JP7679079B2 - 給湯器 - Google Patents

Description

本開示は、給湯器に関する。

従来、二次熱交換器で熱交換された後の燃焼排ガスを上方に排出する給湯器として、特開２０１８－３１４９６号公報（下記特許文献１）に記載の給湯装置が知られている。特許文献１に記載の二次熱交換器は、複数の伝熱管と、複数の伝熱管が内部に配設されたケースと、を備える。ケースの後壁部には給気口が設けられており、一次熱交換器から排出された燃焼排ガスが補助缶体を通じて給気口からケース内へと導入されるようになっている。ケースの上壁部には、前方に向けて下り傾斜する傾斜壁部が設けられており、上壁部の前部と傾斜壁部の前端部との間の領域には、開口部分が設けられている。二次熱交換器の上壁部には、傾斜壁部及び開口部分を上側から覆う扁平箱型の排気トップが固定され、排気トップには上方に突出する排気口が設けられている。
給気口からケース内に導入された燃焼排ガスは、傾斜壁部の下側の領域を前方に流れて、燃焼排ガスの熱量が伝熱管に回収された後、ケースの前壁部に沿って上昇し、開口部分を通じてケースの傾斜壁部と排気トップとの間の空間へと流入する。その後、燃焼排ガスは傾斜壁部に沿って後方に流れ、排気口を通じて外部に排出される。

特開２０１８－３１４９６号公報

上記の二次熱交換器では、前部に排気口が設けられる二次熱交換器に比べて、燃焼排ガスの流通経路が長くなるため、排気抵抗が高まり給湯器の燃焼性能に悪影響を及ぼすおそれがある。

本開示は上記のような事情に基づいて完成されたものであって、後方から導入された燃焼排ガスを上方に排気する二次熱交換器を備える給湯器の排気抵抗の増加を抑制することを目的とする。

本開示の給湯器は、顕熱を回収するための一次熱交換器と、前記一次熱交換器の上側に配される二次熱交換器と、を備え、前記二次熱交換器は、複数の伝熱管と、前記複数の伝熱管が内部に配設される筐体と、を備え、前記複数の伝熱管のそれぞれは、左右方向に延びる複数の直管部と、隣接する２つの前記直管部の端部同士を連結する複数のＵ字管部と、を備え、前記複数の伝熱管が前記筐体の内部に配設された状態で、前記複数の直管部は上下方向及び前後方向に離間して配列され、前記筐体は、後部にガス入口を有するとともに、上部にガス出口を有し、前記筐体は、前記筐体の内部空間を前記複数の伝熱管が配される配設領域と、前記配設領域より上側に配されて前記ガス出口に連通する上側領域とに仕切る仕切部を備え、前記筐体には、前記複数の伝熱管より前側に配され、前記配設領域と前記上側領域とをつなぐ開口が形成され、前記ガス入口を通じて前記配設領域内に導入された燃焼排ガスを、前方に案内した後、前記開口を通じて前記上側領域内に案内し、前記ガス出口を通じて外部に排出させる給湯器であって、前記仕切部は、前記仕切部を上下方向に貫通し、前記配設領域と前記上側領域とを連通する複数の貫通孔を有する、給湯器である。

本開示によれば、後方から導入された燃焼排ガスを上方に排気する二次熱交換器を備える給湯器の排気抵抗の増加を抑制することができる。

図１は、実施形態１にかかる給湯器の正面図であって、フロントカバーを省略した図である。 図２は、内胴の正面図である。 図３は、内胴の斜視図である。 図４は、内胴の平面図である。 図５は、図４のＡ－Ａ断面図である。 図６は、図５の一部拡大図であって、筐体本体部の固定部周辺を示す図である。 図７は、図５の一部拡大図であって、仕切部の突条部周辺を示す図である。 図８は、二次熱交換器に対して経路部材を取り付ける様子を示す図である。 図９は、筐体本体部に対して組付体を組み付ける様子を示す図である。 図１０は、組付体において各ヘッダを分解した図である。 図１１は、二次熱交換器の伝熱管を示す図である。 図１２は、二次熱交換器の筐体の分解図である。 図１３は、蓋体に対して仕切部が固定された状態を示す図である。 図１４は、仕切部の斜視図である。 図１５は、筐体本体部の斜視図である。 図１６は、経路部材の斜視図である。

以下、本開示の実施形態を列記して例示する。
（１）本開示の給湯器は、顕熱を回収するための一次熱交換器と、前記一次熱交換器の上側に配される二次熱交換器と、を備え、前記二次熱交換器は、複数の伝熱管と、前記複数の伝熱管が内部に配設される筐体と、を備え、前記複数の伝熱管のそれぞれは、左右方向に延びる複数の直管部と、隣接する２つの前記直管部の端部同士を連結する複数のＵ字管部と、を備え、前記複数の伝熱管が前記筐体の内部に配設された状態で、前記複数の直管部は上下方向及び前後方向に離間して配列され、前記筐体は、後部にガス入口を有するとともに、上部にガス出口を有し、前記筐体は、前記筐体の内部空間を前記複数の伝熱管が配される配設領域と、前記配設領域より上側に配されて前記ガス出口に連通する上側領域とに仕切る仕切部を備え、前記筐体には、前記複数の伝熱管より前側に配され、前記配設領域と前記上側領域とをつなぐ開口が形成され、前記ガス入口を通じて前記配設領域内に導入された燃焼排ガスを、前方に案内した後、前記開口を通じて前記上側領域内に案内し、前記ガス出口を通じて外部に排出させる給湯器であって、前記仕切部は、前記仕切部を上下方向に貫通し、前記配設領域と前記上側領域とを連通する複数の貫通孔を有する、給湯器である。

このような構成によると、仕切部に貫通孔を設けることで、配設領域を流れる燃焼排ガスの一部を上側領域に案内することができるので、排気抵抗が過度に高まるのを抑制し、給湯器の燃焼性能を担保することができる。

（２）前記ガス出口は、前記筐体の左右方向中央部寄りに位置しており、前記貫通孔は、前記仕切部の左右方向中央部寄りに配されていることが好ましい。

このような構成によると、配設領域の左右方向両端部を流れる燃焼排ガスを左右方向中央部側に向けて偏流させることができるから、配設領域の左右方向中央部寄りに配され、Ｕ字管部に比べて伝熱効率がよい直管部の付近に燃焼排ガスが流れやすくなる。また、燃焼排ガスが配設領域の左右両端部を流れるのを抑制することができるから、配設領域の左右方向両端部に配され、直管部に比べて伝熱効率に劣るＵ字管部の付近に燃焼排ガスが流れるのを抑制することができる。したがって、二次熱交換器において燃焼排ガスから効率的に熱量を回収することができる。

（３）前記貫通孔は、前記仕切部の前記開口側に配されていることが好ましい。

このような構成によると、貫通孔により筐体の開口側において燃焼排ガスを配設領域から上側領域へと案内することができる。ガス入口から筐体の開口側まで通過した燃焼排ガスは、複数の伝熱管によりある程度熱量が回収されているから、貫通孔の形成に伴う伝熱効率の低減を抑制することができる。換言すると、複数の伝熱管により熱量が十分に回収されていない、筐体のガス入口側を通過する燃焼排ガスが過度に上側領域に案内されるのを防ぐことができ、伝熱効率の低減を抑制することができる。

（４）前記仕切部には、前記仕切部の下面から下方に突出しつつ、前記複数の直管部の延びる方向と交差する方向に延びる複数の突条部が形成され、前記突条部は、最上段に配される前記直管部に上方から当接していることが好ましい。

このような構成によると、突条部により直管部を押さえることができ、筐体内における伝熱管の姿勢を安定させることができる。
また、最上段に位置する伝熱管と仕切部との間に隙間を確保できるので、この隙間を燃焼排ガスが通過することができ、最上段の伝熱管付近の燃焼排ガスを円滑に流通させることができる。

＜実施形態１＞
以下、実施形態１について、図１ないし図１６を参照しながら説明する。なお、複数の同一部材については、一部の部材にのみ符号を付し、他の部材の符号を省略する場合がある。

［給湯器の全体構造］
図１は、給湯器１を前方から見た正面図で、前面のフロントカバーを外した状態を示している。図２及び図３は、給湯器１の外ケーシング２の内部に配される主要構成である内胴３を示す図である。図１から図３に示すように、給湯器１は、バーナ装置４、一次熱交換器１０、二次熱交換器２０、経路部材５０、入水管１３、出湯管１４、中継管１５などを備え、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している。バーナ装置４は、燃焼ガスを燃焼させて燃焼排ガスを発生させる。バーナ装置４で発生した燃焼排ガスは、一次熱交換器１０を通過した後、経路部材５０を通って、二次熱交換器２０へと送り込まれ、給湯器１の外部へと排出されるようになっている。一次熱交換器１０においては燃焼排ガスの顕熱が回収され、二次熱交換器２０においては燃焼排ガスの潜熱が回収される。

入水管１３は水が供給される経路として構成され、図３に示すように、二次熱交換器２０の第１ヘッダ３７に接続されている。図９及び図１０に示すように、第１ヘッダ３７は、筐体２２内に収納される複数の伝熱管２１に接続されている。複数の伝熱管２１における第１ヘッダ３７と反対側の端部は、第２ヘッダ３８に接続されている。図３に示すように、第２ヘッダ３８は、中継管１５を介して、一次熱交換器１０内に配された一次伝熱管１２に接続されている。図１及び図２に示すように、一次熱交換器１０の一次伝熱管１２における中継管１５と反対側の端部は、出湯管１４に接続されている。出湯管１４は湯を送り出す経路として構成されている。
すなわち、給湯器１において、入水管１３から流れ込んだ水は、二次熱交換器２０の複数の伝熱管２１、中継管１５、一次熱交換器１０の一次伝熱管１２の順に流通する。そして、二次熱交換器２０の複数の伝熱管２１、及び一次熱交換器１０の一次伝熱管１２の内部を流通する通水は、燃焼排ガスの熱量を受け取って加熱され、湯となって出湯管１４から流出する。

図１に示すように、給湯器１は、ドレンホース５を備える。ドレンホース５は、上流側が二次熱交換器２０の後述するドレン排出口２６（図２参照）に接続されており、下流側が中和器に接続されている。二次熱交換器２０において燃焼排ガスの潜熱の回収によって生じたドレンは、ドレン排出口２６を介して二次熱交換器２０の外部に排出され、ドレンホース５を通じて中和器に送られるようになっている。

図１に示すように、給湯器１は、制御装置としてのコントローラ６を備える。コントローラ６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、給湯器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、給湯器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、給湯器１は、図示しない通水センサによって入水管１３内の通水を検知した場合に、バーナ装置４を動作させて湯を生成することを行う。

［一次熱交換器］
一次熱交換器１０は、図２及び図３に示すように、缶体１１と、一次伝熱管１２と、を備えている。缶体１１は、左右方向に長い平面視略矩形状をなすとともに、上下に貫通した筒状に形成されている。一次熱交換器１０の一次伝熱管１２は、缶体１１の内部に配され、前後方向に延びる複数のストレート管と、缶体１１の外側において左右方向に隣接する２本のストレート管の前端部同士または後端部同士を接続する接続管と、を備えて構成されている。複数のストレート管は接続管を介して一連に接続されている。すなわち、一次熱交換器１０の一次伝熱管１２は、全体として蛇行状に形成されている。缶体１１及び一次伝熱管１２は、熱伝導性に優れた銅製とすることができる。

一次熱交換器１０は、バーナ装置４の上端部に固定されており、バーナ装置４で発生した燃焼排ガスが一次熱交換器１０の缶体１１内を下方から上方へと通過するように配されている。また、一次熱交換器１０の上端部には、後述する経路部材５０が固定されており、一次熱交換器１０で顕熱が回収された燃焼排ガスは、経路部材５０へと送り出されるようになっている。

図３に示すように、一次伝熱管１２の後側かつ右側の端部の開口には、中継管１５が接続されており、二次熱交換器２０からの水が流入するようになっている。図２に示すように、一次伝熱管１２の前側かつ左側の開口には、出湯管１４が接続されており、加熱された水が流出するようになっている。すなわち、一次熱交換器１０において、中継管１５を通って缶体１１の右側の後面側から流入した水は、一次伝熱管１２の内部を蛇行しつつ、缶体１１内を通過する燃焼排ガスと熱交換し、加熱される。そして、加熱された湯は缶体１１の左側の前面側から出湯管１４へ流入するようになっている。

［二次熱交換器］
次に、二次熱交換器２０の構成について詳細に説明する。
図１から図３に示すように、二次熱交換器２０は一次熱交換器１０の上方に配置されている。二次熱交換器２０と一次熱交換器１０とは、一次熱交換器１０を通過した燃焼排ガスを二次熱交換器２０に導入するための経路部材５０によって連結されている。

二次熱交換器２０は、図５に示すように、複数（本実施形態では７本）の伝熱管２１と、複数の伝熱管２１が内部に配される筐体２２と、を備えて構成されている。複数の伝熱管２１及び筐体２２は、耐食性に優れたステンレス製とすることができる。

［筐体］
図１２に示すように、筐体２２は、上方が開放された有底箱型形状の筐体本体部２３と、筐体本体部２３を上方から閉塞する蓋体２４と、筐体２２の内部に配される仕切部２５と、を備える。筐体２２、蓋体２４、筐体本体部２３、及び仕切部２５の左右方向における中央位置は略一致している。
図１５に示すように、筐体本体部２３は、底壁部２３Ａと、底壁部２３Ａの前縁から立ち上がる前壁部２３Ｂと、底壁部２３Ａの後縁から立ち上がる後壁部２３Ｃと、底壁部２３Ａの右縁から立ち上がる右壁部２３Ｄと、底壁部２３Ａの左縁から立ち上がる左壁部２３Ｅと、を備えている。前壁部２３Ｂ、右壁部２３Ｄ、後壁部２３Ｃ、及び左壁部２３Ｅは、筐体本体部２３の周壁部を構成している。底壁部２３Ａの前側部分には、底壁部２３Ａを上下方向に貫通するドレン排出口２６が設けられている。図５に示すように、給湯器１において、底壁部２３Ａは、前方に向かうにつれて下方に傾斜するように配されており、二次熱交換器２０における潜熱回収に伴って生じるドレンがドレン排出口２６へと排出されやすくなっている。

図１２に示すように、筐体本体部２３の周壁部の上端部には、筐体本体部２３に対して蓋体２４を加締め固定するための固定部２７が設けられている。図１５に示すように、固定部２７は、周壁部の上端周縁部から外側へとフランジ状に広がるフランジ部２７Ａと、フランジ部２７Ａの外縁部から上方に延設される加締め部２７Ｂと、を有している。図６に示すように、加締め部２７Ｂは、蓋体２４を筐体本体部２３に加締める際に変形する部分である。蓋体２４が筐体本体部２３に加締められた状態では、加締め部２７Ｂは、蓋体２４の外周縁部に設けられる被固定部２４Ａをフランジ部２７Ａとともに上下方向に挟み付けるように変形している。また、被固定部２４Ａと加締め部２７Ｂとの間には、環状をなすパッキン２７Ｃが介在しており、蓋体２４と筐体本体部２３との間の気体の通過を防止している。

［ガス入口］
図１５に示すように、筐体本体部２３の後壁部２３Ｃには、前後方向に貫通するガス入口２８が形成されている。ガス入口２８は、筐体２２の内部に燃焼排ガスを導入するための開口である。後壁部２３Ｃにおけるガス入口２８の周縁部には、複数の被連結部２９が形成されている。被連結部２９は、雌ねじ状をなしており、図６及び図８に示すように、経路部材５０が取り付けられるようになっている。すなわち、筐体２２の内部には経路部材５０からガス入口２８を介して燃焼排ガスが導入されるようになっている。

図９に示すように、筐体本体部２３の右壁部２３Ｄには、左右方向に貫通する右側開口部３３が形成されている。右側開口部３３は、後述する組付体３５に組み付けられた複数の伝熱管２１を収納するための開口である。右壁部２３Ｄにおいて、右側開口部３３の周りには、複数の被連結部３４が形成されている。被連結部３４は、雌ねじ状をなしており、組付体３５を取り付けるために用いられる。

［複数の伝熱管］
図９に示すように、組付体３５は、複数の伝熱管２１と、板状の閉塞部材３６と、第１ヘッダ３７と、第２ヘッダ３８と、を備えている。
図１１に示すように、伝熱管２１は、所定の平面方向に沿って蛇行するように延びている。伝熱管２１の各々は共通形状をなしている。伝熱管２１は、複数（本実施形態では６つ）の直管部２１Ａと、少なくとも１つ（本実施形態では５つ）のＵ字管部２１Ｂと、第１接続部２１Ｃと、第２接続部２１Ｄと、を有する。

［直管部、Ｕ字管部］
複数の直管部２１Ａの各々は、複数の直管部２１Ａが延びる方向（左右方向）に直交する方向（前後方向）に並列して配置されている。隣接する２つの直管部２１Ａの前後方向における端部は、Ｕ字状をなして屈曲するＵ字管部２１Ｂによって接続されている。ただし、最前列に配される直管部２１Ａと最後列に配される直管部２１Ａの右端部は、Ｕ字管部２１Ｂには接続されておらず、右方に開口している。最前列の直管部２１Ａの右端部は、第１接続部２１Ｃとされており、最後列の直管部２１Ａの右端部は、第２接続部２１Ｄとされている。第１接続部２１Ｃから第２接続部２１Ｄに至るまで複数の直管部２１ＡとＵ字管部２１Ｂとが交互に接続されることにより、伝熱管２１は一連に接続されている。

図９に示すように、複数の伝熱管２１は上下方向に積層された状態で閉塞部材３６に固定され、筐体２２内に収納される。図５に示すように、複数の伝熱管２１が筐体２２の内部に配設された状態では、複数の直管部２１Ａは、左右方向にのびるとともに上下方向及び前後方向に離間して配列されている。より詳細には、上下方向に隣接する２つの伝熱管２１は前後方向に互いにずれて配されており、複数の直管部２１Ａは側方断面図において全体として千鳥状に配置されている。複数の伝熱管２１のうち、直管部２１Ａは燃焼排ガスの流れる方向（主として前後方向及び上下方向）に対して直交して配されているため、複数の伝熱管２１内の通水と燃焼排ガスとの熱交換は、主として直管部２１Ａにおいて行われている。

図９に示すように、閉塞部材３６は、板状の部材であって、筐体２２内に複数の伝熱管２１が収納された状態で右側開口部３３を右方から閉塞するための部材である。閉塞部材３６には、図１０に示すように、複数の伝熱管２１の第１接続部２１Ｃが挿通される第１貫通孔と、複数の伝熱管２１の第２接続部２１Ｄが挿通される第２貫通孔と、連結部材３６Ａが挿通される挿通孔と、が左右方向に貫通して形成されている。第１貫通孔にはバーリング部が設けられており、第１接続部２１Ｃは第１貫通孔に挿通された状態でロウ付けなどにより閉塞部材３６に固定されている。同様に、第２接続部２１Ｄも第２貫通孔に挿通された状態でロウ付けなどにより閉塞部材３６に固定されている。図９に示すように、挿通孔は被連結部３４と対応する位置に設けられており、挿通孔に挿通された連結部材３６Ａが被連結部３４に連結されることで、閉塞部材３６が右壁部２３Ｄに固定されるようになっている。右壁部２３Ｄと閉塞部材３６との間には、環状をなすパッキン３６Ｂが設けられている。これにより、右壁部２３Ｄと閉塞部材３６との間の気体の通過が防止されている。

図３に示すように、第１ヘッダ３７は、二次熱交換器２０の入口（具体的には、複数の伝熱管２１の第１接続部２１Ｃの開口）と入水管１３の下流側とを接続する部分である。図１０に示すように、第１ヘッダ３７は、閉塞部材３６に固定される第１ヘッダ本体３７Ａと、第１ヘッダ本体３７Ａの開口を覆う第１ヘッダ蓋体３７Ｂと、ジョイント筒３７Ｃと、を備えている。第１ヘッダ本体３７Ａは、閉塞部材３６に挿通された第１接続部２１Ｃが挿通される第１底孔３７Ｄを有する。第１ヘッダ蓋体３７Ｂは、ジョイント筒３７Ｃが取り付けられる第１蓋孔３７Ｅを有する。ジョイント筒３７Ｃは、入水管１３の下流側に接続される部分である。

図３に示すように、第２ヘッダ３８は、二次熱交換器２０の出口（具体的には、複数の伝熱管２１の第２接続部２１Ｄの開口）と一次熱交換器１０の入口側の配管（具体的には、中継管１５の上流端）とを接続する部分である。図１０に示すように、第２ヘッダ３８は、閉塞部材３６に固定される第２ヘッダ本体３８Ａと、第２ヘッダ本体３８Ａの開口を覆う第２ヘッダ蓋体３８Ｂと、ジョイント筒３８Ｃと、を備えている。第２ヘッダ本体３８Ａは、閉塞部材３６に挿通された第２接続部２１Ｄが挿通される第２底孔３８Ｄを有する。第２ヘッダ蓋体３８Ｂは、ジョイント筒３８Ｃが取り付けられる第２蓋孔３８Ｅを有する。ジョイント筒３８Ｃは、中継管１５の上流側に接続される部分である。
各ヘッダ３７，３８の組み付け、及び閉塞部材３６などに対する各ヘッダ３７，３８の固定の方法としては、ロウ付けや溶接などを用いることができる。

二次熱交換器２０においては、入水管１３から供給された水が第１ヘッダ３７を介して各伝熱管２１の第１接続部２１Ｃから並列に通水される。通水は各伝熱管２１内を蛇行状に流通する間に筐体２２内を流れる燃焼排ガスと熱交換を行う。熱交換により加熱された通水は、第２接続部２１Ｄから第２ヘッダ３８を介して中継管１５へと流入する。

［ガス出口］
図１２に示すように、蓋体２４は、板状の部材であり、中央部分において上方に膨出する膨出部３９と、膨出部３９の外縁部に配される被固定部２４Ａと、を備えている。膨出部３９の天面には、上下方向に貫通するガス出口４１が形成されている。図４に示すように、ガス出口４１は、筐体２２における左右方向中央位置かつ前方寄りに位置している。図５に示すように、ガス出口４１の周縁部には、上方に突出する円筒状の排気筒４２が設けられている。二次熱交換器２０において潜熱が回収された燃焼排ガスは、ガス出口４１を通じて外部に排出されるようになっている。具体的には、燃焼排ガスは、排気筒４２に接続された図示しない排気用の配管部などを介して外部へと排出されるようになっている。

図１２に示すように、蓋体２４を筐体本体部２３に加締め固定する際、被固定部２４Ａは筐体本体部２３のフランジ部２７Ａの上側に配されて、加締め部２７Ｂに加締められる。図６に示すように、被固定部２４Ａは、フランジ部２７Ａと加締め部２７Ｂとによって上下方向に挟持されるようになっている。蓋体２４を筐体本体部２３に対して加締め固定することにより、筐体本体部２３が閉塞される。

［仕切部］
図５に示すように、仕切部２５は、蓋体２４の下面に固定される板状の部材であって、筐体本体部２３と蓋体２４とによって構成される内部空間Ｓ１を上下に仕切っている。具体的には、仕切部２５は内部空間Ｓ１を、複数の伝熱管２１が配される配設領域Ｓ２と、配設領域Ｓ２よりも蓋体２４側（上側）に配される上側領域Ｓ３と、に仕切っている。上側領域Ｓ３は上方においてガス出口４１に連通している。配設領域Ｓ２と上側領域Ｓ３とは、後述する開口４６及び複数の貫通孔４３Ａを介して連通している。

［複数の貫通孔］
図１４に示すように、仕切部２５は、底板４３と、底板４３の左右両縁部及び後縁部から上方に延びる延設部４４と、底板４３の前縁部から上方に延びる固定片４５と、を備える。底板４３は、矩形の板状をなしている。底板４３には、上下方向に貫通する複数（本実施形態では、２２個）の貫通孔４３Ａが形成されている。複数の貫通孔４３Ａは、底板４３における前側略三分の一の領域に前後に二列に配置されるとともに、左右中央寄りに配されている。図４に示すように、筐体２２において、複数の貫通孔４３Ａの一部は、ガス出口４１の直下に配されている。図５に示すように、複数の貫通孔４３Ａは配設領域Ｓ２と上側領域Ｓ３とを連通している。底板４３は、蓋体２４の下側に間隔を隔てて配されている。

［複数の突条部］
図１３に示すように、仕切部２５は、底板４３の下面から下方に突出する複数（本実施形態では７個）の突条部４３Ｂを備える。突条部４３Ｂは、前後方向に細長く形成されている。すなわち、突条部４３Ｂは、直管部２１Ａの延びる方向である左右方向に直交する方向に延びている。複数の突条部４３Ｂは、底板４３の前側部分と後側部分とに配されている。前側の突条部４３Ｂは、２つ設けられ、複数の貫通孔４３Ａの左右両側に配されている。後側の突条部４３Ｂは、５つ設けられ、左右方向に間隔を空けて配されている。

図７に示すように、筐体２２内に複数の伝熱管２１が収納された状態で、複数の突条部４３Ｂは、最上段に配される直管部２１Ａに上方から当接するようになっている。具体的には、前側の突条部４３Ｂは、前側（具体的には、前から２列目）の最上段の直管部２１Ａに当接しており、後側の突条部４３Ｂは、後側（具体的には、前から５列目）の最上段の直管部２１Ａに当接している。これにより、図５に示すように、複数の伝熱管２１は突条部４３Ｂと筐体本体部２３の底壁部２３Ａとによって上下に挟持されるから、筐体２２内において複数の伝熱管２１を安定して保持することができる。

図７に示すように、突条部４３Ｂは底板４３より下方に突出するとともに、突条部４３Ｂは直管部２１Ａの延び方向に直交する方向に細長い形態とされているから、底板４３と最上段の直管部２１Ａとの間には隙間ＣＬが形成される。具体的には、この隙間ＣＬは、底板４３の下方かつ最上段の直管部２１Ａの上方において、突条部４３Ｂの周囲に広がっている。これにより、燃焼排ガスは、隙間ＣＬ、すなわち最上段の直管部２１Ａの上方を通過することができる。したがって、最上段の直管部２１Ａの上方で燃焼排ガスが滞留しにくくなり、燃焼排ガスの排気抵抗が過度に高まることを抑制することができる。
また、最上段の直管部２１Ａと底板４３との間に隙間ＣＬが設けられることで、底板４３を貫通する貫通孔４３Ａが最上段の直管部２１Ａによって塞がれることがないから、貫通孔４３Ａを介して配設領域Ｓ２から上側領域Ｓ３へと燃焼排ガスを案内することができる。

図１４に示すように、延設部４４は、底板４３の左右両端部から延設される側方延設部４４Ａと、底板４３の後縁部から延設される後方延設部４４Ｂと、を備える。側方延設部４４Ａは、底板４３から略垂直に上方に立ち上がっている。後方延設部４４Ｂは、底板４３から略垂直に上方に立ち上がる部分と、当該立ち上がり部分の上端部から後方にさらに延びる第１固定部４４Ｃと、を備える。

本実施形態では、固定片４５は、左右方向に長い形態をなす第２固定部４５Ａと、第２固定部４５Ａから後斜め下方に延出され、底板４３に接続される３つの延出部４５Ｂと、を備えている。延出部４５Ｂは、第２固定部４５Ａの左右中央位置、左端側、及び右端側に配置されている。なお、本実施形態とは異なり、固定片は底板の前縁部に左右方向に間隔を空けて複数設けられ、それぞれの固定片が１つの第２固定部と１つの延出部とを備える構成としてもよい。

［開口］
仕切部２５が蓋体２４に固定された状態においては、図１３に示すように、蓋体２４と仕切部２５の前縁部とは、前後方向に開放された開口４６を構成している。蓋体２４と仕切部２５の間の空間（上側領域Ｓ３）は、開口４６により前方に開口している。図５に示すように、開口４６は、上側領域Ｓ３と配設領域Ｓ２とを接続している。また、上側領域Ｓ３は後方において後方延設部４４Ｂにより閉塞されている。図１３に示すように、上側領域Ｓ３は両側方において側方延設部４４Ａにより画定されている。
したがって、図５に示すように、配設領域Ｓ２と上側領域Ｓ３とは、開口４６及び複数の貫通孔４３Ａを介して、つながっている。ガス入口２８から筐体２２内へと導入された燃焼排ガスは、配設領域Ｓ２を前方へと通過し、開口４６または貫通孔４３Ａを介して上側領域Ｓ３へと流れて、最終的にガス出口４１から排出されるようになっている。

図５に示すように、開口４６は、筐体２２内において複数の伝熱管２１よりも前方に配されている。よって、開口４６は複数の伝熱管２１における最前列の直管部２１Ａ近傍まで至った燃焼排ガスを配設領域Ｓ２から上側領域Ｓ３へと通過させるようになっている。このため、最前列の直管部２１Ａにおいても熱回収ができ、燃焼排ガスから複数の伝熱管２１内の通水への伝熱の効率を向上させることができる。

一方、図５に示すように、仕切部２５の複数の貫通孔４３Ａは、筐体２２内において、開口４６より後方に配されており、複数の伝熱管２１の前側部分の上方に配されている。このため、ガス入口２８から配設領域Ｓ２の前側まで至った燃焼排ガスの一部は、近傍を通過した複数の伝熱管２１内の通水によって熱量を回収された後、最前列の直管部２１Ａよりも後方において、複数の貫通孔４３Ａを通じて配設領域Ｓ２から上側領域Ｓ３へと流れるようになっている。すなわち、複数の貫通孔４３Ａを介して配設領域Ｓ２から上側領域Ｓ３へと流通する排気経路は、筐体２２内の前側に設けられる開口４６を介して配設領域Ｓ２から上側領域Ｓ３へと流通する排気経路に比べて距離が短く、いわゆるショートカットの排気経路となっている。ショートカットの排気経路を通る燃焼排ガスは全体のうちのごくわずかであって、燃焼排ガスの大半は配設領域Ｓ２の前側の空間を通過し、開口４６を介して上側領域Ｓ３へと流通するようになっている。それでもなお、仕切部２５に複数の貫通孔４３Ａを設けることにより、燃焼排ガスの排気抵抗の増大を抑制することができ、給湯器１の燃焼性能を担保することができる。

また、複数の貫通孔４３Ａは仕切部２５の開口４６側（前側）、具体的には、底板４３における前側略三分の一の領域に配されているから、燃焼排ガスが貫通孔４３Ａを通るショートカットの排気経路を流通した場合でも、燃焼排ガスは配設領域Ｓ２において貫通孔４３Ａより後方に配される多くの直管部２１Ａ（詳細には、最後列から８列目程度までの領域に含まれる直管部２１Ａ）の近傍を通過することとなる。したがって、二次熱交換器２０の熱効率の低下を極力抑えることができる。

さらに、複数の貫通孔４３Ａは仕切部２５の左右方向中央部寄りに配されているから、燃焼排ガスは筐体２２の左右方向中央部寄りを流れるように偏流される。これにより、伝熱管２１の左右両側を除く位置に配される直管部２１Ａの近傍に多くの燃焼排ガスを流通させることができる。また、同時に、伝熱管２１の左右両側に配されるＵ字管部２１Ｂの近傍に燃焼排ガスが流通することを抑制することができる。燃焼排ガスの流通する方向に直交する方向に延びる直管部２１Ａは、そのように配されていないＵ字管部２１Ｂよりも伝熱効率がよいため、全体として二次熱交換器２０の伝熱効率を向上させることができる。

図５に示すように、経路部材５０は、一次熱交換器１０と二次熱交換器２０の間に配置されている。経路部材５０は、一次熱交換器１０の缶体１１の上端開口と、二次熱交換器２０の筐体２２の後壁部２３Ｃのガス入口２８とを連通し、燃焼排ガスが流れる流通空間Ｓ４を構成している。

図１６に示すように、経路部材５０は、経路部材本体５１及び経路部材後部５２を有して構成されている。
経路部材本体５１は、前後方向において、前端部から後方に向かって徐々に高くなる形態で、上方に膨出して形成されている。経路部材本体５１の後端は後方に開口しており、この開口の周縁には複数の被連結部が設けられている。この複数の被連結部は雌ねじ状をなし、連結部材５２Ａが連結されるようになっている。
経路部材後部５２は、後方に膨出する角皿状に形成されている。経路部材後部５２は、経路部材本体５１の被連結部に対応する位置に挿通孔を有し、この挿通孔に挿通された連結部材５２Ａが経路部材本体５１の被連結部に連結されるようになっている。これによって、図８に示すように、経路部材本体５１の後部開口を塞ぐように、経路部材後部５２が経路部材本体５１に固定されている。経路部材本体５１と経路部材後部５２との間には、図示しないパッキンが設けられており、経路部材本体５１と経路部材後部５２との間の気体の通過を防止している。

図８に示すように、経路部材後部５２は、後壁部２３Ｃの被連結部２９に対応する位置に挿通孔を有し、この挿通孔に挿通された連結部材５２Ｂが被連結部２９に連結されることで、経路部材後部５２が後壁部２３Ｃに固定されるようになっている。後壁部２３Ｃと経路部材後部５２との間には、環状をなすパッキン５２Ｃが設けられている。パッキン５２Ｃは、後壁部２３Ｃと経路部材後部５２との間の気体の漏れを防止している。

図１６に示すように、経路部材後部５２の上側部分には、前方に開口する開口部５３が設けられている。図５に示すように、開口部５３は、経路部材５０の流通空間Ｓ４の終端部とされており、流通空間Ｓ４は開口部５３に近づくにつれて、すなわち終端部側に向かうにつれて、前斜め上方に延びている。経路部材５０が筐体２２に取り付けられた状態では、開口部５３はガス入口２８に連通している。

［実施形態１の作用効果］
このように、実施形態１の給湯器１は、顕熱を回収するための一次熱交換器１０と、一次熱交換器１０の上側に配される二次熱交換器２０と、を備え、二次熱交換器２０は、複数の伝熱管２１と、複数の伝熱管２１が内部に配設される筐体２２と、を備え、複数の伝熱管２１のそれぞれは、左右方向に延びる複数の直管部２１Ａと、隣接する２つの直管部２１Ａの端部同士を連結する複数のＵ字管部２１Ｂと、を備え、複数の伝熱管２１が筐体２２の内部に配設された状態で、複数の直管部２１Ａは上下方向及び前後方向に離間して配列され、筐体２２は、後部にガス入口２８を有するとともに、上部にガス出口４１を有し、筐体２２は、筐体２２の内部空間Ｓ１を複数の伝熱管２１が配される配設領域Ｓ２と、配設領域Ｓ２より上側に配されてガス出口４１に連通する上側領域Ｓ３とに仕切る仕切部２５を備え、筐体２２には、複数の伝熱管２１より前側に配され、配設領域Ｓ２と上側領域Ｓ３とをつなぐ開口４６が形成され、ガス入口２８を通じて配設領域Ｓ２内に導入された燃焼排ガスを、前方に案内した後、開口４６を通じて上側領域Ｓ３内に案内し、ガス出口４１を通じて外部に排出させる給湯器１であって、仕切部２５は、仕切部２５を上下方向に貫通し、配設領域Ｓ２と上側領域Ｓ３とを連通する複数の貫通孔４３Ａを有する、給湯器１である。

このような構成によると、仕切部２５に貫通孔４３Ａを設けることで、配設領域Ｓ２を流れる燃焼排ガスの一部を上側領域Ｓ３に案内することができるので、排気抵抗が過度に高まるのを抑制し、給湯器１の燃焼性能を担保することができる。

実施形態１では、ガス出口４１は、筐体２２の左右方向中央部寄りに位置しており、貫通孔４３Ａは、仕切部２５の左右方向中央部寄りに配されている。

このような構成によると、配設領域Ｓ２の左右方向両端部を流れる燃焼排ガスを左右方向中央部側に向けて偏流させることができるから、配設領域Ｓ２の左右方向中央部寄りに配され、Ｕ字管部２１Ｂに比べて伝熱効率がよい直管部２１Ａの付近に燃焼排ガスが流れやすくなる。また、燃焼排ガスが配設領域Ｓ２の左右両端部を流れるのを抑制することができるから、配設領域Ｓ２の左右方向両端部に配され、直管部２１Ａに比べて伝熱効率に劣るＵ字管部２１Ｂの付近に燃焼排ガスが流れるのを抑制することができる。したがって、二次熱交換器２０において燃焼排ガスから効率的に熱量を回収することができる。

実施形態１では、貫通孔４３Ａは、仕切部２５の開口４６側に配されている。

このような構成によると、貫通孔４３Ａにより筐体２２の開口４６側において燃焼排ガスを配設領域Ｓ２から上側領域Ｓ３へと案内することができる。ガス入口２８から筐体２２の開口４６側まで通過した燃焼排ガスは、複数の伝熱管２１によりある程度熱量が回収されているから、貫通孔４３Ａの形成に伴う伝熱効率の低減を抑制することができる。換言すると、複数の伝熱管２１により熱量が十分に回収されていない、筐体２２のガス入口２８側を通過する燃焼排ガスが過度に上側領域Ｓ３に案内されるのを防ぐことができ、伝熱効率の低減を抑制することができる。

実施形態１では、仕切部２５には、仕切部２５の下面から下方に突出しつつ、複数の直管部２１Ａの延びる方向と交差する方向に延びる複数の突条部４３Ｂが形成され、突条部４３Ｂは、最上段に配される直管部２１Ａに上方から当接している。

このような構成によると、突条部４３Ｂにより直管部２１Ａを押さえることができ、筐体２２内における伝熱管２１の姿勢を安定させることができる。
また、最上段に位置する伝熱管２１と仕切部２５との間に隙間ＣＬを確保できるので、この隙間ＣＬを燃焼排ガスが通過することができ、最上段の伝熱管２１付近の燃焼排ガスを円滑に流通させることができる。

＜他の実施形態＞
本開示は上記記述及び図面によって説明した実施形態に限定されるものではない。例えば、上述又は後述の実施形態の特徴は、矛盾しない範囲であらゆる組み合わせが可能である。また、上述又は後述の実施形態のいずれの特徴も、必須のものとして明示されていなければ省略することもできる。更に、上述した実施形態を、次のように変更してもよい。

上記実施形態では、複数の貫通孔４３Ａは、仕切部２５の左右方向中央部寄りに配されるとともに、仕切部２５の開口４６側に配されていたが、仕切部における複数の貫通孔の配置は変更してもよい。

上記実施形態では、給湯器１として水道水を加熱して出湯させる給湯回路を有するものを例示したが、風呂やセントラルヒーティング等の循環用等、他の用途の給湯器でもよい。

なお、本開示の範囲は、上記の実施の形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲によって示された範囲内又は特許請求の範囲と均等の範囲内での全ての変更が含まれることが意図される。

１…給湯器、２…外ケーシング、３…内胴、４…バーナ装置、５…ドレンホース、６…コントローラ、１０…一次熱交換器、１１…缶体、１２…一次伝熱管、１３…入水管、１４…出湯管、１５…中継管
２０…二次熱交換器
２１…伝熱管、２１Ａ…直管部、２１Ｂ…Ｕ字管部、２１Ｃ…第１接続部、２１Ｄ…第２接続部、２２…筐体、２３…筐体本体部、２３Ａ…底壁部、２３Ｂ…前壁部、２３Ｃ…後壁部、２３Ｄ…右壁部、２３Ｅ…左壁部、２４…蓋体、２４Ａ…被固定部、２５…仕切部、２６…ドレン排出口、２７…固定部、２７Ａ…フランジ部、２７Ｂ…加締め部、２７Ｃ…パッキン、２８…ガス入口、２９…被連結部、３３…右側開口部、３４…被連結部、３５…組付体、３６…閉塞部材、３６Ａ…連結部材、３６Ｂ…パッキン、３７…第１ヘッダ、３７Ａ…第１ヘッダ本体、３７Ｂ…第１ヘッダ蓋体、３７Ｃ…ジョイント筒、３７Ｄ…第１底孔、３７Ｅ…第１蓋孔、３８…第２ヘッダ、３８Ａ…第２ヘッダ本体、３８Ｂ…第２ヘッダ蓋体、３８Ｃ…ジョイント筒、３８Ｄ…第２底孔、３８Ｅ…第２蓋孔、３９…膨出部、４１…ガス出口、４２…排気筒、４３…底板、４３Ａ…貫通孔、４３Ｂ…突条部、４４…延設部、４４Ａ…側方延設部、４４Ｂ…後方延設部、４４Ｃ…第１固定部、４５…固定片、４５Ａ…第２固定部、４５Ｂ…延出部、４６…開口、ＣＬ…隙間、Ｓ１…内部空間、Ｓ２…配設領域、Ｓ３…上側領域
５０…経路部材
５１…経路部材本体、５２…経路部材後部、５２Ａ…連結部材、５２Ｂ…連結部材、５２Ｃ…パッキン、５３…開口部、Ｓ４…流通空間

Claims (4)

1. 顕熱を回収するための一次熱交換器と、前記一次熱交換器の上側に配される二次熱交換器と、を備え、
   前記二次熱交換器は、複数の伝熱管と、前記複数の伝熱管が内部に配設される筐体と、を備え、
   前記複数の伝熱管のそれぞれは、左右方向に延びる複数の直管部と、隣接する２つの前記直管部の端部同士を連結する複数のＵ字管部と、を備え、
   前記複数の伝熱管が前記筐体の内部に配設された状態で、前記複数の直管部は上下方向及び前後方向に離間して配列され、
   前記筐体は、後部にガス入口を有するとともに、上部にガス出口を有し、
   前記筐体は、前記筐体の内部空間を前記複数の伝熱管が配される配設領域と、前記配設領域より上側に配されて前記ガス出口に連通する上側領域とに仕切る仕切部を備え、
   前記筐体には、前記複数の伝熱管より前側に配され、前記配設領域と前記上側領域とをつなぐ開口が形成され、
   前記ガス入口を通じて前記配設領域内に導入された燃焼排ガスを、前方に案内した後、前記開口を通じて前記上側領域内に案内し、前記ガス出口を通じて外部に排出させる給湯器であって、
   前記仕切部は、前記仕切部を上下方向に貫通し、前記配設領域と前記上側領域とを連通する複数の貫通孔を有する、給湯器。
2. 前記ガス出口は、前記筐体の左右方向中央部寄りに位置しており、
   前記貫通孔は、前記仕切部の左右方向中央部寄りに配されている、請求項１に記載の給湯器。
3. 前記貫通孔は、前記仕切部の前記開口側に配されている、請求項１または請求項２に記載の給湯器。
4. 前記仕切部には、前記仕切部の下面から下方に突出しつつ、前記複数の直管部の延びる方向と交差する方向に延びる複数の突条部が形成され、
   前記突条部は、最上段に配される前記直管部に上方から当接している、請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の給湯器。

Images