JP5880943B2 - 燃焼装置 - Google Patents

Description

本発明は、ドレンを中和する中和器を備えた潜熱回収型の燃焼装置に関するものであり、特に中和器への自動注水機能を備えた燃焼装置に関する。

近年、バーナを燃焼させた際に発生する熱の熱交換効率を向上するべく、燃焼ガスの潜熱までも回収する潜熱回収型の燃焼装置が市場に普及している。この潜熱回収型の燃焼装置は、主に燃焼ガス中の水蒸気が液化する際に発生する熱を回収するものであるため、潜熱回収を行う熱交換器（二次熱交換器）では、多量のドレンが発生する。そして、このドレンは、燃焼時に生成された窒素酸化物が溶け込んで、酸性を呈することが知られている。

そのため、この種の燃焼装置は、ドレンを外部に導くドレン排出系統を有し、その流路の中途に酸性のドレンを中和する中和装置が備えられた構成とされている。すなわち、二次熱交換器において発生した酸性のドレンは、その酸性を維持したまま外部に排出されることはなく、中和装置で中和されてから外部に排出されるため、環境に悪影響を及ぼすというおそれはない。

ところが、ドレン排出系統と、燃焼ガスの排気流路は連通した関係であるため、本来、燃焼装置の排気筒を介して外部に排出されるべき燃焼ガスが、ドレン排出系統を介して、外部に排出されてしまう懸念があった。特に、屋内設置型の燃焼装置では、ドレン排出系統から燃焼ガスが排出されると、居住空間内である屋内に燃焼ガスが放出されてしまうため、居住者の安全性等の観点からすれば、このような不具合は避けるべき事項の１つであった。

そこで、この対策として、中和器の容器内の燃焼ガスが通過し得る部分を、ドレンで所定の水位まで満たして水封し、その水封構造によって、燃焼ガスの流通を強制的に阻止する方策が一般的に採用されている。そして、この種の燃焼装置は、試運転の際に、作業者等によって、中和器に水が供給されて水封構造が形成されている。このように、従来より、中和器に水封構造を形成するべく実施される給水は、手動式によって行われているが、作業者等にとっては煩わしい作業であり、省略して欲しいという要求があった。

そこで、特許文献１には、中和器に設けられた水封用の水位電極の検知信号に基づいて、制御装置が自動的に中和器に水を供給する燃焼装置が開示されている。これにより、作業者が中和器へ給水する作業は省略される。

特開２００８−２９８３６７号公報

しかしながら、特許文献１のように、自動制御によって中和器に給水する制御を追加しようとした場合、その制御を実施するべく、制御装置に新たな信号端子が必要となるが、その信号端子に空きがない場合においては、既存の制御装置の設計変更が必要となるため、製造コストの増加を招くおそれがあった。

そこで、本発明では、従来技術の問題点に鑑み、信号端子に空きが無い場合であっても、既存の制御装置の設計変更を要することなく、中和器への給水を自動制御できる燃焼装置を提供することを課題とする。

上記課題を解決するべく提供される請求項１に記載の発明は、燃料を燃焼して燃焼ガスが生成される燃焼部と、前記燃焼ガスの主に潜熱を回収する熱交換器と、燃焼ガスの潜熱が回収された際に発生するドレンを中和する中和器と、制御手段を備え、中和器に対して所定量以上の液体が導入されると気体が通過し得ない構造たる水封が形成される機能を有し、さらに下記（１）〜（４）の電気機器のうちの１以上の部材を有する燃焼装置であって、給水源から供給される湯水が中和器に導かれる注水主流路と、注水主流路に対して必要に応じて設けられる支流路を有し、注水主流路には注水可能弁が設けられ、支流路には補助開閉弁が設けられるものであり、制御手段は、前記電気機器を起動・停止する信号を共用して、前記注水可能弁及び／又は前記補助開閉弁を開閉させることを特徴とする燃焼装置である。
（１）燃料の流通を規制する燃料用弁、
（２）熱交換器において直接的又は間接的に加熱される湯水あるいは熱媒体の流通を規制する液体用弁、
（３）燃焼用空気を供給する送風機、
（４）湯水あるいは熱媒体の流れを形成するポンプ。

ここで、一般的な中和器への注水を要する主なタイミングについて説明しておくと、そのタイミングは、燃焼装置を設置した際に行う試運転時や、試運転後であって凍結を防止するべく中和器内の液体を強制排水した後等である。より具体的には、それらのタイミングは、試運転時であっても、強制排水した後であっても、燃焼動作の実施前である。すなわち、このタイミングであれば、中和器への注水を実施するにあたって、その実施に無関係の電気機器たる燃料用弁、液体用弁、送風機、あるいは、ポンプ（以下、総称して既存機器という）のいずれかを同時に動作させたとしても、燃焼装置及び燃焼装置に関連する機器（例えばカランや暖房端末）等に不具合を生じる程の影響はほぼない。
そこで、本発明の燃焼装置は、既存機器のうちいずれかの起動・停止を行う信号を注水可能弁や補助開閉弁に共用して、中和器への注水を制御する構成とされている。すなわち、本発明の燃焼装置は、既存機器を起動・停止する信号によって、注水可能弁や補助開閉弁を開閉させることができる構成である。これにより、制御装置に端子が不足するような場合であっても、不足する端子を新たに設けることなく、中和器への自動注水機能を付加することが可能となる。

ところで、前記したように、中和器への注水を要する主なタイミングは、中和器における液体の水位が水封を形成できる程確保されていない、試運転時や、中和器の液体を強制排水した後等である。そのため、中和器における液体の水位が水封を形成できる程、十分確保された後においては、基本的に、中和器への注水動作は不要である。このような状況を考えた場合、燃焼動作に直接的に関係する燃料用弁や送風機の制御に寄与する信号を、注水可能弁に共用すると、水封形成後も注水動作が無駄に継続されるという不具合が生じるおそれがある。また、ポンプは、燃料用弁や送風機のように燃焼動作に直接的に関係する機器ではないが、基本的に燃焼動作に連動して作動されるものであるため、燃料用弁や送風機と同様、ポンプの制御に寄与する信号を注水可能弁に共用することは好ましくない。
一方、液体用弁であって、暖房系統における熱動弁は、あくまで、端末循環路内の湯水あるいは熱媒体の循環の流れを規制するものであり、必要に応じて制御されるものである。そのため、この種の熱動弁であれば、注水可能弁に対して信号を共用したとしても、上記したような不都合を生じることがない。
したがって、燃焼装置の通常の動作を阻害しないという観点からすれば、注水可能弁が、既存機器のうちの液体用弁であって、暖房系統に設けられた熱動弁と同期的に制御する構成が最も好適である。
そこで、請求項２に記載の発明は、少なくとも１つが暖房系統である２以上の燃焼系統を有し、暖房系統には、前記熱交換器と少なくとも暖房端末との間を湯水あるいは熱媒体が循環する端末循環路が備えられ、当該端末循環路には前記液体用弁たる熱動弁が設けられ、前記注水可能弁及び／又は補助開閉弁は、熱動弁を起動・停止する信号が共用されていることを特徴とする請求項１に記載の燃焼装置とされている。

かかる構成によれば、注水可能弁を制御する信号に、暖房系統における熱動弁を起動・停止する信号が共用されているため、前記したように、燃焼動作に直接的に関係することはなく、水封形成後に無駄に注水動作が継続される不具合が発生するおそれがない。

ここで、高温端末経路と低温端末経路を備えた端末循環路に加熱した湯水あるいは熱媒体を循環させる場合においては、通常、高温端末経路と低温端末経路とを接続するバイパス流路が設けられており、そのバイパス流路に暖房側バイパス熱動弁が設けられている。そして、この暖房側バイパス熱動弁は、低温側端末に湯水あるいは熱媒体を流す低温暖房運転を行う際に制御されて、一次熱交換器へ流通する流量を増量し、熱出力を向上させるために開成される。しかし、常時開成しておく必要はなく、一時的に閉止しても低温暖房性能にはほとんど悪影響をおよぼさない。一方、低温暖房運転以外の状態、つまり高温暖房運転やその他の運転あるいは運転停止の状態では、暖房側バイパス熱動弁は常時閉止されているが、一時的に開成しても高温暖房性能などにほとんど悪影響をおよぼさない。
このように、暖房側バイパス熱動弁は、特に要する低温暖房運転であっても、常時開成させる必要はなく、暖房補水時に同期的に注水可能弁を閉止制御しても、低温側端末において不都合を生じさせることはない。また同様に、高温暖房運転中に、注水可能弁を作動させるタイミングが到来した場合、暖房側バイパス熱動弁の開成により、湯水あるいは熱媒体の温度が下がるおそれはあるが、これも一時的なものであるため、高温側端末において不都合を生じさせることはない。
そこで、請求項３に記載の発明においては、端末循環路は、高温側端末との間を湯水あるいは熱媒体が循環する高温端末経路と、低温側端末との間を湯水あるいは熱媒体が循環する低温端末経路を備え、高温端末経路と低温端末経路との間には、高温端末経路側から低温端末経路側に湯水あるいは熱媒体の流通を規制するバイパス熱動弁が設けられ、前記注水可能弁及び／又は補助開閉弁は、バイパス熱動弁を起動・停止する信号が共用されていることを特徴とする請求項２に記載の燃焼装置とされている。

かかる構成によれば、注水可能弁が端末循環路に配されたバイパス熱動弁と同期的に制御されるため、上記したように、たとえ燃焼動作中に、中和器に対する注水を要するタイミングが到来したとしても、その燃焼動作やその動作に関連する機器等に不都合を生じさせるおそれがほぼない。

本発明の燃焼装置は、端末循環路には、湯水あるいは熱媒体の温度変化に伴う体積変化を吸収する膨張タンクが設けられ、前記支流路は当該膨張タンクに至る流路であることが望ましい。（請求項４）

請求項５に記載の発明は、注水可能弁は、注水主流路と支流路との分岐点あるいは当該分岐点よりも下流側の注水主流路に設けられており、当該注水可能弁よりも上流側には上流側弁が設けられ、当該上流側弁は、注水可能弁とは異なる信号で開閉されることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の燃焼装置である。
なお、ここで言う「上流側弁」は、通常、膨張タンクに至る支流路の中途に設けられる液体用弁の一つであり、新たに制御信号を要するものではない。

かかる構成によれば、注水可能弁に至るまでの流路において、上流側弁が設けられ、その上流側弁が注水可能弁とは異なる信号で制御されるため、注水可能弁のみが作動した状況においては、中和器に湯水が注水されることがない。これにより、前記したように、燃焼動作中であって、中和器への注水を要さない場合において、既存機器と連動して注水可能弁が作動してしまったとしても、上流側弁が作動しない限り、中和器への注水は開始されない。したがって、本発明によれば、上流側弁と注水可能弁の双方を作動させなければ、中和器へ至る注水流路が開通することはなく、一方のみの弁が作動したとしても注水動作が開始されることはないため、信号共用による無駄な注水を予め防止することができる。

請求項６に記載の発明は、中和器に注水する場合、注水可能弁が完全に開成した後に、上流側弁を開成することを特徴とする請求項５に記載の燃焼装置である。

かかる構成によれば、上流側弁よりも下流側に設けられた注水可能弁が完全に開成してから、上流側弁を開成するため、上流側弁を開成した際に注水可能弁に水圧が過度に掛かることを防止することができる。これにより、注水可能弁が水圧に起因した破損を起こすことを防止できる。

請求項７に記載の発明は、補助開閉弁は、注水可能弁と同一の信号で開閉制御されるものであり、常に注水可能弁の開閉状態と逆であることを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の燃焼装置である。

かかる構成によれば、膨張タンク側への通水を規制する補助開閉弁と、中和器側への通水を規制する注水可能弁とが、常に開閉状態が逆であると共に、その両者が同一の信号が共用されているため、中和器への注水あるいは膨張タンクへの補水の際に、意図せず他方の側に湯水が流れて補水あるいは注水してしまう不具合が起き得ない。これにより、中和器においては、中和剤等が希薄化することを防止でき、膨張タンクにおいては、不凍液が使用されている場合、不凍液の希薄化を防止することができる。

請求項８に記載の発明は、中和器には、液体の水位を検知する電極が設けられ、中和器に注水した後に、前記電極が水位を検知しなかった場合、前記制御装置は、注水可能弁及び／又は上流側弁が故障していると判断することを特徴とする請求項５〜７のいずれかに記載の燃焼装置である。

かかる構成によれば、中和器へ注水されたにも関わらず、電極が水位を検知できなければ、注水可能弁や上流側弁が故障していると判断するため、この情報をコントローラ等に反映させるようにすれば、メンテナンス作業者が修理箇所を判断し易い。

請求項９に記載の発明は、注水主流路と支流路の分岐点を基準に、当該分岐点よりも下流側の注水主流路における狭小開口面積は、当該分岐点よりも下流側の支流路における狭小開口面積よりも小さいことを特徴とする請求項１〜８のいずれかに記載の燃焼装置である。

かかる構成によれば、狭小開口面積によって、支流路よりも注水主流路の湯水の流路抵抗が高くなる。このため、注水主流路と支流路の双方に湯水が流通するような状況が発生した場合であっても、注水主流路の通水量は、支流路のそれよりも少なくなり、必要としないタイミングにおける中和器への注水量を予め少なくなるように規制することができる。

本発明の燃焼装置は、中和器への注水を規制する注水可能弁あるいは補助開閉弁が、既存機器の起動・停止する信号を共用しているため、既存の制御装置に新たな端子を設けることなく、中和器への自動注水機能を付加することができる。

本発明の第一実施形態に係る燃焼装置を示す作動原理図である。 図１の燃焼装置の高温端末経路を示す説明図である。 図１の燃焼装置の低温端末経路を示す説明図である。 図１の燃焼装置の風呂加熱経路を示す説明図である。（暖房側バイパス熱動弁閉止時） 図１の燃焼装置のドレン排出系統を示す説明図である。 （ａ）は中和器内に水封構造が形成される最低水位を示す説明図であり、（ｂ）は中和器に貯留されたドレンが排水される状態を示す説明図である。（斜線：液体、矢印：燃焼ガスの流れ） 図１の燃焼装置の要部における各弁と制御装置との関係を模式的に示す概念図である。 図１の燃焼装置の自動注水動作を示すフローチャートである。 第二実施形態に係る燃焼装置を示す作動原理図である。 図９の燃焼装置の要部における各弁と制御装置との関係を模式的に示す概念図である。 第三実施形態に係る燃焼装置を示す作動原理図である。 図１１の燃焼装置の要部における各弁と制御装置との関係を模式的に示す概念図である。

以下、本発明の本実施形態に係る燃焼装置１について説明する。
本実施形態の燃焼装置１は、制御装置２の端子を新設することなく、ドレンを中和する中和器１４に、給水源から供給される湯水を自動注水できる機能を付加できる点に特徴部分があり、その他の大半の部分は公知のそれと同様の構成を備えた潜熱回収型の熱源機である。

そこでまず、燃焼装置１における公知のそれと同様の部分について、簡単に説明する。
燃焼装置１は、図１に示すように、独立した２つの燃焼系統、具体的には右側に給湯側燃焼系統、左側に風呂・暖房側燃焼系統を有し、さらに燃焼に関連する動作を司る制御装置２を有する。
給湯側燃焼系統には、燃料を燃焼して燃焼ガスを生成する給湯側燃焼部７と、その給湯側燃焼部７に燃焼用の空気を送風する公知の給湯側送風機９と、湯水あるいは熱媒体が流通し燃焼ガスによって加熱される給湯側熱交換部１１と、給湯流水系統２０が備えられ、同様に風呂・暖房側燃焼系統には、風呂・暖房側燃焼部８と、その風呂・暖房側燃焼部８に送風する風呂・暖房側送風機１０と、風呂・暖房側熱交換部１２と、暖房流水系統２１と、追い焚き流水系統２２と、ドレン排出系統１３とが備えられている。

各燃焼部７、８は、燃料ガスを燃焼する複数のバーナ４０が設けられ、燃料ガスをバーナ４０に至らせる燃料配管４１が接続されている。燃料配管４１は、中途で二叉に分岐しており、その分岐点よりも上流側に元ガス電磁弁（燃料用弁）４２が設けられ、分岐点よりも下流側にそれぞれのバーナ４０に至る燃料ガスの流通を規制する比例弁（燃料用弁）４３と電磁弁（燃料用弁）４４が設けられている。すなわち、各燃焼部７、８では、各燃料用弁４２、４３、４４の開閉が制御されて、燃料配管４１を介して供給された燃料ガスが、バーナ４０で燃焼されて燃焼ガスが生成される。

給湯流水系統２０は、給湯側熱交換部１１がその一部を形成するものであり、給水源から供給される湯水を給湯側熱交換部１１に流し、その給湯側熱交換部１１からカラン等に至らせる給湯主流路２３と、給湯側熱交換部１１をバイパスする給湯側バイパス流路２５とを有する。そして、給湯流水系統２０には、給湯側バイパス流路２５を通過する流量を調整する給湯側バイパス流量調整弁（液体用弁）２６や、出湯温度が所定値よりも低い場合に出湯流量を絞る出湯流量調整弁（液体用弁）２７等が設けられている。

さらに、給湯流水系統２０には、出湯流路調整弁２７から分岐し、湯水を風呂の浴槽へと導く風呂落とし込み流路２８が備えられている。そして、この風呂落とし込み流路２８には、浴槽への水流を規制する注湯電磁弁（液体用弁）３０と、浴槽側からの水流の逆流を防止する逆流防止機構３１等が設けられている。
なお、給湯側熱交換部１１は、燃焼ガスの主に顕熱を回収する一次熱交換器１１ａと、燃焼ガスの主に潜熱を回収する二次熱交換器１１ｂとで構成されている。

暖房流水系統（端末循環路）２１は、風呂・暖房側熱交換部１２がその一部を形成するものであり、湯水は、図２に示す風呂・暖房側熱交換部１２と浴室暖房機等の高温側端末（図示しない）との間を循環する高温端末経路３２と、図３に示す風呂・暖房側熱交換部１２と床暖房等の低温側端末（図示しない）との間を循環する低温端末経路３３と、高温端末経路３２と低温端末経路３３とを繋ぐ暖房側バイパス流路３４と、図４に示す後述する追い焚き流水系統２２を流れる湯水を加熱する風呂加熱経路３５とを流通する。なお、暖房側バイパス流路３４は、図４の網掛けの部分である。
そして、暖房流水系統２１には、湯水の循環流を形成する暖房側ポンプ３６と、湯水の温度変化に起因した体積の膨張に伴う圧力上昇又は収縮に伴う圧力低下を抑制する膨張タンク３７と、湯水を低温側端末に向けて送り出すヘッダ熱動弁（液体用弁）３８と、暖房側バイパス流路３４上に設けられた暖房側バイパス熱動弁（液体用弁）３９と、風呂加熱経路３５への通水を規制する風呂側熱動弁（液体用弁）４５と、後述する追い焚き流水系統２２を流れる湯水との熱交換が行われる液・液熱交換器４６等が設けられている。
なお、風呂・暖房側熱交換部１２は、燃焼ガスの主に顕熱を回収する一次熱交換器１２ａと、燃焼ガスの主に潜熱を回収する二次熱交換器１２ｂとで構成されている。

追い焚き流水系統２２は、前記液・液熱交換器４６がその一部を形成するものであり、液・液熱交換器４６と風呂の浴槽（図示しない）との間を浴槽内の湯水が循環する追い焚き流路４７を有する。そして、追い焚き流路４７には、湯水の循環流を形成する追い焚き側ポンプ４８等が設けられている。なお、この追い焚き流路４７には、前記した風呂落とし込み流路２８が接続されている。

ドレン排出系統１３は、燃焼ガスの潜熱を回収する際に発生するドレンを、中和器１４で中和してから外部に排水する流路である。すなわち、図５に示すように、ドレン排出系統１３は、二次熱交換器１１ｂ、１２ｂから中和器１４に至る中和器導入流路１５と、中和器１４と、中和器１４より下流側の外部排出流路１６とで構成されている。

ここで、本実施形態における中和器１４について付言しておく。
先に説明したように、中和器には、燃焼ガスが意図せず導入される場合がある。特に、屋内設置型の燃焼装置では、その燃焼ガスが中和器を通過して、下流側に流れてしまえば、屋内に放出されるため避けなければならない。
そこで、本実施形態における中和器１４は、図６（ａ）に示すように、中和器１４内に導入されたドレンによって、ドレン排出系統１３における燃焼ガスの流通経路を遮断する水封構造が形成される構成とされている。すなわち、中和器１４は、底部側にドレン通過用の開口５０を設け、その開口５０の上端縁よりも高位置にドレンが排出される排出口５１を設け、その落差により水封が形成される構成である。そして、本実施形態では、その水封構造の有無を検出するべく、水封用電極５２が設けられ、図６（ａ）に示すように、その水封用電極５２の少なくとも先端が浸れば、水封有りと判断し、燃焼可能状態となる。逆に、水封用電極５２によって水封が確認されなければ、コントローラ等にエラーを表示し、燃焼不能状態となる。そして、図６（ｂ）に示すように、開口５０を通過したドレンが、排出口５１の高さまで達した時に初めて排出口５１から排出される。
このように、本実施形態の燃焼装置１では、中和器１４において、二次熱交換器１１ｂ、１２ｂで発生したドレンを、中和して外部に排出することを可能とし、逆に、ドレン排出系統１３に流入した燃焼ガスを、中和器１４で形成される水封構造によって、外部に流出することを阻止することができる。

続いて、本実施形態の燃焼装置１の基本的動作について説明する。
燃焼装置１の基本的動作は、給湯運転、暖房運転、並びに、風呂落とし込みや追い焚き運転があり、いずれも公知のそれと同様である。
以下に簡単に説明する。

給湯運転は、カラン等が操作されて、出湯要求があれば、給湯側燃焼部７で生成された燃焼ガスで給湯側熱交換部１１が加熱され、所望の温度の湯がカラン等から出湯される。
暖房運転は、風呂の浴室暖房等（高温側端末）に高温の湯を循環させる高温暖房運転と、床暖房機器等（低温側端末）に低温の湯（高温側端末に循環する湯水の温度よりも低温）を循環させる低温暖房運転がある。すなわち、高温暖房運転では、風呂・暖房側燃焼部８で生成された燃焼ガスで風呂・暖房側熱交換部１２が加熱されて、高温端末経路３２を介して高温側端末に高温の湯水が循環され、低温暖房運転では、風呂・暖房側燃焼部８で生成された燃焼ガスで風呂・暖房側熱交換部１２が加熱されて、低温端末経路３３を介して低温側端末に低温の湯が循環される。
追い焚き運転は、浴槽内の湯水の温度が所定温度以下であったり、リモコン等による追い焚き運転の要求があれば、液・液熱交換器４６を介して、浴槽内の湯水を設定温度に至るまで加熱する。より具体的には、本実施形態の追い焚き運転は、風呂・暖房側燃焼部８で生成された燃焼ガスで風呂・暖房側熱交換部１２が加熱され、その熱が暖房流水系統２１を介して間接的に追い焚き流路４７に伝わり、浴槽内の湯水を加熱している。
風呂落とし込み運転は、出湯要求の方法が異なる（リモコン等を介した要求）だけであり、前記給湯運転とほぼ同様の動作が実施されるため、説明を省略する。

次に、本実施形態の燃焼装置１の特徴的部分について説明する。
本実施形態の燃焼装置１は、中和器１４に対して、給水源から供給される湯水を自動注水して、水封構造を形成できる機能が備えられている。すなわち、燃焼装置１は、水封用電極５２によって、中和器１４内に所定の水位が確認されなければ、水封が形成される程度の注水を行う。そして、燃焼装置１がその機能を果たすべく、図１に示すように、給水源からの湯水を中和器１４に導く注水主流路３と、その注水主流路３における湯水の流通を規制する上流側電磁弁（上流側弁）１７と、３つのポートを有する三方弁（注水可能弁）５が備えられている。

より具体的には、注水主流路３は、給水源から給湯流水系統２０に至る流路から分岐した流路であり、下流端がドレン排出系統１３の一部たる中和器導入流路１５に接続されている。すなわち、注水主流路３を流通する湯水は、中和器導入流路１５に導入されてから中和器１４に導入される。また、注水主流路３には、中和器導入流路１５との接続部に近い側から順に、三方弁５、上流側電磁弁１７が設けられている。そして、三方弁５の１つのポートには、前記した暖房流水系統２２に設けられた膨張タンク３７に湯水を導く支流路４が接続されている。すなわち、三方弁５のポートを切り換えて、２つのポートが注水主流路３を連通する状態（以下、中和器連通状態という）にすれば湯水を中和器１４に導くことができ、注水主流路３と支流路４を連通する状態（以下、膨張タンク連通状態という）にすれば、湯水を膨張タンク３７に導くことができる。

また、本実施形態では、制御装置２に新たな端子を形成することなく、中和器１４への自動注水機能が付加できる構成とされている。すなわち、本実施形態では、他の既存の電気機器を起動・停止するべく使用される端子を介して発せられる信号が、注水可能弁たる三方弁５に共用される。具体的には、図７に示すように、注水可能弁たる三方弁５を開閉制御する信号が、暖房流水系統２１における暖房側バイパス熱動弁３９を開閉制御する信号と共用されている。換言すれば、暖房側バイパス熱動弁３９と三方弁５は、１つの信号によって同期的に開閉制御される構成とされている。

続いて、中和器１４に自動注水する際の動作について説明する。
本実施形態では、前記したように、中和器１４内に液体による水封構造が形成されていないと判断されると、中和器１４内に水封構造が形成される程度の注水が行われる。すなわち、図８のフローチャートに従えば、ステップ１において、水封用電極５２に通電があるか否かが確認される。そして、ステップ１において、通電が確認されなければ、注水主流路３に設けられた上流側電磁弁１７及び注水可能弁たる三方弁５の開閉制御が実行される。すなわち、ステップ２に移行して、フラグがオンか否かの確認がされて、フラグがオフであれば、その後、ステップ３に移行して、三方弁５を中和器連通状態に制御する。より具体的にステップ３について説明すると、制御装置２においては、暖房側バイパス熱動弁３９を開成する信号が生成される。そして、暖房側バイパス熱動弁３９が開成することに同期して、三方弁５が中和器連通状態に制御される。このようにして、三方弁５が制御されてから一定時間が経過し、ポートが完全に中和器連通状態に至れば（ステップ４）、上流側電磁弁１７が開成される（ステップ５）。そして、ステップ６に移行して、フラグがオンにされて、中和器１４内が所定の水位に至るまで、三方弁５及び暖房側バイパス熱動弁３９と、上流側電磁弁１７は、前記制御された状態が維持される。そして、再びステップ１に戻って、水封用電極５２の通電状態が確認される。これにより、水封用電極５２における通電が確認されれば、ステップ７に移行してフラグがオンか否かの確認がされて、フラグがオンであれば、ステップ８でフラグがオフにされる。その後、ステップ１に戻り、中和器１４内の水封構造の監視が再び実施される。

一方、ステップ６でフラグがオンにされた後、ステップ１において、水封用電極５２の通電状態が確認されなければ、ステップ２に移行する。そして、ステップ２において、フラグがオンされていることが確認された後、ステップ９に移行して、三方弁５が中和器連通状態に制御されてから所定時間（例えば、１０~３０秒）経過したか否かが確認される。このとき、前記所定時間経過していなければ、再び、ステップ１に戻って、前記同様の動作が実行される。逆に、ステップ９において、所定時間経過したことが確認されれば、三方弁５及び上流側電磁弁１７を制御したにも関わらず、中和器１４内に湯水の供給が行われていないと判断する。すなわち、ステップ１０に移行して、三方弁５あるいは上流側電磁弁１７の故障を判定する。そして、ステップ１１において、リモコン等にエラーを報知して、燃焼動作を不能にする。

以上のように、本実施形態では、既存の電気機器を起動・停止するべく発せられる信号を、中和器１４への自動注水を可能にする注水可能弁たる三方弁５に共用しているため、自動注水機能を付加する際に、制御装置２に端子を新設するという設計変更を行う必要がない。すなわち、中和器１４への自動注水機能を追加する場合であっても、既存の燃焼装置が有する制御装置をそのまま活かすことが可能であるため、製造コストの大幅な増加が生じ得ない。結果、機能性、特に安全面での機能性が高く安価な燃焼装置を提供することができる。

上記実施形態では、注水可能弁として三方弁５を採用し、その三方弁５に暖房側バイパス熱動弁３９を制御する信号を共用させた構成を示したが、本発明はこれに限定されず、三方弁５に替えて、図９に示すように、２つの電磁弁、具体的には注水用電磁弁（注水可能弁）６及び補水用電磁弁（補助開閉弁）１８を採用して、図１０に示すように、双方の電磁弁６、１８に暖房側バイパス熱動弁３９を制御する信号を共用させた構成であっても構わない（第二実施形態）。より具体的には、第二実施形態の燃焼装置１は、電磁弁６、１８のうち、一方の電磁弁（本実施形態では注水用電磁弁６）として、通電なし状態で開成状態を維持する常時開の電磁弁を用い、他方の電磁弁（本実施形態では補水用電磁弁１８）として、通電なし状態で閉止状態を維持する常時閉の電磁弁を用いると共に、注水用電磁弁６を注水主流路３に設け、補水用電磁弁１８を支流路４に設けた構成とされている。すなわち、この構成によれば、電磁弁６、１８が同期的に制御されても、一方の電磁弁のみが開成状態となるため、意図しない方向に湯水が流れるおそれがない。具体的に説明すると、注水動作が開始されると、注水主流路３に湯水が流通して、中和器１４に湯水が注水される。すなわち、通電がない状態で開成状態を維持する注水用電磁弁６は制御されることなく、上流側電磁弁１７のみが開成制御される。換言すれば、この構成において中和器１４に注水する場合は、制御装置２から暖房側バイパス熱動弁３９を制御する信号は生成されず、それに伴い、注水用電磁弁６及び補水用電磁弁１８が開閉制御されることもない。すなわち、湯水は、注水用電磁弁６及び補水用電磁弁１８を開閉制御することなく、中和器１４へと導かれる。逆に、膨張タンク３７に湯水を補水する場合は、暖房側バイパス熱動弁３９を制御する信号が生成されて、注水用電磁弁６及び補水用電磁弁１８が開閉制御される。
このように、第二実施形態の燃焼装置１は、上記した第一実施形態と同様、既存の電気機器を制御する信号を、注水用電磁弁６及び補水用電磁弁１８に共用して中和器１４への自動注水を行うことができるため、上記同様の作用効果を期待することができる。

上記第一、二実施形態では、注水主流路３において、上流側電磁弁１７に加えて、注水可能弁５、６を設け、その注水可能弁５、６に暖房側バイパス熱動弁３９の制御信号を共用する構成を示したが、本発明はこれに限定されず、上記実施形態で採用された注水可能弁５、６を設けることなく、注水可能弁として上流側電磁弁１７を利用し、さらに支流路４には補水用電磁弁１８を設け、暖房側バイパス熱動弁３９の制御信号をその補水用電磁弁１８に共用した構成であっても構わない（第三実施形態）。すなわち、第三実施形態の燃焼装置１では、上流側電磁弁１７を開成制御すれば、必ず中和器１４に注水される（上流側電磁弁１７による注水機能）。また、膨張タンク３７に補水する場合は、上流側電磁弁１７に加えて、補水用電磁弁１８が開成制御されて、膨張タンク３７への補水が行われる。すなわち、この場合は、制御装置２によって、暖房側バイパス熱動弁３９が開閉制御されてから、上流側電磁弁１７が開閉制御される。このようにして、中和器１４への注水と、膨張タンク３７への補水が実施される。
ただし、この膨張タンク３７への補水中、中和器１４に導く流路は開放された状態が維持されているため、中和器１４への注水が意図せず行われる。そのため、この構成を採用する場合は、注水主流路３の下流端側の流路抵抗が、支流路４における流路抵抗よりも高くなるように設定して、湯水が支流路４に流通し易くする構造にすることが好適である。たとえば、注水主流路３の下流端側の開口面積を、支流路４の開口面積よりも小さくしたり、あるいは、注水主流路３の下流端側に流路抵抗を形成する突起などを設けることなどが挙げられる。なお、この注水主流路３と支流路４との流路抵抗の関係は、上記した実施形態のいずれに適応させても構わない。

上記実施形態では、注水可能弁たる三方弁５、注水用電磁弁６、補水用電磁弁１８が、暖房側バイパス熱動弁３９の信号を共用して制御される構成を示したが、本発明はこれに限定されず、燃焼装置１を構成する上記した液体用弁、燃料用弁、送風機、ポンプであれば、いずれの制御信号と共用させても構わない。ただし、先にも説明したように、燃焼動作等への影響の観点からすれば、暖房側バイパス熱動弁３９を利用することが最も好適である。

上記実施形態では、支流路４として、膨張タンク３７に導く流路を採用した構成を示したが、本発明はこれに限定されず、例えば、湯水を風呂の浴槽に落とし込む落とし込み流路２８を支流路とした構成であっても構わない。
また、注水主流路３が支流路４自体を備えていない構成であっても構わない。

また、上記実施形態では、２系統の燃焼系統を備えた燃焼装置１を示したが、本発明はこれに限定されず、１系統だけの燃焼系統を備えた燃焼装置であったり、３以上の燃焼系統を備えた燃焼装置であっても構わない。特に、このような構成を採用する場合、暖房系統を備えていることが好ましい。

１ 燃焼装置
２ 制御装置
３ 注水主流路
４ 支流路
５ 三方弁（注水可能弁）
６ 注水用電磁弁（注水可能弁）
８ 暖房側燃焼部
１２ 暖房側熱交換部
１４ 中和器
１５ 中和器導入流路
１７ 上流側電磁弁
１８ 補水用電磁弁（補助開閉弁）
３７ 膨張タンク
３９ 暖房側バイパス熱動弁（バイパス熱動弁）
５２ 水封用電極

Claims (9)

1. 燃料を燃焼して燃焼ガスが生成される燃焼部と、前記燃焼ガスの主に潜熱を回収する熱交換器と、燃焼ガスの潜熱が回収された際に発生するドレンを中和する中和器と、制御手段を備え、中和器に対して所定量以上の液体が導入されると気体が通過し得ない構造たる水封が形成される機能を有し、さらに下記（１）〜（４）の電気機器のうちの１以上の部材を有する燃焼装置であって、
   給水源から供給される湯水が中和器に導かれる注水主流路と、注水主流路に対して必要に応じて設けられる支流路を有し、
   注水主流路には注水可能弁が設けられ、支流路には補助開閉弁が設けられるものであり、
   制御手段は、前記電気機器を起動・停止する信号を共用して、前記注水可能弁及び／又は前記補助開閉弁を開閉させることを特徴とする燃焼装置。
   （１）燃料の流通を規制する燃料用弁、
   （２）熱交換器において直接的又は間接的に加熱される湯水あるいは熱媒体の流通を規制する液体用弁、
   （３）燃焼用空気を供給する送風機、
   （４）湯水あるいは熱媒体の流れを形成するポンプ。
2. 少なくとも１つが暖房系統である２以上の燃焼系統を有し、
   暖房系統には、前記熱交換器と少なくとも暖房端末との間を湯水あるいは熱媒体が循環する端末循環路が備えられ、当該端末循環路には前記液体用弁たる熱動弁が設けられ、
   前記注水可能弁及び／又は補助開閉弁は、熱動弁を起動・停止する信号が共用されていることを特徴とする請求項１に記載の燃焼装置。
3. 端末循環路は、高温側端末との間を湯水あるいは熱媒体が循環する高温端末経路と、低温側端末との間を湯水あるいは熱媒体が循環する低温端末経路を備え、高温端末経路と低温端末経路との間には、高温端末経路側から低温端末経路側に湯水あるいは熱媒体の流通を規制するバイパス側熱動弁が設けられ、
   前記注水可能弁及び／又は補助開閉弁は、バイパス側熱動弁を起動・停止する信号が共用されていることを特徴とする請求項２に記載の燃焼装置。
4. 端末循環路には、湯水あるいは熱媒体の温度変化に伴う体積変化を吸収する膨張タンクが設けられ、前記支流路は当該膨張タンクに至る流路であることを特徴とする請求項２又は３に記載の燃焼装置。
5. 注水可能弁は、注水主流路と支流路との分岐点あるいは当該分岐点よりも下流側の注水主流路に設けられており、当該注水可能弁よりも上流側には上流側弁が設けられ、当該上流側弁は、注水可能弁とは異なる信号で開閉されることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の燃焼装置。
6. 中和器に注水する場合、注水可能弁が完全に開成した後に、上流側弁を開成することを特徴とする請求項５に記載の燃焼装置。
7. 補助開閉弁は、注水可能弁と同一の信号で開閉制御されるものであり、常に注水可能弁の開閉状態と逆であることを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の燃焼装置。
8. 中和器には、液体の水位を検知する電極が設けられ、
   中和器に注水した後に、前記電極が水位を検知しなかった場合、前記制御装置は、注水可能弁及び／又は上流側弁が故障していると判断することを特徴とする請求項５〜７のいずれかに記載の燃焼装置。
9. 注水主流路と支流路の分岐点を基準に、当該分岐点よりも下流側の注水主流路における狭小開口面積は、当該分岐点よりも下流側の支流路における狭小開口面積よりも小さいことを特徴とする請求項１〜８のいずれかに記載の燃焼装置。

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