(57)【要約】【課題】追焚き機能を備えた給湯機において加熱装置の熱量消費を抑制する湯の省エネ貯留方法とその方法を採用する貯湯式給湯機を提供する。【解決手段】下部から取り出された水が加熱装置１１で昇温され上部に戻されることによって沸き上げが行われ、下部から給水が行われる貯湯タンク１２の上部から追焚き回路１５を介して湯を送り出し、浴槽１４の湯を追焚きする貯湯式給湯機１０の省エネ貯留方法において、貯湯タンク１２の上部から下向きに成層された高温層に、追焚き回路１５の戻り水を流入させ、貯湯タンク１２内の高温層の下側にあって貯湯タンク１２の下部から取り出されて加熱装置１１に送られる低温層の温度上昇を抑制する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
下部から給水が行われ、下部から取り出された水が加熱装置で昇温され上部に戻されて沸き上げが行われる貯湯タンクを用い、該貯湯タンクの上部から追焚き回路を介して湯を送り出し、浴槽の湯を追焚きする貯湯式給湯機の省エネ貯留方法において、
前記貯湯タンクの少なくとも上部に成層された高温層に、前記追焚き回路の戻り水を流入させ、該貯湯タンク内の該高温層の下側にある低温層の温度上昇を抑制することを特徴とする省エネ貯留方法。
【請求項２】
請求項１記載の省エネ貯留方法において、前記貯湯タンク全体の貯留量をＭリットル、該貯湯タンクの内天井部を基準位置である０リットル位置、該貯湯タンクの内底部をＭリットル位置として、前記追焚き回路の戻り水を、前記貯湯タンクのＭ／２０リットル位置からＭ／４リットル位置の範囲で前記高温層に流入させることを特徴とする省エネ貯留方法。
【請求項３】
請求項１又は２記載の省エネ貯留方法において、前記貯湯タンクを円柱状に形成し、前記追焚き回路の戻り水を該貯湯タンクの側壁部内面に沿って周方向に流入させることを特徴とする省エネ貯留方法。
【請求項４】
加熱装置と、下部から給水が行われ、下部から取り出された水が前記加熱装置で昇温され上部に戻されて沸き上げが行われる貯湯タンクと、前記貯湯タンクの上部に形成された出湯口から送り出された該貯湯タンク内の湯によって浴槽の湯を加熱する追焚き回路とを備える貯湯式給湯機において、
前記貯湯タンク全体の貯留量をＭリットル、該貯湯タンクの内天井部を基準位置である０リットル位置、該貯湯タンクの内底部をＭリットル位置として、該貯湯タンクには、０リットル位置からＭ／３リットル位置の範囲に、前記追焚き回路の戻り水を該貯湯タンク内に回収する入水口を形成し、前記貯湯タンクの少なくとも上部に成層された高温層に、該追焚き回路の戻り水を流入させ、該貯湯タンク内で該高温層の下側にある低温層の温度上昇を抑制することを特徴とする貯湯式給湯機。
【請求項５】
請求項４記載の貯湯式給湯機において、前記入水口は、前記貯湯タンクのＭ／２０リットル位置からＭ／４リットル位置の範囲に形成されることを特徴とする貯湯式給湯機。
【請求項６】
請求項４又は５記載の貯湯式給湯機において、前記貯湯タンクは円柱状であって、前記入水口には筒状のソケットが固定され、前記追焚き回路は、前記戻り水を吹き出す吐出口が形成されたパイプ材と、前記パイプ材に取り付けられ、前記ソケットに固定される留め具とを有し、前記吐出口は、前記留め具を前記ソケットに固定した状態で前記貯湯タンク内に位置し、前記貯湯タンクの側壁部内面に沿って周方向に前記戻り水を吹き出す向きに配置されることを特徴とする貯湯式給湯機。
【請求項７】
請求項６記載の貯湯式給湯機において、前記ソケットは軸心が前記貯湯タンクの側壁部の接平面に対して垂直に配置され、前記パイプ材は、先端部が塞がれ、側壁に前記吐出口が形成されたストレート管部材を備え、前記ストレート管部材は、前記ソケットの軸心に沿った状態で前記先端部から該ソケット内に挿入されて、前記吐出口が前記貯湯タンク内に配置されることを特徴とする貯湯式給湯機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、浴槽の湯の追焚きに用いた貯湯タンクの湯を貯湯タンクに戻す給湯機において、貯湯タンクの湯の沸き上げで消費される加熱装置の熱量を抑制する貯湯タンクの湯の貯留方法とその方法を用いる貯湯式給湯機に関する。
【背景技術】
【０００２】
貯湯式給湯機は、貯湯タンクの下部から取り出した水を加熱装置で昇温し貯湯タンクの上部に戻すことによって、貯湯タンクの上部から下に向かって高温層を拡大させ、湯の沸き上げを行う。そして、貯湯タンクの上部にある出湯口から台所や浴室等に湯が送り出されると、貯湯タンクは下部から給水が行われる。
このため、貯湯タンクは、上側に高温層を備え、低温層を高温層の下側に蓄えることとなり、出湯口から高温の湯を供給可能な状態を維持することができる。
【０００３】
浴槽の湯の追焚き機能を備える貯湯式給湯機は、貯湯タンクの上部から追焚き回路に湯を送り出し、浴槽の湯に熱を与えて低温となった戻り水を貯湯タンクの下部に戻すのが一般的であり、その具体例が特許文献１、２に記載されている。
追焚き回路の戻り水を貯湯タンクの下部に戻すのは、貯湯タンクの上側にある高温層の温度が低下するのを防ぐためである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−３００４６９号公報
【特許文献２】特開２０１１−２２６６６４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、追焚き回路の戻り水の温度は４０〜５０℃であるため、追焚き回路の入水口を貯湯タンクの下部に設けた場合、貯湯タンクの下部に給水される水道水が５〜１５℃であると、追焚き回路の戻り水が流入する低温層の温度は、５〜３０℃になる。
ここで、貯湯タンクから加熱装置に送られる水の温度が低いほど加熱装置による水の加熱効率は向上し、結果として、貯湯タンクの沸き上げに消費される加熱装置の熱量が低減することが知られている。
【０００６】
このため、追焚き回路の戻り水が貯湯タンクの下部に流入すると、加熱装置の合計消費エネルギーが上昇することになり、昨今の省エネの観点に反する結果を招いていた。
本発明は、かかる事情に鑑みてなされるもので、追焚き機能を備えた給湯機において加熱装置の熱量消費を抑制する湯の省エネ貯留方法とその方法を採用する貯湯式給湯機を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前記目的に沿う第１の発明に係る省エネ貯留方法は、下部から給水が行われ、下部から取り出された水が加熱装置で昇温され上部に戻されて沸き上げが行われる貯湯タンクを用い、該貯湯タンクの上部から追焚き回路を介して湯を送り出し、浴槽の湯を追焚きする貯湯式給湯機の省エネ貯留方法において、前記貯湯タンクの少なくとも上部に成層された高温層に、前記追焚き回路の戻り水を流入させ、該貯湯タンク内の該高温層の下側にある低温層の温度上昇を抑制する。
【０００８】
第１の発明に係る省エネ貯留方法において、前記貯湯タンク全体の貯留量をＭリットル、該貯湯タンクの内天井部を基準位置である０リットル位置、該貯湯タンクの内底部をＭリットル位置として、前記追焚き回路の戻り水を、前記貯湯タンクのＭ／２０リットル位置からＭ／４リットル位置の範囲で前記高温層に流入させるのが好ましい。
【０００９】
第１の発明に係る省エネ貯留方法において、前記貯湯タンクを円柱状に形成し、前記追焚き回路の戻り水を該貯湯タンクの側壁部内面に沿って周方向に流入させるのが好ましい。
【００１０】
前記目的に沿う第２の発明に係る貯湯式給湯機は、加熱装置と、下部から給水が行われ、下部から取り出された水が前記加熱装置で昇温され上部に戻されて沸き上げが行われる貯湯タンクと、前記貯湯タンクの上部に形成された出湯口から送り出された該貯湯タンク内の湯によって浴槽の湯を加熱する追焚き回路とを備える貯湯式給湯機において、前記貯湯タンク全体の貯留量をＭリットル、該貯湯タンクの内天井部を基準位置である０リットル位置、該貯湯タンクの内底部をＭリットル位置として、該貯湯タンクには、０リットル位置からＭ／３リットル位置の範囲に、前記追焚き回路の戻り水を該貯湯タンク内に回収する入水口を形成し、前記貯湯タンクの少なくとも上部に成層された高温層に、該追焚き回路の戻り水を流入させ、該貯湯タンク内で該高温層の下側にある低温層の温度上昇を抑制する。
【００１１】
第２の発明に係る貯湯式給湯機において、前記入水口は、前記貯湯タンクのＭ／２０リットル位置からＭ／４リットル位置の範囲に形成されるのが好ましい。
【００１２】
第２の発明に係る貯湯式給湯機において、前記貯湯タンクは円柱状であって、前記入水口には筒状のソケットが固定され、前記追焚き回路は、前記戻り水を吹き出す吐出口が形成されたパイプ材と、前記パイプ材に取り付けられ、前記ソケットに固定される留め具とを有し、前記吐出口は、前記留め具を前記ソケットに固定した状態で前記貯湯タンク内に位置し、前記貯湯タンクの側壁部内面に沿って周方向に前記戻り水を吹き出す向きに配置されるのが好ましい。
【００１３】
第２の発明に係る貯湯式給湯機において、前記ソケットは軸心が前記貯湯タンクの側壁部の接平面に対して垂直に配置され、前記パイプ材は、先端部が塞がれ、側壁に前記吐出口が形成されたストレート管部材を備え、前記ストレート管部材は、前記ソケットの軸心に沿った状態で前記先端部から該ソケット内に挿入されて、前記吐出口が前記貯湯タンク内に配置されるのが好ましい。
【発明の効果】
【００１４】
第１の発明に係る省エネ貯湯方法及び第２の発明に係る貯湯式給湯機によれば、貯湯タンクの少なくとも上部に成層された高温層に、追焚き回路の戻り水を流入させ、貯湯タンク内の高温層の下側にある低温層の温度上昇を抑制するので、加熱装置が貯湯タンク内を沸き上げる際に加熱装置による貯湯タンク内の低温層の加熱効率を高めることができ、加熱装置が消費するエネルギー量の低減化を図ることが可能である。
【００１５】
第１の発明に係る省エネ貯湯方法及び第２の発明に係る貯湯式給湯機において、追焚き回路の戻り水を、貯湯タンクのＭ／２０リットル位置からＭ／４リットル位置の範囲で高温層に流入させる場合、戻り水が高温層に流入する位置を追焚き回路に貯湯タンクの湯が送り出される貯湯タンク上部位置から離すことができ、戻り水が高温層と混ざり合う前に追焚き回路に流入するのを回避して追焚き効率の低下を防ぐことが可能である。
また、高温層と低温層の境界付近に流れが生じるのを防ぎ、低温層が高温層と混ざり合って低温層が拡大するのを抑制して貯湯タンク内の湯の沸き上げの際に加熱装置により消費されるエネルギーの量を抑えることが可能である。
【００１６】
第１の発明に係る省エネ貯湯方法及び第２の発明に係る貯湯式給湯機において、追焚き回路の戻り水を貯湯タンクの側壁部内面に沿って周方向に流入させる場合、追焚き回路の戻り水が貯湯タンク内の高温層と混ざり合うまで、戻り水を、貯湯タンク内に流入した際の高さ位置で留めることができ、戻り水が低温層に吸収されるのを安定的に回避することができる。
【００１７】
第２の発明に係る貯湯式給湯機において、ソケットを軸心が貯湯タンクの側壁部の接平面に対して垂直となるように配置し、側壁に吐出口が形成されたストレート管部材が、ソケットの軸心に沿った状態で先端部からソケット内に挿入されて、吐出口を貯湯タンク内に配置する場合、パイプ材の入水口への取り付けを簡単に行うことができ、貯湯タンクの組み立て時間の短縮化を図ることが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の一実施の形態に係る貯湯式給湯機の説明図である。
【図２】貯湯タンクにおける位置を示す説明図である。
【図３】パイプ材の貯湯タンクへの取り付けを示す説明図である。
【図４】（Ａ）、（Ｂ）はそれぞれ、パイプ材を貯湯タンクへ取り付ける前後の状態を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
続いて、添付した図面を参照しつつ、本発明を具体化した実施の形態につき説明し、本発明の理解に供する。
図１に示すように、本発明の一実施の形態に係る省エネ貯留方法が適用される貯湯式給湯機１０は、加熱装置の一例であるヒートポンプ１１と、下部から取り出された水がヒートポンプ１１で昇温され上部に戻されて沸き上げが行われる貯湯タンク１２と、貯湯タンク１２の上部に形成された出湯口１３から送り出された貯湯タンク１２内の湯によって浴槽１４の湯を加熱する追焚き回路１５とを備えている。以下、詳細に説明する。
【００２０】
浴室や台所のカラン等に供給する湯を蓄えた貯湯タンク１２は、図１に示すように、円柱状に形成され、下部に給水管１６が接続され、この給水管１６から水道水が給水される。
貯湯タンク１２には異なる高さ位置に複数のサーミスタ１７〜２２が取り付けられ、複数のサーミスタ１７〜２２は、マイクロコンピュータ等からなる制御装置２３に接続されている。制御装置２３は、貯湯式給湯機１０が備える各種機器を作動させて、浴室や台所へ供給する湯の温度調整や貯湯タンク１２内の湯の沸き上げを行う。
なお、図１は、サーミスタ１７〜２２等の貯湯式給湯機１０が備える各種機器と制御装置２３との個別の接続を省略して記載している。
【００２１】
制御装置２３は、複数のサーミスタ１７〜２２によって計測される貯湯タンク１２内の湯水（「湯水」は湯あるいは水を意味する）の温度を基に、貯湯タンク１２内の湯水の熱量を算出する。
本実施の形態では、貯湯タンク１２の容量が３７０Ｌ（リットル）であるが、その他の容量の貯湯タンクに対しても本発明を適用できることは言うまでもない。
【００２２】
貯湯タンク１２の上部には、給湯管２４が接続され、給湯管２４を経由して浴室や台所のカラン等に貯湯タンク１２内の湯が供給される。制御装置２３は、サーミスタ１７〜２２の中で最も高い位置にあるサーミスタ１７によって、貯湯タンク１２から給湯管２４に送り出される湯の温度を計測する。
給湯管２４には、給水管１６が接続された混合弁２５が設けられ、混合弁２５は貯湯タンク１２から送られる湯に対して給水管１６から供給される水道水を混合する。
【００２３】
混合弁２５の湯の出側には、貯湯タンク１２からの湯と水道水の混合により温度調整された湯の温度を計測するサーミスタ２６が設けられ、このサーミスタ２６は、制御装置２３に接続されている。制御装置２３は、サーミスタ２６の計測温を基に、混合弁２５による貯湯タンク１２の湯に対する水道水の混合比を調整し、混合弁２５から出た湯が使用者によって設定された給湯温度になるようにしている。
【００２４】
そして、混合弁２５の湯の出側には、混合弁２５から送り出されて給湯管２４を流れる湯の流量を計測する水量センサ２８が設けられ、水量センサ２８は制御装置２３に接続されているので、制御装置２３は混合弁２５から送り出された湯の流量を検出可能である。
なお、給湯管２４には、混合弁２５の貯湯タンク１２の湯の入口側及び混合弁２５の水道水の入口側にそれぞれ逆止弁２９、３０が取り付けられている。
【００２５】
給湯管２４には、貯湯タンク１２と逆止弁２９の間から浴槽１４内に湯を送る湯張り管３１が接続されている。湯張り管３１には、給水管１６が接続された混合弁３２が設けられ、混合弁３２は貯湯タンク１２からの湯に給水管１６から供給される水道水を混合する。
混合弁３２の貯湯タンク１２の湯の入側には、混合弁３２から貯湯タンク１２に向かって湯水が逆流するのを防止する逆止弁３３が設けられている。
【００２６】
また、混合弁３２の湯の出側には、浴槽１４に湯張りを行う際に開かれる電磁弁３４、浴槽１４からの湯が逆流するのを防止する逆止弁３５、混合弁３２から浴槽１４に送られる湯の流量を計測する水量センサ３６及び混合弁３２から浴槽１４に送られる湯の温度を計測するサーミスタ３７が設けられている。
混合弁３２、電磁弁３４、水量センサ３６及びサーミスタ３７は制御装置２３に接続され、制御装置２３は使用者の設定によって決定された温度の湯が浴槽１４に張られるよう、サーミスタ３７の計測温度を基に、混合弁３２における湯と水道水の混合比を調整する。
【００２７】
また、貯湯タンク１２には、浴槽１４の湯を追焚きする際に貯湯タンク１２から湯が供給される追焚き回路１５が接続されている。
貯湯タンク１２には、上部に出湯口１３が形成され、この出湯口１３に追焚き回路１５が接続されているので、追焚き回路１５には出湯口１３を介して貯湯タンク１２内上部の湯が供給される。
【００２８】
追焚き回路１５には、追焚き回路１５内の湯水が入水口４１に向かって自然対流するのを防止する対流防止弁３８及び制御装置２３に接続された循環ポンプ３９が設けられている。循環ポンプ３９が制御装置２３からの指令信号によって運転を開始すると、貯湯タンク１２内上部の湯が出湯口１３を通って追焚き回路１５に流入する。
対流防止弁３８と循環ポンプ３９の間には、追焚き回路１５を流れる湯が通過するふろ熱交換器４０が設けられ、出湯口１３から送られた貯湯タンク１２の湯は、ふろ熱交換器４０を通過する際に浴槽１４の湯に熱を与える。
【００２９】
ここで、貯湯タンク１２全体の貯留量をＭリットル、図２に示すように、貯湯タンク１２の内天井部（貯湯タンク１２内の最も高い部分）を基準位置である０リットル位置、貯湯タンク１２の内底部（貯湯タンク１２内の最も低い部分）をＭリットル位置とし、貯湯タンク１２における位置を基準位置から下に向けて換算した湯水の量で示すと、貯湯タンク１２には、０リットル位置からＭ／３リットル位置の範囲に入水口４１が形成されている。入水口４１は出湯口１３より下にあり、追焚き回路１５はこの入水口４１に連結されている。
【００３０】
従って、貯湯タンク１２は、循環ポンプ３９の作動により出湯口１３から追焚き回路１５に送られた湯を入水口４１から貯湯タンク１２内に回収する。
追焚き回路１５を流れる貯湯タンク１２の湯は、ふろ熱交換器４０を通過して浴槽１４の湯に熱を吸収されることによって温度が低下し、例えば４０〜５０℃の温度になる。
本実施の形態では、追焚き回路１５を流れる湯を、ふろ熱交換器４０の上流側、即ち温度が低下する前とふろ熱交換器４０の下流側、即ち温度が低下した後で区別するため、以下、ふろ熱交換器４０の上流側の追焚き回路１５の湯を「湯」、ふろ熱交換器４０の下流側の追焚き回路１５の低温となった水を「戻り水」とする。
【００３１】
浴槽１４には、ふろ熱交換器４０に浴槽１４の湯を供給する循環回路４２が接続され、循環回路４２には循環ポンプ４４が設けられている。循環ポンプ４４は制御装置２３に接続され、循環ポンプ４４が作動すると、浴槽１４の湯は循環回路４２を循環して浴槽１４に戻る。
ふろ熱交換器４０は、循環回路４２を循環する浴槽１４の湯が通過する流路と追焚き回路１５を流れる貯湯タンク１２の湯が通過する流路を備え、浴槽１４の湯と貯湯タンク１２の湯を熱交換して浴槽１４の湯を加熱する。
【００３２】
循環回路４２には、循環ポンプ４４の他、浴槽１４内の湯の水位を計測する水位センサ４５、循環回路４２の湯の循環を検出する水流スイッチ４６及びふろ熱交換器４０に流入する浴槽１４の湯の温度を計測するサーミスタ４７が設けられている。
水位センサ４５、水流スイッチ４６及びサーミスタ４７は、制御装置２３に接続され、制御装置２３は、水位センサ４５、水流スイッチ４６及びサーミスタ４７から所定の情報を取得する。
【００３３】
また、貯湯タンク１２には、循環ポンプ４８が取付けられた循環回路４９を介してヒートポンプ１１が接続されている。循環回路４９は、ヒートポンプ１１を経由して貯湯タンク１２の下部と上部を接続するように配管されている。循環ポンプ４８は、制御装置２３に接続され、循環ポンプ４８が制御装置２３からの指令信号によって作動すると、貯湯タンク１２の下部から取り出された水はヒートポンプ１１に向かって送られる。
ヒートポンプ１１は、熱媒が循環する熱媒循環回路５０を備えている。熱媒循環回路５０には、循環回路４９に連結された熱交換器５１、熱交換器５１を通過した超臨界流体の熱媒の圧力を下げる膨張弁５２、膨張弁５２から送られる熱媒を気化する蒸発器５３及び気体となった熱媒の圧力を上げる圧縮機５４が設けられている。
【００３４】
熱媒循環回路５０を循環する熱媒は、熱交換器５１を通過する際に、貯湯タンク１２の下部から熱交換器５１に送られた水を加熱する。
ヒートポンプ１１は、制御装置２３に接続され、循環回路４９に取り付けられたサーミスタ５５、５６と蒸発器５３による熱媒の蒸発を促進するプロペラファン５７を備えている。サーミスタ５５は、熱交換器５１の上流側で循環回路４９を循環する湯水の温度を計測し、サーミスタ５６は、熱交換器５１の下流側で循環回路４９を循環する湯水の温度を計測する。制御装置２３は、サーミスタ５５、５６、膨張弁５２、圧縮機５４、プロペラファン５７に接続され、サーミスタ５５、５６の計測温を基に膨張弁５２の開度調整、循環ポンプ４８の回転数の調整等を行って、循環回路４９を流れる貯湯タンク１２下部の水が熱交換器５１を通過した際に所定の温度の湯になるようにする。
【００３５】
循環回路４９には、熱交換器５１の下流側に三方弁５８が設けられ、三方弁５８には、熱交換器５１を通過した湯を、貯湯タンク１２の下部に送るバイパス管５９が接続されている。
三方弁５８は、制御装置２３に接続され、制御装置２３からの指令信号により熱交換器５１を通過した湯の行先を切り替える。
【００３６】
制御装置２３は、サーミスタ５６の計測値が所定の温度以下のとき、三方弁５８を切り替えて、熱交換器５１を通過した湯の行先をバイパス管５９を介して貯湯タンク１２の下部にし、サーミスタ５６の計測値が所定の温度を超えたとき、三方弁５８を切り替えて、熱交換機５１を通過した湯の送り先を貯湯タンク１２の上部にする。
このように三方弁５８の湯の送り先を切り替えるのは、貯湯タンク１２の上部に低温の湯が流入することにより、貯湯タンク１２の上部に溜まっている高温の湯が撹拌されるのを防止するためである。
【００３７】
貯湯タンク１２に対しては、貯湯タンク１２の下部から給水管１６経由で水道水の給水が行われ、循環回路４９を流れる水は、熱交換器５１を通過後に所定の温度以下の際に貯湯タンク１２の下部に送られ、熱交換器５１を通過後に所定温度を超える際に貯湯タンク１２の上部に送られる。
従って、貯湯タンク１２は、貯湯タンク１２の少なくとも上部に成層された高温層（本実施の形態では４５℃以上８５℃未満）とその高温層の下側にある低温層（本実施の形態では５℃以上２５℃未満）を備えることができる。
【００３８】
このため、給湯管２４に送り出される貯湯タンク１２上部の湯及び出湯口１３から追焚き回路１５に送り出される貯湯タンク１２上部の湯は、常に高温（例えば５０℃以上）に保たれている。
なお、給水管１６には、貯湯タンク１２の上流側に水圧を調整する減圧弁６０及び逆流を防止する逆止弁６１が設けられ、更に、水道水の温度を測定するサーミスタ２７が設けられている。
【００３９】
追焚き回路１５の戻り水は、０リットル位置からＭ／３リットル位置の範囲で、高温層に流入することになるが、追焚き回路１５の戻り水は、４０〜５０℃程度となっており、５〜１５℃の水道水や５〜２５℃の貯湯タンク１２下部の水に比べて高温であり、更にその量は貯湯タンク１２内の高温層の湯に比べて少ないため、通常の使用環境においては、戻り水が貯湯タンク１２内の高温層の温度を４５℃未満にすることはない。
【００４０】
因って、追焚き回路１５の戻り水が貯湯タンク１２内の高温層の湯に混ざり合っても、貯湯タンク１２内の高温層の湯は、浴槽１４の追焚きや湯張り及び台所や浴室への給湯を行うのに十分な温度を保持することが可能である。
そして、追焚き回路１５の戻り水は、貯湯タンク１２内の低温層には流入しないので、貯湯タンク１２内の低温層の温度上昇を抑制する。
【００４１】
ここで、入水口４１は、貯湯タンク１２のＭ／２０リットル位置からＭ／４リットル位置の範囲に形成するのが好ましい。
これは、実験的検討によって、入水口４１を貯湯タンク１２のＭ／２０リットル位置より高い位置に配置した場合、追焚き回路１５の戻り水が、貯湯タンク１２内の高温層と混ざり合っていない状態で、貯湯タンク１２の上部の出湯口１３を介して追焚き回路１５に流入し、追焚き回路１５に供給される湯の温度を高温に保てないという問題を招来する恐れのあることが確認されたためである。
【００４２】
そして、入水口４１を貯湯タンク１２内のＭ／４リットル位置より低い位置に配置した場合、追焚き回路１５の戻り水が貯湯タンク１２内の低温層に直接流入したり、低温層付近の高温層に流入し高温層と低温層を混ぜ合わせたりすることで、低温層が温度上昇する恐れが高くなることも実験的検討によって確認されたためである。
低温層が温度上昇すると、ヒートポンプ１１による貯湯タンク１２の沸き上げ効率が低下し、貯湯タンク１２の湯水の単位体積を１℃上昇するのに要する消費電力が上昇する。これは、貯湯タンク１２下部から熱交換器５１に送られる水の温度が低いほど、熱交換器５１による熱交換率が上昇するためである。
【００４３】
更に、追焚き回路１５の戻り水を低温層に流入させた場合、追焚き回路１５の戻り水が高温層に流入するのに比べて低温層の量が拡大する。ヒートポンプ１１による貯湯タンク１２の沸き上げ効率は、低温層の量を少なくすることによっても向上できることが論理的検討及び実験的検討によって確認されており、追焚き回路１５の戻り水を高温層に流入させて低温層の量を拡大しないという点においても、ヒートポンプ１１による貯湯タンク１２の沸き上げ効率を向上することができる。
従って、入水口４１を貯湯タンク１２のＭ／２０リットル位置からＭ／４リットル位置の範囲に設けることで、追焚き回路１５に供給される湯の温度を高温に保ち、かつ、ヒートポンプ１１による貯湯タンク１２の沸き上げ効率を向上することが可能となる。
【００４４】
また、入水口４１は、図３に示すように、貯湯タンク１２の側壁部６３に形成され、入水口４１には筒状のソケット６４が溶接によって固定されている。貯湯タンク１２の側壁部６３は、図４（Ａ）、（Ｂ）に示すように、入水口４１の形成箇所に、貯湯タンク１２内に向かって折り曲げられた折り曲げ部６３ａを備えている。ソケット６４は、金属製であり、図３、図４（Ｂ）に示すように、軸心が貯湯タンク１２の側壁部６３の接平面に対して垂直に配置された状態で、軸心に沿って一側が、貯湯タンク１２の折り曲げ部６３ａに当接した状態で入水口４１に嵌め込まれている。
【００４５】
追焚き回路１５は、図４（Ａ）、（Ｂ）に示すように、戻り水を吹き出す吐出口６５が形成されたパイプ材６６を有し、パイプ材６６は、図４（Ｂ）に示すように、留め具６７によってソケット６４に固定される。ソケット６４は、軸心に沿った他側（即ち、入水口４１に嵌め込まれた側の反対側）が拡幅に形成され、パイプ材６６に取り付けた状態の留め具６７をソケット６４の拡幅となった部分に掛止して固定することにより、パイプ材６６はソケット６４に連結される。
本実施の形態では、留め具６７にクイックファスナーを採用している。
【００４６】
パイプ材６６は、留め具６７が取り付けられる金属製のストレート管部材６８をパイプ材６６の一端部に備えている。
ストレート管部材６８は円柱状で、貯湯タンク１２の中心に最も近くに配置される先端部が塞がれ、吐出口６５はストレート管部材６８の側壁に形成されている。
出湯口１３からパイプ材６６に流入した貯湯タンク１２の湯は、ストレート管部材６８内に入り、入水口４１を通って吐出口６５から貯湯タンク１２内に送られる。
【００４７】
ストレート管部材６８には、ストレート管部材６８の外周部とソケット６４の内周部をシールするＯリング６９及びＯリング６９を位置決めするバックアップリング７０が取り付けられている。ストレート管部材６８は、パイプ材６６内の流れに沿って吐出口６５の上流側に突出部７１が形成され、突出部７１の上流側に拡径部７２が形成されている。バックアップリング７０は、ストレート管部材６８の拡径部７２により固定され、Ｏリング６９は、ストレート管部材６８の突出部７１とストレート管部材６８に固定されたバックアップリング７０の間に取り付けられている。
【００４８】
ストレート管部材６８は、図４（Ａ）に示すように、留め具６７が取り付けられていない状態で、軸心がソケット６４の軸心に沿った状態で先端部からソケット６４に挿入され、吐出口６５が入水口４１を通過して貯湯タンク１２内に配置される。パイプ材６６は一端部にストレート管部材６８を備えているので、ストレート管部材６８の代わりにＬ字状の管等を使用するのに比べ、パイプ材６６の貯湯タンク１２への取り付け作業を容易に行うことが可能である。
【００４９】
そして、図４（Ｂ）に示すように、ストレート管部材６８に留め具６７を取り付け、ストレート管部材６８に取り付けられた留め具６７をソケット６４に固定することにより、ストレート管部材６８は、吐出口６５が貯湯タンク１２内に位置した状態で固定される。ストレート管部材６８がソケット６４に固定された状態で、吐出口６５は、貯湯タンク１２内で、貯湯タンク１２の側壁部６３の内面に沿って周方向、かつ水平方向に追焚き回路１５の戻り水を吹き出す向きに配置される。このため、追焚き回路１５の戻り水は、貯湯タンク１２の高温層と混ざり合うまで貯湯タンク１２内において入水口４１のある高さに留まる。
従って、貯湯タンク１２内で追焚き回路１５の戻り水が流入することによって、貯湯タンク１２内で上下方向（斜め上、斜め下を含む）の流れが生じるのを抑制できる。
【００５０】
貯湯タンク１２内に上方向の流れが生じるのを抑制することにより、追焚き回路１５の戻り水が、高温層に完全に混ざり合う前に給湯管２４や追焚き回路１５に流入するのを防止可能である。
また、貯湯タンク１２内の下方向の流れが生じるのを抑制することにより、貯湯タンク１２内で高温層と低温層が混ざり合うのを防ぐことが可能である。
なお、貯湯タンク１２、追焚き回路１５、制御装置２３、湯張り管３１等は、図１に示すように、筺体７３内に収容され、ヒートポンプ１１は筺体７３外に配置されている。
【００５１】
以上、本発明の実施の形態を説明したが、本発明は、上記した形態に限定されるものでなく、要旨を逸脱しない条件の変更等は全て本発明の適用範囲である。
例えば、加熱装置は、ヒートポンプに限定されず、電気ヒータや液体燃料式の湯沸かし器やガス燃料式の湯沸かし器であってもよく、液体燃料式の湯沸かし器、あるいはガス燃料式の湯沸かし器の場合、本発明によって抑制される消費エネルギーは液体燃料やガス燃料となる。
【符号の説明】
【００５２】
１０：貯湯式給湯機、１１：ヒートポンプ、１２：貯湯タンク、１３：出湯口、１４：浴槽、１５：追焚き回路、１６：給水管、１７〜２２：サーミスタ、２３：制御装置、２４：給湯管、２５：混合弁、２６、２７：サーミスタ、２８：水量センサ、２９、３０：逆止弁、３１：湯張り管、３２：混合弁、３３：逆止弁、３４：電磁弁、３５：逆止弁、３６：水量センサ、３７：サーミスタ、３８：対流防止弁、３９：循環ポンプ、４０：ふろ熱交換器、４１：入水口、４２：循環回路、４４：循環ポンプ、４５：水位センサ、４６：水流スイッチ、４７：サーミスタ、４８：循環ポンプ、４９：循環回路、５０：熱媒循環回路、５１：熱交換器、５２：膨張弁、５３：蒸発器、５４：圧縮機、５５、５６：サーミスタ、５７：プロペラファン、５８：三方弁、５９：バイパス管、６０：減圧弁、６１：逆止弁、６３：側壁部、６３ａ：折り曲げ部、６４：ソケット、６５：吐出口、６６：パイプ材、６７：留め具、６８：ストレート管部材、６９：Ｏリング、７０：バックアップリング、７１：突出部、７２：拡径部、７３：筺体
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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