JP4692814B2 - 熱源装置 - Google Patents

Description

本発明は熱源装置に関するものであり、特に液体を加熱するための熱交換部を単一のガス流路中に複数設けた構造の熱源装置に関する。

従来技術の熱源装置には、給湯機能に加えて浴槽内の湯水の追い焚き機能等を備えたものがある。このように複数の熱負荷に対応可能な熱源装置として、下記特許文献１に示す熱源装置のように一缶二水路形式と称される加熱系統を備えたものがある。一缶二水路形式と称される加熱系統を採用した熱源装置は、燃料を燃焼する燃焼バーナに加えて、給湯用の熱交換部と追い焚き用の熱交換部とを備えており、これらの熱交換部が単一のガス流路の中に配された構成とされている。

特開平１１−１４８６４２号 公報

上記した従来技術の熱源装置の多くは、給湯用の熱交換部の設置領域と追焚き用の熱交換部の設置領域とがガス流路内を流れる燃焼ガスの流れ方向に重なり合うように配されている。そのため、従来技術の熱源装置では、例えば給湯の停止中に追い焚きを実施すると、給湯用の熱交換部内に滞留している湯水が、給湯用の熱交換部と追焚き用の熱交換部の重なり部分を通過する燃焼ガスとの熱交換によって加熱されて高温になり、場合によっては沸騰してしまうことがある。このようにして加熱された高温高圧の湯水が給湯用の熱交換部内に残存している状態で給湯が開始されると、給湯の初期段階で高温の湯水が排出されることになり、給湯の開始直後に高温の湯水が排出されてしまう高温出湯と称される不具合が起こる可能性がある。そこで、従来技術の熱源装置では、給湯用の熱交換部のうち、追い焚きを単独で実施することにより高温になると想定される部分に温度センサを別途設けて給湯用の熱交換部自身やこの中に滞留している湯水の温度を監視し、この温度が所定の温度を超えないように燃焼バーナの動作を制御する構成とされている。

ここで、上記したように、給湯用の熱交換部自身やこの内部に滞留している湯水の温度を監視する構成とした場合は、温度センサ等が必須となる。そのため、従来技術の熱源装置は、温度センサを設ける分だけ装置構成が複雑になってしまうという問題があった。

また近年、狭小なスペースにも設置可能な熱源装置の提供が求められる傾向にあり、装置構成がコンパクト化する傾向にある。そのため、近年は、狭小なスペースに設置されたとしてもメンテナンスを容易に実施可能な構成の熱源装置の提供が求められている。しかし、上記した従来技術のように、給湯用の熱交換部に温度センサを設けた構成とした場合は、装置構成が煩雑になるばかりか、温度センサの取り付け位置によってはメンテナンス等に手間がかかってしまうという問題があった。

そこで、本発明は、装置構成がシンプルでメンテナンスが容易であると共に、熱交換手段に温度検知手段を設けなくても熱交換手段に滞留している液体が過度に高温になるのを防止可能な熱源装置の提供を目的とした。

そこで、上記した課題を解決すべく提供される関連発明は、燃焼バーナと、燃焼バーナにおいて発生した燃焼ガスが流れるガス流路と、熱交換手段とを有し、前記熱交換手段が、第１の熱負荷手段に供給される液体を加熱するための第１熱交換部と、第２の熱負荷手段に供給される液体を加熱するための第２熱交換部とを備え、第１熱交換部の設置領域と第２熱交換部の設置領域とが燃焼ガスの流れ方向に少なくとも一部が重複するように配置されたものであり、第２の熱負荷手段に対する液体の供給停止時に、第１の熱負荷手段に供給する液体を加熱する単独加熱モードで動作することを条件として、第１熱負荷手段に供給される液体の温度が所定の供給目標温度となるように、燃焼バーナにおける燃焼量が調整されるものであり、前記供給目標温度が、燃焼バーナに形成される火炎の長さに基づいて設定されることを特徴とする熱源装置である。

関連発明の熱源装置において、単独加熱モードで動作する場合は、第２熱交換部のうち第１熱交換部と設置領域が重複する部分に残留している液体が燃焼ガスとの熱交換により加熱され高温になる可能性がある。また、単独加熱モードで動作する場合に燃焼バーナに形成される火炎の長さが長い場合は、火炎の長さが短い場合に比べて第２熱交換部に残留している液体が高温になる可能性が高い。

そこで、かかる知見に基づき、本発明の熱源装置では、火炎の長さに応じて供給目標温度を調整する構成としている。そのため、本発明の熱源装置によれば、単独加熱モードで動作する場合であっても、第２熱交換部に残留している液体が過度に高温になるのを防止できる。

上記したように、本発明の熱源装置は、火炎の長さに基づいて供給目標温度を調整するものであるため、従来公知の熱源装置のように第２熱交換部に温度センサ等を設ける必要がない。そのため、本発明の熱源装置は、装置構成がシンプルであり、メンテナンスに手間を要しない。

請求項１に記載の発明は、燃焼バーナと、燃焼バーナにおいて発生した燃焼ガスが流れるガス流路と、熱交換手段とを有し、前記熱交換手段が、第１の熱負荷手段に供給される液体を加熱するための第１熱交換部と、第２の熱負荷手段に供給される液体を加熱するための第２熱交換部とを備え、第１熱交換部の設置領域と第２熱交換部の設置領域とが燃焼ガスの流れ方向に少なくとも一部が重複するように配置されたものであり、第２の熱負荷手段に対する液体の供給停止時に、第１の熱負荷手段たる風呂に貯留された液体を所定の設定温度になるように加熱する風呂単独加熱モードで動作することを条件として、第１の熱負荷手段たる風呂に供給される液体の温度が所定の供給目標温度となるように、燃焼バーナにおける燃焼量が調整され、前記供給目標温度は、風呂単独加熱モードでの動作時に燃焼バーナが出力可能な最大燃焼量と、燃焼バーナの燃焼量との差に基づいて設定されるものであって、前記燃焼量の差が小さいほど供給目標温度は低く設定されることを特徴とする熱源装置である。

本発明の熱源装置において採用されている熱交換手段は、第１熱交換部の設置領域と第２熱交換部の設置領域とが重複した重複部分を有する構成となっている。そのため、単独加熱モードで動作すると、重複部分を通過する燃焼ガスとの熱交換により、第２熱交換部に残留している液体が加熱されて高温になる可能性がある。また、単独加熱モードで動作する場合、第２熱交換部に残留している液体は、燃焼バーナの燃焼量が高いほど高温になる可能性が高い。

そこで、かかる知見に基づき、本発明の熱源装置では、単独加熱モードでの動作時に燃焼バーナが出力可能な最大燃焼量と、燃焼バーナの燃焼量との差に基づいて供給目標温度を調整する構成としている。そのため、本発明の熱源装置によれば、単独加熱モードで動作する場合であっても、第２熱交換部に残留している液体が過度に高温になるのを防止できる。

上記したように、本発明の熱源装置は、従来公知の熱源装置のように第２熱交換部に温度センサ等を設ける必要がないため、装置構成がシンプルであり、その分だけメンテナンスに手間を必要とせず、製造コストも最小限に抑制できる。

請求項２に記載の発明は、前記熱源装置は、浴槽内に貯留される湯水を所定の追い焚き設定温度になるように加熱する追い焚き運転と、給湯に使用される湯水を加熱する給湯運転とを実施可能なものであり、実燃焼号数が、浴槽から第１熱交換部に入る湯水の温度および追い焚き設定温度に基づいて導出される燃焼バーナの燃焼量に相当する燃焼号数であることを特徴とする請求項２に記載の熱源装置である。

本発明の熱源装置では、最大燃焼号数と実燃焼号数との差が小さいほど、供給目標温度が低く設定される。そのため、本発明の熱源装置は、単独加熱モードで動作する場合であっても、第２熱交換部に残留している液体が高温になるのを確実に防止できる。

請求項３に記載の発明は、前記熱源装置は、浴槽内に貯留される湯水を所定の追い焚き設定温度になるように加熱する追い焚き運転と、給湯に使用される湯水を加熱する給湯運転とを実施可能なものであり、実燃焼号数が、浴槽から第１熱交換部に入る湯水の温度および追い焚き設定温度に基づいて導出される燃焼バーナの燃焼量に相当する燃焼号数であることを特徴とする請求項２に記載の熱源装置である。

本発明の熱源装置は、熱交換手段が浴槽内の湯水を加熱するための第１熱交換部の設置領域と、給湯用の湯水を加熱するための第２熱交換部の設置領域とが少なくとも一部で燃焼ガスの流れ方向に重複した構成とされている。そのため、本発明の熱源装置は、追い焚き運転を単独で実施すべく単独加熱モードで動作すると、第２熱交換部内に残存している液体が加熱されて高温になる可能性がある。

そこで、本発明の熱源装置では、単独加熱モードで動作する場合に供給目標温度に基づいて燃焼バーナの動作を制御する構成とされている。また、本発明の熱源装置では単独加熱モードでの動作時に燃焼バーナが出力可能な最大燃焼量と、燃焼バーナの燃焼量との差が小さいほど、供給目標温度が低く設定される。そのため、本発明の熱源装置は、単独加熱モードで動作する場合であっても、第２熱交換部に残留している液体が過度に高温にらず、追い焚き運転が単独で実施された後に給湯運転が実施されても高温出湯が起こらない。

本発明の熱源装置は、従来公知の熱源装置のように第２熱交換部に温度センサ等の温度検知手段を設け、第２熱交換部やこの中に滞留している液体の温度を監視する必要がない。そのため、本発明によれば、装置構成がシンプルであり、メンテナンスの手間が少なく、製造コストも安価な熱源装置を提供できる。

上記した本発明の熱源装置は、いずれも従来公知の熱源装置のように第２熱交換部に温度センサ等を設ける必要がないため、この温度センサ等のメンテナンスを行う必要がない。そのため、本発明の熱源装置は、第１熱交換部の設置領域と第２熱交換部の設置領域との重複部分が、例えば手や工具が届かないような場所に配されていても不都合を生じない。すなわち、上記した本発明の熱源装置は、いずれも第１熱交換部の設置領域と第２熱交換部の設置領域がいかなる場所にあってもよく、熱交換手段等のレイアウトの自由度が高い。

従って、上記請求項１乃至３のいずれかに記載の熱源装置は、少なくとも背面側が閉塞され、正面側に開口部を有する収容部と、当該収容部の開口部を閉塞する閉塞部とを備えた外装ケースを有し、当該外装ケースの内部に燃焼バーナと、燃焼バーナにおいて発生した燃焼ガスが流れるガス流路と、熱交換手段とが収容されており、熱交換手段が、第１熱交換部と第２熱交換部との設置領域の重複部分が収容部の背面側に位置するように収容されている構成であってもよい（請求項４）。

本発明によれば、装装置構成がシンプルでメンテナンスが容易であり、熱交換手段に温度検知手段を設けなくても熱交換手段に滞留している液体が過度に高温になるのを防止可能な熱源装置を提供できる。

続いて、本発明の一実施形態である熱源装置について、図面を参照しながら詳細に説明する。図１において、１は本実施形態の熱源装置である。熱源装置１は、いわゆる一缶二水路形式の熱源装置である。さらに具体的には、熱源装置１は、缶体７の内部に燃料を燃焼する燃焼部２と、燃焼により発生した燃焼ガスが流れるガス流路３と設け、ガス流路３の中途に、熱交換器４（熱交換手段）を設けた構成とされている。

燃焼部２は、複数の燃焼管８を並べて構成されるバーナ１０と、点火装置９と、バーナ１０に対して燃焼に要する空気を供給するための送風機１１とを備えたものである。バーナ１０は、燃焼領域Ａ，Ｂに分類されている。バーナ１０は、燃焼領域Ａを構成する燃焼管８のみで燃料を燃焼させる燃焼運転と、燃焼領域Ａ，Ｂを構成する全ての燃焼管８で燃料を燃焼させる燃焼運転とを切り替えることができる。

熱交換器４は、風呂追い焚き用の風呂熱交換部５と、給湯用の給湯熱交換部６とから構成されている。風呂熱交換部５および給湯熱交換部６は、バーナ１０において発生し、ガス流路３内を流れる高温の燃焼ガスとの熱交換によって湯水の加熱を行うものである。風呂熱交換部５および給湯熱交換部６は、フィン１２を共用することにより一体化されている。風呂熱交換部５および給湯熱交換部６は、それぞれの受熱管１３，１５をフィン１２に貫通させて形成されたものである。

風呂熱交換部５は、ガス流路３の断面領域のうち、バーナ１０の燃焼領域Ａの下流側に相当する領域を横断するように受熱管１３を配したものである。受熱管１３は、ベンド管１６によって接続されており、入水口１７ａから出水口１７ｂに至る屈曲した流路を形成している。

給湯熱交換部６は、複数の受熱管１５をベンド管１６によって接続することによって形成される屈曲した流路がフィン１２を貫通した構造を有する。給湯熱交換部６は、受熱管１５がガス流路３の断面領域の全体を横断するように配したものである。すなわち、給湯熱交換部６は、受熱管１５が燃焼領域Ａ，Ｂの双方に相当する領域を横断している。そのため、熱交換器４は、給湯熱交換部６の設置領域の一部、すなわち燃焼領域Ａの下流側に相当する領域が、風呂熱交換部５の設置領域と重複している。給湯熱交換部６は、受熱管１５によって構成される流路の上流端に、外部の給水源から供給される湯水を導入するための入水口１８ａを有し、受熱管１５によって構成される流路の下流端に出水口１８ｂを有する。

続いて、本実施形態の熱源装置１に接続される流水系統３０について説明する。本実施形態において、流水系統３０は、大別して風呂追い焚き用の風呂流水系統３１（第１供給系統）と、給湯用の給湯流水系統３２（第２供給系統）の２系統に分類される。風呂流水系統３１は、風呂３５（第１の熱負荷手段）内の湯水を風呂熱交換部５に供給して加熱し、風呂３５側に戻す循環流路によって構成される流水系統である。さらに具体的に説明すると、風呂流水系統３１は、風呂熱交換部５の入水口１７ａおよび出水口１７ｂに風呂往き配管３６および風呂戻り配管３７を接続して構成されている。風呂往き配管３６の中途には、風呂３５側に向けて流れる湯水の温度を検知する往き側温度センサ３６ａが設けられている。また、風呂戻り配管３７の中途には、風呂流水系統６１内に湯水を循環させるための循環ポンプ３７ａと、風呂３５側から熱源装置１側に戻る湯水の温度を検知する戻り側温度センサ３７ｂとが設けられている。

一方、給湯流水系統３２は、外部の給水源から供給された湯水を給湯熱交換部６において加熱し、この湯水を用いて給湯を実施するために設けられた流水系統である。給湯流水系統３２は、給水配管４０、給湯配管４１（排出配管）および給湯・給水バイパス配管４３によって主要部が構成された流水系統である。給水配管４０は、外部の給水源から湯水を供給するための配管であり、給湯熱交換部６の入水口１８ａに接続されている。給湯配管４１は、給湯熱交換部６の出水口１８ｂに接続されている。給水配管４０の中途には、給水源から供給される湯水の供給量を検知する水量センサ４０ａと、入水温度を検知するための入水温度センサ４０ｂとが設けられている。また、給湯配管４１の中途には、給湯熱交換部６から排出される湯水の温度を検知するための出湯温度センサ４１ａと、給湯栓４６（第２の熱負荷手段）に供給される湯水の量を調整するための出湯量調整弁４１ｂと、給湯栓４６に供給される湯水の温度を検知するための給湯温度センサ４１ｃとが設けられている。

給湯・給水バイパス配管４３は、給水配管４０の中途と、給湯配管４１の出湯温度センサ４１ａが設けられた位置よりも湯水の流れ方向下流側の部位とをバイパスする配管である。給湯・給水バイパス配管４３の中途には、バイパス流量調整弁４７が配されている。バイパス流量調整弁４７は、熱源装置１の作動を制御する制御手段６０により、給湯温度センサ４１ｃの検知温度に基づき開度がフィードバック制御されている。これにより、給湯配管４１を流れる高温の湯水と、給湯・給水バイパス配管４３を流れる低温の湯水との混合比を調整し、給湯栓４６における湯水の排出温度（給湯温度）を調整可能な構成とされている。

また、風呂流水系統３１の風呂往き配管３６と、給湯流水系統３２の給湯配管４１とが給湯・風呂バイパス配管４５によってバイパスされている。給湯・風呂バイパス配管４５の中途には、水量センサ４８と注湯電磁弁５０とが設けられている。

続いて、熱源装置１の動作について説明する。熱源装置１は、制御手段６０を備えており、制御手段６０によって動作が制御されている。熱源装置１は、従来の一缶二水型の熱源装置と同様に、給湯動作のみを行う給湯単独モードと、風呂３５の湯水の追い焚きのみを行う風呂単独モード（単独加熱モード）と、給湯動作と風呂の追い焚き動作とを同時に行う給湯・風呂併用モードとからなる３つの動作モードを実施可能な構成とされている。以下、各動作モードが選択された場合の熱源装置１の動作について説明する。

（給湯単独モード）
給湯単独モードは、風呂３５内に貯留されている湯水の加熱動作（追い焚き）の停止中に、給湯用の湯水を加熱する運転モードである。制御手段６０は、給水配管４０に設けられた水量センサ４０ａの検知流量が所定の最低作動流量以上であることを条件として給湯栓４６が開栓され、熱源装置１に対して給湯要求が出されたものと判断し、バーナ１０の燃焼領域Ａ，Ｂにおいて燃料の燃焼動作を開始する。給水源から供給された湯水は、燃焼動作に伴って発生し、熱交換器４を通過する燃焼ガスとの熱交換により加熱される。給湯熱交換部６および二次熱交換器２０において加熱された湯水は、給湯・給水バイパス配管４３を介して供給される低温の湯水と混合され、適温に調整された後、給湯栓４６に供給される。

（風呂単独モード）
続いて、熱源装置１が風呂単独モードで動作する場合における湯水および燃焼ガスの流れと、制御方法について説明する。風呂単独モードは、給湯停止中に風呂３５内に貯留されている湯水を熱交換器４において所定の目標温度（以下、必要に応じて目標温度Ｔｇと称す）になるように加熱して風呂３５側に戻し、風呂３５内の湯水を図示しないリモコン等を介して設定された追い焚きの設定温度Ｔｒ（追い焚き設定温度）に加熱する運転モードである。

ここで、風呂単独モードで動作する場合、熱源装置１は、バーナ１０のうち燃焼領域Ａに相当する部位に配された燃焼管８において燃料が燃焼される。一方、風呂単独モードで動作する場合は、給湯運転が実施されないため、給湯流水系統３２や給湯熱交換部６における湯水の流れがない。そのため、図１にハッチングで示すように、給湯熱交換部６のうち、燃焼領域Ａに対して燃焼ガスの流れ方向下流側に相当する部位に滞留している湯水をはじめとして給湯熱交換部６内に滞留している湯水が加熱され過剰に高温になる可能性がある。

また、風呂単独モードで動作する場合、バーナ１０に要求される燃焼量Ｑは、目標温度Ｔｇと、戻り側温度センサ３７ｂによって検知される風呂３５内の湯水の温度（以下、必要に応じて風呂温度Ｔｂと称す）との差（Ｔｇ−Ｔｂ）に基づいて変動する。さらに具体的には、風呂単独モードでの動作時に風呂３５と熱源装置１との間で循環する湯水の循環流量をＷとすると、目標温度Ｔｇとなるように湯水を加熱するのに要する燃焼量Ｑは、Ｑ＝（Ｔｇ−Ｔｂ）×Ｗの関係にある。そのため、目標温度Ｔｇと風呂温度Ｔｂとの温度差が大きい場合は、バーナ１０に要求される燃焼量Ｑが多く、燃焼領域Ａに配された燃焼管８に形成される火炎の長さが長くなる。従って、バーナ１０に要求される燃焼量が大きい場合は、給湯熱交換部６において燃焼領域Ａに対して燃焼ガスの流れ方向下流側に相当する部位に滞留している湯水が過剰に高温になる可能性が高い。

一方、目標温度Ｔｇと風呂温度Ｔｂとの温度差が小さい場合は、バーナ１０に要求される燃焼量Ｑが少なく、燃焼領域Ａに配された燃焼管８に形成される火炎の長さが短い。そのため、バーナ１０に要求される燃焼量Ｑが小さい場合は、給湯熱交換部６において燃焼領域Ａに対して燃焼ガスの流れ方向下流側に相当する部位に滞留している湯水が高温になる可能性が低い。

上記したように、熱源装置１が風呂単独モードで動作する場合は、目標温度Ｔｇと風呂温度Ｔｂとの温度差の大小によって燃焼量Ｑや火炎の長さが変動し、給湯熱交換部６に滞留している湯水が過度に高温になったり、さほど高温にならなかったりする。そのため、風呂温度Ｔｂが低い場合、すなわち追い焚きに要する燃焼量Ｑが高く、燃焼領域Ａに形成される火炎が長くなる場合は、目標温度Ｔｇを高く設定すると給湯熱交換部６内に滞留している湯水が過度に高温になってしまう可能性がある。従って、燃焼量Ｑが高い場合、給湯熱交換部６内に滞留している湯水が過度に高温になるのを防止するためには、目標温度Ｔｇを低い目に設定することが望ましい。

一方、追い焚きに要する燃焼量Ｑが低く、燃焼領域Ａに形成される火炎が短い場合は、目標温度Ｔｇを高く設定しても給湯熱交換部６内に滞留している湯水が過度に高温にならない。また、燃焼量Ｑが低い場合に、目標温度Ｔｇを低く設定すると、追い焚きに要する時間が長引いてしまう。そのため、追い焚きに要する燃焼量Ｑが低い場合は、燃焼量Ｑが高い場合よりも目標温度Ｔｇを高く設定することが望ましい。

そこで、本実施形態の熱源装置１では、図２に示す制御フローに則り、燃焼量Ｑに応じて最適な目標温度Ｔｇを設定し、風呂往き配管３６を介して風呂３５に戻される湯水の温度が目標温度Ｔｇとなるようにバーナ１０における燃焼動作を制御する。すなわち、制御手段６０は、往き側温度センサ３６ａによって検知される湯水の温度（風呂往き温度Ｔｆ）に基づいて、バーナ１０の動作をフィードバック制御する。

図２に示す制御フローについてさらに詳細に説明すると、制御手段６０は、ステップ１において熱源装置１の動作モードが風呂単独モードであるか否かを確認する。すなわち、制御手段６０は、水量センサ４０ａの検知流量が所定の最低作動流量以下である場合、給湯栓４６が閉止された状態であり、熱源装置１に対する給湯要求がないものと判断する。給湯要求がない状態で循環ポンプ３７が作動している場合、制御手段６０は、熱源装置１の動作モードが風呂単独モードであるものと判断し、制御フローをステップ２に進める。

制御フローがステップ２に進むと、風呂３５の湯水を追い焚きの設定温度Ｔｒまで加熱するのに要するバーナ１０の燃焼量Ｑに基づいて目標温度Ｔｇを設定する。さらに具体的には、ステップ２において、制御手段６０は、燃焼量Ｑを燃焼号数で表した出力号数Ｎｑを導出する。そして、制御手段６０は、バーナー１０が燃料領域Ａにおいて燃料を燃焼することにより出力可能な最大燃焼量Ｑｍに相当する最大燃焼号数Ｎｍと、出力号数Ｎｑとの差に補正係数αを乗じて補正温度を導出し、これと所定の基準目標温度Ｔｓとを合算することにより、目標温度Ｔｇを導出する。すなわち、制御手段６０は、予め設定された基準目標温度Ｔｓおよび補正係数α、最大燃焼号数Ｎｍと、出力号数ＮｑとをＴｓ＋α×（Ｎｍ−Ｎｑ）の関係式に代入して導出される値を目標温度Ｔｇとして設定する。

目標温度Ｔｇの設定後、制御手段６０は、制御フローをステップ３に進め、戻り側温度センサ３７によって検知される浴槽３５から熱交換部６側に戻る湯水の温度（風呂温度Ｔｂ）に基づき、バーナ１０の動作をフィードバック制御する。その後、制御手段６０は、ステップ４において風呂温度Ｔｂが追い焚きの設定温度Ｔｒ以上になるまで、バーナ１０の燃焼動作を継続させる。ステップ４において風呂温度Ｔｂが追い焚きの設定温度Ｔｒ以上になったことが確認されると、制御手段６０は制御フローをステップ５に進めてバーナ１０における燃焼動作を停止させる。これにより、風呂単独モードによる一連の動作が完了する。

（給湯・風呂併用モード）
熱源装置１が給湯・風呂併用モードで動作する場合は、バーナ１０を構成する全ての燃焼管８において火炎が形成され、燃焼ガスが発生する。バーナ１０において発生した燃焼ガスは、ガス流路３内を下流側、すなわち上方に向かって流れ、熱交換器４に至る。

一方、給湯・風呂併用モードで動作する場合は、給湯単独モードの場合の湯水の流れと、風呂単独モードの場合の湯水の流れとが組み合わさった状態で湯水が流れる。すなわち、給湯・風呂併用モードでは、風呂３５内の湯水が風呂流水系統３１および風呂熱交換部５を介して風呂３５と熱源装置１との間で循環すると共に、給水配管４０を介して供給された湯水が二次熱交換器２０および給湯熱交換部６を流れ、給湯配管４１を介して外部に排出される。風呂熱交換部５および給湯熱交換部６を通過する湯水は、バーナ１０において発生した燃焼ガスとの熱交換によって加熱され、風呂３５や給湯栓４６に供給される。

上記したように、本実施形態の熱源装置１は、バーナ１０のうち、風呂単独モードで動作する場合に燃焼に供する燃焼領域Ａに配置された燃焼管８の燃焼量の最大値（最大燃焼量Ｑｍ）に相当する最大燃焼号数Ｎｍと出力号数Ｎｑとの差を求め、これに基づいて風呂３５側に送り込まれる湯水の目標温度Ｔｇを導出して燃焼動作を実施する構成とされている。換言すれば、熱源装置１は、風呂単独モードで動作する場合に、バーナ１０に形成される火炎の長さに応じて目標温度Ｔｇを調整して燃焼動作を実施する構成とされている。そのため、熱源装置１は、風呂単独モードで動作する場合であっても、給湯熱交換部６に滞留している湯水が過度に高温になり、次に実施される給湯において高温出湯が起こるのを防止できる。

上記した熱源装置１では、目標温度Ｔｇの導出に際して、最大燃焼量Ｑｍおよび燃焼量Ｑを燃焼号数（最大燃焼号数Ｎｍ、出力号数Ｎｑ）で表し、これらを用いて目標温度Ｔｇを導出する構成であったが、最大燃焼量Ｑｍおよび燃焼量Ｑを燃焼号数に変換せず、そのまま何らかの関係式に代入したり、規則に当てはめるなどして目標温度Ｔｇを設定する構成としてもよい。また、熱源装置１では、上記した関係式に基づいて目標温度Ｔｇを導出するものであったが、例えば燃焼量Ｑに基づき、所定の規則に則って目標温度Ｔｇを多段階に設定可能な構成としてもよい。

熱源装置１は、従来公知の熱源装置のように熱交換器４を構成する給湯熱交換部６の受熱管６やベンド管１６に、給湯熱交換部６あるいはこの内部に滞留している湯水の温度を検知するための温度センサを設ける必要がない。そのため、熱源装置１は、従来公知の熱源装置と同様に、図３（ａ）に示すように正面側が開口し、背面側が閉塞されたケース７１（収容部）と、この開口部分７１ａを閉塞するフロントパネル７２（閉塞部）とを組み合わせて形成される本体ケース７０に、収容部７１の開口部分７１ａから風呂熱交換部５と給湯熱交換部６との重複部分に相当する部位が見えるように缶体７を収容し、フロントパネル７２（閉塞部）で閉塞した構成であってもよい。また、熱源装置１は、図３（ｂ）のように、正面側が開口し、背面側が閉塞されたケース７６（収容部）と、この開口部分７６ａを閉塞するフロントパネル７７（閉塞部）とを組み合わせて形成される本体ケース７５に、風呂熱交換部５と給湯熱交換部６との重複部分がケース７６の背面側に向くように缶体７を収容した構成としてもよい。すなわち、熱源装置１は、ケース７６からフロントパネル７７を取り外すだけでは手や工具等が入らない位置に風呂熱交換部５と給湯熱交換部６との重複部分が配された構成であってもよい。そのため、熱源装置１は、従来公知の熱源装置に比べて熱交換手段４やバーナ１０等の機器類や、これらを組み合わせて構成される缶体７のレイアウトの自由度が高い。

上記した熱源装置１は、追焚き用の風呂熱交換部５の設置領域と給湯用の給湯熱交換部６の設置領域とが一部で重複する構成であったが、本発明はこれに限定されるものではなく、全領域において重複する構成であってもよい。

また、上記実施形態の熱源装置１は、風呂流水系統３１を介して湯水を循環させることにより、風呂３５内の湯水を加熱するものであったが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば風呂３５に代わって湯水や熱媒体等の液体を貯留する貯留タンクを設け、この貯留タンクに貯留される液体を加熱するものとしたり、暖房端末に湯水を供給される液体を加熱するものであってもよい。また、上記実施形態の熱源装置１は、給湯流水系統３２を介して外部の給水源から供給された湯水を加熱し、この湯水を給湯栓４６に供給するものであったが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば別の用途に使用される液体を加熱するものであってもよい。

上記した熱源装置１は、給湯に使用される湯水を加熱する熱交換部５と風呂３５の追焚き用の熱交換部６とを単一のガス流路３の中途に設けた、いわゆる１缶２水型の熱源装置であるが、本発明はこれに限定されるものではなく、ガス流路３内にさらに別の熱交換部を設けた構成としてもよい。

上記した熱源装置１は、単一の熱交換手段４をガス流路３の中途に設けたものであるが、ガス流路３内を流れる燃焼ガスの流れ方向に熱交換手段を多段に設けて構成される潜熱回収型と称される熱源装置であってもよい。

本発明の一実施形態である熱源装置の作動原理図である。 図１に示す熱源装置が風呂単独モードで動作する場合のフローチャートである。 （ａ），（ｂ）はそれぞれ図１に示す熱源装置の構造を概念的に示す斜視図である。

１ 熱源装置
２ 燃焼部
３ ガス流路
４ 熱交換手段
５ 風呂熱交換部（第１熱交換部）
６ 給湯熱交換部（第２熱交換部）
８ 燃焼管
１０ バーナ
３５ 風呂（第１の熱負荷手段）
４６ 給湯栓（第２の熱負荷手段）
７０，７５ 外装ケース
７１，７６ ケース（収容部）
７１ａ，７６ａ 開口部分
７２，７７ フロントパネル（閉塞部）
Ａ，Ｂ 燃焼領域
Ｔｇ 目標温度（供給目標温度）
Ｔｒ 設定温度（追い焚き設定温度）
Ｔｂ 風呂温度
Ｔｆ 風呂往き温度
Ｔｓ 基準目標温度
Ｎ 出力号数
Ｎｍ 最大燃焼号数
Ｎｑ 出力号数
Ｑ 燃焼量
α 補正係数

Claims (4)

1. 燃焼バーナと、燃焼バーナにおいて発生した燃焼ガスが流れるガス流路と、熱交換手段とを有し、
   前記熱交換手段が、第１の熱負荷手段に供給される液体を加熱するための第１熱交換部と、第２の熱負荷手段に供給される液体を加熱するための第２熱交換部とを備え、第１熱交換部の設置領域と第２熱交換部の設置領域とが燃焼ガスの流れ方向に少なくとも一部が重複するように配置されたものであり、
   第２の熱負荷手段に対する液体の供給停止時に、第１の熱負荷手段たる風呂に貯留された液体を所定の設定温度になるように加熱する風呂単独加熱モードで動作することを条件として、第１の熱負荷手段たる風呂に供給される液体の温度が所定の供給目標温度となるように、燃焼バーナにおける燃焼量が調整され、
   前記供給目標温度は、風呂単独加熱モードでの動作時に燃焼バーナが出力可能な最大燃焼量と、燃焼バーナの燃焼量との差に基づいて設定されるものであって、前記燃焼量の差が小さいほど供給目標温度は低く設定されることを特徴とする熱源装置。
2. 燃焼バーナの燃焼量が燃焼号数に基づいて判断され、
   供給目標温度が、予め設定された所定の基準目標温度に対して、補正温度を加えて導出されるものであり、
   補正温度が、風呂単独加熱モードでの動作時に燃焼バーナが出力可能な最大燃焼量に相当する最大燃焼号数と、燃焼バーナの燃焼量に相当する実燃焼号数との差に所定の補正係数を乗じて導出されるものであり、前記燃焼号数の差が小さいほど供給目標温度は低く設定されることを特徴とする請求項１に記載の熱源装置。
3. 前記熱源装置は、浴槽内に貯留される湯水を所定の追い焚き設定温度になるように加熱する追い焚き運転と、給湯に使用される湯水を加熱する給湯運転とを実施可能なものであり、
   実燃焼号数が、浴槽から第１熱交換部に入る湯水の温度および追い焚き設定温度に基づいて導出される燃焼バーナの燃焼量に相当する燃焼号数であることを特徴とする請求項２に記載の熱源装置。
4. 少なくとも背面側が閉塞され、正面側に開口部を有する収容部と、当該収容部の開口部を閉塞する閉塞部とを備えた外装ケースを有し、当該外装ケースの内部に燃焼バーナと、燃焼バーナにおいて発生した燃焼ガスが流れるガス流路と、熱交換手段とが収容されており、
   熱交換手段が、第１熱交換部と第２熱交換部との設置領域の重複部分が収容部の背面側に位置するように収容されていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の熱源装置。

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