JP2009052865A - 給湯装置の貯湯タンクおよびそれを用いたヒートポンプ給湯機 - Google Patents

Abstract

【課題】本体を薄型コンパクトで設置面積の小さく設置自由度の高い給湯装置の貯湯タンクとすると共に、貯湯タンクの強度、耐圧性能を向上し、使用性の高い貯湯タンクを提供する。
【解決手段】任意の温度に加熱した温水を貯湯し、横断面形状が角型または偏平型であり、内部に仕切り板１１を設けたことを特徴とする給湯装置の貯湯タンク４である。この構成により、十分な貯湯量を確保しつつ、筐体をコンパクトかつ、設置面積（奥行き）を小さくでき、貯湯タンク４の耐圧強度を向上することができ、設置する際の汎用性に優れ、使用性にも優れた給湯装置の貯湯タンク４を提供できる。またヒートポンプ給湯機において、低コスト化を図りつつ、断熱性能を確保することにより、より普及度を高めることができる。
【選択図】図２

Description

本発明は、給湯機として用いられ、任意の温度に加熱した温水を貯めておく貯湯タンクに関するものである。

従来、給湯機としては、ガスや石油を燃料として用い、その燃焼熱で水道水を加熱する給湯機が使用されてきた。これらは、速湯性に優れているという利点がある半面、ガス、石油といった燃料が必要でその供給が不可欠であること、燃焼後の排気ガスにより大気汚染や地球温暖化を招くこと、燃焼させるので不安全性を常に内在していること、燃焼時の騒音などの課題があった。特に近年増えている、エネルギー源を全て電気で行うというオール電化の住宅やマンションでは、燃料を供給する方法がないため、使用できないケースも増えてきている。

そこで、加熱された温水を貯めておく大容量の貯湯タンクを備えた給湯装置が開発されている。この加熱方法としては、夜間の安価な電力を利用し、夜間に貯湯タンクの内部に配設された電気ヒータで加熱してできた一般的には８０℃以上の温水を貯湯タンクに貯めておき、この温水と水道水をミキシングして、使用者の要求する任意の温度にして、給湯端末から供給するものである。

また、加熱方法として、ヒートポンプを用いた貯湯式のヒートポンプ式給湯装置が開発されている。これは、大容量の貯湯タンクと、ヒートポンプ回路を組み入れた室外機を備え、夜間電力を利用して、ヒートポンプ回路で水道水を温水に加熱して、その温水を貯湯タンクに貯めておき、この温水と水道水をミキシングして、使用者が要求する任意の温度にして給湯端末から供給するものである。このヒートポンプ式給湯装置は、大気から組み上げるヒートホンプ方式を利用して水を加熱しているので、電気ヒータによる加熱よりエネルギー効率が良く、入力に対する能力は３倍以上確保することが可能であり、ランニングコストも安価となるなどの特徴を持ち、燃焼による給湯機の課題を解決し、オール電化の住宅、マンションでも新たなインフラ整備を必要としないで手軽に設置することができ、普及してきている。

このように用いられている給湯装置の貯湯タンクの場合は、水道による水圧が加わることとなることを防ぐために、水道と貯湯タンクの間に減圧弁を設け、貯湯タンクに加わる圧力を減ずると共に、その形状を円筒形状として、圧力が均等にかかることにより変形を防止している。

ところが、円筒形状の貯湯タンクの場合は、設置部分が略正方形となるために、設置面積が大きくなり、特に前後方向に距離が必要であり、狭小地、幅狭地への設置がし辛い場合があるという課題があった。

そこで、円筒状で上記記載の貯湯タンクよりも小径の貯湯タンクを複数本並べて、奥行きの小さな貯湯タンクとしているものが出てきているが、複数の貯湯タンクを連結するために、放熱部分が増えてしまい断熱特性が低下し効率低下を招く、複数の貯湯タンクを連結するための配管が必要となりコストアップとなる、などの課題があった。

そのために、以下のような貯湯タンクが考案されている。これは、長期間の使用に対しても影響の受けにくい薄型の貯湯タンクを提供するもので、貯湯タンクの断面形状は楕円形状に形成され、接合部を含む膨出部の内壁は円弧状に形成されており、内圧が分散され
ることにより強度を保つとされている（例えば、特許文献１参照）。
特開平８−２７１０５３号公報

しかしながら、上記特許文献１の構成では、楕円形状の中央部に、局率の大きな比較的平面的な部を有しているために、その部位に均等に圧力がかからないために、変形しやすいという課題を有している。

本発明は上記従来の課題を解決するもので、本体を薄型コンパクトで設置面積の小さく設置自由度の高い給湯装置の貯湯タンクとすると共に、貯湯タンクの強度、耐圧性能を確保し、水道圧のままでも使用可能な、使用性の高い給湯装置の貯湯タンクを提供することを目的とする。

前記従来の課題を解決するために、本発明の給湯装置の貯湯タンクは、任意の温度に加熱した温水を貯湯し、横断面形状が角型または偏平型であり、内部に仕切り板を設けたことを特徴とするものである。

本発明によれば、給湯装置の貯湯タンクとして、十分な貯湯量を確保しつつ、筐体をコンパクトかつ、設置面積（奥行き）を小さくでき、貯湯タンクの耐圧強度を向上することができ、設置する際の汎用性に優れ、使用性にも優れた給湯装置の貯湯タンクを提供できる。

第１の発明は、任意の温度に加熱した温水を貯湯し、横断面形状が角型または偏平型であり、内部に仕切り板を設けたことを特徴とする給湯装置の貯湯タンクで、貯湯タンクのコンパクト化を図りつつ、その容量を確保と共に、貯湯タンクの強度、耐圧性能を確保することが可能となる。

第２の発明は、第１の発明の給湯装置の貯湯タンクにおいて、仕切り板を、タンク内部の略中央部に設けたことを特徴とするもので、貯湯タンクのコンパクト化を図りつつ、その容量を確保と共に、貯湯タンクの強度、耐圧性能を確保を、最も効果的（低コスト）に行うことが可能となる。

第３の発明は、第１または第２の発明の給湯装置の貯湯タンクにおいて、仕切り板に、前記仕切り板により区画されたタンク内部の複数の空間を連通する連通部を設けたことを特徴とするもので、貯湯タンクの内部が区切られていないので、積層沸上げの妨げにならず、また貯湯タンクの軽量化を図ることができる。

第４の発明は、第１〜第３のいずれかの発明の給湯装置の貯湯タンクにおいて、仕切り板とタンクの外郭を形成する板とを、一体化して形成したことを特徴とするもので、部品点数の削減、切断などの加工費削減が可能となり、コスト低減を図ることができる。

第５の発明は、第４の発明の給湯装置の貯湯タンクにおいて、仕切り板とタンクの外郭を形成する板とを、ロール成型方式で加工したことを特徴とするもので、生産性向上、金型投資の削減により、コスト削減を図ることができる。

第６の発明は、第１〜第５のいずれかの発明の給湯装置の貯湯タンクに、圧縮機、水−
冷媒熱交換器、減圧手段、空気−冷媒熱交換器を順次接続した冷媒回路で加熱された温水を貯湯することを特徴とするヒートポンプ給湯機で、ヒートポンプ給湯機において、低コスト化を図りつつ、断熱性能を確保することにより、より普及度を高めることができる。

第７の発明は、第６の発明の冷媒回路と給湯装置の貯湯タンクとを、一つの筐体に収納したことを特徴とするヒートポンプ給湯機で、ヒートポンプ給湯機において筐体を一体化することにより、さらに低コスト化を図ることができる。

（実施の形態１）
以下に、本発明の実施形態について、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。

図１は本発明の給湯装置の貯湯タンクの斜視図、図２は給湯装置の貯湯タンクの平面図、図３は給湯装置の貯湯タンクの側面図である。

１は給湯装置の貯湯タンクユニットであり、２はヒートポンプ回路を有するヒートポンプユニットである。そして、このタンクユニット１とヒートポンプユニット２は、２本の水配管３でつながっている。

給湯装置の貯湯タンクユニット１内部には、ヒートポンプユニット２で加熱された温水を貯めておく貯湯タンク４があり、水道水をヒートポンプユニット２で加熱して温水として貯めておき、必要な際に、水道水とミキシングして、所定の温度にして給湯することとができる。この貯湯タンク４は、薄板で構成されており、正面からみて略楕円形になっている。

ヒートポンプユニット２には、圧縮機、放熱器、減圧手段、空気−冷媒熱交換器を順次接続した冷媒サイクルが組み込まれており、７は圧縮機、８は放熱器であり、水−冷媒熱交換器として、水道水を加熱する熱交換器であり、９は空気−冷媒熱交換器である。１０は空気−冷媒熱交換器９の前方に配された送風手段である送風ファンであり、空気−冷媒熱交換器９から風を吸引し、蒸発能力を高め、ヒートポンプ加熱能力を高めるようになっている。そして、ヒートポンプユニットで８０℃以上に加熱された水道水は、温水となって、水配管３でタンクユニット１に運ばれ、貯湯タンク４に貯湯される。

貯湯タンクユニット１の詳細図は、図２に平面図、図３に正面図を示している。１は貯湯タンクユニット（筺体）であり、上方から見て、略楕円形状の貯湯タンク４が内部に配されている。貯湯タンク４の略中央には、仕切り板１１が設けられている。また、正面から見て、貯湯タンク４は貯湯タンク頭部４ａ、貯湯タンク胴部４ｂ、貯湯タンク底部４ｃで構成されており、溶接部４ｄでそれぞれ溶接されて貯湯タンク４を構成している。

上記の構成により、一般的には円形状である貯湯タンク４を略楕円形状にしているために中央部の耐圧強度が低下するため、仕切り板１１を補強板として設けているものである。この仕切り板１１により、耐圧性を維持しつつ、貯湯タンクを薄型にでき、貯湯タンクユニットも薄型で設置面積の小さな形状とすることができ、設置汎用性を高くすることができる。

（実施の形態２）
図４ないし図６は本発明の第２の実施の形態における給湯装置の貯湯タンクの平面図である。側面図は図３と同様であり、説明を省略する。

貯湯タンク４の略中央には、前記実施の形態１と同様に仕切り板１１が設けられており
、ロール成型などの加工方法により１枚の材料で加工されており、成型後に溶接部４ｄを溶接してタンク胴部を完成し、貯湯タンク頭部４ａと貯湯タンク底部４ｃを溶接して貯湯タンク４を構成している。

ロール成型などを用いたこの加工方法により、耐圧性を維持しつつ、貯湯タンクを薄型にでき貯湯タンクユニットも薄型で、設置面積の小さな形状とすることができ、設置汎用性を高くすることができるともに、比較的安く加工することができ、低コスト化を図ることができる。

前記実施の形態の仕切り板１１に、複数の穴を設けてもよい。これにより、軽量化すると共に、貯湯タンク内部の湯の温度分布の均一化を図ることができる。
また、一体型などのヒートポンプ給湯機に適用しても良い。これにより、設置性をさらに向上することが可能となる。

以上のように、本発明は、温水をためてそれを供給する給湯装置に適用され、例えば家庭用のヒートポンプ給湯装置などに適している。

本発明の第１の実施の形態における給湯装置の貯湯タンクの斜視図 同給湯装置の貯湯タンクの平面図 同給湯装置の貯湯タンクの側面図 本発明の第２の実施の形態における給湯装置の貯湯タンクの平面図 同他の給湯装置の貯湯タンクの平面図 同他の給湯装置の貯湯タンクの平面図

符号の説明

１ 貯湯タンクユニット（筐体）
２ ヒートポンプユニット
４ 貯湯タンク
４ａ 貯湯タンク頭部
４ｂ 貯湯タンク胴部
４ｃ 貯湯タンク底部
４ｄ 接合部
７ 圧縮機
８ 水−冷媒熱交換器
９ 空気−冷媒熱交換器
１１ 仕切り板

Claims (7)

1. 任意の温度に加熱した温水を貯湯し、横断面形状が角型または偏平型であり、内部に仕切り板を設けたことを特徴とする給湯装置の貯湯タンク。
2. 仕切り板を、タンク内部の略中央部に設けたことを特徴とする請求項１記載の給湯装置の貯湯タンク。
3. 仕切り板に、前記仕切り板により区画されたタンク内部の複数の空間を連通する連通部を設けたことを特徴とする請求項１または２記載の給湯装置の貯湯タンク。
4. 仕切り板とタンクの外郭を形成する板とを、一体化して形成したことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の給湯装置の貯湯タンク。
5. 仕切り板とタンクの外郭を形成する板とを、ロール成型方式で加工したことを特徴とする請求項４記載の給湯装置の貯湯タンク。
6. 請求項１〜５記載のいずれか１項に記載の給湯装置の貯湯タンクに、圧縮機、水−冷媒熱交換器、減圧手段、空気−冷媒熱交換器を順次接続した冷媒回路で加熱された温水を貯湯することを特徴とするヒートポンプ給湯機。
7. 請求項６記載の冷媒回路と給湯装置の貯湯タンクとを、一つの筐体に収納したことを特徴とするヒートポンプ給湯機。

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