JP2006153365A

JP2006153365A - 即出湯型給湯装置

Info

Publication number: JP2006153365A
Application number: JP2004345689A
Authority: JP
Inventors: Norihiro Hori; 紀弘堀
Original assignee: Noritz Corp
Current assignee: Noritz Corp
Priority date: 2004-11-30
Filing date: 2004-11-30
Publication date: 2006-06-15

Abstract

【課題】接続配管内の水を振動させるための振動発生装置に負荷が掛かりにくく、即出湯運転中の騒音も小さくすることができ、さらに熱の輸送効率も高い即出湯型給湯装置を提供する。
【解決手段】環状をした水循環路３２には、一定方向にのみ水が循環できるように２つの逆止弁２０、２３を設けている。水循環路３２の、逆止弁２０、２３で区切られた２つの領域のうち一方には、ピストン装置２１を設け、この領域と端末側アキュムレータ２４付きの出湯端末１２ａとを接続配管１３でつないでいる。また水循環路３２の他方の領域には、熱交換器１４と水循環路用アキュムレータ１９が設けられ、この領域には水供給管１８が接続されている。ピストン装置２１を駆動すると水循環路３２内で水が循環し、熱交換器１４で水が加熱される。また、ピストン装置２１の駆動により接続配管１３内で水が脈動し、水循環路３２から端末側アキュムレータ２４へと熱が輸送される。
【選択図】図１

Description

本発明は、先止式給湯システムにおける即出湯型給湯装置に関する。

先止式給湯システムでは、一般に給湯器とカランの位置が離れており、給湯器とカランとを長尺の接続配管で接続している。カランを閉じて給湯停止している時には、接続配管内の温水は接続配管を介して放熱しており、湯温が下がっている。そのため、カランを開いても直ちに温水が出湯されず、接続配管内に溜まっていた冷水がカランから排出された後でなければ、カランから温水が出湯されず、使用感が悪い。

カランを開いたときに直ちに温水が出湯されるようにした給湯装置を即出湯型給湯装置というが、このような給湯装置には、循環方式のものとドリームパイプ方式のものとが知られている。循環方式の即出湯型給湯装置は、給湯器とカランとの間で往きと戻りの２本の接続配管によって循環路を構成し、接続配管内の湯温が下がると循環路内で温水を循環させながら加熱し、接続配管内の湯温を所定温度以上に保っている。これに対し、ドリームパイプ方式の即出湯型給湯装置では、配管内の温水を循環させる必要がないので、１本の接続配管のみで済み、配管施工が容易になるという利点があるため、近年注目されている。

このようなドリームパイプ方式の即出湯型給湯装置としては、特許文献１に開示されたものがある。特許文献１に開示されている即出湯型給湯装置は、既設の配管に応じて循環方式にも、ドリームパイプ方式にも用いることができるものであるが、ドリームパイプ方式に用いる場合についていえば、次のように構成されていた。１本の接続配管によってカランと給湯器とを接続してあり、接続配管のカラン側端部にはカラン側膨張タンクを、また接続配管の給湯器側端部には給湯器側膨張タンクを設けている。給湯器側膨張タンクとカラン側膨張タンクとの間において、接続配管の給湯器側端部には正逆反転可能なポンプを設けてあり、給湯器側膨張タンクにはヒーター等の加熱部を設けている。しかして、ポンプを運転してポンプモータを交互に正回転と逆回転させると、ポンプの正回転と逆回転に応じて接続配管内中心部の温水が給湯器側膨張タンクとカラン側膨張タンクとの間で往復移動し、接続配管内外周部の静止境界層にある湯と熱交換する。その結果、加熱部によって加熱された温水の熱がカラン側に輸送され、接続配管内の湯の温度をその全長にわたって加熱することができ、即出湯運転を行なうことができる。

しかしながら、特許文献１のドリームパイプ方式の即出湯型給湯装置では、ポンプモータを一定周期で正回転と逆回転に切り換えて温水を往復動させなければならないので、ポンプに負荷が掛かると共にポンプの運転音が大きく騒音が問題になる。また、特許文献１のドリームパイプ方式の即出湯型給湯装置では、接続配管中を輸送される熱量が充分でなかった。さらに、特許文献１のドリームパイプ方式の即出湯型給湯装置では、給湯用の加熱部とは別に即出湯運転用の加熱部を必要としていた。

実公平０７−０４０９００号公報

本発明は上記のような技術的課題に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、接続配管内の水を振動させるための振動発生装置に負荷が掛かりにくく、即出湯運転中の騒音も小さくすることができ、さらに熱の輸送効率も高い即出湯型給湯装置を提供することにある。

請求項１に記載の即出湯型給湯装置は、水を加熱するための加熱部を通過するようにして環状の水循環路を設け、前記水循環路に、前記水循環路内において水が一定方向でのみ循環可能となるように複数の逆流防止器を設けると共に前記水循環路内の水を脈動させるための振動発生装置を設け、前記水循環路と出湯端末を接続配管によって連結し、前記出湯端末又は前記接続配管の出湯端末近傍に端末側蓄圧器を設けたことを特徴としている。

請求項１の即出湯型給湯装置にあっては、水を加熱するための加熱部を通過するようにして環状の水循環路が設けられており、水循環路には複数の逆流防止器と振動発生装置が設けられているので、振動発生装置を駆動すると、水循環路内の水が水循環路内を循環し、加熱部によって加熱される。従って、水循環路内には、加熱部によって加熱された高温の湯を蓄えておくことができる。

さらに、請求項１の即出湯型給湯装置にあっては、水循環路に振動発生装置を設けておき、水循環路と出湯端末を接続配管によって連結し、出湯端末又は接続配管の出湯端末近傍に端末側蓄圧器を設けているので、振動発生装置により接続配管内の水を脈動させて水循環路内の高温の湯の熱を出湯端末側へ輸送することができる。

よって、この即出湯型給湯装置によれば、水循環路内で高温の湯を循環させておき、この高温の湯の熱を接続配管を通じて出湯端末側へ輸送させることができ、熱の輸送効率が高くなる。また、振動発生装置で水を脈動させているので、ポンプモータを正回転と逆回転に交互に切替えて湯を往復動させる従来例と比較して、振動発生装置に負荷が掛かりにくくてその駆動音を静かにすることができる。また、接続配管内で振動を発生させるための振動発生装置により、同時に水循環路内に水の流れを生じさせることができるので、水循環路内に別途循環ポンプを設ける必要が無く、即出湯型給湯装置の構造を簡素化することができる。

なお、端末側蓄圧器は、出湯端末の近傍において接続配管に設けてもよいが、出湯端末に端末側蓄圧器を設けるようにすれば、既存の接続配管を利用して即出湯型給湯装置を設備することが可能になる。

請求項２に記載の実施態様は、請求項１に記載の即出湯型給湯装置において、前記水循環路に循環路用蓄圧器を設け、前記振動発生装置から前記循環路用蓄圧器への循環経路の途中と前記循環路用蓄圧器から前記振動発生装置への循環経路の途中とにそれぞれ前記逆流防止器を位置させたものである。

かかる実施態様によれば、振動発生器を駆動して水循環路内で水を循環させるとき、振動発生器で発生した圧力又は負圧を循環路用蓄圧器で吸収させることにより水循環路に流れる水の流量を大きくすることができる。よって、効率よく水循環路内の水を加熱することができる。

請求項３に記載の実施態様は、請求項１又は２に記載の即出湯型給湯装置において、前記水循環路の、供給する水が前記加熱部を通過する位置に水供給管を接続したものである。

かかる実施態様では、出湯端末が開かれて出湯動作する場合には、水供給管から供給された水が加熱部で加熱されて出湯端末から出湯される。よって、この実施態様によれば、出湯用の加熱部と即出湯（保温）用の加熱部とを共用させることができ、即出湯型給湯装置の構造を簡単にすることができる。

請求項４に記載の実施態様は、請求項１〜３に記載の即出湯型給湯装置において、前記振動発生装置が、ピストンが往復動してある方向のストロークで水を吸い込むと共に反対方向のストロークで水を吐き出すピストン装置によって構成されたものである。

かかる実施態様によれば、振動発生装置であるピストン装置が水を吸い込んだり、吐き出したりするので、振動発生装置が蓄圧器の働きをする。そのため、接続配管に沿って熱を効率よく輸送するためには、出湯端末側にのみ端末側蓄圧器を設ければよく、水循環路側では接続配管に蓄圧器が不要になり、即出湯型給湯装置の構造が簡素化される。

以下、本発明の実施例を図面に従って詳細に説明する。ただし、本発明は以下の実施例に限定されるものではなく、用途や設置形態等に応じて適宜設計変更することができる。

図１は本発明の一実施例による即出湯型給湯装置の構成を示す概略図である。給湯器１１は屋外に設置されており、屋内に設置されたカランやシャワーヘッド等の出湯端末１２ａ、１２ｂ、１２ｃとの間を接続配管１３によって接続されている。

まず、この給湯器１１の構造を説明する。給湯器１１内には給湯兼即出湯用の熱交換器１４が設けられており、熱交換器１４の下部にはガスバーナー１５が設置されている。よって、この実施例では、熱交換器１４とガスバーナー１５によって加熱部が構成されている。

熱交換器１４の水入口には入水管１６の一端が接続されており、熱交換器１４の湯出口には出湯管１７の一端が接続されている。また、出湯管１７の他端と入水管１６の他端との間は、戻し管２２によって接続されている。よって、入水管１６、出湯管１７及び戻し管２２によって環状の水循環路３２が構成されている。出湯管１７には、熱交換器１４側から戻し管２２側へ向けてのみ水を通過させる向きに逆止弁２０（逆流防止器）が設けられており、戻し管２２には、出湯管１７側から入水管１６側へ向けてのみ水を通過させる向きに逆止弁２３（逆流防止器）が設けられている。従って、水循環路３２には、図１に矢印で示す向きにのみ水を循環させることができる。

入水管１６には水循環路用アキュムレータ１９（蓄圧器）が設けられている。出湯管１７にはピストン装置２１（振動発生装置）が設けられている。また、入水管１６の戻し管接続側の端には、市水道につながった水供給管１８が接続されており、出湯管１７の戻し管接続側の端には、接続配管１３が接続されている。

図１には上記給湯器１１の構成を図示しているが、給湯器１１の構成は図１に示すものに限らない。すなわち、両逆止弁２０、２３は図示例とは反対向きに設けられていてもよい。また、水供給管１８から入った水が接続配管１３へ送り出される途中で熱交換器１４を通過するように熱交換器１４が配置されており、ピストン装置２１と水循環路用アキュムレータ１９がそれぞれ逆止弁２０、２３を介して水循環路３２の反対側に配置されてさえいれば、熱交換器１４、水循環路用アキュムレータ１９及びピストン装置２１は水循環路３２の任意の位置に配置されていてもよい。

接続配管１３は屋内側において複数に分岐しており、屋内に設置された出湯端末１２ａ、１２ｂ、１２ｃにはそれぞれ分岐された接続配管１３の端部が接続されている。説明の便宜上、図１においては３つの出湯端末１２ａ、１２ｂ、１２ｃが示されている。出湯端末１２ａはアキュムレータ付き出湯端末となっており、出湯端末１２ａには端末側アキュムレータ２４が設けられている。出湯端末１２ｂでは、その近傍において接続配管１３に端末側アキュムレータ２４が設けられている。出湯端末１２ｃはアキュムレータを有しないものである。

図２は上記水循環路用アキュムレータ１９及び端末側アキュムレータ２４（両者を一緒にしてアキュムレータということがある。）の構造を示す断面図である。アキュムレータ１９、２４は、蓄圧素子２５とケーシング２６により構成されている。蓄圧素子２５は、例えば合成樹脂又は合成ゴムをブロー成形により蛇腹状に成形した後、大気圧下又は加圧下において開口部分（すなわち、成形時の注入口２７）を封止して内部に空気を封止したものである。このような蓄圧素子２５は蛇腹状をしているので、伸縮性がよく、加えられる圧力に応じて大きな容積変化を示す。なお、気体の透過防止手段として、蓄圧素子２５の表面にアルミ箔等をコーティングしてもよい。

ケーシング２６は、底面中央部にバーリング成形した流体入口部３０を有する樹脂製の円筒容器２８と蓋部材２９とからなる。アキュムレータ１９、２４は、蓄圧素子２５を円筒容器２８内に挿入し、蓋部材２９を適宜手段で円筒容器２８の上部に封着して構成されている。また、蓄圧素子２５は、上面の注入口２７を蓋部材２９に設けられた凹部３１に嵌め込むことによって蓋部材２９の下面に固定されている。アキュムレータ１９、２４は、その流体入口部３０を入水管１６や接続配管１３、出湯端末１２ａ等の水流路となる配管等に接続されている。

しかして、このようなアキュムレータ１９、２４にあっては、それが取り付けられている配管等の内部の水圧が高くなった場合には、その圧力によって蓄圧素子２５が縮み、アキュムレータ１９、２４内の容積が広くなって水を吸い込む。逆に、配管等の内部の水圧が低くなった場合には、その負圧によって蓄圧素子２５が伸張し、アキュムレータ１９、２４内の容積が狭くなって水が吐き出される。

なお、水循環路用アキュムレータ１９及び端末側アキュムレータ２４としては、このような構造のものに限るものではなく、例えば特開昭６３−３１２５０１号公報に開示されたようなものでもよい。

図３は振動発生装置であるピストン装置２１の構造を示す一部破断した正面図である。このピストン装置２１にあっては、シリンダ３３内にピストン３４が摺動自在に納められており、モータ３５により回転させられる回転板３６の外周部にピストン棒３７の一端が回動自在に連結され、ピストン棒３７の他端がピストン３４の後端面に回動自在に連結されている。シリンダ３３の前面には吸引／吐出孔３８が開口しており、この吸引／吐出孔３８が出湯管１７の内部に接続されている。しかして、モータ３５により回転板３６を所定の回転数で回転させてピストン装置２１を駆動すると、ピストン装置２１は出湯管１７内の水（湯）の吸い込みと吐き出しとを一定の周期で繰り返す。

次に、上記即出湯型給湯装置の即出湯運転時（非出湯時）と出湯時の動作を説明する。最初に即出湯運転時の動作から説明する。即出湯運転時には、ガスバーナー１５を点火して熱交換器１４を加熱しながら、ピストン装置２１を駆動させる。ピストン装置２１の駆動中は、モータ３５は一方向に回転しており、それによってピストン３４がシリンダ３３内で往復運動し、吸引／吐出孔３８から出湯管１７内の水を吸い込む動作と、吸引／吐出孔３８から出湯管１７内へ水を吐き出す動作とを交互に繰り返す。

ピストン装置２１は湯の吸い込みと吐き出しとを繰り返すことによって出湯管１７内の湯を脈動させるが、それによって水循環路３２に湯の流れを生じさせて熱交換器１４で水循環路３２内の湯を加熱する。それと同時に、接続配管１３内では給湯器１１側から端末側アキュムレータ２４側へと熱が輸送される。これらの動作は同時に進行しているが、ここでは説明の便宜上、水循環路３２における湯の循環及び加熱と、接続配管１３における熱の輸送とに分けて説明する。

まず水循環路３２における湯の循環と加熱を説明する。ピストン装置２１内でピストン３４が押し出されている期間（半周期）においては、ピストン装置２１内に吸い込まれていた湯がピストン装置２１から吐き出される。このとき水循環路３２内の湯に加わる圧力は、逆止弁２０では逆方向となり、逆止弁２３では順方向となるので、ピストン装置２１から水循環路用アキュムレータ１９に向けて戻し管２２及び入水管１６内に湯の流れが生じる。なお、このときピストン装置２１から吐出された湯の一部は接続配管１３へ押し出される。

一方、ピストン装置２１内でピストン３４が引き込まれている期間（半周期）においては、出湯管１７内の湯がピストン装置２１内に吸い込まれる。このとき水循環路３２内の湯に加わる負圧は、逆止弁２０では順方向となり、逆止弁２３では逆方向となるので、水循環路用アキュムレータ１９からピストン装置２１に向けて入水管１６及び出湯管１７に湯の流れが生じ、熱交換器１４で加熱された高温の湯が逆止弁２０を通過してピストン装置２１に流れ込む。なお、このときピストン装置２１には接続配管１３内の湯も引き込まれる。

よって、ピストン装置２１が駆動されてピストン３４が往復動を繰り返すことにより水循環路３２には一定の向き（図１に矢印で示した向き）に湯の循環が生じ、水循環路３２内の湯が熱交換器１４によって加熱される。よって、即出湯運転時には、水循環路３２内で高温の湯が循環しており、水循環路３２内の全体には高温の湯が保持されている。

なお、接続配管１３の内部に滞留している湯の温度を検知するための湯温検知器を設けておき、湯温検知器の検知温度が低くて一定温度以下の場合にのみ、上記即出湯運転を行なわせるようにしてもよい。

水循環路用アキュムレータ１９は水循環路３２内で湯を循環させるためのものであって、接続配管１３内で熱を輸送させるために用いられているものではない。また、この水循環路用アキュムレータ１９は、必ずしも必要なものでもない。すなわち、水循環路用アキュムレータ１９を設けない場合には、ピストン装置２１が湯を吐き出してピストン装置２１側で管内圧力が高くなった場合、若干の湯が逆止弁２３を通過してピストン装置２１側とその反対側で圧力がバランスすると、それ以上湯が循環しなくなる（このとき、ピストン装置２１から吐き出された湯の大部分は接続配管１３へ送られる。）。逆に、ピストン装置２１が湯を吸い込んでピストン装置２１側で管内圧力が低くなった場合には、若干の湯が逆止弁２０を通過してピストン装置２１側とその反対側で圧力がバランスすると、それ以上湯が循環しなくなる（このとき、ピストン装置２１に吸い込まれる湯の大部分は接続配管１３から供給される。）。よって、水循環路用アキュムレータ１９を設けない場合には、水循環路３２内には小さな流量の循環しか生じなくなり、水循環路３２内全体の湯を効率よく加熱できなくなる。

これに対し、水循環路用アキュムレータ１９を設けていると、ピストン装置２１が湯を吐き出してピストン装置２１側で管内圧力が高くなった場合、水循環路用アキュムレータ１９が湯を吸い込むので、多量の湯が逆止弁２３を通過してピストン装置２１から水循環路用アキュムレータ１９へ送られる。逆に、ピストン装置２１が湯を吸い込んでピストン装置２１側で管内圧力が低くなった場合には、水循環路用アキュムレータ１９が湯を吐き出すので、多量の湯が逆止弁２０を通過して水循環路用アキュムレータ１９からピストン装置２１へ送られる。よって、水循環路用アキュムレータ１９を設けることにより、水循環路３２内に多量の湯の循環を生じさせることができるようになり、水循環路３２内全体の湯を効率よく加熱できるようになる。

接続配管１３における熱の輸送は、以下のようにして行なわれる。図４（ａ）（ｂ）（ｃ）は接続配管１３内における湯の流れ（移動方向）と熱の移動する様子を表わしている。図４において、接続配管１３の向かって右側が給湯器側で湯温が高く、向かって左側が出湯端末側で湯温が低くなっている。白抜きの矢印は接続配管１３内における湯の流れの方向を表わしている。細線矢印は熱の移動方向を表わしている。また、図４において符号αで示したものは、湯が静止していたときに接続配管１３の長さ方向に垂直であった湯の断面の変化を表わしている。

図４（ａ）は、ピストン装置２１が湯を吸い込んでいて接続配管１３内でピストン装置２１側へ向かう湯の流れが生じている場合を表わしている。この湯の流れは層流となっており、接続配管１３の管内中心部では湯は大きな距離移動しているが、接続配管１３の管内外周部では湯と接続配管１３との摩擦のため、湯の移動距離は小さくなっている。このとき湯は低温側から高温側へ移動しているので、接続配管１３に垂直な断面を考えると、管内中心部では湯温が低く、管内外周部の湯と接続配管１３で温度が高くなっている。そのため、この半周期においては、接続配管１３及び管内外周部の湯から管内中心部へ向けて熱の移動が生じ、管内中心部の湯が熱を受け取る。

図４（ｂ）は、ピストン装置２１が湯を吐き出していて接続配管１３内で端末側アキュムレータ２４側へ向かう湯の流れが生じている場合を表わしている。接続配管１３の管内中心部では湯は大きな距離移動するので、図４（ａ）の過程において熱を受け取った管内中心部の湯は、低温側（端末側アキュムレータ２４側）へ向けて熱を運ぶ。図４（ｂ）の状態では、接続配管１３に垂直な断面を考えると、管内中心部では湯温が高く、管内外周部の湯と接続配管１３で温度が低くなっている。そのため、この半周期においては、管内中心部の湯から接続配管１３及び管内外周部の湯へ向けて熱の移動が生じ、管内中心部の湯が熱を放出して接続配管１３と管内外周部の湯が熱を受け取る。

図４（ｃ）は、再びピストン装置２１が湯を吸い込んで接続配管１３内でピストン装置２１側へ向かう湯の流れが生じている場合を表わしている。この場合も図４（ｂ）の過程で放熱した管内中心部の湯は高温側（ピストン装置２１側）へ大きく移動し、接続配管１３及び管内外周部の湯から熱を受け取る。

一方、接続配管１３の高温側の端部では、水循環路３２内の高温の湯が吐き出され、低温の湯が吸い込まれているので、接続配管１３内では水循環路３２内の高温の湯の熱が端末側アキュムレータ２４へ向けて輸送される。

こうしてピストン装置２１が駆動されて接続配管１３内の湯が脈動することにより、上記図４（ａ）〜（ｃ）のような過程を繰り返し、それによって接続配管１３内で端末側アキュムレータ２４へ向けて熱が輸送され、接続配管１３内全体の湯が加熱される。

なお、端末側アキュムレータ２４は、接続配管１３内の湯を吸い込んだり、吐き出したりすることにより、接続配管１３内における湯の移動距離を長くしており、熱の輸送効率を高めている。

本発明の即出湯型給湯装置によれば、水循環路３２内で高温多量の湯を循環させておき、その水循環路３２内の湯の熱を接続配管１３を通じて高い熱伝導率もしくは高い熱輸送効率でもって端末側アキュムレータ２４側へ運ぶことができるので、１本の接続配管１３によって効率よく管内の湯の温度を昇温させることができるという特徴がある。

振動発生装置の駆動の仕方としては、ドリームパイプ方式のように比較的小さな振幅、大きな振動数で振動させる方法と、比較的大きな振幅、小さな振動数で振動させる方法とがある。後者の方法では、湯が振動するというよりも、むしろ管内中心部では湯の流れが生じている。このため、前者のドリームパイプ方式の場合には銅の８０倍〜２００倍程度の熱伝導率を達成することができると言われているが、後者の方法ではより高い効率も期待することができる。

また、この実施例では、振動発生装置としてピストン装置２１を用いているので、水の吸い込みと吐き出しのためにモータ３５を正逆反転させる必要がなく、振動発生装置の負荷が小さく、また騒音も低減することができる。また、ピストン装置２１が湯を吸い込み、吐き出すことができるので、アキュムレータの機能を備えており、接続配管１３の給湯器側にはアキュムレータ等の蓄圧器を不要にできる。また、振動発生装置としては、モータの回転方向の切替を行なうことなく加圧と減圧をできるものであればピストン装置に限らず、ポンプであってもよい。

次に、出湯時の動作を説明する。出湯端末１２ａ〜１２ｃが開かれると、即出湯運転中であればピストン装置２１の運転を停止し、即出湯運転中でなければガスバーナー１５を点火させる。出湯端末１２ａ〜１２ｃが開かれると、市水道等から水供給管１８に冷水が供給される。水供給管１８に供給された冷水は、入水管１６を通り、熱交換器１４を通過することによって加熱され、温水となる。熱交換器１４で加熱された温水は、熱交換器１４から出湯管１７へ出湯され、接続配管１３を通って出湯端末１２ａ〜１２ｃ側へ送られる。一方、接続配管１３内に溜まっていた水は、出湯端末１２ｃへの分岐部分の水を除けば、即出湯運転によって加熱されて温水となっている。

従って、出湯端末１２ａ又は１２ｂが開かれた場合には、接続配管１３内に溜まっていた温水が出湯端末１２ａ又は１２ｂから直ちに出湯され、続けて熱交換器１４で加熱された温水が出湯される。これに対し、出湯端末１２ｃを開いた場合には、接続配管１３の分岐部分に溜まっていた冷水が出湯端末１２ｃから吐出された後に接続配管１３内の温水が吐出され、続けて熱交換器１４で加熱された温水が吐出される。よって、実際には、出湯端末１２ｃにも端末側アキュムレータ２４を設けておくことが望ましい。あるいは、即出湯を行ないたい出湯端末と即出湯を行なわない出湯端末とを分けたい場合には、端末側アキュムレータ付きの出湯端末と端末側アキュムレータのない出湯端末とを使い分けることで簡単に対応することができる。

次に、本発明の即出湯型給湯装置を用いた場合の実測データを示す。図５は、ピストン装置２１のストロークをパラメータとして、水循環路３２から７ｍ離れた位置における接続配管１３内の湯温の時間的変化を測定したデータであって、横軸は即出湯運転開始後の経過時間（分：秒）を表わしており、縦軸は湯の温度を表わしている。このとき、水循環路３２を循環している湯の温度を６０℃に設定した。また、接続配管１３は、内径（直径）が１２.７ｍｍの銅配管を用いた。ピストン装置２１は、シリンダ３３の内径が６２ｍｍで、ピストン３４のストローク（振幅）がそれぞれ３０ｍｍ、４０ｍｍ、６０ｍｍ、８０ｍｍのものを用い、０.２Ｈｚの振動数で駆動した。この結果、ピストン装置２１の吸い込み／吐き出し量の大きいほど良好な結果が得られ、特に、ピストン３４のストロークが６０ｍｍと８０ｍｍのものとで良好な結果が得られた。ストロークが６０ｍｍ〜８０ｍｍでは、ピストン装置２１から吐き出される湯量は２００ｃｃとなっており、接続配管１３内の中心部では湯が２ｍくらい先まで運ばれている。よって、この場合には、ドリームパイプ方式のように管内中心部の湯と管内外周部の湯との熱交換で熱が輸送されているだけでなく、管内中心部の湯によって直接運ばれる熱量もかなり大きなものとなっていると考えられる。

図６も水循環路３２から７ｍ離れた位置における接続配管１３内の湯温の時間的変化を測定したデータであるが、ピストン３４のストロークを３０ｍｍに固定し、ピストン装置２１の振動数を０.２Ｈｚ、０.４Ｈｚ、０.６Ｈｚと変化させている。このデータによれば、ピストン装置２１の振動数の変化は、ピストン３４のストロークを変化させた場合ほど熱の輸送に影響を与えないことが分かる。

図７は水循環路３２から０ｍ〜７.５ｍの間における０.５ｍごとの各ポイントで、接続配管１３内の湯温の時間的変化を測定した結果を表わしている。図７からは水循環路３２の熱が輸送されていく様子を見ることができる。

図８は接続配管１３の材質と保温材の有無によって、水循環路３２から７ｍ離れた位置の湯温がどのように変化するかを見たデータである。ここで、水循環路３２の湯温は６０℃とし、ピストン装置２１のストロークが８０ｍｍ、振動数が０.２Ｈｚとした。また、接続配管１３としては、保温材で巻いた銅管と、保温材なしの銅管と、保温材で巻いた樹脂管と、保温材なしの樹脂管とを用いた。この結果、樹脂管に比べて銅管が優れた効果を発揮することが分かった。従って、本発明の即出湯型給湯装置では、管内中心部の湯と管内外周部の湯との間の熱交換だけでなく、管内中心部の湯と接続配管１３との間の熱交換も熱輸送にかなり寄与していることが分かる。

本発明による即出湯型給湯装置の構成を示す概略図である。本発明の即出湯型給湯装置に用いられているアキュムレータの構造を示す一部破断した正面図である。本発明の即出湯型給湯装置に用いられているピストン装置の構造を示す一部破断した正面図である。（ａ）（ｂ）（ｃ）は、即出湯運転時に熱が輸送される様子を説明する図である。ピストン装置のストロークをパラメータとして、水循環路から７ｍ離れた位置における接続配管内の湯温の時間的変化を測定したデータである。ピストン装置の振動数をパラメータとして、水循環路から７ｍ離れた位置における接続配管内の湯温の時間的変化を測定したデータである。水循環路３２から０ｍ〜７.５ｍの間における０.５ｍごとの各ポイントで、接続配管内の湯温の時間的変化を測定した結果を表わした図である。接続配管の材質と保温材の有無を変化させて、水循環路から７ｍ離れた位置における接続配管内の湯温の時間的変化を測定したデータである。

符号の説明

１１給湯器
１２ａ、１２ｂ、１２ｃ出湯端末
１３接続配管
１４熱交換器
１６入水管
１７出湯管
１８水供給管
１９水循環路用アキュムレータ
２０逆止弁
２１ピストン装置
２２戻し管
２３逆止弁
２４端末側アキュムレータ
３２水循環路

Claims

水を加熱するための加熱部を通過するようにして環状の水循環路を設け、前記水循環路に、前記水循環路内において水が一定方向でのみ循環可能となるように複数の逆流防止器を設けると共に前記水循環路内の水を脈動させるための振動発生装置を設け、
前記水循環路と出湯端末を接続配管によって連結し、前記出湯端末又は前記接続配管の出湯端末近傍に端末側蓄圧器を設けたことを特徴とする即出湯型給湯装置。
前記水循環路に循環路用蓄圧器を設け、前記振動発生装置から前記循環路用蓄圧器への循環経路の途中と前記循環路用蓄圧器から前記振動発生装置への循環経路の途中とにそれぞれ前記逆流防止器を位置させたことを特徴とする、請求項１に記載の即出湯型給湯装置。
前記水循環路の、供給する水が前記加熱部を通過する位置に水供給管を接続したことを特徴とする、請求項１又は２に記載の即出湯型給湯装置。
前記振動発生装置は、ピストンが往復動してある方向のストロークで水を吸い込むと共に反対方向のストロークで水を吐き出すピストン装置によって構成されていることを特徴とする、請求項１〜３に記載の即出湯型給湯装置。