JP2023147759A - Latent heat recovery-type heat exchanger - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、燃焼排ガスが後方から前方に流れる内部の熱交換室を有する筐体と、熱交換室に配置した複数の吸熱パイプとを備え、燃焼排ガスが保有する潜熱を回収して吸熱パイプに流れる水を加熱するようにした潜熱回収式熱交換器に関する。 The present invention includes a housing having an internal heat exchange chamber through which combustion exhaust gas flows from the rear to the front, and a plurality of heat absorption pipes arranged in the heat exchange chamber, and collects latent heat held by the combustion exhaust gas and transfers it to the heat absorption pipes. This invention relates to a latent heat recovery type heat exchanger that heats flowing water.
元来、この種の潜熱回収式熱交換器では、一般的に、筐体の前板部に、前板部に開設した排気口を介して燃焼排ガスが流入する排気筒を取り付けている。そして、従来、この種の潜熱回収式熱交換器において、熱交換室の前端部に、熱交換室の上面から垂下して、燃焼排ガスの流れが下方を向くように案内する垂下板部と、垂下板部の下端から前上がりに傾斜して前方にのびる傾斜板部とを有する案内板を設け、燃焼排ガスがドレン水(燃焼排ガス中の水分が吸熱パイプの外面で凝縮して発生する強酸性の水)の飛沫を含んだまま排気筒に直進することを防止できるようにしたものが知られている(例えば、特許文献1参照)。 Originally, in this type of latent heat recovery type heat exchanger, an exhaust pipe is generally attached to the front plate of the casing, into which combustion exhaust gas flows through an exhaust port provided in the front plate. Conventionally, in this type of latent heat recovery type heat exchanger, a hanging plate part is provided at the front end of the heat exchange chamber and hangs down from the upper surface of the heat exchange chamber to guide the flow of combustion exhaust gas downward. A guide plate is provided that has an inclined plate section that extends forward from the lower end of the hanging plate section, and the combustion exhaust gas is drained from drain water (strongly acidic water generated when moisture in the combustion exhaust gas condenses on the outer surface of the heat absorption pipe). There is a known device that can prevent water from flowing straight into the exhaust stack while containing droplets (for example, see Patent Document 1).
ここで、上記案内板を設けると、垂下板部の下端を潜り抜けた燃焼排ガスが傾斜板部に沿って前上がりに傾斜した方向に流れる。そこで、上記従来例のものでは、排気筒内に、第1の整流部材とその下側の第2の整流部材とを設けて、第1と第2の両整流部材間に燃焼排ガスが流れる前上がりに傾斜した排気流路が画成されるようにしている。これによれば、傾斜板部に沿って前上がりに傾斜した方向に流れる燃焼排ガスが大きく方向を変えずに排気流路に流入して、排気筒入口部での圧損が小さくなる。そのため、燃焼排ガスを良好に排出するのに必要な燃焼ファンの回転数が低くなり、ファン騒音を低減することができる。 Here, when the guide plate is provided, the combustion exhaust gas that has passed through the lower end of the hanging plate portion flows in a direction that is inclined forward and upward along the inclined plate portion. Therefore, in the conventional example described above, a first rectifying member and a second rectifying member below the first rectifying member are provided in the exhaust stack, and before the combustion exhaust gas flows between the first and second rectifying members, An upwardly sloping exhaust flow path is defined. According to this, the combustion exhaust gas flowing in a direction inclined forwardly upward along the inclined plate portion flows into the exhaust flow path without changing its direction significantly, and the pressure loss at the exhaust pipe inlet portion is reduced. Therefore, the rotational speed of the combustion fan required to properly discharge combustion exhaust gas is reduced, and fan noise can be reduced.
然し、上記従来例のものでは、燃焼排ガスが前上がりに傾斜した方向のまま排気筒の外部に排出される。その結果、潜熱回収式熱交換器を組み込んだ熱源機が設置される軒先の屋根などに燃焼排ガスが当たり続けて、結露による劣化、損傷を生じてしまう。 However, in the above-mentioned conventional example, the combustion exhaust gas is discharged to the outside of the exhaust stack while maintaining the upwardly inclined direction. As a result, combustion exhaust gas continues to hit the roof of the eaves where the heat source device incorporating the latent heat recovery type heat exchanger is installed, causing deterioration and damage due to condensation.
本発明は、以上の点に鑑み、排気筒入口部での圧損を小さくして、且つ、軒先の屋根などに燃焼排ガスが当たることを防止できるようにした潜熱回収式熱交換器を提供することをその課題としている。 In view of the above points, the present invention provides a latent heat recovery type heat exchanger that can reduce the pressure loss at the exhaust pipe inlet and prevent combustion exhaust gas from hitting the roof of the eaves. is the issue.
上記課題を解決するために、本発明は、燃焼排ガスが後方から前方に流れる内部の熱交換室を有する筐体と、熱交換室に配置した複数の吸熱パイプとを備え、燃焼排ガスが保有する潜熱を回収して吸熱パイプに流れる水を加熱するようにした潜熱回収式熱交換器であって、筐体の前板部に、前板部に開設した排気口を介して燃焼排ガスが流入する排気筒が取り付けられ、熱交換室の前端部に、熱交換室の上面から垂下して、燃焼排ガスの流れが下方を向くように案内する垂下板部と、垂下板部の下端から前上がりに傾斜して前方にのびる傾斜板部とを有する案内板が設けられ、排気筒内に、第1の整流部材と第1の整流部材の下側の第2の整流部材とが設けられて、第1と第2の両整流部材間に燃焼排ガスが流れる第1の排気流路が画成されるものにおいて、第1の排気流路は、後部が前上がりに傾斜し、前部が略水平であることを特徴とする。 In order to solve the above problems, the present invention includes a housing having an internal heat exchange chamber through which combustion exhaust gas flows from the rear to the front, and a plurality of heat absorption pipes arranged in the heat exchange chamber, so that the combustion exhaust gas has This is a latent heat recovery type heat exchanger that recovers latent heat to heat the water flowing through the heat absorption pipe, and combustion exhaust gas flows into the front plate of the casing through the exhaust port opened in the front plate. The exhaust stack is attached to the front end of the heat exchange chamber, including a hanging plate part that hangs down from the top surface of the heat exchange chamber and guides the flow of combustion exhaust gas downward, and a hanging plate part that extends forward from the lower end of the hanging plate part. A guide plate having an inclined plate portion extending forward is provided, and a first rectifying member and a second rectifying member below the first rectifying member are provided in the exhaust pipe. A first exhaust flow path through which combustion exhaust gas flows is defined between both the first and second rectifying members, and the first exhaust flow path has a rear portion inclined upward toward the front and a front portion substantially horizontal. characterized by something.
本発明によれば、第1の排気流路の後部が前上がりに傾斜しているため、案内板の傾斜板部に沿って前上がりに傾斜した方向に流れる燃焼排ガスが大きく方向を変えずに第1の排気流路に流入して、排気筒入口部での圧損が小さくなる。そのため、燃焼ファンの回転数を低くして、ファン騒音を低減することができる。更に、第1の排気流路の前部は略水平であるため、排気筒からの燃焼排ガスの排出方向は略水平方向となる。従って、潜熱回収式熱交換器を組み込んだ熱源機が設置される軒先の屋根などに燃焼排ガスが当たることを防止できる。 According to the present invention, since the rear part of the first exhaust flow path is inclined forwardly upward, the combustion exhaust gas flowing in the forwardly upwardly inclined direction along the inclined plate part of the guide plate does not change its direction significantly. It flows into the first exhaust flow path, and the pressure loss at the exhaust pipe inlet becomes small. Therefore, the rotation speed of the combustion fan can be lowered to reduce fan noise. Furthermore, since the front portion of the first exhaust flow path is approximately horizontal, the direction in which the combustion exhaust gas is discharged from the exhaust stack is approximately horizontal. Therefore, it is possible to prevent combustion exhaust gas from hitting the roof of the eaves where the heat source device incorporating the latent heat recovery type heat exchanger is installed.
また、本発明においては、排気筒内に、第1の排気流路の下方に位置する、前部から後部に亘って略水平の第2の排気流路が画成されることが望ましい。これによれば、第1と第2の個々の排気流路の断面積を狭めても、排気筒全体としての圧損を小さく抑えることができる。そして、各排気流路の断面積を狭めることで排気音の減衰効果を得ることができ、騒音抑制に役立つ。尚、第2の排気流路に流入する燃焼排ガスの向きは、略水平であって、第2の排気流路と同方向になり、圧損が増加することはない。 Further, in the present invention, it is desirable that a substantially horizontal second exhaust flow path is defined in the exhaust pipe, which is located below the first exhaust flow path and extends from the front to the rear. According to this, even if the cross-sectional area of each of the first and second exhaust flow paths is narrowed, the pressure loss of the exhaust pipe as a whole can be kept small. By narrowing the cross-sectional area of each exhaust flow path, it is possible to obtain an exhaust sound damping effect, which is useful for noise suppression. Note that the direction of the combustion exhaust gas flowing into the second exhaust flow path is substantially horizontal and in the same direction as the second exhaust flow path, so that pressure loss does not increase.
また、第2の排気流路の下面は、排気口の下端よりも上方に位置することが望ましい。これによれば、ドレン水が排気口から第2の排気流路に浸入することを効果的に抑制することができる。 Further, it is desirable that the lower surface of the second exhaust flow path be located above the lower end of the exhaust port. According to this, it is possible to effectively suppress drain water from entering the second exhaust flow path from the exhaust port.
図1、図2を参照して、本発明の実施形態の潜熱回収式熱交換器Aは、燃焼排ガスが後方から前方(図2の右方から左方)に流れる内部の熱交換室11を有する筐体1と、熱交換室11に配置した複数の吸熱パイプ2とを備えている。そして、燃焼排ガスが保有する潜熱を回収して吸熱パイプ2に流れる水を加熱するようにしている。
Referring to FIGS. 1 and 2, a latent heat recovery heat exchanger A according to an embodiment of the present invention has a
筐体1の後板部1aには、図外の顕熱回収式熱交換器を通過した燃焼排ガスが流入する流入口12が開設され、筐体1の前板部1bには、熱交換室11を通過した燃焼排ガスが流出する排気口13が開設されている。また、前板部1bには、排気口13を介して燃焼排ガスが流入する排気筒3が取付けられている。
The
図4も参照して、排気筒3の取付け構造について具体的に説明する。本実施形態では、排気筒3の取付けのために、排気口13に合致する開口41を有する取付板4を設けている。そして、前板部1bの前面にパッキン42を挟んだ状態で取付板4を重ねると共に、取付板4の前面にパッキン43を挟んだ状態で排気筒3の後端のフランジ部34を重ね、この状態でフランジ部34をネジ44でパッキン43、取付板4及びパッキン42と共に前板部1bに共締めしている。また、取付板4の開口41の上縁部をネジ45でパッキン42と共に前板部1bに締結し、更に、フランジ部34の上部をネジ46でパッキン43と共に取付板4に締結している。
Referring also to FIG. 4, the mounting structure of the
本実施形態において、熱交換室11には、前後方向に直交する横方向に蛇行しながら前後方向にのびる吸熱パイプ2が上下6本配置されている。上下に隣接する吸熱パイプ2,2は、蛇行ピッチの半部だけ前後方向に位置をずらしている。筐体1の横方向一側の側板1cの外面には、6本の吸熱パイプ2の上流端と下流端とが夫々接続される流入ヘッダ21と流出ヘッダ22とが取付けられている。そして、流入ヘッダ21から流出ヘッダ22に向けて各吸熱パイプ2を流れる水が、各吸熱パイプ2の外面での燃焼排ガス中の水分の凝縮による潜熱の回収で加熱されるようにしている。
In this embodiment, in the
筐体1の底板で構成される熱交換室11の底面111は前下がりに傾斜している。底面111の前端部には、吸熱パイプ2の外面から滴下するドレン水が底面111の傾斜によって流れ込む、下方に窪むドレン受け部112が設けられている。図3を参照して、ドレン受け部112は、排気口13にほぼ合致する横方向部分が最も低くなっており、この部分に、ドレン受け部112内のドレン水を排水する排水口113が設けられている。排水口113から排水されたドレン水は図外の中和器に導かれる。
A
熱交換室11の前端部下部には、排気口13に近いドレン受け部112の部分を上方から覆うカバー板5が設けられている。そして、ドレン受け部112内のドレン水に燃焼排ガスが勢いよく当たって、ドレン水が燃焼排ガスにより巻き上げられることをカバー板5により抑制できるようにしている。カバー板5には、図3に明示されているように、横方向一方(図3で右方)への下り勾配が付けられている。そのため、カバー板5上のドレン水がカバー板5の横方向一方の端からドレン受け部112に落下する。
A
熱交換室11の前端部上部には、燃焼排ガスの流れが下方を向くように案内する案内板6が設けられている。そして、燃焼排ガスがドレン水の飛沫を含んだまま排気筒3に直進することを案内板6により防止できるようにしている。案内板6は、筐体1の上板1dに固定される、熱交換室11の前端部上面を構成する案内板6の後部61から垂下して、燃焼排ガスが下方を向くように案内する垂下板部62と、垂下板部62の下端から前上がりに傾斜して前方にのびる傾斜板部63とを有している。
A
排気筒3内には、上部の第1の整流部材31と第1の整流部材31の下側の第2の整流部材32と第2の整流部材32の下側の第3の整流部材33とが設けられている。そして、第1と第2の両整流部材31,32間に燃焼排ガスが流れる第1の排気流路3aが画成され、第2と第3の両整流部材32,33間に、第1の排気流路3aの下方に位置する第2の排気流路3bが画成されるようにしている。尚、排気筒3内に第1と第2の整流部材31,32のみを設けて、燃焼排ガスが第1の排気流路3aのみに流れるようにすることも可能である。然し、これでは、第1の排気流路3aの断面積を狭めると、排気筒3での圧損が大きくなってしまう。これに対し、本実施形態の如く第1と第2の2つの排気流路3a,3bを設ければ、第1と第2の各排気流路3a,3bの断面積を狭めても、排気筒3全体としての圧損を小さく抑えることができる。そして、各排気流路3a,3bの断面積を狭めることで排気音の減衰効果を得ることができ、騒音抑制に役立つ。また、第2と第3の各整流部材32,33の後端部にアールを付けて、風切り音の発生を抑制できるようにしている。
Inside the
ところで、案内板6の垂下板部62の下端を潜り抜けた燃焼排ガスは、傾斜板部63に沿って前上がりに傾斜した方向に流れる。そこで、本実施形態では、第1の排気流路3aを、後部3arが前上がりに傾斜し、前部3afが略水平になるようにしている。尚、傾斜板部63の前端と第1排気流路3aの上面後端とは、排気口13の上端とほぼ同一高さに位置する。
Incidentally, the combustion exhaust gas that has passed through the lower end of the hanging
これによれば、案内板6の傾斜板部63に沿って前上がりに傾斜した方向に流れる燃焼排ガスが大きく方向を変えずに第1の排気流路3aに流入し、排気筒3の入口部での圧損が小さくなる。ここで、燃焼排ガスは、潜熱回収式熱交換器Aを組み込んだ熱源機に設けられる燃焼用空気を供給する燃焼ファンからの給気圧を受けて排気筒3から排出される。排気筒3の入口部での圧損が小さくなれば、燃焼排ガスを良好に排出するために必要な燃焼ファンの回転数も低くなり、ファン騒音を低減することができる。更に、第1の排気流路3aの前部は略水平であるため、排気筒3からの燃焼排ガスの排出方向は略水平方向となる。従って、潜熱回収式熱交換器Aを組み込んだ熱源機が設置される軒先の屋根などに燃焼排ガスが当たることを防止できる。
According to this, the combustion exhaust gas flowing in a direction inclined forwardly upward along the
案内板6よりも下方部分では、燃焼排ガスは略水平に前方に向けて流れる。そこで、第2の排気流路3bは、前部から後部に亘って略水平になるようにしている。これによれば、第2の排気流路3bに流入する燃焼排ガスの向きが第2の排気流路3bと同方向になり、圧損が増加することはない。
In a portion below the
また、第2の排気流路3bの下面、即ち、第3の整流部材33の上面は、排気口13の下端よりも上方に位置している。これによれば、ドレン水が排気口13から第2の排気流路3bに浸入することを効果的に抑制することができる。尚、第3の整流部材33の後端には、排気口13の下端と同等高さまで垂下して、第3の整流部材33の下側の排気筒3内の空間に排気口13から燃焼排ガスが流入することを阻止する閉塞板部33aが曲成されている。
Further, the lower surface of the second
以上、本発明の実施形態について図面を参照して説明したが、本発明はこれに限定されない。例えば、第3の整流部材33を設けずに、排気筒3をその底部が第3の整流部材33の上面と同等高さに位置するように形成し、排気筒3の底部と第2の整流部材32との間に第2の排気流路3bが画成されるようにしてもよい。
Although the embodiments of the present invention have been described above with reference to the drawings, the present invention is not limited thereto. For example, without providing the third straightening
A…潜熱回収式熱交換器、1…筐体、1b…前板部、11…熱交換室、13…排気口、2…吸熱パイプ、3…排気筒、3a…第1の排気流路、3ar…第1の排気流路の後部、3af…第1の排気流路の前部、3b…第2の排気流路、31…第1の整流部材、32…第2の整流部材、6…案内板、62…垂下板部、63…傾斜板部。 A... Latent heat recovery heat exchanger, 1... Housing, 1b... Front plate part, 11... Heat exchange chamber, 13... Exhaust port, 2... Endothermic pipe, 3... Exhaust stack, 3a... First exhaust flow path, 3ar...Rear part of the first exhaust flow path, 3af...Front part of the first exhaust flow path, 3b...Second exhaust flow path, 31...First rectification member, 32...Second flow rectification member, 6... Guide plate, 62... hanging plate part, 63... inclined plate part.
Claims (3)
筐体の前板部に、前板部に開設した排気口を介して燃焼排ガスが流入する排気筒が取り付けられ、
熱交換室の前端部に、熱交換室の上面から垂下して、燃焼排ガスの流れが下方を向くように案内する垂下板部と、垂下板部の下端から前上がりに傾斜して前方にのびる傾斜板部とを有する案内板が設けられ、
排気筒内に、第1の整流部材と第1の整流部材の下側の第2の整流部材とが設けられて、第1と第2の両整流部材間に燃焼排ガスが流れる第1の排気流路が画成されるものにおいて、
第1の排気流路は、後部が前上がりに傾斜し、前部が略水平であることを特徴とする潜熱回収式熱交換器。 Equipped with a housing with an internal heat exchange chamber through which combustion exhaust gas flows from rear to front, and multiple heat absorption pipes placed in the heat exchange chamber, the latent heat held by the combustion exhaust gas is recovered to heat the water flowing through the heat absorption pipes. A latent heat recovery type heat exchanger configured to
An exhaust pipe is attached to the front plate of the casing, through which combustion exhaust gas flows through an exhaust port opened in the front plate.
At the front end of the heat exchange chamber, there is a hanging plate part that hangs down from the top surface of the heat exchange chamber and guides the flow of combustion exhaust gas downward, and a hanging plate part that extends forward from the lower end of the hanging plate part at an upward slope. A guide plate having an inclined plate portion is provided,
A first exhaust system in which a first rectifying member and a second rectifying member below the first rectifying member are provided in the exhaust stack, and combustion exhaust gas flows between the first and second rectifying members. In those in which a flow path is defined,
The first exhaust flow path is a latent heat recovery type heat exchanger characterized in that the rear part is inclined upward toward the front and the front part is substantially horizontal.
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