(57)【要約】【課題】受水槽や給水ポンプユニットを小型にすると共に、貯湯槽に圧力容器を用いなくても稼動が良好に行われ、しかも、貯湯槽側から給水管側へ湯が逆流することのないようにする。【解決手段】給水側は、給水Ｗを受ける受水槽１と、受水槽１からの給水Ｗを給水管７を介して混合水栓１８，１９へ送給するための給水ポンプユニット５を備え、給湯側は、受水槽１を経ずに送給された補給水Ｗ’を受ける開放型の貯湯槽２４と、貯湯槽２４内の補給水Ｗ’と戻ってきた湯を加熱する加熱装置２５と、貯湯槽２４からの給湯ＨＷを給湯管１３を通して混合水栓１８，１９へ送給するための給湯ポンプユニット２７と、混合水栓１８，１９で使用されなかった給湯ＨＷを貯湯槽２４へ戻す返湯管１４を備え、給水ポンプユニット５及び給湯ポンプユニット２７はインバータ制御を行い得るように構成する。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
給水側は、給水を受ける開放型の受水槽と、該受水槽からの給水を給水管を介して湯水混合手段へ送給するための給水ポンプユニットを備え、給湯側は、前記受水槽を経ずに送給された補給水を受ける開放型の貯湯槽と、該貯湯槽内の補給水或は補給水と湯の混合流体を加熱する加熱装置と、前記貯湯槽からの給湯を給湯管を介して前記湯水混合手段へ送給するための給湯ポンプユニットと、前記湯水混合手段で使用されなかった給湯を前記貯湯槽へ戻す返湯管を備えたことを特徴とする給水・給湯設備。
【請求項２】
給水ポンプユニット及び給湯ポンプユニットは湯水混合手段における給湯と給水が略同圧となるよう圧力制御を行い得るよう構成した請求項１に記載の給水・給湯設備。
【請求項３】
圧力制御はインバータ制御により行うよう構成した請求項２に記載の給水・給湯設備。
【請求項４】
貯湯槽へ供給する補給水は上水管から供給し得るよう構成した請求項１、２又は３に記載の給水・給湯設備。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は給水・給湯設備に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
建物等の施設に給水・給湯を行うために従来から給水・給湯設備が使用されており、従来の給水・給湯設備における給水設備、給湯設備は何れも非特許文献１に示されている。
【０００３】
【非特許文献１】
第１３版  空気調和衛生工学便覧  ４給排水衛生設備設計篇  ２００１年１１月発行  編集：社団法人空気調和・衛生工学会
【０００４】
給水設備は非特許文献１における「第６編  給排水衛生設備設計  第５章  給水設備  ５・３  給水方式と配管方式」の第８９頁「５．３．３  圧力水槽方式」の箇所と図５・１５  圧力水槽方式（第８９頁参照）に示され、給湯設備は非特許文献１における「第６編  給排水衛生設備設計  第６章  給湯設備  ６・２給湯方式」の第１３６頁〜第１３７頁「６．２．２  中央式」の箇所と図６・６  中央式給湯配管系統図における（ａ）密閉式上向き供給方式（第１３７頁参照）に示されている。而して、図５・１５に図示されている給水設備と図６・６（ａ）に示されている給湯設備を組み合わせたものが、従来技術として示されている図３である。
【０００５】
図３中、１は上水の受水槽で、受水槽１は開放型である。ここで、開放型とは、内部の水が貯留されていない空間が大気圧になっている槽をいう。又、２は図示してない上水管から受水槽１に給水を行うよう配置された、定水位弁３を備えた給水管で、受水槽１の頂部に接続されている。
【０００６】
４は受水槽１内に配置したフロート式のレベル検出器で、レベル検出器４により受水槽１内の水のレベルが上限或は下限になった場合に、給水管２に設けた定水位弁３を閉止し或は開放し得るようになっている。又、５は受水槽１から管路６を介して送給された給水Ｗを給水管７へ送給し得るようにした加圧ポンプユニットである。
【０００７】
８は加熱装置９を有する貯湯槽で、圧力容器である。１０は貯湯槽８に接続された密閉型の膨張タンク、１１は給水Ｗの一部を補給水Ｗ’として給水管７から貯湯槽８へ送給するために、給水管７の下部中途部と貯湯槽８の底部を接続する補給水管であり、補給水管１１の貯湯槽８側には、貯湯槽８側から給水管７側に湯が逆流しないように、逆止弁１２が設けられている。
【０００８】
１３は給湯ＨＷを送給するために貯湯槽８の頂部に接続されて上方へ延在する給湯管、１４は湯を貯湯槽８へ戻し得るよう、一端を給湯管１３の上端部近傍に接続されると共に下方へ延在し他端を貯湯槽８の下側部に接続された返湯管、１５は返湯管１４の下部水平部に接続されて、湯を貯湯槽８から給湯管１３、返湯管１４を経て貯湯槽８へ循環させるための循環ポンプ、１６は接続部が循環ポンプ１５の前後となるよう返湯管１４に接続されたバイパス管路、１７は安全弁である。
【０００９】
１８，１９は建物の階層に対応して夫々配置された混合水栓、２０，２１は混合水栓１８，１９に給水Ｗを行い得るよう、給水管７の中途部と混合水栓１８，１９を接続する給水管、２２，２３は混合水栓１８，１９に給湯ＨＷを行い得るよう、給湯管１３の中途部と混合水栓１８，１９を接続する給湯管である。
【００１０】
上記給水・給湯設備では、上水管から受水槽１内に供給された給水Ｗは、管路６を通って給水ポンプユニット５に吸込まれ、給水ポンプユニット５により給水管７を経て混合水栓１８，１９に送給され、一部の給水Ｗは補給水Ｗ’として補給水管１１から貯湯槽８へ送給される。
【００１１】
貯湯槽８へ供給された補給水Ｗ’は、循環ポンプ１５により返湯管１４を経て戻って来た湯と共に、加熱装置９により加熱され、加熱された給湯ＨＷは貯湯槽８から給湯管１３へ送給されて混合水栓１８，１９へ送給される。而して、混合水栓１８，１９では給水Ｗと給湯ＨＷとが混合されて使用に供される。
【００１２】
使用されなかった給湯ＨＷは、返湯管１４を通って循環ポンプ１５に吸引され、循環ポンプ１５から貯湯槽８へ戻され、補給水管１１からの補給水Ｗ’と共に加熱装置９により加熱され、再び給湯管１３へ送給される。
【００１３】
上記給水・給湯設備では、受水槽１に供給された給水Ｗを給水ポンプユニット５により給水管２０，２１に供給すると共に、補給水Ｗ’として圧力容器型の貯湯槽８へも供給しているため、混合水栓１８，１９における給水Ｗ及び給湯ＨＷの圧力は略等しくなり、従って混合水栓１８，１９における給水Ｗ及び給湯ＨＷの混合状態を良好にすることができて稼動状態を良好に保持することができる。
【００１４】
受水槽１における水のレベルが上限よりも低い場合には、レベル検出器４からの指令により定水位弁３は開いており、給水管２からの給水Ｗは受水槽１へ供給される。しかし、受水槽１における水のレベルが上限になると、レベル検出器４からの指令により定水位弁３は閉止し、給水Ｗの給水は停止される。
【００１５】
受水槽１における水のレベルが下限まで低下すると、レベル検出器４からの指令により定水位弁３が開き、受水槽１への給水が再び開始される。
【００１６】
【発明が解決しようとする課題】
図３の給水・給湯設備では、受水槽１は混合水栓１８，１９へ送給する給水Ｗの他、貯湯槽８へ送給する補給水Ｗ’をも貯留しなければならないため、給水Ｗの受水槽１での滞留時間が短くなり、給水、給湯の両使用量をまかなうためには、受水槽１は容量の大きなものとしなければならない。又、給水ポンプユニット５は、給水Ｗを混合水栓１８，１９へ送給する他、補給水Ｗ’として貯湯槽８へも送給するため、容量の大きなものが必要である。
【００１７】
更に又、貯湯槽８は圧力容器であるため、設置に際しては役所への届出が必要なうえ、設置場所、設置スペースに制限を受け、種々の検査が必要である。
【００１８】
又更に、運転により貯湯槽８側が汚れるため、補給水管１１に設けた逆止弁１２に汚れが付着して完全には閉止しなくなり、その結果、湯が貯湯槽８側から給水管７側へ逆流して、衛生上あってはならない、飲料水として使用する給水Ｗを汚染する虞がある。
【００１９】
更に上記した各点から、設備費、運転維持費が高価となる。
【００２０】
本発明は、上述の実情に鑑み、受水槽や給水ポンプユニットを小型にすると共に、貯湯槽に圧力容器を用いなくても稼動が良好に行われ、しかも、貯湯槽側から給水管側へ湯が逆流することのないようにした、設備費、運転維持費の安価な給水・給湯設備を提供することを目的としてなしたものである。
【００２１】
【課題を解決するための手段】
本発明の請求項１の給水・給湯設備においては、給水側は、給水を受ける開放型の受水槽と、該受水槽からの給水を給水管を介して湯水混合手段へ送給するための給水ポンプユニットを備え、給湯側は、前記受水槽を経ずに送給された補給水を受ける開放型の貯湯槽と、該貯湯槽内の補給水或は補給水と湯の混合流体を加熱する加熱装置と、前記貯湯槽からの給湯を給湯管を介して前記湯水混合手段へ送給するための給湯ポンプユニットと、前記湯水混合手段で使用されなかった給湯を前記貯湯槽へ戻す返湯管を備えている。
【００２２】
請求項２の給水・給湯設備においては、給水ポンプユニット及び給湯ポンプユニットは湯水混合手段における給湯と給水が略同圧となるよう圧力制御を行い得るよう構成したものである。
【００２３】
請求項３の給水・給湯設備においては、圧力制御はインバータ制御により行うよう構成されている。
【００２４】
請求項４の給水・給湯設備においては、貯湯槽へ供給する補給水は上水管から供給し得るよう構成されている。
【００２５】
本発明の給水・給湯設備によれば、給水ポンプユニットからの給水と給湯ポンプユニットからの給湯の圧力を湯水混合手段において略同圧にできるため、湯水混合手段における給水及び給湯の混合状態を良好にすることができ、良好な稼動状態を保持することができる。
【００２６】
又、受水槽に供給された給水を貯湯槽へ補給せずに、別系統から直接補給水を貯湯槽へ補給するようにしているため、給水の受水槽での滞留時間を長くすることができ、従来と同一の滞留時間とする場合には、受水槽の容量を小さくすることができる。
【００２７】
更に、給水ポンプユニットからの給水は湯水混合手段へ送給され、貯湯槽へ送給されることはないため、給水ポンプユニットの容量を小型のものとすることができる。
【００２８】
又更に、貯湯槽は開放型で圧力容器とする必要がないため、設置に際しては役所への届出が不要で、しかも設置場所、設置スペースに制限を受けず、しかも密閉膨張タンクのような機器が不要で検査も簡単である。
【００２９】
又、貯湯槽への補給水の補給のために、受水槽から貯湯槽へ給水を行うための給水管を設ける必要がなく、従って、湯が貯湯槽側から給水管側へ逆流せず、給水を汚染することがない。
【００３０】
以上から、設備費、運転維持費を安価にすることができる。
【００３１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図示例と共に説明する。
図１、図２は本発明を実施する形態の一例である。図中、図３と同一の符号を付した部分は同一のものを表わしており、貯湯槽以外の基本的な構成は図３に示す従来のものと略同様である。而して、本図示例の特徴とするところは、給水ポンプユニット及び給湯ポンプユニットはインバータ制御を行い得るようにした点、貯湯槽として開放型の槽を用いた点、貯湯槽への水の補給を受水槽を介さず、図示しない上水管から直接補給し得るようにした点である。
【００３２】
図１中、２４は開放型の貯湯槽であり、貯湯槽２４は加熱装置２５を備えている。又、貯湯槽２４の下側部には、管路２６を介してインバータ制御を行い得るようにした給湯ポンプユニット２７が接続され、給湯ポンプユニット２７には給湯管１３が接続されている。
【００３３】
上端部を給湯管１３の上部に接続された返湯管１４の下端部は、貯湯槽２４の下側部に接続され、返湯管１４の下部には、給湯ポンプユニット２７からの弁開閉指令Ｖ１により開閉し得るようにした電磁弁２８が接続されている。又、返湯管１４には、接続部が電磁弁２８の上部及び下部になるようバイパス管路２９が接続されている。
【００３４】
貯湯槽２４の上部には、図示してない上水管から補給水Ｗ’が送給されるよう、中途部に定水位弁３０及び電磁弁３１が接続された補給水管３２が接続され、電磁弁３１は貯湯槽２４の側部に設けたレベル検出器から水位制御盤３３を介して与えられた弁開閉指令Ｖ２により開閉し得るようになっている。
【００３５】
給水ポンプユニット５及び給湯ポンプユニット２７のインバータ制御を行うためのブロック図は図２に示されており、図中、３４，３５は給水管７及び給湯管１３に接続された圧力検出器、３６，３７は圧力検出器３４，３５で検出した圧力信号Ｐ１，Ｐ２を基に調整指令Ｖ３，Ｖ４を出力し得るようにした調整器、３８，３９は調整器３６，３７からの調整指令Ｖ３，Ｖ４により給水ポンプユニット５及び給湯ポンプユニット２７を駆動するモータ４０，４１に速度調整のための周波数指令ｆ１，ｆ２を与え得るようにしたインバータである。なお、図２では制御ブロックは一系列しか図示してないが、実際には給水用と給湯用の２系列ある。
【００３６】
而して、本図示例では、受水槽１、管路６、給水ポンプユニット５、給水管７，２０，２１等により給水側が形成され、貯湯槽２４、管路２６、給湯ポンプユニット２７、給湯管１３，２２，２３、返湯管１４等により給湯側が形成されている。
【００３７】
次に、上記図示例の作動を説明する。
上記図示例では、上水管から受水槽１内に供給された給水Ｗは、管路６を通って給水ポンプユニット５に吸込まれ、給水ポンプユニット５により給水管７を経て混合水栓１８，１９に送給される。
【００３８】
又、上水管から貯湯槽２４へ補給された補給水Ｗ’は、返湯管１４を経て戻って来た湯と共に、加熱装置２５により加熱され、加熱された給湯ＨＷは貯湯槽２４から管路２６を経て給湯ポンプユニット２７に吸込まれ、給湯ポンプユニット２７により給湯管１３から混合水栓１８，１９へ送給される。而して、混合水栓１８，１９では給水Ｗと給湯ＨＷとが混合されて使用に供される。
【００３９】
使用されなかった給湯ＨＷは、返湯管１４を通って貯湯槽２４へ戻され、補給水管３２からの補給水Ｗ’と共に加熱装置２５により加熱され、再び管路２６、給湯ポンプユニット２７から給湯管１３へ送給される。
【００４０】
給水管７及び給湯管１３に接続された圧力検出器３４，３５により検出された給水Ｗ及び給湯ＨＷの圧力信号Ｐ１，Ｐ２は調整器３６，３７で調整されて調整指令Ｖ３，Ｖ４としてインバータ３８，３９に与えられ、インバータ３８，３９からは給水ポンプユニット５のモータ４０及び給湯ポンプユニット２７のモータ４１に周波数指令ｆが与えられ、給水ポンプユニット５から吐出されて混合水栓１８，１９に供給される給水Ｗの圧力、及び給湯ポンプユニット２７から吐出されて混合水栓１８，１９に供給される給湯ＨＷの圧力は略同圧となるよう制御が行われる。
【００４１】
上記図示例では、給水ポンプユニット５からの給水Ｗと給湯ポンプユニット２７からの給湯ＨＷの圧力は混合水栓１８，１９において略同圧となり、従って混合水栓１８，１９における給水Ｗ及び給湯ＨＷの混合状態を良好にすることができる。
【００４２】
稼動時における受水槽１の水のレベルによる定水位弁３の開閉は従来の場合と同様にして行われる。又、貯湯槽２４における湯のレベルが上限になると図示してないレベル検出器から水位制御盤３３を介して与えられた弁開閉指令Ｖ２により電磁弁３１は閉止し、補給水管３２から貯湯槽２４への補給水Ｗ’の供給が停止される。更に、貯湯槽２４の湯のレベルが下限になると、弁開閉指令Ｖ２により電磁弁３１が開き、補給水管３２からの貯湯槽２４への補給水Ｗ’の供給が再び開始される。
【００４３】
給湯管１３への給湯を停止する場合には、給湯ポンプユニット２７が停止されるが、給湯ポンプユニット２７が停止した場合には、弁開閉指令Ｖ１により電磁弁２８が閉止する。電磁弁２８を閉止させるのは、返湯管１４内の湯が貯湯槽２４へ戻らないようにするためである。
【００４４】
本図示例によれば、受水槽１の給水Ｗを補給水Ｗ’として貯湯槽２４へ補給せずに、上水本管から直接補給水Ｗ’を貯湯槽２４へ補給するようにしているため、給水Ｗの受水槽１での滞留時間が長くなり、従来と同一の滞留時間にすると、受水槽１の容量を小さくすることができる。又、給水ポンプユニット５からの給水Ｗは混合水栓１８，１９へ送給されるが、貯湯槽２４へ送給されることはないため、給水ポンプユニット５の容量を小型のものとすることができる。
【００４５】
更に、貯湯槽２４は開放型で圧力容器とする必要がないため、設置に際しては役所への届出が不要で、しかも設置場所、設置スペースに制限を受けず、しかも密閉膨張タンクのような機器が不要で検査も簡単である。
【００４６】
更に又、貯湯槽２４への補給水Ｗ’の補給のために、受水槽１から貯湯槽２４へ給水Ｗを行う補給水管１１（図３参照）を設ける必要がなく、従って、湯が貯湯槽２４側から給水管７側へ逆流せず、給水Ｗを汚染することがない。
【００４７】
又、上記の各点から給水・給湯設備の設備費、運転維持費を安価にすることができる。
【００４８】
なお、本発明の給水・給湯設備は、上述の図示例にのみ限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。
【００４９】
【発明の効果】
以上、説明したように本発明の請求項１〜４に記載の給水・給湯設備によれば、下記のごとき種々の優れた効果を奏し得る。
Ｉ）給水ポンプユニットからの給水と給湯ポンプユニットからの給湯の圧力は湯水混合手段において略同圧にできるため、湯水混合手段における給水及び給湯の混合状態を良好にすることができる。
ＩＩ）受水槽に供給された給水を貯湯槽へ補給せずに、別系統から直接補給水を貯湯槽へ補給するようにしているため、給水の受水槽での滞留時間が長くなり、従来と同一の滞留時間の場合には、受水槽の容量を小さくすることができる。
ＩＩＩ）給水ポンプユニットからの給水は湯水混合手段へ送給されるが、補給水として貯湯槽へ送給されることはないため、給水ポンプユニットの容量を小型のものとすることができる。
ＩＶ）貯湯槽は開放型で圧力容器とする必要がないため、設置に際しては役所への届出が不要で、しかも設置場所、設置スペースに制限を受けず、しかも密閉膨張タンクのような機器が不要で検査も簡単である。
Ｖ）貯湯槽への補給水の補給のために、受水槽から貯湯槽へ給水を行うための給水管を設ける必要がなく、従って、湯が貯湯槽側から給水管側へ逆流せず、給水を汚染することがない。
ＶＩ）設備費、運転維持費を安価にすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の給水・給湯設備の実施の形態の一例の正面図である。
【図２】図１に使用する給水ポンプユニット及び給湯ポンプユニットでインバータ制御を行うためのブロック図である。
【図３】従来の給水・給湯設備の一例の正面図である。
【符号の説明】
１  受水槽
５  給水ポンプユニット
７  給水管
１３  給湯管
１４  返湯管
１８  混合水栓（湯水混合手段）
１９  混合水栓（湯水混合手段）
２４  貯湯槽
２５  加熱装置
２７  給湯ポンプユニット
【図１】
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【図２】
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【図３】
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