JP4823713B2

JP4823713B2 - 貯湯式給湯機

Info

Publication number: JP4823713B2
Application number: JP2006041021A
Authority: JP
Inventors: 康二小俣
Original assignee: Housetec Inc
Current assignee: Housetec Inc
Priority date: 2006-02-17
Filing date: 2006-02-17
Publication date: 2011-11-24
Anticipated expiration: 2026-02-17
Also published as: JP2007218528A

Description

本発明は、電気温水機、ヒートポンプ給湯機のような貯湯タンクを有する給湯機に関する。

近年、電気温水機やヒートポンプ給湯機のように、深夜電力を利用してランニングコストを抑えた貯湯式給湯機が注目を浴びている。この貯湯式給湯機は、貯湯タンク内に多量の水を蓄えているため、災害時や断水時等で水道が使用できないときに、貯湯タンク内の水を生活用水として使用する利用方法が考えられている。このため、貯湯タンク内の水を、容易に抜き取って使用できる機能が求められている。

図２はこのような機能を持った貯湯式給湯機の一例である。圧力逃がし弁５は貯湯タンク１の上部に設けられており、貯湯タンク１内の湯水が、加熱装置２であるヒートポンプにより沸き上げられるにつれて生じる膨張水を排出する。

貯湯タンク１は、給水継手７、給湯継手８、風呂配管往き継手９、風呂配管戻り継手１０、加熱装置往き継手１１、加熱装置戻り継手１２、等の多数の継手を有しており、貯湯タンク１の底部と接続された加熱装置往き継手１１の非常用水栓１３を開けることによって、貯湯タンク１内の水を取水することができる。
特開平３−１１７８５３号公報

しかしながら、貯湯タンク１の接続継手部は凍結予防、保温性能を向上させるために保温工事が施されるので、加熱装置往き継手１１に配した非常用水栓１３の操作は、特別な施工等をしない限り困難である。

また、非常用水栓１３を開けるだけでは貯湯タンク１内の水は空気と置換されないため取水できず、取水時は貯湯タンク１上部に配置された圧力逃がし弁５を開放状態にする等により、貯湯タンク１内に空気を導入する注意が必要であり、また、その操作が必要である。これらの操作を行なわず、非常用水栓１３から取水を続けた場合、貯湯タンク１が負圧となり、最悪のケースでは貯湯タンク１が破損する可能性がある。貯湯タンク１の湯水を災害時に使用する一般の使用者は、このような注意が必要なこと自体、あるいは、非常用水栓１３の操作方法を知らない可能性がある。

また、負圧破壊機能を有するタイプの圧力逃がし弁１６（以下、「負圧機能付き圧力逃がし弁１６」と言う。）を使用する場合には、貯湯タンク１の破損は避けられるが、この負圧機能付き圧力逃がし弁からの空気の取込量が少ないため、非常用水栓１３からの取水速度は、５ｌ／分程度しか得られず、貯湯タンク１の水を生活用水として利用するには、取水に時間がかかり、使い勝手が不十分である問題がある。

さらに、従来の構成では、圧力逃がし弁５や負圧機能付き圧力逃がし弁１６は貯湯タンク１の上部に設けられているため、膨張水が生じた場合、貯湯タンク１の上部の湯が排出される。ここで、加熱装置２で沸き上げられた湯は、貯湯タンク１の上部から貯湯されるため、貯湯タンク１の上部は高温の湯が、下部は低温の湯水が貯湯される。このため、膨張水として高温の湯が排出されてしまい、その分、ランニングコストが低下する問題があった。

そこで、本発明は、災害や断水等の非常時において、貯湯式給湯器の貯湯タンクの水を簡単な操作で安全に短時間で取水でき、また、貯湯タンクが破損する心配がないことにより、生活用水等としても使用し易い貯湯式給湯機を提供することを目的としたものである。また、貯湯タンク内の低温の湯水を膨張水として排出することにより、ランニングコストに優れる貯湯式給湯器を提供することを目的としたものである。

本発明は、以下の構成によって、上記の課題を解決するものである。
（１）貯湯タンクと、この貯湯タンクの湯水を加熱する加熱手段と、前記貯湯タンクの貯湯圧を調整する減圧弁と、前記貯湯タンク内の膨張水による正圧を逃がす圧力逃がし弁と、前記貯湯タンクの負圧を破壊する負圧破壊弁とを有し、前記貯湯タンクの底部の湯水を前記加熱装置によって加熱して前記貯湯タンクの上部へ戻す貯湯式給湯機において、前記負圧破壊弁が、前記貯湯タンクの最上部に設けられ、手動開閉操作可能な前記圧力逃がし弁が、前記貯湯タンクの底部から前記加熱手段に繋がる配管に設けられ、前記圧力逃がし弁が前記貯湯タンクの湯水を取水するための取水口を兼ねる貯湯式給湯機。
（２）項（１）において、前記貯湯タンクが、外装の内側に配置され、前記圧力逃がし弁が、前記貯湯タンクと前記外装との間に配置されている配管に設けられた貯湯式給湯機。
（３）項（１）または項（２）において、加熱手段がヒートポンプである貯湯式給湯機。

請求項１記載の発明によれば、圧力逃がし弁が、前記貯湯タンクの底部に設けられることにより、圧力逃がし弁を貯湯タンクの湯水を取水するための取水口として使用できる。圧力逃がし弁は点検が容易なように保温材等で覆われず露出しているため、取水時の開閉操作を容易とすることができる。また、膨張水を貯湯タンクの底部から排出するので、高温の湯を排出せずに済み、ランニングコストが向上する。

請求項２記載の発明によれば、負圧破壊弁が、貯湯タンク上部に設けられることにより、貯湯タンクの湯水を取水する際に、貯湯タンク内に空気を導入するための操作が不要となり、圧力逃がし弁を操作するだけで、貯湯タンクから取水が可能になる。また、負圧破壊弁の空気取込量は大きいので、非常用水栓からの取水速度は、貯湯タンクの水を生活用水として利用するのに十分であり、使い勝手が向上する。

請求項３記載の発明によれば、貯湯タンクに貯湯する湯の加熱装置としてヒートポンプを用いた場合は、ランニングコストも優れた貯湯式給湯機を提供することができる。

本発明の貯湯式給湯機の一例を、図１に示す。

本発明に用いる加熱装置２としては、貯湯タンク１の湯水を加熱することが可能なものであれば、特に限定はなく、ヒートポンプ、電気ヒータ、ガスや灯油の燃焼熱を利用した給湯器が使用できる。深夜電力が利用でき、熱効率も高い点で、ヒートポンプ式の加熱装置が望ましい。なお、ヒートポンプを使用する場合、ヒートポンプで使用する冷媒は、高温貯湯が可能であることから炭酸ガスが望ましい。

ヒートポンプでは、貯湯タンク１より取り込んだ水をヒートポンプにより加熱後、貯湯タンク１へ戻す。好ましくは、貯湯タンク１下部より取り込んだ水をヒートポンプにより加熱後、貯湯タンク１上部より供給する。このようにすることによって、貯湯タンク１下部にある低温の湯水をヒートポンプに供給し、上部に高温で戻すことで、貯湯タンク１の上部からは高温の湯を、下部には低温の湯水を、異なる温度の湯層として貯湯できる。また、高温の湯と低温の湯水は混ざりにくいので、中途半端なぬるま湯になることはないため、高温の湯は熱源や混合水栓で所望の温度の湯として使用できる。一方、ヒートポンプ式の加熱装置では、貯湯タンク１底部の低温の湯水を使用することで、沸き上げる際の効率を向上することができる。

貯湯タンク１は、加熱装置２により加熱された湯を貯えるものであり、材質、形状、容量等、特に限定するものではない。貯湯式給湯機の貯湯タンク１として通常用いられる、ステンレスを用い、円筒形で、容量が３００ｌ、３７０ｌ、４６０ｌ等のものを用いることができる。また、貯湯タンク１の周りには断熱材を配置するのが望ましい。

貯湯タンク１に接続される給水配管は、給水継手７に接続され、貯湯タンク１内の貯湯圧を調整する減圧弁４が設けられる。給湯配管は、給湯継手８に接続され、貯湯タンク内の湯水を給湯水栓へ送る。風呂循環水路は、貯湯タンク１と風呂３との循環水路であり、風呂配管往き継手９と風呂配管戻り継手１０に接続される。加熱循環水路は、貯湯タンク１と加熱装置２との循環水路であり、加熱装置往き継手１１と加熱装置戻り継手１２に接続される。これらの配管を接続する貯湯タンク１の各継手は、貯湯タンク１の底部近くに配置される。

圧力逃がし弁５は、貯湯タンク１内の湯水を加熱装置で沸き上げる際に生じる膨張水を排出するものであり、災害時等に貯湯タンク１内の湯水を使用する際の取水口を兼ねる。この圧力逃がし弁５は、貯湯タンク１の底部の湯水が排水できるように取り付けられる。これにより、貯湯タンク１の下部には上部に比べて低温の湯水が貯湯されているため、低温の湯水を膨張水として排出することになるため、ランニングコストが改善する。

圧力逃がし弁５の取り付け位置は、貯湯タンク１の底部の湯水が排水できる位置であれば制限はない。貯湯タンク１の底部に直接設けられてもよいが、接続された配管に設けられるのが望ましい。例えば、貯湯タンク１の底部から加熱装置往き継手１１に繋がる配管の途中でかつ循環ポンプ１４の上流に設けるのが望ましい。これにより、配管を引き回すことで、圧力逃がし弁５を操作し易い位置に設けることができる。

加熱装置２に貯湯タンク１内の低温の湯水を供給するため、貯湯タンク１から加熱装置往き継手１１に繋がる配管は、貯湯タンク１の底部に接続されているため、この配管に圧力逃がし弁５を取り付ければ、膨張水として、貯湯タンク１の底部の低温の湯水を排出できる。また、循環ポンプ１４より上流であれば、貯湯タンク１内の膨張水による圧力が圧力逃がし弁５に伝わり易く、膨張水の排出が容易になる。

また、加熱装置往き継手１１は、通常、貯湯タンク１の外装１５の近くか、外装１５から飛び出すように設けられるため、貯湯タンク１の底部から加熱装置往き継手１１に繋がる配管は、貯湯タンク１の外装１５の近くまで引き出されるので、圧力逃がし弁５を点検するための点検窓を設ければ、手が届き易く、点検や開閉操作も容易である。このため、災害時等に生活用水として使用する場合でも、点検窓を開ければ、圧力逃がし弁５を容易に開閉することができる。

貯湯タンク１と過熱装置２との循環水路の配管は、給水配管や排水配管が地下に配管されるのとは異なり、一般に、地上に設置される。このため、貯湯タンク１の底部から加熱装置往き継手１１に繋がる配管は、比較的地上から高い位置で引き回されるので、この配管に圧力逃がし弁５を取り付ける場合は、比較的高い位置に位置させることができ、下に屈みこんで圧力逃がし弁５の操作部を探したりする必要がないため、圧力逃がし弁５の操作が容易である。

圧力逃がし弁５は、給水継手７から貯湯タンク１の底部に接続された配管にも設けることが可能であるが、上述したように、この場合は、地下からの配管を受けるため、給水継手７は地面に近い位置に位置し、そのまま貯湯タンク１の底部へ接続されるのが通常である。このため、圧力逃がし弁５を操作し易い高さにするためには、一端高い位置まで配管を引き回す必要があり、配管の手間がかかり、また、設置コストが高くなる。したがって、圧力逃がし弁５は、貯湯タンク１の底部から加熱装置往き継手１１に繋がる配管に設置する方が望ましい。

圧力逃がし弁５は、貯湯タンク１の湯水を加熱装置２により、沸き上げる際に、膨張水を排出する構造とする。このため、排出した膨張水が排水され易いように、排水溝や二次利用のための貯留タンクに流れ込むように、圧力逃がし弁５から配管を設けるのが望ましい。これにより、排出された膨張水はスムーズに排出されることになり、または、二次利用のためのタンクに貯留され、二次利用が可能となる。一方で、災害時等に、生活用水として利用する際に、取水し易いよう、ある程度高い位置での取水を可能とするため、配管は出口の向きを可変なものとしたり、フレキシブルとするのが望ましい。

負圧破壊弁６は、貯湯タンク１から湯水を取水する際に、湯水が排出されるのに伴って、貯湯タンク１内に負圧が生じるので、空気を導入して、負圧を解消し、貯湯タンク１が損傷するのを防止するものである。貯湯タンク１からの取水時に負圧破壊弁６を使用して、貯湯タンク１内に空気を導入することで、取水時に、わざわざ、空気を取込んで負圧を破壊するために、空気取込口を確保する手間がなく、仮に使用者が負圧破壊の必要性を認識していなかった場合でも、貯湯タンク１の損傷はなく、安全も確保できる。

負圧破壊弁６は、空気取込量が大きいため、圧力逃がし弁５からの取水速度は、貯湯タンク１の水を生活用水として利用するのに十分とすることができ、使い勝手が向上する。空気取込量は、１０ｌ／分程度か、それ以上であることが使い勝手上望ましい。

負圧破壊弁６の取り付け位置は、貯湯タンク１から取水する際に、空気を導入できる位置であれば制限はないが、貯湯タンク１は通常満水の状態で使用されるので、貯湯タンク１の最上部が望ましい。これにより、貯湯タンク１が満水の状態でも、貯湯タンク１内の湯水が抵抗になることなく、貯湯タンク１内へ空気を導入できる。

本発明の貯湯式給湯機の実施例を、図１に示す。

本実施例では、加熱装置２として、炭酸ガス冷媒を用いたヒートポンプを用いる。これにより、深夜電力が利用でき、熱効率も高いうえ、高温で沸き上げて貯湯が可能になる。

ヒートポンプでは、貯湯タンク１の底部より取り込んだ水をヒートポンプにより加熱後、貯湯タンク１の上部から戻す。これにより、貯湯タンク１の底部にある低温の湯水をヒートポンプに供給し、上部に高温で戻すことで、貯湯タンク１の上部からは高温の湯を、下部には低温の湯水を、異なる温度の湯層として貯湯できる。貯湯タンク１内において、高温の湯と低温の湯水は混ざりにくいので、中途半端なぬるま湯になることはないため、高温の湯は熱源や混合水栓で所望の温度の湯として使用できる。一方、ヒートポンプ式の加熱装置では、貯湯タンク１の底部の低温の湯水を使用することで、沸き上げる際の効率を向上することができる。

貯湯タンク１は、ステンレス製の円筒形で、容量が３７０ｌのものを用いる。

圧力逃がし弁５は、貯湯タンク１の底部から加熱装置往き継手１１に繋がる配管の途中でかつ循環ポンプ１４の上流に設ける。これにより、膨張水として、貯湯タンク１の底部の低温の湯水を排出できる。また、循環ポンプ１４より上流であるため、貯湯タンク１内の膨張水による圧力が圧力逃がし弁５に伝わり易く、膨張水の排出が容易になる。

加熱装置往き継手１１は、貯湯タンク１の外装１５から飛び出すように設ける。また、貯湯タンク１の底部から加熱装置往き継手１１に繋がる配管は、貯湯タンク１の外装１５の近くまで引き出し、この近くの外装１５に、圧力逃がし弁５を点検するための点検窓を設ける。これにより、点検窓を開けるだけで、手が届き易く、点検や開閉操作も容易である。このため、災害時等に生活用水として使用する場合でも、点検窓を開ければ、圧力逃がし弁５を容易に開閉することができる。

圧力逃がし弁５を設置する高さは、地面から約６００ｍｍとする。これにより、下に屈みこんで圧力逃がし弁５の操作部を探したりする必要がないため、圧力逃がし弁５の操作が容易である。

圧力逃がし弁５は、フレキシブルな配管を取り付け、その出口は排水溝へ落とされる。これにより、膨張水がスムーズに排出される。一方で、災害時等に、生活用水として利用する際には、フレキシブルな配管の出口をバケツやポリタンクの口に落とすことにより、取水が容易である。

負圧破壊弁６は、空気取込量が１０ｌ／分のものを、貯湯タンク１の最上部に取り付ける。これにより、取水時に、わざわざ、空気を取込んで負圧を破壊するために、空気取込口を確保する手間がなく、仮に使用者が負圧破壊の必要性を認識していなかった場合でも、貯湯タンク１の損傷はなく、安全も確保できる。圧力逃がし弁５からの取水速度は、貯湯タンク１の水を生活用水として利用するのに十分とすることができ、使い勝手が向上する。また、貯湯タンク１が満水の状態でも、貯湯タンク１内の湯水が抵抗になることなく、空気を導入できる。

本発明の実施例における貯湯式給湯機の構成図である。従来例を示す貯湯式給湯機の構成図である。

符号の説明

１…貯湯タンク
２…加熱装置
３…風呂
４…減圧弁
５…圧力逃がし弁
６…負圧破壊弁
７…給水継手
８…給湯継手
９…風呂配管往き継手
１０…風呂配管戻り継手
１１…加熱装置往き継手
１２…加熱装置戻り継手
１３…非常用水栓
１４…循環ポンプ
１５…外装
１６…負圧破壊機能付き圧力逃がし弁

Claims

貯湯タンクと、
この貯湯タンクの湯水を加熱する加熱手段と、
前記貯湯タンクの貯湯圧を調整する減圧弁と、
前記貯湯タンク内の膨張水による正圧を逃がす圧力逃がし弁と、
前記貯湯タンクの負圧を破壊する負圧破壊弁とを有し、
前記貯湯タンクの底部の湯水を前記加熱装置によって加熱して前記貯湯タンクの上部へ戻す貯湯式給湯機において、
前記負圧破壊弁が、前記貯湯タンクの最上部に設けられ、
手動開閉操作可能な前記圧力逃がし弁が、前記貯湯タンクの底部から前記加熱手段に繋がる配管に設けられ、前記圧力逃がし弁が前記貯湯タンクの湯水を取水するための取水口を兼ねる貯湯式給湯機。
請求項１において、前記貯湯タンクが、外装の内側に配置され、
前記圧力逃がし弁が、前記貯湯タンクと前記外装との間に配置されている配管に設けられた貯湯式給湯機。
請求項１または請求項２において、加熱手段がヒートポンプである貯湯式給湯機。