JP7214208B2 - 熱交換器及び給湯器、熱交換器の製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、給湯器等に設けられる熱交換器と、その熱交換器を用いた給湯器と、熱交換器の製造方法とに関する。

給湯器等の熱交換器では、厚み方向に所定間隔をおいて並設される複数のフィンに複数の伝熱管を貫通させて、フィン間にバーナの燃焼排気等の高温の気体を通過させることで、気体と伝熱管内を流れる流体との間で熱交換可能となっている。この伝熱管とフィンとは、伝熱管の外周面とフィンに設けた貫通孔の内面との間にロウ材を介在させることで固定される。具体的には、特許文献１に開示されるように、フィンの上端にロウ材を保持させるロウ材保持部を凹設し、このロウ材保持部に保持させたロウ材を炉中で加熱することで、溶融したロウ材を毛細管現象で伝熱管とフィンとの間に流下させ、固化させることで固定される。特にここでは、フィンが左右に傾斜した状態でもロウ材が伝熱管の外周面全体へ均等に流下するように、バーリング加工されたフィンの貫通孔の上側周縁に、伝熱管の外周面に接触しない切欠状の非接触部を左右に形成すると共に、非接触部の間に、伝熱管の外周面に向かって延設されるロウ材導流部を形成して、一方の非接触部で堰き止められて貯留したロウ材を他方の非接触部側へ導くようにしている。

特開２０１８－６３０８９号公報

しかし、このような熱交換器では、溶融したロウ材が凹部から流下する際、隣接するフィンの間でブリッジしてしまい、伝熱管の外周面までロウ材が到達しない場合がある。特に、フィンや伝熱管がステンレス製であると、伝熱管とバーリング孔との間の隙間に余裕がない設計となるため、ロウ材が行き渡りにくくなってロウ付け不良が生じるおそれがある。

そこで、本発明は、フィンと伝熱管とが確実にロウ付けされる熱交換器及び給湯器と、当該熱交換器の製造方法とを提供することを目的としたものである。

上記目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、厚み方向へ所定間隔をおいて並設される複数のフィンと、各フィンに設けた複数の貫通孔をそれぞれ貫通する伝熱管とをロウ付けしてなる熱交換器であって、
ロウ付け姿勢で上側となる各フィンの上部で各伝熱管の上側に、溶融前のロウ材を載置可能な凹部がそれぞれ切欠形成されていると共に、各フィンの表面には、凹部の下端からその下方に位置する貫通孔との間に亘って上下方向の溝がそれぞれ形成されていることを特徴とする。
請求項２に記載の発明は、請求項１の構成において、各貫通孔は、内縁にバーリング部を備えており、溝の下端は、少なくともバーリング部の根元にまで達していることを特徴とする。
請求項３に記載の発明は、請求項２の構成において、各貫通孔の最頂部には、バーリング部のない切除部が形成されており、溝は、切除部を挟んで一対形成されていることを特徴とする。
上記目的を達成するために、請求項４に記載の発明は、給湯器であって、バーナと、バーナの燃焼排気が通過する請求項１乃至３の何れかに記載の熱交換器とを含んでなることを特徴とする。
上記目的を達成するために、請求項５に記載の発明は、厚み方向へ所定間隔をおいて並設される複数のフィンと、各フィンに設けた複数の貫通孔をそれぞれ貫通する伝熱管とをロウ付けする熱交換器の製造方法であって、
ロウ付け姿勢で上側となる各フィンの上部で各伝熱管の上側に、溶融前のロウ材を載置可能な凹部をそれぞれ切欠形成すると共に、各フィンの表面に、凹部の下端からその下方に位置する貫通孔との間に亘って上下方向の溝をそれぞれ形成し、各フィンの凹部にロウ材を載置した状態で加熱することで、溶融したロウ材を溝を伝って貫通孔と伝熱管の外周面との間に行き渡らせることを特徴とする。

本発明によれば、フィンに設けた凹部及び溝により、凹部で溶融したロウ材を溝による毛細管現象によって貫通孔の内面と伝熱管の外周面との隙間へ導くことができる。よって、フィンと伝熱管とが確実にロウ付け固定可能となる。
特に請求項２に記載の発明によれば、上記効果に加えて、各貫通孔は、内縁にバーリング部を備えており、溝の下端は、バーリング部の根元にまで達しているので、バーリング部の根元のＲを利用してロウ材を貫通孔の内面と伝熱管の外周面との隙間へ確実に導くことができる。
また、請求項３に記載の発明によれば、上記効果に加えて、各貫通孔の最頂部には、バーリング部のない切除部が形成されており、溝は、切除部を挟んで一対形成されているので、凹部上のロウ材の一部を直接切除部へ流れ込ませて貫通孔の内面と伝熱管の外周面との隙間へ導くことができると共に、溝からバーリング部の根元に流れたロウ材の一部も切除部に導くことができる。よって、貫通孔の内面と伝熱管の外周面との間の隙間に余裕がない場合でもフィンと伝熱管とを確実に固定することができる。さらに、凹部と切除部との間の距離が短くなるため、凹部から垂れ落ちたロウ材がフィンの間でブリッジしにくくなる。

フロントカバーを外した給湯器の正面図である。 樹脂シート及びコントローラ、表示操作パネルを省略した給湯器の正面図である。 図２の内胴のみのＡ－Ａ線断面図である。 図３のＢ－Ｂ線断面図である。 一次熱交換器の下方からの斜視図である。 フィンの左側からの斜視図である。 フィンの右側からの斜視図である。 フィンの説明図で、（Ａ）は左側面、（Ｂ）は正面、（Ｃ）は平面をそれぞれ示す。 （Ａ）は図８のＣ－Ｃ線拡大断面図、（Ｂ）はＤ－Ｄ線拡大断面図である。 （Ａ）はフィンの貫通孔部分の拡大図、（Ｂ）はＥ－Ｅ線断面図、（Ｃ）はＦ－Ｆ線断面図である。 （Ａ）は溝部分の拡大斜視図、（Ｂ）は図１０のＧ－Ｇ線断面図である。 凹部からのロウ材の流れを示す説明図である。 （Ａ）は中ケーシングにおけるフィン部分の左側面図、（Ｂ）は平面図、（Ｃ）は底面図である。 図１２のＡ矢視図である。 （Ａ）は図１２のＨ－Ｈ線断面図、（Ｂ）はＩ－Ｉ線断面図、（Ｃ）は（Ａ）のＢ矢視図である。 フィンを上下に２段重ねた状態を上下逆に示す右側面図である。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１は、給湯器の一例を示す正面図で、フロントカバーを外した状態で示している。図２は図１において、樹脂シート及びコントローラ、表示操作パネルを除いた状態を示している。
この給湯器１は、前面を開口した四角箱状の筐体２内に、バーナ４と、本発明の熱交換器である一次熱交換器５と、二次熱交換器６とが上から順に設けられる内胴３を収容した逆燃焼式となっている。また、筐体２内には、内胴３の下部から後方へ回り込んで上向きに設けられる排気部７と、内胴３の右側方でバーナ４に連結されたファンユニット８と、ファンユニット８の下側でファンユニット８に連結され、ガスガバナ９を介してガス導入管１１から燃料ガスが供給されるガス供給ユニット１０とが設けられている。内胴３の下方右側には、電装基板を収容してなるコントローラ１２が横向きに設置され、その下方中央には、フロントカバーから露出する表示操作パネル１３が設けられている。

バーナ４は、燃料ガスと燃焼に必要な全ての燃焼用空気との混合気が燃焼する全一次空気式で、上下面を開口して上下方向に所定深さを有する平面視横長矩形状の上ケーシング１４を有し、上ケーシング１４の上面は、上方へ突出してファンユニット８が接続されるチャンバ１５によって閉塞されている。上ケーシング１４の下面には、図３，４に示すように、複数の炎孔が形成されて下向きへ円弧状に膨出する炎孔板１６が設けられて、炎孔板１６の表面（下面）で混合気が燃焼可能となっている。
ファンユニット８は、平面視円形のファンケース１７内にファン１７ａ（図４）を収容し、ファンケース１７の上側中央に、ファン１７ａを回転駆動させるファンモータ１８を設けている。

一次熱交換器５は、図５にも示すように、バーナ４が取り付けられる四角筒状の中ケーシング２０内の下部に、複数のフィン２１，２１・・（各図では一部のみ図示）を厚み方向となる左右方向へ所定間隔をおいて並設すると共に、各フィン２１を左右方向に貫通する伝熱管２２を配設してなるステンレス製となっている。中ケーシング２０は、図３にも示すように、フィン２１が並設される下壁部２０ａの前後の間隔が、バーナ４の燃焼領域となる上壁部２０ｂの前後の間隔よりも小さくなっている。
ここでの伝熱管２２は、最下段で前後方向に所定間隔をおいて配設される横断面楕円形で、長軸を上下方向とした８本の直線状の大径管２３，２３・・と、その上方で中ケーシング２０の上壁部２０ｂの前後外側へそれぞれ上下方向に所定間隔をおいて３本ずつ配設される横断面円形の直線状の小径管２４，２４・・とを含んでいる。このうち大径管２３は、中ケーシング２０の左右の側面に設けられた下側ヘッダ２５により、前後に隣接する２本の端部同士が左右で交互に接続されて、全体で１本に繋がる蛇行状となっている。但し、最後部の大径管２３の右端部には、二次熱交換器６との接続管２６が接続され、最前部の大径管２３の右端部は、上下に延びる前側ヘッダ２７により、前側３本の小径管２４の右端部と接続されている。中ケーシング２０の左側面には、前後の３本の小径管２４の左端部同士を接続する左側ヘッダ２８が設けられている。中ケーシング２０の右側面には、後側３本の小径管２４の右端部同士を接続する右側ヘッダ２９が設けられて、右側ヘッダ２９に出湯管３０が接続される。

よって、一次熱交換器５の伝熱管２２では、接続管２６から最後部の大径管２３に流入した湯水は、最下段の大径管２３，２３・・を交互に通過しながら前方へ蛇行状に移動した後、最前部の大径管２３から前側３本の小径管２４、後側３本の小径管２４を順番に通過して出湯管３０へ流れることになる。
中ケーシング２０の上側外周には、略全面に導電パターンが蛇行状に網羅されてなる帯状の樹脂シート３１が巻回されて、中ケーシング２０からの燃焼排気の漏洩を検知可能となっている。各大径管２３には、通過する湯水を撹拌するための乱流板３２が挿入されている。

そして、ここでのフィン２１は、図６～９に示すように、前後方向に延びる横長板状で、バーリング加工によって内縁に左側へ突出するバーリング部３６を備えた８つの楕円形の貫通孔３５，３５・・が、前後方向へ等間隔をおいて形成されている。フィン２１の上側で各貫通孔３５の間には、前後の貫通孔３５，３５の外周面形状に沿った湾曲状の内縁を有し、下方へ行くに従って前後の間隔が小さくなるＶ字状の上切れ込み部３７が、貫通孔３５の長軸の中心よりもやや下方に達するまで形成されている。また、フィン２１の上縁で各貫通孔３５の上側には、切欠３８が形成されている。
さらに、フィン２１の前後両端には、中ケーシング２０の下壁部２０ａの内面に当接する上下方向の端縁部３９，３９が左側へ折り返し形成されている。各端縁部３９の上側には、内側への切欠部４０が形成されて、切欠部４０の上側は、端縁部３９よりも内側にあって下壁部２０ａに当接せず、先端が下壁部２０ａの内面側へ突出する三角形状の張り出し部４１となっている。張り出し部４１の上端には、内側へ行くに従って（下壁部２０ａの内面から離れるに従って）下向きとなる傾斜状の突出部４２が、左側へ折り返し形成されている。

そして、フィン２１の下側で各貫通孔３５，３５の間には、図１０にも示すように、上方へ行くに従って前後の間隔が小さくなる逆Ｖ字状の下切れ込み部４３が形成されている。この下切れ込み部４３の切込み深さは上切れ込み部３７よりも小さく、前後方向で貫通孔３５のバーリング部３６の下部にオーバーラップする浅い深さとなっている。この下切れ込み部４３には、左側へ向けて突出するガイド部４４が折り返し形成されている。このガイド部４４は、前後で隣接する貫通孔３５，３５に挿入される大径管２３，２３と両端がオーバーラップする前後長さを有して前後の大径管２３，２３の間の領域と上下方向で重なり、前後の大径管２３，２３の下側の外周面との間に通路４５，４５を形成可能となっている。この通路４５は、下方へ行くに従って（燃焼排気の下流側へ向けて）徐々に狭くなるように形成されている。ガイド部４４の上側で通路４５，４５への入口に当たる位置には、左側へ突出する一対のボス部４６，４６が形成されている。このボス部４６の突出高さは、フィン２１，２１間のピッチの半分よりやや小さくなっている。

また、フィン２１の下縁で各貫通孔３５の下側には、切欠３８と同じ幅で切欠３８よりも深い凹部４７が形成されている。各凹部４７の上側でバーリング部３６と反対側となる右側表面には、図１１に示すように、凹部４７の前後両端とバーリング部３６の根元３６ａとを繋ぐ一対の溝４８，４８が上下方向に形成されている。凹部４７の下側で溝４８，４８の間には、バーリング部３６のない切除部４９が形成されている。

この一次熱交換器５では、厚み方向に積層したフィン２１，２１・・の各貫通孔３５に大径管２３，２３・・を貫通させて、バーリング部３６を含む貫通孔３５の内面と大径管２３の外周面との間をロウ付けすることで製造される。このロウ付けは、図１２に示すように、フィン２１の上下を逆にした状態で、上側に位置する各凹部４７間に跨がって棒状のロウ材Ｐを左右方向に載置し、これを炉中で加熱することにより行われる。すると、凹部４７で溶融したロウ材Ｐは、点線矢印Ｐ１で示すように、フィン２１の表面、特に右側では一対の溝４８，４８を伝って毛細管現象によってバーリング部３６の根元３６ａへ導かれ、そのまま前後に分かれて貫通孔３５と大径管２３との隙間へ行き渡る。そして、ロウ材Ｐを固化させれば、各貫通孔３５の内面と大径管２３の外周面との間をむらなく固定することができる。
また、溝４８，４８の間に流れ落ちたロウ材Ｐは、点線矢印Ｐ２で示すように、切除部４９に達した後、大径管２３の外周面に沿って前後に分かれ、溝４８，４８から流れるロウ材と合流して貫通孔３５と大径管２３との隙間に行き渡ることになる。ここでは凹部４７と切除部４９との間の距離が短くなるため、凹部４７から流れるロウ材がフィン２１，２１間でブリッジしにくくなる。

こうして製造された一次熱交換器５では、図１３～１５に示すように、各フィン２１の前後両端では、上端の突出部４２によって左側に隣接するフィン２１との間が閉塞される。よって、中ケーシング２０の下壁部２０ａに沿って下向きに流れる燃焼排気は、図１３（Ａ）に点線矢印Ｇ１で示すように、突出部４２によって流れを阻害され、傾斜する突出部４２に沿って内側へガイドされることになる。
また、各大径管２３，２３の間の下方空間は、各フィン２１の下端に設けられたガイド部４４によって閉塞される。よって、大径管２３，２３の間で下向きに流れる燃焼排気は、点線矢印Ｇ２で示すように、ガイド部４４によって前後の通路４５，４５に分岐して各大径管２３の下面に沿って下方へ流れることになる。このとき各通路４５の入口ではボス部４６と干渉して乱流が生じる。

一方、二次熱交換器６は、図３，４に示すように、中ケーシング２０と連通する四角筒状の下ケーシング５５内に、傾斜状の凹凸を形成した複数の伝熱プレート５６，５６を前後方向へ所定間隔をおいて前後互い違いに並設して、伝熱プレート５６の左右両端同士で繋がる内部流路５７を形成し、下ケーシング５５の正面側下部に設けた入口５８と正面側上部に設けた出口５９とを内部流路５７に接続してなる。入口５８には給水管６０が接続され、出口には接続管２６が接続される。
排気部７は、二次熱交換器６の下ケーシング５５の下面に取り付けられるドレン受け６１と、ドレン受け６１の後部に立設される排気ダクト６２とを備える。ドレン受け６１の底部は、ドレン排出管６３を介して中和器６４と接続される。
排気ダクト６２は、合成樹脂製の横長角筒状で、排気ダクト６２の上端の開口には、筐体２の上面に突出する円筒状の排気筒部６６を備えた上カバー６５が接合される。

以上の如く構成された給湯器１においては、器具内に通水されると、リモコン等で要求される燃焼量に応じた回転数でコントローラ１２がファンモータ１８を駆動させてファン１７ａを回転させる。すると、ファンユニット８では、ファン１７ａの回転数に比例した空気が吸い込まれる。同時にガス導入管１１からは燃料ガスが供給され、ガスガバナ９で調圧された後、ガス供給ユニット１０でファンユニット８の吸込側に設けたベンチュリーを介して空気と混合されて混合気が生成される。生成された混合気は、ファンケース１７の吐出口からバーナ４のチャンバ１５に吐出され、上ケーシング１４内に供給されて、炎孔板１６の各炎孔から噴出し、図示しない点火電極によって点火されて燃焼する。

バーナ４からの燃焼排気は、一次熱交換器５の中ケーシング２０で各フィン２１，２１の間を通過することで、伝熱管２２内を流れる湯水と熱交換し、顕熱が回収される。伝熱管２２のうち、各大径管２３内では、乱流板３２によって湯水が撹拌されるため、滞留や温度ムラが生じにくくなる。
このとき、中ケーシング２０の内面際を流れる燃焼排気は、前述のように各フィン２１間を閉塞する突出部４２によって流れが阻害され、図１３のように中ケーシング２０の内面から離れる方向へ傾斜状に導かれて内側に移動する。よって、中ケーシング２０に燃焼排気が接触しにくくなり、中ケーシング２０の温度上昇が抑制される。また、中ケーシング２０の内面でドレンが発生しても、突出部４２が内側に案内するため、ドレンがフィン２１と中ケーシング２０の内面との間に侵入することが防止される。
さらに、突出部４２に燃焼排気が接触しても、突出部４２を有する張り出し部４１は中ケーシング２０の内面と非接触となっている上、中ケーシング２０と接触する端縁部３９との間には切欠部４０が形成されているので、張り出し部４１が高温になっても中ケーシング２０への伝熱は抑制される。

そして、各フィン２１では、図１３に示すように、最外の大径管２３の中心と中ケーシング２０の内面との前後方向の距離Ｄ１が、前後に隣接する大径管２３，２３の中心間距離Ｄ２の１／２以下となるように短く設定されている。このため、中ケーシング２０の熱を大径管２３に伝熱させて中ケーシング２０の温度上昇を抑制することができる。
また、中ケーシング２０内でのバーナ４の燃焼領域に合わせてフィン２１の前後幅を大きくすると、熱伝導率の悪いステンレスでは大径管２３から遠い部分が高温となりやすく、中ケーシング２０の温度も上昇しやすくなるが、ここではフィン２１の端縁部３９，３９が当接する下壁部２０ａの前後の内面の距離を、上壁部２０ｂの前後の内面の距離よりも小さくしているので、最外の大径管２３から突出するフィン２１の前後両端が短くなり、ここでも中ケーシング２０の熱をフィン２１を介して大径管２３に伝熱させて中ケーシング２０の温度上昇を抑制することができる。

一方、大径管２３，２３間を通過する燃焼排気は、前述のようにガイド部４４に当接して前後の通路４５，４５に分岐して下方へ流れるため、各通路４５を流れる際に、燃焼排気が前後の大径管２３，２３に接触して熱交換される。特に、各通路４５の入口にはボス部４６が突設されているので、燃焼排気が乱流状態となって大径管２３との接触時間を稼ぐことができる。
また、通路４５は下方へ行くに従って幅が狭くなっているので、通路４５内での燃焼排気の流速を上げることができ、大径管２３に沿って燃焼排気が流れやすくなる。
さらに、ガイド部４４は前後端が大径管２３，２３に上下方向で重なるまで延びているので、燃焼排気と大径管２３との接触距離を長く確保することができる。

その後、燃焼排気は、二次熱交換器６の下ケーシング５５内で各伝熱プレート５６，５６の間を通過することで、内部流路５７を流れる水と熱交換し、潜熱が回収される。
そして、下ケーシング５５を通過した燃焼排気は、排気部７のドレン受け６１内に進入し、ドレン受け６１の後部に移動して排気ダクト６２内を上昇して排気筒部６６から外部に排出される。二次熱交換器６で発生したドレンは、ドレン受け６１内に落下し、ドレン排出管６３及び中和器６４を介して器具の外部へ排出される。

（フィンに設けた溝に係る発明の効果）
上記形態の一次熱交換器５及び給湯器１によれば、ロウ付け姿勢で上側となる各フィン２１の上部で伝熱管２２の各大径管２３の上側に、溶融前のロウ材を載置可能な凹部４７がそれぞれ切欠形成されていると共に、各フィン２１の表面には、凹部４７の下端からその下方に位置する貫通孔３５との間に亘って上下方向の溝４８がそれぞれ形成されていることで、凹部４７で溶融したロウ材を溝４８による毛細管現象によって貫通孔３５の内面と大径管２３の外周面との隙間へ導くことができる。よって、フィン２１と大径管２３とが確実にロウ付け固定可能となる。

特にここでは、各貫通孔３５は、内縁にバーリング部３６を備えており、溝４８の下端は、バーリング部３６の根元３６ａにまで達しているので、バーリング部３６の根元３６ａのＲを利用してロウ材を貫通孔３５の内面と大径管２３の外周面との隙間へ確実に導くことができる。
また、各貫通孔３５の最頂部には、バーリング部３６のない切除部４９が形成されており、溝４８は、切除部４９を挟んで一対形成されているので、凹部４７上のロウ材の一部を直接切除部４９へ流れ込ませて貫通孔３５の内面と大径管２３の外周面との隙間へ導くことができると共に、溝４８からバーリング部３６の根元に流れたロウ材の一部も切除部４９に導くことができる。よって、貫通孔３５の内面と大径管２３の外周面との間の隙間に余裕がない場合でもフィン２１と大径管２３とを確実に固定することができる。さらに、凹部４７と切除部４９との間の距離が短くなるため、凹部４７から垂れ落ちたロウ材がフィン２１，２１の間でブリッジしにくくなる。

（一次熱交換器５の製造方法に係る発明の効果）
上記形態の一次熱交換器５の製造方法によれば、ロウ付け姿勢で上側となる各フィン２１の上部で伝熱管２２の各大径管２３の上側に、溶融前のロウ材を載置可能な凹部４７をそれぞれ切欠形成すると共に、各フィン２１の表面に、凹部４７の下端からその下方に位置する貫通孔３５との間に亘って上下方向の溝４８をそれぞれ形成し、各フィン２１の凹部４７にロウ材を載置した状態で加熱することで、溶融したロウ材を溝４８を伝って貫通孔３５と大径管２３の外周面との間に行き渡らせるようにしたので、凹部４７で溶融したロウ材を溝４８による毛細管現象によって貫通孔３５の内面と大径管２３の外周面との隙間へ導くことができる。よって、フィン２１と大径管２３とが確実にロウ付け固定可能となる。

なお、凹部の形状は上記形態に限らず、例えば下端における溝の形成部分にＶ字状の切込みを入れて、ロウ材を溝に流れやすくしてもよい。また、溝の数や位置も上記形態に限らず、溝の数を３本以上としたり、中央に１本のみ設けたりしてもよい。溝が１本の場合、切除部をなくして中央にもバーリング部を設けるのが望ましい。
さらに、溝の下端はバーリング部の根元を越えてバーリング部の内面にまで延ばすこともできる。
但し、バーリングがない貫通孔でも本発明は適用可能で、この場合は溝をフィンの表裏両面に設けることもできる。

（フィンに設けたガイド部に係る発明の効果）
上記形態の一次熱交換器５及び給湯器１によれば、各フィン２１における燃焼排気（気体）の通過方向の下流側の端縁で、並設方向で互いに隣接する伝熱管２２の大径管２３，２３・・の間に、互いに隣接する大径管２３の間へ行くに従って通過方向の上流側へ切れ込む下切れ込み部４３（切れ込み部）がそれぞれ形成されると共に、各下切れ込み部４３に、隣接するフィン２１側へ突設され、互いに隣接する大径管２３，２３の間の領域と上下方向でオーバーラップして、燃焼排気を互いに隣接する各大径管２３側へ振り分けるガイド部４４が形成されているので、大径管２３，２３間を通過する燃焼排気をガイド部４４によって各大径管２３へ確実に接触させることができる。よって、フィン２１の反りを防止しつつ、熱効率の向上も図ることができる。また、大径管２３，２３間の距離を大きくする必要がないので、局所的なヒートスポットも生じない。

特にここでは、各フィン２１におけるガイド部４４の上流側には、ガイド部４４の突設側へ突出するボス部４６が形成されているので、大径管２３とガイド部４４との間を通過する燃焼排気を乱流状態にすることができ、熱効率の向上に繋がる。
また、ガイド部４４と互いに隣接する各大径管２３との間に形成される通路４５の幅は、通過方向の下流側へ行くに従って徐々に狭くなっているので、通路４５に流れ込んだ燃焼排気の流速を上げることができ、大径管２３に沿って燃焼排気を効果的に流すことができる。よって、熱効率の向上に寄与できる。
さらに、ガイド部４４の端部は、互いに隣接する各大径管２３と上下方向でオーバーラップするまで延設されているので、通路４５を長くして燃焼排気を大径管２３に沿ってより多く導くことができ、熱効率の向上に寄与できる。

なお、ガイド部は上記形態に限らず、適宜変更可能で、前後端を短くして大径管とオーバーラップさせないようにしたり、逆に上記形態よりも長くしたりすることができる。ボス部も、数や位置、突出高さの変更の他、ボス部を省略することも可能である。
また、ガイド部により形成される通路は、上記形態では下流側へ向けて徐々に狭くなるようにしているが、通路の全長に亘って同一幅となるように形成してもよい。

（一次熱交換器の抑制手段に係る発明の効果）
上記形態の一次熱交換器５及び給湯器１によれば、フィン２１に、燃焼排気と中ケーシング２０（ケーシング）との接触を低減して中ケーシング２０の温度上昇を抑制する抑制手段（張り出し部４１及び突出部４２、切欠部４０）が設けられていることで、中ケーシング２０への燃焼排気の接触が抑制される。よって、中ケーシング２０の温度上昇が効果的に抑制可能となる。

特にここでは、抑制手段は、フィン２１における中ケーシング２０との隣接部分で燃焼排気の通過方向の上流端に設けられ、中ケーシング２０側へ突出する張り出し部４１と、張り出し部４１からフィン２１の厚み方向に突出する突出部４２とを含んでなることで、突出部４２によって中ケーシング２０の下壁部２０ａの内面へ向かう燃焼排気の流れを阻害でき、中ケーシング２０の下壁部２０ａへの燃焼排気の接触を効果的に抑制できる。よって、中ケーシング２０の温度上昇が簡単に抑制可能となる。
また、抑制手段は、中ケーシング２０との隣接部分で張り出し部４１よりも通過方向の下流側に設けられる切欠部４０を含んでなることで、フィン２１において高温になりやすい張り出し部４１からその下方の端縁部３９への伝熱を抑制できる。よって、中ケーシング２０の温度上昇がより効果的に抑制可能となる。
さらに、フィン２１における切欠部４０よりも通過方向の上流側の張り出し部４１は、中ケーシング２０と非接触となっているので、中ケーシング２０の温度上昇がより効果的に抑制可能となる。

加えて、突出部４２は、中ケーシング２０から離れるに従って通過方向の下流側へ向くように傾斜しているので、突出部４２によって中ケーシング２０の内面で発生したドレンを当該内面から離れた方向に案内できる。よって、ドレンがフィン２１と中ケーシング２０の内面との間に浸入することが防止可能となる。
また、フィン２１における切欠部４０よりも通過方向の下流側の端縁部３９は、大径管２３と直交する前後方向の両端でそれぞれ中ケーシング２０と接触しているので、中ケーシング２０の熱をフィン２１を介して大径管２３に伝達でき、中ケーシング２０の温度上昇の抑制に繋がる。

さらに、フィン２１の前後方向の両端における中ケーシング２０との接触部間の距離（端縁部３９，３９間の距離）は、フィン２１の上流側での中ケーシング２０内の燃焼排気の通過領域（上壁部２０ｂの内面間の距離）よりも小さくなっているので、最外の大径管２３と端縁部３９との距離が短くなり、ステンレス製の端縁部３９が高温となりにくい上、端縁部３９の熱が下壁部２０ａに伝わることも抑制される。
特に、フィン２１における中ケーシング２０との隣接部分に位置する最外の大径管２３の中心と中ケーシング２０の下壁部２０ａとの間の距離Ｄ１は、互いに隣接する大径管２３，２３の中心間距離Ｄ２の１／２よりも小さくなっているので、最外の大径管２３と端縁部３９との距離Ｄ１がより短くなって下壁部２０ａへの伝熱がより効果的に抑制される。

なお、突出部は、前後方向に長く延ばしたり、傾斜させずに形成したり、各フィンに設けずに１つの突出部を隣接するフィン側へ長く延ばして複数のフィン間を覆うようにしたり等、適宜変更可能である。また、フィンに折曲形成する他、板状の別部材をフィンに固定したり、ケーシングの内面に固定したりしてフィン間を覆うようにしてもよい。張り出し部も、中ケーシングに接触させたりしてもよい。
さらに、切欠部も、形状や大きさ、切込み深さを変更したり、数を増やしたりしてもよい。切欠部の省略も可能である。

その他、各発明に共通して、バーナ、一次熱交換器、二次熱交換器の各形態やファンユニットの配置、コントローラの配置等は適宜変更可能である。二次熱交換器がなくてもよいし、逆燃焼式でなくてもよい。
また、一次熱交換器では、大径管の数は適宜増減可能であるし、伝熱管として小径管がない形態であっても差し支えない。横断面形状も上記形態のような楕円形とすれば、短軸方向の寸法がコンパクトとなるが、楕円形以外も採用できる。フィン及び伝熱管の向きも上記形態と逆であってもよいし、フィン及び伝熱管は１段でなく複数段設けてもよい。図１６はフィンを２段とした例を示すもので、ここではロウ付けの際、下段のフィン２１の凹部４７に上段のフィン２１の切欠３８が合致して載置されることで、ロウ材が貫通保持される透孔５０が形成されるようになっている。
さらに、ファンユニットで燃料ガスと燃焼用空気とを混合した混合気をチャンバへ供給する予混合式となっているが、これに限らず、ファンからは燃焼用空気のみを供給させてファンの下流側で燃料ガスと燃焼用空気とをチャンバに導入させる給湯器であっても各発明は適用可能である。

１・・給湯器、２・・筐体、３・・内胴、４・・バーナ、５・・一次熱交換器、６・・二次熱交換器、７・・排気部、８・・ファンユニット、１０・・ガス供給ユニット、１２・・コントローラ、１４・・上ケーシング、２０・・中ケーシング、２０ａ・・下壁部、２０ｂ・・上壁部、２１・・フィン、２２・・伝熱管、２３・・大径管、２４・・小径管、２６・・接続管、３０・・出湯管、３５・・貫通孔、３６・・バーリング部、３６ａ・・根元、３７・・上切れ込み部、３８・・切欠、３９・・端縁部、４０・・切欠部、４１・・張り出し部、４２・・突出部、４３・・下切れ込み部、４４・・ガイド部、４５・・通路、４６・・ボス部、４７・・凹部、４８・・溝、４９・・切除部、５５・・下ケーシング、６０・・給水管、６２・・排気ダクト。

Claims (5)

1. 厚み方向へ所定間隔をおいて並設される複数のフィンと、各前記フィンに設けた複数の貫通孔をそれぞれ貫通する伝熱管とをロウ付けしてなる熱交換器であって、
   ロウ付け姿勢で上側となる各前記フィンの上部で各前記伝熱管の上側に、溶融前のロウ材を載置可能な凹部がそれぞれ切欠形成されていると共に、各前記フィンの表面には、前記凹部の下端からその下方に位置する前記貫通孔との間に亘って上下方向の溝がそれぞれ形成されていることを特徴とする熱交換器。
2. 各前記貫通孔は、内縁にバーリング部を備えており、前記溝の下端は、少なくとも前記バーリング部の根元にまで達していることを特徴とする請求項１に記載の熱交換器。
3. 各前記貫通孔の最頂部には、前記バーリング部のない切除部が形成されており、前記溝は、前記切除部を挟んで一対形成されていることを特徴とする請求項２に記載の熱交換器。
4. バーナと、前記バーナの燃焼排気が通過する請求項１乃至３の何れかに記載の熱交換器とを含んでなる給湯器。
5. 厚み方向へ所定間隔をおいて並設される複数のフィンと、各前記フィンに設けた複数の貫通孔をそれぞれ貫通する伝熱管とをロウ付けする熱交換器の製造方法であって、
   ロウ付け姿勢で上側となる各前記フィンの上部で各前記伝熱管の上側に、溶融前のロウ材を載置可能な凹部をそれぞれ切欠形成すると共に、各前記フィンの表面に、前記凹部の下端からその下方に位置する前記貫通孔との間に亘って上下方向の溝をそれぞれ形成し、
   各前記フィンの前記凹部にロウ材を載置した状態で加熱することで、溶融したロウ材を前記溝を伝って前記貫通孔と前記伝熱管の外周面との間に行き渡らせることを特徴とする熱交換器の製造方法。

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