热源机的制作方法

本发明涉及一种热源机，所述热源机将由燃烧器产生的燃烧排气经由燃烧室供给至热交换器。特别是，本发明涉及一种供被加热流体流动的卷绕管沿燃烧室的周壁的外表面卷绕的热源机。

背景技术：

以往，提出了一种热交换器的方案，该热交换器具备通过使上热交换板与下热交换板接合的多个热交换单元叠层(层叠、积层)而形成的板叠层体(例如，韩国注册专利第10-1608149号公报)。各热交换单元具有：在上热交换板与下热交换板之间供被加热流体流动的内部空间；和贯通内部空间并使燃烧排气沿上下方向通过的多个排气孔。

另外，本申请人提出了一种热源机的方案，该热源机具有：以从热交换器向下方突出的方式设置的流入管和流出管；以及卷绕管，所述卷绕管与流入管和流出管连接，并且以在热交换器旁路的方式沿燃烧室的周壁的外表面卷绕(日本专利申请2018-82164号)。根据该热源机，由于流动于流入管的被加热流体的一部分向卷绕管流动，所述卷绕管沿内部流动高温的燃烧排气的燃烧室的周壁的外表面卷绕，因此能够高效地加热被加热流体。

然而，在上述热源机中，卷绕管的上游端和下游端分别与流入管和流出管连接。因此，流动于流入管的被加热流体的一部分不经由热交换器，而是从流入管经由卷绕管向流出管进行分流。因此，在热源机所要求的要求流量较少的情况下，流入热交换器的被加热流体的流量减少。另外，在热交换器中被加热并且向流出管流出的被加热流体不经由热交换器，而是通过与经由卷绕管而从流入管分流至流出管的低温的被加热流体混合而被冷却。因此，需要在热交换器内将被加热流体加热至比热源机所要求的被加热流体的要求温度更高。在被供给至这样的热交换器的被加热流体的流量较少的状态下，如果热交换器被加热至高温，则流动于热交换器内的被加热流体过热，容易产生局部热。其结果是，存在被加热流体的沸腾或者发生改性、产生沸腾声引起的噪音的问题。

技术实现要素：

本发明是为了解决上述课题而完成的，本发明的目的在于，提供一种能够防止局部热的热源机。

根据本发明，提供了一种热源机，具备：

燃烧器，所述燃烧器产生燃烧排气；

热交换器，所述燃烧排气通过所述热交换器；

燃烧室，所述燃烧室设置于所述燃烧器与所述热交换器之间；

流入管，所述流入管使被加热流体流入所述热交换器；

流出管，所述流出管使所述被加热流体从所述热交换器流出；以及

卷绕管，所述卷绕管沿着所述燃烧室的周壁的外表面卷绕，

所述流入管或者所述流出管的任意一方具有流孔，所述流孔限定流动于所述流入管或者所述流出管内的所述被加热流体的流体流路，

所述卷绕管的上游端与上游侧分支部连通，所述上游侧分支部设置于所述流入管或者所述流出管的比所述流孔更靠上游侧，

所述卷绕管的下游端与下游侧分支部连通，所述下游侧分支部设置于所述流入管或者所述流出管的比所述流孔更靠下游侧。

根据本发明，由于流动于流入管的全部的被加热流体流入热交换器，因此能够防止在热交换器内的局部热。

附图说明

图1是本发明的实施方式1所涉及的热源机的一部分缺口立体图。

图2是本发明的实施方式1所涉及的热交换器的局部分解立体图。

图3是本发明的实施方式1所涉及的热源机的流入管侧的局部截面立体图。

图4是本发明的实施方式1所涉及的热源机的流出管侧的局部截面立体图。

图5是本发明的实施方式1所涉及的热源机的立体图。

图6是本发明的实施方式2所涉及的热源机的立体图。

具体实施方式

(实施方式1)

以下，关于本发明的实施方式所涉及的热源机，一边参照附图一边进行具体说明。

如图1所示，本实施方式所涉及的热源机是一种热水器，所述热水器通过在燃烧器31产生的燃烧排气对从流入管20流入热交换器1内的水(被加热流体)进行加热，并且通过流出管21供给至水龙头或淋浴器等温水利用方(未图示)。虽然未图示，但热水器被组装入壳体内。此外，作为被加热流体，也可以使用其他的热介质(例如，防冻液)。

在该热水器中，从上方开始依次配设有：构成燃烧器31的外壳的燃烧器主体3、燃烧室2、热交换器1以及排水接收部40。另外，在燃烧器主体3的一侧方(在图1中，右侧)，配设有风扇壳体4，所述风扇壳体4具备将燃料气体和空气的混合气体送入燃烧器主体3内的燃烧风扇。另外，在燃烧器体3的另一侧方(在图1中，左侧)，配设有与排水接收部40连通的排气管道41。向排水接收部(排放接收部)40排出的燃烧排气通过排气管道41排出至热水器的外部。

此外，在本说明书中，当以风扇壳体4和排气管道41被分别配置于燃烧器主体3的两侧方的状态观察热水器时，进深方向与前后方向对应，宽度方向与左右方向对应，高度方向与上下方向对应。

燃烧器主体3具有俯视大致椭圆形状。燃烧器主体3由例如不锈钢系金属所形成。虽然图未显示，但燃烧器主体3向下方开放。

与风扇壳体4连通的气体导入部从燃烧器主体3的中心部向上方突出。燃烧器主体3具备平面状的燃烧器31，所述燃烧器31具有朝下的燃烧面30。通过使燃烧风扇工作，向燃烧器主体3内供给混合气体。

燃烧器31是全一次空气燃烧式，例如，由具有朝下开口的多个火炎孔(未图示)的陶瓷制的燃烧板或者将金属纤维编成网状得到的燃烧垫所构成。通过燃烧风扇的供给气压，被供给至燃烧器主体3内的混合气体从朝下的燃烧面30朝向下方喷出。通过使该混合气体点火，在燃烧器31的燃烧面30上形成火焰，产生燃烧排气。因此，从燃烧器31喷出的燃烧排气经由燃烧室2被送入热交换器1。接着，通过排水接收部40和排气管道41将通过热交换器1的燃烧排气排出至热水器的外部。

即，在该热交换器1中，设置有燃烧器31的上方侧与燃烧排气的气体流路的上游侧对应，与设置有燃烧器31的一侧相反的一侧的下方侧与燃烧排气的气体流路的下游侧对应。

燃烧室2具有俯视大致椭圆形状。燃烧室2例如由不锈钢系金属所形成。燃烧室2以上下开放的方式，通过使一块大致长方形状的金属板弯曲并将两端部接合而形成。如图4所示，在燃烧室2的上端，形成有向外侧折弯的凸缘26a，在燃烧室2的下端形成有向内侧折弯的凸缘26b。这些的凸缘26a、26b分别与燃烧器主体3的下表面周缘以及热交换器1的上表面周缘接合。供从流入管20分流的水流动的卷绕管27沿燃烧室2的周壁的外表面卷绕。

热交换器1具有俯视大致椭圆形状。如图2～图4所示，热交换器1由叠层(层叠、积层)有多个(在此处，8层)热交换单元10的板式热交换器所构成。在这些图中，各热交换单元10的右横的[]内的数字表示以最下层的热交换单元10为第一层时的从下开始的层数。此外，热交换器1也可以具有覆盖其周围的箱体。

对于各热交换单元10而言，除了后述的上下排气孔的位置等一部分的结构不同以外，使具有共用的结构的一组的上热交换板11和下热交换板12在上下方向上重合，并用钎料等对规定位置进行接合而形成。此外，各附图不一定表示实际的尺寸，并不限定实施方式。

上下热交换板11、12具有俯视大致长圆形(日本古代使用的货币小判形状，oval的形状)。上下热交换板11、12例如由不锈钢制的金属板所形成。上下热交换板11、12分别在除了角部的板的大致整个面上具有多个大致长孔形状的上下排气孔11a、12a。此外，上下排气孔11a、12a也可以具有大致圆形状等的其他的形状。

另外，除了最上层的热交换单元10的上热交换板11的上下热交换板11、12在至少一个在角部上具有大致圆形状的上下通孔14a、14b。这些的上下通孔14a、14b以形成从周缘向上方或者下方突出的接合部(翻边部)的方式，通过翻边加工而形成。

形成各热交换单元10的上下热交换板11、12的上下排气孔11a、12a设置在相互对向的位置上。虽然图未显示，但在上热交换板11的上排气孔11a的周缘上，形成有向下方突出的上排气孔接合部。另外，在下热交换板12的下排气孔12a的周缘上，形成有与上排气孔接合部嵌合的下排气孔接合部。另外，在上下热交换板11、12的周缘上分别设置有向上方突出的上下周缘接合部w1、w2。上下排气孔接合部和下周缘接合部w2以如下方式设定：在使上下排气孔接合部接合，进而使下热交换板12的下周缘接合部w2和上热交换板11的底面周缘接合时，上下热交换板11、12存在规定高度的间隙而分离。

另外，上热交换板11的上周缘接合部w1以如下方式设定：当使上周缘接合部w1与在上方邻接的热交换单元10的下热交换板12的底面周缘接合时，下方的热交换单元10的上热交换板11和上方的热交换单元10的下热交换板12存在规定高度的间隙而分离。因此，通过使上下热交换板11、12的上下排气孔11a、12a的周缘的上下排气孔接合部接合，并且使下热交换板12的下周缘接合部w2和上热交换板11的底面周缘接合，从而形成规定高度的内部空间14以及以非连通状态贯通内部空间14的排气孔13。进一步地，通过使多个热交换单元10接合，在上下邻接的热交换单元10之间，形成供通过排气孔13的燃烧排气流动的排气空间15。由此，在燃烧器31产生的燃烧排气，通过贯通各热交换单元10的内部空间14的排气孔13以及在上下邻接的热交换单元10相互之间形成的排气空间15，从上方朝向下方流动于热交换器1。

如图3和图4所示，设置于形成一个热交换单元10的上下热交换板11、12的角部上的一部分上下通孔14a、14b以与上下热交换板11、12之间的内部空间14连通的方式开口。另外，除了最上层和第七层的热交换单元10之外，设置在形成一个热交换单元10的上下热交换板11、12的右侧后方的角部上的上下通孔14a、14b，通过使位于同轴线上的上下通孔14a、14b的周缘相互接合，以在非连通状态下贯通内部空间14的方式开口。另外，通过使在上下邻接的热交换单元10的位于同轴线上的上下通孔14a、14b的周缘相互接合，形成以非贯通状态贯通排气空间15的连通路径22、35。另外，在设置在最下层的热交换单元10的右侧前方的角部的下通孔14b上，连接有流入管20。另外，在设置在最下层的热交换单元10的右侧后方的角部的下通孔14b上，连接有流出管21。此外，虽然图未显示，但形成最下层的热交换单元10的下热交换板12的左侧前后两方的角部、形成第六层的热交换单元10的上热交换板11的右侧前方的角部、形成第七层的热交换单元10的上下热交换板11、12的右侧前方的角部、形成最上层的热交换单元10的下热交换板12的右侧前方的角部以及形成上述的最上层的热交换单元10的上热交换板11的全部的角部上，没有形成通孔。

因此，从流入管20流入最下层的热交换单元10的内部空间14的水经由连通路径22，依次流入在上方邻接的热交换单元10的内部空间14。此时，水从最下层至第六层，在图2～图4中从右侧向左侧流动于各热交换单元10的内部空间14内。另外，水从第七层至最上层，在图2～图4中从左侧向右侧流动于各热交换单元10的内部空间14内。由此，在水从下方朝向上方流动于热交换器1内的期间，通过流动于各热交换单元10的排气孔13以及排气空间15的燃烧排气，将水加热。然后，流入最上层和第七层的热交换单元10的内部空间14的水，通过以非连通状态贯通各热交换单元10内的内部空间14以及在上下邻接的热交换单元10之间的排气空间15的连通路径35，向与最下层的热交换单元10连接的流出管21流出。

这样，在本实施方式中，流入管20和流出管21均从与燃烧器31侧相反的一侧的最下层的热交换单元10向下方突出。由此，由于流入管20或者流出管21并未设置在燃烧器31与热交换器1之间，因此能够防止燃烧器31的火焰与流入管20和流出管21的接触。另外，能够防止在燃烧排气被供给至热交换器1之前，燃烧排气与流入管20或者流出管21的接触。因此，能够改善燃烧性能，能够使得热效率提高。

在本实施方式中，在热交换器1的下缘，连接设置有从下方覆盖热交换器1的排水接收部40。排水接收部40例如由不锈钢系金属所形成。排水接收部40的侧方一端与排气管道41连通。因此，通过热交换器1的燃烧排气通过排水接收部40流动至排气管道41。另外，在排气管道41上开口的开口部附近形成有排水排出口42。排水排出口42与未图示的排水中和器连结。

流入管20和流出管21贯通排水接收部40并向下方延伸设置。如图1和图5所示，在本实施方式中，在比排水接收部40更向下方突出流入管20内配设有流孔板90，在流入管20内形成有限定水的流体流路的流孔91。另外，在比流孔91更靠水的流体流路的上游侧的流入管20的管壁上，开口有上游侧分支孔(上游侧分支部)92，卷绕管27的上游端与上游侧分支孔92连接。另外，在比流孔91更靠水的流体流路的下游侧的流入管20的管壁上，开口有下游侧分支孔(下游侧分支部)93，卷绕管27的下游端与下游侧分支孔93连接。

因此，根据本实施方式，由于在流入管20内配设有流孔板90，因此在水流动于流入管20内时，在流入管20内的流孔91的上游侧与下游端之间产生压力差。由此，流动于流入管20内的水的一部分从比流孔91更靠上游侧的上游侧分支孔92分流至卷绕管27。然后，流动于卷绕管27的水从比流孔91更靠下游侧的下游侧分支孔93返回至流入管20。因此，在流入管20的比下游侧分支孔93更靠下游侧流动通过了流孔91的水和从卷绕管27返回的水合流后的水。即，从流入管20分流至卷绕管27的水从卷绕管27返回至相同的流入管20。因此，从供水源被供给至流入管20的全部的水流入热交换器1。另一方面，因为最上层的热交换单元10与最高温的燃烧排气接触，所以容易在最上层的热交换单元10产生局部热。然而，根据上述热交换器1，能够使充足的水流过最上层的热交换单元10的内部空间14。由此，即使在要求流量较少的情况下，也能够防止热交换器1内的水的流量不足。

另外，根据本实施方式，流动于流入管20的全部的水在热交换器1被加热。因此，与流动于流入管20的水的一部分在热交换器1旁路而从流入管20分流至流出管21的情况不同，不需要在热交换器1内将水加热到比热水器所要求的水的温度更高。

另外，根据本实施方式，卷绕管27被卷绕在供高温的燃烧排气流动的燃烧室2的周壁的外表面。因此，水在流动于卷绕管27的期间被加热，被加热的水返回至流入管20。因此，因为被预先加热的水流入至热交换器1，所以能够高效地加热水。另外，因为在卷绕管27中流动被热交换器1加热前的低温的水，所以能够有效地防止燃烧室2的周壁的过热。

因此，根据本实施方式，能够高效地通过热交换器1加热水，并且能够防止局部热的发生。另外，卷绕管27的上游端和下游端与从排水接收部40向外部突出的流入管20连接。因此，在热交换器1与排水接收部40之间的流入管20中流动通过了流孔91的水和在卷绕管27被加热的水合流后的水。因此，因为排水接收部40内的流入管20的温度变高，所以能够减少在燃烧排气与流入管20接触时发生的排水。

(实施方式2)

对于本实施方式的热源机而言，在流出管21内配设有流孔板90，除卷绕管27的上游端和下游端与流出管21连接以外，具有与实施方式1相同的结构。因此，对于与实施方式1相同的要素标注相同的符号并省略说明。

图6是表示本实施方式的热源机的立体图。如图6所示，在本实施方式中，在比排水接收部40更向下方突出的流出管21内配设有流孔板90，并且在流出管21内形成有限定水的流体流路的流孔91。另外，在比流孔91更靠水的流体流路的上游侧的流出管21的管壁上，开口有上游侧分支孔(上游侧分支部)92，卷绕管27的上游端与上游侧分支孔92连接。另外，在比流孔91更靠水的流体流路的下游侧的流出管21的管壁上，开口有下游侧分支孔(下游侧分支部)93，并且卷绕管27的下游端与下游侧分支孔93连接。

因此，根据本实施方式，由于在流出管21内配设有流孔板90，因此在水流动于流出管21内时，在流出管21内的流孔91的上游侧与下游端之间产生压力差。由此，流动于流出管21内的水的一部分从比流孔91更靠水的流体流路的上游侧的上游侧分支孔92分流至卷绕管27。然后，流动于卷绕管27的水从比流孔91更靠水的流体流路的下游侧的下游侧分支孔93返回至流出管21。因此，在流出管21的比下游侧分支孔93更靠水的流体流路的下游侧流动通过了流孔91的水和从卷绕管27返回的水合流后的水。由于从热交换器1流出至流出管21水比供高温的燃烧排气流动的燃烧室2的周壁更加低温，因此能够高效地加热流动于卷绕管27的水。

另外，根据本实施方式，被供给至流入管20的全部的水流入热交换器1。因此，也会在与最高温的燃烧排气接触并且容易产生局部热的最上层的热交换单元10的内部空间14中流动充足的水。由此，即使在要求流量较少的情况下，也能够防止热交换器1内的水的流量不足。

另外，根据本实施方式，流动于流入管20的全部的水在热交换器1被加热，并且从热交换器1流出的水的一部分在流动于卷绕管27的期间被进一步地加热。因此，与流动于流入管21的水的一部分在热交换器1旁路而从流入管20分流至流出管21的情况不同，不需要在热交换器1内将水加热至比热水器所要求的水的温度更高。另外，因为在热交换器1被加热了的水流动于卷绕管27，所以能够减少在卷绕管27的外周面的外侧产生的结露。

因此，根据本实施方式，能够高效地通过热交换器1加热水，并且能够防止局部热的发生。

(其他实施方式)

(1)在上述实施方式中，使用热水器。然而，也可以使用锅炉等热源机。

(2)在上述实施方式中，燃烧器配设在热交换器的上方，所述燃烧器具有朝下的燃烧面。然而，也可以是燃烧器配设在热交换器的下方，所述燃烧器具有朝上的燃烧面。

(3)在上述实施方式中，通过配设于流入管或者流出管任意一方的流孔板，形成限定水的流体流路的流孔。然而，只要能够在流入管或者流出管内形成流孔，流孔的形成手段没有特别限定。例如，也可以通过部分地限定流入管或者流出管而形成流孔。另外，也可以在流入管和流出管内分别设置流孔，并且与流入管连接的卷绕管和与流出管连接的卷绕管被分别卷绕在燃烧室的周壁的外表面上。

(4)在上述实施方式中，燃烧器主体、燃烧室以及热交换器由分体部件所形成。然而，也可以是燃烧器体和燃烧室由一个部件所形成，也可以是燃烧室和热交换器由一个部件所形成。

(5)在上述实施方式中，流入管和流出管分别由单一的部件所构成。然而，流入管和流出管也可以分别由多个部件所构成，所述部件是连接于热交换器的部件与贯通排水接收部的部件连接的部件。

在以上详细地说明了本发明，但若是概要本发明，则如下。

根据本发明，提供了一种热源机，具备：

产生燃烧排气的燃烧器；

所述燃烧排气所通过的热交换器；

设置于所述燃烧器与所述热交换器之间的燃烧室；

使被加热流体流入所述热交换器的流入管；

使所述被加热流体从所述热交换器流出的流出管；以及

沿着所述燃烧室的周壁的外表面卷绕的卷绕管，

所述流入管或者所述流出管的任意一方具有流孔，所述流孔限定流动于所述流入管或者所述流出管内的所述被加热流体的流体流路，

所述卷绕管的上游端与上游侧分支部连通，所述上游侧分支部设置于所述流入管或者所述流出管的比所述流孔更靠上游侧，

所述卷绕管的下游端与下游侧分支部连通，所述下游侧分支部设置于所述流入管或者所述流出管的比所述流孔更靠下游侧。

在卷绕管的上游端和下游端这两端仅与流入管或者流出管的任意一方连通的情况下，形成从流入管或流出管分流至卷绕管的被加热流体返回至相同的流入管或者流出管的流体流路。因此，即使仅使流入管或者流出管的任意一方与卷绕管的上游端和下游端连通，也不会在与卷绕管的上游端连通的分支部和与卷绕管的下游端连通的分支部之间发生压力差。其结果是，没有适当地将被加热流体从流入管或者流出管分流至卷绕管。

然而，根据上述热源机，由于流入管或者流出管的任意一方具有限定流动于流入管或者流出管的被加热流体的流体流路的流孔，因此在流孔的上游侧与下游侧之间产生压力差。并且，由于使卷绕管的上游端与比流孔更靠上游侧的上游侧分支部连通，并使卷绕管的下游端与比流孔更靠下游侧的下游侧分支部连通，因此能够使流动于流入管或者流出管的被加热流体的一部分顺利地分流至卷绕管。另外，根据上述热源机，从流入管或者流出管分流至卷绕管的被加热流体返回至相同的流入管或者流出管。因此，流动于流入管的全部的被加热流体流入热交换器。由此，即使在要求流量少的情况下，也能够防止热交换器内的被加热流体的流量不足。

另外，根据上述热源机，流动于流入管的全部的被加热流体在热交换器被加热。因此，与流动于流入管的被加热流体的一部分在热交换器旁路而被加热流体从流入管分流至流出管的情况不同，不需要在热交换器内将被加热流体加热至比热源机所要求的温度更高。

另外，流动于流入管或者流出管的被加热流体温度比供高温的燃烧排气流动的燃烧室的周壁更低。因此，能够通过卷绕管防止燃烧室的周壁的过热，并且能够有效地加热流动于卷绕管的被加热流体。特别是，在卷绕管的上游端和下游端与流入管连通的情况下，比在被热交换器加热前更加低温的被加热流体的一部分流动于卷绕管。因此，能够有效地防止燃烧室的周壁的过热。另一方面，在卷绕管的上游端和下游端与流出管连通的情况下，在热交换器被加热的被加热流体的一部分分流至卷绕管，并在流动于卷绕管的期间被加热。因此，能够高效地加热被加热流体。

优选的是，在上述热源机中，

所述热交换器具有：在所述燃烧排气的气体流路的方向上叠层有多个热交换单元的板式热交换器，

所述各热交换单元具有供所述被加热流体流动的内部空间。

在上述板式热交换器中，位于燃烧排气的气体流路的最上游的热交换单元与最高温的燃烧排气接触。因此，在最上游的热交换单元容易发生局部热。然而，根据上述热源机，被供给至流入管的全部的被加热流体流入热交换器。因此，能够切实地防止流动于最上游的热交换单元的内部空间的被加热流体的流量不足。

优选的是，上述热源机，

还具有与所述热交换器连接设置的排水接收部，

所述燃烧器具有朝下的燃烧面，

从上方开始依次配设有所述燃烧器、所述燃烧室、所述热交换器以及所述排水接收部，

所述流入管和所述流出管从所述热交换器贯通所述排水接收部并向下方突出设置，

所述卷绕管的所述上游端与所述上游侧分支部连通，所述上游侧分支部设置于从所述排水接收部向下方突出的所述流入管或者所述流出管，

所述卷绕管的所述下游端与所述下游侧分支部连通，所述下游侧分支部设置于从所述排水接收部向下方突出的所述流入管或者所述流出管。

如果燃烧排气与低温的部件接触，则燃烧排气中的水分凝缩而产生酸性的排水。另一方面，在上述热源机中，从上方开始依次配设有燃烧器、燃烧室、热交换器以及排水接收部，流入管和流出管从热交换器的下方贯通排水接收部并突出设置。因此，不仅是在燃烧排气通过热交换器时，在通过了热交换器的燃烧排气与流入管以及流出管接触时也会产生排水。其结果是，产生的排水沿着流入管和流出管的外表面向下方流动，排水滞留在流入管和流出管贯通排水接收部的贯通部位，容易腐蚀排水接收部。

然而，根据上述热源机，在卷绕管的上游端和下游端与流入管连通的情况下，卷绕管的上游端和下游端分别与从排水接收部向外部突出的流入管的上游侧分支部和下游侧分支部连通。因此，在热交换器与排水接收部之间的流入管中流动通过了流孔的被加热流体和在卷绕管被加热的被加热流体合流后的被加热流体。因此，因为流入管的温度变高，所以能够抑制燃烧排气与流入管接触时产生的排水的发生。另一方面，在卷绕管的上游端和下游端与流出管连通的情况下，由于在热交换器被加热后的被加热流体流动于卷绕管，因此能够减少在卷绕管的外周面的外侧产生的结露。