(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料を燃焼する燃焼手段と、
当該燃焼手段における燃焼作動に伴って発生した燃焼ガスが流れる燃焼ガス通路と、
当該燃焼ガス通路を流れる燃焼ガスとの熱交換により湯水または熱媒体を加熱可能な熱交換手段と、
当該熱交換手段に対して湯水又は熱媒体を供給可能な給液流路と、
燃焼作動に伴って発生するドレンを排出するためのドレン排出系統とを有し、
前記ドレン排出系統に、燃焼ガス通路に連通しドレンを貯留可能な貯留容器と、当該貯留容器に対して液体を補充可能な液補充手段と、貯留容器内の液位を検知可能な液位検知手段とが設けられており、
前記貯留容器が、ドレンの流入側に位置する第１槽と、当該第１槽に対してドレンの排出側に位置する第２槽と、前記第１槽および第２槽を連通する連通部とを有し、液面が所定の液位以上となるように液体が貯留されると、前記連通部が貯留容器に貯留されているドレン又は液体で封止された水封状態になるものであり、
前記液補充手段が、前記給液流路の中途で分岐された液補充流路を有し、液位検知手段によって検知された液位に基づき、燃焼作動時においても貯留容器が水封状態を維持可能な液位まで前記液補充流路を介して液体を補充する補液動作を実施可能なものであり、
前記貯留容器が水封状態である状態において湯水又は熱媒体が熱交換手段を通過することを条件として、前記燃焼手段が燃焼作動をするものであり、
前記貯留容器が水封状態にない状態において、給液流路を介して供給される湯水又は熱媒体が貯留容器以外に向けて湯水又は熱媒体が供給された場合に、前記熱交換手段への湯水又は熱媒体の供給に対して、前記補液動作による前記貯留容器への湯水又は熱媒体の供給を優先する優先動作が実施されることを特徴とする潜熱回収式給湯装置。
【請求項２】
貯留容器が水封状態にない状態において貯留容器以外に供給される湯水又は熱媒体の流量が所定量以上であることを条件として、優先動作が実施されることを特徴とする請求項１に記載の潜熱回収式給湯装置。
【請求項３】
報知手段を有し、
優先動作の実施前及び優先動作の実施中のいずれか一方又は双方において、前記報知手段により優先動作の実施が報知されることを特徴とする請求項１又は２に記載の潜熱回収式給湯装置。
【請求項４】
給液流路を介して熱交換手段に供給された湯水を加熱して外部の熱負荷に供給する加熱運転を実施可能であり、
当該加熱運転の実施を許容する加熱運転スイッチがオン状態であることを条件として、補液動作が実施されることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の潜熱回収式給湯装置。
【請求項５】
ドレンを中和するための中和装置を有し、
当該中和装置により、前記ドレン排出系統の一部又は全部が形成されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の潜熱回収式給湯装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、潜熱回収式給湯装置に関するものであり、特にドレン排出系統を水封状態とすることができるものに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、下記特許文献１に開示されているような、いわゆる潜熱回収式の給湯装置が提供されている。この種の給湯装置では、燃焼ガスが通過する燃焼ガス通路の中途に熱交換手段が設けられており、当該熱交換手段において燃焼ガス中に含まれている顕熱だけでなく、潜熱まで回収できる構成とされている。そのため、潜熱回収式の給湯装置では、燃焼作動に伴って燃焼ガス通路内においてドレンが発生することとなる。
【０００３】
潜熱回収式の給湯装置において発生するドレンは、燃焼ガスにさらされるため、酸性度が高く、腐食性を有する。そのため、従来技術の潜熱回収式の給湯装置の多くは、ドレンを排出するためのドレン排出系統を燃焼ガス通路に連通するように設けると共に、ドレン排出系統の中途にドレンを中和するための中和装置を設けた構成とし、ドレンがそのまま排出されるのを防止している。
【特許文献１】特開２００３−７４９７４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記した従来の給湯装置は、燃焼ガス通路と連通するようにドレン排出系統を設けた構成とされている。そのため、ドレンだけでなく、燃焼ガスまでもがドレン排出系統を介して排出されてしまう懸念がある。
【０００５】
ここで、給湯装置が屋外に設置されるものである場合は、仮にドレン排出系統を介して燃焼ガスが外部に排出されることとなっても、大きな不都合はないものと想定される。しかし、給湯装置を屋内設置型とする場合は、ドレン排出系統を介して燃焼ガスが排出されるような不具合は確実に防止せねばならないという問題があった。
【０００６】
そこで、本発明者らは、貯留容器に水やドレンなどの液体を溜めることで水封状態とし、燃焼ガスの通過を阻止可能なものをドレン排出系統に設けた潜熱回収式給湯装置を試作した。また、この潜熱回収式給湯装置において、貯留容器に液体を補充するために液補充手段を設け、液補充手段をなす液補充流路を、熱交換手段に湯水を供給するための給液流路から分岐した構成とした。そして、燃焼ガスの漏洩を完全に防止すべく、貯留容器が水封状態となるまで燃焼作動を行わないこととした。その結果、貯留容器に対して湯水を補充している最中に給湯要求があり、給液流路を介して供給される湯水が熱交換手段に供給されることになると、貯留容器に対する湯水の補充が進まず、燃焼作動をなかなか開始できないことになるおそれがあることが判明した。
【０００７】
そこで、本発明は、ドレン排出系統に水封状態を形成可能な貯留容器を設けた潜熱回収式給湯装置において、貯留容器を水封状態とするために液体を補充している期間に、燃焼要求があった場合であっても、貯留容器を迅速に水封状態として燃焼作動を開始可能な潜熱回収式給湯装置の提供を目的とした。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記した課題を解消すべく提供される請求項１に記載の発明は、燃料を燃焼する燃焼手段と、当該燃焼手段における燃焼作動に伴って発生した燃焼ガスが流れる燃焼ガス通路と、当該燃焼ガス通路を流れる燃焼ガスとの熱交換により湯水または熱媒体を加熱可能な熱交換手段と、当該熱交換手段に対して湯水又は熱媒体を供給可能な給液流路と、燃焼作動に伴って発生するドレンを排出するためのドレン排出系統とを有し、前記ドレン排出系統に、燃焼ガス通路に連通しドレンを貯留可能な貯留容器と、当該貯留容器に対して液体を補充可能な液補充手段と、貯留容器内の液位を検知可能な液位検知手段とが設けられており、前記貯留容器が、ドレンの流入側に位置する第１槽と、当該第１槽に対してドレンの排出側に位置する第２槽と、前記第１槽および第２槽を連通する連通部とを有し、液面が所定の液位以上となるように液体が貯留されると、前記連通部が貯留容器に貯留されているドレン又は液体で封止された水封状態になるものであり、前記液補充手段が、前記給液流路の中途で分岐された液補充流路を有し、液位検知手段によって検知された液位に基づき、燃焼作動時においても貯留容器が水封状態を維持可能な液位まで前記液補充流路を介して液体を補充する補液動作を実施可能なものであり、前記貯留容器が水封状態である状態において湯水又は熱媒体が熱交換手段を通過することを条件として、前記燃焼手段が燃焼作動をするものであり、前記貯留容器が水封状態にない状態において、給液流路を介して供給される湯水又は熱媒体が貯留容器以外に向けて湯水又は熱媒体が供給された場合に、前記熱交換手段への湯水又は熱媒体の供給に対して、前記補液動作による前記貯留容器への湯水又は熱媒体の供給を優先する優先動作が実施されることを特徴とする潜熱回収式給湯装置である。
【０００９】
本発明の潜熱回収式給湯装置では、貯留容器が水封状態でない状態において熱交換手段などの貯留容器以外の部分に湯水又は熱媒体が供給される場合に、優先動作が実施され、前記熱交換手段への湯水又は熱媒体の供給よりも、補液動作が優先される。そのため、本発明の潜熱回収式給湯装置では、貯留容器を水封状態とするために液体を補充している期間に、燃焼要求があった場合であっても、貯留容器を迅速に水封状態として燃焼作動を開始可能な状態とすることができる。
【００１０】
請求項２に記載の発明は、貯留容器が水封状態にない状態において貯留容器以外に供給される湯水又は熱媒体の流量が所定量以上であることを条件として、優先動作が実施されることを特徴とする請求項１に記載の潜熱回収式給湯装置である。
【００１１】
本発明の潜熱回収式給湯装置では、熱交換手段等のような貯留容器以外の部分に供給される湯水又は熱媒体の流量が所定量以上であることが優先動作の実施条件である。すなわち、本発明の潜熱回収式給湯装置では、熱交換手段に供給される湯水又は熱媒体の流量が少量である場合は、仮に貯留容器に湯水や熱媒体などの液体を補充する補液動作を優先しなくても迅速に貯留容器を水封状態とすることができる。そのため、この場合は、優先動作を実施しなくてもさほど補液動作の完了までに時間を要しない。そのため、本発明によれば、優先動作の実施頻度を必要最小限に抑制することができる。
【００１２】
請求項３に記載の発明は、報知手段を有し、優先動作の実施前及び優先動作の実施中のいずれか一方又は双方において、前記報知手段により優先動作の実施が報知されることを特徴とする請求項１又は２に記載の潜熱回収式給湯装置である。
【００１３】
上記したようにして優先動作を実施することとすると、優先動作の実施中は熱交換手段に供給される湯水や熱媒体の供給量が抑制されるが、優先動作が完了すると熱交換手段に供給される湯水や熱媒体の量が増加することとなる。このように、優先動作を実施する場合は、その前後において湯水や熱媒体の流量が変動することとなるため、これを潜熱回収式給湯装置のユーザーに知らせておくことが望ましい場合がある。かかる知見に基づき、本発明の潜熱回収式給湯装置では、優先動作の実施前や優先動作の実施中に優先動作の実施を報知することとしている。そのため、本発明の潜熱回収式給湯装置によれば、優先動作の実施に伴い、湯水や熱媒体の流量がユーザーが予期せぬ変動を起こすのを防止することができる。
【００１４】
請求項４に記載の発明は、給液流路を介して熱交換手段に供給された湯水を加熱して外部の熱負荷に供給する加熱運転を実施可能であり、当該加熱運転の実施を許容する加熱運転スイッチがオン状態であることを条件として、補液動作が実施されることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の潜熱回収式給湯装置である。
【００１５】
本発明の潜熱回収式給湯装置において、加熱運転スイッチがオン状態となっている場合は、加熱運転が実施される可能性があるため、ドレン排出系統を介して燃焼ガスが漏洩するのを防止するためには加熱運転に先だって貯留容器を水封状態にしておかねばならない。そこで、本発明の潜熱回収式給湯装置では、加熱運転スイッチがオン状態となっていることを条件として補液動作を実施することとしている。そのため、本発明の潜熱回収式給湯装置では、加熱運転に先だって貯留容器を水封状態とし、ドレン排出系統を介して燃焼ガスが漏洩するのを確実に防止することができる。
【００１６】
また、上記した構成によれば、潜熱回収式給湯装置の電源コンセントを電源に接続して主電源が投入された状態のまま、加熱運転スイッチがオフ状態で長期間放置され、貯留容器内のドレンや水が蒸発した場合であっても、不要な補液動作が行われてしまうといった不具合の発生を防止することができる。
【００１７】
請求項５に記載の発明は、ドレンを中和するための中和装置を有し、当該中和装置により、前記ドレン排出系統の一部又は全部が形成されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の潜熱回収式給湯装置である。
【００１８】
かかる構成によれば、潜熱回収式給湯装置の装置構成をシンプルかつコンパクトな構成とすることができる。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、貯留容器を水封状態とするために液体を補充している期間に、燃焼要求があった場合であっても、貯留容器を迅速に水封状態として燃焼作動を開始可能な潜熱回収式給湯装置を提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
続いて、本発明の一実施形態にかかる潜熱回収式給湯装置（以下、給湯装置１と称す）について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、以下の説明では、上下左右の位置関係は、特に断りのない限り、通常の設置状態を基準として説明する。
【００２１】
図１や図２に示すように、給湯装置１は、燃焼部２（燃焼手段）と、一次熱交換器２０と、二次熱交換器２５とを備えた、いわゆる潜熱回収式給湯装置である。給湯装置１は、燃焼部２の下方に燃焼ケース３と、排気集合部５とを有する。これらにより、給湯装置１には、燃焼ケース３から排気集合部５を経て後述する消音部６に至る、断面形状が略「Ｕ」字型となるように連通した空間が形成されている。また、燃焼部２の側方には、消音部６が設けられており、燃焼ケース３の下方には中和装置７が設けられている。燃焼ケース３および消音部６は、それぞれ給湯装置１の底側に設けられた排気集合部５に連通している。
【００２２】
図１に示すように、燃焼部２は、空気ケース８や燃料噴霧ノズル１０、送風機１１、燃焼筒１２等を備えている。燃焼部２は、いわゆる逆燃焼式の燃焼装置により構成されており、下方に向けて火炎を形成可能とされている。すなわち、燃焼部２は、送風機１１を作動させることによって空気ケース８内に燃焼用の空気を導入すると共に、図示しない燃料供給源から供給されてきた液体燃料を燃料噴霧ノズル１０から下方に向けて噴霧し、燃焼筒１２内において燃焼できる構成とされている。
【００２３】
燃焼ケース３は、燃焼部２に対して下方側に位置しており、燃焼部２における燃焼動作に伴って発生する高温の燃焼ガスが流れる部分である。燃焼ケース３は、排気集合部５や消音部６と組み合わさって一連の燃焼ガス通路４を形成している。燃焼ケース３の内部には、一次熱交換器２０および二次熱交換器２５が設けられている。図２に示すように、本実施形態では、一次熱交換器２０と二次熱交換器２５が一体化され、熱交換手段９を形成している。燃焼部２を流れる燃焼ガスが先ず一次熱交換器２０で熱交換した後、二次熱交換器２５側に流れる構成とされている。
【００２４】
図２に示すように、熱交換手段９には、入水用ヘッダー９ａと出湯用ヘッダー９ｂとが設けられている。入水用ヘッダー９ａには、二次熱交換器２５の入水口２５ａが設けられており、出湯用ヘッダー９ｂには、一次熱交換器２０の出水口２０ａが設けられている。そして、後に詳述するように、出水口２０ａには、カランや浴槽といったような湯水の供給先となる熱負荷（本実施形態ではカラン２８ａ）に繋がる給湯配管２８が接続されている。また、入水口２５ａには、外部から加熱対象となる湯水を供給するための入水配管２６が接続されている。そのため、給湯先において給湯要求があり、外部の給水源から入水配管２６を介して湯水が供給されると、この湯水は二次熱交換器２５の入水口２５ａに供給される。入水口２５ａに供給された湯水は、二次熱交換器２５を流れた後、一次熱交換器２０内を流れることによって順次熱交換加熱され、その後一次熱交換器２０の出水口２０ａから給湯配管２８を介して給湯先に向けて供給される。
【００２５】
排気集合部５は、燃焼ケース３の下方に配置され、燃焼ケース３に直接連通した部分である。排気集合部５は、給湯装置１の底側において給湯装置１の幅方向（図１において左右方向）に伸びる内部空間を有する。また、排気集合部５は、燃焼ケース３の側方に配された消音部６とも連通している。そのため、排気集合部５は、燃焼ケース３を下方に向けて流れる燃焼ガスを流入させるとともに、当該燃焼ガスを消音部６に向けて流出させる部分として機能する。すなわち、排気集合部５は、下方に向けて流れる燃焼ガスの流れ方向を上方に向けて折り返すための部分として機能する。
【００２６】
排気集合部５の底部には、ドレン排出口２７が設けられている。ドレン排出口２７は、二次熱交換器２５側から落下してくるドレンを排気集合部５の外部に排出するための排出口として機能する。
【００２７】
排気集合部５の下方には、中和装置７が配されており、ドレン排出口２７から排出されるドレンを受容し、中和して排出可能とされている。すなわち、中和装置７は、給湯装置１において発生するドレンを排出するためのドレン排出系統としての機能と、ドレンを中和するための中和器としての機能とを兼ね備えたものである。これに加えて、中和装置７は、燃焼ガスの通過を阻止する水封装置としての機能も兼ね備えている。
【００２８】
図１に示すように、中和装置７は、ドレンを貯留可能な貯留容器３０と、貯留容器３０に対して外部から湯水を補充可能な注水手段４０（液補充手段）とを備えている。貯留容器３０は、大別して２つの槽に分類され、互いにドレンや湯水が行き来可能なように連通している。具体的には、貯留容器３０は、流入槽３１（第１槽）と、排出槽３２（第２槽）とを有しており、両者の間が隔壁３３によって隔てられている。また、排出槽３２に隣接する位置には排出部３４が設けられており、排出槽３２の上方側の位置において両者が連通している。
【００２９】
流入槽３１は、排気集合部５側から流れてくるドレンの流入側、すなわちドレンの流れ方向上流側に位置する槽である。本実施形態では、流入槽３１は、排気集合部５のドレン排出口２７に接続されている。排出槽３２は、貯留容器３０に流入したドレンの排出側、すなわち排気集合部５から、ドレン排出系統をなす中和装置７を通って排出されるドレンの流れを想定した場合に、流入槽３１に対してドレンの流れ方向下流側に存在している槽である。本実施形態では、排出槽３２は、流入槽３１に対して隣接する位置に設けられている。
【００３０】
流入槽３１と排出槽３２との間に配された隔壁３３は、貯留容器３０の上方から下方に向けて伸びている。貯留容器３０にドレンや湯水等の液体が貯留された状態において、隔壁３３は、流入槽３１および排出槽３２の間において、両者の水面を隔離する。一方、貯留容器３０は、隔壁３３の下方側の位置（以下、連通部３５とも称す）において流入槽３１と排出槽３２とが連通した状態となっている。すなわち、隔壁３３は、貯留容器３０の底面３０ａには到達しておらず、隔壁３３の下端部と底面３０ａとの間には流入槽３１と排出槽３２との間でドレンや湯水の行き来を阻止するものは存在していない。
【００３１】
流入槽３１には、グラウンド電極３６と、液位を検知するための３本の水位電極３７（以下、それぞれを３７ａ，３７ｂ，３７ｃと称す）とが設けられている。グラウンド電極３６および水位電極３７ａ〜３７ｃは、給湯装置１の動作を司るために設けられた制御装置５０に電気的に接続されている。
【００３２】
グラウンド電極３６および水位電極３７ａは、それぞれ流入槽３１において、貯留容器３０の天面３０ｂ側から底面３０ａ側に向けて略垂下している。また、グラウンド電極３６および水位電極３７ａは、それぞれ隔壁３３の下端部分、換言すれば連通部３５の上端部分に相当する位置に到達している。グラウンド電極３６と水位電極３７ａとの間で導通があることが検知された場合は、流入槽３１における液面が少なくとも水位電極３７ａの下端、すなわち連通部３５の上端部に相当する位置以上の位置にあり、連通部３５がドレンや湯水で封止された状態（以下、この状態を水封状態と称す）になっている。
【００３３】
水位電極３７ｂは、水位電極３７ａと略平行であり、貯留容器３０の流入槽３１において天面３０ｂ側から下方に向けて略垂下するように取り付けられた電極である。水位電極３７ｂの下端部は、水位電極３７ａの下端部よりも高い位置（天面３０ｂ側の位置）、すなわち貯留容器３０にドレン等が流入した際に液面が上昇する側の位置に存在している。
【００３４】
水位電極３７ｂの取り付け位置は、燃焼ガス通路４を燃焼部２で発生した燃焼ガスや消音部６を介して逆流してきた外気の影響によって流入槽３１内の液面に想定される範囲内で最大の圧力が作用し、流入槽３１内の液面が低下する状況下であっても水封状態を維持可能な量のドレン等が溜まっているか否かを検知可能な位置に取り付けられている。さらに詳細に説明すると、燃焼部２が最大燃焼量で燃焼している場合は、燃焼ガスの発生量も最大限に達する。また、流入槽３１は、燃焼ガスが流動する燃焼ガス通路４と連通しているため、燃焼ガスの流動に伴って流入槽３１内の液面に燃焼ガスの流動量に相応する圧力が作用する。そのため、燃焼部２が最大燃焼量で燃焼する場合は、燃焼ガスの流動に起因する流入槽３１内の液面低下量も最大限に達するものと想定される。
【００３５】
また、給湯装置１が強風にさらされている場合は、消音部６を介して外気が逆流してくることがある。この場合は、排気集合部５およびドレン排出口２７を介して流入槽３１に流入した外気によって流入槽３１側の水面に下方に向けて圧力が作用し、液面が低下する。給湯装置１に作用する逆風の風速が燃焼作動を行うのに適さない程度に大きい場合は、その分だけ流入槽３１における水面も大きく低下することが想定される。
【００３６】
そこで、これらの状況を想定すると、燃焼部２において燃焼作動を行ってもよい範囲で最大限の逆風に給湯装置１がさらされた状況において、燃焼部２が最大燃焼量で燃焼作動を行った際に流入槽３１内の液面に圧力が作用して流入槽３１内で液面低下が起こっても水封状態を維持するために燃焼待機時に貯留容器３０内に貯留しておくべきドレン等の液位（以下、注水基準液位Ｌｃとも称す）が定まる。そこで、本実施形態では、貯留容器３０内にあるドレン等の液位が注水基準液位Ｌｃに達しているか否かを検知可能な位置に水位電極３７ｂが取り付けられている。
【００３７】
水位電極３７ｃは、上記した水位電極３７ａ，３７ｂと同様に、貯留容器３０の天面３０ｂ側から下方に向けて略垂下するように取り付けられている。水位電極３７ｃは、貯留容器３０が満水状態、すなわち貯留容器３０において排出口３４ａ以外からのドレン溢れの可能性がある状態であるか否かを検知するために設けられたものであり、その下端部は上記した水位電極３７ａ，３７ｂよりも高い位置（天面３０ｂ側の位置）にある。
【００３８】
排出槽３２は、上記した流入槽３１よりもその容積が大きい。貯留容器３０は、排出槽３２側の底面に水抜き口３８を有する。排水槽３２内には、２つの仕切り３２ａ，３２ｂが設けられている。また、図１に示すように、排出槽３２内の空間は、仕切り３２ａ，３２ｂにより、流入槽３１側の空間、排出部３４側の空間、並びに、前記両空間の中間にある空間からなる３つの空間に分割されている。
【００３９】
仕切り３２ａ，３２ｂは、排出槽３２内において上下方向に伸びるように設けられており、その下端部と貯留容器３０の底面３０ａとの間には存在していない。そのため、仕切り３２ａ，３２ｂによって流入槽３２内の空間を区切って形成された３つの空間は、それぞれ互いに連通した状態になっている。一方、図１に示すように仕切り３２ａ，３２ｂの上端部は、排出槽３２と排出部３４とを連通している排出口３９の下端部よりもやや上方に突き出ている。すなわち、仕切り３２ａ，３２ｂの上端は、排出槽３２側から排出部３４側にドレンや湯水等の液体があふれ出す際の液面位置よりも僅かに上方に突き出した位置にある。
【００４０】
排出部３４は、排出槽３２の側方に付属した部分であり、排出槽３２の上端側、すなわち貯留容器３０の天面３０ｂ側に偏在した位置に設けられた排出口３９を介して排出槽３２に連通している。排出部３４の下部には、排出口３９を介して排出槽３２からあふれ出してきたドレン等を排出するための排出口３４ａが設けられている。
【００４１】
図１や図２に示すように、注水手段４０は、注水管路４１と弁４２とを備えた構成とされている。注水管路４１は、上記した二次熱交換器２５の入水口２５ａに接続されている入水配管２６の途中で分岐された配管であり、外部から供給される湯水を貯留容器３０に向けて供給することができる。注水管路４１は、貯留容器３０のうち排出槽３２側の天面３０ｂに接続されており、排出槽３２側に注水できる構造とされている。また、弁４２は、注水管路４１の中途に設けられている。
【００４２】
上記した貯留容器３０内には、ドレンを中和するための中和剤Ｃが収容されている。図１に示すように、本実施形態では、中和剤Ｃは、排出槽３２全体に収容されている。
【００４３】
図１に示すように、消音部６は、四方を囲まれた、上下方向に連通した筒状の空間６ｂを有する。消音部６内の空間６ｂは、下端側において排気集合部５と連通している。また、消音部６は、上端部に排気口６ｃを有する。消音部６は、排気口６ｃあるいはこれに接続された煙突（図示せず）等を介して空間６ｂが外部雰囲気と連通している。
【００４４】
上記したように、熱交換手段９には、入水配管２６や給湯配管２８が接続されている。図２に示すように、入水配管２６の中途には、上記した注水管路４１に加え、バイパス流路４８が接続されている。バイパス流路４８は、入水配管２６と給湯配管２８との間をバイパスする流路である。バイパス流路４８の一端側は、入水配管２６の中途に設けられた水量センサ４７ａや温度センサ４７ｂよりも入水配管２６において湯水の流れ方向上流側であって、注水配管４１との接続位置よりも湯水の流れ方向下流側に外れた位置に接続されている。一方、バイパス流路４８の他端側は、給湯配管２８の中途に設けられた給湯量調整弁４９ａや、温度センサ４９ｂよりも湯水の流れ方向下流側に外れた位置に接続されている。また、バイパス流路４８の中途には、バイパス水量センサ４８ａとバイパス水量調整弁４８ｂとが設けられており、バイパス水量調整弁４８ｂを開度調整することにより入水配管２６側から給湯配管２８側に流れ込む湯水の流量を調整することができる。
【００４５】
図２に示すように、給湯装置１はリモコン６０を有する。リモコン６０は、制御手段５０に対して電気的に接続されている。リモコン６０には運転スイッチ６５（加熱運転スイッチ）や、運転状況等を表示するための表示手段６６（報知手段）、スピーカー６７（報知手段）等が設けられている。給湯装置１は、運転スイッチ６５がオンであり、貯留容器３０が水封状態であることを条件として燃焼部２が燃焼作動可能な状態になる。
【００４６】
続いて、給湯装置１の動作について説明する。なお、給湯装置１は、燃焼作動の開始時における動作に特徴を有するが、以下の説明では先ず給湯装置１の一般的な動作について説明した後、給湯装置１に特有の動作について説明する。
【００４７】
給湯装置１は、入水配管２６の中途であって、注水管路４１の下流側に備えられた水量センサ４７ａから流量検知信号が入力される。制御手段５０は、水量センサ４７ａから所定量以上の湯水が流れた旨の流量検知信号を受信すると給湯要求があったものと判断し、燃焼部２において燃焼作動を開始させる。燃焼部２における燃焼作動に伴って燃焼筒１２内で発生した燃焼ガスは、燃焼ケース３内を下方に向けて流れる。その後、燃焼ガスは、給湯装置１の底側に設けられた排気集合部５内に流入する。
【００４８】
排気集合部５内に流入した燃焼ガスは、排気集合部５内を横方向、すなわち消音部６と接続されている側（図１において右方向）に向けて流れる。その後、燃焼ガスは、排気集合部５の上方に接続されている消音部６に向けて流れる。すなわち、燃焼部２で発生し、燃焼ケース３内を下方に向けて流れていた燃焼ガスは、排気集合部５においてその流れ方向を変換し、消音部６を上方に向けて流れた後、排気口６ｃから外部に排出される。
【００４９】
一方、入水配管２６を介して外部から供給されてきた湯水は、二次熱交換器２５の入水口２５ａを介して二次熱交換器２５に流入する。二次熱交換器２５に流入した湯水は、主として燃焼ガス中に含まれている潜熱を回収し、これにより加熱される。これに伴い、燃焼ガス中に含まれている水分が凝集され、二次熱交換器２５の表面等においてドレンが発生する。
【００５０】
二次熱交換器２５で加熱された湯水は、二次熱交換器２５の出水口（図示せず）を出て一次熱交換器２０の入水口（図示せず）から一次熱交換器２０内に流入する。一次熱交換器２０に流入した湯水は、燃焼部２での燃料の燃焼に伴って発生した燃焼ガスとの熱交換により加熱される。一次熱交換器２０では、主として燃焼ガス中に含まれている顕熱が回収される。このようにして一次熱交換器２０において加熱された湯水は、一次熱交換器２０の出水口２０ａから流出し、給湯先となるカランや浴槽等に向けて供給される。
【００５１】
上記したように、給湯装置１では、二次熱交換器２５における熱交換に伴ってドレンが発生する。ここで発生したドレンは、燃焼ケース３内を落下し、排気集合部５に集まる。その後、このドレンは、排気集合部５の底部に設けられたドレン排出口２７を介して排気集合部５の下方に設けられた中和装置７を構成する貯留容器３０の流入槽３１に流入する。流入槽３１に流入したドレンは、貯留容器３０内に収容されている中和剤によって中和される。
【００５２】
続いて、本実施形態の給湯装置１において特徴的である中和装置７の動作、並びに、中和装置７における水位と燃焼部３における燃焼作動との関係について図面を参照しながら詳細に説明する。給湯装置１は、設置直後の初期段階や、水抜き口３８を介して貯留容器３０からドレンや湯水を排出した後において、貯留容器３０内にドレンや湯水が存在していない状態になっている。このように貯留容器３０内にドレンや湯水が全く存在しない状態では、流入槽３１と排出槽３２とを隔てる隔壁３３の下方に存在する連通部３５がドレンや湯水で封止された状態、すなわち水封状態になっていない。
【００５３】
また、貯留容器３０内にドレンや湯水がごく僅かしか残っておらず、ドレン等の水位が連通部３５の上端部（隔壁３３の下端部）を通る水位（以下、渇水基準水位Ｌｄとも称す）に達していない場合もある。このような場合は、貯留容器３０内に全くドレンや湯水が存在しない場合と同様に連通部３５が水封状態になっていない。そのため、この状態で燃焼作動を行うと、排気集合部５から貯留容器３０内に流入した燃焼ガスが貯留容器３０を通過し、ユーザーが予期せぬ位置から燃焼ガスが排出されることとなってしまう。従って、燃焼待機時において、貯留容器３０には、流入槽３１における液面が最低限、渇水基準水位Ｌｄを越えるレベルまでドレンや湯水が貯留されている必要がある。
【００５４】
また、燃焼停止状態において、貯留容器３０の流入槽３１側に渇水基準水位Ｌｄを超える水位までドレンや湯水が溜まっている場合であっても、燃焼作動に伴って燃焼ガス等が流入槽３１側に流入すると、流入槽３１における液面が低下するものと想定される。また、給湯装置１が強風にさらされている状況下では、消音部６を介して流入してきた外気の影響により、流入槽３１における液面が低下するものと想定される。そのため、給湯装置１において中和装置７を介して燃焼ガスが漏洩するのを防止するためには、燃焼部２が最大燃焼量で燃焼作動を行った際に流入槽３１における液面が最大限低下した場合であっても貯留容器３０を水封状態に維持可能な高さ（注水基準液位Ｌｃ）まで流入槽３１における液面が達していることを条件として燃焼作動を開始する必要がある。そこで、燃焼停止中において、注水基準液位Ｌｃに設けられた水位電極３７ｂが水位を検知していない場合は、注水手段４０が作動し、この水位電極３７ｂが水位を検知できるまで自動注水が行われる。
【００５５】
給湯装置１では、主電源の投入された時点（本実施形態では、給湯装置１の電源プラグが電源コンセントに差し込まれ、制御手段５０が起動した時点）や、運転スイッチをオン状態とした時点などの燃焼停止中の所定のタイミングにおいて、注水基準液位Ｌｃ以上の液位まで貯留容器３０にドレンや湯水が溜まっているか否かが確認される。そして、貯留容器３０内の液位が注水基準水位Ｌｃに達していない場合は、燃焼作動に先だって貯留容器３０への自動注水が行われる。
【００５６】
ここで、自動注水を行っている最中に給湯配管２８に繋がれたカラン２８ａが開栓され、入水配管２６を通って熱交換手段９に供給されたり、バイパス流路４８を通って給湯配管２８に合流する等してカラン２８ａ側に供給される湯水の総流量（以下、給湯流量とも称す）が所定の流量Ｑ以上になると、外部の給水源から供給される湯水の大部分が貯留容器３０以外に向けて流れず、ごく僅かしか貯留容器３０側に補充されないことになりかねない。そのため、このような状況では、中和装置７の貯留容器３０への湯水の補充にかなりの時間を要することとなる可能性がある。また、給湯装置１は、貯留容器３０の液位が注水基準液位Ｌｃ以上にならないと燃焼部２が燃焼作動を開始しない構成とされている。従って、カラン２８ａの開栓に伴って自動注水の完了が遅れると、その分だけ燃焼作動の開始も遅れることとなってしまう。
【００５７】
そこで、かかる不具合を解消すべく、本実施形態の給湯装置１では、自動注水中にカラン２８ａが開栓されることにより、給湯流量が所定の流量Ｑ以上となった場合に、貯留容器３０への湯水の補充を優先する優先動作を行う。以下、図３および図４に示すフローチャートを参照しながら、貯留容器３０への湯水の補充から燃焼作動の開始に至る間における給湯装置１の動作について説明する。
【００５８】
図３に示すように、先ずステップ１−１において給湯装置１の運転スイッチがオン状態とされたり、給湯装置１の主電源がオン状態とされたりしているかが確認される。ここで、運転スイッチや主電源がオン状態でない場合は、制御フローがステップ１−１で待機状態になる。一方、ステップ１−１で運転スイッチあるいは主電源がオン状態になったことが確認されると、制御フローがステップ１−２に移行し、貯留容器３０における液位が確認される。具体的には、制御フローがステップ１−２に移行すると、グラウンド電極３６と各水位電極３７ａ〜３７ｃとの間で通電があるか否かが確認される。ここで、グラウンド電極３６と全ての水位電極３７ａ〜３７ｃとの間で通電が確認されない場合は、貯留容器３０内の液位が渇水基準水位Ｌｄにも達していない。また、仮にグラウンド電極３６と水位電極３７ａとの間で通電が確認されたとしても、グラウンド電極３６と水位電極３７ｂとの間での通電が確認されない場合は、貯留容器３０内の液位が渇水基準水位Ｌｄに達しており、現状では貯留容器３０内が水封状態となっているものの、注水基準液位Ｌｃには達していない状態である。この状態では、燃焼作動や逆風の流入に伴って貯留容器３０の流入槽３１における液面に圧力が作用し、液面の低下が起こると水封状態が解消されてしまう可能性がある。
【００５９】
そこで、ステップ１−２において貯留容器３０内に貯留されているドレンや湯水の液位が確認されると、制御フローがステップ１−３に移行し、液位が注水基準液位Ｌｃ未満であるか否かが確認される。ここで、液位が注水基準液位Ｌｃ以上である場合は、貯留容器３０に湯水を補充せずに燃焼作動を行っても、貯留容器３０における水封状態が維持されるものと想定される。そのため、この場合は、制御フローがステップ１−５に進められ、燃焼部２が燃焼作動が許可された状態になる。
【００６０】
一方、ステップ１−３において貯留容器３０内の液位が注水基準液位Ｌｃ未満であることが確認された場合は制御フローがステップ１−４に移行し、図４に示す制御フローに従って貯留容器３０への湯水の補充を優先する動作（補液動作）が実施される。さらに具体的には、制御フローがステップ１−４に移行すると、先ず図４のステップ２−１に示すように注水手段４０が作動し、貯留容器３０に対して湯水が自動的に注水される。このようにして自動注水が開始されると、制御フローがステップ２−２に移行し、給湯流量が所定の流量Ｑ以上であるか否かが確認される。ここで、給湯流量が流量Ｑ以上である場合は制御フローがステップ２−３に移行し、給湯流量が流量Ｑ未満である場合は制御フローがステップ２−６に移行する。
【００６１】
制御フローがステップ２−３に移行した場合は、給湯流量が多く、貯留容器３０に向けて流れる湯水の流量が少ないため、このままでは貯留容器３０内の液位が注水基準液位Ｌｃに到達するのに相当の期間を要するものと想定される。そこで、制御フローがステップ２−３に移行した場合は、給湯配管２８に設けられた給湯量調整弁４９ａや、バイパス流路４８に設けられたバイパス水量調整弁４８ｂの開度を絞って給湯流量を所定の流量Ｒ（Ｒ＜Ｑ）以下に流量制限する動作（優先動作）が実施される。これにより、外部の給水源から入水配管２６を介して供給された湯水が貯留容器３０に優先的に供給されることとなる。ステップ２−３で優先動作が実施され、給湯流量が制限されると、制御フローがステップ２−４に移行し、優先動作を行っている旨がリモコン６０の表示手段６６やスピーカー６７を介して報知される。一方、制御フローがステップ２−２からステップ２−６に移行した場合は、ステップ２−３で行ったような優先動作を実施することなく、制御フローがステップ２−５に進められる。
【００６２】
上記したようにして制御フローがステップ２−３やステップ２−６からステップ２−５に移行すると、貯留容器３０内の液位が注水基準液位Ｌｃ以上になったか否かが確認される。ここで、液位が注水基準液位Ｌｃに達していない場合は、制御フローがステップ２−１に戻され、貯留容器３０に対する湯水の補充が継続される。一方、貯留容器３０内の液位が注水基準液位Ｌｃ以上になっていることが確認された場合は、図４に示す制御フローが完了し、図３に示す制御フローのステップ１−５に移行する。制御フローがステップ１−５に移行すると、貯留容器３０における液位が、燃焼作動を行っても十分水封状態を維持可能な液位に達している。そのため、制御フローがステップ１−５に移行すると、燃焼作動が許可される。
【００６３】
本実施形態の給湯装置１では、貯留容器３０が水封状態でない状態において外部の給水源から入水配管２６やバイパス流路４８、熱交換手段９、給湯配管２８を介して貯留容器３０以外の部分（カラン２８ａ）に湯水が供給される場合に、カラン２８ａへの湯水又は熱媒体の供給よりも、貯留容器３０に対して湯水を補充する動作（補液動作）が優先される。そのため、本実施形態の給湯装置１では、補液動作中に熱交換手段９への通水があり、燃焼要求が有ると判断された場合であっても、貯留容器３０を迅速に水封状態として燃焼作動を開始可能な状態とすることができる。
【００６４】
上記したように、給湯装置１では、熱交換手段９に供給されたり、バイパス流路４８や給湯配管２８を介して熱負荷たるカラン２８ａ側に供給される湯水の総流量（給湯流量）が所定の流量Ｑ以上の大量に及んでいることが優先動作の実施条件とされている。そのため、給湯装置１では、貯留容器３０に湯水や熱媒体などの液体を補充する補液動作を優先しなくても水封状態とするのにさほど時間を要しないと想定される場合に優先動作が実施されない。従って、上記した構成によれば、優先動作の実施頻度を必要最小限に抑制することができる。なお、上記実施形態では、給湯流量が流量Ｑ以上であることを条件として優先動作を行うこととしたが、本発明はこれに限定されるものではなく、給湯流量の大小にかかわらず優先動作を実施することとしてもよい。かかる構成とした場合は、上記した場合に比べて優先動作の実施頻度は高くなるが、その分だけ貯留容器３０への注水から燃焼作動に至る一連の動作を簡略化することが可能である。
【００６５】
ここで、給湯装置１が優先動作を行う場合は、バイパス水量調整弁４８ｂや給湯量調整弁４９ａの開度が絞られるため、カラン２８ａの開度に対してカラン２８ａから出る湯水の量が減少することとなる。そのため、給湯装置１が優先動作中であることをユーザーが認識していないと、優先動作の終了後にユーザーが予期しない流量でカラン２８ａから出湯するといったような事態が生じかねない。そこで、本実施形態の給湯装置１では、ステップ２−３で優先動作が実施されるとステップ２−４で報知動作が行われ、リモコン６０を介して優先動作を実施している旨の報知がユーザーに対してなされる。そのため、給湯装置１では、優先動作の実施に伴い、湯水や熱媒体の流量がユーザーが予期せぬ変動を起こすのを防止することができる。なお、上記実施形態では、リモコン６０の表示手段６６やスピーカー６７を介して優先動作の実施をユーザーに報知する構成を例示したが、本発明はこれに限定されず、他の方法でユーザーに報知することとしてもよい。また、上記実施形態では、優先動作の開始後にユーザーに対して優先動作の実施を報知する例を例示したが、優先動作の実施に先だってユーザーに報知する構成としたり、優先動作の実施を報知しない構成としてもよい。
【００６６】
上記実施形態では、給湯装置１の主電源が投入されたタイミングや、運転スイッチがオン状態になったタイミングで貯留容器３０内の液位を確認し、必要に応じて補液動作を行うものであったが、貯留容器３０内の液位を確認するタイミングは上記したものに限定されるものではなく、燃焼部２が燃焼作動を停止している期間内のいずれのタイミングであってもよい。
【００６７】
上記実施形態では、中和装置７により、燃焼作動により発生したドレンを排出するためのドレン排出系統を形成したものを例示したが、中和装置７がドレン排出系統の一部のみを形成するものであってもよい。
【００６８】
上記実施形態では、入水配管２６と給湯配管２８とをバイパスするバイパス流路４８を設け、これにバイパス水量調整弁４８ｂを設けた例を例示したが、給湯装置１は、バイパス水量調整弁４８ｂやバイパス流路４８を持たない構成としてもよい。また、上記実施形態では、優先動作を行う場合に、給湯配管２８とバイパス流路４８との合流点よりも湯水の流れ方向上流側にある給湯量調整弁４９ａと、バイパス水量調整弁４８ｂとの双方の開度を絞る構成を例示したが、いずれか一方の弁のみの開度を絞る構成としてもよい。さらに、前記した給湯配管２８とバイパス流路４８との合流点よりも下流側に別途弁を設け、優先動作を行う際にこの弁の開度を絞ることでカラン２８ａに向けて流れる湯水の量を抑制することとしてもよい。
【００６９】
また、上記実施形態において優先動作の実施基準となる流量Ｑの大きさは、給湯装置１の設置現場毎に給水圧が異なることを考慮に入れて設定されてもよい。具体的には、給湯装置１の設置直後等の所定のタイミングにおいて、貯留容器３０に対して湯水を補充する際におけるバイパス水量調整弁４８ｂや給湯量調整弁４９ａの開度と、水量センサ４７ａやバイパス水量センサ４８ａによって検知された流量との関係から給湯装置１に対して給水源から供給される湯水の供給圧を推定し、これに基づいて流量Ｑを設定することとしてもよい。かかる構成によれば、より一層優先動作を的確に実施することができる。
【００７０】
また、給水圧の大小如何によっては、貯留容器３０以外に供給される水量が所定量より少ない場合の方が、所定量以上の場合よりも貯留容器３０側に供給される水量が少なくなるといった現象が起こる場合がある。かかる場合は、上記した図４のステップ２−２で判断基準とされる流量Ｑと給湯流量との大小関係を逆転させてもよい。すなわち、給湯流量が流量Ｑ以下であることを条件として優先動作を行う構成としてもよい。かかる構成によれば、給水圧の大小を加味した上で、優先動作を適切に行うことができる。
【００７１】
図３のフローチャートに示すように、上記した給湯装置１は、運転スイッチがオン状態とされたり、給湯装置１の主電源がオン状態とされたりしているかを確認した後に確認された液位が注水基準液位Ｌｃ以上である場合は弁４２が閉止された状態に維持されるが、貯留容器３０への注水が長期にわたって行われないと、弁４２が固着してしまう可能性がある。そのため、これを防止すべく、注水基準液位Ｌｃ以上である場合であっても、弁４２が所定の期間にわたって閉止されたままである場合は、所定のタイミングで強制的に弁４２を開閉し、固着を防止することとしてもよい。なお、前記したように固着を防止すべく弁４２を強制的に開く場合、弁４２を開閉するタイミングは燃焼作動を行っている期間を避け、燃焼作動が完了した後にすることが望ましい。弁４２の固着を防止する観点からすれば、貯留容器３０内の液位によらず、前に弁４２が閉止されてから所定の期間が経過したことを条件として弁４２の開閉を行う事としてもよい。また、固着防止のために弁４２を開閉する回数は、１回に限らず、適宜複数回に設定することも可能である。
【００７２】
上記実施形態で示した給湯装置１は、いわゆる逆燃焼方式の燃焼部２を備えたものであったが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば従来公知の気化式の燃焼装置のように、液体燃料を気化したものを燃焼するタイプや、ガスを燃焼するタイプの燃焼装置等、いかなる燃焼形態を採用したものであってもよい。また、給湯装置１は、いわゆる一般給湯機能のみを備えたタイプのものに限らず、一般給湯機能に代えて風呂追い焚き機能、温水暖房機能を備えたものや、これらの機能を複数備えた複合機であってもよい。
【００７３】
上記した給湯装置１は、燃焼ガスが中和装置７を通過して排出されるといった不具合が起こらない。そのため、給湯装置１は、屋内にも好適に設置できる。
【図面の簡単な説明】
【００７４】
【図１】本発明の一実施形態にかかる給湯装置の装置構成図である。
【図２】図１に示す給湯装置の作動原理図である。
【図３】図１に示す給湯装置の動作を示すフローチャートである。
【図４】図１に示す給湯装置の動作を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００７５】
１    給湯装置（潜熱回収式給湯装置）
２    燃焼部（燃焼手段）
３    燃焼ケース（燃焼ガス通路）
７    中和装置（ドレン排出系統）
９    熱交換手段
２６    入水配管（給液流路）
３０    貯留容器
３１    流入槽（第１槽）
３２    排出槽（第２槽）
３７    水位電極（液位検知手段）
４０    注水手段（液補充手段）
４１    注水管路（液補充流路）
６５    運転スイッチ（加熱運転スイッチ）
６６    表示手段（報知手段）
６７    スピーカー（報知手段）
【図１】
0005076195.tif 000002
【図２】
0005076195.tif 000003
【図３】
0005076195.tif 000004
【図４】
0005076195.tif 000005