JP6152659B2 - 給湯装置 - Google Patents

Description

本発明は給湯装置に関し、特に浴槽への湯張り運転時に、注湯配管から追焚用循環配管の往き側配管及び戻り側配管の両方の配管を通して湯張り可能なものに関する。

従来から、風呂給湯装置が広く一般に普及している。この種の風呂給湯装置は、給湯用の熱交換器を備えた燃焼装置、前記熱交換器に低温の上水を供給する給水配管、前記熱交換器から出湯する出湯配管、浴槽へ湯水を供給する注湯配管、浴槽水を追い焚きする追焚用循環配管等を備えている。

上記の風呂給湯装置による浴槽への湯張り運転時には、温度調整された湯水は、通常では注湯配管を介して追焚用循環配管の一部を通って浴槽へ注湯される。このような注湯配管の構造としては、注湯配管の下流側部分が分岐されて追焚用循環配管の往き側配管及び戻り側配管の両方に接続した、所謂両搬送可能な構造のものが開示されている。

例えば、特許文献１の風呂給湯装置では、出湯路から分岐された湯落とし込み路（注湯配管）の下流端が、追い焚き回路（追焚用循環配管）のバイパス流路の途中部に接続された構造が開示されている。このバイパス流路は、追い焚き用の熱交換器をバイパスして往き側配管と戻り側配管とを直接接続し、湯張り運転時には、注湯配管からバイパス流路を介して往き側配管と戻り側配管の両方の配管を通して湯張りが可能である。

上記の特許文献１の風呂給湯装置のような、注湯配管から往き側配管及び戻り側配管の両方の配管を通して湯水を搬送する両搬送構造の場合、追い焚き運転時に、追焚用循環配管を循環する浴槽水が、バイパス流路（注湯配管の下流側部分）を介して反対側の配管に流入する、所謂ショートサイクルが発生して追い焚き特性を悪化させるという問題がある。このため、特許文献１では、バイパス流路と戻り側配管との接続部に三方弁が設置されている。また、バイパス流路の途中部に逆止弁が設置される場合もある。

特許３９５２４８５号公報

しかし、特許文献１のようにバイパス流路と戻り側配管との接続部に三方弁を設置したり、バイパス流路の途中部に逆止弁を設置する構造では、給湯装置の部品点数が増加してしまう上、三方弁や逆止弁のメンテナンスが必要となるので、給湯装置のコストが増加するという問題がある。

また、注湯配管や追い焚き用循環配管に三方弁や逆止弁を別途設置すると、注湯配管を流れる湯水に対する通路抵抗が増加して、浴槽への湯張り時間が長くなり、給湯装置の使用性能が低下するという問題がある。このため、注湯配管には、三方弁や逆止弁等を極力設置しない方が望ましい。

本発明の目的は、給湯装置において、低コストで且つ簡単な構造でもって追焚用循環配管から注湯配管への湯水の流入を防止可能な構造を備えたもの、湯張り時間を短縮可能な構造を備えたもの、等を提供することである。

請求項１の給湯装置は、浴槽への注湯配管と、浴槽の追焚用循環配管及び循環ポンプとを有し、前記追焚用循環配管は前記循環ポンプより下流側の往き側配管と上流側の戻り側配管とを有し、前記注湯配管が分岐して前記往き側配管及び戻り側配管の両方に接続された給湯装置であって、前記注湯配管の下流側部分は、前記往き側配管に第１接続部を介して接続された第１分岐配管と、前記戻り側配管に第２接続部を介して接続された第２分岐配管とに分岐され、前記第１分岐配管は、前記往き側配管の循環流の循環方向に対して鋭角をなす傾斜状に前記第１接続部において接続され、前記第２分岐配管は、前記戻り側配管に直交状に接続されたことを特徴としている。

請求項２の給湯装置は、請求項１の発明によれば、前記第１接続部は、前記往き側配管の循環流が下降流となる配管部に配置されていること特徴としている。

請求項３の給湯装置は、請求項１又は２の発明によれば、前記第２分岐配管は、前記戻り側配管の循環流の循環方向に対向する方向になるように前記第２接続部において接続されたことを特徴としている。

請求項１の発明によれば、注湯配管の下流側部分は、往き側配管に第１接続部を介して接続された第１分岐配管と、戻り側配管に第２接続部を介して接続された第２分岐配管とに分岐され、第１分岐配管は、往き側配管の循環流の循環方向に対して鋭角をなす傾斜状に第１接続部において接続されたので、追焚用循環配管の往き側配管を流れる浴槽水が第１分岐配管に流入する為には、往き側配管の循環流に逆らって流れ方向を大きく変更する必要が生じ、往き側配管を流れる浴槽水が第１分岐配管に流入するのを極力防止することができる。

従って、給湯装置の追い焚き運転時に、簡単な構造でもって往き側配管を流れる浴槽水が第１，第２分岐配管を通って戻り側配管へ流入するのを防止することができるので、逆止弁や三方弁を必要とせず、給湯装置のコストを低減することができる。逆止弁や三方弁を別途設置する必要がないので、湯張り運転時における第１，第２分岐配管の通路抵抗が増加せず、湯水の流量の確保が容易に行えて湯張り時間を短縮することができ、給湯装置の使用性能を向上させることができる。

請求項２の発明によれば、第１接続部は、往き側配管の循環流が下降流となる配管部に配置されているので、往き側配管の循環流に重力を効果的に作用させることができ、浴槽水の第１分岐配管への流入をより確実に防止することができる。

請求項３の発明によれば、第２分岐配管は、戻り側配管の循環流の循環方向に対向する方向になるように第２接続部において接続されたので、追い焚き運転時に第２接続部の水圧を上昇させることができ、故に、第１接続部と第２接続部との水圧差が減少するので、往き側配管から戻り側配管へ流入しようとする浴槽水の流量をより低減することができる。

実施例に係る給湯装置の概略構成図である。 注湯配管と追焚用循環配管の斜視図である。 図２の別角度からの注湯配管と追焚用循環配管の斜視図である。

以下、本発明を実施するための形態について実施例に基づいて説明する。

先ずは、給湯装置１の全体構成について説明する。
図１に示すように、給湯装置１は、燃焼装置２、給水配管３、出湯配管４、注湯配管５、追焚用循環配管６等を有し、給湯、浴槽７への注湯、浴槽水の追い焚き等の機能を備えた１缶２水路方式の貯湯式風呂給湯装置に構成されている。

燃焼装置２は、湯水を貯湯可能な貯湯部２ａ、この貯湯部２ａ内に設置されて湯水を加熱可能な給湯用の熱交換器２ｂ、燃料（例えば、オイル）を燃焼させて熱交換器２ｂを加熱する燃焼部２ｃ、この燃焼部２ｃに強制的に燃焼用の空気を送風する送風ファン２ｄ、強制送風された空気や排気ガスを排出する排気筒２ｅ等を備えている。

この燃焼装置２において、給水配管３から貯湯部２ａに供給された低温の上水は、燃焼部２ｃの燃焼熱によって加熱された熱交換器２ｂにより熱交換加熱され、この加熱後の高温の湯水は出湯配管４に供給される。貯湯部２ａの内部には、後述する追い焚き用の熱交換部である伝熱配管２ｆが熱交換器２ｂに外嵌状に設置されている。

給水配管３は、上水源から低温の上水を貯湯部２ａに供給するものであり、上流端が上水源に接続され、下流端が貯湯部２ａに接続されている。給水配管３には、貯湯部２ａへ上水を供給する為の逆止弁３ａや減圧弁３ｂが設けられ、これら逆止弁３ａや減圧弁３ｂを介して上水を貯湯部２ａ内に供給するようになっている。

出湯配管４は、貯湯部２ａ内に貯湯された湯水を、給湯栓８等の所望の給湯先に供給するものであり、高温の湯水が流れる出湯上流配管４ａ、高温の湯水と低温の上水が混合された混合湯水が流れる出湯下流配管４ｂを有し、出湯下流配管４ｂの下流端に給湯栓８が接続されている。

給水配管３と出湯配管４との間には、燃焼装置２をバイパスするバイパス配管９が設けられている。バイパス配管９は、バイパス上流配管９ａ、共通配管９ｂを有している。バイパス上流配管９ａと共通配管９ｂとの間には、オリフィス９ｃが設置されている。

次に、注湯配管５について説明する。
図１に示すように、注湯配管５は、浴槽７へ湯水を供給する為のものであり、高温の湯水が流れ且つバイパス配管９と共通の共通配管９ｂ、高温の湯水と低温の上水が混合された混合湯水が流れる注湯下流配管５ａを有している。注湯下流配管５ａの下流側部分は、後述する第１，第２分岐配管５ｂ，５ｃに分岐されている。注湯下流配管５ａには、開閉弁５ｄと流量センサ５ｅと逆止弁５ｆが設けられ、通常は開閉弁５ｄが閉弁されていて、注湯指令が入力された場合に開弁される。

バイパス上流配管９ａには、バイパス制御弁９ｄが設けられ、出湯運転時又は湯張り運転時に、バイパス制御弁９ｄの開度が調整されて、出湯温度が指令温度になるように高温の湯水と低温の上水との混合比率が調整され、この混合湯水が出湯下流配管４ｂを介して給湯栓８又は注湯下流配管５ａを介して浴槽７へ供給される。

次に、追焚用循環配管６について説明する。
図１に示すように、追焚用循環配管６は、浴槽７の浴槽水を追い焚きする回路であり、往き側配管１１、戻り側配管１２を有している。追焚用循環配管６は、浴槽７から戻り側配管１２が延びて循環ポンプ１３に接続され、この循環ポンプ１３から往き側配管１１の上流側配管１１ａが延びて伝熱配管２ｆの一端に接続され、この伝熱配管２ｆの他端から往き側配管１１の下流側配管１１ｂが延びて浴槽７に接続されることで循環回路が構成されている。

次に、本発明に係る注湯配管５と追焚用循環配管６との接続部分における注湯配管構造について説明する。
図１〜図３に示すように、この注湯配管構造は、注湯配管５の下流側部分が分岐されて追焚用循環配管６の往き側配管１１及び戻り側配管１２の両方に接続された、湯水を両搬送可能な構造である。即ち、注湯配管５の注湯下流配管５ａの下流側部分は、往き側配管１１の下流側配管１１ｂの第１接続部１５に接続された第１分岐配管５ｂと、戻り側配管１２の第２接続部１６に接続された第２分岐配管５ｃとに分岐されている。

第１分岐配管５ｂは、往き側配管１１の循環流の循環方向に対して鋭角をなす傾斜状に第１接続部１５において接続されている。具体的に、図２，図３に示すように、往き側配管１１の下流側配管１１ｂは、上方から鉛直状に真っ直ぐ延びるように配置された配管部１１ｃを有している。第１接続部１５は、往き側配管１１の循環流が下降流となる配管部１１ｃに配置され、この第１接続部１５に注湯配管５の分岐部分から下り傾斜状に延びる第１分岐配管５ｂの下流端が接続されている。このように、第１接続部１５の近傍部の配管は略Ｙ字形に組み立てられている。

第２分岐配管５ｃは、戻り側配管１２の循環流の循環方向に対向する方向になるように第２接続部１６において接続されている。具体的に、図２，図３に示すように、下方から鉛直状に延びる戻り側配管１２は、途中部分が直角状に屈曲され、その下流端が循環ポンプ１３に接続されている。第２接続部１６は、戻り側配管１２の屈曲部に配置され、この第２接続部１６に注湯配管５の分岐部分からクランク状に下方に延びる第２分岐配管５ｃの下流端が直交状に接続されている。このように、第２接続部１６の近傍部の配管は横向きのＴ字形に組み立てられている。

図２，図３に示すように、第１接続部１５において、往き側配管１１の下流側配管１１ｂと第１分岐配管５ｂとの間の角度αは、鋭角となるように、例えば、約０度〜６０度の範囲内で設定されるが、４５度程度に設定されるのが望ましい。第２接続部１６において、戻り側配管１２と第２分岐配管５ｃとの間の角度βは、直角となるように設定されているが、特にこの角度に限定する必要はない。

図２，図３に示すように、往き側配管１１の第１接続部１５から下流側部分と、戻り側配管１２の第２接続部１６から上流側部分は、鉛直方向に延び且つ互いに平行状態となるように配置されている。従って、湯張り運転時には、第１，第２分岐配管５ｂ，５ｃを通って往き側配管１１及び戻り側配管１２に流入した湯水は、伝熱配管２ｆや循環ポンプ１３には流れず浴槽７へ供給されるので、湯水の流量の確保が容易に行え、湯張りを短時間に行える。

次に、本発明の給湯装置１の作用及び効果について説明する。
最初に、給湯装置１による湯張り運転時には、混合比率が調整された混合湯水が注湯下流配管５ａを流れ、下流側部分において第１分岐配管５ｂ及び第２分岐配管５ｃにより分岐され、往き側配管１１及び戻り側配管１２の両方を流れることで、湯水が両搬送で浴槽７へ送られて湯張りが行われる。

次に、給湯装置１による追い焚き運転時には、浴槽７内の浴槽水は循環ポンプ１３の駆動により戻り側配管１２へ送られ、燃焼装置２の伝熱配管２ｆに送られて貯湯部２ａ内の高温の湯水又は熱交換器２ｂにより加熱され、この加熱された浴槽水は、往き側配管１１から浴槽７へ送り出される。尚、必要に応じて、注湯配管５を介して浴槽７に湯水を補充することができる。

ところで、第１，第２分岐配管５ｂ，５ｃによって浴槽７をバイパスするバイパス経路が形成される。追い焚き運転時には、循環ポンプ１３の出口側にある第１接続部１５の水圧は、循環ポンプ１３の吸込側にある第２接続部１６の水圧より大きくなるため、バイパス経路を通って往き側配管１１から戻り側配管１２へ浴槽水が流れようとするが、バイパス経路により形成される水流の方向は、第１分岐配管５ｂにおいて往き側配管１１の循環流の方向に対して逆方向となる傾斜方向となるため、浴槽水は第１分岐配管５ｂへ流入し難くなる。

また、第２分岐配管５ｃが、戻り側配管１２の循環流の循環方向に対向する方向になるように第２接続部１６において接続されることで、循環ポンプ１３の吸込側にある第２接続部１６の水圧が上昇するので、循環ポンプ１３の出口側にある第１接続部１５との水圧差が低減し、第１分岐配管５ｂが往き側配管１１に傾斜状に接続された構造と相まって、浴槽水は第１接続部１５から第２接続部１６へより流れ難くなる。

以上説明したように、注湯配管の下流側部分は、往き側配管１１に第１接続部１５を介して接続された第１分岐配管５ｂと、戻り側配管１２に第２接続部１６を介して接続された第２分岐配管５ｃとに分岐され、第１分岐配管５ｂは、往き側配管１１の循環流の循環方向に対して鋭角をなす傾斜状に第１接続部１５において接続されたので、追焚用循環配管６の往き側配管１１を流れる浴槽水が第１分岐配管５ｂに流入する為には、往き側配管１１の循環流に逆らって流れ方向を大きく変更する必要が生じ、往き側配管１１を流れる浴槽水が第１分岐配管５ｂに流入するのを極力防止することができる。

従って、給湯装置１の追い焚き運転時に、簡単な構造でもって往き側配管１１を流れる浴槽水が第１，第２分岐配管５ｂ，５ｃを通って戻り側配管１２へ流入するのを防止することができるので、逆止弁や三方弁を必要とせず、給湯装置１のコストを低減することができる。逆止弁や三方弁を別途設置する必要がないので、湯張り運転時における第１，第２分岐配管５ｂ，５ｃの通路抵抗が増加せず、湯水の流量の確保が容易に行えて湯張り時間を短縮することができ、給湯装置１の使用性能を向上させることができる。

また、第１接続部１５は、往き側配管１１の循環流が下降流となる配管部１１ｃに配置されているので、往き側配管１１の循環流に重力を効果的に作用させることができ、浴槽水の第１分岐配管５ｂへの流入をより確実に防止することができる。

さらに、第２分岐配管５ｃは、戻り側配管１２の循環流の循環方向に対向する方向になるように第２接続部１６において接続されたので、追い焚き運転時に第２接続部１６の水圧を上昇させることができ、故に、第１接続部１５と第２接続部１６との水圧差が減少するので、往き側配管１１から戻り側配管１２へ流入しようとする浴槽水の流量をより低減することができる。

次に、前記実施例を部分的に変更する例について説明する。
［１］前記実施例において、湯水を加熱する熱源機として燃焼装置２が使用されているが、特にこの燃焼装置２に限定する必要はなく、湯水を加熱する熱源機として、ガス燃焼装置、ヒートポンプ式熱源機や燃料電池発電ユニットの排熱回収熱交換器等が活用されても良く、適宜変更可能である。

［２］前記実施例において、第１接続部１５は、往き側配管１１の循環流が下降流となる配管部１１ｃに配置されているが、この構造に限定する必要はなく、第１分岐配管５ｂが、往き側配管１１の循環流の循環方向に対して鋭角をなす傾斜状に接続されるのであれば、第１接続部１５を往き側配管１１の他の配管部に配置しても良い。

［３］その他、当業者であれば、本発明の趣旨を逸脱することなく、前記実施例に種々の変更を付加した形態で実施可能であり、本発明はそのような変更形態を包含するものである。

１ 給湯装置
５ 注湯配管
５ｂ 第１分岐配管
５ｃ 第２分岐配管
６ 追焚用循環配管
７ 浴槽
１１ 往き側配管
１１ｃ 配管部
１２ 戻り側配管
１５ 第１接続部
１６ 第２接続部

Claims (3)

1. 浴槽への注湯配管と、浴槽の追焚用循環配管及び循環ポンプとを有し、前記追焚用循環配管は前記循環ポンプより下流側の往き側配管と上流側の戻り側配管とを有し、前記注湯配管が分岐して前記往き側配管及び戻り側配管の両方に接続された給湯装置であって、
   前記注湯配管の下流側部分は、前記往き側配管に第１接続部を介して接続された第１分岐配管と、前記戻り側配管に第２接続部を介して接続された第２分岐配管とに分岐され、
   前記第１分岐配管は、前記往き側配管の循環流の循環方向に対して鋭角をなす傾斜状に前記第１接続部において接続され、
   前記第２分岐配管は、前記戻り側配管に直交状に接続されたことを特徴とする給湯装置。
2. 前記第１接続部は、前記往き側配管の循環流が下降流となる配管部に配置されていること特徴とする請求項１に記載の給湯装置。
3. 前記第２分岐配管は、前記戻り側配管の循環流の循環方向に対向する方向になるように前記第２接続部において接続されたことを特徴とする請求項１又は２に記載の給湯装置。