(57)【要約】【課題】  １缶多水路の熱交換器にあって単独加熱時および同時加熱時における各流路の吸熱特性を常に安定した状態に確保することを目的とする。【解決手段】  複数本のバーナで構成したバーナユニット１と、前記バーナユニット１により加熱される複数の伝熱フィン４と、前記伝熱フィン４を貫通し第１流路５と第２流路８で形成する加熱流路を備えた燃焼装置であって、前記加熱流路は、第１流路５と第２流路８の一部を互いに接合した接合流路７を設け、この接合流路７を第１流路５と第２流路８の間に配設した構成とし、前記第１流路５の単独加熱、または前記第２流路８の単独加熱、または前記第１流路５と第２流路８の同時加熱などの加熱形態に応じて、前記バーナユニット１の燃焼領域を可変するようにしてある。【選択図】  図１
2005090907.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数本のバーナで構成したバーナユニットと、前記バーナユニットにより加熱される複数の伝熱フィンと、前記伝熱フィンを貫通し第１流路と第２流路で形成する加熱流路を備えた燃焼装置であって、前記加熱流路は、第１流路と第２流路の一部を互いに接合した接合流路を設け、この接合流路を第１流路と第２流路の間に配設した構成とし、前記第１流路の単独加熱、または前記第２流路の単独加熱、または前記第１流路と第２流路の同時加熱などの加熱形態に応じて、前記バーナユニットの燃焼領域を可変するようにした燃焼装置。
【請求項２】
バーナユニットは、第１流路の加熱を行う第１バーナ群と、第２流路の加熱を行う第２バーナ群と、接合流路の加熱を行う共用バーナ群から構成され、前記第１流路の単独加熱時は前記第１バーナ群を燃焼し、前記第２流路の単独加熱時は、前記第２バーナ群を燃焼し、前記単独加熱から第１流路と第２流路の同時加熱に移行する時は、前記共用バーナ群に燃焼領域を可変する請求項１記載の燃焼装置。
【請求項３】
第１流路と第２流路の同時加熱で共用バーナ群が燃焼している状態から、第１流路と第２流路のどちらか一方の加熱要求がなくなり単独加熱要求になった場合は、加熱要求のある第１バーナ群または第２バーナ群の単独燃焼に燃焼領域を可変する請求項１記載の燃焼装置。
【請求項４】
第１流路の要求加熱量と第２流路の要求加熱量の合計量で接合流路を加熱しているにもかかわらず、前記接合流路での第１流路側と第２流路側の吸熱比率がそれぞれの要求加熱量の比率にならず、一方が過大または過少に加熱された場合、共用バーナの燃焼量を減らし、燃焼量の不足する流路に対応するバーナ群を燃焼させるように燃焼領域を可変する請求項１記載の燃焼装置。
【請求項５】
燃焼領域を可変する場合、共用バーナ群の燃焼中の外側のバーナと第１バーナ群または第２バーナ群の燃焼させるバーナが常に隣接するよう燃焼領域を可変させる請求項４記載の燃焼装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、１つの熱源で給湯、暖房、風呂追い焚きなどの複数の機能を有する給湯機の燃焼装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の燃焼装置は図８に示すような、給湯バーナ１Ａと風呂バーナ１Ｂで構成されたバーナユニット１と、このバーナユニット１に燃焼用空気を供給する送風ファン２と、燃料を供給するガス比例弁３と、複数の伝熱フィン４と、伝熱フィン４を貫通しバーナユニット１で加熱する給湯管５と風呂管６から構成されている。
【０００３】
給湯管５と風呂管６は互いに並行に並べられ、その間に互いに接合された接合管７を有し、給湯流路および風呂流路を夫々形成している。そして、バーナユニット１の燃焼量はガス比例弁３の開度により決定される（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開平９−２４３１６６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら上記従来の燃焼装置では、燃焼量の制御をガス比例弁３のみで行うため、例えば、給湯バーナ１Ａが安定燃焼中に、風呂バーナ１Ｂを燃焼させても、ガス比例弁３の開度は既に決まっており、燃焼量は、バーナの燃焼本数に応じた燃焼量にしかなりえず、風呂管６の加熱量が過大或いは過小になったり、要求される能力と一致しないという課題があった。
【０００５】
本発明は上記従来の課題を解決するもので、１缶多水路の熱交換器にあって単独加熱時および同時加熱時における各流路の吸熱特性を常に安定した状態に確保することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は上記課題を解決するために、共通の伝熱フィンに複数の単独流路と、該単独流路の一部を接合させた接合流路を形成し、前記接合流路を複数の単独流路の間に配置させるとともに、前記各流路に対応させて燃焼可能なバーナを配設し、単独加熱、または同時加熱などの加熱形態に応じて、前記バーナの燃焼領域を可変するようにしたものである。
【０００７】
上記発明によれば、第１流路、第２流路というように複数の単独流路の間に、第１流路と第２流路の一部を接合させた接合流路を配置し、第１流路、第２流路、接合流路に対応させて燃焼可能なバーナを設けているため、第１流路または第２流路の単独加熱あるいは第１流路と第２流路の同時加熱など、加熱形態に応じて燃焼領域を設定することができ、常に最適な加熱状態を発揮できる。
【発明の効果】
【０００８】
以上のように本発明によれば、次のような効果が得られる。
【０００９】
（１）第１流路の単独加熱、第２流路の単独加熱、前記第１流路と前記第２流路の同時加熱の場合に応じて、バーナの燃焼領域を可変するので、同時加熱の場合、接合流路を加熱する領域に可変し、常に燃焼領域が一つとなるので、一つの比例弁での燃焼量の調節が可能となる。
【００１０】
（２）第１流路の単独加熱の場合は、第１バーナ群で加熱し、第２流路の不必要な加熱を抑え、また第２流路の単独加熱の場合は、第２バーナ群で加熱し、第１流路の不必要な加熱を抑え、同時加熱に移行した場合は、接合流路を共用バーナで加熱する事により、常に燃焼領域を一つとし、一つの比例弁で二つの燃焼量の和を常に要求熱量に一致させる事が出来る。
【００１１】
（３）同時加熱から単独加熱に移行する際は、共用バーナでの接合流路の加熱から、第１バーナ群もしくは第２バーナ群による第１流路または、第２流路の単独加熱に燃焼領域を可変する事により、加熱要求のない流路が不必要に加熱されるのを抑制する事が出来る。
【００１２】
（４）第１流路と第２流路の同時加熱で、共用バーナ群が前記第１流路の要求加熱量と前記第２流路の要求加熱量の合計量で加熱しているにもかかわらず、接合流路での第１流路側と第２流路側の吸熱比率がそれぞれの要求加熱量の比率にならず、一方が過大または過少に加熱された場合、共用バーナの燃焼本数を減らし、燃焼量の不足する流路に対応するバーナ群を燃焼させるように燃焼領域を可変することで、それぞれの流路の要求燃焼量に対する過不足を低減し、使い勝手の向上が図られる。
【００１３】
（５）共用バーナ群の燃焼中の一番端のバーナと第１バーナ群または、第２バーナ群の燃焼させるバーナが常に隣接するよう燃焼領域を可変させることで、燃焼本数の切替え時に、第１バーナ群または第２バーナ群の隣接しない離れた位置にあるバーナーを点火するよりも火移りがスムーズである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
第１のの発明は、複数本のバーナで構成したバーナユニットと、前記バーナユニットにより加熱される複数の伝熱フィンと、前記伝熱フィンを貫通し第１流路と第２流路からなる加熱流路を備えた燃焼装置であって、前記加熱流路は、第１流路と第２流路の一部を互いに接合した接合流路を設け、この接合流路を第１流路と第２流路の間に配設した構成とし、前記第１流路の単独加熱、または前記第２流路の単独加熱、または前記第１流路と第２流路の同時加熱などの加熱形態に応じて、前記バーナユニットの燃焼領域を可変するようにしたことを特徴とするもので、第１流路、第２流路の間に、第１流路と第２流路の一部を接合させた接合流路を配置した構成としているため、１つの伝熱フィン内で各機能毎に対応させた加熱流路を形成することができるとともに、各加熱流路に対応して燃焼可能なバーナの配設構成を達成することが可能となって、加熱形態に応じた燃焼領域の設定を容易に行うことができ、常に最適な加熱状態を発揮できる。
【００１５】
第２の発明は、バーナユニットは、第１流路の加熱を行う第１バーナ群と、第２流路の加熱を行う第２バーナ群と、接合流路の加熱を行う共用バーナ群から構成され、前記第１流路の単独加熱時は前記第１バーナ群を燃焼し、前記第２流路の単独加熱時は前記第２バーナ群を燃焼し、前記単独加熱から第１流路と第２流路の同時加熱に移行する時は前記共用バーナ群に燃焼領域を可変するようにしたことを特徴とするもので、第１流路、第２流路、接合流路に対応させて燃焼可能なバーナを設けているため、第１流路または第２流路の単独加熱あるいは第１流路と第２流路の同時加熱など、加熱形態に応じて燃焼領域を設定することができ、常に最適な加熱状態を発揮できる。
【００１６】
第３の発明は、第１流路と第２流路の同時加熱で共用バーナ群が燃焼している状態から、第１流路と第２流路のどちらか一方の加熱要求がなくなり単独加熱要求になった場合は、加熱要求のある第１バーナ群または第２バーナ群の単独燃焼に燃焼領域を可変するようにしたことを特徴とするもので、請求項２と同様、加熱形態に応じて燃焼領域を設定することができ、常に最適な加熱状態を発揮できる。
【００１７】
第４の発明は、第１流路の要求加熱量と第２流路の要求加熱量の合計量で接合流路を加熱しているにもかかわらず、前記接合流路での第１流路側と第２流路側の吸熱比率がそれぞれの要求加熱量の比率にならず、一方が過大または過少に加熱された場合、共用バーナの燃焼量を減らし、燃焼量の不足する流路に対応するバーナ群を燃焼させるように燃焼領域を可変することを特徴とするものであり、同時加熱形態における加熱流路の吸熱特性を改善するための燃焼制御手段を提供するもので、各流路に対応させたバーナ群を流路の吸熱状態に応じて制御することで、常に最適な加熱状態を確保するものである。
【００１８】
第５の発明は、燃焼領域を可変する場合、共用バーナ群の燃焼中の外側のバーナと第１バーナ群または第２バーナ群の燃焼させるバーナが常に隣接するよう燃焼領域を可変させることを特徴とするものであり、請求項４の吸熱状態に応じてバーナ群の燃焼制御を行う場合の最適な吸熱特性を確保するための具体的な燃焼制御手段を提供するものである。
【００１９】
（実施の形態１）
図１は本発明の第１の実施の形態における燃焼装置の熱交換器とバーナの構成図、図２は同燃焼装置を給湯暖房風呂装置に組み込んだ概略構成図である。
【００２０】
図において、１は複数本のバーナで構成されたバーナユニットであり、該バーナユニット１は第１バーナ群である給湯バーナ１Ａと、第２バーナ群である暖房バーナ１Ｂと、共用バーナ群である共用バーナ１５に分かれて構成されており、前記バーナユニット１には、空気を送風するファン２と、バーナユニット１の燃焼量を制御するガス比例弁３が設けられている。
【００２１】
また、バーナユニット１の上方には、各バーナ群によって生成される高温ガスで加熱される複数の伝熱フィン４と、該伝熱フィン４を貫通してバーナユニット１と並行して設けた第１流路である給湯管５と、第２流路である暖房管８と、給湯管５と暖房管８を接合した接合流路である接合管７を一体化して構成した熱交換器を設けている。
【００２２】
そして、前記熱交換器内における各流路の配設構成は、第１流路である給湯管５と第２流路である暖房管８との間に、給湯管５と暖房管８を接合した接合流路である接合管７を配設するようにしてある。
【００２３】
また、前記熱交換器と各バーナ群の関係は、第１流路である給湯管５は複数本のバーナで構成された第１バーナ群の給湯バーナ１Ａで加熱され、第２流路である暖房管８は複数本のバーナで構成された第２バーナ群の暖房バーナ１Ｂで加熱され、接合流路である接合管７は複数本のバーナで構成された第３バーナ群の共用バーナ１５で加熱される。よって、共用バーナ１５は給湯バーナ１Ａと暖房バーナ１Ｂの間に位置するように配設されている。
【００２４】
さらに、給湯暖房装置としては、暖房管８の第２流路には温水を循環させるための暖房循環ポンプ９と、間接熱交換器１０と、暖房端末機１１を設けている。この間接熱交換器１０は、浴槽１２に暖房管８の温水の熱を風呂管６へ伝熱させるための熱交換器であり、風呂管６には風呂循環ポンプ１３が設けられている。
【００２５】
また、給湯運転、暖房運転、給湯暖房運転の切り替えに応じて、バーナ群の切り換え、あるいは燃焼量を可変するためのバーナ本数の切り換えのために、複数の電磁弁１４を設けている。
【００２６】
以上のように構成された燃焼装置において、その動作の説明を行うと、まず、給湯単独運転を行う際には、図３のように給湯バーナ１Ａにより要求される燃焼量で給湯管５を加熱し、暖房運転の開始により同時運転となった際には、図５に示すように共用バーナ１５に燃焼領域を切り替え、接合管７により給湯回路と暖房回路の同時加熱を行う。
【００２７】
また、暖房単独運転を行う際には、図４のように暖房バーナ１Ｂにより要求される燃焼量で暖房管８を加熱し、暖房運転の開始により同時運転となった際には、図５に示すように共用バーナ１５に燃焼領域を切り替え、接合管７により給湯回路と暖房回路の同時加熱を行う。
【００２８】
さらに、同時運転から給湯または暖房の単独運転に移行する際は、共用バーナ１５による接合管７の加熱から、給湯バーナ１Ａまたは暖房バーナ１Ｂによる、給湯管５または暖房管６の単独加熱へと燃焼領域の切り替えを行う。
【００２９】
このように燃焼領域の切り替えを行う事により、単独運転時は、給湯バーナ１Ａまたは、暖房バーナ１による要求熱量の加熱を行い、同時運転時は、給湯バーナ１Ａの燃焼量と暖房バーナ１Ｂの燃焼量の合計量を共用バーナ１５で加熱すればよいので、一つのガス比例弁３で、要求される燃焼量を確保する事が出来る。
【００３０】
また、本実施の形態では、伝熱フィン４を貫通する流路を給湯管５と暖房管８に適用した例で説明したが、給湯管と風呂管、暖房管と風呂管にも適用できる。
【００３１】
（実施の形態２）
図６は本発明の第２の実施の形態における燃焼装置の熱交換器とバーナの構成図であり、実施の形態１と同一符号のものは同一構造を有し、説明は省略する。
【００３２】
上記したように図５で示すような給湯、暖房の同時運転時に、給湯で必要な燃焼量と、暖房で必要な燃焼量を共用バーナ１５で加熱する際、給湯管５と暖房管８で吸熱される熱量がそれぞれ要求する熱量に一致しない場合（例えば、給湯管５の要求熱量が２００００ｋｃａｌ／ｈで、暖房管８の要求熱量が１００００ｋｃａｌ／ｈで、共用バーナ１５で３００００ｋｃａｌ／ｈ燃焼しているにもかかわらず、給湯管５、暖房管８に実際に供給される熱量が１５０００ｋｃａ／ｈずつの場合など）、図６に示すように電磁弁１４により共用バーナ１５での燃焼本数を減らし、燃焼量の足らない給湯バーナ１Ａを削減した本数だけ燃焼するようにする。
【００３３】
給湯バーナ１Ａは、給湯管５のみを加熱するので、接合管７での加熱量が減ることにより暖房管８の加熱量が減り、給湯管５の加熱量が増える事となり、給湯管５、暖房管８の要求熱量の不一致が低減され、使い勝手が向上する。
【００３４】
また、この際、共用バーナ１５の燃焼領域と、給湯バーナ１Ａの燃焼領域を図７のごとく常に近接させることで、燃焼の切替え時の火移りを良好に保つ事が出来る。
【産業上の利用可能性】
【００３５】
以上のように、本発明に係る燃焼装置は、１つの伝熱フィン内で各機能毎に対応させた加熱流路を形成することができるとともに、各加熱流路に対応して燃焼可能なバーナの配設構成を達成することが可能となって、加熱形態に応じた燃焼領域の設定を容易に行うことができ、常に最適な加熱状態を発揮できるため、給湯、暖房、風呂追い焚き回路を有するガス、石油を燃料とするバーナで構成した多機能給湯装置に有用である。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本発明の実施の形態１における燃焼装置の熱交換器及びバーナの構成図
【図２】同燃焼装置を給湯暖房風呂装置に組み込んだ概略構成図
【図３】同燃焼装置における給湯単独運転時の状態を示す図
【図４】同燃焼装置における暖房単独運転時の状態を示す図
【図５】同燃焼装置における給湯・暖房同時運転時の状態を示す図
【図６】本発明の実施の形態２における燃焼装置の動作状態を示す図
【図７】同燃焼装置の他の動作状態を示す図
【図８】従来の燃焼装置の構成図
【符号の説明】
【００３７】
１  バーナユニット
４  伝熱フィン
５  給湯管（第１流路）
７  接合管（接合流路）
８  暖房管（第２流路）
【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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【図７】
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【図８】
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