(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
バーナ部と、このバーナ部で発生する高温の燃焼排ガスと熱交換するための熱交換器と、この熱交換器を介して温水と熱交換する温水熱交換器と、この温水熱交換器に供給する温水を貯めておく水タンクと、前記水タンク内には水位を検知する検出高さの異なる複数の水電極と、この水電極からの信号により温水の有無を検出する水検知手段と、温水を循環する温水循環手段と、試運転動作を指示する試運転指示部を備え、通常運転時は前記水電極と本体外装などの接地間で水検知動作を行い、前記試運転指示部からの指示があった時、予め設定した水検知手段の動作を停止するとともに、この動作を停止した前記水検知手段の前記水電極と他のいずれか１つの水電極間で水検知を行うように構成した温水暖房装置。
【請求項２】
試運転指示部は予め設定した水検知手段の動作を停止するとともに、運転制御部を介して燃焼動作を停止状態とし、温水循環手段のみ運転可能とした請求項１記載の温水暖房装置。
【請求項３】
複数本の水電極は熱源機本体に対して電気的に絶縁した状態で水タンクに取り付けるとともに、前記複数本の水電極のうちいずれか１つの水電極を接地側に開閉手段を介して接続するようにし、他のいずれか１つの水検知手段により水検知を行うようにした請求項１記載の温水暖房装置。
【請求項４】
水検知手段は最上位の水位を検知するように配設した水電極で給水予告を行い、最下位の水位を検知するように配設した水電極で熱源機の運転制御を行うように構成するとともに、前記給水予告は表示部を介して報知するようにした請求項１または２記載の温水暖房装置。
【請求項５】
水検知手段は所定の導電度を有する温水でのみ検知可能とした請求項１ないし４のいずれか１項に記載の温水暖房装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は温水を循環して暖房する温水暖房装置で、特に暖房水の検知手段に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来この種の温水暖房装置は設置時に温水配管に温水を供給するため図３に示すように水タンク１の上部注水口２より暖房水を供給し、試運転指示部８より運転制御部９を介して温水循環手段３のみ動作させて温水循環経路７に暖房水を供給するという方法が採られていた。このとき温水循環手段３の運転制御方法として、図３に示すように、水タンク１内に２本の電極４ａ、４ｂを配設し、その電極４ａと４ｂ間に電圧５を印加し、この電極間に流れる電流を水検知手段６で検出して、その信号に応じて温水循環手段３の運転、停止を行い、暖房水の過不足を確認するという方法であった。この動作は温水循環経路７に暖房水が充満すると試運転指示部８からの信号を解除して、通常運転を開始するようにしており、通常運転時も同様に水タンク１内に配設した電極４ａと４ｂ間に流れる電流を水検知手段６で検出して、暖房水が減少して電極４ａと４ｂ間に電流が流れなくなると水検知手段６より運転制御部９に信号を送って燃焼を停止するようにしていた。
【０００３】
つまり、設置時に行う温水循環経路７への暖房水の供給動作（以下試運転動作という）時の満水検出と通常運転時における水有無検出は暖房水供給用水タンク１に配設した電極４ａと４ｂ間に流れる電流を検出することにより行っていた。
【０００４】
また、別の方法として図４に示すように、水タンク１内の電極４と本体外装等の接地間に電圧５を印加し、その間に暖房水を介して流れる電流を水検知手段６で検出して、その信号に応じて温水循環手段３の運転、停止を行い、暖房水の過不足を確認するという方法もあった。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、図３に示すような従来の水検知方法では、水タンク１内に配設した電極４ａと４ｂ間に流れる電流で暖房水の有無を検出しているため、検出ポイントが電極４ａと４ｂを配設した位置に限定されることになり、１ポイントでしか検出ができないというものであった。このため、通常運転時の温水が無くなる前に給水予告を行うという２段検出ができなかった。この不具合点を解消するするためには電極を１本追加する必要があり、電極構成およびその取付構成が複雑なものとなった。
【０００６】
また、図４に示すように電極４と接地間で水検知を行う方法においては、水タンク１内に２本の電極を配設することで、給水予告と温水有無検知の２段階の検出が可能となるが、この場合は、運転初期において水タンク１より給水した時、水タンク１と温水循環手段３および温水熱交換器９等を接続する温水パイプ１０内に空気溜まりが生じると、水タンク１内に水が充満していたとしても温水を介して接地側に電流が流れなくなるため、水検知が作動せず温水循環手段３が停止してしまい温水循環経路７に温水を供給できなくなるという課題を有するものであった。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記従来の課題を解決するため、バーナ部と、このバーナ部で発生する高温の燃焼排ガスと熱交換するための熱交換器と、この熱交換器を介して温水と熱交換する温水熱交換器と、この温水熱交換器に供給する温水を貯めておく水タンクと、前記水タンク内には水位を検知する検出高さの異なる複数の水電極と、この水電極の信号により水の有無を検出する水検知手段と、温水を循環する温水循環手段と、試運転動作を指示する試運転指示部を備え、通常運転時は前記水電極と本体外装などの接地間で水検知動作を行い、前記試運転指示部からの指示があった時、予め設定した水検知手段の動作を停止するとともに、この動作を停止した前記水検知手段の前記水電極と他のいずれか１つの水電極間で水検知を行うように構成している。
【０００８】
上記発明によれば、水タンク内に複数本の水電極を配設し、通常運転時は前記水電極と接地間で水検知を行うようにし、運転当初の試運転時は前記複数本の水電極のうち任意に選択した２本の水電極間で水検知を行うようにしているため、運転初期において水タンクより給水した時に温水パイプ内に空気溜まりが生じたとしても、水タンク内の水電極位置より上方に水が充満していれば水検知が水がないという作動をすることがなく、温水循環手段を駆動させて温水経路に水を供給することができ、試運転時の温水供給動作が極めて容易に行えるものである。また、試運転動作を解除して通常運転モードにした時は、水タンク内に配設した水電極の本数に応じて検出ポイントの確保ができるため複数段の検出が可能となる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
本発明の請求項１の温水暖房装置は、バーナ部と、このバーナ部で発生する高温の燃焼排ガスと熱交換するための熱交換器と、この熱交換器を介して温水と熱交換する温水熱交換器と、この温水熱交換器に供給する温水を貯めておく水タンクと、水タンク内には水位を検知する検出高さの異なる複数の水電極と、この水電極の信号により温水の有無を検出する水検知手段と、温水を循環する温水循環手段と、試運転動作を指示する試運転指示部を備え、通常運転時は電極と本体外装などの接地間で水検知動作を行い、前記試運転指示部からの指示があった時、予め設定した水検知手段の動作を停止するとともに、この動作を停止した前記水検知手段の前記水電極と他のいずれか１つの水電極間で水検知を行うように構成している。
【００１０】
そして、水タンク内に複数本の水電極を配設し、通常運転時は前記水電極と接地間で水検知を行うようにし、運転当初の試運転時は前記複数本の水電極のうち任意に選択した２本の水電極間で水検知を行うようにしているため、運転初期において水タンクより給水した時に温水パイプ内に空気溜まりが生じたとしても、水タンク内の水電極位置より上方に水が充満していれば水検知が水がないという作動をすることがなく、温水循環手段を駆動させて温水経路に水を供給することができ、試運転時の温水供給動作が極めて容易に行えるものである。また、試運転動作を解除して通常運転モードにした時は、水タンク内に配設した水電極の本数に応じて検出ポイントの確保ができるため複数段の検出が可能となる。
【００１１】
また、請求項２の温水暖房装置は、試運転指示部は予め定めた水検知手段の動作を停止するとともに、運転制御部を介して燃焼動作を停止状態とし、温水循環手段のみ運転可能としている。
【００１２】
そして、複数の水検知手段のうち予め定めた１つの水検知手段の動作を停止し、その水検知手段の水電極と他のいずれか１つの水電極間で水検知を行うようにして水タンク内に配設した水電極のうち任意の位置で水検知ができるようにすることで使い勝手の向上を図るとともに、試運転動作時は燃焼を停止して温水循環装置のみ動作させることで、温水経路への温水供給動作を容易にし、メンテナンス性の向上を図るようにしている。
【００１３】
また、請求項３の温水暖房装置は、複数本の水電極は熱源機本体に対して電気的に絶縁した状態で水タンクに取り付けるとともに、複数本の水電極のうちいずれか１つの電極を接地側に開閉器を介して接続するようにし、いずれか１つの水検知手段により水検知を行うようにしている。
【００１４】
そして、水タンク内に配設した複数本の水電極と接地間で水検知を行うようにしている各水検知手段のうち、いずれか１つの水電極を接地側に接続し、この接続動作に同期して他のいずれか１つの水検知手段を用いて水検知を行うことで、通常運転時の水検知構成のままで試運転動作時に行う水電極間での水検知を行うようにしているため、水電極や水検知手段を追加することがなく、電極構成および取付構成も簡略化できる。
【００１５】
また、請求項４の温水暖房装置は、水検知手段は最上位の水位を検知するように配設した水電極で給水予告を行い、最下位の水位を検知するように配設した水電極で熱源機の運転制御を行うように構成するとともに、前記給水予告は表示部を介して報知するようにしている。
【００１６】
そして、通常運転時は水タンク内の最上位に配設した水電極と接地間で検出動作を行う水検知手段により水の補給を促す給水予告を操作部などに設けた表示部により報知するようにして使い勝手の向上を図るようにするとともに、水タンクの最下位に配設した水電極と接地間で検出動作を行う水検知手段により熱源機の運転を停止するようにして空焚き運転の防止を行い、安全性の確保を行うようにしている。
【００１７】
また、請求項５の温水暖房装置は、水検知手段は所定の導電度を有する温水でのみ検知可能としている。
【００１８】
そして、暖房用温水として不凍液などを含む温水を用いた場合のみ水検知が作動して運転が継続するようにし、不凍液を含まない温水を用いた場合は水検知が作動しないようにして温水経路内での凍結によるトラブルを解消し、使い勝手の向上を図っている。
【００１９】
【実施例】
以下本発明の実施例について図面に基づき説明する。
【００２０】
（実施例１）
まず、図１を用いて本発明の実施例１の温水暖房装置の構成を説明する。
【００２１】
２１は熱源機、２２は燃料と空気を混合して燃焼させるバーナ部、２３はバーナ部２２で発生する燃焼熱を熱交換する熱交換器、２４はこの熱交換器２３の外周部にパイプを巻き付け温水をさらに加熱する温水熱交換器、２５は温水熱交換器２４で構成する温水経路に供給する温水を貯めておく水タンク、２６は水タンク２５の上部に設けた給水口、２７は水タンク２５内に配設した水電極で、上方に第１水電極２７ａ、下方に第２水電極２７ｂを配設した構成としている。そして、これら各水電極２７ａ、２７ｂは熱源機２１本体に対して絶縁した状態で取り付けられている。２８は温水パイプで温水熱交換器２４、温水循環手段３５、水タンク２５を接続している。２９は温水配管で熱源機２１と放熱機３０間で温水を循環するようにしている。３１は第１水検知手段で水タンク２５内の上方に配設した第１水電極２７ａに流れる電流すなわち第１水電極２７ａと接地間の電圧を検出して、この第１水電極２７ａの位置における温水の有無を確認する。３２は報知部で第１水検知手段３１からの信号により水タンク２５内の温水の減少を表示またはブザー等で報知し、給水予告を行う。３３は第２水検知手段で第１水電極２７ａより下方に設けられた第２水電極２７ｂに流れる電流すなわち第２水電極２７ｂと接地間の電圧を検出して第２水電極２７ｂの位置における温水の有無を確認する。３４は運転制御部で運転開始信号により予め定めた動作に基づきバーナ部２２の燃焼動作制御を行う。３５は温水循環手段で前記運転制御部３４からの信号に基づき温水経路内の温水循環動作を行う。３６は試運転指示部で熱源機２１の運転初期における温水経路内への温水供給動作を指示するものであり、予め設定した第１水検知手段３１の動作を停止させ、その停止させた第１水検知手段３１に接続された第１水電極２７ａと他の水電極のうち任意に設定された第２水電極２７ｂ間で水検知を行わせるとともに燃焼動作停止信号を運転制御部３４に送り、非燃焼状態で温水循環手段３５を制御するようにしている。３７は水検知切替手段で試運転指示部３６からの信号に基づき第１水検知手段３１の動作を停止するとともにこの第１水検知手段３１に接続されている第１水電極２７ａを試運転動作時の水検知用の一方の電極とするように切り換えを行っている。
【００２２】
以上のように構成された温水暖房装置について動作を説明する。まず試運転指示部３６により試運転動作が指示されると、運転制御部３４に燃焼動作停止信号が送られ、バーナ部２２は燃焼動作待機状態すなわち非燃焼状態となる。同時に水検知切替手段３７に信号が供給され、この水検知切替手段３７により第１水検知手段３１の水検知動作を停止させるとともにこの第１水検知手段３１に接続されている第１水電極２７ａを水検知用の一方の電極とするように切り換える。そして、試運転指示部３６により設定された第２水検知手段３３に接続された第２水電極２７ｂとの間で水検知を行うようにしている。つまり、試運転動作時は水タンク２５内に設けた複数の水電極のうち任意に設定した第１水電極２７ａと第２水電極２７ｂ間で行い、水検知手段も前記水電極２７ａ、２７ｂに対応したどちらかの水検知手段を用いて検出するようにしている。そして、水タンク２５内に水がなく、第１水電極２７ａと第２水電極２７ｂ間に電流が流れない状態の時は温水循環手段３５を停止状態として水タンク２５上部の給水口２６よりさらに給水し温水経路に暖房水を補給する。この給水動作により水タンク２５内に水が満たされ、第１水電極２７ａと第２水電極２７ｂ間に電流が流れると、温水循環手段３５を動作状態として温水経路に暖房水を供給する。この動作を繰り返すことにより温水経路に暖房水を充満させ、暖房運転可能な状態とする。このように水タンク２５内に配設した複数の水電極のうち任意の２つの水電極間で温水経路の暖房水の有無を検出するようにしているため温水パイプ２８や温水配管２９の温水経路の途中で空気溜まりができたとしても温水循環手段３５の動作を継続して行うことができるため、温水経路への暖房水の供給動作を支障なく行うことができ、使い勝手のよいものとなる。
【００２３】
次に、温水経路への暖房水の供給動作が完了し、試運転指示部３６で試運転動作の解除指示を行うと運転制御部３４への燃焼動作停止信号が解除され、運転制御部３４は予め設定された燃焼動作に基づきバーナ部２２での燃焼動作を開始させる。また、同時に水検知切替手段３７への試運転動作信号も解除されるため第１水検知手段３１の動作を復帰させるとともに第１水電極２７ａでの水検知を当該第１水電極２７ａと接地間で行うようにして通常動作に復帰させる。通常動作においては水タンク２５内に配設した第１水電極２７ａおよび第２水電極２７ｂと接地間に暖房水を介して微弱電流を流し、水タンク２５内の暖房水の有無を確認するようにしている。そして、水タンク２５内の暖房水が第１水電極２７ａより下方まで減少すると、第１水検知手段３１は報知部３２に信号を送って表示器またはブザー等で給水予告を行い、さらに水タンク２５内の暖房水が減少し第２水電極２７ｂより下方まで減少した場合は第２水検知手段３３により運転制御部３４からの燃焼動作制御信号を停止するようにしてバーナ部２２での燃焼動作および温水循環手段３５の動作も停止するようにしている。そして、水タンク２５内への給水が行われ、第２水電極２７ｂより上方に水位が上昇すると第２水検知手段３３は運転制御部３４への停止信号を解除し燃焼動作が再開され、第１水電極２７ａより上方に水位が上昇すると、第１水検知手段３１からの信号供給が解除され報知部３２での給水予告動作が停止する。上記動作により通常運転時の温水経路の暖房水の減少を検出して空焚き運転を防止するようにしている。
【００２４】
以上のように運転初期の試運転動作時と通常運転時の水検知を水タンク２５内に配設した複数の水電極２７ａおよび２７ｂを切り換えて行うようにすることで効率的な水検知動作を提供するものである。
【００２５】
（実施例２）
図２を用いて本発明の実施例２の温水暖房装置の水検知回路の構成について説明する。実施例１と同一部分は同一番号を付与して説明を省略する。
【００２６】
３８は水検知回路用の電源で、一般的には交流電源が用いられる。３９は第１基準値設定手段で比較用の基準電圧を発生する。４０は第１感度調節部で第１水電極２７ａに接続され、この第１水電極２７ａを経由して流れる電流値を調節する。すなわち所定の導電度を有した暖房水の時、前記第１基準電圧以下の電圧が発生するように感度調節を行う。４１は第１比較部で第１基準値設定手段３９の基準電圧と第１水電極２７ａを流れる電流により発生する電圧を比較し、この電圧が基準電圧より上昇したとき出力を発し、報知部３２を介して給水予告を行うようにしている。この３９〜４１で第１水検知手段３１を構成している。４２はスイッチ等の開閉手段で試運転指示部３６の指示に連動して開閉し、試運転動作指示が発せられたときは接点閉状態として第１水電極２７ａを熱源機２１本体つまり接地側と同電位になるようにしている。４３は第２基準値設定手段、４４は第２感度調節部で第２水電極２７ｂに接続され、この第２水電極２７ｂを経由して流れる電流値を調節する。４５は第２比較部で第２基準値設定手段４３の基準電圧と第２水電極２７ｂを流れる電流により発生する電圧を比較し、この電圧が基準電圧より上昇したとき出力を発し、運転制御部３４に信号を送って燃焼動作を停止させるとともに温水循環手段３５の動作も停止させる。
【００２７】
以上のように構成された水検知回路の動作を説明する。まず運転初期において試運転指示部３６により試運転動作を指示すると開閉手段４２は接点閉状態となり、第１水電極２７ａを強制的に接地側に接続する。そして、この第１水電極２７ａを熱源機２１本体と同電位にすることにより第２水電極２７ｂと第１水電極２７ａで第２水検知手段３３を用いて暖房水の有無を確認し、温水循環手段３５の動作を制御して温水経路に暖房水を充満させる。このように試運転動作時は第１水電極２７ａと第２水電極２７ｂ間で暖房水の検知を行うようにすることで配管途中に空気溜まりが生じたような場合でも温水循環手段３５の動作を停止させることがなく、確実に温水経路への暖房水の供給を行うことができる。そして、試運転動作完了後は試運転指示部３６にて解除操作を行うことで、開閉手段４２は接点開状態となり接地側に接続されていた第１水電極２７ａは開放され、この第１水電極２７ａは第１水検知手段３１により熱源機２１本体つまり接地側との間で暖房水の有無を検知するように作用し、給水予告を行う。
【００２８】
また、第２水電極２７ｂも第２水検知手段３３により熱源機２１本体つまり接地側との間で暖房水の有無を検知するように働き、給水予告を行う水位に設置した第１水電極２７ａよりさらに暖房水が減少し、第２水電極２７ｂより下方に水位が低下したとき運転制御部３４と温水循環手段３５の動作を停止するようにして空焚き運転を防止するようにしている。
【００２９】
【発明の効果】
以上説明したように請求項１の温水暖房装置によれば、水タンク内に複数本の水電極を配設し、通常運転時は前記水電極と接地間で水検知を行うようにし、運転当初の試運転時は前記複数本の水電極のうち任意に選択した２本の水電極間で水検知を行うようにして、運転初期において水タンクより給水した時に温水パイプ内に空気溜まりが生じたとしても、水タンク内の水電極位置より上方に水が充満していれば水検知が水がないという作動をすることがなく、温水循環手段を駆動させて温水経路に水を供給することができ、試運転時の温水供給動作が極めて容易に行えるものである。また、試運転動作を解除して通常運転モードにした時は、水タンク内に配設した水電極の本数に応じて検出ポイントの確保ができるため複数段の検出が可能となり、不必要に水電極を追加することがなく、水電極構成および取付構成が簡略化できる。
【００３０】
また、請求項２の温水暖房装置によれば、複数の水検知手段のうち予め定めた１つの水検知手段の動作を停止し、その水検知手段の水電極と他のいずれか１つの水電極間で水検知を行うようにして水タンク内に配設した水電極のうち任意の位置で水検知ができるようにすることで使い勝手の向上を図るとともに、試運転動作時は燃焼を停止して温水循環装置のみ動作させることで、温水経路への温水供給動作を容易にし、メンテナンス性の向上を図ることができる。
【００３１】
また、請求項３の温水暖房装置によれば、水タンク内に配設した複数本の水電極と接地間で水検知を行うようにしている各水検知手段のうち、いずれか１つの水電極を接地側に接続し、この接続動作に同期していずれか１つの水検知手段を用いて水検知を行うことで、通常運転時の水検知構成のままで試運転動作時に行う水電極間での水検知を行うようにしているため、不必要に水電極や水検知手段を追加することがなく、電極構成および取付構成も簡略化できる。
【００３２】
また、請求項４の温水暖房装置によれば、通常運転時は水タンク内の最上位の水位に配設した水電極と接地間で検出動作を行う水検知手段により水の補給を促す給水予告を操作部等に設けた表示部により報知するようにして使い勝手の向上を図るようにするとともに、水タンクの最下位の水位に配設した水電極と接地間で検出動作を行う水検知手段により熱源機の運転を停止するようにして空焚き運転の防止を行い、安全性の確保を行っている。
【００３３】
また、請求項５の温水暖房装置によれば、暖房用水として不凍液などを含む水を用いた場合のみ水検知が水があるという作動をして運転が継続するようにし、不凍液を含まない温水を用いた場合は水検知が水がないという作動をするようにして温水経路内での凍結によるトラブルを解消し、使い勝手の向上を図っている。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例１の温水暖房装置の構成図
【図２】本発明の実施例２の温水暖房装置の水検知回路の構成図
【図３】従来の温水暖房装置の構成図
【図４】従来の温水暖房装置の構成図
【符号の説明】
２２  バーナ部
２３  熱交換器
２４  温水熱交換器
２５  水タンク
２７ａ  第１水電極
２７ｂ  第２水電極
３１  第１水検知手段
３２  報知部
３３  第２水検知手段
３４  運転制御部
３５  温水循環手段
３６  試運転指示部
３７  水検知切替手段
４２  開閉手段
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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