JP2006275356A - 給湯装置 - Google Patents

Abstract

【課題】形状に制約を受けない大気開放式の貯湯缶体を利用しながら、衛生的な給湯が効率よく行える給湯装置を提供する。
【解決手段】加熱手段２で加熱された温水を貯湯する貯湯缶体１と、前記貯湯缶体１には少なくとも給水電磁弁１１を備えた補水管７が連通し、この給水電磁弁１１を貯湯缶体１内の水位を検知する水位検知手段１４で水位に応じて開閉し常に一定水位を保持して、貯湯缶体１上部に大気開放室１６を形成したもので、前記貯湯缶体１内の湯水中の下部から上部に渡り位置する給湯用熱交換器１７を備え、この給湯用熱交換器１７の上端部には給湯管２１が接続すると共に、この給湯管２１の接続部分より下方には給水管１９から分岐した複数の供給管２８〜３１及び該供給管２８〜３１を選択的に開閉する開閉手段３２〜３５が接続し、貯湯缶体１内の高温水槽の上昇に応じて給湯用熱交換器１７の吸熱位置を可変するから、衛生的な給湯が効率よく行える。
【選択図】図１

Description

この発明は、貯湯缶体内に給水圧がかからずに、大気開放状態とした貯湯式の貯湯缶体内に給水圧が作用する給湯用熱交換器を備えた給湯装置に関するものである。

従来よりこの種の開放式給湯装置では、機械式のボールタップ弁を利用することで、給水と縁切りして貯湯缶体内を大気開放状態として、使用圧力の制限をなくし、貯湯缶体の材料や構造を安価なものにするものであった。（例えば、特許文献１参照）
実公昭６０−３５００４号公報

ところでこの従来のものでは、貯湯缶体内の貯湯水を直接給湯に使用する為に、給湯用の加圧ポンプが必要であり、又貯湯式であるので、衛生面に問題を有し積極的に使用されることがないものであり、しかも時間とともに高温水槽の位置が徐々に上昇して行き効率の良い給湯が出来ないと言う問題点を有するものであった。

この発明はこの点に着目し、上記欠点を解決する為、特にその構成を、加熱手段で加熱された温水を貯湯する貯湯缶体と、前記貯湯缶体には少なくとも給水電磁弁を備えた補水管が連通し、この給水電磁弁を貯湯缶体内の水位を検知する水位検知手段で水位に応じて開閉し常に一定水位を保持して、貯湯缶体上部に大気開放室を形成したものに於いて、前記貯湯缶体内の湯水中の下部から上部に渡り位置する給湯用熱交換器を備え、この給湯用熱交換器の上端部には給湯管が接続すると共に、この給湯管の接続部分より下方には給水管から分岐した複数の供給管及び該供給管を選択的に開閉する開閉手段が接続し、貯湯缶体内の高温水槽の上昇に応じて給湯用熱交換器の吸熱位置を可変するものである。

この発明によれば、貯湯缶体内は水位検知手段による給水電磁弁の開閉制御で大気開放状態が維持出来、確実であり誤動作の心配がまったくなく常に安心して使用出来るものであり、貯湯缶体の形状を扁平状にして設置スペースを取らず小さな隙間に容易に設置出来るものであり、更に給湯は貯湯缶体内の湯水と熱交換する給湯用熱交換器を介して供給されるので、加圧ポンプ不用で安価であり、しかも衛生的で安心して使用出来るものである。

又貯湯式である為に、貯湯缶体内の高温水槽が給湯使用及び時間経過の放熱等により、徐々に上昇するが、これに応じて給湯用熱交換器の吸熱部分も可変できるので、常に最適な吸熱位置が得られ効率の良い吸熱が行え、良好な給湯を得ることが出来るものである。

次にこの発明の給湯装置の一実施形態について説明する。
１は温水を貯湯する貯湯缶体、２は温水を加熱する加熱手段としてのヒートポンプユニット、３は浴槽である。

４は貯湯缶体１とヒートポンプユニット２を循環可能に接続する加熱循環回路で、加熱循環ポンプ５を有し貯湯缶体１の下部に接続されたヒーポン往き管４ａ及び貯湯缶体１上部に接続されたヒーポン戻り管４ｂより構成され、貯湯缶体１下部の冷水をヒーポン往き管４ａを介してヒートポンプユニット２で加熱し、加熱された高温の温水をヒーポン戻り管４ｂで貯湯缶体１上部に戻して貯湯缶体１内に温水を加熱貯湯するものである。なお、貯湯缶体１の外周面には縦に複数個の貯湯温度センサ６ａ、６ｂ、６ｃ、６ｄ、６ｅ、６ｆ、６ｇを有しており、この貯湯温度センサが所定温度以上を検出することで貯湯量を検知するものである。

７は貯湯缶体１に水を供給する補水管で、途中には貯湯缶体１側から２個の逆止弁８、９と給水圧で閉じられ断水による負圧で大気開放する逆流水開放弁１０と、給水の開始、停止を制御する給水電磁弁１１とが一つのセットとして備えられており、又給水電磁弁１１より給水側には異常遮断用の電磁弁１２と減圧逆止弁１３が備えられている。

１４は貯湯缶体１の上端から内方に垂下された２本の電極から成る水位検知手段で、３７０Ｌを貯湯する為に、貯湯量が下がればこれを検知して給水電磁弁１１を開成し水を補給し、そして所定量になればこれを検知して給水電磁弁１１を閉成し水の補給を停止するものであり、湯水の最上面と貯湯缶体１上端面との間には、エアー抜き管１５を介して大気開放された大気開放室１６が形成されている。

１７は貯湯缶体１の貯湯水内を下部から上部に掛けて備えられた蛇腹状の給湯用熱交換器で、一端を減圧逆止弁１３より上流側の水道管１８に直結した給水管１９に連通し、他端には先端に蛇口２０を備えた給湯管２１が連通し、給水圧で給湯を行うようにしたものであり、給湯管２１には他にフロースイッチ２２、流量カウンタ２３、給湯サーミスタ２４、給湯混合弁２５、湯温センサ２６が備えられ、更に給湯混合弁２５には給水管１９から分岐した給水バイパス管２７が接続し、湯水と給水とを設定温度の給湯となるように混合して供給するものである。

前記給水管１９は複数に分岐され、給湯用熱交換器１７の最下端と接続し該給湯用熱交換器１７全体を吸熱部分とする第１供給管２８と、給湯用熱交換器１７の４分の３下端と接続し該給湯用熱交換器１７の４分の３を吸熱部分とする第２供給管２９と、給湯用熱交換器１７の２分の１下端と接続し該給湯用熱交換器１７の半分を吸熱部分とする第３供給管３０と、給湯用熱交換器１７の上４分の１と接続し該給湯用熱交換器１７の上４分の１のみを吸熱部分とする第４供給管３１とに分割されており、更にこの第１から第４供給管２８から３１には、それぞれ供給路を開閉制御する第１から第４開閉手段３２、３３、３４、３５が備えられている。

３６は貯湯缶体１内上部の湯水中に位置された風呂熱交換器で、風呂往き管３７と風呂戻り管３８を介して浴槽３と連通して、風呂の保温及び追い焚きを行う風呂循環回路３９を構成するもので、この風呂循環回路３９には水位センサー４０、風呂電動弁４１、風呂循環ポンプ４２、循環温サーミスタ４３、風呂フロースイッチ４４、風呂熱交換器３６のバイパス路を形成する風呂保温三方弁４５、追い焚き検知サーミスタ４６とが備えられている。

４７は給湯管２１の給湯混合弁２５より上流側と風呂循環回路３９を結ぶ湯張り回路で、給湯水に給水を混ぜて風呂設定温度に設定する風呂混合弁４８と、湯張り電磁弁４９、風呂流量カウンタ５０、風呂逆流開放弁５１、２個の逆止弁５２、５３がそれぞれ備えられている。

更に図２に示す電気回路の要部ブロック図について説明すれば、マイコンから成る給湯制御部５４の入力側には、前記貯湯缶体１内の湯温を検知する貯湯温度センサ６ａ、６ｂ、６ｃ、６ｄ、６ｅ、６ｆ、６ｇが接続し、出力側には第１開閉手段３２、第２開閉手段３３、第４開閉手段３４、第５開閉手段３５が接続され、貯湯缶体１内で給湯使用及び時間経過による放熱等で変化する高温水槽を貯湯温度センサ６ａ、６ｂ、６ｃ、６ｄ、６ｅ、６ｆ、６ｇで正確に検知し、これに応じて第１開閉手段３２、第２開閉手段３３、第４開閉手段３４、第５開閉手段３５のうち最適なものを選択して開閉制御するものである。

次に、この給湯装置の作動を以下に説明する。
前記貯湯缶体１内の湯水は、時間帯別電灯契約や深夜電力等の安価な電力を利用し、ヒートポンプユニット２に加熱循環回路４を介して順次循環させることで、翌朝には９０℃の湯水を３７０Ｌ貯湯するものである。

そして、蛇口２０を開くと給湯用熱交換器１７内に給水圧による湯水の流れが出来、該給湯用熱交換器１７で貯湯缶体１内の高温水と熱交換した湯水が給湯管２１を流通し、湯温センサ２６及び給湯サーミスタ２４による湯温検知で、給湯混合弁２５による給水と湯水の混合量を調整して設定温度の給湯を蛇口２０から順次供給されるものである。

又この貯湯缶体１内での熱交換であるが、図３の（ア）に示すように当初貯湯缶体１内の高温水層が斜線のように全体にある時には、第１開閉手段３２のみを開成し第１供給管２８からの給水で、給湯用熱交換器１７全体を利用した吸熱を行うようにし、図３の（イ）に示すように貯湯缶体１内の高温水層が斜線のようにやや減少した時には、第２開閉手段３３のみを開成し第２供給管２９からの給水で、給湯用熱交換器１７の４分の３を利用した吸熱を行うようにし、図３の（ウ）に示すように貯湯缶体１内の高温水層が斜線のように約半分まで減少した時には、第３開閉手段３４のみを開成し第３供給管３０からの給水で、給湯用熱交換器１７の半分を利用した吸熱を行うようにし、図３の（エ）に示すように貯湯缶体１内の高温水層が斜線のように上部のみとなった時には、第４開閉手段３５のみを開成し第４供給管３１からの給水で、給湯用熱交換器１７の上部を利用した吸熱を行うようにしたものである。

更にこれ以上高温水槽が減少した場合には、ヒートポンプユニット２を駆動して沸き増し運転を行うことも可能である。

一方貯湯缶体１では、貯湯温水が減少することにより、水位検知手段１４がこれを検知して給水電磁弁１１を開成することで、供給管７から貯湯缶体１底部へ給水圧で補水がなされ貯湯水位が上昇し所定水位に達すると、水位検知手段１４がこれを検知して給水電磁弁１１を閉成して給水が停止されるものである。

又この補水管７には、２個の逆止弁８、９があり、しかも給水電磁弁１１がその上流側に備えられているので、貯湯缶体１内の湯水の逆流は確実に阻止されるものであり、更に断水等による負圧に対しては、給水電磁弁１１で遮断するが、給水時については、逆流水開放弁１０が給水圧がなくなることで開放して、負圧が解消されることで、逆流が確実に防止されるものであり、水位検知手段１４による貯湯缶体１の水位を見ながらの給水電磁弁１１の制御で、貯湯缶体１に給水圧がかからない給湯を、機械的な部品の使用をなくして信頼性の高い構成で実現したので、貯湯缶体１の形状や材料を強度をあまり気にすることなく、容易に変更出来、安価に提供出来ると共に、故障等の心配もなく安心して使用出来るものである。

このように、大気に開放した貯湯缶体１内に高温水を貯湯し、この高温水と熱交換した温水を給湯に使用することで、衛生的で安心の給湯を得ることが出来るものであり、しかも貯湯缶体の形状に制約を受けず扁平状にして設置スペースを取らず小さな隙間に容易に設置出来るものである。

又貯湯式である為に、貯湯缶体内の高温水槽が給湯使用及び時間経過の放熱等により、徐々に上昇するが、これに応じて給湯用熱交換器の吸熱部分も可変できるので、常に最適な吸熱位置が得られ効率の良い吸熱が行え、良好な給湯を得ることが出来るものである。

この発明の一実施形態の概略構成図。 同電気回路の要部ブロック図。 同吸熱状態の変化を示す説明図。

符号の説明

１ 貯湯缶体
２ ヒートポンプユニット（加熱手段）
７ 補水管
１１ 給水電磁弁
１４ 水位検知手段
１６ 大気開放室
１７ 給湯用熱交換器
１９ 給水管
２１ 給湯管
２８ 第１供給管
２９ 第２供給管
３０ 第３供給管
３１ 第４供給管
３２ 第１開閉手段
３３ 第２開閉手段
３４ 第３開閉手段
３５ 第４開閉手段

Claims (1)

1. 加熱手段で加熱された温水を貯湯する貯湯缶体と、前記貯湯缶体には少なくとも給水電磁弁を備えた補水管が連通し、この給水電磁弁を貯湯缶体内の水位を検知する水位検知手段で水位に応じて開閉し常に一定水位を保持して、貯湯缶体上部に大気開放室を形成したものに於いて、前記貯湯缶体内の湯水中の下部から上部に渡り位置する給湯用熱交換器を備え、この給湯用熱交換器の上端部には給湯管が接続すると共に、この給湯管の接続部分より下方には給水管から分岐した複数の供給管及び該供給管を選択的に開閉する開閉手段が接続し、貯湯缶体内の高温水槽の上昇に応じて給湯用熱交換器の吸熱位置を可変する事を特徴とする給湯装置。

Images