(57)【要約】【課題】追い炊き時に熱交換器内の高温滞留水が直接浴槽内へ吐出しないようにすること等により、浴槽内の湯の追い炊き加熱を快適に行うことができるようにした電気温水器を提供すること。【解決手段】熱交換器４に浴槽１０内の湯を循環して、貯湯タンク１に貯留した温水との間で熱交換を行うことによって、浴槽１０内の湯を追い炊き加熱するようにした電気温水器において、浴槽１０内の湯を循環させる循環回路７、８、１５、１７に、熱交換器４を通過しないバイパス回路５３を形成するとともに、このバイパス回路５３に流路切替用の切替弁１６を配設する。【選択図】　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱交換器に浴槽内の湯を循環して、貯湯タンクに貯留した温水との間で熱交換を行うことによって、浴槽内の湯を追い炊き加熱するようにした電気温水器において、浴槽内の湯を循環させる循環回路に、熱交換器を通過しないバイパス回路を形成するとともに、該バイパス回路に流路切替用の切替弁を配設したことを特徴とする電気温水器。
【請求項２】
前記切替弁が、流量制御機能を備えたものであることを特徴とする請求項１記載の電気温水器。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電気温水器に関し、特に、追い炊き時に熱交換器内の高温滞留水が直接浴槽内へ吐出しないようにすること等により、浴槽内の湯の追い炊き加熱を快適に行うことができるようにした電気温水器に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、深夜電力を用いた電気温水器により給湯するシステムにおいて、浴槽へ給湯する場合、所定の温度に設定した温水を、浴槽の給湯口や蛇口から供給するように構成されている。
すなわち、この給湯システムでは、水道管から供給された水道水を電気温水器の貯湯タンク内にて加熱するとともに、この加熱した温水を、直接或いは別の水道管からの水道水と混合することにより設定温度に調節し、この温度調節した温水を配管を介して浴槽に供給するように構成されている。
ところが、この給湯システムでは、浴槽内の湯温が低下した場合、貯湯タンクより高温の湯を供給する、所謂足し湯にて所定温度の湯温を保つようにしているので、貯湯タンク内の貯湯温度が高い場合は、足し湯による浴槽内湯温を上昇させるのに有効であるが、貯湯タンク内の貯湯を使用した直後で、貯湯タンク内貯湯温度が低い場合は足し湯をしても浴槽内温度の上昇をあまり期待することができず、さらには足し湯により浴槽内の湯量を必要以上に増すものとなっている。
この点を解決するために、貯湯タンク内に、貯湯タンク内湯温、特に上部の比較的高温となる湯を用いて加熱するようにした熱交換器を配設し、浴槽内の湯を熱交換器との間で循環させて浴槽内の湯を追い炊き加熱できるようにした追い炊き機能付きの給湯システムも開発されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来の電気温水器による給湯システムにおいては、入浴前に浴槽内に湯を張る場合、貯湯タンクより高温の湯を供給してもさして問題はないが、入浴時に追い炊きする場合には、熱交換器に滞留している高温の湯が浴槽内へ直接給湯されるようになり、浴槽内の湯の追い炊き加熱を快適に行うことができないという問題があった。
【０００４】
本発明は、上記従来の電気温水器による給湯システムの有する問題点に鑑み、追い炊き時に熱交換器内の高温滞留水が直接浴槽内へ吐出しないようにすること等により、浴槽内の湯の追い炊き加熱を快適に行うことができるようにした電気温水器を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明の電気温水器は、熱交換器に浴槽内の湯を循環して、貯湯タンクに貯留した温水との間で熱交換を行うことによって、浴槽内の湯を追い炊き加熱するようにした電気温水器において、浴槽内の湯を循環させる循環回路に、熱交換器を通過しないバイパス回路を形成するとともに、該バイパス回路に流路切替用の切替弁を配設したことを特徴とする。
【０００６】
この電気温水器は、追い炊き加熱時、温度計測時、水位計測時等に、流路切替用の切替弁の切替操作を行うようにする。これにより、例えば、追い炊き加熱開始時に、熱交換器内の高温滞留水と、バイパス回路を経由した浴槽内の湯を適宜混合して浴槽へ供給することで、熱交換器内の高温滞留水が直接浴槽内へ吐出しないようにすること等により、浴槽内の湯の追い炊き加熱を快適に行うことができる。
【０００７】
この場合、前記切替弁に、流量制御機能を備えたものを用いることができる。
【０００８】
これにより、切替弁によって、バイパス回路を経由する流量を制御することができ、浴槽へ供給する湯の温度を簡易に制御することができる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の電気温水器の実施の形態を図面に基づいて説明する。
【００１０】
図１〜図２に、本発明の電気温水器の一実施例を示す。
【００１１】
この電気温水器は、所要の容量を有する円筒状貯湯タンク１と、貯湯タンク１の上部と下部に設置され、貯湯タンク１内の水を設定温度まで加温するための上部ヒータ２及び下部ヒータ３と、上部ヒータ２の上方に配設され、貯湯タンク１の外部から供給される水を貯湯タンク１内に貯留された温水により加温する螺旋状の熱交換器４とを備えている。
【００１２】
電気温水器の貯湯タンク１は、その底部位置に分岐給水管５１、上部位置に出湯するための給湯用配管６を設けて、分岐給水管５１から給水することにより貯湯タンク１内の湯を押し上げるようにして、給湯用配管６から出湯するようにしている。
なお、分岐給水管５１は、減圧逆止弁１１を介して水道管Ｓが接続されている給水管５に、合流部Ｔ５にて分岐するように接続され、さらに必要に応じて逆止弁を、分岐給水管５１に接続する。
【００１３】
一方、熱交換器４は、特に限定されるものではないが、例えば、螺旋状に形成するとともに、この螺旋状に形成した熱交換器４の中心軸が、貯湯タンク１の中心軸と略一致するように配設するようにしている。
これにより、熱交換器４内の湯を、周囲の貯湯タンク１内の湯との熱交換により加熱することができるとともに、熱交換によって冷却された貯湯タンク１内の上部の温水が下降流となり、この下降流に対応して熱交換器４の中心部に上昇流が生じ、この貯湯タンク１内に貯留された温水の対流により、貯湯タンク１内の温水の循環が生じ、熱交換器４による熱交換を効率よく、かつ、確実に行うことができるものとなる。
また、貯湯タンク１に取り付けた温度センサ３２によって、温度の低下を迅速、かつ、正確に検知することができ、必要に応じて行う上部ヒータ２及び／又は下部ヒータ３による追加的な加熱を適切に実施することができるものとなる。
【００１４】
また、熱交換器４は、図１に示すように、２本の配管７，８を介して、浴槽１０及び水道管に接続する。
この熱交換器４の一方の接続部が、貯湯タンク１の胴部に固定され、これに接続された配管８（以下、「冷水側配管８」という。）を介して、浴槽１０内の湯又は水道水を、熱交換器４に供給するとともに、貯湯タンク１の頂部に固定され、これに接続された配管７（以下、「温水側配管７」という。）を介して、貯湯タンク１に貯留した温水との間で熱交換を行うことによって加熱された温水を、浴槽１０に供給できるようにしている。
【００１５】
貯湯タンク１内への給水は、水道管Ｓより減圧逆止弁１１を介して水道水側に配管した給水管５を接続し、この減圧逆止弁１１の下流で給水管５を分岐し、分岐給水管５１を貯湯タンク１の底部に接続して行われる。
一方、給水管５の先端は延長され、逆止弁２５、混合弁２０及び制御手段２３を介して配管５２を接続し、この配管５２の先端を合流部Ｔ４を介して浴槽用給湯管１７に接続するようにする。
この制御手段２３は、給水管５の合流部Ｔ２の下流側に、ソレノイドバルブ３０、流量センサ３１及び逆止弁３２を順次配設して構成される。
なお、熱交換器４と接続された温水側配管７の端部を合流部Ｔ４に接続するようにする。
【００１６】
また、貯湯タンク１の頂部には加熱された湯を取り出せるよう給湯用配管６を接続し、この給湯用配管６の一部或いは先端に逃し弁２６を、また先端を、混合弁２０と制御手段２３との中間位置の給水管５の合流部Ｔ２に接続し、これにより貯湯タンク１にて加熱された湯を合流部Ｔ２、制御手段２３、浴槽用給湯管１７を経て浴槽１０へ給湯できるようにする。
【００１７】
温水側配管７と配管５２との合流部Ｔ４には、さらに、バイパス回路５３とが接続され、浴槽用給湯管１７を介して、浴槽１０に湯を供給するようにしてされている。
このバイパス回路５３は、追炊用配管１５から供給される浴槽１０内の湯を、流路切替用の切替弁１６によって、冷水側配管８と分岐し、湯熱交換器４を通過することなく、バイパス回路５３から合流部Ｔ４を介して、浴槽用給湯管１７に戻すものある。
【００１８】
なお、この浴槽１０には、アダプタ２２を備え、このアダプタ２２に前記浴槽用給湯管１７と浴槽用給水管９とが接続され、浴槽内への給湯及び／又は給水を可能とする。
【００１９】
給水管５の合流部Ｔ１に接続される浴槽用給水管９には、合流部Ｔ１の下流側に、ソレノイドバルブ３０、流量センサ３１及び逆止弁３２を順次配設して構成した制御手段２４が設けられ、この制御手段２４の下流側の浴槽用給水管９の合流部Ｔ３に、切替弁１６に接続された追炊用配管１５の先端部が接続されるとともに、この追炊用配管１５には、循環ポンプ１３を接続し、該循環ポンプ１３の上流側に水位センサ１２を、下流側には水量を検出するための流量センサ１４をそれぞれ配設し、浴槽内の水位の計測と、循環水量を計測するようにし、これにより浴槽内の湯の一部を循環ポンプ１３にて吸い上げ、熱交換器４内に戻し、循環するようにして追い炊きできるようになっている。
また、追炊用配管１５には、温度センサ２９を配設し、これにより追炊用配管１５内を流通する湯の温度を計測できるようになっている。
【００２０】
なお、制御手段２３と、制御手段２４には、それぞれ温度センサ（図示省略）が配設することができ、さらには、混合弁２０には、先端にカラン２１を配設したカラン用給湯管１８を接続し、これに流量センサ１９を配設し、貯湯タンク１からの湯をカラン２１からも取り出せるようになっている。
【００２１】
また、追炊用配管１５の一部には、ソレノイドバルブ２８を備えた洗濯用配管２７を分岐して接続し、図２に示すように、切替弁１６を操作することにより浴槽内の湯を取り出して、洗濯機（図示省略）へ給湯し、残り湯を洗濯用に使用できるようにすることもできる。
【００２２】
次に、切替弁１６の流路モードを、図２に基づいて説明する。
この場合、流量が一定の下で、加熱温度を調節できるように流量の比例制御ができる切替弁１６を使用することが望ましい。
そして、例えば、追い炊き加熱を開始する場合は、図２（１）に示すように、切替弁１６よりの流量を熱交換器４側とバイパス回路５３側との比例流量を制御することにより、追い炊きする加熱温度を調節でき、特に、追い炊き加熱開始時に、熱交換器４内の高温滞留水と、バイパス５３回路を経由した浴槽１０内の湯を適宜混合して浴槽へ供給することで、熱交換器４内の高温滞留水が直接浴槽１０内へ吐出しないようにすること等により、浴槽１０内の湯の追い炊き加熱を快適に行うことができる。
また、循環する湯の温度及び水の有無を計測する場合は、図２（２）に示すように、切替弁１６により、熱交換器４側への流通を停止し、流量の全量をバイパス回路５３側へ流通するようにする。これにより、無駄な熱量の消費を防止することができる。
また、追い炊き加熱開始後、所定時間経過した後は、図２（３）に示すように、切替弁１６により、バイパス回路５３側を閉止し、流量の全量を熱交換器４側へ流通するようにして、効率よく追い炊き加熱を行うことができるようにする。
また、浴槽内の湯を洗濯などに使用する場合は、図２（４）に示すように、切替弁１６により流入側を閉止することにより、流量の全量を、洗濯用配管２７を経て外部へ取り出せるようにする。
なお、寒冷地で凍結防止運転を行う場合において、浴槽１０に湯がある場合は、図２（２）に示すように、切替弁１６により、熱交換器４側への流通を停止し、流量の全量をバイパス回路５３側へ流通するようにする。これにより、無駄な熱量の消費を防止することができる。また、浴槽１０に水がある場合は、図２（３）に示すように、切替弁１６により、バイパス回路５３側を閉止し、流量の全量を熱交換器４側へ流通するようにして、効率よく凍結防止運転を行うことができるようにする。
【００２３】
次に、この電気温水器を用いて浴槽への給湯操作を説明する。
まず、浴槽１０へ給湯を開始するに当たって、循環ポンプ１３を駆動し、これにより、熱交換器４に浴槽１０内の湯を循環させる経路の適宜位置に配設した流量センサ１４により、浴槽１０に貯留されている水の有無をチェックする。
【００２４】
このようにして、浴槽１０に貯留されている水の有無をチェックした後、制御手段２３のソレノイドバルブ３０を開放し、電気温水器の貯湯タンク１内に貯留された温水を、必要に応じて、切替弁１６を操作することにより水道水と混合して浴槽１０に供給する。
このとき、併せて、制御手段２４のソレノイドバルブ３０を開放し、水道水側配管９を介して、水道水を供給するようにする。
なお、浴槽１０が空の場合、水道水のみを所定の水量予め供給するようにすることにより、電気温水器の貯湯タンク１内に貯留された高温の温水が浴槽１０に供給され、浴槽１０が劣化したり、損傷を受けることを防止することができる。
【００２５】
浴槽１０内の湯量が設定した湯量の中間、具体的には、１／２〜２／３程度になったとき、温水及び水道水の供給を停止し、循環ポンプ１３を駆動し、これにより、浴槽１０に貯留されている湯を撹拌して、浴槽１０内の湯の温度を均一にした後、熱交換器４に浴槽１０内の湯を循環させる経路に配設した温度センサ２９及び水位センサ１２により、浴槽１０に貯留されている湯の温度及び湯量（水位）を計測する。
【００２６】
そして、この浴槽１０に貯留されている湯の温度及び湯量の計測結果に基づいて、浴槽の湯の温度及び湯量が設定した値にするために必要な温水及び水道水の供給量を算出し、算出結果に基づいて温水及び水道水を、浴槽１０に供給する。
この場合、浴槽１０の湯量が設定した湯量に近づいたとき、浴槽１０への水道水の供給を停止し、温水のみを供給するように構成することができる。これにより、浴槽１０の底部に滞留している低温の湯を最後に供給した温水の対流により撹拌して、浴槽１０内の湯の温度を均一にすることができるものとなる。
【００２７】
なお、浴槽１０の湯量が設定した湯量に近づいたとき、温水のみを供給するように構成することに代えて、温水及び水道水の両方を供給するように構成することもできる。これにより、浴槽１０の底部に滞留している低温の湯を最後に供給した温水及び水道水が混合された温水の対流により撹拌して、浴槽１０内の湯の温度を均一にすることができるとともに、このとき、仮に入浴している人がいても、入浴中の人に貯湯タンク１からの高温の温水が、そのまま直接当たることを防止することができるものとなる。
【００２８】
そして、温水及び水道水の供給を停止し、循環ポンプ１３を駆動し、これにより、浴槽１０に貯留されている湯を撹拌して、浴槽１０内の湯の温度を均一にした後、熱交換器４に浴槽１０内の湯を循環させる経路に配設した温度センサ２９により、浴槽１０に貯留されている湯の温度を計測する。
このとき、循環ポンプ１３よりの流量を熱交換器４側とバイパス回路５３側との比例流量を制御することにより、加熱温度を調節でき、浴槽１０に貯留されている湯の温度を適温に保持することができる。
【００２９】
また、浴槽に張った湯の温度が低下した場合には、図２（１）に示すように、切替弁１６よりの流量を熱交換器４側とバイパス回路５３側との比例流量を制御することにより、追い炊きする加熱温度を調節でき、特に、追い炊き加熱開始時に、熱交換器４内の高温滞留水と、バイパス５３回路を経由した浴槽１０内の湯を適宜混合して浴槽へ供給することで、熱交換器４内の高温滞留水が直接浴槽１０内へ吐出しないようにすること等により、浴槽１０内の湯の追い炊き加熱を快適に行うことができる。
そして、追い炊き加熱開始後、所定時間経過した後は、図２（３）に示すように、切替弁１６により、バイパス回路５３側を閉止し、流量の全量を熱交換器４側へ流通するようにして、効率よく追い炊き加熱を行うことができる。
【００３０】
さらに、切替弁１６を適宜操作することにより、循環する湯の温度及び水の有無を計測する場合や浴槽内の湯を洗濯などに使用する場合、さらに、寒冷地で凍結防止運転を行う場合において、無駄な熱量の消費を防止しながら、貯湯タンク１内に貯留した湯の熱量を用いて効率のよい加熱を行うことができる。
【００３１】
以上、本発明の電気温水器について、その実施例に基づいて説明したが、本発明は上記実施例に記載した構成に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲において適宜その構成を変更することができるものである。
【００３２】
【発明の効果】
本発明の電気温水器によれば、追い炊き加熱時、温度計測時、水位計測時等に、流路切替用の切替弁の切替操作を行うようにする。これにより、例えば、追い炊き加熱開始時に、熱交換器内の高温滞留水と、バイパス回路を経由した浴槽内の湯を適宜混合して浴槽へ供給することで、熱交換器内の高温滞留水が直接浴槽内へ吐出しないようにすること等により、浴槽内の湯の追い炊き加熱を快適に行うことができる等、安全で、熱効率のよい電気温水器を提供することができる。
【００３３】
また、前記切替弁に、流量制御機能を備えたものを用いることにより、切替弁によって、バイパス回路を経由する流量を制御することができ、浴槽へ供給する湯の温度を簡易に制御することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の電気温水器の一実施例を示す回路図である。
【図２】切替弁の流路モードの説明図である。
【符号の説明】
１　　貯湯タンク
２　　上部ヒータ
３　　下部ヒータ
４　　熱交換器
５　　給水管
５１　分岐給水管
５２　配管
５３　バイパス回路
６　　温水側配管
７　　熱交換器に接続された温水側配管
８　　熱交換器に接続された冷水側配管
９　　水道水側配管
１０　浴槽
１１　減圧逆止弁
１２　水位センサ
１３　循環ポンプ
１４　流路センサ
１５　追炊用配管
１６　切替弁
１７　給湯管
１８　カラン用給湯管
１９　流量センサ
２０　混合弁
２１　カラン
２２　アダプタ
２３　制御手段
２４　制御手段
２５　逆止弁
２６　逃し弁
２７　洗濯用配管
２８　ソレノイドバルブ
２９　温度センサ
３０　ソレノイドバルブ
３１　流量センサ
３２　逆止弁
【図１】
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【図２】
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