(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
貯湯タンクと、
前記貯湯タンクに給水する給水管と、
前記貯湯タンク内の水を加熱する加熱手段と、
前記貯湯タンクから温水を出湯する給湯管と、
上流側が前記貯湯タンクの上部と下部のそれぞれに接続されており、前記貯湯タンク内の圧力が設定圧力以上になると開弁する単一の圧力逃がし弁と、
前記貯湯タンクの上部と前記圧力逃がし弁とを接続する管路上に設けられており、設定温度以上の温水が通過することを禁止する温水遮断弁と、
を備える給湯装置。
【請求項２】
前記貯湯タンクの上部と前記圧力逃がし弁とを接続する第１逃がし管に、前記貯湯タンクの下部と前記圧力逃がし弁とを接続する第２逃がし管が合流する位置は、前記第１逃がし管が前記貯湯タンクに接続されている位置よりも、上方に位置することを特徴とする請求項１に記載の給湯装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、貯湯タンクを有する給湯装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１に、給湯装置が記載されている。この給湯装置は、貯湯タンクと、貯湯タンクに給水する給水管と、貯湯タンク内の水を加熱する加熱手段と、前記貯湯タンクから温水を出湯する給湯管を備えている。
【０００３】
貯湯タンク内の水は、加熱手段によって加熱されると膨張し、貯湯タンク内の圧力を上昇させる。そこで、特許文献１に記載の給湯装置では、貯湯タンクの上部に接続された第１圧力逃がし弁と、貯湯タンクの下部に接続された第２圧力逃がし弁の、二つの圧力逃がし弁が設けられている。第２圧力逃がし弁の設定圧力は、第１圧力逃がし弁の設定圧力よりも低くされており、貯湯タンク内の圧力が上昇したときに、第２圧力逃がし弁が優先的に開弁するように構成されている。この構成によると、貯湯タンクの下部に存在する冷水を優先的に排出することができ、貯湯タンクの上部に存在する温水を排出するという無駄を防ぐことができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１０−２４３１２１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述した従来の給湯装置は、貯湯タンクの上部に接続された第１圧力逃がし弁と、貯湯タンクの下部に接続された第２圧力逃がし弁の、二つの圧力逃がし弁を必要とする。圧力逃がし弁は比較的に高価であることから、二つの圧力逃がし弁を必要とする構成では、給湯装置の製造コストが上昇してしまう。しかしながら、貯湯タンクの上部に接続された第１圧力逃がし弁は、空の貯湯タンクを水で満たしていくときなど、貯湯タンク内の空気を排出するために不可欠であり、それを単純に削減することはできない。また、貯湯タンクの下部に接続された第２圧力逃がし弁についても、それを削減してしまうと、貯湯タンク内の圧力が上昇したときに、貯湯タンクの上部から加熱手段によって加熱された温水を排出するという無駄が生じてしまう。
【０００６】
上述の問題を鑑み、本発明は、二つの圧力逃がし弁を利用することの利点を維持しつつ、少なくとも一つの圧力逃がし弁を削減し得る技術を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明に係る給湯装置は、貯湯タンクと、貯湯タンクに給水する給水管と、貯湯タンク内の水を加熱する加熱手段と、貯湯タンクから温水を出湯する給湯管と、上流側が貯湯タンクの上部と下部のそれぞれに接続されており、貯湯タンク内の圧力が設定圧力以上になると開弁する単一の圧力逃がし弁と、貯湯タンクの上部と圧力逃がし弁とを接続する管路上に設けられており、設定温度以上の温水が通過することを禁止する温水遮断弁を備えている。
【０００８】
上記した給湯装置では、単一の圧力逃がし弁が、貯湯タンクの上部と下部のそれぞれに接続されている。ただし、貯湯タンクの上部については、温水遮断弁を介して圧力逃がし弁に接続されている。この構造によると、給水管を通じて空の貯湯タンクを水で満たしていくときは、貯湯タンク内に存在する空気が、貯湯タンクの上部から圧力逃がし弁を通じて排出される。温水遮断弁は開弁しており、低温の空気が通過することを妨げない。その後、貯湯タンク内の水が加熱手段によって加熱され、貯湯タンク内の圧力が上昇していくと、貯湯タンクの下部に存在する冷水が、貯湯タンクの下部から圧力逃がし弁を通じて優先的に排出される。この段階では、貯湯タンクの上部に温水が存在しており、温水遮断弁が閉弁して温水の通過を禁止するためである。それにより、貯湯タンクの上部から加熱手段によって加熱された温水が排出されるという無駄を避けることができる。
【０００９】
上記した給湯装置において、貯湯タンクの上部と圧力逃がし弁とを接続する第１逃がし管と、貯湯タンクの下部と圧力逃がし弁とを接続する第２逃がし管との合流位置は、貯湯タンクの上部よりも上方に位置することが好ましい。
【００１０】
上記した構造によると、給水管を通じて空の貯湯タンクを水で満たしていくときに、第２逃がし管から第１逃がし管へ水が流入することなく、貯湯タンク内の空気を最後まで確実に排出することができる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、二つの圧力逃がし弁を利用する給湯装置と比較して、その利点を維持しつつ、少なくとも一つの圧力逃がし弁を削減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】実施例の給湯暖房装置の構成を示すブロック図。
【図２】貯湯ユニットの構成を示す配管図。
【図３】給水管を通じて空の貯湯タンクを水で満たす状態を示す図。
【図４】貯湯タンクに充填した水を加熱する状態を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
本発明の一実施形態では、給湯装置が、貯湯タンク内の水を加熱する加熱手段として、ヒートポンプ、燃料電池、発電機、太陽光、ガス熱源機、電気ヒータの少なくとも一つを有することが好ましい。
【００１４】
本発明の一実施形態では、給湯装置が、貯湯タンクから出湯された温水をさらに加熱する補助熱源機をさらに備えることが好ましい。この場合、その補助熱源機は、気体燃料を燃焼するガス熱源機であることが好ましい。
【００１５】
本発明の一実施形態では、給湯装置が、給湯機能に加えて、暖房機能をさらに備えることが好ましい。この場合、貯湯タンクに貯えられた温水の熱を、暖房機能においても利用することが好ましい。
【実施例】
【００１６】
図面を参照しながら、実施例の給湯暖房装置１０について説明する。図１に示すように、給湯暖房装置１０は、主に、ヒートポンプユニット２０と、貯湯ユニット３０と、給湯暖房ユニット６６と、暖房端末７８を備えている。貯湯ユニット３０は、温水を貯える貯湯タンク３２を有している。貯湯タンク３２の容量は、一例ではあるが５０リットルである。貯湯ユニット３０には、貯湯タンク３２へ上水を供給する給水管３４と、貯湯タンク３２から温水を出湯する給湯管３６が接続されている。
【００１７】
ヒートポンプユニット２０は、大気中から採熱して、貯湯タンク３２の温水を加熱するヒートポンプである。ヒートポンプユニット２０は、蓄熱送り管２２と蓄熱戻り管２４を介して、貯湯ユニット３０に接続されている。貯湯タンク３２の温水は、蓄熱送り管２２を通じてヒートポンプユニット２０へ送られ、ヒートポンプユニット２０において加熱された後に、蓄熱戻り管２４を通じて貯湯タンク３２へ戻される。それにより、貯湯タンク３２に温水が貯えられる。貯湯タンク３２の温水は、給湯管３６を介してカラン等の給湯箇所に送られる。なお、給湯暖房装置１０は、ヒートポンプユニット２０に代えて、又は加えて、燃料電池、発電機、太陽光、電気ヒータといった他の熱源により貯湯タンク３２の水を加熱する構成とすることもできる。
【００１８】
給湯暖房ユニット６６は、都市ガス等の気体燃料を燃焼させるガス熱源機である。給湯暖房ユニット６６は、加熱送り管６２と加熱戻り管６４を介して、給湯管３６に接続されている。貯湯タンク３２の温水が尽きた場合、あるいは、貯湯タンク３２の温水の温度が不足する場合、給湯管３６の温水は、加熱送り管６２を通じて給湯暖房ユニット６６へ送られる。給湯暖房ユニット６６に送られた温水は、給湯暖房ユニット６６において加熱された後に、加熱戻り管６４を通じて給湯管３６に戻される。このように、給湯暖房ユニット６６は、貯湯タンク３２から出湯された温水をさらに加熱するための補助熱源機として機能する。あるいは、給湯暖房ユニット６６で加熱された温水は、浴槽戻り管７２を通じて、浴槽６８に供給される。即ち、浴槽６８も給湯箇所の一つである。
【００１９】
給湯暖房ユニット６６は、浴槽６８の温水を循環加熱（追い焚き）する熱源機でもある。給湯暖房ユニット６６は、風呂送り管７０と風呂戻り管７２を介して、浴槽６８に接続されている。浴槽６８の温水は、風呂送り管７０を通じて給湯暖房ユニット６６へ送られ、給湯暖房ユニット６６において加熱された後に、風呂戻り管７２を通じて浴槽６８に戻される。温水の循環は、給湯暖房ユニット６６の風呂ポンプ（図示省略）によって行われる。なお、給湯暖房装置１０の内部において、浴槽６８の温水を循環させて加熱する経路は、衛生面を考慮し、前述した給湯管３６の温水を循環させて加熱する経路から独立して設けられている。
【００２０】
給湯暖房ユニット６６は、暖房端末７８の熱媒体を循環させて加熱する熱源器でもある。暖房端末７８とは、一例ではあるが、温水床暖房パネルや浴室暖房機である。給湯暖房ユニット６６は、暖房送り管７６と暖房戻り管７４を介して、暖房端末７８に接続されている。暖房送り管７６と暖房戻り管７４の内部には、熱媒体（本実施例では不凍液）が封入されている。暖房端末７８の熱媒体は、暖房送り管７６を通じて、給湯暖房ユニット６６へ送られる。暖房送り管７６は貯湯ユニット３０を経由しており、貯湯タンク３２の温水との間で熱交換を行うように構成されている。その後、熱媒体は給湯暖房ユニット６６においてさらに加熱され、暖房戻り管７４を通じて暖房端末７８に戻される。この熱媒体の循環は、給湯暖房ユニット６６の暖房ポンプ（図示省略）によって行われる。
【００２１】
図２を参照して、貯湯ユニット３０の構成について詳細に説明する。図２に示すように、貯湯ユニット３０は、円柱形状の貯湯タンク３２を備えている。貯湯タンク３２の下部（底面）３２ｂには、給水管３４が接続されている。給水管３４の他端は、上水道（図示省略）に接続されている。貯湯タンク３２には給水管３４を通じて上水が供給される。給水管３４には、逆止弁や減圧弁４６が設けられている。
【００２２】
貯湯タンク３２の上部（上面）３２ａには、給湯管３６が接続されている。給湯管３６の他端は、カラン等の給湯箇所（図示省略）に接続されている。貯湯タンク３２内の温水は、貯湯タンク３２の上部３２ａから出湯され、給湯管３６を通じて給湯箇所に供給される。なお、図２〜図４では図示省略されているが、貯湯タンク３２の下部３２ｂには蓄熱送り管２２が接続されており、貯湯タンク３２の上部３２ａには蓄熱戻り管２４が接続されている（蓄熱送り管２２及び蓄熱戻り管２４については図１参照）。
【００２３】
図２に示すように、貯湯ユニット３０は、圧力逃がし弁３８を備えている。圧力逃がし弁３８は、第１逃がし管４０を通じて貯湯タンク３２の上部３２ａに接続されているとともに、第２逃がし管４４を通じて貯湯タンク３２の下部３２ｂに接続されている。圧力逃がし弁３８は、貯湯タンク３２内の圧力が設定圧力以下であると閉弁し、貯湯タンク３２内の圧力が設定圧力以上になると開弁する。それにより、圧力逃がし弁３８は、貯湯タンク３２内の圧力が異常に上昇することを防止する。圧力逃がし弁３８の設定圧力は調整することができる。
【００２４】
第１逃がし管４０には、温水遮断弁４２が設けられている。温水遮断弁４２は、サーモバルブとも称され、通過する水の温度に応じて開閉する弁である。温水遮断弁４２は、設定温度以下の水が通過することは許容し、設定温度以上の温水が通過することを禁止する。温水遮断弁４２の構成については公知であり、例えば特許第３２４９７１５号公報にも「熱湯遮断弁」として記載されているので、ここでは詳細な説明を省略する。本実施例では、温水遮断弁４２の設定温度が、雰囲気の温度よりも高い温度であって、貯湯タンク３２に貯えられる温水の温度よりは低い温度に設定されている（例えば５０℃）。
【００２５】
上述のように、本実施例の貯湯ユニット３０では、単一の圧力逃がし弁３８の上流側（入口側）が、貯湯タンク３２の上部３２ａと下部３２ｂのそれぞれに接続されている。ここで、貯湯タンク３２の上部３２ａについては、温水遮断弁４２を介して圧力逃がし弁３８に接続されている。一方、貯湯タンク３２の下部３２ｂについては、温水遮断弁４２を介することなく圧力逃がし弁３８に接続されている。この構造によると、図３に示すように、給水管３４を通じて空の貯湯タンク３２を水で満たしていくときは、貯湯タンク３２内に存在する空気が、貯湯タンク３２の上部３２ａから圧力逃がし弁３８を通じて排出されていく。このとき、貯湯タンク３２内は低温であり、温水遮断弁４２は開弁しているので、空気が通過することを妨げない。なお、空の貯湯タンク３２を水で満たしていくときは、圧力逃がし弁３８の設定圧力を、給水圧力（減圧弁４６の設定圧力）よりも低く設定しておく。
【００２６】
ここで、第１逃がし管４０と第２逃がし管４４との合流位置４３は、第１逃がし管４０が接続されている貯湯タンク３２の上部３２ａよりも、上方に位置している。この構造により、給水管３４を通じて空の貯湯タンク３２を水で満たしていくときに、第２逃がし管４４から第１逃がし管４０へ水が流入せず、貯湯タンク３２内の空気を最後まで確実に排出することができる。但し、第１逃がし管４０と第２逃がし管４４との合流位置４３は、必ずしも貯湯タンク３２の上部３２ａに対して上方に位置する必要はない。例えば、第２逃がし管４４に開閉弁を設けておいてもよいし、第１逃がし管４０に逆止弁を設けておいてもよい。これらの弁を設けることによっても、空の貯湯タンク３２を水で満たしていくときに、第２逃がし管４４から第１逃がし管４０への水の流入を防止することができる。
【００２７】
貯湯タンク３２を水で満たした後は、貯湯タンク３２内の水をヒートポンプユニット２０によって加熱していく。貯湯タンク３２内の水を加熱していくと、貯湯タンク３２内の圧力も上昇していく。その結果、図４に示すように、貯湯タンク３２の下部３２ｂに存在する冷水が、貯湯タンク３２の下部３２ｂから圧力逃がし弁３８を通じて優先的に排出される。即ち、貯湯タンク３２の上部３２ａから温水が排出されることはない。この段階では、貯湯タンク３２の上部３２ａに温水が存在しており、温水遮断弁４２が閉弁して温水の通過を禁止するためである。なお、貯湯タンク３２内の温水を加熱していくときは、圧力逃がし弁３８の設定圧力を、給水圧力（減圧弁４６の設定圧力）よりも高く設定しておく。
【００２８】
以上のように、本実施例の給湯暖房装置１０によると、貯湯タンク３２に水を満たしていくときは、貯湯タンク３２内の空気を貯湯タンク３２の上部３２ａから確実に排出し、貯湯タンク３２内の水を加熱していくときは、貯湯タンク３２内の冷水を貯湯タンク３２の下部３２ｂから排出する。それにより、貯湯タンク３２の上部３２ａからヒートポンプユニット２０によって加熱した温水を排出するという無駄を避けることができる。従来は二つの圧力逃がし弁を用いて実現されていた構成が、単一の圧力逃がし弁３８によって実現されている。
【００２９】
本実施例の給湯暖房装置１０では、さらなる省エネ対策が施されている。例えば、図２から図４に示すように、貯湯タンク３２は断熱材４８で覆われており、貯湯タンク３２からの放熱が抑制されている。しかしながら、貯湯タンク３２を断熱材４８で覆っていても、貯湯タンク３２の熱は、貯湯タンク３２を支持する支持脚５６を伝わり、貯湯ユニット３０のフレーム５２へと逃げてしまう。そこで、本実施例の貯湯ユニット３０では、貯湯タンク３２と、それを支持する支持脚５６との間に、断熱材５８が介挿されている。さらに、支持脚５６と、それが固定されるフレーム５２との間にも、断熱材５４が介挿されている。これらの断熱材５４、５８により、貯湯タンク３２から支持脚５６やフレーム５２を伝わる放熱を抑制することができる。断熱材５４、５８を形成する材料は特に限定されないが、熱伝導率の低い材料が好ましい、例えば発泡性樹脂やゴム材料によって形成することができる。
【００３０】
以上、本発明の実施例について詳細に説明したが、これらは例示に過ぎず、特許請求の範囲を限定するものではない。特許請求の範囲に記載の技術には、以上に例示した具体例を様々に変形、変更したものが含まれる。
【００３１】
本明細書または図面に説明した技術要素は、単独であるいは各種の組合せによって技術的有用性を発揮するものであり、出願時請求項記載の組合せに限定されるものではない。また本明細書または図面に例示した技術は複数目的を同時に達成し得るものであり、そのうちの一つの目的を達成すること自体で技術的有用性を持つものである。
【符号の説明】
【００３２】
１０：給湯暖房装置
２０：ヒートポンプユニット
３０：貯湯ユニット
３２：貯湯タンク
３２ａ：貯湯タンクの上部
３２ｂ：貯湯タンクの下部
３４：給水管
３６：給湯管
３８：圧力逃がし弁
４０：第１逃がし管
４２：温水遮断弁
４３：第１逃がし管と第２逃がし管の合流位置
４４：第２逃がし管
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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