JP7367985B2 - ガス分配ユニット及び給湯器 - Google Patents
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Description
バーナは、厚み方向に複数配列されて、上流側には、ガス分配ユニットが設けられている。このガス分配ユニットは、特許文献1,2に開示されるように、ダイカスト成型される本体の前面に、プレスした蓋板を組み付けて、上流端のガス導入口から燃料ガスが供給される主流路と、主流路から分岐する複数の分岐流路とを有し、各分岐流路の下流端部に、複数のガスノズルが各バーナに対応して設けられている。各分岐流路の上流端部は、電磁弁によって開閉可能となっており、電磁弁の制御で燃料ガスが供給される分岐流路を選択することで、燃焼するバーナの数を調整可能となっている。主流路と分岐流路とは、本体に形成した凹部と、蓋板に形成した膨出部との重ね合わせによって形成されている。
ダイカスト成型される本体と、本体の前面に固定され、プレス成型される蓋体とを含むケーシングと、
本体に形成されるガス導入口と、
本体に設けた凹部と蓋体に設けた下膨出部とによって形成され、ガス導入口と連通して左右方向に延びる主流路と、
本体に設けた縦溝部と蓋体に設けた縦膨出部とによって形成され、主流路から分岐して上方へ延びる複数の分岐流路と、
各分岐流路の上流端部で本体にそれぞれ設けられて上流端部を開閉可能な電磁弁をそれぞれ収容し、電磁弁の上流側で主流路と連通する連通口を備えた複数の弁室と、
各分岐流路の下流端部で本体にそれぞれ設けられ、所定数のバーナに燃料ガスを供給する複数のノズルと、を含み、
下膨出部には、凹部側へ突出して下膨出部内を流れる燃料ガスを凹部側に案内する案内部が形成されていることを特徴とする。
第1の発明の別の態様は、上記構成において、案内部は、正面視で、左右方向で隣接する複数の連通口間に位置するように配置されていることを特徴とする。
第1の発明の別の態様は、上記構成において、各弁室の下部は、凹部の上側内面から凹部の上半分の領域に突出して正面視半円状の上側突出部をそれぞれ形成して、各上側突出部の周面に連通口が形成される一方、
下膨出部は、凹部の下半分の領域の前方に位置していることを特徴とする。
第1の発明の別の態様は、上記構成において、案内部は、凹部側への突出面が平面状に形成されて、蓋体を本体にネジ止めするネジ止め部となっていることを特徴とする。
第1の発明の別の態様は、上記構成において、凹部の下側内面には、凹部の下半分の領域に突出して案内部の突出面と前後方向に重なる下側突出部が形成され、下側突出部の前面が平面状に形成されて案内部を本体にネジ止めするネジが螺合されることを特徴とする。
上記目的を達成するために、本発明のうち、第2の発明は、給湯器であって、複数のバーナを収容する燃焼装置に、第1の発明の何れかに記載のガス分配ユニットを組み付けてなることを特徴とする。
本発明の別の態様によれば、上記効果に加えて、案内部を、正面視で、左右方向で隣接する連通口間に位置するように配置しているので、燃料ガスを連通口へ効果的に導くことができる。
本発明の別の態様によれば、上記効果に加えて、弁室の下部は、凹部の上側内面から凹部の上半分の領域に突出して正面視半円状の上側突出部をそれぞれ形成して、上側突出部の周面に連通口が形成される一方、下膨出部は、凹部の下半分の領域の前方に位置しているので、上側突出部によって減勢されて凹部の下側へ誘導された燃料ガスを、下膨出部によって効率よく連通口に向けて案内可能となる。
本発明の別の態様によれば、上記効果に加えて、案内部は、凹部側への突出面が平面状に形成されて、蓋体を本体にネジ止めするネジ止め部となっているので、案内部がネジ止めに利用される合理的な構成となり、蓋体の形状が簡略化する。
本発明の別の態様によれば、上記効果に加えて、凹部の下側内面には、凹部の下半分の領域に突出して案内部の突出面と前後方向に重なる下側突出部が形成され、下側突出部の前面が平面状に形成されて案内部を本体にネジ止めするネジが螺合されるので、下側突出部によっても燃料ガスを効果的に連通口へ誘導できると共に、下側突出部をネジ止めに利用した合理的な構成となる。
(給湯器の説明)
図1,2は、給湯器の一例を示す説明図で、図1は前面のフロントカバーを外した状態の斜視を示し、図2は正面を示している。
給湯器1は、四角箱状の筐体2内に、燃焼装置3と、その上側の熱交換器4とを設置している。燃焼装置3の前面には、燃焼装置3内の図示しないバーナユニットに燃料ガスを分配供給するためのガス分配ユニット5が組み付けられる。燃焼装置3の下面には、燃焼用空気を供給する給気ファン6が組み付けられる。熱交換器4は、バーナユニットの燃焼排気から顕熱を回収する下側の一次熱交換器4Aと、潜熱を回収する上側の二次熱交換器4Bとを備える。燃焼装置3と一次、二次熱交換器4A,4Bとの内部は、それぞれ風呂側と給湯側とに仕切られている。二次熱交換器4Bを通過した燃焼排気は、二次熱交換器4Bの前面に設けた排気口7から外部へ排出可能となっている。
筐体2の下面には、外部のガス管が接続されるガス入口12と、水道管が接続される水入口13と、給湯栓への外部配管が接続される湯出口14と、外部の浴槽へ接続される往き口15及び戻り口16とが設けられている。ガス入口12は、筐体2内で、比例弁18及びその上流側の元電磁弁19を備えたガス比例弁ユニット17を介してガス分配ユニット5に接続される。水入口13は、給水管9に接続され、湯出口14は、出湯管8に接続される。往き口15は往き管10に接続され、戻り口16は戻り管11に接続される。ガス比例弁ユニット17の前方には、制御回路基板を備えたコントローラ(図示略)が配置される。
ガス分配ユニット5は、バーナユニットを収容する燃焼装置3のインナーケース20の前面下部の開口を塞ぐ格好でインナーケース20の前面に組み付けられている。このガス分配ユニット5は、図3~6に示すように、後側の本体26と、前側の蓋体27とで形成される左右横長の扁平状のケーシング25を有し、本体26と蓋体27との間には、シール体28が介在されている。本体26の背面右下側には、筒状のガス導入口29が後ろ向きに突設されて、このガス導入口29に、ガス比例弁ユニット17の上端に設けたガス出口部21が後方から連結される。
バーナユニットは、左右方向に扁平な濃淡バーナを左右方向に複数配列してなり、ガス分配ユニット5内には、ケーシング25の下部で左右方向に延び、ガス比例弁ユニット17から供給される燃料ガスを導入する主流路30と、主流路30から上方へ分岐して燃料ガスを所定数の濃淡バーナ(第1~第4バーナ群)ごとに分配する4つの第1~第4分岐流路31A~31Dとが形成されている。ここでは右端の第1分岐流路31Aが風呂用、左側3つの第2~第4分岐流路31B~31Dが給湯用となっている。ガス導入口29は、主流路30の右端に形成されている。
凹部40の上側の内面は、第1~第4弁室35A~35Dと上下方向でオーバーラップする位置に形成されて、第1~第4弁室35A~35Dの略下半分を、凹部40の上側の内面から下方へ突出している。これにより凹部40の上側の内面には、正面視半円状の第1~第4上側突出部41A~41Dが形成されている。ここで、第1~第4弁室35A~35Dのうち、ガス導入口29に近い上流側(右側)の2つの第1、第2弁室35A,35Bは、第3、第4弁室35C,35Dよりも下方への突出量が大きく、凹部40の上下幅の半分以上突出している。
また、凹部40の下側の内面において、左右方向で第1~第4上側突出部41A~41Dの間に当たる位置には、正面視円弧状で上向きに突出する下側突出部44,44・・が形成されている。
一方、ガス導入口29から遠い下流側(左側)の2つの第3、第4弁室35C,35Dでは、第1、第2弁室35A,35Bを通過した燃料ガスは、第3、第4上側突出部41C,41Dの真下から上方へ方向転換して第3、第4連通口43C,43Dからそれぞれ第3、第4弁室35C,35Dへ流れることになる。
よって、湯の流れる方向が一方向に揃い、キャビティ内の湯回り性を高めて「ス」の発生を抑えることができる。
一方、第1~第4弁室35A~35Dを形成する第1~第4下壁部42A~42Dは、前側から後方へ行くに従って大径となるテーパ状に形成されている。図10は、例として本体26の第4弁室35Dにおける第4連通口43D部分での縦断面(図3のC-C線断面に相当する位置)を示すもので、このように第4下壁部42Dをテーパ状にすると、本体26をダイカスト成型する際の前型60と後型61とは、第4連通口43Dの位置では、第4弁室35Dの半径方向で前型60と後型61とを互いに当接させて第4連通口43Dを成型と同時に形成することができる。よって、成型後の切削工程が削減される。
また、下膨出部52の下側の内面で、下側突出部44,44・・の前方に当たる位置には、図11に示すように、下膨出部52の内部上側へ正面視半円状に突出する案内部53,53・・が形成されている。この案内部53と下側突出部44とにより、蓋体27の周縁部50をネジ止めするネジ止め部54が形成される。すなわち、案内部53の下側で蓋体27に形成した透孔を貫通させたネジ55を、下側突出部44の中心に設けたネジ孔にねじ込むことで、周縁部50がネジ止めされることになる。
こうして組み立てたガス分配ユニット5の本体26を、インナーケース20の前面下部に前方からネジ止めすると共に、本体26のガス導入口29にガス比例弁ユニット17のガス出口部21を後方からネジ止めすれば、燃焼装置3へのガス分配ユニット5の組み付けは完了する。
以上の如く構成された給湯器1においては、湯出口14の配管に接続される給湯栓を開栓して器具内に通水させると、これを検知したコントローラがガス比例弁ユニット17の元電磁弁19を開くと共に、比例弁18を点火時の所定開度に制御する。また、コントローラは、風呂側の使用であれば、対応する第1分岐流路31Aの第1弁室35Aの電磁弁36を開弁動作させる。また、コントローラは、給湯側の使用であれば、対応する第2~第4分岐流路31B~31Dにおける第2~第4弁室35B~35Dの電磁弁36を開弁動作させる。同時にコントローラは、給気ファン6を作動させて燃焼用空気を供給させる。よって、ガス比例弁ユニット17を介して燃料ガスがガス分配ユニット5へ供給される。
そして、コントローラによりインナーケース20内に設けた放電電極が連続放電すると、各濃淡バーナの炎孔部から噴出する混合気が燃焼する。バーナユニットの燃焼排気は、一次熱交換器4Aの伝熱管と二次熱交換器4Bの吸熱管とを通過する水と熱交換され、設定温度の湯となって出湯管8から出湯される。コントローラは、必要な燃焼量に合わせて比例弁18の開度を調整し、ガス比例弁ユニット17からの燃料ガスの供給量を調整すると共に、給気ファン6の回転数を連続的に変化させて、所定の空燃比を維持する。また、コントローラは、給湯側の使用の際、必要な燃焼量に合わせてガス分配ユニット5の第2~第4分岐流路31B~31Dにおける第2~第4弁室35B~35Dの電磁弁36を開閉制御することで、第2~第4バーナ群を選択して燃焼本数を段階的に制御する。
こうして主流路30の上流側から燃料ガスが供給される第1、第2分岐流路31A,31Bであっても、2つの第1、第2上側突出部41A,41Bが配置されているため、第1、第2連通口43A,43Bへの燃料ガスの回り込みを促進して適切な量を供給できる。
逆に、主流路30の下流側から燃料ガスが供給される第3、第4分岐流路31C,31Dであっても、適切な量を供給できることになる。
上記形態のガス分配ユニット5及び給湯器1では、ケーシング25と、ケーシング25に形成されるガス導入口29と、ケーシング25内に形成され、ガス導入口29と連通して左右方向に延びる主流路30と、ケーシング25内に形成され、主流路30から分岐して上方へ延びる第1~第4分岐流路31A~31Dと、第1~第4分岐流路31A~31Dの上流端部でケーシング25にそれぞれ設けられて各上流端部を開閉可能な複数の電磁弁36と、第1~第4分岐流路31A~31Dの下流端部でケーシング25にそれぞれ設けられ、第1~第4バーナ群(所定数のバーナ)に燃料ガスを供給する複数のノズル33と、を含み、第1~第4分岐流路31A~31Dの上流端部を形成するケーシング25には、主流路30内へ下向きに突出する第1~第4上側突出部41A~41D(突出部)がそれぞれ形成されて、第1~第4上側突出部41A~41Dの下面に、第1~第4分岐流路31A~31Dの上流端部を主流路30と連通させる第1~第4連通口43A~43Dがそれぞれ形成されている。
よって、主流路30から第1、第2上側突出部41A,41Bへ流れる燃料ガスをより効果的に減勢させることができる。
また、上流側に位置する第1、第2上側突出部41A,41Bは、正面視半円状に形成されている。
よって、燃料ガスの流れの抵抗が過度に高くなることを防止でき、円滑な流れを確保可能となる。
さらに、第1、第2上側突出部41A,41Bの主流路30内への突出量は、主流路30の上下幅の半分以上となっている。
よって、ガス導入口29付近の燃料ガスの流れを適切に減勢させることができる。このため、燃料ガスの回り込みを促進して上流側の第1、第2分岐流路31A,31Bへ適切な量の燃料ガスが供給可能となると共に、下流側の第3、第4分岐流路31C,31Dにも一定量以上の燃料ガスが供給可能となる。
第1~第4連通口の大きさや向き等も上記形態に限定しない。第1、第2連通口も第3、第4連通口のように下向きに形成してもよい。
上記形態のガス分配ユニット5及び給湯器1では、ダイカスト成型される本体26と、本体26の前面に固定され、プレス成型される蓋体27とを含むケーシング25と、本体26に形成されるガス導入口29と、本体26に設けた凹部40と蓋体27に設けた下膨出部52とによって形成され、ガス導入口29と連通して左右方向に延びる主流路30と、本体26に設けた第1~第4縦溝部34A~34Dと蓋体27に設けた第1~第4縦膨出部51A~51Dとによって形成され、主流路30から分岐して上方へ延びる第1~第4分岐流路31A~31Dと、第1~第4分岐流路31A~31Dの上流端部で本体26にそれぞれ設けられて上流端部を開閉可能な電磁弁36をそれぞれ収容し、電磁弁36の上流側で主流路30と連通する第1~第4連通口43A~43Dを備えた第1~第4弁室35A~35Dと、第1~第4分岐流路31A~31Dの下流端部で本体26にそれぞれ設けられ、第1~第4バーナ群に燃料ガスを供給する複数のノズル33と、を含み、下膨出部52には、凹部40側へ突出して下膨出部52内を流れる燃料ガスを凹部40側に案内する案内部53が形成されている。
この構成により、蓋体27の下膨出部52内の燃料ガスを奥側の凹部40に向けて流すことができる。よって、燃料ガスが上流側の第1~第3分岐流路31A~31Cを素通りすることを防止でき、各バーナ群へ燃料ガスを均一に供給可能となる。
よって、燃料ガスを第1~第3連通口43A~43Cへ効果的に導くことができる。
また、第1~第4弁室35A~35Dの下部は、凹部40の上側内面から凹部40の上半分の領域に突出して正面視半円状の第1~第4上側突出部41A~41Dをそれぞれ形成して、第1~第4上側突出部41A~41Dの下面(周面)に第1~第4連通口43A~43Dが形成される一方、下膨出部52は、凹部40の下半分の領域の前方に位置している。
よって、第1~第3上側突出部41A~41Cによって減勢されて凹部40の下側へ誘導された燃料ガスを、下膨出部52によって効率よく第1~第3連通口43A~43Cに向けて案内可能となる。
よって、案内部53がネジ止めに利用される合理的な構成となり、蓋体27の形状が簡略化する。
また、凹部40の下側内面には、凹部40の下半分の領域に突出して案内部53の突出面と前後方向に重なる下側突出部44が形成され、下側突出部44の前面が平面状に形成されて案内部53を本体26にネジ止めするネジ55が螺合される。
よって、下側突出部44によっても燃料ガスを効果的に第1~第3連通口43A~43Cへ誘導できると共に、下側突出部44をネジ止めに利用した合理的な構成となる。
上記形態のガス分配ユニット5及び給湯器1では、ダイカスト成型される正面視矩形状の本体26と、本体26の前面に固定され、プレス成型される蓋体27とを含むケーシング25と、本体26に形成されるガス導入口29と、本体26に設けた凹部40と蓋体27に設けた下膨出部52とによって形成され、ガス導入口29と連通して左右方向に延びる主流路30と、本体26に設けた第1~第4縦溝部34A~34Dと蓋体27に設けた第1~第4縦膨出部51A~51Dとによって形成され、主流路30から分岐して上方へ延びる第1~第4分岐流路31A~31Dと、第1~第4分岐流路31A~31Dの上流端部で本体26の下部後面にそれぞれ設けられて後ろ向きに開口すると共に、上流端部に設けた弁座39を前後方向で進退動する弁体37によって開閉可能な電磁弁36がそれぞれ後方から収容されて、電磁弁36の上流側に主流路30と連通する第1~第4連通口43A~43Dが設けられた第1~第4弁室35A~35Dと、第1~第4分岐流路31A~31Dの下流端部で本体26にそれぞれ設けられ、第1~第4バーナ群に燃料ガスを供給する複数のノズル33と、を含み、ガス導入口29は、第1~第4弁室35A~35Dの開口方向と同じ後ろ向きに本体26の後面から突出形成されている。
さらに、ガス導入口29を第1~第4弁室35A~35Dと同じく後方へ向けて突出形成しているので、前後の割り型のみでの成型が可能となり、型費や管理費等のコストアップを抑えることができる。
よって、第1~第4分岐経路31A~31Dの上流端部に形成される第1~第4連通口43A~43Dを本体26のより下側に寄せて配置することができ、湯の導入口と第1~第4連通口43A~43D周りの各弁座39との距離をさらに短くすることができる。このため、弁座39周りにより高圧の湯を充填でき、「ス」の発生を効果的に抑制可能となり、歩留まりの一層の向上に繋がる。
また、第1~第4弁室35A~35Dの下部の周面は、正面から後方へ行くに従って拡開するテーパ状に形成されて、周面に第1~第4連通口43A~43Dが形成されている。
よって、本体26の前型60の一部と、後型61の一部とを、第1~第4弁室35A~35Dの径方向に重合させて第1~第4連通口43A~43Dを形成可能となる。このため、第1~第4連通口43A~43Dの形成に係る切削工程が削減可能となり、製造コストを低減することができる。
給湯器自体の構成も上記形態に限らず、二次熱交換器を備えないタイプや風呂側の回路を備えないタイプであってもよい。
Claims (6)
- 複数のバーナを収容する燃焼装置に組み付けられ、前記バーナへ燃料ガスを分配して供給するガス分配ユニットであって、
ダイカスト成型される本体と、前記本体の前面に固定され、プレス成型される蓋体とを含むケーシングと、
前記本体に形成されるガス導入口と、
前記本体に設けた凹部と前記蓋体に設けた下膨出部とによって形成され、前記ガス導入口と連通して左右方向に延びる主流路と、
前記本体に設けた縦溝部と前記蓋体に設けた縦膨出部とによって形成され、前記主流路から分岐して上方へ延びる複数の分岐流路と、
各前記分岐流路の上流端部で前記本体にそれぞれ設けられて前記上流端部を開閉可能な電磁弁をそれぞれ収容し、前記電磁弁の上流側で前記主流路と連通する連通口を備えた複数の弁室と、
各前記分岐流路の下流端部で前記本体にそれぞれ設けられ、所定数の前記バーナに燃料ガスを供給する複数のノズルと、を含み、
前記下膨出部には、前記凹部側へ突出して前記下膨出部内を流れる燃料ガスを前記凹部側に案内する案内部が形成されていることを特徴とするガス分配ユニット。 - 前記案内部は、正面視で、左右方向で隣接する複数の前記連通口間に位置するように配置されていることを特徴とする請求項1に記載のガス分配ユニット。
- 各前記弁室の下部は、前記凹部の上側内面から前記凹部の上半分の領域に突出して正面視半円状の上側突出部をそれぞれ形成して、各前記上側突出部の周面に前記連通口が形成される一方、
前記下膨出部は、前記凹部の下半分の領域の前方に位置していることを特徴とする請求項2に記載のガス分配ユニット。 - 前記案内部は、前記凹部側への突出面が平面状に形成されて、前記蓋体を前記本体にネジ止めするネジ止め部となっていることを特徴とする請求項3に記載のガス分配ユニット。
- 前記凹部の下側内面には、前記凹部の下半分の領域に突出して前記案内部の突出面と前後方向に重なる下側突出部が形成され、前記下側突出部の前面が平面状に形成されて前記案内部を前記本体にネジ止めするネジが螺合されることを特徴とする請求項4に記載のガス分配ユニット。
- 複数のバーナを収容する燃焼装置に、請求項1乃至5の何れかに記載のガス分配ユニットを組み付けてなる給湯器。
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