JP4700583B2

JP4700583B2 - 燃焼装置

Info

Publication number: JP4700583B2
Application number: JP2006251647A
Authority: JP
Inventors: 和成田口
Original assignee: Rinnai Corp
Current assignee: Rinnai Corp
Priority date: 2006-09-15
Filing date: 2006-09-15
Publication date: 2011-06-15
Anticipated expiration: 2026-09-15
Also published as: JP2008070092A

Description

本発明は、熱交換器で生成されたドレンの中和処理を行う中和器のメンテナンス時期を判定する機能を備えた燃焼装置に関するものである。

従来の燃焼装置において、熱交換器で生成されるドレンの量をバーナの燃焼量から予測することによって中和器に装填された中和剤の消費量を推定し、その交換や補充等のメンテナンス時期を知らせるものがある（例えば、特許文献１参照）。

図７は、上記従来の燃焼装置として例示する給湯器９の断面概略図である。
給湯器９は、入水管Ｌ１から水が供給される熱交換器９１と、ガスの燃焼排気を生成して熱交換器９１を加熱するバーナ９２と、バーナ９２へ燃焼用の空気を送り込むファン９３と、熱交換器９１で生成されるドレンの中和処理を行う中和器９４と、バーナ９２の点火・消火やファン９３の動作等を制御する制御部９５とを備えている。

熱交換器９１は、バーナ９２から放出される燃焼排気中の顕熱を回収する主熱交換部９１ａと、燃焼排気中の潜熱を回収する副熱交換部９１ｂとを有している。
制御部９５は、図示しないが、バーナ９２の燃焼時間を計測するタイマと、上記燃焼時間にバーナ９２の単位時間あたりの燃焼熱量を乗じた値を積算記憶するメモリと、給湯器９全体の動作を制御するマイクロコンピュータとを備えており、給湯器９の動作を遠隔操作するためのリモートコントローラＲと電気的に接続されている。

また、給湯器９内には、熱交換器９１およびバーナ９２を覆う内部ケース９００が設けられており、その内部には、副熱交換部９１ｂで生成されたドレンを受けて中和器９４へ導くドレン受け部９０１が形成されている。
このものでは、リモートコントローラＲの運転スイッチ（図示しない）をオンにした後、風呂や蛇口から出水が開始され、流量センサ（図示しない）によって出水が検知されると、制御部９５によってファン９３が駆動されるとともに、バーナ９２へガスが供給され、点火される。

バーナ９２から発生した燃焼排気は、熱交換器９１の主熱交換部９１ａおよび副熱交換部９１ｂを通過して給湯器９外へ放出されるが、このとき、副熱交換部９１ｂの吸熱管やフィン（図示しない）の表面には、燃焼排気中の潜熱を回収する際に強酸性のドレンが発生する。このドレンは、ドレン受け部９０１によって中和器９４へ回収され、中和器９４内に装填された中和剤９４１で中和されて給湯器９外へ排出される。

一方、制御部９５に内蔵されたタイマは、バーナ９２が点火された時点で、その燃焼時間の計測を開始する。
そして、運転スイッチがオフにされると、制御部９５によってバーナ９２が消火されるとともに、計測された燃焼時間とバーナ９２の単位時間あたりの燃焼熱量とを乗じた値を算出し、メモリに記憶する。

このようにして、バーナ９２の点火・消火ごとに算出された値を上記メモリへ積算していき、この積算値が、予め設定された中和剤の寿命に対応する基準値に達した場合には、リモートコントローラＲに中和器９４のメンテナンス時期である旨の表示や音声等を出力させる。
特許第３６７５２２５号公報特許第３４３５２９６号公報

副熱交換部９１ｂで発生する上記ドレンの量は、入水管Ｌ１から副熱交換部９１ｂへ供給される水の温度によって増減する（例えば、夏場は入水温が高いので全体的な凝結量は少なく、冬場は入水温が低いので全体的な凝結量は多い）。しかしながら、上記従来のものでは、副熱交換部９１ｂへ供給される水の温度が考慮されていないため、演算したドレン生成量と実際のドレン生成量との誤差が大きくなり、中和器のメンテナンス時期の判定精度が悪くなるおそれがあった。

本発明は係る点に鑑みてなされたもので、
『燃焼排気を生成するバーナと、入水管から供給された水へ前記燃焼排気の顕熱および潜熱を回収させて出湯管へ送出する熱交換器と、熱交換器で潜熱を回収する際に発生するドレンの中和処理を行う中和器と、中和器のメンテナンス時期が到来したことを判定する判定手段と、前記メンテナンス時期が到来した時点で報知信号を出力する信号出力手段とを備えた燃焼装置』において、中和器のメンテナンス時期の判定精度を向上させた燃焼装置を提供することを課題とする。

上記課題を解決するための請求項１に係る発明の技術的手段は、
『熱交換器の入水温が低い場合は、入水温が高い場合に比べて前記報知信号の出力時期を早める補正を実行する第１補正手段を備え、
前記判定手段は、バーナの燃焼熱量相当値を所定時間毎に積算した値が基準となる値まで増加した時を前記メンテナンス時期であると判定し、前記信号出力手段によって前記報知信号を出力させ、
前記第１補正手段は、前記入水温が低くなるに従って結果的に前記積算した値が大きくなるようにすることで、前記報知信号の出力時期を早め、
前記積算した値の大きくなる度合は、前記入水温が低くなるほど小さくなることを特徴とする』ことである。

熱交換器への入水温が低い場合は、熱交換器への入水温が高い場合に比べて多くのドレンが熱交換器で生成されるが、上記技術的手段によれば、判定手段は、バーナの燃焼熱量相当値を所定時間毎に積算した値が基準となる値まで増加した時点を、中和器のメンテナンス時期と判定し、信号出力手段によって報知信号を出力させる。一方、第１補正手段は、熱交換器への入水温が低くなるに従って結果的に上記積算した値が大きくなるような補正を実行する。

即ち、熱交換器への入水温が低く、ドレンの生成量が多くなる場合は、バーナの燃焼熱量相当値を所定時間毎に積算した値が結果的に大きくなるような補正が、第１補正手段によって行われる。この結果、上記報知信号の出力時期が早くなる。
一方、熱交換器への入水温が高い場合は、上記と逆の作用により、上記報知信号の出力時期が遅くなる。

請求項２に係る発明の技術的手段は、
前記請求項１において、
『前記第１補正手段は、前記入水温が低くなるに従って大きくなる補正係数を用いて前記燃焼熱量相当値を大きくする補正を行い、前記積算した値が大きくなるようにし、
前記補正係数の大きくなる度合は、前記入水温が低くなるほど小さくなることを特徴とする』ものである。
ドレンの生成量は、熱交換器の入水温が低くなるに従って多くなる関係にあるが、上記技術的手段によれば、上記入水温に応じたドレン生成量の実測データから補正係数を導き出し、その補正係数を用いて上記積算した値が大きくなるように補正することが可能である。

請求項３に係る発明の技術的手段は、
前記請求項１または２において、
『バーナに供給されるガスの種類を入力するガス種入力手段と、
水素成分の多いガス種が前記ガス種入力手段によって入力された場合は、水素成分の少ないガス種が入力された場合に比べて前記報知信号の出力時期を早める補正を実行する第２補正手段とを備え、
前記第２補正手段は、前記入力されたガス種の水素成分が多いほど結果的に前記積算した値が大きくなるようにすることで、前記報知信号の出力時期を早めることを特徴とする』ものである。
上記技術的手段によれば、ガス種入力手段で水素成分の多いガス種が入力された場合は、バーナの燃焼熱量相当値を所定時間毎に積算した値が結果的に大きくなるような補正が、第２補正手段によって行われる。この結果、中和器のメンテナンス時期を示す報知信号の出力時期が、水素成分の少ないガス種が入力された場合に比べて早くなる。従って、上記報知信号の出力時期を、使用するガスの種類に応じて早めたり遅らせたりできる。

本発明は、上記構成であるから次の特有の効果を有する。
上記第１補正手段を備えたことによって、中和器のメンテナンス時期が到来したことを示す報知信号の出力時期を、熱交換器への入水温に応じて早めたり遅らせたりできるから、入水温を考慮しない既述従来のものに比べて、中和器のメンテナンス時期の判定精度が向上する。
この効果は、熱交換器への入水温が高い状態で使用されることが多く、それによって実際のドレン生成量が比較的少なくなりやすい排熱利用式やソーラ温水式の燃焼装置で特に有用である。

また、ドレンを中和する中和剤の寿命に対応した上記報知信号の出力時期を演算により補正できるから、中和器へ回収されるドレンの量を実測する装置や、ドレンを中和する中和剤の量を実測する装置を設ける必要がない。従って、燃焼装置全体の構成を簡素化できる。

請求項２に係る発明では、実際のドレンの生成量に対応した補正係数を用いて上記積算した値を補正することが可能であるから、中和器のメンテナンス時期の判定精度が一層向上する。

請求項３に係る発明では、中和器のメンテナンス時期を示す報知信号の出力時期を、熱交換器の入水温に加えて、使用するガスの種類に応じても早めたり遅らせたりできるから、中和器のメンテナンス時期の判定精度が一層向上する。

次に、上記した本発明を実施するための最良の形態について、添付図面を参照しながら詳述する。
図１は、本発明の実施の形態に係る燃焼装置として例示するコンデンシング式の給湯器１の概略構成図であり、図２は、後述する中和器１４のメンテナンス時期を判定する制御部１５の作動フローチャートである。以下、各部の詳細を説明する。

図１に示すように、給湯器１は、入水管Ｌ１から水が供給される熱交換器１１と、ガス供給管Ｇ１から供給されるガスの燃焼排気によって熱交換器１１を加熱するバーナ１２と、バーナ１２へ燃焼用の空気を送り込むファン１３と、後述する副熱交換部１１ｂで生成されたドレンの中和処理を行う中和器１４と、バーナ１２の点火・消火やファン１３の動作等を制御する制御部１５と、使用するガスの種類を制御部１５へ手動で入力するガス種入力スイッチ１６とを備えている。
尚、上記「ガス種入力スイッチ１６」が、既述請求項３の発明特定事項としての「ガス種入力手段」に対応する。

また、給湯器１は、上記熱交換器１１およびバーナ１２を覆う内部ケース１００を備えており、その内部ケース１００内には、後述する副熱交換部１１ｂで生成されたドレンを受けて中和器１４へ導くドレン受け部１０１が形成されている。

熱交換器１１は、バーナ１２から放出される燃焼排気中の顕熱を回収する主熱交換部１１ａと、燃焼排気中の潜熱を回収する副熱交換部１１ｂとを有している。
上記副熱交換部１１ｂの入口側と入水管Ｌ１とを繋ぐ入水路１１１には、その入水路１１１内を流れる水の単位時間あたりの流量を検知する流量センサ１１４と、副熱交換部１１ｂの入口側の水温（以下、「入水温」という）を検知する入水温センサ１１５とが設けられており、上記主熱交換部１１ａの出口側と出湯管Ｌ２とを繋ぐ出湯路１１２には、後述するバイパス通路１１７との合流点の下流側の水温を検知する出湯温センサ１１６が設けられている。

また、上記入水路１１１と出湯路１１２との間には、それら入水路１１１と出湯路１１２と繋ぐバイパス通路１１７が設けられており、そのバイパス通路１１７と入水路１１１との分岐点には、上記出湯路１１２へ入水管Ｌ１からの水を合流させる混合弁１１３が配設されている。
尚、出湯管Ｌ２の下流側は、風呂Ｐ１や蛇口Ｐ２等の温水供給部Ｐへ繋がっている。
バーナ１２は、ガス供給管Ｇ１へ繋がるガス通路１２１に接続されており、そのガス通路１２１には、元弁１２２およびガス量調整用の比例弁１２３がこの順序で上流側から配設されている。

ファン１３は、内部ケース１００の下面開口部に連結されており、バーナ１２へ空気を送り込む。
中和器１４は、その中和槽１４０内にドレンを中和する中和剤１４１が装填されたものであり、中和槽１４０の入口側には、上記ドレン受け部１０１から延びるドレン管１４２が連結されており、中和槽１４０の出口側には、ドレン排水管１４３が連結されている。
制御部１５は、上記混合弁１１３や流量センサ１１４、入水温センサ１１５、熱交換器出湯温センサ１１６、元弁１２２、比例弁１２３、ガス種入力スイッチ１６等と電気的に接続されており、図２に示す作動フローチャートを実行するマイクロコンピュータやメモリ等（図示しない）で構成されている。また、制御部１５には、ガス種入力スイッチ１６で設定されるガス種とこれに応じてバーナ１２の燃焼熱量Ｑａを補正する係数（以下、「ガス係数」という）ｄ２との関係を示す対応リスト（図３参照）のデータと、入水温センサ１１５の検知する入水温に応じてバーナ１２の燃焼熱量Ｑａを補正する係数（以下、「入水温係数」という）ｄ１を算出する演算式とが格納されている。

さらに、制御部１５には、給湯器１の動作を遠隔操作するためのリモートコントローラＲが電気的に接続されており、リモートコントローラＲに設けられた運転スイッチＳＷの操作に応じて制御部１５の各制御動作が実行される。
このものでは、後述する出湯運転を開始すると、バーナ１２から発生した燃焼排気は、上記主熱交換部１１ａ、副熱交換部１１ｂの順に通過し、給湯器１外へ排出される。

このとき、主熱交換部１１ａでは、副熱交換部１１ｂから流れる水へ燃焼排気中の顕熱を回収させ、副熱交換部１１ｂでは、入水路１１１から供給される水へ燃焼排気中の潜熱を回収させる。そしてその際、副熱交換部１１ｂの吸熱管やフィン（図示しない）の表面には、強酸性の凝結水、所謂、ドレンが生成される。

副熱交換部１１ｂで発生した上記ドレンは、ドレン受け部１０１へ滴下し、ドレン管１４２を通って中和器１４の中和槽１４０へ回収される。そして、中和槽１４０内の中和剤１４１によって中和された後、ドレン排水管１４３から給湯器１外へ排出される。

一方、中和剤１４１は、上記ドレンとの中和反応に比例して徐々に減少するが、この減少量に対応するドレンの生成量は、以下に詳述する中和剤１４１の寿命監視動作によって監視されており、ドレンの生成量が所定値に到達した場合は、中和剤１４１の交換や補充をする中和器１４のメンテナンス時期であることをリモートコントローラＲで報知させる。

［制御動作の実際］
次に、制御部１５における中和剤１４１の寿命監視動作を図２の作動フローチャートに従って説明する。
まず、給湯器１を作動させる前に、上記ガス種入力スイッチ１６によって、使用するガスの種類を選択しておく。
尚、メモリに記憶された値（後述する補正後の燃焼熱量Ｑｓの積算値）Ｍ１は、出荷時等の初期状態において０に設定されている（ＳＴ１）。

そして、リモートコントローラＲの運転スイッチＳＷがオンにされた後、風呂Ｐ１や蛇口Ｐ２等の温水供給部Ｐから出水が開始され、流量センサ１１４の検知流量がバーナ１２の最低燃焼量に基づいて定められた最低作動流量以上の値を示すと、制御部１５は、ファン１３を設定回転数で回転させる。また、点火プラグ（図示しない）に火花放電させた後、ガス通路１２１の元弁１２２を開くとともに比例弁１２３を設定開度まで開放し、バーナ１２を点火させる。そして、出湯温センサ１１６の検知温度が設定温度（例えば、４５℃）になるように、バーナ１２の燃焼量を調整する比例弁１２３およびバイパス通路１１７への供給水量を調整する混合弁１１３の開度を制御する出湯運転が実行される（ＳＴ２〜ＳＴ４）。

また、上記ガス種入力スイッチ１６で選択された入力情報に基づき、制御部１５に格納された対応リストからバーナ１２の燃焼熱量Ｑａを補正するガス係数ｄ２が設定される（ＳＴ５）。

具体的には、副熱交換部１１ｂの表面に凝結されるドレンの生成量は、ガス中に含まれる重炭化水素（Ｃ_ｍＨ_ｎ）やメタン（ＣＨ_４）等の水素化合物および水素単体（Ｈ_２）の量、即ち、酸化反応によって水を生成する水素成分の量に応じて増減する。従って、標準となるガス種（例えば、１３Ａ）を使用する場合の最大燃焼時におけるドレン生成量を基準（１００％）とし、ガス種入力スイッチ１６にて標準より水素成分の多いガス種（例えば、１２Ａ）が選択されている場合は、バーナ１２の燃焼熱量Ｑａを所定の割合だけ増加させた値に補正するガス係数ｄ２（例えば、１．０２）を設定し、標準値より水素成分の少ないガス種（例えば、６Ａ）が選択されている場合は、バーナ１２の燃焼熱量Ｑａを所定の割合だけ減少させた値に補正するガス係数ｄ２（例えば、０．９６）を設定する（図３参照）。

次に、メモリに記憶された値Ｍ１が、中和剤１４１の寿命に対応する値として設定された基準値Ｓ１（例えば、１１０×１０^６ｋｃａｌ）に到達したか否かが判定される（ＳＴ６）。
尚、上記「基準値Ｓ１」が、既述請求項２の発明特定事項としての「基準となる値」に対応し、上記ステップＳＴ６における「メモリに記憶された値Ｍ１が基準値Ｓ１に到達したか否かを判定する」制御部１５の機能部が、既述請求項２の発明特定事項としての「判定手段」に対応する。

ここで、メモリに記憶された値Ｍ１は、上記ステップＳＴ１にて０に設定されており、上記基準値Ｓ１に到達していないので、かかる場合は、所定時間（例えば、１０秒）経過後、制御部１５に格納された演算式からバーナ１２の燃焼熱量Ｑａを補正する入水温係数ｄ１が算出される（ＳＴ７〜ＳＴ８）。

具体的には、副熱交換部１１ｂの吸熱管やフィンの表面に凝結されるドレンの生成量Ｄは、ドレン生成量Ｄの実測値（図４（ａ）参照）より得られた入水温ｔとドレン生成量Ｄとの関係を示す近似式（図４（ｂ）参照）から導き出すことができ、その近似式によって導き出されたドレン生成量Ｄの近似値に１／１００を乗じた値が上記入水温係数ｄ１として算出される。

従って、入水温ｔが１５℃の時の最大燃焼時におけるドレン生成量Ｄを基準（１００％）とした場合、入水温ｔが５℃の時は、上記近似式によって基準値より多いドレン生成量Ｄの近似値（例えば、１１６％）が導き出され、バーナ１２の燃焼熱量Ｑａを標準より所定の割合だけ増加させた値に補正する入水温係数ｄ１（例えば、１．１６）が算出される。また、入水温ｔが２５℃の時は、上記近似式によって基準値より少ないドレン生成量Ｄの近似値（例えば、８２％）が導き出され、バーナ１２の燃焼熱量Ｑａを標準より所定の割合だけ減少させた値に補正する入水温係数ｄ１（例えば、０．８２）が算出される（図４（ａ）および（ｂ）参照）。尚、上述したように、入水温係数ｄ１は、入水温ｔが低くなるほど大きくなるが、その大きくなる度合は、図４（ｂ）に示したように、入水温ｔが低くなるほど小さくなる。

そして、比例弁１２３へ供給する作動電流（開弁度合を示す電流）の大きさに基づいて算出されるバーナ１２の上記所定時間（例えば、１０秒）における燃焼熱量Ｑａ（例えば、１００ｋｃａｌ）へ上記入水温係数ｄ１およびガス係数ｄ２を乗じた値（以下、「補正後の燃焼熱量」という）Ｑｓを算出し、その補正後の燃焼熱量Ｑｓをメモリに記憶されている値（上記所定時間経過前の値）Ｍ１へ積算して記憶しなおす（ＳＴ９〜ＳＴ１０）。

このとき、運転スイッチＳＷがオフにされておらず、流量センサ１１４の検知流量も上記最低作動流量以上の値が維持されておれば、上記メモリに記憶されている補正後の燃焼熱量Ｑｓの積算値Ｍ１が、上記基準値Ｓ１に到達したか否かが再度判定される（ＳＴ１１〜ＳＴ１２，ＳＴ６）。そして、上記積算値Ｍ１が基準値Ｓ１に到達していない場合は、再び、上記ＳＴ７からＳＴ１０に示した制御動作が実行される。即ち、燃焼熱量Ｑａに入水温係数ｄ１およびガス係数ｄ２を乗じて補正後の燃焼熱量Ｑｓを算出し、その補正後の燃焼熱量Ｑｓをメモリに記憶された積算値Ｍ１へさらに積算記憶しなおす演算が、所定時間（ここでは、１０秒）毎に実行される。

尚、上記「所定時間」が、既述請求項１の発明特定事項としての「所定時間」に対応し、上記「燃焼熱量Ｑａ」が、既述請求項１の発明特定事項としての「燃焼熱量相当値」に対応し、上記「積算値Ｍ１」が、既述請求項１の発明特定事項としての「積算した値」に対応する。また、上記「入水温係数ｄ１」が、既述請求項２の発明特定事項としての「補正係数」に対応し、上記ステップＳＴ９から１０における「バーナ１２の所定時間における燃焼熱量Ｑａへ入水温係数ｄ１を乗じ、その補正後の燃焼熱量Ｑｓをメモリに記憶されている値Ｍ１へ積算して記憶しなおす」制御部１５の機能部が、既述請求項２の発明特定事項としての「第１補正手段」に対応し、上記ステップＳＴ９から１０における「バーナ１２の燃焼熱量Ｑａにガス係数ｄ２を乗じ、その補正後の燃焼熱量Ｑｓをメモリに記憶されている値Ｍ１へ積算して記憶しなおす」制御部１５の機能部が、既述請求項３の発明特定事項としての「第２補正手段」に対応する。

上記ステップＳＴ１１にて、運転スイッチＳＷがオフにされた場合は、制御部１５によって元弁１２２を閉じてバーナ１２を消火し、出湯運転が停止される。そして、再び運転スイッチＳＷがオンにされるのを待機し（ＳＴ１１，ＳＴ１３，ＳＴ２）、運転スイッチＳＷがオンにされた場合は、再び、上記ステップＳＴ３以降の制御動作が実行される。

一方、上記ステップＳＴ１２にて、温水供給部Ｐでの出水が停止され、流量センサ１１４の検知流量が上記最低作動流量以上の値を示さなくなった場合も同様に、出湯運転が停止される（ＳＴ１４）。そして、再び温水供給部Ｐから出水が開始され、流量センサ１１４の検知流量が上記最低作動流量以上の値を示すのを待機し（ＳＴ３）、その後、再び流量センサ１１４の検知流量が上記最低作動流量以上の値を示した場合は、上記ステップＳＴ４以降の制御動作が実行される。

このように、メモリに記憶される補正後の燃焼熱量Ｑｓの積算値Ｍ１が、中和剤１４１の寿命を示す基準値Ｓ１に到達するまで、上記制御動作が繰り返される。即ち、燃焼熱量Ｑａを補正係数ｄ１，ｄ２で補正した値Ｑｓを、実際に中和槽１４０へ回収されるドレンの量に対応させて、中和剤１４１の寿命を監視している。

上記ステップＳＴ６にて、補正後の燃焼熱量Ｑｓの積算値Ｍ１が基準値Ｓ１以上になった場合は、リモートコントローラＲの表示部および音声出力部（図示しない）へ中和器１４のメンテナンス時期を示す信号（以下、「中和器エラー信号」という）を出力する（ＳＴ１５）。

尚、上記「中和器エラー信号」が、既述請求項１の発明特定事項としての「報知信号」に対応し、上記ＳＴ６およびＳＴ１５における「積算値Ｍ１が基準値Ｓ１以上になった場合は、中和器エラー信号を出力する」制御部１５の機能部が、既述請求項１の発明特定事項としての「信号出力手段」に対応する。

そして、中和槽１４０内の中和剤１４１が交換もしくは補充され、給湯器１に設けられたリセットスイッチ（図示しない）が押されると、上記中和器エラー信号の出力を停止するとともに、メモリに記憶された積算値Ｍ１を０に戻す（ＳＴ１６〜ＳＴ１８）。

このものでは、上述のとおり、制御部１５の入水温係数ｄ１を算出する機能部によって、入水温センサ１１５が標準値より低い水温を検知した場合は、上記近似式からその水温に対応した標準より大きい入水温係数ｄ１が導き出され、燃焼熱量Ｑａを所定の割合だけ増加させる補正が実行される。また、入水温センサ１１５が標準値より高い水温を検知した場合は、上記近似式からその水温に対応した標準より小さい入水温係数ｄ１が導き出され、燃焼熱量Ｑａを所定の割合だけ減少させる補正が実行される。

即ち、基準値Ｓ１と比較される積算値Ｍ１が、熱交換器１１への入水温に応じて調整される。換言すれば、リモートコントローラＲへ中和器エラー信号を出力する時期が、熱交換器１１への入水温に応じて早くなったり遅くなったりする。これにより、中和器１４のメンテナンス時期を精度良く判定できる。

さらに、制御部１５のガス係数ｄ２を設定する機能部によって、ガス種入力スイッチ１６にて標準より水素成分の多いガス種（例えば、１２Ａ）が選択された場合は、燃焼熱量Ｑａを所定の割合だけ増加させる補正が実行され、ガス種入力スイッチ１６にて標準より水素成分の少ないガス種（例えば、６Ａ）が選択された場合は、燃焼熱量Ｑａを所定の割合だけ減少させる補正が実行される。

即ち、基準値Ｓ１と比較される積算値Ｍ１が、バーナ１２で使用するガスの種類に応じて調整される。換言すれば、リモートコントローラＲへ中和器エラー信号を出力する時期が、バーナ１２で使用するガスの種類に応じて早くなったり遅くなったりする。これにより、中和器１４のメンテナンス時期を一層精度良く判定できる。

また、中和器エラー信号の出力時期は、比例弁１２３へ供給する作動電流の大きさから算出される燃焼熱量Ｑａに基づいて判定されるから、中和器１４へ回収されるドレンの量を実測する装置や、ドレンを中和する中和剤１４１の量を実測する装置を設ける必要がない。従って、給湯器１全体の構成を簡素化できる。

さらに、積算値Ｍ１は、入水温ｔとドレン生成量Ｄの実測値との関係を示す近似式から導き出された入水温係数ｄ１を用いて調整されるから、中和器１４のメンテナンス時期を一層精度良く判定できる。

［その他］
尚、上記実施の形態では、給湯器１で使用するガス種は、ガス種入力スイッチ１６によって手動で入力するものであるが、ガス種を自動的に判別するガス種判別手段を備え、このガス種判別手段によって自動で判別されたガス種に応じて、燃焼熱量Ｑａを所定の割合だけ増減させる補正が実行されるものであっても良い。

また、中和器１４のメンテナンス時期は、リモートコントローラＲで報知させるものであるが、給湯器１の本体に設けたエラー報知部から報知させるものであっても良い。
さらに、燃焼熱量Ｑａは、比例弁１２３へ供給する作動電流に基づいて算出されているが、出湯温センサ１１６が示す検知温度（出湯路１１２とバイパス通路１１７との合流点の下流側の水温）と入水温センサ１１５が示す検知温度（副熱交換部１１ｂの入口側の水温）との差に、流量センサ１１４が示す検知流量（入水路１１１内を流れる単位時間あたりの水量）を乗じ、本給湯器１の熱効率で除した値に基づいて算出しても良い。

一方、中和器エラー信号の出力時期は、バーナ１２の燃焼熱量Ｑａを入水温係数ｄ１およびガス係数ｄ２によって補正することで補正されているが、入水温係数ｄ１のみで補正するものであっても良いし、入水温係数ｄ１およびガス係数ｄ２によって算出した値を基準値Ｓ１から増減させることで補正するものであっても良い。

さらに、上記実施の形態では、バーナ１２の燃焼熱量Ｑａの積算値Ｍ１を実際のドレン生成量に対応させ、その燃焼熱量Ｑａを入水温係数ｄ１およびガス係数ｄ２によって補正することで、中和器エラー信号の出力時期を補正しているが、ガス通路１２１を流れるガスの流量の積算値を実際のドレン生成量に対応させ、そのガス流量を入水温係数ｄ１およびガス係数ｄ２によって補正することで、中和器エラー信号の出力時期を補正するものであっても良いし、上記燃焼熱量Ｑａに対応した燃焼熱量相当値を予め取り決めて（例えば、燃焼熱量Ｑａが１００〜１９９ｋｃａｌの範囲である場合を１０、２００〜２９９ｋｃａｌの範囲である場合を２０）その積算値を実際のドレン生成量に対応させ、上記燃焼熱量相当値を補正することで、中和器エラー信号の出力時期を補正するものであっても良い。また、バーナ１２の単位時間当たりの燃焼熱量に所定時間（例えば、１０秒）を乗じた値の積算値を実際のドレン生成量に対応させたものであって、上記所定時間を補正することで、中和器エラー信号の出力時期を補正するものであっても良い。

また、図５に示す給湯器１Ｅのように、ガス通路１２１にバーナ１２でのガス使用量を計測するガスメータ１２４を設け、このガスメータ１２４が示す値（以下、「カウント値」という）Ｃから入水温係数ｄ１およびガス係数ｄ２に基づいて算出した補正値の積算値を加減することで、中和器エラー信号の出力時期を補正するものであっても良い。
具体的には、給湯器１Ｅの制御部１５Ｅは、図６に示す作動フローチャートを実行するマイクロコンピュータやメモリ等（図示しない）で構成されており、以下の制御動作によって中和器１４のメンテナンス時期を判定する。

まず、給湯器１Ｅを作動させる前に、上記ガス種入力スイッチ１６によって、使用するガスの種類を選択しておく。
尚、上記カウント値Ｃ、メモリに記憶された値（後述する補正値ａの積算値）Ｍ２および（後述する所定時間経過前のカウント値）Ｍｃは、出荷時等の初期状態において０に設定されている（ＳＴ１０１）。

そして、リモートコントローラＲの運転スイッチＳＷがオンにされた後、風呂Ｐ１や蛇口Ｐ２から出水が開始され、流量センサ１１４の検知流量が最低作動流量以上の値を示すと、制御部１５Ｅによって、上記実施の形態におけるステップＳＴ２からＳＴ５と同様の制御動作が実行される（ＳＴ１０２〜ＳＴ１０５）。

また、出湯運転が開始されると、ガスメータ１２４によってバーナ１２でのガス使用量の計測が開始される。
次に、そのガスメータ１２４が示すカウント値Ｃからメモリに記憶された値Ｍ２を差し引いた値が、中和剤１４１の寿命に対応する値として設定された基準値Ｓ２（例えば、１１０×１０^６ｋｃａｌ）に到達したか否かが判定される（ＳＴ１０６）。

ここで、カウント値Ｃおよびメモリに記憶された値Ｍ２は、上記ステップＳＴ１０１にてそれぞれ０に設定されており、出湯開始初期段階においてはその差が基準値Ｓ２に到達していないので、かかる場合は、所定時間（例えば、１０秒）経過後、後述する補正値ａを算出するための入水温係数ｄ１を、上記実施の形態におけるステップＳＴ７およびＳＴ８と同様に算出する（ＳＴ１０７〜ＳＴ１０８）。

そして、上記所定時間（例えば、１０秒）経過時点のカウント値Ｃから、メモリへ記憶された上記所定時間経過前のカウント値Ｍｃを差し引いた値と、その差し引いた値に入水温係数ｄ１およびガス係数ｄ２を乗じた値との差、即ち、熱交換器１１への入水温やバーナ１２で使用するガス種に応じて発生する所定時間あたりのカウント値の誤差分（以下、「補正値」という）ａを算出し、メモリに記憶されている上記所定時間経過前の値Ｍ２へ積算して記憶しなおす。また、上記補正値ａを算出した後、メモリへ記憶された所定時間経過前のカウント値Ｍｃが所定時間経過時点のカウント値Ｃに書換記憶される（ＳＴ１０９〜ＳＴ１１０）。

このとき、運転スイッチＳＷがオフにされておらず、流量センサ１１４の検知流量も上記最低作動流量以上の値が維持されておれば（ＳＴ１１１〜ＳＴ１１２）、上記ステップＳＴ１０６に示した判定動作が再度実行され、カウント値Ｃとメモリに記憶された補正値ａの積算値Ｍ２との差が基準値Ｓ２に到達していない場合は、再び、上記ステップＳＴ１０７からＳＴ１１０に示した制御動作が実行される。

尚、上記ステップＳＴ１０９における「入水温係数ｄ１に基づいて補正値ａを算出し、その積算値Ｍ２をカウント値Ｃから差し引く」制御部１５Ｅの機能部が、既述請求項１の発明特定事項としての「第１補正手段」に対応し、上記ステップＳＴ１０９における「ガス係数ｄ２に基づいて補正値ａを算出し、その積算値Ｍ２をカウント値Ｃから差し引く」制御部１５Ｅの機能部が、既述請求項３の発明特定事項としての「第２補正手段」に対応する。

上記ステップＳＴ１１１にて、運転スイッチＳＷがオフにされた場合は、上記実施の形態におけるステップＳＴ１３と同様、出湯運転が停止された後（ＳＴ１１３）、再び、運転スイッチＳＷがオンにされるのを待機した状態となる（ＳＴ１０２）。その後、運転スイッチＳＷがオンにされた場合は、再び、上記ステップＳＴ１０３以降の制御動作が実行される。

一方、上記ステップＳＴ１１２にて、温水供給部Ｐでの出水が停止され、流量センサ１１４の検知流量が上記最低作動流量以上の値を示さなくなった場合も、上記実施の形態におけるステップＳＴ１４と同様、出湯運転が停止された後（ＳＴ１１４）、再び、上記ステップＳＴ１０３以降の制御動作が実行される。

このように、カウント値Ｃと補正値ａの積算値Ｍ２との差が、中和剤１４１の寿命を示す基準値Ｓ２に到達するまで、上記制御動作が繰り返される。即ち、カウント値Ｃから補正値ａの積算値Ｍ２を差し引いた値を、実際に中和槽１４０を通過するドレンの量に対応させて、中和剤１４１の寿命を監視している。

上記ステップＳＴ１０６にて、カウント値Ｃから補正値ａの積算値Ｍ２を差し引いた値が基準値Ｓ２以上になった場合は、上記実施の形態におけるステップＳＴ１５からＳＴ１７と同様の制御動作を実行（ＳＴ１１５〜ＳＴ１１７）した後、カウンタ値Ｃおよびメモリに記憶された値Ｍ２，Ｍｃを０に戻す（ＳＴ１１８）。

このものでは、入水温センサ１１５で標準値より低い水温を検知した場合は、カウント値Ｃを所定の割合だけ増加させた値に基づいて中和剤１４１の寿命が判定され、入水温センサ１１５が標準値より高い水温を検知した場合は、カウント値Ｃを所定の割合だけ減少させた値に基づいて中和剤１４１の寿命が判定される。即ち、リモートコントローラＲへ中和器エラー信号を出力する時期が、熱交換器１１への入水温に応じて早くなったり遅くなったりする。これにより、中和器１４のメンテナンス時期を精度良く判定できる。

さらに、ガス種入力スイッチ１６にて標準より水素成分の多いガス種が選択された場合は、カウント値Ｃを所定の割合だけ増加させた値に基づいて中和剤１４１の寿命が判定され、ガス種入力スイッチ１６にて標準より水素成分の少ないガス種が選択された場合は、カウント値Ｃを所定の割合だけ減少させた値に基づいて中和剤１４１の寿命が判定される。即ち、リモートコントローラＲへ中和器エラー信号を出力する時期が、バーナ１２で使用するガスの種類に応じて早くなったり遅くなったりする。これにより、中和器１４のメンテナンス時期を一層精度良く判定できる。
尚、本実施の形態で説明した給湯器は、太陽熱や各種廃熱の回収装置を備えた給湯システム、風呂や温水暖房装置からの戻り湯を加熱循環させる温水循環システム等に適用できる。

本発明の実施の形態に係る燃焼装置として例示する給湯器１の概略構成図本発明の実施の形態に係る燃焼装置として例示する給湯器１の制御部１５の作動フローチャート本発明の実施の形態に係る燃焼装置として例示する給湯器１のガス種とドレン生成量との関係を示す表本発明の実施の形態に係る燃焼装置として例示する給湯器１の入水温とドレン生成量との関係を示す表（ａ）およびグラフ（ｂ）本発明の他の実施形態に係る燃焼装置として例示する給湯器１Ｅの概略構成図本発明の他の実施形態に係る燃焼装置として例示する給湯器１Ｅの制御部１５Ｅの作動フローチャート従来例の燃焼装置として例示する給湯器９の概略構成図

符号の説明

１・・・燃焼装置
１１・・・熱交換器
１２・・・バーナ
１４・・・中和器
Ｌ１・・・入水管
Ｌ２・・・出湯管

Claims

燃焼排気を生成するバーナと、入水管から供給された水へ前記燃焼排気の顕熱および潜熱を回収させて出湯管へ送出する熱交換器と、熱交換器で潜熱を回収する際に発生するドレンの中和処理を行う中和器と、中和器のメンテナンス時期が到来したことを判定する判定手段と、前記メンテナンス時期が到来した時点で報知信号を出力する信号出力手段とを備えた燃焼装置において、
熱交換器の入水温が低い場合は、入水温が高い場合に比べて前記報知信号の出力時期を早める補正を実行する第１補正手段を備え、
前記判定手段は、バーナの燃焼熱量相当値を所定時間毎に積算した値が基準となる値まで増加した時を前記メンテナンス時期であると判定し、前記信号出力手段によって前記報知信号を出力させ、
前記第１補正手段は、前記入水温が低くなるに従って結果的に前記積算した値が大きくなるようにすることで、前記報知信号の出力時期を早め、
前記積算した値の大きくなる度合は、前記入水温が低くなるほど小さくなることを特徴とする、燃焼装置。
請求項１に記載の燃焼装置において、
前記第１補正手段は、前記入水温が低くなるに従って大きくなる補正係数を用いて前記燃焼熱量相当値を大きくする補正を行い、前記積算した値が大きくなるようにし、
前記補正係数の大きくなる度合は、前記入水温が低くなるほど小さくなることを特徴とする、燃焼装置。
請求項１または２に記載の燃焼装置において、
バーナに供給されるガスの種類を入力するガス種入力手段と、
水素成分の多いガス種が前記ガス種入力手段によって入力された場合は、水素成分の少ないガス種が入力された場合に比べて前記報知信号の出力時期を早める補正を実行する第２補正手段とを備え、
前記第２補正手段は、前記入力されたガス種の水素成分が多いほど結果的に前記積算した値が大きくなるようにすることで、前記報知信号の出力時期を早めることを特徴とする、燃焼装置。