JPH1194357A - 燃焼式の加熱装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 従熱交換器に通流される加熱対象液の通流条
件に応じて、従熱交換器の通流状態や通流停止状態への
切り換えに対応する燃焼バーナの燃焼量を精度良く調節
できるようにする。 【解決手段】 通流を各別に断続自在な主熱交換器と従
熱交換器とを、従熱交換器を加熱対象液が通流する通流
状態と通流が停止された通流停止状態とで、主熱交換器
の加熱状態が変化する状態で設け、主熱交換器と従熱交
換器とのいずれにも加熱対象液が通流する同時運転時に
は、主熱交換器に通流する加熱対象液の検出温度情報に
基づいて、加熱対象液を目標温度に加熱するのに必要と
する主燃焼量を求めて、その主燃焼量と従熱交換器を加
熱するための従燃焼量とを加えた総燃焼量にて燃焼バー
ナを燃焼させるように構成し、同時運転時における従燃
焼量を、従熱交換器の運転情報に基づいて推定する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、加熱対象液の通流
を各別に断続自在な主熱交換器と従熱交換器とが、燃焼
バーナの燃焼ガス流路中に、従熱交換器を加熱対象液が
通流する通流状態と通流が停止された通流停止状態と
で、主熱交換器の加熱状態が変化する状態で設けられ、
前記燃焼バーナの燃焼状態を制御する燃焼制御手段が、
前記主熱交換器と前記従熱交換器とのいずれにも加熱対
象液が通流する同時運転時には、前記主熱交換器に通流
する加熱対象液の温度を検出する温度検出手段の検出情
報に基づいて、加熱対象液を目標温度に加熱するのに必
要とする主燃焼量を求めて、その主燃焼量と前記従熱交
換器を加熱するための従燃焼量とを加えた総燃焼量にて
前記燃焼バーナを燃焼させるように構成された燃焼式の
加熱装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】上記燃焼式の加熱装置は、主熱交換器の
みに加熱対象液が通流する主熱交換器の単独運転時にお
いて、従熱交換器が通流状態に切り換わったり、主熱交
換器と従熱交換器とのいずれにも加熱対象液が通流する
同時運転時において、従熱交換器が通流停止状態に切り
換わったりしたときには、燃焼バーナの燃焼量をその切
り換えに対応して的確に調節しなければ、主熱交換器に
通流する加熱対象液が目標温度に加熱されないうちに主
熱交換器を通過してしまったり、主熱交換器を通過する
に伴って目標温度を越える温度に加熱されてしまう問題
があるので、前記同時運転時においては、主熱交換器に
通流する加熱対象液を目標温度に加熱するのに必要とす
る主燃焼量を求めて、その主燃焼量と従熱交換器を加熱
するための従燃焼量とを加えた総燃焼量にて燃焼バーナ
を燃焼させるように構成したものである。そして、この
ような燃焼式の加熱装置においては、従来、例えば特開
平８−３２０１４９号公報に記載されているように、前
記従燃焼量を予め設定された固定量とみなして、同時運
転時においては、その固定の従燃焼量と主燃焼量とを加
えた総燃焼量にて燃焼バーナを燃焼させるように構成し
ている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、実際の
従燃焼量は、燃焼ガスの温度と従熱交換器を通流する加
熱対象液との温度差や、従熱交換器内におけるスケール
発生状況、従熱交換器を通流する加熱対象液の通流量等
の加熱対象液の通流条件によって異なるものであり、前
述のように従燃焼量を固定量とみなすと、通流条件によ
っては、従熱交換器の通流状態や通流停止状態への切り
換えに対応する燃焼バーナの燃焼量を精度良く調節でき
ない欠点がある。本発明は上記実情に鑑みてなされたも
のであって、従熱交換器に通流される加熱対象液の通流
条件に応じて、従熱交換器の通流状態や通流停止状態へ
の切り換えに対応する燃焼バーナの燃焼量を精度良く調
節できるようにすることを目的とする。

【０００４】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の燃焼式の
加熱装置は、従熱交換器が通流停止状態に切り換わって
いて、主熱交換器のみに通流する主熱交換器の単独運転
時には、その加熱対象液を目標温度に加熱するのに必要
とする主燃焼量にて燃焼バーナが燃焼され、従熱交換器
が通流状態に切り換わっていて、主熱交換器と従熱交換
器とのいずれにも加熱対象液が通流する同時運転時に
は、従熱交換器の運転情報に基づいて、通流条件を考慮
した従燃焼量が推定されて、その推定された従燃焼量と
主燃焼量とを加えた総燃焼量にて燃焼バーナが燃焼され
る。従って、従熱交換器に通流される加熱対象液の通流
条件に応じた従燃焼量を求めて、従熱交換器の通流状態
や通流停止状態への切り換えに対応する燃焼バーナの燃
焼量を精度良く調節できる。請求項２記載の燃焼式の加
熱装置は、従燃焼量が、加熱対象液の出路側検出温度と
入路側検出温度との温度差と通流量との積に比例するの
で、従熱交換器に通流される加熱対象液の通流量と入路
側検出温度と出路側検出温度とに基づいて、従燃焼量を
推定するのである。従って、燃焼ガスの温度と従熱交換
器を通流する加熱対象液との温度差や、従熱交換器内に
おけるスケール発生状況、従熱交換器を通流する加熱対
象液の通流量等を考慮した適切な従燃焼量を推定するこ
とができる。請求項３記載の燃焼式の加熱装置は、従熱
交換器のみに通流する単独運転時における、燃焼バーナ
の燃焼量と入路側検出温度と出路側検出温度とに基づい
て、従熱交換器に通流される加熱対象液の通流量を求め
る。つまり、加熱対象液が従熱交換器を通過することに
よって得る熱量は、その出路側検出温度と入路側検出温
度との温度差と通流量との積として表すことができ、ま
た、燃焼バーナの燃焼量に比例するものであるから、従
熱交換器のみに通流する単独運転時における、燃焼バー
ナの燃焼量と加熱対象液の入路側検出温度と出路側検出
温度とを使用して、従熱交換器に接続される加熱対象液
の流路の長さやスケール発生等による通流抵抗の変化等
を考慮した適切な通流量を求めることができる。請求項
４記載の燃焼式の加熱装置は、従熱交換器のみに通流す
る単独運転から同時運転に切り換えるときには、切換前
の単独運転時において求めた通流量と、切換後の同時運
転時において検出した入路側検出温度と出路側検出温度
とに基づいて、従燃焼量を推定する。従って、同時運転
に切り換える前の正確な通流量を使用して、その通流量
に対応する適切な従燃焼量を推定することができる。請
求項５記載の燃焼式の加熱装置は、同時運転時におい
て、総燃焼量が燃焼バーナの最大燃焼量を越えるときに
は、必要な主燃焼量の一部が従熱交換器を加熱するため
の燃焼量として消費されることになり、主熱交換器に通
流される加熱対象液を目標温度に加熱するための燃焼量
が不足するので、主熱交換器に通流される加熱対象液の
通流量を減少させて、必要な主燃焼量を少なくするので
ある。従って、同時運転時において、燃焼バーナを最大
燃焼量で燃焼させながら、主熱交換器に通流される加熱
対象液が目標温度になるように制御することができる。
請求項６記載の燃焼式の加熱装置は、給湯用の湯水が主
熱交換器で目標温度になるように加熱され、循環する加
熱対象液が従熱交換器で加熱されるので、従熱交換器の
通流状態や通流停止状態への切り換えに伴って、目標温
度よりも低い温度の湯水が給湯されたり、目標温度より
高い温度の湯水が給湯されて危険を招くようなことを防
止できる。請求項７記載の燃焼式の加熱装置は、主熱交
換器と従熱交換器とが、伝熱フィンが共用されているフ
ィンチューブ型の熱交換器で構成されているので、燃焼
バーナの燃焼に伴って発生する熱量が伝熱フィンで主熱
交換器と従熱交換器との双方に伝わり易く、熱効率を向
上させて、燃焼バーナの燃料使用量を少ないものに抑制
できる。

【０００５】

【発明の実施の形態】

〔第１実施形態〕以下、本発明に係る燃焼式の加熱装置
の一例としての風呂追焚き機能付き給湯装置について図
面に基づいて説明する。図１に示すように、ケーシンン
グＣＡの内側に設けた燃焼室１内に、供給される燃料ガ
スを燃焼させる燃焼バーナ２と、この燃焼バーナ２の燃
焼により加熱される加熱対象液としての湯水の通流を各
別に断続自在なフィンチューブ型の二つの熱交換器Ｎ
１，Ｎ２とが備えられ、燃焼室１の下部には燃焼バーナ
２に燃焼用空気を通風するためのモータ駆動型のファン
４が備えられ、前記燃焼バーナ２の近くには、燃焼バー
ナ２に点火させるための点火用イグナイタ５と、着火し
たか否かを検出するフレームロッド６が設けられてい
る。前記燃焼バーナ２への燃料ガス供給路Ｇには、元ガ
ス電磁弁２５、燃焼バーナ２に対する燃料ガス供給状態
を切り換えるメインガス弁２７、燃料ガス供給量を変更
調節するガス比例弁２６が設けられている。

【０００６】前記二つの熱交換器Ｎ１，Ｎ２は、給水路
７から供給される水を加熱して出湯路８に出湯させる主
熱交換器としての給湯用熱交換器Ｎ１と、入路Ｌｉから
供給される浴槽１８（被加熱部の一例）の湯水を加熱し
て出路Ｌｏに流出させる従熱交換器としての追焚き用熱
交換器Ｎ２とで構成され、これら二つの熱交換器Ｎ１，
Ｎ２を燃焼バーナ２の燃焼ガス流路Ｓ中に流路長手方向
に並べて、追焚き用熱交換器Ｎ２を湯水が通流する通流
状態と通流が停止された通流停止状態とで、給湯用熱交
換器Ｎ１の加熱状態が変化する状態で設けられている。

【０００７】詳述すると、図２及び図２と同方向視での
断面図である図３で示すように、給湯用熱交換器Ｎ１
は、両横側にてＵ字状管路１１にて連通接続される９本
の吸熱管路１２を設けて構成され、追焚き用熱交換器Ｎ
２は同様に５本の吸熱管路１３を設けて構成されてい
る。そして、伝熱フィン１４をこれらの各吸熱管路１
２，１３で共用する状態で取り付けるとともに、追焚き
用熱交換器Ｎ２を構成する各吸熱管路１３を、給湯用熱
交換器Ｎ１を構成する９本の吸熱管路１２のうちの５本
のものと管路同士が長手方向に沿って接触するように配
置して、給湯用熱交換器Ｎ１内の湯水と追焚き用熱交換
器Ｎ２内の湯水とを互いに熱伝導し易くしてある。

【０００８】前記浴槽１８には、浴槽１８内の湯水を流
出させる風呂戻り配管９と、浴槽１８内に湯水を流入さ
せる風呂往き配管１０とが接続され、風呂戻り配管９と
入路Ｌｉとを戻り継手３ａを介して接続するとともに、
風呂往き配管１０と出路Ｌｏとを往き継手３ｂを介して
接続して、循環ポンプ２８の駆動で浴槽１８と追焚き用
熱交換器Ｎ２とに亘って浴槽１８内の湯水を循環させな
がら加熱する追焚き用循環路が構成されている。

【０００９】前記出湯路８には、給水路７からの水をバ
イパスして供給するバイパス路１５が、給湯用熱交換器
Ｎ１からの出湯量とバイパス路１５からの水バイパス量
との混合比率を変更調節自在なミキシングバルブ１６を
介して接続され、このミキシングバルブ１６にて混合さ
れた後の湯水を、給湯路１７を通して給湯栓（図示せ
ず）から給湯したり、浴槽１８に湯張り給湯したりする
ように構成されている。

【００１０】前記給水路７のバイパス路１５との接続箇
所よりも上流側には、給水路７から給湯用熱交換器Ｎ１
に通流する湯水の温度を検出する温度検出手段としての
入水温サーミスタ１９と、通水量を検出する水量センサ
２０とが備えられ、出湯路８には、給湯用熱交換器Ｎ１
から出湯される湯水の釜出温度を検出する出口湯温サー
ミスタ２１が備えられている。前記給湯路１７には、ミ
キシングバルブ１６で混合された後の湯水の温度を検出
する給湯温サーミスタ２２、総給湯量が燃焼バーナ２に
よる加熱能力を越えるような場合に給湯量を抑制する水
比例バルブ２３、浴槽１８への給湯中に給湯栓が開操作
されたことを検出するために給湯栓への通水量が設定量
以上であるか否かを検出する割り込みセンサ２４等が備
えられている。

【００１１】前記入路Ｌｉには、湯水を循環させる定吐
出量型の循環ポンプ２８、設定量以上の通水があること
を検出するとＯＮ作動する水流スイッチ２９、入路Ｌｉ
内の湯水の温度を入路側検出温度Ｔｆｉとして検出する
入路側湯温サーミスタ３０、風呂二方弁３１、浴槽１８
の水位を検出する水位センサ３２等が備えられ、出路Ｌ
ｏには、追焚き用熱交換器Ｎ２にて加熱された後の出路
Ｌｏ内の湯水の温度を出路側検出温度Ｔｆｏとして検出
する出路側湯温サーミスタ３４が備えられている。

【００１２】前記給湯路１７は、水比例バルブ２３の下
流側で、給湯栓側へ給湯する一般給湯路１７ａと、浴槽
１８側へ給湯する風呂用給湯路１７ｂとに分岐され、風
呂用給湯路１７ｂは、湯張り電磁弁３６、逆流防止用の
ホッパー３７及び逆止弁３８を介して入路Ｌｉに接続さ
れ、ホッパー３７内の残湯を排出するための排水電磁弁
３９が設けられている。

【００１３】そして、この給湯装置には、運転を指令す
る運転スイッチを備えたリモコンＲと、このリモコンＲ
から入力される指令情報に基づいて給湯装置の各部の作
動を制御する制御部Ｈとが備えられている。前記指令情
報としては、浴槽１８へ給湯する湯張り運転、風呂の追
焚き運転、テスト運転の運転指令、及び、目標給湯温度
等の温度指令がある。前記制御部Ｈはマイクロコンピュ
ータを備えて構成されていて、前記各サーミスタやセン
サ類の検出情報が入力され、その検出情報とリモコンＲ
からの指令情報とに基づいて、燃焼バーナ２の燃焼状
態、通水調節用の各弁、ミキシングバルブ１６、循環ポ
ンプ２８等の作動を制御するように構成され、この制御
部Ｈが、燃焼バーナ２の燃焼状態を制御する燃焼制御手
段として機能する。また、制御部Ｈには、追焚き用熱交
換器Ｎ２に通流される通流量である追焚き用循環路を循
環する湯水の循環量Ｑｆ，追焚き運転の実行回数等を書
換え可能に記憶する不揮発性のメモリ３３が設けられ、
このメモリ３３には、給湯装置の標準的な据え付け状態
に対応する循環量Ｑｆが初期値として記憶されている。

【００１４】次に、前記制御部Ｈによる制御動作を、図
４のフローチャートを参照しながら説明する。前記リモ
コンＲの運転スイッチがＯＮ操作されていない場合は、
運転停止処理を実行し（＃１，９）、運転スイッチがＯ
Ｎ操作されている場合は、給湯装置を運転する必要があ
るか否かを判別し（＃２）、給湯装置を運転する必要が
ないと判別した場合も運転停止処理を実行する（＃
９）。前記運転停止処理では、燃焼バーナ２が燃焼して
いる場合には、元ガス電磁弁２５，メインガス弁２７，
ガス比例弁２６の夫々を閉弁させて燃焼バーナ２への燃
料ガスの供給を停止した後、ファン４による通風を停止
し、循環ポンプ２８が駆動されている場合にはその駆動
を停止する。そして、設定通水量を越える通水量が水量
センサ２０にて検出されたり、湯張り運転や追焚き運
転、或いは、テスト運転の運転指令が入力されていると
きには、給湯装置を運転する必要があると判別して、テ
スト運転の運転指令が入力されているときには、テスト
運転モードによる運転を実行し（＃３，１０）、テスト
運転の運転指令が入力されていないときは、給湯栓から
給湯する一般給湯運転モード、湯張り運転モード、追焚
き運転モード、一般給湯・追焚き同時運転モードのいず
れのモードによる運転を実行するか判別する（＃４，
５）。つまり、湯張り運転の運転指令が入力されていな
い状態で設定通水量を越える通水量が水量センサ２０に
て検出され、しかも、追焚き運転の運転指令が入力され
ているときには、一般給湯運転と追焚き運転とを同時に
行う一般給湯・追焚き同時運転モードによる運転を実行
し（＃１１）、湯張り運転及び追焚き運転の運転指令が
入力されていない状態で設定通水量を越える通水量が水
量センサ２０にて検出されたり、湯張り運転モードによ
る運転を実行中に給湯栓が開操作されたことが割り込み
センサ２４により検出されると、一般給湯運転モードに
よる運転を実行し（＃６）、一般給湯運転モードによる
運転が実行されていない状態で湯張り運転の運転指令が
入力されているときには、湯張り運転モードによる運転
を実行し（＃７）、湯張り運転の運転指令が入力されて
いない状態で追焚き運転の運転指令が入力されていると
きには、追焚き運転モードによる運転を実行する（＃
８）。

【００１５】前記テスト運転モードは、給湯装置の据え
付け時等において、各サーミスタやセンサ類、並びに、
燃焼バーナ２や通水調節用の各弁，ミキシングバルブ１
６，循環ポンプ２８等の各部の作動をチェックするため
に実行される。

【００１６】前記一般給湯運転モードによる運転では、
燃焼バーナ２が点火されていないときにはバーナ点火処
理を実行した後、出口湯温サーミスタ２１で検出される
検出釜出温度Ｔｏａが予め設定された目標釜出温度Ｔｓ
ａになるように燃焼バーナ２の燃焼量を制御するととも
に、リモコンＲにて指令された目標給湯温度となるよう
にミキシングバルブ１６を作動させ、水量センサ２０に
て設定通水量を越える通水量が検出されなくなると一般
給湯運転モードによる運転を終了する。前記バーナ点火
処理は、ファン４による通風を開始して、元ガス電磁弁
２５、メインガス弁２７、ガス比例弁２６の夫々を開弁
させて燃焼バーナ２に燃料ガスを供給するとともに、イ
グナイタ５による点火動作を開始して燃焼バーナ２に着
火し、フレームロッド６により着火が確認されるとイグ
ナイタ５の点火動作を停止することにより行われる。

【００１７】この一般給湯運転モードによる運転におい
ては、入水温サーミスタ１９と出口湯温サーミスタ２１
の検出情報に基づいて、目標釜出温度Ｔｓａの湯水に加
熱するに必要な燃焼バーナ２の燃焼量（燃料供給量）Ｉ
Ｐａを求めて、その燃焼量ＩＰａを目標燃焼量として燃
焼バーナ２を燃焼させるように構成されている。詳述す
ると、下記〔数１〕で示すように、目標釜出温度Ｔｓａ
と検出釜出温度Ｔｏａとの偏差と、フィードバック制御
用の制御定数Ｋｐａ，Ｋｉａとに基づいて、検出釜出温
度Ｔｏａが目標釜出温度Ｔｓａとなるようにフィードバ
ック制御用の燃焼量ＩＰａを求めて、その燃焼量ＩＰａ
を目標燃焼量として燃焼バーナ２を燃焼させるように構
成されている。

【００１８】

【数１】ＩＰａ＝Ｋｐａ・（Ｔｓａ−Ｔｏａ）＋Ｋｉａ
・∫（Ｔｓａ−Ｔｏａ）ｄｔ

【００１９】前記湯張り運転モードによる運転では、湯
張り電磁弁３６と風呂二方弁３１の夫々を開弁させて、
水量センサ２０にて設定通水量を越える通水量が検出さ
れると、燃焼バーナ２が点火されていないときにはバー
ナ点火処理を実行した後、出口湯温サーミスタ２１で検
出される検出釜出温度Ｔｏａが予め設定された目標釜出
温度Ｔｓａになるように燃焼バーナ２の燃焼量を制御
し、リモコン操作部Ｒにて指令された目標湯張り温度と
なるようにミキシングバルブ１６を作動させて、目標湯
張り温度の湯水を風呂用給湯路１７ｂから入路Ｌｉに供
給する。前記入路Ｌｉに供給された湯水は、循環ポンプ
２８と風呂二方弁３１を通って風呂戻り配管９から浴槽
１８に供給されるとともに、追焚き用熱交換器Ｎ２を通
って風呂往き配管１０からも浴槽１８に供給され、水位
センサ３２にて検出される浴槽１８の水位が目標水位に
達すると、湯張り電磁弁３６と風呂二方弁３１の夫々を
閉弁させて湯張り運転モードによる運転を終了する。こ
の湯張り運転モードによる運転においては、一般給湯運
転モードにおけると同様にして求めた燃焼量ＩＰａを目
標燃焼量として燃焼バーナ２を燃焼させるように構成さ
れている。

【００２０】前記追焚き運転モードによる運転では、図
５のフローチャートで示すように、風呂二方弁３１の開
弁や循環ポンプ２８の駆動，燃焼バーナ２の燃焼量等の
浴槽１８の湯水を追焚きするために必要な制御を追焚き
運転処理にて実行し（＃２０）、追焚き運転の開始から
燃焼状態が安定するまでの時間として設定した設定時間
が経過すると（＃２１）、そのときの追焚き用循環路を
循環する湯水の循環量Ｑｆを求める循環量演算処理を実
行し（＃２２）、メモリ３３に記憶されている循環量Ｑ
ｆをその求めた循環量Ｑｆに更新する（＃２３）。

【００２１】前記追焚き運転処理では、風呂二方弁３１
を開弁させて循環ポンプ２８を一定駆動力で駆動させ、
浴槽１８の湯水の循環開始に伴って水流スイッチ２９が
ＯＮすると、燃焼バーナ２が点火されていないときには
バーナ点火処理を実行した後、風呂戻り配管９から追焚
き用熱交換器Ｎ２に供給される湯水を目標追焚温度Ｔｓ
ｃに加熱するように燃焼バーナ２の燃焼量を制御し、入
路側検出温度Ｔｆｉが目標追焚温度Ｔｓｃを越えると循
環ポンプ２８の駆動を停止する。そして、この追焚き運
転処理では、メモリ３３に記憶されている循環量Ｑｆに
基づいて、浴槽１８の湯水を追焚き用熱交換器Ｎ２で目
標追焚温度Ｔｓｃに加熱するに必要な燃焼バーナ２の燃
焼量（燃料供給量）ＩＰｃを求めて、その燃焼量ＩＰｃ
を目標燃焼量として燃焼バーナ２を燃焼させるように構
成されている。詳述すると、下記〔数２〕で示すよう
に、リモコン操作部Ｒにて設定した目標追焚温度Ｔｓｃ
と出路側検出温度Ｔｆｏとの偏差と、フィードバック制
御用の制御定数Ｋｐｃ，Ｋｉｃとに基づいて、出路側検
出温度Ｔｆｏが目標追焚温度Ｔｓｃとなるようにフィー
ドバック制御用の燃焼量ＩＰｃを求める。

【００２２】

【数２】ＩＰｃ＝Ｋｐｃ・（Ｔｓｃ−Ｔｆｏ）＋Ｋｉｃ
・∫（Ｔｓｃ−Ｔｆｏ）ｄｔ

【００２３】前記循環量演算処理では、その時の入路側
検出温度Ｔｆｉと出路側検出温度Ｔｆｏ、及び、上記
〔数２〕で求めた燃焼量ＩＰｃと、追焚き用熱交換器Ｎ
２の熱効率等を考慮して予め実験的に求められている比
例定数Ｃｃとに基づいて、下記〔数３〕に示すように、
循環量Ｑｆを演算する。

【００２４】

【数３】Ｑｆ＝Ｃｃ・ＩＰｃ／（Ｔｆｏ−Ｔｆｉ）

【００２５】前記一般給湯・追焚き同時運転モードによ
る運転では、風呂二方弁３１を開弁させて循環ポンプ２
８を一定駆動力で駆動させるとともに、燃焼バーナ２が
点火されていないときにはバーナ点火処理を実行した
後、検出釜出温度Ｔｏａが予め設定された目標釜出温度
Ｔｓａになるように加熱し、かつ、追焚き用熱交換器Ｎ
２に通流されている湯水を加熱するように燃焼バーナ２
の燃焼量を制御して、リモコンＲにて指令された目標給
湯温度となるようにミキシングバルブ１６を作動させ
る。そして、水量センサ２０にて設定通水量を越える通
水量が検出されなくなった場合は追焚き運転モードによ
る運転に移行し、水量センサ２０にて設定通水量を越え
る通水量が検出されている状態で入路側検出温度Ｔｆｉ
が目標追焚温度Ｔｓを越えた場合は、循環ポンプ２８の
駆動を停止して一般給湯運転モードによる運転に移行す
る。

【００２６】この一般給湯・追焚き同時運転モードによ
る運転においては、一般給湯運転モードにおけると同様
にして求めた、給水路７からの水を給湯用熱交換器Ｎ１
で目標釜出温度Ｔｓａに加熱するに必要な燃焼バーナ２
の目標燃焼量（燃料供給量）ＩＰａを主燃焼量とすると
ともに、追焚き用熱交換器Ｎ２の運転情報である入路側
検出温度Ｔｆｉと出路側検出温度Ｔｆｏ、及び、メモリ
３３に記憶されている循環量Ｑｆとに基づいて、追焚き
用熱交換器Ｎ２を加熱するに必要な燃焼量ＩＰｂを従燃
焼量として推定し、その推定した従燃焼量ＩＰｂと主燃
焼量ＩＰａとを加えた総燃焼量ＩＰｓ（ＩＰａ＋ＩＰ
ｂ）を目標燃焼量として燃焼バーナ２を燃焼させるよう
に構成されている。

【００２７】前記従燃焼量ＩＰｂは、下記〔数４〕で示
すように、循環量Ｑｆと入路側検出温度Ｔｆｉと出路側
検出温度Ｔｆｏ、及び、追焚き用熱交換器Ｎ２の熱効率
等を考慮して予め実験的に求められている比例定数Ｃｂ
とに基づいて推定するようにしてある。

【００２８】

【数４】ＩＰｂ＝Ｃｂ・（Ｔｆｏ−Ｔｆｉ）・Ｑｆ

【００２９】従って、一般給湯運転モードによる運転か
ら一般給湯・追焚き同時運転モードによる運転に移行す
る場合は、目標燃焼量がＩＰａからＩＰｓに変更され、
一般給湯・追焚き同時運転モードによる運転から一般給
湯運転モードによる運転に移行する場合は、目標燃焼量
がＩＰｓからＩＰａに変更され、追焚き運転モードによ
る運転から一般給湯・追焚き同時運転モードによる運転
に移行する場合は、目標燃焼量がＩＰｃからＩＰｓに変
更され、一般給湯・追焚き同時運転モードによる運転か
ら追焚き運転モードによる運転に移行する場合は、目標
燃焼量ＩＰがＩＰｓからＩＰｃに変更される。

【００３０】また、前記総燃焼量ＩＰｓが、燃焼バーナ
２で燃焼させることができる最大燃焼量ＩＰmax を越え
ていて、給水路７からの水を目標釜出温度Ｔｓａに加熱
できないときには、燃焼バーナ２を最大燃焼量ＩＰmax
で燃焼させて目標釜出温度Ｔｓａに加熱することができ
る給湯用熱交換器Ｎ１の最大通水量Ｑｍを求めて、水量
センサ２０にて検出される通水量Ｑａがその最大通水量
Ｑｍに減少するように水比例バルブ２３を絞って、目標
釜出温度Ｔｓａになるように加熱するようにしてある。
前記最大通水量Ｑｍは、下記〔数５〕で示すように、目
標給湯温度Ｔｓａと入水温度Ｔｉａ、及び、給湯用熱交
換器Ｎ１の熱効率等を考慮して予め実験的に求められて
いる比例定数Ｃａに基づいて求めるようにしてある。

【００３１】

【数５】Ｑｍ＝Ｃａ・（ＩＰmax −ＩＰｂ）／（Ｔｓａ
−Ｔｉａ）

【００３２】〔第２実施形態〕上記第１実施形態では、
追焚き運転モードによる運転時毎に循環量Ｑｆを求めて
更新するように構成したが、給湯装置の据え付け時等に
おいて実行されるテスト運転モードによる運転時に、各
部の作動をチェックすることに加えて、循環量Ｑｆを求
めて更新する循環量更新処理を実行するように構成して
も良い。この循環量更新処理は、循環量Ｑｆを求めるた
めのテスト運転用の燃焼量（燃料供給量）ＩＰｔをメモ
リ３３に記憶させておいて、給湯熱交換器Ｎ１への通水
が停止され、かつ、浴槽１８に所定量の湯水が張られて
いる状態で実行される。つまり、図６のフローチャート
で示すように、風呂二方弁３１を開弁させてから（＃３
０）、循環ポンプ２８を一定駆動力で駆動させ（＃３
１）、湯水の循環開始に伴って水流スイッチ２９がＯＮ
すると（＃３２）、燃焼バーナ２に点火するバーナ点火
処理を実行して、予めメモリ３３に記憶されているテス
ト運転用の燃焼量ＩＰｔで燃焼バーナ２を燃焼させるテ
スト燃焼モードにより燃焼バーナ２の燃焼量を制御する
（＃３３）。そして、燃焼状態が安定するまでの設定時
間が経過すると（＃３４）、その時の入路側検出温度Ｔ
ｆｉと出路側検出温度Ｔｆｏ、及び、テスト運転用の燃
焼量ＩＰｔと、追焚き用熱交換器Ｎ２の熱効率等を考慮
して予め実験的に求められている比例定数Ｃｃとに基づ
いて、下記〔数６〕に示すように、循環量Ｑｆを演算す
る循環量演算処理を実行し（＃３５）、メモリ３３に記
憶されている循環量Ｑｆをその求めた循環量Ｑｆに更新
する（＃３６）。

【００３３】

【数６】Ｑｆ＝Ｃｃ・ＩＰｔ／（Ｔｆｏ−Ｔｆｉ）

【００３４】尚、給湯装置を長期に亘って使用している
うちに、追焚き用循環路にスケールが発生したり循環ポ
ンプ２８の性能が劣化することがあり、このような事態
を考慮して、テスト運転モードによる運転時以外に、焚
き運転の実行回数が設定回数を越えると循環量更新処理
のみを実行するように構成したり、第１実施形態で示し
た追焚き運転モードによる運転時において循環量Ｑｆを
求めて更新する構成を組み合わせても良い。

【００３５】〔第３実施形態〕第１実施形態では、一般
給湯・追焚き同時運転モードにおいて、給水路７からの
水を給湯用熱交換器Ｎ１で目標釜出温度Ｔｓａに加熱す
るに必要な主燃焼量ＩＰａに、〔数４〕で推定した従燃
焼量ＩＰｂを加えた総燃焼量ＩＰｓで燃焼させるように
構成したが、追焚き運転モードによる運転から一般給湯
・追焚き同時運転モードによる運転に移行するときに
は、〔数４〕で推定した従燃焼量ＩＰｂに代えて、一般
給湯・追焚き同時運転モードによる運転に移行する前の
追焚き運転モードによる運転時に〔数２〕で求めた燃焼
量ＩＰｃを従燃焼量と推定して、その従燃焼量ＩＰｃと
主燃焼量ＩＰａとを加えた総燃焼量ＩＰｓで燃焼させる
ように構成しても良い。その他の構成は第１実施形態と
同様である。

【００３６】〔第４実施形態〕第１実施形態では、追焚
き用熱交換器Ｎ２に通流される循環量Ｑｆを、燃焼バー
ナ２の燃焼量ＩＰｃと入路側検出温度Ｔｆｉと出路側検
出温度Ｔｆｏとに基づいて求めたが、追焚き用循環路に
流量センサを設けて、その流量センサによる検出流量を
循環量Ｑｆとして使用するように構成しても良い。その
他の構成は第１実施形態と同様である。

【００３７】〔第５実施形態〕第１実施形態では、従燃
焼量ＩＰｂを、循環量Ｑｆと入路側検出温度Ｔｆｉと出
路側検出温度Ｔｆｏ、及び、比例定数Ｃｂとに基づいて
推定するように構成したが、出路側検出温度Ｔｆｏに代
えて、目標追焚き温度Ｔｆｓを使用して推定するように
構成しても良い。その他の構成は第１実施形態と同様で
ある。

【００３８】〔その他の実施形態〕 １．本発明による燃焼式の加熱装置は、主熱交換器又は
従熱交換器として暖房用の熱交換器が設けられていても
良い。 ２．本発明による燃焼式の加熱装置は、主熱交換器と従
熱交換器とが燃焼ガス流路を横断する方向に並べて設け
られていても良い。 ３．本発明による燃焼式の加熱装置は、主熱交換器の伝
熱フィンと従熱交換器の伝熱フィンとが共用されている
ものに限定されず、主熱交換器の伝熱フィンと従熱交換
器の伝熱フィンとが別々に設けられていても良い。 ４．本発明による燃焼式の加熱装置は、３基以上の熱交
換器が燃焼バーナの燃焼ガス流路中に設けられていて、
そのうちから選択したいずれか１基を主熱交換器として
機能させ、残りの熱交換器を従熱交換器として機能させ
るように構成されていても良い。 ５．本発明による燃焼式の加熱装置は、従熱交換器の入
路側検出温度と出路側検出温度とその時の従燃焼量との
関係を実験的に求めて、その求めた関係を記憶素子に予
め記憶させておき、同時運転時に検出した入路側検出温
度と出路側検出温度とに対応する従燃焼量をその記憶素
子から読み出して推定するように構成されていても良
い。 ６．本発明による燃焼式の加熱装置は、同時運転を開始
する都度、その開始に先立って求めた加熱対象液の循環
量を使用して従燃焼量を推定するように構成しても良
い。 ７．本発明による燃焼式の加熱装置は、予め設定した固
定の循環量を使用して従燃焼量を推定するように構成し
ても良い。 ８．本発明による燃焼式の加熱装置は、使用される加熱
対象液が湯水である必要は必ずしもなく、主熱交換器又
は従熱交換器として暖房用熱交換器が設けられている場
合は、その暖房用熱交換器に加熱対象液としての暖房専
用の液体熱媒を使用しても良い。 ９．本発明による燃焼式の加熱装置は、燃焼制御手段
が、フィードフォワード制御用の燃焼量とフィードバッ
ク制御用の燃焼量とを加えた燃焼量を目標燃焼量とし
て、燃焼バーナの燃焼状態を制御するように構成されて
いても良い。

【図面の簡単な説明】

【図１】給湯装置の概略図

【図２】熱交換器の要部側面図

【図３】熱交換器の要部断面図

【図４】給湯装置の制御動作を示すフローチャート

【図５】追焚き運転モードによる運転のフローチャート

【図６】循環量更新処理のフローチャート

【符号の説明】

２ 燃焼バーナ １４ 伝熱フィン １８ 被加熱部 １９，２１ 温度検出手段 Ｈ 燃焼制御手段 ＩＰａ 主燃焼量 ＩＰｂ 従燃焼量 ＩＰｃ 燃焼量 ＩＰmax 最大燃焼量 ＩＰｓ 総燃焼量 Ｌｉ 入路 Ｌｏ 出路 Ｎ１ 主熱交換器 Ｎ２ 従熱交換器 ＯＰｔ 燃焼量 Ｑａ 通流量 Ｑｆ 通流量 Ｓ 燃焼ガス流路 Ｔｆｉ 入路側検出温度 Ｔｆｏ 出路側検出温度 Ｔｓａ 目標温度

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 小西 大輔 大阪府大阪市港区南市岡１丁目１番52号 株式会社ハーマン内 (72)発明者 保川 雅由 大阪府大阪市港区南市岡１丁目１番52号 株式会社ハーマン内 (72)発明者 談議所 謙治 大阪府大阪市港区南市岡１丁目１番52号 株式会社ハーマン内 (72)発明者 榎本 有 大阪府大阪市港区南市岡１丁目１番52号 株式会社ハーマン内

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 加熱対象液の通流を各別に断続自在な主
   熱交換器と従熱交換器とが、燃焼バーナの燃焼ガス流路
   中に、従熱交換器を加熱対象液が通流する通流状態と通
   流が停止された通流停止状態とで、主熱交換器の加熱状
   態が変化する状態で設けられ、 前記燃焼バーナの燃焼状態を制御する燃焼制御手段が、 前記主熱交換器と前記従熱交換器とのいずれにも加熱対
   象液が通流する同時運転時には、 前記主熱交換器に通流する加熱対象液の温度を検出する
   温度検出手段の検出情報に基づいて、加熱対象液を目標
   温度に加熱するのに必要とする主燃焼量を求めて、 その主燃焼量と前記従熱交換器を加熱するための従燃焼
   量とを加えた総燃焼量にて前記燃焼バーナを燃焼させる
   ように構成された燃焼式の加熱装置であって、 前記燃焼制御手段は、前記同時運転時における前記従燃
   焼量を、前記従熱交換器の運転情報に基づいて推定する
   ように構成されている燃焼式の加熱装置。
2. 【請求項２】 前記燃焼制御手段は、前記従熱交換器に
   通流される加熱対象液の通流量と、前記従熱交換器の入
   路において検出される加熱対象液の入路側検出温度と、
   前記従熱交換器の出路において検出される加熱対象液の
   出路側検出温度とに基づいて、前記従燃焼量を推定する
   ように構成されている請求項１記載の燃焼式の加熱装
   置。
3. 【請求項３】 前記燃焼制御手段は、前記従熱交換器の
   みに通流する単独運転時における、前記燃焼バーナの燃
   焼量と前記入路側検出温度と前記出路側検出温度とに基
   づいて、前記通流量を求めるように構成されている請求
   項２記載の燃焼式の加熱装置。
4. 【請求項４】 前記燃焼制御手段は、前記従熱交換器の
   みに通流する単独運転から前記同時運転に切り換えると
   きには、切換前の単独運転時において求めた前記通流量
   と、切換後の同時運転時において検出した前記入路側検
   出温度と前記出路側検出温度とに基づいて、前記従燃焼
   量を推定するように構成されている請求項３記載の燃焼
   式の加熱装置。
5. 【請求項５】 前記燃焼制御手段は、前記同時運転時に
   おいて、前記総燃焼量が前記燃焼バーナの最大燃焼量を
   越えるときには、前記主熱交換器に通流される加熱対象
   液が目標温度になるように、その加熱対象液の通流量を
   減少させるように構成されている請求項１〜４のいずれ
   か１項記載の燃焼式の加熱装置。
6. 【請求項６】 前記主熱交換器が、加熱対象液としての
   給湯用の湯水を加熱するように構成され、前記従熱交換
   器が、被加熱部に亘って循環する加熱対象液を加熱する
   ように構成されている請求項１〜５のいずれか１項記載
   の燃焼式の加熱装置。
7. 【請求項７】 前記主熱交換器と前記従熱交換器とが、
   伝熱フィンが共用されているフィンチューブ型の熱交換
   器で構成されている請求項１〜７のいずれか１項記載の
   燃焼式の加熱装置。