JP6182732B2 - 貯湯式給湯装置 - Google Patents

Description

本発明は、貯湯式給湯装置に関するものである。

従来、この種の給湯装置は、図３に示すように、貯湯タンクユニット１０１とヒートポンプ装置などの加熱手段１１３とを備えている。貯湯タンクユニット１０１の下部から加熱手段１１３に送られて加熱された水は、貯湯タンク１０２上部から貯湯タンク１０２の内部に流入し貯留される。

貯湯タンクユニット１０１は、貯湯タンク１０２、貯湯タンク１０２の上部に貯留された湯を給湯端末１１２へと流動させる出湯配管１０７、水道管から貯湯タンク１０２の下部に水を供給する給水配管１１１、給水配管１１１から分岐して混合弁１０４を介して出湯配管１０７につながる給水バイパス配管１０８、貯湯タンク１０２から流れた湯と給水バイパス配管１０８から流れた水とが混合した後の湯が流れる給湯配管１０９を備えている。また、貯湯タンクユニット１０１は、過度な圧力上昇を緩和する、圧力逃し弁１０３を備えている。

また、混合弁１０４の上流側の出湯配管１０７および給水バイパス配管１０８には、給湯装置内での湯水の逆流防止のために、それぞれ逆止弁１０５または１０６が設けられている（例えば、特許文献１参照）。

また、給湯配管１０９の内部に残存する水が凍結し、給湯配管１０９が閉塞されて過大圧となり、配管部材に損傷が生じることを防止するため、給湯配管１０９から分岐して、途中に圧力逃し弁１１０を設け、先端が大気開放となる圧力逃し管１１５を有するものがある（例えば、特許文献２参照）。

特開２０１２−００７６４６号公報 特開２０１０−００２０６１号公報

しかしながら、前記従来の構成では、排水管に設けた圧力逃し弁と混合弁の上流側に設けられた逆止弁との間の配管に滞留した水が凍結すると、配管の内部に過大圧が生じ、場合によっては、配管部材が破損してしまうという課題を有していた。

本発明は、前記従来の課題を解決するためのもので、配管に滞留した水が凍結した場合でも、配管内部の過度な圧力上昇を抑制可能な貯湯式給湯装置を提供することを目的とする。

前記従来の課題を解決するために、本発明の貯湯式給湯装置は、湯水を貯留する貯湯タンクと、前記貯湯タンクの上部に接続されて、前記貯湯タンクの上部から湯が流出する出湯配管と、前記貯湯タンクの下部に接続されて、前記貯湯タンクの下部へと水を供給する給水配管と、前記出湯配管を流れる湯と前記給水配管から分岐した給水バイパス配管を流れる水とを混合する混合弁と、前記混合弁にて混合した湯が給湯端末へと流れる給湯配管と、前記混合弁よりも上流側の前記出湯配管に設けられる第１の逆止弁と、前記混合弁よりも上流側の前記給水バイパス配管に設けられる第２の逆止弁と、前記給湯配管から分岐され、先端が大気開放である圧力逃し管と、前記圧力逃し管に設けられた第３の逆止弁と、を備え、前記第１の逆止弁と前記第３の逆止弁とは、圧力緩和機能を有することを特徴とする。

これにより、給湯配管の内部で圧力が上昇しても、圧力緩和機能を有する第１の逆止弁によって、貯湯タンク側へ圧力を逃がすことができる。また、給湯配管の配管内部の圧力が過度に上昇した場合においても、第３の逆止弁によって、圧力逃し管の先端へと給湯配管の配管内部の圧力を逃すことができる。

本発明によれば、配管の内部における過度な圧力上昇を抑制した貯湯式給湯装置を提供することができる。

本発明の貯湯式給湯装置の実施の形態１における概略構成図 本発明の貯湯式給湯装置の実施の形態１における概略構成図 従来の貯湯式給湯装置の概略構成図

第１の発明は、湯水を貯留する貯湯タンクと、前記貯湯タンクの上部に接続されて、前記貯湯タンクの上部から湯が流出する出湯配管と、前記貯湯タンクの下部に接続されて、前記貯湯タンクの下部へと水を供給する給水配管と、前記出湯配管を流れる湯と前記給水配管から分岐した給水バイパス配管を流れる水とを混合する混合弁と、前記混合弁にて混合した湯が給湯端末へと流れる給湯配管と、前記混合弁よりも上流側の前記出湯配管に設けられる第１の逆止弁と、前記混合弁よりも上流側の前記給水バイパス配管に設けられる第２の逆止弁と、前記給湯配管から分岐され、先端が大気開放である圧力逃し管と、前記圧力逃し管に設けられた第３の逆止弁と、を備え、前記第１の逆止弁と前記第３の逆止弁とは、圧力緩和機能を有することを特徴とする貯湯式給湯装置である。

これにより、特に、混合弁から給湯配管にわたる配管内部に滞留している水が凍結し、配管内部の圧力が上昇した場合においても、圧力緩和機能を第１の逆止弁によって、貯湯タンク側へと圧力を逃がすことが可能となるので、配管内部での過度な圧力上昇を抑制することができる。その結果、特に混合弁や逆止弁などの部品の破損を防止することができる。また、給湯配管の配管内部の圧力が過度に上昇した場合においても、第３の逆止弁によって、圧力逃し管の先端へと給湯配管の配管内部の圧力を逃すことができる。

第２の発明は、特に第１の発明において、前記第２の逆止弁は、圧力緩和機能を有することを特徴とするものである。

これにより、第１の逆止弁および第２の逆止弁によって、混合弁の湯入口側と水入口側との両方から貯湯タンク側へ圧力を逃すことが可能になる。よって、配管内部の過度な圧力上昇を抑制するとともに、混合弁の形状や配置方法の自由度を高くすることができ、混合弁ないし第１の逆止弁、第２の逆止弁を合体させた湯水混合装置をより小型化することができる。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、この実施の形態によって本発明が限定されるものではない。

（実施の形態１）
図１は、本実施の形態の貯湯式給湯装置の概略構成図である。

図１に示すように、貯湯式給湯装置１００は、貯湯タンクユニット１と水を加熱する加熱手段１３とを備えている。

貯湯タンクユニット１は、湯水を貯留する貯湯タンク２を備えている。貯湯タンク２には、貯湯タンク２の下部に接続された給水配管１１によって、水道管から貯湯タンク２の下部へと給水が行われる。

貯湯タンク２に貯留された水は、貯湯タンク２の下部と水を加熱する加熱手段１３とを接続する入水配管２１を流れ、加熱手段１３へと送られる。なお、入水配管２１には、加熱手段１３へと水を圧送する循環ポンプ（図示せず）が設けられている。加熱手段１３としては、ヒートポンプ装置やガスボイラーなどが用いられる。

加熱手段１３において加熱された水は、加熱手段１３と貯湯タンク２の上部とを接続する出水配管２２を流れ、貯湯タンク２の上部から貯湯タンク２の内部へと流入する。これにより、貯湯タンク２の内部に貯留される湯水は、上方から下方に向かって温度が低くなる温度成層をもつことになる。

貯湯タンク２の上部に貯留された湯は、貯湯タンク２の上部に接続された出湯配管７によって貯湯タンク２から流出する。また、出湯配管７から分岐し、圧力逃が弁３を備えて、先端が大気開放となる第１の圧力逃し管２３が設けられている。圧力逃し弁３は、貯湯タンク２内部に湯が貯留され、貯湯タンク２およびその周辺の配管内部の圧力の上昇した際に、圧力を逃す機能を有する。

貯湯タンク２の上部から出湯配管７へと流出した湯は、混合弁４の湯入口側に流入する。一方、混合弁４の水入口側には、給水配管１１から分岐して混合弁４の水入口側に接続された給水バイパス配管８を流れる水が流入する。混合弁４は、出湯配管７を流れる湯と給水バイパス配管８を流れた水とを混合し、所定の温度の温水とする。混合された温水は、混合弁４の出口側から、混合弁４の出口側とカランなどの給湯端末１２とを接続する給湯配管９に流出し、給湯端末１２へと流れる。

混合弁４の上流側の出湯配管７には、逆止弁（第１の逆止弁）１４が混合弁４に近接して設けられている。逆止弁１４は、混合弁４から貯湯タンク２の上部に向かって、湯水が大量に逆流すること防ぐ。また、逆止弁１４は、逆止弁１４の下流側の配管内部の圧力が過度に上昇した場合に、逆止弁１４の上流側へと圧力を逃す圧力緩和機能を有する。

混合弁４の上流側の給水バイパス配管８には、逆止弁（第２の逆止弁）６が混合弁４に近接して設けられている。逆止弁６は、混合弁４から給水配管１１および貯湯タンク２の下部に向かって、湯水が大量に逆流することを防ぐ。

また、給湯配管９から分岐し、逆止弁（第３の逆止弁）１０を備えて、先端が大気開放となる第２の圧力逃し管２４が設けられている。逆止弁１０は、給湯配管９を流れる湯水が、第２の圧力逃し管２４を通じて大量に排出されることを防ぐ。また、逆止弁１０は、給湯配管９の配管内部の圧力が過度に上昇した場合に、第２の圧力逃し管２４の先端へと圧力を逃す圧力緩和機能を有する。

給水配管１１を介して、貯湯タンク２に供給された水は通常低温である。よって、貯湯タンク２内部の水が加熱手段１３によって加熱されて高温の湯になると、その体積は膨張する。これにより、貯湯タンク２の内部やその周辺の配管内部の圧力が上昇する。

ここで、貯湯タンク２およびその周辺の配管内部の圧力が所定圧力以上になると、圧力逃し弁３から膨張水を排出し、貯湯タンクユニット１内の湯水圧力を調整することができる。その結果、配管内部の過度な圧力上昇から部品を保護することができる。

使用者が、例えばカランなどの給湯端末１２を開き、所定温度の湯水を使用する場合、貯湯タンク２内に貯留された高温水は、貯湯タンク２の上部から出湯配管７を経由して混合弁４へと流れる。同時に、給水配管１１および給水バイパス配管８を経由して水が流れ、混合弁４に流入する。混合弁４において、出湯配管７を流れた湯と給水バイパス配管８を流れた水とを混合することで所定温度の湯水を作り、給湯配管９へと流出させる。所定温度の湯水は、給湯配管９を経由して給湯端末１２へと供給される。

ここで、例えば、外気温が非常に低い場合、給湯配管９の内部に残存した水が凍結する可能性がある。凍結が生じると、給湯配管９の内部では、凍結による水の体積膨張のため、過大圧力が発生する。仮に給湯配管９が閉回路であった場合、水の体積膨張によって、給湯配管９もしくは配管を構成する部品が、過大圧力により破損し、水漏れを引き起こす恐れがある。本実施の形態における貯湯式給湯装置は、給湯配管９から分岐した第２の圧力逃し管２４を設け、第２の圧力逃し管２４に圧力緩和機能を有する逆止弁１０を配置している。

ここで、第２の圧力逃し管２４が給湯配管９から分岐する箇所よりも上流側の給湯配管９の内部で水の凍結が生じると、凍結した箇所と、逆止弁１４および逆止弁６との間の配管内部で、凍結による水の体積膨張のため、過大圧力が発生する。第２の圧力逃し管２４の分岐箇所よりも上流側で凍結が発生した場合、仮に給湯配管９が閉回路であると、水の体積膨張によって、過大圧力が発生し、この圧力によって配管もしくは配管を構成する部品が破損し、水漏れを引き起こす場合がある。

そこで、本実施の形態においては、混合弁４の少なくとも湯入口側に設けた逆止弁１４を、圧力緩和機能付きのものとしている。これにより、第２の圧力逃し管２４の給湯配管９からの分岐箇所よりも上流側で、配管内部に残存する水が凍結し、配管内部の圧力が所定圧力になると、逆止弁１４によって貯湯タンク２側に圧力を逃すことができる。

圧力緩和機能付き逆止弁１４を、混合弁４の湯入り口側に設置したのは、出湯配管７と、給水バイパス配管８との温度を比較した場合、出湯配管７の方が相対的に高温であるので、凍結に対するリスクが低いためである。

一般的に貯湯タンクユニット１の内部は、外気と遮断されており、貯湯タンク２には高温の湯水が貯留されていることから、貯湯タンクユニット１の外部の配管に比べ、貯湯タンク２に近接する配管ほど低温になりづらく、凍結の可能性は低い。よって、凍結の可能性の低い貯湯タンク２側の配管へと圧力を逃すことで、凍結の進行を抑制して、配管内部の過度な圧力上昇を防ぐことができる。

また、配管内部がさらに高圧になった場合は、出湯配管７から分岐した第１の圧力逃し管２３に設けられた圧力逃し弁３によって圧力を逃すことができる。これにより、貯湯タンク２内部および貯湯タンクユニット１に設けられた配管内部の圧力上昇を抑制し、混合弁４の周辺の配管を含め、配管および配管を構成する部品の破損、水漏れを防止することができる。このとき、出湯配管７にさらに別の逆止弁が設けられている場合には、その逆止弁にも圧力緩和機能が備えられていることが好ましい。

なお、逆止弁１４と逆止弁６とは、鉛直方向において逆止弁１４の方が下方に設けられていることが好ましい。これにより、給湯配管９で凍結せずに残存している水が、圧力緩和機能を有する逆止弁１４を介して、貯湯タンク２の上部に近い出湯配管７上流側に向かって流れる。よって、さらなる凍結の進行を抑制して、圧力の過度な上昇を抑制することができる。

なお、給湯装置においては、混合弁は、給湯端末１２に湯水を供給するためだけでなく、他にも浴槽に所定の温度の湯水を給湯するための風呂注湯用（図示なし）として備えられている場合がある。この場合、混合弁４やその周辺の配管等の構成が複雑化かつ大型化し、貯湯タンクユニット１への収納性および混合弁４やその周辺のメンテナンス性が悪化するという場合がある。

よって、混合弁４などの配管接続部材や、逆止弁６、１４はより小型化されることが望ましい。その場合、逆止弁６、１４は混合弁４と一体化して湯水混合装置３０とすることが効果的である。

一方、混合弁４と逆止弁６、１４とを一体化して湯水混合装置３０とすると、２つの逆止弁の向きや配置、設置時の上下関係などに自由度が少なくなってしまう場合もある。

例えば、長期間にわたって、貯湯式給湯装置１００を使用しないことから、貯湯タンクユニット１の内部に滞留する水を全て抜こうとした場合、混合弁４と逆止弁６、１４とを一体化して湯水混合装置３０とすると、湯水混合装置３０の内部に水が滞留したままとなる可能性がある。これにより、湯水混合装置３０の内部、混合弁４と逆止弁６との間で水が凍結した場合、湯水混合装置３０に過大な圧力がかかり、破損に至る場合がある。

そこで、図２に示すように、圧力緩和機能を有する逆止弁１５を、給水バイパス配管８に設けても良い。これにより、湯水混合装置３０の形状や配置、構成の自由度が高くなるので、湯水混合装置３０を小型化しながら凍結を防止し、また、配管内部の過度な圧力上昇を抑制することができる。

以上のように、本発明の貯湯式給湯装置は、残存水の凍結による配管内部の過度な圧力上昇を抑制することができるので、家庭用、業務用の給湯装置として有用である。

２ 貯湯タンク
４ 混合弁
６、１０、１４、１５ 逆止弁
７ 出湯配管
８ 給水バイパス配管
９ 給湯配管
１１ 給水配管
１２ 給湯端末
１３ 加熱手段

Claims (2)

1. 湯水を貯留する貯湯タンクと、
   前記貯湯タンクの上部に接続されて、前記貯湯タンクの上部から湯が流出する出湯配管と、
   前記貯湯タンクの下部に接続されて、前記貯湯タンクの下部へと水を供給する給水配管と、
   前記出湯配管を流れる湯と前記給水配管から分岐した給水バイパス配管を流れる水とを混合する混合弁と、
   前記混合弁にて混合した湯が給湯端末へと流れる給湯配管と、
   前記混合弁よりも上流側の前記出湯配管に設けられる第１の逆止弁と、
   前記混合弁よりも上流側の前記給水バイパス配管に設けられる第２の逆止弁と、
   前記給湯配管から分岐され、先端が大気開放である圧力逃し管と、
   前記圧力逃し管に設けられた第３の逆止弁と、を備え、
   前記第１の逆止弁と前記第３の逆止弁とは、圧力緩和機能を有することを特徴とする、
   貯湯式給湯装置。
2. 前記第２の逆止弁は、圧力緩和機能を有することを特徴とする、請求項１に記載の貯湯式給湯装置。