(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃焼バーナの燃焼熱により熱交換加熱される熱交換器と、この熱交換器に通水させる入水管及び熱交換器を通過することにより加熱された湯が出湯される出湯管と、上記熱交換器をバイパスするように上記入水管及び出湯管を互いに接続するバイパス管と、上記燃焼バーナに対し燃焼用空気を供給する送風ファンと、上記燃焼バーナからの排ガスを排出させる排気通路部内の排ガスとの熱交換により加熱された燃焼用空気を上記送風ファンに対し導入する給気通路部とを備えた給湯装置であって、
上記バイパス管の少なくとも一部が上記給気通路部を構成する給気ダクトの近傍位置を通過するように配設されている
ことを特徴とする給湯装置。
【請求項２】
請求項１に記載の給湯装置であって、
上記バイパス管は、上記給気ダクトと燃焼バーナのケースとにより挟まれた隙間を通るように配設されている、給湯装置。
【請求項３】
燃焼バーナの燃焼熱により熱交換加熱される熱交換器と、この熱交換器に通水させる入水管及び熱交換器を通過することにより加熱された湯が出湯される出湯管と、上記熱交換器をバイパスするように上記入水管及び出湯管を互いに接続するバイパス管と、上記燃焼バーナに対し燃焼用空気を供給する送風ファンと、上記燃焼バーナの排ガスを排出させる排気通路部内の排ガスとの熱交換により加熱された燃焼用空気を上記送風ファンに対し供給する給気通路部とを備えた給湯装置であって、
上記バイパス管の少なくとも一部が上記給気通路部を構成する給気ダクトの壁を貫通してこの給気ダクト内を通過するように配設されている
ことを特徴とする給湯装置。
【請求項４】
請求項１〜請求項３のいずれかに記載の給湯装置であって、
上記バイパス管は、上記燃焼バーナのケースの上端開口縁を構成するフランジよりも下側位置に配設されている、給湯装置。
【請求項５】
請求項１〜請求項４のいずれかに記載の給湯装置であって、
上記排気通路部の一部と、給気通路部の一部とが内筒及び外筒からなる二重管式に構成されて上記排ガスとの熱交換が行われるようにされている、給湯装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、入水管と出湯管との間を接続するバイパス管を備えた給湯装置に関し、特にそのバイパス管の結露防止を図る技術に係る。
【背景技術】
【０００２】
従来、給湯装置として、熱交換器の入口側に接続される入水管と、出口側に接続される出湯管とをバイパス管により互いに接続し、熱交換器に供給される入水量をバイパス管によりバイパスされる水量だけ減らして、熱交換器からの出湯温度をより高めると共に、出湯温度を高めることで熱交換器の結露防止をも図るようにすることが提案されている（例えば特許文献１参照）。
【０００３】
又、熱交換器に入水させる入水管の外表面に樹脂繊維等の毛を多数本植立させることで、入水管の外表面における結露防止を図るようにすることも提案されている（例えば特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００５−２６５３６５号公報
【特許文献２】実開昭６３−１６８７６０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、上記のバイパス管にも入水管から冷たい水が流入して出湯管に向けて流されるため、バイパス管の外表面にも結露発生のおそれがある。特に入水管と出湯管とが熱交換器を挟んで互いに離れた位置に配置される場合には、両者を接続するためにバイパス管の延長も必然的に長いものとなり、結露発生の可能性も高まる上に、結露発生領域も拡がることになってしまう。
【０００６】
例えば、熱交換器を、多数のフィンとこれらを貫通する複数本のチューブとからなるフィン・アンド・チューブ形式のもので構成した場合、フィンを貫通しては折り返すように連通されるチューブの本数を偶数本ではなくて奇数本にすると、入水管が接続されるチューブの起点と、出湯管が接続されるチューブの終点とが熱交換器を挟んで互いに逆の側に位置することになり、この結果、入水管と出湯管とを互いに接続するバイパス管も熱交換器等の缶体を横切るように配置せざるを得ず、バイパス管の延長距離も比較的長いものとなってしまう。
【０００７】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、特にバイパス管の結露発生を効果的に防止し得る給湯装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するために、本発明では、燃焼バーナの燃焼熱により熱交換加熱される熱交換器と、この熱交換器に通水させる入水管及び熱交換器を通過することにより加熱された湯が出湯される出湯管と、上記熱交換器をバイパスするように上記入水管及び出湯管を互いに接続するバイパス管と、上記燃焼バーナに対し燃焼用空気を供給する送風ファンと、上記燃焼バーナの排ガスを排出させる排気通路部内の排ガスとの熱交換により加熱された燃焼用空気を上記送風ファンに対し導入する給気通路部とを備えた給湯装置を対象にして、次の特定事項を備えることとした。すなわち、上記バイパス管の少なくとも一部を、上記給気通路部を構成する給気ダクトの近傍位置を通過するように配設することとした（請求項１）。
【０００９】
この発明の場合、バイパス管の外表面は給気ダクトの壁を通して内部の加熱された空気からの熱放射を受け、バイパス管の外表面が加熱されることになる。このため、バイパス管の内部に入水管からの冷たい水が流されたとしても、その外表面の結露発生が防止されることになる。しかも、排ガスとの熱交換により加熱された燃焼用空気の熱を、さらにバイパス管の結露防止のために利用することが可能となり、これにより、バイパス管の外表面に多数本の毛の植設等の特別な加工を加えることなく、結露防止を図ることが可能となる。
【００１０】
この発明の場合、さらに、上記バイパス管を、上記給気ダクトと燃焼バーナのケースとにより挟まれた隙間を通るように配設することができる（請求項２）。このようにすると、給気ダクトと燃焼バーナのケースとの間の隙間は、給湯運転（燃焼運転）中であれば給気ダクト内の予熱空気と、燃焼バーナのケース内の燃焼ガスとの双方からの熱影響を受けて比較的高温状態に維持されているため、結露発生の防止がより効果的に実現されることになる。
【００１１】
又、他の発明としては、燃焼バーナの燃焼熱により熱交換加熱される熱交換器と、この熱交換器に通水させる入水管及び熱交換器を通過することにより加熱された湯が出湯される出湯管と、上記熱交換器をバイパスするように上記入水管及び出湯管を互いに接続するバイパス管と、上記燃焼バーナに対し燃焼用空気を供給する送風ファンと、上記燃焼バーナの排ガスを排出させる排気通路部内の排ガスとの熱交換により加熱された燃焼用空気を上記送風ファンに対し供給する給気通路部とを備えた給湯装置を対象にして、次の特定事項を備えるようにすることができる。すなわち、上記バイパス管の少なくとも一部を、上記給気通路部を構成する給気ダクトの壁を貫通してこの給気ダクト内を通過するように配設することとする（請求項３）。
【００１２】
この発明の場合、上記の請求項１の発明の場合と同様の作用を得られる上に、給気ダクト内の燃焼用空気が流れる内部空間をバイパス管が通過するように配設されているため、給気ダクト内においてバイパス管が燃焼用空気からの熱放射・熱伝導をより直接的に受けることになり、これにより、結露防止をより一層確実に図り得ることになる。
【００１３】
さらに、以上の発明においては、上記バイパス管を、上記燃焼バーナのケースの上端開口縁を構成するフランジよりも下側位置に配設することができる（請求項４）。このようにすることにより、万一の結露水発生及びその落下が生じたとしても、結露水に起因する不測の不都合が発生するおそれを回避し得ることになる。すなわち、上記の燃焼バーナのケースのフランジ上に結露水が仮に落下した場合にはそのフランジの周囲に結露水が行き渡ってどこに落下することになるかも分からないというような拡散状態での結露水落下が発生する事態を確実に回避可能となり、種々の電子機器が結露水に濡れる事態の発生を阻止し得ることになる。
【００１４】
又、上記排気通路部の一部と、給気通路部の一部とを内筒及び外筒からなる二重管式に構成して上記排ガスとの熱交換が行われるようにすることができる（請求項５）。このようにすることにより、排気通路部の排ガスとの熱交換により燃焼用空気が確実に加熱され、ひいては本発明における給気ダクト内の燃焼用空気によりバイパス管を加熱して結露防止を図るという作用も、より確実に実現させ得ることになる。
【発明の効果】
【００１５】
以上、説明したように、本発明の給湯装置によれば、給気ダクトの壁を通して熱放射される燃焼用空気の熱により、バイパス管の外表面を加熱することができ、バイパス管の内部に入水管からの冷たい水が流されたとしても、その外表面の結露発生を確実に防止することができるようになる。しかも、排ガスとの熱交換により加熱された燃焼用空気の熱を、さらにバイパス管の結露防止のために利用することができ、これにより、バイパス管の外表面に多数本の毛の植設等の特別な加工を加えることなく、結露防止を図ることができるようになる。
【００１６】
特に、請求項２によれば、バイパス管を、上記給気ダクトと燃焼バーナのケースとにより挟まれた隙間を通るように配設することにより、給気ダクト内の燃焼用空気と、燃焼バーナのケース内の燃焼ガスとの双方からの熱影響を受けて比較的高温状態に維持された上記隙間において、結露発生の防止をより効果的に実現させることができるようになる。
【００１７】
請求項３によれば、バイパス管の少なくとも一部を、上記給気通路部を構成する給気ダクトの壁を貫通してこの給気ダクト内を通過するように配設しているため、給気ダクト内の燃焼用空気からの熱放射・熱伝導をバイパス管はより直接的に受けることになり、これにより、結露防止をより一層確実に図ることができるようになる。
【００１８】
請求項４によれば、バイパス管を、上記燃焼バーナのケースの上端開口縁を構成するフランジよりも下側位置に配設することにより、万一の結露水発生及びその落下が生じたとしても、拡散状態での結露水落下が発生するという不測の事態を確実に回避することができ、種々の電子機器が結露水に濡れる事態の発生を阻止することができるようになる。
【００１９】
又、請求項５によれば、排気通路部の一部と、給気通路部の一部とを内筒及び外筒からなる二重管式に構成して上記の排ガスとの熱交換が行われるようにすることにより、排気通路部の排ガスとの熱交換により燃焼用空気を加熱することをより確実に実現させることができ、ひいては本発明の燃焼用空気によりバイパス管を加熱して結露防止を図る効果をより確実に実現させることができるようになる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の給湯装置の実施形態を示す模式図である。
【図２】上記実施形態に属するものとして、より具体的な構成の給湯装置を、ハウジングを省略して背面側から見た状態で示す説明図である。
【図３】図２のＡ−Ａ線における断面説明図である。
【図４】バイパス管と給気ダクトとの具体的な位置関係を示す図３の部分拡大図であって、図４（ａ）は図３に例示する近傍配置の例、図４（ｂ）は接触の例、図４（ｃ）は内部貫通の例をそれぞれ示す。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
【００２２】
図１は、本発明の実施形態に係る原理的な給湯装置を示す。この給湯装置は、熱交換器２に対し入水管３から入水された水が熱交換器２内を通過する間に燃焼バーナ４の燃焼熱により熱交換加熱され、これにより所定温度まで加熱された湯が出湯管５を通して出湯されるようになっている。図例の熱交換器２はフィン・アンド・チューブ形式のもので構成され、入水管３からの入水が複数のチューブを折返して出湯管に至るまでの間に後述の燃焼ガスにより熱交換加熱されるようになっている。上記燃焼バーナ４は、送風ファン６からの燃焼用空気と、ガス供給部７から供給される燃料としてのガスとが混合されて燃焼され、その燃焼ガスが上記熱交換器２を通過した後、排ガスとして排気通路部８を通して外部に排出されるようになっている。上記の送風ファン６には給気通路部９を通して外部から空気が導入されるようになっており、この給気通路部９はその一部が上記の排気通路部８と互いに隣接され、排気通路部８内の排ガスとの熱交換により給気通路部９内の空気が加熱されるようになっている。
【００２３】
燃焼バーナ４は上端が開口されたバーナケース１０内に内蔵され、熱交換器２は上下に開口する熱交換器ケース１１内に内蔵され、熱交換器ケース１１がバーナケース１０の上端開口縁を形成するバーナケースフランジ１２に載置されて互いに結合されている。さらに、熱交換器ケース１１の上側には給排気構造部１３が載置されて互いに結合されている。
【００２４】
上記の給排気構造部１３は、熱交換器２の上側を覆って熱交換器２を通過した後の排ガスを集合させる排気集合部１４、及び、排気集合部１４に集合された排ガスを所定の排出場所まで導出させる排気導出筒１５と、この排気導出筒１５を内筒にして外周を囲む外筒を構成する給気導入筒１６、及び、上記排気集合部１４を覆うように区画形成されて給気導入筒１６から導入される空気を集合させる給気集合部１７とを備えて構成されたものである。上記の排気導出筒１５と、給気導入筒１６とが内外二重管式に配設されて、内側の排気導出筒１５内の排ガスの熱により給気導入筒１６内の空気が所定温度（例えば８０℃）まで熱交換加熱されることになる。そして、給気集合部１７から上記の送風ファン６まで熱交換器ケース１１及びバーナケース１０の側部に沿って延びるように給気ダクト１８が配設され、この給気ダクト１８を通して給気集合部１７から加熱された状態の燃焼用空気が導入されるようになっている。以上の排気集合部１４及び排気導出筒１５によって排気通路部８が構成され、給気導入筒１６、給気集合部１７及び給気ダクト１８によって給気通路部９が構成されている。
【００２５】
一方、上記の入水管３は上流端に図示省略の給水管が接続され、この給水管から所定の給水圧で給水された水を熱交換器２に入水させるものである。又、上記の出湯管５は下流端に図示省略の給湯管が接続され、この給湯管を通して台所、洗面又は風呂等の給湯栓に給湯し得るようになっている。そして、熱交換器２の手前位置の入水管３にはバイパス管１９の上流端が分岐接続され、このバイパス管１９の下流端は出湯管５の途中位置に合流するように接続されている。つまり、このバイパス管１９によって、入水管３からの入水を熱交換器２をバイパスさせて出湯管５に直接にバイパス供給し得るようになっている。
【００２６】
上記バイパス管１９は、入水管３から分岐した後、給気ダクト１８とバーナケース１０との間の隙間２０であって、給気ダクト１８の壁の近傍位置を通過して出湯管５に接続されるように配設されている。つまり、給気ダクト１８の壁を通して燃焼用空気からの熱放射を受けてバイパス管１９の外表面が加熱されるようになっており、これにより、冷たい水が流れるバイパス管１９の外表面に結露が発生することを防止するようにしている。加えて、そのバイパス管１９が通過する空間である、給気ダクト１８とバーナケース１０との間の隙間２０は、給湯運転（燃焼運転）中であれば給気ダクト１８内の加熱された状態の燃焼用空気と、バーナケース１０内の燃焼ガスとの双方からの熱影響を受けて比較的高温状態に維持されているため、結露発生の防止がより効果的に実現されることになる。又、上記のバイパス管１９の下側位置には例えば送風ファン６のモータ、ガス供給系７の電磁弁、あるいは、各種のセンサ等の電子機器が位置することにはならないように各種電子機器がレイアウトされる一方、上記のバイパス管１９はバーナケースフランジ１２より下側位置を横切るように配設されている。これにより、バイパス管１９から結露水が万一落下したとしても、上記の各種電子機器の上には落下しないようにされる一方、上記のバーナケースフランジ１２上に仮に落下した場合にはそのバーナケースフランジ１２の周囲に結露水が行き渡ってどこに落下することになるかも分からないというような拡散状態での結露水落下が発生する事態を確実に回避することができる。
【００２７】
そして、給湯栓が開けられて入水管３から所定流量以上の水が給水圧に基づいて入水すると、送風ファン６が作動されて燃焼バーナ４が燃焼作動され、所定温度まで加熱された湯が熱交換器２から出湯管５に出湯されて下流端の給湯栓まで給湯されることになる。このような給湯運転においては、例えばシロッコファンやターボファン等により構成された送風ファン６の作動により、給気導入筒１６から外部の空気が導入されて給気集合部１７に集合され、続いて給気ダクト１８を通して送風ファン６に導入され、燃焼用空気として燃焼バーナ４に対し供給されることになる。そして、燃焼バーナ４での燃焼により発生した排ガスが排気集合部１４から排気導出筒１５を通して排出されることになる。この燃焼用空気の給気と、排ガスの排気との相互間での熱交換により上記の如く給排気構造部１３において燃焼用空気が加熱され、この加熱された状態の燃焼用空気の熱をさらにバイパス管１９の結露防止のために利用することができる。以上により、バイパス管１９の外表面に多数本の毛の植設等の特別な加工を加えることなく、排熱の有効利用により結露防止を図ることができる。
【００２８】
なお、上記の給気ダクト１８との関係におけるバイパス管１９の配設位置としては、次のいずれかを採用し得る。すなわち、（１）給気ダクト１８に対し非接触ではあるが近接した状態を維持するようにバイパス管１９を配設する、（２）給気ダクト１８に対し接触した状態でバイパス管１９を固定する、（３）給気ダクト１８の壁を貫通させてバイパス管１９が給気ダクト１８の内部を通過するように配設する、のいずれかを採用することができる。
【００２９】
次に、図２及び図３を参照しつつ、上記の図１の給湯装置をより具体化した一例について説明する。以下では、対応する構成要素について図１のものと同じ符号を付して説明するが、図２及び図３に例示した給湯装置の各構成要素はあくまでも図１の給湯装置のそれらを具体化した一例に過ぎないものである。両図において、符号２１は給湯装置の本体ケース、２２はその前面開口部を遮蔽する前面カバーである。
【００３０】
この図２及び図３に例示した給湯装置の給排気構造部１３は次のように形成されている。すなわち、熱交換器ケース１２の上端開口を覆う排気集合部１４と、これから上方に延びる排気導出筒１５とで排気通路部８が形成される一方、排気集合部１４をさらに上から覆うように被せられた給気集合部１７と、この給気集合部１７から上方に延びて排気導出筒１５の外周囲を覆うことにより二重管式に構成された給気導入筒１６と、上記の給気集合部１７に横拡がりの連通孔１８１を通して上流端が連通され下流端が送風ファン６と連通孔１８２を通して連通される給気ダクト１８とで給気通路部９が形成されている。給気ダクト１８は、本体ケース２２の背面側から見て（図２参照）、上流端側（上側）が給気集合部１７とほぼ同幅に拡がり、下流端側（下側）が送風ファン６との連通孔１８２に向けて先細りとなるような逆三角形状で、かつ扁平形状（図３参照）のダクトとして形成されている。
【００３１】
そして、フィン・アンド・チューブ式の熱交換器２は奇数本のチューブを有して構成されており、これにより、チューブの配設方向に対し入水管３が熱交換器ケース１１の左右一側位置に、出湯管５が熱交換器ケース１１の左右他側位置にそれぞれ配設されて上下方向に延びることになる。これら入水管３及び出湯管５のそれぞれ上下方向中間位置同士を互いに接続するバイパス管１９が、上記の給気ダクト１８とバーナケース１０との間の隙間２０（図３参照）であって、バーナケースフランジ１２よりも下側位置において左右方向に横切るように配設されている。
【００３２】
このバイパス管１９と、給気ダクト１８との具体的な位置関係は、図４（ａ）に示すように給気ダクト１８の壁１８３に近接（非接触ではあるが微小間隔を隔てた位置）して配置したり、図４（ｂ）に示すように給気ダクト１８の壁１８３に接触した状態で互いに固定して配置したり、図４（ｃ）に示すように給気ダクト１８の壁１８３を貫通させて給気ダクト１８の内部空間を通過するように配置したり、すればよい。
【００３３】
以上の図２及び図３に例示の給湯装置による作用効果は図１の給湯装置において説明した通りであるが、この図２及び図３の給湯装置の場合であると、給気ダクト１８に対するバイパス管１９の併走距離が比較的長くとれるため、結露防止の観点からはより一層効果的なものが得られることになる。
【００３４】
＜他の実施形態＞
なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、その他種々の実施形態を包含するものである。すなわち、給気ダクト１８の形状としては燃焼用空気を送風ファン６まで導入し得るものであれば、その形状の如何は問わない。そして、この形状選択の如何に応じてバイパス管を単に左右方向に横切るように配置するだけでなく、途中で屈曲せさて上下方向に延びる部分や斜行する部分等を有するように構成してもよい。又、給排気構造部１３としては、二重管式の構造にする他に、排気通路部８の一部と、給気通路部９の一部とを互いに接触させるなどして、排ガスの熱伝導を受けて燃焼用空気が加熱される構造を採用することもできる。
【符号の説明】
【００３５】
２      熱交換器
３      入水管
４      燃焼バーナ
５      出湯管
６      送風ファン
８      排気通路部
９      給気通路部
１０    バーナケース（燃焼バーナのケース）
１２    バーナケースフランジ（燃焼バーナのケースの上端開口縁を構成するフランジ）
１３    給排気構造物部（二重管式に構成されて排ガスとの熱交換が行われる部分）
１８    給気ダクト
１９    バイパス管
２０    隙間
【図１】
0005589530.tif 000002
【図２】
0005589530.tif 000003
【図３】
0005589530.tif 000004
【図４】
0005589530.tif 000005