特許 5884889 給湯装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B1)

(11)【特許番号】5884889

(24)【登録日】2016年2月19日

(45)【発行日】2016年3月15日

(54)【発明の名称】給湯装置

(51)【国際特許分類】

   F24H 9/00 20060101AFI20160301BHJP

   F24H 1/14 20060101ALI20160301BHJP

   F24H 9/16 20060101ALI20160301BHJP

   F23L 17/14 20060101ALI20160301BHJP

【ＦＩ】

   F24H9/00 B

   F24H1/14 B

   F24H9/16 A

   F23L17/14 R

   F23L17/14 L

【請求項の数】5

【全頁数】15

(21)【出願番号】特願2014-260371(P2014-260371)

(22)【出願日】2014年12月24日

【審査請求日】2015年5月1日

(73)【特許権者】

【識別番号】000004709

【氏名又は名称】株式会社ノーリツ

(74)【代理人】

【識別番号】110001195

【氏名又は名称】特許業務法人深見特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】永井 逸夫

【審査官】 吉村 俊厚

(56)【参考文献】

【文献】 国際公開第０３／０７８９０４（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 特開２００２−０３１４１０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 実公昭６３−０１７９６２（ＪＰ，Ｙ１）

【文献】 特開昭５９−１１５９１４（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｆ２４Ｈ １／００

１／１４

１／１８ − １／２０

９／００ − ９／２０

Ｆ２３Ｌ １／００

Ｆ２３Ｌ １７／１４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

燃焼ガスの潜熱を回収することで湯水を加熱可能な潜熱回収型の給湯装置であって、
燃焼ガスを発生させるバーナと、
前記バーナで発生した燃焼ガスとの熱交換によって内部を流れる湯水を加熱する熱交換器と、
前記熱交換器を経由した後の前記燃焼ガスを吸引して前記給湯装置の外部へ排出するファンと、
前記熱交換器に一方の端部が接続され、かつ他方の端部が前記給湯装置の外部に接続されており、前記熱交換器内で発生したドレンを前記給湯装置の外部へ排出するためのドレン排出管と、
前記ドレン排出管の途中に設けられ、前記ドレン排出管内の流路を開いた状態と閉じた状態との間で移動可能であり、前記閉じた状態においては、前記開いた状態よりも少ない流量となるように、前記他方の端部から前記一方の端部へ流入する空気の流量を制限する流量制御弁とを備え、
前記ドレン排出管の途中には、ドレン貯留部が形成されており、
前記流量制御弁は、前記ドレン貯留部内に設けられた、ドレンに対して浮くフロート式の弁であり、
前記フロート式の弁は、内部に空洞を有し、前記空洞に連通する複数の貫通孔を有している、給湯装置。

【請求項2】

燃焼ガスの潜熱を回収することで湯水を加熱可能な潜熱回収型の給湯装置であって、
燃焼ガスを発生させるバーナと、
前記バーナで発生した燃焼ガスとの熱交換によって内部を流れる湯水を加熱する熱交換器と、
前記熱交換器を経由した後の前記燃焼ガスを吸引して前記給湯装置の外部へ排出するファンと、
前記熱交換器に一方の端部が接続され、かつ他方の端部が前記給湯装置の外部に接続されており、前記熱交換器内で発生したドレンを前記給湯装置の外部へ排出するためのドレン排出管と、
前記ドレン排出管の途中に設けられ、前記ドレン排出管内の流路を開いた状態と閉じた状態との間で移動可能であり、前記閉じた状態においては、前記開いた状態よりも少ない流量となるように、前記他方の端部から前記一方の端部へ流入する空気の流量を制限する流量制御弁とを備え、
前記ドレン排出管の途中には、ドレン貯留部が形成されており、
前記流量制御弁は、前記ドレン貯留部内に設けられた、ドレンに対して浮くフロート式の弁であり、
前記ドレン貯留部は、前記他方の端部側から前記一方の端部側に向けて流路が縮小する縮小部を有するように構成されており、
前記縮小部の内面に前記流量制御弁が当接したときに、前記縮小部の内面と前記流量制御弁との間に隙間を形成するための溝部または突起部が、前記縮小部の内面に形成されている、給湯装置。

【請求項3】

前記フロート式の弁は、球形状である、請求項１または２に記載の給湯装置。

【請求項4】

前記ドレン貯留部は、前記他方の端部側から前記一方の端部側に向けて流路が縮小する縮小部を有するように構成されており、前記流量制御弁は前記縮小部において前記ドレン排出管内の流路を前記閉じた状態とできるように配置されている、請求項１〜３のいずれか１項に記載の給湯装置。

【請求項5】

前記ドレン排出管は、ドレンによって水封される水封構造を有している、請求項１〜４のいずれか１項に記載の給湯装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、給湯装置に関し、特に、燃焼ガスの潜熱を回収することで湯水を加熱可能な潜熱回収型の給湯装置に関するものである。

【背景技術】

【0002】

潜熱回収型の給湯装置は、燃焼ガスの主に顕熱を回収する一次熱交換器に加え、主に潜熱を回収する二次熱交換器を具備している。これにより、燃焼ガスに含まれる水蒸気を凝縮させて凝縮熱（潜熱）を得ることができるため、高い熱変換効率を達成することができる。

【0003】

このような潜熱回収型の給湯装置では、二次熱交換器内で燃焼ガス中の水蒸気が結露することによりドレン（結露水）が発生する。二次熱交換器で発生したドレンは、通常、二次熱交換器に接続されたドレン排出管を介して、給湯装置の外部に排出する必要がある。

【0004】

潜熱回収型の給湯装置としては、例えば、特許文献１（実公昭６３−１７９６２号公報）および特許文献２（特開昭５９−１１５９１４号公報）に開示されるような排気吸引方式（排気吸引燃焼方式）の潜熱回収型の給湯装置が知られている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】実公昭６３−１７９６２号公報

【特許文献2】特開昭５９−１１５９１４号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

しかしながら、排気吸引方式の潜熱回収型の給湯装置では、ファンにより燃焼ガスを吸引して給湯装置の外部に排出するため、熱交換器内が負圧になる。熱交換器内が負圧になると、熱交換器に接続されたドレン排出管を介して、給湯装置が設置された空間内の空気が熱交換器内に吸引される可能性がある。このため、ドレン排出管内においてドレンの排出方向と逆方向に大量の空気が流れると、熱交換器からのドレンの排出が阻害される恐れがあった。

【0007】

本発明は、上記の課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、ドレン排出管からの空気の吸引を制限し、ドレン排出管を介してドレンを確実に排出することが可能な、排気吸引方式の潜熱回収型の給湯装置を提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0008】

本発明の給湯装置は、燃焼ガスの潜熱を回収することで湯水を加熱可能な潜熱回収型の給湯装置であって、燃焼ガスを発生させるバーナと、バーナで発生した燃焼ガスとの熱交換によって内部を流れる湯水を加熱する熱交換器と、熱交換器を経由した後の燃焼ガスを吸引して給湯装置の外部へ排出するファンと、熱交換器に一方の端部が接続され、かつ他方の端部が給湯装置の外部に接続されており、熱交換器内で発生したドレンを給湯装置の外部へ排出するためのドレン排出管とを備える。

【0009】

さらに、本発明の給湯装置は、ドレン排出管の途中に設けられた流量制御弁を備えている。この流量制御弁は、ドレン排出管内の流路を開いた状態と閉じた状態との間で移動可能であり、閉じた状態においては、開いた状態よりも少ない流量となるように、他方の端部から一方の端部へ流入する空気の流量を制限する。

【0010】

本発明の給湯装置においては、このような流路制御弁によって、ドレン排出管内におけるドレンの排出方向と逆方向の空気の流れ（空気の逆流）の流量を制限することで、ドレン排出管を介してドレンを確実に排出することができる。また、空気の通過を完全には遮断しないため、熱交換器の負圧による弁の吸引に起因する弁固着が生じ難くなり、もし弁固着が生じた場合でも、ドレン排出管内の流路が完全に閉塞されることを防止できる。

【0011】

上記の給湯装置において、ドレン排出管の途中には、ドレン貯留部が形成されており、流量制御弁は、ドレン貯留部内に設けられた、ドレンに対して浮くフロート式の弁である。この場合、熱交換器から排出されるドレンに対しては、フロート式の弁が浮くことで、ドレン排出管内の流路をより確実に開放することができる。

【0012】

上記の給湯装置において、フロート式の弁は、球形状である。この場合、フロート式の弁が回転しても、安定的にドレン排出管からの空気の吸引を制限することができる。

【0013】

上記の給湯装置において、フロート式の弁は、内部に空洞を有し、空洞に連通する複数の貫通孔を有している。貫通孔を有していることにより、熱交換器内が負圧になったときでもドレン排出管内の流路が完全には閉塞されない。このため、ドレン排出管からの空気の吸引を制限しつつ、弁固着が生じ難くなり、もし弁固着が生じた場合でも、ドレン排出管内の流路が完全に閉塞されることを防止することができる。

【0014】

上記のフロート式の弁を備える給湯装置において、他方の端部側（外部側）から一方の端部側（熱交換器側）に向けて流路が縮小する縮小部を有するように構成されており、流量制御弁は縮小部においてドレン排出管内の流路を閉じた状態とできるように配置されている。この場合、ドレンが排出されるときは、ドレン貯留部内に溜まったドレンによってフロート式の弁が浮くことで、一方の端部側（熱交換器側）から遠ざかり、ドレン排出管内の流路が開放される。一方で、ドレン貯留部内にドレンが溜まっていない状態で、熱交換器内が負圧になったときには、フロート式の弁が一方の端部側（熱交換器側）に吸い寄せられることで、ドレン排出管内の流路が狭められ、ドレン排出管からの空気の吸引を制限することができる。

【0015】

上記のフロート式の弁を備える給湯装置において、縮小部の内面に流量制御弁が当接したときに、縮小部の内面と流量制御弁との間に隙間を形成するための溝部または突起部が、縮小部の内面に形成されている。溝部または突起部が形成されていることにより、熱交換器内が負圧になったときでもドレン排出管内の流路が完全には閉塞されない。このため、ドレン排出管からの空気の吸引を制限しつつ、弁固着が生じ難くなり、もし弁固着が生じた場合でも、ドレン排出管内の流路が完全に閉塞されることを防止できる。

【0016】

上記のフロート式の弁を備える給湯装置において、ドレン排出管は、ドレンによって水封される水封構造を有している。この場合、ドレン排出管が水封されるまでの期間においては、流量制御弁によってドレン排出管からの空気の吸引を制限することができ、ドレン排出管が水封された後は、水封構造によって確実にドレン排出管からの空気の吸引を阻止することができるため、より確実にドレン排出管を介してドレンを排出することが可能となる。

【発明の効果】

【0017】

本発明によれば、ドレン排出管からの空気の吸引を制限し、ドレン排出管を介してドレンを確実に排出することが可能な、排気吸引方式の潜熱回収型の給湯装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0018】

【図1】実施形態１における給湯装置の構成を概略的に示す正面図である。

【図2】図１に示す給湯装置の構成を概略的に示す部分断面側面図である。

【図3】実施形態１におけるドレン排出管の構成を概略的に示す断面図である。

【図4】実施形態１におけるフロート式の弁の構成を概略的に示す斜視図である。

【図5】実施形態２におけるドレン貯留部の縮小部の構成を概略的に示す断面斜視図である。

【図6】実施形態２におけるドレン貯留部の縮小部の変形例の構成を概略的に示す断面斜視図である。

【図7】実施形態２におけるドレン貯留部の縮小部の別の変形例、および、フロート式の弁の変形例の構成を概略的に示す部分断面斜視図である。

【図8】（ａ）は、実施形態３におけるドレン排出管の構成を概略的に示す断面図である。（ｂ）は、実施形態３におけるドレン貯留部の縮小部の突出部の構成を概略的に示す斜視図である。

【図9】実施形態４におけるドレン排出管の構成を概略的に示す断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0019】

以下、本発明の実施形態について、図に基づいて説明する。なお、図面において、同一の参照符号は、同一部分または相当部分を表すものである。また、長さ、幅、厚さ、深さなどの寸法関係は図面の明瞭化と簡略化のために適宜変更されており、実際の寸法関係を表すものではない。

【0020】

＜実施形態１＞
本発明の実施形態１における給湯装置の構成について図１〜図４を参照して説明する。

【0021】

まず、主に図１および図２を参照して、本実施形態の給湯装置１００の全体的構成について先に説明し、特徴的部分であるドレン排出管については後述する。

【0022】

本実施形態の給湯装置１００は、排気吸引方式の潜熱回収型の給湯装置である。この給湯装置１００は、筐体１と、バーナ２と、一次熱交換器３と、二次熱交換器４と、排気ボックス５と、ファン６と、排気管７と、ドレン貯留部８と、配管９〜１５とを主に有している。なお、本実施形態の給湯装置１００は排気吸引方式であるため、燃焼ガスの流れの上流側から下流側に向かって、バーナ２、一次熱交換器３、二次熱交換器４およびファン６がこの順で配置されている。

【0023】

主に図１および図２を参照して、バーナ２は、燃料ガスを燃焼させることにより燃焼ガスを生じさせるための装置であり、複数の炎孔部２４を有する燃焼管２２を含んでいる。燃焼管２２にはガス供給配管１０が接続されている。このガス供給配管１０は燃焼管２２に燃料ガスを供給するためのものである。このガス供給配管１０には、たとえば電磁弁および比例弁（図示せず）が取り付けられている。また、バーナ２には、燃焼管２２を収容するバーナケース２１の底部の開口部２１ａから空気も供給される。

【0024】

燃焼管２２の上方には点火プラグ２ａが配置されている。この点火プラグ２ａは、点火装置（イグナイタ）の作動により、燃焼管２２に設けられたターゲット（図示せず）との間で点火スパークを生じさせることによって、燃焼管２２の炎孔部２４から噴き出された燃料空気混合気に火炎を生じさせるためのものである。バーナ２は、ガス供給配管１０から供給された燃料ガスを燃焼することによって熱量を発生する（これを、燃焼動作という）。

【0025】

なお、図２を参照して、この給湯装置１００においては、給湯装置１００の周囲の空気がバーナケース２１の底板に設けられた開口部２１ａを通じてバーナケース２１内に取り込まれる。バーナケース２１内に入った空気の一部は、一次空気として燃料ガスと混合され、燃料空気混合気として燃焼管２２内に供給される。またバーナケース２１内に入った空気の残りの部分は、空気の通路と燃焼管２２の格納部とを仕切る仕切り板２１ｂに設けられた貫通孔２１ｃから燃焼管２２の格納部へ二次空気として供給される。

【0026】

主に図２を参照して、一次熱交換器３は顕熱回収型の熱交換器である。この一次熱交換器３は、複数の板状のフィン３ｂと、その複数の板状のフィン３ｂを貫通する伝熱管３ａと、フィン３ｂおよび伝熱管３ａを内部に収容するケース３ｃとを主に有している。一次熱交換器３は、バーナ２で発生する燃焼ガスとの間で熱交換を行なうものであり、具体的にはバーナ２の燃焼動作により発生した熱量によって一次熱交換器３の伝熱管３ａ内を流れる湯水を加熱するためのものである。

【0027】

主に図２を参照して、二次熱交換器４は潜熱回収型の熱交換器である。この二次熱交換器４は、一次熱交換器３よりも燃焼ガスの流れの下流側に位置し、一次熱交換器３と互いに直列に接続されている。このように本実施形態の給湯装置１００は潜熱回収型の二次熱交換器４を有しているため潜熱回収型の給湯装置となっている。

【0028】

二次熱交換器４は、ドレン排出口４ａと、伝熱管４ｂと、側壁４ｃと、底壁４ｄと、上壁４ｇとを主に有している。伝熱管４ｂは、螺旋状に巻き回されることによって積層されている。側壁４ｃ、底壁４ｄおよび上壁４ｇは、伝熱管４ｂの周囲を取り囲むように配置されている。

【0029】

二次熱交換器４においては、一次熱交換器３で熱交換された後の燃焼ガスとの熱交換によって伝熱管４ｂ内を流れる湯水が予熱（加熱）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を得ることができる。また二次熱交換器４で潜熱が回収されて燃焼ガス中に含まれる水分が凝縮することによりドレンが発生する。

【0030】

底壁４ｄは一次熱交換器３と二次熱交換器４との間を区画するためのものであり、一次熱交換器３の上壁でもある。この底壁４ｄには開口部４ｅが設けられており、この開口部４ｅにより一次熱交換器３の伝熱管３ａが配置された空間と二次熱交換器４の伝熱管４ｂが配置された空間とが連通している。

【0031】

図２の白矢印で示すように、開口部４ｅを通じて燃焼ガスは一次熱交換器３から二次熱交換器４へ流れることが可能である。この実施形態では簡単化のために二次熱交換器４の底壁４ｄと一次熱交換器３の上壁とを共通のものとしたが、一次熱交換器３と二次熱交換器４の間に排気集合部材を接続してもよい。

【0032】

また上壁４ｇには開口部４ｈが設けられており、この開口部４ｈにより二次熱交換器４の伝熱管４ｂが配置された空間と排気ボックス５の内部空間とが連通している。図２の白矢印で示すように、開口部４ｈを通じて燃焼ガスは二次熱交換器４から排気ボックス５の内部空間内へ流れることが可能である。

【0033】

ドレン排出口４ａは側壁４ｃまたは底壁４ｄに設けられている。このドレン排出口４ａは、側壁４ｃ、底壁４ｄおよび上壁４ｇによって取り囲まれた空間の最も低い位置（給湯装置の設置状態において鉛直方向の最も下側の位置）であって伝熱管４ｂの最下端部よりも下側に開口している。これにより二次熱交換器４で生じたドレンを、図２において黒矢印で示すように底壁４ｄおよび側壁４ｃを伝ってドレン排出口４ａに導くことが可能である。

【0034】

主に図２を参照して、排気ボックス５は二次熱交換器４とファン６との間の燃焼ガスの流れの経路を構成している。この排気ボックス５により、二次熱交換器４で熱交換された後の燃焼ガスをファン６へ導くことが可能である。排気ボックス５は、二次熱交換器４に取り付けられており、二次熱交換器４よりも燃焼ガスの流れの下流側に位置している。

【0035】

排気ボックス５は、ボックス本体５ａと、ファン接続部５ｂとを主に有している。ボックス本体５ａの内部空間は、二次熱交換器４の開口部４ｈを通じて二次熱交換器４の伝熱管４ｂが配置された内部空間に連通している。ファン接続部５ｂは、ボックス本体５ａの上部から突き出すように設けられている。このファン接続部５ｂはたとえば筒形状を有しており、その内部空間５ｂａはボックス本体５ａの内部空間と連通している。

【0036】

主に図１および図２を参照して、ファン６は、ファンケース６１と、羽根車６２と、駆動源６３と、回転軸６４とを主に有している。駆動源６３は、ファンケース６１の外部に設けられており、回転軸６４は、ファンケース６１内に収容される羽根車６２と、ファンケース６１の外部に設けられる駆動源６３とを連結する。これにより、羽根車６２は駆動源６３から駆動力を与えられることにより回転軸６４を中心として回転可能である。

【0037】

ファン６は、熱交換器（１次熱交換器および２次熱交換器）よりも燃焼ガスの流れ方向下流側に配置されてバーナ２内に空気を引き込むように構成されている。また、ファン６は、二次熱交換器４を経由した（二次熱交換器４で熱交換された）後の燃焼ガスを吸引して給湯装置１００の外部へ排出するために、給湯装置１００の外部に位置する排気管７に接続されている。排気管７は給湯装置１００の外部に配置されており、かつファンケース６１の外周側に接続されている。このため、羽根車６２の外周側へ排出された燃焼ガスを、排気管７を通じて給湯装置１００の外部へ排出することが可能である。

【0038】

このように、ファン６は、排気ボックス５および二次熱交換器４よりも燃焼ガスの流れの下流側に位置している。つまり給湯装置１００においては、バーナ２で生じた燃焼ガスの流れの上流側から下流側に沿って、バーナ２、一次熱交換器３、二次熱交換器４、排気ボックス５およびファン６の順で並んでいる。この配置において上記のとおりファン６で燃焼ガスを吸引して排気するため、本実施形態の給湯装置１００は排気吸引方式の給湯装置となっている。

【0039】

主に図１および図２を参照して、給水配管１１は二次熱交換器４の伝熱管４ｂの一方端に接続されており、出湯配管１２は一次熱交換器３の伝熱管３ａの一方端に接続されている。また、一次熱交換器３の伝熱管３ａの他方端と二次熱交換器４の伝熱管４ｂの他方端とは接続配管１３により相互に接続されている。上記のガス供給配管１０、給水配管１１および出湯配管１２の各々は、たとえば給湯装置１００の上部において外部に通じている。またバーナ２、一次熱交換器３、二次熱交換器４、排気ボックス５、ファン６、ドレン貯留部８などは、筺体１内に配置されている。

【0040】

主に図１を参照して、ガス供給配管１０はバーナ２に接続されている。給水配管１１は二次熱交換器４の伝熱管４ｂ（図２参照）に接続されており、出湯配管１２は一次熱交換器３の伝熱管３ａ（図２参照）に接続されている。また、一次熱交換器３の伝熱管３ａと二次熱交換器４の伝熱管４ｂとは接続配管１３により相互に接続されている。上記のガス供給配管１０、給水配管１１および出湯配管１２の各々は、たとえば給湯装置１００の上部において外部に通じている。

【0041】

（ドレン排出管）
主に図３、図４および図１を参照して、本実施形態の給湯装置におけるドレン排出管について説明する。

【0042】

ドレン排出管は、流入側配管９、ドレン貯留部８および排出側配管１４から構成される。ドレン排出管の一方の端部（流入側配管９）は、二次熱交換器４のドレン排出口４ａに接続されている。ドレン排出管の他方の端部（排出側配管１４）は、給湯装置１００の外部に通じている。このような構成を有するドレン排出管によって、熱交換器内で発生したドレンを給湯装置の外部へ排出することができる。なお、図３における矢印の方向は、ドレンの排出方向を示す。

【0043】

ドレン貯留部８は、二次熱交換器４で生じたドレンを一時的に貯留するための内部空間８ａを有している。このドレン貯留部８は、主に内部空間８ａを取り囲む壁部８０から構成される。壁部８０は、流入側配管９と連通する開口部であるドレン導入部８ｂと、排出側配管１４と連通する開口部であるドレン排出部８ｃとを有している。

【0044】

そして、ドレン貯留部８の内部空間８ａ内には、フロート式の弁８１（流量制御弁）が設けられている。フロート式の弁８１は、ドレンに対して浮くものである。具体的に、フロート式の弁８１は、図４に示されるように、球形状であり、内部に空洞を有し、その空洞に連通する複数の貫通孔８１ａを有している。

【0045】

このようなフロート式の弁８１は、ドレンによりも比重の小さい材質から構成されていることにより、ドレンに対して浮くことができる。ただし、本発明に用いられる流量制御弁は、必ずしもドレンに対して浮くものである必要はなく、ドレンの圧力等によってドレン排出管内の流路を開いた状態（開弁状態）となるものであれば、フロート式以外の弁を用いることもできる。

【0046】

このフロート式の弁８１（流量制御弁）は、熱交換器（ドレン排出管の一方の端部）から排出されるドレンに対しては、開弁状態となることでドレンの通過を許可する。すなわち、フロート式の弁８１はドレンに対して浮くため、ドレン貯留部８内部空間８ａ内にドレンが貯留されることで、フロート式の弁８１は図３に実線で示すようにドレン導入部８ｂから離れた状態となり、ドレン排出管内の流路を開いた状態（開弁状態）となる。したがって、フロート式の弁８１は、基本的にドレンの排出を阻害しない。

【0047】

一方で、フロート式の弁８１は、排出側配管１４（ドレン排出管の他方の端部）から吸い込まれた空気に対しては、ドレン排出管内の流路を閉じた状態（閉弁状態）となることで、他方の端部（外部側）から一方の端部（熱交換器側）へ流入する空気の流量を、開弁状態よりも少ない流量に制限することができる。なお、空気の流量を「制限する」とは、空気の流量を低減させることを意味するが、空気の流れを完全に閉止することは含まれない。

【0048】

そして、排出側配管１４から空気が吸い込まれた場合（図３に示す矢印と逆方向）、上記のフロート式の弁８１が、吸い込まれた空気と共にドレン導入部８ｂ（熱交換器側）に吸い寄せられ、図３に点線で示すように縮小部８０１に当接する。ただし、フロート式の弁８１に設けられた貫通孔８１ａによって、ドレン導入部８ｂは部分的に空気が通過可能である。このようにして、部分的に空気が通過可能なように、ドレン排出管の流路が閉じた状態となる。

【0049】

これにより、ドレン排出管内の空気の通過（逆流）を、開弁状態において通過可能な空気の流量よりも少ない流量に制限することができる。したがって、空気の逆流によってドレンの排出が阻害されにくくなるため、ドレン排出管を介してドレンを確実に排出することが可能となる。

【0050】

また、ドレン導入部８ｂがフロート式の弁８１によって完全に閉塞される状態になると、フロート式の弁８１が強い吸引力でドレン導入部８ｂに嵌入し、フロート式の弁８１がドレン導入部８ｂから外れなくなることによる弁固着が生じる恐れがある。これに対して、本実施形態では、フロート式の弁８１の貫通孔８１ａによって部分的に空気が通過可能であるため、熱交換器の負圧による吸引力が低減され、このような強い吸引力による弁固着が生じ難くなる。

【0051】

さらに、異物等の介在や材質の劣化等によって、フロート式の弁８１とドレン導入部８ｂ周囲のドレン貯留部８の壁部８０（縮小部８０１）と固着することによる弁固着が生じる恐れもある。本実施形態においては、もしこのような弁固着が生じた場合でも、フロート式の弁８１の貫通孔８１ａを通じてドレンを排出することができるため、完全にドレンの排出されなくなる状態を回避することができる。

【0052】

フロート式の弁８１の貫通孔８１ａの大きさは、ドレン導入部８ｂより小さいことが好ましい。ドレン導入部８ｂよりも大きいと空気の通過を制限する効果が得られ難いためである。なお、貫通孔８１ａの大きさは、小さければ小さい程、空気の通過を制限する効果が得られるが、小さ過ぎると異物等によって貫通孔８１ａが閉塞され易くなるため、このような閉塞が生じがたい大きさにすることが望ましい。

【0053】

また、貫通孔８１ａ同士の間隔は、ドレン導入部８ｂの大きさよりも短いことが好ましい。ドレン導入部８ｂの大きさよりも長いと、フロート式の弁８１の貫通孔８１ａ以外の部分で、ドレン導入部８ｂが閉塞されてしまう恐れがあるためである。

【0054】

本実施形態の給湯装置においては、ドレン貯留部８を形成する壁部８０のうち、熱交換器側（ドレン導入部８ｂ側）に位置する縮小部８０１は、熱交換器側に向けて流路が縮小するように構成されている。これにより、ドレンが排出されているときは、ドレン貯留部８内に溜まったドレンによってフロート式の弁８１が浮くことで、熱交換器側から遠ざかり、ドレン排出管内の流路が開放される。一方で、ドレン貯留部８内にドレンが溜まっていない状態で、熱交換器内が負圧になったときには、フロート式の弁８１が熱交換器側に吸い寄せられることで、ドレン排出管内の流路が狭められ、ドレン排出管からの空気の吸引（逆流）を制限することができる。

【0055】

なお、図３に示すような構成を有するドレン排出管は、ドレンによって水封される水封構造を有している。すなわち、ドレン貯留部８の内部空間８ａおよび流入側配管９内のドレン排出部８ｃの下端の高さまでドレンを貯留することができる。これにより、給湯装置１００が設置された空間内の空気がドレン排出管を介して熱交換器（給湯装置１００）内に吸引されることを防止できる。

【0056】

このように、本実施形態においては、ドレンが貯留された状態においては、ドレン排出管を介したドレンの排出が阻害されないような対策が施されている。

【0057】

しかしながら、ドレン排出管が水封構造を有する給湯装置であっても、新品の給湯装置の試運転や、長期間使用されていなかった給湯装置、メンテナンスや凍結防止のためにドレンを抜き取った給湯装置などの再稼働の際には、稼働開始からドレン排出管が水封されるまでの間において、大量の空気がドレン排出管から吸引される可能性がある。

【0058】

したがって、本実施形態において、必ずしもドレン排出管が水封構造を有する必要はないが、このようなドレン排出管が水封構造を有する給湯措置においても、本発明の流量制御弁を適用する意義がある。そして、本実施形態の流量制御弁（フロート式の弁８１）とドレン排出管の水封構造とを併用することで、より確実に空気の逆流を防止し、より確実にドレンを排出することが可能となる。

【0059】

また、図３では、図１に示すドレン抜き用配管１５等は省略しているが、ドレン貯留部８の下部にドレン抜き口を設け、ドレン抜き用配管１５に接続してもよい。ドレン抜き用配管１５は、通常、閉じられているが、メンテナンスや凍結防止などのために、ドレン抜き用配管１５を開くことで、排出側配管１４からは排出できないドレン貯留部８内のドレンを排出することができる。

【0060】

また、燃焼ガスには、燃焼によって空気中の窒素と酸素とが反応することで生成する窒素酸化物や、燃焼によって燃料の硫黄分が酸素と反応することで生成する硫黄酸化物等が含まれている。そのため、発生したドレンは、これら窒素酸化物や硫黄酸化物によって強酸性を呈する。

【0061】

このため、ドレン貯留部８の内部空間内には、酸性のドレンを中和するための中和剤が充填されていてもよい。

【0062】

また、ドレン排出管は、ドレンに対して耐腐食性を有する材料から構成されていることが好ましい。なお、熱交換器や、熱交換器を通過した後の燃焼ガスの排気経路の構成部品も、ドレンに対して耐腐食性を有する材料から構成されていることが好ましい。

【0063】

ドレンに対して耐腐食性を有する材料としては、特に限定されないが、例えば、耐酸性の金属材料や樹脂材料が挙げられる。耐酸性の金属材料としては、例えば、ステンレス、チタンが挙げられる。耐酸性の樹脂材料としては、例えば、ポリフェニレンニレンサルファイド（ＰＰＳ）、シンジオタクティックポリスチレン（ＳＰＳ）、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂、ポリ四フッ化エチレン等のフッ素樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、メラミン樹脂、ポリカーボネート樹脂、メタクリルスチレン（ＭＳ）樹脂、メタクリル樹脂、ＡＳ樹脂（スチレンアクリロニトリルコポリマー）、ＡＢＳ樹脂（アクリロニトリル、ブタジエン、スチレン共重合合成樹脂）、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ)が挙げられる。

【0064】

＜実施形態２＞
本実施形態の給湯装置は、ドレン貯留部８の縮小部８０１の内面にフロート式の弁８１（流量制御弁）が当接したときに、縮小部の内面と流量制御弁との間に隙間を形成するための溝部８０１ａ等が形成されている点で、実施形態１とは異なる。なお、実施形態１と同様である点については、ここでは説明を繰り返さない。

【0065】

図５に示されるように、本実施形態においては、ドレン貯留部８の縮小部８０１の内面に、ドレン導入部８ｂから延びる直線状の溝部８０１ａが少なくとも１つ形成されている。この場合、熱交換器内が負圧になり、縮小部８０１の内面にフロート式の弁８１（流量制御弁）が当接したときでも、縮小部８０１の内面とフロート式の弁８１との間に隙間が形成されるため、ドレン排出管内の流路が完全には閉塞されない。これにより、ドレン排出管からの空気の吸引（逆流）を制限しつつ、ドレン排出管内の流路の閉塞を防止することができる。

【0066】

本実施形態においては、フロート式の弁８１は、必ずしも実施形態１のように内部の空洞や貫通孔８１ａ（図４）を有している必要はない。フロート式の弁８１が貫通孔等を有していなくても、溝部８０１ａまたは突起部８０１ｂによってドレン排出管の流路が完全に閉塞されてしまうことがないからである。

【0067】

なお、フロート式の弁８１が貫通孔を有していない場合は、全体としてドレンより比重が軽ければよく、例えば、内部の空洞を設けて空気を封入すれば、ドレンよりも比重の重い材質でフロート式の弁８１を構成してもよい。

【0068】

また、フロート式の弁８１が貫通孔を有していない場合、フロート式の弁８１は、熱交換器内の負圧によって熱交換器側に吸引された場合でも、元の形状をある程度維持できるような硬度を有する材質で構成されていることが好ましい。フロート式の弁８１の材質が柔らか過ぎると、フロート式の弁８１が吸引された場合に、縮小部８０１の内面に設けられた溝部８０１ａを塞いでしまい、溝部８０１ａによる効果が発揮されなくなってしまうためである。

【0069】

なお、実施形態１と同様にフロート式の弁８１が貫通孔を有していてもよく、この場合、より確実にドレン排出管の流路が完全に閉塞されてしまうことを防止できる。

【0070】

本実施形態の給湯装置の変形例としては、図６に示されるように、縮小部８０１の内面に突起部８０１ｂが形成されていてもよい。この場合も上記の溝部８０１ａが形成されている場合と同様の効果が得られる。

【0071】

また、上記の溝部８０１ａが形成されている場合よりも、フロート式の弁８１との接触面積が小さくなるため、上述の強い吸引力による弁固着や、異物等の介在や材質の劣化等による弁固着が生じ難くなる。ただし、フロート式の弁８１と突起部８０１ｂとが接触していない面積が大きくなるため、空気の通過を制限する効果を維持するためには、突起部８０１ｂの高さを溝部８０１ａの深さよりも低くすることが望ましい。

【0072】

本実施形態の給湯装置の別の変形例としては、図７に示されるように、縮小部８０１の内面に螺旋状の溝部８０１ｃが形成されていてもよい。この場合、フロート式の弁８１を図７に示されるような円錐形状とすることで、閉弁状態における空気の流路が螺旋状となり、空気の通過に対する抵抗が増すため、異物等による閉塞を防止するためにある程度溝部を大きくしても、十分に空気の通過を制限することが可能となる。

【0073】

なお、この場合は、フロート式の弁８１の下端部を重くする等の方法により、フロート式の弁８１が縮小部８０１の内面に対して、図７示す方向のままで嵌入するように制御することが望ましい。別の方向で嵌入すると、空気の流路が螺旋状とならないため、上記の効果が得られないからである。

【0074】

なお、フロート式の弁８１が円錐形状等の球形状以外の形状である場合、フロート式の弁８１が縮小部８０１の内面に嵌入する方向によって、ドレン導入部８ｂの開口を塞ぐ面積が変化し、安定した効果が得られ難い場合がある。従って、容易に安定した効果を得る観点からは、フロート式の弁８１は球形状であることが好ましい。

【0075】

＜実施形態３＞
本実施形態の給湯装置は、図８（ａ）および図８（ｂ）に示されるように、ドレン貯留部８の縮小部８０１のドレン導入部８ｂの周囲の一部に、縮小部８０１から内部空間８ａ側に突出した突出部８０１ｄが設けられている点で、上記の実施形態とは異なる。なお、上記の実施形態１同様である点については、ここでは説明を繰り返さない。

【0076】

このように、突出部８０１ｄがドレン導入部８ｂの周囲の一部のみに設けられていることで、熱交換器内が負圧になり、逆流した空気によってフロート式の弁８１が熱交換器側（ドレン導入部８ｂ）側に吸い寄せられたときでも、上記実施形態と同様に、ドレン排出管からの空気の吸引（逆流）を制限しつつ、ドレン排出管内の流路の閉塞を防止することができる。

【0077】

＜実施形態４＞
本実施形態の給湯装置は、図９に示されるように、ドレン貯留部内に設けられる流量制御弁がフラッパー弁８３である点で、上記の実施形態とは異なる。なお、上記の実施形態１同様である点については、ここでは説明を繰り返さない。

【0078】

このフラッパー弁８３（流量制御弁）は、熱交換器から排出されるドレンに対しては上方に移動可能であるため、開弁状態となることでドレンの通過を許可する。したがって、フラッパー弁８３は、基本的にドレンの排出を阻害しない。

【0079】

そして、フラッパー弁８３は、図示しない貫通孔を有している。このため、排出側配管１４から空気が吸い込まれた場合、上記のフラッパー弁８３が下方に移動し、閉弁状態となるが、フラッパー弁８３に設けられた貫通孔によって、部分的に空気が通過可能である。このようにして、フラッパー弁８３は、部分的に空気が通過可能な閉弁状態となる。

【0080】

したがって、ドレン排出管内の空気の通過（逆流）を、開弁状態において通過可能な空気の流量よりも少ない流量に制限することができる。したがって、空気の逆流によってドレンの排出が阻害されにくくなるため、ドレン排出管を介してドレンを確実に排出することが可能となる。

【0081】

なお、フラッパー弁８３は、ドレンに対して浮くフロート式のものであることが好ましい。この場合、フラッパー弁８３はドレン対して浮くことで、より確実にドレンに対して通過を許可することができる。ただし、フロート式でないフラッパー弁８３であっても、ドレンの圧力等によって開弁するものであれば、ドレンに対して通過を許可することができるため、問題なく使用することができる。

【0082】

今回開示された実施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。

【符号の説明】

【0083】

１００ 給湯装置、１ 筐体、２ バーナ、２ａ 点火プラグ、２１ バーナケース、２１ａ 開口部、２１ｂ 仕切り板、２１ｃ 貫通孔、２２ 燃焼管、２４ 炎孔部、３ 一次熱交換器、３ａ，４ｂ 伝熱管、３ｂ フィン、３ｃ ケース、４ 二次熱交換器、４ａ ドレン排出口、４ｃ 側壁、４ｄ 底壁、４ｅ，４ｈ 開口部、４ｇ 上壁、５ 排気ボックス、５ａ ボックス本体、５ｂ ファン接続部、５ｂａ 内部空間、６ ファン、６１ ファンケース、６２ 羽根車、６３ モータ、６４ 回転軸、７ 排気管、８ ドレン貯留部（ドレンタンク）、８ａ 内部空間、８ｂ ドレン導入部、８ｃ ドレン排出部、８０ 壁部、８０１ 縮小部、８０１ａ 直線状の溝部、８０１ｂ 突起部、８０１ｃ 螺旋状の溝部、８０１ｄ 突出部、８１，８２ フロート式の弁、８３ フラッパー弁、９ 流入側配管、１０ ガス供給配管、１１ 給水配管、１２ 出湯配管、１３ 接続配管、１４ 排出側配管、１５ ドレン抜き用配管。

【要約】

【課題】ドレン排出管からの空気の吸引を制限し、ドレン排出管を介してドレンを確実に排出することが可能な、排気吸引方式の潜熱回収型の給湯装置を提供すること。
【解決手段】本発明の給湯装置は、排気吸引方式の潜熱回収型の給湯装置であって、燃焼ガスを発生させるバーナと、湯水を加熱する熱交換器と、燃焼ガスを吸引して給湯装置の外部へ排出するファンと、熱交換器内で発生したドレンを給湯装置の外部へ排出するためのドレン排出管とを備える。そして、ドレン排出管の途中に設けられ、熱交換器から排出されたドレンに対しては、開弁状態となることでドレンの通過を許可し、ドレン排出管の他方の端部から吸い込まれた空気に対しては、部分的に空気が通過可能な閉弁状態となることで、空気の通過を開弁状態において通過可能な空気の流量よりも少ない流量に制限するための流量制御弁を備えている。
【選択図】図３

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】