JP2020085306A

JP2020085306A - 給湯器

Info

Publication number: JP2020085306A
Application number: JP2018218532A
Authority: JP
Inventors: 諒竹内; Ryo Takeuchi
Original assignee: Paloma Co Ltd
Current assignee: Paloma Co Ltd
Priority date: 2018-11-21
Filing date: 2018-11-21
Publication date: 2020-06-04
Anticipated expiration: 2038-11-21
Also published as: JP7267570B2

Abstract

【課題】逆燃焼式であっても排気整流板とパッキンとの間でのドレンの残留を抑制してパッキンの劣化を防止する。【解決手段】バーナと、一次熱交換器と、二次熱交換器とが上から順に設置され、二次熱交換器の下側に、排気ダクト３１に繋がるドレン受け３０が設けられて、二次熱交換器とドレン受け３０との間に、複数の透孔を有する排気整流板５０が、その外枠部５１をドレン受け３０の開口４２の内周縁に設けた段部４３に係止させることで支持されてなる逆燃焼式の給湯器において、排気整流板５０の外枠部５１とドレン受け３０の段部４３との間に、外枠部５１と開口４３との隙間Ｓ１をドレン受け３０の内部空間Ｓ２と連通させる連通部５７を形成した。【選択図】図６

Description

本発明は、バーナと一次熱交換器と二次熱交換器とを上から順に設置してなる逆燃焼式の給湯器に関する。

給湯器では、バーナと、一次熱交換器と、二次熱交換器とを備えてバーナの燃焼排気の顕熱に加えて潜熱も回収可能とした潜熱回収型のものが知られている。このような潜熱回収型の給湯器として、特許文献１には、バーナを備えた燃焼部と、その下方に配置された一次熱交換器と、その下方に配置された二次熱交換器とを備えた逆燃焼式燃焼装置が開示されている。
この逆燃焼式燃焼装置では、二次熱交換器の下方に、二次熱交換器を通過した燃焼排気を集めると共に、二次熱交換器で発生したドレンを底部で受けて外部へ排出する排気集合筒（ドレン受け）が接続されている。この排気集合筒の上面には、複数の穴が配列されて二次熱交換器から流れる燃焼排気の分布を均一化するための排気整流板が設けられている。さらに、排気集合筒の後部には、燃焼装置の後方で上向きに立ち上がり形成され、排気集合筒を通過した燃焼排気を上方へ導いて器具外へ排出する排気ダクトが接続されている。

特開２０１８−１０９４８４号公報

特許文献１の逆燃焼式燃焼装置において、二次熱交換器のケーシングと排気集合筒との接続部となる排気整流板の外周部分には、燃焼排気の漏れを防止するためにパッキンが設けられる。この場合、二次熱交換器から排気整流板上に落下したドレンが穴を通らずに排気整流板とパッキンとの間に残留すると、パッキンが劣化してしまうおそれがある。

そこで、本発明は、逆燃焼式であっても排気整流板とパッキンとの間でのドレンの残留を抑制してパッキンの劣化を防止することができる給湯器を提供することを目的としたものである。

上記目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、バーナと、一次熱交換器と、二次熱交換器とが上から順に設置され、二次熱交換器の下側に、排気ダクトに繋がるドレン受けが設けられて、二次熱交換器とドレン受けとの間に、複数の透孔を有する排気整流板が、その外周部をドレン受けの開口の内周縁に設けた段部に係止させることで支持されてなる給湯器であって、
排気整流板の外周部と段部との間に、外周部と開口との隙間をドレン受けの内部空間と連通させる連通部が形成されていることを特徴とする。
請求項２に記載の発明は、請求項１の構成において、連通部は、外周部の下面に設けられた切欠によって形成されることを特徴とする。

請求項１に記載の発明によれば、排気整流板の外周部と段部との間に連通部を設けたことで、逆燃焼式であっても排気整流板とパッキンとの間でのドレンの残留を抑制してパッキンの劣化を防止することができる。
請求項２に記載の発明によれば、請求項１の効果に加えて、連通部は、外周部の下面に設けられた切欠によって形成されるので、連通部を設けても燃焼排気の流れには影響を及ぼさない。また、排気整流板を利用して連通部を簡単に形成可能となる。

給湯器の正面図である。内胴の正面図である。樹脂シートを省略した内胴の正面図である。排気部の斜視図である。排気部の分解斜視図である。ドレン受けにおける排気整流板の支持部分の拡大断面図である。排気ダクトにおける支持片部分の横断面図である。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１は、給湯器の一例を示す正面図で、フロントカバーを外した状態で示している。図２は内胴の正面図、図３は樹脂シートを省略した内胴の正面図である。
この給湯器１は、前面を開口した四角箱状の筐体２内に、バーナ４と、一次熱交換器５と、二次熱交換器６とが上から順に設けられる内胴３を収容した逆燃焼式となっている。また、筐体２内には、内胴３の下部から後方へ回り込んで上向きに設けられる排気部７と、内胴３の右側方でバーナ４に連結され、ファンモータ９を備えたファンユニット８と、ファンユニット８の下側でファンユニット８に連結され、ガス導入管１１から燃料ガスが供給されるガス供給ユニット１０とが設けられている。内胴３の下方右側には、電装基板を収容してなるコントローラ１２が横向きに設置され、その下方中央には、フロントカバーから露出する表示操作パネル１３が設けられている。

バーナ４は、燃料ガスと燃焼に必要な全ての燃焼用空気との混合気が燃焼する全一次空気式で、下面を開口して上下方向に所定深さを有する平面視横長矩形状の上ケーシング１４を有し、上ケーシング１４の上面には、上方へ突出してファンユニット８が接続される深底部１５が形成されている。上ケーシング１４の下面には、複数の炎孔が形成された図示しない炎孔板が設けられて、炎孔板の表面（下面）で混合気が燃焼可能となっている。

一次熱交換器５は、バーナ４が取り付けられる四角筒状の中ケーシング１６内の下部に、複数のフィンを左右方向へ所定間隔をおいて並設すると共に、各フィンを貫通する複数の伝熱管を配設してなる。中ケーシング１６の右側面の下部に設けた伝熱管の入側端部１７には、二次熱交換器６との接続管１８が接続され、上部に設けた伝熱管の出側端部１９には、出湯管２０が接続される。中ケーシング１６の上側外周には、略全面に導電パターン２２が蛇行状に網羅されてなる帯状の樹脂シート２１が巻回されている。
二次熱交換器６は、中ケーシング１６と連通する四角筒状の下ケーシング２３内に、凹凸を形成した複数の伝熱プレートを前後方向へ所定間隔をおいて並設して、伝熱プレート間で連続する内部流路を形成し、下ケーシング２３の正面側下部に設けた入口２４と正面側上部に設けた出口２５とを内部流路に接続してなる。入口２４には給水管２６が接続され、出口２５には接続管１８が接続される。

排気部７は、図４，５に示すように、二次熱交換器６の下ケーシング２３の下面に取り付けられるドレン受け３０と、ドレン受け３０の後部に立設される排気ダクト３１とを備える。
ドレン受け３０は、平面視四角形で有底浅底の箱状で、合成樹脂により形成されている。ドレン受け３０の前側及び左右両側には、下ケーシング２３を取り付けるフランジ３２が周設され、中央部後方寄りには、フランジ３２と連続する帯状部３３が左右方向に架設されている。フランジ３２及び帯状部３３には、下ケーシング２３を下方からネジ３４，３４・・（図１〜３）によって取り付けるためのネジボス３５，３５・・が所定間隔をおいて設けられている。帯状部３３の後側には、排気ダクト３１を接続するための開口部３６が設けられて、帯状部３３の下側には、後方への排気ガイド３７，３７・・が、左右方向に所定間隔をおいて複数設置されている。
また、ドレン受け３０の底部は、左右両側から略中央に向けて下り傾斜しており、最深部には、前方へ下り傾斜する排出溝３８が形成されて、排出溝３８の前端には、前方へ突出する排出筒３９が設けられている。この排出筒３９には、ドレン排出管４０を介して中和器４１（図１）が接続される。

さらに、フランジ３２及び帯状部３３で囲まれる前側の開口４２には、排気整流板５０が設けられている。この排気整流板５０は、合成樹脂製で、フランジ３２の前側及び左右両側で開口４２の内縁に形成された段部４３に載置される平面視コ字状の外枠部５１と、その外枠部５１の内側を塞ぐ板部５２とを有し、外枠部５１の前側には、ドレン受け３０の前側内面に設けた左右一対の係止凹部４４，４４に内側から係止する一対の係止片５３，５３が下向きに形成されている。また、外枠部５１の前側及び左右両側の各辺の下面には、肉厚を部分的に薄くする切欠５４，５４・・が形成されている。
板部５２は、前後左右に等間隔に配列された複数の透孔５５，５５・・を有し、前寄りの中間部に向けて前後から下り傾斜する折れ板状となって、最深の谷部に透孔５５の列が左右方向に並設されている。板部５２の後端には、帯状部３３の前端縁に下方から係止する左右一対の係止突起５６，５６が設けられている。

この排気整流板５０は、板部５２の係止突起５６，５６を帯状部３３の前端縁に下方から係止させた状態で、前端を下降させて外枠部５１の係止片５３，５３をドレン受け３０の係止凹部４４，４４に係止させる。すると、図６に示すように、フランジ３２が開口４２の段部４３に係止して開口４２を塞ぐ格好で保持される。この状態で段部４３と外枠部５１との間には、切欠５４，５４・・により、開口４２と外枠部５１との隙間Ｓ１をドレン受け３０の内部空間Ｓ２と連通させる連通部５７が形成される。
そして、フランジ３２と帯状部３３との全周にパッキン５８をセットした状態で、下ケーシング２３に設けた図示しないフランジをネジ３４によって固定すれば、下ケーシング２３との連結が完了する。

排気ダクト３１は、合成樹脂製の横長角筒状で、図５に示すように、ダクト下部６０の下端開口の周縁に設けたフランジ部６１を、ドレン受け３０の開口部３６の周縁部３６ａに突き合わせた状態で、熱溶着材を介して接合される。排気ダクト３１の上端の開口には、筐体２の上面に突出する円筒状の排気筒部６３を備えた上カバー６２が接合される。
また、ダクト下部６０は、燃焼排気の通路面積が最大となるように形成されて、ダクト下部６０の上側には、上方へ行くに従って前面が後退する傾斜面となることで通路面積が徐々に絞られる絞り部６４が形成されている。さらに、絞り部６４の上側には、図７に示すように、通路面積が最小となる最小部６５が形成されている（但し、最小部６５の通路面積は、上端の排気筒部６３の通路面積よりも大きくなっている）。最小部６５の上側のダクト上部６６は、上方へ行くに従って前面が前進する傾斜面となることで通路面積が拡開し、上カバー６２と溶着されている。
よって、ダクト下部６０に進入した燃焼排気は、絞り部６４を通過する際に流速を上げてそのまま最小部６５を通過し、ダクト上部６６を介して排気筒部６３から外部に排出されることになる。

また、排気ダクト３１における絞り部６４とダクト上部６６との左右の側面には、筐体２内へネジ止め固定するための左右一対の固定片６７，６７がそれぞれ外向きに一体形成されている。
さらに、最小部６５の左右の側面には、最小部６５の前面と略同一面上に前面が位置する左右一対の支持片６８，６８が外向きに張り出して一体形成されている。この支持片６８は、樹脂シート２１の支持用で、樹脂シート２１を支持片６８の裏面からネジ止めするためのネジ止め孔６９，６９がそれぞれ形成されている。
この支持片６８，６８は、図３に示すように、排気ダクト３１を内胴３に組み付けた状態では、中ケーシング１６の左右に突出してネジ止め孔６９，６９が正面から視認できる。よって、支持片６８，６８を利用して、中ケーシング１６の後方に巻回させた樹脂シート２１を容易にネジ止め固定することができる。

以上の如く構成された給湯器１においては、器具内に通水されると、リモコン等で要求される燃焼量に応じた回転数でコントローラ１２がファンモータ９を駆動させてファンユニット８内の遠心ファンを回転させる。すると、ファンユニット８では、遠心ファンの回転数に比例した空気が吸い込まれる。同時にガス導入管１１からは燃料ガスが供給され、ガス供給ユニット１０で調圧された後、ファンユニット８の吸込側に設けたベンチュリーを介して空気と混合されて混合気が生成される。生成された混合気は、バーナ４に供給されて炎孔板の各炎孔から噴出し、図示しない点火電極によって点火されて燃焼する。
バーナ４からの燃焼排気は、一次熱交換器５の中ケーシング１６で各フィンの間を通過することで、伝熱管内を流れる水と熱交換し、顕熱が回収される。その後、二次熱交換器６の下ケーシング２３内で各伝熱プレートの間を通過することで、伝熱プレートの内部流路を流れる水と熱交換し、潜熱が回収される。

一方、下ケーシング２３を通過した燃焼排気は、排気部７の排気整流板５０の透孔５５を通過して均等にドレン受け３０内に進入し、ドレン受け３０の後部に移動して排気ダクト３１内を上昇して排気筒部６３から外部に排出される。
このとき、前述のように排気ダクト３１には絞り部６４が形成されているので、燃焼排気が下ケーシング２３からドレン受け３０、ドレン受け３０から排気ダクト３１へ方向転換を繰り返して流速を落としても、絞り部６４で流速を上げて排気ダクト３１内をスムーズに通過できる。
また、二次熱交換器６で発生したドレンは、排気整流板５０上に落下して板部５２上を流れ、途中の透孔５５或いは谷部の透孔５５を介してドレン受け３０内に落下し、排出溝３８に集められて、排出筒３９からドレン排出管４０及び中和器４１を介して器具の外部へ排出される。

このとき、ドレンが外枠部５１とパッキン５８との間に落下することがあっても、外枠部５１と開口４２との隙間Ｓ１は、切欠５４による連通部５７を介してドレン受け３０の内部空間Ｓ２と連通しているので、ドレンは、図６に点線矢印で示すように、隙間Ｓ１から連通部５７を通ってドレン受け３０の内部空間Ｓ２へ導かれる。よって、ドレンが外枠部５１とパッキン５８との間に溜まりにくくなる。
なお、中ケーシング１６に損傷が生じて内部の熱気が外部へ漏洩することがあると、樹脂シート２１の導電パターン２２が熱気によって溶断されるため、これを検知したコントローラ１２はバーナ４への燃料ガスの供給を強制的に遮断して器具の運転を停止させる制御を実行する。

（連通部に係る発明の効果）
上記形態の給湯器１によれば、排気整流板５０の外枠部５１（外周部）と段部４３との間に、外枠部５１と開口４２との隙間Ｓ１をドレン受け３０の内部空間Ｓ２と連通させる連通部５７を形成したことで、逆燃焼式であっても排気整流板５０とパッキン５８との間でのドレンの残留を抑制してパッキン５８の劣化を防止することができる。
特にここでは、連通部５７は、外枠部５１の下面に設けられた切欠５４によって形成されるので、連通部５７を設けても燃焼排気の流れには影響を及ぼさない。また、排気整流板５０を利用して連通部５７を簡単に形成可能となる。

なお、排気整流板の外周部に設ける切欠の数や形状は上記形態に限らず、溝状の切欠を複数形成する等、適宜変更できる。
また、上記形態では、排気整流板の外周部の下面に切欠を設けて連通部を形成しているが、外周部の下面に突条や凸部を設けて連通部を形成しても差し支えない。さらに、ドレン受けの開口の段部の上面に溝或いは突条若しくは凸部を部分的に設けることで、切欠のない外周部の下面との間に連通部を形成することもできる。外周部の下面と段部の上面との双方に切欠や溝等を設けることもできる。
加えて、外周部の下面または段部の上面に別体の部材を部分的に介在させることで連通部を形成することも可能である。
そして、連通部に係る発明では、排気ダクトの支持部や絞り部は省略可能である。

（樹脂シートの支持部に係る発明の効果）
上記形態の給湯器１によれば、排気ダクト３１の前面に、樹脂シート２１を固定するための支持片６８（支持部）を設けたことで、内胴３の後方に排気ダクト３１があっても支持片６８を利用して樹脂シート２１を容易に固定することができる。
特にここでは、支持片６８を、排気ダクト３１の前面から左右に張り出して形成しているので、支持片６８の裏面からでも樹脂シート２１を固定可能となり、固定作業がより簡単となる。
また、支持片６８には、樹脂シート２１をネジ止め固定するためのネジ止め部（ネジ止め孔６９）が設けられ、ネジ止め孔６９は、正面視で内胴３よりも左右外側に位置するように配置されているので、正面からネジ止め孔６９を視認して樹脂シート２１を容易にネジ止め固定することができる。

なお、支持部の構造は上記形態の支持片に限らず、大きさや長さを変えたり、数を増やしたりしてもよい。
また、支持部は、左右へ突出する板状でなく、樹脂シートの巻回態様に合わせて先端が前方へ突出する平面視Ｌ字状や円弧状とすることもできる。取付手段もネジ以外が採用できるし、排気ダクトと一体形成とせず別体の部材を取り付けて支持部としてもよい。
さらに、支持部に係る発明では、ドレン受けの連通部や排気ダクトの絞り部は省略可能である。

（排気ダクトの絞り部に係る発明の効果）
上記形態の給湯器１によれば、排気ダクト３１は、燃焼排気の通路面積が最大となるダクト下部６０と、そのダクト下部６０に接続され、上方へ行くに従って通路面積が狭くなる絞り部６４とを含んでなることで、排気ダクト３１内での燃焼排気の流速を上げることができる。よって、逆燃焼式であっても燃焼排気をスムーズに排出可能となる。
特にここでは、排気ダクト３１の下端外周にフランジ部６１が形成され、フランジ部６１とドレン受け３０の開口部３６の周縁部３６ａとが突き合わせ接合されているので、開口部３６をフランジ部６１よりも大きく形成する必要がなく、ダクト下部６０の通路面積を最大にしてもドレン受け３０をコンパクト化でき、ひいては器具全体の大型化を抑制可能となる。すなわち、ドレン受けにフランジ部ごと嵌合する開口部を設けてフランジ部の外周を開口部の内縁に溶着する場合は、排気ダクトのサイズに合わせて開口部のサイズも左右及び後方に大きくなるが、上記形態の突き合わせ接合の採用により、コンパクト化が維持できる。

なお、絞り部の構造は上記形態に限らず、前面でなく後面や側面を傾斜させたり、全体を傾斜させたりして絞り部を形成しても差し支えない。絞り部の長さも適宜変更可能である。
また、排気ダクトの通路断面形状は、上記形態の横長矩形状に限らず、長円形状や楕円形状、正方形状等であってもよい。
さらに、絞り部に係る発明では、ドレン受けの連通部や排気ダクトの支持部は省略可能である。

その他、各発明に共通して、バーナ、一次熱交換器、二次熱交換器の各形態やファンユニットの配置、コントローラの配置等は適宜変更可能である。

１・・給湯器、２・・筐体、３・・内胴、４・・バーナ、５・・一次熱交換器、６・・二次熱交換器、７・・排気部、８・・ファンユニット、１０・・ガス供給ユニット、１２・・コントローラ、２１・・樹脂シート、２３・・下ケーシング、３０・・ドレン受け、３１・・排気ダクト、３２・・フランジ、３３・・帯状部、３４・・ネジ、３５・・ネジボス、３６・・開口部、３６ａ・・周縁部、４２・・開口、４３・・段部、５０・・排気整流板、５１・・外枠部、５２・・板部、５３・・係止片、５４・・切欠、５７・・連通部、５８・・パッキン、６０・・ダクト下部、６１・・フランジ部、６４・・絞り部、６５・・最小部、６６・・ダクト上部、６７・・固定片、６８・・支持片、６９・・ネジ止め孔、Ｓ１・・隙間、Ｓ２・・内部空間。

Claims

バーナと、一次熱交換器と、二次熱交換器とが上から順に設置され、前記二次熱交換器の下側に、排気ダクトに繋がるドレン受けが設けられて、前記二次熱交換器と前記ドレン受けとの間に、複数の透孔を有する排気整流板が、その外周部を前記ドレン受けの開口の内周縁に設けた段部に係止させることで支持されてなる給湯器であって、
前記排気整流板の前記外周部と前記段部との間に、前記外周部と前記開口との隙間を前記ドレン受けの内部空間と連通させる連通部が形成されていることを特徴とする給湯器。
前記連通部は、前記外周部の下面に設けられた切欠によって形成されることを特徴とする請求項１に記載の給湯器。