(57)【要約】【課題】安定した温度で給湯することができ、省エネルギー性に優れた給湯装置を提供すること。【解決手段】貯湯槽１と、貯湯槽１内に配設された中温出湯部６０と、貯湯槽１に配置されている複数の温度センサ（７０ａ〜７０ｇ）とを備え、中温出湯部６０は、少なくとも、複数の開口部（６１ａ〜６１ｄ）と、複数の開口部（６１ａ〜６１ｄ）の開口面積を変更する切替部（６３ａ、６３ｂ）と、周囲の湯温に基づいて、切替部を移動させる形状記憶部（６４ａ、６４ｂ）とを有し、中温出湯部６０において、湯水を貯湯槽１内で混合した後、貯湯槽１外へ流出させる構成の給湯装置において、複数の温度センサ（７０ａ〜７０ｇ）は、複数の開口部（６１ａ〜６１ｄ）のうち、最下方側に位置する開口部６１ｃに対して、上方向および下方向に分散して配置されていることを特徴とする給湯装置。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
貯湯槽と、前記貯湯槽内に配設された中温出湯部と、前記貯湯槽に配置されている複数の温度センサと、を備え、
前記中温出湯部は、少なくとも、複数の開口部と、前記複数の開口部の開口面積を変更する切替部と、周囲の湯温に基づいて、前記切替部を移動させる形状記憶部と、を有し、
前記中温出湯部において、湯水を前記貯湯槽内で混合した後、前記貯湯槽外へ流出させる構成の給湯装置において、
前記複数の温度センサは、前記複数の開口部のうち、最下方側に位置する開口部に対して、上方向および下方向に分散して配置されていることを特徴とする給湯装置。
【請求項２】
前記複数の温度センサのうち、少なくとも一つ以上は、前記開口部の高さと略同一位置に配置されていることを特徴とする前記請求項１記載の給湯装置。
【請求項３】
前記貯湯槽に接続されている第１の出湯管と、前記中温出湯部に接続されている第２の出湯管と、前記第１の出湯管と前記第２の出湯管とに接続され、混合比率を変更する第１の混合弁と、を備え、前記第１の混合弁は、前記複数の温度センサの検出温度に基づいて混合比率を変更する構成としたことを特徴とする前記請求項１または２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、加熱手段で加熱した湯水を、貯湯槽へ貯湯して利用する貯湯式給湯装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
この種の給湯装置は、加熱手段によって貯湯槽の底部から供給される水を高温に加熱し、断熱材で被覆された貯湯槽の上部へ貯留する一連のサイクルを繰り返すことにより、貯湯槽の全体又は一部に高温の湯水を蓄える。使用者が湯水を使用する給湯時には、加熱されていない水と混合することで所定温度にして給湯端末で使用する。
【０００３】
ここで用いるヒートポンプ式加熱手段の運転効率は、外気温と沸き上げ温度と加熱手段に供給される水の温度である入水温度とに依存し、外気温が高い場合、沸き上げ温度が低い場合、又は、入水温度が低い場合に運転効率が向上する。外気温は季節や稼動時刻によって変動し、それに加えて入水温度は貯湯槽の温度状態によっても変動する。
【０００４】
すなわち、本来は、貯湯槽の下部には給水温度と同程度の低温の水が存在しているが、熱利用端末の利用が発生する場合は、貯湯槽の下部の中温水が、沸き上げの際に加熱手段へ供給されるため、入水温度が上昇することになり効率は著しく低下する。
【０００５】
そして、その入水温度の上昇を抑制するために、熱利用端末内の湯水を貯湯槽の内部に設けられている熱交換器によって貯湯槽内の湯水と熱交換し、熱交換によって発生した中温水が、貯湯槽内に貯留する構成において、貯湯槽の上端部から下部に向かって縦方向に伸びる中温水取り出し配管を貯湯槽内部に設け、中温水取り出し配管の取水には、中温水温度で開動作する形状バルブを設け、中温水を取水する構成である。なお、貯湯槽上部からの高温水と中温水の取り出しの切り替えには、貯湯タンク側面に配置された温度センサを用いるものである（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００６−１２５６７７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上記構成では、中温水取り出し配管から貯湯タンク外へ出湯される湯の温度が特定できず、給湯開始直後の給湯温度性能が悪化するおそれがあるが、その回避方法については開示されていない。
【０００８】
本発明は、前記課題を解決するもので、安定した温度で給湯することができ、省エネルギー性に優れた給湯装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
前記従来の課題を解決するために、本発明の給湯装置は、貯湯槽と、前記貯湯槽内に配設された中温出湯部と、前記貯湯槽に配置されている複数の温度センサと、を備え、前記中温出湯部は、少なくとも、複数の開口部と、前記複数の開口部の開口面積を変更する切替部と、周囲の湯温に基づいて、前記切替部を移動させる形状記憶部と、を有し、前記中温出湯部において、湯水を前記貯湯槽内で混合した後、前記貯湯槽外へ流出させる構成の給湯装置において、前記複数の温度センサは、前記複数の開口部のうち、最下方側に位置す
る開口部に対して、上方向および下方向に分散して配置されていることを特徴とするものである。
【００１０】
これにより、複数の温度センサの検出温度から、中温出湯部から出湯される温度を推定できるとともに、使用者がリモコン（図示せず）等にて設定した所望の温度で、給湯を行うことができる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、安定した温度で給湯することができ、省エネルギー性に優れた給湯装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の実施の形態１における給湯装置の構成図
【図２】（ａ）本発明の実施の形態１における横軸を温度、縦軸を貯湯槽高さとしたときの温度分布を示す図（ｂ）同横軸を温度、縦軸を貯湯槽高さとしたときの他の温度分布を示す図
【図３】（ａ）本発明の実施の形態１における中温出湯部の構成と動作を示す説明図（ｂ）同中温出湯部の構成と動作を示す他の説明図（ｃ）同中温出湯部の構成と動作を示す他の説明図（ｄ）同中温出湯部の構成と動作を示す他の説明図（ｅ）同中温出湯部の構成と動作を示す他の説明図
【図４】本発明の実施の形態１における中温出湯温度推定部の処理の流れを示す図
【図５】同他の給湯装置を示す構成図
【図６】同他の中温出湯温度推定部の処理の流れを示す図
【図７】同他の給湯装置を示す構成図
【発明を実施するための形態】
【００１３】
第１の発明は、貯湯槽と、前記貯湯槽内に配設された中温出湯部と、前記貯湯槽に配置されている複数の温度センサと、を備え、前記中温出湯部は、少なくとも、複数の開口部と、前記複数の開口部の開口面積を変更する切替部と、周囲の湯温に基づいて、前記切替部を移動させる形状記憶部と、を有し、前記中温出湯部において、湯水を前記貯湯槽内で混合した後、前記貯湯槽外へ流出させる構成の給湯装置において、前記複数の温度センサは、前記複数の開口部のうち、最下方側に位置する開口部に対して、上方向および下方向に分散して配置されていることを特徴とする給湯装置である。
【００１４】
これにより、複数の温度センサの検出温度から、中温出湯部からの出湯温度を推定できるとともに、使用者がリモコン（図示せず）等にて設定した所望の温度で、給湯を行うことができる。
【００１５】
第２の発明は、特に第１の発明において、前記複数の温度センサのうち、少なくとも一つ以上は、前記開口部の高さと略同一位置に配置されていることを特徴とするものである。
【００１６】
これにより、予め中温出湯部からの出湯温度を高精度に推定することができる。
【００１７】
第３の発明は、特に第１または第２の発明において、前記貯湯槽に接続されている第１の出湯管と、前記中温出湯部に接続されている第２の出湯管と、前記第１の出湯管と前記第２の出湯管とに接続され、混合比率を変更する第１の混合弁と、を備え、前記第１の混合弁は、前記複数の温度センサの検出温度に基づいて混合比率を変更する構成としたことを特徴とするものである。
【００１８】
これにより、中温出湯部からの出湯温度と、第１の出湯管が貯湯槽の上部に接続されている場合の高温水や、第１の出湯管が貯湯槽の下部に接続されている場合の低温水と混合することによって所定の温度に調整する第１の混合弁の開度を、予め調整しておくことができるため、給湯開始直後から安定した温度で給湯することができる。また、所望の給湯温度を短時間に供給することができ、省エネ効果を高めることができる。
【００１９】
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。
【００２０】
（実施の形態１）
以下、本発明の実施の形態１における給湯装置について説明する。図１は、本発明の実施の形態１による給湯装置を示す構成図である。
【００２１】
本実施の形態による給湯装置は、貯湯槽１と、この貯湯槽１の水を加熱する加熱手段２と、貯湯槽１内の高温の湯水（高温水）を流出させる給湯口３と、貯湯槽１外に配設され、貯湯槽１内の高温水を加熱源として用いる熱交換器４とを備えている。熱利用端末５は、熱交換器４によって加熱された熱媒体を利用する。
【００２２】
貯湯槽１の下部には、給水管１１が接続されている。貯湯槽１は、給水管１１から供給される水で常に一定の湯量を維持している。給水管１１の接続端１１ａは、給水管１１の貯湯槽接続位置となる。
【００２３】
加熱手段２には、例えばヒートポンプ装置を用いることができる。貯湯槽１と加熱手段２とは、出水管２１と戻り管２２とで接続される。出水管２１は、一端を貯湯槽１の下部に接続し、他端を加熱手段２に接続している。戻り管２２は、一端を加熱手段２に接続し、他端を貯湯槽１の上部に接続している。
【００２４】
貯湯槽１の下部に存在する低温の湯水（低温水）は、出水管２１によって加熱手段２に導かれる。加熱手段２で加熱された高温水は、戻り管２２によって貯湯槽１の上部に戻され、温度成層状態にて貯湯される。
【００２５】
給湯口３は、第１の出湯管３１によって貯湯槽１と接続される。第１の出湯管３１は、一端３１ａを貯湯槽１の上部に接続し、他端を給湯口３に接続している。貯湯槽１の上部に存在する高温水は、第１の出湯管３１によって給湯口３に導かれる。第１の出湯管３１の一端３１ａは、第１の出湯管３１の貯湯槽接続位置となる。
【００２６】
第１の出湯管３１には、第１の混合弁６と第２の混合弁７とを設けている。第１の混合弁６は、第２の混合弁７より上流側、すなわち貯湯槽１側に設けている。
【００２７】
第１の混合弁６には、第２の出湯管３２が接続される。第２の出湯管３２は、一端を貯湯槽１の鉛直方向の中間部に接続し、他端を第１の混合弁６に接続している。貯湯槽１の鉛直方向の中間部に存在する中温の湯水（中温水）は、第２の出湯管３２によって第１の混合弁６に導かれる。
【００２８】
第２の混合弁７には、給水分岐管１２が接続される。給水分岐管１２は、一端を給水管１１に接続し、他端を第２の混合弁７に接続している。給水分岐管１２から供給される低温水は、第２の混合弁７に導かれる。
【００２９】
第１の混合弁６には、第１の出湯管３１から高温水が流入し、第２の出湯管３２から中温水が流入する。流入する高温水と中温水とは、第１の混合弁６で混合された後に、第２
の混合弁７に導かれる。
【００３０】
第２の混合弁７には、第１の混合弁６からの湯水と、給水分岐管１２からの低温水とが流入する。第１の混合弁６からの湯水と低温水とは、第２の混合弁７で混合された後に、給湯口３に導かれる。
【００３１】
貯湯槽１と熱交換器４とは、熱利用出湯管４１と熱利用戻り管４２とで接続される。熱利用出湯管４１は、一端を貯湯槽１の上部に接続し、他端を熱交換器４に接続している。熱利用戻り管４２は、一端を熱交換器４に接続し、他端４２ａを貯湯槽１の鉛直方向の中間部に接続している。
【００３２】
熱利用戻り管４２の他端４２ａは、熱利用戻り管４２の貯湯槽接続位置となる。熱利用戻り管４２には、循環ポンプ４３を設けている。貯湯槽１の上部に存在する高温水は、熱利用出湯管４１によって熱交換器４に導かれる。熱交換器４で放熱された中温水は、熱利用戻り管４２によって貯湯槽１の鉛直方向の中間部に戻される。
【００３３】
熱交換器４と熱利用端末５とは、熱媒体供給管５１と熱媒体戻り管５２とで接続される。熱媒体供給管５１は、一端を熱交換器４に接続し、他端を熱利用端末５に接続している。熱媒体戻り管５２は、一端を熱利用端末５に接続し、他端を熱交換器４に接続している。熱媒体戻り管５２には、循環ポンプ５３を設けている。熱利用端末５の熱媒体は、熱媒体戻り管５２によって熱交換器４に導かれる。熱交換器４で加熱された熱媒体は、熱媒体供給管５１によって熱利用端末５に供給される。
【００３４】
貯湯槽１内には、中温出湯部６０が配設されている。
【００３５】
中温出湯部６０は、複数の開口部６１ａ、６１ｂ、６１ｃと取出部６２とを有している。複数の開口部６１ａ、６１ｂ、６１ｃは、貯湯槽１内に高さが高い順から、略鉛直方向に配設されている。取出部６２は、第２の出湯管３２に接続される。なお、取出部６２は、高さ方向において貯湯槽１の略中部に位置に配置されている。
【００３６】
全ての開口部６１ａ、６１ｂ、６１ｃは、第１の出湯管３１の貯湯槽接続位置３１ａと給水管１１の貯湯槽接続位置１１ａとの間に配設している。複数の開口部６１ａ、６１ｂ、６１ｃを、貯湯槽１の鉛直方向の中間部に配設することで、異なる温度の中温水を取り出すことができる。
【００３７】
なお、貯湯槽１の鉛直方向の外表面には、貯湯槽１内の湯水の温度を検知する温度センサ７０ａ、７０ｂ、７０ｃ、７０ｄ、７０ｅ、７０ｆが、高さが高い順から配設されており、温度センサ７０ｃ、７０ｄ、７０ｅの検知温度に基づいて、第１の混合弁６の混合比率を決定する。なお、複数の温度センサ７０ｃ、７０ｄ、７０ｅは、中温出湯部６０に設けられている複数の開口部６１ａ、６１ｂ、６１ｃのうち、最も上方側に位置している開口部６１ａよりも高さが低い位置で、かつ、最も下方側に位置している開口部６１ｃに対して、上方向および下方向にわたって分散して配置されている。
【００３８】
また、本実施の形態によれば、複数の開口部６１ａ、６１ｂ、６１ｃを、貯湯槽１内に略鉛直方向に配設することで、貯湯槽１内の湯水を抜いた状態では、鉛直方向の最も低い位置にある開口部６１ｃから湯水が流出するため、中温出湯部６０内に湯水が残らない。従って、中温出湯部６０内に湯水が残留することによって生じる凍結破壊を防止できる。
【００３９】
複数の開口部６１ａ、６１ｂ、６１ｃの中で、少なくとも２つから異なる温度で流入した湯水は、混合されて取出部６２から第２の出湯管３２に流出する。熱利用戻り管４２の
貯湯槽接続位置４２ａは、最も高い位置にある開口部６１ａと最も低い位置にある開口部６１ｃとの間の高さとする。
【００４０】
このように、熱利用戻り管４２から貯湯槽１内に戻る湯水の位置を、最も高い位置にある開口部６１ａと最も低い位置にある開口部６１ｃとの間の高さとすることで、熱利用戻り管４２から貯湯槽１内に流入して拡散する中温水を、高さの異なる開口部６１ａ、６１ｂ、６１ｃから取り出して給湯に利用できるため、特に加熱手段２としてヒートポンプ装置を用いる場合には、沸き上げ時に効率が低下する中温水の沸き上げ量を抑制し、省エネルギー性に優れた給湯装置を提供できる。
【００４１】
熱利用戻り管４２の貯湯槽接続位置４２ａは、最も高い位置にある開口部６１ａの次に高い位置にある開口部６１ｂの高さ以上とすることが好ましい。熱利用戻り管４２から貯湯槽１内に流入する中温水は、高温水よりも比重が大きいため、熱利用戻り管４２の貯湯槽接続位置より下方に、より多く拡散する。
【００４２】
熱利用戻り管４２の貯湯槽接続位置より上方に配置する開口部６１ａよりも、熱利用戻り管４２の貯湯槽接続位置４２ａより下方に配置する開口部６１ｂ、６１ｃを多く設けることで、より多くの中温水を取り出すことができる。
【００４３】
全ての開口部６１ａ、６１ｂ、６１ｃは、取出部６２の高さ以下に配設している。全ての開口部６１ａ、６１ｂ、６１ｃを、取出部６２の高さ以下に配設することで、中温水の取出停止時には、取出部６２には開口部６１ａ、６１ｂ、６１ｃの位置にある湯水よりも高い温度の湯水で満たされているため、中温水の取出初期には、この高い温度の湯水を流出させることができる。従って、所定温度の湯水を早期に供給できる。
【００４４】
図２は、横軸を温度、縦軸を貯湯槽高さとした温度分布図を示し、図２（ａ）は本実施の形態の場合であり、図２（ｂ）は開口部６１ｂだけから中温水を取り出し、開口部６１ｂの全開／全閉を所定温度（例えば、３５℃から４０℃の場合に開口部６１ｂを全開する）によって切り替える場合の例である。
【００４５】
Ｔ１は給水温度、Ｔ２は中温水の上限温度、Ｗｍａ、Ｗｍｂは給水温度Ｔ１から中温水上限温度Ｔ２までの中温水の層、実線は中温出湯部６０から出湯する前の温度分布、破線は中温出湯部６０から出湯した場合の温度分布である。
【００４６】
図２（ｂ）に示すように、温度による開閉の単純な切替では、開口部６１ｂ付近に存在している湯が所定の温度の場合にしか取り出されない。出湯されるとき、貯湯槽１の湯水は全体的に上方に移動するため、開口部６１ｂ付近に、所定温度、例えば、３５〜４０℃の湯水が差し掛かった場合にのみ取り出され、出湯した後の中温水の領域はＷｍｂとなる。
【００４７】
一方、図２（ａ）に示すように、本実施の形態の場合は、開口部６１ｂ付近の湯水と開口部６１ｃの温水を混合するため、取り出される温度に制限がない。貯湯槽１の湯水が上部に移動しても、後述する形状記憶部によってそれぞれの開口部から湯水を吸い上げ、所定の温度で湯水を混合するためである。
【００４８】
その結果、出湯した後の中温水の領域はＷｍｂよりも中温水が少ないＷｍａとなり、中温水を有効に利用でき、沸き上げ時に効率が低下する中温水の沸き上げ量を抑制できることがわかる。
【００４９】
図３は実施の形態１による中温出湯部の構成と動作を示す説明図である。
【００５０】
図３（ａ）を用いて中温出湯部６０の構成を説明する。
【００５１】
中温出湯部６０は、複数の開口部６１ａ、６１ｂ、６１ｃ、６１ｄと、取出部６２と、複数の開口部６１ａ、６１ｂ、６１ｃ、６１ｄのそれぞれの開口面積を変更する切替部６３ａ、６３ｂと、周囲の湯温に基づいて切替部６３ａ、６３ｂを移動させる形状記憶部６４ａ、６４ｂとを有している。なお、開口部６１ｄは、開口部６１ｂ若しくは開口部６１ｃから流入する湯水、又は開口部６１ｂ及び開口部６１ｃから流入する湯水を流入して取出部６２に導く。
【００５２】
複数の開口部６１ａ、６１ｂ、６１ｃ、６１ｄは、筒状の中温出湯部本体６５に形成されている。開口部６１ｃは、中温出湯部本体６５の下端開口６５ａに連通させている。開口部６１ｂは、開口部６１ｃより上方に形成している。開口部６１ｄは、開口部６１ｂより上方に形成している。開口部６１ａは、開口部６１ｄより上方に形成している。
【００５３】
中温出湯部本体６５内には、混合部６６ａ、６６ｂを形成している。
【００５４】
混合部６６ａは、開口部６１ａより上方に形成している。混合部６６ｂは、開口部６１ｂより上方で開口部６１ｄより下方に形成している。
【００５５】
切替部６３ａは、高さ方向に移動することで、開口部６１ａと開口部６１ｄとの開口面積を変更する。
【００５６】
切替部６３ａの上方（下流側）には、形状記憶部６４ａが配置されている。形状記憶部６４ａは、周囲の湯温が所定温度より低くなると切替部６３ａを上方に移動する。なお、図示のように、形状記憶部６４ａとともに付勢バネ６７ａを用いて切替部６３ａを移動することが好ましい。形状記憶部６４ａとともに付勢バネ６７ａを用いることで、昇温時と降温時での動作温度を一致させることができる。
【００５７】
切替部６３ｂは、高さ方向に移動することで、開口部６１ｂと開口部６１ｃとの開口面積を変更する。
【００５８】
切替部６３ｂの上方（下流側）には、形状記憶部６４ｂが配置されている。形状記憶部６４ｂは、周囲の湯温が所定温度より低くなると切替部６３ｂを上方に移動する。なお、図示のように、形状記憶部６４ｂとともに付勢バネ６７ｂを用いて切替部６３ｂを移動することが好ましい。形状記憶部６４ｂとともに付勢バネ６７ｂを用いることで、昇温時と降温時での動作温度を一致させることができる。
【００５９】
以下に、取出部６２での湯温を４０℃に設定している場合の中温出湯部本体６５の動作を説明する。本実施の形態では、形状記憶部６４ａ、６４ｂは、周囲の湯温が４０℃を下回ると、縮む方向に動作するように設定している。
【００６０】
図３（ａ）は、中温出湯部本体６５の下端開口６５ａでの湯温が４５℃の状態を示している。
【００６１】
下端開口６５ａでの湯温が４０℃より高いため、形状記憶部６４ｂは伸びた状態にあり、切替部６３ｂは下方に移動している。切替部６３ｂが下方に移動した状態では、開口部６１ｃは開口し、開口部６１ｂは閉塞している。
【００６２】
また、形状記憶部６４ａは、下端開口６５ａより高い位置であり、形状記憶部６４ａの
周囲の湯温も４０℃より高いため、伸びた状態にあり、切替部６３ａは下方に移動している。切替部６３ａが下方に移動した状態では、開口部６１ｄは開口し、開口部６１ａは閉塞している。
【００６３】
図３（ａ）の状態では、下端開口６５ａにある湯水は、開口部６１ｃから流入し、混合部６６ｂ、開口部６１ｄ、混合部６６ａを順に通って取出部６２に導かれる。
【００６４】
図３（ｂ）は、中温出湯部本体６５の下端開口６５ａでの湯温が２０℃に低下した状態を示している。
【００６５】
中温出湯部本体６５の下端開口６５ａでの湯温が低下すると、形状記憶部６４ｂの周囲の湯温が降下するため、形状記憶部６４ｂは縮み、切替部６３ｂが上方に移動する。
【００６６】
切替部６３ｂが上方に移動することで、開口部６１ｃの開口面積は減少し、開口部６１ｂが開口を始める。開口部６１ｃの開口面積が減少することで２０℃の水の流入量は減少し、開口部６１ｂの開口面積が増加することで６０℃の湯水の流入量は増加する。開口部６１ｂの開口によって形状記憶部６４ｂの周囲の湯温が上昇し、形状記憶部６４ｂの周囲の湯温が４０℃となるように切替部６３ｂが移動する。
【００６７】
図３（ｂ）の状態では、湯水は、開口部６１ｃと開口部６１ｂから流入し、混合部６６ｂ、開口部６１ｄ、混合部６６ａを順に通って取出部６２に導かれる。
【００６８】
図３（ｃ）は、開口部６１ｂでの湯温が４０℃に低下した状態を示している。
【００６９】
開口部６１ｂでの湯温が４０℃に低下すると、開口部６１ａからの湯水の流入によって、形状記憶部６４ｂの周囲の湯温は４０℃を下回るため、形状記憶部６４ｂは縮み、切替部６３ｂが上方に移動する。
【００７０】
切替部６３ｂが上方に移動することで、開口部６１ｃは閉塞し、開口部６１ｂだけが開口する。
【００７１】
図３（ｃ）の状態では、湯水は、開口部６１ｂだけから開口部６１ｄに流入し、混合部６６ｂ、開口部６１ｄ、混合部６６ａを順に通って取出部６２に導かれる。
【００７２】
図３（ｄ）は、開口部６１ｂでの湯温が４０℃を下回り、例えば２０℃に低下した状態を示している。
【００７３】
開口部６１ｂでの湯温が２０℃に低下すると、形状記憶部６４ａの周囲の湯温は４０℃を下回るため、形状記憶部６４ａは縮み、切替部６３ａが上方に移動する。
【００７４】
切替部６３ａが上方に移動することで、開口部６１ｄの開口面積は減少し、開口部６１ａが開口を始める。開口部６１ｄの開口面積が減少することで２０℃の水の流入量は減少し、開口部６１ａの開口面積が増加することで６０℃の湯水の流入量は増加する。開口部６１ａの開口によって形状記憶部６４ａの周囲の湯温が上昇し、形状記憶部６４ａの周囲の湯温が４０℃となるように切替部６３ａが移動する。
【００７５】
図３（ｄ）の状態では、湯水は、開口部６１ｂと開口部６１ａから流入し、混合部６６ａを通って取出部６２に導かれる。
【００７６】
図３（ｅ）は、開口部６１ａでの湯温が４０℃に低下した状態を示している。
【００７７】
開口部６１ａでの湯温が４０℃に低下すると、開口部６１ｂからの湯水の流入によって、形状記憶部６４ａの周囲の湯温は４０℃を下回るため、形状記憶部６４ａは縮み、切替部６３ａが上方に移動する。
【００７８】
切替部６３ａが上方に移動することで、開口部６１ｄは閉塞し、開口部６１ａだけが開口する。
【００７９】
図３（ｅ）の状態では、湯水は、開口部６１ａだけから流入し、混合部６６ａを通って取出部６２に導かれる。
【００８０】
なお、本実施の形態では、形状記憶部６４ａと形状記憶部６４ｂとの動作温度を同じ４０℃として説明したが、形状記憶部６４ｂの動作温度を、形状記憶部６４ａよりも低く設定してもよい。
【００８１】
取出部６２が、形状記憶部６４ｂよりも高い位置としている場合には、開口部６１ｂまた開口部６１ｃからの湯水の温度が４０℃であると、周囲の高温の湯からの熱伝導により温まった混合部６６ａ内の湯と混合され、取出部６２では４０℃を超える湯温になるため、形状記憶部６４ｂの動作温度を４０℃より低い温度とすることで、取出部６２での設定温度からの大きな温度変動を抑えることができる。
【００８２】
また、形状記憶部６４ｂの動作温度を、形状記憶部６４ａよりも低く設定し、切替部６３ｂでは大まかな温度調整を行い、切替部６３ａで厳密な温度調整を行わせることができる。
【００８３】
図４は、実施の形態１による中温出湯温度推定部の処理の流れを示す図である。本推定部では、貯湯槽１の表面に取り付けた温度センサ７０ａ、７０ｂ、７０ｃ、７０ｄ、７０ｅ、７０ｆのうち、中温出湯部６０の開口部６１ａよりも上下方向において位置が低く、かつ、開口部６１ｃの上下方向において最も近い位置に配置されている温度センサ７０ｅ以上の高さの位置の温度センサ７０ｃ、７０ｄ、７０ｅを用いて処理を行う。
【００８４】
図４では、形状記憶部６４ａと形状記憶部６４ｂとの動作温度を同一温度Ｔｓ（例えば４０℃）とし、取出部６２から実際に出湯される湯温をＴｍ℃、温度センサ７０ｃ、７０ｄ、７０ｅから取得する温度をそれぞれＴ７０ｃ℃、Ｔ７０ｄ℃、Ｔ７０ｅ℃とする。
【００８５】
まず、Ｓｔｅｐ７１で、Ｔ７０ｃ〜Ｔ７０ｅのすべての温度が動作温度Ｔｓ以上であるかを判断する。すべての温度センサからの取得温度がＴｓ℃以上である場合は、形状記憶部６４ａと形状記憶部６４ｂは伸びた状態になり、切替部６３ａと切替部６３ｂが下方に移動した状態となるため、貯湯層１内の湯水は下端開口６５ａからのみ取出部６２から出湯される。
【００８６】
この時、取出部６２から出湯される温度に上下方向において位置の近い温度センサは、温度センサ７０ｄ、または、温度センサ７０ｅであるが、取出部６２から出湯される湯水の温度は、上下方向において開口部６１ｃより高さの低い方の温度センサ７０ｅの温度とする（Ｓｔｅｐ７３）。
【００８７】
第１の混合弁６で混合する温度は、第２の混合弁７で給水分岐管１２からの低温水と混合されるため高めの温度が望ましい。そのため第１の混合弁６の混合割合を算出する場合は、混合した後の温度が低くならないように、低めの温度であるＴ７０ｅ℃を取出部６２の温度とする。
【００８８】
すべての温度センサがＴｓ℃以上でない場合は、Ｓｔｅｐ７２で、すべての温度センサがＴｓ℃未満であるかの判断を行う。すべての温度センサからの取得温度がＴｓ℃未満である場合は、形状記憶部６４ａと形状記憶部６４ｂは縮んだ状態になり、切替部６３ａと切替部６３ｂが上方に移動した状態となるため、貯湯層１内の湯水は開口部６１ａからのみ取出部６２から出湯される。この時、取出部６２から出湯される温度に上下方向において位置の近い温度センサは、温度センサ７０ｃであるため、Ｔ７０ｃの温度を取出部６２から出湯される温度とする（Ｓｔｅｐ７４）。
【００８９】
第１の混合弁６で混合する温度は、第２の混合弁７で給水分岐管１２からの低温水と混合されるため高めの温度が望ましいため、上下方向において開口部６１ａよりも低い位置である温度センサ７０ｃの温度Ｔ７０ｃ℃を用いると、低めの温度で第１の混合弁６の混合割合を算出することになり、利用者が所望する温度よりも給湯温度が低くなることを防止することができる。
【００９０】
すべての温度センサがＴｓ℃以上でなく、かつ、Ｔｓ℃未満でない場合、次のＳｔｅｐ７５で、取出部６２の温度はＴｓ℃とする。開口部６１ａ、開口部６１ｂ付近の貯湯槽１内の湯は、Ｔｓ℃未満の温度の湯水とＴｓ℃以上の温度の湯水に挟まれていることになり、形状記憶部６４ａ、または、形状記憶部６４ｂが伸縮して開口面積が変更され、取出部６２よりＴｓ℃の温度の湯が出湯される。
【００９１】
以上より、本実施の形態によれば、温度センサ７０ｃ、７０ｄ、７０ｅの検出温度から、中温出湯部６０から出湯される温度を推定することができるため、予め、第１の混合弁６の混合比率を変更しておくことができる。そのため、給湯開始の要求に応じてすばやく使用者がリモコン（図示せず）等にて設定した所望の温度で、給湯口３より給湯を行うことができる。
【００９２】
図５は、他の給湯装置を示すである。なお、図１に記載の給湯装置と同一構成部材には同一符号を付して説明を省略する。
【００９３】
本実施の形態において、貯湯槽１の外表面に設けられ、貯湯槽１内の湯水の温度を検知する温度センサのうち、温度センサ７０ｇは、開口部６１ｂと上下方向において、高さがほぼ同一である位置に配置されている。
【００９４】
本構成によれば、温度センサ７０ｃ、７０ｄ、７０ｅ、および、温度センサ７０ｇの温度から中温出湯部６０から出湯される温度を推定することができるため、予め第１の混合弁６の混合比率を変更しておくことができる。
【００９５】
また、開口部６１ａと上下方向においてほぼ同じ高さの位置の貯湯槽１に温度センサ７０ｇが設けているため、貯湯槽１内の蓄熱量が少ない場合に取出部６２の温度を精度よく推定することができる。
【００９６】
そのため、給湯開始の要求に応じて、使用者によりリモコン（図示せず）等により設定された温度ですばやく給湯を行えることに加えて、無駄に高温の湯水が取り出されることがないため省エネ性を向上させることができる。
【００９７】
図６は、他の中温出湯温度推定部の処理の流れを示す図である。本推定部では、貯湯槽１の表面に取り付けた温度センサ７０ａ、７０ｂ、７０ｃ、７０ｄ、７０ｅ、７０ｆ、７０ｇのうち、中温出湯部６０の開口部６１ａよりも上下方向において位置が低く、開口部６１ｃの上下方向において下方側で最も近い位置に配置されている温度センサ７０ｅ以上
の位置にある温度センサ７０ｃ、７０ｄ、７０ｅと、開口部６１ｂと上下方向において高さがほぼ同一位置に配置されている温度センサ７０ｇを用いて処理を行う。
【００９８】
図６では、形状記憶部６４ａと形状記憶部６４ｂとの動作温度を同一温度Ｔｓ（例えば４０℃）とし、取出部６２から実際に出湯される湯温をＴｍ℃、温度センサ７０ｃ、７０ｄ、７０ｅ、７０ｇから取得する温度をそれぞれＴ７０ｃ℃、Ｔ７０ｄ℃、Ｔ７０ｅ℃、Ｔ７０ｇ℃とする。
【００９９】
まず、Ｓｔｅｐ８１で、Ｔ７０ｃ〜Ｔ７０ｇのすべての温度がＴｓ以上であるかを判断する。すべての温度センサからの取得温度がＴｓ℃以上である場合は、形状記憶部６４ａと形状記憶部６４ｂは伸びた状態になり、切替部６３ａと切替部６３ｂが下方に移動した状態となるため、貯湯層１内の湯水は下端開口６５ａからのみ取出部６２から出湯される。
【０１００】
この時、取出部６２から出湯される温度に上下方向において近い位置にあたる温度センサは、温度センサ７０ｄ、または、温度センサ７０ｅであるが、取出部６２から出湯される湯水の温度は、上下方向において高さの低い方の温度センサ７０ｅの温度とする（Ｓｔｅｐ８３）。
【０１０１】
第１の混合弁６で混合する温度は、第２の混合弁７で給水分岐管１２からの低温水と混合されるため高めの温度が望ましい。そのため第１の混合弁６の混合割合を算出する場合は、混合した後の温度が低くならないように、低めの温度であるＴ７０ｅ℃を取出部６２の温度とする。
【０１０２】
すべての温度センサがＴｓ℃以上でない場合は、Ｓｔｅｐ８２で、すべての温度センサがＴｓ℃未満であるかの判断を行う。すべての温度センサからの取得温度がＴｓ℃未満である場合は、形状記憶部６４ａと形状記憶部６４ｂは縮んだ状態になり、切替部６３ａと切替部６３ｂが上方に移動した状態となるため、貯湯層１内の湯水は、開口部６１ａからのみ取出部６２から出湯される。温度センサ７０ｇは開口部６１ａと上下方向において高さ位置が同一であるため、取出部６２から出湯される温度は、Ｔ７０ｇ℃となる（Ｓｔｅｐ８４）。
【０１０３】
すべての温度センサがＴｓ℃以上でなく、かつ、Ｔｓ℃未満でない場合、次のＳｔｅｐ８５で、取出部６２の温度はＴｓ℃とする。開口部６１ａ、開口部６１ｂ付近の貯湯槽１内の湯は、Ｔｓ℃未満の温度の湯水と温度Ｔｓ℃以上の温度の湯水に挟まれていることになり、形状記憶部６４ａ、または、形状記憶部６４ｂが伸縮して開口面積が変更され温度Ｔｓ℃で出湯される。
【０１０４】
以上より、本実施の形態によれば、温度センサ７０ｃ、７０ｄ、７０ｅ、７０ｇの検出温度から、中温出湯部６０から出湯される温度を推定することができるため、予め、第１の混合弁６の混合比率を変更しておくことができる。そのため、給湯開始の要求に応じてすばやく使用者がリモコン（図示せず）等にて設定した所望の温度で、給湯口３より給湯を行うことができる。
【０１０５】
図７は、他の給湯装置を示す構成図である。図１、図５に記載の給湯装置と同一構成部材には同一符号を付して説明を省略する。
【０１０６】
本構成における熱交換器４は、貯湯槽１内に配設されており、貯湯槽１内の高温水を加熱源として用いている。熱交換器４と熱利用端末５とは、熱媒体供給管５１と熱媒体戻り管５２とで接続される。熱媒体供給管５１は、一端を熱交換器４に接続し、他端を熱利用
端末５に接続している。熱媒体戻り管５２は、一端を熱利用端末５に接続し、他端を熱交換器４に接続している。熱媒体戻り管５２には、循環ポンプ５３を設けている。
【０１０７】
熱利用端末５の熱媒体は、熱媒体戻り管５２によって熱交換器４に導かれる。熱交換器４で加熱された熱媒体は、熱媒体供給管５１によって熱利用端末５に供給される。
【０１０８】
また、本構成においては、熱交換器４の上下方向の設置位置を、最も高い位置にある開口部６１ａと最も低い位置にある開口部６１ｃとの間の高さとすることで、比較的高い温度が維持される開口部６１ａ付近の湯水と、熱交換器４との熱交換によって貯湯槽１内に中温水が生じ比較的温度の低くなる開口部６１ｂ、または、開口部６１ｃとを混合して給湯に利用できるため、特に加熱手段２としてヒートポンプ装置を用いる場合には、沸き上げ時に効率が低下する中温水の沸き上げ量を抑制し、省エネルギー性に優れた給湯装置を提供できる。
【０１０９】
また本構成においては、熱交換器４の上下方向の最も高い部位の設置位置を、最も高い位置にある開口部６１ａの次に高い位置にある開口部６１ｂの高さ以上とすることが好ましい。熱交換器４との熱交換によって生じる中温水は、高温水よりも比重が大きいため、熱交換器４の上下方向の最も高い部位の設置位置より下方に、より多く拡散する。
【０１１０】
熱交換器４の上下方向の最も高い部位の設置位置より上方に配置する開口部６１ａよりも、熱利用戻り管４２の貯湯槽接続位置より下方に配置する開口部６１ｂ、６１ｃを多く設けることで、より多くの中温水を取り出すことができる。
【産業上の利用可能性】
【０１１１】
本発明による給湯装置は、安定した温度で給湯することができ、省エネルギー性に優れているので、家庭用の給湯装置に適用できるほか、業務用などの規模の大きい用途にも適用できる。
【符号の説明】
【０１１２】
１  貯湯槽
２  加熱手段
３  給湯口
４  熱交換器
５  熱利用端末
６  第１の混合弁
７  第２の混合弁
１１  給水管
３１  第１の出湯管
３２  第２の出湯管
６０  中温出湯部
６１ａ、６１ｂ、６１ｃ、６１ｄ  開口部
６２  取出部
６３ａ、６３ｂ  切替部
６４ａ、６４ｂ  形状記憶部
６５ａ  下端開口
６６ａ、６６ｂ  混合部
６７ａ、６７ｂ  付勢バネ
７０ａ、７０ｂ、７０ｃ、７０ｄ、７０ｅ、７０ｆ、７０ｇ  温度センサ
【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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