特許 5951467 潜熱回収型給湯機の二次熱交換装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】5951467

(24)【登録日】2016年6月17日

(45)【発行日】2016年7月13日

(54)【発明の名称】潜熱回収型給湯機の二次熱交換装置

(51)【国際特許分類】

   F24H 9/00 20060101AFI20160630BHJP

   F24H 1/14 20060101ALI20160630BHJP

【ＦＩ】

   F24H9/00 B

   F24H9/00 C

   F24H1/14 B

【請求項の数】1

【全頁数】9

(21)【出願番号】特願2012-278098(P2012-278098)

(22)【出願日】2012年12月20日

(65)【公開番号】特開2014-122725(P2014-122725A)

(43)【公開日】2014年7月3日

【審査請求日】2015年5月25日

(73)【特許権者】

【識別番号】000000538

【氏名又は名称】株式会社コロナ

(72)【発明者】

【氏名】田村 竹年

(72)【発明者】

【氏名】丸山 寛也

(72)【発明者】

【氏名】小島 輝明

【審査官】 礒部 賢

(56)【参考文献】

【文献】 国際公開第２０１１／１３５６５０（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 韓国公開特許第１０−２０１１−００７７３０７（ＫＲ，Ａ）

【文献】 特開２０１２−１０７８１３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１１−１３７５６７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１１−０４７５９６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１２−１１７７３６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１２−００７７６４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１１−０４７５３３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１１−１４４９８０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００３−２８７２２４（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｆ２４Ｈ １／１０ − １／１６

Ｆ２４Ｈ ９／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

箱形のケーシングの底部一側寄りにはドレン排出口を形成し、このドレン排出口の反対側底部には燃焼ガスの流入口が形成され、ケーシングの上部中央には燃焼ガスの排気口を備え、更にケーシング内には複数本の吸熱パイプを密集して設け、一次熱交換器通過後の燃焼ガスから潜熱を回収する二次熱交換器を収納したものに於いて、前記ケーシング内高さ方向ほぼ中央を吸熱パイプも含めて仕切ると共に、流入口の反対側には上下を連通する連通口を形成した整流板を備え、更に流入口と整流板との間には、吸熱パイプを設置しないようにすると共に、流入口の周囲には内側に向かって円弧状のバーリング縁を形成し、更に前記バーリング縁の器具背面側を他より上方に突出させると共に、先端部には流入して来る燃焼ガスを吸熱パイプ側に案内する案内部を形成した事を特徴とする潜熱回収型給湯機の二次熱交換装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

この発明は、発生するドレンによる一次熱交換器の腐食を防止した潜熱回収型給湯機の二次熱交換装置に関するものである。

【背景技術】

【0002】

従来よりこの種の潜熱回収型の給湯装置では、一次熱交換器を備えた燃焼室に連通してパイプ状の二次熱交換器を設けており、一次熱交換器と二次熱交換器を仕切る仕切板も傾斜させるなどして、二次熱交換器で発生するドレンの収集も良好に行うようにしたものであった。（例えば、特許文献１参照。）

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１０−２８１４９５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

ところでこの従来のものでは、器具組み立て後に最終的に行われる燃焼検査で、二次熱交換器で発生したドレンが流れずに仕切板に付着していた場合、器具の輸送時に該器具の背面を下にして運び、設置の為に再び正立状態に戻すことで、背面倒しで排気経路に滴下したドレンが正立状態で一次熱交換器に降りかかることとなり、耐食材料や耐食処理をしていない排気経路や一次熱交換器が腐食してしまうと言う課題を有するものであった。

【課題を解決するための手段】

【0005】

この発明は上記課題を解決するために、特にその構成を、箱形のケーシングの底部一側寄りにはドレン排出口を形成し、このドレン排出口の反対側底部には燃焼ガスの流入口が形成され、ケーシングの上部中央には燃焼ガスの排気口を備え、更にケーシング内には複数本の吸熱パイプを密集して設け、一次熱交換器通過後の燃焼ガスから潜熱を回収する二次熱交換器を収納したものに於いて、前記ケーシング内高さ方向ほぼ中央を吸熱パイプも含めて仕切ると共に、流入口の反対側には上下を連通する連通口を形成した整流板を備え、更に流入口と整流板との間には、吸熱パイプを設置しないようにすると共に、流入口の周囲には内側に向かって円弧状のバーリング縁を形成し、更に前記バーリング縁の器具背面側を他より上方に突出させると共に、先端部には流入して来る燃焼ガスを吸熱パイプ側に案内する案内部を形成したものである。

【発明の効果】

【0007】

この発明によれば、燃焼ガスの流入口の周辺に内側に向かって円弧状のバーリング縁が形成されているので、組み立て最終の燃焼検査後に器具の背面を下にして輸送しても、ドレンはケーシング内の背面側に集中して漏れ出ることはなく、又輸送中の振動でドレンが飛び跳ねることがあっても、バーリング縁によって内側に戻され、流入口から流出することがなく、従って、耐食材料や耐食処理をしていない排気経路や一次熱交換器が腐食することを確実に防止することが出来、長期に渡って安心して使用出来るものである。
又バーリング縁の器具背面側を他より上方に突出しているので、更に確実に輸送時の振動によるドレンの飛びはねによる流入口からの流出を防止出来、しかも、このバーリング縁の先端部には流入して来る燃焼ガスを吸熱パイプ側に案内する案内部が形成されているので、無駄のなくスムーズな燃焼ガスの供給で熱交換効率の向上を図ることが出来るものである。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】この発明の一実施形態の二次熱交換装置を有する給湯装置を示す概略構成図。

【図2】同二次熱交換装置の横断面概略図。

【図3】同二次熱交換装置の器具背面側を下にした輸送状態の横断面概略図。

【図4】同二次熱交換装置の分解斜視図。

【図5】他の実施形態の二次熱交換装置の横断面概略図。

【図6】他の実施形態の二次熱交換装置の器具背面側を下にした輸送状態の横断面概略図。

【発明を実施するための形態】

【0010】

次にこの発明の一実施形態の給湯装置を図１〜図３に基づき説明する。
１は本実施形態の潜熱回収型の気化式石油給湯装置、２は石油等の燃油を気化する気化器、３は気化器２に備えられ燃油を気化可能な温度まで加熱する気化器ヒータ、４は気化器２の温度を検出する気化温度センサ、５は気化器２と連通し該気化器２で気化された気化ガスと一次空気とを予混合する混合室、６は混合室５底部に設けられ該混合室５を加熱する混合室ヒータ、７は混合室５の温度を検出する混合室温度センサ、８は混合室５と連通し該混合室５で予混合された予混合ガスを燃焼させる燃焼部としてのバーナ部、９は気化器２の背面でバーナ部８上に突出された複数個の吸熱フィンで、燃焼熱を気化器２にフィードバックして、気化器ヒータ３の通電量を極力抑えるものである。

【0011】

１０は気化器２に燃油を噴霧するノズル、１１はノズル１０に送油管１２を介して燃油を圧送する電磁ポンプ、１３は燃焼ファンであり、送風路１４を介して気化器２の入口及びバーナ部８とカバー枠１５との間の空気室１６とに連通し、吸込口１７より吸引した燃焼空気を気化器２には予混合用の一次空気として供給し、空気室１６には気化器２側方を通り混合室５の下方からバーナ部８で燃焼される二次空気として供給するものである。

【0012】

１８は燃焼室１９内に収容された一次熱交換器で、この一次熱交換器１８は、バーナ部８の燃焼により発生した燃焼ガスから顕熱を回収し一次受熱管２０を流通する水を加熱するフィンチューブ式で構成されており、２１は一次熱交換器１８を通過した後の燃焼ガスから潜熱を回収し細い吸熱パイプ２２を流通する水を加熱する二次熱交換器であり、バーナ部８の上方に一次熱交換器１８が配置され、一次熱交換器１８の上方に二次熱交換器２１が配置されているものであり、一次熱交換器１８、二次熱交換器２１の順に通過した燃焼ガスは排気口２３より給湯装置１外に排気されるものである。

【0013】

前記二次熱交換器２１は、燃焼室１９上に設けられた箱形のケーシング２４内に備えられ二次熱交換装置２５を構成するものであり、ケーシング２４の底部２６左端の一側寄りにはドレン排出口２７が形成され、このドレン排出口２７の反対側の底部２６には燃焼ガスの流入口２８が形成され、ケーシング２４の上部２９の中央には上記した燃焼ガスの排気口２３が備えられており、更にケーシング２４内の二次熱交換器２１は、底部２６の左端の前後に立設された往きヘッダー３０と戻りヘッダー３１との間に、９本の細管からなり複数の蛇行部を形成した吸熱パイプ２２を、密集して掛け渡して構成されたものであり、ケーシング２４の高さ方向ほぼ中央で吸熱パイプ２２の下から４本目と５本目の間には、このケーシング２４内を上下に仕切る整流板３２が備えられ、更にこの整流板３２の流入口２８とは反対側端部には、複数の長穴から構成された連通口３３が形成され、整流板３２で仕切られたケーシング２４内の上下を連通させるものであり、又整流板３２より上方で排気口２３下方で、吸熱パイプ２２の下から７本目と８本目の間には、連通口３３から直接排気口２３へ向かう燃焼ガスと、排気口２３下方を迂回してから排気口２３へ向かう燃焼ガスとに分割する該排気口２３より大きな補助整流板３４を備えたものである。

【0014】

３５は燃焼室１９上に二次熱交換装置２５を載置するための取り付け基板で、ケーシング２４との間にはファインシートからなるパッキン３６を備え、燃焼室１９との間には固定金具３７を備えており、取り付け基板３５自身は、側面視前側が薄く背面側ほど徐々に厚なるように形成され、ケーシング２４を燃焼室１９上に載置することで、ケーシング２４はドレン排出口２７がある前側に向かって下り傾斜するように取り付けられるものである。

【0015】

更にケーシング２４内の流入口２８から仕切板３２までの間は、吸熱パイプ２２を短くしてＵターンさせることで、吸熱パイプ２２を位置させないことにより、燃焼ガスの流入の邪魔をせずにスムーズな流入を促すと共に、ドレンの燃焼室１９内への侵入を確実に防止して、腐食や破損を阻止するものである。

【0016】

又上記ケーシング２４のドレン排出口２７を最下方とする傾斜によって、該ケーシング２４内の整流板３２も他方の連通口３３に向かって下り傾斜し、流入口２８から流入した燃焼ガスを整流板３２に沿わせて下降させることで、燃焼ガスの流速が抑えられた状態で下側の吸熱パイプ２２の外周を流通するので、効率良く燃焼ガスの熱が吸熱パイプ２２内を流通する流水に伝えられるものであり、更に連通口３３に達した燃焼ガスは、反転して上り傾斜している整流板３２の上側を排気口２３に向かって上昇して行くが、反転したばかりで勢いがなく遅い流れとなって、上側の吸熱パイプ２２の外周を流通することで、やはり効率良く燃焼ガスの熱が吸熱パイプ２２内の流水に伝えられ、二次熱交換器２１全体として熱効率の向上を得ることが出来るものである。

【0017】

３８は流入口２８の端部全周に形成された内側に向かって円弧状に立ち上げられたバーリング縁で、燃焼ガスの流入の邪魔とはならず、図３に示すように、組み立て後の燃焼検査後に器具の背面側を下にして輸送した場合、ドレンがケーシング２４内の背面側に集中し、移動の振動で飛び跳ねてもバーリング縁３８によって、オーバーラップしたバーリング縁３８にドレンが跳ね返されて確実に内方へ戻されるので、器具輸送時にドレンがケーシング２４外に漏れ出ることはないものである。

【0018】

３９はケーシング２４の底部２６で受けて回収されたドレンを中和装置４０に導くドレン配管である。
４１は給水源から供給される水を二次熱交換器２１に流通させる給水管、４２は一次熱交換器１８で加熱された湯を流通させ、所定箇所に設けられた給湯栓（図示せず）に湯を供給する給湯管、４３は給水管４１から分岐した給水バイパス管であり、一次熱交換器１８と二次熱交換器２１と給水管４１と給湯管４２と給水バイパス管４３とで水が流通する給湯回路を構成するものである。

【0019】

４４は給湯管４２と給水バイパス管４３との接続部に設けられ、給湯管４２からの湯と給水バイパス管４３からの水とを混合し、その混合比を可変できる混合弁、４５は給水管４１に設けられ給水温度を検出する給水温度センサ、４６は給水管４１に設けられ流量を検出する流量センサ、４７は給湯管４２に設けられ一次熱交換器１８及び二次熱交換器２１で加熱された湯の温度を検出する熱交出口温度センサ、４８は給湯管４２に設けられ、混合弁４４で混合された湯の温度を検出する給湯温度センサである。

【0020】

４９はマイクロコンピュータを主体として、この潜熱回収型気化式石油給湯装置１の各センサの信号を受け、気化器ヒータ３や混合室ヒータ６や燃焼ファン１３等の各アクチュエータの駆動を制御する制御手段である。

【0021】

５０は前記制御手段４９と通信可能に接続され、潜熱回収型気化式石油給湯装置１の遠隔操作を行うリモコンで、リモコン５０は潜熱回収型気化式石油給湯装置１の運転のオンオフを指示する運転スイッチ５１や、給湯温度を設定するための給湯温度設定スイッチなどからなる操作部５２を備えているものである。

【0022】

次にこの一実施形態の潜熱回収型気化式石油給湯装置１の動作について説明する。
前記リモコン５０の運転スイッチ５１がオンされると、前記制御手段４９は、気化温度センサ４の検出する温度に基づき気化器ヒータ３を制御すると共に、混合室温度センサ７の検出する温度に基づき混合室ヒータ６を制御し、気化器２および混合室５の予熱を行い、気化器２が燃油を気化可能な温度、例えば気化器２の温度が２２０℃〜２２５℃に維持され、混合室５の温度が１２５℃〜１３０℃に維持されるスタンバイ状態となる。このスタンバイ状態では、燃焼要求が発生した場合には素早くバーナ部８を着火でき、必要最低限の温度を維持することでスタンバイ時の消費電力を低減することができるものである。

【0023】

前記スタンバイ状態に於いて、給湯栓が開栓され、流量センサ４６が最低作動流量以上の流量を検出して燃焼要求が発生したと前記制御手段４９が判断すると、気化器ヒータ３および混合室ヒータ６を強制的にオンして着火性を良くし、電磁ポンプ１１および燃焼ファン１３を駆動させて、気化器２で気化された気化ガスと一次空気とを混合室５で予混合し、予混合ガスをバーナ部８より噴出して燃焼を開始させるものである。

【0024】

前記バーナ部８の燃焼により発生した燃焼ガスは、一次熱交換器１８を流通し、一次熱交換器１８を通過した後、二次熱交換器２１を流通し、二次熱交換器２１を通過した後、排気口２３から潜熱回収型気化式石油給湯装置１外に排出されるものである。また、給水源から供給された水は、給水管４１から吸熱パイプ２２に導かれ、吸熱パイプ２２から一次受熱管２０へ順に流通して、ここで燃焼ガスとの熱交換により加熱され、そして、一次受熱管２０から給湯管４２に導かれ、混合弁４４の開度調整によって給湯設定温度に温調された湯が最終的に給湯栓から給湯されるものである。

【0025】

この時、二次熱交換装置２５では、ケーシング２４自体がドレン排出口２７が最下方になるように傾斜しているので、ケーシング２４内の高さ方向ほぼ中央に備えられた整流板３２も流入口２８側を上にして連通口３３に向かって下り傾斜状態となっており、流入口２８からケーシング２４内に流入した燃焼ガスは、連通口３３に向かって下降しながら流通することで、流速が抑えられながら下側の吸熱パイプ２２外周を流通し、その後、燃焼ガスは連通口３３から反転して排気口２３に向かって上昇流となって上側の吸熱パイプ２２外周を流通して排気口２３から排気されるので、下側では燃焼ガスは流速が抑えられてゆっくりな流となって熱交換が良好に行われるものであり、又上側では燃焼ガスは反転から上昇流となるので勢いがなく、ここでもゆっくりな流れとなって熱交換が良好に行われ、上下合わせて熱交換効率が向上した二次熱交換装置２５を得ることが出来るものである。

【0026】

又連通口３３から排気口２３に向かって流通する燃焼ガスは、排気口２３の下方に補助整流板３４が備えられていることにより、直接排気口２３に向かう流れと、排気口２３下方の補助整流板３４の下を通過後に排気口２３に向かう流れの２つの流れに分割されるので、大量の燃焼ガスが勢い良く排気口２３から放出されることで発生していた、吸熱パイプ２２に付着しているドレンが飛び跳ねて排気口２３や排気筒を腐食する危険を確実に防止することが出来るもので、安心して使用出来るものである。

【0027】

次に図３に示すように、器具組み立て後に最終の燃焼検査をしたこの器具を背面を下にして積み込んで輸送した場合、燃焼検査で発生し排水しきれなかったドレンが、ケーシング２４内の背面側に集中し、輸送の振動で飛び跳ねても流入口２８のバーリング縁３８によって、オーバーラップしたバーリング縁３８にドレンが跳ね返され、円弧状に沿って確実に内方へ戻されるので、器具輸送時にドレンがケーシング２４外に漏れ出ることはないく、耐食材料や耐食処理をしていない排気経路や一次熱交換器１８が腐食することを確実に防止することが出来、長期に渡って安心して使用出来るものである。ものである。

【0028】

更にケーシング２４のドレン排出口２７に向かう傾斜は、取り付け基板３５によるケーシング２４自体を傾斜して取り付けることで形成されるので、ドレンの捕集が確実に行われるものであり、しかも二次熱交換装置２５自体は通常通りに作製出来、構成簡単で組み付けも容易に行えるものである。

【0029】

更にケーシング２４内の流入口２８から整流板３２までの間は、吸熱パイプ２２を短くしてＵターンさせることで、吸熱パイプ２２を位置させないことにより、燃焼ガスの流入の邪魔をせずにスムーズな流入を促すと共に、ドレンの燃焼室１９内への侵入を確実に防止して、腐食や破損を阻止するものである。

【0030】

次に図５、６に示す他の実施形態について説明するが、同一部品には同一符号を付し説明を省略し、相違点のみ説明する。
５３は流入口２８の端部で器具前面側のバーリング縁３８より上方に突出させて設けられた器具背面側のバーリング縁で、器具背面側を下にしての輸送時に振動によるドレンの飛びはねによる流入口２８からの流出を更に確実に防止するようにしたものであり、しかも、このバーリング縁５３の先端部には流入して来る燃焼ガスを吸熱パイプ２２側に案内する傾斜板から成る案内部５４が形成されているので、無駄のなくスムーズな燃焼ガスの吸熱パイプ２２への供給で熱交換効率の向上を図ることが出来るものである。

【符号の説明】

【0031】

１８ 一次熱交換器
２１ 二次熱交換器
２２ 吸熱パイプ
２３ 排気口
２４ ケーシング
２５ 二次熱交換装置
２６ 底部
２７ ドレン排出口
２８ 流入口
３２ 整流板
３３ 連通口
３４ 補助整流板
３８、５３ バーリング縁
５４ 案内部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】