(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
大気開放されたタンクと、
前記タンクの上部に存在する気体をタンクの外部へ排出する気体排出機構と、を備え、
前記気体排出機構は、前記タンク内の気体が外部へ噴出する際に、液体の排出を阻止する一方、気体を外部へ排出する液体流出阻止部を有し、
前記液体流出阻止部は、液体流出阻止体と、該液体流出阻止体を収容する阻止体収容部とを備えて構成され、
前記液体流出阻止部は、前記液体流出阻止体と前記阻止体収容部との隙間を通って気体を排出させる一方、前記液体流出阻止体が噴出に伴って持ち上げられることで前記阻止体収容部との隙間を閉塞して液体の流出を阻止し、
前記阻止体収容部は、前記気体排出用配管に設けられ、
前記液体流出阻止体は、前記気体排出用配管の径より小さい球体によって構成され、
前記阻止体収容部には、前記液体流出阻止体の可動範囲を規制するストッパーが上下に設けられ、
前記上方のストッパーは、前記配管の周方向全体に亘って径方向内方に突出する突出部によって構成され、
前記下方のストッパーは、前記周方向の一部において径方向内方に突出する突出部によって構成される
ことを特徴とする給湯機。
【請求項２】
前記上方のストッパーは、前記液体流出阻止体と隙間なく接触し、
前記下方のストッパーは、前記液体流出阻止体と隙間を有して接触する
ことを特徴とする請求項１に記載の給湯機。
【請求項３】
前記液体流出阻止体は、水よりも比重が小さい
ことを特徴とする請求項１に記載の給湯機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、給湯機に関し、特に、タンク上部に存在する気体をタンクの外部へ排出する気体排出機構を備える給湯機に関する。
【背景技術】
【０００２】
給湯機は、夜間の割引電気料金を利用してヒートポンプを運転し、低温の液体（給水）を加熱し、高温の液体（高温の湯）としてタンクに貯え、昼間の湯水使用時に蛇口を開いたとき、タンク内の高温の液体（高温の湯）を取り出し、低温の液体（給水）と混ぜて適温の液体として給湯端末に給湯する貯湯式ヒートポンプ給湯機が一般的である。
タンクに高温の液体を貯留する給湯機では、タンクの上部に気体が溜まることがある。例えばタンク内の液体を沸き上げる方式の給湯機においては、低温の液体が高温の液体となる際に液体に溶け込んでいた気体（空気）が分離し、タンクの上部に溜まっていくことが原因の一つとして考えられる。
【０００３】
このように、タンク内に気体が存在すると給湯機を運転する上で好ましくない。
例えばタンクから高温の湯を給湯端末に給湯する給湯機の場合、タンク上部に気体が存在すると、給湯端末へ給湯する際に、タンクの出湯配管からこの気体を吸い込んで、給湯端末に気体混じりの湯が出てしまうといったことが発生し得る。
また、タンクの出湯配管から取り出した高温の湯と給水を混ぜて所定の温度に温調する機構を有している給湯機の場合、気体が混ざることにより温度調節が上手くいかないなどの不具合が生じ得る。
そのため、一般的な給湯機には、タンクの上部に存在する気体をタンクから排出する気体排出機構が設けられている（例えば、特許文献１等）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平７−３５４１０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、特許文献１に記載の気体排出機構は、気体を排出する勢いで、タンク上部の高温の液体も外部へ排出してしまう場合があり、いわば加熱して高温にした液体をタンクから捨てている状態であり、熱の損失となっていた。
【０００６】
そこで、本発明は、タンクの上部に存在する気体をタンクの外部に排出する際の熱の損失を低減することができる給湯機を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
このような目的を達成するために、請求項１に係る発明は、大気開放されたタンクと、前記タンクの上部に存在する気体をタンクの外部へ排出する気体排出機構と、を備え、前記気体排出機構は、前記タンク内の気体が外部へ噴出する際に、液体の排出を阻止する一方、気体を外部へ排出する液体流出阻止部を有し、前記液体流出阻止部は、液体流出阻止体と、該液体流出阻止体を収容する阻止体収容部とを備えて構成され、前記液体流出阻止部は、前記液体流出阻止体と前記阻止体収容部との隙間を通って気体を排出させる一方、前記液体流出阻止体が噴出に伴って持ち上げられることで前記阻止体収容部との隙間を閉塞して液体の流出を阻止し、前記阻止体収容部は、前記気体排出用配管に設けられ、前記液体流出阻止体は、前記気体排出用配管の径より小さい球体によって構成され、前記阻止体収容部には、前記液体流出阻止体の可動範囲を規制するストッパーが上下に設けられ、前記上方のストッパーは、前記配管の周方向全体に亘って径方向内方に突出する突出部によって構成され、前記下方のストッパーは、前記周方向の一部において径方向内方に突出する突出部によって構成されることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、タンクの上部に存在する気体をタンクの外部に排出する際の熱の損失を低減することができる給湯機を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】第１実施形態に係る給湯のシステム図を示す。
【図２】第１実施形態に係る空気抜き用配管の部分拡大図を示す。
【図３】第１実施形態に係る空気抜き用配管の部分拡大図を示す。
【図４】第２実施形態における空気抜き用配管の部分拡大図を示す。
【図５】第２実施形態における空気抜き用配管の部分拡大図を示す。
【図６】第３実施形態に係る給湯機の構成図である。
【図７】第３実施形態に係る給湯機の気体排出用配管の内部拡大図である。
【図８】第３実施形態に係る給湯機の気体排出用配管の動作図である。
【図９】第４実施形態に係る給湯機の気体排出用配管の内部拡大図である。
【図１０】第４実施形態に係る給湯機の気体排出用配管の動作図である。
【図１１】第５実施形態に係る給湯機の気体排出用配管の内部拡大図である。
【図１２】第５実施形態に係る給湯機の気体排出用配管の動作図である。
【図１３】比較例に係る給湯機の気体排出用配管の内部拡大図である。
【図１４】比較例に係る給湯機の気体排出用配管の動作図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明を実施するための形態（以下「実施形態」という）について、適宜図面を参照しながら詳細に説明する。なお、各図において、共通する部分には同一の符号を付し重複した説明を省略する。
【００１１】
≪第１実施形態≫
本実施形態に係る給湯機は、大気開放されたタンクを備え、前記タンクの上部に存在する気体をタンクの外部へ排出する気体排出機構を備え、前記気体排出機構は、タンク内の気体が外部へ噴出する際に、液体の排出を阻止する一方、気体を外部へ排出する。
【００１２】
これにより、気体及び液体が噴出しようとした際に気体だけを外部へ排出することができる。従って、タンクの上部に存在する気体を外部に排出する際の熱の損失を低減することができる。
【００１３】
また、前記気体排出機構は、液体流出阻止体と、該液体流出阻止体を収容する阻止体収容部とを備えて構成され、前記気体排出機構は、液体流出阻止体と阻止体収容部との隙間を通って気体を排出させる一方、液体流出阻止体が噴出に伴って持ち上げられることで阻止体収容部との隙間を閉塞して液体の流出を阻止する。
【００１４】
前記気体排出機構によれば、液体と気体とが同時に噴出しようとした場合であっても、液体若しくは気体、又は、それらの混合流体の噴出に伴って液体流出阻止体が持ち上げられ、隙間が閉塞されることによって外部への排出経路が遮断される。その後、液体流出阻止体及び噴出のエネルギーを失った液体は、重力に従って落下する。その後、気体は液体流出阻止体と阻止体収容部との隙間を通って好適に排出される。
【００１５】
なお、液体流出阻止体が阻止体収容部との隙間を閉塞する場合には、隙間が完全になくなるように閉塞する場合だけでなく、圧損によって液体がスムーズに流通できなくなる程度の小ささの隙間ができるように覆う場合も含まれる。
【００１６】
また、前記阻止体収容部には、前記液体流出阻止体の可動範囲を規制するストッパーが上下に設けられ、上方のストッパーは、前記液体流出阻止体と隙間なく接触し、下方のストッパーは、前記液体流出阻止体と隙間を有して接触する。
【００１７】
このようにすると、液体流出阻止体が持ち上げられて上方のストッパーと接触した際には液体の排出を阻止することができ、且つ、噴出が起こっておらず液体流出阻止体が下方のストッパーと接触している間は気体を流通させることができる。
【００１８】
次に、第１実施形態に係る給湯機について説明する。第１実施形態に係る給湯機は、貯湯タンク１上部に配設した空気抜き用配管８の構造について、湯が流れにくく、空気は抜けやすい構造とすることで、貯湯タンク１上部に空気がたまることを防止すると共に、膨張水を外部に流出せず、貯湯タンク内に貯めておくものである。
【００１９】
ここで、空気は、天井部に沿って貯湯タンク１の上部に溜まり、何らかのきっかけ（例えば、温度変化による貯湯タンク１の変形）によって一度に纏まって排出され得ると考えられる。前記貯湯タンク１は、図１に示すように、水平な天井部を有するものであるため、特に空気が溜まりやすい構造となっている。ただし、貯湯タンク１の天井部が水平でなく、傾斜を有するものであった場合でも（例えば、湾曲した鏡板を有する貯湯タンク）、空気がスムーズに排出されることなくタンクの上部に溜まり、何らかのきっかけによって一度に纏まって排出され得る現象が確認されているため、第１実施形態に係る気体排出機構（及び、その他の本発明に係る気体排出機構）は、タンクの形状に関わらず有効である。
【００２０】
本給湯機は、貯湯タンク１へ給水するための給水管２、貯湯タンク１の上部には給湯用蛇口４へ送る出湯管３を備える。また、貯湯タンク１下部からは、加熱熱源であるヒートポンプユニット５へ導入するヒートポンプ往き配管６が、貯湯タンク１上部には、ヒートポンプユニット５で加熱された湯を戻すためのヒートポンプ戻り管７が配設されており、貯湯タンク１下部の水をヒートポンプユニット５で加熱し、貯湯タンク１の上部へ返送し、貯湯タンク全体がお湯になるように沸き上げを行う。
【００２１】
また、本システムは貯湯タンク１の上部にシスターンタンク９を設け、そのシスターンタンク９に給水管２を、このシスターンタンク９下部のタンク給水管１０から貯湯タンク１の下部へ、また、貯湯タンク１の上部からシスターンタンク９上部に気体排出用配管としての空気抜き用配管８を配設している。
【００２２】
貯湯タンク１への給水は、給水管２からの水を一度シスターンタンク９へ貯留し、タンク給水管１０を通り、貯湯タンク１へ自然落下して貯湯タンク１に給水される。シスターンタンク９内にはシスターンタンク９内の水位管理するためのレベルスイッチ（図示なし）を設け、シスターンタンク９内の水位が所定の水位となると給水を停止する。シスターンタンク９と貯湯タンク１はタンク給水管１０にて連結しているため、貯湯タンク１満水時の空気抜き用配管８内の水位とシスターンタンク９内の水位は一致する。
【００２３】
ここで、図２に示すように、貯湯タンク１上部からシスターンタンク９へ空気抜き用の配管８の中に、配管の内径よりも直径が少し小さい球体１１を内蔵し、空気抜き用の配管８の途中にその球体１１が所定の範囲内で上下するようにするためのストッパーを設けている。
【００２４】
なお、前記球体１１は、液体流出阻止体として機能するものであるが、液体流出阻止体を阻止する部材であれば、形状は球体に限定されるものではない。また、空気抜き用の配管８は、阻止体収容部として機能するものであるが、液体流出阻止体を収容可能な構造を有するものであれば、配管に限定されるものではない。
【００２５】
また、この上部のストッパーは、配管の周方向全体に亘って径方向内方に突出する突出部によって構成される。具体的には、球体１１の表面に沿うように空気抜き用の配管８を全周絞っている。これに対して、下部のストッパーは、空気抜き用の配管８全周ではなく、前記周方向の一部において径方向内方に突出する突出部によって構成される。具体的には、局部的に、例えば円周方向で３箇所突起形状を設けて、球体１１が下部ストッパー位置より下に落下しなければ良い構造としている。ストッパー下部の形状をそのようにすることで、空気抜き用の配管８と球体１１は完全に接触しておらず、貯湯タンク１上部に貯まった空気はこの隙間からシスターンタンク９へ逃すことができる。
【００２６】
なお、排出される空気は、水分を含んだ高温の蒸気であり得るが、このように貯湯タンク１上部に貯まった空気をシスターンタンク９へ逃すことにより、蒸気が意図しない部分に噴き出されることを防止することができる。
【００２７】
図２に示すように、沸き上げ前、空気抜き用の配管８内水位上面は、下部ストッパーよりも下の位置になっている。また、球体１１は下部ストッパーで引っかかり、空気抜き用配管８の水位より上に位置している。本構造にて、沸き上げを行うと貯湯タンク１内の温度は上昇し、上昇すると高温部分は水の時に比べて比容積が大きくなるため膨張し、貯湯タンク１内の圧力が上昇する。ある一定圧力まで上昇すると圧力を逃すために、貯湯タンク１上部から空気抜き用配管８を通してシスターンタンク９へ吹き出して圧力を逃す。このとき、吹き出す勢いで、図３に示すように、空気抜き用配管８内にある球体１１が上に押し上げられ、上のストッパーに当たる。
【００２８】
上のストッパーは空気抜き用の配管８全周球体に沿うような形状としているため、貯湯タンク１上部からシスターンタンク９へ行く通路を塞ぐことができる。その結果、吹き出すことで貯湯タンク１内の圧力を逃すことができるのと同時に、通路を塞ぐことで貯湯タンク１上部の高温の湯がシスターンタンク９へ流出することを防止することができる。吹き出す動きが終わると、球体１１は自重で下のストッパーに落下するため、貯湯タンク１上部からシスターンタンク９へ行く空気抜き用の通路は確保される。
【００２９】
貯湯タンク１上部からシスターンタンク９へ膨張水が流出しなくなったため、膨張分による水は、貯湯タンク１の上方に配設されたシスターンタンク９とこのシスターンタンク９から貯湯タンクの下部に給水するためのタンク給水管を通って、タンク下部から逆流してシスターンタンク９へ流出する。沸き上げ運転は、貯湯タンク下部の水をヒートポンプユニットへ導入し、貯湯タンク１上部へ高温の湯を貯湯していくため、貯湯タンク１下部から給水管を逆流してシスターンタンクへ流出するのは水となる。よって、沸き上げ時に発生する膨張水を湯としてシスターンタンク９へ流出するのではなく、水の状態で流出するため、膨張水のシスターンタンク９への排水による熱ロスを低減することができる。
【００３０】
≪第２実施形態≫
次に、第２実施形態に係る給湯機について説明する。第２実施形態に係る給湯機は、第１実施形態で説明した空気抜き用配管８内に内蔵した球体１１の材質を水に浮く比重が軽いものを使用するものである。これにより、シスターンタンク９内の水位と空気抜き用配管８の水位は同じため、通常時空気抜き用配管８内の球体１１はどのような水位の位置でも、水面上に球体１１を配置することが可能となる（図４）。これにより、第１実施形態では存在した空気抜き用配管８の下部ストッパーを廃止することができ、コスト低減を図ることができる。
【００３１】
第２実施形態の球体１１の動作について説明する。図４に示すように、沸き上げ前、球体１１は水よりも軽いため、空気抜き用の配管８内水位上部に位置している。本構造にて、沸き上げを行うと貯湯タンク１内の温度は上昇し、上昇すると高温部分は水の時に比べて比容積が大きくなるため膨張し、貯湯タンク１内の圧力が上昇する。ある一定圧力まで上昇すると圧力を逃すために、貯湯タンク１上部から空気抜き用配管８を通してシスターンタンク９へ吹き出して圧力を逃す。
【００３２】
このとき、図５に示すように、吹き出す勢いで、空気抜き用配管８内にある球体１１が上に押し上げられ、上のストッパーに当たる。上のストッパーは空気抜き用の配管８全周球体に沿うような形状としているため、貯湯タンク１上部からシスターンタンク９へ行く通路を塞ぐことができる。その結果、吹き出すことで貯湯タンク１内の圧力を逃すことができるのと同時に、通路を塞ぐことで貯湯タンク１上部の高温の湯がシスターンタンク９へ流出することを防止することができる。
【００３３】
吹き出す動きが終わると、球体１１は自重で落下するが、水よりも軽いため、空気抜き用配管８の水位面で再び位置する。球体１１の直径は、空気抜き用配管８の内径よりも小さいため、貯湯タンク１上部からシスターンタンク９へ行く空気抜き用の通路は確保される。貯湯タンク１上部からシスターンタンク９へ膨張水が流出しなくなったため、膨張分による水は、貯湯タンク１の上方に配設されたシスターンタンク９とこのシスターンタンク９から貯湯タンクの下部に給水するためのタンク給水管を通って、タンク下部から逆流してシスターンタンク９へ流出する。
【００３４】
沸き上げ運転は、貯湯タンク下部の水をヒートポンプユニットへ導入し、貯湯タンク１上部へ高温の湯を貯湯していくため、貯湯タンク１下部から給水管を逆流してシスターンタンクへ流出するのは水となる。よって、沸き上げ時に発生する膨張水を湯としてシスターンタンク９へ流出するのではなく、水の状態で流出するため、膨張水のシスターンタンク９への排水による熱ロスを低減することができる。
【００３５】
≪第３実施形態≫
図６は、第３実施形態に係る給湯機１０１の構成図である。
給湯機１０１は、タンク１０２と、シスターンタンク１０３と、気体排出用配管１０４と、ヒートポンプユニット１０５と、を備えている。
【００３６】
シスターン給水配管１０３ａは、一端が水道管（図示せず）と接続され、他端がシスターンタンク１０３の上部と接続されている。また、シスターン給水配管１０３ａは、開閉弁（図示せず）を備えている。
シスターンタンク１０３は、タンク１０２の上部に設けられ、シスターンタンク１０３の下部からタンク１０２の下部へタンク給水配管１０２ａが配設されている。また、タンク１０２の上部からシスターンタンク１０３の上部へ気体排出用配管１０４が配設されている。
【００３７】
シスターンタンク１０３は、オーバーフロー配管１０３ｂを有しており、タンク１０２およびシスターンタンク１０３は大気開放されている。
また、シスターンタンク１０３は、シスターンタンク１０３に貯留された水の水位を検出する水位センサ（図示せず）を備えている。
【００３８】
シスターンタンク１０３に設けられた水位センサ（図示せず）の検出値が所定の水位未満となると、給湯機１０１の制御装置（図示せず）により、シスターン給水配管１０３ａに設けられた開閉弁（図示せず）が開放され、シスターン給水配管１０３ａから供給された水がシスターンタンク１０３に貯留される。そして、シスターンタンク１０３に貯留された水は、シスターンタンク１０３からタンク給水配管１０２ａを自然落下して、タンク１０２に給水される。
そして、シスターンタンク１０３に設けられた水位センサ（図示せず）の検出値が所定の水位以上となると、給湯機１０１の制御装置（図示せず）により、シスターン給水配管１０３ａに設けられた開閉弁（図示せず）が閉じられ、給水が停止される。このため、タンク１０２の水位が出湯配管１０２ｂの高さ位置よりも下がることはない。
【００３９】
ここで、タンク１０２とシスターンタンク１０３とが、タンク給水配管１０２ａおよび気体排出用配管１０４で連結されているため、図６に示すように、タンク１０２の満水時において、シスターンタンク１０３の水位（液面の高さ）と、気体排出用配管１０４の水位（液面の高さ）とは、一致する。
【００４０】
タンク１０２の下部からヒートポンプユニット１０５の入口側へヒートポンプ往き配管１０５ａが配設されている。また、ヒートポンプユニット１０５の出口側からタンク１０２の上部へヒートポンプ戻り配管１０５ｂが配設されている。
ヒートポンプユニット１０５は、タンク１０２内の液体を加熱する沸き上げ運転を行う。具体的には、ヒートポンプユニット１０５が備えるポンプ（図示せず）を駆動させることにより、タンク１０２の下側に貯留された低温の水が、ヒートポンプ往き配管１０５ａを介してヒートポンプユニット１０５の入口側に吸込される。吸込された低温の水は、ヒートポンプユニット１０５の熱交換器（図示せず）により加熱され、高温の湯となる。そして、高温の湯は、ヒートポンプユニット１０５の出口側からヒートポンプ戻り配管１０５ｂを介して、タンク１０２の上側から貯留される。
【００４１】
タンク１０２の上部には出湯配管１０２ｂが接続されている。
出湯配管１０２ｂは、一端がタンク１０２の上部と接続され、他端がポンプ（図示せず）を介して給湯端末（図示せず）と接続されている。ポンプ（図示せず）を駆動させることにより、タンク１０２の上部から高温の湯を給湯端末（図示せず）に供給する。
【００４２】
＜気体排出用配管１０４＞
図７を用いて、気体排出用配管１０４について更に説明する。図７は、第３実施形態に係る給湯機１０１の気体排出用配管１０４の内部拡大図である。
気体排出用配管１０４は、タンク１０２内の気体をシスターンタンク１０３に排出する配管であり、タンク１０２に接続される配管１４１と、拡大部１４２と、シスターンタンク１０３に接続される配管１４３とを備えている。
【００４３】
図７に示すように、気体排出用配管１０４は、タンク１０２の頂部の孔１０２ｈと接続される配管１４１の内径（流路断面積）よりも大きな内径（流路断面積）を有する拡大部１４２が形成されている。なお、拡大部１４２は、後述するように、気体排出用配管１０４内の高温の湯（タンク１０２の上側に貯留された高温の湯）がシスターンタンク１０３へ流出することを阻止する液体流出阻止部として機能する構造であるが、液体流出を阻止する目的であれば、流路断面形状は円に限定されるものではない。
そして、拡大部１４２の上端は、拡大部１４２の内径（流路断面積）よりも小さい内径（流路断面積）を有する配管１４３を介して、シスターンタンク１０３と接続されている。
【００４４】
また、図７に示すように、気体排出用配管１０４の水位（液面の高さ）は、拡大部１４２内に位置するようになっている。即ち、シスターンタンク１０３への給水・止水を制御する所定の水位と対応する高さに拡大部１４２が形成されている。
【００４５】
ヒートポンプユニット１０５を駆動して沸き上げ運転を行うことにより、タンク１０２の下側の低温の水がヒートポンプ往き配管１０５ａを介してヒートポンプユニット１０５に吸込され、高温の湯となり、ヒートポンプ戻り配管１０５ｂを介して、タンク１０２の上側から貯留される。
低温の水が、高温の湯となると、比容積が大きくなるため膨張し、タンク１０２内の圧力は上昇する。上昇した圧力は、タンク１０２の上部から気体排出用配管１０４を介してシスターンタンク１０３へ圧力を逃がす。
【００４６】
また、低温の水が高温の湯となる際に、低温の水に溶け込んでいた気体成分が分離し、タンク１０２の上部に溜まり、タンク１０２の上部に設けられた孔１０２ｈから気体排出用配管１０４を介してシスターンタンク１０３に排出される。
このとき、タンク１０２内の気体が吹き出す勢いは、気体排出用配管１０４の内径（流路断面積）で決まり、内径（流路断面積）が小さいほど気体排出用配管１０４を通過する速度、即ち、吹き出す勢いが強くなり、気体排出用配管１０４内の高温の湯をシスターンタンク１０３の方向へ押し出していく。
【００４７】
ここで、気体排出用配管１０４に拡大部１４２を設けることにより、拡大部１４２において気体が吹き出す勢いは、内径（流路断面積）が大きくなることにより低下する。また、図８に示すように、押し上げられた高温の湯も拡大部１４２にて周囲に逃がすことができる。
【００４８】
ここで、図１３および図１４を用いて比較例に係る給湯機の備える気体排出用配管６について説明する。
比較例の気体排出用配管６は、タンク１０２とシスターンタンク１０３とを接続する配管であるが、図１３に示すように、拡大部が形成されていない。なお、気体排出用配管６の内径は、配管１４１（図７参照）と同じものとする。
そして、図１４に示すように、タンク１０２から気体Ｇが排出される際、気体排出用配管６内の高温の湯の一部が持ち上げられ、シスターンタンク１０３内へ流出してしまう。これは、タンク１０２の上側に貯留された高温の湯の一部をタンク１０２の外部に排出している状態であり、熱の損失となっていた。
【００４９】
このように、第３実施形態に係る給湯機１０１の気体排出用配管１０４は、図８に示すように、拡大部１４２を有することにより、気体Ｇのみをタンク１０２からシスターンタンク１０３に排出し、気体排出用配管１０４内の高温の湯がシスターンタンク１０３に流出することを阻止する。これにより、タンク１０２の上部に存在する気体Ｇを外部に排出する際の熱の損失を低減することができる。
また、配管１４１を拡大部１４２に対して縮小することにより、タンク１０２から気体排出用配管１０４へ放出される熱の損失を低減することができる。
そして、配管１４３を拡大部１４２に対して縮小することにより、拡大部１４２で気体Ｇが液面に達した際に、高温の液体が飛散しても拡大部１４２の上部が絞られているために、飛散した高温の液体は拡大部１４２に戻される。
【００５０】
また、タンク１０２から排出される空気Ｇ（図８参照）は、水分を含んだ高温の蒸気であるが、気体排出用配管１０４がシスターンタンク１０３の上部と接続されていることにより、タンク１の上部に貯まった空気Ｇをシスターンタンク１０３へ逃がす。そして、高温の蒸気はシスターンタンク１０３で冷却され、オーバーフロー配管１０３ｂ（図６参照）から排出される。このように、高温の蒸気が意図しない部分に吹き出されることを防止することができる。
【００５１】
なお、タンク１０２（気体排出用配管１０４）内の膨張水（高温の湯）がシスターンタンク１０３へ流出しなくなったため、膨張分に相当する水は、タンク１０２の下部に接続されたタンク給水配管１０２ａからタンク１０２の上方に配設されたシスターンタンク１０３へと流出する。
前述のように、ヒートポンプユニット１０５の沸き上げ運転時において、タンク１０２の下側の低温の水をヒートポンプ往き配管１０５ａで吸込し、ヒートポンプ戻り配管１０５ｂを介して高温の湯をタンク１０２の上側から貯留しているため、タンク１０２の下部に接続されたタンク給水配管１０２ａからシスターンタンク１０３へと流出する液体は、低温の水となる。
このため、沸き上げ時に発生する膨張水を高温の湯としてシスターンタンク１０３に流出させるのではなく、低温の水の状態でシスターンタンク１０３に流出させるため、膨張水のシスターンタンク１０３への排水による熱ロスを低減させることができる。
【００５２】
なお、気体排出用配管１０４の拡大部１４２は、シスターンタンク１０３の水面が位置する高さに設けられているものとして説明したが、シスターンタンク１０３の水面より高い位置に拡大部１４２を設ける場合でも同様の効果が得られる。このため、拡大部１４２の位置は、シスターンタンク１０３の水面より高い位置に設けてもよい。
【００５３】
≪第４実施形態≫
次に、第４実施形態に係る給湯機について説明する。第４実施形態に係る給湯機は、第３実施形態の気体排出用配管１０４（図７参照）に代えて、気体排出用配管１０４’（図９参照）を備えている。その他の構成は、第３実施形態に係る給湯機１０１（図６参照）と同様であり説明を省略する。
【００５４】
＜気体排出用配管１０４’＞
図９を用いて、気体排出用配管１０４’について更に説明する。図９は、第４実施形態に係る給湯機の気体排出用配管１０４’の内部拡大図である。
気体排出用配管１０４’は、タンク１０２内の気体をシスターンタンク１０３に排出する配管であり、タンク１０２に接続される配管１４４と、拡大部１４２と、シスターンタンク１０３に接続される配管１４３とを備えている。
【００５５】
図９に示すように、配管１４４は、一方がタンク１０２の孔１０２ｈと接続され、他方の先端が閉塞された閉塞部１４４ｅとなっている。そして、配管１４４の閉塞部１４４ｅ側は、拡大部１４２の内部に突入するように配置されている。また、閉塞部１４４ｅ側の配管１４４の側面に、配管１４４と拡大部１４２とが連通する連通部１４４ｈが形成されている。また、連通部１４４ｈは、気体排出用配管１０４の液面より低い位置となるように配置されている。なお、配管１４４の側面から空気を逃すという機能を果たせれば、連通部１４４ｈの数や位置は図９に限らない。
【００５６】
図９および図１０を用いて、気体排出用配管１０４’の動作について説明する。
図９に示すように、沸き上げ前、気体排出用配管１０４’内の水面は、拡大部１４２内の位置し、また拡大部１４２内に突入された配管１４４の閉塞部１４４ｅ側の先端は水面に満たされている。
沸き上げ運転を行い低温の水が高温の湯となると、比容積が大きくなるため膨張し、タンク１０２内の圧力は上昇する。上昇した圧力は、タンク１０２の上部から気体排出用配管１０４’を介してシスターンタンク１０３へ圧力を逃がす。
【００５７】
また、低温の水が高温の湯となる際に、低温の水に溶け込んでいた気体成分が分離し、タンク１０２の上部に溜まり、タンク１０２の上部に設けられた孔１０２ｈから気体排出用配管１０４’を介してシスターンタンク１０３に排出される。
このとき、タンク１０２内の気体Ｇが吹き出す勢いは、内径（流路断面積）が小さいほど配管を通過する速度、即ち、吹き出す勢いが強くなるが、気体排出用配管１０４’の配管１４４に閉塞部１４４ｅがあるため、吹き出された気体Ｇと気体Ｇに押し上げられた高温の湯とは、閉塞部１４４ｅに当り上方向へ噴出されない。そして、配管１４４の側面に形成された連通部１４４ｈは閉塞部１４４ｅより少し下に形成されるため、気体Ｇは閉塞部１４４ｅと側面に形成された連通部１４４ｈとの間に溜まり、気体Ｇと押し出された高温の湯は側面の連通部１４４ｈから拡大部１４２へ逃げていく。
【００５８】
その後、気体Ｇの噴出が繰り返されても、閉塞部１４４ｅと連通部１４４ｈとの間に既に溜まっている気体が緩衝材となり、気体Ｇによって押し出された高温の湯は、側面の連通部１４４ｈから拡大部１４２へ逃げていく。加えて、拡大部１４２にて、押し出された高温の湯が逃げる空間が確保されているため、気体Ｇと共に高温の湯がシスターンタンク１０３に流出することを阻止する。これにより、タンク１０２の上部に存在する気体Ｇを外部に排出する際の熱の損失を低減することができる。
【００５９】
また、タンク１０２内の気体Ｇがシスターンタンク１０３へ吹き出す勢いは、気体排出用配管１０４’の閉塞部１４４ｅで低減できるため、拡大部１４２の内径（流路断面積）を第３実施形態の気体排出用配管１０４の拡大部１４２（図７参照）と比較して小さくすることも可能となり、コンパクト化を図ることができる。
【００６０】
また、第３実施形態と同様に、沸き上げ時に発生する膨張水を高温の湯としてシスターンタンク１０３に流出させるのではなく、低温の水の状態でシスターンタンク１０３に流出させるため、膨張水のシスターンタンク１０３への排水による熱ロスを低減させることができる。
【００６１】
≪第５実施形態≫
次に、第５実施形態に係る給湯機について説明する。第５実施形態に係る給湯機は、第３実施形態の気体排出用配管１０４（図７参照）に代えて、気体排出用配管１０４’’（図１１参照）を備えている。その他の構成は、第３実施形態に係る給湯機１０１（図６参照）と同様であり説明を省略する。
【００６２】
図１１を用いて、気体排出用配管１０４’’について更に説明する。図１１は、第５実施形態に係る給湯機の気体排出用配管１０４’’の内部拡大図である。
気体排出用配管１０４’’は、タンク１０２内の気体をシスターンタンク１０３に排出する配管であり、タンク１０２に接続される配管１４１と、拡大部１４２と、シスターンタンク１０３に接続される配管１４５とを備えている。
【００６３】
図１１に示すように、配管１４５は、一方がシスターンタンク１０３の上部と接続され、他方の先端が閉塞された閉塞部１４５ｅとなっている。そして、配管１４４の閉塞部１４５ｅ側は、拡大部１４２の内部に突入するように配置されている。また、閉塞部１４５ｅ側の配管１４５の側面に、配管１４５と拡大部１４２とが連通する連通部１４５ｈが形成されている。そして、配管１４１と、配管１４５の閉塞部１４５ｅの中心が同じ直線状となるように配置されている。
【００６４】
図１２用いて、気体排出用配管１０４’の動作について説明する。
配管１４５の先端を塞ぎ閉塞部１４５ｅとすることにより、気体Ｇにより押し上げられた高温の湯は閉塞部１４５ｅに当り、拡大部１４２内の周囲に逃げた後、拡大部１４２内に落下する。これにより、シスターンタンク１０３へ高温の湯が流出することを阻止することができる。また、気体Ｇは、連通部１４５ｈを通りシスターンタンク１０３へ排出することができる。
また、気体排出用配管１０４’’は、タンク１０２を排水した際、拡大部１４２内の水も排水することができる。
【００６５】
また、第３実施形態と同様に、沸き上げ時に発生する膨張水を高温の湯としてシスターンタンク１０３に流出させるのではなく、低温の水の状態でシスターンタンク１０３に流出させるため、膨張水のシスターンタンク１０３への排水による熱ロスを低減させることができる。
【００６６】
なお、本実施形態に係る給湯機は、上記実施形態の構成に限定されるものではなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲内で種々の変更が可能である。
【００６７】
例えば、上記実施形態においては、液体が流出することを阻止する液体流出阻止部として、拡大部を形成する構成として説明したが、これに限定されるものではなく、真上に伸びる気体排出用配管をクランク形状にする構成としてもよい。また、気体排出用配管に多孔質部材を設けて、気体は多孔質部材を通気して排出され、液体は多孔質部材に当って外部に排出されないようにしてもよい。
【００６８】
例えば、上記実施形態においては、シスターンタンク内に気体を排出するものを例に説明したが、気体を外部に排出するものであればこれに限定されるものではなく、周囲の空間に排出するものであっても良い。また、タンクは大気開放されるものであればよく、シスターンタンクは必須の構成要素ではない。
【００６９】
また、上記実施形態においては、ヒートポンプを用いて液体を加熱するものを例に説明したが、これに限定されるものではなく、タンクの内部に備えられるヒータによって液体を加熱するものであっても良い。
【００７０】
また、上記実施形態においては、タンクには温水が貯留されるものとして説明したが、タンクに貯留される対象はこれに限定されるものではなく、液体であれば任意のものが考えられる。例えば、液体を直接的に給湯に用いることなく給水を間接的に加熱する熱媒体として用いるタイプの給湯機であれば、該液体が水以外のものであってもよい。
【符号の説明】
【００７１】
１                貯湯タンク
２                給水管
３                出湯管
４                蛇口
５                ヒートポンプユニット
６                ヒートポンプ往き配管
７                ヒートポンプ戻り配管
８                空気抜き用配管（液体流出阻止部、阻止体収容部、気体排出用配管）
９                シスターンタンク
１０              タンク給水管
１１              球体（液体流出阻止部、液体流出阻止体）
１２              上部ストッパー
１３              下部ストッパー
１０１            給湯機
１０２            タンク
１０２ａ          タンク給水配管
１０２ｂ          出湯配管
１０２ｈ          孔
１０３            シスターンタンク
１０３ａ          シスターン給水配管
１０３ｂ          オーバーフロー配管
１０４            気体排出用配管（気体排出機構）
１４１，１４４    配管（気体排出経路）
１４２            拡大部（気体排出経路、液体流出阻止部）
１４３，１４５    配管（気体排出経路、縮小部）
１４４ｅ            閉塞部（突入部の先端）
１４４ｈ，１４５ｈ  連通部
１４５ｅ            閉塞部（突入部の下端）
１０５              ヒートポンプユニット
１０５ａ            ヒートポンプ往き配管
１０５ｂ            ヒートポンプ戻り配管
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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