(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部の水を加熱する加熱手段とサーモスタットとを含んで内部の水をタンク温度に保つ貯水タンクを備え、該貯水タンクがタンク入口及びタンク出口を備え、該タンク入口が水源に接続される、水を供給する装置であって、
第１の給水源と、第２の給水源と、供給点に接続される水吐出部とを含む第１の混合装置を備え、前記第１の給水源は、離れて配置されている集中温水源につながる温水管に接続され、前記第２の給水源は、前記タンク出口に接続され、前記第１の混合装置は、供給すべき水が実質的に所望の温度を有するように前記第１の給水源及び前記第２の給水源からの水を混合するように設計される制御装置を備え、前記タンク温度は、供給すべき水の前記所望の温度よりも高い、少なくとも９５℃であり、
前記貯水タンクには、非常に高温の水又は沸騰水用の開栓点に接続される第２のタンク出口が設けられ、
前記水源が冷水管である、ことを特徴とする、水を供給する装置。
【請求項２】
前記タンク温度は、大気圧下の水の沸騰温度よりも高い、請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記第１の混合装置は、前記冷水管に接続される第３の給水源を備え、前記制御装置は、前記温水管の水の温度が所望の温度よりも高い場合に、供給すべき水が実質的に前記所望の温度を有するように前記第１の給水源、前記第２の給水源、及び前記第３の給水源からの水を混合するように設計される、請求項１又は２に記載の装置。
【請求項４】
前記第１の混合装置の前記第１の給水源は弁を含み、該弁は、前記第１の給水源に前記温水管からの水が供給される第１の位置と、前記第１の給水源に前記冷水管からの水が供給される第２の位置を含む、請求項１〜３のいずれか１項に記載の装置。
【請求項５】
前記弁は、前記貯水タンク内の温水の量に応じて前記第１の位置又は前記第２の位置が選択される自動弁である、請求項４に記載の装置。
【請求項６】
前記弁は、前記貯水タンクから引き出される温水の量に応じて前記第１の位置又は前記第２の位置が選択される自動弁である、請求項４又は５に記載の装置。
【請求項７】
前記弁は、ユーザによって手動で作動され得る、請求項４に記載の装置。
【請求項８】
前記所望の温度は、前記集中温水源の開始温度と実質的に等しい、請求項１〜７のいずれか１項に記載の装置。
【請求項９】
前記第１の混合装置は、電動弁を有するサーモスタット制御部を備える、請求項１〜８のいずれか１項に記載の装置。
【請求項１０】
前記第１の混合装置の前記吐出水部と前記冷水管とに接続される第２の混合装置を備える、請求項１〜９のいずれか１項に記載の装置。
【請求項１１】
前記第２の混合装置は、キッチン水栓である、請求項１０に記載の装置。
【請求項１２】
遮断弁が、前記タンク出口と前記第２の給水源との間又は該タンク出口若しくは該第２の給水源に配置され、前記温水管内の圧力が低下すると該タンク出口を遮断するように設計される、請求項１に記載の装置。
【請求項１３】
前記遮断弁は、前記第２の給水源の前記制御装置の弁によって形成される、請求項１２に記載の装置。
【請求項１４】
別の遮断弁が、前記タンク入口に配置され、前記水源内の圧力が低下すると前記タンク入口を遮断するように設計される、請求項１〜１３のいずれか１項に記載の装置。
【請求項１５】
可変温度の水を供給するための請求項１に記載の装置の使用方法であって、
前記供給点から離れて配置される集中温水源に接続される温水管から一定量の水を供給すること、及び
前記温水管から供給すべき水の温度が所望の最低供給温度よりも低い場合、前記所望の温度を得るように、前記温水管からの水を、前記集中温水源と比べて前記供給点に近い前記貯水タンクから得られる水と混合すること、
を含み、
前記タンク入口が前記冷水管に接続される、使用方法。
【請求項１６】
前記貯水タンクからの水と任意に混合される前記温水管から供給すべき水の温度が、前記所望の最低供給温度よりも高い場合、前記冷水管からの水を混ぜることをさらに含む、請求項１５に記載の使用方法。
【請求項１７】
可変温度の水を供給する水供給システムであって、
請求項１に記載の、水を供給する装置と、
該装置から離れて配置されている集中温水源と、
前記集中温水源と前記装置の前記第１の給水源とを接続している温水管と、
前記タンク入口に接続されている冷水管と、
前記第１の混合装置の出口に接続されている、温水又は熱水の供給点と、
前記第２のタンク出口に接続されている、非常に高温の水又は沸騰水用の開栓点と、
を含む水供給システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、可変温度の水を供給する装置、この装置の使用方法及び水供給システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
水を供給する装置は、様々な装置が提供されている。特にキッチンにおいて温水を供給するのに適している装置は、必要であれば付属品を用いて冷水管に接続される、好ましくは電気加熱式のタンクを備える。タンクの容量は、比較的小さく、例えば最大で２０リットル、好ましくは最大で８リットルとすることができ、このタイプの形態では、家庭用キッチン又は小規模の業務用キッチンに主に適している。
【０００３】
特定の形態では、貯水タンクは、水を大気圧下の沸点よりも高い温度に保つ。大気圧下の水の沸点よりも低い所望の開始温度の水を提供するために、この非常に高温の水は、第１の出口を介してこの水を冷水管からの水と混合する混合装置に供給することができる。この水は、第２の出口を介して沸騰水として供給することができる。
【０００４】
同様の装置が、特許文献１から既知である。この既知の装置は、キッチン又は他の開栓（tapping）点から離れて屋根裏若しくは地下室又は屋内外の他の場所に通常配置される集中加熱ボイラー又は大型ボイラー等、供給点から離れて配置される既知の集中給湯器と比べた代替形態である。
【０００５】
このような集中給湯器と比べて、特許文献１に記載の既知の装置には、管損失及び関連のエネルギー、水、及び時間の浪費がなくなるという利点がある。同時に、この既知の装置では、別の出口を用いて熱水又は温水に加えて沸騰水を供給できる可能性が得られる。
【０００６】
しかしながら、この既知の装置には、小さなタンクを備えるという欠点があり、最大で２０リットル程度の容量であると記載されている。集中給湯器に関して述べた欠点が解決されているにもかかわらず、実際には、多くのユーザは、この限られた容量は不便であると感じている。同時に、この既知の装置には、温水を使用しすぎた場合に沸騰水の提供が中断され得るという欠点がある。
【０００７】
さらに、この既知の装置を後付けするに際しては、例えばキッチンにおいて、装置の設置位置で既存の温水管が遮断される場合が多いという欠点がある。したがって、温水管の比較的長いデッドエンド支管（dead-end branch）が所定位置に残る。その結果、このようなデッドエンド支管内にレジオネラ菌のコロニーが形成されて健康上の問題を発生するリスクが大きい。
【０００８】
原理上、温水管のデッドエンド支管をなくすために温水管を分岐点で遮断することが可能であるが、実際には、分岐点が例えば浴室のタイル壁の裏に位置するときにこれが構造上の障害につながる場合が多いことに留意されたい。したがって、温水管を分岐点で遮断するのに多大な費用及び労力を要することが、既知の装置の設置又は後付けの魅力を損なわせる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】欧州特許第０４２２７３８号明細書
【特許文献２】独国特許出願公開第１９５０３７４１号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明の目的は、上記欠点の１つ又は複数をなくす温水用の装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
この目的は、請求項１に記載の装置によって達成される。
【００１２】
請求項１に記載の混合装置を提供することにより、以下のことが可能になる。例えば、温水又は熱水用の開栓点に接続されている水栓をユーザが開くと、比較的低温の水、すなわち温水管内で冷めた水が温水管から混合装置に流れる。この水が所望の最低温度を有しない場合、例えば４０℃〜６５℃程度の所望の所定の温度を得るために、制御装置が、供給すべき水の所望の温度よりも高い温度を有する貯水タンクからの水を温水管からの水と混合する。
【００１３】
しばらくした後で、集中給湯器からの新たな温水が装置に達すると、温水管からの水が徐々に高温になり、混合装置は、タンクからの非常に高温の水の供給を徐々に減らして最終的には完全に止める。混合装置には感温制御要素が設けられるため、ユーザは、高温水が即座に無限に供給されるという利便性と共に一定の温水温度を得る。制御装置の制御位置が第１の給水源からの水又は第２の給水源からの水のみの通過を許す位置である場合、本発明によれば、混合が制御装置によって制御され、両方の給水源からの水の混合は実際に行われない。
【００１４】
混合装置の制御装置は、特定の所望の比で水を混合するために、温水管から来る水と貯水タンクから来る水とを混合することができる任意の適当な制御装置であり得る。例えば、制御手段は、サーモスタット制御部によって作動される弁を備え得る。入口温度及び出口温度に基づいて制御される電動弁を第１の給水源及び第２の給水源に設けることも可能である。
【００１５】
いわゆる「ホットフィル」キッチンボイラーが既知であることに留意されたい。これらは、冷水管に接続されるのではなく、集中加熱ボイラー又は大型ボイラー等の集中給湯器による供給を受ける温水管に接続される、小型ボイラーである。管損失の問題を解決するためにキッチンボイラーが用いられることを考慮すると、集中給湯器をボイラーに接続する冷めた温水管から来る冷水が最初に装置に流入するため、「ホットフィル」という呼称は実際には不正確である。これには３つの大きな欠点がある。
【００１６】
第１に、これは、水道水の温度を大きく変動させる。結局、これは最初はボイラータンクの温度であるが、冷水がさらに流入するにつれて水道水温度は大幅に低下し、集中給湯器からの温水がキッチンボイラーを通して開栓点に達すると再び上昇する。これに関して、大きな温度変動を少なくとも或る程度まで制限するために、この「ホットフィル」ボイラーの容量を比較的大きくしなければならないことが不利である。また、最後に、このシステムは、エネルギー効率の観点から考えられる限り最悪の解決手段であり、キッチンボイラーの実質的な定常損失に、キッチンボイラーにつながる集中給湯器の温水管の冷却による熱損失が組み合わさる。さらに、集中給湯器は、たとえ少量であっても一定量の水がキッチンで引き出されるときは常に運転状態に切り替わる。さらに、「ホットフィル」ボイラーには、集中加熱ボイラー又は大型ボイラーですでに一定の高温にしばらくの間保たれた水が充填されるという欠点がある。これにより、水が人間の飲用にあまり適さないものになる。本発明を用いれば、貯水タンクに冷水管からの淡冷水が充填されるときの滞留時間が大幅に短くなる。したがって、このような実施の形態からの水は、人間の飲用により適したものになる。
【００１７】
特許文献２には、「ホットフィル」システムの一例が記載されている。この場合、（冷めた）水は、最初に温水管からボイラーを通して供給点に流れる。この水は、所望の温度に達するとすぐに、バイパスを介した三方弁を用いて温水管から温水供給点に即座に送られる。しかしながら、供給された温水の所望の温度が制御されることは言及されておらず、混合装置が設けられていない。
【００１８】
本発明に従って、貯水タンクからの水を所望の温水温度よりも高い温度に加熱し、これを管内で冷めた水と混合することにより、管からの冷めた水の温度を所望の開始温度に上昇させるために必要な貯水タンクからの水の容量が減る。その結果、特にキッチン又は浴室で用いられる場合に有利である、より小型のタンクを提供することが可能である。
【００１９】
好ましくは、タンク温度は、供給すべき水の所望の温度よりも少なくとも１５℃高く、より好ましくは少なくとも２５℃高い。絶対値では、タンク温度は、好ましくは少なくとも９５℃である。
【００２０】
一実施の形態では、タンク温度は、大気圧下の水の沸騰温度よりも高い。
【００２１】
装置は、非常に高温の水、すなわち９５℃よりも熱い水、又は沸騰水用の開栓点に直接接続される第２のタンク出口を備える。すなわち、その場合、タンク温度は大気圧下の水の沸騰温度以上である。
【００２２】
導入部分で説明したように、冷水に加えて、第１の開栓点を介して熱水又は温水を、第２の開栓点を介して非常に高温の水又は沸騰水を、本発明による装置を用いて供給することができるように、このような開栓点は、例えばキッチンに設けられることが有利である。装置は、冷水管及び温水管の両方に接続される。冷水管を用いて、タンクに冷水を充填することができる。さらに、冷水は、温水源から得られて所望の温度よりも高温である水を所望の温度に自動混合装置を用いて冷却するのに用いることができる。好ましくは、この自動装置は第１の混合装置である。
【００２３】
一実施の形態では、貯水タンクは真空断熱される。貯水タンク内の水温が従来のボイラーよりも大幅に高いことにより、比較的大きな熱損失が生じる可能性があるため、本発明による装置ではこれが特に望ましい。
【００２５】
三方弁を含む装置の一実施の形態では、システムは、さらによりエネルギー効率のよいものになる。少量の温水の場合、ユーザは、温水管との接続を冷水管との接続に切り替えることを選択できる。これにより、少量を供給するときにエネルギー効率の観点から望ましくない運転状態に集中給湯器を切り替える必要がないという利点が得られる。これは、例えば時間、量、又は流量に応じて三方弁を切り替える制御手段を用いて自動的に行うこともできる。
【００２６】
原理上、タンク内の水温が大気圧下の沸点よりも高いか低いかは、本発明による装置にとって重要ではない。明らかに、この温度が高いほど、同じ所望の水道水温度を得るためにより多くの冷水が混ぜられ得るため、タンクの容量は減り得る。タンク内の水温が大気圧下の沸点よりも高い実施の形態では、本管における水圧が低下した場合に蒸気圧に起因して水が温水栓から流出できないように、タンクと温水栓との間に沸点カットアウトを組み込むことが望ましい。この沸点カットアウトは、圧力、温度、流れ等に反応し得る。
【００２７】
本発明はさらに、請求項１５及び１６に記載の装置の使用方法に関する。
【００２８】
本発明の別の態様によれば、本発明は、温水管及び／又は冷水管内の水圧が低下した場合に沸騰水が熱水又は温水開栓点から供給されるのを防止する沸点カットアウトが設けられる、熱水、温水、及び／又は沸騰水を供給する装置を提供する。
【００２９】
以下では本発明のいくつかの実施形態を例示して説明するが、これは、考えられ得る全ての変形形態を完全に概説することを意図するものではない。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明による装置の一実施形態を示す図である。
【図２】本発明による装置の代替的な１つの実施形態を示す図である。
【図３】本発明による装置の代替的な別の実施形態を示す図である。
【図４】本発明による装置の代替的な別の実施形態を示す図である。
【図５】本発明による装置の代替的な別の実施形態を示す図である。
【図６】本発明による装置の代替的な別の実施形態を示す図である。
【図７】本発明による装置の代替的な別の実施形態を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００３１】
図１は、装置の一例を示す。図１は、水を一定のタンク温度に保つ貯水タンク２を示す。淡水を貯水タンク２に入れることができるようにするために、淡水用の入口点３が設けられる。タンク２内では、冷水管１から入口点３を介して入った冷水が、好ましくは電気加熱式の要素４によって大気圧下の水の沸点よりも高い温度に加熱される。通常、貯水タンク内の水をタンク温度に加熱することができる、好ましくは電気加熱式の要素が、この目的で設けられる。温度センサ５を有するサーモスタット制御部又は他の制御手段が、貯水タンク内の水をタンク温度に保つために設けられ得る。
【００３２】
タンク温度は、好ましくは８５℃よりも高く、より好ましくは９５℃よりも高い。制御可能な弁１１が、集中給湯器（図示せず）につながる温水管９への接続部の上流で貯水タンク２の出口ラインに配置される。制御可能な弁１０が、温水管９に配置される。混合装置の下流で、温水管９は温水栓１３につながる。温水管９で測定された水温に基づいて制御可能な弁１０、１１を作動させるために、制御装置１２が設けられる。
【００３３】
温水栓１３を用いて水栓出口１５から水が吐出されるとき、冷水管１からの冷水が同時にタンク２に流入する。制御装置１２は、制御装置１２で設定された温度、例えば５０〜７０℃、好ましくは６０℃が得られるように、制御可能な弁１０及び１１を用いて、集中給湯器（図示せず）につながる温水管９からの大部分が冷めている水を貯水タンク２からの温水と混合する。この設定温度は、実際には、集中給湯器で設定された温度に対応することが好ましい。この温水は、所望の温度の水が出口１５で吐出されるように、水栓１４を介して供給される冷水とその後再度混合され得る。水栓１３及び１４は、実際には、混合水栓、例えばサーモスタット水栓を形成する場合が多い。
【００３４】
混合装置（１０、１１、１２）は、必要であれば、水道本管内の水圧が低下した場合に沸点カットアウトとしての役割も果たし得る。この目的で、温水管９において水圧が低下した場合は弁１１が閉じられるため、水栓１３を開いたときにタンクからの温水が水栓１３から流出できない。さらに、逆止弁１６の形態の逆流保護部が、冷水管内の圧力が低下した場合の沸点カットアウトとしての役割を果たす。
【００３５】
図２、図４〜図７は、本発明による装置の実施形態を示す。同じ部分は、同一の参照符号で示す。
【００３６】
図２は、貯水タンク２に温水又は沸騰水用の遮断弁７がさらに設けられる実施形態を示し、遮断弁７を用いて、（非常に）高温の水又は沸騰水用の開栓点を介して非常に高温の水又は沸騰水用の出口８から水を供給することができる。沸騰水を供給するためには、タンク温度は、大気圧下の水の沸点よりも高くなければならない。温水は、この場合、活性炭フィルタ６を用いて浄化され得る。装置にはさらに、複数の逆流保護ユニット１６、１８、１９及び圧力除去機構１７が設けられる。逆流保護ユニット１６及び１９は、加熱による膨張の結果として冷水管又は温水管それぞれに水が逆流しないことを確実にする。逆流保護ユニット１８は、温水又は沸騰水が遮断弁７を介して吐出されるときにタンク１の上部から水が入るのを防止する。
【００３７】
図２は、感圧沸点カットアウト２０も示しており、これは、冷水管１内に圧力がないまま温水栓１３を開いたときに、温水又は熱水用の開栓点を経て出口１５から沸騰水が流出するという不都合を防止する。この流出は、タンク２が大気圧下の沸点よりも高い温度に加熱されるときに生じる蒸気圧に起因して生じる。感圧沸点カットアウトは、システム内の圧力が所定の値よりも低下すると閉じる弁である。この値は、タンク２内の水の蒸気圧、すなわち１００ｋＰａ〜２００ｋＰａ（絶対圧）から冷水管内に通常存在する水圧である約３００ｋＰａ〜約４００ｋＰａ（絶対圧）までの値でなければならない。沸点カットアウトが温度、流れ等に反応する実施形態も、同様に可能である。
【００３８】
図３は、タンク２に冷水ではなく温水管９からの水が充填される実施形態を示す。この場合も、制御装置１２は、制御可能な弁１０及び１１を開閉することによって正確な水道水温度を確保する。逆流保護ユニット１８は、熱水又は沸騰水８が引き出されるときに、タンクの上部に温水が流入するという不都合を防止する。
【００３９】
図４は、感温制御装置１２が、制御可能な弁１０を用いて温水管９からの水の供給を制御すると共に制御可能な弁１１を用いてタンク２からの水の供給を制御する実施形態を示す。この実施形態は、制御可能な弁２１を介した温水用の遮断弁１３と冷水管１との間の付加的な接続部を有する。この弁も制御装置１２に接続される結果として、温水栓１３を介して冷水の温度からタンク２の温度までの任意の所望の温度の水を得ることができる。その結果、制御装置の所望の開始温度を集中給湯器の開始温度よりも低く設定することができる。混合装置（１０、１１、１２、２１）は、冷水管１内の圧力が低下した場合に沸点カットアウトとしての役割も果たすことができる。
【００４０】
図５は、制御装置１２が、温水栓１３を介して温水が吐出されるときに水温が高くなりすぎている場合に付加的な弁２３が遮断されることをさらに確実にする実施形態を示す。
【００４１】
図６は、温水管９又は冷水管１から制御可能な弁１０に水を供給することを可能にする実施形態を示す。これらの給水管の切り替えは、三方弁２４によって実行される。その結果、本発明による装置及び集中給湯器が合わせて用いるエネルギーが、他の実施形態よりも実質的に少なくなる。温水栓１３を介して高温水道水がほとんど必要とされない場合、温水管９に接続される外部の集中給湯器を搭載しないことが賢明である。三方弁２４は、ユーザが手動で所望の位置に設定してもよいが、制御装置１２又はさらなる自動作動ユニットを用いて作動させることもできる。
【００４２】
図７は、２つの異なる位置で温水開栓点１５の高温水道水温度を測定して所望の使用温度に達するまで温度を調整する２つの感温制御ユニット２６、１２を備える実施形態を示す。３つの制御可能な弁１０、１１、２１が、３つの供給水、すなわち温水管９からの供給水、タンク２からの供給温水又は沸騰水、及び冷水管１からの供給水が正確に混合されることを確実にする。感圧センサ２５が、冷水管１内の圧力が低下したときに遮断弁２３が温水開栓点１５への供給を遮断することを確実にする。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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