JP2006317032A

JP2006317032A - 給湯器

Info

Publication number: JP2006317032A
Application number: JP2005137676A
Authority: JP
Inventors: Yutaka Aoki; 豊青木; Nobuyoshi Yokoyama; 信義横山
Original assignee: Paloma Kogyo KK
Current assignee: Paloma Kogyo KK
Priority date: 2005-05-10
Filing date: 2005-05-10
Publication date: 2006-11-24
Anticipated expiration: 2025-05-10
Also published as: JP4710411B2

Abstract

【課題】製造ラインでの燃焼テストの際にドレンを発生させないようにする。
【解決手段】給水管９と主熱交換器７の伝熱管との間にはバイパス管１９が設けられ、給水管９におけるバイパス管１９への分岐部には、切替レバー２３の操作により、内部の流路を副熱交換器８側へのみ連通させる第１の切替位置と、内部の流路を副熱交換器８側と主熱交換器７側とに連通させ、且つ副熱交換器８側への流量がバイパス管１９側への流量よりも小さくなる第２の切替位置とに切替可能な手動切替弁２０が設けられている。よって、燃焼テストは手動切替弁２０を第２の切替位置にして行えば、副熱交換器８側では通水量が少ない状態で加熱されるため、温度が上昇してドレンが発生しない。
【選択図】図１

Description

本発明は、バーナの燃焼排気から顕熱と潜熱とを回収して通水を加熱する２つの熱交換器を備えた給湯器に関する。

給湯器には、バーナの燃焼排気流路の上流側に、主に顕熱回収を目的とした主熱交換器を、下流側に、主に潜熱回収を目的とした副熱交換器を夫々設けて高い熱効率を得ようとするものがある。また、主熱交換器と副熱交換器との間には、副熱交換器で発生したドレンを受けるドレン受部が設けられて、発生した酸性のドレンを中和処理して外部へ排出させるようにしている（例えば特許文献１参照）。

特開２００４−１９８０６５号公報

このような潜熱回収型の給湯器においては、工場の製造ラインでは実際に器具内に通水させバーナを燃焼させて燃焼テストを行うため、副熱交換器ではドレンが発生することになる。よって、このドレンが熱交換フィンやドレン受部等に残ったまま出荷されると、器具が傾いたりした際にドレンが漏れて器具内の部品に付着し、腐蝕させてしまうおそれがある。特に主熱交換器では熱伝導の高い銅材が専ら使用されるため、酸性のドレンの付着によって主熱交換器に損傷を与えることになる。
従って、製造工場では、燃焼テスト時に発生したドレンの処理に手間と時間とがかかり、生産性の低下を招くことになっていた。

そこで、本発明は、燃焼テストでのドレンの発生自体をなくし、製造ラインでのドレンの処理の手間を省略して生産性の向上に寄与できる給湯器を提供することを目的としたものである。

上記目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、器具内への給水管を副熱交換器をバイパスして主熱交換器に接続するバイパス管と、そのバイパス管側への流量と副熱交換器側への流量との割合を手動によって任意に調整可能な流量比調整手段とを設けたことを特徴とするものである。
請求項２に記載の発明は、請求項１の目的に加えて、流量比調整手段を簡単に構成するために、流量比調整手段を、給水管からバイパス管への分岐部に設けられ、給水管の入水側を副熱交換器側へのみ連通させる第１の切替位置と、給水管の入水側を、副熱交換器側への流量がバイパス管側への流量よりも小さくなる開度設定で副熱交換器側とバイパス管側とに共に連通させる第２の切替位置とに弁体の位置を切替可能な手動切替弁としたものである。
請求項３に記載の発明は、請求項１の目的に加えて、流量比調整手段を簡単に構成するために、流量比調整手段を、給水管からバイパス管への分岐部と主熱交換器との間の通水部に設けられ、切替操作によって当該通水部の流量を調整可能な流量絞り弁と、バイパス管内に設けられ、常態では閉弁し、バイパス管内で上流側が下流側よりも高くなる圧力差が生じた場合にのみ開弁するバランス弁とからなる構成としたものである。

請求項１に記載の発明によれば、工場での製造ラインにおける燃焼テストの際には、流量比調整手段によって副熱交換器側への流量を減少させておけばドレンの発生が防止される。よって、製造ラインにおいてドレンの処理に係る時間や手間を解消することができ、生産性の向上が図られる。
請求項２及び３に記載の発明によれば、請求項１の効果に加えて、流量比調整手段が簡単に構成可能となる。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
《形態１》
図１は、給湯器の一例を示す概略構成図で、給湯器１は、器具本体２内に、下方に給気ファン４を、上方に排気口５を夫々備えた燃焼室３を形成して、燃焼室３の内部に、燃料ガスと給気ファン４からの一次空気との混合ガスを燃焼させるバーナ６を備えると共に、バーナ６からの燃焼排気中の顕熱を主に回収するフィンチューブ式の主熱交換器７と、主に潜熱を回収する同じくフィンチューブ式の副熱交換器８とを内設している。ここでは、器具内へ導かれる給水管９を副熱交換器８の伝熱管の入水側に接続して副熱交換器８を主熱交換器７の上流側に配置し、副熱交換器８の伝熱管の出水側を主熱交換器７の伝熱管の入水側に接続して、出湯管１０を主熱交換器７の伝熱管の出水側に接続している。
また、副熱交換器８の下方には、発生したドレンを受けるためのドレン受皿１１が設けられる。このドレン受皿１１は、底部を傾斜させて、中和器１３を備えたドレン排出管１２に接続されている。

一方、バーナ６へのガス管には主電磁弁１４及びガス比例弁１５が、給水管９には水量センサ１６が夫々設けられてコントローラ１７に電気的接続されている。このコントローラ１７には、給気ファン４を駆動させるモータや出湯管１０に設けられた温度センサ１８も電気的接続されている。
よって、出湯管１０の下流側で接続された図示しない給湯栓を開いて器具内に通水させると、コントローラ１７は水量センサ１６からの検出信号を得て主電磁弁１４及びガス比例弁１５を開いてバーナ６にガスを供給すると共に、図示しないイグナイタを作動させてバーナの点火制御を行う。バーナ６の点火後、コントローラ１７は、温度センサ１８で検出された出湯温度と、コントローラ１７に接続された図示しないリモコンで設定された設定温度との差に応じて、ガス比例弁１５の開度を制御してガス量を連続的に変化させ、出湯温度を設定温度に一致させる。また、このガス量の変化に応じて給気ファン４の回転数も変化させて、ガス量と空気量との比率を制御する。

また、バーナ６の燃焼により、燃焼排気は主熱交換器７と副熱交換器８とを順に通過して排気口５から排出されるが、この排気流路により、まず高温の燃焼排気が主熱交換器７で熱交換されて顕熱が主に回収された後、温度低下して副熱交換器８で熱交換されることで、主熱交換器７で回収されなかった顕熱を回収する。このとき、燃焼排気の温度が露点以下になるとドレンが発生するため、潜熱も回収可能となる。発生したドレンは、ドレン受皿１１で受けられてドレン排出管１２に集められ、中和器１３で中和処理されて器具外部の下水道等へ排出されることになる。

そして、１９は、給水管９と主熱交換器７の伝熱管との間に接続されて副熱交換器８をバイパスするバイパス管で、給水管９におけるバイパス管１９への分岐部には、流量比調整手段としての手動切替弁２０が設けられている。この手動切替弁２０は、図２に示すように、直径方向に貫通する流路２２を形成した断面円形の弁体２１を、切替レバー２３の操作によって回転させる構造で、弁体２１の第１の切替位置では、同図（Ａ）に示すように、流路２２は給水管９の入水側を副熱交換器８側へのみ連通させてバイパス管１９へは連通させない状態となる。一方、弁体２１の第２の切替位置では、同図（Ｂ）に示すように、流路２２は給水管９の入水側を副熱交換器８側とバイパス管１９側とに連通させて、水を副熱交換器８と主熱交換器７とに同時に供給可能としているが、ここでは、副熱交換器８側への流量が、バイパス管１９側（主熱交換器７側）への流量よりも小さくなるように開度設定がされている。

以上の如く構成された給湯器１においては、工場で製造ラインにおいて実際に通水させて燃焼テストを行う際、手動切替弁２０の弁体２１を切替レバー２３の操作によって図２（Ｂ）の第２の切替位置に切り替えておき、この状態で器具内に通水させてバーナ６を燃焼させる。すると、給水管９からの水は、主にバイパス管１９を通って主熱交換器７側へ流れて副熱交換器８への通水量が減少するため、テスト燃焼時の副熱交換器８の温度が通常時よりも高くなり、ドレンの発生が防止される。また、主熱交換器７ではバイパス管から水が混合されることで沸騰が防止されることにもなる。なお、このように副熱交換器８側への流量を減少させても燃焼テストには影響がない。

一方、通常時（ユーザーへの設置時）には、手動切替弁２０の弁体２１を切替レバー２３の操作によって図２（Ａ）の第１の切替位置に切り替えて、バイパス管１９への通水を行わない状態で使用する。よって、この状態でバーナ６を燃焼させると、器具内へ導かれる水は副熱交換器８と主熱交換器７の順で通過し、前述のように燃焼排気が主熱交換器７と副熱交換器８とを通過する際、主熱交換器７で顕熱が、副熱交換器８で潜熱が夫々回収されて熱効率の高い加熱が可能となる。

このように上記形態の給湯器によれば、器具内への給水管９を副熱交換器８をバイパスして主熱交換器７に接続するバイパス管１９と、そのバイパス管１９側への流量と副熱交換器８側への流量との割合を手動によって任意に調整可能な流量比調整手段（手動切替弁２０）とを設けたことで、製造ラインにおける燃焼テストの際には、手動切替弁２０の操作によって副熱交換器８側への流量を減少させておけばドレンの発生が防止される。よって、製造ラインにおいてドレンの処理に係る時間や手間を解消することができ、生産性の向上が図られる。
特に、流量比調整手段を、給水管９からバイパス管１９への分岐部に設けられ、前記第１の切替位置と第２の切替位置とに弁体２１の位置を切替可能な手動切替弁２０としたことで、流量比調整手段を簡単な構成で得ることができる。

《形態２》
次に、本発明の他の形態を説明する。なお、形態１と同じ構成部には同じ符号を付して重複する説明は省略する。
図３に示す給湯器１では、給水管９と主熱交換器７との間にバイパス管１９を設けるのは形態１と同じであるが、ここでは手動切替弁２０に代えて、バイパス管１９にバランス弁２４を、副熱交換器８と主熱交換器７との間に流量絞り弁２５を夫々設けて流量比調整手段を構成した点が異なる。バランス弁２４は、図４に示すように、バイパス管１９内に設けられた弁座２６の下流側（主熱交換器７側）に、コイルバネ２８で閉弁方向へ付勢される円錐形の弁体２７を設けたもので、弁体２７の上流側と下流側とで圧力差が所定値未満の場合は、同図の実線で示すように弁体２７はコイルバネ２８の付勢により弁座２６に当接して閉弁し、弁体２７の上流側の圧力の方が下流側よりも所定値以上高くなると、同図の二点鎖線で示すようにコイルバネ２８の付勢に抗して弁体２７が後退して開弁し、バイパス管１９内で通水させる。
一方、流量絞り弁２５は、切替レバー２９の手動操作でネジ送り動作する弁体を備えた周知の構造で、弁体の位置によって副熱交換器８と主熱交換器７との間の流路の開度を任意に調整可能としたものである。

よって、この給湯器１においては、工場の製造ラインにおいて燃焼テストを行う際には、流量絞り弁２５の切替レバー２９の操作によって流路を所定開度まで絞っておく。すると、副熱交換器８への通水量が減少するため、副熱交換器８の温度が高くなり、ドレンの発生が防止される。このとき、バイパス管１９内では、バランス弁２４の上流側が下流側よりも大きくなる圧力差が生じるため、弁体２７は開弁してバイパス管１９内に通水させる。よって、主熱交換器７では水が混合されることで沸騰が防止される。
一方、通常時では、流量絞り弁２５の切替レバー２９の操作によって流路を全開にしておく。すると、バイパス管１９内では、バランス弁２４の上流側と下流側とでの圧力差が殆どなくなるため、弁体２７は閉弁してバイパス管１９を閉塞する。

このように、上記形態２の給湯器１においても、製造ラインにおける燃焼テストの際には、流量絞り弁２５の操作によって副熱交換器８側への流量を減少させておけばドレンの発生が防止される。よって、製造ラインにおいてドレンの処理に係る時間や手間を解消することができ、生産性の向上が図られる。
特に、ここでも、給水管９からバイパス管１９への分岐部と主熱交換器７との間の通水部に設けられる流量絞り弁２５と、バイパス管１９内に設けられるバランス弁２４とによって流量比調整手段が簡単に構成可能となっている。

なお、流量比調整手段は上記形態１，２の構造に限らず、例えば形態１の手動切替弁は、弁体を回転操作するものであるが、直線方向でスライド操作する弁体として、弁体のスライドによる流路の位置でバイパス管側と副熱交換器側との通水を制御するようにしても差し支えない。これは形態２の流量絞り弁についても同様である。
また、形態２の流量絞り弁は、給水管におけるバイパス管の分岐部と副熱交換器との間に設けても良いし、バランス弁も、弁軸やコイルバネを弁座よりも上流側に設けて付勢方向を逆にしたり、弁体を球体にしたり等の設計変更が可能である。

形態１の給湯器の概略構成図である。手動切替弁の説明図である。形態２の給湯器の概略構成図である。バランス弁の説明図である。

符号の説明

１・・給湯器、２・・器具本体、３・・燃焼室、６・・バーナ、７・・主熱交換器、８・・副熱交換器、９・・給水管、１０・・出湯管、１７・・コントローラ、１９・・バイパス管、２０・・手動切替弁、２１・・弁体、２４・・バランス弁、２５・・流量絞り弁。

Claims

バーナと、そのバーナの燃焼排気から顕熱を回収して伝熱管内の通水を加熱する主熱交換器と、その主熱交換器を通過した燃焼排気から潜熱を回収して伝熱管内の通水を加熱する副熱交換器とを備え、器具内の通水路では前記副熱交換器が前記主熱交換器よりも上流側に配置される給湯器であって、
器具内への給水管を前記副熱交換器をバイパスして前記主熱交換器に接続するバイパス管と、そのバイパス管側への流量と副熱交換器側への流量との割合を手動によって任意に調整可能な流量比調整手段とを設けたことを特徴とする給湯器。
流量比調整手段は、給水管からバイパス管への分岐部に設けられ、前記給水管の入水側を副熱交換器側へのみ連通させる第１の切替位置と、前記給水管の入水側を、前記副熱交換器側への流量が前記バイパス管側への流量よりも小さくなる開度設定で前記副熱交換器側とバイパス管側とに共に連通させる第２の切替位置とに弁体の位置を切替可能な手動切替弁である請求項１に記載の給湯器。
流量比調整手段は、給水管からバイパス管への分岐部と主熱交換器との間の通水部に設けられ、切替操作によって前記通水部の流量を調整可能な流量絞り弁と、前記バイパス管内に設けられ、常態では閉弁し、前記バイパス管内で上流側が下流側よりも高くなる圧力差が生じた場合にのみ開弁するバランス弁とからなる請求項１に記載の給湯器。