JP4231454B2 - 複合燃焼装置 - Google Patents

Description

本発明は、風呂釜付給湯器や給湯暖房機等、夫々バーナによる加熱回路を２系統備えた複合燃焼装置に関する。

例えば風呂釜付給湯器では、浴室や台所等への給湯のために、給湯熱交換器を通過する水を加熱する給湯バーナ（第１バーナ）と、浴槽内の湯の追い焚きを行うために、風呂熱交換器を通過する風呂水を加熱する風呂バーナ（第２バーナ）とが設けられて、夫々必要に応じて単独で燃焼制御可能となっている。一方、給湯暖房機では、上記給湯用の給湯バーナ（第１バーナ）と、床暖房用の暖房水の加熱のために、暖房熱交換器を通過する暖房水を加熱する暖房バーナ（第２バーナ）とが、夫々必要に応じて単独で燃焼制御可能に設けられている。
また、このような複合燃焼装置においては、燃焼用空気の供給のために、各バーナの燃焼室ごとにファン（第１、第２ファン）が備えられている。両燃焼室からの燃焼ガスの排気経路は、各熱交換器の下流側で合流し、１つの排気口から排出されるようになっていることから、第１、第２ファンは、ファン制御手段ともなるコントローラによって、第１、第２バーナの何れか一方のみの燃焼の場合でも、他方側への排気の回り込みを防止するために同時に回転制御される。

さらに、コントローラは、第１、第２バーナの何れか一方の燃焼停止後にも、燃焼室や配管内に貯留する燃焼ガスの排気のために、第１、第２ファンを所定時間回転させるポストパージを実行する。例えば特許文献１では、燃焼能力の小さい側でのみ燃焼運転がされた場合のポストパージについては、燃焼能力の大きい側のポストパージを、本来のポストパージの回転数よりも低くし、且つ同じ時間に短縮するようにして、不必要な騒音の発生を防止する給湯装置が記載されている。

特許第２６４３８４１号公報

このような複合燃焼装置においては、給湯停止後一定時間内に給湯を再開したとき、停止前の設定温度から大幅な温度変動が起きることなく出湯できる機能（Ｑ機能）が具備されているものがある。この場合、Ｑ機能の性能を維持するために、給湯回路の単独燃焼時と、風呂・暖房回路との同時燃焼時とにかかわらず、ポストパージの回転数を抑える格好で何れも同じ回転数となっている。このため、同時燃焼時に、給湯回路の燃焼を停止すると、ポストパージを実行しても風呂・暖房回路側の排気が給湯回路側へ回り込みやすくなり、回り込んだ排気がバーナのノズル台に結露すると、ノズルに詰まりが生じてバーナが不着火となるおそれがある。この不具合は、燃焼能力の小さい側でのみ燃焼運転を行った後、燃焼能力の大きい側のポストパージ回転数を小さくした特許文献１においても同様に起こり得る。

そこで、請求項１に記載の発明は、このような排気の回り込みをなくして適正なポストパージが可能な複合燃焼装置を提供することを目的としたものである。

上記目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、ファン制御手段は、ポストパージを行う際に第１バーナがどのような燃焼状態から停止したのかを判別するとともに、ポストパージにおける第１ファンの回転数を、第１バーナを単独燃焼状態から停止する時よりも、第２バーナとの同時燃焼状態から第１バーナを停止する時の方が大きくなるように設定したことを特徴とする。

請求項１に記載の発明によれば、第１バーナの単独燃焼時でのＱ機能の性能を良好に維持しつつ、第２バーナとの同時燃焼時でのポストパージの際に、暖房又は風呂回路側の燃焼ガスが給湯回路側へ回り込む現象を防止できる。よって、第１バーナのノズル台での結露に伴うノズルの詰まりや第１バーナの不着火といった不具合のおそれが解消される。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１は複合燃焼装置の一例である給湯暖房機の概略図で、給湯暖房機１は、第１バーナとなる給湯バーナ３，３・・と給湯熱交換器７とを備えて水道水を加熱して出湯させる給湯回路２と、第２バーナとなる暖房バーナ５，５と暖房熱交換器２６及び風呂熱交換器４０とを備えて床暖房や風呂の追い炊き等に利用される風呂・暖房回路４とからなる。
まず給湯回路２において、６は水道管からの水を給湯熱交換器７へ供給する給水管、８は給湯熱交換器７で加熱された湯を出湯する出湯管、９は給湯バーナ３へのガスの供給を行うガス管で、給水管６には、給湯水量センサ１０が、出湯管８には、給湯サーミスタ１１が夫々設けられ、ガス管９には、上流側からガス元電磁弁１２、給湯ガス比例制御弁１３、各給湯バーナ３への分岐管ごとに給湯切替電磁弁１４，１４・・が夫々設けられている。

また、給湯バーナ３，３・・を収容する給湯燃焼室１５（本発明の第１燃焼室に相当する）の下方には、第１ファンとしての給湯ファン１６が設けられて、燃焼用空気を各給湯バーナ３へ供給可能となっている。この給湯燃焼室１５の上方には、給湯バーナ３の燃焼により生じた燃焼ガスを排気口１８へ導く排気路１７が連設されている。
さらに、出湯管８には、浴槽３９への戻り配管３８に接続される落とし込み管１９が分岐接続され、落とし込み管１９に設けた風呂給湯電磁弁２０を開弁させることで、給湯熱交換器７で加熱された湯を浴槽３９へ供給可能となっている。

２１はコントローラ、２２は給湯リモコン、２３は風呂リモコンで、出湯管８に設けられた給湯栓２４の開栓による器具内の通水を給湯水量センサ１０で検知すると、コントローラ２１は、まず給湯ファン１６と、後述する風呂・暖房回路４の暖房ファン３１とを共に所定時間回転させて、給湯燃焼室１５及び暖房燃焼室３０内に貯留している燃焼ガスを排出させる（プリパージ）。その後、ガス管９のガス元電磁弁１２、各給湯切替電磁弁１４を開弁させ、給湯ガス比例制御弁１３を所定開度で開弁させて、各給湯バーナ３へガスを供給すると共に、イグナイタ２５を連続放電させ、給湯バーナ３，３・・に点火する。次に、コントローラ２１は、出湯管８に設けられた給湯サーミスタ１１によって出湯温度を監視し、出湯温度が給湯リモコン２２又は風呂リモコン２３によって指示された設定温度となるように、給湯切替電磁弁１４の開閉制御と、給湯ガス比例制御弁１３の開度調整とを行うと共に、給湯ファン１６の回転数制御によって空気量を連続的に変化させる。

一方、風呂・暖房回路４において、暖房熱交換器２６の暖房バーナ５へは、給湯回路２のガス管９から分岐した分岐ガス管２７が接続されており、この分岐ガス管２７に、暖房ガス比例制御弁２８、各暖房バーナ５への分岐管ごとに暖房切替電磁弁２９，２９が夫々設けられている。また、暖房バーナ５を収容する暖房燃焼室３０（本発明の第２燃焼室に相当する）の下方にも、暖房バーナ５へ燃焼用空気を供給する第２ファンとしての暖房ファン３１が設けられている。暖房燃焼室３０の上方には、暖房バーナ５の燃焼により生じた燃焼ガスを給湯燃焼室１５側の排気路１７と合流させて同じ排気口１８から排出させる排気路３２が連設されている。

暖房熱交換器２６は、膨張タンク３３と、床暖房用の低温放熱器３４及び高温放熱器３５と共に暖房水の循環路を形成しており、循環路には、暖房循環ポンプ３６が設けられている。この循環路の一部の配管は、往き配管３７と戻り配管３８とによって浴槽３９と接続された風呂熱交換器４０を通過しており、暖房熱交換器２６で加熱されて循環路を循環する暖房水により、風呂熱交換器４０を通過する風呂循環水を加熱可能となっている。４１は風呂熱交換器４０へ暖房水を送る風呂熱動弁、４２は浴槽３９と風呂熱交換器４０との間で風呂循環水を循環させる風呂循環ポンプ、４３は暖房熱交換器２６の出湯温度を検出する暖房高温サーミスタ、４４は膨張タンク３３での暖房水の温度を検出する暖房低温サーミスタである。

暖房動作は以下のように行われる。まずコントローラ２１が床暖房スイッチのＯＮ信号を得ると、暖房循環ポンプ３６を回転させる。ここで、暖房高温サーミスタ４３又は暖房低温サーミスタ４４から得られる暖房水の温度が規定値以下であると、コントローラ２１は、暖房ファン３１、給湯ファン１６をプリパージ回転させた後、暖房切替電磁弁２９を開弁させ、暖房ガス比例制御弁２８を所定開度で開弁させて、暖房バーナ５へガスを供給すると共に、イグナイタを連続放電させて暖房バーナ５に点火する。暖房循環ポンプ３６によって加圧された暖房水は、低温放熱器３４側と暖房熱交換器２６側へ分岐し、循環路を循環することで暖房運転が行われる。コントローラ２１は、暖房高温サーミスタ４３又は暖房低温サーミスタ４４からの温度を監視し、暖房ガス比例制御弁２８の開度調整によって設定温度を維持する。

また、風呂動作は以下のように行われる。給湯リモコン２２又は風呂リモコン２３の自動スイッチを押すと、落とし込み管１９の風呂給湯電磁弁２０が開弁して器具内を通水させるため、給湯バーナ３が燃焼して、給湯熱交換器７で加熱された湯が落とし込み管１９及び戻り配管３８を介して浴槽３９へ給湯される。落とし込み管１９に設けた風呂湯量センサ４５で検出した湯量累計が設定湯量に達すると、風呂給湯電磁弁２０が閉じ、給湯が停止される。
一方、戻り配管３８には、風呂の湯温を検出する風呂戻りサーミスタ４６が設けられており、ここで検出した風呂戻り温度が設定温度以下となると、風呂熱動弁４１が開弁して暖房循環ポンプ３６が回転し、暖房バーナ５が点火されると共に、風呂循環ポンプ４２も回転する。よって、風呂熱交換器４０と浴槽３９との間を循環する風呂循環水は、暖房熱交換器２６で加熱された暖房水と風呂熱交換器４０において熱交換され、設定温度まで加熱される。設定温度に達すると、暖房バーナ５の燃焼を停止させ、暖房循環ポンプ３６，風呂循環ポンプ４２を停止させて風呂熱動弁４１を閉弁させる。

そして、この給湯暖房機１において、ファン制御手段ともなるコントローラ２１は、給湯バーナ３と暖房バーナ５との何れか一方でも燃焼動作した場合、上述のように給湯ファン１６及び暖房ファン３１とを同時に回転させ、燃焼停止後には、両ファン１６，３１とを所定時間回転させて、給湯燃焼室１５及び暖房燃焼室３０、排気路１７，３２内の燃焼ガスを排出させるポストパージを行うようになっている。なお、常に両ファン１６，３１を回転させるのは、上記のように燃焼ガスの排気経路が、２つの排気路１７，３２で燃焼ガスを合流させて一つの排気口１８から排出させる構成であることから、一方のみファンを回転させると、他方側への排気の逆流（回り込み）が生じるためである。
このポストパージにおいて、給湯ファン１６の回転数は常に同じではなく、給湯バーナ３の単独燃焼の終了時と、給湯バーナ３と暖房バーナ５との同時燃焼から給湯バーナ３の燃焼を停止する時とで異なる回転数となるように制御されている。以下、このポストパージにおける給湯ファン１６の回転制御を図２のフローチャートに基づいて説明する。

まず、給湯回路２での給湯バーナ３の燃焼が停止すると、Ｓ１でポストパージ用で設定されたタイマー（ここでは５分３０秒）のカウントが開始される。次に、Ｓ２で、風呂・暖房回路で暖房バーナ５が燃焼中であるか否かが判別される。ここで暖房バーナ５が燃焼中でない、すなわち給湯バーナ３のみの単独燃焼であった場合は、Ｓ３において、給湯ファン１６の回転数Ｎを６００ｒｐｍとしてポストパージを行う。Ｓ４でタイムアップが確認されると、Ｓ５で給湯ファン１６を停止させてポストパージを終了する。Ｓ４でタイマーがカウント中であれば、Ｓ２からの処理が繰り返される。
一方、Ｓ２の判別で、暖房バーナ５が燃焼中であると、Ｓ６で給湯ファン１６の回転数Ｎを２５００ｒｐｍとしてポストパージを行う。そして、Ｓ７でタイムアップが確認されると、ポストパージは終了するが、暖房バーナ５が燃焼中であれば、そのまま同じ回転数で駆動制御される（Ｓ８）。

このように、上記形態の給湯暖房機１によれば、コントローラ２１は、ポストパージにおける給湯ファン１６の回転数を、給湯バーナ３を単独燃焼状態から停止する時よりも、暖房バーナ５との同時燃焼状態から給湯バーナ３を停止する時の方が大きくなるように設定したことで、給湯バーナ３の単独燃焼時でのＱ機能の性能を良好に維持しつつ、暖房バーナ５との同時燃焼時でのポストパージの際に、風呂・暖房回路４側の燃焼ガスが給湯回路２側へ回り込む現象を防止できる。よって、給湯バーナ３のノズル台での結露に伴うノズルの詰まりや給湯バーナ３の不着火といった不具合のおそれが解消される。

なお、上記形態では、給湯ファンのポストパージ回転数を、給湯バーナ単独燃焼時で６００ｒｐｍ、暖房バーナとの同時燃焼時で２５００ｒｐｍと設定しているが、この数値に限定するものではなく、ポストパージの際に給湯回路側への排気の回り込みが生じない回転数であれば、任意に数値の変更は可能である。
また、上記形態では、床暖房機能を備えた給湯暖房機１で説明しているが、床暖房機能がなく、給湯回路に、風呂の追い炊き用の風呂バーナと風呂熱交換器とを有する風呂回路を併設した風呂釜付給湯器であっても本発明は適用可能であるし、各回路におけるバーナの数や配管構造等の具体的な構成も、上記形態に限定するものではなく、適宜設計変更可能である。

給湯暖房機の概略構成図である。 給湯ファンのポストパージ制御を示すフローチャートである。

符号の説明

１‥給湯暖房機、２‥給湯回路、３‥給湯バーナ、４‥風呂・暖房回路、５‥暖房バーナ、７‥給湯熱交換器、１５‥給湯燃焼室、１６‥給湯ファン、１７，３２‥排気路、２１‥コントローラ、２６‥暖房熱交換器、３０‥暖房燃焼室、３１‥暖房ファン、４０‥風呂熱交換器。

Claims (1)

1. 第１燃焼室内に設けられる第１バーナと、その第１燃焼室へ燃焼用空気を供給する第１ファンとを有する給湯回路と、第２燃焼室内に設けられる第２バーナと、その第２燃焼室へ燃焼用空気を供給する第２ファンとを有する暖房及び／又は風呂回路と、前記第１、第２バーナの燃焼により生じる燃焼ガスを合流させて１つの排気口から排出する排気経路と、前記第１、第２バーナの少なくとも一方の燃焼時に前記第１、第２ファンを共に回転させるファン制御手段とを備え、前記ファン制御手段は、前記第１、第２バーナの何れか一方の燃焼停止後には前記第１、第２ファンを共に所定時間回転させるポストパージを行う複合燃焼装置であって、
   前記ファン制御手段は、前記ポストパージを行う際に前記第１バーナがどのような燃焼状態から停止したのかを判別するとともに、前記ポストパージにおける前記第１ファンの回転数を、前記第１バーナを単独燃焼状態から停止する時よりも、前記第２バーナとの同時燃焼状態から前記第１バーナを停止する時の方が大きくなるように設定したことを特徴とする複合燃焼装置。

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