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発明の名称 潜熱回収型給湯器
発行国 日本国特許庁(JP)
公報種別 公開特許公報(A)
公開番号 特開2001−141310(P2001−141310A)
公開日 平成13年5月25日(2001.5.25)
出願番号 特願平11−324074
出願日 平成11年11月15日(1999.11.15)
代理人 【識別番号】100076912
【弁理士】
【氏名又は名称】坂上 好博 (外1名)
【テーマコード(参考)】
3L034
3L036
【Fターム(参考)】
3L034 BA26 BB03 
3L036 AA12 AA14
発明者 越水 大介 / 天羽 伸二 / 竹内 誉樹 / 森 錦司 / 安藤 正和
要約 目的


構成
特許請求の範囲
【請求項1】 発生するドレンに対して熱交換器への給水通路から分岐した分岐通路を流れる水道水を混合して中和する中和手段を備えた潜熱回収型給湯器において、前記熱交換器への給水通路の上流側に設けられ、水道水の流量を検知できる検知手段と、前記検知手段の検知出力を用いて出湯温制御を行う出湯温制御手段とを備え、前記分岐通路は、前記検知手段が設けられた位置よりもさらに上流の位置で分岐していることを特徴とする、潜熱回収型給湯器。
【請求項2】 前記分岐通路には、前記熱交換器への給水通路内の給水圧力の変化が生じても、流れる水道水の流量を一定に保つ弁が設けられていることを特徴とする請求項1記載の潜熱回収型給湯器。
【請求項3】 前記検知手段の検知出力を用いて前記中和手段の中和動作の制御を行う中和制御手段を備えることを特徴とする請求項1又は2記載の潜熱回収型給湯器。
発明の詳細な説明
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、給湯器に関し、特に、天然ガスメタンハイドレートから分離して得た可燃ガス石油液化ガス又は都市ガス等を燃焼する際に発生する排ガスのドレンを中和することが可能な潜熱回収型給湯器に関する。
【0002】
【従来の技術】潜熱回収型給湯器の特徴を簡単に説明する。バーナーで都市ガス等が燃焼され、燃焼熱の一部が第1段の熱交換器の水温上昇に使用され、余剰の燃焼熱が第2段の熱交換器の水温上昇に使用される。第2段の熱交換器では、排ガスの顕熱のみでなく潜熱も回収されるような高熱効率の熱交換が行われる。そして、この潜熱回収の際に排ガス中の水蒸気が凝縮して水滴になって酸性のドレンが生じ、このまま排出すると排水管等に使用されている金属製品の腐食やコンクリート建造物の劣化等の問題を生じるため、中和処理する必要がある。
【0003】中和処理の方法として、まず、酸化マグネシウム等のアルカリ性固体中和剤やアルカリ液等の液体中和剤を用いる方法がある。しかし、固体中和剤の場合には、長期間の使用による経時的劣化等の原因で中和能力が低下し、適宜交換する必要があり、液体中和剤の場合には、定期的に補給する必要がある。
【0004】そのため、ドレンと給水とを混合して中和すべく、熱交換器への給水管を分岐させ、ドレンを外部に排出させる通路に水受けタンクを設け、分岐する給水路の給水口を水受けタンクに臨ませ、熱交換器への通水時に開く開閉弁を分岐する給水路に設け、熱交換器の下流側の出湯管に設けられたフロースイッチに応答して開閉弁を開閉させるものが、実公平5−19703号公報で提案されている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかし、この実公平5−19703号公報で提案されているものでは、フロースイッチが開閉弁の開閉に使用されている点は示されているものの、出湯温制御が給水管を流れる水道水の流量を用いて複雑に行われる点までは考慮されていない。
【0006】ゆえに、本発明は、『発生するドレンに対して熱交換器への給水通路から分岐した分岐通路を流れる水道水を混合して中和する中和手段を備えた潜熱回収型給湯器において』、上記のような複雑な出湯温制御の精度低下を抑えることを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明は、前記熱交換器への給水通路の上流側に設けられ、水道水の流量を検知できる検知手段と、前記検知手段の検知出力を用いて出湯温制御を行う出湯温制御手段とを備え、前記分岐通路は、前記検知手段が設けられた位置よりもさらに上流の位置で分岐していることを特徴としている。
【0008】ここで、検知手段としては、具体的には流量センサが挙げられ、出湯温制御手段としては、具体的にはバイパスミキシング方式の出湯温制御装置が挙げられる。また、出湯温制御は、運転中に設定湯温の調節が行われ、水道水の流量すなわち出湯量によってバーナーへのガス供給量を変化させるものである。
【0009】上記発明は、以下のような作用を生じる。検知手段が設けられた位置よりもさらに上流の位置で分岐通路が分岐しているので、検知手段は、水道水の流量として、分岐による影響を受けた後の、熱交換器に供給される湯として出湯される値を検知できる。
【0010】
【発明の効果】本発明によれば、分岐による影響を受けた後の、熱交換器に供給される湯として出湯される値を検知して、その値で出湯温制御が行われるので、複雑な出湯温制御であっても精度低下を抑えることができる。
【0011】[その他]*2項1項において、『前記分岐通路には、前記熱交換器への給水通路内の給水圧力の変化が生じても、流れる水道水の流量を一定に保つ弁が設けられていることを特徴とする』ものではたとえ高水圧地域においても必要以上に水道水を使用しなくてすむ。
*3項1項又は2項において、『前記検知手段の検知出力を用いて前記中和手段の中和動作の制御を行う中和制御手段を備えることを特徴とする』ものでは、分岐による影響を受けた後の、熱交換器に供給される湯として出湯される値で中和手段の中和動作の制御が行われるので、精度よく決定された燃焼量に応じて、ドレン発生量も精度良く演算される。その結果、例えば混合する水道水の添加時間制御によりドレン発生量に対応した混合水量を設定できる等、制御が簡単になる。
【0012】
【発明の実施の形態】給湯器(1)は、潜熱回収型給湯器であり、発生したドレンを中和するための中和装置(3)を備えている。中和装置(3)は、熱交換器(4)(第1段のCu熱交換器(5)及び第2段のAl熱交換器(7))への給水通路である給水管(9)から分岐した分岐通路である分岐管(11)と、分岐管(11)の供給口(11a)が臨みドレン排水パイプ(61)及び排水管(62)が接続した中和器(13)と、分岐管(11)に設けられた水電磁弁(15)及び定流量弁(17)と、出湯温制御を行うための出湯温制御手段としての出湯温制御装置(21)に内蔵された中和制御装置(23)とを備えている。
【0013】[燃焼動作について]図示しないが例えばリモコンの運転スイッチが入れられ、湯を出すために給湯栓(10)が開けられると、流量センサ(25)内の羽根車が回転して流量に応じたパルス信号が出力される。出湯温制御装置(21)は、入力されるパルス信号の出力値から流入水があることを検知すると、燃焼ファン(27)を作動させるべくファンモータを回転させる。出湯温制御装置(21)はファンモータの回転を検知した後、元ガス電磁弁(29)を開き、イグナイタ(35)を作動させ、点火プラグ(37)からスパークさせて、バーナー(19)は燃焼を開始し、フレームロッド(39)によって前記燃焼炎が検知されるとこの燃焼が継続する。
【0014】この給湯器(1)では、バイパスミキシング方式が採用されている。すなわち、給水管(9)と熱交換器(4)からの出湯管(43)とを接続するバイパス管(41)が設けられている。なお、ここで、給水管(9)、分岐管(11)、バイパス管(41)及び流量センサ(25)の位置関係について説明する。
【0015】給水管(9)から分岐管(11)が分岐する位置は、給水管(9)からバイパス管(41)が分岐する位置に比べて上流側であり、両者の分岐位置の間に流量センサ(25)が設けられている。特に、流量センサ(25)は、分岐管(11)の分岐位置よりも下流位置に設けられているため、熱交換器(4)に給水され湯として出湯される水道水の流量を検知できると共に、その出湯信号の出力値により給水の開始及び終了を検知できる。この検知される値は、分岐管(11)の分岐による影響を受けた後の値である。
【0016】なお、バイパス管(41)には、バイパスサーボ(47)が設けられており、給水管(9)においてバイパス管(41)の分岐位置と流量センサ(25)との間には熱交換器(4)への供給水量を調節する水量サーボ(45)が設けられている。
【0017】次に、出湯温調節について説明する。出湯される湯の量は使用者によって給湯栓(10)の開け具合で決められ、その湯量で使用者の設定湯温での出湯を行うべく、バーナー(19)の燃焼制御が行われる。すなわち、湯量は流量センサ(25)で検知され、出湯管(43)に設けられた出湯温度センサ(49)により湯温が検知され、出湯温制御装置(21)は、ガス比例弁(31)の開度を調節してバーナー(19)の燃焼量を制御する。
【0018】なお、出湯温制御装置(21)は、出湯温度センサ(49)の検知信号のみならず、入水温度センサ(53)の検知信号を用いてフィードフォワード制御等のより複雑な制御を行うようにしてもよい。
【0019】このように、設定湯温で出湯させるための複雑な出湯温制御が必要な場合でも、上記のように流量センサ(25)が検知する値が分岐管(11)の分岐による影響を受けた後の熱交換器(4)に供給される湯として出湯される流量を正確に検知した値であり、出湯温制御の精度低下を抑えることができている。
【0020】バーナー(19)の消火は、給湯栓(10)が閉められ、流量センサ(25)のパルス信号が止まり、出湯温制御装置(21)が元ガス電磁弁(29)を閉じることで行われる。なお、潜熱回収後の排ガスは、缶体(46)の後方にあけられた排気口(51)から排気される。
【0021】[中和処理について]発生したドレンはドレン排水パイプ(61)を介して中和器(13)に流れ込み、中和制御装置(23)は、ドレン発生量の約2倍の水道水を混合させるように水電磁弁(15)を制御する。この制御は、使用中、常時水電磁弁(15)を開弁状態にすると必要以上に水道水を使用することになるので、ドレンの約2倍の水道水を混合させるようにバーナー(19)の燃焼量に応じて行われる。ここで、燃焼量は給湯栓(10)の開け具合で決まる湯量と使用者が所望する設定湯温とで決まり、湯量は流量センサ(25)で検知され、設定湯温と湯量に応じてバーナー(19)の燃焼量が決定され、燃焼量に応じてドレンが毎分約6〜60ccほど発生する。そして、中和されたものは、排水管(62)から排水される。
【0022】また、定流量弁(17)が設けられているので、給水管(9)の給水圧力の変化に対して水量が一定であるため、高水圧地域でも必要以上の水道水は使用されない。さらに、中和制御装置(23)は使用能力をもとに混合する水道水の量を決定するが、バーナー(19)の燃焼量は前述したように流量センサ(25)の検知する流量に起因しており、この検知される値が分岐管(11)の分岐による影響を受けた後の熱交換器(4)に供給されて出湯する正確な値である結果、流量センサ(25)の検知水量に基づき精度良く決定された燃焼量に応じてドレン発生量も精度良く演算される。その結果、例えば混合する水道水の添加時間制御によりドレン発生量に対応した約2倍の混合水量を精度良く設定でき、制御が簡単になる。
【0023】[その他]なお、流量センサ(25)が検知する水道水の流れの開始及び終了は、ゼロを基準とする場合のみならず、一定の値の流量が検知されたときに流れの開始と終了と判断されるものを含む。




 

 


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