JP5567544B2

JP5567544B2 - 水封トラップ装置

Info

Publication number: JP5567544B2
Application number: JP2011259769A
Authority: JP
Inventors: 世至男後藤
Original assignee: Rinnai Corp
Current assignee: Rinnai Corp
Priority date: 2011-11-29
Filing date: 2011-11-29
Publication date: 2014-08-06
Anticipated expiration: 2031-11-29
Also published as: JP2013113485A

Description

本発明は、バーナからの燃焼ガスが流れる燃焼ガス通路に設けられた潜熱回収型熱交換器で発生するドレン水を排水するドレン通路に、燃焼ガスがドレン通路に流れないように介設される水封トラップ装置に関する。

従来、この種の水封トラップ装置として、ドレン通路の上流側部分に連通する流入口を有するドレン水の貯留容器内に、流入口よりも上方にのびる仕切壁を立設し、流入口から流入したドレン水が仕切壁の上端からオバーフローして、貯留容器の仕切壁の外側の底面部分に開設した排水口からドレン通路の下流側部分に排水され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）。これによれば、貯留容器内のドレン水の液面が流入口より高い仕切壁の上端に一致し、流入口が水封されて、燃焼ガスが流入口から侵入しなくなる。

ところで、排気閉塞（燃焼ガス通路に連なる排気筒の閉塞）を生ずると、燃焼ガス通路内のガス圧が上昇する。そして、上記従来例のものでは、排気閉塞によって燃焼ガス通路内のガス圧が仕切壁の上端と流入口との間のヘッド圧差以上に上昇すると、燃焼ガスが流入口から侵入してしまい、燃焼ガスがドレン通路に流れることを防止できなくなる。

特開２００１−１４１３０９号公報

本発明は、以上の点に鑑み、排気閉塞を生じても燃焼ガスがドレン通路に流れることを確実に防止できるようにした水封トラップ装置を提供することをその課題としている。

上記課題を解決するために、本発明は、バーナからの燃焼ガスが流れる燃焼ガス通路に設けられた潜熱回収型熱交換器で発生するドレン水を排水するドレン通路に、燃焼ガスがドレン通路に流れないように介設される水封トラップ装置であって、ドレン通路の上流側部分に連通する流入口を有するドレン水の貯留容器と、流入口よりも所定高さ上方に位置する貯留容器内の部分に開口する、ドレン通路の下流側部分に連通する排水口と、貯留容器に装着され、排水口を閉塞する閉じ側と排水口を開放する開き側とに変位自在な弁蓋と、弁蓋の排水口に対向する面とは反対側の面に対面する背圧室と、背圧室に燃焼ガス通路内のガス圧を導入する背圧通路とを備え、背圧室に導入されるガス圧により弁蓋が閉じ側に押圧されるようにしたことを特徴とする。

本発明によれば、燃焼ガス通路内のガス圧により、ドレン通路の上流側部分から貯留容器内のドレン水を介して弁蓋が開き側に押圧されるが、背圧通路を介して背圧室に導入される燃焼ガス通路内のガス圧により、弁蓋が閉じ側にも押圧される。そのため、排気閉塞で燃焼ガス通路内のガス圧が上昇して、弁蓋に作用する開き側への押圧力が増加しても、その分だけ弁蓋に作用する閉じ側への押圧力が増加して、排水口は閉塞状態に維持され、貯留容器内にドレン水が封じ込められる。従って、排気閉塞を生じても燃焼ガスがドレン通路に流れることを確実に防止できる。

尚、背圧通路は、潜熱回収型熱交換器を配置した燃焼ガス通路の部分から分岐させてもよいが、これでは、潜熱回収型熱交換器の配置部とドレン水封装置との間の距離が長くなった場合、背圧通路の配管長さも長くなってしまう。これに対し、背圧通路をドレン通路の上流側部分から分岐すれば、背圧通路の分岐箇所を水封トラップ装置の近傍にすることで、背圧通路の配管長さを可及的に短くでき、コストダウンを図る上で有利である。

水封トラップ装置を具備する熱源機の一例を示す概略図。本発明の実施形態の水封トラップ装置の断面図。

図１を参照して、１は給湯用の熱源機を示している。熱源機１は缶体２を備えており、この缶体２内の下部にはバーナ３が設置されている。缶体２の下面には、バーナ３の燃焼用空気を供給する燃焼ファン４が接続されている。また、缶体２内の上下方向中間部には、バーナ３からの燃焼ガスの顕熱を回収する主熱交換器５が設置されている。更に、主熱交換器５を通過した燃焼ガスが流れる缶体２内の上部の燃焼ガス通路２ａには、燃焼ガスの潜熱を回収する潜熱回収型の副熱交換器６が設置されている。そして、副熱交換器６の上流側の給水管６ａからの水を副熱交換器６で加熱した後、主熱交換器５で更に加熱して、主熱交換器５の下流側の出湯管５ａに所定の設定温度の湯が出湯されるようにしている。

缶体２の上端には、燃焼ガス通路２ａに連通する排気口２ｂが開設されている。そして、排気口２ｂに図示省略した排気筒を接続し、燃焼ガスを排気筒を介して屋外に排出するようにしている。

副熱交換器６の下側には、副熱交換器６での燃焼ガス中の水蒸気の凝縮で発生するドレン水を受け止めるドレン受け７が設けられており、このドレン受け７に、ドレン水を排水するドレン通路８が接続されている。ドレン通路８には、燃焼ガスがドレン通路８に流れることを防止する水封トラップ装置９が介設されている。

この水封トラップ装置９は、図２に示す如く、ドレン通路８の上流側部分８ａに連通する側面下部の流入口９１を有するドレン水の貯留容器９０を備えている。この貯留容器９０内には、その底面から上方にのび、流入口９１よりも所定高さ上方に位置する貯留容器９０内の部分に開口する上端の排水口９２を有する筒部９０ａが立設されている。そして、筒部９０ａの下端にドレン通路８の下流側部分８ｂを接続し、排水口９２が筒部９０ａを介してドレン通路８の下流側部分８ｂに連通するようにしている。これによれば、貯留容器９０内のドレン水の液面が排水口９２と同じ高さになり、排水口９２より低い流入口９１が水封されて、流入口９１からの燃焼ガスの侵入が阻止される。

然し、このままでは、排気閉塞（排気筒の閉塞）により燃焼ファン４からの送風圧で燃焼ガス通路２ａ内のガス圧が上昇すると、ドレン通路８の上流側部分８ａに溜ったドレン水が押し下げられ、ガス圧が排水口９２と流入口９１との間のヘッド圧差以上になると、流入口９１から燃焼ガスが侵入してしまう。

そこで、本実施形態の水封トラップ装置９は、更に、貯留容器９０に装着され、排水口９２を閉塞する閉じ側と排水口９２を開放する開き側とに変位自在な弁蓋９３と、弁蓋９３の排水口９２に対向する面（下面）とは反対側の面（上面）に対面する背圧室９４と、背圧室９４に燃焼ガス通路２ａ内のガス圧を導入する背圧通路９５とを備えている。

尚、本実施形態では、弁蓋９３を、背圧室９４を画成するカバー９４ａの下端のフランジ部９４ｂと貯留容器９０の上端のフランジ部９０ｂとの間に周縁部を挟み込んだダイヤフラムで構成している。また、背圧通路９５を、ドレン通路８の上流側部分８ａから分岐している。

ここで、弁蓋９３の下面には、ドレン通路８の上流側部分８ａと貯留容器９０内のドレン水とを介して燃焼ガス通路２ａ内のガス圧が作用し、このガス圧によって弁蓋９３が上方の開き側に押圧される。また、弁蓋９３の上面には、背圧通路９５と背圧室９４とを介して燃焼ガス通路２ａ内のガス圧が作用し、このガス圧で弁蓋９３が下方の閉じ側に押圧される。そのため、排気閉塞で燃焼ガス通路２ａ内のガス圧が上昇して、弁蓋９３に作用する開き側への押圧力が増加しても、その分だけ弁蓋９３に作用する閉じ側への押圧力が増加し、排水口９２は閉塞状態に維持されて、貯留容器９０内にドレン水が封じ込められる。従って、排気閉塞で燃焼ガス通路２ａ内のガス圧がどれだけ上昇しても、燃焼ガスがドレン通路８に流れることを確実に防止できる。

尚、排水口９２が弁蓋９３で閉塞される状態では、弁蓋９３の下面の受圧面積が上面の受圧面積よりも排水口９２の開口面積分だけ小さくなり、この開口面積にガス圧を乗じた分だけ弁蓋９３に作用する閉じ側への押圧力が開き側への押圧力を上回る。そのため、ドレン通路８の上流側部分８ａに溜るドレン水の液面の排水口９２からの高さが、弁蓋９３の閉じ側への押圧力と開き側への押圧力との差以上のヘッド圧差を生ずる所定高さｈに達するまでは、排水口９２が閉塞状態に維持される。そして、上流側部分８ａのドレン水の液面が所定高さｈに上昇したところで、弁蓋９３が開き側に変位して、排水口９２からドレン水が排水され、上流側部分８ａのドレン水の液面が排水口９２と同じ高さに低下したところで、弁蓋９３が閉じ側に変位して、排水口９２が閉塞される。

ところで、背圧通路９５を、副熱交換器６を配置した燃焼ガス通路２ａの部分、即ち、缶体２の上部から分岐させることも可能である。然し、これでは、熱源機１内の部品レイアウトの関係で、水封トラップ装置９を缶体２上部からかなり離れた位置に配置する場合、背圧通路９５の配管長さもかなり長くなってしまう。

これに対し、本実施形態の如く、背圧通路９５をドレン通路８の上流側部分８ａから分岐する場合は、背圧通路９５の分岐箇所を水封トラップ装置９の近傍にすることで、背圧通路９５の配管長さを可及的に短くでき、コストダウンを図る上で有利である。

また、ドレン水は、燃焼ガス中の窒素酸化物等の溶け込みで酸性になる。そのため、図示しないが、貯留容器９０に中和剤を充填し、或いは、ドレン通路８の下流側部分８ｂに中和器を介設し、ドレン水を中和して排水することが望ましい。

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、上記実施形態では、弁蓋９３をダイヤフラムで構成しているが、貯留容器９０を排水口９２よりも上方にのびる筒状のシリンダ部を有するものとし、このシリンダ部内に摺動自在に装着するピストンで弁蓋を構成し、弁蓋の上側のシリンダ部内の空間で背圧室を構成してもよい。また、上記実施形態は、給湯用熱源機１の水封トラップ装置９に本発明を適用したものであるが、潜熱回収型熱交換器を備える給湯用以外の燃焼装置の水封トラップ装置にも本発明は広く適用できる。

２ａ…燃焼ガス通路、３…バーナ、６…副熱交換器（潜熱回収型熱交換器）、８…ドレン通路、８ａ…ドレン通路の上流側部分、８ｂ…ドレン通路の下流側部分、９…水封トラップ装置、９０…貯留容器、９１…流入口、９２…排水口、９３…弁蓋、９４…背圧室、９５…背圧通路。

Claims

バーナからの燃焼ガスが流れる燃焼ガス通路に設けられた潜熱回収型熱交換器で発生するドレン水を排水するドレン通路に、燃焼ガスがドレン通路に流れないように介設される水封トラップ装置であって、
ドレン通路の上流側部分に連通する流入口を有するドレン水の貯留容器と、流入口よりも所定高さ上方に位置する貯留容器内の部分に開口する、ドレン通路の下流側部分に連通する排水口と、貯留容器に装着され、排水口を閉塞する閉じ側と排水口を開放する開き側とに変位自在な弁蓋と、弁蓋の排水口に対向する面とは反対側の面に対面する背圧室と、背圧室に燃焼ガス通路内のガス圧を導入する背圧通路とを備え、背圧室に導入されるガス圧により弁蓋が閉じ側に押圧されるようにしたことを特徴とする水封トラップ装置。
前記背圧通路は、前記ドレン通路の上流側部分から分岐されることを特徴とする請求項１記載の水封トラップ装置。