(57)【要約】【課題】本発明は、通常の使用状態である水圧をかけながら、貯湯タンク底部に沈殿している不純物を排出することができ、また、配管内に、スケールが付着するのを抑制することができる貯湯式給湯器を提供することを目的とする。【解決手段】本発明は、貯湯タンク１と、給水管２と、加熱手段３と、貯湯タンク１内の水を加熱手段３へ送水する送水管４と、加熱手段３で加熱された湯を貯湯タンク１へ送水する送湯管５とを備え、送水分岐管７と、送湯分岐管８とが接続され、これら各分岐管７、８が接続されていない開放側に排水管１０が接続された流路切換手段９と、送湯管５に設けられた止水弁１１とを有し、流路切換手段９および止水弁１１を所定の状態として、貯湯タンク１内の水を、送水管４を介して加熱手段３に送水し、送湯管５、送湯分岐管８および流路切換手段９を介して系外に排水可能とした。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
貯湯タンクと、該貯湯タンク内へ水を供給する給水管と、前記貯湯タンクから送水された水を加熱する加熱手段と、前記貯湯タンク内の水を前記加熱手段へ送水する送水管と、前記加熱手段で加熱された湯を前記貯湯タンクへ送水する送湯管とを備えるとともに、
前記送水管から分岐する送水分岐管と、前記送湯管から分岐する送湯分岐管と、前記送水分岐管および前記送湯分岐管とが接続され、これら各分岐管が接続されていない流路の下流端が系外に開放された排水口を構成する流路切替手段と、前記送湯管の前記送湯分岐管の分岐部よりも前記貯湯タンク側に設けられた止水弁とを有し、
前記流路切替手段は、前記送水分岐管と前記排水口とを連通させる経路が形成された第１の状態と、前記送湯分岐管と前記排水口とを連通させる経路が形成された第２の状態と、これら両経路が閉止された第３の状態とを有するものであり、
前記流路切替手段を前記第２の状態とし、且つ、前記止水弁を閉止状態としつつ、前記貯湯タンク内の水を、前記送水管を介して前記加熱手段に送水し、前記送湯管、前記送湯分岐管および前記流路切替手段を介して系外に排水することにより、前記加熱手段を洗浄可能としたことを特徴とする貯湯式給湯器。
【請求項２】
前記加熱手段の運転停止時に、前記流路切替手段を前記第１の状態とし、且つ、前記止水弁を閉止状態とすることにより、前記貯湯タンク内の水を、前記送水管、前記送水分岐管および前記流路切替手段を介して系外に排水すると同時に、前記貯湯タンク内の不純物を、同じ経路で系外に排出可能としたことを特徴とする請求項１に記載の貯湯式給湯器。
【請求項３】
貯湯タンクと、該貯湯タンク内へ水を供給する給水管と、前記貯湯タンクから送水された水を加熱する加熱手段と、前記貯湯タンク内の水を前記加熱手段へ送水する送水管と、前記加熱手段で加熱された湯を前記貯湯タンクへ送水する送湯管と、前記貯湯タンクの水を排水する貯湯タンク排水管とを備えるとともに、
前記送湯管から分岐する送湯分岐管と、前記貯湯タンク排水管とが接続され、これら各管が接続されていない流路の下流端が系外に開放された排水口を構成する流路切替手段と、前記送湯管の前記送湯分岐管の分岐部よりも前記貯湯タンク側に設けられた止水弁とを有し、
前記流路切替手段は、前記貯湯タンク排水管と前記排水口とを連通させる経路が形成された第１の状態と、前記送湯分岐管と前記排水口とを連通させる経路が形成された第２の状態と、これら両経路が閉止された第３の状態とを有するものであり、
前記流路切替手段を前記第２の状態とし、且つ、前記止水弁を閉止状態としつつ、前記貯湯タンク内の水を、送水管を介して前記加熱手段に送水し、前記送湯管、前記送湯分岐管および前記排水口を介して系外に排水することにより、前記加熱手段を洗浄可能としたことを特徴とする貯湯式給湯器。
【請求項４】
前記加熱手段の運転停止時に、前記流路切替手段を前記第１の状態とし、且つ、前記止水弁を閉止状態とすることにより、前記貯湯タンク内の水を、前記貯湯タンク排水管および前記流路切替手段を介して系外に排水すると同時に、前記貯湯タンク内の不純物を、同じ経路で系外に排出可能としたことを特徴とする請求項３に記載の貯湯式給湯器。
【請求項５】
前記流路切替手段および前記止水弁の切替え操作を自動制御にて行うことを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の貯湯式給湯器。
【請求項６】
貯湯タンクと、該貯湯タンク内へ水を供給する給水管と、前記貯湯タンクから送水された水を加熱する加熱手段と、前記貯湯タンク内の水を前記加熱手段へ送水する送水管と、前記加熱手段で加熱された湯を前記貯湯タンクへ送水する送湯管とを備えるとともに、
前記送水管の途中に設けられ、前記送水管が接続されていない流路の下流端が系外に開放された排水口を構成する第１の流路切替手段と、前記送湯管から分岐され、前記送水管の前記第１の流路切替手段より前記貯湯タンク側に接続されたバイパス管と、前記送湯管の前記バイパス管の分岐部に設けられた第２の流路切替手段とを有し、
前記第１の流路切替手段は、前記送水管の前記貯湯タンク側の流路と前記加熱手段側の流路とを連通させる経路が形成された第１の状態と、前記送水管の前記貯湯タンク側の流路と前記排水口とを連通させる経路が形成された第２の状態と、前記送水管の前記加熱手段側の流路と前記排水口とを連通させる経路が形成された第３の状態とを有するものであり、
前記第２の流路切替手段は、前記送湯管の前記貯湯タンク側の流路と前記加熱手段側の流路とを連通させる経路が形成された第４の状態と、前記送湯管の前記加熱手段側の流路と前記バイパス管とを連通させる経路が形成された第５の状態と、これら各経路が閉止された第６の状態とを有するものであり、
前記第１の流路切替手段を前記第３の状態とし、且つ、前記第２の流路切替手段を前記第５の状態としつつ、前記貯湯タンク内の水を、前記送水管、前記バイパス管および前記送湯管を介して前記加熱手段に送水し、前記送水管および前記第１の流路切替手段を介して系外に排水することにより、前記加熱手段を洗浄可能としたことを特徴とする貯湯式給湯器。
【請求項７】
前記加熱手段の運転停止時に、前記第１の流路切替手段を前記第２の状態とし、且つ、前記第２の流路切替手段を前記第６の状態とすることにより、前記貯湯タンク内の水を、前記送水管および前記第１の流路切替手段を介して系外に排水すると同時に、前記貯湯タンク内の不純物を、同じ経路で系外に排出することを特徴とする請求項６に記載の貯湯式給湯器。
【請求項８】
前記第１の流路切替手段および前記第２の流路切替手段の切替え操作を自動制御にて行うことを特徴とする請求項６または請求項７に記載の貯湯式給湯器。
【請求項９】
前記加熱手段の洗浄を、前記加熱手段の運転終了後に行うことにより、前記加熱手段内に残留する湯を水に置換し、前記加熱手段を水の温度付近まで冷却することを特徴とする請求項１から請求項８のいずれか１項に記載の貯湯式給湯器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば電気貯湯式給湯器、ヒートポンプ式給湯器、太陽熱集熱式給湯器等のような貯湯式給湯器に関する。
【背景技術】
【０００２】
貯湯式給湯器は、貯湯タンクの外部に設けられた加熱手段である電気ヒータやヒートポンプ、太陽熱集熱器により沸上げられた湯を、貯湯タンクに貯湯し、給湯や浴槽へのお湯張り等に使用するものである。この貯湯式給湯器は、加熱手段によって加熱された水を貯湯タンクに貯えるため、水質によっては、貯湯タンクの底部に不純物等が堆積し、加熱手段へ水を送水するための送水管に不純物が入り込み、加熱手段に詰まりや損傷を与える問題がある。また、加熱中に加熱手段は高温になる為、水中の成分が析出し、長期的に加熱手段が閉塞してしまうという問題がある。
このため、この種の貯湯式給湯器では、一般に、加熱手段の運転停止時に、加熱手段内に蓄積した不純物を除去する洗浄運転が行われる（例えば、特許文献１参照。）。以下、このような洗浄運転を行うように構成された従来の貯湯式給湯器について説明する。
【０００３】
図８および図９は、このような貯湯式給湯器の一例である。給水管１０１から供給された水は、貯湯タンク１０２に貯められる。貯められた水は、送水管１０３を通って、加熱手段１０４であるヒートポンプに供給され、沸上げられる。沸上げられた湯は、送湯管１０５を通って、貯湯タンク１０２に貯湯される。また、貯湯タンク１０２の湯は、高温出湯管１０６を通って混合弁１０７に送水され、混合弁１０７によって、所望の温度となるように水と混合された後、出湯管１０８を通って、シャワーや台所の給湯栓（図示しない）に供給される。あるいは、同様の配管経路により、風呂等（図示しない）に供給される。
【０００４】
図８の例では、洗浄運転を行うために、貯湯タンク１０２底部から加熱手段１０４へ送水する送水管１０３と、加熱手段１０４で沸上げられた湯を貯湯タンク１０２へ戻す送湯管１０５と、送湯管１０５の途中に設けられ、排水管１０９が接続された流路切替手段１１０を用いる。そして、加熱手段１０４運転停止時に、流路切替手段１１０を、送湯管１０５の加熱手段１０４側の流路と排水管１０９とを連通させる経路が形成された状態とし、貯湯タンク１０２内の湯水を送水管１０３を介して加熱手段１０４に送水する。加熱手段１０４に送水された湯水は、送湯管１０５から流路切替手段１１０を通過して排水管１０９より排出される。これにより、加熱手段１０４内の堆積した不純物（カルキ等）を排出することができる。
【０００５】
図９の例では、洗浄運転を行うために、貯湯タンク１０２底部から加熱手段１０４へ送水する送水管１０３と、加熱手段１０４で沸上げられた湯を貯湯タンク１０２へ戻す送湯管１０５と、送水管１０３の途中に設けられ、排水管１０９が接続された流路切替手段１１０と、送湯管１０５から分岐され、送水管１０３の流路切替手段１１０より貯湯タンク１０２側に接続された送湯分岐管１１１と、送湯管１０５の送湯分岐管１１１の分岐部に設けられた流路切替弁１１２を用いる。そして、加熱手段１０４運転停止時に、流路切替手段１１０を、送水管１０３の加熱手段１０４側の流路と排水管１０９とを連通させる経路が形成された状態とし、かつ、流路切替弁１１２を、送湯管１０５の加熱手段１０４側の流路と送湯分岐管１１１とを連通させる経路が形成された状態として、貯湯タンク１０２内の湯水を送水管１０３に送出すると、送水管１０３に送出された湯水は、送湯分岐管１１１、送湯管１０５を介して加熱手段１０４に逆流し、送水管１０３、流路切替手段１１０を介して排水管１０９より排水される。これにより、加熱手段１０４内の堆積した不純物（カルキ等）を排出することができる。
【特許文献１】特開２００４−３３２９９９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１の方法では、洗浄を加熱手段１０４の熱交換器を介して行うため、洗浄前の熱交換器では、配管詰り等により管径が細くなり、熱交換器での圧力損失が大きくなる為、流速が落ち、十分な洗浄効果が得られない。
また、加熱手段１０４内に堆積したカルキ等の不純物を排出するとき、貯湯タンク１０２底部に溜まった不純物を、加熱手段１０４内に流入させてしまうため、洗浄効果が低下してしまう。
これに対して、貯湯タンク１０２に排水弁を設けている場合には、使用者が排水弁を手動操作し、貯湯タンク１０２内の湯水を排出させることで、これと同時に貯湯タンク１０２底部に溜まった不純物を排出させることができる。このようにすると、貯湯タンク１０２から加熱手段１０４への不純物の流入を予防できるが、定期的に手動操作をする必要がある。
また、加熱手段１０４が、高温で湯を沸かした場合や、高温のまま停止した場合などでは、配管温度が高温になる為、水中の成分析出に起因して配管内にスケールの付着等が生じ易く、これにより、長期的に使用すると加熱手段１０４が閉塞するという問題が生じてしまう。
【０００７】
そこで、本発明は、上記のような問題を解決するものであり、貯湯タンク底部に沈殿している不純物を排出することができ、また、配管内にスケールが付着するのを抑制することができる貯湯式給湯器を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、以下の構成により、上記課題を解決するものである。
（１）貯湯タンクと、該貯湯タンク内へ水を供給する給水管と、前記貯湯タンクから送水された水を加熱する加熱手段と、前記貯湯タンク内の水を前記加熱手段へ送水する送水管と、前記加熱手段で加熱された湯を前記貯湯タンクへ送水する送湯管とを備えるとともに、前記送水管から分岐する送水分岐管と、前記送湯管から分岐する送湯分岐管と、前記送水分岐管および前記送湯分岐管とが接続され、これら各分岐管が接続されていない流路の下流端が系外に開放された排水口を構成する流路切替手段と、前記送湯管の前記送湯分岐管の分岐部よりも前記貯湯タンク側に設けられた止水弁とを有し、前記流路切替手段は、前記送水分岐管と前記排水口とを連通させる経路が形成された第１の状態と、前記送湯分岐管と前記排水口とを連通させる経路が形成された第２の状態と、これら両経路が閉止された第３の状態とを有するものであり、前記流路切替手段を前記第２の状態とし、且つ、前記止水弁を閉止状態としつつ、前記貯湯タンク内の水を、前記送水管を介して前記加熱手段に送水し、前記送湯管、前記送湯分岐管および前記流路切替手段を介して系外に排水することにより、前記加熱手段を洗浄可能としたことを特徴とする貯湯式給湯器。
【０００９】
（２）（１）において、前記加熱手段の運転停止時に、前記流路切替手段を前記第１の状態とし、且つ、前記止水弁を閉止状態とすることにより、前記貯湯タンク内の水を、前記送水管、前記送水分岐管および前記流路切替手段を介して系外に排水すると同時に、前記貯湯タンク内の不純物を、同じ経路で系外に排出可能としたことを特徴とする貯湯式給湯器。
【００１０】
（３）貯湯タンクと、該貯湯タンク内へ水を供給する給水管と、前記貯湯タンクから送水された水を加熱する加熱手段と、前記貯湯タンク内の水を前記加熱手段へ送水する送水管と、前記加熱手段で加熱された湯を前記貯湯タンクへ送水する送湯管と、前記貯湯タンクの水を排水する貯湯タンク排水管とを備えるとともに、前記送湯管から分岐する送湯分岐管と、前記貯湯タンク排水管とが接続され、これら各管が接続されていない流路の下流端が系外に開放された排水口を構成する流路切替手段と、前記送湯管の前記送湯分岐管の分岐部よりも前記貯湯タンク側に設けられた止水弁とを有し、前記流路切替手段は、前記貯湯タンク排水管と前記排水口とを連通させる経路が形成された第１の状態と、前記送湯分岐管と前記排水口とを連通させる経路が形成された第２の状態と、これら両経路が閉止された第３の状態とを有するものであり、前記流路切替手段を前記第２の状態とし、且つ、前記止水弁を閉止状態としつつ、前記貯湯タンク内の水を、送水管を介して前記加熱手段に送水し、前記送湯管、前記送湯分岐管および前記排水口を介して系外に排水することにより、前記加熱手段を洗浄可能としたことを特徴とする貯湯式給湯器。
【００１１】
（４）（３）において、前記加熱手段の運転停止時に、前記流路切替手段を前記第１の状態とし、且つ、前記止水弁を閉止状態とすることにより、前記貯湯タンク内の水を、前記貯湯タンク排水管および前記流路切替手段を介して系外に排水すると同時に、前記貯湯タンク内の不純物を、同じ経路で系外に排出可能としたことを特徴とする貯湯式給湯器。
【００１２】
（５）（１）から（４）において、前記流路切替手段および前記止水弁の切替え操作を自動制御にて行うことを特徴とする貯湯式給湯器。
【００１３】
（６）貯湯タンクと、該貯湯タンク内へ水を供給する給水管と、前記貯湯タンクから送水された水を加熱する加熱手段と、前記貯湯タンク内の水を前記加熱手段へ送水する送水管と、前記加熱手段で加熱された湯を前記貯湯タンクへ送水する送湯管とを備えるとともに、前記送水管の途中に設けられ、前記送水管が接続されていない流路の下流端が系外に開放された排水口を構成する第１の流路切替手段と、前記送湯管から分岐され、前記送水管の前記第１の流路切替手段より前記貯湯タンク側に接続されたバイパス管と、前記送湯管の前記バイパス管の分岐部に設けられた第２の流路切替手段とを有し、前記第１の流路切替手段は、前記送水管の前記貯湯タンク側の流路と前記加熱手段側の流路とを連通させる経路が形成された第１の状態と、前記送水管の前記貯湯タンク側の流路と前記排水口とを連通させる経路が形成された第２の状態と、前記送水管の前記加熱手段側の流路と前記排水口とを連通させる経路が形成された第３の状態とを有するものであり、前記第２の流路切替手段は、前記送湯管の前記貯湯タンク側の流路と前記加熱手段側の流路とを連通させる経路が形成された第４の状態と、前記送湯管の前記加熱手段側の流路と前記バイパス管とを連通させる経路が形成された第５の状態と、これら各経路が閉止された第６の状態とを有するものであり、前記第１の流路切替手段を前記第３の状態とし、且つ、前記第２の流路切替手段を前記第５の状態としつつ、前記貯湯タンク内の水を、前記送水管、前記バイパス管および前記送湯管を介して前記加熱手段に送水し、前記送水管および前記第１の流路切替手段を介して系外に排水することにより、前記加熱手段を洗浄可能としたことを特徴とする貯湯式給湯器。
【００１４】
（７）（６）において、前記加熱手段の運転停止時に、前記第１の流路切替手段を前記第２の状態とし、且つ、前記第２の流路切替手段を前記第６の状態とすることにより、前記貯湯タンク内の水を、前記送水管および前記第１の流路切替手段を介して系外に排水すると同時に、前記貯湯タンク内の不純物を、同じ経路で系外に排出することを特徴とする貯湯式給湯器。
【００１５】
（８）（６）または（７）において、前記第１の流路切替手段および前記第２の流路切替手段の切替え操作を自動制御にて行うことを特徴とする貯湯式給湯器。
【００１６】
（９）（１）から（８）において、前記加熱手段の洗浄を、前記加熱手段の運転終了後に行うことにより、前記加熱手段内に残留する湯を水に置換し、前記加熱手段を水の温度付近まで冷却することを特徴とする貯湯式給湯器。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、流路切替手段および止水弁を所定の状態として、貯湯タンク内の水を、送水管を介して加熱手段に送水し、送湯管、送湯分岐管および流路切換手段を介して系外に排出する。これにより、加熱手段内の不純物が水とともに排出され、加熱手段が洗浄される。このため、加熱手段内に不純物が蓄積するのが抑制され、不純物の蓄積に起因する加熱手段の詰まりや損傷を防止することができる。
本発明では、洗浄前に貯湯タンク内のスケールを排出し、また、加熱手段の沸き上終了時に、加熱手段内の湯を水で置換することで、スケールを抑制できるため、加熱手段の管径が細くなるのを抑制できるため、流速が落ちない。
【００１８】
また、流路切替手段および止水弁を所定の状態にすることにより、貯湯タンク内の水を、送水管、送水分岐管および流路切換手段を介して系外に排出すると同時に、これと同じ経路で貯湯タンク内の不純物を排出するため、水の沸上げ工程や加熱手段の洗浄工程等で、貯湯タンク内に堆積した不純物が水とともに加熱手段に流入することを防止し、加熱手段が汚染することを防止できる。
【００１９】
また、流路切替手段および止水弁を所定の状態にすることにより、貯湯タンク内の水を、貯湯タンク排水管および流路切換手段を介して系外に排出すると同時に、これと同じ経路で貯湯タンク内の不純物を排出するため、水の沸上げ工程や加熱手段の洗浄工程等で、貯湯タンク内に堆積した不純物が水とともに加熱手段に流入することを防止し、加熱手段が汚染することを防止できる。
【００２０】
本発明によれば、第１の流路切替手段および第２の流路切替手段を所定の状態として、貯湯タンク内の水を、送水管、バイパス管、送湯管を介して加熱手段に送水し、送水管および第１の流路切替手段を介して系外に排出する。これにより、加熱手段内の不純物が水とともに排出され、加熱手段が洗浄される。このため、加熱手段内に不純物が蓄積するのが抑制され、不純物の蓄積に起因する加熱手段の詰まりや損傷を防止することができる。
【００２１】
また、第１の流路切替手段および第２の流路切替手段を所定の状態として、貯湯タンク内の水を、送水管および第１の流路切替手段を介して系外に排出すると同時に、これと同じ経路で貯湯タンク内の不純物を排出するため、水の沸上げ工程や加熱手段の洗浄工程等で、貯湯タンク内に堆積した不純物が水とともに加熱手段に流入することを防止し、加熱手段が汚染することを防止できる。
【００２２】
また、本発明によれば、加熱手段の洗浄操作を、加熱手段の運転終了後に行うことにより、加熱手段内に残留する湯を水に置換し、加熱手段を水の温度付近まで冷却するため、配管内にスケールが付着するのを抑制することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
（第１実施形態）
まず、本発明の貯湯式給湯器の第１実施形態について説明する。  
図１は、本発明の貯湯式給湯器の第１実施形態を示す模式図である。
図１に示す貯湯式給湯器は、貯湯タンク１と、貯湯タンク１内へ水を供給する給水管２と、貯湯タンク１から送水された水を加熱する加熱手段３と、貯湯タンク１から加熱手段３へと貯湯タンク１内の水を送水する送水管４と、加熱手段３から貯湯タンク１へと湯を送水する送湯管５と、貯湯タンク１内の湯を貯湯式給湯器の外部に供給する給湯系６とを備え、さらに、送水管４から分岐する送水分岐管７と、送湯管５から分岐する送湯分岐管８と、送水分岐管７および送湯分岐管８とが接続された三方弁（流路切替手段）９と、三方弁９の送水分岐管７および送湯分岐管８が接続されていない開放側に接続された排水管１０と、送湯管８の送湯分岐管１０の分岐部と貯湯タンク１との間に設けられた止水弁１１とを有する。
【００２４】
以下、各構成部品について説明する。
貯湯タンク１は、給水管２を介して供給された水および加熱手段３により加熱された湯を貯えるものであり、材質、形状、容量等、特に限定するものではない。例えば、貯湯式給湯器で通常用いられる貯湯タンク、すなわち、ステンレス製の円筒形タンクであって、容量が３００Ｌ、３７０Ｌ、４６０Ｌ、５６０Ｌ等のものを適宜用いることができる。
【００２５】
給水管２は、貯湯式給湯器外部から貯湯タンク１へ水を供給する水路である。給水管２は、途中で二股に分岐し、一方（第１の給水管１２）が貯湯タンク１に接続され、他方（第２の給水管１３）が後述する給湯系６の混合弁１４に接続されている。このうち第１の給水管１２は、貯湯タンク１下部に接続するのが望ましい。第１の給水管１２を貯湯タンク１下部に接続することにより、貯湯タンク１内の下部から水が貯留するため、貯湯タンク１内に湯が貯留している場合に、貯湯タンク１内の下部が低温の水層、上部が高温の湯層となる。低温の水は高温の湯に比べて比重が大きいため、このような層構成であることにより、温度成層が崩れることが少ない。
【００２６】
加熱手段３は、貯湯タンク１から送水されてくる湯水を加熱することが可能なものであれば、特に限定するものではなく、ヒートポンプ、電気ヒータ、ガスや灯油の燃焼熱を利用した給湯器等が使用できる。中でも、深夜電力が利用でき、熱効率も高い点で、ヒートポンプ式の加熱手段が望ましい。なお、ヒートポンプを使用する場合、ヒートポンプで使用する冷媒は、高温貯湯が可能であることから二酸化炭素が望ましい。
【００２７】
送水管４は、貯湯タンク１内の水を加熱手段３に送水する水路であり、貯湯タンク１の下部に接続されている。送水管４は、さらに好ましくは貯湯タンク１底部に接続されているのが望ましい。これにより、貯湯タンク１底部の水も排出することが可能である。
送水管４の途中には、熱源循環ポンプ２０が設けられている。熱源循環ポンプ２０は、送水管４における水の移送を制御するものである。これにより、例えば加熱手段３の沸上げ動作のタイミングに合わせて、加熱手段３へ水を供給することができる。
【００２８】
送湯管５は、加熱手段３で沸上げられた湯を貯湯タンク１に戻す水路であり、貯湯タンク１の上部に接続されている。これにより、貯湯タンク１の上部には高温の湯を、下部には低温の湯水を、異なる温度の液層として貯湯できる。このようにすることで、貯湯タンク１内の湯水を排出する場合に、貯湯タンク１下部の低温の湯水が優先的に排出され、上部の高温の湯を温存することができる。
【００２９】
送水分岐管７は、送水管４から分岐され、後述する三方弁（流路切換手段）９に接続される水路である。これにより、貯湯タンク１下部から延出された排水経路が形成される。
送湯分岐管８は、送湯管５から分岐され、三方弁９に接続される水路である。送湯管５の分岐位置は、加熱手段３と送湯管５に設けられた止水弁１１との間にする必要がある。これにより、後述する加熱手段の洗浄工程等において、貯湯タンク１の上部の高温の湯が、送湯管５、送湯分岐管８、三方弁９を介して外部に排出されるのを防止できる。
【００３０】
三方弁９には、送水分岐管７および送湯分岐管８が接続されており、送水分岐管７および送湯分岐管８が接続されていない開放側に後述する排水管１０が接続されている。三方弁９は、貯湯タンク１内および加熱手段３内の湯水を系外へ排出するためのものである。
具体的には、三方弁９は、送水分岐管７と排水管１０とを連通させる経路が形成された第１の状態と、送湯分岐管８と排水管１０とを連通させる経路が形成された第２の状態と、これら両経路が閉止された第３の状態とを切り替えるためのものである。
本実施形態では、この三方弁の代わりに、二方弁を複数用いてその機能を構成するようにしても良い。
【００３１】
排水管１０は、三方弁９の送水分岐管７および送湯分岐管８が接続されていない開放側に接続され、排水時に水を系外に排出するための排水口を有する配管である。
【００３２】
止水弁１１は、加熱手段３から貯湯タンク１へ送水される水の流れを閉止するものであり、送湯管５の送湯分岐管８接続部と貯湯タンク１接続部との間（すなわち、送湯管５の送湯分岐管８の分岐部より貯湯タンク１側）に設ける必要がある。これにより、後述する加熱手段の洗浄工程等において、貯湯タンク１上部の高温の湯が、送湯管５、送湯分岐管８および三方弁９を介して、外部に排出されるのを防止できる。
【００３３】
給湯系６は、その一端が貯湯タンク１の上部に接続された給湯管１５と、その一端が外部に開放された出湯管１６と、給湯管１５の他端と出湯管１６の他端とが接続された混合弁１８とを有している。また、混合弁１８の給湯管１５および出湯管１６が接続されていない開放側には、前述の第２の給水管１３が接続されている。この給湯系６では、貯湯タンク１内の湯が給湯管１５を介して混合弁１４に送水される。混合弁１４に送水された湯は、第２の給水管１３を介して混合弁１４に送水された水と混合されて所望の温度に調整された後、出湯管１６を介して外部に供給される。
【００３４】
次に、この貯湯式給湯器の動作について説明する。
この貯湯式給湯器は、初期状態で加熱手段３がＯＦＦ状態になっている。
（１）貯湯タンクの排水工程
まず、貯湯タンク１に水圧をかけた状態で、止水弁１１を閉じ、三方弁９を、送水分岐管７と排水管１０とを連通させる経路が形成された状態（第１の状態）に切替える。これにより、貯湯タンク１底部の水を、送水管４および送水分岐管８を介して三方弁９に送水し、排水管１０から排水することができる。また、これと同時に、貯湯タンク１底部に堆積している不純物を排出することができる。
【００３５】
この動作は、手動で行ってもよく、三方弁９および止水弁１１の開閉動作を制御する制御基板を付加することによって自動で行われるようにしてもよい。
また、この動作タイミングは、加熱手段３運転停止中であれば特に問わないが、本実施形態のように沸上げ運転開始前、すなわち貯湯タンク１底部に湯が貯えられていない状態で行えば、お湯を捨てることもなく、お湯を無駄にすることもない。この場合、この排水運転は、沸上げ運転開始前に毎回行っても良く、不定期に行っても良い。
【００３６】
（２）水の沸上げ工程
次に、加熱手段３の動作をＯＮにするとともに、止水弁１１を開き、三方弁９を、各排水経路が閉止された状態（第３の状態）に切替える。これにより、貯湯タンク１内の水は、送水管４を通過して加熱手段３に供給される。加熱手段３に供給された水は、加熱手段３で加熱されることによって沸上げられ、送湯管５を通過して貯湯タンク１に供給される。このとき、前述の貯湯タンクの排水工程で、貯湯タンク１内に堆積した不純物が系外に排出されていることにより、貯湯タンク由来の不純物が加熱手段３に入り込むのが回避される。
【００３７】
（３）加熱手段の洗浄工程
次に、加熱手段３の動作をＯＦＦにする（加熱手段３の運転を終了させる）。そして、止水弁１１を閉じ、三方弁９を、送湯分岐管７と排水管１０とを連通させる経路が形成された状態（第２の状態）に切替える。これにより、加熱手段３内の残湯が、送湯分岐管８および三方弁９を通過して排出管１０から排出されると同時に、貯湯タンク１内の水が送水管４を介して加熱手段３に供給され、加熱手段３内が水道水に近い温度の水で置換される。
そのため、水中の成分析出に起因して、各配管内にスケールが付着するのを抑制することができる。また、加熱手段３内に蓄積した不純物が水とともに系外に排出され、加熱手段３内が洗浄される。また、このとき、前述の貯湯タンクの排水工程で、貯湯タンク１内に堆積した不純物が系外に排出されていることにより、貯湯タンク由来の不純物が加熱手段３に入り込むのが防止され、加熱手段３内が効率よく洗浄される。
また、本発明では、ヒートポンプからなる加熱手段３に備えられている熱交換器洗浄前に貯湯タンク１内のスケールを排出し、また、ヒートポンプ沸き上終了時に、熱交換器１内の湯を水で置換することで、スケールを抑制できるため、熱交換器の管径が細くなるのを抑制できるため、流速が落ちない特徴を有する。
【００３８】
（第２実施形態）
次に、本発明の貯湯式給湯器の第２実施形態について説明する。  
図２は、本発明の貯湯式給湯器の第２実施形態を示す模式図である。
図２に示す貯湯式給湯器は、貯湯タンク１と、貯湯タンク１内へ水を供給する給水管２と、貯湯タンク１から送水されてくる水を加熱する加熱手段３と、貯湯タンク１から加熱手段３へと貯湯タンク１内の水を送水する送水管４と、加熱手段３から貯湯タンク１へと湯を送水する送湯管５と、貯湯タンク１内の水を排水する貯湯タンク排水管１７と、貯湯タンク１内の湯を貯湯式給湯器の外部に供給する給湯系６とを備えており、さらに、送湯管５から分岐する送湯分岐管８と、貯湯タンク排水管１７と送湯分岐管８とが接続された三方弁９と、三方弁９の貯湯タンク排水管１７および送湯分岐管８が接続されていない開放側に接続された排水管１０と、送湯管５の送湯分岐管８の分岐部と貯湯タンク１との間に設けられた止水弁１１とを有する。
【００３９】
以下、各構成部品について説明する。
貯湯タンク１、給水管２、加熱手段３、送水管４、送湯管５、給湯系６、送湯分岐管８排水管１０および止水弁１１の構成は前記第１実施形態と同様である。
貯湯タンク排水管１７は、貯湯タンク１内の水を排出する水路であり、その一端が貯湯タンク１下部に接続され、他端が三方弁９に接続されている。この貯湯タンク排水管１７は、さらに好ましくは、貯湯タンク１底部に接続されていることが望ましい。これにより、貯湯タンク１底部の水も排出することが可能である。
【００４０】
三方弁９には、貯湯タンク排水管１７および送湯分岐管８が接続されており、貯湯タンク排水管１７および送湯分岐管８が接続されていない開放側に排水管１０が接続されている。三方弁９は、貯湯タンク１内および加熱手段３内の湯水を系外へ排出するためのものである。
具体的には、三方弁９は、貯湯タンク排水管１７と排水管１０とを連通させる経路が形成された第１の状態と、送湯分岐管８と排水管１０とを連通させる経路が形成された第２の状態と、これら両経路が閉止された第３の状態とを切り替えるためのものである。
本実施形態では、この三方弁９の代わりに、二方弁を複数用いてその機能を構成するようにしても良い。
【００４１】
次に、この貯湯式給湯器の動作について説明する。
この貯湯式給湯器は、初期状態で加熱手段３がＯＦＦ状態になっている。
（１）貯湯タンクの排水工程
まず、貯湯タンク１に水圧をかけた状態で、止水弁１１を閉じ、三方弁９を、貯湯タンク排水管１７と排水管１０とを連通させる経路が形成された状態（第１の状態）に切替える。これにより、貯湯タンク１底部の水を、貯湯タンク排水管１７を介して三方弁９に送水し、排出管１０から排水することができる。また、これと同時に、貯湯タンク１底部に沈殿している不純物を排出することができる。
【００４２】
この動作は、手動で行ってもよく、三方弁９および止水弁１１の開閉動作を制御する制御基板を付加することによって自動で行われるようにしてもよい。
また、この動作タイミングは、加熱手段３運転停止中であれば特に問わないが、本実施形態のように沸上げ運転開始前、すなわち貯湯タンク１底部に湯が貯えられていない状態で行えば、お湯を捨てることもなく、お湯を無駄にすることもない。この場合、この排水運転は、沸上げ運転開始前に毎回行っても良く、不定期に行っても良い。
【００４３】
（２）水の沸上げ工程
次に、加熱手段３の動作をＯＮにするとともに、止水弁１１を開き、三方弁９を、各排水経路が閉止された状態（第３の状態）に切替える。これにより、貯湯タンク１内の水は、送水管４を通過して加熱手段３に供給される。加熱手段３に供給された水は、加熱手段３で加熱されることによって沸上げられ、送湯管５を通過して貯湯タンク１に供給される。このとき、前述の貯湯タンクの排水工程で、貯湯タンク１内に堆積した不純物が系外に排出されていることにより、貯湯タンク由来の不純物が加熱手段３に入り込むのが回避される。
【００４４】
（３）加熱手段の洗浄工程
次に、加熱手段３の動作をＯＦＦにする（加熱手段３の運転を終了させる）。そして、止水弁１１を閉じ、三方弁９を、送湯分岐管７と排水管１０とを連通させる経路が形成された状態（第２の状態）に切替える。これにより、加熱手段３内の残湯が、送湯分岐管８および三方弁９を通過して排出管１０から排出されると同時に、貯湯タンク１内の水が送水管４を介して加熱手段３に供給され、加熱手段３内が水道水に近い温度の水で置換される。
そのため、水中の成分析出に起因して、各配管内にスケールが付着するのを抑制することができる。また、加熱手段３内に蓄積した不純物が水とともに系外に排出され、加熱手段３内が洗浄される。また、このとき、前述の貯湯タンクの排水工程で、貯湯タンク１内に堆積した不純物が系外に排出されていることにより、貯湯タンク由来の不純物が加熱手段３に入り込むのが防止され、加熱手段３内が効率よく洗浄される。
【００４５】
（第３実施形態）
次に、本発明の貯湯式給湯器の第３実施形態について説明する。  
図３は、本発明の貯湯式給湯器の第３実施形態を示す模式図である。
図３に示す貯湯式給湯器は、貯湯タンク１と、貯湯タンク１内へ水を供給する給水管２と、貯湯タンク１から送水された水を加熱する加熱手段３と、貯湯タンク１から加熱手段３へと貯湯タンク３内の水を送水する送水管４と、加熱手段３から貯湯タンク１へと湯を送水する送湯管５と、貯湯タンク１内の湯を貯湯式給湯器の外部に供給する給湯系６とを備え、さらに、送水管４の途中に設けられた三方弁（第１の流路切替手段）９と、三方弁９の送水管が接続されていない開放側に接続された排水管１０と、送湯管５から分岐され、送水管４の三方弁９より貯湯タンク１側に接続されたバイパス管１８と、送湯管５のバイパス管１８が分岐する分岐部に設けられたバイパス三方弁（第２の流路切替手段）１９とを有する。
【００４６】
以下、各部の構成について説明する。
貯湯タンク１、給水管２、加熱手段３、送水管４、送湯管５、給湯系６および排水管１０の構成は前記第１実施形態と同様である。
【００４７】
三方弁９は、送水管４の途中に設けられ、送水管４が接続されていない開放側に排水管１０が接続されている。三方弁９は、貯湯タンク１内および加熱手段３内の湯水を系外へ排出するためのものである。
具体的には、三方弁９は、送水管４の貯湯タンク１側の流路と加熱手段３側の流路とを連通させる経路が形成された第１の状態と、送水管４の貯湯タンク１側の流路と排水管１０とを連通させる経路が形成された第２の状態と、送水管４の加熱手段３側の流路と排水管１０とを連通させる経路が形成された第３の状態とを切り替えるためのものである。
本実施形態では、この三方弁の代わりに、二方弁を複数用いてその機能を構成するようにしても良い。
【００４８】
バイパス三方弁（第２の流路切換手段）１９は、送湯管５の途中に設けられ、送湯管５が接続されていない開放側にバイパス管１８が接続されている。バイパス三方弁１９は、送湯管５の貯湯タンク１側の流路と加熱手段３側の流路とを連通させる経路が形成された第４の状態と、送湯管５の加熱手段３側の流路とバイパス管１８とを連通させる経路が形成された第５の状態と、これら各経路が閉止された第６の状態とを有するものである。
【００４９】
バイパス管１８は、送湯管５の途中に設けられたバイパス三方弁１９と送水管４とを接続する水路である。送水管４におけるバイパス管１８の接続位置は、貯湯タンク１と三方弁９との間にする必要がある。これにより、後述する加熱手段の洗浄工程等において、貯湯タンク１内の水を、送水管４、バイパス管１８を介して送湯管５に導き、送湯管５側から加熱手段３に送水することができる。
【００５０】
次に、この貯湯式給湯器の動作について説明する。
（１）貯湯タンクの排水工程
まず、貯湯タンク１に水圧をかけた状態で、バイパス三方弁１９を、各経路が閉止された状態（第６の状態）に切替え、また、三方弁９を、送水管４の貯湯タンク１側の流路と排出管１０とを連通させる経路が形成された状態（第２の状態）に切替える。これにより、貯湯タンク１底部の水を、送水管４を介して三方弁９に送水し、排水管１０から排水することができる。また、これと同時に、貯湯タンク１底部に堆積している不純物を排出することができる。
【００５１】
この動作は、手動で行ってもよく、三方弁９およびバイパス三方弁１９の開閉動作を制御する制御基板を付加することによって自動で行われるようにしてもよい。
また、この動作タイミングは、加熱手段３運転停止中であれば特に問わないが、沸きき上げ運転開始前、すなわち貯湯タンク１底部に湯が貯えられていない状態で行えば、お湯を捨てることもなく、お湯を無駄にすることもない。この場合、この排水運転は、沸上げ運転開始前に毎回行っても良く、不定期に行っても良い。
【００５２】
（２）水の沸上げ工程
次に、加熱手段３の動作をＯＮにするとともに、バイパス三方弁１９を、送湯管５の貯湯タンク１側の流路と加熱手段３側の流路とを連通させる経路が形成された状態（第４の状態）に切替え、三方弁９を、送水管４の貯湯タンク１側の流路と加熱手段３側の流路とを連通させる経路が形成された状態（第１の状態）に切替える。これにより、貯湯タンク１内の水は、送水管４を通過して加熱手段３に供給される。加熱手段３に供給された水は、加熱手段３で加熱されることによって沸上げられ、送湯管５を通過して貯湯タンク１に供給される。このとき、前述の貯湯タンクの排水工程で、貯湯タンク１内に堆積した不純物が系外に排出されていることにより、貯湯タンク由来の不純物が加熱手段３に入り込むのが回避される。
【００５３】
（３）加熱手段の洗浄工程
次に、加熱手段３の動作をＯＦＦにする（加熱手段２の運転を終了させる）。そして、
バイパス三方弁１９を、送湯管５の加熱手段３側の流路とバイパス管１８とを連通させる経路が形成された状態（第５の状態）に切替え、三方弁９を、送水管４の加熱手段３側の流路と排水管１０とを連通させる経路が形成された状態（第３の状態）に切替える。これにより、加熱手段３内の残湯が、送水管４および三方弁９を通過して排水管１０から排出されると同時に、貯湯タンク１内の水が、送水管４、バイパス管１８、バイパス三方弁１９および送湯管５を介して加熱手段３に供給される。すなわち、加熱手段３内を、残湯および水が、水の沸上げ工程とは逆方向に流れ、加熱手段３内が水道水に近い温度の水で置換される。
そのため、水中の成分析出に起因して、各配管内にスケールが付着するのを抑制することができる。また、加熱手段３内に蓄積した不純物が水とともに系外に排出され、加熱手段３内が洗浄される。また、このとき、前述の貯湯タンクの排水工程で、貯湯タンク１内に堆積した不純物が系外に排出されていることにより、貯湯タンク由来の不純物が加熱手段３に入り込むのが防止され、加熱手段３内が効率よく洗浄される。
【実施例】
【００５４】
以下、本発明に係る貯湯式給湯器の実施例について、図面に基づき説明する。
（実施例１）
図４は、実施例１の貯湯式給湯器を示す模式図である。
図４に示す貯湯式給湯器は、図１示す貯湯式給湯器の構成要素に加えて、貯湯タンク１および各配管等を収容する筐体２７および制御基板２８を有し、また、送水管４、送湯管５および給湯系６の配管構成が異なる以外は、図１に示す貯湯式給湯器と同様である。なお、ここでは貯湯タンク１および加熱手段３として以下のようなものを使用した。
【００５５】
貯湯タンク１は、ステンレス製の円筒形容器で、その容量は３７０Ｌである。
加熱手段３としては、深夜電力が利用でき、熱効率も高いヒートポンプ式の加熱手段を用いる。ここで、ヒートポンプ３の冷媒としては、高温貯湯が可能であることから二酸化炭素を使用する。
【００５６】
送水管４は、タンク底配管２１、熱源往き配管２２およびＨＰ往き配管２３とで構成されている。タンク底配管２１は、貯湯タンク１の底部に接続されており、ＨＰ往き配管２３は、ヒートポンプ３と熱源往き配管２２に接続されている。また、タンク底配管２１と熱源往き配管２２の間には熱源循環ポンプ１３が設けられている。
熱源循環ポンプ２０は、送水管４における水の移送を制御するものである。これにより、例えばヒートポンプ３の沸上げ動作のタイミングに合わせて、ヒートポンプ３へ水を供給することができる。
【００５７】
送湯管５は、ＨＰ戻り配管２４、熱源戻り配管２５およびタンク上配管２６とで構成されている。ＨＰ戻り配管２４は、ヒートポンプ３と熱源戻り配管２５に接続され、タンク上配管２６は、貯湯タンク１上部に接続されている。また、熱源戻り配管２５とタンク上配管２６の間には止水弁１１が設けられている。
ここで、タンク上配管２６が、貯湯タンク１の上部に接続されていることにより、貯湯タンク１に貯留されている水の層に対して、上方に湯が供給され、高温の湯の層を貯湯タンク３上部に、低温の湯水の層を下部に形成することができる。
【００５８】
止水弁１１は、後述する制御基板２８の動作により、ヒートポンプ３運転時（水の沸上げ工程）には開き、貯湯タンク１の排水時（貯湯タンクの排水工程）およびヒートポンプ２の沸上げ終了時には閉じるように制御される。
止水弁１１としては、二方弁を用いることができるが、配管経路の構造によっては、二方弁に限定するものではない。例えば、凍結予防回路を形成している場合など、加熱手段３からの湯水を、貯湯タンク１に戻さずに循環させる場合などは、閉止機能付きの三方弁等も使用可能である。
【００５９】
送水分岐管７は、タンク底配管２１から分岐して三方弁９に接続されている。また、送湯分岐管８は、ＨＰ戻り配管２４から分岐して三方弁９に接続されている。
また、三方弁９の残る一方（送水分岐管７および送湯分岐管８が接続されていない流路）には、系外に開放するための排水口を有する排水管１０が接続されている。
【００６０】
三方弁９は、制御基板２８の動作により、貯湯タンク１の排水時（貯湯タンクの排水工程）では、送水分岐管７と排水管１０とを連通させる経路が形成された状態（第１の状態）となり、ヒートポンプ３の残湯の排水時（加熱手段の洗浄工程）では、送湯分岐管８と排水管１０とを連通させる経路が形成された状態（第２の状態）になり、ヒートポンプ２の沸上げ運転時（水の沸上げ工程）では、全ての接続口が閉止された状態（第３の状態）になるように制御される。
【００６１】
給湯系６は、複数の配管および混合弁等によって構成されており、貯湯タンク１内の湯をタンク外に導き、必要に応じて水等と混合して所望の温度に調整した後、例えば出湯管１６を介して外部に供給する。
また、この貯湯式給湯器は、三方弁９および止水弁１１の切替えやヒートポンプ３のＯＮ／ＯＦＦ等を制御する制御基板２８を有しており、この制御基板２８の動作により、三方弁９および止水弁１１の流路の状態やヒートポンプ３のＯＮ／ＯＦＦが、所定のタイミングで自動的に切替わる。
【００６２】
筐体２７は、貯湯タンク１、給湯系６、タンク底配管２１、熱源往き配管２２、熱源戻り配管２５、タンク上配管２６、熱源循環ポンプ２０および制御基板２８等を内包するケーシングである。ヒートポンプ３、ＨＰ往き配管２３、ＨＰ戻り配管２４、送水分岐管７、送湯分岐管８および三方弁９は筐体２７外部に配置されている。この例の貯湯式給湯器は、このように、これら配管２３、２４、７、８および三方弁９が筐体２７外部に配置された構成であることにより、既設置の貯湯式給湯器にこれら各部を後付けすることでも構成することができる。すなわち、貯湯タンク１底部に沈殿している不純物を排出すること、および、加熱手段３内の高温水を常温水と置換することにより、配管内へのスケール付着を抑制することを可能とするシステムを容易に実現することができる。
【００６３】
次に、この貯湯式給湯器の動作について説明する。
この貯湯式給湯器は、初期状態では貯湯タンク１に水が貯留されておらず、ヒートポンプ３がＯＦＦ状態になっている。
まず、給水管２の給水継手２９に水道水を供給する配管を接続し、給水管２に水を供給する。
給水管２に供給された水は、給水管２の途中に設けられた減圧弁３０で減圧され、貯湯タンク１に供給される。ここで、給水管２が貯湯タンク１下部に接続されていることにより、水は、貯湯タンク１の下方から供給され、液面が上昇する。これにより、貯湯タンク１内に、液面の乱れを抑えつつ水を供給することができる。
【００６４】
（１）貯湯タンクの排水工程
貯湯タンク１内に所定量の水が貯留されると、制御回路は、止水弁１１を閉止し、三方弁９を、送水分岐管７と排水管１０とを連通させる経路が形成された状態（第１の状態）に切替える。そうすることで、貯湯タンク１に水圧がかかっているため、貯湯タンク１底部の水がタンク底配管２１、送水分岐管７および三方弁９を通過して排水管１０から排水され、これと同時に、貯湯タンク１底部の溜まった不純物も排出することができる。さらに、この排水工程を定期的に行うことで、貯湯タンク１底部に不純物が溜まるのを抑制することができる。
【００６５】
（２）水の沸上げ工程
次に、ヒートポンプ３の動作をＯＮにするとともに、止水弁１１を開き、三方弁９を、各排出経路が閉止された状態（第３の状態）に切替える。これにより、貯湯タンク１内の水は、送水管４を通過してヒートポンプ３に供給される。ヒートポンプ３に供給された水は、ヒートポンプ３で加熱されて沸上げられ、送湯管５を通過して貯湯タンク１に供給される。このとき、前述の貯湯タンクの排水工程で、貯湯タンク１内に堆積した不純物が系外に排出されていることにより、貯湯タンク由来の不純物がヒートポンプ３に入り込むのが回避される。
【００６６】
（３）加熱手段の洗浄工程
次に、ヒートポンプ３の動作をＯＦＦにする（ヒートポンプ３の運転を終了させる）。そして、止水弁１１を閉止させ、三方弁９を、送湯分岐管８と排水管１０とを連通させる経路が形成された状態（第２の状態）に切替える。これにより、ヒートポンプ３内の高温の湯が、ＨＰ戻り配管２４、送湯分岐管８、三方弁９を通過して排出管１０から排出されると同時に、貯湯タンク１内の水が送水管４を介してヒートポンプ３に供給され、ヒートポンプ３内が低温の水で置換される。
そのため、水中の成分析出に起因して、各配管内にスケールが付着するのを抑制することができる。また、ヒートポンプ３内に蓄積した不純物が水とともに系外に排出され、ヒートポンプ３内が洗浄される。また、このとき、前述の貯湯タンクの排水工程で、貯湯タンク１内に堆積した不純物が系外に排出されていることにより、貯湯タンク由来の不純物がヒートポンプ３に入り込むのが防止され、ヒートポンプ３内が効率よく洗浄される。
【００６７】
（実施例２）
次に、実施例２の貯湯式給湯器について説明する
図５は、実施例２の貯湯式給湯器を示す模式図である。
図５に示す貯湯式給湯器では、送湯分岐管８は熱源戻り配管２５から分岐し、送水分岐管７はタンク底配管２１から分岐しており、さらに、前記実施例１で筐体２７内に内包された部材の他に、送水分岐管７、送湯分岐管８および三方弁９が筐体２７内部に内包され、ヒートポンプ３、ＨＰ往き配管２３、ＨＰ戻り配管２４および排水管１０の出口側が筐体２７外部に配置されている以外は、前記実施例１と同様である。
【００６８】
この実施例２においても、前記実施例１と同様に、ヒートポンプ３内に貯湯タンク１由来の不純物が入り込むのが抑制され、ヒートポンプ３内を効率よく洗浄することができる。また、水中の成分析出に起因して、各配管内にスケールが付着するのを抑制される。
また、この実施例２は、送水分岐管７、送湯分岐管８および三方弁９が筐体１内部に内包され、ＨＰ往き配管２３、ＨＰ戻り配管２４および排水管１０の出口側が筐体２７外部に配置されている構成であることにより、一般的な貯湯式給湯器の施工を用いて製造することができる。すなわち、貯湯タンク１底部に沈殿している不純物を排出すること、および、ヒートポンプ３運転終了時にヒートポンプ３内の高温水を常温水と置換することができ、水中の成分析出に起因する配管内のスケール付着を抑制することを可能とするシステムを容易に実現することができる。
【００６９】
（実施例３）
次に、実施例３の貯湯式給湯器について説明する
図６は、実施例３の貯湯式給湯器を示す模式図である。
図６に示す貯湯式給湯器は、図２に示す貯湯式給湯器の構成要素に加えて、貯湯タンク１および各配管等を収容する筐体２７および制御基板２８を有し、また、送水管４、送湯管５および給湯系６の配管構成が異なる以外は、図２に示す貯湯式給湯器と同様である。なお、ここでは貯湯タンク１および加熱手段３として以下のようなものを使用した。
【００７０】
貯湯タンク１は、ステンレス製の円筒形容器で、その容量は３７０Ｌである。
加熱手段３としては、深夜電力が利用でき、熱効率も高いヒートポンプ式の加熱手段を用いる。ここで、ヒートポンプ３の冷媒としては、高温貯湯が可能であることから二酸化炭素を使用する。
【００７１】
送水管４は、タンク底配管２１、熱源往き配管２２およびＨＰ往き配管２３とで構成されている。タンク底配管２１は、貯湯タンク１の底部に接続されており、ＨＰ往き配管２３は、ヒートポンプ３と熱源往き配管２２に接続されている。また、タンク底配管２１と熱源往き配管２２の間には熱源循環ポンプ２０が設けられている。
熱源循環ポンプ２０は、送水管４における水の移送を制御するものである。これにより、例えばヒートポンプ３の沸上げ動作のタイミングに合わせて、ヒートポンプ３へ水を供給することができる。
【００７２】
送湯管５は、ＨＰ戻り配管２４、熱源戻り配管２５およびタンク上配管２６とで構成されている。ＨＰ戻り配管２４は、ヒートポンプ３と熱源戻り配管２５に接続され、タンク上配管２６は、貯湯タンク１上部に接続されている。また、熱源戻り配管２５とタンク上配管２６の間には止水弁１１が設けられている。
ここで、タンク上配管２６が、貯湯タンク１の上部に接続されていることにより、貯湯タンク１に貯留されている水の層に対して、上方に湯が供給され、高温の湯の層を貯湯タンク１上部に、低温の湯水の層を下部に形成することができる。
【００７３】
止水弁１１は、後述する制御基板２８の動作により、ヒートポンプ３運転時（水の沸上げ工程）には開き、貯湯タンク１の排水時（貯湯タンクの排水工程）およびヒートポンプ２の沸上げ終了時には閉じるように制御される。
止水弁１１としては、二方弁を用いることができるが、配管経路の構造によっては、二方弁に限定するものではない。例えば、凍結予防回路を形成している場合など、ヒートポンプ３からの湯水を、貯湯タンク１に戻さずに循環させる場合などは、閉止機能付きの三方弁等も使用可能である。
【００７４】
送湯分岐管８は、ＨＰ戻り配管２４から分岐して三方弁９に接続されている。
また、貯湯タンク排水管１７は、その一端が貯湯タンク１の底部に接続され、他端が三方弁９に接続されている。
また、三方弁９の残る一方（送湯分岐管８および貯湯タンク排水管１７が接続されていない流路）には、系外に開放する排水管１０が接続されている。
【００７５】
三方弁９は、制御基板２８の動作により、貯湯タンク１の排水時（貯湯タンクの排水工程）では、貯湯タンク排水管１７と排水管１０とを連通させる経路が形成された状態（第１の状態）になり、ヒートポンプ３の残湯の排水時（加熱手段の洗浄工程）では、送湯分岐管８と排水管１０とを連通させる経路が形成された状態（第２の状態）になり、ヒートポンプ３の沸上げ運転時（水の沸上げ工程）では、全ての接続口が閉止された状態（第３の状態）になるように制御される。
【００７６】
給湯系６は、複数の配管および混合弁等によって構成されており、貯湯タンク１内の湯をタンク外に導き、必要に応じて水等と混合して所望の温度に調整した後、例えば出湯管１６を介して外部に供給する。
また、この貯湯式給湯器は、三方弁９および止水弁１１の切替え動作やヒートポンプ３の動作等を制御する制御基板２８を有しており、この制御基板２８の動作により、三方弁９および止水弁１１の流路の状態やヒートポンプ３のＯＮ／ＯＦＦが、所定のタイミングで自動的に切替わるように構成されている。
【００７７】
筐体２７は、貯湯タンク１、給湯系６、貯湯タンク排水管１７、タンク底配管２１、熱源往き配管２２、熱源戻り配管２５、タンク上配管２６、熱源循環ポンプ２０および制御基板２８等を内包するケーシングである。ヒートポンプ３、ＨＰ往き配管２３、ＨＰ戻り配管２４、送湯分岐管８および三方弁９は筐体２７外部に配置されている。この例の貯湯式給湯器は、このように、これら配管２３、２４、８および三方弁９が筐体２７外部に配置された構成であることにより、既設置の貯湯式給湯器にこれら各部を後付けすることでも構成することができる。すなわち、貯湯タンク１底部に沈殿している不純物を排出すること、および、ヒートポンプ３内の高温水を常温水と置換することにより、配管内へのスケール付着を抑制することを可能とするシステムを容易に実現することができる。
【００７８】
次に、この貯湯式給湯器の動作について説明する。
この貯湯式給湯器は、初期状態では貯湯タンク１に水が貯留されておらず、ヒートポンプ３がＯＦＦ状態になっている。
まず、給水管２の給水継手２９に水道水を供給する配管を接続し、給水管２に水を供給する。
給水管２に供給された水は、給水管２の途中に設けられた減圧弁３０で減圧され、貯湯タンク１に供給される。ここで、給水管２が貯湯タンク１下部に接続されていることにより、水は、貯湯タンク１の下方から供給され、液面が上昇する。これにより、貯湯タンク１内に、液面の乱れを抑えつつ水を供給することができる。
【００７９】
（１）貯湯タンクの排水工程
貯湯タンク１内に所定量の水が貯留されると、制御回路は、止水弁１１を閉止し、三方弁７を、貯湯タンク排水管１７と排水管１０とを連通させる経路が形成された状態（第１の状態）に切替える。そうすることで、貯湯タンク１に水圧がかかっているため、貯湯タンク１底部の水が貯湯タンク排水管１７および三方弁９を通過して排水管１０から排水され、これと同時に、貯湯タンク１底部の溜まった不純物も排出することができる。さらに、この排水工程を定期的に行うことで、貯湯タンク１底部に不純物が溜まるのを抑制することができる。
【００８０】
（２）水の沸上げ工程
次に、ヒートポンプ３の動作をＯＮにするとともに、止水弁１１を開き、三方弁９を、各排出経路が閉止された状態（第３の状態）に切替える。これにより、貯湯タンク１内の水は、送水管４を通過してヒートポンプ３に供給される。ヒートポンプ３に供給された水は、ヒートポンプ３で加熱されて沸上げられ、送湯管５を通過して貯湯タンク１に供給される。このとき、前述の貯湯タンクの排水工程で、貯湯タンク１内に堆積した不純物が系外に排出されていることにより、貯湯タンク由来の不純物がヒートポンプ３に入り込むのが回避される。
【００８１】
（３）加熱手段の洗浄工程
次に、ヒートポンプ３の動作をＯＦＦにする（ヒートポンプ３の運転を終了させる）。そして、止水弁１１を閉止させ、三方弁９を、送湯分岐管８と排水管１０とを連通させる経路が形成された状態（第２の状態）に切替える。これにより、ヒートポンプ３内の高温の湯が、送湯分岐管８および三方弁９を通過して排出管１０から排出されると同時に、貯湯タンク１内の水が送水管４を介してヒートポンプ３に供給され、ヒートポンプ３内が低温の水で置換される。
そのため、水中の成分析出に起因して、各配管内にスケールが付着するのを抑制することができる。また、ヒートポンプ３内に蓄積した不純物が水とともに系外に排出され、ヒートポンプ３内が洗浄される。また、このとき、前述の貯湯タンクの排水工程で、貯湯タンク１内に堆積した不純物が系外に排出されていることにより、貯湯タンク由来の不純物がヒートポンプ３に入り込むのが防止され、ヒートポンプ３内が効率よく洗浄される。
【００８２】
（実施例４）
次に、実施例４の貯湯式給湯器について説明する
図７は、実施例４の貯湯式給湯器を示す模式図である。
図７に示す貯湯式給湯器は、図３に示す貯湯式給湯器の構成要素に加えて、貯湯タンク１および各配管等を収容する筐体２７および制御基板を有し、また、送水管４、送湯管５および給湯系６の配管構成が異なる以外は、図３に示す貯湯式給湯器と同様である。なお、ここでは貯湯タンク１および加熱手段３として以下のようなものを使用した。
【００８３】
貯湯タンク１は、ステンレス製の円筒形容器で、その容量は３７０Ｌである。
加熱手段３としては、深夜電力が利用でき、熱効率も高いヒートポンプ式の加熱手段を用いる。ここで、ヒートポンプ３の冷媒としては、高温貯湯が可能であることから二酸化炭素を使用する。
【００８４】
送水管４は、タンク底配管２１、熱源往き配管２２およびＨＰ往き配管２３とで構成されている。タンク底配管２１は、貯湯タンク３の底部に接続され、ＨＰ往き配管２３は、ヒートポンプ３に接続されている。また、熱源往き配管２２は、熱源循環ポンプ２０を介してタンク底配管２１に接続され、また、三方弁９を介してＨＰ往き配管２３に接続されている。すなわち、三方弁９には熱源往き配管２２とＨＰ往き配管２３とが接続されている。
また、三方弁９の残る一方（熱源往き配管２２およびＨＰ往き配管２３が接続されていない流路）には、系外に開放する排水管１０が接続されている。
【００８５】
三方弁９は、制御基板２８の動作により、貯湯タンク１の排水時（貯湯タンクの排水工程）では、熱源往き配管２２と排水管１０とを連通させる経路が形成された状態（第２の状態）となり、ヒートポンプ３の残湯の排水時（加熱手段の洗浄工程）では、ＨＰ往き配管２３と排水管１０とを連通させる経路が形成された状態（第３の状態）になり、ヒートポンプ３の沸上げ運転時（水の沸上げ工程）では、熱源往き配管２２とＨＰ往き配管２３とを連通させる経路が形成された状態（第１の状態）になるように制御される
熱源循環ポンプ２０は、送水管４における水の移送を制御するものである。これにより、例えばヒートポンプ３の沸上げ動作のタイミングに合わせて、ヒートポンプ３へ水を供給することができる。
【００８６】
送湯管５は、ＨＰ戻り配管２４、熱源戻り配管２５およびタンク上配管２６とで構成されている。ＨＰ戻り配管２４は、ヒートポンプ３と熱源戻り配管２５に接続され、タンク上配管２６は、貯湯タンク１上部に接続されている。また、熱源戻り配管２５とタンク上配管２６の間にはバイパス三方弁１９が設けられ、各配管と接続されている。
また、バイパス三方弁１９の残る一方（熱源戻り配管２５およびタンク上配管２６が接続されていない流路）には、バイパス管１８の一端が接続されており、バイパス管１８の他端はタンク底配管２１に接続されている。
【００８７】
バイパス三方弁１９は、熱源戻り配管２５とタンク上配管２６とを連通させる経路が形成された第４の状態と、熱源戻り配管２５とバイパス管１８とを連通させる経路が形成された第５の状態と、これら各経路が閉止された第６の状態を有するものである。
給湯系６は、複数の配管および混合弁等によって構成されており、貯湯タンク１内の湯をタンク外に導き、必要に応じて水等と混合して所望の温度に調整した後、例えば出湯管１６を介して外部に供給する。
【００８８】
また、この貯湯式給湯器は、三方弁９およびバイパス三方弁１９の切替え動作やヒートポンプ３のＯＮ／ＯＦＦ等を制御する制御基板２８を有しており、この制御基板２８の動作により、三方弁９およびバイパス三方弁１９の流路の状態やヒートポンプ３のＯＮ／ＯＦＦが、所定のタイミングで自動的に切替わる。
【００８９】
筐体２７は、貯湯タンク１、給湯系６、バイパス管１８、バイパス三方弁１９、タンク底配管２１、熱源往き配管２２、熱源戻り配管２５、タンク上配管２６、熱源循環ポンプ２０および制御基板２８等を内包するケーシングである。ヒートポンプ３、ＨＰ往き配管２３、ＨＰ戻り配管２４および三方弁９は筐体２７外部に配置されている。この例の貯湯式給湯器は、このように、これら配管２３、２４および三方弁９が筐体２７外部に配置された構成であることにより、既設置の貯湯式給湯器にこれら各部を後付けすることでも構成することができる。すなわち、貯湯タンク１底部に沈殿している不純物を排出すること、および、加熱手段３内の高温水を常温水と置換することにより、配管内へのスケール付着を抑制することを可能とするシステムを容易に実現することができる。
【００９０】
次に、この貯湯式給湯器の動作について説明する。
この貯湯式給湯器は、初期状態では貯湯タンク１に水が貯留されておらず、ヒートポンプ３がＯＦＦ状態になっている。
まず、給水管２の給水継手２９に水道水を供給する配管を接続し、給水管２に水を供給する。
給水管２に供給された水は、給水管２の途中に設けられた減圧弁３０で減圧され、貯湯タンク１に供給される。ここで、給水管２が貯湯タンク１下部に接続されていることにより、水は、貯湯タンク１の下方から供給され、液面が上昇する。これにより、貯湯タンク１内に、液面の乱れを抑えつつ水を供給することができる。
【００９１】
（１）貯湯タンクの排水工程
貯湯タンク１内に所定量の水が貯留されると、制御回路は、バイパス三方弁１９を、各経路が閉止された状態（第６の状態）に切り替え、三方弁９を、熱源往き配管２２と排水管１０とを連通させる経路が形成された状態（第２の状態）に切替える。そうすることで、貯湯タンク１に水圧がかかっているため、貯湯タンク１底部の水が熱源往き配管２２および三方弁９を通過して排水管１０から排水され、これと同時に、貯湯タンク３底部の溜まった不純物も排出することができる。さらに、この排水工程を定期的に行うことで、貯湯タンク３底部に不純物が溜まるのを抑制することができる。
【００９２】
（２）水の沸上げ工程
次に、ヒートポンプ３の動作をＯＮにするとともに、バイパス三方弁１９を、熱源戻り配管２５とタンク上配管２６とを連通させる経路が形成された状態（第４の状態）に切り替え、三方弁７を、熱源往き配管２２とＨＰ往き配管２３とを連通させる経路が形成された状態（第１の状態）に切替える。これにより、貯湯タンク１内の水は、送水管４を通過してヒートポンプ３に供給される。ヒートポンプ３に供給された水は、ヒートポンプ３で加熱されて沸上げられ、送湯管５を通過して貯湯タンク１に供給される。このとき、前述の貯湯タンクの排水工程で、貯湯タンク１内に堆積した不純物が系外に排出されていることにより、貯湯タンク由来の不純物がヒートポンプ３に入り込むのが回避される。
【００９３】
（３）加熱手段の洗浄工程
次に、ヒートポンプ３の動作をＯＦＦにする（ヒートポンプ３の運転を終了させる）。そして、バイパス三方弁１９を、バイパス管１８と熱源戻り配管２５とを連通させる経路が形成された状態（第５の状態）に切替え、三方弁７を、ＨＰ往き配管２３と排水管１０とを連通させる経路が形成された状態（第３の状態）に切替える。これにより、ヒートポンプ３内の高温の湯が、ＨＰ往き配管２３および三方弁９を通過して排出管１０から排出されると同時に、貯湯タンク１内の水が、タンク底配管２１、バイパス管１８、バイパス三方弁１９、熱源戻り配管２５およびＨＰ戻り配管２４を介してヒートポンプ３に供給され、ヒートポンプ３内が低温の水で置換される。
そのため、水中の成分析出に起因して、各配管内にスケールが付着するのを抑制することができる。また、ヒートポンプ３内に蓄積した不純物が水とともに系外に排出され、ヒートポンプ３内が洗浄される。また、このとき、前述の貯湯タンクの排水工程で、貯湯タンク１内に堆積した不純物が系外に排出されていることにより、貯湯タンク由来の不純物がヒートポンプ３に入り込むのが防止され、ヒートポンプ３内が効率よく洗浄される。
【図面の簡単な説明】
【００９４】
【図１】本発明の貯湯式給湯器の第１実施形態を示す模式図である。
【図２】本発明の貯湯式給湯器の第２実施形態を示す模式図である。
【図３】本発明の貯湯式給湯器の第３実施形態を示す模式図である。
【図４】実施例１の貯湯式給湯器を示す模式図である。
【図５】実施例２の貯湯式給湯器を示す模式図である。
【図６】実施例３の貯湯式給湯器を示す模式図である。
【図７】実施例４の貯湯式給湯器を示す模式図である。
【図８】従来の貯湯式給湯器の一例を示す模式図である。
【図９】従来の貯湯式給湯器の他の例を示す模式図である。
【符号の説明】
【００９５】
１・・・貯湯タンク、２・・・給水管、３・・・加熱手段（ヒートポンプ）、４・・・送水管、５・・・送湯管、６・・・給湯系、７・・・送水分岐管、８・・・送湯分岐管、９・・・三方弁（流路切替手段）、１０・・・排水管、１１・・・止水弁、１２・・・第１の給水管、１３・・・第２の給水管、１４・・・混合弁、１５・・・給湯管、１６・・・出湯管、１７・・・貯湯タンク排水管、１８・・・バイパス管、１９・・・バイパス三方弁（第２の流路切換手段）、２０・・・熱源循環ポンプ、２１・・・タンク底配管、２２・・・熱源往き配管、２３・・・ＨＰ往き配管、２４・・・ＨＰ戻り配管、２５・・・熱源戻り配管、２６・・・タンク上配管、２７・・・筐体、２８・・・制御基板
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2010078166.tif 000009
【図８】
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【図９】
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