CN110873454B - 加热装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种即使不使用螺钉等也会充分发挥密封性能且结构紧凑的的加热装置。加热装置在热交换器与排气管道的连接部分设置有密封件。排气管道具有：接住从热交换器下端侧流出的燃烧排气的排气汇集部；和与排气汇集部连通且以接近热交换器的筒状躯干部侧方的状态向上方延伸设置的排气导流部。排气汇集部具有：构成供热交换器下游端的筒状的流出侧连接部内嵌的内周壁的连接开口部；和设置在比连接开口部的内周壁更靠外周侧的槽部。密封件具有：以压缩状态夹持在排气汇集部的连接开口部的内周壁与热交换器的流出侧连接部的外周壁之间而构成密封的密封部；和插入到排气汇集部的槽部内的锚固部。

Description

加热装置
技术领域
本发明涉及一种加热装置，该加热装置具备在热交换器与排气管道的连接部分设置有密封件的密封结构。
背景技术
以往，锅炉、热水供给装置等加热装置具备：产生燃烧废气的燃烧器；使燃烧器的燃烧废气流通的热交换器；和使从热交换器流出的燃烧废气排出的排气管道。例如，在具备朝下燃烧的燃烧器的加热装置中，排气管道构成为，将其排气汇集部与热交换器的下部连接，将与排气汇集部连通的排气导流部从下部向上方延伸设置并配设在热交换器的侧方(例如，JP2017-512966、JP2018-31533)。在热交换器与排气管道的连接部分，构成为：为了防止燃烧废气的泄漏而配设密封件来进行密封。在这种情况下，一般地，通过在热交换器与排气管道的连接部分分别设置朝外的水平凸缘，在该水平凸缘之间夹持密封件，将螺钉紧固并压缩密封件而进行密封，从而能够防止燃烧废气的泄漏(参照JP2017-512966的图8)。
然而，使上述加热装置成为紧凑的结构，考虑使排气管道的排气导流部尽可能接近热交换器侧。在这种情况下，由于热交换器与排气导流部的间隙变小，因此水平凸缘、密封件的宽度变窄，无法充分确保密封件的密封长度，同时难以用螺钉等固定水平凸缘，连接部分的密封性能降低，有可能发生燃烧废气的泄漏。
发明内容
本发明是鉴于以上情况而完成的，其目的在于提供一种即使不使用螺钉等也会充分地发挥密封性能，且能够使得加热装置紧凑地构成的加热装置。
本发明所涉及的加热装置，具备：
燃烧器，所述燃烧器朝下燃烧而产生燃烧废气；
热交换器，所述热交换器与燃烧器的下端连接且具有使燃烧器的燃烧废气向下方流通的筒状躯干部；
排气管道，所述排气管道与热交换器的下端连接；以及
密封件，所述密封件设置在热交换器与排气管道的连接部分，
所述排气管道具有：排气汇集部，所述排气汇集部接住从热交换器下端侧流出的燃烧废气；和排气导流部，所述排气导流部与排气汇集部连通且以接近热交换器的筒状躯干部侧方的状态向上方延伸设置，
所述排气汇集部具有：连接开口部，所述连接开口部构成供热交换器下游端的筒状的流出侧连接部内嵌的内周壁；和槽部，所述槽部设置在比连接开口部的内周壁更靠外周侧，
所述密封件具有：密封部，所述密封部以压缩状态夹持在排气汇集部的连接开口部的内周壁与热交换器的流出侧连接部的外周壁之间而构成密封；和锚固部，所述锚固部插入到排气汇集部的槽部内。
根据上述结构，热交换器与排气管道的连接部分的密封结构，与以往那样将夹持密封件的朝外的水平凸缘延伸设置并用螺钉固定的结构相比，通过将热交换器插入到排气管道，能够确保热交换器与排气管道的连接部分处的密封长度较长。因此，即使没有夹持密封件的水平凸缘，也会得到稳定的密封性能。由此，不需要设置用于水平凸缘或螺钉固定的空间，能够使排气管道的排气导流部接近热交换器的筒状躯干部侧方而紧凑地构成加热装置。另外，也能够削减使密封件的密封部成为压缩状态的螺钉。
另外，由于密封部是将热交换器插入到排气管道而将连接开口部的内周壁与流出侧连接部的外周壁之间密封的结构，因此在热交换器内产生的结露水难以向流出侧连接部的外周壁侧流动，能够使结露水难以泄漏到外部。
另外，由于密封件是将锚固部插入并保持在排气汇集部的槽部内，因此在将热交换器插入排气管道时，能够防止密封部意外被热交换器的流出侧连接部卷入。因此，密封部被切实地以压缩状态夹持在连接开口部的内周壁与流出侧连接部的外周壁之间，从而能够发挥密封性能。另外，由于是将热交换器插入到排气管道中的结构，因此通过将锚固部向密封部拉拽，从而密封件被向槽部侧推压而与槽部的紧贴度上升，能够提高密封性能。
附图说明
图1是表示根据实施方式的加热装置的结构的示意图。
图2是表示热交换器与排气管道的连接部分的分解立体图。
图3是表示热交换器与排气管道的连接部分的截面图。
图4是表示安装在热交换器与排气管道的连接部分之前的非压缩状态的密封件的截面图。
符号说明
1 加热装置
2 燃烧器
3 热交换器
4 排气管道
5 密封件
31 筒状躯干部
32 热交换单元
35 流出侧连接部
36 突片
41 排气汇集部
42 排气导流部
44 筒状部
45 连接开口部
46 槽部
47 立壁部
51 密封部
52 锚固部
53 外周凸缘部
51a 厚壁部
51b 凸部
52a 突缘部
具体实施方式
以下，一边参照附图一边对本发明的实施方式进行说明。
如图1所示，实施方式的加热装置1构成锅炉、热水供给装置等那样的加热装置1。加热装置1具备：朝下燃烧的燃烧器2；与燃烧器2的下端部连接的热交换器3；和与热交换器3的下端部连接的排气管道4。另外，热交换器3与排气管道4的连接部分为，为了防止燃烧废气的泄漏而配设环状的密封件5而进行密封的结构。
在燃烧器2中，在上游侧连接有燃烧风扇21、将燃料气体和空气混合的预混合器22。在预混合器22连接有气体导入管23和空气导入管24。当通过燃烧风扇21的动作而从预混合器22供给混合气体(燃料气体和空气)时，燃烧器2使该混合气体朝下燃烧而生成燃烧废气。
热交换器3具备：矩形状的筒状躯干部31，其使来自燃烧器2的燃烧废气从上方向下方流通；和热交换单元32，其配设在该筒状躯干部31内。在热交换单元32的上游侧连接有与罐或者自来水管等连通的供水配管33，在热交换单元32的下游侧连接有通向温水等加热流体的利用方的出热水配管34。在该热交换器3中，在上部具有显热热交换单元，在其下部具有潜热热交换单元。热交换器3利用燃烧废气对通过供水配管33供给的水等流体进行加热，将该加热后的流体通过出热水配管34供给到加热流体的利用方。
排气管道4具有：托盘状的排气汇集部41，其与热交换器3的下端部连接；和排气导流部42，其与排气汇集部41一体形成且与排气汇集部41连通。排气导流部42以从下部的排气汇集部41弯曲并接近热交换器3的侧方的状态朝向上方延伸设置。排气管道4通过排气汇集部41将从热交换器3的下端部流出的燃烧废气接住，并通过排气导流部42从装置上表面的排气口43排出到装置外部。排水排出管61从排气汇集部41延伸设置，排水排出管61与具有流出管63的中和器62连接。
参照图2、图3，在热交换器3中，筒状躯干部31的下端侧(下游侧)构成以筒状开口的流出侧连接部35。该流出侧连接部35成为经由密封件5与排气管道4连接的连接部分。热交换器3的筒状躯干部31由不锈钢等金属材料形成。
在排气管道4中，排气汇集部41的开口的上端外缘部分构成向热交换器3侧延伸的筒状部44。该筒状部44是安装密封件5并将热交换器3的流出侧连接部35插入连接的连接部分。具体而言，排气汇集部41的上端外缘部分的筒状部44具有：连接开口部45，其构成供热交换器3的下端部的流出侧连接部35内嵌的内周壁；环状的槽部46，其设置在比连接开口部45的内周壁更靠外周侧；和立壁部47，其立设于槽部46的外周侧。排气管道4由PP等树脂材料形成。
密封件5例如是由EPDM、氟橡胶等具有耐热性、耐酸性的橡胶材料形成的环状的密封部件。该密封件5安装于作为排气汇集部41的上端外缘部分的筒状部44，并具有覆盖该筒状部44的截面形状。即，密封件5还参照图4，构成为具备：密封部51，其覆盖排气汇集部41的连接开口部45的内周壁；锚固部52，其设置在密封部51的外周侧并插入到排气汇集部41的槽部46内；和外周凸缘部53，其设置在锚固部52的外周侧并覆盖排气汇集部41的立壁部47。
在将热交换器3的流出侧连接部35插入到排气汇集部41的连接开口部45的连接状态下，密封部51以压缩状态被夹持在连接开口部45的内周壁与流出侧连接部35的外周壁之间而构成密封。在这种情况下，热交换器3的流出侧连接部35的下端位置以完全遮盖密封部51的方式配置在比密封部51的前端更靠下方(参照图3)，但只要以压缩状态夹持密封部51的方式配置在至少夹持密封部51的密封功能部分(例如，后述的厚壁部51a)的高度位置即可。根据该密封结构，当与以往那样在热交换器与排气管道的连接部分延伸设置夹持密封件的朝外的水平凸缘并将其用螺钉固定的结构进行比较时，由于是将热交换器3插入到排气管道4中的形式，因此能够在连接开口部45的内周壁与流出侧连接部35的外周壁之间充分确保密封部51的密封长度，会得到稳定的密封性能。
然而，在具备朝下燃烧的燃烧器2，将排气管道4连接到热交换器3的下端侧的加热装置1的情况下，构成为将排气管道4从下部向上方延伸设置。即，排气管道4的排气导流部42以在包含排气管道4与热交换器3的连接部分的热交换器3的侧方在上下方向上延伸的方式配设。在这种情况下，当像以往那样在热交换器与排气管道的连接部分突出设置有夹持密封件的朝外的水平凸缘时，难以使排气管道的排气导流部接近热交换器侧而使加热装置紧凑化。由于该水平凸缘的宽度也因确保密封件的密封长度或确保钉螺钉的空间而难以形成狭窄的宽度，因此难以使水平凸缘为狭窄的宽度而使排气管道的排气导流部接近热交换器侧。
与此相对，根据本实施方式，由于仅通过向排气管道4插入热交换器3，就能够在连接开口部45的内周壁与流出侧连接部35的外周壁之间确保密封长度，因此即使没有以往那样的夹持密封件的水平凸缘，也会得到稳定的密封性能。因此，不需要设置用于水平凸缘或螺钉固定的空间，发挥了能够使排气管道4的排气导流部42接近热交换器3的侧方而紧凑地构成加热装置1的效果。另外，也能够削减使密封件5的密封部51成为压缩状态的螺钉。
另外，密封部51是将热交换器3插入到排气管道4而将连接开口部45的内周壁与流出侧连接部35的外周壁之间密封的结构。因此，在热交换器3内产生的结露水想要从该密封部51的内外周面漏出的方向相对于热交换器3内的结露水的正向(下方向)的流动成为反向(上方向)。因此，为在热交换器3内产生的结露水不易向流出侧连接部35的外周壁侧流动的结构，进而，能够通过密封件5的密封部51切实地阻止结露水从热交换器3与排气管道4的连接部分漏出到外部。
另外，由于密封件5构成为不仅覆盖排气汇集部41的筒状部44，而且将锚固部52插入到排气汇集部41的槽部46内，因此密封件5的密封部51被比较强有力地保持于排气汇集部41的连接开口部45。由此，在将热交换器3插入到排气管道4时，虽然密封部51被热交换器3的流出侧连接部35拉拽，但是锚固部52被插入保持在槽部46内，因此能够防止密封部51意外地被流出侧连接部35卷入的情形。因此，密封部51被切实地以压缩状态夹持在连接开口部45的内周壁与流出侧连接部35的外周壁之间，能够稳定地发挥密封性能。另外，由于是将热交换器3插入到排气管道4中的结构，因此通过将锚固部52向密封部51拉拽，从而密封件5被向槽部46侧推压而密封件5与槽部46的紧贴度上升，能够进一步提高密封性能。
另外，密封件5的密封部51设置有厚壁部51a，该厚壁部51a加厚于排气汇集部41的与连接开口部45对向的外周面的一部分。通过设置该厚壁部51a，发挥了能够顺利地进行热交换器3向排气管道4的插入的作用效果。即，在本密封结构中，为了使密封部51以压缩状态夹持在连接开口部45的内周壁与流出侧连接部35的外周壁之间，一边使热交换器3相对于密封部51滑入一边插入到排气管道4中进行组装。此时，当密封部51的内外周面成为相对于连接开口部45的内周壁和流出侧连接部35的外周壁以面进行紧贴的状态时，有可能难以插入热交换器3。
与此相对，通过在密封部51设置厚壁部51a，在将热交换器3插入排气管道4时，通过厚壁部51a抑制了密封部51与连接开口部45的内周壁以面进行紧贴，另外，厚壁部51a向连接开口部45的内周壁侧压缩变形。其结果是，抑制了向排气管道4插入热交换器3时的与密封部51的摩擦阻力，能够容易且顺利地进行热交换器3向排气管道4的插入。另外，当密封部51在连接开口部45的内周壁与流出侧连接部35的外周壁之间处于压缩状态时，通过厚壁部51a的弹力，密封部51与上述内外周壁的紧贴度上升，能够提高密封性能。在实施方式中，将厚壁部51a设置在密封部51的外周面侧，但即使在设置在密封部51的内周面侧的情况下，也会发挥上述同样的作用效果。但是，通过将厚壁部51a设置在密封部51的外周面侧，在将热交换器3插入排气管道4时，不必担心热交换器3的下端部卡在厚壁部51a而使密封部51破损。另外，在密封部51的外周面侧，在比厚壁部51a靠上的能够弯曲等的部位设置凸部51b，能够增强密封部51的强度。
密封件5的密封部51构成为能够弹性变形，如图4所示，形成为在非压缩状态下，随着朝向前端部而向内侧扩展的裙形状。由此，在将密封件5向排气汇集部41安装时，密封部51被容易地配置到连接开口部45的内周壁侧，因此容易将锚固部52插入到排气汇集部41的槽部46内，能够容易地进行密封件5的安装。当插入热交换器3时，裙形状的密封部51弹性变形而压接于热交换器3的流出侧连接部35的外周壁。因此，密封部51与流出侧连接部35的外周壁的紧贴度上升，能够提高密封性。
密封件5的锚固部52具有与槽部46的槽宽度相同程度或较薄的厚度，但在其内外周面的两面设有突起状的突缘部52a，以使锚固部52一部分比槽部46的槽宽度宽。突缘部52a在锚固部52的内外周面上分别在相同的高度位置设置为一条。由此，在槽部46内通过锚固部52的突缘部52a确保了密封性能，能够通过密封部51和锚固部52双重保证密封性能，且能够以最小限度的部件进一步提高密封性能。另外，在将密封件5向排气汇集部41安装时，在将锚固部52插入槽部46内时，通过突缘部52a抑制了与槽部46的摩擦阻力，能够容易地进行锚固部52向槽部46内的插入。另外，突缘部52a也可以在锚固部52的周面设置多条，另外，也可以仅设置在锚固部52的内外周面的任意一个面上。
由于密封件5的外周凸缘部53以覆盖排气汇集部41的立壁部47的方式设置，因此即使密封件5从外侧受到外力，也会通过外周凸缘部53防止密封件5的卷起，能够不发生密封件5的一部分脱落等。另外，由于该外周凸缘部53即使在密封件5安装到排气汇集部41之前也与锚固部52大致平行地垂下形成，因此外周凸缘部53能够作为将密封件5安装到排气汇集部41的筒状部44时的对位(定位)加以利用。
在热交换器3的筒状躯干部31中，在与密封件5的顶面接近的高度位置设有突片36(参照图2、图3)。由此，即使密封件5向脱离排气汇集部41的方向浮起，也会与突片36抵接而能够防止密封件5的位置偏移、脱落等。该突片36的突出长度为不比密封件5向外侧突出的长度。另外，突片36设置在筒状躯干部31的所有四个面上，但也可以仅设置在与排气管道4的排气导流部42的对向面的两侧相邻的两个面上。
另外，本发明并不仅限于上述实施方式，能够在权利要求书的范围内实施各种变更。

Claims (5)

1.一种加热装置，其特征在于，具备：
燃烧器，所述燃烧器朝下燃烧而产生燃烧废气；
热交换器，所述热交换器与燃烧器的下端连接且具有使燃烧器的燃烧废气向下方流通的筒状躯干部；
排气管道，所述排气管道与热交换器的下端连接；以及
密封件，所述密封件设置在热交换器与排气管道的连接部分，
所述排气管道具有：排气汇集部，所述排气汇集部接住从热交换器下端侧流出的燃烧废气；排气导流部，所述排气导流部与排气汇集部连通且以接近热交换器的筒状躯干部侧方的状态向上方延伸设置；和筒状部，所述筒状部为排气汇集部的开口的上端外缘部分，并且向热交换器侧延伸，
所述排气汇集部的筒状部具有：连接开口部，所述连接开口部构成供热交换器下游端的筒状的流出侧连接部内嵌的内周壁；和槽部，所述槽部设置在比连接开口部的内周壁更靠外周侧，
所述密封件为具有覆盖所述排气汇集部的筒状部的截面形状的环状的密封部件，并且具有：密封部，所述密封部覆盖排气汇集部的连接开口部的内周壁而以压缩状态夹持在该内周壁与热交换器的流出侧连接部的外周壁之间而构成密封；和锚固部，所述锚固部设置在该密封部的外周侧并插入到排气汇集部的槽部内。
2.根据权利要求1所述的加热装置，其特征在于，
所述密封件的密封部构成为能够弹性变形，且形成为在非压缩状态下随着朝向前端部而向内侧扩展的裙形状。
3.根据权利要求1或2所述的加热装置，其特征在于，
所述密封件的密封部设置有加厚于周面的一部分的厚壁部。
4.根据权利要求1或2所述的加热装置，其特征在于，
所述密封件的锚固部以至少一部分比槽部宽的方式在周面设置有突起状的突缘部。
5.根据权利要求3所述的加热装置，其特征在于，
所述密封件的锚固部以至少一部分比槽部宽的方式在周面设置有突起状的突缘部。
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