(57)【要約】【課題】  膨張タンク自身からの放熱抑制及び／又は他からの放射熱の有効利用による保温を図り得る複合熱源機を提供する。【解決手段】  外装ケース１内において、温水循環式の暖房回路の構成要素である膨張タンク４を、給湯用燃焼加熱部２と、暖房用燃焼加熱部３との間の中間位置に、相対向して隣接するように配設する。両燃焼加熱部２，３の上側を潜熱回収用の二次熱交換器５で掛け渡し、二次熱交換器で膨張タンクの上方を覆うようにする。給気孔１２，１３から各燃焼加熱部の下側位置の送風ファン３１ａ，３６ａに対する吸い込み外気の通り道を避け、上方への放熱経路も遮断した上に、燃焼加熱部からの放射熱による保温効果も得る。【選択図】      図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
外装ケースと、互いに独立して燃焼可能な２つの燃焼加熱部と、一方の燃焼加熱部を通る流体を一時貯留する膨張タンクとを備えた複合熱源機であって、
上記膨張タンクは、上記外装ケース内において、上記２つの燃焼加熱部の間に挟まれる位置に配設されている
ことを特徴とする複合熱源機。
【請求項２】
請求項１記載の複合熱源機であって、
上記２つの燃焼加熱部から燃焼排ガスが導かれその燃焼排ガスから潜熱を回収する潜熱回収用熱交換器をさらに備え、
上記２つの燃焼加熱部は膨張タンクを間に挟んだ左右両側位置に配設される一方、上記潜熱回収用熱交換器が上記膨張タンクの上方を覆うように上記２つの燃焼加熱部の上側に掛け渡された状態に配設されている、複合熱源機。
【請求項３】
請求項１記載の複合熱源機であって、
上記燃焼加熱部の下側位置には燃焼用空気を供給する燃焼用空気供給部が付設される一方、上記外装ケースには上記燃焼用空気供給部に対し外気を給気するための給気孔が形成され、
上記膨張タンクは、上記給気孔から燃焼用空気供給部までの外気の通り道を避ける位置に配設されている、複合熱源機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、温水暖房機能と例えば給湯機能等との複数の機能を実現するために２つの燃焼加熱部を備えた複合熱源機に関し、特に無駄な放熱を抑制して熱効率の向上を図り得る配置構造に係る。
【背景技術】
【０００２】
従来、複合熱源機として、給湯機能と温水暖房機能とを併有したものが知られている。このような複合熱源機を構成する種々の構成要素の配置構造として、外装ケース内の左右両側位置に給湯用熱交換器及び暖房用熱交換器を個別に配置した上で、特に幅方向の小型化や、メンテナンス作業を考慮して、両熱交換器の後側位置に膨張タンクを、前側位置に電装ケースをそれぞれ配置し、かつ、上記の両熱交換器の上側位置に燃焼用空気給排気用の送風ファンを、下側位置に循環ポンプ等をそれぞれ配置することが提案されている（例えば特許文献１参照）。要するに、この提案のものは、膨張タンクを熱交換器と外装ケースとの間に配置するようにしている。
【０００３】
【特許文献１】特開平２−２６３０４６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、温水暖房機能を実現させるための膨張タンクを熱交換器と外装ケースとの間に配置すると、無駄に放熱が行われるばかりでなく、放熱が促進されてしまう結果、システム全体の効率低下を招いてしまうことにもなる。
【０００５】
すなわち、温水暖房機能による暖房運転において、低負荷時には燃焼加熱部をＯＮ／ＯＦＦ燃焼の交互切換により燃焼作動させるという制御が行われるため、ＯＦＦ燃焼（燃焼停止）の間には暖房出力には寄与しない放熱が生じてしまうことになる。この際、特に温水暖房機能を実現させるシステム内でも容量や表面積が最も大きい膨張タンクからの放熱が特に大きく影響し、効率の低下を招く要因となっている。
【０００６】
その上に、上記の膨張タンクの配置構造に起因して膨張タンクからの放熱が促進されてしまう結果を招いている。例えば図１（ｂ）に示すように、膨張タンク４００を暖房用燃焼加熱部３００と外装ケース１との間に配置した場合には、暖房用燃焼加熱部３００での燃焼作動の際にはその放射熱を一側から受けるものの、他側は外装ケース１を隔てて外部空間と接触しているため放熱し易い状態になっている。その上に、燃焼用空気の供給源である送風ファン３０１が作動したときには、外装ケース１の前面を覆うフロントカバー１ａの側面給気孔１１，１１，…（図３参照）から外装ケース内に流入する外気の流れに膨張タンク４００が直接に晒されてしまい、これにより、放熱が促進されてしまうことになる。しかも、側面のみならず、前面から流入する外気にも晒されてしまうことになる。例えば図６に示すように、送風ファン３０１の作動によりフロントカバー１ａの前面給気孔１２，１２，…からも外気が流入し、流入した空気は、雨水吹き込み等を防止するために設置された防護板１４を上から乗り越えてから下方位置の送風ファン３０１に吸い込まれるようになっているため、流入した外気が防護板１４を乗り越える際に膨張タンク４００と接触して、膨張タンクの放熱を促進させてしまうことになる。
【０００７】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、膨張タンク自身からの放熱抑制及び／又は他からの放射熱の有効利用による保温を図り得る複合熱源機を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するために、本発明では、外装ケースと、互いに独立して燃焼可能な２つの燃焼加熱部と、一方の燃焼加熱部を通る流体を一時貯留する膨張タンクとを備えた複合熱源機を対象として、上記膨張タンクを、上記外装ケース内において、上記２つの燃焼加熱部の間に挟まれる位置に配設することとした（請求項１）。
【０００９】
本発明の場合、例えば図１（ａ）に示すように、両側の燃焼加熱部２，３のいずれかもしくは双方が燃焼していれば、膨張タンク４はその燃焼中の燃焼加熱部２及び／又は３から燃焼に伴う放射熱を受けて昇温又は少なくとも保温される一方、燃焼していなくても、膨張タンク４の両側がそれぞれ燃焼加熱部２，３により遮蔽されて、外部からの空気流（例えば燃焼用空気としての外気の給気流）に晒されないように保護されることになる。これにより、膨張タンク４が外気の流れに晒されて膨張タンク４からの放熱が促進されてしまう事態の発生を防止して放熱を抑制し得る上に、燃焼加熱部２，３からの放射熱の有効利用により膨張タンク４の保温を図り得ることになる。これにより、複合熱源機の効率の向上を図り得ることになる。
【００１０】
本発明において、上記２つの燃焼加熱部から燃焼排ガスが導かれその燃焼排ガスから潜熱を回収する潜熱回収用熱交換器をさらに備え、上記２つの燃焼加熱部を膨張タンクを間に挟んだ左右両側位置に配設する一方、上記潜熱回収用熱交換器を、上記膨張タンクの上方を覆うように上記２つの燃焼加熱部の上側に掛け渡された状態に配設することができる（請求項２）。このようにすることにより、膨張タンクの上方が覆われて、膨張タンクから上方への放熱の逃げ道が遮断されることになる。これにより、膨張タンクの放熱抑制及び放熱抑制による効率向上をより一層増大させ得ることになる。
【００１１】
又、本発明において、上記燃焼加熱部の下側位置に燃焼用空気を供給する燃焼用空気供給部を付設する一方、上記外装ケースに上記燃焼用空気供給部に対し外気を給気するための給気孔を形成し、上記膨張タンクを、上記給気孔から燃焼用空気供給部までの外気の通り道を避ける位置に配設するようにすることができる（請求項３）。このようにすることにより、膨張タンクが外気の流れに晒されることが確実に回避され、膨張タンクからの放熱抑制の確実化が図られる。
【発明の効果】
【００１２】
以上、説明したように、請求項１〜請求項３のいずれかの複合熱源機によれば、膨張タンクの両側がそれぞれ燃焼加熱部により遮蔽されるため、外気の流れに晒されないように保護することができ、これにより、外気の流れに晒されることによる放熱促進を防止して放熱を抑制することができる。その上に、燃焼加熱部の燃焼に伴う放射熱の有効利用により膨張タンクの保温を図ることができるようになる。これにより、膨張タンクからの無駄な放熱を抑制・回避して複合熱源機の効率の向上を図ることができるようになる。
【００１３】
特に、請求項２によれば、膨張タンクから上方への放熱の逃げ道を潜熱回収用熱交換器によって遮断することができ、これにより、膨張タンクの放熱抑制及び放熱抑制による効率向上をより一層増大させることができる。
【００１４】
又、請求項３によれば、膨張タンクが外気の流れに晒されることを確実に回避することができ、膨張タンクからの放熱抑制の確実化を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
【００１６】
図２及び図３は、本発明の実施形態に係る複合熱源機を示し、両図において１は外装ケース、１ａは外装ケースの一部を構成するフロントカバー、２は給湯機能を実現させるための給湯用燃焼加熱部、３は温水暖房機能を実現させるための暖房用燃焼加熱部、４は温水暖房機能を実現させるための構成要素である膨張タンク、５は潜熱回収用熱交換器としての二次熱交換器である。なお、本発明においては、膨張タンク４が給湯用燃焼加熱部２と暖房用燃焼加熱部３との間に挟まれた状態で配設されている点が最大の特徴であり、上記の潜熱回収用熱交換器５の存在は必須の構成要素ではない。
【００１７】
まず、図２及び図３の如き複合熱源機として適用される具体的な作動原理について図４の例に基づいて簡単に説明する。なお、図４に示す複合熱源機は、給湯機能、温水循環式の温水暖房機能、風呂追い焚き機能、風呂湯張り機能の各機能を併有する複合型に構成されたものであり、燃焼加熱部において顕熱に加え燃焼排ガスから潜熱回収を行うことにより高効率化を図る潜熱回収型のものを例示しているが、本発明を実施する上では、少なくとも温水暖房機能と、これとは別に独立した燃焼作動を伴う他の機能（例えば給湯機能）とが組み合わされた複合熱源機であればよい。
【００１８】
図４において、符号２１は給湯機能を実現するための給湯回路、２２は温水暖房機能を実現するための暖房回路、２３は風呂側循環回路として風呂追い焚き機能を実現するための追い焚き回路、２４は風呂湯張り機能を実現するための注湯回路であり、又、符号２５は潜熱回収用の二次熱交換器５で発生するドレン水を再利用可能にすべく処理するドレン水処理回路、２６はこれらの各回路の作動制御等を行うコントローラである。なお、この複合熱源機における風呂追い焚きは、暖房回路２２の高温水を熱源として、追い焚き回路２３の浴槽水を液−液熱交換加熱することにより昇温させて追い焚き加熱を行うタイプのものであるが、これに限らず、追い焚き加熱のための燃焼加熱部(燃焼バーナ及びこの燃焼バーナの燃焼熱により熱交換加熱される熱交換器)を備えたもので追い焚きを行う構成にしてもよい。
【００１９】
上記給湯回路２１は、下側位置に付設された燃焼用空気供給部である送風ファン３１ａから燃焼用空気の供給を受けて燃焼する給湯用燃焼バーナ３１と、この燃焼バーナ３１の燃焼熱により入水を熱交換加熱する給湯用一次熱交換器３２とを給湯用燃焼加熱部２として備え、入水路３３から水道水等が上記給湯用一次熱交換器３２において主として加熱され、加熱された後の湯が出湯路３４に出湯されるようになっている。この際、上記入水路３３からの入水は、一次熱交換器３２に入水される前に、上記二次熱交換器５の一部を構成する給湯用熱交換部５ａに通されるようになっており、この二次熱交換器５の給湯用熱交換部５ａにおいて燃焼排ガスの潜熱回収により予熱された状態で一次熱交換器３２に入水されて主加熱されるようになっている。そして、所定温度まで加熱されて上記出湯路３４に出湯された湯が、台所や浴室等の給湯栓３５や上記注湯回路２４などの所定の給湯箇所に給湯されるようになっている。なお、図例では給湯栓３５として１つのみ図示しているが、通常は台所、洗面台、浴室等にそれぞれ配設されて複数ある。
【００２０】
上記暖房回路２２は、下側位置に付設された燃焼用空気供給部である送風ファン３６ａから燃焼用空気の供給を受けて燃焼する暖房用燃焼バーナ３６と、この燃焼バーナ３６の燃焼熱により循環温水を熱交換加熱する暖房用一次熱交換器３７とを暖房用燃焼加熱部３として備え、この暖房用一次熱交換器３７に暖房用温水循環路３８が通されている。
【００２１】
上記温水循環路３８は、膨張タンク４に戻されて貯留される低温水を暖房用循環ポンプ３９の作動により上記暖房用一次熱交換器３７の入口に送り、ここで燃焼バーナ３６により加熱された高温水を液−液熱交換器であるバスヒータ４１に熱源として供給したり、高温往きヘッダー４２を介して例えば浴室乾燥機等の高温用暖房端末４３に供給したりされるようになっている。又、上記の循環ポンプ３９の作動により、膨張タンク４内の低温水を低温往きヘッダー４４を介して例えば床暖房機等の低温用暖房端末４５に供給し、全ての暖房端末４３，４５から放熱により低温になった低温水を戻りヘッダー４６を介して潜熱回収用の二次熱交換器５の暖房用熱交換部５ｂに通した上で膨張タンク４に戻すというように、循環させるようになっている。上記の二次熱交換器５の暖房用熱交換部５ｂにおいて、暖房用燃焼バーナ３６の燃焼排ガスからの潜熱回収により低温水が予熱された状態で膨張タンク４に戻されるようになっている。
【００２２】
追い焚き回路２３は、液−液熱交換式の加熱部としてのバスヒータ４１が、戻り管４７ａ及び往き管４７ｂからなる追い焚き循環路４７に介装され、追い焚き用循環ポンプ４８の作動により浴槽Ｂから戻り管４７ａを通して取り出された浴槽水がバスヒータ４１に送られ、このバスヒータ４１において暖房回路２２側の高温水を熱源とする液−液熱交換により追い焚き加熱され、追い焚き加熱後の浴槽湯水が往き管４７ｂを通して浴槽Ｂに送られるようになっている。
【００２３】
注湯回路２４は、給湯回路２１から上流端が分岐して下流端が追い焚き循環路４７に合流された注湯路４９と、開閉切換により注湯の実行と遮断とを切換える注湯電磁弁４９ａとを備えている。この注湯電磁弁４９ａがコントローラ２６により開閉制御され、注湯の実行により、出湯路３４の湯が注湯路４９，循環路４７（戻り管４７ａ）を経て浴槽Ｂに注湯されて所定量の湯張りが行われるようになっている。
【００２４】
ドレン水処理回路２５は、二次熱交換器５（給湯用熱交換部５ａ及び暖房用熱交換部５ｂ）において燃焼排ガスが潜熱回収のための熱交換により冷やされて凝縮することにより生じたドレン水を導出し、導出したドレン水を、中和材が充填された中和処理槽２５ａにおいて中和処理を加えた上で排水等させるために設置された回路である。
【００２５】
次に、以上の如き複合熱源機において本発明が対象とする各構成要素の配置構造について詳細に説明する。
【００２６】
上記の給湯用燃焼加熱部２と暖房用燃焼加熱部３とは外装ケース１内に対し上下方向の中位あたりから上側において左右両側の各位置に配設されている。図例では給湯用燃焼加熱部２が右側位置に、暖房用燃焼加熱部３が左側位置にそれぞれ配設されているが、逆でもよい。外装ケース１の左右方向中間位置においてこれら両燃焼加熱部２，３に挟まれた状態で膨張タンク４が配設されている。特に、図５に示すように、膨張タンク４が各燃焼加熱部２，３の両燃焼バーナ３１，３６（正確には燃焼バーナ３１，３６が内蔵された燃焼缶体部）の真横に位置するように配設しかつ両送風ファン３１ａ，３６ａの吸い込み口よりも上方位置に配設するのが好ましく、さらに詳細に言えば、上記膨張タンク４の底部が両燃焼バーナ３１，３６の燃焼火炎の真横位置又はやや上側の横位置で相対向して隣接するように配設するのが好ましい。
【００２７】
そして、上記の給湯用燃焼加熱部２と暖房用燃焼加熱部３との上側位置には、二次熱交換器５が両者間に掛け渡されて膨張タンク４の上側を覆うように配設されており、これにより、上記の両燃焼加熱部２，３間の左右方向隙間、つまり膨張タンク４が配設された空間の上方を閉塞させて、上方への放熱を防止・抑制するようにしている。なお、図２及び図３中の符号５１は潜熱回収後の燃焼排ガスの排出口である。
【００２８】
以上の本実施形態の場合、膨張タンク４は燃焼加熱部２又は３からの放射熱を左右両側から受けることになり、かかる放射熱の有効利用により膨張タンク４を積極的に加熱あるいは少なくとも保温することができるようになる。これにより、膨張タンク４からの放熱に起因する暖房回路２２の効率低下の発生を回避し得るばかりでなく、効率向上をも図ることができるようになる。加えて、膨張タンク４の上方が二次熱交換器５により覆われて熱の逃げ道が塞がれているため、つまり上方への放熱経路が遮断されているため、各燃焼加熱部２，３の燃焼停止状態においても膨張タンク４からの放熱を可及的に抑制することができ、上記の効率低下の回避や、効率向上をより一層図ることができる。
【００２９】
さらに、送風ファン３１ａ，３６ａの作動に伴い、フロントカバー１ａに形成された側面給気孔１１，１１，…から送風ファン３１ａ，３６ａに外気が吸い込まれたり、あるいは、前面給気孔１２，１２，…、１３，１３，…から外気が吸い込まれたりしたとしても、その外気の通り道を避けた位置に膨張タンク４が配設されているため、従来の如く外気に晒されることにより放熱が促進されてしまうという事態の発生をも本実施形態では回避することができる。
【００３０】
なお、上記実施形態では各燃焼加熱部２，３には下側位置に個別に送風ファン３１ａ，３６ａが付設されているが、これに限らず、両燃焼加熱部２，３に対し共通に燃焼用空気を供給するよう１つの送風ファンを燃焼用空気供給部として付設するようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】図１（ａ）は本発明の構成・原理を示す説明図であり、図１（ｂ）は従来の構成・原理を示す説明図である。
【図２】本発明の実施形態を示す一部切欠正面説明図である。
【図３】外観を斜視図の状態で示す説明図である。
【図４】図２，図３の複合熱源機を具体化したものの例を示す模式図である。
【図５】膨張タンクと両燃焼加熱部との関係を説明するための部分斜視図である。
【図６】従来の構成を説明するための側面から見た状態の断面説明図である。
【符号の説明】
【００３２】
１        外装ケース
２        給湯用燃焼加熱部
３        暖房用燃焼加熱部
４        膨張タンク
５        二次熱交換器（潜熱回収用熱交換器）
１１，１２，１３  給気孔
３１ａ，３６ａ    送風ファン（燃焼用空気供給部）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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