(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
循環用燃焼部と給湯用燃焼部との各下流側に一体構成して設けた給湯伝熱管と循環伝熱管と、前記循環用燃焼部の下流側の前記給湯伝熱管と前記循環伝熱管に貫通固定し前記循環伝熱管側の受熱面積を広く形成し逆に前記給湯伝熱管側の受熱面積を狭く形成した循環用受熱フィン部と、前記給湯用燃焼部の下流側の前記給湯伝熱管と前記循環伝熱管に貫通固定し前記循環伝熱管側の受熱面積を狭く形成し逆に前記給湯伝熱管側の受熱面積を広く形成した給湯用受熱フィン部とを有する１缶２回路式熱源装置。
【請求項２】
循環用受熱フィン部に位置する循環伝熱管を最後に循環温水が通過するように構成した循環回路を有する請求項１記載の１缶２回路式熱源装置。
【請求項３】
循環単独運動や循環給湯同時運転を要求された場合、循環用燃焼部の運転を開始させる循環用燃焼制御部と給湯単独運転を要求された場合、給湯用燃焼部から運転を開始させる給湯用燃焼制御部とを有する請求項１または２記載の１缶２回路式熱源装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、給湯と暖房、または給湯と風呂に用いられる１缶２回路式熱源装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種の１缶２回路式熱源装置は特開昭６３−３８８５２号公報に記載されているようなものが一般的であった。この装置は図６と図７に示されているように循環用燃焼部１と給湯用燃焼部２〜４とにはガス導管５を分岐して夫々にガス遮断弁６〜８及びガス導管５の入り口側にガス比例弁９が設けられている。循環伝熱管１０と給湯伝熱管１１とは循環用燃焼部１と給湯用燃焼部２〜４との各下流側に一体構成して設けている。受熱フィン１２は循環伝熱管１０と給湯伝熱管１１に貫通されている。燃焼ファン１３は循環用燃焼部１と給湯用燃焼部２〜４に連通している。
【０００３】
次に、給湯単独運転についてを説明する。給湯伝熱管１１に通水された場合、燃焼ファン１３が駆動し、同時にガス比例弁９が開き循環用燃焼部１が燃焼を開始する。そして、燃焼熱が受熱フィン１２から給湯伝熱管１１に伝わり、温水が給湯伝熱管１１から出湯する。その際、要求された温水温度になるようにガス比例弁９が燃焼量を調整する。また、大きな給湯能力が必要な場合、ガス遮断弁６〜８を開いて給湯用燃焼部２〜４が燃焼を開始し、さらにガス比例弁９が燃焼量を調整する（約３６〜６０℃）。
【０００４】
次に、循環伝熱管１０の残留水の熱収支を考えると、循環伝熱管１０自身と循環伝熱管１０側の受熱フィン１２が循環用燃焼部１や給湯用燃焼部２〜４に形成した火炎や排ガスに直接加熱される。一方、循環伝熱管１０と給湯伝熱管１１との接触部を介し循環伝熱管１０の残留水から給湯伝熱管１１内を流れている温水への熱伝導による放熱がある。特に、循環用燃焼部１や給湯用燃焼部２〜４から発生した燃焼熱の大部分は受熱フィン１２から給湯伝熱管１１に奪われるので、循環伝熱管１０の受熱は比較的熱量が少なく、循環伝熱管１０の残留水が沸騰することなく熱収支が平衡する。
【０００５】
続いて、給湯・循環同時運転についてを説明する。給湯伝熱管１１に通水され、かつ循環ポンプ（図示せず）により循環伝熱管１０に循環温水が吸引された場合、給湯単独運転と同様に循環用燃焼部１や給湯用燃焼部２〜４が燃焼する（給湯優先制御）。
【０００６】
そして、燃焼熱が受熱フィン１２から給湯伝熱管１１に伝わるので、要求された温度の温水が給湯伝熱管１１から出湯する。また、残りの燃焼熱が受熱フィン１２から循環伝熱管１０に伝わるので、なりゆきではあるが、温度上昇した循環温水が循環伝熱管１０から熱負荷へ循環する（約６０〜８０℃）。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
従来の前記する１缶２回路式熱源装置では、循環を要求された場合、ガス比例弁９が開き循環用燃焼部１が燃焼を開始する。その際、要求された循環温水温度になるようにガス比例弁９が燃焼量を調整する。次に、燃焼熱が受熱フィン１２から循環伝熱管１０に伝わるので、温度上昇した循環温水が循環伝熱管１０から熱負荷へ循環する。次に、給湯伝熱管１１の残留水の熱収支を考えると、給湯伝熱管１１自身と給湯伝熱管１１側の受熱フィン１２が循環用燃焼部１に形成した火炎や排ガスに直接加熱される。一方、循環伝熱管１０と供給伝熱管１１との接触部を介し給湯伝熱管１１の残留水から循環伝熱管１０内を流れている循環温水への熱伝導による放熱がある。特に、循環用燃焼部１から発生した燃焼熱の大部分は受熱フィン１２から給湯伝熱管１１に比較的多くの熱量が伝わるので、熱収支が平衡するまで給湯伝熱管１１の残留水が温度上昇し、ついには沸騰するという課題を有していた。
【０００８】
また、一般に風呂や暖房などの要求循環能力は要求給湯能力に比べて小さいので、給湯用燃焼部２〜４を追加運転する必要がない。したがって、循環単独運転時には、循環用燃焼部１の下流側の循環伝熱管１０と循環伝熱管１０の上部に近接した受熱フィン１２とが循環用燃焼部１に形成した火炎や排ガスに直接加熱される。一方、給湯用燃焼部２〜４の下流側の循環伝熱管１０と循環伝熱管１０側の受熱フィン１２は燃焼フィン１３から供給される空気により冷却される。すなわち、循環用燃焼部１の下流側の循環伝熱管１０で温度上昇した循環温水が空冷されるので、循環運転の熱効率が悪くなるという課題を有していた。
【０００９】
また、給湯や循環運転する時は常に循環用燃焼部１が燃焼しているので、集中的に循環用燃焼部１自身や循環用燃焼部１の下流側の循環伝熱管１０と給湯伝熱管１１及び受熱フィン１２は熱劣化し、また排ガスの結露により腐食するという課題を有していた。
【００１０】
そこで、本発明は前記するこれらの課題を解消して、循環単独運転時でも沸騰せず、熱効率がよい１缶２回路式熱源装置を提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記課題を解決するために循環用燃焼部と給湯用燃焼部との各下流側に一体構成して設けた給湯伝熱管と循環伝熱管と、循環用燃焼部の下流側の給湯伝熱管と循環伝熱管に貫通固定し循環伝熱管側の受熱面積を広く形成し逆に給湯伝熱管側の受熱面積を狭く形成した循環用受熱フィン部と、給湯用燃焼部の下流側の給湯伝熱管と循環伝熱管に貫通固定し循環伝熱管側の受熱面積を狭く形成し逆に給湯伝熱管側の受熱面積を広く形成した給湯用受熱フィン部とを備えたものである。そして、循環を要求された場合、循環用受熱フィン部の循環伝熱管側の受熱面積を広く形成しているので、循環用燃焼部から発生した燃焼熱が効率よく循環伝熱管に伝わり、循環温水が温度上昇し循環伝熱管から熱負荷へ循環する。
【００１２】
次に、給湯伝熱管の残留水の熱収支を考えると、給湯伝熱管自身と循環用受熱フィン部が循環用燃焼部に形成した火炎や排ガスに直接加熱される。一方、循環伝熱管と給湯伝熱管との接触部を介し給湯伝熱管の残留水から循環伝熱管内を流れている循環温水への熱伝導による放熱がある。特に、循環用受熱フィン部の給湯伝熱管側の受熱面積を狭く形成したので、循環用燃焼部から発生した燃焼熱はあまり給湯伝熱管に伝わらない。
【００１３】
したがって、給湯伝熱管の残留水が比較的低い温度で熱収支が平衡することができる。言い換えると、給湯伝熱管の残留水は循環している循環温水よりも少し高い温度に維持されるので、給湯伝熱管の残留水は沸騰することはない。
【００１４】
【発明の実施の形態】
本発明は各請求項に記載する形態で実施できるものであり、請求項１記載のように循環用燃焼部と給湯用燃焼部との各下流側に一体構成して設けた給湯伝熱管と循環伝熱管と、循環用燃焼部の下流側の給湯伝熱管と循環伝熱管に貫通固定し循環伝熱管側の受熱面積を広く形成し逆に給湯伝熱管側の受熱面積を狭く形成した循環用受熱フィン部と、給湯用燃焼部の下流側の給湯伝熱管と循環伝熱管に貫通固定し循環伝熱管側の受熱面積を狭く形成し逆に給湯伝熱管側の受熱面積を広く形成した給湯用受熱フィン部とを備えたものである。そして、一般に風呂や暖房などの要求循環能力は要求給湯能力に比べて小さいので、循環単独運転時には、給湯用燃焼部は運転しない。
【００１５】
したがって、循環を要求された場合、循環用受熱フィン部の循環伝熱管側の受熱面積を広く形成するので、循環用燃焼部から発生した燃焼熱が効率よく循環伝熱管に伝わり、循環温水が温度上昇し循環伝熱管から熱負荷へ循環する。次に、給湯伝熱管の残留水の熱収支を考えると、給湯伝熱管自身と循環用受熱フィン部が循環用燃焼部に形成した火炎や排ガスに直接加熱される。一方、循環伝熱管と給湯伝熱管との接触部を介した給湯伝熱管の残留水から循環伝熱管内を流れている循環温水への熱伝導による放熱がある。特に、この放熱は循環伝熱管と給湯伝熱管との接触部の熱抵抗が支配しており、その他の要因の影響が少ない。また、循環用受熱フィン部の給湯伝熱管側の受熱面積を狭く形成したので、循環用燃焼部から発生した燃焼熱はあまり給湯伝熱管に伝わらない。したがって、給湯伝熱管の残留水が比較的低い温度で熱収支が平衡することができる。言い換えると、給湯伝熱管の残留水は循環している循環温水よりも少し高い温度に維持できるので、給湯伝熱管の残留水は沸騰することはない。
【００１６】
また、請求項２記載のように循環用受熱フィン部に位置する循環伝熱管を最後に循環温水が通過するように構成した循環回路を有するものである。そして、循環を要求された場合、循環回路の構成により循環温水と循環用受熱フィン部に設けた循環伝熱管を最後に流れるが、給湯用燃焼部の下流側の循環伝熱管と給湯伝熱管側の給湯用受熱フィンは燃焼ファンから供給される空気により冷却されるのは避けられない。しかし、給湯用燃焼部の下流側の循環伝熱管を循環する温水は温度の低い戻り循環温水なので、循環温水が空冷により奪われる熱損失は比較的小さく、循環運転の熱効率が悪化するのを抑えることができる。そして、最後に循環用受熱フィン部に設けた循環伝熱管へ流入した循環温水は、空冷によりさらに温度が低く（温度差が大きい）、かつ循環用受熱フィン部の循環伝熱管側の受熱面積を広く形成するので、循環用燃焼部から発生した燃焼熱が非常に効率よく循環伝熱管に伝わり、循環温水が温度上昇し循環伝熱管から熱負荷へ循環する。
【００１７】
また、請求項３記載のように循環単独運転や循環給湯同時運転を要求された場合、循環用燃焼部の運転を開始させる循環用燃焼制御部と、また、給湯単独運転を要求された場合、給湯用燃焼部から運転を開始させる給湯用燃焼制御部を有するものである。そして、循環単独運転を要求された場合、循環用燃焼制御部が循環用燃焼部の運転を開始する。また、循環給湯同時運転を要求された場合、循環用燃焼制御部が循環用燃焼部の運転を開始し、要求能力に応じて給湯用燃焼部が運転する。続いて、給湯単独運転を要求された場合、給湯用燃焼制御部が給湯用燃焼部から運転を開始し、要求能力に応じて循環用燃焼制御部が循環用燃焼部を最後に追加運転する。このシーケンスによって、給湯運転の時は循環用燃焼部の運転する機会が少なくなる分、循環用燃焼部自身や循環用燃焼部の下流側の循環伝熱管と給湯伝熱管及び給湯用受熱フィンは熱劣化や排ガスの結露による腐食の抑制が図られる。さらに、給湯用燃焼部のみで給湯運転している場合、給湯伝熱管側の受熱面積を狭く形成した循環用受熱フィン部を使わない分、給湯の熱効率が向上する。
【００１８】
【実施例】
以下、本発明の実施例について図面を用いて説明する。
【００１９】
（実施例１）
図１は本発明における実施例１の１缶２回路式熱源装置の部分断面正面図である。図２は同装置の部分断面側面図である。図において、１４は循環用燃焼部であり、循環用燃焼部１４の両側には給湯用燃焼部１５〜１７が設けられている。また、１８〜２０はガス導管２１に設けたガス遮断弁である。２２はガス導管２１の入り口側に設けたガス比例弁である。２３は循環伝熱管である。２４は給湯伝熱管である。循環伝熱管２３の上流側に給湯伝熱管２４を配置し、夫々をロー付けして一体構成にしている。この一体構成にした循環伝熱管２３と給湯伝熱管２４は循環用燃焼部１４と給湯用燃焼部１５〜１７の各下流側で、かつ、並行に位置している。２５は循環伝熱管２３側の受熱面積を広く形成した逆に給湯伝熱管２４側の受熱面積を狭く形成した循環用受熱フィン部であり、循環用燃焼部１４の下流側の循環伝熱管２３と給湯伝熱管２４に貫通固定（ロー付け）している。２６は循環伝熱管２３側の受熱面積を狭く形成し逆に給湯伝熱管２４側の受熱面積を広く形成した給湯用受熱フィン部であり、給湯用燃焼部２４の下流側の循環伝熱管２３と給湯伝熱管２４に貫通固定（ロー付け）している。２７は燃焼ファンである。
【００２０】
次に、循環単独運転について説明する。一般に風呂や暖房などの要求循環能力は要求給湯能力に比べて小さいので（能力比１／４〜１／２）、循環単独運転時には、給湯用燃焼部１５〜１７は運転しない。したがって、循環ポンプ（図示せず）が駆動して循環を要求された場合、循環用受熱フィン部２５の循環伝熱管２３側の受熱面積を広く形成するので、循環用燃焼部１４から発生した燃焼熱が効率よく循環伝熱管２３に伝わり、循環温水が温度上昇し循環伝熱管２３から風呂や床暖房などの熱負荷（図示せず）へ循環する。
【００２１】
次に、給湯伝熱管２４の残留水の熱収支を考えると、給湯伝熱管２４自身と循環用受熱フィン部２５が循環用燃焼部１４に形成した火炎やガスに直接加熱される。一方、循環伝熱管２３と給湯伝熱管２４との接触部（ロー材）を介し給湯伝熱管２４の残留水から循環伝熱管２３内を流れている循環温水への熱伝導による放熱がある。特に、循環用受熱フィン部２５の給湯伝熱管２４側の受熱面積を狭く形成したので、循環用燃焼部１４から発生した燃焼熱はあまり給湯伝熱管２４に伝わらない。
【００２２】
したがって、給湯伝熱管２４の残留水が比較的低い温度で熱収支が平衡することができる。言い換えると、給湯伝熱管２４の残留水は循環している循環温水よりも少し高い温度に維持できるので、給湯伝熱管２４の残留水は沸騰することはない。なお、大能力の給湯単独運転や循環給湯同時運転を要求された場合、循環用受熱フィン部２５の供給伝熱管２４側の受熱面積を狭く形成した分、熱効率が少し悪化する。
【００２３】
（実施例２）
図３は本発明において実施例２の１缶２回路式熱源装置の部分断面正面図である。図４は同装置の部分断面平面図である。実施例１と異なる点は循環用燃焼部２８と循環用受熱フィン部２９を右側部に設け、循環用受熱フィン部２９に設けた循環伝熱管３０を最後に循環温水が通過するように循環回路３１を構成したことである。すなわち、循環回路３１は左側部に設けた給湯用受熱フィン３３に設けた循環伝熱管３２を最初に循環温水を通過するように構成している。なお実施例１と同一符号のものは同一構成を有し、説明は省略する。
【００２４】
次に、循環単独運転について説明する。循環ポンプ（図示せず）が駆動すると、循環温水は循環回路３１を循環伝熱管３２から循環伝熱管３０へ流れるが、給湯用燃焼部１５〜１７の下流側の循環伝熱管３２と給湯伝熱管２４側の給湯用受熱フィン３３は燃焼ファン２７から供給される空気により冷却されるのは避けられない。しかし、給湯用燃焼部１５〜１７の下流側の循環伝熱管３２を循環する温水は温度の低い戻り循環温水なので、循環温水が空冷により奪われる熱損失は比較的小さく、循環運転の熱効率が悪化するのを抑えることができる。そして、最後に循環伝熱管３０へ流入した循環温水は、空冷によりさらに温度が低く（温度差が大きい）、かつ循環用受熱フィン部２９の循環伝熱管３０側の受熱面積を広く形成するので、循環用燃焼部２８から発生した燃焼熱が非常に効率よく循環伝熱管３０に伝わり、循環温水が温度上昇し循環伝熱管３０から熱負荷へ循環する。
【００２５】
（実施例３）
図５は本発明において実施例３の１缶２回路式熱源装置のシーケンスである。実施例１と異なる点は循環、給湯及び同時との燃焼モードを判定する要求判定部３４を設けたことである。また、３５〜３７は循環用燃焼制御部である。３８，３９は給湯用燃焼制御部である。なお実施例１と同一符号のものは同一構造を有し、説明は省略する。
【００２６】
次に、循環単独運転を要求された場合、要求判定部３４は循環用燃焼部３５を選択し、循環用燃焼部３５が循環用燃焼部１７の運転を開始する。また、循環給湯同時運転を要求された場合、要求判定部３４は循環用燃焼部３６を選択し、循環用燃焼部３６が循環用燃焼部１７の運転を開始する。そして、総要求能力が循環用燃焼部１４の能力を越えると、給湯用燃焼制御部３８が給湯用燃焼部１５〜１７を運転する。また、給湯単独運転を要求された場合、要求判定部３４は給湯用燃焼部３９を選択し、給湯用燃焼部３９が給湯用燃焼部１５〜１７の運転を開始する。
【００２７】
そして、要求能力が給湯用燃焼部１５〜１７の能力を越えると、最後に循環用燃焼制御部３７が循環用燃焼部１４を追加運転する。このシーケンスによれば、給湯運転の時は循環用燃焼部１７を運転する機会が少なくなるので、循環用燃焼部１７自身や循環用燃焼部１７の下流側の循環伝熱管２３と給湯伝熱管２４及び給湯用受熱フィン２６は熱劣化や排ガスの結露による腐食の抑制が図られる。
【００２８】
さらに、給湯用燃焼部１５〜１７のみで給湯運転している場合、給湯伝熱管２４側の受熱面積を狭く形成した循環用受熱フィン部２５を使わない分、給湯の熱効率が向上する。ただし、要求判定部３４によって、最初に着火する燃焼部は二ケ所になるので、点火栓（図示せず）が複数必要になる。ただし、要求判定部３４が給湯用燃焼部３９を選択した場合、最初に循環燃焼部１４が着火し、直ちに給湯燃焼部１５または１６に火移りさせた後、循環燃焼部１４を停止すれば、点火栓が一つで同じような効果が得られる。
【００２９】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、次のような有利な効果を有する。
【００３０】
（１）循環用受熱フィン部の給湯伝熱管側の受熱面積を狭く形成して給湯伝熱管の受熱量を抑制したので、循環単独運転において、給湯伝熱管の残留水の沸騰防止が図れる。逆に、循環用受熱フィン部の循環伝熱管側の受熱面積を広く形成するので、循環伝熱管の受熱が効率よく行え、熱損失が抑えられる。
【００３１】
（２）循環用受熱フィン部に設けた循環伝熱管を最後に循環温水が通過するように循環回路を構成したので、給湯用燃焼部の下流側の循環伝熱管と給湯伝熱管側の給湯用受熱フィンの空冷は避けられないが、この循環温水は温度の低い戻り循環温水なので、循環温水が空冷により奪われる熱損失は比較的小さく、循環運転の熱効率が悪化するのを抑えることができる。さらに、循環温水は空冷により温度が下がる分（温度差が大きくなる）、循環用燃焼部の下流側の循環伝熱管での熱効率が非常によくなる。
【００３２】
（３）給湯運転を要求された場合、給湯用燃焼部が運転を開始し、要求能力が給湯用燃焼部の能力を越えると、最後に循環用燃焼部が追加運転するシーケンスを設けたので、給湯運転の時は循環用燃焼部の運転する機会が少なくなるので、循環用燃焼部自身や循環用燃焼部の下流側の循環伝熱管と給湯伝熱管及び給湯用受熱フィンは熱劣化や排ガスの結露による腐食の抑制が図れる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明における実施例１の１缶２回路式熱源装置の部分断面正面図
【図２】  本発明における同装置の部分断面側面図
【図３】  本発明における実施例２の１缶２回路式熱源装置の部分断面正面図
【図４】  本発明における同装置の部分断面側面図
【図５】  本発明における実施例３の１缶２回路式熱源装置のシーケンス図
【図６】  従来の燃焼装置の部分断面正面図
【図７】  従来の燃焼装置の部分断面側面図
【符号の説明】
１４，２８  循環用燃焼部
１５，１６，１７  給湯用燃焼部
２３，３０  循環伝熱管
２４  給湯伝熱管
２５，２９  循環用受熱フィン部
２６  給湯用受熱フィン部
３１  循環回路
３５，３６，３７  循環用燃焼制御部
３８，３９  給湯用燃焼制御部
【図１】
0003763196.tif 000002
【図２】
0003763196.tif 000003
【図３】
0003763196.tif 000004
【図４】
0003763196.tif 000005
【図５】
0003763196.tif 000006
【図６】
0003763196.tif 000007
【図７】
0003763196.tif 000008