JP2010145055A - 排気トップ型排熱回収器 - Google Patents

Abstract

【課題】簡素な構造で、量産性、取扱い性に優れ、補助熱交換器を備えていない既存の給湯器等の排気筒と簡便に交換して取り付けることができ、汎用性に優れ、既存の給湯器等の本体を買い換えることなく、熱効率（燃費）の向上と二酸化炭素（ＣＯ₂）の排出量の削減を図ることができ、既存の給湯器等を有効に利用することができる効率性、環境保護性、省資源性に優れた排気筒型排熱回収器の提供。
【解決手段】給湯器の排気口に覆設される排気筒部と、給水源に接続される給水口と給湯器の給水接続口に接続される出湯口とを備え排気筒部に内設される熱交換器を有する熱交換部と、排気筒部の内部の結露水を排出する排水部と、を備えている。
【選択図】図１

Description

本発明は、給湯器等から排気される燃焼ガスの潜熱を回収する補助熱交換器（二次熱交換器）を備え、既存の給湯器等の排気トップと交換可能な排気トップ型排熱回収器に関する。

ガス，石油を燃料とする給湯器等では、燃焼器で燃焼された燃焼ガスの顕熱を回収するための一次熱交換器に加えて、排気される燃焼ガスの潜熱を回収する二次熱交換器を備えることにより、熱効率（燃費）の向上と二酸化炭素（ＣＯ₂）の排出量の削減が図られている。
一次熱交換器に加え燃焼排ガスの排熱（潜熱）を回収するための二次熱交換器を備えた給湯器等の燃焼機器では、通常は、冷たい水をまず二次熱交換器に通水して予熱した上で、一次熱交換器に通水して熱交換加熱することが行われている。
この二次熱交換器は、酸性の凝縮水の生成を阻止することが困難なため、耐酸性であるステンレス材等を製造材料としており、熱伝導率が低く、構造面での熱効率の向上が必要であった。
例えば、（特許文献１）には、「排気される燃焼ガスの経路に潜熱を吸収する水が流通されるチューブが波形に配管された熱交換器において、チューブは燃焼ガスが導入されるケーシングの内部に収容され、ケーシングの内部には導入された燃焼ガスをチューブの波形の配管に沿って案内する整流板が設けられていることを特徴とする熱交換器。」が開示されている。
特開２００８−１７００８８号公報

しかしながら、上記従来の技術は以下のような課題を有していた。
（１）（特許文献１）の熱交換器によれば、ケーシングの内部に導入された燃焼ガスがチューブの波形の配管に沿って案内されることで、実質的に熱交換面積が飛躍的に拡張され熱交換時間が飛躍的に延長されて、排気される燃焼ガスの潜熱を回収して熱効率を高めることができるが、酸性の凝縮水を中和するための中和器を別途、給湯器の内部に設ける必要があった。
そして、熱交換器と中和器が独立していることにより、これらを接続する配管が複雑で量産性に欠けると共に、これらを内蔵する給湯器本体も大型化し、取扱い性、設置自在性に欠けるという課題を有していた。
（２）（特許文献１）のような熱交換器を補助熱交換器（二次熱交換器）として初めから内蔵した給湯器は、補助熱交換器を備えていない給湯器に比べて、熱効率（燃費）の向上と二酸化炭素（ＣＯ₂）の排出量の削減を図ることができるが、補助熱交換器を備えていない既存の給湯器に内蔵（増設）することは困難であり、燃焼排ガスの排熱（潜熱）を回収して有効に利用するためには、給湯器自体を買い換えなければならず、汎用性、省資源性に欠けるという課題を有していた。

本発明は上記課題を解決するためになされたものであり、簡素な構造で、量産性、取扱い性に優れ、補助熱交換器を備えていない既存の給湯器等の排気トップと簡便に交換して取り付けることができ、汎用性に優れ、既存の給湯器等の本体を買い換えることなく、簡単に取り付けることができ、熱効率（燃費）の向上と二酸化炭素（ＣＯ₂）の排出量の削減を図ることができ、既存の給湯器等を有効に利用することができる効率性、環境保護性、省資源性に優れた排気トップ型排熱回収器の提供を目的とする。

上記課題を解決するために本発明の排気トップ型排熱回収器は、以下の構成を有している。
本発明の請求項１に記載の排気トップ型排熱回収器は、給湯器の排気口に覆設される排気筒部と、給水源に接続される給水口と給湯器の給水接続口に接続される出湯口とを備え前記排気筒部に内設される熱交換器を有する熱交換部と、前記排気筒部の内部の結露水を排出する排水部と、を備えている構成を有している。
この構成により、以下のような作用を有する。
（１）給湯器の排気口に覆設される排気筒部に熱交換部が内設されているので、給湯器の既存の排気トップに代えて、排気口に排気筒部を覆設し、固定するだけで、補助熱交換器（二次熱交換器）として機能する熱交換部を簡便に増設することができ、給湯器本体を買い換えることなく、熱効率（燃費）の向上と二酸化炭素（ＣＯ₂）の排出量の削減を図り、既存の給湯器を有効に活用することができ、省資源性、汎用性に優れる。
（２）給水源に接続される給水口と給湯器の給水接続口に接続される出湯口とを備え排気筒部に内設される熱交換器を有する熱交換部を備えていることにより、給水源から供給される水を熱交換器の内部に通水し、給湯器の排気口から排出される燃焼排ガスが排気筒部を通過する間に熱交換を行って、排熱（潜熱）を回収することができ、予熱された水を出湯口から給湯器の給水接続口に供給して、既存の給湯器の熱効率（燃費）の向上と二酸化炭素（ＣＯ₂）の排出量の削減を図ることができ、省エネルギー性、環境保護性に優れる。
（３）熱交換部の熱交換器が排気筒部に内設されるので、コンパクトで取扱い性、省スペース性に優れる。
（４）排気筒部の内部の結露水を排出する排水部を有することにより、結露水を確実に排気筒部の外部に排出或いは回収して中和することができ、排気筒部の内部に結露水が溜まることがなく、安全性、環境保護性に優れる。

ここで、排気筒部の上端部には、既存の排気トップと同様の排気孔が形成されている。
熱交換器は、従来の二次熱交換器と同様に、耐酸性を有するステンレス材等の材料でチューブ状に形成したものやフレキシブル性を有する波付管などが好適に用いられる。
熱交換器の経路は、任意の形状に配置することができ、例えば、経路全体を一続きのコイル状に形成したり、縦横に蛇行させて排気筒部の内部に張り巡らせたりすることができる。また、給水口及び出湯口がそれぞれ形成された二本のヘッダの間を複数の接続流路で接続して経路全体を形成してもよい。このときの各々の接続流路の形状は円弧状やコの字状などの様々な形状に形成することができる。
また、給湯器の排気口から排出される燃焼排ガスが、熱交換器の経路で囲まれた中空部を下から上へ移動するように、熱交換器を形成、配置した場合、燃焼排ガスが熱交換器の中空部を下から上へ移動しながら、経路と経路の隙間から外周方向へ排出され、燃焼排ガスが熱交換器の経路全体と満遍なく接触し、効率的に熱交換が行われる。
尚、給水口から供給される水は、熱交換器の経路を上端側から下端側に向かって流れるようにしてもよいし、下端側から上端側に向かって流れるようにしてもよい。熱交換器の上端側から下端側に向かって流れるようにした場合は、下から上に向かって流れる燃焼排ガスに対して対向流となり、熱交換の効率性に優れる。

排水部は、排気筒部の内部の結露水を排出することができればよいが、酸性の結露水を中和するための中和器を備えることが望ましい。中和器は、排水部の任意の位置に設けることができ、排気筒部の内部に収容するようにしてもよいし、排気筒部の外部で給湯器の側部等に配置するようにしてもよい。
排気トップ型排熱回収器の下端部には、給湯器の筐体に固定するための固定部を形成することが好ましい。既存の熱交換器の排気トップと取り替えて簡便かつ確実に固定することができ、組立作業性、固定安定性に優れると共に、必要に応じて容易に取り外すことができ、メンテナンス性に優れるためである。
固定部としては、排気筒部の下端部を給湯器の筐体にねじ止め等の固定手段で固定するものが好適に用いられる。特に、給湯器の排気口に覆設されている既存の排気トップを固定するためのフランジなどに合わせて、排気筒部の下端部に円筒状の固定部を形成し、その外周に複数の孔を形成した場合、簡便かつ確実に固定することができ、施工性、固定安定性に優れる。また、溶接などで固定してもよい。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の排気トップ型排熱回収器であって、前記排水部が、前記排気筒部に内設され前記結露水を中和する中和器と、前記中和器の上端側で前記排気筒部に形設された排水口と、を備えている構成を有している。
この構成により、請求項１の作用に加え、以下の作用を有する。
（１）排水部が、排気筒部に内設され結露水を中和する中和器を有することにより、別途、中和器を設置するスペースや中和器を固定する作業などが不要で、省スペース性、設置作業性に優れる。
（２）排水部が、中和器の上端側で排気筒部に形設された排水口を有するので、結露水の水位が中和器の上端に達するまで貯水することができ、結露水と中和器の内部に収容された中和剤を十分に接触させて、結露水を確実に中和してから排水することができ、安全性に優れる。

ここで、中和器は、熱交換部の外周と排気筒部の内周との間の空間に配置することができる。中和剤としては、炭酸カルシウムが好適に用いられる。中和剤の量は、適宜、選択することができるが、予め給湯器本体の寿命に合わせた量を収容しておけば、中和剤の注ぎ足しが不要で、取扱い性、メンテナンス性に優れる。

請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載の排気トップ型排熱回収器であって、前記熱交換部が、前記熱交換器の上端を覆う天板部と、前記熱交換器の外周を覆う周壁部と、前記周壁部に穿設された複数の開口部と、を有する熱交換器カバーを備えている構成を有している。
この構成により、請求項１又は２の作用に加え、以下の作用を有する。
（１）熱交換部の熱交換器カバーが、熱交換器の上端を覆う天板部と、熱交換器の外周を覆う周壁部と、周壁部に穿設された複数の開口部と、を有するので、給湯器の排気口から排出され熱交換器の中空部を通過する燃焼排ガスが、そのまま熱交換器の上端側から抜け出ることを防止でき、燃焼排ガスが確実にコイル状の隙間を通過し、効率的に熱交換を行うことができ、燃焼排ガスを開口部から熱交換器カバーの外へ案内して、排気筒部の排気孔から排気することができ、排熱回収の効率性、排気の確実性に優れる。
（２）熱交換器カバーの周壁部に形成される複数の開口部の数、形状、配置等を適宜選択することにより、排気抵抗を調整することができ、熱交換器の経路間の隙間と開口部との重なりを小さくすることにより、燃焼排ガスが開口部から抜け難く、熱交換器と燃焼排ガスとの接触時間を長くして、排熱（潜熱）の回収性を向上することができる。

ここで、開口部の長さ、幅、ピッチ、数などは、適宜、選択することができ、これらを選択することによって、排気抵抗を調整することができる。特に、熱交換器の経路間の隙間と開口部が直交するように開口部を形成した場合、両者の重なりを小さく抑えることができ、排熱（潜熱）の回収性に優れる。例えば、熱交換器がコイル状などに形成され、経路間の隙間が略水平状に形成されている場合は、開口部を縦長孔状に形成することが好ましい。
尚、排気トップ型排熱回収器全体の排気抵抗は、既存の排気トップの排気抵抗と同程度に形成することが好ましい。排気抵抗が小さくなると、風量過剰の状態となって、着火不良、臭い、燃焼効率低下などが発生する原因となり、排気抵抗が大きくなると、風量不足の状態となって、すすが発生する原因となるためである。排気抵抗を同程度に保つことで、燃焼状態の変化を防ぐことができ、信頼性に優れる。
熱交換器カバーの周壁部の下端は、中和器の上端と同等以下の高さに配置することが好ましい。周壁部の表面に沿って流れる結露水を確実に中和器に案内することができ、結露水回収の確実性に優れるためである。また、周壁部に複数の開口部が形成されていることにより、周壁部の内面に沿って流れる結露水が開口部を通って中和器に流入し易く、結露水の回収性に優れる。

請求項４に記載の発明は、請求項３に記載の排気トップ型排熱回収器であって、前記熱交換器カバーの前記周壁部が、パンチングメタルで形成されている構成を有している。
この構成により、請求項３の作用に加え、以下の作用を有する。
（１）熱交換器カバーの周壁部が、パンチングメタルで形成されていることにより、開口部を円形状、矩形状、多角形状などの様々な形状に容易に形成することができ、開口部の大きさ、形状、配置等の選択が容易で、排気抵抗を簡便に調節することができ、設計自在性、量産性に優れる。

請求項１に記載の発明によれば、以下のような効果を有する。
（１）熱交換部が給湯器の既存の排気トップと交換可能な排気筒部に内設されていることにより、既存の排気トップに代えて、排気口に排気筒部を覆設し、固定するだけで、補助熱交換器（二次熱交換器）として機能する熱交換部を簡便に増設することができ、給湯器本体を買い換えることなく、熱効率（燃費）の向上と二酸化炭素（ＣＯ₂）の排出量の削減を図り、既存の給湯器を有効に活用することができる省資源性、環境保護性、汎用性に優れた排気トップ型排熱回収器を提供することができる。

請求項２に記載の発明によれば、請求項１の効果に加え、以下のような効果を有する。
（１）排気筒部に形設される排水口が、中和器の上端部に位置することにより、結露水の水位が中和器の上端に達するまで貯水することができ、結露水と中和器の内部に収容された中和剤を十分に接触させて、結露水を確実に中和してから排水することができる安全性に優れた排気トップ型排熱回収器を提供することができる。

請求項３に記載の発明によれば、請求項１又は２の効果に加え、以下のような効果を有する。
（１）熱交換器の上端及び外周を覆う熱交換器カバーの周壁部に複数の開口部を形成することにより、給湯器の排気口から排出され熱交換器の中空部を通過する燃焼排ガスが、そのまま熱交換器の上端側から抜け出ることがなく、確実に熱交換器の経路の隙間を通過し、効率的に熱交換を行うことができ、燃焼排ガスを開口部から熱交換器カバーの外へ案内して、排気筒部の排気孔から排気することができる排熱回収の効率性、排気の確実性に優れた排気トップ型排熱回収器を提供することができる。

請求項４に記載の発明によれば、請求項３の効果に加え、以下のような効果を有する。
（１）熱交換器カバーの周壁部をパンチングメタルで形成することにより、開口部の形状や配置などの選択の幅が広く、排気抵抗の調節が容易な設計自在性、量産性に優れた排気トップ型排熱回収器を提供することができる。

以下、本発明の実施の形態１における排気トップ型排熱回収器について、以下図面を参照しながら説明する。
（実施の形態１）
図１（ａ）は実施の形態１の排気トップ型排熱回収器の断面模式図であり、図１（ｂ）は図１（ａ）のＡ−Ａ線矢視断面模式図である。
図１中、１は実施の形態１の排気トップ型排熱回収器、２は給湯器の排気口に覆設される排気トップ型排熱回収器１の排気筒部、２ａは排気筒部２の底部、２ｂは後述する熱交換部３の熱交換器４を支持する支持板、２ｃは支持板２ｂの外周から垂設され排気筒部２の底部２ａから下方に突出した排気トップ型排熱回収器１の円筒状の固定部、２ｄは固定部２ｃに穿設された複数の固定孔、２ｅは支持円筒部２ｂの上面に形設され給湯器の排気口から排出される燃焼排ガスを排気筒部２の内部に導入する導入口、２ｆは排気筒部２の内部で熱交換部３の上方に配設され熱交換器４の方へ雨や風が流れ込み難くするための仕切板、２ｇは仕切板２ｆの中央部に形設され仕切板２ｆの上方に形成された排気孔２ｈから燃焼排ガスを偏らせることなく排出するための排気寄せ口、３はコイル状に形成され排気筒部２に内設された熱交換器４を有する排気トップ型排熱回収器１の熱交換部、５ａは熱交換器４の上端部に連通し給水源に接続される給水口、５ｂは熱交換器４の下端部に連通し給湯器の給水接続口に接続される出湯口、６は熱交換器４に覆設された熱交換部３の熱交換器カバー、６ａは熱交換器４の上端を覆う熱交換器カバー６の天板部、６ｂは熱交換器４の外周を覆う熱交換器カバー４の周壁部、７は熱交換器カバー４の周壁部６ｂに所定間隔をあけて穿設された複数の縦長孔状の開口部、８は排気筒部２の下端側で後述する中和器９の上端部に形設され中和器９で中和された結露水を排出する排水口９ａを有する排水部、９は略三日月状に形成されて排気筒部２に内設され結露水を中和する炭酸カルシウム等の中和剤が充填された排水部８の中和器である。

排気筒部２の上端部には、既存の排気トップと同様の排気孔２ｈが形成されている。また、排気孔２ｈと熱交換器カバー６との間に、仕切板２ｆを設けることにより、熱交換器カバー６や内部の熱交換器４を雨風から守ることができる。
熱交換器４は、従来の給湯器の二次熱交換器と同様に、耐酸性を有するステンレス材等の材料でチューブ状に形成された。
コイル状に形成された熱交換器４を排気筒部２の内部に縦置きすることにより、給湯器の排気口から排出される燃焼排ガスが、熱交換器４の軸心の中空部を下から上へ移動しながら、コイル状の経路間の隙間から熱交換器カバー４の開口部７を通って外周方向へ排出されることにより、熱交換が行われる。
このとき、給水口５ａから供給される水が、熱交換器４の上端側から下端側に向かって流れるようにしたので、下から上に向かって流れる燃焼排ガスに対して対向流となり、熱交換の効率性に優れる。
また、熱交換部３の位置を排気筒部２の中心からずらし、排水口９ａから遠ざかる方向に配置することにより、中和器９に回収された結露水が排水口９ａから排出されるまでの経路が長くなり、中和剤との接触時間を長くして、中和効果を高めることができる。尚、このとき、熱交換器４の上方に配置した仕切板２ｆの中央部に排気寄せ口２ｇを形設することにより、熱交換器カバー４の開口部７を通過し、排気筒部２の内部で拡散した燃焼排ガスを排気筒部２の中央部に集め、排気筒部２の上端側に形成された多数の排気孔２ｈから偏らせることなく排出することができ、燃焼排ガスの排出性に優れる。

本実施の形態では、熱交換器４の経路をコイル状に形成したが、熱交換器４の形状はこれに限定されるものではなく、排気筒部２の形状などに応じて、適宜、選択することができる。例えば、排気筒部２や熱交換器カバー４が角筒状に形成されている場合などは、経路を縦横に蛇行させて熱交換器カバー４の内壁に沿うように形成することにより、省スペース性に優れるだけでなく、燃焼排ガスの排出性にも優れる。また、１本の経路で熱交換器４を形成する代わりに、給水口５ａ及び出湯口５ｂがそれぞれ形成された二本のヘッダの間を複数の接続流路で接続して経路全体を円筒状や角筒状などに形成してもよい。
尚、熱交換器４の経路はフレキシブル性を有する波付管を用いてもよい。波付管は断面積が大きく、短い距離で効率的に熱交換を行うことができると共に、形状自在性に優れるので、排気筒部２や熱交換器カバー４の形状などに応じて容易に屈曲させて所望の形状に形成することができ、量産性に優れる。

熱交換器カバー６の周壁部６ｂの下端は、中和器９の上端と同程度の高さに配置したが、周壁部６ｂの下端部に中和器９の内部に挿通される挿通部を設けることにより、周壁部６ｂの表面に沿って流れる結露水を確実に中和器９に案内することができ、結露水回収の確実性に優れる。
熱交換器カバー６の開口部７の長さ、幅、ピッチ、数などは、排気トップ型排熱回収器１全体の排気抵抗が、既存の排気トップの排気抵抗と同程度となるように形成し、燃焼状態の変化を防いだ。
尚、本実施の形態では、開口部７を縦長孔状に形成したが、開口部７の形状はこれに限定されるものではなく、円形状、矩形状、多角形状などの様々な形状に形成することができる。その場合、周壁部６ｂをパンチングメタルで形成することができ、開口部７の大きさや形状等によって、排気抵抗を容易に調節することができる。

中和器９は、熱交換部３の外周と排気筒部２の内周との間の空間に配置した。これにより、中和器９を排気筒部２と一体に取り扱うことができ、別途、中和器９を設置するスペースや中和器９を固定する作業などが不要で、省スペース性、設置作業性に優れる。中和剤としては、炭酸カルシウムを用いた。中和剤の量は、適宜、選択することができるが、予め給湯器本体の寿命に合わせた量を収容することにより、中和剤の注ぎ足しが不要で、取扱い性、メンテナンス性に優れる。

以上のように構成された実施の形態１の排気トップ型排熱回収器の取り付け方法について、図を用いて説明する。
図２（ａ）は補助熱交換器を備えていない既存の給湯器を示す断面模式図であり、図２（ｂ）は既存の給湯器に実施の形態１の排気トップ型排熱回収器を取り付けた状態を示す断面模式図である。
図２（ａ）中、１０は補助熱交換器を備えていない既存の給湯器、１１は給湯器１０の燃焼部、１２は給湯器１０の一次熱交換器（主熱交換器）、１２ａは給湯器１０の給水接続口、１２ｂは給湯器１０の出湯接続口、１３は給湯器１０の消音筒、１４は給湯器１０の排気口、１５は排気口１４に覆設された給湯器１０の排気トップである。尚、排気口１４には煙突を接続することも可能である。

既存の給湯器１０に実施の形態１の排気トップ型排熱回収器１を取り付けるには、まず、既存の排気トップ１５を取り外す。
次に、排気トップ型排熱回収器１の排気筒部２の底部２ａから下方に突出して形成された円筒状の固定部２ｃ（図１（ａ）参照）を給湯器１０の排気口１４の先端に嵌合させ配置し、固定孔２ｄを用いてねじ止め固定する。
固定部２ｃを給湯器１０の排気口１４に覆設されている既存の排気トップ１５の固定部に合わせて固定部２ｃと固定孔２ｄを形成しておけば、排気トップ型排熱回収器１を簡便かつ確実に固定することができ、組立作業性、固定安定性に優れると共に、必要に応じて容易に取り外すことができ、メンテナンス性に優れる。
次に、給水源（図示せず）と熱交換器４の給水口５ａを接続し、熱交換器４の出湯口５ｂと給湯器１０の給水接続口１２ａを接続する。

次に、実施の形態１の排気トップ型排熱回収器を取り付けた給湯器の動作について説明する。
図２（ｂ）において燃焼部１１での燃焼に伴って発生した燃焼排ガスは、排気口１４を通り、図１（ａ）の排気トップ型排熱回収器１の導入口２ｃに案内されて、熱交換器４の軸心の中空部に進入する。
図１（ａ）に示すように、熱交換器４の上端及び外周が熱交換器カバー６で覆われ、熱交換器カバー６の周壁部６ｂに複数の縦長孔状の開口部７が形成されているので、燃焼排ガスは熱交換器４の中空部を下から上へ移動しながら、コイル状の熱交換器の経路の隙間から外周方向へ排出される。
このとき、給水口５ａから供給された水は、熱交換器４の内部を上端側から下端側の出湯口５ｂに向かって旋回するように移動し、熱交換器４の内部を流れる水と、燃焼排ガスとの間で熱交換が行われる。これにより、燃焼排ガスの温度が低下し、露点以下になると、燃焼排ガスに含まれる水分が結露する。

排気筒部２の内部で発生した結露水は、熱交換器カバー６の周壁部６ｂに沿って流れ、中和器９に案内される。尚、周壁部６ｂに複数の開口部７が形成されていることにより、周壁部６ｂの内面に沿って流れる結露水が開口部７を通って中和器９に流入し易く、結露水の回収性に優れる。尚、周壁部６ｂの下端部で中和器９の位置と重なる円周上の位置に、別途、結露水を排出するための結露水排出孔を設けることにより、熱交換器カバー６の内部に溜まる結露水を外部に漏らすことなく、確実に中和器９に案内することができる。
中和器９に案内された結露水は、水位が排水口９ａの高さに達するまで中和器９の内部に蓄えられ、中和剤によって確実に中和されて、排水口９ａから排出される。
また、熱交換によって余熱された熱交換器４の内部を流れる水は、出湯口５ｂから図２（ｂ）の給湯器１０の給水接続口１２ａに供給され、さらに、燃焼部１１で加熱された一次熱交換器（主熱交換器）１２で熱交換され、出湯接続口１２ｂから出湯される。

以上のように実施の形態１における排気トップ型排熱回収器によれば、以下の作用を有する。
（１）給湯器の排気口に覆設される排気筒部に熱交換部が内設されているので、給湯器の既存の排気トップに代えて、排気口に排気筒部を覆設し、固定するだけで、補助熱交換器（二次熱交換器）として機能する熱交換部を簡便に増設することができ、給湯器本体を買い換えることなく、熱効率（燃費）の向上と二酸化炭素（ＣＯ₂）の排出量の削減を図り、既存の給湯器を有効に活用することができ、省資源性、汎用性に優れる。
（２）給水源に接続される給水口と給湯器の給水接続口に接続される出湯口とを有するコイル状に形成され排気筒部に内設された熱交換器を有する熱交換部を備えていることにより、給水源から供給される水を熱交換器の内部に通水し、給湯器の排気口から排出される燃焼排ガスが排気筒部を通過する間に熱交換を行って、排熱（潜熱）を回収することができ、予熱された水を出湯口から給湯器の給水接続口に供給して、既存の給湯器の熱効率（燃費）の向上と二酸化炭素（ＣＯ₂）の排出量の削減を図ることができ、省エネルギー性、環境保護性、汎用性に優れる。
（３）熱交換部がコイル状に形成され排気筒部に内設された熱交換器を有するので、コンパクトで熱交換面積が大きく、省スペース性、熱交換の効率性に優れる。
（４）排気筒部の内部の結露水を排出する排水部を有することにより、結露水を確実に排気筒部の外部に排出或いは回収して中和することができ、排気筒部の内部に結露水が溜まることがなく、安全性、環境保護性に優れる。
（５）排水部が、排気筒部に内設され結露水を中和する中和器を有することにより、別途、中和器を設置するスペースや中和器を固定する作業などが不要で、省スペース性、設置作業性に優れる。
（６）排水部が、中和器の上端側で排気筒部に形設された排水口を有するので、結露水の水位が中和器の上端に達するまで貯水することができ、結露水と中和器の内部に収容された中和剤を十分に接触させて、結露水を確実に中和してから排水することができ、安全性に優れる。
（７）熱交換部の熱交換器カバーが、熱交換器の上端を覆う天板部と、熱交換器の外周を覆う周壁部と、周壁部に穿設された複数の縦長孔状の開口部と、を有するので、給湯器の排気口から排出され熱交換器の軸心の中空部を通過する燃焼排ガスが、そのまま熱交換器の上端側から抜け出ることを防止でき、燃焼排ガスが確実にコイル状の経路間の隙間を通過し、効率的に熱交換を行うことができ、燃焼排ガスを開口部から熱交換器カバーの外へ案内して、排気筒部の排気孔から排気することができ、排熱回収の効率性、排気の確実性に優れる。
（８）熱交換器カバーの開口部が、縦長孔状に形成されていることにより、熱交換器の経路間の隙間と開口部が直交し、両者の重なりを小さく抑えることができ、燃焼排ガスが開口部から抜け難く、熱交換器と燃焼排ガスとの接触時間を長くして、排熱（潜熱）の回収性を向上することができる。
（９）熱交換器カバーの周壁部をパンチングメタルで形成した場合、開口部を円形状、矩形状、多角形状などの様々な形状に容易に形成することができ、開口部の大きさ、形状、配置等の選択が容易で、排気抵抗を簡便に調節することができ、設計自在性、量産性に優れる。

以下、本発明を実施例により具体的に説明する。
（実施例１）
実施の形態１の排気トップ型排熱回収器１を取り付けた図２（ｂ）の給湯器１０につき、給湯能力、効率、排気温度の測定を行った。
給水温度Ｔ₀＝１４．５℃、出湯温度Ｔ₁＝４９．７℃、出湯量Ｍ＝１９．７２Ｌ／ｍｉｎで、１時間給湯したときの連続給湯能力Ｑは
Ｑ＝（Ｔ₁−Ｔ₀）×Ｍ×６０［ｍｉｎ］
＝（４９．７−１４．５）×１９．７２×６０
＝４１６４８．６４［ｋｃａｌ］
＝４８．４３［ｋｗ］
となる。
このときの１時間当たりの燃料消費量Ｖ＝５．０８Ｌで、灯油１Ｌの発熱量Ｑ_H＝８６２６．８ｋｃａｌ／Ｌとすると、連続給湯効率ηは
η＝Ｑ÷（Ｖ×Ｑ_H）×１００
＝４１６４８．６４÷（５．０８×８６２６．８）×１００
＝９５（％）
となった。
尚、排気温度Ｔ_e＝８５．５℃であった。

尚、実施の形態１の排気トップ型排熱回収器１を取り付ける前の図２（ａ）の既存の給湯器１０の連続給湯能力Ｑ＝４５．３ｋｗ、連続給湯効率η＝８７．５％、排気温度Ｔ_e＝２００℃程度であった。
以上の結果から、実施の形態１の排気トップ型排熱回収器１を取り付けることにより、既存の給湯器１０の連続給湯効率を７〜９％程度、向上できることがわかった。
また、連続給湯能力も８％程度、向上させることができ、その分、燃料消費量を節約することが可能で、二酸化炭素（ＣＯ₂）の排出量も削減できることがわかった。

本発明は、簡素な構造で、量産性、取扱い性に優れ、補助熱交換器を備えていない既存の給湯器等の排気トップと簡便に交換して取り付けることができ、汎用性に優れ、既存の給湯器等の本体を買い換えることなく、熱効率（燃費）の向上と二酸化炭素（ＣＯ₂）の排出量の削減を図ることができ、既存の給湯器等を有効に利用することができる効率性、環境保護性、省資源性に優れた排気トップ型排熱回収器の提供を行うことができ、環境問題、省エネルギー問題に貢献することができる。

（ａ）実施の形態１の排気トップ型排熱回収器の断面模式図（ｂ）図１（ａ）のＡ−Ａ線矢視断面模式図 （ａ）補助熱交換器を備えていない既存の給湯器を示す断面模式図（ｂ）既存の給湯器に実施の形態１の排気トップ型排熱回収器を取り付けた状態を示す断面模式図

符号の説明

１ 排気トップ型排熱回収器
２ 排気筒部
２ａ 底部
２ｂ 支持板
２ｃ 固定部
２ｄ 固定孔
２ｅ 導入口
２ｆ 仕切板
２ｇ 排気寄せ口
２ｈ 排気孔
３ 熱交換部
４ 熱交換器
５ａ 給水口
５ｂ 出湯口
６ 熱交換器カバー
６ａ 天板部
６ｂ 周壁部
７ 開口部
８ 排水部
９ 中和器
９ａ 排水口
１０ 給湯器
１１ 燃焼部
１２ 一次熱交換器（主熱交換器）
１２ａ 給水接続口
１２ｂ 出湯接続口
１３ 消音筒
１４ 排気口
１５ 排気トップ

Claims (4)

1. 給湯器の排気口に覆設される排気筒部と、給水源に接続される給水口と給湯器の給水接続口に接続される出湯口とを備え前記排気筒部に内設される熱交換器を有する熱交換部と、前記排気筒部の内部の結露水を排出する排水部と、を備えていることを特徴とする排気トップ型排熱回収器。
2. 前記排水部が、前記排気筒部に内設され前記結露水を中和する中和器と、前記中和器の上端側で前記排気筒部に形設された排水口と、を備えていることを特徴とする請求項１に記載の排気トップ型排熱回収器。
3. 前記熱交換部が、前記熱交換器の上端を覆う天板部と、前記熱交換器の外周を覆う周壁部と、前記周壁部に穿設された複数の開口部と、を有する熱交換器カバーを備えていることを特徴とする請求項１又は２に記載の排気トップ型排熱回収器。
4. 前記熱交換器カバーの前記周壁部が、パンチングメタルで形成されていることを特徴とする請求項３に記載の排気トップ型排熱回収器。

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