(57)【要約】【課題】配管作業の危険性を低減し、材料費や労務費を削減し、工期を短縮する。【解決手段】循環式給湯システムに適用した密閉型貯湯装置１は密閉型の貯湯タンク２を備えている。貯湯タンク２の下部の一方の開口に湯水流出管３を通し、他方の開口には補給水管４を接続してある。湯水流出管３の下端には循環給湯管５の一端を接続し、循環給湯管５の他端は補給水管４の下端に接続してある。貯湯タンク２の外側には加熱器８を設置してある。湯水流出管３は、貯湯タンク２内の上部に滞留している湯水を貯湯タンク２の下部から流出させるために設けてあり、上部開口が適当な高さに位置するように貯湯タンク２内に立設してある。【選択図】図１
2006207993.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
湯水を貯留する密閉型の貯湯タンクと、該貯湯タンク内の上部で開口し、湯水が流出する湯水流出管と、前記貯湯タンクに配設された加熱器とからなることを特徴とする密閉型貯湯装置。
【請求項２】
前記貯湯タンク上部には、空気抜き器が備えられていることを特徴とする請求項１記載の密閉型貯湯装置。
【請求項３】
前記貯湯タンクには、補給水管が接続され、該補給水管はエゼクタを備えていることを特徴とする請求項１または２のいずれかに記載の密閉型貯湯装置。
【請求項４】
前記貯湯タンクには、補給水管が接続され、該補給水管はオリフィスを備えていることを特徴とする請求項１または２のいずれかに記載の密閉型貯湯装置。
【請求項５】
前記貯湯タンク内には、整流部材が備えられていることを特徴とする請求項１または２のいずれかに記載の密閉型貯湯装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ホテル、病院などの建物において湯水を出湯個所へ循環供給する循環式給湯システムに使用される密閉型貯湯装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ホテル、病院などの建物で使用されている給湯設備は、密閉型貯湯装置で加熱した湯水を循環給湯管によって各出湯個所に循環供給する循環式給湯システムとされている場合が多い。この循環式給湯システムの密閉型貯湯装置は、湯水を貯留する貯湯タンク、この貯湯タンクの底部に設けられて補給用の給水を貯湯タンク内に流入させる補給水管、貯湯タンクの頂部に設けられて貯湯タンクから高温の湯水を流出させる湯水流出管、貯湯タンク内の低温の湯水を加熱する加熱器、貯湯タンクの破裂を防止する安全弁などで主に構成されている。このような密閉型貯湯装置を備えた循環式給湯システムは、湯水流出管から流出する湯水を出湯個所を経由して補給水管へと循環させる循環給湯管、この循環給湯管内の湯水を強制的に循環させる循環ポンプ、循環給湯管内の気泡を外部に排除する空気抜き弁、貯湯タンクに補給するための給水を貯留する補給水槽、この補給水槽と循環給湯管を接続する給水管などが更に含まれている。
【０００３】
例えば、図２７は従来の密閉型貯湯装置１０１を適用した循環式給湯システムを示している。この従来の密閉型貯湯装置１０１には、湯水を貯留する貯湯タンク１０２が備えられている。この貯湯タンク１０２の底部と頂部には、図示しない底部開口と頂部開口がそれぞれ形成されている。貯湯タンク１０２の底部開口には、循環した湯水や補給用の給水を貯湯タンク１０２に流入させる補給水管１０３が、貯湯タンク１０２の外側から接続されている。貯湯タンク１０２の頂部開口には、貯湯タンク１０２内の湯水を流出させる湯水流出管１０４が、貯湯タンク１０２の外側から接続されている。貯湯タンク１０２の一方の側壁には加熱器１０５が取り付けられ、他方の側壁には安全弁１０６が取り付けられている。このように、密閉型貯湯装置１０１は、貯湯タンク１０２、補給水管１０３、湯水流出管１０４、加熱器１０５、および安全弁１０６で主に構成されている。
【０００４】
加熱器１０５は蒸気や高温水を熱源とするコイル型の熱交換器とされ、その加熱部１０５ａが貯湯タンク１０２の挿入口１０２ａから貯湯タンク１０２内に挿入され、貯湯タンク１０２に固定されている。安全弁１０６は、何らかの異常が発生しても貯湯タンク１０２内の圧力が最大耐久圧力を超えないようして、貯湯タンク１０２が破裂しないようにするものとされている。この安全弁１０６は、貯湯タンク１０２内の圧力が所定値以上になった場合に開き、貯湯タンク１０２内の湯水を外部に排出するように構成されている。なお、コイル型の加熱器１０５の代りに、熱交換器、給湯ボイラなどの加熱器が貯湯タンク１０２の外部に設置されている場合もある。この場合には、貯湯タンク１０２の側壁に往側取出口と還側取出口が上下方向に間隔をおいて形成されている。また、往側取出口は往側接続管を介して熱交換器の流入口に接続されている。そして、熱交換器の流出口は環側接続管を介して還側取出口に接続され、還側接続管には循環ポンプが配設されている。
【０００５】
このような密閉型貯湯装置１０１の補給水管１０３と湯水流出管１０４には、湯水を循環させる循環給湯管１０７が接続されている。この循環給湯管１０７には出湯個所１０８、循環ポンプ１０９、空気抜き器１１０、１１１、逆流防止弁１１２などが配設されている。循環給湯管１０７には補給水槽１１３が給水管１１４を介して接続され、給水管１１４には加圧ポンプ１１５、逆流防止弁１１６などが配設されている。このように、循環式給湯システムには、密閉型貯湯装置１０１のほかに、循環給湯管１０７、出湯個所１０８、循環ポンプ１０９、空気抜き器１１０、１１１、逆流防止弁１１２、補給水槽１１３、給水管１１４、および開閉弁１２１、１２２、１２３が含まれている。出湯個所１０８は給湯栓、湯水混合栓、シャワーなどとされ、最寄りの循環給湯管１０７から分岐配管を介して導かれている。空気抜き器１１０は、湯水中の溶存空気が分離して循環給湯管１０７内に溜まった空気を排出するために設けられ、循環給湯管１０７の最も高い位置、すなわち空気が滞留し易い位置、例えば湯水流出管１０４と循環給湯管１０７の接続部の近傍で循環給湯管１０７の向きが垂直方向から水平方向に変化する部分に設けられている。
【０００６】
ここで、給水管１１４に加圧ポンプ１１５が配設されている理由は次のような理由とされている。すなわち、貯湯タンク１０２内の湯水を出湯個所１０８に十分に供給するためには、湯水に所定値以上の水圧を与える必要がある。このためには、補給水槽１１３から給水管１１４を通って循環給湯管１０７に流れ込む給水に所定値以上の水圧を与えればよい。通常、この水圧は補給水槽１１３内の給水の水位と循環給湯管１０７の最も高い位置との間の高低差、すなわち水頭差によって与えられる。しかし、密閉型貯湯装置１０１を建物の屋上階に設置する場合には、十分な水頭差を得ることが困難であるので、給水管１１４に加圧ポンプ１１５が配設される。
【０００７】
このような循環式給湯システムの循環給湯管１０７を配管する際には、高所作業車を手配してそれを作業足場とするか、配管作業のための作業足場を構築する必要がある。実際の循環給湯管１０７の配管作業は、まず循環給湯管１０７用の支持金物を床上に配設する。そして、支持金物の上に循環給湯管１０７の補給水管１０３側の部分を補給水管１０３の最寄りまで水平に配管した後に、循環給湯管１０７の端部を９０度エルボ、チーズなどで垂直方向に方向転換して補給水管１０３に接続する。また、循環給湯管１０７の湯水流出管１０４側の部分では、循環給湯管１０７を湯水流出管１０４の接続口から垂直方向に立ち上げた後に、９０度エルボ、チーズなどで水平方向に方向転換して貯湯タンク１０２の邪魔にならない位置まで延ばし、更に９０度エルボ、チーズなどで垂直下方に方向転換し、上記支持金物によって支持可能な高さまで立ち下げ、更に９０度エルボ、チーズなどで水平方向に方向転換する。
【０００８】
なお、以上説明した従来技術は当業者一般に知られた技術であって、有効な先行公知文献はありません。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
上記従来の密閉型貯湯装置１０１を適用した循環式給湯システムを新設したり更新したりする際には、貯湯タンク１０２の頂部よりも高い位置、例えば３ｍ以上の高さ位置で配管作業を行なう必要があるため、その配管作業には危険が伴っている。また、このような配管作業には、高所作業車の手配や作業足場の構築が必要となっていて、前者は高所作業者の手配に費用が嵩み、後者は作業足場の構築のための材料費や労務費が嵩んでいる。さらに、作業足場を構築するための時間が必要となっている上に、高所での配管作業は低所での配管作業よりも多くの時間を要するため、建物主からの短工期化の要求に応えるには障害となっている。そして、高所において循環給湯管１０７を支持するための支持金物は、低所において循環給湯管１０７を支持するための支持金物よりも大きな剛性が必要となるため、配管作業が大掛かりとなり、設置コストが高価となっている。
【００１０】
また、水中の溶存空気は、水温が高くなるほど、また、水圧が低くなるほど、気水分離が発生し易い。この気水分離が発生した場合には、溶存空気が元の気体の状態に戻るために気泡となる。このような気泡の発生は、貯湯タンク１０２内の高温の部分、つまり加熱器１０５の近傍や、循環給湯管１０７で水圧が最も低下する場所、すなわち湯水流出管１０４の近傍の最も高い部分で著しい。通常、湯水は循環ポンプ１０９の力で強制的に循環されるので、発生した気泡のうちでも比較的小さな気泡は湯水と共に押し流されながら、空気抜き器１１０によって外部に順次に排出される。しかし、発生した気泡の数が多い場合には、全ての気泡が空気抜き器１１０によって排出し切れず、一部の気泡は空気抜き器１１０で排出されずにそこを通過してしまう場合がある。この場合には、気泡が出湯個所１０８から吐出することとなり、出湯個所１０８で騒音や吐水の脈動が発生する。また、気泡が循環給湯管１０７内の滞留し易い個所に集まって大きな気泡となり、この大きな気泡は湯水と共に流れることが困難となり、湯水の循環を阻害する。
【００１１】
特に、複数台の密閉型貯湯装置１０１を並設した循環式給湯システムの場合には、循環給湯管１０７を補給水管１０３側と湯水流出管１０４側のそれぞれでヘッダー配管すると共に各密閉型貯湯装置１０１に分岐配管してそれぞれ接続するので、１台の密閉型貯湯装置１０１に接続する湯水流出管１０４側の分岐配管に大きな気泡が溜まって湯水の循環が阻害された場合には、その密閉型貯湯装置１０１の系統だけ管内の抵抗が増大することになる。これにより、湯水の出湯バランスが崩れ、他の密閉型貯湯装置１０１からのみ湯水が循環することになり、循環式給湯システムの最大給湯能力を発揮できなくなる。したがって、ホテルなどのような湯水の使用量が著しく増加するピーク時間帯がある場合には、湯水を十分に供給することができなくなり、その結果として湯水の温度が低下することになる。
【００１２】
また、空気抜き器１１０を通過した気泡が循環ポンプ１０９まで流れた場合には、循環ポンプ１０９の水車羽根に空気が絡み付くので、水車羽根が空転することになり、循環ポンプ１０９を回転駆動する電動機が焼損することがある。特に、密閉型貯湯装置１０１を建物の最上階や屋上階などに設け、下階の出湯個所１０８に湯水を供給する、いわゆる下向き循環式給湯システムの場合には、補給水槽１１３内の水位と循環給湯管１０７の最高位との間の水頭差を十分に確保することが容易でないので、湯水を最高位の出湯個所１０８から最低限の水圧で吐出させ得る水頭差で設計することが多い。この場合には、循環給湯管１０７内の水圧が低くなるので、気泡が特に発生し易くなり、上記と同様な気泡による様々な問題が発生する。また、循環給湯管１０７内の水圧を上昇させるために給水管１１４に加圧ポンプ１１５を配設しても、確かに気泡は発生し難くなるが、加圧ポンプ１１５を設置するためのコストが必要となる。
【００１３】
さらに、貯湯タンク１０２内では、上方には高温湯水が滞留し、下方に向かうにつれて徐々に湯温が低下していき、貯湯タンク１０２内の下方には低温湯水が滞留する層状の温度分布となっている。貯湯タンク１０２の側壁には、所定高さ位置に図示しない開口が設けられており、その開口には温度センサが挿入されて、その所定高さ位置の水位（所定水位）にある湯水の湯温を計測している。湯水を加熱する加熱器１０５の制御は、その温度センサの計測湯温と設計時に予め定められた設定湯温とを比較することで行われる。つまり、貯湯タンク１０２の所定水位にある湯水の湯温が設定湯温となるように常時制御されている。よって、貯湯タンク１０２の全容量中に占める使用可能な湯水貯留量は、上方から所定温度以上の湯水が滞留している所定水位までの部分の容量となる。所定水位より或る程度下の水位までの湯水は多少ぬるいがなんとか使用できるが、それ以下の水位の湯水は、使用に全く適さない低温の湯水である。したがって、循環式給湯システムを設計する際には、建物のピーク時間帯における湯水の設計使用量を算出し、その設計使用量を所定温度で供給可能な湯水貯留量を有する貯湯タンク１０２を選定する。しかし、その設計通りに施工した建物で密閉型貯湯装置１０１が実際に稼働している間に、実際のピーク時間帯の湯水使用量が設計使用量を大きく超えてしまった場合には、所定温度以下の使用に全く適さない湯水が循環給湯管１０７を通って出湯個所１０８に流れる。特に、ホテルのような建物において浴槽やシャワーで湯水が大量に使用される夜間などの著しいピーク時間帯が存在する場合には、設計使用量以上の湯水が短時間で使用されるので、十分に温められていない浴槽水やシャワー水に不適な低温湯水が浴槽のカランやシャワーヘッドから流出し、宿泊客からのクレームが発生する。
【００１４】
このような使用形態の建物においては、設定湯温よりも高温の湯水を必ずしも確保する必要はなく、設定湯温かあるいは設定湯温よりも多少低いが許容範囲内の湯温の湯水を大容量に確保することが重要となる。この考え方に基づき、近年、貯湯タンク１０２の側壁に取出口を上方と下方の２個所に設け、循環ポンプを備えた循環管の両端を接続し、循環ポンプによって上方の高温湯水を下方に送水することによって、貯湯タンク１０２内の湯水を撹拌して全体の湯温を均一化する撹拌装置を備えた密閉型貯湯装置が開発されている。これによって、出湯個所１０８からの湯水使用量が設計使用量よりも少ない時間帯に貯湯タンク１０２内の湯水を撹拌装置によって撹拌しながら加熱器１０５で加熱でき、貯湯タンク１０２内の貯湯湯水全てが設定湯温に確保できる。また、実際の湯水使用量が設計使用量を大きく超えてしまった場合でも、低温湯水と高温湯水とを撹拌しているため、全体の湯温の低下幅が少なく、許容範囲の湯温を供給でき、それなりの効果を上げていた。しかし、別途撹拌装置を設置するため、イニシャルコストが嵩み、随時循環ポンプを起動させるため、ランニングコストも嵩む。また、撹拌装置分、密閉型貯湯装置の設置スペースが大きくなってしまうという問題もあり、普及が伸び悩んでいる。
【００１５】
一方、湯水使用量が著しく増大するが目立ったピーク時間帯がなく、高温の湯水を常時供給することが必要である使用形態の建物においては、一時的に多量の湯水が使用されると、圧力の高い給水管１１４から多量の給水が循環給湯管１０７内の低温の湯水に流入するので、循環給湯管１０７を流れる低温の湯水の流速が上昇し、低温の湯水が補給水管１０３から貯湯タンク１０２内に勢いよく吐出する。この結果、貯湯タンク１０２内の湯水が多少撹拌され、湯水の層状温度分布が乱される。このような場合には、湯水流出管１０４から循環給湯管１０７に流出する湯水の湯温が一時的に低下し、この低温の湯水が出湯個所１０８で吐出し、湯水の使用者に不快感を与える。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
この発明に係る密閉型貯湯装置は、湯水を貯留する密閉型の貯湯タンクと、この貯湯タンク内の上部で開口し、湯水が流出する湯水流出管と、貯湯タンクに配設された加熱器とからなるものである。
【発明の効果】
【００１７】
この発明は、貯湯タンクの下部に開口を設け、この開口に湯水流出管の一端を接続して湯水流出管を貯湯タンク内に立ち上げ、湯水流出管の他端を貯湯タンク内上部で開口させ、貯湯タンクの下部開口に外側から循環給湯管を接続することにより、湯水流出管と循環給湯管の配管作業は全て低所での作業となる。したがって、高所での危険作業が無くなり、作業安全性が大幅に向上する。また、従来は必要であった高所作業車を手配したり高所作業用の作業足場を構築したりする必要がないので、高所作業車を手配する費用を削減でき、また、作業足場の材料費や構築に要する労務費を削減できる。さらに、循環給湯管は低所に配管するだけであるので、循環給湯管の支持金物は低所用のもので済むこととなり、支持金物に要する費用を削減できる。
【００１８】
この発明は、密閉型貯湯装置の製造工場において湯水流出管を貯湯タンク内に予め設置することができるので、循環式給湯システムの一部として建物に施工する際に、湯水流出管を備えた状態で貯湯タンクを現場に納品・設置することができ、現場での配管作業の量が少なくなる。また、循環給湯管の配管作業も低所作業のみとなるので、施工時間が大幅に短縮し、建物主らからの短工期化の要求に容易に対応できる。
【００１９】
この発明は、貯湯タンクの側壁の外面に湯水流出管を上下方向に向けて配置し、湯水流出管の上端と貯湯タンク内面から外面へ貫通するように設けた開口とを９０度エルボ、チーズなどで接続し、湯水流出管の下端を循環給湯管に接続することにより、湯水流出管は貯湯タンク内の上部で開口することとなり、湯水流出管を貯湯タンク内に配置した場合と同様の効果が得られる。
【００２０】
この発明は、貯湯タンクの上部に空気抜き器を設けることにより、気水分離現象に起因して生じた気泡が貯湯タンク内の上部に集まっても、その気泡を空気抜き器によって貯湯タンク外に確実に排出できる。また、気泡を貯湯タンク外に確実に排出できるので、気泡が湯水流出管に流入することがなく、気泡が循環給湯管を経由して出湯個所に至ることもなく、気泡に起因する出湯個所での騒音や吐水の脈動の発生を防止できる。したがって、循環給湯管内の気泡の滞留し易い個所で気泡が集まって大きな気泡になることもないので、従来のような大きな気泡よる湯水の循環障害が発生することもない。
【００２１】
この発明は、気泡が湯水流出管に流入することがないので、循環給湯管に循環ポンプを配設してある場合でも、気泡が水車羽根に絡むことはなく、従来のように水車羽根が空転して電動機が焼損することはない。特に、複数台の密閉型貯湯装置を並設した循環式給湯システムの場合でも、１台または複数台の密閉型貯湯装置のヘッダー配管に接続する分岐配管に気泡が滞留することによる貯湯タンクからの出湯不全を防止でき、循環式給湯システムの給湯能力を常に最大限に発揮させることができる。
【００２２】
この発明は、下向き循環式給湯システムにおいて貯湯タンク内および循環給湯管内の湯水の水圧が通常よりも低いことに起因して多量の気泡が発生しても、それらの気泡を貯湯タンク内の上部に確実に集めて空気抜き器から排出することができる。したがって、給水管に加圧ポンプを設置して水圧を上げる必要がなく、加圧ポンプを設置するためのコストを削減できる。
【００２３】
この発明は、補給水管にエゼクタを設けることにより、エゼクタから噴射した湯水が貯湯タンク内の湯水を撹拌するので、出湯個所からの湯水使用量が少ない時間帯に貯湯タンク全体の湯水を短時間に設定湯温に加熱することができる。また、出湯個所における湯水の使用量が一時的に増大して多量の給水が給水管から循環給湯管に流入しても、貯湯タンク内の湯水全体を設定温度よりも多少低いが使用するのに許容される範囲内の温度に保持することができる。したがって、出湯個所から使用に全く適さない低温の湯水が吐出することを防止でき、湯水の使用者からのクレームを大幅に低減できる。特に、夜間の入浴時間帯のような湯水の使用量が著しく増大するピーク時間帯を有するホテルのような建物に設置した場合に、上記のような大きな効果が得られる。また、貯湯タンク内の湯水全体を出湯個所で使用可能な湯温以上に維持できることにより、貯湯タンク内の出湯個所で使用可能な湯水の量が従来の貯湯タンク内の上部だけに占める高温湯水の量よりも多くなるので、貯湯タンクの小型化が可能となる。
【００２４】
この発明は、補給水管にエゼクタを設けることにより、例えば、そのエゼクタの低温湯水の吐出を複数方向とすれば、低温の湯水が加熱器の加熱部に多く接触し、低温湯水を効率的に加熱させることができ、しかも、加熱部によって加熱されなかった一部の低温湯水の上昇流が低速であることから、貯湯タンクの上方の高温の湯水を撹拌する力は弱く、貯湯タンクの上方の湯水を高温に確保することができる。よって、従来の貯湯タンクと比べて、貯湯タンクの上方における高温湯水の水量をほぼ同量に確保することができ、貯湯タンクの下方の湯水も設定温度以下であっても出湯個所で使用可能な湯温以上に維持することができ、貯湯タンク内の出湯個所で使用可能な湯水の量が従来の貯湯タンク内の上部だけに占める高温湯水の量よりも多くなるので、貯湯タンクの小型化が可能となる。
【００２５】
この発明は、補給水管にオリフィスを設けることにより、湯水と給水の混合水をオリフィスから勢いよく吐出させることができ、その混合水の勢いによって貯湯タンク内の上方の高温湯水と下方の低温湯水とを撹拌することができる。したがって、出湯個所で使用される湯水の量が一時的に設計使用量以上に増大し、それに起因して補給水管から貯湯タンク内に多量の給水が補給されても、貯湯タンク内の湯水の全体を設定温度よりも多少低い温度に維持することができ、その湯温でも問題が生じない使用形態の建物の場合においては、循環ポンプによる撹拌装置を用いなくとも出湯個所から使用に全く適さない低温の湯水が吐水することを防止でき、湯水の使用者からのクレームを大幅に低減できる。また、オリフィスを補給水管に設けただけで、貯湯タンク内の湯水を撹拌可能であるので、循環ポンプを使用する撹拌装置に比べ、イニシャルコストを大幅に低減でき、また他の動力が不要であるのでランニングコストも大幅に低減できる。さらに、オリフィスは補給水管に設けられているため、撹拌装置を用いる場合のような密閉型貯湯装置の設置スペースが大きくなることがない。特に、ホテルのような建物で貯湯タンクの設定湯温が６０度程度で実際に浴槽カランやシャワーヘッドから吐出する湯水に最低限必要な湯温が４０度程度でも問題なく、夜の入浴時間帯のような湯水使用量が著しく増大するピーク時間帯がある場合に大きな効果がある。
【００２６】
この発明は、貯湯タンク内に整流部材を設けることにより、循環する湯水に給水が混合して貯湯タンク内に流入する混合水の勢いが増しても、その混合水の勢いを整流部材によって遮ることができる。この結果、貯湯タンク内の下方の低温湯水が直接に上方の高温湯水に達することを防止できるので、貯湯タンク内の上方に所定温度の高温湯水を確保することができる。よって、所定湯温以上の湯水を確保することが重要である使用形態の建物においては、特に大きな効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
実施の形態１．
図１は、この発明を実施するための実施の形態１における密閉型貯湯装置１を適用した循環式給湯システムの構成図である。この実施の形態１における密閉型貯湯装置１は、湯水を貯留するための密閉型の貯湯タンク２を備えている。この貯湯タンク２の下部には図示しない２つの開口を形成してあり、一方の開口には湯水流出管３を通し、他方の開口には補給水管４を接続してある。湯水流出管３については後で詳細に説明するが、湯水流出管３は貯湯タンク２に水密に固定してあり、補給水管４も貯湯タンク２の外面に水密に固定してある。貯湯タンク２の外部において、湯水流出管３の下端には循環給湯管５の一端をフランジ接続等、通常の配管接続と同様に水密に接続し、循環給湯管５の他端は補給水管４の下端に同様に水密に接続してある。このような循環給湯管５は、給水管６を介して補給水槽７に接続してある。そして、貯湯タンク２の外側には、貯湯タンク２内の湯水を加熱するための加熱器８を設置してある。
【００２８】
貯湯タンク２の壁面上部、例えば頂部に開口を形成してその開口の外側に取出口を設け、空気抜き器１１を貯湯タンク２に取り付けてある。貯湯タンク２の側壁にも開口を形成してその開口の外側に取出口を設け、安全弁１２を貯湯タンク２に取り付けてある。貯湯タンク２には、内部点検のために作業員が出入できる図示しない点検口も設けてある。このような貯湯タンク２は常時大気に開放する開口のない密閉型とし、その材質は鉄、鋼、ステンレス鋼などの適切な何れかの金属とすることができる。
【００２９】
循環給湯管５には、湯水流出管３側から順次に開閉弁２０１、空気抜き器１３、複数の出湯個所１４、循環ポンプ１５、開閉弁２０２および逆流防止弁１６を配設してある。また、給水管６には補給水槽７側から順次に加圧ポンプ１７、開閉弁２０３および逆流防止弁１８を配設してある。ここに、密閉型貯湯装置１は、貯湯タンク２、湯水流出管３、補給水管４、加熱器８、空気抜き器１１、および安全弁１２で主に構成してある。また、循環式給湯システムは、密閉型貯湯装置１を含むほかに、循環給湯管５、給水管６、補給水槽７、空気抜き器１３、出湯個所１４、循環ポンプ１５、逆流防止弁１６、加圧ポンプ１７、および逆流防止弁１８を主に含む構成としてある。
【００３０】
加熱器８を構成するため、貯湯タンク２の側壁に往側取出口２１と還側取出口２２を上下方向に間隔をおいて形成してある。そして、往側取出口２１は往側接続管２３を介してプレート式の熱交換器２４の流入口２４ａに接続してある。熱交換器２４の流出口２４ｂは環側接続管２５を介して還側取出口２２に接続し、還側接続管２５には循環ポンプ２６を配設してある。熱交換器２４は図示しないボイラなどに配管２７を介して接続してある。なお、加熱器８の循環ポンプ２６は往側接続管２３に配設してもよく、また、湯水が加熱器８を自然に循環し得る構造である場合には、循環ポンプ２６を配設する必要はない。
【００３１】
ここで、湯水流出管３は貯湯タンク２内の上部に滞留している高温の湯水を貯湯タンク２の下部から流出させるために設置してある。湯水流出管３を貯湯タンク２内に設置する方法は幾つか挙げることができるが、この実施の形態１では湯水流出管３を細長い管状体とし、その上端を貯湯タンク２内の上部に開口する上部開口とし、下端を循環給湯管５との接続口としてある。湯水流出管３の径は、必要量の湯水を循環給湯管５に流出させ得るように予め選定してある。湯水流出管３を貯湯タンク２内に設置する際には、貯湯タンク２の底壁に設けた開口の下方からその開口に湯水流出管３を挿入し、湯水流出管３の上部開口の高さ位置を適宜に決定した後に、湯水流出管３を貯湯タンク２に固定すればよい。この固定方法としては、貯湯タンク２の開口と湯水流出管３とを溶接で接合する方法や、湯水流出管３の外周にフランジ部を設けて、貯湯タンク２とパッキンを介してボルトおよびナットで接続する方法等が挙げられる。
【００３２】
また、湯水流出管３を貯湯タンク２内に設置するその他の方法としては、湯水流出管３を、一端を貯湯タンク２内側の底壁開口に接続し、他端を貯湯タンク２内上部の適当な高さ位置で開口するような長さの内側管部と、一端を貯湯タンク２外側の底壁開口に接続し、他端を循環給湯管５との接続口を有する外側管部に分割して製作し、それぞれを貯湯タンク２に、溶接やボルトとナット等で接続する方法を挙げることができる。
なお、貯湯タンク２を内部点検する際に、湯水流出管３が障害になる場合がある。その場合は、貯湯タンク２内の湯水流出管３を複数に分割して継手等で着脱自在に接続した構成とすると、内部点検の際は、湯水流出管３を取り外すことで問題が解消でき、密閉型貯湯装置１を設置して循環式給湯システムの使用を開始した後において、湯水流出管３の上部開口の高さ位置を変更する必要が生じた場合、その分割した湯水流出管３の一部を交換するだけで容易に対応できる。
【００３３】
補給水槽７から貯湯タンク２への給水の補給は、通常、補給水槽７内の給水の最低水位と貯湯タンク２内の湯水の最高水位との高低差、すなわち水頭差によって生じる水圧で行なうようにしてある。そして、その水頭差が十分でない場合には加圧ポンプ１７を設置して水圧を必要な値まで上昇させる。よって、水圧がその水頭差だけで十分である場合には、加圧ポンプ１７を必ずしも設置する必要はない。循環式給湯システムが密閉型貯湯装置１を建物の上階に設置し、下階に循環給湯管５を介して出湯個所１４を設置するシステム、いわゆる下向き循環給湯システムである場合には、補給水槽７と貯湯タンク２との間に十分な水頭差を与えることが容易でないので、加圧ポンプ１７を配設する必要がある。
なお、循環給湯管５に給水管６を接続して、貯湯タンク２への給水を行う構成としたが、これに代えて貯湯タンク２の底壁に開口を設け、外壁に取出口を用意して給水管６を接続し、貯湯タンク２に直接給水してもよい。
【００３４】
空気抜き器１１は、貯湯タンク２の頂部に取り付けてあれば、貯湯タンク２内の上部に滞留した気泡の全てを排出できる。しかし、空気抜き器１１の取付け位置は頂部に限定する必要はなく、貯湯タンク２の上部であればよい。ここに、貯湯タンク２の上部とは、湯水流出管３の上部開口よりも高い位置にある貯湯タンク２の全ての部分をいう。空気抜き器１１には、自動空気抜き弁など、気泡（空気）を貯湯タンク２の内部からその外部に排出できるのであればどのような構成のものでも適用できる。
【００３５】
安全弁１２は、貯湯タンク２内の湯水の圧力が所定値以上に上昇した場合に湯水を外部に排出する、いわゆる逃し弁としてある。この安全弁１２には、貯湯タンク２内の湯水の温度が所定値以上に上昇した場合に溶解する溶解栓など、湯水の圧力が所定値またはそれ以上になった場合に湯水を外部に排出し得るのであれば、どのような構造であってもよい。
【００３６】
なお、加熱器８にプレート式の熱交換器２４を適用したが、その他の型式のものも適用することできる。例えば、熱交換器２４には外付けの多管式熱交換器、シェルアンドチューブ式熱交換器など、蒸気や温水を熱源とした熱交換器を適用することができる。さらに、加熱器８として熱交換器２４に代えて、給湯ボイラ、真空式温水発生機、無圧式温水発生機、ガス給湯機、石油給湯機、電気給湯機、太陽熱給湯機などの給湯機も適用することができる。しかし、加熱器８は上記の型式に限定するものではなく、湯水を昇温させることができるのであればどのような構造のものであっても構わない。
【００３７】
また、循環給湯管５に逆流防止弁１６を配設したが、この逆流防止弁１６は必ずしも配設する必要はない。すなわち、湯水が貯湯タンク２から循環給湯管５に逆流する恐れがない場合や、逆流しても循環式給湯システムに影響を与えない程度である場合には、逆流防止弁１６は設置する必要がない。
【００３８】
このような構成の密閉型貯湯装置１を適用した循環式給湯システムにおいて、循環ポンプ１５の作用によって貯湯タンク２内の湯水は湯水流出管３、循環給湯管５、および補給水管４を介して貯湯タンク２内に循環する。そして、出湯個所１４において湯水が使用されると、貯湯タンク２内の湯水が減少するので、補給水槽７から給水が循環給湯管５に流入し、貯湯タンク２内の湯水の量を確保する。逆流防止弁１８は湯水が循環給湯管５から給水管６に逆流するのを防止する。
【００３９】
この間に、加熱器８の循環ポンプ２６が作動し、貯湯タンク２内の下部の湯水が往側取出口２１、往側接続管２３、熱交換器２４、環側接続管２５、および環側取出口２２を通って貯湯タンク２内の上部に循環する。熱交換器２４では、配管２７を介してその一次側に蒸気または温水が流れる。熱交換器２４では、貯湯タンク２からの低温の湯水と配管２７からの高温の蒸気または温水との熱交換を行い、貯湯タンク２内の所定水位、例えば、貯湯タンク２の中間位置における湯水の温度を所定の温度、例えば６０℃に保つ。
【００４０】
以上のような構成と作用により、この実施の形態１における密閉型貯湯装置１は、次のような幾つかの大きな効果が得られる。すなわち、貯湯タンク２内の上部の高温水を循環給湯管５に流出させるための湯水流出管３を貯湯タンク２の内部に配設したので、湯水流出管３の循環給湯管５との接続口を低所に配設することができる。したがって、循環給湯管５も低所において配設できるので、従来のような高所での危険な作業が無くなり、設置作業の安全性が大幅に向上する。
【００４１】
また、従来は必要であった高所作業車の手配や高所作業用足場の構築が不要となるので、高所作業車を手配する費用、高所作業用足場の材料費、その構築に要する労務費などが不要となる。さらに、湯水流出管３や循環給湯管５を設置するための時間が短縮するので、建物主らからの短工期化の要求にも容易に対応することができる。そして、循環給湯管５の全体を低所に設置すればよいので、従来のような高所用の支持金物が不要となり、普通の低所用の支持金物だけで足り、支持金物に要する費用が大幅に低減する。
【００４２】
さらに、貯湯タンク２内の上部の湯水を貯湯タンク２の下部から流出させるので、気水分離現象に起因して発生する気泡は貯湯タンク２内の上部に集められ、湯水流出管３から循環給湯管５に流出することを防止できるので、貯湯タンク２の上部に設けた空気抜き器１１によって排出すべき気泡量が空気抜き器１１の排出能力に比べて多いとしても時間を掛けて貯湯タンク２の外部に確実に排出することができる。したがって、気泡が湯水流出管３に流入することがなく、気泡が出湯個所１４から流出することもなく、気泡に起因する騒音や吐水の脈動が出湯個所１４で発生することもない。
【００４３】
また、気泡が循環給湯管５内に集まって大きな気泡に成長することがないので、湯水が循環給湯管５を円滑に流れると共に、出湯個所１４から円滑に流出する。さらに、気泡が循環ポンプ１５の水車羽根に絡むことがないので、循環ポンプ１５の水車羽根が空転することがなく、循環ポンプ１５の電動機が焼損することもない。特に、複数台の密閉型貯湯装置１を並設した循環式給湯システムの場合でも、１台または複数台の密閉型貯湯装置１のヘッダー配管に接続する分岐配管に気泡が滞留することがないので、各貯湯タンク２から均等に湯水が流出し、その循環式給湯システムはその給湯能力を常に最大限に発揮できる。
【００４４】
なお、従来の下向き循環式給湯システムの場合には、貯湯タンク２内および循環給湯管５内の湯水の圧力が通常よりも低いことに起因して気水分離が発生し易く、多数の気泡が発生するが、この発明の密閉型貯湯装置１を用いた下向き循環式給湯システムは、貯湯タンク２内の上部に集まった気泡を空気抜き器１１によって確実に排出できるので、貯湯タンク２内および循環給湯管５内の湯水の水圧を上げる必要がなく、給水管６に加圧ポンプ１７を配設する必要がなく、設備コストが低減する。
【００４５】
実施の形態２．
図２は、この発明を実施するための実施の形態２における密閉型貯湯装置１を適用した循環式給湯システムの構成図である。以降、図１と同じ部分に同じ符号を付して重複説明を省略する。この実施の形態２における循環式給湯システムでは、貯湯タンク２内の湯水流出管３の上端開口を湯水流出管３の管径よりも拡径したホッパー部３０を有する形状とした点が実施の形態１における循環式給水システムと大きく異なる。その他の構成は実施の形態１と同様である。
【００４６】
実施の形態２における湯水流出管３では、管径よりも拡径したホッパー部３０を上端開口に有する構成としたことにより、貯湯タンク２内の湯水が湯水流出管３に流入する際の圧力損失を低減することができる。これにより、湯水の水圧損失を低減でき、実施の形態１の場合よりも、給水管６からの給水圧力が低くても、出湯個所１４からの出湯圧力が同じとすることができ、大きな効果がある。
【００４７】
また、ホッパー部３０を持たずに通常の同一径で開口している湯水流出管３では、補給水管４から流入した、あるいは貯湯タンク２内の下方で発生した気泡が貯湯タンク２内の上部へ上昇するときに、湯水流出管３の上端開口に湯水が流入するときに発生する誘引作用によって、気泡も一緒に流入してしまう場合があった。この実施の形態２における湯水流出管３では、上端開口が徐々に拡径されたホッパー部３０を有する形状となっていることにより、湯水流出管３の外壁に沿うように貯湯タンク２の下方から上昇してくる気泡がホッパー部３０の外壁で上端開口から外側に押し出される形になるので、気泡が上端開口から流入しにくくなる効果がある。特に、ホッパー部３０の上端開口の径が、湯水流出管３の管径の２倍以上であるとより効果があり好ましく、２．４５倍以上であると顕著な効果がある。
【００４８】
実施の形態３．
図３は、この発明を実施するための実施の形態３における密閉型貯湯装置１を適用した循環式給湯システムの構成図である。以降、図１と同じ部分に同じ符号を付して重複説明を省略する。この実施の形態３における循環式給湯システムでは、実施の形態１における加熱器８の代りに内蔵型加熱コイルから成る加熱器９を設置し、空気抜き器１１を貯湯タンク２の頂部から外れた位置に設置してある点で実施の形態１における循環式給湯システムと大きく異なっている。その他の構成は実施の形態１と同様としてある。
【００４９】
この実施の形態３における加熱器９は、蒸気や温水を熱源とする内蔵型加熱コイルとしてある。そして、加熱器９の加熱部９ａを貯湯タンク２の側壁の下部に形成した挿入口２ａに挿入し、加熱器９を図示しないボルトとナットによって貯湯タンク２に固定してある。この加熱器９には電気ヒーターなども代用できる。他方、空気抜き器１１は貯湯タンク２の天壁に設置してあるが、天壁の頂部よりも低い位置に設置してある。
【００５０】
この実施の形態３における密閉型貯湯装置１では、実施の形態１と同様な効果が得られるほかに、加熱器９の加熱部９ａを貯湯タンク２内に突出させたので、左右方向の必要設置空間が少なくなる。また、空気抜き器１１を頂部から外れた位置に設置したので、上下方向の必要設置空間も減少する。なお、空気抜き器１１を実施の形態１の場合と同様に貯湯タンク２の頂部に設置したとしても、左右方向の必要設置空間だけは減少する。
給水管６に加圧ポンプ１７を配設する必要がなく、設備コストが低減する。
【００５１】
実施の形態４．
図４は、この発明を実施するための実施の形態４における密閉型貯湯装置１を適用した循環式給湯システムの構成図である。以降、図３と同じ部分に同じ符号を付して重複説明を省略する。この実施の形態４における循環式給湯システムでは、実施の形態３における循環式給湯システムの密閉型貯湯装置１に対して、実施の形態２の密閉型貯湯装置１で示したホッパー部３０を有する湯水流出管３を適用した構成となっている。その他の構成は実施の形態３と同様である。
【００５２】
以上、この実施の形態４における密閉型貯湯装置１では、実施の形態３に示した効果のほかに、実施の形態２に示した効果も同時に得られる。
【００５３】
実施の形態５．
図５は、この発明を実施するための実施の形態５における密閉型貯湯装置１を適用した循環式給湯システムの構成図である。この実施の形態５における循環式給湯システムは、湯水流出管３１を貯湯タンク２外の側部に配置してある点で実施の形態１における循環式給湯システムと大きく異なっている。その他の構成は実施の形態１と同様としてある。この実施の形態３では、貯湯タンク２の側壁の上部に図示しない開口を設け、この開口に９０度エルボ（またはチーズ）３１ａを介して湯水流出管３１を配置してある。この湯水流出管３１は貯湯タンク２の側壁に例えば２つの取付金具３２によって固定してある。貯湯タンク２に設けた開口の下縁の高さ位置は、実施の形態１における湯水流出管３の上部開口の高さ位置と同等としてあり、湯水流出管３１の下端の高さ位置は実施の形態１における湯水流出管３の下端の高さ位置と同等としてある。
【００５４】
この実施の形態５における密閉型貯湯装置１では、実施の形態１と同様な効果が得られるほかに、湯水流出管３１を貯湯タンク２外の側部に設けたので、実施の形態１の場合のように貯湯タンク２の内部の狭い空間で湯水流出管３１を配設するのではなく、貯湯タンク２の外部の広い空間で配設できるので、密閉型貯湯装置１を工場等で製作する際の作業に要する労力が軽減すると共に、製作作業に要する時間が短縮する。また、貯湯タンク２の外部に湯水流出管３１を配設したので、貯湯タンク２の内部の構造が簡素化し、内部空間が狭くなることがないので、貯湯タンク２内の点検作業が容易になる。さらに、実施の形態１の場合で湯水流出管３を支持固定する必要があるときは支持金物を貯湯タンク２の内壁と溶接固定するが、その溶接個所は常時湯水と接触している。溶接個所は通常の部分に比べ腐食しやすい状況にあるので、腐食の危険性が増大し、湯水の漏出の危険性が増大する問題があったが、この実施の形態３では、湯水流出管３の支持固定は、貯湯タンク２の外部側壁に取付金具３２を溶接等で取り付けるので、腐食の危険性が大幅に低減される。
【００５５】
実施の形態６．
図６は、この発明を実施するための実施の形態６における密閉型貯湯装置１を適用した循環式給湯システムの構成図である。この実施の形態６における循環式給湯システムは、実施の形態１における加熱器８を実施の形態２と同様な加熱器９に代えると共に、実施の形態１における湯水流出管３を実施の形態３と同様な湯水流出管３１としてある点で実施の形態１における循環式給湯システムと大きく異なっている。その他の構成は実施の形態１と同様としてある。したがって、この実施の形態６における密閉型貯湯装置１では、実施の形態３と同様な効果が得られる上に、実施の形態５と同様な効果が得られる。
【００５６】
実施の形態７．
図７は、この発明を実施するための実施の形態７における密閉型貯湯装置１を適用した循環式給湯システムの構成図である。この実施の形態７における循環式給湯システムは、実施の形態１における空気抜き器１１に代えて制御弁３３と制御盤３４を設けてある点で実施の形態１における循環式給湯システムと大きく異なっている。その他の構成は実施の形態１と同様としてある。制御弁３３は貯湯タンク２の天壁の頂部に配設し、常時閉状態としてある。制御弁３３は制御盤３４に電気的に接続し、制御弁３３を自動的に開閉できるようにしてある。制御盤３４は制御弁３３を所定の時間間隔で開閉し、貯湯タンク２内の上部に集まった気泡を貯湯タンク２の外部に排出する。制御弁３３の開閉周期は、密閉型貯湯装置１を設置した直後は１日１回程度とし、その後は密閉型貯湯装置１の稼動中の貯湯タンク２内の気泡の蓄積の程度に応じて調整するのが好ましい。制御弁３３には、電磁弁、電動弁などの電気を動力とする弁や、空気圧弁、油圧弁などの空気圧または油圧を動力とする弁を適用できるが、制御盤３４からの信号によって自動的に開閉できるのであれば、制御弁３３の構造は限定するものではない。
なお、制御弁３３の設置位置は、必ずしも貯湯タンク２の天壁の頂部に配設する必要はなく、湯水流出管３の上部開口よりも高い位置である貯湯タンク２の上部であれば、どのような設置位置でもよい。また、この制御弁３３および制御盤３４は、実施の形態２から実施の形態６に示した各密閉型貯湯装置１に対しても適用可能である。この場合、空気抜き器１１に代えて、制御弁３３および制御盤３４を配設する。
【００５７】
この実施の形態７における密閉型貯湯装置１と循環式給湯システムでは、実施の形態１から実施の形態６と同様な効果が得られるほかに、従来の自動空気抜き弁はカルシウム成分などのスケールが短期間に付着して正常に作動しなくなり、貯湯タンク２内の気泡を貯湯タンク２の外部に排出できなくなることがあったが、この実施の形態５では制御弁３３を自動的かつ強制的に開閉できるので、スケールによる開閉不良を防止でき、貯湯タンク２内の気泡を貯湯タンク２の外部に確実に排出できる。また、仮に制御弁３３が固着などによって故障した場合でも、その故障を制御盤３４によって認識できるので、気泡が気付かないままに貯湯タンク２内で蓄積することを防止できる。
【００５８】
実施の形態８．
図８は、この発明を実施するための実施の形態８における密閉型貯湯装置１を適用した循環式給湯システムの構成図である。この実施の形態８における循環式給湯システムは、実施の形態７と同様な制御弁３３と制御盤３４を設けてあるほかに、水位検出器３５を設けてある点で実施の形態１における循環式給湯システムと大きく異なっている。その他の構成は実施の形態１と同様としてある。水位検知器３５は貯湯タンク２の上部に形成してある開口に設置し、制御盤３４は貯湯タンク２内の水位を検出して制御弁３３を制御するようにしてある。水位検知器３５は、電極棒や電極帯を貯湯タンク２内の湯水に浸漬して湯水の水位を検知する構成、ボールタップと接点スイッチによって水位を検知する構成、超音波変位計やレーザー変位計のような距離計測センサを設置して湯水の水面との距離を計測して水位を検知する構成や、貯湯タンク２の側面あるいは下部に開口を形成して圧力センサを配設して貯湯タンク２内の圧力から湯水の水位を算出する構成などとすることができる。しかし、水位検知器３５の構成は限定するものではなく、貯湯タンク２内の湯水の水位を検知できるのであれば、どのような構成であってもよい。
【００５９】
この実施の形態８における密閉型貯湯装置１では、水位検知器３５から貯湯タンク２内の湯水の水位信号が制御盤３４に入力し、その水位が所定以下になった場合に、制御盤３４は制御弁３３に信号を出力する。これにより、制御弁３３が開き、貯湯タンク２内の気泡が外部に流出する。したがって、この実施の形態８では実施の形態７と同様な効果が得られる。その上に、実施の形態５では制御弁３３の開閉周期を所定の時間に固定したため、貯湯タンク２内の気泡の量が少ない場合でも気泡の量が多い場合と同じ時間だけ制御弁３３を開くことになり、無駄な湯水が貯湯タンク２から流出することがあったが、この実施の形態８では、貯湯タンク２内の水位を常時検知するので、全ての気泡が貯湯タンク２から流出したら直ちに制御弁３３を閉じることができ、無駄に流出する湯水の量を最小限に抑えることができる。なお、この実施の形態８における制御弁３３、制御盤３４、および水位検出器３５は、実施の形態２から実施の形態６に示した各密閉型貯湯装置１に対しても適用可能である。
【００６０】
実施の形態９．
図９は、この発明を実施するための実施の形態９における密閉型貯湯装置１を適用した循環式給湯システムの構成図、そして図１０は図９の部分拡大断面図である。この実施の形態９における循環式給湯システムは、実施の形態４における循環式給湯システムとは、補給水管４よりも長い補給水管４１を設け、この補給水管４１の上端にエゼクタ４９を設けた点が大きく異なっている。その他の構成は実施の形態４と同等としてある。この実施の形態９における補給水管４１の内径と外径は実施の形態４における補給水管４と同様とし、補給水管４１は貯湯タンク２の底壁の開口に貫通させて貯湯タンク２に水密に固定してある。補給水管４１のフランジ部４１ａと循環給湯管５のフランジ５ａとは、間にガスケット４３を介在させてボルト４４とナット４５によって連結してある。
【００６１】
補給水管４１の上端に設けられているエゼクタ４９は、縮径部４９０と、縮径部４９０の上方に空間を隔てて配置される拡散部４９１と、縮径部４９０および拡散部４９１を連結して支持する支持部４９２とにより構成されている。よって、エゼクタ４９は、縮径部４９０と拡散部４９１との間に吸引口４９３を有している。
この実施の形態９における循環式給湯システムでは、循環ポンプ１５が圧送する低温の湯水が循環給湯管５と補給水管４１を介してエゼクタ４９の縮径部４９０に流れ込むが、縮径部４９０は先細形状となっているので、その湯水は、縮径部４９０において流速が大幅に上昇した状態で吐出される。そしてこの吐出された湯水は、拡散部４９１の下端開口に流入する。このとき、流速の速い湯水は、吸引口４９３を通過する際、誘引作用によって、エゼクタ４９の周囲の湯水を吸引口４９３から誘引して、拡散部４９１の下端開口に流入させる。つまり、拡散部４９１の下端開口には、補給水管４１から流入した湯水とエゼクタ４９の周囲の湯水の両方が流入し、拡散部４９１の上端開口から吐出されることとなり、多くの量の湯水がエゼクタ４９から貯湯タンク２内へ勢いよく吐出される。
【００６２】
エゼクタ４９から噴出した湯水は、貯湯タンク２内の湯水に下方から上方へ向かう上昇流を発生させると同時に、補給水管４１から遠い所の湯水に上方から下方へ向かう下降流を発生させる。さらに、エゼクタ４９は、その周囲の湯水を吸引口４９３から吸引するため、湯水の上方から下方へ向かう下降流を更に加速させる。このように、エゼクタ４９から噴出した湯水は貯湯タンク２内の湯水を旋回流動させ、貯湯タンク２内の上部の高温湯水と下部の低温湯水とを撹拌し、貯湯タンク２内の湯水の温度を均一化する。
【００６３】
ここに、循環給湯管５を流れる湯水の速度が一定であれば、縮径部４９０を流れる湯水の速度が増加し、上記のように湯水がエゼクタ４９から勢いよく噴射することになる。しかし、縮径部４９０の抵抗が大きい場合には、循環給湯管５を流れる湯水の速度が低下し、その内部の圧力が大きくなる。この場合には、補給水槽７からの給水が循環給湯管５内に円滑に流れ込まないので、貯湯タンク２と補給水槽７との水頭差を更に大きくするか、そうでなければ加圧ポンプ１７によって加圧する必要がある。
なお、図１０では、エゼクタ４９を縮径部４９０と補給水管４１とを溶接接続、接着接続等で固定した一体構造としているが、ネジ接続、フランジ接続、メカニカル接続等を用いて、エゼクタ４９と補給水管４１とを着脱自在の構造とすると、エゼクタ４９の劣化時等の交換が容易であり好ましい。また、エゼクタ４９の構造は、図１０で示したものに限定されるわけではなく、補給水管４１に流入する湯水の流速を上昇させる縮径部４９１、エゼクタ４９の周囲の湯水を吸引する吸引口４９３および補給水管４１からの湯水とエゼクタ４９の周囲の湯水を混合して吐出する拡散部４９２を備えた構造であれば、どのような構造であってもよい。エゼクタ４９は、一般にインジェクターとも呼ばれることがあるが、その構造は同一である。
【００６４】
この実施の形態９における密閉型貯湯装置１と循環式給湯システムでは、実施の形態４と同様な効果が得られるほかに、エゼクタ４９から噴射した湯水が貯湯タンク２内の湯水を撹拌するので、出湯個所１４からの湯水使用量が少ない時間帯に貯湯タンク２全体の湯水を短時間に設定湯温に加熱することができる。また、出湯個所１４における湯水の使用量が一時的に増大して多量の給水が給水管６から循環給湯管５に流入しても、貯湯タンク２内の湯水全体を設定温度よりも多少低いが使用するのに許容される範囲内の温度に保持することができる。したがって、出湯個所１４から使用に全く適さない低温の湯水が吐出することを防止でき、湯水の使用者からのクレームを大幅に低減できる。特に、夜間の入浴時間帯のような湯水の使用量が著しく増大するピーク時間帯を有するホテルのような建物に設置した場合に、上記のような大きな効果が得られる。また、貯湯タンク２内の湯水全体を出湯個所１４で使用可能な湯温以上に維持できることにより、貯湯タンク２内の出湯個所１４で使用可能な湯水の量が従来の貯湯タンク２内の上部だけに占める高温湯水の量よりも多くなるので、貯湯タンク２の小型化が可能となる。
【００６５】
なお、この実施の形態９における補給水管４１とエゼクタ４９の構成は、上記実施の形態１から実施の形態３および実施の形態５から実施の形態８における密閉型貯湯装置にも適用できる。
【００６６】
実施の形態１０．
図１１は、この発明を実施するための実施の形態１０における密閉型貯湯装置１を適用した循環式給湯システムの構成図、そして図１２は図１１の部分拡大断面図である。この実施の形態１０における循環式給湯システムは、実施の形態４における循環式給湯システムとは、補給水管４１の上端に補給水管４１から流入する湯水を複数方向（図１１および図１２では３方向）に吐出するエゼクタ４９Ａを設けた点が大きく異なっている。その他の構成は実施の形態４と同等としてある。また、補給水管４１の構成については、実施の形態９と同様である。
【００６７】
補給水管４１の上端に設けられているエゼクタ４９Ａの側壁には外側に向かって縮径する３つの縮径部４９０Ａが形成され、各縮径部４９０Ａの外側に拡散部４９１Ａが空間を隔てて配置され、縮径部４９０Ａと拡散部４９１Ａは支持部４９２Ａによって支持されている。よって、エゼクタ４９Ａは、縮径部４９０Ａと拡散部４９１Ａとの間に吸引口４９３Ａを有している。エゼクタ４９Ａは、貯湯タンク２内へ湯水を複数方向に吐出すること以外は実施の形態９に示したエゼクタ４９と同様の機能および作用を有している。ただし、複数方向に湯水を吐出するので、実施の形態９のエゼクタ４９よりも吐出水勢は多少弱くなり、貯湯タンク２内の低温湯水の下方から上方に向かう上昇流は弱くなる。さらに、貯湯タンク２下方から複数方向に吐出されることもあり、低温湯水は貯湯タンク２の下部で主に対流するようになる。このため、低温の湯水が加熱器９の加熱部９ａに多く接触し、低温湯水を効率的に加熱させることができる。さらに、加熱部９ａによって加熱されなかった一部の低温の湯水もその上昇流は実施の形態９の場合と比べて弱く、低速であるため、貯湯タンク２の上方の高温の湯水を撹拌する力は弱く、貯湯タンク２の上方の湯水を高温に確保することができる。
【００６８】
なお、エゼクタ４９Ａであるが、図１１および図１２では、３方向に低温湯水が吐出する構造としたが、２方向に吐出する構造であっても、４方向以上吐出する構造であってもよい。また、エゼクタ４９Ａの縮径部４９０Ａは、エゼクタ４９Ａの側壁の内側から外側にかけて同径としてもよい。
エゼクタ４９Ａの補給水管４１との接続構造は、ネジ接続、フランジ接続、メカニカル接続等の着脱自在の構造とした方が、エゼクタ４９Ａの劣化時等の交換が容易であり好ましい。ただし、それに限定されるわけではなく、溶接接続、接着接続としてもよく、一体形成であってもよい。
さらに、補給水管４１からの低温の湯水の流入圧力が低いことに起因し、エゼクタ４９Ａからの吐出水勢が弱くなり、所定の機能を発揮できない場合は、貯湯タンク２と補給水槽７との水頭差を更に大きくするか、そうでなければ加圧ポンプ１７によって加圧する必要がある。
【００６９】
この実施の形態１０における密閉型貯湯装置１と循環式給湯システムでは、実施の形態４と同様な効果が得られるほかに、エゼクタ４９Ａを低温湯水が複数方向に吐出する構造としたことにより、低温の湯水が加熱器９の加熱部９ａに多く接触し、低温湯水を効率的に加熱させることができ、しかも、加熱部９ａによって加熱されなかった一部の低温湯水の上昇流が実施の形態９の場合と比べて低速であることから、貯湯タンク２の上方の高温の湯水を撹拌する力は弱く、貯湯タンク２の上方の湯水を高温に確保することができる。
すなわち、従来の貯湯タンクと比べて、貯湯タンク２の上方における高温湯水の水量をほぼ同量に確保することができ、貯湯タンク２の下方の湯水も設定温度以下であっても出湯個所１４で使用可能な湯温以上に維持することができる。よって、貯湯タンク２内の出湯個所１４で使用可能な湯水の量が従来の貯湯タンク内の上部だけに占める高温湯水の量よりも多くなるので、貯湯タンク２の小型化が可能となる。
【００７０】
なお、この実施の形態１０における補給水管４１とエゼクタ４９Ａの構成は、上記実施の形態１から実施の形態３、および実施の形態５から実施の形態８における密閉型貯湯装置にも適用できる。
【００７１】
実施の形態１１．
図１３は、この発明を実施するための実施の形態１１における密閉型貯湯装置１を適用した循環式給湯システムの構成図である。この実施の形態１１における循環式給湯システムは、実施の形態９における循環式給湯システムとは、貯湯タンク２の下部に図示しない開口を新たに設けて流入管６１を接続し、給水管６を流入管６１に接続した点が大きく異なる。その他の構成は実施の形態９と同等としてある。ただし、補給水管４１に流入する湯水は循環給湯水のみとなって流入量が減少するので、補給水管４１の管径は、その流入量に見合った径に縮小される。また、流入管６１の管径は、給水管６の管径と同径となる。
【００７２】
このような構成としたことにより、補給水管４１から低温の湯水がエゼクタ４９で流速を上昇されて貯湯タンク２内に勢いよく流入し、流入管６１から冷水が遅い流速で貯湯タンク２の下方から流入する。低温の湯水は、貯湯タンク２の下方から加熱器９の加熱部９ａを短時間接触して通過し、貯湯タンク２の上方の高温湯水と接触する。しかし、実施の形態９の場合と異なり、低温湯水の湯温は、循環給湯管５内を循環してきた際に放熱した分しか温度が低下しておらず、加熱部９ａに短時間接触しただけでも十分に加熱されて低温湯水は高温となるため、貯湯タンク２上方の高温湯水の貯流量は増えることになる。一方、冷水は、貯湯タンク２からゆっくりと上昇するため、加熱部９ａに長時間接触することになり、十分に加熱されることとなり、使用可能な湯温以上になって、貯湯タンク２の下方付近に貯留されることになる。
【００７３】
この実施の形態１１における密閉型貯湯装置１と循環式給湯システムでは、実施の形態９と同様な効果が得られるほかに、貯湯タンク２に流入管６１を設けて、それに給水管６を接続した構成としたことにより、実施の形態１０のエゼクタ４９Ａより構造がシンプルなエゼクタ４９を用いた場合においても、貯湯タンク２の上方の高温湯水の貯留量を増加させることができ、しかも、貯湯タンク２の下方にも出湯個所１４で使用可能な湯温以上の湯水を貯留させることができる。よって、貯湯タンク２内の出湯個所１４で使用可能な湯水の量が従来の貯湯タンク内の上部だけに占める高温湯水の量よりも多くなるので、貯湯タンク２の小型化が可能となる。
【００７４】
なお、この実施の形態１１における補給水管４１と流入管６１による構成は、上記実施の形態１から実施の形態８における密閉型貯湯装置にも適用できる。
【００７５】
実施の形態１２．
図１４は、この発明を実施するための実施の形態１２における密閉型貯湯装置１を適用した循環式給湯システムの構成図である。この実施の形態１２における循環式給湯システムは、実施の形態４における循環式給湯システムとは、貯湯タンク２の側壁に形成した図示しない開口に補給水管４１を通して、貯湯タンク２に水密に固定した点、その補給水管４１の貯湯タンク２内側の端部に、実施の形態１０に示したエゼクタ４９Ａを配設した点、その補給水管４１に給水管６を接続した点、貯湯タンク２の下方に形成した図示しない開口に流入管６１を水密に固定した点、さらにその流入管６１に、循環給湯管５の湯水流出管３と接続していない端部を接続した点が大きく異なる。その他の構成は実施の形態４と同等としてある。補給水管４１に流入する水は、給水管６からの冷水のみであるので、補給水管４１の管径はその流入量に適した径としている。また、流入管６１の管径は、循環給湯管５の管径と同径としている。
【００７６】
このような構成としたことにより、補給水管４１からエゼクタ４９Ａの複数の縮径部４９０Ａを通過して流速が上昇した冷水は、吸引口４９３Ａから周囲の低温湯水を取り込んで、複数の拡散部４９１Ａの吐出側開口から高速で吐出され、複数方向から加熱器９の加熱部９ａに接触する。このとき、冷水は加熱部９ａの広い面積で接触することになって効率的に加熱され、出湯個所１４で使用可能な湯温以上の湯水となるので、その貯留量が大幅に増加する。
【００７７】
一方、流入管６から流入する低温の湯水は、遅い流速で、貯湯タンク２内を上昇するため、加熱器９の加熱部９ａに接触し、十分に加熱されて上方の高温湯水と接触する。このため、貯湯タンク２上方の高温湯水の貯流量は増えることになる。
【００７８】
この実施の形態１２における密閉型貯湯装置１と循環式給湯システムでは、実施の形態４と同様な効果が得られるほかに、貯湯タンク２の側壁に補給水管４１を設け、貯湯タンク２内の端部にエゼクタ４９Ａを配設し、さらに貯湯タンク２の下方に流入管６１を設けた構成としたことにより、エゼクタ４９Ａから吐出される冷水が加熱器９の加熱部９ａに効率的に接触することにより、貯湯タンク２内の出湯個所１４で使用可能な湯温以上の湯水の貯留量が大幅に増加し、かつ流入管６から流入する低温の湯水も十分高温に加熱でき、貯湯タンク２内の高温湯水の貯留量も増加させることができる。以上の効果から、貯湯タンク２の小型化が可能となる。
【００７９】
なお、この実施の形態１２における補給水管４１、給水流入管６１およびエゼクタ４９Ａによる構成は、上記実施の形態１から実施の形態３および実施の形態５から実施の形態８における密閉型貯湯装置にも適用できる。
【００８０】
実施の形態１３．
図１５は、この発明を実施するための実施の形態１３における密閉型貯湯装置１を適用した循環式給湯システムの構成図、そして図１６は図１５の部分拡大断面図である。この実施の形態１３における循環式給湯システムは、実施の形態１における循環式給湯システムとは、補給水管４の代りに、その補給水管４よりも長い補給水管４１を設け、この補給水管４１の上端に上方に向かって縮径する縮径部４２を設け、この縮径部４２の上端をオリフィス４２ａとしてある点で大きく異なっている。その他の構成は実施の形態１と同等としてある。この実施の形態１３における補給水管４１の内径と外径は実施の形態１における補給水管４と同様とし、補給水管４１は貯湯タンク２の底壁の開口に貫通させて貯湯タンク２に水密に固定してある。補給水管４１のフランジ部４１ａと循環給湯管５のフランジ５ａとは、間にガスケット４３を介在させてボルト４４とナット４５によって連結してある。なお、補給水管４１と縮径部４２は、予め一体に形成しても、別体に形成して連結しても構わない。
【００８１】
この実施の形態１３における循環式給湯システムでは、循環ポンプ１５が圧送する低温の湯水が循環給湯管５と補給水管４１を介して縮径部４２に流れ込むが、縮径部４２は先細となっているので、その湯水の流速が縮径部４２において大幅に上昇する。これにより、その湯水はオリフィス４２ａから貯湯タンク２内に勢いよく噴出する。オリフィス４２ａから噴出した湯水は、貯湯タンク２内の湯水に下方から上方へ向かう上昇流を発生させると同時に、補給水管４１から遠い所の湯水に上方から下方へ向かう下降流を発生させる。このように、オリフィス４２ａから噴出した湯水は貯湯タンク２内の湯水を旋回流動させ、貯湯タンク２内の上部の高温湯水と下部の低温湯水とを撹拌し、貯湯タンク２内の湯水の温度を均一化する。
【００８２】
ここに、循環給湯管５を流れる湯水の速度が一定であれば、縮径部４２を流れる湯水の速度が増加し、上記のように湯水がオリフィス４２ａから勢いよく噴射することになる。しかし、縮径部４２の抵抗が大きい場合には、循環給湯管５を流れる湯水の速度が低下し、その内部の圧力が大きくなる。この場合には、補給水槽７からの給水が循環給湯管５内に円滑に流れ込まないので、貯湯タンク２と補給水槽７との水頭差を更に大きくするか、そうでなければ加圧ポンプ１７によって加圧する必要がある。
【００８３】
この実施の形態１３における密閉型貯湯装置１と循環式給湯システムでは、実施の形態１と同様な効果が得られるほかに、オリフィス４２ａから噴射した湯水が貯湯タンク２内の湯水を撹拌するので、出湯個所１４からの湯水使用量が少ない時間帯に貯湯タンク２全体の湯水を設定湯温に加熱することができる。また、出湯個所１４における湯水の使用量が一時的に増大して多量の給水が給水管６から循環給湯管５に流入しても、貯湯タンク２内の湯水全体を設定温度よりも多少低いが使用するのに許容範囲内の温度に保持することができる。したがって、出湯個所１４から使用に全く適さない低温の湯水が吐出することを防止でき、湯水の使用者からのクレームを大幅に低減できる。特に、夜間の入浴時間帯のような湯水の使用量が著しく増大するピーク時間帯を有するホテルのような建物に設置した場合に、上記のような大きな効果が得られる。また、貯湯タンク２内の湯水全体を出湯個所１４で使用可能な湯温以上に維持できることにより、貯湯タンク２内の出湯個所１４で使用可能な湯水の量が従来の貯湯タンク２内の上部だけに占める高温湯水の量よりも多くなるので、貯湯タンク２の小型化が可能となる。
【００８４】
なお、湯水を貯湯タンク２内に噴出させる構造は、補給水管４１の内径よりも小さな内径のオリフィス４２ａを有するのであれば、上記の構造に限定することなくどのような構造も適用できる。例えば、図１７に示すようにオリフィス４６ａを有するオリフィス部材４６を補給水管４１の内部に嵌着した構造、図１８に示すように補給水管４１よりも小径のオリフィス４７ａを有するオリフィス部材（レジューサ）４７を補給水管４１の上端に冠着した構造、図１９に示すように多数の微小オリフィス４８ａを有するオリフィス部材４８を補給水管４１の上端に冠着した構造などを適用できる。そして、この実施の形態１３における補給水管４１とオリフィス４２ａ、４６ａ〜４８ａの組合せは、上記実施の形態２から実施の形態８にも適用できる。
【００８５】
実施の形態１４．
図２０は、この発明を実施するための実施の形態１４における密閉型貯湯装置１を適用した循環式給湯システムの構成図である。この実施の形態１４における循環式給湯システムは、実施の形態１における循環式給湯システムとは、補給水管４にエゼクタ５１を構成してある点で大きく異なっている。その他の構成は実施の形態１と同様としてある。エゼクタ５１は、実施の形態１の補給水管４とほぼ同様な補給水管５２と、湯水を湯水流出管３の下部から分岐して補給水管５２に送る分岐送水管５３によって構成してある。補給水管５２の内部に位置する分岐送水管５３の端部には、この端部から上方に向かって縮径する図示しないノズルを設けてある。すなわち、補給水管５２をエゼクタ５１の主管とし、分岐送水管５３をエゼクタ５１の挿入管としてある。
【００８６】
エゼクタ５１では、湯水流出管３からの高温の湯水の一部が分岐挿入管５３に分流し、補給水管５２内に位置するノズルに流入する。そして、ノズルでは湯水の速度が急上昇し、その高速の湯水がノズルの先端から補給水管５２内に噴出する。これにより、いわゆるエゼクタ作用が発生し、ノズルから噴出した高速の湯水の周囲における圧力が低下し、補給水管５２内を流れる湯水を吸引してその流速を上昇させる。この結果として、分岐挿入管５３からの高温の湯水と循環給湯管５からの低温の湯水とが混合し、その混合体は従来よりも大きな速度で貯湯タンク２内に噴出する。したがって、貯湯タンク２内に噴出した湯水は、実施の形態１３における場合と同様に上部の高温の湯水と下部の低温の湯水とをくまなく撹拌し、貯湯タンク２内の湯水の温度を均一化する。
【００８７】
この実施の形態１４における密閉型貯湯装置１では、実施の形態１から実施の形態６と同様な効果が得られるほかに、エゼクタ５１が貯湯タンク２内の湯水をくまなく撹拌するので、出湯個所１４からの湯水使用量が少ない時間帯に貯湯タンク２全体の湯水を設定湯温に加熱することができる。また、出湯個所１４における湯水の使用量が一時的に増大して給水管６から低温で多量の給水が循環給湯管５に流入した場合でも、貯湯タンク２内の湯水の全体を設定温度よりも多少低い使用するのに許容範囲内の温度に維持することができる。したがって、出湯個所１４から使用に全く適さない低温の湯水が吐出することを防止でき、湯水の使用者からのクレームを大幅に減らすことができる。また、エゼクタ５１において低温の湯水と高温の湯水とが混合するので、貯湯タンク２内に噴出する湯水の温度が従来よりも高くなる。それゆえに、加熱器８の負荷を軽減できる上に、貯湯タンク２内の攪拌した湯水の温度を実施の形態１３における場合よりも高く維持できる。
【００８８】
なお、この実施の形態１４では補給水管５２の一部をエゼクタ５１の主管としたが、実施の形態１における補給水管４の流入側接続口に別体の図示しないエゼクタを接続した構造としてもよい。この場合には、補給水管４の流入側接続口にエゼクタの主管の流出側接続口を接続し、主管の流入側接続口を循環給湯管５の流出側接続口に接続すればよい。そして、湯水流出管３の接続口に分岐継手を介して分岐送水管５３の一端を接続し、分岐送水管５３の他端をエゼクタの挿入管の接続口に接続すればよい。この実施の形態１４におけるエゼクタ５１も、実施の形態２から実施の形態８に適用できる。
【００８９】
実施の形態１５．
図２１は、この発明を実施するための実施の形態１５における密閉型貯湯装置１を適用した循環式給湯システムの構成図である。この実施の形態１５における循環式給湯システムは、２台の密閉型貯湯装置１を並列配置し、各密閉型貯湯装置１の補給水管４の最寄りにそれぞれ循環ポンプ６３を配設した点で実施の形態１の循環式給湯システムと大きく異なっている。その他の構成は実施の形態１と同様としてある。一方の密閉型貯湯装置１の湯水流出管３の下端と他方の密閉型貯湯装置１の湯水流出管３の下端とは、第１の配管６１によって接続してある。また、一方の密閉型貯湯装置１の補給水管４の下端と他方の密閉型貯湯装置１の補給水管４の下端とは、第２の配管６２によって接続してある。そして、第１の配管６１の途中と第２の配管６２の途中とを循環給湯管５によって接続してある。第２の配管６２には循環ポンプ６３を各密閉型貯湯装置１の補給水管４の最寄りに１個ずつ配設してある。また、各密閉型貯湯装置１の補給水管４と循環ポンプ６３の流出側接続口との間、および循環給湯管５と循環ポンプ６３の流入側接続口との間には、開閉弁６４をそれぞれ配設してある。なお、循環ポンプ６３は、１台の密閉型貯湯装置１に必要な流入量だけの吐出量が最低限あればよく、実施の形態１における循環ポンプ１５よりも小容量のものを使用してもよい。
【００９０】
この実施の形態１５における密閉型貯湯装置１と循環式給湯システムでは、実施の形態１と同様な効果が得られるほかに、各密閉型貯湯装置１に循環ポンプ６３を配設し、しかもその循環ポンプ６３は補給水管４の最寄りに配設してあるので、循環ポンプ６３の作用によって流速が上昇した低温の湯水をその状態のまま貯湯タンク２内に噴射することができる。したがって、その低温の湯水の速度は従来よりも大きいので、貯湯タンク２内の湯水に従来よりも大きな速度の上昇流を発生させ、同時に補給水管４から遠い位置では湯水に上方から下方へ向かう下降流を発生させ、貯湯タンク２内の上部の高温湯水と下部の低温湯水とをくまなく撹拌する。それゆえに、出湯個所１４からの湯水使用量が少ない時間帯に貯湯タンク２全体の湯水を設定湯温に加熱することができる。また、出湯個所１４における湯水の使用量が一時的に増大して給水管６から循環給湯管５に多量の給水が混入した場合でも、貯湯タンク２内の湯水の全体を設定温度よりも僅かに低いだけであって使用するのに許容範囲内の温度に維持することができ、出湯個所１４から使用に全く適さない低温の湯水が吐出することを防止でき、湯水の使用者からのクレームを大幅に低減できる。
【００９１】
また、各密閉型貯湯装置１の補給水管４と循環ポンプ６３の流出側接続口との間、および循環給湯管５と循環ポンプ６３の流入側接続口との間に開閉弁６４をそれぞれ配設してあるので、一方の密閉型貯湯装置１の故障またはメンテナンスに際して循環ポンプ６３を取り外す場合には、開閉弁６４を閉じることによって、湯水が補給水管４や循環給湯管５から流出することを遮断できるので、循環式給湯システムを停止させる必要はない。そして、実施の形態７では補給水管４の上端に縮径部４２を設けたので圧力損失が大きくなるが、この実施の形態１５では循環ポンプ６３によって低温の湯水の流速を上昇させるので圧力損失がない。したがって、補給水槽７と貯湯タンク２との水頭差を従来の循環式給湯システムと同様とすることができ、補給水槽７を高い位置に上げるための架台の追加や、補給水槽７からの給水を加圧するための加圧ポンプ１７の配設などの対策を講じる必要のある建物の制約条件が少なくなる。なお、この実施の形態１５における循環ポンプ６３と開閉弁６４の配置関係は、実施の形態２から実施の形態６においても適用できる。なお、本実施の形態１５においては、従来の循環ポンプ１５の配置との違いを明確にするため、密閉型貯湯装置１を２台並列配置し、それぞれに循環ポンプ６３を配設した構成としたが、実施の形態１から実施の形態８における密閉型貯湯装置１を１台配置した循環式給湯システムとして、循環ポンプ１５を密閉型貯湯装置１の補給水管４の最寄りに配設する構成としても同様の効果が得られることはいうまでもない。
【００９２】
なお、この実施の形態１５の循環式給湯システムは、密閉型貯湯装置１を実施の形態９２から実施の形態１１に示した密閉型貯湯装置１に代えることも可能である。この場合、この実施の形態１５に示した効果に加え、実施の形態２から実施の形態１１に示したそれぞれの効果もある。
【００９３】
実施の形態１６．
図２２は、この発明を実施するための実施の形態１６における密閉型貯湯装置１を適用した循環式給湯システムの構成図である。この実施の形態１６における循環式給湯システムは、実施の形態９における循環式給湯システムとは、２台の密閉型貯湯装置１のそれぞれの補給水管４の代りに実施の形態１３と同様な補給水管４１と縮径部４２を配設した点が大きく異なっている。その他の構成は実施の形態１５と同様としてある。
【００９４】
この実施の形態１６における密閉型貯湯装置１と循環式給湯システムでは、実施の形態１３および実施の形態１５と同様な効果が得られるほかに、縮径部４２による圧力損失があっても循環ポンプ６３によって低温の湯水を加圧できるので、補給水槽７と貯湯タンク２との水頭差を従来の循環式給湯システムと同様にすることができる。したがって、補給水槽７を高い位置に上げるための架台の追加や、補給水槽７からの給水を加圧するための加圧ポンプ１７の配設などの対策を講じる必要のある建物の制約条件が少なくなる。なお、本実施の形態９においては、従来の循環ポンプ１５の配置との違いを明確にするため、密閉型貯湯装置１を２台並列配置し、それぞれに循環ポンプ６３を配設した構成としたが、実施の形態１３における密閉型貯湯装置１を１台配置した循環式給湯システムとして、循環ポンプ１５を密閉型貯湯装置１の補給水管４１の最寄りに配設する構成としても同様の効果が得られることはいうまでもない。
【００９５】
実施の形態１７．
図２３は、この発明を実施するための実施の形態１７における密閉型貯湯装置１を適用した循環式給湯システムの構成図である。この実施の形態１１における循環式給湯システムは、実施の形態１における循環式給湯システムとは、加熱器８と若干異なる構成の加熱器８Ａを配設した点で異なっている。その他の構成は実施の形態１と同様としてある。加熱器８Ａの往側接続管２３と還側接続管２５とはバイパス管７１で接続し、バイパス管７１に制御弁７２を配設してある。そして、制御弁７２と循環ポンプ２６は制御盤７３に電気的に接続してある。制御弁７２には、電磁弁、電動弁などの電気を動力とする弁や、空気圧弁、油圧弁などの空気圧または油圧を動力とする弁を適用できるが、制御弁７２を制御盤７３からの信号によって自動開閉制御できるのであれば、制御弁７２の構造は限定するものではない。
【００９６】
このような構成により、貯湯タンク２内の湯水の温度が所定値よりも低くなったときには、熱交換器２４を起動する、すなわち熱交換器２４の一次側に蒸気または温水を供給し始める（給湯機の場合には給湯機を起動する）。そして、制御盤７３は制御弁７２を閉じると共に循環ポンプ２６を起動する。これにより、貯湯タンク２内の下部の湯水が往側接続管２３を通って熱交換器２４に流入する。その後に、熱交換器２４で加熱された湯水は、還側接続管２５を通って貯湯タンク２内の上部に吐出する。
【００９７】
一方、貯湯タンク２内の湯水の温度が所定値以上になった場合に、制御盤７３は制御弁７２を開くと共に循環ポンプ２６を起動する。これにより、貯湯タンク２内の下部の湯水は往側接続管２３、バイパス管７１、および還側接続管２５を経由して貯湯タンク２内の上部に吐出し、貯湯タンク２内の上部の高温湯水と貯湯タンク２内の下部の低温湯水とを撹拌する。この撹拌のサイクルとして、貯湯タンク２内の湯水の湯温が所定値以上の場合に、例えば３０分程度の間隔で３分程度の攪拌を行なうのが好ましい。
【００９８】
この実施の形態１７における密閉型貯湯装置１と循環式給湯システムでは、実施の形態１と同様な効果が得られるほかに、貯湯タンク２の外部に実施の形態１と同様な加熱器８を配設してある既存の密閉型貯湯装置にバイパス管７１、制御弁７２、および制御盤７３を追加するだけでこの実施の形態１６の加熱器８Ａを構成することができる。また、バイパス管７１と往側接続管２３との接続、およびバイパス管７１と還側接続管２５との接続のいずれか一方または両方を図示しない三方弁によって接続する構成としても、同様の効果が得られる。そして、加熱器８Ａは、実施の形態２、実施の形態５、実施の形態７から実施の形態８、実施の形態１３から実施の形態１６においても適用できる。
【００９９】
実施の形態１８．
図２４は、この発明を実施するための実施の形態１８における密閉型貯湯装置１を適用した循環式給湯システムの構成図である。この実施の形態１８における循環式給湯システムは、貯湯タンク２内に整流部材としての整流板８１を配設した点が実施の形態１と大きく異なっている。その他の構成は実施の形態１と同様としてある。整流板８１は、補給水管４から貯湯タンク２内に流入した低温湯水を貯湯タンク２内の下方に滞留させて貯湯タンク２内の上方に到達するのを防止するように、補給水管４の真上で往側取出口２１の上方に水平に配置してある。なお、整流板８１は、補給水管４から流入する低温湯水が上方の高温湯水に達しなければ、どのような形状であってもよい。例えば、整流板８１は、貯湯タンク２の内壁に取り付け可能な半円形状のものであってもよいし、湯水流出管３に取り付け可能な形状としてもよい。また、整流板８１は、貯湯タンク２の内部を点検する際の障害にならないように着脱自在に取り付けることが望ましい。さらに、溶存空気の多い低温湯水が補給水管４より流入するような場合においては、整流板８１を水平に設置すると下面に気泡が付着して滞留する恐れがあるので、その場合は、貯湯タンク２の内壁から中央に向かって水平より多少上がり勾配を持たせた角度に取り付けたり、整流板８１に気泡が通過可能な通気孔を設けたりするとよい。
【０１００】
この実施の形態１８における密閉型貯湯装置１と循環式給湯システムでは、実施の形態１と同様な効果が得られるほかに、補給水管４から低温湯水が貯湯タンク２内に流入した際にその湯水の勢いを整流板８１が遮るので、下方の低温湯水が所定温度に加熱されずに直接に上方の高温湯水に達することはない。すなわち、整流板８１の下方に滞留している低温湯水は、往側取出口２１から加熱器８に流れ、そこで加熱されて還側取出口２２から貯湯タンク２内の上方に戻る。したがって、補給水管４からの低温湯水の流入速度が速く、貯湯タンク２内の上方の高温湯水に達してしまう恐れがある場合においても、貯湯タンク２内の下方に低温湯水を貯留でき、貯湯タンク２内の上方に高温湯水を常に確保できる。
【０１０１】
なお、この実施の形態１８における整流板８１による構成は、上記実施の形態２、実施の形態５、実施の形態７から実施の形態８における密閉型貯湯装置にも適用できる。
【０１０２】
実施の形態１９．
図２５は、この発明を実施するための実施の形態１９における密閉型貯湯装置１を適用した循環式給湯システムの構成図である。この実施の形態１９における循環式給湯システムは、実施の形態３における循環式給湯システムとは、貯湯タンク２内に整流部材として２枚の整流板８２、８３を段違いに配置した点で大きく異なっている。下段の第１の整流板８２は、実施の形態１８における整流板８１と同様に補給水管４の真上で加熱器９の上方に位置付け、加熱器９の近くの貯湯タンク２の側壁に固定してある。そして、上段の第２の整流板８３は、第１の整流板８２の上方に位置付け、第１の整流板８２を取り付けてある貯湯タンク２の側壁と対向する側壁に固定してある。
【０１０３】
第１の整流板８２は補給水管４から流入した低温の湯水を貯湯タンク２内の下部に滞留させ、低温湯水が所定温度に加熱されずに上方に到達することを防止する。すなわち、第１の整流板８２の下方に滞留している湯水は加熱器９によって加熱され、高温湯水となって上昇する。この際に、第１の整流板８２と第２の整流板８３との間を迂回して上方の高温湯水と混合する。なお、整流板８２は、補給水管４から流入する低温湯水が上方の高温湯水に達しなければ、どのような形状であってもよい。例えば、整流板８２、８３は、貯湯タンク２の内壁に取り付け可能な半円形状のものであってもよいし、湯水流出管３に取り付け可能な形状としてもよい。また、整流板８２、８３は、貯湯タンク２の内部を点検する際の障害にならないように着脱自在に取り付けることが望ましい。さらに、溶存空気の多い低温湯水が補給水管４より流入するような場合においては、整流板８２、８３を水平に設置すると下面に気泡が付着して滞留する恐れがあるので、その場合は、貯湯タンク２の内壁から中央に向かって水平より多少上がり勾配を持たせた角度に取り付けたり、整流板８１に気泡が通過可能な通気孔を設けたりするとよい。整流板８２、８３を多数の小孔を有する多孔部材とすると、補給水管４より流入した低温湯水が大幅に流速を低下させて、少しずつ小孔を通過するので、加熱器９で低温湯水を加熱する時間を多くとることができる。また、溶存空気が分離しやすくなり、湯水中の溶存空気が効率よく分離して貯湯タンク２内の最上部に集まるので、空気抜き器１１から貯湯タンク２の外部に確実に排出できる。
【０１０４】
このように、この実施の形態１９における密閉型貯湯装置１と循環式給湯システムでは、実施の形態３と同様な効果が得られるほかに、加熱器９の加熱部９ａを貯湯タンク２内に配置し、かつ貯湯タンク２内に２枚の整流板８２、８３を段違いに配設したので、補給水管４からの低温湯水の流入速度が速い場合においても、補給水管４から流入した低温の湯水が所定温度まで温まる前に貯湯タンク２内の上方の高温湯水に達することを防止でき、その結果として貯湯タンク２内の上方に所定温度の高温湯水を常時確保できる。
【０１０５】
なお、この実施の形態１９における整流板８２、８３による構成は、上記実施の形態４、実施の形態６から実施の形態８における密閉型貯湯装置にも適用できる。
【０１０６】
実施の形態２０．
図２６は、この発明を実施するための実施の形態２０における密閉型貯湯装置１を適用した循環式給湯システムの構成図である。この実施の形態２０における循環式給湯システムは、湯水流出管３の上端に整流部材としての多孔蓋体９１を配設した点で実施の形態１と大きく異なっている。その他の構成は実施の形態１と同様としてある。湯水流出管３は実施の形態１と同様に配置してあるが、多孔蓋体９１は、内径が湯水流出管３の外径よりも大きい円筒部材９２と、この円筒部材９２の上端を塞ぐ上端部材９３と、円筒部材９２の下端を塞ぐ下端部材９４によって構成してある。そして、円筒部材９２に多数の小孔９２ａを形成し、上端部材９３にも多数の小孔９３ａを形成し、下端部材９４には湯水流出管３を通す穴９４ａを形成してある。
【０１０７】
ここで、多孔蓋体９１の上端部材９３を湯水流出管３の上部開口に当接させると、湯水流出管３の上部開口の面積が減少する。したがって、多孔蓋体９１を湯水流出管３に取り付ける際には、その下端部材９４の穴９４ａに湯水流出管３を挿入し、湯水流出管３の上部開口が多孔蓋体９１の上端部材９３に当接しないように浮かせ、下端部材９４を湯水流出管３に固着する。例えば、この実施の形態１４では、多孔蓋体９１の上端部材９３が湯水流出管３の上部開口に当接しない適切な位置となるように下端部材９４の下面と当接する突起３ａを湯水流出管３の外面に設けた構成としている。突起３ａは、下端部材９４の下面と当接可能であれば、フランジ形状、複数の突起を湯水流出管３の同じ高さ位置の外面に所定間隔に配置した形状等、どのような形状であってもよい。また、円筒部材９２の内周あるいは上端部材９３の下面に突起を設けて、湯水流出管３の上端管壁に当接させた構成としてもよい。湯水を湯水流出管３に滑らかに流入させるためには、多孔蓋体９１の小孔９２ａ、９３ａの合計面積を湯水流出管３の上部開口の面積と同じかそれ以上にする必要があるので、多孔蓋体９１の小孔９２ａ、９３ａの径とそれらの数は、上記の条件を満たすように選定する。なお、多孔蓋体９１の材質は、鉄、ステンレス鋼、銅、アルミニウムなどの金属や、耐熱性硬質塩化ビニル、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリブテンなどの樹脂とすることができるが、耐熱性で湯水に対して不溶性の材質であればどのような材質でもよい。
【０１０８】
この実施の形態２０における密閉型貯湯装置１と循環式給湯システムでは、多孔蓋体９１の小孔９２ａ、９３ａはそれぞれの内径が極めて小さいので、貯湯タンク２内の上部の高温湯水に対する大きな抵抗となり、高温湯水の流速を低下させる。したがって、貯湯タンク２内の湯水の流れが鈍化し、貯湯タンク２内の上部の高温湯水と下部の低温湯水との撹拌作用が減少すると共に、湯水中の溶存空気が分離し易くなる。その結果として、湯水中の溶存空気が効率よく分離して貯湯タンク２内の最上部に集まるので、空気抜き器１１から貯湯タンク２の外部に確実に排出できる。
【０１０９】
なお、この実施の形態２０では、多孔蓋体９１を全体的に円筒体としたが、内部に湯水流出管３よりも大径の中空を有するのであれば、直方体、立方体などの多面体、または球状体とすることができる。また、多孔蓋体９１の円筒部材９２と上端部材９３に多数の小孔９２ａ、９３ａを設けたが、これらの小孔９２ａ、９３ａの合計面積を湯水流出管３の上部開口の面積と同じかそれ以上に確保できるのであれば、網状体や通水性材質で構成しても同様の効果が得られる。そして、多孔蓋体９１は、実施の形態３、実施の形態５から実施の形態８、実施の形態１３から実施の形態１９においても適用できる。
【図面の簡単な説明】
【０１１０】
【図１】この発明の実施の形態１における密閉型貯湯装置を適用した循環式給湯システムの構成図である。
【図２】この発明の実施の形態２における密閉型貯湯装置を適用した循環式給湯システムの構成図である。
【図３】この発明の実施の形態３における密閉型貯湯装置を適用した循環式給湯システムの構成図である。
【図４】この発明の実施の形態４における密閉型貯湯装置を適用した循環式給湯システムの構成図である。
【図５】この発明の実施の形態５における密閉型貯湯装置を適用した循環式給湯システムの構成図である。
【図６】この発明の実施の形態６における密閉型貯湯装置を適用した循環式給湯システムの構成図である。
【図７】この発明の実施の形態７における密閉型貯湯装置を適用した循環式給湯システムの構成図である。
【図８】この発明の実施の形態８における密閉型貯湯装置を適用した循環式給湯システムの構成図である。
【図９】この発明の実施の形態９における密閉型貯湯装置を適用した循環式給湯システムの構成図である。
【図１０】図９のエゼクタを含む部分拡大断面図である。
【図１１】この発明の実施の形態１０における密閉型貯湯装置を適用した循環式給湯システムの構成図である。
【図１２】図１１のエゼクタを含む部分拡大断面図である。
【図１３】この発明の実施の形態１１における密閉型貯湯装置を適用した循環式給湯システムの構成図である。
【図１４】この発明の実施の形態１２における密閉型貯湯装置を適用した循環式給湯システムの構成図である。
【図１５】この発明の実施の形態１３における密閉型貯湯装置を適用した循環式給湯システムの構成図である。
【図１６】図１５のオリフィスを含む部分拡大断面図である。
【図１７】この発明の実施の形態１３におけるオリフィスの別の例を示す断面図である。
【図１８】この発明の実施の形態１３におけるオリフィスの別の例を示す断面図である。
【図１９】この発明の実施の形態１３におけるオリフィスの別の例を示す断面図である。
【図２０】この発明の実施の形態１４における密閉型貯湯装置を適用した循環式給湯システムの構成図である。
【図２１】この発明の実施の形態１５における密閉型貯湯装置を２台適用した循環式給湯システムの構成図である。
【図２２】この発明の実施の形態１６における密閉型貯湯装置を２台適用した循環式給湯システムの構成図である。
【図２３】この発明の実施の形態１７における密閉型貯湯装置を適用した循環式給湯システムの構成図である。
【図２４】この発明の実施の形態１８における密閉型貯湯装置を適用した循環式給湯システムの構成図である。
【図２５】この発明の実施の形態１９における密閉型貯湯装置を適用した循環式給湯システムの構成図である。
【図２６】この発明の実施の形態２０における密閉型貯湯装置を適用した循環式給湯システムの構成図である。
【図２７】従来の密閉型貯湯装置を適用した循環式給湯システムの構成図である。
【符号の説明】
【０１１１】
１  密閉型貯湯装置
２  貯湯タンク
３、３１  湯水流出管
４、４１、５２  補給水管
５  循環給湯管
６  給水管
７  補給水槽
８、８Ａ、９  加熱器
１１  空気抜き器
３０  ホッパー部
４２ａ、４６ａ〜４８ａ  オリフィス
４９、４９Ａ  エゼクタ
６１  流入管
８１、８２、８３  整流板（整流部材）
９１  多孔蓋体
【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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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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