(57)【要約】【課題】筐体内の狭いスペースでも他部品と干渉することなくバイパス管をレイアウト可能とする。【解決手段】給湯器１は、ケーシング１０内を左右方向に貫通して左右両端の複数のＵ字管１２をケーシング１０の左右の側面にそれぞれ露出させた蛇行状の伝熱管１１を有する熱交換器５と、熱交換器５の下方に設置され、燃焼排気をケーシング１０内に通過させるバーナと、ケーシング１０の左側の側面で伝熱管１１の入側端部に接続される給水管１８と、ケーシング１０の右側の側面で伝熱管１１の出側端部に接続される出湯管１９と、を含んでなり、右側の側面に露出するＵ字管１２Ａと出湯管１９とを接続して熱交換器５を部分的にバイパスする部分バイパス管２４を備えている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ケーシング内を左右方向に貫通して左右両端の複数の折り返し部を前記ケーシングの左右の側面にそれぞれ露出させた蛇行状の伝熱管を有する熱交換器と、
前記熱交換器の下方に設置され、燃焼排気を前記ケーシング内に通過させるバーナと、
前記ケーシングの左右何れか一方の側面で前記伝熱管の入側端部に接続される給水管と、
前記ケーシングの他方の側面で前記伝熱管の出側端部に接続される出湯管と、を含んでなる給湯器であって、
前記他方の側面に露出する前記折り返し部と前記出湯管とを接続して前記熱交換器を部分的にバイパスする部分バイパス管を備えたことを特徴とする給湯器。
【請求項２】
前記部分バイパス管が接続される前記折り返し部は、前記他方の側面に露出する複数の前記折り返し部のうち、前記伝熱管内の通水の最上流側に位置するもの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、ケーシングを左右方向に貫通する蛇行状の伝熱管を備えた熱交換器によって水を加熱して出湯させる給湯器に関する。
【背景技術】
【０００２】
給湯器は、筐体内にバーナと熱交換器とを備え、燃料ガスと燃焼用空気との混合気に点火して燃焼するバーナの燃焼排気により、熱交換器を通過する水を加熱して出湯させる。
熱交換器は、ケーシング内へ左右方向に所定間隔をおいて並設された複数のフィンを蛇行状に貫通する伝熱管を有し、フィンの間を通過する燃焼排気と伝熱管内を流れる水との熱交換で水が加熱可能となっている。
このような給湯器では、出湯温度が低温となった際の熱交換器内でのドレンの発生や高温となった際の沸騰を防止するため、給水管と出湯管との間に、熱交換器をバイパスするバイパス管を接続して、熱交換器のケーシングから出湯される湯にバイパス管からの水を混合することで、ケーシングからの出口温度を適正範囲に維持するようにしたバイパスミキシング式のものが知られている。また、特許文献１，２には、給水管と伝熱管の途中との間をバイパス管で接続するタイプも開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第３３０８４３７号公報
【特許文献２】実公平８−６１９３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記従来のバイパスミキシング式の給湯器においては、給水管と出湯管との間をバイパス管で接続する場合、通常給水管と出湯管とはケーシングの両側面に分かれてそれぞれ接続されているため、筐体内を左右に横切るようにバイパス管を配設する必要がある。このため、近年コンパクト化が求められる筐体内の狭いスペースでは他部品と干渉してバイパス管をレイアウトできないおそれがある。
一方、給水管と伝熱管との間を接続する場合、伝熱管内の湯水に低温の水が混合されるため、給湯器を間欠使用する場合、運転停止中に温度低下した伝熱管内の湯水にバイパス管からの水が加わることで温度低下が生じ、出湯温度のアンダーシュートが大きくなってしまう。
【０００５】
そこで、本発明は、筐体内の狭いスペースでも他部品と干渉することなくバイパス管をレイアウトでき、間欠使用の際のアンダーシュートも緩和可能とな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、ケーシング内を左右方向に貫通して左右両端の複数の折り返し部をケーシングの左右の側面にそれぞれ露出させた蛇行状の伝熱管を有する熱交換器と、熱交換器の下方に設置され、燃焼排気をケーシング内に通過させるバーナと、ケーシングの左右何れか一方の側面で伝熱管の入側端部に接続される給水管と、ケーシングの他方の側面で伝熱管の出側端部に接続される出湯管と、を含んでなる給湯器であって、
他方の側面に露出する折り返し部と出湯管とを接続して熱交換器を部分的にバイパスする部分バイパス管を備えたことを特徴とする。
請求項２に記載の発明は、請求項１の構成において、部分バイパス管が接続される折り返し部は、他方の側面に露出する複数の折り返し部のうち、伝熱管内の通水の最上流側に位置するもの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、ケーシングの側面に露出する折り返し部と出湯管とを接続して熱交換器を部分的にバイパスする部分バイパス管を備えたことで、筐体内の狭いスペースでも他部品と干渉することなく部分バイパス管をレイアウトできる。また、ある程度加熱された湯水を出湯管内の湯に混合するので、間欠使用した際のアンダーシュートも緩和可能となる。
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、部分バイパス管が接続される折り返し部を、伝熱管内の通水の最上流側に位置する折り返し部としているので、間欠使用の際や燃焼段階が切り替わった際のアンダーシュートやオーバーシュートも緩和可能となる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】フロントカバーを外した状態での給湯器の正面図である。
【図２】内胴の斜視図である。
【図３】内胴の正面図である。
【図４】内胴を右側から見た側面図である。
【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説明図で、前面のフロントカバーを外した筐体２を正面から示している。給湯器１は、四角箱状の筐体２内に、燃焼装置４と、熱交換器５と、排気フード６とを下方から順番に一体的に設置してなる内胴３を収容している。燃焼装置４の前面には、燃焼装置４内の図示しないバーナユニットに燃料ガスを分配供給するためのガス分配ユニット７が組み付けられ、燃焼装置４の下面には、バーナユニットに燃焼用空気を供給する給気ファン８が組み付けられる。給気ファン８の前方側で燃焼装置４の下方には、電装基板を収容してなるコントローラ９が、筐体２の内底面上で横向きに立設されている。
【００１０】
熱交換器５は、四角筒状のケーシング１０の内部に図示しない複数のフィンを左右方向に所定間隔をおいて備えると共に、各フィンを左右方向に貫通して蛇行状に連続する伝熱管１１を備えて、下方からフィン間を通過する燃焼排気と伝熱管１１内を流れる水との熱交換が可能となっている。ケーシング１０の左右には、図２，３にも示すように、伝熱管１１のうち、ケーシング１０内で各フィンを貫通する左右方向の直管の端部同士をケーシング１０の外部で互い違いに繋ぐ折り返し部としての複数のＵ字管１２，１２・・が露出している。
排気フード６は、前面に横長長円状の排気筒１３を備えてフロントカバーを貫通して前方へ突出させており、熱交換器５を通過した燃焼排気を外部へ排出可能となっている。
【００１１】
筐体２の下面には、外部のガス管が接続されるガス入口１４と、水道管が接続される水入口１５と、給湯栓への配管が接続される湯出口１６とが設けられている。このうちガス入口１４は、筐体２内で、元弁や比例弁等を備えたガス供給部１７を介してガス分配ユニット７に接続される。また、水入口１５は、給水管１８を介して、ケーシング１０の左側面に位置する熱交換器５の伝熱管１１の入側端部に接続される。湯出口１６は、出湯管１９を介して、ケーシング１０の右側面に位置する伝熱管１１の出側端部に接続されている。
【００１２】
燃焼装置４は、内胴３の一部を形成する角箱状のインナーケース２０内に、複数の扁平状の濃淡バーナを左右方向に並設したバーナユニットを、側面視Ｌ字状の内板２１を介して収容している。インナーケース２０の前面上部には、インナーケース２０を貫通してバーナユニットの上方に突出する点火用の放電電極及び炎検出用のフレームロッドの取付部２２と、覗き窓２３とが設けられている。
ガス分配ユニット７は、インナーケース２０の前面下部の開口を塞ぐ格好でインナーケース２０の前面に組み付けられて、下端後面にガス供給部１７が連結されている。
【００１３】
そして、内胴３の右側には、伝熱管１１と出湯管１９とを繋いで熱交換器５を部分的にバイパスする部分バイパス管２４が配設されている。この部分バイパス管２４は、図４にも示すように、ケーシング１０の右側面に露出する複数のＵ字管１２のうち、伝熱管１１の通水の最上流側に位置する下段手前のＵ字管１２（以下、他のＵ字管１２と区別するために「１２Ａ」と表記する。）と、出湯管１９との間を接続する配管で、Ｕ字管１２Ａ及び出湯管１９よりも小径となっている。また、部分バイパス管２４は、出湯管１９の前側で出湯管１９と前後方向にオーバーラップする位置で上下方向に配設されて、図３に示すように、正面視で出湯管１９よりも右側へ突出しないようになっている。
【００１４】
以上の如く構成された給湯器１において、湯出口１６の配管に接続される給湯栓を開栓して器具内に通水させると、これを検知したコントローラ９がガス供給部１７のガス流路を開いてガス分配ユニット７から燃料ガスを供給させると共に、給気ファン８を作動させて燃焼用空気を供給させる。よって、ガス分配ユニット７のノズルから供給される燃料ガスは、一次空気と共に各濃淡バーナに供給される。そして、コントローラ９により放電電極が連続放電すると、各濃淡バーナの炎孔部から噴出する混合気が燃焼する。バーナユニットの燃焼排気は、給水管１８から熱交換器５の伝熱管１１を通過する水と熱交換され、設定温度の湯となって出湯管１９から出湯される。コントローラ９は、必要な燃焼量に合わせてガス供給部１７の電磁弁を作動させてガス分配ユニット７のガス入口を開閉制御することで、バーナユニットでの濃淡バーナの燃焼本数を段階的に制御する。
【００１５】
このとき、伝熱管１１内を流れる湯水の内、最上流側のＵ字管１２Ａ内を通過する湯水の一部は、部分バイパス管２４を介して出湯管１９に流れるため、部分バイパス管２４の径や長さの設定により、ケーシング１０からの出口温度を、沸騰及びドレンの発生が防止される適正範囲に維持することができる。特に、伝熱管１１の上流側で加熱された湯水が出湯管１９から出湯される湯に混合されるため、給湯器１を間欠使用したりバーナユニットの燃焼段階が小側へ切り替わったりしても出湯温度のアンダーシュートは緩和される。燃焼段階が大側へ切り替わった際には出湯温度のオーバーシュートが緩和される。
また、部分バイパス管２４は、出湯管１９の前側で下段手前のＵ字管１２Ａに接続されるため、筐体２と内胴３との狭いスペースでも支障なく接続が行える。さらに、内胴３の右側面側のみで組み付けられるため、組み付け作業も容易に行え、接続後の視認も前方から確実に行える。
【００１６】
このように、上記形態の給湯器１によれば、ケーシング１０の右側面に露出するＵ字管１２Ａ（折り返し部）と出湯管１９とを接続して熱交換器５を部分的にバイパスする部分バイパス管２４を備えたことで、筐体２内の狭いスペースでも他部品と干渉することなく部分バイパス管２４をレイアウトできる。また、ある程度加熱された湯水を出湯管１９内の湯に混合するので、間欠使用した際のアンダーシュートも緩和可能となる。
特にここでは、部分バイパス管２４が接続されるＵ字管１２を、ケーシング１０の右側面に露出するＵ字管１２のうち、伝熱管１１内の通水の最上流側に位置するＵ字管１２Ａとしているので、間欠使用の際や燃焼段階が切り替わった際のアンダーシュートやオーバーシュートも緩和可能となる。
【００１７】
なお、部分バイパス管の配設は上記形態に限らず、径や長さの変更は勿論、接続するＵ字管も変更して差し支えない。施工性に問題がなければ出湯管の後側に配設することもできる。
また、ケーシングの右側に限らず、出湯管が左側面に接続されていれば左側面側に部分バイパス管を配設してもよい。
さらに、給湯器自体の構成も上記形態に限らず、副熱交換器を備えた潜熱回収型であったり、排気フードが筐体から上向きに突出する排気筒を備えるものであったり、風呂回路や暖房回路を併設したものであったりしても本発明は適用可能である。
【符号の説明】
【００１８】
１・・給湯器、２・・筐体、３・・内胴、４・・燃焼装置、５・・熱交換器、７・・ガス分配ユニット、８・・給気ファン、９・・コントローラ、１０・・ケーシング、１１・・伝熱管、１２，１２Ａ・・Ｕ字管、１７・・ガス供給部、１８・・給水管、１９・・出湯管、２０・・インナーケース、２４・・部分バイパス管。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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