JP5189935B2

JP5189935B2 - 給湯装置

Info

Publication number: JP5189935B2
Application number: JP2008227294A
Authority: JP
Inventors: 隆弘布川; 裕明永井; 竹年田村; 貴宏木村
Original assignee: Corona Corp
Current assignee: Corona Corp
Priority date: 2008-09-04
Filing date: 2008-09-04
Publication date: 2013-04-24
Anticipated expiration: 2028-09-04
Also published as: JP2010060221A

Description

この発明は補助熱交換器及び主熱交換器の目詰まりを検知して安全性の向上を図った給湯装置に関するものである。

従来よりこの種のものでは、設定温度から給水温度を引き算した値に給水流量を掛け、これを熱効率で割って必要熱量を算出し、更に設定温度から給水温度を引き算した値に給水流量を掛け、これを熱効率で割って実際の熱量を算出し、これを比較することにより燃焼装置の異常を未然に検知出来るようにしたものであった。（例えば、特許文献１参照）
特開昭６２−２００１３３号公報

ところでこの従来のものでは、燃焼装置の異常は検知出来ても、熱交換器の煤による詰まりは検知出来ず、ましてや補助熱交換器と主熱交換器の詰まりを別々に区別して検知することは出来ないものであった。

この発明はこの点に着目し上記課題を解決する為、特にその構成を、燃焼室内に燃焼ガスを供給する燃焼バーナと、前記燃焼室に連通し燃焼ガスを排出する排気経路と、燃焼室内の排気経路側に備えられ給水管からの給水が流通して燃焼ガスと熱交換する補助熱交換器と、前記補助熱交換器で加熱された湯水が流通する該補助熱交換器より燃焼バーナ寄りに備えられた主熱交換器と、前記給水管に設けられ給水温度を検知する給水温度センサと、主熱交換器の出口に設けられ主熱交出口湯温を検知する主熱交出口温度センサと、補助熱交換器の出口に設けられ補助熱交出口湯温を検知する補助熱交出口温度センサと、前記給水管に設けられ給水流量をカウントする給水流量センサとを備えたものに於いて、前記給水温度センサによる給水温度と、主熱交出口温度センサによる主熱交換器の出口湯温との温度差に、給水流量センサによる給水流量を掛け算して得られた給湯出力と、前記給水温度センサによる給水温度と、補助熱交出口温度センサによる補助熱交換器の出口湯温との温度差に、給水流量センサによる給水流量を掛け算して得られた補助熱交換器出力との比率と、予め記憶手段に記憶されている適正比率とを比較することで、補助熱交換器及び主熱交換器の目詰まりを検知する詰まり検知手段を備えたものである。

この発明によれば、補助熱交換器に煤が詰まると該補助熱交換器の吸熱量が減るため、全給湯出力に占める補助熱交換器の比率が減少することで検知され、又主熱交換器が先に煤で詰まる場合は、主熱交換器が煤で詰まると十分な熱交換が出来ないため排気温度が上昇し、この主熱交換器の下流に位置する補助熱交換器の吸熱量が増加するので、全給湯出力に占める補助熱交換器の比率が増加することで検知され、いずれにしても早期検知により、燃焼の停止や表示部での表示で報知することで、異常燃焼や燃焼バーナの故障、熱交換器の焼損等を未然に防止して、安全性の向上を図るものであり、更に特別な部品を追加する必要もなく、補助熱交換器の取り付け位置による特性を利用して検知出来、安価でありながら確実に検知されるものであり、長期に渡って安心して使用出来るものである。

次にこの発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。
１は給湯機本体で、内方には上端にガンタイプ式の燃焼バーナ２を下向きに取り付けた燃焼室３が備えられており、更にこの燃焼室３内には燃焼バーナ２寄りに該燃焼バーナ２の燃焼により発生する燃焼ガスの顕熱回収用でフィン付きの主熱交換器４が備えられている。

５は燃焼室３の底部を一端に連通する連絡路で、他端には上部に排気口６を有する排気経路７が連通し、燃焼室３からの燃焼ガスを連絡路５でＵターンさせて排気経路７を介して排気口６から排出するものである。

８は燃焼室３内で主熱交換器４より排気経路７側に備えられた燃焼ガスの潜熱回収用でフィン付きの補助熱交換器で、一端には給水管９が接続され給水が加熱された後、他端の連絡管１０及び燃焼室３外周の巻回管１１を介して主熱交換器４に流通して、更に加熱されて給湯管１２を流通して各給湯栓（図示せず）から給湯されるものである。

１３は給水管９の給水口１４近傍に備えられたサーミスタからなる給水温度センサで、流入する給水温度を検知するものであり、この下流側には給湯管１２のミキシング弁１５に給水を供給する給水バイパス管１６と、この給水バイパス管１６の更に下流側には給水流量をカウントする給水流量センサ１７が設けられている。

１８は主熱交換器４の出口近傍の給湯管１２に備えられたサーミスタからなる主熱交出口温度センサで、補助熱交換器８及び主熱交換器４の両方で加熱された給湯温度を検知するものであり、１９は補助熱交換器８の出口近傍の連絡管１０に備えられた同じくサーミスタかになる補助熱交出口温度センサで、補助熱交換器８単独で加熱された給湯温度を検知するものである。

２０は給湯管１２の出湯口２１に取り付けられた過圧逃がし弁であり、この過圧逃がし弁２０より上流側の給湯管１２には給湯温度を検知するサーミスタからなる給湯温度センサ２２と水比例弁２３と、上記した給水バイパス管１６からの給水と給湯とをミキシングして設定温度の給湯とするミキシング弁１５が備えられており、更に主熱交出口温度センサ１８の近傍には給湯異常を検知して給湯停止させる給湯異常停止サーモ２４が備えられている。

２５は燃焼バーナ２内に備えられ送油管２６から供給される燃油を噴霧するノズルで、燃焼ファン２７からの供給される燃焼空気と混合しながら燃焼室３内で燃焼するものであり、前記送油管２６にはオイルフィルタ２８と油電磁弁２９と電磁ポンプ３０が備えられ、この油電磁弁２９と電磁ポンプ３０との間には、油比例弁３１と油温サーミスタ３２を備えたノズル２５からの戻し管３３が連結されている。

３４は燃焼室３と排気経路７の下方に備えられた中和タンクで、補助熱交換器８による潜熱回収で発生する強酸性のドレン水を捕集管３５で捕集し、中和して排水管３６から排水させるもので、水位を検知する水位センサ３７や混入するオイルを検知するオイルセンサ３８が備えられている。

３９は燃焼バーナ２の異常加熱を検知するバーナサーモ、４０は排気経路７の異常加熱を検知する排気サーモである。

次に図２に示す電気回路の要部ブロック図について説明する。
４１はマイコンからなる給湯機本体１の制御回路で、前記した各種パラメータからの情報を受け、燃焼や給湯の駆動回路４２を制御する駆動制御手段４３や目詰まり検知手段４４や記憶手段４５等で構成されている。

前記目詰まり検知手段４４は、入力側に給水温度センサ１３と給水流量センサ１７、主熱交出口温度センサ１８と補助熱交出口温度センサ１９がそれぞれ接続され、出力側には駆動回路４２や表示回路４６が接続されており、給湯運転開始毎に給水温度センサ１３による給水温度と、主熱交出口温度センサ１８による主熱交換器４の出口湯温との温度差に、給湯開始時からカウントしている給水流量センサ１７による給水流量を掛け算して得られた給湯出力と、給水温度センサ１３による給水温度と、補助熱交出口温度センサ１９による補助熱交換器８の出口湯温との温度差に、給水流量センサ１７による給水流量を掛け算して得られた補助熱交換器８の出力との比率と、予め実験等で得られた適正比率を記憶した記憶手段４５からこの適正比率を呼び出して比較して、補助熱交換器８及び主熱交換器４の目詰まりを検知するものである。

即ち目詰まり検知手段４４では、｛（補助熱交出口湯温−給水温度）×給水流量｝÷｛（主熱交出口湯温−給水温度）×給水流量｝となり、又ここでは適正比率は、０．０３〜０．１０（３％超過〜１０％未満）であり、補助熱交換器８の目詰まりでは０．０３（３％）以下の比率であり、一方主熱交換器４の目詰まりでは０．１０（１０％）以上と比率となるものであり、そして駆動制御手段４３を介して駆動回路４２を制御して給湯停止すると共に、表示回路４６に補助熱交換器８及び主熱交換器４の目詰まりが発生したことを、区別して表示して使用者に業者を呼んで補助熱交換器８、主熱交換器４の掃除する必要があることを報知するものである。

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、このお湯の流を給水流量センサ１７が検知して燃焼バーナ２が燃焼を開始し、この燃焼で発生した燃焼ガスが燃焼室３から連絡路５でＵターンして排気経路７に流入し、排気経路７上方の排気口６から排気されるものであるが、又燃焼室３内では、先ず給水管９を介して補助熱交換器８に給水が流入し、ここで燃焼ガスとの熱交換で温度上昇した湯水は、連絡管１０及び巻回管１１を介して主熱交換器４に流入し、ここで更に高温に加熱されて給湯管１２のミキシング弁１５で設定温度にミキシングして給湯されるものである。

更に補助熱交換器８では燃焼ガスの潜熱が回収されることで、強酸性のドレン水が発生するが、このドレン水は燃焼室３下方の中和タンク３４に捕集管３５で捕集されて回収して、中和剤で中和させて排水管３６から排水するものである。

次に補助熱交換器８及び主熱交換器４の目詰まり検知を図３に示すフローチャートで説明すれば、給湯が開始されステップ４７で給水温度センサ１３が給水温度を検知し、給水流量センサ１７が流量をカウントし、主熱交出口温度センサ１８が主熱交換器４の出口湯温を検知し、補助熱交出口温度センサ１９が補助熱交換器８の出口湯温を検知して、目詰まり検知手段４４で演算を行うものである。

そしてステップ４８に進み、演算結果の比率が０．０３〜０．１０かを判断し、ＹＥＳでは適正比率となり給湯を継続するものであり、ＮＯの場合はステップ４９に進み演算結果が０．０３以下かを判断し、ＹＥＳではステップ５０に進んで補助熱交換器８の目詰まりと判断し、表示回路４６にそのことを表示すると共に、給湯を停止させるものであり、ＮＯではステップ５１に進み演算結果が０．１０以上かを判断し、ＹＥＳでステップ５２に進んで主熱交換器４の目詰まりと判断し、表示回路４６にそのことを表示すると共に、給湯を停止させるものである。

これにより、補助熱交換器８や主熱交換器４の焼損の防止や、熱交換効率が低下したまま使用すると言う非効率的な給湯運転を阻止出来、又目詰まりによる異常燃焼や異常加熱を確実に防止して、長期に渡り安全で安心な使用が出来るものである。

この発明の一実施形態を付した給湯装置の概略構成図。同電気回路の要部ブロック図。同要部のフローチャート。

符号の説明

２燃焼ハーナ
３燃焼室
４主熱交換器
８補助熱交換器
９給水管
１２給湯管
１３給水温度センサ
１７給水流量センサ
１８主熱交出口温度センサ
１９補助熱交出口温度センサ
４４目詰まり検知手段
４５記憶手段
４６表示回路

Claims

燃焼室内に燃焼ガスを供給する燃焼バーナと、前記燃焼室に連通し燃焼ガスを排出する排気経路と、燃焼室内の排気経路側に備えられ給水管からの給水が流通して燃焼ガスと熱交換する補助熱交換器と、前記補助熱交換器で加熱された湯水が流通する該補助熱交換器より燃焼バーナ寄りに備えられた主熱交換器と、前記給水管に設けられ給水温度を検知する給水温度センサと、主熱交換器の出口に設けられ主熱交出口湯温を検知する主熱交出口温度センサと、補助熱交換器の出口に設けられ補助熱交出口湯温を検知する補助熱交出口温度センサと、前記給水管に設けられ給水流量をカウントする給水流量センサとを備えたものに於いて、前記給水温度センサによる給水温度と、主熱交出口温度センサによる主熱交換器の出口湯温との温度差に、給水流量センサによる給水流量を掛け算して得られた給湯出力と、前記給水温度センサによる給水温度と、補助熱交出口温度センサによる補助熱交換器の出口湯温との温度差に、給水流量センサによる給水流量を掛け算して得られた補助熱交換器出力との比率と、予め記憶手段に記憶されている適正比率とを比較することで、補助熱交換器及び主熱交換器の目詰まりを検知する詰まり検知手段を備えた事を特徴とする給湯装置。