(57)【要約】【課題】イニシャルコスト及びランニングコストにおいても有利となる循環式の給湯装置を提供すること。【解決手段】原水供給路と連通連結した貯湯槽に、貯湯用循環流路を介してヒートポンプを連通連結し、このヒートポンプにより加熱した湯を前記貯湯槽内に貯留するとともに、前記貯湯槽に連通連結した給湯路に、出湯用端末を取り付けた循環給湯回路を連通させ、前記出湯用端末から給湯可能とした給湯装置において、前記給湯路と循環給湯回路とを混合弁を介して連通連結するとともに、前記循環給湯回路の中途から返湯路を分岐させて前記貯湯槽に連通連結し、前記返湯路から前記貯湯槽内に流入した分だけ、前記貯湯槽内に貯留した湯を前記循環給湯回路内に流入させ、当該循環給湯回路内の湯を所定温度範囲に保持可能とする。あるいは、前記返湯路の中途にサブタンクを設け、このサブタンクに循環給湯回路から流入した返し湯の分だけ、前記貯湯槽内に貯留した湯を前記循環給湯回路内に流入させ、当該循環給湯回路内の湯を所定温度範囲に保持可能とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
原水供給路と連通連結した貯湯槽に、貯湯用循環流路を介してヒートポンプを連通連結し、このヒートポンプにより加熱した湯を前記貯湯槽内に貯留するとともに、前記貯湯槽に連通連結した給湯路に、出湯用端末を取り付けた循環給湯回路を連通させ、前記出湯用端末から給湯可能とした給湯装置において、
前記給湯路と循環給湯回路とを混合弁を介して連通連結するとともに、前記循環給湯回路の中途から返湯路を分岐させて前記貯湯槽に連通連結し、前記返湯路から前記貯湯槽内に流入した分だけ、前記貯湯槽内に貯留した湯を前記循環給湯回路内に流入させ、当該循環給湯回路内の湯を所定温度範囲に保持可能としたことを特徴とする給湯装置。
【請求項２】
前記貯湯槽内の天井側に、前記貯湯用循環流路から流入する湯と前記返湯路から流入する湯とを一旦受けて、減速させつつ貯湯槽内の天井側へ導く上側筒状整流部材を配設するとともに、前記貯湯槽の底部側に、前記原水供給路から流入する水を一旦受け、減速させつつ貯湯槽内の底部側へ導く下側筒状整流部材を配設したことを特徴とする請求項１記載の給湯装置。
【請求項３】
前記混合弁に、前記原水供給路から分岐させた分岐供給路の終端を連通連結したことを特徴とする請求項１又は２に記載の給湯装置。
【請求項４】
前記循環給湯回路と前記返湯路とを、三方弁を介して連通連結したことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の給湯装置。
【請求項５】
前記上側筒状整流部材内の流路の断面面積は、前記貯湯槽に設けられ、前記注湯路に連通した注湯口の断面面積より大きく、前記下側筒状整流部材内の流路の断面面積は、前記貯湯槽に設けられ、前記原水供給路と連通した給水口の断面面積より大きいことを特徴とする請求項２〜４のいずれか１項に記載の貯湯装置。
【請求項６】
前記循環給湯回路内の温度を検出する温度検出器と、この温度検出器が検出した温度に基づいて、前記混合弁の弁開度を制御する制御器とを備えたことを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の給湯装置。
【請求項７】
原水供給路と連通連結した貯湯槽に、貯湯用循環流路を介してヒートポンプを連通連結し、このヒートポンプにより加熱した湯を前記貯湯槽内に貯留するとともに、前記貯湯槽に連通連結した給湯路に、出湯用端末を取り付けた循環給湯回路を連通させ、前記出湯用端末から給湯可能とした給湯装置において、
前記給湯路と循環給湯回路とを混合弁を介して連通連結するとともに、前記循環給湯回路の中途から分岐させて前記貯湯槽の底部側に連通連結した返湯路の中途に、返し湯を一時的に貯留するサブタンクを設け、このサブタンクに前記循環給湯回路から流入した返し湯の分だけ、前記貯湯槽内に貯留した湯を前記循環給湯回路内に流入させ、当該循環給湯回路内の湯を所定温度範囲に保持可能としたことを特徴とする給湯装置。
【請求項８】
前記貯湯槽に、貯湯用補助循環流路を介して燃料を用いたヒータを連通連結したことを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載の給湯装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、給湯装置に関し、詳しくは、即時給湯を可能とした貯湯槽を備える給湯装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、ヒートポンプを用いた給湯装置が多々提案されている。ヒートポンプを用いた貯湯式の給湯装置は、家庭用の小型のものが一般的であったが、近年では、大衆浴場や所謂スパ（温泉などを中心としたリラクゼーション施設）などの業務用にも採用されてきている。
【０００３】
業務用の給湯では、即時給湯が求められる。そのため、例えば、ヒートポンプと、このヒートポンプで加熱された温水を蓄える貯湯タンクと、この貯湯タンクと給湯部との間を循環する循環流路とを備える循環式の給湯装置が採用されている（例えば、特許文献１を参照。）。
【０００４】
しかし、このような循環式の場合、循環流路内の温水は循環している間に放熱されて温度低下してしまうため、これを加温し、所定の温度範囲に保持する必要が生じる。
【０００５】
そこで、特許文献１の給湯装置では、前記循環流路を循環する温水を加熱するための熱交換部を貯湯タンク内に配設している。かかる構成により、循環流路を循環する温水は、熱交換部でタンク内の温水から熱供給を受けて加熱される。
【０００６】
しかし、特許文献１の構成では、貯湯タンク内に配設した熱交換部により、この貯湯槽内の高温湯と循環流路を常時循環している温水との間で熱交換するため、高温湯の温度低下がはなはだしくなるおそれがあり、しかも、この特許文献１の構成では、循環流路内へ流入させる湯や水の流量の調整を行うことがきわめて面倒な複雑な構成となってしまい、イニシャルコストなどが増加するおそれがあった。
【０００７】
他方、図９に示す給湯装置のように、循環流路に昇温ヒータなどの加熱装置を配設して温度低下を防ぐ構成とすることが考えられる。
【０００８】
かかる給湯装置は、図９に示すように、原水供給路１１０と連通連結した貯湯槽１００に、貯湯用の循環流路２１０を介してヒートポンプユニット２００を連通連結し、このヒートポンプユニット２００により加熱した湯を前記貯湯槽１００内に貯留するとともに、前記貯湯槽１００に連通連結した給湯路１２０に、蛇口、シャワーヘッド等の各種出湯用端末３００を取り付けた給湯用の循環流路４００を連通させ、前記出湯用端末３００から給湯可能とした構成としている。
【０００９】
図中、４１０は循環流路用ポンプ、４２０は混合弁であり、前記給湯路１２０と給湯用の循環流路４００とは、この混合弁４２０を介して連通連結されている。そして、この混合弁４２０を介して前記循環流路４００内に原水を流入させ、循環流路４００内の湯温を適宜低下させ、使用に適するようにしている。
【００１０】
上記構成の従来の給湯装置では、図示するように、給湯用の循環流路４００内の湯温低下を防止するために、当該循環流路４００の中途に加熱装置である電気ヒータ５００を設け、循環流路４００における放熱ロス分をこの電気ヒータ５００を用いて加温するようにしている。
【特許文献１】特開２００５−３０６４２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかし、上述してきたように、ヒートポンプを用いた従来の業務用給湯装置において、循環流路内の湯温低下を防止するために、ヒートポンプ以外に、図５に示した電気ヒータなどを用いるとなると、流量調整などは不要となる代わりにランニングコストが著しく増加してしまう。
【００１２】
特に、業務用などに用いる給湯装置は、コスト削減が大きな課題となるため、市場からは、装置全体のイニシャルコスト及びランニングコスト共に有利となる給湯装置が望まれている。
【００１３】
本発明は上記課題を解決することのできる給湯装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
（１）本発明では、原水供給路と連通連結した貯湯槽に、貯湯用循環流路を介してヒートポンプを連通連結し、このヒートポンプにより加熱した湯を前記貯湯槽内に貯留するとともに、前記貯湯槽に連通連結した給湯路に、出湯用端末を取り付けた循環給湯回路を連通させ、前記出湯用端末から給湯可能とした給湯装置において、前記給湯路と循環給湯回路とを混合弁を介して連通連結するとともに、前記循環給湯回路の中途から返湯路を分岐させて前記貯湯槽に連通連結し、前記返湯路から前記貯湯槽内に流入した分だけ、前記貯湯槽内に貯留した湯を前記循環給湯回路内に流入させ、当該循環給湯回路内の湯を所定温度範囲に保持可能な給湯装置とした。
【００１５】
（２）また、本発明は、上記（１）の給湯装置において、前記貯湯槽内の天井側に、前記貯湯用循環流路から流入する湯と前記返湯路から流入する湯とを一旦受けて、減速させつつ貯湯槽内の天井側へ導く上側筒状整流部材を配設するとともに、前記貯湯槽の底部側に、前記原水供給路から流入する水を一旦受け、減速させつつ貯湯槽内の底部側へ導く下側筒状整流部材を配設したことを特徴とする。
【００１６】
（３）また、本発明は、上記（１）又は（２）に記載の給湯装置において、前記混合弁に、前記原水供給路から分岐させた分岐供給路の終端を連通連結したことを特徴とする。
【００１７】
（４）また、本発明は、上記（１）〜（３）のいずれかに記載の給湯装置において、前記循環給湯回路と前記返湯路とを、三方弁を介して連通連結したことを特徴とする。
【００１８】
（５）また、本発明は、上記（２）〜（４）のいずれかに記載の貯湯装置において、前記上側筒状整流部材内の流路の断面面積は、前記貯湯槽に設けられ、前記注湯路に連通した注湯口の断面面積より大きく、前記下側筒状整流部材内の流路の断面面積は、前記貯湯槽に設けられ、前記原水供給路と連通した給水口の断面面積より大きいことを特徴とする。
【００１９】
（６）また、本発明は、上記（１）〜（５）のいずれかに記載の給湯装置において、前記循環給湯回路内の温度を検出する温度検出器と、この温度検出器が検出した温度に基づいて、前記混合弁の弁開度を制御する制御器とを備えたことを特徴とする。
【００２０】
（７）本発明では、原水供給路と連通連結した貯湯槽に、貯湯用循環流路を介してヒートポンプを連通連結し、このヒートポンプにより加熱した湯を前記貯湯槽内に貯留するとともに、前記貯湯槽に連通連結した給湯路に、出湯用端末を取り付けた循環給湯回路を連通させ、前記出湯用端末から給湯可能とした給湯装置において、前記給湯路と循環給湯回路とを混合弁を介して連通連結するとともに、前記循環給湯回路の中途から分岐させて前記貯湯槽の底部側に連通連結した返湯路の中途に、返し湯を一時的に貯留するサブタンクを設け、このサブタンクに前記循環給湯回路から流入した返し湯の分だけ、前記貯湯槽内に貯留した湯を前記循環給湯回路内に流入させ、当該循環給湯回路内の湯を所定温度範囲に保持可能な給湯装置とした。
【００２１】
（８）さらに、本発明は、上記（１）〜（７）のいずれかに記載の給湯装置において、前記貯湯槽に、貯湯用補助循環流路を介して燃料を用いたヒータを連通連結したことを特徴とする。
【発明の効果】
【００２２】
本発明によれば、貯湯用循環回路に、回路内の湯温低下を防止するための他の専用熱源機器などを設ける必要がなく、また、流路構成も簡単で流量調整なども容易に行えるために、イニシャルコスト、ランニングコストの増加が防止でき、低コストでの設備が可能となる。
【００２３】
また、貯湯槽に、貯湯用補助循環流路を介して燃料を用いたヒータを連通連結した場合、低コストの夜間電力を利用したヒートポンプと、大容量の給湯が可能な燃料を用いたヒータの双方の利点を生かした給湯装置の提供が可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
本実施形態に係る給湯装置は、原水供給路と連通連結した貯湯槽に、貯湯用循環流路を介してヒートポンプを連通連結し、このヒートポンプにより加熱した湯を前記貯湯槽内に貯留するとともに、前記貯湯槽に連通連結した給湯路に、出湯用端末を取り付けた循環給湯回路を連通させ、前記出湯用端末から給湯可能とした給湯装置において、前記給湯路と循環給湯回路とを混合弁を介して連通連結するとともに、前記循環給湯回路の中途から返湯路を分岐させて前記貯湯槽に連通連結し、前記返湯路から前記貯湯槽内に流入した分だけ、前記貯湯槽内に貯留した湯を前記循環給湯回路内に流入させ、当該循環給湯回路内の湯を所定温度範囲に保持可能としたものである。
【００２５】
ヒートポンプは、例えば化石燃料を燃焼させて加熱するボイラなどの加熱装置に比べて効率がよく、環境への負荷も低いシステムであり、省エネルギ効果が期待できる。すなわち、ヒートポンプによれば、安価な夜間電力を利用して高温貯湯を行うことができ、貯湯して蓄えた熱を利用して貯湯温度よりも低い温度で循環給湯を行うため、ランニングコストの低減を図ることができる給湯装置の提供が可能となっている。
【００２６】
そして、貯湯槽内に貯留した高温湯を循環給湯回路内に流入させ、当該循環給湯回路内の湯を所定温度範囲に保持できるため、従来のように、循環給湯回路に、回路内の湯温低下を防止するための他の専用熱源機器などを設けたりする必要がない。したがって、専用熱源機器のイニシャルコスト、ランニングコストの増加を防止し、メンテナンス費用も不要となるため、低コストとなり、しかも、専用熱源機器の設置スペースについても考慮する必要がないので、省スペースになるとともに、設備のための設計自由度が向上する。
【００２７】
なお、前記貯湯用循環流路は、始端を前記貯湯槽の底部に連通連結し、終端を前記ヒートポンプに連通連結した取水管と、始端を前記ヒートポンプに連通連結し、終端を前記貯湯槽の天井部に連通連結した注湯管を備えた構成とすればよい。
【００２８】
そして、前記貯湯槽内の天井側に、前記貯湯用循環流路から流入する湯と前記返湯路から流入する湯とを一旦受けて、減速させつつ貯湯槽内の天井側へ導く上側筒状整流部材を配設するとともに、前記貯湯槽の底部側に、前記原水供給路から流入する水を一旦受け、減速させつつ貯湯槽内の底部側へ導く下側筒状整流部材を配設した構成とするとよい。
【００２９】
すなわち、貯湯槽に、上側筒状整流部材と下側筒状整流部材とを設けたため、貯湯槽内で撹拌・対流が生じることを可及的に防止することができ、ヒートポンプで例えば９０℃程度まで加熱され、貯湯用循環流路を介して注入される湯は、貯湯槽の天井から底部へ順次積層される態様、すなわち、原水との界面を保った状態で貯えられて行く。
【００３０】
また、給湯した分だけ原水供給路から貯湯槽内部に供給されて、貯湯槽内は常に満たされた状態となるが、追加された原水は、下側筒状整流部材によって、貯湯槽内で撹拌・対流を生じることが可及的に防止されるために貯湯槽の底部に留まり、高温湯と原水との界面は乱れることなく保持された状態となる、このように、貯湯槽内では、高温湯と原水とが層状に貯蓄されるものの、高温湯と原水との間では熱交換がなされるため、高温湯と原水との間には小幅ではあるが中温域の層も形成されることになる。
【００３１】
なお、本実施形態に係る貯湯槽では、前述したように夜間電力を用いてヒートポンプにより加熱して貯湯する場合、低温の原水は貯湯用循環流路を循環して高温湯となって貯湯槽内に還流されるため、貯湯槽内のほとんどの領域を湯にすることができ、従来と同じ容積の貯湯槽で有効温度の湯水をより多量に貯蔵することができる。
【００３２】
したがって、本実施形態の給湯設備を、前述したスパなどに適用して、業務用に用いる場合であっても、より少ない容量の貯湯槽を使用することができ、貯湯槽に要する部品コストを低減できるとともに、より狭い設置スペースに設置することができる。
【００３３】
ところで、前記上側筒状整流部材内の流路の断面面積は、前記貯湯槽に設けられ、前記注湯路に連通した注湯口の断面面積より大きく、前記下側筒状整流部材内の流路の断面面積は、前記貯湯槽に設けられ、前記原水供給路と連通した給水口の断面面積より大きくすることが望ましい。
【００３４】
かかる構成により、注湯口から貯湯槽内に注入される湯は、上側筒状整流部材内に流入するとその流速が低減され、緩やかな流れとなって貯湯槽内の天井へと導かれ、同様に、給水口から供給される原水は、下側筒状整流部材内に流入するとその流速が低減され、緩やかな流れとなって貯湯槽内の底部へ導かれることになる。したがって、貯湯槽内で撹拌・対流が生じることをより効果的に抑制することができ、高温湯と低温水との境界が乱され難くなる。
【００３５】
さらに、本実施形態に係る給湯装置は、上述の循環給湯回路を複数設け、異なる給湯箇所へ、異なる循環給湯温度で出湯させることも可能となる。したがって、例えばスパなどのような入浴施設を充実させたリラクゼーション施設などに好適である。
【００３６】
また、前記給湯路と循環給湯回路との間に介設された混合弁には、前記原水供給路から分岐させた分岐供給路の終端とを連通連結させるとよい。
【００３７】
すなわち、ヒートポンプにより加熱されて貯えられた貯湯槽内の湯は高温（例えば９０℃程度）であり、出湯の際に必要な湯は、例えば入浴などであれば４０℃前後であることから、循環給湯回路内の湯は６５℃程度の所定温度に保持されていればよい。そこで、循環給湯回路内に低温の原水を混入させて所定温度にして用いることで、貯湯槽内の湯の大量消費を抑制することができる。
【００３８】
また、循環給湯回路内の湯を所定温度範囲に保持するためには、当該循環給湯回路内の温度を検出する温度検出器と、この温度検出器が検出した温度に基づいて、前記混合弁の弁開度を制御する制御器とを備えた構成とすることが望ましい。すなわち、制御器によって、循環給湯回路内の湯温度は自動的に略一定に保持されることになる。
【００３９】
また、給湯装置の他の実施形態として、前記循環給湯回路と前記返湯路とを、三方弁を介して連通連結することもできる。この際、三方弁の開度についても、上記制御器によって自動制御可能とするとよい。
【００４０】
さらに、返湯路から貯湯槽への戻す湯量を制御する形態としては、その他にも、例えば返湯路に電磁弁を設けてON−OFF制御したり、返湯路に流量調整バルブを設けて流量調整を自動制御したり、あるいは、返湯路に手動バルブを設けて、一定量に調整することなども考えられる。
【００４１】
また、給湯装置のさらなる他の実施形態として、前記貯湯槽に、貯湯用補助循環流路を介して燃料を用いたヒータを連通連結することができる。
【００４２】
すなわち、ヒートポンプに加え、例えば大気圧ヒータ（無圧ヒータ）なども使用可能としたもので、かかるヒータを用いれば大量の湯を短時間で貯湯槽内に満たすことが可能となり、湯を大量消費する場合、あるいは停電などが発生した場合などに対応することができる。
【００４３】
このように、本実施形態によれば、ヒートポンプでランニングコストの低減を図りつつ、低温時の能力不足や湯切れの不安を解消することができるため、業務用として好適となる。
【００４４】
また、ヒートポンプの場合、浴槽の湯を昇温させるような、中温から高温へ加温することがその特性上、難しいが、大気圧ヒータを用いれば簡単に対応することができる。
【００４５】
なお、ここで大気圧ヒータ（無圧ヒータ）とは、缶体を大気に開放し、この缶体に缶水を循環させる循環流路を設けるとともに、この循環流路の中途に加熱装置を設けたもので、本実施形態では、減圧ボイラ（真空ヒータ）などを含むものである。これらは、原理的に１００℃を超えないこと、大気圧以上にならないことから一般のボイラのような特別な取扱資格などが不要のため、前述のスパなどにおいて広く普及している。かかる大気圧ヒータについては、例えば、本出願人により出願され公開された特開２００２−２６７２６６号に詳述されている。
【００４６】
さらに、装置全体のイニシャルコスト及びランニングコストを共に有利とするための給湯装置の他の実施形態として、以下の構成とすることができる。
【００４７】
すなわち、原水供給路と連通連結した貯湯槽に、貯湯用循環流路を介してヒートポンプを連通連結し、このヒートポンプにより加熱した湯を前記貯湯槽内に貯留するとともに、前記貯湯槽に連通連結した給湯路に、出湯用端末を取り付けた循環給湯回路を連通させ、前記出湯用端末から給湯可能とした給湯装置において、前記給湯路と循環給湯回路とを混合弁を介して連通連結するとともに、前記循環給湯回路の中途から分岐させて前記貯湯槽の底部側に連通連結した返湯路の中途に、返し湯を一時的に貯留するサブタンクを設け、このサブタンクに前記循環給湯回路から流入した返し湯の分だけ、前記貯湯槽内に貯留した湯を前記循環給湯回路内に流入させ、当該循環給湯回路内の湯を所定温度範囲に保持可能に構成したものである。
【００４８】
かかる構成とすれば、循環給湯回路内で放熱などにより温度低下した湯は、直接貯湯槽には戻らずに、一旦、サブタンク内に貯留され、循環給湯回路からこのサブタンク内に流入した中温湯の分だけ、高温湯が貯湯槽から循環給湯回路に送られて、例えば６５℃程度の循環湯として保温されることになる。
【００４９】
すなわち、貯湯槽内に貯留されている高温湯に、循環給湯回路からの中温湯が直接混じることがないために、高温湯と中温湯とが混ざり合って中温の湯による中温域の層が占める割合の増加を防止できる。
【００５０】
したがって、給湯使用状況や放熱負荷の温度影響を受けることがなく、貯湯槽内においては高温湯による蓄熱量を確保でき、貯湯槽の容量を十分に活用しながら、貯湯量循環給湯回路へ確実に高温湯を供給することが可能となる。また、ヒートポンプで加熱する場合、その特性上、水温が上昇するとＣＯＰ（Coefficient Of Performance）は低下してしまうが、サブタンクを設けたことによって、貯湯槽内の中温湯の生成が防止され、ひいてはＣＯＰの低下を防止することが可能となる。
【００５１】
なお、サブタンクの構成は、必要量の容積を有するものであれば特に限定するものではない。必要な容積としては、給湯負荷、放熱負荷、及び給湯パターンなどを考慮して決定すればよいが、通常は貯湯槽の容積に対して１０〜２０％程度あればよい。また、サブタンク内には、必要に応じ、前述した筒状整流部材を設けることもできる。
【００５２】
以下、本発明に係る給湯装置の実施形態を、図面に基づいてより具体的に説明する。
（第１の実施形態）
図１は第１の実施形態に係る給湯装置の構成を示す模式的説明図、図２は本実施形態に係る給湯装置が供えた貯湯槽１の内部構造の概略を示す説明図である。
【００５３】
図１において、１は貯湯槽であり、円筒状の本体部１０ａの上下端を外側へ湾曲させた天井部１０ｂ及び底部１０ｃで封止した竪型の槽本体１０を備えている。なお、模式的に示した図１はでは省略したが、前記底部１０ｃには複数の脚部が設けてあり、貯湯槽１は起立状に配設されている。
【００５４】
また、本体部１０ａの底部１０ｃ近傍の位置には、水道水等の原水を供給する原水供給路である給水管５０を連結しており、この給水管５０から貯湯槽１内に原水が加圧供給される。これによって、貯湯槽１内は加圧状態に維持されている。
【００５５】
また、貯湯槽１の底部１０ｃには、貯湯槽１内の貯蔵水を昇温するために取水する取水管５３の始端を連結しており、この取水管５３の終端はヒートポンプユニット４０の入水口に連結している。また、ヒートポンプユニット４０には、加熱昇温した湯水を出水する出水口を設けており、この出水口には、前記貯湯槽１へ湯水を注入する注湯管５４の始端を連結し、この注湯管５４の終端を貯湯槽１の天井部１０ｂに連通している。すなわち、貯湯槽１の天井部１０ｂ中央には、この貯湯槽１内に貯えられた湯水を使用場所へ供給する給湯路となる給湯管５１が連結してあり、この給湯管５１に前記注湯管５４の終端を連通連結している。なお、給湯管５１と注湯管５４とは貯湯槽１に独立して連通連結しても構わない。
【００５６】
ヒートポンプユニット４０は、周知のヒートポンプ及び貯湯用循環ポンプを具備しており、このヒートポンプユニット４０、取水管５３及び注湯管５４によって、貯湯槽１内の貯蔵水を加熱・昇温する貯湯用循環流路が形成されている。したがって、例えば深夜などにおいて、給湯する必要のない間に、貯湯槽１内の水は、貯湯槽１→取水管５３→ヒートポンプユニット４０→注湯管５４→給湯管５１→貯湯槽１と循環しながら安価な深夜電力によって９０℃程度までの高温湯として貯えられることになる。
【００５７】
貯湯槽１の天井部１０ｂ中央に連結された前記給湯管５１には、電磁弁などからなる混合弁２を介して循環給湯管３０を連通連結して循環給湯回路３を構成している。この循環給湯管３０には、蛇口・シャワーヘッド等の各種出湯用端末４を連通連結させており、貯湯槽１の内部圧力によって貯湯槽１内の湯水が前記給湯管５１内に吐出され、前記混合弁２を介して循環給湯管３０に供給されることになる。
【００５８】
ところで、混合弁２には、前述した給水管５０に連通連結した分岐給水管５２の終端も接続されており、混合弁２を介して高温湯と冷水である原水とを混合することによって、循環給湯回路３内を、例えば６０〜７０℃の温度範囲の湯で常時満たすようにしている。なお、混合弁２は、弁駆動によって、給湯管５１から循環給湯管３０への流入量、分岐給水管５２からの原水の流入量を制御可能となっている。
【００５９】
また、図１に示すように、循環給湯回路３には循環給湯回路用ポンプ３１を設けており、この循環給湯回路用ポンプ３１を駆動することで循環給湯回路３内の湯を当該循環給湯回路３内で巡回させることができる。したがって、前記出湯用端末４からの要求に応じて即時給湯することが可能となっている。なお、図示しないが、出湯用端末４には、その内部の取水路中に原水を取り込むことのできる湯水混合機構を備えており、使用者は所望する温度の湯水をいつでも取水することができる。
【００６０】
上述してきた構成において、本実施形態において特徴的な構成となるのは、前記給湯管５１と循環給湯管３０とを前記混合弁２を介して連通連結するとともに、前記循環給湯管３０の中途から返湯路となる返湯管３２を分岐させて貯湯槽１に連通連結し、前記返湯管３２から貯湯槽１内に流入した分だけ、貯湯槽１内に貯留した高温湯を循環給湯管３０内に流入させ、循環給湯回路３内の湯を、前述した６０〜７０℃の温度範囲に保持可能としたことにある。
【００６１】
すなわち、循環給湯回路３内の湯は、貯湯槽１内の高温湯（例えば９０℃）に原水を混ぜて所定温度の温湯としたものであり、当然ながら貯湯槽１内の湯よりも低温である。そして、図示するように、循環給湯管３０の中途から返湯路となる返湯管３２を分岐させて貯湯槽１に連通連結していることから、循環給湯回路３内の湯を循環させたときに、その一部を貯湯槽１内に返流させることができ、給湯管５１と循環給湯管３０とを連通させる混合弁２が閉成されていない限り、この返流した湯量に応じた量の貯湯槽１内の高温湯を循環給湯管３０に流入させることができる。
【００６２】
したがって、循環給湯回路３内の温湯が放熱などによって温度低下しても、別途専用の加熱装置などを設けることなく昇温させることが可能である。
【００６３】
また、本実施形態では、循環給湯回路３内の温度を検出する温度検出器６と、この温度検出器６が検出した温度に基づいて、前記混合弁２の弁開度を制御する制御器７とを設けた構成としている。
【００６４】
すなわち、図示するように、循環給湯管３０の所定箇所に温度検出器６を配設し、この温度検出器６と制御器７とを電気的に配線接続しており、温度検出器６によって循環給湯回路３内の湯温を検出しながら、その検出温度に基いて、制御器７は混合弁２の弁の駆動制御を実行し、返湯管３２から貯湯槽１内への返流量と、循環給湯回路３内での再循環量の割合を連続的に制御して、所定温度範囲に保持することが可能となっている。
【００６５】
そして、例えば温度検出器６により検出した湯温が６０℃以下になった場合、制御器７は、返湯管３２から貯湯槽１への返流量を増加させ、これに伴って貯湯槽１内の高温湯が循環給湯管３０に流入する量が増加するため、循環給湯回路３内の湯温が上昇する。このとき、貯湯槽１内では、高温湯が循環給湯回路３へ供給されて減少していくため、貯湯槽１内の温度は漸次低下していくが、その温度が循環給湯回路３の設定温度（６０〜７０℃）よりも高い状態を維持している限り、循環給湯回路３内の湯の加温は可能であり、設定温度の保持も可能となる。
【００６６】
また、本実施形態に係る貯湯槽１は、図２に示すように、その内部の天井部１０ｂ側に、注湯管５４から流入する湯と返湯管３２から流入する湯とを一旦受けて、減速させつつ貯湯槽１内の天井部１０ｂ側へ導く上側筒状整流部材８を配設するとともに、前記貯湯槽１の底部１０ｃ側には、給水管５０から流入する水を一旦受け、減速させつつ貯湯槽１内の底部１０ｃ側へ導く下側筒状整流部材９を配設している。
【００６７】
上側・下側筒状整流部材８，９は、それぞれ有底筒状に形成されており、それぞれ開口を天井部１０ｂ及び底部１０ｃに向けるとともに、その中心軸を貯湯槽１の中心軸と略一致させて配設している。なお、上側筒状整流部材８の開口端と天井部１０ｂの内面との間及び下側筒状整流部材９の開口端と底部１０ｃの内面との間には適宜寸法の間隙がそれぞれ形成してある。
【００６８】
そして、貯湯槽１の本体部１０ａにおける天井部１０ｂ近傍位置に、上側筒状整流部材８の口径より小さい口径を有する第１貫通管８１を、また、下側筒状整流部材９の底部（貯湯槽１の天井部１０ｂ側をなす面）近傍に、下側筒状整流部材９の口径より小さい口径を有する第２貫通管９１を貫通させて取付け、第１貫通管８１には返湯管３２を連通連結する一方、第２貫通管９１には給水管５０を連通連結している。
【００６９】
また、第１、第２貫通管８１，９１の先端部分は斜断されるとともに、上側及び下側筒状整流部材８，９の底部近傍の周面にそれぞれ貫通させており、第１貫通管８１から吐出される循環給湯回路３内の湯は、上側筒状整流部材８の周面に衝突した後、緩やかに上昇するようにしている。一方、第２貫通管９１から吐出される原水は、下側筒状整流部材９の周面に衝突した後、緩やかに下降する。したがって、原水と他の湯とが撹拌混合されることなく、冷たい原水は貯湯槽１の底部１０ｃ側に層状に貯えられることになる。
【００７０】
また、貯湯槽１の天井部１０ｂから流入する注湯管５４からの高温湯は、上述の上側筒状整流部材８内へ上部開口から一旦流入し、底部に衝突した後、緩やかに上昇して貯湯槽１内に移動する。そして、前記第１貫通管８１から上側筒状整流部材８内に流入してきた湯と上側筒状整流部材８内で混合されて上昇し、貯湯槽１内の他の湯と撹拌混合されることなく、貯湯槽１の天井部１０ｂ側に層状に貯えられていくことになる。
【００７１】
特に、本実施形態では、上側筒状整流部材８の口径は、当該上側筒状整流部材８の流速が、第１貫通管８１の流速の１／４〜１／１０程度になるようにしている。したがって、第１貫通管８１から吐出される湯の流速は低下し、注湯管５４からの高温湯と十分に混合されつつ、より緩やかに上昇して上側筒状整流部材８の開口から貯湯槽１内部へ流出されることになるため、貯湯槽１内で対流・撹拌を生じることが可及的に防止され、循環給湯回路３からの返し湯と高温湯との混合湯は、貯湯槽１の天井部１０ｂから底部１０ｃへ、順次積層される態様で貯えられて行くのである。
【００７２】
一方、下側筒状整流部材９の口径についても、当該下側筒状整流部材９の流速が、第２貫通管９１の流速の１／４〜１／１０程度になるようにしてあるため、原水は下側筒状整流部材９内へ緩やかに流入することになり、対流の発生がより抑制されることになり、相対的に、湯と水との界面を保った状態を維持することができる。
【００７３】
本実施形態における貯湯槽１を、上述の構成としたことにより、循環給湯回路３内の湯の一部を貯湯槽１内に戻した場合、戻された湯は、返湯管３２→第１貫通管８１→上側筒状整流部材８と流れ、給湯管５１からの高温湯と混合されることになる。このように、循環給湯回路３から戻された湯と高温湯との混合湯は、上側筒状整流部材８を通過して貯湯槽１内に層状に貯留されていくため、貯湯槽１内に形成された温度に応じた湯の層が乱されることがなく、例えば、対流や撹拌現象が生じて、貯湯槽１の下部側に貯留された低温水と急激に混合されて湯温が低下するなどのおそれがない。したがって、循環給湯回路３に対して、相対的に高温湯を常時供給することが可能となり、給湯装置として効率的な給湯が可能となる。
【００７４】
（第１の変形例）
図３は、第１の変形例に係る給湯装置の説明図である。本実施形態において、第１の実施形態と異なる点は、前記循環給湯回路３と前記返湯管３２とを、三方弁２’を介して連通連結したことにある。
【００７５】
なお、本変形例では、前述した第１の実施形態と同じ構成要素については同じ符号で示し、その説明については省略する。また、図示してはいないが、貯湯槽１の内部には、第１の実施形態同様に、上側・下側筒状整流部材８，９が配設されているものとする。
【００７６】
図示するように、三方弁２’は、循環給湯回路３内の温度を検出する温度検出器６と電気的に接続された制御器７’によって弁駆動制御が行われる構成となっており、温度検出器６が検出した温度に基づいて三方弁２’の弁が駆動される。
【００７７】
本変形例によれば、返湯管３２から貯湯槽１内に戻される湯量、すなわち、貯湯槽１から循環給湯回路３内に流入される高温の湯量の制御を細緻に行うことが可能なため、循環給湯回路３内の湯温を所定範囲に保持する制御をより正確に行える。
【００７８】
（第２の変形例）
図４は、第２の変形例に係る給湯装置の説明図である。本変形例において、前述した第１の実施形態と異なる点は、前記貯湯槽１に、貯湯用補助循環流路を介して燃料を用いた無圧ヒータ４１を連通連結したことにある。ここで、例示した無圧ヒータ４１は、減圧ボイラ（真空ヒータ）を含むものであり、燃料としては、例えば、灯油、重油などの化石燃料を用いることができる。
【００７９】
なお、本変形例では、第１の実施形態と同じ構成要素については同じ符号で示し、その説明については省略する。また、図示してはいないが、貯湯槽１の内部には、第１、第２の実施形態同様に、上側・下側筒状整流部材８，９が配設されているものとする。
【００８０】
すなわち、図示するように、貯湯槽１の本体部１０ａの底部１０ｃ側に、貯湯槽１内の貯蔵水を取水する緊急用取水管４２の始端を連結するとともに、この緊急用取水管４２の終端を無圧ヒータ４１の入水口に連結している。また、無圧ヒータ４１には、加熱昇温した湯を出湯する出湯口を設けており、この出湯口には、前記貯湯槽１へ湯を注入する補助注湯管４５の始端を連結し、この補助注湯管４５の終端を貯湯槽１の本体部１０ａの天井部１０ｂ側に連通連結している。
【００８１】
また、緊急用取水管４２の中途には、流路切換弁４３を取付けており、この流路切換弁４３には、貯湯槽１の上側で、前記補助注湯管４５の下部位置に基端を連通連結した補助取水管４４の先端を連通連結している。
【００８２】
４６は緊急用取水管４２の前記流路切換弁４３の下流側に設けた循環ポンプであり、この循環ポンプ４６を駆動した場合、流路切換弁４３による流路切換によって、貯湯槽１内の湯水は、貯湯槽１→緊急用取水管４２→無圧ヒータ４１→補助注湯管４５→貯湯槽１と流れる緊急補助循環流路と、貯湯槽１→補助取水管４４→無圧ヒータ４１→補助注湯管４５→貯湯槽１と流れる通常補助循環流路とが形成されることになる。
【００８３】
緊急補助循環流路は、例えば、ヒートポンプユニット４０が故障したり、メンテナンス時であったりした場合の緊急時に、全量貯湯する際に適用されるものであり、給水管５０から給水された原水を高温加熱して短時間で貯湯することができる。
【００８４】
他方、通常補助循環流路は、給湯量が著しく増加した場合（例えば業務用の場合における冬季や繁忙期など）、不足分の湯を貯湯槽１の上部に確保する際に適用されるものであり、湯切れを防止することが可能である。
【００８５】
このように、本実施形態では、通常は安価な夜間電力を用いてヒートポンプユニット４０で貯湯し、給湯量が著しく増加した場合は無圧ヒータ４１を補助的に用いて湯量を確保して湯切れを防止するとともに、ヒートポンプユニット４０の故障時などの緊急時には、無圧ヒータ４１を用いて貯湯することができるため、銭湯やスパなどの業務用に好適である。
【００８６】
ところで、緊急用取水管４２は、例えば、第１の実施形態で説明した第２貫通管９１と同様の貫通管を介して下側筒状整流部材９の内部と連通させ、補助注湯管４５は、第１貫通管８１と同様の貫通管を介して上側筒状整流部材８の内部と連通させる構成にすることができ、かかる構成とすれば、無圧ヒータ４１を用いた場合も貯湯槽１内における撹拌や対流を可及的に防止できるため、効率的な高温湯の貯留が可能となる。
【００８７】
上述してきた実施形態より、以下の給湯装置が実現する。
【００８８】
原水供給路（例えば、給水管５０）と連通連結した貯湯槽１に、貯湯用循環流路（例えば、取水管５３、注湯管５４、給湯管５１からなり、貯湯槽１→取水管５３→ヒートポンプユニット４０→注湯管５４→給湯管５１→貯湯槽１と循環する流路）を介してヒートポンプ（例えば、ヒートポンプユニット４０）を連通連結し、このヒートポンプにより加熱した湯を前記貯湯槽１内に貯留するとともに、前記貯湯槽１に連通連結した給湯路（例えば給湯管５１）に、出湯用端末４（例えば、蛇口やシャワーヘッドなど）を取り付けた循環給湯回路３を連通させ、前記出湯用端末４から給湯可能とした給湯装置において、前記給湯路と循環給湯回路とを混合弁２を介して連通連結するとともに、前記循環給湯回路３の中途から返湯路（例えば返湯管３２）を分岐させて前記貯湯槽１に連通連結し、前記返湯路から前記貯湯槽１内に流入した分だけ、前記貯湯槽１内に貯留した湯（高温湯）を前記循環給湯回路３内に流入させ、当該循環給湯回路３内の湯を所定温度範囲（例えば、６５〜７０℃）に保持可能な給湯装置。
【００８９】
前記貯湯槽１内の天井部１０ｂ側に、前記貯湯用循環流路から流入する湯と前記返湯路から流入する湯とを一旦受けて、減速させつつ貯湯槽１内の天井部１０ｂ側へ導く上側筒状整流部材８を配設するとともに、前記貯湯槽１の底部１０ｃ側に、前記原水供給路から流入する水を一旦受け、減速させつつ貯湯槽１内の底部側へ導く下側筒状整流部材９を配設した給湯装置。
【００９０】
前記混合弁２に、前記原水供給路から分岐させた分岐供給路（分岐給水管５２）の終端を連通連結した給湯装置。
【００９１】
前記循環給湯回路３と前記返湯管３２とを、三方弁２’を介して連通連結した給湯装置。
【００９２】
前記上側筒状整流部材８内の流路の断面面積は、前記貯湯槽１に設けられ、前記注湯路に連通した注湯口の断面面積より大きく、前記下側筒状整流部材９内の流路の断面面積は、前記貯湯槽１に設けられ、前記原水供給路と連通した給水口の断面面積より大きい給湯装置。
【００９３】
前記循環給湯回路３内の温度を検出する温度検出器６と、この温度検出器６が検出した温度に基づいて、前記混合弁２の弁開度を制御する制御器７とを備えた給湯装置。
【００９４】
前記貯湯槽１に、貯湯用補助循環流路（例えば、緊急用取水管４２、補助注湯管４５からなる緊急補助循環流路、補助取水管４４、補助注湯管４５からなる通常補助循環流路）を介して燃料を用いたヒータ（例えば、無圧ヒータ４１）を連通連結した給湯装置。なお、燃料を用いたヒータとして例示した無圧ヒータ４１は、減圧ボイラ（真空ヒータ）を含むものである。
【００９５】
（第２の実施形態）
以下、本発明の第２の実施形態に係る給湯装置について、図５〜図７を参照しながら説明する。なお、この第２の実施形態の説明に用いる符号は、第１の実施形態と同一構成要素については同一符号を用い、その説明は省略する場合がある。図５は第２の実施形態に係る給湯装置の構成を示す模式的説明図、図６及び図７は貯湯槽の残り湯量と残り湯温度の推移をシミュレーションした結果を示すグラフである。
【００９６】
図５に示すように、本実施形態において用いる貯湯槽１は、第１の実施形態と同様な構成を有し、円筒状の本体部１０ａの上下端を外側へ湾曲させた天井部１０ｂ及び底部１０ｃで封止した竪型の槽本体１０を備えている。なお、当然ながら、貯湯槽１は横型のものを用いても構わない。
【００９７】
そして、貯湯槽１の本体部１０ａの底部１０ｃに、原水供給路である給水管５０を連結し、この給水管５０から貯湯槽１内に原水が加圧供給され、貯湯槽１内は加圧状態に維持される。
【００９８】
また、貯湯槽１の底部１０ｃには、貯湯槽１内の貯蔵水を昇温するために取水する取水管５３の始端が連通連結され、終端はヒートポンプユニット４０の入水口に連結している。また、ヒートポンプユニット４０には、加熱昇温した湯水を出水する出水口を設けており、この出水口には、前記貯湯槽１へ湯水を注入する注湯管５４の始端を連結し、この注湯管５４の終端を貯湯槽１の天井部１０ｂに連通している。すなわち、貯湯槽１の天井部１０ｂ中央には、この貯湯槽１内に貯えられた湯水を使用場所へ供給する給湯路となる給湯管５１が連結してあり、この給湯管５１に前記注湯管５４の終端を連通連結している。なお、給湯管５１と注湯管５４とは貯湯槽１に独立して連通連結しても構わない。
【００９９】
ヒートポンプユニット４０は、第１の実施形態と同様な構成であって、深夜などにおいて、給湯する必要のない間に、貯湯槽１内の水は、貯湯槽１→取水管５３→ヒートポンプユニット４０→注湯管５４→給湯管５１→貯湯槽１と、貯湯用循環流路を循環しながら安価な深夜電力によって９０℃程度までの高温湯として貯えられる。
【０１００】
貯湯槽１の天井部１０ｂ中央に連結された前記給湯管５１には、混合弁としてのサーモバルブ２０を介して循環給湯管３０を連通連結して循環給湯回路３を構成している。この循環給湯管３０には、蛇口・シャワーヘッド等の各種出湯用端末４を連通連結させており、貯湯槽１の内部圧力によって貯湯槽１内の湯水が前記給湯管５１内に吐出され、前記サーモバルブ２０を介して循環給湯管３０に供給されることになる。
【０１０１】
かかる構成において、本実施形態において特徴となるのは、前記循環給湯回路３の中途から分岐させて前記貯湯槽１の底部１０ｃ側に連通連結した返湯管３３の中途に、返し湯を一時的に貯留するサブタンク３４を設け、このサブタンク３４に前記循環給湯回路３から流入した返し湯の分だけ、前記貯湯槽１内に貯留した湯を前記循環給湯回路３内に流入させ、当該循環給湯回路３内の湯を所定温度範囲に保持可能としたことにある。
【０１０２】
すなわち、先に説明した第１の実施形態に係る給湯装置は、循環給湯回路３に、当該循環給湯回路３内の湯温低下を防止するための他の専用熱源機器などを設けたりする必要がなく、イニシャルコスト、ランニングコストの増加を防止し、メンテナンス費用も不要となるため、低コストでの設備を可能とするものの、貯湯槽１内に循環給湯回路３からの中温の湯が直接流入してくるため、使用条件によっては貯湯槽１内に中温域が多く形成され、その分についてはヒートポンプの特性上、高温にすることが困難となり、その結果、蓄熱量（貯湯効率）の低下を招くおそれがあった。
【０１０３】
ここで、ヒートポンプの特性について簡単に説明すると、ヒートポンプは、通常、ＣＯ2冷媒を用いており、これは冷媒サイクル上、低温（例えば２０℃以下）から高温（例えば９０℃）への加温は可能であるが、中温（例えば、５０〜６５度）から高温への加温は極めて非効率的であるとされている。
【０１０４】
したがって、かかるヒートポンプを用いている以上、給湯装置の使用を繰り返している間に、図６に示すように、貯湯槽１内の残り湯の温度が６５℃を切る場合が生じるおそれがある。そうなると、循環給湯回路３内を循環する湯の温度を６５℃に維持することができなくなってしまう。すなわち、給湯使用状況が夜間蓄熱量に影響を与え、それが翌日に影響するということが繰り返されて残り湯の温度低下を招くのである。
【０１０５】
かかる事態を回避するためには、放熱量の制限をより厳しくしたり、貯湯槽１内に可及的に中温の湯を残さないようにしたりする、などの制約が生じる。したがって、給湯装置を設置する場合、これらを勘案しつつ、予め、循環放熱量負荷や給湯使用量などを想定して給湯装置の規模を決定しなければならない。
【０１０６】
しかし、業務用途の場合、負荷変動が大きく、その予測も困難なことから使い勝手が良いとはいえず、そのために、蓄熱量の低下を見越して１ランク上の設備を導入するか、昼間の追い焚き運転などで対応しなければならなくなる。
【０１０７】
その点、本実施形態においては、温度低下した循環給湯回路３からの湯はサブタンク３４に貯えられ、貯湯槽１内には直接流入しないため、図７に示すように、中温域が大きく形成されることがなく、高温湯による蓄熱量を確保できるために残り湯温度も６５℃以下に低下するような事態が生じない。
【０１０８】
より具体的に説明すると、循環給湯回路３内の湯を加温するために、貯湯槽１から給湯管５１を通って高温湯が循環給湯回路３に流入すると、その分だけ循環している湯の一部が返湯管３３からサブタンク３４の上部に流入し、それに伴い、当該サブタンク３４の下側部に貯留されている水が貯湯槽１の底部１ｃ近傍に流入する。これらの連続した流れによって、循環給湯回路３内の湯温が所定温度（例えば、６５℃）に保持される。このように、本実施形態によれば、サブタンク３４を設けない先の実施形態に比べて高ＣＯＰの維持が図れる。
【０１０９】
また、出湯用端末４から出湯されて給湯使用がなされると、サブタンク３４からの中温の湯と貯湯槽１からの高温湯とがサーモバルブ２０を介して適宜混合され、循環給湯回路３内に流入するため、サブタンク３４内の湯は消費され、消費された分は給水管５０から補充される。すなわち、ここでは、サブタンク３４は水温が高めの給水管として機能することになる。
【０１１０】
なお、サブタンク３４の容量は、給湯負荷、放熱負荷、及び給湯パターンなどを考慮して決定すればよいが、通常は、貯湯槽１の容積の１０〜２０％程度でよい。本実施形態では、貯湯槽１の容積３０００Ｌに対し、４５０Ｌの容積のサブタンク３４としている。
【０１１１】
このように、本実施形態によれば、貯湯槽１内における必要な蓄熱量を給湯使用量の影響を受けることなく確保でき、ヒートポンプユニット４０による夜間電力を用いて貯湯した高温湯を効率的に利用できるため、貯湯槽１の容量も必要最小限にとどめることができ、イニシャルコスト、ランニングコストの低減を図りつつ、大きな給湯負荷や給湯負荷変動にも十分に対応できる給湯装置を提供することができる。
【０１１２】
なお、本実施形態に係る貯湯槽１にも、先の第１の実施形態で説明した上側筒状整流部材８や下側筒状整流部材９を必要に応じて配設することができる。
【０１１３】
その場合、その内部の天井部１０ｂ側に配設した上側筒状整流部材８で注湯管５４から流入する湯を一旦受けて、減速させつつ貯湯槽１内の天井部１０ｂ側へ導くとともに、貯湯槽１の底部１０ｃ側に設けた下側筒状整流部材９で給水管５０から流入する水を一旦受けて、減速させつつ貯湯槽１内の底部１０ｃ側へ導くようにするとよい。また、この下側筒状整流部材９に、サブタンク３４の下流側をなす返湯管３３の先端を貫通させて、サブタンク３４から流入する低温水を一旦受けるようにしてもよい。
【０１１４】
（変形例）
図８は第２の実施形態に係る給湯装置の変形例を示す模式的説明図であり、この図８を参照しながら本実施形態の変形例について説明する。
【０１１５】
図示するように、本変形例では、貯湯槽１を単一のタンク構造とするのではなく、複数の小型貯湯槽１１を直列的に連通連結して構成している。
【０１１６】
すなわち、本実施形態では、第１の実施形態のように、循環給湯回路３からの湯を直接貯湯槽１に戻すのではなく、一旦サブタンク３４に貯留するため、給湯装置の設計自由度を高めることができ、複数の小型貯湯槽１１ａ〜１１ｅを用いた構成としている。
【０１１７】
本変形例では、循環給湯回路３からの湯がサブタンク３４に流入すると、図８に示すように、サブタンク３４の下側部の低温水が最終段の小型貯湯槽１１ｅに流入して、貯留された湯が漸次押し上げられ、先頭段の小型貯湯槽１１ａから高温湯が循環給湯回路３に流入されることになる。
【０１１８】
かかる構成とすることにより、以下の効果が生じる。
【０１１９】
すなわち、ヒートポンプを用いた給湯装置としては、家庭用などのような小規模のシステムに用いられることが多いため、小型貯湯槽１１は既に量産化されている。量産化された低コストの小型貯湯槽１１を適宜数連結して必要な容量を確保するようにすれば、設備規模に合わせ、その都度大型の貯湯槽を構築するよりもコスト低減が可能となる。
【０１２０】
ところで、本実施形態においては混合弁として、サーモバルブを用いたが、電動式のバルブを用いてもよい。その場合は、循環給湯回路３内の温度を検出する温度検出器と、この温度検出器が検出した温度に基づいて、前記電動式バルブの弁開度を制御する制御器とを設けておくことは当然である。
【０１２１】
また、前記貯湯槽１（小型貯湯槽１１を複数連結したものも含む）に、実施形態１の第２変形例（図４参照）同様、貯湯用補助循環流路を介して燃料を用いたヒータを連通連結することもできる。
【０１２２】
上述してきた第２の実施形態より以下の給湯装置が実現する。
【０１２３】
すなわち、原水供給路（例えば、給水管５０）と連通連結した貯湯槽１に、貯湯用循環流路（例えば、取水管５３、注湯管５４、給湯管５１からなり、貯湯槽１→取水管５３→ヒートポンプユニット４０→注湯管５４→給湯管５１→貯湯槽１と循環する流路）を介してヒートポンプ（例えば、ヒートポンプユニット４０）を連通連結し、このヒートポンプにより加熱した湯を前記貯湯槽１内に貯留するとともに、前記貯湯槽１に連通連結した給湯路（例えば、給湯管５１）に、出湯用端末４（例えば、蛇口やシャワーヘッドなど）を取り付けた循環給湯回路３を連通させ、前記出湯用端末４から給湯可能とした給湯装置において、前記給湯路と循環給湯回路とを混合弁（例えば、サーモバルブ２０）を介して連通連結するとともに、前記循環給湯回路３の中途から分岐させて前記貯湯槽１の底部１０ｃ側に連通連結した返湯管３３の中途に、返し湯を一時的に貯留するサブタンク３４を設け、このサブタンク３４に前記循環給湯回路３から流入した返し湯の分だけ、前記貯湯槽１内に貯留した湯（高温湯）を前記循環給湯回路３内に流入させ、当該循環給湯回路３内の湯を所定温度範囲（例えば、６５〜７０℃）に保持可能な給湯装置。
【０１２４】
以上、各実施形態を透して本発明を説明してきたが、実施形態では具体例を例示したに過ぎず、特に本発明を限定するものではない。
【０１２５】
すなわち、貯湯槽１の形状、各流路の配管、混合弁２などの具体的構造などは適宜設計変更可能である。
【０１２６】
また、例えば、混合弁２は、第１の実施形態で説明したように電気的に制御されるものや、第２の実施形態で説明したサーモバルブ２０のように、温度を感知するサーモエレメントを備え、このサーモエレメントが温度により膨縮して弁体の開度を自動調整する構成のものなど、適宜決定してよい。
【０１２７】
さらには、循環給湯回路３内へ流入させる貯湯槽１からの高温湯や、給水管５０から流入させる原水の割合などを調整するためには、例えば、電磁弁や流路切換弁や定流量弁などを適宜組合せた構成とすることもできる。
【０１２８】
また、実施形態に記載された効果は、本発明から生じる最も好適な効果を列挙したに過ぎず、本発明による効果は、上述してきた実施形態に記載されたものに限定されるものではない。
【図面の簡単な説明】
【０１２９】
【図１】第１の実施形態に係る給湯装置の構成を示す模式的説明図である。
【図２】図１に示した貯湯槽の内部構造の概略を示す説明図である。
【図３】第１の変形例に係る給湯装置の構成を示す模式的説明図である。
【図４】第２の変形例に係る給湯装置の構成を示す模式的説明図である。
【図５】第２の実施形態に係る給湯装置の構成を示す模式的説明図である。
【図６】第１の実施形態に係る貯湯槽の残り湯量と残り湯温度の推移をシミュレーションした結果を示すグラフである。
【図７】第２の実施形態に係る貯湯槽の残り湯量と残り湯温度の推移をシミュレーションした結果を示すグラフである。
【図８】同第２の実施形態に係る給湯装置の変形例を示す模式的説明図である。
【図９】従来の給湯装置の構成を示す模式的説明図である。
【符号の説明】
【０１３０】
１    貯湯槽
２    混合弁
３    循環給湯回路
４    取水用端末
６    温度検出器
７，７’  制御器
８    上側筒状整流部材
９    下側筒状整流部材
２０    サーモバルブ
３２，３３    返湯管（返湯路）
４０    ヒートポンプユニット
４４    無圧ヒータ
５０    給水管（原水供給路）
５１    給湯管（給湯路）
【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】
2008157471.tif 000009
【図８】
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【図９】
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