(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
給湯器本体と、該本体から暖房装置に温水を供給する循環管路を有する暖房系統と、を備え、
前記給湯器本体が、
ガスバーナと、
該バーナの燃焼排ガス中の水蒸気の潜熱によって水を加熱する潜熱回収熱交換器と、
該熱交換器で生じる凝縮水を含むドレインを受けるドレイン受けと、
該ドレイン受けに溜まったドレインを前記暖房系統の循環管路に送るドレイン送出系統と、
を備え、
前記ドレイン受けが、前記暖房系統のシスターンであり、
前記暖房系統に、開閉機構を備えた端末が設けられており、
前記シスターンに水位センサが付設され、該水位センサで検知された水位が所定の水位に達すると前記開閉機構を開いて前記端末から前記暖房系統内の排水を行うことを特徴とする潜熱回収型給湯器。
【請求項２】
前記シスターンに中和剤が封入されている、もしくは、中和剤注入手段が付設されていることを特徴とする請求項１記載の潜熱回収型給湯器。
【請求項３】
前記シスターンに水道水注入手段が付設されていることを特徴とする請求項１記載の潜熱回収型給湯器。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、燃焼排ガスの潜熱エネルギを回収して水を加熱する潜熱回収型給湯器に関する。特には、水蒸気が復水して生じたドレインの排出系統に改良を加え、配管工事の手間がかからないようにした潜熱回収型給湯器に関する。
【０００２】
【従来の技術】
潜熱回収型給湯器は、近年では熱効率が９０％以上のものも開発されつつあり、省エネ機器として注目されている。
図３は、従来の代表的な潜熱回収型給湯器の本体の構成と主たる配管の系統を模式的に示す図である。
この給湯器本体５０は、台所や洗面所へ温水を供給する主給湯系統５１と、浴室暖房乾燥機や室内放熱器等の暖房機器１０３に温水を供給する暖房系統５３と、風呂１３７の追い焚きを行う風呂追い焚き系統５５と、を有する。
【０００３】
主給湯系統５１の燃焼室５７内には、一次熱交換器５９、二次（潜熱回収）熱交換器６１、バーナ６３、燃焼ファン（図示されず）等が備えられている。暖房系統５３の燃焼室６５内にも、一次熱交換器６７、二次（潜熱回収）熱交換器６９、バーナ７１等が備えられている。追い焚き系統５５は、暖房系統５３から給熱を受ける水−水熱交換器７３を有する。
【０００４】
各バーナ６３、７１には、ガス供給源からガス供給管（図示されず）を通って燃焼用ガスが供給される。ガス供給管から各バーナへの分岐部には元ガス電磁弁（図示されず）が備えられている。各バーナへ分岐したガス供給管には、各々ガス比例弁とガス電磁弁（いずれも図示されず）が備えられている。各給湯系統のバーナへ供給されるガスの量はガス比例弁で制御され、各バーナへの供給のオンオフはガス電磁弁で操作される。
各バーナには点火プラグ、フレームロッド（いずれも図示されず）が備えられている。各点火プラグはイグナイター（図示されず）で点火されて、各バーナに供給された燃焼用ガスを燃焼させる。フレームロッドは火炎の有無を検知して、不完全燃焼を防ぐ。
【０００５】
主給湯系統５１は、水源から水が供給される給水配管７５と、台所や洗面所に温水を供給する給湯配管７７を有する。給水配管７５は、燃焼室５７内の二次熱交換器６１を通過し、燃焼室５７を出て、再度燃焼室内の一次熱交換器５９を通過し、給湯配管７７に繋がっている。燃焼室５５内では、順に、バーナ６３、一次熱交換器５９、二次熱交換器６１が、燃焼ガスの流れ方向に沿って並ぶように配置されている。
【０００６】
燃焼室５５内の二次熱交換器６１の下方には、受け皿７９が取り付けられている。この受け皿７９はドレイン配管８１を介してドレイン受け８３に連通している。ドレイン受け８３の底面には水抜き栓８５が設けられ、上部には排水管８７が設けられている。
【０００７】
次に、一次熱交換器５９と二次熱交換器６１による潜熱回収作用について説明する。
給水配管７５から供給された水は、最初に二次熱交換器６１を通過する。そして、次に一次熱交換器５９を通過する。ここで、一次熱交換器５９の下方のバーナ６３に燃焼用ガスが供給されており、点火プラグで点火される。そして燃焼ファンから燃焼用空気が送られて燃焼し、火炎と燃焼ガスを発生する。この火炎による輻射熱と燃焼ガスによって一次熱交換器５９が加熱され、管内を流れる水が加熱される。そして、燃焼ガスはファンによって上方、すなわち、二次熱交換器６１方向へ送られる。燃焼ガス中に含まれる水蒸気が二次熱交換器６１に接し、二次熱交換器６１の配管を流れる水が水蒸気の潜熱を吸収する。これにより、水蒸気は凝縮し、水に変化する。
【０００８】
水蒸気から変化した水は、受け皿７９に滴下し、ドレイン配管８１を通ってドレイン受け８３に溜まる。ドレイン受け８３が所定の水位に達すると排水管８７から排水される。また、燃焼ガスは、二次熱交換器６１の側方に設けられた排気口８９から排気される。
【０００９】
一方、二次熱交換器６１内を通過している水は、燃焼ガスの凝縮熱を吸収して温度が上昇する。そして、温度が上昇した水が一次熱交換器５９へ送られるため、最終的に供給される温水は効率的に加熱される。
【００１０】
給水配管７５と給湯配管７７はバイパス電磁弁９１が付設されたバイパス管９３で接続している。給水配管７５、二次熱交換器出側の給湯配管７７ａ、バイパス管下流の給湯配管７７ｂには各々サーミスタ９５が備えられている。これらのサーミスタ９５は各配管内の水の温度を検知する。これらの温度から給湯配管７７から供給される温水の温度が適宜な温度となるように、バイパス管９３のバイパス電磁弁９１を調整して、温水と水の混合量を変化させる。
【００１１】
また、二次熱交換器６１出側の給水配管７５には水量センサ９７が備えられており、配管内の水の量を調整している。さらに、給湯配管７７ａには給湯ハイリミットスイッチ９９が備えられている。ハイリミットスイッチ９９は、燃焼室５７の温度が異常に高くなった場合に作動し、給湯器５０の電気回路を遮断する。給湯配管７７ｂにはまた水制御弁１０１が備えられ、給湯配管７７から供給される温水の圧力を制御する。
【００１２】
次に、暖房系統５３について説明する。
暖房系統５３の燃焼室６５内には、一次熱交換器６７、二次熱交換器６９、バーナ７１等が備えられている。暖房系統５３は、燃焼室６５から暖房装置１０３へ往く往き配管１０５と、暖房装置１０３から燃焼室６５へ戻る戻り配管１０７とを有する。各暖房装置１０３への往き配管１０５及び戻り配管１０７はヘッダ１０９から分岐している。往き配管１０５と戻り配管１０７は、暖房装置１０３と燃焼室６５間の循環管路を構成しており、循環管路内に設けられたポンプ１１１により管路内の水が循環する。
【００１３】
戻り配管１０７は、燃焼室６５内の二次熱交換器６９を通過し、燃焼室６５を出て、一次シスターン１１３に貯留される。そしてシスターン１１３から出て、ポンプ１１１の下流で高温往き配管１０５Ｈと低温往き配管１０５Ｌに分岐している。高温往き配管１０５Ｈはその後再度燃焼室６５内の一次熱交換器６７を通過して暖房装置に接続し、低温往き配管１０５Ｌはそのまま暖房装置に接続する。
【００１４】
シスターン１１３にはこの例では３本の電極からなる水位センサ１１５が備えられている。また、シスターン１１３には主給湯系統５１の給水配管７５から分岐した水補給水管１１７と、末端が外部に開いた排水管１１９が接続している。水補給水管１１７には補給水電磁弁１１８が設けられている。そして、水位センサ１１５で検知されたシスターン１１３の水位が高水位に達すると、排水管１１９から排水される。また、低水位まで下がると、補給水電磁弁１１８が開かれて給水配管７５から水補給水管１１７を通って水が補給される。このように、シスターン１１３内の水位は所定範囲内に維持される。
【００１５】
燃焼室６５内では、順に、バーナ７１、一次熱交換器６７、二次熱交換器６９が、燃焼ガスの流れ方向に並ぶように配置されている。燃焼室６５内の二次熱交換器６９の下方には、受け皿１２１が取り付けられている。この受け皿１２１はドレイン配管１２３を介してドレイン受け８３に連通している。
【００１６】
一次熱交換器５７と二次熱交換器５９による潜熱回収作用は、給湯系統の潜熱回収作用と同様である。
【００１７】
高温往き配管１０５Ｈと低温往き配管１０５Ｌは、低温逆止弁１２５を備えたバイパス管１２７で接続している。二次熱交換器出側の配管１０７ａ、一次熱交換器出側の高温往き配管１０５Ｈ、バイパス管下流の低温往き配管１０５Ｌにはサーミスタ１２９が備えられている。これらのサーミスタ１２９は各配管内の水の温度を検知する。これらの温度から往き配管１０５から供給される温水の温度が適宜な温度となるように、バーナ７１の燃焼度合い等を制御する。
【００１８】
さらに、一次熱交換器出側の高温往き配管１０５Ｈには給湯ハイリミットスイッチ１３１が備えられている。ハイリミットスイッチ１３１は、燃焼室６５内の温度が以上に高くなった場合に作動し、給湯器５０の電気回路を遮断する。
【００１９】
また、戻り配管１０７と高温往き配管１０５Ｈ間には、熱動弁１３３を備えたバイパス管１３５が接続している。このバイパス管１３５は、凍結防止運転時に、燃焼部を作動させずに水を循環させるためのものである。このバイパス管１３５は、風呂追い焚き系統５５と水−水熱交換器７３を形成している。
【００２０】
次に、風呂追い焚き系統５５について説明する。
風呂追い焚き系統５５は、給湯器５０から風呂１３７への往き配管１３９と風呂１３７からの戻り配管１４１を有する。往き配管１３９と戻り配管１４１は、風呂１３７と給湯器５０間の循環管路を構成しており、循環管路内に設けられたポンプ１４３により水が循環する。
【００２１】
循環管路には主給湯系統５１の給湯配管７７から分岐した注湯管１４５と、給水配管７５から分岐した注水管１４７が合流した給湯管１５１が、往き戻り切替弁１５３を介して接続している。注湯配管１４５には逆止弁１５５、注湯電磁弁１５７が備えられている。注水管１４７にはバキュームブレーカ１５６と注水電磁弁１６１が備えられている。バキュームブレーカ１５６と逆止弁１５５は、断水等で給水圧が負圧になった場合に作動して、循環管路の水が逆流することを防ぐ。注水電磁弁１６１、注湯電磁弁１５７は風呂給湯系統５５への水又は温水の供給をオンオフする。
【００２２】
給湯管１５１には注湯量センサ１６３と逆止弁１６５が備えられている。注湯量センサ１６３は、給湯管１５１から風呂１３７へ供給される温水の量を検知する。逆止弁１５５は、循環管路の水の逆流を防ぐ。
【００２３】
給湯管１５１と循環管路の合流点の上流には水位センサ１６７と、水流スイッチ１６９を備えたポンプ１４３が備えられている。水位センサ１６７は、風呂戻り配管１４１から循環管路へ供給される温水の量を検知する。ポンプ１４３には過圧防止安全装置１７１が備えられ、循環水の温度変化に伴う循環管路内の水圧を制御している。水流スイッチ１６９は循環管路内の循環水の流れ方向を検知して循環水の逆流を防ぐ。
戻り配管１４１には、サーミスタ１７３が備えられている。
【００２４】
往き配管１３９の一部は、上述のように暖房系統５３と水−水熱交換器７３を形成している。この水−水熱交換器７３で循環管路内の水が、暖房系統の温水と熱交換する。
【００２５】
給湯器５０の本体内には複数の温度ヒューズ１７７が備えられており、機器内部の温度が以上に高くなった場合に作動して給湯器５０の電気回路を遮断する。また、上述のサーミスタで検知されて温度信号は本体内に設けられた電装基板１７９に入力されて、各弁、ファン等の制御が行われる。電装基板１７９は浴室リモコンや台所リモコンに接続しており、各部の操作や温度設定をリモコン操作で行うことができる。
【００２６】
【発明が解決しようとする課題】
従来の潜熱回収型給湯器は、上述のように、水蒸気の凝縮によって発生した凝縮水（ドレイン）を排水するための排水管８７、１１９が設けられている。そしてこれらの排水管を排水場所まで引く必要がある。ところが、例えば近年の集合住宅のように、片側が廊下に面するパイプシャフト内に給湯器を設置するような場合には、給湯器の近傍に排水設備が存在しないため、ドレイン排出用の配管工事を行うのは非常に手間がかかる。
【００２７】
本発明は上記の問題点に鑑みてなされたものであって、ドレイン排水の配管工事が不要な潜熱回収型給湯器を提供することを目的とする。
【００２８】
【課題を解決するための手段】
本発明の潜熱回収型給湯器は、  給湯器本体と、該本体から暖房装置に温水を供給する循環管路を有する暖房系統と、を備え、  前記給湯器本体が、  ガスバーナと、  該バーナの燃焼排ガス中の水蒸気の潜熱によって水を加熱する潜熱回収熱交換器と、  該熱交換器で生じる凝縮水を含むドレインを受けるドレイン受けと、  該ドレイン受けに溜まったドレインを前記暖房系統の循環管路に送るドレイン送出系統と、を備え、 前記ドレイン受けが、前記暖房系統のシスターンであり、  前記暖房系統に、開閉機構を備えた端末が設けられており、  前記シスターンに水位センサが付設され、該水位センサで検知された水位が所定の水位に達すると前記開閉機構を開いて前記端末から前記暖房系統内の排水を行うことを特徴とする。
ドレインを暖房系統の循環管路に送出するため、給湯器本体から排水場所までドレインを送る排水設備が不要になる。
【００２９】
本発明においては、  前記ドレイン受けを、前記暖房系統のシスターンと兼用させれば、新たにドレイン受けを設ける必要がない。
【００３０】
本発明においては、  前記シスターンに中和剤が封入されている、もしくは、中和剤注入手段が付設されている、もしくは、  前記シスターンに水道水注入手段が付設されていることが好ましい。
ドレイン排水を中和してＰＨを低下させることができる。または、  前記ドレイン受けに水道水補給手段を付設すれば、ドレインを水道水で中和させることができる。ここで、水道水注入手段は、シスターンの水補給手段と兼用できる。
【００３１】
本発明においては、  前記暖房系統に、開閉機構を備えた端末が設けられており、  前記シスターンに水位センサが付設され、該水位センサで検知された水位が所定の水位に達すると前記開閉機構を開いて前記端末から前記暖房系統水の排水を行うことが好ましい。
ドレインの注入によりシスターンの水位が上昇した場合、暖房系統中の端末から暖房系統をパージすることでシスターンの水位を一定に保つことができる。なお、端末は台所のシンクや洗濯機の防水パン等の排水設備の既に備わっている部分とすれば、ドレイン排水のための新たな設備は不要である。
【００３２】
本発明においては、  さらに、前記暖房系統と風呂循環水との水−水熱交換器を備えることとすれば、風呂の追い焚きも行うことができる。
【００３３】
以下、図面を参照しつつ説明する。
図１は、本発明の第１の実施の形態に係る潜熱回収型給湯器の本体の構成と主たる配管の系統を模式的に説明する図である。
この給湯器１０は、ドレイン受けの構造やドレイン受け近傍の配管、またシスターン近傍の配管と暖房装置往き配管が、図３の給湯器と異なるのみで、他の部分は図３の給湯器と同じ構造・作用である。そこで、以下では異なる部分を中心に説明する。
【００３４】
この給湯器１０においては、ドレイン受け８３及びシスターン１１３に従来の排水管が設けられていない。そして、ドレイン受け８３から延びた排水管１１が暖房系統のシスターン１１３の出側の戻り管路１０７ｂに接続している。この排水管１１には、排水電磁弁１３が備えられている。
【００３５】
また、暖房系統５３において、戻り管路１０７のヘッダ１０９の上流で端末排水管１５が分岐している。端末排水管１５には電磁弁１７が設けられており、末端は開放されている。ここで、末端は排水が容易な台所のシンクや洗濯機の防水パン等につながっている。このような場所には、近傍の暖房系統から簡単に排水管を引くことができる。
【００３６】
ドレイン受け８３には、水位センサ（図示されず）が設けられており、ドレイン受け８３内のドレイン水の水位を検知する。ドレイン受け８３には、中和剤として炭酸カルシウム（固体）を封入しておいてもよい。
【００３７】
ドレイン受け８３内のドレイン水の水位が所定の水位に達すると、排水管１１の排水電磁弁１３を開き、ドレインを暖房系統の戻り管路１０７に排水する。戻り管路１０７に入ったドレイン水はシスターン１１３に送られ、暖房系統内を循環する。ここで、ドレイン水は、暖房系統内を循環している水で薄められるため、配管等の腐食を防ぐことができる。また、シスターン１１３には水補給水管１１７が接続しており、シスターン１１３内のドレインは適宜な量の水道水と混合されて、アルカリ性を緩和できる。また、シスターン１１３に中和剤として炭酸カルシウムが封入されていてもよい。
【００３８】
ドレイン水の合流により暖房系統内の水量が増えて、シスターン１１３の水位が高水位に達すると、暖房戻り管路１０７から分岐した端末排水管１５に設けられた電磁弁１７を開いて、水位が所定値に下がるまで、端末排水管１５から暖房系統内の水をシンクや防水パン等に排水する。
【００３９】
このような構成により、ドレイン水やシスターンのオーバーフローを、給湯器から排水場所まで延びる長い排水管を設けずに排水することができる。
【００４０】
図２は、本発明の第２の実施の形態に係る潜熱回収型給湯器の本体の構成と主たる配管の系統を模式的に示す図である。
この給湯器３０は、ドレイン受けの構造やドレイン受け近傍の配管、またシスターン近傍の配と暖房装置往き配管が、図１の給湯器と異なるのみで、他の部分は図１の給湯器と同じ構造・作用である。
【００４１】
この給湯器３０は、ドレイン受けが設けられておらず、また、シスターン１１３に排水管が設けられていない。そして、ドレイン受け皿７９、１２１から延びたドレイン管８１、１２３が直接シスターン１１３に接続している。また、暖房系統５３において、戻り管路１０７のヘッダ１０９の上流から端末排水管１５が分岐している。端末排水管１５には電磁弁１７が設けられており、末端は開放されている。ここで、末端は排水が容易な台所のシンクや洗濯機の防水パン等につながっている。このような場所には、近傍の暖房系統から簡単に排水管を引くことができる。
【００４２】
このような構成により、受け皿７９、１２１に溜まったドレインはシスターン１１３に貯留される。シスターン１１３の水位が高水位に達すると、暖房戻り管路１０７から分岐した端末排水管１５に設けられた電磁弁１７を開いて、水位が所定値に下がるまで、端末排水管１５から暖房系統内の水をシンクや防水パン等に排水する。
【００４３】
【発明の効果】
以上の発明から明らかなように、本発明によれば、ドレイン受けに溜まったドレインを暖房系統へ送出するため、ドレイン排水用の配管工事が不要な潜熱回収型給湯器を提供することができる。また、ドレイン受けをシスターンと兼用すれば部品を共通化することができ、コンパクト化及びコストダウンできる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る潜熱回収型給湯器の本体の構成と主たる配管の系統を模式的に示す図である。
【図２】本発明の第２の実施の形態に係る潜熱回収型給湯器の本体の構成と主たる配管の系統を模式的に示す図である。
【図３】従来の代表的な潜熱回収型給湯器の本体の構成と主たる配管の系統を模式的に示す図である。
【符号の説明】
１０、３０  給湯器                １１  排水管
１３  排水電磁弁                  １５  端末排水管
１７  電磁弁                      ７９、１２１  受け皿
８１、１２３  ドレイン管
【図１】
0003916438.tif 000002
【図２】
0003916438.tif 000003
【図３】
0003916438.tif 000004