JP2012163237A

JP2012163237A - 潜熱回収型給湯機

Info

Publication number: JP2012163237A
Application number: JP2011022549A
Authority: JP
Inventors: Takahiro Kimura; 貴宏木村; Satoshi Koyakata; 聡古舘; Susumu Abe; 進阿部; Taketoshi Tamura; 竹年田村
Original assignee: Corona Corp
Current assignee: Corona Corp
Priority date: 2011-02-04
Filing date: 2011-02-04
Publication date: 2012-08-30
Anticipated expiration: 2031-02-04
Also published as: JP5600616B2

Abstract

【課題】ドレン水の逆風による水封破れの誤検知を阻止した潜熱回収型給湯機を提供する。
【解決手段】バーナ２の燃焼後の排気ガスが露点以下になることで発生するドレン水を、予め中和剤が充填されたドレン中和槽１０を流通させることで中和するもので、前記ドレン中和槽１０には、上面に排気経路９と連通しドレン水の入り口となる流入口１１と、一側壁上部には中和後のドレン水を流出させる流出口１３とを設け、この流出口１３近傍には一対の水位検知電極１７を備え、熱要求発生時水位検知電極１７によってドレン中和槽１０のドレン水位が低下しての水封破れを検知した時、回転数を上げて排気ファン３を駆動し再度水封破れを検知するようにしたので、逆風による水封破れの誤検知が阻止されるものである。
【選択図】図１０

Description

この発明は、ドレン中和槽の逆風による水封の破れの誤検知を確実に阻止した潜熱回収型給湯機に関するものである。

従来よりこの種の潜熱回収型の燃焼装置に於いては、屋内に設置するタイプのものがあり、この屋内設置タイプの場合、燃焼によって発生したドレンを排出するためのドレン排水経路を通って、燃焼排ガスが屋内に排出されないように、ドレン排水経路をドレンまたは水により水封する必要がある。そのため、ドレン排水経路に水封を検知する水位検知電極を設け、水位検知電極が水封を検知していない場合は、燃焼できないようにロックするものがあった。（例えば、特許文献１参照。）

特開２００８−２９８３８１号公報

ところで図４に示すように、スペースの問題から水位検知電極１７を排水口１５側の連通路１６に備えたドレン中和槽１０では、排気経路９と連通している為に、図６に示すように強い逆風を受けた場合にその風圧が流入口１１側のドレン水の水面に作用して押し下げられることで、排水口１５からドレン水が押し出されるかたちで、排水されてドレン水が減少することにより、逆風が収まり風圧がなくなると図７に示すように水位検知電極１７部分にはドレン水がなくなり、水封状態は維持しているにも拘わらず、水封が破られていると検知して燃焼が出来なくなると言う不具合を発生するものであった。

この発明はこの点に着目し上記課題を解決する為に、特にその構成を、バーナの燃焼後の排気ガスが露点以下になることで発生するドレン水を、予め中和剤が充填されたドレン中和槽を流通させることで中和するものに於いて、前記ドレン中和槽には、上面に排気経路と連通しドレン水の入り口となる流入口と、一側壁上部には中和後のドレン水を流出させる流出口とを設け、この流出口近傍には一対の水位検知電極を備え、熱要求発生時水位検知電極によってドレン中和槽のドレン水位が低下しての水封破れを検知した時、排気ファンを駆動し再度水封破れを検知するようにしたものである。

又請求項２では、前記排気ファンの駆動しての再度の水封破れ検知で、水封破れを検知した時にはエラー報知し、水封なしの場合には、燃焼開始してから一定時間経過後、再び水封検知を行うようにしたものである。

この発明によれば、熱要求発生時には先ず水位検知電極による水封破れを検知し、水封破れを検知した時には、逆風による水封破れを考慮して排気ファンを駆動した状態で、再度水封を検知して燃焼開始に入るようにしたことにより、逆風による水封破れの誤検知が阻止され、通常通りの燃焼による給湯が良好に行われるものである。

又請求項２によれば、逆風による水封破れでなく水漏れで水封破れした場合は、ここでエラー報知されて極めて安全であり、更に逆風による水封破れの時には排気ファンの風圧で水位検知してひとまず燃焼開始し、ドレン水の補給をドレン中和槽に行うので、一定時間経過後には最後の水封破れ検知をして、このドレン水の補給が上手く行われたかの確認をすることで、安全に燃焼を継続出来て安心して使用することが出来るものである。

この発明の一実施形態の潜熱回収型給湯機の概略構成図。同正面図。同側面図。同正常常体を示すドレン中和槽の説明図。同ドレン水漏れで水封が破られた形態のドレン中和槽の説明図。同ドレン水に逆風が作用している状態のドレン中和槽の説明図。同ドレン水に逆風が作用した後の状態のドレン中和槽の説明図。同ドレン水に排気ファンの送風圧を作用させて水封検知している状態のドレン中和槽の説明図。同要部の電気回路のブロック図。同要部のフローチャート。

次にこの発明の一実施形態の潜熱回収型給湯機について図面に基づいて説明する。
１はこの実施形態の屋内設置タイプの器具本体、２は石油等を燃料とし下向きに火炎を発生する燃焼部であるバーナ、３はバーナ２に燃焼用の空気を供給すると共に、燃焼後の排気ガスを屋外に排気する排気ファン、４はバーナ２の下方に備えられた燃焼室、５は燃焼室４内に設けられバーナ２の燃焼に伴い発生する燃焼排気ガスの顕熱を回収するフィンチューブ式の熱交換器で構成された熱交換部としての一次熱交換部である。

６は燃焼室４の下流側に配置され、燃焼室４の底部に一端を連通し、バーナ２で発生する排気ガスの排出に伴う騒音を低減させる消音装置で、消音装置６の他端は、ステンレス製の箱体で形成された熱交換部としての二次熱交換部７と排気ダクト８を介して連通しており、二次熱交換部７は潜熱を回収する熱交換器で構成され、消音装置６を通過した燃焼排ガスが露点以下になるまで熱交換させてドレンが生成される。また、９は二次熱交換部７を通過した排気ガスを器具本体１の屋外へ排出させ消音装置６、排気ダクト８に連通した排気経路である。

１０は二次熱交換部７と連通し二次熱交換部７で生成されたドレンを一旦貯留するドレン中和槽で、上面中央には二次熱交換部７と連通しドレンが流入する流入口１１と、入り口側と出口側の２箇所に仕切壁１２を設けた内方には炭酸カルシウムからなる中和剤を充填し、流入口１１から流入される二次熱交換部７で発生した強酸性のドレンを貯留し中和して、一側壁の上部に形成された流出口１３から排水するものであり、底部には中のドレン水を全て排出可能の水抜き栓１４が設けられている。

又前記流出口１３からドレン中和槽１０の高さ以内の位置に設けられた器具本体１の排水口１５までの間を、該排水口１５に向かって徐々に登り傾斜した連通管１６で連通し、この連通管１６途中に一対の水位検知電極１７を備えたもので、連通管１６はドレン中和槽１０がドレンで満杯の通常時では、図４に示すようにドレン水が充満しており傾斜でドレン中和槽１０内に流出することはなく、水位検知電極１７は確実にドレン水有りを検知出来るものであるが、逆にドレン水が漏れた時には図５に示すように、連通管１６内のドレン水もドレン中和槽１０内に流出して空となり、水位検知電極１７がドレン水位が低下して水封が破れる前に、制御部１８を介してバーナ２の燃焼を停止及び、既に停止している時は燃焼開始しないように制御し、エラー報知するものである。
１９は中和剤投入口を塞ぐ投入口蓋である。

更にドレン中和槽１０は排気経路９と連通している為に、図６に示すように強い逆風を受けた場合にその風圧が流入口１１側のドレン水の水面に作用して押し下げられることで、排水口１５からドレン水が押し出されるかたちで、排水されてドレン水が減少することにより、逆風が収まり風圧がなくなると図７に示すように水位検知電極１７部分にはドレン水がなくなり、水封状態は維持しているにも拘わらず、水封が破られていると検知して燃焼を停止及び、既に停止している時は燃焼開始しないように制御し、エラー報知するものであったので、図８に示すように熱要求発生時には先ず水位検知電極１７による水封破れを検知し、水封破れを検知した時には、逆風による水封破れを考慮して回転数を着火時より３０００ｒｐｍ上げて排気ファン３を駆動した状態で、再度水封を検知して燃焼開始に入るようにしたことにより、逆風による水封破れの誤検知が阻止され、通常通りの燃焼による給湯が良好に行われるようにしたものである。

２０は給水管、２１は出湯管、２２は給水管２０から分岐した給水バイパス管、２３は出湯管２１からの湯と給水バイパス管２２からの水とを混合し、その混合比を可変できる混合弁、２４は混合弁２３で混合された湯を給湯栓（図示せず）に給湯するための給湯管、２５は給水管２０に設けられ給水温度を検出する給水温度センサ、２６は給水管２０に設けられ流量を検出する流量センサ、２７は給湯管２４に設けられ給湯温度を検出する給湯温度センサである。

２８は器具本体１内に内蔵され、マイクロコンピュータを主体としてこの器具本体１の各センサの信号を受け、各アクチュエータの駆動を制御する制御を行う前記制御部１８を有する電装基板であり、入力側には給水温度センサ２５や流量センサ２６や給湯温度センサ２７や水位検知電極１７が接続されており、出力側にはバーナ２や排気ファン３や混合弁２３がそれぞれ接続されている。

次にこの一実施形態の作動について説明する。
今適宜箇所の給湯栓が開栓されて給湯が開始されると、この水の流れを流量センサ２６が検知し、バーナ２の燃焼を開始させる最低作動流量以上の流量になると、制御部１８は熱要求ありと判断し、バーナ２の燃焼を電磁ポンプ（図示せず）や点火器（図示せず）を駆動して開始させる。この燃焼により発生した燃焼排気ガスは一次熱交換部５に流入し、一次熱交換部５で給水と熱交換し、一次熱交換部５を通過した燃焼排気ガスは、消音装置６にて下向きから上向きにＵターンされ、排気ダクト８を介して二次熱交換部７に上向きに流入し、二次熱交換部７内に流入してくる給水と熱交換し、二次熱交換部７を通過した後、排気経路９から外部へ排出されるものである。

この二次熱交換部７で温度上昇した温水は一次熱交換部５に流入し、ここでバーナ２の燃焼で発生した燃焼排気ガスとの熱交換で更に加熱されて、給湯として給湯栓から出湯されるものであり、この時、制御部１８は給湯温度センサ２７の検出する温度からユーザが設定した給湯設定温度になるようにバーナ２の燃焼量や混合弁２３の開度の調節するものである。

又一次熱交換部５及び二次熱交換部７で給水と燃焼排気ガスが熱交換され、露点以下になることにより生成されたドレン水は、二次熱交換部７から流入口１１を介してドレン中和槽１０に貯留され、ドレン中和槽１０内に充填された中和剤により中和された後、流出口１３、連通管１６、排水口１５を介して器具本体１外へ排出されるものである。

この時、ドレン中和槽１０内は図４に示す状態で、満杯状態であり流出口１３、連通管１６、排水口１５までドレン水が満杯で、これを越えると初めて該排水口１５からドレン水が排出されるものであり、連通管１６はドレン水で満たされているので、水位検知電極１７はドレン水を介して導通し該ドレン水有りで水封状態であることを検知し、制御部１８にこの信号を送るが異常状態ではないので、制御部１８はバーナ２の燃焼を停止したりせず又停止中では燃焼の開始を禁止したりもしないものである。

又この状態で水位検知電極１７の電圧印加による電気分解で発生する気体も、水位検知電極１７と排水口１５との高低差により、高い排水口１５に向かって流通して排出されるので、水位検知電極１７の周囲に残り腐蝕や劣化の原因になる心配もないものである。

次に何らかの原因でドレン中和槽１０からドレン水が漏れた場合には、図５に示すような状態となり、ドレン中和槽１０内のドレン水位が低下することで、流出口１３、連通管１６、排水口１５内のドレン水もドレン中和槽１０内へ流れ出てなくなるので、水位検知電極１７はドレン水がなくなって導通せず、この信号が制御部１８に送られ該制御部１８では、バーナ２の燃焼を停止したり又停止中では燃焼の開始を禁止し、燃焼排気ガスがドレン中和槽１０から排水口１５を通り室内に放出されるのを未然に確実に防止して、安全と安心を確保するものであり、又このドレン水の漏れによる危険回避の燃焼停止であることをリモコンの表示部（図示せず）にエラー報知して、使用者に知らせるようにしても良いものである。

又器具本体１の設置当初は、ドレン中和槽１０にはドレン水が貯留されていないので排水口１５は水封されておらず、水位検知電極１７は導通状態でなく、制御部１８はバーナ２の燃焼を禁止状態としているので、設置業者はヤカン等によりドレン中和槽１０に水抜き栓１４或いは排水口１５から水を注水して水封することにより、水位検知電極１７を導通状態にすることで、初めて制御部１８によるバーナ２の燃焼が許可されるものである。

次にドレン中和槽１０が通常状態である図４に示す満杯の状態で、燃焼停止している時に強い逆風を受けると、図６に示すようにその風圧が流入口１１側のドレン水の水面に作用して押し下げられることで、排水口１５からドレン水が押し出されるかたちで、排水されてドレン水が減少することにより、逆風が収まり風圧がなくなると図７に示すように水位検知電極１７部分にはドレン水がなくなり、水封状態は維持しているにも拘わらず、水封が破られていると検知して燃焼開始しないように制御するものであった。

そこでこの発明では、図１０のフローチャートに示すように、給湯栓を開成した熱要求がありで、ステップＳ１に進みドレン中和槽１０の水位検知電極１７による水封ありを検知し、通常の場合はＹＥＳでステップＳ２に進んで燃焼開始し、そしてステップＳ３で水封ありを検知しながら燃焼を継続して、上記したように水漏れが発生したような時には、ＮＯとなってステップＳ４で燃焼を停止させると共に、燃焼の開始もさせずリモコンの表示部等にエラー報知するものである。

又ステップＳ１で強い逆風を受けドレン中和槽１０が図７のような状態となった場合は、水封が破られＮＯとなってステップＳ５に進んで、燃焼開始前に排気ファン３を着火回転数より３０００ｒｐｍ上げて駆動させ、これにより図８に示すように強制的にドレン中和槽１０の流入口１１側の水面を逆風時と同じように押し下げて、連通管１６にドレン水を充満させ、この状態でステップＳ６に進んで再度水位検知電極１７により水封ありを検知することで、水封ありとなってステップＳ７の燃焼開始となり、ここで排気ファン３通常の燃焼時の駆動に切換られ、そしてステップＳ８でこの燃焼が所定時間ここでは５分経過したか、即ち図７のドレン中和槽１０内のドレン水が減った状態から、燃焼が開始されて燃焼排気ガスとの熱交換が行われることで、ドレン水が発生しドレン中和槽１０内に該ドレン水が補給されるまでの時間が経過すると、最終の確認でステップＳ３に戻り再び水封ありを検知し、ドレン水の補給が確実に行われたかを確認し、ＹＥＳではステップＳ３で水封ありを検知しながら燃焼を継続し、ＮＯではステップＳ４で燃焼を停止させると共に、燃焼の開始もさせずリモコンの表示部等にエラー報知するものである。

一方ステップＳ６で逆風によるドレン水の減少でなく、水漏れ等の違う原因による水封の破れである場合には、ＮＯでステップＳ４に進んで燃焼を停止させると共に、燃焼の開始もさせずリモコンの表示部にエラー報知を行い使用者に知らせるものである。

このように、熱要求発生時には先ず水位検知電極１７による水封破れを検知し、水封破れを検知した時には、逆風による水封破れを考慮して回転数を着火時より３０００ｒｐｍ上げて排気ファン３を駆動した状態で、再度水封を検知して燃焼開始に入るようにしたことにより、逆風による水封破れの誤検知が阻止され、通常通りの燃焼による給湯が良好に行われるようにしたものである。

更に逆風による水封破れでなく水漏れで水封破れした場合は、ここでエラー報知されて極めて安全であり、更に逆風による水封破れの時には排気ファン３の風圧で水位検知してひとまず燃焼開始し、ドレン水の補給をドレン中和槽１０に行うので、一定時間経過後には最後の水封破れ検知をして、このドレン水の補給が上手く行われたかの確認をすることで、安全に燃焼を継続出来て安心して使用することが出来るものである。

１器具本体
２バーナ
３排気ファン
５一次熱交換部
７二次熱交換部
９排気経路
１０ドレン中和槽
１１流入口
１３流出口
１４水抜き栓
１５排水口
１６連通管
１７水位検知電極
１８制御部

Claims

バーナの燃焼後の排気ガスが露点以下になることで発生するドレン水を、予め中和剤が充填されたドレン中和槽を流通させることで中和するものに於いて、前記ドレン中和槽には、上面に排気経路と連通しドレン水の入り口となる流入口と、一側壁上部には中和後のドレン水を流出させる流出口とを設け、この流出口近傍には一対の水位検知電極を備え、熱要求発生時水位検知電極によってドレン中和槽のドレン水位が低下しての水封破れを検知した時、排気ファンを駆動し再度水封破れを検知するようにした事を特徴とする潜熱回収型給湯機。
前記排気ファンの駆動しての再度の水封破れ検知で、水封破れを検知した時にはエラー報知し、水封なしの場合には、燃焼開始してから一定時間経過後、再び水封検知を行う事を特徴とする請求項１記載の潜熱回収型給湯機。