(57)【要約】  【課題】      給湯装置に供給する水の圧力を抑えて、減圧弁によって無駄に浪費するエネルギーを少なくしながら、給湯装置の二次側においては低下した水圧を昇圧することができる給湯システムを提供すること。  【解決手段】  減圧弁１１を介して給水管３ａ’から供給される水を加熱して給湯管７ａ’に湯を供給する給湯装置１０と、前記減圧弁１１の上流側の給水管３ａ，３ａ’に配置されて水の流体エネルギーを機械エネルギーに変換する水車１３と、前記給湯管７ａ’，７ａに配置され前記機械エネルギーを用いて給湯を昇圧する羽根車１４とを有し、この昇圧された湯を給湯管７ｂによって湯使用器具１６に供給するように構成してある。  【選択図】    図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
減圧弁を介して給水管から供給される水を加熱して給湯管に湯を供給する給湯装置と、
前記減圧弁の上流側の給水管に配置されて水の流体エネルギーを機械エネルギーに変換する水車と、
前記給湯管に配置され前記機械エネルギーを用いて給湯の昇圧を行う羽根車とを有し、
この昇圧された湯を給湯管によって湯使用器具に供給するように構成してあることを特徴とする給湯システム。
【請求項２】
前記給湯装置が電気温水器である請求項１に記載の給湯システム。
【請求項３】
前記湯使用器具が湯水混合栓である請求項１または２に記載の給湯システム。
【請求項４】
前記湯使用器具がシャワーヘッドを備える請求項１〜３の何れかに記載の給湯システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば電気温水器などの給湯装置を備えた給湯システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、全電化住宅の普及とともに、給湯装置として電気温水器を利用する給湯システムが増えてきている。この電気温水器は電気を熱に変換する熱源または熱媒体の流れを電気的に形成して熱を供給する熱源を備えた貯湯槽を有するものであり、小型ボイラーに分類される。そして、労働安全衛生法ではこのような小型ボイラーに対して供給する水の圧力が２０．４ｍＨ2 Ｏ（２００ｋＰａ）未満であることが義務づけられているが、通常の住戸に給水する水圧は近年高くなっており、例えば２５．５ｍＨ2 Ｏ（２５０ｋＰａ）程度に設定されることがある。
【０００３】
このため、一般的に電気温水器には、保護装置として給水水圧を例えば１９．４ｍＨ2 Ｏ（１９０ｋＰａ）程度（すなわち２０．４ｍＨ2 Ｏより低い水圧）に抑えるための減圧弁が組み込まれているか、あるいは、この減圧弁をセットにして外部に取り付けるように構成されている。しかしながら、前記減圧弁によって電気温水器に供給する水の圧力が１９．４ｍＨ2 Ｏ程度に抑えられることにより、出口側の給湯水圧は減圧弁の二次側の水圧よりさらに低く、電気温水器の個体差による影響もあるが、例えば１７．４〜１６．３ｍＨ2 Ｏ（１７０〜１６０ｋＰａ）程度にならざるを得なかった。
【０００４】
ところで、電気温水器から供給される湯は、給湯管を介してユニットバスを含む浴室、洗面所、台所など住戸の各部の湯使用器具に供給される。そして、例えば浴室の大多数には、供給される湯と水を混合する湯水混合栓や混合によって温度調整された温水を吐水するシャワーヘッドを備えた湯水混合式のシャワーカランが設置されている。また、近年のシャワーカランには、デザイン性を重視したものや、水圧によるマッサージを行うといった付加的な機能を有するものなど、多様な器具が用いられている。
【特許文献１】実開昭５６−７４８９２号明細書および図面
【特許文献２】特開平４−２９５５４０号公報
【特許文献３】特開平７−１５８９６３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところが、給湯管内の水圧が低い場合には、湯使用器具において期待されている機能が十分に発揮できないことがあった。例えば、前記特殊な性能を有するシャワーカランの中は圧損抵抗が大きいものがあり、十分な給湯圧力が得られない場合に吐水する温水の水圧が十分でないためにマッサージなどの性能を十分に発揮できない場合があり、快適感が得られないなどの問題が生じることがあった。
【０００６】
また、供給される水と湯の水圧に大きな差があると、湯水混合栓を用いた温度調整が困難になったり、温度調節した温水の水圧が著しく低下するという問題が生じることがあった。つまり、湯の水圧が低い場合には、所望温度の温水を得るために水側の弁をできるだけ絞るように調節する必要があるが、この調節が微妙なものとなって操作性が悪くなるだけでなく、水側の弁をほとんど閉じているので、得られる温水の水圧が湯の水圧とほぼ同じ程度になってしまうという問題があった。
【０００７】
とりわけ、浴室と台所の両方で湯を吐出している場合などには、湯水混合栓に供給される湯の水圧が著しく低下して温度調整の設定どおりにならず、吐水される温水の温度が低下するといった問題が生じることもあった。その他にも、食器洗浄機などの機器の中にも供給される湯にある程度の水圧を必要とするものがあり、これに供給される湯の水圧が十分でないことによって動作不良を起こすなどの不都合が生じることも考えられる。
【０００８】
特許文献１にはモータを用いて羽根車に動力を与えることにより、水を強制的に循環させる構成が示されているが、モータと羽根車を用いて配管内の水に水圧をかけるためには、羽根車を回転させるための電力をモータに供給する必要があった。また、湯水混合栓などに供給される湯の流量は一定でないので、前記モータと羽根車を用いて湯水混合栓などに供給される湯に所定の水圧をかけるためにはモータの回転数を湯の流量に合わせて制御して、その水圧を所定値に制御する必要があり、その制御装置の構造が複雑になることは避けられなかった。
【０００９】
本発明は上述の事柄を考慮に入れてなされたものであって、その目的は、給湯装置に供給する水の圧力を抑えて、減圧弁によって無駄に浪費するエネルギーを少なくしながら、給湯装置の二次側においては低下した水圧を昇圧することができる給湯システムを提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するために、請求項１に記載の給湯システムは、減圧弁を介して給水管から供給される水を加熱して給湯管に湯を供給する給湯装置と、前記減圧弁の上流側の給水管に配置されて水の流体エネルギーを機械エネルギーに変換する水車と、前記給湯管に配置され前記機械エネルギーを用いて給湯の昇圧を行う羽根車とを有し、この昇圧された湯を給湯管によって湯使用器具に供給するように構成してあることを特徴としている。減圧弁は給湯装置に内蔵されるものであっても、水を加熱する機能を有する給湯装置の上流側に別途取り付けられるものであってもよい。
【００１１】
なお、前記水車と羽根車は同軸上に配置することが望ましく、さらに、水車に生じるスラスト方向の力と羽根車に生じるスラスト方向の力が互いに打ち消しあうようにすることが望ましい。
【００１２】
加えて、水車と羽根車を流れる水（湯）の流量を同じとするように、水車から羽根車までの給水管および給湯管には分岐を設けないようにすることが望ましい。他方、前記水車から羽根車までの給水管または給湯管に分岐を設ける場合には、水車から得られる動力を羽根車に伝達する部分に設けられた回転数調節手段と、羽根車より下流側の水圧が所定値以上であるときに動力伝達を抑えるように前記回転数調節手段を制御する制御部とを備えた回転数自動調節部を有することが望ましい。
【００１３】
前記給湯装置が電気温水器であってもよい（請求項２）。
【００１４】
前記湯使用器具が湯水混合栓であってもよい（請求項３）。
【００１５】
前記湯使用器具がシャワーヘッドを備えていてもよい（請求項４）。前記シャワーヘッドは水圧を用いてマッサージを行うなどの特殊機能を有するものを用いることができる。
【発明の効果】
【００１６】
請求項１に記載の給湯システムは、減圧弁の上流側の給水管において水車を用いて動力を回収するので、減圧弁の上流側における水圧を低下させることができる。前記減圧弁は小型圧力容器でない密閉型の貯湯槽と、この貯湯槽内の水に熱を供給する熱源とを備えた小型ボイラーには、これに供給できる最大水圧が労働安全衛生施行令によって定められているゆえに取り付ける必要がある。つまり、減圧弁は小型ボイラーに相当する給湯装置を保護するものである。本発明の給湯システムでは、減圧弁の上流側において水の流体エネルギーを機械エネルギーに変換する水車を用いて動力を回収することにより、前記減圧弁によって無駄に浪費する流体エネルギーを少なくし、さらに、この回収された動力を用いて羽根車を駆動することにより、給湯の昇圧を行うことができる。
【００１７】
したがって、外部からモータなどを用いて動力を与えることなく、給湯装置の上流側において回収した動力を有効に活用して給湯管内の水圧を上げることができる。また、給湯装置の上流側の給水管と下流側の給湯管は連通する一つの流路を構成するから、給湯装置の下流側の給湯管を用いて湯を流すときには、給湯装置の上流側の給水管においても必ず水の流れが発生する。したがって、給湯管内の水圧を上昇させるのに必要十分な動力を給湯装置の上流側に位置する給水管内の水の流れから回収することができる。
【００１８】
とりわけ、水車から羽根車までの水まはた湯の流路に分岐部を設けないことにより、水車に流れる水の流量と羽根車に流れる湯の流量を常に同じにすることができる。したがって、給湯管内の水圧を安定させるために複雑な制御が一切不要であり、その構成を可及的に簡略化することができる。
【００１９】
なお、前記水車と羽根車を同軸上に配置することにより、水車と羽根車の間の機械的な損失を最小限に抑えることができる。この場合、水車の形状と羽根車の形状（大きさなど）を調整することにより、前記水車と羽根車の性能を適正に定めることができる。また、水車に生じるスラスト方向の力と羽根車に生じるスラスト方向の力が互いに打ち消しあうようにすることにより、水車および羽根車の軸心に不必要な力がかからないようにすることができ、それだけ、各部の寿命を引き延ばすことができる。
【００２０】
一方、前記水車から羽根車までの給水管または給湯管に分岐流路を設ける場合には、水車から得られる動力を羽根車に伝達する部分に回転数調節手段を設け、羽根車より下流側の水圧が所定値（例えば水車より上流側の水圧）以上であるときに動力伝達を抑えるように前記回転数調節手段を制御する制御部を備えることにより、羽根車側を取り付けた給湯管に湯の流れがない状態において、水車が給湯装置の上流側における抵抗となることを防止できる。また、水車から羽根車までの間に分岐流路を設ける場合には、分岐流路に水または湯が流れる場合にも、この分岐流路側の流れに応じて羽根車の回転数が上がるので、羽根車が取り付けられた給湯管内の水圧をさらに昇圧することができる。
【００２１】
前記給湯装置が電気温水器である場合（請求項２）には、給湯水圧の上限が低い電気温水器を用いても給湯管内の水圧を高く保つことができるので、電気温水器を用いることによる利点に加えて給湯の水圧が高いので、より快適な給湯システムを構築することができる。
【００２２】
前記湯使用器具が湯水混合栓である場合（請求項３）には、湯水混合栓に供給する水と湯の水圧を同程度にすることができるので、湯水混合栓の温度調整弁の開度による水と湯の流量の調整を的確に行うことができ、混合された温水の温度調整を行い易くなる。つまり、使用者は湯水混合栓を扱いやすくなる。また、湯と水の水圧が同程度であることにより、温水の温度に係わりなく温水の水圧を高く保つことができる。したがって、内部の圧損が大きい湯使用器具であっても、これを使用することが可能であるから、浴室、台所、洗面所など、湯使用器具を用いた空間の設計に自由度が増し加えることができる。
【００２３】
前記湯使用器具がシャワーヘッドを備える場合（請求項４）には、十分な水圧をシャワーヘッドにかけることができるので、特に高い圧力を必要としているマッサージ機能などの特殊な機能を備えたシャワーヘッドの性能を十分に発揮させることができる。つまり、水圧が低いことによる使用可能なシャワーヘッドの制限がないので、浴室や洗面所などの設計に自由度が増し加わる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
図１は本発明の第１実施例にかかる給湯システム１の全体構成を示す図である。図１において、２はマンションなどの集合住宅における主給水管、３はこの主給水管２から分岐する給水管、４は主給水管２から供給する水の圧力を例えば２５．５１ｍＨ2 Ｏ（２５０ｋＰａ）に調整して前記給水管３に供給するための減圧弁、５は水道メータである。なお、以下の説明において単に給水管３という場合は、各戸内の分岐部６において、幾つかに分岐された給水管３ａ（３ａ’），３ｂ…を含む。また、７は給湯管であり、この給湯管７は後述の給湯装置からの給湯管７ａ（７ａ’）と、分岐点８において分岐された給湯管７ｂ，７ｃ…を有する。
【００２５】
１０は小型圧力容器でない密閉型の貯湯槽１０ａと、この貯湯槽１０ａ内の水に電力を用いて熱を供給する熱源（図示していない）とを備えた電気温水器などの給湯装置であり、１１はこの電気温水器１０に内蔵された減圧弁である。そして、この電気温水器１０は減圧弁１１を介して給水管３から供給される水を、電力によって加熱して給湯管７に湯を供給する。以下の実施例では給湯装置の一例として電気温水器１０を挙げて説明するが、本発明における給湯装置は、ガスや灯油などを用いて給湯するものであっても太陽熱を利用して給湯するものであってもよい。
【００２６】
電気温水器１０は小型ボイラーに分類されており、この小型ボイラーに供給できる最大水圧は、現状の労働安全衛生施行令によって２０．４１ｍＨ2 Ｏより低く設定することが定められている。したがって、前記減圧弁１１は例えば、前記貯湯槽１０ａに供給する水圧を１９．３９ｍＨ2 Ｏ（１９０ｋＰａ）に抑えるように設定されている。
【００２７】
１２は給水管３ａから電気温水器１０に供給される水および電気温水器１０から給湯管７ａに供給される湯の水圧を調節する水圧調節ユニットである。この水圧調節ユニット１２は前記減圧弁１１の直上流側に位置する給水管３ａ’に配置されて管内の水の流体エネルギーを機械エネルギーに変換する水車１３と、電気温水器１０の直下流側の給湯管７ａ’に配置され前記機械エネルギーを用いて給湯を昇圧する羽根車１４とを備えてなる。
【００２８】
１５はユニットバスであり、１６はこのユニットバス１５に設けた湯使用器具の一例であって水および湯を適宜混合して所望温度の温水を生成する湯水混合栓である。また、本実施例の湯水混合栓１６は混合された温水を吐水するシャワーヘッド１７を備えてなる湯水混合式シャワーカラン（以下、湯水混合栓をシャワーカラン１６という）である。前記シャワーカラン１６は、ユニットバス１５に接続された給水管３ｂおよび給湯管７ｂを介して供給される湯と水を混合するものであるから、給水管３ｂおよび給湯管７ｂを用いて供給される湯および水の水圧が温度調整の操作性に大きく影響する。
【００２９】
また、前記シャワーヘッド１７は、温水を単に散水するだけでなく、温水の水圧を利用してマッサージをするなどの付加的な機能を備えたものである。
【００３０】
他方、前記給水管３ｃおよび給湯管７ｃは台所や洗面所など、家屋の各部に湯および水を供給するように配設される。そして、台所や洗面所などにも多くの場合、湯水混合栓などの湯利用器具（図外）が用いられており、これらの湯利用器具にも給湯管７ｃ内の湯に高い水圧を必要とするものがある。
【００３１】
図２は前記水圧調節ユニット１２の構成を説明する図である。図２において、２０は前記水車１３および羽根車１４を収納するケース、２１は水車１３と羽根車１４を連結する回転軸、２２は前記給水管３ａ，３ａ’に連通連結される給水側連通流路、２３は前記給湯管７ａ，７ａ’に連通連結される給湯側連通流路、２４は前記回転軸２１を回動自在に支持するとともに前記両連通流路２２，２３間の水密を保つことができるように構成された軸受け部である。
【００３２】
すなわち、給水管３ａから給水側連通流路２２に流入する水が水車１３に回転力を与えて減圧して給水管３ａ’から吐水するように構成されている。また、給湯管７ａ’から給湯側連通流路２３に流入する湯を羽根車１４の回転によって加圧して給湯管７ａから吐水するように構成されている。
【００３３】
前記水車１３と羽根車１４の形状は、例えば２次側開放状態の水車１３を用いてある機械エネルギーを得るために水車１３に供給する水の流量よりも、その同じ機械エネルギーを与えて２次側開放状態の羽根車１４を駆動したときに羽根車１４から吐出される湯の流量を幾らか多くするようにすることが望ましく、本実施例では、例えば水車１３よりも羽根車１４を幾らか大きく形成してある。これは、図１に示すように、前記水車１３および羽根車１４が配置される給水管３ａおよび給湯管７ａが、電気温水器１０を介するものの連続した１本の配管であり、その間に分岐流路がないゆえに、この給水管３ａおよび給湯管７ａを流れる水および湯の流量が常に同じとなることを利用する構成である。
【００３４】
つまり、上記のように構成させた水車１３と羽根車１４を用いることにより、給湯管７ａに、ある流量の湯を流す場合には、給水管３ａにも同じ流量の水が流れることになり、この水の流れによって生じる流体エネルギーが水車１３によって機械エネルギーに変換され、この機械エネルギーを用いて羽根車１４が回動するので、給湯管７ａ内により多くの湯を流そうとする力が作用する。このとき、羽根車１４を回転させるためのモータなどの別途駆動手段を何も必要としておらず、省エネルギーである。また、水車１３と羽根車１４が回転軸２１によって直結されているので、この間の損失を最小にする。
【００３５】
したがって、従来は減圧弁１１によって捨てられていた給水管３ａ内を流れる水の流体エネルギーを有効に活用して、機械エネルギーに変換することにより、羽根車１４より下流側の給湯管７ａにおいて水圧を適度に上昇させることができる。このとき、水車１３および羽根車１４が配置される各配管３ａ，７ａに流れる流量がいつも同じであるから、羽根車１４は給湯管７ａ内の湯を昇圧するのに必要十分な機械エネルギーを水車１３から得ることができ、複雑な制御が一切不要であるから、その構成を簡素にしてその製造コストを削減することができる。
【００３６】
具体的な数値を挙げると、給水管３ａ内の水圧が例えば２５．５ｍＨ2 Ｏ（２５０ｋＰａ）に設定する場合に、給水管３ａ’内における水圧を２０．４ｍＨ2 Ｏ（２００ｋＰａ）程度に落とすように、水圧調節ユニット１２を調整する。これによって、減圧弁１１によって落とす水圧を１ｍＨ2 Ｏ（１０ｋＰａ）程度に抑えることができる。また、水車１３は水の流れに含まれる水圧５．１ｍＨ2 Ｏ（５０ｋＰａ）分の流体エネルギーを機械エネルギーに変換するように調整されており、この機械エネルギーを回転軸２１を介して羽根車１４に伝達することになる。
【００３７】
一方、給湯管７ａ’内の湯の水圧は電気温水器１０の流路抵抗などによって減圧弁１１の二次側圧力１９．３９ｍＨ2 Ｏよりさらに低下し、例えば１７．４〜１６．３ｍＨ2 Ｏ（１７０〜１６０ｋＰａ）程度に落ちる（この水圧には電気温水器１０の個体差がある）が、羽根車１４において前記機械エネルギーを流体エネルギーに変換するので、羽根車１４より下流側の給湯管７ａ内の湯を昇圧させることができる。
【００３８】
つまり、水車１３によって給水管３ａ内の水の流れから回収した流体エネルギーに水圧調節ユニット１２（特に水車１３と羽根車１４）の効率をかけた流体エネルギーが給湯管７ａ内の湯に加わるので、この湯の水圧を引き上げることができる。具体的な数値を挙げると、水圧調節ユニット１２の効率が仮に１００％であったとすると、水車１３によって回収した水圧５．１ｍＨ2 Ｏ分の流体エネルギーが給湯管７ａ内の湯に加わるので、その水圧を５．１ｍＨ2 Ｏ引き上げることができる。
【００３９】
したがって、給湯管７ｂを介して前記シャワーカラン１６に供給される湯を昇圧することにより、給水管３ｂを介して供給される水と同程度の圧力にすることができるので、シャワーカラン１６はその温度調整弁の開度に応じた温度制御をより的確に行うことができる。この温度調整弁の調整を手動で行う場合にも操作性が良くなり、使用者はシャワーヘッド１７から吐水する温水の温度を容易に調整することができる。
【００４０】
加えて、湯の供給水圧が高いので、シャワーヘッド１７に供給する温水の水圧も十分に高くすることができる。つまり、シャワーヘッド１７はこれが持っている能力を十分に発揮して、例えば、水圧を利用したマッサージなどを行うことができる。したがって、利用者は快適感を得ることができる。なお、前記電気温水器１０が給湯する湯の温度を所定温度の温水となるように設定できるものである場合には、湯水混合栓１６を用いずに給湯管７から供給される湯をシャワーヘッド１７から散水するように構成してあってもよいことはいうまでもない。
【００４１】
上述の例に示すように、前記水圧調節ユニット１２を電気温水器１０にセットにして設け、電気温水器１０に給水される全ての水を水圧調節ユニット１２に供給してその水圧を下げると共に、電気温水器１０から供給される全ての湯を水圧調節ユニット１２に供給して昇圧することができる。したがって、各戸内のすべての部分に供給される湯を昇圧することができ、快適感を増し加えることができ、また、その施工も容易である。しかしながら、本発明の給湯システムは水圧調節ユニット１２と電気温水器１０をセットにすることに限定されるものではないことはいうまでもない。
【００４２】
図３は給湯システムの第２実施例を示す図であって、図３に示す給湯システム３０が図１に示す給湯システム１と異なる点は、前記水圧調節ユニット１２をユニットバス１５にセットにして設けてある点にある。また、電気温水器１０はその給水管３ａ’に減圧弁１１を備えている。つまり、本発明において減圧弁１１が電気温水器１０に組み込まれているか別体になっているかは重要なことではない。
【００４３】
図３に示すユニットバス１５は前記給水管３を連通連結する給水口３１と、ユニットバス１５以外の部分に給湯するための給湯管７ｃを連通連結する給湯口３２と、給湯装置１０に水を送り出すための給水管３ａ’を連通連結する給湯器送り口３３と、給湯装置１０によって給湯した湯を戻すだめの給湯管７ａ’を連通連結する給湯器戻り口３４とを設けている。また、給水管３には例えば前記給水口３１の上流側と下流側にそれぞれ分岐部６Ａ，６Ｂを設けており、給湯管７には給湯口３２より上流側のユニットバス１５内において分岐部８Ａを設けて、ユニットバス１５の外側の各部に給湯を行えるようにしている。
【００４４】
前記第２実施例のように構成することにより、給湯側に特に高い水圧を必要とするシャワーカラン１６を備えたユニットバス１５に、水圧調節機能を持たせることができる。つまり、前記給湯器送り口３３と給湯器戻り口３４に電気温水器１０などの給湯装置を接続することにより、減圧弁１１に送る水の圧力を下げて、減圧弁１１によって浪費する流体エネルギーを少なくすることができると共に、電気温水器１０から供給される湯を昇圧することができるので、ユニットバス１５の性能を最大限に引き出すことができる。加えて、給湯口３２に接続された給湯管７ｃを介して高い水圧の湯を台所や洗面所などに供給することができる。
【００４５】
なお、水圧調節ユニット１２を用いない場合には給湯器送り口３３と給湯器戻り口３４を封鎖して、前記給水口３１および給湯口３２に水および湯を供給するための給水管３および給湯管７を接続することも可能である。
【００４６】
図４は給湯システムの第３実施例を示す図であって、図４に示す給湯システム４０が図３に示す給湯システム３０と異なる点は、電気温水器１０と羽根車１４との間の給湯管７ａ’に給湯管７ｃを接続するための分岐部８Ｂを設けてある点にある。また、図５は前記給湯システム４０の水圧調節ユニット１２’の構成を示す図である。
【００４７】
前記水圧調節ユニット１２’は水車１３と羽根車１４の間に回転数調節手段４１を備えてなり、４２は前記羽根車１４の下流側の給湯管７ａにおける水圧を測定する圧力センサ、４３は圧力センサ４２によって測定される圧力が所定の圧力以下になるように前記回転数調節手段４１を制御する制御部である。なお、前記回転数調節手段４１は例えばクラッチであることが考えられるが無段階変速装置などの変速機を組み合わせたものであってもよい。また、前記回転数調節手段４１と圧力センサ４２と制御部４３は、前記水圧調節ユニット１２’における回転数自動調節部４４を構成するものである。
【００４８】
第３実施例のように構成された給湯システム４０では、水車１３から羽根車１４までの流路中に分岐部８Ｂが形成されているので、給湯管７ｃに湯が流れる場合には、羽根車１４を流れる湯の流量よりも水車１３を流れる水の流量の方が多くなり、それだけ水車１３に流れる水の流体エネルギーが大きくなる。そして、羽根車１４に伝達できる機械エネルギーが大きくなり、給湯管７ａに供給される湯を昇圧することができる。
【００４９】
つまり、通常の給湯システムではユニットバス１５の上流側において分岐する給湯管７ｃを用いて台所や洗面所に給湯を行うとユニットバス１５内の湯の水圧が極端に低下することがあるが、本発明の給湯システム４０では給湯管７ａ内の水圧の低下を確実に防止できる。むしろ、台所や洗面所への給湯を行うときには給湯管７ａ内の水圧をさらに昇圧することも可能であり、例えば本実施例における水側の水圧と同じ２５．５１ｍＨ2 Ｏ（２５０ｋＰａ）まで上げることもできる。
【００５０】
また、水車１３と羽根車１４の間に回転数調節手段４１を備えており、制御部４３が給湯管７ａにおける水圧を所定の圧力以下になるように自動調節するように、回転数自動調節部４４が形成されているので、羽根車１４が大きな負荷となって水車１３の回転が抑制され、この水車１３が給水管３ａ，３ａ’間の流路抵抗を無駄に増加させることを防止できる。つまり、給湯管７ｂを流れる湯の流量が給湯管７ｃを流れる湯の流量に比べて著しく少ない場合にも、給水管３ａ’を流れる水の圧力が大幅に低下することがない。
【００５１】
いずれの場合においても、羽根車１４は水車１３によって給水管３ａ内の水の流体エネルギーから採取した機械エネルギーを用いて、給湯管７ａ内の湯の水圧を引き上げているので、外部からモータなどによって機械エネルギーを与える必要がない。つまり、それだけ、省エネルギーであると共に、水圧調節ユニット１２’の構成を簡素にすることができる。
【００５２】
しかしながら、本実施例のように圧力センサ４２や制御部４３を設ける場合には、図５における回転軸２１に補助的に回転力を供給するためのモータなどを設けて、水車１３によって得られる回転力に加えて幾らかの回転力を与えることにより、給湯管７ａ内の湯の水圧をさらに昇圧するように構成してもよいことはいうまでもない。
【００５３】
上述の各実施例では、一例として水圧調節ユニット１２，１２’の一次側の水圧（つまり、給水管３内の水圧）が２５０ｋＰａに設定してある例を示しているが、本発明はこの水圧に限定されるものではない。本願発明の給湯システム１，３０，４０は、給湯装置１０のように小型圧力容器でない密閉型の貯湯槽１０ａを有するものなど、給水圧力の上限が定められているものに、この給水圧力以上の任意の水圧で水を供給する給湯システムであれば、すべてに適用できる。
【００５４】
つまり、給水圧力の上限が定められている給湯装置１０には、給湯装置１０の保護用の減圧弁１１が設けられており、この減圧弁１１によって水の流体エネルギーを浪費するが、本発明の給湯システム１，３０，４０はこの減圧弁１１の上流側で十分に減圧することにより、従来浪費していた水の流体エネルギーを有効活用して給湯装置１０からの供給される湯を昇圧することができる。なお、水圧調節ユニット１２，１２’による減圧が十分である場合には、前記減圧弁１１を省略して、水圧調節ユニット１２，１２’によって給水管３ａ’内の水圧を労働安全衛生法で定められた水圧以下になるように調整することも可能である。
【図面の簡単な説明】
【００５５】
【図１】本発明に係る給湯システムの第１実施例を示す図である。
【図２】前記給湯システムに用いられる水圧調節ユニットの構成を示す図である。
【図３】本発明に係る給湯システムの第２実施例を示す図である。
【図４】本発明に係る給湯システムの第３実施例を示す図である。
【図５】前記給湯システムに用いられる水圧調節ユニットの構成を示す図である。
【符号の説明】
【００５６】
１，３０，４０  給湯システム
３ａ，３ａ’…  給水管
７ａ，７ａ’…  給湯管
１０            給湯装置（電気温水器）
１１            減圧弁
１３            水車
１４            羽根車
１６            湯使用器具（湯水混合栓）
１７            シャワーヘッド
【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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