JP4864415B2 - 貯湯式給湯機 - Google Patents

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。それら貯湯式給湯機は多様な機能が求められている。例えば、一般給湯動作以外に、風呂の自動お湯張り機能等である。さらに最近では、貯湯タンクからの出湯経路を２経路設け一般給湯と風呂給湯を同時に別々の温度設定で出湯させるものなどが知られている。

図１はこのような貯湯式給湯機の一例である。ヒートポンプ等の加熱手段により暖めた湯を貯湯タンク１に満たす。温度設定手段１０によって設定された温度と湯側に設けられた温度センサー９により、複数の混合弁２を制御することによって、貯湯タンク１に満たされた湯と給水配管４からの水が混合され、混合動作後の湯温が異なる湯温で供給できるようにしている。
特開２００４−１５０７９６号公報

しかしながら、従来構成では、混合弁が故障した場合、水と貯湯タンクの高温水が適切な設定温度に混合されず、混合動作後の湯温が高温となる可能性も考えられるため、さらなる安全性への要求がある。また、湯側に設けられた温度センサーが故障し異常温度を出力し混合弁動作を制御した場合も同じく、水と貯湯タンクの高温水が適切に混合されないことがあるため、同様の要求がある。

そこで、本発明は、上記の如く貯湯タンクからの出湯経路を一般給湯と風呂給湯等の複数経路を同時に出湯させることが可能な貯湯式給湯機において、温度センサーや混合弁が故障した場合でも予想外の高温出湯を防止し、安全な貯湯式給湯機を提供することを目的としたものである。

（１）本発明は、加熱手段により暖めた湯を貯える貯湯タンクと、湯と水を混合する互いに独立した複数の混合弁と、前記貯湯タンクの湯を複数の前記混合弁に分岐して供給する出湯配管と、前記混合弁に水を分岐して供給する給水配管と、前記複数の混合弁からそれぞれの混合水を供給するために設けられた混合水通路と、前記複数の混合水通路に個々に設置した混合水の温度を検知する温度センサーを備えた貯湯式給湯機であって、前記貯湯タンクの湯を複数の前記混合弁に分岐して供給する出湯配管の分岐部に温度センサーを備え、前記混合水通路の少なくとも１つに止水機能を有した電動弁を備え、前記電動弁を備えていない混合水通路の温度センサーが異常温度を検知したときは、前記電動弁を備えた混合水路の電動弁が閉止して当該水路への混合水の供給が停止するとともに、前記出湯配管の分岐部に設けた温度センサーによって前記電動弁を備えた混合水通路入り口の混合弁を制御することにより、異常温度を検知した温度センサーを備えた混合水通路に、前記混合弁よりも上流の位置から、前記給水通路の水を混合して湯温調整が行われた湯が供給される貯湯式給湯機である。
（２）また、本発明は、加熱手段により暖めた湯を貯える貯湯タンクと、湯と水を混合する互いに独立した複数の混合弁と、前記貯湯タンクの湯を複数の前記混合弁に分岐して供給する出湯配管と、前記混合弁に水を分岐して供給する給水配管と、前記複数の混合弁からそれぞれの混合水を供給するために設けられた混合水通路と、前記複数の混合水通路に個々に設置した混合水の温度を検知する温度センサーを備え、前記混合水通路の少なくとも１つに止水機能を有した電動弁を備えた貯湯式給湯機であって、前記電動弁を備えていない混合水通路の温度センサーが異常温度を検知したときは前記電動弁を備えた混合水路の電動弁が閉止して当該水路への混合水の供給が停止するとともに、前記電動弁を備えた混合水通路入り口の混合弁を制御することにより、異常温度を検知した温度センサーを備えた混合水通路に、貯湯タンクの湯と水を混合した湯が供給される貯湯式給湯機である。
（３）また、本発明は、（１）又は（２）において、貯湯タンクに蓄える湯を暖める加熱手段としてヒートポンプを用いた貯湯式給湯機である。

請求項１記載の発明によれば、出湯配管の分岐部に温度センサーを設け、複数の混合水通路のうち少なくとも１つに閉止機能を有する電導弁を設けた場合は、何れかの混合水通路に備えた温度センサーが異常温度を検知したときに、電動弁を閉止し、前記の出湯配管の分岐部に設けた温度センサーによって電動弁を備えた混合水通路の混合弁を制御することにより、異常温度を検知した温度センサーを備えた混合水通路に湯温調整した湯を供給することで、高温出湯を防止するとともに故障時にも湯温調整した湯を使用することができ、利便性を改善することができる。

請求項２記載の発明によれば、複数の混合水通路のうち少なくとも１つに閉止機能を有する電動弁を備えることにより、電動弁を備えていない混合水通路に備えた温度センサーが異常温度を検知したとき、前記電動弁を備えた混合水通路の電動弁を閉止するとともに、電動弁を備えた混合水路の入り口の混合弁を制御することにより、異常温度を検知した温度センサーを備えた混合水通路に貯湯タンクの湯と水を混合した湯を供給することで、高温出湯を防止することができる。

請求項３記載の発明によれば、請求項１又は請求項２に記載した貯湯式給湯機において、貯湯タンクに蓄える湯を暖める加熱手段としてヒートポンプを用いた場合は、ランニングコストの優れた貯湯式給湯機であって、高温出湯を防止したり、またさらに故障時にも湯温調整した湯を使用することができ、利便性を改善し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２に示す。

本発明に用いる加熱手段８としては、ヒートポンプや電気ヒータ等がある。ヒートポンプでは、貯湯タンク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。一方、電気ヒータは、貯湯タンクに具備され貯湯タンク全体を沸き上げられるものであれば良い。このように、加熱手段は、貯湯タンク内に湯を貯えられるものであれば、貯湯タンクに具備されていてもいなくても、どちらでもかまわない。また、ヒートポンプや電気ヒータに限定するものではない。

貯湯タンク１は、加熱手段８により加熱された湯を貯えるものであり、貯えた湯を出湯するための出湯配管３が接続できる構造であることが必要である。

混合弁２Ａ、２Ｂは、貯湯タンク１に貯えられた湯と水を任意の温度に湯温調整し混合することを目的としたもので、それぞれ温度センサー７Ａ、７Ｂの信号等により混合比率を調整できるものであれば良い。混合弁２Ａ、２Ｂは、貯湯タンク１からの２以上に分岐した出湯配管３Ａ、３Ｂに、それぞれ設けられる必要がある。

温度センンサー７Ａ、７Ｂは、湯水混合後の混合水通路５Ａ、５Ｂに備える必要がある。この温度センサー７Ａ、７Ｂにより、各混合水の温度をそれぞれ独立に制御する。

給水配管４は、貯湯式給湯機外部から、水道水等の水を供給するための配管であり、複数の混合弁２Ａ、２Ｂに同時に水を供給できるものであれば良い。

混合水通路５Ａ、５Ｂは、混合弁２Ａ、２Ｂにより混合された混合水を出湯する配管で、温度センサー７Ａ、７Ｂを備える必要がある。温度センサー７Ａ、７Ｂを備えることで、混合水温を計測し、混合弁２Ａ、２Ｂを制御することができる。

混合バルブ２Ａ、２Ｂや温度センサー７Ａ、７Ｂが正常な通常運転時において、温度センサー７Ａ、７Ｂは、混合水通路５Ａ、５Ｂの混合水温の温度を、温度センサー７Ｃは、出湯配管３Ａ、３Ｂの混合水温の温度を測定し、混合弁２Ａ、２Ｂおよび電動弁６を制御できるものであれば良い。

電動弁６は、閉止機能を有する必要がある。また、複数の混合弁２Ａ、２Ｂのうち少なくとも１つ以上の混合水通路５Ａ、５Ｂに設ける必要がある。例えば、混合水通路５Ａに設けることで、混合弁２Ａの故障や温度センサー７Ａの異常により、温度センサー７Ａが異常を検出し、混合弁２Ａが制御不能となった時は、電動弁６を閉止させることで、給湯Ａへの高温水の出湯を防止することができる。

また、電動弁６を有していない混合水通路５Ｂをもつ混合弁２Ｂが高温出湯側で故障したり、温度センサー７Ｂの異常が生じたりして、温度センサー７Ｂが異常を検出し、混合弁２Ａが制御不能となった時でも、異常の生じていない方の混合通路５Ａの電動弁６を閉止し、混合水通路５Ａの混合弁２Ａを制御することで、給水配管４からの水を、出湯配管３Ａと３Ｂの分岐点まで呼び込むようにする。これにより、異常を生じた方の混合水通路５Ｂの入り口の混合弁２Ｂよりも上流の位置で、出湯配管３の湯と給水配管４の水が混合される。その結果、混合弁２Ｂや温度センサー７Ｂが故障した混合水通路５Ｂに混合水を送り込むことができ、高温出湯を防止できる。

出湯配管３は、貯湯タンク１に貯えられた湯を、貯湯タンク１の１つの出湯口から複数の混合弁２Ａ、２Ｂに同時に供給できるように分岐管３Ａ、３Ｂになっている必要がある。

さらに好ましくは、複数の混合弁２Ａ、２Ｂへの分岐部に湯温を検知できる温度センサー７Ｃを設けることが好ましい。分岐部に温度センサー７Ｃを設けることにより、出湯配管３Ａ、３Ｂに流れるお湯や混合水の温度を正確に測定できる。

また、電動弁を有していない混合水通路５Ｂをもつ混合弁２Ｂが高温出湯側で故障した場合や温度センサー７Ｂの異常時でも、混合水通路５Ａの電動弁６を閉じ、電動弁６を有する混合水通路５Ａの混合弁２Ａを分岐部に設けた温度センサー７Ｃで制御することで、混合弁２Ｂや温度センサー７Ｂが故障した混合水通路５Ｂに、温度調節された混合水を送り込むことができ、高温出湯を防止できると同時に、故障時にも湯温調整した湯を使用することができ、利便性を改善することができる。

以下、本発明に係わる貯湯式給湯機の実施例について、図面に基づき説明する。

図２は、本発明の実施例の１つである。図２に図示した実施例の貯湯式給湯機は、貯湯タンク１、混合弁２Ａ、２Ｂ、出湯配管３、３Ａ、３Ｂ、給水配管４、混合水通路５Ａ、５Ｂ、電動弁６、温度センサー７Ａ、７Ｂ、７Ｃ、加熱手段８等により構成されている。

加熱手段８は、二酸化炭素を冷媒とするヒートポンプを使用した。貯湯タンク１との接続は、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上部より供給する構造となるようにした。
貯湯タンク１には、下部から水を取り込め、また上部には貯えた湯を出湯するための出湯配管３が接続できる構造とした。

混合弁２Ａ、２Ｂは、一般給湯経路と風呂お湯張り経路に各々１個使用した。貯湯式給湯機に水を供給するための給水配管４を設け、各々の混合弁２Ａ、２Ｂに分岐して接続する構造とした。

貯湯タンク１の湯を各混合弁２Ａ、２Ｂに供給する出湯配管３Ａ、３Ｂは、出湯配管３から分岐して各々の混合弁２Ａ、２Ｂに接続する構造とし、分岐部に温度センサー７Ｃを設け出湯配管分岐部の温度検知ができるようにした。

各々の混合弁２Ａ、２Ｂの湯水混合後の混合水通路５Ａ、５Ｂには、それぞれ温度センサー７Ａ、７Ｂを設け、各混合弁２Ａ、２Ｂを制御できるようにした。また、風呂お湯張り経路側の混合水通路５Ａには、風呂お湯張り経路側の混合水通路５Ａの開閉が可能な電動弁６を設けた。

次に、上記構成での動作を説明する。

まず、通常時の動作について説明する。
一般給湯経路側は、貯湯タンク１に貯えられたお湯と、給水配管４より供給された水を、一般給湯側の混合水通路５Ｂに設けた温度センサー７Ｂにより任意に温度調節された混合水を出湯する。
風呂お湯張り経路側は、貯湯タンク１に貯えられたお湯と、給水配管４より供給された水を、風呂お湯張り経路側の混合水通路５Ａに設けた温度センサー７Ａにより任意に温度調節された混合水を出湯する。
本実施例では、２つの混合弁２Ａ、２Ｂを有しており各々を温度センサー７Ａ、７Ｂにて制御しているので、どちらも異なる任意の温度で出湯することが可能である。

次に、異常時の動作について説明する。
一般給湯経路側の混合弁２Ｂが高温出湯側で故障したり、温度センサー７Ｂが異常を生じたりして、温度センサーが設定温度とは異なる高温検知異常を示した場合、風呂お湯張り経路側の混合水通路５Ａに設置された電動弁６を閉止し、風呂お湯張り動作を停止する。
そして、出湯配管３の分岐部に設けた温度センサー７Ｃにより、出湯配管３からの高温湯と、風呂お湯張り経路側混合弁２Ａを介して出湯配管３Ａ内に呼び込まれた給水配管４からの水とを、風呂お湯張り経路側混合弁２Ａにより混合し、任意の温度に調節して、一般給湯側の混合弁２Ｂへ、出湯配管３Ｂを通して供給する。
このようにすることで、一般給湯経路側の混合弁２Ｂや温度センサー７Ｂが故障した場合でも、任意の設定温度の湯を供給することが可能である。

出湯配管３の分岐部に温度センサー７Ｃを設けない場合は、風呂お湯張り経路側混合弁２Ａの開度を給水配管４からの水が最も多くなるように制御し、高温出湯を抑制する。

風呂お湯張り経路側の混合弁２Ａや、温度センサー７Ａの故障時は、混合水通路５Ａに設置された電動弁６を閉止することで、風呂お湯張り動作を停止し、高温出湯を抑制することが可能である。

このように、温度検知手段７Ａ、７Ｂや混合弁２Ａ、２Ｂが故障した場合でも予想外の高温出湯を防止し、安全な貯湯式給湯機を提供することができる。
本実施例では、一般給湯経路側と、風呂お湯張り経路側の２経路に混合弁２Ａ、２Ｂを各々設けているが、一般給湯経路側と、風呂お湯張り経路側の２経路にこだわるものではなく、複数の経路で実施可能である。

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

符号の説明

１…貯湯タンク、 ２、２Ａ、２Ｂ…混合弁、 ３、３Ａ、３Ｂ…出湯配管、 ４…給水配管、 ５Ａ、５Ｂ…混合水通路、 ６…電動弁、 ７Ａ、７Ｂ、 ７Ｃ…温度センサー、 ８…加熱手段、 ９…温度検知機、 １０…温度設定手段

Claims (3)

1. 加熱手段により暖めた湯を貯える貯湯タンクと、
   湯と水を混合する互いに独立した複数の混合弁と、
   前記貯湯タンクの湯を複数の前記混合弁に分岐して供給する出湯配管と、
   前記混合弁に水を分岐して供給する給水配管と、
   前記複数の混合弁からそれぞれの混合水を供給するために設けられた混合水通路と、
   前記複数の混合水通路に個々に設置した混合水の温度を検知する温度センサーを備えた貯湯式給湯機であって、
   前記貯湯タンクの湯を複数の前記混合弁に分岐して供給する出湯配管の分岐部に温度センサーを備え、前記混合水通路の少なくとも１つに止水機能を有した電動弁を備え、前記電動弁を備えていない混合水通路の温度センサーが異常温度を検知したときは、前記電動弁を備えた混合水路の電動弁が閉止して当該水路への混合水の供給が停止するとともに、前記出湯配管の分岐部に設けた温度センサーによって前記電動弁を備えた混合水通路入り口の混合弁を制御することにより、異常温度を検知した温度センサーを備えた混合水通路に、前記混合弁よりも上流の位置から、前記給水通路の水を混合して湯温調整が行われた湯が供給される貯湯式給湯機。
2. 加熱手段により暖めた湯を貯える貯湯タンクと、
   湯と水を混合する互いに独立した複数の混合弁と、
   前記貯湯タンクの湯を複数の前記混合弁に分岐して供給する出湯配管と、
   前記混合弁に水を分岐して供給する給水配管と、
   前記複数の混合弁からそれぞれの混合水を供給するために設けられた混合水通路と、
   前記複数の混合水通路に個々に設置した混合水の温度を検知する温度センサーを備え、
   前記混合水通路の少なくとも１つに止水機能を有した電動弁を備えた貯湯式給湯機であって、
   前記電動弁を備えていない混合水通路の温度センサーが異常温度を検知したときは前記電動弁を備えた混合水路の電動弁が閉止して当該水路への混合水の供給が停止するとともに、前記電動弁を備えた混合水通路入り口の混合弁を制御することにより、異常温度を検知した温度センサーを備えた混合水通路に、貯湯タンクの湯と水を混合した湯が供給される貯湯式給湯機。
3. 請求項１または２において、貯湯タンクに蓄える湯を暖める加熱手段としてヒートポンプを用いた貯湯式給湯機。

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