(57)【要約】【課題】あらかじめ貯湯されたタンクの高温水を浴室浴槽に高速搬送することにより、従来のお湯はり時間を大幅に短縮し、使い勝手の向上を目的とする。【解決手段】浴槽６に高速搬送するための専用配管を追加することにより、お湯はり時間を大幅に短縮するだけでなく、浴槽６内の湯が常に適温適量となるよう制御することで、入浴時の快適性を確保したものである。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
沸き上げ手段を有するタンクと高速注湯混合弁を有し、この高速注湯混合弁出口には注湯開閉弁と高速注湯パイプと、浴槽に設けた高速注湯口が接続されており、適温水を浴槽に高速搬送できるようにしているとともに、浴槽壁面に設けた循環口と連通した循環パイプと浴槽の湯の水位検知手段を有し、浴槽の湯の水位が所定値になった時点で前記注湯開閉弁を閉じて高速搬送を停止させる構成とした貯湯式給湯機。
【請求項２】
高速注湯混合弁の湯側入り口はタンク出湯口が接続され、前記高速注湯混合弁の水側入り口は減圧弁の一次側水道直圧配管に連通した構成としたことを特徴とする請求項１記載の貯湯式給湯機。
【請求項３】
高速注湯パイプには高速注湯用加圧ポンプをそなえたことを特徴とする請求項１または２記載の貯湯式給湯機。
【請求項４】
高速注湯混合弁の出口には温水調整タンクと、この温水調整タンク出口近傍にお湯はり温度検知手段を設け、このお湯はり温度検知手段が所定温度を検知するよう高速注湯混合弁を制御する手段をそなえたことを特徴とする請求項１または３記載の貯湯式給湯機。
【請求項５】
負圧破壊弁をタンクの下部でタンク出湯口より離れた位置にそなえ、高速注湯パイプに適温水が流れ、タンク内圧が一定レベル低下したときに、空気を吸引しタンクの内圧を低下させない構成であることを特徴とする請求項１または４記載の貯湯式給湯機。
【請求項６】
浴槽に設けた高速注湯口出口近傍には横穴を設け、前記高速注湯口出口が封水された場合にも高速注湯パイプ内部に空気を取り入れることが可能な構成であることを特徴とする請求項１または５記載の貯湯式給湯機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＣＯ２ヒートポンプ給湯機など貯湯式給湯機に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般的に従来の貯湯式給湯機は供給する給水圧を一定に減圧する減圧弁と、この減圧弁の２次側に浴槽への給湯機能を備えたタンクと、浴槽に接続した２本の配管と、給湯装置に配設した熱交換器を有しており、２本の配管は熱交換器に浴槽内の湯を循環させるよう接続されて、浴槽内の湯を適温適量となるよう制御できるものがある（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
図５は、上記従来の貯湯式給湯機を示すものである。図５において、１１は減圧逆止弁、２２、２３は制御手段で、給湯装置の温水および水道水の水量を調節し浴槽１０の湯の温度および湯量を制御し、入浴時の快適性を確保している。
【特許文献１】特開２００２−４８３９３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら上記従来の構成では、家庭用の浴室浴槽にお湯はりする場合に、一定の時間が必要である。一般的な例として、浴槽のお湯はり湯量が約１５０Ｌ、貯湯タンクから浴槽までの配管は配管径がφ１２〜φ２４ｍｍで長さ１０ｍ程度、通水圧は減圧弁により２００ｋＰａ以下に減圧されている場合において、通水流量はおよそ１５Ｌ／分程度となり、すなわち、お湯はりに必要な時間は少なくとも１０分、長ければ２０〜３０分となってしまう。
【０００５】
昨今の家庭生活の現状からすると、このお湯はりに要する１０分以上あるいは２０〜３０分という長さの時間は、快適に生活する上での大きな制約のひとつとなっている。
【０００６】
また、お湯はり時間の短縮のために、別の給湯カランよりお湯を追加した場合には、従来の貯湯式給湯機では浴槽の湯の量および温度を正しく制御することができなくなってしまうという課題があった。
【０００７】
また、水道直圧式のボイラーを使った場合に、水圧をあげることでお湯はりの流量は大幅に増加させることが可能であるが、この大流量に対応できる加熱能力を確保するためには大能力のバーナーおよび熱交換器が必要となり、燃料の種類により差はあるものの多大な排気ガスの排出がともない、環境保全の見地から大きな課題が残ることになる。
【０００８】
本発明は、上記課題を解決するものであり、貯湯タンクから浴室浴槽までにお湯はり専用の高速注湯パイプを設けて流量を大幅増量するとともに、おいだき循環配管に設けた浴槽の湯の水位検知手段によりお湯はりの湯を適量で停止させることにより、浴室浴槽へのお湯はり時間を大幅短縮し、非常に使い勝手のいい貯湯式給湯機が実現できる。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を達成するため本発明の貯湯式給湯機は、沸き上げ手段を有するタンクと高速用注湯混合弁を有し、この高速用注湯混合弁出口には注湯開閉弁と高速注湯パイプと、浴槽に設けた高速注湯口が接続されており、適温水を浴槽に高速搬送できるようにしているとともに、浴槽壁面に設けた循環口と連通した循環パイプと、浴槽の湯の水位検知手段を有し、浴槽の湯の水位が所定値になった時、前記注湯開閉弁が適温水の搬送を停止する構成としたものである。
【００１０】
上記発明によれば、高速注湯に特化した専用の回路を設けたことで、お湯はり流量が増し、お湯はりの所要時間が大幅に短縮され、非常に使い勝手のいい貯湯式給湯機が実現できる。
【００１１】
さらに、従来の技術ではお湯はり中のパイプに浴槽の湯の水位検知手段が設けられていたため、流水による圧力変動の影響で正確に水位検知できないことから、一旦お湯はりを中断し、正確に水位検知できるよう一定時間を設けていたため、お湯はりのため以外に余計な時間を要していたことと、水位の検知のタイミングが段階的とならざるを得ないことで、要求された水位に対してずれてしまったり、浴槽あふれしたりということがあった。しかしながら、本発明ではお湯はり中の流れとは別の回路に浴槽の湯の水位検知手段が設けられているため、お湯はりを継続しながら浴槽の水位を検知することができるため、設定した水位に対して、時間をかけることなく精度よくお湯はりすることができる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の貯湯式給湯機は、高速注湯に特化した専用の回路を設けたことで、お湯はり流量を最大限増加させることが可能であり、お湯はりの所要時間が大幅に短縮され、非常に使い勝手のいい貯湯式給湯機が実現できる。
【００１３】
さらに、本発明ではお湯はり中の流れとは別の回路に浴槽の湯の水位検知手段が設けられているため、お湯はりを継続しながら浴槽の水位を検知することができるため、設定した水位に対して、時間をかけることなく精度よくお湯はりすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
第１の発明は、沸き上げ手段を有するタンクと高速注湯混合弁を有し、この高速注湯混合弁出口には注湯開閉弁と高速注湯パイプと、浴槽に設けた高速注湯口が接続されており、適温水を浴槽に高速搬送できるようにしているとともに、浴槽壁面に設けた循環口と連通した循環パイプと浴槽の湯の水位検知手段を有し、浴槽の湯の水位が所定値になった時点で前記注湯開閉弁を閉じて高速搬送を停止させる構成としたことを特徴とするもので、高速注湯に特化した専用の回路を設けたことで、お湯はり流量が増し、お湯はりの所要時間が大幅に短縮される。これにより快適生活を実現する、非常に使い勝手のいい貯湯式給湯機が実現できる。
【００１５】
さらに、適温水を浴槽に高速搬送している間、浴槽の湯の水位検知手段が常時、浴槽の水位を検知することができるため、設定した水位が精度よく実現できる。
【００１６】
第２の発明は、高速注湯混合弁の湯側入り口はタンク出湯口が接続され、前記高速注湯混合弁の水側入り口は減圧弁の一次側水道直圧配管に連通した構成としたことを特徴とするもので、減圧されない高圧水の圧力変動の影響をタンクに与えることなく、高速注湯パイプに大流量の水道水を注入することができ、お湯はり流量が増加、お湯はりの所要時間を大幅に短縮することができる。
【００１７】
第３の発明は、高速注湯パイプには高速注湯用加圧ポンプをそなえたことを特徴とするもので、高速注湯パイプの適温水を、高速注湯用加圧ポンプを起動させることで高速搬送することができ、お湯はり流量が増加、お湯はりの所要時間を大幅に短縮することができる。また、本発明の貯湯式給湯機内部の高速注湯パイプをはじめとする管の径が小さくコンパクトにしても、求める流量を確保できることから、装置の設置時の省スペース化が実現可能となる。
【００１８】
第４の発明は、高速注湯混合弁の出口には温水調整タンクと、この温水調整タンク出口近傍にお湯はり温度検知手段を設け、このお湯はり温度検知手段が所定温度を検知するよう、高速注湯混合弁を制御する手段をそなえたことを特徴とするもので、多量の水と湯が温度ムラなく混合して温度調節ができるようになり、お湯はりした浴槽の湯が要求される温度に対し、精度良く合わせられるようになる。
【００１９】
第５の発明は、負圧破壊弁をタンクの下部でタンク出湯口より離れた位置にそなえ、高速注湯パイプに適温水が流れ、タンク内圧が一定レベル低下したときに、空気を吸引しタンクの内圧を低下させない構成であることを特徴とするもので、タンクの収縮変形を防止するだけでなく、高速注湯パイプに流れる適温水の流量低下を防止する。また負圧破壊弁を比較的低温のタンク下部にそなえたことで、弁の材料の熱劣化による水漏れや、弁の材料の熱硬化によってタンク内圧が低下したときに弁が作動しないなどの故障に対する耐久性を向上させることができる。また、負圧破壊弁がタンク出湯口より離れた位置にあることで、負圧破壊弁より吸引した空気が高速注湯パイプに流れ込み、お湯はり時に気泡が高速で流れることで発生する騒音を防止できる。
【００２０】
第６の発明は、浴槽に設けた高速注湯口出口近傍には横穴を設け、前記高速注湯口出口が封水された場合にも高速注湯パイプ内部に空気を取り入れることが可能な構成であることを特徴とするもので、タンクまたは減圧弁の一次側水道直圧配管が、断水などにより負圧状態となった場合に、浴槽水が前記高速注湯口出口を封水した場合にも、高速注湯パイプ内部に空気を取り入れることで浴槽水の逆流が防止できる。さらに、前記高速注湯口出口の近傍で湯の流れにより空気を吸い込むような角度に開いた横穴を設けることで、通常お湯はり時には湯が横穴から出てこないし、万一出たとしても浴槽内部に注湯でき、浴槽周辺を余計に濡らしたりすることがない。
【００２１】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、この実施の形態によって本発明が限定されるものではない。
【００２２】
（実施の形態１）
図１は本発明の、第１の実施の形態における貯湯式給湯機の全体構成図、図２は同貯湯式給湯機の外観図である。
【００２３】
図１、図２において、１は沸き上げ手段、２はタンク、３は高速注湯混合弁、４は注湯開閉弁、５は高速注湯パイプ、６は浴槽、７は高速注湯口、８は循環口、９は循環パイプ、１０は浴槽の湯の水位検知手段、１１は浴槽おいだき手段、１２は浴槽おいだきポンプ、１３は循環回路への注湯パイプ、１４は循環回路への注湯弁、１５は減圧弁、１６は１次側分岐部、１７は逆止弁、１８は外装筐体、１９はタンク２をささえるアシとなっている。沸き上げ手段１は二酸化炭素を冷媒とするヒートポンプ回路により構成され、約９０℃の高温水沸き上げが可能であり、深夜時間帯などを利用し１日の必要湯量をタンク２に貯湯するようにしている。
【００２４】
２−１は安全弁であり、沸き上げによるタンク２の内圧上昇に対して膨張水を排出することによって防止するようにしているとともに、点検フタ２ー２より  安全弁２ー１のレバーを操作することで弁部のゴミ詰まりによる水漏れなどの不具合を防止できるようになっている。２ー３は排水バルブであり定期的に開放しタンク２内の底に溜まったゴミ等を取り除けるよう構成されている。
【００２５】
１次側分岐部１６は水道直圧配管に接続され、一方は減圧弁１５、他方は高速注湯混合弁４の水側入り口に接続されており、減圧弁１５は水道直圧配管の水圧を一定圧に減圧してタンク２の下部より加圧するようにしているとともに、高速注湯混合弁４の水側入り口には、水道直圧配管の水圧を高い状態のまま加圧するようにしている。また逆止弁１７は水道直圧配管の高い水圧がタンク２上部よりかからないようにしている。
【００２６】
浴槽６への高速注湯を開始すると、注湯開閉弁４が開けられ、タンク２内の高温水は、高速注湯混合弁３にて水側入り口からの高圧の水道水により所定の温度となって高速で搬送され、高速注湯パイプ５、高速注湯口７を経て浴槽６に注湯される。
【００２７】
これと同時に水位検知手段１０による水位検出制御が開始され、まず循環回路への注湯弁１４が開けられ、湯は浴槽おいだき手段１１、浴槽おいだきポンプ１２、浴槽の湯の水位検知手段１０、循環パイプ９、および循環口８内部の空気を押し出しながら所定流量を注湯した後、循環回路への注湯弁１４が閉じられる。浴槽の湯の水位検知手段１０は、循環回路への注湯弁１４が閉じられた直後より水位のレベルが一定率で増加していることが認識できた場合は、すなわち浴槽の水位が循環口８の高さ以上になり循環パイプ９および浴槽の湯の水位検知手段  １０に水が満たされ、水位検知が可能な状態であることから、その後、水位のレベルが所定値に達した時点で、浴槽の水位が求めているレベルであると判断し、注湯開閉弁４を閉じて高速注湯を終了し、お湯はりを完了させる。一方、循環回路への注湯弁１４が閉じられた直後より、水位レベルの値が低下、または、一定率で増加しない場合は、浴槽の水位が循環口８の高さまで達していないために浴槽の湯の水位検知が可能でないと判断し、前記の水位検出制御を繰り返し行う。
【００２８】
その後、定期的に、浴槽おいだき手段１１および、浴槽おいだきポンプ１２を起動し、浴槽の湯を適温に維持する。
【００２９】
また、お湯はり完了の後に、浴槽の湯の水位検知手段１０が所定値を下回った場合には、自動的に循環回路への注湯弁１４を開いて浴槽６に注湯するようになっている。
【００３０】
以上のような構成により、高速注湯に特化した専用の回路を設けたことで、お湯はり流量が増し、お湯はりの所要時間が大幅に短縮され、これにより快適生活を実現する、非常に使い勝手のいい貯湯式給湯機が実現できる。
【００３１】
さらに、適温水を浴槽に高速搬送している間、浴槽の湯の水位検知手段が常時、浴槽の水位を検知することができるため、設定した水位が精度よく実現できる。
【００３２】
（実施の形態２）
図３は本発明の、第２の実施の形態における貯湯式給湯機の全体構成図である。
【００３３】
図３において、２０は温水調整タンク、２１はお湯はり温度検知手段、２２は高速注湯用加圧ポンプ、２３は負圧破壊弁である。
【００３４】
浴槽６への高速注湯を開始すると、注湯開閉弁４が開けられ、タンク２内の高温水は、高速注湯混合弁３にて水側入り口からの高圧の水道水により所定の温度となって高速で搬送され、温水調整タンク２０、お湯はり温度検知手段２１、高速注湯用加圧ポンプ２２、高速注湯パイプ５、高速注湯口７を経て浴槽６に注湯される。その後、高速注湯用加圧ポンプ２２が起動し、さらに高速で浴槽６へ注湯するようになる。注湯がさらに高速になると、高速注湯混合弁３においては水と湯の混合が不十分なまま高速注湯パイプ５を搬送されてしまい、お湯はりの温度を所定温度にあわせこむことが困難になるが、温水調整タンク２０内で水と湯が混合され、さらにこの出口でお湯はりのための水温を検知し高速注湯混合弁を制御する構成としたことで、多量の水と湯が温度ムラなく温度調節ができるようになり、お湯はりした浴槽の湯が精度良く合わせられるようになる。
【００３５】
また、負圧破壊弁２３をタンク２の下部、すなわちタンク２の出湯口より離れた位置にそなえたことで、高速注湯によりタンク２の内圧が一定レベル低下したときに、空気を吸引しタンクの内圧を低下させない構成とするもので、タンク２の収縮による変形を防止するだけでなく、高速注湯の流量低下を防止する。
【００３６】
また負圧破壊弁２３を比較的低温のタンク下部にそなえたことで、弁の材料の熱劣化による水漏れや、弁の材料の熱硬化によってタンク内圧が低下したときに弁が作動しないなどの故障に対する耐久性を向上させることができる。また、負圧破壊弁２３がタンク出湯口より離れた最下部の位置にあることで、負圧破壊弁２３より吸引した空気が高速注湯パイプ５に流れ込み、お湯はり時に気泡が混ざって発生する騒音を防止することができる。
【００３７】
また、本発明の貯湯式給湯機内部の高速注湯パイプ５をはじめとする管の径が小さくコンパクトにしても、求める流量を確保できることから、装置の設置時の省スペース化が実現可能となる。
【００３８】
実施の形態２では、注湯開閉弁４が温水調整タンク２０より上流側にもうけた構成としているが、注湯開閉弁４は温水調整タンク２０より下流側にあっても、高速注湯用加圧ポンプ２２の下流側にあってもよい。
【００３９】
（実施の形態３）
図４は本発明の、第３の実施の形態における高速注湯口の構成図である。
【００４０】
図４において、５は高速注湯パイプ、７は高速注湯口、７−１は横穴、７−２は高速注湯口出口、６−１は浴槽の壁面である。
【００４１】
高速注湯時には多量の湯が高速注湯パイプ５より搬送されて浴槽に注湯されるが、この時湯は浴槽の壁面６−１に沿って滑らかに流れるよう高速注湯口出口７−２は構成され、流水音を低く抑えている。
【００４２】
タンク２または減圧弁１５の一次側水道直圧配管が、断水などにより負圧状態となった場合に、浴槽水が前記高速注湯口出口７−２を封水した場合にも、高速注湯パイプ内部に空気を取り入れることで浴槽水の逆流が防止できる。さらに、前記高速注湯口出口の近傍で湯の流れにより空気を吸い込むような角度に開いた横穴を設けることで、通常お湯はり時には湯が横穴から出てこないし、万一出たとしても浴槽内部に注湯でき、浴槽周辺を余計に濡らしたりすることがない。
【産業上の利用可能性】
【００４３】
以上のように本発明に係る貯湯式給湯機は、高速注湯に特化した専用の回路を設けたことで、お湯はり流量を最大限増加させることが可能であり、お湯はりの所要時間が大幅に短縮され、非常に使い勝手のいい貯湯式給湯機が実現できる。
【００４４】
さらに、お湯はり中の流れとは別の回路に浴槽の湯の水位検知手段が設けられているため、お湯はりを継続しながら浴槽の水位を検知することができるため、設定した水位に対して、時間をかけることなく精度よくお湯はりすることが可能となるなどのメリットを有し、深夜電力や時間帯別料金制度に基づいて供給される電力を用いて湯を沸き上げる貯湯式給湯機に限らず、ガス、石油、太陽熱等を用いて高温水を貯湯し、その貯湯水を用いて風呂運転を行う機器にも適用できる。
【００４５】
また、水道直圧式のボイラーでは、水圧をあげることでお湯はりの流量増加が可能だが、この大流量に対応する加熱能力確保のために、大能力のバーナーおよび熱交換器が必要で、燃料の種類により差はあるものの多大な排気ガスを排出することになるため、環境保全の見地からも本発明は利用価値が高いということがいえる。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】本発明の実施の形態１における貯湯式給湯機の全体構成図
【図２】本発明の実施の形態１における外観図
【図３】本発明の実施の形態２における貯湯式給湯機の全体構成図
【図４】本発明の実施の形態３における高速注湯口の構成図
【図５】従来の技術の構成図
【符号の説明】
【００４７】
１  沸き上げ手段
２  タンク
３  高速注湯混合弁
４  注湯開閉弁
５  高速注湯パイプ
６  浴槽
７  高速注湯口
８  循環口
９  循環パイプ
１０  浴槽の湯の水位検出手段
【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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