(57)【要約】【課題】本発明は暖房の温水を加熱源として給湯水を加熱する即時給湯装置において、給湯主配管１６と貯湯タンク２３を暖房温水で加熱する簡易で有効な即時給湯を実現する。【解決手段】暖房温水が循環する循環加熱回路１９、２０と、給湯主配管１６とを有し、循環加熱回路１９、２０と給湯主配管１６は互いに伝熱関係を有し、断熱材２２により配管され熱交換装置２１で熱交換し、熱交換装置２１に設けた暖房温水の貯湯タンク２３内に給湯用の受熱管２４と給湯ヘッダー２５とから構成される。給湯主配管１６は暖房温水で加熱保温され配管されると共に、熱交換装置２１でも暖房温水の加熱により受熱管２４内の給湯水は暖められ給湯ヘッダー２５から即時給湯できることから、簡易な構成で複数箇所の即湯を安価に実現できる。【選択図】　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
暖房温水が循環する循環加熱回路と、給湯主配管とを有し、前記循環加熱回路と前記給湯主配管は互いに伝熱関係を有し、断熱材により配管され熱交換装置で熱交換し、前記熱交換装置に設けた暖房温水の貯湯タンク内に給湯用の受熱管と給湯ヘッダーを設けた即時給湯装置。
【請求項２】
熱交換装置の貯湯タンク内に設けた螺旋管と給湯ヘッダーの少なくともどちらか一方に吸熱促進部を設けた請求項１記載の即時給湯装置。
【請求項３】
暖房温水が循環する循環加熱回路と、給湯主配管とを有し、前記循環加熱回路と前記給湯主配管は互いに伝熱関係を有し、断熱材により配管され熱交換装置で熱交換し、前記熱交換装置は給湯ヘッダーを兼用する即湯タンクの外周部を暖房温水が循環する伝熱管を設けた即時給湯装置。
【請求項４】
熱交換装置の即湯タンクの外周部に凹部を設け螺旋管が前記凹部に勘合してなる請求項３記載の即時給湯装置。
【請求項５】
暖房温水が循環する循環加熱回路と、給湯主配管とを有し、前記循環加熱回路と前記給湯主配管は互いに伝熱関係を有し、断熱材により配管され熱交換装置で熱交換し、前記熱交換装置は給湯水と暖房温水が流れる管が互いに接触した扁平管を互いに重ねて設けた即時給湯装置。
【請求項６】
給湯水と暖房温水が互いに対向流となり、扁平管を二段以上に積み上げる積層扁平管を設けた請求項５記載の即時給湯装置。
【請求項７】
暖房温水が循環する循環加熱回路と、給湯主配管とを有し、前記循環加熱回路と前記給湯主配管は互いに伝熱関係を有し、断熱材により配管され熱交換装置で熱交換し、前記熱交換装置は内側を給湯水が流れ外側を暖房温水が流れる二重管構成とした即時給湯装置。
【請求項８】
熱交換装置である二重管の内管の外側と外管の内側の少なくともどちらか一方に吸熱促進部を設けた請求項７記載の即時給湯装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、暖房温水を利用した加熱により給湯管から即時にお湯が出る即時給湯装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来のこの種の即時給湯装置は特開２０００−１８６２３号公報に記載されているようなものが一般的であった。この即時給湯装置は図１２に示すように、即湯循環回路１に設けた循環ポンプ２により即時給湯用の温水を循環させる。また、温水暖房装置３の循環加熱回路４の暖房温水を加熱源として即湯循環回路１内の温水を加熱する熱交換器５を設けて構成される。
【０００３】
また、他の即時給湯装置としては特開昭６０−２１６１４３号公報に記載されているようなものがある。この即時給湯装置は、図１３に示すように、即時給湯用の入水管６と出湯管７を加熱保温する暖房装置３（トレース温水用加熱バーナ）の循環加熱回路４（トレース温水往き管、戻り管）と、循環ポンプ８とから構成される。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら上記初めの従来の即時給湯装置では、即湯循環回路１と循環ポンプ２を設けて構成されるため装置が大きく重量も重くなりイニシャルコストがアップし、循環ポンプ１を運転することで騒音発生とランニングコストがアップする課題があった。
【０００５】
さらに、上記他の従来の即時給湯装置では、暖房用温水の循環加熱回路４で入水管６と出湯管７の配管水を加熱する構成であるため、給湯機内の給湯加熱開始時の冷めた水が流れてきたときに冷水を温めるバッファとなる温水の貯湯タンクや即湯タンクや加熱熱交換器がないため、一時冷たい水が給湯される課題がある。
【０００６】
本発明は上記課題を解決するため、暖房温水を循環する暖房循環回路を使用し給湯主配管を加熱しつつ断熱配管し、給湯水を暖房温水で加熱する熱交換装置と貯湯タンクを設け、即時給湯用の循環ポンプと循環回路を設けることなくカランを開栓するとすぐにお湯が出る簡易な構成で本格的な即時給湯装置の提供を目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
前記従来の課題を解決するために、本発明の即時給湯装置は、暖房装置等から送られた温水を循環する循環加熱回路と、給湯機等から温水配管する給湯主配管と、循環加熱回路の温水で給湯主配管の水を加熱し断熱配管するとともに、熱交換装置で熱交換し、熱交換装置に設けた暖房温水の貯湯タンク内に給湯用の受熱管と給湯ヘッダーを設ける構成としたものである。
【０００８】
本発明によれば、暖房用の温水で給湯主配管を加熱するとともに、熱交換器で給湯水をさらに加熱できる構成であるため、給湯用の循環回路と循環ポンプが不要であることから、簡易で安価であるが本格的な即時給湯装置を実現できる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
本発明の請求項１における即時給湯装置は、暖房温水が循環する循環加熱回路と、給湯主配管とを有し、循環加熱回路と給湯主配管は互いに伝熱関係を有し、断熱材により配管され熱交換装置で熱交換し、熱交換装置に設けた暖房温水の貯湯タンク内に給湯用の受熱管と給湯ヘッダーを設けた構成としてある。
【００１０】
上記構成によって、暖房用の温水で給湯主配管を加熱するとともに、熱交換器で給湯水をさらに加熱できる構成であるため、給湯用の循環回路と循環ポンプが不要であることから、簡易で安価であるが本格的な即時給湯装置を実現できる。
【００１１】
請求項２に記載の発明は特に、請求項１に記載の熱交換装置の貯湯タンク内に設けた螺旋管と給湯ヘッダーの少なくともどちらか一方に吸熱促進部を設けることにより、加熱能力が向上し貯湯タンク内の容積を小さくできる。
【００１２】
本発明の請求項３における即時給湯装置は、暖房温水が循環する循環加熱回路と、給湯主配管とを有し、循環加熱回路と給湯主配管は互いに伝熱関係を有し、断熱材により配管され熱交換装置で熱交換し、熱交換装置は給湯ヘッダーを兼用する即湯タンクの外周部を暖房温水が循環する伝熱管を設けた構成としてある。
【００１３】
上記構成によって、暖房用の温水で給湯主配管を加熱するとともに、熱交換器で給湯ヘッダーと即湯タンクを暖房温水の螺旋管で加熱できることで二重壁構成となり万一給湯管が破損しても暖房温水が給湯管へ入水しない簡易で安価であるが本格的な即時給湯装置を実現できる。
【００１４】
請求項４に記載の発明は特に、請求項３に記載の熱交換装置の即湯タンクの外周部に凹部を設け螺旋管が前記凹部に勘合することにより、受熱面積が拡大することで加熱能力が向上し即湯タンク内の容積を小さくできる。
【００１５】
本発明の請求項５における即時給湯装置は、暖房温水が循環する循環加熱回路と、給湯主配管とを有し、循環加熱回路と給湯主配管は互いに伝熱関係を有し、断熱材により配管され熱交換装置で熱交換し、熱交換装置は給湯水と暖房温水が流れる管が互いに接触した扁平管を互いに重ねて設けた構成としてある。
【００１６】
上記構成によって、暖房用の温水で給湯主配管を加熱するとともに、熱交換器で互いに接触した扁平管で加熱することにより薄型で伝熱面積を大きく取れ、二重壁構成となり万一給湯管が破損しても暖房温水が給湯管へ入水しない簡易で安価であるが本格的な即時給湯装置を実現できる。
【００１７】
請求項６に記載の発明は特に、請求項５に記載の熱交換装置の給湯水と暖房温水が互いに対向流となり、扁平管を二段以上に積み上げる積層扁平管を設けることで、熱交換効率が向上し小さな体積で即時給湯装置を実現できる。
【００１８】
本発明の請求項７における即時給湯装置は、暖房温水が循環する循環加熱回路と、給湯主配管とを有し、循環加熱回路と給湯主配管は互いに伝熱関係を有し、断熱材により配管され熱交換装置で熱交換し、熱交換装置は内側を給湯水が流れ外側を暖房温水が流れる二重管構成としている。
【００１９】
上記構成によって、暖房用の温水で給湯主配管を加熱するとともに、熱交換器の二重管で加熱することにより小さな体積で伝熱面積を大きく取れ、簡易で安価であるが本格的な即時給湯装置を実現できる。
【００２０】
請求項８に記載の発明は特に、請求項７に記載の熱交換装置の熱交換装置である二重管の内管の外側と外管の内側の少なくともどちらか一方に吸熱促進部を設けることで、加熱能力が向上し二重管の容積をさらに小さくできる。
【００２１】
【実施例】
以下、本発明の実施例について図面を用いて説明する。
【００２２】
（実施例１）
図１は本発明実施例１の即時給湯装置のシステム全体構成図であり、図２は即時給湯装置をマンションに設置したときの設置見取り図であり、図３は熱交換器構成図である。
【００２３】
図１〜図３において、１０は屋外等に設置した給湯暖房機であり、給湯熱源部１１と暖房熱源部１２が一体で構成されている。給湯暖房機１０は、ガス等の燃料とファン１３による燃焼用の空気によりバーナ１４で燃焼熱を発生し、給湯熱源部１１と暖房熱源部１２で水を加熱し熱交換する。給湯熱源部１１へは入水路１５から水が供給され、加熱された後給湯主配管１６を通りカラン１７等から出湯する。一方暖房熱源部１２で加熱された暖房温水は暖房循環ポンプ１８により循環し室内の温風機や床暖房等に循環する。幾つかの暖房循環経路の一つに即時給湯用の循環加熱往き回路１９と循環加熱戻り回路２０を設け、屋内の水回りが集中する屋内中心部付近に設けた熱交換装置２１へ暖房温水を循環させる。このとき、給湯主配管１６は循環加熱往き回路１９と循環加熱戻り回路２０で伝熱関係があるように密接させ、断熱材２２で断熱し鞘管等で配管する。さらに、熱交換装置２１は暖房温水を貯湯する貯湯タンク２３と、給湯主配管１６から入水する給湯用の受熱管である螺旋管２４と、台所や洗面所、お風呂等へ配管する為の給湯ヘッダー２５を設けて構成する。
【００２４】
以上のように構成した即時給湯装置において、床暖房用に約６０℃の低温の暖房温水を暖房循環ポンプ１８で循環し、断熱材２２内で給湯主配管１６を加熱するとともに、熱交換装置２１の貯湯タンク２３内に循環し、螺旋管２４内の給湯水も加熱する。カラン１７を開栓し、お湯を出そうとしたとき、熱交換装置２１を水回りが集中する近傍へ設けており、カラン１７から熱交換装置２１の距離は２〜３メートル程しかないため、初期給湯時の冷めた水である死に水は極わずかであり、すぐに温かいお湯が出湯する。給湯熱源部１１で冷めていた水も給湯主配管１６の温められていたお湯と、熱交換装置２１の貯湯タンク２３で温められていたお湯とにより加温されるとともに、螺旋管２４で暖房温水により加熱されるためカラン１７から初期のわずかな死に水以外に冷水がでない。すなわち、即時給湯用の専用循環ポンプや即湯用循環回路を設ける必要がないため、省施工、コンパクト、低イニシャルコストと低ランニングコストを実現でき、本格的な即時給湯装置を提供できるものである。
【００２５】
本実施例では給湯暖房機１０を給湯熱源部１１と暖房熱源部１２を一体で構成した例で説明したが、別々の熱源部で構成しても同様の効果を発揮できるものである。また、受熱管を螺旋管としたが、螺旋以外にも湾曲させた管を使用しても同様の効果を発揮できる。
【００２６】
（実施例２）
図４と図５は本発明実施例２における熱交換装置の拡大図である。図４において、実施例１の構成と異なるところは、給湯用の螺旋管２４に吸熱促進部である熱伝導率の高い銅線２６を巻き付けたものである。このように螺旋管２４に銅線２６を巻き付けることで螺旋管２４の外側の暖房温水の流れを乱す効果と伝熱面積が拡大することにより、熱伝達率が向上し給湯水の加熱速度が上昇し即時給湯の出湯能力がアップする。
【００２７】
ここで、吸熱促進部を銅線２６としたが、フィン付き管や溝付き管としても同様の効果を発揮できるものである。
【００２８】
さらに、図５に示すように給湯ヘッダー２５にフィン２７設けても同様の効果を発揮できる。
【００２９】
（実施例３）
図６は本発明実施例３における即時給湯装置の熱交換装置構成図である。図６において、実施例１の構成と異なるとこは、熱交換装置２１において給湯ヘッダー２５を兼用する即湯タンク２８の外周部２９に暖房温水が循環する伝熱管である螺旋管３０を巻き付けた構成とした点である。
【００３０】
以上のように構成した即時給湯装置において、床暖房用の約６０℃の低温の暖房温水を暖房循環ポンプ１８で循環し、給湯主配管１６と熱交換装置２１の即湯タンク２８を暖房温水が通過する螺旋管３０で加熱する。カラン１７を開栓し出湯したとき熱交換装置２１を水回りが集中する近傍へ設けているため、死に水はわずかですぐに出湯する。給湯熱源部１１で冷めていた水も給湯主配管１６の温められていたお湯と、熱交換装置２１の即湯タンク２８で温められていたお湯とにより加温されるとともに、螺旋管３０の暖房温水により加熱されるためカラン１７から初期のわずかな死に水以外に冷水がでない。すなわち、即時給湯用の専用循環ポンプや即湯用循環回路を設ける必要がないため、省施工、コンパクト、低イニシャルコストと低ランニングコストを実現でき、本格的な即時給湯装置を提供できるものである。
【００３１】
ここで、受熱管を螺旋管としたが、螺旋以外にも湾曲させた管を使用しても同様の効果を発揮できる。
【００３２】
（実施例４）
図７は本発明実施例４における熱交換装置の拡大図である。図７において、実施例１と実施例３の構成と異なるところは、即湯タンク２８の外周部２９に凹部３１を設け、凹部３１に螺旋管３０を勘合して巻き付けたものである。このように暖房温水が流れる螺旋管３０を凹部３１に沿わせて巻き付けることで伝熱面積が拡大することにより給湯水の加熱速度が上昇し即時給湯の出湯能力がアップする。
【００３３】
（実施例５）
図８は本発明実施例５における即時給湯装置の熱交換装置の構成図である。図８において、実施例１の構成と異なるとこは、熱交換装置２１において給湯水と暖房温水が流れる管が互いに接触した扁平管３２を互いに折り重ねた構成とした点である。
【００３４】
以上のように構成した即時給湯装置において、床暖房用の約６０℃の低温の暖房温水を暖房循環ポンプ１８で循環し、給湯主配管１６と熱交換装置２１の扁平管３２で加熱する。カラン１７を開栓し出湯したとき熱交換装置２１を水回りが集中する近傍へ設けているため、死に水はわずかですぐに出湯する。給湯熱源部１１で冷めていた水も給湯主配管１６の温められていたお湯と、熱交換装置２１の扁平管３２により加熱されるためカラン１７から初期のわずかな死に水以外に冷水がでない。すなわち、即時給湯用の専用循環ポンプや即湯用循環回路を設ける必要がないため、省施工、コンパクト、低イニシャルコストと低ランニングコストを実現でき、本格的な即時給湯装置を提供できるものである。
【００３５】
（実施例６）
図９は本発明実施例６における熱交換装置の構成図である。図９において、実施例１と実施例５の構成と異なるところは、暖房温水と給湯水が流れる扁平管３２を積層した積層扁平管３３を設けたものである。このように暖房温水と給湯水が流れる扁平管３２が積層構造となる積層扁平管３３とすることにより上下の扁平管３２で加熱できるため小さな体積で熱交換装置２１を実現でき伝熱面積が拡大することにより給湯水の加熱速度が上昇し即時給湯の出湯能力がアップする。
【００３６】
（実施例７）
図１０は本発明実施例７における即時給湯装置の熱交換装置の構成図である。図１０において、実施例１の構成と異なるとこは、熱交換装置２１において内側を給湯水が流れ、外側を暖房温水が流れる二重管３４構成とした点である。
【００３７】
以上のように構成した即時給湯装置において、床暖房用の約６０℃の低温の暖房温水を暖房循環ポンプ１８で循環し、給湯主配管１６と熱交換装置２１の二重管３４で加熱する。カラン１７を開栓し出湯したとき熱交換装置２１を水回りが集中する近傍へ設けているため、死に水はわずかですぐに出湯する。給湯熱源部１１で冷めていた水も給湯主配管１６の温められていたお湯と、熱交換装置２１の二重管３４により加熱されるためカラン１７から初期のわずかな死に水以外に冷水がでない。すなわち、即時給湯用の専用循環ポンプや即湯用循環回路を設ける必要がないため、省施工、コンパクト、低イニシャルコストと低ランニングコストを実現でき、本格的な即時給湯装置を提供できるものである。
【００３８】
（実施例８）
図１１は本発明実施例８における熱交換装置の構成図である。図１１において、実施例１と実施例７の構成と異なるところは、暖房温水と給湯水が流れる二重管３４に吸熱促進部である溝部３５と銅線３６を設けたものである。このように暖房温水が流れる内壁に溝部３５を設け、給湯水が流れる外壁に銅線３６を巻き付けることで、水の流れを乱す効果と伝熱面積が拡大することにより、熱伝達率が向上し給湯水の加熱速度が上昇し即時給湯の出湯能力がアップする。
【００３９】
ここで、吸熱促進部を溝部３５と銅線３６としたが、フィン付き管や蛇腹管としても同様の効果を発揮できるものである。
【００４０】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように本発明の即時給湯装置によれば次のような効果が得られる。
【００４１】
請求項１、２記載の発明によれば、暖房用の温水で給湯主配管を加熱するとともに、貯湯タンクで給湯用の螺旋管と給湯ヘッダーを加熱することから、簡易で安価であるが本格的な即時給湯装置を実現できる。
【００４２】
請求項３、４記載の発明によれば、暖房用の温水で給湯主配管を加熱するとともに、即湯タンクを暖房用の螺旋管で加熱することから、簡易で安価であるが本格的な即時給湯装置を実現できる。
【００４３】
請求項５、６記載の発明によれば、暖房用の温水で給湯主配管を加熱するとともに、給湯水と暖房温水が流れる管が互いに接触した扁平管をつづら折れに設けて加熱することから、簡易で安価であるが本格的な即時給湯装置を実現できる。
【００４４】
請求項７、８記載の発明によれば、暖房用の温水で給湯主配管を加熱するとともに、内側を給湯水が流れ外側を暖房温水が流れる二重管構成として加熱することから、簡易で安価であるが本格的な即時給湯装置を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例１における即時給湯装置のシステム構成図
【図２】同、即時給湯装置をマンションに設置した場合の設置見取り図
【図３】同、即時給湯装置の熱交換装置の断面構成図
【図４】同、即時給湯装置の熱交換装置の要部拡大図
【図５】本発明の実施例２における熱交換装置の断面構成図
【図６】本発明の実施例３における熱交換装置の構成図
【図７】本発明の実施例４における熱交換装置における要部拡大図
【図８】（ａ）本発明実施例５における熱交換装置の平面構成図
（ｂ）（ａ）におけるＡ−Ａ断面図
【図９】（ａ）本発明の実施例６における熱交換装置の平面構成図
（ｂ）同、熱交換装置の側面構成図
【図１０】本発明の実施例７における熱交換装置の構成図
【図１１】本発明の実施例８における熱交換装置の要部拡大図
【図１２】従来の即時給湯装置のシステム構成図
【図１３】従来の他の即時給湯装置のシステム構成図
【符号の説明】
１６　給湯主配管
１９、２０　循環加熱回路
２１　熱交換装置
２２　断熱材
２３　貯湯タンク
２４、３０　螺旋管
２５　給湯ヘッダー
２６　吸熱促進部
２８　即湯タンク
２９　外周部
３１　凹部
３２　扁平管
３３　積層扁平管
３４　二重管
３５　溝部
３６　銅線
【図１】
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【図２】
2004053077.tif 000004
【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】
2004053077.tif 000009
【図８】
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【図９】
2004053077.tif 000011
【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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