JP5405406B2 - 貯湯式給湯装置 - Google Patents

Description

この発明は、風呂循環ポンプへの呼び水工程を開始する際の圧力上昇を低減させた貯湯式給湯装置に関するものである。

従来のこの種の貯湯式給湯装置においては、図４に示すように、湯水を貯湯する貯湯タンク１０１と、貯湯タンク１０１内の湯水を加熱する加熱手段１０２と、貯湯タンク１０１の下部に減圧弁１０３を介して接続され貯湯タンク１０１に給水する給水管１０４、貯湯タンク１０１の上部に接続された出湯管１０５、給水管１０４から分岐した給水バイパス管１０６と、出湯管１０５からの湯と給水バイパス管１０６からの水を混合して設定温度の湯とする混合弁１０７と、混合弁１０７で混合された設定温度の湯を台所や洗面所等に設けられた給湯栓１０８に供給する給湯管１０９と、浴槽１１０と、浴槽１１０の浴槽水を貯湯タンク１０１内の湯水と熱交換させる風呂熱交換器１１１と、浴槽１１０と風呂熱交換器１１１とを接続する風呂往き管１１２および風呂戻り管１１３からなる風呂循環回路１１４と、風呂戻り管１１３に備えられ浴槽１１０の浴槽水を風呂循環回路１１４に循環させる風呂循環ポンプ１１５と、風呂熱交換器１１１をバイパスして風呂往き管１１２と風呂戻り管１１３とを接続する風呂バイパス管１１６と、風呂バイパス管１１６と風呂戻り管１１３との接続部に設け風呂戻り管１１３のみから浴槽１１０に注湯させる片搬送状態と風呂往き管１１２と風呂戻り管１１３との両方から浴槽１１０に注湯させる両搬送状態とに切換可能な風呂三方弁１１７と、風呂戻り管１１３に接続され貯湯タンク１０１内の湯水を浴槽１１０へ注湯する湯張り管１１８と、湯張り管１１８を開閉する湯張り電磁弁１１９とを備え、浴槽１１０への湯張りを開始するとき等に、風呂三方弁１１７を片搬送状態にすると共に湯張り管１１８を開閉する湯張り電磁弁１１９を開き、風呂戻り管１１３側のみに所定量注湯して、風呂循環ポンプ１１５の起動に必要な呼び水を供給する呼び水工程を行うものがあった。（例えば、特許文献１参照。）。

また、近年、住宅の２階や３階の高所であっても十分な流量で給湯ができるようにとのニーズから、減圧弁１０３の設定圧力を従来よりも高く設定するものが増えてきており、この減圧弁１０３の設定圧力を高く設定した貯湯式給湯装置において、上述の呼び水工程を行おうとした場合、湯張り管１１８を開閉する湯張り電磁弁１１９を開いた瞬間に、風呂戻り管１１３側にかかる圧力が水撃によって急激に上昇し、それにより風呂戻り管１１３に備えられた風呂循環ポンプ１１５等の機能部品の破損、風呂循環回路１１４を構成する配管の外れや損傷による水漏れ等が発生するおそれがあった。

そこで、特許文献２に開示されているような、給湯管１０９側に混合湯を流さずに閉止できるという機能を持たせた特殊な混合弁１０７を用いることで、前記呼び水工程を行う時に、湯張り電磁弁１１９を開いた後、混合弁１０７を閉止状態から駆動させ、徐々に水が増えてからお湯になるように、注湯開始時の流量を調整し水撃が発生させないようにして、風呂戻り管１１３や風呂戻り管１１３に備えられた風呂循環ポンプ１１５等の機能部品に加わる圧力を低減させ、風呂循環ポンプ１１５に確実に呼び水できるものがあった。

特開２００６−１７７６２５号公報 特開２００９−２２２２６８号公報

ところで、従来の貯湯式給湯装置は、混合弁１０７に閉止機能を持たせるというように、風呂循環回路１１４に供給する注湯流量を調整できるような専用部品を備えていなければならず、コストアップの要因となってしまうものであった。

そこで、本発明は、専用部品を設けることなく簡易な方法で、呼び水工程の際に風呂循環ポンプ１１５を備えた側の風呂循環回路１１４や風呂循環ポンプ１１５等の機能部品に加わる水撃による圧力を低減させると共に、風呂循環ポンプ１１５への呼び水を確実に行うことができる貯湯式給湯装置を提供することを目的とするものである。

そこで、この発明は上記課題を解決するために、特に請求項１ではその構成を、湯水を貯湯する貯湯タンクと、浴槽の浴槽水を前記貯湯タンク内の湯水と熱交換して加熱する風呂熱交換器と、前記浴槽と前記風呂熱交換器とを接続する風呂往き管および風呂戻り管から成る風呂循環回路と、前記風呂循環回路に設けられ浴槽水を循環させる風呂循環ポンプと、該風呂循環回路に接続され前記貯湯タンク内の湯水を前記浴槽へ注湯する湯張り管と、該湯張り管を開閉する開閉弁と、前記風呂循環回路に設けられ前記風呂循環ポンプが設けられた側の前記風呂循環回路のみから前記浴槽に注湯させることができる片搬送状態と、前記風呂往き管と前記風呂戻り管との両方から前記浴槽に注湯させることができる両搬送状態とに切換可能な切換手段とを備え、前記湯張り管から前記風呂循環回路へ所定量注湯して前記風呂循環ポンプの起動に必要な呼び水を供給する呼び水工程を実行する貯湯式給湯装置において、前記呼び水工程開始時は、前記切換手段を前記両搬送状態としてから、前記開閉弁を開弁して注湯を開始させ、前記開閉弁の開弁直後に前記切換手段を前記片搬送状態に切り換えるものとした。

また、請求項２では、前記切換手段を電動弁とした。

この発明の請求項１によれば、呼び水工程開始時は、切換手段を両搬送状態としてから、開閉弁を開弁して注湯を開始させることで、開閉弁を開弁した瞬間に生じる水撃による圧力上昇を風呂往き管および風呂戻り管の両方に分散させ低減させることができ、風呂循環ポンプ等の機能部品の破損、風呂循環ポンプを備えた側の風呂循環回路を構成する配管の外れや損傷による水漏れを防止することができ、さらに、開閉弁の開弁直後に切換手段を片搬送状態に切り換えることで、風呂循環ポンプへの呼び水を確実に行うことができるものである。

また、請求項２によれば、切換手段を電動弁としたことで、呼び水工程の際の両搬送状態から片搬送状態への切り換えが徐々に行われるので、風呂循環ポンプを備えた側の風呂循環回路に急に圧力が加わるのを防止することができるものである。

この発明の貯湯式給湯装置の一実施形態の概略構成図。 同一実施形態の風呂三方弁の動作説明図。 同一実施形態の風呂循環ポンプの呼び水工程を示すフローチャート。 従来の貯湯式給湯装置の概略構成図。

次に、本発明の一実施形態について図１に基づき説明する。
１は湯水を貯湯する貯湯タンク２を有した貯湯タンクユニット、３は台所や洗面所等に設けられた給湯栓、４はこの貯湯式給湯装置を遠隔操作するリモコン、５は浴槽である。

６は貯湯タンク２の下部に接続され貯湯タンク２に給水する給水管、７は給水管６途中に設けられ給水圧を所定の圧力まで減圧する減圧弁で、ここでは減圧弁７の設定圧力を２６０ｋＰａとする。また、８は貯湯タンク２の上部に接続され貯湯タンク２上部から高温の湯を取り出す出湯管である。

９は減圧弁７より下流側で給水管６から分岐した給水バイパス管、１０は出湯管８からの高温の湯と給水バイパス管９からの水とを設定温度になるように内部の弁体（図示せず）の弁開度を調整して混合する混合弁、１１は混合弁１０で混合された湯を給湯栓３に供給する給湯管、１２は混合弁１０で混合後の湯の温度を検出する給湯温度センサ、１３は給湯流量をカウントする給湯流量センサである。

１４は貯湯タンク２内の上部に配置され、浴槽５の浴槽水を貯湯タンク２内の湯水と熱交換して加熱するためのステンレス製の蛇管よりなる風呂熱交換器、１５は浴槽５と風呂熱交換器１４とを接続する風呂往き管１６および風呂戻り管１７から成る風呂循環回路、１８は風呂戻り管１７に備えられ、浴槽５内の浴槽水を風呂戻り管１７を介して風呂熱交換器１４に送り、風呂熱交換器１４を通過した浴槽水を風呂往き管１６を介して浴槽５内に戻すよう循環させる風呂循環ポンプである。

１９は風呂戻り管１７に設けられ流水の有無を検知する流水スイッチ、２０は風呂戻り管１７に設けられ浴槽５から流出し風呂熱交換器１４に流入する浴槽水の温度を検出する風呂温度センサ、２１は風呂戻り管１７の浴槽５に近い位置に設けられ浴槽水の水圧から浴槽５内の水位を検出する水位検出手段としての水位センサである。

２２は給湯管１１の途中から分岐し、風呂循環ポンプ１８の配設位置よりも風呂熱交換器１４側の風呂戻り管１７に接続され、貯湯タンク２内の湯水を浴槽５へ注湯する湯張り管、２３は湯張り管２２を開閉し浴槽５への注湯の開始、停止を行う開閉弁としての湯張り電磁弁、２４は浴槽５への注湯量をカウントする風呂流量センサ、２５は浴槽５の浴槽水が逆流するのを防止する二重に配設した逆止弁である。

２６は風呂熱交換器１４をバイパスして風呂往き管１６と風呂戻り管１７とを接続する風呂バイパス管、２７は湯張り管２２と風呂戻り管１７との接続部より風呂熱交換器１４側の風呂戻り管１７であって、風呂バイパス管２６と風呂戻り管１７との接続部に設けられ、風呂戻り管１７のみから浴槽５に注湯させる片搬送状態と風呂往き管１６と風呂戻り管１７との両方から浴槽５に注湯させる両搬送状態とに切換可能な電動三方弁より成る切換手段としての風呂三方弁である。

前記風呂三方弁２７は、流入側の接続口２７ａに風呂戻り管１７の浴槽５側を接続し、２つの流出側の接続口２７ｂ、２７ｃのうち、一方の接続口２７ｂには風呂熱交換器１４の入口側を接続し、他方の接続口２７ｃには風呂バイパス管２６を接続し、電動モータ（図示せず）の駆動で内方の弁体を動かして、図２（ア）に示すように、風呂戻り管１７の浴槽５側と風呂バイパス管２６側を連通し風呂熱交換器１４の入口側を閉塞することで、風呂往き管１６と風呂戻り管１７との両方から浴槽５に注湯させることができる両搬送状態と、図２（イ）に示すように、風呂戻り管１７の浴槽５側と風呂熱交換器１４の入口側を連通し風呂バイパス管２６側を閉塞することで、風呂往き管１６と風呂戻り管１７との両方から浴槽５に注湯させることができる両搬送状態と、図２（ウ）に示すように、風呂戻り管１７の浴槽５側を閉塞し、風呂戻り管１７のみから浴槽５に注湯させることができる片搬送状態とに少なくとも切換可能なものである。

２８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。ここでは、加熱手段の一例として電熱ヒータを適用したが、加熱手段はヒートポンプ式の加熱手段、灯油やガスを燃料とする燃焼バーナであってもよいものである。

２９は貯湯タンクユニット１内の給湯温度センサ１２、給湯流量センサ１３、流水スイッチ１９、風呂温度センサ２０、水位センサ２１、風呂流量センサ２４の入力を受け、混合弁１０、風呂循環ポンプ１８、風呂三方弁２７、湯張り電磁弁２３の駆動を制御する制御手段で、この制御手段２９はリモコン４と無線または有線により通信可能に接続されているものである。

前記リモコン４は、給湯設定温度を設定する給湯温度設定スイッチ３０と、風呂設定温度を設定する風呂温度設定スイッチ３１と、浴槽５へ風呂設定温度の湯をリモコン４の湯張り量設定スイッチ（図示せず）で設定された湯張り量注湯する湯張り運転を指示する湯張りスイッチ３２とが設けられているものである。

次に、図１に示した貯湯式給湯装置の特徴的な動作である風呂循環ポンプ１８の呼び水工程について、図３のフローチャートを用いて説明するが、湯張り運転時を例にとって説明することとする。

リモコン４の湯張りスイッチ３２がユーザにより操作されると、まず、風呂循環ポンプ１８の起動に必要な呼び水を供給する呼び水工程が開始され、制御手段２９は、風呂三方弁２７を、図２（ア）に示すように、風呂戻り管１７の浴槽５側と風呂バイパス管２６側を連通し風呂熱交換器１４の入口側を閉塞して、風呂往き管１６と風呂戻り管１７との両方から浴槽５に注湯させることができる両搬送状態とし（ステップＳ１）、続いて、制御手段２９は、湯張り電磁弁２３を開弁させて注湯を開始させ（ステップＳ２）、その直後に風呂三方弁２７の弁体を電動モータによって回動して、図２（ア）に示すような両搬送状態から、図２（ウ）に示すような、風呂戻り管１７の浴槽５側を閉塞し、風呂戻り管１７のみから浴槽５に注湯させることができる片搬送状態に徐々に切り換えるものである（ステップＳ３）。なお、湯張り電磁弁２３が開弁されると、出湯管８からの高温の湯と給水バイパス管９からの水とを混合弁１０で風呂設定温度に混合した湯が給湯管１１から湯張り管２２を介して風呂循環回路１５に注湯されていくものである。

そして、制御手段２９は、風呂流量センサ２４で検出した湯量の積算値から、注湯開始して所定量、例えば１０Ｌ注湯したか否か判断し（ステップＳ４）、所定量注湯したと判断すると、風呂循環ポンプ１８への呼び水および風呂戻り管１７のエア抜きが完了したと判断し、湯張り電磁弁２３を閉弁させ（ステップＳ５）、呼び水工程を終了するものである。

前記呼び水工程が終了すると、制御手段２９は、風呂循環ポンプ１８を一定時間駆動して、その間に流水スイッチ１９で流水の有無をチェックする。流水がない場合は浴槽５内に湯がない状態なので、風呂三方弁２７を、図２（ア）に示すような両搬送状態とすると共に、湯張り電磁弁２３を開弁し、風呂流量センサ２４の検出する湯量の積算値が設定湯張り量になると、湯張り電磁弁２３を閉弁して湯張り運転を完了するものである。

以上説明した風呂循環ポンプ１８の呼び水工程開始の際に、前記ステップＳ１で、制御手段２９は、風呂三方弁２７を、図２（ア）に示すように、風呂戻り管１７の浴槽５側と風呂バイパス管２６側を連通し風呂熱交換器１４の入口側を閉塞して、風呂往き管１６と風呂戻り管１７との両方から浴槽５に注湯させることができる両搬送状態としてから、前記ステップＳ２で、湯張り電磁弁２３を開弁させることで、減圧弁７の設定圧力が高く設定されたものであっても、湯張り電磁弁２３を開弁した瞬間に生じる水撃による圧力上昇を風呂往き管１６および風呂戻り管１７の両方に分散させ低減させることができ、風呂循環ポンプ１８や水位センサ２１等の機能部品の破損、風呂循環ポンプ１８を備えた風呂戻り管１７を構成する配管の外れや損傷による水漏れを防止することができるものである。

また、制御手段２９は、湯張り電磁弁２３を開弁した直後に、前記ステップＳ３で、風呂三方弁２７の弁体を電動モータによって回動させ、図２（ア）に示すような両搬送状態から、図２（ウ）に示すような、風呂戻り管１７の浴槽５側を閉塞し、風呂戻り管１７のみから浴槽５に注湯させることができる片搬送状態に徐々に切り換えることで、風呂循環ポンプ１８を備えた風呂戻り管１７に急に圧力が加わるのを防止することができ、さらに、片搬送状態で所定量注湯することで、風呂戻り管１７を流れる湯水の圧力を高くすると共に流量を多くして、風呂循環ポンプ１８に確実に呼び水を行うことができ、さらに、風呂戻り管１７のエア抜きも確実にされ、エア混入による水位センサ２１による水位誤検出を防止することができるものである。

また、本実施形態では、風呂循環ポンプ１８の呼び水工程の際に、前記ステップＳ１で、
風呂三方弁２７を、図２（ア）に示すような両搬送状態としたが、風呂三方弁２７を、図２（イ）に示すような両搬送状態としてもよいものであり、本発明の要旨を変更しない範囲で様々な変形が可能であり、これを妨げるものではない。

また、本実施形態では、湯張り運転時を例として、風呂循環ポンプ１８の呼び水工程について説明したが、湯張り運転時に限らず、風呂循環ポンプ１８に呼び水する場合には、先に説明した呼び水工程を行うことで、呼び水工程の際に生じる水撃による圧力上昇を低減させることができる共に、風呂循環ポンプ１８への呼び水を確実に行うことができるものである。

２ 貯湯タンク
５ 浴槽
１４ 風呂熱交換器
１５ 風呂循環回路
１６ 風呂往き管
１７ 風呂戻り管
１８ 風呂循環ポンプ
２２ 湯張り管
２３ 湯張り電磁弁
２７ 風呂三方弁

Claims (2)

1. 湯水を貯湯する貯湯タンクと、浴槽の浴槽水を前記貯湯タンク内の湯水と熱交換して加熱する風呂熱交換器と、前記浴槽と前記風呂熱交換器とを接続する風呂往き管および風呂戻り管から成る風呂循環回路と、前記風呂循環回路に設けられ浴槽水を循環させる風呂循環ポンプと、該風呂循環回路に接続され前記貯湯タンク内の湯水を前記浴槽へ注湯する湯張り管と、該湯張り管を開閉する開閉弁と、前記風呂循環回路に設けられ前記風呂循環ポンプが設けられた側の前記風呂循環回路のみから前記浴槽に注湯させることができる片搬送状態と、前記風呂往き管と前記風呂戻り管との両方から前記浴槽に注湯させることができる両搬送状態とに切換可能な切換手段とを備え、前記湯張り管から前記風呂循環回路へ所定量注湯して前記風呂循環ポンプの起動に必要な呼び水を供給する呼び水工程を実行する貯湯式給湯装置において、前記呼び水工程開始時は、前記切換手段を前記両搬送状態としてから、前記開閉弁を開弁して注湯を開始させ、前記開閉弁の開弁直後に前記切換手段を前記片搬送状態に切り換えるようにしたことを特徴とする貯湯式給湯装置。
2. 前記切換手段を電動弁としたことを特徴とする請求項１記載の貯湯式給湯装置。

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