(57)【要約】【課題】給湯用の第１燃焼部２−１と給湯以外の用途（例えば、暖房用）の第２燃焼部２−２とを備える複合熱源機であって、第１燃焼部の最大燃焼量と第２燃焼部の最大燃焼量との合計が家庭で使用する場合の上限として望まれる所定の規定燃焼量（例えば、６００００ｋｃａｌ／ｈ）を超えるものにおいて、第１と第２の両バーナの合計燃焼量を規定燃焼量以下に保つことができるようにし、且つ、ユーザに不便をかけないようにする。【解決手段】第１燃焼部２−１と第２燃焼部２−２との同時運転時に、第１燃焼部２−１の燃焼量を要求燃焼量に合致するように制御しつつ、第２燃焼部２−２の燃焼量を両燃焼部２−１，２−２の合計燃焼用が規定燃焼量を超えないように制限する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
給湯用の第１熱交換器及び第１熱交換器を加熱する第１バーナを有する第１燃焼部と、温水を循環させる給湯以外の用途の第２熱交換器及び第２熱交換器を加熱する第２バーナを有する第２燃焼部とを備える複合熱源機であって、第１バーナの最大燃焼量と第２バーナの最大燃焼量との合計が所定の規定燃焼量を超えるものにおいて、
第１燃焼部と第２燃焼部との同時運転時に、第１バーナの燃焼量を要求燃焼量に合致するように制御しつつ、第２バーナの燃焼量を第１バーナの燃焼量と第２バーナの燃焼量との合計が前記規定燃焼量を超えないように制限する制御手段を備えることを特徴とする複合熱源機。
【請求項２】
前記規定燃焼量は６００００ｋｃａｌ／ｈであることを特徴とする請求項１記載の複合熱源機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、給湯用の第１熱交換器及び第１熱交換器を加熱する第１バーナを有する第１燃焼部と、温水を循環させる給湯以外の用途の第２熱交換器及び第２熱交換器を加熱する第２バーナを有する第２燃焼部とを備える複合熱源機に関する。
【背景技術】
【０００２】
ガス燃焼機器においては、最大燃焼量（最大インプット）の値によって家庭用ガス燃焼機器と業務用ガス燃焼機器とに区分されており、最大燃焼量が７８０００ｋｃａｌ／ｈを超えると業務用ガス燃焼機器として区分され、種々の法規上の制約を受ける。最大燃焼量が７８０００ｋｃａｌ／ｈ以下であれば、家庭用ガス燃焼機器に区分されるが、実際には、家庭用の一般的なガス配管やガスメータの能力等による制約で、最大燃焼量は６００００ｋｃａｌ／ｈ以下にすることが望まれている。
【０００３】
ここで、給湯用の第１燃焼部と給湯以外の用途の例えば暖房用の第２燃焼部とを備える複合熱源機において、第１燃焼部のバーナ（第１バーナ）の最大燃焼量を４５０００ｋｃａｌ／ｈ、第２燃焼部のバーナ（第２バーナ）の最大燃焼量を１５０００ｋｃａｌ／ｈとすれば、第１バーナと第２バーナとを共に最大燃焼量で燃焼させても合計燃焼量は６００００ｋｃａｌ／ｈとなり、家庭で使用しても何ら問題はない。然し、最近の家庭は出湯栓の設置個数が多く、大きな給湯能力が要求されるようになっており、第１バーナの最大燃焼量を大きくする必要性があることから、第１と第２の両バーナを共に最大燃焼量で燃焼させた場合の合計燃焼量が６００００ｋｃａｌ／ｈを超えてしまうことがある。例えば、２８号の給湯能力を得るには、給湯用の第１バーナの最大燃焼量を５２５００ｋｃａｌ／ｈにすることが必要になり、暖房用の第２バーナの最大燃焼量を１５０００ｋｃａｌ／ｈにした場合には、第１バーナと第２バーナとを共に最大燃焼量で燃焼させると合計燃焼量が６７５００ｋｃａｌ／ｈとなって、家庭で使用した場合、ガス配管やガスメータの能力不足で不具合を生ずる可能性がある。
【０００４】
そこで、従来、第１バーナの最大燃焼量と第２バーナの最大燃焼量との合計が６００００ｋｃａｌ／ｈを超える複合熱源機において、給湯用の第１燃焼部と暖房用の第２燃焼部との同時運転時、第１と第２の両バーナの合計燃焼量が６００００ｋｃａｌ／ｈを超えるようになった場合には、出湯量を自動的に絞ることにより給湯負荷を減少させて第１バーナの燃焼量を減少させ、第１と第２の両バーナの合計燃焼量を６００００ｋｃａｌ／ｈ以下に保つようにしたものが知られている（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特公平８−２７０７３号公報（００２４、図２）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記従来例では、第１と第２の両バーナの合計燃焼量が６００００ｋｃａｌ／ｈを超えるようになった場合、出湯量がユーザの意図に係りなく減少されてしまうことになり、ユーザに不便をかける。
【０００６】
本発明は、以上の点に鑑み、ユーザに不便をかけることなく第１と第２の両バーナの合計燃焼量を家庭で使用する場合の上限として望まれる所定の規定燃焼量（例えば、６００００ｋｃａｌ／ｈ）以下に保つことができるようにした複合熱源機を提供することをその課題としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するために、本発明は、給湯用の第１熱交換器及び第１熱交換器を加熱する第１バーナを有する第１燃焼部と、温水を循環させる給湯以外の用途の第２熱交換器及び第２熱交換器を加熱する第２バーナを有する第２燃焼部とを備える複合熱源機であって、第１バーナの最大燃焼量と第２バーナの最大燃焼量との合計が所定の規定燃焼量を超えるものにおいて、第１燃焼部と第２燃焼部との同時運転時に、第１バーナの燃焼量を要求燃焼量に合致するように制御しつつ、第２バーナの燃焼量を第１バーナの燃焼量と第２バーナの燃焼量との合計が前記規定燃焼量を超えないように制限する制御手段を備えることを特徴とする。
【０００８】
上記の構成によれば、第１燃焼部と第２燃焼部との同時運転時における第１と第２の両バーナの合計燃焼量は規定燃焼量以下に保たれ、規定燃焼量が６００００ｋｃａｌ／ｈであれば、複合熱源機を家庭で使用しても何ら問題を生じない。そして、第１バーナの燃焼量は要求燃焼量（給湯負荷に対応する燃焼量）に制御されるため、出湯温度及び出湯量がユーザの意図に係りなく低下することはなく、ユーザに不快感を与えることが防止される。尚、第２バーナの燃焼量は要求燃焼量よりも減少されることがあるが、第２熱交換器は温水を循環させるものであるため、第２バーナの燃焼量が減少しても、循環する温水の温度は左程低下せず、ユーザが受ける影響は第１バーナの燃焼量を減少させる場合に比し小さく、また、第２バーナの燃焼量が要求燃焼量よりも減少されるのは、給湯負荷がかなり高くなった場合だけで稀であり、実使用でユーザに不便をかけることは殆どない。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
図１は、単一の缶体１内に、給湯用の第１燃焼部２−１と暖房用の第２燃焼部２−２とを設けた１缶２水路式の複合熱源機を示している。第１と第２の両燃焼部２−１，２−２は仕切り壁３で区画されている。第１燃焼部２−１には、第１バーナ３−１とその上方の第１熱交換器４−１とが設けられ、第２燃焼部２−２には、第２バーナ３−２とその上方の第２熱交換器４−２とが設けられている。
【００１０】
各熱交換器４−１，４−２は、缶体１の奥行方向(図１の紙面直交方向)に多数列設した吸熱フィン４ａと、これら吸熱フィン４ａを貫通する蛇行形状の吸熱管４ｂとで構成される。第１熱交換器４−１の吸熱管４ｂには、図示しないが、上流側の給水管と下流側の出湯管とが接続されており、出湯管の下流端の出湯栓を開いて第１熱交換器４−１に通水したとき、第１バーナ４−１に点火されて、出湯栓から設定温度の湯が出湯される。第２熱交換器４−２の吸熱管４ｂは、図示しないが、往き管と戻り管とを介して床暖房等の暖房回路（図示せず）に接続されており、暖房回路に第２熱交換器４−２を介して湯水を循環させて、暖房を行う。
【００１１】
各バーナ３−１，３−２は、夫々、缶体１の奥行方向に長手の単位バーナ３ａを横方向に複数列設して構成されており、これら各単位バーナ３ａに各バーナ３−１，３−２用のガスマニホールド３ｂに設けた各ノズル３ｃを介してガスが供給される。尚、暖房よりも給湯の方が大きな加熱能力を要求されるため、各バーナ３−１，３−２を構成する単位バーナ３ａの個数は第１バーナ３−１の方が多くなっている。そして、本実施形態では、第１バーナ３−１の最大燃焼量は、２８号の給湯能力を得るのに必要な５２５００ｋｃａｌ／ｈに設定され、第２バーナ３−２の最大燃焼量は１５０００ｋｃａｌ／ｈに設定されている。
【００１２】
第１と第２の各燃焼部２−１，２−２の下部には、各バーナ３−１，３−２の配置部に対し分布板５で仕切られた第１と第２の各給気室６−１，６−２が設けられている。そして、各給気室６−１，６−２に各別の燃焼ファン７−１，７−２を接続し、各燃焼ファン７−１，７−２からの燃焼用空気が各給気室６−１，６−２から分布板５に形成した多数の分布孔５ａを介して各燃焼部２−１，２−１に供給されるようにしている。各バーナ３−１，３−２の燃焼排気は、各熱交換器４−１，４−２に導かれ、各熱交換器４−１，４−２で熱交換した後、両熱交換器４−１，４−２の上側の共通の排気フード８に流れ、排気フード８に形成した排気口８ａから外部に排出される。
【００１３】
各バーナ３−１，３−２のガスマニホールド３ｂに接続される各バーナ３−１，３−２用のガス供給路３１−１，３１−２には、夫々、元弁３２−１，３２−２とガバナ３３−１，３３−２と比例弁３４−１，３４−２とが介設されている。これら元弁３２−１，３２−２と比例弁３４−１，３４−２は燃焼ファン７−１，７−２と共に制御手段たるコントローラ９で制御される。出湯栓を開いて第１熱交換器４−１に通水すると、コントローラ９により第１バーナ３−１用の元弁３２−１が開弁されて第１バーナ３−１に点火され、給湯運転が行われる。給湯運転時、コントローラ９は、設定湯温と第１熱交換器４―１への入水温度と通水量とから求められる給湯負荷に対応する燃焼量（要求燃焼量）を算出し、要求燃焼量に対応する量の燃焼用空気が第１燃焼部２−１に供給されるように第１燃焼ファン７−１を制御すると共に、第１バーナ３−１の燃焼量が要求燃焼量に一致するように第１バーナ３−１用の比例弁３４−１を制御する。また、図外の暖房スイッチがオンされ、暖房回路を介して第２熱交換器４−２に湯水が循環されると、コントローラ９により第２バーナ３−２用の元弁３２−２が開弁されて第２バーナ３−２に点火され、暖房運転が行われる。暖房運転時、コントローラ９は暖房負荷に対応する燃焼量（要求燃焼量）を算出し、要求燃焼量に対応する量の燃焼用空気が第２燃焼部２−２に供給されるように第２燃焼ファン７−２を制御すると共に、第２バーナ３−２の燃焼量が要求燃焼量に一致するように第２バーナ３−２用の比例弁３４−２を制御する。
【００１４】
ここで、給湯と暖房の同時運転時、第１と第２の両バーナ３−１，３−２が共に最大燃焼量で燃焼されると、両バーナ３−１，３−２の合計燃焼量が６７５００ｋｃａｌ／ｈとなって、家庭で使用する場合の上限として望まれる６００００ｋｃａｌ／ｈを超え、家庭で使用した場合、ガス配管やガスメータの能力不足で不具合を生ずる可能性がある。そこで、本実施形態では、コントローラ９により両バーナ３−１，３−２の合計燃焼量を所定の規定燃焼量たる６００００ｋｃａｌ／ｈ以下に保つための燃焼量制限制御を行っている。
【００１５】
以下、この制御の詳細を図２を参照して説明する。先ず、Ｓ１のステップで暖房運転中であるか否かを判別し、暖房運転中であれば、Ｓ２のステップで給湯運転中であるか否かを判別する。そして、給湯運転中でないとき、即ち、暖房単独運転時は、Ｓ４のステップに進み、第２バーナ３−２の燃焼量ＧＤが暖房側の要求燃焼量ＧＤｃｍｄに一致するように第２バーナ３−２用の比例弁３４−２を制御する。
【００１６】
また、給湯運転中であるとき、即ち、暖房及び給湯の同時運転時は、Ｓ３のステップに進み、給湯側の要求燃焼量ＧＫｃｍｄと暖房側の要求燃焼量ＧＤｃｍｄとの合計が所定の上限値ＹＧ以下であるか否かを判別する。上限値ＹＧは、制御の応答遅れで合計燃焼量が一時的にでも６００００ｋｃａｌ／ｈを超えることがないように、６００００ｋｃａｌ／ｈより若干低い値、例えば、５９５００ｋｃａｌ／ｈに設定される。図２には示されていないが、コントローラ９は、第１バーナ３−１の燃焼量が給湯側の要求燃焼量ＧＫｃｍｄに一致するように第１バーナ３−１用の比例弁３４−１を制御しており、ＧＫｃｍｄ＋ＧＤｃｍｄ≦ＹＧであれば、第２バーナ３−２を暖房側の要求燃焼量ＧＤｃｍｄで燃焼させても、両バーナ３−１，３−２の合計燃焼量は上限値ＹＧ以下になる。そこで、ＧＫｃｍｄ＋ＧＤｃｍｄ≦ＹＧであれば、暖房単独運転時と同様にＳ４のステップに進み、第２バーナ３−２の燃焼量ＧＤが暖房側の要求燃焼量ＧＤｃｍｄに一致するように第２バーナ３−２用の比例弁３４−２を制御する。
【００１７】
一方、ＧＫｃｍｄ＋ＧＤｃｍｄ＞ＹＧであれば、Ｓ５のステップに進み、第２バーナ３−２の燃焼量ＧＤが上限値ＹＧから給湯側の要求燃焼量ＧＫｃｍｄを減算した値になるように第２バーナ３−２用の比例弁３４−２を制御する。尚、図１に示されている各バーナ３−１，３−２の燃焼状態はＳ５のステップに進んだときの状態である。
【００１８】
以上の制御によれば、暖房と給湯の同時運転時であっても、第１と第２の両バーナ３−１，３−２の合計燃焼量は６００００ｋｃａｌ／ｈ以下に保たれる。また、給湯用の第１バーナ３−１の燃焼量は要求燃焼量ＧＫｃｍｄに制御されるため、出湯温度及び出湯量がユーザの意図に係りなく低下することはなく、ユーザに不快感を与えることが防止される。尚、第２バーナ３−２の燃焼量は要求燃焼量ＧＤｃｍｄよりも減少されることがあるが、第２熱交換器４−２は温水を循環させるものであるため、第２バーナ３−２の燃焼量が減少しても、循環する温水の温度は左程低下せず、暖房温度の変化は僅かになり、ユーザが受ける影響は給湯用の第１バーナ３−１の燃焼量を減少させる場合に比し小さい。また、第２バーナ３−２の燃焼量が要求燃焼量ＧＤｃｍｄよりも減少されるのは、給湯負荷がかなり高くなった場合だけで稀であり、実使用でユーザに不便をかけることは殆どない。
【００１９】
図３は複合熱源機の第２実施形態を示しており、上記第１実施形態と同様の部材には上記と同一の符号を付している。第２実施形態の複合熱源機は低コストタイプであって、仕切り壁３が省略されており、単一の燃焼ファン７から単一の給気室６を介して第１と第２の両燃焼部２−１，２−２に燃焼用空気を供給している。また、第１と第２の両熱交換器４−１，４−２の吸熱フィン４ａ，４ａを共通のフィン４０で構成し、この共通フィン４０の両熱交換器４−１，４−２の境界部に、両熱交換器４−１，４−２間の熱伝導を抑制する切欠き４１を形成している。更に、第１バーナ３−１用のガス供給路３１−１と第２バーナ用３−２用のガス供給路３１−２との上流側の共通ガス通路３１に、元弁３２とガバナ３３と比例弁３４とを介設している。また、第１バーナ３−１用のガスマニホールド３ｂを２分し、２分されたガスマニホールド３ｂの各部分に第１バーナ３−１用のガス供給路３１−１を夫々能力切換弁３５−１，３５−１を介して接続し、同様に、第２バーナ３−２用のガスマニホールド３ｂも２分し、２分されたガスマニホールド３ｂの各部分に第２バーナ３−２用のガス供給路３１−２を夫々能力切換弁３５−２，３５−２を介して接続している。
【００２０】
第２実施形態のものにおいても、上記第１実施形態と同様に、コントローラ９により両バーナ３−１，３−２の合計燃焼量を６００００ｋｃａｌ／ｈ以下に保つための燃焼量制限制御を行っている。その詳細は、図４に示す通りであり、先ず、Ｓ１１のステップで暖房運転中であるか否かを判別し、暖房運転中であれば、Ｓ１２のステップで給湯運転中であるか否かを判別する。そして、給湯運転中でないとき、即ち、暖房単独運転時は、Ｓ１４のステップに進み、第２バーナ３−２の燃焼量ＧＤが暖房側の要求燃焼量ＧＤｃｍｄに一致するように比例弁３４を制御する。
【００２１】
また、給湯運転中であるとき、即ち、暖房及び給湯の同時運転時は、Ｓ１３のステップに進み、給湯側の要求燃焼量ＧＫｃｍｄと暖房側の要求燃焼量ＧＤｃｍｄとの合計が所定の上限値ＹＧ（＝５９５００ｋｃａｌ／ｈ）以下であるか否かを判別する。そして、ＧＫｃｍｄ＋ＧＤｃｍｄ≦ＹＧであれば、Ｓ１５のステップに進み、第２バーナ３−２の燃焼量ＧＤが暖房側の要求燃焼量ＧＤｃｍｄに近い値になるように、第２バーナ３−２用の能力切換弁３５−２，３５−２を開閉制御する。ここで、給湯運転中は、第１バーナ３−１の燃焼量が給湯側の要求燃焼量ＧＫｃｍｄに一致するように比例弁３４を制御しており、この比例弁３４の制御で第２バーナ３−２の燃焼量が変化してしまう。そこで、比例弁３４の開度増加により、第２バーナ３−２用の両能力切換弁３５−２，３５−２を開弁した状態では第２バーナ３−２の燃焼量ＧＤが要求燃焼量ＧＤｃｍｄを大幅に上回る場合は、第２バーナ３−２用の一方の能力切換弁３５−２を閉弁し、また、比例弁３４の開度減少により、第２バーナ３−２用の一方の能力切換弁３５−２を閉弁した状態では第２バーナ３−２の燃焼量ＧＤが要求燃焼量ＧＤｃｍｄを大幅に下回る場合は、第２バーナ３−２用の両能力切換弁３５−２，３５−２を開弁する。
【００２２】
ＧＫｃｍｄ＋ＧＤｃｍｄ＞ＹＧであれば、Ｓ１６のステップに進み、第２バーナ３−２用の一方の能力切換弁３５−２を閉弁する。これによれば、第２バーナ３−２の燃焼量はその最大燃焼量である１５０００ｋｃａｌ／ｈの半分以下になり、第１バーナ３−１がその最大燃焼量である５２５００ｋｃａｌ／ｈで燃焼されていても、合計燃焼量は６００００ｋｃａｌ／ｈ以下に保たれる。尚、図３に示されている各バーナ３−１，３−２の燃焼状態はＳ１６のステップに進んだときの状態である。
【００２３】
尚、上記実施形態では、第１バーナ３−１の最大燃焼量が５２５００ｋｃａｌ／ｈ、第２バーナ３−２の最大燃焼量が１５０００ｋｃａｌ／ｈになっているが、これに限るものではなく、第１バーナ３−１の最大燃焼量を６００００ｋｃａｌ／ｈ以下の範囲でより大きくし、例えば、給湯能力３０号相当の５５０００ｋｃａｌ／ｈにすることも可能である。この場合、第２実施形態のものでは、暖房と給湯の同時運転時に第１バーナ３−１を最大燃焼量で燃焼させると、第２バーナ３−２用の一方の能力切換弁３５−２を閉弁しても合計燃焼量が６００００ｋｃａｌ／ｈを超えてしまうことがある。この場合は、Ｓ１６のステップで第２バーナ３−２用の両能力切換弁３５−２，３５−２を閉弁する。
【００２４】
また、ガス配管やガスメータの能力に余裕がある家庭用の複合熱源機として、第１バーナ３−１の最大燃焼量と第２バーナ３−２の最大燃焼量の合計が家庭用ガス燃焼機器の燃焼量の上限である７８０００ｋｃａｌ／ｈを超える熱源機を製造する場合は、規定燃焼量を７８０００ｋｃａｌ／ｈとし、上記上限値ＹＧを７８０００ｋｃａｌ／ｈまたはこれより若干低い値に設定して、上記と同様の制御を行えば良い。
【００２５】
以上、第２燃焼部２−２を暖房用とする複合熱源機に本発明を適用した実施形態について説明したが、第２燃焼部２−２を風呂の追焚き用の燃焼部とする複合熱源機、更には、第２燃焼部２−２を暖房兼風呂追焚き用の燃焼部とする複合熱源機にも同様に本発明を適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明熱源機の第１実施形態の構成を示す説明図。
【図２】第１実施形態のものにおける燃焼量制限のための制御を示すフロー図。
【図３】本発明熱源機の第２実施形態の構成を示す説明図。
【図４】第２実施形態のものにおける燃焼量制限のための制御を示すフロー図。
【符号の説明】
【００２７】
２−１…第１燃焼部、２−２…第２燃焼部、３−１…第１バーナ、３−２…第２バーナ、４−１…第１熱交換器、４−２…第２熱交換器、９…コントローラ（制御手段）。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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