JP2010025387A - 貯湯式給湯機 - Google Patents

Abstract

【課題】沸上運転時の加熱効率の低下を抑え易いと共に沸上運転により貯湯タンク内に溜まった空気を安全に処理し易い貯湯式給湯機を得ること。
【解決手段】熱源機８０で沸き上げた湯を貯湯タンク１に貯留し、ここから所望の給湯先に供給する貯湯式給湯機１００Ａを構成するにあたり、貯湯タンクの下部に接続される管路の途中に圧力逃し弁５５Ａを設け、浴槽１１０に給湯する浴槽用給湯管路３０を貯湯タンク上部の第１出湯口１ａに接続し、浴槽以外の給湯先に給湯する一般用給湯管路４０を第１出湯口よりも下方の第２出湯口１ｂに接続する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、熱源機で沸き上げた湯を貯湯タンクに貯留し、該貯湯タンクに貯留した湯を所望の給湯先に給湯する貯湯式給湯機に関するものである。

熱源機で沸き上げた湯を貯湯タンクに一旦貯留し、該貯湯タンクから給湯管路を介して所望箇所に給湯する貯湯式給湯機では、水を湯に沸き上げて貯湯タンクに貯留する沸上げ運転に伴って貯湯タンク内の湯水が体積膨張を起こすなどの原因により、貯湯タンクの内圧が上昇する。貯湯タンクの内圧の過上昇は貯湯タンクの破損を引き起こす原因ともなり得るので、湯水の体積膨張により貯湯タンクの内圧が所定圧に達したときに開弁して当該体積膨張した湯水（以下「膨張水」という）を外部に逃す圧力逃し弁が貯湯タンクに接続される。

この圧力逃し弁は、多くの場合、貯湯タンクの頂部に接続される。貯湯タンク内の湯水の温度が上昇すると該湯水に溶存していた空気が気泡となって放出されて貯湯タンク内の頂部に溜まるので、圧力逃し弁を貯湯タンクの頂部に接続すると、膨張水の排出と上記空気の排出とを同時に行うことが可能である。ただし、貯湯タンクの頂部に圧力逃し弁を接続すると、高温の膨張水が圧力逃し弁から排出されることになって貯湯タンク内の熱エネルギーの損失が大きくなる。結果として、沸上運転時の加熱効率（成績係数）が低下して貯湯式給湯機のランニングコストが増大する。

膨張水の排出に起因するランニングコストの増大を抑えるために、例えば特許文献１に記載された貯湯式給湯機では、貯湯タンクの底部から加熱装置に繋がる管路の途中に圧力逃し弁を配置している。このように圧力逃し弁を配置すると、貯湯タンクの頂部に圧力逃し弁を接続した場合と比較して低温の膨張水が圧力逃し弁から排出されることになるので、膨張水の排出に伴う熱エネルギーの損失が抑えられる。結果として、沸上運転時の加熱効率の低下が抑えられ、ランニングコストも抑えられる。当該貯湯式給湯機では、貯湯タンクの頂部と側部との２箇所に給湯配管が接続され、これらの給湯配管が一旦合流した後、風呂以外の給湯先に給湯する配管と風呂循環水路とに分岐している。

特開２００７−２１８５２８号公報

しかしながら、特許文献１に記載された貯湯式給湯機では、貯湯タンク内の頂部に溜まった空気の排出されうる経路としては給湯配管しかなく、風呂以外の給湯先で使用者が湯を使用しようとして給水栓を開けたときに、当該空気が湯と一緒に噴出することがあり、使い勝手も悪く安全性の面においても問題があった。

本発明は、上記の事情に鑑みてなされたものであり、沸上運転時の加熱効率の低下を抑え易いと共に沸上運転により貯湯タンク内に溜まった空気を安全に処理し易い貯湯式給湯機を得ることを目的とする。

上記の目的を達成する本発明の貯湯式給湯機は、熱源機で沸き上げた湯を貯留する貯湯タンクと、貯湯タンクの下部に接続される管路の途中に設けられ、貯湯タンクの内圧が湯水の体積膨張により所定圧に達したときに開弁して体積膨張した湯水を逃す圧力逃し弁と、貯湯タンクの上部に設けられた第１出湯口から湯を取り出して浴槽に給湯する浴槽用給湯管路と、第１出湯口よりも下方に設けられた第２出湯口から湯を取り出して浴槽以外の所定の給湯先に給湯する一般用給湯管路とを備えたことを特徴とする。

本発明の貯湯式給湯機では、圧力逃し弁を貯湯タンクの下部に接続しているので、貯湯タンクの頂部に圧力逃し弁を接続した場合と比較して、低温の膨張水が圧力逃し弁から排出される。また、本発明の貯湯式給湯機では、沸上運転により貯湯タンク内に溜まった空気を浴槽の湯張り時に浴槽用給湯管路を介して浴槽に排出することができる。したがって、本発明によれば、沸上運転時の加熱効率の低下を抑え易いと共に沸上運転により貯湯タンク内に溜まった空気を安全に処理し易い貯湯式給湯機が得られる。

以下、本発明の貯湯式給湯機の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、本発明は下記の実施の形態に限定されるものではない。

実施の形態１．
図１は、本発明の貯湯式給湯機の一例を示す概略図である。同図に示す貯湯式給湯機１００Ａは、貯湯タンクユニット７０とヒートポンプユニット８０と制御装置９０Ａとを備えている。貯湯タンクユニット７０は貯湯タンク１を内蔵しており、ヒートポンプユニット８０は冷凍サイクルシステム（図示せず）を内蔵している。また、制御装置９０Ａは、貯湯タンクユニット７０内に配置された制御部９１Ａと貯湯タンクユニット７０外に配置されたリモートコントローラ９２とを有している。以下、貯湯式給湯機１００Ａの各構成要素について説明する。

上記の貯湯タンクユニット７０に内蔵された貯湯タンク１には、市水などの水が貯留されると共にヒートポンプユニット８０で沸き上げられた湯が貯留される。この貯湯タンク１は常に満水状態に保たれ、貯湯式給湯機１００Ａの運転時にはその内部に温度成層が形成される。図１は、貯湯タンク１内に水層Ｗが形成された状態を示している。同図においては、水層Ｗにスマッジングを付してある。

貯湯タンク１の下部には、以下に説明する給水管路１０、沸上循環管路２０、膨張水排出管路５０Ａ、および排水管路６０それぞれの一端が接続されており、貯湯タンク１の上部には沸上循環管路２０の他端が接続されている。また、貯湯タンク１の上部には、浴槽用給湯管路３０の一端が接続される第１出湯口１ａが設けられており、該第１出湯口１ａの下方には、一般用給湯管路４０の一端が接続される第２出湯口１ｂが設けられている。

給水管路１０は貯湯タンク１、浴槽用給湯管路３０中の第１混合弁３３、および一般用給湯管路４０中の第２混合弁４３に市水などの水を供給する管路であり、第１給水配管１１、第２給水配管１２、第３給水配管１３、第４給水配管１４、および減圧弁１５を含んでいる。第１給水配管１１は水道などの水源（図示せず）と減圧弁１５の１次側とを繋ぎ、第２給水配管１２は減圧弁１５の２次側と貯湯タンク１の下部とを繋ぐ。第３給水配管１３は第２給水配管１２から分岐して該第２給水配管１２と第１混合弁３３とを繋ぎ、第４給水配管１４は第２給水配管１２から分岐して該第２給水配管１２と第２混合弁４３とを繋ぐ。減圧弁１５は、第１給水配管１１から流入する水の圧力を所定値以下に減圧して第２給水配管１２に供給する。

沸上循環管路２０は、貯湯タンク１の下部から水を取水して貯湯タンク１の上部から該貯湯タンク１に戻す管路であり、往き管２１、戻り管２２、沸上温度センサ２３、および沸上用循環ポンプ（図示せず）を含んでいる。往き管２１は貯湯タンク１の下部とヒートポンプユニット８０内の図示しない熱交換器とを繋ぎ、戻り管２２は熱交換器と貯湯タンク１の上部とを繋ぐ。沸上用循環ポンプは、例えば往き管２１に設けられる。この沸上用循環ポンプは制御装置９０Ａに有線接続または無線接続されて、該制御装置９０Ａによる制御の下に動作する。沸上用循環ポンプの動作時には、貯湯タンク１の下部から水が取水されて沸上循環管路２０内を流れ、上記の熱交換器を経由して貯湯タンク１の上部に戻される。沸上温度センサ２３は制御装置９０Ａに有線接続または無線接続されており、貯湯タンク１と上記の熱交換器との間の流路を流れる水の温度を例えば周期的に検出して、検出結果を制御装置９０Ａに送信する。

浴槽用給湯管路３０は、貯湯タンク１の上部に貯留された湯を浴槽１１０に導く管路であり、浴槽用第１給湯配管３１、浴槽用第２給湯配管３２、第１混合弁３３、流量調整弁３５、流量センサ３６、および第１給湯温度センサ３７を含んでいる。浴槽用第１給湯配管３１は貯湯タンク１の第１出湯口１ａと第１混合弁３３とを繋ぎ、浴槽用第２給湯配管３２は第１混合弁３３と浴槽１１０とを繋ぐ。流量調整弁３５、流量センサ３６、および第１給湯温度センサ３７の各々は、浴槽用第２給湯配管３２に設けられている。

上記の第１混合弁３３は、制御装置９０Ａに有線接続または無線接続されて該制御装置９０Ａによる制御の下に動作する三方弁であり、浴槽用第１給湯配管３１から供給される湯と第３給水配管１３から供給される水との混合比を調節して浴槽用第２給湯配管３２に所定温度の湯を供給する。流量調整弁３５は、浴槽用第２給湯配管３２を流れる湯水の流量を調整するための電磁弁であり、制御装置９０Ａに有線接続または無線接続されて該制御装置９０Ａによる制御の下に動作する。

流量センサ３６は、流量調整弁３５の下流側に配置されて、浴槽用第２給湯配管３２を流れる湯水の流量を例えば周期的に検出する。この流量センサ３６は制御装置９０Ａに有線接続または無線接続されており、検出結果を制御装置９０Ａに送信する。第１給湯温度センサ３７は、流量調整弁３５の上流側に配置されて、浴槽用第２給湯配管３２を流れる湯の温度を例えば周期的に検出する。第１給湯温度センサ３７も制御装置９０Ａに有線接続または無線接続されており、検出結果を制御装置９０Ａに送信する。

一般用給湯管路４０は、貯湯タンク１の上部に貯留された湯を浴槽以外の給湯先、図示の例では給湯栓１２０に導く管路であり、一般用第１給湯配管４１、一般用第２給湯配管４２、第２混合弁４３、および第２給湯温度センサ４５を含んでいる。一般用第１給湯配管４１は貯湯タンク１の第２出湯口１ｂと第２混合弁４３とを繋ぎ、一般用第２給湯配管４２は第２混合弁４３と給湯栓１２０とを繋ぐ。第２給湯温度センサ４５は、一般用第２給湯配管４２での第２混合弁４３側の端部に設けられている。

上記の第２混合弁４３は、制御装置９０Ａに有線接続または無線接続されて該制御装置９０Ａによる制御の下に動作する三方弁であり、一般用第１給湯配管４１から供給される湯と第４給水配管１４から供給される水との混合比を調節して一般用第２給湯配管４２に所定温度の湯を供給する。第２給湯温度センサ４５は、第２混合弁４３から一般用第２給湯配管４２に流入した湯の温度を例えば周期的に検出する。この第２給湯温度センサ４５は制御装置９０Ａに有線接続または無線接続されており、検出結果を制御装置９０Ａに送信する。

膨張水排出管路５０Ａは、膨張水を貯湯タンク１から排出口（図示せず）に排出する管路であり、１次側膨張水排出管５１と、２次側膨張水排出管５２と、圧力逃し弁５５Ａとを含んでいる。１次側膨張水排出管５１は貯湯タンク１の下部と圧力逃し弁５５Ａの１次側とを繋ぎ、２次側膨張水排出管５２は圧力逃し弁５５Ａの２次側に接続されて該２次側から排出される膨張水を上記の排出口に導く。圧力逃し弁５５Ａは、貯湯タンク１への湯の貯留に伴う貯湯タンク１内の湯水の温度上昇、ひいては体積膨張により貯湯タンク１の内圧が所定圧に達したときに開弁して、膨張水を２次側膨張水排出管５２に排出する。そして、膨張水が２次側膨張水排出管５２に排出されて貯湯タンク１の内圧が上記の所定圧を下回ると閉弁する。

排水管路６０は、貯湯タンク１内の湯水を貯湯タンク１から排出口（図示せず）に排出する管路であり、第１排水管６１、第２排水管６２、および排水栓６５を有している。第１排水管６１は貯湯タンク１の下部と排水栓６５の１次側とを繋ぎ、第２排水管６２は排水栓６５の２次側に接続されて該２次側から排出される湯水を上記の排出口に導く。排水栓６５は、制御装置９０Ａに有線接続または無線接続されて該制御装置９０Ａによる制御の下に動作する電動弁または使用者が手動で操作する手動弁であり、当該排水栓６５を開にすることで貯湯タンク１の水抜きが行われる。

一方、ヒートポンプユニット８０は、水を湯に沸き上げる熱源機の１つであり、冷凍サイクルシステム（図示せず）を有している。この冷凍サイクルシステムは前述した熱交換器を含んで構成され、制御装置９０Ａの制御の下に動作する。沸上運転時には、沸上循環管路２０中の沸上用循環ポンプ（図示せず）と上記の冷凍サイクルシステムとが制御装置９０Ａによる制御の下に動作し、貯湯タンク１から沸上用循環管路２０に流入した水が熱交換器により湯に沸き上げられて貯湯タンク１に戻される。

制御装置９０Ａは、貯湯タンクユニット７０内に配置されて貯湯式給湯機１００Ａによる沸上運転や給湯運転などの動作全般を制御する制御部９１Ａと、貯湯タンクユニット７０外の所望箇所、例えば浴室や台所などに配置されて制御部９１Ａの入力装置として機能するリモートコントローラ９２とを有している。

上記の制御部９１Ａは、記憶部９１ａと主制御部９１ｂとを有しており、記憶部９１ａには、上記運転の制御に必要なプログラムやリモートコントローラ９２から入力された情報、例えば沸上運転開始時刻、沸上温度、沸上湯量、湯張り運転開始時刻、湯張り湯温、湯張り湯量、給湯温度などの情報が格納される。主制御部９１ｂは、記憶部９１ａに格納されたプログラムや情報、リモートコントローラ９２から入力された指令、各センサ２３，３６，３７，４５から送信された検出結果などに基づいて沸上循環管路２０中の沸上用循環ポンプ（図示せず）、第１混合弁３３、流量調整弁３５、第２混合弁４３、排水栓６５、およびヒートポンプユニット８０の動作を制御する。

リモートコントローラ９２は、情報や指令の入力に用いられる複数の入力ボタンを有する操作部９２ａと、該操作部９２ａから入力された情報または指令の内容、および貯湯式給湯機１００Ａの運転状況などを表示する表示部９２ｂと、貯湯式給湯機１００Ａの運転状況を合成音声や電子音などで報知する報知部９２ｃとを備え、制御部９１Ａに有線接続または無線接続されている。

以上説明した構成を有する貯湯式給湯機１００Ａは、主制御部９１ｂの制御の下に、ヒートポンプユニット７０で水を湯に沸き上げて貯湯タンク１に貯留する沸上運転や、貯湯タンク１に貯留した湯を浴槽用給湯管路３０により浴槽１１０に供給する湯張り運転や、貯湯タンク１に貯留した湯を一般用給湯管路４０により給湯栓１２０に供給する一般給湯運転などを行う。以下、各運転について詳述する。

沸上運転は、リモートコントローラ９２から使用者が入力した沸上運転開始時刻になると、あるいはリモートコントローラ９２から使用者が沸上運転の開始指令を入力すると開始される。沸上運転が開始されると、主制御部９１ｂによる制御の下に沸上循環管路２０中の沸上用循環ポンプ（図示せず）およびヒートポンプユニット８０がそれぞれ起動される。貯湯タンク１内の水が往き管２１内に流入し、該水がヒートポンプユニット８０で所定の温度（例えば９０℃）の湯に沸上げられて戻り管２２を流れ、貯湯タンク１の上部から該貯湯タンク１に戻される。図１においては、往き管２１での水の流れ方向を矢印ａで示しており、戻り管２２での湯の流れ方向を矢印ｂで示している。

図２は、図１に示した貯湯式給湯機での沸上運転終了時の様子を示す概略図である。貯湯式給湯機１００Ａでは、沸上運転の開始から時間が経過するにつれて貯湯タンク１内で湯層Ｈが上部側から下部側に向かって拡大する一方、水層Ｗが貯湯タンク１内の上部側から下部側に向かい縮小する。沸上温度センサ２３で検出される水温が所定温度に達すると、主制御部９１ｂは貯湯タンク１内に所定量の湯が蓄えられたと判断して、沸上用循環ポンプおよびヒートポンプユニット８０を停止させ、沸上運転を終了する。なお、図２においては、水層Ｗおよび湯層Ｈの各々に互いに異なる密度のスマッジングを付してある。

沸上運転を行っている間、貯湯タンク１内の湯水の温度上昇により該湯水での気体の溶解度が低下し、溶存していた空気が放出されて、貯湯タンク１内の頂部、具体的には第２出湯口１ｂよりも上方に空気層Ａが形成される。また、貯湯タンク１内の湯水の温度上昇に伴って貯湯タンク１内の湯水の体積が例えば３〜４％程度膨張し、貯湯タンク１の内圧が上昇する。貯湯タンク１の内圧が上昇して所定圧に達すると圧力逃し弁５５Ａが開弁して、貯湯タンク１内の膨張水が貯湯タンク１の下部から膨張水排出管路５０Ａを介して排出される。図２では、膨張水の排出方向を矢印ｃで示している。

一方、湯張り運転は、リモートコントローラ９２から使用者が入力した湯張り運転開始時刻になると、あるいはリモートコントローラ９２から使用者が湯張り開始指令を入力すると開始される。湯張り運転が開始されると、主制御部９１ｂにより第１混合弁３３および流量調整弁３５の各々が開にされて、貯湯タンク１から浴槽用給湯管路３０の浴槽用第１給湯配管３１に湯が流入する。

このとき、リモートコントローラ９２から使用者が入力した湯張り湯温と第１給湯温度センサ３７の検出結果とに基づいて第１混合弁３３の弁開度が主制御部９１ｂにより制御され、浴槽用第１給湯配管３１から第１混合弁３３に流入する湯と第３給水配管１３から第１混合弁３３に流入する水とが所定の混合比の下に混合されて、所定温度（例えば４２℃）の湯が調製される。第１混合弁３３で調製された所定温度の湯は浴槽用第２給湯配管３２に流入し、浴槽１１０に供給される。

図３は、図１に示した貯湯式給湯機での湯張り運転開始時の様子を示す概略図であり、図４は、図１に示した貯湯式給湯機での湯張り運転終了時の様子を示す概略図である。図３に示すように、湯張り給湯運転が開始されると、まず貯湯タンク１内の空気層Ａが浴槽用給湯管路３０に流入して浴槽１１０に排出される。時間の経過と共に貯湯タンク１内の空気層Ａが漸次縮小し、やがて消失して湯層Ｈの湯が浴槽用給湯管路３０に流入する。そして、浴槽用給湯管路３０に流入した湯は上述のように第１混合弁３３で所定温度の湯に調製されて、浴槽１１０に供給される。

主制御部９１ｂは、流量センサ３６の流量の検出結果に基づいて浴槽１１０への供給湯量を積算し、該積算湯量とリモートコントローラ９２から使用者が入力した湯張り湯量（例えば２００リットル）とが一致した段階で、第１混合弁３３および流量調整弁３５の各々を閉にして湯張り運転を終了する。図４に示すように、所定量の浴水１１１が浴槽１１０に湯張りされる。湯張り運転が行われている間、給水管路１０から貯湯タンク１に水が流入して、水層Ｗが上部側に向かって漸次拡大する。

なお、空気層Ａが浴槽１１０へ流出するまでの間、第１給湯温度センサ３７の検出値や流量センサ３６の検出値は、空気層Ａの流出によって不安定になるので、所定時間は検出を行わないように制御したり、各検出結果を制御装置９０Ａの制御動作に反映させないように構成してもよい。

一般給湯運転は、使用者が給湯栓１２０を開にすると開始される。湯張り運転が開始されると、主制御部９１ｂにより第２混合弁４３が開にされて、貯湯タンク１から一般用給湯管路４０の一般用第１給湯配管４１に湯が流入する。このとき、リモートコントローラ９２から使用者が入力した給湯湯温と第２給湯温度センサ４５の検出結果とに基づいて第２混合弁４３の弁開度が主制御部９１ｂにより制御され、一般用第１給湯配管４１から第２混合弁４３に流入する湯と第４給水配管１４から第２混合弁４３に流入する水とが所定の混合比の下に混合されて、所定温度の湯が調製される。第２混合弁４３で調製された所定温度の湯は一般用第２給湯配管４２に流入し、給湯栓１２０に供給される。

上述のようにして沸上運転、湯張り運転、および一般給湯運転を行う貯湯式給湯機１００Ａでは、図２に示したように、沸上運転で生じた膨張水を貯湯タンク１の下部から膨張水排出管路５０Ａを介して排出する。すなわち、湯に沸き上げられる前の水層Ｗの水を排出する。このため、圧力逃し弁５５Ａを貯湯タンク１の頂部に接続して膨張水の排出時に湯層Ｈの湯を排出する場合に比べて、貯湯タンク１内の熱エネルギーの損失が抑えられる。結果として、沸上運転時の加熱効率の低下が容易に抑えられる。省エネルギー化やランニングコストの低減を容易に図ることができる。

また、図３に示したように、沸上運転時に貯湯タンク１内に生じた空気層Ａは、湯張り運転開始時に、別言すればヒトが入浴する前の浴槽１１０に排出される。しかも、図２に示したように、上記の空気層Ａは第２出湯口１ｂよりも上方に形成されるので、たとえ沸上運転中に一般給湯運転を行っても、空気層Ａの空気は一般用給湯管路４０に流入しない。上記の空気が湯と一緒に給湯栓１２０から噴出してしまうことが防止される。したがって、貯湯式給湯機１００Ａでは、沸上運転により貯湯タンク１内に溜まった空気を安全に処理し易い。

実施の形態２．
本発明の貯湯式給湯機には、沸上運転によって貯湯タンク内に溜まった空気を湯張り運転時以外の時期に必要に応じて浴槽へ排出する機能を付加することができる。

図５は、上記の機能が付加された貯湯式給湯機の一例を示す概略図である。同図に示す貯湯式給湯機１００Ｂは、図１に示した貯湯式給湯機１００Ａにおける制御装置９０Ａに代えて制御装置９０Ｂを備えており、該制御装置９０Ｂの制御部９１Ｂには、記憶部９１ａおよび主制御部９１ｂの他に履歴管理部９１ｃが付加されているという点を除き、図１に示した貯湯式給湯機１００Ａと同様の構成を有している。図５に示した構成要素のうちで図１に示した構成要素と共通するものについては、図１で用いた参照符号と同じ参照符号を付してその説明を省略する。

上記の履歴管理部９１ｃは、貯湯式給湯機１００Ｂでの熱源機の運転履歴、すなわちヒートポンプユニット８０の運転履歴、例えば沸上運転の回数、沸上運転の累積時間、または沸上運転で沸き上げた湯の累積量を管理する。主制御部９１ｂは、例えば、沸上運転を行う度に沸上運転を行ったことを示す情報、沸上時間に関する情報、または沸上湯量に関する情報を履歴管理部９１ｃに送る。なお、沸上時間に関する情報は、例えば主制御部９１ｂに計時機能を付与することで得られ、沸上湯量に関する情報は例えば沸上用循環ポンプ（図示せず）の駆動条件（回転数）を基に沸上湯量を算出する機能を主制御部９１ｂに付与することで得られる。

主制御部９１ｂから上記の情報を受けた履歴管理部９１ｃは、当該情報を記憶部９１ａに格納する。また、履歴管理部９１ｃは、湯張り運転が行われて浴槽用給湯管路３０から出湯する度に、あるいは空気抜き運転が行われる度に、記憶部９１ａに格納されている上記の情報を消去することで運転履歴をリセットする。そして、主制御部９１ｂは、履歴管理部９１ｃが管理する履歴情報を用いて空気抜き運転、すなわち貯湯タンク１内の上部に形成された空気層Ａの空気を浴槽１１０に排出する運転を適宜行う。

例えば、主制御部９１ｂは、履歴管理部９１ｃが管理している上記の運転履歴を沸上運転の度に監視し、沸上運転の回数、沸上運転の累積時間、または沸上運転で沸き上げられた湯の累積量が所定の閾値を超え、かつこの間に浴槽用給湯管路３０からの出湯実績がない（湯張り運転がない）ときに空気抜き運転を行う。あるいは、沸上運転の回数、沸上運転の累積時間、または沸上運転で沸き上げられた湯の累積量が所定の閾値を超えたか否かを履歴管理部９１ｃが判断し、閾値を超えたと判断され、かつこの間に浴槽用給湯管路３０からの出湯実績がない（湯張り運転がない）ときに主制御部９１ｂに所定の信号を送り、該信号を受けた主制御部９１ｂが空気抜き運転を行う。空気抜き運転の際には、第１混合弁３３での湯側が開にされ、かつ流量調整弁３５が開にされる。その結果として、貯湯タンク１内の頂部に形成された空気層Ａの空気が浴槽１１０に排出される。

なお、前述の所定の閾値は、沸上運転などにより貯湯タンク１の容量を考慮し貯湯タンク１内の水から生じる空気層Ａの空気の総量が、貯湯タンク１の第２出湯口１ｂに達しない量となるように予め制御装置９０Ｂの記憶部９１ａに記憶させた値である。言い換えれば、第２出湯口１ｂの配置位置は、沸上運転などにより生じる空気層Ａの空気を所定の閾値の範囲内では取り込まないように構成されている。

このようにして空気抜き運転を行う貯湯式給湯機１００Ｂでは、例えば沸上運転は行ったが湯張り運転は行わなかったという日が数日続いたとしても、その間に上記空気層Ａの空気が浴槽１１０に自動的に排出されるように容易に構成することができるので、一般給湯運転時に給湯栓１２０から空気と湯が一緒に噴出してしまうのをより確実に防止することが可能である。

制御部９１Ｂによるヒートポンプユニット８０の運転履歴の管理および空気抜き運転の制御は、種々の手順の下に行うことができる。以下、図５で用いた参照符号を適宜引用しつつ図６を参照して、貯湯式給湯機１００Ｂでの上記運転履歴の管理および空気抜き運転の制御の手順を具体的に説明する。

図６は、図５に示した貯湯式給湯機での熱源機の運転履歴の管理および空気抜き運転の制御の手順の一例を概略的に示すフローチャートである。同図に示す例では、沸上運転の開始後に制御装置９０Ｂ（図５参照）がステップＳ１〜ステップＳ１２の各処理を行って、熱源機であるヒートポンプユニット８０の運転履歴の管理および空気抜き運転の制御を行う。

最初に行われるステップＳ１では、主制御部９１ｂが記憶部９１ａにアクセスして、ヒートポンプユニット８０の運転履歴を読み込む。ここでは、沸上運転の回数が履歴管理部９１ｃにより管理されて、記憶部９１ａに格納されているものとする。したがって、ステップＳ１では、記憶部９１ａに格納されている沸上運転の回数が主制御部９１ｂにより読み込まれる。

ステップＳ２では、履歴管理部９１ｃにより管理されているヒートポンプユニット８０の運転履歴が閾値以上になったか否か、具体的には沸上運転の回数Ｎが閾値Ｎ₀以上になったか否かを主制御部９１ｂが判断する。沸上運転の回数Ｎが閾値Ｎ₀未満であると判断されたときには後述するステップＳ１１に進み、閾値Ｎ₀以上であると判断されたときにはステップＳ３に進む。なお、閾値Ｎ₀は、前述のように貯湯タンク１の容積などを考慮して貯湯式給湯機１００Ｂのメーカにより選定されてその情報が記憶部９１ａ（図５参照）に予め格納される。

ステップＳ３では、リモートコントローラ９２（図５参照）により空気の排出を報知する。リモートコントローラ９２による空気の排出の報知は、例えば主制御部９１ｂが所定の報知指令をリモートコントローラ９２に送り、図７に示すように、該報知指令を受けたリモートコントローラ９２が表示部９２ｂに「空気排出中」といったメッセージを出すと共に報知部９２ｃから「空気を排出しています。故障ではありません。」といった合成音声、あるいは合成音を再生することにより行われる。このようにして報知すると、使用者が操作していないのにも拘わらず貯湯式給湯機１００Ｂが動作することに対して使用者が違和感を覚えたり、故障ではないかと勘違いしたりするなどの不具合の発生を防止することができる。

ステップＳ４では、主制御部９１ｂによる制御の下に第１混合弁３３の湯側（浴槽用第１給湯配管３１側）の弁を開にする。第１混合弁３３の湯側の弁を全開にすると、貯湯タンク１からの空気の排出を効率的に行い易くなる。第１混合弁３３での水側の弁は開にしてもよいし、閉にしてもよい。第１混合弁３３での水側の弁は開にすると、上記の空気が水と混合され、その温度が低下した状態で浴槽１１０に排出されることになるので、安全性の一層の向上を図るうえで好適である。なお、当該ステップＳ４は、沸上運転時に第１混合弁３３の湯側が既に開であったときには省略することができる。

ステップＳ５では、主制御部９１ｂによる制御の下に流量調整弁３５を開にする。このステップＳ５まで行うことにより、貯湯タンク１内の頂部に形成された空気層Ａの空気が第１出湯口１ａから浴槽用給湯管路３０に流入し、浴槽１１０に排出される。このとき、浴槽１１０が湯張り前である場合には、ヒトは当然入浴していないので安全であり、湯張りが行われて浴水が残っている場合には、浴水が緩衝材となって浴槽１１０からの急激な空気の噴出が起こらないので安全である。

ステップＳ６では、ステップＳ５で流量調整弁３５を開にしてからの経過時間Ｔを主制御部９１ｂが計測し、所定時間Ｔ₀が経過したか否かを主制御部９１ｂが判断する。時間Ｔ₀が経過していないと判断されたときには当該ステップＳ６を繰り返し、時間Ｔ₀が経過したと判断されたときにはステップＳ７に進む。なお、上記の時間Ｔ₀は、貯湯タンク１内の上部に形成された空気層Ａの空気を実質的に全て排出するのに十分な時間（例えば３０秒）であり、貯湯式給湯機１００Ｂのメーカにより設定されてその情報が予め記憶部９１ａに格納される。

ステップＳ７では、リモートコントローラ９２による空気排出の報知を停止する。例えばステップＳ３から表示部９２ｂに「空気排出中」という表示を行っていた場合には、当該表示を消す。また、ステップＳ３から報知部９２ｃにより合成音声あるいは合成音の再生を行っていた場合には、合成音声または合成音の再生を停止する。

ステップＳ８では、主制御部９１ｂによる制御の下に流量調整弁３５を閉にし、ステップＳ９では、主制御部９１ｂによる制御の下に第１混合弁３３の湯側の弁を閉にする。第１混合弁３３の水側の弁を開にしていたときには、ステップＳ９で当該水側の弁も閉にする。ステップＳ１０では、履歴管理部９１ｃがヒートポンプユニット８０の運転履歴（沸上運転の回数）をリセットする。

この後、ステップＳ１１に進んで、沸上運転が完了したか否かを主制御部９１ｂが判断する。当該ステップＳ１１で沸上運転が未だ完了していないと判断されたときにはステップＳ１１を繰り返し、沸上運転が完了した判断されたときにはステップＳ１２に進んで履歴管理部９１ｃがヒートポンプユニット８０の運転履歴（沸上運転の回数）をインクリメントして処理を終了する。

実施の形態３．
本発明の貯湯式給湯機で圧力逃し弁を設ける管路は、膨張水を排出するための専用の管路である必要性はなく、他の機能を兼ねた管路であってもよい。例えば、給水管路の途中に圧力逃し弁を設けることもできる。この場合、圧力逃し弁は、給水管路での減圧弁と貯湯タンクとの間に設けることが好ましい。

図８は、給水管路の途中に圧力逃し弁が設けられた貯湯式給湯機の一例を示す概略図である。同図に示す貯湯式給湯機１００Ｃは、圧力逃し弁５５Ｂが給水管路１０での減圧弁１５と貯湯タンク１との間、すなわち第２給水配管１２の途中に設けられているという点を除き、図１に示した貯湯式給湯機１００Ａと同様の構成を有している。図８に示した構成要素のうちで図１に示した構成要素と共通するものについては、図１で用いた参照符号と同じ参照符号を付してその説明を省略する。

上記の圧力逃し弁５５Ｂは、三方弁型のものである。給水管路１０から貯湯タンク１に給水する際には、減圧弁１５から第２給湯配管１２に流入した水が圧力逃し弁５５Ｂを通過して更に第２給水配管１２を流れ下り、貯湯タンク１に達する。また、貯湯タンク１内の膨張水を排出する際には、減圧弁１５が止水栓として機能し、膨張水が第２給水配管１２を逆流して圧力逃し弁５５Ｂから２次側膨張水排出管５２に流入し、該２次側膨張水排出管５２により排出口（図示せず）に導かれる。第２給水配管１２のうちで圧力逃し弁５５Ｂよりも貯湯タンク１側の領域は、膨張水の排出時に膨張水排出管路５０Ｂでの１次側膨張水排出管として機能する。

このように構成された貯湯式給湯機１００Ｃは、実施の形態１で説明した貯湯式給湯機１００Ａ（図１参照）と同様の技術的効果を奏する。また、膨張水の排出専用の膨張水排出管路を貯湯タンク１の下部に接続することが不要になるので、圧力がかかる貯湯タンク１の下部の構造が簡略化され、結果として、生産性を向上させ易くなると共に故障や不具合といった品質トラブルの発生箇所を減少させ易くなるという技術的効果も奏する。

実施の形態４．
本発明の貯湯式給湯機では、貯湯タンク内の湯水を排出する排水管路の途中に圧力逃し弁を設けることもできる。この場合、圧力逃し弁は、排水管路での排水栓と貯湯タンクとの間に設けることが好ましい。

図９は、排水管路の途中に圧力逃し弁が設けられた貯湯式給湯機の一例を示す概略図である。同図に示す貯湯式給湯機１００Ｄは、圧力逃し弁５５Ｂが排水管路６０での排水栓６５と貯湯タンク１との間、すなわち第１排水管６１の途中に設けられているという点を除き、図１に示した貯湯式給湯機１００Ａと同様の構成を有している。図９に示した構成要素のうちで図１に示した構成要素と共通するものについては、図１で用いた参照符号と同じ参照符号を付してその説明を省略する。

上記の圧力逃し弁５５Ｂは、三方弁型のものである。排水管路６０により貯湯タンク１内の湯水を排出する際には、貯湯タンク１から第１排水管６１に流入した湯水が圧力逃し弁５５Ｂを通過して排水栓６５に流入し、該排水栓６５から更に第２排水管６２を流れ下って排出口（図示せず）に導かれる。また、貯湯タンク１内の膨張水を排出する際には、排水栓６５が止水栓として機能し、膨張水が第１排水管６１を流れ下って圧力逃し弁５５Ｂから２次側膨張水排出管５２に流入し、該２次側膨張水排出管５２により排出口（図示せず）に導かれる。第１排水管６１のうちで圧力逃し弁５５Ｂよりも貯湯タンク１側の領域は、膨張水の排出時に膨張水排出管路５０Ｃでの１次側膨張水排出管として機能する。

このように構成された貯湯式給湯機１００Ｄは、実施の形態３で説明した貯湯式給湯機１００Ｃ（図８参照）と同様の技術的効果を奏する。

以上、本発明の貯湯式給湯機について実施の形態を挙げて説明したが、前述のように本発明は上述の形態に限定されるものではない。本発明の貯湯式給湯機は、貯湯タンクの下部に接続される管路の途中に設けられた圧力逃し弁と、貯湯タンクの上部に設けられた第１出湯口から湯を取り出して浴槽に給湯する浴槽用給湯管路と、第１出湯口よりも下方に設けられた第２出湯口から湯を取り出して浴槽以外の所定の給湯先に給湯する一般用給湯管路とを備えていれば基本的によく、これら以外の構成は適宜変更可能である。例えば、実施の形態では、水を湯に沸き上げる熱源機としてヒートポンプユニットを用いているが、貯湯タンク内に配置したヒータを熱源機として用いてもよい。

圧力逃し弁は、貯湯タンクの下部に接続される管路の途中に設けられていればよいが、膨張水の排出に伴う熱エネルギーの損失を低減するという観点からは、貯湯タンク下部でのできるだけ低い位置に上記の配管を接続させることが好ましい。また、貯湯タンクにおける第１出湯口は、貯湯タンク内に形成される空気層の空気を排出することができる箇所に設けられていればよいが、空気抜き運転の頻度を低くするといい観点からは、貯湯タンクでの最上部に設けることが好ましい。そして、第２出湯口は、給湯先からの空気の噴出を抑えるという観点から、上記空気層の下方に設けることが好ましい。貯湯式給湯機での熱エネルギーの利用効率を考慮すると、第２出湯口は、上記空気層の下方のできるだけ高い箇所に設けることが好ましい。

圧力逃し弁を給水配管の途中に設ける場合、該圧力逃し弁と減圧弁とを互いに一体化して予めユニット化してもよい。このユニット化は、例えば、圧力逃し弁と減圧弁とを機械的に接続して１つの筐体内に収めることで、あるいは１つの弁本体に圧力逃し弁と減圧弁とを設けることで行われる。圧力逃し弁と減圧弁とをユニット化すると、貯湯タンクユニット内での省スペース化を図り易くなる。また、圧力逃し弁を排水管路の途中に設ける場合も、該圧力逃し弁と排水とを互いに一体化して上述のように予めユニット化してもよい。圧力逃し弁と排水栓とをユニット化すると、圧力逃し弁と減圧弁とをユニット化した場合と同様に、貯湯タンクユニット内での省スペース化を図り易くなる。

圧力逃し弁と排水栓とは、排水管路で互いに並列に接続してもよい。圧力逃し弁と排水栓とを並列に接続する場合には、当該圧力逃し弁と排水栓とをユニット化するか否かに拘わらず、圧力逃し弁の２次側を第２排水管に繋ぐことで２次側膨張水排出管路を省略することが可能になり、生産性の向上やコストの低減を図り易くなる。本発明の貯湯式給湯機については、上述した以外にも様々な変形、修飾、組合せなどが可能である。

本発明の貯湯式給湯機は、家庭用または業務用の貯湯式給湯機として好適である。

本発明の貯湯式給湯機の一例を示す概略図である。 図１に示した貯湯式給湯機での沸上運転終了時の様子を示す概略図である。 図１に示した貯湯式給湯機での湯張り運転開始時の様子を示す概略図である。 図１に示した貯湯式給湯機での湯張り運転終了時の様子を示す概略図である。 本発明の貯湯式給湯機のうちで貯湯タンク内に溜まった空気を湯張り運転時以外の時期に必要に応じて浴槽へ排出する機能が付加されたものの一例を示す概略図である。 図５に示した貯湯式給湯機での熱源機の運転履歴の管理および空気抜き運転の制御の手順の一例を概略的に示すフローチャートである。 図５に示した手順の下に行われる空気抜き運転で空気の排出の際にリモートコントローラに表示されるメッセージの一例を示す概略図である。 本発明の貯湯式給湯機のうちで給水管路の途中に圧力逃し弁が設けられたものの一例を示す概略図である。 本発明の貯湯式給湯機のうちで排水管路の途中に圧力逃し弁が設けられたものの一例を示す概略図である。

符号の説明

１ 貯湯タンク
１ａ 第１出湯口
１ｂ 第２出湯口
１０ 給水管路
１５ 減圧弁
２０ 沸上循環管路
３０ 浴槽用給湯管路
４０ 一般用給湯管路
５０Ａ，５０Ｂ，５０Ｃ 膨張水排出管路
５５Ａ，５５Ｂ 圧力逃し弁
６０ 排水管路
６５ 排水栓
７０ 貯湯タンクユニット
８０ ヒートポンプユニット（熱源機）
９０Ａ，９０Ｂ 制御装置
９１Ａ，９１Ｂ 制御部
９１ａ 記憶部
９１ｂ 主制御部
９１ｃ 履歴管理部
９２ リモートコントローラ
９２ａ 操作部
９２ｂ 表示部
９２ｃ 報知部
１００Ａ，１００Ｂ，１００Ｃ，１００Ｄ 貯湯式給湯機
Ｗ 水層
Ｈ 湯層
Ａ 空気層

Claims (11)

1. 熱源機で沸き上げた湯を貯留する貯湯タンクと、
   前記貯湯タンクの下部に接続された管路の途中に設けられ、該貯湯タンクの内圧が湯水の体積膨張により所定圧に達したときに開弁して前記体積膨張した湯水を逃す圧力逃し弁と、
   前記貯湯タンクの上部に設けられた第１出湯口から湯を取り出して浴槽に給湯する浴槽用給湯管路と、
   前記第１出湯口よりも下方に設けられた第２出湯口から湯を取り出して前記浴槽以外の給湯先に給湯する一般用給湯管路と、
   を備えたことを特徴とする貯湯式給湯機。
2. 前記貯湯タンクの下部に接続された膨張水排出管路を備え、
   前記圧力逃し弁は、前記膨張水排出管路の途中に設けられていることを特徴とする請求項１に記載の貯湯式給湯機。
3. 前記貯湯タンクの下部に接続され、途中に設けられた減圧弁により水圧を所定値以下に減圧してから前記貯湯タンクに水を供給する給水管路を備え、
   前記圧力逃し弁は、前記給水管路での前記減圧弁と前記貯湯タンクとの間に設けられていることを特徴とする請求項１に記載の貯湯式給湯機。
4. 前記圧力逃し弁は、前記減圧弁と互いに一体化されて１つのユニットを構成していることを特徴とする請求項３に記載の貯湯式給湯機。
5. 前記貯湯タンクの下部に接続され、途中に設けられた排水栓の開閉により前記貯湯タンク内の湯水の排出、止水を行う排水管路を備え、
   前記圧力逃し弁は、前記排水管路での前記排水栓と前記貯湯タンクとの間に設けられていることを特徴とする請求項１に記載の貯湯式給湯機。
6. 前記圧力逃し弁は、前記排水栓と互いに一体化されて１つのユニットを構成していることを特徴とする請求項５に記載の貯湯式給湯機。
7. 前記浴槽用給湯管路の途中に設けられて該浴槽用給湯管路を流れる湯の流量を調整する流量調整弁と、
   前記熱源機および前記流量調整弁の動作を制御する制御装置と、
   を更に備え、
   前記制御装置は、前記熱源機の運転履歴に応じた所定の時期に前記流量調整弁を開にして、前記貯湯タンク内に溜まった空気を前記浴槽へ排出することを特徴とする請求項１〜６のいずれか１つに記載の貯湯式給湯機。
8. 前記熱源機の運転履歴は沸上運転の回数であり、
   前記制御装置は、前記沸上運転の回数が閾値を超えるまでに前記浴槽用給湯管路からの出湯実績がないときには前記流量調整弁を開弁することを特徴とする請求項７に記載の貯湯式給湯機。
9. 前記熱源機の運転履歴は沸上運転の累積時間であり、
   前記制御装置は、前記沸上運転の累積時間が閾値を超えるまでに前記浴槽用給湯管路からの出湯実績がないときには前記流量調整弁を開弁することを特徴とする請求項７に記載の貯湯式給湯機。
10. 前記熱源機の運転履歴は沸上運転で沸き上げられた湯の累積量であり、
    前記制御装置は、前記沸上運転で沸き上げられた湯の累積量が閾値を超えるまでに前記浴槽用給湯管路からの出湯実績がないときには前記流量調整弁を開弁することを特徴とする請求項７に記載の貯湯式給湯機。
11. 前記制御装置の入力装置として機能すると共に、前記制御装置により動作制御されて前記流量調整弁の開弁を報知するリモートコントローラを更に備えていることを特徴とする請求項７〜１０のいずれか１つに記載の貯湯式給湯機。

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