特許 6095312 排気フード及び燃焼機器

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6095312

(24)【登録日】2017年2月24日

(45)【発行日】2017年3月15日

(54)【発明の名称】排気フード及び燃焼機器

(51)【国際特許分類】

   F23L 17/02 20060101AFI20170306BHJP

   F24H 9/02 20060101ALI20170306BHJP

【ＦＩ】

   F23L17/02 602E

   F24H9/02 301B

【請求項の数】4

【全頁数】10

(21)【出願番号】特願2012-213822(P2012-213822)

(22)【出願日】2012年9月27日

(65)【公開番号】特開2014-66486(P2014-66486A)

(43)【公開日】2014年4月17日

【審査請求日】2015年9月1日

(73)【特許権者】

【識別番号】301050924

【氏名又は名称】株式会社ハウステック

(74)【代理人】

【識別番号】100064908

【弁理士】

【氏名又は名称】志賀 正武

(74)【代理人】

【識別番号】100108578

【弁理士】

【氏名又は名称】高橋 詔男

(74)【代理人】

【識別番号】100089037

【弁理士】

【氏名又は名称】渡邊 隆

(74)【代理人】

【識別番号】100094400

【弁理士】

【氏名又は名称】鈴木 三義

(74)【代理人】

【識別番号】100108453

【弁理士】

【氏名又は名称】村山 靖彦

(72)【発明者】

【氏名】梁島 重徳

(72)【発明者】

【氏名】石沢 勲

(72)【発明者】

【氏名】侯 宝書

(72)【発明者】

【氏名】市根井 智

(72)【発明者】

【氏名】毛利 徹太郎

(72)【発明者】

【氏名】井上 直稔

【審査官】 黒石 孝志

(56)【参考文献】

【文献】 実開平５−７９２３５（ＪＰ，Ｕ）

【文献】 特開２００７−２４８０１５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 実開昭５６−３６９５７（ＪＰ，Ｕ）

【文献】 実開平２−１１４８６８（ＪＰ，Ｕ）

【文献】 特開２００５−３２６０３３（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｆ２３Ｌ １７／０２

Ｆ２４Ｈ ９／０２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

屋外用燃焼機器に備えられ、排気ガスを排気する排気口に備えられる排気フードであって、
前記排気ガスの流路となりその排気方向が水平方向である流路孔を設け、当該流路孔の周囲を覆うように水平方向に突出するフード本体を有し、前記フード本体の先端縁が、その上端部をその下端部に対して突出させるように傾斜し、
前記フード本体の下端部から前記先端縁の傾斜に沿って、前記流路孔の下側略半分を閉塞する閉塞部が形成され、
前記閉塞部の傾斜および前記フード本体の下端部から前記先端部の傾斜は、前記排気フードの水平面に対して４５度以上６５度以下の傾斜であることを特徴とする排気フード。

【請求項2】

筐体の排気口部分に請求項１に記載の排気フードが取り付けられたことを特徴とする燃焼機器。

【請求項3】

前記フード本体の外周に取付周縁部が形成され、この取付周縁部を前記筐体の外装ケーシングの排気口周囲に形成した環状の凹部に介装し、前記取付周縁部を前記筐体の排気口周囲部分に螺子止めしたことを特徴とする請求項２に記載の燃焼機器。

【請求項4】

前記排気フードの取付周縁部を前記筐体の外装ケーシングの排気口周囲に形成した環状の凹部に、熱を遮断する介在部材を介し介装したことを特徴とする請求項３に記載の燃焼機器。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、排気フード及び燃焼機器に関する。

【背景技術】

【0002】

屋外に設置される燃焼機器には、燃焼部からの排気ガスを外部に排出する排気口が屋外部分に備えられる。この排気口に雨水などの異物が侵入すると、燃焼機器内部の燃焼効率の悪化を招くばかりか、燃焼機器本体に不具合を引き起こす虞がある。
したがって、燃焼機器の排気口には、風雨による雨水や異物の燃焼機器内への侵入を防止し、燃焼機器内部を保護し且つ安定した燃焼を確保するための、雨水・異物侵入防止構造を設ける必要がある。
例えば、特許文献１には、雨水や異物の侵入防止構造として、排気口の上側縁を下側縁より排気口の出口の高さと同じかそれ以上に突出させた排気口構造が開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】実開平５−７９２３５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

しかしながら、特許文献１に記載の技術は、風雨による雨水を完全に遮断するためには、排気口構造におけるフード本体の上側縁を下側縁より排気口の出口の上下方向の幅と同じかそれ以上に突出させる必要がある。したがって、排気口構造の突出寸法が長くなり燃焼機器全長が長尺化し、設置スペースの制約を受ける等の問題点があった。
また、特許文献１に記載の排気口構造は、複数の部材を複雑に組み合わせた形状を有しており、製造コストの上昇が懸念される。

【0005】

本発明は、上記の従来の問題点を鑑みなされたものであって、屋外用燃焼機器の排気口からの雨水や異物の侵入防止を確実するとともに、排気口構造の突出寸法を小さくすることで燃焼機器の全長をコンパクト化する事ができる燃焼機器を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明は、上述課題を解決する手段として、以下の構成を有する。
（１）本発明は、屋外用燃焼機器に備えられ、排気ガスを排気する排気口に備えられる排気フードであって、前記排気ガスの流路となりその排気方向が水平方向である流路孔を設け、当該流路孔の周囲を覆うように水平方向に突出するフード本体を有し、前記フード本体の先端縁が、その上端部をその下端部に対して突出させるように傾斜し、前記フード本体の下端部から前記先端縁の傾斜に沿って、前記流路孔の下側略半分を閉塞する閉塞部が形成され、前記閉塞部の傾斜および前記フード本体の下端部から前記先端部の傾斜は、前記排気フードの水平面に対して４５度以上６５度以下の傾斜であることを特徴とする。

【0007】

（２）本発明の燃焼機器は、筐体の排気口部分に（１）に記載の排気フードが取り付けられた燃焼機器であって、前記フード本体の外周に取付周縁部が形成され、この取付周縁部を前記筐体の外装ケーシングの排気口周囲に形成した環状の凹部に介装し、前記取付周縁部を前記筐体の排気口周囲部分に螺子止めしたことを特徴とする。
（３）本発明は、前記排気フードの取付周縁部を前記筐体の外装ケーシングの排気口周囲に形成した環状の凹部に、熱を遮断する介在部材を介し介装したことを特徴とする。

【発明の効果】

【0008】

本発明によれば、フード本体の先端縁において、当該先端縁の上端部が下端部に対して突出するように傾斜し、この傾斜を水平面に対し４５度以上６５度以下としていることで、先端縁であって、当該先端縁の下端部より突出した部分が雨水に対する庇の役割を果たし、流路孔への雨水の侵入を防ぐことができる。
また、水平面に対し４５度以上６５度以下傾斜する閉塞部によって流路孔の下側略半分を閉塞することにより、横風により流される雨水や異物の侵入を確実に阻止することができる。
加えて前記閉塞部が、流路孔の先端縁の傾斜に沿って水平面に対し４５度以上６５度以下傾斜され、緩やかな傾斜を形成されることで、排気ガスの流動経路において、うず流の発生が低減され、排気効率が良い。

【0009】

前記４５度以上６５度以下傾斜する閉塞部を流路孔の下側略半分を閉塞するように形成する場合においては、より確実な雨水や異物の侵入の阻止が可能となる。
フード本体の先端縁の傾斜を水平面に対して４５度以上６５度以下とする場合においては、排気フードの突出寸法を小さくでき、燃焼機器の全長のコンパクト化を図ることができる。
加えて、この排気フードは、単純構造であるため、金属部品としてプレス絞り加工する場合一体成形が可能であり、安価に製造することができる。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】本発明の一実施形態である燃焼機器の動作原理を表わす模式図である。

【図2】一実施形態である燃焼機器を壁貫通釜として浴室に設置したときの設置例図で、浴槽短手面からみたときの透視図を示す。

【図3】燃焼機器の正面図を示す。

【図4】図４（ａ）は燃焼機器の背面図であり、図４（ｂ）は側面図である。

【図5】図４（ｂ）で示す排気口部分を拡大した断面拡大図を示す。

【図6】図６（ａ）に排気フードの正面図を示し、図６（ｂ）に側面図を示す。

【発明を実施するための形態】

【0011】

図１は、本発明の排気フードが適用される燃焼機器１の動作原理を説明する模式図である。以下に、図１に基づき、本実施形態に係る燃焼機器１について、基本構造に加え、湯水の流れ、ガスの流れ等に関連付けて説明する。

【0012】

本実施形態の燃焼機器１には、給湯燃焼部１５とその上に設けられた給湯一次熱交換器１４および給湯二次熱交換器１３と、追焚燃焼部２１とその上に設けられた追焚一次熱交換器１９および追焚二次熱交換器２０が設けられている。給湯二次熱交換器１３から排気口５３に至る部分の底部と追焚二次熱交換器２０から排気口５３に至る部分の底部にそれぞれドレン受け皿５が設けられ、これらがドレン配管６を介して中和容器７に接続されている。また、中和容器７にはドレンホース８が接続されている。
この例の燃焼機器１においては、給湯燃焼部１５、給湯一次熱交換器１４および給湯二次熱交換器１３と、追焚燃焼部２１、追焚一次熱交換器１９および追焚二次熱交換器２０を図示略の筐体の内部に収容して燃焼機器本体１Ａが大略構成される。また、燃焼機器本体１Ａの内部には中和容器７が備えられ、燃焼機器本体１Ａの排気口５３には、本発明の排気フード（図１中図示略）が備えられている。中和容器７の内部には炭酸カルシウムなどの中和剤がそれぞれ必要量充填されている。

【0013】

まず、図１に示す燃焼機器１において、給湯機能における湯水の流れについて説明する。湯水が燃焼機器本体１Ａに設けられている給水配管接続部２から給水され、水量センサ３によって、この湯水が所定の流量に達したか否かが検知される。

【0014】

水量センサ３を通った湯水は、接続配管１３Ａを介し給湯二次熱交換器１３に導かれ、この給湯二次熱交換器１３で排気ガスから潜熱を回収する。この潜熱を回収した湯水は、給湯一次熱交換器１４に接続配管１４Ａを介し導かれ、この給湯一次熱交換器１４で燃焼ガスからの顕熱を回収する。この顕熱を回収した湯水は、接続配管２２Ａを介し湯水を浴室内に供給する給湯配管２８を接続する給湯配管接続部２２を通り、給湯栓から使用される。

【0015】

次に、図１に示す燃焼機器１において、追焚き機能における湯水の流れについて説明する。燃焼機器本体１Ａの内部に設けられている循環ポンプ４０を運転することにより浴槽３３内の湯水が循環金具３７、風呂戻り配管３１を経由して風呂戻り配管接続部２５へ給水される。風呂戻り配管接続部２５を通った湯水は、接続配管２０Ａを介し追焚二次熱交換器２０に導かれ、この追焚二次熱交換器２０で排気ガスから潜熱を回収する。

【0016】

この潜熱を回収した湯水は、接続配管１９Ａを介し追焚一次熱交換器１９に導かれ、この追焚一次熱交換器１９で燃焼ガスからの顕熱を回収する。この顕熱を回収した湯水は、接続配管２４Ａを介し風呂往き配管３０を接続する風呂往き配管接続部２４を通り、風呂往き配管３０、循環金具３７を経由して浴槽３３内に供給される。なお、図１に示す燃焼機器１において、接続配管１４Ａと接続配管１９Ａが接続配管１８Ａを介し接続され、１８Ａには注湯電磁弁１８が設けられている。

【0017】

次に、図１に示す燃焼機器１において、燃料ガスの流れについて説明する。給湯機能において、燃料ガスは、ガス配管接続部２３から給湯ガス電磁弁１６を経由して、給湯燃焼部１５へ接続配管１５Ａを介し供給されて燃焼し、高温の燃焼ガスを発生させる。その燃焼ガスは、まず、給湯一次熱交換器１４を通過し、その際に顕熱を放熱する。顕熱を放熱した後の低温の燃焼ガスは排気ガスとなる。
次に、この排気ガスは給湯二次熱交換器１３を通過し、その際に潜熱を放熱する。そして、潜熱を放熱した排気ガスは、排気口５３から器具外へ排気されるが一部は以下に述べるドレン水４４とともに、ドレン配管６に侵入する。

【0018】

追焚機能においても同様に、追焚ガス電磁弁１７を経由して追焚燃焼部２１に接続配管１７Ａを介し燃焼ガスが供給され燃焼し、発生された燃焼ガスが追焚一次熱交換器１９、追焚二次熱交換器２０を通過し、排気口５３から器具外へ排気され、ドレン水４４の一部はドレン配管６に侵入する。

【0019】

次に、ドレン水４４の流れについて説明する。給湯二次熱交換器１３、追焚二次熱交換器２０で排気ガスから潜熱が回収されると、排気ガスの温度は、２００℃程度から約６０℃程度まで低下する。これとともに、排気ガスに含まれる水蒸気が凝縮し、給湯二次熱交換器１３、追焚二次熱交換器２０には結露水が発生する。
この結露水は排気ガス中の窒素酸化物成分等を含んでｐＨ３程度の強酸性のドレン水４４となる。このため、給湯二次熱交換器１３、追焚二次熱交換器２０で発生したこれらのドレン水４４は、それを回収するためのドレン受け皿５にて回収され、ドレン受け皿５に接続されたドレン配管６を通った後、炭酸カルシウムを充填した中和容器７の入口部に流入する。

【0020】

中和容器７にて中和されたドレン水４４はドレンホース８を通り、ドレン配管貫通部１２を介して外部に排水される。
中和容器７には、水位上昇を検知する検知器（図示略）が備えられており、排水詰まりにより中和容器７内のドレン水４４の水位が上昇した場合に検知することができ、警告報知したり、運転を停止することができる。

【0021】

本発明の実施形態に係る燃焼機器１は、壁貫通釜として使用することができる。
図２は、燃焼機器１を壁貫通釜として浴室に設置したときの設置例を示す図であり、浴槽短手面から見たときの透視図である。

【0022】

燃焼機器１には各種配管が接続される。これらの配管は、壁貫通釜に水を供給する給水配管２７と、壁貫通釜で加熱された湯を浴室内に供給する給湯配管２８と、壁貫通釜に燃料を供給するガス配管２９と、浴槽水を循環加熱するための風呂往き配管３０と風呂戻り配管３１とからなる。
前記風呂往き配管３０と前記風呂戻り配管３１は、浴槽３３に取り付けられた循環金具３７に接続されている。前記給湯配管２８は、前記浴槽３３の上縁面に設置された水栓３８に接続される。前記浴槽３３には、脱着可能なエプロン３５が取り付けられている。

【0023】

燃焼機器１の特徴として、給水、給湯、ガス等の配管類がすべて浴室内で完結され、メンテナンス等も全て浴室内からの作業となる。また、燃焼用空気は、燃焼機器１の屋外側下部に形成されている吸気口３６を用いて、屋外から器具本体内に吸気され、燃焼排ガスは、燃焼機器１の屋外側上部に形成されている排気口５３により屋外に排出される。なお、排気口５３には、排気フード４が取り付けられている。

【0024】

燃焼機器１の浴槽側から見た正面図を図３に示す。燃焼機器１の下側には、前記給水配管２７に接続される給水配管接続部２と、前記給湯配管２８に接続される給湯配管接続部２２と、前記ガス配管２９に接続されるガス配管接続部２３と、前記風呂往き配管３０に接続される風呂往き配管接続部２４と、前記風呂戻り配管３１に接続される風呂戻り配管接続部２５を有している。燃焼機器１において浴室内側に設けられている本体前カバー２６は脱着可能であり、器具設置時やメンテナンス時等に取り外される。

【0025】

図４（ａ）は燃焼機器１の背面図であり、図４（ｂ）は側面図である。なお、燃焼機器１は、外装ケーシング（筐体）５１によって、ケーシングされた構成を有するが、図４（ａ）、（ｂ）においては、外装ケーシング５１の一部を透視し、また一部を断面として示す。
燃焼機器１の屋外部分であり背面の上部には排気口５３が設けられ、当該排気口５３には排気フード４が備えられている。排気フード４は、燃焼機器１の外装ケーシング５１より突出する構造となっている。

【0026】

排気口５３は、給湯二次熱交換器１３および追焚二次熱交換器２０に接続されている。即ち、給湯燃焼部１５において燃焼し、給湯一次熱交換器１４、給湯二次熱交換器１３を通過した排気ガス並びに追焚燃焼部２１において燃焼し、追焚一次熱交換器１９、追焚二次熱交換器２０を通過した排気ガスを燃焼機器１の外部に廃棄する役割を果たす。

【0027】

給湯二次熱交換器１３および追焚二次熱交換器２０は、一体構造とされ、その内部に給湯二次熱交換器１３を構成する部位と追焚二次熱交換器２０を構成する部位を仕切る仕切り板（図示略）が設けられている。
したがって、給湯二次熱交換器１３又は追焚二次熱交換器２０を通過し、潜熱を回収した後の排気ガスは、同一の排気口５３から排出される。

【0028】

図５に、図４（ｂ）で示す排気口５３を拡大した断面拡大図を示し、図６（ａ）に排気フード４の正面図を示し、図６（ｂ）に側面図を示す。これらを基に排気フード４の構成について詳しく説明する。
排気フード４は、排気ガスの流路となる流路孔５２と、前記流路孔５２の周囲を覆い水平方向に突出するフード本体４ｇと、前記フード本体４ｇの周縁に形成される取付周縁部４ｅとを備え、概略構成される。
なお、本実施形態において、排気フード４は鉄鋼又はアルミニウム合金、ステンレス鋼に代表される金属材料からなるが、材質は特に限定されるものではない。

【0029】

図５に示すように、排気フード４の中央には、高さＡである流路孔５２が形成されている。さらにその周囲を覆うように水平方向に突出するフード本体４ｇが形成されている。排気口５３から排出される排気ガスは、流路孔５２を通り、外部に排出される。
フード本体４ｇの先端縁４ｈは、当該先端縁４ｈの上端部４ａが下端部４ｂに対してより外側に突出するように傾斜して形成されている。先端縁４ｈの傾斜は、フード本体４ｇの水平面に対して傾斜角度ｃとなっている。

【0030】

したがって、フード本体４ｇは、流路孔５２に対して下方より上方が大きく突出し、さらに、流路孔５２の両脇においては、上方から下方に向かってその突出量を徐々に小さくしていく形状となっている。
係る形状を有することによって、フード本体４ｇは、雨水に対する庇の役割を果たし、流路孔５２への雨水の侵入を効果的に防ぐことができる。

【0031】

また、フード本体４ｇにおける先端縁４ｈの下端部４ｂから前記先端縁４ｈの傾斜に沿って上方に流路孔５２を閉塞する高さＢの閉塞部４ｃが形成されている。
閉塞部４ｃによって流路孔５２の下部を閉塞することにより、横風により流される雨水や異物の侵入を確実に阻止することができる。
加えて前記閉塞部４ｃが、流路孔５２の先端縁４ｈの傾斜に沿って形成されることで、排気ガスの流動経路において、うず流の発生が低減され排気効率が良い。

【0032】

ところで、雨水の落下角度は、雨水の大きさ、風の強さなど様々な要因で変化する。また、雨水が雪、みぞれ、あられなどの形態であった場合などを考慮すると、閉塞部４ｃの高さＢおよび先端縁４ｈの傾斜角度ｃを最適化することは困難である。

【0033】

傾斜角度ｃを小さくすると、フード本体４ｇが長くなり燃焼機器１の全長が長尺化してしまう。しかしながら大きくしすぎると、雨水の侵入を防ぐ効果が不十分となり、排気抵抗増加に伴う排気効率低下につながる。
また、閉塞部４ｃの高さＢを高くしすぎると、排気ガスの流動経路が狭まり、効率の良い排気ができなくなる。しかしながら、低くしすぎると、やはり雨水の侵入を防ぐ効果が不十分となる。

【0034】

本発明者らは、鋭意検討を重ねることによって、前記閉塞部４ｃは、前記流路孔５２の高さＡのうち、下側から略半分を閉塞し（即ち閉塞部４ｃの高さＢ＝Ａ／２）、しかも、前記先端縁４ｈの傾斜角度ｃを、４５度以上６５度以下にすることが好ましい。
また特にこの傾斜角度を約６０度にすることで十分に広い流動経路を確保しつつ、横風により流される雨水や異物の侵入の確実に阻止することが可能となる上に、フード本体４ｇが必要以上に長くなることがなく、排気フード４の突出寸法を小さくでき、燃焼機器１の全長のコンパクト化を図ることができることから最も好ましいことを見出した。
排気フード４は、金属プレス絞り加工により一体成形することが可能である。これにより、部品数削減が可能となり、安価に製造することができる。

【0035】

図５に示すように、排気フード４の先端縁４ｈは、ヘミング加工がなされており、先端縁４ｈの上端部４ａ側から両脇にかけて内側に折り返したヘミング加工部４ｄ_１が形成され、先端縁４ｈの下端部４ｂ側に内側に折り返したヘミング加工部４ｄ_２が形成されている。
これによって、先端縁４ｈを補強できるばかりではなく、プレス時に形成されるバリや破断面を外部に露出させることがなく好ましい。
また、ヘミング加工に代えてカール加工を行っても良い。

【0036】

図６（ａ）、（ｂ）に示すように排気フード４は、その外周に取付周縁部４ｅが形成されている。取付周縁部４ｅには、３つの取付孔４ｆ、４ｆ、４ｆが設けられている。
図５に示すように、排気フード４は、燃焼機器１の屋外背面部に設けられた排気口５３を覆うように取り付けられる。排気フード４の取付周縁部４ｅを、給湯二次熱交換器１３及び追焚二次熱交換器２０の熱を遮断する介在部材５４と、外装ケーシング５１の排気口５３周囲に形成した円環状の凹部５１ａの間に介装し、螺子を当該取付孔４ｆ、４ｆ、４ｆに貫通させ螺着することで排気フード４を外装ケーシング５１の外面に固定することができる。

【0037】

以上に、本発明の様々な実施形態を説明したが、各実施形態における各構成およびそれらの組み合わせ等は一例であり、本発明の趣旨から逸脱しない範囲内で、構成の付加、省略、置換、およびその他の変更が可能である。また本発明は実施形態によって限定されることはない。

【符号の説明】

【0038】

１…燃焼機器、１Ａ…燃焼機器本体、２…給水配管接続部、３…水量センサ、４…排気フード、４ａ…上端部、４ｂ…下端部、４ｃ…閉塞部、４ｄ_１、４ｄ_２…ヘミング加工部、４ｅ…取付周縁部、４ｆ…取付孔、４ｇ…フード本体、４ｈ…先端縁、５…ドレン受け皿、６…ドレン配管、７…中和容器、８…ドレンホース、１２…ドレン配管貫通部、１３…給湯二次熱交換器、１３Ａ、１４Ａ、１５Ａ、１７Ａ、１８Ａ、１９Ａ、２０Ａ、２２Ａ、２４Ａ…接続配管、１４…給湯一次熱交換器、１５…給湯燃焼部、１６…給湯ガス電磁弁、１７…追焚ガス電磁弁、１８…注湯電磁弁、１９…追焚一次熱交換器、２０…追焚二次熱交換器、２１…追焚燃焼部、２２…給湯配管接続部、２３…ガス配管接続部、２４…風呂往き配管接続部、２５…風呂戻り配管接続部、２６…本体前カバー、２７…給水配管、２８…給湯配管、２９…ガス配管、３０…風呂往き配管、３１…風呂戻り配管、３３…浴槽、３５…エプロン、３６…吸気口、３７…循環金具、３８…水栓、４０…循環ポンプ、４４…ドレン水、５１…外装ケーシング（筐体）、５２…流路孔、５３…排気口、５４…介在部材、Ａ、Ｂ…高さ、ｃ…傾斜角度

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】