(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
バーナの燃焼排ガスから潜熱を回収する潜熱熱交換器を備えた熱源機に設けられ、前記潜熱熱交換器で発生するドレンを中和する中和器と、該中和器で中和されたドレンを熱源機の外部に排出するドレン排出路と、該ドレン排出路に設けられてドレンを排出方向に強制的に送り出すドレンポンプとを備えるドレン排出装置において、
前記ドレンポンプの下流側のドレン排出路から分岐して下流端が前記中和器又はその上流に接続されたドレン戻り路と、
前記中和器のドレンを前記ドレン戻り路に送ることによりドレンを循環させるドレン循環動作、及び、前記中和器のドレンを前記ドレン排出路から外部に排出するドレン排出動作を実行するドレン循環排出制御手段とを備えることを特徴とするドレン排出装置。
【請求項２】
請求項１記載のドレン排出装置において、
外気温を検出する温度検出手段と、前記ドレン戻り路と該ドレン戻り路の分岐位置より下流の前記ドレン排出路とでドレンの流動方向を切り換える流路切換手段とを備え、
前記ドレン循環排出制御手段は、前記温度検出手段による検出温度が予め設定された所定温度以下となったとき、前記ドレンポンプと前記流路切換手段とを作動させて前記ドレン戻り路を介して前記中和器にドレンを送ることにより前記中和器内のドレン循環動作を行うことを特徴とするドレン排出装置。
【請求項３】
請求項２記載のドレン排出装置において、
前記流路切換手段は、前記ドレン排出路から前記ドレン戻り路が分岐する分岐位置に設けた三方弁であることを特徴とするドレン排出装置。
【請求項４】
請求項１〜３の何れか１項記載のドレン排出装置において、
前記ドレン循環排出制御手段は、前記前記ドレン循環動作を行うときのドレンの流量が、前記ドレン排出動作を行うときのドレンの流量よりも小さくなるように前記ドレンポンプを制御することを特徴とするドレン排出装置。
【請求項５】
請求項１〜４の何れか１項記載のドレン排出装置において、
前記バーナの燃焼量を検出する燃焼量検出手段を備え、
前記ドレン循環排出制御手段は、前記燃焼量検出手段が検出した燃焼量が所定の燃焼量以上で燃焼しているとき、前記ドレン循環動作を停止状態とすることを特徴とするドレン排出装置。
【請求項６】
請求項１〜５の何れか１項記載のドレン排出装置において、
前記中和器内のドレンの量を検出する中和器ドレン量検出手段を備え、
前記ドレン循環排出制御手段は、前記中和器ドレン量検出手段が検出したドレンの量が所定量未満であるとき、前記ドレンポンプを停止状態とすることを特徴とするドレン排出装置。
【請求項７】
請求項１〜６の何れか１項記載のドレン排出装置において、
前記ドレンポンプの上流側の前記ドレン排出路に、前記中和器から排出されたドレンを貯留するドレンタンクが設けられていることを特徴とするドレン排出装置。
【請求項８】
請求項７記載のドレン排出装置において、
前記ドレンタンク内のドレンの量を検出するタンクドレン量検出手段を備え、
前記ドレン循環排出制御手段は、前記タンクドレン量検出手段が検出したドレンの量が所定量未満であるとき、前記ドレンポンプを停止状態とすることを特徴とするドレン排出装置。
【請求項９】
請求項７又は８記載のドレン排出装置において、
前記ドレンタンクと前記ドレンポンプとの間の前記ドレン排出路に下流端が接続され、上流端が前記中和器に接続されて、該中和器から導出したドレンを前記ドレンタンクを介すことなく前記ドレンポンプの上流側に合流させるドレン導出路と、該ドレン導出路を開閉する開閉手段とを備えることを特徴とするドレン排出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、バーナの燃焼排ガスから潜熱を回収する潜熱熱交換器を備えた熱源機に設けられるドレン排出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、バーナの燃焼排ガスから潜熱を回収する潜熱熱交換器を備えた熱源機においては、潜熱熱交換器で発生する酸性のドレンを中和器で中和して排出したり、ドレンタンクに貯留した後に排出することが行われている。
【０００３】
そして、中和器或いはドレンタンク内に高水位のドレンが貯まったときに、ドレンポンプを作動させて中和器やドレンタンク内のドレンをドレン排出路に排出するようにしている。
【０００４】
この種の熱源機において、外気温の影響で中和器内のドレンが凍結すると、ドレンの中和が円滑に行われない。そこで、中和器内のドレンの凍結を防止するために、中和器を凍結防止用ヒータによって加熱するようにしたものが知られている（特許文献１参照）。
【０００５】
また、凍結防止用ヒータを用いないものとして、中和器内のドレンを流動させて凍結を防止するものも知られている（特許文献２参照）。このものでは、中和器と給湯回路とを接続する連通路を設け、凍結するおそれのある温度のときに、給湯回路から加熱されていない水を中和器に供給する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平９−２６２９１号公報
【特許文献２】特開２０１２−２２５６０２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかし、上記特許文献１のものでは、凍結防止用ヒータを作動させるために電力の消費が増大するおそれがあり、また、上記特許文献２のものでは中和器の凍結を防止するためだけに水が消費され、給湯回路に水道水等が用いられているときには不経済である。
【０００８】
上記の点に鑑み、本発明は、水や電力の消費を増加させることなく中和器内のドレンの凍結防止動作が効率よく経済的に行えるドレン排出装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
かかる目的を達成するために、本発明は、バーナの燃焼排ガスから潜熱を回収する潜熱熱交換器を備えた熱源機に設けられ、前記潜熱熱交換器で発生するドレンを中和する中和器と、該中和器で中和されたドレンを熱源機の外部に排出するドレン排出路と、該ドレン排出路に設けられてドレンを排出方向に強制的に送り出すドレンポンプとを備えるドレン排出装置において、前記ドレンポンプの下流側のドレン排出路から分岐して下流端が前記中和器又はその上流に接続されたドレン戻り路と、前記中和器のドレンを前記ドレン戻り路に送ることによりドレンを循環させるドレン循環動作、及び、前記中和器のドレンを前記ドレン排出路から外部に排出するドレン排出動作を実行するドレン循環排出制御手段とを備えることを特徴とする。
【００１０】
ドレン循環動作においてドレン戻り路を設けてドレンポンプを作動させると、中和器のドレンが循環されて、中和器内にドレンの流動が生じる。これにより、中和器内でのドレンの凍結を抑制することができる。しかも、中和器内のドレンの流動により凍結が抑制されるので、中和器の内部に他部から水や湯を供給したり、ヒータにより中和器を加熱するといったことが不要となるので、経済的である。
【００１１】
また、本発明において、外気温を検出する温度検出手段と、前記ドレン戻り路と該ドレン戻り路の分岐位置より下流の前記ドレン排出路とでドレンの流動方向を切り換える流路切換手段とを備え、前記ドレン循環排出制御手段は、前記温度検出手段による検出温度が予め設定された所定温度以下となったとき、前記ドレンポンプと前記流路切換手段とを作動させて前記ドレン戻り路を介して前記中和器にドレンを送ることにより前記中和器内のドレン循環動作を行うことを特徴とする。
【００１２】
これによれば、凍結のおそれが無いときにはドレンポンプが作動しないので、ドレンポンプの電力の消費を少なくすることができる。
【００１３】
更に、この場合、前記流路切換手段は、前記ドレン排出路から前記ドレン戻り路が分岐する分岐位置に設けた三方弁であることが好ましい。
【００１４】
ドレンポンプから送られるドレンの行先をドレン排出路からドレン戻り路に切り換える場合には、ドレン排出路からドレン戻り路が分岐する分岐位置の下流側で、ドレン排出路とドレン戻り路との夫々に開閉弁等を設けて各別に開閉制御を行うことが考えられる。しかし、２個の開閉弁を用いなければならないためにコストが増加する恐れがあり、また、２個の開閉弁を制御するために煩雑となって制御の効率が悪くなる。
【００１５】
そこで、ドレン排出路とドレン戻り路とを切り換えるために、三方弁を採用することにより、部品点数の増加に伴うコストの増加を抑えることができ、制御も単純化することができる。
【００１６】
また、本発明において、前記ドレン循環排出制御手段は、前記前記ドレン循環動作を行うときのドレンの流量が、前記ドレン排出動作を行うときのドレンの流量よりも小さくなるように前記ドレンポンプを制御することを特徴とする。
【００１７】
ドレンの排出や戻りの流量は、ポンプの電力消費に比例する。ドレン排出動作によるドレンの排出は迅速に行う方が好ましいが、ドレン循環動作の際の凍結を抑制するための流動は然程大きくなくてもよいので、流量を小さくすることでドレンを中和器に戻すときのポンプの電力の消費やポンプ動作時の騒音を低減させることができる。
【００１８】
また、本発明においては、前記バーナの燃焼量を検出する燃焼量検出手段を備え、前記ドレン循環排出制御手段は、前記燃焼量検出手段が検出した燃焼量が所定の燃焼量以上で燃焼しているとき、前記ドレン循環動作を停止状態とすることを特徴とする。
【００１９】
バーナの燃焼量が増大すると、中和器に流れ込むドレンの量も増大する。このため、バーナの燃焼量が比較的大きい場合には、比較的暖かいドレンが中和器に流入すると共に中和器の内部でドレンの増加に伴う流動が生じ、凍結し難い状態となる。そこで、バーナが所定の燃焼量以上（即ち、中和器にドレンが流れ込む状態となる燃焼量以上）であるときには、ドレン循環動作を停止状態とし、例えばドレンポンプの作動を停止させて電力の消費を抑えることができる。
【００２０】
また、本発明においては、前記中和器内のドレンの量を検出する中和器ドレン量検出手段を備え、前記ドレン循環排出制御手段は、前記中和器ドレン量検出手段が検出したドレンの量が所定量未満であるとき、前記ドレンポンプを停止状態とすることを特徴とする。
【００２１】
中和器に溜まっているドレンの量が少ない場合には、中和器からドレン排出路に流れ出るドレンの量も少ない。ドレンの量が極度に少ない状態でドレンポンプが作動すると、騒音が発生したりドレンポンプの空回りを招きポンプ寿命が低下する。そこで、ドレン流動制御手段は、中和器内のドレン量が所定量（ドレンポンプが空回りするような少ない量に設定される）以下のときは、ドレンポンプを作動させないようにする。これによれば、ドレンが少量であることによるドレンポンプの空回りが防止でき、ドレンポンプからの騒音の発生やドレンポンプの寿命の低下を防止することができる。
【００２２】
また、本発明においては、前記ドレンポンプの上流側の前記ドレン排出路に、前記中和器から排出されたドレンを貯留するドレンタンクが設けられている場合にも好適に採用することができる。ドレンタンクには、中和されて中和器からオーバーフローしたドレンが溜められる。ドレンタンクが設けられている場合には、ドレンタンクに前記ドレン排出路を接続し、このドレン排出路に前記ドレン戻り路を接続することで、中和器のドレンの循環を可能とすることができる。
【００２３】
また、本発明においては、前記ドレンタンク内のドレンの量を検出するタンクドレン量検出手段を備え、前記ドレン循環排出制御手段は、前記タンクドレン量検出手段が検出したドレンの量が所定量未満であるとき、前記ドレンポンプを停止状態とすることを特徴とする。
【００２４】
ドレンタンクに溜まっているドレンの量が少ない場合には、ドレンタンクからドレン排出路に流れ出るドレンの量も少ない。ドレンの量が極度に少ない状態でドレンポンプが作動すると、騒音が発生したりドレンポンプの空回りを招きポンプ寿命が低下する。そこで、ドレン流動制御手段は、ドレンタンク内のドレン量が所定量（ドレンポンプが空回りするような少ない量に設定される）以下のときは、ドレンポンプを作動させないようにする。これによれば、ドレンが少量であることによるドレンポンプの空回りが防止でき、ドレンポンプからの騒音の発生やドレンポンプの寿命の低下を防止することができる。
【００２５】
また、本発明においては、前記ドレンタンクと前記ドレンポンプとの間の前記ドレン排出路に下流端が接続され、上流端が前記中和器に接続されて、該中和器から導出したドレンを前記ドレンタンクを介すことなく前記ドレンポンプの上流側に合流させるドレン導出路と、該ドレン導出路を開閉する開閉手段とを備えることを特徴とする。
【００２６】
これによれば、ドレンタンクに溜まるドレンの量が十分でないときであっても、ドレン導出路を用いて中和器から直接ドレンを循環させることができ、凍結防止のためのドレンの流動を確実に得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明の実施形態である熱源機の構成図。
【図２】ドレン排出装置における循環回路の変形例を模式的に示す図。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。図１を参照して、本実施形態の熱源機は給湯装置であり、熱源機の本体１に、バーナ２（大バーナユニット２ａ、中バーナユニット２ｂ、小バーナユニット２ｃにより構成されている）を内蔵する缶体３を備えている。熱源機の本体１の外側には、外気温を検出する外気温度センサ６０（温度検出手段）が設けられている。
【００２９】
缶体３は、バーナ２を収容する燃焼室３ａと、燃焼室３ａの上方に延びて燃焼排ガスが上昇する排気路３ｂとを形成しており、排気路３ｂの上端部で開口する排気口３ｃを備えている。
【００３０】
また、燃焼室３ａには、バーナ２に点火するための点火プラグ４と、バーナ２の着火を検知するフレームロッド５とが設けられている。缶体３の下部には、燃焼室３ａ内にバーナ２の燃焼用空気を供給する燃焼ファン７が設けられている。さらに、本体１には熱源機の全体的な作動を制御するコントローラ８が設けられている。
【００３１】
コントローラ８は、図示しないＣＰＵ、メモリ等により構成された電子回路ユニットであり、メモリに保持された熱源機の制御用プログラムを実行することによって、熱源機の作動を制御する。また、コントローラ８は、後述する中和器４０内のドレンを強制的に循環させるドレン循環動作やドレンタンク４１内のドレンを強制的に排出するドレン循環排出制御部８０を機能として備えている。
【００３２】
コントローラ８には、熱源機を遠隔操作するためのリモコン３３がリモコンケーブル３４を介して接続されている。リモコン３３には、表示部３５と図示しない操作スイッチ群（給湯温度を設定する温度設定スイッチ等）が設けられている。
【００３３】
バーナ２を構成する大バーナユニット２ａ、中バーナユニット２ｂ、小バーナユニット２ｃは、最大燃焼量が異なっており、燃焼させるバーナユニットの組合せを変更することによって、バーナ２全体の燃焼量を調節することができるようになっている。バーナ２には、燃料ガス供給管９を介して燃料ガスが供給される。燃料ガス供給管９には、その上流側から順に元ガス電磁弁１０及びガス比例弁１１が設けられている。
【００３４】
燃料ガス供給管９はガス比例弁１１の下流において３つの経路に分岐している。第１の経路が大バーナ用ガス電磁弁１２ａを介して大バーナユニット２ａに接続され、第２の経路が中バーナ用ガス電磁弁１２ｂを介して中バーナユニット２ｂに接続され、第３の経路が小バーナ用ガス電磁弁１２ｃを介して小バーナユニット２ｃに接続されている。
【００３５】
缶体３の内部において、バーナ２の直上位置には顕熱熱交換器１３が設けられ、顕熱熱交換器１３の上方位置となる排気路３ｂの内部には潜熱熱交換器１４が設けられている。顕熱熱交換器１３の上方位置であって潜熱熱交換器１４の下方位置に、潜熱熱交換器１４で発生して滴下する酸性のドレンを集めるためのドレン受皿１５が設置されている。
【００３６】
ドレン受皿１５には、ドレン案内管１６を介して中和器４０が接続されており、中和器４０内の中和剤によって中和されたドレンのうち中和器４０をオーバーフローしたものがドレンタンク４１に貯留される。
【００３７】
ドレンタンク４１は、ドレンポンプ４２を介してドレン排出管４３（ドレン排出路）に接続されており、ドレンポンプ４２の作動によって、ドレンタンク４１に貯留されたドレンが強制的にドレン排出管４３に送出される。
【００３８】
また、ドレンポンプ４２の下流側のドレン排出管４３と中和器４０とはドレン戻り管４６（ドレン戻り路）により接続されている。ドレン戻り管４６は、ドレン排出管４３から分岐して中和器４０にドレンを戻すような循環回路を構成しており、ドレン戻り管４６のドレン排出管４３からの分岐位置には、流路切換手段としての三方弁４７が設けられている。なお、図示しないが、ドレン戻り管４６は、その下流端が中和器４０より上流のドレン案内管１６に接続されていてもよい。
【００３９】
ドレンポンプ４２は、能力（出力）の変更が可能なように、例えばＤＣモータにより構成される。ドレンポンプ４２の作動は、コントローラ８に備えられたポンプ能力変更部８１から出力される電力により制御される。
【００４０】
また、中和器４０には、中和器４０の水位上昇により排出詰りを検出する排出詰り電極５４，５５が設けられており、ドレンタンク４１には、ドレンタンク４１の水位を検出するアース電極５１と低水位電極５２及び高水位電極５３とが設けられている。アース電極５１、低水位電極５２及び高水位電極５３は、本発明のタンクドレン量検出手段を構成している。
【００４１】
排出詰り電極５４，５５と、アース電極５１と低水位電極５２及び高水位電極５３は、コントローラ８に接続されており、コントローラ８は、排出詰り電極５４，５５間の抵抗値の変化により、中和器４０の水位上昇を検出する。また、コントローラ８は、アース電極５１と低水位電極５２及び高水位電極５３間の抵抗値の変化により、ドレンタンク４１の水位（低水位、高水位）を検出する。
【００４２】
ドレン排出管４３には、ドレン排出管４３からドレンポンプ４２への逆流を禁止するための逆止弁４４が設けられている。また、ドレンタンク４１には、オーバーフローしたドレンを排出するためのオーバーフロー排出管４５が接続されている。
【００４３】
なお、中和器４０、ドレンタンク４１、アース電極５１、低水位電極５２、高水位電極５３、ドレンポンプ４２、ドレン循環排出制御部８０、三方弁４７及びポンプ能力変更部８１によって、ドレン排出装置Ｅが構成されている。
【００４４】
熱源機は、図示しない上水道に接続されて水が供給される給水路１９を備えている。顕熱熱交換器１３と潜熱熱交換器１４とは給水路１９の一部に直列に接続されている。顕熱熱交換器１３は、缶体３内の燃焼排ガスから顕熱を吸収して給水路１９を流通する水を加熱する。潜熱熱交換器１４は給水路１９における顕熱熱交換器１３の上流側に接続されて、顕熱熱交換器１３を通過して上昇する燃焼排ガスから潜熱を回収し、顕熱熱交換器１３に先立って給水路１９を流通する水を加熱する。
【００４５】
次に、図１を参照して、ドレン循環排出制御部８０の作動を説明する。ドレン循環排出制御部８０は、バーナ２の燃焼中及び燃焼停止中（熱源機は運転状態又は待機状態）に、外気温度センサ６０の検出温度、高水位電極５３のＯＮ・ＯＦＦ、低水位電極５２のＯＮ・ＯＦＦを監視する。
【００４６】
そして、ドレン循環排出制御部８０は、高水位電極５３と低水位電極５２とが共にＯＮのとき、三方弁４７によりドレン排出管４３側を開放（ドレン戻り管４６側を閉鎖）し、ドレンポンプ４２によりドレンを強制的に外部に排出する（ドレン排出動作）。
【００４７】
また、ドレン循環排出制御部８０は、外気温度センサ６０の検出温度が凍結防止温度以下（例えば、１℃以下）で、高水位電極５３がＯＦＦ、低水位電極５２がＯＮのとき、三方弁４７によりドレン戻り管４６側を開放（ドレン排出管４３側を閉鎖）し、ドレンポンプ４２によりドレンを強制的に中和器４０に戻す。これにより、中和器４０及びドレンタンク４１のドレンが循環され、凍結が抑制される（ドレン循環動作）。
【００４８】
このとき、ドレン循環排出制御部８０は、ポンプ能力変更部８１によってドレンポンプ４２の能力を前記ドレン排出動作よりも小とする。即ち、ドレン循環排出制御部８０は、ドレン循環動作を行うときのドレンの流量が、ドレン排出動作を行うときのドレンの流量よりも小さくなるようにポンプ能力変更部８１を介してドレンポンプ４２を制御する。これにより、ドレン循環動作におけるドレンポンプ４２の電力消費及び騒音を抑えることができる。
【００４９】
また、ドレン循環排出制御部８０は、燃焼量検出部８２（燃焼量検出手段）を機能として備え、コントローラ８によるバーナ２の制御情報に基づいてバーナ２の燃焼量を採取する。そして、燃焼量が所定量以上であるとき（具体的には、例えば、コントローラ８が大バーナユニット２ａを中火力以上で燃焼するように制御しているとき）、ドレン循環排出制御部８０は、ドレン循環動作を行わないようにする。バーナ２の燃焼量が所定量以上であるときには、潜熱熱交換器１４からドレンが発生し、ドレン案内管１６を介して中和器４０にドレンが流れ込む。このとき、中和器４０内のドレンは凍結し難い状態となっていることにより、ドレン循環排出制御部８０は、中和器４０のドレンを循環させず、ドレンポンプ４２を停止状態として電力消費を抑える。
【００５０】
また、ドレン循環排出制御部８０は、高水位電極５３と低水位電極５２とが共にＯＦＦのときには、中和器４０内にドレンが溜まっていないとみなし、ドレンポンプ４２を停止状態としてドレンポンプ４２の空転を防止し騒音発生及びポンプ寿命の低下を抑える。
【００５１】
以上のように本実施形態によれば、中和器４０内のドレンの凍結を抑制することができるだけでなく、中和器４０内のドレンが凍結するおそれのないときには、ドレンポンプ４２の作動を制限して電力消費を抑えることができる。
【００５２】
なお、本実施形態においては、ドレンタンク４１の水位（低水位、高水位）に応じてドレン循環動作やドレン排出動作を行っているが、これ以外に、図示しないが、中和器４０の水位（低水位、高水位）を検出する中和器ドレン量検出手段を設け、中和器４０の水位に応じてドレン循環動作やドレン排出動作を行ってもよい。
【００５３】
また、本発明におけるドレン排出装置Ｅの変形例として、図２に示すドレン排出装置Ｅ´を挙げることができる。ドレン排出装置Ｅ´は、中和器４０に上流端が接続され、ドレンタンク４１とドレンポンプ４２と間のドレン排出管４３に下流端が接続されたドレン導出管４８（ドレン導出路）を備えている。
【００５４】
ドレン導出管４８は、開閉弁４９（開閉手段）を備えており、開閉弁４９を開弁状態としてドレンポンプ４２を作動させることにより、中和器４０内のドレンをドレンタンク４１を介さずに循環させることが可能となっている。これによれば、ドレンタンク４１にドレンが溜まっていなくても、中和器４０に溜まっているドレンを循環させて凍結を抑制することができる。
【００５５】
なお、ドレン排出装置Ｅ´においては、図示しないが、開閉弁４９に替わる開閉手段として、他の三方弁を、ドレン導出管４８とドレン排出管４３との合流位置に設けてもよい。
【００５６】
また、ドレン導出管４８をドレンポンプ４２の上流に接続する構成を採用すれば、中和器４０内のドレンをドレンタンク４１を介さずに循環させることが可能となるので、図示しないが、ドレンタンク４１を備えないドレン排出装置にも適用することことができる。
【符号の説明】
【００５７】
Ｅ，Ｅ´…ドレン排出装置、１…本体（熱源機）、２…バーナ、１４…潜熱熱交換器、４０…中和器、４１…ドレンタンク、４２…ドレンポンプ、４３…ドレン排出管（ドレン排出路）、４６…ドレン戻り管（ドレン戻り路）、４７…三方弁（流路切換手段）、４８…ドレン導出管（ドレン導出路）、４９…開閉弁（開閉手段）、５２…低水位電極（タンクドレン量検出手段）、５３…高水位電極（タンクドレン量検出手段）、６０…外気温度センサ（温度検出手段）、８０…ドレン循環排出制御部（ドレン循環排出制御手段）、８２…燃焼量検出部（燃焼量検出手段）。
【図１】
0006639329.tif 000002
【図２】
0006639329.tif 000003