JP2017044437A - Heat exchanger and heat source machine - Google Patents
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Abstract
Description
本発明はたとえば、燃料排気の潜熱などを熱交換に用いる熱交換技術に関する。
The present invention relates to a heat exchange technique that uses, for example, latent heat of fuel exhaust for heat exchange.
給湯装置には燃料ガスの燃焼排気の熱を熱交換する熱交換器が備えられる。この熱交換器には、燃焼排気の顕熱を熱交換する一次熱交換器と、この一次熱交換器で熱交換後の燃焼排気の潜熱を熱交換する二次熱交換器が含まれる。二次熱交換器は、燃焼排気から潜熱を回収するので、熱交換効率を高め、外気に放出する燃焼排気を低温化できるなどの利点がある。 The hot water supply device is provided with a heat exchanger for exchanging heat of the combustion exhaust gas of the fuel gas. The heat exchanger includes a primary heat exchanger that exchanges sensible heat of the combustion exhaust and a secondary heat exchanger that exchanges latent heat of the combustion exhaust after heat exchange by the primary heat exchanger. Since the secondary heat exchanger recovers latent heat from the combustion exhaust, there are advantages such as improving the heat exchange efficiency and reducing the temperature of the combustion exhaust discharged to the outside air.
二次熱交換器では、一次熱交換器での熱交換前の給水を燃焼排気の潜熱による予備加熱や、熱源として用いられる熱媒を一次熱交換前に燃焼排気の潜熱で予備加熱するなどの利用形態がある。 In the secondary heat exchanger, preheating the water before heat exchange in the primary heat exchanger with the latent heat of the combustion exhaust, or preheating the heat medium used as a heat source with the latent heat of the combustion exhaust before the primary heat exchange, etc. There are usage forms.
このような熱交換の熱効率改善に関し、燃焼排気を流す通路空間の天井部に燃焼排気の流れを乱す凸壁を備える構成が知られている(たとえば、特許文献1)。さらに、複数の熱交換管を備えた熱交換器において、整流板によって熱交換管を仕切り、ドレン排出側を下方向に傾斜させたものが知られている(たとえば、特許文献2)。
With respect to improving the heat efficiency of such heat exchange, a configuration is known in which a ceiling wall of a passage space through which combustion exhaust flows is provided with a convex wall that disturbs the flow of combustion exhaust (for example, Patent Document 1). Furthermore, in a heat exchanger provided with a plurality of heat exchange tubes, one in which the heat exchange tubes are partitioned by a rectifying plate and the drain discharge side is inclined downward is known (for example, Patent Document 2).
ところで、二次熱交換器には、燃焼室側で一次熱交換後の燃焼排気が導かれ、この燃焼排気の熱を二次熱交換管に絡ませて効率的な熱交換を行うことを想定している。 By the way, it is assumed that the combustion exhaust after the primary heat exchange is led to the secondary heat exchanger, and that the heat of the combustion exhaust is entangled with the secondary heat exchange pipe for efficient heat exchange. ing.
しかしながら、燃焼排気の流れは、熱交換管が密集していない筐体天井側の流路抵抗の低い側に流れるため、高温の排気流が下流側に流れ、排気温度分布が不均一となるという課題がある。排気通路を流れる排気流の上部ほど排気熱量が高くなる傾向がある。排気通路を通過する排気流が不均一になると、熱交換管毎の熱交換にばらつきを生じ、ひとつの熱交換管であっても幅内で温度分布に偏差を持つ熱交換となる。この結果、熱交換にばらつきを生じ、期待する熱交換効率が得られないという課題がある。 However, because the flow of combustion exhaust flows to the low flow resistance side of the casing ceiling where the heat exchange tubes are not dense, a high-temperature exhaust flow flows downstream, and the exhaust temperature distribution becomes non-uniform There are challenges. There is a tendency that the amount of exhaust heat becomes higher at the upper part of the exhaust flow through the exhaust passage. If the exhaust flow passing through the exhaust passage becomes non-uniform, the heat exchange between the heat exchange pipes varies, and even a single heat exchange pipe has a heat exchange having a deviation in temperature distribution within the width. As a result, there is a problem that the heat exchange varies and the expected heat exchange efficiency cannot be obtained.
下流側に高温の排気流が流れ、下流側に給水などの加熱に用いる熱交換管を備えていると、非給水時、給水などの被加熱流体を過熱し、部分沸騰を生じるなどの課題もある。 If a high-temperature exhaust flow flows downstream and a heat exchange pipe used for heating such as feed water is provided on the downstream side, when heated, the fluid to be heated such as feed water is overheated, causing partial boiling. is there.
このような排気流を放置すれば、二次熱交換器による熱交換効率が低く、燃焼排気からの熱回収が不充分であり、排気温度を低温化できないという課題もある。 If such an exhaust flow is left unattended, there is a problem that the heat exchange efficiency by the secondary heat exchanger is low, the heat recovery from the combustion exhaust is insufficient, and the exhaust temperature cannot be lowered.
そこで、本発明は上記課題に鑑み、燃焼排気の熱交換効率を高め、燃焼排気の熱回収率を向上させることにある。
Therefore, in view of the above problems, the present invention is to improve the heat exchange efficiency of combustion exhaust and improve the heat recovery rate of combustion exhaust.
上記目的を達成するため、本発明の熱交換器の一側面によれば、燃焼排気を流す筐体と、前記筐体内で前記燃焼排気と被加熱流体を熱交換する複数の熱交換管と、前記燃焼排気を複数の排気流に分流し、排気流毎に前記熱交換管と前記燃焼排気の熱交換を行わせる排気分流部材とを備えればよい。 In order to achieve the above object, according to one aspect of the heat exchanger of the present invention, a casing for flowing combustion exhaust, and a plurality of heat exchange tubes for exchanging heat between the combustion exhaust and the fluid to be heated in the casing, The combustion exhaust gas may be divided into a plurality of exhaust streams, and the heat exchange pipe and an exhaust gas distribution member that performs heat exchange of the combustion exhaust gas may be provided for each exhaust stream.
上記熱交換器において、前記排気分流部材は、前記筐体に流れる前記燃焼排気を少なくとも二系統の排気流に分流させ、排気流毎に前記熱交換管と前記燃焼排気の熱交換を行わせる分流部と、前記分流部で熱交換後の前記排気流を外気に流すダクト部とを備えてよい。 In the heat exchanger, the exhaust gas diversion member diverts the combustion exhaust gas flowing through the housing into at least two systems of exhaust gas flows, and performs heat exchange between the heat exchange pipe and the combustion exhaust gas for each exhaust gas flow. And a duct portion for flowing the exhaust flow after heat exchange in the diversion portion to the outside air.
上記熱交換器において、複数の熱交換管を有する第1の熱交換部と、前記第1の熱交換部と異なる循環系統の第2の熱交換部とを備え、前記第1の熱交換部に前記分流部を備え、前記第2の熱交換部に前記ダクト部を備えてよい。 In the heat exchanger, the first heat exchanging unit includes a first heat exchanging unit having a plurality of heat exchanging tubes, and a second heat exchanging unit having a circulation system different from the first heat exchanging unit, The diversion unit may be provided, and the duct unit may be provided in the second heat exchange unit.
上記熱交換器において、前記熱交換部は、前記燃焼排気の上流側に第1の被加熱流体を通流させる第1の熱交換管と、前記燃焼排気の下流側に前記第1の被加熱流体と循環路が異なる第2の被加熱流体を通流させる第2の熱交換管とを備えてよい。 In the heat exchanger, the heat exchanging unit includes a first heat exchange pipe that allows a first heated fluid to flow upstream of the combustion exhaust, and a first heated target downstream of the combustion exhaust. You may provide the 2nd heat exchange pipe | tube which lets the 2nd to-be-heated fluid from which a fluid and a circulation path differ flow.
上記熱交換器において、前記排気分流部材は、着脱可能な前記分流部と前記ダクト部とを備え、前記分流部は前記第1の熱交換管側に配置され、前記ダクト部が前記第2の熱交換管側に配置されて前記分流部と連結されてよい。 In the heat exchanger, the exhaust gas diversion member includes the detachable diversion portion and the duct portion, the diversion portion is disposed on the first heat exchange pipe side, and the duct portion is the second heat exchange pipe. It may be arranged on the heat exchange pipe side and connected to the flow dividing section.
上記目的を達成するため、本発明の熱源機の一側面によれば、上記熱交換器を備えて被加熱流体を加熱し、該被加熱流体を用いて少なくとも給湯、浴槽水加熱または暖房を行う。
In order to achieve the above object, according to one aspect of the heat source apparatus of the present invention, the fluid to be heated is provided with the heat exchanger, and at least hot water supply, bath water heating or heating is performed using the fluid to be heated. .
本発明によれば、次のような効果が得られる。 According to the present invention, the following effects can be obtained.
(1) 排気分流部材によって筐体内の燃焼排気を複数の排気流に分流させ、この分流により排気流の均一化を図ることができ、排気流毎の燃焼排気と被加熱流体との熱交換を行うことができる。 (1) The exhaust gas distribution member divides the combustion exhaust in the housing into a plurality of exhaust flows, and this split flow can make the exhaust flow uniform, and heat exchange between the combustion exhaust and the heated fluid for each exhaust flow can be achieved. It can be carried out.
(2) 燃焼排気と被加熱流体を熱交換する複数の熱交換管を備える筐体に排気分流部材を備えることにより、燃焼排気を複数の排気流に分流し、各排気流毎に熱交換管と燃焼排気の熱交換を行わせるので、燃焼排気を分散させて熱交換が可能となり、燃焼排気の熱回収が良好になり、熱交換効率が高められる。 (2) By providing an exhaust gas diversion member in a housing having a plurality of heat exchange tubes for exchanging heat between the combustion exhaust and the fluid to be heated, the combustion exhaust is divided into a plurality of exhaust flows, and the heat exchange tubes for each exhaust flow. Since the heat exchange of the combustion exhaust gas is performed, the heat exchange can be performed by dispersing the combustion exhaust gas, the heat recovery of the combustion exhaust gas is improved, and the heat exchange efficiency is improved.
(3) 上流側で熱交換を経ていない排気流が下流側に流れるのを防止でき、下流側の熱交換管での被加熱流体の部分沸騰を回避できる。
(3) It is possible to prevent the exhaust flow that has not undergone heat exchange on the upstream side from flowing to the downstream side, and to avoid partial boiling of the fluid to be heated in the heat exchange pipe on the downstream side.
〔第1の実施の形態〕 [First Embodiment]
図1は、第1の実施の形態に係る二次熱交換ユニットを示している。図1に係る構成は本発明の熱交換器の一例であり、本発明が係る構成に限定されるものではない。 FIG. 1 shows a secondary heat exchange unit according to the first embodiment. The configuration according to FIG. 1 is an example of the heat exchanger according to the present invention, and is not limited to the configuration according to the present invention.
この二次熱交換ユニット2には燃焼排気EGの排気空間を成す筐体4が備えられる。この筐体4の底面部には排気導入部6が備えられ、この排気導入部6から筐体4内に導かれる燃焼排気EGは筐体4を通過して排出部8に流れ、外気に放出される。
The secondary
燃焼排気EGの上流側には第1の熱交換部10−1、その下流側に第2の熱交換部10−2が備えられる。熱交換部10−1、10−2は熱交換部の一例である。熱交換部10−1には複数の第2の熱交換管12−11、12−12が備えられ、熱交換部10−2には複数の第1の熱交換管12−2が備えられる。熱交換管12−11、12−12では第1の被加熱流体を通流させ、この被加熱流体Mと燃焼排気EGを熱交換する。熱交換部10−2には第2の被加熱流体を通流させ、該被加熱流体と燃焼排気EGとを熱交換する。熱交換部10−1がたとえば、暖房熱交換器であれば、被加熱流体はたとえば、暖房水Mである。熱交換部10−2がたとえば、給湯熱交換器であれば、被加熱流体はたとえば、給湯水Wである。 A first heat exchange unit 10-1 is provided on the upstream side of the combustion exhaust EG, and a second heat exchange unit 10-2 is provided on the downstream side thereof. The heat exchange units 10-1 and 10-2 are examples of heat exchange units. The heat exchange unit 10-1 includes a plurality of second heat exchange tubes 12-11 and 12-12, and the heat exchange unit 10-2 includes a plurality of first heat exchange tubes 12-2. In the heat exchange pipes 12-11 and 12-12, the first heated fluid is allowed to flow, and the heated fluid M and the combustion exhaust EG are subjected to heat exchange. A second heated fluid is passed through the heat exchange unit 10-2 to exchange heat between the heated fluid and the combustion exhaust EG. If the heat exchanging unit 10-1 is, for example, a heating heat exchanger, the fluid to be heated is, for example, heating water M. If the heat exchange unit 10-2 is, for example, a hot water supply heat exchanger, the fluid to be heated is, for example, hot water W.
熱交換部10−1、10−2には単一または複数の排気分流部材16が配置される。この例では、単一の排気分流部材16が配置され筐体4に排気流に対して複数の独立した分流路が形成され、この例では、排気分流部材16の上側に第1の分流路、排気分流部材16の下側に第2の分流路が形成されている。この例では、燃焼排気EGが第1の排気流EG1と第2の排気流EG2に分流され、排気流EG1は排気分流部材16の上側の分流路、排気流EG2は排気分流部材16の下側の分流路に流れる。
Single or a plurality of exhaust
この排気分流部材16は一例として、熱交換部10−1側に分流部16−1、熱交換部10−2側にダクト部16−2が備えられる。分流部16−1は、熱交換管12−1を熱交換管12−11と熱交換管12−12に分離させるとともに、燃焼排気EGを排気流EG1と排気流EG2に分流させ、排気流EG1、EG2毎に被加熱流体との熱交換を行う構成である。この例では、熱交換管12−1が全14本であるから、熱交換管12−11は全14本中の一部である11本の熱交換管であり、熱交換管12−12は全14本中の一部である3本の熱交換管であるが、これに限定されない。
As an example, the
ダクト部16−2は分流部16−1の下面側に流れ込んだ排気EG2を熱交換部10−2側の排気流EG1と交わることなく、ダクト部16−2から独立して排出部8に排出させる。
The duct portion 16-2 discharges the exhaust EG2 flowing into the lower surface side of the flow dividing portion 16-1 to the
単一の排気分流部材16に代え、2以上の排気分流部材16を備えて燃焼排気EGを複数系統の排気流に分流させてよい。複数の排気分流部材16を備えていれば、複数の排気流EG1、EG2・・・EGnが形成されることになる。
Instead of the single exhaust
そして、熱交換部10−2側の天井板4−1は、熱交換部10−1側との間に段差4−2が設けられて排出部8側に向かって下降傾斜しており、底面板4−3も同様に排出部8側に向かって下降傾斜している。熱交換部10−1、10−2の熱交換による潜熱回収で生じるドレンが底面板4−3に沿って流れ、底面板4−3の終端側を形成または設置されたドレン溜め14に溜められる。
The ceiling plate 4-1 on the heat exchange unit 10-2 side is provided with a step 4-2 between the ceiling plate 4-1 and the heat exchange unit 10-1 side, and is inclined downward toward the
<第1の実施の形態の効果> <Effect of the first embodiment>
斯かる構成によれば、次のような効果が得られる。 According to such a configuration, the following effects can be obtained.
(1) 筐体4の排気空間に排気分流部材16で複数の分流路が形成され、燃焼排気EGが複数の排気流EG1、EG2に分流されて整流され、排気流毎に熱交換が行えるので、燃焼排気の温度分布の偏りや熱交換効率のばらつきを防止でき、熱交換効率を高めることができる。
(1) Since a plurality of flow channels are formed in the exhaust space of the
(2) 排気導入部6から筐体4に導かれた燃焼排気EGは排気分流部材16により少なくとも2系統に分流されて排出部8から外気に流出させることができる。排気空間の上部ほど排気熱量が高い傾向となるのに対し、このように燃焼排気を複数の排気流に分流することにより、熱量が少ない部分は一部の熱交換管との熱交換のみ行い、他の排気は通路形状及び分流で排気が減った分、通路拡散でき、他の熱交換管での熱交換効率を上昇させることができ、全体として熱交換効率を高めることができる。
(2) The combustion exhaust EG guided from the exhaust introduction part 6 to the
(3) 熱交換部10−1側の燃焼排気EGに対し、排気分流部材16の上側に分流される排気流EG1は、熱交換部10−2を通って排気される。排気分流部材16の下側に分流した排気流EG2は排気流EG1に交わることなく、ダクト部16−2を通じて外気に流出する。このため、熱交換部10−2に流れる排気流EG1は、熱交換部10−1側の燃焼排気EGに対し、排気流EG2の分だけ低減できる。熱交換部10−1の熱交換管12−11、熱交換部10−2側の排気流EG1は、燃焼排気EGが
EG=EG1+EG2 ・・・(1)
であるから、
EG1=EG−EG2 ・・・(2)
となる。排気流EG1の流速は、排気流EG2を分流させた分だけ低減できる。これにより、熱交換部10−2側の排気流EG1を流す熱交換部10−2の開口断面を低減でき、二次熱交換ユニット2の小型化とともに、熱交換率を高めることができる。
(3) The exhaust gas flow EG1 that is diverted to the upper side of the exhaust
EG = EG1 + EG2 (1)
Because
EG1 = EG-EG2 (2)
It becomes. The flow rate of the exhaust flow EG1 can be reduced by the amount that the exhaust flow EG2 is divided. Thereby, the opening cross section of the heat exchange part 10-2 which flows the exhaust flow EG1 by the side of the heat exchange part 10-2 can be reduced, and a heat exchange rate can be raised with the size reduction of the secondary
(4) 排気分流部材16で分流させた排気流EG2は、分流部16−1の下面側で熱交換部10−1の下側にある熱交換管12−12と確実に接触させることができ、熱交換管12−12側での熱交換効率を向上させることができる。
(4) The exhaust flow EG2 divided by the exhaust
(5) 排気分流部材14で排気流EG2を分流させた結果、排気流EG1の流速が低減でき、熱交換部10−1側の熱交換管12−11と燃焼排気EG1との交わり率が高まり、熱交換部10−1での熱交換効率を高めることができる。
(5) As a result of dividing the exhaust flow EG2 by the exhaust
(6) 熱交換部10−1を通過した排気流EG1の流速低減により、熱交換部10−2の熱交換管12−2との交わり率が高まり、燃焼排気EG1の持つ潜熱の回収率が高められる。 (6) By reducing the flow velocity of the exhaust flow EG1 that has passed through the heat exchanging section 10-1, the rate of intersection of the heat exchanging section 10-2 with the heat exchange pipe 12-2 increases, and the recovery rate of latent heat of the combustion exhaust EG1 is increased. Enhanced.
(7) 排気分流部材16で分流させた排気流EG2は、分流部16−1が入口側より熱交換部10−2に向かって下降傾斜し、しかも、ダクト部16−2が外気に開放されて低圧化するので、排気流EG2は流速が低減することなく、外気に放出させることができ、燃焼排気EGの排気抵抗を増大させることがない。
(7) In the exhaust flow EG2 branched by the exhaust
(8) 分流部16−1は排気導入部6側に突出しているので、筐体4内に導かれる燃焼排気EGの排気流EG2を分流部16−1の下側に効率よく導くことができ、分流部16−1の下側においても、熱交換率を上げることができる。
(8) Since the diversion part 16-1 protrudes toward the exhaust introduction part 6, the exhaust flow EG2 of the combustion exhaust EG guided into the
(9) 排気分流部材16は筐体4の底面側に一体的に取り付けることができ、筐体4の剛性および強度を高めることができる。
(9) The exhaust
(10) 排気分流部材16により狭められた排気経路が下流側の熱交換部10−2で拡開し、流体抵抗が下がる結果、熱交換管12−2に対する燃焼排気の絡みを促進させる。より高い熱交換効力を実現できる。
(10) The exhaust path narrowed by the exhaust
〔第2の実施の形態〕 [Second Embodiment]
図2は、第2の実施の形態に係る二次熱交換ユニットを示している。図2において、図1と同一部分には同一符号を付してある。 FIG. 2 shows a secondary heat exchange unit according to the second embodiment. 2, the same parts as those in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals.
第1の実施の形態では、排気分流部材16は筐体4の底面板4−3側に設置したが、図2に示すように、天井板4−1側の近傍に設置し、ダクト部16−2を天井板4−1と平行に配置してもよい。
In the first embodiment, the exhaust
係る構成によっても第1の実施の形態と同様の効果が得られる。 Even with this configuration, the same effects as those of the first embodiment can be obtained.
〔第3の実施の形態〕 [Third Embodiment]
図3は、第3の実施の形態に係る二次熱交換ユニットを示している。図3において、図1と同一部分には同一符号を付してある。 FIG. 3 shows a secondary heat exchange unit according to the third embodiment. In FIG. 3, the same parts as those in FIG.
上記実施の形態では、排気分流部材16が筐体4の天井板4−1または底面板4−3の近傍に設置し、ダクト部16−2には熱交換管12−2を設置しない排気空間を形成した。これに対し、図3に示すように、排気分流部材16を筐体4の中間部に配置することにより、分流部16−1で暖房二次熱交換管12−1を第1の二次熱交換管12−11と第2の二次熱交換管12−12に二分し、ダクト部16−2で熱交換管12−2を第1の給湯二次熱交換管12−21と第2の給湯二次熱交換管12−22に二分する構成としてもよい。ダクト部16−2側で2系統に分離した分流路に流れる排気流EG1、EG2のそれぞれで独立した熱交換を行う構成としてもよい。この実施形態においても複数の排気分流部材16を備えて3以上の熱交換管グループに分離させて、燃焼排気EGを3以上の排気流EG1、EG2・・・EGNに分流し、各排気流で個別に熱交換を行ってもよい。
In the above embodiment, the exhaust
〔第4の実施の形態〕 [Fourth Embodiment]
図4は、第4の実施の形態に係る熱源機を示している。この熱源機18は第1の実施の形態に係る一缶三水型の熱源機の一例である。この熱源機18では燃焼室20の天井部に二次熱交換ユニット2が備えられている。燃焼室20にはバーナー22とともに一次熱交換器24が備えられる。この一次熱交換器24の熱交換管26にはたとえば、二次熱交換部10−1の熱交換管12−1が連結され、熱交換管12−1を通過させた暖房水Mを通流させる。この燃焼室20の下側にはバーナー22に燃焼空気を供給する給気ファン28が備えられる。
FIG. 4 shows a heat source apparatus according to the fourth embodiment. This
この熱源機18では、バーナー22で燃料ガスGを燃焼させて生じた燃焼排気EGは、給気ファン28の給気により、燃焼室20から二次熱交換ユニット2を通過して外気に放出される。燃焼排気EGが一次熱交換器24の熱交換管26を通過すると、熱交換管26に流れているたとえば、暖房水Mとの一次熱交換が行われる。この熱交換管26を通過した燃焼排気EGが二次熱交換ユニット2の排気導入部6から筐体4内に流れ、二次熱交換ユニット2で二次熱交換が行われる。二次熱交換ユニット2での熱交換は既述したので割愛する。
In this
斯かる構成によれば、既述の二次熱交換ユニットの効果が得られるとともに、熱源機18の熱効率を高めることができ、コンパクト化を図ることができる。
According to such a configuration, the effects of the secondary heat exchange unit described above can be obtained, the thermal efficiency of the
<第1の実施例> <First embodiment>
図5は、第1の実施例に係る二次熱交換ユニット2の断面を示している。この二次熱交換ユニット2について、図1と同一部分には同一符号を付している。
FIG. 5 shows a cross section of the secondary
筐体30はたとえば、ステンレス板などの剛性の高い金属板で形成されている。筐体30の天井板32には排気口34側に下降傾斜させた張出部36が形成されている。この張出部36は高さを異ならせることにより、筐体30の底面部と平行な傾斜面に形成されている。
The
筐体30の底面部には排気導入口38が形成され、この排気導入口38には周回立壁部40が筐体30の内側に形成されているとともに、排気ガイド部42が備えられている。排気ガイド部42は、排気導入口38に入る燃焼排気EGを筐体30の空間部43に導くための部材である。したがって、排気導入口38、周回立壁部40および排気ガイド部42は、排気導入部6の一例である。
An
筐体30の内部には熱交換部の一例として、燃焼排気EGの流れの上流側に暖房二次熱交換器44−1、その下流側に給湯二次熱交換器44−2が配置されている。暖房二次熱交換器44−1は、第1の熱交換部10−1の一例であり、給湯二次熱交換器44−2は、第2の熱交換部10−2の一例である。
As an example of the heat exchange section, a heating secondary heat exchanger 44-1 is disposed upstream of the flow of the combustion exhaust EG, and a hot water supply secondary heat exchanger 44-2 is disposed downstream of the
暖房二次熱交換器44−1側には排気分流板46−1が備えられ、この排気分流板46−1に連結されて排気ダクト46−2が給湯二次熱交換器44−2側に設置されている。排気分流板46−1および排気ダクト46−2は、排気分流部材16の一例であり、たとえば、ステンレス板などの金属板で形成される。金属板に代えて不燃性材料板で排気分流板46−1および排気ダクト46−2を形成してもよい。排気分流板46−1は、暖房二次熱交換管48−1を第1の暖房二次熱交換管48−11と、第2の暖房二次熱交換管48−12に分離するとともに、燃焼排気EGの流れから排気流EG1、EG2に分流させる。排気ダクト46−2は、給湯二次熱交換器44−2側の給湯二次熱交換管48−2側を流れる排気流EG1と交わることなく、排気流EG2を排気口34に導く。
An exhaust air distribution plate 46-1 is provided on the heating secondary heat exchanger 44-1 side, and an exhaust duct 46-2 is connected to the exhaust air distribution plate 46-1 to the hot water supply secondary heat exchanger 44-2 side. is set up. The exhaust flow dividing plate 46-1 and the exhaust duct 46-2 are an example of the exhaust
<暖房二次熱交換器44−1、排気分流板46−1および排気ダクト46−2> <Heating Secondary Heat Exchanger 44-1, Exhaust Flow Divider 46-1 and Exhaust Duct 46-2>
図6のAに示すように、暖房二次熱交換器44−1には一対のヘッダー部50R、50Lが備えられ、これらヘッダー部50R、50L間には複数の暖房二次熱交換管48−11、48−12が備えられている。暖房二次熱交換管48−11、48−12の間には排気分流板46−1が設置され、この排気分流板46−1には排気分流板46−1の傾斜面部から下方に屈曲させた前壁部52が形成され、この前壁部52には排気ダクト46−2に挿入される挿入部54および脚部56が形成されている。
As shown in FIG. 6A, the heating secondary heat exchanger 44-1 is provided with a pair of
図6のBは、図5のVIB部の拡大断面を示している。排気ダクト46−2の前部には、排気分流板46−1の前壁部52にある挿入部54および脚部56が挿入され、排気分流板46−1が連結され、排気分流板46−1の下側の排気流EG2が排気ダクト46−2に導かれる。
FIG. 6B shows an enlarged cross section of the VIB portion of FIG. The
図7は、暖房二次熱交換器44−1、排気分流板46−1および排気ダクト46−2が設置された筐体30を示している。
FIG. 7 shows the
排気ダクト46−2はたとえば、ステンレスなどの単一の金属板で形成され、排気分流板46−1に連結される筒部58が備えられる。この筒部58は筐体30の底面部との間で偏平な角筒体を構成する。この筒部58は、筐体30のドレン溜め60側に開放されている。この筒部58の各側壁部62には筐体30の底面と平行面を成す支持部64が形成され、各支持部64は筐体30の底面にねじなどにより固定される。
The exhaust duct 46-2 is formed of, for example, a single metal plate such as stainless steel, and includes a
筒部58の側壁部62は、図8のAに示すように、延長させてヘッダー50Lの側面部に密着させている。このように筒部58の側壁部62をヘッダー50Lの側面部に密着させることにより、排気分流板46−1と排気ダクト46−2の連結性が高まり、排気分流板46−1および排気ダクト46−2間の連結部の気密性が保持される。
As shown in FIG. 8A, the
図8のBは、図8のAのVIIIB 部を拡大し、上側から見て示している。この連結構造をヘッダー50Lの上側から見ると、排気分流板46−1の端部が排気ダクト46−2によって包囲されている。そして、暖房二次熱交換器44−1の下側には排気導入口38が開口されており、この排気導入口38から導かれる燃焼排気EGが暖房二次熱交換器44−1に流れ込む。
FIG. 8B is an enlarged view of the portion VIIIB in FIG. When this connection structure is viewed from the upper side of the
排気分流板46−1は、図9に示すように、前壁部52に挿入部54を形成し、この挿入部54を排気ダクト46−2側に挿入する簡易な構造としてもよい。この場合、排気ダクト46−2の連結部の気密性を維持するには、排気ダクト46−2側に排気分流板46−1との密着性を高めるための密着壁部などを備えてもよい。
As shown in FIG. 9, the exhaust flow dividing plate 46-1 may have a simple structure in which an
<第1の実施例の効果> <Effect of the first embodiment>
この二次熱交換ユニット2によれば、次のような効果が得られる。
According to the secondary
(1) 暖房二次熱交換器44−1側の排気空間の開口断面が排気分流板46−1の上側と下側とに分割され、排気分流板46−1の上側の開口断面は給湯二次熱交換器44−2側より狭小化しており、換言すれば、排気分流板46−1の上側の開口断面より給湯二次熱交換器44−2側の開口断面が拡開されている。この結果、排気分流板46−1の上側に分流された排気流EG1は、源流である燃焼排気EGに比較し、暖房二次熱交換器44−1側の空間部43側に比較して流速を低減でき、排気流EG1と給湯二次熱交換器44−2側の通過時間が長くなり、その分だけ熱交換効率を高めることができる。
(1) The opening cross section of the exhaust space on the side of the heating secondary heat exchanger 44-1 is divided into an upper side and a lower side of the exhaust flow dividing plate 46-1, and the upper open cross section of the exhaust flow diverting plate 46-1 is the hot water supply In other words, the opening cross section on the hot water supply secondary heat exchanger 44-2 side is expanded from the opening cross section on the upper side of the exhaust flow dividing plate 46-1. As a result, the exhaust flow EG1 that is branched to the upper side of the exhaust flow dividing plate 46-1 has a flow velocity that is higher than that of the combustion exhaust EG that is the source flow and that of the
(2) 暖房二次熱交換器44−1側の排気空間の開口断面が排気分流板46−1の上側と下側とに分割されるので、排気分流板46−1の上側の開口断面は給湯二次熱交換器44−2側より狭小化でき、これにより、給湯二次熱交換器44−2側の開口断面が天井板32の張出部36によって狭小化されている。つまり、給湯二次熱交換器44−2側の体積を縮小でき、二次熱交換ユニット2のコンパクト化に寄与する。
(2) Since the opening cross section of the exhaust space on the heating secondary heat exchanger 44-1 side is divided into the upper side and the lower side of the exhaust flow dividing plate 46-1, the upper open cross section of the exhaust diversion plate 46-1 is It can be narrowed from the hot water supply secondary heat exchanger 44-2 side, whereby the opening cross section on the hot water supply secondary heat exchanger 44-2 side is narrowed by the overhanging
(3) 排気分流板46−1の下側に分流された排気流EG2は、源流である燃焼排気EGに比較し、暖房二次熱交換器44−1側の空間部43側に比較して流速が低減され、しかも、排気ダクト46−2側の開口断面が排気分流板46−1の下側の開口断面より狭くなっているので、排気ダクト46−2側の排気流EG2に対する流速抵抗が高く、排気流EG2と熱交換管48−12側との熱交換効率を高めることができる。
(3) The exhaust flow EG2 that is diverted to the lower side of the exhaust flow dividing plate 46-1 is compared with the combustion exhaust EG that is the source flow, and compared with the
(4) 燃焼排気EGから排気分流板46−1の下側に分流された排気流EG2を減じた排気流EG1が給湯二次熱交換器44−2側に流れるので、排気分流板46−1の設置前に流れていた燃焼排気EGによる給湯二次熱交換器44−2側の部分沸騰を防止できる。 (4) Since the exhaust gas flow EG1 obtained by subtracting the exhaust gas flow EG2 divided from the combustion exhaust gas EG to the lower side of the exhaust gas distribution plate 46-1 flows to the hot water supply secondary heat exchanger 44-2 side, the exhaust gas distribution plate 46-1 It is possible to prevent partial boiling on the hot water supply secondary heat exchanger 44-2 side due to the combustion exhaust EG flowing before the installation of.
(5) 排気分流板46−1および排気ダクト46−2を備えたことにより、筐体30のコンパクト化とともに筐体30の堅牢性を高めることができる。
(5) By providing the exhaust flow dividing plate 46-1 and the exhaust duct 46-2, the
<第2の実施例> <Second embodiment>
図10は、第2の実施例に係る熱源機18を示している。この熱源機において、第2の実施の形態の熱源機18および第1の実施例の二次熱交換ユニット2と同一部分には同一符号を付してある。
FIG. 10 shows a
この熱源機18には燃焼室20の筐体66にはバーナー22、一次熱交換器24および給気ファン28が備えられる。一次熱交換器24には複数の熱交換管26が設置され、各熱交換管26には複数の共通の吸熱フィン68が備えられる。各熱交換管26には燃焼排気EGの熱が吸熱されるとともに、吸熱フィン68に吸熱された熱が各熱交換管26に伝達される。各吸熱フィン68は、各熱交換管26の加熱状態を一様化する熱伝導機能を備える。
The
筐体66の上部には二次熱交換ユニット2が設置され、この二次熱交換ユニット2と筐体66の間には着座フレーム部70が備えられる。この着座フレーム部70は二次熱交換ユニット2の高さ調整機能を備えており、この実施例では、二次熱交換ユニット2の筐体66のドレン溜め60側を低く、その排気導入口38側が高く設定されている。これにより、熱交換により生じたドレンがドレン溜め60側に流れて蓄積される。
The secondary
<第2の実施例の効果> <Effect of the second embodiment>
この熱源機18によれば、既述の二次熱交換ユニット2の効果が得られるとともに、熱源機18の小型化および堅牢化を図ることができる。
According to the
<第3の実施例> <Third embodiment>
図11は、第3の実施例に係る給湯装置の配管系統を示している。図11において、図1と同一部分には同一符号を付してある。 FIG. 11 shows a piping system of a hot water supply apparatus according to the third embodiment. In FIG. 11, the same parts as those in FIG.
この給湯装置72は、熱源機18(図10)を備えて給湯機能、暖房機能および浴槽水追焚機能を備える。この給湯装置72はいわゆる1缶3水タイプの熱源機18を使用し、暖房水Mと燃焼排気EGとの熱交換、暖房水Mを熱媒として使用し、給水Wとの熱交換による温水HWの給湯、暖房水Mと浴槽水BWとの熱交換による浴槽水BWの給水および追焚機能を実現している。
The hot
暖房水Mの循環回路74に付した斜線部分は、ガス消費のための所定時間の継続燃焼を行う際に熱媒を循環させる循環路部である。バーナー22の燃焼時、循環する熱媒HMの循環経路が長くとられ、これにより、暖房水Mの容量が多く、燃焼熱の熱交換により沸騰に至るまでの燃焼継続時間を延長している。そして、循環回路74には暖房水タンク76が備えられ、この暖房水タンク76に暖房水Mが溜められる。
A hatched portion attached to the
給水口78には給水路80が接続され、上水などの給水Wが供給される。この給水Wにより、出湯口82から温水HWの出湯が可能である。給水路80および追焚循環路84は注湯管路86によって連結されており、浴槽注湯時、給水路80から温水HWが注湯管路86より追焚循環路84に流れ、浴槽88に注湯される。この注湯は、給湯と同様に上水の一例である水Wの給水であるから、給湯の一態様である。
A water supply path 80 is connected to the
循環回路74の分岐管90−1、90−2、90−3には暖房放熱端末92の一例として、熱媒HMが持つ熱を放熱する低温端末92−1や高温端末92−2が接続されている。
The branch pipes 90-1, 90-2, and 90-3 of the
熱源機18には、一次熱交換器24、二次熱交換ユニット2側に暖房二次熱交換器44−1、給湯二次熱交換44−2が備えられている。これらの詳細は、既述の通りであるので説明は割愛する。
The
循環回路74には一次熱交換器24、暖房二次熱交換器44−1、給湯熱交換器94−1および浴槽水熱交換器94−2が備えられる。暖房二次熱交換器44−1で熱交換された暖房水Mが一次熱交換器24により燃焼排気EGと熱交換される。給湯熱交換器94−1はたとえば、プレート熱交換器であり、二次熱交換ユニット2の給湯二次熱交換器44−2で予備加熱を経た給水Wと、熱媒としての暖房水Mとの熱交換を行う。給湯熱交換器94−2はたとえば、プレート熱交換器であり、浴槽水BWと、熱媒としての暖房水Mとの熱交換を行う。
The
この実施の形態では、リモコン装置96がたとえば、浴室リモコン96−1や台所リモコン96−2で構成される。
In this embodiment, the
<第3の実施例の効果> <Effect of the third embodiment>
(1) この給湯装置72によれば、既述の二次熱交換ユニット2および熱源機18と同様の効果が得られるとともに、給湯装置72のコンパクト化を図ることができる。
(1) According to the hot
(2) 給湯、浴槽水の追焚き、暖房水の加熱時、これらの部分沸騰を防止することができ、信頼性の高い給湯、暖房および追焚き動作が得られる。 (2) During boiling water supply, bath water reheating, and heating water heating, these partial boiling can be prevented, and highly reliable hot water supply, heating and reheating operations can be obtained.
〔他の実施の形態〕 [Other Embodiments]
a) 第2の実施例および第3の実施例では、単一の一次熱交換器24を備えて暖房水の加熱に用いているが、一次熱交換器24を複数化し、暖房水および浴槽水の双方を一次加熱によって実現する構成としてもよい。
a) In the second and third embodiments, a single
b)循環回路74に他の液−液熱交換器を備え、給湯の他、暖房水Mの熱を他の被加熱媒体との熱交換を行う熱源として用いてもよい。
b) The
以上説明したように、本発明の最も好ましい実施形態等について説明した。本発明は、上記記載に限定されるものではない。特許請求の範囲に記載され、または明細書に開示された発明の要旨に基づき、当業者において様々な変形や変更が可能である。斯かる変形や変更が、本発明の範囲に含まれることは言うまでもない。
As described above, the most preferable embodiment of the present invention has been described. The present invention is not limited to the above description. Various modifications and changes can be made by those skilled in the art based on the gist of the invention described in the claims or disclosed in the specification. It goes without saying that such modifications and changes are included in the scope of the present invention.
本発明は、燃焼排気と被加熱流体を熱交換する複数の熱交換管を備える筐体に排気分流部材を備えることにより、燃焼排気を複数の排気流に分流し、排気流毎に熱交換管と燃焼排気の熱交換を行わせるので、燃焼排気を分散させて熱交換が可能となり、燃焼排気の熱回収が良好になり、熱交換効率が高められ、有用である。 According to the present invention, an exhaust gas diverting member is provided in a housing having a plurality of heat exchange pipes for exchanging heat between combustion exhaust gas and a fluid to be heated, thereby dividing the combustion exhaust gas into a plurality of exhaust gas flows, and the heat exchange pipes for each exhaust gas flow. Therefore, the heat exchange of the combustion exhaust gas is performed, so that the heat exchange can be performed by dispersing the combustion exhaust gas, the heat recovery of the combustion exhaust gas is improved, and the heat exchange efficiency is improved, which is useful.
2 二次熱交換ユニット
4 筐体
4−1 天井版
4−2 段差
4−3 底面板
6 排気導入部
8 排出部
10−1 第1の熱交換部
10−2 第2の熱交換部
12−1 第1の熱交換管
12−11,12−12,12−21,12−22 熱交換管
12−2 第2の熱交換管
14 ドレン溜め
16 排気分流部材
16−1 分流部
16−2 ダクト部
18 熱源機
20 燃焼室
22 バーナー
24 一次熱交換器
26 熱交換管
28 給気ファン
30 筐体
32 天井板
34 排気口
36 張出部
38 排気導入口
40 周回立壁部
42 排気ガイド部
43 空間部
44−1 暖房二次熱交換器
44−2 給湯二次熱交換器
46−1 排気分流板
46−2 排気ダクト
48−1,48−11,48−12 暖房二次熱交換管
48−2 給湯二次熱交換管
50R、50L ヘッダー部
52 前壁部
54 挿入部
56 脚部
58 筒部
60 ドレン溜め
62 側壁部
64 支持部
66 筐体
68 吸熱フィン
70 着座フレーム部
72 給湯装置72
74 循環回路
76 暖房水タンク
78 給水口
80 給水路
82 出湯口
84 追焚循環路
86 注湯管路
88 浴槽
90−1、90−2、90−3 分岐管
92 暖房放熱端末
92−1 低温端末
92−2 高温端末
94−1 給湯熱交換器
94−2 浴槽水熱交換器
96 リモコン装置
96−1 浴室リモコン
96−2 台所リモコン
2 Secondary
74 Circulating
Claims (6)
前記筐体内で前記燃焼排気と被加熱流体を熱交換する複数の熱交換管と、
前記燃焼排気を複数の排気流に分流し、排気流毎に前記熱交換管と前記燃焼排気の熱交換を行わせる排気分流部材と、
を備えることを特徴とする熱交換器。 A casing for flowing combustion exhaust;
A plurality of heat exchange tubes for exchanging heat between the combustion exhaust and the fluid to be heated in the housing;
An exhaust gas diversion member that diverts the combustion exhaust gas into a plurality of exhaust gas flows, and performs heat exchange between the heat exchange pipe and the combustion exhaust gas for each exhaust gas flow;
A heat exchanger comprising:
前記分流部で熱交換後の前記排気流を外気に流すダクト部と、
を備えることを特徴とする請求項1に記載の熱交換器。 The exhaust gas diverting member diverts the combustion exhaust gas flowing through the casing into at least two systems of exhaust gas flows, and a flow dividing unit that performs heat exchange between the heat exchange pipe and the combustion exhaust gas for each exhaust gas flow;
A duct portion for flowing the exhaust flow after heat exchange in the diversion portion to the outside air;
The heat exchanger according to claim 1, comprising:
前記第1の熱交換部と異なる循環系統の第2の熱交換部と、
を備え、前記第1の熱交換部に前記分流部を備え、前記第2の熱交換部に前記ダクト部を備えることを特徴とする請求項2に記載の熱交換器。 A first heat exchange section having a plurality of heat exchange tubes;
A second heat exchange part of a circulation system different from the first heat exchange part;
3. The heat exchanger according to claim 2, wherein the first heat exchange unit includes the flow dividing unit, and the second heat exchange unit includes the duct unit.
前記燃焼排気の上流側に第1の被加熱流体を通流させる第1の熱交換管と、
前記燃焼排気の下流側に前記第1の被加熱流体と循環路が異なる第2の被加熱流体を通流させる第2の熱交換管と、
を備えることを特徴とする請求項1ないし請求項3のいずれかの請求項に記載の熱交換器。 The heat exchange part is
A first heat exchange pipe for flowing a first heated fluid upstream of the combustion exhaust;
A second heat exchange pipe for passing a second heated fluid having a circulation path different from that of the first heated fluid downstream of the combustion exhaust;
The heat exchanger according to any one of claims 1 to 3, further comprising:
A heat source apparatus comprising the heat exchanger according to claim 1 to heat a heated fluid, and performs hot water supply or heating using the heated fluid.
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