JP2010270939A - 貯湯式給湯装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】貯湯タンク内の湯を利用して不凍水抜き栓の解氷を行う。
【解決手段】湯水を貯湯する貯湯タンク2と、この貯湯タンク2から外部の蛇口8へ出湯する給湯配管4、7と、貯湯タンク2へ給水する給水管3と、貯湯タンク2下部または中間部から取り出した湯を給湯配管4、7へ接続する湯排出管21と、この湯排出管21途中に設けられた開閉弁22と、貯湯タンク2内に空気を導入する空気導入弁12と、給水管3の途中でかつ給湯配管4、7から分岐された給湯分岐管13に接続され、給水管3の水と給湯配管4、7の湯を排出する不凍水抜き栓17とを備え、開閉弁22の開弁と空気導入弁12の開弁によって貯湯タンク2内の湯を湯排出管21および給湯分岐管13を介して不凍水抜き栓17へ排出可能とした。
【選択図】図1

Description

本発明は、不凍水抜き栓を介して設置される貯湯式給湯装置に関するものである。
従来よりこの種の貯湯式給湯装置においては、湯水を貯湯する貯湯タンクと、貯湯タンクの湯水を加熱する加熱手段と、この貯湯タンク下部に給水する給水管と、貯湯タンク上部から給湯する給湯管と、貯湯タンク内が所定の負圧状態となると空気を導入する空気導入弁と、貯湯タンクの貯湯温度を検出する複数の貯湯温度センサとを備えたものがあった(特許文献1参照)。
また、寒冷地においては、地表近くあるいは家屋内の給水管および給湯管の凍結を防止するために、給水管および給湯管内の湯水を排水するための不凍水抜き栓を介して貯湯式給湯装置を設置する場合がある。なお、不凍水抜き栓は地域ごとに定められている凍結深度以下に埋設され、手動あるいは電動で排水状態、給水状態に切り換えられるもので、特許文献2や特許文献3に示されるようなものが知られている。
特開2002−206804号公報 実開昭60−175963号公報 特開2001−4056号公報
ところが、この従来のものにおいて、強い寒波の到来や、凍結深度を守らずに不凍水抜き栓が施工された場合、不凍水抜き栓を排水状態としていたにも関わらず不凍水抜き栓自体が凍結し、不凍水抜き栓の金属部分に通電して電気解氷を行うまで給湯を行うことができないことがあり、不便なものであった。
本発明は上記課題を解決するため、請求項1では、湯水を貯湯する貯湯タンクと、この貯湯タンクから外部の蛇口へ出湯する給湯配管と、前記貯湯タンクへ給水する給水管と、前記貯湯タンク下部または中間部から取り出した湯を前記給湯配管へ接続する湯排出管と、この湯排出管途中に設けられた開閉弁と、前記貯湯タンク内に空気を導入する手動または自動の空気導入弁と、前記給水管の途中でかつ前記給湯配管から分岐された給湯分岐管に接続され、前記給水管の水と前記給湯配管の湯を排出する不凍水抜き栓とを備え、前記開閉弁の開弁と前記空気導入弁の開弁によって前記貯湯タンク内の湯を前記湯排出管および前記給湯分岐管を介して前記不凍水抜き栓へ排出可能とした。
これにより、貯湯タンク内の湯面と不凍水抜き栓との落差によって貯湯タンク内の湯を不凍水抜き栓に排出可能となり、貯湯タンク内の湯を利用して不凍水抜き栓の解氷が可能となる。
また、請求項2では、湯水を貯湯する貯湯タンクと、この貯湯タンクから外部の蛇口へ出湯する給湯配管と、前記貯湯タンク下部へ給水する給水管と、前記貯湯タンク下部または中間部から取り出した湯を前記給湯配管へ接続する湯排出管と、この湯排出管途中に設けられた電動開閉弁と、前記貯湯タンク内に空気を導入する自動または電動の空気導入弁と、前記貯湯タンク内の湯水の温度を検出する複数の貯湯温度センサと、前記給水管の途中でかつ前記給湯配管から分岐された前記給湯分岐管に接続され、前記給水管の水と給湯配管の湯を排出する不凍水抜き栓と、この不凍水抜き栓の解氷を指示する指示手段とを備え、前記指示手段により解氷が指示されると、前記電動開閉弁を開弁すると共に、前記空気導入弁の開弁によって前記貯湯タンク内の湯を前記湯排出管および前記給湯分岐管を介して前記不凍水抜き栓へ排出する解氷動作を行うようにした。
これにより、貯湯タンク内の湯面と不凍水抜き栓との落差によって貯湯タンク内の湯を不凍水抜き栓に排出可能となり、貯湯タンク内の湯を利用して不凍水抜き栓の解氷が可能となる。
また、請求項3では、請求項2のものにおいて、前記解氷動作中に、前記貯湯タンク下部の前記貯湯温度センサが温度低下したことを検出すると、前記電動開閉弁を閉弁すると共に、前記空気導入弁の閉弁によって解氷動作を終了するようにした。
これにより、不凍水抜き栓が解氷されて給水が流通すると、貯湯タンク下部に導入され、貯湯タンク下部の貯湯温度センサで検出する温度が、それまで貯湯している湯の温度から急激に低下することとなって、解氷されたことを検知でき、電動開閉弁および空気導入弁を閉弁して解氷動作を自動的に終了することができ、貯湯タンク内の湯の解氷動作への使用を最小限に抑えることができる。
また、請求項4では、請求項3のものにおいて、前記貯湯タンク下部の前記貯湯温度センサが温度低下したことを検出しないまま、前記解氷動作を開始して所定時間が経過すると、前記電動開閉弁を閉弁すると共に、前記空気導入弁の閉弁によって解氷動作を終了するようにした。
これにより、解氷ができないまま所定時間が経過したら解氷動作を終了し、貯湯タンク内の湯がなくなってしまうことを防止できる。
また、請求項5では、請求項3のものにおいて、解氷動作の終了時に給湯可能となった旨を報知するようにした。
これにより、給湯可能となった旨をユーザーに報知することができ、利便性が向上する。
また、請求項6では、請求項4のものにおいて、解氷動作の終了時に前記不凍水抜き栓が凍結している旨を報知するようにした。
これにより、解氷を完了できずに、不凍水抜き栓が凍結したままである旨をユーザーに報知することができ、利便性が向上する。
このように、不凍水抜き栓が凍結し、給水圧が印加されない状態でも、簡単な操作で貯湯タンク内の湯を利用して解氷でき、利便性が向上する。
本発明の第1実施形態の概略構成図。 不凍水抜き栓の断面図。 第2実施形態の概略構成図。 第2実施形態の作動を説明するためのフローチャート。 第3実施形態の概略構成図。
次に、本発明の第1の実施形態の貯湯式給湯装置を図1に基づいて説明する。
図1において、1は貯湯式給湯装置の筐体、2は湯水を貯湯する貯湯タンク、3は貯湯タンク2底部に給水する給水管、4は貯湯タンク2頂部から出湯する出湯管、5は給水管3からバイパスされた給水バイパス管、6は出湯管4からの湯と給水バイパス管5からの水とを混合し、その混合比を制御して所望の給湯設定温度を給湯するための混合弁、7は混合弁6で混合された湯を蛇口8に給湯するための給湯管、9は貯湯タンク2底部から排水するための排水管、10は排水管を開閉する排水バルブである。ここで、出湯管4および給湯管7で給湯配管を構成しているものである。
11は給水管3途中に設けられ市水を一定の給水圧に減圧する給水減圧弁、12は貯湯タンク2の上部に連通して設けられ手動で開閉可能な空気導入弁である。
13は筐体1外で給湯管7から分岐した給湯分岐管、14は給水減圧弁11よりも上流側の給水管3途中に介在し、かつ給湯分岐管13が接続される不凍水抜き栓である。この不凍水抜き栓14は、凍結深度以下の地中に埋設され、給水を止水すると共に給水管3および給湯分岐管13の水抜きを行うためのもので、図2に示すように、排水状態および給水状態とを切り換えるための操作ハンドル14aと、給水管3の水を排水するための排水口14bと、給湯管7および給湯分岐管13の湯を排出するための排湯口14cとを備えている。
15a〜eは貯湯タンク2の側面上下に複数設けられ貯湯タンク2内の貯湯温度を検出する貯湯温度センサ、16は給湯管7途中に設けられ給湯流量を内部の羽根車の回転数により検出する流量センサ、17は給湯温度を検出する給湯温度センサ、18は貯湯タンク2内の湯水を加熱する加熱手段としての電熱ヒータである。なお、加熱手段としてヒートポンプ式の加熱手段を用いても構わないものである。
19は、所望の給湯設定温度を設定する温度設定スイッチ19aと、給湯設定温度等を表示する表示器19bとを有したリモートコントローラである。
20は貯湯温度センサ15a〜e、流量センサ16、給湯温度センサ17の検出値が入力されると共にリモートコントローラ19と通信可能に接続され、混合弁6、加熱手段としての電熱ヒータ18の作動を予め記憶されたプログラムに従って制御する制御部である。
そして、21は貯湯タンク2の下部と給湯分岐管13よりも上流の給湯管7とを接続する湯排出管、22はこの湯排出管21の開閉を手動で行えるようにした開閉弁である。なお、ここでは、湯排出管21は排水管9より分岐して設けているが、これに限らず、貯湯タンク2内の湯を落差によって排出可能であれば貯湯タンク2の下部や中間部に独立して接続してもよいものである。
次に、この第1実施形態の作動について説明する。
ユーザーが夜間等に配管の凍結の恐れを感じて不凍水抜き栓14を排水状態となるようにしている間に、強い寒波等によって不凍水抜き栓14の給水側が凍結した場合、朝になってユーザーが不凍水抜き栓14を給水状態に切り換えて蛇口8を開いても湯も水も出てこないこととなる。
そのような場合、ユーザーが空気導入弁12を開くと共に、湯排出管21の開閉弁22を開くと、貯湯タンク2内の湯面と不凍水抜き栓14との落差によって、貯湯タンク2底部の湯が湯排出管21、給湯管7、給湯分岐管13、不凍水抜き栓14の排湯口14cを順に流れて排出され、排出される湯からの熱伝導によって不凍水抜き栓14を解氷することができる。
なお、この第1実施形態においては、前記空気導入弁12として貯湯タンク2内が負圧になった場合に開弁して貯湯タンク2内に空気を導入する自動空気導入弁を用いてもよく、この場合、開閉弁22を開くことで貯湯タンク2内の湯が不凍水抜き栓14へ排出されると共に貯湯タンク2内が負圧状態となり自動空気導入弁が開弁されて湯の排出を円滑に行えるようになると共に、開閉弁22を閉じるかあるいは貯湯タンク2に給水圧が印加されることで貯湯タンク2内の負圧状態が解除され自動空気導入弁が閉弁されて貯湯タンク2内の湯の排出が停止されることとなる。
このように、不凍水抜き栓14が凍結し、給水圧が印加されない状態でも、簡単な操作で貯湯タンク2内の湯を利用して解氷でき、利便性が向上する。
次に、第2の実施形態を図3、4に基づいて説明する。なお、前記第1実施形態と同じ構成は同じ符号を付してその説明を省略する。
図3において、23は電気的駆動手段(例えばモータや電磁弁)によって開閉され貯湯タンク2を外気と連通させる電動空気導入弁、24は電気的駆動手段(例えばモータや電磁弁)によって開閉され湯排出管21を開閉する電動開閉弁、19cはリモートコントローラ19に設けられユーザーによって操作され、不凍水抜き栓14の解氷を指示する指示手段としての解氷スイッチである。
次に、この第2実施形態の作動について図4に示すフローチャートに基づいて説明する。
ユーザーが夜間等に配管の凍結の恐れを感じて不凍水抜き栓14を排水状態となるようにしている間に、強い寒波等によって不凍水抜き栓14の給水側が凍結した場合、朝になってユーザーが不凍水抜き栓14を給水状態に切り換えて蛇口8を開いても湯も水も出てこないこととなる。
そのような場合に、ユーザーがリモートコントローラ19の解氷スイッチ19cを操作すると(ステップS1)、制御部20は、電動空気導入弁23を開放し(ステップS2)、その後に電動開閉弁24を開放し(ステップS3)、貯湯タンク2内の湯面と不凍水抜き栓14との落差によって、貯湯タンク2底部の湯が湯排出管21、給湯管7、給湯分岐管13、不凍水抜き栓14の排湯口14cを順に流れて排出され、排出される湯からの熱伝導によって不凍水抜き栓14を解氷することができる。
そして、不凍水抜き栓14が解氷されて給水状態となると、貯湯タンク2の底部に給水が供給され、電動空気導入弁23から空気が追い出されるため、貯湯タンク2下部の貯湯温度センサ15eまたは15dは、それまで検出していた電熱ヒータ18で沸き上げ後の湯温から急激に低下した温度を検出することとなる(ステップS4でY)。
前記ステップS4で貯湯タンク2下部の温度が低下したことを検出できれば、不凍水抜き栓14は解氷状態となっているため、電動開閉弁24を閉止し(ステップS5)、同時に電動空気導入弁23を閉止し(ステップS6)、リモートコントローラ19の表示器19bに不凍水抜き栓14が解氷されて給湯が可能となった旨の報知を行う(ステップS7)。
このようにして、不凍水抜き栓14が解氷されて給水が流通すると、解氷されたことを検知し、電動開閉弁および電動空気導入弁を閉弁して解氷動作を自動的に終了することができ、貯湯タンク内の湯の解氷動作への使用を最小限に抑えることができると共に、給湯可能となった旨をユーザーに報知することができ、利便性が向上する。
一方、前記ステップS4で貯湯タンク2下部の温度を低下したことを検出できないまま所定時間が経過すると(ステップS8でY)、電動開閉弁24を閉止し(ステップS9)、同時に電動空気導入弁23を閉止し(ステップS10)、リモートコントローラ19の表示器19bに不凍水抜き栓14が解氷できず凍結したままで給湯ができない旨の報知を行う(ステップS11)。
このようにして、、解氷ができないまま所定時間が経過したら解氷動作を終了し、貯湯タンク2内の湯がなくなってしまうことを防止できると共に、解氷を完了できずに、不凍水抜き栓が凍結したままである旨をユーザーに報知することができ、利便性が向上する。
なお、この第2実施形態においては、電動空気導入弁23を用いたが、電動空気導入弁23の代わりに貯湯タンク2内が負圧になった場合に開弁して貯湯タンク2内に空気を導入する自動空気導入弁を用いてもよく、その場合、電動開閉弁24を開弁するととで貯湯タンク2内部が負圧状態となって自動空気導入弁が開弁され、電動開閉弁24を閉弁するか、あるいは貯湯タンク2に給水圧が印加されることで負圧状態が解消され自動空気導入弁が閉弁されるため、電動開閉弁24の開閉制御のみで不凍水抜き栓14の解氷動作を自動で行うことが可能となる。
また、ステップ7での給湯可能な旨の報知およびステップ11での凍結したままである旨の報知の形態は、上記の表示器19bを用いたものに限られず、例えば給湯可能な旨の報知はブザー音を1回鳴動し、凍結したままである旨の報知の形態は長いブザー音を2回鳴動する等、ユーザーに報知することが可能であればその形態は問わないものである。
次に、第3の実施形態を図5に基づいて説明する。なお、前記第1実施形態、第2実施形態と同じ構成は同じ符号を付してその説明を省略する。
25は貯湯タンク2の中間部付近に接続され湯排出管として作用する中間出湯管、26は出湯管4途中に配置され、一端が中間出湯管25(湯排出管)に接続され、出湯管4からの湯か中間出湯管25(湯排出管)からの湯のいずれか一方を混合弁6へ供給する三方弁である。そして、この三方弁26は出湯管4側を選択している際は、中間出湯管25(湯排出管)側を閉塞し、中間出湯管25(湯排出管)側を選択している際は、出湯管4側を閉塞するため、湯排出管を開閉する電動開閉弁として作用するものである。
そして、解氷スイッチ19cが操作されると、電動空気導入弁23が開弁されると共に三方弁26(電動開閉弁)が中間出湯管25(湯排出管)側を開き、貯湯タンク2内の湯面と不凍水抜き栓14との落差によって、貯湯タンク2底部の湯が中間出湯管25(湯排出管)、出湯管4、給湯管7、給湯分岐管13、不凍水抜き栓14の排湯口14cを順に流れて排出され、排出される湯からの熱伝導によって不凍水抜き栓14を解氷することができる。
次に、解氷動作を終了する際は、電動空気導入弁23が閉弁されると共に、三方弁26(電動開閉弁)が出湯管4側を選択して中間出湯管25(湯排出管)が閉じられ、自動的に解氷動作を終了することができるものである。
なお、この第3実施形態においては、電動空気導入弁23を用いたが、電動空気導入弁23の代わりに貯湯タンク2内が負圧になった場合に開弁して貯湯タンク2内に空気を導入する自動空気導入弁を用いてもよく、その場合、給水圧が印加されていない状況において、三方弁26(電動開閉弁)の中間出湯管25(湯排出管)側を開弁するととで貯湯タンク2内部が負圧状態となって自動空気導入弁が開弁され、三方弁26(電動開閉弁)の中間出湯管25(湯排出管)側を閉弁するか、あるいは貯湯タンク2に給水圧が印加されることで負圧状態が解消され自動空気導入弁が閉弁されるため、三方弁26(電動開閉弁)の開閉制御のみで不凍水抜き栓14の解氷動作を自動で行うことが可能となる。
2 貯湯タンク
3 給水管
4 出湯管(給湯配管)
7 給湯管(給湯配管)
8 蛇口
12 空気導入弁
13 給湯分岐管
14 不凍水抜き栓
15a〜e 貯湯温度センサ
19c 解氷スイッチ(指示手段)
21 湯排出管
22 開閉弁
23 電動空気導入弁
24 電動開閉弁
25 中間出湯管(湯排出管)
26 三方弁(電動開閉弁)

Claims (6)

  1. 湯水を貯湯する貯湯タンクと、この貯湯タンクから外部の蛇口へ出湯する給湯配管と、前記貯湯タンクへ給水する給水管と、前記貯湯タンク下部または中間部から取り出した湯を前記給湯配管へ接続する湯排出管と、この湯排出管途中に設けられた開閉弁と、前記貯湯タンク内に空気を導入する手動または自動の空気導入弁と、前記給水管の途中でかつ前記給湯配管から分岐された給湯分岐管に接続され、前記給水管の水と前記給湯配管の湯を排出する不凍水抜き栓とを備え、前記開閉弁の開弁と前記空気導入弁の開弁によって前記貯湯タンク内の湯を前記湯排出管および前記給湯分岐管を介して前記不凍水抜き栓へ排出可能としたことを特徴とする貯湯式給湯装置。
  2. 湯水を貯湯する貯湯タンクと、この貯湯タンクから外部の蛇口へ出湯する給湯配管と、前記貯湯タンク下部へ給水する給水管と、前記貯湯タンク下部または中間部から取り出した湯を前記給湯配管へ接続する湯排出管と、この湯排出管途中に設けられた電動開閉弁と、前記貯湯タンク内に空気を導入する自動または電動の空気導入弁と、前記貯湯タンク内の湯水の温度を検出する複数の貯湯温度センサと、前記給水管の途中でかつ前記給湯配管から分岐された前記給湯分岐管に接続され、前記給水管の水と給湯配管の湯を排出する不凍水抜き栓と、この不凍水抜き栓の解氷を指示する指示手段とを備え、前記指示手段により解氷が指示されると、前記電動開閉弁を開弁すると共に、前記空気導入弁の開弁によって前記貯湯タンク内の湯を前記湯排出管および前記給湯分岐管を介して前記不凍水抜き栓へ排出する解氷動作を行うようにしたことを特徴とする貯湯式給湯装置。
  3. 前記解氷動作中に、前記貯湯タンク下部の前記貯湯温度センサが温度低下したことを検出すると、前記電動開閉弁を閉弁すると共に、前記空気導入弁の閉弁によって解氷動作を終了するようにしたことを特徴とする請求項2記載の貯湯式給湯装置。
  4. 前記貯湯タンク下部の前記貯湯温度センサが温度低下したことを検出しないまま、前記解氷動作を開始して所定時間が経過すると、前記電動開閉弁を閉弁すると共に、前記空気導入弁の閉弁によって解氷動作を終了するようにしたことを特徴とする請求項3記載の貯湯式給湯装置。
  5. 前記請求項3のものにおいて、解氷動作の終了時に給湯可能となった旨を報知するようにしたことを特徴とする貯湯式給湯装置。
  6. 前記請求項4のものにおいて、解氷動作の終了時に前記不凍水抜き栓が凍結している旨を報知するようにしたことを特徴とする貯湯式給湯装置。
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