特許 7231209 給湯器

(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】

(24)【登録日】2023-02-20

(45)【発行日】2023-03-01

(54)【発明の名称】給湯器

(51)【国際特許分類】

   F24H 9/00 20220101AFI20230221BHJP

   F24H 8/00 20220101ALI20230221BHJP

   F24H 1/12 20220101ALI20230221BHJP

【ＦＩ】

F24H9/00 B

F24H8/00

F24H1/12 B

【請求項の数】 2

(21)【出願番号】P 2019040818

(22)【出願日】2019-03-06

(65)【公開番号】P2020143846

(43)【公開日】2020-09-10

【審査請求日】2022-03-01

(73)【特許権者】

【識別番号】000112015

【氏名又は名称】株式会社パロマ

(74)【代理人】

【識別番号】100078721

【弁理士】

【氏名又は名称】石田 喜樹

(74)【代理人】

【識別番号】100121142

【弁理士】

【氏名又は名称】上田 恭一

(72)【発明者】

【氏名】小田 大志

(72)【発明者】

【氏名】金澤 広輝

【審査官】渡邉 聡

(56)【参考文献】

【文献】韓国公開特許第１０－２０１１－００８４７２５（ＫＲ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２０１８／０１９５７５９（ＵＳ，Ａ１）

【文献】特開２０１４－２１４９７７（ＪＰ，Ａ）

【文献】韓国公開特許第１０－２０１１－００７７３０８（ＫＲ，Ａ）

【文献】特開２００７－２３２２８９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１４－０４７９８１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１０－００７９２４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１０－０３２２００（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｆ２４Ｈ ９／００

Ｆ２４Ｈ ８／００

Ｆ２４Ｈ １／１２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

バーナと、一次熱交換器と、二次熱交換器とが上から順に設置され、前記二次熱交換器の下側に、前記二次熱交換器から落下したドレンの排出溝が底面へ下り傾斜状に凹設されたドレン受けが設けられて、前記ドレン受けに、前記二次熱交換器と隣接する排気ダクトが上向きに接続されてなる給湯器であって、
前記ドレン受けの底面に、一端部が前記排出溝に上方から重なり、他端部が前記排気ダクトの下方に位置して、両端部が開口するトンネル状の隙間を形成する導水部材が設けられていることを特徴とする給湯器。

【請求項2】

前記導水部材は、横断面形状が上側に凸となる山形状の板材であることを特徴とする請求項１に記載の給湯器。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、バーナと一次熱交換器と二次熱交換器とを上から順に設置してなる逆燃焼式の給湯器に関する。

【背景技術】

【0002】

給湯器では、バーナと、一次熱交換器と、二次熱交換器とを備えてバーナの燃焼排気の顕熱に加えて潜熱も回収可能とした潜熱回収型のものが知られている。このような潜熱回収型の給湯器として、特許文献１には、バーナを備えた燃焼部と、その下方に配置された一次熱交換器と、その下方に配置された二次熱交換器とを備えた逆燃焼式燃焼装置が開示されている。
この逆燃焼式燃焼装置では、二次熱交換器の下方に、二次熱交換器を通過した燃焼排気を集めると共に、二次熱交換器で発生したドレンを底部で受けて外部へ排出する排気集合筒（ドレン受け）が接続されている。この排気集合筒の上面には、複数の穴が配列されて二次熱交換器から流れる燃焼排気の分布を均一化するための排気整流板が設けられている。さらに、排気集合筒の後部には、燃焼装置の後方で上向きに立ち上がり形成され、排気集合筒を通過した燃焼排気を上方へ導いて器具外へ排出する排気ダクトが接続されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２０１８－１０９４８４号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

特許文献１の逆燃焼式燃焼装置において、二次熱交換器を通過した下向きの燃焼排気は、排気集合筒内で向きを変えて後方へ進み、排気ダクトの下方に達すると上方へ向きを変えて排気ダクト内を上昇する。このとき、排気集合筒では、燃焼排気が流れる勢いによってドレンの一部が後方へ押し流されて排気集合筒と排気ダクトとの間に貯まりやすくなる。このドレンの貯留により、排気ダクトへの入口が狭くなって燃焼排気の排出が妨げられるおそれがあった。

【0005】

そこで、本発明は、ドレンに影響されることなくドレン受けから排気ダクトへの燃焼排気の排出をスムーズに行うことができる給湯器を提供することを目的としたものである。

【課題を解決するための手段】

【0006】

上記目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、バーナと、一次熱交換器と、二次熱交換器とが上から順に設置され、二次熱交換器の下側に、二次熱交換器から落下したドレンの排出溝が底面へ下り傾斜状に凹設されたドレン受けが設けられて、ドレン受けに、二次熱交換器と隣接する排気ダクトが上向きに接続されてなる給湯器であって、
ドレン受けの底面に、一端部が排出溝に上方から重なり、他端部が排気ダクトの下方に位置して、両端部が開口するトンネル状の隙間を形成する導水部材が設けられていることを特徴とする。
請求項２に記載の発明は、請求項１の構成において、導水部材は、横断面形状が上側に凸となる山形状の板材であることを特徴とする。

【発明の効果】

【0007】

請求項１に記載の発明によれば、導水部材の採用により、ドレン受けに貯まったドレンを毛細管現象により、隙間を介して排出溝に導くことができる。よって、燃焼排気の通路の閉塞を防止でき、ドレンに影響されることなくドレン受けから排気ダクトへの燃焼排気の排出をスムーズに行うことができる。
請求項２に記載の発明によれば、請求項１の効果に加えて、導水部材を、横断面形状が上側に凸となる山形状の板材としているので、簡単な形状でドレンの誘導が可能となり、導水部材を設けてもコストアップを抑制できる。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】給湯器の正面図である。

【図2】内胴の正面図である。

【図3】排気部の斜視図である。

【図4】排気部の説明図で、（Ａ）は側面、（Ｂ）は正面、（Ｃ）は平面をそれぞれ示す。

【図5】図４のＡ－Ａ線拡大断面図である。

【図6】図４のＢ－Ｂ線拡大断面図である。

【図7】導水部材の斜視図である。

【図8】図４のＣ－Ｃ線拡大断面図である。

【図9】図８のＤ－Ｄ線断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0009】

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１は、給湯器の一例を示す正面図で、フロントカバーを外した状態で示している。図２は内胴の正面図である。
この給湯器１は、前面を開口した四角箱状の筐体２内に、バーナ４と、一次熱交換器５と、二次熱交換器６とが上から順に設けられる内胴３を収容した逆燃焼式となっている。また、筐体２内には、内胴３の下部から後方へ回り込んで上向きに設けられる排気部７と、内胴３の右側方でバーナ４に連結され、ファンモータ９及び図示しないファンを備えたファンユニット８と、ファンユニット８の下側でファンユニット８に連結され、ガス導入管１１から燃料ガスが供給されるガス供給ユニット１０とが設けられている。内胴３の下方右側には、電装基板を収容してなるコントローラ１２が横向きに設置され、その下方中央には、フロントカバーから露出する表示操作パネル１３が設けられている。

【0010】

バーナ４は、燃料ガスと燃焼に必要な全ての燃焼用空気との混合気が燃焼する全一次空気式で、下面を開口して上下方向に所定深さを有する平面視横長矩形状の上ケーシング１４を有し、上ケーシング１４の上面には、上方へ突出してファンユニット８が接続されるチャンバ１５が形成されている。上ケーシング１４の下面には、複数の炎孔が形成された図示しない炎孔板が設けられて、炎孔板の表面（下面）で混合気が燃焼可能となっている。

【0011】

一次熱交換器５は、バーナ４が取り付けられる四角筒状の中ケーシング１６内の下部に、複数のフィンを左右方向へ所定間隔をおいて並設すると共に、各フィンを貫通する複数の伝熱管を配設してなる。中ケーシング１６の右側面の下部に設けた伝熱管の入側端部１７には、二次熱交換器６との接続管１８が接続され、上部に設けた伝熱管の出側端部１９には、出湯管２０が接続される。中ケーシング１６の上側外周には、略全面に導電パターン２２が蛇行状に網羅されてなる帯状の樹脂シート２１が巻回されている。
二次熱交換器６は、中ケーシング１６と連通する四角筒状の下ケーシング２３内に、凹凸を形成した一対の伝熱プレートを互いに接合して内部流路を形成してなるペアプレートを、前後方向へ所定間隔をおいて並設して、ペアプレート間に排気流路を形成し、下ケーシング２３の正面側下部に設けた入口２４と正面側上部に設けた出口２５とを各内部流路に接続してなる。入口２４には給水管２６が接続され、出口２５には接続管１８が接続される。

【0012】

排気部７は、図３，４に示すように、二次熱交換器６の下ケーシング２３の下面に取り付けられるドレン受け３０と、ドレン受け３０の後部に立設される排気ダクト３１とを備える。
ドレン受け３０は、平面視四角形で有底浅底の箱状で、合成樹脂により形成されている。ドレン受け３０の前側及び左右両側には、下ケーシング２３を取り付けるフランジ３２が周設され、中央部後方寄りには、フランジ３２と連続する帯状部３３が左右方向に架設されている。フランジ３２及び帯状部３３には、下ケーシング２３を下方からネジ３４，３４・・（図１～２）によって取り付けるためのネジボス３５，３５・・が所定間隔をおいて設けられている。帯状部３３の後側には、排気ダクト３１を接続するための開口部３６（図８）が設けられて、帯状部３３の下側には、図５，６に示すように、前後に長い四角筒状の３つの排気ガイド３７，３７・・が、左右方向に所定間隔をおいて複数設置されている。
また、ドレン受け３０の底部は、左右両側から右側２つの排気ガイド３７，３７の間に向けて下り傾斜しており、最深部には、前方へ下り傾斜する排出溝３８が形成されて、排出溝３８の前端には、前方へ突出する排出筒３９が設けられている。この排出筒３９には、ドレン排出管４０を介して中和器４１（図１）が接続される。

【0013】

そして、ドレン受け３０の底部には、導水部材４５が設けられている。この導水部材４５は、フィルムや金属製の薄板で、図７～９に示すように、上側に凸となる横断面山形状に折曲されて前後方向に延び、後端が後方へ向けて先細り状となる導水部４６と、導水部４６の前部で左右両側に延設される一対の固定部４７，４７とからなる。ここでは排出溝３８の後方延長上となる排気ガイド３７，３７の間に導水部４６を配置させて、左右の固定部４７，４７をドレン受け３０の底面に接着又は溶着することで、導水部材４５は、左右両端がドレン受け３０の底面に当接した状態で固定される。この状態で導水部材４５は、導水部４６が排気ガイド３７，３７の間で前後に延び、前端部が排出溝３８の後部を上方から覆う一方、後端部が排気ダクト３１の下方に位置して、ドレン受け３０の底面との間に、前後両端部が開口するトンネル状の隙間４８を形成している。

【0014】

一方、フランジ３２及び帯状部３３で囲まれる前側の開口には、排気整流板５０が設けられている。この排気整流板５０は、合成樹脂製で、フランジ３２の前側及び左右両側で開口の内縁に載置される平面視コ字状の外枠部５１と、その外枠部５１の内側を塞ぐ板部５２とを有する。また、板部５２は、前後左右に等間隔に配列された複数の透孔５３，５３・・を有し、前寄りの中間部に向けて前後から下り傾斜する折れ板状となって、最深の谷部に透孔５３の列が左右方向に並設されている。

【0015】

排気ダクト３１は、合成樹脂製の横長角筒状で、上端の開口には、筐体２の上面に突出する円筒状の排気筒部５６を備えた上カバー５５が接合される。また、ダクト下部は、燃焼排気の通路面積が最大となるように形成されて、ダクト下部の上側には、上方へ行くに従って前面が後退する傾斜面となることで通路面積が徐々に絞られる絞り部５７が形成されている。絞り部５７の上側には、通路面積が最小となる最小部５８が形成されている。
さらに、排気ダクト３１における絞り部５７とダクト上部との左右の側面には、筐体２内へネジ止め固定するための左右一対の固定片５９，５９がそれぞれ外向きに一体形成され、最小部５８の左右の側面には、樹脂シート２１をネジ止め固定するための左右一対の支持片６０，６０が外向きに張り出して一体形成されている。

【0016】

以上の如く構成された給湯器１においては、器具内に通水されると、リモコン等で要求される燃焼量に応じた回転数でコントローラ１２がファンモータ９を駆動させてファンユニット８内のファンを回転させる。すると、ファンユニット８では、ファンの回転数に比例した空気が吸い込まれる。同時にガス導入管１１からは燃料ガスが供給され、ガス供給ユニット１０で調圧された後、ファンユニット８の吸込側に設けたベンチュリーを介して空気と混合されて混合気が生成される。生成された混合気は、バーナ４に供給されて炎孔板の各炎孔から噴出し、図示しない点火電極によって点火されて燃焼する。
バーナ４からの燃焼排気は、一次熱交換器５の中ケーシング１６で各フィンの間を通過することで、伝熱管内を流れる水と熱交換し、顕熱が回収される。その後、二次熱交換器６の下ケーシング２３内で各ペアプレートの間を通過することで、ペアプレートの内部流路を流れる水と熱交換し、潜熱が回収される。

【0017】

下ケーシング２３を通過した燃焼排気は、排気部７の排気整流板５０の透孔５３を通過して均等にドレン受け３０内に進入し、ドレン受け３０の後部に移動した後、排気ダクト３１内を上昇して排気筒部５６から外部に排出される。
このとき、排気ダクト３１には絞り部５７が形成されているので、燃焼排気が下ケーシング２３からドレン受け３０、ドレン受け３０から排気ダクト３１へ方向転換を繰り返して流速を落としても、絞り部５７で流速を上げて排気ダクト３１内をスムーズに通過できる。
また、二次熱交換器６で発生したドレンは、排気整流板５０上に落下して板部５２上を流れ、途中の透孔５３或いは谷部の透孔５３を介してドレン受け３０内に落下し、底面の左右の傾斜によって排出溝３８に集められて、排出筒３９からドレン排出管４０及び中和器４１を介して器具の外部へ排出される。

【0018】

このとき、ドレン受け３０の底面上のドレンが、後方へ流れる燃焼排気によって、排出溝３８へ達する前に排気ガイド３７より後方に押し流されることがあっても、ドレン受け３０の底面の左右の傾斜により、図８に二点鎖線で示すように、ドレンＤは導水部材４５の後方に集まる。そして、導水部４６の先細り状の後端と接触することで隙間４８に入り込む。すると、隙間４８内のドレンＤは、矢印で示すように毛細管現象によって隙間４８を伝って前方へ導かれ、排出溝３８の後部に達すると、そのまま排出溝３８に流れ込んで排出筒３９から外部へ排出されることになる。よって、ドレン受け３０の後部にドレンＤが多く貯まることがなく、後部を通過する燃焼排気の流路が狭められることがないため、燃焼排気はドレン受け３０から排気ダクト３１へスムーズに移動できる。

【0019】

このように、上記形態の給湯器１によれば、ドレン受け３０の底面に、前端部が排出溝３８の後端部に上方から重なり、後端部が排気ダクト３１の下方に位置して、両端部が開口するトンネル状の隙間４８を形成する導水部材４５が設けられているので。ドレン受け３０の後部に貯まったドレンを毛細管現象により、隙間４８を介して排出溝３８に導くことができる。よって、燃焼排気の通路の閉塞を防止でき、ドレンに影響されることなくドレン受け３０から排気ダクト３１への燃焼排気の排出をスムーズに行うことができる。
特にここでは、導水部材４５を、横断面形状が上側に凸となる山形状の板材としているので、簡単な形状でドレンの誘導が可能となり、導水部材４５を設けてもコストアップを抑制できる。

【0020】

なお、導水部材の形状は上記形態に限らず、横断面形状は山形状の他、台形状や倒コ字状、上方へ膨らむ円弧形状等、適宜変更可能である。両端部の形状も、例えば後端部を平面視半円状や台形状に形成したり、前端部を先細り状にしたり等して差し支えない。
また、導水部を扁平な筒状としてドレン受けの底面に固定することも可能である。
一方、ドレン受けの形態も、排気ガイドの数や形状の変更は勿論、排気ガイドがないものでも導水部材の採用は可能である。この場合、ドレン受けの底面に複数の導水部材を並設してもよい。
さらに、排出筒がドレン受けの側面に設けられるような底面形状であっても、ドレン受けから排気ダクトへの燃焼排気の通過方向に沿って導水部材を平行に設ければ同じ効果が得られる。
その他、排気ダクトや排気整流板、バーナ、一次熱交換器、二次熱交換器の各形態やファンユニットの配置、コントローラの配置等も上記形態に限らず適宜変更可能である。

【符号の説明】

【0021】

１・・給湯器、２・・筐体、３・・内胴、４・・バーナ、５・・一次熱交換器、６・・二次熱交換器、７・・排気部、８・・ファンユニット、１０・・ガス供給ユニット、１２・・コントローラ、２１・・樹脂シート、２３・・下ケーシング、３０・・ドレン受け、３１・・排気ダクト、３７・・排気ガイド、３８・・排出溝、４５・・導水部材、４６・・導水部、４７・・固定部、４８・・隙間、５０・・排気整流板、５１・・外枠部、５２・・板部、５３・・透孔。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】