JP2022003288A - 給湯器 - Google Patents

Abstract

【課題】カシメ固定を採用しても燃焼室ケーシングと熱交換器ケーシングとの接合部のシール性を担保する。【解決手段】燃焼室ケーシング４内に冷却経路形成板１３を配設して冷却経路１４を形成する燃焼装置３を備えた給湯器１において、冷却経路形成板１３の上端部１７の外側端部が、下側フランジ部１１及び上側フランジ部１２の外側端部よりも内側に位置していると共に、上端部１７と上側フランジ部１２との間には、パッキン２２が介在されて、パッキン２２は、上端部１７の外側端部よりも外側では下側フランジ部１１と上側フランジ部１２との間で圧縮されている。【選択図】図１

Description

本発明は、バーナによって水の加熱を行う燃焼装置を備えた給湯器に関する。

給湯器は、筐体の内部に、バーナが配設される燃焼室ケーシングと、熱交換器が配設される熱交換器ケーシングとからなる燃焼装置を収容している。燃焼室ケーシングと熱交換器ケーシングとの接合は、特許文献１に開示されるように、バーナケース（燃焼室ケーシング）と熱交換器ケース（熱交換器ケーシング）の突き合わせ端部にそれぞれ張り出し形成されたフランジ部同士を重ね合わせてネジ止めすることで行われる。
また、特許文献１の燃焼装置では、下方に設けたファンからの空気を熱交換器ケースに沿って流すことで熱交換器ケースの冷却を図っている。ここではバーナケースの内側４面に、バーナケースの内面との間に隙間（冷却経路）を有する仕切板（冷却経路形成板）を設けて、仕切板の上端で外側に形成した水平フランジ部を、バーナケースと熱交換器ケースとのフランジ部の間に挟み込んで同時にネジ止めしている。そして、バーナケースと仕切板との間の冷却経路を上昇した空気を、水平フランジ部に設けた冷却用空気噴出孔から上方へ噴出させることで、熱交換器ケースを冷却可能としている。

特開２００５−６９６４０号公報

上記従来の給湯器では、ケーシング同士のフランジ部と冷却経路形成板とを複数のネジによって共締め固定しているので、部品点数や工数が増加する。よって、ネジに代えてカシメ固定によって両ケーシング及び冷却経路形成板を固定するのが望ましい。
しかし、カシメ固定を行うと、冷却経路形成板のフランジ部に応力が加わって変形し、両ケーシングの接合部のシール性が低下するおそれがある。

そこで、本発明は、燃焼室ケーシングと熱交換器ケーシングと冷却経路形成板とをカシメ固定して部品点数や工数を低減すると共に、カシメ固定を採用しても燃焼室ケーシングと熱交換器ケーシングとの接合部のシール性を担保する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。

上記目的を達成するために、本発明は、筐体内に燃焼装置を備え、
燃焼装置は、
上端に下側フランジ部が外向きに形成され、内部にバーナが配設される燃焼室ケーシングと、
燃焼室ケーシングの上側に配置され、下端に、下側フランジ部と対向する上側フランジ部が外向きに形成されて、内部に熱交換器が配設される熱交換器ケーシングと、
燃焼室ケーシングの内面と所定間隔をおいて配設されて燃焼室ケーシングの内面との間に冷却経路を形成する冷却経路形成板と、を含んでなり、
冷却経路形成板は、上端に、外向きに折曲されて下側フランジ部と上側フランジ部との間に配置される上端部を有すると共に、上端部に、冷却経路の空気を熱交換器ケーシング内へ噴出させる噴出孔が形成され、
下側フランジ部と上側フランジ部との何れか一方に、カシメ片が形成されて、カシメ片が他方側のフランジ部の外側を回り込んで内側へ折り返されることで、下側フランジ部と上側フランジ部とが上端部を挟んだ状態でカシメ固定される給湯器であって、
上端部の外側端部は、下側フランジ部及び上側フランジ部の外側端部よりも内側に位置していると共に、上端部と、下側フランジ部と上側フランジ部との何れか一方との間には、パッキンが介在されて、
パッキンは、上端部の外側端部よりも外側では下側フランジ部と上側フランジ部との間で圧縮されていることを特徴とする。
本発明の別の態様は、上記構成において、上端部の外側端部は、カシメ片の内側端部よりも内側に位置して、上端部とカシメ片とは上下方向で重なっていないことを特徴とする。
本発明の別の態様は、上記構成において、他方側のフランジ部とカシメ片との間には、補強部材が介在されていることを特徴とする。

本発明によれば、燃焼室ケーシングと熱交換器ケーシングと冷却経路形成板とをカシメ固定して部品点数や工数を低減することができると共に、カシメ固定を採用しても燃焼室ケーシングと熱交換器ケーシングとの接合部のシール性を担保することができる。
本発明の別の態様によれば、上記効果に加えて、上端部の外側端部は、カシメ片の内側端部よりも内側に位置して、上端部とカシメ片とは上下方向で重なっていないので、カシメ固定を採用しても上端部の変形を防止できる。よって、燃焼室ケーシング及び熱交換器ケーシングの冷却効率を担保することができる。
本発明の別の態様によれば、上記効果に加えて、上側フランジ部とカシメ片との間には、補強部材が介在されているので、上端部とカシメ片とが上下方向に重なっていなくても上側フランジ部を均等にカシメ固定することができる。よって、上側フランジ部の変形も防止可能となる。

給湯器の断面図である。 燃焼装置の斜視図である。 燃焼室ケーシングと熱交換器ケーシングとの接合部の拡大図である。 接合部の他の例を示す拡大図である。

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、本発明の給湯器の一例を示す断面図、図２は、燃焼装置の斜視図である。
給湯器１は、二点鎖線で示す筐体２の内部に、燃焼装置３を収容している。燃焼装置３は、下側に角筒状の燃焼室ケーシング４を、上側に同じく角筒状の熱交換器ケーシング５をそれぞれ備えている。燃焼室ケーシング４は、前面に、燃料ガスが供給される図示しないガス分配ユニットを備え、内部に、複数の扁平なバーナ７，７・・を左右方向に並設してなるバーナユニット６を収容している。熱交換器ケーシング５は、内部に熱交換器８を収容している。燃焼室ケーシング４の下部には、図示しないファンを備えた送風部９が設けられ、熱交換器ケーシング５の上部には、排気部１０が設けられる。
燃焼室ケーシング４の上端には、図３にも示すように、全周に亘って外側へ張り出す下側フランジ部１１が設けられている。熱交換器ケーシング５の下端には、全周に亘って外側へ張り出す上側フランジ部１２が設けられている。下側フランジ部１１と上側フランジ部１２とは、上下方向で重なるように形成されている。

燃焼室ケーシング４の内部には、冷却経路形成板１３が設けられている。冷却経路形成板１３は、燃焼室ケーシング４の前後左右の内面の内側に所定間隔をおいてそれぞれ平行に設置されている。そして、各面の冷却経路形成板１３の隣接する側縁同士が接合されることで、燃焼室ケーシング４の内部に一回り小さい角筒が形成される。これにより燃焼室ケーシング４と冷却経路形成板１３との間には、冷却経路１４が形成される。
各面の冷却経路形成板１３は、燃焼室ケーシング４の内面と平行に形成される本体部１５と、本体部１５の下端から内側へ折曲形成されてバーナユニット６の外周に接合される下端部１６と、本体部１５の上端から外側へ折曲形成されて下側フランジ部１１と上側フランジ部１２との間に位置する上端部１７とを備えている。上端部１７における折曲際には、長手方向へ所定間隔をおいて複数の噴出孔１８，１８・・が形成されている。

燃焼室ケーシング４の下側フランジ部１１と、熱交換器ケーシング５の上側フランジ部１２とは、互いに対向して、両フランジ部１１，１２の間に、冷却経路形成板１３の上端部１７を挟持している。下側フランジ部１１の外側端部には、上側フランジ部１２の外側で上向きに立ち上がる立ち上がり片１９が形成されている。この立ち上がり片１９の上端に、長手方向へ所定間隔をおいて複数のカシメ片２０，２０・・が形成されている。
上側フランジ部１２の上面には、横断面が倒コ字状となる補強部材２１が、全周に亘って載置されている。上側フランジ部１２と上端部１７との間には、帯板状のパッキン２２が、全周に亘って介在されている。上端部１７の外側への突出長さは、下側フランジ部１１及び上側フランジ部１２の外側へ突出長さよりも短くなっており、パッキン２２は、上側フランジ部１２と上端部１７との間から、上端部１７の外側で下側フランジ部１１と上側フランジ部１２との間まで延びている。

各カシメ片２０は、内側下方へ折曲されて、補強部材２１を介して上側フランジ部１２を上方から押さえることで、上端部１７を挟んで下側フランジ部１１と上側フランジ部１２とをカシメ固定している。
このとき各カシメ片２０の内側端部は、上端部１７の外側端部よりも外に位置して、上下方向でカシメ片２０と上端部１７とはオーバーラップしていない。カシメ片２０の下方では、下側フランジ部１１と上側フランジ部１２との間でパッキン２２が圧縮される。上端部１７の噴出孔１８は、燃焼室ケーシング４及び熱交換器ケーシング５の内面よりも内側に位置している。

以上の如く構成された給湯器１において、外部の給湯栓を開栓して器具内に通水させると、これを検知した図示しないコントローラが、送風部９のファンを駆動させると共に、バーナユニット６に点火してバーナユニット６を燃焼させる。よって、熱交換器８を通過する水とバーナユニット６の燃焼排気とが熱交換され、所定温度の湯として出湯される。
また、ファンの駆動によりバーナユニット６に送風される空気の一部は、バーナユニット６の外側で燃焼室ケーシング４と冷却経路形成板１３との間の冷却経路１４に入り、図３に点線矢印で示すように、冷却経路１４内を上昇して噴出孔１８から上向きに噴出される。この空気の流れにより、燃焼室ケーシング４及び熱交換器ケーシング５が冷却される。

燃焼室ケーシング４と熱交換器ケーシング５との接合部では、冷却経路形成板１３の上端部１７の外側で下側フランジ部１１と上側フランジ部１２との間にパッキン２２が圧縮されているので、カシメ固定でもシール性が担保できる。また、上端部１７の外側端部は、各カシメ片２０の内側端部よりも内側に位置してカシメ片２０と上下方向で重なっていないので、カシメ固定によって上端部１７に加わる応力が低減される。よって、応力によって上端部１７が変形して噴出孔１８が歪み、熱交換器ケーシング５内に噴出される空気の勢い及び噴出量が低下するおそれがなくなる。

このように、上記形態の給湯器１によれば、冷却経路形成板１３の上端部１７の外側端部が、下側フランジ部１１及び上側フランジ部１２の外側端部よりも内側に位置していると共に、上端部１７と上側フランジ部１２との間には、パッキン２２が介在されて、パッキン２２は、上端部１７の外側端部よりも外側では下側フランジ部１１と上側フランジ部１２との間で圧縮されている。
この構成により、燃焼室ケーシング４と熱交換器ケーシング５と冷却経路形成板１３とをカシメ固定して部品点数や工数を低減することができると共に、カシメ固定を採用しても燃焼室ケーシング４と熱交換器ケーシング５との接合部のシール性を担保することができる。

特に、上端部１７の外側端部は、カシメ片２０の内側端部よりも内側に位置して、上端部１７とカシメ片２０とは上下方向で重なっていない。
よって、カシメ固定を採用しても上端部１７の変形を防止でき、燃焼室ケーシング４及び熱交換器ケーシング５の冷却効率を担保することができる。
また、上側フランジ部１２とカシメ片２０との間には、補強部材２１が介在されている。よって、上端部１７とカシメ片２０とが上下方向に重なっていなくても上側フランジ部１２を均等にカシメ固定することができ、上側フランジ部１２の変形も防止可能となる。

上記形態では、下側フランジ部にカシメ片を設けてカシメ固定を行っているが、上側フランジ部にカシメ片を設けてカシメ固定を行ってもよい。
図４はその実施例を示すもので、ここでは上側フランジ部１２の外側端部に、下向きの折曲片２５を形成し、その折曲片２５の下端に複数のカシメ片２０を形成している。パッキン２２は、下側フランジ部１１と上端部１７との間に介在され、補強部材２１は、下側フランジ部１１の下面に配置されている。
よって、各カシメ片２０は、内側上方へ折曲されて、補強部材２１を介して下側フランジ部１１を下方から押さえることで、上端部１７を挟んで下側フランジ部１１と上側フランジ部１２とをカシメ固定することになる。

このときも各カシメ片２０の内側端部は、上端部１７の外側端部よりも外に位置して、上下方向でカシメ片２０と上端部１７とはオーバーラップしていない。カシメ片２０の上方では、下側フランジ部１１と上側フランジ部１２との間でパッキン２２が圧縮される。
よって、図４の実施例においても、カシメ固定を採用しても燃焼室ケーシング４と熱交換器ケーシング５との接合部のシール性を担保することができる。
また、上端部１７とカシメ片２０とは上下方向で重なっていないので、上端部１７の変形を防止でき、燃焼室ケーシング４及び熱交換器ケーシング５の冷却効率を担保することができる。
さらに、補強部材２１の採用により、上側フランジ部１２を均等にカシメ固定することができ、上側フランジ部１２の変形も防止可能となる。

上記各例において、カシメ片の形状及び数、位置は、適宜変更可能である。パッキンによるシール性が担保できれば、カシメ片は上端部と上下方向でオーバーラップしてもよい。パッキンは複数重ねてもよいし、上端部の上下にそれぞれ分けて配置してもよい。
補強部材も横断面倒コ字状とするものに限らず、平坦な帯状板としてもよい。補強部材を省略することもできる。
給湯器の構造も上記例に限らず、燃焼装置の内部が例えば給湯用と風呂用との２つの燃焼室に仕切られるものであってもよい。熱交換器が潜熱回収用の二次熱交換器と顕熱回収用の一次熱交換器とからなるものであってもよい。

１・・給湯器、２・・筐体、３・・燃焼装置、４・・燃焼室ケーシング、５・・熱交換器ケーシング、６・・バーナユニット、８・・熱交換器、１１・・下側フランジ部、１２・・上側フランジ部、１３・・冷却経路形成板、１４・・冷却経路、１５・・本体部、１６・・下端部、１７・・上端部、１８・・噴出孔、２０・・カシメ片、２１・・補強部材、２２・・パッキン。

Claims (3)

1. 筐体内に燃焼装置を備え、
   前記燃焼装置は、
   上端に下側フランジ部が外向きに形成され、内部にバーナが配設される燃焼室ケーシングと、
   前記燃焼室ケーシングの上側に配置され、下端に、前記下側フランジ部と対向する上側フランジ部が外向きに形成されて、内部に熱交換器が配設される熱交換器ケーシングと、
   前記燃焼室ケーシングの内面と所定間隔をおいて配設されて前記燃焼室ケーシングの内面との間に冷却経路を形成する冷却経路形成板と、を含んでなり、
   前記冷却経路形成板は、上端に、外向きに折曲されて前記下側フランジ部と前記上側フランジ部との間に配置される上端部を有すると共に、前記上端部に、前記冷却経路の空気を前記熱交換器ケーシング内へ噴出させる噴出孔が形成され、
   前記下側フランジ部と前記上側フランジ部との何れか一方に、カシメ片が形成されて、前記カシメ片が他方側のフランジ部の外側を回り込んで内側へ折り返されることで、前記下側フランジ部と前記上側フランジ部とが前記上端部を挟んだ状態でカシメ固定される給湯器であって、
   前記上端部の外側端部は、前記下側フランジ部及び前記上側フランジ部の外側端部よりも内側に位置していると共に、前記上端部と、前記下側フランジ部と前記上側フランジ部との何れか一方との間には、パッキンが介在されて、
   前記パッキンは、前記上端部の外側端部よりも外側では前記下側フランジ部と前記上側フランジ部との間で圧縮されていることを特徴とする給湯器。
2. 前記上端部の外側端部は、前記カシメ片の内側端部よりも内側に位置して、前記上端部と前記カシメ片とは上下方向で重なっていないことを特徴とする請求項１に記載の給湯器。
3. 前記他方側のフランジ部と前記カシメ片との間には、補強部材が介在されていることを特徴とする請求項２に記載の給湯器。

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