(57)【要約】【課題】風呂の追い焚きを簡単な構成で、効率よく実現した貯湯式温水器に関するものである。【解決手段】浴槽水循環路９を貯湯タンク１の上部外周に沿うように配設し、浴槽水を貯湯タンク１の高湯水で加熱するごとく熱交換するようにして風呂の追い焚きを可能としたものである。したがって、簡単な構成でよく、水漏れなどの不良があったとしても、貯湯タンク１の外部から容易に確認でき、加えて、修理も簡単にできるようになる。【選択図】　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
下部に給水配管が、上部に出湯配管がそれぞれ施され、内部上方に加熱手段を配置した貯湯タンクと、上記貯湯タンク内の湯水をポンプを介して下方から上方へと循環させ、この貯湯タンクの上部から湯水を高温としていくためのタンク循環路と、上記貯湯タンクの上部外周に沿うように配設され、途中にポンプを接続した浴槽水循環路とを具備し、貯湯タンクのタンク壁を介して同貯湯タンク内の湯水と浴槽湯水との間で熱交換を行うようにした貯湯式温水器。
【請求項２】
浴槽水循環路を貯湯タンクの上部外周に螺旋環状に巻装した請求項１記載の貯湯式温水器。
【請求項３】
浴槽水循環路を貯湯タンクの上部外周に左右方向の蛇行状に取付けた請求項１記載の貯湯式温水器。
【請求項４】
浴槽湯水循環路は往路側が貯湯タンク下方に、復路側が貯湯タンク上方にそれぞれ位置するごとく設定した請求項１〜３いずれか１項記載の貯湯式温水器。
【請求項５】
貯湯タンクの高さをＨとしたとき、最下部よりおよそ１／３Ｈ〜１／４Ｈよりも上方に浴槽水循環路を配置した請求項１〜４いずれか１項記載の貯湯式温水器。
【請求項６】
少なくとも貯湯タンクと浴槽水循環路との互に接触する部分を熱良導材で構成した請求項１〜５のいずれかに１項記載の貯湯式温水器。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、給湯のみならず風呂用追い焚き機能をも具備する貯湯式温水器に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の一般的な貯湯式温水器は、図４に示すように、給水配管２１より貯湯タンク２２内に供給された水を電気ヒータ２３で加熱し、湯にして出湯管２４から給湯するようになっていた（例えば、特公昭６４−７２９８号公報）。
【０００３】
そして、家庭で使用するお湯を深夜電力で加熱して安価な給湯を得るため、午後１１時〜午前７時までの深夜電力を使い電気ヒー２３で貯湯タンク２２内の大容量の水を加熱して貯湯し、これを高温水として台所などの給湯に利用していた。
【０００４】
しかしながら、風呂の浴槽水が冷めた場合には、出湯管２４から給湯して足し湯をするしかなく、使い勝手が悪かった。
【０００５】
そこで、図５に示すような風呂の追い焚き機能を付加した貯湯式温水器が考えられた。
【０００６】
図４において、下部に給水配管３１を、上部に出湯配管３２をそれぞれ施した貯湯タンク３３の内部上方に電気ヒータ３４が配置されている。この貯湯タンク３３の湯水は途中にポンプ３５を接続したタンク循環路３６を介して下から上へ循環される様にしてある。
【０００７】
また途中にポンプ３７を接続した浴槽水循環路３８が上記貯湯タンク３３の内部上方に突入して取付られている。
【０００８】
風呂３９に用いたお湯が冷めた場合には、ポンプ３７で浴槽水を浴槽水循環路３８を介して循環させることで貯湯タンク３３の上部高温水で加熱され、いわゆる追い焚きがなされるものである。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記の貯湯式温水器では、追い焚き用の熱交換器となる浴槽水循環路３８が貯湯タンク３３の内部上方に配設してあるため、その構成が複雑となり、また浴槽水循環路３８に漏れなどの不良があったとしても、その確認が難しい上に、貯湯タンク３３ごと交換しなければならず、非常に不経済なものであった。
【００１０】
さらに、貯湯タンク３３の内部上方で浴槽水と熱交換するようにしてあるため、貯湯タンク３３の上部の高温水の温度が下がり、比重が変化することによって、積層沸き上げに望ましくない対流が生じてしまいやすい欠点があった。
【００１１】
つまり、効率よく使用するために貯湯タンク３３の上部から加熱していく積層沸き上げを行う方式において、貯湯タンク３３の上部の高温水と下部の低温水が対流して混じっていくことは、貯湯性能の劣化、すなわち、高温水を取り出せなくなることや、加熱不要の分まで温度上昇させるために効率が下ってしまうなどの虞があった。
【００１２】
本発明は上記課題を解決したもので、簡単な構成で、積層沸き上げ条件を乱さないようにしつつ、風呂浴槽の温水と貯湯タンク内の高温水とを熱交換できるようして効率よく追い焚きができる使い勝手のよい貯湯式温水器を提供するものである。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために本発明は、下部に給水配管が、上部に出湯配管がそれぞれ施され、内部上方に加熱手段を配置した貯湯タンクと、上記貯湯タンク内の湯水をポンプを介して下方から上方へと循環させ、この貯湯タンクの上部から湯水を高温としていくためのタンク循環路と、上記貯湯タンクの上部外周に沿うように配設され、途中にポンプを接続した浴槽水循環路とを具備し、貯湯タンクのタンク壁を介して同貯湯タンク内の湯水と浴槽水との間で熱交換を行うようにしたものである。
【００１４】
このように、貯湯タンクの外部で浴槽水との熱交換を行うようにしているので、風呂の追い焚き構成が非常に簡単となり、例えば、浴槽水循環路に漏れなどの不良があったとしても、貯湯タンクの外部から確認できるようになり、その確認が容易になるとともに、修理も風呂追いだき手段を取り外して単独でできるようになる。
【００１５】
また浴槽水循環路を貯湯タンクに貫通させないので、その接合が不要となり、信頼性が増すと同時に、コスト的にも安価に構成できる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
本発明の貯湯式温水器は、下部に給水配管が、上部に出湯配管がそれぞれ施され、内部上方に加熱手段を配置した貯湯タンクと、上記貯湯タンク内の湯水をポンプを介して下方から上方へと循環させ、この貯湯タンクの上部から湯水を高温としていくためのタンク循環路と、上記貯湯タンクの上部外周に沿うように配設され、途中にポンプを接続した浴槽水循環路とを具備し、貯湯タンクのタンク壁を介して同貯湯タンク内の湯水と浴槽水との間で熱交換を行うようにしたものである。
【００１７】
これによって、風呂追い焚き構成は簡単となり、例え、浴槽水循環路に漏れなどの不良があったとしても、貯湯タンクの外部から確認できるようになり、修理も容易にできるようになる。
【００１８】
また浴槽水循環路は貯湯タンクの外周に沿うように配設するだけでよいので、接合が不要となり、信頼性が増す。
【００１９】
そして浴槽水と熱交換する熱はタンク壁を介して貯湯タンク内の高温水から奪うようになっているので、局部的に熱交換されるのではなく、近傍のタンク壁の熱交換されるようになるので、積層沸き上げに望ましくない貯湯タンク内の対流を低減する事ができるようになる。
【００２０】
タンク壁への浴槽水循環路の取付形態としては螺旋環状に巻装するか、或いは、左右方向蛇行状に配置することが考えられる。
【００２１】
また浴槽水循環路をその往路側が貯湯タンク外周下方に、復路側が貯湯タンク外周上方に位置するごとく配置すれば、浴槽水と貯湯タンクの高温水との熱交換は、浴槽水循環路の往路、すなわち下方から始まり、上方へ行くほど高くなって行く。つまり、貯湯タンクの高温水の熱交換による温度低下は、貯湯タンクの下方が大きく、上方になるほど少なり、よって、貯湯タンク内の対流を低減することができる。
【００２２】
そして貯湯タンクの高さをＨとしたとき、最下部よりおよそ１／３Ｈ〜１／４Ｈよりも上方に浴槽水循環路を配置しておけば、熱交換される浴槽水は貯湯タンクの最下部よりおよそ１／３〜１／４の高さから貯湯タンクの上方へ通過する過程で熱交換されて高温となっていき、そのため、貯湯タンクの高温水の熱交換による温度低下は、貯湯タンクの下方が大きく、上方になるほど少なり、貯湯タンク内の温水に生じる対流を低減することができる。
【００２３】
ここで、風呂などの給湯に使用される湯量は、使用条件にもよるが湯切れ防止などの使い勝手観点から、貯湯タンクのの容量のおよそ１／３〜１／４程度に設定されていて、少なくともその分が、風呂追い焚き時に使用されているので、その使用分以上の量の常温水が貯湯タンク下部に給水されていることになる。
【００２４】
すなわち、その貯湯タンクの最下部よりおよそ１／３〜１／４の高さあるいはそれより上方が、例えば貯湯タンク上部の約８０℃の高温水と貯湯タンク下部の約２０℃の常温水の中間層例えば約５０℃の中間温水となっていると想定される。
【００２５】
そして、その部分から上方に浴槽水循環路を位置させるので、熱交換による貯湯タンク下部の約２０℃の常温水と風呂の例えば５５℃の温水を熱交換することはない。
【００２６】
また、中間層例えば約５０℃の中間温水から風呂の温水との熱交換が始まり、徐々に浴槽水循環路で熱交換されて温度上昇していき、浴槽水循環路の貯湯タンク上部の約８０℃の高温水の層の高さの部分からが大きく熱交換がされ、風呂の温水が熱交換による温度上昇で貯湯タンクの高温水の温度差が少なくなる。
【００２７】
つまり、熱交換による貯湯タンクの高温水の温度低下は下方が大きく上に行くほど少なくなり、そのため、高温水の温度が下がり、比重差を生じるために、下方に移動する流れをつくってしまう上述の対流を大幅に抑制することができるようになる。
【００２８】
また、風呂の給湯以外に使用される量が多く貯湯タンク下部から常温水を給水される量が多少多くなったとしても、高温水と常温水の中間層の下方近傍の約２０℃の常温水から風呂浴槽湯水との熱交換が始まっても、その温度差は少なく移動量も少ないので、貯湯タンク下部での常温水の対流は少なく、また中間層より上方は前述したと同様の熱交換をするので、上述の対流を大幅に抑制することができるようになり、効率よく追い焚きができ、使い勝手の向上が図れる。
【００２９】
【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。
【００３０】
図１，２において、貯湯タンク１は下部に給水配管２を、上部に出湯配管３が施され、内部上方には大容量の水を加熱する電気ヒータなどからなる加熱手段４が配置されている。
【００３１】
この貯湯タンク１内の水は、ポンプ５を接続したタンク循環路６を介して下部より汲み上げられ上部へ循環されるようになっている。
【００３２】
上記出湯配管３を通して所定の場所、例えば台所や風呂７の給湯先へ出湯すると、それに見合う水が給水配管２から貯湯タンク１に補給され、また加熱手段４はポンプ５で循環される貯湯タンク１の下部の冷たい水を加熱して、その上部に戻すようになっている。すなわち、貯湯タンク１内では比重差から湯が上部、水が下部に分離した状態で溜まるようになっている。
【００３３】
風呂７の浴槽水は、途中にポンプ８を接続した浴槽水循環路９を循環するようにしてある。そしてこの浴槽水循環路９は貯湯タンク１の上部外周に螺旋環状に巻装されており、貯湯タンク１内の高温水と浴槽水循環路９を循環流動する湯水とはタンク壁を介して熱交換が行われるようになっている。
【００３４】
上記熱交換を確実とするため、タンク壁と浴槽水循環路９とは熱導性の良好な材料で形成されており。また熱放散を少なくするため、タンク壁の外側は断熱材で覆われている。
【００３５】
上記タンク壁の外周面に螺旋状に巻装された浴槽水循環路９において、その往路側はタンク壁の下方に、復路側は上方に位置するように設定してあり、また貯湯タンク１の全高Ｈとしたとき、最下部よりおよそ１／３〜１／４Ｈよりも上方に巻装されているものである。
【００３６】
１０は制御部であって、操作部で入力された条件で加熱手段４やポンプ５または８などを予め決められたシーケンスでコントロールするようになっている。
上記した構成において、通常は、午後１１時〜午前５時までの安価な深夜電力を使って大容量の水を加熱して貯湯タンク１に貯湯する。
【００３７】
このとき、貯湯タンク１の下部から水をポンプ５で汲み上げてその上部に循環しつつ加熱手段４で加熱する。したがって、貯湯タンク１内では比重差から湯が上部、水が下部に分離した状態で溜まるように積層沸き上げを行うようになっている。
【００３８】
この貯湯タンク１に蓄えられた高温水は、その上部に接続した出湯配管３を介して所定の場所、例えば台所や風呂７に供給されるものである。給湯された分だけの水が給水配管２から貯湯タンク２に補給される。
【００３９】
次に、風呂７の湯水が冷めた場合には、これをポンプ８を介して浴槽水循環路９に循環させれば、貯湯タンク１の上部の高温水と浴槽水との間で熱交換がなされ、温度上昇した湯水として風呂６に戻る。すなわち、風呂追い焚きが行われる。
【００４０】
また制御部１０は、通常、午後１１時〜午前５時までの安価な深夜電力を使って大容量の水を加熱して貯湯タンク１に貯湯するなど、入力された条件で加熱手段４やポンプ５，８などを予め決められたシーケンスでコントロールするようになっている。
【００４１】
ここで、風呂追い焚きを行う構成は、単に浴槽水を循環させる浴槽水循環路９を貯湯タンク１の上部外周に沿うように螺旋環状に巻き付けだけであるため、非常に構成がシンプルである。
【００４２】
したがって、例えば、浴槽水循環路９に漏れなどの不良があったとしても貯湯タンク１の外部から容易に確認できるようになり、その修理も取り外して単独でできるようになる。
【００４３】
また浴槽水循環路９は貯湯タンク１内の上部外周に螺旋環状に巻き付けて構成してあるので、それら両者の密着は安定して保持出来るようになり、熱交換性能も安定して得られるようになる。
【００４４】
そして浴槽水循環路９の湯水は、貯湯タンク１のタンク壁を介してその内部の高温水から熱を奪うようになっているので、局部的に熱交換されるのではなく、貯湯タンク１のタンク壁全体と熱交換されるようになり、積層沸き上げに望ましくない貯湯タンク１内の対流を低減する事ができるようになる。
【００４５】
浴槽水循環路９を流れる湯水の熱交換による加熱は下方から始まり、上方へ行くほど温度上昇していく。換言すると、貯湯タンク１の高温水の熱交換による温度低下は、その下方が大きく、上方になるほど少なり、これより、貯湯タンク１内の温水に生じる対流を低減することができる。
【００４６】
さらに浴槽水循環路９は、少なくとも貯湯タンク１の最下部よりおよそ１／３〜１／４Ｈから上方へ通過するように配設してあるので、熱交換による温度低下は貯湯タンク１の下方が大きく、上方になるほど少なり、貯湯タンク１内の温水に生じる対流を大幅に低減することができる。
【００４７】
ここで、風呂７の給湯に使用される量は、使用条件にもよるが湯切れ防止などの使い勝手観点から、貯湯タンク１の容量のおよそ１／３〜１／４程度に設定されていて、少なくともその分が風呂追い焚き時に使用されているので、その使用分以上の量の常温水が貯湯タンク１下部に給水されていることになる。
【００４８】
すなわち、その貯湯タンク１の最下部よりおよそ１／３〜１／４の高さあるいはそれより上方が、例えば貯湯タンク１上部の約８０℃の高温水と下部の約２０℃の常温水の中間層例えば約５０℃の中間温水となっていると想定される。
【００４９】
そして、その部分から上方へ浴槽水循環路９を位置させるので、熱交換による貯湯タンク１下部の約２０℃の常温水と風呂７の例えば５５℃の温水を熱交換することはない。
【００５０】
また中間層例えば約５０℃の中間温水から風呂７の温水との熱交換が始まり、徐々に浴槽水循環路９内で熱交換されて温度上昇していき、浴槽水循環路９の貯湯タンク１上部の約８０℃の高温水の層の高さ部分からが大きく熱交換がされ、風呂７の温水が熱交換による温度上昇で貯湯タンク１の高温水の温度差が少なくなる。
【００５１】
つまり、熱交換による貯湯タンク１の高温水の温度低下は下方が大きく上に行くほど少なくなり、そのため、高温水の温度が下がり、比重差を生じるために、下方に移動する流れをつくってしまう対流を大幅に抑制することができるようになる。
【００５２】
また給湯量が多く貯湯タンク１下部から常温水を給水される量が多少多くなったとしても、高温水と常温水の中間層の下方近傍の約２０℃の常温水から風呂７の湯水との熱交換が始まっても、その温度差は少なく移動量も少ないので、貯湯タンク１下部での常温水の対流は少なく、また中間層より上方は前述したと同様の熱交換をするので、上述の対流を大幅に抑制することができるようになり、効率よく追い焚きができ、使い勝手の向上が図れる。
【００５３】
図３は他の実施例を示し、貯湯タンク１に対する浴槽水循環路９の配置構成として、タンク壁の略半周外面に左右蛇行状に浴槽水循環路９を配置したものである。もちろん、その往路は貯湯タンク１の下位に、復路は上位にそれぞれ位置させてあり、また貯湯タンク１の最下部よりも１／３〜１／４Ｈから上方に配置してある。
【００５４】
この実施例では貯湯タンク１の略半周外面に浴槽水循環路９が配置してあるため、反対側の面を活用した加熱手段４などの取付けがし易く、また蛇行が左右方向であるので浴槽水の残留も起こりにくく、衛生的である。
【００５５】
なお、貯湯タンク内の大容量の水を加熱する加熱手段としては、上記実施例の電気ヒータに特定されることはなく、例えば、ＣＯ２冷媒などを用いたヒートポンプユニットを用いてもよい。
【００５６】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、貯湯タンクの上部外周に沿うように配設した風呂浴槽湯水循環路に風呂の温水を循環させて、貯湯タンクの上部の熱と熱交換するように構成してあるので、風呂追い焚きのための構成が簡単となり、例えば、風呂浴槽湯水循環路に漏れなどの不良があったとしても、貯湯タンクの外部から確認できるようになり、その確認は容易になるとともに、修理も風呂追いだき手段を取り外して単独でできるようになる。
【００５７】
また風呂浴槽湯水と熱交換した熱は貯湯タンクの壁を介して貯湯タンク内の高温水から奪うようになっているので、局部的に熱交換されるのではなく、風呂伝熱通路を配設した近傍の貯湯タンクの壁全体で熱交換されるようになるので、積層沸き上げに望ましくない貯湯タンク内の対流を低減することができるようになる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例における貯湯式温水器の断面図
【図２】同貯湯式温水器の制御ブロック図
【図３】本発明の他の実施例における貯湯式温水器の断面図
【図４】従来の貯湯式温水器の断面図
【図５】他の従来の貯湯式温水器の断面図
【符号の説明】
１　貯湯タンク
２　給水配管
３　出湯配管
４　加熱手段
５　ポンプ
６　タンク循環路
７　風呂
８　ポンプ
９　浴槽水循環路
【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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