特許 6976499 給湯器

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B1)

(11)【特許番号】6976499

(24)【登録日】2021年11月11日

(45)【発行日】2021年12月8日

(54)【発明の名称】給湯器

(51)【国際特許分類】

   F24H 1/18 20060101AFI20211125BHJP

   F24D 17/00 20060101ALI20211125BHJP

【ＦＩ】

   F24H1/18 Z

   F24D17/00 A

【請求項の数】5

【全頁数】13

(21)【出願番号】特願2021-551554(P2021-551554)

(86)(22)【出願日】2021年3月5日

(86)【国際出願番号】JP2021008695

【審査請求日】2021年8月30日

【早期審査対象出願】

(73)【特許権者】

【識別番号】000006013

【氏名又は名称】三菱電機株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110001461

【氏名又は名称】特許業務法人きさ特許商標事務所

(72)【発明者】

【氏名】中園 純一

(72)【発明者】

【氏名】矢次 慶和

(72)【発明者】

【氏名】西村 有理子

【審査官】 河野 俊二

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００１−１５３４５８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００６−２８４１１９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 国際公開第２０１０／１２０２０２（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 特開２００３−１８５２７１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１０−１９０４７８（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｆ２４Ｈ １／１８

Ｆ２４Ｄ １７／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

熱媒を溜めるタンクと、
前記タンクに溜められた熱媒が流れる熱媒流路と、
給湯水が流れる給湯水流路と、
前記給湯水流路に流れる給湯水が流入し、前記タンクに溜められた熱媒を循環する循環装置と、
前記熱媒流路を流れる熱媒と、前記給湯水流路を流れる給湯水との熱交換をする熱交換器とを具備し、
前記循環装置は、前記給湯水流路から前記循環装置に流入する前記給湯水の圧力を前記熱媒流路を流れる前記熱媒に伝達して、前記熱媒を循環し、
前記循環装置は、
前記給湯水流路を流れる給湯水が流入出する給湯水筐体と、
前記熱媒流路を流れる熱媒が流入出する熱媒筐体と、
を具備し、
前記給湯水筐体は、
前記給湯水筐体内に設けられた第１回転翼と、
前記第１回転翼に取り付けられた第１回転軸と、
前記第１回転軸に取り付けられて前記第１回転軸の回転に伴なって回転する円形磁石と
を具備し、
前記熱媒筐体は、
前記熱媒筐体内に設けられた第２回転翼と、
前記第２回転翼に取り付けられた第２回転軸と、
前記第２回転軸に取り付けられた磁石と
を具備し、
前記円形磁石は、前記磁石と磁気的に結合され、前記円形磁石の回転に応じて前記磁石が回転し、
前記循環装置は、前記給湯水流路において、前記熱交換器よりも上流側の前記給湯水流路に接続され、前記熱媒流路において、前記熱交換器よりも下流側の前記熱媒流路に接続される
給湯器。

【請求項2】

前記循環装置は
前記熱媒筐体内に設けられ、前記熱媒の温度を測定する第１温度センサと、
前記給湯水筐体内に設けられ、前記給湯水筐体内に流入する前記給湯水の温度を測定する第３温度センサと、
前記熱媒筐体内に設けられ、熱媒の流量を調節する流量調節器と、
前記第１温度センサにより測定された熱媒の温度と、前記第３温度センサにより測定された前記給湯水の温度との差が小さくなるように、前記流量調節器を制御する制御装置と
を具備する
請求項１に記載の給湯器。

【請求項3】

前記循環装置は、
前記給湯水筐体内に設けられ、前記給湯水の温度を測定する第２温度センサと、
前記給湯水筐体内に設けられ、前記第１回転軸の回転数を変更する回転機構と
を具備し、
前記制御装置は、前記第２温度センサにより測定された温度に応じて、前記回転機構の回転数を制御する、
請求項２に記載の給湯器。

【請求項4】

前記給湯水筐体と前記熱媒筐体とを離隔する隔壁を具備する
請求項１〜３のいずれか１項に記載の給湯器。

【請求項5】

前記給湯水筐体は、円筒形状であり、
前記給湯水筐体の周方向の前記円筒形状の面上に配置され、前記給湯水が流入する給湯水入口と、
前記給湯水筐体の軸方向の円筒形状の面上に配置され、前記給湯水入口から流入した前記給湯水が流出する給湯水出口と
を備え、
前記熱媒筐体は、円筒形状であり、
前記熱媒筐体の軸方向の円筒形状の面上に配置され、前記熱媒が流入する熱媒入口と、
前記熱媒筐体の周方向の円筒形状の面上に配置され、前記熱媒入口から流入した前記熱媒が流出する熱媒出口と
を具備する
請求項１〜４のいずれか１項に記載の給湯器。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、熱交換器においてタンクに溜められた水等の熱媒と給湯水とを熱交換して給湯水を給湯する給湯器に関する。

【背景技術】

【0002】

お湯をタンク内に貯め、貯めたお湯を給湯する貯湯式給湯器が知られている。貯湯式給湯器はお湯を貯める貯湯タンクと、お湯を沸かす加熱器とを有する。貯湯式給湯器の給湯方式には、貯湯タンク内に貯めたお湯を直接給湯に利用する直接給湯方式と、ポンプを用いて貯湯タンク内に貯めたお湯を汲み上げ、熱交換器にて水道水とお湯とを熱交換して給湯する間接給湯方式とがある。

【0003】

直接給湯方式は、貯湯タンク内のタンクに水道圧が加わることから減圧弁が設けられている。従って、給湯水の出湯圧力が弱く大流量の給湯水を供給できない。間接給湯方式は、タンク内に水道圧が加わらないため減圧弁を設ける必要がなく水圧が高いことから直接給湯方式に比べ大流量の給湯水を供給できる利点がある（例えば、特許文献１）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２００６−３０７６号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

特許文献１に記載された間接給湯方式は、お湯と給湯水とが熱交換器において熱交換されるため、循環ポンプを用いて、タンク内のお湯を循環させる必要があり、独立して動力が供給される循環ポンプの消費電力が大きいという問題があった。

【0006】

本開示は、上記実情に鑑みてなされたものであり、消費電力の少ない給湯器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】

本開示に係る給湯器は、熱媒を溜めるタンクと、前記タンクに溜められた熱媒が流れる熱媒流路と、給湯水が流れる給湯水流路と、前記給湯水流路に流れる給湯水が流入し、前記タンクに溜められた熱媒を循環する循環装置と、前記熱媒流路を流れる熱媒と、前記給湯水流路を流れる給湯水との熱交換をする熱交換器とを具備し、前記循環装置は、前記給湯水流路から前記循環装置に流入する前記給湯水の圧力を前記熱媒流路を流れる前記熱媒に伝達して、前記熱媒を循環し、前記循環装置は、前記給湯水流路を流れる給湯水が流入出する給湯水筐体と、前記熱媒流路を流れる熱媒が流入出する熱媒筐体と、を具備し、前記給湯水筐体は、前記給湯水筐体内に設けられた第１回転翼と、前記第１回転翼に取り付けられた第１回転軸と、前記第１回転軸に取り付けられて前記第１回転軸の回転に伴なって回転する円形磁石とを具備し、前記熱媒筐体は、前記熱媒筐体内に設けられた第２回転翼と、前記第２回転翼に取り付けられた第２回転軸と、前記第２回転軸に取り付けられた磁石とを具備し、前記円形磁石は、前記磁石と磁気的に結合され、前記円形磁石の回転に応じて前記磁石が回転し、前記循環装置は、前記給湯水流路において、前記熱交換器よりも上流側の前記給湯水流路に接続され、前記熱媒流路において、前記熱交換器よりも下流側の前記熱媒流路に接続される。

【発明の効果】

【0008】

本開示によれば、循環装置が給湯水の圧力により、熱媒流路を流れる熱媒を循環する。従って、循環装置の消費電力が少ない給湯器を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】実施の形態１に係る給湯器の構成を示す図である。

【図2】実施の形態１に係る給湯器における循環装置の構成を示す図である。

【図3】実施の形態１に係る給湯器の制御装置の機能ブロック図である。

【図4】実施の形態１に係る給湯器内の給湯水筐体の軸方向に垂直な断面の構造を示す図である。

【図5】実施の形態１に係る給湯器の熱媒筐体内の軸方向に垂直な断面の構造を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0010】

以下、図面を参照して、実施の形態に係る間接給湯方式の給湯器について説明する。なお、図面において、同一の構成要素には同一符号を付して説明し、重複説明は必要な場合にのみ行なう。本開示は、以下の各実施の形態で説明する構成のうち、組合せ可能な構成のあらゆる組合せを含み得る。

【0011】

実施の形態１．
図１は、実施の形態１に係る給湯器１０の構成を示す図である。

【0012】

図１に示すように、給湯器１０は、タンクユニット１及び加熱器３０を有する。タンクユニット１は、貯湯タンク２０、熱交換器４０、循環装置６００、混合弁７１、温度計７２及び制御装置１００を有する。

【0013】

加熱器３０は、熱媒を加熱する。熱媒は、水又は油等の液体又はＲ４１０ａ、Ｒ４２等の気液相変化を有する流体である。加熱器３０は、空気を熱源とし熱媒を加熱するヒートポンプ、電気により給湯水を加熱する電気ヒータ又はガスを燃焼させた時の燃焼熱を熱源とし給湯水を加熱する燃焼器等である。加熱器３０と貯湯タンク２０の上部及び底部とは、タンク側熱媒流路４９により接続される。

【0014】

タンク側熱媒流路４９は、円筒又は扁平の配管である。タンク側熱媒流路４９の材質はＳＵＳ、Ｃｕ又はアルミニウム等の金属若しくはポリカーボネート又はＰＰＳ（ポリフェニレンサルファイド）等の樹脂で形成される。加熱器３０にて加熱された熱媒は、タンク側熱媒流路４９を介して上部から貯湯タンク２０に流入する。貯湯タンク２０に溜められた熱媒を再加熱する場合、熱媒は貯湯タンク２０の底部からタンク側熱媒流路４９を介して加熱器３０に流入する。加熱が行われた熱媒は、再度、タンク側熱媒流路４９を介して貯湯タンク２０に流入する。

【0015】

貯湯タンク２０は、熱媒を溜める。貯湯タンク２０の形状は、例えば略直方体形状又は円筒形状である。貯湯タンク２０の材質はＳＵＳ、アルミニウム、Ｃｕ又はポリカーボネイド等の耐熱性及び強度の高い材料で形成されている。

【0016】

また、貯湯タンク２０の上部及び下部は、熱媒流路５１に接続される。熱媒流路５１は、円筒又は扁平の配管である。熱媒流路５１の材質はＳＵＳ、Ｃｕ又はアルミニウム等の金属又はポリカーボネート又はＰＰＳ等の樹脂で形成される。熱媒流路５１には、貯湯タンク２０に溜められた熱媒が流れ、熱媒の流れの順に、貯湯タンク２０の上部、熱交換器４０、循環装置６００及び貯湯タンク２０の下部の順に接続される。熱媒流路５１を流れる熱媒は、貯湯タンク２０、熱交換器４０、循環装置６００の順に流れ、再び貯湯タンク２０に戻る回路構成である。熱交換器４０の下流側に循環装置６００を配置する理由については後述する。

【0017】

冷水流路６２は、低温の給湯水が流れる配管である。冷水流路６２は、給湯水流路５０に分岐する。冷水流路６２の材質はＳＵＳ、Ｃｕ又はアルミニウム等の金属又はポリカーボネート又はＰＰＳ等の樹脂である。冷水流路６２には、混合弁７１が接続される。

【0018】

給湯水流路５０は、円筒又は扁平の配管である。給湯水流路５０の材質はＳＵＳ、Ｃｕ又はアルミニウム等の金属又はポリカーボネート又はＰＰＳ等の樹脂で形成されている。給湯水流路５０には、循環装置６００、熱交換器４０及び混合弁７１が配置される。給湯水流路５０には、給湯水が流れ、給湯水の上流側から順に循環装置６００、熱交換器４０及び混合弁７１に流れる回路構成となる。

【0019】

熱交換器４０は、熱媒流路５１を流れる熱媒と、給湯水流路５０を流れる給湯水との熱交換を行なう。熱交換器４０は、例えば、プレート式熱交換器である。熱交換器４０の材質はＳＵＳ、アルミニウム又はＣｕ等の金属であり、それらを平板状に加工し積層したものである。熱交換器４０は、給湯水入口、給湯水出口、熱媒入口及び熱媒出口を有する。給湯水入口には、低温の給湯水が流入する。給湯水出口からは、熱交換後の給湯水が流出する。熱媒入口には、熱媒が流入する。熱媒出口からは、熱交換後の熱媒が流出する。

【0020】

循環装置６００は、給湯水流路５０及び熱媒流路５１に配置される。循環装置６００には、給湯水流路５０に流れる給湯水が流入し、循環装置６００は、給湯水の圧力により貯湯タンク２０に溜められた熱媒を循環する。

【0021】

混合弁７１は、給湯水流路５０と、冷水流路６２と、供給水配管６３とに接続される。混合弁７１は、熱交換器４０にて加熱された高温の給湯水と、熱交換前の低温の給湯水とを混合し給湯温度を調整して、供給水配管６３に流す。供給水配管６３を流れる供給水は、シャワー、風呂又は洗面等の使用端末に供給される。混合弁７１の材質は、プラスチック、ポリカーボネート又はＰＰＳ等の樹脂である。供給水配管６３の材質はＳＵＳ、Ｃｕ又はアルミニウム等の金属又はポリカーボネート又はＰＰＳ等の樹脂である。

【0022】

温度計７２は、供給水配管６３に設けられ、供給水配管６３内を流れる供給水の温度を測定する。

【0023】

給湯弁８０は、供給水配管６３に配置され、給湯器１０を利用する使用者が給湯量を調節する弁である。給湯弁８０の材質は、ＳＵＳ、Ｃｕ又はアルミニウム等の金属又はポリカーボネート又はＰＰＳ等の樹脂等である。給湯弁８０の材質は、水道圧に耐えられ、かつ６５℃程度の温度に耐えられる耐圧性及び耐熱性に優れている物が望ましい。

【0024】

制御装置１００は、給湯器１０全体の制御を司る。制御装置１００の処理回路が専用のハードウェアである場合、処理回路は、例えば、単一回路、複合回路、ＡＳＩＣ（Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ Ｓｐｅｃｉｆｉｃ Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ）、ＦＰＧＡ（Ｆｉｅｌｄ Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｇａｔｅ Ａｒｒａｙ）、又はこれらを組み合わせたものが該当する。処理回路が実現する各機能部のそれぞれを、個別のハードウェアで実現してもよいし、各機能部が一つのハードウェアで実現されてもよい。制御装置１００の処理回路がＣＰＵの場合、処理回路が実行する各機能は、ソフトウェア、ファームウェア、又はソフトウェアとファームウェアとの組み合わせにより実現される。ソフトウェア及びファームウェアはプログラムとして記述され、記憶部に格納される。ＣＰＵは、記憶部に格納されたプログラムを読み出して実行することにより、処理回路の各機能を実現する。なお、処理回路の機能の一部を専用のハードウェアで実現し、一部をソフトウェア又はファームウェアで実現するようにしてもよい。制御装置１００については、図３において、後述する。

【0025】

図２は、実施の形態１に係る給湯器１０における循環装置６００の構成を示す図である。

【0026】

図２に示すように、循環装置６００は、給湯水が流入出する給湯水筐体６０１と、熱媒が流入出する熱媒筐体６１１とを有する。

【0027】

給湯水筐体６０１は、円筒形状である。給湯水筐体６０１の材質はＳＵＳ、Ｃｕ又はアルミニウム等の金属又はポリカーボネート又はＰＰＳ等の樹脂である。給湯水筐体６０１は、給湯水入口６０２、給湯水出口６０３及び第１回転翼６０４を有する。

【0028】

給湯水入口６０２は、給湯水筐体６０１の周方向の円筒形状の面上に配置され、給湯水が流入する。給湯水出口６０３は、給湯水筐体６０１の軸方向の面上、すなわち、軸方向と直交する面上に設けられ、給湯水が流出する。給湯水入口６０２内には、第３温度センサ６０９が設けられる。第３温度センサ６０９は、給湯水入口６０２に流入する給湯水の温度Ｔ２を測定する。

【0029】

第１回転翼６０４は、給湯水筐体６０１の内部に設けられ、第１回転軸Ｒ１に取り付けられる。第１回転軸Ｒ１には、給湯水筐体６０１内に設けられ、第１回転軸Ｒ１の軸方向に垂直な方向にＮ及びＳの極性持つ円形磁石６１５が取り付けられる。第１回転翼６０４は複数枚の翼を有し、第１回転軸Ｒ１に取り付けられる。第１回転翼６０４の材質はＳＵＳ、Ｃｕ又はアルミニウム等の金属又はポリカーボネート又はＰＰＳ等の樹脂である。円形磁石６１５は鉄、コバルト又はニッケル等の磁性を有する材料である。

【0030】

熱媒筐体６１１の形状は円筒形状である。熱媒筐体６１１の材質はＳＵＳ、Ｃｕ又はアルミニウム等の金属、又はポリカーボネート又はＰＰＳ等の樹脂である。熱媒筐体６１１は、熱媒入口６１２、熱媒出口６１３及び第２回転翼６１４を有する。

【0031】

熱媒入口６１２は、熱媒筐体６１１の軸方向に設けられ、熱媒が流入する。熱媒出口６１３は、熱媒筐体６１１の円周方向に設けられ、熱媒が流出する。

【0032】

第２回転翼６１４は、熱媒筐体６１１の内部に設けられ、第２回転軸Ｒ２に取り付けられる。第２回転軸Ｒ２には、熱媒筐体６１１内に設けられ、第２回転軸Ｒ２の軸方向に垂直な方向にＮ及びＳの極性を持つ磁石６０５が取り付けられる。第２回転翼６１４は複数枚の翼を有し、第２回転軸Ｒ２に取り付けられる。第２回転翼６１４の材質はＳＵＳ、Ｃｕ又はアルミニウム等の金属又はポリカーボネート又はＰＰＳ等の樹脂である。磁石６０５は鉄、コバルト又はニッケル等の磁性を有する材料である。

【0033】

円形磁石６１５は、軸中心が中空の形状で形成される。円形磁石６１５は隔壁６１８を介して磁石６０５を外包するように配置される。隔壁６１８は、給湯水筐体６０１と熱媒筐体６１１とを離隔する。

【0034】

円形磁石６１５は、磁石６０５と磁気的に結合され、円形磁石６１５の回転に応じて、磁石６０５が回転する。

【0035】

また、熱媒筐体６１１は、熱媒出口６１３の流路内に熱媒の出口温度を測定する第１温度センサ６１６を具備する。

【0036】

熱媒筐体６１１は、熱媒出口６１３の流路内に設けられ、熱媒の流量を調整する流量調節器６１７を具備する。流量調節器６１７は、例えば、流量調整弁である。流量調節器６１７が流量調整弁の場合、弁開度を調整することにより、熱媒の流量が制御される。

【0037】

第１温度センサ６１６及び流量調節器６１７は、熱媒入口６１２に設けられても良い。すなわち、第１温度センサ６１６は、熱媒筐体６１１内に設けられ、熱媒の温度を測定する。流量調節器６１７は、熱媒筐体６１１内に設けられ、熱媒の流量を調節する。

【0038】

流量調節器６１７は、制御装置１００により、第１温度センサ６１６により測定された熱媒の温度に応じて、流量調節器６１７を制御される。

【0039】

給湯水筐体６０１は、給湯水出口６０３の流路内に設けられ、給湯水の出口温度を測定する第２温度センサ６０７を具備する。第２温度センサ６０７は、給湯水入口６０２に設けられても良い。すなわち、第２温度センサ６０７は、給湯水筐体６０１内に設けられ、給湯水の温度を測定する。

【0040】

給湯水筐体６０１は、給湯水筐体６０１内に回転機構６０８を具備する。回転機構６０８は、給湯水筐体６０１内に設けられ、第１回転軸Ｒ１の回転数を変更する。

【0041】

回転機構６０８は、制御装置１００により、第２温度センサ６０７により測定された温度に応じて、回転機構６０８の回転数が制御される。

【0042】

（給湯水流路５０及び熱媒流路５１における循環装置６００の配置）
次に、給湯水流路５０及び熱媒流路５１における循環装置６００の配置について説明する。

【0043】

給湯器１０の給湯水流路５０では、給湯水の上流側から順に循環装置６００、熱交換器４０、混合弁７１が配置され、混合弁７１を出た給湯水は端末に供給される回路構成となる。

【0044】

一方、熱媒流路５１では、熱媒の上流側から順に貯湯タンク２０、熱交換器４０、循環装置６００に配置され、循環装置６００を出た熱媒は、再び貯湯タンク２０に戻る回路構成となる。

【0045】

循環装置６００は、給湯水流路５０において、熱交換器４０よりも上流側の給湯水流路５０に接続され、熱媒流路５１において、熱交換器４０よりも下流側の熱媒流路５１に接続される。

【0046】

このような構成とすることで、循環装置６００には熱交換器４０で給湯水と熱交換して低温化した熱媒が流入するので、循環装置６００に流入する熱媒の温度を下げることができる。そのため、循環装置６００の磁石６０５及び円形磁石６１５が高温環境で使用されることによる磁力の低下を抑えることができる。その結果、循環装置６００は、給湯水及び熱媒を安定して大流量で吐出することができ、給湯器１０の性能を向上することができる。

【0047】

図３は、実施の形態１に係る給湯器１０の制御装置１００の機能ブロック図である。図３に示すように、制御装置１００は、流量調節器制御部１００＿１及び回転機構制御部１００＿２を有する。制御装置１００には、給湯器１０の入力装置１１０、温度計７２、第１温度センサ６１６、第２温度センサ６０７、第３温度センサ６０９、流量調節器６１７及び回転機構６０８が接続される。

【0048】

入力装置１１０は、使用者が設定した供給水の温度Ｔｗを制御装置１００に出力する。温度計７２は、供給水配管６３内を流れる供給水の温度を測定し、測定された供給水の温度を制御装置１００に出力する。第１温度センサ６１６は、熱媒出口６１３の流路内に熱媒の出口温度を測定し、測定された熱媒の出口温度を制御装置１００に出力する。第２温度センサ６０７は、給湯水の出口温度を測定し、測定された給湯水の出口温度を制御装置１００に出力する。第３温度センサ６０９は、給湯水入口６０２に流入する給湯水の温度Ｔ２を測定し、測定された給湯水入口６０２に流入する給湯水の温度Ｔ２を制御装置１００に出力する。

【0049】

流量調節器制御部１００＿１は、第１温度センサ６１６により測定された熱媒の温度に応じて、流量調節器６１７を制御する。また、回転機構制御部１００＿２は、第３温度センサ６０９により測定された給湯水入口６０２に流入する給湯水の温度Ｔ２に応じて、回転機構６０８の回転数を制御する。

【0050】

（循環装置６００の熱媒入口６１２、熱媒出口６１３、給湯水入口６０２及び給湯水出口６０３の位置）
循環装置６００における給湯水入口６０２、給湯水出口６０３、熱媒入口６１２及び熱媒出口６１３の配置について説明する。

【0051】

図４は、実施の形態１に係る給湯器１０の給湯水筐体６０１内の軸方向に垂直な断面の構造を示す図である。

【0052】

循環装置６００は上記したように、給湯水の水道圧を利用して熱媒を循環させる装置である。給湯水が給湯水筐体６０１内に流入することで、第１回転翼６０４が回転する。給湯水入口６０２は、第１回転翼６０４の第１回転軸Ｒ１より外側かつ第１回転翼６０４の羽根の面方向に対し給湯水が第１回転翼６０４に対して、交差する方向に流入する位置に配置される。具体的には、図４において、３時の方向の第１回転翼６０４に対して、給湯水が垂直に流入する位置に配置される。給湯水入口６０２は、給湯水筐体６０１の周方向の円筒面上に配置される。そのため、給湯水が給湯水入口６０２に流入することで効率よく第１回転翼６０４に回転させる動力が生ずる。図４において、矢印は第１回転翼６０４の回転方向を示す。

【0053】

給湯水出口６０３は、第１回転軸Ｒ１の軸方向から見て、第１回転軸Ｒ１が中心になる給湯水筐体６０１の表面の位置に配置される。つまり、給湯水出口６０３は、給湯水筐体６０１の軸方向の円筒形状の面上に配置される。これにより、給湯水出口６０３は、給湯水の流入により生じた動力を阻害しない。

【0054】

一方、熱媒筐体６１１は熱媒体の流入出口の配置が異なる。図５は、実施の形態１に係る給湯器１０の熱媒筐体６１１内の軸方向に垂直な断面の構造を示す図である。

【0055】

熱媒は、給湯水の動力により生じた第１回転翼６０４の動力を用いて回転する第２回転翼６１４により循環する。熱媒入口６１２は第２回転軸Ｒ２の軸方向から見て、第２回転軸Ｒ２が中心になる熱媒筐体６１１の表面の位置に配置される。つまり、熱媒入口６１２は、熱媒筐体６１１の軸方向の円筒形状の面上に配置される。そのため、熱媒は第２回転翼６１４に流入し易い。同図において、第１回転翼６０４付近の矢印は、熱媒入口６１２から流入した熱媒が第２回転翼６１４の間に入る様子を示す。

【0056】

熱媒出口６１３は、第２回転翼６１４の第２回転軸Ｒ２中心より外側に配置される。具体的には、図５において、熱媒出口６１３は、９時の方向の第２回転翼６１４に対して、鉛直方向上部の位置の熱媒筐体６１１の表面に配置される。すなわち、熱媒出口６１３は、熱媒筐体６１１の円筒形状の面上に配置される。従って、熱媒が第２回転翼６１４の回転により発生した遠心力により吐出し易い。

【0057】

上記のように、循環装置６００に給湯水入口６０２、給湯水出口６０３、熱媒入口６１２及び熱媒出口６１３を配置することで、効率よく給湯水の水道圧を用いて熱媒を循環させることができる。

【0058】

図４及び図５では一例として第１回転翼６０４及び第２回転翼６１４の羽根の枚数は８枚で示したが、羽根の枚数は回転することができれば何枚でも良い。また、図４及び図５では一例として第１回転翼６０４と第２回転翼６１４との羽根は軸に対し垂直に配置した図を示したが、第１回転翼６０４及び第２回転翼６１４の羽根の傾斜角度は給湯水の動力を熱媒へ伝達することに適した角度であれば何度でも良い。

【0059】

（循環装置６００を用いた給湯運転時の給湯器１０の動作）
次に、図１を用いて給湯器１０の給湯水及び熱媒の流れについて説明する。

【0060】

給湯運転時、端末側の給湯弁８０を開くと、市水が給湯水流路５０へ流入し、循環装置６００、熱交換器４０及び混合弁７１を通り給湯水が給湯弁８０へ流れ始める。図２を用いて循環装置６００内部の給湯水及び熱媒の流れについて説明する。

【0061】

給湯水が流れると、循環装置６００における給湯水筐体６０１の給湯水入口６０２から給湯水が流入し、給湯水の流れにより第１回転翼６０４が回転する。第１回転翼６０４が回転すると、第１回転翼６０４に直結した円形磁石６１５が回転する。

【0062】

円形磁石６１５の回転の動力は、隔壁６１８を介して磁石６０５に伝わり、第２回転翼６１４が回転する。第２回転翼６１４の回転により熱媒が流動し始め、熱媒筐体６１１の熱媒入口６１２から熱媒が流入し、熱媒出口６１３より流出する。

【0063】

循環装置６００の熱媒筐体６１１に、熱媒入口６１２から熱媒出口６１３に向かう熱媒の流れが生じると、熱媒流路５１における熱媒が移動する。貯湯タンク２０に貯められた熱媒が循環装置６００により伝えられた動力により、貯湯タンク２０の上方から汲み上げられ熱交換器４０を通り、循環装置６００から再び貯湯タンク２０の下方に戻る。

【0064】

一方、循環装置６００を流出した給湯水は熱交換器４０へ流れる。その際、熱交換器４０で、低温の給湯水は高温の熱媒と熱交換し、給湯水は高温に加熱され、熱媒は冷却される。

【0065】

熱交換器４０にて熱交換した高温の給湯水は混合弁７１へ流れ、循環装置６００に流入する手前で分岐した低温の給湯水と混合する。混合弁７１は、温度計７２で測定した温度が利用者が使用する給湯水の温度になるように高温の給湯水と低温の給湯水との混合比を調節し、調節された給湯水を端末の給湯弁８０に供給され、給湯水が給湯される。

【0066】

以上の動作により、給湯水の端末側の給湯弁８０が開くことで、給湯水が循環しその動力を用いて、貯湯タンク２０内に貯められた熱媒を循環させることができる。

【0067】

（第１温度センサ６１６を用いた給湯器１０の温度制御）
上記した給湯水流路５０及び熱媒流路５１の動作において、熱効率の観点から熱交換器４０を流出した後の熱媒の温度を下げることが望ましい。

【0068】

給湯水流路５０を流れる給湯水の流量に対し、熱媒流路５１を流れる熱媒の流量が多い場合、熱交換器４０を流れた後の温度が高い状態の熱媒が貯湯タンク２０下部に流入する。従って、温度が高い状態の熱媒が貯湯タンク２０の下部に貯まった低温の熱媒と混合し高温で使用できる熱媒量が低下する。

【0069】

一方、給湯水流路５０を流れる給湯水の流量に対し、熱媒流路５１を流れる熱媒の流量が少ない場合、給湯水流路５０において熱交換器４０を流れる給湯水の温度が使用者側で設定した温度まで上がらないことが想定される。

【0070】

実施の形態１の給湯器１０では、制御装置１００は、循環装置６００に配置した第１温度センサ６１６により測定した熱媒の温度と、温度計７２により測定した給湯水の温度に応じて、流量調節器６１７を制御する。

【0071】

具体的には、制御装置１００は、使用者が設定した温度Ｔｗに対し、温度計７２で測定した給湯水の温度Ｔ１が下記式（１）を満たすように流量調節器６１７の流量を制御する。
Ｔｗ＜Ｔ１…（１）

【0072】

さらに、制御装置１００は、第１温度センサ６１６で測定した熱媒の温度Ｔｈと、第３温度センサ６０９により測定した給湯水入口６０２に流入する給湯水の温度Ｔ２との差Ｆが小さくなるように流量調節器６１７の流量を制御する。
Ｆ＝Ｔｈ-Ｔ２…（２）
制御装置１００は、式（１）かつ式（２）の差Ｆが小さくなるように流量調節器６１７の流量を制御することにより、熱媒出口６１３における熱媒の温度を低くすることができ、熱媒の熱を有効に利用することができる。その結果、給湯器１０の給湯性能を向上できる。なお、熱媒出口６１３における熱媒の温度が高い場合、熱媒が熱を持ったままタンクユニット１の下部に戻ってしまい、熱媒の熱が無駄になる。

【0073】

また、制御装置１００は、第２温度センサ６０７により測定された給湯水の温度に応じて、回転機構６０８の回転数を制御する。制御装置１００は、回転機構６０８が抵抗となり、回転数が低下するように回転機構６０８を制御する。

【0074】

従って、実施の形態に係る給湯器１０によれば、循環装置６００が給湯水の圧力により、熱媒流路５１を流れる熱媒を循環する。従って、循環装置６００の消費電力が少ない給湯器１０を提供することができる。

【0075】

また、実施の形態に係る給湯器１０によれば、制御装置１００は、第１温度センサ６１６により測定された熱媒の温度と、第３温度センサ６０９により測定された給湯水の温度との差が小さくなるように、流量調節器６１７を制御する。従って、給湯器１０の給湯性能を向上できる。

【0076】

さらに、隔壁６１８が設けられることにより、熱媒が給湯水と混合することを防ぐことができる。従って、冷媒として水と異なる様々な媒体を利用することができ給湯器１０の給湯性能を向上できる。

【0077】

さらに、給湯水入口６０２は給湯水筐体６０１の円筒形状の周方向の面上に配置される。これにより、給湯水入口６０２から流入した給湯水を、第１回転翼６０４の表面に対して垂直方向に流入させることができ、効率よく第１回転翼６０４を回転させることができる。また、熱媒入口６１２は熱媒筐体６１１の円筒形状の軸方向の面上に配置される。これにより、熱媒入口６１２から流入する熱媒の流動抵抗を少なくすることができる。従って、循環装置６００のポンプ性能を向上させることができ、給湯器１０の給湯性能を向上できる。

【0078】

実施の形態は、例として提示したものであり、請求の範囲を限定することは意図していない。実施の形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、実施の形態の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行なうことができる。これら実施の形態及びその変形は、実施の形態の範囲及び要旨に含まれる。

【符号の説明】

【0079】

１ タンクユニット、１０ 給湯器、２０ 貯湯タンク、３０ 加熱器、４０ 熱交換器、４９ タンク側熱媒流路、５０ 給湯水流路、５１ 熱媒流路、６２ 冷水流路、６３ 供給水配管、７１ 混合弁、７２ 温度計、８０ 給湯弁、１００ 制御装置、１００＿１ 流量調節器制御部、１００＿２ 回転機構制御部、１１０ 入力装置、６００ 循環装置、６０１ 給湯水筐体、６０２ 給湯水入口、６０３ 給湯水出口、６０４ 第１回転翼、６０５ 磁石、６０７ 第２温度センサ、６０８ 回転機構、６０９ 第３温度センサ、６１１ 熱媒筐体、６１２ 熱媒入口、６１３ 熱媒出口、６１４ 第２回転翼、６１５ 円形磁石、６１６ 第１温度センサ、６１７ 流量調節器、６１８ 隔壁、Ｒ１ 第１回転軸、Ｒ２ 第２回転軸。

【要約】

給湯器は、熱媒を溜めるタンクと、タンクに溜められた熱媒が流れる熱媒流路と、給湯水が流れる給湯水流路と、給湯水流路に流れる給湯水が流入し、タンクに溜められた熱媒を循環する循環装置と、熱媒流路を流れる熱媒と、給湯水流路を流れる給湯水との熱交換をする熱交換器とを具備し、循環装置は、給湯水流路から循環装置に流入する給湯水の圧力を熱媒流路を流れる熱媒に伝達して、熱媒を循環する。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】