JP2002286222A

JP2002286222A - 熱源機用排気部材

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Publication number: JP2002286222A
Application number: JP2001090472A
Authority: JP
Inventors: Kazuto Yamamoto; 一人山本; Hiroyuki Nishimura; 寛之西村; Takafumi Kawaguchi; 隆文川口; Shinichi Kawasaki; 真一川崎; Masahiro Yamada; 昌宏山田; Mariko Kato; 真理子加藤
Original assignee: Osaka Gas Co Ltd
Current assignee: Osaka Gas Co Ltd
Priority date: 2001-03-27
Filing date: 2001-03-27
Publication date: 2002-10-03
Anticipated expiration: 2021-03-27
Also published as: JP4559653B2

Abstract

(57)【要約】【課題】加工性、耐食性が高く、複数の部材で構成さ
れていても一体性の高い熱源機用排気部材を提供する。【解決手段】給湯器などの熱源機の排気部材を、ガラ
ス転移温度が１８０℃以上の熱可塑性樹脂の成形体又は
熱分解温度が１８０℃以上の熱硬化性樹脂（フェノール
樹脂など）の成形体で構成する。この成形体は、無機質
補強剤（繊維状補強剤及び／又は粉粒状補強剤）を含有
していてもよい。排気部材には、燃焼ユニットから排気
口に至る排気路を構成する種々の部材、例えば、排気
管、排気筒、排気トップ１などが含まれ、排気トップ１
は、筒状装着部材２と、この筒状装着部材に対して一体
化した通気部材３とで構成できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、給湯器などの熱源
機の排気部を構成する部材として有用な熱源機用排気部
材に関する。

【０００２】

【従来の技術】家庭やオフィスなどでは、ガスや電気を
利用した多くの熱源機、例えば、給湯器、冷暖房機など
が利用されている。この熱源機においてガスを利用した
熱源機は、通常、吸気口と、水道水などが流通可能な熱
交換器を備えたガス燃焼ユニットと、燃焼した排ガスを
排出するための排気口とを備えており、燃焼ユニットか
らの排気は排気口に通じる排気部材を利用して行われ
る。この排気部材は、通常、燃焼ユニットに近接して配
設された排気管と、この排気管からの排ガスを案内する
ための排気筒と、この排気筒の端部に取り付けられ、か
つ排ガスを外部に放出するため排気口を備えた排気トッ
プとで構成されている。

【０００３】このような熱源機用排気部材としては、耐
熱性や不燃性などの観点から金属（ＳＵＳ３０４などの
ステンレススチールなど）が使用されている。しかし、
このような金属製排気部材では、量産性及び加工性の向
上が大きな課題である。特に、排気トップは、複数の部
材、例えば、排気筒に対して装着するための筒状装着部
材と、この筒状装着部材に被せて取り付けられ、かつ排
気口を形成する網状又はネット状部材とで構成されてい
る。そのため、網状又はネット部材を金属製の筒状装着
部材に緊密かつ一体に取り付けるための作業及び加工が
煩雑化する。また、結露や排ガスドレンにより金属部材
が腐食するため、腐蝕を防止するため、排気温度を露点
以上とするための燃焼制御や腐食部への耐蝕コーティン
グを施す必要がある。そのため、燃焼制御のための設
計、排気部材の加工処理が必要となり、排気部材を効率
よく加工することが困難である。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】従って、本発明の目的
は、加工性及び量産性が高く、複数の部材で構成されて
いても一体性の高い熱源機用排気部材を提供することに
ある。

【０００５】本発明の他の目的は、耐蝕コーティングを
施さなくても腐蝕の虞がなく、燃焼制御のための設計、
排気部の加工を簡素化できる熱源機用排気部材を提供す
ることにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、前記課題
を達成するため鋭意検討した結果、特定の樹脂又は樹脂
組成物を用いて排気部材を形成すると、熱源からの排熱
に対して高い耐性を示すだけでなく、高い加工性により
生産性及び量産性を改善できるとともに、排熱部材に高
い耐食性を付与できること、排気部材を軽量化できるだ
けでなく、排気トップに適用しても騒音の発生を抑制で
きることを見いだし、本発明を完成した。

【０００７】すなわち、本発明の熱源機用排気部材は、
ガラス転移温度が１８０℃以上の熱可塑性樹脂の成形体
又は熱分解温度が１８０℃以上の熱硬化性樹脂の成形体
で構成されている。前記樹脂には、例えば、フェノール
樹脂などが含まれる。前記成形体は、補強剤（例えば、
繊維状補強剤及び／又は粉粒状補強剤）、特に少なくと
も無機質補強剤（繊維状無機質補強剤など）を含有して
いてもよい。前記排気部材には、熱源（燃焼ユニットな
ど）からのガス（ホットガス）を排気するための排気路
を構成する種々の部材、例えば、排気管、排気筒、排気
トップなどが含まれる。

【０００８】

【発明の実施の形態】本発明の熱源機用排気部材を構成
する熱可塑性樹脂は、ガラス転移温度（示差走査型熱量
計ＤＳＣによるガラス転移温度）が１８０℃以上（例え
ば、１９０〜３５０℃、好ましくは２００〜３５０℃程
度）であればよい。このような熱可塑性樹脂としては、
例えば、芳香族ポリエステル系樹脂（ポリアリレート系
樹脂、フルオレノン側鎖を有する９，９−ビス（４−
（２−ヒドロキシエトキシ）フェニル）フルオレンをジ
オール成分とするポリエステル系樹脂、全芳香族ポリエ
ステルで構成された液晶性ポリエステル系樹脂など）、
芳香族ポリアミド系樹脂、ポリスルホン系樹脂（ポリエ
ーテルスルホン、ポリスルホンなど）、ポリフェニレン
エーテル系樹脂（２，６−キシレノールの重合体な
ど）、ポリアリーレンスルフィド系樹脂（ポリフェニレ
ンスルフィドスルホン、ポリビフェニレンスルフィドな
ど）、熱可塑性ポリイミド樹脂（ポリエーテルイミド樹
脂、ポリアミドイミド樹脂、ポリイミドスルホン系樹脂
など）、ポリパラバン酸などが例示できる。これらの樹
脂は単独で又は二種以上組み合わせて使用できる。

【０００９】これらの樹脂のうち、ポリアリレート系樹
脂、９，９−ビス（４−（２−ヒドロキシエトキシ）フ
ェニル）フルオレンをジオール成分とする芳香族ポリエ
ステル系樹脂、全芳香族液晶性ポリエステル系樹脂、芳
香族ポリアミド系樹脂、ポリスルホン系樹脂、ポリフェ
ニレンエーテル系樹脂、ポリアリーレンスルフィド系樹
脂、熱可塑性ポリイミド樹脂、ポリパラバン酸などは高
いガラス転移温度及び耐熱性を有している。特に、全芳
香族液晶性ポリエステル系樹脂、ポリエーテルスルホ
ン、ポリフェニレンエーテル系樹脂、熱可塑性ポリイミ
ド樹脂及びポリパラバン酸はガラス転移温度及び耐熱性
が高い。

【００１０】熱硬化性樹脂としては、熱分解温度（熱重
量分析ＴＧＡにおける重量減少開始温度又は微分熱分解
開始温度）が１８０℃以上（例えば、２００〜５００
℃、好ましくは２００〜５００℃程度）の樹脂であれば
特に制限されず、例えば、フェノール樹脂、アミノ樹脂
（尿素樹脂、グアナミン樹脂、メラミン樹脂など）、エ
ポキシ樹脂（ビスフェノールＡ型、ノボラック型エポキ
シ樹脂などのグリシジルエーテル型エポキシ樹脂、グリ
シジルアミン型エポキシ樹脂など）、ビニルエステル樹
脂、ジアリルフタレート樹脂、不飽和ポリエステル系樹
脂、ポリウレタン系樹脂（芳香族ポリイソシアネート又
はポリイソシアネートの多量体（イソシアヌレート環を
有するポリイソシアネートなど）と、芳香族ポリオー
ル、芳香族ポリエステルポリオール及び／又は芳香族ポ
リアミンとの反応により得られる芳香族ポリウレタン系
樹脂など）、ポリイミド樹脂（芳香族テトラカルボン酸
と芳香族ジアミンとの縮合反応により生成する縮合型ポ
リイミド樹脂、ビスマレイミドと芳香族ジアミンとの反
応により生成するビスマレイミド系樹脂などの付加型ポ
リイミド樹脂など）、シリコーン樹脂などが例示でき
る。これらの樹脂は単独で又は二種以上組み合わせて使
用でき、共重合体であってもよい。例えば、フェノール
類と、共縮合成分（尿素、メラミン、フルフラールな
ど）との共縮合体、芳香族ポリイソシアネート又はポリ
イソシアネートの多量体（イソシアヌレート環を有する
ポリイソシアネートなど）とエポキシ樹脂（ビスフェノ
ールＡ型などの芳香族エポキシ樹脂など）と芳香族ポリ
アミンとの共重合体などを共重合体として用いることが
できる。なお、熱硬化性樹脂の硬化には、樹脂の種類に
応じた慣用の硬化剤が使用できる。

【００１１】耐熱性の高い熱硬化性樹脂としては、例え
ば、フェノール樹脂（共縮合フェノール樹脂を含む）、
芳香族エポキシ樹脂、ビニルエステル樹脂、芳香族ポリ
ウレタン系樹脂、ポリイミド樹脂などが例示できる。

【００１２】好ましい熱硬化性樹脂は、高温での機械的
強度の保持率の高いフェノール樹脂である。このフェノ
ール樹脂は、レゾール型フェノール樹脂であってもよく
ノボラック型フェノール樹脂であってもよい。フェノー
ル樹脂は、酸触媒又は塩基性触媒の存在下、フェノール
類（例えば、フェノール、クレゾール類、アルキルフェ
ノール類、アミノフェノール類など）とアルデヒド類
（ホルムアルデヒド）とを反応させることにより得るこ
とができる。

【００１３】排気部材は、複数の樹脂で構成されたポリ
マーアロイで構成してもよく、このポリマーアロイは熱
可塑性樹脂同士、熱硬化性樹脂同士に限らず、熱可塑性
樹脂と熱硬化性樹脂とを組み合わせて形成してもよい。
さらに、必要であれば、ポリマーアロイは相溶化剤を含
んでいてもよい。

【００１４】前記成形体は、樹脂単独で形成してもよい
が、耐熱性（熱変形温度、熱分解温度など）、機械的特
性などを向上させるため、補強剤を含有する樹脂組成物
で形成するのが好ましい。補強剤は、繊維状補強剤であ
ってもよく粉粒状補強剤であってもよい。繊維状補強剤
としては、例えば、無機質繊維（ガラス繊維、炭素繊
維、アルミナ繊維、シリカ繊維、ボロン繊維、金属繊
維、ホイスカーなど）、有機質繊維（パルプなどの天然
繊維、半合成繊維、アラミド繊維、レーヨンなどの合成
繊維）などが例示できる。粉粒状補強剤としては、例え
ば、シリカ、アルミナ、酸化チタン、シラスバルーン、
マイカ、タルク、炭酸カルシウム、硫酸バリウムなどが
例示できる。これらの補強剤は単独で又は二種以上（同
種又は異種の補強剤を二種以上）組み合わせて使用でき
る。これらの補強剤としては、少なくとも無機質補強剤
（特に繊維状無機質補強剤などの繊維状補強剤）を利用
するのが好ましい。さらに、補強剤は、難燃性補強剤で
あるのが好ましい。

【００１５】なお、樹脂と補強剤とは、樹脂及び補強剤
の種類に応じて組み合わせることができ、例えば、フェ
ノール樹脂と繊維状補強剤（例えば、ガラス繊維などの
繊維状無機質補強剤）とを組み合わせて構成してもよ
い。

【００１６】繊維状補強剤の平均繊維径は、例えば、１
〜３０μｍ、好ましくは２〜２０μｍ程度であり、平均
アスペクト比は、例えば、１０〜１００００、好ましく
は１０〜１０００（例えば、５０〜５００）程度であ
る。粉粒状補強剤の平均粒子径は、例えば、１〜５０μ
ｍ、好ましくは１〜３０μｍ程度の範囲から適当に選択
できる。

【００１７】補強剤の含有量は、成形体の機械的特性を
損なわない限り特に制限されず、例えば、樹脂１００重
量部に対して１〜３００重量部、好ましくは５〜２５０
重量部、さらに好ましくは１０〜２００重量部程度であ
ってもよい。

【００１８】さらに、排気部材は、難燃剤を含有してい
てもよい。難燃剤としては、例えば、ハロゲン系難燃剤
（臭素化エポキシ樹脂、臭素化ポリカーボネート樹脂な
ど）、ハロゲン系難燃剤と酸化アンチモンとの組合せ、
リン酸エステル系難燃剤（トリクレジルホスフェート、
トリス（ジブロモプロピル）ホスフェート、縮合リン酸
エステルなど）などが例示できる。これらの難燃剤も単
独で又は二種以上組み合わせて使用できる。難燃剤の使
用量は、例えば、樹脂１００重量部に対して、１〜３０
重量部、好ましくは２〜２５重量部程度の範囲から適当
に選択できる。

【００１９】さらに、必要であれば、種々の添加剤、例
えば、安定剤（酸化防止剤、紫外線吸収剤、熱安定剤な
ど）、着色剤、帯電防止剤などを樹脂組成物に添加して
もよい。

【００２０】本発明の排気部材は、前記樹脂又は樹脂組
成物を所定形状に成形した成形体で構成できる。また、
排気部材は、熱源（燃焼ユニットなど）からの排ガス
（ホットガス）を排気するための排気路を構成する限
り、種々の部材が含まれる。そのため、排気部材は、排
気路の形態や適用部位などに応じて所定の形態を備えて
いればよい。代表的な排気部材には、例えば、排気管、
排気筒、排気トップなどが含まれ、これらの部材のう
ち、少なくとも１つの部材が前記成形体で構成されてい
ればよい。このような排気部材は、前記樹脂又は樹脂組
成物を成形することにより形成できるため、量産性及び
加工性を大きく向上できる。しかも、結露や排ガスドレ
ンによる腐蝕する虞がないため、燃焼制御や耐蝕コーテ
ィングなどが不要となり、熱源機の設計や成形体の加工
処理を大きく改善できる。

【００２１】なお、熱源（特に燃焼ユニット）からの排
ガスを排気するための前記排気部材において、排気管
は、通常、熱交換器を備えた燃焼ユニットの近傍に配設
され、排気筒は、前記排気管に連通して接続され、排ガ
スを排気トップに案内するために利用される。さらに、
排気トップは、前記排気筒の端部に取り付けられ、かつ
排ガスを外部に放出するため排気口を備えている。

【００２２】図１は排気トップを示す概略図である。こ
の排気トップ１は、前記排気筒の端部に装着可能な円筒
状装着部材２と、この円筒状装着部材に対して一体化し
た通気部材３とで構成されている。なお、円筒状装着部
材２は通気部材３と一体に成形してもよい。また、前記
通気部材３は、平坦な板状であってもよく、外方に向か
って膨出して湾曲していてもよい。前記通気部材３は、
筒状装着部材の開口部に形成することにより、鳥類など
が排気部材内に侵入するのを防止するとともに、排気量
を制御することにより燃焼を制御している。なお、装着
部材２には、ネジ止めなどを利用して、排気筒に対して
位置決めして固定するため長孔４が形成されている。

【００２３】そして、この例では、前記円筒状装着部材
２及び通気部材３は、前記樹脂又は樹脂組成物により成
形されている。通気部材３を樹脂又は樹脂組成物で形成
することにより、成形加工が容易となり、開口部の形状
を所望の形状（丸状、多角形状や格子状など）に形成す
ることも容易であり、また、開口径の制御や排気の方向
性の制御による排気制御により、排気音を低減すること
ができる。

【００２４】このような排気部材では、排気トップ１が
複数の部材（筒状装着部材および通気部材）で構成され
ていても、筒状装着部材２と通気部材３とを一体に成形
でき、加工性のみならず一体性を大きく向上できる。そ
のため、通気部に風が作用しても、筒状装着部材に対し
て通気部材が振動することがなく、騒音の発生も大きく
抑制できる。

【００２５】なお、必要であれば、排気路を構成する複
数の部材［排気管、排気筒及び排気トップ（筒状装着部
材など）など］のうち隣接又は連接位置の複数の部材に
は、互いに緊密に装着又は接続可能な装着端部を形成し
てもよく、隣接又は連接位置の複数の部材は、互いに一
体成形してもよい。

【００２６】通気部材（網目状通気部材など）は、格子
状などの適当な通気形態を有していればよく、通気孔の
形状は特に制限されない。前記の例では、排気トップの
うち、筒状装着部材及び通気部材を前記樹脂又は樹脂組
成物で成形しているが、必要であれば、筒状装着部材及
び通気部材のいずれか一方の部材を樹脂又は樹脂組成物
で成形してもよい。また、筒状装着部材に対して通気部
材は、嵌合、挿入などの種々の方法で装着（特に緊密に
装着）してもよく、前記のように一体成形してもよい。
さらに、前記通気部材（網目状通気部材）は、網目状や
ネット状部材であってもよく、ガラス繊維、炭素繊維、
金属繊維などの網状体、パンチングメタルなどの金属板
状体、セラミックスなどで形成してもよい。

【００２７】なお、排気部材の内面には、熱反射層（例
えば、アルミニウム箔などの金属薄膜など）を形成又は
ラミネートしてもよい。

【００２８】本発明の排気部材は、種々の熱源機、例え
ば、燃焼ガスや電気加熱により被加熱体（水や空気な
ど）を直接的又は熱交換ユニットにより間接的に加熱す
る予熱器や加熱器（例えば、給湯器などの給水加熱器、
暖房機、熱交換器など）などに適用できる。

【００２９】

【発明の効果】本発明では、特定の樹脂成形体で熱源機
の排気部材を構成するため、加工性及び量産性が高
く、、複数の部材で構成されていても一体性を向上でき
る。また、耐蝕コーティングを施さなくても腐蝕の虞が
ないため、燃焼部や燃焼制御のための設計を簡素化でき
るとともに、排気部の加工効率を向上できる。

【００３０】

【実施例】以下に、実施例に基づいて本発明をより詳細
に説明するが、本発明はこれらの実施例によって限定さ
れるものではない。

【００３１】実施例１ノボラック型フェノール樹脂５０重量部とガラス繊維５
０重量部とを混練して、樹脂組成物を調製した。得られ
た樹脂組成物の比重は１．８であった。熱源機排気部材
として、排気トップの筒状装着部材と通気部材に対応す
るキャビティを有する金型で成形し、４００℃で２時間
アニールして成形品（排気トップ）を作製した。前記樹
脂組成物を用い、同様の条件でＪＩＳ規格の曲げ試験用
試験片を作製した。

【００３２】耐熱性試験として、前記曲げ試験用試験片
を、空気中、２２０℃で２００時間保持し、外観変化、
重量変化、強度変化を評価したところ、目視による外観
検査では、試験前後で変化はみられなかった。また、重
量変化率は１重量％未満であり、曲げ強度試験での最大
点応力、破断点伸び、弾性率の変化率も１％未満であ
り、劣化はみられなかった。耐触性試験として、試験片
を、３５℃及び５００時間の塩水噴霧試験に供した後、
試験片の外観を目視で検査したところ、膨れ、割れなど
の劣化は認められなかった。

【００３３】成形品（排気トップ）について、耐熱性試
験と耐触性試験をおこなった。耐熱性試験において、電
気炉に排気トップを配置して空気中２２０℃で２００時
間保持した後、外観変化と重量変化を評価したところ、
排気トップは試験片と同じく、目視による外観検査では
試験前後で変化が認められず、試験前後の重量変化率も
１重量％未満であった。また、３５℃で塩水噴霧試験を
５００時間行ない、耐触性を調べたところ、外観の目視
検査により、膨れ、割れなどは認められなかった。

【００３４】比較例１ステンレススチール（ＳＵＳ３０
４）を用いて試験片を作製し、３５℃で塩水噴霧試験を
５００時間行ない、試験片の外観を目視で検査したとこ
ろ、表面に錆が発生し、腐食による劣化がみられた。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は排気部材（排気トップ）の一例を示す概
略図である。

【符号の説明】

１…排気トップ２…筒状装着部材３…通気部材

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者川口隆文大阪市中央区平野町四丁目１番２号大阪瓦斯株式会社内 (72)発明者川崎真一大阪市中央区平野町四丁目１番２号大阪瓦斯株式会社内 (72)発明者山田昌宏大阪市中央区平野町四丁目１番２号大阪瓦斯株式会社内 (72)発明者加藤真理子大阪市中央区平野町四丁目１番２号大阪瓦斯株式会社内Ｆターム(参考） 3K070 BA00 3L036 AE05 AE14 3L037 AC03

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ガラス転移温度が１８０℃以上の熱可塑
性樹脂の成形体で構成されている熱源機用排気部材。
【請求項２】熱分解温度が１８０℃以上の熱硬化性樹
脂の成形体で構成されている熱源機用排気部材。
【請求項３】成形体が少なくとも無機質補強剤を含有
する請求項１又は２記載の熱源機用排気部材。
【請求項４】補強剤が、繊維状補強剤および粉粒状補
強剤から選択された少なくとも一種である請求項３記載
の熱源機用排気部材。
【請求項５】熱硬化性樹脂がフェノール樹脂である請
求項２記載の熱源機用排気部材。
【請求項６】フェノール樹脂と繊維状無機質補強剤と
で構成されている請求項５記載の熱源機用排気部材。
【請求項７】排気管、排気筒および排気トップのうち
少なくとも１つの部材が請求項１〜６のいずれかの項に
記載の成形体で構成されている請求項１又は２記載の熱
源機用排気部材。
【請求項８】排気トップが、筒状装着部材と、この筒
状装着部材に対して一体化した通気部材とで構成されて
おり、少なくとも前記筒状装着部材が請求項１〜６のい
ずれかの項に記載の成形体で構成されている請求項７記
載の熱源機用排気部材。