燃焼装置
【課題】給湯停止後の再出湯時の給湯熱交換器のパイロット後沸きを抑制する。
【解決手段】給湯メインバーナ１０と風呂メインバーナ３９との間隔に、口火用のパイロットバーナ３８を設けて、その口火をメインバーナ１０，３９に着火する。メインバーナ１０，３９の燃焼停止後も消火動作が行われるまでの間はパイロットバーナ３８の燃焼を継続する。給湯熱交換器７内の主熱交換管路４には、主熱交換管路４の長手方向に互いに間隔を介し複数のフィン３を配設する。主熱交換管路４を、パイロットバーナ３８寄りの給湯メインバーナ１０の直上側の給湯熱交換器７の端部を入水口１として、この端部を通した後に、パイロットバーナ３８から離れた反対側の給湯熱交換器７の端部側の出水口２側へ向けて給湯熱交換器７内を蛇行する形態で配設する。
【解決手段】給湯メインバーナ１０と風呂メインバーナ３９との間隔に、口火用のパイロットバーナ３８を設けて、その口火をメインバーナ１０，３９に着火する。メインバーナ１０，３９の燃焼停止後も消火動作が行われるまでの間はパイロットバーナ３８の燃焼を継続する。給湯熱交換器７内の主熱交換管路４には、主熱交換管路４の長手方向に互いに間隔を介し複数のフィン３を配設する。主熱交換管路４を、パイロットバーナ３８寄りの給湯メインバーナ１０の直上側の給湯熱交換器７の端部を入水口１として、この端部を通した後に、パイロットバーナ３８から離れた反対側の給湯熱交換器７の端部側の出水口２側へ向けて給湯熱交換器７内を蛇行する形態で配設する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、口火用のパイロットバーナと、パイロットバーナにより着火する給湯メインバーナおよび風呂メインバーナとを備えた燃焼装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
図４には、燃焼装置の一例が模式的なシステム図により示されている。この燃焼装置は、例えば浴室に配置されるバランス型風呂釜であり、ファンを用いた強制燃焼方式ではない自然燃焼式の燃焼装置である。この燃焼装置は、給湯メインバーナ１０と、該給湯メインバーナ１０により加熱される給湯熱交換器７とを有している。給湯熱交換器７は銅製であり、給湯メインバーナ１０の上側に、該給湯メインバーナ１０と間隔を介して配設されている。給湯熱交換器７は水を通す管路を有しており、この管路は、主熱交換管路４と巻水管（巻水管路）５７とを有している。給湯熱交換器７には、これらの管路４，５７に水を導入する給水導入通路１９と管路４，５７を通って加熱された水を給湯先に導く給湯通路１１とが接続されている。
【０００３】
給湯通路１１の先端側には、給湯栓９が設けられており、この例では、給湯栓９が切り替えレバー方式の栓で形成されている。この種の給湯栓９は、レバーの切り替えによって、給湯通路１１を通った湯を、カラン側の出湯管３０側とシャワー側通路３１のいずれかから選択的に出湯させるものであり、同図では、出湯管３０側から出湯されるように選択した状態が示されている。
【０００４】
前記給水導入通路１９には、水量調節機構２１が接続されており、水量調節機構２１には、水ガバナー１５、ダイヤフラムケース１３、水量調節室２０が設けられている。ダイヤフラムケース１３には、ダイヤフラム１４が設けられており、このダイヤフラム１４によって、ダイヤフラムケース１３内が、一次室１３ａと二次室１３ｂとに区分けされている。水量調節室２０には温度調節子２３が設けられており、温度調節子２３は、温度調節つまみ２２に接続されている。
【０００５】
水量調節機構２１には、水量調節機構２１に水を供給する給水通路８と、水量調節機構２１から水を導出する通路１６，１８と、排水通路２４とが接続されている。給水通路８にはフィルタ２５が介設されており、排水通路２４には水抜き栓２６が設けられている。出湯時に給湯熱交換器７を通水する時の圧力損失に相当する分、給水導入通路１９と給湯通路１１とは差圧を生じるが、この圧力損失による低圧力は、通路１６によりダイヤフラム２次室１３ｂへ伝えられる。
【０００６】
前記給湯メインバーナ１０には能力切り替えつまみ４９が設けられており、また、給湯メインバーナ１０にはガス通路３２が接続されている。ガス通路３２は、水圧自動ガス弁３３と、器具栓３４とを介し、ガス導入通路３５に接続されている。水自動ガス弁３３は、前記ダイヤフラム１４に連結して設けられ、前記器具栓３４は、器具栓つまみ（操作つまみ）４８と、シャフト７０と、手動開閉通路である閉子５３を有して形成されている。ガス導入通路３５は、燃料ガスを燃焼装置に外部から導入するものであり、ガス導入通路３５から導入される燃料ガスが、器具栓３４を介してガス通路３２を通り、給湯メインバーナ１０に供給される。
【０００７】
また、器具栓３４には、ガス通路３６，３７が接続されており、ガス導入通路３５から器具栓３４まで導入された燃料ガスが、ガス通路３６を通して口火用のパイロッバーナ３８に導入され、ガス通路３７を通して風呂メインバーナ（風呂の追い焚き用の追い焚きメインバーナ）３９に供給される構成と成している。風呂メインバーナ３９の上部側には、風呂メインバーナ３９によって加熱される風呂熱交換器（追い焚き熱交換器）４０が風呂メインバーナ３９と間隔を介して設けられている。風呂熱交換器４０は、浴槽（図示せず）との接続口径がφ４５ｍｍの接続部を持つ、自然循環型風呂釜（ポンプを用いずに、浴槽に水を張ると、自然に熱交換器に水が入り、ガス等で熱を加えると、温度差（浮力）によって浴槽水を吸い込み、湯を浴槽に吐出し、浴槽から水を抜くと熱交換器から水が抜けるタイプの風呂釜）である。風呂熱交換器４０には、空焚き安全装置４６が設けられており、前記給湯熱交換器７の出側には給湯過熱防止装置４７が設けられている。給湯過熱防止装置４７と空焚き安全装置４６は、過熱防止装置４５と電気的に接続されている。
【０００８】
また、パイロットバーナ３８の炎口近傍には、点火電極４３と熱電対４４が設けられている。点火電極４３は、パイロットバーナ３８への点火用の電極であり、点火電極４３は点火ハンドル６５を備えた圧電点火装置５０に接続されている。熱電対４４は、パイロットバーナ３８の炎口から出る炎の熱を、その熱による起電力により検出するものであり、電磁弁５４に電気的に接続されている。そして、器具栓つまみ４８を下側に押し下げた状態で、熱電対４４の起電力が予め定められる電磁弁維持電圧（Ｌ０）以上になると、器具栓つまみ４８を離しても電磁弁５４が開状態に保たれ、熱電対の起電力が前記電磁弁維持電圧より下がると、電磁弁５４が閉じる方向に動作する。
【０００９】
なお、図４はシステム構成図であり、追い焚きバーナ３９と前記給湯バーナ１０とは離れた位置に記載されているが、追い焚きバーナ３９と給湯バーナ１０とは、実際には互いに間隔を介して隣り合わせに並設配置されている。そして、追い焚きバーナ３９と給湯バーナ１０の間隔に、パイロットバーナ３８が設けられ、パイロットバーナ３８の口火を利用して追い焚きバーナ３９と給湯バーナ１０の少なくとも一方の炎口に着火し、メインバーナ燃焼を行うように構成されている。
【００１０】
また、例えば図５に示すように、前記給湯熱交換器７は、給湯メインバーナ１０上に間隔を介して立設配置された筒体（管体）５６を有しており、この筒体５６は断面が略矩形状と成している。筒体５６の外周側には巻水管５７が設けられており、巻水管５７は、筒体５６の筒壁の外周側に沿って略水平斜め方向に巻回しながら、筒体５６の下部側から上部側に向けて螺旋状に周回する。図中、符号５９が巻水管５７の入口部であり、巻水管５７の終端部は、筒体５６の上端部におけるパイロットバーナ３８から離れたパイロットバーナ３８の反対側の給湯熱交換器７の端部で、主熱交換管路４の入水口１に接続されている。
【００１１】
主熱交換管路４は、その入水口１側からパイロットバーナ３８寄りの給湯メインバーナ１０の直上側の給湯熱交換器７の端部側へ向けて蛇行する形態で配設されており、主熱交換管路４の出水口２は、パイロットバーナ３８寄りの給湯メインバーナ１０の直上側の給湯熱交換器７の端部に形成されている。筒体５６の上部側には、主熱交換管路４の長手方向に互いに間隔を介し、複数のフィン３が配設されている。なお、同図において、フィン３は一部省略して示されているが、フィン３は、フィン部６１の一端側から他端側に至る領域に等間隔で配設されている。図中、符号５８は接続管、符号６０は、給水接続口をそれぞれ示す。
【００１２】
また、給湯メインバーナ１０は、給湯メインバーナ１０とパイロットバーナ３８と風呂メインバーナ３９（図５には、図示されていないが、パイロットバーナ３８の右隣に配設されている）の並設方向に並設された複数の燃焼面１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃを有している。給湯メインバーナ１０の燃焼時には複数の燃焼面１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃのうち少なくともパイロットバーナ３８に最も近い側の燃焼面１０Ａの燃焼が行われる。なお、図５では、給湯栓９を、出湯管３０側とシャワー側通路３１とに設けた態様で示しているが、給湯栓９の配設態様は特に限定されない（図４に示したように、１つの給湯栓９で出湯管３０側とシャワー側通路３１の出湯操作を適宜行えるようにしてもよい）。
【００１３】
この燃焼装置において、給水栓（図示せず）を開くと、図４に示すように、水は、給水通路８を通って水ガバナー１５を通り、ダイヤフラムケース１３の一次室１３ａへと流れ、水量調節子２３により分岐して、その一方は、通路１６，１８を通り、給湯通路１１側に導かれる。他方は、給水導入通路１９、給湯熱交換器７を通って給湯通路１１側に導かれ、給湯通路１１から出湯管３０（またはシャワー側通路３１）へ流れて出水される。
【００１４】
また、器具栓つまみ４８を押し下げると電磁弁５４が開き、器具栓つまみ４８を「口火」の位置に操作することにより、燃料ガスはガス導入通路３５を通って器具栓３４の入口まで流入する。そして、燃料ガスは器具栓３４を通り、パイロットバーナ３８に流れるので、その状態で、圧電点火装置５０の点火ハンドル６５を回すことによって点火電極４３に火花放電をさせることによりパイロットバーナ３８への点火が行われる。
【００１５】
さらに、器具栓つまみ４８を「給湯・シャワー」の位置に合わせることにより、燃料ガスは、水圧自動ガス弁３３の配設位置まで流れる。そして、この状態で給湯栓９を開き、給水通路８を通して水が流れ始めると、この水がダイヤフラムケース１３の一次室１３ａから通路１６，１８を通り、通水する時に生じる圧力損失による低圧力が通路１６によりダイヤフラム二次室１３ｂに伝えられ、一次室１３ａ（高圧）との差圧がダイヤフラム１４の面積により荷重として働き、ダイヤフラム１４が二次室１３ｂ側へと移動する。
【００１６】
この結果、ダイヤフラム１４と連結された水圧自動ガス弁３３が開き、燃料ガスがガス通路３２を通って給湯メインバーナ１０に供給され、パイロットバーナ３８の口火から給湯メインバーナ１０に着火する。つまり、給湯メインバーナ１０は、前記給湯栓９が開かれることにより流れる（燃焼装置に導入される）水の量により、前記ダイヤフラム一次室１３ａと二次室１３ｂとの差圧が所定以上となったときに燃焼を開始する。そして、この給湯メインバーナ１０の燃焼によって、給湯熱交換器７を通る水が加熱され、出湯管３０（またはシャワー側通路３１）から出湯される。
【００１７】
なお、図６の特性線ａには、給水接続口６０から巻水管５７の入口部５９を通り、主熱交換管路４の入水口１を経て主熱交換管路４の出水口２へと流れる水の流れ方向に添った給湯熱交換器７内の湯温が模式的に示されている。この特性線ａに示されるように、給湯熱交換器７を通って加熱される水は、巻水管５７を通っても吸熱（加熱）されるが、その多く（例えば８０％程度）は、フィン３が配設された主熱交換管路４を通って吸熱される。
【００１８】
また、この燃焼装置において、浴槽への浴槽湯水循環管路の接続部（上部循環口）よりも例えば１０ｃｍ以上高い位置まで湯または水を入れた状態で、図４に示した器具栓つまみ４８を「ふろ」の位置に合わせることにより、燃料ガスが通路３６を通って風呂メインバーナ３９に供給され、パイロットバーナ３８の口火から風呂メインバーナ３９に着火し、風呂熱交換器４０を循環して浴槽内の湯水の加熱が行われる。
【００１９】
なお、この種の燃焼装置においては、給湯メインバーナ１０や風呂メインバーナ３９の燃焼停止後も、消火動作が行われるまでの間、つまり、器具栓つまみ４８を「口火」の位置から「消火」の位置に戻すまでの間は、パイロットバーナ３８の燃焼は継続する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００２０】
【特許文献１】特許第３６８９７９号公報
【特許文献２】特開昭５５−６５８８５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００２１】
ところで、前記のような燃焼装置において、給湯栓９を閉じて出湯を停止すると、その給湯待機時に、筒体５６やフィン３の保有熱量が主にフィン３から主熱交換管路４に伝わり、主熱交換管路４内の湯水が加熱されるいわゆる後沸き現象が生じる。なお、この後沸きの程度（温度上昇）や後沸きの生じている時間は、出湯停止前の出湯温度や出湯時間等により異なるものであるが、燃焼停止直後から例えば１分といった短い時間経過時（短時間待機時）においては、図６の特性線ｂに示すように、主熱交換管路４全体がフィン３から熱を吸収し、主熱交換管路４内の湯水温が出湯中（特性線ａ、参照）よりも高くなる（給湯熱交換器７全体の保有熱量に起因する後沸きが生じる）。
【００２２】
しかも、前記バランス型風呂釜等の燃焼装置は、出湯停止に伴う給湯メインバーナ１０の燃焼停止後も、パイロットバーナ３８は燃焼を継続するので、給湯熱交換器７のフィン３のうち、図５に示すパイロットバーナ３８寄りの給湯メインバーナ１０の直上（真上）部のフィン部Ｐは、パイロットバーナ３８の火炎によって加熱し続けられ、このフィン部Ｐのフィン３から主熱交換管路４に熱が伝わって主熱交換管路４内の湯水が加熱されることから、主熱交換管路４の出水口２側の湯水温は、さらに高くなる（パイロット後沸きが生じ、図６の特性線ｂのピークＰｂのように、フィン部Ｐの主熱交換管路４内の湯水温は高くなる）。
【００２３】
そして、この主熱交換管路４の出水口２側の高温の湯（ピーク温度がＰｂの高温の湯）は、出水口２に近いところに滞留しているため、そのまま再出湯直後に出水口２側から出湯されることになり、利用者が火傷を負うといった可能性がある。なお、パイロットバーナ３８の燃焼継続による温度上昇分は、パイロットバーナ３８からの入熱量と排気ガスとして排出される放熱量とのバランスによって定まるものである。
【００２４】
また、出湯停止から６０分といった長い時間が経過すると、フィン部６１のフィン３の熱は全体としては冷めるが、前記のように、給湯メインバーナ１０の燃焼停止後もパイロットバーナ３８の燃焼を継続するタイプの燃焼装置においては、パイロットバーナ３８寄りの給湯メインバーナ１０の直上部のフィン部Ｐのフィン３がパイロットバーナ３８の火炎によって加熱し続けられるため、そのフィン３から主熱交換管路４への吸熱が長い間行われる（パイロット後沸きが長い間行われる）。そして、その吸熱により温度が高くなった湯が、前記と同様に、主熱交換管路４の出水口２側からそのまま、再出湯直後に出湯されてしまうため、この場合も、利用者が火傷を負うといった可能性がある。
【００２５】
また、いずれの場合においても、利用者が火傷を負うまでいかなくとも、設定温度よりも大幅に高い温度の湯が出湯されると利用者に不快感を与えることとなり、再出湯時における（設定温度よりも高い）出湯湯温のピークをできるだけ低くすることが望まれている。
【００２６】
さらに、従来の燃焼装置において、給湯メインバーナ１０は、給湯メインバーナ１０とパイロットバーナ３８と風呂メインバーナ３９の並設方向に並設された複数の燃焼面１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃを設けて形成されており、必要に応じて燃焼させる燃焼面を選択制御することが行われるが、例えば全部の燃焼面１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃの燃焼を行うといったように、複数の燃焼面の燃焼を行って主熱交換管路４全体（または主熱交換管路４の多く）を加熱する場合に比べ、燃焼面１０Ａのみの燃焼を行う場合には、その燃焼によって加熱される主熱交換管路４の領域（図７の斜線部分、参照）内の湯水温を高くすることがある。
【００２７】
図８（ａ）に示すように、主熱交換管路４には、例えば沸騰防止用のスプリング１７を挿入し、主熱交換管路４内に乱流を形成して湯水を攪拌し、湯水温を均一化して出湯することが行われているが、従来の燃焼装置においては、パイロットバーナ３８寄りの給湯メインバーナ１０の直上側に主熱交換管路４の出水口２が設けられているので、前記のように、パイロットバーナ３８に最も近い側の燃焼面１０Ａのみの燃焼を行った場合には、燃焼面１０Ａによって加熱されて高温になった湯が主熱交換管路４の出水口２に近い位置にあるために、前記攪拌の効果が十分に発揮できず（攪拌の長さが足りず）に、例えば図８（ｂ）に示すように、加熱された熱い湯Ｈは主熱交換管路４の内壁面側を通り、加熱されない冷たい水Ｃが主熱交換管路４の入水口１側から主熱交換管路４の中心部を通ってその出水口２側に流れる可能性がある。
【００２８】
そうなると、図８（ｃ）の矢印Ｃに示すように、シャワー側通路３１の先端のシャワーヘッド７２の中心部からは、例えば１８℃といった入水温度の冷たい水が出て、その周りからは、矢印Ｈに示すように、熱い湯が出湯される可能性があり、利用者に不快感を与えることになる。
【００２９】
本発明は、前記課題を解決するために成されたものであり、その目的は、給湯メインバーナに隣接したパイロットバーナの燃焼を給湯メインバーナの燃焼停止後も継続させる構成を有する燃焼装置において、給湯停止後の再出湯時に高温の湯が出湯されたり、給湯先にシャワー通路を設けた場合に、そのシャワーヘッドから出湯される湯のシャワーヘッド内の場所による温度ばらつきが生じたりすることを防ぐことができ、快適に利用できるようにする燃焼装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００３０】
本発明は上記目的を達成するために、次の構成をもって課題を解決する手段としている。すなわち、第１の発明は、給湯メインバーナと風呂メインバーナとが互いに間隔を介して並設され、該間隔に口火用のパイロットバーナが設けられており、該パイロットバーナに点火してそのパイロットバーナの炎によって前記給湯メインバーナと前記風呂メインバーナの少なくとも一方の炎口に着火してそのメインバーナ燃焼を行い、該メインバーナ燃焼の停止後も消火動作が行われるまでの間は前記パイロットバーナの燃焼を継続する燃焼装置であって、前記給湯メインバーナの上部側には給湯熱交換器が設けられ、前記風呂メインバーナの上部側には風呂熱交換器が設けられており、前記給湯熱交換器内の主熱交換管路には該主熱交換管路の長手方向に互いに間隔を介し複数のフィンが配設されており、前記主熱交換管路は前記パイロットバーナ寄りの前記給湯メインバーナの直上側の給湯熱交換器の端部を通した後に、前記パイロットバーナから離れた反対側の前記給湯熱交換器の端部側へ向けて該給湯熱交換器内を蛇行する形態で配設されており、前記主熱交換管路の入水口が前記パイロットバーナ寄りの前記給湯メインバーナの直上側の給湯熱交換器の端部に形成され、前記主熱交換管路の出水口が前記パイロットバーナから離れた反対側の前記給湯熱交換器の端部に形成されている構成をもって課題を解決する手段としている。
【００３１】
また、第２の発明は、前記第１の発明の構成に加え、前記給湯メインバーナは、該給湯メインバーナとパイロットバーナと風呂メインバーナの並設方向に並設された複数の燃焼面を有し、前記給湯メインバーナの燃焼時には前記複数の燃焼面のうち少なくとも前記パイロットバーナに最も近い側の燃焼面の燃焼を行う構成としたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００３２】
本発明よれば、給湯メインバーナの上部側に設けられた給湯熱交換器内の主熱交換管路には、該主熱交換管路の長手方向に互いに間隔を介し、複数のフィンが配設されているが、主熱交換管路はパイロットバーナ寄りの前記給湯メインバーナの直上側の給湯熱交換器の端部（入水口側）を通した後に、前記パイロットバーナから離れた反対側の前記給湯熱交換器の端部側（出水口側）へ向けて、該給湯熱交換器内を蛇行する形態で配設されているので、給湯メインバーナ燃焼の停止後、消火動作が行われるまでの間にパイロットバーナの燃焼が継続して、その熱によりパイロットバーナの直上側の給湯熱交換器が加熱されても、その熱によって加熱されるのは主熱交換管路の入水口側である。
【００３３】
この主熱交換管路の入水口側の湯水は、出湯停止前にフィンの配設部の一部しか通過していない状態で出湯が停止されて滞留していることになるため、もともと湯水温が低く、出湯停止以降に、主熱交換管路全体がフィンから熱を吸収し、主熱交換管路内の湯水温が各位置において出湯中よりも高くなる後沸きが生じても、その温度は主熱交換管路の出水口側の湯水の温度に比べて低い。そして、その低めの温度の湯水（主熱交換管路の入水口側の湯水）がパイロットバーナの燃焼継続によりフィンから吸熱しても、そのピークの温度は、従来のように、主熱交換管路の出水口側がパイロットバーナ寄りに形成されている構成に比べて低い。しかも、主熱交換管路の入水口側の湯水は主熱交換管路を蛇行しながら通り、主熱交換管路の出水口側に至るまでにパイロットバーナの加熱による後沸きの熱は拡散されて冷めて出湯されるので、主熱交換管路の出水口側がパイロットバーナ寄りに形成されていて、パイロットバーナにより加熱された高温の湯が冷めずにそのまま出湯する従来例に比べ、格段に再出湯温度を低くすることができる。
【００３４】
また、出湯停止から６０分といった長い時間が経過して、給湯熱交換器に配設されている複数のフィンの熱が全体としては冷めた場合にも、給湯メインバーナの燃焼停止後のパイロットバーナの燃焼継続により、パイロットバーナ側の給湯メインバーナの直上部のフィンは加熱し続けられて、そのフィンから主熱交換管路への吸熱が行われて温度が高くなるが、この場合も、主熱交換管路の入水口側の湯水が主熱交換管路を蛇行しながら通って主熱交換管路の出水口側に至るまでに、パイロットバーナの加熱による後沸きの熱は拡散されて冷め、出湯されるので、再出湯時に高温の湯が出湯されることを抑制できる。
【００３５】
さらに、給湯メインバーナを、該給湯メインバーナとパイロットバーナと風呂メインバーナの並設方向に並設された複数の燃焼面を設けて形成し、給湯メインバーナの燃焼時には前記複数の燃焼面のうち少なくとも前記パイロットバーナに最も近い側の燃焼面の燃焼を行う構成とした場合には、前記の如く、必要に応じ、複数の燃焼面の燃焼を行ったり、パイロットバーナに最も近い側の燃焼面のみの燃焼を行ったりすることがあり、パイロットバーナに最も近い側の燃焼面のみの燃焼の場合に、その燃焼によって加熱される領域の主熱交換管路内の湯水温を高くすることがあるが、この場合も、本発明においては、パイロットバーナに最も近い側の燃焼面のみの燃焼によって高温になった湯は、再出湯時には、主熱交換管路を蛇行して主熱交換管路の出水口側に向かう間に（例えば主熱交換管路内に設けられるスプリング等の作用で）攪拌され、温度が均一化されて主熱交換管路の出水口から出湯することができる。
【００３６】
つまり、主熱交換管路に例えばスプリングを挿入して主熱交換管路を通る湯水を攪拌し、湯水温を均一化して出湯することを行っても、従来例のように、パイロットバーナ寄りの給湯メインバーナの直上側に主熱交換管路の出水口を設けた構成において、パイロットバーナに最も近い側の燃焼面のみの燃焼を行った場合には、前記攪拌の効果が十分に発揮できず（攪拌の長さが足りず）に、例えば加熱された熱い湯が主熱交換管路の内壁面側を通り、加熱されない水が主熱交換管路の入水口側から主熱交換管路の中心部を通って主熱交換管路の出水口側に流れ、シャワーヘッドの中心部からは冷たい水が出て、その周りからは熱い湯が出湯される可能性があるが、本発明においては、このような温度ムラを抑制でき、利用者が快適に利用できる燃焼装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】本発明に係る燃焼装置の一実施例における給湯熱交換器の構成をその周辺構成と共に示す模式的な構成図である。
【図２】実施例の燃焼装置に設けられている給湯熱交換器を通る湯水の温度と給湯待機時および再出湯時の温度を説明するためのグラフである。
【図３】実施例の燃焼装置における出湯温度の時間変化を従来例と比較して説明するためのグラフである。
【図４】燃焼装置のシステム構成例を示す説明図である。
【図５】従来の燃焼装置に設けられている給湯熱交換器の構成をその周辺構成と共に示す模式的な構成図である。
【図６】従来の燃焼装置に設けられている給湯熱交換器を通る湯水の温度と給湯待機時および再出湯時の温度を説明するためのグラフである。
【図７】給湯メインバーナにおけるパイロットバーナに最も近い側の燃焼面の燃焼により加熱される、主熱交換管路の領域を説明するための模式図である。
【図８】従来の燃焼装置に複数の燃焼面を持つ給湯メインバーナを適用し、パイロットバーナよりの燃焼面のみの燃焼を行うときに生じる問題を説明するための模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００３８】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づき説明する。なお、以下の実施例の説明において、従来例と同一名称部分には同一符号を付し、その重複説明は省略または簡略化する。
【実施例】
【００３９】
本実施例の燃焼装置は、図４に示した燃焼装置と同様のシステム構成を有し、従来の燃焼装置とほぼ同様に形成されているが、本実施例では、図１に示す特徴的な給湯熱交換器７の構成を有している。つまり、本実施例では、給湯熱交換器７内の主熱交換管路４の入水口１がパイロットバーナ３８寄りの給湯メインバーナ１０の直上側の給湯熱交換器７の端部に形成され、主熱交換管路４の出水口２がパイロットバーナ３８から離れた反対側の給湯熱交換器７の端部に形成されており、主熱交換管路４は、パイロットバーナ３８寄りの給湯メインバーナ１０の直上側の給湯熱交換器７の端部を通した後に、パイロットバーナ３８から離れた反対側の給湯熱交換器７の端部側へ向けて、給湯熱交換器７内を蛇行する形態で配設されている。
【００４０】
本実施例は、以上のように構成されており、図２の特性線ａに、給水接続口６０から巻水管５７の入口部５９を通り、主熱交換管路４の入水口１を経て主熱交換管路４の出水口２へと流れる水の流れ方向に添った給湯熱交換器７内の湯温が模式的に示されている。この図２の特性線ａは図６に示した特性線ａと同様であるが、本実施例では、図２の特性線ｂに示されるように、出湯停止後の待機中の給湯熱交換器７内の場所による湯温と再出湯時のピークは、従来例と異なる状態となる。
【００４１】
つまり、本実施例でも、燃焼停止直後から例えば１分といった短い時間経過時（短時間待機時）においては、図２の特性線ｂに示すように、主熱交換管路４全体がフィン３から熱を吸収し、主熱交換管路４内の湯水温が出湯中（特性線ａ、参照）よりも高くなるが、出湯停止に伴う給湯メインバーナ１０の燃焼停止後のパイロットバーナ３８の燃焼継続によって加熱されるフィン部Ｐは、主熱交換管路４の入水口１に近い側であるため、もともと滞留している湯水温が低く（図２の特性線ａ、参照）、後沸きにより高められても、その温度は主熱交換管路４の出水口２側に比べて低い。したがって、その低めの温度の湯水がパイロットバーナ３８の燃焼継続によりフィン部Ｐのフィン３から吸熱しても、そのピークの温度Ｐｂも低い（パイロット後沸きが小さい）。
【００４２】
しかも、本実施例では、主熱交換管路４の入水口側の湯水は主熱交換管路４を蛇行しながら通って主熱交換管路４の出水口２側に至るので、それまでの間にパイロットバーナ３８の加熱による後沸きの熱は拡散されて冷めて出湯されることになり、再出湯時の湯温上昇（設定温度との差）を低く抑えることができる。つまり、本実施例は、従来例のように、主熱交換管路４の出水口２側においてパイロットバーナ３８の燃焼継続によりフィン３から吸熱して高められて、その湯がそのまま冷めずに出湯される構成に比べ、格段に再出湯温度を低くすることができる。
【００４３】
例えば、図３には、本実施例の燃焼装置における出湯温度の時間経過の一例が、特性線Ａに、従来例（特性線Ｂ）と比較して示されており、同図に示すように、従来は、パイロット後沸きに起因すると考えられる後沸きの一次ピークが設定温度（ここでは４１℃）よりも２４℃高かったのに対し（Ｂｐ、参照）、本実施例では、前記一次ピークが設定温度より６℃高いだけに抑制でき（Ａｐ、参照）、前記一次ピークの温度を従来例に比べて１８℃も低くすることができた。なお、図３において、Ｐバーナはパイロットバーナ３８のことを示しており、同図に示す２次ピーク（二次ピーク）は、再出湯時の給湯メインバーナ１０への着火によるものである。
【００４４】
さらに、本実施例のように、給湯メインバーナ１０の並設された燃焼面１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃのうち、燃焼面１０Ａのみの燃焼を行う際、その加熱温度（図７の斜線部分に示したような、燃焼面１０Ａに対応する位置に配設されている主熱交換管路４内の湯水温）を高くする場合、従来例においては、前記の如く、図８（ａ）、（ｂ）に示したように、主熱交換管路４にスプリング１７を挿入して主熱交換管路４を通る湯水を攪拌しようとしても、その攪拌の効果が十分に発揮できず（攪拌の長さが足りず）に、加熱された熱い湯Ｈが主熱交換管路４の内壁面側を通り、加熱されない冷たい水Ｃが主熱交換管路４の中心部を通ってその出水口２側に流れ、シャワーヘッド７２から出湯される湯水温に、そのシャワーヘッド７２内の出水口の位置による温度ムラが生じたが、本実施例では、そのような温度ムラを抑制できる。
【００４５】
つまり、本実施例では、主熱交換管路４はパイロットバーナ３８寄りの給湯メインバーナ１０の直上側の給湯熱交換器７の端部（入水口側）を通した後に、パイロットバーナ３８から離れた反対側の給湯熱交換器７の端部側（出水口側）へ向けて給湯熱交換器７内を蛇行する形態で配設しているので、パイロットバーナ３８に最も近い側の一つの燃焼面１０Ａのみの燃焼により、その燃焼面１０Ａの燃焼によって加熱される領域の主熱交換管路４（図７の斜線部分、参照）内の湯水温が高くなったとしても、その湯水が主熱交換管路４の出水口側まで蛇行しながら流れる際に十分に攪拌されて温度が均一化した湯水が出湯されることになり、利用者が快適に利用できるようにすることができる。
【００４６】
なお、本発明は、前記実施例に限定されるものでなく、適宜設定されるものである。例えば、給湯熱交換器７の構成における主熱交換管路４の蛇行回数等は特に限定されるものでなく、適宜設定されるものである。また、給湯熱交換器７における主熱交換管路４の入水口１側と出水口２側の位置構成を前記実施例のように形成すれば、それ以外の巻水管５７の構成等は、特に限定されるものでなく、適宜設定されるものである。
【００４７】
また、前記実施例では、給湯メインバーナ１０は３つの燃焼面１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃを有していたが、給湯メインバーナ１０の燃焼面の数や形態は特に限定されるものでなく、１つでもよいし、複数でもよい。
【００４８】
さらに、本発明は、給湯メインバーナ１０と風呂メインバーナ３９とが互いに間隔を介して並設され、該間隔に口火用のパイロットバーナ３８が設けられており、パイロットバーナ３８からメインバーナ１０，３９の少なくとも一方に着火して燃焼を行い、そのメインバーナ燃焼の停止後も消火動作が行われるまでの間はパイロットバーナ３８の燃焼を継続する構成を有し、例えば前記実施例に適用したような特徴的な給湯熱交換器７を有していれば、燃焼装置のシステム構成の詳細は特に限定されるものでなく、適宜設定されるものである。
【００４９】
さらに、前記実施例は、ガス燃焼式の燃焼装置としたが、本発明は、石油等の他の燃料を燃焼させる燃焼装置にも適用できる。
【産業上の利用可能性】
【００５０】
本発明は、再出湯時に高い温度の湯が出湯されたり、温度ムラが生じたりすることを抑制できるので、使い勝手が良好な燃焼装置として利用できる。
【符号の説明】
【００５１】
１ 入水口
２ 出水口
３ フィン
４ 主熱交換管路
７ 給湯熱交換器
１０ 給湯メインバーナ
１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃ 燃焼面
３８ パイロットバーナ
３９ 風呂メインバーナ
４０ 風呂熱交換器
【技術分野】
【０００１】
本発明は、口火用のパイロットバーナと、パイロットバーナにより着火する給湯メインバーナおよび風呂メインバーナとを備えた燃焼装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
図４には、燃焼装置の一例が模式的なシステム図により示されている。この燃焼装置は、例えば浴室に配置されるバランス型風呂釜であり、ファンを用いた強制燃焼方式ではない自然燃焼式の燃焼装置である。この燃焼装置は、給湯メインバーナ１０と、該給湯メインバーナ１０により加熱される給湯熱交換器７とを有している。給湯熱交換器７は銅製であり、給湯メインバーナ１０の上側に、該給湯メインバーナ１０と間隔を介して配設されている。給湯熱交換器７は水を通す管路を有しており、この管路は、主熱交換管路４と巻水管（巻水管路）５７とを有している。給湯熱交換器７には、これらの管路４，５７に水を導入する給水導入通路１９と管路４，５７を通って加熱された水を給湯先に導く給湯通路１１とが接続されている。
【０００３】
給湯通路１１の先端側には、給湯栓９が設けられており、この例では、給湯栓９が切り替えレバー方式の栓で形成されている。この種の給湯栓９は、レバーの切り替えによって、給湯通路１１を通った湯を、カラン側の出湯管３０側とシャワー側通路３１のいずれかから選択的に出湯させるものであり、同図では、出湯管３０側から出湯されるように選択した状態が示されている。
【０００４】
前記給水導入通路１９には、水量調節機構２１が接続されており、水量調節機構２１には、水ガバナー１５、ダイヤフラムケース１３、水量調節室２０が設けられている。ダイヤフラムケース１３には、ダイヤフラム１４が設けられており、このダイヤフラム１４によって、ダイヤフラムケース１３内が、一次室１３ａと二次室１３ｂとに区分けされている。水量調節室２０には温度調節子２３が設けられており、温度調節子２３は、温度調節つまみ２２に接続されている。
【０００５】
水量調節機構２１には、水量調節機構２１に水を供給する給水通路８と、水量調節機構２１から水を導出する通路１６，１８と、排水通路２４とが接続されている。給水通路８にはフィルタ２５が介設されており、排水通路２４には水抜き栓２６が設けられている。出湯時に給湯熱交換器７を通水する時の圧力損失に相当する分、給水導入通路１９と給湯通路１１とは差圧を生じるが、この圧力損失による低圧力は、通路１６によりダイヤフラム２次室１３ｂへ伝えられる。
【０００６】
前記給湯メインバーナ１０には能力切り替えつまみ４９が設けられており、また、給湯メインバーナ１０にはガス通路３２が接続されている。ガス通路３２は、水圧自動ガス弁３３と、器具栓３４とを介し、ガス導入通路３５に接続されている。水自動ガス弁３３は、前記ダイヤフラム１４に連結して設けられ、前記器具栓３４は、器具栓つまみ（操作つまみ）４８と、シャフト７０と、手動開閉通路である閉子５３を有して形成されている。ガス導入通路３５は、燃料ガスを燃焼装置に外部から導入するものであり、ガス導入通路３５から導入される燃料ガスが、器具栓３４を介してガス通路３２を通り、給湯メインバーナ１０に供給される。
【０００７】
また、器具栓３４には、ガス通路３６，３７が接続されており、ガス導入通路３５から器具栓３４まで導入された燃料ガスが、ガス通路３６を通して口火用のパイロッバーナ３８に導入され、ガス通路３７を通して風呂メインバーナ（風呂の追い焚き用の追い焚きメインバーナ）３９に供給される構成と成している。風呂メインバーナ３９の上部側には、風呂メインバーナ３９によって加熱される風呂熱交換器（追い焚き熱交換器）４０が風呂メインバーナ３９と間隔を介して設けられている。風呂熱交換器４０は、浴槽（図示せず）との接続口径がφ４５ｍｍの接続部を持つ、自然循環型風呂釜（ポンプを用いずに、浴槽に水を張ると、自然に熱交換器に水が入り、ガス等で熱を加えると、温度差（浮力）によって浴槽水を吸い込み、湯を浴槽に吐出し、浴槽から水を抜くと熱交換器から水が抜けるタイプの風呂釜）である。風呂熱交換器４０には、空焚き安全装置４６が設けられており、前記給湯熱交換器７の出側には給湯過熱防止装置４７が設けられている。給湯過熱防止装置４７と空焚き安全装置４６は、過熱防止装置４５と電気的に接続されている。
【０００８】
また、パイロットバーナ３８の炎口近傍には、点火電極４３と熱電対４４が設けられている。点火電極４３は、パイロットバーナ３８への点火用の電極であり、点火電極４３は点火ハンドル６５を備えた圧電点火装置５０に接続されている。熱電対４４は、パイロットバーナ３８の炎口から出る炎の熱を、その熱による起電力により検出するものであり、電磁弁５４に電気的に接続されている。そして、器具栓つまみ４８を下側に押し下げた状態で、熱電対４４の起電力が予め定められる電磁弁維持電圧（Ｌ０）以上になると、器具栓つまみ４８を離しても電磁弁５４が開状態に保たれ、熱電対の起電力が前記電磁弁維持電圧より下がると、電磁弁５４が閉じる方向に動作する。
【０００９】
なお、図４はシステム構成図であり、追い焚きバーナ３９と前記給湯バーナ１０とは離れた位置に記載されているが、追い焚きバーナ３９と給湯バーナ１０とは、実際には互いに間隔を介して隣り合わせに並設配置されている。そして、追い焚きバーナ３９と給湯バーナ１０の間隔に、パイロットバーナ３８が設けられ、パイロットバーナ３８の口火を利用して追い焚きバーナ３９と給湯バーナ１０の少なくとも一方の炎口に着火し、メインバーナ燃焼を行うように構成されている。
【００１０】
また、例えば図５に示すように、前記給湯熱交換器７は、給湯メインバーナ１０上に間隔を介して立設配置された筒体（管体）５６を有しており、この筒体５６は断面が略矩形状と成している。筒体５６の外周側には巻水管５７が設けられており、巻水管５７は、筒体５６の筒壁の外周側に沿って略水平斜め方向に巻回しながら、筒体５６の下部側から上部側に向けて螺旋状に周回する。図中、符号５９が巻水管５７の入口部であり、巻水管５７の終端部は、筒体５６の上端部におけるパイロットバーナ３８から離れたパイロットバーナ３８の反対側の給湯熱交換器７の端部で、主熱交換管路４の入水口１に接続されている。
【００１１】
主熱交換管路４は、その入水口１側からパイロットバーナ３８寄りの給湯メインバーナ１０の直上側の給湯熱交換器７の端部側へ向けて蛇行する形態で配設されており、主熱交換管路４の出水口２は、パイロットバーナ３８寄りの給湯メインバーナ１０の直上側の給湯熱交換器７の端部に形成されている。筒体５６の上部側には、主熱交換管路４の長手方向に互いに間隔を介し、複数のフィン３が配設されている。なお、同図において、フィン３は一部省略して示されているが、フィン３は、フィン部６１の一端側から他端側に至る領域に等間隔で配設されている。図中、符号５８は接続管、符号６０は、給水接続口をそれぞれ示す。
【００１２】
また、給湯メインバーナ１０は、給湯メインバーナ１０とパイロットバーナ３８と風呂メインバーナ３９（図５には、図示されていないが、パイロットバーナ３８の右隣に配設されている）の並設方向に並設された複数の燃焼面１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃを有している。給湯メインバーナ１０の燃焼時には複数の燃焼面１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃのうち少なくともパイロットバーナ３８に最も近い側の燃焼面１０Ａの燃焼が行われる。なお、図５では、給湯栓９を、出湯管３０側とシャワー側通路３１とに設けた態様で示しているが、給湯栓９の配設態様は特に限定されない（図４に示したように、１つの給湯栓９で出湯管３０側とシャワー側通路３１の出湯操作を適宜行えるようにしてもよい）。
【００１３】
この燃焼装置において、給水栓（図示せず）を開くと、図４に示すように、水は、給水通路８を通って水ガバナー１５を通り、ダイヤフラムケース１３の一次室１３ａへと流れ、水量調節子２３により分岐して、その一方は、通路１６，１８を通り、給湯通路１１側に導かれる。他方は、給水導入通路１９、給湯熱交換器７を通って給湯通路１１側に導かれ、給湯通路１１から出湯管３０（またはシャワー側通路３１）へ流れて出水される。
【００１４】
また、器具栓つまみ４８を押し下げると電磁弁５４が開き、器具栓つまみ４８を「口火」の位置に操作することにより、燃料ガスはガス導入通路３５を通って器具栓３４の入口まで流入する。そして、燃料ガスは器具栓３４を通り、パイロットバーナ３８に流れるので、その状態で、圧電点火装置５０の点火ハンドル６５を回すことによって点火電極４３に火花放電をさせることによりパイロットバーナ３８への点火が行われる。
【００１５】
さらに、器具栓つまみ４８を「給湯・シャワー」の位置に合わせることにより、燃料ガスは、水圧自動ガス弁３３の配設位置まで流れる。そして、この状態で給湯栓９を開き、給水通路８を通して水が流れ始めると、この水がダイヤフラムケース１３の一次室１３ａから通路１６，１８を通り、通水する時に生じる圧力損失による低圧力が通路１６によりダイヤフラム二次室１３ｂに伝えられ、一次室１３ａ（高圧）との差圧がダイヤフラム１４の面積により荷重として働き、ダイヤフラム１４が二次室１３ｂ側へと移動する。
【００１６】
この結果、ダイヤフラム１４と連結された水圧自動ガス弁３３が開き、燃料ガスがガス通路３２を通って給湯メインバーナ１０に供給され、パイロットバーナ３８の口火から給湯メインバーナ１０に着火する。つまり、給湯メインバーナ１０は、前記給湯栓９が開かれることにより流れる（燃焼装置に導入される）水の量により、前記ダイヤフラム一次室１３ａと二次室１３ｂとの差圧が所定以上となったときに燃焼を開始する。そして、この給湯メインバーナ１０の燃焼によって、給湯熱交換器７を通る水が加熱され、出湯管３０（またはシャワー側通路３１）から出湯される。
【００１７】
なお、図６の特性線ａには、給水接続口６０から巻水管５７の入口部５９を通り、主熱交換管路４の入水口１を経て主熱交換管路４の出水口２へと流れる水の流れ方向に添った給湯熱交換器７内の湯温が模式的に示されている。この特性線ａに示されるように、給湯熱交換器７を通って加熱される水は、巻水管５７を通っても吸熱（加熱）されるが、その多く（例えば８０％程度）は、フィン３が配設された主熱交換管路４を通って吸熱される。
【００１８】
また、この燃焼装置において、浴槽への浴槽湯水循環管路の接続部（上部循環口）よりも例えば１０ｃｍ以上高い位置まで湯または水を入れた状態で、図４に示した器具栓つまみ４８を「ふろ」の位置に合わせることにより、燃料ガスが通路３６を通って風呂メインバーナ３９に供給され、パイロットバーナ３８の口火から風呂メインバーナ３９に着火し、風呂熱交換器４０を循環して浴槽内の湯水の加熱が行われる。
【００１９】
なお、この種の燃焼装置においては、給湯メインバーナ１０や風呂メインバーナ３９の燃焼停止後も、消火動作が行われるまでの間、つまり、器具栓つまみ４８を「口火」の位置から「消火」の位置に戻すまでの間は、パイロットバーナ３８の燃焼は継続する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００２０】
【特許文献１】特許第３６８９７９号公報
【特許文献２】特開昭５５−６５８８５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００２１】
ところで、前記のような燃焼装置において、給湯栓９を閉じて出湯を停止すると、その給湯待機時に、筒体５６やフィン３の保有熱量が主にフィン３から主熱交換管路４に伝わり、主熱交換管路４内の湯水が加熱されるいわゆる後沸き現象が生じる。なお、この後沸きの程度（温度上昇）や後沸きの生じている時間は、出湯停止前の出湯温度や出湯時間等により異なるものであるが、燃焼停止直後から例えば１分といった短い時間経過時（短時間待機時）においては、図６の特性線ｂに示すように、主熱交換管路４全体がフィン３から熱を吸収し、主熱交換管路４内の湯水温が出湯中（特性線ａ、参照）よりも高くなる（給湯熱交換器７全体の保有熱量に起因する後沸きが生じる）。
【００２２】
しかも、前記バランス型風呂釜等の燃焼装置は、出湯停止に伴う給湯メインバーナ１０の燃焼停止後も、パイロットバーナ３８は燃焼を継続するので、給湯熱交換器７のフィン３のうち、図５に示すパイロットバーナ３８寄りの給湯メインバーナ１０の直上（真上）部のフィン部Ｐは、パイロットバーナ３８の火炎によって加熱し続けられ、このフィン部Ｐのフィン３から主熱交換管路４に熱が伝わって主熱交換管路４内の湯水が加熱されることから、主熱交換管路４の出水口２側の湯水温は、さらに高くなる（パイロット後沸きが生じ、図６の特性線ｂのピークＰｂのように、フィン部Ｐの主熱交換管路４内の湯水温は高くなる）。
【００２３】
そして、この主熱交換管路４の出水口２側の高温の湯（ピーク温度がＰｂの高温の湯）は、出水口２に近いところに滞留しているため、そのまま再出湯直後に出水口２側から出湯されることになり、利用者が火傷を負うといった可能性がある。なお、パイロットバーナ３８の燃焼継続による温度上昇分は、パイロットバーナ３８からの入熱量と排気ガスとして排出される放熱量とのバランスによって定まるものである。
【００２４】
また、出湯停止から６０分といった長い時間が経過すると、フィン部６１のフィン３の熱は全体としては冷めるが、前記のように、給湯メインバーナ１０の燃焼停止後もパイロットバーナ３８の燃焼を継続するタイプの燃焼装置においては、パイロットバーナ３８寄りの給湯メインバーナ１０の直上部のフィン部Ｐのフィン３がパイロットバーナ３８の火炎によって加熱し続けられるため、そのフィン３から主熱交換管路４への吸熱が長い間行われる（パイロット後沸きが長い間行われる）。そして、その吸熱により温度が高くなった湯が、前記と同様に、主熱交換管路４の出水口２側からそのまま、再出湯直後に出湯されてしまうため、この場合も、利用者が火傷を負うといった可能性がある。
【００２５】
また、いずれの場合においても、利用者が火傷を負うまでいかなくとも、設定温度よりも大幅に高い温度の湯が出湯されると利用者に不快感を与えることとなり、再出湯時における（設定温度よりも高い）出湯湯温のピークをできるだけ低くすることが望まれている。
【００２６】
さらに、従来の燃焼装置において、給湯メインバーナ１０は、給湯メインバーナ１０とパイロットバーナ３８と風呂メインバーナ３９の並設方向に並設された複数の燃焼面１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃを設けて形成されており、必要に応じて燃焼させる燃焼面を選択制御することが行われるが、例えば全部の燃焼面１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃの燃焼を行うといったように、複数の燃焼面の燃焼を行って主熱交換管路４全体（または主熱交換管路４の多く）を加熱する場合に比べ、燃焼面１０Ａのみの燃焼を行う場合には、その燃焼によって加熱される主熱交換管路４の領域（図７の斜線部分、参照）内の湯水温を高くすることがある。
【００２７】
図８（ａ）に示すように、主熱交換管路４には、例えば沸騰防止用のスプリング１７を挿入し、主熱交換管路４内に乱流を形成して湯水を攪拌し、湯水温を均一化して出湯することが行われているが、従来の燃焼装置においては、パイロットバーナ３８寄りの給湯メインバーナ１０の直上側に主熱交換管路４の出水口２が設けられているので、前記のように、パイロットバーナ３８に最も近い側の燃焼面１０Ａのみの燃焼を行った場合には、燃焼面１０Ａによって加熱されて高温になった湯が主熱交換管路４の出水口２に近い位置にあるために、前記攪拌の効果が十分に発揮できず（攪拌の長さが足りず）に、例えば図８（ｂ）に示すように、加熱された熱い湯Ｈは主熱交換管路４の内壁面側を通り、加熱されない冷たい水Ｃが主熱交換管路４の入水口１側から主熱交換管路４の中心部を通ってその出水口２側に流れる可能性がある。
【００２８】
そうなると、図８（ｃ）の矢印Ｃに示すように、シャワー側通路３１の先端のシャワーヘッド７２の中心部からは、例えば１８℃といった入水温度の冷たい水が出て、その周りからは、矢印Ｈに示すように、熱い湯が出湯される可能性があり、利用者に不快感を与えることになる。
【００２９】
本発明は、前記課題を解決するために成されたものであり、その目的は、給湯メインバーナに隣接したパイロットバーナの燃焼を給湯メインバーナの燃焼停止後も継続させる構成を有する燃焼装置において、給湯停止後の再出湯時に高温の湯が出湯されたり、給湯先にシャワー通路を設けた場合に、そのシャワーヘッドから出湯される湯のシャワーヘッド内の場所による温度ばらつきが生じたりすることを防ぐことができ、快適に利用できるようにする燃焼装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００３０】
本発明は上記目的を達成するために、次の構成をもって課題を解決する手段としている。すなわち、第１の発明は、給湯メインバーナと風呂メインバーナとが互いに間隔を介して並設され、該間隔に口火用のパイロットバーナが設けられており、該パイロットバーナに点火してそのパイロットバーナの炎によって前記給湯メインバーナと前記風呂メインバーナの少なくとも一方の炎口に着火してそのメインバーナ燃焼を行い、該メインバーナ燃焼の停止後も消火動作が行われるまでの間は前記パイロットバーナの燃焼を継続する燃焼装置であって、前記給湯メインバーナの上部側には給湯熱交換器が設けられ、前記風呂メインバーナの上部側には風呂熱交換器が設けられており、前記給湯熱交換器内の主熱交換管路には該主熱交換管路の長手方向に互いに間隔を介し複数のフィンが配設されており、前記主熱交換管路は前記パイロットバーナ寄りの前記給湯メインバーナの直上側の給湯熱交換器の端部を通した後に、前記パイロットバーナから離れた反対側の前記給湯熱交換器の端部側へ向けて該給湯熱交換器内を蛇行する形態で配設されており、前記主熱交換管路の入水口が前記パイロットバーナ寄りの前記給湯メインバーナの直上側の給湯熱交換器の端部に形成され、前記主熱交換管路の出水口が前記パイロットバーナから離れた反対側の前記給湯熱交換器の端部に形成されている構成をもって課題を解決する手段としている。
【００３１】
また、第２の発明は、前記第１の発明の構成に加え、前記給湯メインバーナは、該給湯メインバーナとパイロットバーナと風呂メインバーナの並設方向に並設された複数の燃焼面を有し、前記給湯メインバーナの燃焼時には前記複数の燃焼面のうち少なくとも前記パイロットバーナに最も近い側の燃焼面の燃焼を行う構成としたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００３２】
本発明よれば、給湯メインバーナの上部側に設けられた給湯熱交換器内の主熱交換管路には、該主熱交換管路の長手方向に互いに間隔を介し、複数のフィンが配設されているが、主熱交換管路はパイロットバーナ寄りの前記給湯メインバーナの直上側の給湯熱交換器の端部（入水口側）を通した後に、前記パイロットバーナから離れた反対側の前記給湯熱交換器の端部側（出水口側）へ向けて、該給湯熱交換器内を蛇行する形態で配設されているので、給湯メインバーナ燃焼の停止後、消火動作が行われるまでの間にパイロットバーナの燃焼が継続して、その熱によりパイロットバーナの直上側の給湯熱交換器が加熱されても、その熱によって加熱されるのは主熱交換管路の入水口側である。
【００３３】
この主熱交換管路の入水口側の湯水は、出湯停止前にフィンの配設部の一部しか通過していない状態で出湯が停止されて滞留していることになるため、もともと湯水温が低く、出湯停止以降に、主熱交換管路全体がフィンから熱を吸収し、主熱交換管路内の湯水温が各位置において出湯中よりも高くなる後沸きが生じても、その温度は主熱交換管路の出水口側の湯水の温度に比べて低い。そして、その低めの温度の湯水（主熱交換管路の入水口側の湯水）がパイロットバーナの燃焼継続によりフィンから吸熱しても、そのピークの温度は、従来のように、主熱交換管路の出水口側がパイロットバーナ寄りに形成されている構成に比べて低い。しかも、主熱交換管路の入水口側の湯水は主熱交換管路を蛇行しながら通り、主熱交換管路の出水口側に至るまでにパイロットバーナの加熱による後沸きの熱は拡散されて冷めて出湯されるので、主熱交換管路の出水口側がパイロットバーナ寄りに形成されていて、パイロットバーナにより加熱された高温の湯が冷めずにそのまま出湯する従来例に比べ、格段に再出湯温度を低くすることができる。
【００３４】
また、出湯停止から６０分といった長い時間が経過して、給湯熱交換器に配設されている複数のフィンの熱が全体としては冷めた場合にも、給湯メインバーナの燃焼停止後のパイロットバーナの燃焼継続により、パイロットバーナ側の給湯メインバーナの直上部のフィンは加熱し続けられて、そのフィンから主熱交換管路への吸熱が行われて温度が高くなるが、この場合も、主熱交換管路の入水口側の湯水が主熱交換管路を蛇行しながら通って主熱交換管路の出水口側に至るまでに、パイロットバーナの加熱による後沸きの熱は拡散されて冷め、出湯されるので、再出湯時に高温の湯が出湯されることを抑制できる。
【００３５】
さらに、給湯メインバーナを、該給湯メインバーナとパイロットバーナと風呂メインバーナの並設方向に並設された複数の燃焼面を設けて形成し、給湯メインバーナの燃焼時には前記複数の燃焼面のうち少なくとも前記パイロットバーナに最も近い側の燃焼面の燃焼を行う構成とした場合には、前記の如く、必要に応じ、複数の燃焼面の燃焼を行ったり、パイロットバーナに最も近い側の燃焼面のみの燃焼を行ったりすることがあり、パイロットバーナに最も近い側の燃焼面のみの燃焼の場合に、その燃焼によって加熱される領域の主熱交換管路内の湯水温を高くすることがあるが、この場合も、本発明においては、パイロットバーナに最も近い側の燃焼面のみの燃焼によって高温になった湯は、再出湯時には、主熱交換管路を蛇行して主熱交換管路の出水口側に向かう間に（例えば主熱交換管路内に設けられるスプリング等の作用で）攪拌され、温度が均一化されて主熱交換管路の出水口から出湯することができる。
【００３６】
つまり、主熱交換管路に例えばスプリングを挿入して主熱交換管路を通る湯水を攪拌し、湯水温を均一化して出湯することを行っても、従来例のように、パイロットバーナ寄りの給湯メインバーナの直上側に主熱交換管路の出水口を設けた構成において、パイロットバーナに最も近い側の燃焼面のみの燃焼を行った場合には、前記攪拌の効果が十分に発揮できず（攪拌の長さが足りず）に、例えば加熱された熱い湯が主熱交換管路の内壁面側を通り、加熱されない水が主熱交換管路の入水口側から主熱交換管路の中心部を通って主熱交換管路の出水口側に流れ、シャワーヘッドの中心部からは冷たい水が出て、その周りからは熱い湯が出湯される可能性があるが、本発明においては、このような温度ムラを抑制でき、利用者が快適に利用できる燃焼装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】本発明に係る燃焼装置の一実施例における給湯熱交換器の構成をその周辺構成と共に示す模式的な構成図である。
【図２】実施例の燃焼装置に設けられている給湯熱交換器を通る湯水の温度と給湯待機時および再出湯時の温度を説明するためのグラフである。
【図３】実施例の燃焼装置における出湯温度の時間変化を従来例と比較して説明するためのグラフである。
【図４】燃焼装置のシステム構成例を示す説明図である。
【図５】従来の燃焼装置に設けられている給湯熱交換器の構成をその周辺構成と共に示す模式的な構成図である。
【図６】従来の燃焼装置に設けられている給湯熱交換器を通る湯水の温度と給湯待機時および再出湯時の温度を説明するためのグラフである。
【図７】給湯メインバーナにおけるパイロットバーナに最も近い側の燃焼面の燃焼により加熱される、主熱交換管路の領域を説明するための模式図である。
【図８】従来の燃焼装置に複数の燃焼面を持つ給湯メインバーナを適用し、パイロットバーナよりの燃焼面のみの燃焼を行うときに生じる問題を説明するための模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００３８】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づき説明する。なお、以下の実施例の説明において、従来例と同一名称部分には同一符号を付し、その重複説明は省略または簡略化する。
【実施例】
【００３９】
本実施例の燃焼装置は、図４に示した燃焼装置と同様のシステム構成を有し、従来の燃焼装置とほぼ同様に形成されているが、本実施例では、図１に示す特徴的な給湯熱交換器７の構成を有している。つまり、本実施例では、給湯熱交換器７内の主熱交換管路４の入水口１がパイロットバーナ３８寄りの給湯メインバーナ１０の直上側の給湯熱交換器７の端部に形成され、主熱交換管路４の出水口２がパイロットバーナ３８から離れた反対側の給湯熱交換器７の端部に形成されており、主熱交換管路４は、パイロットバーナ３８寄りの給湯メインバーナ１０の直上側の給湯熱交換器７の端部を通した後に、パイロットバーナ３８から離れた反対側の給湯熱交換器７の端部側へ向けて、給湯熱交換器７内を蛇行する形態で配設されている。
【００４０】
本実施例は、以上のように構成されており、図２の特性線ａに、給水接続口６０から巻水管５７の入口部５９を通り、主熱交換管路４の入水口１を経て主熱交換管路４の出水口２へと流れる水の流れ方向に添った給湯熱交換器７内の湯温が模式的に示されている。この図２の特性線ａは図６に示した特性線ａと同様であるが、本実施例では、図２の特性線ｂに示されるように、出湯停止後の待機中の給湯熱交換器７内の場所による湯温と再出湯時のピークは、従来例と異なる状態となる。
【００４１】
つまり、本実施例でも、燃焼停止直後から例えば１分といった短い時間経過時（短時間待機時）においては、図２の特性線ｂに示すように、主熱交換管路４全体がフィン３から熱を吸収し、主熱交換管路４内の湯水温が出湯中（特性線ａ、参照）よりも高くなるが、出湯停止に伴う給湯メインバーナ１０の燃焼停止後のパイロットバーナ３８の燃焼継続によって加熱されるフィン部Ｐは、主熱交換管路４の入水口１に近い側であるため、もともと滞留している湯水温が低く（図２の特性線ａ、参照）、後沸きにより高められても、その温度は主熱交換管路４の出水口２側に比べて低い。したがって、その低めの温度の湯水がパイロットバーナ３８の燃焼継続によりフィン部Ｐのフィン３から吸熱しても、そのピークの温度Ｐｂも低い（パイロット後沸きが小さい）。
【００４２】
しかも、本実施例では、主熱交換管路４の入水口側の湯水は主熱交換管路４を蛇行しながら通って主熱交換管路４の出水口２側に至るので、それまでの間にパイロットバーナ３８の加熱による後沸きの熱は拡散されて冷めて出湯されることになり、再出湯時の湯温上昇（設定温度との差）を低く抑えることができる。つまり、本実施例は、従来例のように、主熱交換管路４の出水口２側においてパイロットバーナ３８の燃焼継続によりフィン３から吸熱して高められて、その湯がそのまま冷めずに出湯される構成に比べ、格段に再出湯温度を低くすることができる。
【００４３】
例えば、図３には、本実施例の燃焼装置における出湯温度の時間経過の一例が、特性線Ａに、従来例（特性線Ｂ）と比較して示されており、同図に示すように、従来は、パイロット後沸きに起因すると考えられる後沸きの一次ピークが設定温度（ここでは４１℃）よりも２４℃高かったのに対し（Ｂｐ、参照）、本実施例では、前記一次ピークが設定温度より６℃高いだけに抑制でき（Ａｐ、参照）、前記一次ピークの温度を従来例に比べて１８℃も低くすることができた。なお、図３において、Ｐバーナはパイロットバーナ３８のことを示しており、同図に示す２次ピーク（二次ピーク）は、再出湯時の給湯メインバーナ１０への着火によるものである。
【００４４】
さらに、本実施例のように、給湯メインバーナ１０の並設された燃焼面１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃのうち、燃焼面１０Ａのみの燃焼を行う際、その加熱温度（図７の斜線部分に示したような、燃焼面１０Ａに対応する位置に配設されている主熱交換管路４内の湯水温）を高くする場合、従来例においては、前記の如く、図８（ａ）、（ｂ）に示したように、主熱交換管路４にスプリング１７を挿入して主熱交換管路４を通る湯水を攪拌しようとしても、その攪拌の効果が十分に発揮できず（攪拌の長さが足りず）に、加熱された熱い湯Ｈが主熱交換管路４の内壁面側を通り、加熱されない冷たい水Ｃが主熱交換管路４の中心部を通ってその出水口２側に流れ、シャワーヘッド７２から出湯される湯水温に、そのシャワーヘッド７２内の出水口の位置による温度ムラが生じたが、本実施例では、そのような温度ムラを抑制できる。
【００４５】
つまり、本実施例では、主熱交換管路４はパイロットバーナ３８寄りの給湯メインバーナ１０の直上側の給湯熱交換器７の端部（入水口側）を通した後に、パイロットバーナ３８から離れた反対側の給湯熱交換器７の端部側（出水口側）へ向けて給湯熱交換器７内を蛇行する形態で配設しているので、パイロットバーナ３８に最も近い側の一つの燃焼面１０Ａのみの燃焼により、その燃焼面１０Ａの燃焼によって加熱される領域の主熱交換管路４（図７の斜線部分、参照）内の湯水温が高くなったとしても、その湯水が主熱交換管路４の出水口側まで蛇行しながら流れる際に十分に攪拌されて温度が均一化した湯水が出湯されることになり、利用者が快適に利用できるようにすることができる。
【００４６】
なお、本発明は、前記実施例に限定されるものでなく、適宜設定されるものである。例えば、給湯熱交換器７の構成における主熱交換管路４の蛇行回数等は特に限定されるものでなく、適宜設定されるものである。また、給湯熱交換器７における主熱交換管路４の入水口１側と出水口２側の位置構成を前記実施例のように形成すれば、それ以外の巻水管５７の構成等は、特に限定されるものでなく、適宜設定されるものである。
【００４７】
また、前記実施例では、給湯メインバーナ１０は３つの燃焼面１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃを有していたが、給湯メインバーナ１０の燃焼面の数や形態は特に限定されるものでなく、１つでもよいし、複数でもよい。
【００４８】
さらに、本発明は、給湯メインバーナ１０と風呂メインバーナ３９とが互いに間隔を介して並設され、該間隔に口火用のパイロットバーナ３８が設けられており、パイロットバーナ３８からメインバーナ１０，３９の少なくとも一方に着火して燃焼を行い、そのメインバーナ燃焼の停止後も消火動作が行われるまでの間はパイロットバーナ３８の燃焼を継続する構成を有し、例えば前記実施例に適用したような特徴的な給湯熱交換器７を有していれば、燃焼装置のシステム構成の詳細は特に限定されるものでなく、適宜設定されるものである。
【００４９】
さらに、前記実施例は、ガス燃焼式の燃焼装置としたが、本発明は、石油等の他の燃料を燃焼させる燃焼装置にも適用できる。
【産業上の利用可能性】
【００５０】
本発明は、再出湯時に高い温度の湯が出湯されたり、温度ムラが生じたりすることを抑制できるので、使い勝手が良好な燃焼装置として利用できる。
【符号の説明】
【００５１】
１ 入水口
２ 出水口
３ フィン
４ 主熱交換管路
７ 給湯熱交換器
１０ 給湯メインバーナ
１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃ 燃焼面
３８ パイロットバーナ
３９ 風呂メインバーナ
４０ 風呂熱交換器
【特許請求の範囲】
【請求項１】
給湯メインバーナと風呂メインバーナとが互いに間隔を介して並設され、該間隔に口火用のパイロットバーナが設けられており、該パイロットバーナに点火してそのパイロットバーナの炎によって前記給湯メインバーナと前記風呂メインバーナの少なくとも一方の炎口に着火してそのメインバーナ燃焼を行い、該メインバーナ燃焼の停止後も消火動作が行われるまでの間は前記パイロットバーナの燃焼を継続する燃焼装置であって、前記給湯メインバーナの上部側には給湯熱交換器が設けられ、前記風呂メインバーナの上部側には風呂熱交換器が設けられており、前記給湯熱交換器内の主熱交換管路には該主熱交換管路の長手方向に互いに間隔を介し複数のフィンが配設されており、前記主熱交換管路は前記パイロットバーナ寄りの前記給湯メインバーナの直上側の給湯熱交換器の端部を通した後に、前記パイロットバーナから離れた反対側の前記給湯熱交換器の端部側へ向けて該給湯熱交換器内を蛇行する形態で配設されており、前記主熱交換管路の入水口が前記パイロットバーナ寄りの前記給湯メインバーナの直上側の給湯熱交換器の端部に形成され、前記主熱交換管路の出水口が前記パイロットバーナから離れた反対側の前記給湯熱交換器の端部に形成されていることを特徴とする燃焼装置。
【請求項２】
給湯メインバーナは、該給湯メインバーナとパイロットバーナと風呂メインバーナの並設方向に並設された複数の燃焼面を有し、前記給湯メインバーナの燃焼時には前記複数の燃焼面のうち少なくとも前記パイロットバーナに最も近い側の燃焼面の燃焼を行う構成としたことを特徴とする請求項１記載の燃焼装置。
【請求項１】
給湯メインバーナと風呂メインバーナとが互いに間隔を介して並設され、該間隔に口火用のパイロットバーナが設けられており、該パイロットバーナに点火してそのパイロットバーナの炎によって前記給湯メインバーナと前記風呂メインバーナの少なくとも一方の炎口に着火してそのメインバーナ燃焼を行い、該メインバーナ燃焼の停止後も消火動作が行われるまでの間は前記パイロットバーナの燃焼を継続する燃焼装置であって、前記給湯メインバーナの上部側には給湯熱交換器が設けられ、前記風呂メインバーナの上部側には風呂熱交換器が設けられており、前記給湯熱交換器内の主熱交換管路には該主熱交換管路の長手方向に互いに間隔を介し複数のフィンが配設されており、前記主熱交換管路は前記パイロットバーナ寄りの前記給湯メインバーナの直上側の給湯熱交換器の端部を通した後に、前記パイロットバーナから離れた反対側の前記給湯熱交換器の端部側へ向けて該給湯熱交換器内を蛇行する形態で配設されており、前記主熱交換管路の入水口が前記パイロットバーナ寄りの前記給湯メインバーナの直上側の給湯熱交換器の端部に形成され、前記主熱交換管路の出水口が前記パイロットバーナから離れた反対側の前記給湯熱交換器の端部に形成されていることを特徴とする燃焼装置。
【請求項２】
給湯メインバーナは、該給湯メインバーナとパイロットバーナと風呂メインバーナの並設方向に並設された複数の燃焼面を有し、前記給湯メインバーナの燃焼時には前記複数の燃焼面のうち少なくとも前記パイロットバーナに最も近い側の燃焼面の燃焼を行う構成としたことを特徴とする請求項１記載の燃焼装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２０１２−９７９２６（Ｐ２０１２−９７９２６Ａ）
【公開日】平成２４年５月２４日（２０１２．５．２４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２４４１５１（Ｐ２０１０−２４４１５１）
【出願日】平成２２年１０月２９日（２０１０．１０．２９）
【出願人】（０００１２９２３１）株式会社ガスター (277)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年５月２４日（２０１２．５．２４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１０月２９日（２０１０．１０．２９）
【出願人】（０００１２９２３１）株式会社ガスター (277)
【Ｆターム（参考）】
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