特開 2024-167522 潜熱回収式熱交換器

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024167522

(43)【公開日】2024-12-04

(54)【発明の名称】潜熱回収式熱交換器

(51)【国際特許分類】

   F24H 9/00 20220101AFI20241127BHJP

【ＦＩ】

F24H9/00 B

【審査請求】未請求

【請求項の数】5

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023083654

(22)【出願日】2023-05-22

(71)【出願人】

【識別番号】000115854

【氏名又は名称】リンナイ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110000305

【氏名又は名称】弁理士法人青莪

(72)【発明者】

【氏名】田中 章夫

【テーマコード（参考）】

3L036

【Ｆターム（参考）】

3L036AA12

(57)【要約】

【課題】燃焼排ガスが後方から前方に流れる内部の熱交換室１１を有する筐体１と、熱交換室１１に配置した複数の吸熱パイプ２とを備える潜熱回収式熱交換器であって、筐体１の前板部１ｂに排気筒３が取り付けられ、熱交換室１１の底面１１１の前端部に、下方に窪むドレン受け部１１２と排水口１１３とが設けられ、更に、ドレン受け部１１２を上方から覆うカバー板６と、カバー板６上のドレン水をドレン受け部１１２に落下させる落水口６１とが設けられるものにおいて、カバー板６の下に回り込んだ燃焼排ガスが落水口６１から上方に流れ出て、落水口６１から落下するドレン水を巻き上げることを抑制できるようにする。
【解決手段】カバー板６の落水口６１の口縁となる部分に、下方にのびる曲げ縁部６２を設ける。
【選択図】図２

【特許請求の範囲】

【請求項1】

燃焼排ガスが後方から前方に流れる内部の熱交換室を有する筐体と、熱交換室に配置した複数の吸熱パイプとを備え、燃焼排ガスが保有する潜熱を回収して吸熱パイプに流れる水を加熱するようにした潜熱回収式熱交換器であって、
筐体の前板部に、前板部に開設した排気口を介して燃焼排ガスが流入する排気筒が取り付けられ、
熱交換室の底面前端部に、下方に窪むドレン受け部と、ドレン受け部内のドレン水を排水する排水口とが設けられ、更に、ドレン受け部を上方から覆うカバー板が設けられると共に、カバー板上のドレン水をドレン受け部に落下させる落水口が設けられるものにおいて、
カバー板の落水口の口縁となる部分に、下方にのびる曲げ縁部が設けられることを特徴とする潜熱回収式熱交換器。

【請求項2】

前記カバー板は前下がりに傾斜すると共に、カバー板の前縁と前記筐体の前記前板部との間に隙間が空けられて、この隙間で前記落水口が構成され、カバー板の落水口の口縁となる部分であるカバー板の前縁に前記曲げ縁部が設けられることを特徴とする請求項１記載の潜熱回収式熱交換器。

【請求項3】

前記カバー板に、前後方向に直交する横方向一方への下り勾配が付けられて、カバー板上のドレン水がカバー板の横方向一方の端からも前記ドレン受け部に落下するようにしたことを特徴とする請求項２記載の潜熱回収式熱交換器。

【請求項4】

請求項３記載の潜熱回収式熱交換器であって、前記カバー板は、前記ドレン受け部を上方から覆う前部が後部よりも下方に位置し、後部と前部との間に段差部を有する段付き形状に形成され、カバー板の前部に、前下がりの傾斜と、横方向一方への傾斜とが付けられると共に、カバー板の前部の前縁に前記曲げ縁部が設けられるものにおいて、カバー板の前部の横方向他方の端部に、当該端部の横方向外方からカバー板の前部上に燃焼排ガスが流れることを邪魔する起立した邪魔板部が設けられることを特徴とする潜熱回収式熱交換器。

【請求項5】

前記落水口は、前記カバー板に開設した穴で構成され、カバー板の落水口の口縁となる部分である穴の周縁に前記曲げ縁部が設けられることを特徴とする請求項１記載の潜熱回収式熱交換器。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、燃焼排ガスが後方から前方に流れる内部の熱交換室を有する筐体と、熱交換室に配置した複数の吸熱パイプとを備え、燃焼排ガスが保有する潜熱を回収して吸熱パイプに流れる水を加熱するようにした潜熱回収式熱交換器に関する。

【背景技術】

【0002】

元来、この種の潜熱回収式熱交換器では、一般的に、筐体の前板部に、前板部に開設した排気口を介して燃焼排ガスが流入する排気筒を取り付け、熱交換室の底面前端部に、下方に窪むドレン受け部と、ドレン受け部内のドレン水を排水する排水口とを設けている。ドレン水は、燃焼排ガス中の水分が吸熱パイプの外面で凝縮して発生する強酸性の水である。ドレン水の殆どは、ドレン受け部から排水口を介して排水されるが、ドレン受け部内のドレン水の一部が排気口に向かう燃焼排ガスにより巻き上げられて、排気筒から外部に飛散し、排気筒の外部周辺を汚染することがある。

【0003】

そこで、従来、潜熱回収式熱交換器として、特許文献１により、ドレン受け部を上方から覆うカバー板を設けたものが知られている。これによれば、カバー板に邪魔されて燃焼排ガスがドレン受け部内のドレン水に勢いよく当たらなくなり、ドレン水の巻き上げを抑制できる。また、このものでは、カバー板上のドレン水をドレン受け部に落下させる、カバー板に開設した穴から成る落水口を設けて、カバー板上にドレン水が溜まらないようにしている。

【0004】

然し、このものでは、以下の不具合を生ずることが判明した。即ち、落水口が設けられていると、カバー板の下に回り込んだ燃焼排ガスが落水口から上方に流れ出て、落水口内に上向きの燃焼排ガスの流れが発生する。そして、落水口から落下するドレン水の一部が上向きの燃焼排ガスの流れにより巻き上げられ、排気筒の外部に飛散してしまう。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開２０１６－２２３６４５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

本発明は、以上の点に鑑み、排気筒の外部へのドレン水の飛散をより効果的に抑制できるようにした潜熱回収式熱交換器を提供することをその課題としている。

【課題を解決するための手段】

【0007】

上記課題を解決するために、本発明は、燃焼排ガスが後方から前方に流れる内部の熱交換室を有する筐体と、熱交換室に配置した複数の吸熱パイプとを備え、燃焼排ガスが保有する潜熱を回収して吸熱パイプに流れる水を加熱するようにした潜熱回収式熱交換器であって、筐体の前板部に、前板部に開設した排気口を介して燃焼排ガスが流入する排気筒が取り付けられ、熱交換室の底面前端部に、下方に窪むドレン受け部と、ドレン受け部内のドレン水を排水する排水口とが設けられ、更に、ドレン受け部を上方から覆うカバー板が設けられると共に、カバー板上のドレン水をドレン受け部に落下させる落水口が設けられるものにおいて、カバー板の落水口の口縁となる部分に、下方にのびる曲げ縁部が設けられることを特徴とする。

【0008】

本発明によれば、カバー板の下に回り込んだ燃焼排ガスが落水口から上方に流れ出ることを抑制する障害物として落水口の口縁部分に設けられた曲げ縁部が機能する。そのため、落水口内に生ずる上向きの燃焼排ガスの流れが弱められ、落水口から落下するドレン水の一部が上向きの燃焼排ガスの流れにより巻き上げられることを抑制できる。従って、排気筒の外部へのドレン水の飛散を効果的に抑制することができる。

【0009】

また、本発明においては、カバー板を前下がりに傾斜させると共に、カバー板の前縁と筐体の前板部との間に隙間を空けて、この隙間で落水口を構成することができ、或いは、カバー板に開設した穴で落水口を構成することができる。上記隙間で落水口を構成する場合は、カバー板の落水口の口縁となる部分であるカバー板の前縁に曲げ縁部を設ければよく、上記穴で落水口を構成する場合は、カバー板の落水口の口縁となる部分である穴の周縁に曲げ縁部を設ければよい。

【0010】

また、上記隙間で落水口を構成する場合は、カバー板に、前後方向に直交する横方向一方への下り勾配を付けて、カバー板上のドレン水がカバー板の横方向一方の端からもドレン受け部に落下するように構成することが望ましい。これによれば、ドレン水の発生量が落水口からのドレン水の落下量を上回っても、カバー板上にドレン水が滞留することをカバー板の横方向一方の端からのドレン水の落下で効果的に防止することができる。

【0011】

更に、本発明において、カバー板を、ドレン受け部を上方から覆う前部が後部よりも下方に位置し、後部と前部との間に段差部を有する段付き形状に形成し、カバー板の前部に、前下がりの傾斜と、横方向一方への傾斜とを付けると共に、カバー板の前部の前縁に曲げ縁部を設ける場合は、カバー板の前部の横方向他方の端部に、当該端部の横方向外方からカバー板の前部上に燃焼排ガスが流れることを邪魔する起立した邪魔板部を設けることが望ましい。これによれば、カバー板の前部上に横方向外方から流れる燃焼排ガスによりカバー板の段差部を流下するドレン水が巻き上げられることを抑制して、排気筒の外部へのドレン水の飛散を一層効果的に抑制することができる。

【図面の簡単な説明】

【0012】

【図1】本発明の実施形態の潜熱回収式熱交換器の斜視図。

【図2】図１のＩＩ－ＩＩ線で切断した切断側面図。

【図3】図２のＩＩＩ－ＩＩＩ線で切断した断面図。

【図4】実施形態の潜熱回収式熱交換器に設けられるカバー板の斜視図。

【発明を実施するための形態】

【0013】

図１、図２を参照して、本発明の実施形態の潜熱回収式熱交換器Ａは、燃焼排ガスが後方から前方（図２の右方から左方）に流れる内部の熱交換室１１を有する筐体１と、熱交換室１１に配置した複数の吸熱パイプ２とを備えている。そして、燃焼排ガスが保有する潜熱を回収して吸熱パイプ２に流れる水を加熱するようにしている。

【0014】

筐体１の後板部１ａには、図外の顕熱回収式熱交換器を通過した燃焼排ガスが流入する流入口１２が開設され、筐体１の前板部１ｂには、熱交換室１１を通過した燃焼排ガスが流出する排気口１３が開設されている。また、前板部１ｂには、排気口１３を介して燃焼排ガスが流入する排気筒３が取付けられている。排気筒３内には、上下３個の整流部材３１，３２，３３が装着されており、上の整流部材３１と中間の整流部材３２との間及び中間の整流部材３２と下の整流部材３３との間に上下２段の排気流路３ａ，３ｂが画成されている。そして、各排気流路３ａ，３ｂの断面積を狭めることで燃焼排ガスの流速を速くし、排気筒３の出口付近で燃焼排ガスが滞留しないようにしている。

【0015】

尚、本実施形態では、排気筒３の取付けのために、排気口１３に合致する開口４１を有する取付板４を設けている。そして、前板部１ｂの前面にパッキン４２を挟んだ状態で取付板４を重ねると共に、取付板４の前面にパッキン４３を挟んだ状態で排気筒３の後端のフランジ部３４を重ね、この状態でフランジ部３４をネジ４４でパッキン４３、取付板４及びパッキン４２と共に前板部１ｂに共締めしている。また、取付板４の開口４１の上縁近傍部分をネジ４５でパッキン４２と共に前板部１ｂに締結し、更に、フランジ部３４の上部をネジ４６でパッキン４３と共に取付板４に締結している。

【0016】

熱交換室１１には、前後方向に直交する横方向に蛇行しながら前後方向にのびる吸熱パイプ２が上下６本配置されている。上下に隣接する吸熱パイプ２，２は、蛇行ピッチの半部だけ前後方向に位置をずらしている。筐体１の横方向一側の側板１ｃの外面には、６本の吸熱パイプ２の上流端と下流端とが夫々接続される流入ヘッダ２１と流出ヘッダ２２とが取付けられている。そして、流入ヘッダ２１から流出ヘッダ２２に向けて各吸熱パイプ２を流れる水が、各吸熱パイプ２の外面での燃焼排ガス中の水分の凝縮による潜熱の回収で加熱されるようにしている。

【0017】

筐体１の底板で構成される熱交換室１１の底面１１１は前下がりに傾斜している。底面１１１の前端部には、吸熱パイプ２の外面から滴下するドレン水が底面１１１の傾斜によって流れ込む、下方に窪むドレン受け部１１２が設けられている。図３を参照して、ドレン受け部１１２は、排気口１３にほぼ合致する横方向部分が最も低くなっており、この部分に、ドレン受け部１１２内のドレン水を排水する排水口１１３が設けられている。排水口１１３から排水されたドレン水は図外の中和器に導かれる。

【0018】

熱交換室１１の前端部上部には、燃焼排ガスの流れが下方を向くように案内する案内板５が設けられ、燃焼排ガスがドレン水の飛沫を含んだまま排気筒３に直進することを防止できるようにしている。また、熱交換室１１の前端部下部には、排気口１３に近いドレン受け部１１２の部分を上方から覆うカバー板６が設けられている。これによれば、ドレン受け部１１２内のドレン水に燃焼排ガスが勢いよく当たらなくなり、ドレン水が燃焼排ガスにより巻き上げられることを抑制できる。更に、ドレン受け部１１２の後方に隣接する熱交換室１１の底面１１１の前部１１１ａの前下がりの傾斜角度は、底面１１１の前部１１１ａよりも後方部分の前下がりの傾斜角度よりも急角度に設定されている。これにより、熱交換室１１の底面１１１と吸熱パイプ２との間の距離が前部１１１ａで広くなって、そこを流れる燃焼排ガスの流速が減速され、ドレン水の飛散防止に寄与する。

【0019】

また、カバー板６上のドレン水をドレン受け部１１２に落下させる落水口６１が設けられている。本実施形態では、図２に明示されているように、カバー板６を前下がりに傾斜させると共に、カバー板６の前縁と筐体１の前板部１ｂとの間に隙間を空けて、この隙間で落水口６１を構成している。但し、落水口６１を設けると、カバー板６の下に回り込んだ燃焼排ガスが落水口６１から上方に流れ出て、落水口６１内に上向きの燃焼排ガスの流れが発生する。そして、落水口６１から落下するドレン水の一部が上向きの燃焼排ガスの流れにより巻き上げられて、排気筒３の外部に飛散することがある。

【0020】

そこで、本実施形態では、図４にも示されているように、カバー板６の落水口６１の口縁となる部分であるカバー板６の前縁に下方にのびる曲げ縁部６２を設けている。これによれば、カバー板６の下に回り込んだ燃焼排ガスが落水口６１から上方に流れ出ることを抑制する障害物として曲げ縁部６２が機能する。そのため、落水口６１内に生ずる上向きの燃焼排ガスの流れが弱められ、落水口６１から落下するドレン水の一部が上向きの燃焼排ガスの流れにより巻き上げられることを抑制できる。従って、排気筒３の外部へのドレン水の飛散を効果的に抑制することができる。

【0021】

更に、本実施形態では、カバー板６に、横方向一方への下り勾配を付けて、カバー板６上のドレン水が、落水口６１だけでなく、カバー板６の横方向一方の端からもドレン受け部１１２に落下するようにしている。そのため、ドレン水の発生量が落水口６１からのドレン水の落下量を上回っても、カバー板６上にドレン水が滞留することをカバー板６の横方向一方の端からのドレン水の落下で効果的に防止することができる。

【0022】

尚、図４も参照して、本実施形態のカバー板６は、ドレン受け部１１２を上方から覆う前部６ａが熱交換室１１の底面１１１の前部１１１ａに重なる後部６ｂよりも下方に位置し、後部６ｂと前部６ａとの間に段差部６ｃを有する段付き形状に形成されている。そして、前部６ａに、前下がりの傾斜と、横方向一方への下り勾配とを付け、前部６ａの前縁に上記曲げ縁部６２を設けている。また、後部６ｂから後方に舌片状に突出する固定部６ｄを設けて、固定部６ｄを熱交換室１１の底面１１１にスポット溶接している。

【0023】

このようなカバー板６では、前部６ａ上に横方向外方から燃焼排ガスが流れると、段差部６ｃを流下するドレン水の一部が燃焼排ガスの流れにより巻き上げられる可能性がある。そこで、本実施形態では、カバー板６の前部６ａの横方向他方（下り勾配を付けた方向とは反対方向）の端部に、当該端部の横方向外方からカバー板６の前部６ａ上に燃焼排ガスが流れることを邪魔する起立した邪魔板部６３を設けている。これによれば、カバー板６の段差部６ｃを流下するドレン水の巻き上げを抑制して、排気筒３の外部へのドレン水の飛散を一層効果的に抑制することができる。

【0024】

以上、本発明の実施形態について図面を参照して説明したが、本発明はこれに限定されない。例えば、上記実施形態では、落水口６１がカバー板６の前縁と筐体１の前板部１ｂとの間の隙間で構成されているが、カバー板６の前縁と筐体１の前板部１ｂとの間に隙間を設けずに、カバー板６に開設した穴で落水口６１を構成することも可能である。この場合は、カバー板６の落水口６１の口縁となる部分である穴の周縁にバーリング加工による曲げ縁部６２を設ければよい。また、上記実施形態では、カバー板６が排気口１３に近いドレン受け部１１２の部分を覆うように設けられているが、ドレン受け部１１２をより広範囲に亘って覆うようにカバー板を設けることも可能である。

【符号の説明】

【0025】

Ａ…潜熱回収式熱交換器、１…筐体、１ｂ…前板部、１１…熱交換室、１１１…底面、１１２…ドレン受け部、１１３…排水口、１３…排気口、２…吸熱パイプ、３…排気筒、６…カバー板、６ａ…前部、６ｂ…後部、６ｃ…段差部、６１…落水口、６２…曲げ縁部、６３…邪魔板部。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】