JP6459143B2

JP6459143B2 - 即湯器

Info

Publication number: JP6459143B2
Application number: JP2015058436A
Authority: JP
Inventors: 隆行河野; 川口　満; 満川口
Original assignee: Toto Ltd
Current assignee: Toto Ltd
Priority date: 2015-03-20
Filing date: 2015-03-20
Publication date: 2019-01-30
Anticipated expiration: 2035-03-20
Also published as: JP2016176666A

Description

本発明は、水栓より即座に湯を吐水させることができる即湯器に関するものである。

従来の即湯器は、ガス給湯機等の給湯機器と水栓とを接続する給湯配管の水栓の近傍に設置され、前記即湯器にはヒーターを有する貯湯タンクが備えられている（例えば、特許文献１参照）。

特許文献１に記載された構成では、水栓から湯を吐水させると、即湯器内の貯湯タンクの湯が水栓へと供給される。その際、貯湯タンク内には、ガス給湯機と即湯器との間の給湯配管内の冷めた残水が供給されるとともに、ガス給湯機が着火する。その後、ガス給湯機で加熱された湯が給湯配管を経由して貯湯タンク内へ供給される。このとき、給湯配管内の残水がガス給湯機で加熱された湯に置換された直後のタイミングで水栓からの湯の吐水が中止される等、水栓からの湯の吐水量が少ない場合は、貯湯タンク内へは給湯配管内の冷めた残水のみが供給されることとなる。すなわち、ガス給湯機で加熱された湯は貯湯タンク内へ供給されることはなく、給湯配管内で次第に冷めてしまうことになり、これは大きなエネルギーロスである。その後、再び水栓が使用された際に水栓からの湯の吐水量が少ないと、同様の事態が繰り返されることとなる。その結果、ガス給湯機は着火・消火を繰り返し、燃料であるガスが有効に利用されないという問題が発生する。

特開平２−２７５２４９号公報

本発明は、上記のような課題を解決するためになされたもので、水栓からの湯の吐水量が少量の連続使用時においても、ガス給湯機等の給湯機器の着火・消火が繰り返し行われることを抑制することができる即湯器を提供することを目的とする。

第１の発明は、加熱手段を有し、給水源と給湯機器と水栓と接続される貯湯タンクと、前記貯湯タンク内の湯の温度を測定する温度測定手段と、前記給水源から前記貯湯タンクまでの第１の経路と、前記給湯機器から前記貯湯タンクまでの第２の経路と、を切り替え可能な切替弁と、前記切替弁を制御する制御部と、を備え、前記制御部は、前記温度測定手段の測定結果が所定温度よりも高い場合は、前記切替弁により前記第１の経路を選択し、前記温度測定手段の測定結果が前記所定温度よりも低い場合は、前記切替弁により前記第２の経路を選択することを特徴とする即湯器である。

この即湯器によれば、制御部は、温度測定手段の測定結果が所定温度よりも高い場合は、切替弁により第１の経路を選択し、温度測定手段の測定結果が所定温度よりも低い場合は、切替弁により第２の経路を選択する。これにより、貯湯タンク内の湯の温度が所定温度を下回るまでは、ガス給湯機等の給湯機器内の湯が貯湯タンクに供給されず、貯湯タンク内には給水源から水が供給されることとなるため、給湯機器を着火させないことができる。よって、水栓からの湯の吐水量が少量の連続使用時において、ガス給湯機等の給湯機器の着火・消火が繰り返し行われることを抑制することができる。

また、第２の発明は、前記制御部は、前記水栓からの湯の吐水が停止すると、前記切替弁により前記第１の経路を選択することを特徴とする即湯器である。

この即湯器によれば、制御部は、水栓からの湯の吐水が停止すると、切替弁により第１の経路を選択するため、水栓から湯が吐水される際に必ず切替弁が第１の経路を選択した状態となる。よって、水栓からの湯の吐水量が少量の連続使用時において、ガス給湯機等の給湯機器の着火・消火が繰り返し行われることをより抑制することができる。

また、第３の発明は、前記制御部は、前記切替弁により前記第１の経路から前記第２の経路に切り替えることによる前記貯湯タンク内の湯の温度低下幅に基づいて、前記所定温度を設定することを特徴とする即湯器である。

この即湯器によれば、制御部は、切替弁により第１の経路から第２の経路に切り替えることによる貯湯タンク内の湯の温度低下幅に基づいて、前記所定温度を設定するため、季節による水温や気温の違い、給湯配管の長さや口径の違いなどの設置環境に応じた最適な所定温度で切替弁を制御することができる。よって、ガス給湯機等の瞬間式の給湯機器の着火回数を最小限とすることができる。

本発明により、水栓からの湯の吐水量が少量の連続使用時において、ガス給湯機等の給湯機器の着火・消火が繰り返し行われることを抑制することができる。

本発明の実施形態を示す構成図である。本発明の実施形態において制御部７が行う制御フローである。本発明の実施形態の各温度特性を示すタイミングチャート図である。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照しつつ説明する。
図１は、本発明の実施形態を示す構成図である。

図１に示すように、給水源（図示なし）からの水は、給水配管１０を経由して水栓３へ供給されるとともに、その途中でガス給湯機２（給湯機器）と、即湯器１へ供給される。ガス給湯機２へ供給された水はガス給湯機２内の熱交換器（図示なし）にて所定の温度（例えば、６０℃）まで加熱され、その湯は給湯配管１１を経由して即湯器１へと供給される。そして、即湯器１の湯は、混合出湯管１２を経由して水栓３へと供給される。

本実施形態にかかる即湯器１は、貯湯タンク４と、切替弁５と、混合弁６と、制御部７と、サーミスター９（温度測定手段）と、水流スイッチ１６と、を備える。

貯湯タンク４は、ヒーター８（加熱手段）を有する。貯湯タンク４には、貯湯タンク４内に湯または水を導入する入水管１３と、貯湯タンク４内の湯を導出する出湯管１５とが接続される。入水管１３を介して供給された湯または水は、貯湯タンク４内にてヒーター８により予め決められた温度（例えば、７５℃）まで加熱され、出湯管１５から導出される。なお、貯湯タンク４内の湯の温度は、サーミスター９により測定される。
なお、貯湯タンク４は、給水配管１０、切替弁５、および、入水管１３を介して給水源（図示なし）と接続されており、給湯配管１１、切替弁５、および、入水管１３を介してガス給湯機２と接続されている。また、貯湯タンク４は、出湯管１５、混合弁６、混合出湯管１２を介して水栓３と接続されている。

切替弁５は、給水源（図示なし）から貯湯タンク４までの第１の経路２０と、ガス給湯機２から貯湯タンク４までの第２の経路３０と、を切り替え可能に設けられている。具体的には、切替弁５は、給水配管１０及び給湯配管１１に接続されるとともに、入水管１３に接続される。すなわち、切替弁５は、給水源（図示なし）及びガス給湯機２に接続されるとともに、貯湯タンク４に接続される切替弁５が第１の経路２０を選択している状態では、給水配管１０と入水管１３が連通して、給水源からの水が、給水配管１０、切替弁５、入水管１３の順に貯湯タンク４へ供給される。一方、切替弁５が第２の経路３０を選択している状態では、給湯配管１１と入水管１３が連通して、ガス給湯機２内の湯が、給湯配管１１、切替弁５、入水管１３の順に貯湯タンク４へ供給される。
また、切替弁５は、入水管１３から分岐した分岐管１４を介して混合弁６に接続される。

混合弁６は、分岐管１４を介して供給された湯または水と、出湯管１５を介して供給された湯とを予め決められた所定温度（例えば、６０℃）となるよう混合する。混合弁６にて混合された湯は、混合出湯管１２を経由して水栓３へと供給される。

制御部７は、貯湯タンク４に設けられ、貯湯タンク４内の湯の温度を測定するサーミスター９の測定結果に基づいて、貯湯タンク４内の湯の沸き上げを制御するとともに、切替弁５の切り替え動作を制御する。具体的には、サーミスター９の測定結果が所定温度（例えば、６２℃）よりも高い場合は、切替弁５により第１の経路２０を選択する。すなわち、切替弁５により給水配管１０と入水管１３を連通させ、給水源からの水を、給水配管１０、切替弁５、入水管１３の順に貯湯タンク４へ供給する。一方、サーミスター９の測定結果が所定温度（例えば、６２℃）よりも低い場合は、切替弁５により第２の経路３０を選択する。すなわち、切替弁５により給湯配管１１と入水管１３を連通させ、ガス給湯機２内の湯を給湯配管１１、切替弁５、入水管１３の順に貯湯タンク４へ供給する。

水流スイッチ１６は、水栓３からの湯の吐水の有無を確認するためのものであり、混合出湯管１２に設けられる。

次に、本発明の実施形態において制御部７が行う制御フローについて、図２を参照して説明する。
図２は、本発明の実施形態において制御部７が行う制御フローである。このフローは、内蔵するコントローラ（図示なし）によって所定の周期で繰り返し実行される。

まず、ステップＳ１において、制御部７は、水流スイッチ１６に基づいて、水栓３からの湯の吐水の有無を判断する。その結果、水栓３から湯が吐水されている場合（ステップＳ１：Ｙｅｓ）、ステップＳ２に進む。これに対して、水栓３から湯が吐水されていない場合（ステップＳ１：Ｎｏ）、ステップＳ４に進む。

ステップＳ２において、制御部７は、貯湯タンク４内の湯の温度（サーミスター９による測定結果）が所定温度Ｔ（例えば６２℃）未満であるか否かを判断する。その結果、貯湯タンク４内の湯の温度（サーミスター９による測定結果）が所定温度Ｔ（例えば６２℃）未満である場合（ステップＳ２：Ｙｅｓ）、ステップＳ３に進み、制御部７は、切替弁５を第２の経路３０へ切り替えて、ガス給湯機２および給湯配管１１内の湯を貯湯タンク４内に供給する。

一方、貯湯タンク４内の湯の温度（サーミスター９による測定結果）が所定温度Ｔ（例えば６２℃）以上である場合（ステップＳ２：Ｎｏ）、ステップＳ４に進む。

ステップＳ４では、制御部７は、切替弁５を第１の経路２０へ切り替えて、給水配管１０内の水を貯湯タンク４内に供給する。

以上のように、水栓３から湯の吐水が開始されると、まず、切替弁５により第１の経路２０が選択され、給水配管１０からの水（例えば５℃）が貯湯タンク４内に供給される。そして、貯湯タンク４内の湯の温度（サーミスター９での検出温度）が所定温度Ｔ（例えば６２℃）を下回ると、切替弁５により第２の経路３０が選択され、ガス給湯機２および給湯配管１１内の湯が貯湯タンク４内に供給される。

次に、本発明の実施形態の各温度特性について、図３を参照しつつ説明する。
図３は、本発明の実施形態の各温度特性示すタイミングチャート図である。
ここでは、ガス給湯機２の沸き上げ設定温度を６０℃、即湯器１の貯湯タンク４内の湯の沸き上げ温度を７５℃、混合弁６の混合設定温度を６０℃、水の温度を５℃、給湯配管１１の周囲温度を５℃として以下動作を説明する。

水栓３から湯の吐水が開始されると、まず、入水管１３を介して給水配管１０内の水（５℃）が貯湯タンク４内へ供給され、貯湯タンク４内で湯（７５℃）と混合される。その結果、貯湯タンク４内の湯の温度及び出湯管１５内の湯の温度は当初の７５℃から次第に低下していく。このとき、混合出湯管１２へは、混合弁６で、出湯管１５からの湯と、分岐管１４を介して供給された給水配管１０内の水（５℃）とが混合され、６０℃の湯が供給される。

次に、貯湯タンク４内の湯の温度が所定の温度（例えば、６２℃）未満まで低下する（Ａ）と、切替弁５により第２の経路３０が選択され、入水管１３および分岐管１４は、給湯配管１１と連通する。これにより、給湯配管１１内の湯が貯湯タンク４内へ供給されるようになる。

ここで、水栓３を長い時間使用していない場合などは給湯配管１１内の湯の温度は、周囲温度（５℃）付近まで冷やされていることがあるため、給湯配管１１から供給される冷めた湯により、しばらくは貯湯タンク４内の湯の温度は更に低下を続ける。一方、給湯配管１１内の湯の温度は、ガス給湯機２で加熱された湯（６０℃）によって次第に上昇する。その結果、６０℃の湯が貯湯タンク４及び混合弁６に供給される（Ｂ）ことになる。

６０℃の湯が混合弁６に供給されると、混合弁６は、混合設定温度が６０℃に設定されているため、分岐管１４からの流れを全開（１００％）とし、出湯管１５からの流れを遮断状態とする。その結果、ガス給湯機２で加熱された湯（例えば、６０℃）がそのまま混合出湯管１２を介して水栓３から吐水されることになる。

従って、水栓３から湯の吐水が開始されると、給水配管１０内の水が貯湯タンク４内へ供給され、貯湯タンク４内の湯の温度が低下し続ける。そして、貯湯タンク４内の湯の温度が所定の温度未満になると、切替弁５により第２の経路３０が選択される。切替弁５により第２の経路３０が選択された直後は、給湯配管１１内の残水（例えば５℃）が貯湯タンク４内へ供給されるため、ガス給湯機２で加熱された湯（例えば、６０℃）が貯湯タンク４へ到達するまでは貯湯タンク４内の湯の温度は低下を続けるが、貯湯タンク４内の湯の温度が６０℃を下回る前に貯湯タンク４及び混合弁６へ湯が到達することになるため、混合出湯管１２へ供給される湯の温度は６０℃一定のままとなる。

なお、本実施形態では、所定温度Ｔは、即湯器１の貯湯タンク４のタンク容量や、貯湯タンク４内の湯の沸き上げ温度に基づく設置配管条件（給湯配管１１の長さや口径）と、最も条件の厳しい冬の環境下を考慮し、給湯配管１１の周囲温度や水温を５℃とした場合の条件にて、切替弁５により第１の経路２０から第２の経路３０に切り替えられ、給湯配管１１内の残水全部が貯湯タンク４内へ供給されても、貯湯タンク４内の湯の温度が混合弁６の混合設定温度である６０℃を下回ることのない温度に設定されている。

本実施形態によれば、貯湯タンク内４の温度が所定温度（例えば、６２℃）を下回るまでは、切替弁５により第１の経路２０を選択がされ、入水管１３および分岐管１４は給水配管１０と連通したままであり、給湯配管１１とは連通されない。すなわち、ガス給湯機２内の湯が貯湯タンク４に供給されず、貯湯タンク４内には給水源から水が供給されることとなる。従って、ガス給湯機２を着火させないことができる。よって、水栓３からの湯の吐水量が少量の連続使用時において、ガス給湯機等の給湯機器の着火・消火が繰り返し行われることを抑制することができる。その結果、ガス（燃料）の使用量を抑えることができる。また、ガス給湯機２の耐久性能への影響を小さくすることができる。

以上、本発明の実施の形態について説明した。しかし、本発明はこれらの記述に限定されるものではない。前述の実施の形態に関して、当業者が適宜設計変更を加えたものも、本発明の特徴を備えている限り、本発明の範囲に含まれる。例えば、サーミスター９を、出湯管１５を介して混合弁６へ供給される湯の温度を検出する位置に設けてもよい。また、ガス給湯機２の沸き上げ設定温度、即湯器１の貯湯タンク４内の湯の沸き上げ温度、混合弁６の混合設定温度等の温度条件も例示した温度に限定されるものでもない。

また、制御部７が、水栓３からの湯の吐水が停止すると、切替弁５により第１の経路２０を選択するようにしてもよい。これにより、水栓３から湯が吐水される際に必ず切替弁５が第１の経路２０を選択した状態となる。よって、水栓３からの湯の吐水量が少量の連続使用時において、ガス給湯機２の着火・消火が繰り返し行われることをより抑制することができる。

また、所定温度Ｔの設定方法は、上述した方法に限らない。制御部７は、切替弁５により第１の経路２０から第２の経路３０に切り替えることによる貯湯タンク４内の湯の温度低下幅に基づいて、所定温度を設定してもよい。すなわち、所定温度Ｔを実際の使用環境に応じて設定してもよい。例えば、切替弁５により第１の経路２０から第２の経路に切り替えられ、給湯配管１１内の残水全部が貯湯タンク４内へ供給されたときの貯湯タンク４内の湯の温度低下幅に基づいて、再設定されるようにしてもよい。このようにすれば、季節による水温や気温の違い、給湯配管の長さや口径の違いに応じた最適な所定温度で切替弁を制御できる。よって、ガス給湯機２の着火回数を最小限とすることができる。

１即湯器
２ガス給湯機
３水栓
４貯湯タンク
５切替弁
６混合弁
７制御部
８ヒーター
９サーミスター
１０給水配管
１１給湯配管
１２混合出湯管
１３入水管
１４分岐管
１５出湯管
１６水流スイッチ

Claims

加熱手段を有し、給水源と給湯機器と水栓と接続される貯湯タンクと、
前記貯湯タンク内の湯の温度を測定する温度測定手段と、
前記給水源から前記貯湯タンクまでの第１の経路と、前記給湯機器から前記貯湯タンクまでの第２の経路と、を切り替え可能な切替弁と、
前記切替弁を制御する制御部と、
を備え、
前記制御部は、前記温度測定手段の測定結果が所定温度よりも高い場合は、前記切替弁により前記第１の経路を選択し、前記温度測定手段の測定結果が前記所定温度よりも低い場合は、前記切替弁により前記第２の経路を選択することを特徴とする即湯器。
前記制御部は、前記水栓からの湯の吐水が停止すると、前記切替弁により前記第１の経路を選択することを特徴とする請求項１に記載の即湯器。
前記制御部は、前記切替弁により前記第１の経路から前記第２の経路に切り替えることによる前記貯湯タンク内の湯の温度低下幅に基づいて、前記所定温度を設定することを特徴とする請求項１または２に記載の即湯器。