給湯装置
【課題】給湯を停止した後に再給湯が行なわれたときに、混合湯経路に冷水もしくは高温の湯が供給されることを抑制することが可能な給湯装置を実現する。
【解決手段】制御装置２００は、流量カウンタ７２が配管１７を流れる湯の供給を検出したときに、給湯設定温度に応じて混合弁１６による混合比率を制御させ、流量カウンタ７２が配管１７を流れる湯の給湯停止を検出したときに、混合弁１６を給湯停止時の状態に保持するように制御させるとともに、混合弁１６は、給湯停止を検出したときより導出管１４から給水配管１５に流れ込んだ湯が、再給湯時において、配管１７に流れ込むことのないように導出管１４と給水配管１５との合流点に設けた。これにより、再給湯が行なわれても、配管１７に冷水もしくは高温の湯が供給されることを抑制することができる。
【解決手段】制御装置２００は、流量カウンタ７２が配管１７を流れる湯の供給を検出したときに、給湯設定温度に応じて混合弁１６による混合比率を制御させ、流量カウンタ７２が配管１７を流れる湯の給湯停止を検出したときに、混合弁１６を給湯停止時の状態に保持するように制御させるとともに、混合弁１６は、給湯停止を検出したときより導出管１４から給水配管１５に流れ込んだ湯が、再給湯時において、配管１７に流れ込むことのないように導出管１４と給水配管１５との合流点に設けた。これにより、再給湯が行なわれても、配管１７に冷水もしくは高温の湯が供給されることを抑制することができる。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、加熱手段により加熱した給湯用の湯を貯える貯湯タンクを備える給湯装置に関するものであり、特に貯えられた湯と水とを混合する混合手段に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種の給湯装置では、貯湯タンク内に加熱手段であるヒータを備えており、給水経路から貯湯タンク内に送られた水を加熱して貯え給湯経路から湯を送り出すようになっている。また、給水経路と給湯経路とは貯湯タンクと迂回したバイパス経路により接続され、給湯経路とバイパス経路との合流点で湯と水とが混合され、下流側の混合湯経路に送られるようになっている。
【０００３】
そして、湯と水の混合比率は、給湯経路からバイパス経路が分岐する分岐点もしくは給湯経路とバイパス経路との合流点に設けられた比率制御弁（混合手段）により制御されるようになっており、給湯時には、給湯設定温度に応じて比率制御弁（混合手段）を制御し、給湯停止時には、所定時間比率制御弁を給湯停止時（給湯停止直前の給湯時）の状態に保持し、所定時間経過後に混合湯経路に供給される湯もしくは水のいずれかの経路を閉塞する構成となっている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００４】
【特許文献１】
特公平７−７２６２０号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記特許文献１によれば、給湯停止後の上記所定時間内には比率制御弁を給湯停止時の状態に保持しているので、給湯経路からバイパス経路に湯が流れ込む。従って、上記所定時間内に再給湯が行われた場合には、混合湯経路に給湯経路から供給される湯に加え、バイパス経路に流れ込んだ湯が混合されて送られるため、給湯設定温度よりも高温の湯が供給され使用者が不快感を感じる場合があるという問題がある。
【０００６】
また、この流れ込んだ湯を極力少なくするために、所定時間経過後に混合湯経路に供給される湯もしくは水のいずれかの経路を閉塞させているので、その後の再給湯において、給湯設定温度に達する湯を出湯するための開度に到達するまでの間に冷水が出湯する問題がある。
【０００７】
そして、これらの給湯設定温度から乖離された高温の湯もしくは冷水は再給湯時の流量が少ない場合には、この傾向は顕著なものとなる。
【０００８】
そこで、本発明の目的は、上記点を鑑みたものであり、給湯を停止した後に再給湯が行なわれたときに、混合湯経路に冷水もしくは高温の湯が供給されることを抑制することが可能な給湯装置を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記、目的を達成するために、請求項１ないし請求項６に記載の技術的手段を採用する。すなわち、請求項１に記載の発明では、加熱手段（２）により内部の水を加熱して、内部に給湯用の湯として貯える貯湯タンク（１）と、この貯湯タンク（１）に水を送る給水経路（１２）と、貯湯タンク（１）内の貯えられた湯を送る給湯経路（１４）と、給水経路（１２）から分岐し、貯湯タンク（１）を迂回するバイパス経路（１５）と、給湯経路（１４）とバイパス経路（１５）が合流した混合湯経路（１７）と、給湯経路（１４）とバイパス経路（１５）の合流点に設けられ、給湯経路（１４）を流れる湯とバイパス経路（１５）を流れる水との混合比率を、それぞれの経路（１４、１５）の開度を調節することで制御する混合手段（１６）と、混合湯経路（１７）に設けられ、この混合湯経路（１７）を流れる湯の供給の有無を検出する給湯検出手段（７２）と、この給湯検出手段（７２）および給湯設定温度に応じて混合手段（１６）と加熱手段（２）とを制御する制御手段（２００）とを備える給湯装置において、
制御手段（２００）は、給湯検出手段（７２）が混合湯経路（１７）を流れる湯の供給を検出したときに、給湯設定温度に応じて混合手段（１６）による混合比率を制御させ、給湯検出手段（７２）が混合湯経路（１７）を流れる湯の給湯停止を検出したときに、混合手段（１６）を給湯停止時の状態に保持するように制御させるとともに、
混合手段（１６）は、給湯停止を検出したときより給湯経路（１４）からバイパス経路（１５）に流れ込んだ湯が、再給湯時において、混合湯経路（１７）に流れ込むことのないように給湯経路（１４）とバイパス経路（１５）との合流点に設けたことを特徴としている。
【００１０】
請求項１に記載の発明によれば、給湯停止後おいて、混合手段（１６）における湯と水のそれぞれの経路（１４、１５）の開度は、給湯停止時（給湯停止直前の給湯時）の状態に保持するように制御される。従って、貯湯タンク（１）内と給湯経路（１４）、バイパス経路（１５）および給水経路（１２）とが連通することで給湯経路（１４）からバイパス経路（１５）に湯が流れ込んでしまう。
【００１１】
ところが、混合手段（１６）は、再給湯時において、混合湯経路（１７）に流れ込むことのないように給湯経路（１４）とバイパス経路（１５）との合流点に設けたことにより、例えば、バイパス経路（１５）を極力最小寸法で構成させてバイパス経路（１５）に流れ込んだ湯を給水経路（１２）側に流すようにすると、再給湯時において、流れ込んだ湯の大半が貯湯タンク（１）に通ずる給水経路（１２）に流れ、バイパス経路（１５）に流れ込んだ高温の湯が混合湯経路（１７）に供給されることを抑制することができる。
【００１２】
しかも、混合手段（１６）における湯と水のそれぞれの経路（１４、１５）の開度は、給湯停止時（給湯停止直前の給湯時）の状態であるから、再給湯開始直後から混合比率の制御ができるため冷水が混合湯経路（１７）に供給されることを抑制することができる。これにより、使用者が高温出湯もしくは冷水により不快感を感じることを抑制できる。
【００１３】
また、混合手段（１６）の開度が給湯停止時（給湯停止直前の給湯時）の状態で保持されていることにより、このときに停電などが生じても混合比率の制御が可能である。
【００１４】
請求項２に記載の発明では、混合手段（１６）は、給水経路（１２）からバイパス回路（１５）に分岐する給水分岐点（１２ａ）の上方近傍に設けたことを特徴としている。
【００１５】
請求項２に記載の発明によれば、具体的には、混合手段（１６）を貯湯タンク（１）内に通ずる給水経路（１２）の給水分岐点（１２ａ）の上方近傍に設けたことにより、バイパス経路（１５）を極力最小寸法で構成できるため、バイパス経路（１５）に流れ込む湯の大半が貯湯タンク（１）側に流し込むことができる。従って、バイパス経路（１５）に流れ込んだ高温の湯が混合湯経路（１７）に供給されることを抑制することができる。
【００１６】
請求項３に記載の発明では、給水分岐点（１２ａ）は、前記貯湯タンク（１）の最上部よりも上方に設けたことを特徴としている。
【００１７】
請求項３に記載の発明によれば、貯湯タンク（１）内に少量の湯が貯えられているとき、つまり、貯湯タンク（１）内の湯と水との温度境界位置が最上部の時の場合でも、給水分岐点（１２ａ）を貯湯タンク（１）の最上部よりも上方に配設したことにより、給湯経路（１４）に冷水が流れ込むことはない。従って、給湯時に湯切れのない限り混合手段（１６）に貯湯タンク（１）内の湯を供給できる。
【００１８】
請求項４に記載の発明では、バイパス回路（１５）には、給水経路（１２）からバイパス経路（１５）に向けて流す方向の逆方向に流すことを遮断する逆止弁手段（５１）が設けられていることを特徴としている。
【００１９】
請求項４に記載の発明によれば、給湯停止後おいて、混合手段（１６）における湯と水のそれぞれの経路（１４、１５）の開度は、給湯停止時（給湯停止直前の給湯時）の状態に保持されていても、逆止弁手段（５１）により貯湯タンク（１）内と給湯経路（１４）、バイパス経路（１５）および給水経路（１２）とが閉塞されることで給湯経路（１４）からバイパス経路（１５）に湯が流れ込むことはない。従って、高温の湯が混合湯経路（１７）に供給されることはない。
【００２０】
また、この逆止弁手段（５１）により、バイパス経路（１５）から貯湯タンク（１）内に、給湯経路（１４）からの湯が流れ込まないので、加熱手段（２）により沸き上げた湯を給湯用に有効に使用することができる。
【００２１】
請求項５に記載の発明では、制御手段（２００）は、加熱手段（２）を制御して貯湯タンク（１）内の水を加熱させて沸き上げられた湯と沸き上げられる前の水との境界をなす温度境界位置が混合手段（１６）よりも下方に形成するように加熱手段（２）を制御することを特徴としている。
【００２２】
請求項５に記載の発明によれば、貯湯タンク（１）内の湯は湯と水の比重関係により、沸き上げられた湯と沸き上げられる前の水との境界をなす温度境界位置が変動している。例えば、貯湯タンク（１）内の湯が少量になってくるとこの温度境界位置が混合手段（１６）の上方に形成されるときがある。このときには、給湯停止後に混合手段（１６）の開度が給湯停止時（給湯停止直前の給湯時）の状態で保持されているために、混合手段（１６）の上方まで冷水が流れ込んでしまう。つまり、バイパス経路（１５）から給湯経路（１４）に冷水が流れ込む。従って、再給湯時において、この冷水が混合湯経路（１７）に供給され使用者が不快感を感じる場合がある。
【００２３】
そこで、本発明では、温度境界位置が混合手段（１６）よりも下方に形成するように加熱手段（２）を制御することにより、上記請求項３と同じように、給湯経路（１４）に冷水が導出されることがない。従って、上記温度境界位置が混合手段（１６）よりも下方となるように制御手段（２００）により沸き上げ制御することで、貯湯タンク（１）内の最低貯湯量として設定できる。
【００２４】
請求項６に記載の発明では、貯湯タンク（１）は、複数のタンク（１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄ、１ｅ）を連結した構成であることを特徴としている。
【００２５】
請求項６に記載の発明によれば、貯湯タンク（１）は、例えば、二つのタンク（１ａ、１ｂ）や三つのタンクを（１ｃ、１ｄ、１ｅ）をそれぞれ直列に連結させたものでも本発明を適用できる。
【００２６】
なお、上記各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態の具体的手段との対応関係を示すものである。
【００２７】
【発明の実施の形態】
（第１実施形態）
以下、本発明を適用した第１実施形態の給湯装置を図１および図２に基づいて説明する。図１は、給湯装置の概略構成を示す模式図である。図１に示すように、１は耐食性に優れた金属製（例えばステンレス製）の貯湯タンクであり、外周部に図示しない断熱材が配置されており、高温の給湯用の湯を長時間に渡って保温することができるようになっている。貯湯タンク１は縦長形状であり、その底面には導入口１１が設けられ、この導入口１１には貯湯タンク１内に水道水を導入する給水経路である導入管１２が接続されている。
【００２８】
導入管１２には温度検出手段である給水サーミスタ２１が設けられており、導入管１２内の温度情報を後述する制御装置２００に出力するようになっている。また、導入管１２には導入される水道水の水圧が所定圧となるように調節するとともに、断水などにおける湯の逆流を防止する減圧逆止弁５１が設けられている。そして、導入管１２の給水サーミスタ２１および減圧逆止弁５１が設けられた位置より下流の給水分岐点１２ａと後述する混合弁１６とはバイパス経路である給水配管１５により繋がれている。
【００２９】
因みに、本実施形態の給水分岐点１２ａは、貯湯タンク１のほぼ中央部（高さ方向に対して）の位置に設けられて、給水配管１５の下流端に配設される混合弁１６に対して下方に設けられている。また、本実施形態の給水配管１５は、最小寸法の長さで形成して混合弁１６に繋がれている。
【００３０】
一方、貯湯タンク１の最上部には導出口１３が設けられ、導出口１３には貯湯タンク１内の湯を導出するための給湯経路である導出管１４が接続されている。導出管１４の経路途中には逃がし弁５３が配設された排出配管５２を接続しており、貯湯タンク１内の圧力が所定圧以上に上昇した場合には、貯湯タンク１内の湯を外部に排出して、貯湯タンク１等にダメージを与えないようになっている。
【００３１】
１６は混合手段である混合弁であり、導出管１４と給水配管１５との合流点に配置されている。そして、混合弁１６は開口面積比（導出管１４に連通する湯側の開度と給水配管１５に連通する水側の開度の比率）を調節することにより、導出管１４からの湯と給水配管１５からの水道水との混合比を調節できるようになっている。
【００３２】
なお、混合弁１６はサーボモータ等の駆動源により弁体を駆動して各経路の開度を調節する電動弁であり、後述する制御装置２００からの制御信号により作動するとともに、作動状態を制御装置２００に出力するようになっている。
【００３３】
混合弁１６の出口側には給湯水栓、シャワー、風呂等への混合湯経路である配管１７が接続している。配管１７には温度検出手段である給湯サーミスタ７１と給湯検出手段である流量カウンタ７２が設けられており、給湯サーミスタ７１は配管１７内の温度情報を、流量カウンタ７２は配管１７内の流量情報を後述する制御装置２００に出力するようになっている。
【００３４】
なお、流量カウンタ７２が配管１７内の水の流れを検出したときには、給湯水栓、シャワー、風呂等のいずれかで湯が使用されようとしているということである。このとき制御装置２００は、設定温度に応じて、まず給水サーミスタ２１からの温度情報と後述する出湯サーミスタ３２からの温度情報とから混合弁１６の開口面積比を概略調節し、その後給湯サーミスタ７１からの温度情報に基づいて給湯温度が設定温度となるように混合弁１６の開口面積比を微細制御するようになっている。
【００３５】
また、貯湯タンク１の下部には、貯湯タンク１内の水を吸入するための吸入口１８が設けられ、貯湯タンク１の上部側面には、貯湯タンク１内に湯を吐出する吐出口１９が設けられている。吸入口１８と吐出口１９とは循環回路２０で接続されており、循環回路２０の一部はヒートポンプユニット２内に配置されている。循環回路２０のヒートポンプユニット２内に配置された部分には、図示しない熱交換器が設けられており、吸入口１８から吸入した貯湯タンク１内の水を高温冷媒との熱交換により加熱し、吐出口１９から貯湯タンク１内に戻すことにより貯湯タンク１内の水を沸き上げることができるようになっている。
【００３６】
ヒートポンプユニット２は、本実施形態における加熱手段である。なお、ヒートポンプユニット２は後述する制御装置２００からの制御信号により作動するとともに、作動状態を制御装置２００に出力するようになっている。
【００３７】
さらに、貯湯タンク１の上部外壁面には、貯湯タンク１内上部の水温を検出する出湯サーミスタ３２が設けられており、導出口１３から導出される水の温度情報を後述する制御装置２００に出力するようになっている。
【００３８】
また、貯湯タンク１の外壁面には複数の（本例では６つの）水位サーミスタ３３が縦方向にほぼ等間隔に配置され、貯湯タンク１内に満たされた水の各水位レベルでの温度情報を後述する制御装置２００に出力するようになっている。従って、制御装置２００は、水位サーミスタ３３からの温度情報に基づいて、貯湯タンク１内上方の沸き上げられた湯と貯湯タンク１内下方の沸き上げられる前の水との温度境界位置を検出できるようになっている。
【００３９】
また、２００は制御手段である制御装置であり、各サーミスタ２１、３２、３３、７１からの温度情報、流量カウンタ７２からの流量情報および図示しない操作盤に設けられた操作スイッチからの信号等に基づいて、後述する手順に従ってヒートポンプユニット２、混合弁１６等を制御するように構成されている。
【００４０】
なお、図示しない操作盤は、浴室内や台所等の湯を使用する場所の近傍に設置され、操作盤以外は、屋外等の適所に設置されている。
【００４１】
次に、上記構成による給湯装置の作動を図２に基づいて説明する。図２は、制御装置２００の全体概略制御処理を示すフローチャートである。まず、給湯装置の図示しない電源スイッチがオンされると、制御装置２００は、通常の温調給湯制御を行なう（ステップ１０１）。温調給湯制御が実行されると、制御装置２００は、貯湯タンク１に設けられた各サーミスタからの温度情報等や、図示しない操作盤により設定された時刻情報等に基づいて、適宜ヒートポンプサイクル２を作動させ貯湯タンク１内の水を加熱して給湯用の湯（例えば８５℃の湯）とする。
【００４２】
また、流量カウンタ７２からの流量情報に基づいて給湯水栓等が開かれたと判定したときは、図示しない操作盤により設定された給湯設定温度に基づいて混合弁１６を制御して温度調節された混合湯を配管１７に供給する。そして、次に、流量カウンタ７２からの流量情報に基づいて、給湯水栓等が閉じられたかどうか判定する。すなわち、配管１７を介して給湯されていた状態から給湯が停止された状態になったか否かを判定する判定手段である。（ステップ１０２）。ここで、給湯停止状態もしくは給湯状態が継続している場合には、ステップ１０１にリターンする。
【００４３】
ステップ１０２において、給湯状態から給湯停止状態になったと判定したときは、制御装置２００は、混合弁１６の湯側の開度（導出管１４側の開度）を給湯停止時（すなわち給湯停止直前）の開度を保持するように混合弁１６を制御する（ステップ１０３）。例えば、給湯停止時の湯側の開度と水側の開度（給水配管１５側の開度）がともに５０％であった場合には、そのままの開度の状態、つまり、湯側の開度を５０％とし、水側の開度を５０％とするように混合弁１６を制御する。
【００４４】
そして、ステップ１０３を実行したら、流量カウンタ７２からの流量情報に基づいて給湯が再開されたか否かを判定する。（ステップ１０４）。給湯が再開された場合にはステップ１０１にリターンし、給湯が再開されていない場合には、所定時間が経過したか否かを判定し（ステップ１０５）、所定時間（例えば、３０分程度）の間、給湯の再開の有無を監視する。
【００４５】
給湯が再開されることなく所定時間が経過した場合には、混合弁１６の湯側の開度を０％とし（湯側を閉じ）、水側の開度を１００％とするように混合弁１６を制御する（ステップ１０６）。すなわち、ステップ１０３の制御状態を所定時間の間、継続させた後、ステップ１０６の制御を実行する。そして、ステップ１０６を実行したらステップ１０１にリターンする。
【００４６】
以上の第１実施形態の給湯装置によれば、給湯水栓等が閉じられて給湯が停止された後は、ステップ１０３において混合弁１６の湯側の開度を給湯停止時の状態で保持していることで、貯湯タンク１内と導出管１４、給水配管１５および導入管１２とが連通されることにより、導出管１４側から混合弁１６を通過して給水配管１５内に湯が流れ込む。
【００４７】
その後、給湯水栓等が開かれ再給湯が行なわれたとしても、給水分岐点１２ａを混合弁１６の下方近傍に設けたことにより、給水配管１５に流れ込んだ湯は大半が貯湯タンク１内および貯湯タンク１に通ずる導入管１２に流れ込み、再給湯のときに貯湯タンク１内に流れてしまう。従って、高温の湯が配管１７に供給されることなく給湯水栓等から設定温度よりも高温の湯が出湯することを抑制することが可能である。
【００４８】
しかも、混合弁１６の湯側の開度を給湯停止時の状態で保持していることで、再給湯開始直後から混合比率の制御ができるため冷水が配管１７に供給されることを抑制することができる。これにより、使用者が高温出湯もしくは冷水により不快感を感じることを抑制できる。
【００４９】
また、混合弁１６を貯湯タンク１内に通ずる導入管１２の給水分岐点１２ａの上方近傍に設けたことにより、給水配管１５を極力最小寸法で構成できるため、給水配管１５に流れ込む湯の大半が貯湯タンク１側に流すことができる。従って、給水配管１５に流れ込んだ高温の湯が配管１７に供給されることを抑制することができる。
【００５０】
（第２実施形態）
以上の第１実施形態では、混合弁１６を貯湯タンク１内に通ずる導入管１２の給水分岐点１２ａの上方近傍に設けたが、これに限らず、給水配管１５から導入管１２に流れ込む湯の逆流を防止する逆止弁手段を給水配管１５に設けても良い。
【００５１】
具体的には、図３に示すように、給水分岐点１２ａの下流となる給水配管１５および導入管１２に逆止弁手段である減圧逆止弁５１をそれぞれに設けたものである。なお、図中の符号は、第１実施形態と構成が同じものは同一の符号を付して説明は省略する。
【００５２】
以上の構成による第２実施形態の給湯装置によれば、減圧逆止弁５１により、給水配管１５から貯湯タンク１内に、導出管１４からの湯が流れ込まないのでヒートポンプユニット２により沸き上げた湯を給湯用に有効に使用することができる。
【００５３】
なお、本実施形態では、給水配管１５および導入管１２に逆止弁手段である減圧逆止弁５１をそれぞれに設けたが、これに限らず、第１実施形態給水分岐点１２ａの上流に減圧逆止弁５１を設け、かつ給水配管１５に逆止弁を設けても良い。
【００５４】
（第３実施形態）
ところで、ヒートポンプユニット２により沸き上げられた貯湯タンク１内の湯は湯と水の比重関係により、沸き上げられた湯と沸き上げられる前の水との境界をなす温度境界位置が変動している。例えば、図４に示すように、貯湯タンク１内の湯が少量になってくると温度境界位置（図中に一点鎖線で示すＸ）が混合弁１６の上方に形成されるときがある。
【００５５】
上記温度境界位置（図中に一点鎖線で示すＸ）の場合では、給湯停止後に混合弁１６の開度が給湯停止時（給湯停止直前の給湯時）の状態で保持されているために、混合弁１６の上方まで冷水が流れ込んでしまう。つまり、導出管１４の下流側に給水配管１５から冷水が流れ込む。従って、再給湯時において、この冷水が配管１７に供給され使用者が不快感を感じる場合がある。
【００５６】
そこで、本実施形態では、温度境界位置が混合弁１６の下方に形成されるように制御装置２００によりヒートポンプユニット２の沸き上げを制御させたものである。具体的には、図４に示すように、給水分岐点１２ａと略同一高さの温度境界位置（図中に一点鎖線で示すＹ）を定めて、制御装置２００により、水位サーミスタ３３の検出値に基づいて、図中に示すＹの部位に温度境界位置が形成するようにヒートポンプユニット２を沸き上げ制御したものである。つまり、水位サーミスタ３３により最低貯湯量を監視し、上記温度境界位置が給水分岐点１２ａよりも上に来ないように沸き上げ制御を行なっている。
【００５７】
これにより、給湯停止後は給水分岐点１２ａ近傍まで湯が流れ込んで、給水分岐点１２ａより下方に冷水が存在している。従って、高温の湯および冷水が配管１７に供給されることなく使用者が高温出湯もしくは冷水により不快感を感じることを抑制できる。さらに、温度境界位置が混合弁１６よりも下方となるように沸き上げ制御することで、貯湯タンク１内の最低貯湯量として設定できる。
【００５８】
なお、本実施形態では、最低貯湯量として上記温度境界位置を貯湯タンク１の略中央部よりもやや上に設定したが、図５に示すように、貯湯タンク１最上部に温度境界位置（図中に一点鎖線で示すＺ）を設定しても良い。このときにも、給水分岐点１２ａを貯湯タンク１の最上部よりも上方に配設させて、その給水分岐点１２ａの上方近傍に混合弁１６を構成させたものである。
【００５９】
これによれば、貯湯タンク１内に少量の湯が貯えられているとき、つまり、貯湯タンク１内の湯と水との温度境界位置（図中に一点鎖線で示すＺ）が最上部の時の場合でも、給水分岐点１２ａを貯湯タンク１の最上部よりも上方に配設したことにより、導出管１４に冷水が流れ込むことはない。従って、給湯時に湯切れのない限り混合弁１６に貯湯タンク１内の湯を供給できる。
【００６０】
また、本実施形態では沸き上げ制御による上記温度境界位置を給水分岐点１２ａと略同一高さにしたが、給水分岐点１２ａの上方近傍に設けられる混合弁１６の高さ位置でも良い。
【００６１】
（他の実施形態）
以上の実施形態では、貯湯タンク１は１つのタンクにより構成されていたが、複数のタンクを連結して構成した貯湯タンクであってもよい。例えば、図６（ａ）に示すように２つのタンクを直列に連結したものであってもよいし、図６（ｂ）に示すように３つのタンクを直列に連結したものであってもよい。
【００６２】
これらのように、複数のタンクを連結した貯湯タンク１においては、前述の貯湯タンク１内の湯と水との温度境界位置に応じて制御を変える発明は、湯と水との境界があるタンクについて適用することができる。
【００６３】
例えば、図６（ａ）に示す貯湯タンク１においては、混合弁１６より下方ならなるタンク１ａに一点鎖線で示す温度境界位置を設定し、この温度境界位置に応じた制御をするものであればよい。また、例えば、図６（ｂ）に示す貯湯タンク１においては、同じように、混合弁１６より下方ならなるタンク１ｃに一点鎖線で示す温度境界位置を設定し、この温度境界位置に応じた制御をするものであればよい。なお、図６では、要部以外の図示を省略している。
【００６４】
また、以上の実施形態では、貯湯タンク１内の水を高温冷媒との熱交換により加熱するヒートポンプユニット２を加熱手段として説明したが、これに限らず、太陽熱、ガス、液体燃料による給湯器や湯沸かし器などの加熱手段と貯湯タンク１とを備える給湯装置に適用される。また、水道水等を導入し、貯湯タンク１内で電気ヒータ等により加熱して高温の湯として蓄えるものであっても良い。
【００６５】
また、以上の実施形態では、混合弁１６をサーボモータ等の駆動源により弁体を駆動して各経路の開度を調節する電動弁であったが、これに限らず、駆動源がステッピングモータを用いても良い。これによれば、給湯停止後に混合弁１６の開度が給湯停止時（給湯停止直前の給湯時）の状態で保持しているときに、停電などが生じても混合比率の制御が可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態における給湯装置の概略構成を示す模式図である。
【図２】本発明の第１実施形態における制御装置２００の全体概略制御処理を示すフローチャートである。
【図３】本発明の第２実施形態における給湯装置の概略構成を示す模式図である。
【図４】本発明の第３実施形態における給湯装置の概略構成を示す模式図である。
【図５】本発明の第３実施形態における給湯装置の概略構成を示す模式図である。
【図６】他の実施形態における貯湯タンク１内の構成を示す模式図である。
【符号の説明】
１…貯湯タンク
１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄ、１ｅ…タンク
２…ヒートポンプユニット（加熱手段）
１２…導入管（給水経路）
１２ａ…給水分岐点
１４…導出管（給湯経路）
１５…給水配管（バイパス経路）
１６…混合弁（混合手段）
１７…配管（混合湯経路）
５１…減圧逆止弁（減圧逆止弁手段）
７２…流量カウンタ（給湯検出手段）
２００…制御装置（制御手段）
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、加熱手段により加熱した給湯用の湯を貯える貯湯タンクを備える給湯装置に関するものであり、特に貯えられた湯と水とを混合する混合手段に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種の給湯装置では、貯湯タンク内に加熱手段であるヒータを備えており、給水経路から貯湯タンク内に送られた水を加熱して貯え給湯経路から湯を送り出すようになっている。また、給水経路と給湯経路とは貯湯タンクと迂回したバイパス経路により接続され、給湯経路とバイパス経路との合流点で湯と水とが混合され、下流側の混合湯経路に送られるようになっている。
【０００３】
そして、湯と水の混合比率は、給湯経路からバイパス経路が分岐する分岐点もしくは給湯経路とバイパス経路との合流点に設けられた比率制御弁（混合手段）により制御されるようになっており、給湯時には、給湯設定温度に応じて比率制御弁（混合手段）を制御し、給湯停止時には、所定時間比率制御弁を給湯停止時（給湯停止直前の給湯時）の状態に保持し、所定時間経過後に混合湯経路に供給される湯もしくは水のいずれかの経路を閉塞する構成となっている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００４】
【特許文献１】
特公平７−７２６２０号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記特許文献１によれば、給湯停止後の上記所定時間内には比率制御弁を給湯停止時の状態に保持しているので、給湯経路からバイパス経路に湯が流れ込む。従って、上記所定時間内に再給湯が行われた場合には、混合湯経路に給湯経路から供給される湯に加え、バイパス経路に流れ込んだ湯が混合されて送られるため、給湯設定温度よりも高温の湯が供給され使用者が不快感を感じる場合があるという問題がある。
【０００６】
また、この流れ込んだ湯を極力少なくするために、所定時間経過後に混合湯経路に供給される湯もしくは水のいずれかの経路を閉塞させているので、その後の再給湯において、給湯設定温度に達する湯を出湯するための開度に到達するまでの間に冷水が出湯する問題がある。
【０００７】
そして、これらの給湯設定温度から乖離された高温の湯もしくは冷水は再給湯時の流量が少ない場合には、この傾向は顕著なものとなる。
【０００８】
そこで、本発明の目的は、上記点を鑑みたものであり、給湯を停止した後に再給湯が行なわれたときに、混合湯経路に冷水もしくは高温の湯が供給されることを抑制することが可能な給湯装置を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記、目的を達成するために、請求項１ないし請求項６に記載の技術的手段を採用する。すなわち、請求項１に記載の発明では、加熱手段（２）により内部の水を加熱して、内部に給湯用の湯として貯える貯湯タンク（１）と、この貯湯タンク（１）に水を送る給水経路（１２）と、貯湯タンク（１）内の貯えられた湯を送る給湯経路（１４）と、給水経路（１２）から分岐し、貯湯タンク（１）を迂回するバイパス経路（１５）と、給湯経路（１４）とバイパス経路（１５）が合流した混合湯経路（１７）と、給湯経路（１４）とバイパス経路（１５）の合流点に設けられ、給湯経路（１４）を流れる湯とバイパス経路（１５）を流れる水との混合比率を、それぞれの経路（１４、１５）の開度を調節することで制御する混合手段（１６）と、混合湯経路（１７）に設けられ、この混合湯経路（１７）を流れる湯の供給の有無を検出する給湯検出手段（７２）と、この給湯検出手段（７２）および給湯設定温度に応じて混合手段（１６）と加熱手段（２）とを制御する制御手段（２００）とを備える給湯装置において、
制御手段（２００）は、給湯検出手段（７２）が混合湯経路（１７）を流れる湯の供給を検出したときに、給湯設定温度に応じて混合手段（１６）による混合比率を制御させ、給湯検出手段（７２）が混合湯経路（１７）を流れる湯の給湯停止を検出したときに、混合手段（１６）を給湯停止時の状態に保持するように制御させるとともに、
混合手段（１６）は、給湯停止を検出したときより給湯経路（１４）からバイパス経路（１５）に流れ込んだ湯が、再給湯時において、混合湯経路（１７）に流れ込むことのないように給湯経路（１４）とバイパス経路（１５）との合流点に設けたことを特徴としている。
【００１０】
請求項１に記載の発明によれば、給湯停止後おいて、混合手段（１６）における湯と水のそれぞれの経路（１４、１５）の開度は、給湯停止時（給湯停止直前の給湯時）の状態に保持するように制御される。従って、貯湯タンク（１）内と給湯経路（１４）、バイパス経路（１５）および給水経路（１２）とが連通することで給湯経路（１４）からバイパス経路（１５）に湯が流れ込んでしまう。
【００１１】
ところが、混合手段（１６）は、再給湯時において、混合湯経路（１７）に流れ込むことのないように給湯経路（１４）とバイパス経路（１５）との合流点に設けたことにより、例えば、バイパス経路（１５）を極力最小寸法で構成させてバイパス経路（１５）に流れ込んだ湯を給水経路（１２）側に流すようにすると、再給湯時において、流れ込んだ湯の大半が貯湯タンク（１）に通ずる給水経路（１２）に流れ、バイパス経路（１５）に流れ込んだ高温の湯が混合湯経路（１７）に供給されることを抑制することができる。
【００１２】
しかも、混合手段（１６）における湯と水のそれぞれの経路（１４、１５）の開度は、給湯停止時（給湯停止直前の給湯時）の状態であるから、再給湯開始直後から混合比率の制御ができるため冷水が混合湯経路（１７）に供給されることを抑制することができる。これにより、使用者が高温出湯もしくは冷水により不快感を感じることを抑制できる。
【００１３】
また、混合手段（１６）の開度が給湯停止時（給湯停止直前の給湯時）の状態で保持されていることにより、このときに停電などが生じても混合比率の制御が可能である。
【００１４】
請求項２に記載の発明では、混合手段（１６）は、給水経路（１２）からバイパス回路（１５）に分岐する給水分岐点（１２ａ）の上方近傍に設けたことを特徴としている。
【００１５】
請求項２に記載の発明によれば、具体的には、混合手段（１６）を貯湯タンク（１）内に通ずる給水経路（１２）の給水分岐点（１２ａ）の上方近傍に設けたことにより、バイパス経路（１５）を極力最小寸法で構成できるため、バイパス経路（１５）に流れ込む湯の大半が貯湯タンク（１）側に流し込むことができる。従って、バイパス経路（１５）に流れ込んだ高温の湯が混合湯経路（１７）に供給されることを抑制することができる。
【００１６】
請求項３に記載の発明では、給水分岐点（１２ａ）は、前記貯湯タンク（１）の最上部よりも上方に設けたことを特徴としている。
【００１７】
請求項３に記載の発明によれば、貯湯タンク（１）内に少量の湯が貯えられているとき、つまり、貯湯タンク（１）内の湯と水との温度境界位置が最上部の時の場合でも、給水分岐点（１２ａ）を貯湯タンク（１）の最上部よりも上方に配設したことにより、給湯経路（１４）に冷水が流れ込むことはない。従って、給湯時に湯切れのない限り混合手段（１６）に貯湯タンク（１）内の湯を供給できる。
【００１８】
請求項４に記載の発明では、バイパス回路（１５）には、給水経路（１２）からバイパス経路（１５）に向けて流す方向の逆方向に流すことを遮断する逆止弁手段（５１）が設けられていることを特徴としている。
【００１９】
請求項４に記載の発明によれば、給湯停止後おいて、混合手段（１６）における湯と水のそれぞれの経路（１４、１５）の開度は、給湯停止時（給湯停止直前の給湯時）の状態に保持されていても、逆止弁手段（５１）により貯湯タンク（１）内と給湯経路（１４）、バイパス経路（１５）および給水経路（１２）とが閉塞されることで給湯経路（１４）からバイパス経路（１５）に湯が流れ込むことはない。従って、高温の湯が混合湯経路（１７）に供給されることはない。
【００２０】
また、この逆止弁手段（５１）により、バイパス経路（１５）から貯湯タンク（１）内に、給湯経路（１４）からの湯が流れ込まないので、加熱手段（２）により沸き上げた湯を給湯用に有効に使用することができる。
【００２１】
請求項５に記載の発明では、制御手段（２００）は、加熱手段（２）を制御して貯湯タンク（１）内の水を加熱させて沸き上げられた湯と沸き上げられる前の水との境界をなす温度境界位置が混合手段（１６）よりも下方に形成するように加熱手段（２）を制御することを特徴としている。
【００２２】
請求項５に記載の発明によれば、貯湯タンク（１）内の湯は湯と水の比重関係により、沸き上げられた湯と沸き上げられる前の水との境界をなす温度境界位置が変動している。例えば、貯湯タンク（１）内の湯が少量になってくるとこの温度境界位置が混合手段（１６）の上方に形成されるときがある。このときには、給湯停止後に混合手段（１６）の開度が給湯停止時（給湯停止直前の給湯時）の状態で保持されているために、混合手段（１６）の上方まで冷水が流れ込んでしまう。つまり、バイパス経路（１５）から給湯経路（１４）に冷水が流れ込む。従って、再給湯時において、この冷水が混合湯経路（１７）に供給され使用者が不快感を感じる場合がある。
【００２３】
そこで、本発明では、温度境界位置が混合手段（１６）よりも下方に形成するように加熱手段（２）を制御することにより、上記請求項３と同じように、給湯経路（１４）に冷水が導出されることがない。従って、上記温度境界位置が混合手段（１６）よりも下方となるように制御手段（２００）により沸き上げ制御することで、貯湯タンク（１）内の最低貯湯量として設定できる。
【００２４】
請求項６に記載の発明では、貯湯タンク（１）は、複数のタンク（１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄ、１ｅ）を連結した構成であることを特徴としている。
【００２５】
請求項６に記載の発明によれば、貯湯タンク（１）は、例えば、二つのタンク（１ａ、１ｂ）や三つのタンクを（１ｃ、１ｄ、１ｅ）をそれぞれ直列に連結させたものでも本発明を適用できる。
【００２６】
なお、上記各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態の具体的手段との対応関係を示すものである。
【００２７】
【発明の実施の形態】
（第１実施形態）
以下、本発明を適用した第１実施形態の給湯装置を図１および図２に基づいて説明する。図１は、給湯装置の概略構成を示す模式図である。図１に示すように、１は耐食性に優れた金属製（例えばステンレス製）の貯湯タンクであり、外周部に図示しない断熱材が配置されており、高温の給湯用の湯を長時間に渡って保温することができるようになっている。貯湯タンク１は縦長形状であり、その底面には導入口１１が設けられ、この導入口１１には貯湯タンク１内に水道水を導入する給水経路である導入管１２が接続されている。
【００２８】
導入管１２には温度検出手段である給水サーミスタ２１が設けられており、導入管１２内の温度情報を後述する制御装置２００に出力するようになっている。また、導入管１２には導入される水道水の水圧が所定圧となるように調節するとともに、断水などにおける湯の逆流を防止する減圧逆止弁５１が設けられている。そして、導入管１２の給水サーミスタ２１および減圧逆止弁５１が設けられた位置より下流の給水分岐点１２ａと後述する混合弁１６とはバイパス経路である給水配管１５により繋がれている。
【００２９】
因みに、本実施形態の給水分岐点１２ａは、貯湯タンク１のほぼ中央部（高さ方向に対して）の位置に設けられて、給水配管１５の下流端に配設される混合弁１６に対して下方に設けられている。また、本実施形態の給水配管１５は、最小寸法の長さで形成して混合弁１６に繋がれている。
【００３０】
一方、貯湯タンク１の最上部には導出口１３が設けられ、導出口１３には貯湯タンク１内の湯を導出するための給湯経路である導出管１４が接続されている。導出管１４の経路途中には逃がし弁５３が配設された排出配管５２を接続しており、貯湯タンク１内の圧力が所定圧以上に上昇した場合には、貯湯タンク１内の湯を外部に排出して、貯湯タンク１等にダメージを与えないようになっている。
【００３１】
１６は混合手段である混合弁であり、導出管１４と給水配管１５との合流点に配置されている。そして、混合弁１６は開口面積比（導出管１４に連通する湯側の開度と給水配管１５に連通する水側の開度の比率）を調節することにより、導出管１４からの湯と給水配管１５からの水道水との混合比を調節できるようになっている。
【００３２】
なお、混合弁１６はサーボモータ等の駆動源により弁体を駆動して各経路の開度を調節する電動弁であり、後述する制御装置２００からの制御信号により作動するとともに、作動状態を制御装置２００に出力するようになっている。
【００３３】
混合弁１６の出口側には給湯水栓、シャワー、風呂等への混合湯経路である配管１７が接続している。配管１７には温度検出手段である給湯サーミスタ７１と給湯検出手段である流量カウンタ７２が設けられており、給湯サーミスタ７１は配管１７内の温度情報を、流量カウンタ７２は配管１７内の流量情報を後述する制御装置２００に出力するようになっている。
【００３４】
なお、流量カウンタ７２が配管１７内の水の流れを検出したときには、給湯水栓、シャワー、風呂等のいずれかで湯が使用されようとしているということである。このとき制御装置２００は、設定温度に応じて、まず給水サーミスタ２１からの温度情報と後述する出湯サーミスタ３２からの温度情報とから混合弁１６の開口面積比を概略調節し、その後給湯サーミスタ７１からの温度情報に基づいて給湯温度が設定温度となるように混合弁１６の開口面積比を微細制御するようになっている。
【００３５】
また、貯湯タンク１の下部には、貯湯タンク１内の水を吸入するための吸入口１８が設けられ、貯湯タンク１の上部側面には、貯湯タンク１内に湯を吐出する吐出口１９が設けられている。吸入口１８と吐出口１９とは循環回路２０で接続されており、循環回路２０の一部はヒートポンプユニット２内に配置されている。循環回路２０のヒートポンプユニット２内に配置された部分には、図示しない熱交換器が設けられており、吸入口１８から吸入した貯湯タンク１内の水を高温冷媒との熱交換により加熱し、吐出口１９から貯湯タンク１内に戻すことにより貯湯タンク１内の水を沸き上げることができるようになっている。
【００３６】
ヒートポンプユニット２は、本実施形態における加熱手段である。なお、ヒートポンプユニット２は後述する制御装置２００からの制御信号により作動するとともに、作動状態を制御装置２００に出力するようになっている。
【００３７】
さらに、貯湯タンク１の上部外壁面には、貯湯タンク１内上部の水温を検出する出湯サーミスタ３２が設けられており、導出口１３から導出される水の温度情報を後述する制御装置２００に出力するようになっている。
【００３８】
また、貯湯タンク１の外壁面には複数の（本例では６つの）水位サーミスタ３３が縦方向にほぼ等間隔に配置され、貯湯タンク１内に満たされた水の各水位レベルでの温度情報を後述する制御装置２００に出力するようになっている。従って、制御装置２００は、水位サーミスタ３３からの温度情報に基づいて、貯湯タンク１内上方の沸き上げられた湯と貯湯タンク１内下方の沸き上げられる前の水との温度境界位置を検出できるようになっている。
【００３９】
また、２００は制御手段である制御装置であり、各サーミスタ２１、３２、３３、７１からの温度情報、流量カウンタ７２からの流量情報および図示しない操作盤に設けられた操作スイッチからの信号等に基づいて、後述する手順に従ってヒートポンプユニット２、混合弁１６等を制御するように構成されている。
【００４０】
なお、図示しない操作盤は、浴室内や台所等の湯を使用する場所の近傍に設置され、操作盤以外は、屋外等の適所に設置されている。
【００４１】
次に、上記構成による給湯装置の作動を図２に基づいて説明する。図２は、制御装置２００の全体概略制御処理を示すフローチャートである。まず、給湯装置の図示しない電源スイッチがオンされると、制御装置２００は、通常の温調給湯制御を行なう（ステップ１０１）。温調給湯制御が実行されると、制御装置２００は、貯湯タンク１に設けられた各サーミスタからの温度情報等や、図示しない操作盤により設定された時刻情報等に基づいて、適宜ヒートポンプサイクル２を作動させ貯湯タンク１内の水を加熱して給湯用の湯（例えば８５℃の湯）とする。
【００４２】
また、流量カウンタ７２からの流量情報に基づいて給湯水栓等が開かれたと判定したときは、図示しない操作盤により設定された給湯設定温度に基づいて混合弁１６を制御して温度調節された混合湯を配管１７に供給する。そして、次に、流量カウンタ７２からの流量情報に基づいて、給湯水栓等が閉じられたかどうか判定する。すなわち、配管１７を介して給湯されていた状態から給湯が停止された状態になったか否かを判定する判定手段である。（ステップ１０２）。ここで、給湯停止状態もしくは給湯状態が継続している場合には、ステップ１０１にリターンする。
【００４３】
ステップ１０２において、給湯状態から給湯停止状態になったと判定したときは、制御装置２００は、混合弁１６の湯側の開度（導出管１４側の開度）を給湯停止時（すなわち給湯停止直前）の開度を保持するように混合弁１６を制御する（ステップ１０３）。例えば、給湯停止時の湯側の開度と水側の開度（給水配管１５側の開度）がともに５０％であった場合には、そのままの開度の状態、つまり、湯側の開度を５０％とし、水側の開度を５０％とするように混合弁１６を制御する。
【００４４】
そして、ステップ１０３を実行したら、流量カウンタ７２からの流量情報に基づいて給湯が再開されたか否かを判定する。（ステップ１０４）。給湯が再開された場合にはステップ１０１にリターンし、給湯が再開されていない場合には、所定時間が経過したか否かを判定し（ステップ１０５）、所定時間（例えば、３０分程度）の間、給湯の再開の有無を監視する。
【００４５】
給湯が再開されることなく所定時間が経過した場合には、混合弁１６の湯側の開度を０％とし（湯側を閉じ）、水側の開度を１００％とするように混合弁１６を制御する（ステップ１０６）。すなわち、ステップ１０３の制御状態を所定時間の間、継続させた後、ステップ１０６の制御を実行する。そして、ステップ１０６を実行したらステップ１０１にリターンする。
【００４６】
以上の第１実施形態の給湯装置によれば、給湯水栓等が閉じられて給湯が停止された後は、ステップ１０３において混合弁１６の湯側の開度を給湯停止時の状態で保持していることで、貯湯タンク１内と導出管１４、給水配管１５および導入管１２とが連通されることにより、導出管１４側から混合弁１６を通過して給水配管１５内に湯が流れ込む。
【００４７】
その後、給湯水栓等が開かれ再給湯が行なわれたとしても、給水分岐点１２ａを混合弁１６の下方近傍に設けたことにより、給水配管１５に流れ込んだ湯は大半が貯湯タンク１内および貯湯タンク１に通ずる導入管１２に流れ込み、再給湯のときに貯湯タンク１内に流れてしまう。従って、高温の湯が配管１７に供給されることなく給湯水栓等から設定温度よりも高温の湯が出湯することを抑制することが可能である。
【００４８】
しかも、混合弁１６の湯側の開度を給湯停止時の状態で保持していることで、再給湯開始直後から混合比率の制御ができるため冷水が配管１７に供給されることを抑制することができる。これにより、使用者が高温出湯もしくは冷水により不快感を感じることを抑制できる。
【００４９】
また、混合弁１６を貯湯タンク１内に通ずる導入管１２の給水分岐点１２ａの上方近傍に設けたことにより、給水配管１５を極力最小寸法で構成できるため、給水配管１５に流れ込む湯の大半が貯湯タンク１側に流すことができる。従って、給水配管１５に流れ込んだ高温の湯が配管１７に供給されることを抑制することができる。
【００５０】
（第２実施形態）
以上の第１実施形態では、混合弁１６を貯湯タンク１内に通ずる導入管１２の給水分岐点１２ａの上方近傍に設けたが、これに限らず、給水配管１５から導入管１２に流れ込む湯の逆流を防止する逆止弁手段を給水配管１５に設けても良い。
【００５１】
具体的には、図３に示すように、給水分岐点１２ａの下流となる給水配管１５および導入管１２に逆止弁手段である減圧逆止弁５１をそれぞれに設けたものである。なお、図中の符号は、第１実施形態と構成が同じものは同一の符号を付して説明は省略する。
【００５２】
以上の構成による第２実施形態の給湯装置によれば、減圧逆止弁５１により、給水配管１５から貯湯タンク１内に、導出管１４からの湯が流れ込まないのでヒートポンプユニット２により沸き上げた湯を給湯用に有効に使用することができる。
【００５３】
なお、本実施形態では、給水配管１５および導入管１２に逆止弁手段である減圧逆止弁５１をそれぞれに設けたが、これに限らず、第１実施形態給水分岐点１２ａの上流に減圧逆止弁５１を設け、かつ給水配管１５に逆止弁を設けても良い。
【００５４】
（第３実施形態）
ところで、ヒートポンプユニット２により沸き上げられた貯湯タンク１内の湯は湯と水の比重関係により、沸き上げられた湯と沸き上げられる前の水との境界をなす温度境界位置が変動している。例えば、図４に示すように、貯湯タンク１内の湯が少量になってくると温度境界位置（図中に一点鎖線で示すＸ）が混合弁１６の上方に形成されるときがある。
【００５５】
上記温度境界位置（図中に一点鎖線で示すＸ）の場合では、給湯停止後に混合弁１６の開度が給湯停止時（給湯停止直前の給湯時）の状態で保持されているために、混合弁１６の上方まで冷水が流れ込んでしまう。つまり、導出管１４の下流側に給水配管１５から冷水が流れ込む。従って、再給湯時において、この冷水が配管１７に供給され使用者が不快感を感じる場合がある。
【００５６】
そこで、本実施形態では、温度境界位置が混合弁１６の下方に形成されるように制御装置２００によりヒートポンプユニット２の沸き上げを制御させたものである。具体的には、図４に示すように、給水分岐点１２ａと略同一高さの温度境界位置（図中に一点鎖線で示すＹ）を定めて、制御装置２００により、水位サーミスタ３３の検出値に基づいて、図中に示すＹの部位に温度境界位置が形成するようにヒートポンプユニット２を沸き上げ制御したものである。つまり、水位サーミスタ３３により最低貯湯量を監視し、上記温度境界位置が給水分岐点１２ａよりも上に来ないように沸き上げ制御を行なっている。
【００５７】
これにより、給湯停止後は給水分岐点１２ａ近傍まで湯が流れ込んで、給水分岐点１２ａより下方に冷水が存在している。従って、高温の湯および冷水が配管１７に供給されることなく使用者が高温出湯もしくは冷水により不快感を感じることを抑制できる。さらに、温度境界位置が混合弁１６よりも下方となるように沸き上げ制御することで、貯湯タンク１内の最低貯湯量として設定できる。
【００５８】
なお、本実施形態では、最低貯湯量として上記温度境界位置を貯湯タンク１の略中央部よりもやや上に設定したが、図５に示すように、貯湯タンク１最上部に温度境界位置（図中に一点鎖線で示すＺ）を設定しても良い。このときにも、給水分岐点１２ａを貯湯タンク１の最上部よりも上方に配設させて、その給水分岐点１２ａの上方近傍に混合弁１６を構成させたものである。
【００５９】
これによれば、貯湯タンク１内に少量の湯が貯えられているとき、つまり、貯湯タンク１内の湯と水との温度境界位置（図中に一点鎖線で示すＺ）が最上部の時の場合でも、給水分岐点１２ａを貯湯タンク１の最上部よりも上方に配設したことにより、導出管１４に冷水が流れ込むことはない。従って、給湯時に湯切れのない限り混合弁１６に貯湯タンク１内の湯を供給できる。
【００６０】
また、本実施形態では沸き上げ制御による上記温度境界位置を給水分岐点１２ａと略同一高さにしたが、給水分岐点１２ａの上方近傍に設けられる混合弁１６の高さ位置でも良い。
【００６１】
（他の実施形態）
以上の実施形態では、貯湯タンク１は１つのタンクにより構成されていたが、複数のタンクを連結して構成した貯湯タンクであってもよい。例えば、図６（ａ）に示すように２つのタンクを直列に連結したものであってもよいし、図６（ｂ）に示すように３つのタンクを直列に連結したものであってもよい。
【００６２】
これらのように、複数のタンクを連結した貯湯タンク１においては、前述の貯湯タンク１内の湯と水との温度境界位置に応じて制御を変える発明は、湯と水との境界があるタンクについて適用することができる。
【００６３】
例えば、図６（ａ）に示す貯湯タンク１においては、混合弁１６より下方ならなるタンク１ａに一点鎖線で示す温度境界位置を設定し、この温度境界位置に応じた制御をするものであればよい。また、例えば、図６（ｂ）に示す貯湯タンク１においては、同じように、混合弁１６より下方ならなるタンク１ｃに一点鎖線で示す温度境界位置を設定し、この温度境界位置に応じた制御をするものであればよい。なお、図６では、要部以外の図示を省略している。
【００６４】
また、以上の実施形態では、貯湯タンク１内の水を高温冷媒との熱交換により加熱するヒートポンプユニット２を加熱手段として説明したが、これに限らず、太陽熱、ガス、液体燃料による給湯器や湯沸かし器などの加熱手段と貯湯タンク１とを備える給湯装置に適用される。また、水道水等を導入し、貯湯タンク１内で電気ヒータ等により加熱して高温の湯として蓄えるものであっても良い。
【００６５】
また、以上の実施形態では、混合弁１６をサーボモータ等の駆動源により弁体を駆動して各経路の開度を調節する電動弁であったが、これに限らず、駆動源がステッピングモータを用いても良い。これによれば、給湯停止後に混合弁１６の開度が給湯停止時（給湯停止直前の給湯時）の状態で保持しているときに、停電などが生じても混合比率の制御が可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態における給湯装置の概略構成を示す模式図である。
【図２】本発明の第１実施形態における制御装置２００の全体概略制御処理を示すフローチャートである。
【図３】本発明の第２実施形態における給湯装置の概略構成を示す模式図である。
【図４】本発明の第３実施形態における給湯装置の概略構成を示す模式図である。
【図５】本発明の第３実施形態における給湯装置の概略構成を示す模式図である。
【図６】他の実施形態における貯湯タンク１内の構成を示す模式図である。
【符号の説明】
１…貯湯タンク
１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄ、１ｅ…タンク
２…ヒートポンプユニット（加熱手段）
１２…導入管（給水経路）
１２ａ…給水分岐点
１４…導出管（給湯経路）
１５…給水配管（バイパス経路）
１６…混合弁（混合手段）
１７…配管（混合湯経路）
５１…減圧逆止弁（減圧逆止弁手段）
７２…流量カウンタ（給湯検出手段）
２００…制御装置（制御手段）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
加熱手段（２）により内部の水を加熱して、内部に給湯用の湯として貯える貯湯タンク（１）と、
前記貯湯タンク（１）に水を送る給水経路（１２）と、
前記貯湯タンク（１）内の貯えられた湯を送る給湯経路（１４）と、
前記給水経路（１２）から分岐し、前記貯湯タンク（１）を迂回するバイパス経路（１５）と、
前記給湯経路（１４）と前記バイパス経路（１５）が合流した混合湯経路（１７）と、
前記給湯経路（１４）と前記バイパス経路（１５）の合流点に設けられ、前記給湯経路（１４）を流れる湯と前記バイパス経路（１５）を流れる水の混合比率を、それぞれの経路（１４、１５）の開度を調節することで制御する混合手段（１６）と、
前記混合湯経路（１７）に設けられ、前記混合湯経路（１７）を流れる湯の供給の有無を検出する給湯検出手段（７２）と、
前記給湯検出手段（７２）および給湯設定温度に応じて前記混合手段（１６）と前記加熱手段（２）とを制御する制御手段（２００）とを備える給湯装置において、
前記制御手段（２００）は、前記給湯検出手段（７２）が前記混合湯経路（１７）を流れる湯の供給を検出したときに、給湯設定温度に応じて前記混合手段（１６）による前記混合比率を制御させ、前記給湯検出手段（７２）が前記混合湯経路（１７）を流れる湯の給湯停止を検出したときに、前記混合手段（１６）を給湯停止時の状態に保持するように制御させるとともに、
前記混合手段（１６）は、給湯停止を検出したときより前記給湯経路（１４）から前記バイパス経路（１５）に流れ込んだ湯が、再給湯時において、前記混合湯経路（１７）に流れ込むことのないように前記給湯経路（１４）と前記バイパス経路（１５）との合流点に設けたことを特徴とする給湯装置。
【請求項２】
前記混合手段（１６）は、前記給水経路（１２）から前記バイパス回路（１５）に分岐する給水分岐点（１２ａ）の上方近傍に設けたことを特徴とする請求項１に記載の給湯装置。
【請求項３】
前記給水分岐点（１２ａ）は、前記貯湯タンク（１）の最上部よりも上方に設けたことを特徴とする請求項２に記載の給湯装置。
【請求項４】
前記バイパス回路（１５）には、前記給水経路（１２）から前記バイパス経路（１５）に向けて流す方向の逆方向に流すことを遮断する逆止弁手段（５１）が設けられていることを特徴とする請求項１に記載の給湯装置。
【請求項５】
制御手段（２００）は、前記加熱手段（２）を制御して前記貯湯タンク（１）内の水を加熱させて沸き上げられた湯と沸き上げられる前の水との境界をなす温度境界位置が前記混合手段（１６）よりも下方に形成するように前記加熱手段（２）を制御することを特徴とする請求項１に記載の給湯装置。
【請求項６】
前記貯湯タンク（１）は、複数のタンクを連結した構成であることを特徴とする請求項１ないし請求項５のいずれか１つに記載の給湯装置。
【請求項１】
加熱手段（２）により内部の水を加熱して、内部に給湯用の湯として貯える貯湯タンク（１）と、
前記貯湯タンク（１）に水を送る給水経路（１２）と、
前記貯湯タンク（１）内の貯えられた湯を送る給湯経路（１４）と、
前記給水経路（１２）から分岐し、前記貯湯タンク（１）を迂回するバイパス経路（１５）と、
前記給湯経路（１４）と前記バイパス経路（１５）が合流した混合湯経路（１７）と、
前記給湯経路（１４）と前記バイパス経路（１５）の合流点に設けられ、前記給湯経路（１４）を流れる湯と前記バイパス経路（１５）を流れる水の混合比率を、それぞれの経路（１４、１５）の開度を調節することで制御する混合手段（１６）と、
前記混合湯経路（１７）に設けられ、前記混合湯経路（１７）を流れる湯の供給の有無を検出する給湯検出手段（７２）と、
前記給湯検出手段（７２）および給湯設定温度に応じて前記混合手段（１６）と前記加熱手段（２）とを制御する制御手段（２００）とを備える給湯装置において、
前記制御手段（２００）は、前記給湯検出手段（７２）が前記混合湯経路（１７）を流れる湯の供給を検出したときに、給湯設定温度に応じて前記混合手段（１６）による前記混合比率を制御させ、前記給湯検出手段（７２）が前記混合湯経路（１７）を流れる湯の給湯停止を検出したときに、前記混合手段（１６）を給湯停止時の状態に保持するように制御させるとともに、
前記混合手段（１６）は、給湯停止を検出したときより前記給湯経路（１４）から前記バイパス経路（１５）に流れ込んだ湯が、再給湯時において、前記混合湯経路（１７）に流れ込むことのないように前記給湯経路（１４）と前記バイパス経路（１５）との合流点に設けたことを特徴とする給湯装置。
【請求項２】
前記混合手段（１６）は、前記給水経路（１２）から前記バイパス回路（１５）に分岐する給水分岐点（１２ａ）の上方近傍に設けたことを特徴とする請求項１に記載の給湯装置。
【請求項３】
前記給水分岐点（１２ａ）は、前記貯湯タンク（１）の最上部よりも上方に設けたことを特徴とする請求項２に記載の給湯装置。
【請求項４】
前記バイパス回路（１５）には、前記給水経路（１２）から前記バイパス経路（１５）に向けて流す方向の逆方向に流すことを遮断する逆止弁手段（５１）が設けられていることを特徴とする請求項１に記載の給湯装置。
【請求項５】
制御手段（２００）は、前記加熱手段（２）を制御して前記貯湯タンク（１）内の水を加熱させて沸き上げられた湯と沸き上げられる前の水との境界をなす温度境界位置が前記混合手段（１６）よりも下方に形成するように前記加熱手段（２）を制御することを特徴とする請求項１に記載の給湯装置。
【請求項６】
前記貯湯タンク（１）は、複数のタンクを連結した構成であることを特徴とする請求項１ないし請求項５のいずれか１つに記載の給湯装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２００４−２３２８９８（Ｐ２００４−２３２８９８Ａ）
【公開日】平成１６年８月１９日（２００４．８．１９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００３−１９３６７（Ｐ２００３−１９３６７）
【出願日】平成１５年１月２８日（２００３．１．２８）
【出願人】（０００００４２６０）株式会社デンソー (27,639)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１６年８月１９日（２００４．８．１９）
【国際特許分類】
【出願日】平成１５年１月２８日（２００３．１．２８）
【出願人】（０００００４２６０）株式会社デンソー (27,639)
【Ｆターム（参考）】
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