JP2011033288A

JP2011033288A - 燃焼装置

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Publication number: JP2011033288A
Application number: JP2009181317A
Authority: JP
Inventors: Noriyoshi Ueda; 憲義上田
Original assignee: Gastar Co Ltd
Current assignee: Gastar Co Ltd
Priority date: 2009-08-04
Filing date: 2009-08-04
Publication date: 2011-02-17
Anticipated expiration: 2029-08-04
Also published as: JP5451239B2

Abstract

【課題】給湯利用後の再出湯時に高温の湯が出湯されることを防ぐ。
【解決手段】給湯栓９が開かれることにより流れる水の量が設定作動流量以上となったときに給湯バーナ１０の燃焼を開始して給湯熱交換器７を加熱し、給湯通路１１を通して出湯する。加熱されていない水を混合するために、給湯通路１１側に水を導く通路（水導入通路）１８を合流接続部２７で接続し、その近傍位置に排水ユニット１を介設する。排水ユニット１には水を外部に排出する排水通路４を排水用開閉弁３を介して接続し、排水ユニット１の給湯通路１１への出側の水温が予め定められた高温湯排出設定温度以上になったときに、排水用開閉弁３を開く方向の動作を開始させて、排水通路４と排水ユニット１とを連通させ、給湯通路１１内の加熱された水を排水ユニット１を介して排水通路４から設定作動流量未満の流量で外部に排出させる。
【選択図】図１

Description

本発明は、給湯機能を備えた燃焼装置に関するものである。

図７には、燃焼装置の一例が模式的なシステム図により示されている（例えば特許文献１、参照）。

この燃焼装置は、例えば浴室に配置される装置であり、給湯バーナ１０と、該給湯バーナ１０により加熱される給湯熱交換器７とを有し、給湯熱交換器７内には水を通す管路（図示せず）が設けられている。また、給湯熱交換器７には、該給湯熱交換器７に水を導入する給水導入通路１９と、給湯熱交換器７を通って加熱された水を給湯先に導く給湯通路１１とが接続されている。給湯通路１１の先端側には、給湯栓９が設けられており、この例では、給湯栓９が切り替えレバー方式の栓で形成されている。この種の給湯栓９は、レバーの切り替えによって、給湯通路１１を通った湯を、カラン側の出湯管３０側とシャワー側通路３１のいずれかから選択的に出湯させるものであり、同図では、出湯管３０側から出湯されるように選択した状態が示されている。また、この燃焼装置は、例えばＢＦ（バランスドフルー）式給湯付き風呂釜と呼ばれるもので、給湯熱交換器７から給湯栓９までが同一の器具内できわめて近い距離にあり、給湯栓９を切り替える（例えば閉→カラン側出湯管３０）と、例えば１秒以内に給湯熱交換器７内の湯水が出湯、出水されるものである。

前記給水導入通路１９には、水量調節機構２１が接続されており、水量調節機構２１には、水ガバナー１５、ダイヤフラムケース１３、水量調節室２０が設けられている。ダイヤフラムケース１３には、ダイヤフラム１４が設けられており、このダイヤフラム１４によって、ダイヤフラムケース１３内が、一次室１３ａと二次室１３ｂとに区分けされている。水量調節室２０には温度調節子２３が設けられており、温度調節子２３は、温度調節つまみ２２に接続されている。

また、水量調節機構２１には、水量調節機構２１に水を供給する給水通路８と、水量調節機構２１から水を導出するバイパス通路１８と、排水通路２４とが接続されている。給水通路８にはフィルタ２５が介設され、バイパス通路１８には通路１６が接続され、その境界部にはオリフィス１７が介設されている。オリフィス部の低圧力は、通路１６によりダイヤフラム２次室１３ｂへ伝えられる。排水通路２４には水抜き栓２６が設けられている。なお、バイパス通路１８は、合流接続部２７で前記給湯通路１１に接続されており、給湯通路１１を通る加熱された水（湯）に、加熱されていない水を混合するために、給湯通路１１側に水を導く水導入通路としても機能する。

前記給湯バーナ１０には、ガス通路３２が接続されており、該ガス通路３２は、水圧自動ガス弁３３と、器具栓３４とを介し、ガス導入通路３５に接続されている。水自動ガス弁３３は、前記ダイヤフラム１４に連結して設けられ、器具栓３４は、器具栓つまみ４８に接続されている。ガス導入通路３５は、燃料ガスを燃焼装置に外部から導入するものであり、ガス導入通路３５から導入される燃料ガスが、器具栓３４を介してガス通路３２を通り、給湯バーナ１０に供給される。また、器具栓３４には、ガス通路３６，３７が接続されており、ガス導入通路３５から器具栓３４まで導入された燃料ガスが、ガス通路３６を通して風呂の追い焚きバーナ３９に供給され、ガス通路３７を通してパイロッバーナ３８に導入される構成と成している。

なお、同図はシステム構成図であり、追い焚きバーナ３９と前記給湯バーナ１０とは離れた位置に記載されているが、追い焚きバーナ３９と給湯バーナ１０とは、実際には隣り合わせに配置されている。そして、追い焚きバーナ３９と給湯バーナ１０の間に、パイロットバーナ３８が設けられ、追い焚きバーナ３９も給湯バーナ１０も、パイロットバーナ３８の口火を利用して着火し、燃焼を行うように構成されている。

パイロットバーナ３８の近傍位置には、熱電対４４と、点火プラグ４３の先端部とが設けられている。点火プラグ４３は、器具ケース（図示せず）の外側に設けられた点火ハンドル４２を回転させることにより圧電点火装置４１を作動させることにより作動し、パイロットバーナ３８の点火動作を行うものである。また、追い焚きバーナ３９によって加熱される追い焚き熱交換器４０が設けられており、追い焚き熱交換器４０には、空焚き安全装置４６が設けられている。空焚き安全装置４６には、過熱防止装置（温度ヒューズ）４５ｂを介して前記熱電対４４が電気的に接続されている。なお、前記給湯熱交換器７には給湯過熱防止装置４７が設けられ、給湯過熱防止装置４７は、過熱防止装置４５ａ，４５ｂを介して熱電対４４に電気的に接続されている。

この燃焼装置において、給水栓（図示せず）を開くと、水は、給水通路８を通って水ガバナー１５を通り、ダイヤフラムケース１３の一次室１３ａへと流れ、水量調節子２３により分岐して、その一方は、バイパス通路１８を通り、給湯通路１１側に導かれる。他方は、給水導入通路１９、給湯熱交換器７を通って給湯通路１１側に導かれ、給湯通路１１から出湯管３０（またはシャワー側通路３１）へ流れて出水される。

また、ガス栓（図示せず）を開くと、燃料ガスはガス導入通路３５を通って器具栓３４の入口まで流入する。ここで、器具栓つまみ４８を「口火」の位置に操作することにより、燃料ガスは、器具栓３４を通り、パイロットバーナ３８に流れるので、その状態で、点火操作を行うことにより、パイロットバーナ３８への点火が行われる。

さらに、器具栓つまみ４８を「給湯・シャワー」の位置に合わせることにより、燃料ガスは、水圧自動ガス弁３３の配設位置まで流れる。この状態で給湯栓９を開き、給水通路８を通して水が流れ始めると、この水がダイヤフラムケース１３の一次室１３ａからバイパス通路１８を通り、前記オリフィス１７で得られる低圧力が通路１６によりダイヤフラム二次室１３ｂに伝えられ、一次室１３ａ（高圧）との差圧がダイヤフラム１４の面積により荷重として働き、ダイヤフラム１４が二次室１３ｂ側へと移動する。

この結果、ダイヤフラム１４と連結された水圧自動ガス弁３３が開き、燃料ガスがガス通路３２を通って給湯バーナ１０に供給され、パイロットバーナ３８の口火から給湯バーナ１０に着火する。つまり、給湯バーナ１０は、前記給湯栓９が開かれることにより流れる（燃焼装置に導入される）水の量が予め定められた設定作動流量以上となったときに燃焼を開始する。そして、この給湯バーナ１０の燃焼によって、給湯熱交換器７を通る水が加熱され、出湯管３０（またはシャワー側通路３１）から出湯される。

また、同図には示されていないが、追い焚き熱交換器４０は追い焚き循環通路を介して浴槽に接続されており、その接続部（上部循環口）よりも例えば１０ｃｍ以上高い位置まで湯または水を入れた状態で、器具栓つまみ４８を「ふろ」の位置に合わせることにより、燃料ガスが通路３６を通って追い焚きバーナ３９に供給され、パイロットバーナ３８の口火から追い焚きバーナ３９に着火し、追い焚き熱交換器４０を循環して浴槽内の湯水の加熱が行われる。

実開昭５３−４８２４３号公報

ところで、前記のような燃焼装置の利用に際し、給湯利用後に給湯栓９を閉じると、給湯バーナ１０の燃焼が停止するが、給湯熱交換器７の缶体部熱（保有熱）が、時間と共に、給湯熱交換器７内の水や該給湯熱交換器７に接続されている給湯通路１１内の水に伝わり、この水が高温になる、いわゆる後沸き現象が生じる。また、給湯停止中であっても、パイロットバーナ３８の燃焼は継続して行われており、さらに、追い焚きバーナ４０の燃焼が行われることもあり、これらのバーナ３８，４０の熱が給湯熱交換器７を介して給湯通路１１の水に伝わる、いわゆるパイロット沸き及び、もらい沸き現象が生じることもある。

これらの現象が生じると、前記給湯利用後に、少し時間をおいて再びシャワーを用いて湯を使用する場合に、高温の水（湯）がシャワー側通路３１を通ってシャワーの出湯口から出湯され、利用者が不快な思いをするだけでなく、場合によっては、利用者が火傷するおそれもある。そのため、「再出湯時の高温湯の注意」等の警告表示をして、利用者の注意を促しているが、再出湯時の高温湯の出湯を防止できることが望まれていた。

本発明は、前記従来の課題を解決するために成されたものであり、その目的は、給湯利用後の再出湯時に高温の湯が出湯されることを防ぎ、高温の湯の出湯に伴い利用者が火傷したり不快な思いをしたりすることを抑制できる燃焼装置を提供することにある。

本発明は上記目的を達成するために、次の構成をもって課題を解決する手段としている。すなわち、第１の発明は、給湯バーナと、該給湯バーナにより加熱される給湯熱交換器と、該給湯熱交換器を通って加熱された水を給湯先に導く給湯通路とを有し、前記給湯バーナは、前記給湯通路の先端側に設けられている給湯栓が開かれることにより流れる水の量が予め定められた設定作動流量以上となったときに燃焼を開始して前記給湯熱交換器を加熱する構成と成し、前記給湯通路には該給湯通路を通る加熱された水に加熱されていない水を混合するために前記給湯通路側に水を導く水導入通路が合流接続部で接続されており、該水導入通路には前記合流接続部の近傍位置に排水ユニットが介設されて、該排水ユニットには水を外部に排出する排水通路が排水用開閉弁を介して接続されており、該排水ユニットには前記給湯通路への出側の水温が予め定められた高温湯排出設定温度以上になったときに、前記排水用開閉弁を開く方向の動作を開始させて前記排水通路と前記排水ユニットとを連通させることにより、前記給湯通路内の加熱された水を前記排水ユニットを介して前記排水通路から前記設定作動流量未満の流量で外部に排出させる高温水排出手段が設けられている構成をもって課題を解決する手段としている。

また、第２の発明は、前記第１の発明の構成に加え、前記高温水排出手段は、温度上昇により膨張するサーモワックスの膨張によって又は形状記憶合金の温度による荷重変化を利用して排水用開閉弁を開弁方向に移動させて開く構成としたことを特徴とする。

さらに、第３の発明は、前記第１または第２の発明の構成に加え、前記排水ユニットには、排水用開閉弁を開状態としたときに前記排水ユニット内に給湯通路内の水と共に該給湯通路と反対側の水導入通路から導入される水の量が前記給湯通路から前記排水ユニットに導入される水の量よりも小さくなるように、前記水導入通路から前記排水ユニットに導入される水の抵抗を大きくする抵抗負荷手段が設けられていることを特徴とする。

本発明によれば、給湯通路を通る加熱された水に加熱されていない水を混合するために、給湯通路側に水を導く水導入通路が合流接続部で接続されており、該水導入通路には前記合流接続部の近傍位置に排水ユニットが介設されている。そｚして、排水ユニットにおける給湯通路への出側の水温が予め定められた高温湯排出設定温度以上になったときに、排水ユニットと該排水ユニットとに接続された排水通路との連通部に介設された排水用開閉弁を開く方向の動作を開始させて、排水ユニットと排水通路とを連通させることにより、給湯通路内の加熱された水を、前記排水ユニットを介して前記排水通路から排出させるので、給湯利用後の再出湯が開始される前に、高温の水を排出することができる。

このように、本発明の特徴の一つは、給湯熱交換器を通って加熱された水を給湯先に導く給湯通路の先端側に給湯栓を設け、排水ユニットを、給湯通路に加熱されていない水を導入するための水導入通路にける該水導入通路と給湯通路との接続部近傍位置に設けており、前記の如く、給湯利用後の再出湯が開始される前に、高温の水を排出することである。

もしも、ここで、本発明とは異なり、高温水を排出する高温水排出手段を給湯栓よりも下流側に設けて、給湯利用後の再出湯時に高温水排出手段を通る水が高温であったときに、その高温水を外部に排出する構成を設けた場合には、以下のような問題が生じる。つまり、この場合、給湯利用後の再出時には、給湯栓を開いても、高温水が高温水排出手段によって排出終了するまでの間は、給湯先からの出湯が行われないために、利用者が湯を使いたくても使用することができず、非常に使い勝手が悪いものとなる。

それに対し、本発明では、前記の如く、給湯熱交換器の後沸き等の熱により排水ユニットの給湯通路への出側の水温が高温湯排出設定温度以上に加熱されたときに排水用開閉弁を開く方向の動作を開始させて、排水ユニットを介しての高温の水の排水を行い、給湯利用後の再出湯が開始される前に高温の水を排出するので、再出湯時には、後沸き等による高温の水（湯）の排出を防ぐことができるだけではなく、高温ではない（適温の）水を給湯先から出湯することができる。

なお、給湯熱交換器を加熱する給湯バーナは、給湯通路の先端側に設けられている給湯栓が開かれることにより流れる（燃焼装置に供給される）水の量が予め定められた設定作動流量以上となったときに燃焼を開始するが、排水ユニットを介して排水通路から排出させる水の流量は、前記設定作動流量未満の流量であるので、給湯通路の湯の排水ユニットを介しての排出時に給湯バーナが燃焼を開始することはなく、排水動作時に給湯熱交換器の加熱を行うといった、非効率的な動作を防ぐことができる。

さらに、本発明においては、例えば給湯設定温度を前記高温湯排出設定温度よりも高い温度に設定したとして、給湯通路を通る水の温度が高い時であっても、給湯利用時には、その熱が排水ユニット側には伝えられないために、排水ユニットの排水用開閉弁の開動作が行われることはなく、高温の水（湯）の給湯利用時に、その水が排出されてしまうといった無駄が生じることを防ぐことができる。

また、本発明において、高温水排出手段を、温度上昇により膨張するサーモワックスの膨張によって又は形状記憶合金の温度による荷重変化を利用して排水用開閉弁を開弁方向に移動させて開く構成とすれば、排水ユニットにおける給湯通路の出側の温度を検出する構成や、その検出した温度に基づいて排水用開閉弁を動作させるための構成を設けることなく、サーモワックスの膨張によって又は形状記憶合金の温度による荷重変化を利用して自動的に排水用開閉弁を開くことができる。また、サーモワックスの熱による膨張は温度上昇に伴い緩やかに生じ、熱による収縮は温度下降に伴い緩やかに生じるので、排水ユニットにおける給湯通路の出側の温度が高温湯排出設定温度の近傍位置で上昇と下降とを繰り返したとしても、それに伴う排水用開閉弁のハンチング現象が生じることを抑制できる。

さらに、排水ユニットに、排水用開閉弁を開状態としたときに前記排水ユニット内に給湯通路内の水と共に該給湯通路の反対側の水導入通路から導入される水の量が前記給湯通路から前記排水ユニットに導入される水の量よりも小さくなるようにする抵抗負荷手段を設けることによって、給湯通路内の加熱された水を効率的に排水通路から排出させることができる。

本発明に係る燃焼装置の実施例を示すシステム構成図である。第１実施例の燃焼装置に設けられている排水ユニットの動作説明図である。実施例の燃焼装置に設けられている排水ユニットの動作開始タイミングを説明するための模式図である。実施例の燃焼装置における給湯通路の配設態様を給湯熱交換器と共に示す斜視図である。第２実施例の燃焼装置に設けられている排水ユニットの動作説明図である。第４実施例の燃焼装置に設けられている排水ユニットの動作説明図である。従来の燃焼装置の一例を示すシステム構成図である。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づき説明する。なお、各実施例の説明において、従来例と同一名称部分には同一符号を付し、また、実施例間で互いに同一名称部分には同一符号を付し、その重複説明は省略または簡略化する。

図１には、本発明に係る燃焼装置の第１実施例のシステム構成図が示されている。同図に示すように、本実施例の燃焼装置は、図７に示した従来の燃焼装置とほぼ同様に構成されているが、本実施例では従来例と異なり、水導入通路として機能するバイパス通路１８に、排水ユニット１を介設している。排水ユニット１は、バイパス通路１８と給湯通路１１との合流接続部２７の近傍位置に設けられており、本実施例における合流接続部２７は、従来例よりも上側（給湯通路１１の下流側）に設けられている。

なお、図４に示すように、本実施例において、給湯通路１１は、給湯熱交換器７との接続部の近傍位置から上側に立ち上げて形成された立設領域１２を有している。このように、立設領域１２を形成することにより、本実施例では、前記後沸きやもらい沸きの熱が立設領域１２に移動して溜まっていく（立設領域１２の水の温度が上昇していく）ように構成されている。立設領域１２の高さは、例えば約１５ｃｍであり、その上部寄りの位置に前記合流接続部２７が設けられており、合流接続部２７と給湯栓９との間の高さは、例えば約５ｃｍである。

図２には、前記排水ユニット１の構成が給湯通路１１と共に断面図により示されている。同図に示すように、排水ユニット１は、ユニットケース２を有し、ユニットケース２には、前記バイパス通路１８（図１、参照）に接続される接続部２８（２８ａ，２８ｂ）が設けられている。接続部２８ａは、給湯通路１１との合流接続部２７側に接続され、接続部２８ｂは、その反対側（図１に示す水量調整機構２１側）に接続される。また、排水ユニット１には、前記設定作動流量未満の水量で、水を外部に排出する排水通路４（図１、参照）が、排水用開閉弁３を介して接続されており、ユニットケース２の接続部２９が排水通路４に接続される。接続部２９には、排水流量が設定作動流量未満となるようにオリフィス４９等の適宜の流量調節手段が設けられており、排水用開閉弁３は、スプリング５によって、閉方向（接続部２９側）に付勢されている。

排水ユニット１には、給湯通路１１への出側の水温、つまり、図２（ａ）に示す領域Ａ辺りの水温が、予め定められた高温湯排出設定温度（例えば６０℃）以上になったときに、排水用開閉弁３を開く方向の動作を開始させて、図２（ｂ）に示すように、排水用開閉弁３を下側に移動させて開状態とする高温水排出手段が設けられている。高温水排出手段は、排水通路４と排水ユニット１とを連通させることにより、給湯通路１１内の加熱された水を、排水ユニット１を介して排水通路４から、給湯バーナ１０の設定作動流量未満の流量で外部に排出させる。

この高温水排出手段は、以下に述べるように、温度上昇により膨張するサーモワックスの膨張によって、排水用開閉弁３を開弁方向（図２の下向き方向）に移動させて開く構成としている。つまり、排水用開閉弁３は、サーモワックスが内蔵されたサーモエレメント３ａと、一端側がサーモエレメント３ａ内に挿入されて他端側が温度調節ねじ６を介してユニットケース２に当接したサーモスピンドル３ｂとを有しており、サーモエレメント３ａ内のサーモワックスが、排水ユニット１内の水の温度上昇により膨張すると、それに伴い、サーモスピンドル３ｂに、図２の上側に押し出そうとする力が加えられる。しかしながら、サーモスピンドル３ｂの他端側（排水用開閉弁３の上端）は、ユニットケース２に当接した状態で上側には移動できないので、サーモスピンドル３ｂに、前記のような図２の上側に押し出そうとする力に対する反発力が働き、排水用開閉弁３が、下側、つまり、開弁方向に移動する。

なお、温度調節ねじ６は、サーモエレメント３ａ自体の製造ばらつき等に伴い、高温湯排出設定温度で開始するサーモスピンドル３ｂの動作のばらつきを調節するものであり、このばらつきが小さいまたは、無い場合には省略できるものである。また、サーモワックスおよびサーモエレメント３ａの構成は、周知であり、その詳細説明は省略するが、サーモワックスは、例えば鑞と銅粉とを混合して形成されるものであり、その混合割合に応じて温度による膨張割合が決定される。

また、本実施例において、排水ユニット１には、排水用開閉弁３を開状態としたときに、排水ユニット１内に給湯通路１１内の水と共に、バイパス通路１８の上流側（接続部２８ｂ側）から導入される水の量が、給湯通路１１側（接続部２８ａ）から排水ユニット１に導入される水の量よりも小さくなるように、バイパス通路１８の上流側から排水ユニット１に導入される水の抵抗を大きくする抵抗負荷手段が設けられている。この抵抗負荷手段は、排水用開閉弁３を開状態としたときに、図２（ｂ）のＳに示すように、ユニットケース２の内壁と排水用開閉弁３との間隔が狭くなるようにしたものである。

本実施例は以上のように構成されており、本実施例でも前記従来例と同様の給湯動作が行われるが、本実施例では、給湯栓９の閉動作に伴う給湯バーナ１０の燃焼停止後に、給湯熱交換器７の熱は、給湯通路１１の立設領域１２に溜められていく。そして、この熱が、給湯通路１１を介して排水ユニット１内の水に伝えられることにより、排水ユニット１における給湯通路１１への出側の水温が前記高温湯排出設定温度以上になったときに、排水用開閉弁３を開く方向の動作を開始させて、排水用開閉弁３を図２（ａ）に示す閉状態から図２（ｂ）に示す開状態とし、排水通路４と排水ユニット１とを連通させる。そして、給湯通路１１内の加熱された水を、図２（ｂ）の矢印に示すように、排水ユニット１を介して排水通路４から前記設定作動流量未満の流量で外部に排出する。

また、この排出動作が行われるときには、図２（ｂ）の矢印に示すように、バイパス通路１８の上流側からも水が排水ユニット１に導入されていく。そして、給湯通路１１側の加熱された高温の水が全て排水通路４から排出され、排水ユニット１内の水が置換されると、排水ユニット１内は、前記高温湯排出設定温度より低い温度の水に満たされ、給湯通路１１への出側の温度も高温湯排出設定温度より低い温度となる。そうすると、前記サーモワックスの熱収縮が生じて排水用開閉弁３が開状態から閉状態へと戻っていき、排水通路４からの水の導出が停止する。

なお、サーモワックスの熱膨張および熱収縮は緩やかに生じるので、排水ユニット１の給湯通路１１への出側の水温が前記高温湯排出設定温度以上になったときに、排水用開閉弁３を開く方向の動作を開始させても、実際に排水用開閉弁３が開いて排水が開始されるまでの間に時間がかかり、図３の斜線に示す領域内の水の温度が高くなって状態で初めて、排水用開閉弁３が開いて排水が開始される。そのため、後沸きやもらい沸き等の熱が、給湯熱交換器７から給湯通路１１や排水ユニット１内に十分に移動してから排水動作が開始されるので、後沸き等の熱を確実に排出できるという効果がある。

また、排水ユニット１を介しての高温水の排出時に、排水ユニット１における給湯通路１１への出側の温度が高温湯排出設定温度より低い温度になって、サーモワックスの熱収縮が生じ、排水用開閉弁３を閉じる方向の動作を開始させても、実際に排水用開閉弁３が閉じて排水が終了するまでの間にも時間がかかる。そのため、給湯通路１１側の高温の水の排出は確実に行われる。

さらに、本実施例では、前記抵抗負荷手段を設けることによって、排水用開閉弁３が開いたときに、バイパス通路１８の上流側から排水ユニット１に流入する水の量を給湯通路１１側から排水ユニット１に流入する水の量に比べて小さくすることができるので、より一層、確実に、給湯通路１１側からの高温の水を、排水ユニット１を介して確実に排出することができる。これらの高温水排出動作は、給湯停止後、再出湯までの間に行われる。なお、給湯停止から再出湯までの時間が短く、後沸きやパイロット沸き、もらい沸きにより、排水ユニット１内の水温が前記高温湯排出設定温度以上にならないときには行われないが、その場合は、後沸き等による高温水の出湯の心配もない。

また、図３に示したように、排水ユニット１を介しての排水動作が開始されるときには、合流接続部２７よりも上側の給湯通路１１内の水も高温と成しており、この高温の水は排水ユニット１を介して排水されずに出湯管３０またはシャワー側通路３１から出湯される。しかしながら、本実施例では、合流接続部２７の配設位置は、給湯栓９から約５ｃｍの位置であり、合流接続部２７と給湯栓９との距離が非常に短いので、この出湯により利用者が火傷するようなことはない。

その理由は、以下に述べるとおりである。つまり、給湯利用後の再出湯時に、その湯で火傷を生じるか否かは、その湯（水）の温度と流量とによることが分かっており、大人の皮膚の場合、湯の温度が４８℃以下では火傷は生じず、５４℃では２９秒間、湯に接触すると一度から二度（浅達性二度）の火傷が生じる。そして、６０℃では３秒で、７０℃では１秒で、重傷の火傷（深達性二度〜三度）の火傷が生じる。出湯量は、給湯熱交換器への入水温度が低く、高出力で少ない流量（例えば４リットル／分）の水を加熱しなければならない冬季であっても、１秒あたり約６７ｃｃ以上であるので、それよりも小さい６６ｃｃ／秒未満の出湯であれば、たとえ７０℃の高温水が出湯されても火傷は生じない。

この出湯量は、従来、一般に用いられている外径１２．７ｍｍ（内径１１．５ｍｍ）の水管を用いた場合の水量が、１ｃｍ辺り約１．０４ｃｃであることから、その高さを６０ｃｍ以下にすれば、７０℃の湯が出湯されても火傷しないことになるので、本実施例のように、合流接続部２７と給湯栓９との間の高さを６０ｃｍより遙かに小さくすれば、たとえ７０℃の湯の出湯が生じたとしても、その出湯により利用者がやけどするようなことはない。この水湯量は器具固有の値である最低作動流量を用い、水管内径に基づいて合流接続部２７と給湯栓９間の高さ（長さ）を設定するようにすることが望ましい。

さらに、給湯熱交換器７内の水量は３００〜４００ｃｃなので、直前まで出湯管３０で高温の湯を使用していて、わずかな中断後に湯温未確認でシャワー側通路３１を使用するような使用方法が行われても、このわずかな中断時に、給湯通路１１から合流接続部２７を介して排水ユニット１内に伝わる熱によって排水用開閉弁３の開弁動作が行われ、３００〜４００ｃｃの給湯熱交換器７内の高温湯と、給湯熱交換器７から合流接続部２７間の配管内の高温湯を排水ユニット１で排出できれば、やけどを防止できる。

さらに、本実施例では、必要に応じて、給湯設定温度を前記高温湯排出設定温度よりも高い温度に設定したときに、給湯通路１１を通る水の温度が高温湯排出設定温度以上の時となっても、排水ユニット１の排水用開閉弁３の開動作は行われない。つまり、給湯利用時には、その水（湯）の温度が高くても、その熱が排水ユニット１側には伝えられないために、排水ユニット１の排水用開閉弁３の開動作が行われることはなく、高温の水（湯）の給湯利用時に、その水が排出されてしまうといった無駄が生じることは無い。

以上のように、本実施例では、給湯通路１１の水の出湯時には、その温度が高温湯排出設定温度以上でも（もちろん、高温湯排出設定温度以下でも）、排水ユニット１からの排水は行われず、排水ユニット１内の給湯通路１１への出側の温度が高温湯排出設定温度以上の出湯停止時に、排水ユニットからの排水は燃焼開始設定作動流量以下の水量で排水される。したがって、給湯利用時には、高温湯排出設定温度以上の温度を含む所望の温度の湯の利用を行っても、水のその湯を排出してしまうといった無駄を所持させることなく、給湯停止後の給湯熱交換器７内の水の後沸きやパイロット沸き、もらい沸きに伴う再出湯時の火傷を防ぐことができる。

次に、本発明に係る燃焼装置の第２実施例について説明する。第２実施例は前記第１実施例とほぼ同様に構成されており、第２実施例が前記第１実施例と異なる特徴的なことは、排水ユニット１の構成を、図５に示す構成とし、第１実施例に適用した排水ユニット１における温度調節ねじ６を省略したことである。この排水ユニット１において、サーモエレメント３ａは、シリコンゴム３７、サーモエレメント本体３ａ1、抵抗負荷用可動部３ａ2を有して、一体的に形成されている。なお、抵抗負荷用可動部３ａ2は、サーモエレメント本体３ａ1の外側の金属材料と一体としてもよいし、抵抗負荷用可動部３ａ2を樹脂製として、シリコンゴム３７、サーモエレメント本体３ａ1と一体化してもよい。ユニットケース２は、例えば真鍮・青銅等金属によって作られている。

第２実施例に適用されている排水ユニット１は、以下のように動作する。つまり、排水ユニット１内における給湯通路１１への出側（図５（ａ）のＡに示す領域）の温度が高温湯排出設定温度以下の時には、サーモスエレメント３ａ内のサーモワックスは膨張していない状態で、排水ユニット１からの排水は、サーモエレメント３ａの先端にあるシリコンゴム３７がユニットケース２の係止部２ａと当接することで止水している。

このシリコンゴム３７はサーモエレメント本体３ａ1で外側を覆われ、径年時のゴムの変形を外側から規制するようになっていると同時に、シリコンゴム３７がユニットケース２の係止部２ａと当接したときには、図２（ａ）の枠Ｅ内に示すように、ユニットケース２のエレメント対向面２ａ1とサーモエレメント３ａのシリコンゴム３７の外側規制部とは、わずかな隙間Ｆができるようにし、シリコンゴム３７とユニットケース２のエレメント対向面２ａ1との当接面が不必要に大きくなって開弁時に多大な力が必要とならないように、シリコンゴム３７の変形量を前記わずかな隙間Ｆの寸法量（例えば０．３ｍｍ）で規制している。

第２実施例に適用されている排水ユニット１は、以上のように構成されており、給湯通路１１を通る水の温度が高温湯排出設定温度以上の出湯時にも排水ユニットから排水されてはならないので、出湯時には、図５（ａ）の太線矢印Ｃに示すように、燃焼装置に給水される温度の低い水がバイパス通路１８からユニットケース２内に導入されるようにする。このとき、ユニットケース２と排水用開閉弁３との隙間Ｓが大きい（前記抵抗負荷手段の抵抗が低い）状態で、バイパス通路１８の上流側から、温度が低い水をユニットケース２内に導入し、サーモエレメント３ａを冷却して、サーモワックスの熱膨張を防ぎ、サーモスピンドル３ｂが突出していない状態とするとともに、給湯通路１１内の高温水（湯）が合流接続部２７を通ってユニットケース２内に進入しないようにユニットケース２側から給湯通路１１側への流れを作るようにしている。

そして、出湯栓９を閉として出湯を停止したときには、残火・後沸き等で給湯熱交換器７内の湯温が高温となると、対流・伝熱等で排水ユニット１と接続される合流接続部２７の温度が上昇し、さらに、排水ユニット１内の給湯通路１１への出側の温度も上昇し、対流・伝熱等で排水ユニット１内のサーモエレメント３ａも高温湯排出設定温度以上となる。そうすると、サーモエレメント３ａ内のサーモワックスが膨張してサーモスピンドル３ｂが図の上側に押し出されるが、第１実施例と同様に、サーモスピンドル３ｂの上端は、ユニットケース２に当接した状態で上側には移動できないので、サーモスピンドル３ｂには、図５の上側に押し出そうとする力に対する反発力が働き、排水用開閉弁３が、下側、つまり、開弁方向に移動する。

そうすると、給湯通路１１内の高温湯が排水ユニット１に流れ込む。また、それと同時にバイパス通路１８からの燃焼装置に給水される温度の低い水の流入量が、抵抗負荷手段により小流量に規制され（図５（ｂ）の細い線の矢印Ｃを参照）、サーモエレメント３ａは給湯通路内高温湯の排出が完了するまで高温の状態を維持する。なお、抵抗負荷手段は、第２実施例においても、排水用開閉弁３とユニットケース２の内壁との隙間Ｓを小さく形成した（言い換えれば、排水用開閉弁３とユニットケース２の内壁との間にスリットが形成されるようにした）ものであり、具体的には、例えば、ユニットケース２の内径８．５ｍｍ、排水用開閉弁３の外径７．５ｍｍとの間の隙間（スリット）０．５ｍｍである。また、排水ユニット１に流入する湯水の量が、前記設定作動流量未満（給湯バーナ１０の燃焼開始の作動流量未満）の水量となるようにオリフィス４９で規制される。給湯通路内高温湯の排出が完了すると、図５（ａ）に示す状態に戻り、前記スリットが外れる態様となり、太線矢印Ｃに示したように、図５（ｂ）の細線矢印Ｃに示すよりも多くの水がバイパス通路１８から排水ユニット１内に流れ込む。

次に、本発明に係る燃焼装置の第３実施例について説明する。第３実施例は前記第２実施例とほぼ同様に構成されており、第３実施例が前記第２実施例と異なる特徴的なことは、排水ユニット１の排水用開閉弁３の抵抗負荷用可動部３ａ2とユニットケース２との間に、逆止弁５１を介設したことである。この逆止弁５１は、細孔の空いた逆止弁であり、弱い規制バネで、接続部２８ｂ寄りに設けられている。この逆止弁５１は、出湯時に生じる差圧によってバネを押し退けて、温度の低い水がバイパス通路１８からユニットケース２内にはいるように形成されている。

第３実施例も第２実施例と同様に動作するが、第３実施例では、逆止弁５１を設けており、この逆止弁５１は、例えばΦ０．７５ｍｍの細孔が１つ形成された状態となっているので、流量はほぼ０に規制される。つまり、給湯時（出湯時）には、流量が大（前記設定作動流量以上の水量）なので、逆止弁５１の両端に生じる差圧が大きく、細孔の空いた逆止弁５１を押さえつける弱い規制バネでの抗力以上となるために、逆止弁５１は開いていたが、排水ユニット１による排水時は、前記設定作動流量未満の水量となるようにオリフィス４９で規制されるので、流量が少なく、逆止弁５１の両端に生じる差圧が小さいために、逆止弁は元々開きにくい状態にある。

しかし、より一層、逆止弁５１が開かないことを確実にするために、換言すれば、逆止弁５１の両端に生じる小さい差圧を解消するために、第３実施例では、逆止弁５１に細孔を設けている。この細孔により、排水ユニット１による排水時は逆止弁５１が開くことがなくなり、抵抗負荷手段（逆止弁５１）により流量はほぼ０に規制できる。つまり、第２実施例の抵抗負荷手段（スリット）よりも実施例３の抵抗負荷手段（逆止弁５１）のほうがより流量を少なくできるので（図６（ｂ）の破線矢印Ｃ、参照）、サーモエレメント３ａはより高温湯に包まれやすくなり、サーモスピンドル３ｂの突出量を大きくすることができるので、給湯通路１１側の高温の水を高速に排水できる。

なお、本発明は前記実施例に限定されることなく、様々な実施の形態を採り得る。例えば、前記各実施例では、前記抵抗負荷手段は、排水用開閉弁３を開状態としたときに、ユニットケース２の内壁と排水用開閉弁３との間隔が狭くなるように（あるいは、逆止弁により隙間がほとんど無いように）して形成したが、抵抗負荷手段は、排水用開閉弁３を開状態としたときに、該排水用開閉弁３とユニットケース２の内壁との隙間を無くす領域を形成することにより、バイパス通路１８の上流側から排水ユニット１への水の流入を止める構成としてもよい。また、抵抗負荷手段は省略することもできる。

また、前記実施例では、高温水排出手段は、サーモワックスの熱膨張を利用して排水用開閉弁３を開く構成としたが、高温水排出手段は、形状記憶合金の温度による荷重変化を利用して、排水ユニット１の給湯通路１１への出側の水温が高温湯排出設定温度以上になったときに、排水用開閉弁３を開く方向の動作を開始させる構成としてもよい。また、排水ユニット１の給湯通路１１への出側の水温を検出する水温検出手段と、該水温検出手段の検出温度に基づいて、給湯通路１１への出側の水温が高温湯排出設定温度以上になったときに、排水用開閉弁３を開く方向の動作を開始させる制御部を設けてもよい。

さらに、前記実施例の燃焼装置は、追い焚き熱交換器４０を有して、給湯機能の他に浴槽湯水の追い焚き機能を有する構成としたが、追い焚き熱交換器４０を含む追い焚き機能構成は省略することもできる。また、給湯通路１１の先端側に、出湯管３０とシャワー側通路３１とを切り替え自在に設けたが、出湯管３０は省略することもできる。このように、本発明において、燃焼装置の詳細な構成は特に限定されるものでなく、適宜設定されるものであり、給湯機能を有して、給湯通路を通る加熱された水に加熱されない水を導入する水導入通路の、給湯通路との合流接続部の近傍位置に、前記実施例で適用したような排水ユニット１を介設すればよい。

さらに、前記実施例は、ガス燃焼式の燃焼装置としたが、本発明の燃焼装置は、石油燃焼式の燃焼装置としてもよい。

本発明は、給湯利用後の再出湯時に高温の水が出湯されることを防げるので、シャワー利用の燃焼装置として利用できる。

１排水ユニット
２ユニットケース
３排水用開閉弁
３ａサーモエレメント
３ｂサーモスピンドル
４排水通路
７給湯熱交換器
１０給湯バーナ
１１給湯通路
１２立設領域
１８通路
２７合流接続部

Claims

給湯バーナと、該給湯バーナにより加熱される給湯熱交換器と、該給湯熱交換器を通って加熱された水を給湯先に導く給湯通路とを有し、前記給湯バーナは、前記給湯通路の先端側に設けられている給湯栓が開かれることにより流れる水の量が予め定められた設定作動流量以上となったときに燃焼を開始して前記給湯熱交換器を加熱する構成と成し、前記給湯通路には該給湯通路を通る加熱された水に加熱されていない水を混合するために前記給湯通路側に水を導く水導入通路が合流接続部で接続されており、該水導入通路には前記合流接続部の近傍位置に排水ユニットが介設されて、該排水ユニットには水を外部に排出する排水通路が排水用開閉弁を介して接続されており、該排水ユニットには前記給湯通路への出側の水温が予め定められた高温湯排出設定温度以上になったときに、前記排水用開閉弁を開く方向の動作を開始させて前記排水通路と前記排水ユニットとを連通させることにより、前記給湯通路内の加熱された水を前記排水ユニットを介して前記排水通路から前記設定作動流量未満の流量で外部に排出させる高温水排出手段が設けられていることを特徴とする燃焼装置。
高温水排出手段は、温度上昇により膨張するサーモワックスの膨張によって又は形状記憶合金の温度による荷重変化を利用して排水用開閉弁を開弁方向に移動させて開く構成としたことを特徴とする請求項１記載の燃焼装置。
排水ユニットには、排水用開閉弁を開状態としたときに前記排水ユニット内に給湯通路内の水と共に水導入通路から導入される水の量が前記給湯通路から前記排水ユニットに導入される水の量よりも小さくなるように、前記水導入通路から前記排水ユニットに導入される水の抵抗を大きくする抵抗負荷手段が設けられていることを特徴とする請求項１または請求項２記載の燃焼装置。