(57)【要約】【課題】燃焼作動の停止中におけるドレンの発生が少なく、流量調整手段の作動頻度の低い燃焼装置の提供を目的とする。【解決手段】燃焼装置１の熱交換器１５には流入側流路２０および流出側流路２１からなる流水回路１８が接続されている。流入側流路２０と流出側流路２１とは、バイパス流路３１によりバイパスされている。また、流出側流路２１の中途には、水量調整弁２６が設けられている。燃焼装置１は、バーナ７の燃焼作動が停止し、熱交換器１５から排出される湯水の温度低下速度Ｄが所定値Ｂを上回る場合にのみ水量調整弁２６を実質的に閉止する。【選択図】　図１
2004053081.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料を燃焼する燃焼手段と、当該燃焼手段において発生した燃焼ガスと熱交換を行う熱交換部とを具備し、熱媒体が流れる流水回路が前記熱交換部に接続された燃焼装置において、前記流水回路は、外部から熱交換部に熱媒体を供給する流入側流路と、熱交換部から外部に熱媒体を流出させる流出側流路と、流水回路内を流れる熱媒体の流量を調整する流量調整手段とを具備しており、前記流入側流路と流出側流路との間には、両者をバイパスするバイパス流路が設けられており、前記流量調整手段は、燃焼手段における燃焼作動の停止後あるいは燃焼装置の運転停止後に、前記熱交換部の表面あるいは近傍においてドレンが発生すると想定される場合に、流量調整手段を実質的に閉止し、熱交換部への熱媒体の流出入を停止させることを特徴とする燃焼装置。
【請求項２】
燃料を燃焼する燃焼手段と、当該燃焼手段において発生した燃焼ガスと熱交換を行う熱交換部とを具備し、熱媒体が流れる流水回路が前記熱交換部に接続された燃焼装置において、前記流水回路は、外部から熱交換部に熱媒体を供給する流入側流路と、熱交換部から外部に熱媒体を流出させる流出側流路と、流水回路内を流れる熱媒体の流量を調整する流量調整手段とを具備しており、前記流入側流路と流出側流路との間には、両者をバイパスするバイパス流路が設けられており、前記流量調整手段は、燃焼手段における燃焼作動の停止後あるいは燃焼装置の運転停止後に、熱交換部から排出される熱媒体の温度低下の速さが所定の速さを上回ることを条件として、流量調整手段を実質的に閉止し、熱交換部への熱媒体の流出入を停止させることを特徴とする燃焼装置。
【請求項３】
燃料を燃焼する燃焼手段と、当該燃焼手段において発生した燃焼ガスと熱交換を行う熱交換部とを具備し、熱媒体が流れる流水回路が前記熱交換部に接続された燃焼装置において、前記流水回路は、外部から熱交換部に熱媒体を供給する流入側流路と、熱交換部から外部に熱媒体を流出させる流出側流路と、流水回路内を流れる熱媒体の流量を調整する流量調整手段とを具備しており、前記流入側流路と流出側流路との間には、両者をバイパスするバイパス流路が設けられており、前記流量調整手段は、燃焼手段における燃焼作動の停止後あるいは燃焼装置の運転停止後に、流入側流路を介して熱交換部に流入する熱媒体の温度が所定温度を下回ることを条件として、流量調整手段を実質的に閉止し、熱交換部への熱媒体の流出入を停止させることを特徴とする燃焼装置。
【請求項４】
燃料を燃焼する燃焼手段と、当該燃焼手段において発生した燃焼ガスと熱交換を行う熱交換部とを具備し、熱媒体が流れる流水回路が前記熱交換部に接続された燃焼装置において、前記流水回路は、外部から熱交換部に熱媒体を供給する流入側流路と、熱交換部から外部に熱媒体を流出させる流出側流路と、流水回路内を流れる熱媒体の流量を調整する流量調整手段とを具備しており、前記流入側流路と流出側流路との間には、両者をバイパスするバイパス流路が設けられており、前記流量調整手段は、燃焼手段における燃焼作動の停止後あるいは燃焼装置の運転停止後に、流入側流路を介して熱交換部に流入する熱媒体の温度が所定温度を下回り、熱交換部への熱媒体の供給量が所定値を上回ることを条件として流量調整手段を実質的に閉止し、熱交換部への熱媒体の流出入を停止させることを特徴とする燃焼装置。
【請求項５】
流量調整手段は、燃焼手段における燃焼作動の停止直後あるいは燃焼装置の運転停止直後に、燃焼手段における燃焼作動時あるいは燃焼装置の運転時の開度を維持することを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の燃焼装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、給湯装置等の湯水加熱装置に好適に使用可能な燃焼装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図４は、従来より主として業務用の給湯装置に採用されている燃焼装置の作動原理を示す模式図である。燃焼装置１００は、大別して加熱部１０１と、加熱部１０１において発生した燃焼ガスと湯水などの熱媒体とが熱交換を行う熱交換部１０２と、加熱部１０１に空気を供給する給気部１０３と、熱交換部１０２を通過した燃焼ガスを外部に排出する排気部１０５とを有する。
【０００３】
熱交換部１０２は、加熱部１０１において発生した高温の燃焼ガスと熱交換を行う熱交換器１０６を具備している。熱交換器１０６には、湯水（熱媒体）が流れる流水回路１０７が接続されている。流水回路１０７は、外部から湯水を供給する流入側流路１０８と、熱交換器１０６において加熱された湯水を外部に流出させる流出側流路１１０とを備えている。また、流入側流路１０８と流出側流路１１０とは、バイパス流路１１１によってバイパスされている。流出側流路１１０の中途には、水量調整弁１１２が設けられており、バイパス流路１１１との接続部に混合部１１３を有する。また、バイパス流路１１１には、バイパス水量調整弁１１５が設けられており、これにより混合部１１３に流入する水量が調整される。
【０００４】
燃焼装置１００は、要求燃焼量に応じて加熱部１０１を燃焼作動させ、流入側流路１０８から熱交換器１０６に流入した湯水を加熱する。熱交換器１０６において加熱された湯水は、流出側流路１１０内に流れ出す。流出側流路１１０内を流れる高温の湯水は、混合部１１３においてバイパス流路１１１を介して供給される湯水と混合された後、排出される。
【０００５】
一方、加熱部１０１における燃焼作動が停止すると、熱交換器１０６の表面あるいは近傍においてドレンが発生する恐れがある。業務用として燃焼装置１００が用いられる場合、加熱部１０１の燃焼作動が停止しても流入側流路１０８内に連続的に低温の水が供給されることが多く、この場合、熱交換器１０６はさらに冷却され、ドレンが発生する可能性が高い。
【０００６】
そこで、従来の燃焼装置１００では、燃焼動作の停止時に水量調整弁１１２を閉止することにより、外部から供給される低温の湯水が熱交換器１０６に流入するのを防止し、熱交換器１０６にドレンが付着するのを防止していた。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
上記した従来の燃焼装置１００は、燃焼動作の停止時に水量調整弁１１２を閉止するものであるため、熱交換器１０６の表面へのドレンの付着を最小限に抑制することができる。しかし、燃焼装置１００は、燃焼動作が停止するたびに水量調整弁１１２を閉止する構成であり、燃焼装置１００を上記したように業務用等として用いる場合には特に水量調整弁１１２の作動頻度が高いため、水量調整弁１１２には耐久性に優れたものを採用する必要がある。
【０００８】
また、従来の燃焼装置１００は、水量調整弁１１２を開き、流水回路１０７内を湯水が流れ始めてから加熱部１０１の燃焼作動が開始するものである。上記したように、従来の燃焼装置１００は、燃焼作動が停止する度に水量調整弁１１２を閉止し、燃焼要求がある度に水量調整弁１１２を開くものである。そのため、従来の燃焼装置１００では、水量調整弁１１２を開き、熱交換器１０６に供給される水量が安定するまでの間、熱交換器１０６から排出される湯水の温度や流量が不安定であるという問題がある。
【０００９】
本発明は、上記した事情に鑑みて、燃焼作動の停止中におけるドレンの発生が少なく、流量調整手段の作動頻度の低い燃焼装置の提供を目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
そこで、上記した問題を解決すべく提供される請求項１に記載の発明は、燃料を燃焼する燃焼手段と、当該燃焼手段において発生した燃焼ガスと熱交換を行う熱交換部とを具備し、熱媒体が流れる流水回路が前記熱交換部に接続された燃焼装置において、前記流水回路は、外部から熱交換部に熱媒体を供給する流入側流路と、熱交換部から外部に熱媒体を流出させる流出側流路と、流水回路内を流れる熱媒体の流量を調整する流量調整手段とを具備しており、前記流入側流路と流出側流路との間には、両者をバイパスするバイパス流路が設けられており、前記流量調整手段は、燃焼手段における燃焼作動の停止後あるいは燃焼装置の運転停止後に、前記熱交換部の表面あるいは近傍においてドレンが発生すると想定される場合に、流量調整手段を実質的に閉止し、熱交換部への熱媒体の流出入を停止させることを特徴とする燃焼装置である。
【００１１】
かかる構成によれば、熱交換部の表面あるいは近傍におけるドレンの発生を防止することができる。
【００１２】
また、本発明の燃焼装置は、熱交換部の表面あるいは近傍においてドレンが発生すると想定される場合に流量調整手段を実質的に閉止するものである。即ち、本発明の燃焼装置は、ドレンが発生しないと想定される場合には、流量調整手段を閉止しない。そのため、上記した構成によれば、流量調整手段の作動頻度を最低限に抑制することができ、流量調整手段の実質的な耐久性を向上させることができる。
【００１３】
上記したように、本発明の燃焼装置は流量調整手段の作動頻度が低い。そのため、本発明の燃焼装置は、流量調整手段の開閉に伴う熱媒体の温度変動や、熱媒体の供給量の変動が小さい。
【００１４】
本発明において、「燃焼手段における燃焼作動の停止後」、「燃焼装置の運転停止後」の表現を記しているが、両者は実質的に同様の内容を指すものである。即ち、本発明の燃焼装置は、流水回路内の熱媒体の流量が一定量以下となることで燃焼手段の燃焼作動が停止するタイプの燃焼装置と、運転スイッチ等を操作し、燃焼装置の運転を停止させることにより燃焼手段の燃焼作動を停止させるタイプの燃焼装置の両方を含むものである。また、以下に示す燃焼装置についても、前記両タイプの燃焼装置を含むものである。
【００１５】
なお、本発明において、「流量調整手段を実質的に閉止し、熱交換部への熱媒体の流出入を停止させる」とは、流量調整手段の持つ機械的特性によるリークなどにより、熱交換部の表面あるいは近傍にドレンが発生しない程度に熱媒体が流れる場合を含む概念であり、以下に示す燃焼装置においても、同様の内容を指すものである。
【００１６】
また、請求項２に記載の発明は、燃料を燃焼する燃焼手段と、当該燃焼手段において発生した燃焼ガスと熱交換を行う熱交換部とを具備し、熱媒体が流れる流水回路が前記熱交換部に接続された燃焼装置において、前記流水回路は、外部から熱交換部に熱媒体を供給する流入側流路と、熱交換部から外部に熱媒体を流出させる流出側流路と、流水回路内を流れる熱媒体の流量を調整する流量調整手段とを具備しており、前記流入側流路と流出側流路との間には、両者をバイパスするバイパス流路が設けられており、前記流量調整手段は、燃焼手段における燃焼作動の停止後あるいは燃焼装置の運転停止後に、熱交換部から排出される熱媒体の温度低下の速さが所定の速さを上回ることを条件として、流量調整手段を実質的に閉止し、熱交換部への熱媒体の流出入を停止させることを特徴とする燃焼装置である。
【００１７】
燃焼手段における燃焼作動が停止した後、熱交換部から排出される熱媒体の温度低下が急激である場合、熱交換部においてドレンが発生する恐れがある。しかし、本発明の燃焼装置は、熱交換部から排出される熱媒体の温度低下の速さが所定の速さを上回ることを条件として、熱交換部への熱媒体の流出入を停止させるものであるため、熱交換部にはドレンがほとんど発生しない。
【００１８】
また、本発明の燃焼装置は、熱交換部から排出される熱媒体の温度低下の速さが所定の速さを上回る場合にのみ流量調整手段を実質的に閉止するものである。そのため、本発明の燃焼装置は、従来の燃焼装置に比べて流量調整手段の作動頻度が低く、流量調整手段の実質的な耐久性を向上させることができる。
【００１９】
本発明の燃焼装置は、流量調整手段の作動頻度が従来の燃焼装置よりも低い。そのため、本発明の燃焼装置は、流量調整手段を開くことによる熱媒体の温度変動や、熱媒体の供給量の変動を最小限に抑制することができる。
【００２０】
請求項３に記載の発明は、燃料を燃焼する燃焼手段と、当該燃焼手段において発生した燃焼ガスと熱交換を行う熱交換部とを具備し、熱媒体が流れる流水回路が前記熱交換部に接続された燃焼装置において、前記流水回路は、外部から熱交換部に熱媒体を供給する流入側流路と、熱交換部から外部に熱媒体を流出させる流出側流路と、流水回路内を流れる熱媒体の流量を調整する流量調整手段とを具備しており、前記流入側流路と流出側流路との間には、両者をバイパスするバイパス流路が設けられており、前記流量調整手段は、燃焼手段における燃焼作動の停止後あるいは燃焼装置の運転停止後に、流入側流路を介して熱交換部に流入する熱媒体の温度が所定温度を下回ることを条件として、流量調整手段を実質的に閉止し、熱交換部への熱媒体の流出入を停止させることを特徴とする燃焼装置である。
【００２１】
燃焼手段における燃焼作動が停止した後、熱交換部に低温の熱媒体が流入すると、熱交換部にドレンが発生してしまう可能性が高い。しかし、本発明の燃焼装置は、熱交換部に流入する熱媒体の温度が所定の温度を下回ると、流量調整手段を実質的に閉止する。そのため、上記した構成によれば、熱交換部には低温の熱媒体が流入せず、熱交換部にはドレンがほとんど発生しない。
【００２２】
また、本発明の燃焼装置は、熱交換部に流入する熱媒体の温度が所定の温度を下回る場合にのみ流量調整手段を実質的に閉止するものであり、燃焼作動が停止しただけでは流量調整手段は閉止されない。そのため、本発明の燃焼装置は、従来の燃焼装置に比べて流量調整手段の作動頻度が低く、流量調整手段の実質的な耐久性が高い。
【００２３】
上記したように、本発明の燃焼装置は、流量調整手段の作動頻度が従来の燃焼装置よりも低い。そのため、本発明の燃焼装置は、流量調整手段を開閉に伴う熱媒体の温度変動や、熱媒体の供給量の変動を最小限に抑制することができる。
【００２４】
請求項４に記載の発明は、燃料を燃焼する燃焼手段と、当該燃焼手段において発生した燃焼ガスと熱交換を行う熱交換部とを具備し、熱媒体が流れる流水回路が前記熱交換部に接続された燃焼装置において、前記流水回路は、外部から熱交換部に熱媒体を供給する流入側流路と、熱交換部から外部に熱媒体を流出させる流出側流路と、流水回路内を流れる熱媒体の流量を調整する流量調整手段とを具備しており、前記流入側流路と流出側流路との間には、両者をバイパスするバイパス流路が設けられており、前記流量調整手段は、燃焼手段における燃焼作動の停止後あるいは燃焼装置の運転停止後に、流入側流路を介して熱交換部に流入する熱媒体の温度が所定温度を下回り、熱交換部への熱媒体の供給量が所定値を上回ることを条件として流量調整手段を実質的に閉止し、熱交換部への熱媒体の流出入を停止させることを特徴とする燃焼装置である。
【００２５】
燃焼手段における燃焼作動が停止した後、熱交換部に低温の熱媒体が大量に流入すると、熱交換部にドレンが発生してしまう可能性が高い。しかし、本発明の燃焼装置は、熱交換部に流入する熱媒体の温度が所定の温度を下回り、熱交換部へ所定量以上の熱媒体が供給されることを条件として、流量調整手段を実質的に閉止する。そのため、上記した構成によれば、熱交換部におけるドレンの発生を最小限に抑制することができる。
【００２６】
上記したように、本発明の燃焼装置は、熱交換部に流入する熱媒体が低温であり、さらにその低温の熱媒体が熱交換部に大量に流入する場合にのみ流量調整手段を実質的に閉止するものである。本発明の燃焼装置は、燃焼作動が停止しただけでは流量調整手段は閉止されず、従来の燃焼装置に比べて流量調整手段の作動頻度が低い。そのため、本発明の燃焼装置は、流量調整手段の実質的な耐久性が高く、燃焼手段における燃焼作動状態が頻繁に切り替わる業務用の給湯装置等にも好適に採用することができる。
【００２７】
またさらに、本発明の燃焼装置は、流量調整手段の作動頻度が従来の燃焼装置よりも低い。そのため、本発明の燃焼装置は、流量調整手段の開閉に伴う熱媒体の温度変動や、熱媒体の供給量の変動を最小限に抑制することができる。
【００２８】
請求項５に記載の発明は、流量調整手段が、燃焼手段における燃焼作動の停止直後あるいは燃焼装置の運転停止直後に、燃焼手段における燃焼作動時あるいは燃焼装置の運転時の開度を維持することを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の燃焼装置である。
【００２９】
燃焼手段における燃焼作動の停止直後あるいは燃焼装置の運転停止直後は、熱交換部が高温であるため、直ちに流量調整手段を閉止しなくても熱交換部の表面あるいは近傍にはドレンがほとんど発生しない。上記したように、本発明の燃焼装置は、燃焼手段における燃焼作動の停止直後あるいは燃焼装置の運転停止直後に、流量調整手段の開度を燃焼手段における燃焼作動時あるいは燃焼装置の運転時の開度に維持させるものである。そのため、本発明の燃焼装置は、従来の燃焼装置に比べて流量調整手段の作動頻度が低く、流量調整手段の実質的な耐久性が高い。
【００３０】
上記したように、本発明の燃焼装置は、流量調整手段の作動頻度が低いため、流量調整手段の開閉に伴う熱媒体の温度変動や、熱媒体の供給量の変動が少ない。
【００３１】
【発明の実施の形態】
続いて、本発明の一実施形態である燃焼装置について図面を参照しながら詳細に説明する。図１は、本発明の一実施形態である燃焼装置の作動原理を示す模式図である。また、図２，３は、図１に示す燃焼装置の動作を示すフローチャート図である。
【００３２】
図１に示すように、本実施形態の燃焼装置１は、大別して加熱部２と、加熱部２において発生した燃焼ガスと湯水などの熱媒体とが熱交換を行う熱交換部３と、加熱部２に空気を供給する給気部５と、熱交換部３を通過した燃焼ガスを外部に排出する排気部６とから構成されている。
【００３３】
加熱部２は、灯油等の液体燃料やガスを燃焼するバーナ（燃焼手段）７と燃焼空間部８とから構成されている。バーナ７は、１１基の炎孔部材９が並列に並べられたものであり、燃焼作動を行う炎孔部材９の基数を変更することにより、燃焼量を変更することができる。バーナ７には、燃料を供給するための燃料供給管１０が接続されている。燃料供給管１０の中途には、元ガス電磁弁１１およびガス比例弁１２が接続されており、これにより燃料の供給量が調整されている。
【００３４】
バーナ７において燃料が燃焼することにより発生した高温の燃焼ガスは、燃焼空間部８を通過し、熱交換部３側へと流れる。熱交換部３は、燃焼空間部８に連続しており、バーナ７の燃焼作動に伴い発生した高温の燃焼ガスと熱交換を行う熱交換器１５を具備している。熱交換器１５は、主要部分が銅製のいわゆるフィン・アンド・チューブ型の熱交換器である。熱交換器１５は、入水口１６と出水口１７とを備えており、これらに湯水（熱媒体）が流れる流水回路１８が接続されている。
【００３５】
流水回路１８は、外部から湯水を供給する流入側流路２０と、熱交換器１５において加熱された湯水を外部に流出させる流出側流路２１とを備えている。流入側流路２０は熱交換器１５の入水口１６に接続されており、流出側流路２１は熱交換器１５の出水口１７に接続されている。
【００３６】
流入側流路２０の中途には、水量センサ２２（水量検知手段）と入水サーミスタ２３（入水温度検知手段）とが設けられている。水量センサ２２は、流入側流路２０内を介して供給される湯水の量を検知するものである。また、入水サーミスタ２３は、外部から供給される湯水の水温を検知するものである。水量センサ２２および入水サーミスタ２３は、共に後述する制御部３６に接続されている。
【００３７】
流出側流路２１は、熱交換器１５において燃焼ガスとの熱交換により加熱された高温の湯水を給湯栓２５に供給するものである。流出側流路２１の中途には、水量調整弁２６（流量調整手段）と、湯温検知サーミスタ２７と、攪拌部２８と、出湯サーミスタ３０（出湯温度検知手段）とが設けられている。水量調整弁２６は、流出側流路２１の流路を開閉することにより、水量調整弁２６よりも下流側に流れる高温の湯水の流量を調整するものである。また、湯温検知サーミスタ２７は、熱交換器１５において加熱された高温の湯水の温度を検知するものである。
【００３８】
攪拌部２８は、流出側流路２１と、後述するバイパス流路３１との接続部に設けられている。攪拌部２８では、熱交換器１５において加熱された高温の湯水と、バイパス流路３１を介して流入する比較的低温の湯水とが混合される。攪拌部２８の下流側には、出湯サーミスタ３０が設けられている。出湯サーミスタ３０は、攪拌部２８において攪拌された湯水の温度を検知するものである。湯温検知サーミスタ２７および出湯サーミスタ３０は、いずれも後述する制御部３６に接続されており、これらの検知信号が制御部３６に入力される。また、水量調整弁２６は、制御部３６に接続されており、制御部３６からの信号を受けて弁を開閉し、水量調整弁２６よりも下流側に流れる高温の湯水の流量を調整する。
【００３９】
流入側流路２０と流出側流路２１とは、バイパス流路３１によってバイパスされている。バイパス流路３１の流出側流路２１側の端部は、上記した攪拌部２８に接続されている。バイパス流路３１の中途には、バイパス流量センサ３２とバイパス水量調整弁３３とが設けられている。バイパス水量センサ３２はバイパス流路３１内を流れる湯水の水量を検知するものであり、この検知結果が制御部３６に入力される。また、バイパス水量調整弁３３は、制御部３６からの信号に基づいて開度を調整し、これにより攪拌部２８に流れ込む水量を調整するものである。
【００４０】
給気部５は、内部にファン３５（送風手段）を内蔵しており、バーナ７の燃焼状態に応じて回転数を変化させ、送風量および送風圧力を調整することができる。ファン３５は、制御部３６に接続されており、ファン３５の回転数は、制御部３６によって供給電力量を調整することにより制御されている。
【００４１】
制御部３６は、本実施形態の燃焼装置１の作動を司るものであり、バーナ７における燃焼作動をＯＮ、ＯＦＦさせるための運転スイッチ３７が電気的に接続されている。バーナ７は、上記した各センサの検知信号が入力されるものであると同時に、これらの検知信号に基づき、水量調整弁２６やバイパス水量調整弁３３、バーナ７、ファン３５などの駆動制御を行うものである。
【００４２】
続いて、燃焼装置１の動作について説明する。本実施形態の燃焼装置１は、加熱部２のバーナ７における燃焼作動が停止した後の動作に特徴を有する。従って、以下の説明においては、バーナ７の燃焼作動の停止後における燃焼装置１の動作を中心として説明する。
【００４３】
本実施形態の燃焼装置１には、流入側流路２０を通じて常に湯水が供給されており、この湯水は熱交換器１５あるいはバイパス流路３１を介して流出側流路２１に流れ込み、給湯栓２５から排出されている。燃焼装置１のバーナ７における燃焼作動の開始あるいは停止は、制御部３６に電気的に接続されている運転スイッチをＯＮ、ＯＦＦさせることによって制御されている。
【００４４】
運転スイッチ３７がＯＮであり、バーナ７が燃焼作動を行う場合、燃焼装置１の駆動を司る制御部３６は、要求燃焼量、即ち給湯栓２５に所定温度の湯水を所定量だけ供給するのに必要な燃焼量に応じて、燃焼作動を行う炎孔部材９の基数を変化させる。また、制御部３６は、元ガス電磁弁１１およびガス比例弁１２を変化させることにより、燃料供給管１０を介してバーナ７に燃料ガスを供給する。さらに、制御部３６は、バーナ７の炎孔部材９からの燃料の噴射量に応じてファン３５の回転数を調整し、燃料の安定燃焼に必要な量の空気を供給する。
【００４５】
バーナ７は、外部から供給された燃料を燃焼し、燃焼空間部８内に火炎を形成する。燃料の燃焼により発生する高温の燃焼ガスは、燃焼空間部８内を移動し、熱交換器１５側に流れる。
【００４６】
一方、外部から供給される湯水の一部は、入水口１６に接続された流入側流路２０を介して熱交換器１５内に流れ込む。また、外部から供給される湯水の残部は、バイパス流路３１内を流れ、攪拌部２８に流れ込む。バイパス流路３１内を流れる湯水の流量は、バイパス水量調整弁３３の開度を変化させることにより調整される。
【００４７】
熱交換器１５に流入した湯水は、燃焼空間部８内を移動してきた高温の燃焼ガスと熱交換を行い、加熱される。熱交換器１５において加熱された湯水は、出水口１７から流出側流路２１へと流れ出す。流出側流路２１内を流れる湯水の流量は、給湯栓２５から排出される湯水の温度および排水量に応じて、制御部３６により水量調整弁２６の開度を変化させることにより調整される。流出側流路２１内を流れる高温の湯水と、バイパス流路３１内を流れる比較的低温の湯水とは、攪拌部２８において攪拌され、給湯栓２５側へと供給される。
【００４８】
一方、運転スイッチ３７がＯＦＦとなり、バーナ７における燃焼作動が停止する場合、制御部３６は、元ガス電磁弁１１およびガス比例弁１２を調整し、バーナ７への燃料の供給を停止する。またここで、制御部３６は、水量調整弁２６の開度をバーナ７が燃焼作動を行っていた時の開度に維持する。そのため、流水回路１８内には、バーナ７における燃焼作動が停止した後にも湯水が流れ続ける。
【００４９】
流出側流路２１に設置された湯温検知サーミスタ２７は、バーナ７における燃焼作動の停止後も、熱交換器１５から流出する湯水の温度の検知を継続する。制御部３６は、湯温検知サーミスタ２７の検知結果に基づき、バーナ７における燃焼作動の停止後に熱交換器１５から流出する湯水の温度低下速度Ｄを算出する。即ち、制御部３６は、単位時間Ｔの間に、流出側流路２１内を流れる湯水の温度低下Ａを検知することにより温度低下速度Ｄ（Ｄ＝Ａ／Ｔ）を算出する。
【００５０】
バーナ７における燃焼作動の停止後における温度低下速度Ｄが所定値Ｂを下回る場合、熱交換器１５から排出される湯水の温度低下が比較的緩やかである。そのため、温度低下速度Ｄが所定値Ｂを下回る間は、熱交換器１５の表面あるいは近傍においてドレンが発生する可能性が低い。即ち、熱交換器１５に引き続き湯水を供給し続けても、ドレンはほとんど発生しない。従って、制御部３６は、水量調整弁２６の開度をバーナ７が燃焼作動を行っていた時の開度に維持し、湯水を流入側流路２０を介して熱交換器１５に供給し続ける。流入側流路２０を介して外部から供給される湯水は、熱交換器１５およびバイパス流路３１を循環して流出側流路２１に流れ込む。流出側流路２１内に流れ込んだ湯水は、給湯栓２５を介して外部に放出される。
【００５１】
一方、バーナ７における燃焼作動の停止後の温度低下速度Ｄが所定値Ｂ以上である場合、熱交換器１５においてドレンが発生する恐れがある。そのため、制御部３６は、水量調整弁２６を実質的に閉止し、熱交換器１５への湯水の供給を停止する。なお、本実施形態において採用されている水量調整弁２６は、実質的に閉止した状態であっても、水量調整弁２６の機械的特性により湯水をある程度リークしてしまうが、その流量はごく僅かである。さらに詳細には、水量調整弁２６は、実質的に閉止状態とした場合における湯水のリーク量が、１Ｋｇ／ｃｍ２　の圧力下で毎分０．８リットル以下のものであるため、水量調整弁２６を実質的に閉止した状態とすれば、熱交換器１５においてドレンは発生しない。
【００５２】
水量調整弁２６を実質的に閉止すると、外部から流入側流路２０に供給される湯水の殆どは、バイパス流路３１内に流れ込む。即ち、バーナ７の燃焼作動が停止した後に温度低下速度Ｄが所定値Ｂ以上となった場合、外部から供給される湯水は、殆ど熱交換器１５に流れ込むことなくバイパス流路３１を通って流出側流路２１に流れ込み、給湯栓２５側に排出される。
【００５３】
上記したように、本実施形態の燃焼装置１において、制御部３６は、温度低下速度Ｄが所定値Ｂ以上である場合に、水量調整弁２６を実質的に閉止し、外部から供給される湯水が熱交換器１５に流入するのを阻止する。そのため、本実施形態の燃焼装置１では、バーナ７の燃焼作動が停止している間に外部から湯水を供給し続けても熱交換器１５においてドレンが殆ど発生しない。
【００５４】
また、燃焼装置１は、バーナ７における燃焼作動が停止し、さらに熱交換器１５から排出される湯水の温度低下速度Ｄが所定値Ｂ以上である場合、即ち熱交換器１５の表面及び近傍においてドレンが発生する恐れがある場合に限って水量調整弁２６を実質的に閉止するものである。そのため、上記した燃焼装置１は、加熱部１０１における燃焼作動が停止するたびに水量調整弁１１２を閉止する従来の燃焼装置１００よりも水量調整弁２６の動作回数が少なく、水量調整弁２６の実質的な耐久性が高い。
【００５５】
上記したように燃焼装置１の水量調整弁２６は、従来よりも開閉の頻度が小さい。そのため、燃焼装置１は、水量調整弁２６を開く際に特有である湯温の変動や湯水の供給量の変動といった出湯特性の変動が少なく、燃焼装置１から排出される湯水の温度および水量が安定している。
【００５６】
上記した燃焼装置１は、温度低下速度Ｄが所定値Ｂ以上である場合に、水量調整弁２６のみを実質的に閉止するものであるが、水量調整弁２６の閉止に伴い大量の湯水がバイパス流路３１に流れ込むと想定される場合にバイパス流路３１に設けられたバイパス水量調整弁３３を開く構成とすることも可能である。
【００５７】
上記した実施形態の燃焼装置１は、バーナ７における燃焼作動が停止した後に熱交換器１５から流出する湯水の温度低下速度Ｄに基づいて、制御部３６が熱交換器１５においてドレンが発生するか否かを判断し、水量調整弁２６を開閉するものであったが、本発明はこれに限定されるものではない。さらに具体的には、燃焼装置１は、バーナ７における燃焼作動が停止した後に熱交換器１５に供給される水温を検知することにより、制御部３６において熱交換器１５の表面及び近傍にドレンが発生するか否かを判断し、水量調整弁２６を開閉する構成とすることも可能である。図２は、かかる構成を有する燃焼装置１の動作を示すフローチャート図である。以下、この場合における燃焼装置１の動作を図２に示すフローチャート図に基づいて説明する。
【００５８】
燃焼装置１の制御部３６は、ステップ１においてバーナ７が燃焼作動中であるか否かを検知し、バーナ７の燃焼作動が停止するのを待つ。ステップ１においてバーナ７の燃焼作動が停止すると、制御部３６は、ステップ２において水量調整弁３６をバーナ７の燃焼停止時の位置で停止させ、制御フローをステップ３へと移行させる。
【００５９】
制御部３６は、ステップ３において入水サーミスタ２３の検知信号に基づき、熱交換器１５に流入している湯水の温度（以下、入水水温ｔと称す）を検知し、この入水水温ｔが熱交換器１５においてドレンが発生すると想定される水温（以下、ドレン発生水温Ｇと称す）よりも低いか否かを判定する。ここで、熱交換器１５に流入している湯水の入水水温ｔがドレン発生水温Ｇ以上である場合、熱交換器１５には殆どドレンが発生しない。そのため、制御部３６は、引き続き水量調整弁２６を開いたままにしておき、入水水温ｔの検知を継続する。
【００６０】
一方、ステップ３において入水水温ｔがドレン発生水温Ｇよりも低い場合、水量調整弁２６を開いたままにしておくと熱交換器１５においてドレンが発生する可能性が高い。そのため、制御部３６は、ステップ４において水量調整弁２６を実質的に閉止し、外部から供給される低温の湯水が熱交換器１５へ流入するのを阻止する。そのため、バーナ７の燃焼作動が停止している間に外部から湯水を供給し続けても、熱交換器１５においてドレンが殆ど発生しない。
【００６１】
図２に示す制御フローに則り燃焼装置１を作動させる場合、制御部３６は、バーナ７が燃焼作動を停止し、さらに熱交換器１５に流入する湯水の入水水温ｔがドレン発生水温Ｇよりも低い場合に限って水量調整弁２６を実質的に閉止するものである。そのため、燃焼装置１を図２に示す制御フローにより動作させた場合、水量調整弁２６の開閉頻度を抑制し、水量調整弁２６の流量調整手段の実質的な耐久性を向上させることができる。
【００６２】
図２に示す制御フローにより燃焼装置１を動作させると、水量調整弁２６の開閉が少ない。そのため、燃焼装置１は、水量調整弁２６を開くことによる湯温や湯水の供給量の変動が少なく、出湯特性が安定している。
【００６３】
燃焼装置１は、図２に示す制御フローに代わり、図３に示す制御フローに則って動作させることも可能である。以下、図３に示す制御フローに基づき燃焼装置１を動作させる場合について説明する。
【００６４】
燃焼装置１の制御部３６は、ステップ１においてバーナ７が燃焼作動中であるか否かを判断する。即ち、制御部３６は、運転スイッチ３７がＯＮであるか否かを確認する。ここで、運転スイッチ３７がＯＮである場合、制御部３６は、バーナ７の燃焼作動状態の検知を継続する。一方、ステップ１において運転スイッチ３７がＯＦＦとなり、バーナ７の燃焼作動が停止すると、制御フローはステップ２へと進行する。
【００６５】
制御部３６は、ステップ２において水量調整弁３６をバーナ７の燃焼作動の停止時の状態で停止させる。制御部３６は、ステップ３において入水サーミスタ２３の検知信号に基づき、流入側流路２０を介して供給されている湯水の温度（入水水温ｔ）を検知し、この入水水温ｔと上記したドレン発生水温Ｇとを比較する。ここで、入水温度ｔがドレン発生水温Ｇ以上である場合、制御部３６は、引き続き入水温度ｔとドレン発生水温Ｇの比較を行う。一方、入水温度ｔがドレン発生水温Ｇに満たない場合、熱交換器１５の表面あるいはその近傍においてドレンが発生する可能性が高い。そのため、制御部３６は、制御フローをステップ４へと進行させる。
【００６６】
制御部３６は、ステップ４において水量センサ２２の検知信号に基づき、熱交換器１５に流入している水量ｗを検知する。ここで、水量ｗが所定水量Ｃよりも小さい場合は、熱交換器１５の表面及び近傍にドレンが発生する可能性が低い。そのため、制御部３６は、制御フローをステップ３へと戻し、熱交換器１５に流入する湯水の水温（入水水温ｔ）と水量ｗの検知を継続する。
【００６７】
一方、ステップ４において熱交換器１５に流入する水量ｗが所定水量Ｃよりも多い場合は、熱交換器１５に低温で多量の湯水が流れており、このまま熱交換器１５に通水を続けると熱交換器１５の表面及び近傍にドレンが発生する可能性が高い。そこで、制御部３６は、制御フローをステップ５へと進め、水量調整弁２６を実質的に閉止し、外部から供給される湯水が熱交換器１５に流入するのを阻止する。そのため、バーナ７の燃焼作動の停止中に外部から湯水が供給され続けても、熱交換器１５の表面あるいはその近傍にはドレンが発生しない。
【００６８】
図３に示す制御フローに則り燃焼装置１を作動させる場合、制御部３６は、熱交換器１５に流入する湯水の入水水温ｔと水量ｗに基づいて熱交換器１５の表面あるいはその近傍においてドレンが発生すると判断する。上記したように、制御部３６は、入水水温ｔがドレン発生水温Ｇよりも低く、さらに水量ｗが所定水量Ｃよりも多い場合に限って水量調整弁２６を実質的に閉止する。そのため、燃焼装置１を図３に示す制御フローにより動作させれば、熱交換器１５におけるドレンの発生を確実に防止しつつ、水量調整弁２６の開閉頻度を最低限に抑制し、水量調整弁２６の実質的な耐久性を向上させることができる。
【００６９】
図３に示す制御フローによれば、水量調整弁２６の開閉頻度を最低限に抑制することができる。そのため、燃焼装置１は、水量調整弁２６の開閉に伴う湯温や湯水の供給量の変動が少なく、出湯特性が安定している。
【００７０】
上記した燃焼装置１は、バーナ７の燃焼作動の開始あるいは停止を、運転スイッチのＯＮ、ＯＦＦによって行うものであったが、本発明はこれに限定されるものではなく、給湯栓２５の開閉による熱交換器１５への通水の有無等に基づいてバーナ７の燃焼作動を開始あるいは停止させる構成であってもよい。
【００７１】
また、上記した実施形態において、燃焼装置１は、熱交換器１５から排出される湯水の温度低下の速度や、熱交換器１５に流入する湯水の入水水温ｔ、水量ｗに基づいて熱交換器１５の表面あるいは近傍にドレンが発生する条件を検知し、水量調整弁２６を開閉するものであったが、本発明はこれに限定されるものではない。即ち、燃焼装置１は、熱交換器１５の表面あるいは近傍にドレンが発生する条件を検知し、ドレンが発生すると想定される場合に水量調整弁２６を閉じるものであればいかなる構成を有するものであってもよい。さらに詳細には、燃焼装置１は、例えば熱交換器１５の表面や近傍にドレンが発生する条件を、外気温と熱交換器１５に流入する湯水の入水水温ｔとに基づき検知し、この検知結果に基づいて水量調整弁２６を開閉する構成とすることも可能である。また、燃焼装置１は、熱交換器１５の近傍に湿度を検知する湿度検知手段や、露点を検知する露点検知手段を設け、これらの検知結果に基づき水量調整弁２６を開閉する構成とすることも可能である。
【００７２】
なお、上記した実施形態において採用されている水量調整弁２６は、実質的に閉止した状態であっても機械的特性により、微量の湯水をリークするものであったが、熱交換器１５におけるドレンの発生をより一層確実に抑制するためには、水量調整弁２６は湯水の流れを完全に遮断できるものであることが望ましい。
【００７３】
【発明の効果】
請求項１に記載の発明によれば、流量調整手段の故障を防止すると共に、出湯特性の変動を最小限に抑制することができる。
【００７４】
請求項２に記載の発明によれば、ドレンの発生を最小限に抑制しつつ、流量調整手段の故障を防止することができる。
【００７５】
請求項３に記載の発明によれば、流量調整手段の作動頻度を最低限に抑制することにより、流量調整手段の故障を防止すると共に、流量調整手段の開閉に伴う熱媒体の温度変動や、熱媒体の供給量の変動を最小限に抑制することができる。
【００７６】
請求項４に記載の燃焼装置は、流量調整手段の作動頻度が極めて低い。そのため、前記燃焼装置は、流量調整手段の実質的な耐久性が高く、燃焼手段における燃焼作動状態が頻繁に切り替わる業務用の給湯装置等にも好適に採用することができる。
【００７７】
請求項５に記載の発明によれば、流量調整手段の作動頻度を最低限に抑制することができ、流量調整手段の故障を防止しつつ、流量調整手段の開閉に伴う出湯特性の変動を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態である燃焼装置の作動原理を示す模式図である。
【図２】本発明の一実施形態である燃焼装置の動作を示すフローチャート図である。
【図３】本発明の一実施形態である燃焼装置の動作を示すフローチャート図である。
【図４】従来の燃焼装置を示す模式図である。
【符号の説明】
１　燃焼装置
３　熱交換部
７　バーナ（燃焼手段）
１５　熱交換器
１８　流水回路
２０　流入側流路
２１　流出側流路
２２　水量センサ
２３　入水サーミスタ
２６　水量調整弁（流量調整手段）
３０　出湯サーミスタ（出湯温度検知手段）
３１　バイパス流路
３６　制御部
３７　運転スイッチ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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