(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
器具内に設けられた燃焼室内で燃料ガスを燃焼するバーナと、
前記バーナの燃焼排気から顕熱を回収して伝熱管内の通水を加熱するための主熱交換器と、
前記主熱交換器を通過した燃焼排気から潜熱を回収して伝熱管内の通水を加熱するための副熱交換器と、
前記副熱交換器において発生したドレンを中和するためのドレン中和装置とを備える給湯器において、
前記ドレン中和装置は、ドレン導入口からドレン排出口に至るドレン通路を内部に備える中和装置本体と、当該中和装置本体内に充填される中和剤とからなり、前記中和装置本体内に仕切り壁を備え、当該仕切り壁により前記ドレン通路が形成されており、前記仕切り壁が抗菌性金属材料により構成されていることを特徴とする給湯器。
【請求項２】
器具内に設けられた燃焼室内で燃料ガスを燃焼するバーナと、
前記バーナの燃焼排気から顕熱を回収して伝熱管内の通水を加熱するための主熱交換器と、
前記主熱交換器を通過した燃焼排気から潜熱を回収して伝熱管内の通水を加熱するための副熱交換器と、
前記副熱交換器において発生したドレンを中和するためのドレン中和装置とを備える給湯器において、
前記ドレン中和装置は、ドレン導入口からドレン排出口に至るドレン通路を内部に備える中和装置本体と、当該中和装置本体内に充填される中和剤とからなり、前記ドレン排出口に網状部を備える場合において、当該網状部が抗菌性金属材料により構成されていることを特徴とする給湯器。
【請求項３】
前記ドレン通路のうち、前記ドレン排出口近傍部が抗菌性金属材料により構成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の給湯器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、給湯器に関し、詳しくは、バーナの燃焼排気から顕熱と潜熱とを回収して通水を加熱する熱交換器を備えた給湯器に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、燃焼排気流路中の上流側に主に顕熱回収を目的とした主熱交換器を、下流側に主に潜熱回収を目的とした副熱交換器を設けて高い熱交換率が得られる潜熱回収型の給湯器が知られている（例えば、特許文献１参照）。このタイプの給湯器は、例えば、フィンチューブ式の副熱交換器と、フィンチューブ式の主熱交換器とを上下２段に離間して備え、その間のスペースに、副熱交換器にて潜熱回収により発生したドレン（潜熱回収後の凝縮水）を受けるドレン受皿を備える構成となっている。
【０００３】
このような潜熱回収型の給湯器では、まず、バーナからの高温の燃焼排気が、給気ファンにより主熱交換器の各主フィン間を貫流し良好に熱交換される。さらに温度の下がった燃焼排気が、副熱交換器の各副フィン間を流れ、副熱交換器においても良好に熱交換され、器具外へ排出される。一方、上方に配置された副熱交換器にて潜熱回収により発生したドレンはドレン受皿で集水され、ドレン排管を通って中和器で処理された後、下水道等の排水設備に排出される。
【特許文献１】特開２００２−２６７２７３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記従来の給湯器では、中和器内でのドレン中和処理の際、中和されたドレンが一定時間中和器内に滞留することとなるため、微生物等が中和器内に発生増殖してしまい不衛生であるという問題点があった。
【０００５】
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、中和器内に発生する微生物等の殺菌、抗菌が可能な中和器を備えた給湯器を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するために、請求項１に係る発明の給湯器は、器具内に設けられた燃焼室内で燃料ガスを燃焼するバーナと、前記バーナの燃焼排気から顕熱を回収して伝熱管内の通水を加熱するための主熱交換器と、前記主熱交換器を通過した燃焼排気から潜熱を回収して伝熱管内の通水を加熱するための副熱交換器と、前記副熱交換器において発生したドレンを中和するためのドレン中和装置とを備える給湯器において、前記ドレン中和装置は、ドレン導入口からドレン排出口に至るドレン通路を内部に備える中和装置本体と、当該中和装置本体内に充填される中和剤とからなり、前記中和装置本体内に仕切り壁を備え、当該仕切り壁により前記ドレン通路が形成されており、前記仕切り壁が抗菌性金属材料により構成されていることを特徴とする。
【０００７】
また、請求項２に係る発明の給湯器は、器具内に設けられた燃焼室内で燃料ガスを燃焼するバーナと、前記バーナの燃焼排気から顕熱を回収して伝熱管内の通水を加熱するための主熱交換器と、前記主熱交換器を通過した燃焼排気から潜熱を回収して伝熱管内の通水を加熱するための副熱交換器と、前記副熱交換器において発生したドレンを中和するためのドレン中和装置とを備える給湯器において、前記ドレン中和装置は、ドレン導入口からドレン排出口に至るドレン通路を内部に備える中和装置本体と、当該中和装置本体内に充填される中和剤とからなり、前記ドレン排出口に網状部を備える場合において、当該網状部が抗菌性金属材料により構成されていることを特徴とする。
【０００８】
【０００９】
また、請求項３に係る発明の給湯器は、請求項１又は２に記載の発明の構成に加え、前記ドレン通路のうち、前記ドレン排出口近傍部が抗菌性金属材料により構成されていることを特徴とする。
【００１０】
【発明の効果】
【００１１】
請求項１に係る発明の給湯器では、給湯器が備えるドレン中和装置が抗菌性金属材料から成る。そのため、中和されたドレンが中和装置内滞留中において中和装置と接触することにより、中和されたドレンが殺菌され、中和装置内に発生増殖する微生物等を抑制することができる。また、ドレン中和装置がその中和装置本体内部に仕切り壁を設けることにより、ドレン通路が形成されている。また、当該仕切り壁のみが抗菌性金属材料から成る。そのため、中和されたドレンと接触する面積比率が大きい仕切り壁自体の構成材料を抗菌性金属材料とすることができるため、成型加工容易で且つ効率的に微生物等の発生を抑制することができる。
また請求項２に係る発明の給湯器では、給湯器が備えるドレン中和装置が抗菌性金属材料から成る。そのため、中和されたドレンが中和装置内滞留中において中和装置と接触することにより、中和されたドレンが殺菌され、中和装置内に発生増殖する微生物等を抑制することができる。また、ドレン排出口に設けられた網状体のみが抗菌性金属材料から成る。そのため、中和されたドレンと接触する面積比率が大きい網状体自体の構成材料を抗菌性金属材料とすることができ成型加工が容易となるばかりでなく、当該網状体が中和装置におけるドレン通路最下流部であるドレン排出口に配置しているため、微生物等発生の抑制を経済的且つ効率的に行うことができる。
【００１２】
【００１３】
【００１４】
また、請求項３に係る発明の給湯器では、請求項１又は２に記載の発明の効果に加え、微生物等が特に発生しやすい状態となっている、中和されたドレンが多く存在するドレン排出口近傍のみが抗菌性金属材料により構成されている。そのため、抗菌性金属材料から成る部位を限定することができ、経済的かつ効率的に微生物等の発生を抑制することができる。
【００１５】
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明の一の実施形態である給湯器について、図１〜図３を参照し説明する。図１は給湯器１の概略構成図であり、図２は、中和剤の充填された状態における中和器２０の上面の蓋体３２を開放した状態の斜視図であり、図３は、中和剤の充填されていない状態における中和器２０の上面の蓋体３２を開放した状態の斜視図である。
【００１７】
はじめに、図１を参照し、給湯器１について概略的に説明する。給湯器１は、器具本体２を備え、該器具本体２内には燃焼室３が設けられている。そして、その燃焼室３の下方には、燃焼用空気供給ファン４が取り付けられている。一方、器具本体２の正面上部には、潜熱回収後の燃焼排気を排出するための本体排気孔５が開口して設けられている。
【００１８】
次に、燃焼室３の内部構造について説明する。燃焼室３には下から順に、燃料ガスと燃焼用空気供給ファン４からの一次空気との混合ガスを燃焼するバーナ６と、バーナ６からの燃焼排気中の主に顕熱を回収する主熱交換器７と、主に潜熱を回収しドレンを発生する副熱交換器８とが設けられている。主熱交換器７は、主伝熱管７ａと主フィン７ｂとから構成されたフィンチューブ式である。また、副熱交換器８は、副伝熱管８ａと副フィン８ｂとを備えたフィンチューブ式である。
【００１９】
さらに、燃焼室３の上部には、主熱交換器７、副熱交換器８で熱交換後の燃焼排気を燃焼室３外へ排出する排気フード２２が設けられている。
【００２０】
一方、副熱交換器８の下方には、発生したドレンを受けるためのステンレス製の平板状のドレン受皿１７が傾斜して設けられている。そして、そのドレン受皿１７にはドレン排管１８が接続されている。
【００２１】
そして、ドレン排管１８のドレン排出方向の下流側一端部には、酸性のドレンを中和するための中和器２０が接続されている。さらに、この中和器２０の下流側出口には、中和処理後のドレンが流れるドレン排管１９が接続されている。そして、そのドレン排管１９の下流側一端部の出口は、器具本体２の底部に配置されている。
【００２２】
また、器具本体２の底部には、水道水が供給される給水管９の入口が設けられ、その給水管９の下流側一端部は副伝熱管８ａの入水口に接続されている。さらに、その副伝熱管８ａの出水口は主伝熱管７ａの入水口に接続されている。そして、その主伝熱管７ａの出水口は巻回管（図示外）に接続されている。なお、この巻回管は燃焼室３の外周を巻回するように配置され、その下流側一端部には出湯管１０が接続されている。そして、その出湯管１０の下流側一端部の出口は、器具本体２の底部に配置されている。また、給水管９には水流センサや水ガバナを備える水側制御ユニット１４が設けられ、出湯管１０には温度センサ１６が設けられ、バーナ６にガスを供給するガス管２４には元電磁弁１１、主電磁弁１２及びガス比例弁１３が各々設けられている。さらに、水側制御ユニット１４内の水流センサや、主電磁弁１２及びガス比例弁１３、そして燃焼用空気供給ファン４を駆動するモータ（図示外）等は、器具本体２の下部に配置され、この給湯器１の燃焼動作を制御するコントローラ１５に電気的に接続されている。
【００２３】
次に、図２及び図３を参照し、中和器２０について詳説する。なお、図にて参照する中和器２０は、本発明たる給湯器が備える中和器の技術的特徴を説明するために用いられるものであり、記載されている構成等は、それのみに限定する趣旨ではなく、単なる説明例である。
【００２４】
図２に示すように、中和器２０は、四方側面及び下面によって構成され、上面が開口された直方体の箱体３１と、箱体３１の上面開口を覆う平面視長方形の蓋体３２と、ドレンを中和するために前記箱体３１に充填された中和剤３０とからなる。また、箱体３１内は、箱体３１の下面から立設され内部を鉛直方向に仕切る仕切り壁３３によって仕切られ、ドレン通路３４が水平方向に形成されている。この仕切り壁３３は、一端が箱体３１の短手方向側面に接合し、箱体３１の長手方向に延設され、他端が箱体３１側面に接合していない平面視略Ｉ字状の第一の仕切り壁４３と、一端が箱体３１の長手方向側面に接合し、箱体３１の短手方向に延設され、箱体３１の長手方向に逆Ｌ字状に折曲してさらに当該長手方向に延設され、他端が箱体３１側面に接合していない平面視逆Ｌ字状の第二の仕切り壁４４とからなる。そして、当該仕切り壁３３により、ドレン通路３４は、最初は箱体３１の長手方向に沿って形成され、箱体３１の長手方向と平行に二回Ｕ字状に曲折された後、Ｌ字状に曲折されて、最後は短手方向に沿って形成される。
【００２５】
また、蓋体３２には中和器２０へのドレンの導入部となる導入口４０が角部に開口されている。そして、導入口４０にはドレン排管１８が挿通される。そして、蓋体３２で箱体３１を覆った際に導入口４０の下方に位置する箱体３１の部位は、トラップ板３５によって仕切られた空間３６（以降、「水封室」という。）が形成されている。このトラップ板３５は、箱体３１の下面から立設され鉛直方向に箱体３１内を仕切り、箱体３１長手方向側面、及び当該第一の仕切り壁４３と接合する、横断面が逆コの字状の形状を有している。また、トラップ板３５にはその鉛直方向上面側に四角形状の導入穴４１が開口されている。さらに、この導入穴４１には、これを覆うように、多数の開口部が形成された網状体４２が取り付けられている。そして箱体３１のドレン通路３４には、中和剤３０として粒状の炭酸カルシウム（粒径：３ｍｍ）が箱体３１の上端部一杯まで充填されている。ここで、導入口４０を挿通したドレン排管１８の先端が水封室３６内に挿入されているが、網状体４２が敷居となり、当該中和剤３０が水封室３６内に入り込まないようになっている。
【００２６】
また、図３に示すように、当該第二の仕切り壁４４における箱体３１側面との接合部分に近接し、ドレン通路３４の終点となっている箱体３１の下面一隅には、中和器２０からのドレンの排出部となる円形状の排出口４５が開口されている。そして、排出口４５にはこれを覆うように、多数の開口部が形成された網状体４６が取り付けられ、中和剤３０が中和器２０の外部に漏れ出ないようになっている。さらに、排出口４５にはドレン排管１９が連通される。また、水封室３６の下面に位置する箱体３１の下面一隅には、水封室３６に溜まったドレンを抜くための円筒形状のドレン抜き栓３８が設けられている。
【００２７】
ここで、中和器２０を構成する箱体３１、仕切り壁３３、トラップ板３５、及び網状体４２、４６は、抗菌性金属材料により形成されている。ここで抗菌性金属製材料とは、殺菌性、抗菌性を備える金属を指し、例えば、銅又は銅を成分とする抗菌性ステンレス鋼の他、銀、亜鉛、銅を含有する黄銅、錫等の合金材料等、及びこれらにより表面処理された金属の他、ゼオライト系、シリカゲル系、ガラス系、リン酸カルシウム 系等に担持させた抗菌剤が塗付された金属材料や、光触媒抗菌効果を表面に備える金属材料、表面を金属メッキしたもの等を含む。
【００２８】
次に、上記構成からなる給湯器１の動作について説明する。図１に示すように、まず、給湯栓（図示外）を開くことにより、給水管９に水道水が流れ、水側制御ユニット１４内の水量センサからの検知信号によりコントローラ１５が給湯制御動作を開始する。そして、燃焼用空気供給ファン４により所定のプリパージが行われ、その後、バーナ６の主電磁弁１２及びガス比例弁１３が開かれ、バーナ６にガスが供給されると共に、イグナイタ（図示外）によりバーナ６の点火動作が行われる。
【００２９】
次いで、点火動作が終了すると比例制御が開始される。この比例制御では、出湯温サーミスタ（図示外）で検出される湯温と設定温度との差に応じて、ガス比例弁１３を制御することにより、ガス量を連続的に変化させて熱交換器の出口温度を一定に保つことができる。また、ガス比例弁１３によるガス量の変化に応じて、燃焼用空気供給ファン４の回転数も変えられ、常にガス量と給気量とが所定の関係に保たれるように制御される。
【００３０】
また、この給湯器１では、主熱交換器７が排気流路の上流に設けられ、副熱交換器８が排気流路の下流に設けられているため、バーナ６からの高温の燃焼排気が、燃焼用空気供給ファン４により主熱交換器７の各主フィン７ｂ間を貫流し良好に熱交換される。さらに、温度の下がった燃焼排気は、副熱交換器８の各副フィン８ｂ間を流れ、副熱交換器８においても良好に熱交換して排気フード２２を通って器具外へ排出される。
【００３１】
一方、主熱交換器７から排出される燃焼排気は、通水部である主伝熱管７ａのような局所的な低温部での部分的なドレン発生を防ぐために、約１５０℃という高温で排出されている。一方、副熱交換器８では、主熱交換器７で回収しきれなかった顕熱を回収し、燃焼排気温が露点以下になるとドレンが発生するため、潜熱も回収することができる。ここで発生したドレンは、ドレン受皿１７で集められドレン排管１８を通り、中和器２０で中和処理される。そして、中和器２０によって中和処理されたドレンは、ドレン排管１９を介して、器具本体２外に排出される。
【００３２】
次に、中和器２０でのドレンの中和処理について詳説する。導入口４０を挿通するドレン排管１８から中和器２０に導入されたドレンは、水封室３６に溜まっていき、水位が導入穴４１を超えると導入穴からドレン通路３４に漏れ出る。次に、導入穴４１から溢れ出たドレンは、トラップ板３５を伝わって箱体３１の底面に垂れ、箱体３１の底面を仕切り壁３３によって仕切られたドレン通路３４に沿って、導入されたものから順次中和剤３０に接触しながら排出口４５へ向かって流れる。この間に、酸性であったドレンが中和剤３０の中和作用により中和される。ここで、ドレン通路３４の長さは、酸性のドレンを中和するのに十分な中和剤３０との接触面積が確保できる長さに設定されているので、ドレンは排出口４５から排出される状態では中性となっており、ドレン排管１９を介して一般の排水通路へと排出される。
【００３３】
ここで、中和器２０中における中和処理により中和されたドレンが、ドレン通路３４に沿って下流側方向に流下する際、中和器２０を構成する抗菌性金属材料と接触する。これにより、抗菌性金属材料の有する殺菌、抗菌作用の影響をドレンが受け、ドレン中に発生する微生物や藻類等の水生物質が死滅する。従って、別途高価な抗菌剤や抗菌フィルタを用いることなく当該水生物質の増殖を最小限に抑えることができ、中和器２０内を衛生的に保つことが可能となる。ここで抗菌性金属材料の有する殺菌、抗菌作用とは、例えばヒドロキシラジカル生成による酸化作用等に基づくが、詳細は各材料により異なる。
【００３４】
尚、中和器２０内ドレン通路３４の上流側はドレンが中和剤３０により未だ中和されておらず酸性が保持されているので、当該部分には微生物が発生し難い状態となっているのに対し、下流側部分は十分中和されたドレンが滞留しており、微生物が発生しやすい状態となっている。従って、中和器２０を構成する部位中、ドレン通路３４の下流側部分に配置されている部分のみに抗菌性金属材料を用いることにより、当該材料の使用を極力抑えられることから、微生物等の発生増殖を経済的かつ効率的に抑制することができる。
【００３５】
さらに、抗菌性金属材料の成型加工容易性の観点から、中和器２０を形成する仕切り壁３３のみや、網状体４６等、構成部品全体がドレンにさらされる面積比率が大きい構成部品を当該抗菌性金属材料とすることも有効である。
【００３６】
さらに、中和器２０の構成部分のうち、ドレン通路３４に面する仕切り壁３３や網状体４６の表面部分のみを抗菌性金属材料で覆うように表面処理を施し、箱体３１等それ以外の構成部分は抗菌性を有さない金属材料や樹脂材料とすることにより、ドレンと抗菌性金属材料とを効率的に接触させることができ有効である。
【００３７】
なお、上記の実施形態においては、抗菌性金属材料の例として具体例を挙げているが、これらに限定されるものではなく、その他の抗菌性、殺菌性を有する金属材料を含む。
【００３８】
また、上記の実施形態においては、中和器の構成として、箱体３１、蓋体３２、仕切り壁３３等からなる構成の中和器２０を挙げているが、これに限定されるものではなく、ドレンを中和する機能を有する機器であれば、他の構造を有していても構わない。
【産業上の利用可能性】
【００３９】
本発明の給湯器は、熱交換器にドレンが発生する潜熱回収型給湯器におけるドレン中和装置に応用できる。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】給湯器１の概略構成図である。
【図２】中和剤の充填された状態における中和器２０の上面の蓋体３２を開放した状態の斜視図である。
【図３】中和剤の充填されていない状態における中和器２０の上面の蓋体３２を開放した状態の斜視図である。
【符号の説明】
【００４１】
１  給湯器
１７  ドレン受皿
１８  ドレン排管
１９  ドレン排管
２０  中和器
３０  中和剤
３１  箱体
３２  蓋体
３３  仕切り壁
３４  ドレン通路
３５  トラップ板
３６  水封室
４６  網状体
【図１】
0005094241.tif 000002
【図２】
0005094241.tif 000003
【図３】
0005094241.tif 000004