(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
給水加熱器、暖房機又は熱交換器の熱源からのガスを排気するための排気路を構成し、かつ筒状装着部材と、この筒状装着部材に対して一体化した通気部材とで構成された排気トップであって、少なくとも前記筒状装着部材が、熱分解温度１８０℃以上のフェノール樹脂の成形体で構成されている排気トップ。
【請求項２】
成形体が少なくとも無機質補強剤を含有する請求項１記載の排気トップ。
【請求項３】
補強剤が、繊維状補強剤および粉粒状補強剤から選択された少なくとも一種である請求項２記載の排気トップ。
【請求項４】
補強剤が、繊維状無機質補強剤である請求項２記載の排気トップ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、給湯器などの熱源機の排気部を構成する部材として有用な熱源機用排気部材に関する。
【０００２】
【従来の技術】
家庭やオフィスなどでは、ガスや電気を利用した多くの熱源機、例えば、給湯器、冷暖房機などが利用されている。この熱源機においてガスを利用した熱源機は、通常、吸気口と、水道水などが流通可能な熱交換器を備えたガス燃焼ユニットと、燃焼した排ガスを排出するための排気口とを備えており、燃焼ユニットからの排気は排気口に通じる排気部材を利用して行われる。この排気部材は、通常、燃焼ユニットに近接して配設された排気管と、この排気管からの排ガスを案内するための排気筒と、この排気筒の端部に取り付けられ、かつ排ガスを外部に放出するため排気口を備えた排気トップとで構成されている。
【０００３】
このような熱源機用排気部材としては、耐熱性や不燃性などの観点から金属（ＳＵＳ３０４などのステンレススチールなど）が使用されている。しかし、このような金属製排気部材では、量産性及び加工性の向上が大きな課題である。特に、排気トップは、複数の部材、例えば、排気筒に対して装着するための筒状装着部材と、この筒状装着部材に被せて取り付けられ、かつ排気口を形成する網状又はネット状部材とで構成されている。そのため、網状又はネット部材を金属製の筒状装着部材に緊密かつ一体に取り付けるための作業及び加工が煩雑化する。また、結露や排ガスドレンにより金属部材が腐食するため、腐蝕を防止するため、排気温度を露点以上とするための燃焼制御や腐食部への耐蝕コーティングを施す必要がある。そのため、燃焼制御のための設計、排気部材の加工処理が必要となり、排気部材を効率よく加工することが困難である。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
従って、本発明の目的は、加工性及び量産性が高く、複数の部材で構成されていても一体性の高い熱源機用排気部材を提供することにある。
【０００５】
本発明の他の目的は、耐蝕コーティングを施さなくても腐蝕の虞がなく、燃焼制御のための設計、排気部の加工を簡素化できる熱源機用排気部材を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、前記課題を達成するため鋭意検討した結果、特定の樹脂又は樹脂組成物を用いて排気部材を形成すると、熱源からの排熱に対して高い耐性を示すだけでなく、高い加工性により生産性及び量産性を改善できるとともに、排熱部材に高い耐食性を付与できること、排気部材を軽量化できるだけでなく、排気トップに適用しても騒音の発生を抑制できることを見いだし、本発明を完成した。
【０００７】
すなわち、本発明の排気トップは、給水加熱器、暖房機又は熱交換器の熱源からのガスを排気するための排気路を構成し、かつ筒状装着部材と、この筒状装着部材に対して一体化した通気部材とで構成された排気トップであって、少なくとも前記筒状装着部材が、熱分解温度１８０℃以上のフェノール樹脂の成形体で構成されている。前記成形体は、補強剤（例えば、繊維状補強剤及び／又は粉粒状補強剤）、特に少なくとも無機質補強剤（繊維状無機質補強剤など）を含有していてもよい。
【０００８】
【発明の実施の形態】
本発明の熱源機用排気部材を構成する熱可塑性樹脂は、ガラス転移温度（示差走査型熱量計ＤＳＣによるガラス転移温度）が１８０℃以上（例えば、１９０〜３５０℃、好ましくは２００〜３５０℃程度）であればよい。このような熱可塑性樹脂としては、例えば、芳香族ポリエステル系樹脂（ポリアリレート系樹脂、フルオレノン側鎖を有する９，９−ビス（４−（２−ヒドロキシエトキシ）フェニル）フルオレンをジオール成分とするポリエステル系樹脂、全芳香族ポリエステルで構成された液晶性ポリエステル系樹脂など）、芳香族ポリアミド系樹脂、ポリスルホン系樹脂（ポリエーテルスルホン、ポリスルホンなど）、ポリフェニレンエーテル系樹脂（２，６−キシレノールの重合体など）、ポリアリーレンスルフィド系樹脂（ポリフェニレンスルフィドスルホン、ポリビフェニレンスルフィドなど）、熱可塑性ポリイミド樹脂（ポリエーテルイミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂、ポリイミドスルホン系樹脂など）、ポリパラバン酸などが例示できる。これらの樹脂は単独で又は二種以上組み合わせて使用できる。
【０００９】
これらの樹脂のうち、ポリアリレート系樹脂、９，９−ビス（４−（２−ヒドロキシエトキシ）フェニル）フルオレンをジオール成分とする芳香族ポリエステル系樹脂、全芳香族液晶性ポリエステル系樹脂、芳香族ポリアミド系樹脂、ポリスルホン系樹脂、ポリフェニレンエーテル系樹脂、ポリアリーレンスルフィド系樹脂、熱可塑性ポリイミド樹脂、ポリパラバン酸などは高いガラス転移温度及び耐熱性を有している。特に、全芳香族液晶性ポリエステル系樹脂、ポリエーテルスルホン、ポリフェニレンエーテル系樹脂、熱可塑性ポリイミド樹脂及びポリパラバン酸はガラス転移温度及び耐熱性が高い。
【００１０】
熱硬化性樹脂としては、熱分解温度（熱重量分析ＴＧＡにおける重量減少開始温度又は微分熱分解開始温度）が１８０℃以上（例えば、２００〜５００℃、好ましくは２００〜５００℃程度）の樹脂であれば特に制限されず、例えば、フェノール樹脂、アミノ樹脂（尿素樹脂、グアナミン樹脂、メラミン樹脂など）、エポキシ樹脂（ビスフェノールＡ型、ノボラック型エポキシ樹脂などのグリシジルエーテル型エポキシ樹脂、グリシジルアミン型エポキシ樹脂など）、ビニルエステル樹脂、ジアリルフタレート樹脂、不飽和ポリエステル系樹脂、ポリウレタン系樹脂（芳香族ポリイソシアネート又はポリイソシアネートの多量体（イソシアヌレート環を有するポリイソシアネートなど）と、芳香族ポリオール、芳香族ポリエステルポリオール及び／又は芳香族ポリアミンとの反応により得られる芳香族ポリウレタン系樹脂など）、ポリイミド樹脂（芳香族テトラカルボン酸と芳香族ジアミンとの縮合反応により生成する縮合型ポリイミド樹脂、ビスマレイミドと芳香族ジアミンとの反応により生成するビスマレイミド系樹脂などの付加型ポリイミド樹脂など）、シリコーン樹脂などが例示できる。これらの樹脂は単独で又は二種以上組み合わせて使用でき、共重合体であってもよい。例えば、フェノール類と、共縮合成分（尿素、メラミン、フルフラールなど）との共縮合体、芳香族ポリイソシアネート又はポリイソシアネートの多量体（イソシアヌレート環を有するポリイソシアネートなど）とエポキシ樹脂（ビスフェノールＡ型などの芳香族エポキシ樹脂など）と芳香族ポリアミンとの共重合体などを共重合体として用いることができる。なお、熱硬化性樹脂の硬化には、樹脂の種類に応じた慣用の硬化剤が使用できる。
【００１１】
耐熱性の高い熱硬化性樹脂としては、例えば、フェノール樹脂（共縮合フェノール樹脂を含む）、芳香族エポキシ樹脂、ビニルエステル樹脂、芳香族ポリウレタン系樹脂、ポリイミド樹脂などが例示できる。
【００１２】
好ましい熱硬化性樹脂は、高温での機械的強度の保持率の高いフェノール樹脂である。このフェノール樹脂は、レゾール型フェノール樹脂であってもよくノボラック型フェノール樹脂であってもよい。フェノール樹脂は、酸触媒又は塩基性触媒の存在下、フェノール類（例えば、フェノール、クレゾール類、アルキルフェノール類、アミノフェノール類など）とアルデヒド類（ホルムアルデヒド）とを反応させることにより得ることができる。
【００１３】
排気部材は、複数の樹脂で構成されたポリマーアロイで構成してもよく、このポリマーアロイは熱可塑性樹脂同士、熱硬化性樹脂同士に限らず、熱可塑性樹脂と熱硬化性樹脂とを組み合わせて形成してもよい。さらに、必要であれば、ポリマーアロイは相溶化剤を含んでいてもよい。
【００１４】
前記成形体は、樹脂単独で形成してもよいが、耐熱性（熱変形温度、熱分解温度など）、機械的特性などを向上させるため、補強剤を含有する樹脂組成物で形成するのが好ましい。補強剤は、繊維状補強剤であってもよく粉粒状補強剤であってもよい。繊維状補強剤としては、例えば、無機質繊維（ガラス繊維、炭素繊維、アルミナ繊維、シリカ繊維、ボロン繊維、金属繊維、ホイスカーなど）、有機質繊維（パルプなどの天然繊維、半合成繊維、アラミド繊維、レーヨンなどの合成繊維）などが例示できる。粉粒状補強剤としては、例えば、シリカ、アルミナ、酸化チタン、シラスバルーン、マイカ、タルク、炭酸カルシウム、硫酸バリウムなどが例示できる。これらの補強剤は単独で又は二種以上（同種又は異種の補強剤を二種以上）組み合わせて使用できる。これらの補強剤としては、少なくとも無機質補強剤（特に繊維状無機質補強剤などの繊維状補強剤）を利用するのが好ましい。さらに、補強剤は、難燃性補強剤であるのが好ましい。
【００１５】
なお、樹脂と補強剤とは、樹脂及び補強剤の種類に応じて組み合わせることができ、例えば、フェノール樹脂と繊維状補強剤（例えば、ガラス繊維などの繊維状無機質補強剤）とを組み合わせて構成してもよい。
【００１６】
繊維状補強剤の平均繊維径は、例えば、１〜３０μｍ、好ましくは２〜２０μｍ程度であり、平均アスペクト比は、例えば、１０〜１００００、好ましくは１０〜１０００（例えば、５０〜５００）程度である。粉粒状補強剤の平均粒子径は、例えば、１〜５０μｍ、好ましくは１〜３０μｍ程度の範囲から適当に選択できる。
【００１７】
補強剤の含有量は、成形体の機械的特性を損なわない限り特に制限されず、例えば、樹脂１００重量部に対して１〜３００重量部、好ましくは５〜２５０重量部、さらに好ましくは１０〜２００重量部程度であってもよい。
【００１８】
さらに、排気部材は、難燃剤を含有していてもよい。難燃剤としては、例えば、ハロゲン系難燃剤（臭素化エポキシ樹脂、臭素化ポリカーボネート樹脂など）、ハロゲン系難燃剤と酸化アンチモンとの組合せ、リン酸エステル系難燃剤（トリクレジルホスフェート、トリス（ジブロモプロピル）ホスフェート、縮合リン酸エステルなど）などが例示できる。これらの難燃剤も単独で又は二種以上組み合わせて使用できる。難燃剤の使用量は、例えば、樹脂１００重量部に対して、１〜３０重量部、好ましくは２〜２５重量部程度の範囲から適当に選択できる。
【００１９】
さらに、必要であれば、種々の添加剤、例えば、安定剤（酸化防止剤、紫外線吸収剤、熱安定剤など）、着色剤、帯電防止剤などを樹脂組成物に添加してもよい。
【００２０】
本発明の排気部材は、前記樹脂又は樹脂組成物を所定形状に成形した成形体で構成できる。また、排気部材は、熱源（燃焼ユニットなど）からの排ガス（ホットガス）を排気するための排気路を構成する限り、種々の部材が含まれる。そのため、排気部材は、排気路の形態や適用部位などに応じて所定の形態を備えていればよい。代表的な排気部材には、例えば、排気管、排気筒、排気トップなどが含まれ、これらの部材のうち、少なくとも１つの部材が前記成形体で構成されていればよい。このような排気部材は、前記樹脂又は樹脂組成物を成形することにより形成できるため、量産性及び加工性を大きく向上できる。しかも、結露や排ガスドレンによる腐蝕する虞がないため、燃焼制御や耐蝕コーティングなどが不要となり、熱源機の設計や成形体の加工処理を大きく改善できる。
【００２１】
なお、熱源（特に燃焼ユニット）からの排ガスを排気するための前記排気部材において、排気管は、通常、熱交換器を備えた燃焼ユニットの近傍に配設され、排気筒は、前記排気管に連通して接続され、排ガスを排気トップに案内するために利用される。さらに、排気トップは、前記排気筒の端部に取り付けられ、かつ排ガスを外部に放出するため排気口を備えている。
【００２２】
図１は排気トップを示す概略図である。この排気トップ１は、前記排気筒の端部に装着可能な円筒状装着部材２と、この円筒状装着部材に対して一体化した通気部材３とで構成されている。なお、円筒状装着部材２は通気部材３と一体に成形してもよい。また、前記通気部材３は、平坦な板状であってもよく、外方に向かって膨出して湾曲していてもよい。前記通気部材３は、筒状装着部材の開口部に形成することにより、鳥類などが排気部材内に侵入するのを防止するとともに、排気量を制御することにより燃焼を制御している。なお、装着部材２には、ネジ止めなどを利用して、排気筒に対して位置決めして固定するため長孔４が形成されている。
【００２３】
そして、この例では、前記円筒状装着部材２及び通気部材３は、前記樹脂又は樹脂組成物により成形されている。通気部材３を樹脂又は樹脂組成物で形成することにより、成形加工が容易となり、開口部の形状を所望の形状（丸状、多角形状や格子状など）に形成することも容易であり、また、開口径の制御や排気の方向性の制御による排気制御により、排気音を低減することができる。
【００２４】
このような排気部材では、排気トップ１が複数の部材（筒状装着部材および通気部材）で構成されていても、筒状装着部材２と通気部材３とを一体に成形でき、加工性のみならず一体性を大きく向上できる。そのため、通気部に風が作用しても、筒状装着部材に対して通気部材が振動することがなく、騒音の発生も大きく抑制できる。
【００２５】
なお、必要であれば、排気路を構成する複数の部材［排気管、排気筒及び排気トップ（筒状装着部材など）など］のうち隣接又は連接位置の複数の部材には、互いに緊密に装着又は接続可能な装着端部を形成してもよく、隣接又は連接位置の複数の部材は、互いに一体成形してもよい。
【００２６】
通気部材（網目状通気部材など）は、格子状などの適当な通気形態を有していればよく、通気孔の形状は特に制限されない。前記の例では、排気トップのうち、筒状装着部材及び通気部材を前記樹脂又は樹脂組成物で成形しているが、必要であれば、筒状装着部材及び通気部材のいずれか一方の部材を樹脂又は樹脂組成物で成形してもよい。また、筒状装着部材に対して通気部材は、嵌合、挿入などの種々の方法で装着（特に緊密に装着）してもよく、前記のように一体成形してもよい。さらに、前記通気部材（網目状通気部材）は、網目状やネット状部材であってもよく、ガラス繊維、炭素繊維、金属繊維などの網状体、パンチングメタルなどの金属板状体、セラミックスなどで形成してもよい。
【００２７】
なお、排気部材の内面には、熱反射層（例えば、アルミニウム箔などの金属薄膜など）を形成又はラミネートしてもよい。
【００２８】
本発明の排気部材は、種々の熱源機、例えば、燃焼ガスや電気加熱により被加熱体（水や空気など）を直接的又は熱交換ユニットにより間接的に加熱する予熱器や加熱器（例えば、給湯器などの給水加熱器、暖房機、熱交換器など）などに適用できる。
【００２９】
【発明の効果】
本発明では、特定の樹脂成形体で熱源機の排気部材を構成するため、加工性及び量産性が高く、複数の部材で構成されていても一体性を向上できる。また、耐蝕コーティングを施さなくても腐蝕の虞がないため、燃焼部や燃焼制御のための設計を簡素化できるとともに、排気部の加工効率を向上できる。
【００３０】
【実施例】
以下に、実施例に基づいて本発明をより詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例によって限定されるものではない。
【００３１】
実施例１
ノボラック型フェノール樹脂５０重量部とガラス繊維５０重量部とを混練して、樹脂組成物を調製した。得られた樹脂組成物の比重は１．８であった。熱源機排気部材として、排気トップの筒状装着部材と通気部材に対応するキャビティを有する金型で成形し、４００℃で２時間アニールして成形品（排気トップ）を作製した。前記樹脂組成物を用い、同様の条件でＪＩＳ規格の曲げ試験用試験片を作製した。
【００３２】
耐熱性試験として、前記曲げ試験用試験片を、空気中、２２０℃で２００時間保持し、外観変化、重量変化、強度変化を評価したところ、目視による外観検査では、試験前後で変化はみられなかった。また、重量変化率は１重量％未満であり、曲げ強度試験での最大点応力、破断点伸び、弾性率の変化率も１％未満であり、劣化はみられなかった。耐触性試験として、試験片を、３５℃及び５００時間の塩水噴霧試験に供した後、試験片の外観を目視で検査したところ、膨れ、割れなどの劣化は認められなかった。
【００３３】
成形品（排気トップ）について、耐熱性試験と耐触性試験をおこなった。耐熱性試験において、電気炉に排気トップを配置して空気中２２０℃で２００時間保持した後、外観変化と重量変化を評価したところ、排気トップは試験片と同じく、目視による外観検査では試験前後で変化が認められず、試験前後の重量変化率も１重量％未満であった。また、３５℃で塩水噴霧試験を５００時間行ない、耐触性を調べたところ、外観の目視検査により、膨れ、割れなどは認められなかった。
【００３４】
比較例１
ステンレススチール（ＳＵＳ３０４）を用いて試験片を作製し、３５℃で塩水噴霧試験を５００時間行ない、試験片の外観を目視で検査したところ、表面に錆が発生し、腐食による劣化がみられた。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は排気部材（排気トップ）の一例を示す概略図である。
【符号の説明】
１…排気トップ
２…筒状装着部材
３…通気部材
【図１】
0004559653.tif 000002