JP2017150734A - 温水機器 - Google Patents

Abstract

【課題】バーナユニットおよび熱交換器ユニットが外装ケースに組み込まれる前に燃焼検査を行うことができ、かつバーナユニットおよび熱交換器ユニットのいずれかを容易に交換することができる、温水機器を提供する。【解決手段】温水機器は、外装ケース１と、内部ケース１０と、バーナユニット２と、一次熱交換器ユニット４とを備えている。内部ケース１０は外装ケース１内に固定されている。バーナユニット２は内部ケース内に固定せずに載置され、かつ燃焼ガスを供給するためのものである。一次熱交換器ユニット４は内部ケース内に固定せずに載置され、かつバーナユニット２から供給された燃焼ガスの顕熱を回収するためのものである。【選択図】図１

Description

本発明は、温水機器に関するものである。

従来、瞬間式給湯器などの温水機器においては、バーナユニットおよび一次熱交換器ユニットなどの各々が外装ケース内に別個に組み込まれている。このため、バーナユニットおよび一次熱交換器ユニットなどがそれぞれ外装ケース内に別個に組み込まれて温水機器が完成してからでないと、温水機器の燃焼検査を行うことができない。

燃焼検査についての記載はないが、特許第４１７６６７０号公報（特許文献１）にはバーナユニットおよび一次熱交換器ユニットが一体化された給湯器が記載されている。この公報に記載された給湯器は、一次熱交換器ユニットの側壁とバーナユニットの側壁とが一枚板で構成されている。

特許第４１７６６７０号公報

上記公報に記載された給湯器では、バーナユニット（バーナブロック）は、底壁の上方において側壁に固定されている。そのため、バーナユニットおよび一次熱交換器ユニットのいずれかを交換する場合には、バーナユニットと側壁との固定を解除しなければならない。したがって、仮に、バーナユニットおよび熱交換器ユニットが一体化された状態で外装ケース内に組み込まれる前に燃焼検査が行われたとしても、バーナユニットまたは熱交換器ユニットのいずれかに不具合が見つかった際に、バーナユニットおよび熱交換器ユニットのいずれかを交換することは困難である。

本発明は、上記の課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、バーナユニットおよび熱交換器ユニットが外装ケースに組み込まれる前に燃焼検査を行うことができ、かつバーナユニットおよび熱交換器ユニットのいずれかを容易に交換することができる、温水機器を提供することである。

本発明の温水機器は、外装ケースと、内部ケースと、バーナユニットと、一次熱交換器ユニットとを備えている。内部ケースは外装ケース内に固定されている。バーナユニットは内部ケース内に固定せずに載置され、かつ燃焼ガスを供給するためのものである。一次熱交換器ユニットは内部ケース内に固定せずに載置され、かつバーナユニットから供給された燃焼ガスの顕熱を回収するためのものである。

本発明の温水機器によれば、バーナユニットおよび一次熱交換器ユニットは内部ケース内に固定せずに載置されている。このため、バーナユニットおよび一次熱交換器ユニットが内部ケースに載置された状態で燃焼検査を行うことができる。したがって、バーナユニットおよび一次熱交換器ユニットが外装ケースに組み込まれる前に燃焼検査を行うことができる。また、バーナユニットおよび一次熱交換器ユニットは内部ケース内に固定されていないため、バーナユニットおよび一次熱交換器ユニットのいずれかを容易に交換することができる。

上記の温水機器においては、内部ケースは、第１貫通孔を有する前面部と第２貫通孔を有する後面部とを含んでいる。一次熱交換器ユニットは、一次熱交換器伝熱管と、一次熱交換器伝熱管を収容する一次熱交換器ケースとを含んでいる。一次熱交換器伝熱管は、一次熱交換器ケースから前面部側に突出する第１突出部と、一次熱交換器ケースから後面部側に突出する第２突出部とを含んでいる。第１突出部は第１貫通孔を通って前面部から突出しており、第２突出部は第２貫通孔を通って後面部から突出している。このため、第１突出部を第１貫通孔を通って前面部から突出させ、第２突出部を第２貫通孔を通って後面部から突出させることで、内部ケースを小型化することができる。また、第１突出部を第１貫通孔を通って前面部から突出させ、第２突出部を第２貫通孔を通って後面部から突出させることで、前面部と後面部とが対向する方向に一次熱交換器ユニットを内部ケースに対して出し入れすることができる。

上記の温水機器は、バーナユニットに燃焼用空気を供給するための送風ユニットをさらに備えている。送風ユニットは、燃焼用空気を送風するための送風ファンと、送風ファンを回転させるための送風ファン用モータとを含んでいる。送風ファン用モータは、内部ケースの外側に配置されている。このため、送風ファン用モータを冷却することができる。これにより、送風ファン用モータの寿命を向上することができる。

上記の温水機器においては、送風ファン用モータは、前記送風ファンに接続された駆動軸を含んでいる。駆動軸はバーナユニットと一次熱交換器ユニットとが積層された方向に延びている。このため、送風ファン用モータのロータおよびステータなどの駆動機構をバーナユニットと一次熱交換器ユニットとが積層された方向と交差する方向に配置することができる。これにより、バーナユニットと一次熱交換器ユニットとが積層された方向の送風ファン用モータの寸法を小さくすることができる。

上記の温水機器は、内部ケース内に固定せずに載置され、かつバーナユニットから供給された燃焼ガスの潜熱を回収するための二次熱交換器をさらに備えている。このため、二次熱交換器が内部ケースに載置された状態で燃焼検査を行うことができる。また、二次熱交換器を容易に交換することができる。さらに、熱交換効率を向上することができる。

上記の温水機器は、内部ケース内に固定され、かつ二次熱交換器を支持する支持部材をさらに備えている。支持部材は、二次熱交換器を載置する載置部と、載置部から一次熱交換器ユニットとは反対側に延びる仕切り部とを含んでいる。仕切り部は、内部ケースと間隔を隔てて配置されており、かつ開口を有している。このため、一次熱交換器ユニットで顕熱を回収された燃焼ガスを内部ケースと仕切り部との間の空間を経由して開口から二次熱交換器に流すことができる。したがって、二次熱交換器を支持する支持部材に集合筒としての機能を付加することができる。

上記の温水機器においては、載置部は、二次熱交換で燃焼ガスの潜熱が回収されることにより発生したドレンを排出するための排出口を有する。このため、載置部に付着したドレンを排出口から排出することができる。したがって、載置部にドレンパンとしての機能を付加することができる。

上記の温水機器は、外管と内管とをさらに備えている。外管は内部ケースの外面に取り付けられ、かつ第１流体が流れる。内管は外管の内部に挿入され、かつ第１流体よりも高い温度の第２流体が流れる。このため、第１流体を第２流体との熱交換により加熱することができる。また、外管および内管を内部ケースと一体化することができる。

以上説明したように、本発明によれば、バーナユニットおよび熱交換器ユニットが外装ケースに組み込まれる前に燃焼検査を行うことができ、かつバーナユニットおよび熱交換器ユニットのいずれかを容易に交換することができる。

本発明の実施の形態１における温水機器の構成を概略的に示す概略図である。 本発明の実施の形態１における外装ケースに内部ケースが固定された状態を概略的に示す分解斜視図である。 本発明の実施の形態１における内部ケースの構成を概略的に示す斜視図である。 図３のＩＶ−ＩＶ線に沿う断面図である。 本発明の実施の形態１における送風ユニットの構成を概略的に示す分解斜視図である。 本発明の実施の形態１における支持部材およびサイドパッキンの構成を概略的に示す斜視図である。 本発明の実施の形態１における送風ユニットが内部ケースに取り付けられる様子を概略的に示す斜視図である。 本発明の実施の形態１におけるバーナユニット、一次熱交換器ユニットおよび二次熱交換器が内部ケースに載置される様子を概略的に示す斜視図である。 本発明の実施の形態１における内部ケースの前面が取り付けられる様子を概略的に示す斜視図である。 本発明の実施の形態１における内部ユニットの構成を概略的に示す斜視図である。 本発明の実施の形態２における内部ユニットの構成を概略的に示す分解斜視図である。 図１１のＰ部を拡大して示す正面図である。 本発明の実施の形態２における支持部材およびサイドパッキンの構成を概略的に示す斜視図である。 本発明の実施の形態３における内部ケースに外管および内管が取り付けられた状態を概略的に示す背面図である。 本発明の実施の形態３における内部ケースに外管および内管が取り付けられた状態を概略的に示す側面図である。

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。
（実施の形態１）
まず、本発明の実施の形態１における温水機器の構成について説明する。

図１を参照して、本実施の形態の温水機器は、燃焼ガスの熱を回収可能な温水機器である。本実施の形態では、燃焼ガスの潜熱を回収可能な潜熱回収式温水機器を一例として本実施の形態の温水機器について説明する。以下では、各方向は温水機器を設置した状態を基準にしている。

本実施の形態における温水機器は、燃焼ガスの熱を回収可能なものである。温水機器は、外装ケース１と、バーナユニット２と、送風ユニット３と、一次熱交換器ユニット４と、二次熱交換器５と、中和器６と、コントローラ７と、給湯経路８と、内部ケース１０とを主に有している。

図２では、説明の便宜のため、中和器６、コントローラ７、給湯経路８などは図示されていない。図１および図２を参照して、外装ケース１は、前面（正面）１ａ、底面（下面）１ｂ、天面（上面）１ｃ、一対の側面１ｄおよび後面（背面）１ｅ（図２参照）を有している。前面１ａと後面１ｅとが対向する方向が外装ケース１の前後方向である。底面１ｂと天面１ｃとが対向する方向が外装ケース１の上下方向である。一対の側面１ｄが互いに対向する方向が外装ケース１の幅方向である。

外装ケース１の前面１ａの上部には燃焼ガスを排気するための排気口ＥＰが挿入される排気孔１ａ１が設けられている。排気孔１ａ１は外装ケース１の内外を連通している。排気孔１ａ１は内部ケース１０の排気口ＥＰに連通している。また、外装ケース１の前面１ａの中央には、空気を筐体１内に取り込むための複数の吸気口１ａ２が設けられている。これらの複数の吸気口１ａ２は外装ケース１の内外を連通している。

外装ケース１は、前面（正面）１ａ、底面（下面）１ｂ、天面（上面）１ｃ、一対の側面１ｄおよび後面（背面）１ｅによって取り囲まれた内部空間ＩＳを有している。この内部空間ＩＳに、バーナユニット２、送風ユニット３、一次熱交換器ユニット４、二次熱交換器５、中和器６、コントローラ７、給湯経路８、内部ケース１０が配置されている。外装ケース１内に内部ケース１０が固定されている。内部ケース１０は外装ケース１の後面１ｅの内面にネジで固定されている。

図３および図４を参照して、内部ケース１０は、前面部（正面部）１０ａ、底面部（下面部）１０ｂ、天面部（上面部）１０ｃ、一対の側面部１０ｄおよび後面部（背面部）１０ｅを有している。前面部１０ａは第１貫通孔Ｈ１を有している。後面部１０ｅは第２貫通孔Ｈ２を有している。内部ケース１０内にバーナユニット２、送風ユニット３の一部、一次熱交換器ユニット４、二次熱交換器５が収容されている。

内部ケース１０内に載置板１１が取り付けられている。載置板１１は内部ケース１０の下部に配置されている。載置板１１はバーナユニット２の内部に空気を導くための孔を有している。載置板１１の上にバーナユニット２が載置されている。つまり、バーナユニット２は、内部ケース１０内に固定せずに載置されている。具体的には、バーナユニット２はネジ止めまたは溶接などにより内部ケース１０または載置板１１に固定されずに載置板１１の上に載置されている。

バーナユニット２は、燃焼ガスを供給するためのものである。この燃焼ガスは、一次熱交換器ユニット４および二次熱交換器５との間で熱交換を行なうためのものである。バーナユニット２は、バーナケース２ａと、複数のバーナ２ｂとを有している。

バーナケース２ａは底板に送風ユニット３からの空気を内部に取り込むための孔２ａ１を有している。この孔２ａ１は載置板１１の孔に連通している。また、バーナケース２ａは、複数のバーナ２ｂを支持するための仕切り部材２ａ２を有している。複数のバーナ２ｂの各々は仕切り部材２ａ２に支持されて、バーナケース２ａに収容されている。複数のバーナ２ｂの各々のガス流入口は、バーナケース２ａの壁面に設けられた開口部２ａ３に接続されている。

内部ケース１０の前面部１０ａにガス供給電磁弁１３が設けられている。ガス供給電磁弁１３はバーナケース２ａの前方に配置されている。ガス供給電磁弁１３は、開口部２ａ３から複数のバーナ２ｂのガス流入口にガスを供給するためのものである。

複数のバーナ２ｂの上方には、点火プラグ１４およびフレームロッド１５が配置されている。点火プラグ１４およびフレームロッド１５の各々は、内部ケース１０の前面部１０ａに取り付けられている。点火プラグ１４は、バーナ２ｂに点火するためのものである。具体的には、点火プラグ１４は、バーナ２ｂに設けられたターゲットとの間で点火スパークを生じさせることにより、バーナ２ｂから噴き出された燃料空気混合気（混合気）に火炎を生じさせるためのものである。

フレームロッド１５は、バーナ２ｂで生じた火炎の間に交流電圧を印加し火炎のイオン化による導電性、整流作用を利用して、フレームロッド１５から火炎へ流れる直流電流（以下、炎電流という）を検知することにより火炎の有無を検出するためのものである。

図３〜図５を参照して、送風ユニット３は、バーナユニット２に燃焼用空気を供給するためのものである。送風ユニット３は、バーナユニット２よりも底面部１０ｂ側（下方）に配置されている。また、送風ユニット３は、一次熱交換器ユニット４および二次熱交換器５よりも底面部１０ｂ側に配置されている。

送風ユニット３は、送風ファン用モータ３ａと、送風ファン３ｂとを有している。送風ファン用モータ３ａは送風ファン３ｂを回転させるためのものである。送風ファン３ｂは燃焼用空気を送風するためのものである。送風ファン用モータ３ａは、内部ケース１０の外側に配置されている。送風ファン用モータ３ａには取付板３ｃが取り付けられている。送風ファン用モータ３ａは取付板３ｃが内部ケース１０の底面部１０ｂの外面にネジで取り付けられることで内部ケース１０の底面部１０ｂに取り付けられている。

送風ファン用モータ３ａは、駆動軸３ａ１を有している。駆動軸３ａ１はバーナユニット２と一次熱交換器ユニット４とが積層された方向に延びている。駆動軸３ａ１は、結合部品３ｄを介して送風ファン３ｂに接続されている。送風ファン３ｂは円盤形状を有しており、円盤形状の中心に結合部品３ｄを介して駆動軸３ａ１が接続されている。

送風ファン３ｂは内部ケース１０の底面部１０ｂ上に設けられたファンケース３ｅに収容されている。送風ファン３ｂは内部ケース１０内に配置されている。ファンケース３ｅは送風ファン３ｂを円盤形状の周方向に取り囲む壁を有しており、壁の一部に吹出口３ｅ１が設けられている。本実施の形態では吹出口３ｅ１は１つ設けられているが、吹出口３ｅ１は複数設けられていてもよい。

図１、図３および図４を参照して、一次熱交換器ユニット４および二次熱交換器５の各々は、バーナユニット２から供給された加熱用気体によって熱交換を行うためのものである。バーナユニット２の上に一次熱交換器ユニット４が載置されている。つまり、一次熱交換器ユニット４は、内部ケース１０内に固定せずに載置されている。具体的には、一次熱交換器ユニット４はネジ止めまたは溶接などにより内部ケース１０に固定されずにバーナユニット２の上に載置されている。一次熱交換器ユニット４よりも天面部１０ｃ側（上方）に二次熱交換器５が配置されている。

一次熱交換器ユニット４と二次熱交換器５とは配管ＰＰで接続されている。二次熱交換器５には、二次熱交換器５に水を供給するための給水配管８ａが接続されている。一次熱交換器ユニット４には、一次熱交換器ユニット４から湯を送り出すための給湯配管８ｂが接続されている。

一次熱交換器ユニット４は、バーナユニット２から供給された燃焼ガスの顕熱を回収するためのものである。一次熱交換器ユニット４は、一次熱交換器伝熱管４ａと、一次熱交換器伝熱管４ａを内部に収容する一次熱交換器ケース４ｂとを有している。一次熱交換器伝熱管４ａの内部には被加熱流体が流される。一次熱交換器ケース４ｂの内部には、バーナユニット２で加熱された加熱用気体が導入される。

一次熱交換器伝熱管４ａは、一方端にて配管ＰＰに接続されており、かつ他方端にて給湯配管８ｂに接続されている。これにより、一次熱交換器伝熱管４ａの内部に湯水が流通される。

一次熱交換器伝熱管４ａは、一次熱交換器ケース４ｂの内部に位置する部分を有する複数の直線部（ケース内配管）４ａ１と、一次熱交換器ケース４ｂの外部において複数の直線部（ケース内配管）４ａ１を互いに接続する複数の曲げ部（接続管）４ａ２とを含んでいる。

複数の直線部４ａ１は互いに間隔を隔てて配置されている。複数の曲げ部４ａ２は複数の直線部４ａ１のいずれかの一方端同士および複数の直線部４ａ１のいずれかの他方端同士を接続している。一次熱交換器伝熱管４ａは、複数の直線部４ａ１と複数の曲げ部４ａ２とが１本につながれて蛇行するように構成されている。

一次熱交換器伝熱管４ａは、一次熱交換器ケース４ｂから前面部１０ａ側に突出する第１突出部Ｐ１と、一次熱交換器ケース４ｂから後面部１０ｅ側に突出する第２突出部Ｐ２とを含んでいる。つまり、曲げ部４ａ２が第１突出部Ｐ１および第２突出部Ｐ２を構成している。第１突出部Ｐ１は第１貫通孔Ｈ１を通って前面部１０ａから突出している。第２突出部Ｐ２は第２貫通孔Ｈ２を通って後面部１０ｅから突出している。

前面部１０ａと、バーナケース２ａおよび一次熱交換器ケース４ｂの各々との間にはフロントパッキン１６が配置されている。フロントパッキン１６は、前面部１０ａと、バーナケース２ａおよび一次熱交換器ケース４ｂの各々との間の隙間を埋めるように構成されている。

二次熱交換器５は、バーナユニット２から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。二次熱交換器５は、複数の二次熱交換器伝熱管５ａと、複数の二次熱交換器伝熱管５ａの一方端および他方端に設けられた２つのヘッダ部５ｂ（図８参照）とを有している。複数の二次熱交換器伝熱管５ａは、らせん状に設けられた部分を有している。複数の二次熱交換器伝熱管５ａは互いに積層されている。２つのヘッダ部５ｂの各々は、複数の二次熱交換器伝熱管５ａの一方端同士および他方端同士をつなぐように構成されている。二次熱交換器伝熱管５ａは、一方端にてヘッダ部５ｂを介して給水配管８ａに接続されており、かつ他方端にてヘッダ部５ｂを介して配管ＰＰに接続されている。

一次熱交換器ユニット４の上方に支持部材１２が配置されている。支持部材１２は内部ケース１０内に固定されている。支持部材１２は、二次熱交換器５を支持するものである。二次熱交換器５は支持部材１２に載置されている。つまり、二次熱交換器５は、内部ケース１０内に固定せずに載置されている。具体的には、二次熱交換器５はネジ止めまたは溶接などにより内部ケース１０または支持部材１２に固定されずに支持部材１２の上に載置されている。なお、二次熱交換器５は、図示しない保持部材を介して支持部材１２上に載置されている。この保持部材は、積層された二次熱交換器伝熱管５ａの間に挿入されて二次熱交換器伝熱管５ａを保持した状態で支持部材１２に載置されている。

図６を参照して、支持部材１２は、二次熱交換器５を載置する載置部１２ａと、載置部１２ａから一次熱交換器ユニット４とは反対側に延びる仕切り部１２ｂとを含んでいる。仕切り部１２ｂは、内部ケース１０の後面部１０ｅと間隔を隔てて配置されている。仕切り部１２ｂは開口１２ｂ１を有している。開口１２ｂ１は内部ケース１０の後面部１０ｅと対向して配置されている。開口１２ｂ１は載置部１２ａよりも上方に配置されている。なお、支持部材１２の両側にはサイドパッキン２０がそれぞれ設けられている。

図３および図４を参照して、図中矢印で示すように、バーナユニット２から供給され、一次熱交換器ユニット４で熱交換した後の燃焼ガスは、内部ケース１０の後面部１０ｅと仕切り部１２ｂとの間を通って開口１２ｂ１から二次熱交換器５へ流れる。燃焼ガスは二次熱交換器５を通った後に排気口ＥＰから内部ケース１０の外部に排気される。なお、図２および図３に示すように、排気口ＥＰは排気孔１ａ１に連通しているため、内部ケース１０の外部に排気された燃焼ガスは外装ケース１からも排気される。

一次熱交換器ユニット４で熱交換した後の燃焼ガスが二次熱交換器５へ通されることで二次熱交換器５内の水（被加熱流体）が予熱される。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が回収される。そして、燃焼ガスの潜熱が回収されることによってドレンが発生する。このドレンは、排気ガス中の窒素酸化物などが溶け込んでいるため酸性となる。

二次熱交換器５の下方に配置された載置部１２ａは、二次熱交換器５で生じたドレンを受けるように構成されている。載置部１２ａは、二次熱交換器で燃焼ガスの潜熱が回収されることにより発生したドレンを排出するための排出口１２ａ１を有している。排出口１２ａ１は排出管１７に接続されている。排出管１７は、図１に示すドレン配管６ａに接続されている。

再び、図１を参照して、載置部１２ａはドレン配管６ａにより中和器６と接続されている。そのため、ドレンは、載置部１２ａからドレン配管６ａを通って中和器６に送られる。

中和器６は、二次熱交換器５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中和するためのものである。中和器６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酸性のドレンを中和することができる。中和器６には排水管６ｂが接続されており、中和器６で中和されたドレンは排水管６ｂを通って外装ケース１外に排出される。

コントローラ７は、バーナユニット２、送風ユニット３などを制御するためのものである。コントローラ７は、バーナユニット２、送風ユニット３などに電気的に接続されている。コントローラ７は、たとえばマイクロコンピュータ（図示せず）などを有している。

給湯経路８は、一次熱交換器ユニット４および二次熱交換器５で燃焼ガスと熱交換された湯水を温水機器外に供給するためのものである。給湯経路８は、給水配管８ａと、給湯配管８ｂと、入水口ＩＷと、出湯口ＯＷとを有している。給水配管８ａは、二次熱交換器５と入水口ＩＷとを接続している。給湯配管８ｂは、一次熱交換器ユニット４と出湯口ＯＷとを接続している。

入水口ＩＷから給水配管８ａを通って二次熱交換器５に被加熱流体である水が給水される。二次熱交換器５から一次熱交換器ユニット４に配管ＰＰを通って水が流れる。そして、一次熱交換器ユニット４から給湯配管８ｂを通って出湯口ＯＷから一次熱交換器ユニット４および二次熱交換器５で温められた温水が給湯される。つまり、入水口ＩＷから給水配管８ａを通って給水された水は、二次熱交換器５および一次熱交換器ユニット４を通過する際に燃焼ガスによって加熱されて給湯配管８ｂを通って出湯口ＯＷから給湯される。

続いて、図７〜図１０を参照して、内部ユニットの製造方法について説明する。ここで、内部ユニットは、図３および図４に示すように、内部ケース１０内にバーナユニット２、送風ユニット３の送風ファン３ｂ、一次熱交換器ユニット４、二次熱交換器５が収容され、内部ケース１０の外部に送風ユニット３の送風ファン用モータ３ａが取り付けられたものである。内部ユニットは、送風ファンユニットの吸気口および排気口ＥＰを除いて気密に封止されている。このため、内部ユニット内に燃焼ガスを流して、給排気を含めた燃焼検査を行うことができる。

図７を参照して、内部ケース１０の天面部１０ｃ、一対の側面部１０ｄ、後面部１０ｅを有する枠体が準備される。この枠体の内部の下部に載置板１１が固定され、上部に支持部材１２が固定される。たとえば、載置板１１および支持部材１２はそれぞれスポット溶接により枠体に固定される。

内部ケース１０の底面部１０ｂに送風ユニット３が取り付けられる。送風ファン３ｂは底面部１０ｂの内側に配置され、送風ファン用モータ３ａは底面部１０ｂの外側に配置される。送風ユニット３が取り付けられた底面部１０ｂが内部ケース構成部材に取り付けられる。これにより、内部ケース１０が形成される。

図８および図９を参照して、内部ケース１０に前面部１０ａ側からバーナユニット２、一次熱交換器ユニット４、二次熱交換器５がそれぞれ組み付けられる。バーナユニット２は載置板１１上に載置される。バーナユニット２はネジ止めまたは溶接などにより内部ケース１０または載置板１１に固定されない。一次熱交換器ユニット４はバーナユニット２上に載置される。一次熱交換器ユニット４はネジ止めまたは溶接などにより内部ケース１０に固定されない。この際、後面部１０ｅの第２貫通孔Ｈ２に一次熱交換器ユニット４の後面部１０ｅ側の曲げ部４ａ２が挿入される。二次熱交換器５は支持部材１２に載置される。二次熱交換器５はネジ止めまたは溶接などにより内部ケース１０または支持部材１２に固定されない。

内部ケース１内にバーナユニット２、一次熱交換器ユニット４、二次熱交換器５がそれぞれ組み付けられた状態で、フロントパッキン１６が前面部１０ａ側から組み付けられる。フロントパッキン１６は、排気口ＥＰに連通する第１孔１６ａと、第１貫通孔Ｈ１に連通する第２孔１６ｂと、排出管１７を通す第３孔１６ｃと、点火プラグ１４およびフレームロッド１５を通す第４孔１６ｄを有している。フロントパッキン１６は、第１孔１６ａと排気口ＥＰとを連通させ、第２孔１６ｂと第１貫通孔Ｈ１とを連通させ、第３孔１６ｃに排出管１７を通し、第４孔１６ｄに点火プラグ１４およびフレームロッド１５を通すように組み付けられる。

続いて、図９および図１０を参照して、内部ケース１０の前面部１０ａが取り付けられる。前面部１０ａは、排出管１７を通す第１挿通孔１０ａ１と、点火プラグ１４およびフレームロッド１５を通す第２挿通孔１０ａ２とを有している。前面部１０ａの第１貫通孔Ｈ１に一次熱交換器ユニット４の前面部１０ａ側の曲げ部４ａ２が挿通される。第１挿通孔１０ａ１に排出管１７が挿入される。第２挿通孔１０ａ２に点火プラグ１４およびフレームロッド１５が挿通される。前面部１０ａが組み付けられることにより、フロントパッキン１６が前面部１０ａによってバーナユニット２、一次熱交換器ユニット４に押し付けられる。このようにして、図１０に示すように、内部ユニットが製造される。

なお、上記では、二次熱交換器５が内部ケース１０内に固定せずに載置されている場合について説明したが、二次熱交換器５は内部ケース１０内に固定されていてもよい。具体的には、内部ケース１０内に配置されたヘッダ部５ｂと、図８に示す内部ケース１０外に固定された外側ヘッダ部ＨＰとが、互いの間にパッキンを挟み込んでネジで固定されてもよい。この場合、ヘッダ部５ｂが外側ヘッダ部ＨＰに固定されることで、二次熱交換器５が内部ケース１０内に固定される。

また、二次熱交換器５を内部ケース１０内に固定せずに載置する方法として、ヘッダ部５ｂと外部ヘッダ部ＨＰとを溶接した状態で、外部ヘッダ部ＨＰを内部ケース１０に設けられた挿入口に挿入してもよい。この場合、二次熱交換器５が支持部材１２に載置されるとともに、外部ヘッダ部ＨＰが内部ケース１０の挿入口に挿入されることで、二次熱交換器５を内部ケース１０内に固定せずに載置することが可能である。

次に本発明の実施の形態１の温水機器の作用効果について説明する。
本発明の実施の形態１の温水機器によれば、バーナユニット２および一次熱交換器ユニット４は内部ケース１０内に固定せずに載置されている。このため、バーナユニット２および一次熱交換器ユニット４は内部ケース１０内に載置されているので、バーナユニット２および一次熱交換器ユニット４が内部ケース１０に載置された状態で燃焼検査を行うことができる。したがって、バーナユニット２および一次熱交換器ユニット４が外装ケース１に組み込まれる前に燃焼検査を行うことができる。また、バーナユニット２および一次熱交換器ユニット４は内部ケース１０内に固定されていないため、バーナユニット２および一次熱交換器ユニット４のいずれかを容易に交換することができる。よって、たとえば燃焼検査で不具合が見つかった際に、バーナユニット２および一次熱交換器ユニット４のいずれかを容易に交換することができる。

さらに、バーナユニット２および一次熱交換器ユニット４を別個に内部ケース１０に組み付けるので組み付けが容易である。また、バーナユニット２および一次熱交換器ユニット４を別個に製造できるので生産性を向上することができる。

また、本発明の実施の形態１の温水機器においては、第１突出部Ｐ１を第１貫通孔Ｈ１を通って前面部１０ａから突出させ、第２突出部Ｐ２を第２貫通孔Ｈ２を通って後面部１０ｅから突出させることで、第１突出部Ｐ１および第２突出部Ｐ２の分だけ内部ケース１０を小型化することができる。また、第１突出部Ｐ１を第１貫通孔Ｈ１を通って前面部１０ａから突出させ、第２突出部Ｐ２を第２貫通孔Ｈ２を通って後面部１０ｅから突出させることで、前面部１０ａと後面部１０ｅとが対向する方向に一次熱交換器ユニット４を内部ケース１０に対して出し入れすることができる。

また、本発明の実施の形態１の温水機器においては、送風ファン用モータ３ａは、内部ケース１０の外側に配置されている。このため、内部ケース１０内に配置されている場合に比べて、送風ファン用モータ３ａを冷却することができる。これにより、送風ファン用モータ３ａが熱により故障することを抑制できるため、送風ファン用モータ３ａの寿命を向上することができる。

また、本発明の実施の形態１の温水機器においては、送風ファン用モータ３ａの駆動軸３ａ１はバーナユニット２と一次熱交換器ユニット４とが積層された方向に延びている。このため、送風ファン用モータ３ａのロータおよびステータなどの駆動機構をバーナユニット２と一次熱交換器ユニット４とが積層された方向と交差する方向に配置することができる。つまり、送風ファン用モータ３ａを横型にすることができる。これにより、バーナユニット２と一次熱交換器ユニット４とが積層された方向の送風ファン用モータ３ａの寸法を小さくすることができる。また、送風ファン用モータ３ａを横型にすることにより、ファンケース３ｅの吹出口３ｅ１の配置の自由度を向上することができる。

また、本実施の形態１の温水機器においては、二次熱交換器５が内部ケース１０内に固定せずに載置されている。このため、二次熱交換器５が内部ケース１０に載置された状態で燃焼検査を行うことができる。したがって、二次熱交換器５が外装ケース１に組み込まれる前に燃焼検査を行うことができる。また、二次熱交換器５を容易に交換することができる。さらに、熱交換効率を向上することができる。

また、本実施の形態１の温水機器においては、一次熱交換器ユニット４で顕熱を回収された燃焼ガスを内部ケース１０と仕切り部１２ｂとの間の空間を経由して開口１２ｂ１から二次熱交換器５に流すことができる。したがって、二次熱交換器５を支持する支持部材１２に集合筒としての機能を付加することができる。

また、本実施の形態１の温水機器においては、載置部１２ａは、二次熱交換器５で燃焼ガスの潜熱が回収されることにより発生したドレンを排出するための排出口１２ａ１を有する。このため、載置部１２ａに付着したドレンを排出口１２ａ１から排出することができる。したがって、載置部１２ａにドレンパンとしての機能を付加することができる。

（実施の形態２）
図１１〜図１３を参照して、本発明の実施の形態２の温水機器について説明する。以下、特に説明しない限り、上記の実施の形態１と同一の構成には同一の符号を付し、説明を繰り返さない。なお、これについては、下記の実施の形態３についても同様である。

図１１および図１２に示すように、本発明の実施の形態２の温水機器は、第１の二次熱交換器５１と第２の二次熱交換器５２とを備えている点で実施の形態１の温水機器と主に異なっている。第１の二次熱交換器５１は、二次熱交換器伝熱管５１ａと、ヘッダ部５１ｂとを有している。第２の二次熱交換器５２は、二次熱交換器伝熱管５２ａと、ヘッダ部５２ｂとを有している。たとえば、第１の二次熱交換器５１は給湯用に用いられ、第２の二次熱交換器５２は暖房用に用いられてもよい。

図１２および図１３を参照して、支持部材１２は、載置部１２ａと、仕切り部１２ｂと、仕切り板１２ｃと、複数の支持板１２ｄとを有している。仕切り板１２ｃは載置部１２ａ上に固定されている。仕切り板１２ｃによって、第１の二次熱交換器５１が配置された空間と、第２の二次熱交換器５２が配置された空間とが仕切られている。複数の支持板１２ｄはそれぞれ仕切り板１２ｃを挟んで両側に突出している。複数の支持板１２ｄはそれぞれ仕切り板１２ｃに交差する方向に延在している。複数の支持板１２ｄによって、第１の二次熱交換器５１の二次熱交換器伝熱管５１ａおよび第２の二次熱交換器５２の二次熱交換器伝熱管５２ａの各々が支持されている。

本発明の実施の形態２の温水器は、第１の二次熱交換器５１および第２の二次熱交換器５２を備えているため、たとえば、給湯用および暖房用の両方で、燃焼ガスの潜熱を回収して熱交換効率を向上することができる。

なお、本実施の形態の温水機器は、第１の二次熱交換器５１および第２の二次熱交換器５２のそれぞれに接続される複数の一次熱交換器ユニット４を備えていてもよい。

（実施の形態３）
図１４および図１５を参照して、本発明の実施の形態３の温水機器について説明する。本発明の実施の形態３の温水機器は、外管３１および内管３２とを有する熱交換部をさらに備えている点で実施の形態１の温水機器と主に異なっている。この熱交換部は、たとえば、風呂の湯水を追焚きするためのバスヒータである。

外管３１は内部ケース１０の外面に取り付けられている。本実施の形態では、外管３１は内部ケース１０の後面部１０ｅの外面に取り付けられている。外管３１は入口３１ａと出口３１ｂとを有している。外管３１の内部に第１の流体が流れる。第１の流体は、たとえば、風呂の湯水である。この場合には、風呂から湯水が外管３１の入口３１ａに流入し、外管３１の内部を通って出口３１ｂから再び風呂に戻る。

内管３２は外管３１の内部に挿入されている。内管３２は入口３２ａと出口３２ｂとを有している。内管３２の内部に第１の流体を熱交換により加熱するための第２の流体が流れる。第２流体は、たとえば、温水機器から供給される暖房用の高温水である。温水機器から高温水が内管３２の入口３２ａに流入し、内管３２の内部を通って出口３２ｂから再び温水機器に戻る。

つまり、外管３１および内管３２を有する熱交換部は、液液熱交換器であり、内管３２で構成される内側の流路には熱媒体が通され、外管３１で構成される外側の流路には加熱される水が通される。したがって、外管３１を流れる第１の流体としての風呂の湯水が内管３２を流れる第２の流体としての高温水により加熱される。外管３１の流体の流れと内管３２の流体の流れとは、同じ方向であってもよく、対向する方向（対向流）であってもよい。対向流にすることで熱交換効率を向上することができる。

内管３２の材質は銅であり、外管３１の材質はたとえば樹脂などの銅よりも放熱しにくいものであってもよい。

本発明の実施の形態３の温水器では、外管３１は内部ケース１０の外面に取り付けられ、内管３２は外管の３２内部に挿入されている。このため、外管３１を流れる第１流体を内管３２を流れる第２流体との熱交換により加熱することができる。また、外管３１および内管３２を内部ケース１０と一体化することができる。これにより、外管３１および内管３２を備えた内部ケース１０を小型化することができる。

上記の各実施の形態は適宜組み合わせられ得る。
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 外装ケース、２ バーナユニット、２ａ バーナケース、２ｂ バーナ、３ 送風ユニット、３ａ 送風ファン用モータ、３ａ１ 駆動軸、３ｂ 送風ファン、４ 一次熱交換器ユニット、４ａ 一次熱交換器伝熱管、４ｂ 一次熱交換器ケース、５ 二次熱交換器、５ａ 二次熱交換器伝熱管、６ 中和器、７ コントローラ、８ 給湯経路、８ａ 給水配管、８ｂ 給湯配管、１０ 内部ケース、１０ａ 前面部、１０ａ１ 第１挿通孔、１０ａ２ 第２挿通孔、１０ｂ 底面部、１０ｃ 天面部、１０ｄ 側面部、１０ｅ 後面部、１１ 載置板、１２ 支持部材、１２ａ 載置部、１２ａ１ 排出口、１２ｂ１ 開口、１２ｂ 仕切り部、１２ｃ 仕切り板、１２ｄ 支持板、１３ ガス供給電磁弁、１４ 点火プラグ、１５ フレームロッド、１６ フロントパッキン、１７ 排出管、２０ サイドパッキン、３１ 外管、３２ 内管、５１ 第１の二次熱交換器、５２ 第２の二次熱交換器、ＥＰ 排気口、Ｈ１ 第１貫通孔、Ｈ２ 第２貫通孔、Ｐ１ 第１突出部、Ｐ２ 第２突出部。

Claims (8)

1. 燃焼ガスの熱を回収可能な温水機器であって、
   外装ケースと、
   外装ケース内に固定された内部ケースと、
   前記内部ケース内に固定せずに載置され、かつ燃焼ガスを供給するためのバーナユニットと、
   前記内部ケース内に固定せずに載置され、かつ前記バーナユニットから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ユニットとを備えた、温水機器。
2. 前記内部ケースは、第１貫通孔を有する前面部と第２貫通孔を有する後面部とを含み、
   前記一次熱交換器ユニットは、一次熱交換器伝熱管と、前記一次熱交換器伝熱管を収容する一次熱交換器ケースとを含み、
   前記一次熱交換器伝熱管は、前記一次熱交換器ケースから前記前面部側に突出する第１突出部と、前記一次熱交換器ケースから前記後面部側に突出する第２突出部とを含み、
   前記第１突出部は前記第１貫通孔を通って前記前面部から突出しており、前記第２突出部は前記第２貫通孔を通って前記後面部から突出している、請求項１に記載の温水機器。
3. 前記バーナユニットに燃焼用空気を供給するための送風ユニットをさらに備え、
   前記送風ユニットは、前記燃焼用空気を送風するための送風ファンと、前記送風ファンを回転させるための送風ファン用モータとを含み、
   前記送風ファン用モータは、前記内部ケースの外側に配置されている、請求項１または２に記載の温水機器。
4. 前記送風ファン用モータは、前記送風ファンに接続された駆動軸を含み、
   前記駆動軸は前記バーナユニットと前記一次熱交換器ユニットとが積層された方向に延びている、請求項１〜３のいずれか１項に記載の温水機器。
5. 前記内部ケース内に固定せずに載置され、かつ前記バーナユニットから供給された燃焼ガスの潜熱を回収するための二次熱交換器をさらに備えた、請求項１〜４のいずれか１項に記載の温水機器。
6. 前記内部ケース内に固定され、かつ前記二次熱交換器を支持する支持部材をさらに備え、
   前記支持部材は、前記二次熱交換器を載置する載置部と、前記載置部から前記一次熱交換器ユニットとは反対側に延びる仕切り部とを含み、
   前記仕切り部は、前記内部ケースと間隔を隔てて配置されており、かつ開口を有している、請求項５に記載の温水機器。
7. 前記載置部は、前記二次熱交換器で前記燃焼ガスの潜熱が回収されることにより発生したドレンを排出するための排出口を有する、請求項６に記載の温水機器。
8. 前記内部ケースの外面に取り付けられ、かつ第１の流体が流れる外管と、
   前記外管の内部に挿入され、かつ前記第１の流体を熱交換により加熱するための第２の流体が流れる内管とをさらに備えた請求項１〜７のいずれか１項に記載の温水機器。