(57)【要約】【課題】二重式給排気筒を持った給湯装置において、燃焼用の給気だけで、冷却を必要とする構成部品を冷却すること。【解決手段】筐体１と二重管式給排気筒１３の接続部に分流板１６を備え、給気部分の空気流に存在する温度差を利用し、給気部内側の高温空気と、外側の低温空気を分離し冷却が必要な制御装置１１に低温空気を導くことができるので、二重管式給排気筒１３からの燃焼用空気のみで給湯機の冷却を必要とする構成部品の温度をより効果的に下げることができる。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料を燃焼させるバーナと、熱交換器と、排気通路と、給排気ファンと、排気管及び排気管の外側に設けられた給気管とで構成された二重管式給排気筒と、前記二重管式給排気筒の給気管内部の外側を流れる空気流を、冷却を必要とする構成部品に向けるための分流板を備えている給湯装置。
【請求項２】
分流板の代わりに、給気管内の空気を内外に二分し、その外側を流れる空気流を、冷却を必要とする構成部品に導くための冷気通路を備えている請求項１に記載の給湯装置。
【請求項３】
バーナと熱交換器と排気通路の周囲を囲いその中の空気の拡散を防ぐ為の隔壁と、前記給気管内の空気を内外に二分し内側の空気流を前期隔壁内に導くためのダクトを有した、請求項１記載の給湯装置。
【請求項４】
給気管内側に前記給気管内の空気流を二層に分けるための断熱管を設けた三重構造の三重管式給排気筒と、前記断熱管を冷気通路に接続した構成からなる請求項２に記載の給湯装置。
【請求項５】
給気管内側に前記給気管内の空気流を二層に分けるための断熱管を設けた三重構造の三重管式給排気筒と、前記断熱管をダクトに接続した構成からなる請求項３に記載の給湯装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、燃料を燃焼させて温水を供給する、強制給排気式の給湯装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の給湯装置としては、二重管式給排気筒を通して給気した屋外空気を冷却目的に使用せずに冷却が必要な構成部品から隔離し、冷却が必要な構成部品を室内の空気で空冷するものがあった（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
図６は、特許文献１に記載された従来の給湯装置を示すものである。図６を用いて従来例のガス給湯機の構成について説明する。
【０００４】
ガス給湯機の筐体１内には、バーナ２が取り付けられている。前記バーナ２の上部には熱交換器３が、その上部には排気通路４が取り付けられている。前記排気通路４には、屋外に排気ガスを排出する排気管５が接続してある。
【０００５】
また前記バーナ２の上流には燃料ガスの流量を調節する燃料調節弁６が、さらに上流には燃料ガスを止める燃料閉止弁７が取り付けられている。また、前記バーナ２には、燃焼に必要な空気を送る給排気ファン８、炎検知装置９、点火プラグ１０がそれぞれ取り付けられている。これら燃料調節弁６、燃料閉止弁７、給排気ファン８、炎検知装置９、点火プラグ１０は各々、制御装置１１に電気的に接続されている。
【０００６】
また、排気管５の外側には給気管１２が設けられており、排気管５と給気管１２とで二重管式給排気筒１３を構成している。前記給気管１２は筐体内の給気ダクト１４に接続されている。前記給気ダクト１４は前記給排気ファン８の吸入口に接続されている。また、筐体１には開口部１５が設けられている。
【０００７】
ここで燃焼用の空気の流れについて説明する。前記給排気ファン８が回転すると、屋外空気が給気管１２を経て筐体内に入る。空気は給気ダクト１４を通り、給排気ファン８に吸入され、バーナ２に供給される。バーナ２内で空気の一部が燃料と混合されバーナ２から噴出し、熱交換器３との間で燃焼する。燃焼した排気ガスは、熱交換器３で水に熱交換され、その後排気通路４を通り、排気管５を経て屋外に排出される。
【０００８】
また、冷却が必要な構成部品（制御装置１１など）は、給気ダクト１４により給気管１２から供給された屋外空気とは縁切りされている。この制御装置１１は、筐体１に設けられた開口部１５によって給湯機本体が設置された室内雰囲気中に開放されて、室内空気によって自然冷却される。
【０００９】
【特許文献１】
特開２０００−１６１６５０号公報
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来例のガス給湯機の構成では、湿気を嫌う電子部品からなる制御装置等を冷却目的で室内空気に暴露する必要があるため、湿度の高い浴室などに設置できないという問題点があった。
【００１１】
また、ニ重管式給排気筒の排気管を流れる排気ガスの熱が給気管側に伝熱され、給気温度が上昇し、給気に触れる構成部品（例えば給排気ファン）の冷却効果が低いという問題があった。
【００１２】
また、給湯機の設置条件により給排気管の延長が必要な場合、延長距離が長いほど、排気管の伝熱面積が大きくなり給気温度が上昇する欠点があり、排気延長が困難という問題もあった。
【００１３】
本発明は、ガス給湯機の冷却を必要とする構成部品を冷却するために、二重管式給排気筒からの燃焼用空気のみで冷却効果を高めることを目的とする。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
本発明は前記課題を解決するために、燃料を燃焼させるバーナと、熱交換器と、排気通路と、給排気ファンと、排気管及び排気管の外側に設けられた給気管とで構成された二重管式給排気筒と、前記二重管式給排気筒の給気管内部の外側を流れる空気流を、冷却を必要とする構成部品に向けるための分流板を備えている。
【００１５】
上記発明によれば、給排気管の給気部分の空気流に存在する温度差を利用し、給気部内側の高温空気と、外側の低温空気を分離し、冷却が必要な構成部品に低温空気を導く分流板を設けることで、二重管式給排気筒からの燃焼用空気のみで給湯機の冷却を必要とする構成部品の温度をより効果的に下げることができ、冷却の為の室内空気に暴露する必要がなくなるため湿度の高い場所への設置が可能になり、更に排気延長も長く出来る為、給湯機の設置自由度を増すことができる。
【００１６】
【発明の実施形態】
請求項１に記載の発明は、燃料を燃焼させるバーナと、熱交換器と、排気通路と、給排気ファンと、排気管及び排気管の外側に設けられた給気管とで構成された二重管式給排気筒と、前記二重管式給排気筒の給気管内部の外側を流れる空気流を、冷却を必要とする構成部品に向けるための分流板を備えている。
【００１７】
上記発明によれば、給排気管の給気部分の空気流に存在する温度差を利用し、給気部内側の高温空気と、外側の低温空気を分離し、冷却が必要な構成部品に低温空気を導く分流板を設けることで、二重管式給排気筒からの燃焼用空気のみで給湯機の冷却を必要とする構成部品の温度をより効果的に下げることができ、冷却の為の室内空気に暴露する必要がなくなるため湿度の高い場所への設置が可能になり、更に排気延長も長く出来る為、給湯機の設置自由度を増すことができる。
【００１８】
請求項２に記載の発明は、特に請求項１に記載の分流板の代わりに、給気管内の空気を内外に二分し、その外側を流れる空気流を、冷却を必要とする構成部品に導くための冷気通路を備えたものである。
【００１９】
これによれば、給排気管の給気部分の空気流に存在する温度差を利用し、給気部内側の高温空気と、外側の低温空気を分離し、冷却が必要な構成部品に低温空気を導く冷気通路を設けることで、請求項１に記載の発明と同様の効果を得ることができる。
【００２０】
請求項３に記載の発明は、特に請求項１に記載の発明に加えて、バーナと熱交換器と排気通路の周囲を囲いその中の空気の拡散を防ぐ為の隔壁と、前記給気管内の空気を内外に二分し内側の空気流を前期隔壁内に導くためのダクトを有したものである。
【００２１】
これによれば、隔壁及び隔壁接続ダクトを設けることにより、ニ重管式給排気筒から取り入れた内側と外側で温度差のある屋外空気の高温空気を選択分離し、筐体内で拡散しないよう隔壁で囲うことにより、冷却が必要な構成部品周囲に残りの低温空気が流れ、効果的な冷却が可能になる。また、バーナや熱交換器や排気通路など、燃焼ガスの熱を放熱する部品を隔壁で囲った事により、その輻射、対流による熱を遮断する断熱効果もある。
【００２２】
なお、高温空気が熱交換器の近傍を流れることにより、その熱が熱交換器に吸熱され熱効率性能が良化するといった副次的な効果もある。
【００２３】
請求項４に記載の発明は、特に請求項２に記載の発明に加えて、給気管内側に前記給気管内の空気流を二層に分けるための断熱管を設けた三重構造の三重管式給排気筒と、前記断熱管を冷気通路に接続した構成としたものである。
【００２４】
これによれば、三重管式給排気筒を用い、断熱管を冷気通路と接続する構成により、三重管式給排気筒の入口から筐体内の冷却が必要な構成部品の間まで、低温空気を高温空気と混合することなく流すことにより効果的な冷却が可能となる。
【００２５】
請求項５に記載の発明は、特に請求項３に記載の発明に加えて、給気管内側に前記給気管内の空気流を二層に分けるための断熱管を設けた三重構造の三重管式給排気筒と、前記断熱管をダクトに接続した構成としたものである。
【００２６】
これによれば、三重管式給排気筒を用い、断熱管をダクトおよび隔壁と接続する構成により、三重管式給排気筒の入口から筐体内の隔壁まで、高温空気を拡散させることなく流すことが出来、低温空気による冷却が必要な構成部品に効果的な冷却が可能となる。
【００２７】
【実施例】
以下、本発明の実施例について図面を参照して説明する。
【００２８】
（実施例１）
図１は本発明の実施例１の構成図である。実施例１のガス給湯機の筐体１内にはバーナ２が取り付けられており、バーナ２の上部には熱交換器３が、その上部には排気通路４が取り付けられている。また給排気ファン８が前記バーナ２の上流に取り付けられている。
【００２９】
二重管式給排気筒１３は内側に排気管５を、その外側に給気管１２を設けた構成となっている。排気管５は排気通路４に接続され、給気管１２は筐体１に接続されている。
【００３０】
また、本発明の分流板１６は二重管式給排気筒１３と筐体１の接続部近傍に配置され、分流板１６の一端が給気管１２内部の任意位置に配置されており、他端が制御装置１１に向くように設置される。またバーナ２の上流には燃料ガスの流量を調節する燃料調節弁６が、さらに上流には燃料ガスを止める燃料閉止弁７が取り付けられている。また、バーナ２には、燃焼に必要な空気を送る給排気ファン８、および炎検知装置９、点火プラグ１０が取り付けられている。これら燃料調節弁６、燃料閉止弁７、給排気ファン８、炎検知装置９、点火プラグ１０は各々、制御装置１１に電気的に接続されている。
【００３１】
ここで燃焼用の空気の流れについて説明する。給湯機の運転中は給排気ファン８が回転しており、空気は屋外から給気管１２を経て筐体１に入る。この給気管１２を通過した空気には、排気管５表面近傍において２００℃前後の排気ガスの影響による高温空気と、給気管１２内部の外周部近傍において給気管１３周囲の雰囲気温度に近い低温空気からなる温度分布が存在する。すなわち、給気管１２の空気流に垂直方向での断面で見ると、外側から内側に向かって温度が高くなる同心円状の等温線を描く温度分布となる。筐体１の入口付近にある分流板１６では、その給気管１２の内側と外側で温度差のある空気流の一部を二分する役割を果たす。分流板１６で二分された高温空気は、熱交換器３、バーナ２の近傍を流れ、給排気ファン８に吸入される。一方、分流板１６で二分された低温空気は分流板１６に沿って、冷却が必要な制御装置１１に流れ、その後両者は、給排気ファン８に吸入される。給排気ファン８に入った空気は以降、前記従来例と同じように流れ、屋外に排出される。
【００３２】
以上のように、本実施例においては、分流板１６を設けることにより、ニ重管式給排気筒１３から取り入れた内側と外側で温度差のある空気が筐体１内で混ざり温度が平均化される前に、低温空気を選択分離し冷却が必要な電装部品などに流すことにより、効果的な冷却が可能となる。
【００３３】
また、給排気管を延長する場合にも、冷却効果が高いことから、構成部品の温度上昇限界からくる排気延長限界を長くすることができ、設置自由度が増す効果がある。
【００３４】
また、従来に比べ、構成部品の温度上昇が低く抑えられるため、製品寿命が増すといった効果もある。
【００３５】
なお、本実施例はガス給湯機を用いて説明したが、石油等の他の燃料を使う給湯装置にも当然実施できるものである。
【００３６】
（実施例２）
図２は本発明の実施例２の構成図である。実施例１と同じ部分は同じ番号とし詳細な説明は省略する。
【００３７】
筐体１の入口にある冷気通路１７は、前述した給気管１２の外側の低温空気を取り込むよう給気管１２の外周付近に取り付けられている。冷気通路１７内には制御装置１１が取り付けられている。
【００３８】
ここで燃焼用の空気の流れについて説明する。空気の流れは筐体１に入るまでは実施例１と同様である。筐体１の入口付近にある冷気通路壁１７ａは、前述した給気管１２の内側と外側の温度差のある空気流を二分する役割を果たす。冷気通路１７の入口で二分された低温空気は外に拡散することなく冷気通路１７を通り、冷却が必要な制御装置１１に流れ、その後、給排気ファン８に吸入される。一方の冷気通路１７に入らない高温空気は、筐体１内の各所を通り、給排気ファン８に吸入される。給排気ファン８に入った空気は以降、前記従来例と同じように流れ、屋外に排出される。
【００３９】
以上のように、本実施例においては、冷気通路１７を設けることにより、ニ重管式給排気筒１３から取り入れた内側と外側で温度差のある空気が筐体１内で混ざり温度が平均化される前に、低温空気を選択分離し、かつ筐体１内で拡散させることなく冷却が必要な電装部品に集中的に流すことにより、効果的な冷却が可能となる。
【００４０】
（実施例３）
図３は本発明の実施例３の構成図である。実施例１と同じ部分は同じ番号とし詳細な説明は省略する。
【００４１】
バーナ２、熱交換器３、排気通路４の周囲に隔壁１９が取り付けられている。筐体１の入口にある隔壁接続ダクト１８は、前述した給気管１２内の内側の高温空気を取り込むよう、給気管１２の内周付近、排気管５の近傍に取り付けられている。隔壁接続ダクト１８は隔壁１９と接続されている。
【００４２】
ここで燃焼用の空気の流れについて説明する。空気の流れは筐体１に入るまでは実施例１と同様である。筐体１の入口にある隔壁接続ダクト１８には、前述した高温空気が取り込まれ、熱交換器３、バーナ２と隔壁１９に囲まれた経路を流れ、給排気ファン８に吸い込まれる。一方の隔壁接続ダクト１８に入らなかった低温空気は、隔壁１９によって高温空気と隔離されて筐体１内を通り、制御装置１１、燃料閉止弁７、燃料調節弁６などを冷却しながら、給排気ファン８に吸入される。給排気ファン８に入った空気は以降、前記従来例と同じように流れ、屋外に排出される。
【００４３】
以上のように、本実施例においては、隔壁１９及び隔壁接続ダクト１８を設けることにより、ニ重管式給排気筒１３から取り入れた内側と外側で温度差のある屋外空気の高温空気を選択分離し、筐体１内で拡散しないよう隔壁１９で囲うことにより、冷却が必要な構成部品周囲に残りの低温空気が流れ、効果的な冷却が可能になる。
【００４４】
また、バーナ２や熱交換器３や排気通路４など、燃焼ガスの熱を放熱する部品を隔壁１９で囲った事により、その輻射、対流による熱を遮断する断熱効果もある。
【００４５】
なお、高温空気が熱交換器３の近傍を流れることにより、その熱が熱交換器３に吸熱され熱効率性能が良化するといった副次的な効果もある。
【００４６】
（実施例４）
図４は本発明の実施例４の構成図である。実施例１、および実施例２と同じ部分は同じ番号とし詳細な説明は省略する。
【００４７】
三重管式給排気筒２０は、内側に排気管５、その外側に断熱管２１が設けられ、その外側に給気管１２が設けられた三重構造となっている。断熱管２１と排気管５とで仕切られ構成された通路は、断熱管２１と給気管１２で構成された通路と同じ屋外の空気が流れる構成となっているが、屋外に設置された給気口２２より以降筐体１までの間分離されている。断熱管２１は筐体１の入口で、実施例２の冷気通路１７に接続されている。
【００４８】
ここで燃焼用の空気の流れについて説明する。空気の流れは給気口２２から入り、断熱管２１と排気管５とで仕切られた通路、および断熱管２１と給気管１２で構成された通路に分かれて流れる。三重管式給排気筒２０を流れる間、断熱管２１内部を流れる給気は排気管５と隣り合わせのため、温度が上昇する。
【００４９】
また給気管１２の内側を流れる給気は、断熱管２１の存在により、排気管５熱の影響を受けにくく温度上昇が緩和される。また断熱管２１の存在により、三重管式給排気筒２０内では高温空気は低温空気と混ざり合うことがない。冷気通路１７を通る低温空気は外に拡散することなく冷気通路１７を通り、冷却が必要な制御装置１１に流れ、その後、給排気ファン８に吸入される。一方の冷気通路に入らない高温空気は、筐体１内の各所を通り、給排気ファン８に吸入される。給排気ファン８に入った空気は以降、前記従来例と同じように流れ、屋外に排出される。
【００５０】
以上のように、本実施例においては、三重管式給排気筒２０を用い、断熱管２１を冷気通路１７と接続する構成により、三重管式給排気筒２０の入口から筐体１内の冷却が必要な構成部品の間まで、低温空気を高温空気と混合することなく流すことにより効果的な冷却が可能となる。
【００５１】
（実施例５）
図５は本発明の実施例５の構成図である。実施例３、４と同じ部分は同じ番号とし詳細な説明は省略する。
【００５２】
三重管式給排気筒２０の断熱管２１は隔壁接続ダクト１８と接続されている。
【００５３】
ここで燃焼用の空気の流れについて説明する。空気の流れは筐体１に入るまでは実施例４と同様である。筐体１の入口にある隔壁接続ダクト１８には、実施例４で前述した断熱管２１内の高温部分の空気が取り込まれ、熱交換器３、バーナ２と隔壁１９に囲まれた経路を流れ、給排気ファン８に吸い込まれる。一方の隔壁接続ダクト１８に入らなかった低温空気は、隔壁１９によって、高温空気と隔離されて、筐体１内を通り、制御装置１１、燃料閉止弁７、燃料調節弁６などを冷却しながら、給排気ファン８に吸入される。給排気ファン８に入った空気は以降、前記従来例と同じように流れ、屋外に排出される。
【００５４】
以上のように、本実施例においては、三重管式給排気筒２０を用い、断熱管２１を隔壁接続ダクト１８および隔壁１９と接続する構成により、三重管式給排気筒２０の入口から筐体１内の隔壁１９まで、高温空気を拡散させることなく流すことにより、低温空気による冷却が必要な構成部品に効果的な冷却が可能となる。
【００５５】
また、バーナ２や熱交換器３や排気通路４など、燃焼ガスの熱を放熱する部品を隔壁１９で囲った事により、その輻射、対流による熱を遮断する断熱効果もある。
【００５６】
なお、請求項３に比べ、高温空気の温度はより高くなった状態で熱交換器３の近傍を流れるため、その熱が熱交換器３に吸熱され、請求項３よりさらに熱効率性能が良化するといった副次的な効果もある。
【００５７】
【発明の効果】
以上のように、本発明の構成によれば、給湯機の冷却を必要とする構成部品（電子部品、制御部品など）を、屋外から給気された空気で効果的に冷却でき、設置された室内の空気から完全に隔離できるため、湿度の高い場所に設置することができる。
【００５８】
また、給排気管を延長する場合にも、冷却効果が高いことから、構成部品の温度上昇限界からくる排気延長限界を長くすることができ、設置自由度が増す効果がある。
【００５９】
また、従来に比べ、構成部品の温度上昇が低く抑えられるため、製品寿命が増すといった効果もある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施例におけるガス給湯機の構成図
【図２】本発明の第２の実施例におけるガス給湯機の構成図
【図３】本発明の第３の実施例におけるガス給湯機の構成図
【図４】本発明の第４の実施例におけるガス給湯機の構成図
【図５】本発明の第５の実施例におけるガス給湯機の構成図
【図６】従来例におけるガス給湯機の構成図
【符号の説明】
２  バーナ
３  熱交換器
４  排気通路
５  排気管
８  給排気ファン
１２  給気管
１３  二重管式給排気筒
１６  分流板
１７  冷気通路
１８  隔壁接続ダクト（ダクト）
１９  隔壁
２０  三重管式給排気筒
２１  断熱管
【図１】
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【図２】
2004163058.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
2004163058.tif 000007
【図６】
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