JP5846264B1 - 給湯装置 - Google Patents

Abstract

【課題】バーナの振動燃焼の発生をより確実に抑制することのできる排気吸引方式の給湯装置を提供する。【解決手段】燃料空気混合気を燃焼させることにより燃焼ガスを発生させる予混合方式のバーナ２と、バーナで発生した燃焼ガスとの熱交換によって内部を流れる湯水を加熱する熱交換器と、熱交換器を経由した後の燃焼ガスを吸引して外部へ排気するファンとを備える給湯装置において、バーナは、仕切り板２０によって燃焼室とガス導入室とに区画されたバーナケース２１と、燃焼室内に配置された複数の燃焼管２２とを含み、バーナケースには、ガス導入室に空気を供給するための給気開口２５が設けられており、仕切り板は、燃焼管の内部に連通する複数の開口部２０ａａ、２０ａｂと、燃焼管の外側に連通する複数の貫通孔２０ｂとを有し、給気開口が、複数の開口部の開口面積の合計と複数の貫通孔の開口面積の合計との総和よりも小さい開口面積として構成する。【選択図】図４

Description

本発明は、給湯装置に関し、特に、燃焼ガスを吸引して給湯装置の外部へ排気する排気吸引方式の給湯装置に関するものである。

多数の炎孔を有するバーナでは、燃焼条件によって振動燃焼が発生することが知られている。すなわち燃料空気混合気の流速（炎孔からの噴出量）の乱れにより火炎が乱れると、火炎による熱発生量（発熱速度）が変動し、この変動により発生する圧力変動の変動周期が、バーナの固有振動数に一致したときに、この振動数が励起されて振動燃焼が発生する。振動燃焼が発生すると、燃焼状態が不安定となり、また、バーナが振動して騒音が発生する場合もある。

近年、バーナのコンパクト化と共に、低ＮＯｘ燃焼および高負荷燃焼が可能なバーナが求められているが、このようなバーナにおいては特に振動燃焼が発生しやすくなることが知られている（例えば、特許文献１：特開２０００−２４９３０６号公報参照）。

従来から、各々の炎孔の大きさ（断面積）を一定にすると振動燃焼が発生しやすくなることが経験的に知られているため、例えば、燃焼管の炎孔の大きさを不均一にすることで、火炎同士の干渉効果により振動燃焼を抑制する対策が実施されていた。しかしながら、振動燃焼は、その発生メカニズムが十分には解明されておらず、バーナの形状や燃焼条件、バーナの形状などを経験に基づいて変更する試行錯誤によって、個々のバーナごとに振動燃焼の抑制対策を実施しているが実情である。

一方、特許文献２（実公昭６３−２４３４７号公報）および特許文献３（実公平８−５８５号公報）に開示されるような、バーナの排気流路下流側に送風手段を有し、燃焼ガスを吸引して給湯装置の外部へ排気する排気吸引方式の給湯装置が知られている。

特開２０００−２４９３０６号公報 実公昭６３−２４３４７号公報 実公平８−５８５号公報

従来は、排気吸引方式の給湯装置に関して、バーナをコンパクト化し、低ＮＯｘ燃焼および高負荷燃焼を可能にしようとしたときの振動燃焼の抑制対策について、十分な検討はなされていなかった。

なお、ファンによって外気を押し込むことで燃焼ガスを外部に排出する排気押込み方式の給湯装置に関しては、振動燃焼の抑制対策が検討されている。しかし、本発明者らは、排気吸引方式の給湯装置においては、特にバーナをコンパクト化し、低ＮＯｘ燃焼および高負荷燃焼を可能にしようとした場合に、排気押込み方式の給湯装置と同様の対策だけでは、振動燃焼を必ずしも十分抑制することができないことを見出した。

本発明は、上記の課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、バーナの振動燃焼の発生をより確実に抑制することのできる排気吸引方式の給湯装置を提供することである。

本発明の給湯装置は、燃料空気混合気を燃焼領域で燃焼させることにより燃焼ガスを発生させる予混合方式のバーナと、前記バーナで発生した前記燃焼ガスとの熱交換によって内部を流れる湯水を加熱する熱交換器と、前記熱交換器を経由した後の前記燃焼ガスを吸引して外部へ排気するファンとを備える。前記バーナは、仕切り板によって燃焼室とガス導入室とに区画されたバーナケースと、前記燃焼室内に配置された複数の燃焼管とを含み、前記バーナケースには、前記ガス導入室に空気を供給するための給気開口が設けられており、前記仕切り板は、前記燃焼管の内部に連通する複数の開口部と、前記燃焼室内の前記燃焼管の外側に連通する複数の貫通孔とを有している。

本発明の給湯装置は、前記給気開口が、前記複数の開口部の開口面積の合計と前記複数の貫通孔の開口面積の合計との総和よりも小さい開口面積を有するように構成されていることを特徴とする。このような構成により、バーナの上流側に通気抵抗を設けることで、バーナケース内部の圧力変動を抑制できるため、バーナの振動燃焼の発生をより確実に抑制することのできる排気吸引方式の給湯装置を提供することができる。

本発明の給湯装置において、前記給気開口は複数の給気開口部を有していることが好ましい。これにより、綿埃、砂埃等の存在する環境下において、給気開口部が１つである場合よりも、バーナに吸い込まれる埃等が分散されるため、給気開口部の直上に位置する燃焼管での局所的な詰まりを抑制することができる。

また、要求される給湯能力に応じて前記燃焼ガスの発生量を変更できるように、前記燃焼領域は、独立して制御可能な複数の単位領域からなり、前記給気開口は、複数の前記単位領域のうち前記バーナの燃焼状態において常に燃焼される前記単位領域の直下以外の位置に配置されていることが好ましい。これにより、常に燃焼される単位領域に供給される空気の流れに対して、通気抵抗を大きくすることができ、バーナケース内部の圧力変動をより効率的に抑制できる。また、燃焼状態において常に燃焼される最も重要な単位領域に位置する燃焼管での埃等による詰まりを抑制することができるため、燃焼領域での燃焼状態を安定化することができる。

また、前記バーナケースの前記給気開口の周囲の一部に、外側に突出した突出部が設けられており、前記給気開口の周囲の他の部分には前記突出部が設けられていないことが好ましい。これにより、万一、給気開口にその開口面積より大きな紙片などが張り付いた場合でも、突出部が設けられていない部分や突出部の先端以外の部分において、外気とガス導入室との間の空気の通り道を確保することができ、給気開口の閉塞を抑制することができる。

また、前記給気開口は矩形であり、前記突出部は、前記矩形の少なくとも１辺に相当する部分で前記バーナケースの一部を外側に折り返すことによって形成されたものであることが好ましい。給気開口部が矩形であることにより、矩形の少なくとも１辺に相当する部分で予め加工されたバーナケース一部を外側に折り返すこと（バーリング加工）によって、突出部を容易に形成することができる。

前記突出部は孔部を有することが好ましい。これにより、孔部を介して、より確実に外気とガス導入室２０１との間の空気の通り道を確保することができ、より確実に給気開口の閉塞を抑制することができる。

前記バーナは濃淡燃焼式バーナであることが好ましい。この場合において、特に振動燃焼が発生しやすいため、本発明による振動燃焼の抑制対策が有効なものとなる。

本発明によれば、バーナの振動燃焼の発生をより確実に抑制することのできる排気吸引方式の給湯装置を提供することができる。

実施形態１の給湯装置の構成を概略的に示す正面図である。 図１に示す給湯装置の構成を概略的に示す部分断面側面図である。 実施形態１の給湯装置におけるバーナの構成を概略的に示す斜視図であって、バーナケースの壁面２１Ａを取り外して示す分解斜視図である。 図３の分解斜視図から、さらに一部の燃焼管を取り外して示すバーナの分解斜視図である。 実施形態１の給湯装置におけるバーナの構成を概略的に示す断面模式図である。 実施形態１の給湯装置におけるバーナケースの構成を概略的に示す斜視図である。 実施形態１の給湯装置におけるバーナケースの仕切り板の構成を概略的に示す上面図である。 図４に示すバーナケースを別の角度から見た概略斜視図である。 実施形態１の給湯装置のおけるバーナケースの給気開口周囲の突出部の変形例を概略的に示す図である。（ａ）は側面図であり、（ｂ）は突出部を折り曲げる前の状態の底面図である。 実施形態１の給湯装置のおけるバーナケースの給気開口周囲の突出部の別の変形例を概略的に示す図である。（ａ）は側面図であり、（ｂ）は突出部を折り曲げる前の状態の底面図である。 実施形態１の給湯装置のおけるバーナケースの給気開口周囲の突出部のさらに別の変形例を概略的に示す側面図である。 実施形態１の給湯装置における燃焼管の構成を概略的に示す斜視図である。

以下、本発明の実施形態について、図面に基づいて説明する。なお、図面において、同一の参照符号は、同一部分または相当部分を表すものである。また、長さ、幅、厚さ、深さなどの寸法関係は図面の明瞭化と簡略化のために適宜変更されており、実際の寸法関係を表すものではない。

＜実施形態１＞
主に図１および図２を参照して、本実施形態の給湯装置１００は、筐体１と、バーナ２と、一次熱交換器３と、二次熱交換器４と、排気ボックス５と、ファン６と、排気管７と、ドレンタンク８と、配管１０〜１５とを主に有している。なお、本実施形態の給湯装置１００は排気吸引燃焼方式であるため、燃焼ガスの流れの上流側から下流側に向かって、バーナ２、一次熱交換器３、二次熱交換器４およびファン６がこの順で配置されている。

（バーナ）
主に図２および図３を参照して、バーナ２は、仕切り板２０によって燃焼室２０２とガス導入室２０１とに区画されたバーナケース２１と、燃焼室２０２内に配置された複数の炎孔部２４を有する複数の燃焼管２２とを含んでいる。バーナケース２１の底板には、ガス導入室２０１に空気を供給するための給気開口２５が設けられている。

ガス導入室２０１の一部である燃料ガス導入室２０１ａにはガス供給配管１０が接続されている。ガス供給配管１０には、元電磁弁１０ａ、比例弁１０ｂおよび電磁弁１０ｃが取り付けられている（図５参照）。

主に、図２および図４を参照して、仕切り板２０は、燃焼管２２の内部に連通する複数の開口部２０ａａ，２０ａｂと、燃焼室２０２内の燃焼管２２の外側に連通する複数の貫通孔２０ｂとを有している（図７参照）。これにより、ガス導入室２０１は、燃焼管２２の内部および燃焼室２０２内の燃焼管２２の外側に連通している。

給気開口２５（給気開口部２６，２７）を通じてガス導入室２０１内に供給された空気の一部は一次空気として、ガス供給配管１０を通じて燃料ガス導入室２０１ａに供給された燃料ガスと混合されて燃料空気混合気となり、この燃料空気混合気は、仕切り板２０に設けられた複数の開口部２０ａａ，２０ａｂを通じて、複数の燃焼管２２の各々のガス流入口２２ａａ,２２ａｂから燃焼管２２の内部に供給される。このように、バーナ２は、予め混合された燃料空気混合気を燃焼させることにより燃焼ガスを発生させる予混合方式のバーナである。

また、給気開口２５を通じてガス導入室２０１内に供給された空気の残りの部分は二次空気として、仕切り板２０に設けられた複数の貫通孔２０ｂを通じて、整流されつつ燃焼室２０２内の燃焼管２２の外側に供給される。

主に図３および図４を参照して、複数の燃焼管２２の各々は、仕切り板２０に支持されて、バーナケース２１の燃焼室２０２内に格納されている。複数の燃焼管２２の各々のガス流入口２２ａａ、２２ａｂ（図１２参照）は、それぞれ仕切り板２０の壁面に設けられた開口部２０ａａ，２０ａｂに接続されている。

主に図５を参照して、本実施形態の給湯装置では、ファン６の回転数を上げて複数の燃焼管２２（図示せず）を含む燃焼領域２８に空気を送風するとともに、ガス供給配管１０に設けられた元電磁弁１０ａ、比例弁１０ｂおよび電磁弁１０ｃを開いて燃料ガスを供給することで、燃料空気混合気を燃焼管２２の内部に供給することができる。また、比例弁１０ｂによって、燃焼管２２に供給されるガスの量を定格量の範囲内で無段階に調節することが可能である。また、元電磁弁１０ａはバーナ２に対して燃料ガスを供給および停止可能である。なお、元電磁弁１０ａ、比例弁１０ｂおよび電磁弁１０ｃを閉じて燃料ガスの供給を停止することで、バーナ２に生じた火炎を消火することができる。

ここで、複数の燃焼管２２を含む燃焼領域２８は、要求される給湯能力に応じて燃焼ガスの発生量を変更できるように、独立して制御可能な複数の単位領域２８ａ，２８ｂ，２８ｃから構成されている。具体的には、単位領域２８ａには２本の燃焼管２２（図４参照）が配置され、単位領域２８ｂには３本の燃焼管２２が配置され、単位領域２８ｃには５本の燃焼管２２が配置されている。そして、複数の電磁弁１０ｃは、単位領域２８ａ，２８ｂ，２８ｃのそれぞれに接続されている。このように単位領域ごとに設けられた複数の電磁弁１０ｃの開閉状態を各々独立に制御することで、燃焼に使用される燃焼管２２の本数（給湯装置の段数）を調節し、バーナの燃焼能力を調節することが可能である。なお、２本の燃焼管２２が配置された単位領域２８ａは、バーナ２の燃焼状態において常に燃焼される。

主に図２〜図５を参照して、燃焼管２２（２本の燃焼管２２が配置された単位領域２８ａ）の上方には点火プラグ２ａが配置されている。この点火プラグ２ａは、点火装置（イグナイタ）の作動により、燃焼管２２に設けられたターゲット（図示せず）との間で点火スパークを生じさせることによって、燃焼管２２の炎孔部２４から噴き出された燃料空気混合気に点火するためのものである。バーナ２は、このようにして燃料空気混合気を燃焼させることによって熱量を発生する（これを、燃焼動作という）。

本実施形態の給湯装置において、バーナ２は濃淡燃焼式バーナである。濃淡燃焼式バーナとは、低ＮＯｘ化を図るために、燃料に対する空気比が１より大きい燃料空気混合気（淡ガス）を淡炎孔で燃焼させる一方、燃焼火炎の安定化を図るために、燃料に対する空気比が１より小さい燃料空気混合気（濃ガス）を淡炎孔に隣接する濃炎孔で燃焼させることを特徴とするバーナである。本実施形態において濃淡燃焼方式バーナに用いられる燃焼管の構成を説明する。

主に図１２を参照して、燃焼管２２は、本体ユニット２３と、左右１対の側濃ガスユニット２２１、２２２と、中央濃ガスユニット２２３と、左右１対の淡ガスユニット２２４、２２５とを主に有している。本体ユニット２３には、淡ガスのガス流入口２２ａａと、濃ガスのガス流入口２２ａｂとが設けられている。

濃ガスのガス流入口２２ａｂから供給された濃ガスの一部は、本体ユニット２３の側壁に設けられた孔を通って、本体ユニット２３の外壁と側濃ガスユニット２２１、２２２の各内壁との間の端部濃炎孔部２２１ａ、２２２ａから噴き出される。それ以外の濃ガスは、本体ユニット２３内の濃ガス通路を通って中央濃ガスユニット２２３の濃炎孔部２２３ａから噴き出される。一方、淡ガスのガス流入口２２ａａから供給された淡ガスは、本体ユニット２３内の淡ガス通路を通って１対の淡ガスユニット２２４、２２５の各々の淡炎孔部２２４ａ、２２５ａから噴き出される。

主に図６および図８を参照して、本実施形態の給湯装置においては、バーナケース２１の底板の給気開口２５は、２つの給気開口部２６，２７からなる。そして、給気開口２５の開口面積（給気開口部２６の開口面積と給気開口部２７の開口面積の合計）は、仕切り板２０の壁面に設けられた複数の開口部２０ａａ，２０ａｂの開口面積の合計と仕切り板２０の底面に設けられた複数の貫通孔２０ｂの開口面積の合計との総和よりも小さくなっている（図２、図４および図７も参照）。すなわち、主に図２を参照して、ガス導入室２０１において、ガスの流れの下流側（燃焼室２０２側）の開口面積の総和より、ガスの流れの上流側（バーナ２の外側）の開口面積の合計の方が小さくなっている。

また、給気開口部２６，２７は、燃焼領域２８を構成する複数の単位領域２８ａ，２８ｂ，２８ｃ（図５参照）のうちバーナ２の燃焼状態において常に燃焼される２本の燃焼管２２（図４に示すバーナケース２１内に格納された２本の燃焼管２２）を含む単位領域２８ａの直下以外の位置に配置されている。

なお、給気開口部２６は、３本の燃焼管２２を含む単位領域２８ｂ（図５）の直下に配置されており、給気開口部２７は、５本の燃焼管２２を含む単位領域２８ｃ（図５）の直下に配置されている。このため、単位領域２８ｂと単位領域２８ｃでの燃焼能力（燃焼管２２の本数）に応じた空気を供給できるように、給気開口部２７の開口面積は給気開口部２６の開口面積よりも大きくなるように設計されている。

また、主に図６および図８を参照して、本実施形態の給湯装置では、バーナケース２１の底板の給気開口２５（給気開口部２６，２７）の周囲の一部に、外側に突出した突出部２６ａ，２６ｂ，２７ａ，２７ｂが設けられており、給気開口２５の周囲の他の部分には突出部が設けられていない。具体的に、図８等に示される突出部は、矩形の給気開口部２６，２７の長辺に突出部２６ａ，２６ｂ，２７ａ，２７ｂが設けられており、短辺には突出部が設けられていない。

（一次熱交換器）
主に図２を参照して、一次熱交換器３は顕熱回収型の熱交換器である。この一次熱交換器３は、複数の板状のフィン３ｂと、その複数の板状のフィン３ｂを貫通する伝熱管３ａと、フィン３ｂおよび伝熱管３ａを内部に収容するケース３ｃとを主に有している。一次熱交換器３は、バーナ２で発生する燃焼ガスとの間で熱交換を行なうものであり、具体的にはバーナ２の燃焼動作により発生した熱量によって一次熱交換器３の伝熱管３ａ内を流れる湯水を加熱するためのものである。

（二次熱交換器）
主に図２を参照して、二次熱交換器４は潜熱回収型の熱交換器である。この二次熱交換器４は、一次熱交換器３よりも燃焼ガスの流れの下流側に位置し、一次熱交換器３と互いに直列に接続されている。本実施形態の給湯装置１００は潜熱回収型の二次熱交換器４を有しているため潜熱回収型の給湯装置となっている。

このように、本実施形態の給湯装置は、燃焼ガスの主に顕熱を回収する一次熱交換器に加え、主に潜熱を回収する二次熱交換器を具備しており、燃焼ガスに含まれる水蒸気を凝縮させて凝縮熱（潜熱）を得ることができる潜熱回収型の給湯装置であり、高い熱変換効率を達成することができる。ただし、本発明の給湯措置は、潜熱回収型の給湯装置に限定されず、潜熱回収型以外の給湯装置であってもよい。

二次熱交換器４は、ドレン排出口４ａと、伝熱管４ｂと、側壁４ｃと、底壁４ｄと、上壁４ｇとを主に有している。伝熱管４ｂは、螺旋状に巻き回されることによって積層されている。側壁４ｃ、底壁４ｄおよび上壁４ｇは、伝熱管４ｂの周囲を取り囲むように配置されている。

二次熱交換器４においては、一次熱交換器３で熱交換された後の燃焼ガスとの熱交換によって伝熱管４ｂ内を流れる湯水が予熱（加熱）される。この過程で燃焼ガスの温度が６０℃程度まで下がることで、燃焼ガス中に含まれる水分が凝縮して潜熱を得ることができる。また二次熱交換器４で潜熱が回収されて燃焼ガス中に含まれる水分が凝縮することによりドレンが発生する。

底壁４ｄは一次熱交換器３と二次熱交換器４との間を区画するためのものであり、一次熱交換器３の上壁でもある。この底壁４ｄには開口部４ｅが設けられており、この開口部４ｅにより一次熱交換器３の伝熱管３ａが配置された空間と二次熱交換器４の伝熱管４ｂが配置された空間とが連通している。

図２の白矢印で示すように、開口部４ｅを通じて燃焼ガスは一次熱交換器３から二次熱交換器４へ流れることが可能である。この実施形態では簡単化のために二次熱交換器４の底壁４ｄと一次熱交換器３の上壁とを共通のものとしたが、一次熱交換器３と二次熱交換器４の間に排気集合部材を接続してもよい。

また上壁４ｇには開口部４ｈが設けられており、この開口部４ｈにより二次熱交換器４の伝熱管４ｂが配置された空間と排気ボックス５の内部空間とが連通している。図２の白矢印で示すように、開口部４ｈを通じて燃焼ガスは二次熱交換器４から排気ボックス５の内部空間内へ流れることが可能である。

ドレン排出口４ａは側壁４ｃまたは底壁４ｄに設けられている。このドレン排出口４ａは、側壁４ｃ、底壁４ｄおよび上壁４ｇによって取り囲まれた空間の最も低い位置（給湯装置の設置状態において鉛直方向の最も下側の位置）であって伝熱管４ｂの最下端部よりも下側に開口している。これにより二次熱交換器４で生じたドレンを、図２において黒矢印で示すように底壁４ｄおよび側壁４ｃを伝ってドレン排出口４ａに導くことが可能である。ドレン排出口４ａは、後述するドレン排出経路に接続されている。

（排気ボックス）
主に図２を参照して、排気ボックス５は二次熱交換器４とファン６との間の燃焼ガスの流れの経路を構成している。この排気ボックス５により、二次熱交換器４で熱交換された後の燃焼ガスをファン６へ導くことが可能である。排気ボックス５は、二次熱交換器４に取り付けられており、二次熱交換器４よりも燃焼ガスの流れの下流側に位置している。

排気ボックス５は、ボックス本体５ａと、ファン接続部５ｂとを主に有している。ボックス本体５ａの内部空間は、二次熱交換器４の開口部４ｈを通じて二次熱交換器４の伝熱管４ｂが配置された内部空間に連通している。ファン接続部５ｂは、ボックス本体５ａの上部から突き出すように設けられている。このファン接続部５ｂはたとえば筒形状を有しており、その内部空間５ｂａはボックス本体５ａの内部空間と連通している。

（ファン）
主に図１および図２を参照して、ファン６は、ファンケース６１と、羽根車６２と、駆動源６３と、回転軸６４とを主に有している。駆動源６３は、ファンケース６１の外部に設けられており、回転軸６４は、ファンケース６１内に収容される羽根車６２と、ファンケース６１の外部に設けられる駆動源６３とを連結する。これにより、羽根車６２は駆動源６３から駆動力を与えられることにより回転軸６４を中心として回転可能である。

ファン６は、熱交換器（一次熱交換器および二次熱交換器）よりも燃焼ガスの流れ方向下流側に配置されてバーナ２内に空気を引き込むように構成されている。また、ファン６は、二次熱交換器４を経由した（二次熱交換器４で熱交換された）後の燃焼ガスを吸引して給湯装置１００の外部へ排出するために、給湯装置１００の外部に位置する排気管７に接続されている。排気管７は給湯装置１００の外部に配置されており、かつファンケース６１の外周側に接続されている。このため、羽根車６２の外周側へ排出された燃焼ガスを、排気管７を通じて給湯装置１００の外部へ排出することが可能である。

このように、ファン６は、排気ボックス５および二次熱交換器４よりも燃焼ガスの流れの下流側に位置している。つまり給湯装置１００においては、バーナ２で生じた燃焼ガスの流れの上流側から下流側に沿って、バーナ２、一次熱交換器３、二次熱交換器４、排気ボックス５およびファン６の順で並んでいる。この配置において上記のとおりファン６で燃焼ガスを吸引して排気するため、本実施形態の給湯装置１００は排気吸引燃焼方式の給湯装置となっている。

（ドレンタンク）
潜熱回収型の給湯装置では、二次熱交換器内で燃焼ガス中の水蒸気が結露することによりドレン（結露水）が発生する。このとき、燃焼ガスには、燃焼によって空気中の窒素と酸素とが反応することで生成する窒素酸化物や、燃焼によって燃料の硫黄分が酸素と反応することで生成する硫黄酸化物等が含まれている。このように、二次熱交換器で発生したドレンは、これら窒素酸化物や硫黄酸化物によって強酸性を呈するため、通常はドレンタンク等に配された中和剤で中和された後に、外部に排出される。

主に図１および図２を参照して、本実施形態の給湯装置において、二次熱交換器４内のドレンを外部へ排出するために、二次熱交換器４のドレン排出口４ａとドレンタンク８とは、配管１５により接続されている。また、ドレン排出用配管１４は、ドレンタンク８に接続され、かつ給湯装置１００の外部に通じている。ドレンタンク８に貯留された酸性のドレンは、ドレンタンク８の内部空間内に一時的に貯留された後に、通常はドレン排出用配管１４から給湯装置１００の外部に排出される。

（配管）
主に図１および図２を参照して、給水配管１１は二次熱交換器４の伝熱管４ｂの一方端に接続されており、出湯配管１２は一次熱交換器３の伝熱管３ａの一方端に接続されている。また、一次熱交換器３の伝熱管３ａの他方端と二次熱交換器４の伝熱管４ｂの他方端とは接続配管１３により相互に接続されている。上記のガス供給配管１０、給水配管１１および出湯配管１２の各々は、たとえば給湯装置１００の上部において外部に通じている。なお、バーナ２、一次熱交換器３、二次熱交換器４、排気ボックス５、ファン６、ドレンタンク８などは、筺体１内に配置されている。

次に、本実施形態の給湯装置の作用効果について説明する。まず、本実施形態の給湯装置においては、バーナケース２１の底板の給気開口２５の開口面積（給気開口部２６の開口面積と給気開口部２７の開口面積の合計）は、仕切り板２０の壁面に設けられた複数の開口部２２ａの開口面積の合計と仕切り板２０の底面に設けられた複数の貫通孔２２ｂの開口面積の合計との総和よりも小さくなっている。このような構成により、バーナ２の上流側に通気抵抗を設けることで、バーナケース２１内部の圧力変動を抑制できるため、バーナの振動燃焼の発生をより確実に抑制することのできる排気吸引方式の給湯装置を提供することができる。なお、バーナ２の上流側に通気抵抗が無い状態（上記の給気開口２５の開口面積と仕切り板２０の開口部２０ａａ，２０ａｂおよび貫通孔２２ｂの開口面積との関係を満たさない場合）では、バーナケース２１内部の圧力変動が自由に生じるため、圧力変動を抑制する効果が得られない。

また、本実施形態の給湯装置においては、給気開口２５が分離された２つの給気開口部２６，２７から構成されている。これにより、綿埃、砂埃等の存在する環境下において、給気開口部が１つである場合よりも、バーナ２に吸い込まれる埃等が分散されるため、給気開口部の直上に位置する燃焼管での局所的な詰まりを抑制することができる。

また、本実施形態の給湯装置においては、給気開口部２６，２７は、燃焼領域２８を構成する複数の単位領域２８ａ，２８ｂ，２８ｃのうちバーナ２の燃焼状態において常に燃焼される２本の燃焼管２２を含む単位領域２８ａの直下以外の位置に配置されている。これにより、常に燃焼される単位領域に供給される空気の流れに対して、通気抵抗を大きくすることができ、バーナケース内部の圧力変動をより効率的に抑制できる。また、燃焼状態において常に燃焼される最も重要な単位領域に位置する燃焼管での埃等による詰まりを抑制することができるため、燃焼領域での燃焼状態を安定化することができる。

また、本実施形態の給湯装置においては、バーナケース２１の底板の給気開口２５（給気開口部２６，２７）の周囲の一部に、外側に突出した突出部２６ａ，２６ｂ，２７ａ，２７ｂが設けられており、給気開口２５の周囲の他の部分には突出部が設けられていない。これにより、万一、給気開口２５にその開口面積より大きな紙片などが張り付いた場合でも、突出部にが設けられていない箇所において、外気とガス導入室２０１との間の空気の通り道を確保することができ、給気開口の閉塞を抑制することができる。

また、本実施形態の給湯装置においては、給気開口部２６，２７が矩形であるため、矩形の少なくとも１辺に相当する部分で予め加工されたバーナケース２１の一部を外側に折り返すこと（バーリング加工）によって、突出部２６ａ，２６ｂ，２７ａ，２７ｂを容易に形成することができる。

また、本実施形態の給湯装置においては、濃淡燃焼方式バーナを用いることにより、低ＮＯｘ化を図りつつ燃焼火炎の安定化を図ることができる。

＜実施形態２＞
本実施形態の給湯装置は、バーナケース２１の給気開口２５（給気開口部２６，２７）の周囲に設けられた突出部２７ａ，２７ｂの形状が実施形態１とは異なっている。それ以外の点は、実施形態１と同様であるため、重複する説明については省略する。

図９を参照して、本実施形態において、突出部２７ａ，２７ｂは孔部２７ｃ，２７ｄを有している。なお、図９および図１０において、（ａ）は側面図であり、（ｂ）は突出部を折り曲げる前の状態の底面図である。

本実施形態の突出部の別の変形例を図１０に示す。図１０を参照して、突出部２７ａ，２７ｂは、バーナケース２１に対して遠位側の底辺がバーナケース２１に接する底辺よりも短い台形の形状を有している。また、突出部２７ａ，２７ｂの各々のバーナケース２１に対して遠位側の底辺の位置は、図１０（ａ）に示すように、側面視において重ならないように配置されている。これにより、給気開口部２７にその開口面積より大きな紙片などが張り付いた場合でも、突出部２７ａ，２７ｂの各々の台形の脚部分において、より確実に外気とガス導入室２０１との間の空気の通り道を確保することができる。

また、バーナケース２１の底板に設ける給気開口部２７の大きさが同じである場合、図１０（ｂ）に示すように、短い底辺の位置が互いにずれた台形の突出部２７ａ，２７ｂを点線部で外側に折り返すことで、図９（ｂ）に示すような形状の突出部２７ａ，２７ｂを点線部で外側に折り返すよりも、突出部２７ａ，２７ｂの先端の高さ（バーナケース２１からの距離）を高くすることができるため、より確実に外気とガス導入室２０１との間の空気の通り道を確保することができる。なお、給気開口部２７の開口面積が同じである場合、給気開口部２７の矩形の一辺のみでバーナケース２１の底面を折り返して突出部を設ける場合に、突出部の先端の高さを最も高くすることができ、このような形態を採用することもできる。

本実施形態の突出部のさらに別の変形例を図１１に示す。図１１に示す孔部２７ｃ，２７ｄは、図１０と同様の外形を有しており、さらに孔部２７ｃ，２７ｄを有している。

なお、本実施形態において、突出部２６ａ，２６ｂについては、給気開口部２６の開口面積が給気開口部２７の開口面積より小さいため、給気開口部２６のみが塞がっても燃焼の大幅な悪化がないため、実施形態１と同様の形状としている。ただし、突出部２６ａ，２６ｂについても、本実施形態における突出部２７ａ，２７ｂと同様の変形を行ってもよい。

上述した本実施形態の給湯装置において、突出部２７ａ，２７ｂが孔部２７ｃ，２７ｄを有している場合は、給気開口部２７にその開口面積より大きな紙片などが張り付いた場合でも、孔部２７ｃ，２７ｄを介して、より確実に外気とガス導入室２０１との間の空気の通り道を確保することができるため、より確実に給気開口の閉塞を抑制することができる。

今回開示された実施形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

１００ 給湯装置、１ 筐体、１０ ガス供給配管、１０ａ 元電磁弁、１０ｂ 比例弁、１０ｃ 電磁弁、１１ 給水配管、１２ 出湯配管、１３ 接続配管、１４ ドレン排出用配管、１５ 配管、２ バーナ、２ａ 点火プラグ、２０ 仕切り板、２０ａａ，２０ａｂ 開口部、２０ｂ 貫通孔、２０１ ガス導入室、２０１ａ 燃料ガス導入室、２０２ 燃焼室、２１ バーナケース、２２ 燃焼管、２２ａａ，２２ａｂ ガス流入口、２２１，２２２ 側濃ガスユニット、２２１ａ、２２２ａ 端部濃炎孔部、２２３ 中央濃ガスユニット、２２３ａ 濃炎孔部、２２４，２２５ 淡ガスユニット、２２４ａ，２２５ａ 淡炎孔部、２３ 本体ユニット、２４ 炎孔部、２５ 給気開口、２６，２７ 給気開口部、２６ａ，２６ｂ，２７ａ，２７ｂ 突出部、２７ｃ，２７ｄ 孔部、２８ 燃焼領域、２８ａ，２８ｂ，２８ｃ 単位領域、３ 一次熱交換器、３ａ，４ｂ 伝熱管、３ｂ フィン、３ｃ ケース、４ 二次熱交換器、４ａ ドレン排出口、４ｃ 側壁、４ｄ 底壁、４ｅ，４ｈ 開口部、４ｇ 上壁、５ 排気ボックス、５ａ ボックス本体、５ｂ ファン接続部、５ｂａ 内部空間、６ ファン、６１ ファンケース、６２ 羽根車、６３ モータ、６４ 回転軸、７ 排気管、８ ドレンタンク。

Claims (7)

1. 燃料空気混合気を燃焼領域で燃焼させることにより燃焼ガスを発生させる予混合方式のバーナと、
   前記バーナで発生した前記燃焼ガスとの熱交換によって内部を流れる湯水を加熱する熱交換器と、
   前記熱交換器を経由した後の前記燃焼ガスを吸引して外部へ排気するファンとを備え、
   前記バーナは、仕切り板によって燃焼室とガス導入室とに区画されたバーナケースと、前記燃焼室内に配置された複数の燃焼管とを含み、
   前記バーナケースには、前記ガス導入室に空気を供給するための給気開口が設けられており、
   前記仕切り板は、前記燃焼管の内部に連通する複数の開口部と、前記燃焼室内の前記燃焼管の外側に連通する複数の貫通孔とを有し、
   前記給気開口は、前記複数の開口部の開口面積の合計と前記複数の貫通孔の開口面積の合計との総和よりも小さい開口面積を有するように構成されている、給湯装置。
2. 前記給気開口は複数の給気開口部を有している、請求項１に記載の給湯装置。
3. 要求される給湯能力に応じて前記燃焼ガスの発生量を変更できるように、前記燃焼領域は、独立して制御可能な複数の単位領域からなり、
   前記給気開口は、複数の前記単位領域のうち前記バーナの燃焼状態において常に燃焼される前記単位領域の直下以外の位置に配置されている、請求項１または２に記載の給湯装置。
4. 前記バーナケースの前記給気開口の周囲の一部に、外側に突出した突出部が設けられており、前記給気開口の周囲の他の部分には前記突出部が設けられていない、請求項１〜３のいずれか１項に記載の給湯装置。
5. 前記給気開口は矩形であり、前記突出部は、前記矩形の少なくとも１辺に相当する部分で前記バーナケースの一部を外側に折り返すことによって形成されたものである、請求項４に記載の給湯装置。
6. 前記突出部は孔部を有する、請求項４または５に記載の給湯装置。
7. 前記バーナは濃淡燃焼式バーナである、請求項１〜６のいずれか１項に記載の給湯装置。

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