(57)【要約】【課題】従来、伝熱性能を向上した潜熱回収熱交換器を実現できず、小型軽量化することが困難となる課題がある。【解決手段】バーナ１２で加熱され主に顕熱分を吸熱する主熱交換装置１９と主に潜熱分を吸熱する副熱交換装置２０と、副熱交換装置２０を構成する複数枚のフィン部２２を貫通する水管３５を少なくとも上下二段の格子状に配列し、水管３５の間に折り返し部３７と切抜き部３６を設けることで、効率的に水管３５を配置することができ伝熱性能を向上し、小型で高効率の燃焼装置を提供できる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
給湯または暖房または風呂追い焚きの少なくともどちらか一方の機能を有する燃焼装置においてバーナと、前記バーナで加熱され主に顕熱分を吸熱する主熱交換装置と主に潜熱分を吸熱する副熱交換装置と、前記副熱交換装置を構成する複数枚のフィン部を貫通する水管を少なくとも上下二段の格子状配列とした燃焼装置。
【請求項２】
副熱交換装置を構成する複数枚のフィン部を貫通する水管を少なくとも上下２段の格子状に配列し、上段と下段を並列に通水する請求項１記載の燃焼装置。
【請求項３】
副熱交換装置を構成する複数枚のフィン部を貫通する近接する上下の水管の間で近接する左右の水管の間に折り返し部を設けた請求項１記載の燃焼装置。
【請求項４】
副熱交換装置を構成する複数枚のフィン部を貫通し近接する上下左右の水管の間に存在する伝熱にあまり寄与しない部分に切抜き部を設けた請求項１記載の燃焼装置。
【請求項５】
副熱交換装置を構成する複数枚のフィン部を貫通する近接する上下左右の水管の間に、折り返し部と切抜き部を設けた請求項１記載の燃焼装置。
【請求項６】
副熱交換装置を構成する複数枚のフィン部を貫通する最下段の水管の直下でフィン下端部に突起部を設けた請求項１記載の燃焼装置。
【請求項７】
副熱交換装置を構成する複数枚のフィン部の下側で左右の水管の間に折り返し部を設けた請求項１記載の燃焼装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、給湯または暖房または風呂追い焚きの少なくともどちらか一方の機能を有する燃焼装置の潜熱回収熱交換器のフィンと水管の配列構成に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の潜熱回収熱交換器を搭載した燃焼装置は、給湯と風呂を燃焼ガスにより直接加熱し、給湯はフィンチューブ式潜熱回収熱交換器により潜熱まで回収可能となる（例えば特許文献１参照）。図４は、前記公報に記載された従来の燃焼装置を示すものである。図４に示すように、給水管１と出湯管２と、燃焼バーナ４と、燃焼バーナ４によって発生した燃焼ガスの顕熱を回収する第一熱交換器５および第二熱交換器６が配され、これらの熱交換器５、６の下流側に燃焼ガスの潜熱を回収する潜熱回収熱交換器７が配された燃焼装置において、潜熱回収熱交換器７は第一熱交換器５に水路が連通し、外部から供給される水を潜熱回収熱交換器７および第一熱交換器５で順次加熱して給湯を行う構成とし、熱交換器の水路をバイパスするバイパス流路３を設けた構成としている。この構成により、給湯と風呂追い焚きを一つの缶体で加熱が可能となる。
【特許文献１】特開２００５−２０７６８７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら上記特許文献１の従来の燃焼装置では、潜熱回収熱交換器がフィンチューブ式であることは明らかであるが、伝熱性能を向上するための施策が開示されておらず、小型軽量で高性能な潜熱回収熱交換器を実現できない。
【０００４】
本発明は前記従来の課題を解決するもので、燃焼ガスの潜熱分を効率よく回収し、小型で軽量となる燃焼装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
前記従来の課題を解決するために、本発明の燃焼装置は、バーナと、バーナで加熱され主に顕熱分を吸熱する主熱交換装置と主に潜熱分を吸熱する副熱交換装置と、副熱交換装置を構成する複数枚のフィン部を貫通する水管を少なくとも上下二段の格子状配列し、水管の間に折り返し部と切抜き部を設けたものである。
【０００６】
これによって、同一左右間の水管ピッチでも効率的に水管を配置することができ小型で高効率の潜熱回収熱交換器を実現できる。
【発明の効果】
【０００７】
本発明の燃焼装置は、主に潜熱分を吸収する副熱交換器をフィンチューブ式熱交換器とし、水管を格子状に配置することで限られた体積に最大限に水管を設け、水管の間に折り返し部と切り抜き部を設けることにより小型で高効率の燃焼装置を実現できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
第１の発明は、給湯または暖房または風呂追い焚きの少なくともどちらか一方の機能を有する燃焼装置においてバーナと、バーナで加熱され主に顕熱分を吸熱する主熱交換装置と主に潜熱分を吸熱する副熱交換装置と、副熱交換装置を構成する複数枚のフィン部を貫通する水管を少なくとも上下二段の格子状配列で構成され、コンパクトで高効率な燃焼装置を実現できる。
【０００９】
第２の発明は、特に、第１の発明の副熱交換装置を構成する複数枚のフィン部を貫通する水管を少なくとも上下２段の格子状に配列し、上段と下段を並列に通水する構成で、通水圧力損失を低減しコンパクトで高効率な燃焼装置を実現できる。
【００１０】
第３の発明は、特に、第１の発明の副熱交換装置を構成する複数枚のフィン部を貫通する近接する上下左右の水管の間に折り返し部を設けて構成され、折り返し部により水管の下端へ燃焼ガスを誘導するとともに流れを乱すことで熱伝達率を向上し、コンパクトで高効率な燃焼装置を実現できる。
【００１１】
第４の発明は、特に、第１の発明の副熱交換装置を構成する複数枚のフィン部を貫通する近接する上下左右の水管の間に存在する伝熱にあまり寄与しない部分に切抜き部を設けて構成され、熱効率をほとんど低減することなく、軽量コンパクトで高効率な燃焼装置を実現できる。
【００１２】
第５の発明は、特に、第１の発明の副熱交換装置を構成する複数枚のフィン部を貫通する近接する上下左右の水管の間に、折り返し部と切抜き部を設けて構成され、熱効率をほとんど低減することなく、軽量コンパクトで高効率な燃焼装置を実現できる。
【００１３】
第６の発明は、特に、第１の発明の副熱交換装置を構成する複数枚のフィン部を貫通する最下段の水管の直下でフィン下端部に突起部を設けて構成され、結露水を架橋させることなく滴下させ、燃焼ガスの排気抵抗を増加することがないため安定した燃焼特性を実現できる。
【００１４】
第７の発明は、特に、第１の発明の副熱交換装置を構成する複数枚のフィン部の最下段で左右の水管の間に折り返し部を設けて構成され、折り返し部により下段の水管の下端へ燃焼ガスを誘導するとともに流れを乱すことで熱伝達率を向上し、コンパクトで高効率な燃焼装置を実現できる。
【００１５】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。従来例および各実施の形態において、同じ構成、同じ動作をする部分については同一符号を付与し、詳細な説明を省略する。なお、この実施の形態によって本発明が限定されるものではない。
【００１６】
（実施の形態１）
図１は本発明の実施の形態１の主熱交換器と副熱交換器の断面図であり、図２は燃焼装置の全体構成図であり、図３は副熱交換器のフィン部正面と側面図である。
【００１７】
図１と図２と図３において、燃焼装置１０は、燃焼空気を送る燃焼ファン１１と、バーナ１２と、バーナ１２へ供給するガスの流量を比例制御するガス比例弁１３と、バーナ１２の燃焼本数を切り換えるガス電磁弁１４と、バーナ１２の上部で加熱される給湯回路１５が通る熱交換装置１６と、給湯回路１５が給水部１７と出湯部１８を有し、熱交換装置１６が主に顕熱分を吸熱する主熱交換装置である主熱交換部１９と主に潜熱分を吸熱する副熱交換装置である副熱交換部２０で形成され、主熱交換部１９を形成する複数の主フィン２１を給湯回路１５が貫通し、複数の副フィン２２と、給湯回路１５の熱を暖房回路２３へ伝熱する給湯暖房間接熱交換器２４と、給湯回路１５の熱を風呂回路２５へ伝熱する給湯風呂間接熱交換器２６と、給湯回路１５の水を循環させる小型の耐圧循環ポンプ２７と暖房回路２３の水を循環させる暖房ポンプである暖房ＤＣポンプ２８と、熱交換装置１６を迂回するバイパス管２９の流量を制御する混合弁３０と、風呂回路２５の湯水を循環させる風呂ポンプである風呂ポンプ３１と、耐圧循環ポンプ２７と暖房ポンプ２８の回転数を制御する制御装置３２と、給湯、暖房、風呂運転や設定温度を指示するリモコン３３が設けられている。さらに、副熱交換部２０で潜熱を回収することで強酸性の結露水が発
生するが、結露水は中和装置３４に設けた炭酸カルシウム等で中和されドレン水として機器外部へ排出される。
【００１８】
この時、給湯回路１５が副熱交換部２０の副フィン２２を貫通する水管である副水管３５を格子状に配列して設けている。また、副フィン２２には格子状に設けられた近接する上下左右４本の副水管３５のほぼ中央に切り抜き部３６を設け、切り抜き部３６の直上に折り返し部３７を設けている。さらに、下段の副水管３５の下流側で副フィン２２の下端に突起部３８を設けて構成される。
【００１９】
以上のように構成された燃焼装置について、以下その動作・作用を説明する。
【００２０】
給水部１７から燃焼装置１０へ水が流入し給湯回路１５を通り副熱交換部２０で燃焼熱の主に潜熱分を吸熱した後、主熱交換部１９で主に顕熱分を吸熱し出湯部１８から出湯する。燃焼ガスはまず主熱交換部１９を通過した後、副熱交換部２０を通過し排気口３９から排出される。副熱交換部２０では主に潜熱を吸熱することで副フィン２２の表面に結露水が発生する。発生した結露水は副フィン２２下端側へ重力と燃焼ガスの通過する影響で下側へ滴下する。ここで、副フィン２２には格子状に副水管３５が設けられているが格子状にすることで水管列側に最短距離で配列できるためコンパクトにすることができる。また、近接する上下左右４本の副水管３５のほぼ中央に切り抜き部３６を設けていることで、吸熱にほとんど影響しない部分を切り抜くため熱効率を下げることなく副熱交換部２０の重量を低減することが出来る。また切り抜き部３６の直上に折り返し部３７を設けていることで燃焼ガスの流れを乱すことが可能で熱伝達率を向上し、さらに格子状に設けた下段の副水管３５の上部に燃焼ガスを導くことができるため熱効率を向上することが可能である。また、副フィン２２の最下段で左右の副水管３５の間にも折り返し部３７を設けることで下段側の副水管３５の下部側へも燃焼ガスを回り込ませることができるため熱効率を向上することが可能である。
【００２１】
副フィン２２の表面に発生した結露水は副フィン２２下段側へ重力と燃焼ガスの通過する影響で滴下するが、副フィン２２の下端に設けた突起部３８から結露水が滴下しやすくなるため、複数ある副フィン２２間に結露水が滞留せず燃焼ガスの排気抵抗を増加することがないため安定した燃焼特性を実現できる。
【産業上の利用可能性】
【００２２】
以上のように、本発明にかかる燃焼装置は給湯または暖房または風呂追い焚きの少なくともどちらか一方の機能を有するコンパクトな熱源を実現することが可能となるので、一般住宅における給湯暖房機はもちろん、マンションやアパート等の集合住宅の設置場所が狭いところでも導入できる。また、熱源のガスはもちろん灯油等を熱源とした石油ボイラーにも適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の実施の形態１における主熱交換器と副熱交換器の断面図
【図２】同実施例における燃焼装置の全体構成図
【図３】（ａ）同実施例における副熱交換器の副フィンの平面図（ｂ）同側面図
【図４】従来の燃焼装置の熱交換器構成図
【符号の説明】
【００２４】
１０  燃焼装置
１２  バーナ
１９  主熱交換装置
２０  副熱交換装置
２２  フィン部
３５  水管
３６  切抜き部
３７  折り返し部
３８  突起部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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