JP5235782B2 - 貯湯式給湯装置 - Google Patents

Description

本発明は、不凍水抜き栓を介して設置される貯湯式給湯装置に関するものである。

従来よりこの種の貯湯式給湯装置においては、湯水を貯湯する貯湯タンクと、貯湯タンクの湯水を加熱する加熱手段と、この貯湯タンク下部に給水する給水管と、貯湯タンク上部から給湯する給湯管と、貯湯タンク内が所定の負圧状態となると空気を導入する空気導入弁と、貯湯タンクの貯湯温度を検出する複数の貯湯温度センサとを備えたものがあった（特許文献１参照）。

また、寒冷地においては、地表近くあるいは家屋内の給水管および給湯管の凍結を防止するために、給水管および給湯管内の湯水を排水するための不凍水抜き栓を介して貯湯式給湯装置を設置する場合がある。なお、不凍水抜き栓は地域ごとに定められている凍結深度以下に埋設され、手動あるいは電動で排水状態、給水状態に切り換えられるもので、特許文献２や特許文献３に示されるようなものが知られている。

特開２００２−２０６８０４号公報 実開昭６０−１７５９６３号公報 特開２００１−４０５６号公報

ところが、この従来のものにおいて、強い寒波の到来や、凍結深度を守らずに不凍水抜き栓が施工された場合、不凍水抜き栓を排水状態としていたにも関わらず不凍水抜き栓自体が凍結し、不凍水抜き栓の金属部分に通電して電気解氷を行うまで給湯を行うことができないことがあり、不便なものであった。

本発明は上記課題を解決するため、請求項１では、湯水を貯湯する貯湯タンクと、この貯湯タンクから外部の蛇口へ出湯する給湯配管と、前記貯湯タンクへ給水する給水管と、前記貯湯タンク下部または中間部から取り出した湯を前記給湯配管へ接続する湯排出管と、この湯排出管途中に設けられた開閉弁と、前記貯湯タンク内に空気を導入する手動または自動の空気導入弁と、前記給水管の途中でかつ前記給湯配管から分岐された給湯分岐管に接続され、前記給水管の水と前記給湯配管の湯を排出する不凍水抜き栓とを備え、前記開閉弁の開弁と前記空気導入弁の開弁によって前記貯湯タンク内の湯を前記湯排出管および前記給湯分岐管を介して前記不凍水抜き栓へ排出可能とした。

これにより、貯湯タンク内の湯面と不凍水抜き栓との落差によって貯湯タンク内の湯を不凍水抜き栓に排出可能となり、貯湯タンク内の湯を利用して不凍水抜き栓の解氷が可能となる。

また、請求項２では、湯水を貯湯する貯湯タンクと、この貯湯タンクから外部の蛇口へ出湯する給湯配管と、前記貯湯タンク下部へ給水する給水管と、前記貯湯タンク下部または中間部から取り出した湯を前記給湯配管へ接続する湯排出管と、この湯排出管途中に設けられた電動開閉弁と、前記貯湯タンク内に空気を導入する自動または電動の空気導入弁と、前記貯湯タンク内の湯水の温度を検出する複数の貯湯温度センサと、前記給水管の途中でかつ前記給湯配管から分岐された前記給湯分岐管に接続され、前記給水管の水と給湯配管の湯を排出する不凍水抜き栓と、この不凍水抜き栓の解氷を指示する指示手段とを備え、前記指示手段により解氷が指示されると、前記電動開閉弁を開弁すると共に、前記空気導入弁の開弁によって前記貯湯タンク内の湯を前記湯排出管および前記給湯分岐管を介して前記不凍水抜き栓へ排出する解氷動作を行うようにした。

これにより、貯湯タンク内の湯面と不凍水抜き栓との落差によって貯湯タンク内の湯を不凍水抜き栓に排出可能となり、貯湯タンク内の湯を利用して不凍水抜き栓の解氷が可能となる。

また、請求項３では、請求項２のものにおいて、前記解氷動作中に、前記貯湯タンク下部の前記貯湯温度センサが温度低下したことを検出すると、前記電動開閉弁を閉弁すると共に、前記空気導入弁の閉弁によって解氷動作を終了するようにした。

これにより、不凍水抜き栓が解氷されて給水が流通すると、貯湯タンク下部に導入され、貯湯タンク下部の貯湯温度センサで検出する温度が、それまで貯湯している湯の温度から急激に低下することとなって、解氷されたことを検知でき、電動開閉弁および空気導入弁を閉弁して解氷動作を自動的に終了することができ、貯湯タンク内の湯の解氷動作への使用を最小限に抑えることができる。

また、請求項４では、請求項３のものにおいて、前記貯湯タンク下部の前記貯湯温度センサが温度低下したことを検出しないまま、前記解氷動作を開始して所定時間が経過すると、前記電動開閉弁を閉弁すると共に、前記空気導入弁の閉弁によって解氷動作を終了するようにした。

これにより、解氷ができないまま所定時間が経過したら解氷動作を終了し、貯湯タンク内の湯がなくなってしまうことを防止できる。

また、請求項５では、請求項３のものにおいて、解氷動作の終了時に給湯可能となった旨を報知するようにした。

これにより、給湯可能となった旨をユーザーに報知することができ、利便性が向上する。

また、請求項６では、請求項４のものにおいて、解氷動作の終了時に前記不凍水抜き栓が凍結している旨を報知するようにした。

これにより、解氷を完了できずに、不凍水抜き栓が凍結したままである旨をユーザーに報知することができ、利便性が向上する。

このように、不凍水抜き栓が凍結し、給水圧が印加されない状態でも、簡単な操作で貯湯タンク内の湯を利用して解氷でき、利便性が向上する。

本発明の第１実施形態の概略構成図。 不凍水抜き栓の断面図。 第２実施形態の概略構成図。 第２実施形態の作動を説明するためのフローチャート。 第３実施形態の概略構成図。

次に、本発明の第１の実施形態の貯湯式給湯装置を図１に基づいて説明する。

図１において、１は貯湯式給湯装置の筐体、２は湯水を貯湯する貯湯タンク、３は貯湯タンク２底部に給水する給水管、４は貯湯タンク２頂部から出湯する出湯管、５は給水管３からバイパスされた給水バイパス管、６は出湯管４からの湯と給水バイパス管５からの水とを混合し、その混合比を制御して所望の給湯設定温度を給湯するための混合弁、７は混合弁６で混合された湯を蛇口８に給湯するための給湯管、９は貯湯タンク２底部から排水するための排水管、１０は排水管を開閉する排水バルブである。ここで、出湯管４および給湯管７で給湯配管を構成しているものである。

１１は給水管３途中に設けられ市水を一定の給水圧に減圧する給水減圧弁、１２は貯湯タンク２の上部に連通して設けられ手動で開閉可能な空気導入弁である。

１３は筐体１外で給湯管７から分岐した給湯分岐管、１４は給水減圧弁１１よりも上流側の給水管３途中に介在し、かつ給湯分岐管１３が接続される不凍水抜き栓である。この不凍水抜き栓１４は、凍結深度以下の地中に埋設され、給水を止水すると共に給水管３および給湯分岐管１３の水抜きを行うためのもので、図２に示すように、排水状態および給水状態とを切り換えるための操作ハンドル１４ａと、給水管３の水を排水するための排水口１４ｂと、給湯管７および給湯分岐管１３の湯を排出するための排湯口１４ｃとを備えている。

１５ａ〜ｅは貯湯タンク２の側面上下に複数設けられ貯湯タンク２内の貯湯温度を検出する貯湯温度センサ、１６は給湯管７途中に設けられ給湯流量を内部の羽根車の回転数により検出する流量センサ、１７は給湯温度を検出する給湯温度センサ、１８は貯湯タンク２内の湯水を加熱する加熱手段としての電熱ヒータである。なお、加熱手段としてヒートポンプ式の加熱手段を用いても構わないものである。

１９は、所望の給湯設定温度を設定する温度設定スイッチ１９ａと、給湯設定温度等を表示する表示器１９ｂとを有したリモートコントローラである。

２０は貯湯温度センサ１５ａ〜ｅ、流量センサ１６、給湯温度センサ１７の検出値が入力されると共にリモートコントローラ１９と通信可能に接続され、混合弁６、加熱手段としての電熱ヒータ１８の作動を予め記憶されたプログラムに従って制御する制御部である。

そして、２１は貯湯タンク２の下部と給湯分岐管１３よりも上流の給湯管７とを接続する湯排出管、２２はこの湯排出管２１の開閉を手動で行えるようにした開閉弁である。なお、ここでは、湯排出管２１は排水管９より分岐して設けているが、これに限らず、貯湯タンク２内の湯を落差によって排出可能であれば貯湯タンク２の下部や中間部に独立して接続してもよいものである。

次に、この第１実施形態の作動について説明する。

ユーザーが夜間等に配管の凍結の恐れを感じて不凍水抜き栓１４を排水状態となるようにしている間に、強い寒波等によって不凍水抜き栓１４の給水側が凍結した場合、朝になってユーザーが不凍水抜き栓１４を給水状態に切り換えて蛇口８を開いても湯も水も出てこないこととなる。

そのような場合、ユーザーが空気導入弁１２を開くと共に、湯排出管２１の開閉弁２２を開くと、貯湯タンク２内の湯面と不凍水抜き栓１４との落差によって、貯湯タンク２底部の湯が湯排出管２１、給湯管７、給湯分岐管１３、不凍水抜き栓１４の排湯口１４ｃを順に流れて排出され、排出される湯からの熱伝導によって不凍水抜き栓１４を解氷することができる。

なお、この第１実施形態においては、前記空気導入弁１２として貯湯タンク２内が負圧になった場合に開弁して貯湯タンク２内に空気を導入する自動空気導入弁を用いてもよく、この場合、開閉弁２２を開くことで貯湯タンク２内の湯が不凍水抜き栓１４へ排出されると共に貯湯タンク２内が負圧状態となり自動空気導入弁が開弁されて湯の排出を円滑に行えるようになると共に、開閉弁２２を閉じるかあるいは貯湯タンク２に給水圧が印加されることで貯湯タンク２内の負圧状態が解除され自動空気導入弁が閉弁されて貯湯タンク２内の湯の排出が停止されることとなる。

このように、不凍水抜き栓１４が凍結し、給水圧が印加されない状態でも、簡単な操作で貯湯タンク２内の湯を利用して解氷でき、利便性が向上する。

次に、第２の実施形態を図３、４に基づいて説明する。なお、前記第１実施形態と同じ構成は同じ符号を付してその説明を省略する。

図３において、２３は電気的駆動手段（例えばモータや電磁弁）によって開閉され貯湯タンク２を外気と連通させる電動空気導入弁、２４は電気的駆動手段（例えばモータや電磁弁）によって開閉され湯排出管２１を開閉する電動開閉弁、１９ｃはリモートコントローラ１９に設けられユーザーによって操作され、不凍水抜き栓１４の解氷を指示する指示手段としての解氷スイッチである。

次に、この第２実施形態の作動について図４に示すフローチャートに基づいて説明する。

ユーザーが夜間等に配管の凍結の恐れを感じて不凍水抜き栓１４を排水状態となるようにしている間に、強い寒波等によって不凍水抜き栓１４の給水側が凍結した場合、朝になってユーザーが不凍水抜き栓１４を給水状態に切り換えて蛇口８を開いても湯も水も出てこないこととなる。

そのような場合に、ユーザーがリモートコントローラ１９の解氷スイッチ１９ｃを操作すると（ステップＳ１）、制御部２０は、電動空気導入弁２３を開放し（ステップＳ２）、その後に電動開閉弁２４を開放し（ステップＳ３）、貯湯タンク２内の湯面と不凍水抜き栓１４との落差によって、貯湯タンク２底部の湯が湯排出管２１、給湯管７、給湯分岐管１３、不凍水抜き栓１４の排湯口１４ｃを順に流れて排出され、排出される湯からの熱伝導によって不凍水抜き栓１４を解氷することができる。

そして、不凍水抜き栓１４が解氷されて給水状態となると、貯湯タンク２の底部に給水が供給され、電動空気導入弁２３から空気が追い出されるため、貯湯タンク２下部の貯湯温度センサ１５ｅまたは１５ｄは、それまで検出していた電熱ヒータ１８で沸き上げ後の湯温から急激に低下した温度を検出することとなる（ステップＳ４でＹ）。

前記ステップＳ４で貯湯タンク２下部の温度が低下したことを検出できれば、不凍水抜き栓１４は解氷状態となっているため、電動開閉弁２４を閉止し（ステップＳ５）、同時に電動空気導入弁２３を閉止し（ステップＳ６）、リモートコントローラ１９の表示器１９ｂに不凍水抜き栓１４が解氷されて給湯が可能となった旨の報知を行う（ステップＳ７）。

このようにして、不凍水抜き栓１４が解氷されて給水が流通すると、解氷されたことを検知し、電動開閉弁および電動空気導入弁を閉弁して解氷動作を自動的に終了することができ、貯湯タンク内の湯の解氷動作への使用を最小限に抑えることができると共に、給湯可能となった旨をユーザーに報知することができ、利便性が向上する。

一方、前記ステップＳ４で貯湯タンク２下部の温度を低下したことを検出できないまま所定時間が経過すると（ステップＳ８でＹ）、電動開閉弁２４を閉止し（ステップＳ９）、同時に電動空気導入弁２３を閉止し（ステップＳ１０）、リモートコントローラ１９の表示器１９ｂに不凍水抜き栓１４が解氷できず凍結したままで給湯ができない旨の報知を行う（ステップＳ１１）。

このようにして、、解氷ができないまま所定時間が経過したら解氷動作を終了し、貯湯タンク２内の湯がなくなってしまうことを防止できると共に、解氷を完了できずに、不凍水抜き栓が凍結したままである旨をユーザーに報知することができ、利便性が向上する。

なお、この第２実施形態においては、電動空気導入弁２３を用いたが、電動空気導入弁２３の代わりに貯湯タンク２内が負圧になった場合に開弁して貯湯タンク２内に空気を導入する自動空気導入弁を用いてもよく、その場合、電動開閉弁２４を開弁するととで貯湯タンク２内部が負圧状態となって自動空気導入弁が開弁され、電動開閉弁２４を閉弁するか、あるいは貯湯タンク２に給水圧が印加されることで負圧状態が解消され自動空気導入弁が閉弁されるため、電動開閉弁２４の開閉制御のみで不凍水抜き栓１４の解氷動作を自動で行うことが可能となる。

また、ステップ７での給湯可能な旨の報知およびステップ１１での凍結したままである旨の報知の形態は、上記の表示器１９ｂを用いたものに限られず、例えば給湯可能な旨の報知はブザー音を１回鳴動し、凍結したままである旨の報知の形態は長いブザー音を２回鳴動する等、ユーザーに報知することが可能であればその形態は問わないものである。

次に、第３の実施形態を図５に基づいて説明する。なお、前記第１実施形態、第２実施形態と同じ構成は同じ符号を付してその説明を省略する。

２５は貯湯タンク２の中間部付近に接続され湯排出管として作用する中間出湯管、２６は出湯管４途中に配置され、一端が中間出湯管２５（湯排出管）に接続され、出湯管４からの湯か中間出湯管２５（湯排出管）からの湯のいずれか一方を混合弁６へ供給する三方弁である。そして、この三方弁２６は出湯管４側を選択している際は、中間出湯管２５（湯排出管）側を閉塞し、中間出湯管２５（湯排出管）側を選択している際は、出湯管４側を閉塞するため、湯排出管を開閉する電動開閉弁として作用するものである。

そして、解氷スイッチ１９ｃが操作されると、電動空気導入弁２３が開弁されると共に三方弁２６（電動開閉弁）が中間出湯管２５（湯排出管）側を開き、貯湯タンク２内の湯面と不凍水抜き栓１４との落差によって、貯湯タンク２底部の湯が中間出湯管２５（湯排出管）、出湯管４、給湯管７、給湯分岐管１３、不凍水抜き栓１４の排湯口１４ｃを順に流れて排出され、排出される湯からの熱伝導によって不凍水抜き栓１４を解氷することができる。

次に、解氷動作を終了する際は、電動空気導入弁２３が閉弁されると共に、三方弁２６（電動開閉弁）が出湯管４側を選択して中間出湯管２５（湯排出管）が閉じられ、自動的に解氷動作を終了することができるものである。

なお、この第３実施形態においては、電動空気導入弁２３を用いたが、電動空気導入弁２３の代わりに貯湯タンク２内が負圧になった場合に開弁して貯湯タンク２内に空気を導入する自動空気導入弁を用いてもよく、その場合、給水圧が印加されていない状況において、三方弁２６（電動開閉弁）の中間出湯管２５（湯排出管）側を開弁するととで貯湯タンク２内部が負圧状態となって自動空気導入弁が開弁され、三方弁２６（電動開閉弁）の中間出湯管２５（湯排出管）側を閉弁するか、あるいは貯湯タンク２に給水圧が印加されることで負圧状態が解消され自動空気導入弁が閉弁されるため、三方弁２６（電動開閉弁）の開閉制御のみで不凍水抜き栓１４の解氷動作を自動で行うことが可能となる。

２ 貯湯タンク
３ 給水管
４ 出湯管（給湯配管）
７ 給湯管（給湯配管）
８ 蛇口
１２ 空気導入弁
１３ 給湯分岐管
１４ 不凍水抜き栓
１５ａ〜ｅ 貯湯温度センサ
１９ｃ 解氷スイッチ（指示手段）
２１ 湯排出管
２２ 開閉弁
２３ 電動空気導入弁
２４ 電動開閉弁
２５ 中間出湯管（湯排出管）
２６ 三方弁（電動開閉弁）

Claims (6)

1. 湯水を貯湯する貯湯タンクと、この貯湯タンクから外部の蛇口へ出湯する給湯配管と、前記貯湯タンクへ給水する給水管と、前記貯湯タンク下部または中間部から取り出した湯を前記給湯配管へ接続する湯排出管と、この湯排出管途中に設けられた開閉弁と、前記貯湯タンク内に空気を導入する手動または自動の空気導入弁と、前記給水管の途中でかつ前記給湯配管から分岐された給湯分岐管に接続され、前記給水管の水と前記給湯配管の湯を排出する不凍水抜き栓とを備え、前記開閉弁の開弁と前記空気導入弁の開弁によって前記貯湯タンク内の湯を前記湯排出管および前記給湯分岐管を介して前記不凍水抜き栓へ排出可能としたことを特徴とする貯湯式給湯装置。
2. 湯水を貯湯する貯湯タンクと、この貯湯タンクから外部の蛇口へ出湯する給湯配管と、前記貯湯タンク下部へ給水する給水管と、前記貯湯タンク下部または中間部から取り出した湯を前記給湯配管へ接続する湯排出管と、この湯排出管途中に設けられた電動開閉弁と、前記貯湯タンク内に空気を導入する自動または電動の空気導入弁と、前記貯湯タンク内の湯水の温度を検出する複数の貯湯温度センサと、前記給水管の途中でかつ前記給湯配管から分岐された前記給湯分岐管に接続され、前記給水管の水と給湯配管の湯を排出する不凍水抜き栓と、この不凍水抜き栓の解氷を指示する指示手段とを備え、前記指示手段により解氷が指示されると、前記電動開閉弁を開弁すると共に、前記空気導入弁の開弁によって前記貯湯タンク内の湯を前記湯排出管および前記給湯分岐管を介して前記不凍水抜き栓へ排出する解氷動作を行うようにしたことを特徴とする貯湯式給湯装置。
3. 前記解氷動作中に、前記貯湯タンク下部の前記貯湯温度センサが温度低下したことを検出すると、前記電動開閉弁を閉弁すると共に、前記空気導入弁の閉弁によって解氷動作を終了するようにしたことを特徴とする請求項２記載の貯湯式給湯装置。
4. 前記貯湯タンク下部の前記貯湯温度センサが温度低下したことを検出しないまま、前記解氷動作を開始して所定時間が経過すると、前記電動開閉弁を閉弁すると共に、前記空気導入弁の閉弁によって解氷動作を終了するようにしたことを特徴とする請求項３記載の貯湯式給湯装置。
5. 前記請求項３のものにおいて、解氷動作の終了時に給湯可能となった旨を報知するようにしたことを特徴とする貯湯式給湯装置。
6. 前記請求項４のものにおいて、解氷動作の終了時に前記不凍水抜き栓が凍結している旨を報知するようにしたことを特徴とする貯湯式給湯装置。

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