(57)【要約】【課題】温水の熱を利用して鏡などの加熱対象を常に暖めることが可能な排熱利用式温水流通システムを提供すること。【解決手段】発電手段６５の排熱によって加熱された温水を貯留可能な貯湯タンク３４と、貯湯タンクに接続され、貯湯タンクから排出された温水を常に一方向に流す流水パイプ３７と、を備え、流水パイプの一部が加熱対象１６、１７、１８を加熱する加熱部３８を構成する。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
発電手段の排熱によって加熱された温水を貯留可能な貯湯タンクと、
前記貯湯タンクに接続され、前記貯湯タンクから排出された前記温水を常に一方向に流す流水パイプと、
を備え、
前記流水パイプの一部が加熱対象を加熱する加熱部を構成する、排熱利用式温水流通システム。
【請求項２】
請求項１に記載の排熱利用式温水流通システムにおいて、
前記流水パイプの前記一方向側の端部に接続され、該端部から排出された前記温水を貯留するリザーバタンクと、
前記リザーバタンクに対して一端が接続されかつ前記リザーバタンクから排出された前記温水を他端から排出する排出用パイプと、
を備える、排熱利用式温水流通システム。
【請求項３】
請求項２に記載の排熱利用式温水流通システムにおいて、
前記流水パイプに、前記加熱部と前記リザーバタンクとの間に位置する流量調整手段を設けた、排熱利用式温水流通システム。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれか１項に記載の排熱利用式温水流通システムにおいて、
前記加熱部が前記流水パイプに形成した蛇行部である、排熱利用式温水流通システム。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれか１項に記載の排熱利用式温水流通システムにおいて、
前記加熱部と前記貯湯タンクとの間に位置する態様で前記流水パイプに設けられ、前記温水の流れを許容又は規制する弁を備える、排熱利用式温水流通システム。
【請求項６】
請求項１乃至５のいずれか１項に記載の排熱利用式温水流通システムにおいて、
前記加熱対象が鏡、床板及び壁面と平行な暖房パネルの少なくとも一つである、排熱利用式温水流通システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えばコージェネレーションシステムにおいて発生する排熱を利用した排熱利用式温水流通システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１は洗面台に設けられた鏡の曇り止め装置を開示している。
洗面台には、蛇口が設けられている。蛇口は給湯管の一端に設けられており、さらに蛇口には給湯栓が設けられている。
給湯管の一部はバイパス管を構成しており、このバイパス管は鏡の裏面に接近している。
【０００３】
給湯栓を開くと加熱源が始動し、加熱源によって給湯管内を流れる水が加熱されて温水となる。そのため給湯栓を開くと、蛇口から温水が排出される。
さらに給湯栓を開くとバイパス管に温水が流れるので、バイパス管が温水によって加熱される。すると、バイパス管によって鏡が暖められるので、鏡の表面に曇りが発生することが防止される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】実開平６−６１１６６号公報
【発明の概要】
【０００５】
（発明が解決しようとする課題）
特許文献１の加熱源は給湯栓の開動作に連動して作動する。そのため、給湯栓を開いた直後は給湯管内を流れる水は冷えたままであり、給湯栓を開いてからある程度時間が経過したときに給湯管内に温水が流れる。
そのため給湯栓を開いた直後や給湯栓を閉じているときは、バイパス管によって加熱対象である鏡を暖めることができない。従って、給湯栓を開いた直後や給湯栓を閉じているときは、鏡の表面に曇りが発生することを防止できない。
【０００６】
本発明は、温水の熱を利用して鏡などの加熱対象を常に暖めることが可能な排熱利用式温水流通システムを提供することを目的とする。
【０００７】
（課題を解決するための手段）
本発明は、発電手段の排熱によって加熱された温水を貯留可能な貯湯タンクと、前記貯湯タンクに接続され、前記貯湯タンクから排出された前記温水を常に一方向に流す流水パイプと、を備え、前記流水パイプの一部が加熱対象を加熱する加熱部を構成するのがよい。
【０００８】
本発明では、発電手段の排熱によって加熱された温水が貯湯タンクに貯留されているときは、貯湯タンクから流れてきた温水を流水パイプが常に一方向へ流す。そのため流水パイプの一部を構成する加熱部を温水が常に流れることになる。
従って、例えば流水パイプの前記一方向側の端部が洗面台の蛇口に接続している場合は、蛇口に設けた給湯栓を操作しないときであっても、加熱部によって加熱対象（例えば、洗面台の近傍に配設された鏡、床板及び壁面と平行な暖房パネルなど）を常に加熱することが可能である。
【０００９】
前記流水パイプの前記一方向側の端部に接続され、該端部から排出された前記温水を貯留するリザーバタンクと、前記リザーバタンクに対して一端が接続されかつ前記リザーバタンクから排出された前記温水を他端から排出する排出用パイプと、を備えてもよい。
【００１０】
温水を貯留するリザーバタンクに排出用パイプが接続されているので、リザーバタンク内に温水が貯留されているときは、排出用パイプから温水を常に排出することが可能になる。
そのため、例えば排出用パイプの端部に蛇口及び給湯栓を設ければ、給湯栓を開いたときに蛇口から温水を直ちに排出させることが可能である。
【００１１】
前記流水パイプに、前記加熱部と前記リザーバタンクとの間に位置する流量調整手段を設けてもよい。
【００１２】
このように構成すれば、流水パイプ内の温水が枯渇しないように、流水パイプに温水を常に流すことが可能になる。
【００１３】
前記加熱部が前記流水パイプに形成した蛇行部であってもよい。
【００１４】
このように構成すれば、加熱部によって加熱対象をより確実に加熱可能になる。
【００１５】
前記加熱部と前記貯湯タンクとの間に位置する態様で前記流水パイプに設けられ、前記温水の流れを許容又は規制する弁を備えてもよい。
【００１６】
このように構成すれば、加熱対象を加熱部によって加熱する必要がないときは、弁を閉じることにより加熱部への温水の流れを遮断できる。
従って、温水の無駄な浪費を防止できる。
【００１７】
前記加熱対象は、例えば、鏡、床板及び壁面と平行な暖房パネルの少なくとも一つとすることが可能である。
【００１８】
このように構成すれば、鏡、床板及び壁面と平行な暖房パネルの少なくとも一つを、温水の熱を利用して加熱できるようになる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の実施形態の排熱利用式温水流通システム（給水給湯システム）の全体図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。
家屋１０内には洗面所１５、浴室２４及び台所２６が設けられている。
【００２１】
洗面所１５には図示を省略した洗面台が設置されている。さらに洗面所１５の壁面には洗面台より上方に位置する鏡１６（加熱対象）が固定されている。洗面所１５の底面には、洗面台の直前に位置する床板１７（加熱対象）が設けられている。さらに洗面所１５の壁面の一部には、壁面と平行な暖房パネル１８（加熱対象）が固定されている。
さらに洗面台には蛇口１９が設けられている。蛇口１９には、図示を省略した給水栓及び給湯栓が設けられている。
【００２２】
浴室２４には浴槽２５が設けられている。
台所２６には蛇口２７が設けられている。さらに蛇口２７には、図示を省略した給水栓及び給湯栓が設けられている。
【００２３】
続いて洗面所１５の蛇口１９と台所２６の蛇口２７に対して水（冷水、温水）を供給しかつ浴槽２５内の風呂水を加熱するための給水給湯システム３０について説明する。
給水給湯システム３０は家屋１０の屋外に設置された室外給湯装置３２と、室外給湯装置３２に接続された燃料電池ユニット６５と、備えている。
【００２４】
室外給湯装置３２のケース３３内には貯湯タンク３４が固定状態で配設されている。
貯湯タンク３４の下端には給水パイプ３５の一端が接続されている。給水パイプ３５の他端には給水源３６が接続されている。そのため給水源３６の水が給水パイプ３５を介して貯湯タンク３４に供給される。
【００２５】
貯湯タンク３４の上端には流水パイプ３７の一端が接続されている。流水パイプ３７の他端はケース３３及び家屋１０の外壁を貫通して洗面所１５の近傍にまで延びている。流水パイプ３７の一部は、洗面所１５の近傍に位置しかつ蛇行部によって構成された加熱部３８となっている。この加熱部３８は、鏡１６の裏面及び床板１７の下面に接触し、さらに暖房パネル１８の内部を通り抜けている。
【００２６】
図示するように流水パイプ３７のケース３３内に位置する部位には、家屋１０の室内に設けられた制御盤（図示略）の操作によって動作する電磁弁４０が設けられている。
流水パイプ３７の洗面所１５側の端部は、洗面所１５の洗面ボール下のキャビネット内に配設されたリザーバタンク４２に接続されている。さらに流水パイプ３７の一部には、加熱部３８とリザーバタンク４２との間の位置しかつ上記制御盤の操作によって動作する電磁弁４１（流量調整手段）が設けられている。さらにリザーバタンク４２には排水パイプ４３の一端が接続されている。
リザーバタンク４２には給湯パイプ４４（排出用パイプ）の一端が接続されている。給湯パイプ４４の中間部には、蛇口１９の上記給湯栓の操作に連動して開閉する開閉弁４５が設けられている。給湯パイプ４４の先端部には、給水パイプ４６の一方の端部が接続されている。給水パイプ４６の他方の端部には給水源４７が接続されている。さらに給水パイプ４６の中間部には、蛇口１９の上記給水栓の操作に連動して開閉する開閉弁４８が設けられている。さらに給湯パイプ４４と給水パイプ４６の接続部からは蛇口１９に向かって給水給湯パイプ４９が延びており、給水給湯パイプ４９の給湯パイプ４４及び給水パイプ４６と反対側の端部は蛇口１９に接続されている。
【００２７】
給水パイプ３５からは給水バイパスパイプ５１が分岐している。一方、流水パイプ３７からは給湯バイパスパイプ５３が分岐している。給水バイパスパイプ５１及び給湯バイパスパイプ５３の先端部は互いに接続されている。さらに、給水バイパスパイプ５１には蛇口２７の上記給水栓の操作に連動して開閉する開閉弁５２が設けられている。給湯バイパスパイプ５３には、上記制御盤の操作によって動作する電磁弁５４と、蛇口２７の上記給湯栓の操作に連動して開閉する開閉弁５５と、が設けられている。さらに給水バイパスパイプ５１と給湯バイパスパイプ５３の接続部からは、給水給湯パイプ５６がケース３３及び家屋１０の外壁を貫通しながら蛇口２７に向かって延びており、給水給湯パイプ５６の給水バイパスパイプ５１及び給湯バイパスパイプ５３と反対側の端部は蛇口２７に接続されている。
【００２８】
ケース３３内には、給湯バイパスパイプ５３に接続する給湯用加熱装置５８が設けられている。この給湯用加熱装置５８は上記制御盤の操作によって動作する。
さらに給湯用加熱装置５８は、室外給湯装置３２及び家屋１０に跨って配設された浴槽用循環パイプ６０の中間部に接続されている。浴槽用循環パイプ６０の両端は浴槽２５に接続されている。さらに浴槽用循環パイプ６０の中間部には、上記制御盤の操作によって動作するポンプ６１が設けられている。
【００２９】
燃料電池ユニット６５と貯湯タンク３４とは加熱用循環パイプ６７によって互いに接続されている。加熱用循環パイプ６７には、上記制御盤の操作によって動作するポンプ６８と、ラジエータ６９と、が設けられている。
【００３０】
以上説明した室外給湯装置３２（ケース３３、貯湯タンク３４、給水パイプ３５、給水源３６、給水バイパスパイプ５１、開閉弁５２、給湯バイパスパイプ５３、電磁弁５４、開閉弁５５、給湯用加熱装置５８）、流水パイプ３７（加熱部３８）、電磁弁４０、電磁弁４１、リザーバタンク４２、排水パイプ４３、給湯パイプ４４、開閉弁４５、給水パイプ４６、給水源４７、開閉弁４８、給水給湯パイプ４９、給水給湯パイプ５６、浴槽用循環パイプ６０、ポンプ６１、燃料電池ユニット６５、加熱用循環パイプ６７、ポンプ６８及びラジエータ６９が給水給湯システム３０の構成要素である。
また、給水給湯システム３０の構成要素の中の貯湯タンク３４、給水パイプ３５、流水パイプ３７（加熱部３８）、電磁弁４０、電磁弁４１、リザーバタンク４２、排水パイプ４３、給湯パイプ４４、開閉弁４５、給水給湯パイプ４９、給湯バイパスパイプ５３、電磁弁５４、開閉弁５５、給水給湯パイプ５６、燃料電池ユニット６５、加熱用循環パイプ６７、ポンプ６８及びラジエータ６９が排熱利用式温水流通システム３１の構成要素である。
【００３１】
続いて給水給湯システム３０（及び排熱利用式温水流通システム３１）の動作について説明する。
上記制御盤によって給水給湯システム３０のメインスイッチをＯＮにすると燃料電池ユニット６５（発電手段）が始動する。すると燃料電池ユニット６５は、例えば都市ガスから取り出した水素と空気中の酸素とを化学反応させて発電する。さらに燃料電池ユニット６５は発電時に熱を発生する。なお、通常このメインスイッチは常にＯＮ状態に維持される。換言すると、燃料電池ユニット６５は常に（一年中）発電動作及び排熱動作を継続する。
【００３２】
メインスイッチがＯＮ状態のとき、上記制御盤は「コージェネレーションモード」の選択が可能となる。そして上記制御盤によって「コージェネレーションモード」が選択されると、それまでは閉じていた電磁弁５４が開状態となる。
【００３３】
「コージェネレーションモード」を選択した状態で制御盤によって「風呂水加熱スイッチ」をＯＮにすると、燃料電池ユニット６５が発電した電力によって給湯用加熱装置５８が動作し、さらに図示を省略した給水源から水が浴槽２５内へ供給されポンプ６１が始動する。すると浴槽２５内へ供給された水がポンプ６１の動力によって浴槽用循環パイプ６０と浴槽２５の間を循環し、浴槽用循環パイプ６０内を通過するときに水が給湯用加熱装置５８によって加熱される。従って、浴槽２５内の水が徐々に暖まりかつ水量が徐々に増大していく。
なお、図示を省略した水量センサによって浴槽２５内の水量が所定量に達したことが検知されると給水源から浴槽２５への水の供給が停止される。さらに図示を省略した温度センサによって浴槽２５内の水温が所定温度に達したことが検知されると、給湯用加熱装置５８及びポンプ６１の動作が停止される。
【００３４】
「コージェネレーションモード」が選択された状態で制御盤によって「温水利用スイッチ」をＯＮにすると、ポンプ６８が作動しかつそれまでは閉じていた電磁弁４０、４１が開状態になる。なお、制御盤は「風呂水加熱スイッチ」と「温水利用スイッチ」を同時にＯＮにすることが可能である。
給水源３６の水が給水パイプ３５を介して貯湯タンク３４内に供給されるので、貯湯タンク３４内に溜まった水はポンプ６８の動力によって加熱用循環パイプ６７を介して貯湯タンク３４と燃料電池ユニット６５との間を循環する。すると燃料電池ユニット６５で発生した排熱の一部が加熱用循環パイプ６７に対して継続的に供給されるので、貯湯タンク３４内の水の水温が徐々に上昇する。
なお、温水が加熱用循環パイプ６７を循環する間に温水の熱が所定値を超えた場合は、温水の熱の一部はラジエータ６９によって加熱用循環パイプ６７の外部に排熱される。従って、貯湯タンク３４内の温水の温度が過剰に高くなるおそれはなく、貯湯タンク３４内の温水は所定の温度（例えば８０℃程度）に維持される。
【００３５】
さらに貯湯タンク３４内の温水は、給水源３６から給水パイプ３５を介して貯湯タンク３４に及ぶ水圧によって貯湯タンク３４から流水パイプ３７へ流れる。すると流水パイプ３７へ流れた温水は電磁弁４０を通り抜けた後に加熱部３８へ流れるので、温水によって加熱部３８が加熱される。そして加熱部３８によって鏡１６の裏面及び床板１７の下面が加熱されるので、鏡１６の表面における曇りの発生が防止され、さらに床板１７が暖められる。さらに加熱部３８が暖房パネル１８を加熱するので、暖房パネル１８の表面から外部に輻射熱が放出される。
上記したように加熱部３８は蛇行部によって構成されているので、温水は加熱部３８の内部をゆっくりと流れる。従って、加熱部３８を直線状に構成した場合と比べて、加熱部３８によって鏡１６、床板１７及び加熱部３８を確実に加熱することが可能である。
【００３６】
給水源３６から貯湯タンク３４に対して常に水圧が及んでおり、かつ、電磁弁４１によって流水パイプ３７からリザーバタンク４２への温水の排出量を調整している。そのため、貯湯タンク３４内の温水の量が所定量を超えている間は、貯湯タンク３４内の温水が常に流水パイプ３７内を流れることになる。換言すると、流水パイプ３７内で温水が枯渇することはない。
また、蛇口１９の給湯栓を閉じることにより開閉弁４５を閉じた場合は、リザーバタンク４２内の水量が徐々に増加する。そしてリザーバタンク４２が温水によって完全に満たされると、リザーバタンク４２内の温水が排水パイプ４３側へ排出される。そのため、開閉弁４５が閉じられた場合であっても、リザーバタンク４２内の温水によって流水パイプ３７内の温水の流れが妨げられることはない。
従って、貯湯タンク３４から流水パイプ３７へ排出された温水は常に加熱部３８を流れることになる。即ち、加熱部３８は流水パイプ３７の上流側から流れてくる暖かい温水によって常に加熱されるので、鏡１６、床板１７及び暖房パネル１８は加熱部３８によって常に加熱されることになる。
【００３７】
蛇口１９の給湯栓を開くと開閉弁４５が開くので、リザーバタンク４２内の温水が給湯パイプ４４及び給水給湯パイプ４９を介して蛇口１９から洗面台へ排出される。即ち、蛇口１９の給湯栓を開くと、蛇口１９から直ちに温水が排出される。
また、蛇口１９の給水栓を開くと開閉弁４８が開くので、給水源４７から給水パイプ４６へ供給された冷水が給水給湯パイプ４９を介して蛇口１９へ供給される。
従って、蛇口１９の給湯栓と給水栓の開き具合を調整することにより、蛇口１９から洗面台へ排出される水の温度及び水量を調整可能である。
【００３８】
また、貯湯タンク３４内の温水の一部は電磁弁５４を介して給湯バイパスパイプ５３へ供給されており、かつ、給水源３６から給水バイパスパイプ５１へ冷水が供給されている。
そのため、蛇口２７の給湯栓を開くと開閉弁５５が開き温水が蛇口２７から直ちに排出される。
また、蛇口２７の給水栓を開くと開閉弁５２が開くので、給水源３６から給水バイパスパイプ５１へ供給された冷水が給水給湯パイプ５６を介して蛇口２７へ供給される。
従って、蛇口２７の給湯栓と給水栓の開き具合を調整することにより、蛇口２７から排出される水の温度及び水量を調整可能である。
【００３９】
「温水利用スイッチ」がＯＦＦの場合は、ポンプ６８が作動せずかつ電磁弁４０及び電磁弁４１が閉状態となる。従って、貯湯タンク３４内の水が燃料電池ユニット６５の排熱によって加熱されることがなく、さらに貯湯タンク３４内の水が流水パイプ３７へ供給されることはない。従って、例えば夏季のように鏡１６、床板１７、暖房パネル１８を暖める必要がない場合は「温水利用スイッチ」をＯＦＦにすることにより、水及び燃料電池ユニット６５の排熱の無駄な浪費を防止できる。
【００４０】
なお、「温水利用スイッチ」をＯＦＦにした場合も給水源３６から給水パイプ３５及び給水バイパスパイプ５１へ水が供給される。さらに、「コージェネレーションモード」が選択されている場合は電磁弁５４が開状態となるので、給水パイプ３５から貯湯タンク３４へ供給された水が電磁弁５４を介して給湯バイパスパイプ５３へ供給される。そして「コージェネレーションモード」が選択されかつ「温水利用スイッチ」がＯＦＦの場合は、蛇口２７の給湯栓が開かれたことを上記制御盤が検知したときに、制御盤が給湯用加熱装置５８を始動させる。従って、蛇口２７の給湯栓を開いた直後は蛇口２７から冷水が排出されるものの、蛇口２７の給湯栓を開いてからある程度の時間が経過すると、給湯用加熱装置５８によって加熱された温水が蛇口２７から排出される。
【００４１】
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるべきものではない。
流水パイプ３７（加熱部３８）によって加熱する加熱対象を、鏡１６、床板１７及び暖房パネル１８の中のいずれか一つ又は二つにしてもよい。さらに、トレイ及び／又は台所の床板や暖房パネルを加熱対象にしてもよい。
加熱部３８と加熱対象は互いに接触させる必要はなく、僅かな隙間を形成しながら両者を近接させてもよい。
加熱部３８に互いに並列である複数本のバイパス管を設けて、各バイパス管に各加熱対象（鏡１６、床板１７、暖房パネル１８など）をそれぞれ接触又は近接させてもよい。
【００４２】
流水パイプ３７に、電磁弁４１の代わりとしてオリフィス（流量調整手段）を設けて、このオリフィスによって流水パイプ３７からリザーバタンク４２への温水の排出量を調整してもよい。このようにしても、給水源３６から給水パイプ３５に対して水が供給されているときに、貯湯タンク３４内から排出された温水が流水パイプ３７内を常に流れるようにすることが可能になる。
【００４３】
給水給湯システム３０に新たな給湯パイプを追加することにより、給湯用加熱装置５８によって加熱された温水を蛇口１９へ供給可能にしてもよい。
【００４４】
家屋１０又は室外給湯装置３２に温度センサを設けて、温度センサが検出した温度が所定温度（例えば２０℃）未満のときに、上記制御盤が「コージェネレーションモード」を自動的に選択しかつ「温水利用スイッチ」を自動的にＯＮにするようにしてもよい。このようにすれば、気温が所定温度未満になり易い冬季において、鏡１６、床板１７及び暖房パネル１８等が自動的に加熱される可能性が高くなる。その一方で、気温が所定温度以上になり易い夏季は、鏡１６、床板１７及び暖房パネル１８等が自動的に加熱される可能性が低くなるので、燃料電池ユニット６５が発生した排熱を別の用途（例えば給湯用加熱装置５８の動作）に有効利用できるようになる。
【００４５】
貯湯タンク３４内の水を加熱するための熱を発生する発電手段として、燃料電池ユニット６５以外のものを利用してもよい。例えば、ガスタービンエンジンシステム、ガスエンジンシステム又はディーゼルエンジンシステムを発電手段として利用可能である。
【符号の説明】
【００４６】
１０・・・家屋、１５・・・洗面所、１６・・・鏡（加熱対象）、１７・・・床板（加熱対象）、１８・・・暖房パネル（加熱対象）、１９・・・蛇口、２４・・・浴室、２５・・・浴槽、２６・・・台所、２７・・・蛇口、３０・・・給水給湯システム、３１・・・排熱利用式温水流通システム、３２・・・室外給湯装置、３４・・・貯湯タンク、３７・・・流水パイプ、３８・・・加熱部、４０・・・電磁弁（弁）、４１・・・電磁弁（流量調整手段）、４２・・・リザーバタンク、４３・・・排水パイプ、４４・・・給湯パイプ（排出用パイプ）、６５・・・燃料電池ユニット（発電手段）、６７・・・加熱用循環パイプ、６８・・・ポンプ。
【図１】
2017053530.tif 000003