(57)【要約】【課題】  機械的連結手段を用いることなく、十分にシール性を確保した状態で給気ダクトと送風ファンとを互いに接合し得る給湯装置を提供する。【解決手段】  送風ファン６に固定したベルマウス形成板６３の相対向面６３２に、ベルマウス部６３１の外周側を無端で環状に延びる凸部６４を一体形成する。給気ダクト１６の下流端部１６１の相対向面１６２に、凸部６４を径方向両側から内外周を囲む一対の一対部１６６，１６７を形成する。相対向面６３２，１６２間に挟み付けた弾性パッキン１８に対し凸部６４と凸部１６６，１６７とを両側から食い込ませる。【選択図】      図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
送風ファンから燃焼用空気の供給を受けて燃焼する燃焼バーナと、排気導出筒及び給気導入筒が二重管式に構成された給排気構造部と、この給排気構造部の給気導入筒から延びて上記送風ファンに燃焼用空気を供給する給気ダクトとを備え、この給気ダクトの下流端部と上記送風ファンとが、双方の相対向面間に対し、弾性を有し互いの連通開口部を外周から囲む無端のドーナッツ環状のパッキンを挟み込んだ状態で接合されている給湯装置であって、
上記給気ダクトの下流端部及び上記送風ファンの双方の相対向面の少なくとも一側の面には、上記パッキンの幅よりも小さい幅を有し上記パッキンに向けて突出する無端の環状凸部が形成されている
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、
上記給気ダクトの連通開口部にはバーリング加工により上記のパッキンの側に突出するバーリング縁が形成され、上記パッキンの内径がこのバーリング縁の外径と同等又は同等以上に設定されている、給湯装置。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載の給湯装置であって、
上記送風ファンはベルマウス形成板を備え、このベルマウス形成板の外表面により上記相対向面が構成され、このベルマウス形成板の外表面に対し上記環状凸部が一体に形成されている、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、
給気ダクトの下流端部の相対向面には、送風ファンの相対向面に形成された環状凸部を径方向両側から囲むように複数の環状凸部が同心状に形成されている、給湯装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、排気導出筒と給気導入筒とが内外二重管式に配設され、内側の排気導出筒内の排ガスの熱により熱交換加熱された状態の給気導入筒内の空気が給気ダクトを通して送風ファンまで燃焼用空気として導入されるように構成された給湯装置に関し、特にその給気ダクトと送風ファンとの間の接続におけるシール性の向上を図る技術に係る。
【背景技術】
【０００２】
従来、給湯装置として、排気導出筒と給気導入筒とを内外二重管式に配設し、排ガスの熱により予め加熱した状態の空気を給気ダクトを通して送風ファンまで導入させるようにしたものが知られている。例えば特許文献１に、このような給湯装置の一般的な構造が開示されている。
【０００３】
又、例えば特許文献２には、送風ファンの吸引口を、外装ケースの吸気開口部に対し環状の弾性シール材を介在させた状態で連通させて、外部からの空気を直接に導入可能にしたものが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平１−１４２３１６号公報
【特許文献２】特開平１０−４７７８２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、排気導出筒と給気導入筒とを内外二重管式に配設し、排ガスの熱により予め加熱した状態の空気を給気ダクトを通して送風ファンまで導入させるように構成された給湯装置では、給気ダクトと送風ファンのファンケースとの接合部位におけるシール性を十分に確保する必要がある。仮に、給気ダクトと、送風ファンのファンケースとの間のシール性(気密性)が十分に確保されていないと、燃焼バーナにおいて振動燃焼を招くおそれがある。すなわち、シール性が悪化して洩れが生じると、それに起因して燃焼用空気の導入・供給量が一定ではなくなって変動が生じることになり、この供給空気量の変動に伴い燃焼室内の内圧変動を招くことになり、これに起因して振動燃焼が発生してしまう場合がある。
【０００６】
一方、シール性確保のために、給気ダクトと、ファンケースとを例えばビス止め等の手段により機械的に連結してしまうと、ファンモータの振動が給気ダクトを介して外装ケースに直接に伝達されてしまい、外部への騒音発生を招くことになる。このため、機械的連結以外の手段により接合する必要がある。
【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、機械的連結手段を用いることなく、十分にシール性を確保した状態で給気ダクトと送風ファンとを互いに接合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、送風ファンから燃焼用空気の供給を受けて燃焼する燃焼バーナと、排気導出筒及び給気導入筒が二重管式に構成された給排気構造部と、この給排気構造部の給気導入筒から延びて上記送風ファンに燃焼用空気を供給する給気ダクトとを備え、この給気ダクトの下流端部と上記送風ファンとが、双方の相対向面間に対し、弾性を有し互いの連通開口部を外周から囲む無端のドーナッツ環状のパッキンを挟み込んだ状態で接合されている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、上記給気ダクトの下流端部及び上記送風ファンの双方の相対向面の少なくとも一側の面に、上記パッキンの幅よりも小さい幅を有し上記パッキンに向けて突出する無端の環状凸部を形成することとした（請求項１）。
【０００９】
本発明の場合、双方の相対向面間に挟み付けたパッキンに対し無端の環状凸部が食い込み、パッキンが無端の環状位置に沿って局部的に圧縮されるため、相対向面が密着するだけの場合と比べ、シール性・気密性をより十分に確保し得ることになる。これにより、機械的連結手段を用いることなく、十分にシール性を確保した状態で給気ダクトと送風ファンとを互いに接合し得ることになる。その上に、シール性・気密性確保のために過度な挟み付け力を加える必要もなく、相対向面の構成部材の耐久性向上も図り得る。
【００１０】
本発明において、上記給気ダクトの連通開口部にバーリング加工により上記のパッキンの側に突出するバーリング縁を形成し、上記パッキンの内径をこのバーリング縁の外径と同等又は同等以上に設定することができる（請求項２）。このようにすることにより、相対向面間にパッキンを挟み付けて組み付ける際に、パッキンをバーリング縁に仮支持させることが可能となり、組み付け作業の容易化を図り得ることになる。
【００１１】
又、本発明において、上記送風ファンとしてベルマウス形成板を備えたものとし、このベルマウス形成板の外表面により上記相対向面を構成し、このベルマウス形成板の外表面に対し上記環状凸部を一体に形成することができる（請求項３）。このようにすることにより、凸部をベルマウス形成板に形成するだけで済み、送風ファンの本体の側は通常構成のものを用いることができるため、環状凸部を用いた接合構造の採用を容易に行い得ることになる。
【００１２】
さらに、本発明おいて、給気ダクトの下流端部の相対向面に、送風ファンの相対向面に形成された環状凸部を径方向両側から囲むように複数の環状凸部を同心状に形成することができる（請求項４）。このようにすることにより、径方向に異なる多段階の環状位置でパッキンに対する局部的圧縮を相対向面から互い違いに加えることが可能となる。これにより、シール性・気密性のより十分な確保が実現されることになる。
【発明の効果】
【００１３】
以上、説明したように、本発明の給湯装置によれば、双方の相対向面間に挟み付けたパッキンに対し無端の環状凸部が食い込み、パッキンを無端の環状位置に沿って局部的に圧縮させることができるため、相対向面が密着するだけの場合と比べ、シール性・気密性をより十分に確保することができるようになる。これにより、機械的連結手段を用いることなく、十分にシール性を確保した状態で給気ダクトと送風ファンとを互いに接合させることができるようになる。その上に、シール性・気密性確保のために過度な挟み付け力を加える必要もなく、相対向面の構成部材の耐久性向上も図ることができるようになる。
【００１４】
特に、請求項２によれば、給気ダクトの連通開口部にバーリング縁を形成し、パッキンの内径をこのバーリング縁の外径と同等又は同等以上に設定することで、相対向面間にパッキンを挟み付けて組み付ける際に、パッキンをバーリング縁に仮支持させることができるようになり、組み付け作業の容易化を図ることができる。
【００１５】
請求項３によれば、送風ファンとしてベルマウス形成板を備えたものとし、このベルマウス形成板の外表面に対し環状凸部を一体に形成することで、凸部の形成はベルマウス形成板に形成するだけで済み、送風ファンの本体の側は通常構成のものを用いることができるため、環状凸部を用いた接合構造の採用を容易に行うことができるようになる。
【００１６】
請求項４によれば、給気ダクトの下流端部の相対向面に、送風ファンの相対向面に形成された環状凸部を径方向両側から囲むように複数の環状凸部を同心状に形成することで、径方向に異なる多段階の環状位置でパッキンに対する局部的圧縮を相対向面から互い違いに加えることができるようになり、シール性・気密性のより十分な確保を実現させることができるようになる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の給湯装置の第２実施形態を示す模式図である。
【図２】図１の給湯装置の給気ダクトとファンケースとの接合部位の拡大断面説明図である。
【図３】図２の接合部位の分解斜視図である。
【図４】図２の接合部位を分解状態で示す図２対応図である。
【図５】第２実施形態の接合部位を示す図２対応図である。
【図６】凸部形状について他の形態を示し、図６（ａ）は角形断面形状の部分拡大断面説明図であり、図６（ｂ）は円形又は楕円形の断面形状を備えたものの部分拡大断面説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
【００１９】
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。上記の燃焼バーナ４や熱交換器２は缶体ケース１０内に内蔵され、この缶体ケース１０の上側には給排気構造部１１が載置されて互いに結合されている。
【００２０】
上記の給排気構造部１１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１２、及び、排気集合部１２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１３と、この排気導出筒１３を内筒にして外周を囲む外筒を構成する給気導入筒１４、及び、上記排気集合部１２を覆うように区画形成されて給気導入筒１４から導入される空気を集合させる給気集合部１５とを備えて構成されたものである。上記の排気導出筒１３と、給気導入筒１４とが内外二重管式に配設されて、内側の排気導出筒１３内の排ガスの熱により給気導入筒１４内の空気が熱交換加熱されることになる。そして、給気集合部１５から上記の下方位置の送風ファン６まで缶体ケース１０の側部に沿って下向きに延びるように給気ダクト１６が配設され、この給気ダクト１６を通して給気集合部１５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１２及び排気導出筒１３によって排気通路部８が構成され、給気導入筒１４、給気集合部１５及び給気ダクト１６によって給気通路部９が構成されている。
【００２１】
給気ダクト１６は外装ケース１７内においてその背面壁１７１に対し連結固定され、この給気ダクト１６の前側位置（図１の左側位置）に缶体ケース１０が固定金具１０１を介して取り付けられるようになっている。送風ファン６はそのファンケース６１が缶体ケース１０の下側位置に固定されており、このファンケース６１と給気ダクト１６の下流端部１６１とが間にパッキン１８を挟み付けた状態で互いに接合されている。この接合部位Ｓの詳細構造については後述する。缶体ケース１０は、外装ケース１７の前面カバー１７２を取り外すことにより前面側に露出し、これにより、燃焼バーナ４等のメンテナンスが可能となっている。
【００２２】
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には図示省略のバイパス管の上流端が分岐接続され、このバイパス管１９の下流端が出湯管５の途中位置に合流するように接続されている。
【００２３】
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１４から外部の空気が導入されて給気集合部１５に集合され、続いて給気ダクト１６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１２から排気導出筒１３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１１において燃焼用空気が加熱されることになる。
【００２４】
次に、図２〜図４を参照しつつ、上記の図１の給湯装置における接合部位Ｓの詳細構造について説明する。この接合部位Ｓは、後述の如く送風ファン６のファンケース６１側と、給気ダクト１６の下流端部１６１側との双方の相対向面６３２，１６２の間に介装されたシール材としてのパッキン１８が上記の相対向面６３２，１６２により挟み付けられ、この挟み付け力によって、上記の相対向面６３２，１６２にそれぞれ相対向する側に突出形成されたドーナッツ環状の凸部６４，１６５がパッキン１８の両側からそれぞれ食い込んだ状態で、接合されてなるものである。
【００２５】
すなわち、送風ファン６と、給気ダクト１６とは双方の相対向面間にパッキン１８を挟み付けた状態で互いに接合されている。送風ファン６は、ファンモータ６０（図１参照）により回転作動される羽根車６２が内蔵されたファンケース６１と、ベルマウス部６３１が形成されて上記ファンケース６１に固定されたベルマウス形成板６３とを備えて構成されている。このベルマウス形成板６３は、ベルマウス部６３１がファンケース６１の開口部６１１を覆うようにファンケース６１に対し予め一体に固定されており、給気ダクト１６の下流端部１６１との接合のための一方の相対向面６３２を構成し、上記のベルマウス部６３１が送風ファン６側の連通開口部を構成することになる。このベルマウス形成板６３の相対向面６３２には、接合のための環状の凸部６４が下流端部１６１の側に突出するように例えばプレス加工により一体に形成（折曲又は屈曲）されている。
【００２６】
給気ダクト１６の下流端部１６１は外装ケース１７の背面壁１７１に沿った位置から前方に膨出され、これにより、送風ファン６までの前後間隔を埋めるようになっている。この下流端部１６１の前端面が接合のための他方の相対向面１６２を構成し、この相対向面１６２に所定内径の連通開口部１６３が形成されている。この連通開口部１６３はバーリング加工によりバーリング縁１６４が前方に突出するように屈曲形成されている。そして、この相対向面１６２にも、接合のための環状の凸部１６５が送風ファン６の側に突出形成されている。
【００２７】
パッキン１８は耐熱性を有する合成ゴム等の弾性素材を用いて所定の内径及び外径を有するように無端のドーナッツ環状に形成されたものである。弾性素材としては、例えばＥＰＤＭ（エチレン・プロピレン・ジエンモノマー）が挙げられ、好ましくはこのＥＰＤＭの混和物を用いて独立気泡を有する発泡体に形成したものを用いればよい。又、組み付けの際の便宜を考慮して、パッキン１８の少なくとも一側面には粘着層又は接着層を形成しておき、相対向面６３２，１６２のいずれか一方に仮付けした状態で組み付け作業を行い得るようにすることが好ましい。パッキン１８の内径Ｄ１は上記の連通開口部１６３の内径よりも大きく、好ましくはバーリング縁１６４の外径と同等か若干大きく設定され、外径Ｄ２は所定のシール幅Ｎが確保し得るように設定されている。上記の相対向面６３２，１６２の凸部６４，１６５は共に同じ直径Ｄ３の無端の円環位置を延びるように形成され、その直径Ｄ３はパッキン１８の上記シール幅Ｎの中間位置（Ｄ１＜Ｄ３＜Ｄ２）、好ましくはシール幅Ｎの中央位置｛Ｄ３＝（Ｄ２−Ｄ１）／２｝に配置されるように設定されている。又、上記の各凸部６４，１６５はシール幅Ｎに比してかなり小幅ｎの範囲に突起状の断面形状(図例では三角形状の尖った断面形状)を有するように形成されている。
【００２８】
そして、接合部位Ｓの組み付けは次のようにして行えばよい。外装ケース１７の背面壁１７１に給気ダクト１６を取り付け、その下流端部１６１の相対向面１６２に対しパッキン１８を例えばバーリング縁１６４により仮支持させるか、あるいは、粘着層等を形成したパッキン１８であれば上記相対向面１６２に粘着させて仮支持させる。この状態で、缶体ケース１０を給気ダクト１６に対し固定金具１０１(図１参照)等を介して取り付けることで、上記の給気ダクト１６の側に仮支持されたパッキン１８に対し押圧力を加えた状態で送風ファン６側の相対向面６３２を接合させて密着させる。これにより、相対向面６３２，１６２の一対の凸部６４，１６５がパッキン１８の両側から相対向して食い込んだ状態で、パッキン１８が相対向面６３２，１６２間に挟み付けられて接合部位Ｓが完成し、給気ダクト１６と送風ファン６とが気密状態に連通接続されることになる。
【００２９】
以上の構成の接合部位Ｓの場合、単に相対向面間にパッキンを挟み付けて面と面との押圧力に依存したシール性確保の場合と比べ、凸部６４，１６５が弾性を有するパッキン１８に両側から食い込んだ状態でパッキン１８を相対向面６３２，１６２間に挟み付けているため、挟み付けのための押圧力としてより小さい押圧力で高いシール性を発揮させることができるようになる。このため、シール性・気密性の確保を十分に行うことができることにより、燃焼バーナ４に対する供給空気量を常に一定に維持することができ、振動燃焼の発生のおそれもない。これに加えて、相対向面６３２，１６２等の形成部材に対し過度の反力が作用することを抑制・防止して、相対向面６３２，１６２等の形成部材の変形等の発生を確実に回避することができ、耐久性の向上を図ることができる。
【００３０】
＜第２実施形態＞
図５は第２実施形態に係る接合部位Ｓを示す図２対応図である。適用される給湯装置の構成等は第１実施形態と同様であるため、第１実施形態との相違点のみ、以下説明する。
【００３１】
この第２実施形態は、相対向面６３２，１６２のいずれか一面に第１実施形態と同様の凸部を形成する一方、他の面にその凸部を径方向両側の内外周側から囲むように二重円環状に配置した２つの凸部を形成したものである。
【００３２】
すなわち、給気ダクト１６の側の相対向面１６２に対し二重の無端円環状に配置した内周側の凸部１６６と、外周側の凸部１６７とを形成する。他方の側である送風ファン６の側の相対向面６３２の凸部６４の直径Ｄ３に対し、内周側の凸部１６６の直径Ｄ４を小さく、外周側に凸部１６７の直径Ｄ５を大きく、それぞれ設定する(Ｄ４＜Ｄ３＜Ｄ５)。つまり、一方の相対向面６３２の凸部６４を内外周方向から囲むように他方の相対向面１６２に対し一対の凸部１６６，１６７を上記の凸部６４と同心状に形成しているのである。
【００３３】
以上の第２実施形態の場合、第１実施形態の場合よりも小さい押圧力(挟み付け力)でより十分なシール性・気密性の確保を図ることができる。すなわち、第２実施形態の場合には内周側から外周側に向けて局部的な圧縮が多段にわたり形成されることになり、第１実施形態の場合のように同じ径方向位置(直径Ｄ３位置)でパッキン１８の両側から一対の凸部６４，１６５を食い込ませてパッキン１８の同じ径位置を局部的に高く圧縮する場合と比して、より高くかつ効果的にシール性・気密性を増大させることができるようになる。このため、送風ファン６による供給空気量をより高度に安定化・一定化させることができ、第１実施形態で説明した振動燃焼の防止や、接合部位Ｓの構成部材の耐久性の向上等をより高く実現させることができる。
【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、上記の各実施形態では双方の相対向面６３２，１６２のいずれにも環状凸部６４，１６５，１６６，１６７を形成しているが、これに限らず、少なくとも一側の相対向面に対し１つの環状凸部が形成されていればよく、その凸部がパッキン１８に食い込むことによりシール性・気密性の確保が図られることになる。なお、給気ダクト１６自体の形状は、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。
【００３５】
又、第２実施形態では、一方の相対向面６３２の１つの環状凸部６４を内外周側から挟む２つの環状凸部１６６，１６７を他方の相対向面１６２に形成しているが、これに限らず、例えば一方の相対向面に径方向に多重円環状となるように２以上の環状凸部を形成し、他方の相対向面に上記の２以上の環状凸部に対しそれぞれ径方向中間位置で多重円環状となるように２以上の環状凸部を形成するようにしてもよい。
【００３６】
さらに、凸部６４，１６５，１６６，１６７の断面形状として、以上の各実施形態で例示した以外に、例えば図６(ａ)に示すように角形断面形状や、図６(ｂ)に示すように円形又は楕円形の断面形状等の突起状の断面形状を採用することができる。
【符号の説明】
【００３７】
４      燃焼バーナ
６      送風ファン
１３    排気導出筒
１４    給気導入筒
１６    給気ダクト
１８    パッキン
６４，１６５，１６６，１６７  凸部
１６１            給気ダクトの下流端部
１６２，６３２    相対向面
１６３    連通開口部
１６４    バーリング縁
６３１    ベルマウス部(連通開口部)
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
2012013262.tif 000006
【図５】
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【図６】
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