(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
加熱手段で加熱された温水を貯湯する貯湯タンクと、該貯湯タンクに給水を補給する給水管と、貯湯タンク上部に連通し高温水を出湯する出湯管と、この出湯管の先端で高温水と、給水管から分岐した給水バイパス管からの給水とを、ミキシングして設定温度の給湯を行う混合弁とから構成されたものに於いて、前記貯湯タンク内の高温水の残湯位置に応じて、給湯停止時の混合弁による出湯管と給水バイパス管の連通状態を調節するもので、残湯位置が高くなる程、出湯管側開度が広くなるようにした事を特徴とする貯湯式給湯装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、貯湯タンクの貯湯温水を用いて浴槽の湯張りや給湯を行う貯湯式給湯装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来よりこの種のものでは、貯湯タンク内の高温水と給水とを混合弁でミキシングして設定温度の給湯を行い、給湯停止後の貯湯タンク内の湯水境界層が混合弁より低く、且つ混合弁がお湯側と水側を連通状態としておくと、貯湯タンク内の高温水は釣り合おうとして直下対流を起こし、給水バイパス管まで流入してしまうことで、再給湯時に給湯温度が大きく変動するので、これを給水バイパス管に混合タンクを設けることにより防止しようとするものであった。（例えば、特許文献１参照。）
【特許文献１】特開２００３−４３０３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところでこの従来のものでは、給水バイパス管に高温水が混入してどれ位の温水温度に成っているか、或いはすでに時間がたって冷えているとか、まだ高温水の混入は開始されていないとかが、全く分からず正確で良好な混合制御は出来ないものであった。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
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、加熱手段で加熱された温水を貯湯する貯湯タンクと、該貯湯タンクに給水を補給する給水管と、貯湯タンク上部に連通し高温水を出湯する出湯管と、この出湯管の先端で高温水と、給水管から分岐した給水バイパス管からの給水とを、ミキシングして設定温度の給湯を行う混合弁とから構成されたものに於いて、前記貯湯タンク内の高温水の残湯位置に応じて、給湯停止時の混合弁による出湯管と給水バイパス管の連通状態を調節するもので、残湯位置が高くなる程、出湯管側開度が広くなるようにしたものである。
【発明の効果】
【０００５】
この発明によれば、給湯停止時に貯湯タンクから給水バイパス管への高温水混入の原因である流下対流については、貯湯タンク内の残湯位置によって、その流下対流の速度が変化するが、この速度が同じくなるように調節されるから、貯湯タンク内の残湯量に関係なく、給水バイパス管には常に同温同量の高温水が保持されることとなり、再出湯時の火傷の心配や、オーバーシュートやアンダーシュートもなく、貯湯タンク内の残湯量に関係なく常に良好な給湯が行えるようにしたものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００６】
次にこの発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。
１は円筒状の貯湯タンクで、ヒーポン室外機から成る加熱手段２を利用し、時間帯別契約電力の電力単価が安価な深夜時間帯に湯水を沸き上げて貯湯するものであり、底部には給水を補給する給水管３が接続し、上部には貯湯した高温水を給湯栓（図示せず）等に出湯する出湯管４が接続されている。
【０００７】
５は一方に出湯管４を、他方には給水管３から分岐した給水バイパス管６を、中央には給湯管７が接続した電動三方弁から成る混合弁で、出湯管４からの高温水と給水バイパス管６からの給水とを混合して、設定された給湯温度となるようにして供給する混合弁であり、出湯温度と給水温度と設定温度から、出湯管４の開度と給水バイパス管６の開度を調整するフィードフォワード制御するものであり、又その取り付け位置は、出湯管４からの放熱ロスを考慮すると出来るだけ貯湯タンク１上端近傍が良く、従って貯湯タンク１の上部と対向する位置に備えられている。
【０００８】
８は給水バイパス管６に備えられ給水温度を検知する給水サーミスタを兼ねる温度センサで、給湯時には給水温度を検知して混合弁５の開度を調整するものであり、又貯湯タンク１内の残湯と給水の境目となる湯水境界層が、混合弁５より下方に位置する状態で、給湯停止して混合弁５を出湯管４と給水バイパス管６が連通する開度とした時に、貯湯タンク１内の高温水が釣り合おうとして流下対流を起こし、給水バイパス管６まで流入してしまう時には、この混合水温度を検知し、所定温度以上で水側である給水バイパス管６側を１００％開口状態に混合弁５を駆動させ、後は上記のフィードフォワード制御で混合弁５を制御するようにしたものである。
【０００９】
９は貯湯タンク１と加熱手段２とを湯水が循環可能に接続する往き管１０と戻り管１１と循環ポンプ１２とで構成された循環回路である。
１３、１４、１５、１６は貯湯タンク１外周面の上下に備えられた貯湯温度センサであり、１７は給水管３途中に設けられた減圧弁であり、１８は出湯管４に備えられた圧力逃がし弁である。
【００１０】
１９はマイコンから成る制御回路で、入力側には、リモコン（図示せず）の温度設定部２０と、最上位置の貯湯温度センサ１３が出湯温度センサとして接続すると共に、温度センサ８が給水温度センサ及び混合水温度センサとして接続し、更に給湯管７に備えられ湯水の流れを検知することにより給湯の開始／停止を検知するフローセンサ２１が接続され、出力側には、混合弁５のステップモータ駆動量を制御することで、該混合弁５の開度を調整するようにしたものである。
【００１１】
前記貯湯温度センサ１３、１４、１５、１６からの貯湯タンク１の検知温度を制御回路１９に入力することで、残湯量及び残湯量温度を演算し、各種制御に利用すると共に、残湯量位置を推定して給湯停止時の混合弁５の出湯管４側開度を調節するものであり、即ち残湯量が多く湯水境界層が混合弁５より低い時には、流下対流が早くなるなるので、出湯管４側を狭くして流下対流速度を遅くするもので、又残湯量が少なく湯水境界層が混合弁５より高い時には、流下対流が遅くなるので、出湯管４側を広くして流下対流を早くするようにして、残湯量に関係なく流下対流速度を一定にすることで、給湯停止時に給水バイパス管６に貯湯される湯水温度、量を一定にするものである。
【００１２】
次にこの一実施形態の作動について説明する。
今給湯栓を開けて給湯を開始すれば、これをフローセンサ２１が検知し、制御回路１９に温度設定部２０による設定温度を読み込ませ、温度センサ８による給水温度と、貯湯温度センサ１３による出湯温度とによって制御回路１９が演算して混合弁５の開度を決定し、この開度に成るように混合弁５を駆動させ、設定温度の給湯を行うものである。
【００１３】
又貯湯タンク１内の湯水境界層が混合弁５より下方にある時には、給湯停止して混合弁５を出湯管４と給水バイパス管６が連通する開度とするが、この時制御回路１９は貯湯温度センサ１３、１４、１５の検知温度により、残湯量位置を推定して混合弁５より下方と言うことで、該混合弁５の出湯管４側を狭くした開度として、貯湯タンク１内の高温水が釣り合おうとする早い流下対流を遅いものにし、給水バイパス管６まで流入してしまうが、この時に給水バイパス管６に備えられた温度センサ８が、高温水の混入温度を検知する。
【００１４】
そしてこの混入温度が所定温度ここでは５５℃に達するのを検知すると、制御回路１９が混合弁５の開度を調整し給水バイパス管６側を１００％開口状態とし、出湯管４側を閉じるようにすることで、これ以上の温度上昇を防止して火傷の危険を阻止するものであり、更に給湯再開時には、この温度センサ８の検知温度と、貯湯温度センサ１３の出湯温度と、設定温度とからフィードフォワード制御で混合弁５の開度を決定して調整するものである。
【００１５】
次に残湯量が少なく貯湯タンク１内の湯水境界層が混合弁５より上方の時には、給湯停止して混合弁５を出湯管４と給水バイパス管６が連通する開度とするが、この時制御回路１９は貯湯温度センサ１３、１４、１５、１６の検知温度により、残湯量位置を推定して混合弁５より上方と言うことで、該混合弁５の出湯管４側を広くした開度として、貯湯タンク１内の高温水が釣り合おうとする遅い流下対流を早いものにし、給水バイパス管６まで流入してしまうが、この時に給水バイパス管６に備えられた温度センサ８が、高温水の混入温度を検知する。
【００１６】
そしてこの混入温度が所定温度ここでは５５℃に達するのを検知すると、制御回路１９が混合弁５の開度を調整し給水バイパス管６側を１００％開口状態とし、出湯管４側を閉じるようにすることで、これ以上の温度上昇を防止して火傷の危険を阻止するものであり、更に給湯再開時には、この温度センサ８の検知温度と、貯湯温度センサ１３の出湯温度と、設定温度とからフィードフォワード制御で混合弁５の開度を決定して調整するものである。
【００１７】
従って、給湯停止時に貯湯タンクから給水バイパス管への高温水混入の原因である流下対流については、貯湯タンク内の残湯位置によって、その流下対流の速度が変化するが、この速度が同じくなるように調節されるから、貯湯タンク内の残湯量に関係なく、給水バイパス管には常に同温同量の高温水が保持されることとなり、再出湯時の火傷の心配や、オーバーシュートやアンダーシュートもなく、貯湯タンク内の残湯量に関係なく常に良好な給湯が行えるようにしたものである。
【００１８】
又高温水の混入温度を検知して、給湯停止中の混合弁５の待機位置を最適位置に制御されるので、再給湯時には火傷の心配及び、オーバーシュートやアンダーシュートもなく、貯湯タンク１内の湯水境界層に関係なく常に良好な給湯が行えるようにしたものである。
又温度センサ８を、元もと使用されている給水サーミスタを兼ねるようにすれば、部品点数も増えることなく構造簡単に形成出来、極めて安価に提供出来るものである。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】この発明の一実施形態を示す貯湯式給湯装置の概略説明図。
【図２】同要部電気回路のブロック図。
【図３】同混合弁の残湯量多の場合の動作状態説明図。
【図４】同混合弁の残湯量少の場合の動作状態説明図。
【符号の説明】
【００２０】
１  貯湯タンク
２  加熱手段
３  給水管
４  出湯管
５  混合弁
６  給水バイパス管
８  温度センサ
１３、１４、１５、１６  貯湯温度センサ
１９  制御回路
【図１】
0004527647.tif 000002
【図２】
0004527647.tif 000003
【図３】
0004527647.tif 000004
【図４】
0004527647.tif 000005