JP2024034290A - 給湯器 - Google Patents

Abstract

【課題】ゴムマウントを設置することなく、簡易な構造で燃焼ファン装置の振動を抑制することができる給湯器を提供する。【解決手段】燃焼ファン装置２２におけるファン７７を収納するファンケース２４の表面に吸音材７０を取り付けるとともに、吸音材７０を筐体２の内面である側板７Ａの内面に接触させて押し潰すことによって、燃焼ファン装置２２の振動が筐体２に伝播しづらく、燃焼ファン装置２２の駆動に伴い筐体がガタ付きにくい給湯器１としている。したがって、従来のようにゴムマウント等で燃焼ファン装置２２を支持する必要のない簡易な構造で振動抑制を実現することができ、部品点数の削減、ひいては部品管理及び製造に係る手間やコストの低減を図ることができる。【選択図】図９

Description

本発明は、バーナに燃焼用空気を供給する燃焼ファン装置を備えた給湯器に関する。

従来、一般的な給湯器には、バーナに燃焼用空気を供給するための燃焼ファン装置が備えられている。ただ、燃焼ファン装置を駆動させると、振動に係る問題が発生する。そこで、従来では給湯器の筐体にゴムマウントを設置するとともに、そのゴムマウントにより燃焼ファン装置のファンケースを支持することによって、燃焼ファン装置に起因する振動を抑制していた（たとえば特許文献１）。

特開２００１－１５３０９６号公報

しかしながら、上記従来の構成では、振動抑制機能に特化したゴムマウントを設置しなければならないため、部品点数が多くなり、部品管理や給湯器の製造に手間やコストがかかるという問題がある。特に燃焼ファン装置は、燃焼室に対して高い位置精度が求められることから、そのような燃焼ファン装置をゴムマウントにより支持するとなると、ゴムマウントが設置される筐体についても高い寸法精度が要求され、更なるコスト高を招くことになる。

そこで、本発明は、上記問題に鑑みなされたものであって、ゴムマウントを設置することなく、簡易な構造で燃焼ファン装置の振動を抑制することができる給湯器を提供しようとするものである。

上記目的を達成するために、本発明のうち請求項１に記載の発明は、筐体内に、バーナ及び熱交換器を有する燃焼室と、燃焼室に燃焼用空気を供給する燃焼ファン装置とを備えた給湯器であって、燃焼ファン装置は、所定方向を軸として回転するファンと、ファンを収納するファンケースとを有し、ファンケースの表面に吸音材が取り付けられているとともに、吸音材が筐体の内面に接触し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に記載の発明において、ファンケースに、外気を吸い込むための吸入口と、吸い込んだ空気を燃焼用空気として燃焼室に供給するための吹出口とが設けられているとともに、吸音材は、吸入口よりも上流側に突出しておらず、且つ、吹出口よりも下流側にも突出していないことを特徴とする。

本発明によれば、ファンケースの表面に吸音材を取り付けるとともに、吸音材を筐体の内面に接触させることによって、燃焼ファン装置の振動が筐体に伝播しづらく、燃焼ファン装置の駆動に伴い筐体がガタ付きにくい給湯器としている。したがって、従来のようにゴムマウント等で燃焼ファン装置を支持する必要のない簡易な構造で振動抑制を実現することができ、部品点数の削減、ひいては部品管理及び製造に係る手間やコストの低減を図ることができる。また、ゴムマウント等で燃焼ファン装置を支持する構造では、上述したようにゴムマウントが設置される筐体についても高い寸法精度が要求されていたところ、そのような高い寸法精度も要求されることがなく、更なるコスト低減を図ることができる。
加えて、吸音材を用いて筐体のガタ付き防止を図るといった合理的な構造となっている上、ファンケースと吸音材とを予め一体化させることにより一部品として扱うことができるため、一層のコスト低減を実現することができる。
さらに、請求項２に記載の発明によれば、吸音材を、ファンケースの吸入口よりも上流側に突出させず、且つ、ファンケースの吹出口よりも下流側にも突出させない。したがって、たとえ経年劣化により吸音材が剥がれ落ちたとしても、燃焼ファン装置の駆動に伴って吸音材が吸入口から吸い込まれたり、燃焼室側へ吹き飛ばされたりしにくい。つまり、吸音材がバーナへの給気経路を塞ぎにくい給湯器とすることができる。

給湯器を正面側から示した説明図である。 フロントカバーを取り外した状態の給湯器を正面側から示した説明図である。 図１中のＡ－Ａ線断面を示した説明図である。 フロントカバー及び箱本体の左右の側板、背板、樹脂シートを省略して筐体内部を左後方から見た斜視図である。 フロントカバー及び箱本体の左右の側板、背板、樹脂シートを省略して筐体内部を右後方から見た斜視図である。 フロントカバー及び箱本体の左右の側板、背板、樹脂シートを省略して筐体内部を右前方から見た斜視図である。 ファンケースと吸音材とを分解した状態を示した説明図である。 燃焼ファン装置を後側から示した説明図である。 燃焼ファン装置におけるファンケースの前後方向での中央部分の鉛直断面を示した説明図である。

以下、本発明の一実施形態となる給湯器について、図面にもとづき詳細に説明する。
（給湯器の全体構成の説明）
図１は、給湯器１を正面側から示した説明図である。図２は、フロントカバー４を取り外した状態の給湯器１を正面側から示した説明図である。図３は、図１中のＡ－Ａ線断面を示した説明図である。図４は、フロントカバー４及び箱本体３の左右の側板７Ａ、７Ｂ、背板８、樹脂シート５０を省略して筐体２内部を左後方から見た斜視図である。図５は、フロントカバー４及び箱本体３の左右の側板７Ａ、７Ｂ、背板８、樹脂シート５０を省略して筐体２内部を右後方から見た斜視図である。図６は、フロントカバー４及び箱本体３の左右の側板７Ａ、７Ｂ、背板８、樹脂シート５０を省略して筐体２内部を右前方から見た斜視図である。
給湯器１は、縦長箱状の筐体２を有する。筐体２は、箱本体３とフロントカバー４とを備えている。箱本体３は、前面を開口して前後に深底となっている。フロントカバー４は、箱本体３に前方からネジ止めされて前面を閉塞する。フロントカバー４の上部には、後述する上ケーシング１９の前側に設けられた円筒状の排気口３７が貫通している。

箱本体３は、天板５、底板６、左右の側板７Ａ、７Ｂ、及び背板８を備えている。底板６には、外部の水道管に接続するための水入口９と、外部の給湯栓に接続するための湯出口１０と、外部の浴槽に接続するための風呂戻り口１１と風呂往き口１２とが設けられている。底板６の中央部には、外部のガス配管に接続するためのガス入口１３と、後述する中和器５５に接続される排水口１４とが設けられている。背板８の上下には、壁面等へ設置するための取付板１５、１５が設けられている。

箱本体３内の奥側には、燃焼室１６が設けられている。燃焼室１６は、上下方向に連通する下ケーシング１７と中ケーシング１８と上ケーシング１９とを備えている。
下ケーシング１７には、複数のバーナユニット２０、２０・・が収容されている。各バーナユニット２０は、前後方向に延びる扁平なバーナ２１を左右方向に複数並設してなる。バーナ２１の数は、バーナユニット２０毎に異なっている。下ケーシング１７の下面には、図４に示すように、バーナユニット２０に燃焼用空気を供給するための燃焼ファン装置２２が連結されている。下ケーシング１７の前側には、ガス分配ユニット２５が設けられている。ガス分配ユニット２５は、複数の電磁弁を備えて、各電磁弁の開閉により燃焼させるバーナユニット２０を切替可能となっている。バーナユニット２０の上流端には、元弁及び比例弁を備えたガス配管２６が接続されている。ガス配管２６は、ガス入口１３に接続されている。

中ケーシング１８には、給湯一次熱交換器２７及び風呂熱交換器２８が収容されている。給湯一次熱交換器２７は、左右方向に所定間隔をおいて配設される複数のフィン２９、２９・・と、各フィン２９を蛇行状に上下二段で貫通する給湯側伝熱管３０とを備えている。風呂熱交換器２８は、各フィン２９と、上下段の給湯側伝熱管３０の間で各フィン２９を蛇行状に貫通する風呂側伝熱管３１とを備えている。すなわち、給湯器１は、１つの中ケーシング１８内に経路が異なる給湯一次熱交換器２７と風呂熱交換器２８とが併設されて共通のバーナユニット２０によって加熱される１缶２水路型となっている。

上ケーシング１９には、給湯二次熱交換器３２が収容されている。給湯二次熱交換器３２は、蛇行状に形成される複数の吸熱管３３、３３・・を収容している。各吸熱管３３は、図４に示すように、両端が上ケーシング１９の左側面へ前後に設けた入側ヘッダ３４と出側ヘッダ３５とに接続されて、入側端部同士と出側端部同士とが互いに連通している。上ケーシング１９は、中ケーシング１８と後部同士で連通している。上ケーシング１９は、前下がり傾斜姿勢で支持されて、前側には、前後に扁平なドレン受け３６が設けられている。ドレン受け３６の前側に排気口３７が前向きに連結されている。

水入口９には、給水管４０が接続されている。給水管４０は、燃焼室１６の左側で上方に引き回され、上ケーシング１９の入側ヘッダ３４に接続されている。
出側ヘッダ３５には、中継管４１が接続されている。中継管４１は、図５にも示すように、燃焼室１６の左側から中ケーシング１８の後方を通って中ケーシング１８の右側へ回り込んでいる。そして、中継管４１は、中ケーシング１８の右側で前方へ引き回されて、給湯一次熱交換器２７の給湯側伝熱管３０の下段の上流端に接続されている。

給湯側伝熱管３０の上段の下流端には、出湯管４２が接続されている。出湯管４２は、図６にも示すように、中ケーシング１８の右側面から中ケーシング１８の前方へ回り込み、中ケーシング１８の前方を横切って中ケーシング１８の左側へ移動する。そして、出湯管４２は、図４に示すように、中ケーシング１８の左前方で下方向に屈曲し、下方へ直線状に引き回された後、湯出口１０に接続されている。出湯管４２の直線部４３は、バイパス管４４を介して給水管４０に接続されている。

風呂戻り口１１には、風呂戻り管４５が接続されている。風呂戻り管４５は、図４～６に示すように、ポンプ４６を介して燃焼室１６の右側を上方へ引き回される。そして、風呂戻り管４５は、中ケーシング１８の前方を横切って中ケーシング１８の左側に回り込み、風呂熱交換器２８の風呂側伝熱管３１の上流端に接続される。風呂戻り管４５は、落とし込み管４７を介して出湯管４２と接続されている。
風呂往き口１２には、風呂往き管４８が接続されている。風呂往き管４８は、燃焼室１６の右側を上方へ引き回された後、中ケーシング１８の右側で風呂側伝熱管３１の下流端に接続されている。

燃焼室１６の周囲には、樹脂シート５０が巻回されている。樹脂シート５０は、図２及び図３に示すように、下ケーシング１７と中ケーシング１８とに跨がって燃焼室１６の周囲に巻回される帯状体である。樹脂シート５０は、各配管の外側で左右の側板７Ａ、７Ｂ、背板８の内面に沿って巻回されることで、燃焼室１６と非接触となっている。

樹脂シート５０には、幅方向に往復して蛇行しながら長手方向に延びる連続状の導電パターン５１が、長手方向の全長に亘って印刷されている。導電パターン５１の両端は、後述する電装基板６６へ電気的に接続されて、過熱防止装置を形成している。この過熱防止装置は、下ケーシング１７又は中ケーシング１８の異常過熱によってひび割れや穴あき等が生じて燃焼排気が噴出すると、樹脂シート５０の溶融と共に導電パターン５１が破断して抵抗値が急増又は無限大となることで、その抵抗値の変化を検知した電装基板６６が燃料ガスの供給を停止してバーナユニット２０を消火させるものである。

燃焼室１６の前側には、中和器５５が配置されている。中和器５５は、正面視が矩形状の箱体で、内部には図示しない中和剤が充填されている。中和器５５の上面には、上ケーシング１９の前側底面及びドレン受け３６に接続されるドレン排出管５６、５６が接続されている。中和器５５の下面には、排水口１４と接続される排水管５７が接続されている。

中和器５５の上部は、図３に示すように、中ケーシング１８及び上ケーシング１９から下向きに固定されたブラケット金具５８に、側面視Ｌ字状の取付金具５９を介して固定されている。中和器５５の下部は、ガス分配ユニット２５の前側で下ケーシング１７に固定されて左右方向に延びる固定バー６０に固定されている。
中和器５５の下方には、コントローラ６５が配置されている。コントローラ６５は、電装基板６６と、収納ケース６７と、カバー６８とを含んでなる。

（給湯器の動作説明）
給湯器１において、通常の給湯は以下の如くなされる。
湯出口１０に接続された外部配管の給湯栓が開栓されて器具内に通水され、その通水を給水管４０に設けた給湯水量センサで検知すると、コントローラ６５は、燃焼ファン装置２２を所定時間駆動させて、燃焼室１６内に貯留している燃焼排気を排出させる（プリパージ）。その後、ガス配管２６の元弁及びガス分配ユニット２５の電磁弁を開弁させ、比例弁を所定開度で開弁させて、バーナユニット２０へガスを供給すると共に、イグナイタを作動させてバーナユニット２０に点火する。

これにより、給水管４０から供給される水は、給湯二次熱交換器３２の吸熱管３３を流れる際にバーナユニット２０の燃焼排気と熱交換して潜熱を回収する。このとき発生したドレンは、ドレン排出管５６を介して中和器５５に回収され、中和剤で中和された後、排水管５７から器具外部へ排出される。
そして、給湯二次熱交換器３２を通過した湯水は、中継管４１を介して給湯一次熱交換器３２に流れ、給湯側伝熱管３０を流れる際にバーナユニット２０の燃焼排気と熱交換して顕熱を回収する。こうして加熱された湯は、出湯管４２及び外部配管を通って給湯栓から出湯される。

コントローラ６５の電装基板６６は、出湯管４２に設けた出口温度サーミスタによって、給湯一次熱交換器２７直後から出湯される湯の温度である出口温度を監視し、バイパス管４４に設けた分配弁を駆動させて、出口温度が、給湯一次熱交換器２７でのドレンの発生や過熱を防止できる温度範囲内に維持されるようにバイパス管４４への流量（バイパス率）を制御する。
また、電装基板６６は、出湯管４２に設けた出湯温度サーミスタによって出湯温度を監視し、出湯温度が外部の給湯リモコン又は風呂リモコンによって指示された設定温度となるように、ガス分配ユニット２５の各電磁弁の開閉制御と比例弁の開度調整とを行うと共に、燃焼ファン装置２２の動作制御によって空気量を連続的に変化させる。
給湯栓を閉じると、給湯水量センサからの信号停止を確認した電装基板６６は、元弁及びガス分配ユニット２５の電磁弁を閉じてバーナユニット２０を消火させ、所定時間燃焼ファン装置２２を駆動させる（ポストパージ）。

一方、給湯リモコン又は風呂リモコンの自動スイッチを押すと、電装基板６６は、落とし込み管４７に設けた落とし込み水電磁弁を開弁して給湯一次熱交換器２７及び給湯二次熱交換器３２に通水させてバーナユニット２０を燃焼させる。出湯管４２からの湯は、落とし込み管４７及び風呂戻り管４５を通って外部の浴槽に供給される。落とし込み管４７に設けた風呂水量センサで検出した水量が設定水量に達すると、電装基板６６は、落とし込み水電磁弁を閉じて通水を停止し、バーナユニット２０を消火させる。
次に、電装基板６６は、ポンプ４６を作動させて、風呂熱交換器２８と浴槽との間で湯を循環させる。このとき、電装基板６６は、風呂戻り管４５及び風呂往き管４８に設けたサーミスタで循環する湯の温度を監視し、設定温度からの低下を確認すると、給湯時と同様にバーナユニット２０を点火すると共に、燃焼ファン装置２２によって燃焼用空気を供給する。よって、風呂熱交換器２８と浴槽との間を循環する風呂循環水は、風呂側伝熱管３１を流れる際にバーナユニット２０の燃焼排気と熱交換されて設定温度まで加熱される。設定温度に達すると、電装基板６６は、バーナユニット２０の燃焼を停止させ、ポンプ４６を停止させる。

（燃焼ファン装置の説明）
図７は、ファンケース２４と吸音材７０とを分解した状態を示した説明図である。図８は、燃焼ファン装置２２を後側から示した説明図である。図９は、燃焼ファン装置２２におけるファンケース２４の前後方向での中央部分の鉛直断面を示した説明図である。
燃焼ファン装置２２は、前後方向を軸として回転するファン７７と、ファン７７を回転させるためのファンモータ２３と、ファン７７を収納するファンケース２４と、吸音材７０とを備えている。

ファンケース２４は、前後方向へ延びて前後両側に開口する円筒状のケース本体７１と、ケース本体７１の前面開口を閉塞するように設けられたケース前板７２と、ケース本体７１の後面開口を閉塞するように設けられたケース後板７３とを有している。ケース前板７２の略中央部には、ファンケース２４内へ空気を吸い込むための吸入口７４が開設されている。ケース後板７３の略中央部には、ファンモータ２３が設置されている。ケース本体７１の上部には、吸入口７４からファンケース２４内へ吸い込まれた空気を燃焼用空気として燃焼室１６へ供給するための吹出口７５が設けられている。ケース本体７１の吹出口７５部分には、燃焼ファン装置２２を筐体２内に設置するための設置金具７６が取り付けられている。なお、ファン７７は、ケース本体７１内に位置している。

吸音材７０は、帯状に成形されたグラスウールである。吸音材７０の前後幅（短手方向における長さ）は、ケース本体７１の前後長さと略同じとされている。吸音材７０の長手方向における長さは、ケース本体７１の周長と略同じとされている。そして、吸音材７０は、ケース本体７１の周面を被覆するようにケース本体７１に貼着され、回転軸を中心とした放射方向においてファン７７の外側を略全周にわたり覆っている。また、吸音材７０は、ファンケース２４の吸入口７４よりも上流側に突出しておらず、且つ、吹出口７５よりも下流側にも突出していない。

上記燃焼ファン装置２２では、ファン７７が回転することによって吸入口７４から吹出口７５へ向かう空気流を発生させ、外気を燃焼室１６へ供給する。また、上述したように燃焼ファン装置２２は燃焼室１６の下側に設置される。そして、燃焼ファン装置２２を設置した状態において側板７Ａを取り付けると、図９に示すように吸音材７０は側板７Ａの内面に接触して押し潰される。

（燃焼ファン装置に係る発明の効果）
以上のような構成を有する燃焼ファン装置２２を備えた給湯器１によれば、燃焼ファン装置２２におけるファン７７を収納するファンケース２４の表面に吸音材７０を取り付けるとともに、吸音材７０を筐体２の内面である側板７Ａの内面に接触させて押し潰すことによって、燃焼ファン装置２２の振動が筐体２に伝播しづらく、燃焼ファン装置２２の駆動に伴い筐体がガタ付きにくい給湯器１としている。したがって、従来のようにゴムマウント等で燃焼ファン装置２２を支持する必要のない簡易な構造で振動抑制を実現することができ、部品点数の削減、ひいては部品管理及び製造に係る手間やコストの低減を図ることができる。また、ゴムマウント等で燃焼ファン装置２２を支持する構造では、ゴムマウントが設置される筐体２についても高い寸法精度が要求されていたところ、そのような高い寸法精度も要求されることがなく、更なるコスト低減を図ることができる。加えて、吸音材７０を用いて筐体２のガタ付き防止を図るといった合理的な構造となっているため、一層のコスト低減を実現することができる。

また、ファンケース２４に、外気を吸い込むための吸入口７４と、吸い込んだ空気を燃焼用空気として燃焼室１６に供給するための吹出口７５とを設けているとともに、吸音材７０を、ファンケース２４の吸入口７４よりも上流側に突出させず、且つ、ファンケース２４の吹出口７５よりも下流側にも突出させない。したがって、たとえ経年劣化により吸音材７０が剥がれ落ちたとしても、燃焼ファン装置２２の駆動に伴って吸音材７０が吸入口７４から吸い込まれたり、燃焼室１６側へ吹き飛ばされたりしにくい。つまり、吸音材７０がバーナユニット２０への給気経路を塞ぎにくい給湯器１とすることができる。

なお、本発明に係る給湯器は、上記実施形態の態様に何ら限定されるものではなく、給湯器の全体的な構成は勿論、燃焼ファン装置に係る構成についても必要に応じて適宜変更することができる。

たとえば、上記実施形態では、前後方向を軸としてファンが回転するように燃焼ファン装置を備えているが、燃焼ファン装置の姿勢、すなわちファンがどの方向を軸として回転するように燃焼ファン装置を備えるかについては適宜設計変更可能である。
また、同様に筐体内における燃焼ファン装置の位置についても適宜設計変更可能であるし、吸音材を筐体の背面や底面に接触させる等といったように燃焼ファン装置の姿勢や位置に応じて吸音材を接触させる筐体の内面も適宜設計変更することができる。

さらに、上記実施形態では、回転軸を中心とした放射方向においてファンの外側を略全周にわたり覆うように吸音材を取り付けているが、回転軸を中心とした放射方向においてファンの外側の少なくとも一部を覆ってさえいれば全周を覆わずとも良い。さらにまた、上記実施形態では、吸音材を、ファンケースの吸入口よりも上流側に突出させず、且つ、ファンケースの吹出口よりも下流側にも突出させないとしているが、吸音材が筐体の内面に接触させしていれば、吸入口よりも上流側に突出していたり、吹出口よりも下流側に突出していたりしてもよい。
加えて、ケース本体の左右両側に夫々別の吸音材を取り付けてもよく、吸音材の大きさや数等についても適宜設計変更可能である。

１・・給湯器、２・・筐体、３・・箱本体、７Ａ、７Ｂ・・側板、１６・・燃焼室、２２・・燃焼ファン装置、２３・・ファンモータ、２４・・ファンケース、７０・・吸音材、７１・・ケース本体、７４・・吸入口、７５・・吹出口、７７・・ファン。

Claims (2)

1. 筐体内に、バーナ及び熱交換器を有する燃焼室と、前記燃焼室に燃焼用空気を供給する燃焼ファン装置とを備えた給湯器であって、
   前記燃焼ファン装置は、所定方向を軸として回転するファンと、前記ファンを収納するファンケースとを有し、
   前記ファンケースの表面に吸音材が取り付けられているとともに、前記吸音材が前記筐体の内面に接触していることを特徴とする給湯器。
2. 前記ファンケースに、外気を吸い込むための吸入口と、吸い込んだ空気を燃焼用空気として前記燃焼室に供給するための吹出口とが設けられているとともに、
   前記吸音材は、前記吸入口よりも上流側に突出しておらず、且つ、前記吹出口よりも下流側にも突出していないことを特徴とする請求項１に記載の給湯器。

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