特許 7603497 貯湯式給湯装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-12-12

(45)【発行日】2024-12-20

(54)【発明の名称】貯湯式給湯装置

(51)【国際特許分類】

   F24H 1/18 20220101AFI20241213BHJP

   F24H 15/212 20220101ALI20241213BHJP

   F24H 15/32 20220101ALI20241213BHJP

   F24H 15/335 20220101ALI20241213BHJP

【ＦＩ】

F24H1/18 H

F24H15/212

F24H15/32

F24H15/335

【請求項の数】 7

(21)【出願番号】P 2021050154

(22)【出願日】2021-03-24

(65)【公開番号】P2022148462

(43)【公開日】2022-10-06

【審査請求日】2024-02-07

(73)【特許権者】

【識別番号】390002886

【氏名又は名称】株式会社長府製作所

(74)【代理人】

【識別番号】100120086

【弁理士】

【氏名又は名称】▲高▼津 一也

(74)【代理人】

【識別番号】100090697

【弁理士】

【氏名又は名称】中前 富士男

(74)【代理人】

【識別番号】100176142

【弁理士】

【氏名又は名称】清井 洋平

(72)【発明者】

【氏名】篠▲崎▼ 雅史

(72)【発明者】

【氏名】牛島 亘

【審査官】柳本 幸雄

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１３－２０４８４２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１０－０７８２７７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０９－０６０９７０（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｆ２４Ｈ １５／００ － １５／４９３

Ｆ２４Ｈ １／１８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

水道管の水が貯湯タンクに給水される通常時に、該貯湯タンク内の湯水を、第１の水栓に供給する貯湯式給湯装置において、
前記貯湯タンク内の湯水が上流側端部から流入する送水管と、
作動により前記送水管に前記貯湯タンク内の湯水を流入させるポンプと、
前記送水管の下流側端部が連結された第２の水栓と、
前記ポンプを作動させて、前記貯湯タンク内の湯水を前記送水管経由で前記第２の水栓から出る状態にする制御手段と、
上流側端部及び下流側端部が前記貯湯タンクの下部及び上部にそれぞれ連結された沸上管と、
前記沸上管を流れる湯水を加熱する加熱手段と、
前記沸上管を流れる湯水の温度を基に、前記制御手段によって、前記加熱手段を通過した湯水の送り先が、前記貯湯タンクの上部、及び、前記沸上管に連結されたバイパス管経由の前記貯湯タンクの下部のいずれか一方から他方に切り替えられる切替手段とを備え、
前記送水管の上流側端部が前記沸上管に連結され、前記制御手段は、前記切替手段を、前記沸上管の湯水を前記貯湯タンクの上部及び下部のいずれにも送らない止水状態にし、該貯湯タンク内の湯水を前記第２の水栓から出る状態にすることを特徴とする貯湯式給湯装置。

【請求項2】

請求項１記載の貯湯式給湯装置において、前記ポンプは、前記沸上管の前記送水管が連結された箇所より上流側に取り付けられていることを特徴とする貯湯式給湯装置。

【請求項3】

請求項１又は２記載の貯湯式給湯装置において、前記制御手段は、前記加熱手段の湯水の加熱による前記貯湯タンク内の湯水の沸上げを禁止する非常時モードを有することを特徴とする貯湯式給湯装置。

【請求項4】

請求項３記載の貯湯式給湯装置において、前記制御手段は、前記非常時モードの状態でのみ、前記貯湯タンク内の湯水の前記第２の水栓への供給を許可することを特徴とする貯湯式給湯装置。

【請求項5】

請求項１～４のいずれか１項に記載の貯湯式給湯装置において、入力操作がなされて、前記制御手段に、前記貯湯タンク内の湯水の前記第２の水栓への供給のために前記ポンプを作動させる操作端末を、更に備えることを特徴とする貯湯式給湯装置。

【請求項6】

請求項１～５のいずれか１項に記載の貯湯式給湯装置において、入力操作がなされて、前記制御手段に、前記貯湯タンク内の湯水の前記第２の水栓への供給のために前記ポンプを作動させ、かつ、前記切替手段を前記止水状態にさせる操作端末を、更に備えることを特徴とする貯湯式給湯装置。

【請求項7】

請求項１～６のいずれか１項に記載の貯湯式給湯装置において、前記制御手段は、前記ポンプの回転数が所定値まで上昇したのを検出して、該ポンプを停止させることを特徴とする貯湯式給湯装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、貯湯タンク内の湯を外部に供給する貯湯式給湯装置に関する。

【背景技術】

【0002】

貯湯式給湯装置は、貯湯タンクから出た湯に水道管からの水を混合してなる湯や水道管からの水（以下、湯又は水を「湯水」と言う）を、水道管の水圧を利用して、台所や浴室に設けられた水栓に供給する（特許文献１、２参照）。そのため、通常時、水栓を開くことによって、水栓から湯水を出すことができる。
ところが、自然災害等で水道水供給のインフラが機能しなくなって、水道管の水の流れが停止し、水道管に水圧がかからなくなると、水栓を開いても水栓から湯水が出ない。この点、貯湯タンクの下部に排水ホースが連結された貯湯式給湯装置は、水道管の水圧が消失した状態でも、排水ホースから貯湯タンク内の湯水を出すことができる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２０１４－１９６８８７号公報

【文献】特開２０１７－１２９３２８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

しかしながら、この種の貯湯式給湯装置は、重力を利用して排水ホースから湯水を出す設計になっていることから、排水ホースの湯水の出水口は貯湯タンクに配されていた。更に、排水ホースから湯水を出すために操作する弁等の操作部は、貯湯タンクに設けられていた。そのため、利用者は、貯湯タンクの設置場所まで行って、排水ホースから湯水を出す必要があり、不便であった。
本発明は、かかる事情に鑑みてなされたもので、水道管の水の流れが停止した状態での貯湯タンクからの湯水の取り出しを、利用者が貯湯タンクの設置場所まで行かずに行える貯湯式給湯装置を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0005】

前記目的に沿う本発明に係る貯湯式給湯装置は、水道管の水が貯湯タンクに給水される通常時に、該貯湯タンク内の湯水を、第１の水栓に供給する貯湯式給湯装置において、前記貯湯タンク内の湯水が上流側端部から流入する送水管と、作動により前記送水管に前記貯湯タンク内の湯水を流入させるポンプと、前記送水管の下流側端部が連結された第２の水栓と、前記ポンプを作動させて、前記貯湯タンク内の湯水を前記送水管経由で前記第２の水栓から出る状態にする制御手段とを備える。

【発明の効果】

【0006】

本発明に係る貯湯式給湯装置は、貯湯タンク内の湯水が上流側端部から流入する送水管と、作動により送水管に貯湯タンク内の湯水を流入させるポンプと、送水管の下流側端部が連結された第２の水栓と、ポンプを作動させて、貯湯タンク内の湯水を送水管経由で第２の水栓から出る状態にする制御手段とを備えるので、従来の貯湯式給湯装置に比べて、第２の水栓の配置の自由度が高く、利用者は貯湯タンクの設置場所まで行かずに貯湯タンク内の湯水を取り出せる。

【図面の簡単な説明】

【0007】

【図1】本発明の一実施の形態に係る貯湯式給湯装置の回路図である。

【図2】制御手段の接続を示すブロック図である。

【図3】貯湯タンクの沸上げの様子を示す説明図である。

【図4】貯湯タンクの沸上げの様子を示す説明図である。

【図5】貯湯タンクの湯水を第２の水栓に供給する様子を示す説明図である。

【発明を実施するための形態】

【0008】

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、水道管１１の水が貯湯タンク１２に給水される通常時に、貯湯タンク１２内の湯水（湯又は水）を、第１の水栓１３に供給する装置である。

【0009】

貯湯タンク１２には、図１に示すように、複数（本実施の形態では６個）の温度センサ１４が高さ方向の異なる位置に取り付けられている。貯湯タンク１２の下部には、減圧弁１５、温度センサ１６及び逆止弁１７、１８が設けられた水道管１１の分岐した下流領域の一方側が連結されている。貯湯タンク１２の上部には、下流側端部が第１の水栓１３に接続された給湯管１９の上端側端部が連結されている。給湯管１９には、逆止弁２０と、水量センサ２１と、温度センサ１６ａと、水道管１１の分岐した下流領域の他方側が連結された混合弁２２とが設けられている。

【0010】

混合弁２２は、図２に示すように、ＩＣチップ等によって構成された制御手段２３に、温度センサ１４、１６、１６ａ及び水量センサ２１と共に接続されている。制御手段２３には、第１の水栓１３に供給する湯水の温度設定をはじめとする種々の入力操作がなされる操作端末２４が接続されている。
制御手段２３は、６個の温度センサ１４において最も高い位置に配された温度センサ１４及び温度センサ１６の各検出温度を基に、貯湯タンク１２の上部から出湯する湯と水道管１１の水の混合弁２２による混合比を調整して、混合弁２２から第１の水栓１３に向けて送られる湯水の温度が操作端末２４で設定された温度になるようにする。

【0011】

通常時、水道管１１内には所定の水圧が生じており、第１の水栓１３が開かれると、水道管１１の水圧によって、第１の水栓１３から湯水が出、貯湯タンク１２の上部から出た湯と同量の水が水道管１１から貯湯タンク１２の下部に流入する。そのため、通常時、貯湯タンク１２内は湯水で満たされている。
これに対し、水道管１１内に所定の水圧が生じていない非常時には、第１の水栓１３が開かれても、第１の水栓１３から湯水は出ず、水道管１１の水は貯湯タンク１２の下部に流入しない。

【0012】

また、貯湯タンク１２の下部には、図１に示すように、下流側端部が貯湯タンク１２の上部に連結された沸上管２５の上流側端部が連結されている。沸上管２５には、作動して貯湯タンク１２内の湯水を貯湯タンク１２の下部から沸上管２５に流入させるポンプ２６と、沸上管２５を流れる湯水を加熱する加熱手段２７と、湯水の送り先を変える切替手段２８とが取り付けられている。ポンプ２６、加熱手段２７及び切替手段２８は、沸上管２５の湯水の流れに沿って順に配され、図２に示すように、制御手段２３に接続されている。

【0013】

切替手段２８には、図１に示すように、切替手段２８と貯湯タンク１２の下部を接続するバイパス管２９が連結されている。制御手段２３は、６つの温度センサ１４の計測温度を基に貯湯タンク１２内の湯量（沸き上がっている湯の量）が少なくなったのを検知すると、ポンプ２６及び加熱手段２７を作動させて、貯湯タンク１２の沸上げを行う。これにより、貯湯タンク１２の湯水は、図３、図４に示すように、貯湯タンク１２の下部から沸上管２５に流入して加熱手段２７に向かい、加熱手段２７を通過の際に加熱手段２７によって加熱される。

【0014】

制御手段２３は、加熱手段２７を通過する湯水の温度を計測する図示しない温度センサの計測温が所定値未満の際に、図３に示すように、切替手段２８の湯水の送り先をバイパス管２９経由の貯湯タンク１２の下部にして、低温の湯水が貯湯タンク１２の上部に流入することを防止する。そして、制御手段２３は、加熱手段２７を通過する湯水の温度が所定値以上になったことを検知したタイミングで、図４に示すように、切替手段２８の湯水の送り先を貯湯タンク１２の上部に切り替えて、加熱手段２７により加熱された湯水が貯湯タンク１２の上部に供給されるようにする。

【0015】

送り先が貯湯タンク１２の上部となった切替手段２８は、貯湯タンク１２の沸上げが再び行われた際、加熱手段２７を通過する湯水の温度が所定値未満であると、制御手段２３によって、送り先がバイパス管２９経由の貯湯タンク１２の下部に切り替えられる。
従って、切替手段２８は、沸上管２５を流れる湯水の温度を基に、制御手段２３によって、加熱手段２７を通過した湯水の送り先が、貯湯タンク１２の上部、及び、沸上管２５に連結されたバイパス管２９経由の貯湯タンク１２の下部のいずれか一方から他方に切り替えられる。

【0016】

本実施の形態では、加熱手段２７にヒートポンプユニットを採用し、切替手段２８に三方弁を採用しているが、これらに限定されない。例えば、加熱手段２７として、自家発電機の発電時に生じる排熱を利用して沸上管２５内の湯水を加熱するものを採用可能であり、切替手段２８に２つの電磁弁を有するものを採用可能である。

【0017】

また、沸上管２５のポンプ２６及び加熱手段２７の間の領域には、下流側端部が第２の水栓３１に連結された送水管３２の上流側端部が連結されている。このため、制御手段２３は、図５に示すように、ポンプ２６を作動させて、貯湯タンク１２内の湯水を送水管３２経由で第２の水栓３１から出る状態にできる。よって、利用者は、非常時に、第２の水栓３１を開くことで、貯湯タンク１２内の湯水を第２の水栓３１から出すことが可能である。

【0018】

本実施の形態のように、ポンプ２６を利用して貯湯タンク１２内の湯水を送水管３２に流入させて第２の水栓３１から出す場合、重力のみを利用して貯湯タンク１２内の湯水を第２の水栓３１から出す場合に比べて、貯湯タンク１２から第２の水栓３１までの距離を長くできる等、第２の水栓３１の配置の自由度が高い。
給湯管１９から分岐した分岐管３３には負圧作動弁３４が設けられ、貯湯タンク１２内の湯水が第２の水栓３１から出るのに伴って、貯湯タンク１２には、負圧作動弁３４から取り込まれた空気が流入する。

【0019】

通常時、第２の水栓３１は閉じられていることから、通常時にポンプ２６を作動しても第２の水栓３１から湯水は出ない。なお、第２の水栓３１からは高温の湯が出る可能性があるため、本実施の形態では、第２の水栓３１近くに、第２の水栓３１の使用方法等に加えて熱湯が出ることについての注意喚起を記した注意書きが設けられている。

【0020】

また、制御手段２３は、切替手段２８を、沸上管２５の湯水を貯湯タンク１２の上部及び下部のいずれにも送らない止水状態とすることができる。ここで、切替手段２８の構造によっては、切替手段２８を、貯湯タンク１２の上部及び下部のいずれにも湯水を送らない状態にしても、貯湯タンク１２の上部及び下部の少なくとも一方に微量の湯水が送られることがある。よって、切替手段２８を止水状態とするとは、切替手段２８を貯湯タンク１２の上部及び下部の少なくとも一方に積極的に（意図的に）湯水を送る状態にしないことを意味する。

【0021】

制御手段２３は、操作端末２４に所定の入力操作がなされることにより、切替手段２８を止水状態にし、ポンプ２６を作動させ、貯湯タンク１２内の湯水を送水管３２経由で第２の水栓３１から出る状態にする（よって、操作端末２４は、入力操作がなされて、制御手段２３に、貯湯タンク１２内の湯水の第２の水栓３１への供給のためにポンプ２６を作動させ、かつ、切替手段２８を止水状態にさせることとなる）。

【0022】

このとき、貯湯タンク１２内の湯水は、加熱手段２７には送られず、全てが第２の水栓３１に送られる。
切替手段２８を止水状態にしなくとも、ポンプ２６を作動させれば、開かれた第２の水栓３１から貯湯タンク１２内の湯水を出すことができる。よって、第２の水栓３１から貯湯タンク１２内の湯水を出すために必ずしも切替手段２８を止水状態にする必要はない。但し、切替手段２８が止水状態でない場合、貯湯タンク１２の下部から出た湯水の一部は沸上管２５（又は沸上管２５及びバイパス管２９）経由で貯湯タンク１２に戻る。従って、貯湯タンク１２内の湯水を効率的に第２の水栓３１から出すという観点では、切替手段２８を止水状態にするのが好ましい。

【0023】

本実施の形態において、ポンプ２６は、沸上管２５の送水管３２が連結された箇所より上流側に取り付けられていることから、ポンプ２６を、貯湯タンク１２の沸上げと、貯湯タンク１２内の湯水の第２の水栓３１からの出水に兼用できる。この点、仮に、沸上管２５のポンプ２６の取り付け位置より上流側に送水管３２が連結されていた場合は、貯湯タンク１２内の湯水を第２の水栓３１から出水するために、ポンプ２６とは別のポンプを、沸上管２５の送水管３２が連結された箇所より上流側又は送水管３２に設ける必要がある。

【0024】

また、制御手段２３は、加熱手段２７の湯水の加熱による貯湯タンク１２内の湯水の沸上げを禁止する非常時モードを有している。制御手段２３は、操作端末２４への所定の入力操作により、非常時モードとなり、加熱手段２７の作動を禁止する。これによって、第１の水栓１３から湯水を出すことができない非常時に、貯湯タンク１２の沸き上げが行われないようにする。貯湯式給湯装置１０が浴槽の湯張りや追い焚きも可能な場合、制御手段２３は、非常時モードで、浴槽の湯張りや追い焚きも禁止する。

【0025】

ここで、本実施の形態の操作端末２４には、制御手段２３を非常時モードにする入力操作と、貯湯タンク１２内の湯水の第２の水栓３１への供給を行うためにポンプ２６を作動させる入力操作とが共通の釦でなされる。制御手段２３は、同釦の一回目の押下で非常時モードとなり、同釦の２回目の押下で非常時モードを継続した状態で、貯湯タンク１２内の湯水の第２の水栓３１への供給を開始する。同釦の３回目の押下で、制御手段２３は、非常時モードの解除及び貯湯タンク１２内の湯水の第２の水栓３１への供給の停止を行う。従って、制御手段２３は、非常時モードの状態でのみ、貯湯タンク１２内の湯水の第２の水栓３１への供給を許可する。

【0026】

また、貯湯タンク１２内の湯水の第２の水栓３１からの出水を続けることにより、貯湯タンク１２内の湯水が無くなると、ポンプ２６が空回りして、ポンプ２６の回転数が上昇する。本実施の形態において、制御手段２３は、ポンプ２６の回転数を検知可能であり、ポンプ２６の回転数が所定値まで上昇したのを検出して、貯湯タンク１２内が空、もしくは、貯湯タンク１２内の湯水が所定量まで低下したことを検知し、ポンプ２６を停止させる。これにより、ポンプ２６の不要な作動を防止する。

【0027】

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、非常時モードは無くてもよい。非常時モードを設ける場合、非常時モードであるか否かによらず、貯湯タンク内の湯水を第２の水栓から出すようにしてもよい。
また、送水管の上流側端部を沸上管に連結する必要はなく、例えば、送水管の上流側端部を貯湯タンクの下部に直接連結し、送水管にポンプを設けて、貯湯タンク内の湯水を送水管経由で第２の水栓から出すようにしてもよい。

【0028】

そして、操作端末への入力操作によって貯湯タンク内の湯水を第２の水栓から出るようにする必要はなく、例えば、制御手段が水道管の水圧が所定値以下となったことを検知して貯湯タンク内の湯水を第２の水栓から出るようにしてもよい。
更に、制御手段は、貯湯タンク内が空、もしくは、貯湯タンク１２内の湯水が所定量まで低下したことを、ポンプの回転数を基に検知する必要はない。例えば、送水管に流量センサを設け、この流量センサの計測値を基に、貯湯タンク内が空、もしくは、貯湯タンク１２内の湯水が所定量まで低下したことを検知して、ポンプを停止してもよい。

【符号の説明】

【0029】

１０：貯湯式給湯装置、１１：水道管、１２：貯湯タンク、１３：第１の水栓、１４：温度センサ、１５：減圧弁、１６、１６ａ：温度センサ、１７、１８：逆止弁、１９：給湯管、２０：逆止弁、２１：水量センサ、２２：混合弁、２３：制御手段、２４：操作端末、２５：沸上管、２６：ポンプ、２７：加熱手段、２８：切替手段、２９：バイパス管、３１：第２の水栓、３２：送水管、３３：分岐管、３４：負圧作動弁

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】