JP7403802B2 - ガス器具用熱交換器及びガス器具用熱交換器の製造方法 - Google Patents

ガス器具用熱交換器及びガス器具用熱交換器の製造方法 Download PDF

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Description

本発明は、ガス器具用熱交換器及びガス器具用熱交換器の製造方法に関するものである。
従来、給湯装置等のガス器具に用いられるガス器具用熱交換器が知られている。例えば、特許文献1が開示するガス器具用熱交換器は、内部が排気ガス(燃焼排気)の通路となるケーシングと、このケーシング内に収容される伝熱管部(吸熱管)とを備えており、ケーシング内へ導入される排気ガス(燃焼排気)の熱によって、伝熱管部(吸熱管)内の水を加熱する構成となっている。特許文献1で開示される熱交換器は、ケーシングを構成するケース本体が絞り加工によって上面が開口した箱状形態で形成され、ケース本体における左右方向の一方側の側壁には、前後方向に間隔をあけて上流端挿通孔と下流端挿通孔とが形成されている。
特開2013-130348号公報
ところで、このように絞り加工によってケース本体が形成された熱交換器では、箱状のケース本体内に伝熱管部(吸熱管)を組み付けるための構成として、ケース本体と伝熱管部(吸熱管)との干渉を避ける構成が必須となる。具体的には、組み付け時(開口を介しての挿入時)にケース本体と干渉しないように伝熱管部(吸熱管)をやや小さめのサイズとし、組み付けの際には、伝熱管部(吸熱管)を斜めに傾けながらケース本体内に入り込ませるとともに外側に向かってスライドさせるように移動させつつ伝熱管部(吸熱管)の端部を挿通孔(上流端挿通孔と下流端挿通孔)に取り付けるような構成が考えられる。しかし、このような取付構造を採用した場合、組み付けの際の干渉を避けるために必要な分だけ、余裕空間(ケース本体内において伝熱管部が存在しない空間)が生じることになる。このような余裕空間があると、ケーシング内に入り込んだ排気ガス(燃焼排気)の一部が余裕空間に流れ込みやすくなるため、伝熱管部(吸熱管)に効率的に接触又は近接しなくなり、熱効率が低下する懸念がある。
これに対し、特許文献1で開示される熱交換器では、余裕空間を埋めるようにスペーサ(整流板)を配置し、余裕空間内へのガスの流れ込みを防いでいる。しかし、このようにスペーサを配置すると、その分、材料の追加や重量化を招いてしまう。
本発明は上述した課題の少なくとも一つを解決するためになされたものであり、絞り加工によって形成されたケース本体(本体部)を備えたガス器具用熱交換器において伝熱管部が存在しないデッドスペースを抑制し得る技術を実現することを目的とする。
本発明の第1の例であるガス器具用熱交換器は、
第1方向の一方側が開放した箱状に且つ絞り加工成形体として構成されるとともに前記第1方向の一方側に第1開口部が設けられた本体部と、前記第1開口部を閉塞する構成で前記本体部に取り付けられる蓋部と、を備える箱体を有し、前記箱体内が排気ガスの通過空間として構成されたケースと、
前記ケース内に収容される複数の伝熱管を備える伝熱管部と、
を有するガス器具用の熱交換器であって、
前記本体部は、
前記通過空間を囲む周壁部と、
前記周壁部の下端側に連結される底壁部と、
を有し、
前記周壁部において、前記第1方向と交差する第2方向の他方側に前記通過空間を通過する排気ガスの流入口部が設けられ、前記第1方向及び前記第2方向と交差する第3方向の一方側に第2開口部が設けられており、
前記ケースは、板状の閉塞部材を有し、
前記閉塞部材は、複数の第1貫通孔を備える第1貫通孔群と、複数の第2貫通孔を備える第2貫通孔群と、が設けられ、前記第1貫通孔群と前記第2貫通孔群とが前記第2方向に離れて配置されており、
複数の前記伝熱管は、各々の前記第2方向における一方側が前記第1貫通孔群の各々の前記第1貫通孔と対応して取り付けられ、各々の前記第2方向における他方側が前記第2貫通孔群の各々の前記第2貫通孔と対応して取り付けられる構成で前記閉塞部材に固定されており、
前記伝熱管部と前記閉塞部材とが一体的に組み付けられた組付体が、前記第2開口部から前記箱体内に複数の前記伝熱管を挿入する構成且つ前記第2開口部を前記閉塞部材によって閉塞する構成で前記箱体に取り付けられている。
本発明の第2の例であるガス器具用熱交換器は、
第1方向の一方側が開放した箱状に且つ絞り加工成形体として構成されるとともに前記第1方向の一方側に第1開口部が設けられた本体部と、前記第1開口部を閉塞する構成で前記本体部に取り付けられる蓋部と、を備える箱体を有し、前記箱体内が排気ガスの通過空間として構成されるケースと、
前記ケース内に収容される複数の第1伝熱管を備える第1伝熱管部と、
前記ケース内に収容される複数の第2伝熱管を備える第2伝熱管部と、
を有するガス器具用の熱交換器であって、
前記本体部は、
前記通過空間を囲む周壁部と、
前記周壁部の下端側に連結される底壁部と、
を有し、
前記周壁部において、前記第1方向と交差する第2方向の他方側に排気ガスの流入口部が設けられ、前記第1方向及び前記第2方向と交差する第3方向の一方側に第2開口部が設けられ、前記第3方向の他方側に第3開口部が設けられ、
前記ケースは、板状の第1閉塞部材と、板状の第2閉塞部材と、前記箱体内を仕切る仕切板と、を有し、
前記仕切板は、前記第3方向における前記第2開口部側に構成される第1通過空間と、前記第3方向における前記第3開口部側に構成される第2通過空間と、を仕切る構成で配置され、
前記第1閉塞部材は、複数の第1貫通孔を備える第1貫通孔群と、複数の第2貫通孔を備える第2貫通孔群と、が設けられ、前記第1貫通孔群と前記第2貫通孔群とが前記第2方向に離れて配置されており、
前記第2閉塞部材は、複数の第3貫通孔を備える第3貫通孔群と、複数の第4貫通孔を備える第4貫通孔群と、が設けられ、前記第3貫通孔群と前記第4貫通孔群とが前記第2方向に離れて配置されており、
複数の前記第1伝熱管は、各々の前記第2方向における一方側が前記第1貫通孔群の各々の前記第1貫通孔と対応して取り付けられ、各々の前記第2方向における他方側が前記第2貫通孔群の各々の前記第2貫通孔と対応して取り付けられる構成で前記第1閉塞部材に固定されており、
複数の前記第2伝熱管は、各々の前記第2方向における一方側が前記第3貫通孔群の各々の前記第3貫通孔と対応して取り付けられ、各々の前記第2方向における他方側が前記第4貫通孔群の各々の前記第4貫通孔と対応して取り付けられる構成で前記第2閉塞部材に固定されており、
前記第1伝熱管部と前記第1閉塞部材とが一体的に組み付けられた第1組付体は、前記第1伝熱管部を前記第2開口部から前記箱体内に挿入させた構成且つ前記第2開口部を前記第1閉塞部材によって閉塞しつつ前記第1伝熱管部における前記第1閉塞部材側とは反対側の端部を前記第1通過空間内において前記仕切板に近接させた構成で前記箱体に取り付けられ、
前記第2伝熱管部と前記第2閉塞部材とが一体的に組み付けられた第2組付体は、前記第2伝熱管部を前記第3開口部から前記箱体内に挿入させた構成且つ前記第3開口部を前記第2閉塞部材によって閉塞しつつ前記第2伝熱管部における前記第2閉塞部材側とは反対側の端部を前記第2通過空間内において前記仕切板に近接させた構成で前記箱体に取り付けられている。
本発明の第3の例であるガス器具用熱交換器の製造方法は、
第1方向の一方側が開放した箱状に且つ絞り加工成形体として構成されるとともに前記第1方向の一方側に第1開口部が設けられた本体部と、前記第1開口部を閉塞する構成で前記本体部に取り付けられる蓋部と、を備える箱体を有し、前記箱体内が排気ガスの通過空間として構成されたケースと、
前記ケース内に収容される複数の伝熱管を備える伝熱管部と、
を有するガス器具用の熱交換器を製造する製造方法であって、
前記通過空間を囲む周壁部と、前記周壁部の下端側に連結される底壁部と、を有する前記本体部を金属板の絞り加工によって形成する第1形成工程と、
前記周壁部において、前記第1方向と交差する第2方向の他方側に排気ガスの流入口部を形成し、前記第1方向及び前記第2方向と交差する第3方向の一方側に第2開口部を形成する第2形成工程と、
複数の第1貫通孔を備える第1貫通孔群、及び複数の第2貫通孔を備える第2貫通孔群を、前記第1貫通孔群と前記第2貫通孔群とが前記第2方向に離れる構成で設けた板状の閉塞部材を形成する第3形成工程と、
複数の前記伝熱管において、各々の前記第2方向における一方側を前記第1貫通孔群の各々の前記第1貫通孔に対応付けて取り付け、各々の前記第2方向における他方側を前記第2貫通孔群の各々の前記第2貫通孔に対応付けて取り付ける構成で、複数の前記伝熱管を前記閉塞部材に固定する固定工程と、
複数の前記伝熱管を前記第2開口部から前記箱体内に挿入し、前記第2開口部を前記閉塞部材によって閉塞する構成で、前記伝熱管部と前記閉塞部材とが一体的に組み付けられた組付体を前記箱体に取り付ける取付工程と、
を含む。
本発明の第4の例であるガス器具用熱交換器の製造方法は、
第1方向の一方側が開放した箱状に且つ絞り加工成形体として構成されるとともに前記第1方向の一方側に第1開口部が設けられた本体部と、前記第1開口部を閉塞する構成で前記本体部に取り付けられる蓋部と、を備える箱体を有し、前記箱体内が排気ガスの通過空間として構成されるケースと、
前記ケース内に収容される複数の第1伝熱管を備える第1伝熱管部と、
前記ケース内に収容される複数の第2伝熱管を備える第2伝熱管部と、
を有するガス器具用の熱交換器を製造する製造方法であって、
前記通過空間を囲む周壁部と、前記周壁部の下端側に連結される底壁部と、を有する前記本体部を金属板の絞り加工によって形成する第1形成工程と、
前記周壁部において、前記第1方向と交差する第2方向の他方側に排気ガスの流入口部を形成し、前記第1方向及び前記第2方向と交差する第3方向の一方側に第2開口部を形成し、前記第3方向の他方側に第3開口部を形成し、前記流入口部として第1流入口と第2流入口とを前記第3方向に並べて設ける第2形成工程と、
複数の第1貫通孔を備える第1貫通孔群と、複数の第2貫通孔を備える第2貫通孔群と、が設けられ、前記第1貫通孔群と前記第2貫通孔群とが前記第2方向に離れて配置された板状の第1閉塞部材を形成する第3形成工程と、
複数の第3貫通孔を備える第3貫通孔群と、複数の第4貫通孔を備える第4貫通孔群と、が設けられ、前記第3貫通孔群と前記第4貫通孔群とが前記第2方向に離れて配置された板状の第2閉塞部材を形成する第4形成工程と、
前記箱体内を仕切る仕切板を形成する第5形成工程と、
前記第3方向における前記第2開口部側に第1通過空間を構成し前記第3方向における前記第3開口部側に第2通過空間を構成し、前記第1通過空間と前記第2通過空間とを仕切る構成で前記ケース内に前記仕切板を取り付ける第1取付工程と、
複数の前記第1伝熱管において、各々の前記第2方向における一方側を前記第1貫通孔群の各々の前記第1貫通孔と対応付けて取り付け、各々の前記第2方向における他方側を前記第2貫通孔群の各々の前記第2貫通孔と対応付けて取り付ける構成で、複数の前記第1伝熱管を前記第1閉塞部材に固定する第1固定工程と、
複数の前記第2伝熱管において、各々の一端側を前記第3貫通孔群の各々の前記第3貫通孔と対応付けて取り付け、各々の他端側を前記第4貫通孔群の各々の前記第4貫通孔と対応付けて取り付ける構成で、複数の前記第2伝熱管を前記第2閉塞部材に固定する第2固定工程と、
前記第1伝熱管部を前記第2開口部から前記箱体内に挿入し、前記第2開口部を前記第1閉塞部材によって閉塞する構成で、前記第1伝熱管部と前記第1閉塞部材とが一体的に組み付けられた第1組付体を前記箱体に取り付ける第2取付工程と、
前記第2伝熱管部を前記第3開口部から前記箱体内に挿入し、前記第3開口部を前記第2閉塞部材によって閉塞する構成で、前記第2伝熱管部と前記第2閉塞部材とが一体的に組み付けられた第2組付体を前記箱体に取り付ける第3取付工程と、
を含み、
前記第1伝熱管部における前記第1閉塞部材側とは反対側の端部を前記第1通過空間内において前記仕切板に近接させ、前記第2伝熱管部における前記第2閉塞部材側とは反対側の端部を前記第2通過空間内において前記仕切板に近接させる。
本発明によれば、絞り加工によって形成されたケース本体を備えた熱交換器において伝熱管部が存在しないデッドスペースを抑制し得る。
図1は、実施例1の給湯装置の内部構造を概略的に例示した正面図である。 図2は、給湯装置の構成を概念的に例示した説明図である。 図3は、二次熱交換器を概略的に例示した斜視図である。 図4は、二次熱交換器を概略的に例示した分解斜視図である。 図5は、本体部を概略的に例示した斜視図である。 図6は、二次熱交換器における第3方向の一方側を概略的に例示した分解斜視図である。 図7は、第1伝熱管を概略的に例示した平面図である。 図8は、二次熱交換器における第3方向の他方側を概略的に例示した分解斜視図である。 図9は、第2伝熱管を概略的に例示した平面図である。 図10は、二次熱交換器の製造工程を例示したフローチャートである。 図11は、第1組付体及び第2組付体を本体部に取り付ける前の状態を例示した説明図である。 図12は、第1組付体及び第2組付体が本体部に取り付けられた状態において、第1方向及び第3方向に沿った平面で切断した切断面を第2方向の一方側から見た様子を例示した断面図である。 図13は、他の実施例において組付体を本体部に取り付ける前の状態を例示した説明図である。
<実施例1>
以下、実施例1について、図1~図12を参照して説明する。
(給湯装置1の構成)
図1及び図2で示す給湯装置1は、第1ガスバーナ2、入水管4、出湯管6、熱交換器8、第1連結管15などを備えており、外部から供給された水道水を加熱して出湯させる機能を有する。第1ガスバーナ2(給湯バーナ)は、燃焼ガスを燃焼させて燃焼排気(排気ガス)を発生させる部分である。入水管4は、水入口16からの水が流れ込む経路として構成され、出湯管6は、出湯口18へ湯を送り出す経路として構成されている。熱交換器8は、入水管4と出湯管6との間に介在する給湯側伝熱管部11を備えており、給湯側伝熱管部11の内部を通る水に対して第1ガスバーナ2での燃焼によって生じた熱を伝えるように機能する部分である。
熱交換器8は、一次熱交換器9及び二次熱交換器10を備えており、一次熱交換器9は、第1ガスバーナ2の燃焼排気経路の上流側に配置され、二次熱交換器10は、燃焼排気経路の下流側に配置されている。給湯側伝熱管部11は、第1伝熱管部12及び第3伝熱管部13を備えており、第1伝熱管部12は二次熱交換器10に備えられており、第3伝熱管部13は一次熱交換器9に備えられている。入水管4の下流側には、二次熱交換器10の第1伝熱管部12が接続されており、第1伝熱管部12の下流側には、第1連結管15が接続されている。第1連結管15の下流側には、一次熱交換器9の第3伝熱管部13が接続されており、第3伝熱管部13の下流側には、出湯管6が接続されている。
熱交換器8は、一次熱交換器9によって燃焼排気の顕熱を回収した後、二次熱交換器10によって潜熱を回収するように機能する。具体的には、一次熱交換器9は、第3伝熱管部13内を通る水に対して第1ガスバーナ2で発生した燃焼排気に含まれる燃焼熱を伝熱し、顕熱の熱エネルギーを通水に伝達する形で熱交換する。また、二次熱交換器10は、第1伝熱管部12内を通る水に対し、第1ガスバーナ2で発生した燃焼排気が一次熱交換器9を通過した後の燃焼熱を伝熱し、潜熱の熱エネルギーを通水に伝達するように熱交換する。
また、給湯装置1は、第2ガスバーナ102、往き配管104、戻り配管106、第2連結管115などを備えており、上述した熱交換器8を利用して風呂の追い炊き等を行う機能を有する。第2ガスバーナ102(風呂バーナ)は、燃焼ガスを燃焼させて燃焼排気(排気ガス)を発生させる部分である。往き配管104は、入口116を介して浴槽20側からの水を熱交換器8へと導く経路である。戻り配管106は、熱交換器8からの水を、出口118を介して浴槽20側へと導く経路である。上述した熱交換器8は、往き配管104と戻り配管106との間に介在する風呂側伝熱管部111を備えており、風呂側伝熱管部111の内部を通る水に対して第2ガスバーナ102での燃焼によって生じた熱を伝えるように機能する。
風呂側伝熱管部111は、第2伝熱管部112及び第4伝熱管部113を備えており、第2伝熱管部112は二次熱交換器10に備えられており、第4伝熱管部113は一次熱交換器9に備えられている。往き配管104の下流側には、二次熱交換器10の第2伝熱管部112が接続されており、第2伝熱管部112の下流側には、第2連結管115が接続されている。第2連結管115の下流側には、一次熱交換器9の第4伝熱管部113が接続されており、この伝熱管部の下流側には、戻り配管106が接続されている。
上述した一次熱交換器9は、第4伝熱管部113内を通る水に対して第2ガスバーナ102で発生した燃焼排気に含まれる燃焼熱を伝熱し、顕熱の熱エネルギーを通水に伝達する形で熱交換する。また、二次熱交換器10は、第2伝熱管部112内を通る水に対し、第2ガスバーナ102で発生した燃焼排気が一次熱交換器9を通過した後の燃焼熱を伝熱し、潜熱の熱エネルギーを通水に伝達するように熱交換する。
また、給湯装置1は、ドレン配管22及び中和器24を備える。ドレン配管22は、上流側が二次熱交換器10のドレン継手26(図3参照)に接続されており、下流側が中和器24に接続されている。二次熱交換器10において潜熱の回収によって生じたドレンは、ドレン継手26を介して二次熱交換器10の外部に排出され、ドレン配管22を通じて中和器24に送られる。
また、給湯装置1は、制御装置としてのコントローラ28を備える。コントローラ28は、例えば、公知のマイクロコンピュータ等として構成されており、給湯装置1に設けられた様々なセンサからの信号を取得可能に構成されており、給湯装置1に設けられた様々なアクチュエータを制御し得る構成となっている。例えば、給湯装置1は、図示しない通水センサによって入水管4内の通水を検知した場合に、第1ガスバーナ2を動作させて湯を生成することを行う。別の例として、給湯装置1は、図示しない通水センサによって往き配管104内の通水を検知した場合に、第2ガスバーナ102を動作させて風呂の追い炊き等を行う。
(二次熱交換器10の構成)
次に、図3~図9を用いて、二次熱交換器10の構成について説明する。なお、本実施例では、給湯装置1の上下方向を第1方向とし、上方側を第1方向の一方側とし、下方側を第1方向の他方側とする。第1方向は、給湯装置1において基準となる方向である。例えば、給湯装置1の設置状態では、第1方向が鉛直上下方向に沿った方向となる。また、給湯装置1の前後方向を第2方向とし、前方側(図1の紙面正面側)を第2方向の一方側とし、後方側を第2方向の他方側とする。また、給湯装置1の左右方向を第3方向とし、右方側(図1の紙面右方側)を第3方向の一方側とし、左方側を第3方向の他方側とする。また、第2方向は、第1方向と交差(例えば直交)する方向である。図3、図4で示される代表例では、第2方向は、第1方向と直交する方向とされている。また、第3方向は、第1方向及び第2方向と交差(例えば直交)する方向である。図3、図4で示される代表例では、第3方向は、第1方向及び第2方向と直交する方向とされている。
二次熱交換器10は、ガス器具用熱交換器の一例に相当し、図3に示すように、ケース30と、第1伝熱管部12とを有する。
ケース30は、第3方向に長い箱体31を有し、箱体31内が排気ガスの通過空間PSとして構成されている。通過空間PSは、箱体31内の空間であって且つ流入口部39から排出口部38へと排気ガスが流れる際に排気ガスが通過する空間である。
箱体31は、図4に示すように、本体部32と、蓋部33と、第1シール部材34とを備える。本体部32は、金属板の絞り加工によって第1方向の一方側が開放した箱状に構成されている。即ち、本体部32は、絞り加工成形体として構成されている。絞り加工は、より具体的には、一枚の金属板に対して圧力を加え、絞り込んで凹状に成形する加工である。絞り加工成形体は、より具体的には、金属板に対してこのような絞り加工が行われることによって成形された成形体である。また、本体部32における第1方向の一方側の端部には、第1開口部35が設けられている。蓋部33は、第1開口部35を閉塞する構成で本体部32に取り付けられる部材である。第1シール部材34は、本体部32と蓋部33との間に介在し、本体部32と蓋部33との間の気体の通過を抑制する部材である。
本体部32は、図5に示すように、通過空間PSを囲む周壁部36と、周壁部36の下端側に連結される底壁部37とを有する。底壁部37は、周壁部36の下端部に連結され、周壁部36と一体的に構成されている。
周壁部36には、第2方向の一方側に排気ガスの排出口部38が設けられ、第2方向の他方側に通過空間PSを通過する排気ガスの流入口部39が設けられ、第3方向の一方側に第2開口部40が設けられている。周壁部36は、第2方向の一方側を構成する第1壁部41と、第2方向の他方側を構成する第2壁部42と、第3方向の一方側を構成する第3壁部43と、第3方向の他方側を構成する第4壁部44とを有する。第1壁部41には、上述した排出口部38が設けられ、第2壁部42には上述した流入口部39が設けられ、第3壁部43には上述した第2開口部40が設けられている。第3壁部43において、第2開口部40の周りには、複数の第1被連結部45が形成されている。第1被連結部45の各々は、後述する第1連結部材54が連結される部分であり、雌ねじ状をなしている。
本体部32は、底壁部37及び蓋部33が、流入口部39側から排出口部38側に向けて、下方側に傾いた状態で配置される。
ケース30は、図4及び図6に示すように、第1閉塞部材50、第2シール部材51、第1ヘッダ52、第2ヘッダ53、第1連結部材54、ドレン継手26などを有する。
第1閉塞部材50は、本体部32の第2開口部40を閉塞する部材であり、板状をなしている。第1閉塞部材50は、閉塞部材の一例に相当する。第1閉塞部材50は、複数の第1貫通孔60を備える第1貫通孔群61と、複数の第2貫通孔62を備える第2貫通孔群63と、第1板状部64と、第1膨らみ部65と、第1挿通孔66とを有する。第1貫通孔群61と第2貫通孔群63は、第2方向に離れて配置されている。第1貫通孔群61は第2方向の一方側に配置され、第2貫通孔群63は第2方向の他方側に配置される。第1貫通孔群61は、第1貫通孔60の各々の第1方向の位置をずらした構成且つ第1貫通孔60の各々を第2方向にずらした構成で配置される。第2貫通孔群63は、第1貫通孔群61と同様に、第2貫通孔62の各々の第1方向の位置をずらした構成且つ第2貫通孔62の各々を第2方向にずらした構成で配置される。
第1板状部64は、第1方向及び第2方向に沿って配置される。即ち、第1板状部64は、第1方向及び第2方向に平行な平面に沿うように配置される。第1膨らみ部65は、第2方向において第1閉塞部材50の略中央に設けられ、第1板状部64よりも第3方向の一方側に向かって膨らんだ形状をなしている。第1挿通孔66は、第1連結部材54が挿し通される孔であり、第1閉塞部材50(具体的には第1板状部64)を第3方向に貫通した形状をなしている。
第1板状部64は、少なくとも第2方向において第1膨らみ部65を挟んだ両側にわたって設けられている。第1貫通孔群61は、第1膨らみ部65よりも第2方向の一方側において第1板状部64に形成されている。第1貫通孔60の各々は、共通形状をなしており、第1方向の位置をずらした構成で配置されるとともに、第2方向に互い違いにずらした構成で配置されている。第2貫通孔群63は、第1膨らみ部65よりも第2方向の他方側において第1板状部64に形成されている。第2貫通孔62の各々は、共通形状をなしており、第1方向の位置をずらした構成で配置されるとともに、第2方向に互い違いにずらした構成で配置されている。第2貫通孔62の各々は、第1方向及び第2方向において、第1貫通孔60の各々と同じようにずらした構成で配置されている。
第2シール部材51は、環状をなしており、箱体31と第1閉塞部材50との間に介在し、箱体31と第1閉塞部材50との間の気体の通過を抑制する部材である。
第1ヘッダ52は、第1伝熱管部12(具体的には第1伝熱管80)の上流側と水入口16側の配管(具体的には、入水管4)の下流側とを接続する部分である。即ち、第1伝熱管部12(具体的には第1伝熱管80)の上流側は、第1ヘッダ52を介して、水入口16側の配管(具体的には、入水管4)の下流側に接続される。第1ヘッダ52は、第1ヘッダ本体70と、第1ヘッダ蓋体71と、第1ジョイント筒72とを有する。第1ヘッダ本体70は、一方側に開口した器状をなしており、底面に第1底孔70Aが形成されている。第1底孔70Aは、第1貫通孔60の各々の位置に対応して設けられている。第1ヘッダ蓋体71は、第1ヘッダ本体70に取り付けられることで第1ヘッダ本体70の一方側の開口部分を閉塞する部材であり、第1蓋孔71Aが形成されている。第1蓋孔71Aは、第1貫通孔60よりも開口面積が大きく形成されており、第1ヘッダ蓋体71における第1方向の他方側に設けられている。第1ジョイント筒72は、自身の筒内が第1蓋孔71Aと連通するように第1ヘッダ蓋体71に取り付けられるとともに、水入口16側の配管(具体的には、入水管4)の下流側が接続される部材である。第1ヘッダ52は、第1ヘッダ本体70に第1ヘッダ蓋体71を取り付け、第1ヘッダ蓋体71に第1ジョイント筒72を取り付けることで組み立てられる。
第2ヘッダ53は、第1伝熱管部12(具体的には第1伝熱管80)の下流側と出湯口18側の配管(具体的には、第1連結管15)の上流側とを接続する部分である。即ち、第1伝熱管部12(具体的には第1伝熱管80)の下流側は、第2ヘッダ53を介して、出湯口18側の配管(具体的には、第1連結管15)の上流側に接続される。第2ヘッダ53は、第2ヘッダ本体73と、第2ヘッダ蓋体74と、第2ジョイント筒75とを有する。第2ヘッダ本体73は、一方側に開口した器状をなしており、底面に第2底孔73Aが形成されている。第2底孔73Aは、第2貫通孔62の各々の位置に対応して設けられている。第2ヘッダ蓋体74は、第2ヘッダ本体73に取り付けられることで第2ヘッダ本体73の一方側の開口部分を閉塞する部材であり、第2蓋孔74Aが形成されている。第2蓋孔74Aは、第2貫通孔62よりも開口面積が大きく形成されており、第2ヘッダ蓋体74における第1方向の一方側に設けられている。また、第2蓋孔74Aは、第1蓋孔71Aよりも第1方向の一方側に設けられている。第2ジョイント筒75は、自身の筒内が第2蓋孔74Aと連通するように第2ヘッダ蓋体74に取り付けられるとともに、出湯口18側の配管(具体的には、第1連結管15)の上流側が接続される部材である。第2ヘッダ53は、第2ヘッダ本体73に第2ヘッダ蓋体74を取り付け、第2ヘッダ蓋体74に第2ジョイント筒75を取り付けることで組み立てられる。なお、第2ヘッダ本体73は第1ヘッダ本体70と共通形状をなしており、第2ジョイント筒75は第1ジョイント筒72と共通形状をなしている。
第1連結部材54は、第1閉塞部材50を箱体31に連結させる部材であり、例えば、金属製のねじとして構成されている。第1連結部材54の各々は、第1閉塞部材50の第1挿通孔66に挿通され、第1被連結部45に連結される。第1連結部材54が第1被連結部45に連結された状態では、第1閉塞部材50が箱体31(具体的には第3壁部43)と第1連結部材54のねじ頭部とに挟まれた状態となり、第1閉塞部材50が箱体31(具体的には第3壁部43)に連結される。
ドレン継手26は、ケース30における第2方向の一方側であって、且つケース30における第1方向の他方側の面に設けられ、ケース30の内部に形成された通過空間PSに連通している。
第1伝熱管部12は、複数の第1伝熱管80を備えている。第1伝熱管部12は、伝熱管部の一例に相当する。第1伝熱管80は、伝熱管の一例に相当する。第1伝熱管80は、所定の平面方向に沿って蛇行するように延びている。第1伝熱管80の各々は共通形状をなしている。第1伝熱管80は、図7に示すように、第1接続部81と、第2接続部82と、複数(本実施例では6つ)の第1直線状管部83と、少なくとも1つ(本実施例では5つ)の第1屈曲部84とを有する。
第1伝熱管80は、第1直線状管部83の配列方向における中心線を軸として非回転対称な形態をなしている。即ち、第1伝熱管80は、第1直線状管部83の配列方向における中心線を軸として180°回転させた場合に、軸方向から見た形態が、回転前と回転後とで異なる。
第1接続部81は、上流側の配管(具体的には、入水管4)又は下流側の配管(具体的には、第1連結管15)に接続される部分であり、第1伝熱管80の一端側に設けられている。第2接続部82は、上流側の配管(具体的には、入水管4)又は下流側の配管(具体的には、第1連結管15)に接続される部分であり、第1伝熱管80の他端側に設けられている。第1接続部81及び第2接続部82は、互いに第1直線状管部83の配列方向に離間して配置されており、第1直線状管部83の伸長方向における同じ側に配置されている。
第1直線状管部83の各々は、互いに並列に配置される。図7に示す6つの第1直線状管部83は、第1接続部81側から順に、第1直線状管部83A,83B,83C,83D,83E,83Fとする。第1直線状管部83は、第3方向に沿って延びるように配置される。第1直線状管部83Aは第1接続部81に接続され、第1直線状管部83Fは第2接続部82に接続される。
図7に示す5つの第1屈曲部84は、第1接続部81側から順に、第1屈曲部84A,84B,84C,84D,84Eとする。第1屈曲部84は、第1直線状管部83同士を連結させる部分である。第1屈曲部84Aは、第1直線状管部83A,83Bを互いに連結させ、第1屈曲部84Bは、第1直線状管部83B,83Cを互いに連結させ、第1屈曲部84Cは、第1直線状管部83C,83Dを互いに連結させ、第1屈曲部84Dは、第1直線状管部83D,83Eを互いに連結させ、第1屈曲部84Eは、第1直線状管部83E,83Fを互いに連結させる。第1屈曲部84B,84C,84D,84Eの長さは、第1直線状管部83の配列方向において同じである。第1屈曲部84Aの長さは、第1直線状管部83の配列方向において他の第1屈曲部84B,84C,84D,84Eの長さとは異なる。具体的には、第1屈曲部84Aの長さは、第1直線状管部83の配列方向において他の第1屈曲部84B,84C,84D,84Eの長さよりも長い。複数の第1屈曲部84のうち偶数個目の第1屈曲部84(具体的には第1屈曲部84B,84D)は、第1接続部81側から奇数個目の第1屈曲部84(具体的には第1屈曲部84A,84C,84E)よりも第1閉塞部材50側に配置される。
第1直線状管部83Aと第1直線状管部83Bとの間の隙間の間隔はW1であり、他の第1直線状管部83同士の隙間の間隔W2(具体的には、第1直線状管部83Bと第1直線状管部83Cとの間の隙間の間隔W2、第1直線状管部83Cと第1直線状管部83Dとの間の隙間の間隔W2、第1直線状管部83Dと第1直線状管部83Eとの間の隙間の間隔W2、第1直線状管部83Eと第1直線状管部83Fとの間の隙間の間隔W2)よりも長い。
また、図5に示すように、周壁部36における第3方向の他方側(具体的には第4壁部44)には、周壁部36(具体的には第4壁部44)を貫通した第3開口部140が設けられている。第4壁部44において、第3開口部140の周りには、複数の第2被連結部145が形成されている。第2被連結部145の各々は、後述する第2連結部材154が連結される部分であり、雌ねじ状をなしている。
また、ケース30は、図4及び図8に示すように、第2閉塞部材150、第3シール部材151、第3ヘッダ152、第4ヘッダ153、第2連結部材154、仕切板55などを有する。二次熱交換器10は、第2伝熱管部112を備える。
第2閉塞部材150は、本体部32の第3開口部140を閉塞する部材であり、板状をなしている。第2閉塞部材150は、複数の第3貫通孔160を備える第3貫通孔群161と、複数の第4貫通孔162を備える第4貫通孔群163と、第2板状部164と、第2膨らみ部165と、第2挿通孔166とを有する。第2閉塞部材150は、第1閉塞部材50と共通形状をなしている。
第3貫通孔群161と第4貫通孔群163は、第2方向に離れて配置されている。第3貫通孔群161は第2方向の一方側に配置され、第4貫通孔群163は第2方向の他方側に配置される。第3貫通孔群161は、第3貫通孔160の各々の第1方向の位置をずらした構成且つ第3貫通孔160の各々を第2方向にずらした構成で配置される。第4貫通孔群163は、第3貫通孔群161と同様に、第4貫通孔162の各々の第1方向の位置をずらした構成且つ第4貫通孔162の各々を第2方向にずらした構成で配置される。
第2板状部164は、第1方向及び第2方向に沿って配置される。即ち、第2板状部164は、第1方向及び第2方向に平行な仮想平面に沿うように配置される。第2膨らみ部165は、第2方向において第2閉塞部材150の略中央に設けられ、第2板状部164よりも第3方向の他方側に向かって膨らんだ形状をなしている。第2挿通孔166は、第2連結部材154が挿し通される孔であり、第2閉塞部材150(具体的には第2板状部164)を第3方向に貫通した形状をなしている。
第2板状部164は、少なくとも第2方向において第2膨らみ部165を挟んだ両側に設けられる。第3貫通孔群161は、第2膨らみ部165よりも第2方向の一方側において第2板状部164に形成されている。第3貫通孔160の各々は、共通形状をなしており、第1方向の位置をずらした構成で配置されるとともに、第2方向に互い違いにずらした構成で配置されている。第4貫通孔群163は、第2膨らみ部165よりも第2方向の他方側において第2板状部164に形成されている。第4貫通孔162の各々は、共通形状をなしており、第1方向の位置をずらした構成で配置されるとともに、第2方向に互い違いにずらした構成で配置されている。第4貫通孔162の各々は、第1方向及び第2方向において、第3貫通孔160の各々と同じようにずらした構成で配置されている。
第3シール部材151は、環状をなしており、箱体31と第2閉塞部材150との間に介在し、箱体31と第2閉塞部材150との間の気体の通過を抑制する部材である。
第3ヘッダ152は、第2伝熱管部112の上流側と入口116側の配管(具体的には、往き配管104)の下流側とを接続する部分である。即ち、第2伝熱管部112の上流側は、第3ヘッダ152を介して、入口116側の配管(具体的には、往き配管104)の下流側に接続される。第3ヘッダ152は、第3ヘッダ本体170と、第3ヘッダ蓋体171と、第3ジョイント筒172とを有する。第3ヘッダ本体170は、一方側に開口した器状をなしており、底面に第3底孔170Aが形成されている。第3底孔170Aは、第3貫通孔160の各々の位置に対応して設けられている。第3ヘッダ蓋体171は、第3ヘッダ本体170に取り付けられることで第3ヘッダ本体170の一方側の開口部分を閉塞する部材であり、第3蓋孔171Aが形成されている。第3蓋孔171Aは、第3貫通孔160よりも開口面積が大きく形成されており、第3ヘッダ蓋体171における第1方向の他方側に設けられている。第3ジョイント筒172は、自身の筒内が第3蓋孔171Aと連通するように第3ヘッダ蓋体171に取り付けられるとともに、入口116側の配管(具体的には、往き配管104)の下流側が接続される部材である。第3ヘッダ152は、第3ヘッダ本体170に第3ヘッダ蓋体171を取り付け、第3ヘッダ蓋体171に第3ジョイント筒172を取り付けることで組み立てられる。第3ヘッダ152は、第1ヘッダ52と共通形状をなしている。
第4ヘッダ153は、第2伝熱管部112の下流側と出口118側の配管(具体的には、第2連結管115)の上流側とを接続する部分である。即ち、第2伝熱管部112の下流側は、第4ヘッダ153を介して、出口118側の配管(具体的には、第2連結管115)の上流側に接続される。第4ヘッダ153は、第4ヘッダ本体173と、第4ヘッダ蓋体174と、第4ジョイント筒175とを有する。第4ヘッダ本体173は、一方側に開口した器状をなしており、底面に第4底孔173Aが形成されている。第4底孔173Aは、第4貫通孔162の各々の位置に対応して設けられている。第4ヘッダ蓋体174は、第4ヘッダ本体173に取り付けられることで第4ヘッダ本体173の一方側の開口部分を閉塞する部材であり、第4蓋孔174Aが形成されている。第4蓋孔174Aは、第4貫通孔162よりも開口面積が大きく形成されており、第4ヘッダ蓋体174における第1方向の一方側に設けられている。また、第4蓋孔174Aは、第3蓋孔171Aよりも第1方向の一方側に設けられている。第4ジョイント筒175は、自身の筒内が第4蓋孔174Aと連通するように第4ヘッダ蓋体174に取り付けられるとともに、出口118側の配管(具体的には、第2連結管115)の上流側が接続される部材である。第4ヘッダ153は、第4ヘッダ本体173に第4ヘッダ蓋体174を取り付け、第4ヘッダ蓋体174に第4ジョイント筒175を取り付けることで組み立てられる。なお、第4ヘッダ本体173は第3ヘッダ本体170と共通形状をなしており、第4ジョイント筒175は第3ジョイント筒172と共通形状をなしている。第4ヘッダ153は、第2ヘッダ53と共通形状をなしている。
第2連結部材154は、第2閉塞部材150を箱体31に連結させる部材であり、例えば、金属製のねじとして構成されている。第2連結部材154の各々は、第2閉塞部材150の第2挿通孔166に挿通され、第2被連結部145に連結される。第2連結部材154が第2被連結部145に連結された状態では、第2閉塞部材150が箱体31(具体的には第4壁部44)と第2連結部材154のねじ頭部とに挟まれた状態となり、第2閉塞部材150が箱体31(具体的には第4壁部44)に連結される。
第2伝熱管部112は、複数の第2伝熱管180を備えている。第2伝熱管180は、所定の平面方向に沿って蛇行するように延びている。第2伝熱管180の各々は共通形状をなしている。第2伝熱管180は、図9に示すように、第3接続部181と、第4接続部182と、複数(本実施例では6つ)の第2直線状管部183と、少なくとも1つ(本実施例では5つ)の第2屈曲部184とを有する。
第2伝熱管180は、第2直線状管部183の配列方向における中心線を軸として非回転対称な形態をなしている。即ち、第2伝熱管180は、第2直線状管部183の配列方向における中心線を軸として180°回転させた場合に、軸方向から見た形態が、回転前と回転後とで異なる。第1伝熱管80と第2伝熱管180とは、第1直線状管部83の伸長方向の長さと第2直線状管部183の伸長方向の長さとが異なるのみで、他の構成(例えば管の直径、直線状管部の配列方向の長さ、屈曲部の数など)は同じである。
第3接続部181は、上流側の配管(具体的には、往き配管104)又は下流側の配管(具体的には、第2連結管115)に接続される部分であり、第2伝熱管180の一端側に設けられている。第4接続部182は、上流側の配管(具体的には、往き配管104)又は下流側の配管(具体的には、第2連結管115)に接続される部分であり、第2伝熱管180の他端側に設けられている。第3接続部181及び第4接続部182は、互いに第2直線状管部183の配列方向に離間して配置されており、第2直線状管部183の伸長方向における同じ側に配置されている。
第2直線状管部183の各々は、互いに並列に配置されている。図9に示す6つの第2直線状管部183は、第3接続部181側から順に、第2直線状管部183A,183B,183C,183D,183E,183Fとする。第2直線状管部183は、第3方向に沿って延びるように配置される。第2直線状管部183Aは第3接続部181に接続され、第2直線状管部183Fは第4接続部182に接続される。第2直線状管部183の長さは、第1直線状管部83の長さよりも短い。即ち、第2伝熱管180の方が、第1伝熱管80よりも全長が短い。
図9に示す5つの第2屈曲部184は、第3接続部181側から順に、第2屈曲部184A,184B,184C,184D,184Eとする。第2屈曲部184は、第2直線状管部183同士を連結させる部分である。第2屈曲部184Aは、第2直線状管部183A,183Bを互いに連結させ、第2屈曲部184Bは、第2直線状管部183B,183Cを互いに連結させ、第2屈曲部184Cは、第2直線状管部183C,183Dを互いに連結させ、第2屈曲部184Dは、第2直線状管部183D,183Eを互いに連結させ、第2屈曲部184Eは、第2直線状管部183E,183Fを互いに連結させる。第2屈曲部184B,184C,184D,184Eの長さは、第2直線状管部183の配列方向において同じである。第2屈曲部184Aの長さは、第2直線状管部183の配列方向において他の第2屈曲部184B,184C,184D,184Eの長さとは異なる。具体的には、第2屈曲部184Aの長さは、第2直線状管部183の配列方向において他の第2屈曲部184B,184C,184D,184Eの長さよりも長い。複数の第2屈曲部184のうち偶数個目の第2屈曲部184(具体的には第2屈曲部184B,184D)は、第3接続部181側から奇数個目の第2屈曲部184(具体的には第2屈曲部184A,184C,184E)よりも第2閉塞部材150側に配置される。
第2直線状管部183Aと第2直線状管部183Bとの間の隙間の間隔はW3であり、他の第2直線状管部183同士の隙間の間隔W4(具体的には、第2直線状管部183Bと第2直線状管部183Cとの間の隙間の間隔W4、第2直線状管部183Cと第2直線状管部183Dとの間の隙間の間隔W4、第2直線状管部183Dと第2直線状管部183Eとの間の隙間の間隔W4、第2直線状管部183Eと第2直線状管部183Fとの間の隙間の間隔W4)よりも長い。
仕切板55は、箱体31内を仕切る部材である。上述した排出口部38は、排気ガスの第1排出領域38A及び第2排出領域38Bとして機能する。第1排出領域38A及び第2排出領域38Bは、第3方向に並んで設けられる。第2排出領域38Bは、第1排出領域38Aよりも第3方向の他方側に設けられる。上述した流入口部39は、排気ガスの第1流入口39A及び第2流入口39Bとして機能する。第1流入口39A及び第2流入口39Bは、第3方向に並んで設けられる。第2流入口39Bは、第1流入口39Aよりも第3方向の他方側に設けられる。仕切板55は、第1流入口39Aと排出口部38(第1排出領域38A)の間に構成される第1通過空間PS1と、第2流入口39Bと排出口部38(第2排出領域38B)の間に構成される第2通過空間PS2と、を仕切る構成で配置される。第1通過空間PS1は、通過空間PSのうちの仕切板55よりも第2開口部40側の空間である。第2通過空間PS2は、通過空間PSのうちの仕切板55よりも第3開口部140側の空間である。
仕切板55は、仕切部56と、下面部57と、上面部58とを有する。仕切部56は、第1通過空間PS1と第2通過空間PS2とを仕切る部分である。下面部57は、仕切部56の下端部に連結され、仕切部56に対して交差(例えば直交)する方向に延びる部分である。上面部58は、仕切部56の上端部に連結され、仕切部56に対して交差(例えば直交)する方向に延びる部分である。仕切板55は、下面部57が底壁部37の上面に載置された状態で配置される。
(二次熱交換器10の製造方法)
次に、図10、図11及び図12を用いて、二次熱交換器10の製造方法について説明する。二次熱交換器10の製造方法は、図10のフローチャートに示すように、第1形成工程(ステップS11)、第2形成工程(ステップS12)、第3形成工程(ステップS13)、第4形成工程(ステップS14)、第5形成工程(ステップS15)、第1取付工程(ステップS16)、第1固定工程(ステップS17)、第2固定工程(ステップS18)、第2取付工程(ステップS19)、第3取付工程(ステップS20)と、を含む。なお、各工程が行われる順序は、明示的な限定が無い限り問わない。
第1形成工程では、本体部32を金属板の絞り加工によって形成する。
第2形成工程では、周壁部36において、第2方向の一方側に排気ガスの第1排出領域38A及び第2排出領域38Bとして機能する排出口部38を形成し、第2方向の他方側に排気ガスの第1流入口39A及び第2流入口39Bとして機能する流入口部39を形成し、第3方向の一方側に第2開口部40を形成し、第3方向の他方側に第3開口部140を形成し、第1流入口39Aと第2流入口39Bとを第3方向に並べて設ける。排出口部38、流入口部39、第2開口部40及び第3開口部140は、例えば打ち抜き加工や切削加工によって形成される。本実施例では、第1排出領域38A及び第2排出領域38Bを一体成形しているが、別々に形成するようにしてもよい。また、本実施例では、第1流入口39A及び第2流入口39Bを別々に形成しているが、1つの流入口としてもよい。
第3形成工程では、例えば金属板を加工することによって、板状の第1閉塞部材50を形成する。第1閉塞部材50には、複数の第1貫通孔60を備える第1貫通孔群61と、複数の第2貫通孔62を備える第2貫通孔群63と、が形成される。第1貫通孔群61と第2貫通孔群63とは第2方向に離れて配置される。第1閉塞部材50には、第1挿通孔66が形成される。第1貫通孔群61、第2貫通孔群63及び第1挿通孔66は、例えば打ち抜き加工や切削加工によって形成される。第1閉塞部材50には、第1膨らみ部65が形成される。第1膨らみ部65は、例えば絞り加工によって形成される。
第4形成工程では、例えば金属板を加工することによって、板状の第2閉塞部材150を形成する。第2閉塞部材150には、複数の第3貫通孔160を備える第3貫通孔群161と、複数の第4貫通孔162を備える第4貫通孔群163と、が形成される。第3貫通孔群161と第4貫通孔群163とは第2方向に離れて配置される。第2閉塞部材150には、第2挿通孔166が形成される。第3貫通孔群161、第4貫通孔群163及び第2挿通孔166は、例えば打ち抜き加工や切削加工によって形成される。第2閉塞部材150には、第2膨らみ部165が形成される。第2膨らみ部165は、例えば絞り加工によって形成される。
第5形成工程では、例えば金属板を加工することによって、箱体31内を仕切る仕切板55を形成する。仕切板55の下面部57及び上面部58は、例えば曲げ加工によって形成される。
第1取付工程では、第1通過空間PS1と第2通過空間PS2とを仕切る構成で、ケース30内に仕切板55を取り付ける。仕切板55は、下面部57を底壁部37の上面に載置することでケース30内に取り付けられる。
第1固定工程では、図11に示すように、複数の第1伝熱管80において、各々の第2方向における一方側を第1貫通孔群61の各々の第1貫通孔60と対応付けて取り付け、各々の第2方向における他方側を第2貫通孔群63の各々の第2貫通孔62と対応付けて取り付ける構成で、複数の第1伝熱管80を第1閉塞部材50に固定する。本実施例では、第1伝熱管80の各々の第2方向における一方側の端部を第1貫通孔群61の各々の第1貫通孔60に挿通させ、第1伝熱管80の各々の第2方向における他方側の端部を第2貫通孔群63の各々の第2貫通孔62に挿通させた状態で、例えば溶接やロウ付けによって第1伝熱管80の各々を第1閉塞部材50に固定する。これにより、第1伝熱管部12と第1閉塞部材50とが一体的に組み付けられた第1組付体90が作製される。第1組付体90は、組付体の一例に相当する。また、複数の第1伝熱管80は、第1接続部81が第2方向の一方側に配置されるとともに第2接続部82が第2方向の他方側に配置される第1姿勢、又は第2接続部82が第2方向の一方側に配置されるとともに第1接続部81が第2方向の他方側に配置される第2姿勢で第1閉塞部材50に固定され得る。第2姿勢は、第1姿勢の第1接続部81の姿勢を裏返した姿勢と捉えることもできる。複数の第1伝熱管80は、第1方向に沿って第1姿勢の第1伝熱管80と第2姿勢の第1伝熱管80とが交互に配置されるように第1閉塞部材50に固定される。また、第1ヘッダ52は、第1貫通孔群61の各々に挿通された第1伝熱管80の端部に自身の第1底孔70Aを挿通させて、溶接やロウ付けによって第1伝熱管80に固定される(図3、図12参照)。第2ヘッダ53は、第2貫通孔群63の各々に挿通された第1伝熱管80の端部に自身の第2底孔73Aを挿通させて、溶接やロウ付けによって第1伝熱管80に固定される(図3、図12参照)。
第2固定工程では、図11に示すように、複数の第2伝熱管180において、各々の第2方向における一方側を第3貫通孔群161の各々の第3貫通孔160と対応付けて取り付け、各々の第2方向における他方側を第4貫通孔群163の各々の第4貫通孔162と対応付けて取り付ける構成で、複数の第2伝熱管180を第2閉塞部材150に固定する。本実施例では、第2伝熱管180の各々の第2方向における一方側の端部を第3貫通孔群161の各々の第3貫通孔160に挿通させ、第2伝熱管180の各々の第2方向における他方側の端部を第4貫通孔群163の各々の第4貫通孔162に挿通させた状態で、例えば溶接やロウ付けによって第2伝熱管180の各々を第2閉塞部材150に固定する。これにより、第2伝熱管部112と第2閉塞部材150とが一体的に組み付けられた第2組付体190が作製される。また、複数の第2伝熱管180は、第3接続部181が第2方向の一方側に配置されるとともに第4接続部182が第2方向の他方側に配置される第3姿勢、又は第4接続部182が第2方向の一方側に配置されるとともに第3接続部181が第2方向の他方側に配置される第4姿勢で第2閉塞部材150に固定され得る。第4姿勢は、第3姿勢の第3接続部181の姿勢を裏返した姿勢と捉えることもできる。複数の第2伝熱管180は、第1方向に沿って第3姿勢の第2伝熱管180と第4姿勢の第2伝熱管180とが交互に配置されるように第2閉塞部材150に固定される。また、第3ヘッダ152は、第3貫通孔群161の各々に挿通された第2伝熱管180の端部に自身の第3底孔170Aを挿通させて、溶接やロウ付けによって第2伝熱管180に固定される。第4ヘッダ153は、第4貫通孔群163の各々に挿通された第2伝熱管180の端部に自身の第4底孔173Aを挿通させて、溶接やロウ付けによって第2伝熱管180に固定される。
第2取付工程では、図12に示すように、第1伝熱管部12を第2開口部40から箱体31内に挿入し、第2開口部40を第1閉塞部材50によって閉塞する構成で、第1伝熱管部12と第1閉塞部材50とが一体的に組み付けられた第1組付体90を箱体31に取り付ける。具体的には、第1伝熱管部12を第2開口部40から箱体31内に挿入し、第2開口部40を第1閉塞部材50によって閉塞し、第1閉塞部材50の第1挿通孔66に挿通させた第1連結部材54を第1被連結部45に連結させる。これにより、第1組付体90が箱体31に取り付けられる。このとき、第1伝熱管部12における第1閉塞部材50側とは反対側の端部である第1端部92を第1通過空間PS1内において仕切板55の仕切部56と対向させ、第1端部92を仕切部56に近接させる。また、第1伝熱管80の各々は第2方向の一方側が第1方向の他方側に傾いた状態で配置される。
第3取付工程では、図12に示すように、第2伝熱管部112を第3開口部140から箱体31内に挿入し、第3開口部140を第2閉塞部材150によって閉塞する構成で、第2伝熱管部112と第2閉塞部材150とが一体的に組み付けられた第2組付体190を箱体31に取り付ける。具体的には、第2伝熱管部112を第3開口部140から箱体31内に挿入し、第3開口部140を第2閉塞部材150によって閉塞し、第2閉塞部材150の第2挿通孔166に挿通させた第2連結部材154を第2被連結部145に連結させる。これにより、第2組付体190が箱体31に取り付けられる。このとき、第2伝熱管部112における第2閉塞部材150側とは反対側の端部である第2端部192を第2通過空間PS2内において仕切板55の仕切部56と対向させ、第2端部192を仕切部56に近接させる。また、第2伝熱管180の各々は第2方向の一方側が第1方向の他方側に傾いた状態で配置される。
これらの工程が行われることで、二次熱交換器10が完成する。
(効果)
二次熱交換器10では、第1通過空間PS1を通過する排気ガスの熱エネルギーが、第1伝熱管部12を介して第1伝熱管部12内の水に伝達され、第1伝熱管部12内の水が加熱される。また、第2通過空間PS2を通過する排気ガスの熱エネルギーが、第2伝熱管部112を介して第2伝熱管部112内を通る水に伝達されるので、第2伝熱管部112内を通る水を加熱することができる。
更に、この二次熱交換器10では、上記通過空間PS(第1通過空間PS1及び第2通過空間PS2)を内部に形成する箱体31が、絞り加工成形体として構成された本体部32の第1開口部35を蓋部33によって閉塞することで構成される。このため、箱体31の組み付けが容易である。
しかも、複数の第1伝熱管80は、各々の第2方向における一方側が第1貫通孔群61の各々の第1貫通孔60と対応して取り付けられ、各々の第2方向における他方側が第2貫通孔群63の各々の第2貫通孔62と対応して取り付けられる構成で第1閉塞部材50に固定される。
そして、第1伝熱管部12と第1閉塞部材50とが一体的に組み付けられた第1組付体90は、第2開口部40から箱体31内に複数の第1伝熱管80を挿入する構成且つ第2開口部40を第1閉塞部材50によって閉塞する構成で箱体31に取り付けられる。
このため、第1伝熱管部12における第3方向の他方側の第1端部92を、第1通過空間PS1と第2通過空間PS2とを仕切る仕切板55と対向させ、仕切板55に近接させて配置することができる。即ち、この二次熱交換器10によれば、スペースを埋めるための部材を設けることなく、通過空間PS(第1通過空間PS1及び第2通過空間PS2)における第3方向のスペースを詰めることができるので、デッドスペースの増大化を抑制しつつ、熱効率の低下を抑制することができる。
また、上述した製造方法では、本体部32が絞り加工によって形成され、この本体部32における第1開口部35が蓋部33によって閉塞されることで箱体31が構成される。このため、箱体31の組み付けが容易である。
しかも、複数の第1伝熱管80は、各々の第2方向における一方側が第1貫通孔群61の各々の第1貫通孔60と対応して取り付けられ、各々の第2方向における他方側が第2貫通孔群63の各々の第2貫通孔62と対応して取り付けられる構成で第1閉塞部材50に固定される。また、複数の第2伝熱管180は、各々の第2方向における一方側が第3貫通孔群161の各々の第3貫通孔160と対応して取り付けられ、各々の第2方向における他方側が第4貫通孔群163の各々の第4貫通孔162と対応して取り付けられる構成で第2閉塞部材150に固定される。
そして、第1伝熱管部12と第1閉塞部材50とが一体的に組み付けられた第1組付体90は、第2開口部40から箱体31内に複数の第1伝熱管80を挿入する構成且つ第2開口部40を第1閉塞部材50によって閉塞する構成で箱体31に取り付けられる。また、第2伝熱管部112と第2閉塞部材150とが一体的に組み付けられた第2組付体190は、第3開口部140から箱体31内に複数の第2伝熱管180を挿入する構成且つ第3開口部140を第2閉塞部材150によって閉塞する構成で箱体31に取り付けられる。
このため、第1伝熱管部12における第3方向の他方側の第1端部92を、第1通過空間PS1と第2通過空間PS2とを仕切る仕切板55に近接させて配置することができるとともに、第2伝熱管部112における第3方向の一方側の第2端部192を、仕切板55に近接させて配置することができる。即ち、この二次熱交換器10によれば、スペースを埋めるための部材を設けることなく、通過空間PS(第1通過空間PS1及び第2通過空間PS2)における第3方向のスペースを詰めることができるので、デッドスペースの増大化を抑制しつつ、熱効率の低下を抑制することができる。
<他の実施例>
本発明は上記記述及び図面によって説明した実施例に限定されるものではなく、例えば次のような例も本発明の技術的範囲に含まれる。
上述した実施例では、二次熱交換器10が第1伝熱管部12及び第2伝熱管部112の両方を備える構成としたが、第1伝熱管部12及び第2伝熱管部112のうち何れか一方のみを備える構成としてもよい。この場合、仕切板55を設ける必要は無い。例えば、図13のような第1伝熱管部12及び第2伝熱管部112のうち第1伝熱管部12のみを設けるような第1変形例の場合には、第3開口部140を設ける必要は無い。この第1変形例の場合、第4壁部44は、第3開口部140が閉塞された構成(具体的には、第3開口部140の領域にも金属板が存在するように閉塞された構成)であればよく、より具体的には、第4壁部44全体が金属板によって一体的な側壁部として構成されていればよい。この第1変形例の場合も、組付体90は、第2開口部40から箱体31内に複数の伝熱管80を挿入する構成且つ第2開口部40を第1閉塞部材50によって閉塞する構成で箱体31に取り付けられていればよい。そして、この第1変形例の構成では、箱体31の第3方向の大きさ及び伝熱管部12の第3方向の大きさは、第1伝熱管部12の第1端部92が第4壁部44と対向し、第1端部92と第4壁部44とが近接するようなサイズに調整されていればよい。なお、図13で示される第1変形例では、流入口部39から入り込んだ排気ガスが箱体31内の空間を通り、上方側(第1方向一方側)から排出される。この例では、図13では図示が省略されている蓋部33(図4)に開口部が形成されていればよい。
また、第1伝熱管部12及び第2伝熱管部112のうち第2伝熱管部112のみを設ける場合には、第2開口部40を設ける必要は無い。この場合も、第1変形例と同様に変更すればよい。
上述した実施例では、二次熱交換器10をガス器具用熱交換器としたが、熱交換器8をガス器具用熱交換器としてもよいし、一次熱交換器9をガス器具用熱交換器としてもよい。
10…二次熱交換器(ガス器具用熱交換器)
12…第1伝熱管部(伝熱管部、第1伝熱管部)
30…ケース
31…箱体
32…本体部
33…蓋部
35…第1開口部
36…周壁部
37…底壁部
38…排出口部
39…流入口部
40…第2開口部
50…第1閉塞部材(閉塞部材、第1閉塞部材)
55…仕切板
60…第1貫通孔
61…第1貫通孔群
62…第2貫通孔
63…第2貫通孔群
80…第1伝熱管(伝熱管、第1伝熱管)
90…第1組付体(組付体、第1組付体)
92…第1端部
112…第2伝熱管部
140…第3開口部
150…第2閉塞部材
160…第3貫通孔
161…第3貫通孔群
162…第4貫通孔
163…第4貫通孔群
180…第2伝熱管
190…第2組付体
192…第2端部
PS…通過空間
PS1…第1通過空間
PS2…第2通過空間

Claims (4)

  1. 第1方向の一方側が開放した箱状に且つ絞り加工成形体として構成されるとともに前記第1方向の一方側に第1開口部が設けられた本体部と、前記第1開口部を閉塞する構成で前記本体部に取り付けられる蓋部と、を備える箱体を有し、前記箱体内が排気ガスの通過空間として構成されたケースと、
    前記ケース内に収容される複数の伝熱管を備える伝熱管部と、
    を有するガス器具用の熱交換器であって、
    前記本体部は、
    前記通過空間を囲む周壁部と、
    前記周壁部の下端側に連結される底壁部と、
    を有し、
    前記周壁部において、前記第1方向と交差する第2方向の他方側に前記通過空間を通過する排気ガスの流入口部が設けられ、前記第1方向及び前記第2方向と交差する第3方向の一方側に第2開口部が設けられており、
    前記ケースは、板状の閉塞部材を有し、
    前記閉塞部材は、複数の第1貫通孔を備える第1貫通孔群と、複数の第2貫通孔を備える第2貫通孔群と、が設けられ、前記第1貫通孔群と前記第2貫通孔群とが前記第2方向に離れて配置されており、
    複数の前記伝熱管は、各々の前記第2方向における一方側が前記第1貫通孔群の各々の前記第1貫通孔と対応して取り付けられ、各々の前記第2方向における他方側が前記第2貫通孔群の各々の前記第2貫通孔と対応して取り付けられる構成で前記閉塞部材に固定されており、
    前記伝熱管部と前記閉塞部材とが一体的に組み付けられた組付体が、前記第2開口部から前記箱体内に複数の前記伝熱管を挿入する構成且つ前記第2開口部を前記閉塞部材によって閉塞する構成で前記箱体に取り付けられ
    前記周壁部は、前記第2方向の一方側の第1壁部と、前記第2方向の他方側の第2壁部と、前記第3方向の一方側の第3壁部と、前記第3方向の他方側の第4壁部とを有し、
    前記第3壁部に前記第2開口部が設けられ、
    更に、環状のシール部材と、連結部材と、を有し、
    前記シール部材が前記箱体と前記閉塞部材との間に配置され且つ前記シール部材が前記箱体と前記閉塞部材との間の気体の通過を抑制した構成で、前記連結部材によって前記閉塞部材が前記第3壁部に固定される
    ガス器具用熱交換器。
  2. 第1方向の一方側が開放した箱状に且つ絞り加工成形体として構成されるとともに前記第1方向の一方側に第1開口部が設けられた本体部と、前記第1開口部を閉塞する構成で前記本体部に取り付けられる蓋部と、を備える箱体を有し、前記箱体内が排気ガスの通過空間として構成されるケースと、
    前記ケース内に収容される複数の第1伝熱管を備える第1伝熱管部と、
    前記ケース内に収容される複数の第2伝熱管を備える第2伝熱管部と、
    を有するガス器具用の熱交換器であって、
    前記本体部は、
    前記通過空間を囲む周壁部と、
    前記周壁部の下端側に連結される底壁部と、
    を有し、
    前記周壁部において、前記第1方向と交差する第2方向の他方側に排気ガスの流入口部が設けられ、前記第1方向及び前記第2方向と交差する第3方向の一方側に第2開口部が設けられ、前記第3方向の他方側に第3開口部が設けられ、
    前記ケースは、板状の第1閉塞部材と、板状の第2閉塞部材と、前記箱体内を仕切る仕切板と、を有し、
    前記仕切板は、前記第3方向における前記第2開口部側に構成される第1通過空間と、前記第3方向における前記第3開口部側に構成される第2通過空間と、を仕切る構成で配置され、
    前記第1閉塞部材は、複数の第1貫通孔を備える第1貫通孔群と、複数の第2貫通孔を備える第2貫通孔群と、が設けられ、前記第1貫通孔群と前記第2貫通孔群とが前記第2方向に離れて配置されており、
    前記第2閉塞部材は、複数の第3貫通孔を備える第3貫通孔群と、複数の第4貫通孔を備える第4貫通孔群と、が設けられ、前記第3貫通孔群と前記第4貫通孔群とが前記第2方向に離れて配置されており、
    複数の前記第1伝熱管は、各々の前記第2方向における一方側が前記第1貫通孔群の各々の前記第1貫通孔と対応して取り付けられ、各々の前記第2方向における他方側が前記第2貫通孔群の各々の前記第2貫通孔と対応して取り付けられる構成で前記第1閉塞部材に固定されており、
    複数の前記第2伝熱管は、各々の前記第2方向における一方側が前記第3貫通孔群の各々の前記第3貫通孔と対応して取り付けられ、各々の前記第2方向における他方側が前記第4貫通孔群の各々の前記第4貫通孔と対応して取り付けられる構成で前記第2閉塞部材に固定されており、
    前記第1伝熱管部と前記第1閉塞部材とが一体的に組み付けられた第1組付体は、前記第1伝熱管部を前記第2開口部から前記箱体内に挿入させた構成且つ前記第2開口部を前記第1閉塞部材によって閉塞しつつ前記第1伝熱管部における前記第1閉塞部材側とは反対側の端部を前記第1通過空間内において前記仕切板に近接させた構成で前記箱体に取り付けられ、
    前記第2伝熱管部と前記第2閉塞部材とが一体的に組み付けられた第2組付体は、前記第2伝熱管部を前記第3開口部から前記箱体内に挿入させた構成且つ前記第3開口部を前記第2閉塞部材によって閉塞しつつ前記第2伝熱管部における前記第2閉塞部材側とは反対側の端部を前記第2通過空間内において前記仕切板に近接させた構成で前記箱体に取り付けられており、
    前記周壁部は、前記第2方向の一方側の第1壁部と、前記第2方向の他方側の第2壁部と、前記第3方向の一方側の第3壁部と、前記第3方向の他方側の第4壁部とを有し、
    前記第3壁部に前記第2開口部が設けられ、
    更に、環状のシール部材と、連結部材と、を有し、
    前記シール部材が前記箱体と前記第1閉塞部材との間に配置され且つ前記シール部材が前記箱体と前記第1閉塞部材との間の気体の通過を抑制した構成で、前記連結部材によって前記第1閉塞部材が前記第3壁部に固定される
    ガス器具用熱交換器。
  3. 第1方向の一方側が開放した箱状に且つ絞り加工成形体として構成されるとともに前記第1方向の一方側に第1開口部が設けられた本体部と、前記第1開口部を閉塞する構成で前記本体部に取り付けられる蓋部と、を備える箱体を有し、前記箱体内が排気ガスの通過空間として構成されたケースと、
    前記ケース内に収容される複数の伝熱管を備える伝熱管部と、
    を有するガス器具用の熱交換器を製造する製造方法であって、
    前記通過空間を囲む周壁部と、前記周壁部の下端側に連結される底壁部と、を有する前記本体部を金属板の絞り加工によって形成し、前記第1方向と交差する第2方向の一方側の第1壁部と、前記第2方向の他方側の第2壁部と、前記第1方向及び前記第2方向と交差する第3方向の一方側の第3壁部と、前記第3方向の他方側の第4壁部とを有する構成で前記周壁部を形成する第1形成工程と、
    前記周壁部において、前記第2方向の他方側に排気ガスの流入口部を形成し、前記第3方向の一方側において前記第3壁部に第2開口部を形成する第2形成工程と、
    複数の第1貫通孔を備える第1貫通孔群、及び複数の第2貫通孔を備える第2貫通孔群を、前記第1貫通孔群と前記第2貫通孔群とが前記第2方向に離れる構成で設けた板状の閉塞部材を形成する第3形成工程と、
    複数の前記伝熱管において、各々の前記第2方向における一方側を前記第1貫通孔群の各々の前記第1貫通孔に対応付けて取り付け、各々の前記第2方向における他方側を前記第2貫通孔群の各々の前記第2貫通孔に対応付けて取り付ける構成で、複数の前記伝熱管を前記閉塞部材に固定する固定工程と、
    複数の前記伝熱管を前記第2開口部から前記箱体内に挿入し、前記第2開口部を前記閉塞部材によって閉塞する構成で、前記伝熱管部と前記閉塞部材とが一体的に組み付けられた組付体を前記箱体に取り付ける取付工程と、
    を含み、
    前記取付工程では、環状のシール部材と、連結部材と、を用い、前記シール部材を前記箱体と前記閉塞部材との間に配置しつつ前記シール部材によって前記箱体と前記閉塞部材との間の気体の通過を抑制した構成で、前記連結部材によって前記閉塞部材を前記第3壁部に固定する
    ガス器具用熱交換器の製造方法。
  4. 第1方向の一方側が開放した箱状に且つ絞り加工成形体として構成されるとともに前記第1方向の一方側に第1開口部が設けられた本体部と、前記第1開口部を閉塞する構成で前記本体部に取り付けられる蓋部と、を備える箱体を有し、前記箱体内が排気ガスの通過空間として構成されるケースと、
    前記ケース内に収容される複数の第1伝熱管を備える第1伝熱管部と、
    前記ケース内に収容される複数の第2伝熱管を備える第2伝熱管部と、
    を有するガス器具用の熱交換器を製造する製造方法であって、
    前記通過空間を囲む周壁部と、前記周壁部の下端側に連結される底壁部と、を有する前記本体部を金属板の絞り加工によって形成し、前記第1方向と交差する第2方向の一方側の第1壁部と、前記第2方向の他方側の第2壁部と、前記第1方向及び前記第2方向と交差する第3方向の一方側の第3壁部と、前記第3方向の他方側の第4壁部とを有する構成で前記周壁部を形成する第1形成工程と、
    前記周壁部において、前記第2方向の他方側に排気ガスの流入口部を形成し、前記第3方向の一方側において前記第3壁部に第2開口部を形成し、前記第3方向の他方側に第3開口部を形成し、前記流入口部として第1流入口と第2流入口とを前記第3方向に並べて設ける第2形成工程と、
    複数の第1貫通孔を備える第1貫通孔群と、複数の第2貫通孔を備える第2貫通孔群と、が設けられ、前記第1貫通孔群と前記第2貫通孔群とが前記第2方向に離れて配置された板状の第1閉塞部材を形成する第3形成工程と、
    複数の第3貫通孔を備える第3貫通孔群と、複数の第4貫通孔を備える第4貫通孔群と、が設けられ、前記第3貫通孔群と前記第4貫通孔群とが前記第2方向に離れて配置された板状の第2閉塞部材を形成する第4形成工程と、
    前記箱体内を仕切る仕切板を形成する第5形成工程と、
    前記第3方向における前記第2開口部側に第1通過空間を構成し前記第3方向における前記第3開口部側に第2通過空間を構成し、前記第1通過空間と前記第2通過空間とを仕切る構成で前記ケース内に前記仕切板を取り付ける第1取付工程と、
    複数の前記第1伝熱管において、各々の前記第2方向における一方側を前記第1貫通孔群の各々の前記第1貫通孔と対応付けて取り付け、各々の前記第2方向における他方側を前記第2貫通孔群の各々の前記第2貫通孔と対応付けて取り付ける構成で、複数の前記第1伝熱管を前記第1閉塞部材に固定する第1固定工程と、
    複数の前記第2伝熱管において、各々の一端側を前記第3貫通孔群の各々の前記第3貫通孔と対応付けて取り付け、各々の他端側を前記第4貫通孔群の各々の前記第4貫通孔と対応付けて取り付ける構成で、複数の前記第2伝熱管を前記第2閉塞部材に固定する第2固定工程と、
    前記第1伝熱管部を前記第2開口部から前記箱体内に挿入し、前記第2開口部を前記第1閉塞部材によって閉塞する構成で、前記第1伝熱管部と前記第1閉塞部材とが一体的に組み付けられた第1組付体を前記箱体に取り付ける第2取付工程と、
    前記第2伝熱管部を前記第3開口部から前記箱体内に挿入し、前記第3開口部を前記第2閉塞部材によって閉塞する構成で、前記第2伝熱管部と前記第2閉塞部材とが一体的に組み付けられた第2組付体を前記箱体に取り付ける第3取付工程と、
    を含み、
    前記第2取付工程では、環状のシール部材と、連結部材と、を用い、前記シール部材を前記箱体と前記第1閉塞部材との間に配置しつつ前記シール部材によって前記箱体と前記第1閉塞部材との間の気体の通過を抑制した構成で、前記連結部材によって前記第1閉塞部材を前記第3壁部に固定し、
    前記第1伝熱管部における前記第1閉塞部材側とは反対側の端部を前記第1通過空間内において前記仕切板に近接させ、前記第2伝熱管部における前記第2閉塞部材側とは反対側の端部を前記第2通過空間内において前記仕切板に近接させる
    ガス器具用熱交換器の製造方法。
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