(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
集合厨房排気ダクトに直結されて直接排気するダクト直結型給湯器であって、
燃焼器と、
該燃焼器により加熱される水管と、
該燃焼器の排ガス中の潜熱を回収する潜熱回収熱交換器と、
該潜熱回収熱交換器で１００℃以下となった排ガスの通る、希釈空気吸引口の開けられた、マイナス圧となっている排気フード部と、
該排気フード部の先に接続されておりマイナス圧となっている分岐ダクトと、
を具備し、
上記潜熱回収熱交換器を通過した排ガスに、上記排気フード部において上記希釈空気吸引口から希釈空気を吸引して混入させ、上記排気ダクトに排気することを特徴とするダクト直結型給湯器。
【請求項２】
上記潜熱回収熱交換器を通過した排ガスに、上記排気フード部において上記希釈空気吸引口から理論排ガス量の０．５〜２．５倍の希釈空気を吸引して混入させることを特徴とする請求項１記載のダクト直結型給湯器。
【請求項３】
上記ダクト直結型給湯器の熱効率が９０〜９５％である請求項１又は２記載のダクト直結型給湯器。
【請求項４】
排気を吸引するマイナス圧となっている集合厨房排気ダクトと、該排気ダクトに直結されて直接排気するダクト直結型給湯器と、を備える給湯器排気装置であって、
該ダクト直結型給湯器が、
燃焼器と、
該燃焼器により加熱される水管と、
該燃焼器の排ガス中の潜熱を回収する潜熱回収熱交換器と、
該潜熱回収熱交換器で１００℃以下となった排ガスの通る、希釈空気吸引口の開けられた、マイナス圧となっている排気フード部と、
を具備し、
上記排気ダクトと上記給湯器の排気フード部の間には、マイナス圧となっている分岐ダクトが接続されており、
上記潜熱回収熱交換器を通過した排ガスに、上記排気フード部において上記希釈空気吸引口から希釈空気を吸引して混入させ、上記排気ダクトに排気することを特徴とする給湯器排気装置。
【請求項５】
上記潜熱回収熱交換器を通過した排ガスに、上記排気フード部において上記希釈空気吸引口から理論排ガス量の０．５〜２．５倍の希釈空気を吸引して混入させることを特徴とする請求項４記載の給湯器排気装置。
【請求項６】
上記ダクト直結型給湯器の熱効率が９０〜９５％である請求項４又は５記載の給湯器排気装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、厨房等に設置される給湯器に関する。特には、排気口が排気ダクトに直接接続されるダクト直結型の給湯器であって、排気温度を低下させて希釈空気の量を低減できる給湯器に関する。また、そのような給湯器を含む給湯器排気装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図２は、従来のダクト直結型給湯器の構成概要を示す模式的正面図である。給湯器本体１０５内の下部には、燃焼器であるガスバーナ１２５が配置されている。ガスバーナ１２５には図示せぬガス供給管から都市ガスやプロパンガスが供給され、燃焼炎１２３が形成されている。ガスバーナ１２５の上には、フィン１２１付きの水管１１９が配設されている。この水管１１９には、上部の水入口１１８から水道水が供給される。水管１１９は、ガスバーナ１２５の火炎１２３の輻射熱や、同バーナーの燃焼排ガスからの伝熱により加熱される。そのため、水入口１１８から入った水は、お湯となって水管水出口１２２から出てくる。なお燃焼排ガスは給湯器本体内を上に上がる。
【０００３】
給湯器本体１０５の上部には排気フード部１０４が設置されており、同フード部１０４内を燃焼排ガスは上昇する。排気フード部１０４には、希釈空気吸引口１１１が多数開けられており、この口１１１から周辺の空気を大量に吸い込む。排気フード部１０４の上には、分岐ダクト１０３が接続されている。分岐ダクト１０３の先には厨房の排気ダクト１０１が接続されている。排気ダクト１０１には図示せぬファンが設置されており、分岐ダクト１０３や排気フード部１０４はマイナス圧となっている。
【０００４】
給湯器の熱効率は概ね８０％であり、排気フード部へ入っていく時点での排気温度は、空気比にもよるが、２３０〜２５０℃である。
ダクト直結型の給湯器では、排気フード部に入る時の排気温度を４０〜５０℃に下げる必要がある。上述の給湯器では、排気フード部において大量の希釈空気をダクト側の吸引力で吸引することによってその温度を実現している。
この４０〜５０℃という温度は、ダクト火災の防止や、排気ダクト内に設置された防火ダンパの温度ヒューズ切れによる誤作動防止のために要求されている。なお、給湯器を厨房排気ダクトに直結可能な製品とするためには、そもそも、建設大臣の特認等を取得することが必要であるが、上記排気温度を達成することは、その際の条件ともなっている。
【０００５】
希釈空気量は、給湯器の理論排ガス量の２０〜３０倍（絶対量は給湯器の定格（最大）燃焼量に応じて異なる）である。排気温度が規定される一方、希釈用空気温度は夏場や厨房室内において高温（４０℃程度）となる場合も想定せねばならず、さらに安全率も見込んでこの程度の値となる。
なお、大量の希釈空気を吸引する排気フード部での圧損は、１０mmAq前後と大きい（１６〜２４号の現行製品）。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
従来のダクト直結型給湯器を設置するには、希釈空気吸引のために排気ダクト側に大能力（必要排気量・静圧（揚程））を要求するため、それに起因して次の問題がある。
▲１▼  要求能力が大きいため、条件を満たさない場合が多々ある。この場合はダクトの能力アップをしなければならないが、設備の改造となるため多大な手間と費用がかかり、場合によっては対応不能である。設備改造項目は、排気ファンの能力アップ、ダクト口径の拡大、風量調整ダンパの設置・調整、フード・分岐ダクトのレイアウト変更等が考えられる。しかし、地下街、テナントビル等の物件においては、１テナントでの給湯器設置に際して、他のテナントに影響を及ぼすこれらの作業を実施することは極めて困難である。一方で、ダクト直結型給湯器を使用せざるを得ないのはこうした物件である。
【０００７】
▲２▼  給湯器設置前に、設置箇所でのダクトの能力が設置条件を満足しているかどうかの判定のための測定をしなければならず、手間と費用がかかる。
測定は、設置箇所において行うが、設置状態とは条件が異なり、給湯器の設置後になって要求条件を満足していないことが判明し、第一項に掲げた問題に帰結する場合がある。現行で試行されているのは、厨房排気ダクトに、給湯器排気フード部の接続口径の穴を開け、さらに測定治具としての分岐ダクトを接続し、その開口部での吸引流速・圧力を熱線式風速計・マノメータで測定し、予め実験室での測定で求めておいた当該測定方法と設置状態との相関関係から判定するという方法である。
なお、現状では、正確な事前のダクト能力の測定方法が存在しないので、上記の実測判定は必須である。
【０００８】
▲３▼  定められた設置条件を満足することが不可能な場合でも、施行者やユーザの判断で設置・使用してしまいがちとなり、安全上重大な問題となる。
【０００９】
本発明は、このような問題点に鑑みてなされたもので、排気口が排気ダクトに直接接続されるダクト直結型の給湯器であって、排気温度を低下させて希釈空気の量を低減できる給湯器を提供することを目的とする。また、排気能力の限られた排気ダクトへも排気口を直結することのできるダクト直結型給湯器を提供することを目的とする。さらに、そのような給湯器を含む給湯器排気装置を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本発明のダクト直結型給湯器は、集合厨房排気ダクトに直結されて直接排気するダクト直結型給湯器であって、燃焼器と、  該燃焼器により加熱される水管と、  該燃焼器の排ガス中の潜熱を回収する潜熱回収熱交換器と、  該潜熱回収熱交換器で１００℃以下となった排ガスの通る、希釈空気吸引口の開けられた、マイナス圧となっている排気フード部と、該排気フード部の先に接続されておりマイナス圧となっている分岐ダクトと、を具備し、上記潜熱回収熱交換器を通過した排ガスに、上記排気フード部において上記希釈空気吸引口から希釈空気を吸引して混入させ、上記排気ダクトに排気することを特徴とする。
本発明の給湯器排気装置は、排気を吸引するマイナス圧となっている集合厨房排気ダクトと、該排気ダクトに直結されて直接排気するダクト直結型給湯器と、を備える給湯器排気装置であって、該ダクト直結型給湯器が、燃焼器と、該燃焼器により加熱される水管と、該燃焼器の排ガス中の潜熱を回収する潜熱回収熱交換器と、該潜熱回収熱交換器で１００℃以下となった排ガスの通る、希釈空気吸引口の開けられた、マイナス圧となっている排気フード部と、を具備し、上記排気ダクトと上記給湯器の排気フード部の間には、マイナス圧となっている分岐ダクトが接続されており、上記潜熱回収熱交換器を通過した排ガスに、上記排気フード部において上記希釈空気吸引口から希釈空気を吸引して混入させ、上記排気ダクトに排気することを特徴とする。
【００１１】
つまり、給湯器を潜熱回収化して高効率とし、排気温度を予め下げておく。そのため、希釈空気がごく少量で済み、厨房排気ダクトへの要求能力は小さくて済む。ここで、熱効率は高ければ高いほど良く、仮に１００％とすると理論上は排気温度は周囲温度となる。ただし、現行技術において実現しようとすると、潜熱回収用熱交換器の伝熱面積が、機器の寸法上及び製造コスト上制限されるため、熱効率は９０〜９５％、さらには９２〜９３％程度が実際的である。この場合でも、排ガス温度は１００℃以下となり、潜熱回収熱交換器を通過した排ガスに、排気フード部において希釈空気吸引口から吸引して混入させる希釈空気量は、理論排ガス量の２〜３又は４倍程度から、燃焼用空気そのものとして給湯器本体の燃焼用ファン等から与えられる分である１．５前後を引いた値、すなわち理論排ガス量の０．５〜１．５又は２．５倍程度で十分である
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しつつ説明する。
図１は、本発明の１実施例に係るダクト直結型給湯器の構成概要を示す模式的正面図である。給湯器本体５内の下部には、燃焼器であるガスバーナ２５が配置されている。ガスバーナ２５には図示せぬガス供給管から都市ガスやプロパンガスが供給され、ガスバーナ２５には燃焼炎２３が形成されている。ガスバーナ２５の上には、フィン２１付きの水管１９が配設されている。この水管１９には、上部の水入口１８から、水道水が、後述する潜熱回収熱交換器１３の水管１５を介して供給される。なお、水道水は、潜熱回収熱交換器１３である程度まで予熱される。水管１９は、ガスバーナ２５の火炎２３の輻射熱や、同バーナーの燃焼排ガスからの伝熱により加熱される。そのため、水入口１８から入った水はお湯となって水管水出口２２から出てくる。なお燃焼排ガスは給湯器本体内を上に上がる。
水の流れの方向は、本実施例のような向流型の方が伝熱上は有利であるが、これと反対向き（並流型）でもよい。
【００１３】
給湯器本体５の上部には潜熱回収熱交換器１３が組み込まれている。潜熱回収熱交換器１３には、前述の水管１９に直列に接続されたフィン１７付きの水管１５が設けられている。この潜熱回収熱交換器水管１５には水入口１８から水道水が供給される。水管１５の外側は、前述の湯沸かし部の水管１９に熱を与えて温度のある程度低下した燃焼排ガス（温度２３０〜２５０℃）が通過する。この時、排ガスの熱は、水道水が入ったばかりの冷たい潜熱回収熱交換器水管１５にさらに熱を与えて、熱交換器１３出口での温度は１００℃以下となる。なお、熱交換器１３において、排ガス中の水分（ガス中の水素分が燃焼したもの）は、凝縮して水となり、潜熱をも放出する。このため、給湯器本体５全体での熱効率は９０〜９５％ときわめて高いものとなる。
【００１４】
潜熱回収熱交換器１３のさらに上には、排気フード部４が設置されている。排気フード部４内を燃焼排ガスは上昇する。排気フード部４には、希釈空気吸引口１１が何個か開けられており、この口１１から周辺の空気をある程度の量（燃焼用空気と同量あるいはやや多い程度）吸い込む。
排気フード部４の上には分岐ダクト３が接続されている。分岐ダクト３の先には厨房の排気ダクト１が接続されている。排気ダクト１には図示せぬファンが設置されており、分岐ダクト３や排気フード部４はマイナス圧となっている。
この希釈空気が混入した排ガスの温度はさらに下がって４０〜５０℃以下となる。
【００１５】
このように、本実施例のダクト直結型給湯器では、従来の１／１０程度の希釈空気量で、排ガスをダクトに直接排気できる排ガス温度に下げることができる。したがって、ダクトに過大な負荷を要求することなくダクト直結型給湯器を実現できる。
【００１６】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明のダクト直結型給湯器及び給湯器排気装置は、以下の効果を発揮する。
（１）  排ガスの温度が本質的に低いため、ダクト火災や防火ダンパの温度ヒューズ切れが原理的に起こらないことが保証できる。そのため、本質的な安全性を確保することができる。
（２）  厨房排気ダクトに要求される能力がごく小さいため、ほとんどの現場に追加設置して使用可能となる。そのため、設置可能対象の拡大・違法な厨房フード受け設置の防止が可能となり安全性が向上する。
【００１７】
▲３▼  事前のダクト能力測定や使用可否の判断が基本的には不要となる。そのためダクト直結型給湯器の設置性が向上する。
▲４▼  給湯器高効率化による、省エネ・ランニングコスト低減・ＣＯ2 削減を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の１実施例に係るダクト直結型給湯器の構成概要を示す模式的正面図である。
【図２】    従来のダクト直結型給湯器の構成概要を示す模式的正面図である。
【符号の説明】
１  厨房排気ダクト                ３  分岐ダクト
４  排気フード部                  ５  給湯器本体
１１  希釈空気吸引口              １３  潜熱回収熱交換器
１５  水管                        １７  フィン
１９  水管
２１  フィン                      ２２  水出口
２３  炎                          ２５  ガスバーナー
１０１  厨房排気ダクト            １０３  分岐ダクト
１０４  排気フード部              １０５  給湯器本体
１１１  希釈空気吸引口            １１８  水入口
１１９  水管                      １２１  フィン
１２２  水出口                    １２３  炎
１２５  ガスバーナー
【図１】
0003796031.tif 000002
【図２】
0003796031.tif 000003