JP2019128077A - 貯湯式給湯器 - Google Patents

Abstract

【課題】貯湯タンクの給水回路の漏水を検知する貯湯式給湯機を提供する。【解決手段】貯湯タンクＴと、給水回路２と、給湯回路４を有し、給水回路に安全弁２０一体型減圧弁１０を設け、給湯回路に給湯量検出センサー３を設けた貯湯式給湯器Ａである。減圧弁の一次側の給水回路にバイパス回路３０を設け、それにフロート式光センサー３１を設ける。給湯して給水していないにも拘わらず、漏水が生じれば、バイパス回路に流水が生じ、その流水によりフロートが動いてセンサーが動作する。バイパス回路に並列する給水回路に抵抗弁３５を設けて、漏水等の低流量時に、バイパス回路に水が確実に流れるようにする。給湯時、センサー３１の検知信号を無視するとともに、前記検知信号が無い場合はセンサー３１の故障と判断する。【選択図】図１

Description

この発明は、熱源器で加熱した（沸き上げた）湯をタンクに貯湯し、その貯湯タンクの湯を所望の給湯先に給湯する貯湯式給湯器に関するものである。

この種の貯湯式給湯器として、図５に示すものがある。この貯湯式給湯器Ａ’は、貯湯タンクＴを有し、その貯湯タンクＴの下部に減圧弁１を介設した給水回路２を接続し、貯湯タンクＴの上部には流量計（給湯量検出センサー）３を介設した給湯回路４が接続されている。このため、給水回路２から所定圧の水（水道水）ａが貯湯タンクＴ内に供給され、その水ａは、電気加熱装置やヒートポンプユニットなどの加熱源（図示せず）で加熱される。その貯湯タンクＴの湯ｂを給湯回路４によって所望の給湯先に給湯する。

この貯湯式給湯器Ａ’において、水ａを加熱すると（沸き上げると）、貯湯タンクＴ内の湯水が体積膨張を起こす等の原因により、貯湯タンクＴ内の内圧が上昇する。この内圧の過上昇は貯湯タンクＴの破損を引き起こす原因ともなり得るため、貯湯タンクＴには、その内圧を逃がす安全弁（圧力逃がし弁）５が設けられる。従来、一般的に、図示のように、安全弁５は貯湯タンクＴの上部に設けられている。

このような貯湯式給湯器Ａ’において、安全弁５等の故障により、貯湯タンクＴの内圧が過上昇でも無いのに、その安全弁５や給湯回路４から貯湯タンクＴ内の湯ｂが放出される（漏れる）場合がある。この場合、消費者は、給湯量が減少したり、給湯の勢いが劣ったりするため、その漏れ（漏湯）に気づきやすい。このため、それらの修理は比較的早くなされる。
しかし、貯湯タンクＴの上部の安全弁５からの内圧逃がしは、高温の膨張水（湯ｂ）を排出することとなり、貯湯タンクＴ内の熱エネルギーの損失につながる。
このような実情下、今日、エコ給湯の高まりにより、内圧逃がしによる熱エネルギーの損失を少なくするため、図５の鎖線で示すように、貯湯タンクＴの下部に安全弁５を設ける考えも示されている（特許文献１段落０００４）。

特開２０１０−２５３８７号公報

しかし、貯湯タンクＴやその下部に安全弁５を設けた場合、その安全弁５等の故障により、その安全弁５や給水回路２等から、水ａが漏れると、その漏れは、水道から補われるため、給湯には大きく影響しない。このため、消費者がその漏れを気づき難く、水道料金が通常より高くなって初めてその漏れに気づく場合が多い。
近年、省資源化の要求により、そのような漏れもできるだけ、早く検知することが望まれている。

この発明は、貯湯タンクＴの下部に設けた安全弁５や給水回路２から、水ａが漏れた場合（漏水した場合）、その漏水を検知し得るようにすることを課題とする。

上記課題を達成するため、この発明は、給水回路に漏水検知センサーを設け、その漏水検知センサーによって、給水回路における漏水を検知するようにしたのである。
具体的には、貯湯タンクと、その貯湯タンクに水を供給する給水回路と、前記貯湯タンクから沸き上がった湯を給湯する給湯回路を有し、前記給水回路に、前記貯湯タンクに入る水を一定圧に保つ減圧弁と前記沸き上がった湯の膨張水を逃がす安全弁を設け、前記給湯回路には前記貯湯タンクからの給湯量検出センサーを設けた貯湯式給湯器において、前記減圧弁の一次側の給水回路にバイパス回路を設け、そのバイパス回路に漏水検知センサーを設けた構成としたのである。

ここで、給水回路に通常の羽根車式流量センサーを設けることが考え得るが、漏水等の少量の流れは前記通常の羽根車式流量センサーでは検知し得ず、逆に、少量の流量で検知し得る羽根車式流量センサーは高価なものとなる。
これに対し、バイパス回路を設ければ、そのバイパス回路に流れる流量を制限することにより、通常の流通に支障が生じず、一方、給水回路の通常の流通が無くなった時（止水された時）、バイパス回路には少量の流通が有るようにすれば、その流通を漏水と判断することができる。
その漏水検知センサーは、種々の態様のものが採用できるが、フロート式光センサーとすれば、フロートは少量の流通でも動き、その動きを光センサーも容易に検出し得るため、漏水を容易に検出することができる。
上記バイパス回路に並列する給水回路に抵抗弁を設けて、漏水時に、バイパス回路に水が確実に流れるようにするのが好ましい。

上記給湯量検出センサー及び漏水検知センサーからの検知信号はこの給湯器の制御器に入力され、この制御器は、前記給湯量検出センサーの動作時（検知信号が入っている時）は、前記漏水検知センサーの検知信号を無視するようにすることが好ましい。給湯されている時には、貯湯タンクには給水されるため、その給水に伴ってバイパス回路にも流水（水が流通）し、その流水は漏水ではないため、漏水信号は無視すべきだからである。
また、上記制御器は、給湯量検出センサーの動作時、漏水検知センサーの検知信号が入っていない場合は、異常報知をする。上記のように、給湯時には、バイパス回路にも流水があり、漏水検知センサーは必ず検知信号を出すため、その信号が出力されないことは、漏水検知センサーの故障と判断し得るからである。このため、前記異常報知によってその故障を報知する。
さらに、制御器は、給湯量検出センサーの停止時（給湯検知信号が入っていない時）、漏水検知センサーへの制御用電源を適宜間隔で、適宜時間、通電する節電モードを有するものとするが好ましい。常時、前記制御用電源を供給するのは無駄であり、漏水は長期の経時によって生じるため、適宜間隔で、適宜時間の通電によって漏水を検知すれば十分であるからである。適宜間隔、適時時間は、経験則や実験等によって適宜に設定すれば良いが、例えば、１時間間隔で２〜３分等の通電とする。

この発明は、以上のように構成したので、貯湯タンクの下部に設けた安全弁や給水回路から、水が漏れた場合、その漏水を確実に検知し得る。

この発明に係る貯湯式給湯器の一実施形態の概略配管図 同実施形態の安全弁付減圧弁の概略断面図 同実施形態の漏水検知センサーの概略断面図 同実施形態の制御フローチャート 従来の貯湯式給湯器の概略配管図

この発明に係る貯湯式給湯器の一実施形態を図１〜図４に示し、この実施形態の貯湯式給湯器Ａは、図１に示すように、従来と同様に、貯湯タンクＴを有し、その貯湯タンクＴの下部に減圧弁１０（１）を介設した給水回路２を接続し、貯湯タンクＴの上部には流量計（給湯量検出センサー）３を介設した給湯回路４が接続されている。このため、給水回路２から所定圧の水（水道水）ａが貯湯タンクＴ内に供給され、その水ａは、電気加熱装置やヒートポンプユニットなどの加熱源で加熱される。その貯湯タンクＴの湯ｂを給湯回路４によって所望の給湯先に給湯する。

減圧弁１０は、図２に示すように、安全弁２０、吸気弁２８、過圧逃がし弁２９を一体化して有するものであり、ケーシング１１内に、ダイヤフラム１２、弁軸１３、弁体１４、調圧ばね１５、調圧ねじ１６等が組み込まれている。その調圧ねじ１６によってダイヤフラム１２に対する調圧ばね１５の付勢力を調整し、その付勢力とダイヤフラム１２への水圧が均等するようにダイヤフラム１２が図２におい上下動する。その動きに伴って弁体１４も上下動して弁孔１７の開閉度を変化させる。この変化に伴って、給水回路２からの水道水ａの圧力（水圧）が所要の値に減圧されて貯湯タンクＴ内に一定圧の水ａが送り込まれる（給水される）。

安全弁２０は、減圧弁１０と同様に、ケーシング２１内にダイヤフラム２２、弁軸２３、弁体２４、調圧ばね２５、調圧ねじ２６、復帰ばね２７等が組み込まれている。ダイヤフラム２２に所定圧以上がかかると、ダイヤフラム２２が撓み（図２において上方）、それに伴ってばね２５により弁体２４が弁孔２４ａを開放して異常圧を逃がす。
また、安全弁２０のケーシング２１には吸気弁２８、過圧逃がし弁２９が組み込まれている。吸気弁２８は、安全弁２０の負圧弁機能を発揮して弁体（ボール）２８ａが移動（図２において下動）することによって吸気する。過圧逃がし弁２９は、ばね２９ａに抗して弁体２９ｂが弁座２９ｃから離れることによって過圧を逃がす。

以上の構成において、この発明の特徴は、図１、図３に示すように、上記減圧弁１０の一次側の給水回路２にバイパス回路３０を設け、そのバイパス回路３０に漏水検知センサー３１を設けた点である。

漏水検知センサー３１は、図３に示すように、透明な筒体３２内にボール状フロート３３を装填し、筒体３２の外側対向位置に発光素子３３ａと受光素子３３ｂとを設けた光センサーであり、発光素子３３ａから受光素子３３ｂへの光をフロート３３が遮った時、受光素子３３ｂからこの給湯器Ａの制御器Ｃにその信号が入力される。発光素子３３ａ、受光素子３３ｂ等は樹脂盛り（ポッティング）して固定する。その樹脂盛りは両素子３３ａ、３３ｂを視認できるようにする。フロート３３は、バイパス回路３０に流水が無い場合、筒体３２の底に位置し（図３実線状態）、漏水等の流水によって発光素子３３ａから受光素子３３ｂへの光を遮る高さに位置（同図鎖線状態）するように、その重量や大きさを適宜に設定する。

また、バイパス回路３０に並列する給水回路２には抵抗弁３５が設けられている。この抵抗弁３５は、支軸３５ａに弁体３５ｂが軸方向移動自在に嵌ってその弁体３５ｂはばね３５ｃによって押されている。このため、給水時（給湯時）には、給水回路２に流水があるため、その水圧によってばね３５ｃに抗して弁体３５ｂが移動してその流れにある程度の抵抗を付与する。この抵抗によって、バイパス回路３０にも流水する。この流水によって、フロート３３は移動して発光素子３３ａから受光素子３３ｂへの光を遮る。
なお、図中ｃは、Ｏリング等の止水パッキンである。

この発明に係る実施形態の給湯器Ａは以上の構成であり、つぎに、その作用について図４に基づいて説明する。
制御器Ｃに電源が供給されてこの給湯器Ａの制御を行っている状態において、光センサー３１は、一定時間（例えば、１時間）間隔毎に、一定（適宜）時間（例えば、２分）通電されるように設定されている。このため、通常は、光センサー３１へは通電されていない。
制御器Ｃは、その光センサー３１への非通電中（ＯＦＦ時）、給湯中か否かを判断し、給湯中（図４中の「Ｙ」、以下同様）であれば、光センサー３１に通電する。給湯中であるから、給水回路２及びそのバイパス回路３０には水ａが流通している。給湯中は、給湯量検出センサー（流量計）３の流量検知信号によって認識する（当該信号の制御器Ｃへの入力による）。

このとき、そのバイパス回路３０への流水ａによって光センサー３１のフロート３３が移動するため（図３の実線から鎖線状態）、発光素子３３ａから受光素子３３ｂへの光がフロート３３によって遮られ、その遮った旨の信号が制御器Ｃに入力する。この信号の入力があったことは光センサー３１が正常に動作することを意味する。

一方、給湯中でバイパス回路３０に流水しているのにも拘わらず、上記遮った旨の信号が制御器Ｃに入力しない場合は、フロート３３が筒体３２内の底等に固着した場合などの光センサー３１が正常に動作しない状態を意味する。この場合（Ｎ）、フロート３３の固着等による光センサー３１の異常としてその旨を報知する。その報知に基づき、光センサー３１の修理を行う。報知は、表示や警告音等とする。
フロート３３などの光センサー３１に異常がない場合（Ｙ）、初期に復帰する。
このように、給湯毎に、光センサー３１の故障の有無を判断するため、その故障を早期に発見し得る。

給湯中でない場合（Ｎ）において、適宜時間経過していなければ（Ｎ）、制御器Ｃは光センサー３１への通電を行わず、一方、適宜時間が経過すれば光センサー３１に通電する。このように、適宜時間経過（適宜時間間隔）毎に光センサー３１に通電することによって、常時通電する場合に比べて省電力化を図ることができる（待機時間の削減を図ることができる）。

その非給湯中の光センサー３１への通電時、漏水が生じておれば、バイパス回路３０への流水があるため、光センサー３１のフロート３３が移動し、発光素子３３ａから受光素子３３ｂへの光がフロート３３によって遮られるため、その遮った旨の信号が制御器Ｃに入力する。この信号の入力があったことは漏水が生じていることであり、漏水異常報知を行う。この漏水異常報知に基づき、減圧弁１０、安全弁２０を含めた給水回路２の漏れを調べてその修理を行う。例えば、光センサー３１の動作水量は２５ｍｌ／分とすれば、漏水はそれ以上の漏れが生じていることとなる。
この漏れ検出時、給水回路２に電磁弁を介設し、上記漏水異常報知（信号）によって前記電磁弁を閉じて給水回路２を遮断するようにすることができる。

漏水が無ければ、光センサー３１は動作しない（Ｎ）。すなわち、バイパス回路３０への流水が生じず、光センサー３１のフロート３４が移動せず、発光素子３３ａから受光素子３３ｂへの光がフロート３３によって遮られないため、その遮った旨の信号が制御器Ｃに入力しない。このため、漏水が生じていない、と判断する。

因みに、この貯湯式給湯器Ａにおいても、水ａを加熱すると（沸き上げると）、貯湯タンクＴ内の湯水が体積膨張を起こす等の原因により、貯湯タンクＴ内の内圧が上昇する。この内圧の過上昇はその内圧を逃がす安全弁（圧力逃がし弁）２０によって外部に放出される。また、内圧の過上昇は過圧逃がし弁２９によっても回避される。

なお、漏水検知センサーは、フロート式光センサーに限らず、漏水等の少量の流水を検知できるものであれば、バイパス回路３０に介設することによって、この発明の作用効果を得ることができることは勿論である。
このように、今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。この発明の範囲は、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

Ａ 貯湯式給湯器
Ｔ 貯湯タンク
ａ 水（水道水）
ｂ 湯（給湯水）
１ 、１０ 減圧弁
２ 給水回路（管路）
３ 流量計（給湯量検出センサー）
４ 給湯回路（管路）
５、２０ 安全弁（圧力逃がし弁）
２８ 吸気弁
２９ 過圧逃がし弁
３０ バイパス回路
３１ 漏水検知センサー（光センサー）
３３ フロート
３３ａ 発光素子
３３ｂ 受光素子
３５ 抵抗弁

Claims (6)

1. 貯湯タンク（Ｔ）と、その貯湯タンク（Ｔ）に水（ａ）を供給する給水回路（２）と、前記貯湯タンク（Ｔ）から沸き上がった湯（ｂ）を給湯する給湯回路（４）を有し、前記給水回路（２）に、前記貯湯タンク（Ｔ）に入る水（ａ）を一定圧に保つ減圧弁（１０）と前記沸き上がった湯の膨張水を逃がす安全弁（２０）を設け、前記給湯回路（４）には前記貯湯タンク（Ｔ）からの給湯量検出センサー（３）を設けた貯湯式給湯器（Ａ）において、
   上記減圧弁（１０）の一次側の給水回路（２）にバイパス回路（３０）を設け、そのバイパス回路（３０）に漏水検知センサー（３１）を設けた貯湯式給湯器。
2. 上記漏水検知センサー（３１）を、フロート式光センサーとした請求項１に記載の貯湯式給湯器。
3. 上記バイパス回路（３０）に並列する給水回路（２）に、低流量時に、必ず上記バイパス回路（３０）に水（ａ）が流れるように抵抗弁（３５）を設けた請求項１又は２に記載の貯湯式給湯器。
4. 上記給湯量検出センサー（３）及び漏水検知センサー（３１）からの検知信号が入力する制御器（Ｃ）は、前記給湯量検出センサー（３）の動作時は、前記漏水検知センサー（３１）の検知信号を無視するようになっている請求項１乃至３の何れか一つに記載の貯湯式給湯器。
5. 上記給湯量検出センサー（３）及び漏水検知センサー（３１）からの検知信号が入力する制御器（Ｃ）は、前記給湯量検出センサー（３）の動作時、前記漏水検知センサー（３１）の検知信号が入っていない場合は、漏水検知センサー（３１）の異常を報知をするようになっている請求項１乃至４の何れか一つに記載の貯湯式給湯器。
6. 上記給湯量検出センサー（３）及び漏水検知センサー（３１）からの検知信号が入力する制御器（Ｃ）は、前記給湯量検出センサー（３）の停止時、前記漏水検知センサー（３１）への制御用電源を適宜間隔で、適宜時間、通電する節電モードを有する請求項１乃至５の何れか一つに記載の貯湯式給湯器。

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