JP2008039194A - Combustion device - Google Patents
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Description
本発明は、給湯または暖房または風呂追い焚きの少なくともどちらか一方の機能を有する燃焼装置の潜熱回収熱交換器のフィンと水管の配列構成に関するものである。 The present invention relates to an arrangement configuration of fins and water pipes of a latent heat recovery heat exchanger of a combustion apparatus having at least one of hot water supply, heating, and bath reheating functions.
従来の潜熱回収熱交換器を搭載した燃焼装置は、給湯と風呂を燃焼ガスにより直接加熱し、給湯はフィンチューブ式潜熱回収熱交換器により潜熱まで回収可能となる(例えば特許文献1参照)。図4は、前記公報に記載された従来の燃焼装置を示すものである。図4に示すように、給水管1と出湯管2と、燃焼バーナ4と、燃焼バーナ4によって発生した燃焼ガスの顕熱を回収する第一熱交換器5および第二熱交換器6が配され、これらの熱交換器5、6の下流側に燃焼ガスの潜熱を回収する潜熱回収熱交換器7が配された燃焼装置において、潜熱回収熱交換器7は第一熱交換器5に水路が連通し、外部から供給される水を潜熱回収熱交換器7および第一熱交換器5で順次加熱して給湯を行う構成とし、熱交換器の水路をバイパスするバイパス流路3を設けた構成としている。この構成により、給湯と風呂追い焚きを一つの缶体で加熱が可能となる。
しかしながら上記特許文献1の従来の燃焼装置では、潜熱回収熱交換器がフィンチューブ式であることは明らかであるが、伝熱性能を向上するための施策が開示されておらず、小型軽量で高性能な潜熱回収熱交換器を実現できない。 However, in the conventional combustion apparatus disclosed in Patent Document 1, it is clear that the latent heat recovery heat exchanger is of a fin tube type, but no measures for improving the heat transfer performance are disclosed. A high-performance latent heat recovery heat exchanger cannot be realized.
本発明は前記従来の課題を解決するもので、燃焼ガスの潜熱分を効率よく回収し、小型で軽量となる燃焼装置を提供することを目的とする。 SUMMARY OF THE INVENTION The present invention solves the above-described conventional problems, and an object thereof is to provide a combustion apparatus that efficiently recovers the latent heat of combustion gas and is small and lightweight.
前記従来の課題を解決するために、本発明の燃焼装置は、バーナと、バーナで加熱され主に顕熱分を吸熱する主熱交換装置と主に潜熱分を吸熱する副熱交換装置と、副熱交換装置を構成する複数枚のフィン部を貫通する水管を少なくとも上下二段の格子状配列し、水管の間に折り返し部と切抜き部を設けたものである。 In order to solve the conventional problems, a combustion apparatus of the present invention includes a burner, a main heat exchange device that is heated by the burner and mainly absorbs sensible heat, and a secondary heat exchange device that mainly absorbs latent heat. The water pipes penetrating a plurality of fin parts constituting the auxiliary heat exchange device are arranged in a lattice form in at least two stages, and a folded part and a cutout part are provided between the water pipes.
これによって、同一左右間の水管ピッチでも効率的に水管を配置することができ小型で高効率の潜熱回収熱交換器を実現できる。 As a result, the water pipes can be arranged efficiently even with the same water pipe pitch between the left and right, and a small and highly efficient latent heat recovery heat exchanger can be realized.
本発明の燃焼装置は、主に潜熱分を吸収する副熱交換器をフィンチューブ式熱交換器とし、水管を格子状に配置することで限られた体積に最大限に水管を設け、水管の間に折り返し部と切り抜き部を設けることにより小型で高効率の燃焼装置を実現できる。 In the combustion apparatus of the present invention, the auxiliary heat exchanger that mainly absorbs the latent heat is a finned tube heat exchanger, and the water pipes are arranged in a lattice shape so that the water pipes are maximally provided in a limited volume. A small and highly efficient combustion apparatus can be realized by providing a folded portion and a cutout portion between them.
第1の発明は、給湯または暖房または風呂追い焚きの少なくともどちらか一方の機能を有する燃焼装置においてバーナと、バーナで加熱され主に顕熱分を吸熱する主熱交換装置と主に潜熱分を吸熱する副熱交換装置と、副熱交換装置を構成する複数枚のフィン部を貫通する水管を少なくとも上下二段の格子状配列で構成され、コンパクトで高効率な燃焼装置を実現できる。 According to a first aspect of the present invention, there is provided a burner having a function of at least one of hot water supply, heating, and bath reheating, a main heat exchange device that is heated by the burner and mainly absorbs sensible heat, and a latent heat component. A sub heat exchange device that absorbs heat and a water pipe that penetrates a plurality of fin portions constituting the sub heat exchange device are configured in at least a two-stage lattice arrangement, and a compact and highly efficient combustion apparatus can be realized.
第2の発明は、特に、第1の発明の副熱交換装置を構成する複数枚のフィン部を貫通する水管を少なくとも上下2段の格子状に配列し、上段と下段を並列に通水する構成で、通水圧力損失を低減しコンパクトで高効率な燃焼装置を実現できる。 In the second aspect of the invention, in particular, the water pipes penetrating the plurality of fin portions constituting the auxiliary heat exchange device of the first aspect of the invention are arranged in at least two upper and lower grids, and the upper and lower stages are passed in parallel. With the configuration, it is possible to reduce the water pressure loss and realize a compact and highly efficient combustion apparatus.
第3の発明は、特に、第1の発明の副熱交換装置を構成する複数枚のフィン部を貫通する近接する上下左右の水管の間に折り返し部を設けて構成され、折り返し部により水管の下端へ燃焼ガスを誘導するとともに流れを乱すことで熱伝達率を向上し、コンパクトで高効率な燃焼装置を実現できる。 The third invention is particularly configured by providing a folded portion between adjacent upper, lower, left and right water pipes that pass through the plurality of fin portions constituting the auxiliary heat exchange device of the first invention. By inducing combustion gas to the lower end and disturbing the flow, the heat transfer coefficient can be improved and a compact and highly efficient combustion apparatus can be realized.
第4の発明は、特に、第1の発明の副熱交換装置を構成する複数枚のフィン部を貫通する近接する上下左右の水管の間に存在する伝熱にあまり寄与しない部分に切抜き部を設けて構成され、熱効率をほとんど低減することなく、軽量コンパクトで高効率な燃焼装置を実現できる。 In the fourth aspect of the invention, in particular, a cutout portion is provided in a portion that does not contribute much to heat transfer that exists between adjacent upper, lower, left, and right water pipes that penetrate the plurality of fin portions constituting the auxiliary heat exchange device of the first aspect of the invention. Provided and configured, a lightweight, compact and highly efficient combustion device can be realized without substantially reducing thermal efficiency.
第5の発明は、特に、第1の発明の副熱交換装置を構成する複数枚のフィン部を貫通する近接する上下左右の水管の間に、折り返し部と切抜き部を設けて構成され、熱効率をほとんど低減することなく、軽量コンパクトで高効率な燃焼装置を実現できる。 The fifth aspect of the invention is particularly configured by providing a folded portion and a cutout portion between adjacent upper, lower, left and right water pipes that pass through the plurality of fin portions constituting the auxiliary heat exchange device of the first aspect of the invention. A lightweight, compact and highly efficient combustion apparatus can be realized without substantially reducing the above.
第6の発明は、特に、第1の発明の副熱交換装置を構成する複数枚のフィン部を貫通する最下段の水管の直下でフィン下端部に突起部を設けて構成され、結露水を架橋させることなく滴下させ、燃焼ガスの排気抵抗を増加することがないため安定した燃焼特性を実現できる。 The sixth aspect of the invention is particularly configured by providing a protrusion at the lower end of the fin directly below the lowermost water pipe that penetrates the plurality of fins constituting the auxiliary heat exchange device of the first aspect of the invention. Stable combustion characteristics can be realized because of dropping without cross-linking and increasing the exhaust resistance of the combustion gas.
第7の発明は、特に、第1の発明の副熱交換装置を構成する複数枚のフィン部の最下段で左右の水管の間に折り返し部を設けて構成され、折り返し部により下段の水管の下端へ燃焼ガスを誘導するとともに流れを乱すことで熱伝達率を向上し、コンパクトで高効率な燃焼装置を実現できる。 The seventh aspect of the invention is particularly configured by providing a folded portion between the left and right water pipes at the lowermost stage of the plurality of fin portions constituting the auxiliary heat exchange device of the first invention, and the folded portion of the lower water pipe By inducing combustion gas to the lower end and disturbing the flow, the heat transfer coefficient can be improved and a compact and highly efficient combustion apparatus can be realized.
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。従来例および各実施の形態において、同じ構成、同じ動作をする部分については同一符号を付与し、詳細な説明を省略する。なお、この実施の形態によって本発明が限定されるものではない。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In the conventional example and each embodiment, parts having the same configuration and the same operation are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted. Note that the present invention is not limited to the embodiments.
(実施の形態1)
図1は本発明の実施の形態1の主熱交換器と副熱交換器の断面図であり、図2は燃焼装置の全体構成図であり、図3は副熱交換器のフィン部正面と側面図である。
(Embodiment 1)
1 is a cross-sectional view of a main heat exchanger and a sub heat exchanger according to Embodiment 1 of the present invention, FIG. 2 is an overall configuration diagram of the combustion apparatus, and FIG. 3 is a front view of fin portions of the sub heat exchanger. It is a side view.
図1と図2と図3において、燃焼装置10は、燃焼空気を送る燃焼ファン11と、バーナ12と、バーナ12へ供給するガスの流量を比例制御するガス比例弁13と、バーナ12の燃焼本数を切り換えるガス電磁弁14と、バーナ12の上部で加熱される給湯回路15が通る熱交換装置16と、給湯回路15が給水部17と出湯部18を有し、熱交換装置16が主に顕熱分を吸熱する主熱交換装置である主熱交換部19と主に潜熱分を吸熱する副熱交換装置である副熱交換部20で形成され、主熱交換部19を形成する複数の主フィン21を給湯回路15が貫通し、複数の副フィン22と、給湯回路15の熱を暖房回路23へ伝熱する給湯暖房間接熱交換器24と、給湯回路15の熱を風呂回路25へ伝熱する給湯風呂間接熱交換器26と、給湯回路15の水を循環させる小型の耐圧循環ポンプ27と暖房回路23の水を循環させる暖房ポンプである暖房DCポンプ28と、熱交換装置16を迂回するバイパス管29の流量を制御する混合弁30と、風呂回路25の湯水を循環させる風呂ポンプである風呂ポンプ31と、耐圧循環ポンプ27と暖房ポンプ28の回転数を制御する制御装置32と、給湯、暖房、風呂運転や設定温度を指示するリモコン33が設けられている。さらに、副熱交換部20で潜熱を回収することで強酸性の結露水が発
生するが、結露水は中和装置34に設けた炭酸カルシウム等で中和されドレン水として機器外部へ排出される。
1, 2, and 3, a
この時、給湯回路15が副熱交換部20の副フィン22を貫通する水管である副水管35を格子状に配列して設けている。また、副フィン22には格子状に設けられた近接する上下左右4本の副水管35のほぼ中央に切り抜き部36を設け、切り抜き部36の直上に折り返し部37を設けている。さらに、下段の副水管35の下流側で副フィン22の下端に突起部38を設けて構成される。
At this time, the hot
以上のように構成された燃焼装置について、以下その動作・作用を説明する。 About the combustion apparatus comprised as mentioned above, the operation | movement and an effect | action are demonstrated below.
給水部17から燃焼装置10へ水が流入し給湯回路15を通り副熱交換部20で燃焼熱の主に潜熱分を吸熱した後、主熱交換部19で主に顕熱分を吸熱し出湯部18から出湯する。燃焼ガスはまず主熱交換部19を通過した後、副熱交換部20を通過し排気口39から排出される。副熱交換部20では主に潜熱を吸熱することで副フィン22の表面に結露水が発生する。発生した結露水は副フィン22下端側へ重力と燃焼ガスの通過する影響で下側へ滴下する。ここで、副フィン22には格子状に副水管35が設けられているが格子状にすることで水管列側に最短距離で配列できるためコンパクトにすることができる。また、近接する上下左右4本の副水管35のほぼ中央に切り抜き部36を設けていることで、吸熱にほとんど影響しない部分を切り抜くため熱効率を下げることなく副熱交換部20の重量を低減することが出来る。また切り抜き部36の直上に折り返し部37を設けていることで燃焼ガスの流れを乱すことが可能で熱伝達率を向上し、さらに格子状に設けた下段の副水管35の上部に燃焼ガスを導くことができるため熱効率を向上することが可能である。また、副フィン22の最下段で左右の副水管35の間にも折り返し部37を設けることで下段側の副水管35の下部側へも燃焼ガスを回り込ませることができるため熱効率を向上することが可能である。
Water flows into the
副フィン22の表面に発生した結露水は副フィン22下段側へ重力と燃焼ガスの通過する影響で滴下するが、副フィン22の下端に設けた突起部38から結露水が滴下しやすくなるため、複数ある副フィン22間に結露水が滞留せず燃焼ガスの排気抵抗を増加することがないため安定した燃焼特性を実現できる。
Condensed water generated on the surface of the
以上のように、本発明にかかる燃焼装置は給湯または暖房または風呂追い焚きの少なくともどちらか一方の機能を有するコンパクトな熱源を実現することが可能となるので、一般住宅における給湯暖房機はもちろん、マンションやアパート等の集合住宅の設置場所が狭いところでも導入できる。また、熱源のガスはもちろん灯油等を熱源とした石油ボイラーにも適用できる。 As described above, since the combustion apparatus according to the present invention can realize a compact heat source having at least one of hot water supply or heating or bath reheating functions, of course, a hot water heater in a general house, It can be installed even in places where apartments such as apartments and apartments are installed. Further, the present invention can be applied to an oil boiler using kerosene as a heat source as well as gas as a heat source.
10 燃焼装置
12 バーナ
19 主熱交換装置
20 副熱交換装置
22 フィン部
35 水管
36 切抜き部
37 折り返し部
38 突起部
DESCRIPTION OF
Claims (7)
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JP2006209651A JP2008039194A (en) | 2006-08-01 | 2006-08-01 | Combustion device |
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JP2006209651A Pending JP2008039194A (en) | 2006-08-01 | 2006-08-01 | Combustion device |
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-
2006
- 2006-08-01 JP JP2006209651A patent/JP2008039194A/en active Pending
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