潜熱回収ユニット
【課題】潜熱回収用熱交換器を具備した潜熱回収ユニットを設置して、潜熱回収用熱交換器により高温の排気ガスの熱を効率よく回収することができる温水発生機を提供する。
【解決手段】熱媒水を収容する温水発生機本体と、温水発生機本体内の熱媒水を加温する燃焼室と、温水発生機本体に収容された熱媒水と熱交換された２次湯水を循環させる２次側循環路と、を備える温水器に取付可能とした潜熱回収ユニットであって、燃焼室と連通連結可能であり、当該燃焼室より排出される排気ガスを外部に排出する煙道構成体と、２次側循環路とは独立して構成され、熱媒水を循環させる１次側循環路と、燃焼室より排出され、煙道構成体内を通過する排気ガスと１次側循環路中の熱媒水とを熱交換して当該排気ガスの潜熱を回収する潜熱回収用熱交換器と、１次側循環路を循環する熱媒水と２次側循環路を循環する２次湯水との熱交換を行う間接熱交換器と、が所定のケーシングに収納配設されている潜熱回収ユニット。
【解決手段】熱媒水を収容する温水発生機本体と、温水発生機本体内の熱媒水を加温する燃焼室と、温水発生機本体に収容された熱媒水と熱交換された２次湯水を循環させる２次側循環路と、を備える温水器に取付可能とした潜熱回収ユニットであって、燃焼室と連通連結可能であり、当該燃焼室より排出される排気ガスを外部に排出する煙道構成体と、２次側循環路とは独立して構成され、熱媒水を循環させる１次側循環路と、燃焼室より排出され、煙道構成体内を通過する排気ガスと１次側循環路中の熱媒水とを熱交換して当該排気ガスの潜熱を回収する潜熱回収用熱交換器と、１次側循環路を循環する熱媒水と２次側循環路を循環する２次湯水との熱交換を行う間接熱交換器と、が所定のケーシングに収納配設されている潜熱回収ユニット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、温水発生機に関し、詳しくは燃焼装置の排気ガスの潜熱を回収して２次側の湯水を予熱可能とした潜熱回収用熱交換器を備えた温水発生機に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、温水発生機では、燃費の向上を図るために、バーナを燃焼室で燃焼させてその燃焼熱により熱媒水や２次側の湯水を加温するだけではなく、バーナを燃焼させた後に発生する排気ガスの熱を利用して、熱媒水や２次側の湯水を予熱する方法があった。
【０００３】
例えば、ボイラ等から排出される燃焼排気ガスの熱を有効活用するために、燃焼排気ガスの顕熱だけではなく潜熱をも最大限吸収して熱吸収量を増大させた潜熱回収用熱交換器（エコノマイザ）が提案されている（例えば、特許文献１を参照。）。
【０００４】
かかる潜熱回収用熱交換器を利用した従来の温水器を、例えば銭湯などのような施設で給湯用に用いる場合、図２に示すような構成が採用されることが多い。
【０００５】
図２に示すように、従来の温水発生機は、バーナ１１０が設けられた燃焼室１２０を備え、熱媒水２００を収容可能とした温水発生機本体１００と、温水発生機本体１００に収容された熱媒水２００を循環させる１次側循環路３００と、給湯のために設けられたカラン４１０に２次湯水５００を循環させる２次側循環路４００と、１次側循環路３００を循環する高温の熱媒水２００と２次側循環路４００を循環する低温の２次湯水５００との熱交換を行う間接熱交換器６００と、バーナ１１０の燃焼により発生した排気ガス１３０の熱（顕熱、潜熱）を回収する潜熱回収用熱交換器７００と、により構成されている。図中、符号３１０で示したものは１次側循環路３００に設けられた熱媒循環ポンプ、符号４２０で示したものは２次側循環路４００に設けられた循環ポンプ、また、符号８００で示したものは、潜熱回収用熱交換器７００を介して燃焼室１２０に連通連結した煙道を示す。
【０００６】
上記構成の温水発生機は、ガス・油等の燃料をバーナ１１０により燃焼室１２０で燃焼して、その燃焼熱により温水発生機本体１００に収容した熱媒水２００を加温する。そして、熱媒循環ポンプ３１０により高温の熱媒水２００を１次側循環路３００に循環させ、同様に、循環ポンプ４２０により低温の２次湯水５００を２次側循環路４００に循環させて、間接熱交換器６００により熱交換して２次側循環路４００を循環する２次湯水５００を加温している。
【０００７】
さらに、図示するように、２次側循環路４００を循環する２次湯水５００は、間接熱交換器６００に供給されて加温される前に、潜熱回収用熱交換器７００と熱交換することにより予熱されるようになっている。すなわち、従来の温水器においては、２次側循環路４００を循環する２次湯水５００を予熱するために潜熱回収用熱交換器７００が用いられていた。
【０００８】
また、図２に示す温水発生機は、複数の１次側循環路３００とそれに応じた複数の間接熱交換器６００及び複数の２次側循環路４００を備えることにより、給湯のみならず、例えば、暖房、循環加熱などを同時に行うことができる構成としている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開平１１−２４８１０５
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
上述したような、潜熱回収用熱交換器を備えた従来の温水発生機は、元来捨てていた燃焼排気ガスの熱を有効活用できるために極めて好ましい構成といえるが、潜熱回収用熱交換器を備えていない温水発生機を用いている施設の方がまだまだ多い。
【００１１】
そして、潜熱回収用熱交換器を配設して省エネを図りたくとも、温水発生機本体１００などの燃焼装置を含む装置全体を再構築するとなると、大がかりな配管、煙道の改造が必要になってコストが嵩むため簡単ではない。
【００１２】
しかも、例えば、銭湯などのような施設の場合、常時所定温度の湯水を提供する必要があるため、図２に示すように、２次側循環路４００を循環する２次湯水５００を予熱して、常に２次湯水５００を２次側循環路４００内で循環させている。
【００１３】
このため、カラン４１０から供給される２次湯水５００の使用頻度が低下すると、２次側循環路４００の内部を循環する２次湯水５００の温度が必要以上に上昇してしまい、潜熱回収用熱交換器７００へ高温の２次湯水５００が入水されることになる。一般に、潜熱回収用熱交換器７００に入水する２次湯水５００の温度が高くなると、潜熱回収用熱交換器７００の特性上、排気ガス１３０中の水分凝縮が生起されにくくなり、結果として潜熱回収用熱交換器７００内における熱交換の効率が低下する虞があった。
【００１４】
また、給湯のための温水発生機においては、カラン４１０の開閉頻度、つまり、給湯頻度により、潜熱回収用熱交換器７００へ入水する２次湯水５００の量や温度にばらつきが生じ、結果的に潜熱回収用熱交換器７００内における熱交換の効率もばらついてしまう。さらに、潜熱回収用熱交換器７００の熱交換能力は、２次側循環路４００を循環する２次湯水５００の量や温度に依存するため、例えば、循環する２次湯水５００の量が少ないときや循環ポンプ４２０の発停制御を行っている場合、熱の受け渡しが十分でなければ、排気ガス１３０の熱により潜熱回収用熱交換器７００の内部が過熱状態や圧力上昇する危険性がある。
【００１５】
本発明は、上述した課題を解決し、潜熱回収用熱交換器のヒータ効率の低下や過熱状態が発生することを防止し、かつ、既設の給湯装置に潜熱回収用熱交換器を簡単に後付け可能とした技術を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
本発明においては上記課題を解決するために以下の手段を講じた。
【００１７】
（１）熱媒水を収容する温水発生機本体と、前記温水発生機本体内の熱媒水を加温する燃焼室と、前記温水発生機本体に収容された熱媒水と熱交換された２次湯水を循環させる２次側循環路と、を備える温水発生機に取付可能とした潜熱回収ユニットであって、前記燃焼室と連通連結可能であり、当該燃焼室より排出される排気ガスを外部に排出する煙道構成体と、前記２次側循環路とは独立して構成され、熱媒水を循環させる１次側循環路と、前記燃焼室より排出され、前記煙道構成体内を通過する排気ガスと前記１次側循環路中の熱媒水とを熱交換して当該排気ガスの潜熱を回収する潜熱回収用熱交換器と、前記１次側循環路を循環する熱媒水と前記２次側循環路を循環する２次湯水との熱交換を行う間接熱交換器と、が所定のケーシングに収納配設されていることとした。
【００１８】
（２）上記（１）の潜熱回収ユニットにおいて、前記２次側循環路を複数路具備する温水発生機に取付可能な潜熱回収ユニットであって、前記ケーシング内に、前記２次側循環路の数と同数の間接熱交換器を収納配設したことを特徴とする。
【００１９】
（３）上記（１）又は（２）の潜熱回収ユニットにおいて、前記１次側循環路を循環する熱媒水の温度変化による膨張及び収縮を吸収する開放筒を具備することを特徴とする。
【００２０】
（４）上記（１）〜（３）の潜熱回収ユニットにおいて、前記潜熱回収用熱交換器による排気ガスの潜熱回収により発生する酸性のドレンを中和する中和装置を具備することを特徴とする。
【００２１】
（５）上記（１）〜（４）の潜熱回収ユニットにおいて、前記潜熱回収用熱交換器を通過する前と通過した後の排気ガスの温度を測定する複数の温度センサを前記煙道構成体に設けたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００２２】
本発明によれば、潜熱回収用熱交換器が設けられていない既設の温水発生機に、潜熱回収用熱交換器を含む潜熱回収ユニットを後付けすることを可能とするとともに、潜熱回収ユニットは、潜熱回収用熱交換器に供給される熱媒水の温度を、比較的低温度とすることができるので熱交換効率を高くすることができ、さらに、開放筒を設け潜熱回収用熱交換器の過熱や圧力上昇を防止することができるので、安全性に優れた潜熱回収ユニットを具備する温水発生機とすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の一実施形態の温水発生機を示す概略構成図である。
【図２】潜熱回収用熱交換器を備えた従来の温水発生機を示す概略構成図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
以下、本発明の一実施形態に係る潜熱回収ユニットについて、図面を参照しながら具体的に説明する。図１は本実施形態に係る温水発生機１０を示す概略構成図である。
【００２５】
なお、この潜熱回収ユニットを備えた本実施形態における温水発生機１０は、例えば、ビルや工場、あるいは銭湯施設などでの給湯や暖房などに好適に使用できるものであるが、給湯や暖房が必要な場所であれば如何なる場所にも設置できる。
【００２６】
図１に示すように、本実施形態に係る温水発生機１０は、バーナ装置１２が設けられた燃焼室１３と温水発生機付属熱交換器１６とを備えるとともに、減圧蒸気室１１ａと熱媒水を収容可能とした熱媒水貯留室１１ｂで構成される温水発生機本体１１と、燃焼室１３より排出される排気ガスを外部に排出する煙道１５と、給湯のために設けられた出湯端末である複数のカラン３２を備え、各カラン３２から出湯される２次湯水を循環させる複数の２次側循環路３０と、本実施形態の要部をなし、後に詳述する潜熱回収ユニット９０とを具備する構成としている。
【００２７】
潜熱回収ユニット９０は、上記２次側循環路３０とは独立して構成される１次側循環路２０と、この１次側循環路２０を循環する熱媒水と２次側循環路３０を循環する２次湯水との熱交換を行う間接熱交換器５０と、既設の煙道１５と接続可能に設けられ、バーナ装置１２の燃焼により発生した排気ガスを、ケーシング９１内を支障なく通過させて既設の煙道１５に導出するための煙道構成体７０と、この煙道構成体７０を通過する排気ガスの熱（顕熱、潜熱）を回収する潜熱回収用熱交換器４０とを、所定形状のケーシング９１に収納配設した構成としている。
【００２８】
また、潜熱回収ユニット９０は、１次側循環路２０を循環する熱媒水の温度変化による膨張及び収縮を吸収する開放筒２２と、潜熱回収用熱交換器４０による排気ガスの潜熱回収により発生する酸性のドレンを中和する中和装置２３と、煙道構成体７０を通過する排気ガスが潜熱回収用熱交換器を通過する前と通過した後の排気ガスの温度を測定する２個の温度センサ４１，４１と、を具備している。
【００２９】
つまり、本実施形態の温水発生機１０は、潜熱回収用熱交換器４０を具備した潜熱回収ユニット９０を備え、この潜熱回収ユニット９０により、燃焼室１３から排出される排気ガスの熱（潜熱及び顕熱）を効率よく回収して、２次側循環路３０を循環する２次湯水を予熱することで、煙道１５より排出される熱量を回収して燃料の削減を図っている。
【００３０】
また、潜熱回収ユニット９０は、煙道構成体７０を通過する排気ガスの潜熱を潜熱回収用熱交換器４０により、潜熱回収ユニット９０に設けられた１次側循環路２０を循環する熱媒水に回収し、１次側循環路２０を循環する熱媒水と２次側循環路３０を循環する２次湯水とを間接熱交換器５０により熱交換させて２次側循環路３０を循環する２次湯水を加温する１次循環方式を用いている。
【００３１】
つまり、カラン３２から出湯される２次湯水は、図示しない水源（上水など）から２次側循環路３０に供給された常温の２次湯水（つまり、比較的低温の水である）を、１次側循環路２０を循環する高温の熱媒水と間接熱交換器５０により熱交換して予熱した後に、さらに、温水発生機本体１１に収納されている熱媒水を熱源とした温水発生機付属熱交換器１６で加温して、所定温度の２次湯水として供給する。
【００３２】
また、図示するように、潜熱回収ユニット９０は、排気ガスが通過する煙道構成体７０と、この煙道構成体７０に設けられた潜熱回収用熱交換器４０と、潜熱回収ユニット９０の内部で熱媒水を循環させる複数の１次側循環路２０と、複数の間接熱交換器５０と、外部からの２次湯水を間接熱交換器５０へ供給および外部へ排出する複数の２次側循環路３０とをケーシング９１に収納してユニット化した構成としている。
【００３３】
このため、ケーシング９１には、複数の２次側循環路３０を循環する２次湯水を潜熱回収ユニット９０の内部の複数の２次側循環路３０に供給し、複数の間接熱交換器５０により熱交換されて予熱された後の２次湯水を、潜熱回収ユニット９０の外部の複数の２次側循環路３０に排出する２次側接続部３０ａが設けられている。
【００３４】
また、ケーシング９１には、温水発生機本体１１の燃焼室１３及び既設の煙道１５、あるいは潜熱回収ユニット９０を配設するために用意した煙道１５と、ケーシング９１の内部の煙道構成体７０とを接続する煙道接続部１５ａが設けられている。かかる煙道接続部１５ａを介して、温水発生機本体１１の燃焼室１３から排出される排気ガスはケーシング９１内の煙道構成体７０に供給され、煙道構成体７０を通過して潜熱回収用熱交換器４０により熱を回収された後の排気ガスは、ケーシング９１の外部に設置された煙道１５に排出することができる。
【００３５】
なお、潜熱回収ユニット９０のケーシング９１に設けられた２次側接続部３０ａは、外部の２次側循環路３０を構成する配管等と簡易に接続できる接続機器を採用し、煙道接続部１５ａも同様に、燃焼室１３から排出される排気ガスの煙道１５と簡易に接続できる接続機器を採用することが望ましい。これにより、潜熱回収用熱交換器４０を有しない既存の温水発生機１０等に対する潜熱回収ユニット９０の後付け作業を簡易とすることができる。
【００３６】
また、本実施形態においては、１次側循環路２０、間接熱交換器５０及び２次側循環路３０により構成される回路を、例えば、給湯や暖房のための目的の異なる複数組の回路（例えば、給湯回路、暖房回路など）を備えた構成としている。各回路は基本的に同じ構成となるため、以下の説明では、一組の１次側循環路２０、間接熱交換器５０及びカラン３２を備えた２次側循環路３０からなる給湯回路について説明する。
【００３７】
温水発生機本体１１内の熱媒水貯留室１１ｂには、燃焼室１３が設けられており、この燃焼室１３の一端側にバーナ装置１２を取付けてバーナ口を燃焼室１３内に臨ませる一方、他端側には、潜熱回収ユニット９０の煙道構成体７０と接続されて煙道１５の一部となる筒体の基端を連通連結している。なお、筒体としては、潜熱回収ユニット９０を後付けする前に配設されていた煙道の一部であってもよい。そして、燃焼室１３内での所定の燃料（例えば、ガス・油等）をバーナ装置１２により燃焼させた燃焼熱により、温水発生機本体１１内の熱媒水貯留室１１ｂに収容されている熱媒水を加温する。
【００３８】
本実施形態に係る潜熱回収ユニット９０は、潜熱回収用熱交換器４０を、燃焼室１３と連通連結された煙道構成体７０の燃焼室側に配設し、高温の排気ガスが潜熱回収用熱交換器４０を通過するようにしている。そして、潜熱回収用熱交換器４０により熱を回収された排気ガスは、煙道構成体７０と連通連結された煙道１５から外部へ排出される。すなわち、この潜熱回収用熱交換器４０は、１次側循環路２０を循環する熱媒水を、燃焼室１３で所定の燃料（例えば、ガス・油等）を燃焼させた後の排気ガスと熱交換して、１次側循環路２０を循環する熱媒水を加温するものであり、１次側循環方式の温水発生機１０を実現している。
【００３９】
なお、上述した熱交換を行う潜熱回収用熱交換器４０及び間接熱交換器５０については周知のものであるので説明は省略する。なお、潜熱回収用熱交換器４０を用いて行われる熱交換の結果、排気ガスの中の水分が凝縮して酸性のドレンが発生するが、潜熱回収ユニット９０には中和装置２３が付設されており、潜熱回収用熱交換器４０から排出される酸性のドレンはこの中和装置２３により処理された後に、温水発生機１０の外部へ排水される。
【００４０】
潜熱回収ユニット９０の内部の１次側循環路２０には、１次側循環ポンプ２１が配設されている。この１次側循環ポンプ２１は、潜熱回収用熱交換器４０と熱交換して加温された比較的高温の熱媒水を間接熱交換器５０に供給して、熱媒水と２次側循環路３０を循環する２次湯水との熱交換を行うために１次側循環路２０の内部の熱媒体を循環させるためのものである。
【００４１】
１次側循環路２０には、開放筒２２が設けられている。この開放筒２２は、１次側循環路２０を循環する熱媒水の温度変化による膨張及び収縮を吸収する機器としての機能を有し、このように開放式の開放筒２２を用いることで、潜熱回収用熱交換器４０を含む潜熱回収ユニット９０が第一種圧力容器に該当しないため、本実施形態における温水発生機１０の取り扱いが専用の有資格者に限定されることがない。
【００４２】
１次側循環路２０を循環する熱媒水は、潜熱回収用熱交換器４０で高温の排気ガスの熱を回収して加温され、間接熱交換器５０で２次側循環路３０を循環する２次湯水と熱交換する。そして、２次湯水と熱交換して温度が低下した熱媒水は、再び潜熱回収用熱交換器４０で熱交換して加温されて再び間接熱交換器５０に供給される。つまり、潜熱回収ユニット９０の内部で１次側循環路２０を循環する熱媒水は、潜熱回収用熱交換器４０における排気ガスとの熱交換による温度の上昇と、間接熱交換器５０における２次側循環ポンプ３１を循環する２次湯水との熱交換による温度の低下とを繰り返しながら１次側循環路２０を循環する。
【００４３】
１次側循環路２０には給水弁６１が設けられた給水管６０が接続されている。これは、１次側循環路２０内を循環する熱媒水を自動的に補給するためのものである。つまり、潜熱回収ユニット９０内の複数の回路において、自然蒸発等により１次側循環路２０を循環する熱媒水の量が減少した場合は、給水管６０の給水弁６１開放して、給水管６０から熱媒水を１次側循環路２０に補給することで、１次側循環路２０内を循環する熱媒水の量を一定に保っている。
【００４４】
潜熱回収ユニット９０の煙道構成体７０には、排気ガスが潜熱回収用熱交換器４０を通過する前と通過した後に、当該排気ガスの温度を測定する２個の温度センサ４１，４１が設けられている。そして、温度センサ４１，４１で測定した排気ガスの温度が所定の温度より上昇したことを検出することにより、潜熱回収用熱交換器４０の清掃時期を予測することができる。
【００４５】
一方、２次側循環路３０には、２次湯水を循環させる２次側循環ポンプ３１が配設されている。２次側循環ポンプ３１により２次側循環路３０内を循環する２次湯水は、潜熱回収ユニット９０内の間接熱交換器５０に供給され、１次側循環路２０を循環する熱媒水と熱交換して予熱された後、潜熱回収ユニット９０から排出される。
【００４６】
そして、潜熱回収ユニット９０内の間接熱交換器５０により予熱された後の２次湯水は、２次側循環路３０を循環して温水発生機本体１１に付設された温水発生機付属熱交換器１６と熱交換してさらに加温される。
【００４７】
本実施形態における温水発生機本体１１は、内部圧を大気圧以下とした缶体に熱媒水を封入して減圧蒸気室１１ａと熱媒水貯留室１１ｂを形成すると共に、同熱媒水を加熱するバーナ装置１２を燃焼室１３に連設し、さらに、熱を取り出すための温水発生機付属熱交換器１６を減圧蒸気室１１ａ内に配設して、缶体内に発生する蒸気により２次側循環路３０内を循環する２次湯水を加温する。
【００４８】
つまり、２次側循環路３０を循環する２次湯水は、潜熱回収ユニット９０の間接熱交換器５０により、１次側循環路２０を循環する熱媒水と熱交換して予熱され、その後さらに、温水発生機本体１１に付設された温水発生機付属熱交換器１６と熱交換してさらに加温されて、２次側循環路３０に配設されているカラン３２から給湯される。
【００４９】
また、２次側循環路３０には、カラン３２から給湯された分の２次湯水を補給する給水口（図示せず）が設けられており、常に２次側循環路３０内を所定量の２次湯水が循環するようにしている。
【００５０】
上述したように、本実施形態においては、潜熱回収ユニット９０の潜熱回収用熱交換器４０で加温された比較的高温の熱媒水は、複数の１次側循環路２０を循環させて複数の間接熱交換器５０に供給される。一方、給湯のための比較的低温の２次湯水は、潜熱回収ユニット９０内の１次側循環路２０とは独立して配管されている複数の２次側循環路３０を循環させて複数の間接熱交換器５０に供給される。そして、それぞれの間接熱交換器５０において熱交換して、複数の２次側循環路３０を循環する２次湯水を予熱する構成としている。
【００５１】
そして、２次側循環路３０の２次湯水と熱交換して、温度の低下した１次側循環路２０の熱媒水は、潜熱回収用熱交換器４０において、排気ガスと熱交換して再度加温される。このように、本実施形態に係る温水発生機１０は、１次側循環路２０を循環する熱媒水を加温するために潜熱回収用熱交換器４０を用いている。
【００５２】
以上、上述した実施形態によれば、潜熱回収ユニット９０は、内部に複数の間接熱交換器５０、複数の１次側循環路２０、複数の２次側循環路３０、潜熱回収用熱交換器４０が配置された煙道構成体７０などをケーシング９１に収納した独立した回路となっているため、潜熱回収用熱交換器４０が設置されていない既存の温水発生機にも、最小の配管工事や煙道１５の改造により、潜熱回収ユニット９０を後付けすることが可能であり、今まで捨てていた高温の排気ガスの熱を有効に回収して、燃費等の向上を図ることができる潜熱回収ユニット９０を具備する温水発生機１０とすることができる。
【００５３】
また、潜熱回収ユニット９０の内部で１次側循環路２０を循環する熱媒水は、複数の２次側循環路３０を循環する２次湯水と複数の間接熱交換器５０で熱交換されて温度が低下するため、比較的安定した低温の熱媒水を潜熱回収用熱交換器４０に提供することができる。これにより、潜熱回収用熱交換器４０の内部の過熱状態や圧力上昇を防ぐとともに、潜熱回収用熱交換器４０により効率の高い熱交換を行うことができる。
【００５４】
また、潜熱回収ユニット９０では、１次側循環路２０と２次側循環路３０とは、間接熱交換器５０の内部で切り離されているため、２次側循環路３０を循環する２次湯水のスケール成分等が１次側循環路２０を循環する熱媒水に侵入することはない。このため、潜熱回収用熱交換器４０の内部において、スケール成分等の付着による過熱が起こることはなく、また、腐食等も発生することがない。
【００５５】
また、潜熱回収ユニット９０は、開放筒２２を備えているため、１次側循環路２０を循環する熱媒水の温度変化による膨張及び収縮を吸収する。このように、開放式の開放筒２２を用いることで、潜熱回収用熱交換器４０が第一種圧力容器に該当することはない。
【００５６】
また、潜熱回収ユニット９０は、中和装置２３を備えているため、潜熱回収用熱交換器４０から排出される酸性のドレンを、中和装置２３により処理した後に温水発生機１０の外部へ排水する。これにより、酸性のドレンによる下水や河川の汚染を防止している。
【００５７】
なお、潜熱回収ユニット９０を既存の温水発生機に新しく付設すると、潜熱回収用熱交換器４０による熱交換により排気ガスの温度が低下するため、煙道構成体７０のドラフトが不足して、排気ガスの排出が滞る場合がある。この場合は、煙道構成体７０に排気ガスの誘引ファンなどを設けて、煙道構成体７０から煙道１５へ排気ガスを強制的に排出することで、排気ガスの排出を促進することができる。
【００５８】
また、新規に温水発生機１０を設置する場合でも、潜熱回収ユニット９０を独立させているため、例えば、潜熱回収ユニット９０を構成する要素の故障時の対応や部品の交換などが容易である。
【００５９】
上述してきた実施形態より、以下の潜熱回収ユニット９０を具備した温水発生機１０が実現できる。
【００６０】
（１）熱媒水を収容する温水発生機本体１１と、温水発生機本体１１内の熱媒水を加温する燃焼室１３と、温水発生機本体１１に収容された熱媒水と熱交換された２次湯水を循環させる２次側循環路３０と、を備える温水発生機１０に取付可能とした潜熱回収ユニット９０であって、燃焼室１３と連通連結可能であり、当該燃焼室１３より排出される排気ガスを外部に排出する煙道構成体７０と、２次側循環路３０とは独立して構成され、熱媒水を循環させる１次側循環路２０と、燃焼室１３より排出され、煙道構成体７０を通過する排気ガスと１次側循環路２０中の熱媒水とを熱交換して当該排気ガスの潜熱を回収する潜熱回収用熱交換器４０と、１次側循環路２０を循環する熱媒水と２次側循環路３０を循環する２次湯水との熱交換を行う間接熱交換器５０と、が所定のケーシングに収納配設されている潜熱回収ユニット９０。
【００６１】
かかる構成により、例えば、潜熱回収用熱交換器４０を備えていない既設の温水発生機１０に対して、最小の配管工事や煙道１５の改造で、排気ガスの高温の熱を効率よく回収することができる潜熱回収ユニット９０を設置することができ、排気ガスの熱を有効に活用して、燃費の向上を図るとともに、二酸化炭素の削減、温室効果の防止等環境に配慮した温水発生機１０とすることができる。
【００６２】
（２）２次側循環路３０を複数路具備する温水発生機１０に取付可能な潜熱回収ユニット９０であって、潜熱回収ユニット９０を構成するケーシング内に、２次側循環路の数と同数の間接熱交換器５０を収納配設した潜熱回収ユニット９０。
【００６３】
かかる構成により、１次側循環路２０を循環する熱媒水を、複数の間接熱交換器５０により複数路の２次側循環路３０を循環する２次湯水と効率よく熱交換して、１次側循環路２０を循環して潜熱回収用熱交換器４０に供給される熱媒水の温度を低下させることができるため、潜熱回収用熱交換器４０内部での熱交換の効率を向上させることができる。
【００６４】
（３）１次側循環路２０を循環する熱媒水の温度変化による膨張及び収縮を吸収する開放筒２２を具備する潜熱回収ユニット９０。
【００６５】
かかる構成により、１次側循環路２０を循環する熱媒水の温度変化による膨張及び収縮を吸収する機器として開放式の開放筒２２を用いたため、第一種圧力容器に該当しない潜熱回収ユニット９０を具備した温水発生機１０とすることができる。
【００６６】
（４）潜熱回収用熱交換器４０による排気ガスの潜熱回収により発生する酸性のドレンを中和する中和装置２３を具備する潜熱回収ユニット９０。
【００６７】
かかる構成により、潜熱回収用熱交換器４０により生じる酸性のドレンを中和処理した後に排出することができるので、自然環境を破壊することのない環境に優しい潜熱回収ユニット９０を具備した温水発生機１０とすることができる。
【００６８】
（５）潜熱回収用熱交換器４０を通過する前と通過した後の排気ガスの温度を測定する複数の温度センサ４１，４１を煙道構成体７０に設けた潜熱回収ユニット９０。
【００６９】
かかる構成により、潜熱回収用熱交換器４０による熱交換の効率の低下を知ることができるため、潜熱回収ユニット９０に具備されている潜熱回収用熱交換器４０の清掃時期の予測を容易に行うことができる。
【００７０】
なお、本実施形態においては、熱媒水として水（熱媒水）を加熱する潜熱回収ユニット９０を具備する温水発生機１０を用いて説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば、ガスエンジンの排熱回収、その他高温の排気ガスが発生する機器に適用することも可能である。
【００７１】
以上、実施例を説明したが、本発明の具体的な構成は前記実施例に限定されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等があっても本発明に含まれる。
【符号の説明】
【００７２】
１０ 温水発生機
１１ 温水発生機本体
１２ バーナ装置
１３ 燃焼室
１５ 煙道
１６ 温水発生機付属熱交換器
２０ １次側循環路
２１ １次側循環ポンプ
２２ 開放筒
２３ 中和装置
３０ ２次側循環路
３１ ２次側循環ポンプ
３２ カラン
４０ 潜熱回収用熱交換器
４１ 温度センサ
５０ 間接熱交換器
６０ 給水管
６１ 給水弁
７０ 煙道構成体
９０ 潜熱回収ユニット
９１ ケーシング
【技術分野】
【０００１】
本発明は、温水発生機に関し、詳しくは燃焼装置の排気ガスの潜熱を回収して２次側の湯水を予熱可能とした潜熱回収用熱交換器を備えた温水発生機に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、温水発生機では、燃費の向上を図るために、バーナを燃焼室で燃焼させてその燃焼熱により熱媒水や２次側の湯水を加温するだけではなく、バーナを燃焼させた後に発生する排気ガスの熱を利用して、熱媒水や２次側の湯水を予熱する方法があった。
【０００３】
例えば、ボイラ等から排出される燃焼排気ガスの熱を有効活用するために、燃焼排気ガスの顕熱だけではなく潜熱をも最大限吸収して熱吸収量を増大させた潜熱回収用熱交換器（エコノマイザ）が提案されている（例えば、特許文献１を参照。）。
【０００４】
かかる潜熱回収用熱交換器を利用した従来の温水器を、例えば銭湯などのような施設で給湯用に用いる場合、図２に示すような構成が採用されることが多い。
【０００５】
図２に示すように、従来の温水発生機は、バーナ１１０が設けられた燃焼室１２０を備え、熱媒水２００を収容可能とした温水発生機本体１００と、温水発生機本体１００に収容された熱媒水２００を循環させる１次側循環路３００と、給湯のために設けられたカラン４１０に２次湯水５００を循環させる２次側循環路４００と、１次側循環路３００を循環する高温の熱媒水２００と２次側循環路４００を循環する低温の２次湯水５００との熱交換を行う間接熱交換器６００と、バーナ１１０の燃焼により発生した排気ガス１３０の熱（顕熱、潜熱）を回収する潜熱回収用熱交換器７００と、により構成されている。図中、符号３１０で示したものは１次側循環路３００に設けられた熱媒循環ポンプ、符号４２０で示したものは２次側循環路４００に設けられた循環ポンプ、また、符号８００で示したものは、潜熱回収用熱交換器７００を介して燃焼室１２０に連通連結した煙道を示す。
【０００６】
上記構成の温水発生機は、ガス・油等の燃料をバーナ１１０により燃焼室１２０で燃焼して、その燃焼熱により温水発生機本体１００に収容した熱媒水２００を加温する。そして、熱媒循環ポンプ３１０により高温の熱媒水２００を１次側循環路３００に循環させ、同様に、循環ポンプ４２０により低温の２次湯水５００を２次側循環路４００に循環させて、間接熱交換器６００により熱交換して２次側循環路４００を循環する２次湯水５００を加温している。
【０００７】
さらに、図示するように、２次側循環路４００を循環する２次湯水５００は、間接熱交換器６００に供給されて加温される前に、潜熱回収用熱交換器７００と熱交換することにより予熱されるようになっている。すなわち、従来の温水器においては、２次側循環路４００を循環する２次湯水５００を予熱するために潜熱回収用熱交換器７００が用いられていた。
【０００８】
また、図２に示す温水発生機は、複数の１次側循環路３００とそれに応じた複数の間接熱交換器６００及び複数の２次側循環路４００を備えることにより、給湯のみならず、例えば、暖房、循環加熱などを同時に行うことができる構成としている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開平１１−２４８１０５
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
上述したような、潜熱回収用熱交換器を備えた従来の温水発生機は、元来捨てていた燃焼排気ガスの熱を有効活用できるために極めて好ましい構成といえるが、潜熱回収用熱交換器を備えていない温水発生機を用いている施設の方がまだまだ多い。
【００１１】
そして、潜熱回収用熱交換器を配設して省エネを図りたくとも、温水発生機本体１００などの燃焼装置を含む装置全体を再構築するとなると、大がかりな配管、煙道の改造が必要になってコストが嵩むため簡単ではない。
【００１２】
しかも、例えば、銭湯などのような施設の場合、常時所定温度の湯水を提供する必要があるため、図２に示すように、２次側循環路４００を循環する２次湯水５００を予熱して、常に２次湯水５００を２次側循環路４００内で循環させている。
【００１３】
このため、カラン４１０から供給される２次湯水５００の使用頻度が低下すると、２次側循環路４００の内部を循環する２次湯水５００の温度が必要以上に上昇してしまい、潜熱回収用熱交換器７００へ高温の２次湯水５００が入水されることになる。一般に、潜熱回収用熱交換器７００に入水する２次湯水５００の温度が高くなると、潜熱回収用熱交換器７００の特性上、排気ガス１３０中の水分凝縮が生起されにくくなり、結果として潜熱回収用熱交換器７００内における熱交換の効率が低下する虞があった。
【００１４】
また、給湯のための温水発生機においては、カラン４１０の開閉頻度、つまり、給湯頻度により、潜熱回収用熱交換器７００へ入水する２次湯水５００の量や温度にばらつきが生じ、結果的に潜熱回収用熱交換器７００内における熱交換の効率もばらついてしまう。さらに、潜熱回収用熱交換器７００の熱交換能力は、２次側循環路４００を循環する２次湯水５００の量や温度に依存するため、例えば、循環する２次湯水５００の量が少ないときや循環ポンプ４２０の発停制御を行っている場合、熱の受け渡しが十分でなければ、排気ガス１３０の熱により潜熱回収用熱交換器７００の内部が過熱状態や圧力上昇する危険性がある。
【００１５】
本発明は、上述した課題を解決し、潜熱回収用熱交換器のヒータ効率の低下や過熱状態が発生することを防止し、かつ、既設の給湯装置に潜熱回収用熱交換器を簡単に後付け可能とした技術を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
本発明においては上記課題を解決するために以下の手段を講じた。
【００１７】
（１）熱媒水を収容する温水発生機本体と、前記温水発生機本体内の熱媒水を加温する燃焼室と、前記温水発生機本体に収容された熱媒水と熱交換された２次湯水を循環させる２次側循環路と、を備える温水発生機に取付可能とした潜熱回収ユニットであって、前記燃焼室と連通連結可能であり、当該燃焼室より排出される排気ガスを外部に排出する煙道構成体と、前記２次側循環路とは独立して構成され、熱媒水を循環させる１次側循環路と、前記燃焼室より排出され、前記煙道構成体内を通過する排気ガスと前記１次側循環路中の熱媒水とを熱交換して当該排気ガスの潜熱を回収する潜熱回収用熱交換器と、前記１次側循環路を循環する熱媒水と前記２次側循環路を循環する２次湯水との熱交換を行う間接熱交換器と、が所定のケーシングに収納配設されていることとした。
【００１８】
（２）上記（１）の潜熱回収ユニットにおいて、前記２次側循環路を複数路具備する温水発生機に取付可能な潜熱回収ユニットであって、前記ケーシング内に、前記２次側循環路の数と同数の間接熱交換器を収納配設したことを特徴とする。
【００１９】
（３）上記（１）又は（２）の潜熱回収ユニットにおいて、前記１次側循環路を循環する熱媒水の温度変化による膨張及び収縮を吸収する開放筒を具備することを特徴とする。
【００２０】
（４）上記（１）〜（３）の潜熱回収ユニットにおいて、前記潜熱回収用熱交換器による排気ガスの潜熱回収により発生する酸性のドレンを中和する中和装置を具備することを特徴とする。
【００２１】
（５）上記（１）〜（４）の潜熱回収ユニットにおいて、前記潜熱回収用熱交換器を通過する前と通過した後の排気ガスの温度を測定する複数の温度センサを前記煙道構成体に設けたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００２２】
本発明によれば、潜熱回収用熱交換器が設けられていない既設の温水発生機に、潜熱回収用熱交換器を含む潜熱回収ユニットを後付けすることを可能とするとともに、潜熱回収ユニットは、潜熱回収用熱交換器に供給される熱媒水の温度を、比較的低温度とすることができるので熱交換効率を高くすることができ、さらに、開放筒を設け潜熱回収用熱交換器の過熱や圧力上昇を防止することができるので、安全性に優れた潜熱回収ユニットを具備する温水発生機とすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の一実施形態の温水発生機を示す概略構成図である。
【図２】潜熱回収用熱交換器を備えた従来の温水発生機を示す概略構成図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
以下、本発明の一実施形態に係る潜熱回収ユニットについて、図面を参照しながら具体的に説明する。図１は本実施形態に係る温水発生機１０を示す概略構成図である。
【００２５】
なお、この潜熱回収ユニットを備えた本実施形態における温水発生機１０は、例えば、ビルや工場、あるいは銭湯施設などでの給湯や暖房などに好適に使用できるものであるが、給湯や暖房が必要な場所であれば如何なる場所にも設置できる。
【００２６】
図１に示すように、本実施形態に係る温水発生機１０は、バーナ装置１２が設けられた燃焼室１３と温水発生機付属熱交換器１６とを備えるとともに、減圧蒸気室１１ａと熱媒水を収容可能とした熱媒水貯留室１１ｂで構成される温水発生機本体１１と、燃焼室１３より排出される排気ガスを外部に排出する煙道１５と、給湯のために設けられた出湯端末である複数のカラン３２を備え、各カラン３２から出湯される２次湯水を循環させる複数の２次側循環路３０と、本実施形態の要部をなし、後に詳述する潜熱回収ユニット９０とを具備する構成としている。
【００２７】
潜熱回収ユニット９０は、上記２次側循環路３０とは独立して構成される１次側循環路２０と、この１次側循環路２０を循環する熱媒水と２次側循環路３０を循環する２次湯水との熱交換を行う間接熱交換器５０と、既設の煙道１５と接続可能に設けられ、バーナ装置１２の燃焼により発生した排気ガスを、ケーシング９１内を支障なく通過させて既設の煙道１５に導出するための煙道構成体７０と、この煙道構成体７０を通過する排気ガスの熱（顕熱、潜熱）を回収する潜熱回収用熱交換器４０とを、所定形状のケーシング９１に収納配設した構成としている。
【００２８】
また、潜熱回収ユニット９０は、１次側循環路２０を循環する熱媒水の温度変化による膨張及び収縮を吸収する開放筒２２と、潜熱回収用熱交換器４０による排気ガスの潜熱回収により発生する酸性のドレンを中和する中和装置２３と、煙道構成体７０を通過する排気ガスが潜熱回収用熱交換器を通過する前と通過した後の排気ガスの温度を測定する２個の温度センサ４１，４１と、を具備している。
【００２９】
つまり、本実施形態の温水発生機１０は、潜熱回収用熱交換器４０を具備した潜熱回収ユニット９０を備え、この潜熱回収ユニット９０により、燃焼室１３から排出される排気ガスの熱（潜熱及び顕熱）を効率よく回収して、２次側循環路３０を循環する２次湯水を予熱することで、煙道１５より排出される熱量を回収して燃料の削減を図っている。
【００３０】
また、潜熱回収ユニット９０は、煙道構成体７０を通過する排気ガスの潜熱を潜熱回収用熱交換器４０により、潜熱回収ユニット９０に設けられた１次側循環路２０を循環する熱媒水に回収し、１次側循環路２０を循環する熱媒水と２次側循環路３０を循環する２次湯水とを間接熱交換器５０により熱交換させて２次側循環路３０を循環する２次湯水を加温する１次循環方式を用いている。
【００３１】
つまり、カラン３２から出湯される２次湯水は、図示しない水源（上水など）から２次側循環路３０に供給された常温の２次湯水（つまり、比較的低温の水である）を、１次側循環路２０を循環する高温の熱媒水と間接熱交換器５０により熱交換して予熱した後に、さらに、温水発生機本体１１に収納されている熱媒水を熱源とした温水発生機付属熱交換器１６で加温して、所定温度の２次湯水として供給する。
【００３２】
また、図示するように、潜熱回収ユニット９０は、排気ガスが通過する煙道構成体７０と、この煙道構成体７０に設けられた潜熱回収用熱交換器４０と、潜熱回収ユニット９０の内部で熱媒水を循環させる複数の１次側循環路２０と、複数の間接熱交換器５０と、外部からの２次湯水を間接熱交換器５０へ供給および外部へ排出する複数の２次側循環路３０とをケーシング９１に収納してユニット化した構成としている。
【００３３】
このため、ケーシング９１には、複数の２次側循環路３０を循環する２次湯水を潜熱回収ユニット９０の内部の複数の２次側循環路３０に供給し、複数の間接熱交換器５０により熱交換されて予熱された後の２次湯水を、潜熱回収ユニット９０の外部の複数の２次側循環路３０に排出する２次側接続部３０ａが設けられている。
【００３４】
また、ケーシング９１には、温水発生機本体１１の燃焼室１３及び既設の煙道１５、あるいは潜熱回収ユニット９０を配設するために用意した煙道１５と、ケーシング９１の内部の煙道構成体７０とを接続する煙道接続部１５ａが設けられている。かかる煙道接続部１５ａを介して、温水発生機本体１１の燃焼室１３から排出される排気ガスはケーシング９１内の煙道構成体７０に供給され、煙道構成体７０を通過して潜熱回収用熱交換器４０により熱を回収された後の排気ガスは、ケーシング９１の外部に設置された煙道１５に排出することができる。
【００３５】
なお、潜熱回収ユニット９０のケーシング９１に設けられた２次側接続部３０ａは、外部の２次側循環路３０を構成する配管等と簡易に接続できる接続機器を採用し、煙道接続部１５ａも同様に、燃焼室１３から排出される排気ガスの煙道１５と簡易に接続できる接続機器を採用することが望ましい。これにより、潜熱回収用熱交換器４０を有しない既存の温水発生機１０等に対する潜熱回収ユニット９０の後付け作業を簡易とすることができる。
【００３６】
また、本実施形態においては、１次側循環路２０、間接熱交換器５０及び２次側循環路３０により構成される回路を、例えば、給湯や暖房のための目的の異なる複数組の回路（例えば、給湯回路、暖房回路など）を備えた構成としている。各回路は基本的に同じ構成となるため、以下の説明では、一組の１次側循環路２０、間接熱交換器５０及びカラン３２を備えた２次側循環路３０からなる給湯回路について説明する。
【００３７】
温水発生機本体１１内の熱媒水貯留室１１ｂには、燃焼室１３が設けられており、この燃焼室１３の一端側にバーナ装置１２を取付けてバーナ口を燃焼室１３内に臨ませる一方、他端側には、潜熱回収ユニット９０の煙道構成体７０と接続されて煙道１５の一部となる筒体の基端を連通連結している。なお、筒体としては、潜熱回収ユニット９０を後付けする前に配設されていた煙道の一部であってもよい。そして、燃焼室１３内での所定の燃料（例えば、ガス・油等）をバーナ装置１２により燃焼させた燃焼熱により、温水発生機本体１１内の熱媒水貯留室１１ｂに収容されている熱媒水を加温する。
【００３８】
本実施形態に係る潜熱回収ユニット９０は、潜熱回収用熱交換器４０を、燃焼室１３と連通連結された煙道構成体７０の燃焼室側に配設し、高温の排気ガスが潜熱回収用熱交換器４０を通過するようにしている。そして、潜熱回収用熱交換器４０により熱を回収された排気ガスは、煙道構成体７０と連通連結された煙道１５から外部へ排出される。すなわち、この潜熱回収用熱交換器４０は、１次側循環路２０を循環する熱媒水を、燃焼室１３で所定の燃料（例えば、ガス・油等）を燃焼させた後の排気ガスと熱交換して、１次側循環路２０を循環する熱媒水を加温するものであり、１次側循環方式の温水発生機１０を実現している。
【００３９】
なお、上述した熱交換を行う潜熱回収用熱交換器４０及び間接熱交換器５０については周知のものであるので説明は省略する。なお、潜熱回収用熱交換器４０を用いて行われる熱交換の結果、排気ガスの中の水分が凝縮して酸性のドレンが発生するが、潜熱回収ユニット９０には中和装置２３が付設されており、潜熱回収用熱交換器４０から排出される酸性のドレンはこの中和装置２３により処理された後に、温水発生機１０の外部へ排水される。
【００４０】
潜熱回収ユニット９０の内部の１次側循環路２０には、１次側循環ポンプ２１が配設されている。この１次側循環ポンプ２１は、潜熱回収用熱交換器４０と熱交換して加温された比較的高温の熱媒水を間接熱交換器５０に供給して、熱媒水と２次側循環路３０を循環する２次湯水との熱交換を行うために１次側循環路２０の内部の熱媒体を循環させるためのものである。
【００４１】
１次側循環路２０には、開放筒２２が設けられている。この開放筒２２は、１次側循環路２０を循環する熱媒水の温度変化による膨張及び収縮を吸収する機器としての機能を有し、このように開放式の開放筒２２を用いることで、潜熱回収用熱交換器４０を含む潜熱回収ユニット９０が第一種圧力容器に該当しないため、本実施形態における温水発生機１０の取り扱いが専用の有資格者に限定されることがない。
【００４２】
１次側循環路２０を循環する熱媒水は、潜熱回収用熱交換器４０で高温の排気ガスの熱を回収して加温され、間接熱交換器５０で２次側循環路３０を循環する２次湯水と熱交換する。そして、２次湯水と熱交換して温度が低下した熱媒水は、再び潜熱回収用熱交換器４０で熱交換して加温されて再び間接熱交換器５０に供給される。つまり、潜熱回収ユニット９０の内部で１次側循環路２０を循環する熱媒水は、潜熱回収用熱交換器４０における排気ガスとの熱交換による温度の上昇と、間接熱交換器５０における２次側循環ポンプ３１を循環する２次湯水との熱交換による温度の低下とを繰り返しながら１次側循環路２０を循環する。
【００４３】
１次側循環路２０には給水弁６１が設けられた給水管６０が接続されている。これは、１次側循環路２０内を循環する熱媒水を自動的に補給するためのものである。つまり、潜熱回収ユニット９０内の複数の回路において、自然蒸発等により１次側循環路２０を循環する熱媒水の量が減少した場合は、給水管６０の給水弁６１開放して、給水管６０から熱媒水を１次側循環路２０に補給することで、１次側循環路２０内を循環する熱媒水の量を一定に保っている。
【００４４】
潜熱回収ユニット９０の煙道構成体７０には、排気ガスが潜熱回収用熱交換器４０を通過する前と通過した後に、当該排気ガスの温度を測定する２個の温度センサ４１，４１が設けられている。そして、温度センサ４１，４１で測定した排気ガスの温度が所定の温度より上昇したことを検出することにより、潜熱回収用熱交換器４０の清掃時期を予測することができる。
【００４５】
一方、２次側循環路３０には、２次湯水を循環させる２次側循環ポンプ３１が配設されている。２次側循環ポンプ３１により２次側循環路３０内を循環する２次湯水は、潜熱回収ユニット９０内の間接熱交換器５０に供給され、１次側循環路２０を循環する熱媒水と熱交換して予熱された後、潜熱回収ユニット９０から排出される。
【００４６】
そして、潜熱回収ユニット９０内の間接熱交換器５０により予熱された後の２次湯水は、２次側循環路３０を循環して温水発生機本体１１に付設された温水発生機付属熱交換器１６と熱交換してさらに加温される。
【００４７】
本実施形態における温水発生機本体１１は、内部圧を大気圧以下とした缶体に熱媒水を封入して減圧蒸気室１１ａと熱媒水貯留室１１ｂを形成すると共に、同熱媒水を加熱するバーナ装置１２を燃焼室１３に連設し、さらに、熱を取り出すための温水発生機付属熱交換器１６を減圧蒸気室１１ａ内に配設して、缶体内に発生する蒸気により２次側循環路３０内を循環する２次湯水を加温する。
【００４８】
つまり、２次側循環路３０を循環する２次湯水は、潜熱回収ユニット９０の間接熱交換器５０により、１次側循環路２０を循環する熱媒水と熱交換して予熱され、その後さらに、温水発生機本体１１に付設された温水発生機付属熱交換器１６と熱交換してさらに加温されて、２次側循環路３０に配設されているカラン３２から給湯される。
【００４９】
また、２次側循環路３０には、カラン３２から給湯された分の２次湯水を補給する給水口（図示せず）が設けられており、常に２次側循環路３０内を所定量の２次湯水が循環するようにしている。
【００５０】
上述したように、本実施形態においては、潜熱回収ユニット９０の潜熱回収用熱交換器４０で加温された比較的高温の熱媒水は、複数の１次側循環路２０を循環させて複数の間接熱交換器５０に供給される。一方、給湯のための比較的低温の２次湯水は、潜熱回収ユニット９０内の１次側循環路２０とは独立して配管されている複数の２次側循環路３０を循環させて複数の間接熱交換器５０に供給される。そして、それぞれの間接熱交換器５０において熱交換して、複数の２次側循環路３０を循環する２次湯水を予熱する構成としている。
【００５１】
そして、２次側循環路３０の２次湯水と熱交換して、温度の低下した１次側循環路２０の熱媒水は、潜熱回収用熱交換器４０において、排気ガスと熱交換して再度加温される。このように、本実施形態に係る温水発生機１０は、１次側循環路２０を循環する熱媒水を加温するために潜熱回収用熱交換器４０を用いている。
【００５２】
以上、上述した実施形態によれば、潜熱回収ユニット９０は、内部に複数の間接熱交換器５０、複数の１次側循環路２０、複数の２次側循環路３０、潜熱回収用熱交換器４０が配置された煙道構成体７０などをケーシング９１に収納した独立した回路となっているため、潜熱回収用熱交換器４０が設置されていない既存の温水発生機にも、最小の配管工事や煙道１５の改造により、潜熱回収ユニット９０を後付けすることが可能であり、今まで捨てていた高温の排気ガスの熱を有効に回収して、燃費等の向上を図ることができる潜熱回収ユニット９０を具備する温水発生機１０とすることができる。
【００５３】
また、潜熱回収ユニット９０の内部で１次側循環路２０を循環する熱媒水は、複数の２次側循環路３０を循環する２次湯水と複数の間接熱交換器５０で熱交換されて温度が低下するため、比較的安定した低温の熱媒水を潜熱回収用熱交換器４０に提供することができる。これにより、潜熱回収用熱交換器４０の内部の過熱状態や圧力上昇を防ぐとともに、潜熱回収用熱交換器４０により効率の高い熱交換を行うことができる。
【００５４】
また、潜熱回収ユニット９０では、１次側循環路２０と２次側循環路３０とは、間接熱交換器５０の内部で切り離されているため、２次側循環路３０を循環する２次湯水のスケール成分等が１次側循環路２０を循環する熱媒水に侵入することはない。このため、潜熱回収用熱交換器４０の内部において、スケール成分等の付着による過熱が起こることはなく、また、腐食等も発生することがない。
【００５５】
また、潜熱回収ユニット９０は、開放筒２２を備えているため、１次側循環路２０を循環する熱媒水の温度変化による膨張及び収縮を吸収する。このように、開放式の開放筒２２を用いることで、潜熱回収用熱交換器４０が第一種圧力容器に該当することはない。
【００５６】
また、潜熱回収ユニット９０は、中和装置２３を備えているため、潜熱回収用熱交換器４０から排出される酸性のドレンを、中和装置２３により処理した後に温水発生機１０の外部へ排水する。これにより、酸性のドレンによる下水や河川の汚染を防止している。
【００５７】
なお、潜熱回収ユニット９０を既存の温水発生機に新しく付設すると、潜熱回収用熱交換器４０による熱交換により排気ガスの温度が低下するため、煙道構成体７０のドラフトが不足して、排気ガスの排出が滞る場合がある。この場合は、煙道構成体７０に排気ガスの誘引ファンなどを設けて、煙道構成体７０から煙道１５へ排気ガスを強制的に排出することで、排気ガスの排出を促進することができる。
【００５８】
また、新規に温水発生機１０を設置する場合でも、潜熱回収ユニット９０を独立させているため、例えば、潜熱回収ユニット９０を構成する要素の故障時の対応や部品の交換などが容易である。
【００５９】
上述してきた実施形態より、以下の潜熱回収ユニット９０を具備した温水発生機１０が実現できる。
【００６０】
（１）熱媒水を収容する温水発生機本体１１と、温水発生機本体１１内の熱媒水を加温する燃焼室１３と、温水発生機本体１１に収容された熱媒水と熱交換された２次湯水を循環させる２次側循環路３０と、を備える温水発生機１０に取付可能とした潜熱回収ユニット９０であって、燃焼室１３と連通連結可能であり、当該燃焼室１３より排出される排気ガスを外部に排出する煙道構成体７０と、２次側循環路３０とは独立して構成され、熱媒水を循環させる１次側循環路２０と、燃焼室１３より排出され、煙道構成体７０を通過する排気ガスと１次側循環路２０中の熱媒水とを熱交換して当該排気ガスの潜熱を回収する潜熱回収用熱交換器４０と、１次側循環路２０を循環する熱媒水と２次側循環路３０を循環する２次湯水との熱交換を行う間接熱交換器５０と、が所定のケーシングに収納配設されている潜熱回収ユニット９０。
【００６１】
かかる構成により、例えば、潜熱回収用熱交換器４０を備えていない既設の温水発生機１０に対して、最小の配管工事や煙道１５の改造で、排気ガスの高温の熱を効率よく回収することができる潜熱回収ユニット９０を設置することができ、排気ガスの熱を有効に活用して、燃費の向上を図るとともに、二酸化炭素の削減、温室効果の防止等環境に配慮した温水発生機１０とすることができる。
【００６２】
（２）２次側循環路３０を複数路具備する温水発生機１０に取付可能な潜熱回収ユニット９０であって、潜熱回収ユニット９０を構成するケーシング内に、２次側循環路の数と同数の間接熱交換器５０を収納配設した潜熱回収ユニット９０。
【００６３】
かかる構成により、１次側循環路２０を循環する熱媒水を、複数の間接熱交換器５０により複数路の２次側循環路３０を循環する２次湯水と効率よく熱交換して、１次側循環路２０を循環して潜熱回収用熱交換器４０に供給される熱媒水の温度を低下させることができるため、潜熱回収用熱交換器４０内部での熱交換の効率を向上させることができる。
【００６４】
（３）１次側循環路２０を循環する熱媒水の温度変化による膨張及び収縮を吸収する開放筒２２を具備する潜熱回収ユニット９０。
【００６５】
かかる構成により、１次側循環路２０を循環する熱媒水の温度変化による膨張及び収縮を吸収する機器として開放式の開放筒２２を用いたため、第一種圧力容器に該当しない潜熱回収ユニット９０を具備した温水発生機１０とすることができる。
【００６６】
（４）潜熱回収用熱交換器４０による排気ガスの潜熱回収により発生する酸性のドレンを中和する中和装置２３を具備する潜熱回収ユニット９０。
【００６７】
かかる構成により、潜熱回収用熱交換器４０により生じる酸性のドレンを中和処理した後に排出することができるので、自然環境を破壊することのない環境に優しい潜熱回収ユニット９０を具備した温水発生機１０とすることができる。
【００６８】
（５）潜熱回収用熱交換器４０を通過する前と通過した後の排気ガスの温度を測定する複数の温度センサ４１，４１を煙道構成体７０に設けた潜熱回収ユニット９０。
【００６９】
かかる構成により、潜熱回収用熱交換器４０による熱交換の効率の低下を知ることができるため、潜熱回収ユニット９０に具備されている潜熱回収用熱交換器４０の清掃時期の予測を容易に行うことができる。
【００７０】
なお、本実施形態においては、熱媒水として水（熱媒水）を加熱する潜熱回収ユニット９０を具備する温水発生機１０を用いて説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば、ガスエンジンの排熱回収、その他高温の排気ガスが発生する機器に適用することも可能である。
【００７１】
以上、実施例を説明したが、本発明の具体的な構成は前記実施例に限定されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等があっても本発明に含まれる。
【符号の説明】
【００７２】
１０ 温水発生機
１１ 温水発生機本体
１２ バーナ装置
１３ 燃焼室
１５ 煙道
１６ 温水発生機付属熱交換器
２０ １次側循環路
２１ １次側循環ポンプ
２２ 開放筒
２３ 中和装置
３０ ２次側循環路
３１ ２次側循環ポンプ
３２ カラン
４０ 潜熱回収用熱交換器
４１ 温度センサ
５０ 間接熱交換器
６０ 給水管
６１ 給水弁
７０ 煙道構成体
９０ 潜熱回収ユニット
９１ ケーシング
【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱媒水を収容する温水発生機本体と、
前記温水発生機本体内の熱媒水を加温する燃焼室と、
前記温水発生機本体に収容された熱媒水と熱交換された２次湯水を循環させる２次側循環路と、を備える温水器に取付可能とした潜熱回収ユニットであって、
前記燃焼室と連通連結可能であり、当該燃焼室より排出される排気ガスを外部に排出する煙道構成体と、
前記２次側循環路とは独立して構成され、熱媒水を循環させる１次側循環路と、
前記燃焼室より排出され、前記煙道構成体内を通過する排気ガスと前記１次側循環路中の熱媒水とを熱交換して当該排気ガスの潜熱を回収する潜熱回収用熱交換器と、
前記１次側循環路を循環する熱媒水と前記２次側循環路を循環する２次湯水との熱交換を行う間接熱交換器と、
が所定のケーシングに収納配設されていることを特徴とする潜熱回収ユニット。
【請求項２】
前記２次側循環路を複数路具備する温水器に取付可能な潜熱回収ユニットであって、
前記ケーシング内に、前記２次側循環路の数と同数の間接熱交換器を収納配設したことを特徴とする請求項１に記載の潜熱回収ユニット。
【請求項３】
前記１次側循環路を循環する熱媒水の温度変化による膨張及び収縮を吸収する開放筒を具備することを特徴とする請求項１又は２に記載の潜熱回収ユニット。
【請求項４】
前記潜熱回収用熱交換器による排気ガスの潜熱回収により発生する酸性のドレンを中和する中和装置を具備することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の潜熱回収ユニット。
【請求項５】
前記潜熱回収用熱交換器を通過する前と通過した後の排気ガスの温度を測定する複数の温度センサを前記煙道構成体に設けたことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の潜熱回収ユニット。
【請求項１】
熱媒水を収容する温水発生機本体と、
前記温水発生機本体内の熱媒水を加温する燃焼室と、
前記温水発生機本体に収容された熱媒水と熱交換された２次湯水を循環させる２次側循環路と、を備える温水器に取付可能とした潜熱回収ユニットであって、
前記燃焼室と連通連結可能であり、当該燃焼室より排出される排気ガスを外部に排出する煙道構成体と、
前記２次側循環路とは独立して構成され、熱媒水を循環させる１次側循環路と、
前記燃焼室より排出され、前記煙道構成体内を通過する排気ガスと前記１次側循環路中の熱媒水とを熱交換して当該排気ガスの潜熱を回収する潜熱回収用熱交換器と、
前記１次側循環路を循環する熱媒水と前記２次側循環路を循環する２次湯水との熱交換を行う間接熱交換器と、
が所定のケーシングに収納配設されていることを特徴とする潜熱回収ユニット。
【請求項２】
前記２次側循環路を複数路具備する温水器に取付可能な潜熱回収ユニットであって、
前記ケーシング内に、前記２次側循環路の数と同数の間接熱交換器を収納配設したことを特徴とする請求項１に記載の潜熱回収ユニット。
【請求項３】
前記１次側循環路を循環する熱媒水の温度変化による膨張及び収縮を吸収する開放筒を具備することを特徴とする請求項１又は２に記載の潜熱回収ユニット。
【請求項４】
前記潜熱回収用熱交換器による排気ガスの潜熱回収により発生する酸性のドレンを中和する中和装置を具備することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の潜熱回収ユニット。
【請求項５】
前記潜熱回収用熱交換器を通過する前と通過した後の排気ガスの温度を測定する複数の温度センサを前記煙道構成体に設けたことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の潜熱回収ユニット。
【図１】
【図２】
【図２】
【公開番号】特開２０１１−１２７８０４（Ｐ２０１１−１２７８０４Ａ）
【公開日】平成２３年６月３０日（２０１１．６．３０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−２８４９３３（Ｐ２００９−２８４９３３）
【出願日】平成２１年１２月１６日（２００９．１２．１６）
【出願人】（３９０００１５６８）昭和鉄工株式会社 (27)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年６月３０日（２０１１．６．３０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年１２月１６日（２００９．１２．１６）
【出願人】（３９０００１５６８）昭和鉄工株式会社 (27)
【Ｆターム（参考）】
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