JP4045975B2 - 貯湯式温水器 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は湯を沸かす貯湯式温水器で家庭用風呂の湯を追いだきするものに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の構成を電気貯湯式温水器を用いて、図４により説明する。図に示すように、この電気貯湯式温水器は、所要の容量を有する円筒状タンク１内の上部と下部に、タンク１内の水を設定温度まで加温するための上部ヒータ２と下部ヒータ３とをそれぞれ配設するとともに、上部ヒータ２の上方に、タンク１の外部から供給される水をタンク１内に貯留された温水により加温する螺旋状の熱交換器４を配設している。
【０００３】
電気温水器のタンク１は、その底部位置に給水管５、上部位置に出湯管６を設けて、給水管５から給水することによりタンク１内の湯を押し上げるようにして、出湯管６から出湯するようにしている。
【０００４】
一方、熱交換器４は、螺旋状に形成するとともに、この螺旋状に形成した熱交換器４の中心軸が、タンク１の中心軸と略一致するように配設するようにしている。この場合、螺旋状に形成した熱交換器４の巻径ｄを、タンク１の内径Ｄの１／２以上の寸法に設定するようにすることが好ましい。これにより、熱交換器４の周囲の熱交換によって冷却された温水が下降流となり、この下降流に対応して熱交換器４の中心部に上昇流が生じ、このタンク１内に貯留された温水の対流により、温水の循環が良好に維持され、熱交換を効率よく、かつ、確実に行うことができるものとなる。また、タンク１の胴部に取り付けた温度センサ７によって、温度の低下を迅速、かつ、正確に検知することができ、必要に応じて行う上部ヒータ２及び／又は下部ヒータ３による追加的な加熱を適切に実施することができるものとなる（例えば、特許文献１参照）。
【０００５】
【特許文献１】
特開２００２−４８４１４公報（第４頁、第１図）
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら上記従来の貯湯式温水器の貯湯タンク１の上部の高温水と風呂の温水を熱交換する風呂追いだき手段では、貯湯タンク１内の水を上部から加熱していく積層沸き上げ式の貯湯式温水器に用いると貯湯性能の劣化等を生じる心配があった。
【０００７】
つまり、積層沸き上げ式の貯湯式温水器で上記従来の貯湯式温水器の貯湯タンクの上部の高温水と風呂の温水を熱交換する風呂追いだき手段を用いた例を図５で説明すると、貯湯タンク１１の上部に電気ヒータ１２が取付け、タンクポンプ１３で貯湯タンク１１の下部より水を汲み上げ貯湯タンク１１の上部へ循環させ、貯湯タンク１１の上部から貯湯タンク１１内の水を加熱していく積層沸き上げを行うようになっている。
【０００８】
そして、貯湯タンク１１内の高温水は貯湯タンク１１上部に設けた出湯管１４より取り出され、風呂１７等の給湯に利用され、また、利用された分だけ給水管１５を介して貯湯タンク１１の下部より供給されるようになっている。
【０００９】
さらに、貯湯タンク１１の上部には、風呂ポンプ１６で循環させる風呂１７の浴槽内の温水を熱交換して高温とする風呂伝熱通路１８が設けてあり、風呂１７に用いたお湯が冷めた場合には、風呂ポンプ１６で風呂１７の浴槽内の温水を貯湯タンク１１の上部に設けた風呂伝熱通路１８に送りそこで熱交換された湯水を再び風呂１１の浴槽内に戻すようにして、追いだきをするようにしてある。
【００１０】
しかしながら上記の貯湯式温水器では、貯湯タンク１１内部の上部に設けた風呂伝熱通路１８で、風呂１７の浴槽内の温水と熱交換するようにしてあるため、風呂伝熱通路１８での熱交換によって貯湯タンク１１内部の上部の高温水の温度が下がり、比重が変化することによって、積層沸き上げに望ましくない貯湯タンク１１内の対流が生じてしまいやすい欠点があった。
【００１１】
つまり、効率よく使用するために貯湯タンク１１の上部から加熱していく積層沸き上げを行う方式において、貯湯タンク１１の上部の高温水と下部の低温水が対流して混合していくことで、貯湯性能の劣化、すなわち、高温水を取り出せなくなることや、加熱不要の分まで温度上昇させるために効率が下ってしまうなどの心配があった。
【００１２】
本発明は上記課題を解決したもので、積層沸き上げ条件を乱さないようにしつつ、風呂１７の浴槽内の温水と貯湯タンク１１内の高温水と熱交換できるようして、効率よく追いだきができる使い勝手のよい貯湯式温水器を提供することを目的としたものである。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記課題を解決するもので、大容量の水を加熱して貯湯する貯湯タンクと、貯湯タンクの下部から水を貯湯タンク上部へ供給し加熱して貯湯タンク上部から高温としていく第一加熱手段と、貯湯タンクの下部にある水を上部に戻すタンクポンプと、貯湯タンク内の上部に配設し風呂追いだき時に風呂の温水を循環させ貯湯タンクの上部の高温水と風呂の温水を熱交換して風呂の温水の温度を上昇させる風呂伝熱通路とを備え、風呂伝熱通路近傍を加熱する第二加熱手段を配設するとともに、風呂伝熱通路と第二加熱手段の間に風呂伝熱通路の熱交換時に生じる熱の流れを第二加熱手段へ導くガイド板を配設し、かつ、風呂追いだき時に、第二加熱手段で風呂伝熱通路近傍を加熱する構成としてある。
【００１４】
上記した構成において、風呂追いだき時に、風呂の温水を熱交換して貯湯タンクの上部の高温水の温度が下がり、比重差を生じるために、下方に移動する流れをつくってしまい、その結果、貯湯タンク内の温水に対流を生じてしまい積層沸き上げ条件が崩れる可能性がある。しかしながら、風呂伝熱通路と第二加熱手段の間に風呂伝熱通路の熱交換時に生じる熱の流れを第二加熱手段へ導くガイド板を配設し、貯湯タンクの上部の高温水と風呂の温水を熱交換して風呂の温水の温度を上昇させる風呂追いだき時に第二加熱手段で風呂伝熱通路近傍を加熱する構成としてあるので、貯湯タンクの上部の高温水の温度低下を防止するとともに、貯湯タンク内の温水に生じる対流を低減することが出来る。
【００１５】
つまり、風呂の温水を熱交換して風呂伝熱通路近傍の貯湯タンクの上部の高温水の温度が下がり、比重差で生じる下方に移動する流れを、ガイド板で第二加熱手段に導いて、そこで、熱交換で下がる熱量を第二加熱手段で効果的に加熱して補うようになり、風呂追いだき時に、風呂の温水との熱交換によって風呂伝熱通路近傍の温度が低下しようとする分を防止し、温度の低下によって生じる貯湯タンク内の温水に対流を抑制することができるようになる。
【００１６】
すなわち、積層沸き上げを行う方式において、貯湯タンクの上部の高温水と下部の低温水が対流して混合していくことで、貯湯性能の劣化、たとえば、高温水を取り出せなくなることや、加熱不要の分まで温度上昇させるために効率が下ってしまうなどの心配がなくなり、積層沸き上げ条件を乱さないようにしつつ、風呂の浴槽内の温水と貯湯タンク内の高温水と熱交換できるようになり、効率よく追いだきができ、使い勝手の向上が図れる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
請求項１に記載の発明は、大容量の水を加熱して貯湯する貯湯タンクと、貯湯タンクの下部から水を貯湯タンク上部へ供給し加熱して貯湯タンク上部から高温としていく第一加熱手段と、貯湯タンクの下部にある水を上部に戻すタンクポンプと、貯湯タンク内の上部に配設し風呂追いだき時に風呂の温水を循環させ貯湯タンクの上部の高温水と風呂の温水を熱交換して風呂の温水の温度を上昇させる風呂伝熱通路とを備え、風呂伝熱通路近傍を加熱する第二加熱手段を配設するとともに、風呂伝熱通路と第二加熱手段の間に風呂伝熱通路の熱交換時に生じる熱の流れを第二加熱手段へ導くガイド板を配設し、かつ、風呂追いだき時に、第二加熱手段で風呂伝熱通路近傍を加熱する構成としてある。
【００１８】
そして、風呂追いだき時に、風呂の温水を熱交換して貯湯タンクの上部の高温水の温度が下がり、比重差を生じるために、下方に移動する流れをつくってしまい、その結果、貯湯タンク内の温水に対流を生じてしまい積層沸き上げ条件が崩れる可能性がある。しかしながら、風呂伝熱通路と第二加熱手段の間に風呂伝熱通路の熱交換時に生じる熱の流れを第二加熱手段へ導くガイド板を配設し、貯湯タンクの上部の高温水と風呂の温水を熱交換して風呂の温水の温度を上昇させる風呂追いだき時に第二加熱手段で風呂伝熱通路近傍を加熱する構成としてあるので、貯湯タンクの上部の高温水の温度低下を防止するとともに、貯湯タンク内の温水に生じる対流を低減することが出来る。
【００１９】
つまり、風呂の温水を熱交換して風呂伝熱通路近傍の貯湯タンクの上部の高温水の温度が下がり、比重差で生じる下方に移動する流れを、ガイド板で第二加熱手段に導いて、そこで、熱交換で下がる熱量を第二加熱手段で効果的に加熱して補うようになり、風呂追いだき時に、風呂の温水との熱交換によって風呂伝熱通路近傍の温度が低下しようとする分を防止し、温度の低下によって生じる貯湯タンク内の温水に対流を抑制することができるようになる。
【００２０】
すなわち、積層沸き上げを行う方式において、貯湯タンクの上部の高温水と下部の低温水が対流して混合していくことで、貯湯性能の劣化、たとえば、高温水を取り出せなくなることや、加熱不要の分まで温度上昇させるために効率が下ってしまうなどの心配がなくなり、積層沸き上げ条件を乱さないようにしつつ、風呂の浴槽内の温水と貯湯タンク内の高温水と熱交換できるようになり、効率よく追いだきができ、使い勝手の向上が図れる。
【００２１】
請求項２に記載の発明は、貯湯タンク上部から高温としていく第一加熱手段を貯湯タンクの上部の風呂伝熱通路近傍に配設すると共に、貯湯タンクの上部の高温水と風呂の温水を熱交換して風呂の温水の温度を上昇させる風呂追いだき時に第一加熱手段で風呂伝熱通路近傍を加熱して、第一加熱手段で第二加熱手段を兼ねる構成としてある。
【００２２】
そして、貯湯タンク上部から高温としていく第一加熱手段を貯湯タンクの上部の風呂伝熱通路近傍に配設すると共に、貯湯タンクの上部の高温水と風呂の温水を熱交換して風呂の温水の温度を上昇させる風呂追いだき時に第一加熱手段で風呂伝熱通路近傍を加熱して、第一加熱手段で第二加熱手段を兼ねる構成としてあるので、第一加熱手段が１つで、貯湯タンク上部から高温としていく貯湯時と、風呂の温水を熱交換して風呂の温水の温度を上昇させる風呂追いだき時の加熱ができるので、構成が簡単なり安価にすることができるとともに請求項１の効果が得られる。
【００２３】
【実施例】
以下、本発明の実施例について図面を用いて説明する。
【００２４】
（実施例１）
図１は本発明による実施例１の貯湯式温水器の断面図、図２は同要部断面図、図３は制御ブロック図である。
【００２５】
図１において、２１は給水配管、２２は給水配管２１を底部に接続した貯湯タンク、貯湯タンク２２の上部には、貯湯タンク２２内の大容量の水を加熱する電気ヒータ２３が配設され、また、貯湯タンク２２内の水は、タンクポンプ２４で貯湯タンク２２の下部より汲み上げられ貯湯タンク２２の上部へ循環されるようになっている。
【００２６】
２５は貯湯タンク２２の上部に接続した出湯配管で、所定の場所、例えば台所や風呂２６の給湯口等へとつながっており、当該出湯配管２５から出湯するとそれに伴い給水配管２１から貯湯タンク２２内に水が給水され、また、電気ヒータ２３は、タンクポンプ２４で供給された貯湯タンク２２の下部の冷たい水を加熱して、貯湯タンク２２の上部に戻すようになっていて、貯湯タンク２２内では比重差から湯が上部、水が下部に分離した状態で溜まるようになっている。
【００２７】
２７は、風呂追いだき手段で、風呂ポンプ２８で取り出された風呂２６の浴槽の温水を貯湯タンク２２内の上部に配設した風呂伝熱通路２９内に循環させて形成される熱交換器で構成されていて、熱交換された高温となった風呂２６の温水を再び風呂２６の浴槽へ戻すようになっている。
【００２８】
この風呂伝熱通路２７は、貯湯タンク２２内の上部に位置し、その下部に電気ヒータ２３が配設し、風呂伝熱通路２９と電気ヒータ２３の間に風呂伝熱通路の熱交換に伴う熱の流れを電気ヒータ２３へ導くガイド板３０を配設してあり、このガイド板３０は、電気ヒータ２３の投影面が底部としてなるように風呂伝熱通路２９の近傍外周より下方へ傾斜を設けて風呂伝熱通路２９を下方から覆うよう設けてある。
【００２９】
３１は制御部で、操作部で入力された条件で、電気ヒータ２３やタンクポンプ２４や風呂ポンプ２８等を予め決められたシーケンスでコントロールするようになっている。
【００３０】
上記した構成において、通常は、午後２１時〜午前５時までの安価な深夜電力を使って電気ヒータ２３で大容量の水を加熱して貯湯タンク２２に貯湯し、温水として風呂２６等の給湯に利用するようになっていて、このとき、貯湯タンク２２の下部から水をタンクポンプ２４で汲み上げ貯湯タンク２２上部から電気ヒータ２３で加熱して、貯湯タンク２２内では比重差から湯が上部、水が下部に分離した状態で溜まるように積層沸き上げを行うようになっている。
【００３１】
この貯湯タンク２２に蓄えられた高温水は、貯湯タンク２２の上部に接続した出湯配管２５に接続された所定の場所、例えば台所や風呂２６の給湯口等から高温水として給湯に使用され、またその使用された分だけ給水配管２１から貯湯タンク２２内に水が給水されるようになっている。
【００３２】
そして、風呂２６に給湯された温水が冷めた場合には、風呂ポンプ２８で風呂２６の浴槽の温水を取り出し、貯湯タンク２２内の上部に配設した風呂伝熱通路２９内に循環させるようになっていて、貯湯タンク２２の上部の高温水と風呂２６の温水を熱交換して、風呂２６の温水の温度を上昇させ、風呂２６に再び戻して、風呂追いだきを行うようにしてある。
【００３３】
また、制御部３２で、通常は、午後２１時〜午前５時までの安価な深夜電力を使って電気ヒータ２３で大容量の水を加熱して貯湯タンク２２に貯湯するなど操作部で入力された条件で、電気ヒータ２３やタンクポンプ２４や風呂ポンプ２８等を予め決められたシーケンスでコントロールするようになっていて、前述の風呂追いだき時には、風呂２６の温水との熱交換によって風呂伝熱通路２９近傍の温度が低下しようとする分を、電気ヒータ２３で加熱することで防止するようになっている。
【００３４】
ここで、風呂追いだき時には、風呂２６の温水を熱交換して貯湯タンク２２の上部の高温水の温度が下がり、比重差を生じるために、下方に移動する流れをつくってしまい、その結果、貯湯タンク２２内の温水に対流を生じて積層沸き上げ条件が崩れる可能性がある。
【００３５】
しかしながら、風呂伝熱通路２９と電気ヒータ２３の間に風呂伝熱通路２９の熱交換時に生じる熱の流れを電気ヒータ２３へ導くガイド板３０を配設し、貯湯タンク２２の上部の高温水と風呂２６の温水を熱交換して風呂２６の温水の温度を上昇させる風呂追いだき時に電気ヒータ２３で風呂伝熱通路２９近傍を加熱する構成としてあるので、貯湯タンク２２の上部の高温水の温度低下を防止するとともに、貯湯タンク２２内の温水に生じる対流を低減することが出来る。
【００３６】
つまり、風呂２６の温水を熱交換して風呂伝熱通路２９近傍の貯湯タンク２２の上部の高温水の温度が下がり、比重差で生じる下方に移動する流れを、ガイド板３０で電気ヒータ２３に導いて、そこで、熱交換で下がる熱量を電気ヒータ２３で効果的に加熱して補うようになり、風呂追いだき時に、風呂２６の温水との熱交換によって風呂伝熱通路２９近傍の温度が低下しようとする分を防止し、温度の低下によって生じる貯湯タンク２２内の温水に対流を抑制することができるようになる。
【００３７】
すなわち、積層沸き上げを行う方式において、貯湯タンク２２の上部の高温水と下部の低温水が対流して混合していくことで、貯湯性能の劣化、たとえば、高温水を取り出せなくなることや、加熱不要の分まで温度上昇させるために効率が下ってしまうなどの心配がなくなり、積層沸き上げ条件を乱さないようにしつつ、風呂２６の浴槽内の温水と貯湯タンク２２内の高温水と熱交換できるようになり、効率よく追いだきができ、使い勝手の向上が図れる。
【００３８】
更に詳しく説明すると、風呂伝熱通路２９は十分な熱量を熱交換するために、風呂伝熱通路２９近傍を加熱する電気ヒータ２３に比べ、大きな表面積を有していなければならず、すなわち大きくなってしまうので、電気ヒータ２３に対する風呂伝熱通路２９の投影面は大きくなる。
【００３９】
例えば、風呂伝熱通路２９は、螺旋状の銅パイプで貯湯タンク２２内に配設されており、電気ヒータ２３は細長く形成され貯湯タンク２２の側部から風呂伝熱通路２９の下部に挿入されていて、風呂伝熱通路２９の投影面が電気ヒータ２３に重なる部分が少なく構成されている。
【００４０】
そのため、電気ヒータ２３に対する風呂伝熱通路２９の投影面が離れた位置の風呂伝熱通路２９から下方に移動する流れが生じた分がそのまま下方へ流れようとするが、ガイド板で効果的に風呂伝熱通路２９近傍を加熱する電気ヒータ２３に集めることができ、加熱することができるようになる。
【００４１】
そしてまた、貯湯タンク２２上部から高温としていく電気ヒータ２３を貯湯タンク２２の上部の風呂伝熱通路２９近傍に配設すると共に、貯湯タンク２２の上部の高温水と風呂２６の温水を熱交換して風呂２６の温水の温度を上昇させる風呂２６追いだき時に電気ヒータ２３で風呂伝熱通路２９近傍を加熱する構成としてあるので、加熱手段が電気ヒータ２３の１つで、貯湯タンク２２上部から高温としていく貯湯時と、風呂２６の温水を熱交換して風呂２６の温水の温度を上昇させる風呂２６追いだき時の加熱ができるので、構成が簡単なり安価にすることができる。
【００４２】
なお、本発明の実施例では、貯湯タンク２２上部から高温としていく貯湯時と、風呂２６の温水を熱交換して風呂２６の温水の温度を上昇させる風呂２６追いだき時の加熱を１つの電気ヒータ２３で行う構成で説明したが、これは貯湯タンク２２上部から高温としていく貯湯時を貯湯タンク２２の外に設けた構成、例えばＣＯ２冷媒等を用いたヒートポンプユニットの配管回路の一部の加熱通路と貯湯タンク２２内の水が通るタンク伝熱通路との組み合わせ体からなる水熱交換器で構成してもよい。また、ガイド板３０は貯湯タンク２２に密着しても離れても、風呂伝熱通路２９の熱を受ける構成であればよく、その他各部の構成も本発明の目的を達成する範囲であれば、その構成はどのようなものであってよい。
【００４３】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、風呂追い焚き時に生じる対流現象をガイド板で第二加熱手段へ導き、第二加熱手段で風呂伝熱通路近傍を加熱することで、貯湯タンク上部の高温水の温度低下を防止し、貯湯タンク内の温水に生じる対流を抑制するようにしているため、積層沸き上げを行う方式において、貯湯タンクの上部の高温水と下部の低温水が対流して混合していくことで、貯湯性能の劣化、例えば、高温水を取り出せなくなることや、加熱不要の分まで温度上昇させるために効果が下がってしまうなどの心配がなくなり、積層沸き上げ条件を乱させないようにしつつ、風呂の浴槽内の温水とタンク内の高温水と熱交換できるようになり、効率よく追い焚きができ、使い勝手の向上が図れる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例１における貯湯式温水器の断面図
【図２】同貯湯式温水器の同要部断面図
【図３】同貯湯式温水器の制御ブロック図
【図４】従来の実施例における貯湯式温水器の断面図
【図５】他の従来の実施例における貯湯式温水器の断面図
【符号の説明】
２２ 貯湯タンク
２３ 電気ヒータ（第一加熱手段）（第二加熱手段）
２４ タンクポンプ
２６ 風呂
２７ 風呂追いだき手段
２９ 風呂伝熱通路
３０ ガイド板
【発明の属する技術分野】
本発明は湯を沸かす貯湯式温水器で家庭用風呂の湯を追いだきするものに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の構成を電気貯湯式温水器を用いて、図４により説明する。図に示すように、この電気貯湯式温水器は、所要の容量を有する円筒状タンク１内の上部と下部に、タンク１内の水を設定温度まで加温するための上部ヒータ２と下部ヒータ３とをそれぞれ配設するとともに、上部ヒータ２の上方に、タンク１の外部から供給される水をタンク１内に貯留された温水により加温する螺旋状の熱交換器４を配設している。
【０００３】
電気温水器のタンク１は、その底部位置に給水管５、上部位置に出湯管６を設けて、給水管５から給水することによりタンク１内の湯を押し上げるようにして、出湯管６から出湯するようにしている。
【０００４】
一方、熱交換器４は、螺旋状に形成するとともに、この螺旋状に形成した熱交換器４の中心軸が、タンク１の中心軸と略一致するように配設するようにしている。この場合、螺旋状に形成した熱交換器４の巻径ｄを、タンク１の内径Ｄの１／２以上の寸法に設定するようにすることが好ましい。これにより、熱交換器４の周囲の熱交換によって冷却された温水が下降流となり、この下降流に対応して熱交換器４の中心部に上昇流が生じ、このタンク１内に貯留された温水の対流により、温水の循環が良好に維持され、熱交換を効率よく、かつ、確実に行うことができるものとなる。また、タンク１の胴部に取り付けた温度センサ７によって、温度の低下を迅速、かつ、正確に検知することができ、必要に応じて行う上部ヒータ２及び／又は下部ヒータ３による追加的な加熱を適切に実施することができるものとなる（例えば、特許文献１参照）。
【０００５】
【特許文献１】
特開２００２−４８４１４公報（第４頁、第１図）
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら上記従来の貯湯式温水器の貯湯タンク１の上部の高温水と風呂の温水を熱交換する風呂追いだき手段では、貯湯タンク１内の水を上部から加熱していく積層沸き上げ式の貯湯式温水器に用いると貯湯性能の劣化等を生じる心配があった。
【０００７】
つまり、積層沸き上げ式の貯湯式温水器で上記従来の貯湯式温水器の貯湯タンクの上部の高温水と風呂の温水を熱交換する風呂追いだき手段を用いた例を図５で説明すると、貯湯タンク１１の上部に電気ヒータ１２が取付け、タンクポンプ１３で貯湯タンク１１の下部より水を汲み上げ貯湯タンク１１の上部へ循環させ、貯湯タンク１１の上部から貯湯タンク１１内の水を加熱していく積層沸き上げを行うようになっている。
【０００８】
そして、貯湯タンク１１内の高温水は貯湯タンク１１上部に設けた出湯管１４より取り出され、風呂１７等の給湯に利用され、また、利用された分だけ給水管１５を介して貯湯タンク１１の下部より供給されるようになっている。
【０００９】
さらに、貯湯タンク１１の上部には、風呂ポンプ１６で循環させる風呂１７の浴槽内の温水を熱交換して高温とする風呂伝熱通路１８が設けてあり、風呂１７に用いたお湯が冷めた場合には、風呂ポンプ１６で風呂１７の浴槽内の温水を貯湯タンク１１の上部に設けた風呂伝熱通路１８に送りそこで熱交換された湯水を再び風呂１１の浴槽内に戻すようにして、追いだきをするようにしてある。
【００１０】
しかしながら上記の貯湯式温水器では、貯湯タンク１１内部の上部に設けた風呂伝熱通路１８で、風呂１７の浴槽内の温水と熱交換するようにしてあるため、風呂伝熱通路１８での熱交換によって貯湯タンク１１内部の上部の高温水の温度が下がり、比重が変化することによって、積層沸き上げに望ましくない貯湯タンク１１内の対流が生じてしまいやすい欠点があった。
【００１１】
つまり、効率よく使用するために貯湯タンク１１の上部から加熱していく積層沸き上げを行う方式において、貯湯タンク１１の上部の高温水と下部の低温水が対流して混合していくことで、貯湯性能の劣化、すなわち、高温水を取り出せなくなることや、加熱不要の分まで温度上昇させるために効率が下ってしまうなどの心配があった。
【００１２】
本発明は上記課題を解決したもので、積層沸き上げ条件を乱さないようにしつつ、風呂１７の浴槽内の温水と貯湯タンク１１内の高温水と熱交換できるようして、効率よく追いだきができる使い勝手のよい貯湯式温水器を提供することを目的としたものである。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記課題を解決するもので、大容量の水を加熱して貯湯する貯湯タンクと、貯湯タンクの下部から水を貯湯タンク上部へ供給し加熱して貯湯タンク上部から高温としていく第一加熱手段と、貯湯タンクの下部にある水を上部に戻すタンクポンプと、貯湯タンク内の上部に配設し風呂追いだき時に風呂の温水を循環させ貯湯タンクの上部の高温水と風呂の温水を熱交換して風呂の温水の温度を上昇させる風呂伝熱通路とを備え、風呂伝熱通路近傍を加熱する第二加熱手段を配設するとともに、風呂伝熱通路と第二加熱手段の間に風呂伝熱通路の熱交換時に生じる熱の流れを第二加熱手段へ導くガイド板を配設し、かつ、風呂追いだき時に、第二加熱手段で風呂伝熱通路近傍を加熱する構成としてある。
【００１４】
上記した構成において、風呂追いだき時に、風呂の温水を熱交換して貯湯タンクの上部の高温水の温度が下がり、比重差を生じるために、下方に移動する流れをつくってしまい、その結果、貯湯タンク内の温水に対流を生じてしまい積層沸き上げ条件が崩れる可能性がある。しかしながら、風呂伝熱通路と第二加熱手段の間に風呂伝熱通路の熱交換時に生じる熱の流れを第二加熱手段へ導くガイド板を配設し、貯湯タンクの上部の高温水と風呂の温水を熱交換して風呂の温水の温度を上昇させる風呂追いだき時に第二加熱手段で風呂伝熱通路近傍を加熱する構成としてあるので、貯湯タンクの上部の高温水の温度低下を防止するとともに、貯湯タンク内の温水に生じる対流を低減することが出来る。
【００１５】
つまり、風呂の温水を熱交換して風呂伝熱通路近傍の貯湯タンクの上部の高温水の温度が下がり、比重差で生じる下方に移動する流れを、ガイド板で第二加熱手段に導いて、そこで、熱交換で下がる熱量を第二加熱手段で効果的に加熱して補うようになり、風呂追いだき時に、風呂の温水との熱交換によって風呂伝熱通路近傍の温度が低下しようとする分を防止し、温度の低下によって生じる貯湯タンク内の温水に対流を抑制することができるようになる。
【００１６】
すなわち、積層沸き上げを行う方式において、貯湯タンクの上部の高温水と下部の低温水が対流して混合していくことで、貯湯性能の劣化、たとえば、高温水を取り出せなくなることや、加熱不要の分まで温度上昇させるために効率が下ってしまうなどの心配がなくなり、積層沸き上げ条件を乱さないようにしつつ、風呂の浴槽内の温水と貯湯タンク内の高温水と熱交換できるようになり、効率よく追いだきができ、使い勝手の向上が図れる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
請求項１に記載の発明は、大容量の水を加熱して貯湯する貯湯タンクと、貯湯タンクの下部から水を貯湯タンク上部へ供給し加熱して貯湯タンク上部から高温としていく第一加熱手段と、貯湯タンクの下部にある水を上部に戻すタンクポンプと、貯湯タンク内の上部に配設し風呂追いだき時に風呂の温水を循環させ貯湯タンクの上部の高温水と風呂の温水を熱交換して風呂の温水の温度を上昇させる風呂伝熱通路とを備え、風呂伝熱通路近傍を加熱する第二加熱手段を配設するとともに、風呂伝熱通路と第二加熱手段の間に風呂伝熱通路の熱交換時に生じる熱の流れを第二加熱手段へ導くガイド板を配設し、かつ、風呂追いだき時に、第二加熱手段で風呂伝熱通路近傍を加熱する構成としてある。
【００１８】
そして、風呂追いだき時に、風呂の温水を熱交換して貯湯タンクの上部の高温水の温度が下がり、比重差を生じるために、下方に移動する流れをつくってしまい、その結果、貯湯タンク内の温水に対流を生じてしまい積層沸き上げ条件が崩れる可能性がある。しかしながら、風呂伝熱通路と第二加熱手段の間に風呂伝熱通路の熱交換時に生じる熱の流れを第二加熱手段へ導くガイド板を配設し、貯湯タンクの上部の高温水と風呂の温水を熱交換して風呂の温水の温度を上昇させる風呂追いだき時に第二加熱手段で風呂伝熱通路近傍を加熱する構成としてあるので、貯湯タンクの上部の高温水の温度低下を防止するとともに、貯湯タンク内の温水に生じる対流を低減することが出来る。
【００１９】
つまり、風呂の温水を熱交換して風呂伝熱通路近傍の貯湯タンクの上部の高温水の温度が下がり、比重差で生じる下方に移動する流れを、ガイド板で第二加熱手段に導いて、そこで、熱交換で下がる熱量を第二加熱手段で効果的に加熱して補うようになり、風呂追いだき時に、風呂の温水との熱交換によって風呂伝熱通路近傍の温度が低下しようとする分を防止し、温度の低下によって生じる貯湯タンク内の温水に対流を抑制することができるようになる。
【００２０】
すなわち、積層沸き上げを行う方式において、貯湯タンクの上部の高温水と下部の低温水が対流して混合していくことで、貯湯性能の劣化、たとえば、高温水を取り出せなくなることや、加熱不要の分まで温度上昇させるために効率が下ってしまうなどの心配がなくなり、積層沸き上げ条件を乱さないようにしつつ、風呂の浴槽内の温水と貯湯タンク内の高温水と熱交換できるようになり、効率よく追いだきができ、使い勝手の向上が図れる。
【００２１】
請求項２に記載の発明は、貯湯タンク上部から高温としていく第一加熱手段を貯湯タンクの上部の風呂伝熱通路近傍に配設すると共に、貯湯タンクの上部の高温水と風呂の温水を熱交換して風呂の温水の温度を上昇させる風呂追いだき時に第一加熱手段で風呂伝熱通路近傍を加熱して、第一加熱手段で第二加熱手段を兼ねる構成としてある。
【００２２】
そして、貯湯タンク上部から高温としていく第一加熱手段を貯湯タンクの上部の風呂伝熱通路近傍に配設すると共に、貯湯タンクの上部の高温水と風呂の温水を熱交換して風呂の温水の温度を上昇させる風呂追いだき時に第一加熱手段で風呂伝熱通路近傍を加熱して、第一加熱手段で第二加熱手段を兼ねる構成としてあるので、第一加熱手段が１つで、貯湯タンク上部から高温としていく貯湯時と、風呂の温水を熱交換して風呂の温水の温度を上昇させる風呂追いだき時の加熱ができるので、構成が簡単なり安価にすることができるとともに請求項１の効果が得られる。
【００２３】
【実施例】
以下、本発明の実施例について図面を用いて説明する。
【００２４】
（実施例１）
図１は本発明による実施例１の貯湯式温水器の断面図、図２は同要部断面図、図３は制御ブロック図である。
【００２５】
図１において、２１は給水配管、２２は給水配管２１を底部に接続した貯湯タンク、貯湯タンク２２の上部には、貯湯タンク２２内の大容量の水を加熱する電気ヒータ２３が配設され、また、貯湯タンク２２内の水は、タンクポンプ２４で貯湯タンク２２の下部より汲み上げられ貯湯タンク２２の上部へ循環されるようになっている。
【００２６】
２５は貯湯タンク２２の上部に接続した出湯配管で、所定の場所、例えば台所や風呂２６の給湯口等へとつながっており、当該出湯配管２５から出湯するとそれに伴い給水配管２１から貯湯タンク２２内に水が給水され、また、電気ヒータ２３は、タンクポンプ２４で供給された貯湯タンク２２の下部の冷たい水を加熱して、貯湯タンク２２の上部に戻すようになっていて、貯湯タンク２２内では比重差から湯が上部、水が下部に分離した状態で溜まるようになっている。
【００２７】
２７は、風呂追いだき手段で、風呂ポンプ２８で取り出された風呂２６の浴槽の温水を貯湯タンク２２内の上部に配設した風呂伝熱通路２９内に循環させて形成される熱交換器で構成されていて、熱交換された高温となった風呂２６の温水を再び風呂２６の浴槽へ戻すようになっている。
【００２８】
この風呂伝熱通路２７は、貯湯タンク２２内の上部に位置し、その下部に電気ヒータ２３が配設し、風呂伝熱通路２９と電気ヒータ２３の間に風呂伝熱通路の熱交換に伴う熱の流れを電気ヒータ２３へ導くガイド板３０を配設してあり、このガイド板３０は、電気ヒータ２３の投影面が底部としてなるように風呂伝熱通路２９の近傍外周より下方へ傾斜を設けて風呂伝熱通路２９を下方から覆うよう設けてある。
【００２９】
３１は制御部で、操作部で入力された条件で、電気ヒータ２３やタンクポンプ２４や風呂ポンプ２８等を予め決められたシーケンスでコントロールするようになっている。
【００３０】
上記した構成において、通常は、午後２１時〜午前５時までの安価な深夜電力を使って電気ヒータ２３で大容量の水を加熱して貯湯タンク２２に貯湯し、温水として風呂２６等の給湯に利用するようになっていて、このとき、貯湯タンク２２の下部から水をタンクポンプ２４で汲み上げ貯湯タンク２２上部から電気ヒータ２３で加熱して、貯湯タンク２２内では比重差から湯が上部、水が下部に分離した状態で溜まるように積層沸き上げを行うようになっている。
【００３１】
この貯湯タンク２２に蓄えられた高温水は、貯湯タンク２２の上部に接続した出湯配管２５に接続された所定の場所、例えば台所や風呂２６の給湯口等から高温水として給湯に使用され、またその使用された分だけ給水配管２１から貯湯タンク２２内に水が給水されるようになっている。
【００３２】
そして、風呂２６に給湯された温水が冷めた場合には、風呂ポンプ２８で風呂２６の浴槽の温水を取り出し、貯湯タンク２２内の上部に配設した風呂伝熱通路２９内に循環させるようになっていて、貯湯タンク２２の上部の高温水と風呂２６の温水を熱交換して、風呂２６の温水の温度を上昇させ、風呂２６に再び戻して、風呂追いだきを行うようにしてある。
【００３３】
また、制御部３２で、通常は、午後２１時〜午前５時までの安価な深夜電力を使って電気ヒータ２３で大容量の水を加熱して貯湯タンク２２に貯湯するなど操作部で入力された条件で、電気ヒータ２３やタンクポンプ２４や風呂ポンプ２８等を予め決められたシーケンスでコントロールするようになっていて、前述の風呂追いだき時には、風呂２６の温水との熱交換によって風呂伝熱通路２９近傍の温度が低下しようとする分を、電気ヒータ２３で加熱することで防止するようになっている。
【００３４】
ここで、風呂追いだき時には、風呂２６の温水を熱交換して貯湯タンク２２の上部の高温水の温度が下がり、比重差を生じるために、下方に移動する流れをつくってしまい、その結果、貯湯タンク２２内の温水に対流を生じて積層沸き上げ条件が崩れる可能性がある。
【００３５】
しかしながら、風呂伝熱通路２９と電気ヒータ２３の間に風呂伝熱通路２９の熱交換時に生じる熱の流れを電気ヒータ２３へ導くガイド板３０を配設し、貯湯タンク２２の上部の高温水と風呂２６の温水を熱交換して風呂２６の温水の温度を上昇させる風呂追いだき時に電気ヒータ２３で風呂伝熱通路２９近傍を加熱する構成としてあるので、貯湯タンク２２の上部の高温水の温度低下を防止するとともに、貯湯タンク２２内の温水に生じる対流を低減することが出来る。
【００３６】
つまり、風呂２６の温水を熱交換して風呂伝熱通路２９近傍の貯湯タンク２２の上部の高温水の温度が下がり、比重差で生じる下方に移動する流れを、ガイド板３０で電気ヒータ２３に導いて、そこで、熱交換で下がる熱量を電気ヒータ２３で効果的に加熱して補うようになり、風呂追いだき時に、風呂２６の温水との熱交換によって風呂伝熱通路２９近傍の温度が低下しようとする分を防止し、温度の低下によって生じる貯湯タンク２２内の温水に対流を抑制することができるようになる。
【００３７】
すなわち、積層沸き上げを行う方式において、貯湯タンク２２の上部の高温水と下部の低温水が対流して混合していくことで、貯湯性能の劣化、たとえば、高温水を取り出せなくなることや、加熱不要の分まで温度上昇させるために効率が下ってしまうなどの心配がなくなり、積層沸き上げ条件を乱さないようにしつつ、風呂２６の浴槽内の温水と貯湯タンク２２内の高温水と熱交換できるようになり、効率よく追いだきができ、使い勝手の向上が図れる。
【００３８】
更に詳しく説明すると、風呂伝熱通路２９は十分な熱量を熱交換するために、風呂伝熱通路２９近傍を加熱する電気ヒータ２３に比べ、大きな表面積を有していなければならず、すなわち大きくなってしまうので、電気ヒータ２３に対する風呂伝熱通路２９の投影面は大きくなる。
【００３９】
例えば、風呂伝熱通路２９は、螺旋状の銅パイプで貯湯タンク２２内に配設されており、電気ヒータ２３は細長く形成され貯湯タンク２２の側部から風呂伝熱通路２９の下部に挿入されていて、風呂伝熱通路２９の投影面が電気ヒータ２３に重なる部分が少なく構成されている。
【００４０】
そのため、電気ヒータ２３に対する風呂伝熱通路２９の投影面が離れた位置の風呂伝熱通路２９から下方に移動する流れが生じた分がそのまま下方へ流れようとするが、ガイド板で効果的に風呂伝熱通路２９近傍を加熱する電気ヒータ２３に集めることができ、加熱することができるようになる。
【００４１】
そしてまた、貯湯タンク２２上部から高温としていく電気ヒータ２３を貯湯タンク２２の上部の風呂伝熱通路２９近傍に配設すると共に、貯湯タンク２２の上部の高温水と風呂２６の温水を熱交換して風呂２６の温水の温度を上昇させる風呂２６追いだき時に電気ヒータ２３で風呂伝熱通路２９近傍を加熱する構成としてあるので、加熱手段が電気ヒータ２３の１つで、貯湯タンク２２上部から高温としていく貯湯時と、風呂２６の温水を熱交換して風呂２６の温水の温度を上昇させる風呂２６追いだき時の加熱ができるので、構成が簡単なり安価にすることができる。
【００４２】
なお、本発明の実施例では、貯湯タンク２２上部から高温としていく貯湯時と、風呂２６の温水を熱交換して風呂２６の温水の温度を上昇させる風呂２６追いだき時の加熱を１つの電気ヒータ２３で行う構成で説明したが、これは貯湯タンク２２上部から高温としていく貯湯時を貯湯タンク２２の外に設けた構成、例えばＣＯ２冷媒等を用いたヒートポンプユニットの配管回路の一部の加熱通路と貯湯タンク２２内の水が通るタンク伝熱通路との組み合わせ体からなる水熱交換器で構成してもよい。また、ガイド板３０は貯湯タンク２２に密着しても離れても、風呂伝熱通路２９の熱を受ける構成であればよく、その他各部の構成も本発明の目的を達成する範囲であれば、その構成はどのようなものであってよい。
【００４３】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、風呂追い焚き時に生じる対流現象をガイド板で第二加熱手段へ導き、第二加熱手段で風呂伝熱通路近傍を加熱することで、貯湯タンク上部の高温水の温度低下を防止し、貯湯タンク内の温水に生じる対流を抑制するようにしているため、積層沸き上げを行う方式において、貯湯タンクの上部の高温水と下部の低温水が対流して混合していくことで、貯湯性能の劣化、例えば、高温水を取り出せなくなることや、加熱不要の分まで温度上昇させるために効果が下がってしまうなどの心配がなくなり、積層沸き上げ条件を乱させないようにしつつ、風呂の浴槽内の温水とタンク内の高温水と熱交換できるようになり、効率よく追い焚きができ、使い勝手の向上が図れる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例１における貯湯式温水器の断面図
【図２】同貯湯式温水器の同要部断面図
【図３】同貯湯式温水器の制御ブロック図
【図４】従来の実施例における貯湯式温水器の断面図
【図５】他の従来の実施例における貯湯式温水器の断面図
【符号の説明】
２２ 貯湯タンク
２３ 電気ヒータ（第一加熱手段）（第二加熱手段）
２４ タンクポンプ
２６ 風呂
２７ 風呂追いだき手段
２９ 風呂伝熱通路
３０ ガイド板
Claims (2)
- 大容量の水を加熱して貯湯する貯湯タンクと、貯湯タンクの下部から水を貯湯タンク上部へ供給し加熱して貯湯タンク上部から高温としていく第一加熱手段と、貯湯タンクの下部にある水を上部に戻すタンクポンプと、貯湯タンク内の上部に配設し風呂追いだき時に風呂の温水を循環させ貯湯タンクの上部の高温水と風呂の温水を熱交換して風呂の温水の温度を上昇させる風呂伝熱通路とを備え、風呂伝熱通路近傍を加熱する第二加熱手段を配設するとともに、風呂伝熱通路と第二加熱手段の間に風呂伝熱通路の熱交換時に生じる熱の流れを第二加熱手段へ導くガイド板を配設し、かつ、風呂追いだき時に、第二加熱手段で風呂伝熱通路近傍を加熱する貯湯式温水器。
- 貯湯タンク上部から高温としていく第一加熱手段を貯湯タンクの上部の風呂伝熱通路近傍に配設すると共に、貯湯タンクの上部の高温水と風呂の温水を熱交換して風呂の温水の温度を上昇させる風呂追いだき時に第一加熱手段で風呂伝熱通路近傍を加熱して、第一加熱手段で第二加熱手段を兼ねる請求項１項記載の貯湯式温水器。
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