JP2008076002A - 熱交換器 - Google Patents

Abstract

【課題】 一缶二水路式で一方の単独加熱運転時でも同時加熱されることに起因する不都合の解消を図り得る熱交換器を提供する。
【解決手段】 第１燃焼部３の上方位置のフィン板５の右側領域に第１水管６の水管部６０〜６８を貫通配置し、第２燃焼部４の上方位置の左側領域に第２水管７の水管部７０〜７４を貫通配置する。第１燃焼部と第２燃焼部との境界位置に非燃焼領域１３を設定し、その上方位置に隙間１２を隔てて水平方向に相対向する仕切り壁１０，１１を配設する。仕切り壁１０を第２水管の水管部７１，７３と、第１水管の水管部６４との上下三段に段積みされた３本で形成し、仕切り壁１１を第１水管の水管部６３，６５と、第２水管の水管部７２との上下三段に段積みされた３本で形成する。
【選択図】 図４

Description

本発明は、例えば給湯用水路と追い焚き用水路との二水路、あるいは、給湯用水路と温水循環暖房用水路との二水路というように、互いに異なる二つの水路に対する熱交換加熱のために用いられる、一缶二水路式の熱交換器に関する。

従来、この種の熱交換器として、例えば給湯用水路と風呂の追い焚き用水路との二水路の各熱交換用水管を上下に配置して上下方向に互いに接触させることにより上下一対にし、この上下一対の状態で多数のフィン板に貫通させた一缶二水路式の熱交換器が知られている。そして、このような熱交換器において、必要熱量の大きい方の水路（給湯用水路）の熱交換用水管を下側に、必要熱量の小さい方の水路（追い焚き水路）の熱交換用水管を上側に、それぞれ配置させる一方、上側の熱交換用水管に接するフィン板部分に伝熱遮断用の切欠凹部又は切欠孔を設けて、給湯用水路の単独加熱運転時に追い焚き用水路内の滞留水の沸騰防止を図るようにすることが知られている（例えば特許文献１又は特許文献２参照）。

特許３４１７１５３号公報 特開平１０−１３２３８８号公報

ところで、一缶二水路式の熱交換器では、一方の水路を加熱する単独加熱運転を行うと、他方の水路までも同時に加熱されてしまうことになり、かかる同時加熱に起因して種々の不都合が生じる場合がある。すなわち、運転対象の水路では水の流通が開始されることにより加熱運転が開始され、この流通状態の水を対象にして昇温させるための熱量が加えられるのに対し、運転対象ではない上記の他方の水路では内部の水は滞留状態になっている。このような滞留状態のままで同時加熱の影響を受けると、早期に沸騰に至り易くなったり、耐久性に悪影響が生じたりという不都合を招くことになる。上記の如き互いに異なる二水路の双方の水管を上下一対に接合したとしても、一方の水路についての単独加熱運転を行う場合には必ず他方の水路の水管も加熱されてしまうことになり、上記の上下一対に接合する等の種々の対策は不都合発生の程度を如何に減じるかに止まっている。このため、このような不都合に対し、上記の従来の熱交換器でも十分には解消し得ず、より確実に不都合解消を図り得る熱交換器の提供が要請されている。

又、上記の如く上下一対とはせずに、図１０に示すように２つの水路を同じ缶体２００内で完全に分離して配置することも考えられる。すなわち、フィン板５００の一側領域に一方の水路用の第１水管６００を、他側領域に他方の水路用の第２水管７００をそれぞれ配設し、第１水管６００の配設領域と、第２水管７００の配設領域に対応させて燃焼部３００，４００も独立して燃焼作動可能とするのである。しかしながら、このように構成したとしても、例えば燃焼部３００を燃焼作動させて第１水管６００に対する単独加熱運転を実行すると、第２水管７００の燃焼部３００側の部分において上記と同様に同時加熱による不都合が生じてしまうことになる。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、一缶二水路式の場合であっても、一方水路の単独加熱運転時に運転停止状態の他方水路までも同時加熱されることに起因する不都合等について、確実に解消し得る熱交換器を提供することにある。

上記目的を達成するために、請求項１に係る発明では、互いに独立燃焼作動可能とされ水平方向一側領域に配設された第１燃焼部と、水平方向他側領域に配設された第２燃焼部との上方位置に配設されて、互いに異なる第１水路と第２水路との内部水を熱交換加熱するように構成され、上記第１水路の一部を構成する熱交換用第１水管と、上記第２水路の一部を構成する熱交換用第２水管と、これら第１水管及び第２水管が貫通される複数のフィン板とを備えた熱交換器を対象にして次の特定事項を備えることとした。すなわち、上記第１水管を上記第１燃焼部の上方領域に相当する各フィン板の水平方向一側領域に、上記第２水管を上記第２燃焼部の上方領域に相当する上記各フィン板の水平方向他側領域にそれぞれ配設する。そして、上記第１水管及び第２水管の互いの配設領域の境界部位において、水平方向に所定幅を有して上下方向に延びる隙間を挟んで水平方向両側位置で相対向するように、それぞれ上記各水管の一部を構成する水管部を上下方向に少なくとも２本積み重ね、かつ、上下方向に互いに接触した状態に配設させて仕切り壁を形成するようにした。

この発明の場合、第１水管の配設領域である水平方向一側領域と、第２水管の配設領域である水平方向他側領域とが、その境界部位において、互いに隙間を隔てて設定される上に、その隙間を挟んで相対向するように仕切り壁が形成されることになる。これにより、第１燃焼部又は第２燃焼部の単独燃焼作動による第１又は第２水路の単独加熱運転が実行された場合であっても、燃焼ガスが加熱対象ではない側の水管の配設領域内に流れ込むことが仕切り壁によって阻止されるため、加熱対象ではない側の水管が同時加熱されてしまうことを十分に防止・抑制することが可能となり、その同時加熱に起因する沸騰発生等の不都合の発生も確実に回避させ得ることになる。しかも、かかる作用を奏する仕切り壁が各水管を構成する水管部の配置を工夫することによって形成されるため、余分な部材を新設・追加することも必要ない。

上記発明をより具体化させるには、上記一対の仕切り壁の内の水平方向一側の仕切り壁として、上記第１水管を構成する２以上の水管部を上下方向に互いに接触した状態で各フィン板に貫通配置させて形成し、水平方向他側の仕切り壁として、上記第２水管を構成する２以上の水管部を上下方向に互いに接触した状態で各フィン板に貫通配置させて形成することができる(請求項２)。この場合には、隙間を挟んで水平方向一側領域の側の仕切り壁がその一側領域に配設された第１水管によって形成され、同様に水平方向他側領域の側の仕切り壁が他側領域に配設された第２水管によって形成されることになる。これにより、隙間を隔ててそれぞれ第１水管自体によって又は第２水管自体によって形成された仕切り壁でブロックされた状態で、第１水管と第２水管との各配設領域を完全に分断させることが可能となり、一方の単独加熱運転時における他方への燃焼ガスの影響を最小限に抑制することが可能になる。

又、上記一対の仕切り壁の内の水平方向一側の仕切り壁として、上記第１水管を構成する１以上の水管部と上記第２水管を構成する１以上の水管部とを上下方向に互いに接触した状態で各フィン板に貫通配置させて形成し、水平方向他側の仕切り壁として、上記第２水管を構成する１以上の水管部と上記第１水管を構成する１以上の水管部とを上下方向に互いに接触した状態で各フィン板に貫通配置させて形成することができる(請求項３)。この場合には、境界部位において、第１水管を構成する一部の水管部が第２水管の配設領域の側の仕切り壁の一部として用いられ、第２水管の構成する一部の水管部が第１水管の配設領域の側の仕切り壁の一部として用いられることになる。このため、いずれか一方の単独加熱運転のときに運転対象ではない他方に属する水管部が同時加熱されたとしても、この水管部が受熱した熱をこれに接触している運転対象の水管部に吸熱させて奪い取ることが可能になる。これにより、上記の他方に属する水管部が同時加熱により過加熱状態に陥って沸騰が発生する等の不都合発生を確実に回避することが可能になる上に、同時加熱により他方に属する水管部の受熱分も加熱対象の水管部の側に吸熱させ得るために熱効率の向上をも図り得ることになる。

このような請求項３の熱交換器をより具体的に特定すると、上記第１水管及び第２水管をそれぞれの配設領域において上段レベル及び下段レベルの上下方向に所定間隔を隔てた二段配置で各フィン板を貫通するように配設し、上記水平方向一側の仕切り壁として上記第１水管を構成する上段レベル及び下段レベルの２本の水管部と、これら２本の水管部の上下間に上下方向に接触した状態で挟み込まれた上記第２水管を構成する１本の水管部とで形成し、上記水平方向他側の仕切り壁として上記第２水管を構成する２本の水管部と、これら２本の水管部の上下間に上下方向に接触した状態で挟み込まれた上記第１水管を構成する１本の水管部とで形成することができる(請求項４)。この場合、各仕切り壁が上下に段積み状態に接触結合された３本の水管部で構成されることになり、各仕切り壁の仕切り機能をより確実に発揮させることが可能になる上に、加熱対象ではない水管部から加熱対象の水管部への吸熱も、上下両側での接触箇所を通して確実に行われることになる。これにより、請求項３の同時加熱による沸騰等の不都合発生の回避と、熱効率の向上との作用をより十分にかつより確実に得られることになる。

請求項５に係る発明では、互いに独立燃焼作動可能とされ水平方向一側領域に配設された第１燃焼部と、水平方向他側領域に配設された第２燃焼部との上方位置に配設されて、互いに異なる第１水路と第２水路との内部水を熱交換加熱するように構成され、上記第１水路の一部を構成する熱交換用第１水管と、上記第２水路の一部を構成する熱交換用第２水管と、これら第１水管及び第２水管が貫通される複数のフィン板とを備えた熱交換器を対象にして次の特定事項を備えることとした。すなわち、上記第１水管を上記第１燃焼部の上方領域に相当する各フィン板の水平方向一側領域に、上記第２水管を上記第２燃焼部の上方領域に相当する上記各フィン板の水平方向他側領域にそれぞれ配設する。そして、上記第１水管及び第２水管の互いの配設領域の境界部位において、水平方向に所定幅を有して上下方向に延びる隙間を挟んで水平方向両側位置で相対向するように、それぞれ上記各水管の一部を構成する水管部と、この水管部の上下方向に接触又は近接させて配設した介在部材とにより仕切り壁を形成することとした。

この発明の場合、請求項１に係る発明の場合と同様に、第１水管の配設領域である水平方向一側領域と、第２水管の配設領域である水平方向他側領域とが、その境界部位において、互いに隙間を隔てて設定される上に、その隙間を挟んで相対向するように仕切り壁が形成されることになる。これにより、第１燃焼部又は第２燃焼部の単独燃焼作動による第１又は第２水路の単独加熱運転が実行された場合であっても、燃焼ガスが加熱対象ではない側の水管の配設領域内に流れ込むことが仕切り壁によって阻止されるため、加熱対象ではない側の水管が同時加熱されてしまうことを十分に防止・抑制することが可能となり、その同時加熱に起因する沸騰発生等の不都合の発生も確実に回避させ得ることになる。

上記の請求項５に係る発明をより具体化すると、上記介在部材として、上記水管部の上下方向に近接する位置の各フィン板から隣接する他のフィン板に向けて突出させた凸状部により構成することができる(請求項６)。この場合、水管部と凸状部とによって、燃焼ガスの流れ込みを実質的に遮断し得る仕切り壁が形成される上に、凸状部は各フィン板に予め加工形成することができるため、仕切り壁の形成も容易に実現させる得ることになる。

又、上記介在部材として、上記水管部に対し上下方向に接触させた状態で上下方向に延びるように配設した壁部により構成することもできる(請求項７)。この場合であっても、請求項５に係る発明の仕切り壁を形成することができる上に、上下方向に互いに接触しているため各仕切り壁による燃焼ガスの流入遮断機能を確実に実現させ得ることになる。

以上の各発明においては、上記第１燃焼部と第２燃焼部との境界位置であって、上記境界部位の隙間と上下方向に対応する位置に、非燃焼領域を形成することができる(請求項８)。このようにすることにより、境界部位の隙間の下方には非燃焼領域が存在することになり、第１又は第２燃焼部の単独燃焼作動のときに、加熱対象ではない側の水管に及ぶ可能性のある同時加熱の影響を可及的に減少させて、加熱対象ではない側の水管の沸騰のおそれ等の不都合発生をより確実に回避させることが可能になる。

あるいは、上記第１燃焼部と第２燃焼部との境界位置であって、上記境界部位の隙間と上下方向に対応する位置に空気吹き込み手段を配設し、上記空気吹き込み手段として第１燃焼部及び第２燃焼部の一方が燃焼作動されるとき上記隙間に向けて空気を吹き込む構成にすることができる(請求項９)。このようにすることにより、空気吹き込み手段から噴出された空気が隙間を通して上方に流れ、この隙間を隔てて水平方向に相対向する一対の仕切り壁間にエアカーテンが形成されることになる。このエアカーテンにより水平方向一側と他側との間の伝熱が遮熱されるため、単独加熱運転のときの加熱対象ではない側の水管への同時加熱の影響を可及的かつ十分に回避させることが可能になる。

以上、説明したように、請求項１〜請求項４のいずれの熱交換器によれば、第１燃焼部又は第２燃焼部の単独燃焼作動による第１又は第２水路の単独加熱運転が実行された場合であっても、燃焼ガスが加熱対象ではない側の水管の配設領域内に流れ込むことを仕切り壁によって阻止することができる。これにより、加熱対象ではない側の水管が同時加熱されてしまうことを十分に防止・抑制することができ、その同時加熱に起因する沸騰発生等の不都合の発生も確実に回避することができるようになる。しかも、かかる効果を奏する仕切り壁を、各水管を構成する水管部の配置を工夫することによって形成することができ、余分な部材を新設・追加することも必要なく部品点数の増大等を招くことなく実現させることができる。

特に、請求項２によれば、隙間を挟んで水平方向一側領域の側の仕切り壁がその一側領域に配設された第１水管によって形成され、同様に水平方向他側領域の側の仕切り壁が他側領域に配設された第２水管によって形成されることになる。これにより、隙間を隔ててそれぞれ第１水管自体によって又は第２水管自体によって形成された仕切り壁によりブロックされた状態で、第１水管と第２水管との各配設領域を完全に分断させることができ、一方の単独加熱運転時における他方への燃焼ガスの影響を最小限に抑制することができる。

請求項３によれば、境界部位において、第１水管を構成する一部の水管部を第２水管の配設領域の側の仕切り壁の一部として用い、第２水管の構成する一部の水管部を第１水管の配設領域の側の仕切り壁の一部として用いているため、いずれか一方の単独加熱運転のときに運転対象ではない他方に属する水管部が同時加熱されたとしても、この水管部が受熱した熱をこれに接触している運転対象の水管部に吸熱させて奪い取ることができるようになる。これにより、上記の他方に属する水管部が同時加熱により過加熱状態に陥って沸騰が発生する等の不都合発生を確実に回避することができる上に、同時加熱により他方に属する水管部の受熱分も加熱対象の水管部の側に吸熱させ得るために熱効率の向上をも図ることができるようになる。

請求項４によれば、各仕切り壁を上下に段積み状態に接触結合された３本の水管部で構成しているため、各仕切り壁の仕切り機能をより確実に発揮させることができる上に、加熱対象ではない水管部から加熱対象の水管部への吸熱も、上下両側での接触箇所を通して確実に行うことができるようになる。これにより、請求項３の同時加熱による沸騰等の不都合発生の回避と、熱効率の向上との作用をより十分にかつより確実に得ることができるようになる。

又、請求項５〜請求項９のいずれかの熱交換器によれば、請求項１に係る発明の場合と同様に、第１燃焼部又は第２燃焼部の単独燃焼作動による第１又は第２水路の単独加熱運転が実行された場合であっても、燃焼ガスが加熱対象ではない側の水管の配設領域内に流れ込むことを仕切り壁によって阻止することができ、加熱対象ではない側の水管が同時加熱されてしまうことを十分に防止・抑制することができる。これにより、単独加熱運転時に加熱対象ではない側の水管の同時加熱に起因する沸騰発生等の不都合の発生を確実に回避することができるようになる。

特に、請求項６によれば、水管部と凸状部とによって、燃焼ガスの流れ込みを実質的に遮断し得る仕切り壁を形成することができる上に、各フィン板に凸状部を予め加工形成することができるため、仕切り壁の形成を容易に実現させることができる。

請求項７によれば、請求項５に係る発明の仕切り壁を形成することができる上に、上下方向に互いに接触しているため各仕切り壁による燃焼ガスの流入遮断機能を確実に実現させることができる。

請求項８によれば、境界部位の隙間の下方に非燃焼領域が存在することになるため、第１又は第２燃焼部の単独燃焼作動のときに、加熱対象ではない側の水管に及ぶ可能性のある同時加熱の影響を可及的に減少させて、加熱対象ではない側の水管の沸騰のおそれ等の不都合発生をより確実に回避させることができる。

請求項９によれば、空気吹き込み手段から噴出された空気によって、隙間を隔てて水平方向に相対向する一対の仕切り壁間にエアカーテンを形成することができ、このエアカーテンにより水平方向一側と他側との間の伝熱を遮熱して、単独加熱運転のときの加熱対象ではない側の水管への同時加熱の影響を可及的かつ十分に回避させることができる。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。

＜第１実施形態＞
図１は、本発明の実施形態に係る熱交換器を適用した給湯装置の燃焼缶体２を示し、３は缶体２内の水平方向一側領域(同図の右側領域)に配設され例えば燃料ガスの供給を受けて燃焼される第１燃焼部、４は缶体２内の水平方向他側領域(同図の左側領域)に配設され同様に燃料ガスの供給を受けて燃焼される第２燃焼部、５は同図の紙面に直交する方向に多数枚が並設される熱交換用のフィン板、６は第１水路としての給湯用水路の一部を構成する熱交換用の第１水管、７は第２水路としての循環加熱水路の一部を構成する熱交換用の第２水管である。上記給湯用水路は、例えば水道水の給水が入水されて上記第１水管６を通過する際に所定温度まで熱交換加熱された後に出湯させて給湯栓等に給湯するようになっている。上記循環加熱水路は、風呂の浴槽との間で浴槽水が循環されて追い焚き加熱される追い焚き水路又は暖房端末との間で暖房熱源用の温水が循環される暖房循環水路等のことであり、上記第２水管７を通過する際に浴槽水を所定温度まで昇温させたり低温となった暖房用温水を高温まで昇温させたりするようになっている。

上記燃焼缶体２の下側には燃焼用空気を供給するための送風ファン２１が付設され、その作動により燃焼缶体２の上側空間に対し送風し上記第１及び第２燃焼部３，４に対し燃焼用空気を供給するようになっている。第１燃焼部３と第２燃焼部４とには燃料ガス供給源からの燃料ガス供給管９が接続されており、この燃料ガス供給管９はガス比例弁９１の下流側で分岐してそれぞれガス電磁弁９２，９３を介して上記第１燃焼部３及び第２燃焼部４に対し独立して燃料ガスを供給可能に接続されている。そして、ガス電磁弁９２，９３の選択開閉切換により、上記第１燃焼部３と第２燃焼部４とは互いに独立して燃焼作動が可能とされている。

上記第１及び第２燃焼部３，４は燃焼缶体２の下部に配設され、これら第１及び第２燃焼部３，４の上側の燃焼缶体２内に、熱交換用のフィン板５と第１水管６と第２水管７とを備えた熱交換器が配設されている。上記第１水管６は上記フィン板５に対し上記第１燃焼部３の上方領域であって、第１燃焼部３の設置領域と対応する領域であるフィン板５の右側領域に配設される一方、上記第２水管７は上記フィン板５に対し上記第２燃焼部４の上方領域であって、第２燃焼部４の設置領域と対応する領域であるフィン板５の左側領域に配設されている。要するに、右側領域は第１燃焼部３の燃焼作動により第１燃焼部３からの燃焼熱を実質的に受ける領域として区画設定され、左側領域は第２燃焼部４の燃焼作動により第２燃焼部４からの燃焼熱を実質的に受ける領域として区画設定されている。これにより、給湯用水路の加熱運転を行う場合には第１燃焼部３を燃焼作動させ、循環加熱水路の加熱運転を行う場合には第２燃焼部４を燃焼作動させて、それぞれ対応する水管６又は７を燃焼切換可能に熱交換加熱するようになっている。つまり、第１及び第２の燃焼部３，４のいずれか一方を単独で又は双方同時に燃焼作動させて給湯単独、循環加熱単独、もしくは双方同時の各運転が可能となっている。

上記の第１水管６及び第２水管７は、それぞれフィン板５に対し貫通しては折り返して再度貫通するというように繰り返し貫通するように組み付けられている。本実施形態では、上記第１水管６及び第２水管７はフィン板５に対し上下方向に所定間隔を隔てた上段レベルと下段レベルとに沿って上下二段配置で貫通配置され、上記右側領域と左側領域との境界部位、つまり第１水管６と第２水管７とが隣接することになる左右方向中間部位において、第１水管６の一部が第２水管７の配設領域である左側領域に、第２水管７の一部が第１水管６の配設領域である右側領域にそれぞれ入り込んだ状態にされて、上下方向に３本が互いに接触して積み重ねられた三段配置になるようにしている。以下、各水管６，７の配置について図１〜図３を参照しつつ詳細に説明する。なお、図３(ａ)は図２のＡ−Ａ矢視図であり、図３(ｂ)は図２のＢ−Ｂ矢視図である。

第１水管６は、燃焼缶体２のケーシング及び各フィン板５を貫通する水管部６０〜６８と、これら水管部６０〜６８に接続される入口部６９０、折返し部６９１〜６９８及び出口部６９９とで基本的に構成されている。まず、給水管路(図示省略)に接続された入口部６９０(各図に「給湯側入水」と表示した部分参照)から水管部６０に続き、この水管部６０が各フィン板５を貫通した後に、折返し部６９１(図３(ｂ)参照)で折り返されて水管部６１に続き、この水管部６１が各フィン板５を貫通した後に、折返し部６９２(図３(ａ)参照)で折り返されて水管部６２に続き、この水管部６２が各フィン板５を貫通した後に折返し部６９３(図３(ｂ)参照)で折り返されて水管部６３に続き、この水管部６３が各フィン板５を貫通する。以上の水管部６０〜６３が各フィン板５の右側領域において下段レベルに沿って右端から左端側に向けて内側に境界部位まで所定間隔毎に配置される下段の水管部である。次に、上記水管部６３から折返し部６９４(図２，図３(ａ)参照)で折り返されて水管部６４に続き、この水管部６４が各フィン板５の左側領域でかつ中段レベルの位置を貫通した後、折返し部６９５(図３(ｂ)参照)で折り返されて水管部６５に続く。この水管部６５が各フィン板５の右側領域でかつ上段レベルの位置を貫通した後、折返し部６９６(図３(ａ)参照)で折り返されて水管部６６に続き、この水管部６６が各フィン板５を貫通した後に、折返し部６９７(図３(ｂ)参照)で折り返されて水管部６７に続き、この水管部６７が各フィン板５を貫通した後に折返し部６９８(図３(ａ)参照)で折り返されて水管部６８に続き、この水管部６８が各フィン板５を貫通した後に、出口部６９９(各図に「給湯側出湯」と表示した部分参照)で出湯管路に接続される。以上の水管部６５〜６８が各フィン板５の右側領域において上段レベルに沿って上記境界部位から右端側に向けて所定間隔毎に配置される上段の水管部である。

そして、境界部位では、上記水管部６４と、この水管部６４を上下間に挟んだ第２水管７側の後述の２本の水管部７１，７３とが、上下三段に積み重ねられて上下間が互いに接触された状態に配設され、この上下三段配置の３本の水管７１，６４，７３によって各フィン板５の境界部位における左側領域の側の仕切り壁１０が形成されている。又、上記水管６３，６５と、これら水管６３，６５の上下間に挟まれた第２水管７側の後述の水管７２とが、上下三段に積み重ねられて上下間が互いに接触された状態に配設され、この上下三段配置の３本の水管６３，７２，６５によって各フィン板５の境界部位における右側領域の側の仕切り壁１１が形成されている。これら両仕切り壁１０，１１は、図１の断面図において第１燃焼部３と第２燃焼部４との境界から上方に延ばした延長線を挟んで水平方向(図上の左右方向)に所定間隔を隔てて相対向するように位置設定されている。そして、これら二つの仕切り壁１０，１１間にこれら仕切り壁１０，１１によって仕切られて上下方向に連通する隙間１２が形成されている。

一方、第２水管７も、上記と同様に、燃焼缶体２のケーシング及び各フィン板５を貫通する水管部７０〜７４と、これら水管部７０〜７４に接続される入口部７５０、折返し部７５１〜７５４及び出口部７５５で基本的に構成されている。まず、浴槽水を入水させるふろ戻り管(図示省略)に接続された入口部７５０(図１に「ふろ側入水」と表示した部分，図３(ｂ)参照)から水管部７０に続き、この水管部７０が各フィン板５を貫通した後に折返し部７５１(図３(ａ)参照)で折り返されて水管部７１に続き、この水管部７１が各フィン板５を貫通する。以上の水管部７０，７１が各フィン板５の左側領域において下段レベルに沿って左端から右端側に向けて内側に境界部位まで所定間隔毎に配置される下段の水管部である。次に、上記水管部７１から折返し部７５２(図３(ｂ)参照)で折り返されて水管部７２に続き、この水管部７２が各フィン板５の右側領域でかつ中段レベルの位置を貫通した後、折返し部７５３(図２，図３(ａ)参照)で折り返されて水管部７３に続く。この水管部７３が各フィン板５の左側領域でかつ上段レベルの位置を貫通した後、折返し部７５４(図３(ｂ)参照)で折り返されて水管部７４に続き、この水管部７４が各フィン板５を貫通した後に、出口部７５５(各図に「ふろ側出湯」と表示した部分，図３(ａ)参照)で浴槽に戻すふろ供給管路(図示省略)に接続される。以上の水管部７３，７４が各フィン板５の左側領域において上段レベルに沿って上記境界部位から左端側に向けて所定間隔毎に配置される上段の水管部である。

なお、上記の第１水管６又は第２水管７を何本の水管部によって構成するかは、水路の種類、加熱の必要能力やサイズ等により定めればよく、本実施形態の本数に限定されない。この点は以下の各実施形態においても同様である。又、以上の第１水管６と各フィン板５、第２水管７と各フィン板５、及び、上記の各仕切り壁１０，１１を構成する３本の水管部７１，６４，７３、６３，７２，６５の上下接触箇所は、ロウ付けにより互いに結合されている。

以上の熱交換器の場合、例えば第１燃焼部３のみが燃焼作動される給湯単独運転が開始されると、燃焼ガスが第１燃焼部３から上方の主として各フィン板５の右側領域に流れ、この右側領域の各フィン板５を加熱し、各第１水管部６０〜６８はこの伝熱を受けると共に燃焼ガスによっても直接に加熱されることになる。これらの熱を受けて第１水管６内に流通される入水が熱交換加熱される一方、第２水管７内の水は滞留状態のまま特に最も内側で第１燃焼部３に近い側に位置する境界部位の水管部７１，７２，７３、すなわち仕切り壁１０を構成する２本の水管部７１，７３と他の仕切り壁１１を構成する１本の水管部７２とが上記燃焼ガスによる加熱の影響を強く受けて同時加熱されることになる。この際、第１水管６の側は内部に入水が流通している一方、第２水管７の側は内部の水が滞留しているため、第１燃焼部３からの燃焼熱を受けて第２水管７(水管部７１〜７３)側が第１水管６の側よりも高温に加熱されることになる。一方、仕切り壁１０では高温となる第２水管７の水管部７１，７３が相対的に低温となる第１水管６の水管部６４と接触し、仕切り壁１１では同様に高温となる水管部７２が低温となる水管部６３，６５と接触しているため、上記の同時加熱により第２水管７側で受熱してしまった熱を第１水管６に吸熱させて奪うことができるようになる。すなわち、仕切り壁１０では水管部７１，７３内の滞留水が受熱してしまった熱を水管部６４内の流通水に吸熱させ、仕切り壁１１では水管部７２内の滞留水が受熱してしまった熱を水管部６４内の流通水に吸熱させることができる。これにより、特に境界部位で同時加熱を受ける第２水管７の側の過加熱を十分に防止・抑制して沸騰発生等の不都合を確実に防止することができるようになる。その上、同時加熱されてしまう第２水管７の側からも吸熱して第１水管６内の流通水に戻すことができるため、第１燃焼部３の燃焼作動による加熱運転での熱効率を高めることができる。

又、この際に、第１燃焼部３からの燃焼ガスは上方に流れて各フィン板５の右側領域を通過することになるが、上記隙間１２を通して上方には流れるものの、それ以上の左側領域への流れ込みを仕切り壁１０によって規制して阻止することができる。これにより、第１燃焼部３の燃焼作動による給湯単独運転を行った場合でも、本来加熱無用である第２水管７に対する同時加熱による影響を少しでも低減させることができ、上記の吸熱と併せ、第２水管７側の沸騰等の不都合回避や、熱効率の向上に寄与することができる。なお、以上は給湯単独運転の場合(第１水管６に水を流通させて第１燃焼部３を燃焼作動させる場合)について説明したが、循環加熱の単独運転(第２水管７に水を流通させて第２燃焼部４を燃焼作動させる場合)も同様である。

＜第２実施形態＞
図４は第２実施形態を示す。この第２実施形態の熱交換器は、上記の第１実施形態において第１燃焼部３と第２燃焼部４とをその境界位置において水平方向に互いに離して所定幅の隙間を存して配設し、両燃焼部３，４間に水平方向に所定幅を有する非燃焼領域１３を形成したものである。この非燃焼領域１３は、その上方に両仕切り壁１０，１１間の隙間１２が存在することになるように位置設定したものである。その他の構成は第１実施形態と同様であるため、第１実施形態と同じ符号を付して重複する説明を省略する。

この第２実施形態の場合、例えば第１燃焼部３を燃焼作動させて給湯用水路(第１水管６)の単独加熱運転を実行しても、隙間１２の存在に加えて上記の非燃焼領域１３の形成によって、第１燃焼部３からの燃焼ガスが第２水管７の配設側である左側領域に流れ込むことをより確実に、より十分に阻止することができるようになる。すなわち、第１燃焼部３の設置範囲の左端(第２水管７の配設領域であるフィン板５の左側領域に最も近い側の端)が各フィン板５の境界部位の右側領域の側にある仕切り壁１１の略下方位置であり、第１燃焼部３の左隣りには非燃焼領域１３が存在しているため、第１燃焼部３からの燃焼ガスは隙間１２には入り込むものの、それ以上の左側領域の側(第２水管７側)に流れ込むことが仕切り壁１０によって遮断され、仕切り壁１０よりも左側への燃焼ガスの流入をほぼ完全に阻止することができるようになる。もちろん、上記とは逆に第２燃焼部４を燃焼作動させて循環加熱用水路（第２水管）の単独加熱運転を行う場合であっても、上記と同様の作用効果を得ることができる。

以上により、この第２実施形態によれば、第１実施形態の場合と比べ、上記の非燃焼領域１３が存在する分、単独加熱運転を実行したときの本来の加熱対象ではない水路に対する同時加熱に起因する不都合の発生を、より十分にかつより確実に防止・抑制することができるようになる。

＜第３実施形態＞
図５は第３実施形態を示す。この第３実施形態の熱交換器は、第２実施形態を基本としつつ、フィン板５の境界部位の隙間１２を挟んで相対向する両仕切り壁１０ａ，１１ａとして第２実施形態とは異なる構成を採用したものである。なお、その他の構成は第２実施形態と同様であるため、第２実施形態と同じ符号を付して重複する説明を省略する。

第３実施形態では、各フィン板５に対する第１水管６ａ及び第２水管７ａの配設態様として隙間１２を隔てて完全に分離したものとし、このため、第１又は第２実施形態の如く第１水管６の一部６４を左側領域に配設したり第２水管７の一部７２を右側領域に配設したりするようにはせずに、上記隙間１２を挟んで相対向する各仕切り壁１０ａ，１１ａをそれぞれが属する側の領域の水管部で形成するようにした。詳しくは、第１水管６ａを構成する３本の水管部６３，６４ａ，６５を上下三段に積み重ね上下間を互いに接触させて上下三段配置にし、これら３本の３本の水管部６３，６４ａ，６５によって右側領域の側の仕切り壁１１ａを形成した。又、第２水管７ａを構成する３本の水管部７１，７２ａ，７３を上下三段に積み重ね上下間を互いに接触させて上下三段配置にし、これら３本の３本の水管部７１，７２ａ，７３によって右側領域の側の仕切り壁１０ａを形成した。

但し、仕切り壁１０ａを構成する中段位置の水管部７２ａは各フィン板５を貫通させたまま内部を空洞にして両端を開放し、給湯用水路として水を流通させる用途には供しないようにし、各フィン板５を貫通した後の下段レベルの水管部７１から上向きの図外の折返し部を介して上段レベルの水管部７３に接続させるようにする。又、これと同様に、仕切り壁１１ａを構成する中段位置の水管部６４ａは各フィン板５を貫通させたまま内部を空洞にして両端を開放し、給湯用水路として水を流通させる用途には供しないようにし、各フィン板５を貫通した後の下段レベルの水管部６３から上向きの図外の折返し部を介して上段レベルの水管部６５に接続させるようにする。要するに、中段位置の水管部６４ａ又は７２ａは、仕切り壁１０ａ，１１ａを形成するためだけに使用し、水を流通させる水路本来の用途には使用しないダミーとして使用するのである。

この第３実施形態の場合、例えば第１燃焼部３を燃焼作動させて給湯用水路(第１水管６)の単独加熱運転を実行しても、第１水管６ａが配設された右側領域と、第２水管７ａが配設された左側領域とが仕切り壁１０ａ，１１ａによって水平方向の流通が完全に遮断されて仕切られている上に、２つの仕切り壁１０ａ，１１ａの間に隙間１２によって空間的に隔てられているため、第１燃焼部３からの燃焼ガスが第２水管７の配設側である左側領域に流れ込むことをより確実に、より十分に阻止することができるようになる。さらに、第１燃焼部３と第２燃焼部４との間に形成された非燃焼領域１３によって、その作用効果をより増強させることができる。

なお、上記の各仕切り壁１０ａ、１１ａを構成する中段の水管部６４ａ，７２ａを本来の水の流通の用途に供するようにしてもよい。この場合には、例えば第１水管部６ａの側では、下段レベルの水管部６３から折返し部を介して水管部６４ａに接続し、この水管部６４ａが各フィン部５を貫通した後に、別の折返し部を介して水管部６５に接続させるようにすればよい。

＜第４実施形態＞
図６は第４実施形態を示すものである。この第４実施形態は、各フィン板５に対し突出孔縁５１１を有する貫通孔５１を形成し、この貫通孔５１の突出孔縁５１１を用いて仕切り壁１０ｂ，１１ｂを形成するようにしたものである。要するに、第３実施形態の仕切り壁１０ａ，１１ａを構成する中段の水管部６４ａ，７２ａの代わりに上記の突出孔縁５１１を用い、この突出孔縁５１１によって第３実施形態の水管部６４ａ，７２ａと同等の役割を果たさせようとするものである。上記突出孔縁５１１によって、特許請求の範囲で言うところの介在部材としての凸状部が構成されている。

第４実施形態では、第３実施形態の例えば仕切り壁１１ａを構成する３本の水管部６３，６４ａ，６５の内の下段レベル及び上段レベルの両水管部６３，６５を貫通配置させるのと同じ位置において各フィン板５に挿通孔５２，５３(図６（ｂ）参照)を貫通形成する一方、中段の水管部６４ａを貫通配置させるのと同じ位置において各フィン板５に例えばバーリング孔で構成した貫通孔５１を形成して水平方向一側に突出孔縁５１１を突出させる。この突出寸法として、水平方向に隣接するフィン板５と干渉しない範囲で相隣接する両フィン板５，５の間隔に匹敵する程度に設定し、これにより、多数のフィン板５，５，…を並設すれば、上下の水管部６３，６５の間を実質的に閉鎖し得る壁が形成されるようにしている。このような突出孔縁５１１，５１１，…の連なりと、この連なりを間に挟んだ上下２本の水管部６３，６５とによって、本実施形態の仕切り壁１１ｂを形成する。

他の仕切り壁１０ｂも同様に上下２本の水管部７１，７３と、この両水管部７１，７３間に形成した上記と同様の貫通孔５１，５１，…の突出孔縁５１１，５１１，…の連なりとによって本実施形態の仕切り壁１０ｂを形成する。

本実施形態の場合、第３実施形態の如く中段の水管部６４ａ，７２ａを用いることなく、従って、その水管部６４ａ，７２ａの組み付け作業や結合作業を行うことなく、予め各フィン板５に形成しておいた貫通孔５１によって第３実施形態と実質的に同様機能を果たす仕切り壁１０ｂ，１１ｂを形成することができ、これらによる作用効果を得ることができるようになる。

＜第５実施形態＞
図７は第５実施形態を示すものである。この第５実施形態は、各フィン板５に対しプレス加工により凸部５４を形成し、この凸部５４を用いて仕切り壁１０ｃ，１１ｃを形成するようにしたものである。要するに、第４実施形態の突出孔縁５１１の代わりに凸部５４を用いて、第３実施形態の仕切り壁１０ａ，１１ａと実質的に同様機能を果たす仕切り壁１０ｃ，１１ｃを形成するようにしたものである。この第５実施形態によっても、第４実施形態で説明したのと同様の作用効果を得ることができるようになる。上記凸部５４によって、介在部材としての凸状部が構成されている。

＜第６実施形態＞
図８は、本発明の第６実施形態に係る熱交換器を示す。この第６実施形態は、第３実施形態が３本の水管部６３，６４ａ，６５又は７１，７２ａ，７３を上下三段に積み重ねて仕切り壁１０ａ又は１１ａを形成したのに代えて、中段の水管部６４ａ，７２ａを省略し、上下２本の水管部６３，６５又は７１，７３と、両者６３，６５又は７１，７３の間をつないで連結する帯板状の壁部１４とによって仕切り壁１０ｄ，１１ｄを形成したものである。上記の壁部１４が介在部材を構成している。その他の構成は第３実施形態(図５参照)のものと同様構成であるため、同一構成要素には同一符号を付すことにより重複した詳細説明を省略する。

本実施形態では、各フィン板５に対し上下の水管部６３，６５及び７１，７３を挿通させるための貫通孔の他に、上記の壁部１４，１４を挿通させる貫通孔を形成しておき、各貫通孔に対し上下の水管部６３，６５及び７１，７３と、壁部１４，１４とを挿通させて各フィン板５と一体に結合させるようにすればよい。これにより、第３実施形態と同様に隙間１２を挟んで右側領域と左側領域とを完全に仕切って遮断する仕切り壁１０ｄ，１１ｄを形成することができる。これにより、第３実施形態とは異なる構成によって、第３実施形態と同様の作用効果を得ることができる。

＜第７実施形態＞
図９は、本発明の第７実施形態に係る熱交換器を示す。この第７実施形態は、第６実施形態の構成に対し、隙間１２に向けて下方から空気を吹き込み両仕切り壁１０ｄ、１１ｄ間を熱的に遮断するエアカーテンを形成し得る構成を付加したものである。なお、この実施形態においても、第６実施形態と同様構成には第６実施形態と同じ符号を付して重複説明を省略する。

この実施形態では、第６実施形態において第１燃焼部３と第２燃焼部４との間に形成した非燃焼領域１３の代わりに、その位置に空気吹き込み手段１５を配設している。この空気吹き込み手段１５は、送風ファン２１から供給される空気を下から取り込み、取り込んだ空気を上面開口から隙間１２に向けて噴出するように構成されたものである。このような空気吹き込み手段１５としては、小型のファンやポンプを組み込んで構成することも可能であるが、例えば第１燃焼部３や第２燃焼部４を構成する燃焼管セット(基端入口にガス噴出流と空気供給を受けて混合した混合気を先端の炎孔に向けて供給する供給通路が内部に形成されたもの)を用いて構成することもできる。この場合、上記の各燃焼部３，４は所定数の燃焼管セットを並設して構成されているが、その燃焼管セットと同じものを上記非燃焼領域１３の幅分だけの数(例えば１基又は２基)を用いてその非燃焼領域１３に設置する。そして、設置した１基又は２基の燃焼管セットに対してはガス供給を行わずに空気供給のみを行い、送風ファン２１の送風圧力により先端の炎孔から隙間１２に向けて空気を噴出させるようにするのである。

このような空気吹き込み手段１５を追加することにより、隙間１２に対し上方に向けて流れるエアカーテンを形成することができ、例えば第１燃焼部３のみを燃焼作動させる単独加熱運転を行っても、その燃焼ガスが左側領域に流れることを阻止し得る上に、その燃焼ガスを遮熱してその熱的影響が左側領域に及ぶことをも阻止することができる。これにより、一方水路の単独加熱運転に伴う他方水路への同時加熱の発生を可及的に回避することができ、同時加熱に起因する不都合発生も回避させることができる。

＜他の実施形態＞
なお、本発明は上記第１〜第７実施形態に限定されるものではなく、その他種々の実施形態を包含するものである。例えば、第７実施形態の空気吹き込み手段１５を第２実施形態、第４実施形態又は第５実施形態に追加するようにしてもよい。又、第２実施形態〜第６実施形態では非燃焼領域１３をそれぞれ形成しているが、この非燃焼領域１３の形成を省略するようにしてもよい。このようにしても、仕切り壁１０，１１、１０ａ〜１０ｄ，１１ａ〜１１ｄに基づく作用効果を得ることができる。
上記第１実施形態、第２実施形態では仕切り壁１０，１１を３本の水管部７１，６４，７３、６３，７２，６５で構成しているが、これに限らず、少なくとも２本で構成してもよい。この場合には、第１水管６側の１本の水管部と、第２水管７側の１本の水管部との２本の水管部を上下方向に互いに接触させて配設すればよい。２本で構成しても、上下方向に互いに接触しているため、仕切り機能を発揮することができる。
又、上記第３実施形態においても仕切り壁１０ａ，１１ａを３本の水管部７１，７２ａ，７３、６３，６４ａ，６５で構成しているが、これに限らず、少なくとも２本で構成してもよい。

本発明の第１実施形態を示す断面説明図である。 熱交換器部分の斜視図である。 図３(ａ)は図２のＡ−Ａ矢視図であり、図３(ｂ)は図２のＢ−Ｂ矢視図である。 第２実施形態を示す図１対応図である。 第３実施形態を示す図１対応図である。 第４実施形態を示す図であって、図６（ａ）は図５の仕切り壁位置に相当する縦断面説明図であり、図６（ｂ）は図６（ａ）で用いられているフィン板の部分斜視図である。 第５実施形態を示す図であって、図７（ａ）は図５の仕切り壁位置に相当する縦断面説明図であり、図７（ｂ）は図７（ａ）で用いられているフィン板の部分斜視図である。 第６実施形態を示す図１対応図である。 第７実施形態を示す図１対応図である。 本発明と対比される熱交換器の図１相当図である。

符号の説明

３ 第１燃焼部
４ 第２燃焼部
５ フィン板
６，６ａ 第１水管
７，７ａ 第２水管
１０，１０ａ〜１０ｄ 仕切り壁
１１，１１ａ〜１１ｄ 仕切り壁
１２ 隙間
１３ 非燃焼領域
１４ 壁部(介在部材)
１５ 空気吹き込み手段
５４ 凸部(凸状部，介在部材)
６３，６４，６４ａ，６５ 水管部(第１水管の一部を構成する水管部)
７１，７２，７２ａ，７３ 水管部(第２水管の一部を構成する水管部)
５１１ 突出孔縁(凸状部，介在部材)

Claims (9)

1. 互いに独立燃焼作動可能とされ水平方向一側領域に配設された第１燃焼部と、水平方向他側領域に配設された第２燃焼部との上方位置に配設されて、互いに異なる第１水路と第２水路との内部水を熱交換加熱するように構成され、上記第１水路の一部を構成する熱交換用第１水管と、上記第２水路の一部を構成する熱交換用第２水管と、これら第１水管及び第２水管が貫通される複数のフィン板とを備えた熱交換器であって、
   上記第１水管は上記第１燃焼部の上方領域に相当する各フィン板の水平方向一側領域に、上記第２水管は上記第２燃焼部の上方領域に相当する上記各フィン板の水平方向他側領域にそれぞれ配設され、
   上記第１水管及び第２水管の互いの配設領域の境界部位においては、水平方向に所定幅を有して上下方向に延びる隙間を挟んで水平方向両側位置で相対向するように、それぞれ上記各水管の一部を構成する水管部が上下方向に少なくとも２本積み重ねられかつ上下方向に互いに接触された状態に配設されて仕切り壁が形成されている
   ことを特徴とする熱交換器。
2. 請求項１に記載の熱交換器であって、
   上記一対の仕切り壁の内の水平方向一側の仕切り壁として、上記第１水管を構成する２以上の水管部が上下方向に互いに接触した状態で各フィン板に貫通配置されて形成され、水平方向他側の仕切り壁として、上記第２水管を構成する２以上の水管部が上下方向に互いに接触した状態で各フィン板に貫通配置されて形成されている、熱交換器。
3. 請求項１に記載の熱交換器であって、
   上記一対の仕切り壁の内の水平方向一側の仕切り壁として、上記第１水管を構成する１以上の水管部と上記第２水管を構成する１以上の水管部とが上下方向に互いに接触した状態で各フィン板に貫通配置されて形成され、水平方向他側の仕切り壁として、上記第２水管を構成する１以上の水管部と上記第１水管を構成する１以上の水管部とが上下方向に互いに接触した状態で各フィン板に貫通配置されて形成されている、熱交換器。
4. 請求項３に記載の熱交換器であって、
   上記第１水管及び第２水管はそれぞれの配設領域において上段レベル及び下段レベルの上下方向に所定間隔を隔てた二段配置で各フィン板を貫通するように配設され、
   上記水平方向一側の仕切り壁が上記第１水管を構成する上段レベル及び下段レベルの２本の水管部と、これら２本の水管部の上下間に上下方向に接触した状態で挟み込まれた上記第２水管を構成する１本の水管部とで形成され、上記水平方向他側の仕切り壁が上記第２水管を構成する２本の水管部と、これら２本の水管部の上下間に上下方向に接触した状態で挟み込まれた上記第１水管を構成する１本の水管部とで形成されている、熱交換器。
5. 互いに独立燃焼作動可能とされ水平方向一側領域に配設された第１燃焼部と、水平方向他側領域に配設された第２燃焼部との上方位置に配設されて、互いに異なる第１水路と第２水路との内部水を熱交換加熱するように構成され、上記第１水路の一部を構成する熱交換用第１水管と、上記第２水路の一部を構成する熱交換用第２水管と、これら第１水管及び第２水管が貫通される複数のフィン板とを備えた熱交換器であって、
   上記第１水管は上記第１燃焼部の上方領域に相当する各フィン板の水平方向一側領域に、上記第２水管は上記第２燃焼部の上方領域に相当する上記各フィン板の水平方向他側領域にそれぞれ配設され、
   上記第１水管及び第２水管の互いの配設領域の境界部位においては、水平方向に所定幅を有して上下方向に延びる隙間を挟んで水平方向両側位置で相対向するように、それぞれ上記各水管の一部を構成する水管部と、この水管部の上下方向に接触又は近接させて配設した介在部材とにより仕切り壁が形成されている
   ことを特徴とする熱交換器。
6. 請求項５に記載の熱交換器であって、
   上記介在部材は、上記水管部の上下方向に近接する位置の各フィン板から隣接する他のフィン板に向けて突出させた凸状部により構成されている、熱交換器。
7. 請求項５に記載の熱交換器であって、
   上記介在部材は、上記水管部に対し上下方向に接触させた状態で上下方向に延びるように配設した壁部により構成されている、熱交換器。
8. 請求項１〜請求項７のいずれかに記載の熱交換器であって、
   上記第１燃焼部と第２燃焼部との境界位置であって、上記境界部位の隙間と上下方向に対応する位置に非燃焼領域が形成されている、熱交換器。
9. 請求項１〜請求項７のいずれかに記載の熱交換器であって、
   上記第１燃焼部と第２燃焼部との境界位置であって、上記境界部位の隙間と上下方向に対応する位置に空気吹き込み手段が配設され、
   上記空気吹き込み手段は第１燃焼部及び第２燃焼部の一方が燃焼作動されるとき上記隙間に向けて空気を吹き込むように構成されている、熱交換器。

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