(57)【要約】【課題】  暖房端末へ送る循環液の熱ロスを低減させる熱源装置を提供する。【解決手段】  気液分離タンク１７を含む循環回路１５の一部の暖房往き流路１４を排気経路６内に設置したことで、暖房運転時にバーナ４での燃焼で発生し熱交換器５で熱交換した後の高温の燃焼ガスにより気液分離タンク１７の周囲の温度が高まることから、気液分離タンク１７内の循環液の放熱量を減少させて循環液の温度低下を抑制することができるため、暖房端末１２へ送る循環液の熱ロスを低減させて熱効率を向上させることができる。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
器具本体と、該器具本体内に設置され燃料を燃焼させるバーナと、該バーナの燃焼によって発生した燃焼ガスと熱交換して循環液を加熱する熱交換器と、該熱交換器で熱交換した後の燃焼ガスを前記器具本体外へ排出する排気経路と、
暖房端末と、該暖房端末と前記熱交換器とを接続し循環液が流動する循環回路と、該循環回路の途中に設置され循環液を流動させる循環ポンプと、前記循環回路の途中に設置され循環液と気体とを分離する気液分離タンクとを備え、
前記排気経路内に前記気液分離タンクを設置したことを特徴とした熱源装置。
【請求項２】
器具本体内と、該器具本体内に設置され燃料を燃焼させるバーナと、該バーナの燃焼により発生した燃焼ガスの顕熱を回収して循環液を加熱する一次熱交換器と、該一次熱交換器を通過した後の燃焼ガスから顕熱または潜熱を回収して循環液を加熱する二次熱交換器と、該二次熱交換器内に配置され循環液が流動する配管部と、
暖房端末と、該暖房端末から流出した循環液が前記一次熱交換器及び前記二次熱交換器を介して再度前記暖房端末へ流入するように接続した循環回路と、該循環回路の途中に設置され循環液を流動させる循環ポンプと、前記循環回路の途中に設置され循環液と気体とを分離する気液分離タンクとを備え、
前記二次熱交換器内に配置された前記配管部の途中に前記気液分離タンクを設置したことを特徴とした熱源装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、床暖パネル等の暖房端末へバーナで加熱した循環液を流動させて暖房を行う熱源装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種のものでは図４に示すように、１０１は器具本体、１０２は器具本体１０１内に設置され燃料を燃焼させて燃焼ガスを発生させるバーナ、１０３はバーナ１０２で発生した燃焼ガスと熱交換して管内の循環液が加熱される熱交換器、１０４は熱交換器１０３で熱交換した後の燃焼ガスを器具本体１外へ排出する排気経路、１０５は床暖房パネル等で構成される暖房端末、１０６は熱交換器１０３と暖房端末１０５とを配管で接続する循環回路、１０７は循環回路１０６の途中に設置され配管内の循環液を循環させる循環ポンプ、１０８は循環回路１０６の途中に設置され循環液と気体とを分離する気液分離タンク、１０９は各種指示操作が可能なリモコン、１１０はリモコン１０９上にあり暖房端末１０５での暖房運転を開始させる運転スイッチ、１１１は運転スイッチ１１０が操作されたらバーナ１０２での燃焼を開始させると共に循環ポンプ１０７を駆動させ、暖房端末１０５による暖房運転を実施する制御部とを備え、制御部１１１は、リモコン１０９の運転スイッチ１１０が操作され暖房端末１０５での暖房要求が指示されたと判断したら、バーナ１０２での燃焼を開始すると共に循環ポンプ１０７を駆動させることで暖房端末１０５での暖房を行うものがあった。（例えば、特許文献１）
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００１−１１６２７２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、この従来のものでは、熱交換器で加熱された循環液が気液分離タンクを通過する時に放熱することで熱ロスが発生しており、暖房端末へ送られる循環液の温度が低下して熱効率が低下していることから、改善の余地があった。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記課題を解決するために、本発明の請求項１では、器具本体と、該器具本体内に設置され燃料を燃焼させるバーナと、該バーナの燃焼によって発生した燃焼ガスと熱交換して循環液を加熱する熱交換器と、該熱交換器で熱交換した後の燃焼ガスを前記器具本体外へ排出する排気経路と、
暖房端末と、該暖房端末と前記熱交換器とを接続し循環液が流動する循環回路と、該循環回路の途中に設置され循環液を流動させる循環ポンプと、前記循環回路の途中に設置され循環液と気体とを分離する気液分離タンクとを備え、
前記排気経路内に前記気液分離タンクを設置したことを特徴とする。
【０００６】
また、請求項２では、器具本体内と、該器具本体内に設置され燃料を燃焼させるバーナと、該バーナの燃焼により発生した燃焼ガスの顕熱を回収して循環液を加熱する一次熱交換器と、該一次熱交換器を通過した後の燃焼ガスから顕熱または潜熱を回収して循環液を加熱する二次熱交換器と、該二次熱交換器内に配置され循環液が流動する配管部と、
暖房端末と、該暖房端末から流出した循環液が前記一次熱交換器及び前記二次熱交換器を介して再度前記暖房端末へ流入するように接続した循環回路と、該循環回路の途中に設置され循環液を流動させる循環ポンプと、前記循環回路の途中に設置され循環液と気体とを分離する気液分離タンクとを備え、
前記二次熱交換器内に配置された前記配管部の途中に前記気液分離タンクを設置したことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
この発明によれば、排気経路内に気液分離タンクを設置したので、排気経路内の燃焼ガスにより気液分離タンクの周囲の温度が高まり循環液の放熱量が減るため、循環液の温度低下を抑制し熱効率を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】この発明の第１実施形態を示す概略構成図
【図２】この発明の第２実施形態を示す概略構成図
【図３】同第２実施形態の二次熱交換器の構造を説明する図
【図４】この発明の従来構造を説明する図
【発明を実施するための形態】
【０００９】
次に、この発明の第１実施形態について図１に基づいて説明する。
１は本実施形態の器具本体、２は水や不凍液等の循環液を加熱する熱源機である。
【００１０】
前記熱源機２は、送風ファン３からの燃焼用空気の供給を受けて燃料を燃焼させるバーナ４と、該バーナ４の燃焼により発生した燃焼ガスから顕熱を回収して循環液を加熱する熱交換器５と、該熱交換器５を通過した後の燃焼ガスを器具本体１外へ案内する排気経路６を有しているものである。
【００１１】
前記熱交換器５は、内部に一定量の循環液を貯湯する円筒状の貯湯缶体７と、該貯湯缶体７下部内側に形成されバーナ４の燃焼が行われる燃焼室８と、貯湯缶体７上部に形成された排気室９と、燃焼室８と排気室９とを連通しバーナ４の燃焼により発生した燃焼ガスを通過させる複数本の煙管１０とで構成されており、１１は貯湯缶体７内の循環液の温度を検出する温度検出手段としての温度センサである。
【００１２】
１２は内部を流れる循環液の保有熱を放熱し被空調空間を暖房する床暖房パネルやパネルコンベクタ等の端末としての暖房端末、１３は暖房端末１２の出水側と貯湯缶体７の入水側とを接続し暖房端末１２から流出した循環液を貯湯缶体７内部へ導く暖房戻り流路、１４は貯湯缶体７の出水側と暖房端末１２の入水側とを接続し暖房端末１２に熱交換器５で加熱された循環液を導く暖房往き流路であり、前記暖房戻り流路１３と前記暖房往き流路１４とで循環回路１５が形成されている。
【００１３】
１６は暖房往き流路１４に設けられ熱交換器５で加熱された循環液を暖房端末１２に循環させる循環ポンプ、１７は暖房往き流路１４の途中で排気経路６内に設置され所定量の循環液を貯留して循環液と循環回路１５中に混入した気体とを分離するステンレスで形成された気液分離タンク、１８は該気液分離タンク１７の上部に設置され図示しないバネが動作して接続パイプ１９の流入口が開閉する圧力キャップ、２０は気液分離タンク１７と接続パイプ１９を介して接続された膨張タンクである。
【００１４】
ここで、気液分離タンク１７での循環液と気体との分離について詳述すると、循環回路１５内を循環する循環液がバーナ４の燃焼で加熱され温度上昇すると、体積膨張した循環液が気液分離タンク１７に溜まることで内部の圧力が上昇し、所定の圧力値を超えると圧力キャップ１８内のバネが動作して接続パイプ１９への流入口が開放され、気液分離タンク１７上部の気体と共に体積膨張した循環液が接続パイプ１９を介して膨張タンク２０内に流入することで、循環回路１５中に混入する気体を排出すると共に圧力上昇による配管破損を防止する。また、バーナ４の燃焼が終了し循環回路１５内を循環する循環液の温度が低下すると、循環液の体積が収縮して気液分離タンク１７内の圧力値が低下し、所定の圧力値よりも低くなると圧力キャップ１８内のバネが動作して接続パイプ１９への流入口が開放され、膨張タンク２０内にある循環液が接続パイプ１９を介して気液分離タンク１７へ流入することで、循環回路１５内の循環液が不足するのを防止する。
【００１５】
２１は操作指示が可能なリモコンであり、リモコン２１には、熱源機２で循環液を加熱すると共に循環ポンプ１６を駆動させ、暖房端末１２と貯湯缶体７との間を循環回路１５を介して循環させて室内等の被空調空間の暖房を行わせる循環運転としての暖房運転の開始または停止を指示する運転スイッチ２２と、熱源機２で加熱し循環回路１５を循環させる循環液の温度を設定する設定手段としての温度設定スイッチ２３と、該温度設定スイッチ２３で設定した温度等を表示する表示部２４とを備えているものである。
【００１６】
２５はマイクロコンピュータを主体としてこの熱源装置１の制御を行う制御部で、制御部２５はリモコン２１の信号や温度センサ１１からの信号を受け、送風ファン３、バーナ４、循環ポンプ１６の動作を制御するものである。
【００１７】
前記制御部２５は、送風ファン３およびバーナ４へ燃料を供給する燃料ポンプ（図示せず）をそれぞれ能力制御して燃焼量を可変できるものであり、暖房運転の際は、温度センサ１１の検出する貯湯缶体７内の循環液の温度がリモコン２１の温度設定スイッチ２３で設定された設定温度付近の温度になるよう制御するものであり、暖房運転開始時は、循環液の温度が設定温度まで素早く上昇するように、バーナ４の燃焼量を予め設定された上限燃焼量にし、その後、循環液の温度が設定温度に近づいていくにつれてバーナ４の燃焼量を徐々に下げていき、循環液の温度を設定温度に維持するのが可能であれば予め設定された下限燃焼量まで燃焼量を下げて燃焼を行い、循環液の温度が設定温度より所定温度高い燃焼オフ温度に達したら、バーナ４の燃焼を停止し、循環液の温度が設定温度または設定温度より所定温度低い燃焼オン温度に達したら、バーナ４の燃焼を開始させ、貯湯缶体７内の循環液の温度を設定温度に近づけるべく燃焼量を適宜制御するものである。
【００１８】
また、暖房運転時に熱交換器５と熱交換した燃焼ガスは高温であることから、排気経路６内に気液分離タンク１７を設置することで周囲の温度が高まり、気液分離タンク１７内の循環液の放熱量を減らすことができるため、暖房端末１２へ送る循環液の熱ロスを低減させて熱効率を上げることができる。また、気液分離タンク１７はステンレスで形成されているため耐腐食性が良く、排気経路６内での燃焼ガスによる腐食を防止できる。
【００１９】
以上のように、気液分離タンク１７を含む循環回路１５の一部を排気経路６内に設置したことで、暖房運転時にバーナ４での燃焼で発生し熱交換器５で熱交換した後の高温の燃焼ガスにより気液分離タンク１７の周囲の温度が高まることから、気液分離タンク１７内の循環液の放熱量を減少させて循環液の温度低下を抑制することができるため、暖房端末１２へ送る循環液の熱ロスを低減させて熱効率を向上させることができる。
【００２０】
なお、本実施形態では暖房往き流路１４の途中に気液分離タンク１７を設置した構成で説明したが、これに限らず例えば、暖房戻り流路１３の途中に気液分離タンク１７を設置し、気液分離タンク１７が設置された部分を含む暖房戻り流路１３を排気経路６内に設置する構成であってもよく、気液分離タンク１７内にある循環液の放熱量が減少する構成であればよいものである。
【００２１】
次に、本発明の第２実施形態について第１実施形態と差異がある箇所を図２に基づいて説明する。
まず、５はバーナ４の燃焼により発生した燃焼ガスから顕熱を回収して循環液を加熱する一次熱交換器であり、該一次熱交換器５を構成する要素や役割は前記第１実施形態で説明した熱交換器５と同様なので説明は省略する。
【００２２】
また、２６は一次熱交換器５の上部に接続され一次熱交換器５内で熱交換して温度が低下した燃焼ガスから顕熱または潜熱を回収して循環液を加熱する二次熱交換器であり、暖房端末１２から暖房戻り流路１３を介して戻ってきた循環液を二次熱交換器２６内で加熱し、加熱した循環液を接続管２７を介して一次熱交換器５を構成する貯湯缶体７へ送ることで、暖房運転における熱効率が向上する。
【００２３】
次に、前記二次熱交換器２６の構造を図３に基づいて詳述する。
２８は暖房戻り流路１３の端部と接続して暖房端末１２から流出した循環液が流入するヘッダー、２９は一端が前記ヘッダー２８に接続され二次熱交換器２６内にある高温の燃焼ガスの顕熱と潜熱を回収して循環液を加熱する複数の熱交換パイプであり、前記ヘッダー２８と前記熱交換パイプ２９とで配管部３０が構成されている。そして、前記熱交換パイプ２９の他端と気液分離タンク１７とが接続しており、気液分離タンク１７で液と気体とに分離した後に循環液が接続管２７を介して貯湯缶体７へ送られる。これにより、気液分離タンク１７の周囲の温度が高まるため、循環液の放熱量が減り温度低下を抑えることができる。
【００２４】
以上のように、二次熱交換器２６内にあるヘッダー２８の一端に接続された熱交換パイプ２９の他端と接続するように気液分離タンク１７を設置したことで、気液分離タンク１７周囲の温度が高まり循環液の放熱量を減少させ熱ロスを抑制することができるため、暖房端末１２へ送る循環液の温度低下を抑えて暖房運転における熱効率を向上させることができる。
【００２５】
なお、本実施形態ではヘッダー２８の一端を気液分離タンク１７に置き換えた構成で説明しているが、これに限らず例えば、熱交換パイプ２９の途中に気液分離タンク１７を設置した構成であってもよく、二次熱交換器２６内に気液分離タンク１７が備えられることで、気液分離タンク１７内にある循環液の放熱量を減少させることが可能な構成であればよい。
【００２６】
また、本実施形態における構成や制御内容は一例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図しておらず、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲において、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると共に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
【符号の説明】
【００２７】
１    器具本体
４    バーナ
５    熱交換器（一次熱交換器）
６    排気経路
１２    暖房端末
１５    循環回路
１６    循環ポンプ
１７    気液分離タンク
２６    二次熱交換器
３０    配管部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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