JP4025985B2

JP4025985B2 - 燃焼装置

Info

Publication number: JP4025985B2
Application number: JP2002206605A
Authority: JP
Inventors: 宏明田中
Original assignee: Noritz Corp
Current assignee: Noritz Corp
Priority date: 2002-07-16
Filing date: 2002-07-16
Publication date: 2007-12-26
Anticipated expiration: 2022-07-16
Also published as: JP2004053033A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は燃焼装置に関するものであり、特に湯水や熱媒体が流れる水管部分に特徴を有するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来より一般的に普及している燃焼装置は、外装ケースの内部に燃焼部や熱交換部を具備している。熱交換部には湯水が流れる水管が複数接続されている。
【０００３】
従来の燃焼装置において、給水用の水管をはじめとするあらゆる水管は、外装ケース内にあり、その表面は露出されている。そのため、従来の燃焼装置では、ケース内において水管が冷却され結露する場合があり、特に熱交換部に湯水を供給する給水用の水管は、内部を流れる湯水が低温であるため冷却されやすく、凝結を起こすことが多かった。給水用の水管をはじめとする水管の表面に付着した凝結水は、当該水管の表面を伝って下方に落下するため、外装ケースの腐食や電装装置等の故障の原因となる恐れがあった。
【０００４】
そこで、かかる問題を解決すべく、実公平５−１９７０６号公報に記載の湯沸器が提案されている。実公平５−１９７０６号公報に記載の湯沸器は、熱交換器の上流側にある給水管の外周に、樹脂繊維等の毛を適宜の間隔で多数本植え付けることにより給水管の回りに断熱層を形成して結露を防止するものである。
【０００５】
また同様に、給水用の水管の表面が結露するのを防止すべく、従来の燃焼装置では、給水用の管の表面に断熱材を巻き付けたものもある。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
上記したように、従来の燃焼装置では、外装ケースの内部に複数の水管を張り巡らしていた。外装ケース内に張り巡らされている水管は、銅やステンレス等の金属管によって作成されることが多い。銅製やステンレス製の金属管は、熱伝導率が高いため、熱交換部への湯水の供給に伴い水管が冷却され、水管の表面が結露することが多い。
【０００７】
現在一般的に普及している燃焼装置は、燃焼部や熱交換部に加えて、何らかの電装装置が配置されていることが多い。従来の燃焼装置では、外装ケース内に複数の水管が張り巡らされており、水管の下方に電装装置を配置せざるを得ない場合が多い。そのため、従来の燃焼装置では、水管の表面に付着し、落下した凝結水によって電装装置が故障したり、外装ケース等が腐食してしまうという問題があった。
【０００８】
また、上記した実公平５−１９７０６号公報に記載の湯沸器のように、給水管の外周に、樹脂繊維等の毛を適宜の間隔で多数本植え付ければ、給水管の結露をある程度防止することができる。しかし、かかる構成によっても、給水管の結露を確実に防止することはできず、結露により発生する凝結水による外装ケースの腐食や電装装置等の故障を確実に防止することができないという問題がある。また、上記したように、給水管の外周に樹脂繊維等の毛を植え付けるためには相当の手間を要し、製造コストが高くならざるを得ないという問題もある。
【０００９】
また、上記した従来技術の燃焼装置のように、給水管の表面に断熱材を被覆させ、給水管の結露を確実に防止するためには、断熱材の厚みを相当分厚くせざるを得ない。しかし、従来技術の燃焼装置では、装置全体の小型化を図るべく、外装ケース内に複数の配管が近接して配置されているため、結露を防止するのに十分な厚さの断熱材を装着するのは非常に困難であるという問題を有する。
【００１０】
そこで、本発明では上記した問題を解決すべく、熱交換部への給水に伴い発生する凝結水による電装装置の故障や、外装ケースの腐食が殆ど起こらない燃焼装置の提供を目的とした。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
そこで上記した問題を解決すべく提供される請求項１に記載の発明は、外装ケース内に熱交換部と、熱交換部に湯水を供給する給水用の水管とが収納されている燃焼装置において、裏面が平滑なスキン層を有し、表面又は内部に水分を保持する空胞部を有する防滴部材が、前記スキン層を介して前記水管の一部又は全部の表面に密着固定されていることを特徴とする燃焼装置である。
【００１２】
給水用の水管内を流れる湯水は、比較的低温であるため、給水用の水管はこの湯水によって冷却され、結露を起こす可能性が高い。しかし、本発明の燃焼装置では、給水用の水管は、表面に防滴部材を密着固定することによって断熱されているため、結露が起こりにくい。
【００１３】
加えて、本発明の燃焼装置は、給水用の水管の表面に、上記した防滴部材が密着するように固定されており、防滴部材と、前記水管の表面との間には殆ど隙間がない。そのため、水管内に湯水を流すことにより結露が起こっても、凝結水は主として防滴部材に付着する。防滴部材に付着した凝結水は、防滴部材の表面あるいは内部にある空胞部に保持される。即ち、本発明の燃焼装置では、給水用の水管の表面に発生する凝結水が、防滴部材に保持され、下方に落下しない。そのため、上記した構成によれば、給水用の水管を介して熱交換部に湯水を供給する際に発生する凝結水による外装ケース等の腐食や電装装置の故障を防止することができる。
【００１４】
外装ケース内は、燃焼作動に伴い発生する熱により高温となる。そのため、本発明の燃焼装置では、給水用の水管の表面に装着された防滴部材の表面が、外装ケース内で露出しているため、防滴部材は燃焼作動に伴う熱により乾燥し、給水能力が劣化しない。従って、上記した構成によれば、給水用の水管内に湯水を流すことにより、凝結水が継続的に発生する場合であっても、この凝結水の落下を確実に防止することができる。
【００１５】
また、上記したように、本発明の燃焼装置では防滴部材に凝結水を保持させるものであるため、当該防滴部材は、従来の燃焼装置が備える断熱材のように分厚くする必要がない。そのため、上記した構成によれば、防滴部材を給水用の水管に容易に装着させると共に、燃焼装置の小型化を図ることができる。
【００１６】
また、上記した本発明において、防滴部材は、裏面が平滑なスキン層を有し、当該スキン層を介して水管の一部又は全部の表面に密着固定されている。
【００１７】
本発明の燃焼装置において、防滴部材は、裏面が平滑なスキン層を介して水管の表面に固定されているため、防滴部材を水管の表面に確実に密着させることができる。そのため、防滴部材と水管との間には隙間が殆どなく、両者の間では結露が起こらない。
【００１８】
本発明の燃焼装置では、熱交換部への湯水の供給に伴って発生する凝結水は、防滴部材の空胞部に保持され落下しない。従って、上記した構成によれば、凝結水の落下に伴う外装ケースの腐食や電装装置等の故障を確実に防止することができる。
【００１９】
本発明の燃焼装置では、スキン層が水管側に向き、保持層が外側を向くように密着固定され、露呈している。そのため、保持層は、燃焼作動に伴い外装ケース内に発生する熱にさらされ、乾燥しやすい。従って、本発明の燃焼装置では、保持層が不飽和状態であることが多く、結露に伴い発生する凝結水を確実に捕捉することができる。
【００２０】
請求項２に記載の発明は、外装ケース内に燃料を燃焼する燃焼部が収納されており、前記燃焼部は、燃焼作動の開始から所定時間が経過すると燃焼作動を停止する燃焼停止機能を有し、防滴部材は、燃焼部の燃焼作動の開始から燃焼停止機能が作動するまでの間に発生すると想定される凝結水を保持可能であることを特徴とする請求項１に記載の燃焼装置である。
【００２１】
本発明の燃焼装置では、比較的低温の湯水が流れる給水用の水管が、表面に密着固定された防滴部材によって断熱されているため、結露が起こりにくい。また、本発明の燃焼装置では、防滴部材が給水用の水管の一部又は全部の表面に密着固定されており、防滴部材と給水用の水管との間には隙間が殆どない。そのため、前記水管に湯水を流すことにより発生する凝結水は防滴部材の表面に付着する。
【００２２】
防滴部材は、表面又は内部に所定量の水分を保持する空胞部を有し、燃焼部の燃焼作動の開始から燃焼停止機能が作動するまでの間に発生すると想定される凝結水を保持することができる。そのため、本発明の燃焼装置においては、給水用の水管への通水により防滴部材の表面に付着した凝結水は、前記空胞部において保持され、下方に落下しない。従って、本発明の燃焼装置は、給水用の水管に通水することにより発生する凝結水による外装ケース等の腐食や電装装置の故障を未然に防止することができる。
【００２３】
外装ケース内は、燃焼作動に伴い発生する熱により高温となるため、給水用の水管の表面に装着された防滴部材は、この熱により乾燥する。そのため、給水用の水管に装着された防滴部材は、常にある程度乾燥しており、給水に伴い発生する凝結水を確実に保持することができる。
【００２４】
また、上記したように、本発明の燃焼装置では防滴部材に凝結水を保持させるものであり、防滴部材は、従来の燃焼装置が備える断熱材のように分厚く無くても良い。そのため、本発明の燃焼装置は、防滴部材の装着が容易であり、燃焼装置の小型化を図ることができる。
【００２５】
請求項３に記載の発明は、外装ケース内に電装装置が収納されており、前記電装装置の上方に位置する水管の一部又は全部の表面には、表面又は内部に所定量の水分を保持する空胞部を有する防滴部材が密着固定されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の燃焼装置である。
【００２６】
上記したように、給水用の水管は、内部を流れる湯水が比較的低温であるため、この湯水によって冷却され、結露を起こす恐れがある。しかし、本発明の燃焼装置において、給水用の水管は、表面に防滴部材を密着固定したものであり、これにより断熱されているため結露が起こりにくい。
【００２７】
上記したように本発明の燃焼装置は、前記電装装置の上方に位置する水管の一部又は全部の表面に所定量の水分を保持できる防滴部材が密着固定されている。そのため、例え熱交換部に湯水を供給することにより給水用の水管が結露を起こしても、凝結水は電装装置の上方に位置する水管に固定された防滴部材の空胞部に保持され、下方に落下しない。従って、上記した構成によれば、熱交換部への湯水の供給に伴い発生する凝結水による電装装置の故障を防止することができる。
【００２８】
請求項４に記載の発明は、防滴部材が、樹脂系発泡体あるいはゴム系発泡体の表面を破泡したものであることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の燃焼装置である。
【００２９】
本発明の燃焼装置で採用する防滴部材は、樹脂系発泡体あるいはゴム系発泡体の表面を破泡したものであるため、熱交換部への湯水の供給に伴い、防滴部材の表面に付着した凝結水を確実に吸収し、保持することができる。そのため、上記した構成によれば、給水用の水管への通水に伴い発生する凝結水の落下を防止し、外装ケースの腐食や、電装装置等の故障を防止することができる。
【００３０】
【発明の実施の形態】
続いて、本発明の一実施形態である燃焼装置について説明する。図１は、本発明の一実施形態である燃焼装置の内部構造を示す正面図である。図２は、図１に示す燃焼装置が備える給水配管の一部を拡大した斜視図である。図３は図２のＡ−Ａ断面図であり、図４は図２のＢ−Ｂ断面図である。
【００３１】
図１は、本発明の一実施形態である燃焼装置の内部構造を示す図である。燃焼装置１は、外装ケース２の内部に送風機３と燃焼部５と熱交換部６と排気管７と、排気集合筒８とが一体化され内蔵されたものである。また、外装ケース２の内部には、燃焼部５や熱交換部６に接続される配管や、電装装置１０が配置されている。
【００３２】
燃焼部５は、大別してバーナ部１１と燃焼ケース部１２とにより構成されている。また、燃焼部５の上方には、バーナ部１１に外気を供給すべく送風機３が一体化されている。バーナ部１１は、灯油等の液体燃料を気化し、燃焼することにより、下向きに火炎を発生するものである。燃焼部５は、燃焼作動の開始から所定時間が経過すると燃焼作動を停止する燃焼停止機能を有し、連続運転可能な時間が制限されている。
【００３３】
バーナ部１１の下方には、燃焼ケース部１２が設けられている。燃焼ケース部１２は四角柱状の箱体であり、周囲に給水配管１３の一部が巻き付けられている。給水配管１３のうち、図１に斜線で示す部分（結露想定部）には図２に示すように防滴パッキング１５（防滴部材）が巻き付けられ、密着固定されている。防滴パッキング１５は、図２〜４に示すように保持層１６とフィルム状のスキン層１７とにより構成される２層構造となっている。防滴パッキング１５の保持層１６は、厚さが２．０ｍｍ〜４．０ｍｍ程度であることが好ましく、２．５ｍｍ〜３．５ｍｍ程度であることが最も好ましい。
【００３４】
防滴パッキング１５は、保持層１６およびスキン層１７が共に薄く、屈曲自在であるため、給水配管１３の表面に沿うように変形することができる。防滴パッキング１５は、スキン層１７側が給水配管１３側に向き、保持層１６が外側を向くように密着固定されている。
【００３５】
保持層１６は、帯状でポリエチレン製の発泡体の表面を破泡したものである。保持層１６は、多数の空胞１８を含む多孔性のものであり、蜂巣状の形状を有する。空胞１８は、略円形の穴であり、その径は０．１ｍｍ〜１．０ｍｍ程度であることが望ましい。保持層１６は、各空胞１８に水分を保持することができるため、吸水性に富んでいる。保持層１６は、燃焼部３における燃焼作動の開始から、燃焼停止機能により燃焼作動が停止するまでの間に、結露により発生すると想定される量の水分を空胞１８に保持することができる。
【００３６】
スキン層１７は、平滑なフィルム状のものであり、表面側が保持層１５の表面に接着され、一体化されている。スキン層１７は、裏面側に接着剤が塗布された接着面２０を有する。防滴パッキング１５は、スキン層１８の接着面２０を介して給水配管１３の表面に密着固定されている。そのため、防滴パッキング１５と給水配管１３との間には殆ど隙間がない。従って、給水配管１３と防滴パッキング１５との間では結露が殆ど起こらない。
【００３７】
燃焼ケース部１２の下方には、熱交換部６が設けられている。熱交換部６には、燃焼ケース部１２の周囲に巻き付けられている給水配管１３が接続されており、この給水配管１３を介して外部から湯水が供給される。熱交換部６に供給された湯水は、燃焼部５において発生した燃焼ガスと熱交換を行い加熱される。熱交換部６において加熱され高温となった湯水は、熱交換部６に接続された給湯配管１４を介して外装ケース２の外部に排出される。
【００３８】
熱交換部６の下方には、排気集合筒８が接続されており、熱交換部６において熱交換を行い、低温となった燃焼ガスが流れ込む。排気集合筒８に流れ込んだ燃焼ガスは、排気管７を介して外装ケース２の外部に排出される。
【００３９】
電装装置１０は、送風機３や燃焼部５の駆動を制御するコントローラユニット（図示せず）を内蔵したものであり、給水配管１３の下方側に位置している。上記したように給水配管１３は、熱交換部６に外部から湯水を供給するための配管であり、通常冷水が供給される。そのため、給水配管１３は、内部を流れる冷水によって冷却され、表面が結露することが多い。また、特に図１中に斜線で付した部分を流れる湯水は、燃焼ガスにより加熱され高温となっている燃焼ケース部１２に巻き付けられた給水配管１３内を流れる湯水に比べて低温である。そのため、給水配管１３のうち、図１中に斜線で示した部分（結露想定部）は結露を起こす可能性が高い。
【００４０】
給水配管１３が結露すると、給水配管１３の表面に付着した凝結水が落下し、外装ケース２が腐食したり、電装装置１０が故障する恐れがある。しかし、上記したように、本実施形態の燃焼装置１では、給水配管１３のうち図１中に斜線で示した結露想定部に防滴パッキング１５を被覆させている。給水配管１３の結露想定部は、防滴パッキング１５により断熱されているため結露しにくい。
【００４１】
また、防滴パッキング１５は、図２，３に示すようにスキン層１７が給水配管１３の表面に密着しており隙間がない。そのため、防滴パッキング１５と給水配管１３との間においては結露が起こらない。
【００４２】
上記したように燃焼部３は、燃焼停止機能により燃焼作動が停止するものであるため、燃焼作動に伴い発生する凝結水の量は限定されている。また、上記したように、保持層１６は、燃焼部３における燃焼作動の開始から、燃焼停止機能により燃焼作動が停止するまでの間に、保持層１６の表面に発生すると想定される凝結水を空胞１８に保持することができる。そのため、燃焼装置１の作動に伴い、例え結露想定部において結露が起こっても、この凝結水は、防滴パッキング１５の保持層１６に保持され落下しない。
【００４３】
さらに、燃焼装置１の作動中は、燃焼部５の燃焼作動に伴い発生する熱により外装ケース２内は比較的高温となる。また、上記したように、防滴パッキング１５は、水分を保持する保持層１６が外側を向くように取り付けられている。そのため、保持層１６は、外装ケース２内に発生している熱を受けると乾燥しやすい。よって、結露想定部において発生した凝結水は、防滴パッキング１５の保持層１６に保持されると共に、一部が外装ケース２内の熱によって蒸発するため下方には落下しない。従って、本実施形態の燃焼装置１では、給水配管１３を介して外部から湯水を供給しても、凝結水の落下による外装ケース２の腐食や、電装装置１０の故障が発生しない。
【００４４】
上記した防滴パッキング１５は、シート状で屈曲自在なものであるため、給水配管１３の表面に容易に取り付けることができる。また、上記したように、防滴パッキング１５の保持層１６に保持された凝結水は、外装ケース２内の熱によってすぐに蒸発するため、保持層１６がさほど分厚くなくても凝結水を確実に保持することができる。そのため、防滴パッキング１５によれば、凝結水による外装ケース２の腐食や電装装置１０の故障を防止しつつ、燃焼装置１の小型化を図ることができる。
【００４５】
上記した燃焼装置１では、防滴パッキング１５の保持層１６として、ポリエチレン製の発泡体を採用したが、本発明はこれに限定されるものではない。即ち、保持層１６は、樹脂系の発泡体や、ゴム系の発泡体等いかなる材質で作成されたものであってもよい。
【００４６】
上記した防滴パッキング１５は、水分を保持する保持層１６と、スキン層１７とにより構成される２層構造を有するものであったが、本発明はこれに限定されるものではなく、保持層１６のみにより構成されるものであってもよい。なお、防滴パッキング１５が保持層１６のみにより構成される場合であっても、防滴パッキング１５と給水配管１３との間において結露が起こるのを防止すべく、防滴パッキング１５と給水配管１３とは密着していることが好ましい。
【００４７】
本実施形態においては、給水配管１３のうち結露が発生すると想定される部位のみに防滴パッキング１５を設けた構成を例示したが、防滴パッキング１５は、給水配管１３の全体を被覆するものであっても良い。また、上記実施形態において、防滴パッキング１５は、給水配管１３を被覆するものであったが、防滴パッキング１５は、外装ケース２内の他の配管に取り付けられてもよい。
【００４８】
【発明の効果】
請求項１に記載の発明によれば、熱交換部に湯水を供給する際に発生する凝結水の落下による外装ケースの腐食や電装装置の故障を確実に防止することができる。
【００４９】
請求項２に記載の燃焼装置では、防滴部材が、燃焼部の燃焼作動の開始から燃焼停止機能が作動するまでの間に発生すると想定される凝結水を保持することができるため、凝結水の落下に伴う外装ケースの腐食や電装装置の故障が殆ど起こらない。
【００５０】
請求項３に記載の発明によれば、熱交換部への湯水の供給に伴い発生する凝結水による電装装置の故障を確実に防止することができる。
【００５１】
請求項４に記載の発明によれば、防滴部材の表面に付着した凝結水を確実に保持することができる。
【００５２】
請求項１に記載の燃焼装置では、スキン層の裏面が平滑であるため、防滴部材と水管とは密着しており、両者の間に凝結水が発生しない。また、結露に伴い発生する凝結水は、防滴部材の空胞部に確実に保持され、落下しない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の本発明の一実施形態である燃焼装置の内部構造を示す正面図である。
【図２】図１に示す燃焼装置が備える給水配管の一部を拡大した斜視図である。
【図３】図２に示す給水配管のＡ−Ａ断面図である。
【図４】図２に示す給水配管のＢ−Ｂ断面図である。
【符号の説明】
１燃焼装置
２外装ケース
５燃焼部
６熱交換部
１０電装装置
１３給水配管
１５防滴パッキング（防滴部材）
１６保持層
１７スキン層
１８空胞

Claims

外装ケース内に熱交換部と、熱交換部に湯水を供給する給水用の水管とが収納されている燃焼装置において、裏面が平滑なスキン層を有し、表面又は内部に水分を保持する空胞部を有する防滴部材が、前記スキン層を介して前記水管の一部又は全部の表面に密着固定されていることを特徴とする燃焼装置。
外装ケース内に燃料を燃焼する燃焼部が収納されており、
前記燃焼部は、燃焼作動の開始から所定時間が経過すると燃焼作動を停止する燃焼停止機能を有し、
防滴部材は、燃焼部の燃焼作動の開始から燃焼停止機能が作動するまでの間に発生すると想定される凝結水を保持可能であることを特徴とする請求項１に記載の燃焼装置。
外装ケース内に電装装置が収納されており、
前記電装装置の上方に位置する水管の一部又は全部の表面には、表面又は内部に所定量の水分を保持する空胞部を有する防滴部材が密着固定されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の燃焼装置。
防滴部材は、樹脂系発泡体あるいはゴム系発泡体の表面を破泡したものであることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の燃焼装置。