JPH0462334A - 給湯システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （イ）　産業上の利用分野 本発明は、シャワー装置や複数箇所への同時給湯のよう
な一時に大量の出湯を必要とする出湯源に用いる給湯シ
ステムに関する。

（ロ）　従来の技術 近年、多機能シャワーの一形態として、第６図に示すよ
うなシャワー装置（Ｂ）がある。

かかるシャワー装置（Ｂ）は、シャワー装置本体（１０
０）の下部、側壁、上部に、それぞれ異なった用途に対
応することができる多数のシャワーノズル（１００ａ）
を設けており、任意のシャワーノズル（１００ａ）から
使用者に噴出することによって、身体洗浄のみならず、
マツサージ効果等を得ることができる。

しかし、かかるシャワー装置（Ｂ）の使用において、全
てのンヤワーノズル（１００ａ）から適温のシャワー水
を噴出させる場合には、大量のシャワー水が必要となる
。

そこで、近年、第６図に示すように給湯機（Ａ）とシャ
ワー装置（Ｂ）との間に給湯タンク（Ｃ）を介設した給
湯システムが開発されている。

かかる給湯システムの構成について、第６図を参照して
簡単に説明すると、所望の給水源からボールタップ（１
０１）を介して給水を受ける給水タンク（Ｅ）は、その
出水口を、給水ポンプ（ｐｉ）を中途に具備する給水管
（１０２）によって、給湯機（Ａ）の入水口（１０３）
に連結されている。

（１１０）は給湯器（Ａ）に供給する水量を制御する電
動バルブである。

給湯機（Ａ）の出湯口（１０４）は第１給湯管（１０５
）によって給湯タンク（Ｃ）の入湯口（１０Ｂ＞に接続
されており、同給湯タンク（Ｃ）の出湯口（１０７）は
給湯ポンプ（ｐ２）を中途に具備する第２給湯管（１０
８）によって、湯水混合栓（１０９）を介して出湯源で
あるシャワー装置（Ｂ）に連絡されている。

かかる構成によって、常時、十分な量の高温湯を給湯タ
ンク（Ｃ）内に貯湯することがてき、シャワー装置（Ｂ
）のシャワー噴出口から、余裕をもって、大量のシャワ
ー水を噴出することができる。

（ハ）　発明が解決しようとする課題 ところが、湯水混合栓からの出湯量か多い場合、給湯タ
ンク内の湯の消費量も多くなり、給湯機からの湯の供給
量よりも消費量が多くなると、給湯タンクの貯湯量か次
第に減少し、ついには給湯不能に陥ることがある。

（ニ）　課題を解決するための手段 本発明では、給水タンクの出水口を中途に給湯機用給水
ポンプを具備する給湯機用給水管によって、給湯機の入
水口に接続し、給湯機の出湯口を一次側給湯管によって
給湯タンクの入湯口に接続し、同給湯タンクの出湯口を
、給湯ポンプを中途に具備する二次側給湯管によって湯
水混合栓に接続すると共に、上記給水タンクの出水口を
中途に給水ポンプを具備する給水管によって湯水混合栓
に接続し、湯水混合栓を出湯量に接続してなる給湯シス
テムにおいて、給湯ポンプの下流側に流量調整弁を設け
ると共に、給湯タンクに同タンク中の水位を検出する水
位センサを設けて、給湯タンクの水位が、予め設定した
出湯量切換レベルよりも低下したことを水位センサか検
出した時には、流量調整弁が流量を切換えて出湯量を抑
制することを特徴とする給湯システムを提供せんとする
ものである。

また、前記流量調整弁が流量を切換えて出湯量を抑制し
た際に、水位センサで一定時間毎に給湯タンクの水位を
検出し、水位低下が継続している場合のみ、更なる流量
調整弁の流量減少動作を行うことにも特徴を有する。

（ホ）　作用・効果 本発明によれば、給湯タンクの水位が出湯量切換レベル
まで低下すると、流量調整弁にて流量を切換えることに
よって、給湯タンクからの出湯量を抑制するので、湯の
流出量が減少して給湯機からの湯の供給量のほうが゛多
くなり、それまでに低下した給湯タンクの貯湯量を回復
することができ、給湯タンクの貯湯が減少して出湯不能
になるのが防止される。

また、前記の出湯量切換にもかかわらず、給湯タンクの
水位が低下する場合には、出湯量切換後、水位センサで
一定時間毎に給湯タンクの水位を検出し、水位低下が継
続している場合には、所定時間だけ流量調整弁を流量減
少方向に操作することにより、出湯量が給湯量よりも少
なくなり、給湯タンクの水位低下を防止することができ
る。

なお、上記水位の低下がなくなると、流量調整弁の操作
が停止する。

（へ）　実施例 本発明の実施例を添付図にもとずいて説明する。

第１図は本発明に関わる給湯システム（Ｓ）の構成を示
すブロック図であり、同システム（Ｓ）は主として、給
水配管（１６）にボールタップ（１５）を介して接続し
た給水タンク（１３）と、同給水タンク（１３）に給湯
機用給水管（３０）を介して接続したガス燃焼式の給湯
機（１１）と、同給湯機（１１）の出湯口（３５）に接
続した給湯タンク（１４）と、各タンク（１３）　（１
４）及び出湯光に接続した湯水混合栓（１９）と、給水
タンク（１３）から給湯機（１１）に給水する給湯機用
給水ポンプ（３２）と、給水タンク（１３）から湯水混
合栓（１９）に給水する給水ポンプ（２１）と、給湯タ
ンク（１４）から湯水混合栓（１９）に給湯する給湯ポ
ンプ（４３）とで構成されている。

また、給水タンク（１３）の出水口（１７）と、湯水混
合栓（１９）の入水口（２０）を接続した給水配管（１
８）には、給水タンク（［３）側から、給水ポンプ（２
１）、リリーフ弁（２２）、逆止弁（２３）、フロース
イッチ（２４）、凍結防止ヒータ（２７）が上記の順で
取付けられており、フロースイッチ（２４）と凍結防止
ヒータ（２７）との間に接続した計器配管を介して、圧
力スイッチ（２５）とアキュムレータ（２６）とを取付
けている。

なお、リリーフ弁（２２〉は環流管を介して給水タンク
（■３）に接続している。

また、給水タンク（１３）の他の出水口（２９）と給湯
機（１１）の入水口（３１）とを接続する給湯機用給水
管（３０）には、給水タンク（１３）側から給湯機用給
水ポンプ（３２）、逆止弁（３３）、凍結防止ヒータ（
３４）が取付けられている。

図中、（１３ａ）は給水タンク（１３）中の水が、給水
可能レベルよりも低下すると信号を出力する下限フロー
トスイッチである。

また、給湯機（１１）の出湯口（３５）と、給湯タンク
（１４）の底面に開口した入湯口（３７）とを接続した
鋼管等よりなる一次側給湯管（３６）には、上記入湯口
（３７〉に近接して保温ヒータ（３９）が取付けられて
おり、同ヒータ（３９）の上流側でバイパス配管（３８
〉を分岐させ同配管（３８）を上記底面に接続すること
によって、゛保温ヒータ（３９）を作動させたときの熱
対流の循環流路（４０）を形成している。

次ぎに、給湯タンク（１４）の出湯口（４１）と、湯水
混合栓（１９）の入湯口（５９）とを接続した二次側給
湯管（４２）には、給湯タンク（１４）側から、給湯ポ
ンプ（４３）、リリーフ弁（４４）、逆止弁（４５）、
流量調整弁（４６Ｌフロースイツチ（４７）が上記の順
で取付けられており、フロースイッチ（４７）と湯水混
合栓（１９）との間に接続した計器配管を介して圧力ス
イッチ（４８）、補助タンク（４９）、アキュムレータ
（５０）を取付けている。

なお、リリーフ弁（４４）は環流管（５１）を介して給
湯タンク（１４）に接続している。

図中、（１４ａ）は給湯タンク（１４）中に貯溜てきる
湯のレベル上限で信号を出力する上限フロートスイッチ
、（Ｌ４ｂ）は給湯タンク（１３）中の湯のレベルを、
給湯機用給水ポンプ（３２）を駆動すべきレベルである
か否か、湯水混合栓（１９）への給湯量切換えを要する
レベル以上であるか否か、及び、給湯ポンプ（４３）を
停止すべきレベルであるか否かの３段階に検出する水位
センサ、（１４ｃ）は温度センサである。

そして、湯水混合栓り１９）の混合湯水出口（５２〉は
、混合湯水開閉弁（５３）を介して、多数のシャワーヘ
ッドク５４）を有するシャワー装置（５５）に接続して
いる。

図中、（６０）は制御装置、（６１）はリモコン操作盤
、（６３）は交流電源である。

なお、上記シャワー装置（５５）は、多数のシャワーヘ
ッド（５４）を有するので、多量の混合湯水を消費する
。

第２Ａ図は、給水タンク（１３）の各水位レベルを示し
ており、同タンク（１３〉は　８７０　ｍｍの高さを有
し、底面から　１００ＩＩＩ＋１上方にエア吸込み防止
のためのポンプ停止レベル（Ｌ２）を設定して下限フロ
ートスイッチ（１３ａ）を配設しており、同レベル（Ｌ
２）時に１６ｇの水を貯溜している。

また、底面から６７９正上方に、上限レベル（Ｌｌ）を
設定して、ボールタップ（１５）により給水を停止させ
るようにしており、同レベル（Ｌｌ）時には有効容量９
２ｇの水を貯溜している。

なお、上限レベル（Ｌｌ）よりも上方の上部空間容量は
高さで１９１順である。

第２Ｂ図は、給湯タンク（１４）の各水位レベルを示し
、同タンク（１４）は８７０　ｍの高さを有し、底面か
ら　１００開上方にエア吸込み防止のためのポンプ停止
レベル（Ｌ６）、２００龍上方に出湯量切換レベル（Ｌ
５〉、５７０關上方に給湯器用給水ポンプ（３２）の駆
動レベル（Ｌ４）を設定し、前記水位センサ（１４ｂ）
で各レベル（Ｌ４）　（Ｌ５）　（Ｌ６）を検出するよ
うにしている。

また、底面から７７０師上方に上限レベル（Ｌｌ）を設
定して、上限フロートスイッチ（１４ａ）を設けている
。

なお、給湯タンク（１４）には、ポンプ停止レベル（Ｌ
６）時に１６ｇ、出湯量切換レベル（Ｌ５）時には３２
４７、上限レベル（Ｌ３）時には９０ｇの有効容量の湯
を貯溜しており、上限レベル（Ｌ３）よりも上方の上部
空間容量は高さで　１９１　＋ｎｎ＋である。

次に、上記給湯システム（Ｓ）の作動について、フロー
チャートを参照して説明する。

［初期化及び貯水貯湯動作］　（第３図）給湯システム
（Ｓ）に電源を接続すると、給湯システム（Ｓ）か起動
しく１９８）　、流量調整弁（４６）開度の初期化（１
９９）か行われる。

この初期化は、電源投入と同時に、開弁（４６）を開弁
方向に回動させ、開検知スイッチが動作すると、今度は
閉方向に閉検知スイッチが動作するまで回動させ停止さ
せる。

この全開−全閉の回動に要した時間を記憶させておき、
全開位置から閉方向に上記時間の　１／３、又は、全閉
位置から開弁方向に２／３の時間たけ流量調整弁を回動
させた位置を給湯能力切換動作での基準位置とする。

また、初期状態では、給水タンク（１３）及び給湯タン
ク（１４）が空であるから、下限フロートスイッチ（１
３ａ）がＯＦＦになり、断水・新湯信号をシャワー装置
（５５）側に出力して（２１３＞　、混合湯水の吐出を
禁止する。

一方、給水タンク（１３）には、ボールタップ（１５）
を介し給水配管（１６）から給水が行われており、水位
が上昇して、下限フロートスイッチ（１３ａ）がＯＮす
るとく２００）、給水ポンプ（２１）と、給湯機用給水
ポンプ（３２）とを駆動する（２０１）。

この時、混合湯水開閉弁（５３）が閉鎖していると、給
水ポンプ（２１）の駆動により、給水配管（１８）の圧
力が設定値まで上昇して圧力スイッチ（２５）がＯＦＦ
になり、また、水が流動しないのでフロースイッチ（２
４）もＯＦＦになり（２０３）　、給水ポンプ（２１）
を停止させる＜２０４）。

なお、上記圧力はアキュムレータ（２６）及び逆止弁（
２３）により、混合湯水開閉弁（５３）が開放されるま
で保持される。

上記の状態では、給湯機用給水ポンプ（３２）だけが作
動しており、−旦、給水タンク（１３）に流入した水の
一部が、給湯機用給水ポンプ（３２）で給湯機（１１）
の送給され、高温の湯となり給湯タンク（１４）への貯
湯を開始する（２０２）。

そして、給湯タンク（１４）の湯のレベルか上昇して、
一定水位に達すると水位センサ（１４ｂ）の出力か切換
わり（２０５）　、給湯ポンプ（４３）を駆動する（２
０Ｂ）と共に、流量調整弁（４６）を操作して湯水混合
栓（１９）への給湯量を抑制する（２０６°）。

また、これと同時に、シャワー装置（５５）側へ切換信
号を出力すると共に、既に出力した前記断水・新湯信号
を解除する（２０Ｂ”）。

この時、混合湯水開閉弁（５３）が閉鎖していると、二
次側給湯管（４２）の圧力が上昇し、圧力スイッチ（４
８）がＯＦＦになり（２０７）　、また、湯の流動もな
いのでフロースイッチ（４７）もＯＦＦになり、給湯ポ
ンプ（４３）を停止させる（２０８）。

なお、上記圧力はアキュムレータ（５０）、補助タンク
（４９）及び逆止弁（４５）により、混合湯水開閉弁（
５３）か開放されるまで保持される。

給湯タンク（１４）の湯のレベルが給湯機用給水ポンプ
（３２）を駆動すべきレベルに達すると（２１３）、給
水タンク（１３）及び給湯タンク（１４）に、出水及び
出湯に十分な量の水及び高温の湯が貯溜されているので
、シャワー装置（５５）からの出湯が可能の状態になっ
ており、既にシャワー装置（５５）側に出力した前記の
切換信号を解除する（２＋４）。

また、給湯タンク（１４）中の湯のレベルが同タンク（
１４）に貯溜てきる上限に達すると、上限フロートスイ
ッチ（ｌｔａ）がＯＮになり（２１５＞　、給湯機用給
水ポンプ（３２）を停止させる（２１Ｂ）。

そして、給水タンク（１３）が満水すると（２１０）Ｙ
、ボールタップ（１５）が閉弁して（２１１）　、貯水
・貯湯動作が完了する（２１２＞。

［混合湯水の出湯動作］　（第４図） 混合湯水開閉弁（５３）を開いて、シャワー装置（５５
）の使用を開始すると（３００）　、水側と湯側の圧力
スイッチ（２５）（４８）がＯＮになり（３０１）　、
給水、給湯ポンプ（２１）（４３）を駆動して（３０２
）、湯水混合栓（１９）を介し設定された温度の混合湯
水をシャワー装置（５５）から吐出させることにより、
給水・給湯を開始する（３０３）。

この状態では、混合湯水の流量により、水側と湯側の圧
力スイッチ（２５）（４ｇ）はＯＦＦになる場合もある
（３０５）が、各フロースイッチ（２４）　（４７）は
ＯＮになっている（３０４）ので、給水、給湯ポンプ（
２１）（４３）の駆動を継続する。

また、給湯ポンプ（４３）の起動と同時に、流量調整弁
（４６）を全開位置から全開位置まで回動させる。

そして、上限フロートスイッチ（１４ａ）かＯＦＦにな
った後、水位センサ（１４ｂ）、て給湯タンク（１４）
中の湯のレベルを監視しく３０６）　、給湯機用給水ポ
ンプ駆動レベル以下になれば、給湯機用給水ポンプ（３
２）を駆動して（３０７）　、給湯タンク（１４）への
貯湯を開始する（３０８）。

次いで、シャワー装置（５５）の使用を一時停止すると
（３０９）　、水側及び湯側の圧力スイッチ（２５）（
４８）と、各フロースイッチ（２４）　（４７）がＯＦ
　Ｆ　Ｉ：　すり（３１０）　、給水及び給湯ポンプ（
２１）（４３）を停止させる（３１１）。

この状態では、給湯ポンプ（４３）が停止するので、流
量調整弁（４６）は全開位置がら全閉位置まで回動させ
る。

そして、再びシャワー装置（５５）の使用を百聞すると
（３１２）　、水側及び湯側の圧力スイッチ（２５）（
４８）がＯＮになり（３１３）　、給水、給湯ポンプ（
２１）（４３）を駆動して（３１４）　、湯水混合栓（
１９）を介し設定された温度の混合湯水をシャワー装置
（５５）から吐出させることにより、給水又は給湯を再
開する（３１５）。

なお、この状態では、水側及び湯側の圧力スイッチ（２
５）　（４８）は、混合湯水の流量により、ＯＦＦにな
る場合もあるが（３１７）　、フロースイッチ（２４）
（４７）はＯＮである（３１Ｂ）から、給水、給湯ポン
プ（２１）（４３）の駆動が継続する。

また、流量調整弁（４６）は、前記同様、給湯ポンプ（
４３）の起動と同時に、全閉位置から全開位置まで回動
する。

上記出湯中、湯水混合栓（１９）からの出湯量が多すぎ
て、給湯タンク（１４）からの出湯量が、給湯機（１９
）からの湯の供給量を上回ると、貯湯量が減少して給湯
タンク（１４）の水位か低下する。

そして、同水位が前記出湯量切換レベル（Ｌ５）を下回
ると水位センサ（１４ｂ）かこれを検出して（３１ｇ）
、出湯量切換動作を行う、すなわち、流量調整弁（４６
）が流量を絞って（３１９＞　、給湯タンク（１４）の
水位の低下を抑制し、これと同時に、シャワー装置（５
５）側へ切換信号を出力する（３１９°）。

［出湯量切換動作］　（第４Ａ図） 出湯量切換動作が開始すると（７００）　、流量調整弁
（４６）を全開位置から前記出湯量切換の基準位置まて
閉弁方向に回転させて（７０１）　、流量を絞る動作を
行い、その後、２秒ことに給湯タンク（１４）の水位を
検出して（７０２）　、前回の検出値よりも水位が低下
している場合には（７０２）Ｙ、　０．２秒間流量調整
弁（４６〉を閉弁方向に回転させ（７０３）　、前回の
検出値よりも水位か低下していなければ（７０２）Ｎ、
流量調整弁（４６）を上記基準位置に保持する（７０４
）かかる動作を２秒間隔て繰返し行うことにより、給湯
タンク（１４）からの出、湯量を抑制する。

そして、給湯タンク（１４）の水位が上昇して、給湯機
用給水ポンプ（３２）を駆動するレベル（Ｌ４）に達す
ると、流量調整弁（４６）を全開位置まで回動させる。

かかる制御動作によって、給湯タンクク１４）の水位が
一定のレベル以下にならないようにすることができる。

そして、シャワー装置（５５）の使用を停止すると（３
２０）　、水側と湯側のフロースイ・ソチ（２４）　（
４７）カベＯＦＦになり（３２１）　、給水及び給湯ポ
ンプ（２１）（４３）を停止させ（３２２＞　、前記（
２１３）のステ・ツブに戻る。

なお、上記出湯量切換動作は水位センサ（１４ｂ）が、
出湯量切換レベル（Ｌ５）以下であることを検出した場
合には随時行うものである。

また、給水タンク（１３）に設けた下限フロートスイッ
チ（１３ａ）により、給水タンク（１３）の水位が下限
レベル（Ｌ２）に達したとき、次に述べる断水、及び給
水、給湯タンク（１３）（１４）のレベル低下等のトラ
ブルを回復するための制御動作（５００）を設けている
。

［トラブル回復の制御動作コ　（第５図）上記の「混合
湯水の出湯動作」中、水位センサ（１４ｂ）の出力がポ
ンプ停止レベルを下回ると（６０１）給湯ポンプ（４３
）を停止させて、同ポンプ（４３）か空気を吸込むのを
防止する（６０２）。

この間、給湯機用給水ポンプ（３２）は駆動されており
、給湯タンク（１４）のレベルか切換えレベルまで回復
すると（６０３）　、給湯能力切換運転を開始しく５１
０）　　　シャワー装置側に切換信号を出力する（５２
０）。

なお、上記の制御動作中、不慮の断水またはポールタッ
プ（１５）の閉塞、故障等が原因で、給水タンク（１８
）に水か供給されなくなると、給水タンク（１３）の水
位が低下し、下限フロートスイッチ（１３ａ）か０ＦＦ
Ｌ（５２１）、給水、給湯及び給湯機用給水ポンプ（２
１Ｎ４３）　（３２）を停止させ（５２２）　、シャワ
ー装置（５５）側へ断水・新湯信号を出力し、前記の切
換信号を解除して（５２３）　、給水・給湯を停止させ
る（５２４）。

したがって、給湯タンク（■４）のレベルが低下して、
給湯ポンプ（４３）か空気を吸込む危険性か生ずると、
給湯ポンプ（４３）か停止するので、騒音の発生や、同
ポンプ（４３）が空転して耐久性を損なうことが防止さ
れる。

また、不慮の断水、ボールタップ（１５）の閉塞または
故障により、給水タンク（１３）の水位か低下して、同
タンク（（８）から湯水混合栓（１９）に給水できなく
なった場合、給湯ポンプ（４３〉か停止するので、給湯
タンク（１４）からの高温の湯たけか湯水混合栓（１９
）に送給され、これがシャワー装置（５５）から吐出す
るという危険が防止される。

また、給水ポンプ（２１）も停止するので、シャワー装
置（５５）から冷水が吐出するのを防止すると共に、騒
音の発生や、同ポンプ（４３）が空転して耐久性を損な
うことか防止され、更には、給湯機用給水ポンプ（３２
）も停止するので、同ポンプ（３２）の空回りを防止す
ることができる。

そして、断水の原因を修復した後、給水タンク（１３）
への貯水を開始させて（５２５）、「貯水及び貯湯動作
」の（２００）のステップに戻る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る給湯システムの構成を示す説明図
、第２Ａ図及び第２Ｂ図は給水タンク及び給湯タンクの
水位レベルの説明図、第３図及び第４図は制御動作のフ
ローチャート、第４Ａ図は出湯量切換動作のフローチャ
ート、第５図はトラブル回復の制御動作のフローチャー
ト、第６図は従来の給湯システムの概念的構成説明図で
ある。 （Ｓ）　＝ （１３）： （１３ａ） （１４）： （１４ｂ） （２１）： （３０）： （３２）： （３Ｂ）： 給湯システム 給水タンク ：下限フロートスイッチ 給湯タンク ：水位センサ 湯水混合栓 給水ポンプ 給湯機用吸水配管 給湯機用給水ポンプ −次側給湯管 （４２）： 二次側給湯管 （４３）　：給湯ポンプ （４Ｂ）： 流量調整弁

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）給水タンクの出水口を中途に給湯機用給水ポンプを
   具備する給湯機用給水管によって、給湯機の入水口に接
   続し、給湯機の出湯口を一次側給湯管によって給湯タン
   クの入湯口に接続し、同給湯タンクの出湯口を、給湯ポ
   ンプを中途に具備する二次側給湯管によって湯水混合栓
   に接続すると共に、上記給水タンクの出水口を中途に給
   水ポンプを具備する給水管によって湯水混合栓に接続し
   、湯水混合栓を出湯先に接続してなる給湯システムにお
   いて、 給湯ポンプの下流側に流量調整弁を設けると共に、給湯
   タンクに同タンク中の水位を検出する水位センサを設け
   て、給湯タンクの水位が、予め設定した出湯量切換レベ
   ルよりも低下したことを水位センサが検出した時には、
   流量調整弁が流量を切換えて出湯量を抑制することを特
   徴とする給湯システム。 ２）前記流量調整弁が流量を切換えて出湯量を抑制した
   際に、水位センサで一定時間毎に給湯タンクの水位を検
   出し、水位低下が継続している場合のみ、更なる流量調
   整弁の流量減少動作を行うことを特徴とする請求項１記
   載の給湯システム。