JP2767500B2 - 中央式給湯装置の給湯ユニット及びこれを用いた熱源装置及びこの熱源装置を備えた中央式給湯装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は中央式給湯装置の給湯ユ
ニット及びこれを用いた熱源装置及びこの熱源装置を備
えた中央式給湯装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】例えばホテル、総合病院等の大、中規模
の各種建物で、全館への給湯を行う場合には、中央式給
湯装置が用いられている。従来の中央式給湯装置は、例
えば図５に示すように、多数の給湯個所ａ１，ａ２，ａ
３，………を通る給湯往き管ｂと給湯還り管ｃとから成
る循環式配管ｄと、熱源装置としてのボイラーｅ並びに
貯湯タンクｆ及び循環ポンプｇ等から構成している。そ
して少なくともボイラーｅや貯湯タンクｆは定期点検や
故障発生時に於いても給湯が中断されないようにするた
め、２組を並列に設け、一方側をバックアップ側として
切替動作可能に構成している。また夫々の給湯能力は、
使用中に能力不足が発生しないようにするために余裕を
持った設計としている。尚、中央式給湯装置では上述し
たように循環式配管を構成して循環給湯式とすることが
多いのであるが、循環給湯式でない場合もある。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】このような従来の給湯
装置では、重量やスペースが嵩み、荷重や施工上の困難
性等の理由から、空きスペースである屋上に設置するの
が困難であり、貴重なスペースである１階や地階に設置
することが多い。また能力に余裕を持った設計をしてい
るとはいっても、業務拡張等のように大幅な能力増が必
要な場合には対応することができず、また増設も困難で
あった。更に、従来の構成は、大量生産に適しておら
ず、コスト高であると共に、運搬や施工が比較的面倒で
あった。本発明はこれらの課題を解決することを目的と
するものである。

【０００４】

【課題を解決するための手段】上述した課題を解決する
ための手段を実施例に対応する添付図面を参照して説明
すると、本発明はまず、架台フレーム１０と、該架台フ
レーム１０の下部に横方向に向けて並列に支持する給湯
用、給水用及び燃料ガス供給用の一組の管ユニット１１
と、該架台フレーム１０の上部に支持する複数の瞬間湯
沸器９とから構成し、上記夫々の管ユニット１１は両端
部に継手部１４を設けると共に、給湯接続用、給水接続
用及び燃料ガス供給接続用の接続管１５を分岐させて複
数組設け、夫々の接続管１５を上記瞬間湯沸器９に接続
して構成する給湯ユニット８を提供する。

【０００５】上記の給湯ユニット８に於いて、夫々の管
ユニット１１に分岐させた設けた接続管１５に手動バル
ブ１６を設けることができる。また上記の構成に於い
て、複数の瞬間湯沸器９は、架台フレーム１０の上部の
一面側だけに設置する構成とする他、両面側に背中合せ
に設置する構成とすることができる。

【０００６】更に本発明は、上記の給湯ユニット８を複
数隣接して設置し、夫々隣接する給湯ユニット８の管ユ
ニット１１を、夫々隣接する管ユニット１１に継手部１
４をもって接続して、共通の給湯用配管、給水用配管及
び燃料ガス供給用配管を構成した熱源装置を提供する。

【０００７】そして本発明は、上記構成の熱源装置の給
湯用配管を給湯個所に連なる給湯管に接続し、給水用配
管を給水個所に連なる給水管に接続すると共に、燃料ガ
ス供給用配管を燃料ガス供給管に接続して構成した中央
式給湯装置と、上記熱源装置の給湯用配管を、給湯個所
２を通る循環式配管１の給湯往き管３に接続し、上記熱
源装置の給水用配管を上記循環式配管１の給湯還り管４
に接続すると共に、燃料ガス供給用配管を燃料ガス供給
管１２に接続して構成した中央式給湯装置を提供する。

【０００８】

【作用】上記の構成に於いて、中央式給湯装置を構築す
る場合には、その所望の給湯能力に応じて給湯ユニット
８の設置数を導出し、これらの複数の給湯ユニット８に
より熱源装置を構成する。即ち、まず所望数の給湯ユニ
ット８の夫々の架台フレーム１０を順次並列に設置する
と共に、給湯用、給水用及び燃料ガス供給用の夫々の管
ユニット１１を、夫々の両端部に設けた継手部１４をも
って順次接続して共通の共通の給湯用配管、給水用配管
及び燃料ガス供給用配管を構成すると共に、夫々の管ユ
ニット１１を夫々の架台フレーム１０の下部に並列に支
持する。そして該架台フレーム１０の上部に複数の瞬間
湯沸器９を支持し、夫々の管ユニット１１に複数組分岐
構成した接続管１５の先端継手部１７を、夫々の瞬間湯
沸器９の対応個所に接続して所望給湯能力の熱源装置を
構成することができる。

【０００９】そしてこのようにして構成した熱源装置の
上記共通の給湯用配管、給水用配管及び燃料ガス供給用
配管を、所定の配管に接続して中央式給湯装置を構成す
ることができる。即ち、構成する中央式給湯装置が循環
給湯式の場合には、複数隣接して設置した端部の給湯ユ
ニット８の夫々の管ユニット１１の一端部を継手部１４
をもって夫々給湯往き管３、給湯還り管４及び燃料ガス
供給管１２に接続することにより給湯循環式の中央式給
湯装置を構成することができる。また、上記給湯用配管
を給湯個所に連なる給湯管に接続し、給水用配管を給水
個所に連なる給水管に接続すると共に、燃料ガス供給用
配管を燃料ガス供給管に接続することにより給湯循環式
でない中央給湯装置を構成することができる。

【００１０】しかして給湯循環式の中央式給湯装置に於
いて、給湯還り管４から対応する管ユニット１１の給水
用配管に至った戻り湯または上水は給水用の接続管１５
ｂに分岐して水入力側から夫々の瞬間湯沸器９の経路を
流れ、熱交換器１８を経て加熱された後、給湯用の接続
管１５ａから給湯往き管３に対応する管ユニット１１ａ
の給湯用配管に合流する。合流した湯は管ユニット１１
ａから給湯往き管３を流れて給湯個所２に至り、その一
部が使用される。そして残りは給湯還り管４を還流し、
適所に於いて補給された上水と合流して再び上述した瞬
間湯沸器９の熱交換器１８を通る循環に供される。

【００１１】以上の中央式給湯装置の運転に於ける給湯
負荷の変動に際しては、燃焼運転させる瞬間湯沸器９の
数を増減して給湯能力を調節することができる。また業
務拡張等に伴う給湯負荷の増大に対しては、既設の給湯
ユニット８に加えて適数の他の給湯ユニット８を上述し
た接続、支持作業により増設することにより、最大給湯
能力を容易に増大して対処することができる。また、い
ずれかの瞬間湯沸器９が故障した場合には、それだけを
修理または取替えるだけで良く、接続管１５に手動バル
ブ１６を設けた構成の場合には、故障した瞬間湯沸器９
に対応する手動バルブ１６を閉とすることで、他の瞬間
湯沸器９の動作状態、即ち給湯をしている状態での修理
または取替えを容易に行うことができる。

【００１２】

【実施例】次に本発明の実施例を図について説明する。
図１は本発明を適用した中央式給湯装置の全体構成の実
施例を系統図として表したものであり、この中央式給湯
装置は給湯循環式の構成である。まず図に於いて符号１
は多数の給湯個所２（２ａ，２ｂ，２ｃ，…）を通る循
環式配管であり、この循環式配管１は給湯往き管３と給
湯還り管４とから構成しており、この循環式配管１の適
所、例えば図に示すように給湯還り管４に循環ポンプ５
を設けている。またこの給湯還り管４には給水管６を接
続している。給水管６はバルブ７や大気解放タンク（図
示省略）を介して上水道に接続する構成としているが、
場合によっては逆止弁等を介して直接に上水道に接続す
ることもできる。符号８（８ａ，８ｂ，８ｃ，…）は瞬
間湯沸器９を用いた複数の給湯ユニット８であり、この
複数の給湯ユニット８と上記循環式配管１とから中央式
給湯装置を構成している。尚、以上に示すように添数付
き符号と同符号で、添数のない符号は、これらの添数付
き符号を代表して示すものである。以下同様。

【００１３】図２、図３は給湯ユニット８の具体的構成
の一例を表した夫々正面図、左側面図である。この給湯
ユニット８は架台フレーム１０の下部に、夫々給湯往き
管３用、給湯還り管４用及び燃料ガス供給管１２用の一
組の管ユニット１１（１１ａ，１１ｂ，１１ｃ）を横方
向に向けて並列に支持すると共に、上部に複数の瞬間湯
沸器９を支持して構成している。管ユニット１１（１１
ａ，１１ｂ，１１ｃ）は架台フレーム１０に突設した横
桟部材１３に適宜の金具等により支持する構成としてい
る。また瞬間湯沸器９は図４に示すようにねじ止め等の
適宜の方法により架台フレーム１０の上部に支持する構
成としている。そして図１〜図３に示すように、夫々の
管ユニット１１は、両端部に継手部１４（１４ａ，１４
ｂ）を設けると共に、瞬間湯沸器９への給湯用接続管１
５ａ、給水用接続管１５ｂ及び燃料ガス供給用接続管１
５ｃを複数組分岐して構成しており、夫々のこれらの接
続管１５に手動バルブ１６（１６ａ，１６ｂ，１６ｃ）
を設けた構成としている。実施例に於いては、上記給湯
往き管３用及び給湯還り管４用の管ユニット１１ａ，１
１ｂの継手部１４は管フランジで構成すると共に、管ユ
ニット１１ｃの継手部１４は相補的にユニオン継手を構
成するものとしている。従って、後者の継手部１４ａ，
１４ｂは互いにユニオン継手の他の構成要素を成してい
る。また図２，図３の実施例では上記複数の瞬間湯沸器
９は架台フレーム１０の上部に背中合せに設置する構成
としている。このようにして架台フレーム１０毎、即ち
給湯ユニット８毎にその上部に支持する瞬間湯沸器９の
数は適宜に設定することができ、例えば図２、図３の実
施例では背中合せに支持して合計４台の瞬間湯沸器９を
設置し得る構成としている。この構成は図１では給湯ユ
ニット８ｂに対応するものであり、従って給湯ユニット
８ａは２台の瞬間湯沸器９を背中合せに設置する構成に
対応するものである。本発明は上記の給湯ユニット８の
適数を隣接して設置して中央式給湯装置の熱源装置を構
成することができる。

【００１４】以上の構成の給湯ユニット８により給湯循
環式の中央式給湯装置を構成するには、所望の給湯能力
に応じて給湯ユニット８の設置数を導出し、この設置数
の架台フレーム１０を順次並列に設置する。そして隣接
する給湯ユニット８の管ユニット１１を、夫々の両端部
に設けた継手部１４をもって順次接続して、上記架台フ
レーム１０の下部に並列に支持する。また端部に位置す
る給湯ユニット８の管ユニット１１の端部は上記継手部
１４をもって夫々給湯往き管３、給湯還り管４及び燃料
ガス供給管１２に接続する。一方、他の端部に位置する
給湯ユニット８の管ユニット１１の端部には継手部１４
をもって盲蓋（図示省略）を接続する。そして設置した
架台フレーム１０の上部に夫々所定数の瞬間湯沸器９を
支持し、夫々の管ユニット１１に分岐構成した接続管１
５の先端継手部１７を、夫々の瞬間湯沸器９の対応個所
に接続して、図１に示すような給湯循環式の中央式給湯
装置を構成することができる。上述しているように、上
記の熱源装置を給湯循環式でない中央式給湯装置にも適
用し得ることは勿論である。

【００１５】このようにして中央式給湯装置を構成する
夫々の瞬間湯沸器９には、図１に示すように通常の個別
制御の瞬間湯沸器９と同様に熱交換器１８とそれを加熱
するためのバーナ１９を設け、また水入力側から湯出力
側に至る湯沸経路には流量センサ２０と湯温センサ２１
及び電動バルブ２２を設けると共に、これらのセンサ２
０，２１に基づいたバーナ１９の燃焼制御と電動バルブ
２２の開閉制御を行う個別制御手段２３を設けている。
そしてこれらの個別制御手段２３は中央制御手段２４に
より集中的に管理する構成としている。前記個別制御手
段２３によるバーナ１９の燃焼の制御は、前述した流量
センサ２０により、水入力側から湯出力側に至る湯沸経
路の所定量以上の流水を検出してバーナ１９の燃焼を開
始する動作と共に、前記湯温センサ２１により熱交換器
１８の下流側の湯温を、予め個別制御手段２３に設定し
た温度とするように制御するフィードバック制御や、湯
温センサ２１に加えて熱交換器１８の上流側の戻り湯ま
たは水温を検出する水温センサ（図示省略）を設けて行
うフィードフォワード制御またはこれらを組み合わせた
制御等、通常の個別使用の瞬間湯沸器９に於いて使用さ
れている適宜の制御方法を適用することができる。尚、
瞬間湯沸器９の実際の動作に必要な他の構成要素、例え
ばファンモータ、点火プラグ、フレームロッド等のバー
ナ安全装置、電磁弁、比例制御弁、風圧スイッチ、空焚
防止スイッチ等の構成要素は図示を省略している。また
図１に示す３台の瞬間湯沸器９の構成は全て同様であ
り、従って共通の構成要素に対応する符号は一部省略し
ている。

【００１６】以上の構成に於いて、給湯に際して中央制
御手段２４は、動作させるべき瞬間湯沸器９の個別制御
手段２３に指令を送り、電動バルブ２２を開とする。こ
のように開の指令を送る瞬間湯沸器９の数は、給湯負荷
に応じて設定する。給湯負荷は、例えば各瞬間湯沸器９
の流量センサの測定値の和により検出したり、給湯往き
管３を流れる湯温により検出したりすることができる。

【００１７】しかして循環ポンプにより給湯還り管４を
流れる戻り湯は、給水管から補給された上水と合流して
給湯還り管４から給湯ユニット８の対応する管ユニット
１１ｂに流入する。そして給水用接続管１５ｂから電動
バルブ２２が開の瞬間湯沸器９の水入力側に流入し、熱
交換器１８を経て加熱された後、給湯用接続管１５ａか
ら給湯往き管３に対応する管ユニット１１ａに合流す
る。合流した湯はこの管ユニット１１ａから給湯往き管
３を流れて給湯個所２に至り、その一部が使用される。
そして残りは給湯還り管４を還流し、湯の使用量に応じ
て前記給水管から補給された上水と合流して再び上述し
た瞬間湯沸器９の熱交換器１８を通る循環に供される

【００１８】以上の動作に於いて、湯の使用量が増え、
即ち給湯負荷が大きくなると、中央制御手段２４は現在
動作中の瞬間湯沸器９に加えて、停止中の適数の瞬間湯
沸器９の個別制御手段２３に指令を送り、その電動バル
ブ２２を開とする。こうして指令によって電動バルブ２
２が開となった瞬間湯沸器９が上述と同様な動作を開始
し、それまでに動作中の瞬間湯沸器９と同時に動作する
ので、全体としての給湯能力が増大し、前述した負荷の
増大に対処することができる。逆に湯の使用量が減り、
給湯負荷が小さくなると、中央制御手段２４は現在電動
バルブ２２が開で運転中の瞬間湯沸器９を適数選択し
て、選択した瞬間湯沸器９の個別制御手段２３に指令を
送り、その電動バルブ２２を閉とする。こうして、動作
状態の瞬間湯沸器９の数が減ることにより、給湯負荷の
減少に対応することができる。以上の動作に於いて増減
させる瞬間湯沸器９の数等は適宜に設定することがで
き、例えば適数毎に段階的に増減させる方法を採用する
ことができる。

【００１９】尚、以上の説明では各個別制御手段２３に
加えて中央制御手段２４を設けているが、この他の構成
としては、中央制御手段２４を設けずに、いずれかの個
別制御手段２３にこの機能を持たせることもできるし、
各個別制御手段２３が相互に通信することにより集合的
に中央制御手段として機能するように構成することもで
きる。

【００２０】以上の中央式給湯装置では、例えば業務拡
張等に伴い必要給湯量が大幅に増大して、既設の給湯ユ
ニット８の瞬間湯沸器９の全数を動作させても対応でき
ない場合には、既設の給湯ユニット８に加えて適数の他
の給湯ユニット８を、上述した接続、支持作業により増
設することにより、最大給湯能力を容易に増大すること
ができる。給湯ユニット８の増設は、夫々複数の瞬間湯
沸器９の増設となるので、瞬間湯沸器９個々の給湯能力
自体は比較的小さくても、給湯ユニット８の増設毎に給
湯能力を大きく増大することができると共に、増設した
給湯ユニット８に支持可能な数の瞬間湯沸器９の全ては
増設せずに将来の需要増に対応することもでき、きめ細
かな増設を行うことができる。また以上の使用に際し
て、いずれかの瞬間湯沸器９が故障した場合には、それ
だけを修理または取替えるだけで良く、この修理または
取替えは夫々の接続管１５に設けた手動バルブ１６を閉
とすることで、他の瞬間湯沸器９の動作状態、即ち給湯
をしている状態での修理または取替えを容易に行うこと
ができる。

【００２１】

【発明の効果】本発明は以上の通りであるので、以下に
示す効果を奏する。まず本発明では、給湯循環式または
給湯循環式でない中央循環式給湯装置の熱源装置を複数
の給湯ユニットから構成したので、これらの給湯ユニッ
トの複数の瞬間湯沸器の動作を制御することにより負荷
の変動に対応させる構成としたので、従来の中央給湯装
置に於いて必要であった貯湯タンクは不要となる。また
複数の瞬間湯沸器のいずれかが故障した場合にも、それ
だけを修理または取替えるだけで良く、故障に対しても
即座に対応することができ、給湯の中断を防止すること
ができるので、切替動作可能な２組を予め設置しておく
必要がない。また業務拡張等に伴い必要給湯量が大幅に
増大する場合には、既設の装置に、適数の他の給湯ユニ
ットを増設すれば良いので、将来を見越して給湯能力を
予め余裕をもった設計とする必要はない。従って本発明
では、重量及び所要スペースを大幅に低減することがで
き、また複数の給湯ユニットは、架台フレーム、管ユニ
ット、瞬間湯沸器を夫々ユニットとして運搬可能である
こと等により施工が容易となるので、建物の空きスペー
スである屋上への設置が可能であり、従来の中央式給湯
装置に占有されていた１階や地階のスペースを有効に利
用することができる。また本発明の給湯ユニットは、ユ
ニット毎に複数の瞬間湯沸器を備えた構成としているの
で、瞬間湯沸器個々の給湯能力自体は比較的小さくて
も、増設毎に給湯能力を大きく増大することができると
共に、増設した給湯ユニットに支持可能な数の瞬間湯沸
器の全ては増設せずに将来の需要増に対応することもで
き、きめ細かな増設を行うことができる。そして瞬間湯
沸器は夫々を多量生産することができるので、一品生産
的であった従来の装置と比較して、コストを大幅に低減
することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を適用した給湯循環式の中央式給湯装置
の実施例の全体構成を表した系統図である。

【図２】本発明の給湯ユニットの実施例を表した正面図
である。

【図３】本発明の給湯ユニットの実施例を表した左側面
図である。

【図４】給湯ユニットに於ける瞬間湯沸器の取付方法の
一例を示す斜視図である。

【図５】従来の給湯循環式の中央式給湯装置の一例を表
した系統図である。

【符号の説明】

１ 循環式配管 ２ 給湯個所 ３ 給湯往き管 ４ 給湯還り管 ５ 循環ポンプ ６ 給水管 ７ バルブ ８ 給湯ユニット ９ 瞬間湯沸器 １０ 架台フレーム １１ 管ユニット １２ 燃料ガス供給管 １３ 横桟部材 １４ 継手部 １５ 接続管 １６ 手動バルブ １７ 先端継手部 １８ 熱交換器 １９ バーナ ２０ 流量センサ ２１ 湯温センサ ２２ 電動バルブ ２３ 個別制御手段 ２４ 中央制御手段

フロントページの続き (72)発明者 西 恭弘 静岡県富士市西柏原新田201番地 高木 産業株式会社内 (72)発明者 高木 多佳雄 静岡県富士市西柏原新田201番地 高木 産業株式会社内 (72)発明者 望月 公雄 静岡県富士市西柏原新田201番地 高木 産業株式会社内 (72)発明者 篠原 占三 静岡県富士市西柏原新田201番地 高木 産業株式会社内 (72)発明者 橋本 州典 静岡県富士市西柏原新田201番地 高木 産業株式会社内 (72)発明者 高井 秀忠 静岡県富士市西柏原新田201番地 高木 産業株式会社内 (56)参考文献 特開 平４−39567（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−184016（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−195859（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) F24H 9/06 301 F24D 17/00 F24H 1/10 301

Claims (6)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 架台フレームと、該架台フレームの下部
   に横方向に向けて並列に支持する給湯用、給水用及び燃
   料ガス供給用の一組の管ユニットと、該架台フレームの
   上部に支持する複数の瞬間湯沸器とから構成し、上記夫
   々の管ユニットは両端部に継手部を設けると共に、給湯
   接続用、給水接続用及び燃料ガス供給接続用の接続管を
   分岐させて複数組設け、夫々の接続管を上記瞬間湯沸器
   に接続して構成することを特徴とする中央式給湯装置の
   給湯ユニット
2. 【請求項２】 請求項１の給湯ユニットに於いて、夫々
   の管ユニットに分岐させて設けた接続管に手動バルブを
   設けたことを特徴とする中央式給湯装置の給湯ユニット
3. 【請求項３】 請求項１または２の給湯ユニットに於い
   て、複数の瞬間湯沸器は架台フレームの上部の両面側に
   背中合せに設置する構成としたことを特徴とする中央式
   給湯装置の給湯ユニット
4. 【請求項４】 請求項１、２または３の給湯ユニットを
   複数隣接して設置し、夫々隣接する給湯ユニットの管ユ
   ニットを、夫々隣接する管ユニットに継手部をもって接
   続して、共通の給湯用配管、給水用配管及び燃料ガス供
   給用配管を構成したことを特徴とする中央式給湯装置の
   熱源装置
5. 【請求項５】 請求項４の熱源装置の給湯用配管を給湯
   個所に連なる給湯管に接続し、給水用配管を給水個所に
   連なる給水管に接続すると共に、燃料ガス供給用配管を
   燃料ガス供給管に接続して構成した中央式給湯装置
6. 【請求項６】 請求項４の熱源装置の給湯用配管を、給
   湯個所を通る循環式配管の給湯往き管に接続し、上記熱
   源装置の給水用配管を上記循環式配管の給湯還り管に接
   続すると共に、燃料ガス供給用配管を燃料ガス供給管に
   接続して構成した中央式給湯装置