JP6534337B2 - 給湯器 - Google Patents

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Description

本発明は、給湯器、特に、下向き燃焼式のバーナを有する給湯器に関する。
図６に示すものは、燃焼面(30a)が下向きとなるようにバーナボディ(40)の下面に設置された下向き燃焼式の平面バーナ(3a)を有する給湯器であって、バーナボディ(40)はケーシング(4)の上部域に設けられており、平面バーナ(3a)の燃焼面(30a)の下方に、顕熱吸収型の一次熱交換器(311)が、さらにその下方に、潜熱吸収型の二次熱交換器(321)が備えられている。
この種のガス給湯器では、ファンケース(41)内のファン（図示せず）を回転させることにより取り込んだ空気を全て、燃焼用一次空気として、燃焼面(30a)が下向きとなるようにバーナボディ(40)に設けられた下向き燃焼タイプの平面バーナ(3a)に送り込まれる。燃焼ガスは、平面バーナ(3a)の上方に設けられたガス供給路(44)から複数のガスノズル(42)を介して供給され、前述の燃焼用一次空気と混合されて平面バーナ(3a)に送り込まれる。
このものでは、ケーシング(4)の上部域の嵩をできるだけ低くするために、ファンケース(41)は縦に起立させることなく、同図に示すように、横向きに寝かせて設置されており、ファンケース(41)の吹出口(45)を、バーナボディ(40)の側面に開設された取込口(310)と連通するように対向させている。これにより、バーナボディ(40)とファンケース(41)とは左右に並列するように設置されるから、ケーシング(4)全体の高さが抑えられる。
しかしながら、この設置態様では、ファンも寝かせた状態で設置されているから、ファンの径が大きくなると、ファンケース(41)の径も大きくなる。この場合、同図に示すように、ファンケース(41)をバーナボディ(40)の側方に設けた場合は、ケーシング(4)の左右方向の幅が大きくなってしまう。また、ファンケース(41)をバーナボディ(40)よりも前方又は後方に位置するように設けた場合は、ケーシング(4)の奥行きが大きくなってしまうという問題がある。
特開２０１３−２３４８２１号公報
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、下向きの燃焼面を有する全一次空気燃焼式のバーナを備えた給湯器において、ケーシングを、高さ方向はもちろん、左右方向、さらには奥行き方向にもコンパクトにできるようにすると共に、ファンケースのバーナボディへの取付け作業も容易にできるようにすることを課題とする。
本発明は、前方に開口部を有するケーシング本体と、前記開口部を開閉する開閉扉とを有するケーシング内に、
下向きの燃焼面を有する平面バーナが備えられたバーナボディと、
前記バーナボディと連通すると共に、ファンを回転させるモータが上方に設けられ且つ 空気を取り込む給気口が下方に開放するように横倒し状態に設置されるファンケースと、
前記ファンケース内に収容され且つ燃焼用空気と燃料ガスの混合気を前記バーナボディ内へ送り込むファンとを備える給湯器であって、
前記ファンは前記モータ側から見た平面視にて右回り又は左回りの遠心ファンであり、これが収容されるファンケースはスクロールケーシングであり、
前記バーナボディは、下面に前記平面バーナを有するバーナボディ本体と、前記バーナボディの上面の所定位置に連通状態で突設され且つ前記ファンケースの空気吹出口と対向する空気取込口が側方に開口する給気導入部とからなり、
前記給気導入部のうち、前記空気取込口が開口している側面をファン取付面とし、
前記ファンが右回りファンの場合は、前記ファンケースは前記バーナボディの右側に設置されると共に、前記ファン取付面は前方又は斜め右前方を向いて設けられ、左回りファンの場合は、前記ファンケースは前記バーナボディの左側に設置されると共に、前記ファン取付面は前方又は斜め左前方を向いて設けられる給湯器である。
上記給湯器では、バーナボディの側方に位置されたファンケースの空気吹出口から吹き出される燃焼用の混合気は、空気吹出口に連通状態に対向する空気取込口から給気導入部へ送られ、平面バーナを具備するバーナボディ本体内に導入される。
ファンケース内に収容されるファンが右回りファンの場合では、バーナボディとしては、給気導入部のファン取付面が前方又は斜め右前方を向くものが採用され、ファンケースはバーナボディの右側に配設される。左回りファンの場合では、ファン取付面が前方又は斜め左前方を向いた給気導入部を有するバーナボディが採用され、ファンケースはバーナボディの左側に配設される。
バーナボディ本体の上面に突設させた給気導入部のファン取付面にファンケースを取付けると、両者の接合面はバーナボディ本体上に位置することから、バーナボディ本体の上面にファンケースの一部が重なる態様となる。また、ファンケースの前後方向の長さをバーナボディ本体の前後方向の長さより小さく設定しておけば、バーナボディとファンケースとを接合させた接合体の大きさは、左右方向及び前後方向においてコンパクトとなり、ケーシングの上部域の横幅及び奥行きを小さくすることができる。
また、ファンの回転方向に関わらず、ファンケースが取り付けられる給気導入部のファン取付面は前方又は斜め前方に向いているから、給気導入部のファン取付面に対するファンケースの取り付けをケーシング本体の開放部側から目で確認しながら行うことができる。
上記給湯器において、好ましくは、前記ファン取付面に前記ファンケースを取り付けた状態にて、前記ファン取付面を含む一平面がファンケースと交差するようにしたことである。
たとえば、右回りファンの場合では、ファンケースはバーナボディの右側に配設され、バーナボディの給気導入部のファン取付面は前方又は斜め右前方を向くように設置されるが、そのファン取付面を含む一平面をそのまま右側方又は斜め右後方へ延長させた延長上にファンケースが位置する配設態様とする。こうすることで、バーナボディ本体の上面における給気導入部の右側方又は斜め右後方がデッドスペースになることなく、ファンケース設置用スペースとして有効に活用することができるので、バーナボディ本体の上面に重なるファンケースの面積を多くでき、バーナボディとファンケースとを接合させた接合体の大きさを一層コンパクトにすることができる。
上記給湯器において、好ましくは、ファンケースの前記空気吹出口の周囲には接続フランジが張り出しており、
前記接続フランジは、給気導入部のファン取付面に複数のビスにより固定され、
全てのビスの軸中心線を前方へ延長させた延長線上には、前記ケーシング本体の前記開口部が位置するように設定されていることである。
このものでは、給気導入部のファン取付面にファンケースの接続フランジを当接させてビス止めする際、あるいは、メンテナンス時等に接続フランジをファン取付面から取り外す際に、全てのビスに対して、ドライバー等の工具をケーシング本体の開口部から真っ直ぐに合わせることができるから、工具の使用時に、ケーシング本体の側壁の干渉を受けることがない。よって、ケーシングの開口部から工具を使用してのビスを締結或いは取り外しを容易に行うことができ、給気導入部のファン取付面へのファンケースの接続フランジの取付作業や取外し作業が容易となる。
上記給湯器において、好ましくは、前記ファンケースのうち、前記バーナボディ本体の側方に張り出している部分の下方に、燃焼用空気と燃料ガスとを混合させる混合装置が設けられている。
このものでは、ファンケースの下方の空いたスペースを有効利用することができ、ケーシングを一層小型化できる。
以上のように、本発明によれば、ファンケースは、バーナボディの側方にて、バーナボディ本体の上面にその一部が重なるように、且つ、バーナボディ本体の前後長さに収まるように設置されるから、バーナボディとファンケースとの接合体は前後方向及び左右方向にコンパクトに設定することができる。よって、これを収容するケーシングの奥行き及び幅も小さく設定することができ、ケーシングを小型化することができる。
また、ファンケースを取り付けるバーナボディの給気導入部のファン取付面は前方又は斜め前方に向くように設けられているから、ファンケースの接続作業やメンテナンス時の取外し作業等をケーシングの前方の開口部側から目で見ながら行うことができる。これにより、バーナボディへのファンケースの取付作業や取外し作業が容易となり、作業性が向上する。
本発明の第１番目の実施の形態に係る給湯器の概略構成図である。 本発明の第１番目の実施の形態に係る給湯器に採用したバーナボディにファンケースを取り付ける様子を示す一部切欠斜視図である。 本発明の第１番目の実施の形態に係る給湯器に採用したバーナボディとファンケースを示す平面図である。 本発明の第２番目の実施の形態に係る給湯器に採用したバーナボディとファンケースを示す平面図である。 本発明の第３番目の実施の形態に係る給湯器に採用したバーナボディとファンケースを示す平面図である。 従来の給湯器の概略構成図である。
次に、本発明の第１番目の実施の形態に係る給湯器について、添付図面を参照しながら具体的に説明する。
図１は、全一次空気燃焼式の平面バーナ(3)を有する潜熱回収型ガス給湯器を開閉扉(102)が設けられている正面側から見た模式図である。
ケーシング(100)は、前方に開口部(103)を有する矩形箱状のケーシング本体(101)と、開口部(103)を開閉する開閉扉(102)とを備えている。なお、本明細書では、ケーシング(100)の開閉扉(102)が設けられている側を正面側、開閉扉(102)と対向する側を背面側といい、これらが対向する方向を前後方向、前後方向と横方向に交差する方向を左右方向、前後方向と高さ方向に交差する方向を、上下方向という。
ケーシング(100)内には、下向きの燃焼面(30)を有する平面バーナ(3)が備えられたバーナボディ(1)と、これに連通し且つ空気と燃料ガスの混合気をバーナボディ(1)の下方の平面バーナ(3)に送り込むファン（図示せず）が収容されたファンケース(2)とが左右に並列して設けられている。
バーナボディ(1)の下方、すなわち、平面バーナ(3)の下方には、平面バーナ(3)からの燃焼排気で加熱される給湯用の第１及び第２熱交換器(31)(32)が設置され、ファンケース(2)の上流側には、ファンケース(2)に設けられた給気口(28)を介して、空気と燃料ガスとを混合させる混合装置(22)が連設されている。混合装置(22)には、空気が送られてくる給気管(23)と燃料ガスが流れてくるガス供給路(24)が連通している。
平面バーナ(3)は、下向きに開口する多数の炎孔を有するセラミックス製の燃焼プレート、又は、金属線維をネット状に編み込んだ燃焼マットであり、下向きの燃焼面(30)を有すると共に、給気管(23)から混合装置(22)内に送り込まれる空気の全てを一次空気として燃料ガスと混合させて燃焼させる全一次空気燃焼式のバーナである。
混合装置(22)内で生成される混合気における空気の量と燃料ガスのガス量は、ファンケース(2)の上方に設けられ且つファンを回転させるモータ(M)の回転数を変更することにより調整可能となっている。
第１熱交換器(31)は、ケーシング(100)の中間部に設置された顕熱回収型の熱交換器であり、第２熱交換器(32)は、第１熱交換器(31)の下部に連続する潜熱回収型の熱交換器であり、第２熱交換器(32)の上流側に連なる給水管(38)からの水を第２熱交換器(32)において平面バーナ(3)からの燃焼排気の潜熱で加熱した後、第１熱交換器(31)において燃焼排気の顕熱で加熱し、第１熱交換器(31)の下流側に連なる出湯管(39)から、所定の設定温度に加熱された温水が出湯される構成となっている。
第２熱交換器(32)を通過した燃焼排気は、排気ダクト(34)を介してケーシング本体(101)の頂面に突設されている排気筒(35)から外部に排出される。また、第２熱交換器(32)で発生したドレンは、図示しないが、ドレン受けに回収されて中和器で処理された後、外部へ排出される。
第１番目の実施の形態に示す給湯器は、ファンケース(2)内に収容されているファンが右回りファンの場合であり、ケーシング(100)内にて、バーナボディ(1)の右側にファンケース(2)が、給気口(28)が下向きとなるように横倒し状態で配設される。
バーナボディ(1)は、図２に示すように、上面の略中央部に導入口(120)が開設され、下面に平面バーナ(3)が取り付けられる略矩形状の扁平なバーナボディ本体(12)と、導入口(120)と連通状態にてバーナボディ本体(12)の上面に突設される給気導入部(11)とを備える。給気導入部(11)は、バーナボディ本体(12)の上面から突設する構成壁と、上方を閉塞する上壁(17)とから、導入口(120)へ開放する横断面略長円形の筒状体とし、図３に示すように、その長辺がバーナボディ本体(12)の前辺(14)に対して平面視で反時計回り方向に４５度傾斜する姿勢で設けられている。
給気導入部(11)の上記構成壁のうち、前記長辺に沿った、斜め右前方を向く面を、後述するファンケース(2)の接続フランジ(21)が接続されるファン取付面(13)とし、バーナボディ本体(12)の前辺(14)に対して斜め４５度傾斜した姿勢で直立させている。そして、ファン取付面(13)の中心よりも後方へややずれた位置に空気取込口(10)が開口している。
ファン取付面(13)における、空気取込口(10)の上辺の両端近傍の所定位置には、位置決め突起(15a)(15b)がそれぞれ突設していると共に、これら一対の位置決め突起(15a)(15b)間の中央部と、空気取込口(10)の下辺の両側近傍の所定箇所には、それぞれネジ孔(16a)(16b)(16c)が形成されている。
なお、平面バーナ(3)の燃焼が終了した後、第２熱交換器(32)から上昇してくる酸性水蒸気がバーナボディ(1)から、ファンケース(2)、さらには、混合装置(22)内へ逆流しないように、逆流防止手段として逆止弁(50)が、空気取込口(10)から給気導入部(11)内に収容されている（図２参照）。
ファンケース(2)は、うずまき状のスクロールケーシングであり、ファンが収容される円盤状のファン収容部(27)の外径は、バーナボディ(1)のバーナボディ本体(12)の前後方向の長さより小さく設定されていると共に、ファン収容部(27)の外周面に続く下流側の流路(20)の開放端である空気吹出口（図示せず）は、ケーシング(100)の正面から見て斜め左後方に向かって開口している。
なお、流路(20)の開放端には略矩形状の接続フランジ(21)が外方に張り出しており、接続フランジ(21)をファン取付面(13)に対向させたとき、位置決め突起(15a)(15b)に対応する各箇所には、図２に示すように、これら位置決め突起(15a)(15b)が挿通可能な一対の位置決め孔(25a)(25b)が貫通していると共に、ネジ孔(16a)(16b)(16c)に対応する各箇所には、これらネジ孔(16a)(16b)(16c)に螺合可能なビス(5a)(5b)(5c)のネジ軸が挿通可能な３つのビス挿通孔(26a)(26b)(26c)が貫通している。
ケーシング(100)のケーシング本体(101)に収容されている第１及び第２熱交換器(31)(32)の上方に取り付けられたバーナボディ(1)の給気導入部(11)の空気取込口(10)に、ファンケース(2)の前記空気吹出口が対応するように、接続フランジ(21)をファン取付面(13)に接続するには、ファン取付面(13)の位置決め突起(15a)(15b)を、接続フランジ(21)の位置決め孔(25a)(25b)にそれぞれ挿通させて、ファン取付面(13)に接続フランジ(21)を位置決め状態に重ね合わせる。この状態にて、ファン取付面(13)のネジ孔(16a)(16b)(16c)に、接続フランジ(21)のビス挿通孔(26a)(26b)(26c)が各々対応するように設定されているから、ケーシング本体(101)の開口部(103)側から、３つのビス(5a)(5b)(5c)を、接続フランジ(21)のビス挿通孔(26a)(26b)(26c)を介してネジ孔(16a)(16b)(16c)に螺合させれば、ファンケース(2)はバーナボディ(1)の空気導入部(11)の右側に連通状態に接続される。
給気導入部(11)のファン取付面(13)は、バーナボディ本体(12)の前辺(14)寄りの左右方向略中央部にて、斜め右前方を向く姿勢に傾斜状態にあると共に、これに接続させるファンケース(2)の接続フランジ(21)は、斜め左後方を向くように設けられているから、ファン取付面(13)に接続フランジ(21)をビス(5a)(5b)(5c)で接続させた状態にて、横倒し状態にあるファンケース(2)は、図３に示すように、下流側の流路(20)を含む所定範囲がバーナボディ本体(12)の上方に重なる取り付け態様となる。よって、バーナボディ(1)とファンケース(2)との接合体の左右方向の長さは、重なり合っている分だけ短くなる。また、ファンケース(2)のファン収容部(27)の外径は、バーナボディ本体(12)の前後方向の長さよりも小さく設定されているから、前記接合体の前後方向の長さは、バーナボディ本体(12)の前後方向の長さよりも長くなることはない。
特に、前記接合体において、ファン取付面(13)を含む平面がファンケース(2)のファン収容部(27)を横切るように、ファンケース(2)はバーナボディ本体(12)の上面にセットされているから、バーナボディ本体(12)の上面にて、給気導入部(11)の斜め右後方がデッドスペースになることなく、ファンケース(2)のファン収容部(27)の一部を設置するスペースとして有効利用することができる。
このように、バーナボディ(1)にファンケース(2)を接合させた接合体の大きさは、ファン取付面(13)をバーナボディ本体(12)の前片(14)に対して左右側方に設ける構成のものに比べて、前後方向及び左右方向にコンパクトとなり、これを収容させるケーシングの奥行き及び幅も小さくすることができる。
また、上記したように、バーナボディ(1)の給気導入部(11)のファン接続面(13)は、斜め前方に向くように傾斜させて設けられていると共に、それに設けられているネジ孔のうち、最も後方寄りに位置するネジ孔(16c)の中心線をケーシング(100)の前方へ延長させたときの延長線は、図３に示すように、ケーシング本体(101)の右側の側壁(104a)に交叉することなく、開口部(103)内に延長するように設定されている。これにより、ビス(5c)を、ネジ挿通孔(16c)を介してネジ孔(16c)に対応させ、ドライバー等の工具を利用して螺合させる際に、ケーシング本体(101)の側壁(104a)が邪魔になることなく、開口部(103)から、工具を、ビス(5c)の中心線上に位置させることができるので、最も奥に位置するビス(5c)を含む全てのビス(5a)(5b)(5c)の螺合又は取り外し作業をケーシング(100)の開閉扉(102)が設けられている正面の開口部(103)から容易に行うことができる。
この実施の形態の給湯器で出湯運転が行われると、給水管(38)から水が給水されると共に、平面バーナ(3)の点火動作が実行され、モータ(M)の駆動によりファンケース(2)内のファンが回転し、給気管(23)から外部の空気が混合装置(22)内に取り込まれると共に、ガス供給管(24)からの燃料ガスと混合されて燃焼用混合気が生成される。これら給水管(38)や給気管(23)やガス供給管(24)や混合装置(22)等は、ファンケース(2)の下方のスペースに設ける構成としておけば、ケーシング(100)内の空いたスペースを有効利用することができ、ケーシング(100)の大きさを一層小さくすることができる。
上記第１番目の実施の形態のものでは、右回りのファンを採用した場合について説明したが、左回りのファンを採用する第２番目の実施の形態のものでは、図４に示すように、ファンケース(2)は、ケーシング(100)内にて、バーナボディ(1)の左側に位置させる。
このものでは、バーナボディ(1)としては、バーナボディ本体(12)のファン接続面(13)が斜め左前方を向いて位置する形状のものが採用可能であり、ファンケース(2)としては、流路(20)の開放端である空気吹出口は斜め右後方に向かって開口すると共にこれの周囲に張り出させている接続フランジ(21)も斜め右後方に向けたものが採用可能である。この実施の形態のものも、接続フランジ(21)を接続させるファン接続面(13)は、ケーシング(100)の斜め前方に向いており、接続フランジ(21)をケーシング(100)の開放部(103)側からビス止めする際に、最もケーシング(100)の奥側に位置するビスでも、ケーシング本体(101)の左側の側壁(104b)の干渉を受けることなく工具で締結或いは取り外しが出来るように設定されている。
なお、上記各実施の形態では、バーナボディ本体(12)の上面から突設させる給気導入部(11)のファン接続面(13)をバーナボディ本体(12)の前辺(14)に対して平面視で斜め４５度傾斜する姿勢で設ける構成としたが、図５に示すように、ファン接続面(13)がバーナボディ本体(12)の前辺(14)に平行に位置するように、給気導入部(11)を正面に向けて設置しても良い。この場合では、接続フランジ(21)のファン接続面(13)への取付け又は取り外しを、ケーシング(100)の開放部(103)側から一層容易に行うことが可能となる。
上記したように、ファンの回転方向に応じたファンケース(2)及びバーナボディ(1)を設けると共に、第１、第２番目の実施の形態のものも、第３番目の実施の形態のものも、給気導入部(11)の一側面に形成され且つ接続フランジ(21)をビス止めするファン接続面(13)を、ケーシング(100)の斜め前方又は前方に向けて位置させることにより、ファンケース(2)の一部がバーナボディ本体(12)に重なり合うように両者を接続させることができるから、バーナボディ(1)とファンケース(2)の接合体をコンパクト化でき、それを収容させるケーシング(100)も小型化することができる。
また、ファンの回転方向に関係なく、ファンケース(2)の接続フランジ(21)とバーナボディ(1)のファン取付面(13)との接続作業や取外し作業を、ケーシング(100)の正面側の開口部(103)から目で確認しながら行うことができると共に、ケーシング(100)の側壁(104a)又は(104b)が工具の使用の邪魔になることはないから、ファンケース(2)のバーナボディ(1)への組み付け及びメンテナンス時の取り外しが容易となり、作業性が向上する。
(1) ・・・・・・・・バーナボディ
(10)・・・・・・・・空気取込口
(11)・・・・・・・・給気導入部
(12)・・・・・・・・バーナボディ本体
(13)・・・・・・・・ファン取付面
(2) ・・・・・・・・ファンケース
(3) ・・・・・・・・平面バーナ
(30)・・・・・・・・燃焼面
(100) ・・・・・・・ケーシング
(101) ・・・・・・・ケーシング本体
(102) ・・・・・・・開閉扉
(103) ・・・・・・・開口部

Claims (4)

  1. 前方に開口部を有するケーシング本体と、前記開口部を開閉する開閉扉とを有するケーシング内に、
    下向きの燃焼面を有する平面バーナが備えられたバーナボディと、
    前記バーナボディと連通すると共に、ファンを回転させるモータが上方に設けられ且つ空気を取り込む給気口が下方に開放するように横倒し状態に設置されるファンケースと、
    前記ファンケース内に収容され且つ燃焼用空気と燃料ガスの混合気を前記バーナボディ内へ送り込むファンとを備える給湯器であって、
    前記ファンは前記モータ側から見た平面視にて右回り又は左回りの遠心ファンであり、これが収容されるファンケースはスクロールケーシングであり、
    前記バーナボディは、下面に前記平面バーナを有するバーナボディ本体と、前記バーナボディの上面の所定位置に連通状態で突設され且つ前記ファンケースの空気吹出口と対向する空気取込口が側方に開口する給気導入部とからなり、
    前記給気導入部のうち、前記空気取込口が開口している側面をファン取付面とし、
    前記ファンが右回りファンの場合は、前記ファンケースは前記バーナボディの右側に設置されると共に、前記ファン取付面は前方又は斜め右前方を向いて設けられ、左回りファンの場合は、前記ファンケースは前記バーナボディの左側に設置されると共に、前記ファン取付面は前方又は斜め左前方を向いて設けられる給湯器。
  2. 請求項１に記載の給湯器において、前記ファン取付面に前記ファンケースを取り付けた状態にて、前記ファン取付面を含む一平面がファンケースと交差するようにした給湯器。
  3. 請求項１又は２に記載の給湯器において、ファンケースの前記空気吹出口の周囲には接続フランジが張り出しており、
    前記接続フランジは、給気導入部のファン取付面に複数のビスにより固定され、
    全てのビスの軸中心線を前方へ延長させた延長線上には、前記ケーシング本体の前記開口部が位置するように設定されている給湯器。
  4. 請求項１から３のいずれかに記載の給湯器において、前記ファンケースのうち、前記バーナボディ本体の側方に張り出している部分の下方に、燃焼用空気と燃料ガスとを混合させる混合装置が設けられている給湯器。
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