JP2881933B2 - 給湯装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この発明は、浴槽への給湯を全自動的に行なう貯湯式
の給湯装置に関するものである。

［従来の技術］ 近年、一般家庭における台所あるいは浴室等に設置さ
れた給湯設備への給湯をリモコンによる遠隔操作により
全自動的に行ない得るようにした給湯システムが開発さ
れ実用に供されている。

従来、この種の給湯装置、特に、浴室内の浴槽への給
湯装置においては、水道管からの水を減圧弁を介して給
湯機の給湯用熱交換器の缶体内に給水して加熱昇温し、
この加熱昇温された湯水を湯水混合弁を介して自然圧で
浴槽の循環口から給湯させるとともに、浴槽内の湯水が
所定の水位に達したとき、その水位の検知により給湯を
自動的に停止させてなる構成を有している。

そして、浴槽内の湯水が所定の設定温度以下に低下し
た際には、浴槽内の湯水を循環口から給湯機の追い焚き
用熱交換器内に強制循環させて追い焚きし、保温を行な
うようになっている。

［発明が解決しようとする課題］ しかしながら、このような従来構造の給湯装置にあっ
ては、浴槽内の湯水の追い焚き循環口より上までの初期
給湯状態を検知するためには、浴槽内の残湯検知を何回
も繰返し行ないながら給湯しなければならず、給湯・残
湯検知の切り換えに時間を要し、給湯時間が長くなると
いった問題があった。

［発明の目的］ この発明の目的は、浴槽内の水位検知が正確かつ迅速
に行なえ、給湯に要する最短時間で行なうことができる
ようにした給湯装置を提供することにある。

［目的を達成するための手段］ 上記した目的を達成するために、この発明は、給水配
管系から給湯機の缶体内に給水され熱交換されて加熱昇
温された湯水を、電磁弁で開閉される給湯配管系を介し
て浴槽内に自動給湯してなるとともに、前記浴槽内に給
湯された湯水を循環口の戻り口から追い焚き配管系を介
して前記給湯機の追い焚き用熱交換器に導入し、この追
い焚き用熱交換器により熱交換された湯水を、前記往き
循環経路となる給湯配管系に循環ポンプを介して循環口
の往き口から浴槽内に循環させてなる追い焚き循環経路
を形成してなるとともに、前記戻り循環経路となる追い
焚き配管系の途上に水位検知手段を設けた給湯装置にお
いて、前記給湯配管系と追い焚き配管系とが電磁弁の閉
弁状態で追い焚き用熱交換器側循環経路を除いて互いに
連通する残湯検知循環経路となる残湯検知配管モード
を、前記追い焚き循環経路の追い焚き配管モードに対し
て切り換え可能に形成し、この残湯検知配管モードの前
記循環ポンプの停止状態における電磁弁の開状態で、前
記追い焚き循環経路の往き循環経路と戻り循環経路の両
方から給湯可能な両側給湯配管モードに形成してなると
ともに、前記電磁弁の閉状態における循環ポンプの駆動
により前記残湯検知配管モードのエア抜きを行なった
後、前記水位検知手段で浴槽内の残湯または水位検知を
行なうように構成してなるものである。

［作用］ すなわち、この発明は、給湯配管系と追い焚き配管系
とが電磁弁の閉弁状態で追い焚き用熱交換器側循環経路
を除いて互いに連通する残湯検知循環経路となる残湯検
知配管モードを、追い焚き循環経路の追い焚き配管モー
ドに対して切り換え可能に形成し、この残湯検知配管モ
ードの循環ポンプの停止状態における電磁弁の開状態
で、追い焚き循環経路の往き循環経路と戻り循環経路の
両方から給湯可能な両側給湯配管モードに形成してなる
とともに、電磁弁の閉状態における循環ポンプの駆動に
より残湯検知配管モードのエア抜きを行なった後、水位
検知手段で浴槽内の残湯または水位検知を行なうように
なっているために、残湯検知配管モードと両側給湯配管
モードの切り換えが電磁弁の開閉のみで簡単に行なえ
る。

また、残湯検知配管モードは、追い焚き用熱交換器側
循環経路を通らないために、追い焚き配管モードに較べ
て配管抵抗が小さく、残湯検知配管モードのエア抜きが
短時間で行なえるとともに、残湯検知時に浴槽内の湯温
が上昇することがない。

この場合、前記追い焚き循環経路の追い焚き配管モー
ドを電磁弁の閉状態における循環ポンプの駆動によるエ
ア抜き後に浴槽内の水位検知を可能にし、かつ、この追
い焚き配管モードに対して、往き循環経路となる給湯配
管系のみで給湯可能な片側給湯配管モードを切り換え可
能に形成するとともに、この片側給湯配管モードで浴槽
の設定水位付近の精密給湯を行なうようにすることによ
り、水位検知が正確に行なえ、しかも、水位検知しなが
らの給湯が行なえるために、自動給湯が最短時間で行な
うことが可能になる。

ところで、このような追い焚き配管モードにおける追
い焚き配管系のエア抜きを行なう理由は、追い焚き時
に、追い焚き配管内にエアがあると、追い焚き用熱交換
器の燃焼による加熱で膨張し、これによって、圧力セン
サの出力が変動するために、精密給湯時に、圧力センサ
の出力が正確に測定することができないからである。

［実施例］ 以下、この発明を図示の一実施例を参照しながら詳細
に説明する。

第１図は、この発明に係る貯湯式の給湯装置における
給湯制御システムを概略的に示すもので、図中１は給湯
機である。

この給湯機１の給湯用熱交換器（図示せず）の缶体２
内には、水道管（図示せず）に接続された給水配管系３
からの水Ｃ・Ｗが減圧弁４を介して給水され、加熱昇温
されるようになっている。

そして、図中５は前記給湯機１で加熱昇温された湯水
Ｈ・Ｗを給湯する主給湯配管系で、この主給湯配管系５
は、図示しない台所あるいは洗面室等への第１の給湯配
管系６と、後述する浴室内の浴槽100に設けた一口構造
の循環口101への第２の給湯配管系７とに分岐され、こ
の第２の給湯配管系７は、湯水混合弁８の湯供給口側に
接続されている。

この湯水混合弁８の水供給口側には、前記給水配管系
３の分岐管3aが接続されているとともに、その湯水混合
出口側には、電磁弁９及び第１及び第２の逆止弁10、11
を介して第３の給湯配管系12が接続されている。

この第３の給湯配管系12は、循環ポンプ13を介して浴
室内の浴槽100に設けた一口構造の循環口101に接続さ
れ、前記混合弁８で所定の設定温度にミキシングされた
湯水を浴槽100内に給湯し得るようになっている。

また、図中14は前記第３の給湯配管系12の第２の逆止
弁11の出口側と循環ポンプ13の入口側との間に設けた第
１の三方弁である。

この第１の三方弁14の各々の弁口には、第２の逆止弁
11の出口側、循環ポンプ13の入口側、前記給湯機１内に
設けた追い焚き用熱交換器15の往き口16側がそれぞれ接
続され、これによって、前記第３の給湯配管系12が往き
循環経路を構成するようになっている。

この追い焚き用熱交換器15の戻り口17側は、浴室内の
浴槽100内に給湯された湯水を一口構造の循環口101の戻
り循環経路を構成する追い焚き配管系18が接続されてい
るとともに、この追い焚き配管系18の途上には、浴槽内
の湯温検知手段としてのサーミスタ19及び浴槽内の水位
検知手段としての圧力センサ20が、浴槽100側を上流側
として下流側に向け順に設置されている。

また、図中21は前記追い焚き用熱交換器15の戻り口17
側と追い焚き配管系18の圧力センサ20の下流側との間に
設けた第２の三方弁である。

この第２の三方弁21の各々の弁口には、前記第２の逆
止弁11の出口側から分岐したバイパス経路となる第４の
給湯配管系22、追い焚き配管系18の下流側、前記追い焚
き用熱交換器15の戻り口17側がそれぞれ接続されてい
る。

したがって、このように形成された追い焚き循環経路
は、前記浴槽100内に給湯された湯水を一口構造の循環
口101の戻り口から追い焚き配管系18を介して前記給湯
機１の追い焚き用熱交換器15に導入し、この追い焚き用
熱交換器15により熱交換された湯水を前記給湯配管系12
を介して循環口101の往き口から浴槽100内に循環させて
なるものである。

なお、図中23は前記台所あるいは洗面室等への第１の
給湯配管系６に設けたバキュームブレーカである。

すなわち、この発明に係る給湯装置は、電磁弁９の開
弁、第１の三方弁14の切り換えによる第２の逆止弁11の
出口側と第３の給湯配管系12との連通、及び第２の三方
弁21の切り換えによる第４の給湯配管系22と追い焚き配
管系18との連通により、浴槽100内への給湯時の呼び水
給湯（水位L₀）、前記循環口101の上側付近までの初期
給湯（水位L₁）、この初期給湯水位L₁の検知後に更にそ
の水位に応じた水位分の循環口給湯（水位L₂）及び浴槽
の大きさに応じた設定水位Ls近くまでの見込み給湯（水
位L₃）が、給湯回路と追い焚き回路との追い焚き循環経
路からなる２回路式の給湯機１における前記第３の給湯
配管系12の往き循環経路と、追い焚き配管系18の戻り循
環経路との両方（両側給湯）から可能なるような第１の
配管モードＡ（第２図参照）を呈している。

また、前記電磁弁９の開弁、第１の三方弁14の切り換
えによる第２の逆止弁11の出口側と第３の給湯配管系12
との連通、及び第２の三方弁21の切り換えによる追い焚
き配管系18と第４の給湯配管系22との遮断により、浴槽
100内への見込み給湯水位L₃から設定水位Lsまでの給湯
を追い焚き循環経路の往き循環経路である第３の給湯配
管系12のみによる片側給湯で行ない得る第２の配管モー
ドＢ（第３図参照）を呈するようになっている。

さらに、前記電磁弁９の閉弁と、第１の三方弁14の切
り換えによる第２の逆止弁11の出口側と第３の給湯配管
系12との連通、及び第２の三方弁21の切り換えによる第
４の給湯配管系22と追い焚き配管系18との連通状態にお
いて、循環ポンプ13を駆動させることにより、圧力セン
サ20の残湯検知による初期給湯水位L₁及び循環口給湯水
位L₂の検知、両側給湯配管系のエア抜き、及びサーミス
タ19による浴槽内の湯温検知を可能にする第３の配管モ
ードＣ（第４図参照）を呈するようになっている。

また、前記電磁弁９の閉弁、第１の三方弁14の切り換
えによる追い焚き用熱交換器15の戻り口16側と第３の給
湯配管系12との連通、及び第２の三方弁21の切り換えに
よる追い焚き用熱交換器15の戻り口17側と追い焚き配管
系18との連通状態における追い焚き循環経路において、
循環ポンプ13を駆動させることにより、追い焚き循環経
路のエア抜きと共に、後述する台所リモコン40のスイッ
チング操作による追い焚き制御を可能にする第４の配管
モードＤ（第５図参照）を呈するようになっている。

すなわち、このような追い焚き配管モードＤにおける
追い焚き配管系のエア抜きを行なわないと、追い焚き配
管内のエアが追い焚き用熱交換器15の燃焼による加熱で
膨張し、これによって、圧力センサ20の出力が変動する
ために、精密給湯時に、圧力センサ20の出力が正確に測
定することができない。

図中30は前記給湯機１に内蔵されたメインコントロー
ルパネル、40はこのメインコントロールパネル30に接続
された台所リモコンである。

この台所リモコン40は、運転スイッチ41、自動給湯ス
イッチ42、全自動スイッチ43、給湯温度調整用ツマミ44
及び浴湯温度調整用ツマミ45の操作により、運転・自動
給湯・全自動・給湯温度・浴湯温度を遠隔操作により制
御可能にしている。

一方、前記メインコントロールパネル30には、試運転
スイッチ31と、この試運転スイッチ31の動作状態を表示
する試運転表示ランプ32と、浴槽100の大きさ（容量）
が例えば200l、250l、300l及び350lなどの範囲に応じて
複数段階に切換え設定可能な切換えスイッチまたは切換
えダイヤル等からなる浴槽容量切り換え手段33と、設定
水位Lsを設定調整するダイヤル等からなる給湯水位設定
調整手段34と、この給湯水位設定調整手段34のダイヤル
等による同調状態を表示する給湯水位設定表示ランプ35
とが備えられている。

すなわち、前記メインコントロールパネル30は、現場
への給湯装置の設置施工後、本運転前に給湯機１を試運
転して、浴槽の大きさに応じた設定水位Lsを設定してな
るもので、まず、浴槽容量切り換え手段33のスイッチン
グまたはボリューム等による切り換え操作により、設置
された浴槽100の大きさを選択し設定する。このとき、
循環口付近までの水位L₁に相当する初期給湯量、この循
環口付近までの水位L₁に相当する水位分の給湯による循
環口給湯水位L₂までの給湯量及び設定水位Ls付近の下方
までの見込み給湯水位L₃までの給湯量は、減圧弁４を介
しての貯湯式の自然圧による給湯方式により、浴槽100
の大きさが設定されれば、時間に換算して給湯時間とし
て容易に決められる。

次いで、浴槽100内に希望する設定水位Lsまで水張り
した後、試運転スイッチ31をONすると、試運転表示ラン
プ32は点滅する。このとき、配管系モードは、第２図に
示すように、電磁弁９が開弁状態、第２の逆止弁11の出
口側と第３の給湯配管系12とが連通状態、第４の給湯配
管系22と追い焚き配管系18とが連通状態をそれぞれ維持
するような第１の配管モードＡを呈し、これによって、
循環ポンプ13への呼び水給湯が行なわれる。

この状態で、所定の時間経過すると、配管系モード
は、第４図に示すように、電磁弁９が閉、第２の逆止弁
11の出口側と第３の給湯配管系12とが連通状態、第４の
給湯配管系22と追い焚き配管系18とが連通状態をそれぞ
れ維持するような第３の配管モードＣに自動的に切り替
わると同時に、循環ポンプ13が駆動し、これによって、
両側給湯配管系のエア抜きが行なわれる。

このように、循環ポンプ13への呼び水給湯及び両側給
湯配管系のエア抜きが終了すると、試運転表示ランプ32
は点滅状態から点灯状態となり、そのときの浴槽100内
の水位を、設定水位Lsとして検出する。

次いで、この状態で、前記給湯水位設定調整手段34の
ダイヤルを廻して設定水位Lsに同調するように設定させ
ると、この同調状態は、給湯水位設定表示ランプ35が点
灯状態を呈することにより表示される。この場合、給湯
水位設定表示ランプ35は、給湯水位設定調整手段34のダ
イヤルによる調整位置が設定水位Lsより低いと消灯状態
を呈し、その調整位置が設定水位Lsより高いときには点
滅状態を呈するような３段階の表示形態を有する。

また、前記循環ポンプ13への呼び水給湯中、または両
側給湯配管系のエア抜き中においては、給湯水位決定調
整手段34のダイヤルによる調整位置がたとえ設定水位Ls
に同調していても、給湯水位設定表示ランプ35は点灯し
ないようにし、これによって、循環ポンプ13への呼び水
給湯中、または両側給湯配管系のエア抜き中における誤
った水位設定を防止している。

このようにして、浴槽100の設定水位Lsが決定された
後は、第６図に示すフローチャートに従って、通常の給
湯及び追い焚きの全自動制御が行なわれる。

すなわち、第６図に示すように、台所リモコン40の運
転スイッチ41をONにした状態で、自動スイッチ42または
全自動スイッチ43をONにすると、配管系モードが第２図
に示すような第１の配管モードＡとなって、自動給湯が
開始され、ST1で停止状態にある循環ポンプ13への呼び
水給湯（水位L₀）が行なわれるとともに、第３の給湯配
管系12のエア抜きが行なわれる。

次いで、所定時間の経過後、配管系モードが第４図に
示すような第３の配管モードＣとなって、循環ポンプ13
が駆動し、ST2で浴槽内の残湯の有無、つまり、循環口1
01付近まで水位が達しているか否かを判定する。このと
き、浴槽内の残湯が「無」と判定された場合には、配管
系モードが第１の配管モードＡとなって、ST3で初期給
湯が行なわれ、この初期給湯後、再び配管系モードは、
第４図に示すような第３の配管モードＣとなって、ST4
で残湯検知が行なわれる。

また、このような浴槽内の残湯「無」状態、つまり初
期給湯が数回（例えば３回以上）繰返しても浴槽内の水
位が循環口付近まで達しないとき、例えば圧力センサの
故障あるいは排水栓の締め忘れなどのようなときには、
「異常」と判定して、自動給湯を停止し、異常信号を出
力するようになっている。

そして、ST4で循環口101付近まで水位が達していると
判定された場合には（水位L₁）、ST5により、第２図に
示すような第１の配管モードＡで、その水位L₁分程度に
応じた給湯量の循環口給湯が行なわれる（水位L₂）。

さらに、第４図に示すような第３の配管モードＣによ
り、ST6で、もう一度、残湯検知が行なわれる。

このように、ST6で循環口101付近まで水位が充分達し
ていると判定された場合には、ST7で、その循環口給湯
水位L₂が圧力センサ20により検知され、このとき、循環
口給湯水位L₂と設定水位Lsとの値が電圧に換算されて比
較され、その差（Ls−L₂）が所定の設定値よりも小さい
場合、つまり、ST5での循環口給湯による水位L₂が見込
み給湯水位L₃まで達していない場合には、第２図に示す
ような第１の配管モードＡにより、ST8で両側給湯によ
る見込み給湯が行なわれる。この見込み給湯は、設定水
位Lsと見込み給湯終了時の水位L₃との水位差に相当する
程度分の給湯量を給湯してなるものである。

そして、ST7で浴槽内の水位が所定の設定値よりも大
きいと判定されて、見込み給湯水位L₃に達したと判定さ
れると、配管系モードを、第５図に示すような第４の配
管モードＤにして、ST9で循環ポンプ13を駆動させ、こ
れによって、追い焚き熱交換器15及び追い焚き配管系18
のエア抜きを行なった後、ST10で見込み給湯終了時の水
位L₃を検知する。

このST10で検知された見込み給湯終了時の水位L₃が設
定水位Lsよりも小さい場合には、循環ポンプ13を停止
し、配管系モードを、第３図に示すような第２の配管モ
ードＢにすることにより、ST11で第３の給湯配管系12の
みによる片側給湯を行ない、精密な給湯が行なわれる。

このように、ST11で第３の給湯配管系12のみによる片
側給湯を行ない、ST10で見込み給湯終了時の水位L₃が設
定水位Lsよりも大きいと判定された場合には、給湯を停
止し、ST11による精密給湯を行なわずに、ST12に移行す
る。このとき、ST10からST12への移行途上で、見込み給
湯終了時の水位L₃が設定水位Lsよりも異常に大きいか否
か、つまり、浴槽から溢れるような異常値になっている
か否かを判定し、異常値であれば、アラームに移行し、
警報を出すようになっている。

ところで、ST2で浴槽内の残湯が「有」と判定された
場合には、ST7に移行する。

そして、ST12で、配管系モードを第３図に示すような
第３の配管モードＣにして、循環ポンプ13を駆動させ、
浴槽100内に給湯された湯水の温度をサーミスタ19で検
知し、湯水の温度が設定温度よりも低い場合には、第５
図に示すような第４の配管モードＤにして、循環ポンプ
13を駆動させることにより、ST13で追い焚きを行ない、
湯水の温度が設定温度になったときに終了して待機す
る。

［発明の効果］ 以上の説明から明らかなように、この発明は、給湯配
管系と追い焚き配管系とが電磁弁の閉弁状態で追い焚き
用熱交換器側循環経路を除いて互いに連通する残湯検知
循環経路となる残湯検知配管モードを、追い焚き循環経
路の追い焚き配管モードに対して切り換え可能に形成
し、この残湯検知配管モードの循環ポンプの停止状態に
おける電磁弁の開状態で、追い焚き循環経路の往き循環
経路と戻り循環経路の両方から給湯可能な両側給湯配管
モードに形成してなるとともに、電磁弁の閉状態におけ
る循環ポンプの駆動により残湯検知配管モードのエア抜
きを行なった後、水位検知手段で浴槽内の残湯または水
位検知を行なうようになっていることから、残湯検知配
管モードと両側給湯配管モードの切り換えを電磁弁の開
閉のみで簡単に行なうことができる。

また、残湯検知配管モードは、追い焚き用熱交換器側
循環経路を通らないために、追い焚き配管モードに較べ
て配管抵抗が小さく、残湯検知配管モードのエア抜きが
短時間で行なえるとともに、残湯検知時に浴槽内の湯温
が上昇することがないというすぐれた効果を奏するもの
である。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明に係る浴湯の給湯装置の全体構成を概
略的に示す説明図、 第２図は同じく第１の配管モードを示す説明図、 第３図は同じく第２の配管モードを示す説明図、 第４図は同じく第３の配管モードを示す説明図、 第５図は同じく第４の配管モードを示す説明図、 第６図は同じく給湯及び追い焚き制御状態を示すフロー
チャート である。 １……給湯機、２……缶体、３……給水配管系、８……
電磁弁、12……第３の給湯配管系（往き循環経路）、13
……循環ポンプ、14……三方弁、15……追い焚き用熱交
換器、18……追い焚き配管系（戻り循環経路）、20……
水位検知手段（圧力センサ）、21……三方弁、22……第
４の給湯配管系（バイパス経路）、100……浴槽、101…
…循環口、Ｃ・Ｗ……水、Ｈ・Ｗ……湯水、Ａ……第１
の配管モード（両側給湯配管モード）、Ｂ……第２の配
管モード（残湯検知配管モード）、Ｃ……第３の配管モ
ード（片側給湯配管モード）、Ｄ……第４の配管モード
（追い焚き配管モード）。

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】給水配管系から給湯機の缶体内に給水され
   熱交換されて加熱昇温された湯水を、電磁弁で開閉され
   る給湯配管系を介して浴槽内に自動給湯してなるととも
   に、前記浴槽内に給湯された湯水を循環口の戻り口から
   追い焚き配管系を介して前記給湯機の追い焚き用熱交換
   器に導入し、この追い焚き用熱交換器により熱交換され
   た湯水を、前記往き循環経路となる給湯配管系に循環ポ
   ンプを介して循環口の往き口から浴槽内に循環させてな
   る追い焚き循環経路を形成してなるとともに、前記戻り
   循環経路となる追い焚き配管系の途上に水位検知手段を
   設けた給湯装置において、 前記給湯配管系と追い焚き配管系とが電磁弁の閉弁状態
   で追い焚き用熱交換器側循環経路を除いて互いに連通す
   る残湯検知循環経路となる残湯検知配管モードを、前記
   追い焚き循環経路の追い焚き配管モードに対して切り換
   え可能に形成し、この残湯検知配管モードの前記循環ポ
   ンプの停止状態における電磁弁の開状態で、前記追い焚
   き循環経路の往き循環経路と戻り循環経路の両方から給
   湯可能な両側給湯配管モードに形成してなるとともに、
   前記電磁弁の閉状態における循環ポンプの駆動により前
   記残湯検知配管モードのエア抜きを行なった後、前記水
   位検知手段で浴槽内の残湯または水位検知を行なうよう
   に構成したことを特徴とする給湯装置。