【手続補正書】
【提出日】平成16年4月2日(2004.4.2)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の名称】貯湯式給湯装置
【特許請求の範囲】
【請求項１】貯湯槽と、加熱器と、風呂用加熱器と、循環ポンプとを有し、前記加熱器により加熱された湯を前記循環ポンプにより前記貯湯槽に貯湯する貯湯運転と、前記加熱器により加熱された湯を前記循環ポンプにより前記風呂用加熱器に流入させることにより浴槽の水を加熱する風呂保温加熱運転とを流路切換手段により切り換え可能とした貯湯式給湯装置。
【請求項２】風呂用加熱器と熱交換関係を有する蓄熱熱交換器を備えた請求項１記載の
貯湯式給湯装置。
【請求項３】蓄熱熱交換器に設けた温度検知器と、前記温度検知器の信号を受けて加熱器を通電するとともに流路切換手段の流路方向を風呂用加熱器側に接続する制御器とを備えた請求項２記載の貯湯式給湯装置。
【請求項４】加熱器の下流に設けられ、第１信号とこの第１信号より低温の第２信号の複数の信号を発生する温度検知器と、流路切換手段の流路方向が貯湯槽側の場合には前記温度検知器の第１信号で、前記流路切換手段の流路方向が風呂用加熱器側の場合には前記温度検知器の第２信号で循環ポンプの回転数を制御する制御器とを備えた請求項１または２記載の貯湯式給湯装置。
【請求項５】循環ポンプ、加熱器、流路切換手段、風呂用加熱器を接続した循環回路途中に設けられた温度検知器と、前記温度検知器の信号を受けて前記循環ポンプを通電するとともに前記流路切換手段の流路方向を前記風呂用加熱器側に切り換え制御する制御器とを備えた請求項１または２記載の貯湯式給湯装置。
【請求項６】加熱器の下流に設けられた温度検知器と、運転開始後に前記温度検知器の信号を受けて流路切換手段の流路方向を貯湯槽側に切り換え制御する制御器とを備えた請求項１または２記載の貯湯式給湯装置。
【請求項７】加熱器の下流に設けられ、第１信号とこの第１信号より高温の第２信号の複数の信号を発生する温度検知器と、前記温度検知器の第１信号を受けて循環ポンプの回転数を制御する回転数制御器と、前記温度検知器の第２信号を受けて流路切換手段の流路方向を風呂用加熱器側に切り換え制御する制御器とを備えた請求項１または２記載の貯湯式給湯装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は風呂保温機能付きの貯湯式給湯装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種の貯湯式給湯装置の第１の例のとしては実開平５−７３４５３号公報に示すようなものがある。図９において、風呂加熱用熱交換器２４および追い焚き用ヒータ２３を貯湯槽１の上部に設け、風呂加熱用熱交換器２４に導びかれてくる湯を追い焚き用ヒータ２３で所定温度まで再加熱するようになっている。
【０００３】
また、第２の例としては特開平５−１８４７号公報に示すようなものもある。図１０において、ヒータ２５で加熱する電気温水器１Ａと、浴槽７の水を加熱する追い焚きヒータ２６と追い焚きヒータ２６に浴槽水を循環するポンプ６とを備え、この追い焚きヒータ２６で風呂の追い焚きを行うようになっている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来の第１の例の構成では、貯湯槽からの出湯と風呂加熱運転が同時に行われると熱交換器２４近傍の貯湯湯温は低下して出湯温度が下がり、湯の使い勝手が悪い。また、湯が大量に使用された場合には、追い焚き用ヒータ２３の上部の水温が風呂加熱可能な温度まで昇温するのに時間を要するため、追い焚きに時間がかかる。
【０００５】
また、第２の例の構成では、電気温水器１Ａのヒータ２５と風呂の追い焚き用ヒータ２６を配設しているため、機器のコストが高くなるとともに電源の接続工事も多くなる。また、電気容量の観点から、ヒータ２５と風呂の追い焚き用ヒータ２６とは同時に通電しない制御が必要となる。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記従来の課題を解決するもので、貯湯槽と、加熱器と、風呂用加熱器と、循環ポンプとを有し、前記加熱器により加熱された湯を前記循環ポンプにより前記貯湯槽に貯湯する貯湯運転と、前記加熱器により加熱された湯を前記循環ポンプにより前記風呂用加熱器に流入させることにより浴槽の水を加熱する風呂保温加熱運転とを流路切換手段により切り換え可能としたものである。
【０００７】
また、昼間電力の消費量を少なくして、電力負荷の平準化をはかるため、請求項１記載の発明に加え、風呂用加熱器と熱交換関係を有する蓄熱熱交換器を備えたものである。
【０００８】
また、前述の構成に加え、風呂保温加熱能力を確保するため、蓄熱熱交換器に設けた温度検知器と、前記温度検知器の信号を受けて加熱器を通電するとともに流路切換手段の流路方向を風呂用加熱器側に接続する制御器とを備えたものである。
【０００９】
また、同様に蓄熱剤の耐久性向上をはかるため、加熱器の下流に設けられ、第１信号とこの第１信号より低温の第２信号の複数の信号を発生する温度検知器と、流路切換手段の流路方向が貯湯槽側の場合には前記温度検知器の第１信号で、前記流路切換手段の流路方向が風呂用加熱器側の場合には前記温度検知器の第２信号で循環ポンプの回転数を制御する制御器とを備えたものである。
【００１０】
また、同様に配管の凍結防止をはかるため、循環ポンプ、加熱器、流路切換手段、風呂用加熱器を接続した循環回路途中に設けられた温度検知器と、前記温度検知器の信号を受けて前記循環ポンプを通電するとともに前記流路切換手段の流路方向を前記風呂用加熱器側に切り換える制御を行う制御器とを備えたものである。
【００１１】
また、同様に貯湯運転を開始した場合に貯湯槽の残湯温度が低下することを防止するため、加熱器の下流に設けられた温度検知器と、運転開始後に前記温度検知器の信号を受けて流路切換手段の流路方向を貯湯槽側に切り換える制御を行う制御器とを備えたものである。
【００１２】
また、同様に貯湯熱量の向上をはかるため、加熱器の下流に設けられ、第１信号とこの第１信号より高温の第２信号の複数の信号を発生する温度検知器と、前記温度検知器の第１信号を受けて前記循環ポンプの回転数を制御する回転数制御器と、前記温度検知器の第２信号を受けて流路切換手段の流路方向を風呂用加熱器側に切り換える制御を行う制御器とを備えたものである。
【００１３】
【作用】
上記第１の構成によると、貯湯運転時は、貯湯槽下部から流入した低温の水は加熱器で所定温度に加熱され、流路切換手段を通って貯湯槽の上部に貯湯される。また、風呂保温加熱運転時には、加熱器で加熱された水が流路切換手段を通り、風呂用加熱器に流入し、ここで風呂循環用の水を加熱する。そして、温度低下した水は循環ポンプを通り、再度加熱器に流入し昇温される。従って、風呂の保温加熱運転中に貯湯槽から出湯されても出湯温度は変化しない。また、貯湯槽を沸き上げる大能力の加熱器で風呂加熱運転を行うため、短時間で追い焚き保温加熱が可能となる。さらに、単一加熱器で貯湯および風呂保温加熱ができるため、機器のコンパクト化、低コスト化、省施工化がはかれる。
【００１４】
上記第２の構成によれば、深夜時間帯に加熱器で加熱した湯は風呂用加熱器に流入し、蓄熱熱交換器を蓄熱する。そして、昼間時間帯において、風呂保温加熱運転されると風呂循環用の水は蓄熱熱交換器に流入する。その際に蓄熱熱交換器は放熱して、循環水の加熱に利用される。よって、昼間時間帯に加熱器を運転することもなく、風呂保温加熱ができるため、昼間電力の消費量はなくなり、電力負荷の平準化が促進される。
【００１５】
上記第３の構成によれば、蓄熱熱交換器の蓄熱熱量が低下したことを温度検知器が検出し、その信号を制御器に送る。そして、制御器は加熱器を通電するとともに流路切換手段の流路方向を風呂用加熱器に切り換える。よって、加熱器で加熱された水が風呂用加熱器に流入し、蓄熱熱交換器に蓄熱されるため、風呂加熱能力は常に確保される。
【００１６】
上記第４の構成によれば、貯湯運転時は、流路切換手段の流路は加熱器から貯湯槽への流れ方向になっている。そして、加熱器の出口湯温が所定温度となるように制御器が温度検知器の第１信号で循環ポンプの回転数を制御し、貯湯槽の上部に貯湯する。また、蓄熱運転時には、流路切換手段の流路は加熱器から風呂用加熱器への流れ方向になっている。そして、制御器は加熱器の出口湯温が第１信号より低温の第２信号で循環ポンプの回転数を制御し、風呂用加熱器を介して蓄熱熱交換器を蓄熱する。従って、蓄熱剤の耐久性が確保できる所定温度で蓄熱できるようになり、信頼性が向上する。一方、貯湯運転時は高温湯が貯湯できるため、貯湯槽の小型化あるいは貯湯熱量の増大がはかれる。
【００１７】
上記第５の構成によれば、冬季の運転停止時において、循環ポンプ、加熱器、流路切換手段、風呂用加熱器を接続した循環回路内の水が凍結温度に達したことを温度検知器が検出する。そして、制御器は温度検知器の信号を受けて循環ポンプを通電するとともに流路切換手段の流路を風呂用加熱器側に切り換え、蓄熱熱交換器から受熱しながら循環回路内の水を循環させる。したがって、冬季の運転停止時において凍結することもない。
【００１８】
上記第６の構成によれば、運転開始後、加熱器から流出する湯温は少しづつ昇温し、所定温度に達したことを温度検知器が検出する。そして、制御器は温度検知器の信号を受けて流路切換手段を貯湯槽側に切り換える制御を行う。従って、運転開始時に貯湯温度に達しない中温水は蓄熱熱交換器に流入し、蓄熱を行い、所定温度に達した高温湯を貯湯槽の上部に流入させるため、残湯温度が低下することもない。
【００１９】
上記第７の構成によれば、貯湯運転において、貯湯槽の下部から流出する給水された低温水を加熱器で加熱する。そして、加熱器の出口温度が温度検知器の第１信号となるように回転数制御器は循環ポンプの回転数を制御し、所定温度の湯が貯湯槽の上部に流入し、上から次第に貯湯されていく。そして、この運転中に、貯湯槽内では貯湯槽上部から流入した湯と給水されている水が熱伝導をともない湯と水が混合した中温水の混合層を形成する。そして、沸き上げ運転終了間近になると、この混合層が貯湯槽から流出しはじめ、加熱器に流入する。そのため、加熱器の出口温度を一定にするため循環ポンプの回転数を増加させる制御を回転数制御器は行い、最大回転数まで運転を継続する。そして、さらに、高温湯が加熱器に流入しはじめると、加熱器の出口温度は上昇しはじめる。これを温度検知器の第２信号が検出し、制御器に信号を送り、制御器は風呂用加熱器側に流路切換手段の流路を切り換える。よって、加熱器から流出した湯は流路切換手段を通り、風呂用加熱器に流入し、蓄熱熱交換器で蓄熱される。従って、貯湯槽には下部まで高温湯が貯湯され、その後に蓄熱運転に切り変わるため、給湯負荷を満足する貯湯熱量が確保できる。
【００２０】
【実施例】
以下本発明の第１の実施例を図１を参照して説明する。
【００２１】
図１において、１は貯湯槽、２は循環ポンプ、３は加熱器であり、ヒータなどが熱源となっている。４は風呂用加熱器であり、循環ポンプ２および加熱器３と並列に設けられている。５は流路切換え手段であり、加熱器３の下流に設けられ、流路を貯湯槽１側あるいは風呂用加熱器４側に切換える。そして、貯湯槽１の下部、加熱器３、流路切換え手段５、貯湯槽１の上部は順次接続されて給湯回路を構成する。６は風呂循環ポンプであり、風呂用加熱器４と浴槽７の循環経路内の水を循環させる。
【００２２】
上記構成において、最初に貯湯運転について述べる。貯湯槽１の下部の低温水は循環ポンプ２の作用で加熱器３に流入し、所定温度まで加熱される。そして、流路切換え手段５を通り、貯湯槽１の上部に流入し、貯湯される。この運転を繰り返しながら、貯湯槽１には上部からしだいに高温湯が貯湯されていく。次に、風呂保温加熱運転について述べる。この場合には、流路切換え手段５の流路方向は風呂用加熱器４側に切り換わっているため、加熱器３で加熱された湯は風呂用加熱器４に流入し、ここで、風呂循環ポンプ６から送られてきた浴槽７の水を加熱する。そして、風呂用加熱器４から流出した低温となった水は再度、加熱器３に流入し、加熱されて高温となる。この運転を繰り返しながら浴槽７の水温を所定温度に加熱する。
【００２３】
従って、風呂の保温加熱運転中に貯湯槽１から出湯されても出湯温度は変化しない。また、貯湯槽１を沸き上げる大能力の加熱器３を用いて風呂保温加熱運転を行うため、追い焚き時間が短時間となる。さらに、単一加熱器で貯湯および風呂保温加熱ができるため、機器のコンパクト化、低コスト化、省施工化がはかれる。また、図２において、流路切換え手段５の代わりに、加熱器３から貯湯槽１の配管途中に第１開閉弁５Ａ、加熱器３から風呂用加熱器４の配管途中に第２開閉弁５Ｂを設けて、貯湯運転時は第１開閉弁５Ａを開放するとともに第２開閉弁５Ｂを閉止し、風呂の保温加熱運転時は第１開閉弁５Ａを閉止するとともに第２開閉弁５Ｂを開放することによって同じ機能、作用が得られる。
【００２４】
つぎに、第２の実施例について説明する。図３において、第１の実施例と同じ機能、動作するものについては同一符号で表し、説明は省略する。８は蓄熱熱交換器であり、風呂用加熱器４と熱交換関係を有し、風呂循環ポンプ６で送られてくる浴槽７の水を加熱する。
【００２５】
上記構成において、最初に深夜時間帯における蓄熱運転について述べる。加熱器３で加熱された湯は風呂用加熱器４に流入し、風呂用加熱器４と熱交換関係にある蓄熱熱交換器８を蓄熱する。次に、昼間時間帯における風呂保温加熱運転について述べる。この場合には、風呂循環ポンプ６から送られてきた浴槽７の水は蓄熱熱交換器８に流入し、ここで蓄熱熱交換器８の熱を奪い昇温し、浴槽７にもどる。そしてこの運転を繰り返しながら、浴槽７内の湯は所定温度まで加熱される。従って、深夜時間帯に蓄熱された熱を昼間時間帯に風呂保温加熱に利用するため、昼間時間帯に加熱器３を運転する必要もなくなり、電力負荷の平準化がはかれる。
【００２６】
次に、第３の実施例について説明する。図４において、第１、第２の実施例と同じ機能、動作するものについては同一符号で表し、説明は省略する。９は温度検知器であり、蓄熱熱交換器８に設けられ、ここの検出温度に基づき信号を発生する。１０は制御器であり、温度検知器９の信号を受けて加熱器３を通電するとともに流路切換え手段５の流路方向を風呂用加熱器４側に切り換える。
【００２７】
上記構成において、最初に風呂保温加熱運転について述べる。風呂循環ポンプ６から送られてきた浴槽７の水は蓄熱熱交換器８に流入し、ここで蓄熱熱交換器８の熱を奪い昇温し、浴槽７にもどる。この運転を繰り返しながら、浴槽７内の湯は所定温度まで加熱される。一方、熱を奪われた蓄熱熱交換器８は蓄熱熱量が低下すると温度が下がる。それを温度検知器９が検知し、その信号を制御器１０に送り、加熱器３を通電するとともに、流路切換え手段５の流れ方向を風呂用加熱器４に切り換える。そして、加熱器３で加熱された湯は流路切換え手段５を通り、風呂用加熱器４に流入し、ここで風呂用加熱器４を介して蓄熱熱交換器８を蓄熱する。従って、常に蓄熱熱交換器８は蓄熱されているため、風呂保温加熱に必要な能力が確保される。
【００２８】
次に第４の実施例について説明する。図５において、第１、第２および第３の実施例と同じ機能、動作するものについては同一符号で表し、説明は省略する。１１は温度検知器であり、加熱器３の下流に設けられ、ここを流れる流体の検出温度に基づき第１信号と第１信号より低温の第２信号の複数の信号を発生する。１２は制御器であり、流路切換え手段５の流路方向が貯湯槽１側の場合には温度検知器１１の第１信号で、流路切換え手段５の流路方向が風呂用加熱器４側になっている場合には温度検知器１１の第２信号で循環ポンプ２の回転数を制御する。
【００２９】
上記構成において、最初に貯湯運転について述べる。この場合、流路切換手段５は加熱器３から貯湯槽１への流れ方向になっている。そして、制御器１２は加熱器３の出口湯温が所定温度となるように温度検知器１１の第１信号で循環ポンプ２の回転数を制御し、加熱器３から流出した高温湯を流路切換手段５を通り、貯湯槽１の上部に貯湯する。次に、蓄熱運転について述べる。この場合には、流路切換手段５は加熱器３から風呂用加熱器４への流れ方向になっている。そして、制御器１２は加熱器３の出口湯温が第１信号より低温の第２信号で循環ポンプ２の回転数を制御し、流路切換手段５を通り、風呂用加熱器４に流入して、蓄熱熱交換器８を蓄熱する。そして、風呂用加熱器４から流出した水は加熱器３に再度流入して、加熱される。従って、貯湯運転時には高温で沸き上げることが可能であり、貯湯槽１の小型化あるいは貯湯熱量の増大がはかれる。また、蓄熱運転時には蓄熱剤の耐久性が確保できる所定温度で蓄熱できるため、信頼性が向上する。
【００３０】
つぎに第５の実施例について説明する。図６において、第１、第２、第３および第４の実施例と同じ機能、動作するものについては同一符号で表し、説明は省略する。１３は温度検知器であり、循環ポンプ２、加熱器３、流路切換手段５、風呂用加熱器５を接続した循環回路途中に設けられ、ここの温度を検出して信号を発生する。１４は制御器であり、温度検知器１３の信号を受けて循環ポンプ２を通電するとともに流路切換手段５の媒体流れ方向を風呂用加熱器４側に切り換える制御を行う。
【００３１】
上記構成において、冬季の運転停止時において、循環ポンプ２、加熱器３、流路切換え手段５、風呂用加熱器４を接続した循環回路内の水が凍結温度に達したことを温度検知器１３が検出する。そして、制御器１４は温度検知器１３の信号を受けて循環ポンプ２を通電するとともに流路切換手段５を風呂用加熱器４側に切り換え、蓄熱熱交換器８から受熱しながら循環回路内の水を循環させる。したがって、冬季の運転停止時において凍結することはない。
【００３２】
つぎに第６の実施例について説明する。図７において、第１、第２、第３、第４および第５の実施例と同じ機能、動作するものについては同一符号で表し、説明は省略する。１５は温度検知器であり、加熱器３の下流に設けられ、ここを流れる水の温度を検出して、信号を発生する。１６は制御器であり、運転開始後に温度検知器１５の信号を受けて流路切換手段５の媒体流れ方向を貯湯槽１側に切り換える制御を行う。
【００３３】
上記構成において、運転開始後、加熱器３から流出する湯温は少しづつ昇温し、所定温度に達したことを温度検知器１５が検出する。そして、制御器１６は温度検知器１５の信号を受けて流路切換え手段５を貯湯槽１側に切り換える制御を行う。そして、加熱器３で加熱された所定温度の湯が貯湯槽１に貯湯される。従って、運転開始時に貯湯温度に達しない中温水は蓄熱熱交換器８に流入し、蓄熱を行う。また、所定温度に達した高温湯が貯湯槽１の上部に流入するため、残湯温度が低下することはない。
【００３４】
つぎに第７の実施例について説明する。図８において、第１、第２、第３、第４、第５および第６の実施例と同じ機能、動作するものについては同一符号で表し、説明は省略する。１７は温度検知器であり、加熱器３の下流に設けられ、ここを流れる水の温度を検出する第１信号と第１信号より高温の第２信号の複数の信号を発生する。１８は回転数制御器であり、温度検知器１７の第１信号を受けて循環ポンプ２の回転数制御を行う。１９は制御器であり、温度検知器１７の第２信号を受けて流路切換え手段５の媒体流れ方向を風呂用加熱器４側に切り換える制御を行う。
【００３５】
上記構成において、貯湯運転時、貯湯槽１の下部から流出する給水された低温水を加熱器３で加熱する。そして、加熱器３の出口温度が温度検知器１７の第１信号となるように回転数制御器１８は循環ポンプ２の回転数を制御し、所定温度の湯が貯湯槽１の上部に流入し、上から次第に貯湯されていく。そして、この運転中に、貯湯槽１内では上部から流入した湯と給水されている水が熱伝導をともない湯と水が混合した中温水の混合層を形成する。そして、沸き上げ運転終了間近になると、この混合層が貯湯槽１から流出しはじめ、加熱器３に流入する。そのため、加熱器３の出口温度を一定にするため循環ポンプ２の回転数を増加させる制御を回転数制御器１８は行い、最大回転数まで運転を継続する。そして、さらに高温の湯が加熱器３に流入しはじめると、加熱器３の出口温度は上昇しはじめる。これを温度検知器１７の第２信号が検出し、制御器１９に信号を送り、制御器１９は流路切換手段５の流路方向を風呂用加熱器４側に換える。よって、加熱器３から流出した湯は流路切換手段５を通り、風呂用加熱器４に流入し、蓄熱熱交換器８で蓄熱される。従って、貯湯槽１には下部まで高温湯が貯湯され、その後に蓄熱運転に切り変わるため、給湯負荷を満足する貯湯熱量が確保できる。
【００３６】
【発明の効果】
以上の説明から明らかのように本発明の貯湯式給湯装置によれば、貯湯運転時は、貯湯槽下部から流入した低温の水は加熱器で所定温度に加熱され、流路切換手段を通って貯湯槽の上部に貯湯される。また、風用保温加熱運転時には、加熱器で加熱された水が流路切換手段を通り、風呂用加熱器に流入し、ここで風呂循環用の水を加熱する。そして、温度低下した風呂用加熱器から流出した水は循環ポンプを通り、再度、加熱器に流入し昇温される。従って、出湯中に風呂の保温加熱運転されても出湯温度は変化しない。
【００３７】
そして、貯湯槽を沸き上げる大能力の加熱器で風呂保温加熱運転を行うため、追い焚き時間は短時間となり、さらに、単一加熱器で貯湯および風呂保温加熱ができるため、機器のコンパクト化、低コスト化、省施工化がはかれる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施例における貯湯式給湯装置の構成図
【図２】同装置の流路切換手段を示す構成図
【図３】本発明の第２の実施例における貯湯式給湯装置の構成図
【図４】本発明の第３の実施例における貯湯式給湯装置の構成図
【図５】本発明の第４の実施例における貯湯式給湯装置の構成図
【図６】本発明の第５の実施例における貯湯式給湯装置の構成図
【図７】本発明の第６の実施例における貯湯式給湯装置の構成図
【図８】本発明の第７の実施例における貯湯式給湯装置の構成図
【図９】従来の貯湯式給湯装置の構成図
【図１０】従来の他の貯湯式給湯装置の構成図
【符号の説明】
１  貯湯槽
２  循環ポンプ
３  加熱器
４  風呂用加熱器
５  流路切換え手段
５Ａ  第１開閉弁
５Ｂ  第２開閉弁
６  風呂循環ポンプ
７  浴槽
８  蓄熱熱交換器
９、１１、１３、１５、１７  温度検知器
１０、１２、１４、１６、１９  制御器
１８  回転数制御器