JP2008170027A - 貯湯タンク - Google Patents

Abstract

【課題】水道水中の一部の物質がスケール成分として析出しても、水加熱用の熱交換器の伝熱面に付着しないようにし、伝熱性能を阻害しないようにする貯湯タンクを提供すること。
【解決手段】その一部がタンク本体１０Ａ内の湯（又は水）内に浸漬している出水部６とタンク本体１０Ａとに水が電気分解しない程度の直流電圧（約０．５〜１．０ボルト程度の電圧）を印加しているので、カルシウムイオン等のプラスイオンはタンク本体１０Ａに付着せずに引き寄せられ、マイナスイオンは出水管６の突出部６Ａの周囲に引き寄せられる。従って、貯湯運転の際に、循環ポンプ１８が起動されて貯湯タンク１０の底部の湯又は水が出水管６を介して冷媒対水熱交換器２に給水されて、冷媒と熱交換されて温度が上昇して、湯となって貯湯タンク１０に戻るときに、冷媒対水熱交換器２へとスケール成分が流出することを極力抑制できる。
【選択図】図２

Description

本発明は、加熱源により加熱される湯を貯留する貯湯タンクに関する。詳述すると、例えば、ヒートポンプユニット等により加熱される湯を貯留する貯湯タンクに関する。

従来、この種の貯湯タンクは、例えば、特許文献１等で知られている。そして、ヒートポンプ式給湯装置では、低温水を貯湯タンクから取り出して、熱交換器にて高温水にして貯湯タンク上部に戻して貯留するように構成している。
特開平７−２４３７０５号公報

一般に、水道水を９０℃程度の高温にすると、水道水中の一部の物質が析出し、スケールとなり、水加熱用の熱交換器の伝熱面に付着する事態が発生する。

このスケールは、前記熱交換器の伝熱性能を阻害するだけではなく、この熱交換器の水流路を形成する管に詰まりを生じさせることも起こる。このため、洗浄してスケールを除去したり、ときに部品交換をする必要も起こる。

そこで本発明は、上述の実情に鑑みてなされたものであり、水道水中の一部の物質がスケール成分として析出しても、水加熱用の熱交換器の伝熱面に付着しないようにし、伝熱性能を阻害しないようにする貯湯タンクを提供することを目的とする。

このため第1の発明は、水道水を加熱源により加熱した湯を貯留する貯湯タンクにおいて、タンク本体内の水又は湯を取り出す出水部をアース接続されたタンク本体と電気的に絶縁すると共に、前記出水部と前記タンク本体とに水が電気分解しない程度の直流電圧を印加することを特徴とする。

第２の発明は、第１の貯湯タンクに係る発明において、前記出水部が前記タンク本体内の水又は湯に浸漬するように、前記出水部を前記タンク本体内に突出させることを特徴とする。

本発明によれば、水道水中の一部の物質がスケール成分として析出しても、水加熱用の熱交換器の伝熱面に付着しないようにし、伝熱性能を阻害しないようにする貯湯タンクを提供することができる。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づき説明する。図１は本発明が適用される貯湯タンクを備えたヒートポンプ式給湯装置の回路説明図で、このヒートポンプ式給湯装置は圧縮機１にて圧縮された冷媒と水とを加熱用熱交換器２により熱交換させる冷媒回路と、循環ポンプ１８により水を貯湯タンク１０と前記加熱用熱交換器２との間を循環させると共に前記貯湯タンク１０から出湯可能とする給湯回路とを主要構成としている。

前記冷媒回路は、冷媒を吸入圧縮し高温高圧にする圧縮機１、冷媒と水とを熱交換させる加熱用の冷媒対水熱交換器２、電動式の膨張弁３、外気と冷媒との熱交換を行う室外側熱交換器としての蒸発器４、アキュムレータ５等を有している。

前記給湯回路は、お湯を貯湯する貯湯タンク１０、この貯湯タンク１０に水道水を供給する逆止弁付き水道減圧弁１１、貯湯タンク１０からお湯を取出す出湯管１２、水道減圧弁１１の出口側から出湯管１２に接続された混合弁１３に至るバイパス管１４、出湯管１２から分岐して浴槽３０ヘ至るお湯張り管１５、お湯張り管１５に接続された電磁弁１６、前記混合弁１３より上流側の出湯管１２に接続される圧力逃がし弁１７、貯湯タンク１０の下端部に接続されて該貯湯タンク１０から前記冷媒対水熱交換器２に水を供給するための出水管６の途中に設けられる循環ポンプ１８、流量調整手段としての流量調整弁１９を有している。

なお、９は制御基板で、本ヒートポンプ式給湯装置を制御する制御手段としてマイクロコンピュータ（以下「マイコン」という）等が搭載される。７は台所で操作される台所リモコン（リモートコントローラ）、８は風呂場で操作されるふろリモコン（リモートコントローラ）である。

そして、図２に示すように、前記貯湯タンク１０のタンク本体１０Ａ内の水又は湯を取り出す導電性を有する金属製の前記出水管６は、ステンレス製の前記貯湯タンク１０下部からタンク本体１０Ａ内に突出するように、その周囲の絶縁体３０を介してタンク本体１０Ａに固定される。そして、前記出水管６は直接又は介在物を介してアース接続されているタンク本体１０Ａと電気的に絶縁される。

なお、前記出水管６の正電位のかかる面積を大きくするために、網や金属棒などの導電性部品を付加してもよい。

そして、直流電源３１のプラス側を前記出水管６に接続すると共にマイナス側をタンク本体１０Ａに接続し、前記出水部６と前記タンク本体１０Ａとの間に水が電気分解しない程度の直流電圧、例えば約０．５〜１．０ボルト程度の直流電圧を印加する。

以下、ヒートポンプ給湯装置の沸き増し運転について説明すると、圧縮機１が運転を開始し、圧縮機１で圧縮されて高温になった冷媒が冷媒対水熱交換器２に供給される。そして、循環ポンプ１８が起動されて貯湯タンク１０の底部の水が冷媒対水熱交換器２に給水されて、冷媒と水との熱交換が開始される。これにより、冷媒は熱を失って凝縮し、また水は冷媒の凝縮熱により温度が上昇して、流量調整弁１９を介して湯となって貯湯タンク１０に戻る。

このとき、冷媒対水熱交換器２内の湯が、貯湯タンク１０の上部の入口に流量調整弁１９を介して流入するように循環ポンプ１８で貯湯タンク１０の底部の水が供給される。これにより貯湯タンク１０内の上層は湯で下層は水となり、時間の経過と共にお湯の層と水の層とが混じることなく、湯の層が増え水の層が少なくなる。そして、貯湯量が設定された沸き増し終了の量まで上昇し、検出センサＴＳ１〜ＴＳ７のうちの所定の検出センサの検出温度が、例えば８０℃以上になると、マイコン２０が圧縮機１及び循環ポンプ１４へ停止信号を出力し、沸き増し運転が終了する。

なお、貯湯運転動作において、水道水を高温にして貯湯タンク１０内に貯湯すると、水道水中の一部の物質が析出する。即ち、スケール成分であるカルシウムイオン（Ｃａ^＋＋）やマグネシウムイオン（Ｍｇ^＋＋）などのプラスイオンと、ＯＨ⁻やＣＯ３^――などのマイナスイオンが析出する。

しかし、その一部（突出部６Ａ）が前記タンク本体１０Ａ内の湯（又は水）内に浸漬している前記出水部６と前記タンク本体１０Ａとに水が電気分解しない程度の直流電圧、即ち直流電源３１により約０．５〜１．０ボルト程度の電圧を印加しているので、前記カルシウムイオン等のプラスイオンはタンク本体１０Ａに付着せずに近づくように引き寄せられ、マイナスイオンは前記出水管６の突出部６Ａの周囲に引き寄せられる。

従って、貯湯運転の際に、循環ポンプ１８が起動されて貯湯タンク１０の底部の湯又は水が貯湯タンク１０から前記出水管６を介して冷媒対水熱交換器２に給水されて、冷媒と熱交換されて凝縮熱により温度が上昇して、流量調整弁１９を介して湯となって貯湯タンク１０に戻るときに、前述の如く、析出した前記プラスイオンはタンク本体１０Ａに付着せずに引き寄せられると共にマイナスイオンは出水管６の突出部６Ａの周囲に付着せずに引き寄せられるので、冷媒対水熱交換器２へと前記スケール成分が流出することを極力抑制できる。

このため、スケール成分が水加熱用の冷媒対水熱交換器２の伝熱面に付着する事態の発生を防止できるので、冷媒対水熱交換器２の伝熱性能を阻害したり、この冷媒対水熱交換器２の水流路を形成する管に詰まりを生じさせたりすることを減少させることができる。

なお、以上の実施形態に係る貯湯タンクは、ヒートポンプ式給湯装置に使用されるものを例としたが、これに限らず、本発明は電気温水器に使用されるものにも適用できる。この場合、温水を作るヒータにスケールが付着したり、ヒータをスケールが被覆することによるヒータ温度が上昇して断線するという事態の発生を防止できる。

以上本発明の実施態様について説明したが、上述の説明に基づいて当業者にとって種々の代替例、修正又は変形が可能であり、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で前述の種々の代替例、修正又は変形を包含するものである。

ヒートポンプ給湯装置の回路説明図である。 貯湯タンクの部分拡大図である。

符号の説明

１ 圧縮機
２ 冷媒対水熱交換器（加熱用熱交換器）
６ 出水管
６Ａ 突出部
１０ 貯湯タンク
１０Ａ タンク本体
３０ 絶縁体
３１ 直流電源

Claims (2)

1. 水道水を加熱源により加熱した湯を貯留する貯湯タンクにおいて、タンク本体内の水又は湯を取り出す出水部をアース接続されたタンク本体と電気的に絶縁すると共に、前記出水部と前記タンク本体とに水が電気分解しない程度の直流電圧を印加することを特徴とする貯湯タンク。
2. 前記出水部が前記タンク本体内の水又は湯に浸漬するように、前記出水部を前記タンク本体内に突出させることを特徴とする請求項１に記載の貯湯タンク。

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