(57)【要約】【課題】膨張水として排出される熱損失を低減できる貯湯式給湯機を提供することを目的とする。【解決手段】加熱手段１で加熱した湯を貯湯する貯湯タンク３と、前記貯湯タンク３の上部に接続され前記貯湯タンク３内の圧力が第一設定圧力以上になると前記貯湯タンク３内の湯を排出する第一圧力逃がし弁４と、前記貯湯タンク３の下部に接続され前記貯湯タンク３内の圧力が第二設定圧力以上になると前記貯湯タンク３内の湯または水を排出する第二圧力逃がし弁５とを備え、前記第一設定圧力を前記第二設定圧力よりも高く設定したことを特徴とする貯湯式給湯機で、膨張水を第二圧力逃がし弁５から貯湯タンク３外に排出するため、熱損失を低減できてエネルギー効率が向上する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
加熱手段で加熱した湯を貯湯する貯湯タンクと、前記貯湯タンクの上部に接続され前記貯湯タンク内の圧力が第一設定圧力以上になると前記貯湯タンク内の湯を排出する第一圧力逃がし弁と、前記貯湯タンクの下部に接続され前記貯湯タンク内の圧力が第二設定圧力以上になると前記貯湯タンク内の湯または水を排出する第二圧力逃がし弁とを備え、前記第一設定圧力を前記第二設定圧力よりも高く設定したことを特徴とする貯湯式給湯機。
【請求項２】
加熱手段で加熱した湯を貯湯する貯湯タンクと、前記貯湯タンクの上部に接続され前記貯湯タンク内の圧力が第一設定圧力以上になると前記貯湯タンク内の湯を排出する第一圧力逃がし弁と、前記貯湯タンクの下部に接続され前記貯湯タンク内の圧力が第二設定圧力以上になると前記貯湯タンク内の湯または水を排出する第二圧力逃がし弁と、前記第一圧力逃がし弁の出口側下流に接続された開閉弁とを備え、前記第二設定圧力を前記第一設定圧力よりも高く設定したことを特徴とする貯湯式給湯機。
【請求項３】
第二圧力逃がし弁の出口側下流に開閉弁を接続したことを特徴とする請求項１に記載の貯湯式給湯機。
【請求項４】
加熱手段がヒートポンプであることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の貯湯式給湯機。
【請求項５】
ヒートポンプの冷媒に二酸化炭素を使用することを特徴とする請求項４に記載の貯湯式給湯機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、貯湯式給湯機における膨張水処理構成に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、図３に示すような電気温水器などの貯湯式給湯機においては、加熱手段７により水を加熱して温水にする過程においては，熱膨張により水の体積が増大する（以下、もとの水の体積より増えた分の水を膨張水と称する）。
【０００３】
このように膨張することにより貯湯タンク１に入りきれなくなった膨張水の処理が問題となるが、従来の貯湯式給湯装置では、貯湯タンク１の上部に接続され貯湯タンク１内の圧力が予め定められた圧力以上になると、弁が開放される圧力逃がし弁５を設けることによって、貯湯タンク１内の湯を膨張水として貯湯タンク１外に放出するようになっている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第２９１７７９６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、従来の貯湯式給湯機のように膨張水を外部へ排出すると、わざわざ加熱した湯を捨てることになり無駄である。
【０００６】
例えば、約４６０Ｌの貯湯タンク１に給湯された約５℃の水を約９０℃まで加熱手段７で加熱すると、約４６０Ｌの水は約４７８Ｌの湯となり、貯湯タンク１に入りきらない約１８Ｌの湯が利用されずに圧力逃がし弁５を介して貯湯タンク１から排出される。
【０００７】
本発明は、上記課題を解決するもので、高温の膨張水が貯湯タンク外に排出されることを防止して、熱損失が少ない高効率な貯湯式給湯機を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するために、本発明の貯湯式給湯機は、加熱手段で加熱した湯を貯湯する貯湯タンクと、前記貯湯タンクの上部に接続され前記貯湯タンク内の圧力が第一設定圧力以上になると前記貯湯タンク内の湯を排出する第一圧力逃がし弁と、前記貯湯タンクの下部に接続され前記貯湯タンク内の圧力が第二設定圧力以上になると前記貯湯タンク内の湯または水を排出する第二圧力逃がし弁とを備え、前記第一設定圧力を前記第二設定圧力よりも高く設定したことを特徴とするもので、貯湯タンク上部の高温の湯が膨張水として排出されることが無くなり、貯湯タンクから膨張水として無駄に排出される熱量を低減でき、省エネを図ることができる。
【０００９】
また、本発明の貯湯式給湯機は、加熱手段で加熱した湯を貯湯する貯湯タンクと、前記貯湯タンクの上部に接続され前記貯湯タンク内の圧力が第一設定圧力以上になると前記貯湯タンク内の湯を排出する第一圧力逃がし弁と、前記貯湯タンクの下部に接続され前記貯湯タンク内の圧力が第二設定圧力以上になると前記貯湯タンク内の湯または水を排出する第二圧力逃がし弁と、前記第一圧力逃がし弁の出口側下流に接続された開閉弁とを備え、前記第二設定圧力を前記第一設定圧力よりも高く設定したことを特徴とするもので、第一設定圧力は第二設定圧力よりも低く設定しているが、開閉弁を閉じているため、貯湯タン
ク３上部の高温の湯が膨張水として排出されることが無くなり、貯湯タンクから膨張水として無駄に排出される熱量を低減でき、省エネを図ることができる。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、貯湯タンクより発生する膨張水を第二圧力逃がし弁から水として貯湯タンク外に排出するため、従来高温の湯として排出されていた熱量を給湯に利用できるので、エネルギー効率の高い貯湯式給湯機を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の実施の形態１における貯湯式給湯機の構成図
【図２】本発明の実施の形態２における貯湯式給湯機の構成図
【図３】従来の貯湯式給湯機の構成図
【発明を実施するための形態】
【００１２】
第１の発明は、加熱手段で加熱した湯を貯湯する貯湯タンクと、前記貯湯タンクの上部に接続され前記貯湯タンク内の圧力が第一設定圧力以上になると前記貯湯タンク内の湯を排出する第一圧力逃がし弁と、前記貯湯タンクの下部に接続され前記貯湯タンク内の圧力が第二設定圧力以上になると前記貯湯タンク内の湯または水を排出する第二圧力逃がし弁とを備え、前記第一設定圧力を前記第二設定圧力よりも高く設定したことを特徴とするもので、貯湯タンク上部の高温の湯が膨張水として排出されることが無くなり、貯湯タンクから膨張水として無駄に排出される熱量を低減でき、省エネを図ることができる。
【００１３】
第２の発明は、加熱手段で加熱した湯を貯湯する貯湯タンクと、前記貯湯タンクの上部に接続され前記貯湯タンク内の圧力が第一設定圧力以上になると前記貯湯タンク内の湯を排出する第一圧力逃がし弁と、前記貯湯タンクの下部に接続され前記貯湯タンク内の圧力が第二設定圧力以上になると前記貯湯タンク内の湯または水を排出する第二圧力逃がし弁と、前記第一圧力逃がし弁の出口側下流に接続された開閉弁とを備え、前記第二設定圧力を前記第一設定圧力よりも高く設定したことを特徴とするもので、第一設定圧力は第二設定圧力よりも低く設定しているが、開閉弁を閉じているため、貯湯タンク３上部の高温の湯が膨張水として排出されることが無くなり、貯湯タンクから膨張水として無駄に排出される熱量を低減でき、省エネを図ることができる。
【００１４】
また、開閉弁を一時的に閉じることにより、少量の膨張水と共に貯湯タンク内に溜まった空気を排出することもできる。
【００１５】
第３の発明は、第二圧力逃がし弁の出口側下流に開閉弁を接続したことを特徴とするもので、開閉弁を一時的に閉じることにより、少量の膨張水と共に貯湯タンク内に溜まった空気を排出することもできる。
【００１６】
第４の発明は、加熱手段がヒートポンプであることを特徴とするもので、高効率な沸き上げ運転が可能となり、更にエネルギー効率が向上する。
【００１７】
第５の発明は、ヒートポンプユニットに使用する冷媒を二酸化炭素としたもので、比較的安価でかつ安定な二酸化炭素を冷媒に使用することで製品コストを抑えると共に信頼性を向上させることができる。
【００１８】
また、二酸化炭素はオゾン破壊係数がゼロであり、地球温暖化係数も代替冷媒ＨＦＣ−４０７Ｃの約１７００分の１と非常に小さいため、地球環境に優しい製品を提供できる。
【００１９】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、この実施の
形態によって本発明が限定されるものではない。
【００２０】
（実施の形態１）
図１は、本発明の第１の実施の形態における貯湯式給湯機の構成図を示すものであり、加熱手段はヒートポンプユニット１としている。
【００２１】
図１において、ヒートポンプユニット１の冷媒回路内には二酸化炭素が封入されている。ヒートポンプユニット１による沸き上げ運転時には、貯湯タンク３底部の水が沸き上げポンプ１４により、沸き上げ配管１６を介してヒートポンプユニット１に搬送され、冷媒と熱交換して高温の湯に加熱された後に貯湯タンク３の上部に戻されることで貯湯タンク３内に湯が蓄えられる。
【００２２】
貯湯タンク３の略頂部には、貯湯タンク３内の圧力が第一設定圧力以上になると、貯湯タンク３内上層部の湯を排出して、貯湯タンク３内の圧力を低下させる第一圧力逃がし弁４が接続されている。
【００２３】
一方、貯湯タンク３の略底部には、貯湯タンク３内の圧力が第二設定圧力以上になると、貯湯タンク３内下層部の水または湯を排出して、貯湯タンク３内の圧力を低下させる第二圧力逃がし弁５と、第二圧力逃がし弁５の出口側配管途中に備えられた下部開閉弁８とが接続されている。また、第一設定圧力は第二設定圧力よりも高く設定されている。
【００２４】
以上のように構成された貯湯式給湯機について、以下その動作、作用を説明する。
【００２５】
ヒートポンプユニット１で沸き上げ運転が開始されると、貯湯タンク３内の水が加熱されるために体積が膨張しようとするが、貯湯タンク３自身の容積はほとんど変化しないため、貯湯タンク３内の圧力が上昇する。この時、下部開閉弁８は開いている。
【００２６】
沸き上げ運転継続と共に貯湯タンク３内の圧力は上昇し続けるが、圧力が第二設定圧力以上になると、貯湯タンク３底部の水または湯が第二圧力逃がし弁５、下部開閉弁８を介して膨張水として貯湯タンク３外部に排出される。
【００２７】
第一設定圧力は第二設定圧力よりも高く設定しているため、貯湯タンク３上部の高温の湯が膨張水として排出されることが無くなり、貯湯タンク３から膨張水として無駄に排出される熱量を低減でき、省エネを図ることができる。
【００２８】
また、膨張水を排出することにより、貯湯タンク３内の圧力は第二設定圧力以下に保持され、貯湯タンク３の破損を防止することが出来る。
【００２９】
また、通常は開いている下部開閉弁８を一定期間閉じることにより、貯湯タンク３内上部に溜まった空気を、少量の湯と共に第一圧力逃がし弁４から貯湯タンク３外に排出することもできる。
【００３０】
また、第二圧力逃がし弁５、もしくは、第一圧力逃がし弁４と第二圧力逃がし弁５の両方に漏水検知手段を設けることで、漏水検知手段が圧力逃がし弁の漏水を検知した場合に、貯湯タンク３への給水を遮断すれば、第一圧力逃がし弁４や第二圧力逃がし弁５が漏水を起こした場合に、速やかに給水を遮断できるので漏水を無駄にすることがなく安全性が向上する。
【００３１】
（実施の形態２）
図２は、本発明の第２の実施の形態における貯湯式給湯機の構成図を示すものである。
図２において、実施の形態１と同一部分は同一番号を付して、その説明は省略する。
【００３２】
貯湯タンク３の略頂部には、貯湯タンク３内の圧力が第一設定圧力以上になると、貯湯タンク３内上層部の湯を排出して、貯湯タンク３内の圧力を低下させる第一圧力逃がし弁４と、第一圧力逃がし弁４の出口側配管途中に備えられた上部開閉弁１７とがが接続されている。
【００３３】
一方、貯湯タンク３の略底部には、貯湯タンク３内の圧力が第二設定圧力以上になると、貯湯タンク３内下層部の水または湯を排出して、貯湯タンク３内の圧力を低下させる第二圧力逃がし弁５が接続されている。また、第一設定圧力は第二設定圧力よりも低く設定されている。
【００３４】
以上のように構成された貯湯式給湯機について、以下その動作、作用を説明する。
【００３５】
ヒートポンプユニット１で沸き上げ運転が開始されると、貯湯タンク３内の水が加熱されるために体積が膨張しようとするが、貯湯タンク３自身の容積はほとんど変化しないため、貯湯タンク３内の圧力が上昇する。
【００３６】
この時、上部開閉弁１７は閉じている。沸き上げ運転継続と共に貯湯タンク３内の圧力は上昇し続けるが、圧力が第二設定圧力以上になると、貯湯タンク３底部の水または湯が第二圧力逃がし弁５、下部開閉弁８を介して膨張水として貯湯タンク３外部に排出される。
【００３７】
第一設定圧力は第二設定圧力よりも低く設定しているが、上部開閉弁１７を閉じているため、貯湯タンク３上部の高温の湯が膨張水として排出されることが無くなり、貯湯タンク３から膨張水として無駄に排出される熱量を低減でき、省エネを図ることができる。
【００３８】
また、膨張水を排出することにより、貯湯タンク３内の圧力は第二設定圧力以下に保持され、貯湯タンク３の破損を防止することが出来る。
【００３９】
また、通常は閉じている上部開閉弁１７を一定期間開くことにより、貯湯タンク３内上部に溜まった空気を少量の湯と共に第一圧力逃がし弁４から貯湯タンク３外に排出することもできる。
【００４０】
なお、本実施の形態では加熱源にヒートポンプユニットを用いて説明したが、燃焼機や電気ヒータを加熱源としても、同様の効果を得ることができる。
【産業上の利用可能性】
【００４１】
以上のように、本発明に係る貯湯式給湯機は、膨張水を貯湯タンクの底部から水として排出することにより熱損失を低減して省エネを図ることができるものであり、膨張水の発生を伴う機器全般に適用できる。
【符号の説明】
【００４２】
１  ヒートポンプユニット（加熱手段）
２  貯湯タンクユニット
３  貯湯タンク
４  第一圧力逃がし弁
５  第二圧力逃がし弁
６  第一膨張水配管
７  第二膨張水配管
８  下部開閉弁
９  減圧弁
１０  混合弁
１１  給水配管
１２  給湯配管
１３  給湯端末
１４  沸き上げポンプ
１５  三方弁
１６  沸き上げ配管
１７  上部開閉弁
【図１】
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【図２】
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【図３】
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