(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ドレン生成部としての第２熱交換器２とドレン非生成部としての第１熱交換器１とからなる熱交換器を搭載した給湯器であって、
上記第１熱交換器１は、少なくとも水管１ａ群と該水管１ａ群を収容するケーシング３とを備えると共に、上記第２熱交換器２は、少なくとも水管２ａ群と該水管２ａ群を収容するケーシング４と該ケーシング４の一部で構成されたドレン受け部４ａとを備え、
上記第１熱交換器１のケーシング３のうち、第２熱交換器２のドレン受け部４ａに対応する傾斜板３ｂの背面側に断熱材５を設けると共に、前記傾斜板３ｂを第２熱交換器２側に膨出させて空間を形成することで、傾斜板３ｂと前記断熱材５との間に空気層６を形成してあることを特徴とする給湯器。
【請求項２】
ドレン生成部としての第２熱交換器２とドレン非生成部としての第１熱交換器１とからなる熱交換器を搭載した給湯器であって、
上記第２熱交換器２は、少なくとも水管２ａ群と該水管２ａ群を収容するケーシング４と該ケーシング４の一部で構成されたドレン受け部４ａとを備え、
上記第２熱交換器２のケーシング４のドレン受け部４ａの背面側である第１熱交換器１側に断熱材５を設けると共に、該断熱材５を第１熱交換器１側に膨出させて空間を形成することで、ドレン受け部４ａと前記断熱材５との間に空気層６を形成してあることを特徴とする給湯器。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ドレン生成部としての第２熱交換器とドレン非生成部としての第１熱交換器とからなる高効率熱交換器を搭載した給湯器に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、顕熱を回収するための第１熱交換器と潜熱を回収するための第２熱交換器とを組み合わせた高効率熱交換器を搭載した給湯器が開発されている。
【０００３】
上記給湯器としては、例えば図９に示すような熱交換器が提案されている。
図９は従来の一般的な熱交換器部の全体構成図を示し、（Ａ）は正面図、（Ｂ）は一部を切欠した側面図である。
【０００４】
図９で示す熱交換器は、熱交換器を第２熱交換器（ドレン生成部）２０と第１熱交換器（ドレン非生成部）２１とに分離し、生成されたドレンが滴下しないように第２熱交換器２０のケーシング２２の下部にドレン受け部２２ａを設け、該ドレン受け部２２ａからのドレンがドレン排出口２３を経て外部へ排出できるように構成している。系外からの入水は水取入口２４及び２５から第１熱交換器２１側の水管２１ａ及び第２熱交換器２０の水管２０ａ内へそれぞれ供給され、各熱交換器２０、２１内を所定経路で循環して最終的に取出口２６、２７より出湯される。第２熱交換器２０側で生成されたドレンはドレン受け部２２ａに溜まり、上記ドレン排出口２３から排出されるようになっている。なお、上記した第１及び第２の熱交換器２１、２０の水管２１ａ、２０ａは共に、望ましくは銅製で形成されている。
【０００５】
上記のように、高効率熱交換器を搭載した給湯器では熱交換器を第２熱交換器２０と第１熱交換器２１とに分離して構成することで、熱交換器全体の熱効率を飛躍的に向上させることができるようになっている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、上記給湯器においては、通常、第２熱交換器２０からの放熱が大きく、熱効率を低下させるという不具合があった。
このように、第２熱交換器２０側で熱効率が低下する要因としては、例えば第２熱交換器２０の底部を利用して形成されたドレン受け部２２ａやドレン自体が排気ガスによって加熱され、排気ガスが第２熱交換器２０側で有効に利用されないことにあると考えられる。
【０００７】
本発明は、上記不具合を解消したものであって、第２熱交換器側で排気ガスによる放熱を極力少なくして、排気ガスによる熱が第２熱交換器側で有効に利用されるようにした給湯器の提供を課題とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記課題を達成するため、本発明の給湯器は、ドレン生成部としての第２熱交換器２とドレン非生成部としての第１熱交換器１とからなる熱交換器を搭載した給湯器であって、上記第１熱交換器１は、少なくとも水管１ａ群と該水管１ａ群を収容するケーシング３とを備えると共に、上記第２熱交換器２は、少なくとも水管２ａ群と該水管２ａ群を収容するケーシング４と該ケーシング４の一部で構成されたドレン受け部４ａとを備え、上記第１熱交換器１のケーシング３のうち、第２熱交換器２のドレン受け部４ａに対応する傾斜板３ｂの背面側に断熱材５を設けると共に、前記傾斜板３ｂを第２熱交換機２側に膨出させて空間を形成することで、傾斜板３ｂと前記断熱材５との間に空気層６を形成してあることを第１の特徴としている。
また本発明の給湯器は、ドレン生成部としての第２熱交換器２とドレン非生成部としての第１熱交換器１とからなる熱交換器を搭載した給湯器であって、上記第２熱交換器２は、少なくとも水管２ａ群と該水管２ａ群を収容するケーシング４と該ケーシング４の一部で構成されたドレン受け部４ａとを備え、上記第２熱交換器２のケーシング４のドレン受け部４ａの背面側である第１熱交換器１側に断熱材５を設けると共に、該断熱材５を第１熱交換器１側に膨出させて空間を形成することで、ドレン受け部４ａと前記断熱材５との間に空気層６を形成してあることを第２の特徴としている。
【０００９】
【発明の実施の形態】
図１ないし図６は本発明の第１ないし第６の実施形態を示すものであって、図１は本発明の第１の実施形態を示す給湯器の要部構成図、図２は本発明の第２の実施形態を示す第１熱交換器の要部構成図、図３は本発明の第３の実施形態を示す給湯器の要部構成図、図４は本発明の第４の実施形態を示し、（Ａ）は第２熱交換器の要部構成図、（Ｂ）は（Ａ）の変形例である。図５は本発明の第５の実施形態を示す第２熱交換器の要部構成図、図６は本発明の第６の実施形態を示す第２熱交換器を構成する水管の要部構成図である。
図７はドレン排出孔部分の拡大断面図で、（Ａ）は本発明の実施形態を示す給湯器に適用したもの、（Ｂ）は（Ａ）の比較例を示す。図８は第２熱交換器内を上方から見た断面図であって、（Ａ）は本発明の実施形態を示す給湯器に適用できる遮風板を配置した場合、（Ｂ）は比較例として遮風板を配置しない場合を示す。
【００１０】
図１は本発明の第１の実施形態を示す給湯器で、１は第１熱交換器、２は第２熱交換器である。第１熱交換器１は水管１ａ及び該水管１ａを収容するケーシング３から構成され、ケーシング３は天板３ａと傾斜板３ｂ等からなる。また第２熱交換器２は水管２ａ及び該水管２ａを収容するケーシング４から構成されている。ケーシング４の下面側にはドレン受け部４ａが設けられ、滴下してきたドレンがドレン排出孔４ｃを通ってドレン排出管８へ流れ易くしている。
上記給湯器において、特に第１熱交換器１のケーシング３のうち、第２熱交換器２のドレン受け部４ａに当接するケーシング部分である傾斜板３ｂの背面側に断熱材５を設けた。このような構成としたことで、ケーシング３の傾斜板３ｂから第２熱交換器２のドレン受け部４ａへの放熱は断熱材５の存在によって抑制され、無駄となる放熱が抑制される分、第１熱交換器１での熱効率が高められる。また、ドレン受け部４ａでのドレンの再蒸発も抑制できる。
なお、天板３ａの背面側に断熱材５を設けても差し支えない。
【００１１】
図２により本発明の第２の実施形態を示す給湯器について説明する。
図２は第１熱交換器１のケーシング３の傾斜板３ｂ部分の拡大図であって、上記第１の実施形態における給湯器に、傾斜板３ｂと断熱材５との間に空気層６を設けた構成となっている。この場合、空気層６を形成するための具体的手段としては、例えば図示するように、傾斜板３ｂを第２熱交換器２側に膨出させるようにすることで、傾斜板３ｂと断熱材５との間に一定の空間を形成すものが考えられる。
また、これとは逆に断熱材５を第１熱交換器１側へ膨出させて空気層６を形成するようにしてもよい。
このような構成としたことで、放熱抑制効果やドレンの再蒸発防止の効果に加えて、第１熱交換器１内を流れる燃焼ガス若しくは排気ガスの流れに伴う騒音が空気層の存在によって吸音減衰され、消音効果が得られる。
【００１２】
図３を参照して、本発明の第３の実施形態を示す給湯器の構成について説明する。
この場合、上記第１又は第２の実施形態とは逆に、第１熱交換器１側にではなく、第２熱交換器２側に断熱材５を設けるようにしている。即ち、第２熱交換器２のケーシング４の一部で構成されたドレン受け部４ａの背面側に断熱材５を設けた。
このような構成としたことで、ドレン受け部４ａに対する異常加熱を抑え、該ドレン受け部４ａに滴下或いは付着したドレンの再蒸発を防止できる。従ってドレンの再蒸発により、外部へ白煙として放出される白煙化現象を極力なくすことができる。
【００１３】
図４の（Ａ）を参照して、本発明の第４の実施形態を説明する。
本実施形態では、上記第３の実施形態における給湯器のドレン受け部４ａと断熱材５との間に空気層６を設けた構成となっている。そしてこの場合、空気層６を形成するための具体的手段としては、例えば図示するように、断熱材５を第１熱交換器１側に膨出させるように形成することで、ドレン受け部４ａと断熱材５との間に一定の空間を形成するものが考えられる。
このような構成としたことで、ドレンの再蒸発防止効果に加え、空気層６の存在によって燃焼ガス若しくは排気ガスの流れに伴う騒音が吸音減衰され、消音効果が得られる。
【００１４】
なお、図４の（Ｂ）は（Ａ）の変形例で、断熱材５に代えて放熱防止板７をドレン受け部４ａの背面側に設け、しかも上記放熱防止板７をドレン受け部４ａから若干離間させて配設し、空気層６を介在せしめるようにした。
上記のような構成であっても、放熱防止板７の存在によって放熱防止効果が期待でき、しかも空気層６の存在によって燃焼ガス若しくは排気ガスの流れに伴う騒音が吸音減衰され、消音効果が得られる。
【００１５】
次に図５を参照して、本発明の第５の実施形態を示す給湯器の構成について説明する。
第２熱交換器２側のケーシング４の一部で構成したドレン受け部４ａをドレンが流れやすいように傾斜面に形成し、且つ該傾斜面に撥水コーティング層９ａを設けた。なお、ドレン受け部４ａの下流に位置する平坦部４ｂにも絞り加工によってドレンが流れやすくなるようにすることが望ましく、また上記撥水コーティング層９ａはドレン受け部４ａのみならず、ケーシング４の内壁全体に施されていると、より望ましい。
このような構成としたことで、ドレン受け部４ａに滴下若しくは付着したドレンは傾斜面に沿って速やかに流れ、ドレン排出管８へ排出することができる。従ってドレンがドレン受け部４ａに長時間滞留することがないので、強い酸性をもつドレンによってドレン受け部４ａを含むケーシング４が腐食されるおそれがない。この場合、平坦部４ｂに絞り加工がしてあると、上記効果は一層顕著であり、また撥水コーティング層９ａがケーシング４の内壁全体に施されていると、内壁に付着、生成したドレンは、その自重により速やかに滴下して外部へ排出することができるので、腐食防止効果の面からみてより効果的となる。
【００１６】
さらに、図６を参照して本発明の第６の実施形態を示す給湯器の構成について説明する。
本実施形態では、第２熱交換器２を構成する水管２ａの外周を撥水コーティング層９ｂで被覆した。
このような構成とすることで、水管２ａの外周の表面張力が低くなって、該水管２ａの外周に付着したドレンはその自重により速やかにドレン受け部４ａに滴下することになり、ドレン受け部４ａからドレン排出管８へ排出される。従ってドレンが第２熱交換器２内に滞留する時間が短くなり、排気ガス等によって加熱されにくくなる。よって熱損失が少なくなり、熱効率が高められる。
【００１７】
さらに付け加えるに、上記第１ないし第６の実施形態を示す給湯器の構成に対し、望ましくは下記の（１）、（２）の工夫を施すことで、より優れた給湯器が得られる。
まず（１）の工夫として、図７の（Ａ）に示すように、第２熱交換器２のドレン受け部４ａに設けたドレン排出孔４ｃにバーリング加工を施し、このバーリング部４ｄを覆うようにしてドレン排出管８の上端を接続し、上記バーリング部４ｄとドレン排出管８との接合部をロウ付け１０等により接合した。
このようにしてロウ付け１０することで、ドレン排出孔４ｄより落下し、ドレン排出管８を経由して図示しない中和装置等の外部へと向かうドレンは、ロウ付け１０した接合部分と直接に接触するおそれがなくなる。ロウ付け１０した接合部分の耐蝕性は第２熱交換器２を構成するドレン受け部４ａ等のケーシング４の耐蝕性に比べて劣るが、上記構成を採用することで、酸性度の強いドレンがロウ付け１０した接合部分に直接に接触することがなくなり、腐食が生じにくくなる。よって、ドレン漏れという問題が発生しない。
これに対し、上記（Ａ）の比較例として示す図７の（Ｂ）から明らかなように、ドレン排出孔４ｃのバーリング部４ｄの内側にドレン排出管８を嵌め込み、上記バーリング部４ｄとドレン排出管８との嵌め込み部にロウ付け１０して接合した場合には、ドレン排出孔４ｃより落下し、ドレン排出管８を経由して図示しない中和装置等の外部へと向かうドレンが、上記バーリング部４ｄとドレン排出管８との嵌め込み部の僅かな隙間に侵入してロウ付け１０部分を腐食させ、この腐食の進行によってドレン漏れという問題が発生する。
【００１８】
また（２）の工夫として、図８の（Ａ）に示すように、第２熱交換器２のケーシング４の内部両側に該ケーシング４より一定幅だけ離間した位置に遮風板１１を設ける構成とした。即ち、第１熱交換器１からの排気ガスが第２熱交換器２内を通過する際、上記排気ガスが第２熱交換器２のケーシング４内壁に直接接触しない構成とした。このような構成を採用することで、ケーシング４内壁、具体的には水管２ａとケーシング４との接合境界部分に排気ガスが導入されないことになる結果、該接合境界部分にドレンが発生しにくくなる。従ってこれまで水管２ａとケーシング４等、異種金属で構成される金属間での電位差が生じる要因が排除され、腐食が発生しにくく、また腐食の進行によってドレン漏れという問題が発生しない。
これに対し、上記（Ａ）の比較例として示す図８の（Ｂ）から明らかなように、第２熱交換器２のケーシング４内に上記したような遮風板１１を設けない場合には、第１熱交換器１からの排気ガスが第２熱交換器２内を通過する際、上記排気ガスが第２熱交換器２のケーシング４内壁に直接接触することになる。この結果、ケーシング４内壁にドレンが発生しやすく、特に水管２ａとケーシング４との接合境界部分では上記したように、水管２ａとケーシング４とが異種金属で構成されるものであることから、ドレン生成に伴って金属間で電位差が生じ、腐食が発生し易くなる。そして、この腐食の進行によってドレン漏れという問題が発生する。
【００１９】
以上のように、本発明の第１ないし第６の実施形態を示す給湯器によれば、第１熱交換器１又は第２熱交換器２のケーシング３、４の所定箇所に断熱材５や空気層６等を設け、或いはドレン受け部４ａや水管２ａ等に撥水コーティングを施すという比較的簡単な改良を加えることで、ドレン生成に起因するケーシング等の腐食を防止でき、またドレンの再蒸発を抑制し、更に第１熱交換器１または第２熱交換器２での熱効率が効率的に高められるという効果を得ることができる。
【００２０】
また上記した第１ないし第６の実施形態を示す給湯器に対し、既述の（１）や（２）の工夫を付加することで、上記第１ないし第６の実施形態を示す給湯器が奏する作用効果をより一層確実且つ信頼できるものとすることができる。
【００２１】
【発明の効果】
本発明は以上の構成よりなり、請求項１に記載の給湯器によれば、ドレン生成部としての第２熱交換器とドレン非生成部としての第１熱交換器とからなる熱交換器を搭載した給湯器であって、上記第１熱交換器は、少なくとも水管群と該水管群を収容するケーシングとを備えると共に、上記第２熱交換器は、少なくとも水管群と該水管群を収容するケーシングと該ケーシングの一部で構成されたドレン受け部とを備え、上記第１熱交換器のケーシングのうち、第２熱交換器のドレン受け部に対応する傾斜板の背面側に断熱材を設けると共に、前記傾斜板を第２熱交換機側に膨出させて空間を形成することで、傾斜板と前記断熱材との間に空気層を形成してあるので、
第１熱交換器のケーシングの傾斜板からの放熱は断熱材の存在によって抑制され、燃焼ガスによる熱は第１熱交換器で有効に利用され、熱効率が高められる。また、第２熱交換器でのドレンの再蒸発を抑制することができる。
また傾斜板と断熱材との間に空気層が設けられているので、
第１熱交換器内を流れる燃焼ガス若しくは排気ガスの流れに伴う騒音が空気層の存在によって吸音減衰され、消音効果が得られる。
また請求項２に記載の給湯器によれば、ドレン生成部としての第２熱交換器とドレン非生成部としての第１熱交換器とからなる熱交換器を搭載した給湯器であって、上記第２熱交換器は、少なくとも水管群と該水管群を収容するケーシングと該ケーシングの一部で構成されたドレン受け部とを備え、上記第２熱交換器のケーシングのドレン受け部の背面側である第１熱交換器側に断熱材を設けると共に、該断熱材を第１熱交換器側に膨出させて空間を形成することで、ドレン受け部と前記断熱材との間に空気層を形成してあるので、
ドレン受け部に対する異常加熱が抑えられ、該ドレン受け部に滴下したドレンの再蒸発を防止できる。よってドレンの再蒸発により、外部へ白煙として放出される白煙化現象を極力なくすことができる。
またドレン受け部の背面側において、該ドレン受け部と断熱材との間に空気層が設けられているので、
空気層の存在によって燃焼ガス若しくは排気ガスの流れに伴う騒音が吸音減衰され、消音効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態を示す給湯器の要部構成図である。
【図２】本発明の第２の実施形態を示す第１熱交換器の要部構成図である。
【図３】本発明の第３の実施形態を示す給湯器の要部構成図である。
【図４】本発明の第４の実施形態を示す第２熱交換器の要部構成図である。
【図５】本発明の第５の実施形態を示す第２熱交換器の要部構成図である。
【図６】本発明の第６の実施形態を示す第２熱交換器を構成する水管の要部構成図である。
【図７】ドレン排出孔部分の拡大断面図である。
【図８】第２熱交換器内を上方から見た断面図である。
【図９】従来の熱交換器部の全体構成図である。
【符号の説明】
１    第１熱交換器
１ａ  水管
２    第２熱交換器
２ａ  水管
３    ケーシング
３ｂ  傾斜板
４    ケーシング
４ａ  ドレン受け部
５    断熱材
６    空気層
８    ドレン排出管
９ａ、９ｂ  撥水コーティング層
【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】
0004062795.tif 000009
【図９】
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