交換装置
は、燃焼ガス流路と、前記燃焼ガス流路と並設した第一
流路と、少なくとも一つの前記第一流路に当接した偏平
な第二流路と、前記第一流路及び前記第二流路から構成
した複合流路とを備え、第一流路は偏平な流路を形成し
た第一流路プレートが隔壁プレートに両側面から挟まれ
形成され、第二流路は偏平な流路を形成した第二流路プ
レートが隔壁プレートに挟まれ形成されるとともに、複
合流路は第一流路と第二流路が当接し隔壁プレートを共
有して形成されている。

【００２３】このように、第一流路プレートと第二流路
プレートと隔壁プレートを重なって並設することによっ
て、第一流路と第二流路が形成される。

【００２４】第一回路単独運転時、所定の第一燃焼部が
作動し、第一流路に通水される。燃焼ガスの熱は隔壁プ
レートを介して、第一流路を流れる水へ伝わり、第一温
水を供給する。この時、複合流路部分の第二流路に滞留
している水は燃焼ガスの熱を受けるが、第二流路と隔壁
プレートを介して隣接する第一流路は通水されているた
め、第二流路滞留水が受けた燃焼ガス熱は第一流路へ伝
わり、前記滞留水の温度上昇が抑えられ、沸騰防止がで
きる。

【００２５】同様に、第二回路単独運転時、所定の第二
燃焼部が作動し、第二流路に通水される。燃焼ガスの熱
は隔壁プレートを介して、第二流路を流れる水へ伝わ
り、第二温水を供給する。この時、複合流路部分の第一
流路に滞留している水は燃焼ガスの熱を受けるが、第一
流路と隔壁プレートを介して隣接する第二流路は通水さ
れているため、第一流路滞留水が受けた燃焼ガス熱は第
二流路へ伝わり、前記滞留水の温度上昇が抑えられ、沸
騰防止ができる。

【００２６】第一回路、第二回路同時運転時、第一流路
を流れる水と第二流路を流れる水は同時に燃焼ガス熱を
受け、第一温水と第二温水を供給する。

【００２７】このように、請求項１と同様の伝熱特性に
優れた一缶多回路式熱交換装置を提供することができる
と同時に、第一流路または第二流路は偏平な切欠流路を
形成する第一流路プレートまたは第二流路プレートによ
って構成されるため、第一流路プレートまたは第二流路
プレートの厚みを調整することによって、簡単に第一流
路または第二流路の流路幅を変えることができるので、
より多様な設計に対応する一缶多回路式熱交換装置が提
供できる。

【００２８】請求項３に係る一缶多回路式熱交換装置は
請求項１または請求項２記載の構成に加えて、第一流路
と複合流路とに互い接合したドレン水回収切欠部を設け
た構成になっている。

【００２９】このように、請求項１または請求項２と同
様の伝熱特性に優れる一缶多回路式熱交換装置を提供す
ることができると同時に、燃焼ガス中の水分が凝縮する
環境で用いられる場合、熱伝達率が比較的低いステンレ
スなど耐食性高い材料を用いることができ、表面に耐酸
被膜処理を施す必要なく製造工程を簡略化し、低コスト
が図れる。さらに、第一流路と複合流路に互い接合した
ドレン水回収切欠部を設けることによって、小型な熱交
換装置が提供できる。

【００３０】請求項４に係る一缶多回路式熱交換装置は
請求項１または請求項２または請求項３記載の構成に加
えて、並設方向にて端面を覆う複数のエンドプレートが
設けられ、前記エンドプレートのどちらか一方に第一流
路と連通する第一給水管と第一排水管、第二流路に連通
する第二給水管と第二排水管を設けている。

【００３１】このように、請求項１または請求項２また
は請求項３と同様の伝熱特性に優れ、低コスト小型化一
缶多回路式熱交換装置を提供することができると同時
に、同一のエンドプレートに第一給水管、第一排水管、
第二給水管、第二排水管を設けるため、給水配管が集約
され、全体構成がコンパクトにできる。

【００３２】請求項５に係る一缶多回路式熱交換装置
は、請求項１または請求項２または請求項３に記載の構
成に加えて、並設方向にて端面を覆う複数のエンドプレ
ートが設けられ、前記エンドプレートの一方に第一流路
と連通する第一給水管と第一排水管、他の一方のエンド
プレートに第二流路と連通する第二給水管と第二排水管
を設けている。

【００３３】このように、請求項１または請求項２また
は請求項３と同様の伝熱特性に優れ、低コスト小型化一
缶多回路式熱交換装置を提供することができると同時
に、異なるエンドプレートで第一給水管と第二給水管を
設けるため、例えば、複合流路に近いエンドプレートで
第二給水管、第二排水管を設け、第二流路と連通する第
二給水管、第二排水管の加工が比較的簡単に済み、更な
る低コストが図れる。

【００３４】請求項６に係る一缶多回路式熱交換装置
は、請求項１または請求項２または請求項３または請求
項４または請求項５に記載の構成に加えて、並設方向に
て端面を覆う複数のエンドプレートが設けられ、前記エ
ンドプレートのどちらか一方にドレン排出管を設けてい
る。

【００３５】このように、請求項１、または請求項２、
または請求項３、または請求項４、または請求項５に記
載したものと同様の伝熱特性に優れ、低コスト小型化一
缶多回路式熱交換装置を提供することができると同時
に、エンドプレートにドレン水排出管が設けられるた
め、簡単な構成で、熱交換装置の内部のドレン水を排出
することができる。

【００３６】請求項７に係る一缶多回路式熱交換装置
は、請求項１、または請求項２、または請求項３、また
は請求項４、または請求項５、または請求項６に記載の
構成に加えて、並設方向にて端面を覆う複数のエンドプ
レートが設けられ、前記エンドプレートの少なくとも一
方に洗浄水を供給する洗浄給水管を設けている。

【００３７】このように、請求項１、または請求項２、
または請求項３、または請求項４、または請求項５、ま
たは請求項６に記載したものと同様の伝熱特性に優れ、
低コスト小型化一缶多回路式熱交換装置を提供すること
ができると同時に、簡単な構成で、熱交換装置内部へ洗
浄水を送り、ドレン水の滞留するところを流し、腐食を
防止することができる。

【００３８】請求項８に係る一缶多回路式熱交換装置
は、請求項１〜７のいずれかに記載の構成に加えて、第
一流路と複合流路に燃焼ガス流路と連通する洗浄通水部
を設けている。

【００３９】このように、請求項１〜７のいずれかに記
載したものと同様の伝熱特性に優れ、低コスト小型化一
缶多回路式熱交換装置を提供することができると同時
に、簡単な構成で、ドレン水が発生する燃焼ガス流路に
洗浄水を流し、腐食を防止することができる。

【００４０】請求項９に係る一缶多回路式熱交換装置
は、請求項１〜８のいずれかに記載の構成に加えて、燃
焼ガス流路は間隔スペーサによって形成され、前記間隔
スペーサには前記燃焼ガス流路を流れる燃焼ガスを撹乱
する突起部を設けている。

【００４１】このように、請求項１〜８のいずれかに記
載したものと同様の伝熱特性に優れ、低コスト小型化一
缶多回路式熱交換装置を提供することができると同時
に、簡単な構成で、燃焼ガス流路を流れる燃焼ガス流れ
を撹乱し、または通過時間を延長させることによって、
伝熱促進を図り、更なるよい伝熱特性が得られる。

【００４２】請求項１０に係る一缶多回路式熱交換装置
は、請求項２〜９のいずれかに記載の構成に加えて、第
一流路プレートまたは第二流路プレートに、第一流路ま
たは第二流路を流れる流体を撹乱する導流部を設けてい
る。

【００４３】このように、請求項２〜９のいずれかに記
載したものと同様の伝熱特性に優れ、低コスト小型化一
缶多回路式熱交換装置を提供することができると同時
に、簡単な構成で、第一流路または第二流路を流れる流
体の流れ方向を規制し、撹乱しながら通過時間を延長さ
せることによって、伝熱促進を図り、更なるよい伝熱特
性が得られる。

【００４４】請求項１１に係る一缶多回路式熱交換装置
は、請求項２〜１０のいずれかに記載の構成に加えて、
隔壁プレートの第一流路または第二流路側に、前記第一
流路または第二流路を流れる流体を撹乱する水導流部を
設けている。

【００４５】このように、請求項２〜１０のいずれかに
記載したものと同様の伝熱特性に優れ、低コスト小型化
一缶多回路式熱交換装置を提供することができると同時
に、簡単な構成で、第一流路または第二流路を流れる流
体の流れ方向を規制し、撹乱しながら通過時間を延長さ
せることによって、伝熱促進を図り、更なるよい伝熱特
性が得られる。

【００４６】請求項１２に係る一缶多回路式熱交換装置
は、請求項２〜１１のいずれかに記載の構成に加えて、
隔壁プレートの燃焼ガス流路側に、前記燃焼ガス流路を
流れる燃焼ガス流れを攪乱するガス導流突起部を設けて
いる。

【００４７】このように、請求項２〜１１のいずれかに
記載したものと同様の伝熱特性に優れ、低コスト小型化
一缶多回路式熱交換装置を提供することができると同時
に、簡単な構成で、隔壁プレートの間を通過する燃焼ガ
ス流れを撹乱し、または通過時間を延長させることによ
って、伝熱促進を図り、更なるよい伝熱特性が得られ
る。

【００４８】

【実施例】以下、本発明の実施例について図面を用いて
説明する． （実施例１）図１は本発明の実施例１における一缶多回
路式熱交換装置の模式略図で、図２は図１に示す第一流
路の分解図で、図３は図１に示す複合流路の分解図であ
る。

【００４９】図１において、燃焼部２０は、都市ガスや
ＬＰガスや灯油などを燃料として燃やし、燃焼ガス２１
を得る。熱交換器２２は燃焼ガス２１の下流に設置さ
れ、第一流路２３を形成する第一流路ユニット２４と間
隔スペーサ２５を交互に、または第一流路２３、第二流
路２６を形成する複合流路２７と間隔スペーサ２５を交
互に複数個を並設し、両端部にエンドプレート２８ａ、
２８ｂで挟み、第一流路または複合流路隣接同士の間に
燃焼ガス流路２９が形成される構成になっている。エン
ドプレート２８ａには第一流路２３に連通する第一給水
口３０ａ、第一排水口３０ｂと、第二流路２６に連通す
る第二給水口３１ａ、第二排水口３１ｂが設けられてい
る。

【００５０】図２は図１に示す第一流路２３を説明する
ために、熱交換器２２の一部を分解したものを示す。図
２において、第一流路通水口３２ａ、３２ｂを備え、第
一流路通水口３２ａ、３２ｂと連通するスリット状の第
一流路２３を形成する第一流路プレート３３は、第一流
路２３に連通する第一隔壁通水口３４ａ、３４ｂを備え
る隔壁プレート３５により両側面から挟み込まれて、第
一流路ユニット２４を形成する。この第一流路ユニット
２４を、第一隔壁通水口３４ａ、３４ｂ各々に連通する
スリット状の第一通水ヘッダー３６ａ、３６ｂを備える
平板状の間隔スペーサ２５を介して複数組積み重ねる構
成になっている。第一流路ユニット２４、間隔スペーサ
２５を積層した状態で完全に密接することにより、水は
外部に漏れることなく、図示の第一回路流れ３７ａ、３
７ｂのように、第一通水ヘッダー３６ａ、第一隔壁通水
口３４ａ、第一流路通水口３２ａ、第一隔壁通水口３４
ａ、第一通水ヘッダー３６ａの順に流れ、各第一流路通
水口３２ａのところで第一流路２３を経て第一流路通水
口３２ｂへ分岐流れ、そして、第一通水ヘッダー３６
ｂ、第一隔壁通水口３４ｂ、第一流路通水口３２ｂ、第
一隔壁通水口３４ｂ、第一通水ヘッダー３６ｂの順に流
れることが可能となる。

【００５１】また、間隔スペーサ２５により、隣り合う
第一流路ユニット２４の間に、燃焼ガスが流れる燃焼ガ
ス流路２９が形成される。

【００５２】図３は図１に示す複合流路２７を説明する
ために、熱交換器２２の一部を分解したものを示す。図
３において、複合流路２７は第一流路プレート３３と、
第二流路通水口３８ａ、３８ｂを備えて第二流路通水口
３８ａ、３８ｂと連通する第二流路２６を形成する第二
流路プレート３９とを第一隔壁通水口３４ａ、３４ｂ、
第二隔壁通水口４０ａ、４０ｂを備える隔壁プレート３
５を介して、さらに隔壁プレート３５により両側面から
挟み込まれ形成されている。この複合流路２７を、第一
隔壁通水口３４ａ、３４ｂに連通する第一通水ヘッダー
３６ａ、３６ｂ、第二隔壁通水口４０ａ、４０ｂに連通
する第二通水ヘッダー４１ａ、４１ｂを備える平板状の
間隔スペーサ２５を介して複数組積み重ねる構成になっ
ている。複合流路２７、間隔スペーサ２５を積層した状
態で完全に密接することにより、水は外部に漏れること
なく、前述第一回路流れ３７ａ、３７ｂと同様に、第二
回路流れ４２ａ、４２ｂは第一回路流れ３７ａ、３７ｂ
とそれぞれ連通しない回路で流れることが可能となる。

【００５３】また、間隔スペーサ２５により、隣り合う
複合流路の２７間に、燃焼ガスが流れる燃焼ガス流路２
９が形成される。同様に、隣接する第一流路ユニット２
４と複合流路２７の間に、燃焼ガス流路２９も形成され
ている。

【００５４】以上のように構成された一缶多回路式熱交
換装置について、以下動作、作用を説明する。

【００５５】第一回路単独運転時、上水道などから供給
された水は第一給水口３０ａを通じて、第一流路通水口
３２ａから並設されている各第一流路ユニット２４の第
一流路２３、または複合流路２７の第一流路２３へ流入
し、第一流路プレート３３を流れた後、第一流路通水口
３２ｂに集められ、第一排水口３０ｂより流出する。一
方、燃焼ガス２１は間隔スペーサ２５により形成された
燃焼ガス流路２９に流入する。このように、燃焼ガス２
１の熱は隔壁プレート３５を介して、第一流路２３を流
れる水へ伝わり、所定の水温まで加熱し第一温水を供給
する。この時、複合流路２７の第二流路２６に滞留して
いる水は燃焼ガス２１の熱を受けるが、第二流路２６と
隔壁プレート３５を介して隣接する第一流路２３は通水
されているため、第二流路２６の滞留水が受けた燃焼ガ
ス熱は隣接の第一流路２３へ伝わり、滞留水の温度上昇
が抑えられ、沸騰防止ができる。

【００５６】第二回路単独運転時、上水道などから供給
された水は第二給水口３１ａを通じて、第二流路通水口
３８ａから複合流路２７の第二流路２６へ流入し、第二
流路プレート３９を流れた後、第二流路通水口３８ｂに
集められ、第二排水口３１ｂより流出する。一方、燃焼
ガスは間隔スペーサ２５により形成された燃焼ガス流路
２９に流入する。このように、燃焼ガスの熱は隔壁プレ
ート３５を介して、第二流路２６を流れる水へ伝わり、
所定の水温まで加熱し第二温水を供給する。この時、第
一流路２３に滞留している水は燃焼ガスの熱を受ける
が、第一流路２３と隔壁プレート３５を介して隣接する
第二流路２６は通水されているため、第一流路２３の滞
留水が受けた燃焼ガス熱は第二流路２６へ伝わり、滞留
水の温度上昇が抑えられ、沸騰防止ができる。

【００５７】第一回路、第二回路同時に運転した場合、
第一流路２３を流れる水と第二流路２６を流れる水は同
時に燃焼ガス熱を受け、第一温水と第二温水を供給す
る。

【００５８】このようなプレート式熱交換形態は、隔壁
を介して隣接する流路を流れる水と燃焼ガスとの熱交換
であり、従来の伝熱フインの熱伝導により伝熱管内の水
を加熱するフインチューブ式熱交換器の伝熱形態とは大
きく異なる。すなわち、プレート式熱交換は隔壁プレー
トを介して極めて至近の距離かつ隔壁プレート全面にわ
たって燃焼ガスと水と熱交換できるため、本実施例の熱
交換装置を構成する材料として、銅やアルミなど熱伝導
率の高い材料だけではなく、熱伝導率の低い材料例えば
ステンレスなどを用いても、優れた伝熱特性を確保する
ことが可能となる。

【００５９】（実施例２）図４は本発明の実施例２にお
ける一缶多回路式熱交換装置の模式略図で、図５は図４
における第一流路ユニットの分解図で、図６は図４にお
ける複合流路の分解図である。

【００６０】本実施例において、実施例１の構成と異な
るところは、間隔スペーサ２５、第一流路プレート３
３、第二流路プレート３９、隔壁プレート３５にドレン
水回収切欠部２５ａ、３３ａ、３９ａ、３５ａをそれぞ
れ設けたことである。また、本実施例では、新設された
主熱交換器４４の燃焼ガス下流側に熱交換器２２を設け
たことも実施例１と異なるところである。

【００６１】図４、５、６において、間隔スペーサ２５
に設けられたドレン水回収切欠部２５ａと、隔壁プレー
ト３５に設けられたドレン水回収切欠部３５ａと、第一
流路プレート３３に設けられたドレン水回収切欠部３３
ａと、第二流路プレート３９に設けられたドレン水回収
切欠部３９ａが互いに連通し形成される一つのドレン水
回収通路４３が形成されている。図４において、４４は
燃焼ガス２１の下流に設けられた主熱交換器で、４５は
主熱交換器４４を通過した後の燃焼ガスである。

【００６２】以上のように構成された一缶多回路式熱交
換装置について、以下動作、作用を説明する。第一回路
単独、第二回路単独、第一第二回路同時運転いずれの場
合も、燃焼ガスと第一流路の水または第二流路の水との
熱交換形態は実施例１と同様のため、ここでの説明を省
略する。

【００６３】上水道などから供給された水は第一給水口
３０ａまたは第二給水口３１ａを通じて、熱交換器２２
に流入し、主熱交換器４４を通過し熱交換した後の燃焼
ガス４５により加熱され、第一排水口３０ｂまたは第二
排水口３１ｂから流出し、主熱交換器４４に流入し、燃
焼ガス２１よりさらに所定の温度まで加熱される。熱交
換器２２において、燃焼ガス流路２９へ流入した燃焼ガ
スは水と熱交換しながら、温度が低下し、燃焼ガス中の
水蒸気が凝縮し、ドレン水に変わり、燃焼ガス流路２９
を流れ、ドレン水回収通路４３に流れてくる。

【００６４】このように、本実施例は実施例１のよう
に、熱伝導率の低い材料例えばステンレスなどを用いて
も、優れた伝熱特性を確保することができるため、燃焼
ガス中の水蒸気を凝縮させ、潜熱を回収する環境で用い
られる場合でも、熱伝達率が比較的低いステンレスなど
耐食性高い材料を用いることができ、表面に耐酸被覆処
理を施す必要なく製造工程を簡略化し、低コストが図れ
る。

【００６５】（実施例３）図７は本発明の実施例３にお
ける一缶多回路式熱交換装置の熱交換器の構成図で、分
かりやすく説明するために、一部を分解して示してい
る。

【００６６】本実施例において、実施例１の構成とほぼ
同様であるが、詳しく説明すると、両端面にエンドプレ
ート４６、４７が設けられ、一方のエンドプレート４６
に第一流路２３に連通する第一給水管４６ａ、第一排水
管４６ｂと、第二流路２６に連通する第二給水管４６
ｃ、第二排水管４６ｄを設けたことは本実施例の特徴で
ある。

【００６７】以上のように構成された一缶多回路式熱交
換装置について、以下動作、作用を説明する。第一回路
単独、第二回路単独、第一第二回路同時運転いずれの場
合も、燃焼ガスと第一流路の水または第二流路の水との
熱交換形態は実施例１と同様のため、ここでの説明を省
略する。

【００６８】このように、本実施例は実施例１と同様
に、材料の熱伝導率に依存せず伝熱特性に優れ、低コス
ト小型化一缶多回路式熱交換装置を提供することができ
ると同時に、同一のエンドプレート４６に第一給水管４
６ａ、第一排水管４６ｂ、第二給水管４６ｃ、第二排水
管４６ｄを設けるため、給水排水配管が集約され、全体
構成がコンパクトにできる。

【００６９】なお、本実施例でエンドプレートに第一給
水管、第一排水管、第二給水管、第二排水管を設けると
しているが、並設される第一流路または第二流路の並設
方向の端面に位置する隔壁プレートに第一給水管、第一
排水管、第二給水管、第二排水管を設けても、同様な効
果が得られる。

【００７０】（実施例４）図８は本発明の実施例４にお
ける一缶多回路式熱交換装置の熱交換器の構成図で、分
かりやすく説明するために、一部を分解して示してい
る。

【００７１】本実施例において、実施例１の構成とほぼ
同様であるが、詳しく説明すると、両端面にエンドプレ
ート４６、４７が設けられ、一方のエンドプレート４６
に第一流路２３と連通する第一給水管４６ａ、第一排水
管４６ｂ、もう一方のエンドプレート４７に第二流路２
６と連通する第二給水管４７ａ、第二排水管４７ｂを設
けたことは本実施例の特徴である。

【００７２】以上のように構成された一缶多回路式熱交
換装置について、以下動作、作用を説明する。第一回路
単独、第二回路単独、第一第二回路同時運転いずれの場
合も、燃焼ガスと第一流路の水または第二流路の水との
熱交換形態は実施例１と同様のため、ここでの説明を省
略する。

【００７３】このように、本実施例は実施例１と同様
に、材料の熱伝導率に依存せず伝熱特性に優れ、低コス
ト小型化一缶多回路式熱交換装置を提供することができ
ると同時に、それぞれのエンドプレート４６、４７に第
一給水管４６ａ、第一排水管４６ｂと第二給水管４７
ａ、第二排水管４７ｂを設けたため、それぞれ第一流路
２３、第二流路２６への給水はより合理的に配置でき
る。例えば、所定の位置に複合流路２７を設けた場合、
複合流路２７に近いエンドプレートに第二流路２６と連
通する第二給水管４７ａ、第二排水管４７ｂを設け、複
合流路２７に遠いエンドプレート４６に第一流路２３と
連通する第一給水管４６ａ、第一排水管４６ｂを設ける
と、第一流路プレート３３などに第二流路通水口を設け
なくてもよいため、加工が簡単に済み、更なる低コスト
が図れる。

【００７４】なお、本実施例でエンドプレートに第一給
水管、第一排水管、第二給水管、第二排水管を設けると
しているが、並設される第一流路または第二流路の並設
方向の端面に位置する隔壁プレートに第一給水管、第一
排水管、第二給水管、第二排水管を設けても、同様な効
果が得られる。

【００７５】（実施例５）図９は本発明の実施例５にお
ける一缶多回路式熱交換装置の熱交換器の構成図で、分
かりやすく説明するために、一部を分解して示してい
る。

【００７６】本実施例において、実施例２の構成とほぼ
同様であるが、詳しく説明すると、両端面にエンドプレ
ート４８、４９が設けられ、一方のエンドプレート４８
にドレン水排出管５０を設けたことは本実施例の特徴で
ある。

【００７７】以上のように構成された一缶多回路熱交換
装置について、以下動作、作用を説明する。第一回路単
独、第二回路単独、第一第二回路同時運転いずれの場合
も、燃焼ガスと第一流路の水または第二流路の水との熱
交換形態は実施例２と同様のため、ここでの説明を省略
する。

【００７８】このように、本実施例は実施例２と同様
に、材料の熱伝導率に依存せず伝熱特性に優れ、低コス
ト小型化一缶多回路式熱交換装置を提供することができ
ると同時に、エンドプレート４８にドレン水排出管５０
が設けられるため、簡単な構成で、熱交換器の内部にド
レン水回路とドレン水回収通路４３とドレン水排出管５
０とを一体に形成することができる。

【００７９】なお、本実施例でエンドプレートにドレン
水排出管５０を設けるとしているが、並設される第一流
路または第二流路の並設方向の端面に位置する隔壁プレ
ートにドレン排出管を設けても、同様な効果が得られ
る。

【００８０】（実施例６）図１０は本発明の実施例６に
おける一缶多回路式熱交換装置の熱交換器の構成図で、
分かりやすく説明するために、一部を分解して示してい
る。

【００８１】本実施例において、実施例５の構成と異な
るところは、一方のエンドプレート４９にドレン水回収
通路４３に連通し、洗浄水を供給する洗浄給水管５１を
設けたことである。

【００８２】以上のように構成された一缶多回路式熱交
換装置について、以下動作、作用を説明する。第一回路
単独、第二回路単独、第一第二回路同時運転いずれの場
合も、燃焼ガスと第一流路の水または第二流路の水との
熱交換形態は実施例５と同様のため、ここでの説明を省
略する。

【００８３】このように、本実施例は実施例５と同様
に、材料の熱伝導率に依存せず伝熱特性に優れ、低コス
ト小型化一缶多回路式熱交換装置を提供することができ
ると同時に、エンドプレート４９に洗浄給水管５１が設
けられるため、簡単な構成で、洗浄給水管５１からドレ
ン水回収通路４３へ洗浄水を供給し、ドレン水回収通路
４３を洗浄することができるため、よりよい耐食効果が
得られ、装置の寿命を長くすることができる。

【００８４】なお、本実施例でエンドプレートに洗浄給
水管５１を設けるとしているが、並設される第一流路ま
たは第二流路の並設方向の端面に位置する隔壁プレート
に洗浄給水管を設けても、同様な効果が得られる。

【００８５】（実施例７）図１１は本発明の実施例７に
おける一缶多回路式熱交換装置の熱交換器の構成図で、
分かりやすく説明するために、一部を分解して示してい
る。

【００８６】本実施例において、実施例６の構成と異な
るところは第一流路プレート３３、第二流路プレート３
９、隔壁プレート３５、間隔スペーサ２５にそれぞれ洗
浄通水部３３ｂ、３９ｂ、３５ｂ、２５ｂを備え、さら
に、間隔スペーサ２５の洗浄通水部２５ｂは燃焼ガス流
路２９と連通する構成になっていることである。

【００８７】図１１において、５２は前述各洗浄通水部
に連通し、洗浄水を供給する洗浄給水管である。また、
図中において、洗浄通水部２５ｂを明記しているが、便
宜のため、洗浄通水部３３ｂ、３５ｂ、３９ｂをまとめ
て表示している。

【００８８】以上のように構成された一缶多回路式熱交
換装置について、以下動作、作用を説明する。第一回路
単独、第二回路単独、第一第二回路同時運転いずれの場
合も、燃焼ガスと第一流路の水または第二流路の水との
熱交換形態は実施例６と同様のため、ここでの説明を省
略する。

【００８９】このように、本実施例は実施例６と同様
に、材料の熱伝導率に依存せず伝熱特性に優れ、低コス
ト小型化一缶多回路式熱交換装置を提供することができ
ると同時に、各プレートに洗浄通水部３３ｂ、３５ｂ、
３９ｂと間隔スペーサ２５に燃焼ガス流路２９と連通す
る洗浄通水部２５ｂを設けることにより、簡単な構成
で、洗浄給水管５２から熱交換器２２内部に洗浄水を送
り込み、ドレン水発生する場所である燃焼ガス流路２９
を洗浄することができるため、よりよい耐食効果が得ら
れ、装置の寿命を長くすることができる。

【００９０】（実施例８）図１２は本発明の実施例８に
おける一缶多回路式熱交換装置の熱交換器の構成図で、
分かりやすく説明するために、一部を分解して示してい
る。

【００９１】本実施例において、実施例１の構成と異な
るところは、隔壁プレート３５の間に位置する燃焼ガス
流路２９を形成する間隔スペーサ２５には燃焼ガスを攪
拌しながら通過時間を延長させる突起部５３を設けたこ
とである。また、図１２において、５４は燃焼ガス流れ
を示している。

【００９２】以上のように構成された一缶多回路熱交換
装置について、以下動作、作用を説明する。第一回路単
独、第二回路単独、第一第二回路同時運転いずれの場合
も、燃焼ガスと第一流路の水または第二流路の水との熱
交換形態は実施例１と同様のため、ここでの説明を省略
する。

【００９３】このように、本実施例は実施例１と同様
に、材料の熱伝導率に依存せず伝熱特性に優れ、低コス
ト小型化一缶多回路式熱交換装置を提供することができ
ると同時に、簡単な構成で、隔壁プレート３５の間を通
過する燃焼ガス流れ５４を撹乱し、通過時間を延長させ
ることによって、伝熱促進を図り、更なるよい伝熱特性
が得られる。このような間隔スペーサ２５の形状は加工
上において、容易なことであるため、実用上は好まし
い。

【００９４】（実施例９）図１３は本発明の実施例９に
おける一缶多回路式熱交換装置の熱交換器の構成図で、
分かりやすく説明するために、一部を分解して示してい
る。

【００９５】本実施例において、実施例１の構成と異な
るところは、第一流路プレート３３と第二流路プレート
３９それぞれに、水を第一流路通水口３２ｂまたは第二
流路通水口３８ｂへ導流しながら、攪拌し通過時間を延
長させる導流部５５、５６を設けたことである。

【００９６】以上のように構成された一缶多回路熱交換
装置について、以下動作、作用を説明する。第一回路単
独、第二回路単独、第一第二回路同時運転いずれの場合
も、燃焼ガスと第一流路の水または第二流路の水との熱
交換形態は実施例１と同様のため、ここでの説明を省略
する。

【００９７】このように、本実施例は実施例１と同様
に、材料の熱伝導率に依存せず伝熱特性に優れ、低コス
ト小型化一缶多回路式熱交換装置を提供することができ
ると同時に、簡単な構成で、第一流路２３または第二流
路２６を流れる水を第一流路通水口３２ｂまたは第二流
路通水口３８ｂへ導流しながら、攪拌し通過時間を延長
させることによって、伝熱促進を図り、更なるよい伝熱
特性が得られる。また、本実施例では、導流部５５は第
一流路プレート３３に、導流部５６は第二流路プレート
３９に設けているため、導流部５５、５６の厚みをそれ
ぞれ第一、第二流路プレート３３、３９の厚みと同様に
することで、完全に第一流路または第二流路を設計通り
に例えば屈曲流路にすることができる。

【００９８】（実施例１０）図１４は本発明の実施例１
０における一缶多回路式熱交換装置の熱交換器の構成図
で、分かりやすく説明するために、一部を分解して示し
ている。

【００９９】本実施例において、実施例１の構成と異な
るところは、隔壁プレート３５の水側に水導流突起部５
７、５８を設けたことである。

【０１００】以上のように構成された一缶多回路式熱交
換装置について、以下動作、作用を説明する。第一回路
単独、第二回路単独、第一第二回路同時運転いずれの場
合も、燃焼ガスと第一流路の水または第二流路の水との
熱交換形態は実施例１と同様のため、ここでの説明を省
略する。

【０１０１】このように、本実施例は実施例１と同様
に、材料の熱伝導率に依存せず伝熱特性に優れ、低コス
ト小型化一缶多回路式熱交換装置を提供することができ
ると同時に、簡単な構成で、第一流路２３または第二流
路２６を流れる水を第一流路通水口３２ｂまたは第二流
路通水口３８ｂへ導流しながら、攪拌し通過時間を延長
させることによって、伝熱促進を図り、更なるよい伝熱
特性が得られる。また、このように隔壁プレートの水側
に導流突起部を設けることによって、水側の伝熱面積も
増えるため、より好ましい。

【０１０２】なお、本実施例は導流突起部５７または５
８を設けるとしているが、実用上において、水側は波紋
形状などの隔壁プレートを使用しても、同様な効果が得
られる。

【０１０３】（実施例１１）図１５は本発明の実施例１
１における一缶多回路式熱交換装置の熱交換器の構成図
で、分かりやすく説明するために、一部を分解して示し
ている。

【０１０４】本実施例において、実施例１の構成と異な
るところは、隔壁プレート３５のガス側にガス導流突起
部５９、６０を設けたことである。

【０１０５】以上のように構成された一缶多回路式熱交
換装置について、以下動作、作用を説明する。第一回路
単独、第二回路単独、第一第二回路同時運転いずれの場
合も、燃焼ガスと第一流路の水または第二流路の水との
熱交換形態は実施例１と同様のため、ここでの説明を省
略する。

【０１０６】このように、本実施例は実施例１と同様
に、材料の熱伝導率に依存せず伝熱特性に優れ、低コス
ト小型化一缶多回路式熱交換装置を提供することができ
ると同時に、簡単な構成で、隔壁プレート３５の間にあ
る燃焼ガス流路２９を通過する燃焼ガス流れを撹乱し、
通過時間を延長させることによって、伝熱促進を図り、
更なるよい伝熱特性が得られる。また、このように隔壁
プレートのガス側にガス導流突起部５９又は６０を設け
ることによって、ガス側の伝熱面積も増えるため、より
好ましい。

【０１０７】なお、本実施例はガス導流突起部５９また
は６０を設けるとしているが、実用上において、ガス側
は波紋形状などの隔壁プレートを使用しても、同様な効
果が得られる。

【０１０８】

【発明の効果】以上のように、請求項１〜１１に記載の
発明によれば、材料の熱伝導率に依存せず伝熱特性に優
れ、低コスト小型化一缶多回路式熱交換装置を提供する
ことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例１における一缶多回路式熱交換
装置を模式的に示した構成図

【図２】同装置の要部の分解斜視図

【図３】同装置の要部の分解斜視図

【図４】本発明の実施例２における一缶多回路式熱交換
装置の模式的に示した構成図

【図５】同装置の要部の分解斜視図

【図６】同装置の要部の分解斜視図

【図７】本発明の実施例３における一缶多回路式熱交換
装置の要部分解斜視図

【図８】本発明の実施例４における一缶多回路式熱交換
装置の要部分解斜視図

【図９】本発明の実施例５における一缶多回路式熱交換
装置の要部分解斜視図

【図１０】本発明の実施例６における一缶多回路式熱交
換装置の要部分解斜視図

【図１１】本発明の実施例７における一缶多回路式熱交
換装置の要部分解斜視図

【図１２】本発明の実施例８における一缶多回路式熱交
換装置の要部分解斜視図

【図１３】本発明の実施例９における一缶多回路式熱交
換装置の要部分解斜視図

【図１４】本発明の実施例１０における一缶多回路式熱
交換装置の要部分解斜視図

【図１５】本発明の実施例１１における一缶多回路式熱
交換装置の要部分解斜視図

【図１６】従来の熱交換装置の構成図

【符号の説明】

２３ 第一流路 ２５ 間隔スペーサ ２５ａ ドレン水回収切欠部 ２５ｂ 洗浄通水部 ２６ 第二流路 ２７ 複合流路 ２９ 燃焼ガス流路 ３３ 第一流路プレート ３３ａ ドレン水回収切欠部 ３３ｂ 洗浄通水部 ３５ 隔壁プレート ３５ａ ドレン水回収切欠部 ３５ｂ 洗浄通水部 ３９ 第二流路プレート ３９ａ ドレン水回収切欠部 ３９ｂ 洗浄通水部 ４６、４７、４８、４９ エンドプレート ４６ａ 第一給水管 ４６ｂ 第一排水管 ４６ｃ、４７ａ 第二給水管 ４６ｄ、４７ｂ 第二排水管 ５０ ドレン水排出管 ５１ 洗浄給水管 ５３ 突起部 ５５、５６ 導流部 ５７、５８ 水導流突起部 ５９、６０ ガス導流突起部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｆ２８Ｆ 9/22 Ｆ２８Ｆ 9/22 9/24 9/24 17/00 ５０１ 17/00 ５０１Ｃ (72)発明者 菊谷 文孝 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (72)発明者 松本 聡 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 Ｆターム(参考） 3L036 AA11 AA46 3L065 BA09 DA17 EA20 3L103 AA01 AA05 AA35 BB43 CC02 CC27 DD15 DD17 DD19 DD22 DD58

Claims (12)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 燃焼ガス流路と、前記燃焼ガス流路と並
   設した偏平形状の第一流路と、少なくとも一つの前記第
   一流路に当接した偏平形状の第二流路と、前記第一流路
   及び前記第二流路からなる複合流路とを備えた一缶多回
   路式熱交換装置。
2. 【請求項２】 偏平形状の流路を形成した第一流路プレ
   ートと、前記第一流路プレートを両側面から挟む隔壁プ
   レートと、前記第一流路プレートと前記隔壁プレートか
   らなる第一流路と、偏平形状の流路を形成した第二流路
   プレートと、前記第二流路プレートと前記隔壁プレート
   に挟まれて形成される第二流路と、前記隔壁プレートを
   前記第一流路と前記第二流路と共有して構成される複合
   流路とを備えた請求項１記載の一缶多回路式熱交換装
   置。
3. 【請求項３】 第一流路と複合流路とに互い接合したド
   レン水回収切欠部を設けた請求項１また２記載の一缶多
   回路式熱交換装置。
4. 【請求項４】 並設方向にて端面を覆う複数のエンドプ
   レートが設けられ、前記エンドプレートのどちらか一方
   に第一流路と連通する第一給水管と、第一排水管と、第
   二流路に連通する第二給水管と、第二排水管を設けた請
   求項１、２または３記載の一缶多回路式熱交換装置。
5. 【請求項５】 並設方向にて端面を覆う複数のエンドプ
   レートが設けられ、前記エンドプレートの一方に第一流
   路と連通する第一給水管と、第一排水管と、他の一方の
   エンドプレートに第二流路と連通する第二給水管と、第
   二排水管を設けた請求項１、２または３記載の一缶多回
   路式熱交換装置。
6. 【請求項６】 並設方向にて端面を覆う複数のエンドプ
   レートが設けられ、前記エンドプレートのどちらか一方
   にドレン排出管を設けた請求項１〜５のいずれか1項記
   載の一缶多回路式熱交換装置。
7. 【請求項７】 並設方向にて端面を覆う複数のエンドプ
   レートが設けられ、前記エンドプレートの少なくとも一
   方に洗浄水を供給する洗浄給水管を設けた請求項１〜６
   のいずれか1項記載の一缶多回路式熱交換装置。
8. 【請求項８】 第一流路と複合流路に燃焼ガス流路と連
   通する洗浄通水部を備えた請求項１〜７のいずれか1項
   記載の一缶多回路式熱交換装置。
9. 【請求項９】 燃焼ガス流路は間隔スペーサによって形
   成され、前記間隔スペーサには前記燃焼ガス流路を流れ
   る燃焼ガスを撹乱する突起部を設けた請求項１〜８のい
   ずれか1項記載の一缶多回路式熱交換装置。
10. 【請求項１０】 第一流路プレートまたは第二流路プレ
    ートには、第一流路または第二流路を流れる流体を撹乱
    する導流部を設けた請求項２〜９のいずれか1項記載の
    一缶多回路式熱交換装置。
11. 【請求項１１】 隔壁プレートの第一流路または第二流
    路側に、前記第一流路または第二流路を流れる流体を撹
    乱する水導流部を設けた請求項２〜１０のいずれか1項
    記載の一缶多回路式熱交換装置。
12. 【請求項１２】 隔壁プレートの燃焼ガス流路側に、前
    記燃焼ガス流路を流れる燃焼ガス流れを攪乱するガス導
    流突起部を設けた請求項２〜１１のいずれか1項記載の
    一缶多回路式熱交換装置。