(57)【要約】【課題】横長状の貯湯タンクに於ける、温水と水との境界層を適宜取り出して少なくすることが出来る貯湯式給湯装置を提供する。【解決手段】入水管７と出湯管５が接続され湯水を貯湯する横長形状をした貯湯タンク４と、前記貯湯タンク４内の湯水を加熱する加熱手段２とを備え、下部から給水し上部から給湯するもので、前記貯湯タンク４上部には１本又は複数本の境界層取出管１２を備えたので、給湯の使用で貯湯タンクの上部に上昇して来た境界層を、境界層取出管によって取り出し、ミキシング弁で給湯水とミキシングして供給することで、温度の低い温水による給湯が長時間続くことが防止出来、使用者に違和感や不安感を与えることがなくなるものであり、更に境界層を給湯水とミキシングして給湯に利用することで、温水の有効利用が行われ、高温水の少量も減らすことが出来効率も向上するものである。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
入水管と出湯管が接続され湯水を貯湯する横長形状をした貯湯タンクと、前記貯湯タンク内の湯水を加熱する加熱手段とを備え、下部から給水し上部から給湯するものに於いて、前記貯湯タンク上部には１本又は複数本の境界層取出管を備えた事を特徴とする貯湯式給湯装置。
【請求項２】
前記境界層取出管はミキシング弁に接続され、給湯水とミキシングして給湯用に使用する事を特徴とする請求項１記載の貯湯式給湯装置。
【請求項３】
前記境界層取出管による境界層の取り出しは、貯湯タンク内の湯水の温度を検出して行う事を特徴とする請求項１記載の貯湯式給湯装置。
【請求項４】
前記境界層取出管による境界層の取り出しは、貯湯タンクに貯湯された湯水の使用量をカウントし、所定使用量に達することで行われる事を請求項１記載の貯湯式給湯装置。
【請求項５】
前記境界層取出管による境界層の取り出しは、所定時間間隔で行われる事を特徴とする請求項１記載の貯湯式給湯装置。
【請求項６】
前記境界層取出管による境界層の取り出しは、給湯使用のタイミングに合わせて適宜行われる事を特徴とする請求項１及び２記載の貯湯式給湯装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、ヒートポンプ給湯機や電気温水器等の貯湯式給湯装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の貯湯タンクを横置きにして使用するものでは、底部の給水口からの給水で水と高温水との境界層が壊されないように、給水口をバッフルで覆うと共に、底部に緩い登り傾斜を形成するものであった。（例えば、特許文献１参照。）
【０００３】
【特許文献１】
特許第２５７９５００号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところでこの従来のものでは、貯湯タンクが横置きの為に、中央部分の容積と下部及び上部の容積には大きな差が有り、中央部分に形成された薄い境界層が、湯水の使用で上部に達すると分厚い境界層となり、温度の低い温水による給湯が長時間続き、使用者に違和感や不安感を与えるものであった。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
この発明はこの点に着目し上記欠点を解決する為、特にその構成を、入水管と出湯管が接続され湯水を貯湯する横長形状をした貯湯タンクと、前記貯湯タンク内の湯水を加熱する加熱手段とを備え、下部から給水し上部から給湯するものに於いて、前記貯湯タンク上部には１本又は複数本の境界層取出管を備えたものである。
【０００６】
これによって、給湯の使用で貯湯タンクの上部に上昇して来た境界層を、境界層取出管によって取り出し、ミキシング弁で給湯水とミキシングして供給することで、温度の低い温水による給湯が長時間続くことが防止出来、使用者に違和感や不安感を与えることがなくなるものであり、更に境界層を給湯水とミキシングして給湯に利用することで、温水の有効利用が行われ、高温水の少量も減らすことが出来効率も向上するものである。
【０００７】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。
１は横置き式で建家の床下に設置される貯湯タンクユニット、２はヒートポンプユニットよりなる加熱手段、３は前記貯湯タンクユニット１と加熱手段２とを結ぶ配管ユニットである。
【０００８】
前記貯湯タンクユニット１は、湯水を貯湯する横長形状の貯湯タンク４と、貯湯タンク４の上面に接続された出湯管５及び加熱手段２からの戻り管６と、貯湯タンク４の下部に接続された入水管７、加熱手段２へ向かう往き管８とがそれぞれ接続しており、又貯湯タンク４内方には入水管７と連通し給水を行う円筒状の給水補助管９が長手方向に延設して備えられ、終端部は閉塞されている。
【０００９】
更に前記給水補助管９は、側壁左右から外方に広がった邪魔板１０を備えると共に、該邪魔板１０より下方の給水補助管９には斜め下方に向かって給水を放出する一対の給水孔１１を、長手方向に向かって複数設けている。
【００１０】
１２は貯湯タンク４の上部で境界層１３が厚くなる部分に設けられた境界層取出管で、途中には開閉弁１４が備えられ第１ミキシング弁１５を介して出湯管５に接続し、貯湯温度センサ１６による境界層１３の検出で且つ給湯使用を条件に、該境界層１３を給湯に使用して減らすようにしたものである。
【００１１】
前記加熱手段２は、冷媒を圧縮するコンプレッサー１７と、凝縮器としての冷媒−水熱交換器１８と、減圧器１９と、蒸発器としての空気熱交換器２０よりなるヒートポンプ回路２１と、空気熱交換器２０に送風する送風機２２と、前記戻り管６と往き管８から成る循環回路２３途中に設けられた能力可変の循環ポンプ２４と、循環回路２３の冷媒−水熱交換器１８入口側に設けられ、冷媒−水熱交換器１８に流入する湯水の温度を検出する熱交入口温度センサ２５と、循環回路２３の冷媒−水熱交換器１８出口側に設けられ、冷媒−水熱交換器１８から流出する湯水の温度を検出する熱交出口温度センサ２６と、この加熱手段２の制御を行う加熱制御部２７とを備えて構成されている。
【００１２】
前記配管ユニット３は、出湯管５からの高温水と入水管７から分岐された分岐管２８からの低温水とを混合する第２ミキシング弁２９と、第２ミキシング弁２９の下流に接続された給湯栓３０を有する給湯管３１と、給湯管３１に設けられた給湯温度センサ３２と、給湯管３１に設けられた給湯流量センサ３３と、給湯管３１から分岐し浴槽３４の循環回路３５に接続した湯張り管３６と、循環回路３５中で浴槽水の保温を行う保温ヒ−タ３７及び風呂循環ポンプ３８と、入水管７の減圧弁３９及び出湯管５の圧力逃がし弁４０と、これらの機能部品を制御する給湯制御部４１とを備えて構成されており、配管及び機能部品をこの配管ユニット３に集中させることで、設置時の配管作業及び設置後のメンテナンス作業を簡単且つ効率よく行えるようにしているもので、特に貯湯タンクユニット１を建家の床下に設置するものでは特に有効である。
【００１３】
次にこの発明一実施例の作動について説明する。
まず貯湯タンク４内の湯水を加熱する場合には、加熱制御部２７がヒートポンプ回路２１を作動させ、循環回路２３の循環ポンプ２４を駆動開始する。そして、循環ポンプ２４の駆動により貯湯タンク４下部から取り出された湯水が加熱手段２の冷媒−水熱交換器１８に流入して加熱され、循環回路２３を介して貯湯タンク４の上部に戻されることにより高温の湯が貯湯される。
【００１４】
ここで、熱交入口温度センサ２５と熱交出口温度センサ２６の検出値に応じて、ヒートポンプ回路２１の出力と循環ポンプ２４の能力を適宜調整して加熱する湯水が所定の高温になるように可変されるものである。詳細には、それぞれの出力および能力は熱交入口温度センサ２５と熱交出口温度センサ２６の検出値に応じてフィードフォワード制御及び／又はフィードバック制御により調整されるものである。
【００１５】
そして、貯湯タンク４の側面に設けられた貯湯温度センサ１６が所定の量の高温水が貯湯されたことを検出するか、又は、熱交入口温度センサ２５が所定温度以上を検出すると、給湯制御部４１が加熱制御部２７へ加熱動作の停止を指令し、ヒートポンプ回路２１と循環ポンプ２４の作動が停止されるものである。
【００１６】
一方この貯湯タンク４に貯湯された高温水は、給湯栓３０を開くと、入水管７からの圧により貯湯タンク４上部の高温水が出湯管５に押し出され、給湯制御部４１により制御される第２ミキシング弁２９にて分岐管２８の低温水と給湯温度センサ３２の検出する温度が所定の温度になるように混合されて給湯管３１を介して給湯されるものであり、湯張り管３６を介して所定温度の湯を浴槽３４へ湯張りすることも出来る。なお、前記所定の温度は操作用リモコン（図示せず）により任意に設定されるものである。
【００１７】
又この時、給湯使用で減った分の給水が給水圧で貯湯タンク４内に流入して来ることで、高温水と共に境界層１３も上方に押し上げられ、順次高温水の給湯が行われるものであり、更に給湯が進み貯湯温度センサ１６が予め設定した温度を検出することで、境界層１３が境界層取出管１２の位置に達したと判断し、そして給湯流量センサ３３のカウント中を給湯中の条件として検知し、開閉弁１４を開成して境界層１３が取り出されて第１ミキシング弁１５で出湯管５からの高温水とミキシングされ、その後、第２ミキシング弁２９で低温水と設定温度にミキシングされて給湯用に使用されるものである。
【００１８】
従って、横置き式の貯湯タンク４では、上部で境界層１３が分厚くなるが、境界層取出管１２より適宜給湯用に使用して減らすことで、温度の低い温水による給湯が長時間続くことがなくなり、使用者に違和感や不安感を与える心配がなく、常に安心して使用することが出来るものである。
【００１９】
尚、この一実施形態では、貯湯温度センサ１６の検出温度で境界層１３の位置を検知して取り出すようにしたが、これに限ることなく、例えば給湯流量センサ３３で給湯量をカウントして、所定使用量に達することによって境界層１３の位置を推定して取り出すようにしても良く、又所定時間間隔で行うようにしても良いものである。
【００２０】
【発明の効果】
以上のようにこの発明によれば、給湯の使用で貯湯タンクの上部に上昇して来た境界層を、境界層取出管によって取り出し、ミキシング弁で給湯水とミキシングして供給することで、温度の低い温水による給湯が長時間続くことが防止出来、使用者に違和感や不安感を与えることがなくなるものであり、更に境界層を給湯水とミキシングして給湯に利用することで、温水の有効利用が行われ、高温水の少量も減らすことが出来効率も向上するものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の一実施例を付した貯湯式給湯装置の概略構成図。
【図２】同貯湯タンクの断面図。
【符号の説明】
２  加熱手段
４  貯湯タンク
５  出湯管
７  入水管
１２  境界層取出管
１３  境界層
【図１】
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【図２】
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