JP2015049023A - 給湯装置 - Google Patents

Abstract

【課題】化粧品等に含まれるシリコンに強い給湯装置に関するものである。
【解決手段】燃料を燃焼させるバーナ３と、バーナ３に燃焼用空気を供給する送風機４と、バーナ３の燃焼で発生した燃焼ガスと熱交換して水を加熱する熱交換器６を備えた燃焼室５と、燃焼室５と連通し熱交換器６で熱交換した後の燃焼ガスを流通させる排気通路９と、排気通路９に設けられ熱交換器６を通過した後の燃焼ガスの温度を検出する排気温度検出手段１１と、これらを内蔵する外装ケーシングとしての筐体２と、筐体２に設けられ外気を燃焼用空気として筐体２内に取り込むための給気口２５とを備え、排気温度検出手段１１の検出する温度が予め設定された所定温度以上の場合に異常を報知、または異常報知に加えてバーナ３の燃焼を停止するようにした給湯装置１において、送風機４に燃焼用空気を供給する給気経路途中に燃焼用空気中のシリコンを吸着するフィルター２９を設けた。
【選択図】図１

Description

本発明は、化粧品等に含まれるシリコン対策を施した給湯装置に関するものである。

従来よりこの種の給湯装置においては、燃料を燃焼させるバーナと、燃焼用の空気をバーナに供給する燃焼ファンと、バーナの燃焼で発生した燃焼ガスと熱交換して水を加熱するフィンチューブ式の熱交換器を備えた燃焼室と、燃焼室と連通しフィンチューブ式の熱交換器で熱交換した後の燃焼ガスを流通させる排気通路と、排気通路に設けられフィンチューブ式の熱交換器を通過した後の燃焼ガスの温度を検出する排気温度センサとを備え、排気温度センサの検出する温度が予め設定された所定温度以上の場合は、異常を報知したり、異常の報知に加えて安全動作としてバーナの燃焼を停止させるものがあった。（例えば、特許文献１参照。）

特開２０１１−３３３１９号公報

ところで、近年、整髪剤や化粧品等にシリコンを含むものが販売されており、シリコンを含む化粧品等のスプレーを使用すると、シリコンは微細な粒子として空気中を漂い、それが燃焼用の空気と一緒に給湯装置の送風機に吸い込まれた場合に、バーナで燃焼されてシリコン酸化物が生成される。この生成されたシリコン酸化物が熱交換器のフィンといった熱交換部位に付着していくと、付着した部分での熱交換が妨げられるため、それにより熱交換器通過後の燃焼ガスの温度が上昇し、排気通路に設けられた排気温度センサが予め設定された所定温度以上を検出する事態が生じ、それが給湯装置の使用のたびに生じると、頻繁に異常を報知したり、バーナの燃焼を停止させてしまうという問題を生じるものであった。

本発明は上記課題を解決するために、請求項１では、燃料を燃焼させるバーナと、該バーナに燃焼用空気を供給する送風機と、前記バーナの燃焼で発生した燃焼ガスと熱交換して水を加熱する熱交換器を備えた燃焼室と、該燃焼室と連通し前記熱交換器で熱交換した後の燃焼ガスを流通させる排気通路と、該排気通路に設けられ前記熱交換器を通過した後の燃焼ガスの温度を検出する排気温度検出手段と、これらを内蔵する外装ケーシングとしての筐体と、該筐体に設けられ外気を前記燃焼用空気として前記筐体内に取り込むための給気口とを備え、前記排気温度検出手段の検出する温度が予め設定された所定温度以上の場合に異常を報知、または異常報知に加えて前記バーナの燃焼を停止するようにした給湯装置において、前記送風機に前記燃焼用空気を供給する給気経路途中に前記燃焼用空気中のシリコンを吸着するフィルターを設けたものとした。

また、請求項２では、前記フィルターを前記筐体の前記給気口に設けたものとした。

また、請求項３では、前記フィルターを前記送風機の吸込口に設けたものとした。

また、請求項４では、前記送風機に供給される前記燃焼用空気の一部は前記フィルターを通過し、前記送風機に供給される前記燃焼用空気の他の一部は前記フィルターを通過しないものとした。

また、請求項５では、前記フィルターは、活性炭フィルターで構成したものとした。

また、請求項６では、前記フィルターは、活性炭フィルターでシリコン分子が嵌り込む微細孔を有したものとした。

また、請求項７では、前記活性炭フィルターは、着脱可能な構成としたものとした。

この発明の請求項１によれば、送風機に燃焼用空気を供給する給気経路途中に燃焼用空気中のシリコンを吸着するフィルターを設けたことで、燃焼用空気中からシリコンを除去してシリコン酸化物の生成を防ぎ、シリコンが浮遊している状態でも、フィルターを備えるという極めて簡単な構成で、熱交換器の熱交換部位にシリコン酸化物が付着するのを防止し、それにより熱交換器通過後の燃焼ガスの温度が高い状態がなく、排気通路に設けられた排気温度検出手段が予め設定された所定温度以上を検出する事態をなくし、シリコン酸化物による異常報知やバーナの燃焼停止を防止することができるものである。

また、請求項２によれば、フィルターを筐体の給気口に設けたことで、燃焼用空気中からシリコンを除去してシリコン酸化物の生成を防ぎ、フィルターが筐体の給気口に設けられているので、フィルターの状態確認を容易に行うことができ、必要な場合は極めて簡単に取り替えることができるものである。

また、請求項３によれば、フィルターを送風機の吸込口に設けたものとしたことで、送風機に吸い込まれる燃焼用空気は、全てフィルターを通過して吸い込まれるので、燃焼用空気中からシリコンを確実に除去してシリコン酸化物の生成自体を防止することができるものである。

また、請求項４によれば、送風機に供給される燃焼用空気の一部はフィルターを通過し、送風機に供給される燃焼用空気の他の一部はフィルターを通過しないものとしたことで、フィルターがホコリ等で詰まってしまったとしても、燃焼用空気を確保することができ、バーナでの燃焼を継続することができ、給湯を行うことができるものである。

また、請求項５によれば、フィルターは、活性炭フィルターで構成したので、確実にシリコンを吸着することができるものである。

また、請求項６によれば、フィルターは、活性炭フィルターでシリコン分子が嵌り込む微細孔を有しているので、シリコン分子を微細孔に確実に吸着して離さず、長期に渡って維持することができるものである。

また、請求項７によれば、活性炭フィルターは、着脱可能な構成としたことで、フィルターの状態を把握する時には、容易に取り外して全体を見ることができ、もし、シリコンの吸着量が多くて途中で取り替える時も、極めて簡単に取り替えることができるものである。

本発明の一実施形態の給湯装置の概略構成図。 同一実施形態のフィルターの斜視図。 同一実施形態のフィルターの要部拡大説明図。 同一実施形態の送風機および給気ボックス近傍簡略拡大図。 図２における矢視方向から見た給気ボックスのフィルター取付面簡略図。 図２における矢視方向から見た他の給気ボックスのフィルター取付面簡略図。 本発明の他の実施形態の給湯装置の概略構成図。

次に、本発明の一実施形態の給湯装置について図面に基づいて説明する。

１は本実施形態の給湯装置、２は給湯装置１の外装ケーシングとしての筐体、３は石油等を燃料とし燃料を燃焼させて下向きに火炎を発生させる燃焼部であるバーナ、４はバーナ３に燃焼用の空気を供給する送風機、５はバーナ３の下方に備えられた燃焼室、６は燃焼室５内に設けられバーナ３の燃焼に伴い発生する燃焼ガスから顕熱を回収し、一次受熱管７を流通する水を加熱するフィンチューブ式の熱交換器としての一次熱交換器である。

８は燃焼室５の下流側に配置され、燃焼室５と連通し、バーナ３で発生する燃焼ガスの排出に伴う騒音を低減させる消音装置、９は消音装置８の下流側に配置され、消音装置８と連通し、消音装置８から流出した燃焼ガスを流通させ二次熱交換器１０へ導く排気通路としての連結路で、この連結路９には、連結路９途中の側壁から内方に突出され、一次熱交換器６を通過した後の燃焼ガスの温度を検出する排気温度検出手段としての排気温度センサ１１が設けられているものである。

前記二次熱交換器１０は、一次熱交換器６を通過した後の燃焼ガスから潜熱を回収し二次受熱管１２を流通する水を加熱するもので、二次熱交換器１０では燃焼ガスが露点以下になるまで熱交換されドレンが生成されるものである。また、１３は二次熱交換器１０を通過した燃焼ガスを給湯装置１の外部に排出させる排出路である。

１４は内部に炭酸カルシウムからなる中和剤を充填し、二次熱交換器１０で生成された強酸性のドレンを貯留し中和する中和器、１５は二次熱交換器１０と中和器１４とを連通させ、二次熱交換器１０で生成されたドレンを中和器１４内へ流入させるドレン流入管、１６は中和器１４内で中和されたドレンを給湯装置１の外部に排出するドレン排出管である。

１７は給水管、１８は出湯管、１９は給水管１７から分岐した給水バイパス管、２０は出湯管１８からの湯と給水バイパス管１９からの水とを混合し、その混合比を可変できる混合弁、２１は混合弁２０で混合された湯を給湯栓（図示せず）に供給するための給湯管、２２は給水管１７に設けられ給水温度を検出する給水温度センサ、２３は給水管１７に設けられ流量を検出する流量センサ、２４は給湯管２１に設けられ給湯温度を検出する給湯温度センサである。

２５は筐体２に設けられ、外気を燃焼用の空気として筐体２内に取り込むための鎧戸状の給気口、２６は送風機４の吸込口２７に取り付けられた給気ボックスで、給気ボックス２６は送風機４の吸込口２７と連通し、給気ボックス２６は給気ボックス２６内に燃焼用の空気を吸い込むための空気導入口２８を有し、この空気導入口２８に燃焼用空気中のシリコンを吸着するためのフィルター２９が装着されているものである。

前記フィルター２９は、紙（パルプ）にガラス繊維を絡めた基材に、活性炭を含浸させて形成した活性炭フィルターで、複数の通気孔３０が形成され、活性炭は無数の微細孔３１を有しその穴径をシリコン分子Ａが嵌り込む１．４〜１．８ナノメートル程度とし、フィルター２９としては１５〜２０ミリメートル程度の厚さ有するものであり、万一ヘアースプレー等が使用されて、給湯装置１の周囲にシリコーン分子Ａが浮遊しているときに、送風機４が駆動されバーナ３の燃焼が行われたとしても、このシリコン分子Ａがフィルター２９の微細孔３１に嵌り込んで確実に吸着して離さず長期に渡って維持することで、シリコンが除去された燃焼用空気のみがバーナ３に供給されるので、シリコン酸化物の発生がなくなるものである。

３２は給湯装置１内に内蔵され、マイクロコンピュータを主体としてこの給湯装置１の各センサの信号を受け、各アクチュエータの駆動を制御する制御手段で、この制御手段３２は、適宜設けられた給湯栓（図示せず）から給湯されている最中、すなわちバーナ３が燃焼している最中に、排気温度センサ１１で一次熱交換器６を通過した後の燃焼ガスの温度を監視し、排気温度センサ１１で検出される温度が予め設定された所定温度、例えば２６０℃以上である場合には、異常と判断し、その旨を表示したりエラー音を発する等により使用者に報知する、または異常の報知に加えて安全動作としてバーナ３の燃焼を停止させるものである。

次に、この一実施形態の給湯装置１の動作について説明する。
今、適宜箇所の給湯栓が開栓されて給湯が開始されると、この水の流れを流量センサ２３が検知し、バーナ３の燃焼を開始させる最低作動流量以上の流量になると、制御手段３２は燃焼要求ありと判断し、送風機４を駆動させバーナ３の燃焼を開始させる。この燃焼により発生した燃焼ガスは一次熱交換器６に流入し、一次受熱管７を流通する水と熱交換し、一次熱交換器６を通過した燃焼ガスは、消音装置８にて下向きから上向きにＵターンされ、連結路９を介して二次熱交換器１０に上向きに流入し、二次受熱管１２を流通する水と熱交換し、二次熱交換器１０を通過した後、排出路１３から給湯装置１外へ排出されるものである。

この二次熱交換器１０で昇温した温水は一次熱交換器６に流入し、ここでバーナ３の燃焼で発生した燃焼ガスとの熱交換でさらに加熱されて、湯となって給湯栓から出湯されるものであり、この時、制御手段３２は給湯温度センサ２４の検出する温度からユーザが設定した給湯設定温度になるようにバーナ３の燃焼量や混合弁２０の開度を調節するものである。

また、二次熱交換器１０で二次受熱管１２を流通する水と燃焼ガスが熱交換され、露点以下になることにより生成されたドレンは、二次熱交換器１０からドレン流入管１５を介して中和器１４に貯留され、中和器１４内に充填された中和剤により中和された後、ドレン排出管１６を介して給湯装置１外へ排出されるものである。

また、適宜設けられた給湯栓からの給湯中、すなわちバーナ３の燃焼時に、制御手段３２は、排気温度センサ１１で一次熱交換器６を通過した後の燃焼ガスの温度を監視し、排気温度センサ１１で検出される温度が通常燃焼時に検出される２００℃前後よりも高い予め設定された所定温度、例えば２６０℃以上である場合には、異常と判断し、その旨を表示したりエラー音を発する等により使用者に報知したり、異常の報知に加えて安全動作としてバーナ３の燃焼を停止させるものである。

ここで、図４に描かれた矢印の矢視方向から給気ボックス２６を見た場合を示した図５について説明すると、給気ボックス２６の空気導入口２８には、空気導入口２８の開口面と同じ大きさ以上フィルター２９が装着されており、バーナ３で燃焼が行われている際に送風機４に吸い込まれる燃焼用空気は、全てフィルター２９を通過して送風機４の吸込口２７から吸い込まれるので、燃焼用空気中からシリコンを除去してシリコン酸化物の生成自体を防ぎ、シリコンが浮遊している状態でも、フィルター２９を備えるという極めて簡単な構成で、フィンチューブ式の一次熱交換器６のフィンや一次受熱管７といった熱交換部位にシリコン酸化物が付着するのを防止し、それにより一次熱交換器６通過後の燃焼ガスの温度が高い状態がなく、連結路９に設けられた排気温度センサ１１が予め設定された所定温度以上を検出する事態をなくし、シリコン酸化物による異常報知やバーナ３の燃焼停止を防止することができるようにしたものである。

また、図４に描かれた矢印の矢視方向から他の給気ボックス２６を見た場合を示した図６について説明すると、給気ボックス２６の空気導入口２８には、空気導入口２８の開口面より小さいフィルター２９が装着され、フィルター２９のない部分としての隙間Ｓが存在し、バーナ３で燃焼が行われている際に送風機４に吸い込まれる燃焼用空気の一部はフィルター２９を通過し、送風機４に吸い込まれる燃焼用空気の他の一部はフィルター２９を通過せずに隙間Ｓを通過して送風機４の吸込口２７から吸い込まれるので、燃焼用空気中からシリコンをある程度除去してシリコン酸化物の生成を抑制し、シリコンが浮遊している状態でも、フィルター２９を備えるという極めて簡単な構成で、フィンチューブ式の一次熱交換器６のフィンや一次受熱管７といった熱交換部位にシリコン酸化物が付着するのを抑制し、それにより一次熱交換器６通過後の燃焼ガスの温度が高い状態がなく、連結路９に設けられた排気温度センサ１１が予め設定された所定温度以上を検出する事態を抑制し、シリコン酸化物による異常報知やバーナ３の燃焼停止を防止することができるようにしたものであり、さらに、もしフィルター２９の通気孔３０がホコリ等で詰まってしまったとしても、隙間Ｓから燃焼用空気を確保することができ、バーナ３での燃焼を継続することができ、給湯を行うことができるものである。

次に、本発明の他の実施形態の給湯装置１について説明するが、この実施形態は先に説明した一実施形態と同一部分については同一符号を付し説明を省略して相違する構成や作動についてのみ説明すると、前記送風機４の吸込口２７に取り付けられた給気ボックス２６を取り除き、外気を燃焼用の空気として取り込むため筐体２に設けられた給気口２５を覆うように筐体２の外壁にフィルター２９を取り付けたものである。

この給気口２５にフィルター２９を取り付けたものは、先に説明した一実施形態と同様、バーナ３で燃焼が行われている際に送風機４に供給される燃焼用空気は、フィルター２９を通過してから送風機４に供給されるので、燃焼用空気中からシリコンを除去してシリコン酸化物の生成を防ぎ、シリコンが浮遊している状態でも、フィルター２９を備えるという極めて簡単な構成で、フィンチューブ式の一次熱交換器６のフィンや一次受熱管７といった熱交換部位にシリコン酸化物が付着するのを防止し、それにより一次熱交換器６通過後の燃焼ガスの温度が高い状態がなく、連結路９に設けられた排気温度センサ１１が予め設定された所定温度以上を検出する事態をなくし、シリコン酸化物による異常報知やバーナ３の燃焼停止を防止することができるようにしたものである。さらに、フィルター２９を筐体２の外壁に取り付けたことで、フィルター２９の状態確認を容易に行うことができ、必要な場合は極めて簡単に取り替えることができるものである。

なお、本実施形態では、フィルター２９を給気口２５が位置する筐体２の外壁に取り付けているが、フィルター２９を給気口２５が位置する筐体２の内壁に取り付けるようにしてもよいものであり、この場合は、フィルター２９は筐体２の内側にあるため、雨に曝されることがなく、フィルター２９の劣化を抑制できるものであり、さらに、給気口２５を鎧戸状ではない開口として、その開口と略同面積のフィルター２９を嵌め込むような構成として、給気口２５にフィルター２９を設けてもよいものであり、この場合は、フィルター２９の状態確認を容易に行うことができ、必要な場合は極めて簡単に取り替えることができるものである。

また、上記の一実施形態および上記の他の実施形態では、フィルター２９は、給気ボックス２６の空気導入口２８に取り付けたり、給気口２５に取り付けたりしているが、それに限らず、フィルター２９は、送風機４の吸込口２７を覆うようにして、送風機４の吸込口２７に直接取り付けたりしてもよく、フィルター２９は、送風機４に燃焼用空気を供給する給気経路途中、すなわち送風機４に吸い込まれるまでに燃焼用空気が流通する経路の途中にあればどこに備えられても同じように効果を発揮するものである。

また、上記の一実施形態および上記の他の実施形態における前記フィルター２９は、着脱可能な構成としてもよいものであり、そうすることで、フィルター２９の状態を把握する時には、容易に取り外して全体を見ることができ、もし、シリコンの吸着量が多くて途中で取り替える時も、極めて簡単に取り替えることができるものである。

また、上記の一実施形態および他の実施形態では、潜熱回収型の給湯装置１であって、顕熱を回収するフィンチューブ式の熱交換器としての一次熱交換器６を通過した後の燃焼ガスの温度を検出する排気温度センサ１１が、所定温度以上を検出した場合に、異常を報知、または異常報知に加えてバーナ３の燃焼を停止するものにおいて、送風機４に燃焼用空気を供給する給気経路中にシリコンを吸着するフィルター２９を備えるようにしたが、それに限らず、潜熱を回収せず顕熱のみを回収するタイプの給湯装置であって、顕熱を回収するフィンチューブ式の熱交換器を通過した後の燃焼ガスの温度を検出する排気温度センサが、所定温度以上を検出した場合に、異常を報知、または異常報知に加えてバーナ３の燃焼を停止するものにおいて、上述のフィルター２９を備えるようにしてもよいものである。

また、本実施形態では、排気温度センサ１１を排気通路としての連結路９に設けたが、排気温度センサ１１は顕熱を回収する一次熱交換器６を通過した後の燃焼ガスの温度を検出するものであればよいので、燃焼室５の下流側に配置された消音装置８を排気通路とし、顕熱を回収する一次熱交換器６を通過した後の消音装置８を流通する燃焼ガスの温度を検出するように、排気温度センサ１１を消音装置８に設けてもよいものである。

１ 給湯装置
２ 筐体
３ バーナ
４ 送風機
５ 燃焼室
６ 一次熱交換器
９ 連結路
１１ 排気温度センサ
２５ 給気口
２７ 吸込口
２９ フィルター
３１ 微細孔

Claims (7)

1. 燃料を燃焼させるバーナと、該バーナに燃焼用空気を供給する送風機と、前記バーナの燃焼で発生した燃焼ガスと熱交換して水を加熱する熱交換器を備えた燃焼室と、該燃焼室と連通し前記熱交換器で熱交換した後の燃焼ガスを流通させる排気通路と、該排気通路に設けられ前記熱交換器を通過した後の燃焼ガスの温度を検出する排気温度検出手段と、これらを内蔵する外装ケーシングとしての筐体と、該筐体に設けられ外気を前記燃焼用空気として前記筐体内に取り込むための給気口とを備え、前記排気温度検出手段の検出する温度が予め設定された所定温度以上の場合に異常を報知、または異常報知に加えて前記バーナの燃焼を停止するようにした給湯装置において、前記送風機に前記燃焼用空気を供給する給気経路途中に前記燃焼用空気中のシリコンを吸着するフィルターを設けたことを特徴とする給湯装置。
2. 前記フィルターを前記筐体の前記給気口に設けたことを特徴とする請求項１記載の給湯装置。
3. 前記フィルターを前記送風機の吸込口に設けたことを特徴とする請求項１記載の給湯装置。
4. 前記送風機に供給される前記燃焼用空気の一部は前記フィルターを通過し、前記送風機に供給される前記燃焼用空気の他の一部は前記フィルターを通過しないようにしたことを特徴とする請求項１記載の給湯装置。
5. 前記フィルターは、活性炭フィルターで構成したことを特徴とする請求項１から４の何れか一項に記載の給湯装置。
6. 前記フィルターは、活性炭フィルターでシリコン分子が嵌り込む微細孔を有したことを特徴とする請求項１から４の何れか一項に記載の給湯装置。
7. 前記活性炭フィルターは、着脱可能な構成としたことを特徴とする請求項５または６記載の給湯装置。

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