(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
主熱交換器と、補助熱交換器と、バーナとを備えた給湯機であって、前記主熱交換器への給水管を分岐し前記補助熱交換器に至る分岐管と、前記分岐管への通水量を制御する流量制御手段とを設け、該流量制御手段は、外気温度検出手段と外気湿度検出手段と燃焼ガス排気口近傍に設けた結露検出手段のうち、少なくともいずれか一つの検出値に基づいて前記分岐管への通水量を制御するようにしたことを特徴とする給湯機。
【請求項２】
主熱交換器と、補助熱交換器と、バーナと、前記補助熱交換器で発生するドレンを回収するドレン回収部と、回収したドレンを中和する中和装置とを備えた給湯機であって、前記主熱交換器への給水管を分岐し前記補助熱交換器に至る分岐管と、前記中和装置の中和能力の劣化を検出する中和能力劣化検出装置と、前記中和能力劣化検出装置の信号出力に基づいて前記分岐管への通水量を制御する流量制御手段とを設けたことを特徴とする給湯機。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は燃焼ガスの潜熱を利用して熱効率の向上を図った給湯機に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から熱交換器の熱効率を向上するために燃焼ガスの潜熱を利用する方法があり、例えば特公昭６２−２６７１号公報に記載されているものは、ガスバーナとその真上の燃焼ガス流路の上流と下流に２つの熱交換器を設け、供給された水が下流側の補助熱交換器から上流側の主熱交換器に直列に通水される構成となっている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところが上記従来のように主熱交換器に加えて補助熱交換器を設けて高い効率を得ようとした場合、補助熱交換器における通水経路を長くする必要があるため、２つの熱交換器に対して直列に通水する構成とすると、通水経路の長さは主熱交換器だけのときと比べて３倍前後に延び、通水抵抗が大きくなる。そこで主熱交換器と補助熱交換器とに並列に通水することが考えられるが、このときバーナの燃焼量の大小にかかわらず主熱交換器と補助熱交換器の通水比率が一定であると、熱効率のロスが多いことに加え、燃焼ガスの排気温度が低下しすぎたときは外気温の低下などに伴って燃焼ガスの排気口近傍で白煙や結露が生じやすくなる。さらに補助熱交換器で発生する強酸性のドレンを中和処理するための中和装置の中和能力が経年的に低下した場合でも、補助熱交換器への通水比率が一定であると、ドレンの発生量は中和装置が通常の能力を有しているときと変わらないため、十分に中和処理がされないままドレンが機外へ排水されるという問題がある。
【０００４】
そこで本発明は、上記従来の問題を解決し、効率よく熱交換を行なうことができる給湯機の提供を目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために本発明の給湯機は、主熱交換器と、補助熱交換器と、バーナとを備えた給湯機であって、前記主熱交換器への給水管を分岐し前記補助熱交換器に至る分岐管と、前記分岐管への通水量を制御する流量制御手段とを設け、該流量制御手段は、外気温度検出手段と外気湿度検出手段と燃焼ガス排気口近傍に設けた結露検出手段のうち、少なくともいずれか一つの検出値に基づいて前記分岐管への通水量を制御するようにしたことを第１の特徴とする。
さらに本発明の給湯機は、主熱交換器と、補助熱交換器と、バーナと、補助熱交換器で発生するドレンを回収するドレン回収部と、回収したドレンを中和する中和装置とを備えた給湯機であって、主熱交換器への給水管を分岐し補助熱交換器に至る分岐管と、中和装置の中和能力の劣化を検出する中和能力劣化検出装置と、中和能力劣化検出装置の信号出力に基づいて分岐管への通水量を制御する流量制御手段とを設けたことを第２の特徴とする。
【０００６】
請求項１に記載の給湯機においては、主熱交換器と補助熱交換器とに通水される供給水の通水比率は、流量制御手段によって制御され、主熱交換器と補助熱交換器でそれぞれに加熱された温水は再び合流した後、出湯される。この際、外気温度検出手段と外気湿度検出手段と燃焼ガス排気口近傍に設けた結露検出手段のうち、少なくともいずれか一つの検出値に基づいて補助熱交換器に至る分岐管への通水量を制御することによって、補助熱交換器による潜熱の回収率を調整し、燃焼ガスの排気温度を白煙化現象が起こらない温度に維持しながら、効率よく熱交換することができる。
さらに請求項２に記載の給湯機においては、主熱交換器と補助熱交換器とに通水される供給水の通水比率は、流量制御手段によって制御され、主熱交換器と補助熱交換器でそれぞれに加熱された温水は再び合流した後、出湯される。このとき、補助熱交換器で発生するドレンを中和する中和装置の中和能力の劣化を中和能力劣化検出装置によって検出し、前記分岐管への通水量を制御するようにしたので、中和能力が劣化した場合は補助熱交換器への通水量を減少させて潜熱の回収率を下げ、ドレンの発生を抑制することができる。その結果、中和処理が不十分なドレンが機外へ排出されることを最小限に抑えることができる。
【０００７】
【発明の実施形態】
図１は本発明の第１の実施形態を示す給湯機の側断面図、図２は本発明の第２の実施形態を示す給湯機の側断面図、図３は本発明の第３の実施形態を示す給湯機の側断面図である。
【０００８】
図１において、第１の実施形態における給湯機は、バーナ１の上方の排ガス流路７に、ドレン受け６を間に挟んで上流側に主熱交換器２、下流側に補助熱交換器４を配置している。供給水は主熱交換器２および補助熱交換器４の上流で分岐され、水管３と分岐管５とに通水される。分岐管５に入った供給水は補助熱交換器４で、水管３に入った供給水は主熱交換器２でそれぞれに加熱された後に合流し、図示しない給湯管から出湯される。分岐管５において補助熱交換器４の上流側には流量制御弁９を設け、主熱交換器２と補助熱交換器４への通水量を制御する。
また、水管３に通水された供給水は主熱交換器２で高温の燃焼ガスによって加熱される一方、分岐管５に通水された供給水は補助熱交換器４で主熱交換器２において加熱作用した後の燃焼ガスによって、すなわち排熱を利用して加熱される。
【０００９】
要求される出湯量が少なくバーナの燃焼量が小さい場合には、流量制御弁９によって補助熱交換器４への通水量が増加するように制御することで、効率よく熱交換を行うことができる。逆に要求される出湯量が多くバーナの燃焼量が大きい場合には、補助熱交換器４の通水抵抗によって必要な出湯量が確保できなくなるのを防ぐため、補助熱交換器４への通水量を減少させ主熱交換器２への通水比率を大きくすることで、出湯量を確保できる範囲内で熱効率の向上を図ることができる。
【００１０】
図２において、第２の実施形態における給湯機は、バーナ１の上方の排ガス流路７に、ドレン受け６を間に挟んで上流側に主熱交換器２、下流側に補助熱交換器４を配置している。供給水は主熱交換器２および補助熱交換器４の上流で分岐され、水管３と分岐管５とに通水される。分岐管５に入った供給水は補助熱交換器４で、水管３に入った供給水は主熱交換器２でそれぞれに加熱された後に合流し、図示しない給湯管から出湯される。また、外気温度センサー２０と外気湿度センサー２１と燃焼ガス排気口近傍の結露センサー２２のうち、少なくともいずれか一つを備え、各センサの検出値に基づいて主熱交換器２と補助熱交換器４への通水量を分岐管５に設けた流量制御弁９によって制御する。例えば、外気温度センサー２０の検出温度が、所定温度以下になると補助熱交換器４への通水量を減少させ、補助熱交換器４による潜熱の回収率を低下させることで燃焼ガスの排気温度を一定温度以上に保ち、排気口近傍において白煙や結露が生じるのを防ぐことができる。潜熱の回収率は外気温度の低下に伴って段階的に低下させるようにしてもよいし、外気温度が所定温度に達するとそれ以降の温度の低下に比例して連続的に低下させるようにしてもよい。同様に、外気湿度センサー２１もしくは結露センサー２２によって、所定値以上の湿度や結露の発生を検出したときには、潜熱の回収率を低下させるために流量制御弁９によって補助熱交換器４への通水量を減少させるようにする。
【００１１】
図３において、第３の実施形態における給湯機は、バーナ１の上方の排ガス流路７に、ドレン受け６を間に挟んで上流側に主熱交換器２、下流側に補助熱交換器４を配置している。供給水は主熱交換器２および補助熱交換器４の上流で分岐され、水管３と分岐管５とに通水される。分岐管５に入った供給水は補助熱交換器４で、水管３に入った供給水は主熱交換器２でそれぞれに加熱された後に合流し、図示しない給湯管から出湯される。補助熱交換器４で排熱を利用して水を加熱すると、燃焼ガス中の水分が凝縮することによってドレンが生じる。このドレンには燃焼ガスの成分が溶解しているため強い酸性を示し、そのまま排水すると排水経路や構造物が腐食される恐れがあるため、ドレン受け６で回収後、中和剤を備えた中和装置８で中和処理される。中和処理されたドレンの排水経路にはＰＨセンサー２５を設ける。経年的に中和処理能力が低下してくると排水されるドレンの酸性度は強くなるが、ＰＨセンサーの検出値に応じて、分岐管５に設けた流量制御弁９によって補助熱交換器４への通水量を減少させ、補助熱交換器４による潜熱の回収率を低下させることによって、ドレンの発生量を減少させることができる。したがって給湯器の運転は継続したまま、強酸性のドレンが排水経路や構造物を腐食する前に、使用者に対して警告音や給湯器のリモコンの表示部への警告表示などによって中和装置の中和剤の交換を促すこともできる。
【００１２】
中和能力劣化検出装置は、ＰＨセンサーに限らず、センサー部を導電性を有する金属材料で構成し、ドレンによって腐食されるセンサー部の電気抵抗の変化を検出することで中和処理能力の低下を検出するようにしてもよい。
【００１３】
また、流量制御弁９は水管３と分岐管５との分岐部より下流側かつ合流部より上流側の水管３に設けてもよい。
【００１４】
【発明の効果】
以上説明したような構成にしたことで本発明の給湯機は次のような効果を奏する。すなわち請求項１の給湯機では、流量制御手段は外気温度検出手段と外気湿度検出手段と燃焼ガス排気口近傍に設けた結露検出手段のうち、少なくともいずれか一つの検出値に基づいて前記分岐管の通水量を制御するようにしたことによって、補助熱交換器による潜熱の回収率を調整し、燃焼ガスの排気温度を白煙化現象が起こらない温度に維持しながら、効率よく熱交換することができる。さらに請求項２の給湯機では、流量制御手段は中和能力劣化検出装置の信号出力に基づいて分岐管の通水量を制御するようにしたので、中和能力が劣化した場合は補助熱交換器への通水量を減少させて潜熱の回収率を下げ、ドレンの発生を抑制することができる。その結果、中和処理が不十分なドレンが機外へ排水されることを最小限に抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態を示す給湯機の側断面図である。
【図２】本発明の第２の実施形態を示す給湯機の側断面図である。
【図３】本発明の第３の実施形態を示す給湯機の側断面図である。
【符号の説明】
１  バーナ
２  主熱交換器
３  水管
４  補助熱交換器
５  分岐管
６  ドレン受け
７  排ガス流路
８  中和装置
９  流量制御弁
２０  外気温度センサー
２１  外気湿度センサー
２２  結露センサー
２５  ＰＨセンサー
【図１】
0003722317.tif 000002
【図２】
0003722317.tif 000003
【図３】
0003722317.tif 000004