JP3953372B2

JP3953372B2 - 熱交換器

Info

Publication number: JP3953372B2
Application number: JP2002192626A
Authority: JP
Inventors: 易司佐野; 幹雄後藤
Original assignee: Takagi Industrial Co Ltd
Current assignee: Takagi Industrial Co Ltd
Priority date: 2002-07-01
Filing date: 2002-07-01
Publication date: 2007-08-08
Anticipated expiration: 2022-07-01
Also published as: JP2004036953A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、燃焼排気から主として顕熱を回収する一次熱交換器、燃焼排気から主として潜熱を回収する二次熱交換器を併設した熱交換器に係り、特に、構造の簡略化とともに、排気形態や給湯能力等の仕様変更に即応できる熱交換器に関する。
【０００２】
【従来の技術】
高効率給湯器に用いられる熱交換器では、燃焼排気から主として顕熱を回収する一次熱交換器、燃焼排気から主として潜熱を回収する二次熱交換器を併設し、一次熱交換器を燃焼排気の上流側、二次熱交換器を燃焼排気の下流側に配設するのが一般的である。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、図５の（Ａ）、図５の（Ｂ）及び図６に示すように、一次熱交換器１０２及び二次熱交換器１０４を備えた熱交換器１０６では、単一の熱交換器を設置したものに比較して構造が複雑であるため、排気形態や給湯能力毎に仕様変更をすることは製造上、無駄が多い。図５の（Ａ）に示す熱交換器１０６は前方排気であるため、排気路１０８に設置された二次熱交換器１０４の前面側に排気口１１０が形成されている。排気路１０８で発生したドレン水１１２は二次熱交換器１０４側にドレン口１１４を設けて図示しない中和器に導びかれている。なお、１１６は燃焼室、１１８はバーナ、１２０は送風ファンである。また、図５の（Ｂ）に示す熱交換器１０６は上方排気であるため、排気路１０８に設置された二次熱交換器１０４の前面側からその上部を覆う排気ボックス１２２が設置されているとともに、この排気ボックス１２２の上部に排気口１１０が形成されている。また、図６に示す熱交換器１０６は後方排気であるため、図５の（Ｂ）に示す熱交換器１０６よりも大きく、後方に張り出して排気ボックス１２４を形成し、この排気ボックス１２４及び排気路１０８の後部に排気口１１０が形成されている。このように、一次熱交換器１０２と二次熱交換器１０４とが一体化された上、前方排気、上方排気又は後方排気の排気形態によって排気通路の形態を変更する等の不都合がある。
【０００４】
また、この熱交換器１０６において、二次熱交換器１０４は、前側に排気通路を備えて排気方向が固定されているので、熱交換器としての排気方向を変更するには、二次熱交換器１０４から排気を外部通路に流した後、上方又は後方へ導く方法が取られてきた。このような内部及び外部の通路を設置することは排気通路が長くなるとともに、部品点数が増え、構造の複雑化やコストアップ等を招き、給湯器の容積が大きくなるという不都合があった。
【０００５】
また、既設の熱交換器から排気装置を取り外す場合には、熱交換器の前面側から後方にある排気筒部を残して再使用するのが一般的であるが、二次熱交換器を持つ高効率給湯器では、排気筒の接続を外すことが必要となり、そのための作業を余儀なくされ、作業コストがかかるという不都合があった。
【０００６】
そこで、本発明は、排気形態や給湯能力等の仕様変更に即応可能な熱交換器を提供することを課題とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
係る課題を解決した本発明の給湯器は次の通りである。
【０００８】
本発明の熱交換器において、請求項１に係る熱交換器は、燃焼排気（４）から主として顕熱を回収する一次熱交換器と、前記燃焼排気から主として潜熱を回収する二次熱交換器とを備える熱交換器（２）であって、燃焼室にバーナを設置し、このバーナの燃焼で得られた燃焼排気を熱交換する一次熱交換器とともに、この一次熱交換器を通過した前記燃焼排気を集合させる排気集合部（１６）を備える一次熱交換器ユニット（６）と、前記一次熱交換器ユニットから着脱可能に独立させ、前記排気集合部から前記燃焼排気を取り込む本体部（２４）を備えるとともに、前記燃焼排気を熱交換する二次熱交換器を備える二次熱交換器ユニット（８）と、前記排気集合部に形成され、前記二次熱交換器ユニットの前記本体部を装着させ、前記排気集合部から前記二次熱交換器ユニットに前記燃焼排気を導く空間部と、前記一次熱交換器ユニットにフランジを備えるとともに、前記二次熱交換器ユニット側にフランジを備え、これらフランジ間をボルトにより固定することにより、前記一次熱交換器ユニットと前記二次熱交換器ユニットとを着脱可能にした固定構造とを備えることを特徴とする。
【０００９】
このような構成とすれば、一次熱交換器と二次熱交換器とを独立させているので、仕様の異なる一次熱交換器と二次熱交換器とを容易に組み合わせて給湯器を構成することができ、排気形態の異なる二次熱交換器等を予め準備しておけば、設置環境に排気方向を即応させることができる。しかも、現地で一次熱交換器と二次熱交換器とを結合できるので、狭い空間でも施工が容易になり、作業コストの低減とともに、作業時間を短縮することができる。
【００１０】
本発明の熱交換器において、一次熱交換器ユニットの排気集合部内に二次熱交換器ユニットの本体部を熱交換器の前面側で着脱可能な構成とすれば、設置空間に一次熱交換器ユニットを設置した後、その前面側から二次熱交換器ユニットを設置でき、組立て施工が容易になる。
【００１１】
本発明の熱交換器において、請求項２に係る熱交換器は、前記二次熱交換器ユニットの前部側に前記燃焼排気を排出させる排出部を備えたことを特徴とする。即ち、このため、容易に前方排気が可能となる。
【００１２】
本発明の熱交換器において、請求項３に係る熱交換器は、前記排気集合部の後部側に前記燃焼排気を排出させる排出部を備えたことを特徴とする。即ち、このため、容易に後方排気が可能となる。
【００１３】
本発明の熱交換器において、請求項４に係る熱交換器は、前記排気集合部の上部に前記燃焼排気を排出させる排出部を備えたことを特徴とする。即ち、このため、容易に上方排気が可能となる。
また、本発明の熱交換器において、前記二次熱交換器ユニットは、前記一次熱交換器ユニットから前記燃焼排気が導かれる排気部と、前記排気部に配置された熱交管と、前記排気部の前面側に設けられ、前記燃焼排気を外気に排出する排気口と、前記排気部の前面側に設置された仕切り板と、前記熱交管を通過した前記燃焼排気を前記仕切り板と前記排気部の底面部との間から前記排気口に導く排気通路と、前記排気部の底面側にドレン水を導くドレン口とを備えることを特徴とする。
【００１４】
【発明の実施の形態】
図１は第１の実施の形態に係る熱交換器であって、（Ａ）はユニットに分割された熱交換器、（Ｂ）は合体状態を示す熱交換器である。
【００１５】
この熱交換器２は、燃焼排気４から主として顕熱を回収する一次熱交換器として一次熱交換器ユニット６と、燃焼排気４から主として潜熱を回収する二次熱交換器として二次熱交換器ユニット８とに分割され、独立して構成されている。この場合、一次熱交換器ユニット６は燃焼室１０を備えており、この燃焼室１０にはガス等の燃料を燃焼させるバーナ１２が内蔵され、燃焼室１０の下部には燃焼のための給気手段として送風ファン１４が取り付けられている。また、一次熱交換器ユニット６には、その上部に排気集合部１６が設置され、この排気集合部１６には二次熱交換器ユニット８を着脱可能な空間部１８が形成されているとともに、二次熱交換器ユニット８の固定手段として接続フランジ２０、２２が設けられている。
【００１６】
二次熱交換器ユニット８は、一次熱交換器ユニット６側の排気集合部１６の空間部１８内に装着可能な本体部２４とともに排気部２６を設け、本体部２４及び排気部２６に屈曲した熱交管２８が配設されている。排気部２６には、その前面側に仕切り板３０が設けられて排気通路３２が形成されているとともに、その前面部に前方排気のための排気口３４、底面側にドレン水３６を中和器に導びくためのドレン口３８が形成されている。そして、本体部２４の前面側の側壁部には、一次熱交換器ユニット６の接続フランジ２０、２２に二次熱交換器ユニット８を固定するためのフランジ４０が形成され、このフランジ４０にはボルト４２、４４を支持するための固定孔が形成されている。
【００１７】
このような構成とすれば、一次熱交換器ユニット６と二次熱交換器ユニット８とは独立した構成として製造することができる。そして、一次熱交換器ユニット６の接続フランジ２０、２２に二次熱交換器ユニット８のフランジ４０を合致させ、ボルト４２、４４を以て両者を固定することができるので、図１の（Ａ）に示す分離状態から（Ｂ）に示す状態に施工現場で容易に合体して熱交換器２を構成させることができる。また、熱交換器２は、図１の（Ｂ）に示す合体状態から容易に図１の（Ａ）に示す分割状態に二次熱交換器ユニット８を分離させることができる。
【００１８】
この熱交換器２において、一次熱交換器ユニット６側の燃焼室１０で発生した燃焼排気４は、燃焼室１０から排気集合部１６を経て二次熱交換器ユニット８側に流れ、排気通路３２から排気口３４に導びかれ、二次熱交換器ユニット８側の燃焼排気４で発生したドレン水３６はドレン口３８から図示しない中和器に導びかれる。
【００１９】
次に、図２は第２の実施の形態に係る熱交換器であって、（Ａ）はユニットに分割された熱交換器、（Ｂ）は合体状態を示す熱交換器である。この実施の形態では、上方排気に対応した熱交換器である。即ち、この熱交換器２は、第１の実施の形態と同様に、一次熱交換器ユニット６、二次熱交換器ユニット８に分割されて構成され、第１の実施の形態と異なる点は、一次熱交換器ユニット６側の排気集合部１６の上方に排気口３４が形成されて上方排気を可能にするとともに、二次熱交換器ユニット８側の排気部２６には排気経路を形成する仕切り板４６が設けられているとともに、この実施の形態では、二次熱交換器ユニット８の本体部２４の底面部４８が仕切り板として機能するとともに、ドレン水３６をドレン口３８に導くガイドとして機能する。そして、第１の実施の形態で設けられていた排気通路３２には熱交管２８が配設され、同一の排気部２６の容積であれば、排気通路３２を除いた分だけ、熱交管２８の設置空間が拡大されている。そして、燃焼室１０から発生した燃焼排気４は、仕切り板４６によって二次熱交換器ユニット８の排気部２６側に導びかれ、仕切り板４６の上部を通って排気口３４から外気に排出される。
【００２０】
次に、図３は第３の実施の形態に係る熱交換器であって、（Ａ）はユニットに分割された熱交換器、（Ｂ）は合体状態を示す熱交換器である。この実施の形態では、後方排気に対応した熱交換器２である。即ち、この熱交換器２は、第１及び第２の実施の形態と同様に、一次熱交換器ユニット６、二次熱交換器ユニット８に分割されて構成され、第１及び第２の実施の形態と異なる点は、一次熱交換器ユニット６側の排気集合部１６の後方に排気口３４が形成されて後方排気を可能にするとともに、第２の実施の形態と同様に、二次熱交換器ユニット８側に燃焼排気４を導びく仕切り板４６を設け、この実施の形態でも、二次熱交換器ユニット８の本体部２４の底面部４８を仕切り板として機能させるとともに、ドレン水３６をドレン口３８に導くガイドとして機能させている。また、第１の実施の形態で設けられていた排気通路３２を除き、この部分にも熱交管２８を配設したものである。そして、燃焼室１０から発生した燃焼排気４は、仕切り板４６によって二次熱交換器ユニット８の排気部２６側に導びかれ、仕切り板４６の上部を通って後方の排気口３４から外気に排出される。
【００２１】
次に、この熱交換器２の設置交換について、図３に示す後方排気型の熱交換器２を例にとって説明すると、図４の（Ａ）に示すように、家屋の給湯器設置空間５０に給湯器５２が設置され、この給湯器５２には図３の（Ｂ）の熱交換器２が設置されている。このような熱交換器２ないし給湯器５２を取り外すには、図４の（Ｂ）に示すように、前面パネル５４を外し、ドライバ５６等で二次熱交換器ユニット８を取り外した後、図４の（Ｃ）に示すように、排気筒５８から給湯器５２を取り外すことで、新たな給湯器５２に交換することができる。
【００２２】
このように、給湯器５２、即ち、一次熱交換器ユニット６から二次熱交換器ユニット８を独立して分離でき、着脱できる構成であることから、容易に給湯器５２、熱交換器２の設置及び交換を行うことができる。
【００２３】
このような熱交換器において、実施の形態の効果を列挙すれば、次の通りである。
【００２４】
二次熱交換器ユニット８の排気部２６の内部を仕切り板４６で例えば、上下二段に分け、二次熱交換器ユニット８の外形寸法は標準吹き出し（前方排気）を変えずに、二次熱交換器ユニット８の内部で排気口３４の位置を変更することができる。
【００２５】
また、二次熱交換器ユニット８の空間全てを熱交管２８の設置に利用することができ、利用効率を高めることができる。即ち、従来の熱交換器ではドレン水３６の噴出を避けるために排気口に近い前面側の空間には熱交管が設置されていなかったが、その空間にも熱交管２８が配置され、二次熱交換器ユニット８内の空間の有効利用が図られている。しかも、発生するドレン水３６の処理が容易になるので、排気部２６の内部を熱交管２８の設置スペースに利用することができ、空間部の利用効率を高めることができる。
【００２６】
また、排気形態を変更する場合にも容易に対応できるとともに、一次熱交換器ユニット６と二次熱交換器ユニット８とを分離可能とした構成では、従前の機器に設定された標準寸法を変更することがなく、複雑な排気通路部品も不要で、コストアップにならず、しかも、組立ての容易化に寄与することができる。
【００２７】
また、二次熱交換器ユニット８を熱交換器２の前側から取外しが可能になるので、機器の取外し工事が容易化し、しかも、後方に設置された排気筒５８を残して再利用できるので、施工の容易化とともに経済的である。
【００２８】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、次の効果が得られる。
ａこのような構成とすれば、一次熱交換器と二次熱交換器とを独立させているので、仕様の異なる一次熱交換器と二次熱交換器とを容易に組み合わせて給湯器を構成でき、排気形態の異なる二次熱交換器等を予め準備しておけば、設置環境に排気方向を即応でき、しかも、現地で一次熱交換器と二次熱交換器とを結合できるので、狭い空間でも施工が容易になり、作業コストの低減とともに、作業時間を短縮化を図ることができる。
【００２９】
ｂ設置空間に一次熱交換器を設置した後、その前面側から二次熱交換器を設置でき、組立て施工が容易になる。
【００３０】
ｃ前方排気、上方排気又は後方排気に容易に対応することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１の実施の形態に係る熱交換器であって、（Ａ）はユニットに分割された熱交換器、（Ｂ）は合体状態を示す図である。
【図２】第２の実施の形態に係る熱交換器であって、（Ａ）はユニットに分割された熱交換器、（Ｂ）は合体状態を示す図である。
【図３】第３の実施の形態に係る熱交換器であって、（Ａ）はユニットに分割された熱交換器、（Ｂ）は合体状態を示す図である。
【図４】第３の実施の形態に係る熱交換器の設置交換を示す図である。
【図５】従来の前方排気又は上方排気に係る熱交換器を示す図である。
【図６】従来の後方排気に係る熱交換器を示す図である。
【符号の説明】
２熱交換器
４燃焼排気
６一次熱交換器ユニット
８二次熱交換器ユニット
１６排気集合部

Claims

燃焼排気から主として顕熱を回収する一次熱交換器と、前記燃焼排気から主として潜熱を回収する二次熱交換器とを備える熱交換器であって、
燃焼室にバーナを設置し、このバーナの燃焼で得られた燃焼排気を熱交換する一次熱交換器とともに、この一次熱交換器を通過した前記燃焼排気を集合させる排気集合部を備える一次熱交換器ユニットと、
前記一次熱交換器ユニットから着脱可能に独立させ、前記排気集合部から前記燃焼排気を取り込む本体部を備えるとともに、前記燃焼排気を熱交換する二次熱交換器を備える二次熱交換器ユニットと、
前記排気集合部に形成され、前記二次熱交換器ユニットの前記本体部を装着させ、前記排気集合部から前記二次熱交換器ユニットに前記燃焼排気を導く空間部と、
前記一次熱交換器ユニットにフランジを備えるとともに、前記二次熱交換器ユニット側にフランジを備え、これらフランジ間をボルトにより固定することにより、前記一次熱交換器ユニットと前記二次熱交換器ユニットとを着脱可能にした固定構造と、
を備えることを特徴とする熱交換器。
前記二次熱交換器ユニットの前部側に前記燃焼排気を排出させる排出部を備えたことを特徴とする請求項１記載の熱交換器。
前記排気集合部の後部側に前記燃焼排気を排出させる排出部を備えたことを特徴とする請求項１記載の熱交換器。
前記排気集合部の上部に前記燃焼排気を排出させる排出部を備えたことを特徴とする請求項１記載の熱交換器。
前記二次熱交換器ユニットは、
前記一次熱交換器ユニットから前記燃焼排気が導かれる排気部と、
前記排気部に配置された熱交管と、
前記排気部の前面側に設けられ、前記燃焼排気を外気に排出する排気口と、
前記排気部の前面側に設置された仕切り板と、
前記熱交管を通過した前記燃焼排気を前記仕切り板と前記排気部の底面部との間から前記排気口に導く排気通路と、
前記排気部の底面側にドレン水を導くドレン口と、
を備えることを特徴とする請求項１記載の熱交換器。