(57)【要約】【課題】風呂給湯または暖房給湯を行なった後に一般給湯を開始した際に、高温の湯水が出湯する現象を抑制し、出湯特性をよくすることが可能な給湯装置を提供する。【解決手段】バーナ１および熱交換器ＨＥを備え、熱交換器ＨＥは、１つのケース４内に一般給湯用の第１の伝熱管Ｔ１および風呂給湯または暖房給湯用の第２の伝熱管Ｔ２が上下高さ方向に位置ずれして収容されている、給湯装置ＷＨであって、バーナ１は、複数の燃焼可能領域１０ａがｘ方向に並び、かつ一般給湯が停止された状態において風呂給湯または暖房給湯が行なわれるときには、ケースのｘ方向第１端部４ａ側の領域が燃焼領域Ａａとされ、ｘ方向第２端部４ｂ側の領域が非燃焼領域Ａｂとされ、第１の伝熱管Ｔ１の出湯口６３ａは、ケース４のｘ方向第２端部４ｂ側に設けられている。【選択図】  図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
個別に燃焼駆動させることが可能な複数の燃焼可能領域を有するバーナと、このバーナにより発生された燃焼ガスから熱回収を行なうことにより湯水加熱を行なうための熱交換器と、を備えており、
前記熱交換器は、
前記燃焼ガスを内部に流入させて上下高さ方向に通過させるケースと、
このケース内に配され、かつ一般給湯用の湯水加熱を行なうための第１の伝熱管と、
この第１の伝熱管とは上下高さ方向に位置ずれするようにして前記ケース内に配され、かつ風呂給湯用または暖房給湯用の湯水加熱を行なうための第２の伝熱管と、
を備えており、
前記ケースの幅方向として、互いに交差するｘ方向およびｙ方向があり、
前記第１および第２の伝熱管のそれぞれは、ｘ方向に延びる複数の直状管体部がｙ方向に並べられ、かつ複数の曲状管体部を介して一連に接続されているとともに、一端側が入水口とされ、他端側が出湯口とされたフィン付き伝熱管として構成されている、給湯装置であって、
前記バーナは、前記複数の燃焼可能領域がｘ方向に並び、かつ一般給湯が停止された状態において風呂給湯または暖房給湯が行なわれるときには、前記ケースのｘ方向第１端部側の領域が燃焼領域とされ、これとは反対のｘ方向第２端部側の領域が非燃焼領域とされる構成とされ、
前記第１の伝熱管の出湯口は、前記ケースのｘ方向第２端部側に設けら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、
前記第２の伝熱管の出湯口は、前記ケースのｘ方向第１端部側に設けられている、給湯装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載の給湯装置であって、
前記第１および第２の伝熱管のうち、一方の入水口は、前記ケースのｙ方向一端部側に設けられ、かつ他方の入水口は、前記ケースのｙ方向他端部側に設けられている、給湯装置。
【請求項４】
請求項１ないし３のいずれかに記載の給湯装置であって、
前記第１の伝熱管は、前記複数の直状管体部が前記複数の曲状管体部を介して一連に接続された平面視蛇行状の管体部を２組有し、かつこれら２組の管体部が上下２段に設けられてそれらの一端部どうしが接続された構成を有しており、
前記第２の伝熱管は、前記複数の直状管体部が前記複数の曲状管体部を介して一連に接続された平面視蛇行状の管体部を１組のみ有し、かつこの１組の管体部が前記２組の管体部の相互間に設けられた構成を有しており、
前記フィンとしては、ｙ方向に延びるプレート状の形態を有し、かつｘ方向に間隔を隔てて並ぶ複数のフィンが設けられ、かつこれら複数のフィンに、前記第１および第２の伝熱管のそれぞれの直状管体部が貫通して接合されている、給湯装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、いわゆる１缶２水路方式の熱交換器を備えたタイプの給湯装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
給湯装置の具体例としては、バーナによって発生された燃焼ガスを内部に流入させるケース内に、一般給湯用の湯水加熱を行なうための第１の伝熱管と、風呂給湯用の湯水加熱を行なうための第２の伝熱管との２種類の伝熱管を収容させた熱交換器を用いたものがある。第１および第２の伝熱管は、ケースの上下厚み方向に位置ずれしたいわゆる縦並びの配列に設けられている（特許文献１〜３を参照）。
このような構成によれば、第１および第２の伝熱管を横並び状に設けたものと比較すると、熱交換器全体の幅を小さくし、給湯装置全体のスリム化を図ることができる。
【０００３】
しかしながら、前記従来技術においては、次に述べるように、改善すべき余地があった。
【０００４】
すなわち、一般給湯を停止させた状態において、風呂給湯を行なう場合、風呂給湯用の第２の伝熱管のみならず、一般給湯用の第１の伝熱管にも燃焼ガスが作用し、第１の伝熱管内の湯水も高温に加熱される。このため、風呂給湯が終了した後に、比較的早期に一般給湯が開始された場合には、前記した風呂給湯の際に高温に加熱された湯水が出湯し、出湯特性が悪いものとなる場合がある。
従来においては、第２の伝熱管が風呂給湯用ではなく、暖房給湯用とされたものも存在するが、この場合にも前記と同様の不具合が生じる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平０９−１４５１６２号公報
【特許文献２】特開平１０−２６７４１４号公報
【特許文献３】特開２００１−２０１１７９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、前記したような事情のもとで考え出されたものであり、風呂給湯または暖房給湯を行なった後に一般給湯を開始した際に、高温の湯水が出湯する現象を抑制し、出湯特性をよくすることが可能な給湯装置を提供することを、その課題としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記の課題を解決するため、本発明では、次の技術的手段を講じている。
【０００８】
本発明により提供される給湯装置は、個別に燃焼駆動させることが可能な複数の燃焼可能領域を有するバーナと、このバーナにより発生された燃焼ガスから熱回収を行なうことにより湯水加熱を行なうための熱交換器と、を備えている。前記熱交換器は、前記燃焼ガスを内部に流入させて上下高さ方向に通過させるケースと、このケース内に配され、かつ一般給湯用の湯水加熱を行なうための第１の伝熱管と、この第１の伝熱管とは上下高さ方向に位置ずれするようにして前記ケース内に配され、かつ風呂給湯用または暖房給湯用の湯水加熱を行なうための第２の伝熱管と、を備えている。前記ケースの幅方向として、互いに交差するｘ方向およびｙ方向があり、前記第１および第２の伝熱管のそれぞれは、ｘ方向に延びる複数の直状管体部がｙ方向に並べられ、かつ複数の曲状管体部を介して一連
に接続されているとともに、一端側が入水口とされ、他端側が出湯口とされたフィン付き伝熱管として構成されている。前記バーナは、前記複数の燃焼可能領域がｘ方向に並び、かつ一般給湯が停止された状態において風呂給湯または暖房給湯が行なわれるときには、前記ケースのｘ方向第１端部側の領域が燃焼領域とされ、これとは反対のｘ方向第２端部側の領域が非燃焼領域とされる構成とされ、前記第１の伝熱管の出湯口は、前記ケースのｘ方向第２端部側に設けられている。
【０００９】
本発明の前記構成によれば、次のような効果が得られる。
すなわち、一般給湯が停止された状態において風呂給湯または暖房給湯が行なわれる際には、一般給湯用の第１の伝熱管も加熱されるが、その際にはケースのｘ方向第１端部側の領域が集中的に加熱され、ｘ方向第２端部側の領域の加熱の程度は低いものとなる。前記した風呂給湯または暖房給湯が終了して一般給湯が開始され、第１の伝熱管の出湯口から湯水が出湯する際には、第１の伝熱管内のうち、ケースのｘ方向第２端部側に存在していた加熱の程度の低い湯水が最初に出湯する。その後は、ｘ方向第１端部側に存在していた湯水が出湯するが、この湯水が出湯口に到達するまでにはある程度の距離および時間を要するため、この湯水の高温状態を緩和させることが可能である。このようなことから、風呂給湯または暖房給湯時に高温に加熱されていた湯水が、一般給湯の開始直後に高温のまま出湯口から出湯する現象を抑制し、前記従来技術よりも出湯特性をよくすることができる。
【００１０】
本発明において、好ましくは、前記第２の伝熱管の出湯口は、前記ケースのｘ方向第１端部側に設けられている。
【００１１】
このような構成によれば、風呂給湯または暖房給湯が行なわれる際には、第２の伝熱管のうち、ケースのｘ方向第１端部側の領域が集中的に加熱されるために、この加熱された湯水が第２の伝熱管の出湯口に直ちに到達することとなる。したがって、風呂給湯または暖房給湯時において、所定の高温に加熱された湯水を早期に出湯させることができる利点が得られる。
【００１２】
本発明において、好ましくは、前記第１および第２の伝熱管のうち、一方の入水口は、前記ケースのｙ方向一端部側に設けられ、かつ他方の入水口は、前記ケースのｙ方向他端部側に設けられている。
【００１３】
このような構成によれば、熱交換器内に多くの凝縮水が発生することを防止することが可能となる。すなわち、第１および第２の伝熱管への入水温度が低いような場合には、第１および第２の伝熱管やフィンに接触した燃焼ガス中の水蒸気が凝縮し、熱交換器内において凝縮水が発生する虞がある。このような凝縮水の発生は、強酸性であるため、熱交換器保護の観点などから好ましいものではない。一方、凝縮水は、第１および第２の伝熱管のうち、最も温度が低い部分となる入水口の近傍部分において発生し易い。これに対し、前記構成によれば、第１および第２の伝熱管の双方の入水口がｙ方向において大きく離れた配置とされているため、第１および第２の伝熱管のうちの入水口近傍部分の温度が余り低くならないようにし、凝縮水の発生を抑制することが可能となる。前記構成とは異なり、第１および第２の伝熱管の双方の入水口が接近していると、第１および第２の伝熱管の双方の入水口近傍部分の温度が低くなって凝縮水が発生し易くなるが、前記構成によれば、そのようなことを適切に抑制することができる。
【００１４】
本発明において、前記第１の伝熱管は、前記複数の直状管体部が前記複数の曲状管体部を介して一連に接続された平面視蛇行状の管体部を２組有し、かつこれら２組の管体部が上下２段に設けられてそれらの一端部どうしが接続された構成を有しており、前記第２の伝熱管は、前記複数の直状管体部が前記複数の曲状管体部を介して一連に接続された平面
視蛇行状の管体部を１組のみ有し、かつこの１組の管体部が前記２組の管体部の相互間に設けられた構成を有しており、前記フィンとしては、ｙ方向に延びるプレート状の形態を有し、かつｘ方向に間隔を隔てて並ぶ複数のフィンが設けられ、かつこれら複数のフィンに、前記第１および第２の伝熱管のそれぞれの直状管体部が貫通して接合されている構成とすることができる。
【００１５】
本発明のその他の特徴および利点は、添付図面を参照して以下に行なう発明の実施の形態の説明から、より明らかになるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明に係る給湯装置の一例を示す要部断面図である。
【図２】（ａ）は、図１の給湯装置における第１の伝熱管の平面視形状を示す要部平面断面図であり、（ｂ）は、図１の給湯装置における第２の伝熱管の平面視形状を示す要部平面断面図である。
【図３】図１の給湯装置におけるバーナを模式的に示す要部平面断面図である。
【図４】（ａ），（ｂ）は、図１に示す給湯装置の作用を示す要部平面断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明の好ましい実施の形態について、図面を参照して具体的に説明する。
【００１８】
図１に示す給湯装ＷＨは、燃焼ガスを発生させるバーナ１、バーナ１を収容するバーナケース２、バーナケース２内に燃焼用空気を送り込むためのファン３、およびバーナ１によって発生された燃焼ガスから熱回収を行なって湯水加熱を行なうための熱交換器ＨＥを具備している。熱交換器ＨＥは、顕熱回収用である。図面では省略しているが、好ましくは、熱交換器ＨＥの上にさらに別の熱交換器（２次熱交換器）が設けられて、熱交換器ＨＥを通過した後の燃焼ガスから潜熱を回収する構成とされる。勿論、このような構成に代えて、熱交換器ＨＥの上側に熱交換器ＨＥを通過した燃焼ガスが流入する集合筒を設け、この集合筒の排気口から前記燃焼ガスを外部に排出させる顕熱回収型（非潜熱回収型）とすることもできる。
【００１９】
熱交換器ＨＥは、いわゆる１缶２水路方式であり、バーナケース２の上部に載設された矩形枠状のケース４（缶体）、このケース４内に配された第１および第２の伝熱管Ｔ１，Ｔ２、ならびに複数のプレート状のフィン５を備えている。これら各部は、たとえば銅製である。
図面におけるｘ方向およびｙ方向は、ケース４の幅方向（横幅方向または前後幅方向）であって、互いに交差する方向である。図２〜図４において、ケース４のｘ方向左端部は、ｘ方向第１端部４ａであり、ｘ方向右端部は、ｘ方向第２端部４ｂである。
【００２０】
第１の伝熱管Ｔ１は、台所や洗面所などを給湯先とする一般給湯用である。第２の伝熱管Ｔ２は、風呂給湯用である。図２（ａ）に示すように、第１の伝熱管Ｔ１は、ｘ方向に延びる複数の直状管体部６０ａが、半円弧状の複数の曲状管体部６１ａを介して一連に接続された平面視蛇行状の管体部６を２組有しており、かつこれら２組の管体部６が上下２段に設けられて互いに繋げられた構成である。この第１の伝熱管Ｔ１のうち、ｙ方向の一端部に位置する下側および上側の２つの直状管体部６の一端開口部が、それぞれ入水口６２ａおよび出湯口６３ａとされている。入水口６２ａおよび出湯口６３ａは、ケース４のｘ方向第２端部４ｂ側に配されている。第１の伝熱管Ｔ１においては、入水口６２ａに供給された湯水が下段の管体部６を通過してから上段の管体部６に流れ、出湯口６３ａから出湯するように構成されている。入水口６２ａおよび出湯口６３ａには、入水口６２ａに湯水を供給する入水管７０ａおよび出湯口６３ａから出湯する湯水を給湯先に送り出すた
めの出湯管７１ａが接続されている。入水管７０ａまたは出湯管７１ａが接続された直状管体部６０ａのうち、出湯口６３ａに近い部分には、出湯温度を検出するための温度センサＳａが設けられている。
【００２１】
図２（ｂ）に示すように、第２の伝熱管Ｔ２は、ｘ方向に延びる複数の直状管体部６０ｂが、半円弧状の複数の曲状管体部６１ｂを介して一連に接続された平面視蛇行状の管体部を１組のみ有する構成である。この第２の伝熱管Ｔ２は、上下方向単段であり、第１の伝熱管Ｔ１の上下２段の管体部６の相互間に配されている。第２の伝熱管Ｔ２のうち、ｙ方向の両端に位置する２つの直状管体部６０ｂの一端開口部は、入水口６２ｂおよび出湯口６３ｂである。入水口６２ｂは、ケース４のｘ方向第２端部４ｂ側に位置するのに対し、出湯口６３ｂは、ｘ方向第１端部４ａ側に位置している。入水口６２ｂから入水した湯水は、第２の伝熱管Ｔ２をそのまま流れて出湯口６３ｂに到達する。入水口６２ｂおよび出湯口６３ｂには、入水管７０ｂおよび出湯管７１ｂが接続されており、出湯管７１ｂまたはこの出湯管７１ｂが接続された直状管体部６０ｂのうち、出湯口６３ｂに近い部分には、出湯温度を検出するための温度センサＳｂが設けられている。
【００２２】
複数のフィン５は、ｙ方向に延びたプレート状であり、ｘ方向に間隔を隔てて並んでいる。第１および第２の伝熱管Ｔ１，Ｔ２の直状管体部６０ａ，６０ｂは、複数のフィン５に貫通して接合されている。各フィン５には、燃焼ガスとの接触度合いを高めて、フィン５を利用した熱回収量を多くするための複数の凸部５０が適宜設けられている（図１を参照）。
【００２３】
バーナ１は、たとえば燃料ガスを燃焼させるガスバーナであり、図３に示すように、複数のバーナ本体１０（燃焼管）がｘ方向に並べられて構成されている。バーナ本体１０としては、たとえば特開２０１３−２４２０８０号公報に記載された公知のものが用いられており、その詳細は省略するが、バーナ本体１０の炎孔面は、ｙ方向に延びた形態を有している。複数のバーナ本体１０のそれぞれの炎孔面は、個別に燃焼駆動させることが可能な燃焼可能領域１０ａに相当する。バーナ１の火力は、たとえば第１火力〜第４火力の４段階に変更可能とされ、第１火力では、中央寄りの２つの燃焼可能領域１０ａのみが燃焼領域とされ、第２火力では、ケース４のｘ方向第１端部４ａ側の３つの燃焼可能領域１０ａ（図４の網点模様が付された領域）のみが燃焼領域とされる。第３火力では、ｘ方向第１端部４ａ側の５つの燃焼可能領域１０ａのみが燃焼領域とされ、第４火力では、全て（たとえば８つ）の燃焼可能領域１０ａが燃焼領域とされる。一般給湯が停止された状態において、風呂給湯のみが実行される際には、前記した第２火力および第３火力の態様でバーナ１の駆動燃焼がなされ、複数の燃焼可能領域１０ａのうち、ケース４のｘ方向第２端部４ｂ側には、非燃焼領域が設けられるようになっている。
【００２４】
次に、前記した給湯装ＷＨの作用について説明する。
【００２５】
まず、一般給湯が停止された状態において、風呂給湯が行なわれる際には、風呂給湯用の第２の伝熱管Ｔ２のみならず、一般給湯用の第１の伝熱管Ｔ１も加熱される。この場合、図４に示すように、バーナ１は、ケース４のｘ方向第１端部４ａ側の領域が燃焼領域Ａａとされるため、第１の伝熱管Ｔ１のうち、燃焼領域Ａａの上方部分が集中的に加熱され、ｘ方向第２端部４ｂ側の非燃焼領域Ａｂの上方部分の加熱程度は低いものとなる。このため、前記の風呂給湯が終了し、かつその後に一般給湯が開始された場合には、第１の伝熱管Ｔ１の出湯口６３ａから高温の湯水が直ちに出湯しないようにすることができる。出湯口６３ａからは、第１の伝熱管Ｔ１内のうち、ｘ方向第２端部４ｂ側の領域（符号Ａ２で示す領域）に存在していた加熱程度の低い湯水が最初に出湯する。次いで、ｘ方向第１端部４ａ側の領域（符号Ａ１で示す領域）に存在していた湯水が出湯するが、この湯水が出湯口６３ａに到達するまでにはある程度の距離および時間を要するため、この湯水の高
温状態が緩和される作用が得られる。その結果、風呂給湯時に高温に加熱されていた湯水が、一般給湯の開始直後に高温のまま出湯口６３ａから出湯する現象を抑制し、出湯特性をよくすることができる。
【００２６】
一方、図４（ｂ）において、第２の伝熱管Ｔ２の出湯口６３ｂは、ｘ方向第１端部４ａ側に設けられており、風呂給湯時におけるバーナ１の燃焼領域Ａａに近い位置に存在している。このため、風呂給湯が開始された際には、バーナ１によって加熱された湯水が直ちに出湯口６３ｂに到達することとなり、所定の温度に加熱された湯水を早期に出湯させることができる。したがって、温度センサＳｂを利用して検出される給湯温度に基づく風呂給湯温度制御を適切に行なうことも可能となる。
【００２７】
第１および第２の伝熱管Ｔ１，Ｔ２の入水口６２ａ，６２ｂは、ケース４のｙ方向両端部に配され、大きな寸法で離間しているため、熱交換器ＨＥ内に多くの凝縮水が発生することも好適に防止される。より具体的には、熱交換器ＨＥへの入水温度が低い場合には、熱交換器ＨＥに供給されてきた燃焼ガス中の水蒸気が凝縮し、熱交換器ＨＥのうち、最も温度が低い入水口６２ａ，６２ｂの近傍において強酸性の凝縮水が発生する虞がある。このような強酸性の凝縮水は、熱交換器ＨＥを腐食させる要因となり、またフィン５の相互間に詰まりを生じさせる要因にもなるため、できる限り発生しないようにすることが望まれる。これに対し、本実施形態においては、２つの入水口６２ａ，６２ｂがｙ方向において大きく離間した配置とされているため、比較的低温の湯水が熱交換器ＨＥに供給されてきても、この湯水は熱交換器ＨＥの距離が離れた位置に分散して供給されることとなり、温度が低い領域が大きな面積で発生しないようにすることが可能である。本実施形態とは異なり、２つの入水口６２ａ，６２ｂが互いに接近した配置に設けられている場合には、これら２つの入水口６２ａ，６２ｂの近傍部分において温度が低い領域が大きな面積で発生する。本実施形態では、そのようなことを解消し、熱交換器ＨＥ内における凝縮水の発生を抑制することができるという利点も得られる。
【００２８】
本発明は、上述した実施形態の内容に限定されない。本発明に係る給湯装置の各部の具体的な構成は、本発明の意図する範囲内において種々に設計変更自在である。
【００２９】
第２の伝熱管は、風呂給湯用に代えて、暖房給湯用とすることも可能である。
第１および第２の伝熱管の具体的な配列（上下方向の管体の段数など）は、上述の実施形態とは異なる構成とすることもできる。バーナは、複数の燃焼可能領域を有していればよく、その具体的な数も限定されない。また、風呂給湯または暖房給湯時には、熱交換器のケースのｘ方向第１端部側の領域が燃焼領域とされればよく、その具体的なサイズ、あるいは面積比なども限定されない。バーナとしては、ガスバーナに代えて、たとえばオイルバーナを用いることもできる。また、バーナとして、偏平状バーナ本体を複数並べたものに代えて、プレート状のものを採用することもできる。
【符号の説明】
【００３０】
ＷＨ  給湯装置
Ｔ１，Ｔ２  第１および第２の伝熱管
ＨＥ  熱交換器
１  バーナ
１０ａ  燃焼可能領域
４  ケース
４ａ  ケースのｘ方向第１端部
４ｂ  ケースのｘ方向第２段部
５  フィン
６  管体部（第１の伝熱管の）
６０ａ，６０ｂ  直状管体部
６１ａ，６１ｂ  曲状管体部
６２ａ，６２ｂ  入水口
６３ａ，６３ｂ  出湯口
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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