JP2019128132A - 熱交換器および熱源機 - Google Patents

Abstract

【課題】伝熱管に発生する熱応力により伝熱管が割れることを抑制することができる熱交換器およびそれを備えた熱源機を提供する。【解決手段】一次熱交換器１０は、胴板１２と、フィンパイプ１１ｂと、接続管１５とを備えている。胴板１２は、周壁部１２１と、内部空間Ｈとを含んでいる。フィンパイプ１１ｂは、内部空間Ｈに配置され、内部空間Ｈから胴板１２を貫通し、かつ胴板１２に固定されている。接続管１５は、周壁部１２１から内部空間Ｈ内に突き出すようにフィンパイプ１１ｂに挿入され、かつフィンパイプ１１ｂに固定されている。【選択図】図７

Description

本発明は、熱交換器および熱源機に関するものである。

従来、胴板と、胴板に収容された伝熱管と、伝熱管に接続された接続管とを備えた熱交換器が用いられている。胴板は、周壁部と、周壁部に取り囲まれた内部空間とを含んでいる。伝熱管は内部空間に配置され、周壁部の側壁間に延びるように配置されている。また、伝熱管は胴板を貫通して胴板の外側まで延びている。接続管は胴板の外側において伝熱管に挿入されている。

また、伝熱管に接続管が挿入された熱交換器は、たとえば特開２００２−２５４１６５号公報（特許文献１）に記載されている。この公報に記載された熱交換器では、伝熱管は板状のエンドプレートを貫通している。接続管はエンドプレートの外側において伝熱管に挿入されている。

特開２００２−２５４１６５号公報

上記の従来の熱交換器では、周壁部に取り囲まれた内部空間を燃焼ガスが流れる。このため、内部空間に配置された伝熱管において燃焼ガスの下流側の温度よりも上流側の温度が高くなる。したがって、伝熱管が燃料ガスの下流側から上流側に向かって突き出すように変形しようとすることにより、伝熱管に熱応力が発生する。この熱応力により伝熱管が割れるおそれがある。

また、上記の公報に記載された熱交換器でも、伝熱管において燃焼ガスの下流側の温度よりも燃焼ガスの上流側の温度が高くなる。したがって、伝熱管が燃焼ガスの下流側から上流側に向かって突き出すように変形しようとすることにより、伝熱管に熱応力が発生する。上記の公報に記載された熱交換器でも、この熱応力により伝熱管が割れるおそれがある。

本発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、伝熱管に発生する熱応力により伝熱管が割れることを抑制することができる熱交換器およびそれを備えた熱源機を提供することである。

本発明の熱交換器は、胴板と、伝熱管と、接続管とを備えている。胴板は、周壁部と、内部空間とを有している。内部空間は周壁部に取り囲まれている。伝熱管は、内部空間に配置され、内部空間から胴板を貫通し、かつ胴板に固定されている。接続管は、周壁部から内部空間内に突き出すように伝熱管に挿入され、かつ伝熱管に固定されている。

本発明によれば、接続管が周壁部から内部空間内に突き出すように伝熱管に挿入されているため、内部空間において伝熱管と接続管とが重なる。したがって、内部空間において伝熱管を接続管により補強することができる。これにより、伝熱管に発生する熱応力により伝熱管が割れることを抑制することができる。

上記の熱交換器において、伝熱管と接続管とが重なる領域の中央に周壁部が配置されている。このため、伝熱管に発生する熱応力を伝熱管と接続管とが重なる領域で周壁部を挟んで均等に受けることができる。したがって、伝熱管に発生する熱応力が伝熱管と接続管とが重なる領域で周壁部を挟んだ一方側に集中することを抑制することができる。

上記の熱交換器において、周壁部から胴板の外側に突き出した伝熱管の寸法は、周壁部から内部空間内に突き出した接続管の寸法よりも大きい。このため、伝熱管に接続管を挿入するために伝熱管の周壁部から胴板の外側に突き出した部分を加工することが容易となる。

上記の熱交換器において、内部空間に配置されたフィンをさらに備えている。伝熱管は、フィンを貫通している。接続管は、フィンと重なるように配置されている。燃焼ガスによってフィンが熱せられることによりフィンが延びようとする。このため、フィンを貫通する伝熱管にフィンによる熱応力が発生する。接続管がフィンと重なるように配置されているため、伝熱管のフィンを貫通する部分を接続管により補強することができる。これにより、フィンによって伝熱管に発生する熱応力により伝熱管が割れることを抑制することができる。

上記の熱交換器において、伝熱管の厚みと接続管の厚みとの合計の厚みは、胴板の厚みよりも大きい。燃焼ガスによって胴板が熱せられることにより胴板が延びようとする。このため、胴板を貫通する伝熱管に胴板による熱応力が発生する。伝熱管の厚みと接続管の厚みとの合計の厚みが胴板の厚みよりも大きいため、胴板の強度よりも伝熱管および接続管の重なる部分の強度を大きくすることができる。これにより、胴板によって伝熱管に発生する熱応力により伝熱管が割れることを抑制することができる。

本発明の熱源機は、上記の熱交換器と、熱交換器に燃焼ガスを供給可能なバーナとを備えている。本発明の熱源機によれば、伝熱管に発生する熱応力により伝熱管に割れが発生することを抑制することができる熱交換器を備えた熱源機を提供することができる。

以上説明したように、本発明によれば、伝熱管に発生する熱応力により伝熱管が割れることを抑制することができる熱交換器およびそれを備えた熱源機を提供することができる。

本発明の一実施の形態における熱源機の構成を模式的に示す図である。 本発明の一実施の形態における熱交換装置の構成を概略的に示す斜視図である。 本発明の一実施の形態における熱交換器の構成を概略的に示す斜視図である。 図３のＩＶ−ＩＶ線に沿う断面図である。 図３のＶ−Ｖ線に沿う断面図である。 本発明の一実地の形態における熱交換器の構成を概略的に示す側面図である。 図６のＶＩＩ−ＶＩＩ線に沿う断面図である。 図７のＶＩＩＩ部の拡大図である。 本発明の一実施の形態における変形例の熱交換器の構成を概略的に示す断面図であって、図８に対応する図である。 比較例の熱交換器の構成を概略的に示す断面図であって、図８に対応する部分の図である。 図１０のＸＩ部の拡大図である。

まず、図１を参照して、本発明の一実施の形態における熱源機１００の構成について説明する。

図１に示されるように、本実施の形態の熱源機１００は、点火プラグ１と、一次熱交換器（顕熱回収熱交換器）１０と、二次熱交換器（潜熱回収熱交換器）２０と、バーナ３０と、チャンバ３１と、送風装置３２と、ダクト３３と、ベンチュリ３４、オリフィス３５、ガスバルブ３６、配管４０と、バイパス配管４１と、三方弁４２と、筐体５０とを主に有している。一次熱交換器１０、二次熱交換器２０は熱交換装置２００を構成している。筐体５０の内部に、上記の部品のうち筐体５０を除く全ての部品が配置されている。上記の部品は熱交換装置２００を除いて従来公知のものと同様である。

燃料ガスは、ガスバルブ３６とオリフィス３５とを通じてベンチュリ３４に流れる。ベンチュリ３４で混合された混合ガスは送風装置３２に送られる。送風装置３２は、混合ガスをバーナ３０へ供給するためのものである。送風装置３２はチャンバ３１に接続されており、チャンバ３１はバーナ３０に接続されている。送風装置３２から供給された混合ガスは、チャンバ３１を通じてバーナ３０に送られる。バーナ３０は、一次熱交換器１０に供給される加熱用気体（燃焼ガス）を発生させるためのものである。バーナ３０から吹出される混合ガスは、点火プラグ１によって着火され、燃焼ガスとなる。

燃焼ガスが一次熱交換器１０および二次熱交換器２０を順に通過して湯水と熱交換するように、バーナ３０、一次熱交換器１０および二次熱交換器２０が接続されている。バーナ３０は、一次熱交換器１０に対して二次熱交換器２０と反対側に配置されている。バーナ３０は、一次熱交換器１０および二次熱交換器２０に燃焼ガスを供給可能に構成されている。本実施の形態では、バーナ３０は逆燃方式である。なお、バーナ３０は正燃方式であってもよい。

二次熱交換器２０にはダクト３３が接続されており、ダクト３３は筐体５０の外部へ延びている。これにより、二次熱交換器２０を通過した燃焼ガスは、ダクト３３を通じて筐体５０の外部へ排出される。一次熱交換器１０よりも出湯側の配管４０の部分とバイパス配管４１とは三方弁４２で接続されている。

次に、図２を参照して、上記の熱源機１００に用いられる熱交換装置２００の構成について説明する。

図２に示されるように、熱交換装置２００は、燃焼ガスの顕熱および潜熱を回収可能なものである。熱交換装置２００は、顕熱回収用の一次熱交換器１０と、潜熱回収用の二次熱交換器２０とを有している。一次熱交換器１０と二次熱交換器２０とは第１方向Ｄ１に重なるように配置されている。二次熱交換器２０は、熱交換装置２００が設置された状態において一次熱交換器１０に鉛直方向（上下方向）に重なるように配置されている。つまり、熱交換装置２００が設置された状態において、第１方向Ｄ１は上下方向となる。

次に、図２〜図８を参照して、上記の熱源機１００に用いられる一次熱交換器（熱交換器）１０の構成について説明する。

図２〜図５に示されるように、一次熱交換器１０は、入水部１０ａと、出水部１０ｂと、熱交換部１１と、胴板１２と、胴パイプ部１３と、ヘッダ部材１４と、接続管１５とを備えている。入水部１０ａは、一次熱交換器１０に最初に湯水が入水する部分である。入水部１０ａは、胴パイプ部１３に接続されている。出水部１０ｂは、一次熱交換器１０から最後に湯水が出湯する部分である。出水部１０ｂは、接続管１５を介して熱交換部１１に接続されている。

熱交換部１１は、複数のフィン１１ａと、複数のフィンパイプ（伝熱管）１１ｂとを含んでいる。複数のフィン１１ａおよび複数のフィンパイプ１１ｂの各々は、ＳＵＳ（ステンレス鋼）製であってもよい。熱交換部１１は、複数のフィン１１ａおよび複数のフィンパイプ１１ｂの外部を燃焼ガスが流れ、複数のフィンパイプ１１ｂの内部を水が流れるように構成されている。複数のフィン１１ａは互いに積層されている。複数のフィンパイプ１１ｂは複数のフィン１１ａを積層方向に貫通している。複数のフィンパイプ１１ｂは、第１方向Ｄ１に沿って二段に配列されている。なお、図２〜図５および図７においては、説明の便宜のため、複数のフィン１１ａのうち一部のみが図示されている。

胴板１２は、周壁部１２１と、内部空間Ｈとを有している。周壁部１２１は、第１端Ｅ１と、第２端Ｅ２とを有している。第２端Ｅ２は、第１端Ｅ１に向かい合っている。内部空間Ｈは、第１端Ｅ１から第２端Ｅ２まで貫通するように設けられている。第１端Ｅ１に胴板１２の上側に設けられた開口が配置されている。第２端Ｅ２に胴板１２の下側に設けられた開口が配置されている。内部空間Ｈは、胴板１２の上側に設けられた開口と胴板１２の下側に設けられた開口とをつなぐように設けられている。

周壁部１２１は、正面部１２ａと、一対の側面部１２ｂと、背面部１２ｃとを含んでいる。正面部１２ａ、一対の側面部１２ｂおよび背面部１２ｃは四角の枠を構成している。胴板１２は上下に開口を有している。胴板１２は、上側の開口を通って胴板１２の内側へ燃焼ガスを給気可能である。胴板１２は、下側の開口を通って燃焼ガスを胴板１２の外側へ排気可能である。

熱交換部１１は胴板１２の内部空間Ｈに配置されている。複数のフィンパイプ１１ｂの各々の中央部は、胴板１２の内側に配置されている。複数のフィンパイプ１１ｂの各々の両端部は、胴板１２の外側に配置されている。複数のフィン１１ａは胴板１２の内側に配置されている。

胴パイプ部１３は、胴板１２を冷却するためのものである。胴パイプ部１３は、胴板１２の一対の側面部１２ｂおよび背面部１２ｃの内側面に沿うように配置されている。胴パイプ部１３は、第１冷却パイプ１３１、第２冷却パイプ１３２および第３冷却パイプ１３３を含んでいる。第１冷却パイプ１３１、第２冷却パイプ１３２および第３冷却パイプ１３３は、第１方向Ｄ１に並んで設置されている。第１冷却パイプ１３１、第２冷却パイプ１３２および第３冷却パイプ１３３は、ヘッダ部材１４を介して直列に接続されている。ヘッダ部材１４は、胴板１２の正面部１２ａに取り付けられている。ヘッダ部材１４は、第１ヘッダ部材１４１と、第２ヘッダ部材１４２とを含んでいる。

第１冷却パイプ１３１の一方端は入水部１０ａに接続されており、第１冷却パイプ１３１の他方端は第１ヘッダ部材１４１に接続されている。第２冷却パイプ１３２の一方端は第１ヘッダ部材１４１に接続されており、第２冷却パイプ１３２の他方端は第２ヘッダ部材１４２に接続されている。第３冷却パイプ１３３の一方端は第２ヘッダ部材１４２に接続されており、第３冷却パイプ１３３の他方端は最も上方に配置された接続管１５に接続されている。また、熱交換部１１の複数のフィンパイプ１１ｂは互いに接続管１５により直列に接続されている。

図６〜図８に示されるように、フィンパイプ１１ｂは、内部空間Ｈに配置されている。フィンパイプ１１ｂは、内部空間Ｈから胴板１２を貫通している。本実施の形態では、フィンパイプ１１ｂは、周壁部１２１から胴板１２の外側に突き出すように内部空間Ｈから胴板１２の外側に向けて周壁部１２１を貫通している。フィンパイプ１１ｂは周壁部１２１の外周に設けられた孔に挿通されている。具体的には、フィンパイプ１１ｂは正面部１２ａおよび背面部１２ｃに設けられた孔に挿通されている。フィンパイプ１１ｂは、正面部１２ａおよび背面部１２ｃとの間に延びている。フィンパイプ１１ｂは、正面部１２ａと背面部１２ｃとが向かい合う第２方向Ｄ２に延びている。同じ段に配置された複数のフィンパイプ１１ｂは一対の側面部１２ｂが向かい合う第３方向Ｄ３に並んで配置されている。なお、第１方向Ｄ１、第２方向Ｄ２および第３方向Ｄ３は互いに交差している。フィンパイプ１１ｂは胴板１２に固定されている。フィンパイプ１１ｂは胴板１２にたとえばロウ付けにより固定されている。

接続管１５は、周壁部１２１から内部空間Ｈに突き出すようにフィンパイプ１１ｂに挿入されている。本実施の形態では、接続管１５は、周壁部１２１から内部空間Ｈ内に突き出すように胴板１２の外側から内部空間Ｈ内に向けてフィンパイプ１１ｂに挿入されている。接続管１５は、フィンパイプ１１ｂに固定されている。接続管１５は、フィンパイプ１１ｂに内嵌めされている。接続管１５は、２つのフィンパイプ１１ｂ同士を接続するベンドパイプと、フィンパイプ１１ｂと出水部１０ｂとを接続する出水パイプとを含んでいる。

接続管１５は、フィンパイプ１１ｂに第２方向Ｄ２に挿入されている。フィンパイプ１１ｂと接続管１５とが重なる領域の中央に周壁部１２１が配置されている。すなわち、フィンパイプ１１ｂに接続管１５が挿入された方向において、フィンパイプ１１ｂと接続管１５とが重なる領域の中央に周壁部１２１が配置されている。つまり、フィンパイプ１１ｂの胴板１２の外側に突き出した端部と、接続管１５の内部空間Ｈに挿入された端部との間の中央に周壁部１２１が配置されている。したがって、フィンパイプ１１ｂに接続管１５が挿入された方向において、周壁部１２１から胴板１２の外側に突き出したフィンパイプ１１ｂの寸法Ｒ１は、周壁部１２１から内部空間Ｈ内に突き出した接続管１５の寸法Ｒ２と等しい。なお、周壁部１２１は、フィンパイプ１１ｂに接続管１５が挿入された方向において、フィンパイプ１１ｂと接続管１５とが重なる領域の中心を含むように配置されていればよい。

接続管１５は、フィン１１ａと重なるように配置されている。接続管１５は、フィンパイプ１１ｂが貫通したフィン１１ａの孔に挿通されている。本実施の形態では、接続管１５は、複数のフィン１１ａのうち最外部に配置されたフィン１１ａと重なるように配置されている。

フィンパイプ１１ｂの厚みと接続管１５の厚みとの合計の厚みは、胴板１２の厚みよりも大きい。フィンパイプ１１ｂの厚みは、たとえば０．８ｍｍである。接続管１５の厚みは、たとえば０．８ｍｍである。胴板１２の厚みは、たとえば０．８ｍｍである。

正面部１２ａおよび背面部１２ｃは第１側面を構成している。一対の側面部１２ｂは第２側面を構成している。第２側面（一対の側面部１２ｂ）は、第１側面（正面部１２ａおよび背面部１２ｃ）に交差している。第１側面（正面部１２ａおよび背面部１２ｃ）にフィンパイプ１１ｂが固定されている。第２側面（一対の側面部１２ｂ）はフィンパイプ１１ｂに沿って配置されている。第２側面（一対の側面部）１２ｂはフィンパイプ１１ｂが固定されていないため、フィンパイプ１１ｂが固定された第１側面（正面部１２ａおよび背面部１２ｃ）よりも温度が高くなる。したがって、胴板１２は第２側面（一対の側面部１２ｂ）が向かい合う方向にたわむように変形しようとする。これにより、フィンパイプ１１ｂに熱応力が作用する。

なお、上記では、全てのフィンパイプ１１ｂについて、接続管１５が周壁部１２１から内部空間Ｈに突き出すようにフィンパイプ１１ｂに挿入されている。しかしながら、少なくとも１つのフィンパイプ１１ｂについて、接続管１５が周壁部１２１から内部空間Ｈに突き出すようにフィンパイプ１１ｂに挿入されていればよい。この場合、最も熱応力がかかるフィンパイプ１１ｂに対してのみ接続管１５が周壁部１２１から内部空間Ｈに突き出すように挿入されていてもよい。

次に、図９を参照して、本実施の形態の変形例の一次熱交換器１０について説明する。図９に示されるように、本実施の形態の変形例の一次熱交換器１０では、周壁部１２１から胴板１２の外側に突き出したフィンパイプ１１ｂの寸法Ｒ１は、周壁部１２１から内部空間Ｈ内に突き出した接続管１５の寸法Ｒ２よりも大きい。

次に、再び図２を参照して、一次熱交換器１０および二次熱交換器２０を流通する燃焼ガスおよび水の流れについて説明する。

まず、一次熱交換器１０および二次熱交換器２０を流通する燃焼ガスの流れについて説明する。一次熱交換器１０の上側の開口を通って燃焼ガスが一次熱交換器１０に給気される。一次熱交換器１０に給気された燃焼ガスは、胴板１２の下側に設けられた開口に向けて上方からに下方に流れる。このとき、胴パイプ部１３の外側を流れる燃焼ガスと胴パイプ部１３の内側を流れる水との間で熱交換が行われる。さらに、熱交換部１１の複数のフィン１１ａおよび複数のフィンパイプ１１ｂの外側を流れる燃焼ガスと、複数のフィンパイプ１１ｂの内側を流れる水との間で熱交換が行われる。

一次熱交換器１０を通過した燃焼ガスは、胴板１２の下側に設けられた開口から二次熱交換器２０の胴板２２の上側に設けられた開口を通って二次熱交換器２０に給気される。二次熱交換器２０に給気された燃焼ガスは、胴板２２の下側に設けられた開口に向けて上方から下方に流れる。このとき、二次熱交換器２０において、図示しない伝熱管の外側を流れる燃焼ガスとこの伝熱管の内側を流れる水との間で熱交換が行われる。

続いて、一次熱交換器１０および二次熱交換器２０を流通する水の流れについて説明する。二次熱交換器２０の入水部２０ａから二次熱交換器２０に流入した水は、二次熱交換器２０において燃焼ガスとの間で熱交換された後に出水部２０ｂから出湯する。二次熱交換器２０の出水部２０ｂから出湯した水は、図示しない配管を経由して、一次熱交換器１０の入水部１０ａに入水する。

入水部１０ａから一次熱交換器１０に入水した湯水は、胴パイプ部１３のうち最も上方に配置された第１冷却パイプ１３１に流入する。第１冷却パイプ１３１内に流入した湯水は、第１冷却パイプ１３１内を通り、第１ヘッダ部材１４１を経由して、第１冷却パイプ１３１の下方に配置された第２冷却パイプ１３２に流入する。第２冷却パイプ１３２内に流入した湯水は、第２冷却パイプ１３２内を通り、第２ヘッダ部材１４２を経由して、第２冷却パイプ１３２の下方に配置された第３冷却パイプ１３３に流入する。第３冷却パイプ１３３内に流入した湯水は、第３冷却パイプ１３３内を通り、最も上方に配置された接続管１５に流入する。最も上方に配置された接続管１５に流入した湯水は、複数のフィンパイプ１１ｂと複数の接続管１５とが直列に接続された一連の通水路を正面部１２ａと背面部１２ｃとが対向する方向（第２方向Ｄ２）に折り返すように流れる。最後に、湯水は出水部１０ｂから出湯する。

次に、本実施の形態の作用効果を比較例と対比して説明する。
図１０および図１１を参照して、比較例の一次熱交換器１０は、接続管１５が周壁部１２１から内部空間Ｈに突き出していない点で本実施の形態の一次熱交換器１０と異なっている。比較例の一次熱交換器１０では、内部空間Ｈを周壁部１２１の第１端Ｅ１から第２端Ｅ２に向かって燃焼ガスが流れると、周壁部１２１に設けられた内部空間Ｈに配置されたフィンパイプ１１ｂにおいて燃焼ガスの下流側（第２端側）の温度よりも上流側（第１端側）の温度が高くなる。したがって、フィンパイプ１１ｂが燃焼ガスの下流側から上流側に向かって突き出すように変形しようとすることにより、フィンパイプ１１ｂに熱応力が発生する。この熱応力により、図１１中矢印で示される位置でフィンパイプ１１ｂが割れるおそれがある。

これに対して、本実施の形態の一次熱交換器１０によれば、接続管１５が周壁部１２１から内部空間Ｈ内に突き出すようにフィンパイプ１１ｂに挿入されているため、内部空間Ｈにおいてフィンパイプ１１ｂと接続管１５とが重なる。したがって、内部空間Ｈにおいてフィンパイプ１１ｂを接続管１５により補強することができる。これにより、フィンパイプ１１ｂに発生する熱応力によりフィンパイプ１１ｂが割れることを抑制することができる。

また、本実施の形態の一次熱交換器１０において、フィンパイプ１１ｂと接続管１５とが重なる領域の中央に周壁部１２１が配置されている。このため、フィンパイプ１１ｂに発生する熱応力をフィンパイプ１１ｂと接続管１５とが重なる領域で周壁部１２１を挟んで均等に受けることができる。したがって、フィンパイプ１１ｂに発生する熱応力がフィンパイプ１１ｂと接続管１５とが重なる領域で周壁部１２１を挟んだ一方側に集中することを抑制することができる。

また、本実施の形態の一次熱交換器１０において、周壁部１２１から胴板１２の外側に突き出したフィンパイプ１１ｂの寸法Ｒ１は、周壁部１２１から内部空間Ｈ内に突き出した接続管１５の寸法Ｒ２よりも大きい。このため、フィンパイプ１１ｂに接続管１５を挿入するためにフィンパイプ１１ｂの周壁部１２１から胴板１２の外側に突き出した部分を加工することが容易となる。

また、本実施の形態の一次熱交換器１０において、接続管１５は、フィン１１ａと重なるように配置されている。燃焼ガスによってフィン１１ａが熱せられることによりフィン１１ａが延びようとする。このため、フィン１１ａを貫通するフィンパイプ１１ｂにフィン１１ａによる熱応力が発生する。接続管１５がフィン１１ａと重なるように配置されているため、フィンパイプ１１ｂのフィン１１ａを貫通する部分を接続管１５により補強することができる。これにより、フィン１１ａによってフィンパイプ１１ｂに発生する熱応力によりフィンパイプ１１ｂが割れることを抑制することができる。

また、本実施の形態の一次熱交換器１０において、フィンパイプ１１ｂの厚みと接続管１５の厚みとの合計の厚みは、胴板１２の厚みよりも大きい。燃焼ガスによって胴板１２が熱せられることにより胴板１２が延びようとする。このため、胴板１２を貫通するフィンパイプ１１ｂに胴板１２による熱応力が発生する。フィンパイプ１１ｂの厚みと接続管１５の厚みとの合計の厚みが胴板１２の厚みよりも大きいため、胴板１２の強度よりもフィンパイプ１１ｂおよび接続管１５が重なる部分の強度を大きくすることができる。これにより、胴板１２によってフィンパイプ１１ｂに発生する熱応力によりフィンパイプ１１ｂが割れることを抑制することができる。

また、本実施の形態の一次熱交換器１０において、フィンパイプ１１ｂが固定された一対の第１側面（正面部１２ａおよび背面部１２ｃ）に交差する第２側面（一対の側面部１２ｂ）は、フィンパイプ１１ｂに沿って配置されている。フィンパイプ１１ｂが固定された一対の第１側面の温度よりもフィンパイプ１１ｂが固定されていない一対の第２側面の温度は高くなる。したがって、胴板１２は第２側面（一対の側面部１２ｂ）が向かい合う方向にたわむように変形しようとする。これにより、フィンパイプ１１ｂに熱応力が作用する。本実施の形態では、内部空間Ｈにおいてフィンパイプ１１ｂを接続管１５により補強することができるため、この熱応力によりフィンパイプ１１ｂが割れることを抑制することができる。

本実施の形態の熱源機１００は、上記の一次熱交換器１０と、一次熱交換器１０に燃焼ガスを供給可能なバーナ３０とを備えている。本実施の形態の熱源機１００によれば、フィンパイプ１１ｂに発生する熱応力によりフィンパイプ１１ｂに割れが発生することを抑制することができる一次熱交換器１０を備えた熱源機１００を提供することができる。

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

１０ 一次熱交換器、１１ 熱交換部、１１ａ フィン、１１ｂ フィンパイプ、１２，２２ 胴板、１２ａ 正面部、１２ｂ 側面部、１２ｃ 背面部、１３ 胴パイプ部、１４ ヘッダ部材、１５ 接続管、２０ 二次熱交換器、３０ バーナ、１００ 熱源機、１２１ 周壁部、２００ 熱交換装置、Ｅ１ 第１端、Ｅ２ 第２端、Ｈ 内部空間、Ｒ１ 伝熱管の寸法、Ｒ２ 接続管の寸法。

Claims (6)

1. 周壁部と、前記周壁部に取り囲まれた内部空間とを有する胴板と、
   前記内部空間に配置され、前記内部空間から前記胴板を貫通し、かつ前記胴板に固定された伝熱管と、
   前記周壁部から前記内部空間内に突き出すように前記伝熱管に挿入され、かつ前記伝熱管に固定された接続管とを備えた、熱交換器。
2. 前記伝熱管と前記接続管とが重なる領域の中央に前記周壁部が配置されている、請求項１に記載の熱交換器。
3. 前記周壁部から前記胴板の外側に突き出した前記伝熱管の寸法は、前記周壁部から前記内部空間内に突き出した前記接続管の寸法よりも大きい、請求項１に記載の熱交換器。
4. 前記内部空間に配置されたフィンをさらに備え、
   前記伝熱管は、前記フィンを貫通しており、
   前記接続管は、前記フィンと重なるように配置されている、請求項１から３のいずれか１項に記載の熱交換器。
5. 前記伝熱管の厚みと前記接続管の厚みとの合計の厚みは、前記胴板の厚みよりも大きい、請求項１から４のいずれか１項に記載の熱交換器。
6. 請求項１から５のいずれか１項に記載の熱交換器と、
   前記熱交換器に燃焼ガスを供給可能なバーナとを備えた、熱源機。

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