JP6598003B2 - 給湯装置 - Google Patents
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Description
本発明は給湯装置に関し、特に熱交換器の伝熱管内にスケールが堆積して発生するスケール詰まりを判定する機能を備えた給湯装置に関する。
従来から、ガス給湯装置、電気給湯装置、石油給湯装置等の熱源に応じた種々の給湯装置が広く一般家庭に普及している。特に、ガス給湯装置は、燃焼用空気を外部から取り込む送風ファン、燃焼用空気と燃料ガスとを混合して燃焼するバーナーユニット、高温の燃焼ガスと伝熱管を流れる水との間で熱交換して水を加熱する熱交換器、熱交換後の排気を外部に排出するための排気筒等を備えている。
上記の熱交換器としては、一般的に伝熱管と、この伝熱管に伝熱可能に固定された複数のフィンからなるフィンアンドチューブ型の熱交換器が採用され、伝熱管やフィンを銅材料で構成したものが広く使用されている。
ところで、上記の熱交換器に供給する上水として硬度の高い水道水を使用する場合、水道水に含まれるカルシウムやマグネシウム等と、炭酸イオンや硫酸イオン等とが結合することでスケールが析出する。このスケールは、湯水の温度が高くなると析出しやすくなり、熱交換器の伝熱管内に堆積することでスケール詰まりが発生し、熱交換器における熱交換効率が悪化し、伝熱管やフィンの温度が上昇するという問題がある。
上記のスケール詰まりが発生した状態で給湯装置の使用を継続すると、熱交換器に熱応力が繰り返し加わるようになり、伝熱管や伝熱管とフィンの接合部に亀裂が生じ熱交換器が損傷するおそれがある。このためスケール詰まりが発生した場合にはスケールを除去する必要があり、従来から給湯装置に、スケール詰まりが発生しても破損を回避しつつスケール詰まりを検出する機能が備えられている。
例えば、特許文献１には、燃焼停止後の後沸きによる湯水の温度上昇に基づいてスケール詰まりを判定する装置が開示されている。特許文献２には、熱交換器における熱交換効率の変化に基づいてスケール詰まりを判定する湯水加熱装置が開示されている。特許文献３には、燃焼排ガス温度推定手段により顕熱が回収された燃焼排ガスの温度を推定し、燃焼排ガスの推定温度がスケール詰まりによって上昇しても、燃焼排ガスの推定温度が所定の温度を超えないように燃焼制御したり、燃焼を停止させたりして熱交換器の損傷を回避しつつスケール詰まりを報知する給湯装置が開示されている。特許文献４には、燃焼排気の潜熱を吸収する熱交換器内の湯水の温度が設定値を超えないように燃焼制御し排気を混合する給湯装置が開示されている。
しかし、特許文献１の装置のように、燃焼停止後の後沸きによる湯水の温度上昇に基づいてスケール詰まりを判定する場合、燃焼作動中には判定できず、加熱される位置と温度センサの取付位置との関係によって、低燃焼量の燃焼パターンの場合や大能力の給湯装置の場合に後沸きによる温度上昇の検出が困難になることがある。さらにスケール詰まりと後沸きの関係を燃焼パターン毎に確認する必要があり、スケール詰まりの判定基準の設定が容易ではないという問題がある。
また、特許文献２の装置では、燃焼作動中に燃焼量を変化させてスケール詰まりの判定を行うため、使用者が意図しない給湯量や給湯温度の変動が生じるという問題がある。特許文献３の装置では、余熱水温度と出湯温度から排気温度推定手段によって熱交換後の燃焼排ガスの温度を推定しているため、誤検知が生じるおそれがある。特許文献４の装置では、熱交換後の燃焼排ガスの温度を測定して燃焼制御しているが、スケール詰まりを判定できない。
本発明の目的は、顕熱が回収された燃焼ガスの温度を測定することによりスケール詰まりを正確に判定可能な給湯装置を提供することである。
本発明に係る給湯装置は、複数の燃焼部を有するバーナーユニットで燃焼させる燃焼ガスによって上水を加熱するための熱交換器を備えた給湯装置において、前記熱交換器は、燃焼ガスの顕熱を回収する顕熱回収用熱交換器と、この顕熱回収用熱交換器のガス流路下流側で燃焼ガスの潜熱を回収する潜熱回収用熱交換器とを有し、前記顕熱回収用熱交換器において熱交換後の燃焼ガスの温度を検知するための温度検知手段と、この温度検知手段により検知される検知温度が設定温度以上になった場合に前記顕熱回収用熱交換器の伝熱管内にスケールが堆積していると判定する判定手段とを備え、前記温度検知手段は、前記顕熱回収用熱交換器と前記潜熱回収用熱交換器の間の、給湯運転時に常時燃焼する燃焼部の直上に対応する位置に、前記顕熱回収用熱交換器における下流側の伝熱管と熱交換した燃焼ガスの温度を検知可能に設けられていることを特徴としている。
本発明によれば、スケール詰まりが発生すると、燃焼ガスから顕熱回収用熱交換器の伝熱管を流れる水へ効率良く伝熱できないので、伝熱管やフィンの温度が上昇すると共に、熱交換器において熱交換された後の燃焼ガス温度が異常に上昇する。従って、この燃焼ガス温度を検知する温度検知手段と、この温度検知手段によって検知される検知温度が設定温度以上になった場合に顕熱回収用熱交換器の伝熱管内にスケールが堆積していると判定する判定手段とを備えたので、燃焼作動中に燃焼ガス温度を直接検知することができ、燃焼ガス温度が設定温度以上になった場合には顕熱回収用熱交換器にスケール詰まりが発生したことを正確に判定することができる。
即ち、燃焼作動中に温度検知手段によって顕熱回収用熱交換器において熱交換された後の燃焼ガスの排気温度を直接測定し、スケール詰まりにより顕熱回収用熱交換器の伝熱が阻害されて発生する燃焼ガス温度の異常な上昇を検知することで、スケール詰まりを判定することができるので、燃焼作動中にスケール詰まりを正確に判定することができ、スケール詰まりを判定する際に、使用者が意図しない給湯量や給湯温度の変動を防ぐことができる。
そして、温度検知手段は、前記顕熱回収用熱交換器と潜熱回収用熱交換器の間の、給湯運転時に常時燃焼する燃焼部の直上に対応する位置に、前記顕熱回収用熱交換器における下流側の伝熱管と熱交換した燃焼ガスの温度を検知可能に設けられているため、燃焼パターンにかかわらず、最もスケール詰まりが発生しやすい伝熱管と熱交換した燃焼ガスの温度を検知することができ、バーナーユニットの最低燃焼量による燃焼作動に対応可能である。
以下、本発明を実施するための形態について実施例に基づいて説明する。
最初に本発明の給湯装置１の全体構成について説明する。
給湯装置１は、給湯機器や暖房機器等の熱源機として適用されるものであり、図１に示すように、燃料ガスを燃焼させて発生する熱を水又は湯水の加熱に利用して給湯するガス給湯器を構成している。
給湯装置１は、給湯機器や暖房機器等の熱源機として適用されるものであり、図１に示すように、燃料ガスを燃焼させて発生する熱を水又は湯水の加熱に利用して給湯するガス給湯器を構成している。
この給湯装置１は、燃焼用空気を供給するための送風ファン２、燃料ガスを燃焼させるバーナー部３、このバーナー部３による燃焼ガスと水との間で熱交換する熱交換器部４、この熱交換器部４による熱交換後の燃焼ガスを排出する排気口５、入水管６ａと出湯管６ｂ等の各種配管類、各種センサ等からの信号を受信し各種機器を駆動制御する制御ユニット７等を備えている。
次に、バーナー部３について説明する。
バーナー部３は、燃料供給管（図示略）から供給される燃料ガスと送風ファン２から供給される燃焼用空気を混合して燃焼するバーナーユニット１１と、このバーナーユニット１１を収容したバーナー缶体１２と、このバーナー缶体１２内におけるバーナーユニット１１の上方の燃焼空間１３等を備えている。バーナー缶体１２は、上方が開口された直方体形状に形成されている。バーナー缶体１２の下端部には、送風ファン２が設けられている。
バーナー部３は、燃料供給管（図示略）から供給される燃料ガスと送風ファン２から供給される燃焼用空気を混合して燃焼するバーナーユニット１１と、このバーナーユニット１１を収容したバーナー缶体１２と、このバーナー缶体１２内におけるバーナーユニット１１の上方の燃焼空間１３等を備えている。バーナー缶体１２は、上方が開口された直方体形状に形成されている。バーナー缶体１２の下端部には、送風ファン２が設けられている。
図１，図２，図４に示すように、バーナーユニット１１は、左右方向に平行に配置された複数の燃焼管１４を備え、例えば３段の燃焼段１１ａ〜１１ｃからなる多段式に構成されている。燃焼段１１ａ〜１１ｃ（これらが複数の燃焼部に相当する）は、例えば５本、２本、３本の燃焼管１４を夫々備え、対応する燃料供給管に夫々接続されている。燃焼段１１ａ〜１１ｃは、制御ユニット７によって夫々燃焼制御可能であり、各種の運転に応じて燃焼作動される燃焼段１１ａ〜１１ｃの段数及びその出力が調整される。
給湯運転時には、例えば、中央の燃焼段１１ｂの２本の燃焼管１４のみを燃焼作動させる１段燃焼段階、中央と右側の燃焼段１１ｂ，１１ｃの５本の燃焼管１４を燃焼作動させる２段燃焼段階、左側と中央の燃焼段１１ａ，１１ｂの７本の燃焼管１４を燃焼作動させる３段燃焼段階、全ての燃焼段１１ａ〜１１ｃの１０本の燃焼管１４を燃焼作動させる４段燃焼段階の４段階に燃焼段階を切り換えて燃焼作動可能である。尚、中央の燃焼段１１ｂは、給湯運転時には常時燃焼される燃焼部に相当する。
図２，図３（ａ）に示すように、バーナーユニット１１の燃焼段１１ｂに対応する部分の上方の燃焼空間１３には、イグナイター１５とフレームロッド１６とが夫々配置されている。イグナイター１５とフレームロッド１６は、バーナー缶体１２の前面側から夫々取り付けられ、フレームロッド１６は、イグナイター１５の右側に設けられている。
イグナイター１５は、バーナーユニット１１に設けられた点火ターゲットとの間で点火スパークを生じさせることで、バーナーユニット１１から供給される燃料空気混合気に点火するものであり、燃焼空間１３に突き出すように且つ斜め下方に向かって延びるように取り付けられている。
フレームロッド１６は、バーナーユニット１１の燃焼作動中に火炎の間に電圧を印加し、火炎のイオン化による導電性や整流作用を利用して、フレームロッド１６から火炎へ流れる電流を検知することで、火炎の有無を検出するためのものであり、燃焼空間１３に突き出すように略水平に延びるように取り付けられている。
次に、熱交換器部４について説明する。
図１〜図３（ａ）に示すように、熱交換器部４は、主として燃焼ガスの顕熱を回収する顕熱回収用熱交換器１７と、この顕熱回収用熱交換器１７で熱交換された後の燃焼ガス（排気）から主として潜熱を回収する潜熱回収用熱交換器１９と、顕熱回収用熱交換器１７を収容する下側熱交換器缶体１８と、潜熱回収用熱交換器１９を収容する上側熱交換器缶体２０等を備えている。
図１〜図３（ａ）に示すように、熱交換器部４は、主として燃焼ガスの顕熱を回収する顕熱回収用熱交換器１７と、この顕熱回収用熱交換器１７で熱交換された後の燃焼ガス（排気）から主として潜熱を回収する潜熱回収用熱交換器１９と、顕熱回収用熱交換器１７を収容する下側熱交換器缶体１８と、潜熱回収用熱交換器１９を収容する上側熱交換器缶体２０等を備えている。
下側熱交換器缶体１８は、平面視矩形枠状に構成され、下側熱交換器缶体１８の下端部とバーナー缶体１２の上端部とは、カシメやビス締結により接合されている。
上側熱交換器缶体２０は直方体形状に形成され、その底部である下端部に潜熱回収により発生したドレン（凝縮水）を回収するトレイ６ｄと、下側熱交換器缶体１８の排気の出口となる上側熱交換器缶体２０の内部側に向かって開口した排気出口２４を有し、給湯装置１の前面側に相当する上側熱交換器缶体２０の前面下部に熱交換後の排気を給湯装置１の外部へ排出する排気口５が設けられている。
上側熱交換器缶体２０下端部と下側熱交換器缶体１８の上端部はカシメやビス締結により接合されている。図２、図３（ａ）に示すように、下側熱交換器缶体１８の周囲には、温度ヒューズ２３が異常高温を検知可能に設けられている。
次に、顕熱回収用熱交換器１７について説明する。
顕熱回収用熱交換器１７は、図３（ａ）、図４に示すように、伝熱管２５と、この伝熱管２５に伝熱可能に固定された複数のフィン２６等からなるフィンアンドチューブ型の熱交換器を構成している。複数のフィン２６は、下側熱交換器缶体１８の内周面に夫々ロウ付けされている。伝熱管２５及びフィン２６は、銅製のものであるが、特にこの材質に限定する必要はなく、ステンレス製のものであってもよい。
顕熱回収用熱交換器１７は、図３（ａ）、図４に示すように、伝熱管２５と、この伝熱管２５に伝熱可能に固定された複数のフィン２６等からなるフィンアンドチューブ型の熱交換器を構成している。複数のフィン２６は、下側熱交換器缶体１８の内周面に夫々ロウ付けされている。伝熱管２５及びフィン２６は、銅製のものであるが、特にこの材質に限定する必要はなく、ステンレス製のものであってもよい。
図１，図３（ａ），図４に示すように、下側熱交換器缶体１８の内部において、顕熱回収用熱交換器１７の熱交換領域２１は、燃焼空間１３に面した下段側の下段熱交換領域２１Ａと、その上段側（燃焼ガス流の下流側）の上段熱交換領域２１Ｂとを備えた２段構造である。
図４に示すように、伝熱管２５は、２段に亙って略平行に配置された複数の直管部２７と、この複数の直管部２７の端部同士を連結する複数の連結管部２８とを備えている。図４（ａ）に示す下段熱交換領域２１Ａには、４本の直管部２７が配設され、図４（ｂ）に示す上段熱交換領域２１Ｂには、４本の直管部２７が配設され、下段熱交換領域２１Ａ及び上段熱交換領域２１Ｂの夫々において、伝熱管２５は、平面視蛇行形状に夫々構成されている。下段熱交換領域２１Ａの下流側の直管部２７ｂの下流側端部は、上段熱交換領域２１Ｂ上流側の直管部２７ｃの上流側端部に連結管部２８により連結されている。
バーナーユニット１１に燃料供給管から燃料ガスが供給されると共に送風ファン２から燃焼用空気が供給され、燃焼空間１３において燃料ガスと空気とが混合された燃料空気混合気が燃焼される。このとき発生する燃焼ガスは、燃焼空間１３上方の下側熱交換器缶体１８の内部に導入され顕熱回収用熱交換器１７において上水を加熱すると共に降温し、下側熱交換器缶体１８の排気出口２４から排気され上側熱交換器缶体２０の内部に導入される。
顕熱回収用熱交換器１７に入水された上水は、伝熱管２５の下段熱交換領域２１Ａを流れた後、上段熱交換領域２１Ｂを流れ、上述のように顕熱回収用熱交換器１７を通過する間に燃焼ガスの顕熱により上水は加熱され、出湯管６ｂから給湯装置１の外部へ出湯される。
次に、潜熱回収用熱交換器１９について説明する。
図３（ａ）に示すように、潜熱回収用熱交換器１９は、上側熱交換器缶体２０の内部に複数の伝熱管２９が螺旋状、蛇行状等に備えられている。
図３（ａ）に示すように、潜熱回収用熱交換器１９は、上側熱交換器缶体２０の内部に複数の伝熱管２９が螺旋状、蛇行状等に備えられている。
上側熱交換器缶体２０の内部には、排気出口２４から上側熱交換器缶体２０の内部に導入された燃焼ガスの流路を形成し整流する整流板３１ａ，３１ｂ，３１ｃ等が設けられ、上側熱交換器缶体２０の前側に設けられた排気口５から熱交換後の燃焼ガスが給湯装置１の外部に排出される。このとき燃焼ガスは、潜熱回収用熱交換器１９において上水源から入水管６ａに供給される上水を加熱すると共に降温し、燃焼ガスに含まれる水蒸気が凝縮してドレン（凝縮水）となり、トレイ６ｄに集められ、ドレン管６ｃを通って中和器（図示略）に送られ、中和されて給湯装置１の外部へ排出される。加熱された上水は、顕熱回収用熱交換器１７の下段熱交換領域２１Ａの上流側の直管部２７ａへ入水される。
次に、温度検知センサ３２について図３、図４に基づいて説明する。
図３（ａ）に示すように、給湯装置１は、顕熱回収用熱交換器１７にて熱交換された後の燃焼ガスの温度（排気温度）を検知する温度検知手段である温度検知センサ３２を備えている。温度検知センサ３２は、顕熱回収用熱交換器１７と潜熱回収用熱交換器１９の間の、給湯運転時に常時燃焼する燃焼部（燃焼段１１ｂ）の直上に対応する位置に、顕熱回収用熱交換器１７における下流側の伝熱管２７ｃ，２７ｄと熱交換した燃焼ガスの温度を検知可能に設けられている。
図３（ａ）に示すように、給湯装置１は、顕熱回収用熱交換器１７にて熱交換された後の燃焼ガスの温度（排気温度）を検知する温度検知手段である温度検知センサ３２を備えている。温度検知センサ３２は、顕熱回収用熱交換器１７と潜熱回収用熱交換器１９の間の、給湯運転時に常時燃焼する燃焼部（燃焼段１１ｂ）の直上に対応する位置に、顕熱回収用熱交換器１７における下流側の伝熱管２７ｃ，２７ｄと熱交換した燃焼ガスの温度を検知可能に設けられている。
図３（ｂ）に示すように、温度検知センサ３２は、顕熱回収用熱交換器１７と潜熱回収用熱交換器１９の間において、上段熱交換領域２１Ｂ上流側の直管部２７ｃに固定されたフィン２６の近傍に挿し込むように、上側熱交換器缶体２０の後側から挿入され、ロウ付け等によって上側熱交換器缶体２０に固定されている。
温度検知センサ３２は、熱電対３２ａと、この熱電対３２ａから延びる１対のリード線３２ｂ等から構成された公知の温度検知センサで構成されている。１対のリード線３２ｂは制御ユニット７に接続され、温度検知センサ３２の検知信号が制御ユニット７に送信される。
次に、制御ユニット７について説明する。
図１，図２に示す制御ユニット７は、給湯装置１の制御を行うものであり、各種のセンサが電気的に接続され、各種のセンサからの検知信号を受信するように構成されている。制御ユニット７は、操作リモコン等によって設定された給湯温度、給湯栓に供給される給湯量、各種のセンサから受信した検知信号に基づき、送風ファン２やバーナーユニット１１等を駆動制御し、給湯運転を実行する。
図１，図２に示す制御ユニット７は、給湯装置１の制御を行うものであり、各種のセンサが電気的に接続され、各種のセンサからの検知信号を受信するように構成されている。制御ユニット７は、操作リモコン等によって設定された給湯温度、給湯栓に供給される給湯量、各種のセンサから受信した検知信号に基づき、送風ファン２やバーナーユニット１１等を駆動制御し、給湯運転を実行する。
次に、スケール詰まり判定運転制御について説明する。
図５に示すように、判定手段に相当する制御ユニット７は、温度検知センサ３２によって検知される排気温度が設定温度以上になった場合に、顕熱回収用熱交換器１７の伝熱管２５内にスケールが堆積していると判定するスケール詰まり判定運転制御を実行可能である。このスケール詰まり判定運転制御の制御プログラムは、制御ユニット７に予め格納されている。尚、図中の符号Ｓｉ（ｉ=１，２，・・）は各ステップを示す。
図５に示すように、判定手段に相当する制御ユニット７は、温度検知センサ３２によって検知される排気温度が設定温度以上になった場合に、顕熱回収用熱交換器１７の伝熱管２５内にスケールが堆積していると判定するスケール詰まり判定運転制御を実行可能である。このスケール詰まり判定運転制御の制御プログラムは、制御ユニット７に予め格納されている。尚、図中の符号Ｓｉ（ｉ=１，２，・・）は各ステップを示す。
最初にＳ１において、制御ユニット７は、給湯装置１が給湯運転中か否かを判定する。給湯装置１が給湯運転中の場合、つまり、制御ユニット７が給湯運転に基づく信号を受信している場合、Ｓ１の判定がＹｅｓとなり、Ｓ２に移行し、Ｓ１の判定がＮｏである間はＳ１を繰り返す。
次に、Ｓ２において、制御ユニット７は、燃焼ガス温度を測定する温度検知センサ３２の検知信号を読み込んで燃焼ガス温度を取得し、Ｓ３に移行する。
次に、Ｓ３において、燃焼ガス温度が設定温度（例えば１８０〜２００℃程度）を超えているか否かの判定を行い、燃焼ガス温度が設定温度を超えている場合、Ｓ３の判定がＹｅｓとなり、Ｓ４に移行する。燃焼ガス温度が設定温度以下の場合、Ｓ３の判定がＮｏとなり、顕熱回収用熱交換器１７が正常であると判定して、リターンする。尚、設定温度は、上記の温度に限定する必要はなく、適宜変更可能である。
ここで、給湯運転時には、上述したように、バーナーユニット１１を、要求熱量に応じて４段階に燃焼段階を調整して燃焼作動するが、中央の燃焼段１１ｂの２本の燃焼管１４は、最低燃焼量で燃焼作動可能であり、給湯運転時には常時燃焼される。
一方、顕熱回収用熱交換器１７において、潜熱回収用熱交換器１９によって加熱され伝熱管２５に供給される上水は、下段熱交換領域２１Ａの上流側の直管部２７ａから下流側の直管部２７ｂに向かって蛇行状に流れて加熱され、直管部２７ａの水温より直管部２７ｂの水温が高くなるため、伝熱管の温度は、バーナーユニット１１に最も近い下段熱交換領域２１Ａの直管部２７ｂが最も高くなる。
このため、直管部２７ｂの常時燃焼する燃焼段１１ｂの直上の部分が、他の部分と比較してスケールが堆積しやすい。直管部２７ｂにスケール詰まりが発生すると、顕熱回収用熱交換器１７の伝熱不良によって、下側熱交換器缶体１８から上方へ排出される燃焼ガス温度が、１８０〜２００℃程度に異常に上昇する。顕熱回収用熱交換器１７が正常であれば、燃焼ガス温度は通常１２０℃程度を維持するので、この燃焼ガス温度の上昇を利用することで、スケール詰まりを正確に判定することができる。
Ｓ４において、制御ユニット７は、顕熱回収用熱交換器１７にスケール詰まりが発生していると判定し、スケール詰まりを操作リモコンの表示や音声等を介して使用者に報知して、その後、リターンする。尚、スケール詰まりを報知した後、給湯運転を継続してもよいし、スケール詰まりを報知した直後に、給湯運転を停止してもよいし、スケール詰まりを報知して所定の時間経過後に、給湯運転を停止してもよい。
次に、本発明の給湯装置１の作用及び効果について説明する。
本発明の給湯装置１は、燃焼ガス温度を検知するための温度検知センサ３２と、この温度検知センサ３２によって検知される検知温度が設定温度以上になった場合に顕熱回収用熱交換器１７の伝熱管２５内にスケールが堆積していると判定する制御ユニット７とを備えたので、スケール詰まりにより顕熱回収用熱交換器１７の熱交換が阻害されて発生する排気温度の上昇を検知可能であり、燃焼ガス温度が設定温度以上になった場合、顕熱回収用熱交換器１７にスケール詰まりが発生したことを正確に判定することができる。
本発明の給湯装置１は、燃焼ガス温度を検知するための温度検知センサ３２と、この温度検知センサ３２によって検知される検知温度が設定温度以上になった場合に顕熱回収用熱交換器１７の伝熱管２５内にスケールが堆積していると判定する制御ユニット７とを備えたので、スケール詰まりにより顕熱回収用熱交換器１７の熱交換が阻害されて発生する排気温度の上昇を検知可能であり、燃焼ガス温度が設定温度以上になった場合、顕熱回収用熱交換器１７にスケール詰まりが発生したことを正確に判定することができる。
即ち、燃焼作動中に温度検知センサ３２によって燃焼ガス温度を直接検知し、燃焼ガス温度の異常な上昇を検知することで、制御ユニット７がスケール詰まりを判定するので、燃焼停止後の湯水温度の上昇や燃焼作動中の熱交換効率の変化でスケール詰まりを判定する給湯装置、排気温度を推定してスケール詰まりを判定する装置と異なり、燃焼運転中であってもスケール詰まりを正確に判定することができ、スケール詰まりを判定する際に、使用者が意図しない給湯量や給湯温度の変動を防ぐことができる。
また、温度検知センサ３２は、給湯運転時には常時燃焼する燃焼段１１ｂの直上において、顕熱回収用熱交換器１７を構成する伝熱管２５における下流側の伝熱管と熱交換した燃焼ガスの温度を検知可能に設けられたので、バーナーユニット１１の燃焼パターンにかかわらず、最もスケール詰まりが発生しやすい部分を通過した燃焼ガスの燃焼ガス温度を検知することができ、バーナーユニット１１の最低燃焼量による燃焼作動に対応可能である。
さらに、顕熱回収用熱交換器１７のガス流路下流側に燃焼ガスの潜熱を回収する潜熱回収用熱交換器１９を備えたので、燃焼により発生した熱の大部分を上水の加熱に利用でき、高効率の給湯装置１を構成することができると共に、許容される燃焼ガス温度の範囲内でスケールの付着により顕熱回収用熱交換器１７の熱交換効率が低下するが、潜熱回収用熱交換器１９で上水が加熱されるため給湯装置全体として熱交換効率の低下が小さくなる構成であっても、顕熱回収用熱交換器１７において熱交換された後の燃焼ガス温度を直接検知しているので、正確にスケール詰まりを判定することができる。
次に、前記実施例を部分的に変更した形態について説明する。
［１］前記実施例の温度検知センサ３２は、略水平に挿入されているが、給湯時に常時燃焼する燃焼部以外の燃焼部からの燃焼ガスが混合される影響を少なくするため、フィンに近づけるように斜め下方に向かって挿入され固定されていてもよく、温度検知センサ３２の先端がフィンに近づくように下方に曲げられた状態で挿入され固定されていてもよい。
［１］前記実施例の温度検知センサ３２は、略水平に挿入されているが、給湯時に常時燃焼する燃焼部以外の燃焼部からの燃焼ガスが混合される影響を少なくするため、フィンに近づけるように斜め下方に向かって挿入され固定されていてもよく、温度検知センサ３２の先端がフィンに近づくように下方に曲げられた状態で挿入され固定されていてもよい。
［２］前記実施例の温度検知センサ３２として、熱電対３２ａを用いているが、これに限定する必要はなく、サーミスタで構成されたものを採用することもできる。
［３］前記実施例のバーナーユニット１１は、１０本の燃焼管１４を備え、３段の燃焼段１１ａ〜１１ｃからなる多段式に構成されているが、特にこの構造に限定する必要はなく、バーナーユニットの燃焼段の数や各燃焼段の燃焼管の数は、適宜変更可能である。
［４］前記実施例の給湯装置１は、熱交換器部４がバーナー部３の上方に備えられた上向き燃焼方式の給湯装置であるが、上下が略反転した態様の下向き燃焼方式の給湯装置においても実施可能である。
［５］その他、当業者であれば、本発明の趣旨を逸脱することなく、前記実施例に種々の変更を付加した形態で実施可能であり、本発明はそのような変更形態を包含するものである。
１ 給湯装置
２ 送風ファン
５ 排気口
７ 制御ユニット（判定手段）
１１ バーナーユニット
１７ 顕熱回収用熱交換器
１８ 下側熱交換器缶体
１９ 潜熱回収用熱交換器
２０ 上側熱交換器缶体
２４ 排気出口
２５ 伝熱管
２６ フィン
３２ 温度検知センサ（温度検知手段）
２ 送風ファン
５ 排気口
７ 制御ユニット（判定手段）
１１ バーナーユニット
１７ 顕熱回収用熱交換器
１８ 下側熱交換器缶体
１９ 潜熱回収用熱交換器
２０ 上側熱交換器缶体
２４ 排気出口
２５ 伝熱管
２６ フィン
３２ 温度検知センサ（温度検知手段）
Claims (1)
- 複数の燃焼部を有するバーナーユニットで燃焼させる燃焼ガスによって上水を加熱するための熱交換器を備えた給湯装置において、
前記熱交換器は、燃焼ガスの顕熱を回収する顕熱回収用熱交換器と、この顕熱回収用熱交換器のガス流路下流側で燃焼ガスの潜熱を回収する潜熱回収用熱交換器とを有し、
前記顕熱回収用熱交換器において熱交換後の燃焼ガスの温度を検知するための温度検知手段と、この温度検知手段により検知される検知温度が設定温度以上になった場合に前記顕熱回収用熱交換器の伝熱管内にスケールが堆積していると判定する判定手段とを備え、
前記温度検知手段は、前記顕熱回収用熱交換器と前記潜熱回収用熱交換器の間の、給湯運転時に常時燃焼する燃焼部の直上に対応する位置に、前記顕熱回収用熱交換器における下流側の伝熱管と熱交換した燃焼ガスの温度を検知可能に設けられていることを特徴とする給湯装置。
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