JP6610246B2

JP6610246B2 - 給湯装置

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Publication number: JP6610246B2
Application number: JP2015253769A
Authority: JP
Inventors: 和裕西村; 誠廣津
Original assignee: Noritz Corp
Current assignee: Noritz Corp
Priority date: 2015-04-21
Filing date: 2015-12-25
Publication date: 2019-11-27
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Description

本発明は、ガス給湯装置などの給湯装置に関する。

給湯装置の具体例として、図１１（ａ）に示すようないわゆる潜熱回収型のものがある。
同図に示す給湯装置ＷＨは、バーナ５により発生された燃焼ガスから、１次および２次の熱交換器ＨＥ１，ＨＥ２を利用して顕熱および潜熱を回収することにより、湯水加熱を行なうものである。入水口２０に供給された水は、入水路２を通過して２次熱交換器ＨＥ２の第２の伝熱管Ｔ２を流れて加熱された後に、中間流路３を通過し、１次熱交換器ＨＥ１の第１の伝熱管Ｔ１を流れてさらに加熱されてから出湯路４を通過して出湯口４０に到る。出湯路４と入水路２とは、バイパス流路２１を介して接続されており、入水路２からバイパス流路２１を通過して出湯路４に流れ込む湯水の流量を変更することによって、出湯温度を所望の目標給湯温度に制御することが可能である。

このような給湯装置ＷＨにおいては、給湯動作を停止した後に、暫くして給湯動作を再開させた際に、給湯温度（出湯口４０からの出湯温度）が目標給湯温度よりも一時的に低くなる現象を生じていた。この現象は、給湯動作を停止させた際に、図１１（ｂ）の矢印Ｎ１〜Ｎ５で示すような湯水の自然対流が発生することに原因する。具体的には、給湯動作を停止させた際には、第１の伝熱管Ｔ１内の湯水は、第２の伝熱管Ｔ２内の湯水よりも温度が高く、比重が小さいために、中間流路３を通過し、第２の伝熱管Ｔ２側に上昇する。これに伴い、第２の伝熱管Ｔ２内の湯水は、入水路２側に押し出される。その結果、バイパス流路２１内の非加熱の湯水は、出湯路４に流入する。このような状況下において、給湯動作が再開されると、バイパス流路２１から出湯路４に流入していた非加熱の湯水が出湯口４０に流れることとなる。その結果、目標給湯温度よりも低い湯水が所定の給湯先に送られる。

前記したような現象は、極力防止することが望まれる。これに対し、従来においては、図１１（ｃ）に示すように、第１および第２の伝熱管Ｔ１，Ｔ２を接続する中間流路３に、トラップ流路９９を設けたものがある（特許文献１，２を参照）。
このような構成によれば、給湯動作の停止時において、第１の伝熱管Ｔ１内の湯水が第２の伝熱管Ｔ２側に上昇することがトラップ流路９９によって抑制されることとなり、前記した現象を抑制することが可能である。

しかしながら、前記従来技術によれば、中間流路３にトラップ流路９９を設けているに過ぎないため、第１の伝熱管Ｔ１側から第２の伝熱管Ｔ２側に湯水が上昇する現象を十分に防止することが困難な場合がある。本出願人は、たとえば特許文献３に記載されているように、第１の伝熱管を単段の蛇行状の伝熱管としたものを先に提案しているが、このような構成の第１の伝熱管を用いた場合には、前記した自然対流の現象を防止することは、より困難な状況となる。これは、図１１（ａ）〜（ｃ）に示したように、第１の伝熱管Ｔ１が上下２段の管体列に設けられている場合には、上段列の湯水温度が、下段例の湯水温度よりも低温であるため、同図（ｂ）に示した自然対流がやや弱められるものの、第１の伝熱管Ｔ１を単段の蛇行状伝熱管とした場合には、そのような状況にはならないからである。

特開２００５−２０７６８７号公報特開２００７−３２９３５号公報特開２０１３−１１４０９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り、給湯動作の再開時の給湯温度を安定させることが可能な給湯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。

本発明により提供される給湯装置は、加熱用気体から熱回収を行なうための第１の伝熱管を有する１次熱交換器と、この１次熱交換器によって熱回収を終えた後の加熱用気体からさらに熱回収を行なうための第２の伝熱管を有し、かつこの第２の伝熱管は、前記第１の伝熱管に接続されて前記第１の伝熱管よりも高い位置に配されている２次熱交換器と、前記第２の伝熱管の入水側端部に接続された入水路と前記第１の伝熱管の出湯側端部に接続された出湯路との両者を接続するバイパス流路と、を備えている、給湯装置であって、前記出湯路には、この出湯路と前記第１の伝熱管の出湯側端部との接続部またはその近傍部分から上向き、または斜め上向きに起立した起立部が形成されていることにより、前記出湯側端部よりも高い位置にオフセットされたオフセット流路部が設けら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、次のような効果が得られる。
給湯動作を実行した後、この給湯動作を一時的に停止した際において、第１の伝熱管内の湯水が第２の伝熱管内の湯水よりも高温状態にあり、比重が小さいと、この湯水の一部は、上方に向かおうとして、出湯路のオフセット流路部に流れることとなる。したがって、その分だけ、第１の伝熱管の出湯側端部から第２の伝熱管側へ流れる湯水の量が少なくなり、前記背景技術の欄で述べた図１１（ｂ）の自然対流を抑制することができる。第１の伝熱管内の湯水の温度分布は、第２の伝熱管と接続される入水側端部側よりも出湯側端部側の方が高温の温度分布となるため、第１の伝熱管内の湯水を、第２の伝熱管側よりも出湯路のオフセット流路部側に多く流れさせることができる。したがって、前記の自然対流を一層生じ難くすることが可能である。このようなことから、給湯動作の再開時に、前記の自然対流に起因して所望の目標給湯温度よりも低い湯水が給湯される不具合を無くし、または少なくし、前記従来技術よりも給湯温度を安定させることが可能となる。

本発明において、好ましくは、前記オフセット流路部は、前記起立部の上端部に繋がって略水平に延びる水平部を有している。

このような構成によれば、オフセット流路部の容積を大きくとることができる。また、給湯動作の停止時には、第１の伝熱管から起立部を上昇してきた湯水を水平部に円滑に、かつ的確に流れ込ませることもできる。

本発明において、好ましくは、前記１次熱交換器は、前記２次熱交換器を直接または間接的に取り付けるための上部フランジ部を有するケースを有し、かつ前記第１の伝熱管は、前記ケースの周壁部に支持された複数の直状管体部が前記ケースの外部に位置する複数の連結用管体部を介して連結された構成であり、前記複数の連結用管体部と前記上部フランジ部との相互間には、スペースが設けられ、このスペースに前記オフセット流路部が進入または対面するようにして配されている。

このような構成によれば、１次熱交換器のケース上に２次熱交換器を直接または間接的に取り付ける際の支障にならないように、出湯路のオフセット流路部を１次熱交換器のケースに接近させた位置に適切に設けることができる。

本発明において、好ましくは、前記１次熱交換器は、前記２次熱交換器を直接または間接的に取り付けるための上部フランジ部を有するケースを有し、かつ前記第１の伝熱管は、前記ケースの周壁部に支持された複数の直状管体部が前記ケースの外部に位置する複数の連結用管体部を介して連結された構成であり、前記オフセット流路部は、前記上部フランジ部よりも下方であって、前記複数の連結用管体部よりも前記ケースの外面から水平方向に離間した位置に配されている。

このような構成においても、出湯路のオフセット流路部を適切に設けることができる。１次熱交換器のケースの上部フランジ部と複数の連結用管体部との相互間の寸法は、オフセット流路部を配置させることを目的としてオフセット流路部の外径よりも大きくする必要はないため、前記ケースの上下高さ寸法、ひいては給湯装置全体の上下高さ寸法を小さくする上で、好ましいものとなる。

本発明において、好ましくは、前記ケースの前記周壁部は、複数の側壁部を含んでおり、前記オフセット流路部は、前記複数の側壁部のうち、２以上の側壁部の周囲を非接触状態で巻回するように設けられている。

このような構成によれば、オフセット流路部の容積を大きくする上で、より好ましいものとなる。また、オフセット流路部がケースの側壁部に非接触であるため、オフセット流路部がケースからの伝導熱によって過当に加熱されることが防止される。これは、オフセット流路部内に缶石（スケール）が発生し易くなることを防止する上で好ましい。

本発明において、好ましくは、前記１次熱交換器のオフセット流路部の端部および入水側端部にそれぞれ設けられた一対の配管接続口は、前記ケースの前後幅方向または横幅方向において、前記ケースの同一サイドに配置されている。

このような構成によれば、１次熱交換器の一対の配管接続がケースの同一サイドに集約されるため、これらへの湯水流通用配管の接続作業が容易となる。

本発明において、好ましくは、前記入水路のうち、前記第２の伝熱管寄りの領域には、第１のトラップ流路が設けられている。
この第１のトラップ流路は、たとえば下部どうしが互いに繋がった一対の立ち下がり流路を有する構成とされている。

このような構成によれば、給湯動作の停止時において、仮に、第１の伝熱管内の湯水が第２の伝熱管側に流れようとしても、第２の伝熱管から入水路側に湯水が流れることは第１のトラップ流路の存在（流路抵抗の存在）により抑制される。その結果、第１の伝熱管の入水側端部から第２の伝熱管側への湯水の流れも抑制される。したがって、図１１（ｂ）で述べた自然対流をより確実に抑制し、給湯動作を再開した際の給湯温度を安定させる上で、一層好ましいものとなる。

本発明において、好ましくは、前記第１のトラップ流路の最下部は、前記第１の伝熱管の出湯側端部よりも低い高さとされている。

このような構成によれば、給湯動作の停止時において、第２の伝熱管から入水路側に湯水が流れること、ひいては第１の伝熱管の入水側端部から第２の伝熱管側へ湯水が流れる
ことを、より徹底して防止することができる。

本発明において、好ましくは、前記第１および第２の伝熱管を接続する中間流路には、第２のトラップ流路が設けられている。
この第２のトラップ流路は、たとえば下部どうしが互いに繋がった一対の立ち下がり流路を有する構成とされている。

このような構成によれば、給湯動作の停止時において、第１の伝熱管の入水側端部から第２の伝熱管側へ湯水が流れることが第２のトラップ流路の存在によっても抑制され。このため、図１１（ｂ）で述べた自然対流を抑制する上で、一層優れた効果が得られる。

本発明において、好ましくは、前記第１の伝熱管は、複数の直状管体部がこれらの軸長方向とは交差する方向に間隔を隔てて並ぶとともに複数の連結用管体部を介して一連に接続された蛇行状に形成され、かつこの蛇行状の第１の伝熱管が上下高さ方向に単段で設けられた構成とされる。
このような構成によれば、１次熱交換器の薄型化を図るのに好適であるが、その一方において、背景技術の欄で述べたように、第１の伝熱管の単段化を図ると、本来的には、図１１（ｂ）で示した自然対流がより顕著なものとなる。これに対し、本発明によれば、そのような自然対流を適切に解消することができるという利点が得られる。

本発明において、好ましくは、前記１次熱交換器は、前記第１の伝熱管を収容するケース内に、第３の伝熱管が前記第１の伝熱管と横並び状に配されて収容された構成とされ、前記２次熱交換器は、前記第２の伝熱管を収容するケース内に、前記第３の伝熱管に接続されている第４の伝熱管が前記第２の伝熱管と横並び状に配されて収容された構成とされる。

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。

本発明に係る給湯装置の一例を示す概略正面断面図である。図１のII−II断面図である。図１のIII−III断面図である。図１に示す給湯装置の１次熱交換器の平面断面図である。図４に示す１次熱交換器の正面図である。本発明に係る給湯装置の他の例を示す概略正面断面図である。図６のVII−VII断面図である。本発明に係る給湯装置の他の例を示す要部概略正面断面図である。本発明の他の例を示す平面断面図である。（ａ）は、図９の正面図であり、（ｂ）は、図９の左側面図である。（ａ）〜（ｃ）は、従来技術の例を模式的に示す説明図である。

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。
なお、以降の説明においては、理解の容易のため、図１１に示した従来技術と同一または類似の要素には、前記従来技術と同一の符号を用いる。

図１〜図５は、本発明が適用された給湯装置の一例を示している。
図１において、本実施形態の給湯装置ＷＨ１は、その基本的な構成自体は、たとえば特許文献３に記載されたものと同様であり、バーナ５、１次熱交換器ＨＥ１、２次熱交換器
ＨＥ２、およびこれら全体を囲む外装ケース９を備えている。
この給湯装置ＷＨ１は、一般給湯と、暖房給湯（または風呂給湯）との２系統の給湯動作を個別に実行可能であり、１次熱交換器ＨＥ１および２次熱交換器ＨＥ２は、ともに１缶２水路方式である。１次熱交換器ＨＥ１は、１つのケース６内に、後述する第１および第３の伝熱管Ｔ１，Ｔ３が収容された構成である。２次熱交換器ＨＥ２は、１つのケース７内に、後述する複数の第２および第４の伝熱管Ｔ２，Ｔ４が収容された構成である。

外装ケース９の底部または側部には、外部給水管８ａ，８ｃが接続される入水口２０，９０ａ、および外部出湯管８ｂ，８ｄが接続される出湯口４０，９１ａが設けられている。一般給湯側においては、入水口２０に供給された湯水は、入水路２を通過して２次熱交換器ＨＥ２のヘッダ７５ｂに供給されることにより、第２の伝熱管Ｔ２内を流通する。その後、この湯水は、２次熱交換器ＨＥ２のヘッダ７５ａおよび中間流路３を通過して１次熱交換器ＨＥ１に送られ、第１の伝熱管Ｔ１内を流通する。第１の伝熱管Ｔ１を通過した湯水は、その後に出湯路４を通過して出湯口４０に到達する。ただし、入水路２と出湯路４とは、バイパス流路２１および三方弁Ｖ１を介して接続されており、出湯路４内には入水路２を流通する非加熱の湯水の一部を流入させることによって、出湯口４０に到達する湯水の温度を目標給湯温度に制御することが可能とされている。出湯口４０に到達した湯水は、たとえば台所や洗面所などに供給される。
本実施形態においては、給湯再開時における給湯温度を安定させるための手段として、出湯路４にオフセット流路部４１を設けるとともに、入水路２および中間流路３に第１および第２のトラップ流路２２，３２を設ける手段を採用しているが、これらの点については後述する。

暖房給湯側（または風呂給湯側）においては、入水口９０ａに供給された湯水は、入水路９０を通過して２次熱交換器ＨＥ２のヘッダ７５ｄに供給されることにより、第４の伝熱管Ｔ４内を流通してからヘッダ７５ｃおよび中間流路９２を通過して１次熱交換器ＨＥ１の第３の伝熱管Ｔ３に送られる。その後は、出湯路９１を通過して出湯口９１ａに到る。出湯路９１および入水路９０も、一般給湯側と同様に、バイパス流路９３および三方弁Ｖ２を介して接続されている。出湯口９１ａに到達した湯水は、その後に不図示の暖房端末（または浴槽）に送られる。暖房用（または風呂用）の給湯においては、一般給湯の場合とは異なり、給湯開始初期に給湯温度がやや不安定となって、多少の温度変化を生じることは許容される。このため、本実施形態では、一般給湯側（第１および第２の伝熱管Ｔ１，Ｔ２側）に設けられているオフセット流路部４１や、第１および第２のトラップ流路２２，３２に相当する手段は、暖房給湯側（第３および第４の伝熱管Ｔ３，Ｔ４側）には設けられていない。ただし、本実施形態とは異なり、暖房給湯側にも前記した手段を設けてもよいことは勿論である。

バーナ５は、たとえはガスバーナであり、ファン５１からバーナケース５０内に上向きに送られてくる燃焼用空気を利用して燃料ガスを燃焼させる。ただし、このバーナ５は、燃焼駆動を個別に制御することが可能な第１および第２の燃焼領域Ａ１，Ａ２を有している。これらの上方領域は、仕切部材５２によって仕切られており、第１および第２の燃焼領域Ａ１，Ａ２のそれぞれにおいて発生された燃焼ガスは、第１および第３の伝熱管Ｔ１，Ｔ３に向けて個別に進行する。

１次熱交換器ＨＥ１は、前記燃焼ガスから顕熱を回収するためのものであり、バーナケース５０上に載設されたケース６内に、第１および第３の伝熱管Ｔ１，Ｔ３が仕切部材６８を挟んだ横並び状に配されて収容されている。第１および第３の伝熱管Ｔ１，Ｔ３は、複数のフィン１０，１３を備えた銅製のフィン付きチューブである。図４および図５に示すように、第１の伝熱管Ｔ１は、ケース６の横幅方向に並んだ複数の直状管体部１１が略Ｕ字状の連結用管体部１２を介して一連に繋がった平面視蛇行状であり、上下高さ方向に
単段で設けられている。第３の伝熱管Ｔ３は、第１の伝熱管Ｔ１と同様に、複数の直状管体部１４が連結用管体部１５を介して一連に繋がった構成であるが、複数の直状管体部１４は、上下高さ方向にたとえば２段で設けられている。

図１において、２次熱交換器ＨＥ２は、１次熱交換器ＨＥ１を通過した燃焼ガスから潜熱を回収するためのものであり、１次熱交換器ＨＥ１上に載設されたケース７内に、複数の第２および第４の伝熱管Ｔ２，Ｔ４が仕切板７４を挟んだ横並び状に配されて収容されている。複数の第２および第４の伝熱管Ｔ２，Ｔ４は、特許文献３の２次熱交換器の伝熱管と同様に、たとえばサイズが相違する螺旋状管体として形成され、かつそれらが略同心の重ね巻き状に配列された構成である。図２に示すように、第１の伝熱管Ｔ１の位置を上向きに通過した燃焼ガスは、ケース７の底壁部７０ａの給気口７１ａからケース７内に流入し、複数の第２の伝熱管Ｔ２に作用してから前壁部７０ｂの排気口７２に到達する。また、図３に示すように、第３の伝熱管Ｔ３の位置を上向きに通過した燃焼ガスは、ケース７の底壁部７０ａの給気口７１ｂからケース７内に流入し、複数の第４の伝熱管Ｔ４に作用してから排気口７２に到達する。

図１および図４において、第１の伝熱管Ｔ１のうち、ケース６の幅方向一端寄りに位置する直状管体部１１'の一端部は、入水側端部１１ａである。この入水側端部１１ａには、２次熱交換器ＨＥ２のヘッダ７５ａとの配管接続を容易にするための配管接続口１６ａを備えた略Ｕ字状の補助管１６が接続されている。ヘッダ７５ａから入水側端部１１ａまでの一連の湯水流路が、前記した中間流路３である。一方、第１の伝熱管Ｔ１のうち、ケース６の中央寄りの直状管体部１１”の一端部は、出湯側端部１１ｂである。この出湯側端部１１ｂには、配管接続口４２ａ（図１では省略）を備えた補助管４２が接続されている。出湯側端部１１ｂから出湯口４０までの一連の湯水流路が、前記した出湯路４である。

図１および図５に示すように、オフセット流路部４１は、出湯路４の一部であって、補助管４２を利用して構成されており、出湯側端部１１ｂと補助管４２との接続部Ｊまたはその近傍部分から斜め上向き（または上向き）に向けて起立した起立部４１ａと、この起立部４１ａの上端部に繋がって略水平に延びる水平部４１ｂとを有している。このオフセット流路部４１は、出湯側端部１１ｂよりも高い位置にオフセットされている。第１の伝熱管Ｔ１は、第３の伝熱管Ｔ３の下段の直状管体部１４と略同一高さであり、第１の伝熱管Ｔ１の各連結用管体部１２とケース６の上部フランジ部６７との間には、図２示すように、オフセット流路部４１の外径寸法以上の上下幅ＬａのスペースＳ１が形成されている。オフセット流路部４１の水平部４１ｂは、このスペースＳ１に進入し、または対面するようにして、複数の連結用管体部１２の上方に配されている。このように、本来的には、用途のないスペースＳ１の部分にオフセット流路部４１を配することにより、１次熱交換器ＨＥ１の大型化を伴わずにオフセット流路部４１を設けることが可能となる。

図１において、入水路２のうち、２次熱交換器ＨＥ２のヘッダ７５ｂの近傍部分には、第１のトラップ流路２２が設けられている。この第１のトラップ流路２２は、一般的なＵ字状トラップと同様な形状であり、両側の流路部分から下向きに延び、かつ下部どうしが互いに繋がった一対の立ち下がり流路２２ａを有する構成である。好ましくは、この第１のトラップ流路２２の最下部の高さＨｂは、出湯側端部１１ｂの高さＨａよりも低い高さとされている。

中間流路３には、第２のトラップ流路３２が設けられている。この第２のトラップ流路３２は、前記した第１のトラップ流路２２と同様な形状であり、両側の流路部分から下向きに延び、かつ下部どうしが互いに繋がった一対の立ち下がり流路３２ａを有している。好ましくは、この第２のトラップ流路３２は、最下部の高さＨｃが出湯側端部１１ｂの高
さＨａよりも低くされている。また、中間流路３のうち、出湯側端部１１ｂ寄りの位置に設けられている。

次に、前記した給湯装置ＷＨ１の作用について説明する。

まず、一般給湯動作は、既述したように、入水口２０から入水路２に流入した湯水が、第２の伝熱管Ｔ２、中間流路３、第１の伝熱管Ｔ１、および出湯路４に流れつつ、バーナ５の第1の燃焼領域Ａ１において発生された燃焼ガスが第１および第２の伝熱管Ｔ１，Ｔ２に順次作用することにより行なわれる。このような一般給湯動作を一時的に停止した場合、第２の伝熱管Ｔ２内の湯水温度よりも第１の伝熱管Ｔ１内の湯水温度の方が高くなり、比重が小さくなる。すると、本実施形態においては、第１の伝熱管Ｔ１内の湯水は、出湯側端部１１ｂからオフセット流路部４１に積極的に流出する。とくに、第１の伝熱管Ｔ１内の湯水温度分布は、入水側よりも出湯側の方が高温であるため、出湯側端部１１ｂからオフセット流路部４１に流れる湯水の量を多くすることが可能である。また、オフセット流路部４１は、起立部４１ａに水平部４１ｂが繋がった構成であるため、オフセット流路部４１の容積を比較的大きくし、多くの湯水をオフセット流路部４１に積極的に流れさせることができる。

前記したように、第１の伝熱管Ｔ１の湯水をオフセット流路部４１に流出させれば、その分だけ第１の伝熱管Ｔ１から中間流路３を介して第２の伝熱管Ｔ２に流れる湯水の量を少なくすることできる。その結果、図１１（ｂ）で示したような湯水の自然対流が抑制されることとなり、バイパス流路２１から非加熱の湯水が出湯路４に流入する現象が抑制される。したがって、一般給湯の再開時において、出湯口４０から非加熱の湯水が混合して目標給湯温度よりもかなり低温の湯水が比較的多く出湯する現象は適切に回避され、給湯温度が安定する。

さらに、入水路２には第１のトラップ流路２２が設けられているために、前記した一般給湯動作の停止時において、第１の伝熱管Ｔ１内の湯水が中間流路３を介して第２の伝熱管Ｔ２側に流れようとしても、そのようなことは第１のトラップ流路２２の存在により抑制される。さらに、中間流路３に設けられた第２のトラップ流路３２も、前記したような湯水の流れを抑制する機能を発揮する。したがって、図１１（ｂ）で示したような自然対流が発生することを、より徹底して防止し、一般給湯動作を再開した際の給湯温度を一層安定させることが可能となる。

図６〜図１０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すこととし、重複説明は省略する。

図６に示す給湯装置ＷＨ２においては、第３の伝熱管Ｔ３の複数の直状管体部１４が上下高さ方向に単段で設けられており、１次熱交換器ＨＥ１のケース６の全体の上下高さの小寸法化が図られている。オフセット流路部４１の水平部４１ｂは、図７に示すように、ケース６の上部フランジ部６７よりも下方であって、複数の連結用管体部１２よりもケース６の外面から水平方向に離間した位置（同図では左寄りの位置）に配されている。勿論、水平部４１ｂは、第１の伝熱管Ｔ１の出湯側端部１１ｂよりも高い位置にある。本実施形態では、水平部４１ｂと出湯側端部１１ｂとが上下高さ方向において一部オーバラップしているが、本発明では、このような位置関係でもよい。要は、オフセット流路部４１の少なくとも一部の中心が出湯側端部１１ｂの中心より高い位置にあればよい。

図８に示す給湯装置ＷＨ３においては、オフセット流路部４１の水平部４１ｂに、入水路２からの湯水流入を行なわせるためのバイパス流路２１が接続されている。また、三方
弁Ｖ１も設けられている。
本実施形態によれば、一般給湯動作の停止時において、第１の伝熱管Ｔ１内の湯水が積極的にオフセット流路部４１に流れると、入水路２の非加熱の湯水がバイパス流路２１を通過してオフセット流路部４１に流れ難くなる作用が得られる。したがって、図１１（ｂ）で示した湯水の自然対流を、より徹底して防止することができる。

図９および図１０に示す１次熱交換器ＨＥ１’は、前記実施形態の１次熱交換器ＨＥ１とは異なり、第３の伝熱管Ｔ３を具備しておらず、伝熱管としては、一般給湯用の第１の伝熱管Ｔ１のみを備えた構成されている。したがって、この１次熱交換器ＨＥ１’を用いて構成される給湯装置は、一般給湯用とされ、バーナや２次熱交換器は、この１次熱交換器ＨＥ１’に対応したものとされている。

１次熱交換器ＨＥ１’におけるオフセット流路部４１は、平面視において湾曲または屈曲した曲げ部４１ｃを有している。この曲げ部４１ｃが起立部４１ａを構成している。このことにより、オフセット流路部４１は、ケース６Ａの周壁部のうち、出湯側端部１１ｂを支持する第１の側壁部６６ａの一部、およびこれに交差して繋がった第２の側壁部６６ｂのそれぞれの側方に位置し、かつこれらと非接触状態でその周囲を巻回した状態に設けられている。また、オフセット流路部４１の終端の配管接続口４２ａ、および入水側端部１１ａの配管接続口１６ａは、ケース６Ａの前後幅方向または横幅方向において、ケース６Ａの同一サイドに配置されている。

本実施形態によれば、オフセット流路部４１の全長を長くし、その容積を大きくすることが可能である。したがって、多くの湯水をオフセット流路部４１に積極的に流れさせるように構成する上で好ましいものとなる。オフセット流路部４１は、ケース６Ａの第１および第２の側壁部６６ａ，６６ｂに非接触であるため、オフセット流路部４１がケース６Ａからの伝導熱によって過当に加熱されることもない。オフセット流路部４１が過当に加熱されると、その内部に缶石（スケール）が発生し易くなるが、このような虞も解消することができる。ただし、オフセット流路部４１は、ケース６Ａに対して適度に接近しているため、ケース６Ａからの熱を利用して湯水加熱を効率よく行なう効果も得られる。一対の配管接続口４２ａ，１６ａは、ケース６Ａの同一サイドに配されているため、これら出湯路４および中間流路３をそれぞれ構成する配管部材を接続する際の作業性がよいものとなる。

本発明は、上述した実施形態の内容に限定されない。本発明に係る給湯装置の各部の具体的な構成は、本発明の意図する範囲内において種々に設計変更自在である。

本発明でいうオフセット流路部は、少なくとも出湯路と第１の伝熱管の出湯側端部との接続部またはその近傍部分から上向きまたは斜め上向きに起立した起立部が出湯路に形成されていることにより、出湯路の一部が前記出湯側端部よりも高い位置にオフセットされた構成にあればよい。出湯路と第１の伝熱管の出湯側端部との接続部は、本来的には、出湯路を構成する配管部材と第１の伝熱管の出湯側端部とが溶接またはロウ付けなどの手段によって物理的に接続された部分を意味するが、これに限らない。たとえば第１の伝熱管を構成するチューブがケースの内部から外部へ長い寸法で引き出され、かつその引き出された部分が実質的に出湯路としての役割を果たしている場合には、前記チューブのうち、実質的に出湯路である部分と伝熱管である部分との境界領域が、本発明でいう出湯路と第１の伝熱管の出湯側端部との接続部である。オフセット流路部は、水平部を有する構成に限らず、たとえば緩やかな上り勾配の傾斜部を備えていてもよく、水平部や傾斜部の後に繋がる下り勾配の部分を有していてもよい。

１次熱交換器は、複数の直状管体部が上下高さ方向に単段で設けられたものに限らず、
たとえば複数の直状管体部が複数段で設けられた構成とすることも可能である。２次熱交換器は、要は、１次熱交換器を通過した後の加熱用気体からさらに熱回収が可能であればよい。したがって、螺旋式の伝熱管に代えて、蛇行状、あるいは直管状などの他の形態の伝熱管を用いた構成とすることも可能である。加熱用気体は、ガスバーナに代えて、オイルバーナを用いて発生させてもよい他、たとえばコージェネレーションシステムの発電部から排出される高温の排ガスを加熱用気体として用いることも可能である。

ＷＨ１〜ＷＨ３給湯装置
ＨＥ１，ＨＥ１’ １次熱交換器
ＨＥ２２次熱交換器
Ｊ接続部（出湯路と第１の伝熱管の出湯側端部との接続部）
Ｔ１第１の伝熱管
Ｔ２第２の伝熱管
１１直状管体部（第１の伝熱管の）
１１ｂ出湯側端部（第１の伝熱管の）
１２連結用管体部（第１の伝熱管の）
１６ａ配管接続口
２入水路
２０入水口
２１バイパス流路
２２第１のトラップ流路
３中間流路
３２第２のトラップ流路
４出湯路
４０出湯口
４１オフセット流路部
４１ａ起立部（オフセット流路部の）
４１ｂ水平部（オフセット流路部の）
４２ａ配管接続口
５バーナ
６，６Ａケース（１次熱交換器の）

Claims

加熱用気体から熱回収を行なうための第１の伝熱管を有する１次熱交換器と、
この１次熱交換器によって熱回収を終えた後の加熱用気体からさらに熱回収を行なうための第２の伝熱管を有し、かつこの第２の伝熱管は、前記第１の伝熱管に接続されて前記第１の伝熱管よりも高い位置に配されている２次熱交換器と、
前記第２の伝熱管の入水側端部に接続された入水路と前記第１の伝熱管の出湯側端部に接続された出湯路との両者を接続するバイパス流路と、
を備えている、給湯装置であって、
前記出湯路には、この出湯路と前記第１の伝熱管の出湯側端部との接続部またはその近傍部分から上向き、または斜め上向きに起立した起立部が形成されていることにより、前記出湯側端部よりも高い位置にオフセットされたオフセット流路部が設けられていることを特徴とする、給湯装置。
請求項１に記載の給湯装置であって、
前記オフセット流路部は、前記起立部の上端部に繋がって略水平に延びる水平部を有している、給湯装置。
請求項１または２に記載の給湯装置であって、
前記１次熱交換器は、前記２次熱交換器を直接または間接的に取り付けるための上部フランジ部を有するケースを有し、かつ前記第１の伝熱管は、前記ケースの周壁部に支持された複数の直状管体部が前記ケースの外部に位置する複数の連結用管体部を介して連結された構成であり、
前記複数の連結用管体部と前記上部フランジ部との相互間には、スペースが設けられ、このスペースに前記オフセット流路部が進入または対面するようにして配されている、給湯装置。
請求項１または２に記載の給湯装置であって、
前記１次熱交換器は、前記２次熱交換器を直接または間接的に取り付けるための上部フランジ部を有するケースを有し、かつ前記第１の伝熱管は、前記ケースの周壁部に支持された複数の直状管体部が前記ケースの外部に位置する複数の連結用管体部を介して連結された構成であり、
前記オフセット流路部は、前記上部フランジ部よりも下方であって、前記複数の連結用管体部よりも前記ケースの外面から水平方向に離間した位置に配されている、給湯装置。
請求項３または４に記載の給湯装置であって、
前記ケースの前記周壁部は、複数の側壁部を含んでおり、
前記オフセット流路部は、前記複数の側壁部のうち、２以上の側壁部の周囲を非接触状態で巻回するように設けられている、給湯装置。
請求項３ないし５のいずれかに記載の給湯装置であって、
前記１次熱交換器のオフセット流路部の端部および入水側端部にそれぞれ設けられた一対の配管接続口は、前記ケースの前後幅方向または横幅方向において、前記ケースの同一サイドに配置されている、給湯装置。
請求項１ないし６に記載の給湯装置であって、
前記入水路のうち、前記第２の伝熱管寄りの領域には、第１のトラップ流路が設けられている、給湯装置。
請求項７に記載の給湯装置であって、
前記第１のトラップ流路の最下部は、前記第１の伝熱管の出湯側端部よりも低い高さとされている、給湯装置。
請求項１ないし８のいずれかに記載の給湯装置であって、
前記第１および第２の伝熱管を接続する中間流路には、第２のトラップ流路が設けられている、給湯装置。
請求項１ないし９のいずれかに記載の給湯装置であって、
前記第１の伝熱管は、複数の直状管体部がこれらの軸長方向とは交差する方向に間隔を隔てて並ぶとともに複数の連結用管体部を介して一連に接続された蛇行状に形成され、かつこの蛇行状の第１の伝熱管が上下高さ方向に単段で設けられた構成とされている、給湯装置。
請求項１ないし１０のいずれかに記載の給湯装置であって、
前記１次熱交換器は、前記第１の伝熱管を収容するケース内に、第３の伝熱管が前記第１の伝熱管と横並び状に配されて収容された構成とされ、前記２次熱交換器は、前記第２の伝熱管を収容するケース内に、前記第３の伝熱管に接続されている第４の伝熱管が前記第２の伝熱管と横並び状に配されて収容された構成とされている、給湯装置。