(57)【要約】【課題】  中温水の有効利用を低コストで実現することのできる給湯装置を提供すること。【解決手段】  貯湯タンクの高さ方向にのびる湯水取出し配管１５が、貯湯タンク１の内部に設けられ、湯水取出し配管は、外管１６とその内側に配置された内管１７とから形成され、外管と内管は、いずれか一方が他方に対して回転可能とされ、かつ外管と内管の側面に、同一高さに配置された取水穴２０、２１の組が高さ方向に複数組形成されるとともに、外管と内管のいずれか一方に形成された取水穴は縦一列に配置され、他方の取水穴は外周周りにずれて配置され、貯湯タンクの高さ方向に複数設けられた温度センサ１４による温度検知に基づいて回転可能な管が回動し、取水穴のいずれか一組が重なり合って取水可能となり、中温水の取出しが優先的に行われる。【選択図】図１
2006125678.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
湯を貯留する貯湯タンクと、貯湯タンクの下部に接続され、低温水を供給する給水配管と、貯湯タンクの下部および上部に接続され、低温水を貯湯タンクの下部から取り出し、高温水を上部に供給する循環配管と、循環配管の途中に設けられ、貯湯タンクの下部から取り出された低温水を昇温して高温水を生成させるヒートポンプと、貯湯タンク内の高温水域に配置され、風呂、床暖房装置、浴室乾燥機等に用いられる熱媒と高温水の間で熱交換する熱交換器と、貯湯タンクの高さ方向にのび、貯湯タンクの内部に設けられた湯水取出し配管と、湯水取出し配管に接続され、貯湯タンク内の温水を取り出す給湯配管と、貯湯タンクの高さ方向に複数設けられた温度センサとを備えた給湯装置であって、湯水取出し配管は、外管とその内側に配置された内管とから形成され、外管と内管は、いずれか一方が他方に対して回転可能とされ、かつ外管と内管の側面に、同一高さに配置された取水穴の組が高さ方向に複数組形成されるとともに、外管と内管のいずれか一方に形成された取水穴は縦一列に配置され、他方の取水穴は外周周りにずれて配置され、温度センサによる温度検知に基づいて回転可能な管が回動し、取水穴のいずれか一組が重なり合って取水可能となり、熱交換器での熱交換により高温水が低温化されて生成した中温水の取出しが優先的に行われることを特徴とする給湯装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本願発明は給湯装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ヒートポンプにより水を沸かし、貯湯タンクに溜めた湯を風呂等の熱源とし、また、カラン等の出湯端末に供給する給湯装置が知られている（たとえば、特許文献１参照）。
【０００３】
上記給湯装置では、図３に示したように、湯を溜める貯湯タンク１内の上部に、風呂２、床暖房装置、浴室乾燥機等に用いられる熱媒との間で熱交換する熱交換器３が配置されている。貯湯タンク１には、下部および上部に接続された循環配管４が設けられ、循環配管４の途中にヒートポンプ５が設けられている。また、貯湯タンク１の上部に給湯配管６が接続され、給湯配管６の末端はシャワー、カラン等の出湯端末７に連通している。さらに、貯湯タンク１の下部には給水配管８が接続されている。給水配管８からは分岐配管９が分岐し、給湯配管６に連通している。
【０００４】
このような給湯装置では、市水である温度１５℃程度の低温水Ｌが、給水配管８を通じて貯湯タンク１の下部より内部に供給され、この低温水Ｌを貯湯タンク１の下部より循環配管４内に取り出し、ヒートポンプ５で沸かして温度８０℃〜９０℃の高温水Ｈとし、貯湯タンク１の上部より取り入れる。高温水Ｈは、給湯配管６に設けられた開閉弁１０を開けることにより、給湯配管６を通じて取り出され、分岐配管９より供給される市水と湯水混合弁１１において混合され、適温に調節されてシャワー、カラン等の出湯端末７に供給される。また、高温水Ｈは、風呂２、床暖房装置、浴室乾燥機等の熱媒と熱交換器３において熱交換される。この熱交換により貯湯タンク１内には温度３０℃〜７０℃の中温水Ｍが発生する。
【０００５】
中温水Ｍは、ヒートポンプ５により９０℃まで沸き上げる際の、（加熱量）／（消費電力）で示されるＣＯＰが１〜２程度であり、低温水ＬのＣＯＰが３〜４程度であるのに対して低い。したがって、中温水Ｍは高温水Ｈの生成には適さない。また、中温水Ｍをそのまま放っておくと、高温水Ｈが少なくなることから熱交換効率が低下するという問題が生じる。
【０００６】
そこで、上記給湯装置では、中温水Ｍを給湯に利用するようにしている。そのために、取水口を貯湯タンク１の高さ方向に複数設け、貯湯タンク１の側面に配置し、取水口の各々に開閉弁１２を取り付けている。各開閉弁１２は取水配管１３に接続され、取水配管１３は、給湯配管６に湯水混合弁１１より上流側で接続されている。また、サーミスタ等の温度センサ１４が貯湯タンク１の高さ方向に複数設けられ、中温水Ｍの検出を行えるようにしている。一つの温度センサ１４の温度検知は一つの開閉弁１２の開閉動作に対応させている。
【０００７】
このような給湯装置では、いずれかの温度センサ１４が３０℃〜７０℃の範囲の温度を検知すると、これに対応する開閉弁１２が開動作し、中温水Ｍが取水配管１３を通って給湯配管６に供給される。そして、そのまま、または湯水混合弁１１において市水と混合され、適温に調節されて出湯端末７に供給される。中温水Ｍが消費される分、給水配管８を通じて低温水Ｌが貯湯タンク１に供給されるため、ヒートポンプ５のＣＯＰが良好な値となる。
【特許文献１】特開２００３−２９４２５１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
以上のとおりに、図３に示した給湯装置では、ヒートポンプ５の加熱効率を高めつつ、中温水Ｍの有効利用を図っているが、その一方で、中温水Ｍを取り出すために開閉弁１２を複数設けているため、その分コストが高くなるという問題が指摘される。また、貯湯タンク１の側面に設けられる取水口には高い水密性が要求されるため、これを実現するためにコストが高くなるという問題も指摘される。取水口が多いほど中温水Ｍを効率よく取り出すことができるが、上記のとおりのコストの問題があり、実際には１〜２箇所程度しか設けることができない。
【０００９】
本願発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、中温水の有効利用を低コストで実現することのできる給湯装置を提供することを課題としている。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本願発明は、上記の課題を解決するために、湯を貯留する貯湯タンクと、貯湯タンクの下部に接続され、低温水を供給する給水配管と、貯湯タンクの下部および上部に接続され、低温水を貯湯タンクの下部から取り出し、高温水を上部に供給する循環配管と、循環配管の途中に設けられ、貯湯タンクの下部から取り出された低温水を昇温して高温水を生成させるヒートポンプと、貯湯タンク内の高温水域に配置され、風呂、床暖房装置、浴室乾燥機等に用いられる熱媒と高温水の間で熱交換する熱交換器と、貯湯タンクの高さ方向にのび、貯湯タンクの内部に設けられた湯水取出し配管と、湯水取出し配管に接続され、貯湯タンク内の温水を取り出す給湯配管と、貯湯タンクの高さ方向に複数設けられた温度センサとを備えた給湯装置であって、湯水取出し配管は、外管とその内側に配置された内管とから形成され、外管と内管は、いずれか一方が他方に対して回転可能とされ、かつ外管と内管の側面に、同一高さに配置された取水穴の組が高さ方向に複数組形成されるとともに、外管と内管のいずれか一方に形成された取水穴は縦一列に配置され、他方の取水穴は外周周りにずれて配置され、温度センサによる温度検知に基づいて回転可能な管が回動し、取水穴のいずれか一組が重なり合って取水可能となり、熱交換器での熱交換により高温水が低温化されて生成した中温水の取出しが優先的に行われることを特徴としている。
【発明の効果】
【００１１】
本願発明の給湯装置によれば、中温水の貯湯タンクからの取出しを安価に実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、図面に沿って本願発明の給湯装置についてさらに詳しく説明する。
【００１３】
図１は、本願発明の給湯装置の一実施形態を示した概要図である。図１図中に示した符号の内、図３に示したものと同一の符号は同じものを示している。すなわち、図１に示した給湯装置では、湯を溜める貯湯タンク１内の上部の高温水Ｈ域に、風呂２、床暖房装置、浴室乾燥機等に用いられる熱媒との間で熱交換する熱交換器３が配置されている。貯湯タンク１には、下部および上部に接続され、低温水Ｌを貯湯タンク１の下部より取り出し、高温水Ｈを上部に供給する循環配管４が設けられ、循環配管４の途中に、取り出した低温水Ｌを昇温して高温水Ｈを生成させるＣＯ2ヒートポンプ等のヒートポンプ５が設けられている。また、貯湯タンク１内の温水を取り出し、シャワー、カラン等の出湯端末７に連通する給湯配管６が設けられている。さらに、貯湯タンク１の下部には給水配管８が接続されている。給水配管８からは分岐配管９が分岐し、給湯配管６に連通している。分岐配管９が給湯配管６に連通する部分には湯水混合弁１１が設けられている。
【００１４】
加えて、図１に示した給湯装置では、貯湯タンク１の高さ方向にのびる湯水取出し配管１５が、貯湯タンク１の内部に設けられている。この湯水取出し配管１５は、給湯配管６に分岐配管９より上流側、すなわち湯水混合弁１１より上流側で接続されている。
【００１５】
湯水取出し配管１５は、外管１６とその内側に配置された内管１７とから形成されている。図２に示したように、外管１６および内管１７は、ともに一端が閉じた円筒状の管とすることができ、閉じた一端を対向させて内管１７を外管１６の内部に挿入することができる。外管１６と内管１７は、いずれか一方が他方に対して回転可能とされている。図２に示した湯水取出し配管１５では、外管１６が回転するようにされており、下端部に回転軸１８が設けられている。この回転軸１８は、図１に示したモータ１９の回転軸に接続することができる。一方、内管１７は、貯湯タンク１の内部に固定され、開いた側の端部に給湯配管６が接続されている。この逆に、内管１７を回転可能にし、外管１６を貯湯タンク１の内部に固定することもできる。
【００１６】
これらの外管１６および内管１７には、それぞれの側面に取水穴２０、２１が複数形成されている。取水穴２０、２１は、外管１６と内管１７において同一高さに配置されており、各１つずつで１組を形成している。また、取水穴２０、２１は、いずれか一方が縦一列に配置され、他方は管の外周の周りにずれて配置されている。図２に示した湯水取出し配管１５では、外管１６に形成された取水穴２０が縦一列に並んでおり、内管１７に形成された取水穴２１は内管１７の外周の周りにずれて配置されている。この逆に、内管１７の取水穴２１を縦一列に配置させ、外管１６の取水穴２０を外管１６の外周の周りにずれるように配置させることもできる。
【００１７】
このような湯水取出し配管１５では、同じ高さに位置するいずれか１組の取水穴２０、２１が重なり合うとき、外管１６と内管１７は連通し、取水可能となる。重なり合う取水穴２０、２１の組は、回転可能とされた管（図２に示した湯水取出し配管１５では外管１６）の回動により変更され、任意組の取水穴２０、２１を重ね合わせることができる。
【００１８】
そして、図１に示した給湯装置では、モータ１９の駆動が、制御装置Ｃにより制御されるようになっている。制御装置Ｃによるモータ１９の駆動制御は、貯湯タンク１の高さ方向に複数設けられたサーミスタ等の温度センサ１４による温度検知に基づいて行われる。モータ１９にはステッピングモータが好ましく適用される。
【００１９】
このような図１に示した給湯装置では、温度センサ１４により中温水温度（３０℃〜７０℃）が検知されると、制御装置Ｃは、高温水Ｈの取出しより中温水Ｍの取出しを優先させ、中温水Ｍが分布している領域に位置する取水穴２０、２１が重なり合うように、回転可能とされた管（たとえば、外管１６）を回動させ、外管１６および内管１７において同一高さに位置する１組の取水穴２０、２１を重ね合わせる。このとき、他の取水穴２０、２１の組は重なり合っていない。したがって、中温水Ｍは、重なり合った１組の取水穴２０、２１を通って湯水取出し配管１５に流れ込み、給湯配管６へ供給される。そして、中温水Ｍは、そのまま、または湯水混合弁１１において分岐配管９より供給される市水と混合され、適温とされて出湯端末７に供給される。中温水Ｍの優先的な供給が行われる。
【００２０】
図１に示した貯湯タンク１内の湯水の分布状態では、中温水温度は２つの温度センサ１４により検知されるが、重なり合う取水穴２０、２１の組は１組だけである。どの高さに位置する取水穴２０、２１の組を重ね合わせるかは、制御装置Ｃにあらかじめ設定しておくことができる。
【００２１】
このように、図１に示した給湯装置では、中温水Ｍの取出しに、取水穴２０、２１がそれぞれ形成された外管１６および内管１７から形成される湯水取出し配管１５を用い、貯湯タンク１の側面に取水口は設けず、開閉弁１２も不要としているため、低コストとなる。中温水Ｍの貯湯タンク１からの優先的な取出しが安価に実現される。
【００２２】
また、図１に示した給湯装置では、湯水取出し配管１５を形成する外管１６および内管１７に形成された取水穴２０、２１の数は５つとしているが、取水穴２０、２１の数については複数であればよく、制限されない。中温水Ｍの取出し効率を高めるには取水穴２０、２１の数は多い方がよいが、取水穴２０、２１の数を増やしても、貯湯タンク１に影響はなく、コスト高になることはない。
【００２３】
なお、取水穴２０、２１が詰まる、湯水取出し配管１５が動作しない等の障害が発生したときには、湯水取出し配管１５を貯湯タンク１の上端部または下端部から取り出すことができ、図１に示した給湯装置は、メンテナンスが容易でもある。
【００２４】
また、図１に示した給湯装置では、湯水取出し配管１５による湯水の取出し方向を上向きにしているが、湯水の取出し方向は下向きにすることもできる。この場合、湯水取出し配管１５の構成を上下逆向きにし、モータ１９を貯湯タンク１の上端部に配置すればよい。
【００２５】
もちろん、本願発明は、以上の実施形態によって限定されるものではない。熱交換器、ヒートポンプ、温度センサ、制御装置等の構成および構造等の細部については様々な態様が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本願発明の給湯装置の一実施形態を示した概要図である。
【図２】図１に示した湯水取出し配管の一例を示した斜視図である。
【図３】従来の給湯装置を示した概要図である。
【符号の説明】
【００２７】
１    貯湯タンク
２    風呂
３    熱交換器
４    循環配管
５    ヒートポンプ
６    給湯配管
７    出湯端末
８    給水配管
９    分岐配管
１１    湯水混合弁
１４    温度センサ
１５    湯水取出し配管
１６    外管
１７    内管
１８    回転軸
１９    モータ
２０、２１    取水穴
【図１】
2006125678.tif 000003
【図２】
2006125678.tif 000004
【図３】
2006125678.tif 000005