JP7052341B2

JP7052341B2 - 熱交換装置および熱源機

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Publication number: JP7052341B2
Application number: JP2017248716A
Authority: JP
Inventors: 健大東; 正樹今藤; 憲英和田; 信宏竹田
Original assignee: Noritz Corp
Current assignee: Noritz Corp
Priority date: 2017-12-26
Filing date: 2017-12-26
Publication date: 2022-04-12
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Description

本発明は、熱交換装置および熱源機に関し、特に、一次熱交換器および二次熱交換器を有する熱交換装置およびそれを備えた熱源機に関するものである。

従来、顕熱を回収するための一次熱交換器および潜熱を回収するための二次熱交換器を備えた熱交換装置が提案されている。この熱交換装置は、たとえば特開２０１７－２１１１７３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装置では、二次熱交換器は複数の吸熱パイプを有している。複数の吸熱パイプは上下に並んでいる。複数の吸熱パイプの各々は前後方向に蛇行して延びている。

特開２０１７－２１１１７３号公報

上記の公報に記載された熱交換装置では、複数の吸熱パイプの各々が前後方向（水平方向）に蛇行して延びているため、吸熱パイプから水を排出するときに排水性が悪いという問題がある。また、一次熱交換器から二次熱交換器に流入した燃焼ガスは複数の吸熱パイプのうち最も上方に位置する吸熱パイプに最初に接触するため、最も上方に位置する吸熱パイプが最も高温になる。このため、最も上方に位置する吸熱パイプの下方に位置する吸熱パイプよりも最も上方に位置する吸熱パイプには、水に含まれるミネラル分が析出したスケール（缶石）が堆積しやすい。したがって、複数の吸熱パイプ間において水の分配バランスが悪くなるという問題がある。

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、排水性を向上させることができ、かつ水の分配バランスを向上させることができる熱交換装置およびそれを備えた熱源機を提供することである。

本発明の熱交換装置は、燃焼ガスの顕熱および潜熱を回収可能な熱交換装置である。熱交換装置は、一次熱交換器と、二次熱交換器とを備えている。一次熱交換器は、燃焼ガスの顕熱を回収するためのものである。二次熱交換器は、熱交換装置が設置された状態において一次熱交換器に鉛直方向に重なるように配置され、かつ燃焼ガスの潜熱を回収するためのものである。二次熱交換器は、複数の第１管と、各々が複数の第１管の各々と鉛直方向に交差する方向に交互に隣り合う複数の第２管とを含んでいる。複数の第１管および複数の第２管の各々は、複数の直線部と、複数の直線部同士を接続する複数の湾曲部とを有し、複数の直線部と複数の湾曲部とが直列に接続されることにより蛇行しながら鉛直方向に延びている。複数の第２管の各々の複数の直線部の各々は、複数の第１管の各々の複数の直線部の各々と鉛直方向にずれるように配置されている。

本発明の熱交換装置によれば、複数の第１管および複数の第２管の各々は、複数の直線部と複数の湾曲部とが直列に接続されることにより蛇行しながら鉛直方向に延びている。したがって、複数の第１管および複数の第２管の各々から水を排出するときに、水が重力により上から下に流れるため、排水性を向上させることができる。また、熱交換装置が設置された状態において一次熱交換器に鉛直方向に重なるように二次熱交換器が配置されているため、燃焼ガスは鉛直方向に二次熱交換器へ流入する。複数の第１管と複数の第２管とが鉛直方向に交差する方向に配置されているため、複数の第１管の各々および複数の第２管の各々はそれぞれ燃焼ガスに均一に接触する。したがって、複数の第１管の各々および複数の第２管の各々にそれぞれスケール（缶石）が均一に堆積する。このため、複数の第１管および複数の第２管のそれぞれにおいて水の分配バランスが悪くなることを抑制することができる。すなわち、水の分配バランスを向上させることができる。さらに、複数の第２管の各々の複数の直線部の各々は、複数の第１管の各々の複数の直線部の各々と鉛直方向にずれるように配置されている。このため、複数の第１管の各々の複数の直線部の各々と複数の第２管の各々の複数の直線部の各々との間を燃焼ガスが鉛直方向に流れるときの流路抵抗を低減させることができる。

上記の熱交換装置において、一次熱交換器は、複数のフィンパイプを含んでいる。複数のフィンパイプの各々は、複数の直線部が延びる方向に沿って延びている。このため、複数のフィンパイプの各々の間を流れる燃焼ガスの流れに沿って複数の第１管の各々および複数の第２管の各々の間を燃焼ガスが流れる。したがって、一次熱交換器から二次熱交換器に燃焼ガスが鉛直方向に流れるときの流路抵抗を低減させることができる。

上記の熱交換装置において、二次熱交換器は、複数の第１管および複数の第２管を取り囲む周壁部を含んでいる。周壁部は、本体部と、本体部から外側に向けて膨出する膨出部とを含んでいる。複数の第１管および複数の第２管は、本体部によって取り囲まれた周壁部の内部空間内と、膨出部によって膨らんだ周壁部の内部空間内とに配置されている。このため、本体部を膨出部よりも小さくすることができる。また、複数の第１管および複数の第２管が膨出部によって膨らんだ周壁部の内部空間内に配置されているため、膨出部が無い場合に比べて複数の第１管および複数の第２管の伝熱面積を増やすことができる。したがって、本体部を小型化しつつ複数の第１管および複数の第２管の熱交換効率を向上させることができる。

本発明の熱源機は、上記の熱交換装置と、バーナとを備えている。バーナは、一次熱交換器に対して二次熱交換器と反対側に配置されている。バーナは、一次熱交換器および二次熱交換器の順に前記燃焼ガスを供給可能に構成されている。本発明の熱源機によれば、排水性を向上させることができ、かつ水の分配バランスを改善させることができる熱交換装置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、排水性を向上させることができ、かつ水の分配バランスを向上させることができる熱交換装置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内部構造を破線で示す側面図である。本発明の一実施の形態における二次熱交換器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二次熱交換器の構成を概略的に示す分解斜視図である。本発明の一実施の形態における二次熱交換器の構成を概略的に示す上面図である。本発明の一実施の形態における熱交換装置の内部構造を破線で示す背面図である。図２のＶＩＩＩ－ＶＩＩＩ線に沿う断面図である。図２のＩＸ－ＩＸ線に沿う断面図である。

以下、本発明の実施の形態について図に基づいて説明する。
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および二次熱交換器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の順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は一次熱交換器１０の上方に配置されている。つまり、バーナ３０は逆燃方式である。また、バーナ３０は燃焼室間口全域で能力が変動するプレミックスバーナであってもよい。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～図９を参照して、本実施の形態の熱交換装置２００の構成について説明する。図２および図３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、一次熱交換器１０と、二次熱交換器２０とを有している。一次熱交換器１０は、燃焼ガスの顕熱を回収するためのものである。二次熱交換器２０は、燃焼ガスの潜熱を回収するためのものである。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は鉛直方向となる。

一次熱交換器１０は、二次熱交換器２０に接続されている。一次熱交換器１０の上側の開口を通って燃焼ガスが給気され、二次熱交換器２０の下側の開口を通って燃焼ガスが排気される。二次熱交換器２０の入水部２０ａから二次熱交換器２０に入水した湯水は、燃焼ガスとの間で熱交換された後に出湯部２０ｂから出湯し、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。一次熱交換器１０の入水部１０ａに入水した湯水は、燃焼ガスとの間で熱交換された後に出湯部１０ｂから出湯する。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。出湯部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。

一次熱交換器１０は、入水部１０ａと、出湯部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、ベンドパイプ１５とを備えている。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を貫通している。なお、図２および図３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、熱交換部１１の周囲を取り囲んでいる。胴板１２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。

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ベンドパイプ１５に接続されている。複数のフィンパイプ１１ｂは互いにベンドパイプ１５により直列に接続されている。

図３および図４に示されるように、二次熱交換器２０は、入水部２０ａと、出湯部２０ｂと、熱交換部２１と、胴板（周壁部）２２と、ヘッダ部材２３とを備えている。熱交換部２１は、複数の第１管２１ａと、複数の第２管２１ｂとを含んでいる。複数の第１管２１ａおよび複数の第２管２１ｂの各々は、ＳＵＳ（ステンレス鋼）製であってもよい。熱交換部２１は、複数の第１管２１ａおよび複数の第２管２１ｂの各々の外部を燃焼ガスが流れ、複数の第１管２１ａおよび複数の第２管２１ｂの内部を水が流れるように構成されている。

複数の第１管２１ａおよび複数の第２管２１ｂの各々は、蛇行管（ミアンダ）である。複数の第１管２１ａおよび複数の第２管２１ｂの各々は、第１方向Ｄ１に直交する第２方向Ｄ２に交互に折り返すように構成されている。複数の第１管２１ａおよび複数の第２管２１ｂの各々は、第２方向Ｄ２が長手方向となるように構成されている。複数の第１管２１ａおよび複数の第２管２１ｂの各々は、第１方向Ｄ１および第２方向Ｄ２の両方に直交する第３方向Ｄ３に互いに積層されている。

図４および図５に示されるように、胴板２２は、複数の第１管２１ａおよび複数の第２管２１ｂを取り囲んでいる。胴板２２は、正面部２２ａと、一対の側面部２２ｂと、背面部２２ｃとを含んでいる。正面部２２ａ、一対の側面部２２ｂおよび背面部２２ｃは四角の枠を構成している。胴板２２は上下に開口を有している。胴板２２は、上側の開口を通って胴板２２の内側へ燃焼ガスを給気可能である。胴板２２は、下側の開口を通って燃焼ガスを胴板２２の外側へ排気可能である。胴板２２は、本体部２２１と、膨出部２２２とを含んでいる。膨出部２２２は、本体部２２１から外側に向けて膨出している。膨出部２２２は、正面部２２ａに設けられている。膨出部２２２は、本体部２２１から背面部２２ｃと反対側に膨出している。

ヘッダ部材２３は、第１ヘッダ部材２３１と、第２ヘッダ部材２３２とを含んでいる。第１ヘッダ部材２３１と第２ヘッダ部材２３２とは第１方向Ｄ１に並んで配置されている。第１ヘッダ部材２３１は第２ヘッダ部材２３２よりも一次熱交換器１０から離れて配置されている。第１ヘッダ部材２３１および第２ヘッダ部材２３２の各々は第２方向Ｄ２において胴板２２の両端部に配置されている。第１ヘッダ部材２３１および第２ヘッダ部材２３２の各々は第３方向Ｄ３に延びるように構成されている。入水部２０ａは第１ヘッダ部材２３１に接続されている。出湯部２０ｂは第２ヘッダ部材２３２に接続されている。

図５に示されるように、複数の第１管２１ａおよび複数の第２管２１ｂの各々は、複数の直線部２１ｃと、複数の湾曲部２１ｄとを有している。複数の直線部２１ｃの各々は、第２方向Ｄ２に延びている。複数の湾曲部２１ｄの各々は、第３方向Ｄ３に延びている。複数の湾曲部２１ｄは、複数の直線部２１ｃ同士を接続する。複数の第１管２１ａおよび複数の第２管２１ｂの各々は、複数の直線部２１ｃと複数の湾曲部２１ｄとが直列に接続されることにより蛇行しながら鉛直方向（第１方向Ｄ１）に延びている。複数の第１管２１ａの各々および複数の第２管２１ｂの各々は鉛直方向（第１方向Ｄ１）に互いに重ならないように配置されている。複数の第１管２１ａおよび複数の第２管２１ｂの各々は、同一の形状に構成されていてもよい。

図５および図６に示されるように、複数の第１管２１ａおよび複数の第２管２１ｂの各々の一方端は第１ヘッダ部材２３１に接続されており、複数の第１管２１ａおよび複数の第２管２１ｂの各々の他方端は第２ヘッダ部材２３２に接続されている。複数の第１管２１ａおよび複数の第２管２１ｂの各々は第１ヘッダ部材２３１および第２ヘッダ部材２３２を介して並列に接続されている。

図６および図７に示されるように、熱交換装置２００が設置された状態において、複数の第１管２１ａおよび複数の第２管２１ｂの各々は、鉛直方向（第１方向Ｄ１）に直交する方向（第３方向Ｄ３）に並んでいる。つまり、熱交換装置２００が設置された状態において、第３方向Ｄ３は水平方向となる。複数の第１管２１ａの各々と複数の第２管２１ｂの各々とは第３方向Ｄ３に交互に並んで配置されている。熱交換装置２００が設置された状態において、複数の第２管２１ｂの各々は、複数の第１管２１ａの各々と鉛直方向（第１方向Ｄ１）に交差する方向（第３方向Ｄ３）に交互に隣り合っている。複数の第１管２１ａの各々と複数の第２管２１ｂの各々とは、第３方向Ｄ３に交互に接していてもよい。

複数の第１管２１ａの各々および複数の第２管２１ｂの各々は、図７中白抜き矢印で示される燃焼ガスに一様に接触する。したがって、複数の第１管２１ａの各々および複数の第２管２１ｂの各々に水に含まれるミネラル分が析出したスケール（缶石）が局所的に堆積することが抑制される。これにより、複数の第１管２１ａの各々および複数の第２管２１ｂの各々を流れる水の偏流が抑制される。

複数の第１管２１ａの各々と複数の第２管２１ｂの各々とは第１方向Ｄ１に互いにずれて配置されている。複数の第１管２１ａの各々は複数の第２管２１ｂの各々よりも第１方向Ｄ１において一次熱交換器１０の近くに配置されている。図７中白抜き矢印で示される燃焼ガスに複数の第１管２１ａの各々は複数の第２管２１ｂの各々よりも先に接触する。

図８に示されるように、複数の第１管２１ａおよび複数の第２管２１ｂの各々は、本体部２２１によって取り囲まれた胴板２２の内部空間内と、膨出部２２２によって膨らんだ胴板２２の内部空間内とに配置されている。具体的には、複数の第１管２１ａおよび複数の第２管２１ｂの各々の複数の湾曲部２１ｄが膨出部２２２の内側に配置されている。複数の第１管２１ａおよび複数の第２管２１ｂの各々の複数の湾曲部２１ｄは、膨出部２２２の内側面との間に隙間を隔てて配置されている。膨出部２２２は、第１方向Ｄ１において第１ヘッダ部材２３１と第２ヘッダ部材２３２との間に配置されている。

図８および図９に示されるように、複数の第２管２１ｂの各々は複数の第１管２１ａの各々よりも第１方向Ｄ１において一次熱交換器１０から離れて配置されている。熱交換装置２００が設置された状態において、複数の第２管２１ｂの各々の複数の直線部２１ｃの各々は、複数の第１管２１ａの各々の複数の直線部２１ｃの各々と鉛直方向（第１方向Ｄ１）にずれるように配置されている。複数の第１管２１ａの各々において複数の直線部２１ｃのうち鉛直方向（第１方向Ｄ１）に互いに隣り合う直線部２１ｃに挟まれる領域と鉛直方向（第１方向Ｄ１）と交差する交差方向（第３方向Ｄ３）に隣り合うように、複数の第２管２１ｂの各々における複数の直線部２１ｃのうち１つの直線部２１ｃが配置されている。

本実施の形態では、複数の第２管２１ｂの各々の複数の直線部２１ｃの各々は、鉛直方向（第１方向Ｄ１）において複数の第１管２１ａの各々の複数の直線部２１ｃの各々の間に配置されている。つまり、複数の第１管２１ａおよび複数の第２管２１ｂの各々の鉛直方向（第１方向Ｄ１）に交差する交差方向（第３方向Ｄ３）に隣り合う複数の直線部２１ｃの各々は、鉛直方向（第１方向Ｄ１）において重なり合わないように配置されている。また、複数のフィンパイプ１１ｂの各々は第２方向Ｄ２に延びている。複数のフィンパイプ１１ｂの各々は、複数の直線部２１ｃが延びる方向（第２方向Ｄ２）に沿って延びている。

次に、本実施の形態の作用効果について説明する。
図８に示されるように、本実施の形態の熱交換装置２００によれば、複数の第１管２１ａおよび複数の第２管２１ｂの各々は、複数の直線部２１ｃと複数の湾曲部２１ｄとが直列に接続されることにより蛇行しながら鉛直方向（第１方向Ｄ１）に延びている。したがって、複数の第１管２１ａおよび複数の第２管２１ｂの各々から水を排出するときに、水が重力により上から下に流れるため、排水性を向上させることができる。

また、図９に示されるように、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（第１方向Ｄ１）に重なるように二次熱交換器２０が配置されているため、図９中矢印Ａで示される燃焼ガスは鉛直方向（第１方向Ｄ１）に二次熱交換器２０へ流入する。複数の第１管２１ａと複数の第２管２１ｂとが鉛直方向（第１方向Ｄ１）に交差する方向（第３方向Ｄ３）に配置されているため、複数の第１管２１ａの各々および複数の第２管２１ｂの各々はそれぞれ燃焼ガスに均一に接触する。したがって、複数の第１管２１ａの各々および複数の第２管２１ｂの各々にそれぞれスケールが均一に堆積する。このため、複数の第１管２１ａおよび複数の第２管２１ｂのそれぞれにおいて水の分配バランスが悪くなることを抑制することができる。すなわち、水の分配バランスを向上させることができる。よって、熱交換装置２００の故障を抑制することができる。

さらに、複数の第２管２１ｂの各々の複数の直線部２１ｃの各々は、複数の第１管２１ａの各々の複数の直線部２１ｃの各々と鉛直方向（第１方向Ｄ１）にずれるように配置されている。このため、複数の第１管２１ａの各々の複数の直線部２１ｃの各々と複数の第２管２１ｂの各々の複数の直線部２１ｃの各々との間を燃焼ガスが鉛直方向（第１方向Ｄ１）に流れるときの流路抵抗を低減させることができる。これにより、送風装置３２の容量を減らすことができるため、送風装置３２の消費電力およびサイズを減らすことができる。

また、複数の第２管２１ｂの各々の複数の直線部２１ｃの各々は、鉛直方向（第１方向Ｄ１）において複数の第１管２１ａの各々の複数の直線部２１ｃの各々の間に配置されている。このため、複数の第１管２１ａの各々と複数の第２管２１ｂの各々とが第３方向Ｄ３において接していても複数の第１管２１ａの各々の複数の直線部２１ｃの各々と複数の第２管２１ｂの各々の複数の直線部２１ｃの各々との間を通して燃焼ガスを鉛直方向（第１方向Ｄ１）に流すことができる。

図８に示されるように、本実施の形態の熱交換装置２００において、複数のフィンパイプ１１ｂの各々は、複数の直線部２１ｃが延びる方向（第２方向Ｄ２）に沿って延びている。このため、複数のフィンパイプ１１ｂの各々の間を流れる燃焼ガスの流れに沿って複数の第１管２１ａの各々および複数の第２管２１ｂの各々の間を燃焼ガスが流れる。したがって、一次熱交換器１０から二次熱交換器２０に燃焼ガスが鉛直方向（第１方向Ｄ１）に流れるときの流路抵抗を低減させることができる。

図８に示すように、本実施の形態の熱交換装置２００において、複数の第１管２１ａおよび複数の第２管２１ｂは、本体部２２１によって取り囲まれた胴板２２の内部空間内と、膨出部２２２によって膨らんだ胴板２２の内部空間内とに配置されている。このため、本体部２２１を膨出部２２２よりも小さくすることができる。また、複数の第１管２１ａおよび複数の第２管２１ｂが膨出部２２２によって膨らんだ胴板２２の内部空間内に配置されているため、膨出部２２２が無い場合に比べて複数の第１管２１ａおよび複数の第２管２１ｂの伝熱面積を増やすことができる。膨出部２２２において、図８中矢印Ａで示される燃焼ガスと、複数の第１管２１ａおよび複数の第２管２１ｂとの間で熱交換が行われることにより熱交換量を向上させることができる。したがって、本体部２２１を小型化しつつ複数の第１管２１ａおよび複数の第２管２１ｂの熱交換効率を向上させることができる。

図１に示されるように、本実施の形態の熱源機１００は、上記の熱交換装置２００と、バーナ３０とを備えている。バーナ３０は、一次熱交換器１０および二次熱交換器２０の順に燃焼ガスを供給可能に構成されている。本実施の形態の熱源機１００によれば、排水性を向上させることができ、かつ水の分配バランスを改善させることができる熱交換装置２００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、１１，２１熱交換部、１１ａフィン、１１ｂフィンパイプ、１２，２２胴板、１３胴パイプ部、１４，２３ヘッダ部材、１５ベンドパイプ、２０二次熱交換器、２１ａ第１管、２１ｂ第２管、２１ｃ直線部、２１ｄ湾曲部２１ｄ、３０バーナ、１００熱源機、２００熱交換装置、２２１本体部、２２２膨出部。

Claims

燃焼ガスの顕熱および潜熱を回収可能な熱交換装置であって、
前記燃焼ガスの前記顕熱を回収するための一次熱交換器と、
前記熱交換装置が設置された状態において前記一次熱交換器に鉛直方向に重なるように配置され、かつ前記燃焼ガスの前記潜熱を回収するための二次熱交換器とを備え、
前記二次熱交換器は、複数の第１管と、各々が前記複数の第１管の各々と前記鉛直方向に交差する方向に交互に隣り合う複数の第２管とを含み、
前記複数の第１管および前記複数の第２管の各々は、複数の直線部と、前記複数の直線部同士を接続する複数の湾曲部とを有し、前記複数の直線部と前記複数の湾曲部とが直列に接続されることにより蛇行しながら前記鉛直方向に延びており、
前記複数の第２管の各々の前記複数の直線部の各々は、前記複数の第１管の各々の前記複数の直線部の各々と前記鉛直方向にずれるように配置されており、
前記二次熱交換器は、前記複数の第１管および前記複数の第２管を取り囲む周壁部を含み、
前記周壁部は、本体部と、前記本体部から外側に向けて膨出する膨出部とを含み、
前記複数の第１管および前記複数の第２管の各々は、前記本体部によって取り囲まれた前記周壁部の内部空間内と、前記膨出部によって膨らんだ前記周壁部の前記内部空間内とに配置されている、熱交換装置。
前記一次熱交換器は、複数のフィンパイプを含み、
前記複数のフィンパイプの各々は、前記複数の直線部が延びる方向に沿って延びている、請求項１に記載の熱交換装置。
請求項１または２に記載の前記熱交換装置と、
前記一次熱交換器に対して前記二次熱交換器と反対側に配置されたバーナとを備え、
前記バーナは、前記一次熱交換器および前記二次熱交換器の順に前記燃焼ガスを供給可能に構成されている、熱源機。