JP2017129290A

JP2017129290A - 給湯機

Info

Publication number: JP2017129290A
Application number: JP2016007335A
Authority: JP
Inventors: 広貴志賀; Hiroki Shiga; 貴章谷地田; Takaaki Yachita; 木村　和人; Kazuto Kimura; 和人木村; 恵英岡田; Yoshihide Okada
Original assignee: Corona Corp
Current assignee: Corona Corp
Priority date: 2016-01-18
Filing date: 2016-01-18
Publication date: 2017-07-27

Abstract

【課題】加熱手段４で加熱した高温の湯を、放熱量を抑えて貯湯タンク１に貯湯するために、貯湯タンク１の断熱性能の向上させたり、配管を断熱材で覆って放熱量を抑える手段を用いていたが、放熱量を十分に抑えることができず、放熱ロスが原因で貯湯効率が上がらなかった。よって、更なる貯湯効率の向上が課題であった。
【解決手段】制御装置２０には、貯湯タンク１の上部には高温層、貯湯タンク１の下部には低温層のように温度成層を形成するように加熱循環ポンプ１９と加熱手段４を制御して沸き上げ運転を行わせる沸き上げ運転制御手段２１を設けた貯湯式給湯機において、加熱戻り管６の内径は加熱往き管５の内径よりも細径にした。
【選択図】図２

Description

本発明は、貯湯式給湯機の貯湯効率の向上に関するものである。

従来より、加熱手段で加熱した熱量を有効に貯湯できているかの指標である貯湯効率を向上することがもとめられており、特許文献１に開示されているようにタンクの断熱性能を向上させたり、特許文献２のように、配管断熱によって配管からの放熱を抑制しようとするものがあった。

特開平７−７７３５９号公報特開２０１２−２２５４０３号公報

しかし、前記加熱手段で加熱した高温の湯を、放熱量を抑えて貯湯タンクに貯湯するために、特許文献１のように貯湯タンクの断熱性能の向上させたり、特許文献２のように配管を断熱材で覆って放熱量を抑える手段を用いていたが、放熱量を十分に抑えることができず、放熱ロスが原因で貯湯効率が上がらなかった。よって、更なる貯湯効率の向上が課題であった。

本発明は上記課題を解決するため、湯水を貯湯する貯湯タンクと、前記貯湯タンクの湯水を加熱する加熱手段と、前記貯湯タンクの下部から前記加熱手段に接続された加熱往き管と、前記加熱手段から前記貯湯タンクの上部に接続された加熱戻り管と、前記貯湯タンクと前記加熱手段とを前記加熱往き管及び前記加熱戻り管を介して循環させるポンプである加熱循環ポンプと、前記貯湯タンクの上部には前記加熱戻り管を接続する接続口であるソケットと、前記貯湯タンクの上部には高温層、前記貯湯タンクの下部には低温層となる温度成層を形成するように前記加熱循環ポンプと前記加熱手段を制御して沸き上げ運転を行わせる沸き上げ運転制御手段を設けた制御装置とを備えた貯湯式給湯機において、前記加熱戻り管の内径は加熱往き管の内径よりも細径にした。

また、湯水を貯湯する貯湯タンクと、前記貯湯タンクの湯水を加熱する加熱手段と、前記貯湯タンクの下部から前記加熱手段に接続された加熱往き管と、前記加熱手段から前記貯湯タンクの上部に接続された加熱戻り管と、前記貯湯タンクと前記加熱手段とを前記加熱往き管及び前記加熱戻り管を介して循環させるポンプである加熱循環ポンプと、前記貯湯タンクの上部には前記加熱戻り管を接続する接続口であるソケットと、前記貯湯タンクの上部には高温層、前記貯湯タンクの下部には低温層となる温度成層を形成するように前記加熱循環ポンプと前記加熱手段を制御して沸き上げ運転を行わせる沸き上げ運転制御手段を設けた制御装置とを備えた貯湯式給湯機において、前記加熱戻り管の下流側には前記ソケットに接続する端部を有し、前記端部の外径は前記ソケットの内径よりも細径にしたと共に、前記加熱戻り管の前記端部よりも上流側の内径は前記端部の内径よりも細径にした。

また、前記加熱戻り管はステンレスを用いて形成した。

このように請求項１の発明によれば、加熱戻り管の細径化に伴って、加熱戻り管の表面積を減少させることで、加熱戻り管からの放熱量を減少させ、貯湯効率を向上させることができる。

また、請求項２の発明によれば、加熱戻り管の細径化に伴って、加熱戻り管の表面積を減少させて放熱量を減少させることができ、貯湯効率を向上させることができる。また、加熱戻り管の細径化に伴う流路断面積の減少により流速が増大した場合でも前記端部の内径を大きくすることでタンク内に流入する湯の流速を減少させているので、タンク内の温度成層の攪拌防止を行う事ができる。

また、請求項３の発明によれば、前記加熱戻り管をステンレスで形成することで、前記加熱戻り管を細径化したことに伴って、配管の強度不足で配管が破損してしまうのを防ぐことができる。

この発明の概略説明図この発明の第１の実施形態の要部断面図この発明の第２の実施形態の要部断面図

本発明の給湯装置の実施形態を図１に基づいて説明する。
１は湯水を貯湯する貯湯タンク、２は貯湯タンク１の下部に接続された給水管、３は貯湯タンク１の上部に接続された出湯管、４は貯湯タンク１内の湯水を加熱する加熱手段、５は貯湯タンク１下部から加熱手段４に接続される加熱往き管、６は加熱手段４から貯湯タンク１上部に接続される加熱戻り管、７は加熱往き管５の途中に設けられ、加熱手段４と貯湯タンク１内の湯水を循環させて熱交換させる加熱循環ポンプである。

８は給水管２の途中で分岐する給水バイパス管、９は出湯管３を流れる湯水と給水バイパス管８を流れる市水を適宜の比率で混合して給湯設定温度あるいは風呂設定温度に調整する給湯混合弁、１０は給湯混合弁９で混合された混合水が流通する給湯管、１１は給湯管１０からの混合水を給湯する給湯栓、１２は給湯管１０途中に設けられた給湯流量を検出するフローセンサ、１３は給湯混合弁７によって混合された混合水の温度を検出する給湯温度センサ、１４は給湯混合弁９によって混合された混合水の給湯流量を調節する流量調整弁、１５は出湯管３途中に貯湯タンク１内の圧力が所定値以上になったときに開弁し圧力を逃す開閉弁を兼ねたバネ式の圧力逃し弁である。

１６は貯湯タンク１上部内の高温水と熱交換する風呂熱交換器、１７は浴槽、１８は風呂熱交換器１６と浴槽１７を湯水が循環可能に接続する風呂循環回路、１９は風呂循環回路１５の途中に設けられた風呂循環ポンプである。

２０は給湯動作や風呂動作の運転制御を担う制御装置であり、制御装置２０には沸き上げ運転時の循環ポンプや加熱手段の制御をして沸き上げ運転を行わせる沸き上げ運転制御手段２１が設けられている。

次に貯湯式給湯機の沸き上げ運転について説明する。
沸き上げ要求が発生すると沸き上げ運転制御手段２１は、加熱循環ポンプ７を駆動すると共に、加熱手段４を駆動して、貯湯タンク１の下部から加熱往き管５を介して取り出した貯湯タンク１下部の低温の湯水を加熱手段４で加熱する。そして、予め決められた沸き上げ温度になるよう加熱手段４で加熱された湯水が加熱戻り管６を介して貯湯タンク１の上部から積層状に貯湯し、貯湯タンク１内の上部に高温層、下部に低温層の温度成層を成して沸き上げ運転が行われる。

次に、給湯栓１１が開かれて給湯がされると、給湯管１０側の圧力が低下して給水管２からの給水が貯湯タンク１下部から供給され、貯湯タンク１上部の高温層の湯水が出湯管３に押し出される。その一方、給水管２からの給水は給水バイパス管８を介して給湯混合弁９で出湯管３からの湯水と混合されて、給湯管１０を介して給湯栓１１へ給湯されるものである。

次に第１の実施形態について図２を用いて説明する。
２２は貯湯タンク１の上部と加熱戻り管６を接続するソケットであり、ソケット２２の内径は加熱戻り管６の外径よりも太径であるので、容易に貯湯タンク１に連結させることができる。また、２３はソケット２２と加熱戻り管６を固定するクイックファスナである。

また、加熱戻り管６の内径は加熱往き管５の内径よりも細径とし、加熱戻り管６はステンレスで形成した。

このように、加熱戻り管６の配管を細径化することで配管の表面積は減少し、加熱戻り管６の外部への放熱量を減少させることができ、加熱手段４で加熱した高温水をできる限り放熱させずに貯湯タンク１上部に流入させることができるので、前記沸き上げ運転の貯湯効率を向上させることができる。

また、ステンレスを用いて加熱戻り管６の強度を上げることで、細径化に伴って加熱戻り管６の流路断面積が減少し配管内の流速が増大しても、加熱戻り管６が破損してしまうのを防ぐ事ができる。

よって、加熱戻り管６をステンレスで形成することで、配管の強度を上げて破損を防ぎ、また、加熱戻り管６を細径化することで、放熱量を減少させて前記沸き上げ運転の貯湯効率を向上させることができる。

次に第２の実施形態について図３を用いて説明する。ここでは、第１の実施形態と同一のものは同一の符号を付してその説明を省略する。
加熱戻り管６には、下流側に向かうにつれ徐々に径が増すテーパ部２４と、テーパ部２４より上流側の内径よりも下流側の内径の方が太径になる端部２５とが設けられている。
また、ソケット２２の内径は、加熱戻り管６の端部２５の外径よりも太径であるので、容易に貯湯タンク１に連結させることができる。

つまり、加熱戻り管６のテーパ部２４よりも上流側は細管し、テーパ部２４により下流側に向かうにつれ徐々に径が増し、テーパ部２４よりも下流側の端部２５は拡管した構成となる。また、この前記拡管の長さは、細径化に伴って増大してしまった流速を減少させる長さであることが好ましい。

また、テーパ部２４によって加熱戻り管６の下流側の端部２５が拡管されているため、加熱戻り管６の細径化に伴って、流路断面積の減少で流速が増大してしまった場合でもテーパ部２４の拡管で流速増大を抑制しているので、貯湯タンク１内に湯を流入するときには前記温度成層を崩してしまうことを防ぎ、貯湯タンク１内の攪拌防止をすることができる。

なお、本発明は実施形態に限定されるものではなく、要旨を変更しない範囲で改変することを妨げるものではなく、例えば、本発明の第２の実施形態では細径化するのは加熱戻り管６のみであるが、放熱を抑制したい配管である出湯管３や給湯管１０などを細径化し、配管の強度を向上させるためにステンレスにすることとしても良い。

１貯湯タンク
４加熱手段
５加熱往き管
６加熱戻り管
７加熱循環ポンプ
２０制御装置
２１沸き上げ運転制御装置
２２ソケット
２４テーパ部
２５端部

Claims

湯水を貯湯する貯湯タンクと、前記貯湯タンクの湯水を加熱する加熱手段と、前記貯湯タンクの下部から前記加熱手段に接続された加熱往き管と、前記加熱手段から前記貯湯タンクの上部に接続された加熱戻り管と、前記貯湯タンクと前記加熱手段とを前記加熱往き管及び前記加熱戻り管を介して循環させるポンプである加熱循環ポンプと、前記貯湯タンクの上部には前記加熱戻り管を接続する接続口であるソケットと、前記貯湯タンクの上部には高温層、前記貯湯タンクの下部には低温層となる温度成層を形成するように前記加熱循環ポンプと前記加熱手段を制御して沸き上げ運転を行わせる沸き上げ運転制御手段を設けた制御装置とを備えた貯湯式給湯機において、前記加熱戻り管の内径は加熱往き管の内径よりも細径にしたことを特徴とする給湯機。
湯水を貯湯する貯湯タンクと、前記貯湯タンクの湯水を加熱する加熱手段と、前記貯湯タンクの下部から前記加熱手段に接続された加熱往き管と、前記加熱手段から前記貯湯タンクの上部に接続された加熱戻り管と、前記貯湯タンクと前記加熱手段とを前記加熱往き管及び前記加熱戻り管を介して循環させるポンプである加熱循環ポンプと、前記貯湯タンクの上部には前記加熱戻り管を接続する接続口であるソケットと、前記貯湯タンクの上部には高温層、前記貯湯タンクの下部には低温層となる温度成層を形成するように前記加熱循環ポンプと前記加熱手段を制御して沸き上げ運転を行わせる沸き上げ運転制御手段を設けた制御装置とを備えた貯湯式給湯機において、前記加熱戻り管の下流側には前記ソケットに接続する端部を有し、前記端部の外径は前記ソケットの内径よりも細径にしたと共に、前記加熱戻り管の前記端部よりも上流側の内径は前記端部の内径よりも細径にしたことを特徴とする給湯機。
前記加熱戻り管はステンレスを用いて形成したことを特徴とする請求項１または請求項２記載の給湯機。