JP2005274044A

JP2005274044A - 熱源装置

Info

Publication number: JP2005274044A
Application number: JP2004089440A
Authority: JP
Inventors: Ichiro Otomo; 一朗大友; Norihiro Hori; 紀弘堀; Takayasu Fujita; 貴康藤田; Nobuhiro Takeda; 信宏竹田; Kazuhiro Kimura; 和宏木村; Akira Tsutsumi; 明堤; Hiroshi Asakura; 宏朝倉
Original assignee: Noritz Corp
Current assignee: Noritz Corp
Priority date: 2004-03-25
Filing date: 2004-03-25
Publication date: 2005-10-06

Abstract

【課題】
【解決手段】熱源装置１は、フィン・アンド・チューブ型の一次熱交換器３と、多管型の二次熱交換器７とを備えた潜熱回収型の熱源装置である。二次熱交換器７は、中空状のケース部材１５の内部に複数の受熱管１８を配したものである。受熱管１８は、ケース部材１５の両端部にあるヘッダ１６，１７の管板２０，２０に対してろう付けされている。ヘッダ１６，１７は、内部が仕切部材３５によって複数の隔室に分割されており、それぞれ流入室３８、中流迂回室４０、流出室４１、上流迂回室４３および下流迂回室４５として機能する。
【選択図】図１

Description

本発明は熱源装置に関するものであり、特に潜熱回収用の熱交換手段を備えたことを特徴とするものに関する。

従来より、給湯器や風呂装置等の熱源として、ガスや液体燃料を燃焼する熱源装置が多用されている。また近年、省エネルギーや環境保護の観点から、従来の熱源装置よりもさらにエネルギー効率の高い熱源装置が切望されている。そこで、かかる要望を解決すべく、大型の熱交換器を備えた熱源装置や、複数の熱交換器を備え、燃焼ガスの顕熱に加えて潜熱も回収可能な潜熱回収型熱源装置と称する熱源装置が提供されている。従来技術の潜熱回収型熱源装置は、例えば下記特許文献１に開示されている様な構成を有するものであり、主として燃焼ガスの顕熱を回収する顕熱回収用熱交換器と、主として潜熱を回収する（残存する顕熱も回収する）潜熱回収用熱交換器とを備えたものである。潜熱回収型熱源装置は、従来の熱源装置に比べて熱効率が高い。
特開平１１−１４８６４２号公報

また、従来技術の熱源装置には、下記特許文献２に示すように、プレートフィン型熱交換器が採用されたものがある。
特開２０００−３５６４０８号公報

上記した大型の熱交換器を備えた熱源装置は、熱交換器における熱エネルギーの回収率が高い。また、上記特許文献１に開示されているような熱源装置は、主として燃焼ガスの潜熱を回収する潜熱回収用熱交換器を備えている分だけ熱交換効率が高い。しかし、特許文献１に開示されているような熱源装置は、大型化した熱交換器や、潜熱回収用熱交換器の分だけ装置構成が大型化してしまうという問題がある。

潜熱回収用の熱交換器を備えた熱源装置は、燃焼ガスのもつ潜熱を回収することにより水蒸気が液化して発生した大量のドレンが発生し、その多くが潜熱回収用熱交換器に付着する。このドレンは、燃焼ガスにさらされて酸性成分を含み、腐食性を有する液体である。そのため、従来技術の潜熱回収用熱源装置に採用されている潜熱回収用熱交換器では、この熱交換器を構成する構成部材に加えて、構成部材を接合するろう付け材等にまで耐腐食性の高い高価な素材を採用する必要がある。従って、潜熱回収用熱交換器を採用した熱源装置の製造コストを低減するためには、ろう付け材の使用量が少ない構成の潜熱回収用熱交換器を採用することが望まれている。

また、上記特許文献２に開示されている熱源装置に採用されているプレートフィン型の熱交換器は、比較的コンパクトであるが、装置構成が複雑である。そのため、プレートフィン型の熱交換器を採用した熱源装置は、製造コストが高く、特にこの種の熱交換器を耐腐食性が求められる潜熱回収用熱交換器として採用する場合は製造コストが極めて高く付くという問題があった。

そこで、かかる問題を解決すべく、本発明者らは図７に示すような熱交換器１００を採用した熱源装置を試作した。熱交換器１００は、多数のケース部材１０１の内部に多数の受熱管１０２が配された、いわゆる多管型の熱交換器である。熱交換器１００は、受熱管１０２内を流れる湯水がケース部材１０１内に導入された高温の燃焼ガスによって熱交換加熱されるものである。

熱交換器１００は、受熱管１０２の両端部がヘッダ１０３，１０５に接続されている。ヘッダ１０３には、カップ部材１０６，１０７，１０８がろう付けされている。また、ヘッダ１０５には、カップ部材１０７が２つろう付けされている。

カップ部材１０６は、受熱管１０２に対して湯水を供給するための入水口１１０を備えており、カップ部材１０８は、湯水を外部に排出するための出水口１１１が設けられている。また、カップ部材１０７は、ある特定の受熱管１０２を流れる湯水を迂回させ、別の受熱管１０２に供給するためのものである。

上記したような多管型の熱交換器１００は、構成がシンプルであるため製造コストが安い。しかし、熱交換器１００は、受熱管１０２内を流れる湯水によりヘッダ１０３に対して大きな圧力が作用するため、カップ部材１０６，１０７，１０８をしっかりとろう付けしなければならない。そのため、熱交換器１００は、図７（ｂ）にハッチングで示すようにカップ部材１０６〜１０８のろう付けしろを大きくとる必要があり、その分だけ大型化してしまうという問題がある。

また、熱交換器１００は、カップ部材１０６〜１０８の境界部分に大きなろう付けしろを設ける必要があるため、図７（ｂ）のようにろう付け部分において受熱管１０２の配置ピッチを大きく取る必要がある。そのため、熱交換器１００は、受熱管１０２を高密度に配置することができず、その分だけ大型となると共に、単位体積当たりの熱交換効率が低くなってしまうという問題がある。

熱交換器１００を潜熱回収用の熱交換器として採用する場合は、カップ部材１０６〜１０８のろう付けに多くのろう材を必要とするため、その分だけ製造コストが上昇してしまうという問題がある。また特に、潜熱回収用の熱交換器として採用する場合は、ろう材にも耐食性を有するものを使用する必要があるため、さらに製造コストが高く付いてしまうという問題がある。

そこで、本発明は、装置構成がコンパクトで、製造コストが安価な熱源装置の提供を目的とする。

上記した課題を解決すべく提供される請求項１に記載の発明は、燃焼手段と、当該燃焼手段において発生した燃焼ガスが流れる燃焼ガス流路と、当該燃焼ガス流路を流れる燃焼ガスと熱交換を行う多管型熱交換手段とを有し、当該多管型熱交換手段は、中空状の胴体部と、当該胴体部の内部に配された複数の受熱管と、ヘッダ部とを有し、当該ヘッダ部は、受熱管の端部が接続される管板と、当該管板に装着される端室部材とを有し、前記管板と端室部材との間には湯水または熱媒体が流入する空間が形成され、当該空間が仕切部材によって複数の隔室に分割されていることを特徴とする熱源装置である。

本発明の熱源装置は、多管型熱交換手段のヘッダ部を構成する管板に対して端室部材を装着して構成される空間を仕切部材によって複数の隔室に分割したものである。そのため、本発明の熱源装置は、端室部材の固定に要する固定しろが最小限で済み、ヘッダ部の占有体積を抑制することができる。

また、本発明の熱源装置は、多管型熱交換手段のヘッダ部を構成する端室部材の固定しろが最小限で済むため、胴体部の内部に受熱管を高密度に配置することができる。そのため、本発明の熱源装置は、多管型熱交換手段における単位体積当たりの熱交換効率が高い。

上記したように、本発明の熱源装置では、端室部材の固定しろが僅かで済むため、端室部材の固定に要するろう剤等の接合剤の使用量が最小限で済む。そのため、本発明によれば、熱源装置の製造コストを最小限に抑制できる。

ここで、多管型熱交換手段のヘッダ部には、受熱管を流れる湯水や熱媒体によって大きな水圧が作用する可能性がある。この様に、ヘッダ部に大きな水圧が作用すると想定される場合、端室部材は、管板に対してしっかりと固定されている必要がある。

そこで、かかる知見に基づいて提供される請求項２に記載の発明は、仕切部材が端室部材の内壁および管板の双方に固定されていることを特徴とする請求項１に記載の熱源装置である。

かかる構成によれば、仕切部材によって端室部材と管板の接合状態を補強することができる。

ここで、ヘッダ部に対して作用する水圧がさほど大きくないと想定される場合は、端室部材や仕切部材は、管板に対してそれほどしっかりと固定されている必要がない。

そこで、かかる知見に基づいて提供される請求項３に記載の発明は、仕切部材が端室部材の内壁および管板のいずれか一方に固定されていることを特徴とする請求項１に記載の熱源装置である。

かかる構成によれば、熱源装置の製造工程を簡略化すると共に、仕切部材の固定に要するろう材等の接合材の使用量を最小限に抑制できる。従って、本発明によれば、熱源装置の製造コストを最小限に抑制できる。

請求項４に記載の発明は、仕切部材に隣接する隔室間を連通する連通孔が設けられてい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熱源装置である。

本発明の熱源装置は、仕切部材に連通孔が設けられているため、排水時に湯水が隔室内に残存するのを防止できる。従って、本発明によれば、排水がスムーズに行え、残存した湯水や熱媒体による腐食が起こりにくい熱源装置を提供できる。

請求項５に記載の発明は、仕切部材の厚みが端室部材を構成する構成材の厚み以下であ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熱源装置である。

本発明の熱源装置は、仕切部材の厚みが端室部材の構成材よりも肉薄であるため、隔室の内部空間を有効利用することができ、熱源装置のヘッダをコンパクトな構成とすることができる。従って、本発明によれば、熱源装置をより一層小型化することができる。

ここで、燃焼ガスの持つ顕熱に加えて潜熱まで回収するタイプの熱源装置では、顕熱回収用熱交換手段に加えて潜熱回収用熱交換手段を設ける必要がある。そのため、この種の熱源装置を小型化するためには、顕熱回収用熱交換手段や潜熱回収用熱交換手段の占有体積を最小限に抑制する必要がある。

そこで、かかる知見に基づいて提供される請求項６に記載の発明は、主として当該燃焼手段において発生した燃焼ガスの顕熱を回収する顕熱回収用熱交換手段と、当該顕熱回収用熱交換手段の下流側に配置され、主として前記燃焼の潜熱を回収する潜熱回収用熱交換手段とを備えており、前記顕熱回収用熱交換手段および潜熱回収用熱交換手段のいずれか一方または双方は、多管型熱交換手段であ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熱源装置である。

かかる構成によれば、顕熱回収用熱交換手段や潜熱回収用熱交換手段の占有体積が小さくコンパクトな構成の熱源装置を提供できる。

本発明の熱源装置は、顕熱回収用熱交換手段や潜熱回収用熱交換手段として採用される多管型熱交換手段のヘッダ部において、端室部材の固定に要する接合剤の使用量が少ない。そのため、本発明によれば、熱源装置の製造コストを最小限に抑制でき、特に耐食性が要求される潜熱回収用熱交換手段として多管型熱交換手段を採用することにより製造コストをより一層低減することができる。

本発明によれば、熱交換手段の構成がコンパクトで製造コストが安価な熱源装置を提供できる。

続いて、本発明の一実施形態である熱源装置について図面を参照しながら詳細に説明する。図１は、本発明の一実施形態である熱源装置の作動原理図である。図２は、図１に示す熱源装置の二次熱交換器近傍を示す分解斜視図である。図３は、二次熱交換器および排気部材を示す斜視図である。図４は、図３に示す二次熱交換器の分解斜視図である。図５は、図３に示す二次熱交換器のＡ−Ａ断面図である。図６（ａ）は、図３に示す二次熱交換器のＢ−Ｂ断面図であり、同（ｂ），（ｃ）は同（ａ）に示す二次熱交換器における受熱管の配置の変形例を示す模式図である。なお、図４では、説明の都合上ケース部材を図示せず省略している。

図１において、１は本実施形態の熱源装置である。熱源装置１は、缶体２に主として燃焼ガスのもつ顕熱を回収する一次熱交換器３（顕熱回収型熱交換手段）と、燃焼バーナ５（燃焼手段）および送風手段６を設けた構成とされている。また、一次熱交換器３の下流側（図１において上方側）には主として燃焼ガス中から潜熱を回収する潜熱回収用の二次熱交換器７（潜熱回収用熱交換手段）が配されている。

一次熱交換器３は、主要部分が銅製のいわゆるフィン・アンド・チューブ型の熱交換器である。一次熱交換器３は、燃焼バーナ５で発生する高温の燃焼ガスが流れる燃焼ガス流路８内に配置されている。一次熱交換器３は、主として燃焼ガスが持つ顕熱を回収する顕熱回収手段として機能するものであり、内部を流れる湯水を加熱するものである。一次熱交換器３は、それぞれ燃焼ガス流路８の断面領域の全域を占領する。

一次熱交換器３は、入水口１０と、出水口１１とを備えている。入水口１０は、二次熱交換器７の出水口１３側に接続されている。一次熱交換器３には二次熱交換器７において熱交換された湯水が流入する。

一次熱交換器３は、燃焼バーナ５が配された缶体２の燃焼ガス流路８内を流れる燃焼ガスと熱交換を行うものであり、出水口１１には図示しない暖房装置等の負荷端末や給湯栓が接続されている。

二次熱交換器７は、図１および図２に示すように、接続部材１４を介して缶体２に接続されている。接続部材１４は、図２に示すように缶体２の開口部分に接続される集合部１４ａと、接続部１４ｂとが略「Ｌ」字型に配されており、内部に連通した流路を形成している。接続部１４ｂは、二次熱交換器７のケース部材１５（胴体部）の背面に対して面接触し、気密状態となる部分であり、ケース部材１５の内部に燃焼ガスを導入するための開口１４ｃが設けられている。

二次熱交換器７は、図３および図４に示すように、中空で箱状のケース部材１５の両端部に平行に配置されたヘッダ１６，１７に多数の受熱管１８をろう付けして接続したものである。ケース部材１５は、図３に示すように金属板を折り曲げ加工して形成されるケース本体１５ａと天板１５ｂとから構成されている。ケース部材１５は、ケース本体１５ａに対して天板１５ｂをろう付けすると共に、ケース本体１５ａの両端に設けられたフランジ１５ｃ，１５ｃおよび１５ｄ，１５ｄに対して管板２０をろう付けすることにより略箱状となり、受熱管１８を収納する空間を形成するものである。ケース部材１５は、ケース本体１５ａの正面に排出口１５ｅを設けると共に、背面に導入口１５ｆを設けた構成とされている。また、ケース本体１５ａの底面にはドレン排出口１５ｇが設けられている。

排出口１５ｅは、二次熱交換器７から燃焼ガスを排出するための開口である。排出口１５ｅの前面側には、図３に示すように４つの開口を有する排気部材１９が装着される。また、導入口１５ｆは、一次熱交換器３を通過した燃焼ガスを二次熱交換器７内に導入するためのものであり、二次熱交換器７を接続部材１４を介して缶体２に接続した際に接続部材１４の開口１４ｃに相当する位置に設けられいる。導入口１５ｆから導入された燃焼ガスは、ケース部材１５内を横断する多数の受熱管１８同士の隙間を通過し、受熱管１８内の湯水と熱交換を行う。受熱管１８内の湯水と熱交換を行った燃焼ガスは、排出口１５ｅから二次熱交換器７の外部に排出される。

受熱管１８は、金属製の筒体であり、それぞれ燃焼ガスが通過可能な程度の隙間を空けて平行に配置されている。二次熱交換器７は、各受熱管１８を流れる湯水がヘッダ１６，１７において流れ方向を折り返し、ケース部材１５に対して往復動してから排出される多流路型の多管型熱交換器である。

二次熱交換器７を構成する受熱管１８は、図４に示す状態で上下方向に４本の受熱管１８が並んだ状態とされている。これらの受熱管１８は、上方側から列毎に受熱管群２３，２５，２６，２７を構成している。

ヘッダ１６，１７は、図３および図４に示すように、平板状の管板２０に対してカップ部材２１，２２（端室部材）が装着された構成とされている。管板２０には、受熱管１８の配列に合わせて多数の管差込孔２８が設けられている。受熱管１８および管板２０は、管差込孔２８に受熱管１８の端部を差し込んだ状態でろう付けすることにより、一体化されている。

カップ部材２１，２２は、湯水が流れ込む膨出部３０，３１と、膨出部３０，３１の周囲を取り囲むように設けられたフランジ部３２，３３とが設けられている。カップ部材２１は、図４および図５に示すようにフランジ部３１が管板２０に対して面接触するように固定され、内側に湯水が流れ込む空間３２を形成している。

カップ部材２１の内部は、仕切部材３５によって仕切られ、図４に示す状態で上下方向に３つの領域に分割されている。仕切部材３５は、カップ部材２２の板厚よりも薄く、略短冊形の金属板の幅方向両端部を互いに異なる方向に折り返してろう付けしろ３６，３６を形成し、一方のろう付けしろ３６近辺に複数の小さな水抜き孔３７（本実施形態では３つ）を設けたものである。仕切部材３５は、長さが膨出部３１の幅と略同一であり、幅が膨出部３０，３１の奥行きと略同一である。仕切部材３５は、一方のろう付けしろ３６が膨出部３０の内壁面に面接触し、他方のろう付けしろ３６が管板２０に面接触するようにろう付けされる。仕切部材３５，３５は、それぞれろう付けしろ３６が管板２０に固定された受熱管群２３，２５間および受熱管群２６，２７間となるように固定される。これにより、カップ部材２１と管板２０との間には、流入室３８、中流迂回室４０および流出室４１からなる３つの隔室が形成されている。

一方、カップ部材２２の内部は、仕切部材３５によって上下方向に２つの領域に分割されている。カップ部材２２側に固定されている仕切部材３５は、ろう付けしろ３６が受熱管群２５，２６間に面接触するように固定されている。これにより、カップ部材２２と管板２０との間には、上流迂回室４３および下流迂回室４５からなる２つの隔室が形成されている。

ヘッダ１６のカップ部材２１には、外部から湯水を導入するための入水口４６と、二次熱交換器７の内部から外部に湯水を排出する出水口４７とが設けられている。入水口４６は、カップ部材２１の膨出部３０と管板２０との間に形成された流入室３８に開口している。また、出水口４７は、膨出部３０と管板２０との間に形成された流出室４１に開口している。

二次熱交換器７の入水口４６には、外部から湯水を供給する給水配管５０が接続されている。二次熱交換器７の入水口４６から流入した湯水は、流入室３８内に流入する。流入室３８内に流れ込んだ湯水は、受熱管群２３を構成する各受熱管１８に流れ込み、図５に矢印で示すようにヘッダ１７の上流迂回室４３に流れ込む。上流迂回室４３に流れ込んだ湯水は、流れ方向を逆転させ受熱管群２５の受熱管１８に流れ込む。受熱管群２５を流れる湯水はヘッダ１６側に向かって流れ、中流迂回室４０において流れ方向を折り返し受熱管群２６に流れ込む。受熱管群２６を流れる湯水は、ヘッダ１７側に流れ、下流迂回室４５において流れ方向を逆転して受熱管群２７中をヘッダ１６側に向かって流れる。受熱管群２７を流れる湯水は、流出室４１に流れ込み、出水口４７から排出される。二次熱交換器７の入水口４６から導入された湯水は、上記したようにしてケース部材１５の内部を往復動する間にケース部材１５の内部に導入された燃焼ガスと熱交換を行い、出水口４７に接続された接続配管５１を介して一次熱交換器３側に供給される。

続いて、本実施形態の熱源装置１における燃焼ガスおよび湯水の流れについて図面を参照しながら詳細に説明する。燃焼バーナ５の燃焼作動に伴って発生した燃焼ガスは、缶体２の燃焼ガス流路８内を下流側、即ち上方に向かって流れる。燃焼バーナ７において発生した高温の燃焼ガスは、燃焼ガス流路８の中途に設けられた一次熱交換器３を通過し、一次熱交換器３内を流れる湯水を加熱する。一次熱交換器３において主として顕熱が回収された燃焼ガスは、燃焼ガス流路８の最下流に配された接続部材１４に至る。

一次熱交換器３を通過した燃焼ガスは、接続部材１４の集合部１４ａに集まり、接続部１４ｂの開口１４ｃに気密状態に接続された導入口１５ｆを通り、二次熱交換器７内に流入する。二次熱交換器７内に流入した燃焼ガスは、平行に配された多数の受熱管１８の間を流れる。これにより、二次熱交換器７において主として燃焼ガスの持つ潜熱が受熱管１８内を流れる湯水に回収される。その後、燃焼ガスは、二次熱交換器７の正面にある排出口１５ｅに至り、ケース部材１５の外部に排出される。

一方、外部から給水配管５０を介して供給された湯水は、二次熱交換器７の入水口４６からヘッダ１６の流入室３８内に流れ込む。この湯水は、流入室３８に連通した受熱管群２３を構成する各受熱管１８に流入し、ヘッダ１７側に向けて流れる。受熱管群２３を流れる湯水は、上流迂回室４３、中流迂回室４０および下流迂回室４５において順次流れ方向を転換しながら受熱管群２５，２６，２７を構成する各受熱管１８内を流れ、ヘッダ１６の流出室４１に至る。二次熱交換器７に導入された湯水は、上記した様にしてケース部材１５の内側を往復動した後、流出室４１に開口した出水口４７に接続された接続配管５１を介して一次熱交換器３に供給される。即ち、外部から供給された湯水は、先ず二次熱交換器７において熱交換された後に一次熱交換器３に導入される。一次熱交換器３に導入された湯水は、燃焼ガス流路８内を流れる高温の燃焼ガスとの熱交換により加熱され、出水口１１から図示しない給湯栓や負荷端末に供給される。

上記したように、本実施形態の熱源装置１は、ヘッダ１６，１７を構成する管板２０に対してカップ部材２１，２２を装着し、その内部空間を仕切部材３５によって仕切って流入室３８をはじめとする複数の領域（隔室）に分割した構成である。そのため、本実施形態の熱源装置１では、図７の熱交換器１００のように複数のカップ部材１０６，１０７，１０８を並べて固定して隔室を形成する場合のように、各領域の境界部分に大きなろう付けしろを必要とせず、境界部分に接続される受熱管１８の配置ピッチを広げる必要がない。従って、熱源装置１は、カップ部材２１のろう付けに要する面積（ろう付けしろ）が少なく、ヘッダ１６，１７の占有体積を最小限に抑制することができる。

熱源装置１は、各領域の境界部分に接続される受熱管１８の配置ピッチを広げる必要がないため、受熱管１８を高密度に配置することができ、図７の熱交換器１００等に比べて単位体積当たりの熱交換効率が高い。

また、熱源装置１は、カップ部材２１，２２および各仕切部材３５のろう付け面積が小さいため、二次熱交換器７の製造に使用されるろう材の使用量が少ない。そのため、熱源装置１は、従来の多管型熱交換手段を採用する場合に比べて製造コストが低い。

二次熱交換器７のヘッダ１６，１７は、それぞれ内壁面および管板２０の双方に仕切部材３５がろう付けされた構成となっている。そのため、ヘッダ１６，１７は、耐圧性が高く、受熱管１８内を流れる湯水から大きな水圧を受けても漏水や破損を起こさない。

なお、上記実施形態では、ヘッダ１６，１７や仕切部材３５に対して大きな水圧が作用する場合を考慮して仕切部材３５の両端にろう付けしろ３６，３６を設け、それぞれをカップ部材２１，２２の内壁面および管板２０にろう付けした構成としたが、本発明はこれに限定されるものではない。即ち、ヘッダ１６，１７や仕切部材３５に対してさほど大きな水圧が作用しないものと想定される場合、熱源装置１は、仕切部材３５の幅方向一端側にのみろう付けしろ３６を設け、このろう付けしろ３６をカップ部材２１，２２の内壁面あるいは管板２０のいずれか一方に固定する構成としてもよい。かかる構成によれば、仕切部材３５のろう付けに要するろう材の使用量が最小限で済み、熱源装置１の製造コストをさらに抑制することができる。

上記したように、各ヘッダ１６，１７に固定されている仕切部材３５には複数の水抜き孔３７（連通孔）が設けられているが、ヘッダ１６，１７に湯水が流れ込んでいる間は、仕切部材３５の表裏面間において水圧が略同圧であるため、流入室３８、中間迂回室４０、流出室４１、上流迂回室４３および下流迂回室４５間における漏水は殆ど起こらない。一方、水抜き時には、ヘッダ１６，１７に残存する湯水は、仕切部材３５の水抜き孔３７を介して順次ヘッダ１６，１７から抜けていく。従って、熱源装置１では、必要に応じてヘッダ１６，１７内に残存する湯水をスムーズに排出することができる。

なお、上記実施形態では、仕切部材３５に水抜き孔３７を設けた構成としたが、本発明はこれに限定されるものではなく、水抜き孔３７を設けない構成とすることも可能である。かかる構成とすれば、隣接する流入室３８、中間迂回室４０、流出室４１、上流迂回室４３および下流迂回室４５間における漏水を確実に防止できる。

また、上記実施形態では、図４に示す姿勢において仕切部材３５によってヘッダ１６，１７のカップ部材２１，２２の内部空間を幅方向に仕切り、流入室３８、中流迂回室４０、流出室４１、上流迂回室４３および下流迂回室４５を形成する例を例示したが、本発明はこれに限定されるものではない。さらに具体的には、例えば、図４に示す姿勢において仕切部材３５によってカップ部材２１，２２の内部空間を縦方向に仕切って複数の隔室（水室）を形成した構成としてもよい。

本実施形態の熱源装置１において採用されている二次熱交換器７は、図４や図６（ａ）に示すように受熱管１８を直列に並べたものであったが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば図６（ｂ），（ｃ）のように錯列（千鳥状）に並べたものであってもよい。また、受熱管１８は、図６（ａ），（ｂ）のように正方形配列に並べたものであってもよく、図６（ｃ）のように三角形配列に並べたものであってもよい。

上記実施形態の熱源装置１は、一次熱交換器３としてフィン・アンド・チューブ型の熱交換器を採用したものであったが、本発明はこれに限定されるものではなく、一次熱交換器３に二次熱交換器７と同様の構成を有する多管型熱交換器を採用したものや、一次熱交換器３として多管型熱交換器を採用し、二次熱交換器７として例えばプレートフィン型のような別のタイプの熱交換器を採用したものであってもよい。

また、上記した熱源装置１は、２つの熱交換器（一次熱交換器３、二次熱交換器７）を備えた潜熱回収型の熱源装置であったが、本発明はこれに限定されるものではなく、上記した二次熱交換器７として採用されていた多管型熱交換器と同様の構成を有する一次熱交換器３のみから構成されるものであってもよい。

上記実施形態において、仕切部材３５は、平板状の部材であったが、段押し加工を施してリブを形成するなどして補強した構成とすることも可能である。かかる構成によれば、仕切部材３５の耐圧強度をより一層向上することができる。

上記した二次熱交換器７は、受熱管１８の両端を管板２０，２０にろう付けした、いわゆる固定管板型の多管型熱交換器であったが、本発明はこれに限定されるものではなく、受熱管１８の一端側のみを管板２０に固定した、いわゆる遊動頭型と称されるものや、直管型の受熱管１８に代わってＵ字形の受熱管を採用した、いわゆるＵ字管型と称されるものとしてもよい。かかる構成とした場合であっても、二次熱交換器７をヘッダ１６，１７の占有体積が小さくコンパクトな構成とすることができ、熱源装置１を小型化することができる。

上記した二次熱交換器７は、ヘッダ１６の入水口４６から導入された湯水が、ヘッダ１６，１７間を往復動して熱交換加熱され、出水口４７から一次熱交換器３側に排出されるいわゆる多流路型の多管型熱交換器であったが、本発明はこれに限定されるものではなく、ヘッダ１７側に出水口４７を設け、ヘッダ１６側から導入された湯水が往復動せずヘッダ１７側から排出される構成とすることも可能である。

また、上記した二次熱交換器７は、ケース部材１５の内部に邪魔板等を設けた構成としてもよい。かかる構成によれば、ケース部材１５内全体に燃焼ガスを行き渡らせ、受熱管１８の伝熱面積を有効利用することができ、二次熱交換器７における熱交換効率をより一層向上することができる。

本発明の一実施形態である熱源装置の作動原理図である。図１に示す熱源装置の二次熱交換器近傍を示す分解斜視図である。二次熱交換器および排気部材を示す斜視図である。図３に示す二次熱交換器の分解斜視図である。図３に示す二次熱交換器のＡ−Ａ断面図である。（ａ）は、図３に示す二次熱交換器のＢ−Ｂ断面図であり、同（ｂ），（ｃ）は同（ａ）に示す二次熱交換器における受熱管の配置の変形例を示す模式図である。（ａ）は従来技術の熱交換器を示す斜視図であり、（ｂ）は（ａ）に示す熱交換器におけるカップ部材のろう付けしろを示す概念図である。

符号の説明

１熱源装置
３一次熱交換器（顕熱回収型熱交換手段）
５燃焼バーナ（燃焼手段）
７二次熱交換器（潜熱回収用熱交換手段）
１５ケース部材（胴体部）
１６，１７ヘッダ
１８受熱管
２０管板
２１，２２カップ部材（端室部材）
２３，２５，２６，２７受熱管群
３０，３１膨出部
３２，３３フランジ部
３５仕切部材
３６ろう付けしろ
３７水抜き孔（連通孔）
３８流入室（隔室）
４０中流迂回室（隔室）
４１流出室（隔室）
４３上流迂回室（隔室）
４５下流迂回室（隔室）

Claims

燃焼手段と、当該燃焼手段において発生した燃焼ガスが流れる燃焼ガス流路と、当該燃焼ガス流路を流れる燃焼ガスと熱交換を行う多管型熱交換手段とを有し、当該多管型熱交換手段は、中空状の胴体部と、当該胴体部の内部に配された複数の受熱管と、ヘッダ部とを有し、当該ヘッダ部は、受熱管の端部が接続される管板と、当該管板に装着される端室部材とを有し、前記管板と端室部材との間には湯水または熱媒体が流入する空間が形成され、当該空間が仕切部材によって複数の隔室に分割されていることを特徴とする熱源装置。
仕切部材は、端室部材の内壁および管板の双方に固定されていることを特徴とする請求項１に記載の熱源装置。
仕切部材は、端室部材の内壁および管板のいずれか一方に固定されていることを特徴とする請求項１に記載の熱源装置。
仕切部材には、隣接する隔室間を連通する連通孔が設けられてい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熱源装置。
仕切部材の厚みは、端室部材を構成する構成材の厚み以下であ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熱源装置。
主として当該燃焼手段において発生した燃焼ガスの顕熱を回収する顕熱回収用熱交換手段と、当該顕熱回収用熱交換手段の下流側に配置され、主として前記燃焼の潜熱を回収する潜熱回収用熱交換手段とを備えており、前記顕熱回収用熱交換手段および潜熱回収用熱交換手段のいずれか一方または双方は、多管型熱交換手段であ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熱源装置。