(57)【要約】【課題】装置内へのドレンの流入を抑制することが可能な燃焼装置を提供する。【解決手段】燃焼装置は、燃焼室を内部に有し、かつ燃焼室で発生した燃焼排気ガスを排出する排気集合筒１６を有する装置本体と、内管１１と、内管１１の外周面を取り囲む外管１２とを備えている。内管１１は、排気集合筒１６に接続され、内管１１の内周側領域において排気集合筒１６から燃焼排気ガスを排出するための排気路１１ａを構成する。外管１２は、本体ケース１７に接続され、内管１１の外周側領域と外管１２の内周側領域との間において燃焼室に給気するための給気路１２ａを構成する。内管１１と排気集合筒１６との間には、排気路１１ａにおける圧力および給気路１２ａにおける圧力と異なる圧力を有するように、排気路１１ａおよび給気路１２ａから隔離された圧力遮蔽部８０が設けられている。【選択図】図３
2016023832.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃焼室を内部に有し、かつ前記燃焼室で発生した燃焼排気ガスを排出する排気部を有する装置本体と、
内管と、
前記内管の外周面を取り囲む外管とを備え、
前記内管は、前記排気部に接続され、前記内管の内周側領域において前記排気部から前記燃焼排気ガスを排出するための排気路を構成し、
前記外管は、前記装置本体に接続され、前記内管の外周側領域と前記外管の内周側領域との間において前記燃焼室に給気するための給気路を構成し、
前記内管と前記排気部との間には、前記排気路における圧力および前記給気路における圧力と異なる圧力を有するように、前記排気路および前記給気路から隔離された圧力遮蔽部が設けられている、燃焼装置。
【請求項２】
前記内管は、第１の管部と、前記第１の管部の外周面を取り囲む第２の管部とからなり、
前記排気部は、前記第１の管部と前記第２の管部との間の隙間に挿入されることにより前記内管と接続され、
前記排気部の内周面と前記第１の管部の前記外周面との間および前記排気部の外周面と前記第２の管部の内周面との間において前記圧力遮蔽部が設けられている、請求項１に記載の燃焼装置。
【請求項３】
前記第２の管部は、前記排気部と接続される側の端部に向かって内径が拡大する部分を有することにより、前記第１の管部との間に前記隙間を形成している、請求項２に記載の燃焼装置。
【請求項４】
前記排気部の前記内周面と前記第１の管部の前記外周面との間および前記排気部の前記外周面と前記第２の管部の前記内周面との間に配置されたシール部材をさらに備え、
前記圧力遮蔽部は、前記シール部材により前記排気路および前記給気路から隔離されている、請求項２または３に記載の燃焼装置。
【請求項５】
前記シール部材は、前記排気部の前記内周面と前記第１の管部の前記外周面との間および前記排気部の前記外周面と前記第２の管部の前記内周面との間を、水密にシールするように構成されている、請求項４に記載の燃焼装置。
【請求項６】
前記シール部材は、前記シール部材が前記排気部と前記第１および第２の管部との間に配置された状態において、前記排気部と前記第１および第２の管部とが互いに摺動可能なように構成されている、請求項４または５に記載の燃焼装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、燃焼装置に関するものであり、特に、二重管を用いて燃焼室の給排気を行う燃焼装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、燃焼ガスの顕熱および潜熱を用いて熱交換を行う潜熱回収式燃焼装置において、二重管を用いて燃焼室の給排気を行うものが知られている。たとえば特開２０１２−１２２６８５号公報には、内管と外管とからなる二重管を備えた燃焼装置において、内管の内周側領域を排気路として利用し、かつ外管の内周側領域と内管の外周側領域との間の領域を給気路として利用したものが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１２−１２２６８５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来の燃焼装置では、燃焼室において発生した燃焼排気ガスが排気部を通じて二重管の排気路へ排出される。そして、燃焼排気ガスが外気により冷却されて結露することにより、排気路においてドレンが発生する。ここで、二重管においては排気路側が正圧となり給気路側が負圧となる。このため、排気路で発生したドレンが給気路側に引かれ、その結果装置本体内に侵入するという問題があった。
【０００５】
本発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、装置内へのドレンの流入を抑制することが可能な燃焼装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明に従った燃焼装置は、燃焼室を内部に有し、かつ燃焼室で発生した燃焼排気ガスを排出する排気部を有する装置本体と、内管と、内管の外周面を取り囲む外管とを備えている。内管は、排気部に接続され、内管の内周側領域において排気部から燃焼排気ガスを排出するための排気路を構成している。外管は、装置本体に接続され、内管の外周側領域と外管の内周側領域との間において燃焼室に給気するための給気路を構成している。内管と排気部との間には、排気路における圧力および給気路における圧力と異なる圧力を有するように、排気路および給気路から隔離された圧力遮蔽部が設けられている。
【０００７】
上記燃焼装置では、内管と排気部との間において排気路および給気路から隔離された圧力遮蔽部が設けられている。この圧力遮蔽部は、排気路および給気路と異なる圧力を有するように排気路および給気路から隔離されている。このため、排気路側と給気路側との圧力差に起因して排気路で発生したドレンが給気路側に引かれることを抑制することができる。したがって、本発明に従った燃焼装置によれば、従来の燃焼装置のように排気路で発生したドレンが給気路側に引かれて装置内に流入することを抑制することができる。
【０００８】
ここで、「圧力遮蔽部が排気路および給気路から隔離される」とは、たとえばシール部材を用いることにより、排気路および給気路からの圧力の影響が低減されるように、圧力遮蔽部が排気路および給気路とは別の空間として構成されることをいう。シール部材としては、たとえばＯ（オー）リングなどを採用することができる。
【０００９】
上記燃焼装置において好ましくは、内管は、第１の管部と、第１の管部の外周面を取り囲む第２の管部とからなっている。排気部は、第１の管部と第２の管部との間の隙間に挿入されることにより内管と接続されている。排気部の内周面と第１の管部の外周面との間および排気部の外周面と第２の管部の内周面との間において圧力遮蔽部が設けられている。
【００１０】
このように、第１および第２の管部からなる二重構造の隙間に排気部が挿入された構造を採用することにより、排気路において発生したドレンの滞留を抑制することができる。その結果、排気路において滞留したドレンが給気路側へ引かれて装置内に侵入することを抑制することができる。
【００１１】
上記燃焼装置において好ましくは、第２の管部は、排気部と接続される側の端部に向かって内径が拡大する部分を有することにより、第１の管部との間に上記隙間を形成している。
【００１２】
このように、第２の管部が排気部と接続される側の端部に向かって内径が拡大する部分を有することで上記隙間が形成されることにより、排気路において発生したドレンの滞留をより効果的に抑制することができる。その結果、排気路において滞留したドレンが給気路側へ引かれて装置内に侵入することをより効果的に抑制することができる。
【００１３】
上記燃焼装置は好ましくは、排気部の内周面と第１の管部の外周面との間および排気部の外周面と第２の管部の内周面との間に配置されたシール部材をさらに備えている。圧力遮蔽部は、シール部材により排気路および給気路から隔離されている。
【００１４】
このように、シール部材を用いて圧力遮蔽部を排気路および給気路から隔離することにより、排気路および給気路からの圧力の影響をより低減することができる。これにより、排気路と給気路との圧力差に起因して、排気路で発生したドレンが給気路側に引かれて装置内に侵入することをより効果的に抑制することができる。
【００１５】
上記燃焼装置において好ましくは、シール部材は、排気部の内周面と第１の管部の外周面との間および排気部の外周面と第２の管部の内周面との間を、水密にシールするように構成されている。これにより、排気路で発生したドレンが給気路側に引かれて装置内に侵入することをさらに効果的に抑制することができる。
【００１６】
上記燃焼装置において好ましくは、シール部材は、シール部材が排気部と第１および第２の管部との間に配置された状態において、排気部と第１および第２の管部とが互いに摺動可能なように構成されている。
【００１７】
これにより、排気部と第１および第２の管部とがシール部材を挟んで配置された状態において、排気部と第１および第２の管部とを相対的に移動させることが容易になる。
【発明の効果】
【００１８】
以上の説明から明らかなように、本発明に従った燃焼装置によれば、装置内へのドレンの流入を抑制することが可能な燃焼装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の実施の形態に係る燃焼装置の構造を示す概略斜視図である。
【図２】本発明の実施の形態に係る燃焼装置の構造を概略的に示す模式図である。
【図３】本発明の実施の形態に係る燃焼装置における排気部と二重管との接続状態を示す概略図である。
【図４】比較例の燃焼装置における排気部と二重管との接続状態を示す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本発明の実施の形態について図面に基づいて説明する。なお、以下の図面において同一または相当する部分には同一の参照番号を付し、その説明は繰返さない。
【００２１】
まず、本実施の形態に係る燃焼装置の全体構造について、図１および図２を主に参照して説明する。図１は、本実施の形態に係る燃焼装置の外観構造を示している。図２は、本実施の形態に係る燃焼装置の内部構造を示している。なお図１は、排気集合筒から二重管が取り外された状態での燃焼装置の外観構造を示している。
【００２２】
本実施の形態に係る燃焼装置１は、燃焼ガスの顕熱および潜熱を用いた熱交換により湯水の加熱を行う潜熱回収式燃焼装置であって、二重管１５を用いて燃焼室２の給排気を行うものである。燃焼装置１は、装置本体１０と、装置本体１０に取り付けられた二重管１５とを主に有している。二重管１５は、内管１１と、内管１１の外周面を取り囲む外管１２とからなっている。
【００２３】
装置本体１０は、本体ケース１７と、熱交換器４０と、燃焼部３０と、送風部２０と、中和器５０と、ドレン受け５１と、排気集合筒１６（排気部）と、給水配管６０と、給湯配管６１とを有している。また装置本体１０は、燃焼ガスを発生させて当該燃焼ガスを用いた熱交換により湯水の加熱を行うための燃焼室２を内部に有している。
【００２４】
本体ケース１７は内部空間１７ｂが形成された箱形状を有している。本体ケース１７は、内部空間１７ｂにおいて熱交換器４０、燃焼部３０、送風部２０、中和器５０、ドレン受け５１、排気集合筒１６、給水配管６０および給湯配管６１を収容している。また本体ケース１７の面１７ａ側には二重管１５が取り付けられている。
【００２５】
熱交換器４０は、潜熱回収型熱交換器である。潜熱回収型の熱交換器では、従来排出していた熱交換後の燃焼ガスが二次熱交換器へ通されることで二次熱交換器内の水が余熱される。この過程で燃焼ガスの温度が６０℃程度まで下がることで、燃焼ガス中に含まれる水分が凝縮して潜熱を得ることができる。このため熱交換器４０は、一次熱交換器４１と、二次熱交換器４２とを含んでいる。一次熱交換器４１および二次熱交換器４２は燃焼室２の内部にそれぞれ配置されている。
【００２６】
一次熱交換器４１の一方端と二次熱交換器４２の一方端とは互いに接続されている。一次熱交換器４１の他方端は給湯配管６１と接続されている。二次熱交換器４２の他方端は給水配管６０と接続されている。一次熱交換器４１が二次熱交換器４２よりも燃焼部３０の近くに配置されている。
【００２７】
燃焼部３０は、一次熱交換器４１および二次熱交換器４２において熱交換を行なうための燃焼ガスを発生させるためのものである。燃焼部３０は、燃焼室２の内部において熱交換器４０と隣り合うように配置されている。燃焼部３０はたとえば燃焼バーナである。送風部２０は燃焼部３０に対して燃焼に必要な空気を供給するためのものである。送風部２０はたとえばファンである。
【００２８】
潜熱回収型の熱交換器では、上記のとおり燃焼ガスの水蒸気を凝縮させる構造上、どうしても凝縮した水（ドレン）が発生するためドレンの排水が必要である。このため、ドレン受け５１が、二次熱交換器４２の下側に配置されている。
【００２９】
また排気ガス中には窒素酸化物などが含まれるため、これがドレンに溶け込んでドレンは酸性となる。中和器５０は、ドレン受け５１で受けられた酸性のドレンを中和するためのものである。また中和器５０で中和されたドレンを貯留するためのドレンタンク（図示しない）が設けられていてもよい。
【００３０】
排気集合筒１６は、燃焼室２で発生し、熱交換に用いられた燃焼排気ガスを装置本体１０の外部に排出するためのものである。排気集合筒１６は、一方端において燃焼室２に接続されるとともに、他方端が本体ケース１７の外部に突き出ている。この他方端に二重管１５の内管１１が接続されている。
【００３１】
給水配管６０は、熱交換器４０へ給水するための通路である。給水配管６０は二次熱交換器４２と接続されている。給湯配管６１は、熱交換器４０において加熱された後の湯が流れるための通路である。給湯配管６１は一次熱交換器４１と接続されている。このように燃焼装置１では、給水配管６０、二次熱交換器４２、一次熱交換器４１および給湯配管６１が順に接続された給湯経路が構成されている。これにより、給水配管６０から供給された水を二次熱交換器４２および一次熱交換器４１を順に通過させることにより加熱し、その後給湯配管６１から出湯させることができる。
【００３２】
次に、本実施の形態に係る燃焼装置１における排気集合筒１６と二重管１５との接続状態について、図３を主に参照して説明する。図３は、図２中において破線により囲まれた部分の拡大図である。
【００３３】
二重管１５は、内管１１および内管１１の外周面を取り囲む外管１２とからなっている。外管１２は内管１１よりも内径が大きくなっており、内管１１と中心軸（図示しない）を共有するように配置されている。内管１１は一方端において排気集合筒１６と接続されており、外管１２は本体ケース１７と接続されている。
【００３４】
内管１１の内周側領域は、排気集合筒１６の内周側領域と連通しており、排気集合筒１６から燃焼排気ガスを排出するための排気路１１ａとして構成されている。このため、燃焼室２（図２）において発生した燃焼排気ガスを排気集合筒１６を通じて排気路１１ａに排出することができる。
【００３５】
内管１１の外周側領域と外管１２の内周側領域との間の空間は、本体ケース１７の内部空間１７ｂ（図２）と連通しており、燃焼室２に給気するための給気路１２ａとして構成されている。このため、給気路１２ａから本体ケース１７内に空気を取り込み、送風部２０により燃焼室２内に空気を取り込むことができる。
【００３６】
内管１１は、第１の管部１３と、第１の管部１３の外周面１３ａを取り囲む第２の管部１４とからなっている。第２の管部１４は、排気集合筒１６と接続される側の端部に向かって内径Ｄ１が拡大する内径拡大部分１４ｂを有することにより、第１の管部１３との間に隙間を形成している。そして排気集合筒１６は、第１の管部１３と第２の管部１４との間の上記隙間に一方端が挿入されることにより、内管１１と接続されている。これにより、図３に示すように、第１の管部１３が排気集合筒１６に内嵌されるとともに、第２の管部１４が排気集合筒１６に外嵌された状態となっている。
【００３７】
上記燃焼装置１は、シール部材としてのＯリング７０，７１をそれぞれ有している。Ｏリング７０は、排気集合筒１６の内周面１６ａと第１の管部１３の外周面１３ａとの間に配置されている。またＯリング７１は、排気集合筒１６の外周面１６ｂと第２の管部１４の内周面１４ａとの間に配置されている。これにより、排気集合筒１６の内周面１６ａと第１の管部１３の外周面１３ａとの間、および排気集合筒１６の外周面１６ｂと第２の管部１４の内周面１４ａとの間において、Ｏリング７０，７１により排気路１１ａおよび給気路１２ａから隔離された圧力遮蔽部８０が設けられている。圧力遮蔽部８０は、排気路１１ａにおける圧力および給気路１２ａにおける圧力と異なる圧力を有するように、Ｏリング７０，７１により排気路１１ａおよび給気路１２ａから隔離されている。なお、排気集合筒１６の内周面１６ａおよび外周面１６ｂにはＯリング７０，７１を嵌め込むためのガイド溝が設けられることが好ましい。
【００３８】
Ｏリング７０は、排気集合筒１６の内周面１６ａと第１の管部１３の外周面１３ａとの間を気密かつ水密にシールするように構成されている。またＯリング７１は、排気集合筒１６の外周面１６ｂと第２の管部１４の内周面１４ａとの間を気密かつ水密にシールするように構成されている。またＯリング７０，７１は、Ｏリング７０，７１が排気集合筒１６と第１および第２の管部１３，１４との間に配置された状態において、排気集合筒１６と第１および第２の管部１３，１４とが互いに摺動可能なように構成されている。このため、図３に示すように排気集合筒１６が第１の管部１３と第２の管部１４との間の隙間に挿入され、かつ排気集合筒１６と第１および第２の管部１３，１４との間がＯリング７０，７１によりシールされた状態において、内管１１と排気集合筒１６とを軸方向において互いに相対的に移動させることができる。
【００３９】
次に、上記本実施の形態に係る燃焼装置１の作用効果について、比較例を参照しつつ説明する。まず、比較例の燃焼装置における排気集合筒１６０と二重管１５０との接続状態について、図４を参照して説明する。比較例の燃焼装置では、内管１１０が排気集合筒１６０に対して外嵌されるとともに、外管１２０が本体ケース１７０に対して接続されている。また内管１１０の内周面と排気集合筒１６０の外周面との間には、Ｏリング７００が配置されている。そして、内管１１０の内周側領域が排気路として構成され、かつ外管１２０の内周側領域と内管１１０の外周側領域との間が給気路として構成されている。
【００４０】
上記比較例の燃焼装置では、排気路側が正圧となり給気路側が負圧となる。このため、排気路において燃焼排気ガスが冷却されて発生したドレンＤが上記圧力差に起因して給気路側に引かれ、Ｏリング７００によりシールされた部分を通過して本体ケース１７０の内部に侵入する場合がある。
【００４１】
これに対して、上記本実施の形態に係る燃焼装置１では、内管１１と外管１２とにより燃焼室２の給排気を行うための排気路１１ａおよび給気路１２ａがそれぞれ構成されており、かつ内管１１と排気集合筒１６との間に排気路１１ａおよび給気路１２ａから隔離された圧力遮蔽部８０が設けられている。圧力遮蔽部８０は、排気路１１ａおよび給気路１２ａと異なる圧力を有するように、たとえばＯリング７０，７１により排気路１１ａおよび給気路１２ａから隔離されている。このため、排気路１１ａと給気路１２ａとの圧力差に起因して排気路１１ａで発生したドレンＤが給気路１２ａ側に引かれて本体ケース１７の内部に侵入することを抑制することができる。
【００４２】
また上記燃焼装置１において、内管１１は、第１の管部１３と、第１の管部１３の外周面１３ａを取り囲む第２の管部１４とからなっている。また排気集合筒１６は、第１の管部１３と第２の管部１４との間の隙間に挿入されることにより内管１１と接続されている。また排気集合筒１６の内周面１６ａと第１の管部１３の外周面１３ａとの間および排気集合筒１６の外周面１６ｂと第２の管部１４の内周面１４ａとの間において圧力遮蔽部８０が設けられている。
【００４３】
比較例の燃焼装置は、図４に示すように排気路で発生したドレンＤがＯリング７００によりシールされた領域Ｒにおいて滞留し易い構造となっている。これに対して、上記燃焼装置１は、排気集合筒１６が第１および第２の管部１３，１４の隙間に挿入された構造（傘構造）となっており、上記隙間は排気方向（図３中矢印）と反対側に開口している。これにより、排気路１１ａにおけるドレンＤの滞留を抑制することが可能となり、その結果本体ケース１７内へのドレンＤの流入を抑制することができる。
【００４４】
また上記燃焼装置１において、第２の管部１４は、排気集合筒１６と接続される側の端部に向かって内径Ｄ１が拡大する内径拡大部分１４ｂを有することにより、第１の管部１３との間に隙間を形成している。これにより、排気路１１ａにおいて発生したドレンＤの滞留をより効果的に抑制することができる。その結果、排気路１１ａにおいて滞留したドレンＤが給気路１２ａ側へ引かれて本体ケース１７内に侵入することをより効果的に抑制することができる。
【００４５】
また上記燃焼装置１は、排気集合筒１６の内周面１６ａと第１の管部１３の外周面１３ａとの間および排気集合筒１６の外周面１６ｂと第２の管部１４の内周面１４ａとの間に配置されたシール部材としてのＯリング７０，７１を備えている。また圧力遮蔽部８０は、Ｏリング７０，７１により排気路１１ａおよび給気路１２ａから隔離されている。
【００４６】
このように、Ｏリング７０，７１を用いて圧力遮蔽部８０を排気路１１ａおよび給気路１２ａから隔離することにより、排気路１１ａおよび給気路１２ａからの圧力の影響をより低減することができる。これにより、排気路１１ａと給気路１２ａとの圧力差に起因して、排気路１１ａで発生したドレンＤが給気路１２ａ側に引かれて本体ケース１７内に侵入することをより効果的に抑制することができる。
【００４７】
なお上記本実施の形態では、シール部材の一例としてＯリング７０，７１が採用される場合について説明したがこれに限定されない。シール部材としては、圧力遮蔽部８０が排気路１１ａの圧力および給気路１２ａの圧力と異なる圧力を有するように、圧力遮蔽部８０を排気路１１ａおよび給気路１２ａから隔離することが可能な種々の部材を採用することができる。
【００４８】
また上記燃焼装置１において、Ｏリング７０は排気集合筒１６の内周面１６ａと第１の管部１３の外周面１３ａとの間を水密にシールするように構成され、かつＯリング７１は排気集合筒１６の外周面１６ｂと第２の管部１４の内周面１４ａとの間を水密にシールするように構成されている。これにより、排気路１１ａで発生したドレンＤが給気路１２ａ側に引かれて本体ケース１７内に侵入することをさらに効果的に抑制することができる。
【００４９】
また上記燃焼装置１において、Ｏリング７０，７１は、Ｏリング７０，７１が排気集合筒１６と第１および第２の管部１３，１４との間に配置された状態において、排気集合筒１６と第１および第２の管部１３，１４とが互いに摺動可能なように構成されている。これにより、排気集合筒１６と第１および第２の管部１３，１４とがＯリング７０，７１を挟んで配置された状態において、排気集合筒１６と第１および第２の管部１３，１４とを相対的に移動させることが容易になる。たとえば排気集合筒１６と第１および第２の管部１３，１４とを軸方向において互いに相対的に移動させることができる。
【００５０】
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【産業上の利用可能性】
【００５１】
本発明の燃焼装置は、装置内へのドレンの流入を抑制することが要求される燃焼装置において、特に有利に適用され得る。
【符号の説明】
【００５２】
１  燃焼装置、２  燃焼室、１０  装置本体、１１  内管、１１ａ  排気路、１２  外管、１２ａ  給気路、１３  第１の管部、１４  第２の管部、１３ａ，１６ｂ  外周面、１４ａ，１６ａ  内周面、１４ｂ  内径拡大部分、１５  二重管、１６  排気集合筒、１７  本体ケース、１７ａ  面、１７ｂ  内部空間、２０  送風部、３０  燃焼部、４０  熱交換器、４１  一次熱交換器、４２  二次熱交換器、５０  中和器、６０  給水配管、６１  給湯配管、７０，７１  Ｏリング、８０  圧力遮蔽部、Ｄ  ドレン、Ｄ１  内径。
【図１】
2016023832.tif 000003
【図２】
2016023832.tif 000004
【図３】
2016023832.tif 000005
【図４】
2016023832.tif 000006