(57)【要約】  【課題】  給湯システムの使用を長時間中断した後に使用する場合、冷めていない湯の出湯をすぐに行うことができ、またこのような状態の維持を少ないエネルギーで行うことが可能である給湯システムを提供する  【解決手段】  本発明の給湯システム１は、所定の温度の湯を発生させる給湯器１１と出湯部１２との間に二重管部２０が設けられた給湯配管１６を有している。二重管部２０には内側流路２２ａと外側流路２１ａが形成され、温風発生部３６で発生する温風を外側流路２１ａに流して、内側流路２２ａ内の湯を加熱又は保温する。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定の温度の湯を発生させる給湯器と、前記湯の排出を行う出湯部と、給湯器と出湯部とをつなぐ給湯配管と、温風の発生の可能な温風発生部とを有し、前記給湯配管には内管と外管とを有する二重管部が設けられ、二重管部の内管の内側には前記湯が流れる内側流路が形成され、二重管部の外管と内管との間には外側流路が形成されており、温風発生部で発生した温風を外側流路に流すことによって内側流路内の湯を加熱又は保温することが可能であることを特徴とする給湯システム。
【請求項２】
外側流路と温風発生部を含む温風循環路が形成され、温風発生部で発生した温風を循環させることを特徴とする請求項１に記載の給湯システム。
【請求項３】
二重管部の内管の外側には、外管と内管との間に空隙を形成する空隙形成手段が設けられていることを特徴とする請求項１又は２に記載の給湯システム。
【請求項４】
二重管部の外管と内管との間には線状体を有し、前記線状体は螺旋状となるように配置されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の給湯システム。
【請求項５】
二重管部の外管の外部には、断熱部材が設けられていることを特徴とする請求項１〜４のいず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、給湯器などで発生した湯をカランなどの出湯部から排出するものであり、特に、所望の温度の湯がすばやく出湯することが可能な給湯システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、給湯器など供給される湯を、カランなどの出湯部から出湯する給湯システムが用いられている。そして、このような給湯システムは、湯を供給するための部分と、湯を用いる場所に設けられるカランとの間は、給湯配管によって接続されている。
【０００３】
そして、通常閉状態となっているカランを開状態にすると、給湯器側で発生した湯が給湯配管を通って、カランから出湯される。
カランを開状態にした直後は、まず、給湯配管内の湯が最初に出るが、この給湯配管内の湯は、時間経過と共に外部へ放熱して温度が低下する。そのため、給湯システムの使用を長時間中断した後に出湯する場合には、最初に、給湯配管内の冷めた湯が出湯され、所望の温度の湯が出湯されるまで時間がかかってしまう。また、給湯配管内の冷めた湯は利用されず、捨て水とされることがある。
【０００４】
このため、給湯システムの使用を長時間中断した後に出湯する場合でも、冷めていない湯を出湯することができる、いわゆる即出湯の給湯システムが、特許文献１などに開示されている。
【特許文献１】特開昭６１−８９４４２号公報
【０００５】
特許文献１に記載の給湯システムは、給湯配管にはポンプによって内部の湯を循環することができる循環路が設けられており、カランは循環路の近傍に設けられている。そして、循環路内の湯を所望の温度に保つようにして、カランを開状態にした時、すぐに循環路内の湯を出湯させることができる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１などに記載されている従来の給湯システムでは、循環路内の湯を常に循環させて所定の温度に維持することが必要であるので、多くのエネルギーを必要とするものであった。
すなわち、カラン側から給湯器側へ戻る配管を設ける必要があり、循環路が設けられていない給湯システムに比べて、給湯配管が長くなりやすく、給湯配管からの放熱が大きくなりやすい。また、ポンプを常に作動させるため、このポンプを常に作動させる電力などが必要である。
【０００７】
また、特許文献１などに記載されているように循環路内の湯を循環させる場合には、循環路の温度や圧力変化に対応させるため、膨張タンクや内圧逃がし弁などが必要である。したがって、これらの設備費が余分に必要となり、また、これらの設備のメンテナンスも必要である。
さらに、循環路には常に湯が流れているので、循環路の腐食が進みやすく、循環路の配管の交換を短期間で行う必要がある。
【０００８】
また、即出湯の別の方策として、給湯配管を循環路とせず、給湯配管を可とう性を有する面状ヒータなどを巻くことにより、給湯配管内の湯を保温することが考えられる。しかしながら、面状ヒータは断線などにより故障しやすく、断線場所がわかりにくいので断線が発生すると、全体を交換することになる。特に、給湯配管を壁や天井等に埋設している場合には、ヒータの断線により故障すると、一旦取り出してヒータを交換し、再び埋設する必要があり、修理する場合には手間がかかるものであった。
【０００９】
そこで、本発明は、給湯システムの使用を長時間中断した後に使用する場合、あたたかい湯の出湯をすぐに行うことができ、またこのような状態の維持を少ないエネルギーで行うことが可能である給湯システムを提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
そして、上記した目的を達成するための請求項１に記載の発明は、所定の温度の湯を発生させる給湯器と、前記湯の排出を行う出湯部と、給湯器と出湯部とをつなぐ給湯配管と、温風の発生の可能な温風発生部とを有し、前記給湯配管には内管と外管とを有する二重管部が設けられ、二重管部の内管の内側には前記湯が流れる内側流路が形成され、二重管部の外管と内管との間には外側流路が形成されており、温風発生部で発生した温風を外側流路に流すことによって内側流路内の湯を加熱又は保温することが可能であることを特徴とする給湯システムである。
【００１１】
請求項１に記載の発明によれば、給湯器で発生した湯を出湯部へ導く給湯配管には、内管と外管とを有する二重管部が設けられ、温風発生部で発生した温風を外側流路に流すことによって内側流路に流れる前記湯を加熱又は保温することが可能であるので、給湯配管を循環路とすることなく、給湯配管内の湯を保温加熱することができる。
【００１２】
請求項２に記載の発明は、外側流路と温風発生部を含む温風循環路が形成され、温風発生部で発生した温風を循環させることを特徴とする請求項１に記載の給湯システムである。
【００１３】
請求項２に記載の発明によれば、温風発生部で発生した温風を循環させる温風循環路が形成されているので、外側流路を通過した後に残存する熱を再利用することができ、使用されるエネルギーを減少させることができる。
【００１４】
請求項３に記載の発明は、二重管部の内管の外側に、外管と内管との間に空隙を形成する空隙形成手段が設けられていることを特徴とする請求項１又は２に記載の給湯システムである。
【００１５】
請求項３に記載の発明によれば、外管と内管との間に空隙が形成され、外管と内管との間における直接的な熱伝導を防止できる。そのため、本発明の給湯システムによれば、次回の出湯に備えて内管内に存在する湯の保温や加熱を的確に行える。
【００１６】
請求項４に記載の発明は、二重管部の外管と内管との間には線状体を有し、前記線状体は螺旋状となるように配置されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の給湯システムである。
【００１７】
請求項４に記載の発明によれば、二重管部の外管と内管との間には螺旋状となるように配置されている線状体が設けられているので、外管と内管との接触を阻止して外管と内管との直接に熱伝導することを防ぐ。そのため、内側流路内の湯の熱が外管から放熱されにくく、また、外管と内管との間に形成される外側流路の空間が周方向のいずれの位置においても確保されて、温風による内側流路内の湯の保温又は加熱を安定的に行うことができる。
【００１８】
請求項５に記載の発明は、二重管部の外管の外部には、断熱部材が設けられていることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の給湯システムである。
【００１９】
請求項５に記載の発明によれば、二重管部の外管の外部には、断熱部材が設けられているので、外部流路に流れる温風の外部への放熱が減少し、エネルギーロスを減少させることができる。
【発明の効果】
【００２０】
本発明の給湯システムによれば、給湯システムの使用を長時間中断した後に出湯する場合にも、あたたかい湯の出湯をすぐに行うことができ、またこのような状態の維持を少ないエネルギーで行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下さらに本発明の具体的実施例について説明する。図１は、本発明の第１の実施形態の給湯システムを示す作動原理図である。図２は、図１の給湯システムに用いられる二重管部の断面斜視図である。図３は、図１の給湯システムに用いられる二重管部の軸方向に垂直な面の断面図である。図４は、図１の給湯システムに用いられる二重管部を曲げた状態で示した断面図である。図５は、二重管部の変形例を示した軸方向に垂直な面の断面図である。図６は、カランを複数有する給湯システムを示す作動原理図である。図７（ａ）は二重管部の変形例を示す斜視図であり、（ｂ）は別の変形例を示す断面図である。
【００２２】
本発明の第１の実施形態における給湯システム１は、図１に示されており、給湯器１１と、カラン（出湯部）１２と、給湯器１１に接続されている給水配管１５及び給湯配管１６とを有している。
給水配管１５は、入水部１３と給湯器１１との間に設けられる配管であり、給湯配管１６は、給湯器１１とカラン１２との間に設けられる配管である。そして、給水配管１５の入水部１３から入水された水を給湯器１１に導入し、給湯器１１で加熱して所定の温度の湯を発生させ、この湯を給湯配管１６を通じてカラン１２から出湯する。
【００２３】
入水部１３は上水道などに接続されている。また、カラン１２は浴室や洗面所などの湯を用いる場所に設けられており、開閉することができるものであり、使用者が湯を必要とする場合にカラン１２を開状態にして出湯することができる。
【００２４】
給湯器１１には、図示しないバーナが設けられており、このバーナの熱によって、入水された水を加熱して、湯を発生させるものである。そして、カラン１２を開くことにより、給湯器１１内へ水が導入され、入水を検知してバーナが作動する。なお、この水を加熱するための手段は、バーナ以外の他の手段を用いることができる。
また、給湯器１１には図示しない温度調節手段が設けられ、給湯器１１によって発生する湯の温度を使用者が調節することが可能である。
【００２５】
そして、図１に示されるように、給湯配管１６には二重管部２０が設けられている。二重管部２０には、図２や図３に示されるように、外管２１及び内管２２の２本の管と、線状体２３（間隙形成手段）を有している。内管２２は外管２１の中に配置されており、線状体２３は内管２２に螺旋状に巻き付けるような状態で、内管２２と外管２１の間に配置している。
なお、二重管部２０は、給湯配管１６の全域に設けても良く、部分的に設けても良い。
【００２６】
内管２２の内側には内側流路２２ａが形成され、内側流路２２ａに給湯器１１からの湯が流れる。また、内管２２と外管２１との間には外側流路２１ａが形成され、後述するように、外側流路２１ａには温風発生部３６で発生した温風が流れる。外管２１は、内管２２よりも伝熱しにくく、断熱性に優れる材質である。
内管２２の材質は、設置条件等にあわせて適宜選択することができる。さらに具体的には、例えば、外側流路２１ａ内を流れる温風との熱交換を優先する場合は伝熱性に優れた材質とすることが好ましく、内管２２内に存在する湯の保温を優先する場合は伝熱性の低い材質とすることが望ましい。
線状体２３は外側流路２１ａ内に配置し、外管２１と同様に断熱性に優れる材質である。線状体２３は、樹脂やゴムを用いることができ、内部に空間を有する中空体を用いることができる。
【００２７】
二重管部２０の形成は、内管２２に線状体２３を螺旋状に巻き付けて、これを外管２１内に挿入することにより行うことができ、二重管部２０を容易に形成することができる。なお、二重管部２０はダクト状のものを用いることができる。
【００２８】
二重管部２０は変形可能であって曲げて使用することができる。また、二重管部２０の長さは、設置場所に応じて変更可能である。そして、二重管部２０を曲げた部分は、内管２２と外管２１とが部分的に接近するが、図４に示されるように、線状体２３によって内管２２と外管２１との接触を阻止して、隙間２４を設けることができる。
なお、二重管部２０を水平方向に延びるように配置した場合の下方側も内管２２と外管２１とが接近するが、同様に、線状体２３によって内管２２と外管２１との接触を阻止することができる。
【００２９】
そして、線状体２３は断熱性を有する材質であるので、線状体２３を通じて熱伝導が発生しにくく、内管２２が外管２１よりも温度が高い場合にも内管２２の熱が外管２１から放熱されにくい。また、線状体２３により、管の周方向のいずれの部分においても隙間２４を設けることができるので、温風がスムーズに流れる。
【００３０】
また、二重管部２０の外管２１は外部流路２１ａを形成し、外部流路２１ａに流れる温風が外部に流れ出さないようにしている。なお、温風の循環が可能であれば、完全に密閉されていなくても多少の隙間があってもよい。
本実施形態の給湯システム１では、内側流路２２ａに流れる湯の流れ方向と、外側流路２１ａに流れる温風の流れ方向は同じであるが、これらの方向を相対的に逆方向とすることもできる。
【００３１】
また、給湯システム１には、温風加熱手段３０が設けられている。
温風加熱手段３０は、図１に示されるように、配管部３１、制御部３２、温風発生部３６を有しており、温風発生部３６で発生した温風を外側流路２１ａに流し、内側流路２２ａ内の湯を保温又は加熱することができる。
【００３２】
配管部３１は、往き配管３１ａと戻り配管３１ｂとを有している。往き配管３１ａは温風発生部３６と二重管部２０の外側流路２１ａの一端部５０とをつなぐ配管であり、戻り配管３１ｂは温風発生部３６と二重管部２０の外側流路２１ａの他端部５１とをつなぐ配管である。そして、往き配管３１ａ、戻り配管３１ｂ及び外側流路２１ａにより一連の温風路を形成している。
【００３３】
温風発生部３６には、ファン３３、ヒータ３５及び箱部材３４を有している。ファン３３、ヒータ３５は箱部材３４の内部に配置されている。また、箱部材３４は、往き配管３１ａ及び戻り配管３１ｂとつながっている。
そして、ヒータ３５によって箱部材３４の空気を加熱することができ、この加熱された空気をファン３３によって往き配管３１ａに送り込んで温風を発生させる。この温風の温度は外気温よりも高く、また、給湯器１１から供給される湯の温度とほぼ同じ、或いは、やや高温である。
【００３４】
ファン３３の種類としては、特に限定されないが、風量が少なく、押し込み圧の比較的高いものが望ましく、例えば、ターボファンなどを用いることができる。なお、ファン３３は、従来技術の湯の循環路で使用されるポンプ等と比べて、空気を循環させるので用いるエネルギーが小さい。
【００３５】
そして、温風発生部３６で発生した温風は、往き配管３１ａから二重管部２０の外側流路２１ａへと流れ、さらに、戻り配管３１ｂから再び温風発生部３６へと戻って循環する。すなわち、往き配管３１ａ、外側流路２１ａ、戻り配管３１ｂ、温風発生部３６の箱部材３４により、温風循環路３８を形成する。
【００３６】
二重管部２０の線状体２３は内管２２に螺旋状に巻かれているので、外側流路２１ａの空間が周方向のいずれの位置においても確保され、また、線状体２３に沿って螺旋状の流れができやすく、温風の周方向の温度むらが発生しにくく、湯の保温や加熱をほぼ均一に行うことができる。
【００３７】
また、配管部３１の戻り配管３１ｂには、温度センサー４０が設けられている。温度センサー４０の位置は、温風発生部３６の手前付近に位置しており、温風発生部３６側に戻ってきた温風の温度を測定することができる。
【００３８】
そして、二重管部２０の内側流路２２ａの湯の温度が低い場合には、温風の熱が内側流路２２ａの湯に伝熱されて温風の温度が下がり、温度センサー４０の検知温度が低くなる。また、二重管部２０の内側流路２２ａの湯の温度が高い場合には、温風の熱が内側流路２２ａの湯への伝熱が小さく、温風の温度が下がらず、温度センサー４０の検知温度が高くなる。
【００３９】
制御部３２は、温度センサー４０で検知される温度が所定の温度以下となると、温風発生部３６（ファン３３及びヒータ３５）を作動させたり、ヒータ３５の発熱量を大きくするように調整する。また、温度センサー４０で検知される温度が所定の温度以上となると、温風発生部３６（ファン３３及びヒータ３５）を停止させたり、ヒータ３５の発熱量を小さくするように調整する。
温風発生部３６の制御は上記のように行われるので、湯の温度が低い場合に温風発生部３６が作動し、温風加熱手段３０により、内側流路２２ａの湯を所定の温度範囲に制御することができる。
【００４０】
また、温風加熱手段３０で発生する温風は循環しているので、温風発生部３６の往き配管３１ａ側に流れ出す熱量と戻り配管３１ｂに戻る熱量との差は、主として、内側流路２２ａの湯の加熱のために用いられた熱量である。したがって、ヒータ３５によって発生させる温風の熱量の供給量は、内側流路２２ａの湯の加熱のために用いられた熱量にほぼ等しく、その熱量は小さい。
なお、図５に示されるような二重管部６０を用いることができる。二重管部６０は、外管２１の外側に、断熱部材６１を設けたものである。そして、断熱部材６１によって、内側流路２２ａの湯の加熱のために用いられない熱量を減少させることができ、よりエネルギーロスを減少させることができる。
【００４１】
給湯システム１を使用して出湯する場合には、カラン１２を開状態にして行う。そうすると、給水配管１５を通じて給湯器１１に水が導入され、かかる水が加熱されて湯が発生し、この湯が、給湯配管１６を通じてカラン１２から出湯される。このとき、カラン１２を開いたときの最初に排出される湯は内側流路２２ａ内の湯であるが、この湯は上記した温風加熱手段３０により所定の温度に保温されているので、冷めた湯がほとんど出湯されず、所定の温度の湯がすぐに排出される。このため、捨て水をする必要がない。
その後、継続して出湯する場合には、給湯器１１で発生した湯がほとんど冷めずにカラン１２から出湯される。
【００４２】
温風加熱手段３０の作動・停止は給湯器１１の使用に合わせて行っても良く、給湯器１１の使用を停止している場合であっても、近い将来に給湯器１１が使用されると予測される場合などには、温風加熱手段３０を作動させておくこともできる。
【００４３】
温風加熱手段３０を給湯器１１の使用に合わせて作動させる場合には、カラン１２から出湯されている場合には、温風加熱手段３０を停止するようにし、カラン１２からの出湯が停止して、出湯が止まることにより温風加熱手段３０を作動させるように制御しても良い。通常、出湯されている状態が継続する時には、内側流路２２ａ内の湯の保温は不要であり、温風加熱手段３０の停止することにより、よりエネルギーロスを減少させることができる。
【００４４】
給湯器１１の停止時でも温風加熱手段３０を作動させる場合の例としては、以下のようなものがある。
制御部３２は、使用者が入力した使用開始予定時間に基づいて温風加熱手段３０を作動させることできるものである。そして、使用者が使用開始予定時間を入力すると、使用開始予定時間の一定時間前に温風加熱手段３０が作動する。そして、温風加熱手段３０によって、二重管部２０の内側流路２２ａの湯の温度を所定の温度の湯となるように加熱して保温する。
【００４５】
使用開始予定時間の一定時間前から使用開始予定時間までは、給湯器１１の停止時でも温風加熱手段３０が作動しているので、使用開始予定時間の時点では、内側流路２２ａの湯の温度が所定の温度の湯となっている。そのため、使用者が使用開始予定時間にカラン１２から出湯する場合に、冷めた湯がほとんど出ることはなく所定の温度の湯が出湯されることとなる。
【００４６】
また、温風加熱手段３０を常に作動させておくこともできる。この場合には、内側流路２２ａの湯の温度が、常に所定の温度の湯となっているので、給湯がいつ行われたとしても、所定の温度の湯を出湯することができる。
【００４７】
さらに、寒い日に温風加熱手段３０を作動させ、給湯配管１６の凍結防止に用いることもできる。
【００４８】
給湯配管１６が分岐してカラン１２などの湯を排出することができる可能な場所が複数ある場合には、給湯配管１６の全てを二重管部２０として、全ての場所の出湯をいわゆる即出湯とすることもできる。また、図６に示される給湯システム２のように、一部のカラン１２に至る給湯配管１６について二重管部２０として、一部の場所の出湯をいわゆる即出湯とすることもできる。この場合、いわゆる即出湯の必要な特定のカラン１２のみに、温風加熱手段３０を設けることができるので、よりエネルギーロスを減少させることができる。
【００４９】
上記した給湯システム１，２は、二重管部２０を構成する内管２２の外周に線状体２３を螺旋状に巻き付けたものであったが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば内管２２の外周に螺旋状の凸部を設けた構成としてもよい。また、二重管部２０は、図７（ａ）に示すように内管２２の外周にリング部材７０を装着したものであったり、外管２１の内側に突起７１を設けたものであってもよい。かかる構成とした場合であっても外管２１と内管２２との間における熱伝導を最小限に抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】本発明の第１の実施形態の給湯システムを示す作動原理図である。
【図２】図１の給湯システムに用いられる二重管部の断面斜視図である。
【図３】図１の給湯システムに用いられる二重管部の軸方向に垂直な面の断面図である。
【図４】図１の給湯システムに用いられる二重管部を曲げた状態で示した断面図である。
【図５】二重管部の変形例を示した軸方向に垂直な面の断面図である。
【図６】カランを複数有する給湯システムを示す作動原理図である。
【図７】（ａ）は二重管部の変形例を示す斜視図であり、（ｂ）は別の変形例を示す断面図である。
【符号の説明】
【００５１】
１、２    給湯システム
１１  給湯器
１２  カラン（出湯部）
１６  給湯配管
２０、６０  二重管部
２１  外管
２１ａ  外側流路
２２  内管
２２ａ  内側流路
２３  線状体（空隙形成手段）
３６  温風発生部
３８  温風循環路
６１  断熱部材
７０  リング部材（空隙形成手段）
７１  突起（空隙形成手段）
【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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