JP2006266651A - 熱交換器およびこれを備えた給湯装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ヒータの熱を水管内の水に対して効率良く伝達させることでき、凍結防止に際しての消費電力量の抑制やヒータの小サイズ化などを適切に図ることが可能な熱交換器を提供する。
【解決手段】複数の水管５と、これら複数の水管５に繋がったチャンバ６１Ａを内部に形成しているヘッダ６Ａと、このヘッダ６Ａに取り付けられるヒータ２と、を備えている、熱交換器であって、ヘッダ６Ａに一体または別体に設けられ、かつヒータ２を内部に収容するヒータ収容部ＨＳを備えており、このヒータ収容部ＨＳは、ヘッダ６Ａの外部側から内部側に進入している。
【選択図】 図４

Description

本発明は、水管内の水をヒータを利用して加熱することにより、その凍結防止を図るようにされた熱交換器、およびこれを備えた給湯装置に関する。

周知のとおり、給湯装置としては、ガスバーナなどの燃焼器と、水管を備えた熱交換器とを組み合わせたものがある。このような給湯装置は、熱交換効率を高くすることが可能であり、種々の給湯用途に広く用いられている。ただし、このような給湯装置は、運転の停止時においても熱交換器の水管内に水が残存しているために、たとえば寒冷地に設置されている場合には、その運転停止時に水管内が凍結しないように配慮する必要がある。

そこで、従来の熱交換器としては、凍結防止用の電熱式のヒータを備えたものが提案されている（たとえば、特許文献１を参照）。このような構成によれば、給湯装置の運転停止時において、水管内が凍結する虞れのある温度条件になった際に前記ヒータをオンにすると、前記水管内の水が加熱され、その凍結が防止される。

しかしながら、従来では、熱交換器にヒータを取り付ける場合、水管の外面、あるいはヘッダの外面に、ヒータを貼り付けるようにして装着しているのが実情であった。これでは、伝熱面積が非常に小さく、水管内の水を効率良く加熱することは難しい。従来では、ヒータから発せられた熱の多くが大気中に直接逃げたり、あるいは水管の表面部分を伝ってから大気中に逃げるといった現象を生じており、多くのロスが発生していた。その結果、従来では、凍結防止を図る際の消費電力量が多く、その電力コストが高くなる不具合を生じていた。また、ヒータとしても大きなサイズのものを用いる必要があり、その部品コストも高価となっていた。

特開２０００−１９９６４８号公報

本発明は、このような事情のもとで考え出されたものであって、ヒータの熱を水管内の水に対して効率良く伝達させることでき、凍結防止に際しての消費電力量の抑制やヒータの小サイズ化などを適切に図ることが可能な熱交換器、およびこれを備えた給湯装置を提供することを、その課題としている。

上記の課題を解決するため、本発明では、次の技術的手段を講じている。

本発明の第１の側面により提供される熱交換器は、複数の水管と、これら複数の水管に繋がったチャンバを内部に形成しているヘッダと、このヘッダに取り付けられるヒータと、を備えている、熱交換器であって、前記ヘッダに一体または別体に設けられ、かつ前記ヒータを内部に収容するヒータ収容部を備えており、このヒータ収容部は、前記ヘッダの外部側から内部側に進入していることを特徴としている。

このような構成によれば、ヒータを発熱させた場合、この熱はヒータ収容部を介してチャンバ内の水に伝わることとなるが、前記ヒータ収容部は、ヘッダの外部側から内部側に進入しており、このヒータ収容部をチャンバ内の水に直接接触させることができる。したがって、ヒータ収容部からチャンバ内の水への熱伝導は、直接行なわれる。しかも、前記ヒータ収容部とチャンバ内の水とが直接接触する面積、すなわち伝熱面積についても、大きくすることが可能である。さらに、前記ヒータは、ヒータ収容部に収容されているために、このヒータから発せられた熱が大気中などに直接逃げる割合を非常に少なくし、その多くをヒータ収容部からチャンバ内の水に伝わせることが可能となる。このようなことから、本発明によれば、チャンバ内および水管内の水をヒータによって効率良く加熱することが可能となり、凍結防止を図る際の消費電力量を少なくし、経済性に優れたものにすることができる。また、ヒータとしては、小型で廉価なものを用いることも可能となる。さらに、本発明によれば、ヒータがチャンバ内の水に直接晒されないようにすることが可能であり、ヒータとしては、防水加工などを施した特殊なものを用いる必要もない。

本発明の好ましい実施の形態においては、前記ヘッダは、前記各水管が接続されているベース部材と、このベース部材との間に前記チャンバが形成されるように前記ベース部材に接合されているヘッダカバーと、少なくとも一部分が前記チャンバ内に位置し、かつ前記ベース部材と前記ヘッダカバーとを互いに連結している連結部材と、を備えており、前記連結部材の内部には、前記ヒータを収容するための空間部が形成されており、前記連結部材が前記ヒータ収容部を構成している。

このような構成によれば、ヘッダのベース部材とヘッダカバーとを連結する役割を果たす連結部材が、ヒータ収容部として有効に利用されているために、その構造は合理的である。ヒータ収容部を前記連結部材とは別個に設ける必要がないため、全体の部品点数を少なくし、構造を簡素にするのに好適となる。

本発明の好ましい実施の形態においては、前記連結部材は、前記チャンバ内に位置して前記ベース部材および前記ヘッダカバーのそれぞれの内面に当接する第１および第２の段部と、これら第１および第２の段部のそれぞれから突出した第１および第２のネジ軸部と、を有しており、前記第１のネジ軸部は、前記ベース部材に設けられたネジ穴に螺合され、または前記第１の段部との間で前記ベース部材を挟み付けるためのナットが装着されることにより、前記ベース部材への固定が図られているとともに、前記第２のネジ軸部は、前記第２の段部との間で前記ヘッダカバーを挟み付けるためのナットが装着されることにより、前記ヘッダカバーへの固定が図られている。

このような構成によれば、連結部材を利用して単にベース部材とヘッダカバーとを連結するだけではなく、それらベース部材とヘッダカバーとの間隔を、所望の寸法に正確に規定することも可能となる。また、ベース部材およびヘッダカバーに対して連結部材を固定させる作業は、前記第１および第２のネジ軸部にナットを装着するなどして、容易かつ適切に行なうことが可能であり、その作業性も良い。

本発明の好ましい実施の形態においては、前記連結部材は、前記ヒータを前記空間部に挿入するための開口部が形成された端面を有しており、かつ前記連結部材には、前記ヒータが前記空間部から外部に抜けることを防止するための抜け止め具が前記開口部の周縁部に係止されて取り付けられている。

このような構成によれば、ヒータを連結部材の外部に抜けないようにした構造が簡易な構成により実現され、またその組み立て作業も容易となる。

本発明の好ましい実施の形態においては、前記ベース部材およびヘッダカバーの双方または一方と前記連結部材との互いに対向する部分には、少なくとも前記連結部材よりも熱伝導率が低い断熱部が介装して設けられている。

このような構成によれば、連結部材からベース部材またはヘッダカバーに多くの熱が伝達しないこととなる。したがって、チャンバ内の水に対する加熱効率がより高められる。

本発明の好ましい実施の形態においては、前記連結部材は、その外周面が凹凸状とされ、または伝熱用のフィンを備えた構成とされている。

このような構成によれば、チャンバ内の水に対する連結部材の伝熱面積をより大きくすることができ、加熱効率がさらに高められる。

本発明の第２の側面により提供される給湯装置は、燃焼器と、この燃焼器により発生された燃焼ガスから熱を回収する熱交換器と、を備えている、給湯装置であって、前記熱交換器として、本発明の第１の側面により提供される熱交換器が用いられていることを特徴としている。

このような構成によれば、本発明の第１の側面により提供される熱交換器について述べたのと同様な効果が得られる。

本発明のその他の特徴および利点は、添付図面を参照して以下に行なう発明の実施の形態の説明から、より明らかになるであろう。

以下、本発明の好ましい実施の形態を、図面を参照して具体的に説明する。

図１〜図６は、本発明に係る給湯装置およびその要部の一例を示している。図１によく表われているように、本実施形態の給湯装置Ａは、燃焼器３、１次熱交換器１、および２次熱交換器Ｂを具備している。この給湯装置Ａは、２次熱交換器Ｂに特徴があり、それ以外の全体的な基本構造は、従来既知のものと同様である。

燃焼器３は、たとえば正燃式のガスバーナであり、缶体３０内に配され、かつ燃料ガスが外部から供給されるように構成されている。缶体３０内には、下方の送風ファン３１から燃焼用空気が上向きに送風されるようになっている。１次熱交換器１は、燃焼器３で発生された燃焼ガスから顕熱を回収するためのものであり、複数のフィン１２を有する水管１１が缶体１０に対して略水平方向に貫通した構造を有している。缶体１０は、燃焼器３の缶体３０上に載設されているが、これらの缶体１０，３０を一体に形成してもよい。

２次熱交換器Ｂは、前記燃焼ガスからさらに潜熱を回収するためのものであり、１次熱交換器１の上方に配され、かつ缶体１０に対して補助缶体１９を介して接続されている。この２次熱交換器Ｂは、複数の水管５、これら水管５の両端に設けられたヘッダ６Ａ，６Ｂ、およびこれらを囲むケース（缶体）７を備えている。この２次熱交換器Ｂによって燃焼ガスから潜熱を回収すると凝縮水が発生するが、この凝縮水は燃焼ガス中の硫黄酸化物や窒素酸化物などを吸収した強酸性となる。このため、好ましくは、２次熱交換器Ｂの各構成部材は、ステンレスなどの耐酸性を有する材質とされている。

図２に示すように、ケース７の後壁部７０ａおよび前壁部７０ｂには、給気口７１および排気口７２が設けられている。１次熱交換器１を通過してその上方に進行した燃焼ガスは、給気口７１からケース７内に進入して複数の水管５によりその潜熱が回収され、その後排気口７２から外部に排出されるようになっている。ケース７の底壁部７０ｃには、潜熱回収に伴って発生する凝縮水を外部に排出させて中和器（図示略）などに送るための凝縮水用の排出口７３が設けられている。

図３に示すように、ヘッダ６Ａは、入水口６０ａおよび出湯口６０ｂを有する入水用および出湯用のチャンバ６１Ａ，６１Ｂを内部に形成している。ヘッダ６Ｂは、１つの共通チャンバ６１Ｃを内部に有している。ヘッダ６Ａ，６Ｂには、凍結防止用のヒータ２を収容した複数のヒータ収容部ＨＳが設けられている。この点については後述する。この２次熱交換器Ｂにおいては、ヘッダ６Ａの入水口６０ａに水が供給されると、この水はチャンバ６１Ａ内に流入し、これに繋がった複数の水管５の第１グループＧ１を通過してヘッダ６Ｂの共通チャンバ６１Ｃに流れ込む。次いで、前記水は、複数の水管５の第２グループＧ２を通過してヘッダ６Ａのチャンバ６１Ｂに流れ込み、出湯口６０ｂから排出される。図１に示すように、出湯口６０ｂから排出された水（湯）は、１次熱交換器１の入水口１１ａにさらに送られ、水管１１を通過して出湯口１１ｂから出湯し、所望の給湯先に送られる。なお、１次および２次の熱交換器に対する通水の順序は限定されず、たとえば先ず１次熱交換器１に入水がなされ、この１次熱交換器１を通過した湯水がその後２次熱交換器Ｂに供給される構成とすることもできる。

次に、ヘッダ６Ａの詳細な構造について、図４および図５を参照して説明する。ヘッダ６Ａのチャンバ６１Ａは、複数の水管５の長手方向一端が接続されたベース部材６９に、ヘッダカバー６８が組み付けられることにより形成されている。ヘッダカバー６８は、椀状であり、前記した入水口６０ａはこのヘッダカバー６８に形成されている。このヘッダカバー６８の先端外周縁６８ａは、ベース部材６９の外周縁に沿って形成された起立部６９ａに嵌合しており、かつこの嵌合部分は、たとえばロウ付けの手法により接合されている。ただし、この接合は、連結部材８を用いてベース部材６９とヘッダカバー６８との連結を予め図り、かつそれらの間隔ｓ１を所定の寸法に規定した上でなされている。この連結部材８は、ヒータ２を内部に収容しており、ヒータ収容部ＨＳを構成している。

連結部材８は、ヒータ２を収容するための空間部８０が内部に形成された軸状であり、その先端寄り部分には、第１のネジ軸部８１ａ、および第１の段部８２ａが形成されている。連結部材８のそれらよりも基端寄りの部分には、第２のネジ軸部８１ｂ、および第２の段部８２ｂが形成されている。第１のネジ軸部８１ａは、ベース部材６９のネジ孔６９ｂに螺合して締め付けられている。この作用により、連結部材８は、第１の段部８２ａがベース部材６９の内面に当接するようにしてこのベース部材６９に固定されている。なお、連結部材８をベース部材６９に固定させる手段としては、本実施形態の構造に代えて、たとえば第１のネジ軸部８１ａの先端にナット（図示略）を螺合させ、かつこのナットと第１の段部８２ａとによってベース部材６９を挟み付ける手段を採用することもできる。

第２の段部８２ｂは、ヘッダカバー６８の内面に当接している。また、第２のネジ軸部８１ｂは、ヘッダカバー６８およびこのヘッダカバー６８の外面に重ねられたケース７の側壁部７０ｄに設けられた孔部を貫通している。この第２のネジ軸部８１ｂには、ナット８９が螺合しており、このナット８９と第２の段部８２ｂとによってヘッダカバー６８と側壁部７０ｄとが挟み付けられている。この構造により、連結部材８とヘッダカバー６８との固定が図られ、第１および第２の段部８２ａ，８２ｂがベース部材６９とヘッダカバー６８との間隔ｓ１を所定寸法に規定する作用が得られる。また、ヘッダ６Ａは、連結部材８およびナット８９を利用してケース７の側壁部７０ｄに取り付けられることとなり、ヘッダ６Ａをケース７に取り付けるための手段を別途設ける必要を無くし、または少なくすることができる利点も得られる。さらに、本実施形態では、ケース７内にヘッダ６Ａが配置された構造となるが、このような構造によれば、ヘッダ６Ａの表面に結露が生じ、かつその結露水がヘッダ６Ａの下方に滴下した場合に、この結露水をケース７の底壁部７０ｃによって受けることが可能となる。このようにすると、給湯装置Ａのケース７以外の部分が、前記結露水によって汚されないようにする効果も得られる。

ヒータ２は、連結部材８の後端面（基端面）の開口部８０ａから空間部８０内に挿入されている。このヒータ２は、配線コード２０が接続された電熱式であり、たとえば略円柱状である。連結部材８には、このヒータ２の抜け止めを図るための抜け止め具９（クイックファスナ）が取り付けられている。この抜け止め具９は、薄肉金属板をプレス加工するなどして作製されたものであり、図６に示すように、基部９０に一対の脚部９１が連設され、かつこれら脚部９１の先端部には先広がりの傾斜部９１ａが設けられたクリップ状である。一対の脚部９１のそれぞれには、スリット９２が形成されており、このスリット９２の一側方（同図（ａ）の手前側）には、内幅Ｄ１の一対の円弧状部９３Ａが形成されている。これら一対の円弧状部９３Ａおよびその近傍部分は、後述するように、ヒータ２が空間部８０から抜けないようにヒータ２の後端面に当接させるための部分である。内幅Ｄ１は、ヒータ２の後端部の直径よりも小寸法である。

抜け止め具９のスリット９２の他側方には、内幅Ｄ２の一対の円弧状部９３Ｂが形成されている。内幅Ｄ２は、内幅Ｄ１よりも大である。図４に示すように、連結部材８の基端部には、凸状の段部８３が設けられており、抜け止め具９は、その段部８３とナット８９との間の部分を一対の円弧状部９３Ｂがその両側から挟みつけるむようにして、連結部材８に装着されている。この装着は、一対の脚部９１の先端の傾斜部９１ａを、連結部材８の装着対象部分に当接させてから、一対の円弧状部９３Ｂの開口幅Ｄ３（図６（ｃ）を参照）を強制的に広げるように、抜け止め具９を連結部材８の半径方向に押し付けることにより行なうことができる。一対の円弧状部９３Ｂおよびその近傍部分は、段部８３に係止しており、この係止作用により、抜け止め具９は連結部材８の後方に抜けないようになっている。ヒータ２の後方には、円弧状部９３Ａが位置しており、この円弧状部９３Ａにヒータ２の後端面が当接することにより、ヒータ２の抜け止めが図られている。

図４および図５においては、ヘッダ６Ａの１つのチャンバ６１Ａのみが示されているが、ヘッダ６Ａの他のチャンバ６１Ｂについても、前記したチャンバ６１Ａと同様な構成である。また、共通チャンバ６１Ｃも、その基本的な構成はチャンバ６１Ａ，６１Ｂと同様である。したがって、それらの詳細な説明は省略する。図３において、チャンバ６１Ｂ，６１Ｃに関連する構成要素のうち、前述した構成要素と共通する構成要素には、同一の符号を付している。

次に、２次熱交換器Ｂ、およびこれを備えた給湯装置Ａの作用について説明する。

まず、給湯装置Ａは、１次熱交換器１および２次熱交換器Ｂの水管１１，５に通水がなされると、運転が開始されて燃焼器３が駆動し、この燃焼器３によって発生された燃焼ガスからは１次熱交換器１および２次熱交換器Ｂによって顕熱および潜熱が回収される。この熱回収により生成された湯は、出湯口１１ｂから所望の給湯先に供給される。一方、給湯装置Ａは、その運転休止時（燃焼器３の非駆動時）においても、２次熱交換器Ｂの水管５内の水温、あるいは給湯装置Ａの周辺の気温を温度センサ（図示略）により検出している。そして、冬季などにおいて、前記の検出温度が水管５内に凍結を生じさせる虞れのある所定温度に近づくと、各ヒータ２がオンとなる。これにより、２次熱交換器Ｂのヘッダ６Ａ，６Ｂ内が加熱され、２次熱交換器Ｂ内に存在している水の凍結防止が図られる。

図４に示した構造において、ヒータ２が発熱すると、この熱は連結部材８の略全体に伝わるが、連結部材８はチャンバ６１Ａ内に挿入されており、第１および第２の段部８２ａ，８２ｂ間の軸部の外周面８８の全体がチャンバ６１Ａ内の水と直接接触している。したがって、チャンバ６１Ａ内の水に対する伝熱面積は大きく、またヒータ２の熱が大気中などに逃げる量も少なくなり、ヒータ２から発せられた熱はチャンバ６１Ａ内の水に効率よく作用する。もちろん、連結部材８は、熱伝導率の高い金属製（たとえばステンレス）である。このようなことから、チャンバ６１Ａ内および水管５内の凍結防止を図るために必要とされるヒータ２の消費電力量を少なくすることが可能となる。また、このようにヒータ２の加熱効率を高くすれば、ヒータ２としては、比較的小サイズで廉価なものを用いることも可能となる。さらに、ヒータ２は、連結部材８内に収容されて、チャンバ６１Ａ内の水には直接接触しないように設けられているために、このヒータ２自体には防水性をもたせる必要もない。

連結部材８は、ベース部材６９とヘッダカバー６８との間隔ｓ１を所望寸法に規定してこれらを連結する役割を果たすものであるが、本実施形態では、この連結部材８を有効に利用してヒータ収容部ＨＳが構成されている。したがって、たとえば連結部材８とは別にヒータ２を設ける場合と比較すると、その構成は合理的であり、ヘッダ６Ａの構造を簡素にするのにも有利となる。また、ヒータ２の取り付けは、連結部材８内にヒータ２を挿入してから抜け止め具９を連結部材８の所定箇所に装着するだけでよく、しかもその抜け止め具９の装着はいわゆるワンタッチで行なうことが可能であるために、ヒータ２の装着作業も容易である。前記したような効果は、チャンバ６１Ａのヒータ収容部ＨＳに限らず、他のチャンバ６１Ｂ，６１Ｃのヒータ収容部ＨＳについても同様に得られる。

なお、１次熱交換器１については、ヘッダを有しない水管構造を採用しているために、本発明は適用されていないが、この１次熱交換器１においては、たとえば従来技術と同様に、水管１１の外面にヒータを取り付けるなどしてその凍結防止が図られる構造とされている。この給湯装置Ａのように、１つの給湯装置に２つの熱交換器が具備されている場合、本発明は、その一方の熱交換器のみに適用されていてもよい。１次熱交換器１についても、２次熱交換器Ｂと同様にヘッダを備えた水管構造として、本発明を適用することができることは勿論である。本発明とは異なり、ヒータを用いることなく、熱交換器の凍結防止を図る手段としては、熱交換器の水管から水を抜く手段もある。ところが、たとえば熱交換効率を高めることを目的として、水管が小口径の細管を用いて形成されている場合には、その内部に発生する水の表面張力に起因して水管内の水を適切に抜き取ることが困難な場合が多い。とくに、２次熱交換器においては、顕熱回収後の燃焼ガスから多くの熱を回収することを目的として細管を用いる場合が多い。したがって、ヒータ収容部ＨＳを利用して凍結防止を図る構成は、細管が用いられてその水抜きが難しい２次熱交換器に最適である。

図７〜図１０は、本発明の他の実施形態を示している。同図において、前記実施形態と同一または類似の要素には、前記実施形態と同一の符号を付している。

図７（ａ）に示す構成においては、連結部材８の外周面８８が凹凸状に形成されている。より具体的には、連結部材８の外周面８８には、断面略三角形状、あるいは他の断面形状を有する環状の凸部８８ａと凹部８８ｂとが交互に形成されている。同図（ｂ）に示す構成においては、連結部材８の外周面８８に、１または複数のフィン８８ｃが取り付けられている。このフィン８８ｃは、中空円板状あるいは中空矩形板状などの薄肉金属板により形成されており、これを連結部材８にロウ付けなどの手法により接合させたものである。

これらの実施形態によれば、チャンバ６１Ａ内の水に対する伝熱面積がさらに大きくなるために、前記水に対する加熱効率がより高められる。なお、連結部材８の外周面８８を凹凸状に形成する場合、図７（ａ）に示したものとは異なる構成にすることが可能である。たとえば、ロレット溝、螺旋溝、あるいは連結部材８の軸長方向に延びる溝などを、連結部材の外周面に形成した構成とすることもできる。

図８に示す構成においては、連結部材８の第１の段部８２ａとベース部材６９との間、および第２の段部８２ｂとヘッダカバー６８との間に、断熱部８７ａ，８７ｂが設けられている。これら断熱部８７ａ，８７ｂは、連結部材８よりも熱伝導率が低く、その材質はたとえばフッ素樹脂などの樹脂である。本実施形態によれば、連結部材８からベース部材６９およびヘッダカバー６８への熱伝達が抑制され、その分だけチャンバ６１Ａ内の水に対する加熱効率が高められることとなる。

図９に示す構成においては、ヒータ収容部ＨＳが、連結部材８Ａを利用することなく設けられている。より具体的には、連結部材８Ａは、内部にヒータ２を収容する構造にはなっておらず、その基端部にはボルト８９０が螺合されている。この基端部とボルト８９０の頭部との間には、ヘッダカバー６８およびケース７の側壁部７０ｄが挟み込まれている。ヒータ収容部ＨＳは、ヘッダ６Ａとは別体に形成されたケーシング８５内にヒータ２が収容された構成を有している。ケーシング８５は、たとえば金属製であり、ヘッダカバー６８および側壁部７０ｄを貫通してヘッダ６Ａの外部側から内部側に挿入されている。

本実施形態によれば、ケーシング８５の外周面や先端面は、チャンバ６１Ａ内の水に直接接触しており、やはりチャンバ６１Ａ内の水に対する伝熱面積が大きく、加熱効率がよいものとなる。このように、本発明においては、連結部材とは別個に、ヒータ収容部を設けてもよい。

図１０に示す構成においては、ヘッダ６Ａのヘッダカバー６８の一部分を、ベース部材６９寄りに突出させていることにより、その突出部分の内部にヒータ２を収容する空間部が形成されたヒータ収容部ＨＳが設けられている。なお、ヒータ２は、ケース７の側壁部７０ｄを貫通している。

本実施形態においても、図９に示した実施形態と同様に、チャンバ６１Ａ内の水に対する伝熱面積を大きくし、加熱効率を高めることが可能である。加えて、ヒータ収容部ＨＳがヘッダカバー６８を利用して形成されているために、図９に示す実施形態と比較すると、部品点数を少なくできる利点が得られる。本実施形態のように、本発明では、ヒータ収容部をヘッダに一体的に設けた構成として、ヘッダ６Ａの外部側から内部側に進入させてもかまわない。

本発明は、上述した実施形態に限定されない。本発明に係る熱交換器、および給湯装置の各部の具体的な構成は、種々に設計変更自在である。

本発明は、複数の水管を備えた種々の熱交換器に適用可能であり、水管の具体的な材質や形状など、およびヘッダの具体的な構造などは問わない。蛇腹状などの水管を用いたものにも適用可能である。また、水管の片側のみにヘッダを備えたいわゆる片ヘッダタイプの熱交換器にも適用可能である。ヒータの種類、形状、サイズなどもとくに限定されるものではない。

本発明に係る給湯装置においては、燃焼器として、ガスバーナ以外のものを用いてもよく、たとえばオイルバーナを用いた構成とすることもできる。また、燃焼器により発生された燃焼ガスが上方に進行する正燃式のものに代えて、燃焼ガスを下方に進行させる逆燃式として構成することもできる。本発明でいう給湯装置は、瞬間式給湯器以外として、たとえば床暖房用の給湯装置などとして構成することもでき、湯の具体的な供給先や用途を問うものではない。

本発明が適用された給湯装置の一例を示す概略正面断面図である。 図１のII−II要部断面図である。 図１のIII−III断面図である。 図１に示す給湯装置の要部断面図である。 図４に示す構造部分の分解断面図である。 （ａ）は、図４に示す構造部分に用いられている抜け止め具の斜視図であり、（ｂ）は、（ａ）のVIｂ−VIｂ断面図であり、（ｃ）は、（ａ）のVIｃ−VIｃ断面図である。 （ａ），（ｂ）は、本発明の他の例を示す要部断面図である。 本発明の他の例を示す要部断面図である。 本発明の他の例を示す要部断面図である。 本発明の他の例を示す要部断面図である。

符号の説明

Ａ 給湯装置
Ｂ ２次熱交換器
ＨＳ ヒータ収容部
１ １次熱交換器
２ ヒータ
３ 燃焼器
５ 水管（２次熱交換器の）
６Ａ，６Ｂ ヘッダ
８ 連結部材
９ 抜け止め具
６０ａ 入水口
６０ｂ 出湯口
６１Ａ〜６１Ｃ チャンバ
６８ ヘッダカバー
６９ ベース部材
８０ 空間部（ヒータ収容用）
８１ａ，８１ｂ 第１および第２のネジ軸部
８２ａ，８２ｂ 第１および第２の段部
８３ 段部（係止用）
８９ ナット

Claims (7)

1. 複数の水管と、これら複数の水管に繋がったチャンバを内部に形成しているヘッダと、このヘッダに取り付けられるヒータと、を備えている、熱交換器であって、
   前記ヘッダに一体または別体に設けられ、かつ前記ヒータを内部に収容するヒータ収容部を備えており、
   このヒータ収容部は、前記ヘッダの外部側から内部側に進入していることを特徴とする、熱交換器。
2. 前記ヘッダは、前記各水管が接続されているベース部材と、このベース部材との間に前記チャンバが形成されるように前記ベース部材に接合されているヘッダカバーと、少なくとも一部分が前記チャンバ内に位置し、かつ前記ベース部材と前記ヘッダカバーとを互いに連結している連結部材と、を備えており、
   前記連結部材の内部には、前記ヒータを収容するための空間部が形成されており、前記連結部材が前記ヒータ収容部を構成している、請求項１に記載の熱交換器。
3. 前記連結部材は、前記チャンバ内に位置して前記ベース部材および前記ヘッダカバーのそれぞれの内面に当接する第１および第２の段部と、これら第１および第２の段部のそれぞれから突出した第１および第２のネジ軸部と、を有しており、
   前記第１のネジ軸部は、前記ベース部材に設けられたネジ穴に螺合され、または前記第１の段部との間で前記ベース部材を挟み付けるためのナットが装着されることにより、前記ベース部材への固定が図られているとともに、
   前記第２のネジ軸部は、前記第２の段部との間で前記ヘッダカバーを挟み付けるためのナットが装着されることにより、前記ヘッダカバーへの固定が図られている、請求項２に記載の熱交換器。
4. 前記連結部材は、前記ヒータを前記空間部に挿入するための開口部が形成された端面を有しており、かつ前記連結部材には、前記ヒータが前記空間部から外部に抜けることを防止するための抜け止め具が前記開口部の周縁部に係止されて取り付けられている、請求項３に記載の熱交換器。
5. 前記ベース部材およびヘッダカバーの双方または一方と前記連結部材との互いに対向する部分には、少なくとも前記連結部材よりも熱伝導率が低い断熱部が介装して設けられている、請求項２ないし４のいずれかに記載の熱交換器。
6. 前記連結部材は、その外周面が凹凸状とされ、または伝熱用のフィンを備えた構成とされている、請求項２ないし５のいずれかに記載の熱交換器。
7. 燃焼器と、この燃焼器により発生された燃焼ガスから熱を回収する熱交換器と、を備えている、給湯装置であって、
   前記熱交換器として、請求項１ないし６のいずれかに記載の熱交換器が用いられていることを特徴とする、給湯装置。

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