JP7479991B2

JP7479991B2 - 貯湯式給湯装置

Info

Publication number: JP7479991B2
Application number: JP2020136194A
Authority: JP
Inventors: 亘牛島; 侑佳松村
Original assignee: 株式会社長府製作所
Priority date: 2020-08-12
Filing date: 2020-08-12
Publication date: 2024-05-09
Anticipated expiration: 2040-08-12
Also published as: JP2022032434A

Description

本発明は、貯湯タンク内の湯を供給する貯湯式給湯装置に関する。

貯湯式給湯装置は、貯湯タンクから出た湯に水道管の水を混合した湯水（湯又は水を意味し、以下同じとする）を台所や浴室に設けられたカラン等の出湯口に供給する（特許文献１、２参照）。通常時、利用者が出湯口を開けば水道管の水圧によって出湯口から湯水が出るが、自然災害等が原因で水道水供給のインフラが停止して水道管の水圧が無くなると、出湯口を開いても湯水は出ない。
貯湯式給湯装置によっては、水道管の水圧が無い状態で、貯湯タンク下部に連結された排水ホースから貯湯タンクの水を出せるものがある。

特開２０１４－１９６８８７号公報特開２０１７－１２９３２８号公報

しかしながら、このような貯湯式給湯装置は、排水ホースの水の出口が貯湯タンクの近傍に設けられているため、排水ホースから出た湯水を容器に入れた後、湯水を使用する台所や洗面所等まで容器を運ぶ必要があった。また、寒冷地以外の地域では、通常、貯湯タンクが屋外に設置されており、湯水を入れた容器を屋外から台所等に運搬しなければならなかった。
本発明は、かかる事情に鑑みてなされたもので、水道管の水圧が無い状態でも、貯湯タンク内の湯水を出湯口から出す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。

前記目的に沿う本発明に係る貯湯式給湯装置は、貯湯タンクから出た湯を給湯管経由で出湯口に送る貯湯式給湯装置において、前記貯湯タンクの下部の湯水を吸い込み前記給湯管に向けて送り出すポンプＰと、前記貯湯タンクの上部及び下部に両端部がそれぞれ接続され、加熱手段と共に設けられた前記ポンプＰの作動により流入した前記貯湯タンクの下部の湯水を、前記加熱手段経由で該貯湯タンクの上部に送る沸上げ回路と、前記沸上げ回路を前記給湯管に連通させるバイパス回路と、前記沸上げ回路に流入した前記貯湯タンクの下部の湯水の一部又は全部の送り先を切り替えて、前記バイパス回路経由の前記給湯管とする切替え手段とを備える。

本発明に係る貯湯式給湯装置は、貯湯タンクの下部の湯水を吸い込み給湯管に向けて送り出すポンプを備えるので、水道管の水圧が無くなった状態でも、貯湯タンク内の湯水を出湯口から出すことが可能である。

本発明の一実施の形態に係る貯湯式給湯装置の説明図である。同貯湯式給湯装置において、貯湯タンク内の湯水の沸き上げの様子を示す説明図である。同貯湯式給湯装置において、貯湯タンクの下部の湯水を出湯口に送る様子を示す説明図である。第１の変形例に係る貯湯式給湯装置の説明図である。第２の変形例に係る貯湯式給湯装置の説明図である。

続いて、添付した図面を参照しつつ、本発明を具体化した実施の形態につき説明し、本発明の理解に供する。
図１に示すように、本発明の一実施の形態に係る貯湯式給湯装置１０は、貯湯タンク１１から出た湯を給湯管１３経由で出湯口に送る装置である。以下、詳細に説明する。

貯湯タンク１１は、図１に示すように、鉛直方向に長く、異なる高さ位置に貯湯タンク１１内の湯水の温度を計測する温度センサ１４が設けられている。貯湯タンク１１の下部には、水道管１２に連結された給水管１５が接続され、貯湯タンク１１の上部には、給湯管１３に混合弁１６を介して接続された出湯管１７が連結されている。水道管１２は、給水管１５に加え、混合弁１６を介して給湯管１３に連結されている。

混合弁１６は、図示しない操作盤で設定された温度に応じて、出湯管１７の湯と水道管１２の水の混合する割合を調整し、混合弁１６で出湯管１７の湯及び水道管１２の水を混合してなる湯水は給湯管１３経由で出湯口に送られる。出湯口とは、例えば浴室のシャワーやカラン、台所のカランである。貯湯タンク１１の上部から出湯管１７に湯が送り出されると、貯湯タンク１１の上部から出湯管１７に流出した湯と同量の水が水道管１２及び給水管１５経由で貯湯タンク１１の下部に流入する。

本実施の形態では、出湯管１７及び水道管１２には、混合弁１６から湯水が逆流するのを防止する逆止弁１８、１９がそれぞれ設けられ、給水管１５には、給水管１５の水が水道管１２に逆流するのを防止する逆止弁２０が装着されている。水道管１２には、混合弁１６に送られる水道管１２の水の温度を計測する温度センサ２１及び圧力調整のための減圧弁２２が設けられ、給湯管１３には、混合弁１６から出湯される湯水の量を計測する水量センサ２３が設けられている。

また、貯湯タンク１１には、加熱手段の一例であるヒートポンプユニット２４が設けられた沸上げ回路２５が連結されている。沸上げ回路２５は貯湯タンク１１の上部及び下部に両端部がそれぞれ接続されている。沸上げ回路２５には、作動して、沸上げ回路２５に貯湯タンク１１の下部の湯水を流入させ、その湯水をヒートポンプユニット２４経由で貯湯タンク１１上部に送るポンプ２６（ポンプＰ）が設けられている。本実施の形態では、沸上げ回路２５において、ポンプ２６がヒートポンプユニット２４の上流側に配されている。

沸上げ回路２５のヒートポンプユニット２４の下流側の領域には、沸上げ回路２５と貯湯タンク１１の下部を連通するバイパス管２７が接続され、沸上げ回路２５とバイパス管２７の接続部には、三方弁２８が取り付けられている。三方弁２８は、ヒートポンプユニット２４を通過した湯水の送り先を、貯湯タンク１１の上部とするか、バイパス管２７経由の貯湯タンク１１の下部とするかを切り替えることができる。

貯湯タンク１１の沸き上げは、ポンプ２６及びヒートポンプユニット２４の作動によって行われる。ポンプ２６の作動によって、貯湯タンク１１の下部の湯水が沸上げ回路２５に流入し、ヒートポンプユニット２４に送られる。三方弁２８は、ヒートポンプユニット２４によって加熱された湯水が所定の温度以上となるまで、ヒートポンプユニット２４を通過した湯水の送り先をバイパス管２７経由の貯湯タンク１１の下部とし、ヒートポンプユニット２４によって加熱された湯水が所定の温度以上になると、図２に示すように、その送り先を貯湯タンク１１の上部に切り替える。これによって、貯湯タンク１１の下部の湯水がヒートポンプユニット２４で加熱されて湯となり貯湯タンク１１の上部に流入するようになる。

また、沸上げ回路２５には、沸上げ回路２５を給湯管１３に連通させるバイパス回路３０が接続されている。バイパス回路３０は、一端部が沸上げ回路２５のポンプ２６とヒートポンプユニット２４の間の領域に連結され、他端部が給湯管１３に連結されている。バイパス回路３０の他端部と給湯管１３の連結部には、切替え手段の一例である三方弁３１が設けられている。

三方弁３１は、給湯管１３の三方弁３１より下流側に、給湯管１３の三方弁３１より上流側の湯水を流せるようにするか、バイパス回路３０を流れる湯水を流せるようにするかを切り替えることができる。通常時、三方弁３１は、給湯管１３の三方弁３１より上流側の湯水を給湯管１３の三方弁３１より下流側に流せる状態（以下、「通常状態」とも言う）になっている。三方弁３１が通常状態で、ポンプ２６が作動すると、貯湯タンク１１の下部から沸上げ回路２５に流入した湯水は、バイパス回路３０ではなく、ヒートポンプユニット２４に送られる。

一方、三方弁３１が、バイパス回路３０を流れる湯水を給湯管１３の三方弁３１より下流側に流す状態（以下、「非常状態」とも言う）で、ポンプ２６が作動すると、貯湯タンク１１の下部から沸上げ回路２５に流入した湯水を、バイパス回路３０及びヒートポンプユニット２４に送れる状態となる。この状態で、出湯口を湯水が出るようにすれば（例えば、出湯口の蛇口を開いて）、貯湯タンク１１の下部の湯水は、一部が、図３に示すように、ヒートポンプユニット２４経由で貯湯タンク１１の上部（又は下部）に送られ、残りがバイパス回路３０に送られ、出湯口から出る（このとき、ポンプ２６は貯湯タンク１１の下部の湯水を吸い込み給湯管１３に向けて送り出すこととなる）。従って、三方弁３１は、沸上げ回路２５に流入した貯湯タンク１１の下部の湯水の一部の送り先を切り替えて、バイパス回路３０経由の給湯管１３とする。
これに対し、出湯口が湯水を出せない状態であれば、貯湯タンク１１の下部の湯水はヒートポンプユニット２４経由で貯湯タンク１１の上部（又は下部）のみに送られる。

水道水供給のインフラの停止等によって水道管１２の水圧が無くなると、出湯口を湯水が出る状態にしても、水道管１２の水圧によって出湯口から湯水が出ることはない。本実施の形態では、水道管１２の水圧が無くなった際に、操作盤への操作により、ポンプ２６を作動させ、三方弁３１を通常状態から非常状態にする（即ち、三方弁３１を、ポンプ２６の作動により沸上げ回路２５に流入した貯湯タンク１１の下部の湯水の一部又は全部の送り先を切り替えて、バイパス回路３０経由の給湯管１３に向かわせるようにする）ことによって、出湯口から貯湯タンク１１の湯水を出すことができる。

ここで、ポンプ２６は、貯湯タンク１１内の湯水を沸き上げるための駆動源、及び、水道管１２の水圧が無くなった際に貯湯タンク１１の湯水を出湯口から出すための駆動源として利用されることから、水道管１２の水圧が無くなった際に貯湯タンク１１の湯水を出湯口から出すための駆動源を新たに設ける必要はない。

水道管１２の水圧が無くなっている際には、出湯口から貯湯タンク１１の下部の湯水（バイパス回路３０を通過した湯水）を出しても、水道管１２の水が給水管１５経由で貯湯タンク１１に供給されることはない。この点、本実施の形態では、水道管１２の水が貯湯タンク１１に供給されない状態で、貯湯タンク１１から湯水が出ている際に、貯湯タンク１１内に空気を流入させる負圧作動弁３２が設けられている。
なお、沸上げ回路２５において、ポンプ２６の上流側には、図１に示すように、貯湯式給湯装置１０の撤去時等に貯湯タンク１１内の湯水を排水するための排水バルブ３３が設置されている。

ここまで説明した貯湯式給湯装置１０では、切替え手段である三方弁３１が、バイパス回路３０と給湯管１３の連結部に設けられているが、切替え手段は、ポンプ２６の作動により沸上げ回路２５に流入した貯湯タンク１１の下部の湯水の送り先を、貯湯タンク１１の上部からバイパス回路３０経由の給湯管１３に切り替えることができれば、他の場所に設けられていてもよい。

例えば、図４に示す第１の変形例に係る貯湯式給湯装置４０のように、切替え手段である三方弁４１を、沸上げ回路２５とバイパス回路３０の連結部に設けることができる。貯湯式給湯装置４０は、貯湯式給湯装置１０に対し、三方弁３１が無く、三方弁４１が設けられている点のみが貯湯式給湯装置１０と異なる。なお、貯湯式給湯装置４０において、貯湯式給湯装置１０と同様の構成については、貯湯式給湯装置１０と同じ符号を付している。

三方弁４１は、ポンプ２６の作動により沸上げ回路２５に流入した貯湯タンク１１の下部の湯水の全部の送り先を切り替えて、バイパス回路３０経由の給湯管１３に向かわせることができる。水道管１２の水圧が無くなった際、操作盤への操作によって、ポンプ２６を作動させ、三方弁４１の切り替え処理をすれば、貯湯タンク１１の下部の湯水が沸上げ回路２５、バイパス回路３０及び給湯管１３経由で出湯口から出るようになる。
貯湯式給湯装置４０では、貯湯タンク１１の下部の湯水を沸上げ回路２５、バイパス回路３０及び給湯管１３経由で出湯口から出している際に、貯湯タンク１１の下部の湯水がヒートポンプユニット２４に送られることはない。

また、貯湯式給湯装置１０では、貯湯タンク１１の下部の湯水を給湯管１３に向けて送り出すポンプ２６（ポンプＰ）が、貯湯タンク１１の下部の湯水を沸上げ回路２５経由で貯湯タンク１１の上部に送ることにも使用されるが、これに限定されない。例えば、図５に示す第２の変形例に係る貯湯式給湯装置５０のように、一端部が沸上げ回路２５ではなく貯湯タンク１１の下部に連結され他端部が給湯管１３に連結されたバイパス回路５１を設け、バイパス回路５１に貯湯タンク１１の下部の湯水をバイパス回路５１経由で給湯管１３に向けて送り出すポンプ５２（ポンプＰ）を設ければ、貯湯タンク１１の下部の湯水を沸上げ回路２５経由で貯湯タンク１１の上部に送るポンプ５３（ポンプＱ）とは別のポンプ５２で貯湯タンク１１の下部の湯水を給湯管１３に送ることができる。
なお、貯湯式給湯装置５０において、貯湯式給湯装置１０と同様の構成については、貯湯式給湯装置１０と同じ符号を付している。

以上、本発明の実施の形態を説明したが、本発明は、上記した形態に限定されるものでなく、要旨を逸脱しない条件の変更等は全て本発明の適用範囲である。
例えば、切替え手段は、三方弁に限定されない。例えば、複数の電磁弁によって切替え手段を構成することができる。
また、加熱手段はヒートポンプユニットに限定されず、例えば、ガス燃料によって湯水を加熱するユニットであってもよい。

１０：貯湯式給湯装置、１１：貯湯タンク、１２：水道管、１３：給湯管、１４：温度センサ、１５：給水管、１６：混合弁、１７：出湯管、１８、１９、２０：逆止弁、２１：温度センサ、２２：減圧弁、２３：水量センサ、２４：ヒートポンプユニット、２５：沸上げ回路、２６：ポンプ、２７：バイパス管、２８：三方弁、３０：バイパス回路、３１：三方弁、３２：負圧作動弁、３３：排水バルブ、４０：貯湯式給湯装置、４１：三方弁、５０：貯湯式給湯装置、５１：バイパス回路、５２：ポンプ

Claims

貯湯タンクから出た湯を給湯管経由で出湯口に送る貯湯式給湯装置において、
前記貯湯タンクの下部の湯水を吸い込み前記給湯管に向けて送り出すポンプＰと、
前記貯湯タンクの上部及び下部に両端部がそれぞれ接続され、加熱手段と共に設けられた前記ポンプＰの作動により流入した前記貯湯タンクの下部の湯水を、前記加熱手段経由で該貯湯タンクの上部に送る沸上げ回路と、
前記沸上げ回路を前記給湯管に連通させるバイパス回路と、
前記沸上げ回路に流入した前記貯湯タンクの下部の湯水の一部又は全部の送り先を切り替えて、前記バイパス回路経由の前記給湯管とする切替え手段と
を備えることを特徴とする貯湯式給湯装置。
請求項１記載の貯湯式給湯装置において、前記加熱手段はヒートポンプユニットであることを特徴とする貯湯式給湯装置。