JPH0978643A - 給水・給湯システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 加熱量の上限が規定されている給湯器を備え
る給水・給湯システムにおいて、末端の設備での給水及
び給湯の変動を防止して安定した温度及び流量の給水・
給湯が得られるようにすること。 【解決手段】 共通の一つの系統の給水路を、給湯器を
経由して湯が供給される湯側ヘッダと、末端へ直に給水
するための側ヘッダとに分岐させる設備において、湯側
ヘッダでの給湯圧の変動に応動可能であって且つ水側ヘ
ッダへの給水圧をその給水量の設定によって変更可能な
流量調整機構を備え、この流量調整機構によって湯側ヘ
ッダでの給湯圧と水側ヘッダでの給水圧との間の差圧を
一定に保持可能とし、末端での水と湯と混合水の流量や
温度変動の発生を防止する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、たとえば一般家庭
や集合住宅等に好適な給水・給湯のためのシステムに係
り、特に給湯機を配管系に備える場合に発生する給水と
給湯との間の圧力差による給水、給湯の温度や流量の変
動を抑えるようにした給水・給湯システムに関する。

【０００２】

【従来の技術】一般家庭用や集合住宅等に備える給水・
給湯設備は、たとえばキッチン、洗面化粧台及び浴室等
の複数の供給先に給水及び給湯のための配管を設けると
いうものが一般的であり、ホテルやその他のパブリック
施設においても同様である。このような設備において、
一般家庭や集合住宅等ではそれぞれ戸別に設けた給湯機
が給湯源として利用され、パブリック施設においては大
型の温水タンク等が設備される。

【０００３】たとえば、一般家庭用の比較的簡易な設備
では、給水源からの配管をキッチンや浴室等の設備へ給
水する給水配管と、給水源に接続された給湯機からの給
湯配管とを備え、これらの給水及び給湯配管に接続する
湯水混合栓が末端に備えられる。

【０００４】このような給水及び給湯の配管系統では、
給水側及び給湯側の圧力変動によって、湯水混合栓から
の混合水温度が変動しやすい。このため、従来では、水
と湯の供給圧の変動等に対して混合水の温度をその設定
温度に保持できるようにした自動温度調節機能を持つサ
ーモスタットミキシングバルブが利用されている。しか
し、このサーモスタットミキシングバルブによる自動温
度調節も、給水や給湯圧の急激な変化等に対する追従性
には限界があり、混合水温度の或る程度の変動は避けら
れない。

【０００５】一方、給水及び給湯配管を末端の湯水混合
栓まで備えるのに代えて、たとえば特開平７−１６７３
７０号公報に記載のように、給水側及び給湯側にそれぞ
れヘッダを介在させ、これらのヘッダのそれぞれから給
水及び給湯管を各湯水混合栓のそれぞれに単独配管とす
るようにした設備もある。

【０００６】このヘッダを備えたものでは、たとえばキ
ッチンや浴室の湯水混合栓を同時に使った場合でも、ヘ
ッダによる圧力変動の吸収効果によって、各末端での吐
水温度の変動を抑えることができるという一つの利点が
ある。

【０００７】ヘッダを配管系統に持つ設備であれば、こ
のヘッダから各末端の湯水混合栓への給水管及び給湯管
をそれぞれ配管することになる。このため、給水及び給
湯の本管から分岐管によって各湯水混合栓に接続配管す
るものに比べると、配管の増設や既設配管の補修・交換
等の作業が格段に簡単に行える。

【０００８】また、ヘッダから各末端の湯水混合栓まで
の給水及び給湯の配管はそれぞれ独立しているので、各
末端での湯水混合栓による使用流量に応じた配管の径を
それぞれに設定することもできる。

【０００９】このようにヘッダを利用する配管であれ
ば、配管の増設や使い勝手の面で本管から分岐させるよ
うな配管系統よりも好ましい。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】ところが、ヘッダを備
える場合でも、ヘッダを経由させて給湯機から出た湯を
各端末の湯水混合栓に供給する設備では、この給湯機か
らの湯と給水源に直接接続した給水配管からの水との間
に圧力差によって混合水温度が変動する現象を生じる。

【００１１】これは、給湯機の燃焼制御に起因するもの
であって、たとえば一般家庭用の給湯機では、給湯温度
を確保するために給湯機の最大加熱量（バーナーにより
異なる）に見合う流量以上にならないように給湯機への
流入流量の制御が行われるためである。

【００１２】このような給湯温度及び流量の制御のため
に、従来の給湯機は図１０の概略図に示すように、給水
源に接続された供給管５０の伝熱部５１の上流に流量及
び給水の温度をそれぞれを検出するための流量センサ５
２ａ及び温度センサ５２ｂを設けると共に、下流側に流
量調整弁５３を備える構成が一般的である。

【００１３】流量調整弁５３は、伝熱部５１による最大
加熱量を越える熱量を必要とする流量よりも小さい流量
に設定できるようにした水量比例弁としたり、伝熱部５
１による適正な給湯温度が得られる程度に流量の最大値
を規定する定流量弁等が用いられる。また、給水温度が
高い場合には流量を大きくすると共に給水温度が低いと
きには流量を小さくして、所要の給湯温度が得られるよ
うにした温度応動型の流量調整弁としたものもある。そ
して、流量センサ５２ａ及び温度センサ５２ｂによって
それぞれ検出された流量及び給水温度の値の大小に基づ
いて、バーナーによる伝熱部５１への加熱量が適正とな
るように流量調整弁５３によって流量が制御される。

【００１４】このように、給湯機への給水に際しては、
出力としての給湯の温度を確保したり流量を適正に維持
するために流量調整弁５３による流量の制御が頻繁に行
われ、通過流量の最大値も規制される。したがって、流
量調整弁５３によって湯側ヘッダ５６へ向かう湯の流量
が絞られてしまうと、各端末の湯水混合栓に複数の配管
によって接続されている湯側ヘッダ５６では、供給管５
０内の流れに比較すると圧力が低下する。

【００１５】一方、流量調整弁５３までの供給管５０及
び給水配管５４に直結されている水側ヘッダ５５の内部
は、給水配管５４の管径が或る程度大きければ同じ給水
圧に維持される。したがって、給湯機の燃焼制御におい
て先に説明したように、流量調整弁５３が流路を絞るよ
うに動作すると、湯側ヘッダ５６側の圧力が水側ヘッダ
５５側よりも低くなり、これらのヘッダ５５、５６から
の給水及び給湯の間に圧力差を生じてしまう。

【００１６】このように、給湯機を用いる場合では、共
通の供給管５０からの給水を水側ヘッダ５５と給湯機側
に分岐させるものでは、給湯機の燃焼に関連して水側と
湯側ヘッダ５５、５６との間の圧力バランスが保てなく
なることがある。したがって、端末の湯水混合栓への水
と湯との供給圧にも変動を生じてしまい、ヘッダを備え
ていない配管系統と同様に混合水の温度変動は避けられ
ない。

【００１７】本発明において解決すべき課題は、給湯機
を備える給水・給湯システムにおいて、末端の設備での
給水及び給湯の変動を防止して安定した温度及び流量の
給水・給湯が得られるようにすることにある。

【００１８】

【課題を解決するための手段】本発明は、給湯路と、給
湯機の伝熱部の手前で給水路から分岐した流路に接続す
る水側ヘッダと、給湯路に接続した湯側ヘッダとを備
え、これらの水側及び湯側のヘッダのそれぞれに末端の
吐出部へ向かう複数の給水配管及び給湯配管を接続した
設備において、水側及び湯側ヘッダにおけるそれぞれの
給水圧と給湯圧との差圧を一定に保持するための圧力調
整手段を備えてなることを特徴とする。

【００１９】このよう構成において、圧力調整手段は、
給湯機及び水側ヘッダへのそれぞれの給水量を内部流路
の開度調整によって設定可能な弁機構を含む構成とする
ことができる。

【００２０】この場合、弁機構は、給水路から給湯機及
び水側ヘッダへ流路を分岐させる分配器であって、この
分配器は、給湯機の伝熱部の発熱量とこの伝熱部に向か
う給水量との間の特定された関係によって伝熱部への給
水量を制御するガバナ機構と、このガバナ機構に連動し
て水側ヘッダへの給水量を変更可能な分配弁機構とを備
えたものとすることができる。

【００２１】また、弁機構は、給湯機の入側に設けられ
給水路からの給水量を検出するための流量センサと、こ
の流量センサよりも上流側の給水路から分岐して水側ヘ
ッダに向かう流路に設けられ流量センサからの信号によ
って水側ヘッダへの供給流量を変更可能な流量調整弁と
を備えたものとしてもよい。

【００２２】更に、弁機構は、給湯機の入側に設けられ
湯側ヘッダへ向かう給水の圧力を検出する圧力センサ
と、この圧力センサよりも上流側の給水路から分岐して
水側ヘッダに向かう流路に設けられ圧力センサからの信
号によって水側ヘッダへの供給流量を変更可能な流量調
整弁とを備えたものとすることもできる。

【００２３】また、圧力調整手段は、給水路からの給水
圧と給湯機からの給湯圧との間の圧力差に応じて水側ヘ
ッダ及び湯側ヘッダへの給水及び給湯量を制御する弁機
構を備えた構成としてもよい。この場合、弁機構は、給
水路に連通する水側ヘッダ及び給湯路に連通する湯側ヘ
ッダへのそれぞれの流路面積を一軸上で変更可能な圧力
弁体を備え、この圧力弁体は給水路からの給水圧及び給
湯路からの給湯圧を受けて水側及び湯側ヘッダの間の差
圧を一定にする向きに移動可能としたものとすることが
できる。

【００２４】更に、圧力調整手段は、給湯ヘッダ側と給
水ヘッダ側との間の圧力差に比例して給水ヘッダ側への
給水量を増加させる弁機構を備えたものとしてもよい。

【００２５】この場合、弁機構は、水側ヘッダ及び湯側
ヘッダでのそれぞれの給水圧及び給湯圧を検出可能な圧
力センサと、給水路から分岐して水側ヘッダまでの流路
に設けられ且つ圧力センサからの信号に基づいて動作可
能な流量調整弁とを備えたものとすることができ、ま
た、水側及び湯側のヘッダ側のそれぞれの流路内圧に応
動するダイヤフラム等の差圧感知部材と、この差圧感知
部材に連接され水側ヘッダへの流路の開度を設定可能な
弁体を備えた構成としてもよい。

【００２６】また、弁機構は、水側ヘッダ及び湯側ヘッ
ダのそれぞれを互いに連通接続し、連通接続させた部分
を跨ぐ配置としてその軸線方向に移動可能に組み込んだ
弁体を備え、弁体は、一端に湯側ヘッダ内に位置して給
湯機からの湯の給湯圧を受圧可能なピストン等の受圧部
材を備えると共に、他端部を水側ヘッダ内であって給水
路から分岐した流路の接続点よりも下流に形成した弁座
に対峙可能とし、給湯機からの給湯圧の上昇時には弁座
に対する弁開度を広げる向きに弁体を駆動可能とした構
成とすることもできる。

【００２７】

【発明の実施の形態】給湯機を経由した湯が給湯路から
送り出されるとき、給湯機の発熱量の上限に対応する流
量に絞られたり、末端での湯の使用量が変化したりした
ときには、給湯ヘッダ内の給湯の圧力も変動する。この
圧力変動に対して、給湯路の上流側に連通している給水
路が水側ヘッダ及び湯側ヘッダの両方への水の供給元で
あるから、たとえば給湯路側の流量の絞り等を検出可能
であってこれに基づいて水側ヘッダへの給水量を減少さ
せるように駆動可能な弁機構を圧力調整手段として備え
ておけば、湯側ヘッダの給湯圧の低下に合わせて水側ヘ
ッダの給水圧も下げることができる。そして、このよう
な操作によって、湯側ヘッダと水側ヘッダのそれぞれの
圧力が等しいか又は差圧があってもこれが一定（圧力が
等しいとは差圧が零に相当）であれば、給水圧と給湯圧
との間での相対的な圧力変動が解消され、その結果末端
での水と湯との供給量の変動による混合水温度の変動を
防ぐことができる。

【００２８】弁機構としてガバナ機構と分配弁機構とを
備えた分配器を備えるものでは、流量基準の給湯機の燃
焼制御に関連する流量の情報を湯側ヘッダの給湯圧を知
るものとして利用でき、分配弁機構によって水側及び湯
側の圧力の差圧を一定の関係に維持しながらの水と湯と
の供給が可能となる。

【００２９】流量センサと流量調整弁との組合せによっ
て弁機構を構成したり、水側及び湯側ヘッダのそれぞれ
に設けた圧力センサと水側ヘッダへの入口に備える流量
調整弁との組合せを弁機構とする場合でも、前者では湯
側ヘッダへの流量及び後者ではこの湯側ヘッダでの給湯
圧を知ることで、水側ヘッダとの間の差圧を一定の関係
に維持することができる。

【００３０】また、水側ヘッダと湯側ヘッダの差圧に比
例して水側ヘッダへの給水量を増やす構成の弁機構であ
って差圧感知用のダイヤフラムを持つものでは、水側ヘ
ッダ及びガバナ機構の２次側の給水路のそれぞれの内圧
の差をダイヤフラムの変形によって弁体の動作に変換で
き、この弁体の動きによって水側と湯側との差圧を一定
に保持することが可能となる。

【００３１】更に、水側及び湯側ヘッダを連通接続して
その内部に弁体を組み込むものでは、給湯圧が上がれば
給水路から水側ヘッダへの流入量が増え且つ給湯圧が下
がれば流入量を減らす操作を行うようにすれば、給湯側
の圧力変動に追従した給水圧の制御が可能となる。

【００３２】

【実施例】図１は本発明を適用可能な給水・給湯システ
ムにおける配管系統の概略である。

【００３３】図示の例は、たとえば集合住宅等に適用で
きるものであって、戸別に設置された給湯機１に対し
て、集合住宅の貯水層からの給水本管（図示せず）から
分岐した給水管２を接続すると共に、内部の伝熱部を経
由して給水管２側に連通する給湯管３を連結している。

【００３４】給水管２には、給湯機１への入側より上流
側で枝分かれする分岐管２ａを配管接続すると共に、こ
の分岐管２ａには水側ヘッダ４を設ける。また、給湯機
１を出た湯が供給される給湯管３の終端にも同様に湯側
ヘッダ５を備える。水側ヘッダ４は５本のポート４ａ，
４ｂ，４ｃ，４ｄ，４ｅを一体に備えたものであり、湯
側ヘッダ５には５本のポート５ａ，５ｂ，５ｃ，５ｄを
設けている。そして、これらのポート４ａ〜４ｅ、５ａ
〜５ｄにはそれぞれキッチンやその他の給水・給湯設備
までの間の配管を接続する。

【００３５】なお、図示の例では、建屋に配管した給水
管２及び給湯管３の水側及び湯側のヘッダ４，５のそれ
ぞれから予め鞘管６ａ、６ｂを予め建屋に配管してお
き、これらの鞘管６ａ、６ｂをキッチン，浴室，トイレ
等の供給先に対応するように設備したものである。そし
て、戸別毎の設備の状況に応じて、必要とされる配管を
施すために鞘管６ａ，６ｂに、たとえば合成樹脂製の屈
曲自在な給水配管７ａ及び給湯配管７ｂを差し込んで配
管施工する。

【００３６】このような給水・給湯システムにおいて、
本発明は、給湯機１への水の入側または湯の出側のいず
れかの圧力を検出し、これに基づいて水側ヘッダ４内の
圧力を湯側ヘッダ５内の圧力と同一または一定の差圧の
関係となるように、これらの水側及び湯側ヘッダ４，５
のそれぞれへの流量比を調整する構成としたものであ
る。

【００３７】図２及び図３は、給湯機１への給水の入側
の圧力を基準として水側と湯側との間の圧力関係を調整
する例の概略図である。

【００３８】図２において、図１で示したものと同様
に、給湯機１に接続した給水管２及び給湯管３のそれぞ
れに水側ヘッダ４及び湯側ヘッダ５を接続し、これらの
水側及び湯側ヘッダ５のそれぞれに末端の湯水混合栓等
に向かう給水配管７ａ及び給湯配管７ｂを連結してい
る。

【００３９】給水管２には給湯機１と水側ヘッダ４とに
流路を分岐させ、給湯機１に向かう給水量を検出しなが
らこの給湯機１側への給水量及び水側ヘッダ４への給水
量の分配比を調整するための分配器８を設ける。この分
配器８は、一般的な給湯機において利用されている燃焼
による発熱量を基準として給水の流量の調整制御するガ
バナ機構に加えて、このガバナ機構に連動する分配弁機
構とを内蔵したものであり、給水管２からの流入路と給
湯機１側及び水側ヘッダ４側へのそれぞれの流出路備え
た三方弁構造を持つ。

【００４０】一般的な給湯機におけるガバナ機構は、給
湯温度が所定の値となるように、給湯機の発熱量を基準
として給水量をたとえば比例制御するというものであ
り、たとえば従来技術の項で挙げた水量比例弁等が適用
できる。また、上限の流量を規定した定流量弁や給水が
高温であれば流量を増し低温であれば流量を減らすよう
に動作する温度応動型の流量調整弁等としてもよい ガバナ機構と共に分配弁機構を備えると、給水管２から
給湯機１に向かう給水の流量に対応して水側ヘッダ４へ
の給水量も変更することができる。すなわち、湯側ヘッ
ダ５への給水量と水側ヘッダ４への給水量の比を一定に
保つように、ガバナ機構に分配弁機構が連動するような
構成とすることが可能である。

【００４１】このような機能を持つ分配器８を給湯機１
の給水入側に備えることにより、給湯機１の燃焼制御に
よって給湯機１側への流量が変化するときでも、この変
化に応動して水側ヘッダ４への給水流量も変えることが
できる。たとえば、末端の湯水混合栓で使用する混合水
の温度を高くしたときには、給湯機１からの湯の温度を
高く設定するために発熱量を上げるが、最大発熱量が制
限されていることから、給水量を分配器８のガバナ機構
によって給湯機１側への給水量が絞られるように制御さ
れる。したがって、給湯機１を経由して湯側ヘッダ５に
向かう内部流路の給水圧力は低下する。このような湯側
の圧力の低下に対して、水側ヘッダ４への流路を絞るよ
うに分配器８の分配弁機構をガバナ機構と連動させて作
動させる。これによって、湯側ヘッダ５側の流路系の圧
力低下の発生と同時に、水側ヘッダ４側の流路系も圧力
を低下させる操作が行われる。

【００４２】このように、給湯機１への給水量に基づい
て水側ヘッダ４側への給水量も調整され、そして管内流
れにおける給水の圧力はその流量に比例することから、
結果的に水側及び湯側ヘッダ４、５への給水圧力を調整
することができる。したがって、水側ヘッダ４は給水源
からの給水圧に拘束されることなく、湯側の圧力に応じ
て変化させることができ、給湯機１の燃焼制御による湯
側ヘッダ５側の圧力変動に追従して水側ヘッダ４の給水
圧力を変化させることができる。そして、水側ヘッダ４
と湯側ヘッダ５の流路系のそれぞれの流路内圧が等しい
か、常に一定の差圧を持つようにすれば、水側と湯側と
の間での相対的な圧力変動の発生はなく、末端からの混
合水の温度変動が防止される。

【００４３】また、給湯機１の燃焼制御に関連する給湯
機１からの湯の圧力低下等の変動だけでなく、水側及び
湯側ヘッダ４、５からのそれぞれの給水配管７ａ及び給
湯配管７ｂに接続された末端の湯水混合栓の使用状況に
よっても圧力変動が発生する。たとえば、浴室の湯水混
合栓から比較的低温の湯を供給しているときに、キッチ
ンの湯水混合栓から高温の湯を吐出させるときには、給
湯機１による発熱量を上げるととも給湯機１への給水量
も増やすように制御される。この場合でも、給湯機１へ
の給水量の変化に相応して分配器８によって水側ヘッダ
４への給水量が調整され、水側及び湯側ヘッダ４、５の
圧力が同じかまたは一定の差圧関係に保持されるように
することで、浴室で使っていた湯水混合栓からの混合水
の温度変動もない。

【００４４】図３は給湯機１の給水入側での流量を基準
とした水側及び湯側の給水圧力の調整構造の別の例を示
す概略図である。

【００４５】この例では、給湯機１の内部であって給水
管２に接続された部分には、この給水管２から伝熱部を
経て給湯管３に向かう給水の流量を検出するための流量
センサ９を設ける。そして、給水管２と水側ヘッダ４と
の間の分岐管２ａには流量センサ９からの流量検出信号
によって作動する流量調整弁１０を組み込む。

【００４６】なお、給湯機１の給水の入側には、先に述
べたような水量比例弁、定流用弁または温度応動型の流
量調整弁を利用した水ガバナ１ａを設ける。この水がガ
バナ１ａは図示のように流量センサ９の下流側に配置す
るものとするほか、流量センサ９よりも上流であって分
岐管２ａとの分岐点よりも下流の給水管２に組み込んだ
ものとしてよい。

【００４７】流量センサ９は流量調整弁１０への信号出
力だけでなく、給湯機１の加熱系による発熱量の制御の
ためにこの加熱系の制御にも利用されることは無論であ
る。また、流量調整弁１０は、たとえばモータを駆動源
としてこれによって内蔵した弁体を作動させて流路面積
を変えることで、水側ヘッダ４への給水量を調整する。

【００４８】この例においても、給湯機１の燃焼制御に
関連する給水管２から給湯機１に向かう給水の流量の変
化を流量センサ９が検出し、これに基づいて流量調整弁
１０がその弁開度を変更して水側ヘッダ４へ向かう給水
量を調整する。そして、この流量調整は、先の例と同様
に水側ヘッダ４及び湯側ヘッダ５のそれぞれの内部の給
水圧が同じかまたは一定の差圧関係となるように実行さ
せることで、末端の湯水混合栓での混合水温度の変動が
防止される。また、複数の湯水混合栓の同時の使用に際
しても、先の例と同様に先行して使用していた湯水混合
栓での混合水の温度低下等を招くこともない。

【００４９】図４は流量センサに代えて湯側ヘッダ５側
の圧力を検出する圧力センサを設けた例である。

【００５０】給水管２に先の例と同様に給湯機１に向か
う中途に水ガバナ１ａを組み込み、この水ガバナ１ａの
下流に給水の圧力を検出する圧力センサ２を設ける。こ
の圧力センサ２は、流量センサ９を用いたときと同様に
その検出信号によって流量調整弁１０の開度を制御する
ためのものであり、水ガバナ１ａから伝熱部に向かう給
水の圧力に比例して流量調整弁１０の開度を大きくして
いくように制御する。

【００５１】このような圧力センサ２０を設けるもので
は、湯側ヘッダ４側の圧力を直接検出して水側ヘッダ３
との間の差圧を一定に維持することができ、末端側への
給水及び給湯圧の変動が抑えられる。

【００５２】図５は給湯機１の給水入側での給湯機１側
及び給水ヘッダ４側の圧力差を感知して圧力調整する例
を示す要部の概略図である。

【００５３】給水管の分岐管２ａよりも下流側であって
給湯機１の加熱部に向かう中途に水ガバナ１ａを設け
る。この水ガバナ１ａも、先の例と同様に、水量比例
弁、給水の流量の上限を規定して給湯温度を確保する定
流量弁及び給水の温度に応じて給水量を変更して給湯機
による加熱量とのバランスを取れるようにした温度応動
型の流量調整弁としたものである。

【００５４】分岐管２ａと水側ヘッダ４との間には差圧
感知手段としての差圧感知ユニット２ｂを配置する。こ
の差圧感知ユニット２ｂは、水ガバナ１ａの下流側の管
路から分岐させた連通管１ｂを上端部に接続したもので
あり、内部にはダイヤフラム２ｃを配置して上下の２室
に区画している。分岐管２ａはダイヤフラム２ｃよりも
下側の室に連通し、連通管１ｂは上側の室に流路を接続
され、水ガバナ１ａの上流側及び下流側の流路の内圧を
これらの室にそれぞれ伝播可能である。

【００５５】差圧感知ユニット２ｂの下端は水側ヘッダ
４に接続され、この接続部分を貫通する弁体２ｄをダイ
ヤフラム２ｃに連結している。この弁体２ｄは十字状横
断面のガイド２ｅによってダイヤフラム２ｃに連結され
た円錐台状のものであり、水側ヘッダ４内の弁座４ｆの
下方に臨ませて配置されている。ダイヤフラム２ｃはそ
の上下の室の圧力のバランスに応じて上下方向に弾性変
形し、これによって弁体２ｄを弁座４ｆに対して接近ま
たは離れる方向に移動させることができる。

【００５６】なお、ダイヤフラム２ｃが上側に最大量変
形したときでも、弁体２ｄは弁座４ｆに完全に密着しな
いようにしておき、差圧感知ユニット２ｂ内の圧力がど
のように変動しても分岐管２ａから水側ヘッダ４側への
流路を開いた状態に維持できるようにする。

【００５７】給水管２から給湯機１に給水されるとき、
分岐管２ａから差圧感知ユニット２ｂに供給される水
は、開弁状態にある弁体２ｄと弁座４ｆから水側ヘッダ
４の送り込まれ、給水配管７ａから各末端の湯水混合栓
へ供給される。このとき、水ガバナ１ａよりも下流の給
水圧はダイヤフラム２ｃを上側に押す向きに作用する。
また、水ガバナ１ａから給湯機１の加熱部に向かう水の
水圧は連通管１ｂにダイヤフラム２ｃの上側の室に伝播
され、このダイヤフラム２ｃを下側に押す向きに作用す
る。

【００５８】したがって、ダイヤフラム２ｃは水側ヘッ
ダ４側と、図２及び図３で示したような給湯機１の伝熱
部の下流側に配置される湯側ヘッダ側とのそれぞれの給
水圧を同時に受け、これらの給水圧の差に応動して弁体
２ｄを図において上下方向に移動させる。

【００５９】一方、水ガバナ１ａは給湯機１の燃焼制御
によって給水量を制御するように作動し、給湯機１側へ
の給水量が絞られると分岐管２ａ側への流量が増加す
る。このとき、連通管１ｂ及び分岐管２ａを介して差圧
感知ユニット２ｂに伝達される給水圧によって、ダイヤ
フラム２ｃは図において上向きに変形する。したがっ
て、弁体２ｄは弁座４ｆ側に接近して弁開度を小さく
し、給水の絞りによって内部の圧力が低下していく湯側
ヘッダとの間での差圧が同期的に調整される。

【００６０】このような調整は、給湯機１側への給水量
が増加した場合でも同様であって、連通管１ｂからの内
圧の上昇によってダイヤフラム２ｃが下向きに変形して
弁体２ｄと弁座４ｆとの間の開度が大きくなり、水側ヘ
ッダ４側への給水量が増加し、給湯機１側への給水圧の
増加と同時に水側ヘッダ４への給水の圧力も上昇する。

【００６１】このように差圧感知ユニット２ｂによっ
て、先の例と同様に水側ヘッダ４及び湯側ヘッダのそれ
ぞれの内部の給水圧が同じかまたは一定の差圧関係とな
るように実行させることで、末端の湯水混合栓での混合
水温度の変動が防止される。

【００６２】図６は給湯機１からの給湯管３に水側及び
湯側を一体としたヘッダを備え、給湯管３からの湯の圧
力に応動して給水管２から給水配管への給水流量を設定
するようにした例である。

【００６３】給湯機１内には、給水管２から伝熱部に至
る配管中に先の例と同様に水ガバナ１ａを配置する。そ
して、給水管２に接続した分岐管２ａと給湯機１からの
給湯管３のそれぞれの終端には水と湯と合同ヘッダ１１
を設け、この合同ヘッダ１１によって給湯管３からの湯
の圧力に基づいて給水管２からの給水の流量を調整して
末端への給水及び給湯を行わせる。

【００６４】図７は合同ヘッダ１１の詳細を示す要部の
縦断面図であり、給水管２からの分岐管２ａを接続した
水用ヘッダ１２と給湯管３に接続した湯用ヘッダ１３と
を一体に連結した構成を持つ。

【００６５】水用ヘッダ１２には、末端の各湯水混合栓
への給水配管１４ａを接続した水室１２ａを一端側に形
成すると共に、湯用ヘッダ１３との接続端側には環状の
隔壁１２ｂを設けてその内周であって水室１２ｂ側を向
く面を弁座１２ｃとしている。そして、この隔壁１２ｂ
よりも左側の空間を分岐管２ａと接続してその内部を給
水室１２ｄとし、隔壁１２ｂより下流側と水室１２ａと
の間には多数の小孔１２ｅを開けた整流板１２ｆを設け
ている。

【００６６】水用ヘッダ１２と湯用ヘッダ１３との間に
は、それぞれのヘッダ１２、１３内での給水圧及び給湯
圧によってその位置を変える弁体１５を組み込む。この
弁体１５は、湯用ヘッダ１３の内周壁に密着して摺動可
能なパッキン１５ａを周面に取り付けたピストン１５ｂ
を一端に形成すると共に、このピストン１５ｂから十字
状断面のガイド１５ｃを備え、更にこのガイド１５ｃの
先端側にほぼ円錐台状のコーン１５ｄを設けたものであ
る。ガイド１５ｃは水側ヘッダ１２の一端であって湯側
ヘッダ１３との継目部分に設けた環状座１２ｇを貫通す
る位置にあり、給水室１２ｄはこのガイド１５ｃの十字
状断面によって、ピストン１５ｂの右端面側が臨んでい
る湯側ヘッダ１３の内部に連通している。

【００６７】ここで、弁体１５は水用及び湯用ヘッダ１
２、１３の内部の水及び湯による圧力を受け、これらの
圧力の大きさの関係によってその位置を変える。すなわ
ち、図７において、ピストン１５ｂが湯側ヘッダ１３内
の湯により受ける給湯圧とコーン１５ｄが水側ヘッダ１
２内の水から受ける給水圧とがそれぞれ弁体１５を右側
及び左側に押すように作用する。このため、図示の状態
から給湯圧が上昇したときには、ピストン１５ｂが圧力
上昇によって押されて弁体１５は右側に移動し、これに
よってコーン１５ｄが隔壁１２ｄから右側に離れて弁座
１２ｃとの間の弁開度を広げる。したがって、給湯側の
圧力上昇に伴って、水側ヘッダ１２への給水量も同時に
増加して管内流れの給水の圧力を上げることができる。

【００６８】また、図中の破線で示すように、弁体１５
が右側に最大量移動しているとき、すなわち給湯側の圧
力が高い状態で使用しているとき、給湯機側の燃焼制御
によって給湯管３からの給湯量が絞られると、ピストン
１５ｂを右側に押そうとする湯の圧力も低下する。一
方、給水管２はその上流側を給水源に接続しているだけ
で、給水圧は操作しない限り変化しないので、給水室１
２ｄ側に臨んでいるピストン１５ｂを挟む給湯及び給水
の圧力の差圧によって弁体１５は左側に移動する。この
ため、コーン１５ｄが弁座１２ｃ側に近づいて弁開度を
変え、水室１２ａ側への給水量が絞られる。したがっ
て、給湯側に圧力低下を発生すると、水側ヘッダ１２に
おいても流量が絞られて内部流れの圧力を低下させるこ
とができる。

【００６９】このように、合同ヘッダ１１を備える例で
は、給湯機１からの給湯による湯用ヘッダ１３での給湯
圧の変動を弁体１５で捉え、この弁体１５自身の動きを
利用して水用ヘッダ１２側の給水の圧力を給湯側の圧力
の増減と同じ方向に調整することができる。したがっ
て、弁体１５によって水用及び湯用ヘッダ１２、１３の
それぞれの水及び湯の圧力を同じに設定するか、これら
の圧力の差を一定となるように維持することにより、給
水配管１４ａ及び給湯配管１４ｂから末端の湯水混合栓
までの圧力変動を防止でき、吐出される混合水温度の変
動も抑えられる。

【００７０】図８は更に別の例を示す概略図であって、
これは図２及び図３の例と同様に給水管２の分岐管２ａ
に水用ヘッダ１６を備えると共に、給湯管３の終端には
湯用ヘッダ１７を接続し、これらの水用及び湯用のヘッ
ダ１６、１７にそれぞれ複数の給水配管１８ａ及び給湯
配管１８ｂを連結したものである。そして、給湯機１の
入側であって給水管２からの給水路には、図５の例と同
様に水ガバナ１ａを備える。

【００７１】水側ヘッダ１６への分岐管２ａには図３の
例で示したものと同様の流量調整弁１９を設け、水用及
び湯用ヘッダ１６、１７にはそれぞれの給水及び給湯圧
力を検出するための圧力センサ１６ａ、１７ａを設け
る。流量調整弁１９はモータ駆動による弁機構を持ち、
圧力センサ１６ａ、１７ａからの信号によってその弁開
度を設定するように制御される。

【００７２】流量調整弁１９の制御は、圧力センサ１６
ａ、１７ａからのそれぞれの信号に基づき、給湯圧が高
いときには給水管２から水側ヘッダ１６への給水量を増
やすように弁開度を大きくし、これによって水側及湯側
ヘッダ１６、１７の圧力が同じになるように設定する。
また、給湯機１からの給湯流量の減少によって給水側の
圧力が高くなると、流量調整弁１９の弁開度が小さくな
るように作動させて、給湯圧側との圧力バランスを維持
するようにする。

【００７３】図９は給湯機１からの給湯の圧力を制御す
ることによって、水側と湯側との間の差圧を一定に保持
する例である。

【００７４】先の例と同様に、給水管２には給湯機１の
伝熱部の手前に水ガバナ１ａを備え、この水ガバナ１ａ
の上流から分岐させて分岐管２ａと給湯管３のそれぞれ
の出口が合同ヘッダ３０に連結されている。この合同ヘ
ッダ３０は、図６及び図７の例で示したものと同様に水
側及び湯側ヘッダを一体にしたものであり、中央部の隔
壁３１によってそれぞれ分岐管２ａ及び給湯管３に連通
してそれぞれ水側ヘッダ及び湯側ヘッダを構成する水室
３２及び湯室３３に分割されている。これらの水室３２
及び湯室３３にはそれぞれ末端の湯水混合栓に向かう給
水管３２ａ及び給湯管３３ａを連結すると共に、隔壁３
１に臨む部分には環状の水弁座３２ｂ及び湯弁座３３ｂ
を形成している。

【００７５】隔壁３１にはボア３１ａを水室３２と湯室
３２との間を貫通する向きに開け、このボア３１ａに従
来周知のピストン型の圧力弁体３４をその軸線方向に移
動可能に組み込む。この圧力弁体３４は、ボア３２ａの
中に位置してパッキン３２ｂによってシールされたピス
トン３４ａと、このピストン３４ａから同軸上に離れた
位置に設けた水弁体３４ｂ及び湯弁体３４ｃを備えたも
のである。そして、ピストン３４ａの軸線方向の端面で
あって分岐管２ａからの給水圧及び給湯管３からの給湯
圧をその軸線方向に受圧する面積は、水弁体３４ｂ及び
湯弁体３４ｃの受圧面積よりも大きい関係とする。

【００７６】このような構成では、合同ヘッダ３０への
給水圧及び給湯圧がほぼ等しくて変動がないときには、
図示のように水弁体３４ｂ及び湯弁体３４ｃのそれぞれ
の水弁座３３ａ及び湯弁座３３ｂとの間の弁開度はほぼ
同じに保たれる。

【００７７】ここで、給湯圧が変動して上昇すると、ピ
ストン３４ａ側の受圧面積が湯弁体３４ｃのそれよりも
大きいので、圧力弁体３４は水室３２側に動く。これに
より、湯弁体３４ｃと湯弁座３３ｂとの間の弁開度が小
さくなり、水弁体３４ｂと水弁座３３ｂでは開度が大き
くなるので、湯側が絞られると同時に水室３２側への給
水量が増加する。したがって、湯室３３内の圧力上昇を
抑えると同時に水室３２内の圧力を上げることができ
る。また、給水側の圧力が高くなった場合には、圧力弁
体３４は湯室３３側に移動して給湯圧を上げると共に給
水圧を低下させる操作が可能であり、給水及び給湯の圧
力変動が生じても、合同ヘッダ３０での水側及び湯側の
差圧を一定に維持することができる。

【００７８】このように、以上の各例において、末端の
湯水混合栓に向かう給水配管及び給湯配管をそれぞれ接
続した水側ヘッダ及び湯側ヘッダは、給湯機の燃焼制御
による給湯量の変動や、末端の湯水混合栓の複数同時使
用及び末端で使用する給水・給湯のそれぞれの流量比等
による水及び湯の量の変動に際して、こ給水圧及び給湯
圧の同一化または差圧の一定化を図ることができる。し
たがって、末端の湯水混合栓からの混合水の温度変動を
防ぐことができ、たとえば自動温度調節機能等を持たな
い簡易な構造の湯水混合栓をそのまま使用することがで
きる。

【００７９】

【発明の効果】本発明では、給湯機への給水入口または
給湯出口での流量や圧力を知ることによって、給湯ヘッ
ダ側の圧力変動に対応して給水ヘッダ側への流量を流量
調整機構を利用した圧力調整手段によって水側ヘッダの
圧力を調整することで、湯側ヘッダ及び水側ヘッダの間
での給湯及び給水の圧力を同じまたは差圧があってもこ
れが常に一定に保たれるようにすることで、末端の吐水
設備での水と湯との混合水の温度変動を抑えることがで
器、安定した温度及び流量の給水，給湯を得ることがで
きる。また、従来のサーモスタットミキシングバルブで
も、給水圧及び給湯圧の変動の抑制によってより一層混
合性能が向上して使いやすくなるほか、自動温度調節用
の機構も簡単になり小型化が図られる。

【００８０】また、各末端での使用状況、すなわち複数
箇所での同時使用や湯の使用流量が多いか少ないか等の
多岐に亘る条件であっても、水側及び湯側のヘッダのそ
れぞれの差圧を一定に維持することによって、混合水の
温度変動が同様に抑えられ、ヘッダを用いることによる
配管の増設の容易性等の利点も含めると、特に集合住宅
等に好適に利用できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の給水・給湯システムを適用可能な給
湯機を含む給水及び給湯の配管系統図である。

【図２】 給水管に分配器を備えて給湯機側及び水側ヘ
ッダ側に給水を分配する例を示す概略図である。

【図３】 給湯機側に向かう給水量を検出し水側ヘッダ
への給水量をこの検出量に基づいて制御するための流量
調整弁を備える例の概略図である。

【図４】 図３の例における流量センサに代えて給水の
圧力を検出する圧力センサを備えた例の概略図である。

【図５】 差圧感知ユニットによって水側と湯側のヘッ
ダの圧力調整を行う例を示す要部の概略図である。

【図６】 給水管及び給湯管にそれぞれ接続する合同ヘ
ッダを備える例を示す概略図である。

【図７】 図６の例における合同ヘッダの詳細を示す要
部の概略縦断面図である。

【図８】 水側及び湯側ヘッダのそれぞれに備えた圧力
センサからの信号によって水側ヘッダへの給水量を制御
する例を示す概略図である。

【図９】 給湯機からの湯の圧力に応じて水側と湯側と
の差圧を一定に制御する合同ヘッダを備えた例を示す概
略図である。

【図１０】 給湯機を含む設備において水側及び湯側の
ヘッダを備える従来例の概略図である。

【符号の説明】

１ ：給湯機 １ａ：ガバナ ２ ：給水管 ２ａ：分岐管 ２ｂ：差圧感知ユニット ２ｃ：ダイヤフラム ２ｄ：弁体 ３ ：給湯管 ４ ：水側ヘッダ ４ｆ ：弁座 ５ ：湯側ヘッダ ７ａ：給水配管 ７ｂ：給湯配管 ８ ：分配器 ９ ：流量センサ １０：流量調整弁 １１：合同ヘッダ １２：水側ヘッダ １３：湯側ヘッダ １４ａ：給水配管 １４ｂ：給湯配管 １５：弁体 １６：水側ヘッダ １７：湯側ヘッダ １８ａ：給水配管 １８ｂ：給湯配管 １９：流量調整弁 ２０：圧力センサ ３０：合同ヘッダ ３１：隔壁 ３２：水室（水側ヘッダ） ３３：湯室（湯側ヘッダ） ３４：圧力弁体

Claims (13)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 給水源側から給湯機に向かう給水路と、
   前記給湯機の伝熱部から下流に向かう給湯路と、前記給
   湯機の伝熱部の手前で前記給水路から分岐した流路に接
   続する水側ヘッダと、前記給湯路に接続した湯側ヘッダ
   とを備え、これらの水側及び湯側のヘッダのそれぞれに
   末端の吐出部へ向かう複数の給水配管及び給湯配管を接
   続した設備において、前記水側及び湯側ヘッダにおける
   それぞれの給水圧と給湯圧との差圧を一定に保持するた
   めの圧力調整手段を備えてなる給水・給湯システム。
2. 【請求項２】 前記圧力調整手段は、前記給湯機及び水
   側ヘッダへのそれぞれの給水量を内部流路の開度調整に
   よって設定可能な弁機構を含む請求項１記載の給水・給
   湯システム。
3. 【請求項３】 前記圧力調整手段は、前記湯側ヘッダ側
   と水側ヘッダ側との間の圧力差に応じて前記水側ヘッダ
   側への給水量を制御する弁機構を備えてなる請求項１記
   載の給水・給湯システム。
4. 【請求項４】 前記圧力調整手段は、前記給水路からの
   給水圧と前記給湯機からの給湯圧との間の圧力差に応じ
   て前記水側ヘッダ及び湯側ヘッダへの給水及び給湯量を
   制御する弁機構を備えてなる請求項１記載の給水・給湯
   システム。
5. 【請求項５】 前記弁機構は、前記給水路から前記給湯
   機及び水側ヘッダへ流路を分岐させる分配器であって、
   該分配器は、前記給湯機の伝熱部の発熱量とこの伝熱部
   に向かう給水量との間の特定された関係によって前記伝
   熱部への給水量を制御するガバナ機構と、該ガバナ機構
   に連動して前記水側ヘッダへの給水量を変更可能な分配
   弁機構とを備えてなる請求項２記載の給水・給湯システ
   ム。
6. 【請求項６】 前記弁機構は、前記給湯機の入側に設け
   られ前記給水路からの給水量を検出するための流量セン
   サと、該流量センサよりも上流側の前記給水路から分岐
   して前記水側ヘッダに向かう流路に設けられ前記流量セ
   ンサからの信号によって前記水側ヘッダへの供給流量を
   変更可能な流量調整弁とを備えてなる請求項２記載の給
   水・給湯システム。
7. 【請求項７】 前記弁機構は、前記給湯機の入側に設け
   られ湯側ヘッダへ向かう給水の圧力を検出する圧力セン
   サと、該圧力センサよりも上流側の給水路から分岐して
   前記水側ヘッダに向かう流路に設けられ前記圧力センサ
   からの信号によって前記水側ヘッダへの供給流量を変更
   可能な流量調整弁とを備えてなる請求項２記載の給水・
   給湯システム。
8. 【請求項８】 前記弁機構は、前記水側ヘッダ及び湯側
   ヘッダでのそれぞれの給水圧及び給湯圧を検出可能な圧
   力センサと、前記給水路から分岐して前記水側ヘッダま
   での流路に設けられ且つ前記圧力センサからの信号に基
   づいて動作可能な流量調整弁とを備えてなる請求項３記
   載の給水・給湯システム。
9. 【請求項９】 前記弁機構は、前記水側及び湯側のヘッ
   ダ側のそれぞれの流路内圧に応動する差圧感知部材と、
   該差圧感知部材に連接され水側ヘッダへの流路の開度を
   設定可能な弁体を備えてなる請求項３記載の給水・給湯
   システム。
10. 【請求項１０】 前記差圧感知部材は、前記水側及び湯
    側ヘッダにそれぞれ連通する流路区画して前記弁体を連
    接したダイヤフラムとしてなる請求項８記載の給水・給
    湯システム。
11. 【請求項１１】 前記弁機構は、前記水側ヘッダ及び湯
    側ヘッダのそれぞれを互いに連通接続し、連通接続させ
    た部分を跨ぐ配置としてその軸線方向に移動可能に組み
    込んだ弁体を備え、前記弁体は、一端に前記湯側ヘッダ
    内に位置して前記給湯機からの湯の給湯圧を受圧可能な
    受圧部材を備えると共に、他端部を前記水側ヘッダ内で
    あって前記給水路から分岐した流路の接続点よりも下流
    に形成した弁座に対峙可能とし、前記給湯機からの給湯
    圧の上昇時には前記弁座に対する弁開度を広げる向きに
    前記弁体を駆動可能としてなる請求項３記載の給水・給
    湯システム。
12. 【請求項１２】 前記受圧部材は、前記湯側ヘッダ内で
    水密状に移動可能なピストンとしてなる請求項１１記載
    の給水・給湯システム。
13. 【請求項１３】 前記弁機構は、前記給水路に連通する
    水側ヘッダ及び前記給湯路に連通する湯側ヘッダへのそ
    れぞれの流路面積を一軸上で変更可能な圧力弁体を備
    え、該圧力弁体は前記給水路からの給水圧及び給湯路か
    らの給湯圧を受けて前記水側及び湯側ヘッダの間の差圧
    を一定にする向きに移動可能としてなる請求項４記載の
    給水・給湯システム。