JP6237115B2

JP6237115B2 - 熱源機

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Publication number: JP6237115B2
Application number: JP2013222407A
Authority: JP
Inventors: 幹生植田
Original assignee: Noritz Corp
Current assignee: Noritz Corp
Priority date: 2013-10-25
Filing date: 2013-10-25
Publication date: 2017-11-29
Anticipated expiration: 2033-10-25
Also published as: JP2015083901A

Description

本発明は、熱源機に関し、特に、燃焼ガスの潜熱を回収可能な熱源機に関するものである。

熱源機の一例として、熱効率を高めるために、燃焼排気ガスの顕熱および潜熱（燃焼排気ガス中の水蒸気が保有している潜熱）を回収する熱交換器を備えたものが実用化されている。この潜熱回収可能な熱交換器を用いた場合、燃焼排気ガス中の水蒸気は潜熱を奪われることにより凝縮して結露するため、熱交換器に多量のドレン（結露水）が発生する。燃焼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。この酸性のドレンを中和するために中和剤が用いられている。この中和剤が充填された中和装置が、たとえば特開２０１３−７１１１４号公報（特許文献１）に記載されている。

また、燃料ガスを燃焼させて熱源とする給湯器などの熱源機では、燃料ガスと空気との混合気に着火する着火源として、一般的にイグナイタ（点火トランス）が用いられている。そして、イグナイタには通電線を介して点火プラグが接続されている。この点火プラグは、燃料ガスを燃焼させるバーナに接続されている。

特開２０１３−７１１１４号公報

上記の熱源機においては、通電線がバーナの筺体に接触することによって、バーナに通電線の電圧がリークするという問題がある。

本発明は、上記の課題を鑑みてなされたものであり、その目的は、バーナに通電線の電圧がリークすることを抑制できる熱源機を提供することである。

本発明の熱源機は、燃焼ガスの潜熱を回収可能なものである。熱源機は、バーナと、熱交換器と、貯留部材と、通電線とを備えている。バーナは燃焼ガスを供給するためのものである。熱交換器はバーナによって供給された燃焼ガスの潜熱を回収するためのものである。貯留部材は、電気絶縁性を有する素材で形成されており、かつ熱交換器で燃焼ガスの潜熱を回収することによって発生したドレンを貯留するためのものである。通電線は電気を通電可能なものである。貯留部材は、バーナを覆うように配置された部分を有し、該部分はバーナと通電線との間に位置している。

本発明の熱源機によれば、電気絶縁性を有する素材で形成された貯留部材はバーナを覆うように配置された部分を有している。該部分はバーナと通電線との間に位置しているため、該部分によってバーナと通電線との絶縁が確保される。これにより、バーナに通電線の電圧がリークすることを抑制できる。

上記の熱源機においては、貯留部材は、通電線を支持可能な支持部を含んでいる。これにより、貯留部材は支持部に通電線を支持することができる。

上記の熱源機においては、支持部は、貯留部材の外壁に設けられており、通電線を係止可能に構成されている。これにより、メンテナンスの際に、通電線と貯留部材とが互いに干渉し難く作業し易くなる。

上記の熱源機においては、支持部は、貯留部材の外壁に形成された溝である。このため、通電線を溝に固定することができる。

上記の熱源機においては、溝は、延在する方向の一端および他端の少なくともいずれかが開口している。このため、通電線の溝への脱着作業がし易くなる。

上記の熱源機においては、溝は、底部と、溝の幅方向における底部の両端にそれぞれ接続された第１および第２の側面部と、第１および第２の側面部のそれぞれの底部に対して反対側に位置する端部の少なくともいずれかに設けられた抜け止め部材とを含んでいる。支持部は、抜け止め部材と底部との間に通電線を挟み込んで通電線を固定するように構成されている。このため、抜け止め部材によって通電線を溝から脱落し難くすることができる。

上記の熱源機は、バーナに点火するための点火ノズルと、点火ノズルに電圧を加えて点火ノズルを点火させるための高電圧発生部材とをさらに備えている。通電線は、点火ノズルと高電圧発生部材とを電気的に接続する高圧コードである。このため、高電圧発生部材から高電圧が印加された高圧コードの電圧がリークすることを抑制できる。

以上説明したように、本発明によれば、バーナに通電線の電圧がリークすることを抑制できる。

本発明の一実施の形態における熱源機の構成を概略的に示す作動原理図である。本発明の一実施の形態における熱源機の外観を概略的に示す斜視図である。本発明の一実施の形態における熱源機の内部構成を概略的に示す正面図である。図３のＰ１部の拡大図である。本発明の一実施の形態における貯留部材の構成を概略的に示す正面図である。本発明の一実施の形態における貯留部材の構成を概略的に示す側面図である。図５のＰ２部を拡大して示す側面図である。

以下、本発明の実施の形態について図に基づいて説明する。
まず、本発明の一実施の形態の熱源機の構成を説明する。

図１を参照して、本実施の形態の熱源機（給湯器）１の概略的な構成について説明する。本実施の形態の熱源機１は、独立した２つの燃焼系統、具体的には右側に給湯側燃焼系統、左側に風呂・暖房側燃焼系統を有し、さらに燃焼に関連する動作を司る制御装置２を有する。

給湯側燃焼系統には、燃料を燃焼して燃焼ガスを生成する給湯側燃焼部７と、その給湯側燃焼部７に燃焼用の空気を送風する公知の送風機９と、湯水あるいは熱媒体が流通し燃焼ガスによって加熱される給湯側熱交換部１１と、給湯流水系統２０が備えられ、同様に風呂・暖房側燃焼系統には、風呂・暖房側燃焼部８と、その風呂・暖房側燃焼部８に送風する送風機９と、風呂・暖房側熱交換部１２と、暖房流水系統２１と、追い焚き流水系統２２とが備えられている。また、熱源機１は、風呂・暖房側燃焼系統と給湯側燃焼系統の両方のドレンを受けるドレン排出系統１３を有している。

各燃焼部７、８は、燃料ガスを燃焼する複数のバーナ４０が設けられ、燃料ガスをバーナ４０に至らせる燃料配管４１が接続されている。燃料配管４１には、元ガス電磁弁（燃料用弁）４２、それぞれのバーナ４０に至る燃料ガスの流通を規制する比例弁（燃料用弁）４３と電磁弁（燃料用弁）４４が設けられている。すなわち、各燃焼部７、８では、各燃料用弁４２、４３、４４の開閉が制御されて、燃料配管４１を介して供給された燃料ガスが、バーナ４０で燃焼されて燃焼ガスが生成される。

給湯流水系統２０は、給湯側熱交換部１１がその一部を形成するものであり、給水源から供給される湯水を給湯側熱交換部１１に流し、その給湯側熱交換部１１からカラン等に至らせる給湯主流路２３と、給湯側熱交換部１１をバイパスする給湯側バイパス流路２５とを有する。そして、給湯流水系統２０には、給湯側バイパス流路２５を通過する流量を調整する給湯側バイパス流量調整弁（液体用弁）２６や、出湯温度が所定値よりも低い場合に出湯流量を絞る出湯流量調整弁（液体用弁）２７等が設けられている。

さらに、給湯流水系統２０には、出湯流路調整弁２７から分岐し、湯水を風呂の浴槽へと導く風呂落とし込み流路２８が備えられている。そして、この風呂落とし込み流路２８には、浴槽への水流を規制する注湯電磁弁（液体用弁）３０と、浴槽側からの水流の逆流を防止する逆流防止機構３１等が設けられている。

なお、給湯側熱交換部１１は、燃焼ガスの主に顕熱を回収する一次熱交換器１１ａと、燃焼ガスの主に潜熱を回収する二次熱交換器１１ｂ（熱交換器ＨＥ）とで構成されている。

暖房流水系統（端末循環路）２１は、風呂・暖房側熱交換部１２がその一部を形成するものであり、湯水は、風呂・暖房側熱交換部１２と浴室暖房機等の高温側端末（図示しない）との間を循環する高温端末経路と、風呂・暖房側熱交換部１２と床暖房等の低温側端末（図示しない）との間を循環する低温端末経路と、高温端末経路と低温端末経路とを繋ぐ暖房側バイパス流路と、追い焚き流水系統２２を流れる湯水を加熱する風呂加熱経路とを流通する。

そして、暖房流水系統２１には、湯水の循環流を形成する暖房側ポンプ３６と、湯水の温度変化に起因した体積の膨張に伴う圧力上昇又は収縮に伴う圧力低下を抑制する膨張タンク３７と、暖房側バイパス流路上に設けられた暖房側バイパス熱動弁（液体用弁）３９と、風呂加熱経路への通水を規制する風呂側熱動弁（液体用弁）４５と、追い焚き流水系統２２を流れる湯水との熱交換が行われる液・液熱交換器４６等が設けられている。

なお、風呂・暖房側熱交換部１２は、燃焼ガスの主に顕熱を回収する一次熱交換器１２ａと、燃焼ガスの主に潜熱を回収する二次熱交換器１２ｂ（熱交換器ＨＥ）とで構成されている。

追い焚き流水系統２２は、前記液・液熱交換器４６がその一部を形成するものであり、液・液熱交換器４６と風呂の浴槽（図示しない）との間を浴槽内の湯水が循環する追い焚き流路４７を有する。そして、追い焚き流路４７には、湯水の循環流を形成する追い焚き側ポンプ４８等が設けられている。なお、この追い焚き流路４７には、前記した風呂落とし込み流路２８が接続されている。

ドレン排出系統１３は、燃焼ガスの潜熱を回収する際に発生するドレンを、中和器（貯留部材）１４で中和してから外部に排水する流路である。すなわち、図５に示すように、ドレン排出系統１３は、二次熱交換器１１ｂ、１２ｂから中和器１４に至る中和器導入流路１５と、中和器１４と、中和器１４より下流側の外部排出流路１６とで構成されている。

続いて、本実施の形態の熱源機（給湯器）１の具体的な構成について説明する。
図２を参照して、熱源機１は、前面ＦＳ、上面ＵＳ、下面（底面）ＬＳ、側面ＳＳおよび図示しない後面（背面）を有する筺体ＨＰを備えている。前面ＦＳには燃焼ガスを排気するための排気口ＥＰが設けられている。熱源機１は、略直方体形状を有しており、高さ（上下）方向（図中矢印Ｙ方向）の寸法よりも幅（左右）方向（図中Ｘ方向）の寸法が小さくなるように形成されており、幅（左右）方向（図中Ｘ方向）の寸法よりも奥行き（前後）方向（図中Ｚ方向）の寸法が小さくなるように形成されている。

図３を参照して、熱源機１は、燃焼ガスの潜熱を回収可能な潜熱回収式熱源機である。燃焼ガスを供給するためのバーナ４０の上方に、給湯側熱交換部１１および風呂・暖房側熱交換部１２が配置されている。具体的には、バーナ４０の上方に、バーナ４０によって供給された燃焼ガスの顕熱を回収するための一次熱交換器１１ａと、風呂・暖房側熱交換部１２の一次熱交換器１２ａとが配置されている。さらに、各一次熱交換器１１ａ、１１ｂの上方に、バーナ４０によって供給された燃焼ガスの潜熱を回収するための給湯側熱交換部１１の二次熱交換器１１ｂ（熱交換器ＨＥ）と、風呂・暖房側熱交換部１２の二次熱交換器１２ｂ（熱交換器ＨＥ）とが配置されている。

また、バーナ４０は筺体ＨＰの前面ＦＳに対向する対向面ＤＰを有している。この対向面ＤＰよりも筺体ＨＰの前面ＦＳ側およびバーナ４０よりも下面（底面）ＬＳ側に略Ｌ字状に中和器１４が配置されている。中和器１４は、各二次熱交換器１１ｂ、１２ｂで燃焼ガスの潜熱を回収することによって発生したドレンを貯留するためのものである。中和器１４の内部には中和剤が充填されており、この中和剤によってドレンを中和することができる。また、中和器１４は電気絶縁性を有する素材で形成されている。中和器１４の材料としては、たとえばポリプロピレンを用いることができる。

図３および図４を参照して、中和器１４は、バーナ４０を覆うように配置された部分を有している。この部分は、バーナ４０の下方側においてバーナ４０のノズルが配置された位置に配置されている。このため、中和器１４はバーナ４０の上方側の高温部分を避けて配置されている。中和器１４のバーナ４０を覆うように配置された部分は、バーナ４０と、電気を通電可能な通電線５０との間に位置している。つまり、バーナ４０と通電線５０とは中和器１４の少なくとも一部を挟んでいる。

中和器１４は、通電線５０を支持可能な支持部ＳＰを有している。この支持部ＳＰは、中和器１４の外壁ＯＰに設けられており、通電線５０を係止可能に構成されている。本実施の形態では、この支持部ＳＰは、中和器１４の外壁ＯＰに形成された溝ＴＰである。

バーナ４０の対向面ＤＰにはバーナ４０に点火するための点火ノズル５１が接続されている。また、バーナ４０の側面に点火ノズル５１に電圧を加えて点火ノズル５１を点火させるための高電圧発生部材５２が配置されている。この高電圧発生部材５２としては、たとえばイグナイタを用いることができる。通電線５０は、点火ノズル５１と高電圧発生部材５２とを電気的に接続する高圧コードである。

図５および図６を参照して、中和器１４は、横長部１４ａと縦長部１４ｂとを有している。筺体ＨＰの前面ＦＳ側から見たときに、横長部１４ａと縦長部１４ｂとは、略Ｌ字形状を有するように接続されている。筺体ＨＰの側面ＳＳ側から見たときに、横長部１４ａと縦長部１４ｂとは、奥行き（前後）方向にずれて配置されている。筺体ＨＰの前面ＦＳから見たときに、横長部１４ａは横長に形成されており、縦長部１４ｂは縦長に形成されている。つまり、主に図３および図５を参照して、横長部１４ａは、筺体ＨＰの前面ＦＳ側から見たときに、バーナ４０の対向面ＤＰと重なる領域に位置する部分を有し、左右方向に延びている。この横長部１４ａはバーナ４０の対向面ＤＰと対向するように、対向面ＤＰに沿って配置されている。また、熱源機１の奥行き（前後）方向において、横長部１４ａはバーナ４０の対向面ＤＰと筺体ＨＰの前面ＦＳとの間に配置されている。また、縦長部１４ｂは筺体ＨＰの前面ＦＳ側から見たときに、横長部１４ａの一端側から下方に延びている。

また、中和器１４は、図中矢印で示すように、ドレンが上端ＵＥから入り、横長部１４ａおよび縦長部１４ｂを通って下端ＬＥから排出されるように構成されている。横長部１４ａはドレンの喫水面Ｌ１を有するように構成されており、縦長部１４ｂはドレンの喫水面Ｌ２を有するように構成されている。さらに、縦長部１４ｂは、横長部１４ａから下方に延びる第１の通路Ｈ１と第１の通路Ｈ１から上方に延びる第２の通路Ｈ２を有している。この第１の通路Ｈ１と第２の通路Ｈ２とによって水封構造ＷＳが構成されている。縦長部１４ｂは風呂回路に接続可能な第１の接続口Ｃ１と、暖房回路に接続可能な第２の接続口Ｃ２を有している。

また、中和器１４の下端ＬＥ近傍にはドレンを流通可能な排水部材６０および中和器１４の排水栓６１が取り付けられている。横長部１４ａの中央にはコントローラ固定金具６２が取り付けられている。中和器１４の上端ＵＥ近傍にはドレンの容量を検知するための中和器電極６３、６４が取り付けられている。さらに、横長部１４ａには中和器の注入口を封止可能な中和器キャップ６５およびパッキン６６が取り付けられている。

図７を参照して、溝ＴＰの形状についてさらに詳しく説明する。溝ＴＰは、延在する方向の両端が開口している。なお、溝ＴＰは延在する方向の一端および他端の少なくともいずれかが開口していればよい。溝ＴＰは延在する方向の一端から他端まで連続して形成されている。また、本実施の形態では、溝ＴＰは、底部ＢＰと、第１および第２の側面部Ｓ１、Ｓ２と、抜け止め部材ＰＰとを有している。

第１および第２の側面部Ｓ１、Ｓ２は、溝ＴＰの幅方向における底部ＢＰの両端にそれぞれ接続されている。抜け止め部材ＰＰは、第１および第２の側面部Ｓ１、Ｓ２のそれぞれの底部ＢＰに対して反対側に位置する端部に設けられている。具体的には、抜け止め部材ＰＰは、第１および第２の側面部Ｓ１、Ｓ２から突出するように形成されている。なお、抜け止め部材ＰＰは第１および第２の側面部Ｓ１、Ｓ２のそれぞれの底部ＢＰに対して反対側に位置する端部の少なくともいずれかに設けられていればよい。そして、支持部ＳＰは、抜け止め部材ＰＰと底部ＢＰとの間に通電線５０を挟み込んで通電線５０を固定するように構成されている。

続いて、本実施の形態の熱源機１の基本的動作について説明する。
熱源機１の基本的動作は、給湯運転、暖房運転、並びに、風呂落とし込みや追い焚き運転があり、いずれも公知のそれと同様である。

給湯運転は、カラン等が操作されて、出湯要求があれば、給湯側燃焼部７で生成された燃焼ガスで給湯側熱交換部１１が加熱され、所望の温度の湯がカラン等から出湯される。暖房運転は、風呂の浴室暖房等（高温側端末）に高温の湯を循環させる高温暖房運転と、床暖房機器等（低温側端末）に低温の湯（高温側端末に循環する湯水の温度よりも低温）を循環させる低温暖房運転がある。すなわち、高温暖房運転では、風呂・暖房側燃焼部８で生成された燃焼ガスで風呂・暖房側熱交換部１２が加熱されて、高温端末経路を介して高温側端末に高温の湯水が循環され、低温暖房運転では、風呂・暖房側燃焼部８で生成された燃焼ガスで風呂・暖房側熱交換部１２が加熱されて、低温端末経路を介して低温側端末に低温の湯が循環される。

追い焚き運転は、浴槽内の湯水の温度が所定温度以下であったり、リモコン等による追い焚き運転の要求があれば、液・液熱交換器４６を介して、浴槽内の湯水を設定温度に至るまで加熱する。より具体的には、本実施の形態の追い焚き運転は、風呂・暖房側燃焼部８で生成された燃焼ガスで風呂・暖房側熱交換部１２が加熱され、その熱が暖房流水系統２１を介して間接的に追い焚き流路４７に伝わり、浴槽内の湯水を加熱している。風呂落とし込み運転は、出湯要求の方法が異なる（リモコン等を介した要求）だけであり、前記給湯運転とほぼ同様の動作が実施されるため、説明を省略する。

次に、本実施の形態の熱源機の作用効果について説明する。
本実施の形態の熱源機１によれば、電気絶縁性を有する素材で形成された中和器１４はバーナ４０を覆うように配置された部分を有している。該部分はバーナ４０と通電線５０との間に位置しているため、該部分によってバーナ４０と通電線５０との絶縁が確保される。これにより、バーナ４０に通電線５０の電圧がリークすることを抑制できる。また、該部分はバーナ４０と通電線５０との間に位置しているため、通電線５０がバーナ４０に接触して通電線５０の被覆が溶けることを防止できる。さらに、通電線５０がバーナ４０に接近してスパークのノイズを拾うことを抑制できる。

本実施の形態の熱源機１においては、中和器１４は、通電線５０を支持可能な支持部ＳＰを有している。これにより、中和器１４は支持部ＳＰに通電線５０を支持することができる。

本実施の形態の熱源機１においては、支持部ＳＰは、中和器１４の外壁に設けられており、通電線５０を係止可能に構成されている。これにより、メンテナンスの際に、通電線５０と中和器１４とが互いに干渉し難く作業し易くなる。

本実施の形態の熱源機１においては、支持部ＳＰは、中和器１４の外壁に形成された溝ＴＰである。このため、通電線５０を溝ＴＰに固定することができる。また、通電線５０を溝ＴＰで覆うことができるため、通電線５０の電圧のリークを効果的に抑制できる。

本実施の形態の熱源機１においては、溝ＴＰは、延在する方向の一端および他端の少なくともいずれかが開口している。このため、通電線５０の溝ＴＰへの脱着作業がし易くなる。

本実施の形態の熱源機１においては、支持部ＳＰは、抜け止め部材ＰＰと底部ＢＰとの間に通電線５０を挟み込んで通電線５０を固定するように構成されている。このため、抜け止め部材ＰＰによって通電線５０を溝ＴＰから脱落し難くすることができる。

本実施の形態の熱源機１は、通電線５０は、点火ノズル５１と高電圧発生部材５２とを電気的に接続する高圧コードである。このため、高電圧発生部材５２から高電圧が印加された高圧コードの電圧がリークすることを抑制できる。

なお、上記では、貯留部材が中和器１４である場合を説明したが、これに限定されず、ドレンタンクであってもよい。また、上記では、通電線５０が高圧コードである場合を説明したが、これに限定されず、通電線５０は高圧が印加されなくてもよい。さらに、上記では、支持部ＳＰが溝ＴＰである場合を説明したが、これに限定されず、通電線５０が乗り越えられない堰によって形成されていてもよく、またクリップのように形成されていてもよい。

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。

１熱源機、２制御装置、７給湯側燃焼部、８暖房側燃焼部、９送風機、１１給湯側熱交換部、１１ａ，１２ａ一次熱交換器、１１ｂ，１２ｂ二次熱交換器、１２暖房側熱交換部、１３ドレン排出系統、１４中和器、１４ａ横長部、１４ｂ縦長部、１５中和器導入流路、１６外部排出流路、２０給湯流水系統、２１暖房流水系統、２２追い焚き流水系統、２３給湯主流路、２５給湯側バイパス流路、２７出湯流路調整弁、２８風呂落とし込み流路、３６暖房側ポンプ、３７膨張タンク、４０バーナ、４１燃料配管、４２燃料用弁、４６液・液熱交換器、４７追い焚き流路、５０通電線、５１点火ノズル、５２高電圧発生部材、６０排水部材、６１排水栓、６３，６４中和器電極、６５中和器キャップ、６６パッキン、ＢＰ底部、Ｃ１第１の接続口、Ｃ２第２の接続口、ＤＰ対向面、ＥＰ排気口、ＦＳ前面、Ｈ１第１の通路、Ｈ２第２の通路、ＨＥ熱交換器、ＨＰ筺体、Ｌ１，Ｌ２喫水面、ＬＥ下端、ＯＰ外壁、ＰＰ止め部材、Ｓ１第１の側面部、Ｓ２第２の側面部、ＳＰ支持部、ＳＳ側面、ＴＰ溝、ＵＥ上端、ＵＳ上面、ＷＳ水封構造。

Claims

燃焼ガスの潜熱を回収可能な熱源機であって、
前記燃焼ガスを供給するためのバーナと、
前記バーナによって供給された前記燃焼ガスの潜熱を回収するための熱交換器と、
電気絶縁性を有する素材で形成されており、かつ前記熱交換器で前記燃焼ガスの潜熱を回収することによって発生したドレンを貯留するための貯留部材と、
電気を通電可能な通電線とを備え、
前記貯留部材は、前記バーナを覆うように配置された部分を有し、
前記部分は前記バーナと前記通電線との間に位置している、熱源機。
前記貯留部材は、前記通電線を支持可能な支持部を含む、請求項１に記載の熱源機。
前記支持部は、前記貯留部材の外壁に設けられており、前記通電線を係止可能に構成されている、請求項２に記載の熱源機。
前記支持部は、前記貯留部材の前記外壁に形成された溝である、請求項２または３に記載の熱源機。
前記溝は、延在する方向の一端および他端の少なくともいずれかが開口している、請求項４に記載の熱源機。
前記溝は、
底部と、
前記溝の幅方向における前記底部の両端にそれぞれ接続された第１および第２の側面部と、
前記第１および第２の側面部のそれぞれの前記底部に対して反対側に位置する端部の少なくともいずれかに設けられた抜け止め部材とを含み、
前記支持部は、前記抜け止め部材と前記底部との間に前記通電線を挟み込んで前記通電線を固定するように構成されている、請求項４または５に記載の熱源機。
前記バーナに点火するための点火ノズルと、
前記点火ノズルに電圧を加えて前記点火ノズルを点火させるための高電圧発生部材とをさらに備え、
前記通電線は、前記点火ノズルと前記高電圧発生部材とを電気的に接続する高圧コードである、請求項１〜６のいずれか１項に記載の熱源機。