JP5614710B2 - Heat exchanger and combustion device - Google Patents
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Description
本発明は、熱交換器に関するものであり、特に潜熱を回収する際に使用することが推奨される熱交換器に関するものである。また本発明は、前記した熱交換器を搭載する燃焼装置に関するものである。 The present invention relates to a heat exchanger, and more particularly to a heat exchanger recommended for use in recovering latent heat. The present invention also relates to a combustion apparatus equipped with the heat exchanger described above.
燃焼ガスに含まれる顕熱を回収するだけでなく、潜熱をも回収する燃焼装置が知られている。顕熱と潜熱を回収することができる燃焼装置は、潜熱回収型の燃焼装置と称されている。
ここで潜熱とは、燃焼ガス中に含まれる水蒸気の凝縮熱である。従って潜熱を回収すると燃焼ガス中の水蒸気が凝縮し、ドレンが発生する。またこのドレンは酸性を帯びる。
そのため潜熱回収型の燃焼装置では、ドレンに対処するために顕熱を回収する熱交換器と、潜熱を回収する熱交換器を個別に搭載している。
前者の顕熱を回収する熱交換器は、一次熱交換器と称されている。一方、後者の潜熱を回収する熱交換器は、二次熱交換器と称されている。
Combustion apparatuses that not only recover sensible heat contained in combustion gas but also recover latent heat are known. A combustion apparatus capable of recovering sensible heat and latent heat is called a latent heat recovery type combustion apparatus.
Here, the latent heat is the heat of condensation of water vapor contained in the combustion gas. Accordingly, when the latent heat is recovered, water vapor in the combustion gas is condensed and drainage is generated. This drain is acidic.
Therefore, in the latent heat recovery type combustion apparatus, a heat exchanger for recovering sensible heat and a heat exchanger for recovering latent heat are individually mounted to cope with drainage.
The former heat exchanger that recovers sensible heat is called a primary heat exchanger. On the other hand, the latter heat exchanger that recovers latent heat is called a secondary heat exchanger.
潜熱を回収する二次熱交換器は、ドレンの排出を促進するために、水管にフィンを設けず、裸管で作ることが推奨される。また酸性のドレンで腐食しないように、ステンレススチール等の素材を利用して製作することが推奨される。 It is recommended that the secondary heat exchanger that recovers latent heat be made of bare pipe without fins in the water pipe in order to promote drainage. Also, it is recommended to use a material such as stainless steel so that it does not corrode with acidic drain.
そこで潜熱回収型燃焼装置では、特許文献1の様な、一対のヘッダ間に、複数の裸管を並行に接続した構造の熱交換器が採用された。特許文献1に開示された熱交換器では、ヘッダが対向する位置に設けられ、直線の水管(裸管)が複数本、ヘッダ間を連通している。特許文献1に開示された熱交換器では、水管(裸管)はいずれも直線である。 Therefore, in the latent heat recovery combustion apparatus, a heat exchanger having a structure in which a plurality of bare tubes are connected in parallel between a pair of headers as in Patent Document 1 is employed. In the heat exchanger disclosed in Patent Document 1, the headers are provided at positions facing each other, and a plurality of straight water pipes (bare pipes) communicate with each other between the headers. In the heat exchanger disclosed in Patent Document 1, all the water tubes (bare tubes) are straight.
特許文献1に開示された熱交換器は、熱交換効率が優れるものの、組み立てに手間が掛かるという問題があった。即ち特許文献1に開示された熱交換器では、ヘッダに多数の水管を溶接する必要があり、製作に熟練を要し、改善が望まれていた。 Although the heat exchanger disclosed in Patent Document 1 has excellent heat exchange efficiency, there is a problem that it takes time to assemble. That is, in the heat exchanger disclosed in Patent Document 1, it is necessary to weld a large number of water pipes to the header, requiring skill in production, and improvement has been desired.
そこで本出願人は、水管をループ状に曲げ、螺旋を構成させることによってこの問題を解決した(特許文献2,3,4)。
図21は、特許文献2に開示された熱交換器の正面図及び平面図である。なお他の文献についても熱交換器の基本構成は同一である。
特許文献2に開示された熱交換器100では、複数の水管101を水平の同一平面に並行に並べ、この水管101をループ状に曲げて平面形状が楕円の螺旋を構成させている。
Therefore, the present applicant solved this problem by bending the water pipe into a loop shape to form a spiral (
FIG. 21 is a front view and a plan view of the heat exchanger disclosed in
In the
即ち特許文献2に開示された熱交換器は、ケース部材102と、管路部材103によって構成されている。そして管路部材103は、入水側のヘッダ105と出水側のヘッダ106を有している。二つのヘッダ105,106は、いずれもケース部材102の同一の辺の外側に配置されている。
そして二つのヘッダ105,106の間に5本の水管101が接続されている。
ヘッダ105,106の水管101は、いずれも略水平且つ平行に並んでおり、この状態を維持したままで楕円形のループを構成している。また管路部材103の水管101は、螺旋を構成しており、各ループは7段重ねとなっている。
That is, the heat exchanger disclosed in
Five
The
特許文献2に開示された熱交換器100では、管路部材103のループ部110は、ケース部材102の全域に渡っている。
即ち特許文献2に開示された熱交換器100では、ループ部110は、二つの円弧部領域111,112を有し、両者の間に直線領域113がある。そして両端の円弧部領域111,112の最も外側の位置は、ケース部材102の両側壁115,116に近接した位置である。
In the
That is, in the
ところで燃焼装置の一形態として、逆燃焼方式と称される形態がある。
逆燃焼方式は、バーナを下方に向けて配置したものである。図22は、代表的な逆燃焼方式の燃焼装置のレイアウトを示している。
逆燃焼方式の燃焼装置200では、図22の様にバーナ201が接続された燃焼缶体部202と、当該燃焼缶体部202に対して並列的に立設された排気流路形成部203とを有している。
そして燃焼缶体部202の下部と、排気流路形成部203の下部同士が連通路形成部205で接続されている。
By the way, there exists a form called a reverse combustion system as one form of a combustion apparatus.
In the reverse combustion method, the burner is disposed downward. FIG. 22 shows a layout of a typical reverse combustion type combustion apparatus.
In the
The lower part of the combustion can
特許文献5には、逆燃焼方式の燃焼装置200に、上記したループ部101を有する熱交換器100を採用した例が開示されている。
特許文献5に開示された燃焼装置200では、燃焼缶体部202の顕熱を回収する一次熱交換器210が設けられている。また排気流路形成部203には、消音器が内蔵されている。
そして両者を結ぶ連通路形成部205が前記した熱交換器100で作られている。
即ち特許文献5に開示された燃焼装置200では、連通路形成部205は熱交換器100そのものであり、熱交換器100(連通路形成部205)の上に燃焼缶体部202と排気流路形成部203とが並べて載置されている。
In the
And the communication
That is, in the
特許文献2,3,4に開示された熱交換器100を逆燃焼方式の燃焼装置200に応用すると、熱交換器100の排気抵抗が高くなってしまうという問題がある。
即ち熱交換器100を逆燃焼方式の燃焼装置200に応用すると、前記した様に熱交換器100(連通路形成部205)の上に燃焼缶体部202と排気流路形成部203とが並べて載置されることとなる。
このときの燃焼缶体部202及び排気流路形成部203と、熱交換器100のケース部材102及び管路部材103との位置関係を上部側から観察すると、図23の様な様子となる。
図23から明らかな様に、熱交換器100を逆燃焼方式の燃焼装置200に応用すると、左右のループ部111,112上に、燃焼缶体部202と排気流路形成部203が載る。ここで、特に図面左側のループ部111上に燃焼缶体部202が載ることが問題となる。
即ち特許文献2,3,4に開示された熱交換器100を逆燃焼方式の燃焼装置200に応用すると、燃焼缶体部202の下部にループ部111が存在してしまい、燃焼缶体部202の排気流路をループ部111が塞いでしまう。
そのためループ部111が障壁となって燃焼缶体部202で発生した燃焼ガスを熱交換器100に導入することが阻害されてしまう。
When the
That is, when the
When the positional relationship between the combustion can
As apparent from FIG. 23, when the
That is, when the
For this reason, the
そのため、熱交換器100を逆燃焼方式の燃焼装置200に応用すると、熱交換器100の排気抵抗が高くなってしまうので、これに見合う高圧力の送風機を搭載しなければならない。
For this reason, if the
また管路部材103のループの中央に形成される空隙117から集中的に燃焼ガスを熱交換器100内に導入する構成とすれば、排気抵抗の増加は低減されるが、この構成を採用するためには、燃焼缶体部202で発生した燃焼ガスを、ループの中央に形成される空隙117に導くための流路形成部材を別途設ける必要が生じる。
即ち図24の様に、燃焼缶体部202と熱交換器100の間に、流路形成部材206を介在させなければならない。その結果、燃焼装置200の全高が高くなってしまい、燃焼装置200の外形が大きくなってしまう。
Further, if the combustion gas is intensively introduced into the
That is, as shown in FIG. 24, the flow
そこで本発明は、従来技術の上記した問題点に注目し、ループ部を有する熱交換器を改良するものであり、流路抵抗が小さい熱交換器の開発を課題とするものである。また排気抵抗が小さく、且つ全高の低い燃焼装置を開発することを課題とする。 Accordingly, the present invention focuses on the above-mentioned problems of the prior art and improves a heat exchanger having a loop portion, and an object of the present invention is to develop a heat exchanger having a small flow path resistance. Another object of the present invention is to develop a combustion apparatus with low exhaust resistance and low overall height.
上記した課題を解決するための請求項1に記載の発明は、ケース部材と管路部材とを有し、前記ケース部材内に管路部材が内蔵されて成る熱交換器において、管路部材は一本の管で構成されているか又は複数本の管が並列的に配されて構成されており、前記管はループを構成するループ部を有し、ループ部に受熱体を導入する入側管部と、前記ループ部と、ループ部から受熱体を排出する出側管部が直列に設けられたものであり、前記入側管部とループ部と出側管部がいずれもケース部材内に配置されており、ケース部材内には前記管路部材の前記ループ部と、入側管部と、出側管部の内の入側管部と出側管部だけが配された入出管配置領域があり、ケース部材には外部から気体が導入され、前記気体の導入部は入出管配置領域に相当する部位にあり、ケース部材に対する気体の導入方向は、ループ部を構成する平面に対して交差する方向であることを特徴とする熱交換器である。 The invention described in claim 1 for solving the above-described problem is a heat exchanger having a case member and a pipe member, and the pipe member is built in the case member. It is composed of a single pipe or a plurality of pipes arranged in parallel, and the pipe has a loop part that constitutes a loop, and an inlet pipe that introduces a heat receiving body into the loop part Part, the loop part, and the outlet side pipe part for discharging the heat receiving body from the loop part are provided in series, and the inlet side pipe part, the loop part and the outlet side pipe part are all in the case member. An inlet / outlet pipe arrangement in which only the loop part of the pipe line member, the inlet side pipe part, and the inlet side pipe part and outlet side pipe part of the outlet side pipe part are arranged in the case member. There are regions, gas from the outside is introduced into the case member, the introduction of the gas is equivalent to and out tube arrangement area parts In there, the direction of introduction of the gas relative to the case member is a heat exchanger which is a direction intersecting the planes constituting the loop portion.
本発明を給湯装置に適用する場合であるならば、受熱体は水である。また本発明を暖房装置に適用する場合であれば、受熱体は不凍液である。
本発明の熱交換器では、管路部材は、入側管部と、ループ部と、出側管部の三者を有しこれらがケース部材の中に収納されているが、本発明では、前記した三者の内、入側管部と出側管部だけが配された入出管配置領域がケース部材の中に設けられている。
入出管配置領域は、ループ部が無く、比較的広い空間が形成されることとなる。そのため外部から入出管配置領域に燃焼ガス等の気体を導入することができる。そして入出管配置領域には比較的広い空間が有るので、燃焼ガス等の導入に際して障害となるものは少なく、流路抵抗が小さい。
If the present invention is applied to a hot water supply apparatus, the heat receiving body is water. If the present invention is applied to a heating device, the heat receiving body is an antifreeze.
In the heat exchanger of the present invention, the pipe line member has three members of the inlet side pipe part, the loop part, and the outlet side pipe part, and these are accommodated in the case member. Of the above-mentioned three members, an inlet / outlet pipe arrangement region in which only the inlet side pipe part and the outlet side pipe part are arranged is provided in the case member.
The inlet / outlet pipe arrangement region does not have a loop portion, and a relatively wide space is formed. Therefore, a gas such as combustion gas can be introduced from the outside into the inlet / outlet pipe arrangement region. And since there is a relatively wide space in the inlet / outlet pipe arrangement area, there are few obstacles when introducing combustion gas and the like, and the flow path resistance is low.
また請求項1に記載の発明は、前記した様にケース部材には外部から気体が導入され、前記気体の導入部は入出管配置領域に相当する部位にあり、ケース部材に対する気体の導入方向は、ループ部を構成する平面に対して交差する方向となっている。 Further, in the first aspect of the invention , as described above, gas is introduced from the outside into the case member, the gas introduction portion is in a portion corresponding to the inlet / outlet pipe arrangement region, and the gas introduction direction to the case member is The direction intersects with the plane constituting the loop portion .
気体は、例えば燃焼ガスである。本発明の熱交換では、ケース部材に燃焼ガス等の気体が導入される。そして気体の導入部は、入出管配置領域に相当する部位にあるから、気体は、ケース部内の比較的広い空間が存在する部位に導入される。またケース部材に対する気体の導入方向は、ループ部を構成する平面に対して交差する方向であるから、空間部分に直接気体が導入される。 The gas is, for example, a combustion gas. In the heat exchange of the present invention, a gas such as a combustion gas is introduced into the case member. And since the introduction part of gas exists in the site | part corresponded to the input / output pipe arrangement | positioning area | region, gas is introduce | transduced into the site | part in which the comparatively wide space in a case part exists. Moreover, since the introduction direction of the gas with respect to the case member is a direction that intersects the plane that constitutes the loop portion, the gas is directly introduced into the space portion.
請求項2に記載の発明は、管路部材は管が複数本並列的に配されており、ループ部は複数段に巻回されていて入側管部と出側管部とは前記複数段の最上段また最下段に繋がっていて入側管部と出側管部とが異なる平面にあることを特徴とする請求項1に記載の熱交換器である。
In the invention according to
本発明では、管路部材は管が複数本並列的に配されたものであるから、大きな流量の受熱体を通過させて熱交換を行うことができる。
またループ部は複数段に巻回されている。即ち螺旋形状を呈している。そのため、各管は長く、熱交換効率が高い。
さらに入側管部と出側管部とが異なる平面にあるから、上部側のいずれかの管路と、下部側の管路或いはケース部材の底面等との間に水平方向の広がりを持つ空間が形成される。そのため入出管配置領域に入った燃焼ガス等は、水平方向に流れ、管路部材の各部と接触して熱交換が進む。
In the present invention, since the pipe member is a plurality of pipes arranged in parallel, heat exchange can be performed by passing a heat receiving body having a large flow rate.
The loop portion is wound in a plurality of stages. That is, it has a spiral shape. Therefore, each pipe is long and the heat exchange efficiency is high.
Further, since the inlet side pipe part and the outlet side pipe part are on different planes, a space having a horizontal spread between any one of the upper side pipe line and the lower side pipe line or the bottom surface of the case member, etc. Is formed. Therefore, the combustion gas or the like that has entered the inlet / outlet pipe arrangement region flows in the horizontal direction, and contacts with each part of the pipe member to advance heat exchange.
請求項3に記載の発明は、ループ部が配されたループ部収容領域があり、ループ部収容領域と入出管配置領域との間を部分的に仕切る仕切り部材が設けられていることを特徴とする請求項1又は2に記載の熱交換器である。
The invention according to
本発明の熱交換器では、仕切り部材が設けられており、この仕切り部材がループ部収容領域と入出管配置領域との間を部分的に閉塞する。即ち両者の間を完全に封鎖するのではなく、一部だけを塞ぐ。そのため入出管配置領域に入った燃焼ガス等は、所望の導入部からループ部収容領域に入り、熱交換が進められる。 In the heat exchanger of the present invention, a partition member is provided, and this partition member partially closes the space between the loop portion accommodation area and the inlet / outlet pipe arrangement area. That is, it does not completely block between the two, but only a part is blocked. Therefore, the combustion gas or the like that has entered the inlet / outlet pipe arrangement region enters the loop portion accommodation region from a desired introduction portion, and heat exchange proceeds.
請求項4に記載の発明は、ケース部材と管路部材とを有し、前記ケース部材内に管路部材が内蔵されて成る熱交換器において、管路部材は一本の管で構成されているか又は複数本の管が並列的に配されて構成されており、前記管はループを構成するループ部を有し、ループ部に受熱体を導入する入側管部と、前記ループ部と、ループ部から受熱体を排出する出側管部が直列に設けられたものであり、前記入側管部とループ部と出側管部がいずれもケース部材内に配置されており、ケース部材内には前記管路部材の前記ループ部と、入側管部と、出側管部の内の入側管部と出側管部だけが配された入出管配置領域と、ループ部が配されたループ部収容領域があり、ループ部収容領域と入出管配置領域との間を部分的に仕切る仕切り部材が設けられており、ケース部材はループ部を構成する平面に対向する面を構成する板部材を有し、当該板部材に開口が設けられて気体導入口が形成され、気体導入口部分に存在していた板部材の一部又は全部がケース部材の内側に向かって折り曲げられて仕切り部材が構成されていることを特徴とする熱交換器である。 According to a fourth aspect of the present invention, in the heat exchanger having a case member and a pipe member, and the pipe member is built in the case member, the pipe member is constituted by a single pipe. Or a plurality of pipes are arranged in parallel, the pipe has a loop portion constituting a loop, an inlet side pipe portion for introducing a heat receiving body into the loop portion, and the loop portion, The outlet side pipe part for discharging the heat receiving body from the loop part is provided in series, and the inlet side pipe part, the loop part, and the outlet side pipe part are all arranged in the case member, In the pipe member, the loop part, the inlet side pipe part, the inlet / outlet pipe arrangement region where only the inlet side pipe part and the outlet side pipe part of the outlet side pipe part are arranged, and the loop part are arranged. A partition member that partially partitions the loop portion accommodation region and the inlet / outlet pipe placement region is provided. And, the case member has a plate member that constitutes the surface opposite to the plane constituting the loop portion, the gas inlet opening is provided in the plate member is formed, it was present in the gas inlet portion It is a heat exchanger characterized in that a partition member is configured by bending a part or all of the plate member toward the inside of the case member.
本発明の熱交換器は、ケース部材の素材の一部を折り曲げて仕切り部材を形成しているので、素材の歩留りが良い。 In the heat exchanger according to the present invention, since the partition member is formed by bending a part of the material of the case member, the yield of the material is good.
ケース部材は外部から気体を導入する気体導入口と、外部に気体を排出する気体排出口を有し、ループ部は複数段に巻回されて構成され、前記段の間に隙間を形成するスペーサがあり、少なくとも気体導入口と気体排出口の間に前記スペーサが設けられていることが望ましい。 The case member has a gas introduction port for introducing a gas from the outside and a gas discharge port for discharging the gas to the outside, and the loop portion is formed by being wound in a plurality of stages, and a spacer that forms a gap between the stages It is desirable that the spacer is provided at least between the gas inlet and the gas outlet .
本発明の熱交換器は、ループ部は複数段に巻回されて構成され、前記段の間に隙間を形成するスペーサがある。そのためスペーサによって各段同士の間に隙間が確保され、当該隙間を燃焼ガスが通過することができる。そのため本発明の熱交換器は、管と燃焼ガス等との接触機会が多く、熱交換効率が高い。
一方、スペーサが装着された部位は、実質的に段同士の隙間が無くなるか、あるいは隙間が小さなものとなる。
そこで本発明では、気体導入口と気体排出口の間にスペーサを設け、気体導入口と気体排出口が直接的に連通することを阻止した。即ち本発明は、気体導入口から入った燃焼ガス等のショートカットを防止するものであり、気体導入口からケース部材内に入った燃焼ガス等は、直接気体排出口に向かうことが阻止される。そのため気体導入口からケース部材内に入った燃焼ガス等は、ループ部を通過して熱交換した後に直接気体排出口に至り、受熱体の昇温に寄与する。
In the heat exchanger of the present invention, the loop portion is configured by being wound in a plurality of stages, and there is a spacer that forms a gap between the stages. Therefore, a gap is secured between the steps by the spacer, and the combustion gas can pass through the gap. Therefore, the heat exchanger of the present invention has many opportunities for contact between the pipe and the combustion gas and the like, and the heat exchange efficiency is high.
On the other hand, in the portion where the spacer is mounted, there is substantially no gap between steps or the gap is small.
Therefore, in the present invention, a spacer is provided between the gas inlet and the gas outlet to prevent the gas inlet and the gas outlet from communicating directly. That is, the present invention prevents a short-cut of combustion gas or the like entering from the gas inlet, and combustion gas or the like entering the case member from the gas inlet is prevented from going directly to the gas outlet. For this reason, the combustion gas or the like that has entered the case member from the gas introduction port passes through the loop portion and exchanges heat, and then directly reaches the gas discharge port, thereby contributing to the temperature rise of the heat receiving body.
請求項5に記載の発明は、ケース部材には内側に向かって突出した突出部があり、当該突出部の一部または全部が管と接していることを特徴とする請求項1乃至4のいずれかに記載の熱交換器である。
The invention according to
本発明の熱交換器では、ケース部材の内側に突出部があり、当該突出部が管と接している。逆に突出部が無い部位はケース部材の内壁と管との間に空隙が形成される。そのためケース部材の内壁と管との間に気体を通過させる経路が確保される。 In the heat exchanger of the present invention, there is a protruding portion inside the case member, and the protruding portion is in contact with the pipe. On the other hand, in the region where there is no protrusion, a gap is formed between the inner wall of the case member and the tube. Therefore, the path | route which lets gas pass between the inner wall of a case member and a pipe | tube is ensured.
請求項6に記載の発明は、請求項1乃至5のいずれかに記載の熱交換器と、燃焼ガスを発生させ当該燃焼ガスを天地方向下向きに通過させる燃焼缶体部と、当該燃焼缶体部に対して並列的に立設された排気流路形成部とを有し、熱交換器上に前記燃焼缶体部と排気流路形成部とが設けられたことを特徴とする燃焼装置である。 A sixth aspect of the present invention is the heat exchanger according to any one of the first to fifth aspects, a combustion can body that generates combustion gas and passes the combustion gas downward in the vertical direction, and the combustion can body. A combustion apparatus, wherein the combustion can body part and the exhaust flow path forming part are provided on a heat exchanger. is there.
本発明の燃焼装置は、逆燃焼方式の燃焼装置であるが、請求項1乃至7のいずれかに記載の熱交換器を採用しているので、排気抵抗を低く抑えることができる。また全高も低く抑えることができる。 Although the combustion apparatus of the present invention is a reverse combustion type combustion apparatus, since the heat exchanger according to any one of claims 1 to 7 is employed, the exhaust resistance can be kept low. Also, the overall height can be kept low.
本発明の熱交換器は、流路抵抗が小さいという効果がある。また本発明の燃焼装置は、排気抵抗が小さく、且つ全高も低い。 The heat exchanger of the present invention has an effect that the flow path resistance is small. The combustion apparatus of the present invention has a low exhaust resistance and a low overall height.
以下さらに本発明の実施形態について説明する。
本実施形態の燃焼装置1は、具体的には給湯装置であり、バーナ部2と、一次熱交換器8と、二次熱交換器5とを備えた、いわゆる潜熱回収型の燃焼装置である。燃焼装置1の基本的なレイアウトは、従来技術と同一であり、バーナ部2が接続された燃焼缶体部3と、当該燃焼缶体部3に対して並列的に立設された排気流路形成部6とを有している。
そして燃焼缶体部3の下部と、排気流路形成部6の下部同士が二次熱交換器5を介して接続されている。即ち本実施形態の燃焼装置1では、二次熱交換器5が連通路形成部の機能を兼ねている。
即ち燃焼缶体部3および排気流路形成部6は、それぞれ燃焼装置1の底側に設けられた二次熱交換器5に連通している。そのため燃焼装置1には、燃焼缶体部3から二次熱交換器5を経て排気流路形成部6に至る、断面形状が略「U」字型となるように連通した空間が形成されている。
Embodiments of the present invention will be further described below.
The combustion apparatus 1 of the present embodiment is specifically a hot water supply apparatus, and is a so-called latent heat recovery type combustion apparatus that includes a
And the lower part of the combustion can
That is, the combustion can
バーナ部2及び燃焼缶体部3は、いわゆる逆燃焼式の燃焼部であり、下方に向けて火炎を形成するものである。バーナ部2は、公知のそれと同様に燃料噴霧ノズルや燃焼筒等を備えている(図示せず)。またバーナ部2の上部には、送風機11が設けられており、送風機11を作動させることによってバーナ部2及び燃焼缶体部3の内部に燃焼用の空気を導入すると共に、図示しない燃料供給源から供給されてきた液体燃料を燃料噴霧ノズル(図示せず)から下方に向けて噴霧し、燃焼缶体部3の内部に火炎を発生させる構成となっている。
The
即ち燃焼缶体部3は、バーナ部2の下流である下方に配置され、バーナ部2における燃焼動作に伴って発生する高温の燃焼ガスを下方に向けて通過させる燃焼ガス通路として機能する。
That is, the combustion can
燃焼缶体部3の下端側の部分には、一次熱交換器8が設けられている。一次熱交換器8は、燃焼缶体部3を流れてきた燃焼ガス中に含まれている顕熱を主として回収するためのものである。一次熱交換器8は、いわゆるフィンアンドチューブ型の熱交換器によって構成されている。
A
排気流路形成部6は、内部にラビリンス状の燃料ガス流路を有し、消音器として機能する。排気流路形成部6の上方には、燃焼ガスを外部に排出するガス排出部15が設けられている。
The exhaust flow path forming part 6 has a labyrinth fuel gas flow path inside and functions as a silencer. A
二次熱交換器5は、燃焼缶体部3の下方に配置された箱状の部材であり、燃焼缶体部3及び排気流路形成部6の双方に直接連通した部分である。前記した様に本実施形態では、二次熱交換器5が連通路形成部の機能を兼ねている。
即ち二次熱交換器5は、燃焼装置1の幅方向(図1において左右方向)に伸びる内部空間を有する。また、二次熱交換器5は、燃焼缶体部3の側方に配された排気流路形成部6とも連通している。そのため、二次熱交換器5は、燃焼缶体部3を下方に向けて流れる燃焼ガスを流入させるとともに、当該燃焼ガスを排気流路形成部6に向けて流出させる部分として機能する。即ち二次熱交換器5は、下方に向けて流れる燃焼ガスの流れ方向を上方に向けて折り返すための部分として機能する。
The
That is, the
以下、本実施形態の特徴たる二次熱交換器5の構造について説明する。
図2,3,4に示すように、二次熱交換器5は、ケース部材20と、管路部材21によって構成されている。
またさらにケース部材20は、ケース本体22と、天板部材(板部材)23及び管路部材21の一部によって構成された長方形の箱である。
Hereinafter, the structure of the
As shown in FIGS. 2, 3, and 4, the
Furthermore, the
ケース本体22は、ステンレススチール等の錆に強い素材で作られたものであり、底板部25と3辺の周壁部26,27,28から成るものである。底板部25は、平面視が長方形である。底板部25には、ドレンを集めるために緩やかな傾斜が設けられている(図示せず)。また底板部25には、ドレンを導くための溝(図示せず)が設けられている。さらに底板部25には、ドレン抜きのための管30が接続されている。
周壁部26,28は、ケース部材22の長辺側の周壁を形成するものである。一方、周壁部27は、前記した周壁部26,28に挟まれた位置にあり、ケース部材22の一方の短辺側の周壁を形成する。
The
The
ケース本体22の長手方向の中心近傍であって一方の長辺側の位置には、正面視が「コ」の字状の遮蔽壁部材38が設けられている。遮蔽壁部材38は、それぞれ直角に接続されたヘッダー側壁95と、中央壁96及びループ側壁97によって構成されている。ここでヘッダー側壁95とループ側壁97は、いずれもケース部材20の短辺側の周壁部27と平行であり、長辺側の周壁部28を端部として周壁部28から平面視で垂直方向に延びている。中央壁96は、ヘッダー側壁95とループ側壁97を繋ぐものであり、長辺側の周壁部27と平行に配置されている。
In the vicinity of the center of the
図4の奥側の周壁部26には、図4,6,7,8に示すようなリブ36が形成されている。リブ36は、周壁部26の一部を絞り加工して形成されたものであり、ケース本体22の内側に向かって突出する突出部である。またリブ(突出部)36は、天地方向に連続的に延びている。
本実施形態では、リブ36は、図4の奥側の周壁部26のみに一か所だけ設けられている。
A
In this embodiment, the
天板部材(板部材)23は、気体導入口33と、気体排出口35が設けられた略長方形の板体である。
天板部材(板部材)23に設けられた気体導入口33は、四角形であり、天板部材(板部材)23の全面積の約30パーセントから40パーセントを占める大きなものである。 気体導入口33は、天板部材(板部材)23の一方の短辺側に寄った位置に設けられている。より具体的には、後記する管路部材21の入水側ヘッダ50及び出水側ヘッダ51側に寄った位置に気体導入口33が形成されている。
The top plate member (plate member) 23 is a substantially rectangular plate provided with a
The
また気体導入口33の開口端はその一部が下側に折り曲げられている。当該折り曲げ部は、仕切り部材40として機能する。仕切り部材40は気体導入口33と、気体排出口35の間に位置する。
またさらに仕切り部材40の側辺(使用状態を基準として天地方向に向かう辺)の一方がヘッダ50,51から離れる方向に折り曲げられて、二次曲げ部41を形成している。二次曲げ部41が設けられているのは、仕切り部材40の二つの側辺(使用状態を基準として天地方向に向かう辺)の内、中心に近い側の辺であり、使用状態を基準としてループ55側に向かって折り曲げられている。
A part of the open end of the
Further, one of the side sides of the partition member 40 (side facing the top and bottom direction) is bent in a direction away from the
気体排出口35は、長方形の開口であり、その面積は前記した気体導入口33よりも小さい。
気体排出口35は、後記する管路部材21のヘッダ50,51から離れた位置に形成されている。また気体排出口35は、一方の長辺37に寄った位置にある。即ち気体排出口35は、前記したケース本体22のリブ(突出部)36と対向する周壁部28側に寄った位置に設けられている。
The
The
ケース部材20を図1、図2、図3、図5(c)の様に二つの中心線X,Yによって4区分に分割したと想定し、図面左側(入水側ヘッダ50及び出水側ヘッダ51側)であって手前側(出水側ヘッダ51側)の区画をa区画とし、時計回りにb区画、c区画、d区画と規定する。前記したリブ36は、c区画側に設けられていることとなる。
なお燃焼缶体部3及び排気流路形成部6との関係で説明すると、図1の様に、主に図面左側のa区画とb区画の上に燃焼缶体部3が載置され、図面右側のc区画とd区画の上に排気流路形成部6が載置される。
Assuming that the
The relationship between the combustion can
上記した定義に則ってケース部材20を4区画(a,b,c,d)に区切ると、気体導入口33はa区画とb区画に跨がった位置にある。また仕切り部材40は、a区画にある。仕切り部材40の二次曲げ部41はa区画からd区画に向かって約90度に曲がっている。
また気体排出口35は、d区画に位置することとなる。
When the
Moreover, the
なお本実施形態で採用する天板部材(板部材)23は、平板を打ち抜き加工し、その後に曲げ加工して作ることが推奨される。
即ち図5(a)の様に平板状の素材43を用意し、破線で示す部分を打ち抜く。ここで気体導入口33に相当する位置の打ち抜き形状は、図5(a)の様に大きな四角形45の一部に小さな四角形の切り欠き部46を有した形状とする。ただし切り欠き部46の根元部分であって中心側の位置には、切り込み線49がある。
その結果、図5(b)の様に、a区画であって管路部材21のヘッダ50,51側から離れた位置に正方形の板片47を片持ち状に残して開口48が形成される。
その後に、正方形の板片47の一辺側を図5(c)の様に下側に折り曲げる。即ち切り込み線49の部位を下に折り曲げる。当該折り曲げ部分が、二次曲げ部41となる。
In addition, it is recommended that the top plate member (plate member) 23 employed in this embodiment is made by punching a flat plate and then bending it.
That is, as shown in FIG. 5A, a
As a result, as shown in FIG. 5 (b), an
Thereafter, one side of the
さらにその後、図5(d)の様に片持ち状の板片47を図面下側(ケース部材20の内側)に垂直に折り曲げる。その結果、四角形の開口たる気体導入口33が形成され、その一辺に仕切り部材40が垂下する構造が完成する。
また仕切り部材40の一辺側が折り曲げられていて二次曲げ部41が形成されており、この二次曲げ部41は前記したX軸線の方向に向く。
Further, as shown in FIG. 5D, the cantilevered
Further, one side of the
次に管路部材21について説明する。
図3,4等に示すように、管路部材21は、複数(本実施形態においては5本)の受熱管31と、入水側ヘッダ50と、出水側ヘッダ51とを備えた環状の熱交換流路である。また管路部材21には、ケース部材20の端辺の壁面を構成する壁面部材52が設けられている。
Next, the
As shown in FIGS. 3, 4, and the like, the
順次説明すると、各受熱管31の一端側には入水側ヘッダ50が接続されており、他端側には出水側ヘッダ51が接続されている。受熱管31は、熱伝導性に優れ、表面が平滑な配管によって形成されている。即ち受熱管31は、いわゆる裸管である。また各受熱管31は、一定の間隔を開けて平行に配置されている。
管路部材21の各受熱管31は、大きくループ部55と、出入り管部56に分かれている。
ループ部55は、平面視が楕円形のループを構成する部分であり、螺旋構造を構成していて楕円部分が5段に重なっている。
ループ部55の各段の間には図9,11,12,13の様に隙間24がある。
If it demonstrates sequentially, the
Each
The
Between each stage of the
即ちループ部55は、一定方向にまっすぐ伸びる直線部分57,58と、曲線状(円弧状)の湾曲部分59,60とを交互に含む螺旋状に形成されている。
各受熱管31のループは平行状態を維持して同心状に巻回されている。従って内側に位置する受熱管31は、外側の受熱管31に比べて全長が短い。
That is, the
The loops of the
一方、出入り管部56は直線状である。
即ち入水側ヘッダ50から水平方向且つ並行に引き延ばされた各受熱管31は、入側管部61として機能し、最上段のループ62の直線部分57に至っている。
そして最下段のループ63の末端部分が直線状に引き延ばされ出側管部65を形成している。即ち最下段のループ63の直線部分58がそのまま延長されて出側管部65を構成している。
出側管部65の末端には、出水側ヘッダ51が接続されている。
On the other hand, the entrance /
That is, each
And the terminal part of the
A water
前記した入側管部61と出側管部65は、使用状態を基準とすると、いずれも水平であり、入側管部61を構成する受熱管31の束を含む平面と、出側管部65の受熱管31を含む平面は平行である。
ただし入側管部61は、最も最上段のループ62に繋がっており、出側管部65は最も下の段から引き出されているから、入側管部61と出側管部65には高低差がある。即ち入側管部61は上部にあり、出側管部65は下部にある。
The above-described inlet
However, since the inlet
また入側管部61と出側管部65の位置関係を平面視して観察すると、入側管部61と出側管部65とはループ62,63の対向する直線部分57,58に繋がっているから、両者は水平方向に離れた位置にある。
Further, when the positional relationship between the inlet
壁面部材52には、入側管部61と出側管部65が挿通されている。
壁面部材52からループ部55までの長さL1と、ループ部55を構成する楕円の長径L2を比較すると、両者は略等しい長さである。壁面部材52からループ部55までの長さL1は、ループ部55の長径L2の20パーセントから150パーセントの範囲であることが望ましい。即ち壁面部材52からループ部55までの長さL1が過度に小さいと、後記する空洞部80の大きさが小さくなってしまって流路抵抗が増大してしまう。逆に、L1が大きすぎると、熱交換に寄与する受熱管31の長さが短くなってしまい、熱交換効率が低下する。
The
When the length L1 from the
またループ部55の一方の直線部分58には、各段の間隔を維持させるためにスペーサ67が介在されている。
スペーサ67は、図11の様に、一本の線材を曲げ加工して作られたものである。
スペーサ67は、それぞれ行き線72と戻り線73で段を構成し、上下の段を縦姿勢の曲線部68a,b,c,d,eで接続したものである。
即ち最上段部には、図面出前側の線の端部から図面奥に延びる最上段部行き線72aがあり、最上段部行き線72aの先端部が水平姿勢の曲線部71aに繋がっている。そして水平姿勢の曲線部71aから最上段部戻り線73aに繋がっている。最上段部行き線72aと最上段部戻り線73aは、使用状態の姿勢を基準とすると、同一の高さの位置にあり、最上段部行き線72aと曲線部71aと最上段部戻り線73aによって最上部の段が形成される。
In addition, a
As shown in FIG. 11, the
Each of the
That is, the uppermost step portion has an uppermost
さらに最上段部戻り線73aの先端は、縦姿勢の曲線部68aに繋がっており、さらにその先端は、第2段行き線72bに繋がっている。ここで第2段行き線72bは、使用状態の姿勢を基準とすると、最上段部戻り線73aの真下に位置する。
Furthermore, the tip of the uppermost
そして第2段行き線72bの先端は、水平姿勢の曲線部71bに繋がり、さらにその先端が第2段戻り線73bに繋がっている。
ここで第2段戻り線73bは、使用状態の姿勢を基準とすると、第2段行き線72bと同一の高さの位置にあり、且つ最上段部行き線72aの真下の位置にある。そのため第2段行き線72bと曲線部71bと第2段戻り線73bによって第2段目の段が形成される。
こうして各段の行き線72a,b,c,d,e, fと、水平姿勢の曲線部71a,b,c,d,e, fと戻り線73a,b,c,d,e, fによって構成される段が、図面手前側の縦姿勢の曲線部68a,b,c,d,eで接続され、6段の段部が形成されている。
また各段部は、いずれも図面手前側の縦列に設けられた縦姿勢の曲線部68a,b,c,d,eで接続されており、他方の縦列側には段同士の間を接続する部材が無い。そのため縦姿勢の曲線部68a,b,c,d,eが存在しない側を先頭にしてループ部55にスペーサ67を差し込むことができる。
The tip of the
Here, the second-
In this way, the
Each step portion is connected by
その結果、図14に示す様に、ループ部55の受熱管31で構成される段の間に、行き線72a,b,c,d,eと、水平姿勢の曲線部71a,b,c,d,eと、戻り線73a,b,c,d,eで構成されるスペーサ67の段が挿入される。
As a result, as shown in FIG. 14, between the stages formed by the
一方、スペーサ67が無い部分では、図13に示すように、ループ部55の受熱管31で構成される段の間に、所定の隙間24が維持される。
On the other hand, in the portion where the
次に上記した二次熱交換器5の構成部品同士の位置関係について説明する。
上記した管路部材21は、その大部分がケース部材20内に収納されている。
即ち前記したケース本体22と、天板部材(板部材)23と、管路部材21の壁面部材52が組み合わされて直方体のケース部材20が形成されている。なお天板部材(板部材)23は、管路部材21のループ部55を構成する平面77に対向する面を構成する部材である。
そして管路部材21の壁面部材52から先端側(ループ部55側)の部位は、全てケース本体22内に収容されている。
逆に言えば、入水側ヘッダ50と出水側ヘッダ51は、ケース部材20の外にある。
Next, the positional relationship between the components of the
Most of the
That is, the case
All portions of the
In other words, the
前記した様に管路部材21の各受熱管31は、大きくループ部55と、出入り管部56に分かれており、且つ壁面部材52からループ部55までの長さL1と、ループ部55を構成する楕円の長径L2が略等しいので、ケース部材20を平面視したとき、長手方向に、ループ部収容領域(主要部収容領域)66と入出管配置領域(空洞形成領域)88とに分かれる。即ち入出管配置領域88にはループ部55は存在せず、入側管部61と出側管部65だけが存在する。
ループ部収容領域66と入出管配置領域88の比率は、本実施形態では、略同等であるが、ループ部収容領域66は少なくとも入出管配置領域88の20パーセント以上であることが望ましい。またループ部収容領域66は入出管配置領域88の150パーセント以下であることが望ましい。
As described above, each
In this embodiment, the ratio of the loop
前記した区画に基づいて説明すると、a区画とb区画の大部分が入出管配置領域88であり、c区画とd区画の大部分がループ部収容領域66である。
If it demonstrates based on an above-described division, most of a division and b division will be the inlet / outlet pipe arrangement | positioning area |
またケース部材20に設けられた気体導入口33は、入出管配置領域88に開いている。そして気体導入口33の開口端に設けられた仕切り部材40は、出側管部65の上に位置している。そのため仕切り部材40は、入出管配置領域88とループ部収容領域66の間を部分的に遮蔽することとなる。仕切り部材40は、ループ部55の一方の曲線状(円弧状)の湾曲部分60を覆っているとも言える。
仕切り部材40の二次曲げ部41は、ループ部55に向かって曲がっている。二次曲げ部41は風向板として機能する。二次曲げ部41の先端は、ループ部55の近傍にある。二次曲げ部41の先端と、ループ部55との間には、2mm〜10mm程度の間隔がある。
Further, the
The secondary
また気体導入口33と気体排出口35との間に、ケース本体22の遮蔽壁部材38がある。より詳細には、仕切り部材40と気体排出口35との間に遮蔽壁部材38がある。
前記した様に、気体導入口33は、入出管配置領域88に開いている。入出管配置領域88では、天地方向上側に入側管部61を構成する受熱管31の束75が帯状に延びている。即ち天地方向上側であって、一方の長辺を構成する周壁部26寄りの位置に受熱管31の束75が帯状に延びている。
一方、天地方向下側に出側管部65を構成する受熱管31の束76が帯状に延びている。
即ち天地方向下側であって、他方の長辺を構成する周壁部28寄りに位置に受熱管31の束76が帯状に延びている。
Further, a shielding
As described above, the
On the other hand, the
That is, the
前記した入側管部61を構成する受熱管31の束75と、出側管部65を構成する受熱管31の束76との間には、大きな落差があるため、気体導入口33の直下の位置には、図2、図15、図16の様に広い空洞部(第1空洞部)80が存在する。
なお気体導入口33の内、b区画にある部分の一部は、その開口の僅かに下の位置に入側管部61を構成する受熱管31の束75がある。そのため、気体導入口33の内、b区画にある部分の一部は、実質的に入側管部61を構成する受熱管31の束75によって閉塞されている。しかしながら、前記した様に、気体導入口33の中でa区画にある部分は、これを閉塞する部材が存在しない。
Since there is a large drop between the
A part of the portion in the b section of the
ケース本体22内に目を移すと、b区画の上部には前記した様に入側管部61を構成する受熱管31の束75が帯状に配されているが、当該束75の下部は、空洞となっている。即ちb区画の受熱管31の下には、第2空洞部83がある。第2空洞部83は前記した第1空洞部80と直接的に連通する。
さらに前記した様に、仕切り部材40は、出側管部65の上に位置しており、入側管部61側には存在しない。また遮蔽壁部材38は出側管部65側の長辺側の周壁部28を端部として設けられており、入側管部61側には至っていない。
そのため仕切り部材40以外の部位には開口81がある。第2空洞部83は開口81を介してループ部収容領域66側に連通している。即ちb区画とc区画が連通している。
When the eyes are moved into the case
Further, as described above, the
Therefore, there is an
また前記した様に、ケース部材22の内面の一方の長辺を構成する周壁部26にリブ36があり、当該リブ36の先端が管路部材21のループ部55の直線部分57に当接している。そのため管路部材21のそれ以外の部分は、ケース部材22の周壁部26との間に所定の空隙78が確保されている(図7)。
当該空隙78は小さなもので、具体的には、1mmから5mm程度であり、より好ましくは、2から3mmである。
また短辺側の周壁部27と、管路部材21の間には、これよりも大きな空隙79がある。当該空隙79の大きさは、1cmから5cm程度であり、より好ましくは、2cmから3cmである。
また、他方の長辺側の周壁部28と、管路部材21の間には、より大きな隙間がある。
As described above, the
The
Further, a
Further, there is a larger gap between the
前記した様にループ部55の一方の直線部分58にスペーサ67が取り付けられているが、スペーサ67の取り付け位置は、図3、図4の様に気体導入口33と気体排出口35の間である。より詳細には、気体排出口35の直近の位置であって、仕切り部材40で封鎖されていない開口部分81と、気体排出口35とを結ぶ直線82(図2、図10)上にある。
As described above, the
前記した様に、本実施形態の燃焼装置1は、燃焼缶体部3と排気流路形成部6が二次熱交換器5の上に載置されている。より詳細には、図1の様に、二次熱交換器5の左側のa区画とb区画の上に燃焼缶体部3が載置される。また右側のc区画とd区画の上に排気流路形成部6が載置される。
As described above, in the combustion apparatus 1 of the present embodiment, the combustion can
そのため燃焼缶体部3の末端部分は、a区画とb区画に設けられた気体導入口33を覆う。同様に、排気流路形成部6の始端部分は、c区画とd区画に設けられた気体排出口35を覆う。
Therefore, the end portion of the combustion can
次に本実施形態の燃焼装置1の機能について説明する。
入水側ヘッダ50及び出水側ヘッダ51は、ケース部材20の外部であって側方(図2、3において正面視左側)に配置されている。入水側ヘッダ50は、出水側ヘッダ51よりも上方かつ手前側に配置されている。入水側ヘッダ50には、図示しない配管を介して給水が行われる。給水源から供給された水は、複数の受熱管31に分岐して平行に流れ、出水側ヘッダ51から排出される。
また出水側ヘッダ51は図示しない配管によって一次熱交換器8に接続されており、出水側ヘッダ51から排出された水は、一次熱交換器8を流れる。
Next, the function of the combustion apparatus 1 of this embodiment is demonstrated.
The water
Further, the water
また燃焼装置1は、バーナ部2が燃焼作動を開始すると、バーナ部2の燃焼作動に伴って発生した燃焼ガスは、燃焼缶体部3内を下方に向けて流れる。
In the combustion apparatus 1, when the
その後、燃焼缶体部3を通過した燃焼ガスは、図15の矢印で示すように、気体導入口33から二次熱交換器5のケース部材20内に導入される。
燃焼ガスの進入方向は、図15、図16の矢印A,Bで示す様に、ループ部55を構成する平面77に対して垂直に交差する方向である。
そして二次熱交換器5のケース部材20内に導入された燃焼ガスの内、b区画から入った燃焼ガスは、矢印Aの様に直ちに入側管部61を構成する受熱管31の束75と衝突する。即ち前記した様に、気体導入口33の内、b区画にある部分の一部は、実質的に入側管部61を構成する受熱管31の束75によって閉塞されているので、b区画から入った燃焼ガスは、入側管部61を構成する受熱管31の束75と衝突し、当該部位の受熱管31と熱交換する。そして燃焼ガスの一部は、受熱管31の間の隙間をすり抜けて下側に流れる。
Thereafter, the combustion gas that has passed through the combustion can
As shown by arrows A and B in FIGS. 15 and 16, the approach direction of the combustion gas is a direction perpendicular to the
Of the combustion gases introduced into the
一方、燃焼ガスの残部は、矢印Aの様に、受熱管31の帯を横切り、b区画から第1空洞部80に入る。
また二次熱交換器5のケース部材20内に導入された燃焼ガスの内、a区画から直接入った燃焼ガスは、図15、図16の矢印Bの様に、そのまま下方向に流れてケース部材20内の第1空洞部80に入り、ケース部材20の底部分にある出側管部65を構成する受熱管31と衝突し、当該部位の受熱管31と熱交換する。
On the other hand, the remaining part of the combustion gas crosses the band of the
Of the combustion gas introduced into the
こうして第1空洞部80に入った燃焼ガスは、図15、図16の矢印A,Bの様に、共にケース部材22内のb区画及びc区画に向かって流れる。
即ちa区画の第1空洞部80は、図15,図16の様に、入側管部61の下の第2空洞部83と連通している。また第1空洞部80は、開口81を介してc区画とも連通している。従って第1空洞部80は、b区画及びc区画側に開いている。一方、図の様にa区画の第1空洞部80と、気体排出口35が設けられたd区画との間には、仕切り部材40があり、a区画の第1空洞部80とd区画との間を塞いでいる。即ち仕切り部材40は、ケース部材20内のループ部収容領域66と入出管配置領域88との間を部分的に仕切るものであり、a区画の第1空洞部80とd区画との間を塞ぐものであるが、a区画の第1空洞部80とc区画との間には仕切りは無い。また同様にa区画の第1空洞部80と、気体排出口35が設けられたd区画との間には、遮蔽壁部材38も設けられており、a区画の空洞部80とd区画との間を塞いでいる。
そのため第1空洞部80に入った燃焼ガスの大部分は、図15、図16の矢印A,Bの様に、共にケース部材22内のb区画及びc区画に向かって流れ、直接気体排出口35側に流れることはない。ただし仕切り板40の二次曲げ部41とループ部55との間には、2mm〜10mm程度の間隔があるので、一部の燃焼ガスはd区画に流れ、d区画のループ部と熱交換する。
Thus, the combustion gas that has entered the
That is, the
Therefore, most of the combustion gas that has entered the
そして第1空洞部80からb区画及びc区画に入った燃焼ガスは、ケース部材20の内壁に沿って流れ、概ね管路部材21のループ部55の受熱管31に沿って流れる。即ち各受熱管31の段の間には、スペーサ67によって隙間が形成されている。
またループ部55と図面奥側の周壁部26に設けられたリブ36の先端がループ部55と接触することにより、周壁部26とループ部55との間に隙間78(図7)が確保されている。さらに短辺側の周壁部27と、管路部材21の間にも空隙79がある。
そのため第1空洞部80からc区画に入り、周壁部26と衝突して周壁部26に沿って流れる燃焼ガスは、図15、図17の矢印Cの様に、ループ部55の各段の間に形成された空隙や、周壁部26とループ部55との間に隙間78(図7)を流れ、さらに短辺たる周壁部27と衝突して周壁部27に沿って流れる。即ち第1空洞部80からc区画に入った燃焼ガスは、ケース部材20の内壁に沿って流れ、その間に受熱管31と熱交換し、d区画に入って気体排出口35から外に抜ける。
Then, the combustion gas that has entered the b section and the c section from the
Further, the tips of the
Therefore, the combustion gas that enters the section c from the
一方、第1空洞部80から斜め方向に進行し、直接d区画に入った燃焼ガスは、図15、図17の矢印Dの様に、各受熱管31の段の間の隙間を通過して直接的に長辺側の周壁部28と衝突し、先の流と合流してケース部材20の内壁に沿って流れる。
On the other hand, the combustion gas that travels obliquely from the
また本実施形態の燃焼装置1では、第1空洞部80又は第2空洞部83からループ部55の中心部を抜けて気体排出口35に至るルート(矢印E)は、遮蔽壁部材38及びスペーサ67によって封鎖されている。
即ちスペーサ67は、受熱管31の段同士の間に所定の空隙を形成させるものではあるが、図14に示した様に、スペーサ67が取り付けられた部分については、受熱管31の段同士の間がスペーサ67自身によって閉鎖される。
また本実施形態では、スペーサ67の取り付け位置は、図2、図3の様に気体導入口33と気体排出口35の間であり、より詳細には、気体排出口35の直近の位置であって、仕切り部材40で封鎖されていない開口部分81と、気体排出口35とを結ぶ直線82(図2、図10)上である。そして本実施形態では、この直線82がスペーサ67自身によって封鎖されている。そのため空洞部80,83からループ部55の中心部を抜けて気体排出口35に至るルート(矢印E)は、スペーサ67によって塞がれ、空洞部80,83からループ部55の中心部を抜けて気体排出口35に燃焼ガスが抜けることが阻止されている。そのため熱交換に寄与せずに燃焼ガスが排出されてしまうことが防止される。
In the combustion apparatus 1 of the present embodiment, the route (arrow E) from the
That is, the
In the present embodiment, the
この様に本実施形態で採用する二次熱交換器5では、気体導入口33の真下の位置に大きな第1空洞部80があり、これを直接封鎖してしまう部材が存在しない。そのため上流側の燃焼缶体部3から導入される燃焼ガスは、無理なくケース部材20の中に入る。またケース部材20では、燃焼ガスはケース部材20の内壁に沿って流れるので、ケース部材20においても大きな流路抵抗は生じない。
さらに気体導入口33から気体排出口35に直接流れるショートカットは、仕切り部材40と遮蔽壁部材38及びスペーサ67によって阻止される。
そのため本実施形態で採用する二次熱交換器5は、流路抵抗が小さく、且つ熱交換効率も高い。
さらに燃焼缶体部3の真下の位置に気体導入口33が有るので、燃焼缶体部3と二次熱交換器5の間に流路を形成する部材を挿入する必要がなく、全高が低い。
Thus, in the
Further, the shortcut that flows directly from the
Therefore, the
Furthermore, since the
以上説明した実施形態では、楕円形のループ部55を備えた構成を例示したが、ループ部の形状は任意であり、例えば図18に示す様な円形のループ部90を備えたものであっても良い。
In the embodiment described above, the configuration including the
また先の実施形態では、入側管部61と出側管部65は共に直線状に延びるものであったが、図19に示す入側管部91の様に、湾曲した部分を有するものであってもよい。
In the previous embodiment, the inlet
また先の実施形態では、管路部材21の一部と当接する突出部36が、リブ状に連続するものであったが、図20の様にそれぞれ独立した突起39であってもよい。
In the previous embodiment, the protruding
1 燃焼装置
2 バーナ部
3 燃焼缶体部
5 二次熱交換器(連通路形成部)
6 排気流路形成部
20 ケース部材
21 管路部材
22 ケース本体
23 天板部材(板部材)
24 隙間
26,27,28 周壁部
31 受熱管
33 気体導入口
35 気体排出口
36 リブ(突出部)
40 仕切り部材
50 入水側ヘッダ
51 出水側ヘッダ
55 ループ部
56 出入り管部
61 入側管部
65 出側管部
66 ループ部収容領域(主要部収容領域)
67 スペーサ
75 受熱管の束
76 受熱管の束
78 空隙
80 空洞部(第1空洞部)
83 第2空洞部
88 入出管配置領域(空洞形成領域)
90 ループ部
91 入側管部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
6 Exhaust flow
24
40
67
83 Second cavity portion 88 I / O pipe arrangement area (cavity formation area)
90
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