JP5080896B2 - 給湯装置 - Google Patents

Description

本発明は、燃焼ガスの潜熱を回収できる高効率の給湯装置に関し、より詳しくは潜熱回収時に生じる凝縮水を排水するためのドレン手段の改良に関する。

給湯バーナの上方に主・副熱交換器を配置する給湯装置は公知である。これら熱交換器を給湯回路が通るようになっている。
下段（上流側）の主熱交換器は一般的な１段の熱交換器からなる給湯装置と同様に、燃焼ガス中の顕熱を回収する。上段（下流側）の副熱交換器は燃焼ガス中の水蒸気（燃焼により発生した水分）を凝縮させて潜熱を回収する。上記顕熱回収により燃焼ガスの熱エネルギーの約８０％を回収し、上記潜熱回収により約１５％を回収するため、熱効率が非常に高くなる。

上記のような高効率の給湯装置では、副熱交換器で水蒸気の凝縮が生じる。この凝縮水は、燃焼により生じた硫黄酸化物、窒素酸化物等が溶け込んで硫酸、硝酸等になるため、強酸性を示す。そのため、この強酸性の凝縮水を中和処理したり希釈処理をしている。また、上記凝縮水は通常の使用状況で１日に数リットル生じるため、その排水処理が必要となる。

そこで、従来の高効率給湯装置では、上記副熱交換器の下方に回収トレイを配置し、この回収トレイに専用のドレン配管を接続し、このドレン配管に炭酸カルシウム等の中和剤を収容した中和器を設け、回収トレイで回収した凝縮水を中和器で中和処理しドレン配管から排水していた。

しかし、専用のドレン配管を設置するスペースが無い場合や、建造物にドレン配管からの凝縮水を導く排水溝等を形成するのが困難な場合もあり、高効率型給湯装置の普及を妨げる要因になっていた。

上記不都合を解消すべく、特許文献１は凝縮水を浴槽へ排水するようにした高効率給湯装置を提案している。特許文献１の図８に示す追焚機能付きの給湯装置では、副熱交換器の下方に回収トレイが配置され、この回収トレイにドレン回路の一端が接続され、ドレン回路の他端が追焚循環回路の復路部においてポンプの吸い込み側に接続されている。ドレン回路には下流側に向かって順に中和器とドレンタンクが設けられている。

上記ドレン回路と追焚循環回路の接続点には、３方切替弁が設けられている。凝縮水の排水タイミングでない時には、切替弁はポンプ吸い込み側を浴槽に連通させてドレン回路を遮断し、ポンプの駆動により追焚循環回路での浴槽湯の循環を行えるようになっている。

凝縮水の排水タイミングとしては、例えば浴槽の栓が抜かれて浴槽湯を排水したことを検出した時がある。この排水タイミングの時には、切替弁の切替によりポンプ吸い込み側をドレン回路に連通させ、ポンプを駆動することにより、ドレンタンクに溜まった凝縮水を追焚循環回路を介して浴槽へ排水するようにしている。
この後に、上記切替弁を切り替えてドレン回路側を遮断し、給湯回路からの湯により追焚循環回路の配管洗浄を行っている。
特開２００５−２６５２２８号公報

しかし、特許文献１の給湯装置ではドレン回路の洗浄を行わないため、種々の不都合があった。
例えば、上記切替弁の洗浄が行われないため、その汚れにより作動が不確実になることがあった。特に切替弁を、弁ケースとこの弁ケースに回動可能に収容された弁体とを有し、摺動面でシールする方式にした場合、長期使用により粒径を減じられた中和剤がこの摺動面間に噛み込んで切替弁の動作に支障をきたす可能性があった。また、中和剤を用いない場合でも、外部からの塵埃等の不純物が排気口等を経て回収トレイに入り込み、さらにドレン回路を経て切替弁に達し、ここで摺動面に噛み込む可能性も考えられる。
また、ドレンタンクには塵埃の蓄積や藻や菌の繁殖の可能性があった。

本発明は上記課題を解決するためになされたもので、給湯バーナと、この給湯バーナからの燃焼ガスの顕熱を回収する主熱交換器と、この主熱交換器の下流側において燃焼ガスの潜熱を回収する副熱交換器と、これら主熱交換器と副熱交換器を通る給湯回路と、浴槽に接続された追焚循環回路と、上記給湯回路からの湯をこの追焚循環回路を介して浴槽に供給する湯張り回路と、燃焼ガス中の水分が副熱交換器で凝縮することにより生成された凝縮水を回収して排水する凝縮水ドレン手段とを備え、上記凝縮水ドレン手段は、上記副熱交換器の下方に配置されて副熱交換器から落下した凝縮水を回収する回収トレイと、上流端がこの回収トレイに接続され下流端が上記追焚循環回路に接続されたドレン回路と、このドレン回路に設けられ凝縮水を溜めるドレンタンクと、上記ドレン回路において上記ドレンタンクの下流側に設けられドレンタンクと追焚循環回路の連通と遮断を選択的に行う主弁手段とを備えた給湯装置において、さらに、上記湯張り回路とドレン回路との間の連通と遮断を選択的に行う補助弁手段と、上記主弁手段と補助弁手段を制御する制御手段とを備え、上記制御手段は、予め決められた条件を満たした排水タイミングで、上記主弁手段を上記遮断位置から連通位置に切り替えることにより、上記ドレンタンクを上記追焚循環回路に連通させ、上記ドレンタンク内の凝縮水を上記追焚循環回路へ排水し、この排水後に上記補助弁手段を遮断位置から連通位置に切り替えることにより、給湯回路からの水または湯からなる洗浄水を上記湯張り回路を介してドレン回路に供給し主弁手段を経て上記追焚循環回路へと排水し、上記主弁手段は、上記ドレン回路と追焚循環回路の接続点に設けられた切替弁からなり、上記制御手段は、上記補助弁手段を開いて給湯回路からの洗浄水を上記ドレン回路に供給している状態で、上記切替弁を上記連通位置から上記遮断位置に切り替えることにより、切替弁を洗浄することを特徴とする。

本発明の他の態様では、給湯バーナと、この給湯バーナからの燃焼ガスの顕熱を回収する主熱交換器と、この主熱交換器の下流側において燃焼ガスの潜熱を回収する副熱交換器と、これら主熱交換器と副熱交換器を通る給湯回路と、この給湯回路からの湯を浴槽に供給する浴槽湯供給回路と、燃焼ガス中の水分が副熱交換器で凝縮することにより生成された凝縮水を回収して排水する凝縮水ドレン手段とを備え、上記凝縮水ドレン手段は、上記副熱交換器の下方に配置されて副熱交換器から落下した凝縮水を回収する回収トレイと、上流端がこの回収トレイに接続され下流端が上記浴槽湯供給回路に接続されたドレン回路と、このドレン回路に設けられ凝縮水を溜めるドレンタンクと、上記ドレン回路において上記ドレンタンクの下流側に設けられドレンタンクと浴槽湯供給回路の連通と遮断を選択的に行う主弁手段とを備えた給湯装置において、さらに、一端が上記浴槽湯供給回路に接続され他端がドレン回路において上記主弁手段の上流側に接続された補助回路と、この補助回路に設けられ上記浴槽湯供給回路とドレン回路との間の連通と遮断を選択的に行う補助弁手段と、上記主弁手段と補助弁手段を制御する制御手段とを備え、上記制御手段は、予め決められた条件を満たした排水タイミングで、上記主弁手段を上記遮断位置から連通位置に切り替えることにより、上記ドレンタンクを浴槽湯供給回路に連通させ、上記ドレンタンク内の凝縮水を浴槽湯供給回路へ排水し、この排水後に上記補助弁手段を遮断位置から連通位置に切り替えることにより、給湯回路からの水または湯からなる洗浄水を上記補助回路を介してドレン回路に供給し主弁手段を経て浴槽湯供給回路へと排水し、上記主弁手段は、上記ドレン回路と浴槽湯供給回路の接続点に設けられた切替弁からなり、上記制御手段は、上記補助弁手段を開いて給湯回路からの洗浄水を上記ドレン回路に供給している状態で、上記切替弁を上記連通位置から上記遮断位置に切り替えることにより、切替弁を洗浄することを特徴とする。

上記構成によれば、凝縮水排水後にドレン回路に洗浄水を供給することにより、少なくとも主弁手段と、ドレン回路の一部の通路部分に付着した中和剤や塵埃等の不純物を洗い流すことができる。
さらに、主弁手段としての切替弁を切替動作しながら洗浄水を供給するので、良好に洗浄することができ、切替弁での不純物の噛み込みを確実に防止でき、円滑な切替動作を確保することができる。

好ましくは、上記補助回路の他端は、上記ドレン回路において上記切替弁と上記ドレンタンクとの間に接続され、上記ドレン回路には、上記補助回路との接続点と上記ドレンタンクとの間に、補助回路からの洗浄水が上記ドレンタンクに向かって逆流するのを防止する逆流防止手段が設けられている。これにより、洗浄水を効率良く切替弁に供給できる。

好ましくは、上記逆流防止手段が、ドレン回路を開閉するドレン弁からなり、上記制御手段は上記凝縮水排水時にはこのドレン弁を開き、上記補助回路からの洗浄水を供給する時にはこのドレン弁を閉じる。

好ましくは、上記追焚循環回路においてドレン回路との接続点より下流側、またはドレン回路においてドレンタンクの下流側にポンプが設けられ、上記制御手段は上記凝縮水の排水時にポンプを駆動することにより、ドレンタンクから凝縮水を吸引する。これにより、凝縮水を迅速に効率良く排水できる。

好ましくは、上記補助回路の他端が、上記ドレン回路において上記ドレンタンクまたはその上流側に接続されており、上記制御手段は、上記主弁手段を上記連通位置にした状態で、上記補助弁手段を開くことにより、上記補助回路からの洗浄水をドレンタンクへ供給し、このドレンタンクから主弁手段を経て上記追焚循環回路へ排水する。
この構成によれば、主弁手段のみならずドレンタンクの洗浄も行うことができる。ドレンタンクに溜まった塵埃等の不純物を除去できるとともに、ドレンタンクに藻や菌等が繁殖するのを防ぐこともできる。

好ましくは、上記追焚循環回路においてドレン回路との接続点より下流側、またはドレン回路においてドレンタンクの下流側にポンプが設けられ、上記制御手段は上記凝縮水の排水時にポンプを駆動することにより、ドレンタンクから凝縮水を吸引し、上記洗浄水によるドレンタンクの洗浄終了後にもポンプを駆動してドレンタンク内の洗浄水を上記追焚循環回路へ排出する。
これにより、ドレンタンクに溜まった凝縮水、洗浄水を効率良く排水することができる。

好ましくは、上記追焚循環回路に追焚用熱交換器が設けられるとともに上記ポンプが設けられ、上記追焚循環回路には湯張り回路の接続点と異なる位置でポンプの吸い込み側に、上記ドレン回路が接続され、上記主弁手段は３方切替弁からなり、遮断位置ではポンプ吸い込み側を浴槽に連通させてドレン回路から遮断し、連通位置ではポンプ吸い込み側をドレン回路に連通させる。

好ましくは、上記制御手段は、凝縮水の排水およびドレン回路への洗浄水供給後に、上記湯張り回路の注湯弁を開いて追焚循環回路に水または湯を供給することにより、追焚循環回路の洗浄を行う。
好ましくは、さらに、他用途バーナと、この他用途バーナからの燃焼ガスの顕熱を回収する他の主熱交換器と、当該他の主熱交換器の下流側において燃焼ガスの潜熱を回収する他の副熱交換器と、当該他の主熱交換器と当該他の副熱交換器を通る他用途回路とを備え、上記回収トレイが、給湯用の副熱交換器と、他用途の副熱交換器の両者からの凝縮水を回収する。
好ましくは、上記ドレン回路には、上記回収トレイとドレンタンクとの間において、凝縮水を中和する中和剤を収容した中和器が設けられている。

本発明によれば、凝縮水を追焚循環回路ないしは浴槽湯供給回路に排水するために設けられた切替弁の円滑な動作を確保することができる。

以下、本発明の第１実施形態をなす一体型２缶２水路タイプの追焚機能付き給湯装置について図を参照しながら説明する。この給湯装置は、直方体形状をなす中空の缶１を有しており、缶１の底部に給湯、追焚に共通のファン２が設けられ、缶１の上端近傍に給湯、追焚に共通の排気口部３が設けられている。

上記缶１の内部空間は、仕切板１ｘで給湯用空間１ａと追焚用空間１ｂに仕切られている。給湯用空間１ａの下部には給湯用バーナ４ａが配置され、追焚用空間１ｂには追焚用バーナ４ｂが配置されている。

上記バーナ４ａ，４ｂに燃料ガスを供給する管は、元管５ｘと、この元管５ｘを給湯用バーナ４ａに接続する分岐管５ａと、元管５ｘを追焚用バーナ４ｂに接続するための分岐管５ｂとを有している。本実施形態では給湯用バーナ４ａが３面の燃焼領域を有しているため、分岐管５ａも３本となっている。
元管５ｘには、元ガス電磁弁６ｘとガス比例弁６ｙが設けられ、分岐管５ａ，５ｂにはそれぞれ分岐電磁弁６ａ，６ｂが設けられている。

上記給湯用空間１ａには、バーナ４ａの上方に顕熱回収用の主熱交換器７が配置され、さらにその上方（下流側）に潜熱回収用の副熱交換器８が配置されている。また、追焚用空間１ｂには、バーナ４ｂの上方に追焚用の熱交換器９が配置されている。本実施形態では、熱交換器７，９は受熱管７ａ，９ａと多数のフィンにより構成されており、熱交換部８は受熱管８ａにより構成されている。

給湯装置は、給湯回路１０と、追焚循環回路２０と、湯張り回路３０とを備えている。 本実施形態では、追焚循環回路２０と湯張り回路３０により、特許請求の範囲の浴槽湯供給回路７５が構成されている。

上記給湯回路１０は、給水管１１と、上記受熱管８ａと、上記受熱管７ａと、給湯管１２とを上流側から下流側に向かってこの順に連ねることにより構成されている。給水管１１と給湯管１２との間には、熱交換器７，８をバイパスするバイパス管１３が接続されている。

上記給水管１１において、バイパス管１３の上流側には水量センサ１４、水量制御弁１５が設けられ、バイパス管１３と給水管１１の接続点にはバイパス制御弁１６が設けられている。さらに、給水管１１には入水温度センサ（図示しない）が設けられ、給湯管１２には、バイパス管１３の上流側に熱交出口温度センサ１７が設けられ、バイパス管１３の下流側に出湯温度センサ１８が設けられている。

上記追焚循環回路２０は、復路管２１（復路部）と、受熱管９ａと、往路管２２（往路部）とを順に連ねることにより構成されている。復路管２１の吸い込み端と往路管２２の吐出端は、浴槽７０の側壁に設けた循環金具（図示しない）に接続されている。復路管２１にはポンプ２３、水位センサ２４、水流スイッチ２５が設けられている。

上記湯張り回路３０は、一端が給湯管１２において出湯温度センサ１８の下流側に接続され、他端が上記復路管２１においてポンプ２３の吸い込み側（上流側）に接続されている（接続点をＰ１で示す）。

上記湯張り回路３０には、注湯電磁弁３１（注湯弁）と、逆止弁３２と、水量センサ３３が設けられている。

次に、副熱交換器８で凝縮された凝縮水を回収し排水する凝縮水ドレン手段４０について説明する。このドレン手段４０は、回収トレイ４１と、ドレン回路４２とを有している。この回収トレイ４１は、給湯用空間１ａにおいて、副熱交換器８の下方に配置され、浅いロート形状をなしている。

上記ドレン回路４２は管からなり、一端が回収トレイ４１の底部に接続され、他端が上記復路管２１においてポンプ２３の吸い込み側（上流側）に接続されている。この接続点（符号Ｐ２で示す）には、２位置３方弁からなる切替弁４９（主弁手段）が設けられている。この切替弁４９は、弁ケースとこの弁ケースに回動可能（摺動可能）に収容された弁体とを有し、摺動面でシールする方式のものである。

さらに上記ドレン手段４０は、ドレン回路４２において上流側から下流側に向かって順に設けられた中和器４３、ドレンタンク４４、ドレン側電磁弁４５（ドレン弁または逆流防止手段）を備えている。

上記中和器４３には粒状をなす炭酸カルシウム等の中和剤が収容されている。中和器４３には、詰まりによる水位上昇を検出する２本の電極４３ａが設けられている。ドレンタンク４４には、接地電極４４ｘと、下端高さが異なる複数本の電極４４ａが設けられている。

上記ドレン回路４２において、ドレンタンク４４の上流側の管部はドレンタンク４４の上端または上端近傍に接続され、ドレンタンク４４の下流側の管部はドレンタンク４４の底部に連なっている。

給湯装置は更に、補助回路５０と、この補助回路５０に上流側から順に設けられた補助電磁弁５１（補助弁手段）および逆止弁５２とを備えている。補助回路５０の一端は湯張り回路３０において注湯電磁弁３１の上流側に接続され（接続点を符号Ｐ３で示す）、他端はドレン回路４２において切替弁４９とドレン側電磁弁４５との間に接続されている（接続点を符号Ｐ４で示す）。

給湯装置は更に、上述した種々のセンサからの情報を読み込んで、上述した種々の構成要素を制御する制御手段６０と、この制御手段６０に接続されたリモートコントローラ６５を備えている。リモートコントローラ６５は一般のものと同様に温度設定部、温度表示部、自動運転スイッチ、追焚スイッチを備えるとともに、排水スイッチ（いずれも図示せず）を備えている。

上記構成をなす給湯装置の作用を説明する。最初に、一般的な作用について概略的に説明する。なお、電磁弁６ｘ、６ａ，６ｂ，３１，４５，５１は常閉であり、オン動作により開く。

給湯管１２の下流端に設けた出湯栓やシャワーを開くと給湯回路１０に水が流れ、これを水量センサ１４で検出した時に、制御手段６０は、元ガス電磁弁６ｘを開くとともに分岐電磁弁６ａの少なくとも１つを開き、給湯バーナ４ａの燃焼動作を行う。燃焼ガスは主熱交換器７を通り、さらに回収トレイ４１と缶１との間を通り、副熱交換器８を通って排気口部３から排出される。

給水管１１から入った水は副熱交換器８で加熱され、さらに主熱交換器７で加熱され、設定温度の湯となって給湯管１２から出湯される。

副熱交換器８で凝縮した水は、この副熱交換器８から回収トレイ４１に落下し、ドレン回路４２を通って中和器４３に達し、この中和器４３内の中和剤により中和され、ドレンタンク４４に蓄えられる。

自動運転スイッチがオンした時には、制御手段６０は注湯電磁弁３１を開く。これにより、上記給湯制御と同様にして上記給湯バーナ４ａで燃焼を行うことにより、設定温度の湯を給湯管１２から湯張り回路３０、追焚循環回路２０を経て浴槽７０に供給する。
この時、副熱交換器８で発生する凝縮水は上記と同様に回収され中和されドレンタンク４４に蓄えられる。

上記自動運転状態では、上記湯張りの後に追焚が行われ、浴槽７０の湯が設定温度に保たれる。この追焚は、ポンプ２３を駆動し、追焚用バーナ４ｂでの燃焼を実行することにより行われる。なお、リモートコントローラ６５の追焚スイッチのオン操作によっても、この追焚が実行される。

上記制御手段６０は上記基本制御の他に、図２の凝縮水の排水制御を実行する。詳述すると、最初にリモートコントローラ６５の排水スイッチがオン（排水指令あり）か否かを判断する。ここで否定判断した時には、ステップ１０２に進み、ここで浴槽排水を検出したか否かを判断する。

上記浴槽排水とは、浴槽７０の栓が抜かれて浴槽７０の湯が排水されたことを意味する。この浴槽排水検出は他のルーチンで行う。周知であるので簡単に説明すると、水位センサ２４で浴槽の水位を監視する。この水位が低下し続け、循環金具を下回った時には所定時間待ってポンプ２３を駆動し、その時に水流スイッチ２５がオフの場合には、栓が抜かれて浴槽７０が空になったと判断するのである。

上記ステップ１０１、１０２で否定判断した場合には、これらステップを繰り返す。この状態（排水タイミングでない状態）では、ドレン側電磁弁４５、補助電磁弁５１が閉じられており、切替弁４９が図１のようにポンプ２３の吸い込み側をドレン回路４２から遮断し、浴槽７０側に連通させた状態にある。

ステップ１０１，１０２のいずれかで肯定判断した時（排水タイミングと判断した時）には、ドレン側電磁弁４５をオンし（ステップ１０３）、切替弁４９の切替動作を行ってポンプ２３の吸い込み側を浴槽７０側から遮断しドレン回路４２側に連通させ（ステップ１０４）、ポンプ２３をオンする（ステップ１０５）。これにより、ドレンタンク４４内の凝縮水が切替弁４９を介して、ポンプ２３に吸い込まれ、ポンプ２３の吐出側から復路管２１、熱交換器９の受熱管９ａ、往路管２２を経て浴槽７０に排出され、さらに浴槽７０の排出口を経て、既存の下水管へと排出される。

ポンプ２３の駆動状態において、ドレンタンク４４の水位が最低水位Ｌに達したか否かを監視する（ステップ１０６）。本実施形態における最低水位Ｌは、凝縮水の水位が接地電極４４ｘに隣接する電極４４ａ（下端位置が接地電極４４ｘの次に低い電極）の下端位置より低くなった時の水位を言う。

ドレンタンク４４の水位が最低水位Ｌに達するまでポンプ２３の駆動を継続し、最低水位Ｌに達した時に、ステップ１０６で肯定判断して、ドレン側電磁弁４５をオフにし（ステップ１０７）、ポンプ２３をオフにする（ステップ１０８）。これにより凝縮水の排水動作が終了する。

次に、補助電磁弁５１を所定時間オンすることにより、給湯管１２から湯張り回路３０を経た湯を補助回路５０を経て切替弁４９に供給する（ステップ１０９）。この湯の提供は給湯用バーナ４ａの燃焼を伴う。

次に、ステップ１１０に進み、切替弁４９を元に戻す（ポンプ２３の吸い込み側をドレンタンク４４への連通状態から浴槽７０への連通状態に切り替える）。この切替動作中、補助回路５０からの湯が切替弁４９に供給され続けるため、切替弁４９の弁体と弁ケースとの摺動面の洗浄を良好に行うことができる。

この切替弁４９の洗浄の意味について詳述する。中和器４３に収容された炭酸カルシウム等の中和剤は、使用に伴い粒径が減少すると、中和器４３から漏れ出てドレンタンク４４に溜まる。そして、上記凝縮水の排水の際、切替弁４９およびその近傍の流路内面に付着することがある。排気口部３から入り込んでドレンタンク４４に達した塵埃も同様である。そのため、これら中和剤や塵埃が切替弁４９の摺動面に噛み込むことがある。そこで、上記切替弁４９の切替動作中に湯を流すことにより、これら中和剤や塵埃を切替弁４９から除去し、円滑な切替動作を確保するのである。

上記ステップ１１０での切替弁２３の切替動作速度は、ステップ１０４での切替動作速度と同じでも良いが、それよりゆっくり切替動作を行ってもよい。これにより洗浄をより一層確実なものとすることができる。
ステップ１１０での切替動作が完了した後、補助電磁弁５１をオフにする（ステップ１１１）。

次に、注湯電磁弁３１をオンすることにより、給湯管１２から湯張り回路３０を経た湯を追焚循環回路２０内に流し、追焚循環回路２０の洗浄を実行する（ステップ１１２）。
そして、水量センサ３３での積算水量が所定量（例えば６リットル）に達したか否かを判断し（ステップ１１３）、達した時にはステップ１１４に進んで注湯電磁弁３１をオフにし、配管洗浄を終了する。

上記制御フローを総括すると、ステップ１０３〜１０８が凝縮水排水工程であり、ステップ１０９〜１１１が切替弁４９を含むドレン回路４２の洗浄工程であり、ステップ１１２〜１１４が配管（追焚循環回路２０）の洗浄工程である。

上記実施形態において、切替弁４９の洗浄工程においてドレン側電磁弁４５を閉じて洗浄湯がドレンタンク４４へ逆流するのを回避したが、このドレン側電磁弁４５の代わりに逆止弁を設けてもよい。また、ポンプ２３の吸引がある場合には逆流防止手段は削除することもできる。

本実施形態では、浴槽排水検出時の凝縮水排水後だけでなく、排水スイッチオンによる凝縮水排水後も追焚循環回路２０の配管洗浄を行う。
上記凝縮水の排水タイミングは、さらに種々の態様を採用することができる。例えば、ドレンタンク４４の満水を検出した時、所定の時刻になった時に、凝縮水の排水動作を行ってもよい。この排水動作後にも、ドレン回路４２の洗浄を実行した後、追焚循環回路２０の配管洗浄を行う。
上記ドレン回路４２の洗浄工程において、所定時間洗浄水が供給されている時に切替弁４９は凝縮水排水時の位置を維持し、補助電磁弁５１がオフして洗浄水供給が終了した後で、切替弁４９をドレン回路４２の遮断位置まで切り替えるようにしてもよい。

次に、本発明の第２実施形態について、図３を参照しながら説明する。この第２実施形態は、第１実施形態に対して補助回路５０の上流端の接続箇所が異なるとともに、逆止弁５２を省き、補助電磁弁５１の代わりに切替弁５３を用いた点が異なる。
他の構成は、第１実施形態と同様であるので、図中同番号を付してその詳細な説明を省略する。

補助回路５０の上流端が湯張り回路３０において、注湯電磁弁３１、逆止弁３２、水量センサ３３の下流側に接続されている。図３においてこの接続点に符号Ｐ３’を付す。この接続点Ｐ３’には、２位置３方切替弁５３（補助弁手段）が設けられている。この切替弁５３は、湯張り回路３０の上流側をその下流側に接続して補助回路５０から遮断する遮断位置と、湯張り回路３０の上流側をその下流側から遮断して補助回路５０に連通する連通位置とを選択するようになっている。

上記第２実施形態では、図２と同様の凝縮水排水の制御を行うが、異なる点のみ説明する。ステップ１０９の補助電磁弁５１オンは、注湯電磁弁３１のオンと切替弁５３の上記連通位置への切替動作に置き換えられる。これにより、給湯回路１０、湯張り回路３０、補助回路５０からの湯または水を、ドレン回路４２および切替弁４９へと供給することができる。
また、第２実施形態では、ステップ１１１の補助電磁弁５１オフは、上記切替弁５３の上記遮断位置への切替動作に置き換えられる。これにより、ドレン回路４２への洗浄水供給が終了する。なお、本実施形態では既に注湯電磁弁３１がオンしているのでステップ１１２は省かれる。

次に、本発明の第３実施形態について、図４を参照しながら説明する。この実施形態では、補助回路５０の下流端の接続箇所が異なるが、他の構成は第１実施形態と同様であるから、図中同番号を付してその詳細な説明を省略する。
補助回路５０の下流端は、ドレンタンク４４またはその上流側でドレンタンク４４の近傍に接続される。この接続点を図４において符号Ｐ４’で示す。

上記第３実施形態において、制御部６０で実行される凝縮水処理ルーチンについて説明する。図２のステップ１０１〜１０６を実行した後、すなわちドレンタンク４４の凝縮水を浴槽７０へ排水し終わった後に、図５のステップ１２０に進み、補助電磁弁５１を開く。これにより、給湯管１２からの湯が湯張り回路３０から補助回路５０を通り、ドレンタンク４４に達し、さらにドレンタンク４４から開き状態のドレン側電磁弁４５および切替弁４９を経て、ポンプ２３で吸引され、ポンプ２３から復路管２１、受熱管９ａ，往路管２２を経て浴槽７０に排出される。これにより、ドレンタンク４４および切替弁４９を洗浄することができる。

上記ドレンタンク４４の洗浄の意味は次の通りである。前述したようにドレンタンク４４には凝縮水とともに粒径が小さくなった中和剤や塵埃等が溜まっているが、これらを一掃し、さらにその下流側のドレン回路４２および切替弁４９に付着された中和剤や塵埃等を洗い流すことができる。これにより、切替弁４９の円滑な動作を確保できる。また、ドレンタンク４４に藻や菌等が繁殖することも確実に防止できる。

上記補助電磁弁５１のオン状態は、水量センサ３３での検出水量の積算値が所定流量（例えば３リットル）に達するまで実行され（ステップ１２１）、所定流量に達した時に、補助電磁弁５１をオフにする（ステップ１２２）。これにより、ドレンタンク４４内の洗浄水がポンプ２３に吸引されて排出され、ドレンタンク４４の水位が低下する。

上記ドレンタンク４４の水位が最低水位Ｌに達したら（ステップ１２３）、ポンプ２３をオフにし（ステップ１２４）、切替弁４９を元に戻すように切り替えてポンプ２３の吸い込み側をドレンタンク４４側から遮断し浴槽７０側に連通し（ステップ１２５）、ドレン側電磁弁４５をオフにする。

次に、ステップ１２７〜１２９を実行して、図２のステップ１１２〜１１４と同様の配管洗浄を行う。この態様では、ステップ１２０，１２１でのドレンタンク４４の洗浄工程でも配管洗浄が行われるので、ステップ１２７〜１２９での配管洗浄のための積算流量を例えば３リットルに抑える。

次に、本発明の第４実施形態について図６を参照しながら説明する。この第４実施形態は、図４の第３実施形態に対して補助回路５０の上流端の接続箇所が異なるとともに、逆止弁５２を省き、補助電磁弁５１の代わりに切替弁５３を用いた点が異なる。
他の構成は、第３実施形態と同様であるので、図中同番号を付してその詳細な説明を省略する。

補助回路５０の上流端が湯張り回路３０において、注湯電磁弁３１、逆止弁３２、水量センサ３３の下流側に接続されている。図６においてこの接続点に符号Ｐ３’を付す。この接続点Ｐ３’には、２位置３方切替弁５３（補助弁手段）が設けられている。この切替弁５３は、湯張り回路３０の上流側をその下流側に接続して補助回路５０から遮断する遮断位置と、湯張り回路３０の上流側をその下流側から遮断して補助回路５０に連通する連通位置とを選択するようになっている。

上記第４実施形態では、図５と同様の凝縮水排水の制御を行うが、異なる点のみ説明する。ステップ１２０の補助電磁弁５１オンは、注湯電磁弁３１のオンと切替弁５３の上記連通位置への切替動作に置き換えられる。これにより、給湯回路１０、湯張り回路３０、補助回路５０からの湯または水を、ドレンタンク４４へと供給することができる。
また、第４実施形態では、ステップ１２６の補助電磁弁５１オフは、上記切替弁５３の上記遮断位置への切替動作に置き換えられる。これにより、ドレンタンク４４への洗浄水供給が終了する。なお、本実施形態では既に注湯電磁弁３１がオンしているのでステップ１２７は省かれる。

なお、第３、第４実施形態において、ドレンタンク４４への洗浄水供給時に、ポンプ２３は駆動していなくてもよい。

次に、本発明の第５実施形態について図７を参照しながら説明する。この第５実施形態の給湯装置は、暖房、追焚機能を備えた給湯装置である。この実施形態において、第４実施形態に対応する構成部には同番号を付し、その詳細な説明を省略する。

缶１は、給湯用空間１ａと暖房用空間１ｃに仕切られる。暖房用空間１ｃには、暖房用バーナ４ｃ（他用途バーナ）と暖房用（他用途）の顕熱回収用の主熱交換器９’と潜熱回収用の副熱交換器９”が、給湯側と同様にして配置されている。バーナ４ｃには、給湯側と同様に、分岐管５ｃが接続され、分岐管５ｃには分岐電磁弁６ｃが設けられている。

暖房循環回路８０（他用途回路）は、上記熱交換器９’、９”の受熱管９ａ’，９ａ”を含んでいる。この暖房循環回路８０には、周知のように、オーバーフロータンク８１、ポンプ８２、液・液熱交換器８３が設けられている。ポンプ８２により循環される湯は、熱交換器９’、９”で加熱され、種々の暖房器等の端末器、端末設備を循環する。

追焚循環回路２０Ａは、上記液・液熱交換器８３を通るようになっている。追焚時には暖房用バーナ４ｃの燃焼を実行しながら、ポンプ２３、８２を駆動し、暖房循環回路８０の熱を液・液副熱交換器８３を介して追焚循環回路２０Ａに伝達し、浴槽７０の湯を加熱するようになっている。

本実施形態では、追焚循環回路２０Ａと湯張り回路３０により、特許請求の範囲の浴槽湯供給回路７５Ａが構成されている。

本実施形態では、共通の回収トレイ４１Ａにより、給湯側の副熱交換器８と暖房側の副潜熱交換器９”から落下する凝縮水を回収するようになっている。
制御手段で実行される凝縮水排水工程、切替弁４９の洗浄工程（またはドレンタンク４４の洗浄工程）は、第４実施形態と同様であるので、説明を省略する。
なお、本実施形態において、第１〜第３実施形態と同様の補助回路および補助弁手段を用いてもよい。

次に、本発明の第６実施形態について図８を参照しながら説明する。この第６実施形態の給湯装置は、給湯単能型である。この実施形態において、第４実施形態に対応する構成部には同番号を付し、その詳細な説明を省略する。

本実施形態では、追焚循環回路の代わりに、１本の送湯回路９０が装備されている。この送湯回路９０の上流端が、接続点Ｐ２’でドレン回路４２の下流端に接続されており、下流端が浴槽７０に接続されている。送湯回路９０の中途部には、ポンプ２３と水位センサ２４が下流側に向かって順に設けられており、上記接続点Ｐ２’には切替弁４９が設けられている。

上記送湯回路９０と湯張り回路３０で、本発明の浴槽湯供給回路９５が構成される。湯張り回路３０は、下流端で分岐し、一方の分岐路３０ａは上記切替弁４９に接続され、他方の分岐路３０ｂは送湯回路９０に接続されている（接続点を符号Ｐ１’で示す）。

本実施形態では、浴槽排水検出は、水位センサ２４の情報だけで行う。浴槽７０への湯の供給は、注湯電磁弁３１を開くことにより実行される。すなわち、給湯回路１０からの湯が湯張り回路３０、送湯回路９０を介して浴槽７０に供給される。
切替弁４９は、凝縮水を排水しない時には、ポンプ２３の吸い込み側を湯張り回路３０の分岐路３０ａに連通させ、凝縮水を排水する際にはポンプ２３の吸い込み側をドレン回路４２に連通させる。他の作用、制御は第４実施形態と同様であるので、説明を省略する。
上記実施形態において、分岐路３０ａ，３０ｂの一方を省略してもよい。
なお、本実施形態において、第１〜第３実施形態と同様の補助回路および補助弁手段を用いてもよい。

図８の第６実施形態において、ポンプ２３を省いてもよい。この場合、図９、図１０に示す構成を採用することができる。詳述すると、送湯回路９０の上流端が２つの分岐路９０ａ，９０ｂに分岐しており、特殊構造の切替弁９９が用いられる。切替弁９９は、９０°間隔で４つのポートを有している。互いに１８０°対峙する２つのポートには、湯張り回路３０と送湯回路９０の一方の分岐路９０ａが接続され、互いに１８０°対峙する他の２つのポートには、ドレン回路４２と送湯回路９０の他方の分岐路９０ｂが接続されている。

上記切替弁９９は直線的に延びる主通路９９ａと、ノズル９９ｂを有している。このノズル９９ｂは主通路９９ａと直交する方向に延び、その基端開口が主通路９９ａの両端と９０°離れて位置している。ノズル９９ｂの先端部は、９０°曲がって主通路９９ａの中心線に沿って延びている。

湯張りの際には切替弁９９は図９の位置にあり、主通路９９ａが湯張り回路３０と送湯回路９０の一方の分岐路９０ａに連なっており、注湯電磁弁３１をオンすることにより、浴槽７０に湯を供給することができる。この状態では、ドレン回路４２は湯張り回路３０および送湯回路９０から遮断されている。

凝縮水を排水する際には、切替弁９９は図１０の位置にあり、主通路９９ａがドレン回路４２と送湯回路９０の分岐路９０ｂに連なっており、この状態で、注湯電磁弁３１を開くと、湯張り回路３０からノズル９９ｂを介して湯が噴射し、この噴射効果によりドレンタンク４４の凝縮水が吸い出され浴槽７０に排水される。

本発明は上記実施形態に制約されず、さらに種々の態様が可能である。例えば第１、第２実施形態において、給湯装置は別体型の２缶２水路タイプであってもよい。
ドレン回路の洗浄工程において、給湯用バーナ４ａの燃焼により湯からなる洗浄水を供給するが、給湯用バーナ４ａの燃焼を実行せず、低温の水からなる洗浄水を供給してもよい。また、この洗浄工程において、洗浄水は最初は水でその後に湯としてもよい。

全実施形態において、主弁手段はドレン回路の中途部に設けられた電磁弁であってもよい。
第２、第４実施形態において、補助弁手段は、３方切替弁の代わりに補助回路の中途部に設けられた補助電磁弁であってもよい。
上記実施形態において、凝縮水の排水をドレン回路において切替弁とドレンタンクとの間に設けたポンプで行ってもよい。また、この排水を自然落下で行うようにしてもよい。

中和器４３の代わりに、給水管からの水をドレンタンクに供給して希釈を行ってもよい。また、中和、希釈を行わなくてもよい。

本発明の第１実施形態をなす追焚機能付き給湯装置の回路構成図である。 同第１実施形態における凝縮水排水、ドレン回路洗浄、配管洗浄を実施するための制御のフローチャートである。 本発明の第２実施形態をなす追焚機能付き給湯装置の回路構成図である。 同第２実施形態の給湯装置でのドレンタンク洗浄、配管洗浄を実施するための制御のフローチャートである。 本発明の第３実施形態をなす追焚機能付き給湯装置の回路構成図である。 本発明の第４実施形態をなす追焚機能付き給湯装置の回路構成図である。 本発明の第５実施形態をなす暖房、追焚機能付き給湯装置の回路構成図である。 本発明の第６実施形態をなす給湯単能型給湯装置の回路構成図である。 同第３実施形態の変形例を示す要部の回路構成図であり、湯張り時の状態を示す。 同回路構成の凝縮水排水時の状態を示す図である。

符号の説明

４ａ バーナ
４ｃ 暖房用バーナ（他用途バーナ）
７ 主熱交換器
８ 副熱交換器
９ 追焚用熱交換器
９’ 暖房用の主熱交換器（他用途主熱交換器）
９” 暖房用の副熱交換器（他用途副熱交換器）
１０ 給湯回路
２０，２０Ａ 追焚循環回路
３０ 湯張り回路
３１ 注湯電磁弁（注湯弁）
４０ 凝縮水ドレン手段
４１ 回収トレイ
４２ ドレン回路
４４ ドレンタンク
４５ ドレン側電磁弁（ドレン弁、逆流防止手段）
４９ 切替弁（主弁手段）
５０ 補助回路
５１ 補助電磁弁（補助弁手段）
５３ 切替弁（補助弁手段）
７０ 浴槽
７５，７５Ａ 浴槽湯供給回路
８０ 暖房循環回路（他用途回路）
８３ 液・液熱交換器（追焚用熱交換器）
９０ 送湯回路
９５ 浴槽湯供給回路

Claims (12)

1. 給湯バーナと、この給湯バーナからの燃焼ガスの顕熱を回収する主熱交換器と、この主熱交換器の下流側において燃焼ガスの潜熱を回収する副熱交換器と、これら主熱交換器と副熱交換器を通る給湯回路と、浴槽に接続された追焚循環回路と、上記給湯回路からの湯をこの追焚循環回路を介して浴槽に供給する湯張り回路と、燃焼ガス中の水分が副熱交換器で凝縮することにより生成された凝縮水を回収して排水する凝縮水ドレン手段とを備え、
   上記凝縮水ドレン手段は、上記副熱交換器の下方に配置されて副熱交換器から落下した凝縮水を回収する回収トレイと、上流端がこの回収トレイに接続され下流端が上記追焚循環回路に接続されたドレン回路と、このドレン回路に設けられ凝縮水を溜めるドレンタンクと、上記ドレン回路において上記ドレンタンクの下流側に設けられドレンタンクと追焚循環回路の連通と遮断を選択的に行う主弁手段とを備えた給湯装置において、
   さらに、上記湯張り回路とドレン回路との間の連通と遮断を選択的に行う補助弁手段と、上記主弁手段と補助弁手段を制御する制御手段とを備え、
   上記制御手段は、予め決められた条件を満たした排水タイミングで、上記主弁手段を上記遮断位置から連通位置に切り替えることにより、上記ドレンタンクを上記追焚循環回路に連通させ、上記ドレンタンク内の凝縮水を上記追焚循環回路へ排水し、この排水後に上記補助弁手段を遮断位置から連通位置に切り替えることにより、給湯回路からの水または湯からなる洗浄水を上記湯張り回路を介してドレン回路に供給し主弁手段を経て上記追焚循環回路へと排水し、
   上記主弁手段は、上記ドレン回路と追焚循環回路の接続点に設けられた切替弁からなり、
   上記制御手段は、上記補助弁手段を開いて給湯回路からの洗浄水を上記ドレン回路に供給している状態で、上記切替弁を上記連通位置から上記遮断位置に切り替えることにより、切替弁を洗浄することを特徴とする給湯装置。
2. 上記湯張り回路は、一端が給湯回路に接続され他端が上記追焚循環回路に接続され、上記湯張り回路とドレン回路との間に補助回路が設けられ、この補助回路に上記補助弁手段が設けられていることを特徴とする請求項１に記載の給湯装置。
3. 上記補助回路の他端は、上記ドレン回路において上記切替弁と上記ドレンタンクとの間に接続され、
   上記ドレン回路には、上記補助回路との接続点と上記ドレンタンクとの間に、補助回路からの洗浄水が上記ドレンタンクに向かって逆流するのを防止する逆流防止手段が設けられていることを特徴とする請求項２に記載の給湯装置。
4. 上記逆流防止手段が、ドレン回路を開閉するドレン弁からなり、上記制御手段は上記凝縮水排水時にはこのドレン弁を開き、上記補助回路からの洗浄水を供給する時にはこのドレン弁を閉じることを特徴とする請求項３に記載の給湯装置。
5. 上記追焚循環回路においてドレン回路との接続点より下流側、またはドレン回路においてドレンタンクの下流側にポンプが設けられ、
   上記制御手段は上記凝縮水の排水時にポンプを駆動することにより、ドレンタンクから凝縮水を吸引することを特徴とする請求項２〜４のいずれかに記載の給湯装置。
6. 上記補助回路の他端が、上記ドレン回路において上記ドレンタンクまたはその上流側に接続されており、
   上記制御手段は、上記主弁手段を上記連通位置にした状態で、上記補助弁手段を開くことにより、上記補助回路からの洗浄水をドレンタンクへ供給し、このドレンタンクから主弁手段を経て上記追焚循環回路へ排水することを特徴とする請求項２に記載の給湯装置。
7. 上記追焚循環回路においてドレン回路との接続点より下流側、またはドレン回路においてドレンタンクの下流側にポンプが設けられ、
   上記制御手段は上記凝縮水の排水時にポンプを駆動することにより、ドレンタンクから凝縮水を吸引し、上記洗浄水によるドレンタンクの洗浄終了後にもポンプを駆動してドレンタンク内の洗浄水を上記追焚循環回路へ排出することを特徴とする請求項６に記載の給湯装置。
8. 上記追焚循環回路に追焚用熱交換器が設けられるとともに上記ポンプが設けられ、上記追焚循環回路には湯張り回路の接続点と異なる位置でポンプの吸い込み側に、上記ドレン回路が接続され、
   上記主弁手段は３方切替弁からなり、遮断位置ではポンプ吸い込み側を浴槽に連通させてドレン回路から遮断し、連通位置ではポンプ吸い込み側をドレン回路に連通させることを特徴とする請求項５または７に記載の給湯装置。
9. 上記制御手段は、凝縮水の排水およびドレン回路への洗浄水供給後に、上記湯張り回路の注湯弁を開いて追焚循環回路に水または湯を供給することにより、追焚循環回路の洗浄を行うことを特徴とする請求項８に記載の給湯装置。
10. さらに、他用途バーナと、この他用途バーナからの燃焼ガスの顕熱を回収する他の主熱交換器と、当該他の主熱交換器の下流側において燃焼ガスの潜熱を回収する他の副熱交換器と、当該他の主熱交換器と当該他の副熱交換器を通る他用途回路とを備え、
    上記回収トレイが、給湯用の副熱交換器と、他用途の副熱交換器の両者からの凝縮水を回収することを特徴とする請求項１〜９のいずれかに記載の給湯装置。
11. 上記ドレン回路には、上記回収トレイとドレンタンクとの間において、凝縮水を中和する中和剤を収容した中和器が設けられていることを特徴とする請求項１〜１０のいずれかに記載の給湯装置。
12. 給湯バーナと、この給湯バーナからの燃焼ガスの顕熱を回収する主熱交換器と、この主熱交換器の下流側において燃焼ガスの潜熱を回収する副熱交換器と、これら主熱交換器と副熱交換器を通る給湯回路と、この給湯回路からの湯を浴槽に供給する浴槽湯供給回路と、燃焼ガス中の水分が副熱交換器で凝縮することにより生成された凝縮水を回収して排水する凝縮水ドレン手段とを備え、
    上記凝縮水ドレン手段は、上記副熱交換器の下方に配置されて副熱交換器から落下した凝縮水を回収する回収トレイと、上流端がこの回収トレイに接続され下流端が上記浴槽湯供給回路に接続されたドレン回路と、このドレン回路に設けられ凝縮水を溜めるドレンタンクと、上記ドレン回路において上記ドレンタンクの下流側に設けられドレンタンクと浴槽湯供給回路の連通と遮断を選択的に行う主弁手段とを備えた給湯装置において、
    さらに、一端が上記浴槽湯供給回路に接続され他端がドレン回路において上記主弁手段の上流側に接続された補助回路と、この補助回路に設けられ上記浴槽湯供給回路とドレン回路との間の連通と遮断を選択的に行う補助弁手段と、上記主弁手段と補助弁手段を制御する制御手段とを備え、
    上記制御手段は、予め決められた条件を満たした排水タイミングで、上記主弁手段を上記遮断位置から連通位置に切り替えることにより、上記ドレンタンクを浴槽湯供給回路に連通させ、上記ドレンタンク内の凝縮水を浴槽湯供給回路へ排水し、この排水後に上記補助弁手段を遮断位置から連通位置に切り替えることにより、給湯回路からの水または湯からなる洗浄水を上記補助回路を介してドレン回路に供給し主弁手段を経て浴槽湯供給回路へと排水し、
    上記主弁手段は、上記ドレン回路と浴槽湯供給回路の接続点に設けられた切替弁からなり、
    上記制御手段は、上記補助弁手段を開いて給湯回路からの洗浄水を上記ドレン回路に供給している状態で、上記切替弁を上記連通位置から上記遮断位置に切り替えることにより、切替弁を洗浄することを特徴とする給湯装置。

Images