JP5388873B2 - 給湯機 - Google Patents

Description

本発明は、バーナの燃焼によって発生する燃焼ガスを熱源に水を加熱する一次熱交換手段と、一次熱交換手段を通過した燃焼ガスの熱によって水の加熱を行う二次熱交換手段とを備え、燃焼ガスによって水を加熱する給湯機に関する。

従来、燃焼ガスの熱を効率的に回収して水の加熱をする給湯機として、一次熱交換手段と二次熱交換手段とを備えるものがある。一次熱交換手段は、燃焼ガスを発生させるバーナの上部に配置され、燃焼ガスを下部から取り込んで、加熱配管内を流れる水を加熱し、上部に配置された二次熱交換手段に燃焼ガスを送る。二次熱交換手段は、加熱配管の上流側に配置された予熱配管を筐体内に備え、予熱配管を流れる水を燃焼ガスの持つ熱を用いて加熱する。

そして、水が加熱される際、予熱配管の表面には、水滴が発生するので、例えば特許文献１に開示されているように、二次熱交換手段の筐体の底板は、排水口が設けられた側に向けて勾配がつけられ、ドレインが排水口にスムーズに流れるように形成されている。この底板の傾斜のため、一次熱交換手段と二次熱交換手段の間には、二次熱交換手段の底板が密着配置された傾斜面を備える接続部材が設けられている。

特許第４２６４８２５号公報

しかしながら、給湯機は、接続部材を設けることに加え、接続部材を一次熱交換手段及び二次熱交換手段に固定するための固定金具（例えばねじ）等を要し、給湯機を構成する部材、部品の点数が増加する。また、一次熱交換手段及び二次熱交換手段のそれぞれに対して、接続部材の位置決め及び固定金具での取り付け作業が発生し、給湯機の製造に必要な時間が長くなるとの問題があった。
本発明は、かかる事情に鑑みてなされるもので、接続部材を用いることなく、二次熱交換手段の筐体の底板を傾斜配置させる給湯機を提供することを目的とする。

前記目的に沿う本発明に係る給湯機は、下部に配置されたバーナからの燃焼ガスを熱源にして水を加熱する一次熱交換手段と、該一次熱交換手段を通過した前記燃焼ガスを取り込んで、前記水を予熱する二次熱交換手段とを有する給湯機であって、内部に加熱配管を有する前記一次熱交換手段は、上部に一方向に傾斜するガス送出口が形成され、平面視して矩形の筒状壁部と、該筒状壁部の上部に連続して形成され、斜めとなった前記ガス送出口の周囲に配置される鍔板部とを有し、内部に予熱配管を備えた前記二次熱交換手段の筐体には、前記鍔板部に固定されて、傾斜状態で配置され、前記ガス送出口の最上部の上方にある前記燃焼ガスの導入口を有する底板が設けられ、傾斜状態で配置された前記底板の最下部にはドレイン排出口が設けられる。

本発明に係る給湯機において、前記鍔板部は、前記筒状壁部の上端部を外側に折り曲げて形成されるのが好ましい。

本発明に係る給湯機において、前記鍔板部の下部には、該鍔板部を支持する補強部材が設けられているのが好ましい。

請求項１〜３記載の給湯機は、一次熱交換手段が、筒状壁部の上部に連続して形成され、斜めとなったガス送出口の周囲に配置された鍔板部を有し、二次熱交換手段の筐体には、鍔板部に固定されて、傾斜配置された底板が設けられているので、二次熱交換手段の底部を傾斜するための接続部材等を用いる必要がなく、給湯機全体の部品点数を減らすことができる。また、一次熱交換手段と二次熱交換手段の間に接続部材等の取り付けを要しないので、給湯機の製造時間を短縮し、生産性を上げることが可能である。

特に、請求項２記載の給湯機は、鍔板部が、筒状壁部の上端部を外側に折り曲げて形成されているので、二次熱交換手段の底板を固定する鍔板部を折り曲げ加工によって容易に形成することが可能である。

請求項３記載の給湯機は、鍔板部の下部には、鍔板部を支持する補強部材が設けられているので、二次熱交換手段の鍔板部への取り付け等の際に、鍔板部に変形等が生じるのを防止可能である。

本発明の一実施の形態に係る給湯機の一部省略断面図である。 同給湯機の側面図である。 同給湯機の一次熱交換手段の斜視図である。 同給湯機の二次熱交換手段の底面図である。

続いて、添付した図面を参照しつつ、本発明を具体化した実施の形態につき説明し、本発明の理解に供する。
図１、図２に示すように、本発明の一実施の形態に係る給湯機１０は、下部に配置されたバーナ１１からの燃焼ガスを熱源にして水を加熱する一次熱交換手段１２と、一次熱交換手段１２を通過した燃焼ガスを取り込んで、水を予熱する二次熱交換手段１３とを有し、浴槽や蛇口等に供給するための湯をつくる装置である。以下、これらについて詳細に説明する。

バーナ１１は、上部が開放された有底の筐体１４内に配置され、バーナ１１にガスを供給するガス管１５が接続されている。筐体１４の底部中央には、通風孔１６が設けられ、筐体１４内には、筐体１４の下部に配置されたファン１７から、通風孔１６を通って、バーナ１１の燃焼に必要な空気が送られる。

図１〜図３に示すように、一次熱交換手段１２には、垂直配置された銅製の筒状壁部１９と、筒状壁部１９の上部及び下部にそれぞれ連続して形成された銅製の鍔板部２０、２１とが設けられている。
筒状壁部１９は、対向配置された高さの異なる矩形の側板２２、２３と、側板２２、２３に直交して配置された側板２４、２５とによって構成されている。側板２４の側端部両側は、側板２２、２３の一側の側端部にそれぞれ連設し、側板２５の側端部両側は、側板２２、２３の他側の側端部にそれぞれ連設しており、筒状壁部１９は、平面視して矩形に形成されている。そして、側板２２は、側板２３より高く形成され、側板２４、２５は、上端が、側板２２から側板２３の方向に下向きに傾斜している。

鍔板部２０は、断面矩形の筒状壁部１９の上端部を外側に折り曲げて形成されている。鍔板部２０には、側板２２、２３、２４、２５の上端にそれぞれ連設する矩形の枠板２６、２７、２８、２９が設けられ、枠板２６、２７、２８、２９には、二次熱交換手段１３の底部が取り付けられている。
そして、鍔板部２０の上面は、筒状壁部１９の上端部の傾斜に合わせて、斜めになっているので、二次熱交換手段１３の底部を傾斜した状態で支持している。

鍔板部２１は、断面矩形の筒状の筒状壁部１９の下端部を外側に直角曲げして形成され、水平に配置されて、筐体１４の上部に固定されている。そして、筐体１４の上部は開口となって、筒状壁部１９内と連通しているので、バーナ１１の燃焼によって発生した燃焼ガスは、その開口から筒状壁部１９内に取り込まれる。
また、筒状壁部１９の上端部内側、即ち鍔板部２０内側にはガス送出口３０が形成されており、筒状壁部１９内の燃焼ガスは、ガス送出口３０から送り出される。なお、ガス送出口３０は、枠板２６から枠板２７の方向に下向きに傾斜している。

一次熱交換手段１２には、鍔板部２０の下部に固定された枠体部３１と、鍔板部２１の上部に固定された枠体部３１ａと、側板２２の外側部に密接配置された垂直板部３１ｂとを有する補強部材３２が設けられている。補強部材３２は、枠体部３１によって、鍔板部２０を下から支持すると共に、枠体部３１ａによって鍔板部２１を上から支持し、鍔板部２０、２１が変形するのを防止している。なお、枠体部３１には、垂直板部３１ｂに平行配置され、二次熱交換手段１３と枠板２６、２７、２８、２９の位置決めをする垂直部３２ａが形成されている。
筒状壁部１９の内側には、湯水が流れる複数の直線状の加熱配管３３が平行に配置され、各加熱配管３３は、側板２４、２５の外側に配置された連結管３４によって接続されている。なお、連結管３４はＵ字状の流路を形成し、加熱配管３３が他の加熱配管３３と平行となるように各加熱配管３３を固定している。
また、筒状壁部１９の内側には、上下方向に配置された銅製の複数のフィンプレート３５が配置されている。フィンプレート３５は、加熱配管３３が挿通される複数の貫通孔を備え、燃焼ガスから吸収した熱を加熱配管３３に伝導し、加熱配管３３内の水を効率的に加熱するようにしている。

図１、図２、図４に示すように、二次熱交換手段１３は、箱状の筐体３６を備え、筐体３６の内部には、高さ配置の異なる複数の予熱配管３７が設けられている。予熱配管３７はステンレス管を蛇行して形成され、内側を流れる水に、筐体３６内の燃焼ガスの熱を伝えて、水を加熱する。予熱配管３７は、平行配置された直線部３７ａと、各直線部３７ａを連結する折返し部３７ｂとを有して形成され、折返し部３７ｂはＵ字状の流路を形成している。
また、筐体３６の一の側面には、各予熱配管３７に水を供給する給水管３８と、各予熱配管３７を通過した水（湯）を加熱配管３３に送る接続管３９とが設けられているので、給水管３８から供給された水は、予熱配管３７を通って予熱された後に、接続管３９を経由して加熱配管３３に送られ、加熱されて、給湯用の湯となる。

そして、予熱配管３７の水の流入口と給水管３８の間には、給水管３８を通って供給される水を各予熱配管３７に分配する貯水部４０が配置され、予熱配管３７の水の流出口と接続管３９の間には、各予熱配管３７から出される水を集めて接続管３９に送る貯水部４０ａが設けられている。これによって、給水管３８から送られた水は、貯水部４０を通って、各予熱配管３７に送られ、各予熱配管３７から出た水は貯水部４０ａを通過して接続管３９に送られる。なお、図４の底面図は、左右が逆に描かれている。

筐体３６には、耐熱性シール材４１を介して、鍔板部２０に固定された底板４２が設けられ、底板４２は、傾斜して配置されている。底板４２は、鍔板部２０に固定された状態で、一次熱交換手段１２のガス送出口３０の上部領域に、上側に窪んで形成された窪み領域４３を備え、窪み領域４３は、平面視して矩形の底部を有し、その底部は傾斜して配置されている。
底板４２には、傾斜しているガス送出口３０の最上部の上方に配置され、燃焼ガスが流入する矩形の導入口４４が形成されている。そして、導入口４４は、窪み領域４３の傾斜配置された底部の最上部に形成されているので、ガス送出口３０から出る燃焼ガスは、窪み領域４３の底部に案内されて、導入口４４に送られる。

筐体３６内には、導入口４４から筐体３６内に入った燃焼ガスを上下に案内する垂直配置された仕切板４５、４６、４７が設けられ、各予熱配管３７が効率的に燃焼ガスの熱を吸収できるようにしている。仕切板４５は筐体３６内の上半分に設けられ、燃焼ガスを下方向に案内し、仕切板４６は、下半分を覆い、上半分が開口しているので、燃焼ガスを上方向に案内する。そして、仕切板４７は、筐体３６内の上側を覆い、下部を開口するように配置されているので、燃焼ガスを下方向に案内し、筐体３６の一の側面に形成されたガス排出口４８を介して、燃焼ガスを筐体３６から外に排出する。

また、底板４２には、ガスの導入口４４が形成された領域の反対側に円形のドレイン排出口４９が形成されている。ドレイン排出口４９は、予熱配管３７の表面等に発生し、底板４２に落下した水滴を排出するために設けられており、傾斜した底板４２の最も低い位置に配置されている。
底板４２は、一次熱交換手段１２の鍔板部２０に固定されて傾斜しており、一次熱交換手段１２と二次熱交換手段１３の間には、底板４２を傾斜させるための部材は設けられていないので、給湯機１０を構成する部材、部品の点数を少なくできる。また、一次熱交換手段１２と二次熱交換手段１３の間に底板４２を傾けるための部材を取り付ける必要はなく、給湯機１０の製造に要する時間を短縮でき、生産性を高めることが可能である。
なお、底板４２の傾斜角度は３度〜２０度となっている。これは、傾斜角度を３度未満にした場合、水滴がドレイン排出口４９に向かってスムーズに流れず、２０度を超える角度にした場合、筒状壁部１９を形成するための銅材の量が多くなり、一次熱交換手段１２の製造コストが上昇するためである。

以上、本発明の実施の形態を説明したが、本発明は、上記した形態に限定されるものでなく、要旨を逸脱しない条件の変更等は全て本発明の適用範囲である。
例えば、補強部材の垂直板部を、筒状壁部の外側全体を覆うように形成してもよい。また、一次熱交換手段とバーナの筐体を別個に設けずに、一次熱交換手段の筒状壁部とバーナの筐体が一体となった一つの筐体にすることができる。

１０：給湯機、１１：バーナ、１２：一次熱交換手段、１３：二次熱交換手段、１４：筐体、１５：ガス管、１６：通風孔、１７：ファン、１９：筒状壁部、２０、２１：鍔板部、２２、２３、２４、２５：側板、２６、２７、２８、２９：枠板、３０：ガス送出口、３１、３１ａ：枠体部、３１ｂ：垂直板部、３２：補強部材、３２ａ：垂直部、３３：加熱配管、３４：連結管、３５：フィンプレート、３６：筐体、３７：予熱配管、３７ａ：直線部、３７ｂ：折返し部、３８：給水管、３９：接続管、４０、４０ａ：貯水部、４１：耐熱性シール材、４２：底板、４３：窪み領域、４４：導入口、４５、４６、４７：仕切板、４８：ガス排出口、４９：ドレイン排出口

Claims (3)

1. 下部に配置されたバーナからの燃焼ガスを熱源にして水を加熱する一次熱交換手段と、該一次熱交換手段を通過した前記燃焼ガスを取り込んで、前記水を予熱する二次熱交換手段とを有する給湯機であって、
   内部に加熱配管を有する前記一次熱交換手段は、上部に一方向に傾斜するガス送出口が形成され、平面視して矩形の筒状壁部と、該筒状壁部の上部に連続して形成され、斜めとなった前記ガス送出口の周囲に配置される鍔板部とを有し、
   内部に予熱配管を備えた前記二次熱交換手段の筐体には、前記鍔板部に固定されて、傾斜状態で配置され、前記ガス送出口の最上部の上方にある前記燃焼ガスの導入口を有する底板が設けられ、傾斜状態で配置された前記底板の最下部にはドレイン排出口が設けられることを特徴とする給湯機。
2. 請求項１記載の給湯機において、前記鍔板部は、前記筒状壁部の上端部を外側に折り曲げて形成されることを特徴とする給湯機。
3. 請求項１又は２記載の給湯機において、前記鍔板部の下部には、該鍔板部を支持する補強部材が設けられていることを特徴とする給湯機。

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