(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
給水の通る給湯流路と少なくとも１つの他系統の流路とが１つの熱交換器を通る一缶多水路型給湯機において、
前記熱交換器を加熱するためのバーナーと、前記バーナーの燃焼量を制御する燃焼制御手段と、前記給湯流路内の湯温を検知する湯温検知手段と、前記バーナーへの給気量を制御する給気量制御手段とを備え、
前記燃焼制御手段は、前記給湯流路側に通水の無い状態で前記他系統の流路内を流れる流体を加熱する他系統単独加熱運転を行うとき、前記給湯流路内に滞留する水が沸騰しないように前記湯温検知手段の検知する湯温に基づいて前記バーナーの燃焼をオンオフ制御し、
前記給気量制御手段は、前記他系統単独加熱運転中に前記バーナーを燃焼させるときの空気比を前記給湯流路側に通水のある状態で前記バーナーを燃焼させる際の空気比よりも大きくして、前記バーナーのオン中における燃焼量に対する前記他系統の流路側の吸熱比率である効率を低下させるとともに、燃焼のオン時間と燃焼のオフ時間との和で燃焼のオン時間を除した燃焼オン時間の比率を上昇させることにより、単位時間当たりの前記他系統の流路側の吸熱量を増大させることを特徴とする一缶多水路型給湯機。
【請求項２】
給水の通る給湯流路と少なくとも１つの他系統の流路とが１つの熱交換器を通る一缶多水路型給湯機において、
前記熱交換器を加熱するためのバーナーと、前記バーナーの燃焼量を制御する燃焼制御手段と、前記給湯流路内の湯温を検知する湯温検知手段と、前記バーナーへの給気量を制御する給気量制御手段とを備え、
前記燃焼制御手段は、前記給湯流路側に通水の無い状態で前記他系統の流路内を流れる流体を加熱する他系統単独加熱運転を行うとき、前記給湯流路内に滞留する水が沸騰しないように前記湯温検知手段の検知する湯温に基づいて前記バーナーの燃焼をオンオフ制御し、
前記給気量制御手段は、前記他系統単独加熱運転中に前記バーナーに供給される給気量を前記バーナーの燃焼中よりも非燃焼中に多くするとともに、前記他系統単独加熱運転中に前記バーナーを燃焼させるときの空気比を前記給湯流路側に通水のある状態で前記バーナーを燃焼させる際の空気比よりも大きくして、前記バーナーのオン中における燃焼量に対する前記他系統の流路側の吸熱比率である効率を低下させるとともに、燃焼のオン時間と燃焼のオフ時間との和で燃焼のオン時間を除した燃焼オン時間の比率を上昇させることにより、単位時間当たりの前記他系統の流路側の吸熱量を増大させることを特徴とする一缶多水路型給湯機。
【請求項３】
前記バーナーからの排気を吸い出すことによって前記バーナーへの給気を行うことを特徴とする請求項１または２記載の一缶多水路型給湯機。
【請求項４】
前記バーナーの排気側に当該バーナーからの排気を吸い出す燃焼ファンを設け、前記給気量制御手段は、前記他系統単独加熱運転中において前記燃焼ファンを一定の回転数で駆動することを特徴とする請求項１、２または３記載の一缶多水路型給湯機。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、給水の通る給湯流路と少なくとも１つの他系統の流路とが１つの熱交換器を通る一缶多水路型給湯機に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の一缶二水路型給湯機は、図１０に示すように、浴槽７０２内の湯を追い焚きするための追い焚き流路７０３と給湯流路７０１とがフィンを共通にする１つの熱交換器７０４を通っており、これら２つの流路内の水を１つのバーナー７０５で加熱するようになっている。
【０００３】
このような一缶二水路型給湯機では、バーナー７０５を燃焼させると、給湯流路７０１と他系統の流路である追い焚き流路７０３とが同時に加熱されるので、追い焚き運転時に給湯流路７０１内に滞留している水が部分沸騰しないように種々の配慮がなされている。たとえば、図１１に示すように、追い焚き流路７０３が給湯流路７０１によって上下から挟み込まれるように各流路を配置し、追い焚き時に給湯流路７０１の熱を追い焚き流路７０３に伝えることで給湯流路７０１内の水の沸騰を防止したり、フィン７０６の形状に工夫を加えることで給湯流路７０１内における部分沸騰の低減を図っていた。
【０００４】
また、給湯流路７０１内で最も温度上昇の激しい箇所に湯温センサを設け、当該箇所の湯温が所定値以上になると燃焼面の切り替えることで、できる限りバーナーを連続燃焼させたり、湯温センサによって検出される給湯流路７０１内の湯温に基づいてバーナーをオンオフ制御する等の対策により、給湯流路７０１内での沸騰を防止しつつ追い焚きに要する時間の短縮を図っていた。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、熱交換器の形状や単にバーナーの燃焼をオンオフ制御することによって給湯流路側の部分沸騰を抑えるものでは、追い焚き流路側に与える平均の加熱量を十分に高めることができないので、追い焚き所要時間をより一層短縮することが望まれていた。
【０００６】
本発明は、このような従来の技術が有する問題点に着目してなされたもので、給湯流路に通水の無い状態で追い焚き流路など他系統の流路側を加熱する際に、給湯流路内での沸騰を抑えつつ他系統の流路への平均加熱量を高めることのできる一缶多水路型給湯機を提供することを目的としている。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
かかる目的を達成するための本発明の要旨とするところは、次の各項の発明に存する。
［１］給水の通る給湯流路（２０）と少なくとも１つの他系統の流路（４０）とが１つの熱交換器（１１）を通る一缶多水路型給湯機において、
前記熱交換器（１１）を加熱するためのバーナー（１２）と、前記バーナー（１２）の燃焼量を制御する燃焼制御手段（８１）と、前記給湯流路（２０）内の湯温を検知する湯温検知手段（２６）と、前記バーナー（１２）への給気量を制御する給気量制御手段（８２）とを備え、
前記燃焼制御手段（８１）は、前記給湯流路（２０）側に通水の無い状態で前記他系統の流路（４０）内を流れる流体を加熱する他系統単独加熱運転を行うとき、前記給湯流路（２０）内に滞留する水が沸騰しないように前記湯温検知手段（２６）の検知する湯温に基づいて前記バーナー（１２）の燃焼をオンオフ制御し、
前記給気量制御手段（８２）は、前記他系統単独加熱運転中に前記バーナー（１２）を燃焼させるときの空気比を前記給湯流路（２０）側に通水のある状態で前記バーナー（１２）を燃焼させる際の空気比よりも大きくして、前記バーナー（１２）のオン中における燃焼量に対する前記他系統の流路（４０）側の吸熱比率である効率を低下させるとともに、燃焼のオン時間と燃焼のオフ時間との和で燃焼のオン時間を除した燃焼オン時間の比率を上昇させることにより、単位時間当たりの前記他系統の流路（４０）側の吸熱量を増大させることを特徴とする一缶多水路型給湯機。
【０００９】
［２］給水の通る給湯流路（２０）と少なくとも１つの他系統の流路（４０）とが１つの熱交換器（１１）を通る一缶多水路型給湯機において、
前記熱交換器（１１）を加熱するためのバーナー（１２）と、前記バーナー（１２）の燃焼量を制御する燃焼制御手段（８１）と、前記給湯流路（２０）内の湯温を検知する湯温検知手段（２６）と、前記バーナー（１２）への給気量を制御する給気量制御手段（８２）とを備え、
前記燃焼制御手段（８１）は、前記給湯流路（２０）側に通水の無い状態で前記他系統の流路（４０）内を流れる流体を加熱する他系統単独加熱運転を行うとき、前記給湯流路（２０）内に滞留する水が沸騰しないように前記湯温検知手段（２６）の検知する湯温に基づいて前記バーナー（１２）の燃焼をオンオフ制御し、
前記給気量制御手段（８２）は、前記他系統単独加熱運転中に前記バーナー（１２）に供給される給気量を前記バーナー（１２）の燃焼中よりも非燃焼中に多くするとともに、前記他系統単独加熱運転中に前記バーナー（１２）を燃焼させるときの空気比を前記給湯流路（２０）側に通水のある状態で前記バーナー（１２）を燃焼させる際の空気比よりも大きくして、前記バーナー（１２）のオン中における燃焼量に対する前記他系統の流路（４０）側の吸熱比率である効率を低下させるとともに、燃焼のオン時間と燃焼のオフ時間との和で燃焼のオン時間を除した燃焼オン時間の比率を上昇させることにより、単位時間当たりの前記他系統の流路（４０）側の吸熱量を増大させることを特徴とする一缶多水路型給湯機。
【００１０】
［３］前記バーナー（１２）からの排気を吸い出すことによって前記バーナー（１２）への給気を行うことを特徴とする［１］または［２］記載の一缶多水路型給湯機。
【００１１】
［４］前記バーナー（１２）の排気側に当該バーナー（１２）からの排気を吸い出す燃焼ファン（１７）を設け、前記給気量制御手段（８２）は、前記他系統単独加熱運転中において前記燃焼ファン（１７）を一定の回転数で駆動することを特徴とする［１］、［２］または［３］記載の一缶多水路型給湯機。
【００１２】
前記本発明は次のように作用する。
バーナー（１２）の燃焼量を制御する燃焼制御手段（８１）は、給湯流路（２０）側に通水の無い状態で他系統の流路（４０）内を流れる流体を加熱する他系統単独加熱運転を行うとき、給湯流路（２０）内に滞留する水が沸騰しないように湯温検知手段（２６）の検知する湯温に基づいてバーナー（１２）の燃焼をオンオフ制御する。すなわち、給湯流路（２０）内の湯温が所定の燃焼オフ温度（たとえば８５℃）に達したときバーナー（１２）の燃焼をオフし、湯温が燃焼オン温度（たとえば８４℃）まで低下した際に再びバーナー（１２）を点火するようにバーナー（１２）の燃焼をオンオフ制御する。給気量制御手段（８２）は、他系統単独加熱運転中にバーナー（１２）に供給される給気量をバーナー（１２）の燃焼中よりも非燃焼中に多くするように制御する。
【００１３】
このように、バーナー（１２）の非燃焼中における給気量を多くすることで、熱交換器（１１）の缶体部分の冷却がバーナー（１２）の非燃焼中に促進され、主として次回のバーナーオン時間が長くなる。その結果、他系統単独加熱運転中のオンオフ制御におけるバーナーオン時間の比率が高まり、単位時間当たりの他系統の流路（４０）側の吸熱量、すなわち、平均加熱量（アウトプット）が増大する。なお平均加熱量とは、バーナー（１２）をオンオフ制御する際の燃焼オフ期間も含めた平均の加熱量である。
【００１４】
また、給気量制御手段（８２）は、他系統単独加熱運転中にバーナー（１２）を燃焼させるときの空気比を給湯流路（２０）側に通水のある状態でバーナー（１２）を燃焼させる際の空気比よりも大きくする。これにより、バーナー（１２）のオン中における燃焼量に対する他系統の流路（４０）側の吸熱量の比率である効率は低下するがバーナーオン時間の比率が高まり、結果的に、他系統の流路（４０）側への平均加熱量が増大する。
【００１５】
さらに、他系統単独加熱運転時の燃焼中における空気比を高めることと、非燃焼中の給気量を増大させることとを併用することにより、給湯流路（２０）内での沸騰を抑えつつ、他系統の流路（４０）側への平均加熱量をより一層増大させることができる。
【００１６】
なお、バーナー（１２）からの排気を吸い出すことによってバーナー（１２）への給気を行うようにすれば、たとえば、他系統単独加熱運転中において燃焼ファン（１７）を一定の回転数で駆動することで、非燃焼時における給気量を燃焼中よりも自動的に高めることができる。すなわち燃焼中はバーナー（１２）による加熱によって空気の体積が増大するので、燃焼ファン（１７）による排気量が同一であっても、給気量は燃焼中よりも非燃焼中の方が増大することになる。このように、排気を吸い出すことで給気することによって、押し込み式の場合に比べて、ファンの回転数制御の簡略化を図ることができる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、図面に基づき本発明の一実施の形態を説明する。
各図は本発明の一実施の形態を示している。
図１に示すように、本実施の形態にかかる一缶二水路型給湯機１０は、給水を加熱するための給湯流路２０と、浴槽６０内の湯を追い焚きするための追い焚き流路４０の双方が通る熱交換器１１と、当該熱交換器１１を加熱するためのバーナー１２とを備えている。当該バーナー１２には、燃焼ガスの供給路であるガス供給管１３が接続されており、ガス供給管１３の途中には、燃焼ガスの供給量を調整するためのガス量調整弁１４（比例弁）が取り付けられている。
【００１８】
給湯流路２０は、熱交換器１１のフィンプレートから受熱する配管部分である給湯系受熱管２１と、給湯系受熱管２１の入口部に通じ、給水の流れ込み側となる給水管２２と、給湯系受熱管２１の出口部から延びる給湯管２３とから構成されている。給水管２２には、流入する給水の温度（入水温度）を検知するための入水サーミスタ２４と、通水量を検知するための流量センサー２５が設けられている。
【００１９】
また、給湯系受熱管２１のうち、熱交換器１１の外部で折り返すＵベンド部には、当該部分における水温を検知する水管サーミスタ２６が設けてある。給湯系受熱管２１の出口部近傍には、給湯系受熱管２１で加熱された後の水温（熱交内水温）を検知する熱交サーミスタ２７が配置されている。
【００２０】
給湯管２３のうち熱交サーミスタ２７よりも下流側の所定箇所と給水管２２のうち流量センサー２５より上流側の所定箇所との間は、熱交換器１１を介さずに給水を給湯管２３へ送り込むためのバイパス通路２８によって接続されている。また、当該バイパス通路２８の途中には、熱交換器１１を迂回させる給水の流量を調整するためのバイパス流量制御弁２８ａが設けられている。
【００２１】
給湯管２３には、バイパス通路２８との接続位置よりも下流側の箇所に、熱交換器１１で加熱された湯とバイパス通路２８を通じて熱交換器１１を迂回した給水とがミキシングされた後の水温（出湯温度）を検知するための出湯サーミスタ２９が配置されている。また給湯管２３には、バイパス通路２８との接続位置よりも上流側の箇所に出湯量を調整するための流量制御弁３０が設けられている。
【００２２】
他系統の流路としての追い焚き流路４０は、熱交換器１１のフィンプレートから受熱する配管部分である追い焚き系受熱管４１と、追い焚き系受熱管４１の一端部（追い焚き循環時における入口側）と浴槽６０との間を接続する追い焚き戻り管４２と、追い焚き系受熱管４１の他端部と浴槽６０との間を接続する追い焚き往き管４３とから構成されている。追い焚き戻り管４２の途中には、浴槽６０内の湯を追い焚き系受熱管４１に向けて送る循環ポンプ４４と、循環する水の温度を検出する風呂サーミスタ４５と、循環ポンプ４４を回した際に追い焚き戻り管４２内を水が流れるか否かを検知する流水スイッチ４６とが設けられている。
【００２３】
追い焚き戻り管４２のうち循環ポンプ４４よりも追い焚き系受熱管４１側の所定箇所と給湯管２３のうち出湯サーミスタ２９よりも下流側の所定箇所との間は、給湯管２３内の水を追い焚き流路４０に送り込むための連絡路５０によって接続されている。また、連絡路５０の途中には、給湯管２３からの水を追い焚き戻り管４２に流すか否かを切り替えるための切替弁５１が設けられている。切替弁５１を開くことにより、給湯流路２０側で加熱された湯を浴槽６０へ注ぎ込むことが可能になっている。
【００２４】
図２は、熱交換器１１の有するフィンの形状を示している。フィン７０の下部は、二手に分かれており、最下部に給湯系受熱管２１を通す穴７１が、その上に追い焚き系受熱管４１を通す穴７２がさらにその上に給湯系受熱管２１を通す穴７３が開設されている。穴７２を通る追い焚き系受熱管４１は、上下から給湯系受熱管２１によって挟まれることになる。またフィン７０の上部には、給湯系受熱管２１の通る穴７４と追い焚き系受熱管４１の通る穴７５が開設されている。穴７２および穴７５を通る追い焚き系受熱管４１は、主としてそれぞれの直ぐ下方に配置された給湯系受熱管２１からの伝熱によって加熱される。
【００２５】
図１に示すように、排気通路内には、燃焼ファン１７が配置されており、バーナー１２への給気および排気の排出は、当該燃焼ファン１７によって排気側から空気を吸い出すことによって行うようになっている。
【００２６】
一缶二水路型給湯機１０は、給湯動作、注湯動作、追い焚き動作など各種の動作を制御するための制御部８０を備えている。制御部８０には、出湯温度の設定や、風呂の追い焚き指示等を受け付けるためのリモコン９０が接続されている。このリモコン９０は浴室等に設置されるものである。制御部８０には、ガス量調整弁１４、入水サーミスタ２４、流量センサー２５、水管サーミスタ２６、熱交サーミスタ２７、出湯サーミスタ２９、循環ポンプ４４、切替弁５１、燃焼ファン１７等の各種の制御部品やセンサ類が電気的に接続されている。
【００２７】
制御部８０は、燃焼制御手段８１と、給気量制御手段８２と、使用状態判別手段８３とを備えている。このうち、使用状態判別手段８３は、給湯のみを単独で使用する給湯単独使用の状態にあるか否か、追い焚きのみを単独で使用する追い焚き単独使用の状態にあるか、給湯と追い焚きとを同時に使用する同時使用の状態にあるかを判別する回路部分である。使用状態判別手段８３は、リモコン９０からの追い焚き指示の有無や流水スイッチ４６のオンオフ状態および内部の動作フラグ等を基にして追い焚きが動作中か否かを判別する。また流量センサー２５のオンオフを基にして給湯側を使用しているか否かを判別するようになっている。
【００２８】
燃焼制御手段８１は、バーナー１２の燃焼のオンオフ、および燃焼量（ガス量調整弁１４を通じて供給するガス量）を制御する回路部分である。燃焼制御手段８１は、追い焚き単独使用中は、水管サーミスタ２６の検知する給湯系受熱管２１内の湯温に基づいてバーナー１２の燃焼をオンオフ制御するようになっている。より具体的には、予め定めた燃焼オフ温度（ここでは、８５℃）を越えたときバーナー１２の燃焼をオフにし、水管サーミスタ２６の検知する温度が、予め定めた燃焼オン温度（ここでは、８４℃）よりも低下したときバーナー１２の燃焼をオンにすることを繰り返すようになっている。また、追い焚き単独使用中にバーナー１２を燃焼させているときの燃焼量は、予め定めた値に固定されている。
【００２９】
給気量制御手段８２は、燃焼ファン１７の回転数を制御することによってバーナー１２への給気量を制御するものである。制御部８０は、バーナー１２を燃焼させる際の空気比（具体的には、燃焼ガスの供給量に対応するガス量調整弁１４の開度と燃焼ファン１７の回転数との対応関係）を登録した燃焼制御テーブルを２種類備えている。１つは、追い焚き単独使用時に参照する追い焚き用参照テーブルであり、他の１つは追い焚き単独使用以外の使用時に参照する通常参照テーブルである。
【００３０】
図３は、二酸化炭素と一酸化炭素濃度比率と空気比との関係を示している。通常参照テーブルに従ってバーナー１２へ供給するガス量および燃焼ファン１７の回転数を制御した際には、効率が高くなるように比較的低い空気比（図中の点１０１の近傍領域１０２）で燃焼が行われる。一方、追い焚き用参照テーブルに従ってバーナー１２へ供給するガス量および燃焼ファン１７の回転数を制御した際には、ＣＯ濃度が許容範囲値１０３以下に収まる中で比較的高い空気比（図中の点１０４の近傍領域１０５）で燃焼が行われる。実際には、通常参照テーブルに従ったときは空気比が１．９に設定され、追い焚き用参照テーブルに従ったときは空気比が２．５になるように設定されている。
【００３１】
給気量制御手段８２は、追い焚き単独使用での燃焼時は、追い焚き用参照テーブルに従って燃焼ファン１７の回転数を制御し、追い焚き単独使用以外での燃焼時には、通常参照テーブルに従って燃焼ファン１７の回転数を制御するようになっている。また給気量制御手段８２は、追い焚き単独使用中は、バーナー１２のオンオフ状態にかかわらず燃焼ファン１７を一定の回転数で駆動し続けるようになっている。
【００３２】
次に作用を説明する。
図４は、一缶二水路型給湯機１０の行う動作の流れを示している。追い焚き単独使用以外での使用の場合、すなわち、給湯単独使用あるいは同時使用の場合には（ステップＳ２０１；Ｎ、ステップＳ２０２；Ｙ）、通常参照テーブルを選択し（ステップＳ２０３）、当該テーブルに従って燃焼制御を行う。すなわち、出湯サーミスタ２９の検出する出湯温度が設定温度になるようにバーナー１２の燃焼量（ガス量調整弁１４の開度）を制御するとともに（ステップＳ２０４）、通常参照テーブルを参照して現在の燃焼量に対応する回転数で燃焼ファン１７を駆動する（ステップＳ２０５）。これにより、追い焚き単独使用以外の燃焼では、空気比が略１．９になるように燃焼ファン１７の回転数が制御される。
【００３３】
現在の使用状態が追い焚き単独使用の場合には（ステップＳ２０１；Ｙ）、追い焚き用参照テーブルを選択し（ステップＳ２０６）、当該テーブルに従って燃焼ファン１７の回転数を設定する（ステップＳ２０７）。この回転数は、予め固定的に定められている追い焚き用のガス量でバーナー１２を燃焼させた際の空気比が略２．５になるように設定される。また追い焚き単独使用を行っている間、燃焼制御手段８１は、水管サーミスタ２６の検出する湯温に基づいてバーナー１２の燃焼をオンオフ制御する。
【００３４】
より具体的には、水管サーミスタ２６の検出する給湯系受熱管２１内の湯温が燃焼オフ温度（８５℃）を越えると（ステップＳ２１０；Ｙ）バーナー１２の燃焼をオフにし、水管サーミスタ２６の検出する湯温が燃焼オン温度（８４℃）以下になったとき（ステップＳ２０８；Ｙ）バーナー１２の燃焼をオンにする。
【００３５】
追い焚き単独使用中は、バーナー１２の燃焼のオンオフにかかわらず、燃焼ファン１７の回転数は先に設定した値に維持される。これにより、バーナー１２の燃焼がオフしている間の給気量が、燃焼オン中の給気量よりも増大する。すなわち、バーナー１２の燃焼中は、バーナー１２からの熱によって空気の体積が膨張するので、燃焼ファン１７の回転数（排気量）を所定値に維持して排気量を一定に保つと、バーナー１２のオンしている間に比べてバーナー１２がオフしている間の給気量が増大することになる。
【００３６】
なお、追い焚き単独使用および追い焚き単独以外の使用のいずれも行われていないときは（ステップＳ２０１；Ｎ、ステップＳ２０２；Ｎ）、バーナー１２の燃焼はオフされる（ステップＳ２１２）。また燃焼ファン１７は、バーナー１２の燃焼をオフしてから所定時間の経過後にオフされる。
【００３７】
次に、追い焚き単独使用の燃焼中に空気比を高めることで、風呂の追い焚き効率が向上することについて説明する。図５は、追い焚き単独使用中におけるバーナー１２のオンオフタイミングと、熱交換器１１の出口部における湯温と、風呂温度との関係を、空気比が１．９の場合と２．５の場合のそれぞれについて示したものである。このグラフは、給気を押し込み式で行った場合のものである。したがって、バーナー１２の燃焼がオンしているときとオフしているときの給気量は同一になっている。
【００３８】
実線１１１は、空気比が２．５の場合における熱交換器１１の出口部での湯温の変化を示し、破線１１２は、空気比が１．９の場合における熱交換器１１の出口部での湯温の変化を示している。また実線１１３は、空気比が２．５の場合におけるバーナー１２のオンオフタイミングを示しており、破線１１４は空気比が１．９の場合におけるバーナー１２のオンオフタイミングを示している。
【００３９】
図示するように空気比が１．９の場合に比べて空気比が２．５の場合には、熱交換器１１出口部における湯温の上昇が緩やかになっている。また、空気比が１．９の場合に比べて空気比が２．５の場合には、オンオフ燃焼におけるオフ時間には大差はないが、オン時間が長くなっている。すなわち、追い焚き単独使用中における燃焼オン時間の占める比率が高くなっている。たとえば、低い空気比において、オン時間／オフ時間が、２０．３秒／８．７秒であったものが、空気比を高めることによって、２９．０秒／８．０秒になっている。
【００４０】
空気比を増大させると、効率が低下し、図２に示したフィン７０に設けた穴７１を通る最下段の給湯パイプへの伝熱が抑制されるとともに燃焼オフ時における熱交換器１１の缶体部分の冷却が進み、燃焼オン時間が延びるものと思われる。
【００４１】
ところで、バーナー１２をオンオフ燃焼させた場合に、１時間当たりにおける追い焚き側の吸熱量（アウトプット）は、以下のように表すことができる。
アウトプット＝燃焼量Ｑ×効率Ｗ×燃焼オン時間の比率Ｊ
ここでは  燃焼量Ｑは、バーナー１２を連続燃焼させた際の単位時間当たりの燃料量であり、効率Ｗは、バーナー１２のオン中における燃焼量に対する追い焚き側の吸熱量の比率を示している。燃焼オン時間の比率Ｊは、オン時間／（オン時間＋オフ時間）で表される。したがって、空気比を高めることによって効率Ｗが低下しても、それ以上に燃焼オン時間の比率Ｊが上昇すれば、結果的にアウトプットが増大することになる。
【００４２】
図６は、追い焚き単独使用中におけるインプットとアウトプットと効率のそれぞれが空気比によってどのように変化するかを示したものである。なお、ここで、インプットは、バーナー１２のオン時間およびオフ時間の双方を含めた１時間当たりにおけるバーナー１２の燃焼量（供給ガス量）である。また、給気は押し込み式で行っている。図示するように、空気比が大きくなると、これに対応して効率１２１は低下するが、図５に示したようにバーナー１２の燃焼オン時間の比率が高くなるので、効率の低下以上にインプット１２２が増え、結果的に、アウトプット１２３が増大している。
【００４３】
次に、燃焼オン中の給気量よりも燃焼オフ中の給気量を増大させることにより、風呂の追い焚き効率が向上することについて説明する。図７は、追い焚き単独使用中におけるバーナー１２のオンオフタイミングと、熱交換器１１の出口部における湯温と、風呂温度との関係を、押し込み式で給気した場合と、吸い出し式で給気した場合のそれぞれについて示したものである。なお、いずれの場合にも燃焼中における空気比は１．９になっている。
【００４４】
給気側にファンを設けて、給気をバーナー１２に向けて送り込む押し込み式の場合には、バーナー１２のオンオフに係わらず、給気量は一定になる。したがって、押し込み式のグラフは、バーナー１２の燃焼のオンオフにかかわらず給気量を一定にした場合に対応し、吸い出し式のグラフは、燃焼オフ時の給気量を燃焼オン時よりも増大させた場合に対応している。
【００４５】
実線１３１は、吸い出し式の場合における熱交換器１１の出口部での湯温の変化を示し、破線１３２は、押し込み式の場合における熱交換器１１の出口部での湯温の変化を示している。また実線１３３は、吸い出し式の場合におけるバーナー１２のオンオフタイミングを示しており、破線１３４は押し込み式の場合におけるバーナー１２のオンオフタイミングを示している。
【００４６】
図示するように吸い出し式の場合には、バーナー１２の燃焼をオフした後における湯温のアンダーシュートが大きく、湯温が再び燃焼オフ温度に到達するまでの時間が長くなっている。その結果、オンオフ燃焼におけるオフ時間に大差はないが、吸い出し式の場合には燃焼オン時間が長くなる。すなわち、追い焚き単独使用中における燃焼オン時間の占める比率が高くなっている。
【００４７】
図８は、押し込み式と吸い出し式のそれぞれについてインプット、アウトプット、効率等を表したものである。オン時間／オフ時間は、押し込み式が、２９．０秒／８．０秒であるのに対して、吸い出し式では４３．０秒／９．７秒であり、オン時間の占める割合が大幅に増大している。このため、アウトプットは、押し込み式が６７３８ｋｃａｌ／ｈであるのに対して吸い出し式では７２００ｋｃａｌ／ｈまで向上している。
【００４８】
このように給気方式を吸い出し式にしてバーナー１２の燃焼オフ中における給気量を増大させることでアウトプットが増大するのは、管内の湯と熱交換器１１との熱伝導率の違いから、主として燃焼オフ中に熱交換器１１の缶体部分の冷却が進み、燃焼オン時間が長くなるからであろう。
【００４９】
図９は、インプット、アウトプットおよび効率のそれぞれについて燃焼ファン１７の回転数との関係を示している。図示するように燃焼ファン１７の回転数を高めるほど効率１４１は低下するが、燃焼オン時間の比率が延びるので、効率の低下以上にインプット１４２が増大し、結果的に燃焼ファン１７の回転数を高めるほどアウトプット１４３が増大している。このように燃焼ファン１７の回転数を高めることにより、燃焼中における空気比が増大し、また燃焼オフ中における給気量が増大することになる。
【００５０】
以上説明した実施の形態では、給気を吸い出し式で行うことによって、燃焼ファン１７の回転数を一定に保持したままで燃焼オフ時の給気量が燃焼オン時の給気量よりも増大するようにしたが、燃焼ファン１７の回転数を積極的に制御することによって燃焼オフ時の給気量をより増大させるようにしてもよい。また押し込み式で給気を行う場合には、燃焼オフ時の回転数を燃焼オン時よりも高める制御を行うことになる。
【００５１】
さらに実施の形態では、追い焚き単独使用中における空気比を２．５に増大させたが、空気比の値はこれに限らず、３ないし４まで増大させるようにしてもよい。
【００５２】
また実施の形態では一缶二水路型の給湯と追い焚きの例を示したが、これに限定されず、給湯と他の流路、たとえば、暖房でもかまわない。したがって、給湯と追い焚きと暖房の各流路を共通の熱交換器で加熱する一缶多水路型給湯機でも本願は有効である。なお、バーナーへ供給する燃料はガス以外に石油等であってもかまわない。また、石油等ではガンタイプバーナーのようなバーナーレスタイプなどでもよい。
【００５４】
【発明の効果】
本発明にかかる一缶多水路型給湯機によれば、他系統単独加熱運転中にバーナーを燃焼させるときの空気比を給湯流路側に通水のある状態でバーナーを燃焼させる際の空気比よりも大きくしたものでは、効率の低下以上にバーナーオン時間の比率が高まってインプットが増加するので、結果的に、他系統の流路側の単位時間当たりの吸熱量、すなわち、他系統の流路側への平均加熱量（アウトプット）の増大を図ることができる。これにより、たとえば、給湯流路に通水の無い状態で風呂の追い焚きをする際に、給湯流路内での沸騰を抑えつつ、追い焚き所要時間の短縮を図ることができる。
【００５５】
さらに、バーナーへの給排気を吸い出し式で行うものでは、たとえば、他系統単独加熱運転中において吸出ファンを一定の回転数で駆動することにより、非燃焼時における給気量を燃焼中よりも自動的に高めることができ、ファンの回転数制御の簡略化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態に係る一缶二水路型給湯機の概略構成を示すブロック図である。
【図２】本発明の一実施の形態に係る一缶二水路型給湯機の有する熱交換器のフィン形状を示す正面図である。
【図３】空気比と一酸化炭素濃度との関係を示す説明図である。
【図４】本発明の一実施の形態に係る一缶二水路型給湯機の行う動作の流れを示す流れ図である。
【図５】追い焚き単独使用中におけるバーナーのオンオフタイミングと、熱交換器の出口部における湯温と、風呂温度との関係を、空気比が１．９の場合と２．５の場合のそれぞれについて示した説明図である。
【図６】追い焚き単独使用中におけるインプットとアウトプットと効率のそれぞれと空気比との関係を示す説明図である。
【図７】追い焚き単独使用中におけるバーナーのオンオフタイミングと、熱交換器の出口部における湯温と、風呂温度との関係を、押し込み式で給気した場合と、吸い出し式で給気した場合のそれぞれについて示した説明図である。
【図８】押し込み式と吸い出し式のそれぞれについてインプット、アウトプット、効率等を示した説明図である。
【図９】インプット、アウトプットおよび効率のそれぞれについて燃焼ファンの回転数との相互関係を示す説明図である。
【図１０】従来から使用されている一缶二水路型給湯機の構成を示すブロック図である。
【図１１】従来から使用されている一缶二水路型給湯機の熱交換器のフィン形状の一例を示す説明図である。
【符号の説明】
１０…一缶二水路型給湯機
１１…熱交換器
１２…バーナー
１４…ガス量調整弁
１７…燃焼ファン
２０…給湯流路
２１…給湯系受熱管
２６…水管サーミスタ
２９…出湯サーミスタ
４０…追い焚き流路
４１…追い焚き系受熱管
７０…フィン
８０…制御部
８１…燃焼制御手段
８２…給気量制御手段
８３…使用状態判別手段
【図１】
0003872901.tif 000002
【図２】
0003872901.tif 000003
【図３】
0003872901.tif 000004
【図４】
0003872901.tif 000005
【図５】
0003872901.tif 000006
【図６】
0003872901.tif 000007
【図７】
0003872901.tif 000008
【図８】
0003872901.tif 000009
【図９】
0003872901.tif 000010
【図１０】
0003872901.tif 000011
【図１１】
0003872901.tif 000012