JP6394086B2 - 熱源機 - Google Patents

Description

本発明は、熱源機に関し、特に、燃焼ガスの潜熱を回収可能な熱源機に関するものである。

従来、熱源機では、筐体内に配置された燃焼装置および送風装置によって騒音が発生する。具体的には、燃焼装置において燃焼ガスの燃焼時に騒音が発生する。また、送風装置においてファンの回転による騒音が発生する。熱源機は筐体の後面を壁に向けて設置されるため、筐体の前面から漏れる騒音が主に問題になる。

上記の騒音が熱源機外に漏れることを抑制するために、熱源機の筐体内において燃焼装置および送風装置を取り囲むように防音材が配置されることがある。また、特開２０００−１６１７８９号公報（特許文献１）には、給湯器のフロントカバーと燃焼室との間に配置された中和槽による吸音あるいは遮蔽により、燃焼室で発生した騒音がフロントカバーを介して外部に漏れることを減少させる給湯器が開示されている。

特開２０００−１６１７８９号公報

熱源機の筐体内において燃焼装置および送風装置を取り囲むように防音材が配置される場合、多くの防音材が配置されるため、熱源機の小型化および低コスト化が妨げられるという問題がある。また、上記公報に開示された給湯器では、燃焼装置において燃焼ガスの燃焼時に発生する騒音および送風装置においてファンの回転により発生する騒音が筐体の前面から熱源機外に漏れることを十分に抑制できないという問題がある。

本発明は、上記課題を鑑みてなされたものであり、その目的は、熱源機の小型化および低コスト化を図ることができ、かつ燃焼装置および送風装置による騒音が筐体の前面から熱源機外に漏れることを十分に抑制できる熱源機を提供することである。

本発明の熱源機は、燃焼ガスの潜熱を回収可能な熱源機であって、筐体と、燃焼装置と、送風装置と、熱交換器と、中和器と、コントローラと、第１の防音材とを備えている。筐体は、前面と前面の両端にそれぞれ配置された第１および第２の側面とを有する。燃焼装置は筐体内に配置されており、かつ燃焼ガスを供給するためのものである。送風装置は筐体内に配置されており、かつ燃焼装置に燃焼用の空気を供給するためのものである。熱交換器は筐体内に配置されており、かつ燃焼装置によって供給された燃焼ガスの潜熱を回収するためものである。中和器は、筐体内において燃焼装置および送風装置の各々と前面との間に配置されており、かつ熱交換器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。コントローラは筐体内において中和器と前面との間に配置されており、前面側から見たときに中和器と第１の側面との間の領域に重なるように配置されており、かつ燃焼装置および送風装置を制御するためのものである。第１の防音材は、筐体内において中和器と第２の側面との間に配置されている。

本発明の熱源機によれば、中和器は筐体内において燃焼装置および送風装置の各々と前面との間に配置されており、コントローラは筐体内において中和器と前面との間に配置されている。このため、燃焼装置および送風装置による騒音が中和器に加えてコントローラによって遮音される。そのため、燃焼装置および送風装置による騒音が前面に伝わることが抑制される。したがって、燃焼装置および送風装置を取り囲むように防音材を配置しなくても燃焼装置および送風装置による騒音が前面に伝わることを抑制できる。これにより、防音材を少なくすることができるため、熱源機の小型化および低コスト化を図ることができる。さらに、コントローラは前面側から見たときに中和器と第１の側面との間の領域に重なるように配置されている。このため、中和器と第１の側面との間の領域を通って前面に伝わる燃焼装置および送風装置による騒音がコントローラによって遮音される。そのため、燃焼装置および送風装置による騒音が中和器と第１の側面との間の領域を通って前面に伝わることを抑制できる。また、第１の防音材は、筐体内において中和器と第２の側面との間に配置されている。このため、中和器と第２の側面との間を通って前面に伝わる騒音が第１の防音材によって遮音される。そのため、燃焼装置および送風装置による騒音が中和器と第２の側面との間の領域を通って前面に伝わることを抑制できる。以上より、燃焼装置および送風装置による騒音が前面から熱源機外に漏れることを十分に抑制できる。

上記の熱源機は、筐体内において第１の防音材と中和器との間の領域を前面側から塞ぐように配置された第２の防音材をさらに備えている。このため、第１の防音材と中和器との間の領域を通って前面に伝わる燃焼装置および送風装置による騒音が第２の防音材によって遮音される。そのため、燃焼装置および送風装置による騒音が第１の防音材と中和器との間の領域を通って前面に伝わることを抑制できる。よって、燃焼装置および送風装置による騒音が前面から熱源機外に漏れることをさらに抑制できる。

上記の熱源機においては、熱交換器は、熱交換器ケースと、熱交換器ケース外に燃焼ガスを排気するための排気出口部とを含んでいる。排気出口部は、熱交換器ケースから外方に突出する筒状形状を有している。このため、排気出口部によって燃焼ガスが整流化される。これにより、排気出口部から排気される燃焼ガスによる騒音を低減できる。

以上説明したように、本発明によれば、熱源機の小型化および低コスト化を図ることができ、かつ燃焼装置および送風装置による騒音が筐体の前面から熱源機外に漏れることを十分に抑制できる。

本発明の一実施の形態における熱源機の構成を概略的に示す斜視図である。 本発明の一実施の形態における熱源機の構成を示す概略図である。 本発明の一実施の形態における熱源機の構成を概略的に示す正面図である。 本発明の一実施の形態における熱源機の構成を概略的に示す側面図である。 本発明の一実施の形態における熱源機の変形例１の構成を概略的に示す斜視図である。 本発明の一実施の形態における熱源機の変形例１の構成を概略的に示す正面図である。 本発明の一実施の形態における熱源機の変形例１の構成を概略的に示す側面図である。 本発明の一実施の形態における熱源機の変形例２の構成を概略的に示す斜視図である。

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。
まず、本発明の一実施の形態における熱源機の構成について説明する。

図１および図２を参照して、本実施の形態の熱源機は、燃焼ガスの潜熱を回収可能な熱源機である。本実施の形態における熱源機は、筐体１と、燃焼装置２と、送風装置３と、一次熱交換器４と、二次熱交換器（熱交換器）５と、中和器６と、コントローラ７と、第１の防音材８と、給湯経路１０とを主に有している。なお、図１などでは、説明の便宜のため、筐体１の内部に収納された燃焼装置２および送風装置３などが実線で示されている。また、図３などでは、説明の便宜のため、筐体１は断面で示されている。

筐体１は、前面１ａ、第１の側面１ｂ１、第２の側面１ｂ２、天面（上面）１ｃ、底面（下面）１ｄ、後面１ｅを有しており、かつこれらの面によって取り囲まれた内部空間を有している。前面１ａは熱源機の正面を構成している。第１の側面１ｂ１および第２の側面１ｂ２は前面１ａの両端にそれぞれ配置されている。天面１ｃは熱源機の上面を構成している。底面１ｄは熱源機の下面を構成している。後面１ｅは熱源機の背面を構成している。なお、前後および上下は熱源機が設置された状態を基準にしている。

筐体１の内部空間に、燃焼装置２、送風装置３、一次熱交換器４、二次熱交換器５、中和器６、コントローラ７、第１の防音材８および給湯経路１０が収納されている。筐体１は前面１ａに排気口ＥＰを有している。排気口ＥＰは前面１ａを貫通している。排気口ＥＰは燃焼ガスを排気するためのものである。また、筐体１は、前面１ａに吸気口ＩＰを有しており、後面１ｅに吸気口ＡＰを有している。吸気口ＩＰは前面１ａを貫通しており、吸気口ＡＰは後面１ｅを貫通している。吸気口ＩＰ、ＡＰはそれぞれ筐体１外から筐体１内に空気を取り込んで送風装置３に供給するためのものである。

燃焼装置２は筐体１内に配置されている。燃焼装置２は、燃焼ガスを供給するためのものである。燃焼ガスは、一次熱交換器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。燃焼装置２は筐体１の高さ方向の中央部に配置されている。燃焼装置２はたとえばバーナである。

送風装置３は筐体１内に配置されている。送風装置３は、燃焼装置２に燃焼用の空気を供給するためのものである。送風装置３は、燃焼装置２よりも底面１ｄ側（下方）に配置されている。また、送風装置３は、一次熱交換器４および二次熱交換器５よりも底面１ｄ側に配置されている。送風装置３は具体的にはたとえばファンである。

一次熱交換器４は筐体１内に配置されている。一次熱交換器４は、燃焼装置２によって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。二次熱交換器５は筐体１内に配置されている。二次熱交換器５は、燃焼装置２によって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。一次熱交換器４と二次熱交換器５とは互いに接続されている。一次熱交換器４は二次熱交換器５よりも底面１ｄ側（下方）に配置されている。また、一次熱交換器４および二次熱交換器５は、燃焼装置２よりも天面１ｃ側（上方）に配置されている。一次熱交換器４および二次熱交換器５はそれぞれ被加熱流体を流通可能な伝熱管と、この伝熱管を収容可能な熱交換器ケースとを有している。

一次熱交換器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４内の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。

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は、たとえばポリプロピレンで形成されている。中和器６は第１のドレン配管ＤＰ１および第２のドレン配管ＤＰ２のそれぞれが接続されている。

ドレン受けＤＲは二次熱交換器５の下方に配置されており、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。このドレン受けＤＲで受けられた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。第１のドレン配管ＤＰ１はドレン受けＤＲと中和器６とを接続している。酸性のドレンは、ドレン受けＤＲから第１のドレン配管ＤＰ１を通って中和器６に送られる。

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。第２のドレン配管ＤＰ２は中和器６とドレン排出口ＤＯとを接続している。中和器６で中和されたドレンは第２のドレン配管ＤＰ２を通ってドレン排出口ＤＯから筐体１外に排出される。

コントローラ７は燃焼装置２および送風装置３を制御するためのものである。コントローラ７は、ケースと、ケース内に収容された制御部とを有している。この制御部は燃焼装置２および送風装置３の各々に電気的に接続されている。ケースは略直方体形状を有している。ケースはたとえばポリプロピレンで形成されている。コントローラ７は、制御部によって燃焼装置２および送風装置３を制御可能に構成されている。

第１の防音材８は、燃焼装置２および送風装置３で発生した騒音を遮音および吸音することができるように構成されている。第１の防音材８は、例えば発泡ゴム、グラスウールなどで形成されている。第１の防音材８は第２の側面１ｂ２に沿って配置されている。

給湯経路１０は、一次熱交換器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熱源機外に供給するためのものである。給湯経路１０は、給水配管１０ａと、給湯配管１０ｂと、入水口ＩＷと、出湯口ＯＷとを有している。給水配管１０ａは、入水口ＩＷから二次熱交換器５に被加熱流体である水を給水可能に構成されている。給湯配管１０ｂは、一次熱交換器４と出湯口ＯＷとを接続している。給湯配管１０ｂは、一次熱交換器４から出湯口ＯＷに一次熱交換器４および二次熱交換器５で温められた温水を給湯可能に構成されている。これにより、入水口ＩＷから給水された水は、二次熱交換器５および一次熱交換器４を通過する際に燃焼ガスによって加熱されて出湯口ＯＷから給湯される。

続いて、本実施の形態の中和器６、コントローラ７、第１の防音材８の配置について詳しく説明する。

図３および図４を参照して、中和器６は、筐体１内において燃焼装置２および送風装置３の各々と前面１ａとの間に配置されている。中和器６は、前面１ａ側から見て燃焼装置２の下部および送風装置３と重なるように配置されている。中和器６は、燃焼装置２の下部から筐体１の底面１ｄに渡って形成されている。また、中和器６は第１の側面１ｂ１および第２の側面１ｂ２のそれぞれから離れて配置されている。

コントローラ７は筐体１内において中和器６と前面１ａとの間に配置されている。コントローラ７の後面１ｅ側の端面が中和器６の前面１ａ側の端面に当接していてもよい。このため、コントローラ７の後面１ｅ側の端面と中和器６の前面１ａ側との隙間を通る騒音を遮音することができる。

コントローラ７は前面１ａ側から見たときに中和器６と第１の側面１ｂ１との間の領域Ａ１に重なるように配置されている。コントローラ７は、前面１ａ側から見たときに領域Ａ１の一部に重なるように配置されていればよい。また、コントローラ７は前面１ａ側から見たときに領域Ａ１の全てに重なっていてもよい。

本実施の形態では、コントローラ７の第１の側面１ｂ１側の端面が第１の側面１ｂ１に当接している。このため、コントローラ７の第１の側面１ｂ１側の端面と第１の側面１ｂ１との隙間を通る騒音を遮音することができる。

コントローラ７は、前面１ａ側から見たときに吸気口ＩＰと重なるように配置されている。吸気口ＩＰは前面１ａを貫通しているため、筐体１内の騒音は吸気口ＩＰを通して漏れやすい。本実施の形態では、コントローラ７が前面１ａ側から見たときに吸気口ＩＰと重なるように配置されているため、コントローラ７によって吸気口ＩＰを通して漏れる騒音を効果的に遮音することができる。

第１の防音材８は、筐体１内において中和器６と第２の側面１ｂ２との間に配置されている。第１の防音材８は第２の側面１ｂ２に取り付けられている。第１の防音材８は、上下方向において燃焼装置２の下部から底面１ｄに渡って設けられている。第１の防音材８は、前後方向において筐体１の前面１ａ近傍から後面１ｅに渡って設けられている。

次に、図５〜７を参照して、本実施の形態の熱源機の変形例１について説明する。この変形例１は特に説明しない限り上記本実施の形態の熱源機と同様の構成を備えている。

この変形例１では、熱源機は第２の防音材９を備えている。第２の防音材９は、燃焼装置２および送風装置３で発生した騒音を遮音および吸音することができるように構成されている。第２の防音材９は、例えば発泡ゴム、グラスウールなどで形成されている。

第２の防音材９は筐体１内において第１の防音材８と中和器６との間の領域Ａ２を前面１ａ側から塞ぐように配置されている。第２の防音材９は前面１ａに取り付けられている。第２の防音材９は、前面１ａから見て第１の防音材８と重なるように配置されており、第１の防音材８よりも前面１ａ側に配置されている。

第２の防音材９は前面１ａ側から見て、略Ｌ字状に形成されている。第２の防音材９は、横長部９ａと、横長部９ａと交差する方向に延びる縦長部９ｂとを有している。横長部９ａは、第１の側面１ｂ１から第２の側面１ｂ２に渡って設けられている。縦長部９ｂは、横長部９ａの下端から底面１ｄに渡って設けられている。縦長部９ｂは第２の側面１ｂ２に沿って設けられている。

第２の防音材９は、前面１ａ側から見てコントローラ７の周囲に配置されている。つまり、第２の防音材９は、前面１ａ側から見てコントローラ７に重ならないように配置されている。このため、熱源機を前後方向に小型化することができる。

次に、図８を参照して、本実施の形態の熱源機の変形例２について説明する。この変形例２は特に説明しない限り上記本実施の形態の熱源機と同様の構成を備えている。

この変形例２では、二次熱交換器５は、熱交換器ケース５ａと、排気出口部５ｂとを有している。排気出口部５ｂは、熱交換器ケース５ａ外に燃焼ガスを排気するためのものである。排気出口部５ｂは、熱交換器ケース５ａから外方に突出する筒状形状を有している。このため、排気出口部５ｂから燃焼ガスが排気される際に燃焼ガスが整流化される。排気出口部５ｂから排気された燃焼ガスは排気口ＥＰを通って筐体１外に排気される。

次に、本実施の形態の熱源機の作用効果について説明する。
本実施の形態の熱源機では、筐体１内で燃焼装置２において燃焼ガスの燃焼時に騒音が発生し、送風装置３においてファンの回転による騒音が発生する。

本実施の形態の熱源機によれば、中和器６は筐体１内において燃焼装置２および送風装置３の各々と前面１ａとの間に配置されており、コントローラ７は筐体１内において中和器６と前面１ａとの間に配置されている。このため、燃焼装置２および送風装置３による騒音が中和器６に加えてコントローラ７によって遮音される。そのため、燃焼装置２および送風装置３による騒音が前面１ａに伝わることが抑制される。したがって、燃焼装置２および送風装置３を取り囲むように防音材を配置しなくても燃焼装置２および送風装置３による騒音が前面に伝わることを抑制できる。これにより、防音材を少なくすることができるため、熱源機の小型化および低コスト化を図ることができる。

さらに、コントローラ７は前面１ａ側から見たときに中和器６と第１の側面１ｂ１との間の領域Ａ１に重なるように配置されている。このため、中和器６と第１の側面１ｂ１との間の領域Ａ１を通って前面１ａに伝わる燃焼装置２および送風装置３による騒音がコントローラ７によって遮音される。そのため、燃焼装置２および送風装置３による騒音が中和器６と第１の側面１ｂ１との間の領域Ａ１を通って前面１ａに伝わることを抑制できる。

また、第１の防音材８は、筐体１内において中和器６と第２の側面１ｂ２との間に配置されている。このため、中和器６と第２の側面１ｂ２との間を通って前面１ａに伝わる騒音が第１の防音材８によって遮音される。そのため、燃焼装置２および送風装置３による騒音が中和器６と第２の側面１ｂ２との間の領域Ａ２を通って前面１ａに伝わることを抑制できる。以上より、燃焼装置２および送風装置３による騒音が前面１ａから熱源機外に漏れることを十分に抑制できる。

図６に示すように、本実施の形態の熱源機の変形例１は、筐体１内において第１の防音材８と中和器６との間の領域Ａ２を前面１ａ側から塞ぐように配置された第２の防音材９をさらに備えている。このため、第１の防音材８と中和器６との間の領域Ａ２を通って前面１ａに伝わる燃焼装置２および送風装置３による騒音が第２の防音材９によって遮音される。そのため、燃焼装置２および送風装置３による騒音が第１の防音材８と中和器６との間の領域Ａ２を通って前面１ａに伝わることを抑制できる。よって、燃焼装置２および送風装置３による騒音が前面１ａから熱源機外に漏れることをさらに抑制できる。

図８に示すように、本実施の形態の熱源機の変形例２においては、二次熱交換器５の排気出口部５ｂは、熱交換器ケース５ａから外方に突出する筒状形状を有している。このため、排気出口部５ｂによって燃焼ガスが整流化される。これにより、排気出口部５ｂから排気される燃焼ガスによる騒音を低減できる。

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 筐体、１ａ 前面、１ｂ１ 第１の側面、１ｂ２ 第２の側面、１ｃ 天面、１ｄ 底面、１ｅ 後面、２ 燃焼装置、３ 送風装置、４ 一次熱交換器、５ 二次熱交換器、５ａ 熱交換器ケース、５ｂ 排気出口部、６ 中和器、７ コントローラ、８ 第１の防音材、９ 第２の防音材、９ａ 横長部、９ｂ 縦長部、１０ 給湯経路、１０ａ 給水配管、１０ｂ 給湯配管、Ａ１ 中和器と第１の側面との間の領域、Ａ２ 第１の防音材と中和器との間の領域。

Claims (3)

1. 燃焼ガスの潜熱を回収可能な熱源機であって、
   前面と前記前面の両端にそれぞれ配置された第１および第２の側面とを有する筐体と、
   前記筐体内に配置されており、かつ前記燃焼ガスを供給するための燃焼装置と、
   前記筐体内に配置されており、かつ前記燃焼装置に燃焼用の空気を供給するための送風装置と、
   前記筐体内に配置されており、かつ前記燃焼装置によって供給された前記燃焼ガスの潜熱を回収するための熱交換器と、
   前記筐体内において前記燃焼装置および前記送風装置の各々と前記前面との間に配置されており、かつ前記熱交換器で前記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中和器と、
   前記筐体内において前記中和器と前記前面との間に配置されており、前記前面側から見たときに前記中和器と前記第１の側面との間の領域に重なるように配置されており、かつ前記燃焼装置および前記送風装置を制御するためのコントローラと、
   前記筐体内において前記中和器と前記第２の側面との間に配置された第１の防音材とを備え、
   前記前面側から見たときに前記送風装置と前記中和器と前記コントローラとが重なるように配置されている、熱源機。
2. 前記筐体内において前記第１の防音材と前記中和器との間の領域を前記前面側から塞ぐように配置された第２の防音材をさらに備えた、請求項１に記載の熱源機。
3. 前記熱交換器は、熱交換器ケースと、前記熱交換器ケース外に前記燃焼ガスを排気するための排気出口部とを含み、
   前記排気出口部は、前記熱交換器ケースから外方に突出する筒状形状を有している、請求項１または２に記載の熱源機。

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