(57)【要約】【課題】ウォーターハンマー現象が発生しないシンプルな構成の貯湯式給湯機を提供すること。【解決手段】本発明の貯湯式給湯機は、湯を貯える貯湯タンク１と、貯湯タンク１の下部へ水を供給する第１給水管４と、貯湯タンク１の上部の湯を浴槽へ供給する風呂出湯管３０と、第１給水管４から分岐した第２給水管６と、風呂出湯管３０と第２給水管６とを接続し適温の湯を生成する風呂混合手段５とを備え、風呂混合手段５に閉止機能を持たせたことにより、閉止状態から混合手段を駆動して、徐々に水が増えてからお湯になっていく構成になっており、注湯開始時のウォーターハンマーを防止することができる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
湯を貯える貯湯タンクと、前記貯湯タンクの下部へ水を供給する第１給水管と、前記貯湯タンクの上部の湯を浴槽へ供給する風呂出湯管と、前記第１給水管から分岐した第２給水管と、前記風呂出湯管と前記第２給水管とを接続し適温の湯を生成する風呂混合手段とを備え、前記風呂混合手段に閉止機能を持たせたことを特徴とする貯湯式給湯機。
【請求項２】
少なくとも風呂混合手段を駆動できるバックアップ電源を備えたことを特徴とする請求項１に記載の貯湯式給湯機。
【請求項３】
前記風呂混合手段と前記浴槽との間に湯の流通の開始および停止を行う電磁弁を備え、前記浴槽への注湯を停止する時は、前記風呂混合手段を駆動して湯の流通を停止した後に、前記電磁弁を閉止することを特徴とする請求項１または２に記載の貯湯式給湯機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、風呂自動注湯機能付き貯湯式給湯機に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
現在、貯湯式給湯機では風呂の注湯に電磁弁が用いられており、その電磁弁を開にすることで風呂にお湯を供給する構成となっている。しかし、もっとパワフルな給湯を望む市場の声が多くある。このニーズに答えるには直圧式にすることや減圧弁の設定圧力を上げることが考えられるが、圧力を高くすると、ウォーターハンマー現象が発生しやすくなってしますというデメリットがある。
【０００３】
これに対して、従来の風呂給湯装置では給湯機の通水路に給湯量制御弁を設け、給湯量制御弁を電磁弁の前に設けて、給湯量制御弁で湯の流量を絞ってから、電磁弁を全閉する構成としていた（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
図４は、従来の風呂給湯装置を示すものである。図３において、給水配管１０２から水が供給され、熱交換機１０１でお湯になり、給湯量制御弁１０７を経由して電磁弁１１２で風呂への給湯が開閉できるようになっており電磁弁１１２を全閉する前に、給湯流量制御弁１０７にて流量を絞ることによってウォーターハンマーが防止できる構成になっている。
【特許文献１】特開平２−５２９４７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、従来の構成では、給湯量制御弁を用いて風呂に注湯する流量を調整しながら増加もしくは減少していくので、給湯機を構成する構成部品が増え、その結果、制御が複雑になってしまうという課題を有していた。
【０００６】
本発明は、前記従来の課題を解決するもので、ウォーターハンマー現象が発生しないシンプルな構成の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】
前記従来の課題を解決するために、本発明の貯湯式給湯機は、湯を貯える貯湯タンクと、前記貯湯タンクの下部へ水を供給する第１給水管と、前記貯湯タンクの上部の湯を浴槽へ供給する風呂出湯管と、前記第１給水管から分岐した第２給水管と、前記風呂出湯管と前記第２給水管とを接続し適温の湯を生成する風呂混合手段とを備え、前記風呂混合手段に閉止機能を持たせたことにより、閉止状態から混合手段を駆動して、徐々に水が増えてからお湯になっていく構成になっており、注湯開始時のウォーターハンマーを防止することができる。
【発明の効果】
【０００８】
本発明は、ウォーターハンマー現象が発生しないシンプルな構成の貯湯式給湯機を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
第１の発明の貯湯式給湯機は、湯を貯える貯湯タンクと、前記貯湯タンクの下部へ水を供給する第１給水管と、前記貯湯タンクの上部の湯を浴槽へ供給する風呂出湯管と、前記第１給水管から分岐した第２給水管と、前記風呂出湯管と前記第２給水管とを接続し適温
の湯を生成する風呂混合手段とを備え、前記風呂混合手段に閉止機能を持たせたことにより、閉止状態から混合手段を駆動して、徐々に水が増えてからお湯になっていく構成になっており、注湯開始時のウォーターハンマーを防止することができる。
【００１０】
第２の発明の貯湯式給湯機は、特に第１の発明において、少なくとも風呂混合手段を駆動できるバックアップ電源を備えたことにより、停電時においても、確実に注湯を防止することができ、ひいては貯湯タンク内の高温の流出を防止することができる。
【００１１】
第３の発明の貯湯式給湯機は、特に第１または第２の発明において、前記風呂混合手段と前記浴槽との間に湯の流通の開始および停止を行う電磁弁を備え、前記浴槽への注湯を停止する時は、前記風呂混合手段を駆動して湯の流通を停止した後に、前記電磁弁を閉止することにより、電磁弁もしくは風呂混合手段のどちらかの部品が故障したとしても、もう一方の部品で注湯の停止をすることができ、さらに、電磁弁を閉じる前に、風呂混合手段を駆動して閉止するので、注湯停止時のウォーターハンマーを防止することができる。
【００１２】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、この実施の形態によって本発明が限定されるものではない。
【００１３】
（実施の形態１）
本発明の実施例について、以下図面を参照しながら説明する。
【００１４】
図１は、本実施の形態１における貯湯式給湯機の構成図である。実線矢印は湯水の流通方向を示している。図１において、貯湯タンク１には、ヒートポンプや電気ヒーターなどで加熱された湯が貯えられる。本実施の形態では、ヒートポンプ２によって加熱を行い、貯湯タンク１に湯を貯えているが、本実施の形態に限定されることがなく、電気ヒーターなどで貯湯タンク１内の湯を加熱してもよい。
【００１５】
本実施の形態において、ヒートポンプ２は、水冷媒熱交換器１１、圧縮機１２、蒸発器１３、膨張弁１４を冷媒配管により順次環状に接続して構成されており、冷媒には二酸化炭素を使用しているため、高圧側が臨界圧力を超えるので、水冷媒熱交換器１１を流通する水に熱を奪われて温度が低下しても凝縮することがなく、水冷媒熱交換器で冷媒と水との間で温度差を形成しやすくなり、高温の湯が得られ、かつ熱交換効率を高くすることができる。また、比較的安価でかつ安定な二酸化炭素を冷媒に使用しているので、製品コストを抑えるとともに、信頼性を向上させることができる。また、二酸化炭素はオゾン破壊係数がゼロであり、地球温暖化係数も代替冷媒ＨＦＣ−４０７Ｃの約１７００分の１と非常に小さいため、地球環境に優しい製品を提供できる。
【００１６】
また、ヒートポンプ２において、圧縮機１２で冷媒が圧縮され、圧縮機１２から吐出された冷媒が水冷媒熱交換器１１で放熱し、膨張弁１４で減圧されたあと、蒸発器１３で空気から熱を吸収し、ガス状態で再び圧縮機１２に吸入される。なお、圧縮機の能力制御および膨張弁１４の開度制御は、圧縮機１２の吐出側に設けたサーミスタ（図示せず）で検出される吐出冷媒の温度が予め設定された温度を維持するように制御される。また、貯湯タンク１内の湯水は、水ポンプ１５が作動することで、水冷媒熱交換器１１に流入し、冷媒と熱交換を行い、再び貯湯タンク１に戻り、積層状態で貯湯タンク１の上部に高温の湯が貯えられる。
【００１７】
一方、給湯端末への出湯に伴い、貯湯タンク１の上方部に配設された出湯管３から高温の湯が出湯され、第１給水管４から分岐された第２給水管６からの水と出湯管３からの高温の湯を電動式混合弁８にて適温に混合し、給湯端末９へ供給される。さらに浴槽７への出湯に伴い、出湯管３から分岐した風呂出湯管３０からの高温湯と、第２給水管６からの
水とを閉止機能が付いた電動混合弁５にて適温に混合し、浴槽７へ供給される。
【００１８】
ここで、閉止機能付き電動混合弁の構成について説明する。図２（ａ）（ｂ）は、閉止機能付き電動混合弁の構成を示した図である。図２（ａ）は、混合時の電動混合弁５の構成図であり、図２（ｂ）は、閉止時の電動混合弁５の構成図である。図２（ａ）において、電動混合弁５は、水が供給される水流路５１、湯が供給される湯流路５２、そして混合した後の湯が流れる混合湯流路５３を有しており、混合湯流路５３は、紙面に対して垂直上方向に湯が流れている。そして、湯と水とを混合する混合部５４には、切替機構５５を有しており、この切替機構５５を駆動することで、湯と水との混合比を変更している。
【００１９】
一方、閉止時には、図２（ｂ）に示すように、水流路５１および湯流路５２の流路を閉止するように切替機構５５が駆動して、その結果、混合湯流路５３には湯が流れない。
【００２０】
次に、給湯端末９および浴槽７への出湯回路の構成について説明する。
【００２１】
浴槽７と閉止機能付き電動混合弁５（風呂混合手段）との間には、浴槽７へ供給される湯水の流量を検出する流量検出装置１７（風呂流量検出手段）と、浴槽７へ供給される湯水の温度を検出するサーミスタ１６（風呂湯温検出手段）を設けており、サーミスタ１６の検出値に基づいて閉止機能つき電動混合弁５の制御を行う。
【００２２】
また、給湯端末（蛇口）９と電動式混合弁８の間には、貯湯タンク１から供給される湯水の流量を検出する流量検出装置２０（給湯端末流量検出手段）と、給湯端末（蛇口）８へ供給される湯水の温度を検出するサーミスタ１９（給湯端末湯温検出手段）を設けており、サーミスタ１９の検出値に基づいて電動式混合弁８の制御を行う。
【００２３】
また、本実施の形態において、各負荷および機能部品を制御する制御手段１０、使用者からの命令を受け付けるリモコン２１を備えている。以下、浴槽７、給湯端末（蛇口）９への出湯について説明する。
【００２４】
ユーザーは、浴室内に設置されたリモコン２１で、所望の浴槽への湯張り量、湯張り温度を設定し、それぞれの設定値をリモコン２１から浴槽への湯張りを制御する制御手段１０をコントロールすることで、浴槽への自動湯張りができる。
【００２５】
また、給湯端末（蛇口）９から出湯させたい時には、リモコン２１で所望の給湯温度を設定し、リモコン２１から給湯端末（蛇口）９の出湯温度を制御する制御手段１０をコントロールすることにより、給湯端末（蛇口）９から出湯することができる。
【００２６】
本実施の形態では、制御手段１０にはマイクロコンピュータを用いており、また、リモコン２１には、制御手段１０からの指令で情報を表示したり、音声を発生する構成としているので、ユーザーが理解しやすいリモコンとなっている。
【００２７】
次に、風呂にお湯を張る時の制御について説明する。
【００２８】
まず、ユーザーは風呂自動運転を開始する時には、リモコン２１に配設されている風呂自動ボタンを押すことで風呂自動運転を開始する。風呂自動運転が開始されると、浴槽７と閉止機能付き電動混合弁５との間に設けた電磁弁（風呂回路遮断手段）１８が開く。
【００２９】
一方、風呂運転が開始される前は、図２（ｂ）に示すように電動混合弁５は閉止状態になっている。そして、風呂自動ボタンが押されることで、電磁弁１８が開いた後、制御手段１０は閉止機能付き電動混合弁５の切替機構５５を駆動して、水が徐々に増えていき、
ある位置からお湯になる。このように徐々に湯量を増やしていくことで、出湯時のウォーターハンマーを防止することができる。
【００３０】
本実施の形態では、閉止機能付き電動混合弁５の構成は、ポールバルブ式の３方弁の構成になっており、閉止機能付き電動混合弁５の開度が開いていっても水が流れない閉止区間があり、そこからさらに閉止機能付き電動混合弁５の開度を開いていくと、まず水区間になり、そして徐々に水量が増えていき、その後、湯水の混合となる湯水区間になるように構成されている。
【００３１】
以上のように、風呂への給湯の開始、停止時にその流入する湯水の量をゼロから徐々に上昇また徐々にゼロにしていくことが、閉止機能付き電動混合弁５のみで可能となることにより、シンプルな構成でウォーターハンマー現象を抑制することができるため、不快な音を立てることなく快適に風呂自動運転を行うことができる。
【００３２】
また制御手段１０は電源のバックアップをコンデンサに貯えられた容量で行えるようにしており、注湯中に停電が起こっても、このバックアップにより、閉止機能付き電動混合弁５は停電を検出すると、閉止するように開度を駆動することで、電源供給されてない状態でも、注湯の停止を行うことができるようになる。
【００３３】
そして次に、風呂自動が終了するときは、閉止機能付き電動混合弁５の開度を閉にしてから電磁弁１８を閉にすることで、停止時のウォーターハンマーも防止できる。このようにウォーターハンマーの防止を行ったうえで、電磁弁１８で風呂注湯回路の閉止ができるため、閉止機能付き電動混合弁５が故障で動かなくなった場合や、制御手段１０のバックアップ回路の故障で停電時にバックアップが機能しなくなった場合など、湯水が閉止できなくなる故障に対して２重の閉止機構を持つことができる
以上のように、風呂自動注湯機能付き貯湯式給湯機において、風呂出湯におけるウォーターハンマー現象を抑えることができ、湯温の変動を減らし、ひいてはウォーターハンマー現象を抑えることで機器の寿命も延ばすことができ、さらに風呂に注湯する湯水が止まらないなどの故障については二重の閉止機能があるなど快適で確実な風呂注湯を行える給湯機を提供できる。
【産業上の利用可能性】
【００３４】
以上のように、本発明はヒートポンプ式の貯湯式給湯機に限らず、電気、ガス、石油、燃料電池などいずれの方式においても、ウォーターハンマーを防止した給湯機に利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本発明の実施の形態１に貯湯式給湯機の構成図
【図２】（ａ）閉止機能付き電動混合弁の構成図（ｂ）閉止機能付き電動混合弁の構成図
【図３】従来の給湯機の構成図
【符号の説明】
【００３６】
１  貯湯タンク
２  ヒートポンプ
３  出湯管
４  第１給水管
５  閉止機能付き電動混合弁（風呂混合手段）
６  第２給水管
７  浴槽
８  電動混合弁（給湯用）
９  給湯端末（蛇口）
１０  制御手段
１１  水冷媒熱交換器
１２  圧縮機
１３  蒸発器
１４  膨張弁
１５  水ポンプ
１６  サーミスタ（風呂湯温検出手段）
１７  流量検出手段（風呂流量検出手段）
１８  電磁弁（風呂回路遮断手段）
１９  サーミスタ（給湯端末湯温検出手段）
２０  流量検出手段（風呂流量検出手段）
２１  リモコン
３０  風呂出湯管
【図１】
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【図２】
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【図３】
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