JP2010281487A - 給湯機 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、内部配管の削減を含む簡素化・単純化および機能部品の集約配置等を図り、給湯機本体の小型・コンパクト化、内部の配管を含む組立性の向上、外部機器との接続施工性の向上、施工時の塵埃等の異物巻き込み防止、外部機器と給湯機本体とを接続する接続部の凍結防止、等を実現する。
【解決手段】貯湯タンク１０を有する給湯器本体１と、給湯器本体１を収納する外装ケース２と、熱源機１９とを備え、
外装ケース２の上部には、給湯器本体１に接続される配管を給湯器本体１に接続する複数の外部配管継手２６〜３１、水圧を減圧する減圧弁１２、貯湯タンク１０内の水を熱源機１９に送る熱源機循環ポンプ２０、熱源機１９から貯湯タンク１０に戻る温水の流路を切り替える制御弁２１と貯湯タンク１０内の温水及び水道水を混合する混合弁１６を組み付けた機能部品ユニット３２を配置して給湯器を構成している。
【選択図】図３

Description

この発明は、給湯機に関する。

温水を供給する機能を備えたヒートポンプ給湯機や電気温水器は、水道水を熱源機やヒータで加熱して得た温水を貯湯タンクに一旦貯留し、ユーザの要求に応じて、貯湯タンクに貯留した温水と水道水を混合して給湯栓または浴槽に温水が供給されるように構成されている。

従来の貯湯式給湯機は、複数の外装ケースで構成した筐体の中に略円筒形の貯湯タンクを備え、外装ケースの一部を構成する取り外しが自在な前面ケースと貯湯タンクの間の空間に、
貯湯タンク内の過圧を逃がす逃がし弁と、
水道水を減圧するための減圧弁と給水温を測定するための給水サーミスタとを備えた給水回路と、
給湯栓または浴槽に温水を供給するための（給湯）回路を構成する機能部品であり、貯湯タンクの温水と水道水を混合してユーザが設定した温度の温水を作る混合弁、この混合弁から流出する温水の温度と流量を測定する給湯サーミスタと流量センサーおよびそれらを接続する配管等からなる給湯回路と、
水道水を熱源機で加熱して得た温水を貯湯タンクに貯留するための回路を構成する熱源機循環ポンプ、この回路からバイパス回路を分岐するための三方弁等の機能部品およびそれらを接続する配管とを備えた沸き上げ回路と、
浴槽の水を追い焚きするための回路を構成するふろ循環ポンプ、追い焚き熱交換器、ふろ電磁弁等の機能部品およびそれらを接続する配管とを備えた追い炊き回路と、
追い焚き運転時に熱源となる貯湯タンクの温水を追い焚き熱交換器に供給するための回路を構成するタンク循環ポンプ、このタンク循環ポンプと貯湯タンクおよび追い焚き熱交換器を接続する配管からなるタンク循環回路配管と、を配置して構成されている。

更に、貯湯タンクの温水を熱源とした暖房機能を実現するための手段である暖房１次循環ポンプ、暖房２次循環ポンプ、暖房用熱交換器、暖房２次側の循環液の熱膨張を吸収するタンク等の機能部品とそれらを接続するための配管が配置されている場合もある。

また、水道水、給湯栓、浴槽および熱源機に接続された配管と貯湯式給湯機を接続するための複数の配管継手を、外装ケースの一部を構成する底板から一段高い位置に板金を設けて固定している。（例えば、特許文献１参照）

更に、給湯用の配管や機能部品および給湯制御部をユニット化して別筐体に収納し、そのユニットを貯湯タンクユニットの外側に配置した事例もある。（例えば、特許文献２参照）

特許公開２００４−２００２６号公報（特許第４０３０３５５号） 特許公開２００４−９３０４１号公報

しかしながら、上記従来の構成（特許文献１）では、外装ケースの一部を構成する前面ケースと貯湯タンクの間の空間に配置された複数の機能部品が離れた場所に配置され、機能部品同士を複数の配管で接続して給湯回路、沸き上げ回路、追い焚き回路、タンク循環回路を構成しているため、配管および接続部の数が多い。

その結果、重量およびコストが増加するとともに、接続部からの漏水に対する信頼性が低下するという課題があった。
また、機能部品同士を接続する配管の形状が複雑化し、組立て性が低下するという課題もあった。

更に、水道水、給湯栓、浴槽および熱源機に接続された配管と貯湯式給湯機を接続するための複数の配管継手を、外装ケースの一部を構成する底板から一段高い位置に板金を設けて集約して固定しているが、板金の取り付け位置が低いため、設置工事の際に配管継手に配管を接続する作業者が常に屈んだ状態を強いられ、施工性が低下するという課題があった。

また、配管継手の固定位置が貯湯式給湯機の設置面に近いため、施工中に配管内に土や埃を巻き込みやすくなるという課題があった。

この発明は以上のような欠点に鑑み、内部配管の削減を含む簡素化・単純化および機能部品の集約配置等を図ることによって、給湯機本体の小型・コンパクト化、配管継手部の漏水等に対する信頼性の向上、内部の配管を含む組立作業等の作業性の向上、外部機器との接続等の施工性の向上、施工時の塵埃等の異物巻き込み防止、外部機器と給湯機本体とを接続する接続部の凍結防止、等を実現し、
以って、製品コストの低減、施工コストの低減、システムとしての信頼性の向上およびメインテナンス費用の削減を図った給湯機を提供することを目的とする。

上記目的を達成する為に、本発明は、貯湯タンク１０を有する給湯器本体１と、前記給湯器本体１を収納する外装ケース２と、熱源機１９とを備え、
前記外装ケース２の上部には、前記給湯器本体１に接続される配管を前記給湯器本体１に接続する複数の外部配管継手２６〜３１、水圧を減圧する減圧弁１２、前記貯湯タンク１０内の水を前記熱源機１９に送る熱源機循環ポンプ２０、前記熱源機１９から前記貯湯タンク１０に戻る温水の流路を切り替える制御弁２１と前記貯湯タンク１０内の温水及び水道水を混合する混合弁１６を組み付けた機能部品ユニット３２を配置して給湯器を構成している。

以上の説明から明らかなように、本発明にあっては、機能部品ユニット３２を外装ケース２の上方部に配置し、この機能部品ユニット３２上に外部配管継手２６〜３１、減圧弁１２、熱源機循環ポンプ２０、制御弁２１、混合弁１６等を集約して取付けた構成としたことによって、給湯機本体の小型・コンパクト化、内部の配管を含む組立作業等の作業性の向上、外部機器との接続等の施工性の向上、施工時の塵埃等の異物巻き込み防止を図り、且つ、外装ケース２の上方部が貯湯タンク１０の余熱を受けて外部配管継手２６〜３１部近傍の凍結防止が得られるので、品質、信頼性が向上するという効果を奏する。

以上の通り、本発明によれば、製品コストの低減、施工コストの低減、システムとしての信頼性の向上およびメインテナンス費用の削減を図った給湯機システムを得ることができる。

本発明を使用した給湯機システム構成図である。 本発明の実施の形態１の回路図である。 本発明の実施の形態１における外装ケースの天板、前面上部ケースを外した状態を示す正面図である。 本発明の実施の形態１における給湯機本体の側面図である。

以下、図面に基づいて、本発明の実施の形態を説明する。
なお、各図間において、同一符号は、同一或いは相当部分を示す。
また、以下に示す実施の形態では、貯湯式給湯器の例を用いて説明するが、本発明はこの実施の形態に限定されるものではない。

実施の形態１
図おいて、１は給湯機本体で、外装ケース２に収納されている。この給湯機本体１には外部機器である水道１０１、給湯栓１４、浴槽１５、および熱源機１９が、外部配管群１０５の夫々に対応する配管を介して接続されていて、全体として本発明の給湯機のシステムが構成されている。

給湯機本体１は、貯湯タンク１０を始めとする各種の機能部品、各種の配管及び継手、リモコン等の制御機器（図示せず）を備え、外装ケース２に収納された状態でコンクリートで固めたられた基礎（図示せず）の上に脚部１１を介して設置されている。

外装ケース２は、前面上方部が前方に突き出していて、この突き出した前面部を覆い着脱可能に設けられた前面上部ケース３、この前面上部ケース３の下方部で一段凹んだ位置に設けられた前面下部ケース４、外装ケース２前面上方部が前方に突き出した部分の左右の側板５−２、５−３及びその底板５−１を形成すると共に各種の機能部品及び各種の外部配管群１０５を取付ける継手・機能部品取付部材５、天板６、底板７、左右の側板８、９、で構成されている。

外装ケース２に収納されている給湯機本体１は、各種の機能部品、配管及び継手等を結合して構成された給湯回路Ａ、沸き上げ回路Ｂ、追い焚き回路Ｃ、及び、タンク循環回路Ｄ等で構成されると共に、これらの回路Ａ〜Ｄを構成する機能部品、継手等が継手・機能部品取付部材５に取付けられたり、機能部品同士が配管を介さずに直接接続されたりして、構成されている。
以下、その詳細を説明する。

先ず、沸き上げ回路Ｂについて説明する（図２参照）。
沸き上げ指令があると、貯湯タンク１０内に貯留された水道水は、熱源機循環ポンプ２０の作動により貯湯タンク１０下部から三方弁Ｂ１、熱源機循環ポンプ２０、熱源機往き配管継手２８を通り、外部配管を介して熱源機１９に送られ、この熱源機１９内でユーザが設定した温度に達するまで加熱されて温水になり、外部配管を介して熱源機戻り配管継手２９に送られて、三方弁２１を経由して貯湯タンク１０の上部から貯湯タンク１０に貯留される。このサイクルは、貯湯タンク１０内の温水がユーザが設定した量に達するまで繰り返される。

なお、貯湯タンク１０の下部と熱源機循環ポンプ２０の間に配置されている三方弁Ｂ１には貯湯タンク１０の清掃等のときに内部の湯を外部へ排水する為の排水弁が備えられたものであり、
三方弁２１には貯湯タンク１０の下部に繋がるバイパス回路ＢＰが備えられている。
また、沸き上げ時に水が膨張して貯湯タンク１０内の圧力が上昇するため、膨張した分の温水は逃がし弁１３から貯湯タンク１０の外部に排出される。

ところで構造的には（図３参照）、外部配管継手である熱源機往き継手２８、熱源機戻り継手２９は、継手・機能部品取付部材５の底板５−１に取付けられていると共に、熱源機往き継手２８には機能部品である熱源機循環ポンプ２０が配管を介さずに直接接続されていて、熱源機戻り継手２９には機能部品である三方弁２１が配管を介さずに直接接続された構造となっている。

次に、給湯回路Ａについて説明する（図２参照）。
（１）給湯栓１４に給湯する場合
給湯栓１４が開かれると、水道水が、水道１０１に接続された外部配管を介して給水配管継手２６に流れ、減圧弁１２で所定圧に減圧されて、貯湯タンク１０の下部からタンク内に流れ込み、上部から温水が押し出されて、この押し出された温水と減圧弁１２で減圧された水道水とが混合弁１６−２に流れ込み、ここで給湯サーミスタ１７−２及び流量センサ１８−２のフィードバックを受けながらユーザが設定した温度になるように混合され、給湯配管継手２７に連結された外部配管を介して給湯栓１４から放出される。

（２）浴槽１５に給湯する場合
浴槽１５への湯張り指令があると、水道水が、水道１０１に接続された外部配管を介して給水配管継手２６に流れ、減圧弁１２で所定圧に減圧されて、貯湯タンク１０の下部からタンク内に流れ込み、上部から温水が押し出されて、この押し出された温水と減圧弁１２で減圧されている水道水とが混合弁１６−１に流れ込み、ここで給湯サーミスタ１７−１及び流量センサ１８−１のフィードバックを受けながらユーザが設定した温度になるように混合されて、湯張り指示に同期して開状態になっているふろ電磁弁２４を通り、ふろ往き配管継手３０に取付けられた外部配管を介して浴槽１５に供給される。

ところで構造的には（図２、３参照）、外部配管継手である給水配管継手２６、給湯配管継手２７、ふろ往き配管継手３０は、継手・機能部品取付部材５の底面５−１に取付けられていて、給水配管継手２６には機能部品である減圧弁１２が配管を介さずに直接接続された構造となっている。
また、機能部品である混合弁１６（１６−１）には他の機能部品である給湯サーミスタ１７（１７−１）、流量センサ１８（１８−１）及びふろ電磁弁２４が配管を介さずに機能部品同士が直列的に接続された構造となっている。
また、同様に機能部品である混合弁１６（１６−２）には他の機能部品である給湯サーミスタ１７（１７−２）及び流量センサ１８（１８−２）が配管を介さずに直列的に機能部品同士が接続された構造となっている。

次に、追い焚き回路Ｃとタンク循環回路Ｄについて説明する（図２参照）。
追い焚き回路Ｃは、リモコン等からのユーザー指令に基づいて浴槽１５に張られている湯を熱交換器と浴槽との間を循環させながら追い焚きする回路であり、タンク循環回路Ｄは追い焚き回路Ｃと同期して作動し、追い炊き回路Ｃに追い炊きする熱を熱交換器を介して供給する回路である。

追い炊き指令があると、ふろ循環ポンプ２２が起動して、浴槽１５の湯が外部配管を介してふろ戻り配管継手３１、ふろ循環ポンプ２２を通って追い焚き熱交換器２３に流れ込み、追い焚き熱交換器２３内で追い炊きされた温水は、ふろ往き配管継手３０に接続された外部配管を介して浴槽１５に戻る。このサイクルは浴槽１５内の水温がユーザが設定した温度に達するまで繰り返される。
また、この回路には混合弁１６−１で混合された温水の浴槽１５への供給と供給停止を行うと共に浴槽１５から混合弁１６−１への逆流水を排水する経路（図示せず）を備えたふろ電磁弁２４が設けられていて、追い炊き指令中はこの電磁弁２４は閉状態となっている。

タンク循環回路Dは、リモコン等からのユーザーからの追い炊き指令があると、この指令に同期してタンク循環ポンプ２５が起動し、貯湯タンク１０上部から追い焚き熱交換器２３に温水が供給され、ここで追い炊き回路Ｃに熱を供給して浴槽１５から供給された湯を追い炊きし、タンク循環ポンプ２５を介して貯湯タンク１０に戻る。そして、追い焚き回路が作動している間、このサイクルが繰り返される。

ところで構造的には（図３参照）、機能部品であるふろ循環ポンプ２２は、継手・機能部品取付部材5の底板５−１に取付けられていて、追い炊き熱交換器２３は継手・機能部品取付部材5の右側板５−２に取付けられている。

以上の構造的な面をここで再度整理すれば、以下の通りである。
継手・機能部品取付部材５に取付けられる外部配管継手は、
１）水源である水道１０１に接続された給水配管と給湯機本体１とを接続する給水配管継手２６、
２）給湯栓１４に接続された外部（給湯）配管と給湯機本体１とを接続する給湯配管継手２７、
３）熱源機１９に接続された外部（熱源機往き）配管と給湯機本体１とを接続する熱源機往き配管継手２８、
４）熱源機１９に接続された外部（熱源機戻り）配管と給湯機本体１とを接続する熱源機戻り配管継手２９、
５）浴槽１５に接続された外部（ふろ往き）配管と給湯機本体１とを接続するふろ往き配管継手３０、
６）浴槽１５に接続された外部（ふろ戻り）配管と給湯機本体１とを接続するふろ戻り配管継手３１、
である。

また、継手・機能部品取付部材５に取付けられる機能部品は、
１）継手・機能部品取付部材５の底板５−１に取付けられたふろ循環ポンプ２２、
２）継手・機能部品取付部材５の側板５−２に取付けられた追い焚き熱交換器２３、
３）継手・機能部品取付部材５の底板５−１に取付けられたタンク循環ポンプ２５、
であり、ネジ等で固定されている。

また、外部配管継手に配管を介さずに直接接続される機能部品は、
１）給水配管継手２６に直接取付けられる減圧弁１２、
２）熱源機往き配管継手２８に直接取付けられる熱源機循環ポンプ２０、
３）熱源機戻り配管継手２９に直接取付けられる三方弁２１、
である。

更に、機能部品同士が配管を介さずに直接接続されるものは、
１）混合弁１６−１には給湯サーミスタ１７−１、流量センサ１８−１及びふろ電磁弁２４が配管を介さずに互に接続されたものである。
尚、その他の各機能部品同士も可能なかぎり配管を介さずに直接接続されるように構成されている。

このように継手・機能部品取付部材5を核にして、給湯回路Ａを構成する機能部品１６〜１８、沸き上げ回路Ｂを構成する機能部品２０および２１、追い焚き回路Ｃを構成する機能部品２２〜２４、タンク循環回路Ｄを構成する機能部品であるタンク循環ポンプ２５を機能部品同士および機能部品と外部配管継手が配管を介さずに直接接続されるように継手・機能部品取付部材５に組み付けることでユニット化したコンパクトな機能部品ユニット３２を複数の配管が接続された貯湯タンク１０の前面上方に組み付けることで給湯機本体１が構成されている。

このように構成してコンパクト化した機能部品ユニット３２を設けることによって、配管および接続部の数を低減したため、小型軽量化による組み立て性の向上、接続部からの漏水に対する信頼性の向上、コストの低減が可能になる。

さらに、給湯機本体１には貯湯タンク１０の容量が異なる複数の機種が存在するが、使用する機能部品がほぼ同じであるにもかかわらず、各機能部品の配置が異なるために機種ごとに組み立て手順や配管の形状が異なっていたが、機能部品をユニット化したため、継手・機能部品取付部材５の寸法を変えるだけで、全ての機種に同じ機能部品ユニット３２を組み付けることが可能になるため、生産性が向上する。

また、継手・機能部品取付部材５は、配管継手を固定していない両側板５−２、５−３が側板８と９の一部を構成することで側板８と９の形状が略長方形の単純な形になるため、材料取りが改善され、コスト低減が可能になる。

更に、この小型化した機能部品ユニット３２を外装ケース２内で給湯機本体１の前面上方に配置したことで、従来は給湯機本体１の設置面から４００mm前後の高さに配置されていた外部配管継手２６〜３１が５００mm以上の所定の高さに配置されるため、給湯機本体１を設置する際、水道１０１、給湯栓１４、浴槽１５および熱源機１９に接続された外部配管群１０５と給湯機本体１に固定された外部配管継手２６〜３１とを接続する際の作業者の姿勢が改善され、施工性が向上する。

また、外部配管継手２６〜３１の固定位置が設置面から離れるため、施工中に配管内に土や埃を巻き込みにくくなり信頼性が向上する。

また、従来の給湯機本体１では冬季に低温の外部空気に曝される外部配管継手２６〜３１付近の水が凍結して配管内の圧力が上昇し、樹脂製の機能部品が破壊される事故が生じる可能性があるため、ヒータを追加することで凍結を防止している。

一方、貯湯タンク１０に貯留された温水の熱は外装ケース２が形成する空間に徐々に放熱され、自然対流により外装ケース２の下部空間よりも上部空間の空気温度が上昇しているので、本実施の形態では外部配管継手２６〜３１を従来よりも高い位置、即ち、周囲温度が高い位置に配置することにより、外部配管継手２６〜３１付近の空気温度が従来よりも高くなるため、本実施の形態ではヒータを使用せずに凍結を防止することができるので、コスト低減が可能になるとともに信頼性が向上する。

１ 給湯機本体 ２ 外装ケース ３ 前面上部ケース
４ 前面下部ケース ５ 継手・機能部品取付け部材
５−１ （継手・機能部品取付け部材の）底板
５−２ （継手・機能部品取付け部材の）側板
５−３ （継手・機能部品取付け部材の）側板
６ 天板 ７ 底板 ８ 側板
９ 側板 １０ 貯湯タンク １１ 脚部
１２ 減圧弁 １３ 逃がし弁 １４ 給湯栓
１５ 浴槽
１６（１６−１、１６−２） 混合弁
１７（１７−１、１７−２） 給湯サーミスタ
１８（１８−１、１８−２） 流量センサー
１９ 熱源機 ２０ 熱源機循環ポンプ ２１ 三方弁
２２ ふろ循環ポンプ ２３ 追い焚き熱交換器 ２４ ふろ電磁弁
２５ タンク循環ポンプ ２６ 給水配管継手 ２７ 給湯配管継手
２８ 熱源機往き配管継手 ２９ 熱源機戻り配管継手 ３０ ふろ往き配管継手
３１ ふろ戻り配管継手 ３２ 機能部品ユニット Ｂ１ 三方弁
ＢＰ バイパス回路 １０１ 水道 １０５ 外部配管群。

Claims (4)

1. 貯湯タンクを有する給湯器本体と、前記給湯器本体を収納する外装ケースと、熱源機とを備え、
   前記外装ケースの上部には、前記給湯器本体に接続される配管を前記給湯器本体に接続する複数の外部配管継手、水圧を減圧する減圧弁、前記貯湯タンク内の水を前記熱源機に送る熱源機循環ポンプ、前記熱源機から前記貯湯タンクに戻る温水の流路を切り替える制御弁と前記貯湯タンク内の温水及び水道水を混合する混合弁を組み付けた機能部品ユニットが配置されていることを特徴とする給湯器。
2. 前記外部配管継手は、水道の配管に接続される給水配管継手、熱源機の入口側配管に接続される熱源機往き配管継手、および前記熱源機の出口側配管に接続される熱源機戻り配管継手、であることを特徴とする請求項１に記載の給湯機。
3. 減圧弁、熱源機循環ポンプおよび制御弁が、それぞれ給水配管継手、熱源機往き配管継手および熱源機戻り配管継手に直接接続されていることを特徴とする請求項２に記載の給湯機。
4. 機能部品ユニットに、ふろ循環ポンプおよび追い焚き熱交換器が組み付けられていることを特徴とする請求項１に記載の給湯器。

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