JP5463384B2 - 燃焼装置 - Google Patents

Description

本発明は、給湯と暖房の機能を有し、燃焼ガスの潜熱を回収できる高効率の燃焼装置に関し、より詳しくは潜熱回収時に生じる凝縮水の貯留状況監視の改良に関する。

給湯用バーナの上方に主・副熱交換器を配置する給湯装置（燃焼装置）は公知である。これら熱交換器を給湯回路が通るようになっている。
下段（上流側）の主熱交換器は一般的な１段の熱交換器からなる給湯装置と同様に、燃焼ガス中の顕熱を回収する。上段（下流側）の副熱交換器は燃焼ガス中の水蒸気（燃焼により発生した水分）を凝縮させて潜熱を回収する。上記顕熱回収により燃焼ガスの熱エネルギーの約８０％を回収し、上記潜熱回収により約１５％を回収するため、熱効率が非常に高くなる。

上記のような高効率の給湯装置では、副熱交換器で水蒸気の凝縮が生じる。この凝縮水は、燃焼により生じた硫黄酸化物、窒素酸化物等が溶け込んで硫酸、硝酸等になるため、強酸性を示す。そのため、この強酸性の凝縮水を中和処理したり希釈処理をしている。また、上記凝縮水は通常の使用状況で１日に数リットル生じるため、その排水処理が必要となる。

そこで、従来の高効率給湯装置では、上記副熱交換器の下方に回収トレイを配置し、この回収トレイに専用のドレン配管を接続し、このドレン配管に炭酸カルシウム等の中和剤を収容した中和器を設け、回収トレイで回収した凝縮水を中和器で中和処理しドレン配管から排水していた。

しかし、専用のドレン配管を設置するスペースが無い場合や、建造物にドレン配管からの凝縮水を導く排水溝等を形成するのが困難な場合もあり、高効率型給湯装置の普及を妨げる要因になっていた。

上記不都合を解消すべく、特許文献１は、凝縮水を浴槽へ排水するようにした高効率給湯装置を提案している。特許文献１の図８に示す追焚機能付きの給湯装置では、副熱交換器の下方に回収トレイが配置され、この回収トレイにドレン回路の一端が接続され、ドレン回路の他端が追焚循環回路の復路部においてポンプの吸い込み側に接続されている。ドレン回路には下流側に向かって順に中和器とドレンタンクが設けられている。

上記ドレン回路と追焚循環回路の接続点には、３方切替弁が設けられている。凝縮水の排水（ドレン排水）のタイミングでない時には、切替弁はポンプ吸い込み側を浴槽に連通させてドレン回路を遮断し、ポンプの駆動により追焚循環回路での浴槽湯の循環を行えるようになっている。ドレン排水のタイミングの時には、切替弁の切替によりポンプ吸い込み側をドレン回路に連通させ、ポンプを駆動することにより、ドレンタンクに溜まった凝縮水を追焚循環回路を介して浴槽へ排水するようにしている。

特許文献１の給湯装置において、上記ドレン排水のタイミングとしては、例えば浴槽の栓が抜かれて浴槽湯が排水されたことを検出した時がある。ドレン排水の後に、上記切替弁を切り替えてドレン回路側を遮断し、給湯回路からの湯により追焚循環回路の配管洗浄を行なっている。
また、他の排水タイミングとして、ドレンタンクに設けたドレンレベル検出手段が凝縮水の満水レベルを検出した時に、浴槽の栓を抜いて排水をするように促す警報を発し、強制的に凝縮水の排水を行うこともある。

また、特許文献２は、特許文献１と同様のドレン排水構造を備えた高効率給湯装置において、ドレンレベル検出手段を装備する代わりに、積算燃焼熱量を演算し、この積算燃焼熱量が設定値（ドレンタンクが満水になる積算燃焼熱量）に達した時に凝縮水の排水を行うことを提案している。

特開２００５−２６５２２８号公報 特開２００５−９０９２２号公報

特許文献１の給湯装置では、ドレンレベル検出手段が複数の電極からなり、無段階でのドレンレベル検出ができなかった。
特許文献２の給湯装置では、積算燃焼熱量を凝縮水の貯留量に対応させており、貯留状況をより高精度に把握できる可能性を示唆しているが、給湯と暖房の機能を有する燃焼装置において燃焼ガスの潜熱回収を行う場合に、ドレンタンクでの凝縮水の貯留量またはこの貯留量に対応する積算燃焼熱量をどのように演算すべきかを提案していない。

本発明は上記課題を解決するためになされたもので、給湯用バーナと、暖房用バーナと、これら給湯用バーナと暖房用バーナからの燃焼ガスの顕熱をそれぞれ回収する給湯用主熱交換器および暖房用主熱交換器と、これら主熱交換器の下流側において燃焼ガスの潜熱をそれぞれ回収する給湯用副熱交換器および暖房用副熱交換器と、上記給湯用主熱交換器と給湯用副熱交換器を通る給湯回路と、上記暖房用主熱交換器と暖房用副熱交換器を通る暖房循環回路と、浴槽に接続された追焚循環回路と、この追焚循環回路に設けられたポンプおよび追焚用熱交換器と、燃焼ガス中の水分が上記給湯用副熱交換器および暖房用副熱交換器で凝縮することにより生成された凝縮水を回収して排水する凝縮水ドレン手段と、上記給湯用バーナ、暖房用バーナおよび凝縮水ドレン手段を制御する制御手段と、を備え、
上記凝縮水ドレン手段は、上記給湯用副熱交換器および暖房用副熱交換器からの凝縮水を溜める共通のドレンタンクと、ドレンタンクの下流側に設けられた弁手段とを備え、
上記制御手段は上記弁手段を閉じることにより上記ドレンタンクへの凝縮水の貯留を行い、上記弁手段を開くことにより上記ドレンタンクからの凝縮水を上記追焚循環回路へと排水するドレン排水を行うようにした燃焼装置において、
上記制御手段は、前回のドレン排水後からの上記給湯用バーナでの積算燃焼熱量と、上記暖房用バーナでの積算燃焼熱量に１より小さい係数を掛けた換算燃焼熱量とを合算し、この合算燃焼熱量またはこれに対応する上記凝縮水発生量に基づき、上記ドレンタンクでの凝縮水の貯留状況を監視することを特徴とする。

上記構成によれば、暖房用バーナでの燃焼熱量に対する暖房用副熱交換器での凝縮水の発生量が、給湯用バーナでの燃焼熱量に対する給湯用副熱交換器での凝縮水の発生量に比べて少ないことを考慮して、暖房用バーナでの積算燃焼熱量に１より小さい係数を掛けた換算燃焼熱量を、給湯用バーナでの積算燃焼熱量に合算しているので、ドレンタンクの凝縮水の貯留状況を正確に監視することができる。

好ましくは、上記ドレン手段の下流端が上記追焚循環回路において上記ポンプの吸い込み側に接続され、上記弁手段は上記ドレン回路と追焚循環回路の接続点に設けられた３方切替弁を含み、この切替弁の遮断位置ではポンプ吸い込み側を浴槽に連通させて上記ドレンタンクから遮断し、この切替弁の連通位置ではポンプ吸い込み側を上記ドレンタンクに連通させるようになっており、上記制御手段は、ドレン排水の際には、上記切替弁の切替動作によりポンプ吸い込み側を上記ドレンタンクに連通させるとともに、上記ポンプを駆動する。

好ましくは、上記追焚用熱交換器が液・液熱交換器からなり、上記追焚循環回路がこの液・液熱交換器において上記暖房循環回路と熱交換を行う。
好ましくは、さらに、上流端が上記給湯回路に接続され下流端が上記追焚循環回路に接続された湯張り回路と、この湯張り回路に設けられた注湯弁とを備え、上記制御手段は、自動運転指令手段からの自動運転指令に応答して自動運転を実行し、この自動運転では、上記給湯用バーナを燃焼させるとともに注湯弁を開くことにより、浴槽水位が設定水位になるまで上記給湯回路からの湯を湯張り回路を経て浴槽に供給する湯張りモードを実行し、この湯張りモード終了後に、ポンプ駆動により浴槽の湯を循環させて追焚を行なうことにより浴槽の湯を設定温度に維持する保温モードを実行する。

本発明によれば、給湯と暖房の機能を有する燃焼装置での潜熱回収により生じた凝縮水の貯留状況を正確に監視することができる。

参考実施形態である追焚機能付き給湯装置の回路構成図である。 同実施形態で用いられるリモコンの要部を示す図である。 同実施形態において、自動運転スイッチをオンした時に実行される制御のフローチャートである。 同実施形態において、ドレンスイッチオンに応答して実行される制御のフローチャートである。 同実施形態において、自動運転スイッチをオフにした時に実行される制御のフローチャートである。 本発明の一実施形態をなす暖房、追焚機能付き給湯装置の回路構成図である。

以下、参考実施形態をなす一体型２缶２水路タイプの追焚機能付き給湯装置（燃焼装置）について図１〜図５を参照しながら説明する。この給湯装置は、直方体形状をなす中空の缶１を有しており、缶１の底部に給湯、追焚に共通のファン２が設けられ、缶１の上端近傍に給湯、追焚に共通の排気口部３が設けられている。

上記缶１の内部空間は、仕切板１ｘで給湯用空間１ａと追焚用空間１ｂに仕切られている。給湯用空間１ａの下部には給湯用バーナ４ａが配置され、追焚用空間１ｂには追焚用バーナ４ｂが配置されている。

上記バーナ４ａ，４ｂに燃料ガスを供給する管は、元管５ｘと、この元管５ｘを給湯用バーナ４ａに接続する分岐管５ａと、元管５ｘを追焚用バーナ４ｂに接続するための分岐管５ｂとを有している。本実施形態では給湯用バーナ４ａが３面の燃焼領域を有しているため、分岐管５ａも３本となっている。
元管５ｘには、元ガス電磁弁６ｘとガス比例弁６ｙが設けられ、分岐管５ａ，５ｂにはそれぞれ分岐電磁弁６ａ，６ｂが設けられている。

上記給湯用空間１ａには、バーナ４ａの上方に顕熱回収用の主熱交換器７（給湯用主熱交換器）が配置され、さらにその上方（下流側）に潜熱回収用の副熱交換器８（給湯用副熱交換器）が配置されている。また、追焚用空間１ｂには、バーナ４ｂの上方に追焚用の熱交換器９が配置されている。本実施形態では、熱交換器７，９は受熱管７ａ，９ａと多数のフィンにより構成されており、熱交換部８は受熱管８ａにより構成されている。

給湯装置は、給湯回路１０（回路）と、追焚循環回路２０と、湯張り回路３０とを備えている。

上記給湯回路１０は、給水管１１と、上記受熱管８ａと、上記受熱管７ａと、給湯管１２とを上流側から下流側に向かってこの順に連ねることにより構成されている。給水管１１と給湯管１２との間には、熱交換器７，８をバイパスするバイパス管１３が接続されている。

上記給水管１１において、バイパス管１３の上流側には水量センサ１４、水量制御弁１５が設けられ、バイパス管１３と給水管１１の接続点にはバイパス制御弁１６が設けられている。さらに、給水管１１には入水温度センサ（図示しない）が設けられ、給湯管１２には、バイパス管１３の上流側に熱交出口温度センサ１７が設けられ、バイパス管１３の下流側に出湯温度センサ１８が設けられている。

上記追焚循環回路２０は、復路管２１（復路部）と、受熱管９ａと、往路管２２（往路部）とを順に連ねることにより構成されている。復路管２１の吸い込み端と往路管２２の吐出端は、浴槽７０の側壁に設けた循環金具（図示しない）に接続されている。復路管２１にはポンプ２３、水位センサ２４（浴槽水位検出手段）、水流スイッチ２５（水流検出手段）が設けられている。

上記湯張り回路３０は、一端（上流端）が給湯管１２において出湯温度センサ１８の下流側に接続され、他端（下流端）が上記復路管２１においてポンプ２３の吸い込み側（上流側）に接続されている（接続点をＰ１で示す）。

上記湯張り回路３０には、注湯電磁弁３１（注湯弁）と、逆止弁３２と、水量センサ３３が設けられている。

次に、副熱交換器８で凝縮された凝縮水を回収し排水する凝縮水ドレン手段４０について説明する。このドレン手段４０は、回収トレイ４１と、ドレン回路４２とを有している。この回収トレイ４１は、給湯用空間１ａにおいて、副熱交換器８の下方に配置され、浅いロート形状をなしている。

上記ドレン回路４２は管からなり、一端が回収トレイ４１の底部に接続され、他端が上記復路管２１においてポンプ２３の吸い込み側（上流側）に接続されている。この接続点（符号Ｐ２で示す）には、２位置３方弁からなる切替弁４９が設けられている。この切替弁４９は、弁ケースとこの弁ケースに回動可能（摺動可能）に収容された弁体とを有し、摺動面でシールする方式のものである。

さらに上記ドレン手段４０は、ドレン回路４２において上流側から下流側に向かって順に設けられた中和器４３、ドレンタンク４４、ドレン側電磁弁４５（ドレン弁）を備えている。上記切替弁４９とドレン側電磁弁４５は、特許請求の範囲で定義した弁手段を構成している。

上記中和器４３には粒状をなす炭酸カルシウム等の中和剤が収容されている。中和器４３には詰まりによる水位上昇を検出する２本の電極４３ａが設けられている。

上記ドレンタンク４４には、ドレンレベル検出手段５０が設けられている。本実施形態では、ドレンレベル検出手段５０は、その下端がドレンタンク４４の底部近傍にある接地電極５１と、下端高さが異なる２本の電極５２、５３を有している。一方の電極５２の下端高さはドレンタンク４４の満水レベル（ドレンレベル２）を示し、他方の電極５３の下端高さは満水レベルより低いレベル（ドレンレベル１）を示す。本実施形態ではドレンレベル１はドレンレベル２の半分より高い。例えばドレンレベル２が３.５リットルとすると、ドレンレベル１は３．０リットルである。なお、ドレンタンク４４の実際の容量は、満水レベルと同じであってもよいし、これより若干多くてもよい。

上記ドレン回路４２において、ドレンタンク４４の上流側の管部はドレンタンク４４の上端または上端近傍に接続され、ドレンタンク４４の下流側の管部はドレンタンク４４の底部に連なっている。

給湯装置は更に、上述した種々のセンサ、検出手段からの情報を読み込んで、上述した種々の構成要素を制御する制御手段６０と、この制御手段６０に接続されたリモートコントローラ６５（（以下、リモコンと称す）を備えている。リモコン６５は図２に示すようにリモコン６５の電源をオン、オフするリモコンスイッチ６５ｘと、自動運転スイッチ６５ｙ（自動運転指令手段）と、追焚スイッチ（図示しない）と、ドレンスイッチ６５ｚ（ドレン排水指令手段）と、給湯や浴槽の温度を設定する設定部と浴槽水位を設定する水位設定部（図示しない）と、設定温度、設定時間、警告等の表示を行う表示部６５ａ（表示手段）を備えている。

上記構成をなす給湯装置の作用を説明する。なお、電磁弁６ｘ、６ａ，６ｂ，３１，４５は常閉であり、オン動作により開く。

給湯管１２の下流端に設けた出湯栓やシャワーを開くと給湯回路１０に水が流れ、これを水量センサ１４で検出した時に、制御手段６０は、元ガス電磁弁６ｘを開くとともに分岐電磁弁６ａの少なくとも１つを開き、給湯用バーナ４ａの燃焼動作を行う。燃焼ガスは主熱交換器７を通り、さらに回収トレイ４１と缶１との間を通り、副熱交換器８を通って排気口部３から排出される。給水管１１から入った水は副交換器８で加熱され、さらに主熱交換器７で加熱され、設定温度の湯となって給湯管１２から出湯される（給湯運転）。

副熱交換器８で凝縮した水は、この副熱交換器８から回収トレイ４１に落下し、ドレン回路４２を通って中和器４３に達し、この中和器４３内の中和剤により中和され、ドレンタンク４４に蓄えられる。したがって、給湯運転中は、副熱交換器８で凝縮水が発生し、ドレンタンク４４の凝縮水の水位すなわちドレンレベルは上昇を続ける。

上記給湯運転の際に、ドレンレベル検出手段５０でドレンレベル１を検出した時には、浴槽残水有りでドレン排水をしない場合に、リモコン６５の表示部６５ａに「満水警告」の警告表示を行う。また、ドレンレベル２（満水レベル）を検出した時には、リモコン６５の表示部６５ａに「満水」の警告表示を行うとともに、給湯バーナ４ａの燃焼を停止する（給湯停止）。そのため、出湯栓を開いたままにすると水が出てくる。
上記満水レベル検出による燃焼停止の際、水量制御弁１５を制御して水量を所定水量（例えば毎分５リットル）まで徐々に減少させ、これに伴い燃焼熱量を減少させ、所定水量になってからまたは水量を減じ始めてから所定時間（例えば1分）後に、燃焼を停止してもよい。このようにすれば、燃焼停止により急に冷たい水が出てユーザーに不快感を与えるのを防止でき、しかも凝縮水の蓄積量の増加は僅かで済む。

自動運転スイッチ６５ｙがオンされた時には、制御手段６０は原則的には自動運転を実行する。この自動運転は湯張りモードとその後の自動保温モードからなる。
上記湯張りモードでは、注湯電磁弁３１を開き、上記給湯運転と同様にして上記給湯用バーナ４ａで燃焼を行うことにより、設定温度の湯を給湯管１２から湯張り回路３０、追焚循環回路２０を経て浴槽７０に供給する。

上記自動保温モードでは、上記湯張りにより浴槽７０の水位が設定水位に達した後に所定時間間隔でポンプ２３が駆動され、復路部２１に設けた浴槽温度センサ（図示しない）が設定温度になるように追焚用バーナ４ｂの燃焼が実行され（追焚）、浴槽７０の湯が設定温度に保たれる。

上記湯張りの際にも給湯運転の場合と同様に、副熱交換器８で凝縮水が発生し、この凝縮水が回収され中和されドレンタンク４４に蓄えられる。そのため、給湯運転の時と同様にドレンレベル１で警告表示を行い、ドレンレベル２で警告表示と湯張り停止を行う。

本実施形態では、上記湯張り途中での湯張り停止や入浴中の給湯停止を回避するために、リモコン６５の自動運転スイッチ６５ｙをオンした時には、図３の制御を実行する。最初にリモコン６５の自動運転状態を表すランプを点灯し（ステップ１０１）、次に、前回のドレン排水後の積算燃焼熱量Ｑ１を演算し（ステップ１０２）、この積算燃焼熱量Ｑ１を凝縮水の発生量、すなわちドレンタンク４４の凝縮水の貯留量Ｌ１に換算する（ステップ１０３）。

上記積算燃焼熱量と凝縮水の発生量はほぼ対応関係にあるが、より正確に凝縮水発生量に対応させるために、下記のように凝縮水の発生量を補正するのが望ましい。
（１）単位時間当たりの燃焼熱量が多いほど、発生量を多く補正する。
（２）給湯用バーナ４ａの燃焼領域数が多いほど、発生量を多く補正する。
（３）環境湿度が高いほど発生量を多く補正する。
（４）環境温度が低いほど発生量を多く補正する。

なお、環境湿度による補正を行う場合、湿度センサを用いてもよいし、湿度センサを用いずに湿度を推測してもよい。例えば、後述するようにポンプ２３によりドレン排水を行った時の、ポンプ２３の駆動時間（すなわちドレンタンク４４に蓄えられた凝縮水の量）と、ドレン排水後からの積算燃焼熱量との関係から、湿度を推測する。

次にポンプ２３を所定時間（短時間）駆動させた後（ステップ１０４）、水位センサ２４により検出される浴槽７０の水位（残水量）を読み込む（ステップ１０５）。この検出水位から、設定水位にするまでに必要な湯張り量を演算する（ステップ１０６）。

次に、上記湯張り量と設定温度と入水温度（給水管１１に設けられた入水温度センサの検出温度）に基づいて、湯張りに必要な予想燃焼熱量Ｑ２’を演算するとともに、入浴中の給湯に必要な予想燃焼熱量Ｑ２”を演算し、その和Ｑ２＝Ｑ２’＋Ｑ２”を得る（ステップ１０７）。

上記湯張りに必要な予想燃焼熱量Ｑ２’は、上記設定温度と入水温度の差に湯張り量を乗じることにより得る。また、入浴中の給湯に必要な予想燃焼熱量Ｑ２”は、今回の自動運転前の複数回の自動運転時の給湯で費やした燃焼熱量の最大値であっても良いし、これら自動運転時の給湯使用量の最大値に今回の設定温度と入水温度の差を乗じてもよい。

次に、上記予想燃焼熱量Ｑ２を上述と同様に凝縮水の予想発生量Ｌ２に換算する（ステップ１０８）。
次に、上記凝縮水の貯留量Ｌ１と予想発生量Ｌ２の和が、満水レベルに相当する貯留量Ｌ０を超えるか否かを判断する（ステップ１０９）。ここで否定判断した場合には、前述のように湯張りを行い（ステップ１１０，１１１）、自動保温モードに進む（ステップ１１２）。なお、この湯張りは水量センサ３３の検出水量の積算値が上記のようにして演算された湯張り量に達し、浴槽水位センサ２４で設定水位に達したことを確認することにより完了する。

上記ステップ１０９で肯定判断した場合には、「満水警告」の表示を行うとともに（ステップ１１３）、自動運転を終了する（ステップ１１４）。すなわち、自動運転ランプを消灯し、給湯バーナ４ａの非燃焼状態を維持し、注湯弁３１の閉じ状態を維持する。

なお、本実施形態ではステップ１０９に示すように凝縮水の量に基づいて自動運転を開始するか否かの判断をしたが、この凝縮水の量として、体積の代わりにドレンタンク４４での凝縮水の水位で表わしてもよい。

また、上述のように積算燃焼熱量は凝縮水の発生量や貯留量に対応するものであるから、この積算燃焼熱量をそのまま用いて判断してもよい。この場合、満水レベルの凝縮水発生量に対応する積算燃焼熱量Ｑ０（所定燃焼熱量）が予め求められており、ステップ１０３，１０８が省かれ、ステップ１０９では、Ｑ１＋Ｑ２＞Ｑ０？の判断がなされる。

また、上記所定レベルの凝縮量Ｌ０や所定燃焼熱量Ｑ０は、給湯用バーナ４ａの燃焼を停止する基準レベル（本実施形態では満水レベル）と等しいが、基準レベルより下回っていてもよい。また、この基準レベルを満水レベルより下げてもよいし、ドレンタンク４４の上流側のドレン回路４２（中和器４３を含む）での凝縮水の貯留能力あるいは排気口部３までの貯留能力を見込んで、満水レベルより高く設定してもよい。

上記実施形態では、積算燃焼熱量をドレンレベル検出手段５０での検出レベルと組み合わせて種々の制御を行ったが、ドレンレベル検出手段５０を省き、積算燃焼熱量またはこの積算燃焼熱量で換算された凝縮水貯留量（ドレンレベルを含む）だけで制御（燃焼停止制御やリモコン警告表示制御を含む）を行ってもよい。この場合、上述した全てのドレン制御の説明において、ドレンレベル検出手段５０の検出レベルがドレンレベル１，２以上か否かの判断は、下記のいずれかの判断に置き換えられる。
（１）積算燃焼熱量（演算値）が、上記ドレンレベル１，２に対応する積算燃焼熱量（所定値）以上か否かの判断。
（２）積算燃焼熱量を換算した凝縮水貯留量（演算値、ドレンレベル）が、ドレンレベル１，２以上か否かの判断。

また、ドレンレベル検出手段５０の水位電極を多数設け、このドレンレベル検出手段５０からの検出レベルに基づき、上記ドレンタンク４４におけるドレンレベル（凝縮量の貯留量）の情報を得てもよい。このドレンレベル検出手段５０は無段階にドレンレベルを検出できるものであってもよい。

上記ステップ１１４の代わりに、給湯用バーナ４ａの非燃焼状態を維持したまま、注湯弁３１を開いてもよい。これにより、浴槽７０に給湯回路１０からの水が供給される。この場合、浴槽７０に水を供給して設定水位にした後で追焚をすることにより、湯張りと同等の結果が得られるので、入浴は可能になる。

ユーザーは、給湯運転時や自動運転スイッチオンの時の警告表示を見て、ドレン排水の操作を行う。すなわち、ドレンスイッチ６５ｚをオンするとともに浴槽栓を抜く。これに応答して、制御手段６０は図４のドレン排水、配管洗浄のルーチン１００を実行することができる。

最初に風呂待機中か否かを判断する（ステップ１２１）。ここで、風呂待機とは、自動運転（保温含む）、湯張り、足し湯等の風呂に係わる制御を実行していない状態を意味する。

ステップ１２１で肯定判断した時には、切替弁４９の切替動作を行ってポンプ２３の吸い込み側を浴槽７０側から遮断しドレン回路４２側に連通させ（ステップ１２２）、ドレン側電磁弁４５をオンし（ステップ１２３）、ポンプ２３をオンする（ステップ１２４）。これにより、ドレンタンク４４内の凝縮水が切替弁４９を介して、ポンプ２３に吸い込まれ、ポンプ２３の吐出側から復路管２１、熱交換器９の受熱管９ａ、往路管２２を経て浴槽７０に排出され、さらに浴槽７０の排出口を経て、既存の下水管へと排出される。

なお、上記切替弁４９の切替動作とドレン側電磁弁４５のオン動作は、特許請求の範囲の弁手段の開き動作を意味する。

上記排水動作を１分継続した後（ステップ１２５）、風呂水流スイッチ２５がオフか否かを判断する（ステップ１２６）。ここで肯定判断した場合にはドレンタンク４４が空になったと判断し、その後でポンプ２３をオフにし（ステップ１２７）、ドレン側電磁弁４５をオフにし（ステップ１２８）、切替弁４９の切替動作を行ってポンプ２３の吸い込み側をドレン回路４２側から遮断し浴槽７０側に連通させる（ステップ１２９）。これにより、凝縮水の排水工程（ドレン排水工程）が終了する。

なお、上記切替弁４９の切替動作とドレン側電磁弁４５のオフ動作は、特許請求の範囲の弁手段の閉じ動作を意味する。

上記ステップ１２６で否定判断した時、すなわちポンプ２３が駆動した状態で水流を検出した時には、ドレンタンク４４に凝縮水が溜まった状態にあるとして、さらに１分間ポンプ２３の駆動を継続する（ステップ１３０）。そして、ステップ１１０で肯定判断したとき、すなわち、ステップ１２５と合わせて、ポンプ２３が合計２分間駆動したと判断した時には、ドレンタンク４４が空でなくても排水を十分に行ったと判断して、上記ステップ１２７〜１２９を実行し、ドレン排水を終了する。

上記のようにしてドレン排水を実行した後で、注湯電磁弁３１をオンすることにより、給湯管１２から湯張り回路３０を経た湯を追焚循環回路２０内に流し、追焚循環回路２０の配管洗浄を実行する（ステップ１３１）。この配管洗浄は、水量センサ３３での検出水量の積算値が所定量例えば５リットルに達するまで行う。

なお、ステップ１３１では、給湯用バーナ４ａの燃焼により風呂設定温度の湯からなる洗浄水を供給するが、給湯用バーナ４ａの燃焼を実行せず、低温の水からなる洗浄水を供給してもよい。
また、この配管洗浄工程において、最初は加熱しない水を供給し、その後に熱湯（６０°Ｃ）を供給してもよい。水でドレン水（凝縮水）を流せば異臭等の発生を防止でき、その後の熱湯で配管の消毒を行うことができる。

配管洗浄の後に、前述した「満水警告」、「満水」等警告表示を解除する（ステップ１３２）。

また、自動保温運転中にリモコン６５の自動運転スイッチをオフした時には、図５に示すように、自動運転を終了させ、リモコン６５の自動表示を消灯するとともに保温表示を消灯し（ステップ１４１）、その後で浴槽残水の有無を判断する。すなわち、ポンプ２３をオンする（ステップ１４２）。次に、ふろ水流スイッチ２５がオンするか否かを判断する（ステップ１４３）。オフと判断した場合には、ポンプ２３をオフにした後（ステップ１４４）、ドレン排水及び配管洗浄のルーチンを実行する。このドレン排水、配管洗浄の制御は図２と同様であるので、符号１００を付して説明を省略する。

ステップ１４３で水流スイッチ２５がオンと判断した時には、ポンプ２３をオフにした後（ステップ１４５）、浴槽水位を水位センサ２４で監視し、基準水位以下になったか否かを判断する（ステップ１４６）。この検出水位は事前のポンプ駆動によりエア抜きがなされているので、正確である。なお、本実施形態において基準水位とは、循環金具の上端高さＨ０より１０ｍｍ高い水位を指す。
そして、ユーザーが浴槽栓を抜くことにより、浴槽水位が基準水位以下になった場合には、上記ドレン排水、配管洗浄のルーチン１００に移行する。

図５の制御と似た制御は、湯張り中に自動運転スイッチ６５ｙをオフにした時や、リモコンスイッチ６５ｘをオフにした時にも実行される。なお、リモコンスイッチ６５ｘをオフにした場合には、追焚循環回路２０の配管洗浄の際に給湯用バーナ４ａでの燃焼を実行せず、加熱されない水を洗浄水として提供する。
なお、自動運転スイッチをオフにした状態またはリモコンスイッチオフの状態で水位センサ２４の水位を常時監視し、この水位低下により浴槽残水無しと判断して、ドレン排水、配管洗浄を実行してもよいし、所定時間間隔でポンプ２３を駆動し、水流スイッチ２５により浴槽残水の有無を確認し、浴槽残水無しと判断してドレン排水、配管洗浄を実行してもよい。

前述したように、給湯運転中はドレンレベル１で「満水警告」の警告表示をし、ドレンレベル２で「満水」の警告表示をするとともに、給湯を停止（燃焼バーナ４ａの燃焼停止）するが、ドレンレベル１またはドレンレベル２の検出時に浴槽７０の残水の状況を調べ、浴槽７０に残水なしと判断した時には、ドレン排水及び配管洗浄のルーチン１００を実行してもよい。

次に、本発明の一実施形態について図６を参照しながら説明する。この実施形態の給湯装置は、暖房、追焚機能を備えた給湯装置である。この実施形態において、上述した参考実施形態に対応する構成部には同番号を付し、その詳細な説明を省略する。

缶１は、給湯用空間１ａと暖房用空間１ｃに仕切られる。暖房用空間１ｃには、暖房用バーナ４ｃ（他用途バーナ）と暖房用（他用途）の顕熱回収用の主熱交換器９’と潜熱回収用の副熱交換器９”が、給湯側と同様にして配置されている。バーナ４ｃには、給湯側と同様に、分岐管５ｃが接続され、分岐管５ｃには分岐電磁弁６ｃが設けられている。

暖房循環回路８０（他用途回路）は、上記熱交換器９’、９”の受熱管９ａ’，９ａ”を含んでいる。この暖房循環回路８０には、周知のように、オーバーフロータンク８１、ポンプ８２、液・液熱交換器８３（追焚用熱交換器）が設けられている。ポンプ８２により循環される湯は、熱交換器９’、９”で加熱され、種々の暖房器等の端末器、端末設備を循環する。

追焚循環回路２０Ａは、上記液・液熱交換器８３を通るようになっている。追焚時には暖房用バーナ４ｃの燃焼を実行しながら、ポンプ２３、８２を駆動し、暖房循環回路８０の熱を液・液熱交換器８３を介して追焚循環回路２０Ａに伝達し、浴槽７０の湯を加熱するようになっている。

本実施形態では、共通の回収トレイ４１Ａにより、給湯側の副熱交換器８と暖房側の副熱交換器９”から落下する凝縮水を回収するようになっている。
制御手段で実行されるドレン排水、配管洗浄、リモコン表示制御、燃焼制御は、上述した参考実施形態と同様であるので、説明を省略する。

この実施形態では、暖房側の副熱交換器で生じた凝縮水の発生量（貯留量）も勘案する必要がある。この暖房側での積算燃焼熱量と凝縮水発生量との関係は、給湯側と異なるので、例えば暖房側の積算燃焼熱量に１より小さい係数を掛けた熱量と、給湯側の積算燃焼熱量とを加算して、凝縮水貯留量を演算する必要がある。

本発明は上記実施形態に制約されず、さらに種々の態様が可能である。例えば、上記実施形態において、ドレンスイッチ６５ｚオン時（図４参照）、自動運転スイッチ６５ｙオフ時等に、浴槽残水を確認せずに強制的にすなわち無条件でドレン排水、配管洗浄を行なってもよい。
また、燃焼非実行、燃焼停止の判断時（例えば、図３においてステップ１０９において肯定判断した時や、給湯運転中にドレンレベル２と判断した時）に、ドレン排水を無条件で、または浴槽残水無しの条件等を付けて、ドレン排水、配管洗浄を行なってもよい。
ドレン排水を強制的に無条件で実行する場合には、リモコン６５での音声表示等で処理動作中であることを報知してもよい。
また、表示部６５ａでの警告表示を音声表示にしてもよい。

上記実施形態ではドレン排水の際に、ドレンタンク４４が空になるまでポンプ２３を駆動したが、ドレンタンク４４内に最低レベルの凝縮水を残し、この貯留された凝縮水でドレンタンク４４の上流側と下流側の空気の連通を遮断してもよい。この場合、最低レベルを示す水位電極をドレンタンク４４に追加する。この追加された水位電極の高さは、上記接地電極５１より若干高い。ドレン排水の際には、ポンプ２３の駆動状態において、ドレンタンク４４の水位が最低水位Ｌに達したか否かを監視する。そして、ドレンタンク４４の水位が最低水位に達するまでポンプ２３の駆動を継続し、最低水位に達した時に、ドレン側電磁弁をオフにし、ポンプ２３をオフにする。

上記実施形態において、給湯装置は別体型の２缶２水路タイプであってもよい。
上記実施形態において、凝縮水の排水をドレン回路において切替弁とドレンタンクとの間に設けたポンプで行ってもよい。また、この排水を自然落下で行うようにしてもよい。
中和器４３の代わりに、給水管からの水をドレンタンクに供給して希釈を行ってもよい。また、中和、希釈を行わなくてもよい。

４ａ 給湯用バーナ
４ｃ 暖房用バーナ（他用途バーナ）
７ 給湯用主熱交換器
８ 給湯用副熱交換器
９ 追焚用熱交換器
９’ 暖房用主熱交換器（他用途主熱交換器）
９” 暖房用副熱交換器（他用途副熱交換器）
１０ 給湯回路
２０，２０Ａ 追焚循環回路
２３ ポンプ
２４ 水位センサ（水位検出手段）
２５ 水流スイッチ２５（水流検出手段）
３０ 湯張り回路
３１ 注湯電磁弁（注湯弁）
４０ 凝縮水ドレン手段
４１ 回収トレイ
４２ ドレン回路
４４ ドレンタンク
４５ ドレン側電磁弁（ドレン弁、弁手段）
４９ 切替弁（弁手段）
５０ ドレンレベル検出手段
６０ 制御手段
６５ リモートコントローラ
６５ａ 表示部（表示手段）
６５ｙ 自動運転スイッチ（自動運転指令手段）
６５ｚ ドレンスイッチ（ドレン排水指令手段）
７０ 浴槽
８０ 暖房循環回路（他用途回路）

Claims (4)

1. 給湯用バーナと、暖房用バーナと、これら給湯用バーナと暖房用バーナからの燃焼ガスの顕熱をそれぞれ回収する給湯用主熱交換器および暖房用主熱交換器と、これら主熱交換器の下流側において燃焼ガスの潜熱をそれぞれ回収する給湯用副熱交換器および暖房用副熱交換器と、上記給湯用主熱交換器と給湯用副熱交換器を通る給湯回路と、上記暖房用主熱交換器と暖房用副熱交換器を通る暖房循環回路と、浴槽に接続された追焚循環回路と、この追焚循環回路に設けられたポンプおよび追焚用熱交換器と、燃焼ガス中の水分が上記給湯用副熱交換器および暖房用副熱交換器で凝縮することにより生成された凝縮水を回収して排水する凝縮水ドレン手段と、上記給湯用バーナ、暖房用バーナおよび凝縮水ドレン手段を制御する制御手段と、を備え、
   上記凝縮水ドレン手段は、上記給湯用副熱交換器および暖房用副熱交換器からの凝縮水を溜める共通のドレンタンクと、ドレンタンクの下流側に設けられた弁手段とを備え、
   上記制御手段は上記弁手段を閉じることにより上記ドレンタンクへの凝縮水の貯留を行い、上記弁手段を開くことにより上記ドレンタンクからの凝縮水を上記追焚循環回路へと排水するドレン排水を行うようにした燃焼装置において、
   上記制御手段は、前回のドレン排水後からの上記給湯用バーナでの積算燃焼熱量と、上記暖房用バーナでの積算燃焼熱量に１より小さい係数を掛けた換算燃焼熱量とを合算し、この合算燃焼熱量またはこれに対応する上記凝縮水発生量に基づき、上記ドレンタンクでの凝縮水の貯留状況を監視することを特徴とする燃焼装置。
2. 上記ドレン手段の下流端が上記追焚循環回路において上記ポンプの吸い込み側に接続され、
   上記弁手段は上記ドレン回路と追焚循環回路の接続点に設けられた３方切替弁を含み、この切替弁の遮断位置ではポンプ吸い込み側を浴槽に連通させて上記ドレンタンクから遮断し、この切替弁の連通位置ではポンプ吸い込み側を上記ドレンタンクに連通させるようになっており、
   上記制御手段は、ドレン排水の際には、上記切替弁の切替動作によりポンプ吸い込み側を上記ドレンタンクに連通させるとともに、上記ポンプを駆動することを特徴とする請求項１に記載の燃焼装置。
3. 上記追焚用熱交換器が液・液熱交換器からなり、上記追焚循環回路がこの液・液熱交換器において上記暖房循環回路と熱交換を行うことを特徴とする請求項１または２に記載の燃焼装置。
4. さらに、上流端が上記給湯回路に接続され下流端が上記追焚循環回路に接続された湯張り回路と、この湯張り回路に設けられた注湯弁とを備え、
   上記制御手段は、自動運転指令手段からの自動運転指令に応答して自動運転を実行し、この自動運転では、上記給湯用バーナを燃焼させるとともに注湯弁を開くことにより、浴槽水位が設定水位になるまで上記給湯回路からの湯を湯張り回路を経て浴槽に供給する湯張りモードを実行し、この湯張りモード終了後に、ポンプ駆動により浴槽の湯を循環させて追焚を行なうことにより浴槽の湯を設定温度に維持する保温モードを実行することを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の燃焼装置。

Images