JP2006308276A - 循環式給湯システム - Google Patents
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Abstract
【解決手段】湯水を蓄える貯湯槽1、2と、これらの貯湯槽1、2内の湯水を加熱する加熱器8と、貯湯槽1、2から湯水を出湯個所14に循環供給する循環給湯管5と、この循環給湯管5に補給水槽7から補給水を供給する給水管6とからなる循環式給湯システムは、貯湯槽1、2内の上部で開口する湯水流出管3を備えている。
【選択図】図1
Description
また、第2の目的は、施工時の危険性を低減できると共に、施工コストや施工時間を削減できる循環式給湯システムを得るものである。
さらに、第3の目的は、気泡に起因する騒音や循環障害の発生、および循環ポンプに関する電動機の破損を防止できる循環式給湯システムを得るものである。
また、第4の目的は、複数の貯湯槽間における出湯量のアンバランスに対処できる循環式給湯システムを得るものである。
さらにまた、第5の目的は、循環ポンプを必要としない循環式給湯システムを得るものである。
図1は、この発明を実施するための実施の形態1における循環式給湯システムのシステム構成図である。この循環式給湯システムでは、湯水を貯湯するための例えば2台の第1の貯湯槽1と第2の貯湯槽2とを並列に配設してある。貯湯槽1、2のそれぞれ下部には図示しない2つの開口を形成してあり、一方の開口には湯水流出管3を通し、他方の開口には流入管4を接続してある。湯水流出管3については後で詳細に説明するが、湯水流出管3は貯湯槽1、2に水密に固定してあり、流入管4も貯湯槽1、2の外面に水密に固定してある。貯湯槽1、2は、循環給湯管5に並列に配置されるようにフランジ接続等で湯水流出管3および流入管4と循環給湯管5とを水密に接続している。そして、循環給湯管5には、給水管6を介して補給水槽7を接続してある。
図2はこの発明を実施するための実施の形態2における循環式給湯システムのシステム構成図であり、以降、図1と同じ部分に同じ符号を付して重複説明を省略する。この循環式給湯システムは、実施の形態1におけるプレート式の加熱器8の代わりに内蔵型加熱コイル式の加熱器31を設置した点で実施の形態1における循環式給湯システムと大きく異なっている。その他の構成は実施の形態1と同様としてある。
図3は、この発明を実施するための実施の形態3における循環式給湯システムの構成図、そして図4は図3の貯湯槽1、2の部分拡大断面図である。この実施の形態3における循環式給湯システムは、実施の形態2における循環式給湯システムとは、実施の形態2の流入管4よりも長い流入管41を設け、この流入管41の上端にエゼクタ49を設けた点が大きく異なっている。その他の構成は実施の形態2と同等としてある。この実施の形態3における流入管41の内径と外径は実施の形態2における流入管4と同様とし、流入管41は貯湯槽1、2の底壁の開口に貫通させて貯湯槽1、2に水密に固定してある。流入管41のフランジ部41aと循環給湯管5のフランジ5dとは、間にガスケット43を介在させてボルト44とナット45によって連結してある。
この実施の形態3における循環式給湯システムでは、循環ポンプ15が圧送する低温の湯水が循環給湯管5と流入管41を介してエゼクタ49の縮径部490に流れ込むが、縮径部490は先細形状となっているので、その湯水は、縮径部490において流速が大幅に上昇した状態で吐出される。そしてこの吐出された湯水は、拡散部491の下端開口に流入する。このとき、流速の速い湯水は、吸引口493を通過する際、誘引作用によって、エゼクタ49の周囲の湯水を吸引口493から誘引して、拡散部491の下端開口に流入する。つまり、拡散部491の下端開口には、流入管41から流入した湯水とエゼクタ49の周囲の湯水の両方が流入し、拡散部491の上端開口から吐出されることなり、多くの量の湯水がエゼクタ49から貯湯槽1、2内へ勢いよく吐出される。
なお、図4では、エゼクタ49を流入管41と一体構造としているが、ネジ接続、フランジ接続、メカニカル接続等、エゼクタ49と流入管41とを着脱自在の構造とした方が、エゼクタ49の劣化時等の交換が容易であり好ましい。また、エゼクタ49の構造は、図4で示したものに限定されるわけではなく、流入管41に流入する湯水の流速を上昇させる縮径部491、エゼクタ49の周囲の湯水を吸引する吸引口493および流入管41からの湯水とエゼクタ49の周囲の湯水を混合して吐出する拡散部492を備えた構造であれば、どのような構造であってもよい。エゼクタ49は、一般にインジェクターとも呼ばれることがあるが、その構造は同一である。
図5は、この発明を実施するための実施の形態4における循環式給湯システムの構成図、そして図6は図5の貯湯槽1、2の部分拡大断面図である。この実施の形態4における循環式給湯システムは、実施の形態3における循環式給湯システムとは、流入管41の上端に流入管41から流入する湯水を複数方向(図5および図6では3方向)に吐出するエゼクタ49Aを設けた点が大きく異なっている。その他の構成は実施の形態3と同等としてある
また、エゼクタ49Aの流入管41との接続構造は、ネジ接続、フランジ接続、メカニカル接続等の着脱自在の構造とした方が、エゼクタ49Aの劣化時等の交換が容易であり好ましい。ただし、それに限定されるわけではなく、溶接接続、接着接続としてもよく、一体形成であってもよい。
さらに、流入管41からの低温の湯水の流入圧力が低いことに起因し、エゼクタ49Aからの吐出水勢が弱くなり、所定の機能を発揮できない場合は、貯湯槽1、2と補給水槽7との水頭差を更に大きくするか、そうでなければ加圧ポンプ18によって加圧する必要がある。
すなわち、従来の貯湯槽と比べて、貯湯槽1、2の上方における高温湯水の水量をほぼ同量に確保することができ、貯湯槽1、2の下方の湯水も設定温度以下であっても出湯個所14で使用可能な湯温以上に維持することができる。よって、貯湯槽1、2内の出湯個所14で使用可能な湯水の量が従来の貯湯槽1、2内の上部だけに占める高温湯水の量よりも多くなるので、貯湯槽1、2の小型化が可能となる。
図7は、この発明を実施するための実施の形態5における循環式給湯システムの構成図である。この実施の形態5における循環式給湯システムは、実施の形態3における循環式給湯システムとは、貯湯槽1、2の下部に図示しない開口を新たに設けて接続管46を接続し、給水管6から分岐した給水枝管6aを接続管46に接続した点が大きく異なる。その他の構成は実施の形態3と同等としてある。ただし、流入管42に流入する湯水は循環給湯水のみとなって流入量が減少するので、流入管42の管径は、その流入量に見合った径に縮小される。また、接続管46の管径は、給水枝管6aの管径と同径となる。なお、各給水枝管6aには、開閉弁201が配設されている。
図8は、この発明を実施するための実施の形態6における循環式給湯システムの構成図である。この実施の形態6における循環式給湯システムは、実施の形態4における循環式給湯システムとは、貯湯槽1、2の側周面に図示しない開口を設け、この開口に流入管42Aを通して、貯湯槽1、2の外面に水密に固定し、その流入管42Aの貯湯槽1、2内側の端部に、実施の形態4に示したエダクタ49Aを配設した構成とし、さらにその流入管42Aに給水枝管6aを接続した点、および貯湯槽1、2の下方に開口を設け、この開口に接続管46を通して貯湯槽1、2の外面に水密に固定し、その接続管46に、循環給湯管5の還側接続管部5cを接続した点が大きく異なる。その他の構成は実施の形態4と同等としてある。流入管42Aに流入する水は、給水枝管6aからの冷水のみであるので、流入管42Aの管径は給水枝管6aの管径と同径としている。また、接続管46の管径は、還側接続管部5cの管径と同径としている。
図9は、この発明を実施するための実施の形態7における循環式給湯システムのシステム構成図である。この循環式給湯システムは、湯水流出管32を貯湯槽1、2外の側部に配置してある点で実施の形態1における循環式給湯システムと大きく異なっている。その他の構成は実施の形態1と同様としてある。この実施の形態3では、貯湯槽1、2の側壁の上部に図示しない開口を設け、この開口に90度エルボ(またはチーズ)32aを介して湯水流出管32を接続してある。この湯水流出管32は貯湯槽1、2の側壁に例えば2つの取付金具33によって固定してある。貯湯槽1、2に設けた開口の下縁の高さ位置は、実施の形態1における湯水流出管3の上部開口の高さ位置と同等としてあり、湯水流出管32の下端の高さ位置は実施の形態1における湯水流出管3の下端の高さ位置と同等としてある。
図10は、この発明を実施するための実施の形態8における循環式給湯システムのシステム構成図である。この循環式給湯システムは、実施の形態1におけるプレート式の加熱器8を実施の形態2と同様な内蔵型加熱コイル式の加熱器31に代えると共に、実施の形態1における湯水流出管3を実施の形態7と同様な湯水流出管32としてある点で実施の形態1における循環式給湯システムと大きく異なっている。その他の構成は実施の形態1と同様としてある。したがって、この実施の形態8における循環式給湯システムでは、実施の形態2と同様な効果が得られる上に、実施の形態7と同様な効果が得られる。
図11は、この発明の実施の形態9における循環式給湯システムのシステム構成図である。この循環式給湯システムは、2台の貯湯槽1、2を循環給湯管5に直列に配設した点で実施の形態1における循環式給湯システムと大きく異なっている。その他の構成は実施の形態1とほぼ同様としてある。このため、第1の貯湯槽1の往側接続管部5aと還側接続管部5cをバイパス管5eによって接続し、このバイパス管5eに開閉弁202を配設してある。また、第2の貯湯槽2の往側接続管部5aは実施の形態1の場合と同様に接続してある反面で、その還側接続管部5cは第1の貯湯槽1の往側接続管部5aとの合流部の上流側と、第2の貯湯槽2の往側接続管部5aとの合流部の下流側との間の本管部5bに接続してある。そして、第2の貯湯槽2の往側接続管部5aと還側接続管部5cをバイパス管5eによって接続し、このバイパス管5eに開閉弁203を配設してある。
図12は、この発明の実施の形態10における循環式給湯システムのシステム構成図である。この循環式給湯システムは、給水管6に改質器51を配設した点で実施の形態1における循環式給湯システムと大きく異なっている。その他の構成は実施の形態1とほぼ同様としてある。
図13は、この発明の実施の形態11における循環式給湯システムのシステム構成図である。この循環式給湯システムでは、従来と同様に第1、第2の貯湯槽1A、2Aの上部に湯水流出管3Aを設け、下部に流入管4Aを設け、湯水流出管3Aと流入管4Aを循環給湯管5Aによって接続してある。また、往側接続管部5aに逆流防止弁11を配設してある。この逆流防止弁11は、第1、第2の貯湯槽1A、2Aの間で出湯量のアンバランスが発生した際、循環給湯管5Aの本管部5bから出湯不全となった貯湯槽1Aあるいは2Aの往側接続管部5aに湯水が逆流することを防止し、同時に逆流防止弁17は、出湯不全となった貯湯槽1Aあるいは2A内底部の低温の湯水が還側接続管部5cから逆流することを防止している。そして、循環給湯管5Aには各実施の形態における循環ポンプ15の代りにエゼクタ61を配設してある。この場合に、給水管6はエゼクタ61のオリフィス61aの1次側の接続口に接続してある。その他の構成は実施の形態1とほぼ同様としてある。
図14はこの発明の実施の形態12における循環式給湯システムのシステム構成図であり、以降、図13と同じ部分に同じ符号を付して重複説明を省略する。この循環式給湯システムは、実施の形態11における循環式給湯システムの給水管6に実施の形態10における循環式給湯システムの改質器51を配設した点で実施の形態11における循環式給湯システムと大きく異なっている。その他の構成は実施の形態11とほぼ同様としてある。したがって、この実施の形態12における循環式給湯システムでは、実施の形態11に示した効果のほかに、実施の形態10に示した効果が得られる。
図15は、この発明の実施の形態13における循環式給湯システムのシステム構成図である。この循環式給湯システムでは、従来の循環式給湯システムの問題点、すなわち複数台の貯湯槽1A、2Aを循環給湯管5Aに並列に配設した場合に貯湯槽1A、2A内で発生した気泡に起因して貯湯槽1A、2Aの間に出湯量のバランスの不均等、すなわち貯湯槽1A、2Aの間に出湯量のアンバランスが発生することを実施の形態1から実施の形態11に示した貯湯槽1、2ではなく従来式の貯湯槽1A、2Aを用いて解決してある。
図16は、この発明の実施の形態14における循環式給湯システムのシステム構成図である。この循環式給湯システムも、貯湯槽1A、2Aの間の出湯量にアンバランスが発生するという問題を実施の形態1から実施の形態11に示した貯湯槽1、2を用いることなく解消した別の例である。すなわち、この実施の形態14における循環式給湯システムでは、実施の形態11から実施の形態13の逆流防止弁11を設けず、循環給湯管5Aの往側接続管部5aに流量調整弁62からなる流量制御装置63をそれぞれ配設し、貯湯槽1A、2Aからの出湯量を強制的に制御するようにしてある。この場合では、流量調整弁62は開閉弁12の上流に配設してあるが、下流に配設してもその効果に変わりはない。なお、流量調整弁62の構成としては、内部にゴム製オリフィスを挿入した構造や、バネを利用した構造等、流量を調整可能であれば、どのような構造でもよい。
図17は、この発明の実施の形態15における循環式給湯システムのシステム構成図である。この循環式給湯システムでは、実施の形態14における流量制御装置63の代りに流量制御装置63Aを配設した点で実施の形態14における循環式給湯システムと大きく異なっている。この流量制御装置63Aは、往側接続管部5aに配設した流量計64、この流量計64の上流に配設した制御弁65、この制御弁65を駆動する駆動手段66、および流量計64からの信号に基づいて駆動手段66を制御する制御盤67によって構成してある。なお、駆動手段66は、電気信号を送ることによって作動する電動モータ、サーボモータ、ステッピングモータ等としてある。しかし、駆動手段66は、制御弁65の開度を自在に制御し得る構造であれば、電気信号以外の水圧、油圧、空気圧等による機械的な構造であってもよい。
図18は、この発明の実施の形態16における循環式給湯システムのシステム構成図である。この循環式給湯システムでは、従来の循環式給湯システムの問題点、すなわち複数台の貯湯槽1A、2Aを循環給湯管5Aに並列に配設した場合に、貯湯槽1A、2A内で発生した気泡に起因して貯湯槽1A、2Aの間に出湯量のバランスの不均等が発生することで給湯能力が不足し、出湯個所14から出湯する湯水の温度が低下してしまうことを各実施の形態1から実施の形態15で示した以外の方法で解決してある。
図19は、この発明の実施の形態17における循環式給湯システムのシステム構成図である。この循環式給湯システムは、実施の形態16における循環式給湯システムの第3の貯湯槽2Bに加熱器8と安全弁10を設けた点で実施の形態16における循環式給湯システムと異なっている。この実施の形態13における循環式給湯システムでは、第3の貯湯槽2Bは第1の貯湯槽1Aおよび第2の貯湯槽2Aからの高温の湯水を貯留する上に、その貯留した湯水の温度を更に上昇させることができる。したがって、この循環式給湯システムは、貯湯槽1A、2Aの間に出湯量のアンバランスが生じ、かつ出湯個所14からの湯水の使用量が一時的に大幅に増大したことにより、その貯湯槽1A、2Aの湯水流出管3Aから流出する湯水の温度が低下した場合においても、貯湯槽2Bに配設された加熱器8によって加熱可能であるので、実施の形態16における循環式給湯システムの場合は、貯湯槽2Bに貯留された高温の湯水を全て供給し終えるまでの時間に限られていたが、出湯量のアンバランスがそれ以上の長時間にわたって継続した場合でも高温の湯水を出湯個所14に提供できる。なお、貯湯槽2Bの加熱器8は、貯湯槽1A、2Aの間の出湯量のアンバランスが発生した際のその貯湯槽1A、2Aの加熱器8による湯水の加熱不足を補助可能な程度の加熱能力のものでよい。
図20は、この発明の実施の形態18における循環式給湯システムのシステム構成図である。この循環式給湯システムでは、実施の形態17における循環式給湯システムとは、第3の貯湯槽2Bを循環給湯管5Aに並列に配設されている第1の貯湯槽1A、第2の貯湯槽2Aに対して上流側に直列に配設している点が大きく異なる。循環給湯管5Aにおける第3の貯湯槽2Bの還側接続管部5cとの合流部と、往側接続管部5aとの合流部との間の本管部5bには、開閉弁73が配設されている。その他の構成は、実施の形態1と同様である。なお、貯湯槽1A、2A、2Bの加熱器8を実施の形態2で示した内蔵型加熱コイル式の加熱器31に代えてもよい。また、第3の貯湯槽2Bをメンテナンスする場合は、開閉弁12および16を閉弁し、開閉弁73を開弁するとよい。
図21は、この発明の実施の形態19における循環式給湯システムのシステム構成図である。この循環式給湯システムは、第1、第2の貯湯槽1A、2Aに加熱器8および安全弁10を設けていない点、第3の貯湯槽2Bの往側接続管部5aに加熱器8Aを配設した点、および第3の貯湯槽2Bの往側接続管部5aと還側接続管部5cとの間をバイパス管74によって接続すると共にそこに開閉弁75を配設した点で実施の形態18における循環式給湯システムと大きく異なっている。この場合に、加熱器8Aは熱交換器24Aを備え、バイパス管74の一端は加熱器8Aの上流において往側接続管部5aに接続してある。
図22は、この発明の実施の形態20における循環式給湯システムのシステム構成図である。この循環式給湯システムでは、加熱器8を備えた第4の貯湯槽2Cを追加して4台の貯湯槽1A、2A、2B、2Cを備えた点で実施の形態17における循環式給湯システムと異なっている。ただし、第1、第2の貯湯槽1A、2Aは並列に配置し、第3の貯湯槽2Bは第2の貯湯槽2Aと直列に配置し、第4の貯湯槽2Cは第3の貯湯槽2Bと並列に配置してある。そして、第2の貯湯槽2Aの往側接続管部5aと第1の貯湯槽1Aの還側接続管部5cとをバイパス管76で接続し、そこに開閉弁77を配設してある。第4の貯湯槽2Cの還側接続管部5cを第3の貯湯槽2Bの還側接続管部5cの合流部と開閉弁71との間の本管部5bに接続している。また、貯湯槽2Cの往側接続管部5aを第3の貯湯槽2Bの往側接続管部5aに接続している。その他の構成は実施の形態17と同様としてある。
図23は、この発明の実施の形態21における循環式給湯システムのシステム構成図である。この循環式給湯システムは、第3、第4の貯湯槽2B、2Cから加熱器8および安全弁10をそれぞれ外した点、および第2の貯湯槽2Aと第3の貯湯槽2Bとの間の本管部5bに加熱器8Aを配設した点で実施の形態20における循環式給湯システムと大きく異なっている。この場合に、加熱器8Aの往側接続管23Aと還側接続管25Aを循環給湯管5Aの本管部5bに接続し、往側接続管23Aと本管部5bの合流部と、還側接続管25Aと本管部5bの合流部との間の本管部5bに開閉弁78を配設してある。
図24は、この発明の実施の形態22における循環式給湯システムのシステム構成図である。この循環式給湯システムは、実施の形態15における流量制御装置63Aの代りに、循環給湯管5Aを流れる湯水の温度、流量、水圧、水質等を計測する計測装置81を配設した点で実施の形態11における循環式給湯システムと異なっている。この場合に、計測装置81は第2の貯湯槽2Aの後流側で出湯個所14に至る前に配設してある。すなわち、計測装置81は貯湯槽1A、2Aからそれぞれ出湯されて合流した後であり、かつ出湯個所14で出湯される前の湯水について計測する。
3、3A 湯水流出管
4、4A、41、42、42A 流入管
5、5A 循環給湯管
6 給水管
7 補給水槽
8、8A、31 加熱器
46 接続管
51 改質器
61 エゼクタ
62 流量調整弁
63、63A 流量制御装置
81 計測装置
Claims (5)
- 湯水を循環供給する循環給湯管と、複数の貯湯槽と、加熱器と、補給水を供給する給水管とからなる循環式給湯システムにおいて、前記貯湯槽内の上部で開口する湯水流出管を備えることを特徴とする循環式給湯システム。
- 前記貯湯槽上部には、空気抜き器が備えられていることを特徴とする請求項1記載の循環式給湯システム。
- 前記貯湯槽には、流入管が接続され、該流入管はエゼクタを備えていることを特徴とする請求項1または2のいずれかに記載の循環式給湯システム。
- 湯水を循環供給する循環給湯管と、複数の貯湯槽と、加熱器と、補給水を供給する給水管とからなる循環式給湯システムにおいて、前記給水管は、エゼクタを介して循環給湯管に接続することを特徴とする循環式給湯システム。
- 給水管は、改質器を備えることを特徴とする請求項1から4のいずれかに記載の循環式給湯システム。
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