JP2009036482A - 燃焼装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 潜熱回収用の熱交換器で生じた凝縮水を浴槽にドレン排水する燃焼装置において、ドレン排水量を浴槽サイズに応じて制限する。
【解決手段】 凝縮水ドレン手段４０は、潜熱回収用の副熱交換器８の下方に配置されて副熱交換器８から落下した凝縮水を回収する回収トレイ４１と、回収トレイ４１と浴槽湯供給回路７５との間に接続されたドレン回路４２と、ドレン回路４２に設けられた中和器４３およびドレンタンク４４を備えている。制御手段６０は、浴槽のサイズに対応したドレン量Ｑｘを決定する。浴槽７０の残水無しと判断した時に、切替弁４９を切り替えてドレン回路４２を浴槽湯供給回路７５に連通させることにより、ドレンタンク４４からの凝縮水を浴槽７０へと排水する。このドレン排水は、所定ドレン量Ｑｘの凝縮水を排水した時に終了する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、燃焼ガスの潜熱を回収できる高効率の燃焼装置に関し、より詳しくは潜熱回収時に生じる凝縮水の排水の改良に関する。

給湯用バーナの上方に主・副熱交換器を配置する給湯装置（燃焼装置）は公知である。これら熱交換器を給湯回路が通るようになっている。
下段（上流側）の主熱交換器は燃焼ガス中の顕熱を回収する。上段（下流側）の副熱交換器は燃焼ガス中の水蒸気（燃焼により発生した水分）を凝縮させて潜熱を回収する。上記顕熱回収により燃焼ガスの熱エネルギーの約８０％を回収し、上記潜熱回収により約１５％を回収するため、熱効率が非常に高くなる。

上記のような高効率の給湯装置では、副熱交換器で水蒸気の凝縮が生じる。この凝縮水は、燃焼により生じた硫黄酸化物、窒素酸化物等が溶け込んで硫酸、硝酸等になるため、強酸性を示す。そのため、この強酸性の凝縮水を中和処理する必要がある。また、上記凝縮水は通常の使用状況で１日に数リットル生じるため、その排水処理が必要となる。

そこで、従来の高効率給湯装置では、上記副熱交換器の下方に回収トレイを配置し、この回収トレイに専用のドレン配管を接続し、このドレン配管に炭酸カルシウム等の中和剤を収容した中和器を設け、回収トレイで回収した凝縮水を中和器で中和処理しドレン配管から排水していた。

しかし、専用のドレン配管を設置するスペースが無い場合や、建造物にドレン配管からの凝縮水を導く排水溝等を形成するのが困難な場合もあり、高効率型給湯装置の普及を妨げる要因になっていた。

上記不都合を解消すべく、特許文献１は凝縮水を浴槽へ排水するようにした高効率給湯装置を提案している。特許文献１の図８に示す追焚機能付きの給湯装置では、副熱交換器の下方に回収トレイが配置され、この回収トレイにドレン回路の一端が接続され、ドレン回路の他端が追焚循環回路の復路部においてポンプの吸い込み側に接続されている。ドレン回路には下流側に向かって順に中和器とドレンタンクが設けられている。

上記ドレン回路と追焚循環回路の接続点には、３方切替弁が設けられている。凝縮水の排水（ドレン排水）のタイミングでない時には、切替弁はポンプ吸い込み側を浴槽に連通させてドレン回路を遮断し、ポンプの駆動により追焚循環回路での浴槽湯の循環を行えるようになっている。ドレン排水のタイミングの時には、切替弁の切替によりポンプ吸い込み側をドレン回路に連通させ、ポンプを駆動することにより、ドレンタンクに溜まった凝縮水を追焚循環回路を介して浴槽へ排水（ドレン排水）するようにしている。

特許文献１の給湯装置では、浴槽湯への凝縮水の混合を避ける工夫がなされている。具体的には、浴槽水位を水位センサで監視し、この水位センサの水位が基準水位（追焚循環回路の浴槽への接続箇所に相当する水位）以下になった時に、浴槽の栓が抜かれたものと判断して、上記ドレン排水を行っている。
特開２００５−２６５２２８号公報

しかし、浴槽水位が基準水位以下となった時でも、稀にではあるが、栓が抜かれていない場合がある。このような場合でも、特許文献１の給湯装置では、ドレンタンク内の凝縮水を一度に浴槽へ排水することになり、ユーザーが自動運転スイッチオン等により浴槽に足し湯をして入浴してしまう可能性がある。
凝縮水は中和器で中和されるとともに足し湯された湯により希釈されるため、ユーザーに悪影響を与える可能性は殆ど無いものの、微量の化学物質たとえばホルムアルデヒド等の濃度が、飲料水となる通常の水道水で求められている上限値を超えることも考えられる。本発明では、ドレン排水を効率的に行いつつ、浴槽湯の水質の向上を図ることを課題としている。

本発明は上記課題を解決するためになされたもので、給湯用バーナと、この給湯用バーナからの燃焼ガスの顕熱を回収する主熱交換器と、この主熱交換器の下流側において燃焼ガスの潜熱を回収する副熱交換器と、これら主熱交換器と副熱交換器を通る給湯回路と、この給湯回路からの湯を浴槽に供給する浴槽湯供給回路と、燃焼ガス中の水分が副熱交換器で凝縮することにより生成された凝縮水を回収して排水する凝縮水ドレン手段とを備え、
上記凝縮水ドレン手段が、上記副熱交換器の下方に配置されて副熱交換器から落下した凝縮水を回収する回収トレイと、上流端がこの回収トレイに接続され下流端が上記浴槽湯供給回路に接続されたドレン回路と、このドレン回路に設けられ凝縮水を中和する中和器と、ドレン回路において中和器の下流側に設けられ中和された凝縮水を溜めるドレンタンクと、ドレン回路においてドレンタンクの下流側に設けられた弁手段とを有する燃焼装置において、
さらに、浴槽における残水の有無を判断する浴槽残水判断手段と、浴槽のサイズに対応したドレン量を決定するドレン量決定手段と、ドレン排水制御手段とを備え、上記ドレン排水制御手段は、上記弁手段を遮断位置にして上記ドレン回路を遮断することにより上記ドレンタンクへの凝縮水の貯留を行い、上記浴槽残水判断手段で残水無しと判断した時に、上記弁手段を連通位置にして上記ドレン回路を上記浴槽湯供給回路に連通させることにより、ドレンタンクからの凝縮水を浴槽へと排水するドレン排水を実行し、上記ドレン量決定手段によって決定された所定ドレン量の凝縮水を排水した時に、このドレン排水を終了することを特徴とする。

上記構成によれば、浴槽の栓が抜かれていない状況で残水無しと判断して凝縮水を浴槽に排出しても、1回のドレン排水量を予め決められたドレン量に制限するため、浴槽湯と混合した凝縮水は十分に希釈され、その濃度を満足できるレベルまで低下させることができる。しかも、このドレン量は浴槽サイズに応じて決定し、浴槽サイズが小さい場合には少なくなるので、凝縮水の十分な希釈を確保でき、また浴槽サイズが大きい場合には多くするので、不必要に凝縮水のドレン量を減じるのを回避することができる。その結果、凝縮水が混合した場合の浴槽湯の水質を良好に維持しつつ、ドレン排水を効率的に行うことができる。

好ましくは、上記浴槽湯供給回路には、水量センサと、浴槽水位を検出する水位センサが設けられ、上記ドレン量決定手段は、上記給湯回路から上記浴槽湯供給回路を介して浴槽に湯または水を供給する際に、上記水量センサによる検出水量の積算値と上記水位センサによる浴槽の検出水位の上昇分の情報に基づき、浴槽サイズに対応した上記ドレン量を決定する。
これによれば、自動により浴槽サイズに応じたドレン量を決定することができる。

好ましくは、上記ドレン回路における上記ドレンタンクより下流側、または上記浴槽湯供給回路においてドレン回路接続点より下流側に水量センサが設けられ、上記ドレン排水制御手段は、ドレン排水の際に、この水量センサからの検出水量の積算値に基づきドレン排水量を演算し、このドレン排水量が上記所定ドレン量に達した時に、ドレン排水を終了する。
これによれば、検出値に基づいてドレン排水を行うので、ドレン排水量を確実に所定ドレン量に制限することができる。

好ましくは、上記ドレンタンクにはドレンレベル検出手段が設けられ、上記ドレン排水制御手段は、ドレン排水の際に、このドレンレベル検出手段からの検出レベルの低下の情報に基づきドレン排水量が上記所定ドレン量に達したと判断した時に、ドレン排水を終了する。
これによれば、検出値に基づいてドレン排水を行うので、ドレン排水量を確実に所定ドレン量に制限することができる。

好ましくは、上記ドレン回路においてドレンタンクの下流側には、1回のピストン往復動毎の送水量が一定である電磁ポンプが設けられ、この電磁ポンプにより上記ドレンタンクの凝縮水を排水するようにし、上記ドレン排水制御手段は、この電磁ポンプの駆動回数に1回当たりの送水量を乗じた値が、上記所定ドレン量に達した時に、ドレン排水を終了する。
これによれば、1回の動作での送水量が一定である電磁ポンプを用いてドレン排水を行うので、ドレン排水量を確実に所定ドレン量に制限することができる。

好ましくは、上記浴槽湯供給回路に水位センサが設けられ、上記浴槽残水制御手段は、この水位センサで検出される浴槽水位を監視し、この浴槽水位が基準水位以下になった時に、浴槽の栓が抜かれて浴槽残水が無くなったと判断する。
好ましくは、上記浴槽湯供給回路は、浴槽に接続された追焚循環回路と、一端が上記給湯回路に接続され他端がこの追焚循環回路に接続された湯張り回路により構成され、上記追焚循環回路にドレン回路が接続されるとともに追焚用熱交換器とポンプが設けられ、上記浴槽残水判断手段は、上記追焚循環回路のポンプを駆動した時に追焚循環回路に設けた水流検出手段が水流を検出しない場合に、浴槽残水無しと判断する。

好ましくは、上記ドレン回路が上記追焚循環回路において上記ポンプの吸い込み側に接続され、上記弁手段は上記ドレン回路と追焚循環回路の接続点に設けられた３方切替弁を含み、この切替弁の遮断位置ではポンプ吸い込み側を浴槽に連通させてドレン回路から遮断し、この切替弁の連通位置ではポンプ吸い込み側をドレン回路に連通させるようになっており、上記ドレン排水制御手段は、ドレン排水の際には、上記切替弁の切替動作によりポンプ吸い込み側をドレン回路に連通させるとともに、上記ポンプを駆動することを特徴とする。

本発明によれば、凝縮水が混合した場合の浴槽湯の水質を良好に維持しつつ、ドレン排水を効率的に行うことができる。

以下、本発明の第１実施形態をなす一体型２缶２水路タイプの追焚機能付き給湯装置（燃焼装置）について図１〜図３を参照しながら説明する。この給湯装置は、直方体形状をなす中空の缶１を有しており、缶１の底部に給湯、追焚に共通のファン２が設けられ、缶１の上端近傍に給湯、追焚に共通の排気口部３が設けられている。

上記缶１の内部空間は、仕切板１ｘで給湯用空間１ａと追焚用空間１ｂに仕切られている。給湯用空間１ａの下部には給湯用バーナ４ａが配置され、追焚用空間１ｂには追焚用バーナ４ｂが配置されている。

上記バーナ４ａ，４ｂに燃料ガスを供給する管は、元管５ｘと、この元管５ｘを給湯用バーナ４ａに接続する分岐管５ａと、元管５ｘを追焚用バーナ４ｂに接続するための分岐管５ｂとを有している。
元管５ｘには、元ガス電磁弁６ｘとガス比例弁６ｙが設けられ、分岐管５ａ，５ｂにはそれぞれ分岐電磁弁６ａ，６ｂが設けられている。

上記給湯用空間１ａには、バーナ４ａの上方に顕熱回収用の主熱交換器７が配置され、さらにその上方（下流側）に潜熱回収用の副熱交換器８が配置されている。また、追焚用空間１ｂには、バーナ４ｂの上方に追焚用の熱交換器９が配置されている。本実施形態では、熱交換器７，９は受熱管７ａ，９ａと多数のフィンにより構成されており、熱交換部８は受熱管８ａにより構成されている。

給湯装置は、給湯回路１０と、追焚循環回路２０と、湯張り回路３０とを備えている。本実施形態では、追焚循環回路２０と湯張り回路３０により、特許請求の範囲で定義した浴槽湯供給回路７５が構成されている。

上記給湯回路１０は、給水管１１と、上記受熱管８ａと、上記受熱管７ａと、給湯管１２とを上流側から下流側に向かってこの順に連ねることにより構成されている。給水管１１と給湯管１２との間には、熱交換器７，８をバイパスするバイパス管１３が接続されている。

上記給水管１１において、バイパス管１３の上流側には水量センサ１４、水量制御弁１５が設けられ、バイパス管１３と給水管１１の接続点にはバイパス制御弁１６が設けられている。さらに、給水管１１には入水温度センサ（図示しない）が設けられ、給湯管１２には、バイパス管１３の上流側に熱交出口温度センサ１７が設けられ、バイパス管１３の下流側に出湯温度センサ１８が設けられている。

上記追焚循環回路２０は、復路管２１（復路部）と、受熱管９ａと、往路管２２（往路部）とを順に連ねることにより構成されている。復路管２１の吸い込み端と往路管２２の吐出端は、浴槽７０の側壁に設けた循環金具（図示しない）に接続されている。復路管２１にはポンプ２３、水位センサ２４、水流スイッチ２５（水流検出手段）が設けられている。

上記湯張り回路３０は、一端が給湯管１２において出湯温度センサ１８の下流側に接続され、他端が上記復路管２１においてポンプ２３の吸い込み側（上流側）に接続されている（接続点をＰ１で示す）。

上記湯張り回路３０には、注湯電磁弁３１（注湯弁）と、逆止弁３２と、水量センサ３３が設けられている。

次に、副熱交換器８で凝縮された凝縮水を回収し排水する凝縮水ドレン手段４０について説明する。このドレン手段４０は、回収トレイ４１と、ドレン回路４２とを有している。この回収トレイ４１は、給湯用空間１ａにおいて、副熱交換器８の下方に配置され、浅いロート形状をなしている。

上記ドレン回路４２は管からなり、一端が回収トレイ４１の底部に接続され、他端が上記復路管２１においてポンプ２３の吸い込み側（上流側）に接続されている。この接続点（符号Ｐ２で示す）には、２位置３方弁からなる切替弁４９が設けられている。

さらに上記凝縮水ドレン手段４０は、ドレン回路４２において上流側から下流側に向かって順に設けられた中和器４３、ドレンタンク４４、ドレン側電磁弁４５（ドレン弁）、水量センサ４６を備えている。上記切替弁４９とドレン側電磁弁４５は、特許請求の範囲で定義した弁手段を構成している。

上記中和器４３には粒状をなす炭酸カルシウム等の中和剤が収容されている。中和器４３には詰まりによる水位上昇を検出する２本の電極４３ａが設けられている。

上記ドレンタンク４４には、ドレンレベル検出手段５０が設けられている。本実施形態では、ドレンレベル検出手段５０は、その下端がドレンタンク４４の底部近傍にある接地電極５１と、下端高さが異なる２本の電極５２、５３を有している。一方の電極５２の下端高さはドレンタンク４４の満水レベル（ドレンレベル２）を示し、他方の電極５３の下端高さは満水レベルより低いレベル（ドレンレベル１）を示す。本実施形態ではドレンレベル１はドレンレベル２の半分より高い。例えばドレンレベル２が３.５リットルとすると、ドレンレベル１は３リットルである。なお、ドレンタンク４４の実際の容量は、満水レベルと同じであってもよいし、これより若干量多くてもよい。

上記ドレン回路４２において、ドレンタンク４４の上流側の管部はドレンタンク４４の上端または上端近傍に接続され、ドレンタンク４４の下流側の管部はドレンタンク４４の底部に連なっている。

給湯装置は更に、上述した種々のセンサ、検出手段からの情報を読み込んで、上述した種々の構成要素を制御する制御手段６０（ドレン量決定手段、浴槽残水判断手段、ドレン排水制御手段を含む）と、この制御手段６０に接続されたリモートコントローラ６５（以下、リモコンと称す）を備えている。リモコン６５はリモコン６５の電源をオン、オフするリモコンスイッチと、自動運転スイッチと、追焚スイッチと、ドレンスイッチと、温度設定部と、設定温度、設定水位、警告等の表示を行う表示部を備えている。

上記構成をなす給湯装置の作用を説明する。なお、電磁弁６ｘ、６ａ，６ｂ，３１，４５は常閉であり、オン動作により開く。

まず、給湯運転について説明する。給湯管１２の下流端に設けた出湯栓やシャワーを開くと給湯回路１０に水が流れ、これを水量センサ１４で検出した時に、制御手段６０は、元ガス電磁弁６ｘを開くとともに分岐電磁弁６ａの少なくとも１つを開き、給湯用バーナ４ａの燃焼動作を行う。燃焼ガスは主熱交換器７を通り、さらに回収トレイ４１と缶１との間を通り、副熱交換器８を通って排気口部３から排出される。給水管１１から入った水は副交換器８で加熱され、さらに主熱交換器７で加熱され、設定温度の湯となって給湯管１２から出湯される。

副熱交換器８で凝縮した水は、この副熱交換器８から回収トレイ４１に落下し、ドレン回路４２を通って中和器４３に達し、この中和器４３内の中和剤により中和され、ドレンタンク４４に蓄えられる。したがって、給湯運転中は、副熱交換器８で凝縮水が発生し、ドレンタンク４４の凝縮水の水位すなわちドレンレベルは上昇を続ける。

次に、自動運転について説明する。自動運転スイッチをオンした時には、図２に示すように、最初に浴槽サイズに応じたドレン量を既に決定したかを判断する（ステップ１０１）。ここで否定判断した時には、ドレン量決定を含む湯張り制御を行う。

詳述すると、給湯用バーナ４ａでの燃焼を実行しながら注湯弁３１を開いて所定量Ｑ１（例えば１０リットル）の湯張りを行う（ステップ１０２）。具体的には水量センサ３３での検出水量の積算値が所定量Ｑ１に達するまで湯張りを行う。その後で浴槽水位が循環金具位置（追焚循環回路２０の接続箇所）に達したか否かを判断する（ステップ１０３）。具体的にはポンプ２３を駆動して水流スイッチ２５がオンしたか否かを判断する。ここで否定した時には、ステップ１０２を繰り返す。

上記のように所定量Ｑ１で複数回の湯張りを繰り返して浴槽水位が循環金具位置に達すると、ステップ１０３で肯定判断してステップ１０４に進む。このステップ１０４では、所定量Ｑ２（例えば２０リットル）の湯張りを行い、その前後の水位センサ２４の検出水位の差、すなわち浴槽水位の上昇分を演算する（ステップ１０５）。この水位上昇分は、浴槽７０のサイズの情報を含む。浴槽サイズが大きいほど水位上昇分は小さくなるからである。

次に、設定水位まで湯張りを行う（ステップ１０６）。次に、上記所定量Ｑ２の湯張りによる水位上昇分に基づきドレン量Ｑｘを演算する（ステップ１０７）。このドレン量Ｑｘは、1回のドレン排水での凝縮水排水量（ドレン排水量）を表す。それから、自動保温モード（ステップ１０８）に移行する。

上記ドレン量Ｑｘは、上記水位上昇分にほぼ反比例し、浴槽サイズにほぼ比例する。すなわち浴槽サイズが小さいほど少なく、大きいほど多い。上記ステップ１０２〜１０７は、ドレン量決定手段を構成する。
なお、このドレン量Ｑｘは、浴槽水位が設定水位に達するまでに要した注湯量（水量センサ３３による検出水量の積算値）から求めてもよい。この場合、ドレン量Ｑｘは注湯量に比例して決定される。
最小の浴槽サイズに対応するドレン量Ｑｘは、ドレンタンク４４における満水レベルの凝縮水貯留量より少ない。本実施形態では、最大の浴槽サイズに対応するドレン量Ｑｘも、ドレンタンク４４における満水レベルの凝縮水貯留量以下である。例えば１〜３リットルである。

上記ステップ１０１で、浴槽サイズに応じたドレン量Ｑｘを既に決定していると判断した時には、通常の湯張りを行う（ステップ１０９）。概略的に説明すると、注湯電磁弁３１を開き給湯用バーナ４ａで燃焼を行うことにより、浴槽７０に設定温度の湯を設定水位になるまで供給する。その後で、自動保温（ステップ１０８）を実行する。

上記湯張りの際も、副熱交換器８で発生する凝縮水は上記と同様に回収され中和されドレンタンク４４に蓄えられる。
自動保温モードでは、所定時間間隔で追焚が行われ、浴槽７０の湯が設定温度に保たれる。この追焚は、ポンプ２３を駆動し、追焚用バーナ４ｂでの燃焼を実行することにより行われる。なお、リモコン６５の追焚スイッチのオン操作によっても、この追焚が実行される。

次に、自動保温運転中にリモコン６５の自動運転スイッチをオフした時の制御について、図３を参照しながら説明する。まず、自動運転を終了させ、リモコン６５の自動表示を消灯するとともに保温表示を消灯し（ステップ１２１）、浴槽７０の水位を監視し続ける（ステップ１２５）。ただし、この水位監視のステップ１２５の前に、水位検出を正確に行うために、追焚循環回路４０のエア抜きを行う。具体的に述べると、ポンプ２３をオンし（ステップ１２２）、水流スイッチ２５がオンしたら（ステップ１２３）、ポンプ２３をオフにして（ステップ１２４）、水位監視のステップ１２５に進む。

ステップ１２５で水位センサ２４による浴槽水位で監視し続け、基準水位以下になったと判断した時には、浴槽７０の栓が抜かれたものと判断し（浴槽７０に残水がなくなったものと判断し）、ステップ１３０以下のドレン排水、配管洗浄に移行する。
なお、上記基準水位は、追焚循環回路２０の浴槽７０への接続箇所またはその近傍の水位であり、より具体的には、例えば循環金具の上端高さＨ０より１０ｍｍ高い水位を指す。

なお、稀にではあるが、ユーザーが自動スイッチをオンする前に浴槽７０の栓を抜き、浴槽７０に残水が無い場合がある。この場合には、ステップ１２２でポンプ２３をオンした後、ふろ水流スイッチ２５はオフのままである。そこで、上記ステップ１２３では、所定時間待ってオンになるのを待ち、それでもオンにならない場合には、ステップ１２６に進み、ここでポンプ２３をオフにした後、ステップ１２５をパスして、ステップ１３０以下のドレン排水及び配管洗浄を実行する。
上記自動運転スイッチオフの場合には、主にステップ１２５が浴槽残水判断手段として機能するが、ステップ１２３もその否定判断時により浴槽残水判断手段として機能する。

次に、ドレン排水、配管洗浄について説明する。切替弁４９の切替動作を行ってポンプ２３の吸い込み側を浴槽７０側から遮断しドレン回路４２側に連通させ（ステップ１３０）、ドレン側電磁弁４５をオンし（ステップ１３１）、ポンプ２３をオンする（ステップ１３２）。これにより、ドレンタンク４４内の凝縮水が切替弁４９を介して、ポンプ２３に吸い込まれ、ポンプ２３の吐出側から復路管２１、熱交換器９の受熱管９ａ、往路管２２を経て浴槽７０に排出され、さらに浴槽７０の排出口を経て、既存の下水管へと排出される。

なお、上記切替弁４９の切替動作とドレン側電磁弁４５のオン動作は、特許請求の範囲における弁手段の連通位置への切替動作を意味する。

上記ドレン排水動作において、ドレン回路４２に設けた水量センサ４６からの検出水量を積算し、その積算値が上述したように浴槽サイズに対応して決定されたドレン量Ｑｘに達したか否かを判断し（ステップ１３３）、否定判断の時にはドレン排水を開始してからの時間が所定時間例えば1分を経過したか否かを判断する（ステップ１３４）。ステップ１３３，１３４で否定判断した場合にはドレン排水を継続する。

上記ステップ１３３で肯定判断した時には、ポンプ２３をオフにし（ステップ１３５）、ドレン側電磁弁４５をオフにし（ステップ１３６）、切替弁４９の切替動作を行ってポンプ２３の吸い込み側をドレン回路４２側から遮断し浴槽７０側に連通させる（ステップ１３７）。これにより、ドレン排水が終了する。

上記ステップ１３４で肯定判断した場合にも、ステップ１３５〜１３７に進んでドレン排水が終了する。
上記説明で明らかなように、ステップ１３０〜１３７はドレン排水制御手段を構成する。 なお、上記切替弁４９の切替動作とドレン側電磁弁４５のオフ動作は、特許請求の範囲の弁手段の遮断位置への切替動作を意味する。

上記ステップ１３３の意味を、以下に詳細に説明する。
上記ステップ１２５で肯定判断した時（あるいはステップ１２３で否定判断した時）、すなわち浴槽の栓が抜かれて残水無しと判断した時でも、実際には浴槽７０の栓が抜かれていない場合が稀にある。その場合、ドレンタンク４４から多量の凝縮水が浴槽７０に排水された後で自動運転スイッチがオンされる等により足し湯がされることになり、ユーザーは凝縮水が混合した湯の中に入ることになる。

凝縮水は中和され足し湯により希釈されているので、凝縮水が混合した浴槽７０の湯に入ってもユーザーに直接的な影響を与えることはないが、この湯におけるある種の化学物質の濃度が通常の水道水で規定されている上限値を超えてしまう可能性もある。

そこで、予め一回のドレン排水での排水できる量を、所定ドレン量Ｑｘに制限し、このドレン量Ｑｘに達したら、たとえドレンタンク４４に凝縮水がまだ残っていてもドレン排水を強制的に終了するのである。これにより、化学物質の濃度が高くなるのを防止することができる。

上記ドレン量Ｑｘは浴槽サイズが小さい場合には少なくなるので、凝縮水の十分な希釈を確保でき、また浴槽サイズが大きい場合には多くするので、不必要に凝縮水のドレン量を減じるのを回避することができる。その結果、凝縮水が混合した場合の浴槽湯の水質を良好に維持しつつ、ドレン排水を効率的に行うことができる。

なお、自動運転スイッチオフの状況で、浴槽７０の栓が抜かれて水位が基準水位以下まで低下したと判断した時には、ドレンタンク４４の凝縮水の貯留量の多少に拘わらずドレン排水を実行するので、貯留量が少ない場合にはドレン量Ｑｘに達するまでにドレンタンク４４が空になってしまうこともある。その場合には、ステップ１３４によって強制的にドレン排水を終了させるようになっている。ドレンタンク４４の貯留量が所定量（ドレン量Ｑｘより多い）以上の場合にのみドレン排水制御を行う場合には、上記ステップ１３４は不要である。

上記のようにしてドレン排水を実行した後で、注湯電磁弁３１をオンすることにより、給湯管１２から湯張り回路３０を経た湯を追焚循環回路２０内に流し、追焚循環回路２０の配管洗浄を実行する（ステップ１３８）。この配管洗浄は、水量センサ３３での検出水量の積算値が所定量例えば５リットルに達するまで行う。

なお、ステップ１３８では、給湯用バーナ４ａの燃焼により風呂設定温度の湯からなる洗浄水を供給するが、給湯用バーナ４ａの燃焼を実行せず、低温の水からなる洗浄水を供給してもよい。
また、この配管洗浄工程において、最初は加熱しない水を供給し、その後に熱湯（６０°Ｃ）を供給してもよい。水でドレン水（凝縮水）を流せば異臭等の発生を防止でき、その後の熱湯で配管の消毒を行うことができる。

図３のステップ１２２〜１３８までの浴槽残水判断、ドレン排水、配管洗浄の制御は、湯張り中に自動運転スイッチ６５ｙをオフにし湯張りを中止した時や、リモコンスイッチをオフにした時にも実行される。なお、リモコンスイッチをオフにした場合には、追焚循環回路２０の配管洗浄の際に給湯用バーナ４ａでの燃焼を実行せず、加熱されない水を洗浄水として提供する。

なお、自動運転スイッチをオフにした状態またはリモコンスイッチオフの状態で水位センサ２４により常時水位を監視し、この水位低下により浴槽残水無しと判断して、上記ドレン排水、配管洗浄を実行してもよいし、所定時間間隔でポンプ２３を駆動し、水流スイッチ２５のオフにより、浴槽残水無しと判断して上記ドレン排水、配管洗浄を実行してもよい。
また、追焚運転中、追焚終了時でも、浴槽水位を監視し、基準水位以下になった時に、上記ドレン排水、配管洗浄を実行してもよい。

上述した給湯運転中には、ドレンタンク４４の凝縮水の蓄積量すなわちドレンレベルに応じて、リモコン６５の表示部６５ａへの警告表示や、給湯用バーナ４ａの燃焼停止や、ドレン排水、配管洗浄等の制御を行う。
ドレンタンク４４のドレンレベルの情報として、ドレンレベル検出手段５０の段階的レベル検出（ドレンレベル１，２）の情報を用いる。

給湯運転中はドレンレベルを監視する。ドレンレベルが水位電極５３に達した時、すなわちドレンレベル１に達した時には、ステップ１２２〜１２６と同様の制御（ただしステップ１２５の浴槽水位監視を除く）を実行し、浴槽残水有りでドレン排水をしない場合に、リモコン６５の表示部に「満水警告」を表示する。

ドレンレベル１に達し、浴槽残水無しと判断した時（ステップ１２３で否定判断した時）には、上記ドレン排水を実行する。なお、この場合には「満水警告」の表示をしない。
上記ドレンレベル１の検出では、ドレン排水の実行の有無に拘わらず、給湯用バーナ４ａの燃焼は継続される。
ドレン排水後の配管洗浄は、給湯停止を待って行う。

さらに、ドレンレベルが上昇して水位電極５２に達した時、すなわちドレンレベル２（満水レベル）に達した時には、リモコン６５の表示部６５ａに「満水」の警告表示をさせるとともに、給湯用バーナ４ａの燃焼を停止する。これにより凝縮水が発生しなくなり、ドレンレベルは上昇しなくなる。
上記「満水」は、現実に満水レベルに達したことを警告するものであり、給湯を停止しても継続し、例えばリモコン６５のリモコンスイッチ６５ｘをオフにするまで継続される。

上記「満水警告」、「満水」の警告表示は、ユーザーにドレン排水を促す。ユーザーはこの警告表示により浴槽７０の栓を抜く。すると、制御手段６０は水位監視により浴槽水位が基準水位以下になったと判断した時に、上記ドレン排水制御と配管洗浄を実行する。

なお、稀に上記ドレン排水が実行されない場合には、ユーザーがドレンスイッチ６５ｚをオンして、手動でドレン排水を実行する。この場合、ドレン排水はドレン量Ｑｘに制限せず、例えばドレンタンク４４が空になるまで行う。なお、この場合でも、浴槽栓が抜かれたか否かの判断（浴槽残水有無の判断）を行うが、省いてもよい。

以下、本発明の他の実施形態について説明する。これら実施形態において先行する実施形態に対応する構成部には図中同番号を付してその詳細な説明を省略する。

図４は、本発明の第２実施形態を示す。この実施形態では、ドレンレベル検出手段としてドレンタンク４４に設けられた水位センサ５０’が用いられる。この水位センサ５０’によれば、ドレンレベルを無段階に検出できる。

第２実施形態では、第１実施形態と同様のタイミングでドレン排水を行うが、ドレン排水を実行する場合、ドレン排水の開始からの水位センサ５０’によるドレンレベルの変化を監視し、このレベル変化（低下）に基づきドレン量を演算し、このドレン量が浴槽サイズにより決定された所定ドレン量Ｑｘに達した時に、ドレン排水を終了する。
第２実施形態では、第１実施形態の水量センサ４６は省略できる。

第２実施形態では、所定ドレン量Ｑｘを決定する代わりにこれと等価のレベル変化量を決定し、上記水位センサ５０’によるドレンレベルの変化量がこの決定された所定のレベル変化量に達した時に、ドレン排水を終了してもよい。このレベル変化量の決定は、ドレン量決定と実質的に等しい。

なお、図１の実施形態の検出手段において、下端高さが異なる電極を多数装備したドレンレベル検出手段５０を用いる場合には、このドレンレベル検出手段５０を上記水位センサ５０’の代わりに用いることができる。この場合も、水量センサ４６を省くことができる。

次に、本発明の第３実施形態について図５を参照しながら説明する。この実施形態では、ドレン回路４２においてドレンタンク４４の下流側、たとえばドレンタンク４４とドレン電磁弁４５との間に、ピストン往復動式の電磁ポンプ７９が設けられている。この電磁ポンプ７９では、1回のピストン往復動毎の送水量が一定である。本実施形態では第１、第２実施形態の切替弁４９は省かれる。また、ドレン回路４２の下流は追焚循環回路の復路管２１においてポンプ２３の吐出側に接続され、湯張り回路３０の下流端はポンプ２３に接続されており、回路構成が簡略化されている。

上記第３実施形態では、制御手段６０は、第１実施形態と同様のタイミングで浴槽残水判断を行い、残水無しの場合にこの電磁ポンプ７９を駆動してドレン排水を行う。この電磁ポンプ７９の駆動回数に上記1回当たりの送水量を乗じた値が、上記所定ドレン量Ｑｘに達した時に、ドレン排水を終了する。このドレン排水時に追焚循環回路２０のポンプ２３は駆動しなくてもよい。

次に、本発明の第４実施形態について図６を参照しながら説明する。この第４実施形態の給湯装置は、暖房、追焚機能を備えた給湯装置である。
缶１は、給湯用空間１ａと暖房用空間１ｃに仕切られる。暖房用空間１ｃには、暖房用バーナ４ｃ（他用途バーナ）と暖房用（他用途）の顕熱回収用の主熱交換器９’と潜熱回収用の副熱交換器９”が、給湯側と同様にして配置されている。バーナ４ｃには、給湯側と同様に、分岐管５ｃが接続され、分岐管５ｃには分岐電磁弁６ｃが設けられている。

暖房循環回路８０（他用途回路）は、上記熱交換器９’、９”の受熱管９ａ’，９ａ”を含んでいる。この暖房循環回路８０には、周知のように、オーバーフロータンク８１、ポンプ８２、液・液熱交換器８３が設けられている。ポンプ８２により循環される湯は、熱交換器９’、９”で加熱され、種々の暖房器等の端末器、端末設備を循環する。

追焚循環回路２０Ａは、上記液・液熱交換器８３を通るようになっている。追焚時には暖房用バーナ４ｃの燃焼を実行しながら、ポンプ２３、８２を駆動し、暖房循環回路８０の熱を液・液副熱交換器８３を介して追焚循環回路２０Ａに伝達し、浴槽７０の湯を加熱するようになっている。

本実施形態では、追焚循環回路２０Ａと湯張り回路３０により、特許請求の範囲の浴槽湯供給回路７５Ａが構成されている。

本実施形態では、共通の回収トレイ４１Ａにより、給湯側の副熱交換器８と暖房側の副潜熱交換器９”から落下する凝縮水を回収するようになっている。
制御手段６０で実行されるドレン排水、配管洗浄、リモコン表示制御、燃焼制御は、第１実施形態と同様であるので、説明を省略する。

次に、本発明の第５実施形態について図７を参照しながら説明する。この第３実施形態の給湯装置は、給湯単能型である。
本実施形態では、追焚循環回路の代わりに、１本の送湯回路９０が装備されている。この送湯回路９０の上流端が、接続点Ｐ２’でドレン回路４２の下流端に接続されており、下流端が浴槽７０に接続されている。送湯回路９０の中途部には、ポンプ２３と水位センサ２４が下流側に向かって順に設けられており、上記接続点Ｐ２’には切替弁４９が設けられている。

上記送湯回路９０と湯張り回路３０で、本発明の浴槽湯供給回路９５が構成される。湯張り回路３０は、下流端で分岐し、一方の分岐路３０ａは上記切替弁４９に接続され、他方の分岐路３０ｂは送湯回路９０に接続されている（接続点を符号Ｐ１’で示す）。

本実施形態では、浴槽残水判断は、水位センサ２４の情報だけで行う。浴槽７０への湯の供給は、注湯電磁弁３１を開くことにより実行される。すなわち、給湯回路１０からの湯が湯張り回路３０、送湯回路９０を介して浴槽７０に供給される。
切替弁４９は、凝縮水を排水しない時には、ポンプ２３の吸い込み側を湯張り回路３０の分岐路３０ａに連通させ、凝縮水を排水する際にはポンプ２３の吸い込み側をドレン回路４２に連通させる。他の作用、制御は第１実施形態と同様であるので、説明を省略する。
上記実施形態において、分岐路３０ａ，３０ｂの一方を省略してもよい。

本発明は上記実施形態に制約されず、さらに種々の態様が可能である。例えば、第４、第５実施形態で、図４のドレンレベル検出手段５０’を用いて第２実施形態と同様のドレン排水制御等を行ってもよいし、図５の電磁ポンプ７９を用いて第３実施形態と同様のドレン排水制御を行ってもよい。

本発明は上記実施形態に制約されず、種々の態様が可能である。例えば、浴槽サイズに対応したドレン量の決定は、例えばリモコンでの操作によりドレン量を直接入力することによってもよい。また、リモコンやディップスイッチで浴槽サイズを入力し、制御手段でこの浴槽サイズに応じてドレン量を決定してもよい。

給湯装置は別体型の２缶２水路タイプであってもよい。
上記実施形態において、凝縮水の排水をドレン回路において切替弁とドレンタンクとの間に設けたポンプで行ってもよい。また、この排水を自然落下で行うようにしてもよい。

本発明の第１実施形態をなす追焚機能付き給湯装置の回路構成図である。 同実施形態において自動運転スイッチをオンした時に実行される制御を示すフローチャートである。 同実施形態において保温運転中に自動運転スイッチをオフにした時に実行される制御を示すフローチャートである。 本発明の第２実施形態をなす追焚機能付き給湯装置の回路構成図である。 本発明の第３実施形態をなす追焚機能付き給湯装置の回路構成図である。 本発明の第４実施形態をなす暖房、追焚機能付き給湯装置の回路構成図である。 本発明の第５実施形態をなす給湯単能型給湯装置の回路構成図である。

符号の説明

４ａ バーナ
７ 主熱交換器
８ 副熱交換器
９ 追焚用熱交換器
１０ 給湯回路
２０，２０Ａ 追焚循環回路
２３ ポンプ
２４ 水位センサ
２５ 水流スイッチ２５（水流検出手段）
３０ 湯張り回路
３１ 注湯電磁弁（注湯弁）
４０ 凝縮水ドレン手段
４１ 回収トレイ
４２ ドレン回路
４３ 中和器
４４ ドレンタンク
４５ ドレン側電磁弁（ドレン弁、弁手段）
４６ 水量センサ
４９ 切替弁（弁手段）
５０ ドレンレベル検出手段
５０’ 水位センサ（ドレンレベル検出手段）
６０ 制御手段（浴槽サイズ決定手段、浴槽残水判断手段、ドレン排水制御手段）
６５ リモートコントローラ
７０ 浴槽
７５，７５Ａ 浴槽湯供給回路
７９ 電磁ポンプ
８０ 暖房循環回路（他用途回路）
９０ 送湯回路
９５ 浴槽湯供給回路

Claims (8)

1. 給湯用バーナと、この給湯用バーナからの燃焼ガスの顕熱を回収する主熱交換器と、この主熱交換器の下流側において燃焼ガスの潜熱を回収する副熱交換器と、これら主熱交換器と副熱交換器を通る給湯回路と、この給湯回路からの湯を浴槽に供給する浴槽湯供給回路と、燃焼ガス中の水分が副熱交換器で凝縮することにより生成された凝縮水を回収して排水する凝縮水ドレン手段とを備え、
   上記凝縮水ドレン手段が、上記副熱交換器の下方に配置されて副熱交換器から落下した凝縮水を回収する回収トレイと、上流端がこの回収トレイに接続され下流端が上記浴槽湯供給回路に接続されたドレン回路と、このドレン回路に設けられ凝縮水を中和する中和器と、ドレン回路において中和器の下流側に設けられ中和された凝縮水を溜めるドレンタンクと、ドレン回路においてドレンタンクの下流側に設けられた弁手段とを有する燃焼装置において、
   さらに、浴槽における残水の有無を判断する浴槽残水判断手段と、浴槽のサイズに対応したドレン量を決定するドレン量決定手段と、ドレン排水制御手段とを備え、
   上記ドレン排水制御手段は、上記弁手段を遮断位置にして上記ドレン回路を遮断することにより上記ドレンタンクへの凝縮水の貯留を行い、上記浴槽残水判断手段で残水無しと判断した時に、上記弁手段を連通位置にして上記ドレン回路を上記浴槽湯供給回路に連通させることにより、ドレンタンクからの凝縮水を浴槽へと排水するドレン排水を実行し、上記ドレン量決定手段によって決定された所定ドレン量の凝縮水を排水した時に、このドレン排水を終了することを特徴とする燃焼装置。
2. 上記浴槽湯供給回路には、水量センサと、浴槽水位を検出する水位センサが設けられ、
   上記ドレン量決定手段は、上記給湯回路から上記浴槽湯供給回路を介して浴槽に湯または水を供給する際に、上記水量センサによる検出水量の積算値と上記水位センサによる浴槽の検出水位の上昇分の情報に基づき、浴槽サイズに対応した上記ドレン量を決定することを特徴とする請求項１に記載の燃焼装置。
3. 上記ドレン回路における上記ドレンタンクより下流側、または上記浴槽湯供給回路においてドレン回路接続点より下流側に水量センサが設けられ、
   上記ドレン排水制御手段は、ドレン排水の際に、この水量センサからの検出水量の積算値に基づきドレン排水量を演算し、このドレン排水量が上記所定ドレン量に達した時に、ドレン排水を終了することを特徴とする請求項１または２に記載の燃焼装置。
4. 上記ドレンタンクにはドレンレベル検出手段が設けられ、上記ドレン排水制御手段は、ドレン排水の際に、このドレンレベル検出手段からの検出レベルの低下の情報に基づきドレン排水量が上記所定ドレン量に達したと判断した時に、ドレン排水を終了することを特徴とする請求項１または２に記載の燃焼装置。
5. 上記ドレン回路においてドレンタンクの下流側には、1回のピストン往復動毎の送水量が一定である電磁ポンプが設けられ、この電磁ポンプにより上記ドレンタンクの凝縮水を排水するようにし、
   上記ドレン排水制御手段は、この電磁ポンプの駆動回数に1回当たりの送水量を乗じた値が、上記所定ドレン量に達した時に、ドレン排水を終了することを特徴とする請求項１または２に記載の燃焼装置。
6. 上記浴槽湯供給回路に水位センサが設けられ、上記浴槽残水制御手段は、この水位センサで検出される浴槽水位を監視し、この浴槽水位が基準水位以下になった時に、浴槽の栓が抜かれて浴槽残水が無くなったと判断することを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の燃焼装置。
7. 上記浴槽湯供給回路は、浴槽に接続された追焚循環回路と、一端が上記給湯回路に接続され他端がこの追焚循環回路に接続された湯張り回路により構成され、上記追焚循環回路にドレン回路が接続されるとともに追焚用熱交換器とポンプが設けられ、
   上記浴槽残水判断手段は、上記追焚循環回路のポンプを駆動した時に追焚循環回路に設けた水流検出手段が水流を検出しない場合に、浴槽残水無しと判断することを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の燃焼装置。
8. 上記ドレン回路が上記追焚循環回路において上記ポンプの吸い込み側に接続され、
   上記弁手段は上記ドレン回路と追焚循環回路の接続点に設けられた３方切替弁を含み、この切替弁の遮断位置ではポンプ吸い込み側を浴槽に連通させてドレン回路から遮断し、この切替弁の連通位置ではポンプ吸い込み側をドレン回路に連通させるようになっており、
   上記ドレン排水制御手段は、ドレン排水の際には、上記切替弁の切替動作によりポンプ吸い込み側をドレン回路に連通させるとともに、上記ポンプを駆動することを特徴とする請求項７に記載の燃焼装置。

Images