JP4271635B2 - 給湯装置 - Google Patents

Description

本発明は、貯湯タンク内に貯湯される湯との熱交換によって浴槽の湯水を昇温させる給湯装置に関する。

従来、貯湯タンク内に沸き上げた湯を貯湯し、この貯湯タンク内の湯を給湯する給湯装置では、貯湯タンク内に熱交換器を配置し、この熱交換器と浴槽とを循環配管で接続し、循環配管に設けた循環ポンプによって浴槽内の湯水（以下、浴槽湯水という）を熱交換器に循環させ、貯湯タンク内の湯の熱を利用して浴槽に湯張りされた浴槽湯水を追い焚きする追焚機能付きの給湯装置がある。

貯湯タンクは、この貯湯タンクの下部側に接続される給水管から給水され、例えば貯湯タンク内に配置されるヒータなどで湯を沸き上げて貯湯しており、給湯場所の給湯栓を開くことで、貯湯タンク内にかかる給水圧により貯湯タンク内の湯を押し上げて貯湯タンクの上部側の給湯管から給湯場所に給湯している。

また、例えば、１階に貯湯タンクを設置し、２階に浴槽を設置する場合のように、浴槽を貯湯タンクより高い位置に設置する場合でも、熱交換器内の圧力が貯湯タンク内の圧力つまり給水圧より低くなるように構成することにより、仮に熱交換器に孔があいても、浴槽湯水が熱交換器の孔から貯湯タンク内に流出するのを防止している（例えば、特許文献１参照。）。

また、循環配管を通じて浴槽に設定温度の湯水を給湯して設定湯量分を自動的に湯張りする自動湯張り機能付きの給湯装置がある。この給湯装置では、循環配管の中間に切換弁である電動三方弁を配置し、この電動三方弁に給湯管から湯と給水管からの水とを混合して設定温度とした湯を導くための湯張り用配管を接続し、そして、浴槽への湯張り時には、電動三方弁で湯張り用配管と循環配管とを連通させ、湯張り用配管からの湯を循環配管から浴槽へ給湯して湯張りしている。また、浴槽湯水の追い焚きのための循環時には、電動三方弁で湯張り用配管側を閉止するとともに循環配管を開放し、循環配管を通じて浴槽湯水を熱交換器に循環させている。また、湯張り後などの待機時には、電動三方弁で湯張り用配管側を閉止するとともに循環配管を開放した状態としており、つまり電動三方弁を循環時と同じ状態としている。
特開２００２−４８３９２号公報（第４−５頁、図４）

上述のように、従来の給湯装置では、浴槽を貯湯タンクより高い位置に設置する場合でも、熱交換器内の圧力が貯湯タンク内の圧力つまり給水圧より低くなるように構成することにより、仮に熱交換器に孔があいても、浴槽湯水が熱交換器の孔から貯湯タンク内に流出するのを防止しているが、断水が発生して貯湯タンク内に給水圧がかからなくなり、給湯場所の給湯栓を開いて湯を流すという条件が重なることにより、貯湯タンク内の圧力が低下し、貯湯タンクより高い位置に設置されている浴槽からの浴槽湯水の圧力がかかる熱交換器内の圧力が貯湯タンク内の圧力より高くなり、浴槽湯水が熱交換器の孔から貯湯タンク内に流れ込み、さらには貯湯タンク内に流れ込んだ浴槽湯水が給湯管を通じて給湯場所の給湯栓から流出するおそれがある。

また、自動湯張り機能付きの給湯装置では、湯張り後などの待機時には、電動三方弁で湯張り用配管側を閉止するとともに循環配管を開放した状態としており、つまり循環時の状態を待機時の状態としているため、上述のように、断水時において、貯湯タンク内に給水圧がかからない状態で、給湯場所の給湯栓を開けて湯を流し、貯湯タンク内の圧力が低下すると、貯湯タンクより高い位置に設置されている浴槽から浴槽湯水が循環配管および電動三方弁を通じて熱交換器の孔から貯湯タンク内に流れ込み、さらには貯湯タンク内に流れ込んだ浴槽湯水が給湯管を通じて給湯場所の給湯栓から流出するおそれがある。

本発明は、このような点に鑑みなされたもので、断水した状態で給湯して貯湯タンク内の圧力が低下したとき、仮に熱交換器に孔があいていても、浴槽の湯水が貯湯タンク内に流れ込むのを確実に防止でき、しかも、配管構造などの大幅な変更を伴わず、切換弁の待機時の状態を変更することで簡単に対応できる給湯装置を提供することを目的とする。

請求項１記載の給湯装置は、下部側の給水管を通じて給水される水を沸き上げて貯湯するとともに水の給水圧で湯を押し上げて上部側の給湯管から給湯する貯湯タンクと、前記貯湯タンク内に配置された熱交換器と、この熱交換器と前記貯湯タンクよりも高い位置に設置される浴槽とを接続する往路および復路を有し、浴槽の湯水を熱交換器に循環させる循環配管と、前記給湯管側と前記循環配管の往路側とを接続する湯張り用配管と、前記循環配管の往路と前記湯張り用配管との接続箇所に設けられ、前記浴槽への湯張り時に前記湯張り用配管と前記循環配管の往路とを連通させ、前記浴槽の湯水の循環時に前記湯張り用配管側を閉止するとともに前記循環配管の往路を開放させ、待機時に循環配管の往路を閉止する切換弁と、前記循環配管の復路に設けられ、前記浴槽側から熱交換器側への湯水の逆流を阻止する逆止弁とを具備しているものである。

そして、循環配管の往路と湯張り用配管との接続箇所に設けられて湯張りと循環とに応じて流路を切り換える切換弁の待機時の状態を循環配管の往路を閉止する状態とし、循環配管の復路については逆止弁で浴槽側から熱交換器側への湯水の逆流を阻止することから、待機時には循環配管の往路および復路とも浴槽側から熱交換器側への湯水の流れを阻止する。そのため、断水状態で給湯し、貯湯タンク内の圧力が低下したとき、仮に熱交換器に孔があいていても、貯湯タンクよりも高い位置に設置される浴槽の湯水が貯湯タンク内に流れ込むのを確実に防止し、しかも、配管構造などの大幅な変更を伴わず、切換弁の待機時の状態を変更することで簡単に対応可能とする。

請求項２記載の給湯装置は、請求項１記載の給湯装置において、湯張り時に湯張り用配管を開放し、待機時に湯張り用配管を閉止する湯張り用弁を具備し、切換弁は、湯張り時および待機時とも、循環配管の往路の浴槽側を閉止するとともに湯張り用配管と循環配管の往路の熱交換器側とを連通させるものである。

そして、待機時には、湯張り用弁で湯張り用配管側を閉止しているので、切換弁で湯張り時と同様に湯張り用配管と循環配管の往路の熱交換器側とを連通させても、湯張り用配管から循環配管に湯が流れることがなく、しかも、切換弁で循環配管の往路の浴槽側を閉止し、往路を確実に閉止する。

請求項１記載の給湯装置によれば、循環配管の往路と湯張り用配管との接続箇所に設けられて湯張りと循環とに応じて流路を切り換える切換弁の待機時の状態を循環配管の往路を閉止する状態とし、循環配管の復路については逆止弁で浴槽側から熱交換器側への湯水の逆流を阻止することから、待機時には循環配管の往路および復路とも浴槽側から熱交換器側への湯水の流れを阻止でき、そのため、断水状態で給湯し、貯湯タンク内の圧力が低下したとき、仮に熱交換器に孔があいていても、貯湯タンクよりも高い位置に設置される浴槽の湯水が貯湯タンク内に流れ込むのを確実に防止でき、しかも、配管構造などの大幅な変更を伴わず、切換弁の待機時の状態を変更することで簡単に対応できる。

請求項２記載の給湯装置によれば、請求項１記載の給湯装置の効果に加えて、待機時には、湯張り用弁で湯張り用配管側を閉止しているので、切換弁で湯張り時と同様に湯張り用配管と循環配管の往路の熱交換器側とを連通させても、湯張り用配管から循環配管に湯が流れることがなく、しかも、切換弁で循環配管の往路の浴槽側を閉止し、往路を確実に閉止できる。

以下、本発明の一実施の形態を図面を参照して説明する。

図１に示すように、給湯装置11は、浴槽12に自動湯張りする自動湯張り機能および湯張りされた湯水を追い焚きする追焚機能を有しており、例えば、１階に給湯装置本体13が設置され、２階に浴槽12が設置される場合のように、浴槽12が給湯装置本体13より高い位置に設置される場合を示す。

給湯装置本体13内には電気温水器14の貯湯タンク15が配設され、この貯湯タンク15は、先止押上式の給湯方式が採用されたもので、水道管などの給水源に配管される給水管16が減圧弁17を介して貯湯タンク15の下部側に接続され、湯を給湯する給湯管18が給湯タンク15の上部側に接続され、貯湯タンク15内に湯を沸き上げる上下のヒータ19，20が配設されている。そして、貯湯タンク15内にヒータ19，20で湯を沸き上げて貯湯しておき、各給湯場所での出湯により、貯湯タンク15の下部側からかかる給水圧で貯湯タンク15内の湯を押し上げて給湯管18を通じて給湯する。

貯湯タンク15内の上部側に熱交換器22が配置され、この熱交換器22と浴槽12とが循環配管23の往路24と復路25とで接続されている。往路24には、浴槽12の湯水を熱交換器22に循環させる循環ポンプ26、流路を切り換える切換弁としての電動三方弁27がそれぞれ配設され、また、復路25には、熱交換器22側から浴槽12側への循環方向の湯水の流れを許容して浴槽12側から熱交換器22側への湯水の逆流を阻止する逆止弁28が配設されている。往路24の循環ポンプ26および電動三方弁27の間と復路25の逆止弁28より循環方向の下流側との間にバイパス路29が接続され、このバイパス路29に往路24から復路25への湯水の流れを許容して復路25から往路24への湯水の流れを阻止する逆止弁30が配設されている。

給水管16の減圧弁17の下流側と給湯管18とが、給湯用ミキシングバルブ32および湯張り用ミキシングバルブ33にそれぞれ接続されている。これらミキシングバルブ32，33は、給水管16を通じて給水される水と給湯管18を通じて給湯される湯とを混合するとともに、混合割合により設定温度の湯水を吐出側から吐出する。

給湯用ミキシングバルブ32の吐出側には給湯場所まで湯水を導く給湯配管34が接続され、この給湯配管34に湯水を出湯する給湯栓35が接続されている。

湯張り用ミキシングバルブ33の吐出側には循環配管23の往路24に配設された電動三方弁27に接続される湯張り用配管36が接続されている。この湯張り用配管36の途中には、湯張り用ミキシングバルブ33側から電動三方弁27側への湯水の流れを許容して電動三方弁27側から湯張り用ミキシングバルブ33側への湯水の逆流を阻止する逆止弁37が配設され、さらに、湯張り時に湯張り用配管36を開放し、待機時に湯張り用配管36を閉止する湯張り用弁としての給水電磁弁38が配設されている。

また、電動三方弁27は、浴槽12への湯張り時に湯張り用配管36と循環配管23の往路24とを連通させ、浴槽12の湯水の循環時に湯張り用配管36側を閉止するとともに循環配管23の往路24を開放させ、待機時に循環配管23の往路24を閉止する。さらに、湯張り時および待機時には、循環配管23の往路24の浴槽12側を閉止するとともに湯張り用配管36と循環配管23の往路24の熱交換器22側とを連通させる。

また、循環ポンプ26、電動三方弁27、各ミキシングバルブ32，33、給水電磁弁38などは図示しない制御部によって制御される。

次に、本実施の形態の作用を説明する。

電気温水器14では、例えば深夜電力制度や時間帯別電灯制度において電力料金の安い深夜時間帯などの特定時間帯において、ヒータ19，20に通電し、貯湯タンク15内に給水された水および使用されなかった残湯を所定温度に沸き上げて貯湯する。

そして、図１に示すように、給湯装置11の待機状態では、電動三方弁27で循環配管23の往路24の浴槽12側を閉止するとともに湯張り用配管36と循環配管23の往路24の熱交換器22側とを連通させ、給水電磁弁38で湯張り用配管36を閉止している。

また、図２に示すように、浴槽12への湯張り時には、電動三方弁27で循環配管23の往路24の浴槽12側を閉止するとともに湯張り用配管36と循環配管23の往路24の熱交換器22側とを連通させ、給水電磁弁38を開き、湯張り用ミキシングバルブ33で給水管16を通じて給水される水と給湯管18を通じて給湯される湯とを混合して設定温度とした湯水を、湯張り用配管36、電動三方弁27、循環配管23の往路24、バイパス路29および復路25を通じて浴槽12に給湯し、湯張りする。

例えば、湯張り用配管36に配設される図示しない流量センサで浴槽12への給湯量が設定量に達したことを検知するか、往路24に配設される図示しない水位センサで浴槽12に湯張りした水位が設定水位に達したことを検知したら、給水電磁弁38を閉じて給湯を停止し、電動三方弁27を上述した待機状態に戻す。

なお、湯張り時において、電動三方弁27で湯張り用配管36と循環配管23の往路24の浴槽12側および熱交換器22側との三方全てを連通させ、往路24と復路25との２管を通じて浴槽12に給湯してもよく、この場合には湯張りに要する時間を短くできる。

また、図３に示すように、浴槽12に湯張りした後に自動または手動で追い焚きを設定すると、この追い焚き時すなわち浴槽12の湯水の循環時に、電動三方弁27で湯張り用配管36側を閉止するとともに循環配管23の往路24を開放させた後、循環ポンプ26を作動させることにより、浴槽12の湯水を、循環配管23の往路24、電動三方弁27、循環ポンプ26、熱交換器22、復路25を通じて浴槽12に戻すように循環させる。熱交換器22内を流通する湯水と貯湯タンク15内の湯との間で熱交換し、昇温した湯水を浴槽12に戻し、浴槽12の湯温を上昇させる。

例えば循環配管23の往路24に配設された図示しない温度センサで浴槽12の湯水が設定温度に達したことを検知したら、循環ポンプ26を停止し、電動三方弁27を上述した待機状態に戻す。

また、浴槽12が貯湯タンク15より高い位置に設置されている給湯装置11が待機状態において、浴槽12に湯水が残っているときに断水が発生して給水管16からの給水圧が低下するか無くなった状態で、給湯栓35を開くと、給湯栓35から湯が出湯し、貯湯タンク15内の圧力が低下する。

このとき、図１に示すように、電動三方弁27は循環配管23の往路24を閉止した状態にあり、循環配管23の復路25については逆止弁28で浴槽12側から熱交換器22側への湯水の逆流を阻止する状態にあり、したがって、循環配管23の往路24および復路25とも浴槽12側から熱交換器22側への湯水の流れを阻止する状態にある。

そのため、仮に熱交換器22に孔があいていても浴槽12の湯水が貯湯タンク15内に流れ込むのを確実に防止できる。

しかも、給湯装置11の配管構造などの大幅な変更を伴わず、電動三方弁27の待機時の状態を変更することで簡単に対応できる。

また、待機時には、給水電磁弁38で給湯管18側と湯張り用配管36側とを閉止しているので、電動三方弁27で湯張り時と同様に湯張り用配管36と循環配管23の往路24の熱交換器22側とを連通させても、湯張り用配管36から循環配管23に湯が流れることがなく、しかも、電動三方弁27で循環配管23の往路24の浴槽12側を閉止し、往路24を確実に閉止できる。

したがって、貯湯タンク15より高い位置に設置する場合の浴槽12の高さの制限を少なくできる。

なお、貯湯タンク15に湯を沸き上げて貯湯するには、ヒータ19，20に限らず、大気中の熱を集熱するヒートポンプユニットを用いてもよい。

本発明の一実施の形態を示す給湯装置の待機時の構成図である。 同上給湯装置の湯張り時の構成図である。 同上給湯装置の循環時の構成図である。

符号の説明

11 給湯装置
12 浴槽
15 貯湯タンク
16 給水管
18 給湯管
22 熱交換器
23 循環配管
24 往路
25 復路
27 切換弁としての電動三方弁
28 逆止弁
36 湯張り用配管
38 湯張り用弁としての給水電磁弁

Claims (2)

1. 下部側の給水管を通じて給水される水を沸き上げて貯湯するとともに水の給水圧で湯を押し上げて上部側の給湯管から給湯する貯湯タンクと、
   前記貯湯タンク内に配置された熱交換器と、
   この熱交換器と前記貯湯タンクよりも高い位置に設置される浴槽とを接続する往路および復路を有し、浴槽の湯水を熱交換器に循環させる循環配管と、
   前記給湯管側と前記循環配管の往路側とを接続する湯張り用配管と、
   前記循環配管の往路と前記湯張り用配管との接続箇所に設けられ、前記浴槽への湯張り時に前記湯張り用配管と前記循環配管の往路とを連通させ、前記浴槽の湯水の循環時に前記湯張り用配管側を閉止するとともに前記循環配管の往路を開放させ、待機時に循環配管の往路を閉止する切換弁と、
   前記循環配管の復路に設けられ、前記浴槽側から熱交換器側への湯水の逆流を阻止する逆止弁と
   を具備していることを特徴とする給湯装置。
2. 湯張り時に湯張り用配管を開放し、待機時に湯張り用配管を閉止する湯張り用弁を具備し、
   切換弁は、湯張り時および待機時とも、循環配管の往路の浴槽側を閉止するとともに湯張り用配管と循環配管の往路の熱交換器側とを連通させることを特徴とする請求項１記載の給湯装置。

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