JP2008039389A

JP2008039389A - 燃焼機器

Info

Publication number: JP2008039389A
Application number: JP2007245676A
Authority: JP
Inventors: Sukeaki Akiba; 祐明秋葉
Original assignee: Gastar Co Ltd
Current assignee: Gastar Co Ltd
Priority date: 2007-09-21
Filing date: 2007-09-21
Publication date: 2008-02-21

Abstract

【課題】第２の熱交換器の熱効率の低下を防止する。
【解決手段】バーナの燃焼熱を利用して通水を加熱する第１の熱交換器１２と、第１の熱交換器１２よりも上方側に間隔を介して配設される第２の熱交換器１３とを有し、バーナ燃焼により発生した排気を第１の熱交換器１２と第２の熱交換器１３とを順に通して燃焼機器の排気出口に導く通風通路における第１の熱交換器１２と第２の熱交換器１３との間の領域には第２の熱交換器１３から滴下した水滴を受ける水滴受け板部材１６が設けられている燃焼機器において、第１の熱交換器１２を下から上に通り抜けて水滴受け板部材１６に向かう排気は水滴受け板部材１６を迂回して第２の熱交換器１３に達し当該第２の熱交換器１３を横向き方向に通り抜ける構成と成し、水滴受け板部材１６はステンレスの複数の板部材３６ａ，３６ｂが１層以上の断熱層３７を介して重ねられた多重構造と成している。
【選択図】図１

Description

本発明は第１の熱交換器と第２の熱交換器が設けられているタイプの給湯器等の燃焼機器に関するものである。

図４には本出願人が試作検討している開発中の高効率熱交換タイプの燃焼機器の一例がモデル図により示されている。この燃焼機器（器具）は給湯器であり、同図に示すように、器具ケース１内に燃焼室２が設けられ、該燃焼室２内にはバーナ３が設けられている。

このバーナ３に燃料ガスを導くガス供給通路４が設けられ、該ガス供給通路４には通路の開閉を行う開閉弁５，６と、バーナ３に供給するガス量を弁開度でもって制御する比例弁７とが介設されている。燃料ガス供給源から上記ガス供給通路４を通って導かれた燃料ガスはガスノズルホルダー８を介してバーナ３に供給され、バーナ３は供給された燃料ガスを燃焼する。

上記バーナ３の上方側には第１の熱交換器であるメイン熱交換器１２が設けられ、該メイン熱交換器１２よりも上方側（排気側）には第２の熱交換器である潜熱回収用熱交換器１３が間隔を介して配設されている。潜熱回収用熱交換器１３の入側には水供給源から水を導く給水通路１４が連通接続され、該潜熱回収用熱交換器１３の出側は管路９を介して上記メイン熱交換器１２の入側に連通接続されている。また、メイン熱交換器１２の出側には給湯通路１５の一端側が接続され、この給湯通路１５の他端側は台所やシャワー等の給湯場所に導かれている。

また、バーナ燃焼の給排気を行う燃焼ファン１０が設けられ、燃焼室２の上方側にはバーナ３の燃焼により発生した排気ガスを燃焼機器の排気出口に導き外部に排出するための排気通路１１が連通されている。上記燃焼室２と排気通路１１によって、バーナ３の燃焼により発生した排気を上記メイン熱交換器１２と潜熱回収用熱交換器１３とを順に通して燃焼機器の排気出口に導く通風通路を構成している。

上記の如く、この器具では、メイン熱交換器１２の排気側にさらに潜熱回収用熱交換器１３が設けられているので、バーナ３の燃焼により発生した熱の多くはメイン熱交換器１２に吸熱され（例えば、バーナ３により発生した熱のうちの約８０％がメイン熱交換器１２で吸熱され）、さらに、残りの熱の殆どが潜熱回収用熱交換器１３によって吸熱される構成となっており、バーナ３により発生した熱のうちの約９０％以上を熱交換器の通水に吸熱させることが可能な高効率熱交換が達成される構成を有している。なお、上記潜熱回収用熱交換器１３はバーナ３により発生した熱の潜熱のみを吸熱するのではなく、メイン熱交換器１２により吸熱し切れなかった顕熱をも吸熱するものである。

ところで、潜熱回収用熱交換器１３には給水通路１４から供給された水が入り込むので潜熱回収用熱交換器１３の水管表面温度は低く、このため、バーナ３の燃焼により発生した排気ガス中の水蒸気成分が結露現象により潜熱回収用熱交換器１３の水管表面に付着する。このように結露現象により潜熱回収用熱交換器１３に付着する水滴（ドレン）の量は時間の経過と共に増加していき、ドレンの表面張力よりもドレンにかかる重力が大きくなったときに、ドレンは潜熱回収用熱交換器１３から滴下する。この滴下したドレンを受けるための水滴受け板部材であるドレン受け部１６がメイン熱交換器１２と潜熱回収用熱交換器１３の間の領域に設けられている。

このように、メイン熱交換器１２と潜熱回収用熱交換器１３の間の領域にドレン受け部１６が設けられているので、メイン熱交換器１２を通り抜けた排気は上記ドレン受け部１６をよけ、ドレン受け部１６の端部と燃焼室２の内壁面との間の隙間を下から上に通り抜けた後に、流れを横方向に転換させて潜熱回収用熱交換器１３を横方向に通り抜けることとなる。

上記ドレン受け部１６で受けられたドレンはドレン排出通路１８を介して外部に排出される構成となっており、ドレン受け部１６で受けられたドレンをスムーズにドレン排出通路１８に導くためにドレン受け部１６にはドレン排出通路１８に向かって下りの傾斜が付けられている。

また、潜熱回収用熱交換器１３に付着したドレンは排気ガスに晒されることから、排気ガス中のＮＯｘ等の酸性成分がドレンに溶け込みドレンの酸性濃度は、例えばｐｈ２〜３という如く、非常に高くなっており、このように酸性濃度の高いドレンをその状態のまま排出するのは環境汚染の問題が発生するので、ドレンを中和するための中和処理手段２０がドレン排出通路１８に設けられており、中和処理が成されたドレンをドレン排出通路１８から外部に排出する構成となっている。

なお、図中に示す２１は給水通路１４の水の温度を検出する入水温センサを示し、２２は給水通路１４を流れる通水流量を検出する水量センサを示し、２３は給湯通路１５から給湯される出湯温度を検出する出湯温センサを示している。

この給湯器には給湯運転を制御するための制御装置２５が設けられており、該制御装置２５には台所や洗面所等に設けられたリモコン２６が信号接続されている。上記リモコン２６には給湯温度を設定するための給湯温度設定手段等が設けられている。

上記制御装置２５は、例えば、次のようにして給湯運転を制御する。給湯通路１５の先端側に設けられた給湯栓（図示せず）が開栓され、給水通路１４の通水を水量センサ２２が検出すると、開閉弁５，６を開弁しガス供給通路４を通してバーナ３に燃料ガスを供給すると共に、燃焼ファン１０を回転駆動させてバーナ３に空気を供給してバーナ３の燃焼を開始する。

そして、リモコン２６に設定されている給湯設定温度となるようにバーナ３の燃焼熱量を制御して、つまり、比例弁７の弁開度を比例弁駆動電流により制御してバーナ３への燃料ガス供給量を制御し、給水通路１４を流れてきた水を、潜熱回収用熱交換器１３とメイン熱交換器１２を順に通しバーナ３の燃焼熱によって加熱して湯を作り出し、この作り出した湯を給湯通路１５を通して所望の給湯場所に給湯する。その後、給湯栓が閉栓され給水通路１４の通水停止が水量センサ２２によって検出されると、開閉弁６を閉弁してバーナ３の燃焼を停止し、燃焼ファン１０の回転駆動を停止して、次の給湯運転に備える。

特開平０９−２５０８１７号公報特開平０４−２０８３２４号公報実願昭５５−０１８８６２号（実開昭５６−１１９９２１号）のマイクロフィルム実願昭５５−０１２９９８号（実開昭５６−１１５６５６号）のマイクロフィルム

ところで、上記図４に示す器具では、前記ドレン受け部１６が１枚の例えばステンレス等の板部材により形成されているために、潜熱回収用熱交換器１３の熱効率を低下させているということが本出願人の実験により分かった。

それというのは、ドレン受け部１６の上面に潜熱回収用熱交換器１３から滴下したドレンが付着している場合に、ドレン受け部１６の底面側を流れる排気の熱がドレン受け部１６を介してドレンに吸熱されてしまい、このことによって、潜熱回収用熱交換器１３に流れ込こむ排気の熱量が減少してしまう。このことから、必然的に、排気から潜熱回収用熱交換器１３へ吸熱される熱量が低下し、潜熱回収用熱交換器１３の熱効率が低下するというものである。

また、次に示すような理由により潜熱回収用熱交換器１３の熱効率が低下する場合があることが分かった。図６の（ａ）に示すように、潜熱回収用熱交換器１３は、該熱交換器１３の排気入側から排気出側に向かう方向（排気の通風通路に沿う方向）にほぼ直交する水平方向に沿った複数の直線状水管３０を有し、それら直線状水管３０は互いに間隙を介して並設され、さらにＵ字形状水管３１を介して連通接続されて１本の通水通路を形成している。

従来では、潜熱回収用熱交換器１３は平行パスタイプの熱交換器により形成されていた。つまり、図６の（ｂ）に示すように、例えば、直線状水管３０ａと直線状水管３０ｂのグループ、直線状水管３０ｃと直線状水管３０ｄのグループ、直線状水管３０ｅと直線状水管３０ｆのグループというように、複数の直線状水管３０が潜熱回収用熱交換器１３の排気入側から排気出側に向かう方向に直交する方向（図６の（ｂ）に示す例では上下方向）に互いに間隙を介して並設された水管のグループを水管並設群と言うとした場合、平行パスタイプの熱交換器では、上記隣り合う水管並設群の一方側の各水管は他方側の水管並設群の水管に対向する位置に配設されている。

上記のように、潜熱回収用熱交換器１３は平行パスタイプの熱交換器であるために、例えば、燃焼機器の排気出口から潜熱回収用熱交換器１３まで逆風と共に雨水が吹き込んだ場合に、その雨水は潜熱回収用熱交換器１３の排気出側から直線状水管３０間を通り抜けて潜熱回収用熱交換器１３の排気入側まで入り込み易く、このために、潜熱回収用熱交換器１３の排気出側の直線状水管３０だけでなく、排気入側の直線状水管３０にも雨水が付着する虞がある。直線状水管３０に付着した雨水はその直線状水管３０の熱や排気の熱を吸熱して滴下してしまうので、上記の如く、潜熱回収用熱交換器１３の排気出側から排気入側に掛けて各直線状水管３０に雨水が付着してしまうと、潜熱回収用熱交換器１３の熱効率が大幅に低下してしまう。

さらに、次に示すような理由により潜熱回収用熱交換器１３の熱効率が低下する虞があることに本出願人は気付いた。図７の（ａ）に示すように、例えば、潜熱回収用熱交換器１３は前記した複数の直線状水管３０と、それら直線状水管３０の両端部側を支持する側板部材３３（３３ａ，３３ｂ）と、フィンプレート３４とを有して構成されており、上記側板部材３３とドレン受け部１６とはねじ留めされていた。

つまり、従来では、側板部材３３およびフィンプレート３４の各貫通孔に直線状水管３０を挿通し、その直線状水管３０にＵ字形状水管３１を連通接続させて潜熱回収用熱交換器１３を製造完成した後に、ドレン受け部１６と上記側板部材３３とをねじ留めして潜熱回収用熱交換器１３の下方側にドレン受け部１６を取り付けていた。

しかしながら、上記のように、ドレン受け部１６と側板部材３３（３３ａ，３３ｂ）をねじ留めする前に側板部材３３ａ，３３ｂ間の間隔が定まり、潜熱回収用熱交換器１３毎にその側板部材３３ａ，３３ｂ間の間隔はばらつくので、ドレン受け部１６と側板部材３３をねじ留めした後に、図７の（ｂ）に示すように、ドレン受け部１６が撓んでしまう場合がある。

このように、ドレン受け部１６が撓んでしまうと、潜熱回収用熱交換器１３の底面とドレン受け部１６との間に隙間３５が生じ、排気の一部がその隙間３５を通ることとなり、つまり、潜熱回収用熱交換器１３に熱交換しない排気が生じることとなり、このことにより、潜熱回収用熱交換器１３の熱効率が低下してしまう。

この発明は上記課題を解決するために成されたものであり、その目的は、第２の熱交換器である潜熱回収用熱交換器の熱効率の低下を防止することができる燃焼機器を提供することにある。

上記目的を達成するためにこの発明は次に示すような構成をもって前記課題を解決するための手段としている。すなわち、第１の発明は、バーナの燃焼熱を利用して通水を加熱する第１の熱交換器と、該第１の熱交換器よりも上方側に間隔を介して配設される第２の熱交換器とを有し、バーナ燃焼により発生した排気を上記第１の熱交換器と第２の熱交換器とを順に通して燃焼機器の排気出口に導く通風通路が形成され、この通風通路内の上記第１の熱交換器と第２の熱交換器との間の領域には第２の熱交換器から滴下した水滴を受ける水滴受け板部材が設けられている燃焼機器において、上記水滴受け板部材は、当該板部材の一端部と通風通路の内壁面との間に排気通風用の空間を形成した状態で配設され、上記第１の熱交換器を下から上に通り抜けて水滴受け板部材に向かう排気は水滴受け板部材の底面に当たって当該底面に沿う方向に向きを変えて当該底面に沿って流れてから水滴受け板部材の一端部と上記通風通路の内壁面との間に形成されている排気通風用の空間を通って水滴受け板部材の前記端部を回り込みながら水滴受け板部材の上方側に達し、さらに、第２の熱交換器を横向き方向に通り抜けて燃焼機器の排気出口に向かう構成と成しており、上記水滴受け板部材は、耐熱性および耐食性を有する複数のステンレスの板部材が上下方向に間隔を介して重ね配置されていてその板部材間の間隔内に１層以上の断熱層が介設されている多重構造と成している構成をもって前記課題を解決する手段としている。

第２の発明は、上記第１の発明を構成する水滴受け板部材の断熱層は空気層により形成されている構成をもって前記課題を解決する手段としている。

第３の発明は、上記第１又は第２の発明の構成を備え、第２の熱交換器は、該熱交換器の排気入側から排気出側に向かう方向にほぼ直交する水平方向に沿った直線状の複数の水管の並設群が互いに間隙を介して通風通路に沿う方向に配設され、少なくとも上記各水管並設群の間には水管並設群の各水管間にほぼ対向する位置に直線状の水管が配置されている構成をもって前記課題を解決する手段としている。

第４の発明は、上記第１又は第２又は第３の発明の構成を備え、水滴受け板部材は第２の熱交換器の排気入側から排気出側に向かう方向に下り傾斜が付けられており、水滴受け板部材の排気出側には水滴受け板部材で受けられた水滴を集める水滴集合部が設けられている構成をもって前記課題を解決する手段としている。

この発明によれば、水滴受け板部材は複数の板部材が１層以上の断熱層を介して重ねられた多重構造と成しているので、水滴受け板部材の底面に沿って流れる排気の熱が水滴受け板部材を介して該水滴受け板部材上の水滴に吸熱されるのを阻止することができ、水滴吸熱に起因した第２の熱交換器の熱効率低下を防止することができる。

断熱層が空気層により形成されているものにあっては、水滴受け板部材は複数の板部材が空隙を介して重ねられた構成であるので、上記複数の板部材の間に断熱材料を介設させる場合よりも水滴受け板部材の構造を簡単にすることができる。

第２の熱交換器は、該熱交換器の排気入側から排気出側に向かう方向にほぼ直交する水平方向に沿った直線状の複数の水管の並設群が互いに間隙を介して通風通路に沿う方向に配設され、少なくとも上記各水管並設群の間には水管並設群の各水管間にほぼ対向する位置に直線状の水管が配置されている構成を備えているものにあっては、燃焼機器の排気出口から第２の熱交換器まで雨水が入り込んだ場合に、その雨水は、第２の熱交換器の排気出側に配設されている水管並設群の各水管あるいは該水管並設群の各水管間にほぼ対向する位置に配設されている水管に当って落下するので、それら水管位置よりも第２の熱交換器の排気入側に入り込むのが阻止され、第２の熱交換器の排気入側の水管に雨水が付着するのを防止することができる。この結果、雨水付着に起因した第２の熱交換器の熱効率低下を防止することができる。

水滴受け板部材の排気出側に水滴集合部が設けられているものにあっては、水滴受け板部材に水滴集合部が取り付けられた後に、燃焼機器の内部に取り付けることによって、水滴集合部の取り付け作業を簡単に行うことができ、燃焼機器の組み立て作業の効率を向上させることができる。

以下に、この発明に係る実施形態例を図面に基づき説明する。

第１の実施形態例の燃焼機器は前記図４に示した高効率熱交換タイプの燃焼機器とほぼ同様な構成を備えており、特徴的なことは、図１に示すように、水滴受け板部材であるドレン受け部１６が多重構造と成していることである。なお、この第１の実施形態例の説明において、前記図４に示した燃焼機器の構成部分と同一構成部分には同一符号を付し、その共通部分の重複説明は省略する。

この第１の実施形態例では、図１に示すように、ドレン受け部１６は底側の板部材３６ａの上側に空気層３７を介して上側の板部材３６ｂが配設された二重構造を有している。

上記板部材３６ａ，３６ｂは耐熱性および耐食性に優れたステンレスの板部材により形成されており、上記空気層３７は上記底側の板部材３６ａから上側の板部材３６ｂに熱が伝熱されるのを防止する断熱層として機能するものである。

この第１の実施形態例によれば、ドレン受け部１６は２枚の板部材３６が空気層３７を介して重ねられた二重構造を有しているので、上記空気層３７によって、ドレン受け部１６の底側の板部材３６ａに沿って流れる排気の熱が底側の板部材３６ａから上側の板部材３６ｂに伝熱されるのを阻止することができ、このことにより、潜熱回収用熱交換器１３から滴下したドレンが上側の板部材３６ｂ上に付着している場合に、底側の板部材３６ａに沿って流れる排気の熱が上記ドレンに吸熱されてしまうのを防止することができる。

このように、潜熱回収用熱交換器１３に流れ込む前に、排気の熱がドレンに吸熱されてしまうのを防止することができるので、ドレン吸熱に起因した潜熱回収用熱交換器１３の熱効率の低下を抑制することができる。

また、従来のようにドレン受け部１６が１枚の板部材により形成され、該ドレン受け部１６上のドレンがドレン受け部１６の底面に沿って流れる排気の熱を吸熱してしまう場合には、その吸熱した熱によってドレンの水分が蒸発してドレンの酸性濃度が高まり、その酸性濃度が高められたドレンによってドレン受け部１６が腐食してしまうことがある。特に、腐食の度合いが進みドレン受け部１６に穴が開いた場合には、その穴を通ってドレンがメイン熱交換器１２まで落下してしまうという問題が生じ、例えば、その落下したドレンによってメイン熱交換器１２が腐食する等の弊害が生じる。

これに対して、この第１の実施形態例では、上記のように、ドレン受け部１６は板部材３６が空気層３７を介して重ねられた二重構造と成しているので、ドレン受け部１６上のドレンがドレン受け部１６の底面に沿って流れる排気の熱を吸熱するのを防止でき、このことにより、水分蒸発によるドレンの酸性濃度が高められるのを防止することができてドレン受け部１６が腐食するのを防止することができる。

以下に、第２の実施形態例を説明する。この第２の実施形態例では、図２に示すような千鳥タイプの配設形態に潜熱回収用熱交換器１３の直線状水管３０が配置されていることを特徴とし、燃焼機器の排気出口から入り込んだ雨水に起因した潜熱回収用熱交換器１３の熱効率低下問題を防止する構成を備えている。それ以外の構成は前記第１の実施形態例と同様であり、前記第１の実施形態例と同一構成部分には同一符号を付し、その共通部分の重複説明は省略する。

この第２の実施形態例では、潜熱回収用熱交換器１３において、図２に示す上下方向に複数の直線状水管３０が並設されて水管並設群３０Ａ，３０Ｂ，３０Ｃ，３０Ｄを成し、それら水管並設群は通風通路に沿って配列されており、上記各水管並設群の間には水管並設群の各水管間に対向する位置に直線状水管３０が配設されている。

具体的には、図２に示す例では、水管並設群３０Ａと水管並設群３０Ｂの間には、直線状水管３０ａと直線状水管３０ｂの間の間隙、および、直線状水管３０ｃと直線状水管３０ｄの間の間隙に対向する位置に直線状水管３０αが設けられ、また、水管並設群３０Ｂと水管並設群３０Ｃの間には、直線状水管３０ｃと直線状水管３０ｄの間の間隙、および、直線状水管３０ｅと直線状水管３０ｆの間の間隙に対向する位置に直線状水管３０βが設けられ、水管並設群３０Ｃと水管並設群３０Ｄの間には、直線状水管３０ｅと直線状水管３０ｆの間の間隙、および、直線状水管３０ｇと直線状水管３０ｈの間の間隙に対向する位置に直線状水管３０γが設けられている。

この第２の実施形態例によれば、水管並設群の各直線状水管３０間に対向する位置に直線状水管３０を配置したので、燃焼機器の排気出口から吹き込んだ雨水が潜熱回収用熱交換器１３の排気出側の直線状水管３０ａと直線状水管３０ｂの間の間隙を通り抜け、さらに潜熱回収用熱交換器１３の排気入側（奥側）へ入り込もうとしたときに、その雨水の進入は上記直線状水管３０αによってほぼ阻止されることとなる。また、上記直線状水管３０αを迂回して、さらに奥へ進入した雨水があったとしても、その雨水の進入は直線状水管３０ｃや直線状水管３０ｄによって阻止される。

上記のように、雨水の進入を潜熱回収用熱交換器１３の排気出側で食い止めることができるので、雨水は潜熱回収用熱交換器１３の排気入側まで入り込まず、潜熱回収用熱交換器１３を構成する直線状水管３０の多くには雨水が付着しないことから、前記雨水に起因した潜熱回収用熱交換器１３の熱効率低下問題を回避することができる。

また、従来の如く、前記図６の（ｂ）に示すような平行パスタイプの熱交換器により潜熱回収用熱交換器１３が形成されている場合には、燃焼機器の排気出口から雨水が吹き込んだ場合に、その雨水は潜熱回収用熱交換器１３の各直線状水管３０間を通り抜け、潜熱回収用熱交換器１３からその下方側のメイン熱交換器１２に雨水が滴下してしまうことがある。このように、メイン熱交換器１２に雨水が滴下してしまうと、その雨水に起因してメイン熱交換器１２が腐食する等の弊害が生じてしまう場合がある。

これに対して、この第２の実施形態例では、上記のように、雨水の進入は潜熱回収用熱交換器１３の排気出側で食い止めることができる構成であることから、上記のように、雨水が潜熱回収用熱交換器１３を通り抜けてメイン熱交換器１２に滴下してしまうことは無く、前記メイン熱交換器１２への雨水落下問題を確実に回避することができる。

さらに、この第２の実施形態例では、直線状水管３０を図２に示すような千鳥タイプの配設形態でもって並設したので、潜熱回収用熱交換器１３に流れ込んだ排気は上記各直線状水管３０を迂回しながら流れることとなり、排気が接触する直線状水管３０の表面積を増加させることができ、潜熱回収用熱交換器１３の熱効率の向上を図ることができる。

以下に、第３の実施形態例を説明する。なお、この第３の実施形態例では、以下に述べる構成部分以外の燃焼機器構成は前記各実施形態例の構成とほぼ同様であり、前記各実施形態例に示した構成部分と同一名称部分には同一符号を付し、その共通部分の重複説明は省略する。

この第３の実施形態例では、ステンレス等の耐熱性および耐食性に優れた板部材の両端側部分がそれぞれ図３の（ａ）、（ｂ）に示すように起立方向に折り曲げられ、その起立部分が潜熱回収用熱交換器１３の側板部材３３と成し、底側部分がドレン受け部１６の上側の板部材３６ａと成している。その上側の板部材３６ａの下側に空隙を介して底側の板部材３６ｂが配設されてドレン受け部１６が構成される。

また、上記上側の板部材３６ａの排気出側にはドレン集合部であるドレン集め部３８が設けられている。この第３の実施形態例では、ドレン受け部１６は排気入側から排気出側に向かう方向に下り傾斜が付くように配設される構成であり、このために、潜熱回収用熱交換器１３からドレンが滴下してドレン受け部１６（上側の板部材３６ａ）で受けられると、そのドレンは上側の板部材３６ａの上面を伝って排気出側に流れることとなる。上記ドレン集め部３８は、その排気出側に流れてきたドレンを受けて集めるものである。

この第３の実施形態例では、ドレン集め部３８は上記上側の板部材３６ａとは別個独立したものであり、潜熱回収用熱交換器１３の排気出側の下方側に配置されている。このドレン集め部３８は、図３の（ｃ）に示すように、例えば樹脂等により形成され箱体４０を有し、この箱体４０の上面は開口している。また、箱体４０の底面には開口部４１が形成され、この開口部４１から下方側に突出した筒部４２が形成されている。さらに、上記箱体４０にはドレン集め部３８を側板部材３３に取り付けるための取り付け部４３が形成され、この取り付け部４３にはねじを挿通するためのねじ挿通用穴４４が形成されている。

一方、図３の（ｂ）に示すように、上側の板部材３６ａの排気出側部分は下方側に折り曲げられてドレン導出部４５と成し、また、側板部材３３には上記ドレン集め部３８を取り付けるためのねじを挿通するためのねじ挿通用穴４６が形成されている。

図３の（ａ）に示すように、上記ドレン集め部３８の箱体４０の内部に上記ドレン導出部４５を差し込み、かつ、ドレン集め部３８の取り付け部４３を側板部材３３よりも外側にして上記ドレン集め部３８のねじ挿通用穴４４と側板部材３３のねじ挿通用穴４６との位置を合わせた後に、上記ねじ挿通用穴４４，４６にねじが挿通されて側板部材３３にドレン集め部３８がねじ留めされている。

この第３の実施形態例では、上記潜熱回収用熱交換器１３とドレン受け部１６とドレン集め部３８はユニット化されており、このユニットが製造完成した後に、そのユニットが燃焼機器の内部に取り付けられることとなり、この取り付けの際には、前記したように、ドレン受け部１６は排気入側から排気出側に向かう方向に下り傾斜が付くように配設され、また、ドレン集め部３８の筒部４２はドレン排出通路１８に連通接続される。このように、ドレン集め部３８の筒部４２がドレン排出通路１８に連通接続されることにより、ドレン集め部３８に集められたドレンは上記筒部４２およびドレン排出通路１８を通って外部に排出されることとなる。

ところで、この第３の実施形態例では、潜熱回収用熱交換器１３の直線状水管３０は前記第２の実施形態例に示したような千鳥タイプの配設形態でもって配置されている。このために、燃焼機器の排気出口から潜熱回収用熱交換器１３の排気出側に雨水が吹き込んだ場合に、その吹き付けた雨水の殆どは、例えば、図２に示す排気出側の直線状水管３０ａ，３０ｂ，３０αに当たって下方側に滴下することとなる。

この第３の実施形態例では、上記したように、ドレン集め部３８は潜熱回収用熱交換器１３の排気出側の下方側に配置されていることから、上記潜熱回収用熱交換器１３から滴下した雨水を直接的に受ける構成と成しており、この第３の実施形態例では、ドレン集め部３８はドレンが集まると共に雨水が集まる構成と成している。この第３の実施形態例では、潜熱回収用熱交換器１３から滴下した雨水もドレンと同様に、ドレン集め部３８からドレン排出通路１８を通って外部に排出される構成である。

この第３の実施形態例では、ドレン受け部１６の上側の板部材３６ａの両端側部分が起立方向に折り曲げられ、この起立部分が潜熱回収用熱交換器１３の側板部材３３と成しているので、ドレン受け部１６が撓むのを防止することができる。

つまり、側板部材３３とドレン受け部１６とが別個独立したものである場合には、前述したように、ドレン受け部１６の両端部分と側板部材３３とのねじ留めに起因して、ドレン受け部１６が撓む。このように、ドレン受け部１６が撓むと、潜熱回収用熱交換器１３の底側とドレン受け部１６との間に隙間が生じ、この隙間に排気の一部が通り抜けることとなり、潜熱回収用熱交換器１３に熱交換せずに外部排出されてしまう排気が生じることとなり、このことにより、潜熱回収用熱交換器１３の熱効率が低下してしまうという問題が生じる。

これに対して、この第３の実施形態例では、１枚の板部材の両端側部分をそれぞれ起立方向に折り曲げ、その起立部分を側板部材３３と成し、底側部分をドレン受け部１６の上側の板部材３６ａと成した構成を備えているので、ドレン受け部１６が撓むのを防止することができ、このことによって、潜熱回収用熱交換器１３の底側とドレン受け部１６との間に隙間が生じるのを回避することができる。このために、メイン熱交換器１２を通り抜けた排気は全て潜熱回収用熱交換器１３を通り抜けて潜熱回収用熱交換器１３に熱交換を行うこととなるので、潜熱回収用熱交換器１３の熱効率低下を防止することができる。

また、従来では、側板部材３３とドレン受け部１６とが別個独立したものであることから、燃焼機器の製造工程において、それら側板部材３３とドレン受け部１６をねじ留めするという作業が必要であり、そのねじ留め箇所は多数であることから、側板部材３３とドレン受け部１６をねじ留めする作業は面倒で時間が掛かり、作業効率が悪いものであった。これに対して、この第３の実施形態例の構成では、側板部材３３とドレン受け部１６をねじ留めする必要は無く、燃焼機器の製造の作業効率の向上を図ることができる。

さらに、この第３の実施形態例では、ドレン受け部１６の排気出側にドレン集め部３８が設けられる構成であり、ドレン集め部３８を側板部材３３に取り付けてドレン受け部１６の排気出側に配置した後に、燃焼機器の内部に組み込む構成とすることによって、ドレン集め部３８を燃焼機器の内部に組み込む作業が簡単となり、燃焼機器の組み立て作業効率の向上を図ることができる。

さらに、従来の如くドレン受け部１６と側板部材３３とが別個独立したものである場合には、ドレン受け部１６と側板部材３３の接続部分に僅かな隙間が生じ易く、その隙間にドレンが入り込んでしまった場合にはドレン受け部１６と側板部材３３の接続部分が腐食するという問題が生じる虞がある。これに対して、この第３の実施形態例では、ドレン受け部１６と側板部材３３の間には隙間は生じない構成であることから、上記ドレン受け部１６と側板部材３３の接続部分の隙間に起因した問題発生を防止することができる。

なお、この発明は上記各実施形態例に限定されるものではなく、様々な実施の形態を採り得る。例えば、上記各実施形態例では、ドレン受け部１６の上側の板部材３６ａと底側の板部材３６ｂとの間には空気層３７が設けられていたが、上記空気層３７に代えて、断熱材から成る断熱層を設けてもよい。この場合にも上記第１の実施形態例に述べたような効果、つまり、排気の熱がドレン受け部１６上のドレンに吸熱されるのを防止して潜熱回収用熱交換器１３の熱効率の低下を防止することができるという効果や、上記ドレン吸熱によりドレン受け部１６上のドレンの酸性濃度が高まることに起因してドレン受け部１６が腐食するという問題を防止することができるという効果を得ることができる。

また、ドレン受け部１６の上側の板部材３６ａと底側の板部材３６ｂとの間に、空気層と断熱材料から成る断熱層との２層の断熱層を介設してもよいし、構成している断熱材料が互いに異なる複数の断熱層を２層以上上記板部材３６ａ，３６ｂ間に介設してもよい。

さらに、上記各実施形態例では、ドレン受け部１６は上側の板部材３６ａと底側の板部材３６ｂとが空気層３７を介して重ねられた二重構造であったが、ドレン受け部１６は３重以上の多重構造としてもよい。この場合にも、もちろん、ドレン受け部１６を構成する各板部材間には空気層あるいは断熱材が介設される。

さらに、上記第２や第３の実施形態例では、潜熱回収用熱交換器１３の直線状水管３０は１１本であったが、直線状水管３０は本数に限定されるものではなく、本発明は、直線状水管が１０本以下あるいは１２本以上である潜熱回収用熱交換器を備えた燃焼機器に適用することができるものである。

さらに、上記第３の実施形態例では、潜熱回収用熱交換器１３の直線状水管３０は前記第２の実施形態例に示したような千鳥タイプの配設形態に配置されていたが、例えば、燃焼機器の排気出口から吹き込んだ雨水が潜熱回収用熱交換器１３に達するのを防止するための例えば雨返し等の手段が設けられ、雨水が潜熱回収用熱交換器１３に入り込むのをほぼ回避することができる場合には、雨水が潜熱回収用熱交換器１３に吹き付ける心配が殆ど無いので、直線状水管３０を前記図６に示すような平行パスタイプに配置してもよい。

さらに、この発明の応用例として、例えば、ドレン受け部１６が従来例同様に１枚の板部材から成る構成を備えた高効率熱交換タイプの燃焼機器において、上記第２の実施形態例に示したように、潜熱回収用熱交換器１３の直線状水管３０を千鳥タイプの配設形態に配置してもよい。この場合には、雨水に起因した潜熱回収用熱交換器１３の熱効率低下を防止することができる。

さらに、この発明の応用例として、例えば、ドレン受け部１６が従来例同様に１枚の板部材から成る構成を備え、潜熱回収用熱交換器１３が図６に示す平行パスタイプの熱交換器により構成されている高効率熱交換タイプの燃焼機器において、ドレン受け部１６の両端側部分が起立方向に折り曲げられ、この起立部分を潜熱回収用熱交換器１３の側板部材３３と成す構成としてもよい。この場合には、ドレン受け部１６の撓みを防止することができ、ドレン受け部１６の撓みに起因した潜熱回収用熱交換器１３の熱効率低下を防止することができる。

さらに、上記各実施形態例では、バーナ３は上方側に燃焼面が形成されるタイプのバーナであったが、例えば、この発明の応用例として、図５に示すようなバーナ３の下方側に燃焼面が形成される逆さ燃焼タイプのバーナ３を備えた燃焼機器に、次に示すような構成を備えてもよい。

上記図５に示す燃焼機器の各構成部分には前記各実施形態例に示した燃焼機器の各構成部分と同一構成部分には同一符号を付してある。すなわち、上記図５に示す燃焼機器において、上記逆さ燃焼タイプのバーナ３が設けられており、このバーナ３の下方側には第１の熱交換器であるメイン熱交換器１２が設けられ、バーナ３の上方側にはバーナ燃焼の給排気を行う燃焼ファン１０が設けられている。また、上記バーナ３の燃焼により発生した排気を外部に導くための排気通路１１が設けられている。この排気通路１１は、メイン熱交換器３を通り抜けた下向きの排気の流れを横向きに転換させ、さらに、その排気の流れを上向きに転換させて燃焼機器の排気出口に導く構成を備えている。

潜熱回収用熱交換器１３は上記排気通路１１内に配設されており、この潜熱回収用熱交換器１３の下方側に配置される排気通路内壁部分がドレン受け部１２として機能する。このドレン受け部１２として機能する排気通路内壁部分には開口部４８が設けられている。この開口部４８の下方側にはドレンタンク５０が配設され、該ドレンタンク５０にはドレン排出通路１８が連通接続されており、潜熱回収用熱交換器１３から落下したドレンは上記ドレン受け部１２で受けられ、このドレン受け部１２を伝い流れてドレンタンク５０に至り、該ドレンタンク５０からドレン排出通路１８を通して外部に排出される構成と成している。

上記逆さ燃焼タイプの燃焼機器において、図５に示すように、メイン熱交換器１２と潜熱回収用熱交換器１３とが並設されている場合があり、このような場合には上記メイン熱交換器１２と潜熱回収用熱交換器１３とに挟まれた領域には仕切り板部材５１が設けられていることがある。このような場合に、上記各実施形態例に示したような複数の板部材が１層以上の断熱層を介して積層された多重構造の板部材により、上記仕切り板部材５１を形成してもよい。

さらに、上記各実施形態例は燃料ガスを燃焼させる給湯器を例にして説明したが、この発明は、水蒸気を発生させる燃焼を行い、かつ、潜熱回収用熱交換器が設けられている燃焼機器であれば適用することができる。例えば、給湯機能に風呂機能が付加されている潜熱回収用熱交換器付きの給湯風呂複合器や、風呂機能のみの潜熱回収用熱交換器付き風呂装置や、潜熱回収用熱交換器付きの暖房器や、潜熱回収用熱交換器付きの給湯暖房複合器や、ガス以外の例えば石油等を燃焼の燃料とする給湯器や給湯風呂複合器や風呂単機能装置や暖房器等の燃焼機器等にも適用することができる。

第１の実施形態例において特徴的な構成部分を抜き出して示す説明図である。第２の実施形態例において特徴的な構成部分を抜き出して示す説明図である。第３の実施形態例を説明するための図である。潜熱回収用熱交換器が備えられている燃焼機器の一例を示すモデル図である。逆さ燃焼タイプの潜熱回収用熱交換器付き燃焼機器の一例を示すモデル図である。潜熱回収用熱交換器が平行パスタイプの熱交換器である場合に発生する問題を示す説明図である。水滴受け板部材と潜熱回収用熱交換器の側板部材とが別個独立したものである場合に発生する問題を示す説明図である。

符号の説明

３バーナ
１１排気通路
１２メイン熱交換器
１３潜熱回収用熱交換器
１６ドレン受け板部材
３０直線状水管
３１Ｕ字形状水管
３３側板部材
３６板部材
３７空気層
３８ドレン集め部

Claims

バーナの燃焼熱を利用して通水を加熱する第１の熱交換器と、該第１の熱交換器よりも上方側に間隔を介して配設される第２の熱交換器とを有し、バーナ燃焼により発生した排気を上記第１の熱交換器と第２の熱交換器とを順に通して燃焼機器の排気出口に導く通風通路が形成され、この通風通路内の上記第１の熱交換器と第２の熱交換器との間の領域には第２の熱交換器から滴下した水滴を受ける水滴受け板部材が設けられている燃焼機器において、上記水滴受け板部材は、当該板部材の一端部と通風通路の内壁面との間に排気通風用の空間を形成した状態で配設され、上記第１の熱交換器を下から上に通り抜けて水滴受け板部材に向かう排気は水滴受け板部材の底面に当たって当該底面に沿う方向に向きを変えて当該底面に沿って流れてから水滴受け板部材の一端部と上記通風通路の内壁面との間に形成されている排気通風用の空間を通って水滴受け板部材の前記端部を回り込みながら水滴受け板部材の上方側に達し、さらに、第２の熱交換器を横向き方向に通り抜けて燃焼機器の排気出口に向かう構成と成しており、上記水滴受け板部材は、耐熱性および耐食性を有する複数のステンレスの板部材が上下方向に間隔を介して重ね配置されていてその板部材間の間隔内に１層以上の断熱層が介設されている多重構造と成していることを特徴とする燃焼機器。
水滴受け板部材の断熱層は空気層により形成されていることを特徴とする請求項１記載の燃焼機器。
第２の熱交換器は、該熱交換器の排気入側から排気出側に向かう方向にほぼ直交する水平方向に沿った直線状の複数の水管の並設群が互いに間隙を介して通風通路に沿う方向に配設され、少なくとも上記各水管並設群の間には水管並設群の各水管間にほぼ対向する位置に直線状の水管が配置されている構成を備えていることを特徴とする請求項１又は請求項２記載の燃焼機器。
水滴受け板部材は第２の熱交換器の排気入側から排気出側に向かう方向に下り傾斜が付けられており、水滴受け板部材の排気出側には水滴受け板部材で受けられた水滴を集める水滴集合部が設けられていることを特徴とする請求項１又は請求項２又は請求項３記載の燃焼機器。