JP3880220B2 - Combustion equipment - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は給湯器等の燃焼機器に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
図3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。
【0003】
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。
【0004】
また、バーナ燃焼に空気を供給する燃焼ファン10が設けられ、燃焼室2の上方にはバーナ3の燃焼により発生した排気ガスを外部に排出するための排気通路11が連通されており、上記燃焼ファン10の駆動により空気がバーナ3に供給されると共に、排気ガスが排気通路11を通って外部に排出される。
【0005】
上記バーナ3の上方側には熱交換器が設けられている。この図に示す器具では、熱交換器はメイン熱交換器12と該メイン熱交換器12よりも排気側に設けられている潜熱回収用熱交換器13とによって構成されており、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。
【0006】
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によって吸熱し切れなかった顕熱をも吸熱することができるものである。
【0007】
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から落下する。この落下したドレンを受けるための水滴受け手段であるドレン受け部16が潜熱回収用熱交換器13の下方側に設けられている。
【0008】
このドレン受け部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。
【0009】
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。
【0010】
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。
【0011】
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。
【0012】
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。
【0013】
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。
【0014】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記潜熱回収用熱交換器13の下方側には、前記した如く、ドレン受け部16が設けられているために、図5に示すように、メイン熱交換器12を通り抜けた排気は、ドレン受け部16を迂回して該ドレン受け部16と器具ケース1との間の隙間27を通り、潜熱回収用熱交換器13の横方向から潜熱回収用熱交換器13内に流れ込むこととなる。このように、排気が潜熱回収用熱交換器13の横方向から潜熱回収用熱交換器13内に流れ込むことに起因して次に示すような問題が生じていた。
【0015】
上記潜熱回収用熱交換器13は、図4に示すように、複数の直線状管路30を並設しそれら複数の直線状管路30をU字形状管路31を介して連通接続して形成した1本の通水通路を有しており、その通水通路の入側は前記給水通路14に連通接続され、上記通水通路の出側は管路9に連通接続している。排気は上記潜熱回収用熱交換器13の直線状管路30の横方向から潜熱回収用熱交換器13の内部に流れ込むこととなっており、排気が流れ込む側(排気入側)の管路30Aにはメイン熱交換器12を通り抜けたばかりの高温の排気が吹き付ける。排気は放熱しながら潜熱回収用熱交換器13を通り抜けていくので、排気が流れ出る側(排気出側)の管路30Bには上記排気入側の管路30Aよりも低い温度の排気が吹き付けることとなる。
【0016】
上記の如く、排気入側の管路30Aには排気出側の管路30Bよりも高温の排気が吹き付けることから、管路表面に付着しているドレン中の水分の蒸発速度は排気出側の管路30Bよりも排気入側の管路30Aの方が速く、前記した如くドレン中には酸性成分が溶解しているので、排気入側の管路30Aでは排気出側の管路30Bよりもドレンの酸性成分の濃縮が進み易く、このことによって、排気入側の管路30Aの表面に付着しているドレンの酸性濃度は排気出側の管路30Bの表面に付着しているドレンの酸性濃度よりも高くなり、その酸性濃度の高いドレンによって排気入側の管路30Aは排気出側の管路30Bよりも腐食が進行し易い。
【0017】
このように、排気が潜熱回収用熱交換器13に横方向から流れ込む構成であることに起因して、排気出側から排気入側に向かうに従って管路腐食の進行度が悪化するという如く、潜熱回収用熱交換器13における管路腐食の進行度が場所によって異なるという問題がある。
【0018】
特に、潜熱回収用熱交換器13が、図4に示す如く、管路が高さ方向に重ねられた複数段構成である場合には、上記管路腐食の進行度の差異が大きい。それというのは、上段の管路に付着していた水分は落下して下段の管路に付着するので、下段の管路に付着しているドレンには上段側から落下したドレンによって水分が補給されることとなり、下段の管路に付着しているドレンの酸性成分の濃縮が抑制され、このことにより、下段の管路は上段側の管路よりも腐食の進行が遅くなる傾向にある。
【0019】
前記したように、潜熱回収用熱交換器13では、排気入側から排気出側に向かう横方向に管路腐食の進行度が異なる上に、潜熱回収用熱交換器13が複数段構成である場合には下段側から上段側に向かうに従って管路腐食の進行度が悪化するという如く、高さ方向にも管路腐食の進行度が異なることから、潜熱回収用熱交換器13における管路腐食の進行度の差異が大きくなってしまう。具体的には、図5に示す例では、潜熱回収用熱交換器13の中で、最上段で、かつ、最も排気入側にある管路αは他の管路よりも格段に腐食が進んでしまい易く、反対に、最下段で、かつ、最も排気出側にある管路βは他の管路よりも腐食は進行し難く、上記管路αと管路βとでは、管路腐食の進行度に大きな差がある。
【0020】
本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、潜熱回収用熱交換器内の管路腐食の進行度が場所によって大きく異なるという問題を防止できる燃焼機器を提供することにある。
【0021】
【課題を解決するための手段】
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熱交換器が設けられ、該熱交換器はメイン熱交換器と該メイン熱交換器よりも排気側に配設される潜熱回収用熱交換器とを有し、上記潜熱回収用熱交換器よりも下方側には潜熱回収用熱交換器から落下した水滴を受ける水滴受け手段が設けられている燃焼機器において、上記潜熱回収用熱交換器は、排気の流れを横切る方向に複数の直線状管路が横方向に間隔を介して配列配置され、その横方向の配列配置の段が1段以上上下方向に間隔を介して配置され、各直線状管路の端部側が連通接続されて全体として1本の通水通路を形成しており、上記バーナ燃焼によって発生した排気を上記潜熱回収用熱交換器と水滴受け手段との間に導きさらに潜熱回収用熱交換器の下方側から上方側に上記潜熱回収用熱交換器からの水滴の落下方向とは逆向きに潜熱回収用熱交換器の全体を通して排気を通す排気ガイド手段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。
【0022】
第2の発明は、上記第1の発明の構成を備え、潜熱回収用熱交換器と水滴受け手段との間には排気ガイド手段によって横方向から導かれた排気の流れを潜熱回収用熱交換器の下方側から潜熱回収用熱交換器の全体を通して排気を通す上向き方向に転換する風向転換用の空間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。
【0023】
第3の発明は、上記第1又は第2の発明の構成を備え、潜熱回収用熱交換器は管路が高さ方向に重ねられた複数段構成と成しており、潜熱回収用熱交換器の少なくとも最下段以外の管路の表面には撥水処理が施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。
【0024】
上記構成の発明において、バーナ燃焼によって発生した排気はメイン熱交換器を通り抜け、その後、排気ガイド手段によって、潜熱回収用熱交換器と水滴受け手段との間に導かれ、潜熱回収用熱交換器の下方側から上方側に潜熱回収用熱交換器の全体を通って排気側へ排出される。
【0025】
このように、排気は潜熱回収用熱交換器の下方側から上方側に潜熱回収用熱交換器の全体を通って潜熱回収用熱交換器を通り抜けるので、潜熱回収用熱交換器において複数の管路が横方向に並設されている場合に、それら管路には同温度の排気が吹き付けられることとなり、それら管路に付着しているドレンの水分蒸発速度はほぼ同様となることから、各管路に付着しているドレンの酸性濃度はほぼ等しく、このことによって、横方向における管路腐食の進行度の差異の問題が回避される。
【0026】
また、潜熱回収用熱交換器が複数段構成である場合には、下方側の管路には上方側の管路よりも高温の排気が吹き付けられるので、下方側の管路では管路表面に付着しているドレンの水分蒸発が上方側の管路よりも速いけれども、上方側の管路からドレンが落下して水分が補給されることから、下方側の管路に付着しているドレンの酸性成分の濃縮が防止され、このことにより、高さ方向における管路腐食の進行度の差異の問題が回避され、かつ、上記したように横方向における管路腐食の進行度の差異の問題も回避されることから、潜熱回収用熱交換器において管路腐食の進行度が場所によって大きく異なるという問題が防止される。
【0027】
【発明の実施の形態】
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。
【0028】
第1の実施形態例の燃焼機器は前記図3に示す給湯器を対象としており、図1には第1の実施形態例において特徴的な潜熱回収用熱交換器を含む部分領域が抜き出されて模式的に示されている。この実施形態例において特徴的なことは、図1に示すように、メイン熱交換器12を通り抜けた排気を潜熱回収用熱交換器13の横方向から通すのではなく、潜熱回収用熱交換器13の下方側から上方側に潜熱回収用熱交換器13の全体を通す構成としたことである。それ以外の構成は前記図3に示す給湯器と同様であり、この実施形態例では、図3に示す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。
【0029】
この実施形態例では、潜熱回収用熱交換器13の下方側に配設されたドレン受け部16と、器具ケース1との間の隙間27に対向する部分に排気ガイド手段32が設けられている。この排気ガイド手段32は、器具ケース1とドレン受け部16の間の隙間27を通り抜けた上向き方向の排気の流れを横向き方向に転換させて排気を潜熱回収用熱交換器13とドレン受け部16の間に導く構成と成している。この実施形態例では、排気ガイド手段32は潜熱回収用熱交換器13と一体的に形成されユニット化されている。
【0030】
また、潜熱回収用熱交換器13とドレン受け部16の間には風向転換用の空間部34が設けられており、この風向転換用の空間部34は、上記排気ガイド手段32によって導かれた横方向の排気の流れを潜熱回収用熱交換器13の下方側から上方側に潜熱回収用熱交換器13の全体を通して排気を通す上向き方向に転換させる機能を持つものである。
【0031】
この第1の実施形態例では、上記の如く、排気ガイド手段32と風向転換用の空間部34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、図1に示すように、ドレン受け部16を迂回して器具ケース1とドレン受け部16との間の隙間27を通り、排気ガイド手段32によって、その隙間27を通り抜けた上向きの排気の流れが横方向に転換されて潜熱回収用熱交換器13とドレン受け部16の間に導かれ、さらに、排気は、潜熱回収用熱交換器13とドレン受け部16の間に設けられた風向転換用の空間部34で、排気の流れが横向きから上向き方向に転換され、潜熱回収用熱交換器13の下方側から上方側へ潜熱回収用熱交換器13の全体を通って通り抜け、排気通路11を介して外部に排出されることとなる。
【0032】
このように、この実施形態例では、排気を潜熱回収用熱交換器13の下方側から上方側に通す構成としたので、従来の問題、つまり、潜熱回収用熱交換器13の管路腐食の進行度が場所によって異なってしまうという問題を防止することができる。
【0033】
それというのは、この実施形態例では、潜熱回収用熱交換器13の下方側から上方側に潜熱回収用熱交換器13の全体を通して排気を通す構成であることから、同一段内の各管路にはほぼ同じ温度の排気が吹き付けられることとなり、このことによって、同一段の各管路に付着しているドレンの水分の蒸発速度はほぼ同様となり、つまり、横方向に並設している各管路に付着しているドレンの酸性濃度がほぼ同様であることから、横方向の各管路の腐食の進行度をほぼ同様にすることができる。
【0034】
また、前記の如く、排気は潜熱回収用熱交換器13の下方側から上方側に通り抜ける構成であることから、メイン熱交換器12を通り抜けたばかりの高温の排気は潜熱回収用熱交換器13の最下段の管路30aに吹き付けることとなり、その高温の排気熱によって、最下段の管路30aでは管路に付着している水分の蒸発速度は上段側の管路30bよりも速いけれども、下段側の管路30aには上段側の管路30bからドレンが落下して水分が補給されるので、下段側の管路30aに付着しているドレンの濃縮が抑制され、ドレンの酸性濃度が高くなるのが防止されることから、下段側の管路30aの腐食の進行度を上段側の管路30bの腐食進行度とほぼ同様にすることができる。
【0035】
上記のように、潜熱回収用熱交換器13の下方側から上方側に潜熱回収用熱交換器13の全体を通して排気を通す構成とすることによって、横方向における各管路の腐食進行度の差異をほぼ無くすことができ、かつ、高さ方向における各段の管路の腐食進行度の差異をもほぼ無くすことができるので、潜熱回収用熱交換器13の全体に亙り各管路の腐食進行度の差異を抑制することができる。
【0036】
また、この実施形態例では、風向転換用の空間部34が設けられているので、排気抵抗の増加を抑制することができ、このことに起因して燃焼ファン10の負荷の増加が抑制されることから、燃焼ファン10の駆動電力の増加を防止することができる。
【0037】
以下に、第2の実施形態例を説明する。
【0038】
図2には第2の実施形態例において特徴的な燃焼機器である給湯器のシステム構成が模式的に示されている。この実施形態例の説明において、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。
【0039】
図2に示す給湯器はバーナ3の燃焼面が下方側を向いている逆さバーナ燃焼タイプの燃焼機器であり、バーナ3の下方側にメイン熱交換器12が設けられている。
【0040】
この実施形態例では、図2に示すように、メイン熱交換器12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排気を外部に排出する排気通路11が設けられており、潜熱回収用熱交換器13は上向きの排気が通り抜ける排気通路11の内部領域に設けられている。
【0041】
この実施形態例では、潜熱回収用熱交換器13の下方側に配設されている排気通路11の通路壁部分が水滴受け手段であるドレン受け部16として機能する。このドレン受け部16を含む排気通路11の最低通路壁部分には開口部11aが設けられ、この開口部11aの下方側にはドレンタンク35が設けられ、このドレンタンク35にはドレン排出通路18が連通接続されており、上記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16で受けられ、このドレン受け部16を伝い流れてドレンタンク35に至り、該ドレンタンク35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。
【0042】
また、メイン熱交換器12の下方側に対向する排気通路11の通路壁部分は排気ガイド手段32として機能し、メイン熱交換器12の上方側から下方側に通り抜けた排気の流れを下向きから横向きに転換させて上記潜熱回収用熱交換器13とドレン受け部16の間に導く構成と成している。さらに、潜熱回収用熱交換器13とドレン受け部16の間は、上記排気ガイド手段32によって導かれた横向きの排気の流れを上向きに転換する風向転換用の空間部34と成している。
【0043】
この実施形態例では、バーナ3の燃焼により発生した排気はメイン熱交換器12を上方側から下方側に通り抜け、このメイン熱交換器12を通り抜けた排気は排気ガイド手段32によって排気の流れが下向きから横向きに転換されて潜熱回収用熱交換器13とドレン受け部16との間に流れ込み、さらに、排気は潜熱回収用熱交換器13とドレン受け部16の間の風向転換用の空間部34で流れが上向きに転換され、排気は潜熱回収用熱交換器13の下方側から上方側に潜熱回収用熱交換器13の全体を通り抜ける。
【0044】
この第2の実施形態例では、前記第1の実施形態例と同様に、潜熱回収用熱交換器13の下方側から上方側に潜熱回収用熱交換器13の全体を通して排気を通す構成としたので、前記第1の実施形態例と同様に、潜熱回収用熱交換器13の各管路の腐食の進行度が場所によって異なるという従来の問題を防止することができる。また、潜熱回収用熱交換器13とドレン受け部16の間に風向転換用の空間部34を設けたので、排気抵抗の増加を抑制することができ、燃焼ファン10の負荷増加を防止することができて燃焼ファン10の駆動電力の増加を抑制することができる。
【0045】
以下に、第3の実施形態例を説明する。
【0046】
この第3の実施形態例において特徴的なことは潜熱回収用熱交換器13における最下段以外の管路の表面に撥水処理を施したことであり、それ以外の構成は前記各実施形態例と同様であり、その共通部分の重複説明は省略する。
【0047】
この実施形態例では、上記の如く、潜熱回収用熱交換器13の最下段以外の管路表面にはテフロンコーティング等の撥水処理が施されている。
【0048】
上記の如く撥水処理が施された管路では管路表面に付着したドレンは下方に落下し易く、これに対して、撥水処理が施されていない最下段の管路に付着したドレンは落下し難く、このことにより、最下段の管路には他の管路よりも多くのドレンが付着する上に、上段側のドレンが時々刻々と落下して水分補給が成されることとなるので、最下段の管路に付着しているドレンは高温の排気熱によって水分が蒸発し易いけれども、最下段の管路のドレンの濃縮が抑制され、最下段の管路に付着しているドレンの酸性濃度が高まるのを防止することができることから、潜熱回収用熱交換器13の各管路腐食の進行度が場所によって異なるという問題をより確実に回避することができる。
【0049】
なお、この発明は上記各実施形態例に限定されることはなく、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、潜熱回収用熱交換器13は図4に示す如く管路が高さ方向に2段重ねられた2段構成のものであったが、潜熱回収用熱交換器13は1段構成のものでもよいし、3段以上の複数段構成のものでもよく、潜熱回収用熱交換器13の管路の段数に関係なく上記各実施形態例に示した構成と同様の構成を備えることによって、前記各実施形態例と同様の優れた効果を奏することができる。
【0050】
また、上記各実施形態例では、潜熱回収用熱交換器13とドレン受け部16の間に風向転換用の空間部34が設けられていたが、この風向転換用の空間部34を設けなくても潜熱回収用熱交換器13の下方側から上方側に排気を通すことができる場合には上記風向転換用の空間部34を設けなくてもよい。
【0051】
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が複数段構成である場合に、潜熱回収用熱交換器13における最下段以外の管路の表面に撥水処理が施されていたが、管路潜熱回収用熱交換器13を構成する全ての管路の表面に撥水処理を施してもよい。現在の撥水処理技術では管路表面の水を完璧に弾くことはできない。
【0052】
このことから、上記第3の実施形態例では、最下段の管路には撥水処理を施さず、最下段の管路表面にドレンを付着し易くし、最下段の管路表面のドレンの濃縮を防止することでドレンの酸性濃度の高まりを防止し、管路腐食の進行を抑制している。しかし、撥水処理技術が進み、管路表面の水をほぼ完全に弾くことができるようになった場合には、潜熱回収用熱交換器13を構成する全ての管路表面に撥水処理技術を施し、全ての管路表面にドレンが付着しないように構成することで、潜熱回収用熱交換器13の管路表面に酸性濃度の高いドレンが付着するという問題が無くなり、酸性濃度の高いドレンによって潜熱回収用熱交換器13の管路が腐食するという問題を回避することが可能となり、非常に有効である。
【0053】
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。
【0054】
【発明の効果】
この発明によれば、バーナ燃焼によって発生した排気を潜熱回収用熱交換器の下方側から上方側に潜熱回収用熱交換器の全体を通す構成を備えているので、潜熱回収用熱交換器の、同一段内の各管路にはほぼ同じ温度の排気が吹き付けることとなり、同一段内の各管路に付着しているドレンの水分蒸発速度がほぼ等しくなることから、横方向における各管路の腐食進行度はほぼ等しくなる。
【0055】
また、潜熱回収用熱交換器が複数段構成である場合には、最下段の管路には高温の排気が吹き付けることから、最下段の管路表面に付着しているドレンの水分は蒸発し易いけれども、上段側の管路からドレンが落下して水分が補給されるので、最下段の管路に付着しているドレンの濃縮が防止されドレンの酸性濃度が高くなるのを防止することができることとなり、このことによって、最下段の管路の腐食進行が抑制されることから、高さ方向における各管路の腐食進行度をほぼ同様にすることができる。
【0056】
上記のように、潜熱回収用熱交換器の横方向にも高さ方向にも管路の腐食進行度をほぼ同様にすることができるので、潜熱回収用熱交換器の管路腐食の進行度が場所によって異なるという問題をほぼ解決することができる。
【0057】
潜熱回収用熱交換器と水滴受け手段との間に、風向転換用の空間部が設けられている構成にあっては、排気抵抗を低減することができ、バーナ燃焼の給排気を行う燃焼ファンの駆動電力の増加を抑制することが可能となり、省電力化を図ることができる。
【0058】
潜熱回収用熱交換器は高さ方向に重ねられた複数段構成と成し、この潜熱回収用熱交換器の少なくとも最下段以外の管路の表面には撥水処理が施されている構成を備えているものにあっては、管路からドレンが落下し易くなり、水分が蒸発し易い下段側の管路には上段側の管路からドレンが時々刻々落下して水分補給が成されるので、下段側の管路は上段側の管路よりもドレンの水分が蒸発し易いけれどもドレンの濃縮が防止されドレンの酸性濃度が高くなるのを防止することができることから、潜熱回収用熱交換器の管路腐食の進行度が場所によって異なるという問題を回避することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】第1の実施形態例の燃焼機器において特徴的な要部構成部分を抜き出し模式的に示した説明図である。
【図2】第2の実施形態例を示す説明図である。
【図3】燃焼機器である給湯器の一例を示す説明図である。
【図4】潜熱回収用熱交換器の一例を模式的に示す斜視図である。
【図5】従来の課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 ドレン受け部
32 排気ガイド手段
34 風向転換用の空間部[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to combustion equipment such as a water heater.
[0002]
[Prior art]
FIG. 3 is a model diagram showing an example of a high-efficiency heat exchange type combustion device under development, which the applicant of the present application is studying as a prototype. This combustion device (equipment) is a water heater, and as shown in the figure, a
[0003]
A
[0004]
A
[0005]
A heat exchanger is provided above the burner 3. In the appliance shown in this figure, the heat exchanger is composed of a
[0006]
As described above, in this appliance, since the
[0007]
By the way, since the water supplied from the
[0008]
The drain received by the
[0009]
In addition, since the drain adhering to the latent heat
[0010]
In the figure, 21 indicates a water temperature sensor for detecting the temperature of water in the
[0011]
This water heater is provided with a
[0012]
The
[0013]
Then, the combustion heat amount of the burner 3 is controlled so that the hot water supply set temperature set in the
[0014]
[Problems to be solved by the invention]
Incidentally, since the
[0015]
As shown in FIG. 4, the latent heat
[0016]
As described above, exhaust gas having a temperature higher than that of the
[0017]
As described above, since the exhaust flows into the latent heat
[0018]
In particular, when the latent heat
[0019]
As described above, in the latent heat
[0020]
The present invention has been made to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to provide a combustion apparatus that can prevent the problem that the degree of progress of pipe corrosion in a latent heat recovery heat exchanger varies greatly depending on the location. There is.
[0021]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the present invention has the following configuration as means for solving the above problems. That is, the first invention is provided with a heat exchanger for heating the water flow using the combustion heat of the burner, and the heat exchanger is disposed on the exhaust side of the main heat exchanger and the main heat exchanger. A combustion apparatus provided with water droplet receiving means for receiving water droplets dropped from the latent heat recovery heat exchanger below the latent heat recovery heat exchanger. In the latent heat recovery heat exchanger, a plurality of straight pipe lines are arranged in the direction transverse to the exhaust flow with a gap in the horizontal direction, and one or more horizontal arrangement stages are spaced in the vertical direction. Are arranged via, the end side of each straight pipe line is connected in communication and forms one water passage as a whole, Exhaust gas generated by burner combustion is guided between the latent heat recovery heat exchanger and the water droplet receiving means, and further from the lower side to the upper side of the latent heat recovery heat exchanger. In the direction opposite to the drop direction of the water droplets from the heat exchanger for latent heat recovery A means for solving the above problems is provided with an exhaust guide means for passing exhaust through the entire latent heat recovery heat exchanger.
[0022]
According to a second aspect of the present invention, there is provided the configuration of the first aspect of the present invention, wherein the exhaust flow guided from the lateral direction by the exhaust guide means is exchanged between the latent heat recovery heat exchanger and the water droplet receiving means. It is a means for solving the above problems with a configuration in which a space portion for changing the wind direction that changes the upward direction through which the exhaust gas passes through the entire latent heat recovery heat exchanger is provided from the lower side of the vessel.
[0023]
A third invention comprises the configuration of the first or second invention, wherein the latent heat recovery heat exchanger has a multi-stage configuration in which pipes are stacked in the height direction, and the latent heat recovery heat exchange The surface of the pipe line other than the lowermost stage of the vessel is configured to have a water repellent treatment as means for solving the above problems.
[0024]
In the invention of the above configuration, the exhaust gas generated by the burner combustion passes through the main heat exchanger, and is then guided between the latent heat recovery heat exchanger and the water droplet receiving means by the exhaust guide means, and the latent heat recovery heat exchanger From the lower side to the upper side, the whole of the latent heat recovery heat exchanger is exhausted to the exhaust side.
[0025]
In this way, since the exhaust gas passes through the latent heat recovery heat exchanger from the lower side to the upper side of the latent heat recovery heat exchanger and passes through the latent heat recovery heat exchanger, a plurality of tubes are used in the latent heat recovery heat exchanger. When the passages are arranged side by side, exhaust of the same temperature is blown to the pipes, and the moisture evaporation rate of the drain adhering to the pipes is almost the same. The acidic concentration of drain adhering to the pipeline is approximately equal, which avoids the problem of differences in the degree of pipeline corrosion in the lateral direction.
[0026]
Further, when the latent heat recovery heat exchanger has a multi-stage configuration, exhaust gas having a temperature higher than that of the upper pipe line is blown to the lower pipe line. Although the moisture evaporation of the adhering drain is faster than the upper pipe, the drain falls from the upper pipe and the water is replenished, so the drain adhering to the lower pipe Concentration of acidic components is prevented, which avoids the problem of the difference in the degree of progress of pipe corrosion in the height direction, and also the problem of the difference in the degree of progress of pipe corrosion in the lateral direction as described above. This avoids the problem that the degree of progress of pipe corrosion greatly varies depending on the location in the heat exchanger for recovering latent heat.
[0027]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments according to the present invention will be described below with reference to the drawings.
[0028]
The combustion apparatus of the first embodiment is intended for the water heater shown in FIG. 3, and in FIG. 1, a partial region including the heat exchanger for latent heat recovery characteristic in the first embodiment is extracted. Is shown schematically. What is characteristic in this embodiment is that the exhaust gas passing through the
[0029]
In this embodiment, an exhaust guide means 32 is provided at a portion facing the
[0030]
Further, a wind direction changing
[0031]
In the first embodiment, as described above, the exhaust guide means 32 and the wind
[0032]
As described above, in this embodiment, since the exhaust gas is passed from the lower side to the upper side of the latent heat
[0033]
This is because, in this embodiment, since the exhaust gas is passed through the entire latent heat
[0034]
Further, as described above, since the exhaust gas is configured to pass from the lower side to the upper side of the latent heat
[0035]
As described above, by adopting a configuration in which exhaust is passed through the entire latent heat
[0036]
Moreover, in this embodiment, since the
[0037]
The second embodiment will be described below.
[0038]
FIG. 2 schematically shows a system configuration of a water heater that is a characteristic combustion device in the second embodiment. In the description of this embodiment, the same components as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and overlapping descriptions of common portions are omitted.
[0039]
The hot water heater shown in FIG. 2 is an inverted burner combustion type combustion device in which the combustion surface of the burner 3 faces downward, and a
[0040]
In this embodiment, as shown in FIG. 2, the downward flow of exhaust that has passed through the
[0041]
In this embodiment, the passage wall portion of the exhaust passage 11 disposed on the lower side of the latent heat
[0042]
Further, the passage wall portion of the exhaust passage 11 facing the lower side of the
[0043]
In this embodiment, the exhaust gas generated by the combustion of the burner 3 passes through the
[0044]
In the second embodiment, as in the first embodiment, exhaust gas is passed through the entire latent heat
[0045]
The third embodiment will be described below.
[0046]
What is characteristic in the third embodiment is that the surface of the pipeline other than the lowermost stage in the
[0047]
In this embodiment, as described above, the surface of the pipeline other than the lowermost stage of the latent heat
[0048]
In a pipe line that has been subjected to water repellent treatment as described above, the drain adhering to the pipe surface tends to fall downward, whereas the drain adhering to the lowermost pipe line that has not been subjected to water repellent treatment is It is hard to fall, and this causes more drainage to adhere to the lowermost pipeline than the other pipelines, and the upper drainage drops from moment to moment to replenish water. Therefore, although the drain adhering to the lowermost pipe line tends to evaporate moisture due to the high-temperature exhaust heat, the concentration of drainage in the lowermost pipe line is suppressed, and the drain adhering to the lowermost pipe line Therefore, the problem that the degree of progress of each pipe corrosion of the latent heat
[0049]
The present invention is not limited to the above embodiments, and various embodiments can be adopted. For example, in each of the above embodiments, the latent heat
[0050]
Further, in each of the above embodiments, the wind direction changing
[0051]
Further, in the third embodiment, when the latent heat
[0052]
For this reason, in the third embodiment, the lowermost pipe line is not subjected to water repellent treatment, and it is easy for the drain to adhere to the lowermost pipe surface. By preventing the concentration, the acid concentration of the drain is prevented from increasing and the progress of the pipe corrosion is suppressed. However, when the water repellent technology advances and the water on the pipe surface can be repelled almost completely, the water repellent technology is applied to all the pipe surfaces constituting the
[0053]
Furthermore, although each said embodiment demonstrated and demonstrated the hot water heater which burns fuel gas as an example, this invention performs the combustion which generate | occur | produces water vapor | steam, and the combustion apparatus provided with the heat exchanger for latent heat collection | recovery If so, it can be applied. For example, a hot water bath complex with a heat exchanger for latent heat recovery with a bath function added to the hot water supply function, a bath device with a heat exchanger for latent heat recovery only for the bath function, or heating with a heat exchanger for latent heat recovery Hot water heaters and heaters with latent heat recovery heat exchangers, hot water heaters that use fuel other than gas as fuel for combustion, hot water bath complex, combustion equipment such as bath single-function devices and heaters, etc. Can also be applied.
[0054]
【The invention's effect】
According to the present invention, the exhaust gas generated by the burner combustion is configured to pass the entire latent heat recovery heat exchanger from the lower side to the upper side of the latent heat recovery heat exchanger. Since each pipe in the same stage is blown with exhaust gas at substantially the same temperature, and the moisture evaporation rate of drain adhering to each pipe in the same stage is almost equal, each pipe in the horizontal direction The degree of progress of corrosion is almost equal.
[0055]
In addition, when the latent heat recovery heat exchanger has a multi-stage configuration, high-temperature exhaust is blown to the lowermost pipe line, so the moisture of the drain adhering to the lowermost pipe surface evaporates. Although it is easy, since the drain falls from the upper pipeline and the water is replenished, it is possible to prevent the concentration of drain adhering to the lowest pipeline and to prevent the drain from increasing in acid concentration. As a result, the progress of corrosion in the lowermost pipe line is suppressed, and therefore the degree of corrosion progress of each pipe line in the height direction can be made substantially the same.
[0056]
As described above, the degree of progress of pipe corrosion of the heat exchanger for latent heat recovery can be made substantially the same in both the horizontal direction and the height direction of the heat exchanger for latent heat recovery. Can solve the problem of different locations.
[0057]
Combustion fan that can reduce exhaust resistance and supply / exhaust burner combustion in a structure in which a space for air direction change is provided between the latent heat recovery heat exchanger and the water droplet receiving means The increase in driving power can be suppressed, and power saving can be achieved.
[0058]
The latent heat recovery heat exchanger has a multi-stage configuration that is stacked in the height direction, and has a configuration in which water repellent treatment is applied to the surface of the pipeline other than the lowest stage of the latent heat recovery heat exchanger. In what is provided, drainage is easy to fall from the pipeline, and water is replenished to the lower pipeline where the moisture easily evaporates from the upper pipeline. Therefore, the drain on the lower side is easier to evaporate the drain than the upper side, but the concentration of the drain is prevented and the acid concentration of the drain can be prevented from increasing, so heat exchange for latent heat recovery It is possible to avoid the problem that the degree of progress of pipe corrosion of the vessel differs depending on the location.
[Brief description of the drawings]
BRIEF DESCRIPTION OF DRAWINGS FIG. 1 is an explanatory view schematically showing extracted essential constituent parts in a combustion apparatus of a first embodiment.
FIG. 2 is an explanatory diagram showing a second embodiment.
FIG. 3 is an explanatory diagram showing an example of a water heater that is a combustion device.
FIG. 4 is a perspective view schematically showing an example of a heat exchanger for recovering latent heat.
FIG. 5 is an explanatory diagram showing a conventional problem.
[Explanation of symbols]
3 Burner
11 Exhaust passage
12 Main heat exchanger
13 Heat exchanger for latent heat recovery
16 Drain receiving part
32 Exhaust guide means
34 Space for changing wind direction
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