(57)【要約】【課題】  中和器や排水配管を省略して設備の簡略化を図った給湯器の不用水排出方法及びその装置を提供する。【解決手段】  給湯器の不用水排出方法は、熱交換によって発生する不用水（ドレン水１６）をタンク（ドレンタンク６２）に溜めるとともに、注湯回路４０の注湯時、前記不用水を前記タンクから吸い出して前記注湯回路の湯に合流させ、浴槽８に流し込む構成である。また、給湯器の不用水排出装置は、熱交換器（二次熱交換器１４）の熱交換によって発生する不用水（ドレン水１６）を溜めるタンク（ドレンタンク６２）と、給湯回路１８と浴槽側回路（追焚回路３８）との間に形成された注湯回路４０と、注湯時、前記不用水を前記タンクから吸い出して前記注湯回路の湯に合流させ、前記浴槽側回路に流し込む排出部（管路５８、ベンチュリ管５４）とを備えた構成である。【選択図】        図１
2005090922.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱交換によって発生する不用水をタンクに溜めるとともに、注湯回路の注湯時、前記不用水を前記タンクから吸い出して前記注湯回路の湯に合流させ、浴槽に流し込むことを特徴とする給湯器の不用水排出方法。
【請求項２】
熱交換器の熱交換によって発生する不用水を溜めるタンクと、
給湯回路と浴槽側回路との間に形成された注湯回路と、
注湯時、前記不用水を前記タンクから吸い出して前記注湯回路の湯に合流させ、前記浴槽側回路に流し込む排出部と、
を備えたことを特徴とする給湯器の不用水排出装置。
【請求項３】
前記排出部は、前記注湯回路に設置したベンチュリ管又は三方弁を含むことを特徴とする請求項２記載の給湯器の不用水排出装置。
【請求項４】
前記タンクと前記注湯回路との間に電磁弁を備え、注湯に同期して前記電磁弁を開く構成としたことを特徴とする請求項２記載の給湯器の不用水排出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高効率給湯器用風呂釜、風呂暖房器等に用いられる給湯器に関し、給湯器の二次熱交換器に発生する凝縮水の中和水等の不用水の排出方法及びその装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
高効率機器では、熱交換によって発生する強酸性のドレン水を中和する中和器が内蔵されており、しかも、その中和水は、大量であるため、専用の配管を設置して高効率機器外に導き、側溝等に排出させていた。パイプシャフト設置では専用の排水管が必要であるため、設備コストが掛かり、コストを抑制するために設置を断念したり、場所によっては設置できないという不都合があった。また、給湯暖房機では、暖房回路のオーバーフロー水も同様の排水処理のための排水配管が必要であるが、それが設置されない場合にはオーバーフロー水が垂れ流し状態で放置される場合もある。
【０００３】
このような高効率機器や給湯暖房機等から発生する不用水の処理について、次のような先行技術が存在している。
【特許文献１】特開２００１−２６３７８９号公報
【特許文献２】特開平６−１４７６２９号公報
【特許文献３】特開２００２−１８１３９２号公報
【特許文献４】特開平６−３３１２２０号公報
【特許文献５】特開平５−５２３１９号公報
【特許文献６】特開２００２−９８４１３号公報
【特許文献７】特開２００２−３９６２３号公報
【特許文献８】特開平６−２７２９６５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、特許文献１、２には、上記問題について、不用水を機器内の風呂ポンプを利用して弁で回路を切り替えて浴槽に流し込む方法が開示されている。このような方法は、ポンプ駆動に余分なエネルギーが使用され、使用頻度が高いと、耐久性を低下させる問題がある。
【０００５】
また、特許文献３、４、５では、不用水を給水回路に戻すという方法が開示されているが、給水回路に不用水を戻すことは衛生上好ましくない等、現実性に乏しい。
【０００６】
また、特許文献６、７には、不用水を排気熱で蒸発する方法が開示されているが、処理効果が蒸発能力に依存させているため、ドレンの発生量が多い高効率給湯器には不向きである。
【０００７】
また、特許文献８には、自動でお湯張りを行う場合、注湯回路に設置したエゼクターの注水口に凝縮水を導き、浴槽に排出する方法が開示されている。自動操作をしないときには、タンクに凝縮水を溜め、オーバーフローさせた凝縮水を中和器に導いて中和後、機外に排出している。中和器を設置しなければならない不都合がある。
【０００８】
そこで、本発明は、中和器や排水配管を省略して設備の簡略化を図った給湯器の不用水排出方法及びその装置を提供することを目的とする。
【０００９】
斯かる目的を達成するため、本発明の給湯器の不用水排出方法は、熱交換によって発生する不用水（ドレン水１６）をタンク（ドレンタンク６２）に溜めるとともに、注湯回路４０の注湯時、前記不用水を前記タンクから吸い出して前記注湯回路の湯に合流させ、浴槽８に流し込む構成である。
【００１０】
斯かる構成では、熱交換によって発生する凝縮水等の不用水は一旦タンクに溜められる。そこで、注湯時、注湯回路の注湯による圧力を利用し、タンクから不用水を注湯回路側に吸い出し、注湯回路を流れる湯に合流させ、浴槽に流し込むことにより、不用水の排出を容易に行うことができる。
【００１１】
斯かる目的を達成するため、本発明の給湯器の不用水排出装置は、熱交換器（二次熱交換器１４）の熱交換によって発生する不用水（ドレン水１６）を溜めるタンク（ドレンタンク６２）と、給湯回路１８と浴槽側回路（追焚回路３８）との間に形成された注湯回路４０と、注湯時、前記不用水を前記タンクから吸い出して前記注湯回路の湯に合流させ、前記浴槽側回路に流し込む排出部（管路５８、ベンチュリ管５４）とを備えた構成である。
【００１２】
斯かる構成によれば、上記不用水排出方法を実現することができる。即ち、熱交換時にタンクに溜められた不用水は排出部を通して注湯回路側に吸い出させ、注湯回路の湯に合流させて浴槽側回路に流し込むことができる。
【００１３】
上記目的を達成するためには、前記排出部は、前記注湯回路に設置したベンチュリ管又は三方弁を含む構成としてもよい。このようなベンチュリ管又は三方弁の設置により、注湯時の圧力を受けてタンクから不用水を注湯回路側に吸い出させることができる。
【００１４】
上記目的を達成するためには、前記タンクと前記注湯回路との間に電磁弁（ドレン電磁弁６０）を備え、注湯に同期して前記電磁弁を開く構成としてもよい。電磁弁の設置により、不用水の排出を制御することが可能である。
【発明の効果】
【００１５】
以上説明したように、本発明によれば、熱交換器に発生する凝縮水等の不用水を中和器や屋外排水用配管を設けることなく、効率よく排出させることができ、しかも、全自動回路を活用できるので、省スペース化やコストダウンを図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
図１は、本発明の実施形態としての給湯器の概要を示す図、図２は、その構成を簡略化して示した図である。
【００１７】
この給湯器２には、一つの筐体内に給湯用の熱交換器４と、追焚用の熱交換器６が備えられ、これらは双方並行運転又は単独運転の何れでも運転可能な機能を備えるとともに、一方の機能を他方で活用する機能として、熱交換器４で加熱した湯を熱交換器６側に繋いで浴槽８に湯張りできる機能を備えている。この給湯器２では熱交換器４が高効率対応として構成されているため、一次熱交換器としての熱交換器４には、給湯燃焼室１０内の排気ガス１２から潜熱を回収する手段として二次熱交換器１４が設置されている。二次熱交換器１４には、潜熱回収の際に、排気ガス１２中の水蒸気が凝縮し、それが不用水であるドレン水１６として生じる。
【００１８】
給湯回路１８を説明すると、給水口２０から入った水Ｗは、二次熱交換器１４側に入り、この二次熱交換器１４を通過した後、流量センサ２２を通って一次熱交換器４を経て給湯口２４側に至る。一般的に、湯の設定温度に対する応答性を高めるため、熱交換器４に跨がってバイパス水制御弁２６が設置されているとともに、水制御弁２８が設置されている。また、この給湯回路１８には、過圧防止安全装置３０、入水温を検出する温度検出手段として入水温サーミスタ３２、出湯湯温を検出する温度検出手段として出湯温サーミスタ３４、混合湯温を検出する温度検出手段として混合湯温サーミスタ３６等が設置されている。
【００１９】
また、この給湯回路１８と追焚回路３８とを連結する注湯回路４０は、給湯口２４の手前で分岐し、給湯回路１８で得られた湯ＨＷを追焚回路３８に流し込む手段である。斯かる注湯回路４０には、バキュームブレーカ４２、注湯電磁弁４４、注湯量を測定するための注湯量センサ４６、逆止弁４８、バイパス弁５０等が設置されており、給湯側で得られた湯ＨＷが浴槽８側に注湯可能である。逆止弁４８は、上水側と浴槽水５２とを縁切りする手段を構成する。
【００２０】
注湯回路４０には、バイパス弁５０とベンチュリ管５４とが並列に設置され、このベンチュリ管５４と二次熱交換器１４側に設置されたドレン受け５６との間に設置されてドレン水１６を浴槽側回路に排出する排出部としての管路５８には、ドレン電磁弁６０、ドレンタンク６２、逆止弁６４、ドレン水１６の上昇検出手段としてのサーミスタ６６等が設置されている。二次熱交換器１４で発生したドレン水１６はドレンタンク６２に導かれて溜められ、このドレンタンク６２からドレン電磁弁６０を経てベンチュリ管５４に導かれる。注湯回路４０上に設けられたベンチュリ管５４により、注湯時、注湯回路４０に作用する負圧をベンチュリ管５４に作用させ、ドレンタンク６２中のドレン水１６を注湯回路４０側に吸い出し、浴槽水５２側に合流させる構成である。
【００２１】
この実施形態では、管路５８に図示しない暖房回路に設置された暖房用オーバーフロータンク６８が連結され、暖房側のオーバーフロー水がドレンタンク６２に導かれるように構成されている。
【００２２】
また、追焚回路３８は、燃焼室７０内に設置された追焚用熱交換器６と浴槽８の循環アダプタ７２との間に形成されており、斯かる追焚回路３８には、ポンプ７４、水流スイッチ７６、温度検出手段として風呂入サーミスタ７８、風呂出サーミスタ８０が設置されている。
【００２３】
また、給湯燃焼室１０側には給湯バーナ８２、追焚燃焼室７０側には追焚バーナ８４が設置され、燃料ガスＧが燃料ガス管８６を通じて供給されているとともに、元ガス電磁弁８８及びガス比例弁９０を経て給湯バーナ８２側に切替電磁弁９２、ガス電磁弁９４、切替電磁弁９６が設置され、追焚バーナ８４側にガス電磁弁９８が設置されて燃料ガスＧの切替え及び調整が可能に構成されている。即ち、燃料ガスＧは、ガス比例弁９０等を通じて給湯バーナ８２、追焚バーナ８４に供給され、必要に応じて燃焼が行われる。
【００２４】
そして、給湯器２には、制御装置１００を構成する電装基板が設置され、この制御装置１００にはリモコン装置１０２が備えられている。また、給湯燃焼室１０側には、燃焼空気を導く給気ファン１０３が設置されている。
【００２５】
次に、この給湯器２の制御装置１００について、図３を参照して説明する。図３は、その制御装置１００の構成例を示している。
【００２６】
制御装置１００には、マイクロコンピュータ等で構成される制御部１０４が設置され、この制御部１０４には、サーミスタ６６、注湯量センサ４６、水流スイッチ７６、自動（お湯張り）ボタン１０５、凍結予防サーミスタ１０７、その他のセンサ４７から検出信号が加えられ、制御部１０４の制御出力がバイパス弁５０、ドレン電磁弁６０、水制御弁２８、注湯電磁弁４４、ポンプ７４、その他の機器７５等に加えられる。制御部１０４には、リモコン装置１０２の制御部１０６が連係されており、制御部１０６には、キースイッチ等を含む操作部１０８から操作入力が加えられ、制御部１０６の制御出力が警報機１１０、図示しない他の機器に加えられる構成である。
【００２７】
このような給湯器２について、ドレン水１６の吸出し動作を説明する。この給湯器２では、注湯回路４０にベンチュリ管５４とベンチュリ効果を必要としないときに通常回路として使用できるようにバイパス弁５０を設けたバイパス回路５５が構成されており、ベンチュリ管５４とドレンタンク６２との間にはドレン電磁弁６０が設けられ、通常、注湯時の逆流が防止されている。また、管路５８の上流側に設けられたサーミスタ６６には、ドレンタンク６２の水位が上昇したことが検知される。そして、ドレン電磁弁６０が開かれた際に、ドレン排出中の逆流が逆止弁６４により防止される。
【００２８】
このドレン排出処理について、図４を参照して説明する。図４は、ドレン排出処理のフローチャートを示している。
【００２９】
ドレン水１６をいつ排出するか（＝排出タイミング）については優先順位が設定されている（ステップＳ１）。この実施形態では、次の通りである。
【００３０】
(1)   自動（お湯張り）ボタン１０５が押されたとき
(2)   注湯終了後のポンプ循環が開始されるとき
(3)   ふろ回路、即ち、追焚回路３８の凍結予防サーミスタ１０７が作動した場合のポンプ循環終了時
(4)   設定熱出力を超えるまでに排出動作（前記(1) 、(2) 、(3) ）が行われなかった場合（即ち、給湯時、入水温、出湯量、出湯温から出力計算し、ドレンタンク６２が満水になる給湯出力を設定熱出力とする。）
(5)   ドレンタンク６２がドレン水１６で満たされ、サーミスタ６６がそのドレン水１６を検出したとき
(6)   排出動作が一定期間行われなかった場合
但し、(4) 、(5) 、(6) の場合、それを検出した時点で、ドレン水１６を強制排出とする。
【００３１】
ドレン水１６を排出する場合、先ずバイパス弁５０を閉じ、次に注湯電磁弁４４を開いて注湯する（ステップＳ２、Ｓ３）。水流によってベンチュリ効果が現れるので、ドレン電磁弁６０を開けてドレンタンク６２のドレン水１６を吸い出し（ステップＳ４）、注湯回路４０側に流し込む。ドレンタンク６２の満水量、注湯量に対するベンチュリ管５４からの吸出し量が分かっているので、設定量だけ注湯が行われたとき、ドレン電磁弁６０が閉じられる。これに続いてバイパス弁５０が開かれる。
【００３２】
注湯時、ドレンタンク６２内のドレン水１６はベンチュリ効果で大量の水と混ざって中和されて機外、即ち、浴槽８側に排出される。
【００３３】
通常運転時、ドレン電磁弁６０は閉となっていてドレンタンク６２にドレン水１６が溜まっていくが、上記ドレン排出タイミング(5) 以外のとき、ドレンタンク６２の容量で十分足りることを前提としてドレン水１６がドレンタンク６２に溜められる。このようなタイミングが不適となり、ドレン水１６が排出できず、ドレンタンク６２に溜まったドレン水１６がドレンタンク６２から溢れた場合、それがサーミスタ６６で検知されて強制排出される。
【００３４】
このような処理において、ステップＳ２ではベンチュリ管５４の経路が確立し、ステップＳ２〜ステップＳ４では、給湯回路１８及び注湯回路４０において、給湯熱交換、注湯量センサ４６及びベンチュリ管５４を経て浴槽８に注湯され、このとき、ドレン水１６が浴槽８に流れ込む。この場合、注湯量センサ４６では注湯の有無が検出され（ステップＳ５）、ドレン水１６の吸い出しによりドレンタンク６２が空になったか否かが検出され（ステップＳ６）、ドレンタンク６２が空になった場合には、ドレン電磁弁６０の閉（ステップＳ７）、注湯電磁弁４４の閉（ステップＳ８）及びバイパス弁５０の開（ステップＳ９）が実行される。ステップＳ３〜ステップＳ６の処理により、ドレンタンク６２の排出動作が実行されている。そして、自動処理中に、上記タイミング(4) 又は(5) が発生したか否かを判定し（ステップＳ１０）、そのタイミングが発生した場合には、排出開始前に戻し（ステップＳ１１）、ドレン排出処理を完了する。排出タイミングの発生がない場合にも（ステップＳ１、Ｓ１０）、ドレン排出処理を完了する。この場合、ドレンタンク６２が空か否かはドレンタンク６２の容積から理論値として算出してもよく、また、図示しないレベルセンサで検知してもよい。
【００３５】
ステップＳ５において、ドレン電磁弁６０が開になっても、注湯量センサ４６の出力がない状態から一定時間が経過したか否かを判定し（ステップＳ１２）、一定時間が経過した場合には、給湯異常アラームを発生させ（ステップＳ１３）、アラーム処理を実行する（ステップＳ１４）。この実施形態では、ステップＳ１０、Ｓ１１を設置しているが、このようなステップＳ１０、Ｓ１１を設置しない場合にも、同様のドレン排出処理を行うことができる。
【００３６】
次に、ドレン排出処理について、図５を参照して説明する。図５は、ドレン排出処理を示すフローチャートである。
【００３７】
ドレン排出処理では、ベンチュリ管５４を含む注湯回路４０を確立させ、ドレン水１６の流路を形成する（ステップＳ２１）。この場合、図６は、ドレン排出時以外の状態を示し、ドレン排出時には、バイパス弁５０を閉、ドレン電磁弁６０を開、注湯電磁弁４４を開とする。
【００３８】
そこで、ドレンタンク６２内のドレン水１６が排出される程度の注湯を行い（ステップＳ２２）、この注湯により、ドレンタンク６２からドレン水１６を注湯回路４０を経て追焚回路３８側に吸い出す。このドレン排出処理の後、通常の注湯回路４０に戻し（ステップＳ２３）、ドレン排出処理を終了する。この状態では、図６に示す状態に移行する。
【００３９】
このように、バイパス回路５５を開閉するバイパス弁５０により、ドレンタンク６２に不用水であるドレン水１６が所定量だけ溜まった場合、バイパス弁５０を閉、ドレン電磁弁６０を開にして注湯することでドレンタンク６２からドレン水１６をベンチュリ効果により、浴槽８側に排出させ、必要量の排出が終了すると、ドレン電磁弁６０を閉にし、ドレン水１６をドレンタンク６２に溜める。ドレンタンク６２にドレン水１６の貯留と排出とを繰り返すことになる。この場合、バイパス回路５５には、ベンチュリ管５４を通る回路だけでは注湯時圧損が高くなってしまうので、バイパス弁５０が必要である。
【００４０】
そして、ドレン水１６等の不用水は適時水圧により機外、即ち、浴槽８側に排出され、専用のドレン配管を設けずに不用水を排出できる。この場合、強酸性のドレン水１６等は、大量の上水と混合されて希釈化ないし中和されることになり、無害である。また、余分な不用水排出の駆動源を給水圧によっているため、例えばポンプ７４をドレン排出のみに駆動するのではなく、注湯の必要時に対応してドレン水１６を排出するため、ポンプ７４に対する負荷はなく、しかも、余分なエネルギーを使用せず、更に、駆動部分がないため、メンテナンスの必要もなく、耐久的に負荷も軽いという利点がある。
【００４１】
なお、実施形態では、高効率給湯器付風呂釜や高効率給湯器付風呂暖房器等を例示して説明したが、本発明は、高効率給湯器付の風呂釜及び風呂暖房器等だけでなく、二次熱交換器等の各種の熱交換器の熱交換等で発生する凝縮水等の不用水の中和及び排出が可能であり、実施形態に限定されるものではない。
【００４２】
また、実施形態では、不用水の排出タイミングとして、自動処理時、凍結予防のためにポンプ７４が動作したとき、給湯（熱出力）の累積熱量が設定値を超えたとき、ドレンタンク６２が満水になり、サーミスタ６６が検出したとき等の各種のタイミングを例示したが、本発明は、このようなタイミングに限定されるものではない。
【００４３】
また、本発明において、不用水とは、凝縮水、暖房用オーバーフロータンク６８からのオーバーフロー水、過圧逃し弁からの溢出水の全てを対象としており、実施形態のドレン水１６に限定されるものではない。凝縮水の他、暖房用オーバーフロータンク６８からのオーバーフロー水、過圧逃し弁からの逃し水等もタンクまでの配管を行えば排出が可能である。
【００４４】
また、実施形態では、ベンチュリ効果を利用するため、ベンチュリ管５４を例示したが、ベンチュリ管に代えて三方弁を設置してもよく、吸込み回路を機械的に三方弁で開閉させるので、同様に不用水を適時に排出させることができるという効果が期待できるものであり、本発明は、実施形態に限定されるものではない。
【００４５】
以上説明したように、本発明の最も好ましい実施形態等について説明したが、本発明は、上記記載に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載され、又は明細書に開示された発明の要旨に基づき、当業者において様々な変形や変更が可能であることは勿論であり、斯かる変形や変更が、本発明の範囲に含まれることは言うまでもない。
【産業上の利用可能性】
【００４６】
本発明は、熱交換によって生じる凝縮水等の不用水を給湯器から外部に効率よく、しかも、既存の設備内で排出処理が可能であり、産業上有益な発明である。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】本発明の実施形態に係る給湯器を示す図である。
【図２】本発明の実施形態に係る給湯器を示す図である。
【図３】制御装置の構成を示すブロック図である。
【図４】ドレン水の排出方法の実施形態を示すフローチャートである。
【図５】ドレン排出処理を示すフローチャートである。
【図６】ドレン排出系統の弁動作を示す図である。
【符号の説明】
【００４８】
２  給湯器
８  浴槽
１４  二次熱交換器
１６  ドレン水（不用水）
１８  給湯回路
３８  追焚回路（浴槽側回路）
４０  注湯回路
５４  ベンチュリ管（排出部）
５８  管路（排出部）
６０  ドレン電磁弁
６２  ドレンタンク
【図１】
2005090922.tif 000003
【図２】
2005090922.tif 000004
【図３】
2005090922.tif 000005
【図４】
2005090922.tif 000006
【図５】
2005090922.tif 000007
【図６】
2005090922.tif 000008
【手続補正書】
【提出日】平成15年9月24日(2003.9.24)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高効率給湯器用風呂釜、風呂暖房器等に用いられる給湯器に関し、給湯器の二次熱交換器に発生する凝縮水の中和水等の不用水の排出方法及びその装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
高効率機器では、熱交換によって発生する強酸性のドレン水を中和する中和器が内蔵されており、しかも、その中和水は、大量であるため、専用の配管を設置して高効率機器外に導き、側溝等に排出させていた。パイプシャフト設置では専用の排水管が必要であるため、設備コストが掛かり、コストを抑制するために設置を断念したり、場所によっては設置できないという不都合があった。また、給湯暖房機では、暖房回路のオーバーフロー水も同様の排水処理のための排水配管が必要であるが、それが設置されない場合にはオーバーフロー水が垂れ流し状態で放置される場合もある。
【０００３】
このような高効率機器や給湯暖房機等から発生する不用水の処理について、次のような先行技術が存在している。
【特許文献１】特開２００１−２６３７８９号公報
【特許文献２】特開平６−１４７６２９号公報
【特許文献３】特開２００２−１８１３９２号公報
【特許文献４】特開平６−３３１２２０号公報
【特許文献５】特開平５−５２３１９号公報
【特許文献６】特開２００２−９８４１３号公報
【特許文献７】特開２００２−３９６２３号公報
【特許文献８】特開平６−２７２９６５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、特許文献１、２には、上記問題について、不用水を機器内の風呂ポンプを利用して弁で回路を切り替えて浴槽に流し込む方法が開示されている。このような方法は、ポンプ駆動に余分なエネルギーが使用され、使用頻度が高いと、耐久性を低下させる問題がある。
【０００５】
また、特許文献３、４、５では、不用水を給水回路に戻すという方法が開示されているが、給水回路に不用水を戻すことは衛生上好ましくない等、現実性に乏しい。
【０００６】
また、特許文献６、７には、不用水を排気熱で蒸発する方法が開示されているが、処理効果が蒸発能力に依存させているため、ドレンの発生量が多い高効率給湯器には不向きである。
【０００７】
また、特許文献８には、自動でお湯張りを行う場合、注湯回路に設置したエゼクターの注水口に凝縮水を導き、浴槽に排出する方法が開示されている。自動操作をしないときには、タンクに凝縮水を溜め、オーバーフローさせた凝縮水を中和器に導いて中和後、機外に排出している。中和器を設置しなければならない不都合がある。
【０００８】
そこで、本発明は、中和器や排水配管を省略して設備の簡略化を図った給湯器の不用水排出方法及びその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】
斯かる目的を達成するため、本発明の給湯器の不用水排出方法は、熱交換によって発生する不用水（ドレン水１６）をタンク（ドレンタンク６２）に溜めるとともに、注湯回路４０の注湯時、前記不用水を前記タンクから吸い出して前記注湯回路の湯に合流させ、浴槽８に流し込む構成である。
【００１０】
斯かる構成では、熱交換によって発生する凝縮水等の不用水は一旦タンクに溜められる。そこで、注湯時、注湯回路の注湯による圧力を利用し、タンクから不用水を注湯回路側に吸い出し、注湯回路を流れる湯に合流させ、浴槽に流し込むことにより、不用水の排出を容易に行うことができる。
【００１１】
斯かる目的を達成するため、本発明の給湯器の不用水排出装置は、熱交換器（二次熱交換器１４）の熱交換によって発生する不用水（ドレン水１６）を溜めるタンク（ドレンタンク６２）と、給湯回路１８と浴槽側回路（追焚回路３８）との間に形成された注湯回路４０と、注湯時、前記不用水を前記タンクから吸い出して前記注湯回路の湯に合流させ、前記浴槽側回路に流し込む排出部（管路５８、ベンチュリ管５４）とを備えた構成である。
【００１２】
斯かる構成によれば、上記不用水排出方法を実現することができる。即ち、熱交換時にタンクに溜められた不用水は排出部を通して注湯回路側に吸い出させ、注湯回路の湯に合流させて浴槽側回路に流し込むことができる。
【００１３】
上記目的を達成するためには、前記排出部は、前記注湯回路に設置したベンチュリ管又は三方弁を含む構成としてもよい。このようなベンチュリ管又は三方弁の設置により、注湯時の圧力を受けてタンクから不用水を注湯回路側に吸い出させることができる。
【００１４】
上記目的を達成するためには、前記タンクと前記注湯回路との間に電磁弁（ドレン電磁弁６０）を備え、注湯に同期して前記電磁弁を開く構成としてもよい。電磁弁の設置により、不用水の排出を制御することが可能である。
【発明の効果】
【００１５】
以上説明したように、本発明によれば、熱交換器に発生する凝縮水等の不用水を中和器や屋外排水用配管を設けることなく、効率よく排出させることができ、しかも、全自動回路を活用できるので、省スペース化やコストダウンを図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
図１は、本発明の実施形態としての給湯器の概要を示す図、図２は、その構成を簡略化して示した図である。
【００１７】
この給湯器２には、一つの筐体内に給湯用の熱交換器４と、追焚用の熱交換器６が備えられ、これらは双方並行運転又は単独運転の何れでも運転可能な機能を備えるとともに、一方の機能を他方で活用する機能として、熱交換器４で加熱した湯を熱交換器６側に繋いで浴槽８に湯張りできる機能を備えている。この給湯器２では熱交換器４が高効率対応として構成されているため、一次熱交換器としての熱交換器４には、給湯燃焼室１０内の排気ガス１２から潜熱を回収する手段として二次熱交換器１４が設置されている。二次熱交換器１４には、潜熱回収の際に、排気ガス１２中の水蒸気が凝縮し、それが不用水であるドレン水１６として生じる。
【００１８】
給湯回路１８を説明すると、給水口２０から入った水Ｗは、二次熱交換器１４側に入り、この二次熱交換器１４を通過した後、流量センサ２２を通って一次熱交換器４を経て給湯口２４側に至る。一般的に、湯の設定温度に対する応答性を高めるため、熱交換器４に跨がってバイパス水制御弁２６が設置されているとともに、水制御弁２８が設置されている。また、この給湯回路１８には、過圧防止安全装置３０、入水温を検出する温度検出手段として入水温サーミスタ３２、出湯湯温を検出する温度検出手段として出湯温サーミスタ３４、混合湯温を検出する温度検出手段として混合湯温サーミスタ３６等が設置されている。
【００１９】
また、この給湯回路１８と追焚回路３８とを連結する注湯回路４０は、給湯口２４の手前で分岐し、給湯回路１８で得られた湯ＨＷを追焚回路３８に流し込む手段である。斯かる注湯回路４０には、バキュームブレーカ４２、注湯電磁弁４４、注湯量を測定するための注湯量センサ４６、逆止弁４８、バイパス弁５０等が設置されており、給湯側で得られた湯ＨＷが浴槽８側に注湯可能である。逆止弁４８は、上水側と浴槽水５２とを縁切りする手段を構成する。
【００２０】
注湯回路４０には、バイパス弁５０とベンチュリ管５４とが並列に設置され、このベンチュリ管５４と二次熱交換器１４側に設置されたドレン受け５６との間に設置されてドレン水１６を浴槽側回路に排出する排出部としての管路５８には、ドレン電磁弁６０、ドレンタンク６２、逆止弁６４、ドレン水１６の上昇検出手段としてのサーミスタ６６等が設置されている。二次熱交換器１４で発生したドレン水１６はドレンタンク６２に導かれて溜められ、このドレンタンク６２からドレン電磁弁６０を経てベンチュリ管５４に導かれる。注湯回路４０上に設けられたベンチュリ管５４により、注湯時、注湯回路４０に作用する負圧をベンチュリ管５４に作用させ、ドレンタンク６２中のドレン水１６を注湯回路４０側に吸い出し、浴槽水５２側に合流させる構成である。
【００２１】
この実施形態では、管路５８に図示しない暖房回路に設置された暖房用オーバーフロータンク６８が連結され、暖房側のオーバーフロー水がドレンタンク６２に導かれるように構成されている。
【００２２】
また、追焚回路３８は、燃焼室７０内に設置された追焚用熱交換器６と浴槽８の循環アダプタ７２との間に形成されており、斯かる追焚回路３８には、ポンプ７４、水流スイッチ７６、温度検出手段として風呂入サーミスタ７８、風呂出サーミスタ８０が設置されている。
【００２３】
また、給湯燃焼室１０側には給湯バーナ８２、追焚燃焼室７０側には追焚バーナ８４が設置され、燃料ガスＧが燃料ガス管８６を通じて供給されているとともに、元ガス電磁弁８８及びガス比例弁９０を経て給湯バーナ８２側に切替電磁弁９２、ガス電磁弁９４、切替電磁弁９６が設置され、追焚バーナ８４側にガス電磁弁９８が設置されて燃料ガスＧの切替え及び調整が可能に構成されている。即ち、燃料ガスＧは、ガス比例弁９０等を通じて給湯バーナ８２、追焚バーナ８４に供給され、必要に応じて燃焼が行われる。
【００２４】
そして、給湯器２には、制御装置１００を構成する電装基板が設置され、この制御装置１００にはリモコン装置１０２が備えられている。また、給湯燃焼室１０側には、燃焼空気を導く給気ファン１０３が設置されている。
【００２５】
次に、この給湯器２の制御装置１００について、図３を参照して説明する。図３は、その制御装置１００の構成例を示している。
【００２６】
制御装置１００には、マイクロコンピュータ等で構成される制御部１０４が設置され、この制御部１０４には、サーミスタ６６、注湯量センサ４６、水流スイッチ７６、自動（お湯張り）ボタン１０５、凍結予防サーミスタ１０７、その他のセンサ４７から検出信号が加えられ、制御部１０４の制御出力がバイパス弁５０、ドレン電磁弁６０、水制御弁２８、注湯電磁弁４４、ポンプ７４、その他の機器７５等に加えられる。制御部１０４には、リモコン装置１０２の制御部１０６が連係されており、制御部１０６には、キースイッチ等を含む操作部１０８から操作入力が加えられ、制御部１０６の制御出力が警報機１１０、図示しない他の機器に加えられる構成である。
【００２７】
このような給湯器２について、ドレン水１６の吸出し動作を説明する。この給湯器２では、注湯回路４０にベンチュリ管５４とベンチュリ効果を必要としないときに通常回路として使用できるようにバイパス弁５０を設けたバイパス回路５５が構成されており、ベンチュリ管５４とドレンタンク６２との間にはドレン電磁弁６０が設けられ、通常、注湯時の逆流が防止されている。また、管路５８の上流側に設けられたサーミスタ６６には、ドレンタンク６２の水位が上昇したことが検知される。そして、ドレン電磁弁６０が開かれた際に、ドレン排出中の逆流が逆止弁６４により防止される。
【００２８】
このドレン排出処理について、図４を参照して説明する。図４は、ドレン排出処理のフローチャートを示している。
【００２９】
ドレン水１６をいつ排出するか（＝排出タイミング）については優先順位が設定されている（ステップＳ１）。この実施形態では、次の通りである。
【００３０】
(1)   自動（お湯張り）ボタン１０５が押されたとき
(2)   注湯終了後のポンプ循環が開始されるとき
(3)   ふろ回路、即ち、追焚回路３８の凍結予防サーミスタ１０７が作動した場合のポンプ循環終了時
(4)   設定熱出力を超えるまでに排出動作（前記(1) 、(2) 、(3) ）が行われなかった場合（即ち、給湯時、入水温、出湯量、出湯温から出力計算し、ドレンタンク６２が満水になる給湯出力を設定熱出力とする。）
(5)   ドレンタンク６２がドレン水１６で満たされ、サーミスタ６６がそのドレン水１６を検出したとき
(6)   排出動作が一定期間行われなかった場合
但し、(4) 、(5) 、(6) の場合、それを検出した時点で、ドレン水１６を強制排出とする。
【００３１】
ドレン水１６を排出する場合、先ずバイパス弁５０を閉じ、次に注湯電磁弁４４を開いて注湯する（ステップＳ２、Ｓ３）。水流によってベンチュリ効果が現れるので、ドレン電磁弁６０を開けてドレンタンク６２のドレン水１６を吸い出し（ステップＳ４）、注湯回路４０側に流し込む。ドレンタンク６２の満水量、注湯量に対するベンチュリ管５４からの吸出し量が分かっているので、設定量だけ注湯が行われたとき、ドレン電磁弁６０が閉じられる。これに続いてバイパス弁５０が開かれる。
【００３２】
注湯時、ドレンタンク６２内のドレン水１６はベンチュリ効果で大量の水と混ざって中和されて機外、即ち、浴槽８側に排出される。
【００３３】
通常運転時、ドレン電磁弁６０は閉となっていてドレンタンク６２にドレン水１６が溜まっていくが、上記ドレン排出タイミング(5) 以外のとき、ドレンタンク６２の容量で十分足りることを前提としてドレン水１６がドレンタンク６２に溜められる。このようなタイミングが不適となり、ドレン水１６が排出できず、ドレンタンク６２に溜まったドレン水１６がドレンタンク６２から溢れた場合、それがサーミスタ６６で検知されて強制排出される。
【００３４】
このような処理において、ステップＳ２ではベンチュリ管５４の経路が確立し、ステップＳ２〜ステップＳ４では、給湯回路１８及び注湯回路４０において、給湯熱交換、注湯量センサ４６及びベンチュリ管５４を経て浴槽８に注湯され、このとき、ドレン水１６が浴槽８に流れ込む。この場合、注湯量センサ４６では注湯の有無が検出され（ステップＳ５）、ドレン水１６の吸い出しによりドレンタンク６２が空になったか否かが検出され（ステップＳ６）、ドレンタンク６２が空になった場合には、ドレン電磁弁６０の閉（ステップＳ７）、注湯電磁弁４４の閉（ステップＳ８）及びバイパス弁５０の開（ステップＳ９）が実行される。ステップＳ３〜ステップＳ６の処理により、ドレンタンク６２の排出動作が実行されている。そして、自動処理中に、上記タイミング(4) 又は(5) が発生したか否かを判定し（ステップＳ１０）、そのタイミングが発生した場合には、排出開始前に戻し（ステップＳ１１）、ドレン排出処理を完了する。排出タイミングの発生がない場合にも（ステップＳ１、Ｓ１０）、ドレン排出処理を完了する。この場合、ドレンタンク６２が空か否かはドレンタンク６２の容積から理論値として算出してもよく、また、図示しないレベルセンサで検知してもよい。
【００３５】
ステップＳ５において、ドレン電磁弁６０が開になっても、注湯量センサ４６の出力がない状態から一定時間が経過したか否かを判定し（ステップＳ１２）、一定時間が経過した場合には、給湯異常アラームを発生させ（ステップＳ１３）、アラーム処理を実行する（ステップＳ１４）。この実施形態では、ステップＳ１０、Ｓ１１を設置しているが、このようなステップＳ１０、Ｓ１１を設置しない場合にも、同様のドレン排出処理を行うことができる。
【００３６】
次に、ドレン排出処理について、図５を参照して説明する。図５は、ドレン排出処理を示すフローチャートである。
【００３７】
ドレン排出処理では、ベンチュリ管５４を含む注湯回路４０を確立させ、ドレン水１６の流路を形成する（ステップＳ２１）。この場合、図６は、ドレン排出時以外の状態を示し、ドレン排出時には、バイパス弁５０を閉、ドレン電磁弁６０を開、注湯電磁弁４４を開とする。
【００３８】
そこで、ドレンタンク６２内のドレン水１６が排出される程度の注湯を行い（ステップＳ２２）、この注湯により、ドレンタンク６２からドレン水１６を注湯回路４０を経て追焚回路３８側に吸い出す。このドレン排出処理の後、通常の注湯回路４０に戻し（ステップＳ２３）、ドレン排出処理を終了する。この状態では、図６に示す状態に移行する。
【００３９】
このように、バイパス回路５５を開閉するバイパス弁５０により、ドレンタンク６２に不用水であるドレン水１６が所定量だけ溜まった場合、バイパス弁５０を閉、ドレン電磁弁６０を開にして注湯することでドレンタンク６２からドレン水１６をベンチュリ効果により、浴槽８側に排出させ、必要量の排出が終了すると、ドレン電磁弁６０を閉にし、ドレン水１６をドレンタンク６２に溜める。ドレンタンク６２にドレン水１６の貯留と排出とを繰り返すことになる。この場合、バイパス回路５５には、ベンチュリ管５４を通る回路だけでは注湯時圧損が高くなってしまうので、バイパス弁５０が必要である。
【００４０】
そして、ドレン水１６等の不用水は適時水圧により機外、即ち、浴槽８側に排出され、専用のドレン配管を設けずに不用水を排出できる。この場合、強酸性のドレン水１６等は、大量の上水と混合されて希釈化ないし中和されることになり、無害である。また、余分な不用水排出の駆動源を給水圧によっているため、例えばポンプ７４をドレン排出のみに駆動するのではなく、注湯の必要時に対応してドレン水１６を排出するため、ポンプ７４に対する負荷はなく、しかも、余分なエネルギーを使用せず、更に、駆動部分がないため、メンテナンスの必要もなく、耐久的に負荷も軽いという利点がある。
【００４１】
なお、実施形態では、高効率給湯器付風呂釜や高効率給湯器付風呂暖房器等を例示して説明したが、本発明は、高効率給湯器付の風呂釜及び風呂暖房器等だけでなく、二次熱交換器等の各種の熱交換器の熱交換等で発生する凝縮水等の不用水の中和及び排出が可能であり、実施形態に限定されるものではない。
【００４２】
また、実施形態では、不用水の排出タイミングとして、自動処理時、凍結予防のためにポンプ７４が動作したとき、給湯（熱出力）の累積熱量が設定値を超えたとき、ドレンタンク６２が満水になり、サーミスタ６６が検出したとき等の各種のタイミングを例示したが、本発明は、このようなタイミングに限定されるものではない。
【００４３】
また、本発明において、不用水とは、凝縮水、暖房用オーバーフロータンク６８からのオーバーフロー水、過圧逃し弁からの溢出水の全てを対象としており、実施形態のドレン水１６に限定されるものではない。凝縮水の他、暖房用オーバーフロータンク６８からのオーバーフロー水、過圧逃し弁からの逃し水等もタンクまでの配管を行えば排出が可能である。
【００４４】
また、実施形態では、ベンチュリ効果を利用するため、ベンチュリ管５４を例示したが、ベンチュリ管に代えて三方弁を設置してもよく、吸込み回路を機械的に三方弁で開閉させるので、同様に不用水を適時に排出させることができるという効果が期待できるものであり、本発明は、実施形態に限定されるものではない。
【００４５】
以上説明したように、本発明の最も好ましい実施形態等について説明したが、本発明は、上記記載に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載され、又は明細書に開示された発明の要旨に基づき、当業者において様々な変形や変更が可能であることは勿論であり、斯かる変形や変更が、本発明の範囲に含まれることは言うまでもない。
【産業上の利用可能性】
【００４６】
本発明は、熱交換によって生じる凝縮水等の不用水を給湯器から外部に効率よく、しかも、既存の設備内で排出処理が可能であり、産業上有益な発明である。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】本発明の実施形態に係る給湯器を示す図である。
【図２】本発明の実施形態に係る給湯器を示す図である。
【図３】制御装置の構成を示すブロック図である。
【図４】ドレン水の排出方法の実施形態を示すフローチャートである。
【図５】ドレン排出処理を示すフローチャートである。
【図６】ドレン排出系統の弁動作を示す図である。
【符号の説明】
【００４８】
２  給湯器
８  浴槽
１４  二次熱交換器
１６  ドレン水（不用水）
１８  給湯回路
３８  追焚回路（浴槽側回路）
４０  注湯回路
５４  ベンチュリ管（排出部）
５８  管路（排出部）
６０  ドレン電磁弁
６２  ドレンタンク
【手続補正２】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】全図
【補正方法】変更
【補正の内容】
【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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