JP5408051B2 - 湯水混合装置及びそれを備えた給湯機 - Google Patents

Description

本発明は、湯水混合装置を備えた給湯機に関するものである。

図５は、従来の貯湯式給湯機の構成を示す構成図である。図５に示すように、従来、この種の貯湯式給湯機は、ヒートポンプユニット等の熱源ユニット２００と貯湯ユニット１００から構成され、貯湯ユニット１００内部には、貯湯タンク１０１と貯湯タンク１０１へ水を供給する給水管１０２と、貯湯タンク１０１の下部から熱源ユニット２００へ水を送水する循環ポンプ１０４と、熱源ユニット２００で加熱された高温水を貯湯タンク１０１の上部へ供給する循環水路１０５を備えている。

そして給湯回路は、貯湯タンク１０１上部から高温水を取出す出湯管１１２と、貯湯タンク１０１からの高温水と給水管１０２からの水を混合し所定温度の湯水を蛇口１０３へ供給する給湯用の第１混合弁１１３を備え、風呂回路は、貯湯タンク１０１からの高温水と給水管１０２からの水を混合し所定温度の湯水を風呂１０６へ供給する風呂用の第２混合弁１１４を備えている。この第１混合弁１１３と第２混合弁１１４は、貯湯タンク１０１前面上部の左右空間へそれぞれ離隔して配置され、出湯管１１２から第１混合弁１１３の湯入口１１５と、第２混合弁１１４の湯入口１１６へそれぞれ高温水を供給する湯流入路１１９に接続されている。

さらに、湯入口１１５と湯入口１１６には、それぞれ逆止弁１１７と逆止弁１１８を設けて各混合弁の出口側から湯水が貯湯タンクへ逆流するのを防止すると共に湯流入路１１９の高温水側から混合弁を通過し給水管の低温水側へ、比重の違いにより起こる高温水の廻り込み現象を防止している。

また、第１混合弁１１３の出口側に配置する給湯配管の圧力を逃す圧力逃し弁の排水口１２０と第２混合弁１１４の出口側に配置する風呂水逆流水排水装置の排水口１２１にそれぞれ排水ホースを接続し、他方を貯湯タンク１０１下方の排水栓１２２へそれぞれ接続している。

このように給湯用の第１混合弁と風呂用の第２混合弁は、貯湯タンク前面上部の左右にある空間を利用して配置するのが一般的であり、特に第２混合弁の近傍には風呂湯はりの入り切りを行う風呂湯はり弁スペースが必要なため、それぞれ離れた配置となっていた（例えば、特許文献１参照）。

特開２００７−１３９３４５号公報

しかしながら、前記従来の湯水混合装置を備えた貯湯式給湯機の配管構成では、給湯用の第１混合弁と風呂用の第２混合弁を左右に離隔してそれぞれ単独で配置しているため、第１混合弁と第２混合弁のそれぞれの湯入口へ貯湯タンクからの高温水を供給する出湯管から分岐、接続した湯流入路の全長が必然的に長くなり、湯水を使用しない待機時には高温水が多量に滞留することになる。その結果、湯流入路の長大な表面から放熱し高温水の温度が低下するため、貯湯のエネルギーを低下させ、エネルギー効率低下の要因となっていた。

また、各混合弁の出口側から湯水が貯湯タンク側へ逆流するのを防止する目的と、湯流入路の高温水側から混合弁を通過し給水管の低温水側へ、比重の違いにより起こる高温水の廻り込み現象を防止する目的で各混合弁の湯入口には、開弁作動圧力を高温水の廻り込み圧力以上に設定した逆止弁をそれぞれ設けているが、一方で部品点数が増加しコスト上昇の要因ともなっていた。

このように本発明は、前記従来の課題を解決するもので、エネルギー効率を上昇させるとともに、低コスト化を実現する湯水混合装置及びそれを備えた給湯機を提供することを目的とする。

前記従来の課題を解決するために、本発明の湯水混合装置は、高温水と低温水とを混合し所定温度の湯水を蛇口等へ供給する第１混合弁と、前記高温水と前記低温水とを混合し所定温度の湯水を風呂へ供給する第２混合弁と、前記第１混合弁の第１湯入口、前記第２混合弁の第２湯入口に前記高温水を供給する湯流入路と、前記湯流入路からそれぞれ分岐して設けた第１接続口、第２接続口と、を備え、前記第２接続口の通路断面積を、前記第１接続口の通路断面積より小さくし、前記第１混合弁と前記第２混合弁とを並列に配置するとともに、前記第１接続口と前記第１湯入口、前記第２接続口と前記第２湯入口を各々着脱可能に接続して形成したことを特徴とするもので、第１混合弁と第２混合弁を並列に近接配置することによって、湯流入路の長さと表面積を最小に設定することができ、滞留する高温水の容量を減らして待機時の放熱ロスを低減し、エネルギー効率の向上が図れる。

また、湯流入路に設けた各接続口と各混合弁の湯入口を一体化せずに着脱可能に接続することによって、第２混合弁が不要な場合には、第１接続口と第１湯入口が着脱可能に接続できるため、第２接続口を閉止するのみで基本共用化が図れ、新規専用部品が不要となりコスト上昇が抑制できる。

本発明によれば、エネルギー効率を上昇させるとともに、低コスト化を実現する湯水混合装置及びそれを備えた給湯機を提供できる。

本発明の実施の形態１における湯水混合装置を備えた給湯機の構成図 同第１混合弁のみ搭載する湯水混合装置を備えた給湯機の構成図 同湯水混合装置の平面断面図 同湯水混合装置の側面断面図 従来の湯水混合装置を備えた給湯機の構成図

第１の発明は、高温水と低温水とを混合し所定温度の湯水を蛇口等へ供給する第１混合弁と、前記高温水と前記低温水とを混合し所定温度の湯水を風呂へ供給する第２混合弁と、前記第１混合弁の第１湯入口、前記第２混合弁の第２湯入口に前記高温水を供給する湯流入路と、前記湯流入路からそれぞれ分岐して設けた第１接続口、第２接続口と、を備え、前記第２接続口の通路断面積を、前記第１接続口の通路断面積より小さくし、前記第１混合弁と前記第２混合弁とを並列に配置するとともに、前記第１接続口と前記第１湯入口、前記第２接続口と前記第２湯入口を各々着脱可能に接続して形成したことを特徴とする湯水混合装置で、第１混合弁と第２混合弁を並列に近接配置することによって、湯流入路の長さと表面積を最小に設定することができ、滞留する高温水の容量を減らして待機時の放熱ロスを低減し、エネルギー効率の向上が図れる。

また、湯流入路に設けた各接続口と各混合弁の湯入口を一体化せずに着脱可能に接続することによって、第２混合弁が不要な場合には、第１接続口と第１湯入口が着脱可能に接続できるため、第２接続口を閉止するのみで基本共用化が図れ、新規専用部品が不要となりコスト上昇が抑制できる。

また、前記第１混合弁にて混合した湯水は蛇口等へ供給し、前記第２混合弁にて混合した湯水は風呂へ供給するとともに、前記第２接続口の通路断面積を、前記第１接続口の通路断面積より小さくしたことを特徴とするもので、第１混合弁から供給する蛇口の出湯中に第２混合弁から供給する風呂湯はりを開始すると、一般的に風呂湯はりの湯の使用量が蛇口の使用量に比べ多量であるため、蛇口に供給する湯が、瞬間的に減少して蛇口の出湯温度が変動し使用感が悪化するが、第２湯入口と接続する第２接続口の通路断面積を、第１湯入口と接続する第１接続口の通路断面積より小さく構成にすることにより、風呂回路の通路抵抗が増加し蛇口に供給する湯量が安定するため、蛇口の出湯温度の変動が無くなり使用感を向上することができる。

第２の発明は、第１の発明において、前記第１混合弁にて混合した湯水は蛇口等へ供給し、前記第２混合弁にて混合した湯水は風呂へ供給するとともに、前記第１接続口は前記第２接続口よりも、前記湯流入路の流路下流側に設けたことを特徴とするもので、第１混合弁から供給する蛇口の出湯中に第２混合弁から供給する風呂湯はりを開始すると、一般的に風呂湯はりの湯の使用量が蛇口の使用量に比べ多量であるため、蛇口に供給する湯が瞬間的に減少して蛇口の出湯温度が変動し使用感が悪化するが、前記第１接続口を前記第２接続口よりも、前記湯流入路の流路下流側に設けたことで、風呂回路の第２接続口の流量が蛇口に供給する第１接続口の流量に対し少量となるため、蛇口に供給する湯量の変動が抑制でき、湯量が安定するので蛇口の出湯温度の変動が無くなり使用感を向上することができる。

第３の発明は、第１または２の発明の湯水混合装置の、前記第１混合弁の出口側に接続した給湯配管の圧力を逃す圧力逃し弁の排水口と、前記第２混合弁の出口側に配置する風呂水逆流水排水装置の排水口とを連通させる構成としたことを特徴とする給湯機で、従来の構成は、圧力逃し弁の排水口と風呂水逆流水排水装置の排水口に排水ホースをそれぞれ接続し、他方を貯湯タンク下方の排水栓へそれぞれ接続していたため、この長尺の２本の排水ホースは、貯湯タンク周囲を引き廻す際に長いため座屈しやすく閉塞すると排水を阻害するため、組立時に排水ホースの閉塞がないように手間を要し、品質面や組立作業性に課題があったが、第１混合弁と第２混合弁を並列に近接配置することにより、第１混合弁の出口側に配置する圧力逃し弁の排水口と第２混合弁の出口側に配置する風呂水逆流水排水装置の排水口を連通し、排水を集約することが可能となり、圧力逃し弁の排水口と風呂水逆流水排水装置の排水口を短尺の排水ホースで連結できるため、従来構成に比べ、排水ホースを引き廻す際の座屈や閉塞のリスクが半減し、品質および組立作業性が向上すると共にホース材料の削減も図ることができる。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、この実施の形態によって本発明が限定されるものではない。

（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態における湯水混合装置を備えた貯湯式給湯機の構成図である。

図１において湯水混合装置を備えた貯湯式給湯機は、ヒートポンプユニット等の熱源ユニット２と貯湯ユニット１から構成され、貯湯ユニット１内部には、貯湯タンク３と貯湯タンク３へ水を供給する給水管４と、貯湯タンク３の下部から熱源ユニット２へ水を送水する循環ポンプ５と、熱源ユニット２で加熱された高温水を貯湯タンク３の上部へ供給する循環水路６を備えている。

そして給湯回路は、貯湯タンク３上部から高温水を取出す出湯管７と、貯湯タンク３か
らの高温水と給水管４からの水を混合し所定温度の湯水を蛇口８へ供給する給湯用の第１混合弁９を備え、風呂回路は、貯湯タンク３からの高温水と給水管４からの水を混合し所定温度の湯水を風呂１０へ供給する風呂用の第２混合弁１１を備えている。

貯湯タンク３前面上部の右空間に近接して並列に配置した第１混合弁９と第２混合弁１１には、出湯管７からの高温水を供給する湯流入路１４を接続し、湯流入路１４の入口には逆止弁１５を備え、逆止弁１５の２次側通路には第１接続口１６と第２接続口１７を設け、第１接続口１６と第１混合弁９の第１湯入口１２、第２接続口１７と第２混合弁１１の第２湯入口１３をそれぞれ着脱可能に接続して湯流入路１４から高温水を各混合弁へ供給している。

図２は、本発明の実施の形態における第１混合弁のみ搭載する湯水混合装置を備えた貯湯式給湯機の構成図である。図２において湯水混合装置を備えた貯湯式給湯機は、風呂湯はり機能が無い機種を示し、図１の混合弁配置と同じ配置関係を維持して第１混合弁９には、出湯管７からの高温水を供給する第２湯流入路１４ａを接続し、第２湯流入路１４ａの入口には逆止弁１５を備え、逆止弁１５の２次側通路には、図１の第２接続口１７を閉止した第１接続口１６のみを設け、第１接続口１６と第１混合弁９の第１湯入口１２を着脱可能に接続して第２湯流入路１４ａから高温水を第１混合弁９へ供給している。

以上のように、本実施の形態においては、湯水を貯える貯湯タンクと、前記貯湯タンクへ給水する給水管と、前記貯湯タンクから高温水を取出す出湯管と、前記貯湯タンクからの高温水と前記給水管からの水を混合し所定温度の湯水を蛇口等へ供給する第１混合弁と、前記貯湯タンクからの高温水と前記給水管からの水を混合し所定温度の湯水を風呂へ供給する第２混合弁と、前記出湯管を経由して前記第１混合弁の第１湯入口と前記第２混合弁の第２湯入口に前記貯湯タンクからの高温水を供給する湯流入路を備え、前記第１混合弁と前記第２混合弁を並列に近接配置し、前記湯流入路に設けた逆止弁の２次側通路部には第１接続口と第２接続口を設け、前記第１接続口と前記第１湯入口、前記第２接続口と前記第２湯入口を各々着脱可能に接続する構成にしたことにより、湯流入路の長さと表面積を最小に設定することができ、滞留する高温水の容量を減らして待機時の放熱ロスを低減し、貯湯のエネルギー低下を防止でき、エネルギー効率の向上が図れる。

そして、従来は各混合弁にそれぞれ設けていた逆止弁に変えて、湯流入路に第１混合弁と第２混合弁共用の逆止弁を１個設けることにより、各混合弁の出口側から湯水が貯湯タンク側へ逆流するのを逆止弁の閉弁で防止し、あわせて開弁作動圧力を湯流入路からの高温水の廻り込み圧力以上に設定した逆止弁を用いることにより、湯流入路の高温水側から混合弁を通過し給水管の低温水側へ、比重の違いにより起こる高温水の廻り込み現象を防止できるため、従来構成に比べ逆止弁の部品点数削減が図れ、コスト上昇が抑制できる。

さらに、風呂湯はり機能が無く前記第２混合弁が不要な場合は、前記した複数の混合弁配置の場合と同じ配置関係を維持しながら、前記貯湯タンクからの高温水と前記給水管からの水を混合し所定温度の湯水を蛇口等へ供給する前記第１混合弁と、前記第２接続口を閉止し前記第１接続口のみ残す構成とした第２湯流入路を備え、前記第１接続口と前記第１湯入口が着脱可能に接続できる構成にしたことと、前記したように複数の混合弁配置の場合に、湯流入路に設けた各接続口と各混合弁の湯入口を一体化せずに着脱可能に接続することにより、風呂湯はり機能が無く第２混合弁が不要な場合には、複数の混合弁配置の場合と同じ配置関係を維持して第１混合弁と、第２接続口を閉止し第１接続口のみ残す構成の第２湯流入路を組合せ、第１接続口と第１湯入口が着脱可能に接続できるため、第２湯流入路は湯流入路から第２接続口を閉止するのみで基本共用化が図れ、新規専用部品が不要となりコスト上昇が抑制できる。

図３は、本発明の実施の形態における湯水混合装置の平面断面図ある。

湯流入路１４に設けた第１接続口１６と第１混合弁９の第１湯入口１２を着脱可能に接続すると共に、湯流入路１４に設けた第２接続口１７と第２混合弁１１の第２湯入口１３を着脱可能に接続し、第２接続口１７の通路断面積を第１接続口１６の通路断面積より小さくして高温水を各混合弁に供給する構成としている。

以上のように、本実施の形態は、第２湯入口と接続する第２接続口の通路断面積を、第１湯入口と接続する第１接続口の通路断面積より小さくしたものである。

第１混合弁から供給する蛇口の出湯中に第２混合弁から供給する風呂湯はりを開始すると、一般的に風呂湯はりの湯の使用量が蛇口の使用量に比べ多量であるため、蛇口に供給する湯が瞬間的に減少して蛇口の出湯温度が変動し使用感が悪化するが、第２湯入口と接続する第２接続口の通路断面積を、第１湯入口と接続する第１接続口の通路断面積より小さく構成にすることにより、風呂回路の通路抵抗が増加し蛇口に供給する湯量が安定するため、蛇口の出湯温度の変動が無くなり使用感を向上することができる。

湯流入路１４を略Ｌ字状に形成し、第１接続口１６は流量低下が少ない略Ｌ字部２１に設け、第２接続口１７は流量低下が大きい略Ｔ部２２に設けて、高温水の進行方向に対して第２接続口１７、第１接続口１６の順に配置して高温水を各混合弁に供給する構成としている。

以上のように、本実施の形態は、湯流入路を略Ｌ字状に形成し、第１接続口は流量低下が少ない略Ｌ字部に設け、第２接続口は流量低下が大きい略Ｔ字部に設け、高温水の進行方向に対し第２接続口、第１接続口の順に配置し、第１混合弁と第２混合弁を並列に近接配置したものである。

第１混合弁から供給する蛇口の出湯中に第２混合弁から供給する風呂湯はりを開始すると、一般的に風呂湯はりの湯の使用量が蛇口の使用量に比べ多量であるため、蛇口に供給する湯が瞬間的に減少して蛇口の出湯温度が変動し使用感が悪化するが、湯流入路を略Ｌ字状に形成し、第１接続口は流量低下が少ない略Ｌ字部に設け、第２接続口は流量低下が大きい略Ｔ字部に設け、高温水の進行方向に対し第２接続口、第１接続口の順に配置し、第１混合弁と第２混合弁を並列に近接配置することにより、風呂回路の第２接続口の流量が蛇口に供給する第１接続口の流量に対し少量となるため、蛇口に供給する湯量の変動が抑制でき、湯量が安定するので蛇口の出湯温度の変動が無くなり使用感を向上することができる。

図４は、本発明の実施の形態における湯水混合装置の側面断面図ある。

回転しながら湯水を混合する弁体２３を内蔵する第１混合弁９と第２混合弁１１は、上方に弁体２３の駆動用モータ２５を備え、駆動用モータ２５の下方に弁体２３を配置し、駆動用モータ２５と弁体２３の回転軸２４を連結、駆動して所定温度の湯水に混合している。

以上のように、本実施の形態は、第１混合弁及び第２混合弁内部の湯水を混合する弁体の駆動用モータを前記弁体より上方に配置し、前記駆動用モータに連結される前記弁体の回転軸の方向を水平より上向きに配置したものである。

貯湯式給湯機に搭載のこの種混合弁は、設置スペースや配管レイアウトの制約から弁体の回転軸の方向が水平もしくは水平より下向きに配置され、駆動用モータも弁体より下に
位置する場合があり、その際には、結露水が重力により弁体の回転軸を伝い駆動用モータの内部へ浸入するのを防止するため、弁体の回転軸に防水パッキンを装着し、水の浸入を阻止する構成としていたが、第１混合弁と第２混合弁を並列に近接配置して、第１混合弁及び第２混合弁内部の湯水を混合する弁体の駆動用モータを弁体より上方に配置し、駆動用モータに連結される弁体の回転軸の方向を水平より上向きに配置することにより、弁体の回転軸を伝う結露水は重力により弁体側へ移動し、駆動用モータ側へ移動しないため、回転軸の防水パッキンを用いなくても駆動用モータの内部への水浸入が防止でき、駆動用モータの品質が確保できる。

また、図１にて、第１混合弁９の出口側に設けた給湯配管内の圧力上昇を逃す圧力逃し弁の排水口１８と第２混合弁１１の出口側に設けた風呂水逆流水排水装置の排水口１９を短尺のホースで連結すると共に、風呂水逆流水排水装置の排水口１９を貯湯タンク３下方の排水栓２０と長尺のホースで連結し、圧力逃し弁と風呂水逆流水排水装置の排水を排水栓２０へ集約して案内している。

以上のように、本実施の形態は、第１混合弁の出口側に配置する給湯配管の圧力を逃す圧力逃し弁の排水口と第２混合弁の出口側に配置する風呂水逆流水排水装置の排水口を連通し、排水を集約したものである。

一方、従来の構成は、圧力逃し弁の排水口と風呂水逆流水排水装置の排水口に排水ホースをそれぞれ接続し、他方を貯湯タンク下方の排水栓へそれぞれ接続していた。この長尺の２本の排水ホースは、貯湯タンク周囲を引き廻す際に長いため座屈しやすく閉塞すると排水を阻害するため、組立時に排水ホースの閉塞がないように手間を要し、品質面や組立作業性に課題があったが、第１混合弁と第２混合弁を並列に近接配置することにより、第１混合弁の出口側に配置する圧力逃し弁の排水口と第２混合弁の出口側に配置する風呂水逆流水排水装置の排水口を連通し、排水を集約することが可能となり、圧力逃し弁の排水口と風呂水逆流水排水装置の排水口を短尺の排水ホースで連結できるため、従来構成に比べ、排水ホースを引き廻す際の座屈や閉塞のリスクが半減し、品質および組立作業性が向上すると共にホース材料の削減も図ることができる。

以上のように、本発明に係る湯水混合装置及びそれを備えた給湯機は、エネルギー効率を上昇させるとともに、低コスト化を実現することができるので、電気温水器やガス、石油給湯機の用途にも適応できる。

３ 貯湯タンク
４ 給水管
７ 出湯管
９ 第１混合弁
１１ 第２混合弁
１２ 第１湯入口
１３ 第２湯入口
１４ 湯流入路
１４ａ 第２湯流入路
１５ 逆止弁
１６ 第１接続口
１７ 第２接続口
１８ 圧力逃し弁の排水口
１９ 風呂水逆流水排水装置の排水口
２１ Ｌ字部
２２ Ｔ字部
２３ 弁体
２４ 弁体の回転軸
２５ 駆動用モータ

Claims (3)

1. 高温水と低温水とを混合し所定温度の湯水を蛇口等へ供給する第１混合弁と、
   前記高温水と前記低温水とを混合し所定温度の湯水を風呂へ供給する第２混合弁と、
   前記第１混合弁の第１湯入口、前記第２混合弁の第２湯入口に前記高温水を供給する湯流入路と、
   前記湯流入路からそれぞれ分岐して設けた第１接続口、第２接続口と、を備え、
   前記第２接続口の通路断面積を、前記第１接続口の通路断面積より小さくし、
   前記第１混合弁と前記第２混合弁とを並列に配置するとともに、
   前記第１接続口と前記第１湯入口、前記第２接続口と前記第２湯入口を各々着脱可能に接続して形成したことを特徴とする湯水混合装置。
2. 前記第１接続口を前記第２接続口よりも、前記湯流入路の流路下流側に設けたことを特徴とする請求項１に記載の湯水混合装置。
3. 前記請求項１または２に記載の湯水混合装置の、前記第１混合弁の出口側に接続した給湯配管の圧力を逃す圧力逃し弁の排水口と、前記第２混合弁の出口側に配置する風呂水逆流水排水装置の排水口とを連通させる構成としたことを特徴とする給湯機。