JP2000217709A - 給湯装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 簡単な構成でもって、容器内で沸騰させた湯
を確実に浄化する。 【解決手段】 給湯時にモータ９を正転方向に回転させ
ると、容器３内の湯が下部主水路１１から吸引されて側
部主水路１４へ送られる。第１フラップ弁２０は開放
し、湯は注ぎ口１６から吐き出される。浄化時にはモー
タ９が逆転方向に回転され、第２通水口１３から吸引さ
れた湯が第１通水口１２へ吐出され、側部主水路１４内
の湯は流下する。それに伴い、第２フラップ弁２１は開
放し、第１フラップ弁２０は自重により閉鎖する。これ
により、容器３内の湯は副水路１８→側部主水路１４→
下部主水路１１→容器３と循環し、その過程で水浄化フ
ィルタ１９を通過して不純物が除去される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、容器内で湯を沸か
して保温する給湯装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】水道水に含まれる遊離塩素、トリハロメ
タンなどの有機化合物、カビ臭などを除去するために、
活性炭フィルタなどの水浄化フィルタを内蔵した給湯装
置が知られている。このような給湯装置では、湯を浄化
するために水浄化フィルタに強制的に湯を通過させる必
要があり、そのための構造として種々のものが従来より
提案されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】例えば特開平４−２１
８１１６号公報、特開平５−１５４５３号公報などに記
載の給湯装置は、ポンプにより容器内の湯を汲み上げる
揚水路と、一端が湯の注ぎ口に連通した注ぎ水路と、容
器の側部に接続された循環水路とを有し、その３つの水
路の接続部に設けた切替弁により、揚水路内を上昇した
湯が注ぎ水路と循環水路のいずれか一方に流れるように
切り替え、循環水路に湯が流れるように切り替えられた
場合には、湯が容器に戻る際に水浄化フィルタを通過す
るようにしている。

【０００４】しかしながら、このような構成において
は、切替弁として電磁バルブを使用しなければならず、
高価であると共に電磁バルブの設置スペースを確保しな
ければならないので給湯装置の小形化にも難点がある。

【０００５】また、他の従来の給湯装置として、特開平
５−１０３７２４号公報に記載のものが知られている。
この給湯装置では、容器に連通する吸引口と、一端が湯
の注ぎ口に連通した揚水路及び一端が容器に連通した循
環水路にそれぞれ連結された２つの吐出口とを有するポ
ンプを備えると共に、そのポンプのインペラの回転方向
に依っていずれか一方の吐出口を閉鎖し他方を開放する
回動式の切替弁を備え、湯の浄化時には、吸引口を通し
て容器から吸引した湯を循環水路側へ送り出し、循環水
路の途中に配設した水浄化フィルタに通過させた後に容
器に戻すようにしている。

【０００６】しかしながら、このような構成において
は、切替弁の構造が複雑になると共に、ポンプ周辺の占
有体積が大きくなり給湯装置の小形化に難点がある。

【０００７】本発明はこのような点に着目して成された
ものであり、その目的とするところは、従来よりも簡単
な構造でもって水浄化フィルタに強制的に湯を通過さ
せ、湯の浄化を効果的に行うことができる給湯装置を提
供するものである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に成された本発明は、容器に貯留された水を沸騰させて
保温する給湯装置において、 a)容器の側部に立設された共通水路と、 b)下端が該共通水路の上端に接続され、他端が注ぎ口に
連通する注ぎ水路と、 c)一端が前記共通水路の上端に接続され、他端が前記容
器の側部に連通する副水路と、 d)該副水路の連通位置よりも低い位置で前記容器に連通
する第１通水口と前記主水路の下端に接続された第２通
水口とを有し、第１通水口から吸引した水を第２通水口
に吐出する注水水流又はその逆方向の浄化水流を択一的
に発生するポンプと、 e)前記注水水流によって副水路を閉鎖する一方注ぎ水路
を開放し、前記浄化水流によって副水路を開放する一方
注ぎ水路を閉鎖する水路切替弁と、 f)前記副水路の容器側入口から前記水路切替弁までの間
に配設された水浄化手段と、 を備えることを特徴としている。

【０００９】

【発明の実施の形態】この発明に係る給湯装置では、例
えばポンプのケーシング内部に備えられたインペラが正
転方向に回転すると、第１通水口を通して容器から吸引
された湯（水）が第２通水口に吐出され、共通水路内を
上昇する。この上昇する湯の圧力によって、水路切替弁
は副水路を閉鎖する一方注ぎ水路を開放し、湯は共通水
路から注ぎ水路へと更に押し上げられて注ぎ口から外部
へ排出される。つまり、給湯が達成される。一方、上記
インペラが逆転方向に回転すると、第２通水口から吸引
された湯が第１通水口に吐出されて容器内へ戻る。共通
水路内に溜まっていた湯は流下して共通水路内の水圧は
下がり、水路切替弁は例えば自重により注ぎ水路を閉鎖
する一方、容器内の湯の圧力によって副水路を開放す
る。これにより、容器→副水路→共通水路→ポンプ→容
器と循環する浄化水流が発生し、水浄化手段を湯が順次
通過して浄化が達成される。

【００１０】上記水路切替弁としては種々のものを利用
することができるが、その一実施形態としては、前記注
ぎ水路に設けられ、前記注水水流によって開放し前記浄
化水流によって閉鎖する注ぎ水路弁、及び、前記副水路
に設けられ、前記注水水流によって閉鎖し前記浄化水流
によって開放する副水路弁、という二つの弁から成るも
のとすることができる。

【００１１】具体的には、注ぎ水路弁及び副水路弁はそ
れぞれフラップ弁とすることができる。注ぎ水路側フラ
ップ弁は外力を加えない状態で自重により閉鎖し、副水
路側フラップ弁は共通水路内を上昇する湯の圧力により
閉鎖するような構成としておけば、両フラップ弁とも
に、閉鎖するためにバネ等による付勢力を与えなくても
よい。しかしながら、より確実に閉鎖するようにするた
めに、適度な付勢力を与えるようにしてもよい。

【００１２】また、注ぎ水路弁及び副水路弁はそれぞ
れ、注ぎ水路内と副水路内とにおいて、一端に弁座、他
端にストッパが設けられた略円筒形状の弁室と、該弁室
内に収容された球状弁とから構成することもできる。こ
の構成によれば、球状弁は自重又は水圧により弁室内を
転動し、弁座に密着した際には水路を閉塞し、ストッパ
に当接した際には水路を開放する。

【００１３】なお、本発明に係る給湯装置では、容器内
の湯の水位が副水路の連結位置よりも下がると浄化水流
を発生させることができない。そこで、水位検知手段を
設けておき、該水位検知手段により検知される水位が所
定以上である場合にのみ水浄化動作を実行する構成とす
ることが好ましい。

【００１４】

【発明の効果】本発明に係る給湯装置では、流路切替弁
としてフラップ弁又は球状弁のような簡単な構成のもの
を利用することができるので、全体の構造がきわめて簡
単になりコストが低くて済む。また、ポンプから上方に
延伸する水路が共通水路１本のみでよいので、ポンプや
容器周囲の空間の占有体積が少なくて済み、給湯装置の
小形化にも有利である。更には、流路切替弁はバネ等の
付勢力を利用していないので、その開閉動作が経時変化
することがなく、故障が少なく信頼性の高い装置が得ら
れるという効果も奏する。

【００１５】

【実施例】以下、本発明に係る給湯装置の一実施例を図
面を参照して説明する。図１は本実施例の給湯装置の構
成図である。外側を覆う筐体は本体部１とその上部を開
閉自在に覆う蓋部２とから成り、本体部１の内部には有
底円筒形状の容器３が設けられている。容器３の上面開
口は、蓋部２が閉鎖されたときに該蓋部２の下面に設け
られた中栓４により閉塞される。蓋部２には中栓４を貫
通して容器３に開口し、他方が大気に開口した蒸気排出
孔５が設けられている。容器３の底壁直下にはヒータ６
と温度センサ７とが配設され、容器３の底壁と本体部１
の底壁との間にはモータ９により駆動されるポンプ８が
設けられている。

【００１６】容器３の底壁の底部循環口１０に接続され
た下部主水路１１はポンプ８のケーシング３０の中央側
の第１通水口１２に接続されており、ポンプケーシング
３０の外周側に設けられた第２通水口１３には容器３の
側壁に沿って上方に延伸する側部主水路１４が接続され
ている。側部主水路１４の上端には、更に上方に延伸し
て注ぎ口１６に連通している逆Ｊ字状の注ぎ水路１５が
連結されると共に、略水平に延伸して容器３の側壁に設
けられた側部循環口１７に連通する副水路１８が連結さ
れている。側部循環口１７の入口側には水浄化フィルタ
１９が着脱自在に取り付けられている。注ぎ水路１５内
には側部主水路１４との連結部の至近に第１フラップ弁
２０が上方に開放自在に設けられ、副水路１８内には第
２フラップ弁２１が側部主水路１４との連結部側に開放
自在に設けられている。容器３の側壁内側には、容器３
内に貯留される水（湯）の水位を検知するための水位セ
ンサ２２が設けられている。この水位センサ２２は水面
の上昇又は下降に応じて上下するフロートを備え、水位
が側部循環口１７の上部に設定された水位Ｌ2よりも低
い状態にあることを検知できるようになっている。な
お、水位Ｌ1は満水時の水位を示している。

【００１７】水浄化フィルタ１９としては種々のものを
利用することができるが、例えば、粉末、粒状又は繊維
状の活性炭フィルタや中空糸型膜フィルタ、或いはこれ
らを組み合わせたフィルタを用いるとよい。この水浄化
フィルタ１９は、鉄錆、遊離残留塩素、トリハロメタン
類等の有機化合物などを除去する機能を有する。

【００１８】図６は図１中のＡ部の詳細構成を示す図で
ある。第１フラップ弁２０及び第２フラップ弁２１は、
それぞれ軸２０１、２１１を中心に蝶動自在の平板状の
弁体２０２、２１２を有し、全く外力を加えない状態で
は、図６中に実線で示すように、注ぎ水路１５及び副水
路１８の内壁に形成された弁座２０３、２１３に当接し
ている。この実施例では、弁体を弁座に押し付けるため
にバネ等の付勢力を利用していないが、より密着性を確
保するためにそのような付勢力を利用してもよい。

【００１９】図２はポンプ８の詳細な構成図であり
（ａ）はポンプケーシング３０内部のインペラ３１を正
面から見た断面図、（ｂ）はＢ−Ｂ’線断面図である。
偏平円筒形状のケーシング３０の内部には、円盤状の基
体３２の前面に渦巻状に複数枚（本実施例では８枚）の
翼体３３が形成されて成るインペラ３１が設けられてい
る。このインペラ３１は合成樹脂から成り、その基体３
２の内部には偏平円環状の永久磁石３５が埋設され、基
体３２の背面中央には突部３６が形成されている。ポン
プケーシング３０の背面壁３７には上記突部３６が緩く
嵌合する凹部３８が形成されている。一方、インペラの
基体３２中央には中心が窪んだボス３４が突出して形成
されており、ポンプケーシング３０の第１通水口１２に
水流を妨げないように突出して形成された支持片３９の
突起がボス３４の窪みに緩く嵌合するようになってい
る。これにより、インペラ３１はポンプケーシング３０
内部で回転自在に保持されている。

【００２０】モータ９の回転軸には円盤状の金属板４０
が取り付けられ、この金属板４０には回転軸と同心に円
環状の永久磁石４１が固定されている。この永久磁石４
１と上記永久磁石３５とは一方がＳ極、他方がＮ極に帯
磁していて互いに引き合うため、インペラ３１は背面壁
３７側に吸引され、しかもモータ９の回転軸の回転に伴
って回転する。すなわち、インペラ３１はモータ９とは
非接触の状態で回転可能となっている。

【００２１】このインペラ３１が図２（ａ）中に実線で
示す正転方向に回転すると、内周方向から外周方向へ向
かう渦流が発生し、中央部前方、つまり第１通水口１２
から吸い込んだ水を外周側へ押し出し第２通水口１３へ
吐出する。それと反対にインペラ３１が図２（ａ）中に
点線で示す逆転方向に回転すると、外周方向から内周方
向へ向かう渦流が発生し、第２通水口１３から吸い込ん
だ水を第１通水口１２へ吐出する。すなわち、このポン
プ８は、モータ９の回転方向によってポンプケーシング
３０内を通過する水の流れの方向が反転する渦巻きポン
プとして機能する。

【００２２】図３は、本実施例の給湯装置の要部の電気
系構成図である。制御部５０はＣＰＵ５１やタイマ５２
などを含むマイクロコンピュータにより構成されてお
り、温度センサ７、水位センサ２２、操作部５３などか
ら信号を受け取る。操作部５３には給湯釦５４と浄化釦
５５とが備えられている。制御部５０はこれら信号を受
けて各種処理を実行し、ヒータ駆動部５６及びモータ駆
動部５７を介してそれぞれヒータ６及びモータ９を制御
している。

【００２３】以下、上記給湯装置の動作を説明する。使
用者が容器３に水を充填して蓋部２を閉鎖すると、制御
部５０はヒータ駆動部５６を介してヒータ６に加熱電流
を供給し始める。このヒータ６により容器３内の水が加
熱され、徐々に湯温が上昇する。温度センサ７により検
知される水温が所定温度（例えば９５℃）に到達したこ
とを検知すると、制御部５０はヒータ６に供給する加熱
電流を減少させ、容器３内の湯の温度が所定温度近傍に
維持されるように制御する。

【００２４】使用者が給湯釦５４を押すと、制御部５０
はその操作信号を受けてモータ駆動部５７を介してモー
タ９を正転方向に回転させる。インペラ３１が正転方向
に回転すると、上述の如く第１通水口１２から吸引され
た湯が第２通水口１３へと吐出される。これにより、容
器３内の湯は下部主水路１１を介してポンプケーシング
３０内へと送られ、ポンプケーシング３０から吐き出さ
れた湯は側部主水路１４内を押し上げられる。すると、
第２フラップ弁２１を挟んで容器３内の水圧よりも側部
主水路１４側の水圧の方が高くなるため、この水圧によ
って第２フラップ弁２１は閉鎖する（図６中に実線で示
す位置）。一方、第１フラップ弁２０は側部主水路１４
内を上昇する湯の圧力によって上方に蝶動して開放し
（図６中に点線で示す位置）、更に注ぎ水路１５内を押
し上げられた湯は注ぎ口１６に達して外部へと吐き出さ
れる。使用者が給湯釦５４の押圧を解除すると、モータ
９は停止される。すると、側部主水路１４内を押し上げ
られる湯の圧力が無くなるので、注ぎ口１６からの湯の
吐出は止まる。

【００２５】図４は浄化動作処理のフローチャートであ
る。使用者が浄化釦５５を押すと（ステップＳ１）、制
御部５０はその操作信号を受けて浄化動作処理を実行す
る。まず、水位センサ２２からの水位検知信号により容
器３内の水位が水位Ｌ2以上であるか否かを判定する
（ステップＳ２）。水位が側部循環口１７よりも下がる
と、後述のような湯の循環が不可能であるのみならず、
容器３内の上部空間の空気が側部主水路１４へと取り込
まれてしまう恐れがある。そこで、ステップＳ２にて水
位がＬ2未満である場合にはそのまま浄化処理を終了す
る。

【００２６】水位がＬ2以上である場合には、制御部５
０はモータ駆動部５７を介して逆転方向にモータ９を回
転させる（ステップＳ３）。インペラ３１が逆転方向に
回転すると、上述の如く第２通水口１３から吸引された
湯が第１通水口１２へと吐出される。これにより、側部
主水路１４内に溜まっていた湯は流下して側部主水路１
４内の圧力は下がるから、第２フラップ弁２１を挟んで
容器３内の水圧のほうが高くなり、第２フラップ弁２１
は図６中に点線で示すように蝶動して開放する。つま
り、図１中に点線矢印で示すように、容器３→副水路１
８→側部主水路１４→ポンプケーシング３０→下部主水
路１１→容器３と湯は循環し、水浄化フィルタ１９を次
々に湯が通過する。その際に、湯に含まれる遊離塩素な
どの不純物が除去される。

【００２７】制御部５０は、モータ９の回転を開始した
後、タイマ５２により所定時間ｔ1が経過するまで（ス
テップＳ４で「Ｙ」）モータ９の回転を継続する。した
がって、その所定時間ｔ1だけ上述のように湯が循環
し、湯が浄化される。所定時間ｔ1が経過すると、モー
タ９の回転が停止される（ステップＳ５）。これによ
り、湯の浄化も終了する。

【００２８】上記実施例では浄化釦５５が押されたとき
に湯の浄化が行われるが、使用者が操作を忘れた場合に
は湯の浄化が行われない。そこで、浄化釦５５の操作に
依らず自動的に浄化動作を行うようにしてもよい。図５
は自動浄化を行う際のフローチャートである。制御部５
０は電源が投入された時点（ステップＳ１１）からタイ
マ５２による計時を開始する（ステップＳ１２）。そし
て所定時間ｔ2（例えば３０分）が経過したならば（ス
テップＳ１３で「Ｙ」）、図４中のステップＳ２〜Ｓ５
による浄化動作処理を実行する（ステップＳ１４）。そ
して、所定時間ｔ2が経過する毎に浄化動作処理を繰り
返す。これにより、使用者が浄化釦５５の操作を行わな
くても浄化処理が実行されるので、確実に浄化された湯
を供給することができる。

【００２９】なお、図４に示す浄化動作中に給湯釦５４
が押された場合には、給湯動作を優先させる必要がある
から、速やかにモータ９を反転させ正転方向に回転させ
るものとする。

【００３０】上記実施例では流路切替弁として第１、第
２フラップ弁２０、２１を用いていたが、他の構成の弁
を利用することもできる。図７は本発明の他の実施例に
よる給湯装置において流路切替弁の構成を示す図であ
る。この実施例では、流路切替弁として、第１球状弁６
０及び第２球状弁６１を用いている。第１及び第２球状
弁６０、６１は、注ぎ水路１５及び副水路１８内に太径
の円筒形状の弁室６０１、６１１が形成され、その弁室
６０１、６１１の一端にはテーパ状の弁座６０２、６１
２が、他端にはストッパ６０３、６１３が設けられる。
そして、弁座６０２、６１２とストッパ６０３、６１３
との間の弁室６０１、６１１内に、球状の弁体６０４、
６１４が転動自在に封入されている。このような構成の
弁も上記実施例と同様の機能を有する。

【００３１】なお、上記実施例は一例であって、本発明
の趣旨の範囲で適宜変更や修正を行えることは明らかで
ある。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の一実施例による給湯装置の構成図。

【図２】 本実施例の給湯装置のポンプケーシング内の
構造を示す図。

【図３】 本実施例の給湯装置の要部の電気系構成図。

【図４】 本実施例の浄化動作処理のフローチャート。

【図５】 自動浄化動作のフローチャート。

【図６】 図１中のＡ部の詳細構成図。

【図７】 本発明の他の実施例による給湯装置における
流路切替弁の構成図。

【符号の説明】

３…容器 ８…ポンプ ９…モータ １０…底部循環口 １１…下部主水路 １２…第１通水口 １３…第２通水口 １４…側部主水路 １５…注ぎ水路 １６…注ぎ口 １７…側部循環口 １８…副水路 １９…水浄化フィルタ ２０…第１フラップ弁 ２１…第２フラップ弁 ２２…水位センサ ３０…ポンプケーシング ３１…インペラ ５０…制御部 ５３…操作部 ５５…浄化釦 ５７…モータ駆動部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 平石 貴補 京都市中京区河原町通二条南入一之船入町 384番地 有限会社アートヘブンナイン内 Ｆターム(参考） 4B055 AA34 BA28 BA56 CA11 CA69 CB27 CC28 CC39 CC66 CD15 CD61 GA04 GB15 GC31

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 容器に貯留された水を沸騰させて保温す
   る給湯装置において、 a)容器の側部に立設された共通水路と、 b)下端が該共通水路の上端に接続され、他端が注ぎ口に
   連通する注ぎ水路と、 c)一端が前記共通水路の上端に接続され、他端が前記容
   器の側部に連通する副水路と、 d)該副水路の連通位置よりも低い位置で前記容器に連通
   する第１通水口と前記主水路の下端に接続された第２通
   水口とを有し、第１通水口から吸引した水を第２通水口
   に吐出する注水水流又はその逆方向の浄化水流を択一的
   に発生するポンプと、 e)前記注水水流によって副水路を閉鎖する一方注ぎ水路
   を開放し、前記浄化水流によって副水路を開放する一方
   注ぎ水路を閉鎖する水路切替弁と、 f)前記副水路の容器側入口から前記水路切替弁までの間
   に配設された水浄化手段と、 を備えることを特徴とする給湯装置。
2. 【請求項２】 請求項１に記載の給湯装置において、前
   記水路切替弁は、 e1)前記注ぎ水路に設けられ、前記注水水流によって開
   放し前記浄化水流によって閉鎖する注ぎ水路弁と、 e2)前記副水路に設けられ、前記注水水流によって閉鎖
   し前記浄化水流によって開放する副水路弁と、 から成ることを特徴とする給湯装置。
3. 【請求項３】 請求項１又は２に記載の給湯装置におい
   て、前記容器内の水位を検知する水位検知手段を備え、
   該水位検知手段により検知される水位が所定以上である
   場合に、前記浄化水流を発生するような前記ポンプの動
   作を可能とすることを特徴とする給湯装置。