JP6128649B2 - Heating device - Google Patents

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  • Instantaneous Water Boilers, Portable Hot-Water Supply Apparatuses, And Control Of Portable Hot-Water Supply Apparatuses (AREA)

Description

本発明は、バーナにおける燃焼により発生する燃焼ガスとの熱交換により液体を加熱する加熱装置に関し、特に、潜熱回収用の二次熱交換器を備え一次熱交換器として1缶2水路型熱交換器を使用した加熱装置に関する。   The present invention relates to a heating apparatus that heats a liquid by exchanging heat with combustion gas generated by combustion in a burner, and in particular, has a secondary heat exchanger for recovering latent heat and has a one-can / two-channel heat exchange as a primary heat exchanger. The present invention relates to a heating device using a vessel.

従来から、給湯装置の分野においては、潜熱回収用の二次熱交換器を備え一次熱交換器として1缶2水路型熱交換器を用いた加熱装置が知られている(例えば、特許文献1の図1,特許文献2の図6参照)。図7は特許文献1に記載の1缶2水路給湯システムの構成図である。1缶2水路給湯システムは、給湯配管101、追いだき配管102、バーナ104、一次熱交換器105、及び二次熱交換器106を備えている。給湯配管101は、市水から給水され加熱した水を給湯栓へ送水する配管である。追いだき配管102は、浴槽103の水を循環して加熱するための配管である。バーナ104は、給湯燃焼及び追いだき燃焼を行う加熱手段である。一次熱交換器105は、バーナ104の燃焼により生じる燃焼ガスにより加熱され、給湯用熱交換器と追いだき用熱交換器とが一体化された1缶2水路型熱交換器である。二次熱交換器106は、燃焼ガスの流路上においてバーナ104に対して一次熱交換器105よりも遠位に配置された潜熱回収用の熱交換器である。給湯配管101は、水道管に接続される側から二次熱交換器106、一次熱交換器105の順に通過して給湯栓へと接続されている。追いだき配管102は、両端が浴槽103に接続され、その中間において一次熱交換器105を通過している。   2. Description of the Related Art Conventionally, in the field of hot water supply apparatuses, a heating apparatus that includes a secondary heat exchanger for recovering latent heat and uses a single can / two-channel heat exchanger as a primary heat exchanger is known (for example, Patent Document 1). 1 and FIG. 6 of Patent Document 2). FIG. 7 is a configuration diagram of the single can / two water channel hot water supply system described in Patent Document 1. The single can / two water channel hot water supply system includes a hot water supply pipe 101, a follow-up pipe 102, a burner 104, a primary heat exchanger 105, and a secondary heat exchanger 106. The hot water supply pipe 101 is a pipe that supplies heated water supplied from city water to a hot water tap. The follow-up pipe 102 is a pipe for circulating and heating the water in the bathtub 103. The burner 104 is a heating means that performs hot water supply combustion and follow-up combustion. The primary heat exchanger 105 is a one-can two-water channel heat exchanger in which a hot water supply heat exchanger and a follow-up heat exchanger are integrated by being heated by combustion gas generated by combustion of the burner 104. The secondary heat exchanger 106 is a heat exchanger for recovering latent heat that is disposed on the combustion gas flow path farther than the primary heat exchanger 105 with respect to the burner 104. The hot water supply pipe 101 is connected to the hot water tap through the secondary heat exchanger 106 and the primary heat exchanger 105 in this order from the side connected to the water pipe. The chasing pipe 102 is connected to the bathtub 103 at both ends, and passes through the primary heat exchanger 105 in the middle thereof.

このような1缶2水路給湯システムにおいて、給湯を行う場合、給湯栓107を開栓して給湯配管101に通水するとともに、バーナ104を起動して二次熱交換器106及び一次熱交換器105によって給湯配管101を通過する水を加熱する。一方、浴槽103内の浴槽水の追いだきを行う場合、循環ポンプ108を起動して追いだき配管102内に浴槽水を循環させるとともに、バーナ104を起動して一次熱交換器105によって給湯配管101を通過する水を加熱する。   In such a can / two-channel hot-water supply system, when hot water is supplied, the hot-water tap 107 is opened and water is supplied to the hot-water supply pipe 101, and the burner 104 is started to activate the secondary heat exchanger 106 and the primary heat exchanger. The water passing through the hot water supply pipe 101 is heated by 105. On the other hand, when the bathtub water in the bathtub 103 is driven, the circulation pump 108 is started to circulate the bathtub water in the discharge pipe 102, and the burner 104 is started and the hot water supply pipe 101 is started by the primary heat exchanger 105. Heat the water passing through.

上述のような給湯システムにおいては、給湯や追いだきを長時間に亘って行わない場合には、配管内の凍結防止のために水抜きが行われる。水抜きを行う場合、一次熱交換器及び二次熱交換器内に水が残留すると、凍結による配管破裂の原因となるため、熱交換器周辺の給湯配管の中で最も低位となる箇所に水抜き管を接続して一次熱交換器及び二次熱交換器内の水を完全に排出する構成とされる。このような水抜き配管の構成としては、特許文献3に記載の構成が公知である。   In the hot water supply system as described above, when hot water supply or chasing is not performed for a long time, water is drained to prevent freezing in the piping. When draining water, if water remains in the primary heat exchanger and the secondary heat exchanger, it may cause pipe rupture due to freezing, so water is placed at the lowest point in the hot water supply piping around the heat exchanger. It is set as the structure which discharges the water in a primary heat exchanger and a secondary heat exchanger by connecting a extraction pipe. As a configuration of such a drain pipe, a configuration described in Patent Document 3 is known.

図8は、特許文献3に記載の加熱装置の配管構成図である(特許文献3の図1,図2参照)。尚、図8の加熱装置は、図7の場合と同様、給湯配管101において一次熱交換器105及び二次熱交換器106を備えているが、給湯回路のみの1缶1水型であり、追いだき配管102はない。図8の加熱装置においては、二次熱交換器106から一次熱交換器105へ向かう給湯配管101の中途に、トラップ構造部110、バイパス配管111及び排水配管112を設けている。トラップ構造部110は、二次熱交換器106側から一次熱交換器105よりも下方まで立ち下がった後、一次熱交換器105の入水口105aまで立ち上がる構造とされている。バイパス配管111は、トラップ構造部110をバイパスする流路であり、トラップ構造部110において凍結が生じる等により水の流れが阻止された際に、トラップ構造部110を迂回して通水可能とし、一次熱交換器105の空焚きを防止するために設けられている。排水配管112はトラップ構造部110の最低位の位置に接続された排水路であり、中途に設けられた排出弁113を開弁することで、トラップ構造部110の内部の水を排水可能とするために設けられている。排水配管112は、トラップ構造部110から加熱装置外部へ延設される。これにより、凍結防止のために一次熱交換器105及び二次熱交換器106における水を抜く場合、排出弁113を開弁すれば、一次熱交換器105及び二次熱交換器106内の水はすべてトラップ構造部110へ流れ下り、排水配管112を経て外部へ排出される。   FIG. 8 is a piping configuration diagram of the heating device described in Patent Document 3 (see FIGS. 1 and 2 of Patent Document 3). The heating device of FIG. 8 includes a primary heat exchanger 105 and a secondary heat exchanger 106 in the hot water supply pipe 101 as in the case of FIG. There is no follow-up piping 102. In the heating device of FIG. 8, a trap structure 110, a bypass pipe 111 and a drain pipe 112 are provided in the middle of the hot water supply pipe 101 from the secondary heat exchanger 106 to the primary heat exchanger 105. The trap structure 110 is configured to rise from the secondary heat exchanger 106 side to a position below the primary heat exchanger 105 and then to the water inlet 105 a of the primary heat exchanger 105. The bypass pipe 111 is a flow path that bypasses the trap structure section 110, and when the flow of water is blocked due to freezing in the trap structure section 110 or the like, the trap structure section 110 can be bypassed to pass water, It is provided to prevent the primary heat exchanger 105 from being blown. The drainage pipe 112 is a drainage channel connected to the lowest position of the trap structure unit 110, and the drain valve 113 provided in the middle is opened so that the water inside the trap structure unit 110 can be drained. It is provided for. The drainage pipe 112 extends from the trap structure 110 to the outside of the heating device. As a result, when water in the primary heat exchanger 105 and the secondary heat exchanger 106 is drained to prevent freezing, the water in the primary heat exchanger 105 and the secondary heat exchanger 106 can be opened by opening the discharge valve 113. All flow down to the trap structure 110 and are discharged to the outside through the drain pipe 112.

特開2007−120865号公報JP 2007-120865 A 特開平10−132388号公報JP-A-10-132388 特開2007−32935号公報JP 2007-32935 A

しかしながら、上記特許文献3に記載のトラップ構造部を、上記特許文献1,2に記載の1缶2水路型熱交換器の一次熱交換器及び二次熱交換器を備えた加熱装置に適用した場合、給湯を行わない状態で追いだきのみを行う場合に熱効率が低下するという問題がある。   However, the trap structure described in Patent Document 3 is applied to a heating device including the primary heat exchanger and the secondary heat exchanger of the single can / two-channel heat exchanger described in Patent Documents 1 and 2 above. In such a case, there is a problem that the thermal efficiency is lowered when only chasing is performed without hot water supply.

図9は、特許文献1に記載の1缶2水路給湯システムに特許文献3に記載の加熱装置のトラップ構造を適用した配管構成図である。1缶2水路型熱交換器においては、給湯を行わない状態で追いだきのみを行う場合、給湯栓107を閉栓して給湯配管101に水を流さない状態とし、循環ポンプ108を起動して追いだき配管102内に浴槽水を循環させるとともに、バーナ104を起動して一次熱交換器105によって給湯配管101を通過する浴槽水を循環加熱する、という操作が行われる。このとき、一次熱交換器105においては追いだき配管102内の浴槽水が加熱されると同時に、給湯配管101内に溜まっている水も加熱されることになる。従って、一次熱交換器105の給湯配管101内に滞溜している水は加熱によって比重が小さくなるため、図9(b)に示したように、バイパス配管111を通って二次熱交換器106へと上昇する一方、二次熱交換器106の給湯配管101内の水は、一次熱交換器105よりも温度が低く比重が大きいため下降し、トラップ構造部110を通って二次熱交換器106へ移動するというような熱対流(図9(b)に点線で示した様な流れ)が給湯配管101内において生じる。そのため、二次熱交換器106の熱が、給湯配管101内の水を介して二次熱交換器106へ移動し放熱されるという放熱回路が形成され、これが熱効率の低下を引き起こす。   FIG. 9 is a piping configuration diagram in which the trap structure of the heating device described in Patent Document 3 is applied to the single can / two water channel hot water supply system described in Patent Document 1. In the 1-can 2-water-channel heat exchanger, when only hot water is not supplied, the hot-water tap 107 is closed so that water does not flow through the hot-water supply pipe 101, and the circulation pump 108 is activated to add the heat. The operation of circulating the bathtub water through the hot water supply pipe 101 by starting the burner 104 and circulating the bathtub water through the inlet pipe 102 is performed. At this time, in the primary heat exchanger 105, the bath water in the follow-up pipe 102 is heated, and at the same time, the water accumulated in the hot water supply pipe 101 is also heated. Therefore, since the specific gravity of the water staying in the hot water supply pipe 101 of the primary heat exchanger 105 is reduced by heating, the secondary heat exchanger passes through the bypass pipe 111 as shown in FIG. 9B. On the other hand, the water in the hot water supply pipe 101 of the secondary heat exchanger 106 is lowered because the temperature is lower and the specific gravity is larger than that of the primary heat exchanger 105, and the water falls in the secondary heat exchanger 106 through the trap structure 110. Heat convection (flow as indicated by a dotted line in FIG. 9B) is generated in the hot water supply pipe 101 so as to move to the heater 106. Therefore, a heat dissipation circuit is formed in which the heat of the secondary heat exchanger 106 is transferred to the secondary heat exchanger 106 through the water in the hot water supply pipe 101 and is radiated, which causes a decrease in thermal efficiency.

そこで、バイパス配管111をなくすことも考えられるが、前述したようにトラップ構造部110で凍結が発生した場合に、一次熱交換器105で給湯配管101の空焚きが生じるのを防止するためには、バイパス配管111は必要である。従って、この構成では安全上バイパス配管111をなくすことは難しい。   Therefore, it is conceivable to eliminate the bypass pipe 111, but in order to prevent the hot water supply pipe 101 from being aired in the primary heat exchanger 105 when the trap structure 110 is frozen as described above. The bypass pipe 111 is necessary. Therefore, in this configuration, it is difficult to eliminate the bypass pipe 111 for safety.

尚、トラップ構造を持たない特許文献1に記載の1缶2水路給湯システムにおいても同様の対流による放熱が生じ、熱効率が低下するという問題を孕んでいる。   In addition, also in the 1 can 2 water channel hot-water supply system of patent document 1 which does not have a trap structure, the heat radiation by the same convection arises and the problem that thermal efficiency falls is held.

また、特許文献3の加熱装置において、トラップ構造部110に接続する排水配管112は、排水のために加熱装置の外部へ延設されるため、比較的長い配管となる。そのため配管の表面積が大きく、排水配管112を介した伝熱による放熱回路も形成され、これも熱効率の低下を引き起こす。   Further, in the heating device of Patent Document 3, the drainage pipe 112 connected to the trap structure 110 is extended to the outside of the heating device for drainage, and thus becomes a relatively long pipe. Therefore, the surface area of the pipe is large, and a heat dissipation circuit is also formed by heat transfer through the drain pipe 112, which also causes a decrease in thermal efficiency.

そこで、本発明の目的は、潜熱回収用の二次熱交換器を備え且つ一次熱交換器として1缶2水路型熱交換器を備えた加熱装置において、一次熱交換器及び二次熱交換器内の水の水抜きを行うことができ、且つ給湯を行わない状態で追いだきのみを行う場合においても熱効率の低下を従来よりも抑えることが可能な加熱装置を提供することにある。   SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, an object of the present invention is to provide a primary heat exchanger and a secondary heat exchanger in a heating apparatus including a secondary heat exchanger for recovering latent heat and a one-can / two-channel heat exchanger as a primary heat exchanger. It is an object of the present invention to provide a heating device that can drain the water in the interior and can suppress a decrease in thermal efficiency compared to the conventional case even when only chasing without hot water supply.

本発明に係る加熱装置の第1の構成は、加熱ガスを発生する加熱手段と、
前記加熱ガスが流れる加熱ガス流路と、
前記加熱ガス流路に配設された1缶2水路型熱交換器である一次熱交換器と、
前記加熱ガス流路の前記一次熱交換器の下流側に配設された二次熱交換器と、
加熱される水が通過する流路であって、前記二次熱交換器を通過した後に前記一次熱交換器を通過する第1の加熱流路と、
加熱される水が通過する流路であって、前記一次熱交換器のみを通過する第2の加熱流路と、を備えた加熱装置において、
前記二次熱交換器から前記一次熱交換器へ至る前記第1の加熱流路は、1つの最低点を有し当該最低点における管内天井部の高さが前記第1の加熱流路の前記一次熱交換器への入水口における管内床部の高さよりも低位となる下に凸の曲がり管を備えたトラップ構造が少なくとも一つ設けられ、
前記トラップ構造の最低点と、前記第1の加熱流路の前記一次熱交換器からの出水口より下流側の前記第1の加熱流路上の当該最低点より低い位置であって、当該最低点の最も近傍の位置とに接続されたバイパス流路と、を備えたことを特徴とする。
A first configuration of the heating device according to the present invention includes a heating unit that generates a heating gas,
A heated gas flow path through which the heated gas flows;
A primary heat exchanger that is a one-can two-water channel heat exchanger disposed in the heated gas flow path;
A secondary heat exchanger disposed downstream of the primary heat exchanger in the heated gas flow path;
A flow path through which heated water passes, wherein the first heating flow path passes through the primary heat exchanger after passing through the secondary heat exchanger;
In a heating apparatus comprising a flow path through which heated water passes, and a second heating flow path that passes only through the primary heat exchanger,
The first heating flow path from the secondary heat exchanger to the primary heat exchanger has one lowest point, and the height of the ceiling in the pipe at the lowest point is the first heating flow path. At least one trap structure provided with a convex bent pipe that is lower than the height of the inner floor of the pipe at the inlet to the primary heat exchanger is provided,
The lowest point of the trap structure and a position lower than the lowest point on the first heating channel on the downstream side of the water outlet from the primary heat exchanger of the first heating channel, the lowest point And a bypass flow path connected to the nearest position.

この構成によれば、第1の加熱流路の水抜きを行う際には、第1の加熱流路の下流側から排水を行えば、一次熱交換器及び二次熱交換器内の水はトラップ構造の最低点に流れ下り、バイパス流路を経て第1の加熱流路の下流側から排水される。バイパス流路は常に第1の加熱流路の一次熱交換器への出水口よりも下流側と接続されているため、トラップ構造内に水が滞溜することはなく、上記特許文献3のようなトラップ構造部110に接続する排水配管112及び排出弁113を設ける必要がなくなり、更にトラップ構造部110をバイパスする流路(バイパス配管111)を設ける必要がなくなる。   According to this configuration, when water is drained from the first heating channel, if the water is drained from the downstream side of the first heating channel, the water in the primary heat exchanger and the secondary heat exchanger is It flows down to the lowest point of the trap structure and drains from the downstream side of the first heating channel through the bypass channel. Since the bypass flow path is always connected to the downstream side of the water outlet to the primary heat exchanger of the first heating flow path, water does not stay in the trap structure. It is not necessary to provide the drain pipe 112 and the discharge valve 113 connected to the trap structure section 110, and it is not necessary to provide a flow path (bypass pipe 111) for bypassing the trap structure section 110.

また、第1の加熱流路の通水を止め、第2の加熱流路に通水させた状態(以下「第2流路水加熱状態」という。)において、加熱手段により一次熱交換器を加熱して第2の加熱流路の水を加熱する場合、一次熱交換器の第1の加熱流路内に滞溜した水が同時に加熱され比重が小さくなるが、最低点が第1の加熱流路の前記一次熱交換器への入水口よりも低位となる下に凸の曲がり管を備えたトラップ構造があるため、比重の小さくなった第1の加熱流路内の水が二次熱交換器へ移動する現象が抑制され、一次熱交換器と二次熱交換器との間の第1の加熱流路内における対流が生じにくくなる。従って、第1の加熱流路内の水の対流による放熱回路が形成され難いため、高い熱効率を達成することができる。   Further, in a state where water flow through the first heating channel is stopped and water is passed through the second heating channel (hereinafter referred to as “second channel water heating state”), the primary heat exchanger is moved by the heating means. When heating and heating the water in the second heating channel, the water accumulated in the first heating channel of the primary heat exchanger is simultaneously heated to reduce the specific gravity, but the lowest point is the first heating Since there is a trap structure having a convex bent pipe below the water inlet to the primary heat exchanger in the flow path, the water in the first heating flow path having a reduced specific gravity is converted into secondary heat. The phenomenon of moving to the exchanger is suppressed, and convection is less likely to occur in the first heating flow path between the primary heat exchanger and the secondary heat exchanger. Therefore, it is difficult to form a heat dissipation circuit by convection of water in the first heating flow path, so that high thermal efficiency can be achieved.

さらに、トラップ構造内の水を排水するバイパス流路は、トラップ構造の最低点と、第1の加熱流路の一次熱交換器からの出水口より下流側の第1の加熱流路上の当該最低点より低い位置であって、当該最低点の最も近傍の位置とに接続されているため、バイパス流路の長さは短くなり、またバイパス流路の両端はいずれも一次熱交換器近傍の第1の加熱流路と接続されるため、バイパス流路を介した伝熱による放熱も殆どなくすことができる。従って、高い熱効率を達成することができる。   Further, the bypass flow path for draining the water in the trap structure includes the lowest point of the trap structure and the lowest flow path on the first heating flow path downstream from the water outlet from the primary heat exchanger of the first heating flow path. Is connected to the position closest to the lowest point, and the length of the bypass flow path is shortened, and both ends of the bypass flow path are connected to the first heat exchanger near the primary heat exchanger. Since it is connected to one heating channel, it is possible to almost eliminate heat radiation due to heat transfer through the bypass channel. Therefore, high thermal efficiency can be achieved.

ここで、本発明において、トラップ構造は複数設けてもよいが、配管を簡易にするため一つとすることが好ましい。また、トラップ構造の形状は、1つの最低点を有し当該最低点が第1の加熱流路の一次熱交換器への入水口よりも低位となる下に凸の曲がり管であればどのような形状であってもよく、例えば、U字管形状やV字管形状や1巻きのループ管形状などが考えられる。   Here, in the present invention, a plurality of trap structures may be provided, but it is preferable to use one trap structure in order to simplify the piping. Moreover, the shape of the trap structure has one lowest point, and if the lowest point is a downwardly convex bent pipe that is lower than the water inlet to the primary heat exchanger of the first heating channel, what kind of shape is used? For example, a U-shaped tube shape, a V-shaped tube shape, a one-turn loop tube shape, or the like is conceivable.

本発明に係る加熱装置の第2の構成は、前記第1の構成に於いて、前記トラップ構造は、その最低点における管内天井部の高さが、前記一次熱交換器への入水口における管内床部の高さよりも、少なくとも3cm以上低位であることを特徴とする。   The second configuration of the heating device according to the present invention is that, in the first configuration, the trap structure is configured such that the height of the ceiling portion of the pipe at the lowest point is within the pipe at the water inlet to the primary heat exchanger. It is characterized by being at least 3 cm lower than the height of the floor.

トラップ構造の最低点における管内天井部の高さを一次熱交換器の入水口における管内床部の高さより少なくとも3cm以上低位とすることで、第2流路水加熱状態において、一次熱交換器と二次熱交換器との間の第1の加熱流路内における対流をほぼ抑えることができ、高い熱効率を達成することができる。   By making the height of the ceiling part in the pipe at the lowest point of the trap structure at least 3 cm lower than the height of the floor part in the pipe at the inlet of the primary heat exchanger, in the second channel water heating state, Convection in the first heating flow path with the secondary heat exchanger can be substantially suppressed, and high thermal efficiency can be achieved.

本発明に係る加熱装置の第3の構成は、前記第1又は2の構成に於いて、前記二次熱交換器から前記一次熱交換器へ至る前記第1の加熱流路には、前記トラップ構造が複数設けられ、前記各トラップ構造の前記最低点に前記バイパス流路が接続されていることを特徴とする。   A third configuration of the heating device according to the present invention is the first or second configuration, wherein the trap is provided in the first heating flow path from the secondary heat exchanger to the primary heat exchanger. A plurality of structures are provided, and the bypass flow path is connected to the lowest point of each trap structure.

このように、トラップ構造を複数とすることによって、より確実に一次熱交換器内の給湯配管の水が熱対流によって二次熱交換器へ移動することを防止することが可能となる。   Thus, by using a plurality of trap structures, it is possible to more reliably prevent water in the hot water supply pipe in the primary heat exchanger from moving to the secondary heat exchanger due to heat convection.

以上のように、本発明によれば、上述のトラップ構造及びバイパス流路を設けることにより、一次熱交換器として1缶2水路型熱交換器を備えた加熱装置において、一次熱交換器及び二次熱交換器内の水の水抜きを完全に行うことができ、且つ第2流路水加熱状態においても熱効率の低下を従来よりも抑えることが可能な加熱装置を提供することができる。   As described above, according to the present invention, by providing the trap structure and the bypass flow path described above, in the heating apparatus provided with a single can two-water channel heat exchanger as the primary heat exchanger, the primary heat exchanger and the two It is possible to provide a heating apparatus capable of completely draining water in the secondary heat exchanger and capable of suppressing a decrease in thermal efficiency as compared with the prior art even in the second channel water heating state.

本発明の実施例1に係る加熱装置の配管構成を表す図である。It is a figure showing the piping structure of the heating apparatus which concerns on Example 1 of this invention. トラップ構造30周辺の具体的な配管構成を表す図である。It is a figure showing the specific piping structure of the trap structure 30 periphery. トラップ構造30の周辺構造を模式的に示した図である。3 is a diagram schematically showing a peripheral structure of a trap structure 30. FIG. トラップ構造30の有効高さh1と、給湯を行わない状態で追いだきのみを行う場合の一次熱交換器6の熱効率との関係を表す図である。It is a figure showing the relationship between the effective height h1 of the trap structure 30, and the thermal efficiency of the primary heat exchanger 6 when only chasing is performed without hot water supply. 本発明の実施例2に係る加熱装置のトラップ構造30の周辺構造を模式的に示した図である。It is the figure which showed typically the surrounding structure of the trap structure 30 of the heating apparatus which concerns on Example 2 of this invention. 本発明の実施例3に係る加熱装置のトラップ構造30の周辺構造を模式的に示した図である。It is the figure which showed typically the surrounding structure of the trap structure 30 of the heating apparatus which concerns on Example 3 of this invention. 特許文献1に記載の1缶2水路給湯システムの構成図である。1 is a configuration diagram of a single can / two water channel hot water supply system described in Patent Document 1. FIG. 特許文献3に記載の加熱装置の配管構成図である。It is a piping lineblock diagram of a heating device given in patent documents 3. 特許文献1に記載の1缶2水路給湯システムに特許文献3に記載の加熱装置のトラップ構造を適用した配管構成図である。(a)全体図、(b)一次熱交換器及び二次熱交換器周辺の拡大図。2 is a piping configuration diagram in which a trap structure of a heating device described in Patent Document 3 is applied to a single can / two water channel hot water supply system described in Patent Document 1. FIG. (A) Overall view, (b) Enlarged view around the primary heat exchanger and the secondary heat exchanger.

以下、本発明を実施するための形態について、図面を参照しながら説明する。   Hereinafter, embodiments for carrying out the present invention will be described with reference to the drawings.

図1は、本発明の実施例1に係る加熱装置の配管構成を表す図である。本実施例では、加熱装置1を、給湯と風呂の追いだきとを行う機能を有する給湯器に適用した例を示す。加熱装置1は、基本構成として給湯配管2、追いだき配管3、バーナ4、加熱ガス流路5、一次熱交換器6、二次熱交換器7を備えている。   FIG. 1 is a diagram illustrating a piping configuration of a heating device according to Embodiment 1 of the present invention. In this embodiment, an example in which the heating device 1 is applied to a water heater having a function of performing hot water supply and bathing is shown. The heating device 1 includes a hot water supply pipe 2, a follow-up pipe 3, a burner 4, a heating gas flow path 5, a primary heat exchanger 6, and a secondary heat exchanger 7 as a basic configuration.

給湯配管2(第1の加熱流路)は、給水接続口2aに市水から給水されるとともに、加熱された水を出湯接続口2bから給湯栓(図示せず)へ送水する配管である。追いだき配管3(第2の加熱流路)は、浴槽8の水を循環して加熱するための配管である。バーナ4は、加熱ガスを発生する加熱手段であり、本実施例ではバーナ4の例としてガスバーナを示している。加熱ガス流路5は、バーナ4において発生する加熱ガスが流れる流路である。一次熱交換器6は、加熱ガス流路5内に配設された1缶2水路型熱交換器である。二次熱交換器7は、加熱ガス流路5内の一次熱交換器6の下流側に配設された熱交換器である。   The hot water supply pipe 2 (first heating channel) is a pipe that is supplied with water from the city water to the water supply connection port 2a and supplies heated water from the hot water connection port 2b to a hot water tap (not shown). The follow-up pipe 3 (second heating flow path) is a pipe for circulating and heating the water in the bathtub 8. The burner 4 is a heating means for generating heated gas, and in this embodiment, a gas burner is shown as an example of the burner 4. The heated gas channel 5 is a channel through which the heated gas generated in the burner 4 flows. The primary heat exchanger 6 is a one-can two-water channel heat exchanger disposed in the heated gas flow path 5. The secondary heat exchanger 7 is a heat exchanger disposed on the downstream side of the primary heat exchanger 6 in the heating gas flow path 5.

給湯配管2は、給水接続口2aから二次熱交換器7を通過した後に一次熱交換器6を通過して出湯接続口2bへ至る。給湯配管2の給水接続口2aと二次熱交換器7の間の区間には、給水接続口2aの側から、給水温度を検出する給水サーミスタ14、給水流量を検出する給水水量センサ15が配設されている。また、給湯配管2の一次熱交換器6内の途中には、一次熱交換機6内の給湯配管2内の水温を検出する熱交サーミスタ16が配設され、給湯配管2の一次熱交換器6の出水口6bの近傍には、一次熱交換機6出口の給湯配管2内の水温を検出する熱交出口サーミスタ17が配設されている。給湯配管2の一次熱交換器6と出湯接続口2bの間には、一次熱交換器6の側から、水と湯を所望の比率で混合する混合比例弁18、混合後の水量を調節する水量制御弁19及び出湯温度を検出する出湯サーミスタ20が配設されている。また、給湯配管2の給水水量センサ15と二次熱交換器7の入水口7aとの間には、バイパス配管21が分岐して設けられている。バイパス配管21の下流側は混合比例弁18に接続されている。混合比例弁18は、バイパス配管21から供給される水と、一次熱交換器6の出水口6b側から供給される湯とを混合して、出湯接続口2bの側へ送出することにより、出湯温度の調節を行う機能を有する。   The hot water supply pipe 2 passes through the secondary heat exchanger 7 from the water supply connection port 2a and then passes through the primary heat exchanger 6 to reach the hot water connection port 2b. In a section between the water supply connection port 2a of the hot water supply pipe 2 and the secondary heat exchanger 7, a water supply thermistor 14 for detecting the water supply temperature and a water supply amount sensor 15 for detecting the water supply flow rate are arranged from the water supply connection port 2a side. It is installed. A heat exchange thermistor 16 for detecting the water temperature in the hot water supply pipe 2 in the primary heat exchanger 6 is disposed in the middle of the primary heat exchanger 6 in the hot water supply pipe 2, and the primary heat exchanger 6 in the hot water supply pipe 2. A heat exchange outlet thermistor 17 for detecting the water temperature in the hot water supply pipe 2 at the outlet of the primary heat exchanger 6 is disposed in the vicinity of the water outlet 6b. Between the primary heat exchanger 6 and the outlet port 2b of the hot water supply pipe 2, a mixing proportional valve 18 that mixes water and hot water at a desired ratio is adjusted from the primary heat exchanger 6 side, and the amount of water after mixing is adjusted. A water amount control valve 19 and a hot water thermistor 20 for detecting the hot water temperature are provided. Further, a bypass pipe 21 is branched and provided between the feed water amount sensor 15 of the hot water supply pipe 2 and the water inlet 7 a of the secondary heat exchanger 7. The downstream side of the bypass pipe 21 is connected to the mixing proportional valve 18. The mixing proportional valve 18 mixes the water supplied from the bypass pipe 21 and the hot water supplied from the outlet 6b side of the primary heat exchanger 6 and sends the mixed hot water to the outlet port 2b side. Has the function of adjusting the temperature.

追いだき配管3は、浴槽8からふろ水流スイッチ内蔵ユニット9、風呂循環ポンプ10を経て一次熱交換器6を通過し、再び浴槽8へ戻る。風呂循環ポンプ10は、通常のウォーターポンプであり、浴槽8内の浴槽水を一次熱交換器6へ送水するために設けられている。ふろ水流スイッチ内蔵ユニット9は、3つのポートがあり、3つのポートの内2つは追いだき配管3が接続され、残り1つのポートには、給湯配管2の出湯接続口2b手前の部分と接続した注湯管11に接続している。注湯管11は、浴槽8への給湯を行うための配管であり、途中に注湯電磁弁12及び逆止弁13が設けられている。   The follow-up piping 3 passes through the primary heat exchanger 6 through the bath water flow switch built-in unit 9 and the bath circulation pump 10 from the bathtub 8, and returns to the bathtub 8 again. The bath circulation pump 10 is a normal water pump, and is provided for feeding the bathtub water in the bathtub 8 to the primary heat exchanger 6. The water flow switch built-in unit 9 has three ports, two of the three ports are connected to the follower pipe 3, and the remaining one port is connected to the portion of the hot water supply pipe 2 in front of the hot water outlet 2b. Connected to the pouring pipe 11. The pouring pipe 11 is a pipe for supplying hot water to the bathtub 8, and a pouring electromagnetic valve 12 and a check valve 13 are provided on the way.

本実施例の加熱装置1は、給湯配管2の二次熱交換器7の出水口7bから一次熱交換器6の入水口6aの間の区間に、1つの最低点30aを有し当該最低点30aにおける管内天井部30bの高さが入水口6aにおける管内床部6a’の高さよりも低位となる下に凸の曲がり管を具備したトラップ構造30を備えている。本実施例では、トラップ構造30の具体的形状は、下に凸のU字管を採用している。また、トラップ構造30の上流側は、二次熱交換器7の出水口7bまでの区間に上に凸となる部分がないように配管される。すなわち、二次熱交換器7の出水口7bからトラップ構造30の最低点30aまでは常に下り向きの配管とされている。また、トラップ構造30の下流側は、一次熱交換器6の出水口6bまでの区間に上に凸となる部分がないように配管される。すなわち、一次熱交換器6の出水口6bからトラップ構造30の最低点30aまでは常に下り向きの配管とされている。さらに、トラップ構造30の最低点30aと、給湯配管2の一次熱交換器6からの出水口6bより下流側の給湯配管2上の当該最低点30aより低い位置であって、当該最低点30aの最も近傍の接続位置31aとに接続されたバイパス流路31を備えている。   The heating device 1 of the present embodiment has one minimum point 30a in the section between the water outlet 7b of the secondary heat exchanger 7 of the hot water supply pipe 2 and the water inlet 6a of the primary heat exchanger 6, and the lowest point. A trap structure 30 is provided that includes a bent pipe that protrudes downward in the pipe 30a so that the height of the pipe ceiling 30b is lower than the height of the pipe floor 6a 'at the water inlet 6a. In the present embodiment, a specific shape of the trap structure 30 employs a downwardly convex U-shaped tube. Further, the upstream side of the trap structure 30 is piped so that there is no upwardly protruding portion in the section to the water outlet 7 b of the secondary heat exchanger 7. That is, the piping from the outlet 7b of the secondary heat exchanger 7 to the lowest point 30a of the trap structure 30 is always downward. Further, the downstream side of the trap structure 30 is piped so that there is no upward convex portion in the section to the water outlet 6 b of the primary heat exchanger 6. That is, piping from the water outlet 6b of the primary heat exchanger 6 to the lowest point 30a of the trap structure 30 is always downward piping. Furthermore, the lowest point 30a of the trap structure 30 and a position lower than the lowest point 30a on the hot water supply pipe 2 on the downstream side of the outlet 6b from the primary heat exchanger 6 of the hot water supply pipe 2, and the lowest point 30a. A bypass channel 31 connected to the nearest connection position 31a is provided.

バイパス流路31を設けることによって、給湯配管2では常に一定の流量の水が一次熱交換器6をバイパスして流れることになるが、バイパス流路31の管径Rbを給湯配管2の管径R0よりも小さく設定することにより実際の使用上の問題は生じない。管径比Rb/R0は、具体的な設計に応じて適宜設定される。例えば、管径比Rb/R0は、全体流量の7〜15%がバイパス流路31を通るように設定するように決められる。   By providing the bypass flow path 31, a constant flow rate of water always flows in the hot water supply pipe 2 bypassing the primary heat exchanger 6, but the pipe diameter Rb of the bypass flow path 31 is set to the pipe diameter of the hot water supply pipe 2. By setting it smaller than R0, there is no actual problem in use. The tube diameter ratio Rb / R0 is appropriately set according to the specific design. For example, the pipe diameter ratio Rb / R0 is determined so that 7 to 15% of the total flow rate passes through the bypass flow path 31.

この構造により、給湯配管2の水抜きを行う際に、給水接続口2a及び出湯接続口2bを開放すると、一次熱交換器6内の給湯配管2の水はすべてトラップ構造30の最低点30aへ流れ落ち、バイパス流路31を通って、給湯配管2の出湯接続口2bの側から排水される。また、二次熱交換器7内の給湯配管2の水は給水接続口2aから排水されるが、給湯配管2の二次熱交換器7の出水口7bからトラップ構造30までの区間の水はトラップ構造30の最低点30aへ流れ落ち、バイパス流路31を通って、給湯配管2の出湯接続口2bの側から排水される。これにより、給湯配管2内の水は完全に排水することができる。   With this structure, when draining the hot water supply pipe 2, if the water supply connection port 2 a and the hot water connection port 2 b are opened, all the water in the hot water supply pipe 2 in the primary heat exchanger 6 goes to the lowest point 30 a of the trap structure 30. The water flows down, passes through the bypass flow path 31, and is drained from the hot water connection port 2b side of the hot water supply pipe 2. The water in the hot water supply pipe 2 in the secondary heat exchanger 7 is drained from the water supply connection port 2a, but the water in the section from the water outlet 7b of the secondary heat exchanger 7 in the hot water supply pipe 2 to the trap structure 30 is It flows down to the lowest point 30 a of the trap structure 30, passes through the bypass channel 31, and is drained from the hot water outlet 2 b side of the hot water supply pipe 2. Thereby, the water in the hot water supply pipe 2 can be drained completely.

図2は、トラップ構造30周辺の具体的な配管構成を表す図である。図2において、図1の構成部分に対応する構成部分については同符号を付している。本実施例においては図2に示すように、二次熱交換器7は一次熱交換器6の上部に連設して配設されている。尚、本発明においては、必ずしも二次熱交換器7は一次熱交換器6の上部に位置する必要はなく、例えば、二次熱交換器7を一次熱交換器6の側方に並べて配設する構成とすることもできる。   FIG. 2 is a diagram illustrating a specific piping configuration around the trap structure 30. In FIG. 2, the same reference numerals are given to the components corresponding to the components in FIG. In the present embodiment, as shown in FIG. 2, the secondary heat exchanger 7 is arranged continuously with the upper portion of the primary heat exchanger 6. In the present invention, the secondary heat exchanger 7 does not necessarily have to be positioned above the primary heat exchanger 6. For example, the secondary heat exchanger 7 is arranged side by side on the primary heat exchanger 6. It can also be set as the structure to do.

トラップ構造30は、下に凸のU字管形状に構成されている。トラップ構造30の上流側は、真っ直ぐ上方に延長した後、一定の曲げ半径で直角に折れて二次熱交換器7の出水口7bに水平に接続されている。トラップ構造30の下流側は、一定の曲げ半径で直角に折れて一次熱交換器6の入水口6aに水平に接続されている。トラップ構造30の最低点30aは、U字管の曲がり部分の最も低い底部分である。この最低点30aにバイパス流路31の上流側端部が接続されている。バイパス流路31は、上流側が垂直管で、一定の曲げ半径で直角に折れて下流側が最小限長の水平管(設計上見込める最小寸法の水平管)となっている。バイパス流路31の下流側端部は、給湯配管2の一次熱交換器6からの出水口6bより下流側の、給湯配管2の当該最低点30aより低い接続位置31aに接続されている。バイパス流路31の長さをできる限り短くし、接続位置31aをできる限り一次熱交換器6に近い位置とするために、接続位置31aは、最低点30aに最も近傍の位置とされる。尚、ここでいう「最も近傍」とは、厳密な最近傍を意味するのではなく、バイパス流路31の配管の機械的構造(必要な一定の曲げ半径や配管溶接のために必要な隙間等)も考慮して、できる限り近傍であることを意味する。   The trap structure 30 is configured in a U-tube shape that protrudes downward. The upstream side of the trap structure 30 extends straight upward and then bends at a right angle with a constant bending radius and is connected horizontally to the outlet 7b of the secondary heat exchanger 7. The downstream side of the trap structure 30 is bent at a right angle with a constant bending radius and is connected horizontally to the water inlet 6 a of the primary heat exchanger 6. The lowest point 30a of the trap structure 30 is the lowest bottom portion of the bent portion of the U-shaped tube. The upstream end of the bypass channel 31 is connected to the lowest point 30a. The bypass channel 31 is a vertical pipe on the upstream side, and is bent at a right angle with a constant bending radius, and is a horizontal pipe having a minimum length on the downstream side (a horizontal pipe having a minimum dimension that can be designed). The downstream end portion of the bypass channel 31 is connected to a connection position 31 a lower than the lowest point 30 a of the hot water supply pipe 2 on the downstream side of the outlet 6 b from the primary heat exchanger 6 of the hot water supply pipe 2. In order to make the length of the bypass flow path 31 as short as possible and make the connection position 31a as close to the primary heat exchanger 6 as possible, the connection position 31a is the position closest to the lowest point 30a. The “nearest neighbor” here does not mean the exact nearest neighbor, but the mechanical structure of the pipe of the bypass passage 31 (a necessary constant bending radius, a gap necessary for pipe welding, etc.) ) Also means that it is as close as possible.

トラップ構造30の最低点30aにおける管内天井部30bから一次熱交換器6の入水口6aにおける管内床部6a’までの高さh1は、3cm以上の4.4cmとされ、トラップ構造30の最低点30aにおける管内天井部30bから二次熱交換器7の出水口7bにおける管内床部までの高さh2は、14.6cmとされている。   The height h1 from the ceiling 30b in the pipe at the lowest point 30a of the trap structure 30 to the floor 6a 'in the pipe at the inlet 6a of the primary heat exchanger 6 is 4.4 cm, which is 3 cm or more. The height h2 from the ceiling part 30b in the pipe 30a to the floor part in the pipe at the outlet 7b of the secondary heat exchanger 7 is 14.6 cm.

以上のように構成された本実施例の加熱装置1において、次に、給湯を行わない状態で追いだきのみを行う場合における本発明の作用に関して説明する。図3は、トラップ構造30の周辺構造を模式的に示した図である。   Next, in the heating apparatus 1 of the present embodiment configured as described above, the operation of the present invention in the case where only chase is performed without hot water supply will be described. FIG. 3 is a diagram schematically showing the peripheral structure of the trap structure 30.

給湯を行わない状態で追いだきのみを行う場合には、給湯配管2に通水されていないため、基本的に給湯配管2内の水は静止している。この状態で、まず、バーナ4が起動すると、一次熱交換器6が加熱されるとともに、二次熱交換器7も加熱されるが、二次熱交換器7は加熱ガス流路5内の一次熱交換器6の下流側に配設されているため、二次熱交換器7の温度は一次熱交換器6の温度よりも低くなる。従って、一次熱交換器6の入水口6a付近の給湯配管2内の水温をT1、二次熱交換器7の出水口7b付近の給湯配管2内の水温をT2とすると、T1>T2となる。   When only chasing is performed without hot water supply, water is not passed through the hot water supply pipe 2, so that the water in the hot water supply pipe 2 is basically stationary. In this state, first, when the burner 4 is activated, the primary heat exchanger 6 is heated and the secondary heat exchanger 7 is also heated, but the secondary heat exchanger 7 is the primary in the heated gas flow path 5. Since it is disposed downstream of the heat exchanger 6, the temperature of the secondary heat exchanger 7 is lower than the temperature of the primary heat exchanger 6. Therefore, if the water temperature in the hot water supply pipe 2 near the water inlet 6a of the primary heat exchanger 6 is T1, and the water temperature in the hot water pipe 2 near the water outlet 7b of the secondary heat exchanger 7 is T2, T1> T2. .

また、トラップ構造30は、一次熱交換器6の入水口6aと二次熱交換器7の出水口7bとの間にあるため、トラップ構造30の最低点30a付近の水温をT3とすれば、T1>T3>T2となる。従って、トラップ構造30の最低点30aから二次熱交換器7の出水口7bの間の区間の配管内では、低位置の水温が高く高位置の水温が低い状態となるため、配管内での熱対流(ベナール対流)が生じる。しかしながら、トラップ構造30の最低点30aから一次熱交換器6の入水口6aの間の区間の配管内では、高位置の水温が高く底位置の水温が低い状態となるため、成層貯湯状態(上部に高温水層、下部に低温水層が形成され両層の水が混ざり合わないで安定した状態)となっており配管内での熱対流が殆ど生じない。従って、一次熱交換器6内の給湯配管2の水が熱対流によって二次熱交換器7へ移動することが防止される。これにより、給湯を行わない状態で追いだきのみを行う場合において、一次熱交換器6の熱効率を向上させることができる。   Moreover, since the trap structure 30 is between the water inlet 6a of the primary heat exchanger 6 and the water outlet 7b of the secondary heat exchanger 7, if the water temperature near the lowest point 30a of the trap structure 30 is T3, T1> T3> T2. Accordingly, in the pipe in the section between the lowest point 30a of the trap structure 30 and the outlet 7b of the secondary heat exchanger 7, the water temperature at the low position is high and the water temperature at the high position is low. Thermal convection (Benard convection) occurs. However, in the pipe in the section between the lowest point 30a of the trap structure 30 and the inlet 6a of the primary heat exchanger 6, the water temperature at the high position is high and the water temperature at the bottom position is low. A high temperature water layer and a low temperature water layer in the lower part, and the water in both layers is not mixed and is stable), and almost no heat convection occurs in the pipe. Therefore, the water in the hot water supply pipe 2 in the primary heat exchanger 6 is prevented from moving to the secondary heat exchanger 7 by heat convection. As a result, the thermal efficiency of the primary heat exchanger 6 can be improved when only chasing is performed without hot water supply.

トラップ構造30の最低点30aから一次熱交換器6の入水口6aの間の区間の配管内での熱対流を生じさせないためには、トラップ構造30の最低点30aにおける管内天井部30bから一次熱交換器6の入水口6aにおける管内床部6a’まである程度以上の高低差が必要である。具体的には、h1が3cm以上(h1は最低点30aにおける管内天井部30bから一次熱交換器6の入水口6aにおける管内床部6a’までの区間の高さ(以下「有効高さ」という。))、より好ましくはh1が4cm以上とすることにより、熱対流による熱効率の低下を抑えることができることが実験的に確認された。   In order not to cause thermal convection in the pipe in the section between the lowest point 30a of the trap structure 30 and the water inlet 6a of the primary heat exchanger 6, the primary heat from the ceiling 30b in the pipe at the lowest point 30a of the trap structure 30. There is a need for a certain level difference to the inner floor 6a 'of the water inlet 6a of the exchanger 6. Specifically, h1 is 3 cm or more (h1 is the height of the section from the ceiling 30b in the pipe at the lowest point 30a to the floor 6a 'in the inlet 6a of the primary heat exchanger 6 (hereinafter referred to as "effective height"). )), More preferably, by h1 being 4 cm or more, it has been experimentally confirmed that a decrease in thermal efficiency due to thermal convection can be suppressed.

一方、一次熱交換器6からの給湯配管2を通した熱伝導によっても、一次熱交換器6の熱効率の低下が生じる。この熱伝導による熱損失は、給湯配管2を外部に接続する必要上、避けることはできない。しかし、本実施例では、一次熱交換器6の水抜きのためのバイパス流路31が一次熱交換器6の近傍の給湯配管2(最低点30a及び接続位置31a)に接続されているため、バイパス流路31を介して伝熱により外部に熱が拡散されることは防止される。これにより、給湯を行わない状態で追いだきのみを行う場合において、一次熱交換器6の熱効率を従来よりも向上させることができる。   On the other hand, the heat conduction through the hot water supply pipe 2 from the primary heat exchanger 6 also reduces the thermal efficiency of the primary heat exchanger 6. This heat loss due to heat conduction cannot be avoided because it is necessary to connect the hot water supply pipe 2 to the outside. However, in the present embodiment, the bypass flow path 31 for draining the primary heat exchanger 6 is connected to the hot water supply pipe 2 (the lowest point 30a and the connection position 31a) in the vicinity of the primary heat exchanger 6, Heat is prevented from diffusing to the outside through heat transfer through the bypass channel 31. Thereby, in the case where only chasing is performed without hot water supply, the thermal efficiency of the primary heat exchanger 6 can be improved as compared with the conventional case.

(試験例)
図4に、トラップ構造30の有効高さh1と、給湯を行わない状態で追いだきのみを行う場合の一次熱交換器6の熱効率との関係の実測データを示す。試験は図1の構成の加熱装置を用いて行った。トラップ構造30における管内径は13mmとした。尚、図4においてh1=−D=−13mm(図4の[1])は、トラップ構造30を設けていない場合を表す。h1=0mm(図4の[2])は、最低点30aにおける管内天井部30bの高さと入水口6aにおける管内床部6a’の高さが同じである状態を表す。基本的に、有効高さh1を大きくするほど成層貯湯状態の上層と下層の温度差・層厚が大きくなり、上下層間の水の混合による熱拡散が減少するため、一次熱交換器6の熱効率は向上することが分かる。但し、有効高さh1が小さい場合には、前記上層・下層の温度差・層厚が十分に大きくないため、管内部での対流や混合を十分に抑えることはできず熱効率の改善は見られない。図4から、有効高さh1が20mmの付近から熱効率が向上し、有効高さh1を30mm以上とすれば、熱効率を約1.5%以上向上させることができることが分かる。一次熱交換器6の熱効率はもともと80%程度で高水準であるため、熱効率をさらに1.5%以上向上させるということは、本発明は相当有効な熱効率の改善手段であるといえる。さらに、有効高さh1を40mm以上とすれば、熱効率を約2%以上向上させることができることが分かる。
(Test example)
FIG. 4 shows measured data on the relationship between the effective height h1 of the trap structure 30 and the thermal efficiency of the primary heat exchanger 6 when only the chase is performed without hot water supply. The test was performed using a heating apparatus having the configuration shown in FIG. The inner diameter of the tube in the trap structure 30 was 13 mm. In FIG. 4, h1 = −D = −13 mm ([1] in FIG. 4) represents a case where the trap structure 30 is not provided. h1 = 0 mm ([2] in FIG. 4) represents a state in which the height of the pipe ceiling 30b at the lowest point 30a is the same as the height of the pipe floor 6a 'at the water inlet 6a. Basically, as the effective height h1 is increased, the temperature difference / layer thickness between the upper and lower layers of the stratified hot water storage state increases, and the thermal diffusion due to the mixing of water between the upper and lower layers decreases. Can be seen to improve. However, when the effective height h1 is small, the temperature difference and the layer thickness between the upper layer and the lower layer are not sufficiently large, so that convection and mixing inside the tube cannot be sufficiently suppressed, and improvement in thermal efficiency is seen. Absent. From FIG. 4, it can be seen that the thermal efficiency is improved from the vicinity of the effective height h1 of 20 mm, and that the thermal efficiency can be improved by about 1.5% or more if the effective height h1 is set to 30 mm or more. Since the heat efficiency of the primary heat exchanger 6 is originally about 80%, which is a high level, the fact that the heat efficiency is further improved by 1.5% or more can be said to be a considerably effective means for improving the heat efficiency. Furthermore, it can be seen that if the effective height h1 is 40 mm or more, the thermal efficiency can be improved by about 2% or more.

図5は、本発明の実施例2に係る加熱装置のトラップ構造30の周辺構造を模式的に示した図である。本実施例では、トラップ構造30の形状を、U字管ではなくループ管としている。このような構造によっても、実施例1と同様、給湯を行わない状態で追いだきのみを行う場合において、一次熱交換器6の熱効率を向上させることができる。   FIG. 5 is a view schematically showing a peripheral structure of the trap structure 30 of the heating apparatus according to the second embodiment of the present invention. In the present embodiment, the shape of the trap structure 30 is not a U-shaped tube but a loop tube. Even with such a structure, as in the first embodiment, the thermal efficiency of the primary heat exchanger 6 can be improved in the case where only the chasing is performed without hot water supply.

図6は、本発明の実施例3に係る加熱装置のトラップ構造30の周辺構造を模式的に示した図である。本実施例では、トラップ構造30の形状を、2回巻きのループ管としている。このような構造によっても、実施例1と同様、給湯を行わない状態で追いだきのみを行う場合において、一次熱交換器6の熱効率を向上させることができる。尚、複数巻きのループ管とする場合、それぞれのループにおいて最低点30a,30a’が存在するため、図6に示すように、バイパス流路31は各最低点30a,30a’に接続する必要がある。   FIG. 6 is a diagram schematically showing a peripheral structure of the trap structure 30 of the heating apparatus according to the third embodiment of the present invention. In this embodiment, the shape of the trap structure 30 is a two-turn loop tube. Even with such a structure, as in the first embodiment, the thermal efficiency of the primary heat exchanger 6 can be improved in the case where only the chasing is performed without hot water supply. In the case of a loop tube having a plurality of windings, since the lowest points 30a and 30a ′ exist in each loop, the bypass channel 31 needs to be connected to each lowest point 30a and 30a ′ as shown in FIG. is there.

図6に示したように、一次熱交換器6の出水口6aの近位側のループの有効高さ(近位側ループの最低点30a’における管内天井部30b’から一次熱交換器の入水口6aにおける管内床部6a’までの高さ)をh1’、入水口6aの遠位側のループの有効高さ(遠位側ループの最低点30aにおける管内天井部30bから遠位側ループの最高点30dにおける管内床部30cまでの高さ)をh1とすると、h1>h1’とされている。一次熱交換器6の入水口6aの近位側のループの最低点30a’ 付近の水温をT3’とし、該入水口6aの遠位側(二次熱交換器7の出水口7bの近位側)のループの最低点30a付近の水温をT3、遠位側のループの最高点30d付近の温度をT1’とする。給湯を行わない状態で追いだきのみを行う場合、T1>T3’>T1’>T3である。T1’>T3であるため、一次熱交換器6の入水口6aの遠位側のループの最低点30aと最高点30dとの間の区間においては成層貯湯状態となっており、熱対流(ベナール対流)は生じにくい。また、h1>h1’として最低点30aと最高点30dとの間の区間の高低差を大きくしているため、この区間の成層貯湯状態の水層の層厚を実施例1、2の場合よりも厚くすることができ、更に熱対流と混合が生じにくくなる。   As shown in FIG. 6, the effective height of the loop on the proximal side of the outlet 6a of the primary heat exchanger 6 (the entrance of the primary heat exchanger from the inner ceiling 30b ′ at the lowest point 30a ′ of the proximal loop). The height of the water inlet 6a up to the inner floor 6a 'is h1', and the effective height of the loop on the distal side of the water inlet 6a (from the inner ceiling 30b at the lowest point 30a of the distal loop to the distal loop). When h1 is the height from the highest point 30d to the pipe floor 30c, h1> h1 ′. The water temperature near the lowest point 30a ′ of the loop on the proximal side of the inlet 6a of the primary heat exchanger 6 is T3 ′, and the distal side of the inlet 6a (proximal to the outlet 7b of the secondary heat exchanger 7). The water temperature near the lowest point 30a of the side loop is T3, and the temperature near the highest point 30d of the distal loop is T1 '. When only chasing is performed without hot water supply, T1> T3 '> T1'> T3. Since T1 ′> T3, the section between the lowest point 30a and the highest point 30d of the loop on the distal side of the inlet 6a of the primary heat exchanger 6 is in a stratified hot water storage state, and heat convection (Benard) Convection is unlikely to occur. Further, since the height difference of the section between the lowest point 30a and the highest point 30d is increased as h1> h1 ′, the layer thickness of the water layer in the stratified hot water storage state in this section is larger than those in the first and second embodiments. Can be made thicker, and heat convection and mixing are less likely to occur.

また、トラップ構造30の形状を複数巻きのループ管とした場合、各ループの二次熱交換器7の入水口7a側において、実施例1で説明したような成層貯湯状態が生じる。従って、より確実に一次熱交換器6内の給湯配管2の水が熱対流によって二次熱交換器7へ移動することを防止することが可能となる。   Further, when the trap structure 30 has a plurality of winding loop tubes, the stratified hot water storage state as described in the first embodiment occurs on the water inlet 7a side of the secondary heat exchanger 7 of each loop. Therefore, it is possible to prevent the water in the hot water supply pipe 2 in the primary heat exchanger 6 from moving to the secondary heat exchanger 7 by heat convection more reliably.

尚、本実施例では、トラップ構造30の形状を2回巻きのループ管とした例を示したが、本発明ではループ管である必要はなく、実施例1のようなU字管構造を2連して設けた構成としてもよい。また、ループ管の巻き数(U字管構造の連数)は2以上であってもよい。   In this embodiment, an example in which the trap structure 30 is a two-turn loop pipe is shown. However, in the present invention, the loop pipe need not be a loop pipe. It is good also as a structure provided in series. Further, the number of windings of the loop tube (the number of U-tube structures) may be two or more.

1 加熱装置
2 給湯配管
2a 給水接続口
2b 出湯接続口
3 追いだき配管
4 バーナ
5 加熱ガス流路
6 一次熱交換器
6a 入水口
6a’ 入水口における管内床部
6b 出水口
7 二次熱交換器
7a 入水口
7b 出水口
8 浴槽
9 ふろ水流スイッチ内蔵ユニット
10 風呂循環ポンプ
11 注湯管
12 注湯電磁弁
13 逆止弁
14 給水サーミスタ
15 給水水量センサ
16 熱交サーミスタ
17 熱交出口サーミスタ
18 混合比例弁
19 水量制御弁
20 出湯サーミスタ
21 バイパス配管
30 トラップ構造
30a,30a’ 最低点
30b,30b’ 最低点における管内天井部
30c 最高点における管内床部
30d 最高点
31 バイパス流路
31a 接続位置
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Heating device 2 Hot water supply piping 2a Water supply connection port 2b Hot water connection port 3 Follow-up piping 4 Burner 5 Heating gas flow path 6 Primary heat exchanger 6a Inlet 6a 'In-pipe floor 6b Outlet 7 Secondary heat exchanger 7a Inlet 7b Outlet 8 Bath 9 Built-in bath water flow switch unit 10 Bath circulation pump 11 Pouring pipe 12 Pouring solenoid valve 13 Check valve 14 Water supply thermistor 15 Water supply amount sensor 16 Heat exchange thermistor 17 Heat exchange outlet thermistor 18 Mixing proportion Valve 19 Water volume control valve 20 Hot water thermistor 21 Bypass piping 30 Trap structure 30a, 30a 'Minimum point 30b, 30b' In-pipe ceiling 30c at the lowest point In-pipe floor 30d at the highest point Maximum point 31 Bypass passage 31a Connection position

Claims (3)

加熱ガスを発生する加熱手段と、
前記加熱ガスが流れる加熱ガス流路と、
前記加熱ガス流路に配設された1缶2水路型熱交換器である一次熱交換器と、
前記加熱ガス流路の前記一次熱交換器の下流側に配設された二次熱交換器と、
加熱される水が通過する流路であって、前記二次熱交換器を通過した後に前記一次熱交換器を通過する第1の加熱流路と、
加熱される水が通過する流路であって、前記一次熱交換器のみを通過する第2の加熱流路と、を備えた加熱装置であって、
前記二次熱交換器から前記一次熱交換器へ至る前記第1の加熱流路は、1つの最低点を有し当該最低点における管内天井部の高さが前記第1の加熱流路の前記一次熱交換器への入水口における管内床部の高さよりも低位となる下に凸の曲がり管を備えたトラップ構造が少なくとも一つ設けられ、
前記トラップ構造の最低点と、前記第1の加熱流路の前記一次熱交換器からの出水口より下流側の前記第1の加熱流路上の当該最低点より低い位置であって、当該最低点の最も近傍の位置とに接続されたバイパス流路と、を備えた加熱装置。
Heating means for generating heated gas;
A heated gas flow path through which the heated gas flows;
A primary heat exchanger that is a one-can two-water channel heat exchanger disposed in the heated gas flow path;
A secondary heat exchanger disposed downstream of the primary heat exchanger in the heated gas flow path;
A flow path through which heated water passes, wherein the first heating flow path passes through the primary heat exchanger after passing through the secondary heat exchanger;
A heating apparatus comprising: a flow path through which heated water passes, and a second heating flow path that passes only through the primary heat exchanger;
The first heating flow path from the secondary heat exchanger to the primary heat exchanger has one lowest point, and the height of the ceiling in the pipe at the lowest point is the first heating flow path. At least one trap structure provided with a convex bent pipe that is lower than the height of the inner floor of the pipe at the inlet to the primary heat exchanger is provided,
The lowest point of the trap structure and a position lower than the lowest point on the first heating channel on the downstream side of the water outlet from the primary heat exchanger of the first heating channel, the lowest point And a bypass channel connected to the nearest position of the heating device.
前記トラップ構造は、その最低点における管内天井部の高さが、前記一次熱交換器への入水口における管内床部の高さよりも、少なくとも3cm以上低位であることを特徴とする請求項1記載の加熱装置。   The height of the ceiling part in the pipe at the lowest point of the trap structure is at least 3 cm lower than the height of the floor part in the pipe at the water inlet to the primary heat exchanger. Heating device. 前記二次熱交換器から前記一次熱交換器へ至る前記第1の加熱流路には、前記トラップ構造が複数設けられ、前記各トラップ構造の前記最低点に前記バイパス流路が接続されていることを特徴とする請求項1又は2記載の加熱装置。   A plurality of the trap structures are provided in the first heating flow path from the secondary heat exchanger to the primary heat exchanger, and the bypass flow path is connected to the lowest point of each trap structure. The heating apparatus according to claim 1 or 2, wherein
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