給湯暖房機
【課題】 暖房用２次熱交換器を通過させた後の燃焼排ガスに未回収のままで残る潜熱を有効かつ十分に回収して、熱効率のさらなる高効率化を図り得る給湯暖房機を提供する。
【解決手段】 給湯側２次熱交換器８１が内蔵された上側ケース８３と、暖房側２次熱交換器８２が内蔵された下側ケース８４との間の仕切り板８５，８６を段差状に配置して間に隙間８７を形成する。暖房側１次熱交換器５２から流れてきた燃焼排ガスを後側開口４９から下側ケースに入れ、暖房側２次熱交換器内の低温水との熱交換で潜熱を回収する。その後、暖房側の燃焼排ガスを隙間８７から上側ケース内に流入させ、給湯側２次熱交換器内の入水との熱交換により、暖房側では未回収のまま残った潜熱を燃焼排ガスから十分に回収する。
【解決手段】 給湯側２次熱交換器８１が内蔵された上側ケース８３と、暖房側２次熱交換器８２が内蔵された下側ケース８４との間の仕切り板８５，８６を段差状に配置して間に隙間８７を形成する。暖房側１次熱交換器５２から流れてきた燃焼排ガスを後側開口４９から下側ケースに入れ、暖房側２次熱交換器内の低温水との熱交換で潜熱を回収する。その後、暖房側の燃焼排ガスを隙間８７から上側ケース内に流入させ、給湯側２次熱交換器内の入水との熱交換により、暖房側では未回収のまま残った潜熱を燃焼排ガスから十分に回収する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、給湯用及び暖房用の２つの缶体を備えて２缶２回路又は２缶３回路に構成された給湯暖房機であって、燃焼バーナ、１次熱交換器及び２次熱交換器の組み合わせが上記の２缶体のそれぞれに設けられ、１次熱交換器において燃焼排ガスの顕熱を吸収して通過水が主加熱され、２次熱交換器において１次熱交換器通過後の燃焼排ガスから潜熱を吸収・回収して通過水が予熱されるというコンデンシングタイプの給湯暖房機に関し、特に給湯・暖房の各特性に着目して潜熱回収のさらなる高効率化を図り得る技術に係るものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の２缶２回路でコンデンシングタイプに構成された給湯暖房機においては、例えば図１１に示すように給湯用缶体２００及び暖房用缶体４００の各缶体内において燃焼バーナ３１０，５１０からの燃焼排ガスの上流側に１次熱交換器３２０，５２０を、下流側に２次熱交換器３３０，５３０をそれぞれ配設する一方、加熱対象の湯水をまず２次熱交換器３３０，５３０内に通過させて予熱した後に１次熱交換器３２０，５２０内に通過させて主加熱するようにしている。そして、給湯用缶体２００で給湯側燃焼バーナ３１０の燃焼により発生した燃焼排ガスは給湯側１次熱交換器３２０を通過した後に給湯側２次熱交換器３３０を通過して外部に排出される一方、暖房用缶体４００で暖房側燃焼バーナ５１０の燃焼により発生した燃焼排ガスも暖房側１次熱交換器５２０を通過した後に暖房側２次熱交換器５３０を通過して外部に排出されるようになっている。すなわち、給湯用缶体２００及び暖房用缶体４００のそれぞれで発生する燃焼排ガスは給湯用及び暖房用の各缶体２００，４００で別個に熱消費された後はそのまま外部に排出されるようになっている。但し、外部に排出させる際には、給湯側２次熱交換器３３０を通過した後の燃焼排ガスと、暖房側２次熱交換器５３０を通過した後の燃焼排ガスとを、各２次熱交換器３３０，５３０の下流側で集合排気筒１００により集合させた上で外部に排出させることが行われている。
【０００３】
又、それぞれ多管式熱交換器により構成した給湯用２次熱交換器と、暖房用２次熱交換器とを上下に配置して一体化した上で、給湯用缶体と暖房用缶体とに跨るようにして連結させる構造も提案されている（例えば特許文献１又は本出願人の先願である特願２００５−２００９５０にて提案）。
【０００４】
【特許文献１】特開２００５−２７４０４３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、従来の２缶２回路でコンデンシングタイプに構成された上記の給湯暖房機では、暖房用２次熱交換器において燃焼排ガスからの潜熱の回収が極めて不十分であり、未回収のまま潜熱が排出されてしまうことにより熱効率のさらなる高効率化を阻害する事態を招いている。すなわち、潜熱の回収効率は潜熱を有する燃焼排ガスと、その潜熱吸収により予熱される湯水との温度差の大小如何により左右され、その温度差が小さければ潜熱の回収効率も低くなって潜熱が未回収のままの燃焼排ガスが外部に排出されてしまうことになるため、特に暖房用２次熱交換器の側で潜熱の回収が不十分となっている。例えば暖房用缶体の側では暖房端末で放熱された後の低温水(例えば６０℃)が暖房用２次熱交換器に戻されて暖房用１次熱交換器からは加熱された後の高温水(例えば８０℃)が上記暖房端末に循環供給されるのに対し、通常は２０℃程度の水が入水される給湯用２次熱交換器とは際だった特性上の相違がある。このため、暖房用１次熱交換器を通過した後に暖房用２次熱交換器に流れてくる燃焼排ガス温度が例えば７０〜８０℃であったとしても、その暖房用２次熱交換器に入水される戻り温水との温度差があまりないために、給湯用２次熱交換器の場合と比べ燃焼排ガスからの潜熱回収が不十分になって、潜熱回収が不十分なままで比較的高温の燃焼排ガスを外部に排出させてしまうことになる。
【０００６】
このような事情は、上記の従来の給湯暖房機における如く、集合排気筒により各２次熱交換器から出た燃焼排ガスを集合させたり、あるいは、両２次熱交換器をまとめて一体化した構造にしたりしたとしても、暖房用２次熱交換器を通過した後の燃焼排ガスがそのまま外部に排出されることに変わりはなく、上記の不都合はそのまま残ることになる。
【０００７】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、暖房用２次熱交換器を通過させた後の燃焼排ガスに未回収のままで残る潜熱を有効かつ十分に回収して、熱効率のさらなる高効率化を図り得る給湯暖房機を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するために、本発明では、暖房回路の燃焼作動により生じて暖房回路側の２次熱交換器で潜熱回収した後の燃焼排ガスであっても、さらに給湯回路側の２次熱交換器側に供給することにより、未回収のまま残っている潜熱を十分に回収するようにしたものである。
【０００９】
具体的には、給湯回路と、温水循環式の暖房回路とがそれぞれ潜熱回収用の２次熱交換器を備えた給湯暖房機を対象にして、暖房回路の燃焼作動により生じた燃焼排ガスが暖房回路側の２次熱交換器を通過した後に給湯回路側の２次熱交換器に向けて供給されるよう両２次熱交換器間を連通させる連通路を備えるようにした（請求項１）。
【００１０】
この発明の場合、暖房回路側の２次熱交換器により潜熱は回収されたが、その潜熱回収が不十分で未回収の潜熱が残ったままの燃焼排ガスが連通路を通して給湯回路側の２次熱交換器に供給されるため、この給湯回路側の２次熱交換器内に通される冷たい入水との熱交換によって上記燃焼排ガスから潜熱を十分に回収することが可能となる。これにより、従来はそのまま外部に排出させていた暖房側の燃焼排ガスから、より十分な潜熱回収が図られるため、さらなる高効率化が図られる。
【００１１】
この発明においては、上記給湯回路と暖房回路とを互いに独立して燃焼作動可能なように２缶２回路に構成し、給湯回路側の２次熱交換器と暖房回路側の２次熱交換器とを上下各位置に配置して間を仕切られた状態で一体化する一方、その仕切りを貫通して連通路を設けるようにすることもできる（請求項２）。又、上記給湯回路と暖房回路とを互いに独立して燃焼作動可能なように２缶２回路に構成し、給湯回路側の２次熱交換器と暖房回路側の２次熱交換器とを互いに独立して設ける一方、両２次熱交換器の設置空間を、連通路を介して互いに連通接続させるようにすることができる（請求項３）。これらにより、給湯回路側及び暖房回路側の両２次熱交換器を一体配置にしても別個配置にしてもいずれにしても、連通路を設けることが可能となって、上記の熱効率の高効率化が図られる。
【００１２】
さらに、上記連通路を、上記給湯回路の燃焼作動により生じた燃焼排ガスが給湯回路側の２次熱交換器に向けて供給される際の下流側に対応する部位に向けて、上記暖房回路の燃焼作動により生じた燃焼排ガスが供給されるよう、配置させることもできる(請求項４)。このようにすることにより、連通路を通して供給される暖房回路側の燃焼排ガスと、潜熱を吸収する媒体であって給湯回路側の２次熱交換器内の入水との間の温度差をより大きくさせることが可能となって、潜熱回収の効率をより一層高めることが可能となる。
【発明の効果】
【００１３】
以上、説明したように、請求項１〜請求項４のいずれかの給湯暖房機によれば、暖房回路側の２次熱交換器により一応の潜熱回収はされたが、その潜熱回収が不十分で未回収の潜熱が残っている燃焼排ガスから、給湯回路側の２次熱交換器内に通される冷たい入水との熱交換によって潜熱を十分に回収することができようになり、潜熱回収のさらなる高効率化を図ることができる。
【００１４】
特に請求項２又は請求項３によれば、給湯回路側及び暖房回路側の両２次熱交換器を一体配置にしても別個配置にしても、いずれの構成の場合にも連通路を設けることができ、熱効率の高効率化を図ることができるようになる。
【００１５】
又、請求項４によれば、連通路を通して供給される暖房回路側の燃焼排ガスと、潜熱を吸収する媒体であって給湯回路側の２次熱交換器内の入水との間の温度差をより大きくとることができ、これにより、潜熱回収の効率をより一層高めることができるようになる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
【００１７】
＜第１実施形態＞
図１は、本発明の第１実施形態に係る給湯暖房機の原理的な模式図を示す。この給湯暖房機は、給湯用缶体２を有する給湯回路３と、暖房用缶体４を有する暖房回路５とから２缶２回路に構成されたものである。すなわち、給湯回路３と、暖房回路５とが互いに独立した缶体２，４において燃焼加熱を受ける構成を備えたものである。しかも、上記の給湯回路３及び暖房回路５のそれぞれが後述の如く１次熱交換器３２，５２及び２次熱交換器３３，５３を備えたコンデンシングタイプに構成されている。
【００１８】
上記給湯用缶体２は、給湯側燃焼バーナ３１を内蔵した燃焼ケース部２１と、給湯側１次熱交換器３２を内蔵した１次熱交換ケース部２２と、給湯側２次熱交換器３３を内蔵した２次熱交換ケース部２３と、排気筒部２４とが組み付けられて基本構成されたものである。上記給湯側燃焼バーナ３１は燃料(例えば燃料ガス)の供給と、燃焼ケース部２１の下側に連結された送風ファン３４からの燃焼用空気の供給とを受けて燃焼されるようになっている。そして、給湯側燃焼バーナ３１が燃焼作動されると、発生した燃焼排ガスは給湯側１次熱交換ケース部２２及び２次熱交換ケース部２３の各内部を順に通過した後に、排気筒部２４を通して外部に排出されることになり、その際に１次熱交換器３２との熱交換により顕熱が吸収され、２次熱交換器３３との熱交換により潜熱が吸収されるようになっている。上記の１次熱交換器３２は例えばフィンアンドチューブ式のもので構成され、２次熱交換器３３は例えば多管式のもので構成されている。上記２次熱交換器３３の入口３３１には入水路３５の下流端が接続され、その出口３３２が上記１次熱交換器３２の入口３２１に接続され、その出口３２２が出湯路３６の上流端に接続されている。そして、この給湯回路３においては、入水路３５の上流端側に水道管等の図外の給水配管から給水を受け、これを上記２次熱交換器３３内に入口３３１から導入して予熱させた後、出口３３２及び入口３２１を通して１次熱交換器３２内に入水させ、熱交換加熱により昇温した湯が出口３２２から出湯路３６に出湯され、この出湯路３６及びこれに接続された図外の給湯配管を通して給湯栓等へ給湯されるようになっている。
【００１９】
一方、上記暖房用缶体４も、上記の給湯用缶体２とほぼ同様構成を備えている。すなわち、暖房用缶体４は、暖房側燃焼バーナ５１を内蔵した燃焼ケース部４１と、暖房側１次熱交換器５２を内蔵した１次熱交換ケース部４２と、暖房側２次熱交換器５３を内蔵した２次熱交換ケース部４３とが組み付けられて基本構成されたものである。上記暖房側燃焼バーナ５１は上記の燃料の供給と、燃焼ケース部４１の下側に連結された送風ファン５４からの燃焼用空気の供給とを受けて燃焼されるようになっている。そして、暖房側燃焼バーナ５１が燃焼作動されると、発生した燃焼排ガスは暖房側１次熱交換ケース部４２及び２次熱交換ケース部４３の各内部を順に通過した後に、連通路６を通して給湯用の２次熱交換ケース部２３内に供給され、この２次熱交換ケース部２３内を通って排気筒部２４から外部に排出されるようになっている。これにより、１次熱交換器５２との熱交換により顕熱が吸収され、２次熱交換器５３との熱交換により潜熱が吸収され、さらに給湯側の２次熱交換器３３との熱交換により未回収の潜熱が吸収されるようになっている。上記の１次熱交換器５２は例えばフィンアンドチューブ式のもので構成され、２次熱交換器５３は例えば多管式のもので構成されている。上記２次熱交換器５３の入口５３１には戻り路５５の下流端が接続され、この戻り路５５を通して１又は２以上（図１には１つのみ図示）の暖房端末７で放熱された後の低温水が２次熱交換器５３に戻されるようになっている。この２次熱交換器５３の出口５３２は１次熱交換器５２の入口５２１と接続され、１次熱交換器５２の出口５２２が上記暖房端末７へ延びる往き路５６の上流端に接続されている。これにより、２次熱交換器５３で予熱された低温水が１次熱交換器５２に流入され、この１次熱交換器５２での熱交換加熱により暖房用の熱源として必要な所定温度まで昇温されて高温水となり、この高温水が上記往き路５６を通して暖房端末７に供給される。この往き路５６及び戻り路５５を通した暖房端末７と暖房用缶体４との間の循環供給は循環ポンプ５７の作動により実現されるようになっている。
【００２０】
上記の２次熱交換ケース部２３，４３、及び、両者を連通接続する連通路６などについて、図１の原理的な構造を具体的な形状・構造にした例を示す図２に基づいてより具体的に説明する。給湯用缶体２において、１次熱交換ケース部２２と、２次熱交換ケース部２３とは、燃焼排ガスを集合させて流すための集合ケース部２５を介して連結されている。又、暖房用缶体４においても、１次熱交換ケース部４２と、２次熱交換ケース部４３とは、同様の集合ケース部４５を介して連結されている。各集合ケース部２５，４５は、１次熱交換ケース部２２，４２の上面開口を覆って１次熱交換器３２，５２（図１参照）を通過した後の燃焼排ガスを集合させ、集合した燃焼排ガスを各缶体２，４の後側に導いた上で後面開口２６，４６を通して各２次熱交換ケース部２３，４３内に対し後から導入させるようになっている。そして、給湯側２次熱交換ケース部２３の前面開口２７と、暖房側２次熱交換ケース部４３の前面開口４７とに跨って前側位置を横に延びる連通路６が形成されており、暖房側２次熱交換ケース部４３内を前方に流れた燃焼排ガスが前面開口４７から連通路６及び前面開口２７を通して給湯側２次熱交換ケース部２３内の前側に流入されるようになっている。給湯側２次熱交換ケース部２３の前面上側位置には排気筒２４が前方に突出して開口形成されており、給湯側２次熱交換ケース部２３に対し後面開口２６から流入した燃焼排ガスと、前面開口２７から流入した燃焼排ガスとが排気筒２４から外部に排出されるようになっている。ここで、上記の給湯側２次熱交換ケース部２３内においては、後面開口２６から給湯側１次熱交換ケース部２２からの燃焼排ガスが流入され、この燃焼排ガスは排気筒２４のある前方に流れることになる。つまり、暖房側２次熱交換ケース部４３からの燃焼排ガスが流入される給湯側２次熱交換ケース部２３の前側とは、給湯側２次熱交換ケース部２３あるいは２次熱交換器３３の下流側に相当する。なお、上記の排気筒２４は前方に突出させる他、符号２４ａで示すように上方に突出させるようにしてもよい。
【００２１】
図３（ａ）は図２のＡ−Ａ線における断面説明図を、図３（ｂ）は図２のＢ−Ｂ線における断面説明図をそれぞれ示し、図４は多管式に構成した場合における給湯側及び暖房側の両２次熱交換器３３，５３の構造説明図を示している。給湯側２次熱交換器３３は、入口３３１に連通する入口側ヘッダ３３３及び出口３３２に連通する出口側ヘッダ３３４と、折返しヘッダ３３５との間に、往き側及び戻り側の２群の細管群３３ａ，３３ｂが掛け渡されて連通接続されたものである。入口３３１から入った入水は入口側ヘッダ３３３で複数の細管からなる往き側細管群３３ａに分流されて折返しヘッダ３３５に至り、折返しヘッダ３３５で一旦合流した後に再度戻り側細管群３３ｂに分流されて出口側ヘッダ３３４に至る。そして、出口側ヘッダ３３４で合流されて出口３３２を通して１次熱交換器３２に送られることになる。上記の入水は往き側及び戻り側の細管群３３ａ，３３ｂを通過する間に２次熱交換ケース部２３内に流される燃焼排ガスと熱交換して燃焼排ガスの有する潜熱を吸収して予熱されることになる。暖房側２次熱交換器５３も給湯側２次熱交換器３３と同じ構造とされ、入口５３１に連通する入口側ヘッダ５３３及び出口５３２に連通する出口側ヘッダ５３４と、折返しヘッダ５３５との間に、往き側及び戻り側の２群の細管群５３ａ，５３ｂが掛け渡されて連通接続されている。
【００２２】
なお、図３中の符号２３１，４３１はそれぞれ排ガスドレンを集めて集水するドレン管であり、符号２３２，４３２はそれぞれ邪魔板である。邪魔板２３２は給湯側２次熱交換ケース部２３の上面から下から垂下されて後面開口２６からの燃焼排ガスが排気筒２４に向けて直線的に流れるのを邪魔し、邪魔板４３２は暖房側２次熱交換ケース部４３の下面から上に立設されて後面開口４６からの燃焼排ガスが前面開口４７に向けて直線的に流れるのを邪魔するようになっている。
【００２３】
以上の第１実施形態では、暖房側２次熱交換ケース部４３に対し暖房側１次熱交換ケース部４２からの燃焼排ガスが後面開口４６を通して流入し、２次熱交換器５３の細管群５３ｂ，５３ａを通過して前面開口４７に向けて流れる間に、燃焼排ガスの潜熱が細管群５３ａ，５３ｂ内の低温水と熱交換により吸収されて低温水が予熱される。ここで、暖房端末７が例えば８０℃の高温水の供給を受けて放熱し、放熱後に６０℃の低温水となって暖房用缶体４に戻されるとした場合、暖房側１次熱交換器４２を熱交換加熱した後の燃焼排ガスが例えば８０℃であると、予熱対象の低温水と燃焼排ガスとの温度差が僅かであるため、潜熱の回収が不十分なままで燃焼排ガスが前面開口４７から連通路６及び前面開口２７を通して給湯側２次熱交換ケース部２３内に送られることになる。一方、給湯側２次熱交換ケース部２３では給湯側１次熱交換ケース部２２からの燃焼排ガスが後面開口２６を通して流入し、２次熱交換器３３の細管群３３ｂ，３３ａを通過して排気筒２４に向けて流れる間に、燃焼排ガスの潜熱が細管群３３ａ，３３ｂ内の入水と熱交換により吸収されて入水が予熱される上に、暖房側からの燃焼排ガスによっても予熱されることになる。例えば、入水の水道水が２０℃であり、この入水が給湯側１次熱交換器３２からの燃焼排ガスにより予熱されて３０℃まで予熱されたとしても、連通路６を通して暖房側２次熱交換ケース部４３から供給される燃焼排ガスの潜熱を吸収してより一層高温まで予熱させることができるようになる。要するに、暖房側の燃焼排ガスを暖房側２次熱交換器５３に通過させた後にそのまま排出させずに、給湯側２次熱交換器３３に導入させることにより、暖房側で潜熱回収が不十分で未回収の潜熱を給湯側において十分に回収することができ、これにより、潜熱回収効率を可及的に高めてより一層の高効率化を図ることができるようになる。
【００２４】
しかも、暖房側からの燃焼排ガスを給湯側２次熱交換ケース部２３の前側位置(下流側位置)、すなわち入口側ヘッダ３３３からの往き側細管群３３ａの配設位置、要するに入水路３５から最初に入水される最も低温の水が流される位置に供給するようにしているため、暖房側からの燃焼排ガスの潜熱をより高い回収効率によって十分に回収することができることになる。
【００２５】
ここで、給湯運転が停止状態(給湯側燃焼バーナ３１が燃焼停止状態)で、暖房運転のみ継続中の場合には、暖房側２次熱交換ケース部４３から給湯側２次熱交換ケース部２３に供給される燃焼排ガスによって給湯側２次熱交換器３３内の水が滞留状態のまま予熱されることになるため、給湯側２次熱交換器３３を一種の蓄熱槽として機能させることもできるようになる。逆に、暖房運転が停止状態(暖房側燃焼バーナ５１が燃焼停止状態)で、給湯運転のみが実行中において、給湯側２次熱交換ケース部２３から暖房側への逆流防止のために暖房側の送風ファン５４だけ作動させて送風した場合に、この送風が連通路６を通して給湯側２次熱交換ケース部２３に流れたとしても、最も低温側の入水が流される位置であるため、送風に起因する熱効率の損失を最小限に抑制することができる。
【００２６】
＜第２実施形態＞
図５は、本発明の第２実施形態に係る給湯暖房機の原理的な模式図を示す。この給湯暖房機は、第１実施形態と同様に給湯用缶体２を有する給湯回路３と、暖房用缶体４を有する暖房回路５とから２缶２回路に構成され、かつ、コンデンシングタイプに構成されている点は同じであるが、給湯側２次熱交換器８１と暖房側２次熱交換器８２とを上下に重ねて一体化した２次熱交換器８を用いている点で第１実施形態と異なる。なお、以下において特に説明を加えたものを除き、第１実施形態と同じ構成要素については第１実施形態と尾など符号を付して重複した詳細説明を省略する。
【００２７】
この２次熱交換器８は互いに独立して構成された給湯用缶体２と暖房用缶体４とを跨いで両者を連結するような状態に設置される。この連結構造は次のようになっている。すなわち、図６に示すように２次熱交換器８は上側ケース８３内に給湯側２次熱交換器８１が配設され、下側ケース８４内に暖房側２次熱交換器８２が配設されている。上側ケース８３は図７にも示すように給湯側の集合ケース部２５内と後側開口２９を通して連通され、下側ケース８４は暖房側の集合ケース部４５内と後側開口４９を通して連通されている。上側ケース８３と下側ケース８４とは内部において互いに上下方向に段差を設けて配置された２つの仕切り板８５，８６により仕切られると同時に、前側位置において連通路としての隙間８７を通して互いに連通されている。加えて、上側ケース８３の前面には排気筒８８が前方に突出して開口されている。なお、排気筒８８は図７に符号８８ａで示すように上向きに突出して配置させるようにしてもよい。又、図７中の符号８３１は第１実施形態でも説明したドレン管である。
【００２８】
上側ケース８３内の給湯側２次熱交換器８１は、図８に示すように、入口８１１に連通する入口側ヘッダ８１２及び出口８１３に連通する出口側ヘッダ８１４と、折返しヘッダ８１５との間に、往き側及び戻り側の２群の細管群８１ａ，８１ｂが掛け渡されて連通接続されたものである。入口８１１から入った入水は入口側ヘッダ８１２で複数の細管からなる往き側細管群８１ａに分流されて折返しヘッダ８１５に至り、折返しヘッダ８１５で一旦合流した後に再度戻り側細管群８１ｂに分流されて出口側ヘッダ８１４に至る。そして、出口側ヘッダ８１４で合流されて出口８１３を通して１次熱交換器３２（図５参照）に送られることになる。下側ケース８４内の暖房側２次熱交換器８２も、構造としては上記と同様であり、入口８２１に連通する入口側ヘッダ８２２及び出口８２３に連通する出口側ヘッダ８２４と、折返しヘッダ８２５との間に、往き側及び戻り側の２群の細管群８２ａ，８２ｂが掛け渡されて連通接続されたものである。
【００２９】
この第２実施形態の場合も第１実施形態と同様に、暖房側で潜熱回収が不十分なままの燃焼排ガスを給湯側に供給して給湯側において十分に潜熱回収を図ることができるようになる。すなわち、下側ケース８４内に対し暖房側１次熱交換ケース部４２からの燃焼排ガスが後側開口４９を通して流入し、暖房側２次熱交換器８２の細管群８２ｂ，８２ａを通過して前側に向けて流れる間に、燃焼排ガスの潜熱が細管群８２ａ，８２ｂ内の低温水と熱交換により吸収されて低温水が予熱される。そして、下側ケース８４の前側位置まで流れた燃焼排ガスは隙間８７から上方の上側ケース８３内に流入する。一方、上側ケース８３内に対し給湯側１次熱交換ケース部２２からの燃焼排ガスが後側開口２９を通して流入し、給湯側２次熱交換器８１の細管群８１ｂ，８１ａを通過して排気筒８８に向けて流れる間に、燃焼排ガスの潜熱が細管群８１ａ，８１ｂ内の入水と熱交換により吸収されて入水が予熱される上に、上記の隙間８７を通して供給される暖房側からの燃焼排ガスによっても予熱されることになる。これにより、暖房側で未回収の潜熱を暖房側の燃焼排ガスから十分に回収して給湯側の入水をより一層高温まで予熱させることができるようになる。
【００３０】
しかも、この第２実施形態の場合も、暖房側からの燃焼排ガスを給湯側２次熱交換器部８１の前側位置(下流側位置)の最も低温の水が流される位置に供給するようにしているため、暖房側からの燃焼排ガスの潜熱をより高い回収効率によって十分に回収することができることになる。又、給湯運転が停止状態で暖房運転のみ実行される場合や、逆に、給湯運転のみ実行され暖房運転が停止状態の場合の作用効果等として、第１実施形態で説明したものと同様のものを第２実施形態でも得ることができる。
【００３１】
なお、この第２実施形態の両仕切り板８５，８６を隙間８７の側に向けて僅かに下り勾配に配置することにより、上側ケース８３内で発生する排ガスドレンを下側ケース８４内に落下させてドレン管８３１を通して処理のために集水することができる。
【００３２】
又、上記の仕切り板８５，８６と、下側ケース８４から上側ケース８３に対し暖房側からの燃焼排ガスを流入させるための隙間８７との態様は各種のものを採用することができる。例えば、図９に示すように、２つの仕切り板９１，９２を前側位置（同図の左側位置）において前後方向（同図の左右方向）に離隔させ、両者間に所定幅の隙間（連通路）９３を形成するようにしてもよい。この場合も両仕切り板９１，９２を隙間９３側に向けて下り勾配に配置すればよい。あるいは、図１０に示すように、１乃至２枚以上の仕切板９４，９５を組み合わせて前側の範囲に２以上の隙間（連通路）９６，９６，…を開口させるようにしてもよい。この場合、連通路としては隙間状もしくは孔状など形状はいずれでもよく、又、その数も１以上の任意でよい。さらに、仕切り板９４から下側ケース８４の空間に向けて邪魔板９７を垂下させるようにしてもよい。
【００３３】
＜他の実施形態＞
なお、本発明は上記第１及び第２実施形態に限定されるものではなく、その他種々の実施形態を包含するものである。すなわち、上記第１及び第２実施形態では、２缶２回路に構成された給湯暖房機を示したが、これに限らず、暖房回路５の往き路５６の途中に例えば液・液熱交換器を介装させて、この液・液熱交換器と浴槽とを循環路で接続することにより浴槽湯水の追い焚き加熱を行う追い焚き回路を形成し、これにより、２缶３回路に構成してもよい。
【００３４】
また、給湯回路２に循環ポンプを設け、給湯運転が停止状態で暖房運転のみが実行される時にその循環ポンプを作動させて２次熱交換器３３，８１内の滞留水を給湯回路３内で循環させるようにしてもよい。これにより、暖房側の２次熱交換器５３，８２を通過した後の燃焼排ガスが給湯側２次熱交換器３３，８１に供給された際における潜熱回収をより高く効率化させることができる。又、この際に上記循環ポンプとして、暖房回路５側の循環ポンプ５７と別個に設けるのではなくて、回転羽根もしくは水車のみを給湯回路３側にも設けておき、暖房側の循環ポンプ５７のモータからの回転駆動力を受けるようにしてもよい。
【００３５】
さらに、第２実施形態では給湯側２次熱交換器８１を上側ケース８３内に、暖房側２次熱交換器８２を下側ケース８４内に配置しているが、必須ではなく、上下逆にしてもよい。上下逆にしても給湯側２次熱交換器が配置されている側のケースに排気筒を設置することで、暖房側から給湯側への燃焼排ガスの流れが生じるからである。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本発明の第１実施形態を原理的に示す模式図である。
【図２】缶体のより具体的な形状・構造を示す斜視図である。
【図３】図３（ａ）は図２のＡ−Ａ線における断面説明図、図３（ｂ）は図２のＢ−Ｂ線における断面説明図である。
【図４】２次熱交換器の構造を説明するための斜視図である。
【図５】第２実施形態を原理的に示す模式図である。
【図６】缶体のより具体的に形状・構造を示す斜視図である。
【図７】図７（ａ）は図６のＣ−Ｃ線における断面説明図、図７（ｂ）は図６のＤ−Ｄ線における断面説明図である。
【図８】２次熱交換器の構造を説明するための分解斜視図である。
【図９】図７とは異なる他の態様を示すものであり、図９（ａ）は図７（ａ）の対応図、図９（ｂ）は図７（ｂ）の対応図である。
【図１０】図７又は図９とは異なる他の態様を示すものであり、図１０（ａ）は図７（ａ）の対応図、図１０（ｂ）は図７（ｂ）の対応図である。
【図１１】従来の給湯暖房機の例を示す図１対応図である。
【符号の説明】
【００３７】
２ 給湯用缶体
３ 給湯回路
４ 暖房用缶体
５ 暖房回路
６ 連通路
３３，８１ 給湯側２次熱交換器
５３，８２ 暖房側２次熱交換器
８７，９３，９６ 隙間(連通路)
【技術分野】
【０００１】
本発明は、給湯用及び暖房用の２つの缶体を備えて２缶２回路又は２缶３回路に構成された給湯暖房機であって、燃焼バーナ、１次熱交換器及び２次熱交換器の組み合わせが上記の２缶体のそれぞれに設けられ、１次熱交換器において燃焼排ガスの顕熱を吸収して通過水が主加熱され、２次熱交換器において１次熱交換器通過後の燃焼排ガスから潜熱を吸収・回収して通過水が予熱されるというコンデンシングタイプの給湯暖房機に関し、特に給湯・暖房の各特性に着目して潜熱回収のさらなる高効率化を図り得る技術に係るものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の２缶２回路でコンデンシングタイプに構成された給湯暖房機においては、例えば図１１に示すように給湯用缶体２００及び暖房用缶体４００の各缶体内において燃焼バーナ３１０，５１０からの燃焼排ガスの上流側に１次熱交換器３２０，５２０を、下流側に２次熱交換器３３０，５３０をそれぞれ配設する一方、加熱対象の湯水をまず２次熱交換器３３０，５３０内に通過させて予熱した後に１次熱交換器３２０，５２０内に通過させて主加熱するようにしている。そして、給湯用缶体２００で給湯側燃焼バーナ３１０の燃焼により発生した燃焼排ガスは給湯側１次熱交換器３２０を通過した後に給湯側２次熱交換器３３０を通過して外部に排出される一方、暖房用缶体４００で暖房側燃焼バーナ５１０の燃焼により発生した燃焼排ガスも暖房側１次熱交換器５２０を通過した後に暖房側２次熱交換器５３０を通過して外部に排出されるようになっている。すなわち、給湯用缶体２００及び暖房用缶体４００のそれぞれで発生する燃焼排ガスは給湯用及び暖房用の各缶体２００，４００で別個に熱消費された後はそのまま外部に排出されるようになっている。但し、外部に排出させる際には、給湯側２次熱交換器３３０を通過した後の燃焼排ガスと、暖房側２次熱交換器５３０を通過した後の燃焼排ガスとを、各２次熱交換器３３０，５３０の下流側で集合排気筒１００により集合させた上で外部に排出させることが行われている。
【０００３】
又、それぞれ多管式熱交換器により構成した給湯用２次熱交換器と、暖房用２次熱交換器とを上下に配置して一体化した上で、給湯用缶体と暖房用缶体とに跨るようにして連結させる構造も提案されている（例えば特許文献１又は本出願人の先願である特願２００５−２００９５０にて提案）。
【０００４】
【特許文献１】特開２００５−２７４０４３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、従来の２缶２回路でコンデンシングタイプに構成された上記の給湯暖房機では、暖房用２次熱交換器において燃焼排ガスからの潜熱の回収が極めて不十分であり、未回収のまま潜熱が排出されてしまうことにより熱効率のさらなる高効率化を阻害する事態を招いている。すなわち、潜熱の回収効率は潜熱を有する燃焼排ガスと、その潜熱吸収により予熱される湯水との温度差の大小如何により左右され、その温度差が小さければ潜熱の回収効率も低くなって潜熱が未回収のままの燃焼排ガスが外部に排出されてしまうことになるため、特に暖房用２次熱交換器の側で潜熱の回収が不十分となっている。例えば暖房用缶体の側では暖房端末で放熱された後の低温水(例えば６０℃)が暖房用２次熱交換器に戻されて暖房用１次熱交換器からは加熱された後の高温水(例えば８０℃)が上記暖房端末に循環供給されるのに対し、通常は２０℃程度の水が入水される給湯用２次熱交換器とは際だった特性上の相違がある。このため、暖房用１次熱交換器を通過した後に暖房用２次熱交換器に流れてくる燃焼排ガス温度が例えば７０〜８０℃であったとしても、その暖房用２次熱交換器に入水される戻り温水との温度差があまりないために、給湯用２次熱交換器の場合と比べ燃焼排ガスからの潜熱回収が不十分になって、潜熱回収が不十分なままで比較的高温の燃焼排ガスを外部に排出させてしまうことになる。
【０００６】
このような事情は、上記の従来の給湯暖房機における如く、集合排気筒により各２次熱交換器から出た燃焼排ガスを集合させたり、あるいは、両２次熱交換器をまとめて一体化した構造にしたりしたとしても、暖房用２次熱交換器を通過した後の燃焼排ガスがそのまま外部に排出されることに変わりはなく、上記の不都合はそのまま残ることになる。
【０００７】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、暖房用２次熱交換器を通過させた後の燃焼排ガスに未回収のままで残る潜熱を有効かつ十分に回収して、熱効率のさらなる高効率化を図り得る給湯暖房機を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するために、本発明では、暖房回路の燃焼作動により生じて暖房回路側の２次熱交換器で潜熱回収した後の燃焼排ガスであっても、さらに給湯回路側の２次熱交換器側に供給することにより、未回収のまま残っている潜熱を十分に回収するようにしたものである。
【０００９】
具体的には、給湯回路と、温水循環式の暖房回路とがそれぞれ潜熱回収用の２次熱交換器を備えた給湯暖房機を対象にして、暖房回路の燃焼作動により生じた燃焼排ガスが暖房回路側の２次熱交換器を通過した後に給湯回路側の２次熱交換器に向けて供給されるよう両２次熱交換器間を連通させる連通路を備えるようにした（請求項１）。
【００１０】
この発明の場合、暖房回路側の２次熱交換器により潜熱は回収されたが、その潜熱回収が不十分で未回収の潜熱が残ったままの燃焼排ガスが連通路を通して給湯回路側の２次熱交換器に供給されるため、この給湯回路側の２次熱交換器内に通される冷たい入水との熱交換によって上記燃焼排ガスから潜熱を十分に回収することが可能となる。これにより、従来はそのまま外部に排出させていた暖房側の燃焼排ガスから、より十分な潜熱回収が図られるため、さらなる高効率化が図られる。
【００１１】
この発明においては、上記給湯回路と暖房回路とを互いに独立して燃焼作動可能なように２缶２回路に構成し、給湯回路側の２次熱交換器と暖房回路側の２次熱交換器とを上下各位置に配置して間を仕切られた状態で一体化する一方、その仕切りを貫通して連通路を設けるようにすることもできる（請求項２）。又、上記給湯回路と暖房回路とを互いに独立して燃焼作動可能なように２缶２回路に構成し、給湯回路側の２次熱交換器と暖房回路側の２次熱交換器とを互いに独立して設ける一方、両２次熱交換器の設置空間を、連通路を介して互いに連通接続させるようにすることができる（請求項３）。これらにより、給湯回路側及び暖房回路側の両２次熱交換器を一体配置にしても別個配置にしてもいずれにしても、連通路を設けることが可能となって、上記の熱効率の高効率化が図られる。
【００１２】
さらに、上記連通路を、上記給湯回路の燃焼作動により生じた燃焼排ガスが給湯回路側の２次熱交換器に向けて供給される際の下流側に対応する部位に向けて、上記暖房回路の燃焼作動により生じた燃焼排ガスが供給されるよう、配置させることもできる(請求項４)。このようにすることにより、連通路を通して供給される暖房回路側の燃焼排ガスと、潜熱を吸収する媒体であって給湯回路側の２次熱交換器内の入水との間の温度差をより大きくさせることが可能となって、潜熱回収の効率をより一層高めることが可能となる。
【発明の効果】
【００１３】
以上、説明したように、請求項１〜請求項４のいずれかの給湯暖房機によれば、暖房回路側の２次熱交換器により一応の潜熱回収はされたが、その潜熱回収が不十分で未回収の潜熱が残っている燃焼排ガスから、給湯回路側の２次熱交換器内に通される冷たい入水との熱交換によって潜熱を十分に回収することができようになり、潜熱回収のさらなる高効率化を図ることができる。
【００１４】
特に請求項２又は請求項３によれば、給湯回路側及び暖房回路側の両２次熱交換器を一体配置にしても別個配置にしても、いずれの構成の場合にも連通路を設けることができ、熱効率の高効率化を図ることができるようになる。
【００１５】
又、請求項４によれば、連通路を通して供給される暖房回路側の燃焼排ガスと、潜熱を吸収する媒体であって給湯回路側の２次熱交換器内の入水との間の温度差をより大きくとることができ、これにより、潜熱回収の効率をより一層高めることができるようになる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
【００１７】
＜第１実施形態＞
図１は、本発明の第１実施形態に係る給湯暖房機の原理的な模式図を示す。この給湯暖房機は、給湯用缶体２を有する給湯回路３と、暖房用缶体４を有する暖房回路５とから２缶２回路に構成されたものである。すなわち、給湯回路３と、暖房回路５とが互いに独立した缶体２，４において燃焼加熱を受ける構成を備えたものである。しかも、上記の給湯回路３及び暖房回路５のそれぞれが後述の如く１次熱交換器３２，５２及び２次熱交換器３３，５３を備えたコンデンシングタイプに構成されている。
【００１８】
上記給湯用缶体２は、給湯側燃焼バーナ３１を内蔵した燃焼ケース部２１と、給湯側１次熱交換器３２を内蔵した１次熱交換ケース部２２と、給湯側２次熱交換器３３を内蔵した２次熱交換ケース部２３と、排気筒部２４とが組み付けられて基本構成されたものである。上記給湯側燃焼バーナ３１は燃料(例えば燃料ガス)の供給と、燃焼ケース部２１の下側に連結された送風ファン３４からの燃焼用空気の供給とを受けて燃焼されるようになっている。そして、給湯側燃焼バーナ３１が燃焼作動されると、発生した燃焼排ガスは給湯側１次熱交換ケース部２２及び２次熱交換ケース部２３の各内部を順に通過した後に、排気筒部２４を通して外部に排出されることになり、その際に１次熱交換器３２との熱交換により顕熱が吸収され、２次熱交換器３３との熱交換により潜熱が吸収されるようになっている。上記の１次熱交換器３２は例えばフィンアンドチューブ式のもので構成され、２次熱交換器３３は例えば多管式のもので構成されている。上記２次熱交換器３３の入口３３１には入水路３５の下流端が接続され、その出口３３２が上記１次熱交換器３２の入口３２１に接続され、その出口３２２が出湯路３６の上流端に接続されている。そして、この給湯回路３においては、入水路３５の上流端側に水道管等の図外の給水配管から給水を受け、これを上記２次熱交換器３３内に入口３３１から導入して予熱させた後、出口３３２及び入口３２１を通して１次熱交換器３２内に入水させ、熱交換加熱により昇温した湯が出口３２２から出湯路３６に出湯され、この出湯路３６及びこれに接続された図外の給湯配管を通して給湯栓等へ給湯されるようになっている。
【００１９】
一方、上記暖房用缶体４も、上記の給湯用缶体２とほぼ同様構成を備えている。すなわち、暖房用缶体４は、暖房側燃焼バーナ５１を内蔵した燃焼ケース部４１と、暖房側１次熱交換器５２を内蔵した１次熱交換ケース部４２と、暖房側２次熱交換器５３を内蔵した２次熱交換ケース部４３とが組み付けられて基本構成されたものである。上記暖房側燃焼バーナ５１は上記の燃料の供給と、燃焼ケース部４１の下側に連結された送風ファン５４からの燃焼用空気の供給とを受けて燃焼されるようになっている。そして、暖房側燃焼バーナ５１が燃焼作動されると、発生した燃焼排ガスは暖房側１次熱交換ケース部４２及び２次熱交換ケース部４３の各内部を順に通過した後に、連通路６を通して給湯用の２次熱交換ケース部２３内に供給され、この２次熱交換ケース部２３内を通って排気筒部２４から外部に排出されるようになっている。これにより、１次熱交換器５２との熱交換により顕熱が吸収され、２次熱交換器５３との熱交換により潜熱が吸収され、さらに給湯側の２次熱交換器３３との熱交換により未回収の潜熱が吸収されるようになっている。上記の１次熱交換器５２は例えばフィンアンドチューブ式のもので構成され、２次熱交換器５３は例えば多管式のもので構成されている。上記２次熱交換器５３の入口５３１には戻り路５５の下流端が接続され、この戻り路５５を通して１又は２以上（図１には１つのみ図示）の暖房端末７で放熱された後の低温水が２次熱交換器５３に戻されるようになっている。この２次熱交換器５３の出口５３２は１次熱交換器５２の入口５２１と接続され、１次熱交換器５２の出口５２２が上記暖房端末７へ延びる往き路５６の上流端に接続されている。これにより、２次熱交換器５３で予熱された低温水が１次熱交換器５２に流入され、この１次熱交換器５２での熱交換加熱により暖房用の熱源として必要な所定温度まで昇温されて高温水となり、この高温水が上記往き路５６を通して暖房端末７に供給される。この往き路５６及び戻り路５５を通した暖房端末７と暖房用缶体４との間の循環供給は循環ポンプ５７の作動により実現されるようになっている。
【００２０】
上記の２次熱交換ケース部２３，４３、及び、両者を連通接続する連通路６などについて、図１の原理的な構造を具体的な形状・構造にした例を示す図２に基づいてより具体的に説明する。給湯用缶体２において、１次熱交換ケース部２２と、２次熱交換ケース部２３とは、燃焼排ガスを集合させて流すための集合ケース部２５を介して連結されている。又、暖房用缶体４においても、１次熱交換ケース部４２と、２次熱交換ケース部４３とは、同様の集合ケース部４５を介して連結されている。各集合ケース部２５，４５は、１次熱交換ケース部２２，４２の上面開口を覆って１次熱交換器３２，５２（図１参照）を通過した後の燃焼排ガスを集合させ、集合した燃焼排ガスを各缶体２，４の後側に導いた上で後面開口２６，４６を通して各２次熱交換ケース部２３，４３内に対し後から導入させるようになっている。そして、給湯側２次熱交換ケース部２３の前面開口２７と、暖房側２次熱交換ケース部４３の前面開口４７とに跨って前側位置を横に延びる連通路６が形成されており、暖房側２次熱交換ケース部４３内を前方に流れた燃焼排ガスが前面開口４７から連通路６及び前面開口２７を通して給湯側２次熱交換ケース部２３内の前側に流入されるようになっている。給湯側２次熱交換ケース部２３の前面上側位置には排気筒２４が前方に突出して開口形成されており、給湯側２次熱交換ケース部２３に対し後面開口２６から流入した燃焼排ガスと、前面開口２７から流入した燃焼排ガスとが排気筒２４から外部に排出されるようになっている。ここで、上記の給湯側２次熱交換ケース部２３内においては、後面開口２６から給湯側１次熱交換ケース部２２からの燃焼排ガスが流入され、この燃焼排ガスは排気筒２４のある前方に流れることになる。つまり、暖房側２次熱交換ケース部４３からの燃焼排ガスが流入される給湯側２次熱交換ケース部２３の前側とは、給湯側２次熱交換ケース部２３あるいは２次熱交換器３３の下流側に相当する。なお、上記の排気筒２４は前方に突出させる他、符号２４ａで示すように上方に突出させるようにしてもよい。
【００２１】
図３（ａ）は図２のＡ−Ａ線における断面説明図を、図３（ｂ）は図２のＢ−Ｂ線における断面説明図をそれぞれ示し、図４は多管式に構成した場合における給湯側及び暖房側の両２次熱交換器３３，５３の構造説明図を示している。給湯側２次熱交換器３３は、入口３３１に連通する入口側ヘッダ３３３及び出口３３２に連通する出口側ヘッダ３３４と、折返しヘッダ３３５との間に、往き側及び戻り側の２群の細管群３３ａ，３３ｂが掛け渡されて連通接続されたものである。入口３３１から入った入水は入口側ヘッダ３３３で複数の細管からなる往き側細管群３３ａに分流されて折返しヘッダ３３５に至り、折返しヘッダ３３５で一旦合流した後に再度戻り側細管群３３ｂに分流されて出口側ヘッダ３３４に至る。そして、出口側ヘッダ３３４で合流されて出口３３２を通して１次熱交換器３２に送られることになる。上記の入水は往き側及び戻り側の細管群３３ａ，３３ｂを通過する間に２次熱交換ケース部２３内に流される燃焼排ガスと熱交換して燃焼排ガスの有する潜熱を吸収して予熱されることになる。暖房側２次熱交換器５３も給湯側２次熱交換器３３と同じ構造とされ、入口５３１に連通する入口側ヘッダ５３３及び出口５３２に連通する出口側ヘッダ５３４と、折返しヘッダ５３５との間に、往き側及び戻り側の２群の細管群５３ａ，５３ｂが掛け渡されて連通接続されている。
【００２２】
なお、図３中の符号２３１，４３１はそれぞれ排ガスドレンを集めて集水するドレン管であり、符号２３２，４３２はそれぞれ邪魔板である。邪魔板２３２は給湯側２次熱交換ケース部２３の上面から下から垂下されて後面開口２６からの燃焼排ガスが排気筒２４に向けて直線的に流れるのを邪魔し、邪魔板４３２は暖房側２次熱交換ケース部４３の下面から上に立設されて後面開口４６からの燃焼排ガスが前面開口４７に向けて直線的に流れるのを邪魔するようになっている。
【００２３】
以上の第１実施形態では、暖房側２次熱交換ケース部４３に対し暖房側１次熱交換ケース部４２からの燃焼排ガスが後面開口４６を通して流入し、２次熱交換器５３の細管群５３ｂ，５３ａを通過して前面開口４７に向けて流れる間に、燃焼排ガスの潜熱が細管群５３ａ，５３ｂ内の低温水と熱交換により吸収されて低温水が予熱される。ここで、暖房端末７が例えば８０℃の高温水の供給を受けて放熱し、放熱後に６０℃の低温水となって暖房用缶体４に戻されるとした場合、暖房側１次熱交換器４２を熱交換加熱した後の燃焼排ガスが例えば８０℃であると、予熱対象の低温水と燃焼排ガスとの温度差が僅かであるため、潜熱の回収が不十分なままで燃焼排ガスが前面開口４７から連通路６及び前面開口２７を通して給湯側２次熱交換ケース部２３内に送られることになる。一方、給湯側２次熱交換ケース部２３では給湯側１次熱交換ケース部２２からの燃焼排ガスが後面開口２６を通して流入し、２次熱交換器３３の細管群３３ｂ，３３ａを通過して排気筒２４に向けて流れる間に、燃焼排ガスの潜熱が細管群３３ａ，３３ｂ内の入水と熱交換により吸収されて入水が予熱される上に、暖房側からの燃焼排ガスによっても予熱されることになる。例えば、入水の水道水が２０℃であり、この入水が給湯側１次熱交換器３２からの燃焼排ガスにより予熱されて３０℃まで予熱されたとしても、連通路６を通して暖房側２次熱交換ケース部４３から供給される燃焼排ガスの潜熱を吸収してより一層高温まで予熱させることができるようになる。要するに、暖房側の燃焼排ガスを暖房側２次熱交換器５３に通過させた後にそのまま排出させずに、給湯側２次熱交換器３３に導入させることにより、暖房側で潜熱回収が不十分で未回収の潜熱を給湯側において十分に回収することができ、これにより、潜熱回収効率を可及的に高めてより一層の高効率化を図ることができるようになる。
【００２４】
しかも、暖房側からの燃焼排ガスを給湯側２次熱交換ケース部２３の前側位置(下流側位置)、すなわち入口側ヘッダ３３３からの往き側細管群３３ａの配設位置、要するに入水路３５から最初に入水される最も低温の水が流される位置に供給するようにしているため、暖房側からの燃焼排ガスの潜熱をより高い回収効率によって十分に回収することができることになる。
【００２５】
ここで、給湯運転が停止状態(給湯側燃焼バーナ３１が燃焼停止状態)で、暖房運転のみ継続中の場合には、暖房側２次熱交換ケース部４３から給湯側２次熱交換ケース部２３に供給される燃焼排ガスによって給湯側２次熱交換器３３内の水が滞留状態のまま予熱されることになるため、給湯側２次熱交換器３３を一種の蓄熱槽として機能させることもできるようになる。逆に、暖房運転が停止状態(暖房側燃焼バーナ５１が燃焼停止状態)で、給湯運転のみが実行中において、給湯側２次熱交換ケース部２３から暖房側への逆流防止のために暖房側の送風ファン５４だけ作動させて送風した場合に、この送風が連通路６を通して給湯側２次熱交換ケース部２３に流れたとしても、最も低温側の入水が流される位置であるため、送風に起因する熱効率の損失を最小限に抑制することができる。
【００２６】
＜第２実施形態＞
図５は、本発明の第２実施形態に係る給湯暖房機の原理的な模式図を示す。この給湯暖房機は、第１実施形態と同様に給湯用缶体２を有する給湯回路３と、暖房用缶体４を有する暖房回路５とから２缶２回路に構成され、かつ、コンデンシングタイプに構成されている点は同じであるが、給湯側２次熱交換器８１と暖房側２次熱交換器８２とを上下に重ねて一体化した２次熱交換器８を用いている点で第１実施形態と異なる。なお、以下において特に説明を加えたものを除き、第１実施形態と同じ構成要素については第１実施形態と尾など符号を付して重複した詳細説明を省略する。
【００２７】
この２次熱交換器８は互いに独立して構成された給湯用缶体２と暖房用缶体４とを跨いで両者を連結するような状態に設置される。この連結構造は次のようになっている。すなわち、図６に示すように２次熱交換器８は上側ケース８３内に給湯側２次熱交換器８１が配設され、下側ケース８４内に暖房側２次熱交換器８２が配設されている。上側ケース８３は図７にも示すように給湯側の集合ケース部２５内と後側開口２９を通して連通され、下側ケース８４は暖房側の集合ケース部４５内と後側開口４９を通して連通されている。上側ケース８３と下側ケース８４とは内部において互いに上下方向に段差を設けて配置された２つの仕切り板８５，８６により仕切られると同時に、前側位置において連通路としての隙間８７を通して互いに連通されている。加えて、上側ケース８３の前面には排気筒８８が前方に突出して開口されている。なお、排気筒８８は図７に符号８８ａで示すように上向きに突出して配置させるようにしてもよい。又、図７中の符号８３１は第１実施形態でも説明したドレン管である。
【００２８】
上側ケース８３内の給湯側２次熱交換器８１は、図８に示すように、入口８１１に連通する入口側ヘッダ８１２及び出口８１３に連通する出口側ヘッダ８１４と、折返しヘッダ８１５との間に、往き側及び戻り側の２群の細管群８１ａ，８１ｂが掛け渡されて連通接続されたものである。入口８１１から入った入水は入口側ヘッダ８１２で複数の細管からなる往き側細管群８１ａに分流されて折返しヘッダ８１５に至り、折返しヘッダ８１５で一旦合流した後に再度戻り側細管群８１ｂに分流されて出口側ヘッダ８１４に至る。そして、出口側ヘッダ８１４で合流されて出口８１３を通して１次熱交換器３２（図５参照）に送られることになる。下側ケース８４内の暖房側２次熱交換器８２も、構造としては上記と同様であり、入口８２１に連通する入口側ヘッダ８２２及び出口８２３に連通する出口側ヘッダ８２４と、折返しヘッダ８２５との間に、往き側及び戻り側の２群の細管群８２ａ，８２ｂが掛け渡されて連通接続されたものである。
【００２９】
この第２実施形態の場合も第１実施形態と同様に、暖房側で潜熱回収が不十分なままの燃焼排ガスを給湯側に供給して給湯側において十分に潜熱回収を図ることができるようになる。すなわち、下側ケース８４内に対し暖房側１次熱交換ケース部４２からの燃焼排ガスが後側開口４９を通して流入し、暖房側２次熱交換器８２の細管群８２ｂ，８２ａを通過して前側に向けて流れる間に、燃焼排ガスの潜熱が細管群８２ａ，８２ｂ内の低温水と熱交換により吸収されて低温水が予熱される。そして、下側ケース８４の前側位置まで流れた燃焼排ガスは隙間８７から上方の上側ケース８３内に流入する。一方、上側ケース８３内に対し給湯側１次熱交換ケース部２２からの燃焼排ガスが後側開口２９を通して流入し、給湯側２次熱交換器８１の細管群８１ｂ，８１ａを通過して排気筒８８に向けて流れる間に、燃焼排ガスの潜熱が細管群８１ａ，８１ｂ内の入水と熱交換により吸収されて入水が予熱される上に、上記の隙間８７を通して供給される暖房側からの燃焼排ガスによっても予熱されることになる。これにより、暖房側で未回収の潜熱を暖房側の燃焼排ガスから十分に回収して給湯側の入水をより一層高温まで予熱させることができるようになる。
【００３０】
しかも、この第２実施形態の場合も、暖房側からの燃焼排ガスを給湯側２次熱交換器部８１の前側位置(下流側位置)の最も低温の水が流される位置に供給するようにしているため、暖房側からの燃焼排ガスの潜熱をより高い回収効率によって十分に回収することができることになる。又、給湯運転が停止状態で暖房運転のみ実行される場合や、逆に、給湯運転のみ実行され暖房運転が停止状態の場合の作用効果等として、第１実施形態で説明したものと同様のものを第２実施形態でも得ることができる。
【００３１】
なお、この第２実施形態の両仕切り板８５，８６を隙間８７の側に向けて僅かに下り勾配に配置することにより、上側ケース８３内で発生する排ガスドレンを下側ケース８４内に落下させてドレン管８３１を通して処理のために集水することができる。
【００３２】
又、上記の仕切り板８５，８６と、下側ケース８４から上側ケース８３に対し暖房側からの燃焼排ガスを流入させるための隙間８７との態様は各種のものを採用することができる。例えば、図９に示すように、２つの仕切り板９１，９２を前側位置（同図の左側位置）において前後方向（同図の左右方向）に離隔させ、両者間に所定幅の隙間（連通路）９３を形成するようにしてもよい。この場合も両仕切り板９１，９２を隙間９３側に向けて下り勾配に配置すればよい。あるいは、図１０に示すように、１乃至２枚以上の仕切板９４，９５を組み合わせて前側の範囲に２以上の隙間（連通路）９６，９６，…を開口させるようにしてもよい。この場合、連通路としては隙間状もしくは孔状など形状はいずれでもよく、又、その数も１以上の任意でよい。さらに、仕切り板９４から下側ケース８４の空間に向けて邪魔板９７を垂下させるようにしてもよい。
【００３３】
＜他の実施形態＞
なお、本発明は上記第１及び第２実施形態に限定されるものではなく、その他種々の実施形態を包含するものである。すなわち、上記第１及び第２実施形態では、２缶２回路に構成された給湯暖房機を示したが、これに限らず、暖房回路５の往き路５６の途中に例えば液・液熱交換器を介装させて、この液・液熱交換器と浴槽とを循環路で接続することにより浴槽湯水の追い焚き加熱を行う追い焚き回路を形成し、これにより、２缶３回路に構成してもよい。
【００３４】
また、給湯回路２に循環ポンプを設け、給湯運転が停止状態で暖房運転のみが実行される時にその循環ポンプを作動させて２次熱交換器３３，８１内の滞留水を給湯回路３内で循環させるようにしてもよい。これにより、暖房側の２次熱交換器５３，８２を通過した後の燃焼排ガスが給湯側２次熱交換器３３，８１に供給された際における潜熱回収をより高く効率化させることができる。又、この際に上記循環ポンプとして、暖房回路５側の循環ポンプ５７と別個に設けるのではなくて、回転羽根もしくは水車のみを給湯回路３側にも設けておき、暖房側の循環ポンプ５７のモータからの回転駆動力を受けるようにしてもよい。
【００３５】
さらに、第２実施形態では給湯側２次熱交換器８１を上側ケース８３内に、暖房側２次熱交換器８２を下側ケース８４内に配置しているが、必須ではなく、上下逆にしてもよい。上下逆にしても給湯側２次熱交換器が配置されている側のケースに排気筒を設置することで、暖房側から給湯側への燃焼排ガスの流れが生じるからである。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本発明の第１実施形態を原理的に示す模式図である。
【図２】缶体のより具体的な形状・構造を示す斜視図である。
【図３】図３（ａ）は図２のＡ−Ａ線における断面説明図、図３（ｂ）は図２のＢ−Ｂ線における断面説明図である。
【図４】２次熱交換器の構造を説明するための斜視図である。
【図５】第２実施形態を原理的に示す模式図である。
【図６】缶体のより具体的に形状・構造を示す斜視図である。
【図７】図７（ａ）は図６のＣ−Ｃ線における断面説明図、図７（ｂ）は図６のＤ−Ｄ線における断面説明図である。
【図８】２次熱交換器の構造を説明するための分解斜視図である。
【図９】図７とは異なる他の態様を示すものであり、図９（ａ）は図７（ａ）の対応図、図９（ｂ）は図７（ｂ）の対応図である。
【図１０】図７又は図９とは異なる他の態様を示すものであり、図１０（ａ）は図７（ａ）の対応図、図１０（ｂ）は図７（ｂ）の対応図である。
【図１１】従来の給湯暖房機の例を示す図１対応図である。
【符号の説明】
【００３７】
２ 給湯用缶体
３ 給湯回路
４ 暖房用缶体
５ 暖房回路
６ 連通路
３３，８１ 給湯側２次熱交換器
５３，８２ 暖房側２次熱交換器
８７，９３，９６ 隙間(連通路)
【特許請求の範囲】
【請求項１】
給湯回路と、温水循環式の暖房回路とがそれぞれ潜熱回収用の２次熱交換器を備えた給湯暖房機であって、
暖房回路の燃焼作動により生じた燃焼排ガスが暖房回路側の２次熱交換器を通過した後に給湯回路側の２次熱交換器に向けて供給されるよう両２次熱交換器間を連通させる連通路を備えている
ことを特徴とする給湯暖房機。
【請求項２】
請求項１記載の給湯暖房機であって、
上記給湯回路と暖房回路とは互いに独立して燃焼作動可能なように２缶２回路に構成され、
給湯回路側の２次熱交換器と暖房回路側の２次熱交換器とは上下各位置に配置され間を仕切られた状態で一体化される一方、その仕切りを貫通して連通路が設けられている、給湯暖房機。
【請求項３】
請求項１記載の給湯暖房機であって、
上記給湯回路と暖房回路とは互いに独立して燃焼作動可能なように２缶２回路に構成され、
給湯回路側の２次熱交換器と暖房回路側の２次熱交換器とは互いに独立して設けられる一方、両２次熱交換器の設置空間は連通路を介して互いに連通接続されている、給湯暖房機。
【請求項４】
請求項１〜請求項３のいずれかに記載の給湯暖房機であって、
上記連通路は、上記給湯回路の燃焼作動により生じた燃焼排ガスが給湯回路側の２次熱交換器に向けて供給される際の下流側に対応する部位に向けて、上記暖房回路の燃焼作動により生じた燃焼排ガスが供給されるよう、配置されている、給湯暖房機。
【請求項１】
給湯回路と、温水循環式の暖房回路とがそれぞれ潜熱回収用の２次熱交換器を備えた給湯暖房機であって、
暖房回路の燃焼作動により生じた燃焼排ガスが暖房回路側の２次熱交換器を通過した後に給湯回路側の２次熱交換器に向けて供給されるよう両２次熱交換器間を連通させる連通路を備えている
ことを特徴とする給湯暖房機。
【請求項２】
請求項１記載の給湯暖房機であって、
上記給湯回路と暖房回路とは互いに独立して燃焼作動可能なように２缶２回路に構成され、
給湯回路側の２次熱交換器と暖房回路側の２次熱交換器とは上下各位置に配置され間を仕切られた状態で一体化される一方、その仕切りを貫通して連通路が設けられている、給湯暖房機。
【請求項３】
請求項１記載の給湯暖房機であって、
上記給湯回路と暖房回路とは互いに独立して燃焼作動可能なように２缶２回路に構成され、
給湯回路側の２次熱交換器と暖房回路側の２次熱交換器とは互いに独立して設けられる一方、両２次熱交換器の設置空間は連通路を介して互いに連通接続されている、給湯暖房機。
【請求項４】
請求項１〜請求項３のいずれかに記載の給湯暖房機であって、
上記連通路は、上記給湯回路の燃焼作動により生じた燃焼排ガスが給湯回路側の２次熱交換器に向けて供給される際の下流側に対応する部位に向けて、上記暖房回路の燃焼作動により生じた燃焼排ガスが供給されるよう、配置されている、給湯暖房機。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【公開番号】特開２００７−１６３０３９（Ｐ２００７−１６３０３９Ａ）
【公開日】平成１９年６月２８日（２００７．６．２８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−３６０２７１（Ｐ２００５−３６０２７１）
【出願日】平成１７年１２月１４日（２００５．１２．１４）
【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１９年６月２８日（２００７．６．２８）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年１２月１４日（２００５．１２．１４）
【出願人】（０００００４７０９）株式会社ノーリツ (1,293)
【Ｆターム（参考）】
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