JP2009008287A - 熱交換器および温水装置 - Google Patents

Abstract

【課題】熱交換用の管体部が延びる方向に燃焼ガスを進行させる場合に、スペーサの装着箇所の排気抵抗を小さくすることが可能な熱交換器を提供する。
【解決手段】スペーサ４の複数の突起部４０は、複数の管体部３０ａが延びる方向に離間した第１および第２のグループに区分され、第１のグループの突起部４０は、管体部３０ａどうしの複数の隙間３９の一部分のみに挿入され、第２のグループの突起部４０は、複数の隙間３９の他の部分に挿入されている。好ましくは、別体に形成された第１および第２のスペーサ４Ａ，４Ｂを備えており、それらの突起部が前記第１および第２のグループの突起部４０とされている。
【選択図】 図５

Description

本発明は、熱交換用の複数の管体部と、これらの管体部の配列を規定するためのスペーサとを有している熱交換器、およびこの熱交換器を備えた温水装置に関する。

給湯装置などの温水装置としては、燃焼器により発生させた燃焼ガスを熱交換器の伝熱管に作用させて熱交換し、伝熱管内を流通する水を加熱するように構成されたものが広く知られている。このような温水装置において、複数の伝熱管を用いる場合、スペーサを利用することによって、複数の伝熱管の配列ピッチを所望の寸法に規定することがよく行なわれている（たとえば、特許文献１の図６を参照）。

図１７（ａ），（ｂ）は、スペーサ９を用いて複数の伝熱管８の配列ピッチを規定する場合の従来技術の一例を示している。この従来技術において、スペーサ９は、ベースプレート９０の側面部に複数の突起部９１が設けられた構成を有しており、これら複数の突起部９１は、複数の伝熱管８どうしの隙間８０に挿入される。このことにより、隙間８０の上下方向の幅が突起部９１の厚みと等しい寸法に設定される。

しかしながら、前記従来技術においては、次のような不具合を生じる場合があった。

すなわち、図１７（ｂ）に示されているように、複数の伝熱管８が配置されている領域のうち、スペーサ９の装着箇所においては、上下方向に並ぶ複数の隙間８０の全てに対して突起部９１が挿入されている。このため、スペーサ９の装着箇所における通気開口面積は小さい。その一方、複数の伝熱管８に対して燃焼ガスを作用させる場合、たとえば図１７（ａ）の矢印Ｎ１０の方向に代えて、矢印Ｎ１１に示すように、伝熱管８が延びる方向に燃焼ガスを進行させることも考えられる。前記従来技術においては、燃焼ガスを矢印Ｎ１１に示す方向に進行させた場合に、スペーサ９の突起部９１によって燃焼ガスの進行が妨げられ、スペーサ９の装着箇所の排気抵抗が大きくなる現象を生じる。このような現象を生じると、燃焼ガスの円滑な流れが阻害されることとなり、たとえば燃焼器に良好な燃焼を行なわせる点などにおいて好ましくない。

特開２００５−３２１１７０号公報

本発明は、前記したような事情のもとで考え出されたものであって、熱交換用の管体部が延びる方向に燃焼ガスを進行させる場合に、スペーサの装着箇所の排気抵抗を小さくすることが可能な熱交換器、およびこれを備えた温水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、熱交換用の複数の管体部と、これら複数の管体部どうしの複数の隙間に挿入される複数の突起部を有する少なくとも１つのスペーサと、を備えている、熱交換器であって、前記複数の突起部は、前記複数の管体部が延びる方向に離間した第１および第２のグループに区分されており、前記第１のグループの突起部は、前記複数の隙間の一部分のみに挿入され、前記第２のグループの突起部は、前記複数の隙間の他の部分に挿入さ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、複数の管体部が設けられている領域のうち、スペーサの第１のグループの突起部が配されている断面部分、および第２のグループの突起部が配されている断面部分のいずれにおいても、スペーサの突起部が挿入されていない開口状態の隙間が形成されることとなる。このため、複数の管体部が延びる方向に燃焼ガスを進行させて熱交換を行なう場合に、この燃焼ガスは前記開口状態の隙間を順次通過することとなり、スペーサの存在に起因して排気抵抗が大きくなる不具合が抑制される。その結果、燃焼ガスの円滑な流れが確保される。なお、第１のグループの突起部は、複数の隙間の一部分にしか挿入されていないものの、第２のグループの突起部は、複数の隙間の他の部分に挿入されているために、複数の管体部の配列ピッチなどを所望の状態に適切に規定することが可能である。

本発明の好ましい実施の形態においては、前記第１および第２のグループの突起部は、前記複数の隙間が並ぶ方向において１つずつ、または複数ずつ交互に並ぶようにして前記複数の隙間に挿入されている。

このような構成によれば、第１および第２のグループの突起部が装着されているいずれの箇所においても、突起部が挿入されていない開口状態の隙間が複数の隙間が並ぶ方向に略均一な分布で設けられることとなる。より具体的には、たとえば複数の隙間が上下方向に並んでいる場合、それらの上側領域または下側領域のみに開口状態の隙間が設けられた構成になることは適切に回避され、開口状態の隙間を上下方向において略均一に分布させることができる。したがって、複数の管体部が設けられている領域の一部分のみを燃焼ガスが集中して流通する現象を抑制し、熱交換効率を高めることができる。

本発明の好ましい実施の形態においては、前記複数の管体部および前記複数の隙間は、互いに交差する第１および第２の方向に複数段、複数列に並び、前記第１の方向は、前記複数の隙間に対して前記第１および第２のグループの突起部が挿入される方向であり、前記第１のグループの突起部は、前記複数の隙間のうち、前記第１の方向における一部分のみに挿入され、前記第２のグループの突起部は、前記複数の隙間のうち、前記第１の方向における他の部分に挿入されている。

このような構成によれば、燃焼ガスが第１および第２のグループの突起部が装着されている箇所を順次通過する際に、この燃焼ガスの多くを第１の方向に蛇行させることが可能となり、燃焼ガスを複数の管体部の各所に対して効率よく作用させることができる。したがって、熱交換効率を高めるのに好ましいものとなる。

本発明の好ましい実施の形態においては、前記した２つの実施の形態を組み合わせた構成とされる。すなわち、本発明のより好ましい実施の形態においては、前記複数の管体部および前記複数の隙間は、互いに交差する第１および第２の方向に複数段、複数列に並び、前記第１の方向は、前記複数の隙間に対して前記第１および第２のグループの突起部が挿入される方向であり、前記第１のグループの突起部は、前記複数の隙間のうち、前記第１の方向における一部分のみに挿入され、前記第２のグループの突起部は、前記複数の隙間のうち、前記第１の方向における他の部分に挿入されていることに加え、前記第１および第２のグループの突起部は、前記第２の方向において１つずつ、または複数ずつ交互に並ぶようにして前記複数の隙間に挿入されている。

このような構成によれば、前記した２つの実施形態のそれぞれの利点が得られ、複数の管体部の各所に対して燃焼ガスをより均一に作用させることができる。加えて、突起部が挿入されていない開口状態の隙間の数が多くなり、第１および第２のグループの突起部がそれぞれ装着されている箇所の通気開口面積をさらに大きくすることができる。したがって、排気抵抗を一層小さくすることができる。

本発明の好ましい実施の形態においては、前記スペーサとしては、互いに別体に形成され、かつそれぞれが複数の突起部を有する第１および第２のスペーサがあり、前記第１のスペーサの突起部が、前記第１のグループの突起部であり、前記第２のスペーサの突起部が、前記第２のグループの突起部である。

このような構成によれば、第１および第２のスペーサを別々に取り扱って、第１および第２のグループのそれぞれの突起部の位置設定などを個別に行なうことが可能となり、複数の突起部の設定作業が容易化される。また、各スペーサの小型化なども好適に図ることができる。なお、本発明においては、後述するように、１つのスペーサが第１および第２のグループの突起部を備えている構成とすることもできる。

本発明の好ましい実施の形態においては、前記第１および第２のスペーサのそれぞれは、線材または棒状部材を用いて形成され、前記複数の突起部は、前記線材または棒状部材の複数箇所が略Ｕ字状または略Ｖ字状に曲げられて形成され、かつこれら複数の突起部の基端部は、前記線材または棒状部材の他の部分を介して互いに繋がった構成とされている。

このような構成によれば、次のような効果が得られる。まず、第１および第２のスペーサは、１本の線材または棒状部材に曲げ加工を施すことによって形成されているために、それらの材料コストおよび加工コストが低く、各スペーサの製造コストを廉価にすることができる。また、小サイズ化や軽量化も図ることができる。各突起部は、略Ｕ字状または略Ｖ字状であり、適当な幅を有しているために、スペーサが線材または棒状部材によって構成されているにも拘わらず、この突起部を管体部どうしの隙間に挿入した場合には、管体部を安定的に支持することができる。さらに、線材または棒状部材の太さを適宜に選択することによって、管体部どうしの隙間を所望の寸法（線材または棒状部材の太さと同一寸法）に設定することができる。

本発明の第２の側面により提供される温水装置は、本発明の第１の側面により提供される熱交換器と、燃焼器と、を備えており、前記燃焼器によって発生された燃焼ガスが前記熱交換器に供給されて、前記複数の管体部が設けられている箇所をそれら管体部が延びる方向に進行するように構成さ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について、図面を参照して具体的に説明する。

図１〜図１０は、本発明が適用された温水装置、およびこれに関連する構成の一例を示している。図１によく表われているように、この温水装置ＷＨは、燃焼器１および熱交換器ＨＥを備えている。

燃焼器１は、熱交換器ＨＥのケース２上に載設された缶体１０内に配されており、缶体１０の外部から燃料供給管１１を介して供給される燃料ガスまたは燃料オイルなどの所定燃料を燃焼可能である。この燃焼器１は、いわゆる逆燃式であり、缶体１０内にはファン１２から下向きに燃焼用空気が供給され、燃焼器１によって発生された燃焼ガスは下向きに進行して熱交換器ＨＥの給気口２０からケース２内に進行するように構成されている。給気口２０は、図１０に示すように、ケース２の上面部の一端寄りに形成されている。

図１において、熱交換器ＨＥは、ケース２内に収容された複数の伝熱管３、複数のスペーサ４、仕切板５、および補助部材６を備えている。この熱交換器ＨＥの作用の詳細については後述するが、この熱交換器ＨＥにおいては、ケース２内が仕切板５によって上側および下側の空間部２１ａ，２１ｂに仕切られており、給気口２０を通過した燃焼ガスは、空間部２１ａの一端に進入した後には、その他端に向けて矢印Ｎ１に示すように進行するようになっている。空間部２１ａ，２１ｂの一部どうしは、連通部２２を介して連通しており、空間部２１ａの他端に到達した燃焼ガスは、矢印Ｎ２に示すように、この連通部２２を通過して下側の空間部２１ｂの一端に進行する。次いで、この燃焼ガスは、矢印Ｎ３に示すように、空間部２１ｂの他端に向けて進行して排気口２３に到達し、矢印Ｎ４に示すようにケース２の外部に排出される。

複数の伝熱管３のそれぞれは、螺旋状管体部を主要部とするいわゆる螺旋管であり、一連に繋がった複数のループ部３０が隙間３９を介してケース２の上下高さ方向に積層した構成を有している。図３に示すように、各ループ部３０は、平面視略長円状であり、ケース２の左右幅方向に延びる一対の直状の管体部３０ａと、その端部に繋がった一対の半円弧状の管体部３０ｂとを有している。ただし、複数の伝熱管３のそれぞれのループ部３０の大きさ（巻き径）は相違しており、これらは、略同心の重ね巻き状に配されている。複数の伝熱管３の下端部および上端部には、ケース２の側壁を貫通してケース２の外部に引き出された延設管体部３８ａ，３８ｂが一体または別体に連設されており、これらに入水用および出湯用のヘッダ３７ａ，３７ｂが取り付けられている。図面には示されていないが、これらのヘッダ３７ａ，３７ｂには、給水管および出湯管が接続され、給水管から入水用のヘッダ３７ａに供給された水は、複数の伝熱管３の内部を流通し、その際に燃焼ガスにより加熱され、その後出湯用のヘッダ３７ｂに到達した後に出湯管を介して所望の給湯先に供給される。

補助部材６は、最内周の伝熱管３の内方空間部３１に燃焼ガスが流入することを阻止して、燃焼ガスが複数の伝熱管３の配置箇所を効率良く通過するようにするためのものである。この補助部材６は、図２に示すように、たとえば軽量化などの目的のために内部が空洞状に形成されており、伝熱管３の空間部３１に挿入されていることによりこの空間部３１を閉塞している。

仕切板５は、たとえば平板状の金属板を用いて構成されている。ただし、図４に示すように、補助部材６や後述するスペーサ４などとの干渉を回避するための切欠き部５０が形成されている。この仕切板５は、既述したとおり、ケース２内を上下２つの空間部２１ａ，２１ｂに仕切っているが、複数の伝熱管３についても、上下２つの領域に仕切っている。より具体的には、各伝熱管３のループ部３０は、たとえば上下８段に積層しており、その４段目および５段目のループ部３０どうしの間に仕切板５が挿入されている。このことにより、各伝熱管３の複数のループ部３０は、空間部２１ａに位置する上側領域と、空間部２１ｂに位置する下側領域とに仕切られている。このような構成によれば、各伝熱管３の上側領域を燃焼ガスの顕熱回収用の領域とし、かつ下側領域を潜熱回収用の領域とすることが可能となる。なお、燃焼ガスから潜熱回収を行なうと、酸性の凝縮水が発生し、これが伝熱管３の外表面からケース２の底部上に流れ落ちる。図面には示されていないが、ケース２の底部には、前記凝縮水をケース２の外部に排出するための排出口が設けられている。

仕切板５は、２つの空間部２１ａ，２１ｂの連通部２２を形成するように設けられているが、図４に示すように、伝熱管３の上側領域と下側領域との境界部分３’はこの連通部２２を通過している。伝熱管３のループ部３０は、それらの一端側の領域（図１および図３の符号Ｓ１で示す領域）のみがいわゆる巻き勾配を有する傾斜部とされており、それ以外の部分は巻き勾配を有しない非傾斜部とされている。このような構成によれば、仕切板５を伝熱管３のループ部３０間に配置させる場合に、ループ部３０の巻き勾配を有しない端部側（図１〜図４における伝熱管３の右側）から仕切板５を差し込むことにより、その作業を容易かつ適切に行うことができる。

複数のスペーサ４は、伝熱管３の隙間３９の寸法を規定するための部材である。図８および図９に示すように、各スペーサ４は、たとえば直径が数ミリ程度の金属製の線材４２に曲げ加工を施すことにより形成されており、上下方向に間隔を隔てて略一列に並んだ略Ｕ字状または略Ｖ字状の複数（たとえば、４つ）の突起部４０と、これら複数の突起部４０の基端部どうしを繋ぐ複数の連結部４１とを有している。

図３によく表われているように、複数のスペーサ４は、複数の伝熱管３の直状の管体部３０ａに装着されている。ただし、それらの装着の仕方は一様ではなく、複数のスペーサ４としては、管体部３０ａに対してその外方側から装着された第１のスペーサ４Ａと、内方側から装着された第２のスペーサ４Ｂとがある。第１のスペーサ４Ａの突起部４０は、本発明でいう第１のグループの突起部の一例に相当し、また第２のスペーサ４Ｂの突起部４０は、本発明でいう第２のグループの突起部の一例に相当する。

以下、前記の構成について、より詳細に説明する。まず、複数の管体部３０ａは、補助部材６を挟んだ２つのグループＧａ，Ｇｂに分かれており、これらのグループＧａ，Ｇｂのそれぞれに、２つの第１のスペーサ４Ａ、および１つの第２のスペーサ４Ｂが装着されている。２つの第１のスペーサ４Ａは、管体部３０ａが延びる方向に適当な間隔Ｌ１を隔てて離間している。第２のスペーサ４Ｂは、それらの中間に位置しており、管体部３０ａが延びる方向において各第１のスペーサ４Ａと適当な間隔Ｌ２を隔てて離間している。

図５〜図７に示すように、２つのグループＧａ，Ｇｂのそれぞれの管体部３０ａは、たとえば水平方向および上下方向に５列８段に並んでいる。この場合、上下方向に隣り合う管体部３０ａ間に形成されている隙間３９は、５列７段で並ぶ。これに対し、第１および第２のスペーサ４Ａ，４Ｂのそれぞれの突起部４０は、上下方向に１つずつ交互に並んだ配置とされており、第１のスペーサ４Ａの４つの突起部４０は、上から１、３、５および７段目の隙間３９のみに挿入されている。一方、第２のスペーサ４Ｂの突起部４０は、上から２、４および６段目の隙間３９のみに挿入されている。また、第１のスペーサ４Ａの突起部４０は、外側３列の隙間３９のみに挿入されているのに対し、第２のスペーサ４Ｂの突起部４０は、内側３列の隙間３９のみに挿入されている。

仕切板５は、４段目の隙間３９に挿入されている。このため、本来的には、その部分に対して第２のスペーサ４Ｂの突起部４０を挿入させる必要はない（この点は、後述する他のスペーサについても同様）。これに対し、本実施形態のように４段目の隙間３９にも突起部４０を挿入させると、第２のスペーサ４Ｂとして、第１のスペーサ４Ａと同一形状のものを用いることが可能となり、１種類のスペーサを第１および第２のスペーサ４Ａ，４Ｂのいずれにも使用できる利点が得られる。ただし、本発明においては、仕切板５が挿入されている隙間３９には、スペーサ４の突起部４０を挿入させない構成（すなわち、第２のスペーサ４Ｂには、仕切板５が挿入される隙間３９に挿入される突起部４０を設けない構成）とすることもできる。管体部３０ａに対する第１および第２のスペーサ４Ａ，４Ｂの装着作業や、伝熱管３への仕切板５の介装作業は、伝熱管３をケース２に組み込む以前の段階で行なえばよい。

次に、熱交換器ＨＥ、およびこれを備えた温水装置ＷＨの作用について説明する。

まず、燃焼器１を駆動させて、燃焼ガスを給気口２０からケース２内に流入させると、図１の矢印Ｎ１〜Ｎ４で示したように、この燃焼ガスは、仕切板５よりも上側の空間部２１ａの一端側から他端側に向けて進行した後に、連通部２２を下向きに通過して仕切板５寄りも下側の空間部２１ｂに流入する。次いで、この燃焼ガスは、空間部２１ｂの一端側から他端側に向けて進行した後に、排気口２３から外部に排出される。このような経路で燃焼ガスが進行すると、複数の伝熱管３の各所に対してこの燃焼ガスが有効に作用することとなる。したがって、複数の伝熱管３による熱回収量を多くし、高い熱交換効率を得ることができる。

上下２つの空間部２１ａ，２１ｂにおいては、複数の管体部３０ａが延びる方向に燃焼ガスが進行する。このため、第１および第２のスペーサ４Ａ，４Ｂの各突起部４０は、本来的には、そのような燃焼ガス流れに対する抵抗となる。これに対し、本実施形態においては、図３、図５〜図７などを参照して説明したとおり、第１および第２のスペーサ４Ａ，４Ｂは、管体部３０ａが延びる方向に適当な間隔Ｌ２を隔てて離間しているとともに、第１のスペーサ４Ａの装着箇所、および第２のスペーサ４Ｂの装着箇所のそれぞれにおいては、突起部４０の数が少なく、突起部４０が挿入されていない隙間３９が多く設けられている。このため、第１および第２のスペーサ４Ａ，４Ｂが燃焼ガス流れに対する大きな抵抗にならないようにすることができる。

とくに、本実施形態においては、第１および第２のスペーサ４Ａ，４Ｂのそれぞれが、複数の隙間３９に対して１つずつ交互に挿入されており、図６に示すように、第１のスペーサ４Ａの装着箇所では、上から２段目および６段目の全ての隙間３９が開口している。また、図７に示すように、第２のスペーサ４Ｂの装着箇所では、上から１段目、３段目、５段目および７段目の全ての隙間３９が開口している。このような構成によれば、複数の管体部３０ａの配置領域において、開口状態の隙間３９が上下方向に略欣一に分布することとなり、燃焼ガスが前記領域の上下いずれか一方のみに偏って流れることも抑制される。その結果、各管体部３０ａに対して燃焼ガスをより効率良く作用させることができる。

さらに、第１のスペーサ４Ａの装着箇所においては、外側３列の隙間３９に突起部４０が挿入されているに過ぎず、内側２列の隙間３９の全てが開口している。同様に、第２のスペーサ４Ｂの装着箇所においては、内側３列の隙間３９に突起部４０が挿入されているに過ぎず、外側２列の隙間３９の全てが開口している。このような構成によれば、各スペーサ４が５列の隙間３９の全体に挿入されている場合と比較すると、燃焼ガス流れに対する抵抗力をより小さくすることができる。また、第１のスペーサ４Ａの装着箇所付近を燃焼ガスが流れる場合、その燃焼ガス流量は、複数の管体部３０ａの配列箇所の外側領域よりも内側領域の方が多くなる傾向がみられる。第２のスペーサ４Ｂの装着箇所付近を燃焼ガスが流れる場合には、前記とは反対に、燃焼ガス流量は、複数の管体部３０ａの配列箇所の内側領域よりも外側領域の方が多くなる傾向がみられる。このため、燃焼ガスが第１および第２のスペーサ４Ａ，４Ｂの装着箇所を通過する場合には、それらの多くが図３の矢印Ｎ２０〜Ｎ２２で示すように蛇行しながら管体部３０ａの長手方向に進行することとなって、スペーサ４Ａ，４Ｂが装着されている部分の近辺においても、管体部３０ａに対して燃焼ガスを適切に作用させ得ることとなる。

図５に示すように、複数の隙間３９のなかには、第１および第２のスペーサ４Ａ，４Ｂのいずれの突起部４０も挿入されていないものがある（たとえば、内側２列の最上段の隙間３９など）。ただし、本実施形態においては、それら以外の多くの隙間３９が突起部４０によって正確に規定されている。このため、複数の管体部３０ａを熱回収に好ましい配列に設定することが可能である。突起部４０が挿入されていない隙間３９が一部に存在したとしても、これに起因してとくに不具合を生じることはない。本発明においては、第１のスペーサ４Ａの突起部４０が一部の隙間３９のみに挿入されている場合に、第２のスペーサＢの突起部４０は、それ以外の他の隙間３９に挿入されている必要があるが、必ずしも他の隙間３９の全てに挿入されていなくてもよい。もちろん、本発明においては、第１および第２のスペーサ４Ａ，４Ｂの双方が挿入されている隙間３９が一部に存在していてもよい。

本実施形態においては、２つの第１のスペーサ４Ａが管体部３０ａの延びる方向に離間して設けられており、それらの中間位置に第２のスペーサ４Ｂが配置されている。このため、管体部３０ａはそれらスペーサ４Ａ，４Ｂによって比較的長いスパンで３点支持されることとなって、安定的に支持される効果も得られる。

図１１〜図１６は、本発明の他の実施形態を示している。これらの図において、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１１および図１２に示す実施形態においては、第１および第２のスペーサ４Ｃ，４Ｄの突起部４０が、上下方向に並ぶ複数の隙間３９の全ての段に挿入されている。ただし、突起部４０の長さは、前記実施形態のスペーサ４Ａ，４Ｂと同様であり、突起部４０は、外側３列または内側３列の隙間３９のみに挿入している。図１３に示すように、スペーサ４Ｃおよび４Ｄは、金属製の線材４２に曲げ加工を施すことによって形成されており、この点についても前記実施形態と同様であるが、突起部４０の上下方向の配列ピッチが前記実施形態のものよりも狭くされて、突起部４０の数が多くされている。

本実施形態においては、前記実施形態と比較とすると、開口状態の隙間３９の数が少なくなるものの、第１のスペーサ４Ｃの装着箇所では、内側２列の隙間３９が開口しており、また第２のスペーサ４Ｄの装着箇所では、外側２列の隙間３９が開口している。したがって、第１および第２のスペーサ４Ｃ，４Ｄの装着箇所近辺においては、燃焼ガスの多くを図１１の矢印Ｎ３０〜Ｎ３２に示すように蛇行させて円滑に進行させることができ、排気抵抗を小さくすることが可能である。さらに、本実施形態においては、複数の隙間３９の全てに対して突起部４０が挿入されており、それらの寸法設定をより的確に行なうことができる。本実施形態から理解されるように、本発明においては、複数の隙間が複数段・複数列に並んでいる場合、第１および第２のスペーサのそれぞれの突起部（突起部）を全ての段に挿入しつつ、第１のスペーサの突起部が挿入されない隙間の列を形成し、この列の隙間に第２のスペーサの突起部が挿入する構成とすることができる。

図１４および図１５に示す実施形態においては、第１および第２のスペーサ４Ｅ，４Ｆのそれぞれの突起部４０が比較的長い寸法に形成されており、ともに５列の隙間３９の全長域にわたって挿入されている。ただし、第１および第２のスペーサ４Ｅ，４Ｆは、それらの突起部４０が上下方向において１つずつ交互に隙間３９に挿入されている。

本実施形態においては、第１および第２のスペーサ４Ｅ，４Ｆのいずれの装着箇所においても、突起部４０が挿入されていない隙間３９の段が設けられており、やはりそれらの部分における排気抵抗が小さくなる効果を得ることができる。また、複数の隙間３９の全てに対して突起部４０が挿入された構成とすることができるために、それらの寸法設定をより的確に行なうことも可能である。本実施形態から理解されるように、本発明においては、複数の隙間が複数段・複数列に並んでいる場合、第１および第２のスペーサのそれぞれの突起部（突起部）を全ての列に挿入しつつ、第１のスペーサの突起部が挿入されない隙間の段を形成し、その部分に第２のスペーサの突起部が挿入する構成とすることもできる。第１および第２のスペーサの突起部を上下方向に交互に配置させる場合、突起部を複数ずつ交互に配置させることも可能である。図１４においては、第１および第２のスペーサ４Ｅ，４Ｆが、ともに管体部３０ａの外方側から装着されているが、いずれか一方を外方側から、他方を内方側から装着させるようにすることもできる。

図１６に示すスペーサ４Ｇは、一枚のベースプレート４９の側面から複数の突起部４０が突出した構成とされている。これら複数の突起部４０は、適当な間隔Ｌ４を隔てて２列に並んでおり、第１および第２のグループＧ１，Ｇ２に区分されている。第１および第２のグループＧ１のそれぞれの突起部４０は、上下方向に並んでいるが、第１のグループＧ１の突起部４０と第２のグループＧ２の突起部４０とは、それらの高さＨが相違しており、第１のグループＧ１の突起部４０を先の図１５（ａ）に示したように複数の隙間３９に挿入させた際には、第２のグループＧ２の突起部４０が図１５（ｂ）に示したような態様で複数の隙間３９に挿入可能な構成とされている。

本実施形態においても、図１４および図１５に示した実施形態と同様に、複数の隙間３９の各寸法を正確に規定しつつ、突起部４０が大きな排気抵抗にならないようにすることが可能である。また、本実施形態においては、１つのスペーサ４Ｇに第１および第２のグループＧ１，Ｇ２の突起部４０（突起部）を設けているために、スペーサの数を少なくすることが可能である。本発明においては、スペーサの部品点数の少数化などの観点から本実施形態のような構成を採用することも可能である。

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、およびこれを備えた温水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。

本発明においては、螺旋状の伝熱管の直状の管体部にスペーサを装着する構成に代えて、または加えて、曲状の管体部にスペーサを装着した構成とすることもできる。この場合、スペーサの第１および第２のグループの突起部は、曲状の管体部の延びる方向において互いに離間して設けられていればよい。もちろん、熱交換用の管体としては、螺旋管に代えて、略全体が直線状に延びた直状管体を用いることもできる。

スペーサは、図８などに示したもののように、線材または棒状部材に曲げ加工を施して形成された構成とすれば、製造コストの低減や軽量化などの種々の利点を得られる。ただし、図１６に示した実施形態からも理解されるように、そのような構成のものに限定されるものではない。

本発明に係る熱交換器は、燃焼ガスから顕熱・潜熱の双方を回収可能なものに限らない。本発明でいう温水装置とは、給湯装置のみならず、温水（不凍液の温水も含む）を生成する機能を備えた装置全般を指す概念である。

本発明が適用された熱交換器を備えた温水装置の一例を示す正面断面図である。 図１に示す温水装置の図１とは異なる断面箇所の断面図である。 図１に示す温水装置の平面断面図である。 図１のIV−IV断面図である。 図３のＶ−Ｖ断面図である。 図３のVI−VI断面図である。 図３のVII−VII断面図である。 図１に示す熱交換器に組み込まれているスペーサの斜視図である。 （ａ）は、図８に示すスペーサの平面図であり、（ｂ）は、その正面図であり、（ｃ）は、その右側面図である。 図１に示す熱交換器の概略平面図である。 本発明に係る熱交換器の他の例を示す要部平面断面図である。 （ａ）は、図１１のＸIIa−ＸIIa要部断面図であり、（ｂ）は、図１１のＸIIb−ＸIIb要部断面図である。 スペーサの他の例を示す斜視図である。 本発明に係る熱交換器の他の例を示す要部平面断面図である。 （ａ）は、図１４のＸVa−ＸVa要部断面図であり、（ｂ）は、図１４のＸVb−ＸVb要部断面図である。 本発明に用いられるスペーサの他の例を示す斜視図である。 （ａ）は、従来技術の一例を示す斜視図であり、（ｂ）は、従来技術の一例を示す断面図である。

符号の説明

ＷＨ 温水装置
ＨＥ 熱交換器
１ 燃焼器
２ ケース
３ 伝熱管
４，４Ｇ スペーサ
４Ａ，４Ｃ，４Ｅ 第１のスペーサ
４Ｂ，４Ｄ，４Ｆ 第２のスペーサ
３０ａ 管体部（伝熱管の）
３９ 隙間（管体部どうしの）
４０ 突起部

Claims (7)

1. 熱交換用の複数の管体部と、
   これら複数の管体部どうしの複数の隙間に挿入される複数の突起部を有する少なくとも１つのスペーサと、
   を備えている、熱交換器であって、
   前記複数の突起部は、前記複数の管体部が延びる方向に離間した第１および第２のグループに区分されており、
   前記第１のグループの突起部は、前記複数の隙間の一部分のみに挿入され、
   前記第２のグループの突起部は、前記複数の隙間の他の部分に挿入されていることを特徴とする、熱交換器。
2. 前記第１および第２のグループの突起部は、前記複数の隙間が並ぶ方向において１つずつ、または複数ずつ交互に並ぶようにして前記複数の隙間に挿入されている、請求項１に記載の熱交換器。
3. 前記複数の管体部および前記複数の隙間は、互いに交差する第１および第２の方向に複数段、複数列に並び、前記第１の方向は、前記複数の隙間に対して前記第１および第２のグループの突起部が挿入される方向であり、
   前記第１のグループの突起部は、前記複数の隙間のうち、前記第１の方向における一部分のみに挿入され、
   前記第２のグループの突起部は、前記複数の隙間のうち、前記第１の方向における他の部分に挿入されている、請求項１に記載の熱交換器。
4. 前記第１および第２のグループの突起部は、前記第２の方向において１つずつ、または複数ずつ交互に並ぶようにして前記複数の隙間に挿入されている、請求項３に記載の熱交換器。
5. 前記スペーサとしては、互いに別体に形成され、かつそれぞれが複数の突起部を有する第１および第２のスペーサがあり、
   前記第１のスペーサの突起部が、前記第１のグループの突起部であり、前記第２のスペーサの突起部が、前記第２のグループの突起部である、請求項１ないし４のいずれかに記載の熱交換器。
6. 前記第１および第２のスペーサのそれぞれは、線材または棒状部材を用いて形成され、前記複数の突起部は、前記線材または棒状部材の複数箇所が略Ｕ字状または略Ｖ字状に曲げられて形成され、かつこれら複数の突起部の基端部は、前記線材または棒状部材の他の部分を介して互いに繋がった構成とされている、請求項５に記載の熱交換器。
7. 請求項１ないし６のいずれかに記載の熱交換器と、燃焼器と、を備えており、
   前記燃焼器によって発生された燃焼ガスが前記熱交換器に供給されて、前記複数の管体部が設けられている箇所をそれら管体部が延びる方向に進行するように構成されていることを特徴とする、温水装置。

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