(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
バーナの燃焼により発生する燃焼ガスから顕熱を回収する顕熱回収用熱交換器と、この顕熱回収用熱交換器を通過した後の燃焼排ガスから潜熱を回収する潜熱回収用熱交換器と、この潜熱回収用熱交換器において発生するドレン水を集水して排水するドレン水集排水路とを備えた潜熱回収給湯機であって、
上記ドレン水集排水路の途中に介装されたドレン水処理部と、このドレン水処理部よりも上流側位置のドレン水集排水路から分岐しドレン水処理部をバイパスしてその下流側位置のドレン水集排水路に合流するバイパス流路と、このバイパス流路が分岐する位置のドレン水集排水路に介装されて流路をドレン水処理部側か、バイパス流路側かのいずれかに切換える流路切換手段と、外部から上記潜熱回収用熱交換器内に侵入した侵入水がドレン水処理部に供給されないように上記流路切換手段をバイパス流路側に流路切換制御する制御手段とを備えている、
ことを特徴とする潜熱回収給湯機。
【請求項２】
請求項１に記載の潜熱回収給湯機であって、
上記制御手段は、上記バーナが非燃焼運転状態にあって上記潜熱回収用熱交換器においてドレン水が実質的に生成されない状態にあるとき、上記流路切換手段をバイパス流路側に流路切換制御するように構成されている、潜熱回収給湯機。
【請求項３】
バーナの燃焼により発生する燃焼ガスから顕熱を回収する顕熱回収用熱交換器と、この顕熱回収用熱交換器を通過した後の燃焼排ガスから潜熱を回収する潜熱回収用熱交換器と、この潜熱回収用熱交換器において発生するドレン水を集水して排水するドレン水集排水路とを備えた潜熱回収給湯機であって、
上記ドレン水集排水路の途中に介装されたドレン水処理部と、このドレン水処理部よりも上流側位置のドレン水集排水路から分岐しドレン水処理部をバイパスしてその下流側位置のドレン水集排水路に合流するバイパス流路と、このバイパス流路が分岐する位置のドレン水集排水路に介装されて流路をドレン水処理部側か、バイパス流路側かのいずれかに切換える流路切換手段と、この流量路切換手段よりも上流側位置のドレン水集排水路に介装されたタンクと、このタンク内に水が有ることを検知する水検知手段と、上記流路切換手段による流路切換を制御する制御手段とを備え、
上記制御手段は、上記水検知手段による水検知信号の出力と、上記バーナの燃焼運転状態とに基づいて流路切換制御を実行するように構成されている、
ことを特徴とする潜熱回収給湯機。
【請求項４】
請求項１〜請求項３のいずれかに記載の潜熱回収給湯機であって、
上記ドレン水処理部は、ドレン水に含まれる有害物質を除去して改質処理する改質装置、及び、ドレン水を中和処理する中和装置のいずれか一方又は双方により構成されている、潜熱回収給湯機。
【請求項５】
請求項１〜請求項４のいずれかに記載の潜熱回収給湯機であって、
上記ドレン水集排水路にはドレン水を殺菌処理する殺菌装置が介装され、上記バイパス流路の下流端は上記殺菌装置の上流側位置のドレン水集排水路に合流するように接続されている、潜熱回収給湯機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、潜熱回収用熱交換器において発生するドレン水に改質処理及び／又は中和処理等の無害化のための処理を施し、処理後の処理水を排水するようにした潜熱回収給湯機に関する。
【背景技術】
【０００２】
潜熱回収給湯機とは、いわゆる高効率型給湯機あるいはコンデンシング給湯機とも言われ、燃焼熱の顕熱により入水を加熱して給湯させる際に、その入水を加熱した後の燃焼排ガスが有する潜熱をもさらに回収することにより、熱利用の高効率化を図るようにした給湯装置のことである。ここで、コンデンシングとは凝縮のことを意味し、燃焼排ガスに含まれる水蒸気を凝縮させることにより凝縮熱（潜熱）を回収するようにしている。
【０００３】
この種の潜熱回収給湯機として、従来、潜熱回収用の熱交換器で発生したドレン水を中和するために、ドレン水の導出路に対し２種類の中和槽を直列に設けたものが知られている（例えば特許文献１参照）。このものでは、上流側の第１中和槽に所定のｐＨ調整機能を有する中和剤を内蔵させ、下流側の第２中和槽に上記第１中和槽に内蔵させた中和剤とは異なる値のｐＨ調整機能を有する中和剤を内蔵させるようにし、かつ、熱交換器から導出されたドレン水が第１中和槽をバイパスして直接に第２中和槽に流入し得るようにしている。
【０００４】
又、中和剤を充填した中和槽に対しドレン水を導入管により導入する一方、中和槽を通過して排水管により排水される中和処理済みの処理水に対し中和槽に導入前のドレン水を混合し得るように、上記導入管から分岐して中和槽からの排水管に合流するバイパス管を設けたものも知られている（例えば特許文献２参照）。
【０００５】
【特許文献１】特開２００１−５４７９４号公報
【特許文献２】特開２０００−１０７７７１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、潜熱回収用の熱交換器を通過することにより潜熱が回収された後の排ガスは排気トップ（排気口）から機外に放出されることになり、潜熱回収給湯機の設置状況によってはこの排気トップが屋外の外部空間に臨んで開口するように設置される場合がある。このような場合には、雨が降ると排気トップの開口が風雨に晒されることになって、不都合発生の可能性が想定される。
【０００７】
すなわち、給湯などのために燃焼運転中であれば、排気トップの開口には機内から機外に向けて送風ファンからの排気圧が作用するため、雨水の吹き込み等による侵入は発生しないものの、燃焼運転が停止中であれば、排気トップの開口から潜熱回収用熱交換器の内部に雨水侵入が発生するおそれがある。かかる侵入は、主として雨水の吹き込みによって生じる外に、海岸地域では波浪等による海水の吹き込みや、庭木への散水時に誤って吹き付けられることによっても生じるおそれがあると考えられる。以後、排気トップの開口から潜熱回収用熱交換器内に吹き込むおそれのある雨水等の上記の水を総称して「雨水等」と記載する。
【０００８】
一方、ドレン水に対し中和処理を施す以外にドレン水からホルムアルデヒドを除去するための改質処理を施すことにより処理後の処理水の活用を図ることが本発明の出願人により考えられている。この場合には、ドレン水処理槽として中和処理槽の他に改質槽が加わるため、潜熱回収給湯機のコンパクト化の要請から改質槽の容積は性能上の要求を満たす範囲内で最小限のものに設定されることになる。
【０００９】
かかる状況下において、潜熱回収給湯機が例えば最大燃焼運転で運転継続されて比較的大量のドレン水が発生した後に運転停止され、その直後に雨水等の浸入が発生した場合などには、ドレン水に雨水等が混入して増量された状態で改質槽や中和処理槽に導入されることになるという事態の発生が想定されることになる。
【００１０】
このため、このような想定事態の発生をも考慮して改質槽や中和処理槽等のドレン水処理槽の容積を設定するとなると、ドレン水処理槽の容積は比較的大きなものとなって潜熱回収給湯機全体のコンパクト化の要請の支障要因にもなる。つまり、既にドレン水でほぼ満杯状態の改質槽に対し雨水が侵入したとしても、この侵入水によりドレン水が下流側に押し出されないようにするために、その分を考慮して改質槽の大型化を図らなければならず、コンパクト化の要請に反することになる。又、その上に、侵入水に起因して、改質処理のための改質材や、中和処理のための中和剤の被毒や消耗をも招くおそれも考えられる。
【００１１】
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、雨水等の侵入・混入をも考慮してドレン水の処理の効率化を図り、全体のコンパクト化や処理剤が能力低下する事態の回避を図り得る潜熱回収給湯機を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記目的を達成するために、潜熱回収給湯機に係る第１の発明では、バーナの燃焼により発生する燃焼ガスから顕熱を回収する顕熱回収用熱交換器と、この顕熱回収用熱交換器を通過した後の燃焼排ガスから潜熱を回収する潜熱回収用熱交換器と、この潜熱回収用熱交換器において発生するドレン水を集水して排水するドレン水集排水路とを備えた潜熱回収給湯機を対象にして、次の特定事項を備えることとした。すなわち、上記ドレン水集排水路の途中に介装されたドレン水処理部と、このドレン水処理部よりも上流側位置のドレン水集排水路から分岐しドレン水処理部をバイパスしてその下流側位置のドレン水集排水路に合流するバイパス流路と、このバイパス流路が分岐する位置のドレン水集排水路に介装されて流路をドレン水処理部側か、バイパス流路側かのいずれかに切換える流路切換手段と、外部から上記潜熱回収用熱交換器内に侵入した侵入水がドレン水処理部に供給されないように上記流路切換手段をバイパス流路側に流路切換制御する制御手段とを備えることとした（請求項１）。
【００１３】
この第１の発明の場合、流路切換手段が制御手段によりドレン水処理部の側に流路切換されると、燃焼運転により潜熱回収用熱交換器で発生したドレン水がドレン水集排水路を通してドレン水処理部に導かれることになる一方、上記流路切換手段が制御手段によりバイパス流路側に流路切換制御されると、潜熱回収用熱交換器から導かれたものがドレン水処理部に供給されることなくバイパス流路を通してドレン水処理部の下流側に導かれることになる。このため、外部から潜熱回収用熱交換器内に雨水等が浸入したとしても、その雨水等の侵入水（以下、本明細書において単に「侵入水」という）が潜熱回収用熱交換器からドレン水処理部に供給されずに、ドレン水処理部をバイパスしてその下流側に導かれることになる。これにより、侵入水によりドレン水処理部が損耗されて能力低下を招く等の不都合の発生もなく、又、ドレン水処理部の容積設定を侵入水を考慮することなく行い得るようになってコンパクト化の要請を損なうこともない。
【００１４】
この第１の発明における制御手段として、上記バーナが非燃焼運転状態にあって上記潜熱回収用熱交換器においてドレン水が実質的に生成されない状態にあるとき、上記流路切換手段をバイパス流路側に流路切換制御する構成とすることができる（請求項２）。このようにすることにより、潜熱回収用熱交換器からの侵入水がドレン水処理部に確実に供給されないように、流路切換制御することが可能になる。すなわち、雨水等の侵入の可能性がある期間には画一的にバイパス流路側に切換えておくことで、侵入水がドレン水処理部に対し確実に供給されないようにし得ることになる。
【００１５】
潜熱回収給湯機に係る第２の発明では、バーナの燃焼により発生する燃焼ガスから顕熱を回収する顕熱回収用熱交換器と、この顕熱回収用熱交換器を通過した後の燃焼排ガスから潜熱を回収する潜熱回収用熱交換器と、この潜熱回収用熱交換器において発生するドレン水を集水して排水するドレン水集排水路とを備えた潜熱回収給湯機を対象にして、次の特定事項を備えることとした。すなわち、上記ドレン水集排水路の途中に介装されたドレン水処理部と、このドレン水処理部よりも上流側位置のドレン水集排水路から分岐しドレン水処理部をバイパスしてその下流側位置のドレン水集排水路に合流するバイパス流路と、このバイパス流路が分岐する位置のドレン水集排水路に介装されて流路をドレン水処理部側か、バイパス流路側かのいずれかに切換える流路切換手段と、この流量路切換手段よりも上流側位置のドレン水集排水路に介装されたタンクと、このタンク内に水が有ることを検知する水検知手段と、上記流路切換手段による流路切換を制御する制御手段とを備えることとする。そして、上記制御手段として、上記水検知手段による水検知信号の出力と、上記バーナの燃焼運転状態とに基づいて流路切換制御を実行する構成とした（請求項３）。
【００１６】
この第２の発明の場合、バーナが燃焼運転状態にあるときは、潜熱回収用熱交換器においてはドレン水が生成される一方、潜熱回収用熱交換器からの雨水等の侵入は生じないため、流路切換手段が制御手段によりドレン水処理部の側に流路切換され、これにより、ドレン水集排水路を通して導かれたドレン水がドレン水処理部において処理されることになる。一方、バーナが非燃焼運転状態にあるときは潜熱回収用熱交換器からの雨水等の侵入の可能性がある一方、ドレン水の生成はないため、もしもタンク内に水が有るとの水検知信号が水検知手段から出力されたときは、その水は侵入水であると判定して流路切換手段は制御手段によりバイパス流路側に切換えられることになる。これにより、侵入水がドレン水処理部に対し確実に供給されないようにし得ることになる。
【００１７】
以上の潜熱回収給湯機において、ドレン水処理部として、ドレン水に含まれる有害物質を除去して改質処理する改質装置、及び、ドレン水を中和処理する中和装置のいずれか一方又は双方により構成することができ（請求項４）、又、ドレン水集排水路にドレン水を殺菌処理する殺菌装置を介装して、上記バイパス流路の下流端を上記殺菌装置の上流側位置のドレン水集排水路に合流するように接続することができる（請求項５）。流路切換手段が制御手段によりバイパス流路側に切換えられた場合には、侵入水がドレン水処理部をバイパスして殺菌装置に導入されることになる。これにより、侵入水に微生物が含まれている場合であっても、その微生物を殺菌して微生物の繁殖を回避し得ることになる。
【発明の効果】
【００１８】
以上、説明したように、請求項１〜請求項５のいずれかの潜熱回収給湯機によれば、制御手段による流路切換手段の流路切換制御によって、たとえ潜熱回収用熱交換器側から雨水等が浸入したとしても、その侵入水がドレン水処理部に供給されことを回避して、ドレン水処理部の下流側に導くことができるようになる。これにより、侵入水によりドレン水処理部が損耗されて能力低下を招く等の不都合の発生を防止することができると共に、ドレン水処理部の容積設定を侵入水を考慮することなく行うことができるようになって、潜熱回収給湯機全体のコンパクト化を図ることができるようになる。
【００１９】
特に請求項２によれば、雨水等の侵入の可能性がある期間には画一的にバイパス流路側に切換えておくことで、侵入水がドレン水処理部に対し確実に供給されないようにすることができる。
【００２０】
請求項３の潜熱回収給湯機によれば、雨水等の侵入が発生したか否かの判定を精度良く行うことができ、侵入水のバイパスをより確実に行うことができるようになる。
【００２１】
請求項４によれば、ドレン水処理部の構成を具体的に特定して発明を具体化することができ、請求項５によれば、侵入水に微生物が含まれている場合であっても、その微生物を殺菌して微生物の繁殖を回避することができるようになる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
【００２３】
＜第１実施形態＞
図１は、本発明の実施形態に係る潜熱回収給湯機Ｅの要部を示し、１は潜熱回収用熱交換器としての二次熱交換器、２は浴槽、３は浴槽水の追い焚きを行うための追い焚き循環路、５は二次熱交換器１から導出したドレン水からこのドレン水に含まれる有害物質であるホルムアルデヒド（ＨＣＨＯ）を除去して改質処理を行う改質装置としての改質槽、６は改質槽５での改質処理後のドレン水を殺菌及び中和処理する殺菌装置及び中和装置としての中和槽、７は改質処理及び中和処理の後の処理済みドレン水を一時貯留するバッファータンク、８は流路切換手段としての切換弁である。本実施形態では、上記二次熱交換器１で発生したドレン水に対し、改質槽５での改質処理と、改質処理後に中和槽６での中和処理又はこれに加えて殺菌とのドレン水処理を施した後に、その処理済みドレン水を追い焚き循環路３に流入させることにより、追い焚き循環用の機外の外部配管３０を通して浴槽２内に排出するようにしたものを示している。浴槽２内に排出された処理済みドレン水は、排水口２０から一般排水設備２２に排水されることになる他、上記の改質処理及び中和処理を経た処理済みドレン水は十分に浄水化されているため、排水せずにそのまま溜めて浴槽水として再利用したり、あるいは浴槽洗浄用の中水として再利用したりというように、ユーザーの都合に応じて扱えばよい。上記の改質槽５により、あるいは改質槽５及び中和槽６の双方により、本願発明のドレン水処理部が構成されている。なお、潜熱回収給湯機Ｅの機内に装備された上記追い焚き循環路３と、接続部３００ａ，３００ｂにおいて追い焚き循環路３と接続されて機外に設置された外部配管３０とによって、潜熱回収給湯機Ｅと浴槽２との間で浴槽水を追い焚きのために循環させる追い焚き循環回路が構成されている。
【００２４】
上記二次熱交換器１は、熱交換器ケース１１と、この熱交換器ケース１１内に配設された多管式等の熱交換器本体１２とを備えたものである。この二次熱交換器１に対し、燃焼排ガス通路１０を通して供給された燃焼排ガスが熱交換器ケース１１の一側位置（同図の左側位置）の流入口１１１から内部に流入し、他側位置（同図の右側位置）の流出口１１２に向けて流れた後に、排気トップを構成する流出口１１２から機外に排出されるようになっている。そして、燃焼排ガスが上流側である流入口１１１側から下流側である流出口１１２側まで流れる間に、内部に冷たい入水が通される熱交換器本体１２の外壁と接触して燃焼排ガスに含まれる水蒸気が凝縮して結露し、その結露した水滴（ドレン水）Ｄが熱交換器ケース１１の底板１１３内面により構成されるドレンパン（ドレン受け部）１１ａの上面に沿って集水され、集水されたドレン水が導出管１３を通して上記改質槽５に流入するようになっている。上記のドレンパン１１ａ、導出管１３、及び、後述の導出管１４，１５，１６によって、ドレン水を集水して排水するドレン水集排水路が構成されている。
【００２５】
上記ドレンパン１１ａは上流側の流入口１１１側から下流側の流出口１１２側に向けて下り勾配となる傾斜面として形成され、この傾斜面の最下位の位置となる流出口１１２近傍の底板１１３に対し導出管１３の上流端が開口するように接続されている。これにより、ドレンパン１１ａに熱交換器本体１２の外表面から落下等したドレン水が傾斜面に沿ってドレン水導出管１３の上流開口端１３１に重力作用によって導かれて集水されるようになっている。逆に、ドレンパンを流出口１１２側から流入口１１１側に向けて下り勾配となる傾斜面に形成し、流入口１１１側近傍に導出管１３の上流端を開口させるようにしてもよい。
【００２６】
改質槽５は、二酸化マンガン（ＭｎＯ２）を主成分とする改質材が内部に充填され、一端から他端に向けてドレン水を流動させる間に改質材と接触させ、上記二酸化マンガンを触媒とする分解反応によりドレン水に含まれるホルムアルデヒドが除去（分解除去）されるようになっている。例えば、改質材を充填させたカラム５１を１本又は複数本（図１の例では５本）列状に並べ、ドレン水を順次上下方向に流すようにすればよい。この際、各カラム５１内に対しては、導出管１３を通して導出されるドレン水の押し出し圧力（押し出し流れ方式）により連続して流されることになって、ポンプ等の動力を不要にすることができる。
【００２７】
改質材としての二酸化マンガン触媒は、粉末触媒、造粒物触媒（ペレット触媒）、ハニカム触媒等の種々の性状のものを用いることができる。造粒物触媒は二酸化マンガンと結合材（例えばシリカやアルミナ）とを混合して多孔質のペレットに形成したものであり、ハニカム触媒はハニカム状に形成した担体に二酸化マンガンをコーティング等して表面に担持させたものである。ドレン水との接触という観点から多孔質のペレット触媒が最も効果的である。ここで、二酸化マンガンは結晶構造としてα型、β型、γ型のものがあるが、γ型がホルムアルデヒドの分解除去能力又は短時間処理能力に優れ、又、中でもＢＥＴ値(比表面積値)が高いものほどより高い能力を示すため、より好ましい。
【００２８】
そして、この改質槽５での二酸化マンガン触媒による酸化分解反応（ＨＣＨＯ→Ｈ２Ｏ＋ＣＯ２）により、ドレン水に通常１０ｐｐｍ程度の濃度で含まれているホルムアルデヒドのほぼ全量が除去（ＨＣＨＯ濃度０．０１ｐｐｍ以下になるまで除去）されて無害化し得るように設定されている。すなわち、上記の如き二酸化マンガン触媒の選定、上記のカラム５１の本数・長さ等の設定によるドレン水と改質材との接触時間（処理時間）の設定、及び、後述の如き被処理水であるドレン水の温度条件の設定等によって、実用に供し得る短い処理時間内でほぼ全量のホルムアルデヒドが除去し得るようにされている。
【００２９】
中和槽６は内部に中和剤（例えば炭酸カルシウム）が充填されたものである。そして、この中和槽６は、上記改質槽５で改質処理（ホルムアルデヒド除去処理）後のドレン水が導出管１４を通して中和槽６の入口から流入され、流入したドレン水が出口まで流される間に中和剤と接触することにより中和され、中和処理後のドレン水が導出管１５を通してバッファータンク７に供給されるようになっている。又、上記中和槽６は、導出管１４からのドレン水の流入側に殺菌装置としての殺菌手段６１を備え、中和機能に加えて一般細菌を対象にした殺菌機能をも併有したものに構成されている。殺菌手段６１としては、例えば銀の錠剤等の殺菌剤を備え、殺菌剤とドレン水との接触により殺菌させるものや、ヒーターを備え、ヒーターの作動により高温加熱殺菌（例えば７０℃の加熱殺菌）させるもので構成すればよい。なお、殺菌手段６１を、中和槽６と切り離して独立して設置するようにしてもよい。
【００３０】
バッファータンク７は所定の内容積を有し、上記の改質処理及び殺菌・中和処理が済んだドレン水を導出管１５を通して導入して内部に一時貯留しておくものである。そして、バッファータンク７に対し上流端が接続された導出管１６の下流端が切換手段としての三方切換弁１７を介して追い焚き循環路３（図例では往き路３ｂ）に接続されており、三方切換弁１７が制御手段としてのコントローラ２６により所定タイミングで切換えられてバッファータンク７内のドレン水が追い焚き循環路３に導出され、この追い焚き循環路３及び外部配管３０を通して浴槽２内に排出されるようになっている。浴槽２への排出は、潜熱回収給湯機Ｅが１階に設置され浴槽が同じく１階に設置されている場合であるとバッファータンク７と浴槽２との高低位置関係に基づき重力作用に基づく落とし込みにより行うようにしてもよく、又、潜熱回収給湯機Ｅが１階に設置され浴槽２が２階に設置されている場合であると例えば上記導出管１６に介装した図示省略のポンプを作動させることにより行うようにすればよい。
【００３１】
上記三方切換弁１７は、常時は導出管１６側が閉状態にされて追い焚き循環路３（往き路３ｂ）を連通状態に維持し、ドレン水排出時に上記コントローラ２６からの作動制御によって導出管１６側と追い焚き循環路３とが互いに連通する状態に切換えられるようになっている。このような切換手段としては、三方切換弁１７に限らず、例えば複数個の電磁開閉弁を組み合わせて構成するようにしてもよい。又、上記の切換手段を介して導出管１６の下流端を接続する対象は、追い焚き循環路３を構成する戻り路３ａ・往き路３ｂのいずれか一方又は双方でよく、この追い焚き循環路３を構成する戻り路３ａ・往き路３ｂのいずれか又は双方が浴槽２に連通接続されることになる風呂連通路を構成する。さらに、上記導出管１６の下流端を接続する対象として、例えば浴槽パン２１に対し直接に排水し得るように現場配管した排水管としたり、あるいは、浴槽２と関係なく一般排水設備に排水し得るように配管した排水管としたりしてもよい。
【００３２】
二次熱交換器１からドレン水を改質槽５まで導出するための導出管１３には、その途中に切換弁８が介装され、この切換弁８の切換制御によって、二次熱交換器１から導出されるドレン水を改質槽５側に流下させるか、バイパス管１８を通して改質槽５をバイパスさせて中和槽６に直接流下させるかの流路切換が行われるようになっている。バイパス流路としてのバイパス管１８は上流端が切換弁８に接続され、下流端が導出管１４に合流するようになっている。
【００３３】
切換弁８の流路切換制御は制御手段としてのコントローラ２６により行われ、これにより、二次熱交換器の流出口１１２の側から侵入する雨水等が改質槽５に流入しないようにされている。すなわち、雨水等の浸入可能性が生じる非燃焼運転状態の間は切換弁８をバイパス管１８の側に流路切換えし、燃焼運転状態の間は雨水等の侵入の可能性がなくてドレン水が生成されるため切換弁８を改質槽５の側に流路切換えするようになっている。この際、二次熱交換器１内でのドレン水の生成は、燃焼運転が停止された直後の所定時間範囲においても行われるため、燃焼運転停止後であっても所定の設定時間だけ切換弁８の改質槽５の側からバイパス管１８の側への流路切換実行を遅延させるようにして、ドレン水が実質的に生成されない状態にあるときにバイパス管１８側へ流路切換するようにしている。
【００３４】
このような流路切換を実現させるために、コントローラ２６は、現在の燃焼運転情報に基づき切換弁８の流路切換制御を行うようになっている。すなわち、現在の運転状況が燃焼運転状態であれば切換弁８を改質槽５の側に流路切換し、非燃焼運転状態であればバイパス管１８の側に流路切換する。加えて、燃焼運転状態から非燃焼運転状態へ運転状態が変動した際には、燃焼運転停止時点から予め設定された遅延設定時間の経過を待ってから切換弁８を改質槽５の側からバイパス管１８の側に流路切換する。逆に、非燃焼運転状態から燃焼運転状態へ運転状態が変動した際には、即座に切換弁８をバイパス管１８の側から改質槽５の側に流路切換すればよい。
【００３５】
現在が燃焼運転状態にあるか非燃焼運転状態にあるかの判定は、コントローラ２６自身が後述の燃焼バーナ３１，３６（図２参照）の燃焼制御を実行中であるか否か、燃焼バーナ３１，３６の燃焼作動のために送風ファン３１１（図２参照）が送風作動中であるか否か、燃焼バーナ３１，３６の燃焼作動のために燃料ガスの制御弁３１２（図２参照）が開作動されているか否か、あるいは、フレームロッド等の火炎検知手段が燃焼バーナ３１，３６の火炎を検知しているか否か、のいずれか１以上の燃焼運転情報に基づいて行えばよい。送風ファン３１１の作動状態に基づいて上記判定を行う場合には、燃焼停止後も所定時間だけ掃気のために送風作動されることになるため、燃焼停止後も流路切換の実行を遅延させるための遅延設定時間からその掃気時間だけ差し引いて遅延設定時間を短縮するようにすればよい。さらに、送風ファン３１１の作動状態に基づいて上記判定を行う場合には、上記掃気時間として二次熱交換器１でのドレン水の滴下が生じなくなるであろう時間だけ通常時間よりも長く設定し、この通常時間よりも長く設定した掃気時間だけ送風ファン３１１を送風作動させた後に、切換弁８を改質槽５の側からバイパス管１８の側に流路切換するようにしてもよい。つまり、上記の長く設定した掃気時間を遅延設定時間とするのである。
【００３６】
図１の如き二次熱交換器１、改質槽５、中和槽６及びバッファータンク７を適用した具体的な潜熱回収給湯機の例について、図２に基づいて簡単に説明する。
【００３７】
図２に例示する潜熱回収給湯機は、給湯機能に加えて、温水循環式暖房機能、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熱源機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をも回収を行うことにより高効率化を図るものである。なお、本発明を実施する上では、少なくとも燃焼加熱部に対し潜熱回収用の二次熱交換器１を併設したものであれば適用することができ、又、風呂追い焚き機能を有して追い焚き循環路３が設置されたものであれば浴槽２を用いたドレン水の排出が容易に可能となってより好ましいものである。
【００３８】
同図において、符号２１は給湯機能を実現するための給湯回路、２２は温水循環式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１で発生するドレン水を改質及び中和の各処理を行うドレン水処理回路、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、この給湯装置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の浴槽水をバスヒータ４１で液−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。
【００３９】
上記給湯回路２１は、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の一次熱交換器３２とを燃焼加熱部として備え、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１を構成する給湯用熱交換部１ａに通されるようになっており、この熱交換部１ａにおいて燃焼排ガスから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。上記の一次熱交換器３２や後述の暖房用の一次熱交換器３７が顕熱回収用熱交換器を構成し、上記給湯用熱交換部１ａや後述の暖房用熱交換部１ｂで構成される二次熱交換器１が潜熱回収用熱交換器を構成する。
【００４０】
上記暖房回路２２は、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とを燃焼加熱部として備え、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。
【００４１】
上記温水循環路３８は、膨張タンク３９に戻されて貯留される低温水を暖房用循環ポンプ４０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高温往き路３８ａから液−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４０の作動により、膨張タンク３９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１の暖房用熱交換部１ｂに通した上で膨張タンク３９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１の暖房用熱交換部１ｂ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３９に戻されるようになっている。
【００４２】
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、戻り路３ａ及び往き路３ｂからなる追い焚き循環路３に介装され、追い焚き用循環ポンプ４７の作動により浴槽２から戻り管３０ａ及び戻り路３ａ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路３ｂ及び往き管３０ｂを通して浴槽２に送られるようになっている。
【００４３】
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３に合流された注湯路４８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４９とを備えている。この注湯電磁弁４９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４８，追い焚き循環路３（戻り路３ａ）を経て浴槽２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。
【００４４】
ドレン水処理回路２５は、二次熱交換器１（給湯用熱交換部１ａ及び暖房用熱交換部１ｂ）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に対し、ホルムアルデヒド除去処理である改質処理及び殺菌・中和処理を加え、その上で機外への排出のために又は再利用のために浴槽２内に流すために設置された回路である。
【００４５】
すなわち、ドレン水処理回路２５では、現在が燃焼運転状態にあれば切換弁８が改質槽５の側に流路切換されている状態で、二次熱交換器１の下側位置に配設されたドレンパン１１ａ（図１参照）により集水・回収されたドレン水が、導出管１３を通して改質槽５に導入され、改質材である二酸化マンガン触媒を用いた分解反応によりホルムアルデヒドの除去処理が施される。次に、改質処理後のドレン水が導出管１４により中和槽６に導きかれ、殺菌処理及び中和槽６内に充填された中和剤と接触させることにより中和処理が施される。次に、中和処理を施したドレン水が導出管１５を通してバッファータンク７に導かれ、所定の排出タイミングが到来するまで一時貯留される。そして、排出タイミングが到来すると、コントローラ２６の作動制御により三方切換弁１７が切換えられ、これにより、バッファータンク７内のドレン水が導出管１６を通して追い焚き循環路３（図２では往き路３ｂを例示）に流入されて浴槽２内に流し込まれるようになっている。一方、現在が非燃焼運転状態にあれば切換弁８がバイパス管１８の側に流路切換されている状態となり、雨水等の侵入が生じたとしてもその侵入水は導出管１３から導出され、続いてバイパス管１８を通して中和槽６に導入され、改質槽５での改質処理を経ないで、中和槽６での殺菌処理及び中和処理が施されることになる。以後は上記と同様にバッファータンク７に導かれて一時貯留されることになる。
【００４６】
上記の排出タイミングとしては、浴槽２が使用されていないタイミング、つまり入浴のための湯張りが行われていないタイミングを設定すればよい。潜熱回収給湯機Ｅの給湯能力等の規模や使用環境に応じて１日間に発生するドレン水の量を想定し、このドレン水量とバッファータンク７の貯留量との兼ね合いで排出タイミング及び１日当たりの回数を設定するようにすればよい。例えば１日間に発生する想定最大ドレン水量を１０Ｌで、バッファータンク７の貯留量が４Ｌに設定されているとすると、１日３回の排出タイミングを設定すればよい。この排出タイミングとしては、浴槽の自動洗浄の実行時や、自動湯張りや自動保温に係る制御が行われていないタイミングを選択設定すればよい。時刻による排出タイミングの設定としては、午前１０時や午後４時あるいは午前２時というような入浴が通常は行われないであろう時間帯を選択すればよい。
【００４７】
図２の例では、改質槽５が燃焼バーナ３１，３６のバーナケース（燃焼缶体）に近接して配置され、バーナケースから燃焼バーナ３１，３６の燃焼熱の伝熱を受け得るようになっている。例えばバーナケースの側面に接触した状態で配設したり、接触させなくてもバーナケースの側面に対し僅かな隙間を隔てて配設したりすればよい。これにより、燃焼熱の伝熱によって改質槽５内のドレン水を加温して所定の高温状態に維持し、二酸化マンガン触媒によるホルムアルデヒド除去反応を促進させて処理速度を高めることができるようになる。すなわち、二次熱交換器１から導出されて改質槽５で改質処理されるドレン水を、二次熱交換器１から導出したままのそれよりも高温状態にすることができ、この結果、二次熱交換器１から導出したままのドレン水を被処理水として改質槽５で改質する場合と比べ、ホルムアルデヒド除去のための酸化反応をより促進することができ、その反応速度を高めて処理の迅速化・処理時間の短縮化を図ることができる。しかも、このような配設態様による伝熱を利用することにより、他の熱源動力を必要とすることなく、ドレン水からのホルムアルデヒド除去反応を促進させるための熱を得ることができるようになる。例えば、給湯用熱交換部１ａでは４０℃程度、暖房用熱交換部１ｂでは５７℃程度である二次熱交換器１から導出直後のドレン水の温度が、バーナケースからの伝熱を受けて７０℃程度まで昇温させることができる。
【００４８】
以上の第１実施形態の場合、燃焼運転状態の間は切換弁８が改質槽５の側に流路切換されているため、二次熱交換器１から雨水等の浸入・混入のない状態のドレン水を改質槽５に導いて改質処理を施し、次いで中和槽６で殺菌・中和処理を施した上で、バッファータンク７での一時貯留後に排水させることができる。一方、ドレン水の生成がない非燃焼運転状態の間は切換弁８がバイパス管１８の側に流路切換されるため、二次熱交換器１の流出口１１２（図１参照）から雨水等の浸入が生じたとしても、改質槽５には導入されず、バイパス管１８により改質槽５をバイパスして直接に中和槽６に導入させることができる。これにより、改質槽５を雨水等の浸入・混入を考慮することなく純粋にドレン水の最大要求処理量に対応する最小限の容積に設定することができ、潜熱回収給湯機全体のコンパクト化を阻害することもない。さらに、改質槽５内の改質材が雨水等に溶存した成分により被毒されたり、消耗されたりする不都合の発生も回避することができ、改質材の寿命の延長化を図ることができる。その上に、雨水等がバイパス管１８を通して中和槽６に導入された場合には殺菌手段６１による殺菌処理が雨水等に施されるため、雨水等に含まれる微生物等を殺菌することができ、バッファータンク７での一時貯留期間に微生物の繁殖・増殖を回避させることができる。これにより、排出先として浴槽２を利用したとしても、浴槽２に対する不都合の発生を回避することができる。
【００４９】
なお、図１に符号１８ａで示すように、バイパス管１８ａの下流端を導出管１５に合流させるようにして、切換弁８で流路切換させた雨水等を直接にバッファータンク７に導くようにしてもよい。つまり、二次熱交換器１から導出した侵入水を改質槽５及び中和槽６からなるドレン水処理部をバイパスさせてバッファータンク７に導くようにするのである。このようにすることにより、中和槽６内の中和剤が雨水等により消耗することが回避される上に、例えば酸性雨による中和剤の損耗も回避されることになり、中和剤の寿命の延長化を図ることができるようになる。なお、この場合には、バッファータンク７から浴槽パン２１や、一般排水設備に対し直接に排水させるようにすればよい。
【００５０】
＜第２実施形態＞
図３は、本発明の第２実施形態に係る潜熱回収給湯機の要部を示すものである。この第２実施形態は、第１実施形態に対しタンクとしての小容量バッファータンク９と、小容量バッファータンク９内の水検知手段９２とを追加して、雨水等の侵入の判定精度又は検知精度を第１実施形態の場合よりも高めるようにしたものである。なお、上記第２実施形態のその他の構成要素は第１実施形態のものと同様構成であるため、同一構成要素には同一符号を付してその詳細な説明は省略する。
【００５１】
上記小容量バッファータンク９は、二次熱交換器１と切換弁８とを結ぶ導出管に介装されたものであり、流入口側が導出管１３ａを通して二次熱交換器１内と連通され、流出口側に開閉弁９１を介装させた状態で導出管１３ｂを通して切換弁８と接続されている。さらに小容量バッファータンク９内には水検知手段９２が配設されて内部に水が存在するか否か（水の有無）を検知してコントローラ２６に出力するようになっている。水検知手段としては例えば水位電極を用いればよい。
【００５２】
この第２実施形態におけるコントローラ２６による切換弁８の流路切換制御は次のようにして行う。すなわち、第１実施形態で説明したと同様の燃焼運転情報に基づき現在の運転状況が燃焼運転状態であると判定されれば、開閉弁９１を開状態にして切換弁８を改質槽５の側に流路切換する。これにより、燃焼運転に伴い二次熱交換器１で発生したドレン水は、導出管１３ａ、小容量バッファータンク９、開状態の開閉弁９１、導出管１３ｂ及び切換弁８を通して改質槽５に導入される。そして、第１実施形態で説明したように、改質槽５での改質処理、中和槽６での殺菌・中和処理を経てバッファータンク７に一時貯留され、所定の排出タイミングの到来により例えば浴槽２等に排出されることになる。
【００５３】
一方、燃焼運転情報に基づき現在の運転状況が非燃焼運転状態であると判定されれば、開閉弁９１を閉作動して、以後、水検知手段９２からの水検知信号の出力の有無を監視する。水検知信号の出力が無い、つまりドレン水又は雨水等の如何に拘わらず二次熱交換器１から小容量バッファータンク９への水の流下が無いのであれば、それまでの切換弁８の流路切換状態を維持して上記の監視を続ける。もしも、水検知手段９２から水検知信号の出力が有れば、非燃焼運転状態であるにも拘わらず水の流下が生じたとして雨水等の浸入が発生したと判定する。なお、二次熱交換器１内に残留したドレン水の流下も含まれる可能性もあるため、水検知手段９２による水検知信号が所定の水位まで水が溜まることにより初めて出力されるようにすればよい。雨水等浸入と判定されれば、切換弁８を改質槽５の側からバイパス管１８の側に流路切換した上で開閉弁９１を開作動させる。これにより、たとえ雨水等が浸入したとしても、その雨水等はバイパス管１８を通して改質槽５を経ずに中和槽６に対し直接に導入されることになる。あるいは、バイパス管１８ａを通して改質槽５及び中和槽６を経ずにバッファータンク７に直接に導入されることになる。
【００５４】
以上により第２実施形態の場合も、第１実施形態による作用効果と同様の作用効果を得ることができる上に、小容量バッファータンク９と水検知手段９２とにより非燃焼運転状態にあるにも拘わらず水の存在を検知することで雨水等の侵入の発生をより精度よく把握・検知することができ、雨水等をバイパスさせるための切換弁８の流路切換制御をより確実に行うことができるようになる。
【００５５】
なお、小容量バッファータンク９に対し水検知手段９２に加えてｐＨセンサを設置し、このｐＨセンサにより検出されたｐＨ値に基づいて水検知手段９２により検知された水がドレン水なのか雨水等なのかの判別を行った上で、切換弁８の流路切換制御を行うようにしてもよい。このようにすることにより、侵入水をバイパスさせることをより確実に行うことができるようになる。
【００５６】
＜他の実施形態＞
なお、本発明は上記第１及び第２実施形態に限定されるものではなく、その他種々の実施形態を包含するものである。すなわち、上記各実施形態では、改質槽５での改質処理をした後に中和槽６での中和処理を行うようにしているが、中和槽での中和処理を先にした後に改質槽での改質処理を行うようにしてもよい。つまり、改質槽をドレン水の流れに対し中和槽の下流位置に配設するようにしてもよい。このようにする場合には、バイパス管１８ａの如く切換弁８から中和槽と改質槽との双方をバイパスさせるようにすればよい。
【００５７】
又、中和槽６の殺菌手段６１を切り離して殺菌装置として独立させる場合、つまり殺菌装置を除いて中和槽及び／又は改質槽によってドレン水処理部を構成し、バイパス対象のドレン水処理部から殺菌装置を除外した場合には、バイパス管（バイパス流路）の下流端がドレン水集排水路に合流する位置よりも下流側に殺菌装置を配設し、バイパスさせた侵入水が必ず殺菌装置に通されて微生物等を殺菌処理した上で排水又は一時貯留されるようにすればよい。例えば、ドレン水集排水路に対し改質槽−中和槽−殺菌装置の順に直列に介装させた場合には、改質槽の上流側位置から分岐させて改質槽及び中和槽をバイパスさせたバイパス管（バイパス流路）を、中和槽と殺菌装置との間に合流させればよい。同様に、ドレン水集排水路に対し中和槽−改質槽−殺菌装置の順に直列に介装させた場合には、中和槽の上流側位置から分岐させて中和槽及び改質槽をバイパスさせたバイパス管（バイパス流路）を、改質槽と殺菌装置との間に合流させればよい。以上の場合には１本のバイパス管（バイパス流路）だけの構成とすることができるが、次の場合には２本のバイパス管（バイパス流路）を備えた構成とすればよい。すなわち、改質槽−殺菌槽−中和槽の順に介装させたり、中和槽−殺菌槽−改質槽の順に介装させたりする場合には、殺菌装置を挟んで上下流の両側で改質槽、中和槽をバイパスさせてバイパス管（バイパス流路）によりバイパスされる侵入水が必ず殺菌装置を通るようにすればよい。
【００５８】
上記各実施形態では、ドレン水処理部を改質槽５で構成した場合にはバイパス管１８によりバイパスさせ、ドレン水処理部を改質槽５と中和槽６との双方で構成した場合にはバイパス管１８ａによりバイパスさせるようにしているが、これら以外に、ドレン水処理部を改質槽５又は中和槽（中和槽６から殺菌手段６１を除いた中和槽）の一方のみにより構成し、二次熱交換器１とバッファータンク７との間に上記一方のみで構成したドレン水処理部だけを介装させるようにしてもよく、この場合には、上記改質槽５又は中和槽６の一方のみにより構成したドレン水処理部をバイパスさせるようにすればよい。これらの場合でも、改質槽５の改質材又は中和槽の中和剤において侵入水による消耗等を回避させることができ、それらの寿命の延長化を図ることができる。又、この場合には、ドレン水処理部をバイパスさせた侵入水を殺菌手段(殺菌装置)に導き、殺菌処理した上で排水させるようにしてもよい。
【００５９】
上記各実施形態におけるドレンパン１１ａとしては導出管１３の上流開口端１３１に向けて下り勾配の傾斜面になるように形成しているが、これに限らず、少なくとも逆勾配でなければよく、水平面になるように形成してもよい。水平面であれば、ドレン水が僅かでも溜まれば上流開口端１３１から導出可能だからである。
【００６０】
上記各実施形態では、ドレンパン１１ａを底板１１３の底面により構成し、その底板１１３の底面を傾斜面としているが、これに限らず、ドレンパンを底板とは別に二次熱交換器１のケース内に配設する場合には、底板を傾斜させる必要はなく、この底板の底面側に配設するドレンパンの上面を傾斜面により構成すればよい。
【図面の簡単な説明】
【００６１】
【図１】本発明の第１実施形態の潜熱回収給湯機の要部を示す模式図である。
【図２】図１の潜熱回収給湯機を具体化したものの例を示す模式図である。
【図３】本発明の第２実施形態の潜熱回収給湯機の要部を示す図１対応図である。
【符号の説明】
【００６２】
１            二次熱交換器（潜熱回収用熱交換器）
５            改質槽（改質装置）
６            中和槽（中和装置）
８            切換弁（流路切換手段）
９            小容量バッファータンク（タンク）
１３，１３ａ，１３ｂ，１４，１５，１６    導出管（ドレン水集排水路）
１８，１８ａ              バイパス管（バイパス流路）
２６          コントローラ（制御手段）
６１          殺菌手段(殺菌装置)
【図１】
0005157644.tif 000002
【図２】
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【図３】
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