JP5570491B2 - 給湯装置 - Google Patents

Description

本発明は、バーナの燃焼排気の熱を吸収する熱交換器を介して給湯用水を加熱する給湯装置に関し、特に、熱交換器を通過した燃焼排気を排出する排気口が熱交換器を臨む位置に開設されている給湯装置に関する。

従来、この種の給湯装置としては、顕熱熱交換器と潜熱熱交換器とを用いて給湯用水を加熱するものが知られている（例えば、特許文献１参照）。

顕熱熱交換器は、給水管に接続され、バーナによる燃焼排気から顕熱を吸収して給水管内の給湯用水を加熱する。潜熱熱交換器は、顕熱熱交換器の上方に配設されており、顕熱熱交換器の上流側の給水管が接続されて、顕熱熱交換器を経た燃焼排気から潜熱を回収して給水管内の給湯用水を加熱する。

潜熱熱交換器を通過した燃焼排気は、給湯装置の筐体の外部に排出されるが、排気抵抗を比較的小さくしたり、給湯装置の外形をコンパクトに形成するために、排気口を潜熱熱交換器に近接した位置に開設して、潜熱熱交換器から排気口までの燃焼排気の流動距離が比較的短くなるように形成されているされている。

特開２００８−３０９３５０号公報

しかし、給湯装置が屋外に設置されるものであるとき、給湯運転が停止状態のとき強風が吹いた場合には、排気口から侵入した風が潜熱熱交換器に至ることがある。そして、冬期の寒冷地のように気温が極度に低いときに、排気口から風が侵入すると、風と共に侵入した冷気によって潜熱熱交換器が極度に低温となり、潜熱熱交換器内部の給湯用水が凍結するおそれがある。

そこで、潜熱熱交換器に電気ヒータを付設して潜熱熱交換器を加温することが考えられるが、冬期の寒冷地のように気温が極度に低い場合には電気ヒータの能力不足により給湯用水の凍結を確実に防止できない場合がある。また、加温能力の高い電気ヒータを用いると給湯運転が停止状態であっても多大な電力を消費することとなって極めて不経済である。

上記の点に鑑み、本発明は、排気口からの風の侵入を抑えることができ、給湯用水の凍結を防止することができる給湯装置を提供することを目的とする。

かかる目的を達成するために、本発明は、バーナと、該バーナを収容する燃焼室と、該燃焼室の上方に配設されてバーナの燃焼排気の熱を吸収して給水路の給湯用水を加熱する熱交換器と、該熱交換器を通過した燃焼排気を排出する排気口とを備えて屋外に設置される給湯装置であって、前記排気口が前記熱交換器を臨む位置に開設されているものにおいて、前記排気口に基端が連結され、先端が閉塞された中空の導出筒部と、該導出筒部の側面に形成されて該導出筒部の軸線に対して直交する方向に開口する側面開口部と、前記導出筒部の側面から該導出筒部の軸線に対して直交する方向に張り出して設けられ、前記側面開口部を空隙を存して覆う側面カバー部とを備え、前記導出筒部の先端側を前側とし、前記導出筒部の基端側を後側としたとき、前記側面カバー部は、その前側に形成された前側開放部と、該前側開放部に対向して後側に形成された後側開放部とを備え、前側開放部及び後側開放部により気流が該側面カバー部内を通過可能とされており、更に、前記側面カバー部は、前記前側開放部に設けられて該前側開放部から出入りする気流を前記導出筒部の軸線に対して平行となる方向に案内する前側整流板を備えることを特徴とする。

本発明によれば、前記導出筒部の先端が閉塞されているので、給湯運転停止時に導出筒部に風が当たっても、導出筒部の先端からその内部への風の侵入を防止することができる。また、導出筒部の側面開口部を覆う側面カバー部に風が当たったときには、このときの風は、側面カバー部に設けた前側開放部から側面カバー部内に侵入した後、前側開放部に対向する後側開放部から殆ど抵抗なく抜け出ていく。これにより、給湯運転停止時に導出筒部内への風の侵入が抑えられ、風と共に侵入する冷気によって熱交換器が極度に低温となることが回避できるので、給湯用水の凍結を防止することができる。

また、給湯運転時の燃焼排気は、前記排気口から導出筒部に入り、前記側面開口部を通過した後に側面カバー部を介して外部へ向う。従って、前記導出筒部の先端が閉塞され側面カバー部により風の侵入が防止されていても、燃焼排気を円滑に排出することができる。

また、前記側面カバー部は、前記前側開放部に設けられて該前側開放部から出入りする気流を前記導出筒部の軸線に対して平行となる方向に案内する前側整流板を備えている。これにより、前記前側開放部から側面カバー部に侵入した風が、前記前側整流板によって導出筒部の軸線に対して平行となる方向に案内され、側面開口部に向って風が屈曲して流れることが防止できるので、導出筒部の内部から排気口への風の侵入を確実に防止することができる。

このとき更に、前記側面カバー部は、前記後側開放部に設けられて該後側開放部から出入りする気流を前記導出筒部の軸線に対して平行となる方向に案内する後側整流板を備えることが好ましい。これによれば、前記前側整流板と前記後側整流板とによって、側面カバー部の後側開放部から風が抜け出るまで、風を導出筒部の軸線に対して平行となる方向に案内することができ、導出筒部の内部から排気口への風の侵入を一層確実に防止することができる。更に、前記前側整流板と前記後側整流板とを設けることで、側面カバー部及び導出筒部への鳥や虫の侵入も防止することができる。

また、前記導出筒部は、前記排気口を通過した燃焼排気を前記側面開口部が形成されている方向に案内する案内部材を備えることが好ましい。これによれば、前記排気口から前記側面開口部に向って排気流を確実に案内することができ、排気抵抗を減少させて円滑に排気を行うことができる。

本発明の実施形態の給湯装置の正面図。 実施形態の給湯装置の構成を模式的に示す説明図。 実施形態の給湯装置の要部を示す斜視図。 図３のIV−IV線断面説明図。

本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。本実施形態の給湯装置１は、図１に示すように、本体ケース２の前面パネル３の上側位置に排気トップ４が設けられ、図示しないが、家屋の外壁面に取り付けられて屋外に設置される。

本体ケース２の内部には、図２に示すように、給湯用熱源機５が収容されている。この給湯用熱源機５は、バーナ６を内蔵する燃焼筐７（燃焼室）を備えている。燃焼筐７には、下方から燃焼ファン８により燃焼空気が供給される。燃焼筐７内の上部には、バーナ６の燃焼排気中の顕熱を回収する顕熱熱交換器９が配置されている。顕熱熱交換器９は、多数の吸熱フィン１０とこれら吸熱フィン１０を貫通する複数の吸熱管１１とを備えている。そして、これら吸熱管１１を直列に接続して一連の熱交換水路（給水路）を構成し、この熱交換水路に流れる給湯用水が燃焼排気中の顕熱を吸収して加熱されるようになっている。

燃焼筐７の上方には、顕熱熱交換器９を通過した燃焼排気が燃焼筐７の上面後部に設けた連通部１２を介して流入する排気筐１３が設けられている。そして、排気筐１３内に燃焼排気中の潜熱を回収する潜熱熱交換器１４が配設されている。潜熱熱交換器１４は、排気筐１３内に横設した複数の吸熱管１５を備えている。そして、これら吸熱管１５に未加熱の給湯用水を流して、燃焼排気中の水分を吸熱管１５の外面で凝縮させるようにしている。これにより、潜熱熱交換器１４に流れる給湯用水が潜熱を吸収して加熱される。潜熱熱交換器１４で加熱された給湯用水は顕熱熱交換器９に送られる。

排気筐１３の前側面には、潜熱熱交換器１４の側面に臨む位置で横向きに開口する排気口１６が形成されており、排気口１６には前記排気トップ４が一体に連続して設けられている。これにより、潜熱熱交換器１４を通過した燃焼排気は排気口１６に向い、排気口１６を通過した燃焼排気は排気トップ４を介して機外に排出される。なお、給湯運転中に生成される燃焼排気は、前記燃焼ファン８により強制的に流動されて排気口１６へ向う。

排気トップ４は、図１及び図３に示すように、導出筒部１７と、導出筒部１７からその両側に張り出すようにして設けられた一対の側面カバー部１８とを備えている。

導出筒部１７は、図４（ａ）及び図４（ｂ）に断面視して示すように、基端（後側端）が排気口１６に連結され、先端（前側端）が閉塞部材１９により閉塞された円筒状に形成されている。更に、導出筒部１７の軸線に対して直交する方向の両側には一対の側面開口部２０が形成されている。両側面開口部２０は、互いに水平方向に対向して形成されている。閉塞部材１９は円錐状に形成され、その頂部を導出筒部１７の内部に向けた姿勢に設けられている。これにより、導出筒部１７の内部においては、閉塞部材１９の円錐状の傾斜面が導出筒部１７の軸線に沿って前側に向う燃焼排気を両側面開口部２０に向うように案内する。閉塞部材１９は本発明における案内部材に相当する。

各側面カバー部１８は、夫々、側面開口部２０を空隙を存して覆うように設けられ、図３に示すように、上下に対向する一対の第１板部２１と、両第１板部２１の側端同士を一体に連結する第２板部２２とで構成されている。そして、図４（ａ）及び図４（ｂ）に示すように、一対の第１板部２１と第２板部２２とで、前側を開放する前側開放部２３と後側を開放する後側開放部２４とを形成している。

また、各側面カバー部１８の内部には、前側開放部２３側に所定間隔を存して配設された複数の前側整流板２５と、後側開放部２４側に所定間隔を存して配設された複数の後側整流板２６とが設けられている。

本実施形態の給湯装置１は、上記構成の排気トップ４を備えることにより、給湯運転時には燃焼排気を円滑に機外に排出することができ、しかも、給湯運転停止時に排気筐１３内部への風の侵入を抑制することができるようになっている。

即ち、給湯運転時には、図２に示すように、燃焼ファン８により強制的に形成される燃焼空気の気流により、バーナ６の燃焼排気も強制的に顕熱熱交換器９及び潜熱熱交換器１４を経て排気口１６に送られる。そして、図４（ａ）に示すように、排気口１６を通過して導出筒部１７へ入った燃焼排気は、導出筒部１７の両側に開設されている側面開口部２０から側面カバー部１８を抜けて外方へ排出される。このとき、燃焼排気は、円錐状に形成された閉塞部材１９（案内部材）により側面開口部２０に案内されて側面開口部２０へ向う。側面開口部２０を通過した燃焼排気は、側面カバー部１８の内部で前側整流板２５に案内されて前方へ排出される。

一方、屋外で強風が吹いているときには、図１に示すように、本体ケース２の前面パネル３に露出する排気トップ４に強風が当たる。このとき、図４（ｂ）に示すように、先ずは、導出筒部１７の先端が閉塞部材１９により閉塞されているので、導出筒部１７の内部に直接に風が侵入することはない。また、図４（ｂ）に示すように、側面カバー部１８に前方から強風が当たると、風は、前側開放部２３から側面カバー部１８の内部に入るが、そのまま後側開放部２４から後方に抜けて行く。これにより、導出筒部１７の両側に側面開口部２０が形成されていても、後側開放部２４から後方に抜ける風により気流が形成され、側面開口部２０からの風の侵入は極めて少ない。

このとき更に、側面カバー部１８の内部を前後方向に通過する風は、前側整流板２５及び後側整流板２６によって導出筒部１７の軸線に対して平行となる方向に案内されるので、これによっても、側面開口部２０から導出筒部１７の内部への風の侵入が抑制される。

このようにして、屋外で強風が吹いていても、導出筒部１７及び排気口１６への風の侵入が殆どないので、例えば、冬期の寒冷地のように気温が極度に低いときに、排気口１６から風が侵入して排気口１６に近接して設けられている潜熱熱交換器１４が極度に低温となるといった事態が回避され、給湯用水の凍結を防止することができる。

以上のように、本実施形態の給湯装置１によれば、上述した通り比較的構造の簡単な排気トップ４を設けるだけで、排気口１６からの風の侵入を抑えることができ、給湯用水の凍結を防止することができる。
なお、本実施形態においては、図４（ａ）及び図４（ｂ）に示すように、前側整流板２５及び後側整流板２６を設けて、側面開口部２０からの風の侵入を確実に抑えた構成を示したが、比較的大きな形状の前側整流板２５を設けることができる場合等には、後側整流板２６を設けなくてもよい。

また、本実施形態においては、円錐状の閉塞部材１９を用いて案内部材としたが、燃焼ファン８により強制的に燃焼排気が排出されるようになっている場合には、図示しないが、平板状の閉塞部材を用いて導出筒部１７の先端を閉塞してもよい。また、図示しないが、平板状の閉塞部材を用いて導出筒部１７の先端を閉塞した場合には、導出筒部１７の内部に傾斜板等を設けて排気口１６を通過した燃焼排気を側面開口部２０の方向に案内するようにしてもよい。

１…給湯装置、６…バーナ、７…燃焼筐（燃焼室）、１４…潜熱熱交換器（熱交換器）、１６…排気口、１７…導出筒部、１８…側面カバー部、１９…閉塞部材（案内部材）、２０…側面開口部、２３…前側開放部、２４…後側開放部、２５…前側整流板、２６…後側整流板。

Claims (3)

1. バーナと、該バーナを収容する燃焼室と、該燃焼室の上方に配設されてバーナの燃焼排気の熱を吸収して給水路の給湯用水を加熱する熱交換器と、該熱交換器を通過した燃焼排気を排出する排気口とを備えて屋外に設置される給湯装置であって、前記排気口が前記熱交換器を臨む位置に開設されているものにおいて、
   前記排気口に基端が連結され、先端が閉塞された中空の導出筒部と、該導出筒部の側面に形成されて該導出筒部の軸線に対して直交する方向に開口する側面開口部と、前記導出筒部の側面から該導出筒部の軸線に対して直交する方向に張り出して設けられ、前記側面開口部を空隙を存して覆う側面カバー部とを備え、
   前記導出筒部の先端側を前側とし、前記導出筒部の基端側を後側としたとき、
   前記側面カバー部は、その前側に形成された前側開放部と、該前側開放部に対向して後側に形成された後側開放部とを備え、前側開放部及び後側開放部により気流が該側面カバー部内を通過可能とされており、
   更に、前記側面カバー部は、前記前側開放部に設けられて該前側開放部から出入りする気流を前記導出筒部の軸線に対して平行となる方向に案内する前側整流板を備えることを特徴とする給湯装置。
2. 請求項１記載の給湯装置において、
   前記側面カバー部は、前記後側開放部に設けられて該後側開放部から出入りする気流を前記導出筒部の軸線に対して平行となる方向に案内する後側整流板を備えることを特徴とする給湯装置。
3. 請求項１又は２記載の給湯装置において、
   前記導出筒部は、前記排気口を通過した燃焼排気を前記側面開口部が形成されている方向に案内する案内部材を備えることを特徴とする給湯装置。

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