(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
バーナーと伝熱フィンを設けた燃焼室と、前記燃焼室に連通して設けた燃焼ガス排出通路と、前記燃焼ガス排出通路に設けた熱交換器と、前記燃焼ガス排出通路は上がり勾配に構成し、この上がり勾配部に前記熱交換器を構成すると共に、前記燃焼室と前記熱交換器の間の前記燃焼ガス排出通路にトラップ部を構成し、このトラップ部に吸水性材料を配設し、前記吸水性材料はその一部を前記燃焼ガス通路内部に臨ませ他の一部を前記燃焼ガス排出通路の外部に臨ませた燃焼装置。
【請求項２】
吸水性材料を親水処理し、燃焼ガス排出通路内にウィックを設け、このウィックと吸水性材料の一部とを近接した請求項１記載の燃焼装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は燃焼により発生する高温ガスの熱を熱交換器を用いて利用する燃焼装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の燃焼により、発生した高温の燃焼ガスにより熱交換して熱を利用する熱交換器は、燃焼反応により生じる水分の凝縮を防止するため、熱交換器で熱交換した燃焼ガスの温度を露点温度以上に設定していた。この種の燃焼装置は特開平５−３０２７１２号公報に記載するものがある。この燃焼装置は、図８に示すように、バーナ１へ燃料を送り、燃焼室２で燃焼し、熱交換器３を通り排気口４より排出する。燃焼室２には燃焼空気を燃焼用送風機５により供給し、熱交換器３には対流用送風機６で熱交換空気を流し、排気路には温度検出器７を設けた構成としている。
【０００３】
そして、排気温度を検出する温度検出器７が低温を検出すると、対流用送風機６を停止させて熱交換空気を低減し熱交換器３での熱交換量を少なくするとともに、燃焼用送風機５の回転数を通常より若干多くすることにより燃焼空気を多くして排気中の露点温度を低下させ結露を防止するようになっていた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来の燃焼装置の構成では、排気温度が低くなると対流用送風機６を停止させて熱交換空気を低減し熱交換器３での熱交換量を少なくして排気温度を上昇させて結露を防止する為に、熱交換して利用できる熱量が低下する。このため、熱量不足による使用不具合と熱効率の低下を生じた。また、燃焼用送風機５の回転数を通常より若干多くすることにより燃焼空気を多くして排気中の露点温度を低下させ結露を防止するようになっていた。燃焼空気を多くすることは、熱交換器３を通過する排気の温度が低下し排気量が増加するため、熱交換器３での熱交換効率が低下するため、より多くの燃料を必要とするという課題があった。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記課題を解決するため、バーナーと伝熱フィンを設けた燃焼室と、前記燃焼室に連通して設けた燃焼ガス排出通路と、前記燃焼ガス排出通路に設けた熱交換器と、前記燃焼ガス排出通路は上がり勾配に構成し、この上がり勾配部に前記熱交換器を構成すると共に、前記燃焼室と前記熱交換器の間の前記燃焼ガス排出通路にトラップ部を構成し、このトラップ部に吸水性材料を配設し、前記吸水性材料はその一部を前記燃焼ガス通路内部に臨ませ他の一部を前記燃焼ガス排出通路の外部に臨ませた構成としてある。
【０００６】
本発明によれば、燃焼によって生じた高温の燃焼ガスを熱交換器にて熱交換をさせ、排気の燃焼ガスが低温になり燃焼ガス排出通路中で凝縮した水分を燃焼ガス排出通路内部に臨ませた吸水性材料で吸水させるとともに、この吸水した水分を燃焼ガス排出通路外部に臨ませた吸水性材料部分から放出する。このため、排気ガスの結露による燃焼ガス排出通路を閉塞することが無く高効率に熱交換ができるものである。
【０００７】
【発明の実施の形態】
本発明は各請求項に記載の形態で実施できるもので、請求項１記載のように、バーナーと伝熱フィンを設けた燃焼室と、前記燃焼室に連通して設けた燃焼ガス排出通路と、前記燃焼ガス排出通路に設けた熱交換器と、前記燃焼ガス排出通路は上がり勾配に構成し、この上がり勾配部に前記熱交換器を構成すると共に、前記燃焼室と前記熱交換器の間の前記燃焼ガス排出通路にトラップ部を構成し、このトラップ部に吸水性材料を配設し、前記吸水性材料はその一部を前記燃焼ガス通路内部に臨ませ他の一部を前記燃焼ガス排出通路の外部に臨ませた構成としてある。このため、排気ガスの結露による燃焼ガス排出通路を閉塞することが無く高効率に熱交換ができるものである。
【０００８】
また、燃焼室と熱交換器の間の燃焼ガス排出通路にトラップ部を設け、このトラップ部は吸水性材料を配設することにより、排気ガスの結露した水分はこのトラップ部に集合し、吸水性材料によって燃焼ガス排出通路の外部に放出し易い。
【０００９】
また、燃焼ガス排出通路を上がり勾配に構成することにより、燃焼ガス排出通路内で結露した排気ガスの水分を燃焼ガス排出通路から勾配に沿って速やかに流し、吸水性材料に溜めることになる。このため、吸水性材料によって燃焼ガス排出通路の外部に放出出来る。そして、この上がり勾配部に熱交換器を構成したため、排気ガスが結露し水分が発生する燃焼ガス排出通路の熱交換器部分から吸水性材料が存在する部分に至る燃焼ガス排出通路が全て上がり勾配となり、燃焼ガス排出通路が結露水により閉塞されることがない。
【００１０】
また、請求項２記載のように、吸水性材料を親水処理し、燃焼ガス排出通路内にウィックを設けることにより、燃焼ガス排出通路内で結露した排気ガスの水分はこのウィックに吸水される。そして、このウィックと吸水性材料の一部とが近接していて、ウィックに吸水した結露水分はウィックから吸水性材料に流れ、吸水性材料によって燃焼ガス排出通路の外部に放出するため、燃焼ガス排出通路の勾配に関わらず吸水性材料に水分を流すことができ構成の自由度の拡大と、燃焼ガス排出通路が結露水による閉塞を生じることを防止でき信頼性の高いシステムになる。
【００１１】
また、吸水性材料を親水処理をしているので、吸水性材料の単位当たりの吸水処理性能が大きくなり、排気ガスの結露した水分は燃焼ガス排出通路から速やかに吸水性材料に吸水できる。
【００１２】
【実施例】
以下、本発明の実施例について図面を用いて説明する。なお、図１ないし図７における符号は図８に示す従来例と同じ構成部分について同一符号を付与し、詳細な説明を省略する。
【００１３】
（実施例１）
図１は、本発明の実施例１における燃焼装置を示す断面図である。
【００１４】
１はバーナーであり燃焼室２内に設け、８は燃焼室２に連通して設けた燃焼ガス排出通路であり、排気口４に連通する。この燃焼ガス排出通路８には熱交換器９を設け、燃焼ガス排出通路８の少なくとも一部はガラス繊維、発泡性金属等のシートあるいは成形材料の吸水性材料１０で構成してある。この吸水性材料１０は一部を燃焼ガス通路８の内部に臨ませ他の一部は燃焼ガス排出通路８の外部に臨ませて構成してある。１１は吸水性材料１０の下部に設けたドレン配管であり、１２は、燃焼装置を室内等に設置し室外に燃焼ガスを排出する構成として燃焼ガス排出通路８を設置した時の壁等の仕切部材である。１３はバーナー１に燃料を供給するポンプであり、５は燃焼用空気を供給する燃焼用送風機である。１４は、伝熱フィンであり対流用送風機６による空気で燃焼室２からの熱伝達を促進させる構成である。なお、燃焼ガス排出通路８内に吸水性材料１０を設けてもよい。
【００１５】
次に動作，作用について説明すると、バーナー１の燃焼によって発生した熱は、ほぼその顕熱分に相当する量を燃焼室２にて熱交換し空気の加熱に利用する。次に従来は使用できなかったバーナー１の燃焼によって発生した熱の潜熱分を熱交換器９で熱交換する。このため、燃焼ガスは内部に蒸気としてあった水分は液化する。吸水性材料１０は一部を燃焼ガス排出通路８の内部に臨ませ一部を燃焼ガス排出通路８の外部に臨ませてあるため、バーナー１によって生じた高温の燃焼ガスを熱交換器９にて完全に熱交換させ、排気の燃焼ガスが低温になり燃焼ガス排出通路中で凝縮した水分は燃焼ガス排出通路８の内部に臨ませた吸水性材料１０で吸水させるとともに、この吸水した水分を燃焼ガス排出通路８の外部に臨ませた吸水性材料１０の部分から放出し、ドレン配管１１を通り流下する。このため、排気ガスの結露による燃焼ガス排出通路８の閉塞等の不具合を生じることが無く高効率に熱交換ができるものである。また、熱交換器９から排気口４までの燃焼ガス排出通路８は低温にでき、断熱材を必要とせず、安全性の高いものである。また、吸水性材料１０は水分を容易に吸水するが燃焼排気ガスは吸水すると水分が通路を塞ぐため通しにくくなり、吸水性材料１０から燃焼ガスがもれ熱交換器９での熱交換効率の低下は生じない。
【００１６】
（実施例２）
図２は実施例２における燃焼装置の断面を示すもので、実施例１と異る点はパイプ状熱交換器９ａとパイプ状伝熱フィン１４ａを備えている点である。従って空気熱交換に換えて液体熱交換とすることができる。
【００１７】
（実施例３）
図３は、本発明の実施例３における燃焼装置である。実施例１と異なる点は、燃焼室２と熱交換器９の間の燃焼ガス排出通路８にトラップ部１５を有しており、このトラップ部１５を吸水性材料１０で構成した点である。勿論トラップ部１５の内面が吸水性材料であればよいので、吸水性のないトラップ部に吸水性材料を内張りする形態にしてもよい。
【００１８】
次に動作，作用について説明すると、排気ガスの結露した水分は、燃焼ガス排出通路８を通りこのトラップ部１５に集合し、吸水性材料１０によって燃焼ガス排出通路８の外部に放出出来る。このため、燃焼ガス排出通路８に臨む吸水性材料１０の面積は小さくても集中して結露水が流れるために吸水性材料１０の小型化が可能となる。
【００１９】
また、吸水性材料１０を水の表面張力を低下させる効果のあるシリコン等の親水処理をする。これにより、吸水性材料１０の単位当たりの吸水処理性能が大きくでき、排気ガスの結露した水分は燃焼ガス排出通路８から速やかに吸水性材料１０に吸水できる。そして、燃焼ガス排出通路８から速やかに水分を排出できることは、燃焼ガス排出通路８の通路面積を安定して常に確保でき排気抵抗の増加による燃焼不良を生じなく信頼性を確保できる。
【００２０】
（実施例４）
図４は、本発明の実施例４における燃焼装置である。実施例１と異なる点は、燃焼ガス排出通路８を上がり勾配に構成した点である。
【００２１】
次に動作，作用について説明すると、燃焼ガス排出通路８内で結露した排気ガスの水分は燃焼ガス排出通路８から勾配に沿って速やかに流れ吸水性材料１０に溜まる。このため、吸水性材料１０によって完全に燃焼ガス排出通路８の外部に放出出来る。そして、この上がり勾配部に熱交換器９を構成したため、排気ガスが結露し水分が発生する燃焼ガス排出通路８の熱交換器９の部分から吸水性材料１０に至る燃焼ガス排出通路８が全て上がり勾配となり、燃焼ガス排出通路８が結露水による閉塞等を生じることがない。また、燃焼ガスの潜熱分の熱交換により生じる水分を全て熱交換器８から勾配に沿って吸水性材料１０に流すため、熱交換器９から排気口４に至る燃焼ガス排出通路８では水分が溜まることがないため曲がりや勾配を設置にあわせて自由に設計でき、また、熱交換器９から排気口４までの燃焼ガス排出通路８は低温にできるため、断熱材を必要とせず、安全性の高いものである。
【００２２】
（実施例５）
図５は、本発明の実施例５における燃焼装置である。実施例１と異なる点は、吸水性材料１０と燃焼室２の内壁部材１６を近接させて構成させてある。
【００２３】
次に動作，作用について説明すると、吸水性材料１０はバーナー１の燃焼により高温となっている燃焼室２の内壁部材１６から熱を受けている。このため、吸水性材料１０は高温となり吸水した燃焼ガスの水分はこの熱で蒸発し外部に蒸気で放出できる。このことにより、ドレン用の配管が不要になり、部品が低減でき安価な装置を実現でき、設置の自由度と簡便を可能とする。
【００２４】
（実施例６）
図６は、本発明の実施例６における燃焼装置である。実施例１と異なる点は、燃焼ガス排出通路８内にウィック１７を設けてあるため、燃焼ガス排出通路８内で結露した排気ガスの水分はこのウィック１７に吸水される。そして、このウィック１７と吸水性材料１０の一部とを近接して構成してある。
【００２５】
次に動作，作用について説明すると、ウィック１７に吸水した結露水分はウィック１７から吸水性材料１０に流れ、吸水性材料１０によって燃焼ガス排出通路８の外部に放出するため、燃焼ガス排出通路８の勾配に関わらず吸水性材料１０に水分を流すことができ構成の自由度の拡大と、燃焼ガス排出通路８が結露水による閉塞等を生じることを防止でき信頼性の高いシステムになる。
【００２６】
（実施例７）
図７は、本発明の実施例７における燃焼装置である。実施例１と異なる点は、燃焼ガス排出通路８を熱伝導率の良い樹脂またはアルミニウム等の薄い金属管あるいはコルゲート等の表面積の大きい形状の材料で構成してある。
【００２７】
次に動作，作用について説明すると、燃焼ガス排出通路８は外部へ熱を高効率で熱伝達し、燃焼ガス排出通路８に特別の熱交換が無くても排気中の水分を凝縮でき、システムを小型化かつ簡略化することによる高信頼性を実現できる。
【００２８】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、排気ガスの結露による燃焼ガス排出通路を閉塞させる等の不具合を生じることが無く高効率に熱交換ができるという効果がある。
【００２９】
また、燃焼室と熱交換器の間の燃焼ガス排出通路にトラップ部を有し、このトラップ部には吸水性材料が配設してあるので、排気ガスの結露した水分はこのトラップ部に集合し、吸水性材料によって燃焼ガス排出通路の外部に効率的に放出ができる。
【００３０】
また、燃焼ガス排出通路を上がり勾配に構成しているので、燃焼ガス排出通路内で結露した排気ガスの水分は燃焼ガス排出通路から勾配に沿って速やかに流れ吸水性材料中に溜まる。このため、水分は吸水性材料によって燃焼ガス排出通路の外部に効率的に放出できる。そして、この上がり勾配部に熱交換器を構成したため、排気ガスが結露し水分が発生する燃焼ガス排出通路の熱交換器部分から吸水性材料に至る燃焼ガス排出通路が全て上がり勾配となり、燃焼ガス排出通路が結露水による閉塞等を生じることがないという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の実施例１における燃焼装置の断面図
【図２】  本発明の実施例２における燃焼装置の断面図
【図３】  本発明の実施例３における燃焼装置の断面図
【図４】  本発明の実施例４における燃焼装置の断面図
【図５】  本発明の実施例５における燃焼装置の断面図
【図６】  本発明の実施例６における燃焼装置の断面図
【図７】  本発明の実施例７における燃焼装置の断面図
【図８】  従来の冷媒加熱機の外観断面図
【符号の説明】
１  バーナー
２  燃焼室
８  燃焼ガス排出通路
９  熱交換器
９ａ  パイプ状熱交換器
１０  吸水性材料
１１  ドレイン配管
１４  伝熱フィン
１４ａ  パイプ状伝熱フィン
１５  トラップ部
１６  内壁部材
１７  ウィック
【図１】
0003823456.tif 000002
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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