(57)【要約】【課題】利用側において湯温の安定性を向上させるとともに、排水時に外気温度が低下しても中温出湯部や接続される配管が凍結破壊することなく、異なる温度の中温水を取り出して利用することができる給湯装置を提供すること。【解決手段】本発明の給湯装置は、貯湯槽１と、中温出湯部６０と、を備え、中温出湯部６０は、貯湯槽１内の異なる高さから中温水の湯水を取り出す複数の開口部６１ａ、６１ｂ、６１ｃと、全ての開口部６１ａ、６１ｂ、６１ｃ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、取出部６２とを有し、全ての開口部６１ａ、６１ｂ、６１ｃを混合し、所定温度とした湯水を取出部６２から流出させるものであって、最も低い位置にある開口部６１ｃを、切替部６３ａ、６３ｂによって完全に閉塞しないことを特徴とする。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
貯湯槽と、
前記貯湯槽内から中温水などの湯水を流出する中温出湯部と、
を備え、
前記中温出湯部は、
前記貯湯槽内の異なる高さから前記中温水の湯水を取り出す複数の開口部と、
複数の前記開口部のそれぞれ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移動状記憶部と、
取出部とを有し、
それぞれの前記開口部から異なる温度で流入する湯水を混合し、
所定温度とした湯水を前記取出部から流出させるものであって、
最も低い位置にある前記開口部を、前記切替部によって完全に閉塞しない
ことを特徴とする給湯装置。
【請求項２】
全ての前記開口部を、前記取出部の高さ以上に配設したことを特徴とする請求項１に記載の給湯装置。
【請求項３】
前記開口部を、前記取出部の高さ以上と、前記取出部の前記高さ以下とに、それぞれ異なる高さで配設したことを特徴とする請求項１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。
【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。
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。
特に、風呂追い焚きやラジエータ等の貯湯槽内の熱を利用する端末を使用する場合は、熱利用端末内の湯水と貯湯槽の湯水を熱交換器によって熱交換した後の湯水を貯湯槽の下部へ戻す構成となっている。本来は、貯湯槽の底部には給水温度と同程度の低温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、熱交換器からの湯水が貯湯槽の下部、すなわち低温水と混合されるため、給水温度よりも高い中間的な温度となった中温の湯水（中温水）が貯湯槽の下部に生じる。その中温水が、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。
特許文献１に記載されている給湯装置は、貯湯槽の上端部から下部に向かって縦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閉動作する形状バルブを設けており、中温水をより積極的に取水することにより、沸き上げの際の加熱手段の効率を向上させることができる。 
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【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】
【０００４】
しかしながら、特許文献１に記載の給湯機のように、開口部の開閉動作だけでは給湯温度が急激に変化して、利用者に安定した温度の湯水を供給することができないとともに、長期不使用時など貯湯槽内の水を抜いた場合に、配管内に残水し、外気温度が０度以下に低下すると凍結破壊してしまうという課題があった。
【０００５】
本発明は、従来の課題を解決するもので、貯湯槽内から中温水を取出す中温出湯部を備えた給湯機において、利用側における湯温安定性を向上させるとともに、排水時に外気温度が０度以下に低下しても中温出湯部や周辺配管が凍結破壊することを抑制できる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】
【０００６】
前記従来の課題を解決するために、請求項１記載の本発明の給湯装置は、貯湯槽と、前記貯湯槽内から中温水などの湯水を流出する中温出湯部と、を備え、前記中温出湯部は、前記貯湯槽内の異なる高さから前記中温水の湯水を取り出す複数の開口部と、複数の前記開口部のそれぞれ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、取出部とを有し、それぞれの前記開口部から異なる温度で流入する湯水を混合し、所定温度とした湯水を前記取出部から流出させるものであって、最も低い位置にある前記開口部を切替部によって完全に閉塞しないことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、貯湯槽から中温水を優先的に取り出す中温出湯部を備える給湯装置において、利用側に供給する湯温のオーバーシュートを抑え、安定した温度の湯水を供給することができるとともに、貯湯槽の水を排水する際に、外気温度が０度以下に低下しても中温出湯部や周辺配管が凍結破壊を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の実施例１による給湯装置を示す構成図
【図２】横軸を温度、縦軸を貯湯槽高さとした温度分布図
【図３】実施例１による中温出湯部の構成と動作を示す説明図
【図４】実施例１による取出部の拡大図
【図５】本発明の実施例２による給湯装置を示す構成図
【図６】実施例２による中温出湯部の構成と動作を示す説明図
【図７】実施例２による取出部の拡大図
【発明を実施するための形態】
【０００９】
本発明の第１の実施の形態による給湯装置は、貯湯槽と、貯湯槽内から中温水などの湯水を流出する中温出湯部と、を備え、中温出湯部は、貯湯槽内の異なる高さから中温水の湯水を取り出す複数の開口部と、複数の開口部のそれぞれの開口面積を変更する切替部と、周囲の湯温に基づいて、切替部を移動させる形状記憶部と、取出部とを有し、それぞれの開口部から異なる温度で流入する湯水を混合し、所定温度とした湯水を取出部から流出させるものであって、最も低い位置にある開口部を切替部によって完全に閉塞しないものである。
本実施の形態によれば、中温出湯部の最も低い位置にある開口部が閉塞することなく、所定面積以上開いているので、給湯開始時に必ず最も低い位置から最も低い温度の湯水が混合され、貯湯槽上部の温度が高くても、開始直後に中温出湯部から供給される湯水の温度を低くし、利用者に供給する湯温のオーバーシュートを抑え、安定した温度の湯水を供給することができる。
加えて、貯湯槽の水を排水する際に、最も低い位置にある開口部よりも上方にある中温出湯部内の湯水や接続される配管内の湯水を自重で排出することができ、外気温度が０度以下に低下しても中温出湯部や周辺配管が凍結破壊することを防止することができる。
【００１０】
本発明の第２の実施の形態は、第１の実施の形態による給湯装置において、全ての開口部を、取出部の高さ以上に配設したものである。
本実施の形態によれば、中温水の取り出し停止時に、貯湯槽外の配管で放熱した低温水が取出部に流入するが、取出部が開口部よりも低い位置であるため、貯湯槽内の高い温度の湯水を冷却することを防止できる。従って、貯湯槽内の高温水を減少させることを防止できる。
【００１１】
本発明の第３の実施の形態は、第１の実施の形態による給湯装置において、開口部を、取出部の高さ以上と、取出部の高さ以下とに、それぞれ異なる高さで配設したものである。
本実施の形態によれば、中温水の取り出し時における所定温度の湯水の早期供給と貯湯槽内の温度分布を維持でき、また中温水の取り出し停止時における貯湯槽内の高温水の減少を防止できる。
【実施例】
【００１２】
以下本発明の実施例による給湯装置について説明する。
図１は実施例１による給湯装置を示す構成図である。
本実施例による給湯装置は、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。
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。
【００１３】
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。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の上部に戻される。
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。
【００１４】
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。
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。
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。
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。
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。
【００１５】
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。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。
【００１６】
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。
【００１７】
貯湯槽１内には、中温出湯部６０が配設されている。
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内に略鉛直方向に配設している。取出部６２は、第２の出湯管３２に接続される。
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。
本実施例によれば、中温出湯部６０によって貯湯槽１内の異なる温度の湯水を混合して中温水を取り出すことができるため、給湯には適さない中温水の取出量を増加させることができる。従って、貯湯槽１の上部から取り出す高温水の取出量を減少でき、省エネルギー性の高い給湯装置を提供できる。
【００１８】
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。
【００１９】
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。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。
【００２０】
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４２ａより下方に、より多く拡散する。熱利用戻り管４２の貯湯槽接続位置４２ａ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。
【００２１】
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。
【００２２】
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）は本実施例の場合であり、図２（ｂ）は比較例の場合である。Ｔ１は給水温度、Ｔ２は中温水の温度、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。
図２（ａ）に示すように、開口部６１ｂと開口部６１ｃとから中温水を取り出すことで、図２（ｂ）に示すように、開口部６１ｂだけから中温水を取り出す場合に比較して、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。
【００２３】
図３は実施例１による中温出湯部の構成と動作を示す説明図である。
【００２４】
図３を用いて中温出湯部６０の構成を説明する。
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。
【００２５】
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６１ａは、中温出湯部本体６５の上端開口６５ｂに連通させている。開口部６１ｄは、開口部６１ｃ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。
中温出湯部本体６５内には、混合部６６ｃ、６６ｄを形成している。
混合部６６ｃは、開口部６１ｂより下方で開口部６１ｄより上方に形成している。混合部６６ｄは、開口部６１ｃより下方に形成している。
【００２６】
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６１ｂとの開口面積を変更する。
切替部６３ａの下方（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を下方に移動する。
【００２７】
切替部６３ｂは、高さ方向に移動することで、開口部６１ｄと開口部６１ｃとの開口面積を変更する。
切替部６３ｂの下方（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を下方に移動する。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。また、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。
【００２８】
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。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。
【００２９】
図３（ａ）は、中温出湯部本体６５の開口部６１ｃでの湯温が４５℃の状態を示している。
開口部６１ｃ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は上方に移動している。切替部６３ｂが上方に移動した状態では、開口部６１ｃは開口し、開口部６１ｄは閉塞している。
また、形状記憶部６４ａは、開口部６１ｃ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は上方に移動している。切替部６３ａが上方に移動した状態では、開口部６１ｂは開口し、開口部６１ａは閉塞している。
図３（ａ）の状態では、湯水は開口部６１ｃから流入し、混合部６６ｄを通って取出部６２に導かれる。
【００３０】
図３（ｂ）は、中温出湯部本体６５の開口部６１ｃでの湯温が２０℃に低下した状態を示している。
中温出湯部本体６５の開口部６１ｃ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が下方に移動する。
切替部６３ｂが下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６１ｄが開口を始める。開口部６１ｂが開口しているので、開口部６１ｄには、開口部６１ｂから６０℃の湯水が流入する。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６１ｄ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６１ｄ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。
図３（ｂ）の状態では、湯水は、開口部６１ｃと開口部６１ｄから流入し、混合部６６ｄを通って取出部６２に導かれる。
【００３１】
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。
開口部６１ｂ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が下方に移動する。
切替部６３ｂが下方に移動することで、開口部６１ｃは閉塞し、開口部６１ｄだけが開口する。
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６６ｄを通って取出部６２に導かれる。
【００３２】
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。
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が下方に移動する。
切替部６３ａが下方に移動することで、開口部６１ｂの開口面積は減少し、開口部６１ａが開口を始める。開口部６１ｂ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。
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６６ｃ、開口部６１ｄ、混合部６６ｄを順に通って取出部６２に導かれる。
【００３３】
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。
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が下方に移動する。
切替部６３ａが下方に移動することで、開口部６１ｂは閉塞し、開口部６１ａだけが開口する。
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６６ｃ、開口部６１ｄ、混合部６６ｄを順に通って取出部６２に導かれる。
【００３４】
なお、本実施例では、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よりも高く設定してもよい。取出部６２が形状記憶部６４ｂよりも低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、取出部６２では４０℃を下回る湯温になるため、形状記憶部６４ｂの動作温度を４０℃より高い温度とすることで、取出部６２での設定温度を維持することができる。
【００３５】
図４は、切替部６３ｂの周辺の拡大図を示している。
切替部６３ｂは開口部６１ｃと開口部６１ｄとの開口面積を変更しているが、中温出湯部本体６５との間に隙間があり、開口部６１ｃは完全に閉塞しない構成としている。
図４（ａ）に示すように、開口部６１ｃでの湯温が低下すると、形状記憶部６４ｂの周囲の湯温が４０℃を下回り、形状記憶部６４ｂが縮んで開口部６１ｄの開口面積が大きくなっていくが、開口部６１ｃが完全に閉塞しない構成としているので、開口部６１ｃから少量の水は流入するように動作する。
これによって、開口部６１ｄから高温水が流入する場合であっても、開口部６１ｃから低温水を少量混ぜるので、取出部６２での湯温の変動幅を小さくさせることができる。
その結果、利用側においても湯温の変動幅を小さくすることができ、利用者に安定した温度の温水を供給することができるという効果を有する。
加えて、中温出湯部６０の最も下方に位置する開口部６１ｃを完全に閉塞することがないので、貯湯槽１内の湯水を排水する際に、中温出湯部６０内の湯水や取出部６２を介して接続される第２の出湯管３２内の湯水を、図４（ｂ）に示すように開口部６１ｃから自重で排出するように動作する。
これによって、貯湯槽１内の水を排出した後に、中温出湯部６０や第2の出湯管３２の内部への残水を極力少なくすることができ、低外気温度条件下においても、残水の凍結による中温出湯部６０や第2の出湯管３２の破壊を抑制することができるという効果を有する。
【００３６】
図５は実施例２による給湯装置を示す構成図である。実施例１と同一構成部材には同一符号を付して説明を省略する。
本実施例では、開口部６１ａは取出部６２の高さより上方、開口部６１ｂは取出部６２と同等の高さ、開口部６１ｃは取出部６２の高さより下方に配設している。開口部６１ａ、６１ｂ、６１ｃを、取出部６２の高さ以上と、取出部６２の高さ以下とに、それぞれ異なる高さで配設することで、中温水の取出時における所定温度の湯水の早期供給と貯湯槽１内の温度分布を維持でき、また中温水の取出停止時における貯湯槽１内の高温水の減少を防止できる。
【００３７】
図６は実施例２による中温出湯部の構成と動作を示す説明図である。実施例１と共通する説明は一部省略する。
図６（ａ）を用いて中温出湯部６０の構成を説明する。
切替部６３ｂは、水平方向に移動することで、開口部６１ｄと開口部６１ｃとの開口面積を変更する。
切替部６３ｂの下流側には、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を下流側に移動する。
【００３８】
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。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。
【００３９】
図６（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。
開口部６１ｃ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は上流側に移動している。切替部６３ｂが上流側に移動した状態では、開口部６１ｃは開口し、開口部６１ｄは閉塞している。
また、形状記憶部６４ａは、開口部６１ｃ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は上方に移動している。切替部６３ａが上方に移動した状態では、開口部６１ｂは開口し、開口部６１ａは閉塞している。
図６（ａ）の状態では、湯水は開口部６１ｃから流入し、混合部６６ｄを通って取出部６２に導かれる。
【００４０】
図６（ｂ）は、中温出湯部本体６５の開口部６１ｃでの湯温が２０℃に低下した状態を示している。
中温出湯部本体６５の開口部６１ｃ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が下流側に移動する。
切替部６３ｂが下流側に移動することで、開口部６１ｃの開口面積は減少し、開口部６１ｄが開口を始める。開口部６１ｂが開口しているので、開口部６１ｄには、開口部６１ｂから６０℃の湯水が流入する。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６１ｄ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６１ｄ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。
図６（ｂ）の状態では、湯水は、開口部６１ｃと開口部６１ｄから流入し、混合部６６ｄを通って取出部６２に導かれる。
【００４１】
図６（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。
開口部６１ｂでの湯温が４０℃に低下すると、開口部６１ｃ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が下流側に移動する。
切替部６３ｂが下流側に移動することで、開口部６１ｃは閉塞し、開口部６１ｄだけが開口する。
図６（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６６ｄを通って取出部６２に導かれる。
【００４２】
図６（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。
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が下方に移動する。
切替部６３ａが下方に移動することで、開口部６１ｂの開口面積は減少し、開口部６１ａが開口を始める。開口部６１ｂ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。
図６（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６６ｃ、開口部６１ｄ、混合部６６ｄを順に通って取出部６２に導かれる。
【００４３】
図６（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。
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が下方に移動する。
切替部６３ａが下方に移動することで、開口部６１ｂは閉塞し、開口部６１ａだけが開口する。
図６（ｅ）の状態では、湯水は、開口部６１ａだけから流入し、混合部６６ｃ、開口部６１ｄ、混合部６６ｄを順に通って取出部６２に導かれる。
【００４４】
図７は、切替部６３ｂの周辺の拡大図を示している。
図７（ａ）に示すように、切替部６３ｂは開口部６１ｃと開口部６１ｄとの開口面積を変更しているが、中温出湯部本体６５との間に隙間があり、開口部６１ｃは完全に閉塞しない構成としている。
開口部６１ｃでの湯温が低下すると、形状記憶部６４ｂの周囲の湯温が４０℃を下回り、形状記憶部６４ｂが縮んで開口部６１ｄの開口面積が大きくなっていくが、開口部６１ｃが完全に閉塞しない構成としているので、開口部６１ｃから少量の水は流入するように動作する。
これによって、開口部６１ｄから高温水が流入する場合であっても、開口部６１ｃから低温水を少量混ぜるので、取出部６２での湯温の変動幅を小さくさせることができる。
その結果、利用側においても湯温の変動幅を小さくすることができ、利用者に安定した温度の温水を供給することができるという効果を有する。
加えて、中温出湯部６０の最も下方に位置する開口部６１ｃを完全に閉塞することがないので、貯湯槽１内の湯水を排水する際に、中温出湯部６０内の湯水や取出部６２を介して接続される第２の出湯管３２内の湯水を、図７（ｂ）に示すように開口部６１ｃから自重で排出するように動作する。
これによって、貯湯槽１内の水を排出した後に、中温出湯部６０や第2の出湯管３２の内部への残水を極力少なくすることができ、低外気温度条件下においても、残水の凍結による中温出湯部６０や第2の出湯管３２の破壊を抑制することができるという効果を有する。
【産業上の利用可能性】
【００４５】
本発明による給湯装置は、貯湯槽内の湯水の熱を熱利用端末で利用する場合に、熱利用端末での利用による効率の低下を減少させるとともに、利用側での湯温安定の向上と排水後に外気温度が０度以下となっても凍結破壊を抑制するので、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、優れた省エネルギー性を提供できる。
【符号の説明】
【００４６】
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
１１ａ  接続端（貯湯槽接続位置）
１２  給水分岐管
２１  出水管
２２  戻り管
３１  第１の出湯管
３１ａ  貯湯槽接続位置
３２  第２の出湯管
４１  熱利用出湯管
４２  熱利用戻り管
４２ａ  他端（貯湯槽接続位置）
４３  循環ポンプ
５１  熱媒体供給管
５２  熱媒体戻り管
５３  循環ポンプ
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
６５  中温出湯部本体
６５ａ  下端開口
６５ｂ  上端開口
６６ｃ、６６ｄ  混合部
６７ａ、６７ｂ  付勢バネ
【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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