JP2010007968A - Hot water supply device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、湯水や熱媒体の液体を加熱可能な給湯装置に関するものであり、一次熱交換器に加えて二次熱交換器を備えたものに関する。 The present invention relates to a hot water supply apparatus capable of heating hot water or a liquid of a heat medium, and relates to an apparatus provided with a secondary heat exchanger in addition to a primary heat exchanger.
従来より、下記特許文献1,2に開示されているような、いわゆる潜熱回収型の給湯装置が提供されている。この種の給湯装置は、燃料を燃焼するための燃焼手段と、これにおいて発生した燃焼ガスに含まれている顕熱を主として回収するための一次熱交換器と、潜熱を主として回収するための二次熱交換器とを備えている。
上記特許文献1,2に開示されているような給湯装置では、二次熱交換器で加熱された湯水が一次熱交換器に送られるため、二次熱交換器の性能が装置全体の給湯効率に大きく影響している。従来の給湯装置は、二次熱交換器の外径を大きくし、二次熱交換器の伝熱面積を拡大させることで二次熱交換器の熱効率を上げていた。
しかし、この種の給湯装置では、設置場所の省スペース化の観点から小型化が望まれているのに対し、二次熱交換器の外径が大きくなると、給湯装置全体が大型化してしまうという問題があった。
In the hot water supply apparatus as disclosed in
However, in this type of hot water supply device, downsizing is desired from the viewpoint of space saving of the installation place, but when the outer diameter of the secondary heat exchanger is increased, the entire hot water supply device is increased in size. There was a problem.
そこで本発明は、二次熱交換器の熱効率を向上させ、装置全体の小型化が可能な給湯装置の提供を課題とする。 Then, this invention makes it a subject to provide the hot water supply apparatus which can improve the thermal efficiency of a secondary heat exchanger and can reduce the size of the whole apparatus.
上記課題を解決するため、請求項1の給湯装置は、燃料を燃焼する燃焼部と、前記燃焼部の燃焼で発生した燃焼ガスが流れる燃焼ケースと、前記燃焼ケースを流れる燃焼ガスとの熱交換により湯水を加熱可能な一次熱交換器と、前記燃焼ケースの下流側に配され燃焼ケースを通過した燃焼ガスが流入する排気集合部と、前記排気集合部を流れる燃焼ガスとの熱交換により湯水を加熱可能な環状の二次熱交換器と、前記排気集合部を通過した燃焼ガスの排気が行われる排気部と、を備え、前記排気集合部は、前記燃焼ケースを通過した燃焼ガスを導入する導入口と、前記排気部に燃焼ガスを排出する排出口と、前記二次熱交換器を収容する熱交収容部と、前記導入口と前記熱交収容部とを繋ぐガス導入流路と、前記排出口と前記熱交収容部とを繋ぐガス排出流路と、を有し、前記熱交収容部は、前記ガス導入流路及び前記ガス排出流路の周囲に配されて前記二次熱交換器を収容し、前記導入口から前記ガス導入流路に導入された燃焼ガスを前記環状の熱交換器に沿って周回させて、前記ガス排出流路から前記排出口に送ることを特徴とした。 In order to solve the above-described problem, a hot water supply apparatus according to claim 1 is configured to exchange heat between a combustion part that burns fuel, a combustion case in which combustion gas generated by combustion in the combustion part flows, and a combustion gas that flows in the combustion case By heat exchange between the primary heat exchanger capable of heating the hot water with the exhaust gas, the exhaust gas collecting portion that is disposed downstream of the combustion case and that passes through the combustion case, and the combustion gas that flows through the exhaust gas collecting portion. An annular secondary heat exchanger that can heat the exhaust gas, and an exhaust part that exhausts the combustion gas that has passed through the exhaust gas collecting part, wherein the exhaust gas collecting part introduces the combustion gas that has passed through the combustion case An inlet that discharges combustion gas to the exhaust part, a heat exchange accommodating part that accommodates the secondary heat exchanger, and a gas introduction channel that connects the inlet and the heat exchange accommodating part The discharge port and the heat exchanger accommodating part A gas exhaust passage, and the heat exchange accommodating portion is disposed around the gas introduction passage and the gas discharge passage to accommodate the secondary heat exchanger, and The combustion gas introduced into the gas introduction channel is circulated along the annular heat exchanger and is sent from the gas discharge channel to the discharge port.
本発明の給湯装置は、排気集合部に導入された燃焼ガスを環状の二次熱交換器に沿って通過させることにより、燃焼ガスと二次熱交換器を流れる湯水との間で熱交換を行い、燃焼ガス中に含まれる潜熱を回収することができる。本発明の給湯装置は、二次熱交換器全体に燃焼ガスを接触させることが可能であり、二次熱交換器の伝熱面積全体を有効に利用することができる。そのため、本発明の給湯装置は、二次熱交換器における熱効率が高く、二次熱交換器を大型化させることなく装置全体の熱効率を向上させることが可能である。したがって本発明の給湯装置は、装置全体の小型化が可能である。 The hot water supply apparatus of the present invention exchanges heat between the combustion gas and hot water flowing through the secondary heat exchanger by passing the combustion gas introduced into the exhaust collecting portion along the annular secondary heat exchanger. And the latent heat contained in the combustion gas can be recovered. The hot water supply apparatus of the present invention can bring combustion gas into contact with the entire secondary heat exchanger, and can effectively utilize the entire heat transfer area of the secondary heat exchanger. Therefore, the hot water supply apparatus of the present invention has high thermal efficiency in the secondary heat exchanger, and can improve the thermal efficiency of the entire apparatus without increasing the size of the secondary heat exchanger. Therefore, the hot water supply apparatus of the present invention can reduce the size of the entire apparatus.
また本発明の給湯装置は、ガス導入流路を通じて環状の二次熱交換器の中央部分に燃焼ガスを導入し、二次熱交換器に沿って燃焼ガスを周回させることができる。そのため、本発明の給湯装置は、燃焼ガスを二次熱交換器に送るための流路構成が単純であり、排気集合部を簡潔に構成することができる。 Moreover, the hot water supply apparatus of this invention can introduce | transduce a combustion gas into the center part of a cyclic | annular secondary heat exchanger through a gas introduction flow path, and can make a combustion gas circulate along a secondary heat exchanger. Therefore, the hot water supply apparatus of the present invention has a simple flow path configuration for sending the combustion gas to the secondary heat exchanger, and can simply configure the exhaust collecting portion.
上記請求項1に記載の給湯装置は、前記排気集合部が、前記排気集合部内の略中央に配置される筒状部材と、前記筒状部材の内側の空間を二つの空間に区分する板状部材と、を有し、前記筒状部材の外側の空間が前記熱交収容部となり、前記筒状部材の内側の空間の一方が前記ガス導入流路となり、前記筒状部材の内側の空間の他方が前記ガス排出流路となるものであってもよい(請求項2)。 The hot water supply apparatus according to claim 1, wherein the exhaust collecting portion is a plate-like member that divides a space inside the tubular member into two spaces, a tubular member disposed at a substantially center in the exhaust collecting portion. A space outside the cylindrical member serves as the heat exchange accommodating portion, one of the space inside the cylindrical member serves as the gas introduction flow path, and the space inside the cylindrical member is The other may be the gas discharge channel (claim 2).
請求項3の発明は、請求項2の発明において、前記導入口及び前記ガス導入流路は、前記燃焼部の直下に配置されることを特徴とした。 According to a third aspect of the present invention, in the second aspect of the present invention, the introduction port and the gas introduction flow path are arranged directly below the combustion section.
本発明の給湯装置は、導入口およびガス導入流路が、燃焼部の直下に配置されている。そのため、本発明の給湯装置は、燃焼ガスの進行方向を転換させることなく、燃焼ガスを燃焼部から排気集合部のガス導入流路に流し込むことができる。したがって本発明の給湯装置は、燃焼ガスが二次熱交換器に送られるまでの間において、燃焼ガスが進行方向を転換する部分を減らし、燃焼ガスの通気抵抗を小さくすることができる。 In the hot water supply apparatus of the present invention, the introduction port and the gas introduction flow path are arranged directly below the combustion section. Therefore, the hot water supply apparatus of the present invention can flow the combustion gas from the combustion part to the gas introduction passage of the exhaust collecting part without changing the traveling direction of the combustion gas. Therefore, the hot water supply apparatus of the present invention can reduce the portion where the combustion gas changes its traveling direction until the combustion gas is sent to the secondary heat exchanger, thereby reducing the ventilation resistance of the combustion gas.
請求項4の発明は、請求項1〜3の発明のいずれかにおいて、前記二次熱交換器に供給された湯水が、前記熱交収容部における燃焼ガスの流れ方向に対して逆方向に流されることを特徴とした。 According to a fourth aspect of the present invention, in any one of the first to third aspects of the present invention, the hot water supplied to the secondary heat exchanger flows in a direction opposite to the flow direction of the combustion gas in the heat exchange accommodating portion. It was characterized by that.
本発明の給湯装置は、二次熱交換器における湯水の流れが、熱交収容部における燃焼ガスの流れ方向と対向流の関係にある。そのため二次熱交換器を流れる湯水は、排気集合部を流れる燃焼ガスと効率よく熱交換することができる。 In the hot water supply apparatus of the present invention, the flow of hot water in the secondary heat exchanger is in a relationship of counterflow with the flow direction of the combustion gas in the heat exchange housing. Therefore, the hot water flowing through the secondary heat exchanger can efficiently exchange heat with the combustion gas flowing through the exhaust assembly.
請求項5の発明は、請求項1〜4の発明のいずれかにおいて、前記二次熱交換器は、管内を流れる湯水を熱交換加熱できる受熱管を備え、前記受熱管は、螺旋状に形成されており、前記受熱管内を流れる湯水は、前記熱交収容部を複数回周回することを特徴とした。 According to a fifth aspect of the present invention, in any one of the first to fourth aspects of the present invention, the secondary heat exchanger includes a heat receiving pipe capable of heat exchange heating the hot water flowing in the pipe, and the heat receiving pipe is formed in a spiral shape. The hot water flowing in the heat receiving pipe circulates around the heat exchange accommodating portion a plurality of times.
本発明の給湯装置は、二次熱交換器を構成する受熱管が螺旋状に形成されており、受熱管を流れる湯水が、熱交収容部を複数回周回する。そのため本発明の給湯装置は、受熱管の周回回数を増加させることで、二次熱交換器の伝熱面積を拡大し、二次熱交換器における熱効率を向上させることができる。 In the hot water supply apparatus of the present invention, the heat receiving pipe constituting the secondary heat exchanger is formed in a spiral shape, and the hot water flowing through the heat receiving pipe circulates around the heat exchange accommodating portion a plurality of times. Therefore, the hot water supply device of the present invention can increase the heat transfer area of the secondary heat exchanger and increase the thermal efficiency of the secondary heat exchanger by increasing the number of circulations of the heat receiving pipe.
請求項6の発明は、請求項5の発明において、前記二次熱交換器は、複数の受熱管が並行に配置され、前記並行に配置された複数の受熱管のうち内側の受熱管の位置が開放されて燃焼ガス流路が形成されることを特徴とした。 According to a sixth aspect of the invention, in the fifth aspect of the invention, the secondary heat exchanger includes a plurality of heat receiving tubes arranged in parallel, and the position of the inner heat receiving tube among the plurality of heat receiving tubes arranged in parallel. Is opened to form a combustion gas flow path.
本発明の給湯装置は、並行に配置された複数の受熱管のうち内側の受熱管の位置を開放することで燃焼ガス流路を形成し、熱交収容部を流れる燃焼ガスの通気抵抗を小さくすることができる。 The hot water supply apparatus of the present invention forms a combustion gas flow path by opening the position of the inner heat receiving pipe among the plurality of heat receiving pipes arranged in parallel, and reduces the ventilation resistance of the combustion gas flowing through the heat exchange accommodating portion. can do.
また、上記請求項1〜6のいずれかに記載の給湯装置は、前記二次熱交換器において発生するドレンを中和する中和装置を備えることを特徴とするものであってもよい(請求項7)。 Moreover, the hot water supply device according to any one of the first to sixth aspects may include a neutralization device that neutralizes drain generated in the secondary heat exchanger (claim). Item 7).
本発明は、二次熱交換器の熱効率を向上させ、装置全体の小型化が可能な給湯装置を提供することができる。 The present invention can provide a hot water supply apparatus that can improve the thermal efficiency of the secondary heat exchanger and reduce the overall size of the apparatus.
続いて本発明の一実施形態である給湯装置について、図面を参照しながら詳細について説明する。なお、以下の説明では、上下左右の位置関係は、特に断りのない限り、通常の設置状態を基準として説明する。図1は、本発明の一実施形態である給湯装置の内部構成を示す正面図である。図2は、給湯装置の排気集合部を示す斜視図である。図3は、給湯装置の二次熱交換器を示す斜視図である。図4は、排気集合部に二次熱交換器が収容された状態を示す斜視図である。 Next, a hot water supply apparatus according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In the following description, the vertical / horizontal positional relationship will be described based on a normal installation state unless otherwise specified. FIG. 1 is a front view showing an internal configuration of a hot water supply apparatus according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a perspective view showing an exhaust collecting portion of the hot water supply apparatus. FIG. 3 is a perspective view showing a secondary heat exchanger of the hot water supply apparatus. FIG. 4 is a perspective view showing a state in which the secondary heat exchanger is accommodated in the exhaust collecting portion.
図1に示すように、給湯装置1は、燃焼部2と、一次熱交換器20と、二次熱交換器30とを備えた、いわゆる潜熱回収型の給湯装置である。給湯装置1は、燃焼部2の下方に燃焼ケース3と、排気集合部5とを有する。また、燃焼部2の側方には、排気部6が設けられている。燃焼ケース3および排気部6は、それぞれ給湯装置1の底側に設けられた排気集合部5に連通している。これにより、給湯装置1には、燃焼ケース3から排気集合部5を経て排気部6に至る、断面形状が略「U」字型となるように連通した空間が形成されている。
As shown in FIG. 1, the hot water supply device 1 is a so-called latent heat recovery type hot water supply device including a
燃焼部2は、空気ケース8や燃料噴霧ノズル10、送風機11、燃焼筒12等を備えている。燃焼部2は、いわゆる逆燃焼式の燃焼装置により構成されており、下方に向けて火炎を形成可能とされている。具体的に燃焼部2は、送風機11を作動させることによって空気ケース8内に燃焼用の空気を導入すると共に、図示しない燃料供給源から供給されてきた液体燃料を燃料噴霧ノズル10から下方に向けて噴霧し、燃焼筒12内において燃焼できる構成とされている。
The
燃焼ケース3は、燃焼部2の下流である下方に配置され、図示しないセラミックで構成された耐熱性を有するパッキンを介在させることにより燃焼部2と気密に接続されている。このため燃焼ケース3は、燃焼部2における燃焼動作に伴って発生する高温の燃焼ガスが下方に向けて流れる燃焼ガス通路として機能する。
The
燃焼ケース3の下端側の部分には、一次熱交換器20が設けられている。一次熱交換器20は、燃焼ケース3を流れてきた燃焼ガス中に含まれている顕熱を主として回収するためのものである。一次熱交換器20は、いわゆるフィンアンドチューブ型の熱交換器によって構成されている。すなわち、一次熱交換器20は、屈曲させた一連の水管21を有し、この水管21が燃焼ケース3を横断するように挿通されている。水管21には、多数のフィン22が装着されている。一次熱交換器20は、燃焼ケース3内を流れる高温の燃焼ガスとの熱交換により、水管21内を流れる湯水を熱交換加熱することができる。
A
水管21は、その一端側に一次出水口23を有し、他端側に一次入水口25を有する。一次出水口23は、図示しない配管等を介して図示しないカラン等の湯水の供給先に接続されている。一方、一次入水口25は、配管38を介して後述の二次熱交換器30に接続されている。
The
排気集合部5は、燃焼ケース3の下方に配置された箱状の部材であり、燃焼ケース3に直接連通した部分である。排気集合部5は、給湯装置1の幅方向(図1において左右方向)に伸びる内部空間を有する。また、排気集合部5は、燃焼ケース3の側方に配された排気部6とも連通している。そのため、排気集合部5は、燃焼ケース3を下方に向けて流れる燃焼ガスを流入させるとともに、当該燃焼ガスを排気部6に向けて流出させる部分として機能する。すなわち、排気集合部5は、下方に向けて流れる燃焼ガスの流れ方向を上方に向けて折り返すための部分として機能する。
The
図2に示すように、排気集合部5は、仕切51、52、53によって内部空間が、ガス導入流路55、ガス排出流路56、および熱交収容流路57(熱交収容部)に仕切られている。具体的に仕切51(筒状部材)は、排気集合部5内の略中央に配置される筒状の部材であり、排気集合部5の内部空間を、仕切51よりも内側の空間と、仕切51よりも外側の空間とに区分する。本実施形態の排気集合部5では、仕切51よりも内側の空間にガス導入流路55及びガス排出流路56が設けられ、仕切51よりも外側の空間に熱交収容流路57が設けられる。
As shown in FIG. 2, the
仕切52(板状部材)は、仕切51の内側の空間を縦断する板状の部材である。仕切52によって仕切51の内側の空間は、燃焼部2の直下側の空間と、後に詳述する排気部6の直下側の空間とに区分され、燃焼部2の直下側の空間がガス導入流路55となり、排気部6の直下側の空間がガス排出流路56となる。
The partition 52 (plate-shaped member) is a plate-shaped member that vertically cuts the space inside the
ガス導入流路55は、燃焼ケース3の直下位置に燃焼ガスを導入するための導入口60を有する。また、ガス導入流路55を構成する仕切51の背面側であって仕切52の近傍位置には、ガス導入流路55と熱交収容流路57とをつなぐ連通口61が設けられている。一方、ガス排出流路56は、排気部6の直下位置に燃焼ガスを排出するための排出口62を有する。また、ガス排出流路56を構成する仕切51の背面側であって仕切52の近傍位置には、ガス排出流路56と熱交収容流路57とをつなぐ連通口63が設けられている。
The
熱交収容流路57は、ガス導入流路55及びガス排出流路56の周囲を囲むように配され、ガス導入流路55とガス排出流路56とを連通する流路である。熱交収容流路57は、排気集合部5の内部空間を排気集合部5の内側面5aに沿って一周するように環状に形成された空間であり、仕切51よりも背面側に位置する背面領域57aと、仕切51よりも前面側に位置する前面領域57bと、導入口60側で背面領域57aと前面領域57bとをつなぐ導入側旋回領域57cと、排出口62側で背面領域57aと前面領域57bとをつなぐ排出側旋回領域57dとに大別される。また熱交収容流路57には、後述の二次熱交換器30が収容される。
The heat exchange accommodating
仕切53は、熱交収容流路57の背面領域57aを横断する板状の部材であり、仕切52と連続するように設けられている。仕切53によって、熱交収容流路57の背面領域は、ガス導入流路55に連通する空間65と、ガス排出流路56に連通する空間66とに区分される。また仕切53は、後述する二次熱交換器30の受熱管31を所定の位置及び姿勢で支持するスペーサとしても機能している。
The
図3に示すように、二次熱交換器30は、複数(本実施形態においては5本)の受熱管31と、入水側ヘッダ32と、出水側ヘッダ33と、を備えた環状の熱交換器である。各受熱管31の一端側には入水側ヘッダ32が接続されており、他端側には出水側ヘッダ33が接続されている。受熱管31は、熱伝導性に優れ、表面が平滑な配管によって形成されている。また各受熱管31は、一定の間隔で並行するように配置されており、一定方向にまっすぐ伸びる直線部分31aと、曲線状の湾曲部分31bと、を交互に含む螺旋状に形成されている。図1、4に示すように、受熱管31の大部分は、排気集合部5の熱交収容流路57内に配置されており、直線部分31aが背面領域57a及び前面領域57bに配置されており、湾曲部分31bが導入側旋回領域57c及び排出側旋回領域57dに配置されている。このとき二次熱交換器30は、各受熱管31の直線部分31aが、背面領域57aに配置された仕切53を貫通する状態で熱交収容流路57に収容されている。
As shown in FIG. 3, the
また、図2、4に示すように、排気集合部5の内側面5aが交差するすべての角部近傍には、二次熱交換器30の湾曲部分に対向するように案内板70が設けられている。各案内板70は、熱交収容流路57に供給された燃焼ガスが、導入側旋回領域57c及び排出側旋回領域57dに配置された二次熱交換器30の受熱管31に沿って流れるように案内し、燃焼ガスが排気集合部5の内側面5aが交差する角部に流れ込むのを防止する。
As shown in FIGS. 2 and 4, a
図1、4に示すように、入水側ヘッダ32及び出水側ヘッダ33は、排気集合部5の外部であって側方(図1、4において正面視左側)に配置されている。出水側ヘッダ33は、入水側ヘッダ32よりも上方かつ手前側に配置されている。入水側ヘッダ32は、配管28を介して給水源27に接続される二次入水口35を備えており、給水源27から給水された湯水を複数の受熱管31に分岐させることができる。出水側ヘッダ33は、配管38を介して上記した一次熱交換器20の一次入水口25に接続される二次出水口36を備えており、各受熱管31から供給される湯水を集合させて一次熱交換器20に送ることができる。
As shown in FIGS. 1 and 4, the water
また図3に示すように、本実施形態の二次熱交換器30には、隣り合う受熱管31、31同士が所定の間隔をあけて配置されるように、スペーサ40が所定位置に取り付けられている。そのため、隣り合う受熱管31、31の間には、燃焼ガスが通過するための空間が確保されている。また、隣り合う受熱管31、31間に所定の間隔を形成することで、熱交換に伴って発生するドレンが受熱管31の表面に付着し、隣り合う受熱管31、31間にわたってドレンが繋がった状態になるのを防止することができる。
In addition, as shown in FIG. 3, the
図1に示すように、排気集合部5の底部には、ドレン排出口41が設けられている。ドレン排出口41は、二次熱交換器30の受熱管31から落下してくるドレンを排気集合部5の外部に排出するための排出口として機能する。排気集合部5の下方には、炭酸カルシウム等の中和剤を備えた中和装置7が配されている。中和装置7は、ドレン排出口41から排出されるドレンを受容し、中和して排出可能とされている。
As shown in FIG. 1, a
排気部6は、排気集合部5のガス排出流路56の下流側に連通している。排気部6は、排気集合部5に対して垂直上方に延伸した部分であり、内部にラビリンス状の燃料ガス流路を有する。排気部6の上方には、燃焼ガスを外部に排出するガス排出部15が設けられている。ガス排出部15は、燃焼部2の前面側に開口した排気開口16を有し、その前面に排気整流部材17が取り付けられている。
The
続いて、給湯装置1の動作について、詳細に説明する。給湯装置1は、図示しない流量センサ等により外部の給水源27から二次熱交換器30に向けて湯水が供給されてきたことが検知されると、燃焼部2が燃焼作動を開始する。燃焼部2における燃焼作動に伴って燃焼筒12内で発生した燃焼ガスは、燃焼ケース3内を下方に向けて流れる。
Then, operation | movement of the hot water supply apparatus 1 is demonstrated in detail. When the hot water supply device 1 detects that hot water has been supplied from the external
その後、燃焼ケース3を通過した燃焼ガスは、図2、4において実線の矢印で示すように、導入口60を通って燃焼ケース3の下流に設けられた排気集合部5のガス導入流路55に流れ込む。ガス導入流路55に流れ込んだ燃焼ガスは、連通口61から熱交収容流路57の背面領域57aの空間65に導入される。熱交収容流路57の背面領域57aの空間65に導入された燃焼ガスは、熱交収容流路57の導入側旋回領域57c、前面領域57b、排出側旋回領域57dを経由して背面領域57aに達する。即ち、ガス導入流路55から熱交収容流路57に導入された燃焼ガスは、熱交収容流路57を反時計回り(左回り)に周回する。その後、熱交収容流路57の背面領域57aに達した燃焼ガスは、連通口63からガス排出流路56に導入される。ガス排出流路56に導入された燃焼ガスは、排出口62から排気集合部5の上方であって下流に設けられた排気部6に送られ、排気部6から給湯装置1の外部に排出される。
Thereafter, the combustion gas that has passed through the
一方、給水源27から供給されてきた湯水は、二次熱交換器30の入水側ヘッダ32を介して、これに接続されている複数(図示状態では4本)の受熱管31のそれぞれに流入する。各受熱管31に流入した湯水は、螺旋状の受熱管31内を周回しながら、徐々に上昇し、出水側ヘッダ33に達する。
On the other hand, the hot water supplied from the
さらに詳しく説明すると、入水側ヘッダ32から受熱管31に流入した湯水は、図3、4において破線の矢印で示すように、熱交収容流路57の背面領域57aに送られる。背面領域57aに送られた湯水は、背面領域57aをガス導入流路55側からガス排出流路56側に移動し、排出側旋回領域57dに達する。その後、排出側旋回領域57dに達した湯水は、ガス排出流路56の周囲を時計回り(右回り)に旋回し、前面領域57bに移動する。前面領域57bに達した湯水は、前面領域57bをガス排出流路56側からガス導入流路55側に移動し、導入側旋回領域57cに移動する。導入側旋回領域57cに達した湯水は、ガス導入流路55の周囲を時計回り(右回り)に旋回し、背面領域57aに戻される。背面領域57aに戻された湯水は、上記動作を複数回(本実施形態では略6回)繰り返した後、出水側ヘッダ33に送られる。即ち、本実施形態の給湯装置1では、二次熱交換器30に供給された湯水が、排気集合部5の熱交収容流路57を時計回り(右回り)に複数回周回する。即ち、二次熱交換器30に供給された湯水は、熱交収容流路57における燃焼ガスの流れ方向に対して逆方向に流されることになる。その後、出水側ヘッダ33に送られた湯水は、配管38を介して一次熱交換器20に供給される。
More specifically, the hot water that has flowed into the
上記したように二次熱交換器30の受熱管31における湯水の流れは、排気集合部5の熱交収容流路57を流れる燃焼ガスの流れと対向流の関係にある。そのため、二次熱交換器30の各受熱管31を流れる湯水は、排気集合部5の熱交収容流路57を流れる燃焼ガスとの間で効率よく熱交換を行う。
As described above, the flow of hot water in the
二次熱交換器30において熱交換が行われると、排気集合部5の熱交収容流路57を流れる燃焼ガス中に含まれている潜熱が二次熱交換器30の各受熱管31を流れる湯水に回収される。これに伴い、燃焼ガス中に含まれている水分が凝集され、二次熱交換器30の受熱管31の表面には、ドレンが付着する。受熱管31の表面に付着したドレンは、受熱管31の各部から排気集合部5の底部に落下する。排気集合部5の底部には所定の傾斜が設けられており、落下したドレンは、ドレン排出口41に向けて流され、ドレン排出口41から排気集合部5の下方に設けられた中和装置7に送られる。ドレン排出口41から排出されるドレンは、中和装置7によって中和され外部に排出可能とされる。
When heat exchange is performed in the
また、二次熱交換器30の出水側ヘッダ33に達した湯水は、配管38を通って一次熱交換器20の一次入水口25に送られる。一次入水口25に送られた湯水は、一次熱交換器20の水管21を通って、燃焼ケース3内を流れる高温の燃焼ガスとの間で熱交換を行う。一次熱交換器20の水管21を流れる湯水は、燃焼ケース3を流れてきた燃焼ガス中に含まれている顕熱を主として回収する。一次熱交換器で加熱された湯水は、一次出水口23を通り、配管等を介してカラン等に供給される。
The hot water that has reached the
本実施形態の給湯装置1は、排気集合部5に導入された燃焼ガスを環状の二次熱交換器30に沿って通過させることにより、燃焼ガスと二次熱交換器30を流れる湯水との間で熱交換を行い、燃焼ガス中に含まれる潜熱を回収することができる。本実施形態の給湯装置1は、二次熱交換器30の表面の略全体に対して燃焼ガスを接触させることが可能であり、二次熱交換器30の伝熱面積全体を有効に利用することができる。そのため、本実施形態の給湯装置1は、二次熱交換器30における熱効率が高く、二次熱交換器30を大型化させることなく装置全体の熱効率を向上させることが可能である。したがって本実施形態の給湯装置1は、装置全体の小型化が可能である。
The hot water supply device 1 according to the present embodiment allows the combustion gas introduced into the
また本実施形態の給湯装置1は、ガス導入流路55を通じて環状の二次熱交換器30の中央部分に燃焼ガスを導入し、二次熱交換器30に沿って燃焼ガスを周回させることができる。そのため、本実施形態の給湯装置1は、燃焼ガスを燃焼ケース3から二次熱交換器30に導入するための流路構成が単純であり、排気集合部5を簡潔に構成することができる。
Further, the hot water supply apparatus 1 of the present embodiment can introduce the combustion gas into the central portion of the annular
本実施形態の給湯装置1は、導入口60およびガス導入流路55が、燃焼部2の直下に配置されている。そのため給湯装置1は、燃焼ガスの進行方向を転換させることなく、燃焼ガスを燃焼部2から排気集合部5のガス導入流路55に流し込むことができる。したがって本実施形態の給湯装置1は、燃焼ガスが二次熱交換器30に送られるまでの間において、燃焼ガスが進行方向を転換する部分を減らし、燃焼ガスの通気抵抗を小さくすることができる。
In the hot water supply apparatus 1 of the present embodiment, the
本実施形態の給湯装置1は、二次熱交換器30を構成する受熱管31が螺旋状に形成されており、受熱管31を流れる湯水が、熱交収容流路57を複数回周回する。そのため本実施形態の給湯装置1は、受熱管31の周回回数を増加させることで、二次熱交換器30の伝熱面積を拡大し、二次熱交換器30における熱効率を向上させることができる。
In the hot water supply apparatus 1 of the present embodiment, the
上記実施形態の給湯装置1において、燃焼ケース3を通過した燃焼ガスは、ガス導入流路55を介して排気集合部5に導入され、ガス排出流路56を介して排気集合部5から排出されたが、本発明はこのような構成に限定されるわけではない。例えば、排気集合部5にガス導入流路55及びガス排出流路56を設けず、熱交収容流路57に直接、導入口60及び排出口62を設ける構成であってもよい。この場合、燃焼ケース3を通過した燃焼ガスは、導入口60から排気集合部5の熱交収容流路57の背面領域57aに導入された後に、熱交収容流路57を周回して、排出口62から排気部6に排出される。
In the hot water supply device 1 of the above embodiment, the combustion gas that has passed through the
また上記実施形態の給湯装置1の二次熱交換器30においては、複数の受熱管31が一定の間隔で並行するように配置されたが、本発明はこのような構成に限定されるわけではない。例えば、図5に示すように、上記実施形態の二次熱交換器30を構成する複数の受熱管31の中から、内側の受熱管31を抜き取り、所定の隣り合う受熱管31の間隔Dが、他の隣り合う受熱管31の間隔dよりも大きくなるように二次熱交換器30aを構成してもよい。この構成を採用することで、給湯装置1は、受熱管31を抜き取った部分を燃焼ガス流路として機能させることができる。受熱管31を抜き取った部分は、熱交収容流路57の他の部分に比べ間隔が広いので、通気抵抗が小さく燃焼ガスが流れ易い。したがって燃焼ガスの流れを整流することが可能である。導入口60から熱交収容流路57に流入した燃焼ガスは、図4で説明したルートに加え、受熱管31を抜き取った部分に形成される燃焼ガス流路を通過しながら熱交換を行い、排出部62から下流の排気部6に送られる。
Moreover, in the
1 給湯装置
2 燃焼部
3 燃焼ケース
5 排気集合部
7 中和装置
20 一次熱交換器
30 二次熱交換器
31 受熱管
51 仕切(筒状部材)
52 仕切(板状部材)
55 ガス導入流路
56 ガス排出流路
57 熱交収容流路(熱交収容部)
60 導入口
62 排出口
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Hot-
52 Partition (plate member)
55 Gas
60
Claims (7)
前記燃焼部の燃焼で発生した燃焼ガスが流れる燃焼ケースと、
前記燃焼ケースを流れる燃焼ガスとの熱交換により湯水を加熱可能な一次熱交換器と、
前記燃焼ケースの下流側に配され燃焼ケースを通過した燃焼ガスが流入する排気集合部と、
前記排気集合部を流れる燃焼ガスとの熱交換により湯水を加熱可能な環状の二次熱交換器と、
前記排気集合部を通過した燃焼ガスの排気が行われる排気部と、を備え、
前記排気集合部は、
前記燃焼ケースを通過した燃焼ガスを導入する導入口と、
前記排気部に燃焼ガスを排出する排出口と、
前記二次熱交換器を収容する熱交収容部と、
前記導入口と前記熱交収容部とを繋ぐガス導入流路と、
前記排出口と前記熱交収容部とを繋ぐガス排出流路と、を有し、
前記熱交収容部は、前記ガス導入流路及び前記ガス排出流路の周囲に配されて前記二次熱交換器を収容し、前記導入口から前記ガス導入流路に導入された燃焼ガスを前記環状の熱交換器に沿って周回させて、前記ガス排出流路から前記排出口に送ることを特徴とする給湯装置。 A combustion section for burning fuel;
A combustion case through which combustion gas generated by combustion in the combustion section flows;
A primary heat exchanger capable of heating hot water by heat exchange with the combustion gas flowing through the combustion case;
An exhaust gas collecting portion into which combustion gas that is disposed downstream of the combustion case and passes through the combustion case flows;
An annular secondary heat exchanger capable of heating hot and cold water by heat exchange with the combustion gas flowing through the exhaust collecting part;
An exhaust part for exhausting the combustion gas that has passed through the exhaust assembly part,
The exhaust collecting part is
An inlet for introducing combustion gas that has passed through the combustion case;
An exhaust port for discharging combustion gas to the exhaust part;
A heat exchanger accommodating portion for accommodating the secondary heat exchanger;
A gas introduction flow path connecting the introduction port and the heat exchange accommodating portion;
A gas discharge flow path connecting the discharge port and the heat exchanger accommodating portion,
The heat exchange accommodating portion is disposed around the gas introduction flow path and the gas discharge flow path to accommodate the secondary heat exchanger, and the combustion gas introduced into the gas introduction flow path from the introduction port A hot water supply apparatus that is circulated along the annular heat exchanger and that is sent from the gas discharge passage to the discharge port.
前記排気集合部内の略中央に配置される筒状部材と、
前記筒状部材の内側の空間を二つの空間に区分する板状部材と、を有し、
前記筒状部材の外側の空間が前記熱交収容部となり、
前記筒状部材の内側の空間の一方が前記ガス導入流路となり、
前記筒状部材の内側の空間の他方が前記ガス排出流路となることを特徴とする請求項1に記載の給湯装置。 The exhaust collecting part is
A cylindrical member disposed substantially in the center of the exhaust collecting portion;
A plate-like member that divides the space inside the tubular member into two spaces, and
The space outside the cylindrical member serves as the heat exchange accommodating portion,
One of the space inside the cylindrical member becomes the gas introduction flow path,
The hot water supply apparatus according to claim 1, wherein the other of the space inside the cylindrical member serves as the gas discharge passage.
前記受熱管は、螺旋状に形成されており、
前記受熱管内を流れる湯水は、前記熱交収容部を複数回周回することを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載の給湯装置。 The secondary heat exchanger includes a heat receiving pipe capable of heat exchange heating of hot water flowing in the pipe,
The heat receiving pipe is formed in a spiral shape,
The hot water supply device according to any one of claims 1 to 4, wherein the hot water flowing through the heat receiving pipe circulates around the heat exchange accommodating portion a plurality of times.
前記並行に配置された複数の受熱管のうち内側の受熱管の位置が開放されて燃焼ガス流路が形成されることを特徴とする請求項5に記載の給湯装置。 The secondary heat exchanger has a plurality of heat receiving tubes arranged in parallel,
The hot water supply apparatus according to claim 5, wherein a position of an inner heat receiving pipe among the plurality of heat receiving pipes arranged in parallel is opened to form a combustion gas flow path.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2008168284A JP2010007968A (en) | 2008-06-27 | 2008-06-27 | Hot water supply device |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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2008
- 2008-06-27 JP JP2008168284A patent/JP2010007968A/en active Pending
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