JP2775188B2 - 給湯システムにおける配管の凍結防止装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 イ 産業上の利用分野 本発明は、湯沸し器に給水パイプと給湯パイプとを夫
々接続し、給水パイプを介して給水源から供給された水
を前記湯沸し器で加熱して風呂や洗面所へ供給する給湯
システムにおいて、停電時でもパイプ及び湯沸し器内の
水の凍結を確実に防止する凍結防止装置に関する。

ロ 従来技術 寒冷地では、冬期に水道管内の水が凍結により膨張
し、それによってパイプが破裂する事故が多発する。

上記給湯システムにおいては、殊に湯沸し器が屋外に
設置されている場合、パイプによる配管部は勿論、湯沸
し器内の水までもが凍結する虞れがあり、時には室内配
管部の凍結すらも心配される。

そこで従来は、湯沸し器やパイプに、例えばヒータの
ような商用電源を用いて給水及び給湯パイプ内の水の凍
結を防止する凍結防止器を取り付けて内部に貯まってい
る水を暖める一方、それでもなお凍結の虞れが予想され
るときは、水抜きを実行して凍結によるパイプの破裂や
器具の破損を防止することが行なわれている。

ハ 発明が解決しようとする課題 忙しいときは水抜きを忘れがちであるし、水抜きしな
くても大丈夫だとの予想が外れることもあるので、凍結
の虞れがある状況下にあって、ヒータをONして水抜きを
していない場合がある。

そのようなヒータを利用した凍結防止は、停電になっ
て電力が供給されないと凍結防止効果が失われ、凍結す
る可能性が高くなる。

又、ヒータがOFFになっていたり、断線している場合
は、停電にならなくても同じことが言えるし、激寒時に
は、ヒータのみでは不十分である。

ニ 課題を解決するための手段 本発明は、水抜きが実行されていない状況下におい
て、停電があった場合、或いは停電時及び停電とは関係
なく凍結が予想される場合、凍結防止を図る凍結防止装
置であって、その第一の発明の構成は、商用電源を用い
て給水及び給湯パイプ内の水の凍結を防止する凍結防止
器を備えた給湯システムにあって、湯沸し器に接続され
た給水パイプと給湯パイプとを、給湯パイプ側から給水
パイプ側へのみ通水可能な逆止弁を備えたバイパス路で
接続し、湯沸し器と給水源とを結ぶ給水パイプの途中に
排水路を分岐接続すると共に、その分岐点に、通電時は
給水パイプの湯沸し器接続側と給水源とを接続し、通電
を断つとそれを排水路側に切り換え接続する電動式自己
復帰形三方弁を設けたことにある。

又、第二の発明の構成は、前記第一の構成に成る凍結
防止装置に、常態で電動式自己復帰形三方弁への電力供
給を維持し、温度センサにより凍結が予想される温度を
検知した場合に、その電動式自己復帰形三方弁への電力
供給を自動的に遮断するコントローラを備えたことにあ
る。

尚ここで前記給水及び給湯パイプには湯沸かし器を含
んでもよく、排水路とは、必ずしも水路に形成されてい
なければならないものではなく、水抜きが可能であれ
ば、電動式自己復帰形三方弁の本体に設けられたポート
も含まれることを確認しておく。

ホ 作用 第一の発明は、電動式自己復帰形三方弁に電力を供給
しておくことにより、給水パイプの湯沸し器接続側と給
水源とが接続されて給湯システムによる所定の給湯が可
能となっていて、停電によって電動式自己復帰形三方弁
への通電が断たれると、電動式自己復帰形三方弁が、給
水パイプの湯沸し器接続側と排水路とが接続されるよう
に切り換わり、給水源からの水の供給がカットされると
共に、各パイプ内の水及び湯を排水路から排出する。

従って、停電により電熱ヒータ等の凍結防止器への電
源が断たれても自動的に排水されて凍結を防止できる。

又、コントローラを備えた第二の発明は、停電時のみ
ならず、凍結の危険性がある温度になったときにも電動
式自己復帰形三方弁への電力供給が遮断され、電動式自
己復帰形三方弁が給水パイプの湯沸し器接続側と排水路
とが接続されるように切り換わり、給水源からの水の供
給がカットされると共に、各パイプ内の水及び湯が排水
路から排出される。

ヘ 実施例 本発明に係る給湯システムにおける配管の凍結防止装
置を、図面に基づいて説明する。

１は屋外に設置された湯沸し器であり、この湯沸し器
１は、給水パイプ２を介し、水の供給源である水道配管
３に接続されていると共に、給湯パイプ４を介して風呂
の蛇口５に接続されていて、蛇口５を開くことにより、
その蛇口５からは湯沸し器１で加熱された湯が出るよう
になっている。

前記給水パイプ２及び給湯パイプ４の屋外に露出した
部分には、夫々凍結防止器としてのテープ状のヒータ６
が巻き付けられていて、必要に応じてそのヒータ６に通
電を行なうことによって、ヒータ６から発する熱でパイ
プを暖めることができる。

屋内に配管された給水パイプ２と給湯パイプ４とはバ
イパスパイプ７で接続されており、その、バイパスパイ
プ７には、給湯パイプ４側から給水パイプ２側へのみ通
水可能な逆止弁８が取り付けられている。

尚給水パイプ２と給湯パイプ４とが接近している場合
には、給水パイプ２と給湯パイプ４を逆止弁８で直結
し、前記バイパスパイプ７を省略することもできる。

給水パイプ２における前記バイパスパイプ７接続部の
水道配管３接続側には排水パイプ９が分岐接続されてお
り、その分岐点に、給水パイプの湯沸し器接続側を、排
水パイプ９又は水道管３のいずれか一方に切り換え接続
する電動式自己復帰形三方弁10が設けられている。

この電動式自己復帰形三方弁10は、切り換え操作を電
気的に行なうモータ10a及び蓄電部10bを備えていて、そ
のモータ10aに電力を供給すると、モータ10aの働きでボ
ール弁10cが回転し、給水パイプ２の湯沸し器接続側を
給水源である水道配管接続側に連通させ（第１図）、通
電を断つと、前記蓄電部10bの電力でモータ10aによりボ
ール弁10cが逆に回転し、排水パイプ側に切り換わって
給水パイプ２の湯沸し器接続側を排水パイプ９と連通さ
せる（第２図）ようになっている。

このモータ10a及び前記ヒータ６への電力供給は家庭
用の電源であるAC100Vのコンセントから行われ、湯沸し
器１に内蔵されたコントローラ11からの指令により、リ
レー12を介してON、OFF操作される（第３図）。

尚前記湯沸し器１内の配管部には、水抜き時にその配
管内が負圧になると、開弁して空気を吸入する吸気弁13
が設けられている。

次にコントローラ11について説明すると、コントロー
ラ11は、そのコントローラ11を室内で遠隔操作するリモ
ート操作部11aを有し、コントローラ11内には、NAND及
びNOT回路で構成され、リモート操作部11aの水抜きスイ
ッチ14及びリセットスイッチ15からの信号、給水パイプ
２のヒータ６が巻き付けられた部位に取り付けられてい
る温度センサ16による検知温度が、設定温度以下である
か否かの情報信号によって、前記リレー12を作動する電
子回路（第４図）が組み込まれている。

尚前記水抜きスイッチ14からの信号はＡに、リセット
スイッチ15からの信号はＢに、又温度低下による情報信
号はＣに入力され、それら各信号は、水抜きスイッチ14
及びリセットスイッチ15をONした場合に夫々０が出力さ
れ、通常は１が出力されている。

又温度センサ16により検知された温度の情報信号は、
電源ON時又はリセットスイッチ15をON操作した時に図示
しないタイマが作動し、タイムアップ後、同じく図示し
ない比較回路により設定温度以下であるかが比較され、
設定温度以下なら０が出力され、設定温度以上かタイム
アップしていなければ１が出力される。

そして、前記水抜きスイッチ14又は温度センサ16によ
り検知された温度信号のいずれかが０を出力した場合は
リレー12がON作動し、モータ10a及びヒータ６への電力
供給が断たれると共に、タイマーがリセットされる。

このように形成された給湯システムにおける配管の凍
結防止装置の作動を、第５図のフローチャートに従って
説明する。

最初少なくとも電源ON操作の瞬間には停電でないと仮
定して、まず電源をON操作すると、ステップS1（以下ス
テップＳは単にＳとのみ称する）でモータ10aが駆動
し、給水パイプ２は水道配管３と連通して給湯可能な常
態となる。

そして停電になるとモータ10aへの電力供給が断た
れ、S2により即座に蓄電部10bに蓄えられている電力で
モータ10aが逆駆動し、電動式自己復帰形三方弁10が排
水パイプ９側に切り換わる。

すると吸気弁13から空気が流入し、水頭差により排水
パイプ９から水抜きされる。

このとき給湯パイプ内４の水は、バイパスパイプ７を
通って排水パイプ９に流れ込み、そこから排水パイプ外
へ抜ける。

停電にならなければ給湯可能な常態を維持し、水抜き
スイッチ12をONすれば、S3の実行で強制的に水抜きする
こともできるし、設定温度以下になったら、コントロー
ラの働きによって前記S3を実行し、自動的に水抜きする
とともに、ヒータをOFFにする。

尚、前記停電による水抜き後に通電が回復した場合、
及び停電によらない水抜き状態時にリセットスイッチ15
を操作した場合は、再度S1が実行されて給湯可能な常態
に戻るのである。

このように、水抜きされていない状況下では、ヒータ
が断線したり、気温が設定温度以下になって水温の低下
が検知されれば、停電にならなくても電動式自己復帰形
三方弁が切り換わって水抜きが自動的に実行され、停電
になったとき（コンセントが外れた場合を含む）は、気
温が設定温度以上でも電動式自己復帰形三方弁の働きで
水抜きされ、いずれの場合にも凍結が防止される。

前記実施例において使用した電動式自己復帰形三方弁
は、ボールバルブをモータで駆動する方式であるが、モ
ータ以外にソレノイドを用い、弁を進退作動させる電磁
式を採用することもでき、そのようにすれば通電が絶た
れるとバネ力によって復帰動作するから、蓄電部は不要
となる。

本発明は少なくとも停電時における凍結防止を目的と
していて、温度を検知して電動式自己復帰形三方弁への
電力供給を遮断するコントローラを備え、停電と水温の
低下の両方に対応した前記実施例のタイプと、前記実施
例に示した凍結防止装置からコントローラの機能を外
し、停電にのみ対応するタイプとの二つの態様が含まれ
る。

実施例では、ヒータを併用し、そのヒータによって凍
結防止を図ると共に、万一ヒータが断線したり気温が急
変して凍結の可能性が高くなった場合は、水抜きにより
凍結防止対策を完璧に実行するものを説明したが、必ず
しもヒータに代表される凍結防止器が使用されていなく
てもかまわないし、温度センサの数や取り付け位置は適
宜変更して差し支えなく、屋内の配管は水抜きしやすい
よう天井に設けることもできる。

ト 効果 第一の発明によれば、水抜きがされていない状況下で
停電になった場合は、直ちに電動式自己復帰形三方弁が
切り換わって水抜きが実行され、コントローラを備えた
第二の発明によれば、停電時のみならず凍結する温度に
なったときにも水抜きを実行し、凍結が確実が防止され
るから、寒冷地、殊に厳寒地域での実益は図り知れない
ものがある。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明に係る給湯システムにおける配管の凍結防
止装置を示したもので、第１図は常態における給湯シス
テムの説明図、第２図は水抜き状態を示す給湯システム
の説明図、第３図はヒータとモータとに電力を供給する
回路図、第４図はコントローラの電子回路図、第５図は
水抜き作動のフローチャート図である。 １……湯沸し器、２……給水パイプ、３……水道管、４
……給湯パイプ、５……蛇口、６……ヒータ、７……バ
イパスパイプ、８……逆止弁、９……排水パイプ、10…
…電動式自己復帰形三方弁、10a……モータ、10b……蓄
電部、10c……ボールバルブ、11……コントローラ、11
……リモート操作部、12……リレー、13……吸気弁、14
……水抜きスイッチ、15……リセットスイッチ、16……
温度センサ、S1、S2、S3……ステップ。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭60−48447（ＪＰ，Ａ) 実開 昭57−109445（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭59−67748（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) E03C 1/04 F24H 1/10 303 E03B 7/12

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】商用電源を用いて給水及び給湯パイプ内の
   水の凍結を防止する凍結防止器を備えた給湯システムに
   あって、湯沸し器に接続された給水パイプと給湯パイプ
   とを、給湯パイプ側から給水パイプ側へのみ通水可能な
   逆止弁を備えたバイパス路で接続し、湯沸し器と給水源
   とを結ぶ給水パイプの途中に排水路を分岐接続すると共
   に、その分岐点に、通電時は給水パイプの湯沸し器接続
   側と給水源とを接続し、通電を断つとそれを排水路側に
   切り換え接続する電動式自己復帰形三方弁を設けた給湯
   システムにおける配管の凍結防止装置。
2. 【請求項２】湯沸し器に接続された給水パイプと給湯パ
   イプとを、給湯パイプ側から給水パイプ側へのみ通水可
   能な逆止弁を備えたバイパス路で接続し、湯沸し器と給
   水源とを結ぶ給水パイプの途中に排水路を分岐接続する
   と共に、その分岐点に、通電時は給水パイプの湯沸し器
   接続側と給水源とを接続し、通電を断つとそれを排水路
   側に切り換え接続する電動式自己復帰形三方弁を設け、
   常態ではその電動式自己復帰形三方弁への電力供給を維
   持し、温度センサにより凍結が予想される温度を検知し
   た場合に、その電動式自己復帰形三方弁への電力供給を
   自動的に遮断するコントローラを備えて成る給湯システ
   ムにおける配管の凍結防止装置。