JP7215156B2 - 熱交換器及び温水装置 - Google Patents

Description

本発明は、熱交換器及び温水装置に関する。

特許文献１（特開２０１８－９６６２２号公報）には、熱交換器が記載されている。特許文献１に記載の熱交換器は、伝熱管と、フィンとを有している。伝熱管は、第１方向に沿って延在しているとともに、第１方向に交差する第２方向に沿って単列をなすように複数本配列されている。

フィンは、伝熱管の外周面から張り出すように第１方向に交差する面内において延在している部分（以下においては、フィン本体部という）を有している。フィン本体部には、伝熱管が挿通される挿通孔が形成されている。挿通孔に伝熱管が挿通されることにより、フィン本体部が伝熱管に取り付けられている。隣り合って配置されている２つのフィン本体部は、互いに接続されている（以下においては、この接続部を、架橋部という）。

特開２０１８－９６６２２号公報

特許文献１に記載の熱交換器において、架橋部は、バーナから発せられる燃焼ガスにより加熱されて熱膨張する。この熱膨張は、伝熱管に熱応力を生じさせる原因となる。

本発明は、上記のような従来技術の問題点に鑑みてなされたものである。より具体的には、本発明は、架橋部の熱膨張に起因して伝熱管に発生する熱応力を低減することが可能な熱交換器及び温水装置を提供するものである。

本発明の一態様に係る熱交換器は、第１方向に沿って延在しているとともに、第１方向に交差する第２方向に沿って配列されている複数の伝熱管と、第１方向に沿って配置されている複数のフィンとを備える。フィンは、第２方向に沿って配列されている複数のフィン本体部と、隣り合う２つのフィン本体部を接続している１つ又は複数の架橋部とを有する。少なくとも１つのフィン本体部には、第２方向における架橋部の隣に、貫通孔が形成されている。

上記の熱交換器においては、貫通孔の周辺においてフィン本体部が変形しやすくなっているため、架橋部の熱膨張が、伝熱管に伝わりにくい。そのため、上記の熱交換器によると、架橋部の熱膨張に起因して伝熱管に発生する熱応力を低減することができる。

上記の熱交換器において、一対となる貫通孔が、第２方向において架橋部を挟んで互いに対向するように形成されていてもよい。

この場合、貫通孔が架橋部の両側に形成されているため、架橋部の両側に変形が生じやすい部分がある。そのため、この場合には、架橋部の熱膨張が伝熱管にさらに伝わりにくく、伝熱管に発生する熱応力をさらに低減することができる。

上記の熱交換器において、第１方向及び第２方向に交差する第３方向における貫通孔の幅は、第３方向における架橋部の幅より大きくてもよい。

この場合には、架橋部の熱膨張に起因して伝熱管に発生する熱応力をさらに低減することができる。

上記の熱交換器において、貫通孔は、第３方向に沿って延在しているスリット形状を有していてもよい。

上記の熱交換器において、貫通孔の第３方向における端は、第１方向から見て曲線となっていてもよい。曲線は、貫通孔の外側に向けて凸になっていてもよい。

この場合には、貫通孔の端における応力集中が緩和されるため、架橋部の熱膨張により貫通孔の周囲にあるフィン本体部が変形した際に、貫通孔の周囲にあるフィン本体部が切断されてしまうことが抑制できる。

上記の熱交換器において、貫通孔は、円形形状又は楕円形状を有していてもよい。
上記の熱交換器において、フィンの第２方向における一方端に最も近い位置にある架橋部である第１架橋部を挟んで互いに対向するように一対の貫通孔が形成されているとともに、フィンの第２方向における他方端に最も近い位置にある架橋部である第２架橋部を挟んで互いに対向するように一対の貫通孔が形成されていてもよい。第１架橋部及び第２架橋部以外の架橋部の隣には、貫通孔が形成されていなくてもよい。

この場合には、貫通孔を形成したことに伴う伝熱効率の低下を抑制しつつ、架橋部の熱膨張に起因して伝熱管に発生する熱応力を低減することができる。

本発明の一態様に係る温水装置は、上記の熱交換器と、熱交換器により熱交換される燃焼ガスを発生させるバーナとを備えている。

本発明の一態様に係る熱交換器及び温水装置によると、架橋部の熱膨張に起因して伝熱管に発生する熱応力を低減することができる。

実施形態に係る温水装置の模式図である。 一次熱交換器２３の斜視図である。 一次熱交換器２３の内部構成を示す斜視図である。 一次熱交換器２３の側面図である。 フィン２３ｍの平面図である。 比較例に係る一次熱交換器におけるフィン２３ｍの平面図である。 比較例に係る熱交換器において架橋部２３ｍｂの熱膨張に起因した熱応力が伝熱管２３ｂに作用するメカニズムを示す模式図である。 第１変型例に係るフィン２３ｍの平面図である。 第２変型例に係るフィン２３ｍの平面図である。 第３変型例に係るフィン２３ｍの平面図である。 第４変型例に係るフィン２３ｍの平面図である。 第５変型例に係るフィン２３ｍの平面図である。

本発明の実施形態の詳細を、図面を参酌しながら説明する。以下の図面においては、同一又は相当する部分に同一の参照符号を付し、重複する説明は繰り返さない。

（実施形態に係る温水装置の構成）
以下に、実施形態に係る温水装置の構成を説明する。

図１に示されるように、実施形態に係る温水装置は、筐体１０と、燃焼装置２０と、配管４０ａ～配管４０ｇと、バイパス配管４１ａ及びバイパス配管４１ｂと、バイパスサーボ４２とを有している。

燃焼装置２０は、バーナ２１と、点火プラグ２２と、一次熱交換器２３と、二次熱交換器２４と、チャンバ２５と、ファン２６と、ダクト２７と、ベンチュリ２８と、オリフィス２９と、ガスバルブ３０とを有している。

バーナ２１、点火プラグ２２、一次熱交換器２３、二次熱交換器２４、チャンバ２５、ファン２６、ダクト２７、ベンチュリ２８、オリフィス２９、ガスバルブ３０、配管４０ａ～配管４０ｇ、バイパス配管４１ａ、バイパス配管４１ｂ及びバイパスサーボ４２は、筐体１０内に配置されている。

バーナ２１は、チャンバ２５の下方に配置されている。一次熱交換器２３は、バーナ２１の下方に配置されている。点火プラグ２２は、バーナ２１の下方に配置されている。点火プラグ２２は、例えば一次熱交換器２３に取り付けられている。二次熱交換器２４は、一次熱交換器２３の下方に配置されている。

配管４０ａの一方端からは、燃料ガスが供給される。配管４０ａの他方端は、ガスバルブ３０に接続されている。配管４０ｂの一方端は、ガスバルブ３０に接続されている。配管４０ｂの他方端は、オリフィス２９に接続されている。配管４０ｃの一方端は、オリフィス２９に接続されている。配管４０ｃの他方端は、ベンチュリ２８に接続されている。

配管４０ｄの一方端は、ベンチュリ２８に接続されている。配管４０ｄの他方端は、ファン２６に接続されている。ファン２６は、チャンバ２５に接続されている。

配管４０ｅの一方端からは、水が供給される。配管４０ｅの他方端は、二次熱交換器２４に接続されている。配管４０ｆの一方端は、二次熱交換器２４に接続されている。配管４０ｆの他方端は、一次熱交換器２３に接続されている。配管４０ｇの一方端は、一次熱交換器２３に接続されている。配管４０ｇの他方端からは、出湯が行われる。

バイパス配管４１ａの一方端は、配管４０ｅに接続されている。バイパス配管４１ａの他方端は、バイパスサーボ４２に接続されている。バイパス配管４１ｂの一方端は、バイパスサーボ４２に接続されている。バイパス配管４１ｂの他方端は、配管４０ｇに接続されている。

ガスバルブ３０は、配管４０ａからの燃料ガスの供給及び停止を切り替える。これにより、ベンチュリ２８に供給される燃料ガスの圧力が調整される。

ベンチュリ２８は、筐体１０の外部から空気を取り入れるように構成されている。ベンチュリ２８は、筐体１０の外部から取り入れた空気と、配管４０ａ、配管４０ｂ、配管４０ｃ、オリフィス２９及びガスバルブ３０を介してベンチュリ２８に供給される燃料ガスとを混合する（空気と混合された燃料ガスを、以下において、混合ガスという）。

ファン２６は、ファンケースと、ファンケース内に配置されている羽根車と、羽根車を回転駆動するモータとを有している。ファン２６は、モータが羽根車を回転駆動させることにより、配管４０ｄを介して、ベンチュリ２８で生成された混合ガスを吸入する。吸入された混合ガスは、チャンバ２５を介してバーナ２１へと供給される。

バーナ２１の下面に設けられた炎孔からは、下方に向かって混合ガスが噴出される。噴出された混合ガスは、点火プラグ２２により点火されて燃焼し、燃焼ガスとなる。燃焼ガスは、下方に向かって（すなわち、一次熱交換器２３に向かって）噴出する。

配管４０ｅを介して二次熱交換器２４に供給された水は、二次熱交換器２４において、燃焼ガスの潜熱と熱交換を行うことにより、温度が上昇する。二次熱交換器２４を通過した水は、配管４０ｆを介して一次熱交換器２３に供給される。一次熱交換器２３に供給された水は、一次熱交換器２３において、燃焼ガスの顕熱と熱交換を行うことにより、温度がさらに上昇する。一次熱交換器２３を通過した水は、配管４０ｇを流れる。

配管４０ｅを流れる水の一部は、バイパス配管４１ａへと流れる。バイパス配管４１ａからバイパス配管４１ｂへと流れる水の流量は、バイパスサーボ４２により制御される。バイパス配管４１ｂを流れる水は、配管４０ｇを流れる水と混合される。すなわち、配管４０ｇの他方端から出湯される水の温度は、バイパスサーボ４２がバイパス配管４１ａからバイパス配管４１ｂへと流れる水の流量を制御することにより、調整される。

一次熱交換器２３内において燃焼ガス中の水蒸気が凝縮することにより発生した水（以下においては、この水を、ドレンという）は、ダクト２７を通って筐体１０の外部へと排出される。

（一次熱交換器の詳細構成）
以下に、一次熱交換器２３の詳細構成を説明する。

図２～図４に示されるように、一次熱交換器２３は、筐体２３ａと、伝熱管２３ｂ～伝熱管２３ｄと、ヘッダ２３ｅ～ヘッダ２３ｊと、入水口２３ｋと、出水口２３ｌと、フィン２３ｍとを有している。なお、図３においては、一部のフィン２３ｍの図示は、省略してある。

筐体２３ａは、側壁２３ａａ～側壁２３ａｄを有している。側壁２３ａａ及び側壁２３ａｃは、第１方向ＤＲ１において、互いに対向している。側壁２３ａｂ及び側壁２３ａｄは、第２方向ＤＲ２において、互いに対向している。第１方向ＤＲ１及び第２方向ＤＲ２は、互いに交差している。好ましくは、第１方向ＤＲ１及び第２方向ＤＲ２は、互いに直交している。

側壁２３ａｂは、側壁２３ａａ及び側壁２３ａｃに連なっている。側壁２３ａｄは、側壁２３ａａ及び側壁２３ａｃに連なっている。筐体１０の上面には側壁２３ａａ～側壁２３ａｄの上端で画された開口部が形成されており、筐体１０の底面には側壁２３ａａ～側壁２３ａｄの下端で画された開口部が形成されている。バーナ２１から発せられた燃焼ガスは、筐体１０の上面にある開口部から一次熱交換器２３の内部に入り、筐体１０の下面にある開口部から排出される。

伝熱管２３ｂは、一方端において側壁２３ａａの内壁面に固定されており、他方端において側壁２３ａｃの内壁面に固定されている。側壁２３ａａの内壁面とは側壁２３ａａの側壁２３ａｃ側を向いている面であり、側壁２３ａｃの内壁面とは側壁２３ａｃの側壁２３ａａ側を向いている面である。

伝熱管２３ｂは、第１方向ＤＲ１に沿って延在している。伝熱管２３ｂは、例えば、楕円筒形状を有している。伝熱管２３ｂは、第２方向ＤＲ２に沿って単列をなすように、複数本配列されている。図中に示された例では、伝熱管２３ｂの本数は８本である。隣り合う２本の伝熱管２３ｂは、間隔を置いて配列されている。

伝熱管２３ｃは、一方端において側壁２３ａａの内壁面に固定されており、他方端において側壁２３ａｃの内壁面に固定されている。伝熱管２３ｃは、第１方向ＤＲ１に沿って延在している。伝熱管２３ｃは、側壁２３ａｂの外壁面上において、第３方向ＤＲ３に沿って間隔を置いて複数本配列されている。第３方向ＤＲ３は、第１方向ＤＲ１及び第２方向ＤＲ２に交差する方向である。好ましくは、第３方向ＤＲ３は、第１方向ＤＲ１及び第２方向ＤＲ２に直交している。側壁２３ａｂの外壁面とは、側壁２３ａｂの側壁２３ａｄとは反対側の面である。図中に示された例では、伝熱管２３ｃの本数は３本である。

伝熱管２３ｄは、一方端において側壁２３ａａの内壁面に固定されており、他方端において側壁２３ａｃの内壁面に固定されている。伝熱管２３ｄは、第１方向ＤＲ１に沿って延在している。伝熱管２３ｄは、側壁２３ａｄの外壁面上において、第３方向ＤＲ３に沿って間隔を置いて複数本配列されている。側壁２３ａｄの外壁面とは、側壁２３ａｄの側壁２３ａｂとは反対側の面である。図中に示された例では、伝熱管２３ｄの本数は３本である。

ヘッダ２３ｅ～ヘッダ２３ｈは、側壁２３ａａの外壁面に取り付けられている。側壁２３ａａの外壁面は、側壁２３ａａの内壁面の反対面である。ヘッダ２３ｅは、最も側壁２３ａｂ側にある伝熱管２３ｂの一方端に接続されている。ヘッダ２３ｆは、隣り合う２本の伝熱管２３ｂの一方端に接続されている。ヘッダ２３ｇは、最も側壁２３ａｄ側にある伝熱管２３ｂの一方端及び伝熱管２３ｄの一方端を接続されている。ヘッダ２３ｈは、伝熱管２３ｃの一方端に接続されている。

ヘッダ２３ｉ及びヘッダ２３ｊは、側壁２３ａｃの外壁面に取り付けられている。側壁２３ａｃの外壁面は、側壁２３ａｃの内壁面の反対面である。ヘッダ２３ｉは、隣り合う２本の伝熱管２３ｂの他方端に接続されている。ヘッダ２３ｊは、伝熱管２３ｃの他方端及び伝熱管２３ｄの他方端に接続されている。

入水口２３ｋは、ヘッダ２３ｅに接続されている。出水口２３ｌは、ヘッダ２３ｈに接続されている。図示されていないが、ヘッダ２３ｅには配管４０ｆの他方端が接続され、出水口２３ｌには配管４０ｇの一方端が接続される。

図３に示されるように、複数のフィン２３ｍは、第１方向ＤＲ１に沿って配置されている。フィン２３ｍは、例えば、ステンレス鋼により形成されている。図５に示されるように、フィン２３ｍは、複数のフィン本体部２３ｍａと、１つ又は複数の架橋部２３ｍｂとを有している（フィン本体部２３ｍａの数が２つである場合、架橋部２３ｍｂの数は１つとなる）。フィン本体部２３ｍａは、伝熱管２３ｂの外周面から張り出すように第１方向ＤＲ１に交差する面内において延在している部分である。フィン本体部２３ｍａは、第２方向ＤＲ２に沿って配列されている。架橋部２３ｍｂは、隣り合う２つのフィン本体部２３ｍａを接続している部分である。架橋部２３ｍｂは、第３方向ＤＲ３における両側から切り欠きに挟み込まれている。架橋部２３ｍｂは、第３方向ＤＲ３において、伝熱管２３ｂと重なる位置に配置されている。架橋部２３ｍｂは、第３方向ＤＲ３において幅Ｗ１を有している。

フィン本体部２３ｍａには、挿通孔２３ｍｃが形成されている。挿通孔２３ｍｃは、フィン本体部２３ｍａを厚さ方向に貫通している。挿通孔２３ｍｃは、第１方向ＤＲ１から見て、例えば楕円形状を有している。挿通孔２３ｍｃには、伝熱管２３ｂが挿通されている。フィン本体部２３ｍａは、挿通孔２３ｍｃに伝熱管２３ｂが挿入された状態で伝熱管２３ｂの外周面にロウ付けされている。これにより、フィン２３ｍと伝熱管２３ｂとの間の熱伝導が可能になっている。

フィン本体部２３ｍａには、貫通孔２３ｍｄが形成されている。貫通孔２３ｍｄは、フィン本体部２３ｍａを厚さ方向に貫通している。貫通孔２３ｍｄは、第３方向ＤＲ３に沿って延在するスリット形状を有していることが好ましい。貫通孔２３ｍｄは、第２方向ＤＲ２において幅Ｗ２を有しており、第３方向ＤＲ３において幅Ｗ３を有している。幅Ｗ２は、幅Ｗ３よりも小さいことが好ましい。なお、幅Ｗ２が極めて小さく、貫通孔２３ｍｄの形状が線状に近いような場合も、「貫通孔２３ｍｄがスリット状の形状を有している」に含まれるものとする。第１方向ＤＲ１から見て、貫通孔２３ｍｄの第３方向ＤＲ３における端は、曲線となっていることが好ましい。この曲線は、貫通孔２３ｍｄの外側に向かって凸になっている。幅Ｗ３は、幅Ｗ１よりも大きいことが好ましい。

貫通孔２３ｍｄは、第２方向ＤＲ２における架橋部２３ｍｂの隣において、フィン本体部２３ｍａに形成されている。一対の貫通孔２３ｍｄが、架橋部２３ｍｂを挟んで互いに対向するように形成されていることが好ましい。なお、少なくとも１つのフィン本体部２３ｍａにおいて、第２方向ＤＲ２における架橋部２３ｍｂの隣に貫通孔２３ｍｄが形成されていればよい。

入水口２３ｋから供給された水は、ヘッダ２３ｅを介して伝熱管２３ｂに供給され、伝熱管２３ｂ内を順次流れる。伝熱管２３ｂを通過した水は、伝熱管２３ｄに供給され、伝熱管２３ｄ内を流れる。伝熱管２３ｄを通過した水は、伝熱管２３ｃに供給され、伝熱管２３ｃを流れる。伝熱管２３ｃを通過した水は、ヘッダ２３ｈを介して出水口２３ｌから出る。水は、伝熱管２３ｂを流れている間に、バーナ２１において発生した燃焼ガスによって加熱されたフィン２３ｍとの間で熱交換を行う。また、水は、伝熱管２３ｃ及び伝熱管２３ｄを流れている間にも、バーナ２１において発生した燃焼ガスとの間で熱交換を行う。

（実施形態に係る一次熱交換器の効果）
以下に、一次熱交換器２３の効果を、比較例と対比しながら説明する。

比較例に係る一次熱交換器の構成は、フィン２３ｍの構成を除き、一次熱交換器２３の構成と同一である。図６に示されるように、比較例に係る一次熱交換器においては、フィン本体部２３ｍａに貫通孔２３ｍｄが形成されていない。

図７に示されるように、バーナ２１により発せられた燃焼ガスで加熱されることで、フィン２３ｍの架橋部２３ｍｂが熱膨張する（図中の矢印参照）。比較例に係る一次熱交換器においては、フィン本体部２３ｍａに貫通孔２３ｍｄが形成されていないため、伝熱管２３ｂに架橋部２３ｍｂの熱膨張が作用する。そして、伝熱管２３ｂの一方端は側壁２３ａａに固定されているため、架橋部２３ｍｂの熱膨張が伝熱管２３ｂに作用した際に、伝熱管２３ｂと側壁２３ａａとの固定部に熱応力が生じやすい。この熱応力は、伝熱管２３ｂと側壁２３ａａとの固定部に破損が生じる原因となる可能性がある。

他方で、一次熱交換器２３において、フィン本体部２３ｍａには、貫通孔２３ｍｄが形成されており、その周辺にあるフィン本体部２３ｍａが変形しやすいため、燃焼ガスによる加熱で架橋部２３ｍｂに熱膨張が生じても、その熱膨張が伝熱管２３ｂにまで伝わりにくい。その結果、一次熱交換器２３においては、伝熱管２３ｂに生じる熱応力が低減されることになる。

架橋部２３ｍｂの熱膨張に起因して伝熱管２３ｂに熱応力が加わることを回避するためには、フィン２３ｍから架橋部２３ｍｂを除去してしまうことが考えられる。しかしながら、フィン２３ｍから架橋部２３ｍｂを除去してしまうと、各々のフィン本体部２３ｍａがバラバラになるため、フィン２３ｍを伝熱管２３ｂに組み付ける際の作業量が増大してしまう。一次熱交換器２３においては、各々のフィン本体部２３ｍａが架橋部２３ｍｂにより一体化されているため、フィン２３ｍを伝熱管２３ｂに組み付ける際の作業量の増大は生じない。

一次熱交換器２３においては、一対となる貫通孔２３ｍｄが架橋部２３ｍｂを挟んで互いに対向するように形成されているため、架橋部２３ｍｂの両側に変形が生じやすい部分がある。そのため、一次熱交換器２３によると、架橋部２３ｍｂの熱膨張が伝熱管２３ｂにさらに伝わりにくく、伝熱管２３ｂに発生する熱応力をさらに低減することができる。

一次熱交換器２３においては、貫通孔２３ｍｄの第３方向ＤＲ３における端は、第１方向ＤＲ１から見て曲線となっており、その曲線は貫通孔の外側に向けて凸になっているため、貫通孔２３ｍｄの端近傍に応力集中箇所が少ない。そのため、一次熱交換器２３によると、架橋部２３ｍｂの熱膨張により貫通孔２３ｍｄの周囲にあるフィン本体部２３ｍａが変形した際に、貫通孔２３ｍｄの周囲にあるフィン本体部２３ｍａが切断されてしまうことが抑制できる。

（変形例）
以下に、変形例に係るフィン２３ｍの構成を説明する。

図８に示されるように、貫通孔２３ｍｄは、楕円形状を有していてもよい。なお、この楕円形状の長軸は、第３方向ＤＲ３に沿っている。図９に示されるように、貫通孔２３ｍｄは、円形形状を有していてもよい。

図１０に示されるように、貫通孔２３ｍｄは、湾曲した形状を有していてもよい。この湾曲した形状は、挿通孔２３ｍｃの縁に沿った形状（挿通孔２３ｍｃの縁に平行な形状）になっている。この場合、貫通孔２３ｍｄの周囲にあるフィン本体部２３ｍａの幅を均一化することができるため、架橋部２３ｍｂの熱膨張により貫通孔２３ｍｄの周囲にあるフィン本体部２３ｍａが変形した際に、貫通孔２３ｍｄの周囲にあるフィン本体部２３ｍａが切断されてしまうことをさらに抑制することができる。

図１１に示されるように、架橋部２３ｍｂには、貫通孔２３ｍｅがさらに形成されていてもよい。貫通孔２３ｍｅは、架橋部２３ｍｂを厚さ方向に貫通している。貫通孔２３ｍｅは、第２方向ＤＲ２に沿って延在している。架橋部２３ｍｂを挟み込んで対向するように形成された一対の貫通孔２３ｍｄは、貫通孔２３ｍｅにより接続されていてもよい。この場合には、架橋部２３ｍｂが熱膨張した際に、架橋部２３ｍｂ自体が変形しやすくなるため、架橋部２３ｍｂの熱膨張が伝熱管２３ｂに伝わりにくくなり、伝熱管２３ｂに発生する熱応力をさらに低減することができる。

第２方向ＤＲ２における一方端にあるフィン本体部２３ｍａをフィン本体部２３ｍａ１とし、第２方向ＤＲ２における他方端にあるフィン本体部２３ｍａをフィン本体部２３ｍａ３とする。また、フィン本体部２３ｍａ１の隣にあるフィン本体部２３ｍａをフィン本体部２３ｍａ２とし、フィン本体部２３ｍａ３の隣にあるフィン本体部２３ｍａをフィン本体部２３ｍａ４とする。さらに、フィン本体部２３ｍａ１とフィン本体部２３ｍａ２とを接続する架橋部２３ｍｂを架橋部２３ｍｂ１とし、フィン本体部２３ｍａ３とフィン本体部２３ｍａ４とを接続する架橋部２３ｍｂを架橋部２３ｍｂ２とする。

図１２に示されるように、架橋部２３ｍｂ１を挟んで対向するように一対の貫通孔２３ｍｄが形成されているとともに、架橋部２３ｍｂ２を挟んで対向するように一対の貫通孔２３ｍｄが形成されている。また、架橋部２３ｍｂ１及び架橋部２３ｍｂ２以外の架橋部２３ｍｂの隣には、貫通孔２３ｍｄが形成されていない。

架橋部２３ｍｂの熱膨張に起因した熱応力が最も強く作用するのは第２方向ＤＲ２における端に配置されている伝熱管２３ｂであるため、上記のように貫通孔２３ｍｄを形成することにより、伝熱管２３ｂに加わる熱応力を十分に低減することが可能である。また、この場合には、貫通孔２３ｍｄを形成する個数を減らすことができるため、貫通孔２３ｍｄの形成によるフィン２３ｍの面積減少及びそれに伴うフィン２３ｍの伝熱効率低下を抑制することが可能となる。

以上のように本開示の実施形態について説明を行ったが、上述の実施形態を様々に変形することも可能である。また、本発明の範囲は、上述の実施形態に限定されるものではない。本発明の範囲は、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及び範囲内での全ての変更を含むことが意図される。

上記の実施形態は、一次熱交換器及びそれを備える温水装置に特に有利に適用されるものである。

ＤＲ１ 第１方向、ＤＲ２ 第２方向、ＤＲ３ 第３方向、Ｗ１，Ｗ２，Ｗ３ 幅、１０ 筐体、２０ 燃焼装置、２１ バーナ、２２ 点火プラグ、２３ 一次熱交換器、２３ａ 筐体、２３ａａ，２３ａｂ，２３ａｄ 側壁、２３ｂ，２３ｃ，２３ｄ 伝熱管、２３ｅ，２３ｆ，２３ｇ，２３ｈ，２３ｉ，２３ｊ ヘッダ、２３ｋ 入水口、２３ｌ 出水口、２３ｍ フィン、２３ｍａ，２３ｍａ１，２３ｍａ３，２３ｍａ２，２３ｍａ４ フィン本体部、２３ｍｂ，２３ｍｂ１，２３ｍｂ２ 架橋部、２３ｍｃ 挿通孔、２３ｍｄ，２３ｍｅ 貫通孔、２４ 二次熱交換器、２５ チャンバ、２６ ファン、２７ ダクト、２８ ベンチュリ、２９ オリフィス、３０ ガスバルブ、４０ａ，４０ｂ，４０ｃ，４０ｄ，４０ｅ，４０ｆ，４０ｇ 配管、４１ａ，４１ｂ バイパス配管、４２ バイパスサーボ。

Claims (7)

1. 第１方向に沿って延在しているとともに、前記第１方向に交差する第２方向に沿って配列されている複数の伝熱管と、
   前記第１方向に沿って配置されている複数のフィンとを備え、
   前記フィンは、前記第２方向に沿って配列されている複数のフィン本体部と、隣り合う２つの前記フィン本体部を接続している１つ又は複数の架橋部とを有し、
   少なくとも１つの前記フィン本体部には、前記第２方向における前記架橋部の隣に貫通孔が形成されており、
   前記第１方向及び前記第２方向に交差する第３方向における前記貫通孔の幅は、前記第３方向における前記架橋部の幅よりも大きい、熱交換器。
2. 一対となる前記貫通孔が、前記架橋部を挟んで互いに対向するように形成されている、請求項１に記載の熱交換器。
3. 前記貫通孔は、前記第３方向に沿って延在しているスリット形状を有している、請求項１に記載の熱交換器。
4. 前記貫通孔の前記第３方向における端は、前記第１方向から見て曲線となっており、
   前記曲線は、前記貫通孔の外側に向けて凸になっている、請求項３に記載の熱交換器。
5. 前記貫通孔は、楕円形状を有している、請求項１又は請求項２に記載の熱交換器。
6. 第１方向に沿って延在しているとともに、前記第１方向に交差する第２方向に沿って配列されている複数の伝熱管と、
   前記第１方向に沿って配置されている複数のフィンとを備え、
   前記フィンは、前記第２方向に沿って配列されている複数のフィン本体部と、隣り合う２つの前記フィン本体部を接続している１つ又は複数の架橋部とを有し、
   少なくとも１つの前記フィン本体部には、前記第２方向における前記架橋部の隣に貫通孔が形成されており、
   前記フィンの前記第２方向における一方端に最も近い位置にある前記架橋部である第１架橋部を挟んで互いに対向するように一対の前記貫通孔が形成されているとともに、前記フィンの前記第２方向における他方端に最も近い位置にある前記架橋部である第２架橋部を挟んで互いに対向するように一対の前記貫通孔が形成されており、
   前記第１架橋部及び前記第２架橋部以外の前記架橋部の隣には、前記貫通孔が形成されていない、熱交換器。
7. 請求項１～請求項６のいずれか１項に記載の前記熱交換器と、
   前記熱交換器により熱交換される燃焼ガスを発生させるバーナとを備える、温水装置。

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