(57)【要約】【課題】底部に給水路４が接続されると共に頂部に出湯路５が接続された貯湯タンク１と、貯湯タンクの底部から頂部にタンク水を循環させるタンク水循環路２と、このタンク水循環路に流れるタンク水を加熱する加熱装置３とを備える貯湯式給湯装置であって、貯湯タンク内の圧力が所定値以上になったときに開弁する圧力逃がし弁９を備えるものにおいて、貯湯タンクの頂部に圧力逃がし弁用の接続口を開設せずに済み、且つ、ウォータハンマー現象による圧力逃がし弁の開弁を阻止できるようにする。【解決手段】タンク水循環路２に、貯湯タンク１の頂部側の端部に位置させて、圧力逃がし弁９を接続する。また、貯湯タンク１の頂部の半球面状の鏡板１ａに、該鏡板１ａの最も高い部分に位置させて、タンク水循環路２を接続する戻し口１ｂを開設すると共に、戻し口１ｂよりも低い部分に位置させて、出湯路５を接続する出湯口１ｃを開設する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
底部に給水路が接続されると共に頂部に出湯路が接続された貯湯タンクと、貯湯タンクの底部から頂部にタンク水を循環させるタンク水循環路と、このタンク水循環路に流れるタンク水を加熱する加熱装置とを備える貯湯式給湯装置であって、貯湯タンク内の圧力が所定値以上になったときに開弁する圧力逃がし弁を備えるものにおいて、
タンク水循環路に、貯湯タンクの頂部側の端部に位置させて、圧力逃がし弁が接続されることを特徴とする貯湯式給湯装置。
【請求項２】
前記貯湯タンクの頂部の半球面状の鏡板に、該鏡板の最も高い部分に位置させて、前記タンク水循環路を接続する戻し口が開設されると共に、戻し口よりも低い部分に位置させて、前記出湯路を接続する出湯口が開設されることを特徴とする請求項１記載の貯湯式給湯装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、底部に給水路が接続されると共に頂部に出湯路が接続された貯湯タンクを備える貯湯式給湯装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
貯湯式給湯装置は、貯湯タンクの底部から頂部にタンク水を循環させるタンク水循環路と、このタンク水循環路に流れるタンク水を加熱するヒートポンプユニット等の加熱装置とを備えている。そして、貯湯タンクから出湯路を介して出湯される温水と、給水路から分岐した分岐給水路を介して供給される冷水との混合比を湯水混合手段により調節して、設定温度の湯が給湯端末に供給されるようにしている。また、貯湯タンク内に気泡が貯まって圧力が過度に上昇することを防止するために、貯湯タンク内の圧力が所定値以上になったときに開弁する圧力逃がし弁を備えている。
【０００３】
従来、圧力逃がし弁は、貯湯タンクの頂部に直付けされ（例えば、特許文献１参照）、或いは、出湯路に接続されている（例えば、特許文献２参照）。ここで、貯湯式給湯装置では、貯湯タンクの頂部の鏡板に、出湯路を接続する出湯口と、タンク水循環路を接続する戻し口とを開設する必要がある。そして、圧力逃がし弁を貯湯タンクの頂部に直付けする場合には、鏡板に、出湯口と戻し口に加えて圧力逃がし弁の接続口を開設することが必要になって、鏡板の加工コストが高くなると共に、鏡板の強度確保が困難になる。
【０００４】
これに対し、圧力逃がし弁を出湯路に接続すれば、鏡板に圧力逃がし弁の接続口を開設する必要がなく、上記の不具合を解消できる。然し、この場合には、給湯停止時に発生するウォータハンマー現象により出湯路の内圧が一時的に急増したときに、圧力逃がし弁が開弁して、温水が無駄に排水されてしまう。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００７−１８７３８８号公報
【特許文献２】特開２００７−１２０８０３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、以上の点に鑑み、貯湯タンクの頂部に圧力逃がし弁用の接続口を開設せずに済み、且つ、ウォータハンマー現象による圧力逃がし弁の開弁を阻止できるようにした貯湯式給湯装置を提供することをその課題としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するために、本発明は、底部に給水路が接続されると共に頂部に出湯路が接続された貯湯タンクと、貯湯タンクの底部から頂部にタンク水を循環させるタンク水循環路と、このタンク水循環路に流れるタンク水を加熱する加熱装置とを備える貯湯式給湯装置であって、貯湯タンク内の圧力が所定値以上になったときに開弁する圧力逃がし弁を備えるものにおいて、タンク水循環路に、貯湯タンクの頂部側の端部に位置させて、圧力逃がし弁が接続されることを特徴とする。
【０００８】
本発明によれば、タンク水循環路に圧力逃がし弁を接続するため、貯湯タンクの頂部の鏡板に圧力逃がし弁用の接続口を開設せずに済み、鏡板の加工コストアップや強度低下といった不具合を回避できる。また、給湯停止時にウォータハンマー現象で出湯路の内圧が一時的に急増しても、貯湯タンクがバッファとして機能して、タンク水循環路に接続した圧力逃がし弁までは出湯路の内圧急増の影響が及びにくくなる。従って、ウォータハンマー現象を生じても圧力逃がし弁は開弁せず、温水が無駄に排水されることを防止できる。
【０００９】
また、貯湯タンクの頂部の鏡板は一般的に半球面状に形成されるが、この場合、鏡板の最も高い部分に位置させて、タンク水循環路を接続する戻し口を開設すると共に、戻し口よりも低い部分に位置させて、出湯路を接続する出湯口を開設することが望ましい。これによれば、貯湯タンク内の気泡がその最高所に位置する戻し口から圧力逃がし弁に導かれ、出湯路に気泡が侵入することを阻止できる。また、給湯中に、タンク水循環路にタンク水を循環させても、加熱装置で加熱されて戻し口から貯湯タンクに流入する高温水は、戻し口よりも低い出湯口には直接的に流れない。従って、出湯路から出湯される温水の温度が急上昇して、給湯温度がオーバーシュートすることを防止できる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の実施形態の貯湯式給湯装置の構成を示す説明図。
【図２】実施形態の貯湯式給湯装置の構成要素である貯湯タンクの頂部の断面図。
【図３】図２の貯湯タンクの斜め上方から見た斜視図。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
図１は、本発明の実施形態の貯湯式給湯装置を示している。この貯湯式給湯装置は、貯湯タンク１と、貯湯タンク１の底部から頂部にタンク水（貯湯タンク１内の水）を循環させるタンク水循環路２と、タンク水循環路２に流れるタンク水を加熱する加熱装置たるヒートポンプユニット３とを備えている。
【００１２】
貯湯タンク１は、上下方向に長手の容量が例えば５０Ｌのタンクである。貯湯タンク１の底部には給水路４が接続され、頂部には出湯路５が接続されている。給水路４には、水道管４ａからの冷水が減圧弁４ｂを介して供給される。また、減圧弁４ｂの下流側の給水路４の部分から分岐する分岐給水路４ｃが設けられており、この分岐給水路４ｃと出湯路５とを、給湯栓等の給湯端末６ａに連なる給湯路６の上流端に合流して接続している。そして、貯湯タンク１から出湯路５を介して出湯される温水と、分岐給水路４ｃを介して供給される冷水との混合比を後述する湯水混合手段７により調節し、設定温度の湯が給湯端末６ａに供給されるようにしている。
【００１３】
また、給湯路６には、バイパス弁６ｂが介設されると共に、このバイパス弁６ｂと並列に、バーナ（図示せず）を加熱源とする給湯熱源機８が接続されている。そして、出湯路５に出湯される温水の温度が設定温度未満になったときは、バイパス弁６ｂを閉弁して、給湯熱源機８を作動させ、給湯熱源機８により水を設定温度に加熱するようにしている。
【００１４】
ヒートポンプユニット３は、冷媒を蒸発器３１からコンプレッサ３２と放熱器３３と膨張弁３４とを介して蒸発器３１に戻す閉回路で構成される公知のものである。蒸発器３１にはファン３１ａが付設されており、冷媒がファン３１ａにより送風される大気の熱を吸熱して蒸発する。蒸発した冷媒はコンプレッサ３２で圧縮されて高温高圧になり、放熱器３３で放熱した後、膨張弁３４で減圧されて蒸発器３１に戻される。
【００１５】
タンク水循環路２は、貯湯タンク１の底部から頂部にヒートポンプユニット３の放熱器３３を介してタンク水を循環するように構成されており、ヒートポンプユニット３側に、タンク水循環路２に介設される循環ポンプ２ａが設けられている。循環ポンプ２ａを作動させれば、貯湯タンク１の底部から低温のタンク水が放熱器３３に供給され、放熱器３３における冷媒との熱交換でタンク水が加熱されて貯湯タンク１の頂部に戻される。循環ポンプ２ａ及びヒートポンプユニット３は、貯湯タンク１の上部のタンク水の温度を検出する温度センサ（図示せず）の検出温度が所定温度を下回ったときに、作動される。
【００１６】
貯湯タンク１は、断熱材１１により被覆した状態（図２、図３参照）で外装ケーシング１２内に収納されている。外装ケーシング１２の横方向一側面には、給水路４に水道管４ａを接続する給水接続口１２ａと、外装ケーシング１２の外部の給湯路６となる給湯配管６ｃを接続する給湯接続口１２ｂと、給湯熱源機８の流入側配管８ａと流出側配管８ｂを夫々バイパス弁６ｂの上流側と下流側の給湯路６の部分に接続する熱源機用の往き接続口１２ｃと戻り接続口１２ｄとが設けられている。また、外装ケーシング１２の横方向他側面には、外装ケーシング１２の外部のタンク水循環路２となる、ヒートポンプユニット３に対する往き管２ｂと戻り管２ｃとを夫々接続する循環路用の往き接続口１２ｅと戻り接続口１２ｆとが設けられている。
【００１７】
前記湯水混合手段７は、出湯路５に介設した第１流量調節弁７１と、分岐給水路４ｃに介設した第２流量調節弁７２とで構成されている。また、出湯路５に流れる温水の温度を検出する第１温度センサ７３１と、分岐給水路４ｃに流れる冷水の温度を検出する第２温度センサ７３２と、給湯路６に流れる湯の温度を検出する第３温度センサ７３３とを設けている。そして、第１と第２の各温度センサ７３１,７３２の検出温度に基づいて第１と第２の各流量調節弁７１，７２をフィードフォワード制御すると共に、第３温度センサ７３３の検出温度が設定温度になるように各流量調節弁７１，７２をフィードバック制御して、温水と冷水の混合比を自動調節し、設定温度の湯が給湯端末６ａに供給されるようにしている。
【００１８】
このように湯水混合手段７を第１と第２の２つの流量調節弁７１，７２で構成すれば、貯湯タンク１を収納する外装ケーシング１２内の上部と下部の空きスペースに両流量調節弁７１，７２を分散して配置することができる。そのため、各流量調節弁７１，７２を特に小型化しなくても、外装ケーシング１２の大型化を回避することができる。従って、各流量調節弁７１，７２での圧力損失を可及的に小さくして、給湯端末６ａへの給湯量を十分に確保することができる。
【００１９】
ところで、第１流量調節弁７１から出湯路５と分岐給水路４ｃとの合流部（給湯路６の上流端）までの出湯路５の部分の管路抵抗と、第２流量調節弁７２から給湯路６の上流端までの分岐給水路４ｃの部分の管路抵抗とが異なると、給湯端末６ａたる給湯栓の開度調節で給湯量が変化したとき、管路抵抗の差に起因して給湯路６に供給される温水量と冷水量との比が変化してしまう。そのため、給湯量が変化する度に、各流量調節弁７１，７２による流量調節動作が行われることになる。その結果、各流量調節弁７１，７２の動作頻度が増加して、耐久性に悪影響が及ぶ。更に、給湯量が変化したとき、各流量調節弁７１，７２による流量調節動作が完了するまで、給湯温度が設定温度からずれてしまい、使用者に不快な思いをさせてしまう。
【００２０】
そこで、本実施形態では、第１流量調節弁７１から給湯路６の上流端までの出湯路５の部分の管路抵抗と、第２流量調節弁７２から給湯路６の上流端までの分岐給水路４ｃの部分の管路抵抗とが同等になるようにしている。これによれば、給湯量が変化しても、給湯路６に供給される温水量と冷水量との比は変化しない。従って、給湯量が変化しても、各流量調節弁７１，７２による流量調節動作は行われず、各流量調節弁７１，７２の動作頻度が減少して、耐久性が向上する。更に、給湯量が変化しても、給湯温度は変化せず、使用者に不快な思いをさせることがない。
【００２１】
尚、第１流量調節弁７１から給湯路６の上流端までの出湯路５の部分の長さと第２流量調節弁７２から給湯路６の上流端までの分岐給水路４ｃの部分の長さとが等しくなくても、出湯路５と分岐給水路４ｃの管路径や屈曲度合いを変えて、管路抵抗を同等にすればよい。
【００２２】
図２、図３を参照して、貯湯タンク１の頂部は、半球面状の鏡板１ａで構成されている。鏡板１ａには、該鏡板１ａの最も高い部分に位置させて、タンク水循環路２を接続する戻し口１ｂが開設されると共に、戻し口１ｂより低い部分に位置させて、出湯路５を接続する出湯口１ｃが開設されている。そして、第１流量調節弁７１を、出湯路５の上流端に介設した状態で、出湯口１ｃに直結している。即ち、第１流量調節弁７１の流入ポート７１ａを出湯口１ｃに直に接続している。
【００２３】
このように出湯口１ｃに第１流量調節弁７１を直結すれば、貯湯タンク１からの伝熱により第１流量調節弁７１での凍結が防止されて、第１流用調節弁７１用の凍結防止手段が不要になると共に、出湯口１ｃと第１流量調節弁７１とを接続する接続管が不要になり、コストダウンを図ることができる。更に、出湯口１ｃが鏡板１ａの比較的低い部分に開設されるため、外装ケーシング１２内の上部の空きスペース（外装ケーシング１２の天井部と鏡板１ａとの間に生ずるスペース）にスペース効率良く第１流量調節弁７１を配置でき、外装ケーシング１２の高さ寸法が大きくなることを回避できる。
【００２４】
また、貯湯式給湯装置は、貯湯タンク１内に気泡が貯まって圧力が過度に上昇することを防止するために、貯湯タンク１内の圧力が所定値以上になったときに開弁する圧力逃がし弁９を備えている。従来、圧力逃がし弁は、一般的に、出湯路５に接続されるが、これでは、給湯停止時に発生するウォータハンマー現象により出湯路５の内圧が一時的に急増したときに、圧力逃がし弁が開弁して、温水が無駄に排水されてしまう。
【００２５】
そこで、本実施形態では、タンク水循環路２に、貯湯タンク１の頂部側の端部に位置させて、圧力逃がし弁９を接続している。尚、圧力逃がし弁９は、これを手動で開弁させるレバー９ａを備えており、貯湯タンク１への注水時や排水時に、貯湯タンク１を大気開放する弁としても機能する。また、圧力逃がし弁９の出口には排水ホース９ｂが接続されている。
【００２６】
このように圧力逃がし弁９をタンク水循環路２に接続すれば、給湯停止時にウォータハンマー現象で出湯路５の内圧が一時的に急増しても、貯湯タンク１がバッファとして機能して、圧力逃がし弁９までは出湯路５の内圧急増の影響が及びにくくなる。従って、ウォータハンマー現象を生じても圧力逃がし弁９は開弁せず、温水が無駄に排水されることを防止できる。
【００２７】
また、本実施形態では、上記の如く鏡板１ａの最も高い部分に戻し口１ｂを開設し、それより低い部分に出湯口１ｃを開設しているため、貯湯タンク１内の気泡がその最高所に位置する戻し口１ｂから圧力逃がし弁９に導かれ、出湯路５に気泡が侵入することを阻止できる。
【００２８】
また、給湯中に、循環ポンプ２ａ及びヒートポンプユニット３が作動されることがある。この場合、戻し口１ｂから貯湯タンク１に流入する高温水が出湯口１ｃに直接的に流れると、出湯路５から出湯される温水の温度が急上昇してしまい、第１流量調節弁７１の制御の応答遅れで、給湯温度がオーバーシュートしてしまう。特に、給湯熱源機８が作動していると、オーバーシュート量が大きくなって、熱湯が給湯されてしまう。
【００２９】
これに対し、本実施形態では、戻し口１ｂから貯湯タンク１に高温水が流入しても、戻し口１ｂより低い出湯口１ｃには高温水が直接的に流れにくくなり、出湯口１ｃから出湯される温水の温度が比較的緩やかに上昇する。そのため、第１流量調節弁７１による温水流量の制御が間に合って、給湯温度のオーバーシュートが抑制され、熱湯が給湯されるような事態には陥らない。
【００３０】
以上、本発明の実施形態について図面を参照して説明したが、本発明はこれに限定されない。例えば、上記実施形態の貯湯式給湯装置は、ヒートポンプユニット３に加えて給湯熱源機８を設けたハイブリッド型のものであるが、給湯熱源機８は省略してもよい。また、タンク水循環路２に流れるタンク水を加熱する加熱装置として、太陽熱パネルや燃料電池等のヒートポンプユニット３以外の装置を用いることも可能である。また、上記実施形態では、湯水混合手段７を出湯路５に介設した第１流量調節弁７１と分岐給水路４ｃに介設した第２流量調節弁７２とで構成しているが、出湯路５と分岐給水路４ｃとの合流部に電動式三方弁から成る単一の湯水混合弁を設け、この混合弁で湯水混合手段を構成することも可能である。
【符号の説明】
【００３１】
１…貯湯タンク、１ａ…鏡板、１ｂ…戻し口、１ｃ…出湯口、２…タンク水循環路、３…ヒートポンプユニット（加熱装置）、４…給水路、５…出湯路、９…圧力逃がし弁。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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