JP6247105B2

JP6247105B2 - 給湯器

Info

Publication number: JP6247105B2
Application number: JP2014016434A
Authority: JP
Inventors: 幸祐中島
Original assignee: Osaka Gas Co Ltd
Current assignee: Osaka Gas Co Ltd
Priority date: 2014-01-31
Filing date: 2014-01-31
Publication date: 2017-12-13
Anticipated expiration: 2034-01-31
Also published as: JP2015143578A

Description

本発明は、燃焼バーナからの燃焼排気ガスの熱を利用して温水を生成する給湯器に関する。

燃焼バーナからの燃焼排気ガスとの熱交換により温水を生成する給湯器が広く用いられている（例えば、特許文献１参照）。この給湯器は、燃焼バーナと、燃焼バーナの上方に配設された熱交換器及びドレンパンと、熱交換器の流入側に接続された給水流路と、熱交換器の流出側に接続された出湯流路とを備えている。熱交換器は、ドレンパンの下側に配設された主熱交換器部（顕熱熱交換器部）と、このドレンパンの上側に配設された副熱交換器部（潜熱熱交換器部）とを含んでいる。また、ドレンパンには、凝縮水を排水するための凝縮水流路が接続され、この凝縮水流路に中和器（例えば、炭酸カルシウムが充填されている）、ドレンタンク及び排水ポンプが配設されている。ドレンタンクには、上限水位を検知するための上限水位検知センサ及び下限水位を検知するための下限水位検知センサが配設されている。

この給湯器においては、主熱交換器及び副熱交換器において熱交換が行われて温水が生成され、生成された温水は出湯流路を通して出湯される。一方、燃焼排気ガスの過冷却により凝縮した凝縮水は、ドレンパンに落下した後捕集流路を通して中和器に流れ、中和器にて中和された凝縮水がドレンタンクに貯まる。

ドレンタンクの中和凝縮水が上限水位に達すると、上限水位検知センサの信号に基づいて排水ポンプが作動して排水運転が行われ、この排水ポンプによってドレンタンク内の中和凝縮水が凝縮水流路（所謂、ドレン流路）を通して排水される。そして、中和凝縮水が下限水位まで低下すると、下限水位検知センサの信号に基づいて排水運転が終了し、パージ運転が行われる。このパージ運転においては、排水ポンプが作動され、ドレン流路に残留する中和凝縮水が排水され、このようにパージ運転することにより、ドレン流路での中和凝縮水の残留が少なくなり、カルシウム成分の析出が抑えられる。

特開２００９−２６４７０８号公報

このような給湯器では、パージ運転の初期においては、ドレンタンク及びこのドレンタンクから排水ポンプまでの間に残留する中和残留水が排水されるが、パージ運転終期においては、残留水がなくなってドレンタンク内の空気が排水ポンプに送給され、この空気の流れとともに残留する中和凝縮水がパージされる。

しかし、排水ポンプとしてキャンドモーターポンプ（中和残留水の如き搬送媒体により軸受の潤滑を保つ形態のポンプ）などを利用する場合、中和残留水がなくなって空気が送られるようになると、排水ポンプが空運転状態となり、軸受の焼付けによるポンプの固着故障が生じるおそれがある。

本発明の目的は、排水ポンプへの空気の送給を抑えながら残留中和凝縮水を確実にパージすることができる給湯器を提供することである。

本発明の請求項１に記載の給湯器は、燃焼バーナと、前記燃焼バーナからの燃焼排気ガスの熱を利用して水を加熱するための熱交換器と、前記熱交換器に加熱すべき水を供給するための給水流路と、前記熱交換器にて加熱された水を出湯するための出湯流路と、を備え、
前記熱交換器は、燃焼排気ガスの流れ方向上流側に配設された主熱交換器部と、燃焼排気ガスの流れ方向下流側に配設された副熱交換器部と、を有し、
前記副熱交換器に関連して、前記副熱交換器にて生じた凝縮水を捕集するためのドレンパンと、前記ドレンパンにより捕集された凝縮水を中和するための中和器と、前記中和器にて中和された凝縮水を貯めるドレンタンクと、前記ドレンタンクに貯まった中和凝縮水を排出するためのドレン流路と、前記ドレン流路に配設された排水ポンプと、前記排水ポンプを制御するための制御手段と、前記ドレンタンクに貯められた中和凝縮水の水位を検知するための水位検知手段とが設けられ、前記排水ポンプが排水運転されて前記ドレンタンクに貯まった中和凝縮水が前記ドレン流路を通して排水され、
前記制御手段は、前記水位検知手段の検知信号を利用して中和凝縮水の排水速度を演算する排水速度演算手段と、前記排水運転後の中和凝縮水の残水量及び前記排水速度演算手段による演算排水速度に基づいて追加排水時間を演算する追加排水時間演算手段と、を含んでおり、
前記制御手段は、前記排水運転後前記追加排水時間にわたって前記排水ポンプをパージ運転させて前記ドレンタンク内に残留する中和凝縮水を前記ドレン流路を通してパージすることを特徴とする。

また、本発明の請求項２に記載の給湯器では、燃焼バーナと、前記燃焼バーナからの燃焼排気ガスの熱を利用して水を加熱するための熱交換器と、前記熱交換器に加熱すべき水を供給するための給水流路と、前記熱交換器にて加熱された水を出湯するための出湯流路と、を備え、
前記熱交換器は、燃焼排気ガスの流れ方向上流側に配設された主熱交換器部と、燃焼排気ガスの流れ方向下流側に配設された副熱交換器部、を有し、
前記副熱交換器に関連して、前記副熱交換器にて生じた凝縮水を捕集するためのドレンパンと、前記ドレンパンにより捕集された凝縮水を中和するための中和器と、前記中和器にて中和された凝縮水を貯めるドレンタンクと、前記ドレンタンクに貯まった中和凝縮水を排出するためのドレン流路と、前記ドレン流路に配設された排水ポンプと、前記排水ポンプを制御するための制御手段と、前記ドレンタンクに貯められた中和凝縮水の水位を検知するための水位検知手段とが設けられ、前記排水ポンプが排水運転されて前記ドレンタンクに貯まった中和凝縮水が前記ドレン流路を通して排水され、
前記ドレンタンクに関連して、更に、前記ドレンタンクに給水するための給水流路が設けられ、前記給水流路に給水開閉弁が配設され、前記給水開閉弁が開状態になると、前記給水流路を通して前記ドレンタンクに給水され、
前記制御手段は、前記水位検知手段の検知信号を利用して中和凝縮水の排水速度を演算する排水速度演算手段と、前記排水運転後の中和凝縮水の残水量及び前記排水速度演算手段による演算排水速度に基づいて追加排水時間を演算する追加排水時間演算手段と、を含んでおり、
前記制御手段は、前記排水運転後前記追加排水時間にわたって前記排水ポンプをパージ運転させて前記ドレンタンクに残留する中和凝縮水を前記ドレン流路を通してパージすることを特徴とする。

また、本発明の請求項３に記載の給湯器では、前記水位検知手段は、前記ドレンタンク内の中和凝縮水の上限水位を検知する上限水位検知センサ及び前記ドレンタンク内の中和凝縮水の下限水位を検知する下限水位センサを有し、更に、前記制御手段は、前記排水ポンプの排水運転時間を計時する排水運転タイマ手段を含んでおり、
前記上限水位検知センサが凝縮水の前記上限水位を検知すると、前記制御手段は前記ドレンポンプを作動して前記排水運転を行い、その後前記下限水位検知センサが中和凝縮水の前記下限水位を検知すると、前記制御手段は前記排水ポンプの前記排水運転を終了し、前記排水運転タイマ手段は前記排水ポンプの前記排水運転時間を計時し、前記排水速度演算手段は、前記上限水位から前記下限水位までの中和凝縮水の容積量及び前記排水運転タイマ手段により計時された前記排水運転時間に基づいて前記排水速度を算出することを特徴とする。

また、本発明の請求項４に記載の給湯器では、前記制御手段は、前記追加排水時間を記憶するためのメモリ手段を備え、前記追加排水時間演算手段により演算された前記追加排水時間が前記メモリ手段に記憶され、前記排水ポンプの前記パージ運転の運転時間として、前記メモリ手段に記憶された前記追加排出時間が用いられることを特徴とする。

また、本発明の請求項５に記載の給湯器では、前記制御手段は、前回の前記排水ポンプの前記排水運転からの経過時間をカウントする排水間隔タイマ手段を含み、前記排水間隔タイマ手段が所定排水間隔時間を計時すると、前記制御手段は、前記排水ポンプを作動させて前記排水運転及び前記パージ運転を行うことを特徴とする。

また、本発明の請求項６に記載の給湯器では、前記制御手段に関連して、凝縮水の排水を行うための排水操作部が設けられており、前記排水操作部を排水操作すると、前記制御手段は、前記排水運転ポンプを作動させて前記排水運転及び前記パージ運転を行うことを特徴とする。

また、本発明の請求項７に記載の給湯器では、前記給水流路には、前記給水路を通して給水される流量を検知するための流量検知手段が設けられ、前記制御手段は、前記排水運転中又は前記排水運転後に前記給水開閉弁を開状態にして前記ドレンタンク内に所定量の給水を行った後に前記給水開閉弁を閉状態にし、作動中の前記排水ポンプにより又は前記排水ポンプを作動させて前記排水運転及び前記パージ運転を行うことを特徴とする。

また、本発明の請求項８に記載の給湯器では、前記制御手段は、前回の前記排水ポンプの前記排水運転からの経過時間をカウントする排水間隔タイマ手段を含み、前記排水間隔タイマ手段が前記所定排水間隔時間を計時すると、前記制御手段は前記給水開閉弁を開状態にして前記ドレンタンク内への給水が行われ、その後、前記制御手段は、前記排水ポンプを作動させて前記排水運転及び前記パージ運転を行うことを特徴とする。

更に、本発明の請求項９に記載の給湯器では、前記制御手段に関連して、凝縮水の排水を行うための排水操作部が設けられており、前記排水操作部を排水操作すると、前記制御手段は、前記給水開閉弁を開状態にして前記給水流路を通して前記ドレンタンク内に給水を行い、その後前記排水ポンプを作動させて前記排水運転及び前記パージ運転を行うことを特徴とする。

０本発明の請求項１に記載の給湯器によれば、熱交換器は、燃焼排気ガスの流れ方向上流側に配設された主熱交換器部と、燃焼排気ガスの流れ方向下流側に配設された副熱交換器部と、を有し、この副熱交換器に関連して、凝縮水を捕集するためのドレンパンと、ドレンパンにより捕集された凝縮水を中和するための中和器と、中和器にて中和された凝縮水を貯めるドレンタンクと、ドレンタンクに貯まった中和凝縮水を排出するためのドレン流路と、ドレン流路に配設された排水ポンプと、を備えているので、ドレンパンに捕集された凝縮水は中和器にて中和された後にドレンタンクに貯められ、この貯まった中和凝縮水が排水ポンプの作用によってドレン流路を通して排水される。また、排水ポンプを制御するための制御手段は、水位検知手段の検知信号を利用して中和凝縮水の排水速度を演算する排水速度演算手段と、この排水速度及び中和凝縮水の残水量を用いて排水運転後の追加排水時間を演算する追加排水時間演算手段と、を含んでいるので、追加排水時間を正確に演算することができる。従って、排水運転後この追加排水時間にわたって排水ポンプをパージ運転させることにより、ドレンタンクなどに残留する中和凝縮水を実質上全部パージすることができる。また、このパージ運転においては、排水ポンプが空回りすることがなく、この排水ポンプの固着（即ち、軸受の焼付き）による故障を防止することができる。尚、中和凝縮水の残水量とは、ドレンタンク内に残留する残留量とこのドレンタンクから排水ポンプまでの間の流路に残留する残留量とを加えた量である。

また、本発明の請求項２に記載の給湯器によれば、請求項１の給湯器の構成に加えて、中和凝縮水を貯めるドレンタンクに関連して、このドレンタンクに給水するための給水流路が設けられ、給水流路に給水開閉弁が配設されているので、給水開閉弁を開状態にすることによって、ドレンタンクに給水して中和凝縮水の濃度を薄めて洗浄することができる。また、排水ポンプを制御するための制御手段は、水位検知手段の検知信号を利用して中和凝縮水の排水速度を演算する排水速度演算手段と、この排水速度を用いて排水運転後の追加排水時間を演算する追加排水時間演算手段と、を含んでいるので、追加排水時間を正確に演算することができる。従って、排水運転後この追加排水時間にわたって排水ポンプをパージ運転させることにより、ドレンタンクなどに残留する中和凝縮水を実質上全部パージすることができる。

また、本発明の請求項３に記載の給湯器によれば、ドレンタンク内の水位を検知するための水位検知手段は、中和凝縮水の上限水位を検知する上限水位検知センサ及び中和凝縮水の下限水位を検知する下限水位センサを有し、排水速度演算手段は、上限水位から下限水位までの容積量と排水運転タイマにより計時した排水運転時間に基づいて排水速度を演算するので、給湯器設置場所の配管施工により排水抵抗が異なる場合でも中和凝縮水の排水速度を正確に算出することでき、この排水速度を利用することによってパージ運転を行う追加排水時間を正確に演算することができる。また、この排水速度の演算は、上限水位検知センサ及び下限水位検知センサからの検知信号を用いて行うので、専用の検知センサを設けることなく行うことができる。

また、本発明の請求項４に記載の給湯器によれば、追加排水時間演算手段により演算された追加排水時間がメモリ手段に記憶され、排水ポンプのパージ運転の運転時間として、メモリ手段に記憶された追加排出時間が用いられるので、追加排水時間の演算後におけるパージ運転の制御を簡単に行うことができる。

また、本発明の請求項５に記載の給湯器によれば、排水間隔タイマ手段が所定排水間隔時間（例えば、３０日程度）を計時すると、制御手段は、排水ポンプを作動させて排水運転及びパージ運転を行うので、中和凝縮水がドレンタンク内に長期にわたって貯まった状態となるのを防ぎ、これによって、排水ポンプの固着故障に至り易い条件を回避することができる。

また、本発明の請求項６に記載の給湯器によれば、制御手段に関連して排水操作部が設けられているので、この排水操作部を任意のタイミングで排水操作することによって、排水運転ポンプを作動させて排水運転及びパージ運転を行うことができる。例えば、試運転や電源を抜く前などにおいて排水操作部を操作してドレンタンク内の中和凝縮水を排水することができる。

また、本発明の請求項７に記載の給湯器によれば、給水路に流量検知手段が設けられ、排水運転中（排水運転開始時又は開始後）又は排水運転後に給水開閉弁を開状態にしてドレンタンク内に所定量の給水を行うので、ドレンタンク内の中和凝縮水の濃度が下がり、この濃度が下がった中和凝縮水が排水されるようになり、従って、この排水される凝縮水で排水ポンプを洗浄することができる。尚、排水運転中に給水する場合、排水ポンプを止めることなく洗浄を行うことができ、中和凝縮水の排水、洗浄を短時間で行うことができる。また、排水運転後に給水を行う場合、ドレンタンク内の中和凝縮水の濃度が大きく下がり、排水ポンプをよりきれいに洗浄することができる。

また、本発明の請求項８に記載の給湯器によれば、排水間隔タイマ手段が所定排水間隔時間（例えば、３０日程度）を計時すると、制御手段は給水開閉弁を開状態にしてドレンタンク内への給水を行うので、ドレンタンク内を洗浄することができる。また、この給水の後、制御手段は排水ポンプを作動させて排水運転及びパージ運転を行うので、ドレンタンク内に中和凝縮水が長期にわたって貯まった状態となるのを防止することができる。

更に、本発明の請求項９に記載の給湯器によれば、制御手段に関連して排水操作部が設けられ、この排水操作部を任意のタイミングで排水操作すると、給水開閉弁が開状態になってドレンタンク内に給水が行われるので、ドレンタンクの洗浄を行うことができる。また、この給水の後に、排水ポンプが作動して排水運転及びパージ運転が行われるので、ドレンタンク内の中和凝縮水を排水することができる。

本発明に従う給湯器の第１の実施形態を簡略的に示す断面図。図１の給湯器の中和器、ドレンタンク及び排水ポンプを示す断面図。図１の給湯器の制御系を簡略的に示すブロック図。図３の制御系における第１排水動作の流れを示すフローチャート。図３の制御系における第２排水動作の流れを示すフローチャート。本発明に従う給湯器の第２の実施形態における中和器、ドレンタンク及び排水ポンプを示す断面図。図６の給湯器の制御系を簡略的に示すブロック図。図７の制御系における第１排水動作の一部の流れを示すフローチャート。図７の制御系における第１排水動作の残部の流れを示すフローチャート。図７の制御系における第２排水動作の流れを示すフローチャート。

以下、添付図面を参照して、本発明に従う給湯器の実施形態について説明する。図１において、図示の給湯器２は給湯本体４を備え、この給湯本体４内に燃焼室６が配設され、この燃焼室６の上端部に横方向（図１において左方）に延びる排気流路８が設けられている。燃焼室６の下部には燃焼バーナ１０が配設され、この燃焼バーナ１０にはガス供給流路１２が接続され、このガス供給流路１２にガス開閉弁１４が設けられている。ガス開閉弁１４が開状態になると、ガス供給流路１２を通して燃料用ガスが燃焼バーナ１０に供給され、燃焼バーナ１０の燃焼により生成された燃焼排気ガスは燃焼室６内を上方に流れ、排気流路８を通して外部に排出される。

燃焼室６内の燃焼バーナ１０の上方には熱交換器１６及びドレンパン１８が配設されている。ドレンパン１８はプレート状であり、熱交換器１６の上下方向中間部に配置され、熱交換器１６は、このドレンパン１８の下側（燃焼バーナ１０側）に位置する主熱交換器部２０（顕熱熱交換器部）と、ドレンパン１８の上側（燃焼バーナ１０と反対側）に位置する副熱交換器部２２（潜熱熱交換器部）とから構成されている。熱交換器１６の流入側、この実施形態では副熱交換器部２２の上流側端部に、例えば給水パイプから構成される給水流路２４が接続されている。また、熱交換器１６の流出側、この実施形態では主熱交換器部２０の下流側端部に、例えば出湯パイプから構成される出湯流路２８が接続され、この出湯流路２８に出湯開閉弁２６が配設されている。また、給水流路２４と出湯流路２８との間にバイパス流路３０が接続され、このバイパス流路３０と出湯流路２８との接続部に分配弁３１が配設されている。出湯開閉弁２６が開放されると、水道管などからの水が給水流路２４を通して熱交換器１６に供給される。水が熱交換器１６を通して流れる間に、副熱交換器部２２においては、燃焼排気ガスとの熱交換によりその潜熱が吸収され、また主熱交換器部２０においては、燃焼排気ガスとの熱交換によりその顕熱が吸収され、このような熱交換により加温されて温水となり、この温水が出湯流路２８を通して流れる。分配弁３１は、出湯流路２８を流れる温水とバイパス流路３０を流れる水とを混合して所望温度の温水を生成し、かく温度調整された温水が出湯流路２８を通し例えば浴槽７８（図１）などに送給される。

ドレンパン１８には、凝縮水を中和器３２に導くための捕集流路３４が接続され、副熱交換器部２２にて凝縮した凝縮水は、ドレンパン１８に流下して捕集された後に捕集流路３４を通して中和器３２に送給される。この中和器３２にて中和された中和凝縮水は、ドレン水として送給流路３６を通して排水ユニット３８に流れ、この排水ユニット３８から後述する如くドレン流路４０を通して排水される。

この実施形態では、中和器３２と排水ユニット３８とを別個に構成し、中和器３２については給湯本体４内に内蔵し、排水ユニット３８については給湯本体４の外部に設けているが、この中和器３２及び排水ユニット３８を例えば中和ユニットとして一体的に構成し、この中和ユニットを給湯本体４に内蔵するようにしてもよい。

次に、主として図２を参照して、この給湯本体４に設けられる中和器３２及び排水ユニット３８について説明する。中和器３２は中和ハウジング４２を備え、この中和ハウジング４２内が中間仕切り壁４４によって第１及び第２中和室４６，４８に仕切られている。第１及び第２中和室４６，４８内には、凝縮水を中和するための中和剤（例えば、炭化カルシウムなど）（図示せず）が充填され、それらの底部が連通開口５０を通して連通されている。また、排水ユニット３８は、ドレン水を貯めるドレンタンク５２を備え、このドレンタンク５２内の貯め空間５４に中和凝縮水が収容される。

中和器３２の流入部には捕集流路３４が接続され、ドレンパン１８からの凝縮水は、捕集流路３４を通して中和ハウジング４２の第１中和室４６に送給される。また、中和ハウジング４２の第２中和室４８には送給流路３６の一端側が接続され、その他端側はドレンタンク５２に接続され、中和器３２の第１及び第２中和室４６，４８を通して流れる間に中和された凝縮水は、送給流路３６を通してドレンタンク５２の貯め空間５４に貯められる。

ドレン流路４０はドレンタンク５２の排出部に接続され、貯め空間５４内の中和凝縮水（本明細書では、「ドレン水」とも称する）は、ドレン流路４０を通して排水される。このドレン流路４０には排水ポンプ５６が配設され、この排水ポンプ５６によって、ドレンタンク５２内に貯まった中和凝縮水（即ち、ドレン水）が排水される。

この実施形態では、凝縮水の水位を検知するための水位検知手段６０がドレンタンク５２内に設けられている。図示の水位検知手段６０は、下限水位を検知するための下限水位検知センサ６２と、上限水位を検知するための上限水位検知センサ６４とから構成されている。下限水位検知センサ６２は、ドレンタンク５２内の下限水位、即ち中和凝縮水を排水したことを検知するためのものであり、貯め空間５４の底部まで延びるグランド電極６８及び低レベル検知電極７０から構成される。また、上限水位検知センサ６４は、ドレンタンク５２の上限水位、即ち中和凝縮水が貯まったことを検知するためのものであり、貯め空間５４の上端部に設けられた高レベル検知電極７２及び上記グランド電極６８から構成される。

ドレンタンク５２内の中和凝縮水の水位の上昇によって、高レベル検知電極７２が中和凝縮水を検知すると、上限水位検知センサ６４は、ドレンタンク５２内に中和凝縮水が溜まったことを検知する。また、ドレンタンク５２内の中和凝縮水の水位の低下によって、低レベル検知電極７０が中和凝縮水を検知しなくなると、下限水位検知センサ６２は、ドレンタンク５２に貯まった中和凝縮水が排水されたことを検知する。

この形態では、図１に示すように、給湯本体４は屋外に配設され、例えば集合住宅の外壁７４などに取り付けられ、給湯本体４からのドレン流路４０（ドレン配管）は、例えば、外壁７４及び浴室壁７６を貫通して浴槽７８の排水口８０付近まで延びており、ドレンタンク５２からの中和凝縮水は、ドレン流路４０を通して排水口８０から排水される。

この給湯器２は、図３に示す制御系によって制御される。給湯器２を制御する制御系は、例えばマイクロプロセッサから構成される制御手段８２を備え、この制御手段８２は、作動制御手段８４、排水速度演算手段８６、追加排水時間演算手段８８、排水運転タイマ手段９０、パージ運転タイマ手段９２及び排水間隔タイマ手段９４を含んでいる。作動制御手段８４は、燃焼バーナ１０、ガス開閉弁１４、出湯開閉弁２６及び分配弁３１を上述したように作動制御するとともに、排水ポンプ５６を後述する如く作動制御する。排水速度演算手段８６は、後述する如くして中和凝縮水（ドレン水）の排水速度を演算し、追加排水時間演算手段８８は、後述する如くして追加排水時間を演算する。また、排水運転タイマ手段９０は、排水ポンプ５６の排水運転の時間を計時し、パージ運転タイマ手段９２は、排水ポンプ５６のパージ運転の時間を計時し、排水間隔タイマ手段９４は、前回の排水ポンプの排水運転（即ち、ドレン水の排水動作）からの経過時間を計時する。

この制御手段８２は、更に、各種データを登録するための第１メモリ手段９６（固定メモリ手段）と、各種データを記憶するための第２メモリ手段９８（更新メモリ手段）を含んでいる。第１メモリ手段９６には、排水体積（即ち、上限水位検知センサ６４が検知する上限水位から下限水位検知センサ６２が検知する下限水位までのドレン水の容積量）に関するデータ、及び残留体積（即ち、排水運転後にドレンタンク５２の底部に残留するドレン水及びこのドレンタンク５２から排水ポンプ５６までの間の流路部に残留するドレン水の容積量）に関するデータなどが登録される。また、第２メモリ手段９８には、排水運転時間データ、追加排水時間データ及び排水間隔時間データなどが記憶される。

また、この制御手段８２に関連して、排水操作部１００が設けられ、この排水操作部１００に排水スイッチ１０２が設けられている。この排水スイッチ１０２は、ドレンタンク５２内の中和凝縮水を強制的に排水するときに手動操作される。水位検知手段６０及び排水操作部１００からの信号は制御手段８２に送給され、これら信号に基づいて次の通りに制御される。

次に、上述した制御系による制御について説明する。主として図２〜図４を参照して、ドレンタンク５２が中和凝縮水（ドレン水）により満水になったときの制御、即ち第１排水動作の流れについて説明する。ドレンタンク５２内の中和凝縮水は、水位検知手段６０（上限水位検知センサ６４及び下限水位検知センサ６２）により検知される（ステップＳ１）。ドレンパン１８からの凝縮水が捕集流路３４を通して中和器３２に流入すると、この中和器３２にて中和された後に送給流路３６を通してドレンタンク５２に流入する。この中和凝縮水の流入により水位が上昇して上限水位まで達すると、上限水位検知センサ６４がこの上限水位を検知し、ステップＳ２からステップＳ３に進み、この上限水位検知センサ６４からの信号に基づいて排水ポンプ５６の排水運転が開始される。即ち、作動制御手段８４が排水ポンプ５６を作動し（ステップＳ４）、この排水ポンプ５６の作用によってドレンタンク５２内の中和凝縮水がドレン流路４０を通して排水される。また、この排水運転が開始されると、排水運転タイマ手段９０の計時が開始される（ステップＳ５）。

そして、中和凝縮水の排水によりその水位が下がって下限水位まで低下すると、下限水位検知センサ６２がこの下限水位を検知し、ステップＳ６からステップＳ７に進む。かくすると、排水ポンプ５６が作動停止し、排水運転タイマ手段９０が計時を終了し（ステップＳ８）、計時された排水運転時間データが第２メモリ手段９８に記憶され、その後排水運転タイマ手段９０がリセットされて排水ポンプ５６の排水運転が終了する（ステップＳ９）。

このように排水運転が終了すると、追加排水時間の演算が行われる（ステップＳ１０）。排水速度演算手段８６は、ドレンタンク５２の上限水位から下限水位までの容積Ｗ１（即ち、上限水位から下限水位までの中和凝縮水の容積量）と排水運転タイマ手段９０の計時時間Ｔ１（即ち、排水運転時間）に基づいて排水速度Ｓ（Ｓ＝Ｗ１／Ｔ１）を演算し、このように演算することにより、現場の配管施工により排水抵抗が異なる場合でも中和凝縮水の排水速度を正確に算出することできる。この容積Ｗ１（即ち、排水運転における排水体積データ）については、設計段階で予め判っていて第１メモリ手段９６に登録されているので、この第１メモリ手段９６に登録されたデータが用いられ、また排水運転時間データについては、第２メモリ手段９８に記憶されているので、この第２メモリ手段９８に記憶されたデータが用いられる。

次いで、この排水速度Ｓを用いて追加排水時間の演算が行われる（ステップＳ１１）。追加排水時間演算手段８８は、ドレンタンク５２の中和残留水の残水量Ｗ２（具体的には、ドレンタンク５２の底部に残留する量とドレンタンク５２から排水ポンプ５６までの間のドレン流路４０に残留する量との合計残留量）と排水速度演算手段８６により演算された排水速度Ｓに基づいて追加排水時間Ｔ２（Ｔ２＝Ｗ２／Ｓ）を演算し、演算された追加排水時間データが第２メモリ手段９８に記憶される。

このように追加排水時間が演算されると、排水ポンプ５６の追加排水運転が行われる（ステップＳ１２）。即ち、排水ポンプ５６が作動されてドレンタンク５２に残留する中和凝縮水の排水が行われ（ステップＳ１３）、この排水の開始とともにパージ運転タイマ手段９２が計時を開始する（ステップＳ１４）。そして、このパージ運転タイマ手段９２がタイムアップすると、ステップＳ１５からステップＳ１６に進み、排水ポンプ５６が作動停止し、パージ運転タイマ手段９２がリセットされる（ステップＳ１７）。かくすると、ドレンタンク５２の残留水の排水が終わって追加排水運転、即ちパージ運転が終了し（ステップＳ１８）、中和凝縮水の排水が終了し（ステップＳ１９）、その後ステップＳ１に戻って、ドレンタンク５２における中和凝縮水の水位検知が再開されて上述した動作が繰り返し遂行される。このように追加排水時間にわたって排水ポンプ５６をパージ運転することにより、ドレンタンク５２の中和凝縮水の残留量を確実にパージすることができ、またこのパージ運転の際に排水ポンプ５６が空転状態となること（中和凝縮水がない状態で回転すること）もない。

尚、この実施形態の制御の流れでは、ステップＳ１〜ステップＳ１９が繰返し遂行されるので、排水ポンプ５６の排水運転毎に排水速度及び追加排水時間の演算が行われるが、必ずしもこのように構成する必要はなく、追加排水時間演算手段８８により追加排水時間が演算され、この追加排水時間が第２メモリ手段９８に記憶された後は、追加排水演算時間として、第２メモリ手段９８に登録された追加排水時間を用いるようにしてもよく、このように構成した場合、ステップＳ１０及びステップＳ１１が省略され、その制御を簡単にすることができる。

また、この制御系では、排水間隔タイマ手段９４が所定排水時間間隔（例えば、２０〜４０日程度であって、例えば３０日に設定される）を計時する、或いは排水スイッチ１０２を手動操作すると、次のようにして第２排水動作が遂行される。

主として図２、図３及び図５を参照して、上述したようにして中和凝縮水の排水が終了すると、ステップＳ２１からステップＳ２２に進み、排水間隔タイマ手段９４が計時を開始し、この計時中に排水スイッチ１０２を操作すると、ステップＳ２３からステップＳ２４を経て図４のステップＳ３に移り、上述したようにして排水ポンプ５６の排水運転及びパージ運転が行われる。このように、排水スイッチ１０２を排水操作することによって、ドレンタンク５２内の中和凝縮水を強制的に排水することができる。尚、このときのパージ運転における追加運転時間については、第２メモリ手段９８に登録された追加排水時間データが用いられる。

また、排水間隔タイマ手段９４が所定排水時間間隔を計時するまでは、ステップＳ２３及びステップＳ２４が繰り返し遂行される。そして、この排水間隔タイマ手段９４が排水時間間隔を計時してタイムアップすると、ステップＳ２３からステップＳ２５に進み、この排水間隔タイマ手段９４がリセットされた後に図４のステップＳ３に移り、排水スイッチ１０２を操作したときと同様に、排水ポンプ５６の排水運転及びパージ運転が行われる。このように前回の中和凝縮水の排水から所定排水時間間隔を経過した時点でドレンタンク５２内の中和凝縮水を排水するので、このドレンタンク５２内に中和凝縮水が長期にわたって溜まった状態になるのを防止することができる。

次に、図６〜図１０を参照して、給湯器の第２の実施形態について説明する。尚、第２の実施形態では、上述した第１の実施形態と相違している構成について説明する。尚、この第２の実施形態において、上述の第１の実施形態と実質上同一の構成については同一の参照番号を付し、その説明を省略する。

図６及び図７において、この第２の実施形態においては、ドレンタンク５２に関連して、このドレンタンク５２に給水するための給水流路１１２が設けられ、この給水流路１１２に給水開閉弁１１４が配設されている。従って、給水開閉弁１１４が開状態になると、給水流路１１２を通して水がドレンタンク５２に供給される。

また、このことに関連して、制御手段８２Ａは、中和凝縮水判定手段１１６を含んでいる。この中和凝縮水判定手段１１６は、ドレンタンク５２の上限水位が中和凝縮水によるものかを判定するものであり、給水開閉弁１１４が閉状態のときに上限水位に達すると中和凝縮水による上限水位と判定し、また給水開閉弁１１４が開状態のときに上限水位に達すると中和凝縮水でないと判定する。この第２の実施形態の給湯器のその他の構成は、上述した第１の実施形態と実質上同一である。

次に、第２の実施形態における制御系による制御について説明する。図６〜図９、主として図７〜図９を参照して、ドレンタンク５２が中和凝縮水（ドレン水）により満水になったときの制御、即ち第１排水動作の流れについて説明する。ドレンタンク５２内の中和凝縮水は、水位検知手段６０（上限水位検知センサ６４及び下限水位検知センサ６２）により検知される（ステップＳ３１）。そして、上限水位検知センサ６４がこの上限水位を検知すると、ステップＳ３２からステップＳ３３に進み、この上限水位が中和凝縮水によるものかの判定が行われる。即ち、中和凝縮水判定手段１１６は、給水開閉弁１１４が閉状態に保持されているので中和凝縮水による上限水位と判定し、ステップＳ３４に進んで排水ポンプ５６による排水運転が行われる。この排水運転並びにその後の排水速度及び追加排水時間の演算の流れ、即ちステップＳ３４〜ステップＳＳ４２の動作は、第１の実施形態におけるステップＳ３〜ステップＳ１１の動作と実質上同一であり、このようにして追加排水時間演算手段８８により演算された追加排水時間は、追加排水時間データとして第２メモリ手段９８に登録される（ステップＳ４３）。

このようにして排水ポンプ５６による排水運転が終了すると、次いで、給水流路１１２を通しての給水が開始される（ステップＳ４４）。給水開閉弁１１４が開放され（ステップＳ４５）、給水流路１１４を通して水がドレンタンク５２に送給され、ステップＳ３２に戻る。そして、給水によって上限水位検知センサ６４が上限水位を検知すると、中和凝縮水判定手段１１６は、この上限水位は中和凝縮水によるものかを再度判定する（ステップＳ３３）。この場合、給水開閉弁１１４が開放された状態で上限水位に達したので、中和凝縮水判定手段１１６は中和凝縮水による上限水位でない（換言すると、給水による上限水位である）と判定し、ステップＳ３２からステップＳ３３を経てステップＳ４６に進む（図９参照）。かくすると、給水開閉弁１１４が閉状態となり、ドレンタンク５２への給水が終了する（ステップ４７）。

ドレンタンク５２への給水が終了すると、次に、排水ポンプ５６の排水運転が再開され、給水された水の排水が行われる。即ち、排水ポンプ５６が作動してドレンタンク５２内の水の排水が行われ（ステップＳ４９）、その水位が下限水位まで低下すると、ステップＳ５０からステップＳ５１に進んで排水ポンプ５６が作動停止し、排水運転が終了する（ステップＳ５２）。この給水後においては、追加排水時間データについては、追加排水時間演算手段８８により演算されて第２メモリ手段９８に登録されており、それ故に、その後においては登録された追加排水時間データが用いられるために再演算されず、そのための動作（即ち、排水運転タイマ手段９０の作動、排水速度演算手段８６による排水速度の演算、追加排水時間演算手段８８による追加排水時間の演算など）については省略される。

そして、この排水運転の後に、排水ポンプ５６の追加排水運転が開始される（ステップＳ５３）。この追加排水運転の開始に際し、第２メモリ手段９８に登録された追加排水時間データの読出しが行われ（ステップＳ５４）、読み出された追加排水時間の間にわって排水ポンプ５６のパージ運転が行われる。即ち、排水ポンプ５６が作動されてドレンタンク５２内に残留する残留水が排水され、この排水が追加排水時間にわたって行われ、このような追加排水運転（パージ運転）の流れ、即ちステップＳ５５〜ステップＳ６１の動作は、第１の実施形態におけるステップＳ７〜ステップＳ１９の動作と実質上同一である。

この第２の実施形態では、上述した作用効果に加えて、中和凝縮水の排水の後にドレンタンク５２に水が送給されるので、給水された水よってドレンタンク５２内がきれいに洗浄され、またこの洗浄液もドレンタンク５２に残ることがないようにパージされるので、ドレンタンク５２内を非常にきれいな状態に保つことができる。

次いで、主として図７、図８及び図１０を参照して、排水間隔タイマ手段９４が所定排水時間間隔（例えば、２０〜３０日程度に設定される）を計時する、或いは排水スイッチ１０２を手動操作したときの制御、即ち第２排水動作の流れについて説明する。

上述したようにして中和凝縮水の排水が終了すると、ステップＳ７１からステップＳ７２に進み、排水間隔タイマ手段９４が計時を開始し、この計時中に排水スイッチ１０２を操作すると、ステップＳ７３からステップＳ７４を経てステップＳ７５に進む。また、排水間隔タイマ手段９４が所定排水時間間隔を計時するまでは、ステップＳ７３及びステップＳ７４が繰り返し遂行される。そして、この排水間隔タイマ手段９４が排水時間間隔を計時してタイムアップすると、ステップＳ７３からステップＳ７６に進み、この排水間隔タイマ手段９４がリセットされた後にステップＳ７５に移る。

ステップＳ７５に進むと、給水流路１１２を通しての給水が開始される。給水開閉弁１１４が開放されて給水流路１１２を通してドレンタンク５２への給水が行われ（ステップＳ７７）、この給水によってドレンタンク５２内の中和凝縮水の水位が上昇して上限水位に達すると、ステップＳＳ７８からステップＳ７９に進み、給水開閉弁１１４が閉状態となって給水流路１１２を通しての給水が終了する（ステップＳ８０）。

このようにして給水が終了すると、図９のステップＳ４８に移り、上述したようにして排水ポンプ５６の排水運転及びパージ運転が行われる。このように制御することによって、上述したと同様の作用効果が達成されるとともに、前回の中和凝縮水の排水から所定排水時間間隔経過した（及び排水スイッチ１０２を排水操作した）ときにドレンタンク５２内に水が加えられる故に、この水によって中和凝縮水の濃度が薄められ、このように中和凝縮水を薄めることによって、ドレンタンク５２内を洗浄することができる。

この第２の実施形態では、給水流路１１２を通しての水の供給を、上限水位検知センサ６４が上限水位を検知するまで行っているが、必ずしもこのように構成する必要はなく、前回の排水ポンプ５６の排水運転からの経過時間に応じて給水流路１１２を通して送給される水の給水量を制御するようにしてもよい。この場合、前回の排水運転からの経過時間をカウントする排水間隔計時手段が設けられるとともに、給水流路１１２を流れる水の流量を検知するための流量検知手段が給水流路１１２に設けられる。そして、排水間隔計時手段により計時された時間間隔に対応した給水量となるように、流量検知手段の検知流量に基づいて給水開閉弁１１４が作動制御され、例えば、排水間隔計時手段により計時された時間間隔が長くなる（又は短くなる）に伴って、水の給水量が多くなる（又は少なくなる）ように制御される。この給水量については、前回の排水運転からの経過時間に関係なく、所定量を給水するようにしてもよい。

また、この第２の実施形態では、ドレンタンク５２が満水状態になって排水運転をした後に給水を行っているが、このような構成に代えて、排水ポンプ５６による排水運転開始時に給水開閉弁１１４を開状態にして給水を行うようにしてもよく、或いは排水運転開始後に給水開閉弁１１４を開状態にして給水を行うようにしてもよく、これら排水運転中に給水する場合、予め設定された所定量を給水するようにすればよい。

また、この第２の実施形態では、ドレンタンク５２が満水状態になって排水運転を行った後に給水を行うとともに、排水間隔タイマ手段９４が所定排水時間間隔を計時した（及び排水スイッチ１０２を排水操作した）ときに給水を行っているが、これらの双方のときに行う必要はなく、排水運転の終了後又は前回の中和凝縮水の排水から所定排水時間間隔を経過した（及び排水スイッチ１０２を操作した）ときのいずれか一方のときのみに給水を行うようにしてもよい。

また、この第２の実施形態では、排水間隔タイマ手段９４が所定排水時間間隔を計時した（及び排水スイッチ１０２を排水操作した）ときに給水を行った後に排水運転及びパージ運転を行っているが、このような制御動作に代えて、排水間隔タイマ手段９４が所定排水時間間隔を計時した（及び排水スイッチ１０２を排水操作した）ときに排水運転を行った後に給水を行い、その後排水運転及びパージ運転を行うようにしてもよい。

以上、本発明に従う給湯器の実施形態について説明したが、本発明はこれら実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲を逸脱することなく種々の変形乃至修正が可能である。

例えば、上述した第１及び第２の実施形態では、排水間隔タイマ手段９４が所定排水時間間隔を計時したときに排水運転する機能と、排水スイッチ１０２を排水操作したときに排水運転する機能の双方の機能を備えているが、これら二つの機能を備える必要はなく、これら二つの機能のいずれか一つの機能のみを採用するようにしてもよい。

２給湯器
１６熱交換器
１８ドレンパン
２０主熱交換器部（顕熱熱交換器部）
２２副熱交換器部（潜熱熱交換器部）
３２中和器
３８排水ユニット
５２ドレンタンク
５６排水ポンプ
６０水位検知手段
６２下限水位検知センサ
６４上限水位検知センサ
８２，８２Ａ制御手段
８６排水速度演算手段
８８追加排水時間演算手段
９０排水運転タイマ手段
９２パージ運転タイマ手段
９４排水間隔タイマ手段
１００排水操作部
１１４給水開閉弁
１１６中和凝縮水判定手段

Claims

燃焼バーナと、前記燃焼バーナからの燃焼排気ガスの熱を利用して水を加熱するための熱交換器と、前記熱交換器に加熱すべき水を供給するための給水流路と、前記熱交換器にて加熱された水を出湯するための出湯流路と、を備え、
前記熱交換器は、燃焼排気ガスの流れ方向上流側に配設された主熱交換器部と、燃焼排気ガスの流れ方向下流側に配設された副熱交換器部と、を有し、
前記副熱交換器に関連して、前記副熱交換器にて生じた凝縮水を捕集するためのドレンパンと、前記ドレンパンにより捕集された凝縮水を中和するための中和器と、前記中和器にて中和された凝縮水を貯めるドレンタンクと、前記ドレンタンクに貯まった中和凝縮水を排出するためのドレン流路と、前記ドレン流路に配設された排水ポンプと、前記排水ポンプを制御するための制御手段と、前記ドレンタンクに貯められた中和凝縮水の水位を検知するための水位検知手段とが設けられ、前記排水ポンプが排水運転されて前記ドレンタンクに貯まった中和凝縮水が前記ドレン流路を通して排水され、
前記制御手段は、前記水位検知手段の検知信号を利用して中和凝縮水の排水速度を演算する排水速度演算手段と、前記排水運転後の中和凝縮水の残水量及び前記排水速度演算手段による演算排水速度に基づいて追加排水時間を演算する追加排水時間演算手段と、を含んでおり、
前記制御手段は、前記排水運転後前記追加排水時間にわたって前記排水ポンプをパージ運転させて前記ドレンタンク内に残留する中和凝縮水を前記ドレン流路を通してパージすることを特徴とする給湯器。
燃焼バーナと、前記燃焼バーナからの燃焼排気ガスの熱を利用して水を加熱するための熱交換器と、前記熱交換器に加熱すべき水を供給するための給水流路と、前記熱交換器にて加熱された水を出湯するための出湯流路と、を備え、
前記熱交換器は、燃焼排気ガスの流れ方向上流側に配設された主熱交換器部と、燃焼排気ガスの流れ方向下流側に配設された副熱交換器部、を有し、
前記副熱交換器に関連して、前記副熱交換器にて生じた凝縮水を捕集するためのドレンパンと、前記ドレンパンにより捕集された凝縮水を中和するための中和器と、前記中和器にて中和された凝縮水を貯めるドレンタンクと、前記ドレンタンクに貯まった中和凝縮水を排出するためのドレン流路と、前記ドレン流路に配設された排水ポンプと、前記排水ポンプを制御するための制御手段と、前記ドレンタンクに貯められた中和凝縮水の水位を検知するための水位検知手段とが設けられ、前記排水ポンプが排水運転されて前記ドレンタンクに貯まった中和凝縮水が前記ドレン流路を通して排水され、
前記ドレンタンクに関連して、更に、前記ドレンタンクに給水するための給水流路が設けられ、前記給水流路に給水開閉弁が配設され、前記給水開閉弁が開状態になると、前記給水流路を通して前記ドレンタンクに給水され、
前記制御手段は、前記水位検知手段の検知信号を利用して中和凝縮水の排水速度を演算する排水速度演算手段と、前記排水運転後の中和凝縮水の残水量及び前記排水速度演算手段による演算排水速度に基づいて追加排水時間を演算する追加排水時間演算手段と、を含んでおり、
前記制御手段は、前記排水運転後前記追加排水時間にわたって前記排水ポンプをパージ運転させて前記ドレンタンクに残留する中和凝縮水を前記ドレン流路を通してパージすることを特徴とする給湯器。
前記水位検知手段は、前記ドレンタンク内の中和凝縮水の上限水位を検知する上限水位検知センサ及び前記ドレンタンク内の中和凝縮水の下限水位を検知する下限水位センサを有し、更に、前記制御手段は、前記排水ポンプの排水運転時間を計時する排水運転タイマ手段を含んでおり、
前記上限水位検知センサが凝縮水の前記上限水位を検知すると、前記制御手段は前記ドレンポンプを作動して前記排水運転を行い、その後前記下限水位検知センサが中和凝縮水の前記下限水位を検知すると、前記制御手段は前記排水ポンプの前記排水運転を終了し、前記排水運転タイマ手段は前記排水ポンプの前記排水運転時間を計時し、前記排水速度演算手段は、前記上限水位から前記下限水位までの中和凝縮水の体積量及び前記排水運転タイマ手段により計時された前記排水運転時間に基づいて前記排水速度を算出することを特徴とする請求項１又は２に記載の給湯器。
前記制御手段は、前記追加排水時間を記憶するためのメモリ手段を備え、前記追加排水時間演算手段により演算された前記追加排水時間が前記メモリ手段に記憶され、前記排水ポンプの前記パージ運転の運転時間として、前記メモリ手段に記憶された前記追加排出時間が用いられることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の給湯器。
前記制御手段は、前回の前記排水ポンプの前記排水運転からの経過時間をカウントする排水間隔タイマ手段を含み、前記排水間隔タイマ手段が所定排水間隔時間を計時すると、前記制御手段は、前記排水ポンプを作動させて前記排水運転及び前記パージ運転を行うことを特徴とする請求項１、３及び４のいずれかに記載の給湯器。
前記制御手段に関連して、凝縮水の排水を行うための排水操作部が設けられており、前記排水操作部を排水操作すると、前記制御手段は、前記排水運転ポンプを作動させて前記排水運転及び前記パージ運転を行うことを特徴とする請求項１、３、４及び５のいずれかに記載の給湯器。
前記給水流路には、前記給水路を通して給水される流量を検知するための流量検知手段が設けられ、前記制御手段は、前記排水運転中又は前記排水運転後に前記給水開閉弁を開状態にして前記ドレンタンク内に所定量の給水を行った後に前記給水開閉弁を閉状態にし、作動中の前記排水ポンプにより又は前記排水ポンプを作動させて前記排水運転及び前記パージ運転を行うことを特徴とする請求項２に記載の給湯器。
前記制御手段は、前回の前記排水ポンプの前記排水運転からの経過時間をカウントする排水間隔タイマ手段を含み、前記排水間隔タイマ手段が前記所定排水間隔時間を計時すると、前記制御手段は前記給水開閉弁を開状態にして前記ドレンタンク内への給水が行われ、その後、前記制御手段は、前記排水ポンプを作動させて前記排水運転及び前記パージ運転を行うことを特徴とする請求項２又は７に記載の給湯器。
前記制御手段に関連して、凝縮水の排水を行うための排水操作部が設けられており、前記排水操作部を排水操作すると、前記制御手段は、前記給水開閉弁を開状態にして前記給水流路を通して前記ドレンタンク内に給水を行い、その後前記排水ポンプを作動させて前記排水運転及び前記パージ運転を行うことを特徴とする請求項２、７及び８のいずれかに記載の給湯器。