JP2017026286A - 潜熱熱交換器、及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】ウォータハンマー現象による変形を防止するとともに、高精度の潜熱熱交換器を提供する。【解決手段】吸熱管５０が収容されるケーシング１００は、上ケース２１と下ケース２２とを溶接することにより作製される両側開口部４３，４４を有する筒状のケース本体２０と、開口部４３，４４を閉塞する一対の側板２３，２４とを備え、流入ヘッダ６０及び流出ヘッダ７０はそれぞれ、一方側板２３の外部に配置されているとともに、一方側板２３に設けられた挿通孔１３１，１３２を通って外部に導出される吸熱管５０の上流端５３及び下流端５４にそれぞれ接続される。【選択図】図２

Description

本発明は、潜熱熱交換器、及びその製造方法に関する。

従来、器具本体内に、顕熱熱交換器と潜熱熱交換器とを有する、所謂、コンデンシング型の給湯装置が知られている。上記潜熱熱交換器としては、小型化や高熱効率化を進めるために、例えば、図５に示すように、燃焼排気が流れるケーシング５００内に、直線部と半円弧状の折り返し部とが繰り返して連続する配管構造を有する吸熱管５５０が蛇行状や螺旋状で複数配設され、吸熱管５５０に被加熱流体である水を流通させるために、ケーシング５００の一方側板５２３に設けた流入ヘッダ５３０及び流出ヘッダ５４０にそれぞれ、吸熱管５５０の上流端及び下流端が接続されたものが提案されている（例えば、特許文献１）。

上記潜熱熱交換器の流入ヘッダ５３０及び流出ヘッダ５４０は、一方側板５２３の両側方の一部を内方に膨出させることにより形成された浅い器状の流入カップ及び流出カップ（図示せず）と、各カップが開放している一方側板の外面側開放部を閉塞する蓋体５３１，５４１とから構成されている。

ところで、上記流入ヘッダ５３０の蓋体５３１には、給水源からの水を導く給水管が接続され、流出ヘッダ５４０の蓋体５４１には、潜熱熱交換器で加熱された湯水を顕熱熱交換器に導出させる接続管が接続される。そのため、水道の給水圧（一次給水圧）が非常に高くなることがある地域では、所謂、ウォータハンマー現象が生じて、吸熱管５５０が接続されているカップに過大な変形応力が加えられる場合がある。特許文献１の潜熱熱交換器では、ケーシング５００の一部を構成する一方側板５２３にカップが形成されているため、薄い金属板では大きな応力に対する耐久性が低く、一方側板が変形しやすい。このため、一方側板５２３には厚い金属板を使用しなければならず、ウォータハンマー現象の影響を受けず薄い金属板を用いることができるケース本体５２０と厚い金属板を用いる一方側板５２３とを溶接により接合する場合、接合不良が生じやすく、製造時の加工精度が低下するという問題がある。

一方、図６に示すような、ケーシング６００の外部に流入ヘッダ６６０及び流出ヘッダ６７０を設けた潜熱熱交換器も提案されている（例えば、特許文献２）。

しかしながら、特許文献２の潜熱熱交換器では、ドレンによる腐食を考慮して一枚の金属板を絞り加工することにより形成される箱状のケース本体６１０が用いられる。そのため、潜熱熱交換器の作製にあたっては、箱状のケース本体６１０と吸熱管６５０や他の部品との接合部にロウ材が付与されたサブアセンブリを炉に投入してロウ付けする必要がある。その結果、特許文献２の潜熱熱交換器では、ロウ付け工程の熱により絞り加工工程で大きな応力が加えられているケース本体６１０に歪が生じやすく、またケース本体６１０とこれに接続されている部品との間に隙間が生じて、隙間を燃焼排気が通過する際に風切り音などの騒音が発生するという問題がある。

特開２００９−１８０３９８号公報 特開２０１２−１３７２５２号公報

本発明は上記課題を解決するものであり、本発明の目的は、吸熱管が接続される一方側板のウォータハンマー現象による変形を防止するとともに、製造時における歪の発生を低減した潜熱熱交換器を精度よく低コストで製造することにある。

本発明は、被加熱流体が流れる吸熱管が収容された箱状のケーシングと、吸熱管に被加熱流体を導入する流入ヘッダと、吸熱管から被加熱流体を導出する流出ヘッダとを備える潜熱熱交換器であって、
ケーシングは、燃焼排気をケーシング内へ導入する排気入口、及び燃焼排気を外部へ排出する排気出口を有し、両側に開口部が開口する筒状のケース本体と、ケース本体の両側の開口部を閉塞する一対の側板とを有し、
ケース本体は、正面板及び背面板の上半体から天板が連設された上ケースと、正面板及び背面板の下半体から底板が連設された下ケースとが溶接されており、
流入ヘッダ及び流出ヘッダはそれぞれ、一方側板の外部に配置されているとともに、一方側板に設けられた挿通孔を通って外部に導出される吸熱管の上流端及び下流端に接続されている潜熱熱交換器である。

上記潜熱熱交換器によれば、ケーシングの外部に流入ヘッダ及び流出ヘッダが設けられており、ケース本体とヘッダ部品とが別部品で形成されているから、ウォータハンマー現象が生じても、ヘッダ部品で給水圧を受けることができる。これにより、一方側板が薄い金属板で形成されていても、一方側板の変形を防止できるだけでなく、ケース本体と一方側板との溶接不良も生じ難い。さらに、吸熱管は、ケース本体とは別部品の一方側板から外部に導出されているから、ケース本体に吸熱管を接合することなく、ケーシング内に吸熱管を収容できる。従って、ケース本体にはロウ付け工程の熱による歪は生じないから、高精度の潜熱熱交換器が作製できる。

上記潜熱熱交換器において、好ましくは、
吸熱管は、ケーシング内において、一対の側板間で延在する直管部と略半円弧状の折り返し部とが繰り返し連続する配管構造を有し、
吸熱管の上流端及び下流端はそれぞれ、一方側板の両側方に設けられた挿通孔を通って外部に導出されており、
一方側板の両側方に設けられた挿通孔の間には、外方に膨出する膨出部が形成される。

吸熱管が直管部と折り返し部とが繰り返し連続する配管構造を有する場合、ケーシング内で一方側板の内面と吸熱管の折り返し部とが対向して配置される。一方、ウォータハンマー現象が生じると、吸熱管がケーシング内で振動するが、上記吸熱管の上流端及び下流端はそれぞれ、一方側板の両側方に設けられた挿通孔を通って外部に導出されているから、上流端及び下流端の間に位置し、一方側板の内面と対向する折り返し部はケーシング内で固定されておらず、振動しやすい状態となっている。その結果、吸熱管が振動すると、折り返し部が一方側板と接触して、騒音が生じる場合がある。また、上記潜熱熱交換器では、流入ヘッダ及び流出ヘッダを一方側板の外部に配設しているから、これらのヘッダに吸熱管を接続するためには、一方側板にヘッダが設けられている場合よりも、吸熱管の上流端及び下流端を一方側板から外部に導出させる必要がある。その結果、吸熱管の上流端及び下流端の間に位置する折り返し部が一方側板の内面に近接するため、振動により吸熱管が一方側板に接触しやすくなる。
しかしながら、上記潜熱熱交換器によれば、一方側板の両側方に設けられた挿通孔の間には、外方に膨出する膨出部が形成されているから、吸熱管の上流端及び下流端をそれぞれ流入ヘッダ及び流出ヘッダと接続するために一方側板の外部に導出させても、ケーシング内において吸熱管の折り返し部と一方側板との間に一定の距離を確保できる。これにより、吸熱管と一方側板との接触による騒音を防止できる。

また、本発明は、吸熱管の上流端及び下流端がそれぞれ、一方側板に設けられた挿通孔及び一方側板の外方に配設した流入ヘッダ本体及び流出ヘッダ本体の接続孔に順に挿通され、流入ヘッダ本体及び流出ヘッダ本体の開口部がそれぞれ、流入ヘッダ蓋体及び流出ヘッダ蓋体で閉塞されて、吸熱管、一方側板、流入ヘッダ本体、流出ヘッダ本体、流入ヘッダ蓋体、及び流出ヘッダ蓋体の所定の各ロウ付け部にロウ材が付与された状態の一方側板アセンブリを作製し、
一方側板アセンブリを炉に投入してロウ付けし、
正面板及び背面板の上半体から天板が連設された上ケースと、正面板及び背面板の下半体から底板が連設された下ケースとを溶接することにより、両側に開口部が開放するとともに、排気入口及び排気出口を有する筒状のケース本体を作製し、
ケース本体の一方開口部の周囲に、ロウ付けされた一方側板アセンブリの一方側板を、他方開口部の周囲に、他方側板を溶接する、潜熱熱交換器の製造方法である。

一方側板の挿通孔から吸熱管の上流端及び下流端を外部に導出させる場合、吸熱管を一方側板に固定するためにロウ付けが行われる。上記ロウ付けを行う場合、ケース本体の開口部を両側板で閉塞した後、吸熱管が収容されたケーシング全体を炉内に投入することもできるが、それによって、ケース本体がロウ付け工程の熱に晒されて歪が生じたり、ケース本体と内部部品との間に隙間が生じやすい。
しかしながら、上記製造方法によれば、ロウ付け工程には、吸熱管、一方側板、流入ヘッダ本体、流出ヘッダ本体、流入ヘッダ蓋体、及び流出ヘッダ蓋体の所定の各ロウ付け部にロウ材が付与された状態の一方側板アセンブリのみが供されるから、ケース本体がロウ付け工程における熱に晒されることもない。従って、歪の少ないケーシングを作製することができる。そして、吸熱管は、一方側板とロウ付けにより接合されるが、一方側板はケース本体とは独立した一枚の金属板から構成されているため、ロウ付け工程の熱が加えられても歪が生じ難い。従って、吸熱管と一方側板の内面との間の隙間を、ウォータハンマー現象によって吸熱管が振動しても、吸熱管と一方側板とが接触しないように精度よく設けることができる。

上記潜熱熱交換器の製造方法において、
上ケースまたは下ケースには、これらの溶接前に、内部部品が溶接されていてもよい。

ケーシング内には、燃焼排気を効率的に吸熱管と接触させるための整流板などの内部部品を配設することが好ましいが、上記製造方法によれば、ケース本体を作製する前の上ケースまたは下ケースにこれらの内部部品が溶接されるから、これらの部品もロウ付け工程の熱による影響を受けることがない。従って、ケーシング内のいずれの部品にもロウ付け工程の熱による歪は生じないから、部品間に隙間が生じ難く、各部品が精度よくケース本体に接合された潜熱熱交換器を得ることができる。

以上のように、本発明によれば、流入ヘッダ及び流出ヘッダを一方側板の外部に配設させているから、ウォータハンマー現象による一方側板の変形を防止できる。これにより、一方側板に薄い金属板を用いることができるから、加工精度を向上できるとともに、製造コストも低減できる。また、吸熱管をケース本体と接合されていない状態でケーシング内に収容でき、ケース本体には、吸熱管のロウ付け工程の熱による歪が生じることもないから、部品間で隙間が生じ難く、各部品を高精度に接合できる。これにより、ウォータハンマー現象により吸熱管が振動した場合でも、騒音の生じ難い潜熱熱交換器を低コストで製造できる。

図１は、本発明の実施の形態１に係る潜熱熱交換器のケース本体の一例を示す概略斜視図である。 図２は、本発明の実施の形態１に係る潜熱熱交換器の一例を示す概略分解斜視図である。 図３は、本発明の実施の形態１に係る給湯装置の一例を示す概略構成図である。 図４は、本発明の実施の形態２に係る潜熱熱交換器の一例を示す概略分解斜視図である。 図５は、従来の潜熱熱交換器の一例を示す概略分解斜視図である。 図６は、従来の潜熱熱交換器の他の一例を示す概略斜視図である。

（実施の形態１）
以下、図面を参照しながら、本実施の形態に係る潜熱熱交換器について具体的に説明する。
図１に示すように、ケース本体２０は、上ケース２１と下ケース２２とから構成されており、上ケース２１は、天板１４の前辺から正面板１１の上半分である上半体１１ａが垂下するように円弧状の曲げ加工により連設されているとともに、天板１４の後辺からは、背面板１２の上半分である上半体１２ａが同様に円弧状の曲げ加工により連設されて、全体に、下方及び両側に開放する断面略コ字状に形成されている。下ケース２２は、底板１３の前辺から正面板１１の下半分である下半体１１ｂが直立するように円弧状の曲げ加工により連設されているとともに、底板１３の後辺からは、背面板１２の下半分である下半体１２ｂが同様に円弧状の曲げ加工により連設されて、全体に、上方及び両側に開放する断面略コ字状に形成されている。
なお、本明細書では、便宜上、正面板１１と背面板１２とが対向する方向を前後方向、後述する一方側板２３と他方側板２４とが対向する方向を左右方向、天板１４と底板１３とが対向する方向を上下方向という。ただし、給湯装置への潜熱熱交換器の取り付け態様によって、これらの方向は給湯装置におけるそれらと異なる場合がある。

上ケース２１の正面板１１及び背面板１２の上半体１１ａ，１２ａの左右方向の両端からはそれぞれ、突合せ部２１ａ，２１ｂが下方へさらに延長するように突設されている。また、下ケース２２の正面板１１及び背面板１２の下半体１１ｂ，１２ｂの左右方向の両端からはそれぞれ、突合せ部２２ａ，２２ｂが上方へさらに延長するように突設されている。

対向する突合せ部２１ａ，２２ａ及び突合せ部２１ｂ，２２ｂの突出端の幅はそれぞれ一致しており、正面板１１側の突合せ部２１ａと突合せ部２２ａ、及び背面板１２側の突合せ部２１ｂと突合せ部２２ｂをそれぞれ対接させて溶接すると、図２に示すような、左右方向の両側に開口部４３，４４が開放し、且つ正面板１１の上下半体１１ａ，１１ｂ間に排気入口１１０が、背面板１２の上下半体１２ａ，１２ｂ間に排気出口１２０がそれぞれ開口する筒状のケース本体２０が構成される。

正面板１１の上半体１１ａ及び天板１４の正面板１１側には、天板１４の内面から正面板１１に向かって下方に傾斜する入口側上整流板１１１が、正面板１１の上半体１１ａ及び天板１４にスポット溶接される。同様に、正面板１１の下半体１１ｂ及び底板１３の正面板１１側には、底板１３の内面から正面板１１に向かって上方に傾斜する入口側下整流板１１２が、正面板１１の下半体１１ｂ及び底板１３にスポット溶接され、背面板１２の上半体１２ａ及び天板１４の背面板１２側には、天板１４の内面から背面板１２に向かって下方に傾斜する出口側上整流板１２１が、背面板１２の上半体１２ａ及び天板１４にスポット溶接される。

図２に示すように、ケース本体２０の両側の開口部４３，４４にはそれぞれ、上下ケース２１，２２と略同等の厚さを有する一枚の薄い金属板からなる略矩形状の一方側板２３及び他方側板２４が取付けられる。一方側板２３の前後方向の両側方（正面板１１側と背面板１２側の両端）には、吸熱管５０の上流端５３が挿通される上流端挿通孔１３１及び吸熱管５０の下流端５４が挿通される下流端挿通孔１３２がそれぞれ吸熱管５０の数（本実施の形態では、６本）だけバーリング加工により穿設されている。本実施の形態では、上流端挿通孔１３１及び下流端挿通孔１３２はそれぞれ、２列で、且つ千鳥状に配列されている。これらの挿通孔１３１，１３２の数及び配列は、吸熱管５０の数に応じて適宜選択される。一方側板２３の外周縁には、ケース本体２０と溶接により接合するための接合部が形成されている。また、一方側板２３の両側方の挿通孔１３１，１３２の間の中間部には、金属板を絞り加工することによって外方に向かって膨出する膨出部１３５が形成されている。他方側板２４は、上記挿通孔１３１，１３２や膨出部１３５が形成されていない以外は、一方側板２３と同様の構成を有する。

複数の吸熱管５０は、燃焼排気が通過可能な程度の隙間を空けて一方側板２３にロウ付けされる。各吸熱管５０は、ステンレスなどの耐腐食性を有する金属からなるコルゲート管（谷部と山部とが軸線方向に交互に連続する外面形状を有する管）の複数箇所に曲げ加工を施して、ケーシング１００内で直管部５１と、略半円弧状の折り返し部５２とが繰り返して連続する配管構造を有している。直管部５１は、一方側板２３と他方側板２４との間で延在し、折り返し部５２は、一方側板２３側と他方側板２４側の両端で左右方向で逆方向に折り曲げられており、各吸熱管５０は、全体として同一平面で蛇行させた波形の形状を有している（ただし、図２では、煩雑化を避けるため、直管部５１の一部のみがコルゲート管で表わされている）。なお、吸熱管５０は、一本の配管を曲げ加工した螺旋状のものであってもよい。

複数の吸熱管５０は、扁平に加工された折り返し部５２で重ね合わされている。また、重ね合わされる吸熱管５０相互は、屈曲する波形の波長方向に半ピッチだけずれている。すなわち、上から奇数番目の吸熱管５０に対して、偶数番目の吸熱管５０は、背面板１２側に半ピッチずれた位置に設けられている。

図示しないが、一方側板２３に吸熱管５０がロウ付けされると、一方側板２３側に位置する折り返し部５２はいずれも、外方に膨出する膨出部１３５に対向する位置に配置され、折り返し部５２の先端が膨出部１３５内に収容されるように設けられる。これにより、一方側板２３から外部に吸熱管５０の上流端５３及び下流端５４を導出させても、折り返し部５２が一方側板２３の内面に衝突するのを防止できる。

一方側板２３の外部に導出された吸熱管５０の上流端５３及び下流端５４はそれぞれ、一方側板２３の外部に配置された流入ヘッダ６０及び流出ヘッダ７０とロウ付けされる。このように、各吸熱管５０の上流端５３及び下流端５４はそれぞれ、流入ヘッダ６０及び流出ヘッダ７０と連結され、一方側板２３には直接、給水圧がかからないように構成されているため、ウォータハンマー現象が生じても、流入ヘッダ６０により給水圧が受け止められ、一方側板２３の応力変形を防止できる。また、これらの流入ヘッダ６０及び流出ヘッダ７０は、一方側板２３に接合されていない状態で一方側板２３の外部に配設されているため、厚い金属部材を用いることができる。従って、高い給水圧が付与されても、変形し難い。さらに、一方側板２３に比べて、小サイズのヘッダ部品を用いることができるから、給水圧を直接受ける面を小さくできる。

流入ヘッダ６０及び流出ヘッダ７０は、器状のヘッダ本体６１，７１と、ヘッダ本体６１，７１に内嵌する器状のヘッダ蓋体６５，７５とを有する。また、両ヘッダ６０，７０は、ヘッダ本体６１，７１とヘッダ蓋体６５，７５の各開口部が対向する状態でロウ付けされて形成される。なお、本実施の形態の流出ヘッダ７０は、流入ヘッダ６０のヘッダ蓋体６５を上下反転させたヘッダ蓋体７５が用いられる以外は流入ヘッダ６０と同様の構成を有する。このため、以下では、主として流入ヘッダ６０を例に挙げて説明する。

ヘッダ本体６１は、吸熱管５０の上流端５３が挿入されて接合される接続孔６４が穿設された底板を有し、ヘッダ蓋体６５側に開放する略矩形の器状に形成されている。ヘッダ本体６１とロウ付けされるヘッダ蓋体６５は、同様に、ジョイント筒６８がロウ付けされる流入口６６が穿設された底板を有し、ヘッダ本体６１側に開放する略矩形の器状に形成されている。なお、ヘッダ蓋体７５は、流出口（図示せず）を有しており、同様に、流出口にはジョイント筒７８がロウ付けされる。これらのジョイント筒６８，７８にはそれぞれ、給水管及び顕熱熱交換器の管体の上流端に繋がる接続管が接続される。

次に、本実施の形態の潜熱熱交換器１の作製方法の一例について具体的に説明する。

本実施の形態の潜熱熱交換器１の作製にあたっては、上記した一方側板２３の上流端挿通孔１３１及び下流端挿通孔１３２に吸熱管５０を挿通させて、吸熱管５０を一方側板２３の外部に所定長さ導出させ、導出させた吸熱管５０の上流端５３及び下流端５４をそれぞれ、ヘッダ本体６１，７１の接続孔６４，７４に挿入させる。

次いで、導出させた吸熱管５０の外面と上流端挿通孔１３１及び下流端挿通孔１３２との境界、並びに吸熱管５０の上流端５３及び下流端５４とヘッダ本体６１，７１の接続孔６４，７４との境界にロウ材（例えば、ペースト状のニッケルロウ材など）を塗布する。なお、ロウ材は、一方側板２３の上流端挿通孔１３１及び下流端挿通孔１３２の内面や、ヘッダ本体６１，７１の接続孔６４の内面に予め塗布してもよい。

次いで、ヘッダ本体６１，７１と、ヘッダ蓋体６５，７５とを、これらの開口部が対向するように配置し、図示しない押込み治具でヘッダ蓋体６５，７５をヘッダ本体６１，７１に圧入する。圧入後、ヘッダ本体６１，７１と、ヘッダ蓋体６５，７５との境界にロウ材を塗布する。これにより、一方側板２３、吸熱管５０、及びヘッダ６０，７０が仮固定された一方側板アセンブリ１０１が作製される。

上記のようにしてロウ材が塗布された一方側板アセンブリ１０１を加熱炉に投入し、炉中でロウ付け処理が行なわれる。これによりロウ材が塗布された箇所で各部材がロウ付けされる。従って、上記ロウ付け工程では、ケーシング１００を構成する構成壁のうち略平板状の一方側板２３のみが炉内に投入されるから、熱による歪が生じ難い。

上記とは別に、入口側及び出口側上整流板１１１，１２１が溶接された上ケース２１の突合せ部２１ａ，２１ｂと、入口側下整流板１１２が溶接された下ケース２２の突合せ部２２ａ，２２ｂとがそれぞれ対接するように配置し、突合せ部２１ａ，２２ａ及び２１ｂ，２２ｂを溶接して、左右方向の両側に開口部４３，４４がそれぞれ開放し、排気入口１１０及び排気出口１２０がそれぞれ、正面板１１及び背面板１２に開口する筒状のケース本体２０を作製する。従って、ケース本体２０はロウ付け工程に供されないから、歪が少ない。また、ケース本体２０には、整流板１１１，１１２，１２１が溶接されているが、ロウ付け工程の熱に晒されていないから、ケース本体２０とこれらの部品との間に隙間が形成され難い。従って、精度よく各部品が配設された潜熱熱交換器１が得られ、各部品同士の隙間を原因とする風切り音などの騒音を抑制することができる。

上記のようにして一方側板アセンブリ１０１と、筒状のケース本体２０とを作製した後、ケース本体２０の一方の開口部４３から、一方側板アセンブリ１０１にロウ付けされた吸熱管５０を挿入して、一方の開口部４３の周囲と一方側板２３とを溶接により接合し、他方の開口部４４の周囲と他方側板２４とを溶接により接合する。これにより、ケース本体２０の両側開口部４３，４４が閉塞される。

次に、本実施の形態の潜熱熱交換器を用いた給湯装置ついて説明する。

図３は、本実施の形態の給湯装置を示す概略構成図である。器具本体（図示せず）内には、顕熱熱交換器３と上記潜熱熱交換器１とが配設されている。

図３に示すように、顕熱熱交換器３は、潜熱熱交換器１の下方に配設されている。また、顕熱熱交換器３の下方には、ガス供給管から供給されるガスを燃焼させるガスバーナ４が配設されており、さらにガスバーナ４の下方には、ガスバーナ４に燃焼用空気を送風する送風ファン５が配設されている。

顕熱熱交換器３は、並設された多数のフィン群３３２と、これらフィン群３３２を貫通する蛇行状の管体３３１とから構成されている。顕熱熱交換器３と潜熱熱交換器１とは、潜熱熱交換器１のケース本体２０の底板１３によって、上下に区画されている。

顕熱熱交換器３と潜熱熱交換器１とは、既述した排気入口１１０を介して連通しており、顕熱熱交換器３から排気入口１１０を介して潜熱熱交換器１内に送られた燃焼排気は、潜熱熱交換器１内を通過した後、排気出口１２０から器具本体の外部に排出される。

既述したように、流入ヘッダ６０のジョイント筒６８は、水道管などの給水源からの冷水を導く給水管と接続されており、流出ヘッダ７０のジョイント筒７８は、顕熱熱交換器３の管体３３１の上流端に連通する接続管と接続されている。従って、給水管からの冷水は、潜熱熱交換器１及び顕熱熱交換器３を通過する間に加熱されて温水となり、顕熱熱交換器３の管体３３１の下流端が接続されている出湯管から、浴室や台所などの給湯端末へ送られる。

（実施の形態２）
上記実施の形態１では、１つの加熱回路を有する給湯装置に用いられる潜熱熱交換器について説明したが、本実施の形態では、２つの加熱回路を有する給湯装置に用いられる潜熱熱交換器について説明する。なお、実施の形態１の潜熱熱交換器と同一の構成については、同一の符号を付して説明を省略する。

図４は、本実施の形態に係る給湯用熱交換部４０及び暖房用熱交換部４１を具備する潜熱熱交換器１ａの概略分解斜視図である。ケース本体２５は、実施の形態１と同様、上ケース２１と下ケース２２とに分割されており、突合せ部２１ａ，２１ｂ，２２ａ，２２ｂは、上ケース２１と下ケース２２の各両端のほか、給湯用熱交換部４０と暖房用熱交換部４１との境界部分にも設けられている。

本実施の形態では、突合せ部２１ａ，２２ａ、及び突合せ部２１ｂ，２２ｂがそれぞれ対接するように、上ケース２１と下ケース２２とを重ね合わせると、正面板１１側には、給湯用熱交換部４０内に燃焼排気を導入させる排気入口１１０と、暖房用熱交換部４１内に燃焼排気を導入させる排気入口１１０ａとが開口し、背面板１２側には、給湯用熱交換部４０及び暖房用熱交換部４１内から燃焼排気を排気させる単一の排気出口１２０が開口する。

給湯用熱交換部４０及び暖房用熱交換部４１内にはそれぞれ、吸熱管５０，５０ａが配設されている。給湯用熱交換部４０側の開口部４３は、上記実施の形態１と同様に、吸熱管５０が上流端挿通孔１３１及び下流端挿通孔１３２から外部に導出される一方側板２３により閉塞されている。一方、暖房用熱交換部４１側の開口部４４は、給湯用熱交換部４０と同様に、吸熱管５０ａが上流端挿通孔１４１及び下流端挿通孔１４２から外部に導出される他方側板２４により閉塞されている。

上下ケース２１，２２には、実施の形態１と同様に、整流板１１１，１１２，１２１がスポット溶接により接合されている。また、上ケース２１には、給湯用熱交換部４０と暖房用熱交換部４１とを区画する仕切り板１５０がネジ止めされている。

本実施の形態の潜熱熱交換器１ａを作製する場合、上記実施の形態１と同様に、一方側板２３、吸熱管５０、流入ヘッダ６０、及び流出ヘッダ７０がロウ付けされた一方側板アセンブリと、他方側板２４、吸熱管５０ａ、流入ヘッダ６０ａ、及び流出ヘッダ７０ａがロウ付けされた他方側板アセンブリ１０１ａと、突合せ部２１ａ，２２ａ、及び突合せ部２１ｂ，２２ｂで上下ケース２１，２２が溶接された筒状のケース本体２５とをそれぞれ作製し、ケース本体２５の両側の開口部４３，４４の周囲にそれぞれ、一方側板２３と他方側板２４を溶接する。

従って、本実施の形態でも、ウォータハンマー現象が生じても、一方側板２３の応力変形を防止できる。また、暖房用熱交換部４１の吸熱管５０ａは、他方側板２４にロウ付けされているから、ケース本体２５をロウ付け工程に供することなく、吸熱管５０ａをケーシング内に収容することができる。従って、ケース本体２５の歪も少ない。また、整流板１１１，１１２，１２１などの内部部品が上下ケース２１，２２に溶接されているが、これらの部品もロウ付け工程に供されていないため、歪が少なく、ケース本体２５と内部部品との間で隙間が形成され難い。従って、精度よく各部品が配設された潜熱熱交換器１ａが得られる。さらに、他方側板２４にも、上流端挿通孔１４１及び下流端挿通孔１４２の間に膨出部１４５が形成されているから、吸熱管５０ａが振動しても、折り返し部５２ａと他方側板２４との接触を防止できる。

なお、上記実施の形態において、排気入口１１０及び排気出口１２０はそれぞれ、上ケース２１と下ケース２２を溶接することにより正面板１１及び背面板１２に形成されているが、適用される給湯装置の態様に応じて、いずれか一方が天板１４または底板１３に開設されていてもよい。

１，１ａ 潜熱熱交換器
２０，２５ ケース本体
２３ 一方側板
５０，５０ａ 吸熱管
１１０，１１０ａ 排気入口
１２０ 排気出口
６０，６０ａ 流入ヘッダ
７０，７０ａ 流出ヘッダ

Claims (4)

1. 被加熱流体が流れる吸熱管が収容された箱状のケーシングと、吸熱管に被加熱流体を導入する流入ヘッダと、吸熱管から被加熱流体を導出する流出ヘッダとを備える潜熱熱交換器であって、
   ケーシングは、燃焼排気をケーシング内へ導入する排気入口、及び燃焼排気を外部へ排出する排気出口を有し、両側に開口部が開口する筒状のケース本体と、ケース本体の両側の開口部を閉塞する一対の側板とを有し、
   ケース本体は、正面板及び背面板の上半体から天板が連設された上ケースと、正面板及び背面板の下半体から底板が連設された下ケースとが溶接されており、
   流入ヘッダ及び流出ヘッダはそれぞれ、一方側板の外部に配置されているとともに、一方側板に設けられた挿通孔を通って外部に導出される吸熱管の上流端及び下流端に接続されている潜熱熱交換器。
2. 請求項１に記載の潜熱熱交換器において、
   吸熱管は、ケーシング内において、一対の側板間で延在する直管部と略半円弧状の折り返し部とが繰り返し連続する配管構造を有し、
   吸熱管の上流端及び下流端はそれぞれ、一方側板の両側方に設けられた挿通孔を通って外部に導出されており、
   一方側板の両側方に設けられた挿通孔の間には、外方に膨出する膨出部が形成されている潜熱熱交換器。
3. 吸熱管の上流端及び下流端がそれぞれ、一方側板に設けられた挿通孔及び一方側板の外方に配設した流入ヘッダ本体及び流出ヘッダ本体の接続孔に順に挿通され、流入ヘッダ本体及び流出ヘッダ本体の開口部がそれぞれ、流入ヘッダ蓋体及び流出ヘッダ蓋体で閉塞されて、吸熱管、一方側板、流入ヘッダ本体、流出ヘッダ本体、流入ヘッダ蓋体、及び流出ヘッダ蓋体の所定の各ロウ付け部にロウ材が付与された状態の一方側板アセンブリを作製し、
   一方側板アセンブリを炉に投入してロウ付けし、
   正面板及び背面板の上半体から天板が連設された上ケースと、正面板及び背面板の下半体から底板が連設された下ケースとを溶接することにより、両側に開口部が開放するとともに、排気入口及び排気出口を有する筒状のケース本体を作製し、
   ケース本体の一方開口部の周囲に、ロウ付けされた一方側板アセンブリの一方側板を、他方開口部の周囲に、他方側板を溶接する、潜熱熱交換器の製造方法。
4. 請求項３に記載の潜熱熱交換器の製造方法であって、
   上ケースまたは下ケースには、これらの溶接前に、内部部品が溶接されている潜熱熱交換器の製造方法。
   

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