JP5862946B2 - 熱源機 - Google Patents

Description

本発明は、給湯や暖房等を目的として湯水や熱媒体を加熱する熱源機に関するものであり、特に室内に設置され室外から空気を導入し、室外へ燃焼ガスを排出する屋内設置型の熱源機に特に好適なものである。

従来、ガスや液体燃料を燃焼して給湯や暖房等の熱源とする熱源機において、燃焼に使用する空気を室外から取り込み、燃焼により発生する燃焼ガスを室外へと排出する、強制給排気式（所謂ＦＦ式）と称される熱源機が知られている。この強制給排気式では、内蔵されたファンを駆動することで、燃焼に供する空気を燃焼部（バーナ）に強制的に供給すると共に、燃焼により発生した燃焼ガスを屋外に強制的に排気する構成とされている。そして、このような熱源機では、排気筒や給気筒を屋内に位置する熱源機の筺体から屋外まで延伸し、排気と給気を行っている。

このような熱源機として、排気筒と給気筒とが一体の二重管によって形成され、排気（燃焼ガス）と給気（外気）の間で熱交換を行うことにより給気温度を上昇させる所謂二重管式の熱源機や、排気筒と給気筒とをそれぞれ別途延設された配管によって形成する二本管式の熱源機が知られている。例えば、ファンを駆動することで、給気筒から屋外の空気を導入すると共に、排気筒を介して燃焼ガスを屋外に排気する、給気筒と排気筒とが別途延設された二本管式の強制給排気型給湯器（熱源機）が特許文献１に開示されている。

ところで、このような熱源機を外気温度が低くなる寒冷地で使用する場合、熱源機の筺体表面に水滴が発生する結露現象が発生する場合がある。
具体的に説明すると、室内設置型の熱源機は浴室の近くのような比較的高温、高湿となる場所に設置されることが多い。このとき、熱源機が、寒冷地の低温の外気を内部に導入すると、導入した外気によって熱源機の筺体が冷されてしまう。すると、低温となった筺体表面と接触する室内の空気が露点温度以下に低下してしまい、熱源機の筺体表面に結露水が発生してしまう。このような結露水は、導入する空気が低温である程に発生し易くなるため、特に、給気温度が比較的低温になり易い二本管式の熱源機において顕著に発生し得る。
また、寒冷地においては、人が室内にいる間は暖房を使用し続けることが多い。ここで、暖房機能を備えた熱源機を寒冷地で運用するとき、熱源機は、人が室内にいる間は継続して稼働し続けることとなり、その間、冷たい外気を導入し続けてしまう。そして、冷たい外気が長い時間導入され続けると、導入された外気によって筺体の表面温度が低くなってしまう。このように、寒冷地では、特に暖房機能を有する熱源機を運用する場合において、筺体表面に結露水が発生しやすい状況となってしまうことがある。

そして、熱源機の筺体表面に結露水が発生し続けると、筺体表面から結露水が滴り落ちてしまうこととなり、床や壁を腐朽させたり、汚したりしてしまう原因となってしまう。

そこで、このような結露水の発生を防止する構成として、熱源機の筺体内部に断熱材を取り付けた構成が知られている。

特開平７−４３０１５号公報

しかしながら、熱源機の筺体内部に断熱材を取り付けた構成であっても、わずかな結露水が発生してしまう場合があった。即ち、断熱材の素材の表面（グラスウールやロックウール等の表面）に結露水が発生してしまう場合があった。そして、近年、市場から要求される熱源機の結露水の発生に対する基準が厳格化しており、より確実にこのような結露水の発生を抑制する必要が生じていた。

そこで、このような結露水の発生を抑制する方法として、例えば、熱源機の筺体内部にダクトを延設し、バーナ等によって構成される燃焼部のみに外気を供給するという構成が考えられる。即ち、筺体内部において、外気の流入口となる部分から送風機の吸込口（又は燃焼部）までの間にダクトを形成し、このダクトを室外から筺体まで延びる給気筒に連続させることで、室外から導入した外気を燃焼部にのみ供給するという構成である。このように、燃焼部にのみ外気を供給する構成によると、外気が流れるダクトと筺体内部におけるダクト近傍のみが外気によって冷却され、筺体外壁を形成する多くの部分は外気によって冷却されることがない。その結果、筺体表面に発生する結露水の発生を抑制できる。

ところが、この方法では、ダクトを延設するための広い空間を筺体内部に確保する必要があり、小型化された熱源機には採用し難いという問題がある。つまり、筺体の大きさが小さく、筺体の内部に形成される空間が狭い熱源機では、ダクトを延設することが難しいという問題である。また、熱源機の筺体内部にダクトを延設すると、筺体の内部構造が複雑化してしまうので望ましくないという問題もある。

そこで本発明は、上記した従来技術の問題点に鑑み、比較的低温となる外気を筺体内へと取り込む二本管式の給排気構造を採用した場合や、寒冷地で暖房運転を継続し続けたときのように筺体内部に冷たい外気を取り込み続けるような状況下であっても、より確実に筺体表面における結露水の発生を防止可能であり、且つ、内部構造を複雑化することなく筺体の小型化が可能な室内設置型の熱源機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に記載の発明は、燃料を燃焼して燃焼ガスを生成する燃焼部と、送風機とを筺体内部に備え、屋外から筺体内部へ空気を供給するための給気経路と、筺体内から屋外へ燃焼ガスを排出するための排気経路とがそれぞれ接続された屋内設置型の熱源機であって、前記給気経路を経由して前記筺体内に取り込まれた空気の温度を検知可能な給気温度検知手段と、前記筺体を直接及び／又は間接的に加熱可能な結露防止ヒータとを有し、筺体内に取り込まれた空気の温度に基づいて、結露防止ヒータによって筺体を加熱し、筐体表面の結露水の発生を防止する結露防止運転を実施可能であることを特徴とする熱源機である。

本発明の熱源機は、筺体内に取り込まれた空気の温度を検知可能な給気温度検知手段と、筺体を直接及び／又は間接的に加熱可能な結露防止ヒータとを有しており、筺体内に取り込まれた空気の温度に基づいて、結露防止ヒータによって筺体を加熱する結露防止運転を実施可能な構成となっている。即ち、筺体内へ取り込んだ外気の温度を検知し、必要に応じて筺体を加熱することで、筺体表面とその付近の温度を露点温度以上に維持することができる。そのため、筺体表面における結露水の発生を確実に防止できる。

請求項２に記載の発明は、前記結露防止ヒータは、筺体の内部空間であって、筺体の空気供給口の近傍に配されることを特徴とする請求項１に記載の熱源機である。

請求項２に記載の発明では、筺体の内側部分であり、且つ、筺体内部への空気供給口となる部分の近傍に結露防止ヒータが設けられている。
ここで、室外から筺体内部に低温の空気が導入されたとき、筺体内部へと導入された低温の空気は、筺体内の比較的高温の空気と混ざり合う。このため、筺体内部の空気の温度は、導入直後の温度よりやや高くなる。換言すると、筺体内部へと導入する空気の温度は、導入直後が最も低い温度となる。したがって、筺体の空気供給口となる部分とその近傍の部分は、筺体内部へと空気を導入するときに最も低温となる空気に晒され続けることとなり、他の部分よりも低温となってしまう。そこで本発明では、筺体内部への空気供給口となる部分の近傍に結露防止ヒータを設け、筺体の空気供給口となる部分とその近傍、即ち、室外空気の導入時に他の部分よりも低温となる部分を重点的に昇温可能な構成としている。つまり、筺体において他の部分よりも温度が低くなる部分、別言すると、筺体において結露水が発生し易い部分をより確実に露点温度以上に維持し続けることが可能となっており、結露水の発生をより確実に防止可能となっている。
ここで「筺体の空気供給口の近傍」とは、具体的には、使用するヒータの能力、想定される給気温度、室内温度、湿度、消費電力等から総合的に決定する。例えば、給気温度＝−１５℃（度）、室内温度＝２５℃、室内の相対湿度７０％と想定し、ヒータの消費電力が８Ｗである状況下において、「筺体の空気供給口の近傍」とは空気供給口までの距離が１５ｃｍ以下の部分であるものとする。このようにすると、結露を防止し、且つ、消費電力を可能な限り小さくできる。

請求項３に記載の発明は、筺体内壁には断熱材が取り付けられており、前記結露防止ヒータは、筺体内壁と前記断熱材との間に配されることを特徴とする請求項１又は２に記載の熱源機である。

請求項３に記載の発明では、筺体内壁に断熱材が取り付けられているので、筺体の内部空間に冷たい外気を取り込んだとき、取り込んだ外気による内側からの筺体への冷気の伝導を断熱材によって抑制可能となっている。また、結露防止ヒータを筺体内壁と断熱手段との間に介在させることで、効率よく筺体を昇温可能な構成となっている。つまり、結露防止ヒータよりも筺体の内側の部分に断熱材が位置しており、結露防止ヒータを稼働させたときの筺体の内部空間側への放熱を断熱材により防止可能な構成となっている。このことにより、結露防止ヒータを稼働させたとき、結露防止ヒータから筺体への熱の伝導を効率よく行うことができるため、筺体を素早く昇温できる。
このように、取り込んだ空気によって筺体が冷えにくく、冷えた筺体を温め易い構成とすることで、筺体表面における結露水の発生をより確実に防止可能となっている。

請求項４に記載の発明は、筺体内に通水部を有し、当該通水部を加熱可能な凍結防止ヒータと、筺体内の所定位置の気温又は所定部分を流れる湯水の水温を検知可能な制御温度検知手段とを備え、前記凍結防止ヒータを作動させて通水部を流れる湯水の凍結を防止する凍結防止運転を実施可能なものであり、前記給気温度検知手段が検知した温度、又は前記制御温度検知手段が検知した温度に基づいて、前記結露防止運転を実施し、前記給気温度検知手段が検知した温度、又は前記制御温度検知手段が検知した温度に基づいて、前記凍結防止運転を実施す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機である。

請求項４に記載の発明では、筺体内の所定位置の気温、又は筺体内の所定部分を流れる湯水の水温を検知可能な制御温度検知手段と、通水部を加熱可能な凍結防止ヒータとを有している。そして、制御温度検知手段が検知した温度に基づいて、凍結防止ヒータを稼働することにより、通水部を流れる湯水の凍結を防止可能な凍結防止運転を実施可能となっている。つまり、上述のような、給気温度検知手段が検知した温度に基づいて、結露防止ヒータを稼働する結露防止運転に加えて、制御温度検知手段が検知した温度に基づいて、凍結防止ヒータを稼働する凍結防止運転を実施可能な構成となっている。
これに加えて、本発明では、制御温度検知手段が検知した温度に基づいて結露防止運転を実施可能であり、給気温度検知手段が検知した温度に基づいて凍結防止運転を実施可能となっている。換言すると、凍結防止運転を実施するときに基準となる温度に基づいて結露防止運転を実施可能となっており、結露防止運転を実施するときに基準となる温度に基づいて凍結防止運転を実施可能となっている。つまり、本発明では、凍結防止運転と結露防止運転とを、給気温度検知手段が検知した温度と制御温度検知手段が検知した温度のそれぞれ異なる２つの基準で実施することができる。このことにより、熱源機の筺体又はその周辺の温度が低下したとき、その温度低下をより確実に検知できるので、結露防止運転と凍結防止運転をより適切に実施することができる。このことにより、筺体表面の結露水の発生や通水部の凍結をより確実に防止することができる。

請求項５に記載の発明は、燃焼ガスの主に顕熱を回収する一次熱交換器と、主に潜熱を回収する二次熱交換器を有することを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の熱源機である。

かかる構成によると、燃焼ガスの主に顕熱を回収する一次熱交換器に加え、燃焼ガスの主に潜熱を回収する二次熱交換器を有しているので、外部に排出される燃焼ガスの温度が低くなる。即ち、燃焼ガスの顕熱だけでなく潜熱までも回収するので、必然的に排気される燃焼ガスの温度が低くなる。このように、排気される燃焼ガスの温度が低い場合、仮に給気筒と排気筒の間で熱交換する二重管式の給排気構造であっても、排気される燃焼ガスによって給気される空気の温度を十分に昇温できない可能性がある。しかしながら、本発明では、上記したような結露防止運転を実施できるので、仮に十分に昇温されない冷たい空気が筺体内に取り込まれた場合であっても、取り込まれた冷たい空気に起因する筺体表面での結露水の発生を確実に防止できる。即ち、本発明では、給気される外気の温度が低くなってしまうような給排気や熱交換の構造を採用した場合であっても、筺体表面における結露水の発生を確実に防止できる。

本発明の熱源機は、筺体内に取り込まれた空気の温度に基づいて、結露防止ヒータによって筺体を加熱する結露防止運転を実施するので、筺体内に冷たい空気が取り込まれた場合であっても、取り込まれた冷たい空気に起因する筺体表面での結露水の発生を確実に防止できる。そのことにより、二本管式の給排気構造を採用した場合や、熱源機を寒冷地で運用する場合のように、給気される外気の温度が低くなってしまう状況下でも、筺体表面での結露水の発生を防止できるという効果がある。また、給気温度検知手段と結露防止ヒータのような比較的簡易な構造で結露水の発生を防止できるので、筺体内部にダクトを延設する場合のように結露水の発生防止のために内部構造を複雑化しなくてもよいという効果がある。

本発明の実施形態に係る熱源機を示す構成図である。 図１の熱源機の上方部分を拡大して示す拡大斜視図であり、筺体部分を透過して示す。 図１の熱源機を示す作動原理図である。 図１の熱源機を稼働したときの空気の流れを示す説明図である。 図４の上方部分を拡大して示す拡大斜視図であり、筺体部分を透過し、筺体天板部に取り付けた内蔵物を省略して示す。 図１とは異なる給排気構造を採用した状態で熱源機を稼働したときの空気の流れを示す説明図である。

以下、本発明の実施形態に係る熱源機１について詳細に説明するが、本発明はこれらの例に限定されるものではない。また以下の説明において、前後上下左右の位置関係については特に断りのない限り通常の設置状態を基準として説明する。

本実施形態の熱源機１は、図１で示されるように、燃焼のための空気を屋外から取り込み、燃焼による排気を屋外へと排出する、所謂ＦＦ式（強制給排気式）と称される屋内設置型の熱源機である。より具体的には、室内に設置された熱源機１の上端側に給気筒取付部１０と排気筒取付部１１が並列して配されており、これらに給気筒１２（給気経路）と排気筒１３（排気経路）とがそれぞれ別途取り付けられた状態となっている。そして、この給気筒１２と排気筒１３とがそれぞれ室内から室外まで延びた状態となっている。即ち、本実施形態の熱源機１は、給気筒１２と排気筒１３とがそれぞれ別途接続されたものであり、所謂二本管式と称される給排気構造を採用している。

この熱源機１は、図１に示すように、筺体２の内部に独立した２つの燃焼系統３（３ａ，３ｂ）を備えており、これら２つの燃焼系統３（３ａ，３ｂ）がそれぞれ別系統の缶体及び配管系統から形成されている、所謂２缶２水型と称される構造を採用している。なお、右側に位置する比較的大きな燃焼系統３ａは、主に一般給湯における加熱動作に使用される。そして、左側に位置するもう一方の燃焼系統３ｂは、主に風呂の追い焚きや暖房機器等の熱負荷への熱の供給に使用される。

筺体２は、図１で示されるように、正面が開放された箱体であって、図示しない前方蓋部によって正面の開放部分を閉塞した状態で使用する。この筺体２の天板部４には、天板部４側から外部（上方）へ向かって突出する給気筒取付部１０が一体に取り付けられている。詳説すると、この給気筒取付部１０は、天板部４から略垂直上方に突出しており、天板部４を貫通する貫通孔４ａを環状に取り囲むように位置している。このことから、給気筒取付部１０の内孔と天板部４の貫通孔４ａとが一体の連通孔を形成し、筺体２の内外を連通している。
筺体２の天板部４には、この貫通孔４ａの他に別途貫通孔４ｂが形成されており、この貫通孔４ｂに、排気集合管２０（詳しくは後述する）と一体に設けられた円筒状の排気筒取付部１１が挿通された状態となっている。このとき、排気筒取付部１１は天板部４の貫通孔４ｂに内側から挿通されており、筺体２の外部に向かって突出した状態となっている。より詳細には、排気筒取付部１１は、天板部４から略垂直上方に向かって突出した状態となっている。

このとき、給気筒取付部１０は、天板部４の長手方向（図１の左右方向）において中心からやや片側端部（左端部）よりの部分に位置し、排気筒取付部１１は天板部４の長手方向において中心からやや他方端部（右端部）よりの部分に位置した状態となっている。そして、図２で示されるように、給気筒取付部１０と排気筒取付部１１とは、天板部４の短手方向（前後方向）の大半に亘って設けられており、給気筒取付部１０と排気筒取付部１１の前後方向の中心と、天板部４の前後方向の中心とは略同一となるよう設けられている。

ここで、天板部４の下面側に注目すると、図１、図２で示されるように、結露防止ヒータ５と、断熱材６、給気温度センサ７（給気温度検知手段）とが取り付けられている。

結露防止ヒータ５は、図２で示されるように、天板部４の長手方向（左右方向）の片側端部（左端部）に取り付けられ、天板部４に下方から接触する板状のセラミックヒータである。より詳細には、結露防止ヒータ５は、天板部４の長手方向（左右方向）の片側端部（左端部）から給気筒取付部１０までの間の部分であり、天板部４の短手方向（前後方向）の両端部の間の略全ての部分と接触するように配されている。
したがって、結露防止ヒータ５は、天板部４の長手方向（左右方向）において、給気筒取付部１０と近接し、且つ排気筒取付部１１と大きく隔たりがある位置に配されている。別言すると、結露防止ヒータ５と排気筒取付部１１との間に給気筒取付部１０が位置するように配されている。

断熱材６は、グラスウールや発泡ポリエチレン、発泡ポリスチレン、発泡ポリプロピレン等によって形成される略長方形板状の発泡成形断熱材であり、図１、図２で示されるように、筺体２の天板部４に下方側から取り付けられている。
この断熱材６は、天板部４の略全ての部分と接触しており、より詳細には、天板部４の結露防止ヒータ５と接触している部分と、天板部４の２つの貫通孔４ａ，４ｂの下方に位置する部分とを除いた略全ての部分と接触している。このとき、結露防止ヒータ５が位置する天板部４の長手方向（左右方向）の端部（左端部）では、断熱材６の上面が結露防止ヒータ５の下面と接触した状態となっている。即ち、断熱材６は結露防止ヒータ５の下方に位置しており、天板部４と断熱材６の間に結露防止ヒータ５が位置した状態となっている。換言すると、結露防止ヒータ５は、上下方向において、天板部４と断熱材６によって挟まれた状態となっている。
また、断熱材６のうち、天板部４の２つの貫通孔４ａ，４ｂの下方に位置する部分は、開放された状態となっている。即ち、断熱材６には２つの貫通孔６a，６ｂが形成されており、これらが天板部４の貫通孔４ａ，４ｂと重なって一体の連通孔を形成している。

給気温度センサ７は、公知のサーミスタであって、筺体２内の空気の温度を検知可能な状態で取り付けられている。より詳細には、図１、図２で示されるように、給気温度センサ７は、天板部４の給気筒取付部１０に近接する位置であり、結露防止ヒータ５及び断熱材６のやや下方であって、筺体２の前端よりの部分に設けられている。

燃焼系統３（３ａ，３ｂ）は、図１で示されるように、それぞれ燃焼部１６と、燃焼部１６に空気を供給する送風機１７と、主に顕熱を回収する一次熱交換器１８と、主に潜熱を回収する二次熱交換器１９によって形成されている。つまり、本実施形態の熱源機１は、潜熱を回収する機能を有している所謂潜熱回収型と称される熱源機でもある。

燃焼部１６は、ガス等の燃料を燃焼するバーナを備えており、燃料を燃焼することで高温の燃焼ガスを発生させるものである。

送風機１７は、燃焼部１６よりやや下方に位置しており、その給気口が筺体２の内部空間に開放され、排気口が燃焼部１６側へと向いた状態で配されている。

一次熱交換器１８は、燃焼部１６より上側に位置しており、二次熱交換器１９は、一次熱交換器１８よりさらに上側に位置している。そして、一次熱交換器１８と二次熱交換器１９とは、直列に接続されている。

そして、図１で示されるように、各燃焼系統３ａ，３ｂの上側には、各燃焼系統３ａ，３ｂから排出された燃焼ガスが導入される排気集合管２０が設けられている。
この排気集合管２０は、図１、図２で示されるように、下方に位置する箱状の本体部２１と、上方に位置する円筒状の排気筒取付部１１から形成されている。そして、本体部２１は、各燃焼系統３ａ，３ｂのそれぞれと連続して一体の排気流路を形成するよう取り付けられている。このことから、各燃焼系統３ａ，３ｂから排出された燃焼ガスは本体部２１で合流し、排気筒取付部１１から排出されることとなる。

ところで、本実施形態の熱源機１は、燃焼系統３（３ａ，３ｂ）によって湯水や熱媒体を加熱することで、一般給湯、風呂の落とし込み、風呂の追い焚き、暖房といった各種運転が可能となっている。加えて、本実施形態の熱源機１では、二次熱交換器１９で燃焼ガスの潜熱を回収することに起因して発生してしまう酸性のドレンを、中和してから外部へと排出可能な構成となっている。
つまり、筺体２の内部には、湯水や熱媒体、ドレンといった液体が内部を流れる配管やポンプ等の部材（通水部）が配されている。

ここで、本実施形態の熱源機１では、寒冷地等の気温の低い場所で運用したときに配管やポンプ等の内部の液体が凍結しないように、複数の凍結防止ヒータ２３を各部に取り付けている。凍結防止ヒータ２３の取り付け位置につき、図３を参照しつつ説明する。
なお、凍結防止ヒータ２３は板状のセラミックヒータであって、スプリング等の適宜な取付手段によって各部に取り付けられている。

本実施形態の熱源機１は、給湯系統２５、風呂落とし込み系統２６、風呂系統２７、暖房系統２８、ドレン排出系統２９の各系統を備えている。なお、給湯系統２５では、湯水を給湯栓３１から出湯させる一般給湯運転を実施可能となっている。また、風呂落とし込み系統２６では、浴槽３２へ湯水を注湯する自動落とし込み運転を実施可能となっている。そして、風呂系統２７では、浴槽３２の湯水を循環させて適宜加熱する追い焚き運転を実施可能であり、暖房系統２８では、外部のファンコンベクタ、床暖房器具等の外部の負荷機器（図示せず）との間で湯水を循環させる暖房運転が実施可能となっている。さらに、ドレン排出系統２９では、ドレンを中和して外部へ排出可能となっている。

給湯系統２５では、図示しない給水源から供給される湯水を燃焼系統３ａへ流入させるための配管である入水管３５と、湯水をシャワーやカラン等の給湯栓３１に供給するための配管である一般給湯管３６とに凍結防止ヒータ２３（２３a，２３ｂ，２３ｃ）がそれぞれ取り付けられている。さらに加えて、主に一般給湯での加熱動作に使用される燃焼系統３ａにおいて、一次熱交換器１８と二次熱交換器１９とにそれぞれ凍結防止ヒータ２３（２３ｄ，２３ｅ）が取り付けられている。

より具体的には、入水管３５では、入水管３５における湯水の流れ方向の上流端近傍であり、熱源機１への湯水の流入口となる部分の近傍に１つめの凍結防止ヒータ２３（２３a）が取り付けられている。そして、入水管３５における湯水の流れ方向の下流端近傍であり、二次熱交換器１９への湯水の流入口となる部分の近傍に２つめの凍結防止ヒータ２３（２３ｂ）が取り付けられている。

また、一般給湯管３６では、一般給湯管３６における湯水の流れ方向の下流端近傍であり、給湯栓３１への湯水の流出口となる部分の近傍に凍結防止ヒータ２３（２３ｃ）が取り付けられている。

そして、主に一般給湯での加熱動作に使用される一次熱交換器１８では、一次熱交換器１８の一部であり、一次熱交換器１８内で湯水の流れを形成するための配管に凍結防止ヒータ２３（２３ｄ）が取り付けられている。
具体的に説明すると、一次熱交換器１８では、湯水が流れる配管が蛇行して延びており、その配管の一部がフィン１８ａ等と接触して熱交換を実施している。そして、この蛇行して延びる配管のフィン１８ａと接触しない部分に、凍結防止ヒータ２３（２３ｄ）が取り付けられている。

さらに、主に一般給湯での加熱動作に使用される二次熱交換器１９では、二次熱交換器１９の下部側に凍結防止ヒータ２３（２３ｅ）が設けられている。

風呂系統２７は、浴槽３２を含む風呂循環流路を形成する風呂戻り管３７と、風呂往き管３８とを備え、風呂循環流路を形成する配管の適宜の部分に風呂用循環ポンプ３９が取り付けられている。そして、風呂系統２７では、風呂循環流路を形成する配管のうち、風呂用循環ポンプ３９の近傍の部分に、凍結防止ヒータ２３（２３ｆ）が取り付けられている。

暖房系統２８は、外部の負荷機器を含む暖房循環流路を形成する高温暖房側往き管４１と、低温暖房側往き管４２と、暖房戻り管４３とを備えている。そして、暖房循環流路を形成する配管の適宜の部分に、循環流を形成するための暖房用循環ポンプ４４と、配管内の過剰な圧力上昇を阻止する膨張タンク４５とが取り付けられている。このとき、膨張タンク４５は、図示しない給水源から湯水を供給可能な構成となっている。具体的には、熱源機１への湯水の流入口となる部分と、膨張タンク４５との間に、膨張タンク４５へ湯水を供給するためのタンク用給水配管４６が取り付けられている。
そして、暖房系統２８では、このタンク用給水配管４６の湯水の流れ方向の下流側に位置する部分であって、膨張タンク４５に近い部分に、凍結防止ヒータ２３（２３ｇ）が取り付けられている。

ドレン排出系統２９は、各燃焼系統３（３ａ，３ｂ）のそれぞれの二次熱交換器１９，１９の下部に位置し、二次熱交換器１９，１９で発生したドレンを回収するドレン受け部４８と、酸性を呈するドレンを中和する中和装置４９とを備えている。そして、ドレン受け部４８に回収されたドレンは配管を介して中和装置４９へと流れ込み、中和装置４９で中和された後、中和装置４９から外部へと排出される。
そして、ドレン排出系統２９では、ドレン受け部４８の下部に凍結防止ヒータ２３（２３ｈ）が取り付けられている。

以上で、凍結防止ヒータ２３の取り付け位置の説明を終了する。

また、本実施形態の熱源機１は、コントローラ５２を備えており、コントローラ５２が熱源機１の各部に動作指令を出すことによって、熱源機１が各系統において各種運転等を実施する（図３参照、図１等では図示せず）。ここで、コントローラ５２を構成する制御基板は、筺体２に内蔵されており、雰囲気温度センサ５３（制御温度検知手段）が一体に取り付けられている。

雰囲気温度センサ５３は、公知のサーミスタであって、筺体２の周辺の雰囲気温度（筺体２が設置された室内の温度）を検知可能な状態で取り付けられている。
より具体的には、雰囲気温度センサ５３の検知動作を実施する部分が、筺体２内の送風機１７より下側の部分に位置するように配されている（雰囲気温度センサ５３の筺体内での具体的な位置については図示せず）。即ち、雰囲気温度センサ５３が取り付けられる制御基板（コントローラ５２を構成する制御基板）もまた、筺体２の下方側に位置している（制御基板の筺体内での具体的な位置については図示せず）。

次に、本実施形態の熱源機１の動作について説明する。

まず、燃焼系統３（３ａ，３ｂ）による燃焼動作について説明する。なお、このときの給湯系統２５、風呂落とし込み系統２６、風呂系統２７、暖房系統２８、ドレン排出系統２９の各系統における具体的な動作については説明を省略する。

熱源機１において、一般給湯、風呂の落とし込み、風呂の追い焚き、暖房といった各種運転を実施する場合、燃焼系統３（３ａ，３ｂ）の燃焼動作によって湯水や熱媒体を加熱する。このとき、燃焼系統３で燃焼動作が開始されると、送風機１７が稼働して屋外の空気が筺体２内へと取り込まれる。

より具体的には、図４で示されるように、送風機１７が稼働することで空気の流れが形成され、屋外の空気が給気筒１２を介して筺体２の内部へと導入される。このとき、給気筒１２が筺体２の天板部４に取り付けられているので、屋外の空気は、天板部４に形成された貫通孔４ａから筺体２の内部空間へ流れ込む。即ち、屋外の空気は、筺体２の上部側から筺体２の内部空間へ流入する。

そして、図４、図５で示されるように、筺体２内へ流入した空気は、筺体２の内部空間を広がりつつ、送風機１７が位置する下部側へ向かって流れる。
具体的に説明すると、筺体２内へ上方から流入した空気は、下方に位置する送風機１７に向かって流れるものであるが、このとき筺体２の空気の流入口となる部分（貫通孔４ａ）と送風機１７との間には、様々な機器や配管、部材等の内蔵物が位置している。そのため、筺体２へと導入された空気は、様々な内蔵物に衝突してその流れ方向を変えつつ、送風機１７へと流れていく。結果、筺体２の内部空間に導入された空気は、筺体２の内部空間の前後左右方向に拡散しつつ、下方へ向かって流れていく。別言すると、筺体２の内部へと導入した空気は、内蔵物や筺体２の内壁と衝突し、その流れ方向を変えながら下方へ向かって流れることとなる。

そして、送風機１７へと到達した空気は、送風機１７から燃焼部１６へ向かって流れ、燃焼部１６での燃料の燃焼に使用される。ここで、燃焼部１６で燃料が燃焼されると、高温の燃焼ガスが発生し、燃焼ガスが燃焼部１６の上側に位置する一次熱交換器１８へ向かって流れる。このとき、燃焼部１６、一次熱交換器１８、二次熱交換器１９、排気集合管２０は直列に接続されて一体の排気流路を形成している。そのため、燃焼ガスは、燃焼部１６から一次熱交換器１８、二次熱交換器１９を経由して排気集合管２０へと至り、排気集合管２０から排気筒１３を介して屋外へと排出される。

なお、燃焼ガスが一次熱交換器１８と二次熱交換器１９とを通過するとき、燃焼ガスと、一次熱交換器１８、二次熱交換器１９の内部を流れる湯水や熱媒体等との間でそれぞれ熱交換が行われ、湯水や熱媒体等が加熱される。換言すると、燃焼ガスは顕熱と潜熱とを回収され、温度が低下する。そのため、燃焼ガスが排気集合管２０へと至ったとき、燃焼ガスの温度は低くなっている。したがって、排気筒１３からは、温度の低い燃焼ガスが排気ガスとして屋外へ排出されることとなる。

このように、本実施形態では、屋内に設置した熱源機１が屋外から空気を吸い込んで燃焼動作を実施することにより、湯水や熱媒体等を加熱し、一般給湯、風呂の落とし込み、風呂の追い焚き、暖房といった各種運転を実施している。

ここで、本実施形態の熱源機１を寒冷地で運用する場合について考察する。寒冷地では屋外の気温が低いため、熱源機１が燃焼動作を実施すると、必然的に低温の空気を筺体２内に取り込んでしまうこととなる。このとき、筺体２が室内の浴室の付近といった高温、高湿となる場所に設置されていると、筺体２内へ取り込んでしまった冷たい空気によって、筺体２の表面に結露水が発生してしまう可能性がある。そこで本実施形態の熱源機１では、このような結露水の発生を防止すべく、結露防止運転を実施している。

本実施形態の熱源機１による結露防止運転について説明する。

本実施形態の熱源機１が実施する結露防止運転は、筺体２の内部空間における気温を給気温度センサ７によって検知し、給気温度センサ７が検知した温度に基づいて、所定時間だけ結露防止ヒータ５を稼働する。

この結露防止運転では、例えば給気温度センサ７が検知した温度が摂氏８度であった場合、結露防止ヒータ５を３分稼働し、給気温度センサ７が検知した温度が摂氏３度であった場合、結露防止ヒータ５を５分稼働するといったように、給気温度センサ７が検知した温度に応じて結露防止ヒータ５の稼働時間が変化する。
より具体的には、摂氏８度以下であり摂氏５度より大きい温度域Ａ、摂氏５度以下であり摂氏２度より大きい温度域Ｂ・・・といったように予め複数の温度域が規定されており、各温度域に応じた結露防止ヒータ５の稼働時間が規定されている。このとき、各温度域の基準温度（例えば、各温度域の最高温度、最低温度、平均温度といった温度を基準温度とする）が低い温度域程、結露防止ヒータ５が長い時間稼働するように規定されている。
そして、給気温度センサ７が検知した温度がいずれの温度域に属するのかが判断され、給気温度センサ７が検知した温度が属する温度域に応じた稼働時間だけ、結露防止ヒータ５が稼働する。

このように、本実施形態の結露防止運転では、給気温度センサ７が検知した温度に基づいて、結露防止ヒータ５が稼働する。ここで、上記したように給気温度センサ７は、筺体２の内部空間への空気供給口（室外の空気の流入口）となる部分（天板部４の貫通孔４ａであり図１参照）の近傍に配されており、筺体２内に流入する空気の温度（給気温度）を検知可能となっている。そのため、筺体２内に流入する空気によって筺体２が低温となることが予測されるとき、即ち、筺体２の表面に結露水が発生し易い状況となることが予測されるときに、確実に筺体２の降温を防止し、結露水の発生を防止できる。

また、本実施形態の結露防止運転では、給気温度センサ７が検知した温度が比較的低い温度の場合（比較的低い温度域に属する場合）には、筺体２を長時間に亘って加熱し、給気温度センサ７が検知した温度が比較的高い温度の場合（比較的高い温度域に属する場合）には、筺体２を短時間だけ加熱する。即ち、筺体２の温度が大きく低下することが予測されるときは筺体２に比較的多くの熱量を加え、筺体２の温度が僅かしか低下しないことが予測されるときは筺体２に比較的少ない熱量を加える。このように、筺体２の加熱時間を変化させると、筺体２の過剰な昇温を防止できる。ここで、仮に筺体２の温度を上げすぎてしまうと、人が熱源機１の筺体２を触ったときに火傷してしまうといった問題が発生してしまう。しかしながら、本実施形態の結露防止運転では、筺体２が過剰に昇温されることがないので、このような問題が発生しない。

そして、本実施形態では、結露防止ヒータ５が筺体２の天板部４に接触しており、筺体２を天板部４から昇温させる。ここで、図１、図４で示されるように、天板部４は、給気筒１２が接続される部分となっている。そのため、天板部４は、冷たい外気を筺体２内へ流入したとき、冷たい外気によって冷やされた給気筒１２の冷気が伝導されるといった理由により、筺体２において最も温度が低下する部分となる場合が多い。本実施形態では、この天板部４から筺体２を温めることができるので、より確実に筺体２の降温を防止できる。

ところで、結露防止ヒータ５が設けられている部分である、筺体２の天板部４に接触する部分は、筺体２の内部空間への空気供給口となる部分（天板部４の貫通孔４ａであり図１参照）の近傍となる。即ち、本実施形態では、結露防止ヒータ５は、筺体２の空気供給口となる部分の近傍に配されている。
ここで、「筺体の空気供給口の近傍」とは、結露防止ヒータ５の能力、想定される給気温度、室内温度、湿度、消費電力等から総合的に決定する必要がある。本実施形態では、結露を防止し、且つ、消費電力を可能な限り小さく収めるとの理由から、給気温度＝−１５℃（度）、室内温度＝２５℃、室内の相対湿度７０％と想定し、結露防止ヒータ５の消費電力が８Ｗとした状況下において、空気供給口までの距離が１５ｃｍ以下の部分を「筺体の空気供給口の近傍」としている。そして、結露防止ヒータ５を筺体２の空気供給口の近傍に配する構成とすることで、結露を防止しつつ、消費電力を小さくしている。

本実施形態の結露防止運転では、給気温度センサ７が検知した温度に基づいて実施されるため、燃焼系統３での燃焼動作時に送風機１７が稼働した場合だけでなく、不使用時に給気筒１２から筺体２へ冷たい外気が流入してしまった場合であっても、結露水の発生を防止できる。
具体的に説明すると、熱源機１を稼働していない状態であっても、熱源機１を設置した室内で換気扇を回す等によって室内側が負圧となってしまうと、給気筒１２から室外の空気が筺体２側（室内側）へと流入してしまうことが考えられる。しかしながら、本実施形態では、このような理由で筺体２の内部へ冷たい空気が流入した場合であっても、給気温度センサ７が筺体２内の温度の低下を検知して筺体２を昇温する。そのため、筺体２の温度が低下してしまうことがなく、筺体２の表面に結露が発生することがない。

以上で、本実施形態の熱源機１による結露防止運転について説明を終了する。

ところで、寒冷地では、冬場に長期間留守にするときのように、例え室内であっても非常に気温が低下する場合がある。この場合、熱源機１を室内に配した場合であっても、筺体２に内蔵される熱交換器やポンプ、配管といった、内部を湯水や熱媒体、ドレンといった液体が流れる部材において、部材内の液体が凍結してしまうおそれがある。
そこで、本実施形態の熱源機１では、このような部材内での液体の凍結を防止すべく、凍結防止運転を実施している。

本実施形態の熱源機１による凍結防止運転について説明する。

本実施形態の熱源機１が実施する凍結防止運転は、筺体２の内部空間における気温を雰囲気温度センサ５３によって検知し、雰囲気温度センサ５３が検知した温度に基づいて、凍結防止ヒータ２３を稼働する。

ここで、上記したように、雰囲気温度センサ５３はコントローラ５２に一体に取り付けられており（図３参照）、コントローラ５２は筺体２の下方に位置している（筺体２内におけるコントローラ５２の具体的な位置については図示せず）。換言すると、雰囲気温度センサ５３は、筺体２への室外からの空気の流入口となる部分（天板部４の貫通孔４ａであり図１参照）から離れた位置にある。換言すると、雰囲気温度センサ５３は、筺体２へと流入する室外からの空気の影響を受け難い位置にある。このことにより、熱源機１が設置された室内の雰囲気温度（又はそれに準ずる温度）を取得可能となっている。

より具体的には、寒冷地において、長期間留守にして室内で暖房を使用しないといった理由により室内温度が低下していく場合、床側（下側）から冷えていく。本実施形態の熱源機１では、雰囲気温度センサ５３が筺体２の下部側に位置するので、このような室内での温度低下をいち早く検知できる。このことにより、筺体２内の内蔵された各機器の内部で湯水等が凍結するより早く、室内の温度低下を検知可能となっている。

そして、雰囲気温度センサ５３が検知した温度が所定の温度α１を下回ったとき、即ち、熱源機１が設置された室内が所定温度以下になっていることが予測されるとき、筺体２に内蔵された各機器に取り付けられた凍結防止ヒータ２３（図３参照）を稼働させる。このことにより、各機器を昇温させ、筺体２内の内蔵された各機器の内部での湯水等の液体の凍結を防止する。

上記した実施形態では、給気温度センサ７が検知した温度に基づいて、所定時間だけ結露防止ヒータ５を稼働する結露防止運転と、雰囲気温度センサ５３が検知した温度に基づいて、凍結防止ヒータ２３を稼働する凍結防止運転を実施する例を示したが、本発明の熱源機はこれに限るものではない。雰囲気温度センサ５３が検知した温度に基づいて、所定時間だけ結露防止ヒータ５を稼働する結露防止運転を実施してもよく、給気温度センサ７が検知した温度に基づいて、凍結防止ヒータ２３を稼働する凍結防止運転を実施してもよい。
即ち、筺体２へと流入する空気の温度（給気温度）と、筺体２が配置された室内の雰囲気温度（又はそれに準ずる温度）のいずれか又は両方の温度を基準として、結露防止運転、凍結防止運転を実施してもよい。筺体２へと流入する空気の温度（給気温度）と、筺体２が配置された室内の雰囲気温度（又はそれに準ずる温度）の両方の温度を基準として、結露防止運転や、凍結防止運転を実施すると、筺体２の表面における結露水の発生や、筺体２に内蔵された機器における内部での液体の凍結をより確実に防止できる。

このことから、給気温度センサ７と雰囲気温度センサ５３とがそれぞれ検知した温度のうちで低い方の温度が所定温度以下となることを条件として、結露防止運転と凍結防止運転を実施してもよい。また、給気温度センサ７が検知する温度と雰囲気温度センサ５３が検知する温度の両方の温度が所定温度以上となることを条件として、結露防止運転と凍結防止運転を停止してもよい。このように、結露防止ヒータ５を稼働する結露防止運転と、凍結防止ヒータ２３を稼働する凍結防止運転とは、給気温度センサ７が取得する温度と雰囲気温度センサ５３が取得する温度のいずれか一方、又は両方を基準として、開始又は停止してもよい。

上記した実施形態では、板状の断熱材６を使用する例を示したが、本発明の熱源機はこれに限るものではない。例えば、板状の断熱材６を使用せず、ウレタンフォームなどの吹き付けによる断熱処理をおこなってもよい。

上記した実施形態では、板状の断熱材６が天板部４の下面の略全ての部分と接触する例を示したが、本発明の熱源機１はこれに限るものではない。例えば、断熱材６を設けない構成であってもよい。また、天板部４の給気筒取付部１０の近傍にのみ断熱材６を接触させる構成であってもよい。さらには、結露防止ヒータ５の下方にのみ断熱材６を設ける構成であってもよい。つまり、断熱材６は必ずしも設けなくてもよい。そして、断熱材６を設ける場合、筺体２の温度の低下が予測される部分の内側のみに設けてもよい。

上記した実施形態では、給気筒１２と、排気筒１３とをそれぞれ別途取り付けた２本管式の熱源機１の例について説明したが、本発明はこれに限るものではない。例えば、図６で示されるように、壁側に位置する部分で二重管構造となっており、熱源機１と接続する部分で給気管と排気管とが別々に分岐した一部二重管構造の給排気管１０１を採用してもよい。即ち、熱源機１に給気管と排気管とがそれぞれ接続されていればよい。
なお、このように一部が二重管の構造を採用した場合であっても、上記した潜熱回収式のように燃焼排気の温度が低い場合、筺体内に取り込む外気と燃焼排気との間で十分に熱交換が行われず、冷たい外気が流入してしまうことが考えられる。しかし、本発明によると、冷たい外気が流入した場合であっても、筺体表面の温度が低下せず、筺体表面での結露水の発生を確実に防止できる。

１ 熱源機
５ 結露防止ヒータ
６ 断熱材
７ 給気温度センサ(給気温度検知手段)
１２ 給気筒(給気経路)
１３ 排気筒(排気経路)
１６ 燃焼部
１７ 送風機
１８ 一次熱交換器
１９ 二次熱交換器
２３ 凍結防止ヒータ
５３ 雰囲気温度センサ（制御温度検知手段）

Claims (5)

1. 燃料を燃焼して燃焼ガスを生成する燃焼部と、送風機とを筺体内部に備え、屋外から筺体内部へ空気を供給するための給気経路と、筺体内から屋外へ燃焼ガスを排出するための排気経路とがそれぞれ接続された屋内設置型の熱源機であって、
   前記給気経路を経由して前記筺体内に取り込まれた空気の温度を検知可能な給気温度検知手段と、前記筺体を直接及び／又は間接的に加熱可能な結露防止ヒータとを有し、
   筺体内に取り込まれた空気の温度に基づいて、結露防止ヒータによって筺体を加熱し、筐体表面の結露水の発生を防止する結露防止運転を実施可能であることを特徴とする熱源機。
2. 前記結露防止ヒータは、筺体の内部空間であって、筺体の空気供給口の近傍に配されることを特徴とする請求項１に記載の熱源機。
3. 筺体内壁には断熱材が取り付けられており、
   前記結露防止ヒータは、筺体内壁と前記断熱材との間に配されることを特徴とする請求項１又は２に記載の熱源機。
4. 筺体内に通水部を有し、当該通水部を加熱可能な凍結防止ヒータと、筺体内の所定位置の気温又は所定部分を流れる湯水の水温を検知可能な制御温度検知手段とを備え、前記凍結防止ヒータを作動させて通水部を流れる湯水の凍結を防止する凍結防止運転を実施可能なものであり、
   前記給気温度検知手段が検知した温度、又は前記制御温度検知手段が検知した温度に基づいて、前記結露防止運転を実施し、
   前記給気温度検知手段が検知した温度、又は前記制御温度検知手段が検知した温度に基づいて、前記凍結防止運転を実施す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機。
5. 燃焼ガスの主に顕熱を回収する一次熱交換器と、主に潜熱を回収する二次熱交換器を有することを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の熱源機。

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