温水装置
【課題】ドレイン用の貯留槽からのドレイン排出流量が少ない場合であっても、前記貯留槽に多くのドレインが貯留されることに起因して給湯動作が突然停止するといった不具合を頻発させず、ドレイン排出を円滑に行なうことが可能な温水装置を提供する。
【解決手段】温水装置ＷＨは、貯留槽３におけるドレイン貯留量が所定量ＬＨに達してドレイン強制排出手段Ｐ３が動作を開始した場合に、その後の所定時間内にドレイン貯留量が減少するか否かを判断する制御手段４を備えており、この制御手段４は、前記所定時間内にドレイン貯留量が減少しないときには、熱交換器１４ａを利用した湯水加熱動作を停止させることなくドレイン発生量を複数段階で順次減少させていくドレイン逓減処理を開始し、かつこの処理の実行過程において、ドレイン貯留量が所定量ＬＬ未満に減少した時点で前記ドレイン逓減処理を中止する。
【解決手段】温水装置ＷＨは、貯留槽３におけるドレイン貯留量が所定量ＬＨに達してドレイン強制排出手段Ｐ３が動作を開始した場合に、その後の所定時間内にドレイン貯留量が減少するか否かを判断する制御手段４を備えており、この制御手段４は、前記所定時間内にドレイン貯留量が減少しないときには、熱交換器１４ａを利用した湯水加熱動作を停止させることなくドレイン発生量を複数段階で順次減少させていくドレイン逓減処理を開始し、かつこの処理の実行過程において、ドレイン貯留量が所定量ＬＬ未満に減少した時点で前記ドレイン逓減処理を中止する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、燃焼ガスなどの加熱用気体から熱交換器を利用して熱回収を行なうことにより湯水加熱を行ない、かつ熱回収に伴って発生するドレインの排水処理を適切に行なうことが可能とされた温水装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の温水装置の一例として、特許文献１に記載されたものがある。同文献に記載された温水装置は、燃焼器により発生された燃焼ガスから熱交換器を利用して顕熱および潜熱を回収し、湯水加熱を行なうように構成されている。燃焼ガスから潜熱回収を行なうと、酸性のドレインが発生するが、このドレインは、中和処理用のドレインタンク（貯留槽）に貯留されて中和処理が施された後に、ドレイン用配管を利用して温水装置の外部に導かれるようにされている。一方、前記温水装置は、浴槽への湯張り給湯や風呂追い焚きを行なうための２本の風呂配管をも備えており、前記したドレイン用配管は、それら２本の風呂配管の外面に沿うようにして浴槽の近傍まで延び、浴室の排水口にドレインを排出することが可能に設けられている。
【０００３】
前記したようにドレイン用配管を２本の風呂配管の外面に沿わせた構成では、これら計３本の配管が大きく嵩張った状態で温水装置から浴室まで延びた構成となり、それらの配管の占有スペースが大きくなる。また、家屋の外壁に前記した３本の配管を引き込むための穴を設ける場合、この穴のサイズを大きくしたり、あるいはドレイン用配管を通すための余分の穴を設けるといった必要も生じる。そこで、前記した不具合を解消するための手段として、２本の風呂配管のいずれか一方の内部にドレイン用配管を差し込み、この部分を二重管構造にすることが考えられる。
【０００４】
しかしながら、前記したように、風呂配管内にドレイン用配管を差し込んだ二重管構造を採用する場合、ドレイン用配管を小径にせざるを得ないことに起因して、その配管抵抗が大きくなり、ドレインタンクからのドレイン排出流量（単位時間当たりの排出流量）が少なくなってしまう場合がある。このため、潜熱回収に伴って発生するドレイン発生量が多い場合には、このドレイン発生量に見合った量のドレインをドレインタンクから排出することが困難となって、ドレインタンクにおけるドレイン貯留量が過多となる虞がある。このような状態を放置したのでは、ドレインタンクからドレインがオーバフローするような事態を生じ、適切ではない。したがって、このようなことに適切に対処することが望まれる。
【０００５】
なお、特許文献２，３には、ドレインタンクにおけるドレイン貯留量が一定量に達すると、その時点で燃焼器の駆動を直ちに停止し、あるいは熱交換器への給水量を減少させる手段が記載されている。このような手段を採用すれば、ドレインタンク内へのドレイン流入が防止され、あるいはドレイン流入量が減少するために、ドレインのオーバフローを防止することが可能である。
ところが、このような手段を採用しただけでは、ドレインタンク内のドレイン貯留量が一定量に達する都度、燃焼器の駆動が停止されて加熱湯水が非加熱の湯水に切り替わったり、あるいは給湯流量が突然大幅に減少する事態を招く。しかも、このような事態は、ドレイン用配管が小径にされるなどしてドレイン排出流量が少ない場合には、頻繁に生じ易いものとなる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００６−１１２７６３号公報
【特許文献２】特開２００７−２７１２４９号公報
【特許文献３】特開２００５−２６５２２８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、前記したような事情のもとで考え出されたものであり、ドレイン用の貯留槽からのドレイン排出流量が少なくされている場合であっても、前記貯留槽に多くのドレインが貯留されることに起因して給湯動作が突然停止するといった不具合を頻発させないようにしつつ、ドレインを円滑に排出することが可能な温水装置を提供することを、その課題としている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記の課題を解決するため、本発明では、次の技術的手段を講じている。
【０００９】
本発明により提供される温水装置は、加熱用気体から熱回収を行なって湯水加熱を行なうための熱交換器と、前記熱回収に伴って発生するドレインを貯留可能な貯留槽と、この貯留槽におけるドレイン貯留量が第１の所定量に達したときに、前記ドレインを前記貯留槽の外部に排出するように動作するドレイン強制排出手段と、を備えている、温水装置であって、前記貯留槽におけるドレイン貯留量が前記第１の所定量に達して前記ドレイン強制排出手段が動作を開始した場合に、その後の所定時間内に前記ドレイン貯留量が減少するか否かを判断する制御手段をさらに備えており、この制御手段は、前記所定時間内に前記ドレイン貯留量が減少していないと判断したときには、前記熱交換器を利用した湯水加熱動作を停止させることなくドレイン発生量を複数段階で順次減少させていくドレイン逓減処理を開始し、かつこの処理の実行過程において、前記ドレイン貯留量が第２の所定量未満に減少した時点で前記ドレイン逓減処理を中止するように構成されていることを特徴としている。
ここで、前記第１の所定量と第２の所定量とは、必ずしも相違していなくてもよく、同一であってもよい。
【００１０】
このような構成によれば、貯留槽におけるドレイン貯留量が第１の所定量に達してドレイン強制排出手段が作動を開始した場合、その後の所定時間内にドレイン貯留量が減少しないときに限り、ドレイン逓減処理が開始される。したがって、ドレイン貯留量が前記第１の所定量に達する都度、温水供給動作が突然中止されるといったことはない。したがって、貯留槽からのドレイン排水流量が少なく、ドレイン貯留量が第１の所定量に達する頻度が高い場合であっても、前記したように給湯動作が突然停止するといったことが頻繁に生じることは適切に防止される。一方、前記所定時間内にドレイン貯留量が減少しない場合には、ドレイン逓減処理が開始されて、貯留槽へのドレイン流入量が順次減少していくために、このことによって貯留槽におけるドレイン貯留量を減少させて、ドレインがオーバフローすることを抑制することが可能となる。ドレイン逓減処理においては、湯水加熱動作を停止させることなく、ドレイン発生量を複数段階で順次減少させており、ドレイン発生量を急激に大幅に少なくするものではないために、給湯温度が突然大幅に低下したり、あるいは給湯流量が突然大幅に減少するといった不具合をやはり生じないようにして、安定した湯水供給を実現することができる。
【００１１】
本発明の好ましい実施の形態においては、前記制御手段は、前記ドレイン逓減処理を実行しているにも拘わらず、前記貯留槽におけるドレイン貯留量が増加し、前記第１の所定量を超えた所定の最大許容量に達したときには、前記熱交換器を利用した湯水加熱動作を停止させるように構成されている。
【００１２】
このような構成によれば、ドレイン逓減処理によってドレイン貯留量を減少させることが困難な特殊な事情を生じ、ドレイン貯留量が所定の最大許容量に達した場合には、最終的な非常手段として湯水加熱動作の停止が行なわれる。このため、貯留槽あるいはその上流域から多くのドレインが不当にオーバフローするといったことが確実に防止される。
【００１３】
本発明の好ましい実施の形態においては、前記ドレイン逓減処理は、前記熱交換器に作用する前記加熱用気体の熱量を減少させる処理、前記熱交換器への湯水供給量を減少させる処理、および前記熱交換器に供給される湯水の入水温度を高くする処理の計３種類の処理のうち、少なくとも１種類の処理を繰り返す処理、または複数種類の処理を順次実行する処理である。
【００１４】
このような構成によれば、ドレイン発生量を複数段階で順次減少させる処理を適切に実行することができる。
【００１５】
本発明の好ましい実施の形態においては、浴槽への湯張り給湯動作および風呂追い焚き動作の少なくとも一方を行なうことが可能であり、前記制御手段は、前記ドレイン逓減処理を実行しているときには、前記浴槽への湯張り給湯動作または前記風呂追い焚き動作を行なうべき操作指令を受けた場合であっても、この指令に対応した動作を実行することなくその待機モードを設定し、その後に前記ドレイン逓減処理を終了した時点で、前記待機モードを解除して前記浴槽への湯張り給湯動作または前記風呂追い焚き動作の実行を開始するように構成されている。
【００１６】
このような構成によれば、ドレイン逓減処理中においては、浴槽への湯張り給湯動作や風呂追い焚き動作は実行されず、貯留槽に多くのドレインが新たに流入することが適切に抑制される。したがって、実行中のドレイン逓減処理を早期に終了させるのに好ましいものとなる。また、ドレイン逓減処理が終了した後には、制御手段の制御によって、浴槽への湯張り給湯動作または風呂追い焚き動作が開始されるために、ユーザがそれらの動作を行なうための操作を再度行なう煩わしさもない。
【００１７】
本発明の好ましい実施の形態においては、浴槽への湯張り給湯動作および風呂追い焚き動作の少なくとも一方を行なうための風呂配管と、前記ドレイン強制排出手段の下流側に接続されたドレイン用配管と、を備えており、前記風呂配管および前記ドレイン用配管は、前記風呂配管内に前記ドレイン用配管が差し込まれた二重管構造とされている。
【００１８】
このような構成によれば、ドレイン用配管を風呂配管の外部において嵩張らないようにしつつ、浴槽または浴槽の近傍まで配索し、浴槽または浴槽の近傍にドレインを導いて廃棄することができる。また、風呂配管内にドレイン用配管を差し込んだ二重管構造においては、ドレイン用配管を小径にせざるを得ず、ドレイン排出流量が少なくなって貯留槽におけるドレイン貯留量が所定量（第１の所定量）に達する頻度が高くなる場合が多いものの、本発明によれば、既述したように、ドレイン貯留量が所定量に達する頻度が高い場合であっても、給湯動作を突然停止させるといったことを頻発させることはなく、好適に対処することが可能である。
【００１９】
本発明のその他の特徴および利点は、添付図面を参照して以下に行なう発明の実施の形態の説明から、より明らかになるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明に係る温水装置の一例を示す概略説明図である。
【図２】図１に示す温水装置の要部概略断面図である。
【図３】（ａ），（ｂ）は、図１に示す温水装置の湯水流通経路を切り換える例を示す要部説明図である。
【図４】図１に示す温水装置の要部の他の構成例を示す説明図である。
【図５】図１に示す温水装置に具備された制御部の動作処理手順の一例を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、本発明の好ましい実施の形態について、図面を参照して具体的に説明する。
【００２２】
図１および図２は、本発明に係る温水装置の一例を示している。
図１に示すように、本実施形態の温水装置ＷＨは、給湯用および暖房用の温水装置本体部１Ａ，１Ｂ、ドレイン用の貯留槽３を有する中和器２、ドレイン排出用のポンプＰ３、ドレイン用配管６、浴槽９に接続された２本の風呂配管７Ａ，７Ｂ、各部の動作を制御する制御部４、およびこの温水装置ＷＨの主要構成要素を囲み込んで保護する外装ケース５を備えている。ドレイン排出用のポンプＰ３は、本発明でいうドレイン強制排出手段の一例に相当する。制御部４は、本発明でいう制御手段の一例に相当する。
【００２３】
給湯用の温水装置本体部１Ａは、たとえば台所、洗面所、浴室などに供給される湯を加熱生成するための部分である。暖房用の温水装置本体部１Ｂは、温水式床暖房装置などの暖房装置の熱媒としての湯水（不凍液なども含まれる）を加熱するための部分である。これら２つの温水装置本体部１Ａ，１Ｂは、ファン１０ａ，１０ｂによって燃焼用空気が送り込まれるケーシング１１ａ，１１ｂ内に配置された燃焼器１２ａ，１２ｂ、この燃焼器１２ａ，１２ｂによって発生された燃焼ガスから顕熱および潜熱を回収可能な１次熱交換器１３ａ，１３ｂ、および２次熱交換器１４ａ，１４ｂを具備している。
【００２４】
熱交換器１４ａ，１３ａは、外部から入水口８０ａおよび配管部８０を介して供給されてきた湯水を順次加熱可能であり、加熱された湯水は、配管部８１を介して出湯口８１ａに到達し、所望の給湯先に供給可能である。配管部８０，８１に接続されたバイパス弁Ｖ２は、２次熱交換器１４ａへの入水量を制御するのに役立つ。熱交換器１４ａ，１３ａにより加熱された湯水は、浴槽９への湯張りにも利用可能とされている。すなわち、配管部８１は、開閉弁Ｖ１を有する補助配管部８２を介して風呂配管７Ｂと接続されており、開閉弁Ｖ１を開くと、配管部８１から風呂配管７Ｂに湯水が供給される。このことにより、風呂配管（風呂戻り管）７Ｂに供給されていた湯水の一部は、風呂用ポンプＰ１を通過して風呂配管（風呂往き管）７Ａ内にも流入し、風呂配管７Ａ，７Ｂの双方から浴槽９に湯水が供給される。２本の風呂配管７Ａ，７Ｂは、それぞれの一端が浴槽９に接続されて、一定の湯水循環流路を構成しており、風呂追い焚き動作を行なう場合には、風呂用ポンプＰ１が駆動して浴槽９の湯水が風呂配管７Ｂから風呂用ポンプＰ１に汲み上げられてから熱交換器８９により加熱され、その後に風呂配管７Ａを通って浴槽９に戻される。後述するように、風呂配管７Ａは、ドレイン用配管６が内部に差し込まれた二重管構造部Ｄを有している。
【００２５】
熱交換器１４ｂ，１３ｂは、暖房装置（図示略）から入水口８３ａに入水した戻り湯水を順次加熱可能であり、加熱された湯水は出湯口８４ａに到達してから前記暖房装置に送り出される。暖房用の湯水加熱は、通常時においては、図３（ａ）の太線で示すような経路で行なわれる。すなわち、同図において、バルブＶ４は閉じられており、入水口８３ａに入水した湯水は、配管部８３を通過して２次熱交換器１４ｂに到達した後に、配管部８８ａ、膨張タンク８５、ポンプＰ２、および配管部８８ｂを経由して１次熱交換器１３ｂに到達する。この１次熱交換器１３ｂを通過した湯水は、配管部８８ｃ，８４を通過して出湯口８４ａに到達する。ただし、配管部８４内を流通する湯水の一部は、符号ｎ１で示す交差部分からバイパス配管８８ｄを通過し、配管部８８ａ内を流通する湯水と混合される。その混合比は、バルブＶ３により制御可能であり、この制御により出湯温度を目標温度に設定可能である。
【００２６】
一方、前記とは異なり、図３（ｂ）の太線で示すような経路での湯水加熱も可能である。同図においては、バルブＶ３が閉じられ、かつバルブＶ４が開かれた状態にある。この状態では、１次熱交換器１３ｂにより加熱されてから配管部８８ｃを流れる湯水の一部が、熱交換器８９（この熱交換器８９は熱交換を行なっていない状態にある）およびバルブＶ４を通過して交差部分ｎ２に到達し、この交差部分ｎ２において入水口８３ａから配管部８３内に流入した湯水と混合される。この混合により、配管部８３から２次熱交換器１４ｂに供給される湯水温度（入水温度）を高めることが可能である。このように２次熱交換器１４ｂへの入水温度を高める動作は、後述するように、２次熱交換器１４ｂにおけるドレイン発生量を減少させる手段として採用することが可能である。
【００２７】
中和器２は、２次熱交換器１４ａ，１４ｂによる潜熱回収に伴って発生する酸性のドレインを中和するためのものであって、合成樹脂製の容器２０内に粒状の炭酸カルシウムなどの中和剤２１が収容された構成を有している。この中和器２の基本的な構成は、たとえば本出願人が提案した特開２００７−５４７８１号公報に記載されたものと同様であり、ドレイン用の貯留槽３を備えている。２次熱交換器１４ａ，１４ｂにおいて発生したドレインは、ドレイン受け部１５から配管部６０を介して中和器２内に導かれ、中和剤２１との接触により中和されてから貯留槽３に流入して貯留される。
【００２８】
図２によく表われているように、貯留槽３の排出口３８には、ドレイン排出用のポンプＰ３が配管接続されており、貯留槽３内のドレインは、ポンプＰ３の駆動によりドレイン用配管６を介して後述する所定の箇所に送出し、廃棄することが可能である。貯留槽３には、ドレイン水位の検出手段として、３本の電極３３ａ〜３３ｃが設けられている。電極３３ａは、グランド電極であり、電極３３ｂ，３３ｃは、電極３３ａとの間でドレインを介して電気導通を生じさせるための電圧印加がなされた電極である。これら電極３３ａ〜３３ｃを備えた構成においては、ドレインの水位が所定の高水位ＬＨにあるか否か、および所定の低水位ＬＬにあるか否かを制御部４において判断することが可能である。ポンプＰ３は、ドレイン水位が高水位ＬＨになると駆動を開始し、その後にドレイン水位が低水位ＬＬまで低下した時点でその駆動が停止するように制御される。また、中和器２の上部には、ドレインが最大許容水位Ｌmaxまで上昇した際にその旨を検出するための電極２９も設けられている。
【００２９】
なお、図１においては、膨張タンク８５のオーバフロー用配管８７を一部分のみ示している。このオーバフロー用配管８７については、たとえば図４に示すように、貯留槽３に接続し、膨張タンク８５からのオーバフロー水を貯留槽３に流入させるように構成することも可能である。また、この場合において、同図に示すように、貯留槽３の排出口３８に、水封トラップ構築用の曲状のパイプ３９を接続した構成とすることもできる。このような構成によれば、温水装置ＷＨの設置工事を完了し、給水管８０ｂから膨張タンク８５に熱媒としての湯水を供給する際に、膨張タンク８５から湯水を積極的にオーバフローさせ、かつこのオーバフロー水を貯留槽３およびパイプ３９内に流入させることにより、水封トラップ構造を簡易かつ迅速に構築することが可能である。温水装置ＷＨを設置した直後の未使用時点においては、中和器２内にドレインが未だ流入しておらず、ドレインによる水封構造が構築されていない。このような状態で燃焼器１２ａ，１２ｂを駆動させると、燃焼ガスが中和器２内からドレイン用配管６に向けて進行する虞がある。これに対し、前記した手段によれば、そのような虞を適切に防止することが可能であり、ドレインの排出先が屋内とされる場合に好ましいものとなる。貯留槽３内にオーバフロー水を流入させる場合、たとえばその水位が低水位ＬＬになった時点で、オーバフロー水の流入を停止させるように制御すれば、一連の動作制御も容易なものとなる。
【００３０】
ドレイン用配管６は、比較的小径の可撓性を有するホースを用いて構成されており、既述したように、風呂配管７Ａに差し込まれ、この差し込み部分が二重管構造部Ｄとなっている。図２によく表われているように、風呂配管７Ａへのドレイン用配管６の差し込みは、たとえば風呂配管７Ａの外装ケース５への取付用ジョイント７０に設けられた孔部７０ａを利用して行なわれている。風呂配管７Ａの終端には、浴槽９のアダプタ９０への取付用ジョイント７１が設けられており、このジョイント７１に設けられた孔部７１ａからドレイン用配管６の終端６ａが外部に引き出されている。ドレイン用配管６の終端６ａは、たとえば浴室の床に設けられた浴槽湯水の排出口（図示略）にドレインを排出可能な配置とされる。二重管構造部Ｄを設けた構成においては、２本の風呂配管７Ａ，７Ｂの外部にドレイン用配管６を沿わせた構成と比較すると、それら計３本の配管６，７Ａ，７Ｂが大きく嵩張ることが抑制され、それらの占有スペースを小さくするといった利点が得られる。
【００３１】
制御部４は、マイクロコンピュータなどを用いて構成されており、温水装置ＷＨの各部の動作制御を実行する。加えて、本実施形態においては、給湯動作などを安定的に実行させつつ、貯留槽３からの円滑なドレイン排出を行なうための制御をも実行するように構成されている。その制御内容については、後述する。
【００３２】
次に、温水装置ＷＨの作用、ならびに制御部４の動作処理手順の一例について、図５に示したフローチャートを参照しつつ説明する。
ただし、以降の説明においては、理解の容易のため、とくに言及しない限りは、給湯用の温水装置本体部１Ａを利用した給湯動作について説明する。また、燃焼器１２ａは、熱交換器１３ａ，１４ａに所定流量以上の通水があったときに駆動を開始し、その通水量が所定流量未満になったときに停止するように制御されるが、以下の説明においては、熱交換器１３ａ，１４ａに所定量以上の通水が継続して生じ、燃焼器１２ａの駆動が継続していることを前提として説明する。
【００３３】
まず、２次熱交換器１４ａを利用した潜熱回収が行なわれると、これに伴って発生するドレインは中和器２内に導かれて貯留槽３に流入して貯留される。制御部４は、貯留槽３のドレイン水位が高水位ＬＨ（本発明でいう第１の所定量の一例に相当）に達すると、その時点でポンプＰ３の駆動を開始させて貯留槽３からのドレイン排出を実行させる（Ｓ１：ＹＥＳ，Ｓ２）。次いで、制御部４は、ポンプＰ３の駆動開始時点から所定時間内にドレイン水位が低下したか否かを判断する（Ｓ３）。この判断は、高水位ＬＨの検出用の電極３３ａ，３３ｃ間の電気導通状態が所定時間内にオフになるか否かにより行なわれる。前記の所定時間は、たとえば１０秒程度であるが、限定されるものではない。貯留槽３内にドレインが新たに流入する量が比較的少なく、かつポンプＰ３によるドレイン排出が円滑に行なわる場合には、所定時間内にドレイン水位が低下し（Ｓ３：ＹＥＳ）。その後ドレイン水位は所定の低水位ＬＬまで低下することとなる（Ｓ４：ＹＥＳ）。このような場合、ポンプＰ３の駆動はその時点で停止され、以降は前記した一連の動作が繰り返される（Ｓ５，Ｓ１）。
【００３４】
一方、前記とは異なり、２次熱交換器１４ａでのドレイン発生量が多く、ポンプＰ３によるドレイン排出流量よりも貯留槽３へのドレイン流入量の方が多い場合には、ポンプＰ３の駆動開始後の所定時間内にドレイン水位は低下しないこととなる（Ｓ３：ＮＯ）。既述したように、ドレイン用配管６は、比較的小径であって、その配管抵抗が大きく、ドレイン排出流量が少ないために、前記したような事態は生じ易い。このような場合、制御部４は、燃焼器１２ａの燃焼量を順次減少させて、２次熱交換器１４ａにおけるドレイン発生量を順次減少させるドレイン逓減処理を実行する（Ｓ６，Ｓ７：ＮＯ，Ｓ１０：ＮＯ，Ｓ１５）。ただし、このドレイン逓減処理は、ドレイン水位が低水位ＬＬ（本発明でいう第２の所定量の一例に相当）に低下した時点で中止する（Ｓ７：ＹＥＳ）。
【００３５】
前記ドレイン逓減処理をより詳細に説明すると、まず制御部４は、燃焼器１２ａの燃焼量を所定量だけ減少させる（Ｓ６）。たとえば、燃焼器１２ａの燃焼量が２４号の燃焼号数に対応するものである場合、これを２２号の燃焼号数に対応したものとする。このことにより、２次熱交換器１４ａにおける潜熱回収量が減少し、ドレイン発生量も減少する。なお、図５のフローチャートには示されていないが、好ましくは、燃焼器１２ａの燃焼量を減少させた際には、出湯流量を抑制することにより、出湯口８１ａからの出湯温度を大きく低下させることなく目標給湯温度にできる限り近付ける制御が行なわれる。
【００３６】
制御部４は、前記したように燃焼量を減少させた後には、その時点から所定時間内にドレイン水位が低水位ＬＬまで低下したか否かを判断する（Ｓ７）。このステップＳ７における所定時間は、ステップＳ３における所定時間と一致している必要はない。また、このステップＳ７では、ドレイン水位が確実に低下することが確認されればよいため、その確認用の水位としては、低水位ＬＬとは異なる水位（たとえば、高水位ＬＨ）とすることもできる。燃焼量を減少させたにも拘わらず、ドレイン水位が低下しない場合には（Ｓ７：ＮＯ）、その時点での燃焼量が予め定められた最小燃焼量でなければ、その燃焼量をさらに所定量だけ減少させる（Ｓ１０：ＮＯ，Ｓ１５）。このように燃焼量を減少させる処理は、その燃焼量を減少させた時点から所定時間内にドレイン水位が低水位ＬＬまで低下しない限り、複数回にわたって実行される。このことにより、２次熱交換器１４ａにおけるドレイン発生量が段階的に徐々に減少していくこととなって、貯留槽３のドレイン水位が低下し易くなる。ドレイン水位が低水位ＬＬまで低下した場合（Ｓ７：ＹＥＳ）、制御部４は、その時点でポンプＰ３の駆動を停止させるとともに、燃焼器１２ａの燃焼量を、減少前の本来の燃焼量に復帰させる（Ｓ８，Ｓ９）。ただし、燃焼量の変動をなるべく抑制する観点から、燃焼量を本来の燃焼量に復帰させないように制御してもかまわない。
【００３７】
前記したように、ドレイン逓減処理は、ドレイン水位が高水位ＬＨに達してポンプＰ３が駆動を開始した場合において、その後の所定時間内にドレイン水位が低下しない場合に限り実行される。したがって、たとえばドレイン水位が高水位ＬＨに達する都度ドレイン逓減処理が実行される場合とは異なり、ドレイン逓減処理が実行される頻度を少なくし、燃焼器１２ａの燃焼量を不必要に減少させないようにして、湯水温度や湯水流量が安定した給湯動作を継続することができる。また、前記ドレイン逓減処理は、燃焼器１２ａの燃焼量を所定量ずつ順次減少させていくために、やはり給湯温度や給湯流量に急激な変化を生じさせないようにしつつ、貯留槽３におけるドレイン水位の低下を好適に促進することができる。
【００３８】
燃焼器１２ａの燃焼量が所定の最小燃焼量まで減少した場合には（Ｓ１０：ＹＥＳ）、その後の時間経過の長短には関係なく、ドレイン水位が低水位ＬＬと最大許容水位Ｌmaxとのいずれに到達するのかが制御部４によって観察される（Ｓ１４，Ｓ１１）。ドレイン発生量よりもドレイン排出量の方が多く、全般的にドレイン水位が低下傾向にあれば、ドレイン水位は、やがて低水位ＬＬとなる（Ｓ１４：ＹＥＳ）。この場合には、その後にポンプＰ３の駆動を停止させるステップＳ８に移行することとなる。前記とは異なり、ドレイン水位が上昇傾向にあれば、ドレイン水位は、やがて最大許容水位Ｌmaxに達することとなる（Ｓ１１：ＹＥＳ）。この現象は、中和器２内やその下流域などのドレイン排出経路に詰まりが生じている場合にも生じる。制御部４は、そのような現象を生じた場合には、燃焼器１２ａの燃焼駆動を停止させるとともに、その旨の報知処理を実行する（Ｓ１２，Ｓ１３）。燃焼駆動の停止により、ドレインが新たに発生することが防止され、ドレイン受け１５側から中和器２へのドレイン流入が困難となる事態が適切に回避される。前記報知処理は、たとえば制御部４に接続されて台所や浴室に設置されたリモコン（図示略）における画面表示やアラーム音の発生などにより行なわれ、この報知処理によって燃焼器１２ａの駆動が停止した原因をユーザが的確に察知することができる。なお、ポンプＰ３の駆動は、燃焼器１２ａの燃焼停止と略同時期に停止させればよい。
【００３９】
図５のフローチャートでは省略しているが、制御部４は、次のような制御も行なうように構成されている。すなわち、制御部４は、前記ドレイン逓減処理を実行している際に、前記リモコンなどが操作されることによって、浴槽９への湯張り給湯動作または風呂追い焚き動作を行なうべき旨の指令を受けたときには、この指令に対応した動作を直ちに実行することはなく、その動作の待機モードを設定する。次いで、制御部４は、その後にドレイン水位が低水位ＬＬまで低下すると、その時点で前記待機モードを解除し、浴槽９への湯張り給湯動作または風呂追い焚き動作を開始させる。このような制御によれば、浴槽９への湯張り給湯動作や風呂追い焚き動作に起因して、ドレイン水位が上昇することが防止され、実行中のドレイン逓減処理を早期に終了させることができる。また、ドレイン水位が低水位ＬＬまで低下した後には、制御部４の制御によって、浴槽９への湯張り給湯動作または風呂追い焚き動作が開始されるために、ユーザがそれらの動作を行なうための操作を再度行なう煩わしさもない。なお、浴槽９への湯張り給湯動作や風呂追い焚き動作が実行されている場合において、ドレイン水位が高水位ＬＬに達し、所定時間内にその水位が低下しない場合には、前記した一般給湯の場合と同様なドレイン逓減処理が実行されることとなる。
【００４０】
制御部４は、燃焼器１２ａが駆動燃焼する場合には、前記したような一連の動作制御を実行するが、燃焼器１２ｂが燃焼駆動する場合においても、前記したのと同様な制御を実行するように構成されている。
【００４１】
本発明は、上述した実施形態の内容に限定されない。本発明に係る温水装置の各部の具体的な構成は、種々に設計変更自在である。
【００４２】
ドレイン逓減処理は、熱交換器を利用した湯水加熱動作を停止させることなく、ドレイン発生量を複数段階で順次減少させていく処理であればよく、燃焼器の燃焼量を順次減少させていく処理に限定されない。たとえば、熱交換器への湯水供給量を減少させたり、あるいは熱交換器への湯水の入水温度を高くすることによっても、ドレイン発生量を減少させることが可能であり、このような手段をそれぞれ単独で、あるいは複合的に採用してもかまわない。前記した温水装置ＷＨを例に挙げて説明すると、たとえば２次熱交換器１４ａへの湯水供給量を減少させることは、バイパス弁Ｖ２の開度調整により行なうことが可能である。また、既述したように、図３（ａ）に示す状態から図３（ｂ）に示す状態に切り替えることにより、２次熱交換器１４ｂへの入水温度を高くし、ドレイン発生量を少なくすることが可能である。図３（ａ），（ｂ）に示す手段を採用しただけでは、２次熱交換器１４ｂへの湯水の入水温度を１段階で変化させるだけであり、ドレイン発生量を複数段階で減少させていくことは困難であるが、この場合には、入水温度を変化させる前、または変化させた後に、２次熱交換器１４ｂへの入水量を減少させる処理や燃焼器１２ｂの燃焼量を減少させる処理をさらに実行すればよい。
【００４３】
本発明でいう加熱用気体としては、燃焼器により発生された燃焼ガスに代えて、たとえばコージェネシステム用のガスエンジンなどから排出される高温の排ガス（潜熱を含むガス）を利用することも可能である。このような排ガスを利用する場合、ドレイン発生量を減少させる手段としては、熱交換器に作用する排ガスの量を減少させるといった手段を用いることも可能である。
【００４４】
ドレイン用の貯留槽は、中和器と一体的に設けられていなくてもよく、中和器とは分離したドレインタンクとして構成されていてもかまわない。本発明は、ドレインの中和処理を主眼するものではなく、中和器自体は必須ではない。ドレイン用配管については、風呂配管に差し込まれていない構成とすることが可能であり、ドレインの排出先としても、浴室の排水口以外の部分とすることができる。ドレイン強制排出手段としては、電動式のポンプに代えて、たとえば燃焼ガスなどの圧力を利用してドレインを強制的に排出させるといった手段を採用することもできる。
【００４５】
本発明に係る温水装置は、上述した実施形態とは異なり、給湯用と暖房用の２つの温水装置本体部が組み合わされた構成でなくてもよく、たとえば暖房用の機能を有しない給湯用の温水装置として構成されていてもよいことは勿論である。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、燃焼ガスなどの加熱用気体から熱交換器を利用して熱回収を行なうことにより湯水加熱を行ない、かつ熱回収に伴って発生するドレインの排水処理を適切に行なうことが可能とされた温水装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の温水装置の一例として、特許文献１に記載されたものがある。同文献に記載された温水装置は、燃焼器により発生された燃焼ガスから熱交換器を利用して顕熱および潜熱を回収し、湯水加熱を行なうように構成されている。燃焼ガスから潜熱回収を行なうと、酸性のドレインが発生するが、このドレインは、中和処理用のドレインタンク（貯留槽）に貯留されて中和処理が施された後に、ドレイン用配管を利用して温水装置の外部に導かれるようにされている。一方、前記温水装置は、浴槽への湯張り給湯や風呂追い焚きを行なうための２本の風呂配管をも備えており、前記したドレイン用配管は、それら２本の風呂配管の外面に沿うようにして浴槽の近傍まで延び、浴室の排水口にドレインを排出することが可能に設けられている。
【０００３】
前記したようにドレイン用配管を２本の風呂配管の外面に沿わせた構成では、これら計３本の配管が大きく嵩張った状態で温水装置から浴室まで延びた構成となり、それらの配管の占有スペースが大きくなる。また、家屋の外壁に前記した３本の配管を引き込むための穴を設ける場合、この穴のサイズを大きくしたり、あるいはドレイン用配管を通すための余分の穴を設けるといった必要も生じる。そこで、前記した不具合を解消するための手段として、２本の風呂配管のいずれか一方の内部にドレイン用配管を差し込み、この部分を二重管構造にすることが考えられる。
【０００４】
しかしながら、前記したように、風呂配管内にドレイン用配管を差し込んだ二重管構造を採用する場合、ドレイン用配管を小径にせざるを得ないことに起因して、その配管抵抗が大きくなり、ドレインタンクからのドレイン排出流量（単位時間当たりの排出流量）が少なくなってしまう場合がある。このため、潜熱回収に伴って発生するドレイン発生量が多い場合には、このドレイン発生量に見合った量のドレインをドレインタンクから排出することが困難となって、ドレインタンクにおけるドレイン貯留量が過多となる虞がある。このような状態を放置したのでは、ドレインタンクからドレインがオーバフローするような事態を生じ、適切ではない。したがって、このようなことに適切に対処することが望まれる。
【０００５】
なお、特許文献２，３には、ドレインタンクにおけるドレイン貯留量が一定量に達すると、その時点で燃焼器の駆動を直ちに停止し、あるいは熱交換器への給水量を減少させる手段が記載されている。このような手段を採用すれば、ドレインタンク内へのドレイン流入が防止され、あるいはドレイン流入量が減少するために、ドレインのオーバフローを防止することが可能である。
ところが、このような手段を採用しただけでは、ドレインタンク内のドレイン貯留量が一定量に達する都度、燃焼器の駆動が停止されて加熱湯水が非加熱の湯水に切り替わったり、あるいは給湯流量が突然大幅に減少する事態を招く。しかも、このような事態は、ドレイン用配管が小径にされるなどしてドレイン排出流量が少ない場合には、頻繁に生じ易いものとなる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００６−１１２７６３号公報
【特許文献２】特開２００７−２７１２４９号公報
【特許文献３】特開２００５−２６５２２８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、前記したような事情のもとで考え出されたものであり、ドレイン用の貯留槽からのドレイン排出流量が少なくされている場合であっても、前記貯留槽に多くのドレインが貯留されることに起因して給湯動作が突然停止するといった不具合を頻発させないようにしつつ、ドレインを円滑に排出することが可能な温水装置を提供することを、その課題としている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記の課題を解決するため、本発明では、次の技術的手段を講じている。
【０００９】
本発明により提供される温水装置は、加熱用気体から熱回収を行なって湯水加熱を行なうための熱交換器と、前記熱回収に伴って発生するドレインを貯留可能な貯留槽と、この貯留槽におけるドレイン貯留量が第１の所定量に達したときに、前記ドレインを前記貯留槽の外部に排出するように動作するドレイン強制排出手段と、を備えている、温水装置であって、前記貯留槽におけるドレイン貯留量が前記第１の所定量に達して前記ドレイン強制排出手段が動作を開始した場合に、その後の所定時間内に前記ドレイン貯留量が減少するか否かを判断する制御手段をさらに備えており、この制御手段は、前記所定時間内に前記ドレイン貯留量が減少していないと判断したときには、前記熱交換器を利用した湯水加熱動作を停止させることなくドレイン発生量を複数段階で順次減少させていくドレイン逓減処理を開始し、かつこの処理の実行過程において、前記ドレイン貯留量が第２の所定量未満に減少した時点で前記ドレイン逓減処理を中止するように構成されていることを特徴としている。
ここで、前記第１の所定量と第２の所定量とは、必ずしも相違していなくてもよく、同一であってもよい。
【００１０】
このような構成によれば、貯留槽におけるドレイン貯留量が第１の所定量に達してドレイン強制排出手段が作動を開始した場合、その後の所定時間内にドレイン貯留量が減少しないときに限り、ドレイン逓減処理が開始される。したがって、ドレイン貯留量が前記第１の所定量に達する都度、温水供給動作が突然中止されるといったことはない。したがって、貯留槽からのドレイン排水流量が少なく、ドレイン貯留量が第１の所定量に達する頻度が高い場合であっても、前記したように給湯動作が突然停止するといったことが頻繁に生じることは適切に防止される。一方、前記所定時間内にドレイン貯留量が減少しない場合には、ドレイン逓減処理が開始されて、貯留槽へのドレイン流入量が順次減少していくために、このことによって貯留槽におけるドレイン貯留量を減少させて、ドレインがオーバフローすることを抑制することが可能となる。ドレイン逓減処理においては、湯水加熱動作を停止させることなく、ドレイン発生量を複数段階で順次減少させており、ドレイン発生量を急激に大幅に少なくするものではないために、給湯温度が突然大幅に低下したり、あるいは給湯流量が突然大幅に減少するといった不具合をやはり生じないようにして、安定した湯水供給を実現することができる。
【００１１】
本発明の好ましい実施の形態においては、前記制御手段は、前記ドレイン逓減処理を実行しているにも拘わらず、前記貯留槽におけるドレイン貯留量が増加し、前記第１の所定量を超えた所定の最大許容量に達したときには、前記熱交換器を利用した湯水加熱動作を停止させるように構成されている。
【００１２】
このような構成によれば、ドレイン逓減処理によってドレイン貯留量を減少させることが困難な特殊な事情を生じ、ドレイン貯留量が所定の最大許容量に達した場合には、最終的な非常手段として湯水加熱動作の停止が行なわれる。このため、貯留槽あるいはその上流域から多くのドレインが不当にオーバフローするといったことが確実に防止される。
【００１３】
本発明の好ましい実施の形態においては、前記ドレイン逓減処理は、前記熱交換器に作用する前記加熱用気体の熱量を減少させる処理、前記熱交換器への湯水供給量を減少させる処理、および前記熱交換器に供給される湯水の入水温度を高くする処理の計３種類の処理のうち、少なくとも１種類の処理を繰り返す処理、または複数種類の処理を順次実行する処理である。
【００１４】
このような構成によれば、ドレイン発生量を複数段階で順次減少させる処理を適切に実行することができる。
【００１５】
本発明の好ましい実施の形態においては、浴槽への湯張り給湯動作および風呂追い焚き動作の少なくとも一方を行なうことが可能であり、前記制御手段は、前記ドレイン逓減処理を実行しているときには、前記浴槽への湯張り給湯動作または前記風呂追い焚き動作を行なうべき操作指令を受けた場合であっても、この指令に対応した動作を実行することなくその待機モードを設定し、その後に前記ドレイン逓減処理を終了した時点で、前記待機モードを解除して前記浴槽への湯張り給湯動作または前記風呂追い焚き動作の実行を開始するように構成されている。
【００１６】
このような構成によれば、ドレイン逓減処理中においては、浴槽への湯張り給湯動作や風呂追い焚き動作は実行されず、貯留槽に多くのドレインが新たに流入することが適切に抑制される。したがって、実行中のドレイン逓減処理を早期に終了させるのに好ましいものとなる。また、ドレイン逓減処理が終了した後には、制御手段の制御によって、浴槽への湯張り給湯動作または風呂追い焚き動作が開始されるために、ユーザがそれらの動作を行なうための操作を再度行なう煩わしさもない。
【００１７】
本発明の好ましい実施の形態においては、浴槽への湯張り給湯動作および風呂追い焚き動作の少なくとも一方を行なうための風呂配管と、前記ドレイン強制排出手段の下流側に接続されたドレイン用配管と、を備えており、前記風呂配管および前記ドレイン用配管は、前記風呂配管内に前記ドレイン用配管が差し込まれた二重管構造とされている。
【００１８】
このような構成によれば、ドレイン用配管を風呂配管の外部において嵩張らないようにしつつ、浴槽または浴槽の近傍まで配索し、浴槽または浴槽の近傍にドレインを導いて廃棄することができる。また、風呂配管内にドレイン用配管を差し込んだ二重管構造においては、ドレイン用配管を小径にせざるを得ず、ドレイン排出流量が少なくなって貯留槽におけるドレイン貯留量が所定量（第１の所定量）に達する頻度が高くなる場合が多いものの、本発明によれば、既述したように、ドレイン貯留量が所定量に達する頻度が高い場合であっても、給湯動作を突然停止させるといったことを頻発させることはなく、好適に対処することが可能である。
【００１９】
本発明のその他の特徴および利点は、添付図面を参照して以下に行なう発明の実施の形態の説明から、より明らかになるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明に係る温水装置の一例を示す概略説明図である。
【図２】図１に示す温水装置の要部概略断面図である。
【図３】（ａ），（ｂ）は、図１に示す温水装置の湯水流通経路を切り換える例を示す要部説明図である。
【図４】図１に示す温水装置の要部の他の構成例を示す説明図である。
【図５】図１に示す温水装置に具備された制御部の動作処理手順の一例を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、本発明の好ましい実施の形態について、図面を参照して具体的に説明する。
【００２２】
図１および図２は、本発明に係る温水装置の一例を示している。
図１に示すように、本実施形態の温水装置ＷＨは、給湯用および暖房用の温水装置本体部１Ａ，１Ｂ、ドレイン用の貯留槽３を有する中和器２、ドレイン排出用のポンプＰ３、ドレイン用配管６、浴槽９に接続された２本の風呂配管７Ａ，７Ｂ、各部の動作を制御する制御部４、およびこの温水装置ＷＨの主要構成要素を囲み込んで保護する外装ケース５を備えている。ドレイン排出用のポンプＰ３は、本発明でいうドレイン強制排出手段の一例に相当する。制御部４は、本発明でいう制御手段の一例に相当する。
【００２３】
給湯用の温水装置本体部１Ａは、たとえば台所、洗面所、浴室などに供給される湯を加熱生成するための部分である。暖房用の温水装置本体部１Ｂは、温水式床暖房装置などの暖房装置の熱媒としての湯水（不凍液なども含まれる）を加熱するための部分である。これら２つの温水装置本体部１Ａ，１Ｂは、ファン１０ａ，１０ｂによって燃焼用空気が送り込まれるケーシング１１ａ，１１ｂ内に配置された燃焼器１２ａ，１２ｂ、この燃焼器１２ａ，１２ｂによって発生された燃焼ガスから顕熱および潜熱を回収可能な１次熱交換器１３ａ，１３ｂ、および２次熱交換器１４ａ，１４ｂを具備している。
【００２４】
熱交換器１４ａ，１３ａは、外部から入水口８０ａおよび配管部８０を介して供給されてきた湯水を順次加熱可能であり、加熱された湯水は、配管部８１を介して出湯口８１ａに到達し、所望の給湯先に供給可能である。配管部８０，８１に接続されたバイパス弁Ｖ２は、２次熱交換器１４ａへの入水量を制御するのに役立つ。熱交換器１４ａ，１３ａにより加熱された湯水は、浴槽９への湯張りにも利用可能とされている。すなわち、配管部８１は、開閉弁Ｖ１を有する補助配管部８２を介して風呂配管７Ｂと接続されており、開閉弁Ｖ１を開くと、配管部８１から風呂配管７Ｂに湯水が供給される。このことにより、風呂配管（風呂戻り管）７Ｂに供給されていた湯水の一部は、風呂用ポンプＰ１を通過して風呂配管（風呂往き管）７Ａ内にも流入し、風呂配管７Ａ，７Ｂの双方から浴槽９に湯水が供給される。２本の風呂配管７Ａ，７Ｂは、それぞれの一端が浴槽９に接続されて、一定の湯水循環流路を構成しており、風呂追い焚き動作を行なう場合には、風呂用ポンプＰ１が駆動して浴槽９の湯水が風呂配管７Ｂから風呂用ポンプＰ１に汲み上げられてから熱交換器８９により加熱され、その後に風呂配管７Ａを通って浴槽９に戻される。後述するように、風呂配管７Ａは、ドレイン用配管６が内部に差し込まれた二重管構造部Ｄを有している。
【００２５】
熱交換器１４ｂ，１３ｂは、暖房装置（図示略）から入水口８３ａに入水した戻り湯水を順次加熱可能であり、加熱された湯水は出湯口８４ａに到達してから前記暖房装置に送り出される。暖房用の湯水加熱は、通常時においては、図３（ａ）の太線で示すような経路で行なわれる。すなわち、同図において、バルブＶ４は閉じられており、入水口８３ａに入水した湯水は、配管部８３を通過して２次熱交換器１４ｂに到達した後に、配管部８８ａ、膨張タンク８５、ポンプＰ２、および配管部８８ｂを経由して１次熱交換器１３ｂに到達する。この１次熱交換器１３ｂを通過した湯水は、配管部８８ｃ，８４を通過して出湯口８４ａに到達する。ただし、配管部８４内を流通する湯水の一部は、符号ｎ１で示す交差部分からバイパス配管８８ｄを通過し、配管部８８ａ内を流通する湯水と混合される。その混合比は、バルブＶ３により制御可能であり、この制御により出湯温度を目標温度に設定可能である。
【００２６】
一方、前記とは異なり、図３（ｂ）の太線で示すような経路での湯水加熱も可能である。同図においては、バルブＶ３が閉じられ、かつバルブＶ４が開かれた状態にある。この状態では、１次熱交換器１３ｂにより加熱されてから配管部８８ｃを流れる湯水の一部が、熱交換器８９（この熱交換器８９は熱交換を行なっていない状態にある）およびバルブＶ４を通過して交差部分ｎ２に到達し、この交差部分ｎ２において入水口８３ａから配管部８３内に流入した湯水と混合される。この混合により、配管部８３から２次熱交換器１４ｂに供給される湯水温度（入水温度）を高めることが可能である。このように２次熱交換器１４ｂへの入水温度を高める動作は、後述するように、２次熱交換器１４ｂにおけるドレイン発生量を減少させる手段として採用することが可能である。
【００２７】
中和器２は、２次熱交換器１４ａ，１４ｂによる潜熱回収に伴って発生する酸性のドレインを中和するためのものであって、合成樹脂製の容器２０内に粒状の炭酸カルシウムなどの中和剤２１が収容された構成を有している。この中和器２の基本的な構成は、たとえば本出願人が提案した特開２００７−５４７８１号公報に記載されたものと同様であり、ドレイン用の貯留槽３を備えている。２次熱交換器１４ａ，１４ｂにおいて発生したドレインは、ドレイン受け部１５から配管部６０を介して中和器２内に導かれ、中和剤２１との接触により中和されてから貯留槽３に流入して貯留される。
【００２８】
図２によく表われているように、貯留槽３の排出口３８には、ドレイン排出用のポンプＰ３が配管接続されており、貯留槽３内のドレインは、ポンプＰ３の駆動によりドレイン用配管６を介して後述する所定の箇所に送出し、廃棄することが可能である。貯留槽３には、ドレイン水位の検出手段として、３本の電極３３ａ〜３３ｃが設けられている。電極３３ａは、グランド電極であり、電極３３ｂ，３３ｃは、電極３３ａとの間でドレインを介して電気導通を生じさせるための電圧印加がなされた電極である。これら電極３３ａ〜３３ｃを備えた構成においては、ドレインの水位が所定の高水位ＬＨにあるか否か、および所定の低水位ＬＬにあるか否かを制御部４において判断することが可能である。ポンプＰ３は、ドレイン水位が高水位ＬＨになると駆動を開始し、その後にドレイン水位が低水位ＬＬまで低下した時点でその駆動が停止するように制御される。また、中和器２の上部には、ドレインが最大許容水位Ｌmaxまで上昇した際にその旨を検出するための電極２９も設けられている。
【００２９】
なお、図１においては、膨張タンク８５のオーバフロー用配管８７を一部分のみ示している。このオーバフロー用配管８７については、たとえば図４に示すように、貯留槽３に接続し、膨張タンク８５からのオーバフロー水を貯留槽３に流入させるように構成することも可能である。また、この場合において、同図に示すように、貯留槽３の排出口３８に、水封トラップ構築用の曲状のパイプ３９を接続した構成とすることもできる。このような構成によれば、温水装置ＷＨの設置工事を完了し、給水管８０ｂから膨張タンク８５に熱媒としての湯水を供給する際に、膨張タンク８５から湯水を積極的にオーバフローさせ、かつこのオーバフロー水を貯留槽３およびパイプ３９内に流入させることにより、水封トラップ構造を簡易かつ迅速に構築することが可能である。温水装置ＷＨを設置した直後の未使用時点においては、中和器２内にドレインが未だ流入しておらず、ドレインによる水封構造が構築されていない。このような状態で燃焼器１２ａ，１２ｂを駆動させると、燃焼ガスが中和器２内からドレイン用配管６に向けて進行する虞がある。これに対し、前記した手段によれば、そのような虞を適切に防止することが可能であり、ドレインの排出先が屋内とされる場合に好ましいものとなる。貯留槽３内にオーバフロー水を流入させる場合、たとえばその水位が低水位ＬＬになった時点で、オーバフロー水の流入を停止させるように制御すれば、一連の動作制御も容易なものとなる。
【００３０】
ドレイン用配管６は、比較的小径の可撓性を有するホースを用いて構成されており、既述したように、風呂配管７Ａに差し込まれ、この差し込み部分が二重管構造部Ｄとなっている。図２によく表われているように、風呂配管７Ａへのドレイン用配管６の差し込みは、たとえば風呂配管７Ａの外装ケース５への取付用ジョイント７０に設けられた孔部７０ａを利用して行なわれている。風呂配管７Ａの終端には、浴槽９のアダプタ９０への取付用ジョイント７１が設けられており、このジョイント７１に設けられた孔部７１ａからドレイン用配管６の終端６ａが外部に引き出されている。ドレイン用配管６の終端６ａは、たとえば浴室の床に設けられた浴槽湯水の排出口（図示略）にドレインを排出可能な配置とされる。二重管構造部Ｄを設けた構成においては、２本の風呂配管７Ａ，７Ｂの外部にドレイン用配管６を沿わせた構成と比較すると、それら計３本の配管６，７Ａ，７Ｂが大きく嵩張ることが抑制され、それらの占有スペースを小さくするといった利点が得られる。
【００３１】
制御部４は、マイクロコンピュータなどを用いて構成されており、温水装置ＷＨの各部の動作制御を実行する。加えて、本実施形態においては、給湯動作などを安定的に実行させつつ、貯留槽３からの円滑なドレイン排出を行なうための制御をも実行するように構成されている。その制御内容については、後述する。
【００３２】
次に、温水装置ＷＨの作用、ならびに制御部４の動作処理手順の一例について、図５に示したフローチャートを参照しつつ説明する。
ただし、以降の説明においては、理解の容易のため、とくに言及しない限りは、給湯用の温水装置本体部１Ａを利用した給湯動作について説明する。また、燃焼器１２ａは、熱交換器１３ａ，１４ａに所定流量以上の通水があったときに駆動を開始し、その通水量が所定流量未満になったときに停止するように制御されるが、以下の説明においては、熱交換器１３ａ，１４ａに所定量以上の通水が継続して生じ、燃焼器１２ａの駆動が継続していることを前提として説明する。
【００３３】
まず、２次熱交換器１４ａを利用した潜熱回収が行なわれると、これに伴って発生するドレインは中和器２内に導かれて貯留槽３に流入して貯留される。制御部４は、貯留槽３のドレイン水位が高水位ＬＨ（本発明でいう第１の所定量の一例に相当）に達すると、その時点でポンプＰ３の駆動を開始させて貯留槽３からのドレイン排出を実行させる（Ｓ１：ＹＥＳ，Ｓ２）。次いで、制御部４は、ポンプＰ３の駆動開始時点から所定時間内にドレイン水位が低下したか否かを判断する（Ｓ３）。この判断は、高水位ＬＨの検出用の電極３３ａ，３３ｃ間の電気導通状態が所定時間内にオフになるか否かにより行なわれる。前記の所定時間は、たとえば１０秒程度であるが、限定されるものではない。貯留槽３内にドレインが新たに流入する量が比較的少なく、かつポンプＰ３によるドレイン排出が円滑に行なわる場合には、所定時間内にドレイン水位が低下し（Ｓ３：ＹＥＳ）。その後ドレイン水位は所定の低水位ＬＬまで低下することとなる（Ｓ４：ＹＥＳ）。このような場合、ポンプＰ３の駆動はその時点で停止され、以降は前記した一連の動作が繰り返される（Ｓ５，Ｓ１）。
【００３４】
一方、前記とは異なり、２次熱交換器１４ａでのドレイン発生量が多く、ポンプＰ３によるドレイン排出流量よりも貯留槽３へのドレイン流入量の方が多い場合には、ポンプＰ３の駆動開始後の所定時間内にドレイン水位は低下しないこととなる（Ｓ３：ＮＯ）。既述したように、ドレイン用配管６は、比較的小径であって、その配管抵抗が大きく、ドレイン排出流量が少ないために、前記したような事態は生じ易い。このような場合、制御部４は、燃焼器１２ａの燃焼量を順次減少させて、２次熱交換器１４ａにおけるドレイン発生量を順次減少させるドレイン逓減処理を実行する（Ｓ６，Ｓ７：ＮＯ，Ｓ１０：ＮＯ，Ｓ１５）。ただし、このドレイン逓減処理は、ドレイン水位が低水位ＬＬ（本発明でいう第２の所定量の一例に相当）に低下した時点で中止する（Ｓ７：ＹＥＳ）。
【００３５】
前記ドレイン逓減処理をより詳細に説明すると、まず制御部４は、燃焼器１２ａの燃焼量を所定量だけ減少させる（Ｓ６）。たとえば、燃焼器１２ａの燃焼量が２４号の燃焼号数に対応するものである場合、これを２２号の燃焼号数に対応したものとする。このことにより、２次熱交換器１４ａにおける潜熱回収量が減少し、ドレイン発生量も減少する。なお、図５のフローチャートには示されていないが、好ましくは、燃焼器１２ａの燃焼量を減少させた際には、出湯流量を抑制することにより、出湯口８１ａからの出湯温度を大きく低下させることなく目標給湯温度にできる限り近付ける制御が行なわれる。
【００３６】
制御部４は、前記したように燃焼量を減少させた後には、その時点から所定時間内にドレイン水位が低水位ＬＬまで低下したか否かを判断する（Ｓ７）。このステップＳ７における所定時間は、ステップＳ３における所定時間と一致している必要はない。また、このステップＳ７では、ドレイン水位が確実に低下することが確認されればよいため、その確認用の水位としては、低水位ＬＬとは異なる水位（たとえば、高水位ＬＨ）とすることもできる。燃焼量を減少させたにも拘わらず、ドレイン水位が低下しない場合には（Ｓ７：ＮＯ）、その時点での燃焼量が予め定められた最小燃焼量でなければ、その燃焼量をさらに所定量だけ減少させる（Ｓ１０：ＮＯ，Ｓ１５）。このように燃焼量を減少させる処理は、その燃焼量を減少させた時点から所定時間内にドレイン水位が低水位ＬＬまで低下しない限り、複数回にわたって実行される。このことにより、２次熱交換器１４ａにおけるドレイン発生量が段階的に徐々に減少していくこととなって、貯留槽３のドレイン水位が低下し易くなる。ドレイン水位が低水位ＬＬまで低下した場合（Ｓ７：ＹＥＳ）、制御部４は、その時点でポンプＰ３の駆動を停止させるとともに、燃焼器１２ａの燃焼量を、減少前の本来の燃焼量に復帰させる（Ｓ８，Ｓ９）。ただし、燃焼量の変動をなるべく抑制する観点から、燃焼量を本来の燃焼量に復帰させないように制御してもかまわない。
【００３７】
前記したように、ドレイン逓減処理は、ドレイン水位が高水位ＬＨに達してポンプＰ３が駆動を開始した場合において、その後の所定時間内にドレイン水位が低下しない場合に限り実行される。したがって、たとえばドレイン水位が高水位ＬＨに達する都度ドレイン逓減処理が実行される場合とは異なり、ドレイン逓減処理が実行される頻度を少なくし、燃焼器１２ａの燃焼量を不必要に減少させないようにして、湯水温度や湯水流量が安定した給湯動作を継続することができる。また、前記ドレイン逓減処理は、燃焼器１２ａの燃焼量を所定量ずつ順次減少させていくために、やはり給湯温度や給湯流量に急激な変化を生じさせないようにしつつ、貯留槽３におけるドレイン水位の低下を好適に促進することができる。
【００３８】
燃焼器１２ａの燃焼量が所定の最小燃焼量まで減少した場合には（Ｓ１０：ＹＥＳ）、その後の時間経過の長短には関係なく、ドレイン水位が低水位ＬＬと最大許容水位Ｌmaxとのいずれに到達するのかが制御部４によって観察される（Ｓ１４，Ｓ１１）。ドレイン発生量よりもドレイン排出量の方が多く、全般的にドレイン水位が低下傾向にあれば、ドレイン水位は、やがて低水位ＬＬとなる（Ｓ１４：ＹＥＳ）。この場合には、その後にポンプＰ３の駆動を停止させるステップＳ８に移行することとなる。前記とは異なり、ドレイン水位が上昇傾向にあれば、ドレイン水位は、やがて最大許容水位Ｌmaxに達することとなる（Ｓ１１：ＹＥＳ）。この現象は、中和器２内やその下流域などのドレイン排出経路に詰まりが生じている場合にも生じる。制御部４は、そのような現象を生じた場合には、燃焼器１２ａの燃焼駆動を停止させるとともに、その旨の報知処理を実行する（Ｓ１２，Ｓ１３）。燃焼駆動の停止により、ドレインが新たに発生することが防止され、ドレイン受け１５側から中和器２へのドレイン流入が困難となる事態が適切に回避される。前記報知処理は、たとえば制御部４に接続されて台所や浴室に設置されたリモコン（図示略）における画面表示やアラーム音の発生などにより行なわれ、この報知処理によって燃焼器１２ａの駆動が停止した原因をユーザが的確に察知することができる。なお、ポンプＰ３の駆動は、燃焼器１２ａの燃焼停止と略同時期に停止させればよい。
【００３９】
図５のフローチャートでは省略しているが、制御部４は、次のような制御も行なうように構成されている。すなわち、制御部４は、前記ドレイン逓減処理を実行している際に、前記リモコンなどが操作されることによって、浴槽９への湯張り給湯動作または風呂追い焚き動作を行なうべき旨の指令を受けたときには、この指令に対応した動作を直ちに実行することはなく、その動作の待機モードを設定する。次いで、制御部４は、その後にドレイン水位が低水位ＬＬまで低下すると、その時点で前記待機モードを解除し、浴槽９への湯張り給湯動作または風呂追い焚き動作を開始させる。このような制御によれば、浴槽９への湯張り給湯動作や風呂追い焚き動作に起因して、ドレイン水位が上昇することが防止され、実行中のドレイン逓減処理を早期に終了させることができる。また、ドレイン水位が低水位ＬＬまで低下した後には、制御部４の制御によって、浴槽９への湯張り給湯動作または風呂追い焚き動作が開始されるために、ユーザがそれらの動作を行なうための操作を再度行なう煩わしさもない。なお、浴槽９への湯張り給湯動作や風呂追い焚き動作が実行されている場合において、ドレイン水位が高水位ＬＬに達し、所定時間内にその水位が低下しない場合には、前記した一般給湯の場合と同様なドレイン逓減処理が実行されることとなる。
【００４０】
制御部４は、燃焼器１２ａが駆動燃焼する場合には、前記したような一連の動作制御を実行するが、燃焼器１２ｂが燃焼駆動する場合においても、前記したのと同様な制御を実行するように構成されている。
【００４１】
本発明は、上述した実施形態の内容に限定されない。本発明に係る温水装置の各部の具体的な構成は、種々に設計変更自在である。
【００４２】
ドレイン逓減処理は、熱交換器を利用した湯水加熱動作を停止させることなく、ドレイン発生量を複数段階で順次減少させていく処理であればよく、燃焼器の燃焼量を順次減少させていく処理に限定されない。たとえば、熱交換器への湯水供給量を減少させたり、あるいは熱交換器への湯水の入水温度を高くすることによっても、ドレイン発生量を減少させることが可能であり、このような手段をそれぞれ単独で、あるいは複合的に採用してもかまわない。前記した温水装置ＷＨを例に挙げて説明すると、たとえば２次熱交換器１４ａへの湯水供給量を減少させることは、バイパス弁Ｖ２の開度調整により行なうことが可能である。また、既述したように、図３（ａ）に示す状態から図３（ｂ）に示す状態に切り替えることにより、２次熱交換器１４ｂへの入水温度を高くし、ドレイン発生量を少なくすることが可能である。図３（ａ），（ｂ）に示す手段を採用しただけでは、２次熱交換器１４ｂへの湯水の入水温度を１段階で変化させるだけであり、ドレイン発生量を複数段階で減少させていくことは困難であるが、この場合には、入水温度を変化させる前、または変化させた後に、２次熱交換器１４ｂへの入水量を減少させる処理や燃焼器１２ｂの燃焼量を減少させる処理をさらに実行すればよい。
【００４３】
本発明でいう加熱用気体としては、燃焼器により発生された燃焼ガスに代えて、たとえばコージェネシステム用のガスエンジンなどから排出される高温の排ガス（潜熱を含むガス）を利用することも可能である。このような排ガスを利用する場合、ドレイン発生量を減少させる手段としては、熱交換器に作用する排ガスの量を減少させるといった手段を用いることも可能である。
【００４４】
ドレイン用の貯留槽は、中和器と一体的に設けられていなくてもよく、中和器とは分離したドレインタンクとして構成されていてもかまわない。本発明は、ドレインの中和処理を主眼するものではなく、中和器自体は必須ではない。ドレイン用配管については、風呂配管に差し込まれていない構成とすることが可能であり、ドレインの排出先としても、浴室の排水口以外の部分とすることができる。ドレイン強制排出手段としては、電動式のポンプに代えて、たとえば燃焼ガスなどの圧力を利用してドレインを強制的に排出させるといった手段を採用することもできる。
【００４５】
本発明に係る温水装置は、上述した実施形態とは異なり、給湯用と暖房用の２つの温水装置本体部が組み合わされた構成でなくてもよく、たとえば暖房用の機能を有しない給湯用の温水装置として構成されていてもよいことは勿論である。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
加熱用気体から熱回収を行なって湯水加熱を行なうための熱交換器と、
前記熱回収に伴って発生するドレインを貯留可能な貯留槽と、
この貯留槽におけるドレイン貯留量が第１の所定量に達したときに、前記ドレインを前記貯留槽の外部に排出するように動作するドレイン強制排出手段と、
を備えている、温水装置であって、
前記貯留槽におけるドレイン貯留量が前記第１の所定量に達して前記ドレイン強制排出手段が動作を開始した場合に、その後の所定時間内に前記ドレイン貯留量が減少するか否かを判断する制御手段をさらに備えており、
この制御手段は、前記所定時間内に前記ドレイン貯留量が減少していないと判断したときには、前記熱交換器を利用した湯水加熱動作を停止させることなくドレイン発生量を複数段階で順次減少させていくドレイン逓減処理を開始し、かつこの処理の実行過程において、前記ドレイン貯留量が第２の所定量未満に減少した時点で前記ドレイン逓減処理を中止するように構成されていることを特徴とする、温水装置。
【請求項２】
前記制御手段は、前記ドレイン逓減処理を実行しているにも拘わらず、前記貯留槽におけるドレイン貯留量が増加し、前記第１の所定量を超えた所定の最大許容量に達したときには、前記熱交換器を利用した湯水加熱動作を停止させるように構成されている、請求項１に記載の温水装置。
【請求項３】
前記ドレイン逓減処理は、前記熱交換器に作用する前記加熱用気体の熱量を減少させる処理、前記熱交換器への湯水供給量を減少させる処理、および前記熱交換器に供給される湯水の入水温度を高くする処理の計３種類の処理のうち、少なくとも１種類の処理を繰り返す処理、または複数種類の処理を順次実行する処理である、請求項１または２に記載の温水装置。
【請求項４】
浴槽への湯張り給湯動作および風呂追い焚き動作の少なくとも一方を行なうことが可能であり、
前記制御手段は、前記ドレイン逓減処理を実行しているときには、前記浴槽への湯張り給湯動作または前記風呂追い焚き動作を行なうべき操作指令を受けた場合であっても、この指令に対応した動作を実行することなくその待機モードを設定し、その後に前記ドレイン逓減処理を終了した時点で、前記待機モードを解除して前記浴槽への湯張り給湯動作または前記風呂追い焚き動作の実行を開始するように構成されている、請求項１ないし３のいずれかに記載の温水装置。
【請求項５】
浴槽への湯張り給湯動作および風呂追い焚き動作の少なくとも一方を行なうための風呂配管と、前記ドレイン強制排出手段の下流側に接続されたドレイン用配管と、を備えており、
前記風呂配管および前記ドレイン用配管は、前記風呂配管内に前記ドレイン用配管が差し込まれた二重管構造とされている、請求項１ないし４のいずれかに記載の温水装置。
【請求項１】
加熱用気体から熱回収を行なって湯水加熱を行なうための熱交換器と、
前記熱回収に伴って発生するドレインを貯留可能な貯留槽と、
この貯留槽におけるドレイン貯留量が第１の所定量に達したときに、前記ドレインを前記貯留槽の外部に排出するように動作するドレイン強制排出手段と、
を備えている、温水装置であって、
前記貯留槽におけるドレイン貯留量が前記第１の所定量に達して前記ドレイン強制排出手段が動作を開始した場合に、その後の所定時間内に前記ドレイン貯留量が減少するか否かを判断する制御手段をさらに備えており、
この制御手段は、前記所定時間内に前記ドレイン貯留量が減少していないと判断したときには、前記熱交換器を利用した湯水加熱動作を停止させることなくドレイン発生量を複数段階で順次減少させていくドレイン逓減処理を開始し、かつこの処理の実行過程において、前記ドレイン貯留量が第２の所定量未満に減少した時点で前記ドレイン逓減処理を中止するように構成されていることを特徴とする、温水装置。
【請求項２】
前記制御手段は、前記ドレイン逓減処理を実行しているにも拘わらず、前記貯留槽におけるドレイン貯留量が増加し、前記第１の所定量を超えた所定の最大許容量に達したときには、前記熱交換器を利用した湯水加熱動作を停止させるように構成されている、請求項１に記載の温水装置。
【請求項３】
前記ドレイン逓減処理は、前記熱交換器に作用する前記加熱用気体の熱量を減少させる処理、前記熱交換器への湯水供給量を減少させる処理、および前記熱交換器に供給される湯水の入水温度を高くする処理の計３種類の処理のうち、少なくとも１種類の処理を繰り返す処理、または複数種類の処理を順次実行する処理である、請求項１または２に記載の温水装置。
【請求項４】
浴槽への湯張り給湯動作および風呂追い焚き動作の少なくとも一方を行なうことが可能であり、
前記制御手段は、前記ドレイン逓減処理を実行しているときには、前記浴槽への湯張り給湯動作または前記風呂追い焚き動作を行なうべき操作指令を受けた場合であっても、この指令に対応した動作を実行することなくその待機モードを設定し、その後に前記ドレイン逓減処理を終了した時点で、前記待機モードを解除して前記浴槽への湯張り給湯動作または前記風呂追い焚き動作の実行を開始するように構成されている、請求項１ないし３のいずれかに記載の温水装置。
【請求項５】
浴槽への湯張り給湯動作および風呂追い焚き動作の少なくとも一方を行なうための風呂配管と、前記ドレイン強制排出手段の下流側に接続されたドレイン用配管と、を備えており、
前記風呂配管および前記ドレイン用配管は、前記風呂配管内に前記ドレイン用配管が差し込まれた二重管構造とされている、請求項１ないし４のいずれかに記載の温水装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２０１１−３３２０２（Ｐ２０１１−３３２０２Ａ）
【公開日】平成２３年２月１７日（２０１１．２．１７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−１７６７１５（Ｐ２００９−１７６７１５）
【出願日】平成２１年７月２９日（２００９．７．２９）
【出願人】（０００００４７０９）株式会社ノーリツ (1,293)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年２月１７日（２０１１．２．１７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年７月２９日（２００９．７．２９）
【出願人】（０００００４７０９）株式会社ノーリツ (1,293)
【Ｆターム（参考）】
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