JP7167650B2 - 貯湯式給湯機 - Google Patents

Description

この発明は、貯湯式給湯機に関する。

特許文献１は、貯湯式給湯装置を開示する。当該貯湯式給湯装置によれば、水抜きが必要になった場合にサイフォン現象が起きないように排水をすることができる。このため、水抜きの際の無駄な排水を防止することができる。

特開２０１６－１０８４号公報

しかしながら、特許文献１に記載の貯湯式給湯装置においては、貯湯タンクの内部の水抜きがなされる際に、排水が減圧弁の内部を通過する。この際、水抜き作業が不十分だと、水が減圧弁の内部に溜まる。

この発明は、上述の課題を解決するためになされた。この発明の目的は、貯湯タンクの内部の水抜きがなされる際に、水が減圧弁の内部に溜まりにくくすることができる貯湯式給湯機を提供することである。

この発明に係る貯湯式給湯機は、湯水を貯える貯湯タンクと、貯湯タンクの下部から湯水を排出する排水配管と、水源側に一端を接続する水源側給水配管と、貯湯タンクの下部に一端を接続するタンク側給水配管と、貯湯タンクの下部とタンク側給水配管の一端との接続位置よりも高い位置において水源側給水配管の他端とタンク側給水配管の他端とに接続し、内部流路のうち最も高い位置がタンク側給水配管の最も高い位置よりも高い減圧弁と、を備えた。

この発明によれば、貯湯タンクの内部の水抜きがなされる際に、水が減圧弁の内部に溜まりにくくすることができる。

実施の形態１における貯湯式給湯機の構成図である。 実施の形態１における貯湯式給湯機の減圧弁の縦断面図である。

この発明を実施するための形態について添付の図面に従って説明する。なお、各図中、同一または相当する部分には同一の符号が付される。当該部分の重複説明は適宜に簡略化ないし省略される。

実施の形態１．
図１は実施の形態１における貯湯式給湯機の構成図である。図１の貯湯式給湯機は、湯水を浴槽３００などに供給する装置である。貯湯式給湯機は、貯湯ユニット１００とヒートポンプユニット２００とを備える。
貯湯ユニット１００は、貯湯タンク１０１と第一流路切替弁１０５と排水栓１３５と第三流路切替弁１２７と混合手段１１４と熱源循環ポンプ１２９と風呂循環ポンプ１２４と追い焚き熱交換器１２１と配管類と制御部１０２を備える。

貯湯タンク１０１は、加熱された湯を貯留する。貯湯タンク１０１の内部において、湯水は、温度による水の比重の差により温度成層を形成する。具体的には、高温の水は、上層側に貯留される。低温の水は、下層側に貯留される。第一流路切替弁１０５は、ａポートとｂポートとｃポートとｄポートとを有する。排水栓１３５は、３つのポートを有する。第三流路切替弁１２７は、ｉポートとｊポートとｋポートとを有する。混合手段１１４は、給湯混合弁１１５と風呂混合弁１１６とを備える。給湯混合弁１１５は、高温側入口と低温側入口と出口とを備える。風呂混合弁１１６は、高温側入口と低温側入口と出口とを備える。熱源循環ポンプ１２９は、各種配管に湯水を循環させる。風呂循環ポンプ１２４は、浴槽３００から循環する水（浴槽水）を循環させる。追い焚き熱交換器１２１は、貯湯タンク１０１から供給されるタンク水と浴槽水との間で熱を交換する。

第１上部口１０１ａと第２上部口１０１ｂとは、貯湯タンク１０１の上部に設けられる。第１下部口１０１ｃと第２下部口１０１ｄと入水口１０１ｅとは、貯湯タンク１０１の下部に設けられる。入水口１０１ｅは、第１下部口１０１ｃよりも貯湯タンク１０１の上側に配置される。

配管１３０の一端は、熱源循環ポンプ１２９の吐出口に接続される。配管１３０の他端は、ヒートポンプユニット往き口１４８に接続される。配管１０６の一端は、貯湯タンク１０１の第１上部口１０１ａに接続される。配管１０６の他端は、第一流路切替弁１０５のａポートに接続される。配管１０４の一端は、第一流路切替弁１０５のｂポートに接続される。配管１０４の他端は、ヒートポンプユニット戻り口１４７に接続される。配管１３３の一端は、第一流路切替弁１０５のｃポートに接続される。配管１３３の他端は、貯湯タンク１０１の第２下部口１０１ｄに接続される。配管１３２の一端は、第一流路切替弁１０５のｄポートに接続される。配管１３２の他端は、配管１３０の途中に接続される。配管１２８の一端は、第三流路切替弁１２７のｊポートに接続される。配管１２８の他端は、熱源循環ポンプ１２９の吸入口に接続される。配管１３６の一端は、排水栓１３５に接続される。配管１３６の他端は、第三流路切替弁１２７のｉポートに接続される。配管１３４は、排水配管として設けられる。配管１３４の一端は、貯湯タンク１０１の第１下部口１０１ｃに接続される。配管１３４の他端は、排水栓１３５に接続される。配管１３７の一端は、排水栓１３５に接続される。配管１３７の他端は、排水口１４９に接続される。配管１２６の一端は、第三流路切替弁１２７のｋポートに接続される。配管１２６の他端は、追い焚き熱交換器１２１の出口に接続される。配管１１１の一端は、貯湯タンク１０１の第２上部口１０１ｂに接続される。配管１１１の他端は、追い焚き熱交換器１２１の入口に接続される。

配管１１３の一端は、配管１０６から分岐する。配管１１３の他端は、給湯混合弁１１５の高温側入口と風呂混合弁１１６の高温側入口とに接続される。配管１４２の一端は、給湯混合弁１１５の出口に接続される。配管１４２の他端は、給湯流量センサ１４３に接続される。配管１４４の一端は、給湯流量センサ１４３に接続される。配管１４４の他端は、給湯口１５０に接続される。給湯口１５０は、いずれも図示されないシャワー、カラン等の蛇口に接続される。

給水配管は、タンク側給水配管として設けられる。給水配管１３８の一端は、減圧弁１６０に接続される。給水配管１３８の他端は、貯湯タンク１０１の入水口１０１ｅに接続される。給水配管１３８は、減圧弁１６０から貯湯タンク１０１の入水口１０１ｅに向かって下方向または水平方向にのびて形成される。給水配管１４１の一端は、給水配管１３８の途中に接続される。給水配管１４１の他端は、給湯混合弁１１５の低温側入口と風呂混合弁１１６の低温側入口とに接続される。給水配管１３９は、水源側給水配管として設けられる。給水配管１３９の一端は、減圧弁１６０の鉛直下方向に接続される。給水配管１３９の他端は、給水口１５１に接続される。給水口１５１は、水道等の水源側に接続される。水抜き栓１６５は、給水口１５１に設けられる。

配管１１９の一端は、追い焚き熱交換器１２１を介して風呂循環ポンプ１２４の吐出口に接続される。配管１１９の他端は、風呂混合弁１１６の出口に接続される。配管１２５の一端は、風呂戻り口１５２の他端に接続される。配管１２５の他端は、風呂循環ポンプ１２４の吸入口に接続される。風呂電磁弁１１７と風呂流量センサ１１８とは、配管１１９において風呂混合弁１１６の出口と追い焚き熱交換器１２１の出口との間に設けられる。水位センサ１２２とフロースイッチ１２３とは、配管１１９において追い焚き熱交換器１２１の出口と風呂循環ポンプ１２４の吐出口との間に設けられる。配管１２０の一端は、配管１１９において風呂流量センサ１１８と追い焚き熱交換器１２１の間に接続される。配管１２０の他端は、風呂往き口１５３の一端に接続される。配管１４６の一端は、風呂往き口１５３の一端に接続される。配管１４６の他端は、浴槽３００の浴槽アダプタ３０１の一端に接続される。配管１４５の一端は、浴槽アダプタ３０１の他端に接続される。配管１４５の他端は、風呂戻り口１５２の他端に接続される。

制御部１０２は、前述の弁類およびポンプ類の動作を制御する。具体的には、制御部１０２は、第一流路切替弁１０５と排水栓１３５と第三流路切替弁１２７と給湯混合弁１１５と風呂混合弁１１６と熱源循環ポンプ１２９と風呂循環ポンプ１２４との動作を制御する。

ヒートポンプユニット２００は、水を加熱する加熱手段の例である。ヒートポンプユニット２００は、配管１０３、配管１３１及び図示されない電気配線を介して貯湯ユニット１００に接続される。

詳細な図示は省略されるが、ヒートポンプユニット２００は、空気の熱を吸収して水を加熱して湯とすることのできる冷凍サイクル（ヒートポンプサイクル）を搭載する。ヒートポンプユニット２００は、沸き上げ用熱交換器２０３と流出口２０５と配管２０４と配管２０２と流入口２０６と制御部２０１とを備える。沸き上げ用熱交換器２０３は、高温冷媒と湯水との熱交換を行う。流出口２０５は、配管１０３を介してヒートポンプユニット戻り口１４７に接続される。配管２０４は、流出口２０５と沸き上げ用熱交換器２０３とを接続する。配管２０２は、沸き上げ用熱交換器２０３と流入口２０６とを接続する。流入口２０６は、配管１３１を介してヒートポンプユニット往き口１４８に接続される。

制御部２０１は、貯湯ユニット１００の制御部１０２と双方向に通信可能に接続される。制御部２０１は、図示されない圧縮機、膨張弁、送風ファン等の動作を制御する。なお、制御部２０１、１０２と各機能部とを接続するリード線などの図示は、省略される。

本実施形態の貯湯式給湯機において、通常時には、貯湯タンク１０１の内部は、常に湯水で満水状態に維持される。沸き上げ運転が行われる際、貯湯タンク１０１の第１下部口１０１ｃから導出されたタンク水（低温の水）は、配管１３４、排水栓１３５、配管１３６、第三流路切替弁１２７のｉポート、第三流路切替弁１２７のｊポート、配管１２８、熱源循環ポンプ１２９、配管１３０、配管１３１を順に経由してヒートポンプユニット２００の流入口２０６に流入する。当該タンク水は、配管２０２を通過する。当該タンク水は、沸き上げ用熱交換器２０３で高温冷媒との間で熱交換されて加熱される。当該タンク水は、配管２０４、ヒートポンプユニット２００の流出口２０５、配管１０４、第一流路切替弁１０５のｂポート、第一流路切替弁１０５のａポート、配管１０６を順に経由して貯湯タンク１０１の第１上部口１０１ａから貯湯タンク１０１に流入する。

本実施形態の貯湯式給湯機において、浴槽３００の湯水（浴槽水）温度を保温あるいは昇温させる浴槽加熱運転が行われる際、貯湯タンク１０１の第２上部口１０１ｂから導出されたタンク水（高温の水）は、配管１１１を経由して追い焚き熱交換器１２１に流入する。当該タンク水は、追い焚き熱交換器１２１で浴槽水と熱交換されて温度低下する。当該タンク水は、配管１２６、第三流路切替弁１２７のｋポート、第三流路切替弁１２７のｊポート、配管１２８、熱源循環ポンプ１２９、配管１３０、配管１３２、第一流路切替弁１０５のｄポート、第一流路切替弁１０５のｃポート、配管１３３を順に経由して貯湯タンク１０１の第２下部口１０１ｄから貯湯タンク１０１に流入する。浴槽３００の浴槽水は、浴槽アダプタ３０１、配管１４５、風呂戻り口１５２、配管１２５、風呂循環ポンプ１２４、フロースイッチ１２３、水位センサ１２２を順に経由して追い焚き熱交換器１２１に流入する。当該浴槽水は、追い焚き熱交換器１２１でタンク水と熱交換されて加熱される。当該浴槽水は、配管１１９、配管１２０、風呂往き口１５３、配管１４６、浴槽アダプタ３０１を順に経由して浴槽３００に流入する。

本実施形態の貯湯式給湯機において、台所の蛇口、洗面所の蛇口、シャワーなどの給湯端末への給水が行われる際、水源側から供給される低温水は、給水口１５１、給水配管１３９、減圧弁１６０、給水配管１３８、給水配管１４１から給湯混合弁１１５の低温側入口および入水口１０１ｅに供給される。貯湯タンク１０１の第１上部口１０１ａから導出されたタンク水（高温の水）は、配管１１３を経由して給湯混合弁１１５の高温側入口に供給される。制御部１０２は、給湯混合弁１１５からの給湯温度が設定温度に一致するように、タンク水と低温水の混合比を制御する。給湯混合弁１１５で温度調節された湯水は、給湯混合弁１１５の出口、配管１４２、給湯流量センサ１４３、配管１４４および給湯口１５０を経由して台所の蛇口、洗面所の蛇口、シャワーなどの給湯端末に供給される。

本実施形態の貯湯式給湯機において、浴槽３００への給水が行われる際、水源側から供給される低温水は、給水口１５１、給水配管１３９、減圧弁１６０、給水配管１３８、給水配管１４１から風呂混合弁１１６の低温側入口および入水口１０１ｅに供給される。貯湯タンク１０１の第１上部口１０１ａから導出されたタンク水（高温の水）は、配管１１３を経由して風呂混合弁１１６の高温側入口に供給される。制御部１０２は、風呂混合弁１１６からの給湯温度が設定温度に一致するように、タンク水と低温水の混合比を制御する。風呂混合弁１１６で温度調節された湯水は、風呂混合弁１１６の出口、配管１１９、配管１２５、風呂戻り口１５２、配管１４５および浴槽アダプタ３０１を経由して浴槽３００に供給される。また、風呂混合弁１１６で温度調節された湯水は、風呂混合弁１１６の出口、配管１１９から分岐して配管１２０、風呂往き口１５３、配管１４６、浴槽アダプタ３０１を経由して浴槽３００に供給される。

本実施形態の貯湯式給湯機において、長期不使用時、メンテナンス時、非常時等には、貯湯タンク１０１の内部の湯水は、排出される。この際、配管１３４と配管１３７とは、排水栓１３５を開くと連通される。減圧弁１６０は、貯湯タンク１０１の入水口１０１ｅの位置よりも高い位置になる。また、貯湯タンク１０１の入水口１０１ｅは、第１下部口１０１ｃよりも貯湯タンク１０１の上側に設けられる。このため、給水配管１３８の内部に溜まった水は、入水口１０１ｅを経由して貯湯タンク１０１に流入する。貯湯タンク１０１の内部に溜まった水は、貯湯タンク１０１の第１下部口１０１ｃ、配管１３４、排水栓１３５および配管１３７を経由して排水口１４９から排出される。給水配管１３９の内部に溜まった水と図１においては図示されない逆止弁１６１の水源側に溜まった水は、給水口１５１に付けられた水抜き栓１６５から排出される。

図２は実施の形態１における貯湯式給湯機の減圧弁の縦断面図である。
図２の貯湯式給湯機において、減圧弁１６０は、水源側継手１６２、二次側継手１６３および逆止弁１６１を備える。水源側継手１６２は、減圧弁１６０の一次側に設けられる。水源側継手１６２は、減圧弁１６０から下向きに突出する。水源側継手１６２は、給水配管１３９に接続される。二次側継手１６３は、減圧弁１６０の二次側に設けられる。二次側継手１６３は、減圧弁１６０から水平方向に突出する。給水配管１３９の最も高い位置は、減圧弁１６０の内部流路のうち最も低い位置を超えない。二次側継手１６３は、給水配管１３８に接続される。二次側継手１６３は、水源側継手１６２と直交する。二次側継手１６３の最大高さは、減圧弁１６０の内部流路のうち最も高い位置を超えない。逆止弁１６１は、減圧弁１６０のうち水源側継手１６２の側に設けられる。逆止弁１６１は、減圧弁１６０の一次側から二次側への流体の流れを許容する。逆止弁１６１は、減圧弁１６０の二次側から一次側への流体の流れを許容しない。逆止弁１６１は、外部から逆流防止機能を解除する解除手段を備える。逆止弁１６１は、給水配管１３９の逆流方向に対してあらかじめ設定された圧力を超えた圧力がかかると開く。

以上で説明した実施の形態１によれば、減圧弁１６０の内部流路のうち最も高い位置は、給水配管１３８の最も高い位置よりも高い。このため、貯湯タンク１０１の水抜きの際、減圧弁１６０の内部に水が溜まりにくくなる。その結果、水抜きの際の作業忘れ、作業ばらつき等による減圧弁１６０等の部品の凍結割れが発生しにくくなる。

また、給水配管１３８は、減圧弁１６０から貯湯タンク１０１の下部に向かって下方向または水平方向にのびる。このため、貯湯タンク１０１の水抜きの際、減圧弁１６０の内部に水が溜まりにくくなる。

また、給水配管１３９は、減圧弁１６０に鉛直下方向に接続される。このため、給水配管１３９の水抜きの際、給水配管１３９の内部に水が溜まりにくくなる。

また、給水配管１３９は、最も高い位置が前記減圧弁１６０の内部流路のうち最も低い位置よりも低い。このため、貯湯タンク１０１の水抜きの際、減圧弁１６０の内部に水が溜まりにくくなる。

また、給水配管１３８は、貯湯タンク１０１と配管１３４との接続位置よりも上側において貯湯タンク１０１と接続される。このため、貯湯タンク１０１の水抜きの際、給水配管１３８の内部に水が溜まりにくくなる。

また、逆止弁１６１は、減圧弁１６０の水源側に配置される。このため、給水配管１３９の内部を流れる水の逆流を防止することができる。なお、逆止弁１６１があっても、水抜きの際には、逆止弁１６１を開くことなく、排水栓１３５と水抜き栓１６５を開くだけでよい。このため、貯湯タンク１０１の水抜きの際、減圧弁１６０の内部に水が溜まりにくいことに変わりはない。

また、水抜き栓１６５は、水抜き構造として、給水配管１３９において逆止弁１６１よりも水源側に設けられる。このため、給水配管１３９の内部の水を排出することができる。

また、減圧弁１６０は、逆止弁１６１と一体化される。このため、貯湯タンク１０１の水抜きの際、減圧弁１６０の内部に溜まった水が排出されやすくなる。

また、逆止弁１６１は、給水配管１３９の逆流方向に対してあらかじめ設定された圧力を超えた圧力がかかると開く。このため、貯湯タンク１０１の水抜きの際、逆止弁１６１を開く作業が必要ない。

また、逆止弁１６１は、逆流の防止の機能を外部から解除される。このため、逆止弁１６１の内部と減圧弁１６０の内部に溜まった水が排水されやすくなる。その結果、減圧弁１６、逆止弁１６１等を交換する際、周囲の部品に残水がかかることを防止することができる。

１００ 貯湯ユニット、 １０１ 貯湯タンク、 １０１ａ 第１上部口、 １０１ｂ 第２上部口、 １０１ｃ 第１下部口、 １０１ｄ 第２下部口、 １０１ｅ 入水口、 １０２ 制御部、 １０３ 配管、 １０４ 配管、 １０５ 第一流路切替弁、 １０６ 配管、 １１１ 配管、 １１３ 配管、 １１４ 混合手段、 １１５ 給湯混合弁、 １１６ 風呂混合弁、 １１７ 風呂電磁弁、 １１８ 風呂流量センサ、 １１９ 配管、 １２１ 追い焚き熱交換器、 １２２ 水位センサ、 １２３ フロースイッチ、 １２４ 風呂循環ポンプ、 １２５ 配管、 １２６ 配管、 １２７ 第三流路切替弁、 １２８ 配管、 １２９ 熱源循環ポンプ、 １３０ 配管、 １３１ 配管、 １３２ 配管、 １３３ 配管、 １３４ 配管、 １３５ 排水栓、 １３６ 配管、 １３７ 配管、 １３８ 給水配管、 １３９ 給水配管、 １４１ 給水配管、 １４２ 配管、 １４３ 給湯流量センサ、 １４４ 配管、 １４５ 配管、 １４６ 配管、 １４７ ヒートポンプユニット戻り口、 １４８ ヒートポンプユニット往き口、 １４９ 排水口、 １５０ 給湯口、 １５１ 給水口、 １５２ 風呂戻り口、 １５３ 風呂往き口、 １６０ 減圧弁、 １６１ 逆止弁、 １６２ 水源側継手、 １６３ 二次側継手、 １６５ 水抜き栓、 ２００ ヒートポンプユニット、 ２０１ 制御部、 ２０２ 配管、 ２０３ 沸き上げ用熱交換器、 ２０４ 配管、 ２０５ 流出口、 ２０６ 流入口、 ３００ 浴槽、 ３０１ 浴槽アダプタ

Claims (8)

1. 湯水を貯える貯湯タンクと、
   前記貯湯タンクの下部から湯水を排出する排水配管と、
   水源側に一端を接続する水源側給水配管と、
   前記貯湯タンクの下部に一端を接続するタンク側給水配管と、
   前記貯湯タンクの下部と前記タンク側給水配管の一端との接続位置よりも高い位置において前記水源側給水配管の他端と前記タンク側給水配管の他端とに接続し、内部流路のうち最も高い位置が前記タンク側給水配管の最も高い位置よりも高い減圧弁と、
   を備えた、貯湯式給湯機。
2. 前記タンク側給水配管は、前記減圧弁から前記貯湯タンクの下部に向かって下方向または水平方向にのびた請求項１に貯湯式給湯機。
3. 前記水源側給水配管は、前記減圧弁に鉛直下方向に接続された請求項１または請求項２に記載の貯湯式給湯機。
4. 前記水源側給水配管は、最も高い位置が前記減圧弁の内部流路のうち最も低い位置よりも低い請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の貯湯式給湯機。
5. 前記タンク側給水配管は、前記貯湯タンクと前記排水配管との接続位置よりも上側において前記貯湯タンクと接続された請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の貯湯式給湯機。
6. 前記減圧弁の水源側に配置され、前記水源側給水配管の前記貯湯タンクから前記水源側への逆流を防止する逆止弁、
   を備えた請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の貯湯式給湯機。
7. 前記水源側給水配管において前記逆止弁よりも水源側に設けられ、前記水源側給水配管の内部の水を排出する水抜き構造、
   を備えた請求項６に記載の貯湯式給湯機。
8. 前記減圧弁は、前記逆止弁と一体化された請求項６または請求項７に記載の貯湯式給湯機。

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