JP6715032B2 - 風呂給湯器 - Google Patents

Description

本発明は、給湯加熱部と風呂加熱部とを備えた風呂給湯器に関する。

従来、浴槽の湯水を加熱する機能を備えた風呂給湯器が広く実用に供されている。この風呂給湯器は、器具内に形成した燃焼室内に、バーナと熱交換器とをそれぞれ設けると共に、燃焼室内を給湯加熱部と風呂加熱部とに仕切り、給湯加熱部の熱交換器に給水管と出湯管とを接続し、風呂加熱部の熱交換器に浴槽の戻り配管と往き配管とを接続したものが知られている。
また、熱交換器は、熱効率を高めるために、主に顕熱を回収する一次熱交換器（主熱交換器）と、主に潜熱を回収する二次熱交換器（副熱交換器）とで形成されることもある。風呂給湯器では、例えば特許文献１に開示されるように、二次熱交換器のケーシング内を給湯側領域と風呂側領域とに仕切り、給湯側領域に設けた給湯側二次熱交換器の伝熱管を給水管と給湯側一次熱交換器とに接続する一方、風呂側領域に設けた風呂側二次熱交換器の伝熱管を戻り配管と風呂側一次熱交換器とに接続している。バーナの燃焼排気は、ケーシングの背面から各領域内に進入し、伝熱管の隙間を流れてケーシング前面の排気口から排出される。

特開２０１３−７２５６９号公報

風呂側二次熱交換器を採用した風呂給湯器では、風呂側バーナの燃焼中は給気ファンによる給気圧で風呂側二次熱交換器を通過した燃焼排気は排気口からスムーズに排出される。しかし、風呂側バーナの燃焼が終了して給気ファンからの給気圧がなくなると、風呂側二次熱交換器での熱交換により発生したドレンが、硝酸を含む蒸気となってケーシング内に滞留し、時間を掛けて排気口から排出される。このため、発生した蒸気が器具の表面に接触して結露しやすくなり、器具表面を腐食させるおそれがある。

そこで、本発明は、風呂側二次熱交換器を備えたものであっても、ドレン蒸気による器具表面の腐食を好適に抑制することができる風呂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、請求項１に記載の発明は、給湯側バーナと、給湯側一次熱交換器と、給湯側二次熱交換器とを有する給湯加熱部と、
風呂側バーナと、風呂側一次熱交換器と、風呂側二次熱交換器とを有する風呂加熱部と、を備え、
給湯側二次熱交換器と風呂側二次熱交換器とがケーシングに収容され、当該ケーシングの前後何れか一方の壁には、給湯側一次熱交換器及び風呂側一次熱交換器を通過した燃焼ガスが流入する流入口が、他方の壁には、流入した燃焼ガスが排出される排気口がそれぞれ設けられて、ケーシング内には、給湯側二次熱交換器を通過する給湯側排気通路と、風呂側二次熱交換器を通過する風呂側排気通路とが仕切り形成されてなる風呂給湯器であって、
ケーシング内には、風呂側排気通路を通る燃焼ガスを、排気口が形成される壁の内面に接触させてから排気口に導く冷却流路が形成されている一方、
排気口が形成される壁の内面には、排気口の上側から流入口側に突出して排気口の内側空間を上下に仕切る左右方向の案内板が設けられていることを特徴とする。

請求項１に記載の発明によれば、ケーシング内に、燃焼ガスが排気口側の壁の内面に接触する冷却流路を形成したことにより、風呂側バーナの燃焼終了後に滞留した燃焼ガスが冷却流路を通過することで、燃焼ガスの雰囲気温度が下がり、ケーシング内でのドレンの発生が促進される。よって、器具外部へ排気された際、器具表面での結露の発生を抑えることができ、風呂側二次熱交換器を備えたものであっても、ドレン蒸気による器具表面の腐食を好適に抑制することができる。
また、案内板によって冷却流路が簡単に形成できる。

風呂給湯器の断面図である。 二次熱交換器の斜視図である。 二次熱交換器における風呂側二次熱交換器部分の縦断面図である。 二次熱交換器における給湯側二次熱交換器部分の縦断面図である。 （Ａ）は、側壁及び風呂側二次熱交換器の伝熱管を省略したケーシングの前方からの斜視図、（Ｂ）はさらに上板を省略した斜視図である。 （Ａ）は、側壁及び風呂側二次熱交換器の伝熱管を省略したケーシングの後方からの斜視図、（Ｂ）はさらに上板を省略した斜視図である。

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、風呂給湯器の一例を示す断面図である。この風呂給湯器１は、図示しない筐体内に燃焼装置２を備えてなり、燃焼装置２は、内部が連通する缶体３内に、下方から、バーナユニット４、一次熱交換器５、二次熱交換器６の順に設けて形成されている。
まず、バーナユニット４では、第１バーナ群７と第２バーナ群８とが左右方向に並設される。各バーナ群７，８は、上端面に炎孔を形成した扁平なバーナ９，９・・を複数左右方向に並べてなり、各バーナ９の下部に設けた混合管１０の後端に、ガス供給管に接続される図示しないノズルを臨ませて、ガスと共に燃焼用一次空気が供給されるようになっている。ここでは第１バーナ群７が給湯側バーナ、第２バーナ群８が風呂側バーナとなっており、能力の大きい第１バーナ群７のバーナ９の数を第２バーナ群８よりも多くしている。

次に、一次熱交換器５では、第１バーナ群７の上方に位置する給湯側一次熱交換器１１と、第２バーナ群８の上方に位置する風呂側一次熱交換器１２とが左右方向に並設される。各熱交換器１１，１２は、前後方向に所定間隔をおいて複数枚積層したフィン１３，１３・・と、各フィン１３を蛇行状に貫通する伝熱管１４とからなる。
また、二次熱交換器６では、給湯側一次熱交換器１１の上方に位置し、螺旋状に巻回される複数の伝熱管１６．１６・・からなる給湯側二次熱交換器１５と、風呂側一次熱交換器１２の上方に位置し、螺旋状に巻回される複数の伝熱管１８，１８・・からなる風呂側二次熱交換器１７とが左右に並設される。この二次熱交換器１５，１７は、図２に示すように、前壁２０と、後壁２１と、上壁２２と、下壁２３と、左右の側壁２４，２４とからなる箱状のケーシング１９に収容されている。

ケーシング１９の後壁２１には、図３，４に示すように、一次熱交換器５を通過した燃焼ガスの流入口２５が、前壁２０には、排気口２６がそれぞれ左右方向に形成されている。ここでのケーシング１９の前壁２０、後壁２１、上壁２２、下壁２３は、前壁２０における排気口２６の上側部分と上壁２２、後壁２１における流入口２５の上側部分とが一体となる上板１９Ａと、前壁２０における排気口２６を含む下側部分と下壁２３、後壁２１における流入口２５を含む下側部分とが一体となる下板１９Ｂとを組み付けることで形成される。
また、ケーシング１９の内部には、給湯側二次熱交換器１５と風呂側二次熱交換器１７との間を仕切る仕切板２７が前後方向に設けられて、ケーシング１９内に、流入口２５から流入した燃焼ガスが給湯側二次熱交換器１５の伝熱管１６，１６・・間を通過して排気口２６から排出する給湯側排気通路２８と、流入口２５から流入した燃焼ガスが風呂側二次熱交換器１７の伝熱管１８，１８・・間を通過して排気口２６から排出する風呂側排気通路２９とを形成している。

さらに、ケーシング１９の右側の側壁２４には、給湯側二次熱交換器１５の伝熱管１６の入口３０と出口３１とが設けられて、入口３０に給水管３２が接続され、出口３１には、給湯側一次熱交換器１１の伝熱管１４の入口への接続管３３が接続される。給湯側一次熱交換器１１の伝熱管１４の出口には、出湯管３４が接続される。
一方、ケーシング１９の左側の側壁２４には、風呂側二次熱交換器１７の伝熱管１８の入口３５と出口３６とが設けられて、入口３５に浴槽からの戻り配管３７が接続され、出口３６には、風呂側一次熱交換器１２の伝熱管１４の入口への図示しない接続管が接続される。風呂側一次熱交換器１２の伝熱管１４の出口には、浴槽への往き配管３８が接続されている。

そして、ケーシング１９内で、上壁２２の下側には、前方へ向かって下り傾斜する天井板３９が設けられている。この天井板３９の前方には、前壁２０から所定間隔をおいた後方位置から前壁２０と平行に垂下し、ケーシング１９内の上下方向中央よりやや下側位置まで伸びる垂下部４１と、その垂下部４１の下端から前方斜め上へ伸びて排気口２６の上端に接続される案内板としての左右方向の案内部４２とからなる整流板４０が設けられている。仕切板２７は、整流板４０の垂下部４１に当接する位置まで形成されている。よって、流入口２５から給湯側排気通路２８及び風呂側排気通路２９を通過する燃焼ガスは、整流板４０の垂下部４１に当接すると、点線矢印で示すように、垂下部４１に沿って下降した後、垂下部４１の下方を回り込んで案内部４２に沿って前方へ移動し、排気口２６から排出されることになる。

但し、ケーシング１９内の風呂側排気通路２９において、整流板４０の垂下部４１には、図５，６に示すように、四角形状の開口４３が形成されて、風呂側排気通路２９と整流板４０の内側とを連通させている。よって、排気口２６の内側空間は、排気口２６の上側から後方へ突出する整流板４０の案内部４２によって上下に仕切られる格好となる。この開口４３及び案内部４２により、ケーシング１９内には、図３に一点鎖線で示すように、風呂側排気通路２９を通る燃焼ガスの殆どが開口４３から整流板４０の内側に流入して前壁２０の内面に当接した後、再び開口４３から垂下部４１の後方に出て、案内部４２の下方を通って排気口２６から排出される冷却流路４４が形成されることになる。
また、前壁２０における排気口２６の下縁には、前方斜め上へ向けて突出し、前端が筐体内面に当接する傾斜板４５が設けられている。

一方、缶体３内は、第１バーナ群７と第２バーナ群８との間に位置する下仕切部材４６と、給湯側一次熱交換器１１と風呂側一次熱交換器１２との間に位置する中仕切部材４７と、ケーシング１９内の仕切板２７とによって、第１バーナ群７と給湯側一次熱交換器１１と給湯側二次熱交換器１５とが配置される給湯加熱部としての給湯側燃焼室４８と、第２バーナ群８と風呂側一次熱交換器１２と風呂側二次熱交換器１７とが配置される風呂加熱部としての風呂側燃焼室４９とに仕切られている。５０は、燃焼ガスの温度を検出してフィンの閉塞を監視するためのサーミスタである。缶体３の下部には、図示しない給気ファンが接続されて、給気ファンから送られる空気を、各燃焼室４８，４９に供給可能としている。

以上の如く構成された風呂給湯器１においては、出湯管３４に設けられた給湯栓を開栓して器具内に通水させると、給水管３２からの水が、給湯側二次熱交換器１５の伝熱管１６を通過した後、給湯側一次熱交換器１１の伝熱管１４を通過する。一方、器具外に設けられた図示しないコントローラが第１バーナ群７に点火すると共に、給気ファンを回転させて第１バーナ群７に燃焼用空気を供給する。第１バーナ群７の燃焼ガスは、給湯側燃焼室４８内で給湯側一次熱交換器１１、給湯側二次熱交換器１５の順に通過することで、給湯側一次熱交換器１１では主に顕熱が回収され、給湯側二次熱交換器１５では主に潜熱が回収されて、出湯管３４から所定温度の湯が出湯される。

そして、コントローラに設けられた追い炊きスイッチをＯＮ操作すると、コントローラが浴槽との間の循環路に設けられたポンプを駆動させて第２バーナ群８に点火すると共に、給気ファンを回転させて第２バーナ群８に燃焼用空気を供給する。浴槽からの湯は、風呂側二次熱交換器１７の伝熱管１８を通過した後、風呂側一次熱交換器１２の伝熱管１４を通過し、第２バーナ群８の燃焼ガスは、風呂側燃焼室４９内で風呂側一次熱交換器１２、風呂側二次熱交換器１７の順に通過する。よって、風呂側一次熱交換器１２では主に顕熱が回収され、風呂側二次熱交換器１７では主に潜熱が回収されて、浴槽内の湯が循環しながら追い焚きされる。

このとき、二次熱交換器６では、一次熱交換器５を介して流入口２５から流入した燃焼ガスが、給湯側排気通路２８又は風呂側排気通路２９をそれぞれ通り、天井板３９から整流板４０の下側に回り込んで排気口２６から器具外部へ排出される。風呂側排気通路２９では、給気ファンからの給気圧により、燃焼ガスは冷却流路４４へ分岐することはなく、スムーズに排出される。
そして、追い焚きが終了して第２バーナ群８の燃焼が停止すると、給気ファンからの給気圧がなくなることで、風呂側排気通路２９内で滞留した燃焼ガスは、前述のように冷却流路４４に殆ど分岐して一旦開口４３から整流板４０の内側に進入し、前壁２０の内面に接触してから案内部４２の下方に回り込んで排出されることになる。このため、燃焼ガスの雰囲気温度が下がり、ケーシング１９内でドレンが発生しやすくなる。よって、器具外部へ排気された際、器具表面での結露の発生を抑えることができる。なお、ケーシング１９内で発生したドレンは、前下がり傾斜する下壁２３の前方に凹設された凹部５１で受けられ、凹部５１に設けたドレン排出管５２から図示しない中和器へ排出される。

このように、上記形態の風呂給湯器１によれば、ケーシング１９内に、風呂側排気通路２９を通る燃焼ガスを、排気口２６が形成される前壁２０の内面に接触させてから排気口２６に導く冷却流路４４を形成したことにより、第２バーナ群８の燃焼終了後に滞留した燃焼ガスが冷却流路４４を通過することで、燃焼ガスの雰囲気温度が下がり、ケーシング１９内でのドレンの発生が促進される。よって、器具外部へ排気された際、器具表面での結露の発生を抑えることができ、風呂側二次熱交換器１７を備えたものであっても、ドレン蒸気による器具表面の腐食を好適に抑制することができる。

なお、整流板の垂下部に設ける開口の形状や大きさ、数等は、燃焼ガスが垂下部を通過して前壁に接触可能であれば、適宜変更して差し支えない。
また、上記形態では整流板の垂下部に開口を設けて冷却流路を形成しているが、整流板を省略して排気口の上側から流入口側へ伸びる案内板のみを設けて冷却流路を形成してもよい。この場合、案内板によって冷却流路が簡単に形成できる。
さらに、燃焼ガスが前壁と接触する面積を増やすために、前壁の内面に凹凸やリブを設けたり、冷却流路の通過時間を長くするために、上壁と案内部（案内板）とに上下方向の板を互い違いに立設して、冷却流路を蛇行状に形成したりすることも考えられる。

１・・風呂給湯器、２・・燃焼装置、３・・缶体、４・・バーナユニット、５・・一次熱交換器、６・・二次熱交換器、７・・第１バーナ群、８・・第２バーナ群、１１・・給湯側一次熱交換器、１２・・風呂側一次熱交換器、１５・・給湯側二次熱交換器、１７・・風呂側二次熱交換器、１９・・ケーシング、２０・・前壁、２５・・流入口、２６・・排気口、２７・・仕切板、２８・・給湯側排気通路、２９・・風呂側排気通路、４０・・整流板、４１・・垂下部、４２・・案内部、４３・・開口、４４・・冷却流路、４８・・給湯側燃焼室、４９・・風呂側燃焼室。

Claims (1)

1. 給湯側バーナと、給湯側一次熱交換器と、給湯側二次熱交換器とを有する給湯加熱部と、
   風呂側バーナと、風呂側一次熱交換器と、風呂側二次熱交換器とを有する風呂加熱部と、を備え、
   前記給湯側二次熱交換器と前記風呂側二次熱交換器とがケーシングに収容され、当該ケーシングの前後何れか一方の壁には、前記給湯側一次熱交換器及び前記風呂側一次熱交換器を通過した燃焼ガスが流入する流入口が、他方の壁には、流入した燃焼ガスが排出される排気口がそれぞれ設けられて、前記ケーシング内には、前記給湯側二次熱交換器を通過する給湯側排気通路と、前記風呂側二次熱交換器を通過する風呂側排気通路とが仕切り形成されてなる風呂給湯器であって、
   前記ケーシング内には、前記風呂側排気通路を通る燃焼ガスを、前記排気口が形成される前記壁の内面に接触させてから前記排気口に導く冷却流路が形成されている一方、
   前記排気口が形成される前記壁の内面には、前記排気口の上側から前記流入口側に突出して前記排気口の内側空間を上下に仕切る左右方向の案内板が設けられていることを特徴とする風呂給湯器。

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