JPH08226145A - 給湯システムにおける配管水の保温装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】停電時に即湯および凍結防止の機能を損なわな
い配管水の保温装置を提供する。 【構成】給湯路１２下流で分岐して給水路１１に接続
し、給水路１１および給湯路１２とでループ状の通水路
を形成する還流路１３を設け、還流路１３から給水路１
１方向へ流れを生じるポンプ１０と、逆流を阻止する逆
止弁９を還流路１３に設け、コントローラ３に設けた湯
温監視部３ｂが温度センサ６によって検出した通水路水
温を所定温度以下と判定した場合に、循環部３ｃがポン
プ１０を駆動して通水路水を循環すると共に、燃焼部３
ｄが燃焼を開始して熱交換器１５を加熱し、停電時に
は、電源切替部３ａが商用電源１からバックアップ電源
３ｅに切替えてコントローラ３へ電力を供給する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は給湯システムにおける配
管水の保温装置に関し、詳しくは給湯システムにおける
配管水の凍結を防止する凍結防止装置、または給湯管内
の湯を所定温度に保つ即湯式給湯器に関する。

【０００２】

【従来の技術】朝一番に湯を使用したい場合に、給湯器
下流の出湯カランを開けると、まず、配管中の水が出水
するために、なかなか湯となって出湯しないことがあ
る。特に、給湯器から出湯カランまでの配管が長い場合
には、給湯器からの湯が出湯カランに達するまで時間を
要すこととなる。そこで従来より、出湯カラン付近の給
湯路の水を給湯器に戻す流路を設け、給湯器で給湯路の
水を再加熱することによって、給湯路内の湯温を所定温
度に保っておく即湯式給湯器が知られている。

【０００３】一例として、即湯式給湯器を図５に挙げて
説明する。尚、図中における通水路上の矢印は、給湯路
１２内の水を給湯器２で再加熱する際の水の循環方向を
示している。給湯器２には、上流の給水源へ通じる給水
路１１と、出湯カラン１４へ通じる給湯路１２とが接続
される。給水路１１と給湯路１２間には、給湯路１２下
流で分岐し給水路１１に接続される還流路１３が設けら
れる。この還流路１３には、給湯路１２から給水路１１
方向へ流れを生じるポンプ１０と、給水路１１方向への
流れを許容し逆流を阻止する逆止弁９とが設けられる。
給水路１１には、還流路１３が接続される位置より上流
位置に、ポンプ１０が作動した時に上流への逆流を防ぐ
逆止弁８が設けられ、給湯カラン１４が開栓された場合
にＯＮする水流スイッチ１６が設けられる。また、給水
温を検出する温度センサ７が給水路１１に設けられると
共に、給湯温を検出する温度センサ６が給湯路１２に設
けられ、コントローラ３０へ電気的に接続される。コン
トローラ３０には、温度センサ６によって検出された給
湯温が所定温度以下か否かを監視する湯温監視部３０ｂ
が設けられ、給湯器２の停止中に湯温監視部３０ｂが所
定温度以下と判定した場合にポンプ１０を駆動し、還流
路１３、給水路１１および給湯路１２とで形成されるル
ープ状の通水路に流れを生じるポンプ駆動部３０ｃが設
けられる。また、燃焼を制御する燃焼制御部３０ｄが設
けられ、湯温監視部３０ｂが所定温度以下と判定した場
合に燃焼開始指令を出して通水路中の湯温を所定温度ま
で上昇する湯温保温部３０ｇが設けられる。

【０００４】給湯器２からの通常の出湯は、給湯カラン
１４が開栓され水流スイッチ１６がＯＮすることによっ
て開始される（以下、給湯カランの開栓を出湯指令と呼
ぶ）。水流スイッチ１６がＯＮすると、給湯器２のコン
トローラ３０内に設けた燃焼制御部３０ｄは、ガス流路
に設けた電磁弁５を開弁して燃料ガスを下流のバーナ１
６へ供給する。同時に、図示しない点火器によりバーナ
１６へ放電することによって燃料ガスが着火し、燃焼が
開始される。また、給水路１１から熱交換器１５へ流れ
る水は、燃焼熱によって熱交換されて温度上昇し、出湯
カラン１４から出湯する。

【０００５】次に、給湯路の水を再加熱することによっ
て給湯路内の湯温を所定温度に保つ即湯機能について、
図４に示すフローチャートに基づいて説明する。電源が
投入されると、コントローラ３０はフローチャートに示
す処理を開始し（Ｓ４１）、まず、出湯指令があるか否
かを判定する（Ｓ４２）。出湯指令は、給湯カラン１４
を開栓することによって水流スイッチ１６がＯＮするこ
とにより指令される。出湯指令が有る場合には、ガス流
路に設けたガス電磁弁５を開弁し、図示しない点火器に
よって燃料ガスに点火して燃焼を開始する（Ｓ４８）。
燃焼中においては、温度センサ６からの出湯温度信号を
基にして、リモコン（図略）に入力された目標出湯温度
となるように、ガス比例弁（図略）に指令し、燃焼量を
フィールドバック制御する。ステップ４９において、燃
焼をしている間中、水流スイッチ１６による出湯停止信
号（以下、出湯停止指令と呼ぶ）の有無を監視し続け、
出湯停止指令が有ればガス電磁弁５を閉弁して燃焼を停
止し、ステップ４２に戻る。ステップ４２において出湯
指令が無い場合には、温度センサ６による検出温度が所
定温度以下か否かを判断する（Ｓ４３）。ステップ４３
において所定温度を越えていればステップ４２に戻り、
出湯指令が出されたか否かの監視を続ける。出湯指令が
無くて所定温度以下であれば、ポンプ１０を駆動して通
水路中の水を給水路１１→熱交換器１５→給湯路１２→
還流路１３→給水路１１へと循環すると共に、ガス流路
に設けたガス電磁弁５を開弁し、図示しない点火器によ
って燃料ガスに点火して燃焼を開始する（Ｓ４４）。続
いて、出湯指令の有無を監視しつつ（Ｓ４５）、温度セ
ンサ６による検出温度が所定温度に達するか否かを監視
する（Ｓ４６）。出湯指令が発せられた場合または温度
センサ６による検出温度が所定温度を越えた場合には、
直ちにポンプ１０の駆動を停止し、ガス電磁弁５を閉弁
して燃焼を停止し（Ｓ４７）、ステップ２へ戻る。

【０００６】以上により、給湯カラン１４を閉じて出湯
停止中の場合に、通水路中の湯温が所定温度以下か否か
を監視し、温度低下であれば所定温度まで加熱すること
によって通水路中の湯温の低下を防止している。従っ
て、給湯カラン１４を開ければ所定温度の湯が直ちに得
られると共に、通水路中の水の凍結をも防止している。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、こうし
た給湯システムにおける即湯式給湯器においては、停電
時に即湯機能が作動しない問題があった。まず第一に
は、停電時に電気温水器が使用できないのはともかく、
給湯システムにおける即湯式給湯器がガス燃料を使用す
るにもかかわらず、電力消費が少量であっても電力を必
要とするために即湯機能が全く働かないという問題があ
った。

【０００８】第二には、停電時に即湯機能が作動しない
ばかりでなく、凍結するような温度に低下した場合に
は、通水路の凍結破損を起こす事態を招き、高額の修理
費と修理期間を要することとなっていた。

【０００９】従って、本発明の給湯システムにおける配
管水の保温装置は上記課題を解決し、たとえ停電時であ
ったとしても、凍結破損という最悪事態を回避すると共
に、即湯機能をも損なわない配管水の保温装置を提供す
ることを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決する本発
明の給湯システムにおける配管水の保温装置は、燃料ガ
スを燃焼するバーナと、この燃焼熱を通水路内の水に伝
達する熱交換器と、出湯路内の湯を上記熱交換器に戻し
て加熱し、出湯路内の湯温の低下を防ぐ循環加熱手段を
設けた給湯システムにおける配管水の保温装置におい
て、停電時に、上記循環加熱手段へ電源を供給するバッ
クアップ電源を設けたことを要旨とする。

【００１１】又、第２の発明は、第１の発明の給湯シス
テムにおける配管水の保温装置において、上記バックア
ップ電源は、商用電源から充電して停電時に備える商用
電力充電手段を備えたことを要旨とする。

【００１２】又、第３の発明は、第１および第２の発明
の給湯システムにおける配管水の保温装置において、上
記燃焼熱によって起電力を発生し、上記バックアップ電
源の消耗電力を補う熱発電手段を設けたことを要旨とす
る。

【００１３】

【作用】上記構成を有する第１の発明の給湯システムに
おける配管水の保温装置は、循環加熱手段が出湯路内の
湯を給湯器に戻して加熱し、出湯路内の湯温の低下を防
ぐ。また、停電時には循環加熱手段の電源をバックアッ
プ電源から供給する。つまり、停電時にバックアップ電
源から電力が供給され、湯温が低下した場合には出湯路
内の湯を循環しながら加熱し、出湯路内の湯温低下を防
止する。従って、停電時であっても、給湯カランを開け
ると所定温度の湯が得られるという即湯機能を持たせる
ことができる。また、停電時であっても、配管の凍結破
損を防止できる。

【００１４】上記構成を有する第２の発明は、第１の発
明における給湯システムにおける配管水の保温装置にお
いて、バックアップ電源に設けた商用電力充電手段が、
商用電源から充電して停電時に備える。従って、例えば
バックアップ電源に乾電池を用いた場合と異なり、電池
交換が不要になると共に、不意の停電時に、配管の凍結
破損が発生してからバックアップ電源ぎれに気付くとい
った事態を招かない。

【００１５】上記構成を有する第３の発明は、第１およ
び第２の発明の給湯システムにおける配管水の保温装置
において、熱発電手段が燃焼熱によって起電力を発生
し、バックアップ電源の消耗電力を補う。つまり、熱発
電手段が燃焼熱によって起電力を発生することによっ
て、バックアップ電源はこの発生起電力を電力として取
入れ、バックアップ電源の一部または全部の電力をまか
なう。従って、バックアップ電源の電力は燃焼すること
によって補充されるので、バックアップ電源の電力寿命
を延ばすことができ、停電が長時間続いたとしても、即
湯および凍結防止の機能をより長い時間にわたって確保
することができる。

【００１６】

【実施例】以上説明した本発明の構成・作用を一層明ら
かにするために、以下本発明の給湯システムにおける配
管水の保温装置について好適な実施例を説明する。図１
は一実施例として挙げる即湯式給湯器の概略図である。
本実施例と従来例と異なる点は電源である。図５に示す
従来例は商用電源であるのに対して、図１に示す本実施
例は商用電源１と、充電部３ｆをもったバックアップ電
源３ｅとを備えている。更に、燃焼熱によって電力を発
生する熱発電素子４をバーナ１６に設け、充電部３ｆへ
電気的に接続する。

【００１７】商用電源１またはバックアップ電源３ｅの
いずれか一方の電源が投入された場合には、電源切替部
３ａが投入された一方の電源に切替える。また、両方の
電源が投入された場合には、優先的に商用電源１へ切替
えて電力をコントローラ３ヘ供給する。また同時に、電
源が商用電源１に切り替わっている場合には、バックア
ップ電源３ｅの充電部３ｆへ商用電源１から充電を行
う。また、停電時に燃焼している場合には、熱発電素子
４から充電部３ｆへ発生電力を充電する。

【００１８】以下、コントローラ３の実行する処理につ
いて図２および図３に示すフローチャートに基づいて説
明する。商用電源１またはバックアップ電源３ｅのいず
れか一方の電源が投入されると、フローチャートに示す
処理を開始する（Ｓ１）。処理がスタートすると、ま
ず、出湯指令があるか否かを判定する（Ｓ２）。この出
湯指令は、給湯カラン１４を開栓することによって水流
スイッチ１６がＯＮして指令される。出湯停止中の場合
であれば、温度センサ６による検出温度が所定温度以下
か否かを判断する（Ｓ３）。所定温度を越えていれば、
配管水の温度を上昇する必要がなく、ステップ２に戻
る。また、所定温度以下であれば、停電しているか否か
を判定する（Ｓ４）。所定温度以下で、かつ、停電の場
合には、バックアップ電源３ｅによる電力にてポンプ１
０を駆動して通水路中の水を給水路１１→熱交換器１５
→給湯路１２→還流路１３→給水路１１へと循環する。
同時に、ガス流路に設けたガス電磁弁５を開弁し、図示
しない点火器によって燃料ガスに点火して燃焼を開始す
る。また、バーナ１６に設けた熱発電素子４からバック
アップ電源３ｅの充電部３ｆへ充電を開始する（Ｓ
５）。続いて、出湯指令の有無を監視しつつ（Ｓ６）、
温度センサ６による検出温度が所定温度に達するか否か
を監視する（Ｓ７）。出湯指令が発せられた場合または
温度センサ６による検出温度が所定温度を越えた場合に
は、直ちにポンプ１０の駆動を停止し、ガス電磁弁５を
閉弁して燃焼を停止すると共に、熱発電素子４による充
電を停止し（Ｓ８）、ステップ２へ戻る。

【００１９】ステップ４において、停電でないと判断し
た場合には、ポンプ１０を駆動して通水路中の水を循環
すると共に、ガス流路に設けたガス電磁弁５を開弁して
燃焼を開始する。（Ｓ９）。続いて、出湯指令の有無を
監視しつつ（Ｓ１０）、温度センサ６による検出温度が
所定温度に達したか否かを監視する（Ｓ１１）。出湯指
令が発せられた場合または温度センサ６による検出温度
が所定温度を越えた場合には、直ちにポンプ１０の駆動
を停止し、ガス電磁弁５を閉弁して燃焼を停止し（Ｓ１
２）、ステップ２へ戻る。

【００２０】ステップ２において出湯指令がある場合に
は、図３に示すステップ１３に移り、停電しているか否
かを判断する（Ｓ１３）。停電の場合には、ガス流路に
設けたガス電磁弁５を開弁して燃焼を開始する。また同
時に、バーナ１６に設けた熱発電素子４からバックアッ
プ電源３ｅの充電部３ｆへ充電を開始する（Ｓ１４）。
続いて、出湯停止指令があれば（Ｓ１５）、ガス電磁弁
５を閉弁して燃焼を停止すると共に、熱発電素子４によ
る充電を停止し（Ｓ１６）、ステップ２へ戻る。

【００２１】ステップ１３において、停電でない場合に
は、ガス流路に設けたガス電磁弁５を開弁して燃焼を開
始する（Ｓ１７）。続いて、出湯停止指令があれば（Ｓ
１８）、ガス電磁弁５を閉弁して燃焼を停止し（Ｓ１
９）、ステップ２へ戻る。

【００２２】以上により、停電か否かにかかわらず、水
温が所定温度より低下した場合には通水路内の水を循環
しながら加熱し、通水路内の水温が所定温度以下に低下
するのを防止する。また、停電時に燃焼を行う場合に
は、燃焼熱による発生起電力をバックアップ電源３ｅの
電力として取入れ、バックアップ電源３ｅの一部または
全部の電力をまかなう。従って、所定温度が湯使用温度
に設定された場合には、停電か否かにかかわらず、給湯
カラン１４を開けるといつでも所定温度の湯が得られ
る。また、通水路内の水を所定温度に保ち、通水路の凍
結破損を防止することができる。また、バックアップ電
源３ｅの電力は燃焼することによって補充されるので、
停電が長時間続いたとしても、即湯および凍結防止の機
能は損なわれない。

【００２３】以上、本発明の実施例について説明した
が、本発明はこうした実施例に何等限定されるものでは
なく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において、種々な
る態様で実施し得ることは勿論である。例えば、所定温
度を例えば３０℃以上の温度に設定した場合には、即湯
機能および凍結防止機能を兼ね備えることができるが、
所定温度を凍結を防止できる温度、例えば５℃〜１０℃
に設定して、凍結防止機能としてのみ用いることは自由
である。また、その際の温度センサの位置は、給水路に
設けられて水温を検出しても良い。また、温度センサ６
からの情報を判断処理するコントローラ３は、ディスク
リート回路で構成されても、マイクロコンピュータで構
成されても良い。また、実施例では、バックアップ電源
３ｅまたは商用電源１のいずれかに切替えてコントロー
ラ３へ電力供給をする構成として説明したが、電源切替
部３ａを設けない構成としても良い。例えば、商用電源
１はバックアップ電源３ｅの充電部３ｆに電力を供給
し、充電部３ｆを常に介してコントローラ３へ電力供給
をするとしても良い。

【００２４】

【発明の効果】以上詳述したように、本発明の第１の発
明の給湯システムにおける配管水の保温装置は、停電時
であったとしても、給湯カランを開ければ所定の湯温が
得られ、停電時の使用勝手が向上する。また、給湯シス
テムにおける配管水の保温装置を、（例えば電気温水器
に比して）、停電か否かにかかわらず燃焼熱を利用でき
る価値あるシステムとすることができる。更に、停電時
に配管の凍結破損という最悪事態を回避できる。また、
第２の発明の給湯システムにおける配管水の保温装置
は、第１の発明の効果に加えて、常に商用電源から充電
して停電に備えているので不意に停電が起こったとして
も電力不足の心配が無い。また、停電が解消されれば商
用電源から充電して次の停電に備えることができる。ま
た、第３の発明の給湯システムにおける配管水の保温装
置は、第１の発明または第２の発明の効果に加えて、停
電が長時間にわたって起こった場合にも、バックアップ
電源の電力消耗を補うことによって、即湯機能および凍
結防止機能を働かすことができるという優れた効果を奏
する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例に係る給湯システムにおける配
管水の保温装置の概略図である。

【図２】本発明の実施例に係るフローチャートである。

【図３】本発明の実施例に係るフローチャートである。

【図４】従来例に係るフローチャートである。

【図５】従来例に係る給湯システムにおける配管水の保
温装置の概略図である。

【符号の説明】

１ 商用電源 ２ 給湯器 ３ コントローラ ３ａ 電源切替部 ３ｂ 湯温監視部 ３ｃ ポンプ駆動部 ３ｄ 燃焼制御部 ３ｅ バックアップ電源 ３ｆ 充電部 ３ｇ 湯温保温部 ４ 熱発電素子 ５ ガス電磁弁 ６、７ 温度センサ ８、９ 逆止弁 １０ ポンプ １１ 給水路 １２ 給湯路 １３ 循環路

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 燃料ガスを燃焼するバーナと、 この燃焼熱を通水路内の水に伝達する熱交換器と、 出湯路内の湯を上記熱交換器に戻して加熱し、出湯路内
   の湯温の低下を防ぐ循環加熱手段を設けた給湯システム
   における配管水の保温装置において、 停電時に、上記循環加熱手段へ電源を供給するバックア
   ップ電源を設けたことを特徴とする給湯システムにおけ
   る配管水の保温装置。
2. 【請求項２】 上記バックアップ電源は、商用電源から
   充電して停電時に備える商用電力充電手段を備えたこと
   を特徴とする請求項１記載の給湯システムにおける配管
   水の保温装置。
3. 【請求項３】 上記燃焼熱によって起電力を発生し、上
   記バックアップ電源の消耗電力を補う熱発電手段を設け
   たことを特徴とする請求項１または２記載の給湯システ
   ムにおける配管水の保温装置。