(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
バーナの加熱領域に熱交換器を配置し、前記熱交換器は、受熱フィンと、前記受熱フィンに貫通させて設けた給湯管、暖房管、および風呂管とから構成し、かつこれら給湯管、暖房管、および風呂管は相互に接触させた１缶３回路熱交換装置。
【請求項２】
給湯管に暖房管と風呂管を接触させ、さらに暖房管と風呂管を接触させた請求項１記載の１缶３回路熱交換装置。
【請求項３】
給湯管の上部に暖房管と風呂管を接触させた請求項２記載の１缶３回路熱交換装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は暖房および風呂の追い焚き機能を有する給湯機において、燃焼熱源が１カ所のみ存在し、前記機能を満足する１缶３回路熱交換装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の１缶３回路熱交換器は実開昭５８−３５７４７号公報に記載されているようなものがあった。図９に示すこの種の熱交換器では、一つの缶体に３本のパイプが設けられており、給湯と暖房と風呂の追い焚きを行うものである。通常一般的な給湯・暖房・風呂追い焚き装置と比較し熱源と熱交換装置が一つないし二つは少なくすることが可能であるため、大幅な小型軽量化を実現できるものである。
【０００３】
すなわち、図９に示すように風呂用熱交換器１と、暖房用熱交換器２と、給湯用熱交換器３と、風呂用熱交換器１と給湯用熱交換器３とを共用する受熱フィン４と、第一熱交換器５と、第一熱交換器５を加熱する第一バーナ６と、暖房用熱交換器２と給湯用熱交換器３とを共用する受熱フィン７と、第二熱交換器８と、第二熱交換器８を加熱する第二バーナ９とで構成されている。
【０００４】
そして上記構成により、風呂の追い焚きを行う際には、第一バーナ６で発生する熱を第一熱交換器５の風呂用熱交換器１で受熱する。また、暖房運転を行う際は、第二バーナ９
で発生する熱を第二熱交換器８の暖房用熱交換器２で受熱する。さらに、給湯を行う際には、第一バーナ６と第二バーナ９で発熱する熱を第一熱交換器５の給湯用熱交換器３と第二熱交換器８の給湯用熱交換器３で受熱するようになっていた。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら前記する従来の１缶３回路熱交換器では、風呂の追い焚き単独運転を行う際に第一熱交換器５を第一バーナ６で加熱する。この時、給湯用熱交換器３を同時に加熱する。加熱された給湯用熱交換器３の熱は受熱フィン７を介して風呂用熱交換器１へ伝熱するが、加熱による受熱量がはるかに多いため給湯用熱交換器３の内部の水が沸騰するという問題が発生する。熱交換器内部の水が沸騰すると、熱交換器に過度の負荷がかかり耐久性能が著しく劣化すると共に、熱交換器内部に水のスケールが固着し流路を徐々に閉塞してしまう。
【０００６】
また、暖房単独運転を行う際に第二熱交換器８を第二バーナ９で加熱する。この時、給湯用熱交換器３を同時に加熱する。加熱された給湯用熱交換器３の熱は受熱フィン７を介して暖房用熱交換器２へ伝熱するが、加熱による受熱量がはるかに多いため給湯用熱交換器３の内部の水が沸騰するという問題が発生する。
【０００７】
さらに、給湯単独運転する際には、第一熱交換器５と第二熱交換器８が同時に加熱されるときに同様の現象により、風呂用熱交換器１と暖房用熱交換器２が沸騰するという問題が発生する。
【０００８】
そこで本発明は、前記する従来例の問題点を解消することを課題とするものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明は前記する課題を解決するために、バーナの加熱領域に熱交換器を配置し、前記熱交換器は、受熱フィンと、前記受熱フィンに貫通させて設けた給湯管、暖房管、および風呂管とから構成し、かつこれら給湯管、暖房管、および風呂管は相互に接触させたものである。
【００１０】
したがって、給湯、暖房、風呂のいずれかの単独運転時、非運転状態の給湯、暖房、風呂のいずれか他方に対応する管内水の熱が単独運転状態の管内水に伝導することとなり、非運転状態の管内水の沸騰を防止できるものである。
【００１１】
【発明の実施の形態】
本発明の１缶３回路熱交換装置は、バーナの加熱領域に熱交換器を配置し、前記熱交換器は、受熱フィンと、前記受熱フィンに貫通させて設けた給湯管、暖房管、および風呂管とから構成し、かつこれら給湯管、暖房管、および風呂管は相互に接触させた。
【００１２】
その結果、給湯、暖房、風呂のいずれかの単独運転時に、非運転状態のもとにある管内水の熱は受熱フィン、および各管壁の熱伝導で単独運転状態の管内水に有効に熱移動されることとなり、非運転状態のもとにある管内水の過熱、すなわち沸騰を防止できる。
【００１３】
給湯管、暖房管、および風呂管の相互接触形態としては、給湯管に暖房管と風呂管を接触させ、さらに暖房管と風呂管を接触させた。さらに具体的には、給湯管の上部に暖房管と風呂管を接触させるとともに、暖房管と風呂管を接触させるようにした。
【００１４】
以下本発明の実施例を説明する前に、その参考実施例について述べる。
【００１５】
【参考実施例】
（参考実施例１）
図１，２において、バーナ１０により加熱されるフィンチューブ方式の熱交換器１１は、受熱フィン１２と、この受熱フィン１２の下段に貫通させた給湯管１３と、中段に貫通され、前記給湯管１３の上部外周面壁に接触させた暖房管１４と、上段に貫通され、前記暖房管１４の上部外周面壁に接触させた風呂管１５をそれぞれ上下２系に配置して構成されている。下系の最上段の風呂管１５は上系の最下段の給湯管１３とも接触されている。そして、各管はシリーズで接続されている。
【００１６】
給湯管１３は市水から給水され給湯栓１６により先止めされる。暖房管１４は、暖房装置であるファンコイルユニット１７に配管され暖房循環ポンプ１８によって温水が循環する。風呂管１５は、浴槽１９に配管され風呂循環ポンプ２０によって温水が循環する。
【００１７】
次に動作，作用について説明すると、まず給湯単独運転時には、図示しない給湯栓を開栓すると水は給湯管１３を通り熱交換器１１に入りバーナ１０の燃焼熱により加温され給湯栓１６から出湯する。この時、暖房管１４と風呂管１５の内部の水は流動しておらず燃焼熱により加熱される。
【００１８】
給湯管１３と暖房管１４、給湯管１３と風呂管１５は、互いに管と受熱フィン１２を介して接触しているため、高温になった暖房管１４と風呂管１５内の水の熱は給湯管１３内の温度の低い温水に管と受熱フィン１２を介して伝熱する。
【００１９】
したがって、暖房管１４と風呂管１５の管内の温度は、燃焼熱から受ける熱と伝熱によるバランスによりある一定温度で平衡状態となり、暖房管１４と風呂管１５内の水は沸騰しない。
【００２０】
次に暖房単独運転時には、ファンコイルユニット１７の運転命令で暖房循環ポンプ１８が駆動しバーナ１０を着火する。バーナ１０の燃焼熱により暖房管１４が加温され、暖房循環ポンプ１８により温水が循環し、熱をファンコイルユニット１７で放熱して温風を吹き出す。
【００２１】
この時、給湯管１３と風呂管１５の内部の水は流動しておらず燃焼熱により加熱される。給湯管１３と暖房管１４、暖房管１４と風呂管１５は、互いに管と受熱フィン１２を介して接触しているため、高温になった給湯管１３と風呂管１５内の水の熱は暖房管１４内の温度の低い温水に伝熱する。
【００２２】
したがって、給湯管１３と風呂管１５の管内の温度は、燃焼熱から受ける熱と伝熱によるバランスによりある一定温度で平衡状態となり、給湯管１４と風呂管１５内の水は沸騰しない。
【００２３】
次に、風呂の追い焚き単独運転時には、浴槽１９の追い焚き運転命令で風呂循環ポンプ２０が駆動しバーナ１０を着火する。バーナ１０の燃焼熱により風呂管１５が加温され、風呂循環ポンプ２０により風呂管１５内で加熱された温水が浴槽１９まで搬送され放熱して風呂の追い焚きを行う。
【００２４】
この時、暖房管１４と給湯管１３の内部の水は流動しておらず燃焼熱により加熱される。風呂管１５と暖房管１４、給湯管１３と風呂管１５は、互いに管と受熱フィン１２を介して接触しているため、高温になった暖房管１４と給湯管１３内の水の熱は風呂管１５内の温度の低い温水に伝熱する。
【００２５】
したがって、暖房管１４と給湯管１３の管内の温度は、燃焼熱から受ける熱と伝熱によ
るバランスによりある一定温度で平衡状態となり、暖房管１４と給湯管１３内の水は沸騰しない。
【００２６】
すなわち、各種単独運転時に残りの管の内部の沸騰を防止することができるため、熱交換器１１の耐久性能を向上できると共に、管内部のスケール固着を防止できる。したがって、１缶３回路熱交換装置で給湯機能と暖房機能と風呂追い焚き機能を実現でき、大幅な機器の小型化が可能である。
【００２７】
さらに、管と管を接触して熱伝達を促進するにはロウ材を管同士の間に確実に保持する必要があるが、受熱フィン１２を設けることで確実にロウ材が管と管の間にまわり、管同士の熱伝達率を向上できる。
【００２８】
ここで、熱交換器１１の下段から給湯管１３・暖房管１４・風呂管１５の順で配置したが、下段から給湯管１３・風呂管１５・暖房管１４、下段から暖房管１４・給湯管１３・風呂管１５、下段から暖房管１４・風呂管１５・給湯管１３、下段から風呂管１５・給湯管１３・暖房管１４、下段から風呂管１５・暖房管１４・給湯管１３、の順で配置したとしても同様の効果を発揮できるものである。
【００２９】
（参考実施例２）
図４において、参考実施例１と異なる点は、給湯管１３の内部の同心円上に暖房管１４を設け、暖房管１４の内部の同心円上に風呂管１５を設けている点である。
【００３０】
なお、参考実施例１と同一符号の部分は同一構造を有し、説明は参考実施例１のものを援用する。
【００３１】
次に動作，作用を説明すると、まず給湯単独運転時には、給湯管１３内に暖房管１４と風呂管１５が存在するため、暖房管１４と風呂管１５内の水は沸騰しない。
【００３２】
次に暖房単独運転時には、給湯管１３の内部の水は流動しておらず燃焼熱により加熱される。給湯管１３内部に暖房管１４が存在しているため高温になった給湯管１３内の水の熱は暖房管１４内の温度の低い温水に伝熱する。
【００３３】
したがって、給湯管１３の管内の温度は、燃焼熱から受ける熱と伝熱によるバランスによりある一定温度で平衡状態となり、給湯管１４内の水は沸騰しない。
【００３４】
次に風呂の追い焚き単独運転時には、給湯管１３の内部の水は流動しておらず燃焼熱により加熱される。
【００３５】
風呂管１５は、給湯管１３と暖房管１４の内部に存在しているため高温になった暖房管１４と給湯管１３内の水の熱は風呂管１５内の温度の低い温水に伝熱する。
【００３６】
したがって、暖房管１４と給湯管１３の管内の温度は、燃焼熱から受ける熱と伝熱によるバランスによりある一定温度で平衡状態となり、暖房管１４と給湯管１３内の水は沸騰しない。
【００３７】
すなわち、各種単独運転時に残りの管の内部の沸騰を防止することができるため、熱交換器１１の耐久性能を向上できると共に、管内部のスケール固着を防止できる。したがって、１缶３回路熱交換装置で給湯機能と暖房機能と風呂追い焚き機能を実現でき、大幅な機器の小型化が可能である。
【００３８】
ここで、受熱フィン１２を設けた構成で説明したが、受熱フィンがない構成としても管内沸騰に関しては同様の効果を発揮するものである。さらに、給湯管１３の同心円上の内部に暖房管１４と風呂管１５を設けた構成を示したが、図５に示すように給湯管１３の下部もしくは両サイドに接触した構成で設けても管内の沸騰防止に関しては同様の効果を発揮できる。
【００３９】
（参考実施例３）
図６において、参考実施例１と異なる点は、給湯管１３の上部に暖房管１４を設け、暖房管１４の内部の同心円上に風呂管１５を設けている点である。
【００４０】
なお、参考実施例１と同一符号の部分は同一構造を有し、説明は参考実施例１のものを援用する。
【００４１】
次に動作，作用を説明すると、まず給湯単独運転時には、暖房管１４の内部の水は流動しておらず燃焼熱により加熱される。給湯管１３の上部に暖房管１４が管と受熱フィン１２を介して接触して存在するため、暖房管１４内の水は沸騰しない。
【００４２】
次に暖房単独運転時には、給湯管１３の内部の水は流動しておらず燃焼熱により加熱される。給湯管１３上部に暖房管１４が存在しているため高温になった給湯管１３内の熱は管と受熱フィン１２を介して暖房管１４内の温度の低い温水に伝熱する。
【００４３】
したがって、給湯管１３の管内の温度は、燃焼熱から受ける熱と伝熱によるバランスによりある一定温度で平衡状態となり、給湯管１４内の水は沸騰しない。
【００４４】
次に風呂の追い焚き単独運転時には、暖房管１４の内部の水は流動しておらず燃焼熱により加熱される。風呂管１５は、暖房管１４の内部に存在しているため高温になった暖房管１４内の水の熱は風呂管１５内の温度の低い温水に伝熱する。したがって、暖房管１４の管内の温度は、燃焼熱から受ける熱と伝熱によるバランスによりある一定温度で平衡状態となり、暖房管１４内の水は沸騰しない。
【００４５】
すなわち、各種単独運転時に残りの管の内部の沸騰を防止することができるため、熱交換器１１の耐久性能を向上できると共に、管内部のスケール固着を防止できる。したがって、１缶３回路熱交換装置で給湯機能と暖房機能と風呂追い焚き機能を実現でき、大幅な機器の小型化が可能である。
【００４６】
ここで、給湯管１３の上部に暖房管１４を設け、暖房管１４の内部の同心円上に風呂管１５を設けた構成を示したが、図７に示すように給湯管１３の下部もしくは両サイド等に暖房管１４と風呂管１５を設けても管内の沸騰防止に関しては同様の効果を発揮できる。
【００４７】
また、暖房管１４の同心円上の内部に風呂管１５を設けた構成を示したが、図８に示すように暖房管１４の下部に内接した構成で風呂管１５を設けた場合は、風呂単独運転時に給湯管１３と暖房管１４の沸騰防止効果も発揮できる。
【００４８】
【実施例】
以上の各参考実施例をふまえ以下本発明の実施例を図３を参照しつつ説明する。なお、各参考実施例と同一符号の部分は同一構造を有し、説明はそれら各参考実施例のものを援用する。
【００４９】
（実施例１）
図３において、参考実施例１と異なる点は給湯管１３の上部に暖房管１４と風呂管１５
をそれぞれ相互に接触させて設けている点である。
【００５０】
次に動作，作用を説明すると、まず給湯単独運転時には、給湯管１３と暖房管１４と風呂管１５は、互いに管と受熱フィン１２を介して接触しているため、高温になった暖房管１４と風呂管１５内の水の熱は給湯管１３内の温度の低い温水に伝熱する。
【００５１】
したがって、暖房管１４と風呂管１５の管内の温度は、燃焼熱から受ける熱と伝熱によるバランスによりある一定温度で平衡状態となり、暖房管１４と風呂管１５内の水は沸騰しない。
【００５２】
次に暖房単独運転時には、給湯管１３と風呂管１５の内部の水は流動しておらず燃焼熱により加熱される。給湯管１３と暖房管１４と風呂管１５は、互いに管と受熱フィン１２を介して接触しているため、高温になった給湯管１３と風呂管１５内の水の熱は暖房管１４内の温度の低い温水に伝熱する。
【００５３】
したがって、給湯管１３と風呂管１５の管内の温度は、燃焼熱から受ける熱と伝熱によるバランスによりある一定温度で平衡状態となり、給湯管１４と風呂管１５内の水は沸騰しない。
【００５４】
次に風呂の追い焚き単独運転時には、暖房管１４と給湯管１３の内部の水は流動しておらず燃焼熱により加熱される。風呂管１５と暖房管１４と給湯管１３は、互いに管と受熱フィン１２を介して接触しているため、高温になった暖房管１４と給湯管１３内の水の熱は風呂管１５内の温度の低い温水に伝熱する。
【００５５】
したがって、暖房管１４と給湯管１３の管内の温度は、燃焼熱から受ける熱と伝熱によるバランスによりある一定温度で平衡状態となり、暖房管１４と給湯管１３内の水は沸騰しない。
【００５６】
すなわち、各種単独運転時に残りの管の内部の沸騰を防止することができるため、熱交換器１１の耐久性能を向上できると共に、管内部のスケール固着を防止できる。
【００５７】
その結果、１缶３回路熱交換装置で給湯機能と暖房機能と風呂追い焚き機能を実現でき、大幅な機器の小型化が可能である。
【００５８】
ここで、給湯管１３の上部に暖房管１４と風呂管１５を設けた構成を示したが、給湯管１３の下部もしくは両サイドに暖房管１４と風呂管１５を設けても管内の沸騰防止に関しては同様の効果を発揮できる。
【００５９】
以上説明した各参考実施例および実施例の技術的意義を今一度述べれば、以下次の通りとなる。
【００６０】
（１）暖房単独運転時には、暖房管に給湯管と風呂管が受熱フィンと共に接触しているため、給湯管と風呂管の熱が管を伝わりまた受熱フィンを介して暖房管へ伝達することで、給湯管と風呂管の内部の水の沸騰を防止することができる。また、風呂単独運転時には、風呂管に暖房管が接触し暖房管に給湯管が接触しているため給湯管と暖房管の熱が管を伝わりまたフィンを介して風呂管へ伝達することで、給湯管と暖房管の内部の水の沸騰を防止することができる。さらに、給湯単独運転時には、給湯管に暖房管が接触し暖房管に給湯管が接触しているため、暖房管と風呂管の熱が管を伝わりまたフィンを介して給湯管へ伝達することで、暖房管と風呂管の内部の水の沸騰を防止することができる。
【００６１】
すなわち、熱交換装置の耐久性能を維持できると共に、管内部のスケール固着を防止できる。したがって、１缶３回路熱交換装置で給湯機能と暖房機能と風呂追い焚き機能を実現でき、大幅な機器の小型化が可能である。
【００６２】
また、管と管を接触して熱伝達を促進するにはロウ材を管同士の間に確実に保持する必要があるが、受熱フィンを設けることで確実にロウ材が管と管の間にまわり、管同士の熱伝達率を向上できる。
【００６３】
（２）１缶３回路熱交換装置の暖房単独運転時には、暖房管に給湯管と風呂管が受熱フィンと共に接触しているため、給湯管と風呂管の熱が暖房管へ伝達しまた受熱フィンを介して伝わることで、給湯管と風呂管の内部の水の沸騰を防止することができる。
【００６４】
また、風呂単独運転時には、風呂管に給湯管と暖房管が受熱フィンと共に接触しているため、給湯管と暖房管の熱が風呂管へ伝達しまた受熱フィンを介して伝わることで、給湯管と暖房管の内部の水の沸騰を防止することができる。
【００６５】
さらに、給湯単独運転時には、給湯管に暖房管と風呂管が受熱フィンと共に接触しているため、暖房管と風呂管の熱が給湯管へ伝達しまた受熱フィンを介して伝わることで、暖房管と風呂管の内部の水の沸騰を防止することができる。
【００６６】
（３）１缶３回路熱交換装置の給湯単独運転時には、給湯管内部に暖房管と風呂管が内装されているため、暖房管と風呂管内部の水は沸騰することはない。
【００６７】
また、給湯・暖房同時運転時には給湯管の熱が暖房管へ伝達し、給湯・暖房・風呂運転時には、給湯管の熱が暖房管へ、暖房管の熱が風呂管へ伝達することでそれぞれの運転が可能となる小型の１缶３回路熱交換装置を実現できる。
【００６８】
（４）１缶３回路熱交換装置の暖房単独運転時には、給湯管と暖房管が受熱フィンと共に接触しているため、給湯管の熱が暖房管へ伝達しまた受熱フィンを介して伝わることで、給湯管の内部の水の沸騰を防止することができる。
【００６９】
また、風呂単独運転時には、暖房管に風呂管が内装されているため、暖房管の熱が風呂管へ伝達することで、暖房管の内部の水の沸騰を防止することができる。
【００７０】
さらに、給湯単独運転時には、給湯管に暖房管が受熱フィンと共に接触しているため、給湯管の熱が暖房管に伝わりまた受熱フィンを介して伝達するため、暖房管内部の水の沸騰を防止することができる。
【００７１】
（５）１缶３回路熱交換装置の暖房単独運転時には、給湯管と暖房管が受熱フィンと共に接触しているため、給湯管の熱が暖房管へ伝達しまた受熱フィンを介して伝わることで、給湯管の内部の水の沸騰を防止することができる。
【００７２】
また、風呂単独運転時には、暖房管内の下部に風呂管が設けられているため、特に給湯管の熱が風呂管へ伝達しやすくなることで、給湯管と暖房管の内部の水の沸騰を防止することができる。
【００７３】
さらに、給湯単独運転時には、給湯管に暖房管が受熱フィンとともに接触しているため、給湯管の熱が暖房管に管を伝達しまたフィンを介して伝わることで暖房管と風呂管内部の水の沸騰を防止することができる。
【００７４】
【発明の効果】
以上のように本発明の１缶３回路熱交換装置によれば、給湯、暖房、風呂のいずれかの単独運転時、非運転状態の給湯、暖房、風呂のいずれか他方に対応する管内水の熱が単独運転状態の管内水に伝導することとなり、非運転状態の管内水の沸騰を防止できるものであり、１缶３回路熱交換装置として大幅な機器の小型化が可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の参考実施例１における１缶３回路熱交換装置の構成説明図
【図２】  同熱交換装置の受熱フィンの構成説明図
【図３】  本発明の実施例１における熱交換装置の受熱フィンの構成説明図
【図４】  本発明の参考実施例２における熱交換装置の受熱フィンの構成説明図
【図５】  同参考実施例２における熱交換装置の他の受熱フィンの構成説明図
【図６】  本発明の参考実施例３における熱交換装置の受熱フィンの構成説明図
【図７】  同参考実施例３における熱交換装置の他の受熱フィンの構成説明図
【図８】  同参考実施例３における熱交換装置の他の受熱フィンの構成説明図
【図９】  従来の１缶３回路熱交換装置の構成説明図
【符号の説明】
１０  バーナ
１１  熱交換器
１２  受熱フィン
１３  給湯管
１４  暖房管
１５  風呂管
【図１】
0003837868.tif 000002
【図２】
0003837868.tif 000003
【図３】
0003837868.tif 000004
【図４】
0003837868.tif 000005
【図５】
0003837868.tif 000006
【図６】
0003837868.tif 000007
【図７】
0003837868.tif 000008
【図８】
0003837868.tif 000009
【図９】
0003837868.tif 000010