JP3862805B2

JP3862805B2 - 一缶二水路給湯器

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Publication number: JP3862805B2
Application number: JP08575697A
Authority: JP
Inventors: 宏規堀米; 正徳榎本
Original assignee: 株式会社ガスター
Priority date: 1997-03-19
Filing date: 1997-03-19
Publication date: 2006-12-27
Anticipated expiration: 2017-03-19
Also published as: JPH10267414A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、給湯熱交換器と追い焚き熱交換器とが上下に重ね合わせた状態で配設されている一缶二水路給湯器に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図６には、一般的な一缶二水路給湯器の構成が模式図によって示されている。同図において、燃焼室１２には、給湯燃焼と風呂の追い焚き燃焼を行う共通のバーナ１が設けられており、このバーナ１にはガス管１４から燃料ガスが供給され、バーナ１の下部側に設けられた燃焼ファン１３から燃焼用の空気が供給されるようになっている。バーナ１の上部側には、例えば図６，７に示されるように、バーナ１の燃焼によって加熱される給湯熱交換器３ａと追い焚き熱交換器２とが上下に重ね合わせた状態で配設されており、給湯熱交換器３ａを形成する管２３と追い焚き熱交換器２を形成する管２２には、共通のフィン２５が複数設けられている。なお、これらの図に示されるように、一般に、追い焚き熱交換器２の管２２が給湯熱交換器３ａの管２３の上部側に配設されている。
【０００３】
図６に示すように、給湯熱交換器３ａの入口側通路１８には給水管８が接続されており、給湯熱交換器３ａの出口側通路１９には給湯管９が接続されており、この給湯管９は台所等の所望の給湯場所に導かれている。また、同図には図示されていないが、給湯熱交換器３ａの入口側１８には入水温度センサが、給湯熱交換器３ａの出口側１９には出湯温度センサがそれぞれ設けられている。
【０００４】
前記追い焚き熱交換器２には、その入口側と出口側とにそれぞれ戻り管１１、往管１０が接続されており、これらの戻り管１１および往管１０は共に、図示されていない浴槽の側壁等に接続されており、戻り管１１、追い焚き熱交換器２、往管１０を有して、浴槽湯水を追い焚き循環させる追い焚き循環管路が形成されている。また、一般に、往管１０には通水の温度を検出するサーミスタ等の風呂温度センサが設けられている。
【０００５】
前記燃焼室１２の上部側には、給湯熱交換器３ａよりも上部側に排気通路１５が形成されており、前記バーナ１の燃焼によって生じる燃焼排ガスがこの排気通路１５を通って外部へ導出されるようになっている。
【０００６】
この種の給湯器には、図示されていない制御装置が設けられており、給湯管９の出口側に設けられている給湯栓（図示せず）が開かれると、給水管８からの給水が給湯熱交換器３ａ内に通され、前記出湯温度センサ（図示せず）によって検出される出湯検出温度が、リモコン（図示せず）等によって設定される給湯設定温度となるように、制御装置による制御に従ってバーナ１の燃焼が行われ、給湯熱交換器３ａが加熱される。また、風呂の追い焚き燃焼時には、前記風呂温度センサ（図示せず）によって検出される風呂検出温度がリモコン等によって設定される風呂設定温度となるように、制御装置の制御に従ってバーナ１の燃焼が行われ、追い焚き熱交換器２が加熱される。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、この種の一缶二水路給湯器においては、前記の如く、給湯燃焼と風呂の追い焚き燃焼とが共に共通のバーナ１によって行われ、かつ、このバーナ１の燃焼によって加熱される給湯熱交換器３ａと追い焚き熱交換器２とが上下に重ね合わせた状態で配設されているために、給湯が行われずに風呂の追い焚き燃焼のみが行われている追い焚き単独燃焼時にもバーナ１による風呂の追い焚き燃焼によって給湯熱交換器３ａ内の湯水が加熱され、その給湯熱交換器３ａ内の湯水は滞留している状態にあるので、給湯熱交換器３ａ内の滞留湯水の温度が上昇し、この追い焚き単独燃焼が連続して行われると、給湯熱交換器３ａ内の滞留湯が沸騰することがある。そして、このとき、給湯管９に設けられている給湯栓（図示せず）が開けられて給湯が行われると、給湯熱交換器３ａ内の沸騰した湯が給湯されることになり、非常に危険である。
【０００８】
そこで、この種の一缶二水路給湯器においては、前記追い焚き単独燃焼時には、給湯熱交換器３ａ側に設けた出湯温度センサ等の温度センサによって検出される検出温度を監視し、給湯熱交換器３ａ側の滞留湯水が沸騰する前にバーナ１の燃焼を停止し、給湯熱交換器３ａ側の滞留湯水の温度がある程度低下したときに再びバーナ１の燃焼を行うといった動作を繰り返す、いわゆる間欠燃焼を行うことにより、前記のような給湯熱交換器３ａ内の湯水の沸騰による危険を回避することが行われている。
【０００９】
また、バーナ１の燃焼面を２つに分割し、各燃焼面でのバーナ燃焼を交互に行ったり、バーナ１の燃焼面を３つ以上の複数に分割してこの燃焼面の切り替え燃焼によって給湯熱交換器３ａ内の湯水の沸騰を抑制し、給湯熱交換器３ａ内の湯水の沸騰によって生じる危険を回避することも考えられている。
【００１０】
しかしながら、このようなバーナ１の間欠燃焼や燃焼面切り替え燃焼を行っても、給湯熱交換器３ａ内の湯水の温度上昇を抑制することは難しく、例えば間欠燃焼によって追い焚き単独燃焼時に給湯熱交換器３ａ内の湯水の沸騰を抑制しようとすると、間欠燃焼時の燃焼停止から再燃焼開始までの時間が非常に長くなり、追い焚き熱交換器２の加熱を十分に行うことができないために、追い焚き燃焼に非常に長い時間を要するといった問題が生じた。また、バーナの燃焼面切り替えによって給湯熱交換器３ａ内の湯水の沸騰を抑制しようとすると、例えば複数のバーナ燃焼面のうちのごく一部を用いての燃焼を続けて行うしかなく、上記と同様に追い焚きの加熱量が非常に低下してしまうということになった。
【００１１】
本発明は上記課題を解決するためになされたものであり、その目的は、給湯燃焼と風呂の追い焚き燃焼を共通のバーナを用いて行う一缶二水路給湯器において、風呂の追い焚き燃焼が単独で行われるときにも給湯熱交換器内の湯水の温度上昇を抑制することが可能な一缶二水路給湯器を提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明は次のような構成により前記課題を解決するための手段としている。すなわち、第１の発明は、給湯燃焼と風呂の追い焚き燃焼を行う共通のバーナを有し、該バーナの燃焼によって加熱される給湯熱交換器と追い焚き熱交換器とが上下に重ね合わせた状態で配設されている一缶二水路給湯器において、前記給湯熱交換器をメインの給湯熱交換器として該メインの給湯熱交換器の上部側に排気潜熱回収用の潜熱回収用熱交換器を配設し、該潜熱回収用熱交換器を通る潜熱回収用熱交換器の通路の入口側は給水管に接続され、潜熱回収用熱交換器の通路の出口側はメインの給湯熱交換器を通るメインの給湯熱交換器の通路の入り口側に接続され、前記潜熱回収用熱交換器の通路の入口側又は該入口側から出口側に向う途中位置の点と、前記メインの給湯熱交換器の通路の途中位置の点又は出口側とを接続するバイパス通路を設けて該バイパス通路を介しメインの給湯熱交換器と潜熱回収用熱交換器を連通して成る給湯側循環回路を形成し、バイパス通路には風呂の追い焚き燃焼時に前記共通のバーナの燃焼によって加熱されるメインの給湯熱交換器内の湯水の流れ方向を該メインの給湯熱交換器から該バイパス通路を介して前記潜熱回収用熱交換器へ流れる方向に方向規制する方向規制手段を設けた構成をもって前記課題を解決する手段としている。
【００１３】
また、第２の発明は、上記第１の発明を構成する給湯側循環回路は潜熱回収用熱交換器の出口側通路とメインの給湯熱交換器の入口側通路を接続するとともに該メインの給湯熱交換器の出口側通路と潜熱回収用熱交換器の入口側通路を接続するバイパス通路を設けて該バイパス通路を介しメインの給湯熱交換器と潜熱回収用熱交換器を連通して成る構成をもって前記課題を解決する手段としている。
【００１４】
さらに、第３の発明は、上記第１又は第２の発明を構成する方向規制手段は逆止弁とした構成をもって前記課題を解決する手段としている。さらに、第４の発明は、上記第１又は第２又は第３の発明を構成する潜熱回収用熱交換器の表面には撥水性材料であるセラミックによって形成された皮膜がコーティングされている構成をもって前記課題を解決する手段としている。さらに、第５の発明は、上記第４の発明を構成する潜熱回収用熱交換器の表面にコーティングされるセラミックは、ＳｉＯ₂系セラミック、又は、Ｒをアルキル基としたＲＳｉＯ₂・ＺｒＯ₂系セラミックである構成をもって前記課題を解決する手段としている。
【００１５】
上記構成の発明において、メインの給湯熱交換器の上部側には間隔を介して排気潜熱回収用の潜熱回収用熱交換器が配設され、例えば、メインの給湯熱交換器の出口側と潜熱回収用熱交換器の入口側を接続するバイパス通路を介し、これらの熱交換器が連通されて給湯側循環回路が形成されており、さらに、バイパス通路に設けられた方向規制手段によって、風呂の追い焚き燃焼時に加熱されるメインの給湯熱交換器内の湯水の流れ方向がその出口側からバイパス通路を介して潜熱回収用熱交換器側に流れる方向に方向規制されているために、風呂の追い焚き燃焼が単独で行われても、給湯熱交換器内の湯水が給湯熱交換器内に止まることはなく、湯水は前記給湯側循環回路を方向規制手段によって方向規制された方向に流れて循環する。
【００１６】
このように、給湯熱交換器内の湯水が給湯側循環回路を循環することにより、本発明においては、給湯熱交換器内の湯水が循環せずに止まっていた従来の一缶二水路給湯器に比べ、給湯熱交換器内の湯水の温度上昇が緩和され、湯水の沸騰が抑制される。そのため、本発明においては、例えば風呂の追い焚き燃焼を単独で行う際に、バーナの間欠燃焼によって給湯熱交換器内の湯水の温度上昇を抑制しようとしたときに、バーナ燃焼の停止から再燃焼開始までの時間を短くすることが可能となるし、燃焼面切り替え式のバーナを用いた場合にも広い燃焼面を用いての追い焚き燃焼が可能となり、風呂の単独での追い焚き燃焼も高い加熱量で行えるようになり、上記課題が解決される。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態例を図面に基づいて説明する。なお、本実施形態例の説明において、従来例と同一名称部分には同一符号を付し、その重複説明は省略する。図１には、本発明に係る一缶二水路給湯器の一実施形態例が模式図によって示されている。本実施形態例も従来例と同様に、給湯燃焼と風呂の追い焚き燃焼を行う共通のバーナ１と、バーナ１の燃焼によって加熱される給湯熱交換器３ａと追い焚き熱交換器２とを有して構成された一缶二水路給湯器であり、これらの給湯熱交換器３ａと追い焚き熱交換器２との配設状態も従来例と同様である。
【００１８】
本実施形態例では、給湯熱交換器３ａをメインの給湯熱交換器３とし、このメインの給湯熱交換器３の上部側に間隔を介して排気潜熱回収用の潜熱回収用熱交換器４を配設している。この潜熱回収用熱交換器４の表面には、撥水性材料（撥水性材料とは、水との接触角が９０°よりも大きいものをいう）としてのセラミックによって形成された皮膜がコーティングされている。
【００１９】
このセラミックとしては、例えばＳｉＯ₂系セラミックやＲＳｉＯ₂・ＺｒＯ₂系（Ｒはアルキル基）セラミックがある。ＳｉＯ₂系セラミックのコーティング剤は、（化１）に示すオルガノアルコキシ金属や（化２）に示すアルコキシ金属等の金属アルコキシド系ポリマーと無機フィラーを有して形成されており、ＲＳｉＯ₂・ＺｒＯ₂系セラミックのコーティング剤は、Ｚｒ・Ｓｉアルコキシ系およびＺｒ・Ｓｉ・Ｔｉアルコキシ系コーティング剤である。なお、（化１），（化２）におけるＲはアルキル基、Ｍは金属を示している。
【００２０】
【化１】

【００２１】
【化２】

【００２２】
これらのセラミックは、撥水性が高く、耐食性（耐薬品性）に優れているという特徴を有しており、さらに、難燃性であり、耐熱温度が５００ ℃〜６００ ℃で耐熱性にも優れている。例えば、ＲＳｉＯ₂・ＺｒＯ₂系のセラミックの一例として、（株）日板研究所製ＳＺ−９０（製品名）をステンレスにコーティングし、１８０ ℃で２０時間硬化させて形成した厚さ約９μｍの皮膜は、水の接触角（２５℃で測定）が９２°であり、６０℃温水７日間浸漬による耐温水性テストおよび、１０％塩酸液スポット８時間による耐酸性テストの結果、いずれも良好な結果が得られている。
【００２３】
これらのセラミックコーティング剤の潜熱回収用熱交換器４へのコーティング手法には、エアースプレーによる塗布やディッピング、静電塗装、フロー、ロール、刷毛等による塗布等、様々な手法があり、適宜の手法を用いて潜熱回収用熱交換器４へのセラミックコーティングを行うが、一般に、潜熱回収用熱交換器４の銅又は銅合金の表面をアルカリ洗浄等により脱脂処理した後にコーティングを行い、このコーティングの後に、常温又は加熱による硬化によって、セラミックの皮膜を潜熱回収用熱交換器４の表面に形成する。
【００２４】
図１に示すように、上記潜熱回収用熱交換器４の出口側通路２１とメインの給湯熱交換器３の入口側通路１８を連通すると共に、このメインの給湯熱交換器３の出口側通路１９（図のＢ点）と潜熱回収用熱交換器４の入口側通路２０（図のＡ点）とを接続するバイパス通路５を設けており、このバイパス通路５を介しメインの給湯熱交換器３と潜熱回収用熱交換器４を連通して本実施形態例の特徴的な給湯側循環回路を形成している。
【００２５】
なお、図２には、本実施形態例の一缶二水路給湯器における追い焚き熱交換器２、メインの給湯熱交換器３、潜熱回収用熱交換器４の形成領域の斜視図が示されており、図３にはその断面図が模式的に示されている。図３に示すように、潜熱回収用熱交換器４は管２４を有しており、管２４にはメインの給湯熱交換器３および追い焚き熱交換器２のフィン２５とは別個のフィン２６が設けられている。
【００２６】
図１，２に示すように、バイパス通路５には逆止弁６を設けており、この逆止弁６は、風呂の追い焚き燃焼時にバーナ１の燃焼によって加熱されるメインの給湯熱交換器３内の湯水の流れ方向を、メインの給湯熱交換器３の出口側１９からバイパス通路５を介して潜熱回収用熱交換器４の入口側へ流れる方向に方向規制する方向規制手段と成している。本実施形態例の特徴的なことは、このように、バイパス通路５に逆止弁６を介設した前記給湯側循環回路を形成したことである。なお、上記以外の構成は従来例と同様であるのでその重複説明は省略する。
【００２７】
本実施形態例は以上のように構成されており、次に、その動作について図１に基づいて説明する。本実施形態例でも、従来例と同様に、図示されていない制御装置の制御に従ってバーナ１の燃焼が行われて給湯燃焼と風呂の追い焚き燃焼とが行われるが、本実施形態例では、前記の特徴的な給湯側循環回路が形成されているために、風呂の追い焚き単独燃焼が行われたときに、バーナ１の燃焼によって加熱されるメインの熱交換器３内の滞留湯水の温度が加熱によって上昇すると、この温度上昇した湯水は自然対流により、メインの給湯熱交換器３よりも上部側に設けられた潜熱回収用熱交換器４側に流れようとする。
【００２８】
そして、この湯水は、バイパス通路５に設けられた逆止弁６の前記流れ方向規制によって、同図に矢印Ａに示すように、メインの給湯熱交換器３の出口側通路１９からバイパス通路５を介して潜熱回収用熱交換器４の入口側通路２０に流れ、潜熱回収用熱交換器４を通り、その出口側通路２１からメインの給湯熱交換器３の入口側通路１８に達し、メインの給湯熱交換器３を通って再びその出口側通路１９からバイパス通路５側に流れ、この給湯側循環回路の循環動作が連続して行われる。
【００２９】
なお、逆止弁６が設けられていない場合には、風呂の追い焚き単独燃焼時にバーナ１の燃焼による加熱によって温度が上昇したメインの給湯熱交換器３内の湯水は、前記のようにメインの給湯熱交換器３の出口側通路１９からバイパス通路５側へ流れようとするだけではなく、メインの給湯熱交換器３の入口側から潜熱回収用熱交換器４の出口側に流れようとするが、本実施形態例では、逆止弁６によってこの湯水の流れ方向が方向規制されているために、メインの給湯熱交換器３の入口側通路１８から潜熱回収用熱交換器４の出口側通路２１への湯水の流れは抑制され、湯水はメインの熱交換器３の出口側通路１９からバイパス通路側に流れ、前記の如く、給湯側循環回路の湯水の循環が滞りなく連続して行われる。
【００３０】
本実施形態例によれば、上記動作により、風呂の追い焚き単独燃焼時にバーナ１によって加熱させるメインの給湯熱交換器３内の滞留湯水が給湯側循環回路を通って循環するために、給湯側循環回路内の湯水の温度上昇を緩和することができる。
【００３１】
そのため、風呂の単独燃焼時に、給湯側の湯水が沸騰することを抑制することが可能となり、例えば、給湯側の湯水の沸騰を抑制するためにバーナ１による風呂の追い焚き燃焼を間欠燃焼とする場合には、燃焼停止から再燃焼開始までの時間を短くすることが可能となり、風呂の追い焚き燃焼時にバーナの燃焼面切り替えを行う場合には、広い燃焼面を用いての追い焚き燃焼が可能となり、風呂の追い焚き燃焼も高い加熱量で行うことができる。
【００３２】
さらに、本実施形態例によれば、潜熱回収用熱交換器４を設けたことにより、給湯燃焼時に、給水管８から潜熱回収用熱交換器４の水管を通る水は、排気ガス中の水蒸気が保有している潜熱を奪って（回収して）温度を高め、さらに、メインの給湯熱交換器３を通るときに、バーナ１の燃焼火力でもって加熱されることになるので、高位発熱量（総発熱量）ベースで熱効率が約９０％に達し、潜熱回収用の熱交換器４が設けられていない給湯器に比べ、高い熱効率を達成することが可能である。
【００３３】
ところで、上記潜熱回収用熱交換器４は、一般に銅および銅合金によって形成されているが、燃焼排ガス中には水蒸気の他に窒素酸化物や炭酸ガス等が含まれており、潜熱回収用熱交換器４によって潜熱を回収するために水蒸気を凝縮させると、上記窒素酸化物や炭酸ガス等の燃焼排ガス成分が水蒸気に溶解し、この凝縮水によって、銅および銅合金で形成されている潜熱回収用熱交換器４の腐食が生じてしまうという問題がある。
【００３４】
そこで、この腐食を防止するために、潜熱回収用熱交換器４の表面側に、例えばＰｂ（鉛）、Ｓｎ（スズ）、Ｓｎ−Ｃｏ（スズ−コバルト合金）、Ｎｉ−Ｓｎ（ニッケル−スズ合金）等の金属メッキを施すことが行われている。また、銅および銅合金の潜熱回収用熱交換器４に、Ｓｎ−Ｂｉ（スズ−ビスマス合金）、Ｂｉ−Ｓｂ（ビスマス−アンチモン合金）等の金属メッキを施し、さらにその上にアクリル、メラミン、エポキシ、ポリアミドイミド等の有機樹脂系コーティングを施すことも提案されている。
【００３５】
しかしながら、Ｐｂ，Ｓｎ，Ｓｎ−Ｃｏによる金属メッキは、前記凝縮水による腐食の防止効果が十分ではなく、これらの金属が凝縮水によって腐食してしまうといった問題が生じ、一方、Ｎｉ−Ｓｎは毒性を有しており、そのため、下水道法の基準により回収する必要があり、廃水処理コストが高いといった問題があった。また、Ｃｒはつきまわり（複雑な形状の素材の奥まった箇所までメッキ層が形成されること）が悪いといった問題があった。
【００３６】
さらに、金属メッキ層としてＳｎ−Ｂｉ，Ｂｉ−Ｓｂ，Ｂｉ−Ｓｂ−Ｓｎを形成する前記提案の手法においては、Ｂｉ，Ｓｂの毒性が高く、かつ、コストが高いといった問題に加え、この金属メッキ層の上にさらに有機樹脂系コーティングを施さなければならないために、その作業が煩雑になり、生産性が悪いといった問題もあった。また、有機系樹脂は耐熱温度がせいぜい３００ ℃程度であり、万が一、潜熱回収用熱交換器４が異常過熱を起こした場合には剥離等の損傷が生じる虞れもあった。
【００３７】
これに対して、この実施形態例では、上記の如く、潜熱回収用熱交換器４の表面に、撥水性材料であるセラミックによって形成された皮膜でコーティングしたので、潜熱回収用熱交換器４の潜熱回収によって燃焼排ガス中の窒素酸化物や炭酸ガスが水に溶解して凝縮した凝縮水が潜熱回収用熱交換器４の表面に付着しても、セラミック膜の浸透抑制効果によって、凝縮水が潜熱回収用熱交換器４のセラミック膜内部に浸透することを抑制することが可能となり、セラミック膜内部の、銅又は銅合金によって形成された潜熱回収用熱交換器４の凝縮水による腐食を完全に抑制することができる。
【００３８】
また、このセラミック膜の撥水性によって、潜熱回収用熱交換器４に付着した凝縮水が潜熱回収用熱交換器４から下に流下する速度を速くすることができるために、潜熱回収用熱交換器４の付着した凝縮水が潜熱回収用熱交換器４の表面に長く留まることを抑制し、付着した凝縮水によって潜熱回収用熱交換器４が冷却されることを抑制でき、潜熱回収用熱交換器４の熱効率を向上させることができる。なお、潜熱回収用熱交換器４の下方側には水滴受け皿（図示せず）が設けられており、上記潜熱回収用熱交換器４から流下した上記凝縮水を上記水滴受け皿が受け、該水滴受け皿に連接される配管に通って上記凝縮水は外部に排出される。
【００３９】
さらに、セラミックは、例えばＢｉ，Ｓｂ等のように毒性を有していないために、Ｓｎ−Ｂｉ，Ｂｉ−Ｓｂ，Ｂｉ−Ｓｂ−Ｓｎ等のメッキ層を潜熱回収用熱交換器４に施した前記提案の手法のような毒性の問題やそれに伴う廃水処理の問題等が生じることはなく、さらに、金属メッキの上に有機樹脂系コーティングを施すことによる生産性の低下といった問題が生じることもなく、安全で、かつ、生産性が高く、しかも、潜熱回収用熱交換器４の腐食を確実に抑制することが可能で、潜熱回収用熱交換器４の熱効率を非常に高めることが可能である。
【００４０】
さらに、セラミックは、耐熱性に優れているために、万が一、潜熱回収用熱交換器４が異常過熱を起こした場合にもセラミック皮膜が炭化したりすることはなく、給湯器の安全性をより一層確実なものとすることができる。
【００４１】
なお、本発明は上記実施形態例に限定されることものではなく、様々な実施の態様を採り得る。例えば、上記実施形態例では、バイパス通路５には方向規制手段として逆止弁６を設けたが、方向規制手段は必ずしも逆止弁６にするとは限らず、例えば、図４，５に示すように、バイパス通路５を逆Ｕ字状に立ち上げて逆Ｕ字管１６を形成し、この逆Ｕ字管１６を介して潜熱回収用熱交換器４の入口側通路２０にメインの給湯熱交換器３の出口側通路１９を接続することによりバーナ１の燃焼によって加熱されるメインの給湯熱交換器３の湯水の流れ方向をメインの給湯熱交換器３の出口側通路１９からバイパス通路５を介して潜熱回収用熱交換器４の入口側通路２０に流れる方向に方向規制するようにしてもよい。また、上記逆Ｕ字管１６に通路の開閉を行う開閉弁（遮断弁）を設けると共に、追い焚き燃焼時に上記開閉弁を開弁させる開閉制御部を設けてもよい。このように逆Ｕ字管１６に開閉弁を設けると共に開閉制御部を設ける場合には、より望ましくは、上記開閉制御部は追い焚き単独燃焼時のみ上記開閉弁を開弁させるようにする。
【００４２】
上記のように方向規制手段として逆Ｕ字管１６を設けた場合にも、上記実施形態例と同様に、追い焚き単独燃焼時にバーナ１の燃焼火炎によって加熱された給湯熱交換器３の滞留湯水がバイパス通路５と潜熱回収用熱交換器４を介して円滑に循環することができるので、追い焚き単独燃焼時の給湯熱交換器３の湯温上昇を抑制することができる。
【００４３】
さらに、上記実施形態例ではバイパス通路５を図１のＡ点とＢ点との間（潜熱回収用熱交換器４の入口側通路２０とメインの給湯熱交換器３の出口側通路１９との間）に介設したが、例えば、バイパス通路５を図１のＣ点とＤ点の間に介設する等、バイパス通路５によって潜熱回収用熱交換器４の通路の途中と給湯熱交換器３の通路の途中とを接続してもよいし、バイパス通路を図１のＡ点とＤ点との間に介設してもよいし、バイパス通路５の位置は適宜設定されるものである。
【００４４】
さらに、上記実施形態例では、メインの給湯熱交換器３の上部側に追い焚き熱交換器２を重ね合わせて配設したが、その逆に、メインの給湯熱交換器３の下部側に追い焚き熱交換器２を配設し、メインの給湯熱交換器３と追い焚き熱交換器２とを上下に重ね合わせて配設してもよい。
【００４５】
さらに、上記実施形態例では、潜熱回収用熱交換器４にコーティングするセラミックとして、（化１），（化２）に示したような構造を有するＳｉＯ₂系セラミックやＲＳｉＯ₂・ＺｒＯ₂系セラミックとしたが、潜熱回収用熱交換器コーティング用として用いられるセラミックは必ずしもこれらのセラミックとするとは限らず、様々なセラミックを採用することができる。また、セラミック以外の材料により潜熱回収用熱交換器４の表面をコーティングしてもよい。
【００４６】
さらに、セラミックコーティングの手法は必ずしも上記実施形態例と同様の手法により行うとは限らず、エアースプレーによる塗布等の様々な手法によって行うことができる。
【００４７】
さらに、本発明の一缶二水路給湯器は、共通のバーナ１と、追い焚き熱交換器２、メインの給湯熱交換器３、潜熱回収用熱交換器４を有し、メインの給湯熱交換器３と潜熱回収用熱交換器４とがバイパス通路５を介して接続された給湯側循環回路を有し、かつ、この循環回路の流れ方向を規制する方向規制手段を有する一缶二水路給湯器であればよく、例えば燃焼ファン１３の配設状態等の詳細な構成は特に限定されるものではなく、適宜設定されるものである。
【００４８】
【発明の効果】
本発明によれば、給湯燃焼と風呂の追い焚き燃焼を共通のバーナを用いて行う一缶二水路給湯器において、追い焚き熱交換器と重ね合わせて配設されているメインの給湯熱交換器の上部側に潜熱回収用熱交換器を設け、潜熱回収用熱交換器とメインの給湯熱交換器とをバイパス通路を介して接続して給湯側循環回路を形成し、その給湯側循環回路の流れ方向を方向規制手段によって方向規制したものであるから、例えば給湯燃焼が行われずに風呂の追い焚き燃焼のみが行われたときに、バーナの燃焼によって加熱されたメインの給湯熱交換器内の滞留湯水をメインの給湯熱交換器からバイパス通路を介して潜熱回収用熱交換器へ流れる方向に循環させることができる。
【００４９】
そのため、この発明において特徴的な給湯側循環回路を有していない従来の一缶二水路給湯器のように、前記風呂の単独の追い焚き燃焼時にメインの給湯器内の湯水がバーナによって加熱された状態でメインの給湯熱交換器内に止まり、その湯水が上昇することを緩和することが可能となり、例えばメインの給湯熱交換器内の湯水の沸騰を抑制するためにバーナの間欠燃焼を行う際には、燃焼停止から再燃焼開始までの時間を短くすることができるし、燃焼面切り替えを行う際には広い燃焼面を用いての追い焚き燃焼を行うことが可能となる。したがって、風呂の単独の追い焚き燃焼を高い加熱量で行うことができるし、非常に使い勝手の良い給湯器とすることができる。
【００５０】
また、この発明によれば、メインの給湯熱交換器の上部側に排気潜熱回収用の潜熱回収用熱交換器を設けたことにより、排気潜熱を回収し、給湯側の熱交換効率も向上することができる。
【００５１】
潜熱回収用熱交換器の出口側通路とメインの給湯熱交換器の入口側通路とを接続すると共に、上記メインの給湯熱交換器の出口側通路と潜熱回収用熱交換器の入口側通路とを接続するバイパス通路を設けて、給湯側循環回路は上記バイパス通路を介してメインの給湯熱交換器と潜熱回収用熱交換器を連通して成る構成のものにあっては、上記給湯側循環回路の循環経路の長さが長く、つまり、追い焚き単独燃焼に起因して上記給湯側循環回路を循環する循環湯水の水量が多く、このことにより、追い焚き単独燃焼に起因した給湯熱交換器の湯水上昇の緩和をより容易に達成することができる。
【００５２】
方向規制手段を逆止弁としたものにあっては、一般に用いられている逆止弁を利用して容易に方向規制手段をバイパス通路に設けることができるし、この逆止弁によって非常に容易に、かつ、確実に給湯側循環回路の流れ方向を方向規制することができる。
【００５３】
潜熱回収用熱交換器の表面に、撥水性材料であるセラミックによって形成された皮膜をコーティングしたものにあっては、潜熱回収用熱交換器の潜熱回収によって燃焼排ガス中の窒素酸化物や炭酸ガスが水に溶解して凝縮した凝縮水が潜熱回収用熱交換器の表面に付着しても、セラミック膜の浸透抑制効果によって凝縮水をセラミック膜内部に浸透することを抑制できるために、セラミック膜内部の銅又は銅合金によって形成された潜熱回収用熱交換器の凝縮水による腐食を完全に抑制することができる。
【００５４】
また、セラミック膜の撥水性によって、潜熱回収用熱交換器に付着した凝縮水が潜熱回収用熱交換器から下に流下する速度を速くすることができるために、凝縮水が潜熱回収用熱交換器の表面に長く留まることを抑制し、付着した凝縮水によって潜熱回収用熱交換器が冷却されることを抑制し、潜熱回収用熱交換器の効率を向上させることができる。
【００５５】
さらに、セラミックは、例えばＢｉ，Ｓｂ等のように、毒性を有していないために、Ｓｉ−Ｂｉ，Ｂｉ−Ｓｂ，Ｂｉ−Ｓｂ−Ｓｎ等のメッキ層を潜熱回収用熱交換器に施した場合と異なり、毒性の問題や、それに伴う排水処理の問題等が生じることもなく、さらに、金属メッキの上に有機樹脂系コーティングを施すことによる生産性の低下といった問題が生じることもなく、安全で、かつ、生産性が高く、しかも、潜熱回収用熱交換器の腐食を確実に抑制することが可能となる。
【００５６】
さらに、セラミックは、耐熱性に優れているために、万が一、潜熱回収用熱交換器が異常過熱を起こした場合にも、セラミック皮膜が炭化したりすることはなく、一缶二水路給湯器の安全性をより一層確実なものとすることができる。
【００５７】
上記セラミックがＳｉＯ₂系セラミック、又は、Ｒをアルキル基としたＲＳｉＯ₂・ＺｒＯ₂系セラミックで構成されているものにあっては、ＳｉＯ₂系セラミック、又は、Ｒをアルキル基としたＲＳｉＯ₂・ＺｒＯ₂系セラミックは、特に、撥水性が高く、耐蝕性や耐熱性に優れ、また、難燃性であるので、上記潜熱回収用熱交換器の腐食防止や、潜熱回収用熱交換器の効率の向上や、潜熱回収用熱交換器の皮膜の炭化防止のより一層の効果を奏することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る一缶二水路給湯器の一実施形態例を示す要部構成図である。
【図２】上記実施形態例において特徴的な熱交換器形成領域の斜視図である。
【図３】上記実施形態例に示す熱交換器形成領域の断面構成を模式的に示す説明図である。
【図４】本発明に係る一缶二水路給湯器の他の実施形態例を示す要部構成図である。
【図５】図４に示した一缶二水路給湯器の給湯側循環回路の説明図である。
【図６】一般的な一缶二水路給湯器の一例を示す説明図である。
【図７】図６に示した一缶二水路給湯器の熱交換器の断面構成を模式的に示す説明図である。
【符号の説明】
１バーナ
２追い焚き熱交換器
３メインの給湯熱交換器
４潜熱回収用熱交換器
５バイパス通路
６逆止弁
１６逆Ｕ字管

Claims

給湯燃焼と風呂の追い焚き燃焼を行う共通のバーナを有し、該バーナの燃焼によって加熱される給湯熱交換器と追い焚き熱交換器とが上下に重ね合わせた状態で配設されている一缶二水路給湯器において、前記給湯熱交換器をメインの給湯熱交換器として該メインの給湯熱交換器の上部側に排気潜熱回収用の潜熱回収用熱交換器を配設し、該潜熱回収用熱交換器を通る潜熱回収用熱交換器の通路の入口側は給水管に接続され、潜熱回収用熱交換器の通路の出口側はメインの給湯熱交換器を通るメインの給湯熱交換器の通路の入り口側に接続され、前記潜熱回収用熱交換器の通路の入口側又は該入口側から出口側に向う途中位置の点と、前記メインの給湯熱交換器の通路の途中位置の点又は出口側とを接続するバイパス通路を設けて該バイパス通路を介しメインの給湯熱交換器と潜熱回収用熱交換器を連通して成る給湯側循環回路を形成し、バイパス通路には風呂の追い焚き燃焼時に前記共通のバーナの燃焼によって加熱されるメインの給湯熱交換器内の湯水の流れ方向を該メインの給湯熱交換器から該バイパス通路を介して前記潜熱回収用熱交換器へ流れる方向に方向規制する方向規制手段を設けたことを特徴とする一缶二水路給湯器。
給湯側循環回路は潜熱回収用熱交換器の出口側通路とメインの給湯熱交換器の入口側通路を接続するとともに該メインの給湯熱交換器の出口側通路と潜熱回収用熱交換器の入口側通路を接続するバイパス通路を設けて該バイパス通路を介しメインの給湯熱交換器と潜熱回収用熱交換器を連通して成ることを特徴とする請求項１記載の一缶二水路給湯器。
方向規制手段は逆止弁としたことを特徴とする請求項１又は請求項２記載の一缶二水路給湯器。
潜熱回収用熱交換器の表面には撥水性材料であるセラミックによって形成された皮膜がコーティングされていることを特徴とする請求項１又は請求項２又は請求項３記載の一缶二水路給湯器。
潜熱回収用熱交換器の表面にコーティングされるセラミックは、ＳｉＯ₂系セラミック、又は、Ｒをアルキル基としたＲＳｉＯ₂・ＺｒＯ₂系セラミックであることを特徴とする請求項４記載の一缶二水路給湯器。