特許 5773332 貯湯式給湯装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】5773332

(24)【登録日】2015年7月10日

(45)【発行日】2015年9月2日

(54)【発明の名称】貯湯式給湯装置

(51)【国際特許分類】

   F24H 9/16 20060101AFI20150813BHJP

   F24H 1/18 20060101ALI20150813BHJP

【ＦＩ】

   F24H9/16 A

   F24H1/18 Q

   F24H1/18 301Z

【請求項の数】4

【全頁数】12

(21)【出願番号】特願2011-117810(P2011-117810)

(22)【出願日】2011年5月26日

(65)【公開番号】特開2012-247099(P2012-247099A)

(43)【公開日】2012年12月13日

【審査請求日】2014年4月24日

(73)【特許権者】

【識別番号】000004709

【氏名又は名称】株式会社ノーリツ

(74)【代理人】

【識別番号】100120514

【弁理士】

【氏名又は名称】筒井 雅人

(72)【発明者】

【氏名】本岡 英典

【審査官】 正木 裕也

(56)【参考文献】

【文献】 特許第４２８７８３８（ＪＰ，Ｂ２）

【文献】 特開２００７−２３２２２５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００７−１８５４３３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００７−０７３２８０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００５−２０７６１８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００８−２１８３５４（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｆ２４Ｈ ９／１６

Ｆ２４Ｈ １／１８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

入水管および出湯管が接続されている貯湯タンクと、
前記出湯管に設けられ、かつ前記出湯管内を流通する湯水と前記入水管に分岐接続された分岐管内を流通する湯水とを混合可能な湯水混合弁と、
前記出湯管のうち、前記湯水混合弁よりも上流位置に分岐接続され、かつ開閉動作が可能な排水弁を備えており、この排水弁が開状態とされたときに前記貯湯タンク内の湯水を外部に排水することが可能な排水管部と、
を備えている、貯湯式給湯装置であって、
前記出湯管の出湯口に配管接続されて前記出湯口から湯水供給を受け、かつこの湯水の通水量が所定の最小通水量以上であることを条件として湯水加熱動作を実行可能な湯水加熱用熱源機を、さらに備えており、
前記排水管部の全体または一部は、この排水管部を利用した湯水の排水が行なわれるときに、前記出湯管から前記排水管部に流れ込む湯水の流量を絞ることが可能な流量絞り構造部として構成され、前記排水管部を利用した湯水の排水時において前記出湯口から前記湯水加熱用熱源機への出湯がなされるときの出湯量の減少を抑制可能な構成とされていることを特徴とする、貯湯式給湯装置。

【請求項2】

請求項１に記載の貯湯式給湯装置であって、
前記排水管部には、流路断面積が前記出湯管の最小流路断面積よりも小さいオリフィスが設けられている、貯湯式給湯装置。

【請求項3】

請求項２に記載の貯湯式給湯装置であって、
前記オリフィスは、前記排水弁よりも排水方向上流側に設けられている、貯湯式給湯装置。

【請求項4】

請求項１ないし３のいずれかに記載の貯湯式給湯装置であって、
前記貯湯タンクは、前記入水管から内部への湯水供給が下部から行なわれ、かつ前記出湯管を介しての外部への出湯が上部から行なわれる構成とされ、
前記貯湯タンク内における湯水の滞留時間を判断し、かつこの滞留時間が所定の制限時間に達したものと判断したときには、この制限時間に達した湯水の量を判断し、この湯水の量またはこれに余裕を加えた量の湯水を前記貯湯タンクから前記排水管部を介して外部に排出させるように前記排水弁の開閉制御を実行する制御手段を、さらに備えている、貯湯式給湯装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、貯湯タンクを備えている貯湯式給湯装置、さらに詳しくは、貯湯タンク内の湯水の全部または一部を新たな湯水と入れ替える動作が可能とされた貯湯式給湯装置に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、この種の貯湯式給湯装置の具体例として、特許文献１に記載されたものがある。同文献に記載された貯湯式給湯装置は、貯湯タンクに比較的低温の湯水が長時間滞留した場合に、貯湯タンク内の湯水を外部に排出し、貯湯タンク内の湯水の全量を入れ替えることが可能である。このことにより、貯湯タンク内にレジオネラ菌などの雑菌が繁殖して湯水が飲用などに適さないものとなることを防止することが可能である。
特許文献１では、貯湯タンク内の湯水を外部に排出して湯水の入れ替えを図るための手段として、たとえば図７に示すような配管構造が採用されている。この配管構造では、貯湯タンク８の上部に接続された出湯管８０には、開閉弁としての排水弁Ｖ１０を備えた排水管部８１が分岐接続されている。出湯管８０には、開閉弁Ｖ１１および湯水混合弁Ｖ１２が設けられており、湯水混合弁Ｖ１２には、貯湯タンク８内の下部に入水を行なわせるための入水管８２に分岐接続された分岐管８３が接続されている。
このような構造によれば、貯湯タンク８内の湯水の入れ替え動作を行なう際には、開閉弁Ｖ１１を閉状態とし、かつ排水弁Ｖ１０を開状態とすればよく、このことにより排水管部８１から排水を行なわせつつ、貯湯タンク８内には入水管８２を介して新たな湯水を供給することができる。この場合、湯水混合弁Ｖ１２については、水側全開状態としておくことにより、分岐管８３内の水を出湯口８０ａに送ることができる。したがって、湯水の入れ替え動作が実行されている際に出湯口８０ａからの出湯動作が中断される不具合を生じないようにすることができる。

【0003】

しかしながら、前記従来技術においては、次に述べるように、未だ改善すべき余地があった。

【0004】

すなわち、貯湯タンク８の湯水の入れ替え動作時において、入水口８２ａへの給水流量をＱａ、排水管部８１からの排水流量をＱｂとすると、出湯口８０ａからの出湯流量Ｑｃは、Ｑｃ＝Ｑａ−Ｑｂとなる。したがって、排水流量Ｑｂが多いほど、出湯流量Ｑｃは少なくなる。ただし、排水流量Ｑｂが多いと、貯湯タンク８の湯水の入れ替え動作の所要時間を短くすることが可能であり、従来においては、排水流量Ｑｂを積極的に少なくするための手段は、なんら講じられていない。排水管部８１は、外部に排水を行なわせる部分であるため、出湯口８０ａとは異なり、排水管部８１の下流側には大きな流路抵抗を生じさせる配管機器が接続されるようなことはなく、排水管部８１を介して湯水を排水する際の流路抵抗は少ない。このため、従来においては、排水流量Ｑｂが多いのが実情であり、その結果出湯流量Ｑｃが少なくなって、この出湯流量Ｑｃが不足し、または不足気味になり易いという不具合があった。このような不具合は、貯湯タンク８の出湯口８０ａに加熱用熱源機（図示略）を接続した場合に、より顕著となる場合がある。より具体的には、加熱用熱源機の多くは、所定の最小通水量以上の通水が行なわれることを条件として湯水加熱動作を生じるように構成されているため、出湯流量Ｑｃが少ないと、その流量が前記の最小通水量を下回る可能性が高くなり、加熱用熱源機を適切に運転させることが困難となるのである。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特許第４２８７８３８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

本発明は、前記したような事情のもとで考え出されたものであって、貯湯タンク内の湯水の入れ替え動作の実行時に、出湯流量が不足または不足気味になるといった不具合を適切に防止することが可能な貯湯式給湯装置を提供することを、その課題としている。

【課題を解決するための手段】

【0007】

上記の課題を解決するため、本発明では、次の技術的手段を講じている。

【0008】

本発明により提供される貯湯式給湯装置は、入水管および出湯管が接続されている貯湯タンクと、前記出湯管に設けられ、かつ前記出湯管内を流通する湯水と前記入水管に分岐接続された分岐管内を流通する湯水とを混合可能な湯水混合弁と、前記出湯管のうち、前記湯水混合弁よりも上流位置に分岐接続され、かつ開閉動作が可能な排水弁を備えており、この排水弁が開状態とされたときに前記貯湯タンク内の湯水を外部に排水することが可能な排水管部と、を備えている、貯湯式給湯装置であって、前記出湯管の出湯口に配管接続されて前記出湯口から湯水供給を受け、かつこの湯水の通水量が所定の最小通水量以上であることを条件として湯水加熱動作を実行可能な湯水加熱用熱源機を、さらに備えており、前記排水管部の全体または一部は、この排水管部を利用した湯水の排水が行なわれるときに、前記出湯管から前記排水管部に流れ込む湯水の流量を絞ることが可能な流量絞り構造部として構成され、前記排水管部を利用した湯水の排水時において前記出湯口から前記湯水加熱用熱源機への出湯がなされるときの出湯量の減少を抑制可能な構成とされていることを特徴としている。

【0009】

このような構成によれば、貯湯タンク内の湯水が排水管部から外部に排出されて、湯水の入れ替え動作が実行される際に、排水管部からの排水流量を少なくすることができる。したがって、貯湯タンク内の湯水の入れ替え動作時において、入水管から分岐管に流れ込んだ湯水を出湯口から出湯させる場合に、その流量が不足または不足気味となる不具合を適切に防止することができる。また、後述するように、貯湯タンク内の湯水の入れ替え時において、貯湯タンク内の湯水が大きく攪拌されることを防止する効果も得られる。
さらに、前記構成によれば、出湯口から出湯される温度が目標給湯温度よりも低い場合には、湯水加熱用熱源機を利用して湯水を目標給湯温度まで加熱することが可能である。本発明では、出湯口から湯水加熱用熱源機に供給される湯水流量を多くすることができるために、通水量が所定の最小通水量未満となって湯水加熱用熱源機が適切に運転されないという不具合が生じ難くなる。

【0010】

本発明において、好ましくは、前記排水管部には、流路断面積が前記出湯管の最小流路断面積よりも小さいオリフィスが設けられている。

【0011】

このような構成によれば、オリフィスを利用した簡易な構成により、排水管部からの排水流量を少なくすることができる。排水管部のうち、オリフィス以外の部分については、たとえば出湯管と同一サイズの管体を用いるなどして構成すればよいため、排水管部の製造コストの上昇も抑制することができる。

【0012】

本発明において、好ましくは、前記オリフィスは、前記排水弁よりも排水方向上流側に設けられている。

【0013】

このような構成によれば、次のような効果が得られる。すなわち、前記とは異なり、オリフィスが排水弁の下流側に設けられている場合には、水の表面張力に起因してオリフィスに水膜が発生し、この水膜によって水が塞き止められて排水弁よりも下流側に水が滞留する現象を生じる虞がある。このような現象を冬季に生じると、滞留水が凍結し、排水が困難となる。これに対し、前記した構成によれば、そのような不具合を適切に防止することができる。

【0016】

本発明において、好ましくは、前記貯湯タンクは、前記入水管から内部への湯水供給が下部から行なわれ、かつ前記出湯管を介しての外部への出湯が上部から行なわれる構成とされ、前記貯湯タンク内における湯水の滞留時間を判断し、かつこの滞留時間が所定の制限時間に達したものと判断したときには、この制限時間に達した湯水の量を判断し、この湯水の量またはこれに余裕を加えた量の湯水を前記貯湯タンクから前記排水管部を介して外部に排出させるように前記排水弁の開閉制御を実行する制御手段を、さらに備えている。

【0017】

このような構成によれば、貯湯タンク内の湯水が所定の制限時間に達すると、排水弁が開き、滞留時間が制限時間に達した湯水の量、またはこれに余裕を加えた量の湯水が排出されて湯水の入れ替え動作が実行される。このため、貯湯タンク内の湯水の入れ替え時において、貯湯タンク内の湯水の全量を排出する場合と比較すると、節水を図ることができる利点が得られる。また、貯湯タンク内においては、基本的には、滞留時間が短い新鮮な湯水が下部に存在し、かつ滞留時間が比較的長い湯水が上部に存在するが、貯湯タンク内の湯水の入れ替え動作時において、排水量を少なくすると、貯湯タンク内の湯水が攪拌され難くなり、滞留時間が短い湯水と長い湯水とが混合される虞が少なくなる作用が得られる。このような作用は、貯湯タンク内の湯水の入れ替え時において、滞留時間が長い湯水のみを貯湯タンクの上部から効率良く排出させる上で好ましい。

【0018】

本発明のその他の特徴および利点は、添付図面を参照して以下に行なう発明の実施の形態の説明から、より明らかになるであろう。

【図面の簡単な説明】

【0019】

【図1】本発明に係る貯湯式給湯装置の一例を示す概略説明図である。

【図2】図１の要部拡大説明図である。

【図3】（ａ）〜（ｇ）は、図１に示す貯湯式給湯装置の制御部のデータ処理を模式的に示す説明図である。

【図4】図１に示す貯湯式給湯装置の制御部の動作処理手順の一例を示すフローチャートである。

【図5】本発明の他の例を示す要部説明図である。

【図6】本発明の他の例を示す要部説明図である。

【図7】従来技術の一例を示す概略説明図である。

【発明を実施するための形態】

【0020】

以下、本発明の好ましい実施の形態について、図面を参照して具体的に説明する。

【0021】

図１に示す貯湯式給湯装置ＷＨは、外装ケース７０内に収容された貯湯タンク１、貯湯タンク１に接続された入水管１０ならびに出湯管１１、出湯管１１に分岐接続された排水管部１２、制御部２、湯水加熱用の主熱源としてのソーラ集熱パネル３、および補助熱源機４を具備している。

【0022】

貯湯タンク１は、内部への給水が下部から行なわれ、かつ出湯が上部から行なわれる構成である。具体的には、水道管などの給水管７１から入水口１０ａに供給された水は、減圧弁１６および流量センサＳａを有する入水管１０を通過し、その先端開口部１０ｂから
貯湯タンク１内の下部に供給可能である。貯湯タンク１内の上部には、出湯管１１の先端開口部１１ｂが位置しており、貯湯タンク１内からの出湯は、この出湯管１１を介して行なわれる。

【0023】

出湯管１１には、湯水混合弁Ｖ１が設けられ、この湯水混合弁Ｖ１には、入水管１０に分岐接続された分岐管１３が接続されている。湯水混合弁Ｖ１は、貯湯タンク１から出湯管１１内を流通してきた湯水と、分岐管１３を流れてきた湯水とを所望の比率で混合させる。この混合された湯水は、出湯管１１の末端の出湯口１１ａに到達し、配管部６２を介して補助熱源機４に供給される。入水管１０には、開閉弁Ｖ３を有するバイパス配管部１４も接続されている。このバイパス配管部１４は、たとえば湯水混合弁Ｖ１が万一故障するなどして高温出湯の虞が生じた際に開閉弁Ｖ３が開状態となり、入水管１０に供給された水を出湯口１１ａに直接導くことによって高温出湯を防止する役割を果たす。貯湯タンク１の下部には、補助排水管１５が接続されている。この補助排水管１５は、貯湯タンク１内の湯水の全量を排水する場合に利用され、この補助排水管１５に設けられた開閉弁Ｖ４は、常時は閉状態にある。

【0024】

排水管部１２は、後述する貯湯タンク１内の湯水の入れ替え動作時に排水を行なわせるための部分であり、出湯管１１のうち、湯水混合弁Ｖ１よりも上流位置に分岐接続されている。この排水管部１２は、その一端部が外装ケース７０の外部に露出した排水口１２ａとなっており、開閉弁としての排水弁Ｖ２と、オリフィス１７とを具備している。

【0025】

オリフィス１７は、排水管部１２内を通過する湯水の流量を絞るための部分であり、本発明でいう流量絞り構造部の一例に相当する。このオリフィス１７の流路断面積は、出湯管１１の最小流路断面積よりも小さくされている。なお、このオリフィス１７は、固定オリフィスに代えて、可変オリフィスとすることもできる。図２によく表われているように、オリフィス１７は、排水弁Ｖ２よりも排水方向上流側に設けられている。本実施形態とは異なり、オリフィス１７が排水弁Ｖ２の下流側に設けられている場合には、オリフィス１７に水膜が発生することに起因して、排水弁Ｖ２よりも下流側に水が滞留し、冬季においてこの滞留水が凍結する虞がある。このような凍結を生じたのでは、排水が困難となる。これに対し、本実施形態の前記した構成によれば、そのような不具合を解消することができる。ただし、本発明では、オリフィス１７を排水弁Ｖ２の下流側に設けた構成としてもよい。

【0026】

排水弁Ｖ２は、通常時は閉状態にあり、貯湯タンク１内の湯水の入れ替え動作時に開状態とされる。この排水弁Ｖ２は、出湯管１１との間の距離Ｌ１ができる限り小さく、かつこの排水弁Ｖ２から排水口１２ａまでの寸法Ｌ２ができる限り長くなる配置に設けられている。これは、冬季において、排水弁Ｖ２内およびその上流側に滞留する水が外気温の影響を受けて凍結することを抑制する上で好ましい。

【0027】

貯湯タンク１内には、湯水加熱手段として、たとえばコイル状管タイプの熱交換器５が設けられている。この熱交換器５の内部には、ソーラ集熱パネル３内を通過して加熱された熱媒が外部配管部３０、および熱媒循環用ポンプＰや膨張タンク５０などを備えた内部配管部５１ａ，５１ｂを介して供給可能である。

【0028】

補助熱源機４は、貯湯タンク１から出湯される湯水の温度が所定の目標給湯温度よりも低い場合に、この湯水を目標給湯温度まで加熱するためのものであり、本発明でいう湯水加熱用熱源機の一例に相当する。この補助熱源機４の構成は、たとえば一般のガス給湯器と同様な構成である。具体的には、補助熱源機４は、燃料ガスを燃焼させるバーナ４０、このバーナ４０に燃焼用空気を供給するファン４１、バーナ４０によって発生された燃焼ガスから熱回収を行なう熱交換器４２、および各部の動作制御を行なう制御部４３を備え
ている。補助熱源機４の出湯口には、たとえばカラン６０が設けられた配管部６１が接続されており、カラン６０が開けられると、入水口１０ａに常時作用している給水圧により、貯湯タンク１からの出湯が可能である。補助熱源機４は、センサＳｃで検出される通水量が所定の最小通水量以上であることを条件として運転状態となる仕様である。

【0029】

制御部２は、たとえばマイクロコンピュータを用いて構成されており、本発明でいう制御手段の一例に相当し、前述した各種の弁Ｖ１〜Ｖ３の動作制御などを実行する。貯湯タンク１には、複数の温度センサＳｂが異なる高さに設けられており、制御部２は、これら複数の温度センサＳｂを利用した湯水温度の検出も可能である。また、貯湯タンク１からの出湯量も検出可能である。貯湯タンク１からの出湯量は、流量センサＳａを利用して検出される流量に基づき、この流量から分岐管１３を介して湯水混合弁Ｖ１を通過する水の流量を減じるなどして求めることが可能である。制御部２は、貯湯タンク１内に長時間にわたって滞留した湯水を排出して貯湯タンク１内の湯水を入れ替えるための、後述する動作制御を実行する。

【0030】

次に、前記した貯湯式給湯装置ＷＨの作用について説明する。

【0031】

まず、貯湯タンク１内の湯水の入れ替え動作（制御の詳細は、図３および図４を参照して後述する）時においては、湯水混合弁Ｖ１は、水側全開・湯側全閉（分岐管１３側全開・出湯管１１側全閉）とされる。また、排水弁Ｖ２は、開状態とされる。このことにより、貯湯タンク１内の上部の湯水は、排水管部１２を通過してその排水口１２ａから外部に排水される。これに伴い、排水口１２ａからの排水量Ｑｂと同等量の湯水が、入水管１０から貯湯タンク１に流入し、貯湯タンク１内の湯水の入れ替えが行なわれる。

【0032】

前記した湯水の入れ替え時においては、出湯管１１内から排水管部１２に流れ込む湯水の流量がオリフィス１７によって絞られるため、排水管部１２からの排水量Ｑｂはかなり少なくなる。一方、湯水の入れ替え時において、カラン６０が開けられた場合には、分岐管１３内の湯水が湯水混合弁Ｖ１を通過して出湯口１１ａに到達し、補助熱源機４に送られる。この場合の出湯量Ｑｃは、従来技術について述べたのと同様に、入水口１０ａへの入水量をＱａとすると、Ｑｃ＝Ｑａ−Ｑｂであるため、オリフィス１７の作用によって排水量Ｑｂが少なくなる分だけ、出湯量Ｑｃを多くすることができる。したがって、補助熱源機４に供給される湯水の流量が所定の最小通水量未満になることが頻発しないようにし、補助熱源機４を適切に運転させることができる効果が得られる。

【0033】

貯湯タンク１は、下部入水・上部出湯方式であるため、原則として、滞留時間が短い湯水は貯湯タンク１の下部側に存在し、滞留時間が長い湯水は貯湯タンク１の上部側に存在する。湯水の入れ替え時には、貯湯タンク１の上部から出湯がなされ、下部から給水がなされるために、滞留時間が長い湯水を貯湯タンク１の上部から適切に排水するためには、貯湯タンク１内の湯水が余り攪拌されないようにすることが望まれる。これに対し、排水管部１２からの排水量Ｑｂが前記したように少なくされていれば、湯水の入れ替え時において、貯湯タンク１内の湯水が大きく攪拌されることも適切に防止されることとなる。なお、貯湯タンク１からの通常の出湯時においては、出湯口１１ａに接続された補助熱源機４や各種の配管部が大きな流路抵抗となる結果、貯湯タンク１からの出湯流量がある程度抑制される。したがって、通常の出湯時においても、貯湯タンク１内の湯水が大きく攪拌されることはない。

【0034】

次に、制御部２の湯水入れ替え動作制御の一例について、図４のフローチャートを参照しつつ説明する。

【0035】

まず、貯湯タンク１内が比較的高温の湯水の満杯状態にあり、複数の温度センサＳｂの
いずれにおいても、所定温度（たとえば、６０℃以上）が検出されている場合には、制御部２は、湯水入れ替えのための制御を実行しない（Ｓ１：ＮＯ）。貯湯タンク１内の湯水全体が６０℃以上の高温であれば、レジオネラ菌などの雑菌が繁殖する可能性はないと考えられ、貯湯タンク１内の湯水の衛生さは保たれているからである。

【0036】

貯湯タンク１内の湯水温度は時間の経過に伴って徐々に低下するが、ソーラ集熱パネル３は天候の影響を大きく受けるために、ソーラ集熱パネル３を利用した湯水加熱量が不足気味になる場合がある。このようなことに起因し、貯湯タンク１内の湯水温度が６０℃未満に低下する場合がある。このような事態が生じ、複数の温度センサＳｂの少なくとも１つが６０℃未満の検出温度を示すと、制御部２は、その時点でタイマセットを行なう（Ｓ１：ＹＥＳ，Ｓ２）。その後は、以下に述べるような貯湯タンク１内の湯水入れ替えのための制御を実行する。

【0037】

すなわち、制御部２は、前記したタイマセット後には、予め設定された時間（たとえば２時間）が経過する都度、この２時間内における貯湯タンク１からの積算出湯量を検出し、そのデータをこの制御部２が備えたＥＥＰＲＯＭなどの記憶部２０（図3を参照）に記憶する処理を繰り返して実行する（Ｓ３：ＹＥＳ，Ｓ４）。このような処理は、たとえば複数の温度センサＳｂの全ての検出温度が６０℃以上となり、かつその状態が１５分以上継続する事象が検出されない限りは継続して実行される（Ｓ３：ＮＯ，Ｓ１０：ＮＯ，Ｓ３）。なお、前記した事象が検出された場合には、制御部２は、タイマリセットを行ない（Ｓ１０：ＹＥＳ，Ｓ１１）、貯湯タンク１内の湯水入れ替えのための制御を中止する。貯湯タンク１内の湯水が高温に維持されると、殺菌効果が得られ、貯湯タンク１内を衛生な状態にすることができるからである。貯湯タンク１内の湯水入れ替え制御を中止するための条件（ステップＳ１０の内容）は、前記した内容に限らないが、貯湯タンク１内の全域を殺菌し得る温度条件とすることが好ましい。たとえば、複数の温度センサＳｂの全ての検出温度が７０℃以上となり、かつその状態が１０分以上継続することを、湯水入れ替え制御を中止するための条件とすることもできる。

【0038】

ステップＳ２のタイマセット時から所定の制限時間（たとえば９６時間）が経過すると、制御部２は、その時点で貯湯タンク１内の湯水の滞留時間が９６時間に達したか否かを判断する（Ｓ５：ＹＥＳ，Ｓ６）。この判断は、貯湯タンク１の容量ＴＣと、前記した９６時間内における貯湯タンク１からの積算出湯量ΣＱとを比較することにより行ない、ＴＣ＞ΣＱの関係である場合には、制御部２は、湯水の滞留時間は９６時間以上であると判断し、滞留時間が９６時間に達した湯水の量は、（ＴＣ−ΣＱ）であると判断する（Ｓ６：ＹＥＳ，Ｓ７）。

【0039】

理解を容易にするため、図３を用いて前記した一連の処理を模式的に説明する。まず、同図（ａ）に示すように、制御部２の記憶部２０の初期（ステップＳ２のタイマセット時）には、２時間ごとの積算出湯量を示すアドレスａ１〜ａ４８へのデータの書き込みはない。ただし、その後２時間経過した際には、同図（ｂ）に示すように、アドレスａ１の最新の２時間における貯湯タンク１からの積算出湯量Ｑ１のデータが書き込まれる。その後は、同図（ｃ）〜（ｄ）に示すように、２時間が経過する毎に、アドレスａ１の最新の２時間の積算出湯量Ｑ２，Ｑ３のデータが順次書き込まれる。これに伴い、同図（ｂ）で示されていた最新の２時間の積算出湯量Ｑ１のデータは、アドレスａ２，ａ３の２〜４時間前、４〜６時間前のデータとなる。このような処理が繰り返し実行され、初期から９６時間が経過すると、同図（ｅ）に示すように、アドレスａ１〜ａ４８の全てに２時間ごとの貯湯タンク１からの積算出湯量Ｑ１〜Ｑ４８のデータが書き込まれる。

【0040】

図３（ｅ）に示すように、初期から９６時間が経過した時点において、制御部２は、（ＴＣ−ΣＱ）の値を、滞留時間が９６時間に達した湯水の量であって、排水対象となる量
であると判断する。ここで、ΣＱは、９６時間内における貯湯タンク１からの積算出湯量であり、アドレスａ１〜ａ４８に書き込まれた積算出湯量Ｑ１〜Ｑ４８の合計値である。積算出湯量ΣＱが貯湯タンク１の容量ＴＣ未満であれば、貯湯タンク１内の湯水の全量が９６時間内において入れ替わっていないものと考えることが可能である。貯湯タンク１の容量ＴＣが２００Ｌであって、積算出湯量ΣＱが、１５０Ｌの場合、それらの差分の５０Ｌは、貯湯タンク１内の滞留時間が９６時間に達したものと判断することができる。なお、積算出湯量ΣＱが貯湯タンク１の容量以上であり、（ＴＣ−ΣＱ）の値がゼロ、または負となる場合には、滞留時間が９６時間に達した湯水は貯湯タンク１内に存在しないものと判断される（Ｓ６：ＮＯ，Ｓ１２）。

【0041】

制御部２は、滞留時間が９６時間に達した湯水が存在すると判断した場合、排水弁Ｖ２を開状態とし、貯湯タンク１内の湯水を（ＴＣ−ΣＱ）の量だけ排水管部１２から外部に排出させる（Ｓ８）。これに伴い、それと同等量だけ新たな水が貯湯タンク１に流入する。このような湯水の入れ替え動作により、滞留時間が９６時間に達した湯水を貯湯タンク１内から排除し、貯湯タンク１内の衛生さを保つことができる。ただし、湯水の入れ替え動作時においては、湯水の入れ替えの確実化、あるいは信頼性を高めるべく、湯水の入れ替え量を（ＴＣ−ΣＱ）に所定の余裕量を加えた値とすることもできる。この余裕量は、一定量（（ＴＣ−ΣＱ）の大きさには関係なく、たとえば常に２Ｌ）に設定したり、あるいは一定の比率（（ＴＣ−ΣＱ）のたとえば１０％）に設定するといったことが可能である。

【0042】

前記した湯水の入れ替え動作を行なった際には、貯湯タンク１内の湯水の滞留時間が変化するため、これに対応すべく記憶部２０のデータを更新する（Ｓ９）。このデータ更新は、たとえば図３（ｆ）に示すように、アドレスａ４８の積算出湯量に関するデータをクリアするとともに、アドレスａ１の最新の２時間の積算出湯量の値をＱ４８’とする。このＱ４８’は、具体的には、同図（ｅ）の積算出湯量Ｑ４８に、前記した湯水の入れ替え時に排出された湯水量（ＴＣ−ΣＱ）を加えた値となる。

【0043】

前記したデータ更新の後において、貯湯タンク１内の湯水温度が未だ十分に上昇せず、ステップＳ１０の湯水入れ替え解除条件が満たされない場合には、前記した湯水入れ替えのための制御が繰り返される（Ｓ９，Ｓ１０：ＮＯ，Ｓ３）。このため、前記したデータ更新の後において、さらに２時間が経過すると、図３（ｇ）に示すように、最新の２時間おける貯湯タンク１からの積算出湯量Ｑ４９のデータが、アドレスａ１に書き込まれる。同図（ｆ）のアドレスａ１〜ａ４７に書き込まれていたデータは、アドレスａ２〜ａ４８に移行する。これに伴い、制御部２は、貯湯タンク１の容量ＴＣと、アドレスａ１〜ａ４８に書き込まれた積算出湯量の合計値ΣＱとを比較し、ＴＣ＞ΣＱであれば、湯水の滞留時間が９６時間に達したものと判断するとともに、（ＴＣ−ΣＱ）が排水対象量とされて、貯湯タンク１の湯水の入れ替え動作が実行される。

【0044】

前記したような湯水の入れ替えのための制御は、ステップＳ１０の湯水入れ替え解除条件が満たされない限り繰り返されるために、その後も２時間が経過する毎に、貯湯タンク１内の湯水の滞留時間が９６時間に達したか否かが判断され、９６時間に達していれば、その都度、滞留時間が９６時間に達したものと判断された量、またはこれに余裕を加えた量の湯水が排出されて湯水の入れ替え動作がなされる。湯水の滞留時間の判断に際し、滞留時間が９６時間に達する湯水が貯湯タンク１に存在しないと判断された場合であっても、予め定められた制御終了条件にならない限りは、その２時間後には、湯水の滞留時間の判断が再度繰り返される（Ｓ１２，Ｓ１３：ＮＯ，Ｓ３）。

【0045】

前記したような動作処理手順によれば、貯湯タンク１内には６０℃以下の湯水が９６時間以上滞留することを適切に防止し、貯湯タンク１内および貯湯タンク１から出湯される
湯水を衛生的なものとすることができる。また、貯湯タンク１内の湯水の入れ替え量は、滞留時間が９６時間に達した湯水の量、またはこれに余裕を加えた量であって、貯湯タンク１内の湯水の全量が入れ替えられるものではないために、大幅な節水を図り、水資源を大切にすることもできる。さらに、本実施形態では、先に述べたように、貯湯タンク１内の湯水の入れ替え時において、貯湯タンク１内が大きく攪拌されて滞留時間が短い湯水と長い湯水とが混合することは適切に抑制され、滞留時間が長い湯水を効率良く排水することができるために、節水をより的確に図ることが可能である。

【0046】

図５および図６は、本発明の他の実施形態を示している。これらの図において、前記実施形態と同一または類似の要素には、同一の符号を付している。

【0047】

図５に示す実施形態においては、排水弁Ｖ２’が流量調整弁とされている。この排水弁Ｖ２’は、流路の全閉動作が可能であることは勿論のこと、開状態時には、その弁開度が比較的小さく、オリフィスとしての機能を果たすように構成されている。したがって、この排水弁Ｖ２’自体が、本発明でいう流量絞り構造部の具体例に相当している。本実施形態においては、排水弁Ｖ２’を開状態とした際に、出湯管１１内から排水管部１２に流れ込む湯水の流量を絞ることができ、本発明が意図する作用が得られる。

【0048】

図６に示す実施形態においては、排水管部１２が小径の管体を用いて構成されており、その内径ｄ１は、出湯管１１の内径ｄ２よりも小さいものとなっている。このような構成では、排水管部１２の略全域が、本発明でいう流量絞り構造部となっており、やはり出湯管１１から排水管部１２に流れ込む湯水の流量を絞ることができる。

【0049】

本発明は、上述した実施形態の内容に限定されない。本発明に係る貯湯式給湯装置の各部の具体的な構成は、本発明の意図する範囲内において種々に設計変更自在である。

【0050】

排水管部にオリフィスを設ける場合、このオリフィスの具体的な構造や取り付け手段などは限定されない。要は、排水管部を利用した湯水の排水が行なわれるときに、出湯管から排水管部に流れ込む湯水の流量を絞ることが可能であればよい。

【0051】

本発明においては、貯湯タンク内の湯水の滞留時間が所定の制限時間に達した場合に、上述した実施形態とは異なり、貯湯タンク内の一部の湯水のみを入れ替えるのではなく、貯湯タンク内の湯水の全量を入れ替えるように構成することも可能である。貯湯タンクに貯留される湯水の加熱手段としては、貯湯タンク内に内蔵された熱交換器や、電熱式などのヒータを用いれば、貯湯タンク内の湯水を大きく攪拌させることがないが、これら以外の加熱手段を採用することもできる。主熱源や補助熱源を具備させる場合、これらの具体的な種類も問わない。

【符号の説明】

【0052】

ＷＨ 貯湯式給湯装置
Ｖ１ 湯水混合弁
Ｖ２ 排水弁
Ｖ２’排水弁（流量絞り構造部）
１ 貯湯タンク
２ 制御部（制御手段）
４ 補助熱源機（加熱用熱源機）
１０ 入水管
１１ 出湯管
１１ａ 出湯口
１２ 排水管部
１２ａ 排水口
１３ 分岐管
１７ オリフィス（流量絞り構造部）

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】