(57)【要約】【課題】原水から溶解成分を除去した水を熱交換器へ供給する給湯機を提供する。【解決手段】貯湯タンクと、水の溶解成分を分離するろ過手段と、湯を製造する熱交換手段と、原水ラインから前記ろ過手段へ通じる原水流路と、前記ろ過手段から前記熱交換手段へ通じ前記ろ過手段により溶解成分を除去した水が送られる熱交流路と、前記ろ過手段から前記貯湯タンクへ通じ前記ろ過手段により溶解成分を濃縮した水が送られる濃縮水流路と、前記熱交換手段から前記貯湯タンクに通じ前記熱交換手段により製造した湯が送られる貯湯流路と、前記貯湯タンクの湯を送る給湯流路と、前記貯湯タンクの水を送る給水流路と、前記給湯流路の湯と前記給水流路の水を混合し出湯する給湯給水混合手段とを備え、溶解成分を除去した水のみを用いて湯を製造することができる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
貯湯タンクと、水の溶解成分を分離するろ過手段と、湯を製造する熱交換手段と、原水ラインから前記ろ過手段へ通じる原水流路と、前記貯湯タンクから前記ろ過手段へ通じるタンク流路と、前記原水流路と前記タンク流路を混合するタンク原水混合手段と、前記タンク原水混合手段から前記ろ過手段へ通じるろ過流路と、前記ろ過流路上に設け前記タンク原水混合手段から前記ろ過手段へ水を圧送するポンプと、前記ろ過手段から前記熱交換手段へ通じ前記ろ過手段により溶解成分を除去した水が送られる熱交流路と、前記ろ過手段から前記貯湯タンクへ通じ前記ろ過手段により溶解成分を濃縮した水が送られる濃縮水流路と、前記熱交換手段から前記貯湯タンクに通じ前記熱交換手段により製造した湯が送られる貯湯流路と、前記貯湯タンクの湯を送る給湯流路と、前記貯湯タンクの水を送る給水流路と、前記給湯流路の湯と前記給水流路の水を混合し出湯する給湯給水混合手段からなる給湯機。
【請求項２】
原水流路上に開閉手段を有し、前記開閉手段により原水流路を閉じた際に濃縮水流路、ろ過流路およびタンク流路の水を、湯を製造する時と逆方向に通水することを特徴とする請求項１に記載の給湯機。
【請求項３】
濃縮水流路、ろ過流路およびタンク流路の水を、湯を製造する時と逆方向に通水する際、湯を製造する時に熱交手段に圧送するポンプを用いて、圧送方向を反転することにより水流の方向を変えることを特徴とする請求項２に記載の給湯機。
【請求項４】
残留塩素除去手段を有し、ろ過手段に導かれる水から残留塩素を除去可能としたことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の給湯機。
【請求項５】
原水流路上に残留塩素除去手段を設け、原水から残留塩素を除去可能としたことを特徴とする請求項４に記載の給湯機。
【請求項６】
粗ろ過手段を有し、ろ過手段に導かれる水から不溶物を除去可能としたことを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の給湯機。
【請求項７】
残留塩素除去手段に通じる原水流路上に粗ろ過手段を設け、原水から不溶物を除去可能としたことを特徴とする請求項６に記載の給湯機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、熱交換器へ供給する水から溶解成分を除去する給湯機に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の給湯機は、図２に示すような構成であった（例えば、特許文献１参照）。以下、その構成について説明する。
【０００３】
図２において、給湯機はボイラ３１への給水ライン３２を備え、さらにこの給水ライン３２と接続された活性炭ろ過処理部３３、軟水化処理部３４、プレフィルタ３５、ろ過膜部３６および脱気処理部３７を上流側からこの順で備えている。また、給湯機は、処理水を貯留する給水タンク３８と、ろ過膜部３６の上流側に設けられ、軟水化処理された給水をろ過膜部３６へ加圧して供給するポンプ３９を備えている。さらに、ろ過膜部３６には、ろ過膜に阻止された溶存塩類が濃縮された濃縮水を系外へ排水する排水ライン４０が接続されている。そして、この排水ライン４０は、ポンプ３９の上流側の給水ライン３２と、循環水ライン４１で接続されており、濃縮水の一部がポンプ３９の上流側へ還流されるようになっている。
【特許文献１】特開２００６−３０５５００号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、前記従来の構成では、ろ過膜部で水の溶解成分が濃縮された濃縮水の一部を循環して使用しているが、ろ過膜部で水の溶解成分が濃縮された濃縮水を系外に排出しており、湯を製造するために原水を多量に使用する必要があり、水を無駄にしていた。
【０００５】
本発明は、前記従来の課題を解決するもので、ろ過手段で濃縮された水を製造した湯と混合し出湯することで、原水を全て利用可能となり、水を無駄にすることがない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】
【０００６】
前記従来の課題を解決するために、本発明の給湯機は、水と製造した湯を蓄える貯湯タンクと、水の溶解成分を分離するろ過手段と、湯を製造する熱交換手段と、原水ラインから前記ろ過手段へ通じる原水流路と、前記貯湯タンクから前記ろ過手段へ通じるタンク流路と、前記原水流路と前記タンク流路を混合するタンク原水混合手段と、前記タンク原水混合手段から前記ろ過手段へ通じるろ過流路と、前記ろ過流路上に設け前記タンク原水混合手段から前記ろ過手段へ水を圧送するポンプと、前記ろ過手段から前記熱交換手段へ通じ前記ろ過手段により溶解成分を除去した水が送られる熱交流路と、前記ろ過手段から前記貯湯タンクへ通じ前記ろ過手段により溶解成分を濃縮した水が送られる濃縮水流路と、前記熱交換手段から前記貯湯タンクに通じ前記熱交換手段により製造した湯が送られる貯湯流路と、前記貯湯タンクの湯を送る給湯流路と、前記貯湯タンクの水を送る給水流路と、前記給湯流路の湯と前記給水流路の水を混合し出湯する給湯給水混合手段とを有し、前記熱交手段は前記ろ過手段により生成した溶解成分を除去した水のみを用いて湯を製造するものである。
【０００７】
これによって、ろ過手段により水の溶解成分を濃縮した濃縮水を無駄にすることなく、製造した湯と混合して出湯することができるので、原水を全て利用可能となり、水を無駄にすることがない。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の給湯機は、原水を全て利用して出湯することができるので、水を無駄にすることがない。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
第１の発明は、給湯機が、水と製造した湯を蓄える貯湯タンクと、水の溶解成分を分離するろ過手段と、湯を製造する熱交換手段と、原水ラインから前記ろ過手段へ通じる原水流路と、前記貯湯タンクから前記ろ過手段へ通じるタンク流路と、前記原水流路と前記タンク流路を混合するタンク原水混合手段と、前記タンク原水混合手段から前記ろ過手段へ通じるろ過流路と、前記ろ過流路上に設け前記タンク原水混合手段から前記ろ過手段へ水を圧送するポンプと、前記ろ過手段から前記熱交換手段へ通じ前記ろ過手段により溶解成分を除去した水が送られる熱交流路と、前記ろ過手段から前記貯湯タンクへ通じ前記ろ過手段により溶解成分を濃縮した水が送られる濃縮水流路と、前記熱交換手段から前記貯湯タンクに通じ前記熱交換手段により製造した湯が送られる貯湯流路と、前記貯湯タンクの湯を送る給湯流路と、前記貯湯タンクの水を送る給水流路と、前記給湯流路の湯と前記給水流路の水を混合し出湯する給湯給水混合手段とを有することにより、前記熱交手段は前記ろ過手段により生成した溶解成分を除去した水のみを用いて湯を製造することができ、熱交換器へのスケール成分の蓄積を防止することができるので、給湯機の信頼性および寿命を向上することができ、高硬度地域にも対応することができる。また、原水を全て利用して出湯することができるので、水を無駄にすることがない。
【００１０】
第２の発明は、特に、第１の発明の給湯機が、原水流路上に開閉手段を有することにより、前記開閉手段により原水流路を閉じた際に濃縮水流路、ろ過流路およびタンク流路の水を、湯を製造する時と逆方向に通水することにより、ろ過手段のろ過膜表面の濃縮水側に析出物等が堆積して起こるファウリングを防止することができ、ろ過手段の信頼性および寿命を向上することができる。
【００１１】
第３の発明は、特に、第２の発明の給湯機が、濃縮水流路、ろ過流路およびタンク流路の水を、湯を製造する時と逆方向に通水する際、湯を製造する時に熱交手段に圧送するポンプを用いて、圧送方向を反転することにより水流の方向を変えることにより、水流の反転を１つのポンプを用いて行うことにより構成を簡単にすることができ、省スペースで低コストにすることができる。
【００１２】
第４の発明は、特に、第１〜３のいずれか１つの発明の給湯機が、残留塩素除去手段を有することにより、ろ過手段に導かれる水から残留塩素を除去可能としたものである。残留塩素はその酸化力により前記ろ過手段のろ過性能を劣化させるので、前記残留塩素除去手段により残留塩素を除去することで前記ろ過手段の長寿命化することができる。
【００１３】
第５の発明は、特に、第４の発明の給湯機が、原水流路上に残留塩素除去手段を設け、原水から残留塩素を除去可能とすることにより、ろ過手段により高濃度に濃縮された溶解成分を含む水が残留塩素除去手段に流入することがないので、残留塩素除去手段内で高濃度になった溶解成分が析出成長し残留塩素除去手段を閉塞することがないので、残留塩素除去手段の信頼性および寿命を向上することができる。
【００１４】
第６の発明は、特に、第１〜５のいずれか１つの発明の給湯機が、粗ろ過手段を有し、ろ過手段に導かれる水から不溶物を除去可能とすることにより、ろ過手段が原水に含まれる鉄錆や砂の粒子等により閉塞するファウリングを防止することができ、ろ過手段の信頼性および寿命を向上することができる。
【００１５】
第７の発明は、特に、第６の発明の給湯機が、残留塩素除去手段に通じる原水流路上に
粗ろ過手段を設け、原水から不溶物を除去可能とするものであり、残留塩素除去手段と共にポンプや混合手段が鉄錆や砂の粒子等により閉塞することを防止することができ、給湯機の信頼性および寿命を向上することができる。
【００１６】
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、本実施の形態によって本発明が限定されるものではない。
【００１７】
（実施の形態１）
図１は、本発明の第１の実施の形態における構成図である。図１において、水と製造した湯を蓄える貯湯タンク１は、水道水、工業用水、地下水等の水源から供給される原水ラインに原水流路２により接続しており、原水流路２の水は、水の溶解成分を分離するろ過手段３に導かれている。タンク原水混合手段４は貯湯タンク１からろ過手段３へ通じるタンク流路５と原水流路２の水を混合し、タンク原水混合手段４からろ過手段３のろ過流路６に貯湯タンク１の水をろ過手段３へ圧送するポンプ７を設けている。原水流路２には、粗ろ過手段８、残留塩素除去手段９、開閉手段１０の順で原水ラインから設けている。ろ過手段３によりろ過し水の溶解成分を除去した透過水は、熱交手段１１へ熱交流路１２により送られる。ろ過手段３により水の溶解成分が濃縮した濃縮水は、濃縮水流路１３により貯湯タンク１に送られる。熱交手段１１は熱交流路１２により送られるろ過手段３により生成した溶解成分を除去した水のみを加熱して湯を製造し、貯湯流路１４により貯湯タンク１へ湯を送っている。貯湯タンク１の湯は給湯流路１５により、貯湯タンク１の水は給水流路１６により送られ、給湯給水混合手段１７により混合して出湯する。
【００１８】
ポンプ７の動作について、より詳細に説明する。通常、貯湯タンク１は湯または水で満たされており、原水ラインの水圧がかかっている。熱交手段１１が停止状態で出湯する場合は、ポンプ７を停止させ、水は原水流路２、タンク流路５を経由して貯湯タンク１流入し、その水圧により貯湯タンク１の湯を押出すことができるので、湯は給湯流路を通り、水は給水経路を通り給湯給水混合手段により任意の温度になるよう混合し、出湯する。
【００１９】
熱交手段１１が稼動状態で出湯する場合は、ポンプ７を停止させ、水は原水流路２、ろ過流路６を通ってろ過手段３に導かれ、ろ過手段３により生成した濃縮水は濃縮水流路１３を通って貯湯タンク１に流入し、ろ過手段３を透過した水は熱交流路１２を通り熱交手段１１により昇温され貯湯流路１４を通って貯湯タンク１に流入する。貯湯タンク１は原水の水圧に満たされており、熱交手段１１により昇温した湯を押出すことができるので、湯は給湯流路を通り、水は給水経路を通り給湯給水混合手段により任意の温度になるよう混合し、出湯する。
【００２０】
熱交手段１１が稼動状態で出湯しない場合は、ポンプ７を駆動させ、貯湯タンク１内の水をタンク流路５、ろ過流路６を通ってろ過手段３に導かれ、ろ過手段３により生成した濃縮水は濃縮水流路１３を通って貯湯タンク１に流入し、ろ過手段３を透過した水は熱交流路１２を通り熱交手段１１により昇温され貯湯流路１４を通って貯湯タンク１に流入する。ろ過手段３のファウリングを防止するためろ過手段３を洗浄する場合は、ポンプ７は熱交手段１１により湯を製造する場合とは圧送方向が反転するよう駆動し、原水流路２を水が逆流しないよう開閉手段１０を閉じ、貯湯タンク１の水は濃縮水流路１３を通ってろ過手段３に導いてろ過手段３を洗浄し、ろ過流路３、タンク流路５を通って貯湯タンク１に流入する。
【００２１】
ろ過手段３は、水の溶解成分の透過を阻止する分離膜である逆浸透膜（ＲＯ膜）またはナノろ過膜（ＮＦ膜）により形成しており、組成は架橋ポリアミドまたは酢酸セルロースである。溶解成分の阻止性能が高く低圧でろ過可能なことから、組成が架橋ポリアミドのＲＯ膜が好ましい。なお、耐残留塩素性がある組成が酢酸セルロースの逆浸透膜を用いた
場合は、残留塩素除去手段９を省くことができるので、給湯機の構成を簡素化することも可能である。ろ過手段３は、水の溶解成分、具体的には、カルシウムイオン、マグネシウムイオン、鉄イオン、塩化物イオン、硫酸イオン、硝酸イオン等の各種陽イオン、陰イオンを除去することで、熱交手段１１で水を加熱した際のスケール生成を防止することができ、また、熱交手段１１や貯湯タンク１等の構成部材である銅等の金属の腐蝕を防止することができる。
【００２２】
残留塩素除去手段９は、活性炭を充填したろ過フィルタにより形成しており、活性炭の多孔質構造に残留塩素を取り込むことで残留塩素を除去する。残留塩素除去手段９を小型で低コストに構成するためには、処理水との接触効率を上げる必要があるため、活性炭は、微細な粒状、または、繊維状に加工し密に充填している。処理水に不溶物が存在している場合は、その不溶物を密に充填した活性炭でろ過除去するため、残留塩素除去手段５が不溶物により閉塞するので、処理水に不溶物が存在する可能性のある濃縮水流路１３への設置は適さず、溶解成分のみが透過する原水流路２に設置することが好ましい。
【００２３】
粗ろ過手段８は、糸巻きフィルタ、プリーツフィルタ、中空糸フィルタ等の精密ろ過（ＭＦ）により形成しており、原水に含まれる砂や鉄さび等の不溶性物質をろ過除去するものである。給湯機に導かれる原水から不溶物を除去することで、ろ過手段３や残留塩素除去手段９と共に、ポンプや混合・開閉手段の詰まりを防止することができ、給湯機の信頼性を向上することができる。
【産業上の利用可能性】
【００２４】
以上のように、本発明にかかる給湯機は、原水から溶解成分をろ過分離した水を熱交換器給湯に供給することができ、熱交換器へのスケール成分の蓄積を防止することができるので、家庭用、産業用に制限されることなく、給湯機の信頼性および寿命を向上することができる。また、高硬度地域に適用することができ、原水を全て利用して出湯することができるので、水を無駄にすることがない。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明の第１の実施の形態における給湯機の構成図
【図２】従来の給湯機の構成図
【符号の説明】
【００２６】
１  給湯タンク
２  原水流路
３  ろ過手段
１１  熱交手段
１２  熱交流路
１３  濃縮水流路
１４  貯湯流路
１６  給水流路
１７  給湯給水混合手段
【図１】
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【図２】
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