JP2022134957A - 貯湯式給湯装置 - Google Patents

Abstract

【課題】地震などによる断水発生時、飲料水の確保が重要な課題であった。【解決手段】温水を貯湯する貯湯タンク１と、飲料用の水を貯水する貯水タンク２と、貯湯タンク１の下部と貯水タンク２の上部とを連結する連結管９と、貯湯タンク１から取り出した水を加熱する加熱手段５と、貯湯タンク１下部から加熱手段５を介して貯湯タンク１上部に戻す経路である加熱循環回路と、給湯混合弁１３で混合した混合水を給湯する給湯管とを備え、貯水タンク２の容量は、貯湯タンク１の容量よりも小さくし、連結管９には、連結管９を介した湯水の流れを遮断することができると共に、手動で開閉可能な非常用バルブ２４を有し、貯水タンク２の上部には、手動で開閉可能な開閉弁２５を設け、貯水タンク２の下部には、貯水タンク２内の水を取り出し可能な非常用取水栓２７が連通されているようにした。【選択図】図１

Description

本発明は、断水時でも貯水タンク内に蓄えられた水を使用することができる貯湯式給湯装置に関するものである。

従来より、貯湯式給湯機のレジリエンス対応が求められており、雷や地震などで断水や停電になってしまっても貯湯タンク内に溜まった湯水を使用することができる貯湯式給湯装置が求められている。

例えば、特許文献１のように、非常時は、タンクユニット上部に備えられている逃し弁を開き、タンクユニット下部に備えられている非常用取水栓を開くことで、逃し弁から貯湯タンク内に空気が流入させ、貯湯タンク内の湯水を非常用取水栓からバケツ等に取水することができるものが知られている（特許文献１）。

また、貯湯式給湯機の貯湯タンクの水は一度沸き上げを行うため水道水に含まれるカルキなどの消毒が抜けてしまい、高温に沸き上げるため滅菌処理はされるが飲料水として用いるのは推奨されていない。

特開２０１３－２１７６１９号公報

しかし、特許文献１のように地震などによる断水発生時、貯湯タンク内の湯水を取り出すことができても生活用水としての用途の水であり、加熱してしまった水は飲料水としては推奨されていないため断水時には貯湯タンク以外での飲料水の確保が重要な課題であった。

また、給湯運転等により貯湯タンク内の湯水が消費されると、その分給水管から水がタンク内に給水されるが、長時間滞留している可能性のある湯水と混ざってしまうので、飲料水として用いるのは推奨されておらず、飲料水として用いる場合は、加熱してしまった湯水と混合させず、かつ、長時間滞留していた可能性のある湯水と混合させないようにする必要があるという課題があった。

本発明は上記課題を解決するため、温水を貯湯する貯湯タンクと、飲料用の水を貯水する貯水タンクと、前記貯湯タンクの下部と前記貯水タンクの上部とを連結する連結管と、前記貯湯タンクから取り出した水を加熱する加熱手段と、前記貯湯タンク下部から前記加熱手段を介して前記貯湯タンク上部に戻す経路である加熱循環回路と、前記貯湯タンク上部から出湯する出湯管と、前記貯水タンク下部に給水する給水管と、前記連結管から分岐した給水バイパス管と、前記出湯管の高温水と前記給水バイパス管の給水とを混合する給湯混合弁と、前記給湯混合弁で混合した混合水を給湯する給湯管とを備え、前記貯水タンクの容量は、前記貯湯タンクの容量よりも小さくし、前記連結管には、前記連結管を介した湯水の流れを遮断することができると共に、手動で開閉可能な非常用バルブを有し、前記貯水タンクの上部には、手動で開閉可能な開閉弁を設け、前記貯水タンクの下部には、前記貯水タンク内の水を取り出し可能な非常用取水栓が連通されているようにした。

また、連結管には、前記貯湯タンク内の水が前記貯水タンク内に流入しないようにする逆止弁を設けた。

この発明によれば、貯水タンク２の容量は貯湯タンク１の容量よりも小さく、給湯運転等で貯湯タンク１の湯が使用されると、その分貯水タンクの下部から給水が行われ、貯水タンク２内の水は新しい水に入れ替わるので、長時間水を滞留させることを防止しつつ、突然の落雷や地震等の災害により停電及び断水になってしまった場合でも、飲料水として利用できる新鮮な水を貯水タンク内に確保することができる。

また、雷や地震などで停電及び断水になってしまっても、沸き上げた湯を貯める貯湯タンクとは別に飲料用の水を貯水しておく貯水タンクを設け、貯湯タンクと貯水タンクを連結する連結管には非常用バルブを設けて、取水時に非常用バルブを閉じることで貯水タンク内に貯湯タンク内の湯水が流入してしまわないようにして、貯水タンク内の水のみを飲料水として取水することができると共に、非常用取水栓から貯水タンクの水を容易に取り出すことができる。

この発明の第一実施形態の概略説明図 この発明の第二実施形態の概略説明図 この発明の手動式の加圧式ポンプの一例 この発明の第三実施形態の概略説明図

本発明の貯湯式給湯機の実施形態を図１に基づいて説明する。
図１において、１は貯湯式給湯機の湯水を貯湯する貯湯タンク、２は飲料用の水を貯水する貯水タンク、３は貯水タンク２底部に給水する給水管、４は貯湯タンク１頂部から出湯する出湯管、５は貯湯タンク１の水を加熱するヒートポンプ式の加熱手段、６は貯湯タンク１の下部と加熱手段５に接続する加熱往き管６は加熱往き管６の途中に設けられた加熱循環ポンプ、８は加熱手段５と貯湯タンク１の上部を接続する加熱戻り管、９は貯湯タンク１の下部と貯水タンク２の上部を連結する連結管である。

また、加熱循環回路は貯湯タンク１、加熱往き管６、加熱手段５、加熱戻り管７で構成されたものであり、貯湯タンク１には加熱手段５により沸き上げられた湯水が貯湯されるが、加熱循環回路を通過した水は貯水タンク２には貯水されない。

１０は加熱手段５に備えられた外気温度を検出する外気温度サーミスタ、１１は貯湯タンク１の側面上下に複数設けられ貯湯タンク１内の貯湯温度を検出する貯湯温度サーミスタである。

１２は連結管９からバイパスされた給水バイパス管、１３は出湯管４からの高温湯と給水バイパス管１２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給湯混合弁、１４は給湯混合弁１３で混合された湯を給湯栓１５に給湯するための給湯管である。

この給湯混合弁１３は、内部に備えた弁の開度を高温側（出湯管４側）と水側（給水バイパス管１２側）に切り替えることで混合比率を変え、混合水の温度を調整して出湯することができる。

１６は給湯管１４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給湯流量センサ、１７は給湯温度を検出する給湯温度サーミスタ、１８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、１９は給水管３の途中に設けられ市水の温度を検出する給水サーミスタ、２０は給水管３途中に設けられた給水を遮断する給水遮断弁、２１は貯湯タンク１の上部に連通して設けられ手動で開閉可能な逃し弁である。

２２は給湯の制御を行う制御装置で、外気温度サーミスタ１０、貯湯温度サーミスタ１１、給湯流量センサ１６、給湯温度サーミスタ１７、給水サーミスタ１９の検出値が入力され、加熱循環ポンプ８、給湯混合弁１３を駆動するものである。

次に、沸き上げ運転について説明する。
沸き上げ要求があると、制御装置２２は、貯湯タンク１と加熱手段５を繋ぐ加熱往き管６の途中にある加熱循環ポンプ８を駆動して、貯湯タンク１内下部から水をくみ上げ、加熱手段５で温めて加熱戻り管７を介して貯湯タンク１上部に戻す動作を続ける事により徐々に貯湯タンク１内の水が高温水へと沸き上げる。

次に、給湯運転ついて説明する。
給湯栓１５が開かれると給水管３から給水され、貯水タンク２の下部からに流入した分だけ貯水タンク２の上部から水が押し出される。そして、連結管９を経由して貯湯タンク１下部に流入すると共に給水バイパス管１２を通り、貯湯タンク１上部から押し出された高温水と給水バイパス管１２の給水が給湯混合弁１３で混ぜ合わされ、給湯設定温度と給湯温度サーミスタ１７で検出された温度が同じなるように調整された湯水が給湯栓１５から給湯される。

次に本発明の特徴的な貯湯タンク１と貯水タンク２との容量の違いについて説明する。
貯水タンク２の容量は貯湯タンク１の容量よりも小さく、内部に貯留する液体の量も貯水タンク２の方が少ない（ここでは、貯湯タンク１＝３５０Ｌ、貯水タンク２＝５０Ｌ）。

ここで、貯水タンク２の容量は５０Ｌとしているが、これに限られず、目安としては非常時下での１日に１人３Ｌ必要として、４日分×３Ｌ＝１２Ｌ（１人分、４日間）
家族４人の場合は、４人分×１２Ｌ＝４８Ｌ（家族４人分、４日間）が必要となるので、約５０Ｌとしている。このように、貯水タンク２の容量は家族構成や確保しておきたい日数に応じて適宜決めて良い。

また、貯湯タンク１の上流側に連結管９を介して貯水タンク２があるため、貯湯タンク１の上部からの高温水と給水バイパス管１２からの給水を混合して給湯管１４から給湯する給湯運転を行うと、貯湯タンク１の下部から流入する分と、給水バイパス管１２から給湯混合弁１３に流入する分との水が貯水タンク２内から送出されるため、給湯運転で利用された水の量だけ貯水タンク２内から水が送出され、給水管３から新たな給水が行われる。

ここで、貯水タンク２の容量の上限として、貯水タンク２の容量は使用者が１日に使用する給湯量よりも少ない量にすることが望ましく、１日の給湯量よりも貯水タンク２内に貯められる量が少なければ、給湯運転によって、毎日貯水タンク２内のすべての水が入れ替わることになるので貯水タンク２内に新鮮な水を確保しておくことができる。したがって、貯水タンク２の容量の上限としては１日の給湯量よりも少ない容量が好ましい。また、飲料用としては長期間貯水タンク２内に滞留することを防ぐため、貯水している水が少なくとも３～４日程度で消費できる量が好ましい。

このように、貯水タンク２の容量は貯湯タンク１の容量よりも小さく、給湯運転等で貯湯タンク１の湯が使用されると、その分貯水タンク２の下部から給水が行われ、貯水タンク２内の水は新しい水に入れ替わるので、長時間水を滞留させることを防止しつつ、突然の落雷や地震等の災害により停電及び断水になってしまった場合でも、飲料水として利用できる新鮮な水を確保することができる。

次に本発明の特徴的な構成である停電及び断水時に貯水タンク２内の飲料水を取り出すための構成について図１に基づいて第一実施形態を説明する。

２３は貯湯タンク１と貯水タンク２とを連結する連結管９に設けられた逆止弁であり、貯湯タンク１内の湯水が飲料用の貯水タンク内に流入するのを防止している。

２４は連結管９に設けられ、貯水タンク２の水及び空気が貯湯タンク１内に送出されるのを閉止するか否かを切り替え可能な非常用バルブであり、２５は貯水タンク２の上部に連通して設けられ手動で開閉可能な開閉弁である。

２６は貯水タンクの下部に連通して設けられた非常用取水管、２７は非常用取水管の下流側に設けられた非常用取水栓であり、手動で開閉可能である。

次に貯水タンク２内の飲料水を取り出す場合の作業を説明する。
落雷や地震等の災害により停電及び断水になってしまった場合、非常用バルブ２４を閉じ、貯水タンク２の上部の開閉弁２５を開き、貯水タンク２の下部の非常用取水栓２７を開くことで貯水タンク２内に溜まった水は非常用取水栓２７から取り出せる。

このように、雷や地震などで停電及び断水になってしまっても、沸き上げた湯を貯める貯湯タンクとは別に飲料用の水を貯水しておく貯水タンクを設け、貯湯タンクと貯水タンクを連結する連結管には非常用バルブを設けて、取水時に非常用バルブを閉じることで貯水タンク内に貯湯タンク内の湯水が流入してしまわないようにして、貯水タンク内の水のみを飲料水として取水することができると共に、非常用取水栓から貯水タンクの水を容易に取り出すことができる。

また、この貯水タンク２内の水は、加熱手段５による沸き上げ経路（加熱往き管６、加熱手段５、加熱戻り管７、貯湯タンク１）とは縁切りされているため、飲料水として利用できるので、断水時でも飲料水を確保することができると共に、生活用水としての湯水を取り出すために貯湯タンク１の下部に別途非常用取水栓を設けることで貯湯タンク１からも生活用水を取り出すこともできる。

また、貯水タンク２の容量は貯湯タンク１の容量よりも小さく、貯湯タンク１の上流側に連結管９を介して貯水タンク２があるため使用者が貯湯タンク１の湯水を使用すると、貯水タンク２内の水が貯湯タンク１に流入され、貯水タンク２内には新たな給水が行われるため長期間貯水タンク２内に水が滞留してしまうのを防ぐことができ、貯水タンク２内の水を新鮮な水に保つことができる。

また、連結管９には逆止弁２３が設けられているので、取水時に貯水タンク２内の水が少なくなっても貯湯タンク１内の湯水が連結管９を介して貯水タンク２に逆流してしまうことがないため、貯水タンク２内の水を飲料水として利用できる状態を保つことができる。

また、連結管９には、逆止弁２３を設けているので、貯湯タンク１内の湯水が飲料用の貯水タンク２内に流入されるのを防止することができ、貯水タンク２は沸き上げ経路と縁切りされているので、貯水タンク２内の水のカルキなどの消毒が抜けてしまわないため飲料に適した水を確保することができる。

次に、加圧式ポンプを用いた場合での断水時に貯水タンク２内の水を取り出すための構成と作業について図２に基づいて第二実施形態を説明する。
ここでは第一実施形態と同一のものは同一の符号を付けてその説明を省略する。

２８は貯湯タンク１及び貯水タンク２を内包する貯湯ケースユニットであり、２９は貯水タンク２内に空気を送り込み、送り込んだ空気の圧力により貯水タンク２内の水を押し出す加圧式ポンプである。この加圧式ポンプ２９は、本体部３０と、送出側ホース３１とにより構成されている。また、本体部３０の駆動機構は手動式でも電動式でも良く、貯水タンク２内に空気を送り込むものならばよい。

３２は送出側ホース３１を接続するために貯湯ケースユニット２８に設けられた接続部、３３は一端を接続部３２と接続し、他端を貯水タンク２に接続した空気導入管である。そして、加圧式ポンプ２９を駆動させて発生させた空気は送出側ホース３１、接続部３２、空気導入管３３と経由して貯水タンク２内に送出させることが可能である。

加圧式ポンプ２９を用いて貯水タンク２内に空気を送出しても連結管９を介して貯湯タンク１側や給水バイパス管１２側に空気が漏れてしまうのを非常用バルブ２４を閉じておくことで防止する。

また、非常用バルブ２４と開閉弁２５と非常用取水栓２７とは手動による切り替えが可能であり、停電時でも容易に流路の切り替えを行うことができる。

次に、貯水タンク２内の飲料水を取り出す場合の作業を説明する。
落雷や地震等の災害により停電及び断水になってしまった場合、加圧式ポンプ２９の送出側ホース３１を接続部３２に接続し、非常用バルブ２４を閉じ、非常用取水栓２７を開方向に切り替える。

そして、加圧式ポンプ２９を駆動させることで、貯水タンク２内に空気が送出され、貯水タンク２内に送出された空気圧により、貯水タンク２の下部から非常用取水管２６を介して非常用取水栓２７から送出される。

このようにして、落雷や地震等の災害により停電及び断水になってしまった場合でも容易に貯水タンク２に溜まった水を取り出すことができる。

次に手動式の加圧式ポンプ２９の一例を図３に基づいて説明すると、２９１は手動による上下に往復させることが可能はピストン部、２９２は開閉可能で送出側にしか空気が流れないようにする逆止弁の機能を有した蓋部、２９３は蓋部を備えたガスケット部である。

図３のように、ピストン部２９１を上方向に引っ張ると、蓋部２９２が開き、空気が本体部３０の下部に流入していく。その後ピストン部２９１を下方向に押し込みはじめる と、蓋部２９２が閉まり、本体部３０の下部の空気が押し出され、送出側ホース３１から送出される。この動作を繰り返すことにより送出側ホース３１から貯水タンク２へと空気が送られていく。

次に、断水時に貯水タンク２内の水を給湯栓１５から取り出すための構成と作業について図４に基づいて第三実施形態を説明する。
ここでは第一実施形態と同一のものは同一の符号を付けてその説明を省略する。

３４は給湯管１４の上流側または非常用取水管２６側に手動による切り替えが可能な取水三方弁であり、第三実施形態では非常用取水管２６の一端を貯水タンク２の下部に接続し、他端を取水三方弁３４に接続している。また、第三実施形態では給湯栓１５を貯水タンク２の水を取水する第二の非常用取水栓としている。

次に、貯水タンク２内の飲料水を取り出す場合の作業を説明する。
貯水タンク２内の水を貯水タンク２の下部から非常用取水管２６を介して給湯栓１５（第二の非常用取水栓）から取水する場合は、非常用バルブ２４を閉じ、取水三方弁３４を非常用取水管２６側に切り替え、加圧式ポンプ２９を駆動させることで、貯水タンク２内に空気が溜まり、溜まった空気に押し出されて非常用取水管２６を経由し、取水三方弁３４から給湯管１４に合流して給湯栓１５（第二の非常用取水栓）から貯水タンク２内の水を取り出す。

このように、給湯栓１５（第二の非常用取水栓）を代用することで、貯水タンク２の下部から非常用取水管２６を介して貯水タンク２内の水を取り出すことができ、衛生的に良い屋内の給湯栓１５から取水することができる。

なお、本発明は本実施形態に限定されるものではなく、要旨を変更しない範囲で改変する事を妨げるものではなく、例えば、本発明では加圧式ポンプ２９の例として手動式の加圧式ポンプ２９を記したが、これに限られるものではなく、遠心力や回転を利用したものや、電動式の加圧式ポンプ２９、汲み上げ式のポンプなどがある。なお、本発明は停電時及び断水時に貯水タンク２内の水を飲料水として取水するため、電動式の加圧式ポンプ２９の駆動源は予備電源等により供給可能なものが好ましい。

１ 貯湯タンク
２ 貯水タンク
３ 給水管
４ 出湯管
５ 加熱手段
９ 連結管
１２ 給水バイパス管
１３ 給湯混合弁
１４ 給湯管
１５ 給湯栓（第二の非常用取水栓）
２３ 逆止弁
２４ 非常用バルブ
２５ 開閉弁
２６ 非常用取水管
２７ 非常用取水栓
２８ 貯湯ケースユニット
２９ 加圧式ポンプ
３０ 本体部
３１ 送出側ホース
３２ 接続部
３３ 空気導入管
３４ 取水三方弁

Claims (2)

1. 温水を貯湯する貯湯タンクと、
   飲料用の水を貯水する貯水タンクと、
   前記貯湯タンクの下部と前記貯水タンクの上部とを連結する連結管と、
   前記貯湯タンクから取り出した水を加熱する加熱手段と、
   前記貯湯タンク下部から前記加熱手段を介して前記貯湯タンク上部に戻す経路である加熱循環回路と、
   前記貯湯タンク上部から出湯する出湯管と、
   前記貯水タンク下部に給水する給水管と、
   前記連結管から分岐した給水バイパス管と、
   前記出湯管の高温水と前記給水バイパス管の給水とを混合する給湯混合弁と、
   前記給湯混合弁で混合した混合水を給湯する給湯管とを備え、
   前記貯水タンクの容量は、前記貯湯タンクの容量よりも小さくし、
   前記連結管には、前記連結管を介した湯水の流れを遮断することができると共に、手動で開閉可能な非常用バルブを有し、
   前記貯水タンクの上部には、手動で開閉可能な開閉弁を設け、
   前記貯水タンクの下部には、前記貯水タンク内の水を取り出し可能な非常用取水栓が連通されているようにしたことを特徴とする貯湯式給湯装置。
2. 前記連結管には、前記貯湯タンク内の水が前記貯水タンク内に流入しないようにする逆止弁を設けたことを特徴とする請求項１記載の貯湯式給湯装置。

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