(57)【要約】【課題】排気室の構造に影響を受けることなく、耐久性を向上させるとともに、熱交換器の伝熱面積を有効に活用できる給湯機を提供する。【解決手段】熱を供給するバーナと、前記バーナが燃焼した燃焼ガスを排気室に送る排気開口部を有する燃焼室と、前記燃焼室内に有りパイプ配列及びフィン構造で構成される熱交換器と、前記熱交換器を通過した燃焼ガスを前記排気開口部より送られ排気室入口部より取入れて排出口から外部へ排出する排気室とを有した給湯機に於いて、前記給湯機の設置状態において、給湯機の上面からの垂直面投影面に対して前記排気室の排気室入口部は前記燃焼室の排気開口部とは一部重複するか又は前記排気室の排気室入口部は前記燃焼室の排気開口部内に含まれないように前記燃焼室の排気開口部と前記排気室の吸気開口部の中心部をずらし燃焼ガスを整流する整流手段を前記燃焼室と前記排気室との間に設けた【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱を供給するバーナと、前記バーナが燃焼した燃焼ガスを排気室に送る排気開口部を有する燃焼室と、前記燃焼室内に有りパイプ配列及びフィン構造で構成される熱交換器と、前記熱交換器を通過した燃焼ガスを前記排気開口部より送られ排気室入口部より取入れて排出口から外部へ排出する排気室とを有した給湯機に於いて、前記給湯機の設置状態において、給湯機の上面からの垂直面投影面に対して前記排気室の排気室入口部は前記燃焼室の排気開口部とは一部重複するか又は前記排気室の排気室入口部は前記燃焼室の排気開口部内に含まれないように前記燃焼室の排気開口部と前記排気室の吸気開口部の中心部をずらし燃焼ガスを整流する整流手段を前記燃焼室と前記排気室との間に設けたことを特徴とする給湯機。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、熱を供給するバーナと、前記バーナが燃焼するための燃焼室を有し前記バーナで生じた燃焼ガスの熱を水に伝達する熱交換器と、前記熱交換器を通過した燃焼ガスを排出する排気室を有した給湯機に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、図８に示すように、給湯機の熱交換器周りは、熱交換器３と、その上部に設けられた排気室２６とで構成されており、燃焼時、バーナ（図示しない）により生じた燃焼ガス２９は熱交換器３を介し排気室２６へと送られ、排気室２６に送られた燃焼ガス２９は排気室２６内の排気室入口３２から排気通路３０を通過して給湯機の外部に排出される。
ところで、騒音や燃焼性能を考慮して排気室構造が決定されるため、排気室入り口構造が統一されておらず、排気室の入り側の構造により、燃焼室内の燃焼ガス２９の流れが決まる構造となっていた。
また、熱交換器から排出される開口部や排気室入り口に対しての考案よりか、熱交換器の内部の構造において、熱負荷の偏りを対策していた。（例えば、特許文献１参照）
【０００３】
【特許文献１】
特開平７−４３０２３号公報（第１図）
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、本発明は特別な熱交換器の内部構造の改良しなくて排気経路を工夫することにより、自然排気による燃焼性能を確保できる石油給湯機を提供する。
つまり、排気室入り側の構造により燃焼ガスの方向に偏りが生じ、熱交換器の壁面に直接炎が触れる事による耐久寿命の低下や、局所加熱により熱交換器の伝熱面積を有効に活用できない問題を解決することにある。
本発明は、上記課題を解決するためになされたもので、本発明の目的は、排気室の構造に影響を受けることなく、耐久性を向上させるとともに、熱交換器の伝熱面積を有効に活用できる給湯機を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段及びその作用・効果】
上記目的を達成するために本発明においては、熱を供給するバーナと、前記バーナが燃焼した燃焼ガスを排気室に送る排気開口部を有する燃焼室と、前記燃焼室内に有りパイプ配列及びフィン構造で構成される熱交換器と、前記熱交換器を通過した燃焼ガスを前記排気開口部より送られ排気室入口部より取入れて排出口から外部へ排出する排気室とを有した給湯機に於いて、前記給湯機の設置状態において、給湯機の上面からの垂直面投影面に対して前記排気室の排気室入口部は前記燃焼室の排気開口部とは一部重複するか又は前記排気室の排気室入口部は前記燃焼室の排気開口部内に含まれないように前記燃焼室の排気開口部と前記排気室の吸気開口部の中心部をずらし燃焼ガスを整流する整流手段を前記燃焼室と前記排気室との間に設けた。
これにより、排気室の構造に影響を受けることなく、燃焼ガスの偏りが無くなり、熱交換器壁面のあぶりを防止することが出来、耐久性が向上し、更に局所加熱が無くなる事により、熱交換器の伝熱面積を有効に活用できる。
【０００６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を、図面により詳細に説明する。
図１は、本発明の一実施形態に係る石油給湯機の構成図である。
上記石油給湯機は、図示のように、給湯機本体１、給水源から給湯機本体１に水を供給するための給水管２、給湯機本体１内に供給された水を加熱するための熱交換器３、加熱された水を給湯栓４に供給するための給湯管５で構成されている。
更に、給湯機本体１内の給水管２から分岐し、熱交換器３を介さずに給湯管５に接続されたバイパス管６と、バイパス管６と給湯管５の合流部には、熱交換器３で加熱された湯と、バイパス管６から送られてきた水を指令パルスに基づき駆動するステッピングモータＭにより混合制御する混合弁７が備えられている。
また、給水管２には、給水源からの水の温度Ｔｃを検出する入水温度センサ８、及び水の量Ｑを検出する水量センサ９、給湯管５の混合弁７よりも上流側には、熱交換器３出口の温度Ｔｈを検出する熱交出口温度センサ１０、混合弁７よりも下流側には、混合された後の混合湯温Ｔｍを検出する混合湯温検出センサ１１が備えられている。
また、給湯機本体１内には、燃焼するのに必要な空気を供給するためのファン１２をも備える。
さらにバーナ１３には着火する際に必要なイグナイタ１４、火炎の有無を検出するフレームロッド１５が設けられている。
また、バーナ１３に灯油を供給するための灯油供給管２５が設けられ、灯油供給管２５には供給する灯油量を可変するための調整用ポンプ１６、油タンク１９の灯油を給湯機本体１に吸い込む汲み上げポンプ１７、灯油の供給を開始／停止するための電磁弁１８、油タンク１９から汲み上げポンプ１７により吸い込まれた油を一時的に溜めるカップ２７がそれぞれ備えられている。
また、バーナ１３により生じた燃焼ガスは、熱交換器３を介して排気室２６により給湯機本体１の外部に排出される。
また、リモコン２０には、運転スイッチ２１、給湯栓４から供給される湯温の設定温度Ｔｓを設定する温度設定スイッチ２２、設定温度Ｔｓ等を表示する表示部２３を備える。
上記石油給湯機は更に、上記各センサ８、１０、１１および温度設定スイッチ２２からの検出信号（Ｔｃ、Ｑ、Ｔｈ、Ｔｍ、Ｔｓ）に基づき、調整用ポンプ１６、汲み上げポンプ１７、電磁弁１８、ファン１２、混合弁７等の制御を行う制御部２４をも備える。
なお、制御部２４と各センサ及び調整用ポンプ１６、汲み上げポンプ１７、電磁弁１８、ファン１２、混合弁７等とは、図示しない有線若しくは無線にて信号の送受信が可能である。
【０００７】
図２は本発明の一実施形態に係る熱交換器回りの断面図である。
熱交換器３と、その上部に設けられた排気室２６とで構成されており、さらに、熱交換器３と排気室２６の間に、排気開口部３１を有した整流手段２８が設けられている。
そして燃焼時、図１に示すバーナ１３により生じた燃焼ガス２９は熱交換器３を介し、整流手段２８の略中央部に設けられた排気開口部３１を通過して排気室２６に送られ、排気室２６に送られた燃焼ガス２９は排気室２６内の排気室入口３２から排気通路３０を通過し給湯機本体１の外部に排出される。
従って、燃焼ガス２９が熱交換器３を通過する際、熱交換器３と排気室２６の間に設けられた整流手段２８により、熱交換器３内を通過する燃焼ガス２９が排気開口部３１に集まるため、排気室２６の入り口の位置及び形状による燃焼ガスの偏りが無くなり、熱交換器壁面のあぶりを防止することが出来、耐久性が向上し、更に局所加熱が無くなる事により、熱交換器の伝熱面積を有効に活用できる。
【０００８】
図３は本発明の一実施形態に係る整流手段の構造図である。
例えば、板厚１ｍｍの鉄板の中心付近に角の排気開口部３１を設けた構造とする。
排気開口部３１は小さいほど燃焼ガスを収集でき、燃焼ガスの偏りを修正できるが、小さくなりすぎると排気圧損になり、排出されるＣＯが増大する等の異常燃焼を起こすため、異常燃焼に陥らないよう、燃焼室の面積に対して５０％以上の開口面積を有する方が望ましい。
【０００９】
ここでは、排気開口部３１を角形状としたが、図４に示すような丸形状でもよい。
【００１０】
なお、図７に示すように、排気開口部３１を複数設けてもよい。
この場合、排気開口部３１は必ず燃焼室中央付近に１つ以上設けるものとし、その他の排気開口部３１は燃焼室中央を挟んで排気室入口と反対位置に設けるほうが望ましい。
【００１１】
また、図５に示すように板を加工し箱状の形状としてもよく、さらには、図６に示すように下流側に向かって狭くなるような傾斜を設けた構造としてもよい。この場合整流手段２８を箱状にしたため、排気開口部３１から長い通路を形成し、燃焼カガスの流速が上がるため、燃焼ガスの整流が向上し、燃焼性能に悪影響を及ぼさず図３と同じ効果を得ることが出来る。
【００１２】
図９に図３〜６での優位性を示す。熱交換器表面温度と排気圧損とサイズで比較した表である。ここでは図３の実施例が総合的に一番いい。
【００１３】
図１０は排気室２６、熱交換器３、バーナ１３の組み付け方向の位置関係を示したものである。
このように、排気開口部３１は形状及び数は、給湯機の性能により自由に選択することが出来、また、整流手段２８は板以外でも同様の性能を有する。
但し、材質はＳＰＧＣの様に、曲げ及び溶接などの加工性に優れ、燃焼ガス通路のため、耐熱性に優れ、また、給湯機であるため長期にわたって使用されるため、耐久性に優れた物を使用することが望ましい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係る石油給湯機の構成図
【図２】本発明の一実施形態に係る熱交換器回りの断面図
【図３】本発明の一実施形態に係る整流手段の構造図
【図４】本発明の一実施形態に係る整流手段の構造図２
【図５】本発明の一実施形態に係る整流手段の構造図３
【図６】本発明の一実施形態に係る整流手段の構造図４
【図７】本発明の一実施形態に係る整流手段の構造図５
【図８】従来の熱交換器周りの断面図
【図９】本発明の一実施形態に係る整流手段の優位性一覧表
【図１０】バーナ、熱交換器、排気室の組み付け方向の位置関係図
【符号の説明】
１．給湯機本体
２．給水管
３．熱交換器
４．給湯栓
５．給湯管
６．バイパス管
７．混合弁
８．入水温度センサ
９．水量センサ
１０．熱交出口温度センサ
１１．混合湯温検出センサ
１２．ファン
１３．バーナ
１４．イグナイタ
１５．フレームロッド
１６．調整用ポンプ
１７．汲み上げポンプ
１８．電磁弁
１９．油タンク
２０．リモコン
２１．運転スイッチ
２２．温度設定スイッチ
２３．表示部
２４．制御部
２５．灯油供給管
２６．排気室
２７．カップ
２８．整流手段
２９．燃焼ガス
３０．排気通路
３１．排気開口部
３２．排気室入口
３３．排気口
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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