(57)【要約】【課題】浴槽給湯と一般給湯とを同時に行った場合であっても一般給湯の給湯温度を安定させることができる給湯機を提供する。【解決手段】給水管２１と給湯熱交換器戻り管４３とが貯湯タンク１０に入るタンク入り管６１，６２に集約され、貯湯タンク１０内にはタンク入り管６１、６２に対応してバッフル板７０が設けられている。下部鏡板１０ｂには、貯湯タンク１０に熱媒体が導入される入口１０ｂ１と、熱媒体が導出される出口１０ｂ２とが設けられ、入口１０ｂ１に対応してバッフル板７０が設けられ、出口１０ｂ２には貯湯タンク１０からヒートポンプユニット３へのヒートポンプ往き管４が取り付けられている。【選択図】図１
2012042166.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱媒体を貯える貯湯タンクと、
前記貯湯タンク内の熱媒体を加熱する加熱手段と、
一般給湯端末に湯を供給する一般給湯回路と、
浴槽に湯を供給する浴槽給湯回路と、
前記貯湯タンクに貯留された熱媒体を取り出して前記貯湯タンクに戻す給湯用加熱回路と、
前記給湯用加熱回路に設けられ、前記一般給湯端末に供給される給水および前記浴槽に供給される給水を前記熱媒体と熱交換させて加熱する給湯用熱交換器と、
を備え、
給湯を前記給湯用熱交換器から行い、給水管と、前記給湯用加熱回路の前記給湯用熱交換器から前記貯湯タンクに戻る給湯熱交換器戻り管とを前記貯湯タンクに入る前に１本に集約して前記貯湯タンクに接続する構成にしたことを特徴とする給湯機。
【請求項２】
前記給水管と前記給湯熱交換器戻り管とは前記貯湯タンクに入るタンク入り管に集約され、
前記貯湯タンク内には、前記タンク入り管に対応してバッフルが設けられていることを特徴とする請求項１に記載の給湯機。
【請求項３】
前記貯湯タンクは、上部鏡板と胴板と下部鏡板とで構成され、
前記下部鏡板には、前記貯湯タンクに熱媒体が導入される入口と、熱媒体が導出される出口とが設けられるとともに、
前記入口に対応してバッフルが設けられ、かつ、前記出口には前記貯湯タンクから前記加熱手段への出管が取り付けられていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の給湯機。
【請求項４】
前記貯湯タンクは円筒状であり、
前記出口は、前記貯湯タンクの径方向の中心部に位置していることを特徴とする請求項３に記載の給湯機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、貯湯タンク式の給湯機に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、直圧式の貯湯タンクの底部には、風呂の湯はり時に貯湯タンクへ給水するための給水管と、台所や浴室の蛇口、シャワー等からの給湯時に高圧力の水道水を減圧せずに加熱する給湯用熱交換器のタンク側循環水の戻り水管（給湯熱交換器戻り管）とが別々に接続されている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９−２６４６９０号公報（図１）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、特許文献１に記載の給湯機では、給水管と給湯熱交換器戻り管とを貯湯タンクに入る前に１本に集約している。この場合、風呂の湯はり（以下、浴槽給湯という）と蛇口等からの給湯（以下、一般給湯という）とが同時に行われたとき、給湯熱交換器戻り管を流れる流量より給水管を流れる流量の方が大きいため、給湯熱交換器戻り管（給湯用熱交換器）を流れる流量が安定しなくなり、給湯温度が安定しなくなるという問題があった。
【０００５】
本発明は前記従来の問題を解決するものであり、浴槽給湯と一般給湯とを同時に行った場合であっても一般給湯の給湯温度を安定させることができる給湯機を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、熱媒体を貯える貯湯タンクと、前記貯湯タンク内の熱媒体を加熱する加熱手段と、一般給湯端末に湯を供給する一般給湯回路と、浴槽に湯を供給する浴槽給湯回路と、前記貯湯タンクに貯留された熱媒体を取り出して前記貯湯タンクに戻す給湯用加熱回路と、前記給湯用加熱回路に設けられ、前記一般給湯端末に供給される給水および前記浴槽に供給される給水を前記熱媒体と熱交換させて加熱する給湯用熱交換器と、を備え、給湯を前記給湯用熱交換器から行い、給水管と、前記給湯用加熱回路の前記給湯用熱交換器から前記貯湯タンクに戻る給湯熱交換器戻り管とを前記貯湯タンクに入る前に１本に集約して前記貯湯タンクに接続する構成にしたことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、給湯を給湯用熱交換器を介して行い、給水管と給湯熱交換器戻り管とを１本に集約することで、浴槽給湯と一般給湯とを同時に行った場合であっても一般給湯の給湯温度を安定させることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本実施形態に係る給湯機の全体回路図である。
【図２】貯湯タンクの胴板と鏡板とを溶接する際の溶接用治具の配置を示し、（ａ）は縦断面図、（ｂ）は溶接前の（ａ）のＡ−Ａ線断面図、（ｃ）は溶接途中の（ａ）のＡ−Ａ線断面図である。
【図３】従来の貯湯タンクの構成を示す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本実施形態の給湯機１について図面を参照して説明する。
図１に示すように、本実施形態の給湯機１は、蓄熱タンクユニット２、ヒートポンプユニット（加熱手段）３を含んで構成されている。
【００１０】
蓄熱タンクユニット２は、貯湯タンク１０、一般給湯回路２０、浴槽給湯回路３０、給湯用加熱回路４０、給湯用熱交換器５０、熱媒体導入回路６０などで構成されている。
【００１１】
ヒートポンプユニット３は、図示していないが、例えば、冷媒（例えば、二酸化炭素）を圧縮して高温・高圧にするコンプレッサと、コンプレッサからの冷媒を凝縮させるとともに貯湯タンク１０からの水を熱交換することによって加熱するコンデンサと、コンデンサからの冷媒を膨張させる膨張弁と、大気中の熱を吸熱して膨張した冷媒を蒸発させるエバポレータと、を備えて構成されている。
【００１２】
また、ヒートポンプユニット３は、その熱媒体入口がヒートポンプ往き管４を介して貯湯タンク１０の下部と接続され、熱媒体出口がヒートポンプ戻り管５を介して貯湯タンク１０の上部に接続されている。なお、図示していないが、例えばヒートポンプユニット３側には、貯湯タンク１０とヒートポンプユニット３との間において貯湯タンク１０内の熱媒体を循環させる循環ポンプが設けられている。
【００１３】
なお、本実施形態では、貯湯タンク１０内の湯水を加熱するための熱源ユニット（加熱手段）としてヒートポンプユニット３を例に挙げて説明したが、これに限定されるものではなく、例えば電気ヒータによるものであってもよい。
【００１４】
貯湯タンク１０は、例えば、熱媒体として湯水（水）を溜める密閉式のタンクであり、略円筒形状を呈し、軸方向が鉛直方向（上下方向）を向くように配置される。また、貯湯タンク１０は、保温性能向上のため、その周囲が発泡スチロールなどの断熱材などで覆われている。なお、貯湯タンク１０は、密閉式のものに限定されるものではなく、開放型の貯湯タンクであってもよい。
【００１５】
また、貯湯タンク１０は、それぞれステンレス鋼などの材料によって、胴板１０ａ、下部鏡板１０ｂおよび上部鏡板１０ｃの３部材で構成されている。
【００１６】
胴板１０ａは、円筒状に形成され、鉛直方向の上部と下部が開放した形状である。下部鏡板１０ｂは、胴板１０ａの下部に接合され、上部鏡板１０ｃが胴板１０ａの上部に接合されて構成される。
【００１７】
下部鏡板１０ｂは、略半球状（おわん型）に形成され、胴板１０ａの下部に対して下向きに凸となるように接合される。また、上部鏡板１０ｃは、略半球状（おわん型）に形成され、胴板１０ａの上部に対して上向きに凸になるように接合される。
【００１８】
下部鏡板１０ｂの径方向の中心部Ｏ（図２（ａ）参照）には、ヒートポンプ往き管４（出管）の上流側の一端が接続されている。すなわち、ヒートポンプ往き管４は、下部鏡板１０ｂの最も低い高さ位置に接続されている。また、ヒートポンプ往き管４は、下部鏡板１０ｂの底と接続される位置から鉛直方向下方に延びて形成され、途中で曲がってヒートポンプユニット３に延びている。
【００１９】
なお、ヒートポンプ往き管４には、排出弁４ｂを備えた排出管４ａが分岐して接続されている。なお、排出弁４ｂは、例えば、手動で開閉するものであり、貯湯タンク１０内に汚れが蓄積した場合、または給湯機１を長期間使用しない場合などに開弁させて、貯湯タンク１０内の熱媒体（湯水）を外部に抜き取ることができるようになっている。
【００２０】
また、貯湯タンク１０には、異なる高さ位置での熱媒体（湯水）の温度を検知する複数のタンク温度センサ１１〜１５が設けられている。具体的には、貯湯タンク１０には、上部から下部にかけて５つのタンク温度センサ１１〜１５が設けられている。これにより、コントローラ１００によって、貯湯タンク１０内の湯水の温度分布を把握できるようになっている。
【００２１】
一般給湯回路２０は、一般給湯端末に湯を供給する流路であり、給水管（給水回路）２１と給湯管２２とを備えている。一般給湯端末とは、台所、洗面所、風呂場などの蛇口やシャワー等であり、供給された湯を一度利用して完了するような利用形態のものを意味している。
【００２２】
給水管２１は、上流端が給水源に接続され、下流端が後記する給湯用熱交換器５０の二次側の給水の入口５１ａに接続されている。
【００２３】
なお、給水管２１が接続される給水源としては、水道に限定されるものではなく、井戸水（地下水）などを挙げることができる。給水源としては、水道を使用したときの給水の種類は水道水であり、地下水を使用したときの給水の種類は井戸水（地下水）である。
【００２４】
ところで、硬度成分（カルシウム、マグネシウムなど）の多い給水を貯湯タンク１０に使用して、貯湯タンク１０内の湯を一般給湯や浴槽給湯に使用すると、給湯機１を構成する水路の高温部（ヒートポンプユニット３など）においてスケールによる配管の詰まりが生じる問題がある。しかし、本実施形態の給湯機１では、詳細については後記するが、貯湯タンク１０の湯を一般給湯や浴槽給湯に使用するものではないため、貯湯タンク１０内の湯の入れ替わりを極力少なくすることができる。その結果、本実施形態に係る給湯機１は、硬度成分の少ない水道水（軟水）のみに適用可能なものではなく、硬度成分を多く含む水道水や井戸水（高硬度水）にも適用することが可能なものである。すなわち、本実施形態に係る給湯機１は、軟水であるか高硬度水であるかにかかわらず、幅広い種類の給水に対応することができる。
【００２５】
給湯管２２は、上流端が給湯用熱交換器５０の二次側の給湯の出口５１ｂに接続され、下流端が各種の一般給湯端末（蛇口、シャワーなど）に接続されている。また、給湯管２２には、上流側から順に、流量センサ２３、アキュムレータ２４が設けられている。
【００２６】
流量センサ２３は、給湯管２２を流れる湯の流量（一般給湯端末に供給される湯の流量）を検出するものであり、検出される流量に合わせて後記する給湯循環ポンプ４４のモータの回転速度を制御する。例えば、給湯温度が４０℃に設定されていれば、一般給湯端末からの給湯温度が４０℃になるように給湯循環ポンプ４４の回転速度を調整する。
【００２７】
アキュムレータ２４は、一般給湯端末から出湯したときに、湯の温度を若干下げてから出湯させるバッファとしての機能を有している。これにより、一般給湯端末から給湯設定温度よりも高い温度の湯が出湯されるのを防止できる。また、アキュムレータ２４は、一般給湯端末を閉じたときに過度の圧力が上流側に伝達するのを防止する機能も有している。
【００２８】
また、給水管２１には、給湯用熱交換器５０の上流側に給水温度センサ２５が設けられ、給湯管２２には、給湯温度センサ２６が設けられている。給水温度センサ２５は、給湯用熱交換器５０に導入される前の給水の温度を検知するものである。給湯温度センサ２６は、給湯用熱交換器５０から放出される給湯の温度を検知するものである。なお、給湯温度センサ２６は、給湯用熱交換器５０の出口５１ｂの近傍の給湯管２２に設けられ、一般給湯時と浴槽給湯時の給湯温度をそれぞれ検出する共有の温度センサとなっている。
【００２９】
浴槽給湯回路３０は、浴槽Ｂに湯を供給する流路であり、給水管２１、風呂注湯管３１を備えている。浴槽給湯回路３０の給水管２１は、一般給湯回路２０の給水管２１と共有の配管となっている。また、風呂注湯管３１は、給湯用熱交換器５０の下流の分岐部Ｓまで給湯管２２の一部と共有の配管であり、分岐部Ｓの下流側が浴槽などに接続されている。なお、浴槽とは、供給された湯を一度利用して完了するのではなく、貯留しておいて後に再度加熱して利用するような利用態様の設備を意味している。
【００３０】
風呂注湯管３１には、分岐部Ｓよりも下流において、上流側から順に、流量調整弁３２、電磁弁３３、流量センサ３４、水位センサ３５、浴槽給湯温度センサ３６が設けられている。
【００３１】
流量調整弁３２は、風呂注湯管３１に流れる湯の流量を調整するものであり、コントローラ１００によってその開度が適宜制御される。例えば、一般給湯を使用せず浴槽給湯（例えば、湯はり）のみを行う場合には、流量調整弁３２の開度を最大に調整し、また浴槽給湯時に一般給湯を使用する場合には、風呂注湯管３１の流量が少なくなるようにまたは風呂注湯管３１の流量がほぼゼロになるように流量調整弁３２の開度を調整する。
【００３２】
電磁弁３３は、電磁作動式の遮断弁（ＯＮ・ＯＦＦ弁）であり、コントローラ１００によって開閉制御される。電磁弁３３を閉じることにより、浴槽への給湯が遮断される。なお、電磁弁３３は、浴槽に溜めた浴槽水が一般給湯回路２０に逆流しないように逆流防止機能（逆止弁など）を備えている。
【００３３】
流量センサ３４は、風呂注湯管３１を流れる温水の流量を検出するものである。また、コントローラ１００によって流量センサ３４の検出値が積算されることにより、浴槽に注がれる温水の給湯量を検知することができる。
【００３４】
水位センサ３５は、浴槽に貯留された浴槽水の水位を検知するものである。コントローラ１００は、例えば、浴槽給湯時に、水位センサ３５によって予め設定された水位に達したことを検知すると、浴槽給湯を停止するようになっている。
【００３５】
浴槽給湯温度センサ３６は、浴槽に供給された温水（湯）の温度を検出するものである。
【００３６】
給湯用加熱回路４０は、貯湯タンク１０に貯留された熱媒体（湯水）を取り出して貯湯タンク１０に戻すものであり、給湯熱交換器往き管４１と、給湯熱交換器戻り管４２，４３と、給湯循環ポンプ４４とで構成されている。
【００３７】
給湯熱交換器往き管４１は、貯湯タンク１０内の熱媒体（湯水）を給湯用熱交換器５０に供給する流路であり、上流端が貯湯タンク１０の上部に接続され、下流端が給湯用熱交換器５０の一次側の入口５１ｃに接続されている。
【００３８】
給湯熱交換器戻り管４２は、給湯用熱交換器５０で熱交換後の熱媒体を貯湯タンク１０に戻す流路の一部であり、上流端が給湯用熱交換器５０の一次側の出口５１ｄに接続され、下流端が給湯循環ポンプ４４の入口に接続されている。
【００３９】
また、給湯熱交換器戻り管４１には、他端（下流端）が大気（外気）に開放する逃し弁４６を備えた逃し管４５が分岐して接続されている。逃し弁４６は、貯湯タンク１０の耐圧を超えない所定圧力に至ったときに開弁するものであり、コントローラ１００によって電気的に制御されるものではなく、前記所定圧力に至ったときに機械的に開弁するようになっている。また、逃し弁４６は、開弁後に貯湯タンク１０内の圧力が所定圧力を下回ったときに自動的に閉弁するようになっている。
【００４０】
なお、逃し弁４６は、機械的に動作するものに限定されず、貯湯タンク１０内の圧力を検知する圧力センサを設けて、圧力センサの検出値に基づき（前記と同様な所定圧になったときに）逃し弁４６を電気的な制御によって開弁するものであってもよい。
【００４１】
給湯熱交換器戻り管４３は、給湯用熱交換器５０で熱交換後の熱媒体を貯湯タンク１０に戻す流路の一部であり、上流端が給湯循環ポンプ４４の出口（吐出口）に接続され、下流端が貯湯タンク１０の下部に接続されている。また、給湯熱交換器戻り管４３は、貯湯タンク１０の下部鏡板１０ｂの径方向の中心部Ｏよりも径方向外側の位置に接続されている。
【００４２】
給湯循環ポンプ４４は、図示しないモータの回転力によって羽根車を回転させることにより、貯湯タンク１０内の上部から給湯熱交換器往き管４１を介して熱媒体（高温水）を取り出し、給湯熱交換器戻り管４２，４３を介して貯湯タンク１０の下部に戻すようにして循環させるようになっている。
【００４３】
また、給湯循環ポンプ４４は、コントローラ１００によって図示しないモータの回転速度が制御されることにより、給湯用熱交換器５０における二次側の給水への熱伝達率を変化させて、一般給湯時の給湯温度および浴槽給湯時の給湯温度などを調整するようになっている。換言すると、本実施形態の給湯機１は、給湯用熱交換器５０によって熱交換された後の給湯（湯）を、給水と混合させて所望の給湯温度（湯）にするような混合弁を備えることはせず、貯湯タンク１０から出た湯は、全量貯湯タンク１０に戻すようになっている。ただし、湯の温度をより精度よく調整する目的で混合弁を設けるものであってもよい。
【００４４】
給湯用熱交換器５０は、給水管２１からの給水を、貯湯タンク１０の上部から取り出した高温の熱媒体（高温水）と熱交換させて、給水を加熱するようになっている。給湯用熱交換器５０によって生成された給湯は、給湯管２２を介して一般給湯に使用され、また風呂注湯管３１を介して浴槽給湯に使用される。
【００４５】
熱媒体導入回路６０は、熱媒体として水が用いられ、給水源からの給水（水道水、井戸水など）を貯湯タンク１０に供給（補充）するものであり、タンク入り管６１，６２、減圧弁６３で構成されている。
【００４６】
タンク入り管６１は、上流端が給水管２１の途中の分岐Ｓ１と接続され、下流端が減圧弁６３の一次側と接続されている。タンク入り管６２は、上流端が減圧弁６３の二次側と接続され、下流端が貯湯タンク１０の下部の入口１０ｂ１と接続されている。したがって、タンク入り管６１，６２は、給水管２１と給湯熱交換器戻り管４３とを一つに集約して、貯湯タンク１０に接続するものである。
【００４７】
減圧弁６３は、給水の圧力（一次圧）を所定の圧力（二次圧）に減圧することで、貯湯タンク１０を保護するものである。なお、減圧弁６３に設定される所定の圧力は、貯湯タンク１０の強度に応じて適宜変更することができる。
【００４８】
なお、本実施形態では、熱媒体導入回路６０に減圧弁６３を設けた場合を例に挙げて説明したが、これに限定されるものではなく、減圧弁６３とともに給水管２１の分岐Ｓ１の下流側に別の減圧弁を設ける構成であってもよい。または、減圧弁６３とともに、給水管２１の分岐Ｓ１の上流側（分岐前）に別の減圧弁を設ける構成であってもよい。換言すると、図１に示すように、二次側の給水を減圧しないで一般給湯および浴槽給湯に使用するものに限定されず、二次側（一般給湯回路２０、浴槽給湯回路３０を通る側）を減圧して給湯するものであってもよい。
【００４９】
このように、本実施形態では、給湯用加熱回路４０が閉回路によって構成されているので、一般給湯端末および浴槽に貯湯タンク１０内の湯水を放出（使用）しないようになっている。換言すると、一般給湯や浴槽給湯の際に貯湯タンク１０内の湯水（熱媒体）を、二次側の給水を加熱するための熱媒体としてのみ利用するようになっている。
【００５０】
なお、コントローラ１００は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、プログラムを記憶したＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）などを備えて構成され、給湯循環ポンプ４４のモータの回転速度、流量調整弁３２の開度、電磁弁３３の開閉を制御するとともに、流量センサ２３，３４による各流量、水位センサ３５による浴槽水の水位、タンク温度センサ１１〜１５、給水温度センサ２５、給湯温度センサ２６、および浴槽給湯温度センサ３６による各温度を取得する。
【００５１】
また、コントローラ１００には、風呂リモコン１０１や台所リモコン１０２が有線または無線により接続されている。風呂リモコン１０１や台所リモコン１０２には、給湯機１の起動操作、一般給湯設定温度や浴槽給湯設定温度等の各種運転条件の設定等を行う操作部が設けられている。一般給湯設定温度は、一般給湯端末（蛇口やシャワーなど）から出湯される際の温度であり、浴槽給湯設定温度とは、湯はりなどによって浴槽に貯留される湯の温度である。また、コントローラ１００は、風呂リモコン１０１や台所リモコン１０２の操作部の操作に基いて、ヒートポンプユニット３、流量調整弁３２、電磁弁３３、給湯循環ポンプ４４を制御する。
【００５２】
図２（ａ）に示すように、貯湯タンク１０内には、タンク入り管６２が接続される入口１０ｂ１に対向する位置にバッフル板（バッフル）７０が設けられている。なお、図２（ａ）は、貯湯タンク１０を溶接によって製造する際の状態の一例を示している。したがって、図２（ａ）の左右方向が貯湯タンク１０の鉛直方向（上下方向）に相当している。
【００５３】
バッフル板７０は、貯湯タンク１０内の液体を攪拌しないように、タンク入り管６１，６２から導入される液体の鉛直方向（上下方向）に沿う流れを阻止して水平方向に拡散するものである。バッフル板７０は、例えば、円盤状の部材の周縁部に一対の脚部７０ａ（図２（ａ）では一方のみ図示）が形成されて、各脚部７０ａが下部鏡板１０ｂの内壁１０ｓに、下部鏡板１０ｂを胴板１０ａに溶接する前に予め溶接などによって固定される。
【００５４】
これにより、一般給湯時や浴槽給湯時に給湯熱交換器戻り管４３を通って貯湯タンク１０に戻る戻り水（低温水）がバッフル板７０の下面に当たることで、例えば、貯湯タンク１０内の上部に溜まった高温水、下部に溜まった低温水、上部と下部の間に溜まった中温水からなる境界層を突き破って、それぞれの境界層が混じり合う（例えば、すべてが中温水となる）のを防止することができる。
【００５５】
また、貯湯タンク１０の下部鏡板１０ｂには、入口１０ｂ１と対応する位置に、給湯熱交換器戻り管４３と接続するための接続管１０ｄが貯湯タンク１０から下向きに延びて固定されている。また、同様に、下部鏡板１０ｂにも、出口１０ｂ２と対応する位置に、ヒートポンプ往き管４と接続するための直線状の接続管１０ｅが貯湯タンク１０から下向きに延びて固定されている。なお、接続管１０ｄは、必ずしも直線状に形成されている必要はなく、断面視においてＬ字状など他の形状であってもよい。また、貯湯タンク１０と給湯熱交換器戻り管４３およびヒートポンプ往き管４とを接続できるものであれば、本実施形態の構成に限定されるものではなく、前記のような接続管１０ｄ，１０ｅを設けなくてもよい。
【００５６】
なお、バッフル板７０の形状や円盤状の部材の向き（傾き）については、下部鏡板１０ｂの形状、入口１０ｂ１の位置、給湯熱交換器戻り管４３からの戻り水の水圧などに応じて適宜変更することができる。
【００５７】
ところで、本実施形態に係る給湯機１は、胴板１０ａと下部鏡板１０ｂおよび上部鏡板１０ｃとが溶接によって接合されるものである。溶接手順としては、上部鏡板１０ｃを胴板１０ａに接合した後、下部鏡板１０ｂを胴板１０ａに接合するようになっている。したがって、上部鏡板１０ｃを胴板１０ａに接合する際には、後記する治具１２０（溶接用治具）を胴板１０ａの内側に配置して行う。
【００５８】
溶接工法としては、例えばＴＩＧ（Tungsten Inert Gas）溶接を選択することができる。ステンレス鋼製の貯湯タンク１０の溶接では、例えば、溶接部が空気中の酸素と接触すると、ステンレス鋼に含まれるクロムの酸化により溶接組織中に酸化物が生成するので、溶接時に不活性ガス（アルゴンガスなど）を用いて溶融部を空気から遮蔽する必要がある。さらに、溶接品質を確かなものとするために、溶接側のみだけでなく、溶接部の裏面側も不活性ガスにより空気から遮蔽し、溶接部の裏面側の酸化を防止することも必要となる。
【００５９】
そこで、本実施形態の給湯機１では、図２（ａ）に示すように、貯湯タンク１０を横置きにした状態において、貯湯タンク１０の外側の胴板１０ａと下部鏡板１０ｂとの突合せ部（または重ね合わせ部）に溶接トーチ１１０を配置し、貯湯タンク１０の内側の胴板１０ａと下部鏡板１０ｂとの突合せ部（または重ね合わせ部）にシールドガス供給用の治具１２０を配置する。このように、本実施形態では、貯湯タンク１０の外側にバーナおよびシールドガス、内側にシールドガスを配置している。
【００６０】
なお、本実施形態では、貯湯タンク１０の外側に溶接トーチ１１０、内側に治具１２０を配置した場合を例に挙げて説明するが、前記とは逆に貯湯タンク１０の内側に溶接トーチ１１０、外側に治具１２０を配置して溶接するようにしてもよい。
【００６１】
溶接トーチ１１０は、軸方向に沿ってタングステン電極が突出するとともにタングステン電極の周囲からシールドガスを噴射するように構成された先端部１１０ａを有している。そして、溶接トーチ１１０の先端部１１０ａが、胴板１０ａと下部鏡板１０ｂとの溶接箇所となる境界部分（突合せ部など）に対向するように、溶接トーチ１１０を保持する治具（不図示）によって位置決めする。
【００６２】
治具１２０（溶接用治具）は、シールドガスを貯湯タンク１０内に導入するシールドガス導入部１２０ａと、該シールドガス導入部１２０ａの先端に設けられたノズル１２０ｂとを備えている。治具１２０は、貯湯タンク１０の内側に接続管１０ｅを介して挿入できる径によって形成され、ノズル１２０ｂを前記溶接トーチ１１０の先端部１１０ａと対応する位置に位置決めする。
【００６３】
本実施形態では、溶接トーチ１１０と治具１２０がそれぞれ所定の位置に位置決めされ、貯湯タンク１０が中心部Ｏ（図２（ａ）参照）を支点として回転するように構成されている。なお、図示していないが、貯湯タンク１０には、該貯湯タンク１０を横向きで回転支持させる治具（不図示）が設けられている。図２（ｂ）に示すように、溶接トーチ１１０と治具１２０とで貯湯タンク１０を外側と内側とで挟んだ状態で溶接を開始する。
【００６４】
そして、溶接を開始してから貯湯タンク１０を図示時計回り方向に９０度回転させることにより、図２（ｃ）に示すように、貯湯タンク１０の壁面にビード（溶接痕の盛り上がり）Ｂが形成される。このようにして、貯湯タンク１０を３６０度回転させることにより、胴板１０ａと下部鏡板１０ｂとの溶接が完了する。この場合、治具１２０が貯湯タンク１０の径方向の中心部Ｏから挿入されているので、溶接時に貯湯タンク１０を、中心部Ｏを支点として回転させたとしても、治具１２０と貯湯タンク１０との位置関係が変化することがない。つまり、溶接時に治具１２０と貯湯タンク１０との間の位置を調整する必要がない。
【００６５】
なお、本実施形態では、溶接トーチ１１０および治具１２０を位置決めして、貯湯タンク１０を回転させて溶接を行う場合を例に挙げて説明したが、これに限定されるものではなく、貯湯タンク１０を固定して、溶接トーチ１１０および治具１２０を回転させるようにして溶接してもよい。また、貯湯タンク１０を横置きにした状態で溶接する場合を例に挙げて説明したが、貯湯タンク１０を縦置きにした状態で溶接するようにしてもよい。
【００６６】
また、本実施形態では、ＴＩＧ溶接を例に挙げて説明したが、ＭＩＧ（Metal Inert Gas）溶接、ＭＡＧ（Metal Inert Gas）溶接など貯湯タンク１０を高い溶接品質で構成できるものであればＴＩＧ溶接に限定されるものではない。
【００６７】
次に、本実施形態の給湯機１の動作について説明する。まず、沸き上げ、一般給湯、浴槽給湯の基本的な動作について図１を参照して説明する。
【００６８】
沸き上げの場合には、例えばタイマーを利用して深夜電力の時間帯において、貯湯タンク１０内の熱媒体（低温水）をヒートポンプユニット３によって沸き上げる。すなわち、図示しないポンプを介して貯湯タンク１０の下部からヒートポンプ往き管４を介して熱媒体をヒートポンプユニット３に送り、ヒートポンプユニット３によって温められた熱媒体（高温水）を、ヒートポンプ戻り管５を介して貯湯タンク１０の上部に戻すことで、貯湯タンク１０内には、例えば、下部に低温水、中間部に中温水、上部に高温水が層状に貯留される。なお、貯湯タンク１０の全体（ほぼ全体）が高温水となるような沸き上げも可能である。
【００６９】
また、沸き上げ時に、貯湯タンク１０内の圧力が前記所定圧力に至った場合には逃し弁４６が開弁し、貯湯タンク１０内の熱媒体（体積膨張分の湯水）が逃し管４５を介して外部に排出される。
【００７０】
また、一般給湯時や浴槽給湯時、給湯用熱交換器５０から給湯熱交換器戻り管４２，４３を通って貯湯タンク１０に戻る熱媒体（水）は、給水とほぼ同じ温度になっているため、貯湯タンク１０内の温度および圧力は下降する。このように、貯湯タンク１０内の圧力が下がることで、逃し弁４６から排出された熱媒体と同等量の水（前記体積膨張分の給水）が、タンク入り管６１，６２から給湯熱交換器戻り管４３を介して補給されることになる。したがって、貯湯タンク１０内には、逃し弁４６から排出された分の熱媒体が自動的に供給されるようになっている。
【００７１】
一般給湯の場合には、流量センサ２３によって一般給湯回路２０内の流れが検知されると運転が開始される。なお、このとき電磁弁３３は閉じており、給湯（湯）が浴槽へ供給されないようになっている。すなわち、コントローラ１００は、一般給湯端末（蛇口など）が開動作され、流量センサ２３によって一般給湯回路２０の流れが検知されると、台所リモコンの操作部に設定された一般給湯設定温度の温水が一般給湯端末から供給されるように、給湯循環ポンプ４４が駆動される。
【００７２】
詳述すると、コントローラ１００は、タンク温度センサ１１で検知される貯湯タンク１０から熱媒体を取り出す際の熱媒体の熱媒体温度、給水温度センサ２５で検知される給水温度、流量センサ２３で検知される流量に基いて、給湯温度センサ２６で検知される温度が目標温度となるように給湯循環ポンプ４４のモータの回転速度を制御する。例えば、熱媒体温度、給水温度、流量、回転速度の関係のテーブルを複数備え、前記テーブルに基いて回転速度を選択することで、目標温度となるように設定できる。そして、コントローラ１００は、一般給湯端末が閉動作されたことが流量センサ２３によって検知されることで、給湯循環ポンプ４４が停止する。
【００７３】
なお、一般給湯時における給湯温度センサ２６での目標温度は、風呂リモコン１０１や台所リモコン１０２の操作部で設定される一般給湯設定温度に対応する温度であり、温水が給湯温度センサ２６から一般給湯端末に到達するまで（温水が蛇口から出るまで）の間の温度低下等を考慮して、一般給湯設定温度よりも高く設定される。ただし、目標温度と一般給湯設定温度とを同じに設定してもよい。
【００７４】
浴槽給湯の場合には、例えば風呂リモコンの操作部に設けられた湯はり開始の操作スイッチのオン操作によって運転が開始される。なお、運転開始前には、電磁弁３３が閉弁し、流量調整弁３２の開度が最小に設定されている。
【００７５】
湯はりの運転が開始されると、電磁弁３３が開弁し、流量調整弁３２の開度が徐々に拡大するように制御され、風呂リモコンの操作部で設定された浴槽給湯設定温度（湯はり温度）の温水が浴槽に供給されるように、給湯循環ポンプ４４のモータの回転速度が制御される。
【００７６】
詳述すると、コントローラ１００は、給水温度センサ２５で検知される給水温度と流量センサ３４で検知される流量に基いて、給湯温度センサ２６で検知される温度が目標温度となるように給湯循環ポンプ４４のモータの回転速度を制御する。そして、コントローラ１００は、浴槽に所定量の温水が貯留されたことを流量センサ３４の検出値の積算値、または水位センサ３５の検出値によって検知することで、給湯循環ポンプ４４を停止して、浴槽給湯を終了する。
【００７７】
なお、湯はりの運転終了時には、流量調整弁３２の開度が最小に（小さく）なるまで徐々(段階的)に絞られた後、電磁弁３３を閉じる。これにより、電磁弁３３の上流側に過度な圧力が加わるのを防止できる。逆に、浴槽給湯の開始時には、流量調整弁３２を絞った状態で電磁弁３３を開弁することにより、負圧の発生によりセンサに不具合が生じるのを防止できる。
【００７８】
また、給湯温度センサ２６での目標温度は、風呂リモコン１０１の操作部で設定される浴槽給湯設定温度に対応する温度であり、温水が給湯温度センサ２６から浴槽に到達するまでの間の温度低下等を考慮して、浴槽給湯設定温度よりも高く設定される。ただし、目標温度と浴槽給湯設定温度とが同じであってもよい。
【００７９】
また、一般給湯回路２０および浴槽給湯回路３０が、給湯用熱交換器５０の下流において分岐部Ｓを介して形成され、分岐部Ｓの下流に流量調整弁３２が設けられているので、浴槽給湯時に一般給湯が作動して、流量調整弁３２が絞られる方向に制御されたとしても、一般給湯回路２０側の給湯の流量が連動して絞られるのを防止することができる。
【００８０】
また、浴槽給湯としては、湯はりの他、浴槽の湯の温度が低くなった場合に浴槽給湯設定温度よりも高い温度の湯を追加して浴槽の湯の温度を上げる差し湯、浴槽内の湯の水位が低くなった場合に浴槽給湯設定温度の温水を追加する足し湯などを設定できる。
【００８１】
また、図示していないが、本実施形態の給湯機１において、貯湯タンク１０内に浴槽に溜められた浴槽水を加熱して再び浴槽に戻す追焚き用の熱交換器を備えるものであってもよい。
【００８２】
以上説明したように、本実施形態の給湯機１は、貯湯タンク１０内の湯水（熱媒体）を一般給湯や浴槽給湯に使用せず、給湯用熱交換器５０との熱交換によって給湯を行い、給水管２１と給湯熱交換器戻り管４３とを貯湯タンク１０に入る前に１本に集約して貯湯タンク１０に接続したものである。これにより、浴槽給湯（湯はりなど）による貯湯タンク１０への給水がなくなる（頻度が激減する）、つまり、貯湯タンク１０内の水沸き上げ時の膨張容積分が逃し弁４６から排出された分のみ貯湯タンク１０に水が入るため、給湯熱交換器戻り管４３の流れに影響を与えることがなくなり（頻度が激減する）、給湯熱交換器戻り管４３の配置に対する制約がなくなる。制約がなくなるとは、給水管２１と給湯熱交換器戻り管４３とをひとつに集約して貯湯タンク１０に接続することが可能になるということである。これにより、給湯温度を安定させることができる。
【００８３】
ところで、図３に示すように、貯湯タンク２００内の湯水を一般給湯や浴槽給湯に使用する従来の給湯機では、給湯温度を安定させるため、給水管２１０と給湯熱交換器戻り管２２０とを別々に設ける必要があり、部品点数の増加、構造の複雑化、製造作業工数の増加等の問題があった。また、貯湯タンク２００内の温度境界層を保つためのバッフル（じゃま板）２０１，２０２を、貯湯タンク２００内の給水管２１０の出入口２１０ａと給湯熱交換器戻り管２２０の出入口２２０ａに対向する位置にそれぞれ設ける必要があり、その結果、貯湯タンク２００内に対してバッフル２０１，２０２を固定する溶接箇所の増加、溶接箇所の増加による腐食懸念箇所の増加などの問題があった。
【００８４】
そこで、本実施形態では、給水管２１と給湯熱交換器戻り管４３とをタンク入り管６１，６２に集約させて貯湯タンク１０に接続したので、貯湯タンク１０内に設けるバッフル板７０をひとつ（一部品）で済ますことが可能になる。その結果、貯湯タンク１０の構成が簡素化され、製造作業工数を低減することが可能となる。さらに、バッフル板７０が設けられていない貯湯タンク１０の溶接治具挿入口（接続管１０ｅの出口１０ｂ２）を配管の一部として利用可能となる。よって、バッフル板７０を貯湯タンク１０（下部鏡板１０ｂ）に溶接する際の溶接箇所を減らすことができ、また溶接箇所の減少による腐食懸念箇所を減少させることが可能になる。
【００８５】
また、図３に示すように、従来の給湯機では、胴板２００ａと、該胴板２００ａの上部と下部を覆う一対の鏡板２００ｂ（上部の鏡板は図示省略）との３部材を溶接することによって貯湯タンク２００が構成されている。このような構成の貯湯タンク２００を溶接する場合、溶接品質向上のため、タンク外側だけではなく、タンク内側も不活性ガスにより空気から遮断することが行われている。ところが、胴板２００ａに対して最初に取り付ける上部の鏡板の溶接については、もう一方（下側）の鏡板２００ｂが溶接されていない状態で溶接できるので、溶接用治具を貯湯タンク２００の内側に挿入することは容易である。しかし、その後に取り付ける下側の鏡板２００ｂの溶接については、溶接用の治具をタンク内側に挿入するには、給水管２１０の出入口２１０ａや給湯熱交換器戻り管２２０の出入口２２０ａを介して挿入する必要がある。しかし、貯湯タンク２００内には、出入口２１０ａ，２２０ａに対向する位置にバッフル２０１，２０２が位置しているので、胴板２００ａと鏡板２００ｂに給水管２１０や給湯熱交換器戻り管２２０を通して溶接用の治具を挿入することができない。このため、貯湯タンク２００に給水管２１０と給湯熱交換器戻り管２２０が接続される場所とは別の場所に溶接用の治具を挿入するための溶接治具挿入口２３０が必要となる。しかし、この溶接治具挿入口２３０は溶接が終了すれば、不要なものとなり、溶接終了後は溶接治具挿入口２３０に栓２４０をして溶接などで塞ぐ必要があるため、この部分も腐食懸念箇所となるという問題があった。
【００８６】
そこで、本実施形態では、上部鏡板１０ｃと胴板１０ａと下部鏡板１０ｂとで３部材で構成される貯湯タンク１０において、下部鏡板１０ｂに熱媒体の入口１０ｂ１と出口１０ｂ２を設けるとともに、入口１０ｂ１に対応（対向）する貯湯タンク１０内にバッフル板７０を設け、出口１０ｂ２に貯湯タンク１０からのヒートポンプ往き管４（出管）を取り付けたので、治具１２０（溶接用治具）を挿入するための別（専用）の溶接治具挿入口を不要にでき、溶接腐食懸念箇所が無駄に増えるのを防止できる。
【００８７】
また、本実施形態では、貯湯タンク１０を円筒状に形成し、出口１０ｂ２を貯湯タンク１０の径方向の中心部Ｏ（図２（ａ）参照）に位置するようにしたので、治具１２０（溶接用治具）を径方向の中心部Ｏの出口１０ｂ２から挿入して、貯湯タンク１０を回転させながら、つまり治具１２０の位置はそのままで貯湯タンク１０のみを回転させながら溶接することができるため、溶接作業が容易となる。
【００８８】
また、本実施形態では、貯湯タンク１０の中心部Ｏに出口１０ｂ２を設けることで、ヒートポンプ往き管４および排水管４ａを貯湯タンク１０の最低部に設置することが可能となり、貯湯タンク１０内の堆積物をより確実に排出できる。しかも、貯湯タンク１０内で最も水温の低い場所（最低部）からヒートポンプユニット３へ水を送ることができ、ヒートポンプユニット３の高効率な沸き上げが可能となる。
【符号の説明】
【００８９】
１      給湯機
２      蓄熱タンクユニット
３      ヒートポンプユニット（加熱手段）
４      ヒートポンプ往き管（出管）
５      ヒートポンプ戻り管
１０    貯湯タンク
１０ａ  胴板
１０ｂ  下部鏡板
１０ｂ１  入口
１０ｂ２  出口
１０ｃ  上部鏡板
２０    一般給湯回路
２１    給水管
２２    給湯管
２３    流量センサ
２４    アキュムレータ
２５    給水温度センサ
２６    給湯温度センサ
３０    浴槽給湯回路
３１    風呂注湯管
３２    流量調整弁
３３    電磁弁
４０    給湯用加熱回路
４１    給湯熱交換器往き管
４２，４３  給湯熱交換器戻り管
４４    給湯循環ポンプ
４６    逃し弁
５０    給湯用熱交換器
６０    熱媒体導入回路
６１，６２  タンク入り管
６３    減圧弁
７０    バッフル板（バッフル）
Ｏ      中心部
Ｓ      分岐部
【図１】
2012042166.tif 000003
【図２】
2012042166.tif 000004
【図３】
2012042166.tif 000005