JP7077078B2 - Water heater and latent heat exchanger - Google Patents
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Description
本発明は、一缶二水路式の給湯装置及びその給湯装置が具備する潜熱熱交換器に関する。 The present invention relates to a one-can, two-water channel type hot water supply device and a latent heat exchanger included in the hot water supply device.
熱交換器を有する給湯装置は、浴槽内の湯が循環する追い焚き回路が熱交換器内に配管されることによって浴槽内の湯を追い焚きすることができ、水道管に接続された給湯用回路が熱交換器内に配管されることで、給湯用回路を流れる水道水を加熱して台所や洗面所等の出湯口に湯を供給することができる。追い焚き回路内の湯の加熱と給湯用回路内の水道水の加熱を行う給湯装置の具体例が、特許文献1、2に記載されている。
A hot water supply device having a heat exchanger can reheat the hot water in the bathtub by piping a reheating circuit in which the hot water in the bathtub circulates in the heat exchanger, and is for hot water supply connected to the water pipe. By piping the circuit in the heat exchanger, tap water flowing through the hot water supply circuit can be heated to supply hot water to the hot water outlet of the kitchen or washroom.
特許文献1に記載の給湯装置は、2つのバーナと、2つのバーナにそれぞれ対応した2つの熱交換器とを備え、一方のバーナ及び熱交換器で追い焚き回路内を流れる浴槽の湯を加熱し、他方のバーナ及び熱交換器で給湯用回路を流れる水道水を加熱する。この給湯装置は、各バーナの燃焼の調整によって、追い焚き回路内を流れる浴槽の湯の加熱レベルと給湯用回路内の水道水の加熱レベルをそれぞれ最適に保つことができるというメリットがある反面、追い焚き回路専用のバーナ及び熱交換器と給湯用回路専用のバーナ及び熱交換器とを設けるために製造コストが高くなるというデメリットがある。
The hot water supply device described in
これに対し、特許文献2に記載の給湯装置は、追い焚き回路内の湯及び給湯用回路内の水道水を共通した熱交換器及びバーナで加熱する一缶二水路式の装置であり、特許文献1に記載の給湯装置に比べ、製造コストを抑えることができる。特許文献2に記載の給湯装置は、熱交換効率を高めるべく、顕熱熱交換器(1次熱交換器)及び潜熱熱交換器(2次熱交換器)を備えている。
On the other hand, the hot water supply device described in
ところで、安全面の観点から、追い焚きによって浴槽に送られる湯の温度は所定温度(例えば、60℃)以下である必要がある。この点、一缶二水路式の給湯装置は、バーナの燃焼によって給湯用回路内の水道水を加熱している状態で、浴槽内の湯の追い焚きを開始すると、追い焚き開始前に熱交換器内で加熱されていた追い焚き回路内の湯が浴槽に供給されることとなる。従って、一缶二水路式の給湯装置には、追い焚き開始前に熱交換器内で加熱されていた湯が、所定温度を超えた状態で浴槽に流入するのを防止する設計が求められる。 By the way, from the viewpoint of safety, the temperature of the hot water sent to the bathtub by reheating needs to be a predetermined temperature (for example, 60 ° C.) or less. In this regard, the one-can, two-water channel type hot water supply device exchanges heat before the start of reheating when the hot water in the bathtub is reheated while the tap water in the hot water supply circuit is heated by the combustion of the burner. The hot water in the reheating circuit that was heated in the vessel will be supplied to the bathtub. Therefore, the one-can-two-water channel type hot water supply device is required to be designed to prevent the hot water heated in the heat exchanger before the start of reheating from flowing into the bathtub in a state where the temperature exceeds a predetermined temperature.
そして、顕熱熱交換器及び潜熱熱交換器を備える一缶二水路式の給湯装置は、追い焚き開始前に熱交換器内で加熱されていた追い焚き回路内の湯が、追い焚き開始により、顕熱熱交換器で更に加熱された後、浴槽に流入するため、特に注意が必要である。
本発明は、かかる事情に鑑みてなされたもので、追い焚き運転の際に浴槽に流入する湯が所定温度を超えないようにする一缶二水路式の給湯装置及びその給湯装置が具備する潜熱熱交換器を提供することを目的とする。
In the one-can, two-water channel type hot water supply device equipped with a sensible heat exchanger and a latent heat exchanger, the hot water in the reheating circuit, which was heated in the heat exchanger before the start of reheating, is changed by the start of reheating. Special attention is required because the heat flows into the bath after being further heated by the lucid heat exchanger.
The present invention has been made in view of such circumstances, and is a one-can, two-water channel type hot water supply device for preventing the hot water flowing into the bathtub from exceeding a predetermined temperature during reheating operation, and the latent heat provided in the hot water supply device. The purpose is to provide a heat exchanger.
前記目的に沿う第1の発明に係る給湯装置は、燃焼ガスを発生させるバーナユニットと、カバー体Aを有する顕熱熱交換器と、カバー体Bを有する潜熱熱交換器とを備えて、出湯口に湯を供給する給湯用回路の湯水及び浴槽内の湯が循環する追い焚き回路の湯を前記燃焼ガスによって加熱する給湯装置において、前記カバー体A内には、前記給湯用回路の一部である管C及び前記追い焚き回路の一部である管Dが配され、前記カバー体B内には、前記給湯用回路の一部である管E及び前記追い焚き回路の一部である管Fが配され、前記管Fは、前記カバー体B内の前記燃焼ガスの流れに沿って前記管Eの下流側に配置されている。 The hot water supply device according to the first invention according to the above object includes a burner unit for generating combustion gas, a visible heat exchanger having a cover body A, and a latent heat heat exchanger having a cover body B. In the hot water supply device that heats the hot water of the hot water supply circuit that supplies hot water to the sprue and the hot water of the reheating circuit that circulates the hot water in the bathtub with the combustion gas, a part of the hot water supply circuit is contained in the cover body A. A tube C and a tube D that is a part of the reheating circuit are arranged, and a tube E that is a part of the hot water supply circuit and a tube that is a part of the reheating circuit are arranged in the cover body B. F is arranged, and the pipe F is arranged on the downstream side of the pipe E along the flow of the combustion gas in the cover body B.
第1の発明に係る給湯装置において、前記管Eの管内体積は、前記管Fの管内体積より大きいのが好ましい。 In the hot water supply device according to the first invention, it is preferable that the volume inside the pipe E is larger than the volume inside the pipe F.
第1の発明に係る給湯装置において、前記管Dは、前記カバー体A内の前記燃焼ガスの流れに沿って前記管Cの一部又は全体の下流側に配置されているのが好ましい。 In the hot water supply device according to the first invention, it is preferable that the pipe D is arranged on the downstream side of a part or the whole of the pipe C along the flow of the combustion gas in the cover body A.
前記目的に沿う第2の発明に係る潜熱熱交換器は、顕熱熱交換器と共に、出湯口に湯を供給する給湯用回路内の湯水及び浴槽の湯が循環する追い焚き回路内の湯を燃焼ガスによって加熱する潜熱熱交換器において、前記顕熱熱交換器を通過した前記燃焼ガスを取り込む取込み口と、前記燃焼ガスの排出口とが形成され、前記給湯用回路の一部である管E及び前記追い焚き回路の一部である管Fが内側に配されたカバー体を備え、前記管Fは、前記カバー体内の前記燃焼ガスの流れに沿って前記管Eの下流側に配置されている。 The latent heat exchanger according to the second invention according to the above object, together with the sensible heat exchanger, uses hot water in a hot water supply circuit that supplies hot water to a hot water outlet and hot water in a reheating circuit in which hot water in a bathtub circulates. In a latent heat exchanger heated by combustion gas, a pipe that is formed with an intake port for taking in the combustion gas that has passed through the sensible heat exchanger and an discharge port for the combustion gas, and is a part of the hot water supply circuit. E and a cover body in which the tube F which is a part of the reheating circuit is arranged inside are provided, and the tube F is arranged on the downstream side of the tube E along the flow of the combustion gas in the cover body. ing.
第2の発明に係る潜熱熱交換器において、前記管Eの管内体積は、前記管Fの管内体積より大きいのが好ましい。 In the latent heat exchanger according to the second invention, it is preferable that the in-tube volume of the tube E is larger than the in-tube volume of the tube F.
第1の発明に係る給湯装置及び第2の発明に係る潜熱熱交換器は、カバー体B(カバー体)内に、給湯用回路の一部である管E及び追い焚き回路の一部である管Fが配され、管Fは、カバー体B内の燃焼ガスの流れに沿って管Eの下流側に配置されているので、カバー体B内に流入した燃焼ガスは管E内の湯水を加熱して温度が低下した後に管F内の湯を加熱することとなり、管F内の湯の温度上昇を抑制でき、その結果、追い焚き運転の際に浴槽に流入する湯が所定温度を超えないようにすることが可能である。 The hot water supply device according to the first invention and the latent heat exchanger according to the second invention are a part of a tube E which is a part of a hot water supply circuit and a part of a reheating circuit in a cover body B (cover body). Since the pipe F is arranged and the pipe F is arranged on the downstream side of the pipe E along the flow of the combustion gas in the cover body B, the combustion gas flowing into the cover body B uses the hot water in the pipe E. After the temperature drops due to heating, the hot water in the pipe F is heated, and the temperature rise of the hot water in the pipe F can be suppressed. As a result, the hot water flowing into the bath during the reheating operation exceeds the predetermined temperature. It is possible not to.
続いて、添付した図面を参照しつつ、本発明を具体化した実施の形態につき説明し、本発明の理解に供する。
図1、図2に示すように、本発明の一実施の形態に係る給湯装置10は、燃焼ガスを発生させるバーナユニット11と、カバー体12(カバー体A)を有する顕熱熱交換器13と、カバー体14(カバー体B)を有する潜熱熱交換器15とを備えて、出湯口に湯を供給する給湯用回路16の湯水(湯又は水)及び浴槽17内の湯が循環する追い焚き回路18の湯を燃焼ガスによって加熱する装置である。以下、詳細に説明する。
Subsequently, an embodiment embodying the present invention will be described with reference to the attached drawings, and the present invention will be understood.
As shown in FIGS. 1 and 2, the hot
バーナユニット11は、図1に示すように、下側に送風ファン19が取り付けられた筺体20と筺体20内に設けられたバーナ部21を備えている。筺体20は上側全体が開放されており、バーナ部21には図示しない供給管から可燃燃料が供給される。バーナ部21は可燃燃料を燃焼して、筺体20内に燃焼ガスを発生させることができる。なお、図2では送風ファン19の記載が省略されている。
As shown in FIG. 1, the
顕熱熱交換器13は上下が開放された筒状のカバー体12を有し、カバー体12は下側の開放領域が筺体20の上側の開放領域に連通している。カバー体12内には、給湯用回路16の一部である管22(管C)及び追い焚き回路18の一部である管23(管D)が配されている。管22は、給湯用回路16内の湯の流れに沿って配された第1領域24及び第2領域25を有し、第1領域24は第2領域25の下方に配置されている。管23は第1領域24と第2領域25の間に配置されている。
The
潜熱熱交換器15は、カバー体12の上方に配置された箱状のカバー体14を備えている。カバー体14には、図1、図3に示すように、前側の側壁部26に、左右方向に長いガス排出口27が形成され、カバー体14の底部28の後側には左右方向に長いガス取込み口29が形成されている。カバー体14内には、図3、図4に示すように、給湯用回路16の一部である複数の管30(管E)及び追い焚き回路18の一部である複数の管31(管F)が配されている。本実施の形態では、カバー体14内に、複数の管30が設けられた空間と複数の管31が設けられた空間を仕切る部材が無く、複数の管30及び複数の管31は同一の空間内に設けられている。
The
追い焚き回路18は、図1~図4に示すように、浴槽17から浴槽17内の湯が戻される風呂戻り管32と、風呂戻り管32に接続された内部空洞状のヘッダ33と、ヘッダ33に連結管33aを介して並列接続された複数の管31と、複数の管31が連結管34aを介して並列接続された内部空洞状のヘッダ34と、ヘッダ34に接続管35を介して接続された管23と、管23を通過した湯を浴槽17に送り出す風呂往管36を有している。
As shown in FIGS. 1 to 4, the
複数の管31は、図3、図4に示すように、それぞれ巻回された形状であり、カバー体14内の前側で、鉛直方向に配列されている。カバー体14は、図1、図2に示すように、左側に側壁部38、右側に側壁部38に対向する側壁部39を有し、側壁部39には、それぞれカバー体14の内側に向かって突出する複数の突起40が形成されている。各管31は、右側に設けられた折り返し部が複数の突起40に接触して位置決めされ、左側に設けられた両端が側壁部38にろう付けされている。
As shown in FIGS. 3 and 4, the plurality of
ヘッダ33、34はそれぞれ鉛直方向に長く、ヘッダ33には連結管33aが等ピッチで接続され、ヘッダ34には連結管34aが等ピッチで接続されている。複数の連結管33a及び複数の連結管34aはそれぞれカバー体14外に配置され、各連結管33aが管31の一端に直列接続され、各連結管34aが管31の他端に直列接続されている。
The
給湯用回路16は、図1~図4に示すように、水道管42に接続された給水管43と、給水管43に接続された内部空洞状のヘッダ44と、ヘッダ44に連結管44aを介して並列接続された複数の管30と、複数の管30が連結管45aを介して並列接続された内部空洞状のヘッダ45と、ヘッダ45に接続管46を介して接続された管22と、管22から送り出された湯を出湯口に送る給湯管47を有している。
As shown in FIGS. 1 to 4, the hot
複数の管30は、それぞれ巻回された形状であり、カバー体14内の複数の管31の後側に配置されている。各管30は、図示しない部材で位置決めされ、両端が側壁部39にろう付けされている。複数の連結管44a、45aはカバー体14外に配置され、各連結管44aは管30の一端に並列接続され、各連結管45aは管30の他端に並列接続されている。
Each of the plurality of
ヘッダ44、45はそれぞれ前後方向に長く、ヘッダ44には連結管44aが等ピッチで接続され、ヘッダ45には連結管45aが等ピッチで接続されている。
なお、図1、図2では、ヘッダ33、34、44、45及び連結管33a、34a、44a、45aの記載が省略されている。
The
In addition, in FIGS. 1 and 2, the description of the
バーナ部21による可燃燃料の燃焼によって筺体20内で燃焼ガスが発生すると、燃焼ガスは、筺体20からカバー体12内に流入し、カバー体12内を上昇しながら管22、23内の湯を加熱し、カバー体14の底部28の後側に形成されたガス取込み口29からカバー体14内に流入する。そして、燃焼ガスは、カバー体14内を前方に移動して、各管30内の湯を加熱した後、各管31内の水を加熱し、ガス排出口27からカバー体14外に排出される。
When combustion gas is generated in the
従って、本発明の一実施の形態に係る潜熱熱交換器15は、顕熱熱交換器13と共に、給湯用回路16内の湯水及び追い焚き回路18内の湯を燃焼ガスによって加熱するもので、顕熱熱交換器13を通過した燃焼ガスを取り込むガス取込み口29(取込み口)と、燃焼ガスの排出口であるガス排出口27とが形成され、給湯用回路16の一部である管30及び追い焚き回路18の一部である管31が内側に配されたカバー体14を備え、管31は、カバー体14内の燃焼ガスの流れに沿って管31の下流側に配置されている。
Therefore, the
管22の第1領域24、管23及び管22の第2領域25はカバー体12内の燃焼ガスの流れに沿って順に(即ち、管23はカバー体12内の燃焼ガスの流れに沿って管22の一部の下流側に)配置されていることとなるため、カバー体12内に流入した燃焼ガスは、第1領域24内の湯を加熱して温度が降下した後、管23内の湯を加熱する。そして、複数の管31はカバー体14内の燃焼ガスの流れに沿って複数の管30の下流側に配置されていることとなるため、カバー体14内に流入した燃焼ガスは、複数の管30内の水を加熱して温度が降下した後、複数の管31内の湯を加熱する。
The
給湯用回路16内を出湯口に向かって流れる湯水を加熱する際には、追い焚き回路18を浴槽17内の湯が循環しているか否かに関わらず、バーナ部21による可燃燃料の燃焼が行われる。そのため、追い焚き回路18を浴槽17内の湯が循環していない状態で、バーナ部21による可燃燃料の燃焼が行われると、管23内に留まっている湯及び各管31内に留まっている湯は燃焼ガスで加熱される。この状態で浴槽17内の湯の追い焚き運転が開始されることにより、各管23内に留まっていた湯は浴槽17に送られ、各管31内で加熱されていた湯は管23を通過して更に加熱された後に浴槽17に送られる。
When heating the hot water flowing in the hot
ここで、本実施の形態では、管23がカバー体12内の燃焼ガスの流れに沿って第1領域24の下流側に配置されていることから、追い焚き運転の開始時に管23内で加熱されていた湯は、所定温度M℃(例えば、60℃)より高温で浴槽17に流入することはない。そして、複数の管31がカバー体14内の燃焼ガスの流れに沿って複数の管30の下流側に配置されていることから、追い焚き運転の開始時に複数の管31内で加熱されていた湯は、M℃より高温で浴槽17に流入することはない。よって、給湯装置10は、追い焚き運転の際に浴槽17に流入する湯がM℃を超えるのを防止可能である。
Here, in the present embodiment, since the
しかも、本実施の形態では、複数の管30それぞれの管内体積の合計(複数の管30の総管内体積)が複数の管31それぞれの管内体積の合計(複数の管31の総管内体積)より大きく、この点は、追い焚きの開始時に複数の管31内で加熱されていた湯が、M℃より高温で浴槽17に流入しないことに寄与している。更に、本実施の形態において、管23がカバー体12内の燃焼ガスの流れに沿って第1領域24の下流側に配置されていることは、追い焚きの開始時に複数の管23内で加熱されていた湯が、M℃より高温で浴槽17に流入しないことに対し好適である。
Moreover, in the present embodiment, the total in-pipe volume of each of the plurality of pipes 30 (total in-tube volume of the plurality of pipes 30) is larger than the total in-tube volume of each of the plurality of pipes 31 (total in-pipe volume of the plurality of pipes 31). This point contributes to the fact that the hot water heated in the plurality of
また、潜熱熱交換器15は、図4に示すように、カバー体14の底部28に上げ底49が設けられており、ガス取込み口29は上げ底49に形成されている。そして、上げ底49には、複数の管30の下方にドレイン水を前方に流す案内部材50が設けられ、カバー体14の底部28の前方には、ドレイン水をカバー体14外に排出する排水部51が形成されている。
Further, as shown in FIG. 4, the
案内部材50には、それぞれ下方に突出して上げ底49に接する複数の突起52が設けられている。案内部材50は、底部28に突起52のみが接触しており、案内部材50から底部28に熱が伝わるのを防止している。管30の表面に生じる結露は高温状態でドレイン水の水滴となって案内部材50に落下する。本実施の形態では、突起52によって案内部材50から底部28に伝わる熱を防止することから、底部28が結露するのを抑制している。
The
以上、本発明の実施の形態を説明したが、本発明は、上記した形態に限定されるものでなく、要旨を逸脱しない条件の変更等は全て本発明の適用範囲である。
例えば、管Eの管内体積は管Fの管内体積以下であってもよい。
また、管Fはカバー体B内の燃焼ガスの流れに沿って管Eの下流側に配置されていればよく、管Fが管Eの前側に配置されている必要はない。
そして、管Dをカバー体A内の燃焼ガスの流れに沿って管C全体の下流側に配置してもよいし、管Dをカバー体A内の燃焼ガスの流れに沿って管C全体の上流側に配置してもよい。
Although the embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and all changes in conditions that do not deviate from the gist are within the scope of the present invention.
For example, the in-tube volume of the tube E may be less than or equal to the in-tube volume of the tube F.
Further, the pipe F may be arranged on the downstream side of the pipe E along the flow of the combustion gas in the cover body B, and the pipe F does not need to be arranged on the front side of the pipe E.
Then, the pipe D may be arranged on the downstream side of the entire pipe C along the flow of the combustion gas in the cover body A, or the pipe D may be arranged on the downstream side of the entire pipe C along the flow of the combustion gas in the cover body A. It may be arranged on the upstream side.
10:給湯装置、11:バーナユニット、12:カバー体、13:顕熱熱交換器、14:カバー体、15:潜熱熱交換器、16:給湯用回路、17:浴槽、18:追い焚き回路、19:送風ファン、20:筺体、21:バーナ部、22、23:管、24:第1領域、25:第2領域、26:側壁部、27:ガス排出口、28:底部、29:ガス取込み口、30、31:管、32:風呂戻り管、33:ヘッダ、33a:連結管、34:ヘッダ、34a:連結管、35:接続管、36:風呂往管、38、39:側壁部、40:突起、42:水道管、43:給水管、44:ヘッダ、44a:連結管、45:ヘッダ、45a:連結管、46:接続管、47:給湯管、49:上げ底、50:案内部材、51:排水部、52:突起 10: Hot water supply device, 11: Burner unit, 12: Cover body, 13: Magnificent heat exchanger, 14: Cover body, 15: Submarine heat exchanger, 16: Hot water supply circuit, 17: Bathtub, 18: Reheating circuit , 19: blower fan, 20: housing, 21: burner part, 22, 23: pipe, 24: first area, 25: second area, 26: side wall part, 27: gas outlet, 28: bottom part, 29: Gas intake port, 30, 31: pipe, 32: bath return pipe, 33: header, 33a: connecting pipe, 34: header, 34a: connecting pipe, 35: connecting pipe, 36: bath outbound pipe, 38, 39: side wall Part, 40: protrusion, 42: water pipe, 43: water supply pipe, 44: header, 44a: connecting pipe, 45: header, 45a: connecting pipe, 46: connecting pipe, 47: hot water supply pipe, 49: raised bottom, 50: Guide member, 51: drainage part, 52: protrusion
Claims (5)
前記カバー体A内には、前記給湯用回路の一部である管C及び前記追い焚き回路の一部である管Dが配され、前記カバー体B内には、前記給湯用回路の一部である管E及び前記追い焚き回路の一部である管Fが配され、前記管Fは、前記カバー体B内の前記燃焼ガスの流れに沿って前記管Eの下流側に配置されていることを特徴とする給湯装置。 A burner unit that generates combustion gas, a latent heat exchanger having a cover body A, and a latent heat exchanger having a cover body B are provided, and hot water in a hot water supply circuit that supplies hot water to a hot water outlet and in a bathtub. In the hot water supply device that heats the hot water in the reheating circuit where the hot water circulates with the combustion gas.
A pipe C which is a part of the hot water supply circuit and a pipe D which is a part of the reheating circuit are arranged in the cover body A, and a part of the hot water supply circuit is arranged in the cover body B. The pipe E and the pipe F which is a part of the reheating circuit are arranged, and the pipe F is arranged on the downstream side of the pipe E along the flow of the combustion gas in the cover body B. A hot water supply device characterized by that.
前記顕熱熱交換器を通過した前記燃焼ガスを取り込む取込み口と、前記燃焼ガスの排出口とが形成され、前記給湯用回路の一部である管E及び前記追い焚き回路の一部である管Fが内側に配されたカバー体を備え、前記管Fは、前記カバー体内の前記燃焼ガスの流れに沿って前記管Eの下流側に配置されていることを特徴とする潜熱熱交換器。 In the latent heat exchanger that heats the hot water in the reheating circuit where the hot water in the hot water supply circuit that supplies hot water to the hot water outlet and the hot water in the bathtub circulates with the combustion gas together with the sensible heat exchanger.
An intake port for taking in the combustion gas that has passed through the latent heat exchanger and an exhaust port for the combustion gas are formed, and are a part of a pipe E that is a part of the hot water supply circuit and a part of the reheating circuit. A latent heat exchanger comprising a cover body in which the tube F is arranged inside, and the tube F is arranged on the downstream side of the tube E along the flow of the combustion gas in the cover body. ..
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