貯湯式給湯機
【課題】排水動作時に複数の貯湯タンクから迅速に排水することができるとともに、排水動作時以外に貯湯タンク内に空気が流入することを確実に防止することができ、且つ製品高さを抑えることのできる貯湯式給湯機を提供すること。
【解決手段】本発明の貯湯式給湯機は、直列に接続された複数の貯湯タンク４，６と、貯湯タンク４，６の下部に連通する排水管１１，１２と、排水管１１，１２の合流部に設けられた排水弁１３と、排水弁１３と一体的に設けられ、排水弁１３と連動して開閉する空気取入弁と、空気取入弁から取り入れられた空気を貯湯タンク４，６の各々に上部から流入させる空気流入経路とを備える。排水弁１３を開いて貯湯タンク４，６から同時に排水するとき、空気取入弁が連動して開くことにより、空気取入弁から取り入れられた空気が空気流入経路を介して複数の貯湯タンクの各々に上部から流入する。
【解決手段】本発明の貯湯式給湯機は、直列に接続された複数の貯湯タンク４，６と、貯湯タンク４，６の下部に連通する排水管１１，１２と、排水管１１，１２の合流部に設けられた排水弁１３と、排水弁１３と一体的に設けられ、排水弁１３と連動して開閉する空気取入弁と、空気取入弁から取り入れられた空気を貯湯タンク４，６の各々に上部から流入させる空気流入経路とを備える。排水弁１３を開いて貯湯タンク４，６から同時に排水するとき、空気取入弁が連動して開くことにより、空気取入弁から取り入れられた空気が空気流入経路を介して複数の貯湯タンクの各々に上部から流入する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、直列に接続された複数の貯湯タンクを備えた貯湯式給湯機に関する。
【背景技術】
【０００２】
複数の貯湯タンクを備え、それらの貯湯タンクが連結管を介して直列に接続されている貯湯式給湯機が知られている。一般に、貯湯式給湯機の貯湯タンクは、下層側に貯留される低温水と上層側に貯留される高温水とで常に満水状態に維持される。しかしながら、点検などに際して、貯湯タンク内の水を排出することが必要となる場合がある。このため、貯湯式給湯機には、貯湯タンク内の水を排出する際に開く排水弁が設けられている。
【０００３】
下記特許文献１には、直列に接続された複数の貯湯タンクを備えた貯湯式給湯機において、各貯湯タンクの下部に一端がそれぞれ接続された排水管の他端を合流させ、その合流部に１つの排水弁を配置するとともに、貯湯タンク上部に空気取入弁を配置する構成が開示されている。この貯湯式給湯機では、複数の貯湯タンク内の水を排出する際、まず空気取入弁を開き、次いで排水弁を開く。これにより、空気取入弁から流入した空気が貯湯タンクの上部に流入するので、複数の貯湯タンク内の水を同時に円滑に排出することができる。
【０００４】
また、特許文献２には、貯湯タンク上部に空気取入弁を設け、貯湯タンク下部は配管を合流させて排水弁を配置し、配管途中に配置されている三方弁の切替によって、複数の貯湯タンク内の水を同時に排出することのできる構成が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００７−２４７９５５号公報（第５頁、図１）
【特許文献２】特開２００５−７６９７５号公報（第８頁、第１図）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上述した従来の技術のように、貯湯タンクの上部に空気取入弁を配置すると、製品の高さが高くなってしまい、輸送や据え付けに不都合が生ずるおそれがある。また、排水動作以外のときに、空気取入弁を開いたり、負圧が作用したりした場合に、空気取入弁から貯湯タンク内に空気が混入するおそれがある。また、排水動作を行うとき、排水弁を開く操作とは別に空気取入弁を開く操作を行わなくてはならないので、作業が煩雑である。空気取入弁を開き忘れた場合には、円滑に排水されず、排水時間が長くなってしまう。
【０００７】
本発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、排水動作時に複数の貯湯タンクから迅速に排水することができるとともに、排水動作時以外に貯湯タンク内に空気が流入することを確実に防止することができ、且つ製品高さを抑えることのできる貯湯式給湯機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】
【０００８】
本発明に係る貯湯式給湯機は、貯湯タンクの上部とその次の貯湯タンクの下部とを連結管を介して繋ぐことによって直列に順次接続された複数の貯湯タンクと、複数の貯湯タンクの各々の下部に一端がそれぞれ連通する複数の排水管と、複数の排水管の他端が合流する合流部または該合流部よりも下流側に設けられた排水弁と、排水弁と一体的に設けられ、排水弁を開いたときには開き、排水弁を閉じたときには閉じるように、排水弁と連動する空気取入弁と、空気取入弁から取り入れられた空気を複数の貯湯タンクの各々に上部から流入させることのできる空気流入経路と、を備え、排水弁を開いて複数の貯湯タンクから同時に排水するとき、空気取入弁が連動して開くことにより、空気取入弁から取り入れられた空気が空気流入経路を介して複数の貯湯タンクの各々に上部から流入するように構成したものである。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、排水弁を開く動作だけで同時に複数の貯湯タンク内の水を円滑且つ迅速に排出させることができる。また、排水弁を開くとき以外には空気取入弁が開くことはないので、排水動作時以外に貯湯タンク内に空気が流入することを確実に防止することができる。また、貯湯タンクの上部に空気取入弁を設ける必要がないので、製品高さを抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の貯湯式給湯機の実施の形態１を示す構成図である。
【図２】図１に示す貯湯式給湯機が備える排水弁の斜視図である。
【図３】図２に示す排水弁の閉状態における断面斜視図である。
【図４】図２に示す排水弁の閉状態における断面斜視図である。
【図５】図２に示す排水弁の開状態における断面斜視図である。
【図６】図２に示す排水弁の開状態における断面斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。なお、各図において共通する要素には、同一の符号を付して、重複する説明を省略する。
【００１２】
実施の形態１．
図１は、本発明の貯湯式給湯機の実施の形態１を示す構成図である。図１に示す貯湯式給湯機１１０は、熱源機で沸き上げた湯を貯湯タンクに貯留し、要求に応じて貯湯タンクから給湯先に湯を供給する装置である。本実施形態の貯湯式給湯機１１０は、熱源機としてのヒートポンプユニット２０と、貯湯タンクユニット１００とを備えている。
【００１３】
ヒートポンプユニット２０は、図示を省略するが、冷媒を圧縮する圧縮機と、放熱器に相当する沸上げ用熱交換器と、膨張弁と、蒸発器と、これらを環状に接続する循環配管とを有する冷凍サイクル部を備えている。この冷凍サイクル部では、二酸化炭素等の冷媒が圧縮機で圧縮されて高温、高圧となった後に沸上げ用熱交換器で放熱し、膨張弁で減圧され、蒸発器で吸熱してガス状態となって圧縮機に吸入される。
【００１４】
貯湯タンクユニット１００は、直列に接続された２つの貯湯タンク４および６、給水管路２、２つの貯湯タンク４および６を連結するタンク連結管路５、給湯管路７、膨張水排水管路９、貯湯用循環管路１０、排水弁１３等を有している。
【００１５】
給水管路２は、市水等の水を取水側貯湯タンク４に供給する管路である。給水管路２の途中には、減圧弁３が設けられている。この減圧弁３は、水道等の水源（図示せず）からの水圧を所定値以下に減じる。給水管路２は、取水側貯湯タンク４の下部に接続される分岐管２ｂが分岐する分岐部２ａを備えている。分岐部２ａには、取水側貯湯タンク４内の水を排出するための第１の排水管１１の一端が接続されている。また、給湯側貯湯タンク６の下部には、給湯側貯湯タンク６内の水を排出するための第２の排水管１２の一端が接続されている。第１の排水管１１および第２の排水管１２の他端は、互いに合流し、その合流部に排水弁１３が設けられている。後述するように、排水弁１３を開くと、貯湯タンク４および６内の水が分岐管２ｂ、第１の排水管１１および第２の排水管１２を通って同時に排出される。この排出された水は、排水弁１３の出口側に接続された排水管１４を通って、図示しない排水溝へ導かれる。
【００１６】
なお、本実施形態では第１の排水管１１および第２の排水管１２の合流部に排水弁１３を設けているが、本発明では、複数の貯湯タンクからの排水管が合流した合流部より下流側に排水弁を設けるようにしてもよい。
【００１７】
給湯側貯湯タンク６の上部には、給湯先へ湯を供給するための給湯管路７が接続されている。貯湯タンク６の上部と給湯管路７との接続部付近から、膨張水排水管路９が分岐している。この膨張水排水管路９は、排水弁１３まで伸びて、排水弁１３に接続されている。膨張水排水管路９の途中には、圧力逃し弁８が設けられている。圧力逃し弁８は、湯の沸上げにより貯湯タンク４，６内の湯水が体積膨張を起こすことによって貯湯タンク４，６の内圧が所定圧力を超えたときに開弁する。これにより、体積膨張により生じた膨張水（余剰水）が、膨張水排水管路９から排水弁１３を通って系外へ排出され、貯湯タンク４，６の内圧の過上昇を防止することができる。
【００１８】
貯湯用循環管路１０は、取水側貯湯タンク４の下部からヒートポンプユニット２０内の沸上げ用熱交換器を経由して給湯側貯湯タンク６の上部に達する管路である。この貯湯用循環管路１０は、往き管１０ａと、戻り管１０ｂと、貯湯用送水ポンプ（図示せず）とを有している。往き管１０ａは、取水側貯湯タンク４の下部と上記沸上げ用熱交換器とを繋ぐ。戻り管１０ｂは、上記沸上げ用熱交換器と給湯側貯湯タンク６の上部とを繋ぐ。貯湯用送水ポンプは、往き管１０ａの途中またはヒートポンプユニット２０内に配置される。
【００１９】
２つの貯湯タンク４，６を連結するタンク連結管路５は、取水側貯湯タンク４の上部と給湯側貯湯タンク６の下部とを繋ぐ連結管５ａと、連結管５ａの上部と排水弁１３とを繋ぐ空気流入管５ｂと、空気流入管５ｂから分岐する空気流入管５ｃとを有している。分岐した空気流入管５ｃの他端は、貯湯タンク６の上部と給湯管路７との接続部付近に接続されている。空気流入管５ｂには、連結管５ａと接続される側の端部付近に、逆止弁５ｄが設置されている。逆止弁５ｄは、空気流入管５ｂから連結管５ａに向かう方向の流れのみ許容し、逆方向の流れを阻止する。このため、連結管５ａ内の水が空気流入管５ｂへ逆流することを確実に防止することができる。空気流入管５ｃには、給湯管路７と接続される側の端部付近に、逆止弁５ｅが配置されている。逆止弁５ｅは、空気流入管５ｃから給湯管路７に向かう方向の流れのみ許容し、逆方向の流れを阻止する。このため、給湯管路７内の水が空気流入管５ｃへ逆流することを確実に防止することができる。
【００２０】
本実施形態では、空気流入管５ｂおよび５ｃと、連結管５ａおよび給湯管路７の一部とによって、排水時に空気を貯湯タンク４，６の上部に流入させる空気流入経路が構成されている。このように、連結管５ａおよび給湯管路７の一部を空気流入経路として利用することにより、配管系を簡素化でき、コスト低減が図れる。
【００２１】
貯湯タンクユニット１００を構成する上述の構成要素のうち、給水管路２、貯湯用循環管路１０、給湯管路７および排水管１４以外のものは、貯湯タンクユニット１００の外郭に収納されている。給水管路２、貯湯用循環管路１０、給湯管路７および排水管１４の各々は、その一部が貯湯タンクユニット１００の外部にまで延在している。
【００２２】
次に、図２乃至図６に基づいて、本実施形態の貯湯式給湯機１１０が備える排水弁１３について詳細に説明する。図２は、排水弁１３の斜視図である。図２に示すように、排水弁１３は、排水時に空気流入管５ｂ，５ｃに空気を取り入れるための空気取入弁１３ｖが一体的に設けられた構成となっている。排水弁１３は、第１の排水管１１に接続される排水管接続口１３ａと、第２の排水管１２に接続される排水管接続口１３ｂと、空気流入管５ｂに接続される空気送出口１３ｃと、膨張水排水管路９に接続される接続口１３ｄと、排水弁１３を操作するためのハンドル１３ｅと、排水管１４に接続される排出口１３ｉとを有している。
【００２３】
図３および図４は、排水弁１３を閉状態としたときの断面斜視図である。図３は、後述する回転軸１３ｊの中心を通る水平面で切った場合の断面を表している。図４は、後述する回転軸１３ｊの中心を通る垂直面で切った場合の断面を表している。貯湯式給湯機１１０の通常使用状態では、排水弁１３は、これらの図に示す閉状態とされる。
【００２４】
図３および図４に示すように、排水弁１３の内部には、排水の開閉を行う切替ボール部１３ｆが設けられている。切替ボール部１３ｆは、回転軸１３ｊを介して、ハンドル１３ｅと連結されている。ハンドル１３ｅに加えられた回転操作が、回転軸１３ｊによって切替ボール部１３ｆへ伝達されることにより、排水弁１３が開閉する。
【００２５】
切替ボール部１３ｆには、回転軸１３ｊと反対側に、空気切替軸１３ｋが連結されている。ハンドル１３ｅ、回転軸１３ｊ、切替ボール部１３ｆおよび空気切替軸１３ｋは、一体となって回転する。空気切替軸１３ｋは、ハウジング１３ｑに収納されている。本実施形態では、空気送出口１３ｃ、空気切替軸１３ｋ、ハウジング１３ｑ等によって、空気取入弁１３ｖが構成されている。
【００２６】
切替ボール部１３ｆには、排水孔１３ｇが形成されている。図４に示すように、排水孔１３ｇは、切替ボール部１３ｆの中心を通って貫通しているとともに、空気切替軸１３ｋ側にも開口し、全体として略Ｔ字状をなしている。切替ボール部１３ｆと連結されている側の空気切替軸１３ｋの端部には、水が流れることの可能な隙間を形成するための切欠き部１３ｓが設けられている。この切欠き部１３ｓは、排水孔１３ｇに連通している。
【００２７】
図３に示すように、切替ボール部１３ｆと排水管接続口１３ａとの間、および、切替ボール部１３ｆと排水管接続口１３ｂとの間には、封止部材としての切替ボール部パッキン１３ｈがそれぞれ設置されている。排水弁１３の閉状態では、排水孔１３ｇは、排水管接続口１３ａ，１３ｂと連通しない位置にある。このため、切替ボール部１３ｆの外周面と切替ボール部パッキン１３ｈによって排水管接続口１３ａ，１３ｂが封止される。よって、第１の排水管１１および第２排水管１２からの水の排出が阻止される。
【００２８】
一方、図４に示すように、膨張水排水管路９が接続される接続口１３ｄは、排水孔１３ｇを介して、排出口１３ｉに連通している。このため、膨張水排水管路９からの膨張水は、排出口１３ｉから排出され、排水管１４を通って排水溝へ流れることが可能である。
【００２９】
図３に示すように、空気切替軸１３ｋには、空気取入通路１３ｍと、弁孔１３ｎとが形成されている。空気取入通路１３ｍは、空気切替軸１３ｋの内部に、軸方向に沿って形成されており、切替ボール部１３ｆと反対側の空気切替軸１３ｋの端面に開口している。弁孔１３ｎは、空気切替軸１３ｋの外周面と空気取入通路１３ｍとの間を連通している。空気切替軸１３ｋとハウジング１３ｑとの間には、封止部材としての空気切替軸用パッキン１３ｐ，１３ｒが設置されている。空気切替軸用パッキン１３ｐは、弁孔１３ｎの周囲に配置されており、空気切替軸用パッキン１３ｒは、空気切替軸１３ｋの外周に沿って配置されている。排水弁１３の閉状態では、弁孔１３ｎは、空気送出口１３ｃと連通しない位置にある。このため、空気送出口１３ｃは、空気切替軸１３ｋの外周面と空気切替軸用パッキン１３ｐ，１３ｒによって封止される。このようにして、排水弁１３が閉状態であるときには、空気取入弁１３ｖも閉状態となるので、空気流入管５ｂ，５ｃへの空気の流入が阻止される。
【００３０】
排水弁１３が以上説明した閉状態にあるときには、貯湯式給湯機１１０の通常の使用が可能となる。すなわち、排水弁１３が閉状態のときには、排水管接続口１３ａ，１３ｂが遮断されるので、第１の排水管１１および第２排水管１２からの水が排出されることはない。従って、貯湯タンク４，６の下部から水が排水弁１３を経由して排水してしまうことはない。また、排水弁１３が閉状態のときには、空気取入弁１３ｖも閉状態となり、空気流入管５ｂが接続される空気送出口１３ｃが遮断され、空気流入管５ｂ，５ｃへの空気の流入が阻止される。このため、通常使用時に貯湯タンク４，６内に空気が混入することを確実に防止することができる。
【００３１】
また、本実施形態の貯湯式給湯機１１０では、空気流入管５ｂ，５ｃに設けた逆止弁５ｄ，５ｅにより、貯湯タンク４，６側から生じる水圧は閉止されているので、貯湯タンク４，６側から生じる水圧が逆止弁５ｄ，５ｅを超えて空気流入管５ｂ，５ｃに作用することはない。このため、空気取入弁１３ｖの耐圧性能を、必要以上に大きくする必要がなく、経済的な設計が可能となる。
【００３２】
図５および図６は、排水弁１３を開状態としたときの断面斜視図である。図５は、回転軸１３ｊの中心を通る水平面で切った場合の断面を表している。図６は、回転軸１３ｊの中心を通る垂直面で切った場合の断面を表している。貯湯式給湯機１１０の点検などを行うために貯湯タンク４，６内の湯水を排出する必要がある場合には、水源と給水管路２と間にある止水栓（図示せず）を閉じて水源側からの水の供給を停止した後、排水弁１３のハンドル１３ｅを回すことにより、排水弁１３を図５および図６に示すような開状態とする。
【００３３】
排水弁１３を開状態にすると、図５に示すように、切替ボール部１３ｆの排水孔１３ｇは、排水管接続口１３ａ，１３ｂと連通する位置に来る。これにより、第１の排水管１１および第２排水管１２からの水は、図５および図６中の矢印で示すようにして、排水管接続口１３ａ，１３ｂから排水孔１３ｇに流入し、空気切替軸１３ｋの切欠き部１３ｓを通り、排出口１３ｉへ流れることが可能となる。この状態では、同時に二つの貯湯タンク４，６内の湯水を、排水弁１３および排水管１４を介して、排水溝へ排出することができる。
【００３４】
また、排水弁１３を開状態にすると、図６に示すように、空気切替軸１３ｋの弁孔１３ｎが空気送出口１３ｃと連通する位置に来ることにより、空気取入弁１３ｖが開状態となる。これにより、空気取入通路１３ｍから取り入れられた空気は、図６中の矢印で示すように、弁孔１３ｎを通り、空気送出口１３ｃへ流れることが可能となる。すなわち、この状態では、空気取入通路１３ｍから取り入れた空気を、空気流入管５ｂ，５ｃを介して、貯湯タンク４，６の上部にそれぞれ流入させることができる。このため、貯湯タンク４，６内の湯水を円滑且つ迅速に排出することができる。
【００３５】
以上説明したように、本実施形態によれば、排水弁１３を開く動作に連動して空気取入弁１３ｖを開くことができる。このため、ハンドル１３ｅを操作するだけの１回の操作で、同時に二つの貯湯タンク４，６内の湯水を円滑且つ迅速に排出することができる。また、排水弁１３を開かない限り空気取入弁１３ｖが開くことはなく、空気取入弁１３ｖを誤って開くようなことがないので、通常使用時に貯湯タンク４，６内に空気が混入することを確実に防止することができる。また、貯湯タンク４，６の上部に空気取入弁を設ける必要がないので、貯湯タンクユニット１００の製品高さを抑制することができ、製品の輸送や据え付けに有利となる。
【００３６】
また、本実施形態では、排水時の空気流入経路を通って水が空気取入弁１３ｖに逆流することを防止する逆流防止機構としての逆止弁５ｄ，５ｅを空気流入管５ｂ，５ｃに設けたことにより、貯湯タンク４，６より下側にある空気取入弁１３ｖに水が逆流することを確実に防止することができる。
【００３７】
以上、本発明の貯湯式給湯機の実施の形態について説明したが、本発明は上述した実施の形態に限定されるものではない。例えば、本発明は、３個以上の貯湯タンクが直列に接続された貯湯式給湯機に対しても適用が可能であり、また、熱源機としてヒートポンプユニット以外に電熱式ヒータ等を用いることもできる。
【符号の説明】
【００３８】
２ 給水管路
４ 取水側貯湯タンク
５ タンク連結管路
５ａ 連結管
５ｂ，５ｃ 空気流入管
５ｄ，５ｅ 逆止弁
６ 給湯側貯湯タンク
７ 給湯管路
９ 膨張水排水管路
１１ 第１の排水管
１２ 第２の排水管
１３ 排水弁
１３ａ，１３ｂ 排水管接続口
１３ｃ 空気送出口
１３ｅ ハンドル
１３ｆ 切替ボール部
１３ｇ 排水孔
１３ｉ 排出口
１３ｊ 回転軸
１３ｋ 空気切替軸
１３ｍ 空気取入通路
１３ｎ 弁孔
１３ｖ 空気取入弁
１４ 排水管
２０ ヒートポンプユニット
１００ 貯湯タンクユニット
１１０ 貯湯式給湯機
【技術分野】
【０００１】
本発明は、直列に接続された複数の貯湯タンクを備えた貯湯式給湯機に関する。
【背景技術】
【０００２】
複数の貯湯タンクを備え、それらの貯湯タンクが連結管を介して直列に接続されている貯湯式給湯機が知られている。一般に、貯湯式給湯機の貯湯タンクは、下層側に貯留される低温水と上層側に貯留される高温水とで常に満水状態に維持される。しかしながら、点検などに際して、貯湯タンク内の水を排出することが必要となる場合がある。このため、貯湯式給湯機には、貯湯タンク内の水を排出する際に開く排水弁が設けられている。
【０００３】
下記特許文献１には、直列に接続された複数の貯湯タンクを備えた貯湯式給湯機において、各貯湯タンクの下部に一端がそれぞれ接続された排水管の他端を合流させ、その合流部に１つの排水弁を配置するとともに、貯湯タンク上部に空気取入弁を配置する構成が開示されている。この貯湯式給湯機では、複数の貯湯タンク内の水を排出する際、まず空気取入弁を開き、次いで排水弁を開く。これにより、空気取入弁から流入した空気が貯湯タンクの上部に流入するので、複数の貯湯タンク内の水を同時に円滑に排出することができる。
【０００４】
また、特許文献２には、貯湯タンク上部に空気取入弁を設け、貯湯タンク下部は配管を合流させて排水弁を配置し、配管途中に配置されている三方弁の切替によって、複数の貯湯タンク内の水を同時に排出することのできる構成が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００７−２４７９５５号公報（第５頁、図１）
【特許文献２】特開２００５−７６９７５号公報（第８頁、第１図）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上述した従来の技術のように、貯湯タンクの上部に空気取入弁を配置すると、製品の高さが高くなってしまい、輸送や据え付けに不都合が生ずるおそれがある。また、排水動作以外のときに、空気取入弁を開いたり、負圧が作用したりした場合に、空気取入弁から貯湯タンク内に空気が混入するおそれがある。また、排水動作を行うとき、排水弁を開く操作とは別に空気取入弁を開く操作を行わなくてはならないので、作業が煩雑である。空気取入弁を開き忘れた場合には、円滑に排水されず、排水時間が長くなってしまう。
【０００７】
本発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、排水動作時に複数の貯湯タンクから迅速に排水することができるとともに、排水動作時以外に貯湯タンク内に空気が流入することを確実に防止することができ、且つ製品高さを抑えることのできる貯湯式給湯機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】
【０００８】
本発明に係る貯湯式給湯機は、貯湯タンクの上部とその次の貯湯タンクの下部とを連結管を介して繋ぐことによって直列に順次接続された複数の貯湯タンクと、複数の貯湯タンクの各々の下部に一端がそれぞれ連通する複数の排水管と、複数の排水管の他端が合流する合流部または該合流部よりも下流側に設けられた排水弁と、排水弁と一体的に設けられ、排水弁を開いたときには開き、排水弁を閉じたときには閉じるように、排水弁と連動する空気取入弁と、空気取入弁から取り入れられた空気を複数の貯湯タンクの各々に上部から流入させることのできる空気流入経路と、を備え、排水弁を開いて複数の貯湯タンクから同時に排水するとき、空気取入弁が連動して開くことにより、空気取入弁から取り入れられた空気が空気流入経路を介して複数の貯湯タンクの各々に上部から流入するように構成したものである。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、排水弁を開く動作だけで同時に複数の貯湯タンク内の水を円滑且つ迅速に排出させることができる。また、排水弁を開くとき以外には空気取入弁が開くことはないので、排水動作時以外に貯湯タンク内に空気が流入することを確実に防止することができる。また、貯湯タンクの上部に空気取入弁を設ける必要がないので、製品高さを抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の貯湯式給湯機の実施の形態１を示す構成図である。
【図２】図１に示す貯湯式給湯機が備える排水弁の斜視図である。
【図３】図２に示す排水弁の閉状態における断面斜視図である。
【図４】図２に示す排水弁の閉状態における断面斜視図である。
【図５】図２に示す排水弁の開状態における断面斜視図である。
【図６】図２に示す排水弁の開状態における断面斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。なお、各図において共通する要素には、同一の符号を付して、重複する説明を省略する。
【００１２】
実施の形態１．
図１は、本発明の貯湯式給湯機の実施の形態１を示す構成図である。図１に示す貯湯式給湯機１１０は、熱源機で沸き上げた湯を貯湯タンクに貯留し、要求に応じて貯湯タンクから給湯先に湯を供給する装置である。本実施形態の貯湯式給湯機１１０は、熱源機としてのヒートポンプユニット２０と、貯湯タンクユニット１００とを備えている。
【００１３】
ヒートポンプユニット２０は、図示を省略するが、冷媒を圧縮する圧縮機と、放熱器に相当する沸上げ用熱交換器と、膨張弁と、蒸発器と、これらを環状に接続する循環配管とを有する冷凍サイクル部を備えている。この冷凍サイクル部では、二酸化炭素等の冷媒が圧縮機で圧縮されて高温、高圧となった後に沸上げ用熱交換器で放熱し、膨張弁で減圧され、蒸発器で吸熱してガス状態となって圧縮機に吸入される。
【００１４】
貯湯タンクユニット１００は、直列に接続された２つの貯湯タンク４および６、給水管路２、２つの貯湯タンク４および６を連結するタンク連結管路５、給湯管路７、膨張水排水管路９、貯湯用循環管路１０、排水弁１３等を有している。
【００１５】
給水管路２は、市水等の水を取水側貯湯タンク４に供給する管路である。給水管路２の途中には、減圧弁３が設けられている。この減圧弁３は、水道等の水源（図示せず）からの水圧を所定値以下に減じる。給水管路２は、取水側貯湯タンク４の下部に接続される分岐管２ｂが分岐する分岐部２ａを備えている。分岐部２ａには、取水側貯湯タンク４内の水を排出するための第１の排水管１１の一端が接続されている。また、給湯側貯湯タンク６の下部には、給湯側貯湯タンク６内の水を排出するための第２の排水管１２の一端が接続されている。第１の排水管１１および第２の排水管１２の他端は、互いに合流し、その合流部に排水弁１３が設けられている。後述するように、排水弁１３を開くと、貯湯タンク４および６内の水が分岐管２ｂ、第１の排水管１１および第２の排水管１２を通って同時に排出される。この排出された水は、排水弁１３の出口側に接続された排水管１４を通って、図示しない排水溝へ導かれる。
【００１６】
なお、本実施形態では第１の排水管１１および第２の排水管１２の合流部に排水弁１３を設けているが、本発明では、複数の貯湯タンクからの排水管が合流した合流部より下流側に排水弁を設けるようにしてもよい。
【００１７】
給湯側貯湯タンク６の上部には、給湯先へ湯を供給するための給湯管路７が接続されている。貯湯タンク６の上部と給湯管路７との接続部付近から、膨張水排水管路９が分岐している。この膨張水排水管路９は、排水弁１３まで伸びて、排水弁１３に接続されている。膨張水排水管路９の途中には、圧力逃し弁８が設けられている。圧力逃し弁８は、湯の沸上げにより貯湯タンク４，６内の湯水が体積膨張を起こすことによって貯湯タンク４，６の内圧が所定圧力を超えたときに開弁する。これにより、体積膨張により生じた膨張水（余剰水）が、膨張水排水管路９から排水弁１３を通って系外へ排出され、貯湯タンク４，６の内圧の過上昇を防止することができる。
【００１８】
貯湯用循環管路１０は、取水側貯湯タンク４の下部からヒートポンプユニット２０内の沸上げ用熱交換器を経由して給湯側貯湯タンク６の上部に達する管路である。この貯湯用循環管路１０は、往き管１０ａと、戻り管１０ｂと、貯湯用送水ポンプ（図示せず）とを有している。往き管１０ａは、取水側貯湯タンク４の下部と上記沸上げ用熱交換器とを繋ぐ。戻り管１０ｂは、上記沸上げ用熱交換器と給湯側貯湯タンク６の上部とを繋ぐ。貯湯用送水ポンプは、往き管１０ａの途中またはヒートポンプユニット２０内に配置される。
【００１９】
２つの貯湯タンク４，６を連結するタンク連結管路５は、取水側貯湯タンク４の上部と給湯側貯湯タンク６の下部とを繋ぐ連結管５ａと、連結管５ａの上部と排水弁１３とを繋ぐ空気流入管５ｂと、空気流入管５ｂから分岐する空気流入管５ｃとを有している。分岐した空気流入管５ｃの他端は、貯湯タンク６の上部と給湯管路７との接続部付近に接続されている。空気流入管５ｂには、連結管５ａと接続される側の端部付近に、逆止弁５ｄが設置されている。逆止弁５ｄは、空気流入管５ｂから連結管５ａに向かう方向の流れのみ許容し、逆方向の流れを阻止する。このため、連結管５ａ内の水が空気流入管５ｂへ逆流することを確実に防止することができる。空気流入管５ｃには、給湯管路７と接続される側の端部付近に、逆止弁５ｅが配置されている。逆止弁５ｅは、空気流入管５ｃから給湯管路７に向かう方向の流れのみ許容し、逆方向の流れを阻止する。このため、給湯管路７内の水が空気流入管５ｃへ逆流することを確実に防止することができる。
【００２０】
本実施形態では、空気流入管５ｂおよび５ｃと、連結管５ａおよび給湯管路７の一部とによって、排水時に空気を貯湯タンク４，６の上部に流入させる空気流入経路が構成されている。このように、連結管５ａおよび給湯管路７の一部を空気流入経路として利用することにより、配管系を簡素化でき、コスト低減が図れる。
【００２１】
貯湯タンクユニット１００を構成する上述の構成要素のうち、給水管路２、貯湯用循環管路１０、給湯管路７および排水管１４以外のものは、貯湯タンクユニット１００の外郭に収納されている。給水管路２、貯湯用循環管路１０、給湯管路７および排水管１４の各々は、その一部が貯湯タンクユニット１００の外部にまで延在している。
【００２２】
次に、図２乃至図６に基づいて、本実施形態の貯湯式給湯機１１０が備える排水弁１３について詳細に説明する。図２は、排水弁１３の斜視図である。図２に示すように、排水弁１３は、排水時に空気流入管５ｂ，５ｃに空気を取り入れるための空気取入弁１３ｖが一体的に設けられた構成となっている。排水弁１３は、第１の排水管１１に接続される排水管接続口１３ａと、第２の排水管１２に接続される排水管接続口１３ｂと、空気流入管５ｂに接続される空気送出口１３ｃと、膨張水排水管路９に接続される接続口１３ｄと、排水弁１３を操作するためのハンドル１３ｅと、排水管１４に接続される排出口１３ｉとを有している。
【００２３】
図３および図４は、排水弁１３を閉状態としたときの断面斜視図である。図３は、後述する回転軸１３ｊの中心を通る水平面で切った場合の断面を表している。図４は、後述する回転軸１３ｊの中心を通る垂直面で切った場合の断面を表している。貯湯式給湯機１１０の通常使用状態では、排水弁１３は、これらの図に示す閉状態とされる。
【００２４】
図３および図４に示すように、排水弁１３の内部には、排水の開閉を行う切替ボール部１３ｆが設けられている。切替ボール部１３ｆは、回転軸１３ｊを介して、ハンドル１３ｅと連結されている。ハンドル１３ｅに加えられた回転操作が、回転軸１３ｊによって切替ボール部１３ｆへ伝達されることにより、排水弁１３が開閉する。
【００２５】
切替ボール部１３ｆには、回転軸１３ｊと反対側に、空気切替軸１３ｋが連結されている。ハンドル１３ｅ、回転軸１３ｊ、切替ボール部１３ｆおよび空気切替軸１３ｋは、一体となって回転する。空気切替軸１３ｋは、ハウジング１３ｑに収納されている。本実施形態では、空気送出口１３ｃ、空気切替軸１３ｋ、ハウジング１３ｑ等によって、空気取入弁１３ｖが構成されている。
【００２６】
切替ボール部１３ｆには、排水孔１３ｇが形成されている。図４に示すように、排水孔１３ｇは、切替ボール部１３ｆの中心を通って貫通しているとともに、空気切替軸１３ｋ側にも開口し、全体として略Ｔ字状をなしている。切替ボール部１３ｆと連結されている側の空気切替軸１３ｋの端部には、水が流れることの可能な隙間を形成するための切欠き部１３ｓが設けられている。この切欠き部１３ｓは、排水孔１３ｇに連通している。
【００２７】
図３に示すように、切替ボール部１３ｆと排水管接続口１３ａとの間、および、切替ボール部１３ｆと排水管接続口１３ｂとの間には、封止部材としての切替ボール部パッキン１３ｈがそれぞれ設置されている。排水弁１３の閉状態では、排水孔１３ｇは、排水管接続口１３ａ，１３ｂと連通しない位置にある。このため、切替ボール部１３ｆの外周面と切替ボール部パッキン１３ｈによって排水管接続口１３ａ，１３ｂが封止される。よって、第１の排水管１１および第２排水管１２からの水の排出が阻止される。
【００２８】
一方、図４に示すように、膨張水排水管路９が接続される接続口１３ｄは、排水孔１３ｇを介して、排出口１３ｉに連通している。このため、膨張水排水管路９からの膨張水は、排出口１３ｉから排出され、排水管１４を通って排水溝へ流れることが可能である。
【００２９】
図３に示すように、空気切替軸１３ｋには、空気取入通路１３ｍと、弁孔１３ｎとが形成されている。空気取入通路１３ｍは、空気切替軸１３ｋの内部に、軸方向に沿って形成されており、切替ボール部１３ｆと反対側の空気切替軸１３ｋの端面に開口している。弁孔１３ｎは、空気切替軸１３ｋの外周面と空気取入通路１３ｍとの間を連通している。空気切替軸１３ｋとハウジング１３ｑとの間には、封止部材としての空気切替軸用パッキン１３ｐ，１３ｒが設置されている。空気切替軸用パッキン１３ｐは、弁孔１３ｎの周囲に配置されており、空気切替軸用パッキン１３ｒは、空気切替軸１３ｋの外周に沿って配置されている。排水弁１３の閉状態では、弁孔１３ｎは、空気送出口１３ｃと連通しない位置にある。このため、空気送出口１３ｃは、空気切替軸１３ｋの外周面と空気切替軸用パッキン１３ｐ，１３ｒによって封止される。このようにして、排水弁１３が閉状態であるときには、空気取入弁１３ｖも閉状態となるので、空気流入管５ｂ，５ｃへの空気の流入が阻止される。
【００３０】
排水弁１３が以上説明した閉状態にあるときには、貯湯式給湯機１１０の通常の使用が可能となる。すなわち、排水弁１３が閉状態のときには、排水管接続口１３ａ，１３ｂが遮断されるので、第１の排水管１１および第２排水管１２からの水が排出されることはない。従って、貯湯タンク４，６の下部から水が排水弁１３を経由して排水してしまうことはない。また、排水弁１３が閉状態のときには、空気取入弁１３ｖも閉状態となり、空気流入管５ｂが接続される空気送出口１３ｃが遮断され、空気流入管５ｂ，５ｃへの空気の流入が阻止される。このため、通常使用時に貯湯タンク４，６内に空気が混入することを確実に防止することができる。
【００３１】
また、本実施形態の貯湯式給湯機１１０では、空気流入管５ｂ，５ｃに設けた逆止弁５ｄ，５ｅにより、貯湯タンク４，６側から生じる水圧は閉止されているので、貯湯タンク４，６側から生じる水圧が逆止弁５ｄ，５ｅを超えて空気流入管５ｂ，５ｃに作用することはない。このため、空気取入弁１３ｖの耐圧性能を、必要以上に大きくする必要がなく、経済的な設計が可能となる。
【００３２】
図５および図６は、排水弁１３を開状態としたときの断面斜視図である。図５は、回転軸１３ｊの中心を通る水平面で切った場合の断面を表している。図６は、回転軸１３ｊの中心を通る垂直面で切った場合の断面を表している。貯湯式給湯機１１０の点検などを行うために貯湯タンク４，６内の湯水を排出する必要がある場合には、水源と給水管路２と間にある止水栓（図示せず）を閉じて水源側からの水の供給を停止した後、排水弁１３のハンドル１３ｅを回すことにより、排水弁１３を図５および図６に示すような開状態とする。
【００３３】
排水弁１３を開状態にすると、図５に示すように、切替ボール部１３ｆの排水孔１３ｇは、排水管接続口１３ａ，１３ｂと連通する位置に来る。これにより、第１の排水管１１および第２排水管１２からの水は、図５および図６中の矢印で示すようにして、排水管接続口１３ａ，１３ｂから排水孔１３ｇに流入し、空気切替軸１３ｋの切欠き部１３ｓを通り、排出口１３ｉへ流れることが可能となる。この状態では、同時に二つの貯湯タンク４，６内の湯水を、排水弁１３および排水管１４を介して、排水溝へ排出することができる。
【００３４】
また、排水弁１３を開状態にすると、図６に示すように、空気切替軸１３ｋの弁孔１３ｎが空気送出口１３ｃと連通する位置に来ることにより、空気取入弁１３ｖが開状態となる。これにより、空気取入通路１３ｍから取り入れられた空気は、図６中の矢印で示すように、弁孔１３ｎを通り、空気送出口１３ｃへ流れることが可能となる。すなわち、この状態では、空気取入通路１３ｍから取り入れた空気を、空気流入管５ｂ，５ｃを介して、貯湯タンク４，６の上部にそれぞれ流入させることができる。このため、貯湯タンク４，６内の湯水を円滑且つ迅速に排出することができる。
【００３５】
以上説明したように、本実施形態によれば、排水弁１３を開く動作に連動して空気取入弁１３ｖを開くことができる。このため、ハンドル１３ｅを操作するだけの１回の操作で、同時に二つの貯湯タンク４，６内の湯水を円滑且つ迅速に排出することができる。また、排水弁１３を開かない限り空気取入弁１３ｖが開くことはなく、空気取入弁１３ｖを誤って開くようなことがないので、通常使用時に貯湯タンク４，６内に空気が混入することを確実に防止することができる。また、貯湯タンク４，６の上部に空気取入弁を設ける必要がないので、貯湯タンクユニット１００の製品高さを抑制することができ、製品の輸送や据え付けに有利となる。
【００３６】
また、本実施形態では、排水時の空気流入経路を通って水が空気取入弁１３ｖに逆流することを防止する逆流防止機構としての逆止弁５ｄ，５ｅを空気流入管５ｂ，５ｃに設けたことにより、貯湯タンク４，６より下側にある空気取入弁１３ｖに水が逆流することを確実に防止することができる。
【００３７】
以上、本発明の貯湯式給湯機の実施の形態について説明したが、本発明は上述した実施の形態に限定されるものではない。例えば、本発明は、３個以上の貯湯タンクが直列に接続された貯湯式給湯機に対しても適用が可能であり、また、熱源機としてヒートポンプユニット以外に電熱式ヒータ等を用いることもできる。
【符号の説明】
【００３８】
２ 給水管路
４ 取水側貯湯タンク
５ タンク連結管路
５ａ 連結管
５ｂ，５ｃ 空気流入管
５ｄ，５ｅ 逆止弁
６ 給湯側貯湯タンク
７ 給湯管路
９ 膨張水排水管路
１１ 第１の排水管
１２ 第２の排水管
１３ 排水弁
１３ａ，１３ｂ 排水管接続口
１３ｃ 空気送出口
１３ｅ ハンドル
１３ｆ 切替ボール部
１３ｇ 排水孔
１３ｉ 排出口
１３ｊ 回転軸
１３ｋ 空気切替軸
１３ｍ 空気取入通路
１３ｎ 弁孔
１３ｖ 空気取入弁
１４ 排水管
２０ ヒートポンプユニット
１００ 貯湯タンクユニット
１１０ 貯湯式給湯機
【特許請求の範囲】
【請求項１】
貯湯タンクの上部とその次の貯湯タンクの下部とを連結管を介して繋ぐことによって直列に順次接続された複数の貯湯タンクと、
前記複数の貯湯タンクの各々の下部に一端がそれぞれ連通する複数の排水管と、
前記複数の排水管の他端が合流する合流部または該合流部よりも下流側に設けられた排水弁と、
前記排水弁と一体的に設けられ、前記排水弁を開いたときには開き、前記排水弁を閉じたときには閉じるように、前記排水弁と連動する空気取入弁と、
前記空気取入弁から取り入れられた空気を前記複数の貯湯タンクの各々に上部から流入させることのできる空気流入経路と、
を備え、
前記排水弁を開いて前記複数の貯湯タンクから同時に排水するとき、前記空気取入弁が連動して開くことにより、前記空気取入弁から取り入れられた空気が前記空気流入経路を介して前記複数の貯湯タンクの各々に上部から流入するように構成したことを特徴とする貯湯式給湯機。
【請求項２】
前記空気流入経路は、前記連結管の一部を利用して空気を前記貯湯タンクに流入させるように構成されていることを特徴とする請求項１記載の貯湯式給湯機。
【請求項３】
前記空気流入経路を通って水が前記空気取入弁に逆流することを防止する逆流防止機構を、前記空気流入経路に備えることを特徴とする請求項１または２に記載の貯湯式給湯機。
【請求項１】
貯湯タンクの上部とその次の貯湯タンクの下部とを連結管を介して繋ぐことによって直列に順次接続された複数の貯湯タンクと、
前記複数の貯湯タンクの各々の下部に一端がそれぞれ連通する複数の排水管と、
前記複数の排水管の他端が合流する合流部または該合流部よりも下流側に設けられた排水弁と、
前記排水弁と一体的に設けられ、前記排水弁を開いたときには開き、前記排水弁を閉じたときには閉じるように、前記排水弁と連動する空気取入弁と、
前記空気取入弁から取り入れられた空気を前記複数の貯湯タンクの各々に上部から流入させることのできる空気流入経路と、
を備え、
前記排水弁を開いて前記複数の貯湯タンクから同時に排水するとき、前記空気取入弁が連動して開くことにより、前記空気取入弁から取り入れられた空気が前記空気流入経路を介して前記複数の貯湯タンクの各々に上部から流入するように構成したことを特徴とする貯湯式給湯機。
【請求項２】
前記空気流入経路は、前記連結管の一部を利用して空気を前記貯湯タンクに流入させるように構成されていることを特徴とする請求項１記載の貯湯式給湯機。
【請求項３】
前記空気流入経路を通って水が前記空気取入弁に逆流することを防止する逆流防止機構を、前記空気流入経路に備えることを特徴とする請求項１または２に記載の貯湯式給湯機。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２０１１−２５２６５８（Ｐ２０１１−２５２６５８Ａ）
【公開日】平成２３年１２月１５日（２０１１．１２．１５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１２６８３３（Ｐ２０１０−１２６８３３）
【出願日】平成２２年６月２日（２０１０．６．２）
【出願人】（０００００６０１３）三菱電機株式会社 (33,312)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年１２月１５日（２０１１．１２．１５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年６月２日（２０１０．６．２）
【出願人】（０００００６０１３）三菱電機株式会社 (33,312)
【Ｆターム（参考）】
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