JP2014219146A - 温水生成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】騒音を低減した温水生成装置を提供する。
【解決手段】圧縮機、水熱交換器２２、減圧器、蒸発器２４で環状に接続された冷媒回路と、水熱交換器２２の周囲を覆う断熱材４１と、断熱材４１の少なくとも上面および側面を覆う筐体と、蒸発器２４に送風するファン３３と、ファン３３を回転させるファンモータ３４と、ファンモータ３４が固定される支柱３５と、断熱材４１および蒸発器２４が配置される底板１ｄと、を備え、支柱３５は、筐体と蒸発器２４との間で、底板１ｄに接続されるので、支柱３５が水熱交換器２２を収容する筐体の上面に接続されないので、ファン３３の回転によって生じる振動が筐体の上面へと伝播することを抑制して、振動と増大および振動に起因する騒音の増大を抑制し、低騒音な温水生成装置を提供することができる。
【選択図】図２

Description

本発明は、冷凍サイクルを用いて水を加熱する温水生成装置に関するものである。

従来、この種の温水生成装置は、図６に示すように、冷媒を圧縮して高温高圧のガス冷媒を生成する圧縮機（図示せず）と、圧縮機から吐出された冷媒と水との間で熱交換を行う水熱交換器１１５と、冷媒を減圧される膨張弁（図示せず）と、膨張弁を流れた冷媒と空気との間で熱交換を行う蒸発器１１６と、蒸発器１１６に空気を通風させるファン１１７とが、外装体１１８の内部に収容され、構成されている（例えば、特許文献１参照）。外装体１１８は、下板１１８ａ、上板１１８ｂ、前板１１８ｃ、側板（図示せず）から構成される。

水熱交換器１１５は、周囲を断熱材１１９に覆われている。水熱交換器１１５と断熱材１１９とは、略直方体形状の筐体１２０に覆われ、ファン１１７の下方に配置されるとともに、外装体１１８を構成する下板１１８ａの上に配置されて固定されている。

ファン１１７は、ファンモータ１１９によって駆動される。ファンモータ１１９は、支柱１２１に固定されている。支柱１２１は、上方で蒸発器１１８と前板１１８ｃとを接続する梁１１０に接続され、下方で筐体１２０の上面に接続されて、固定される。

特開２００９-２１０１３３号公報

しかしながら、前記従来の構成では、ファンモータが固定される支柱は、水熱交換器を覆う収容部の上面に固定されている。よって、温水生成装置の運転中に、ファンモータによって駆動されるファンの振動が筐体の上面へと伝播し、特にファンの上下動による振動が収容部の上面へと伝播した場合には、騒音が増大してしまうという課題を有していた。

本発明は、上記従来の課題を解決するためのもので、運転時の騒音が低減した温水生成装置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、本発明の温水生成装置は、圧縮機、冷媒と水との間で熱交換を行う水熱交換器、減圧器、蒸発器が冷媒配管で環状に接続された冷媒回路と、前記水熱交換器の周囲を覆う断熱材と、前記断熱材の少なくとも上面および側面を覆う筐体と、前記蒸発器に送風するファンと、前記ファンを回転させるファンモータと、前記ファンモータが固定される支柱と、前記断熱材および前記蒸発器が配置される底板と、を備え、前記支柱は、前記筐体と前記蒸発器との間で、前記底板に接続されることを特徴とする。

これにより、支柱が水熱交換器を収容する筐体の上面に接続されないので、ファンの回転によって生じる振動が筐体の上面へと伝播することを抑制することができる。

本発明によれば、運転時の騒音が低減した温水生成装置を提供することができる。

本発明の温水生成装置の実施の形態１における外観斜視図 図１のＡ−Ａ断面図 （ａ）本発明の温水生成装置の実施の形態１における上面図（ｂ）本発明の温水生成装置の実施の形態１における正面図 本発明の温水生成装置の実施の形態１における支柱の傾斜部の要部拡大図 本発明の温水生成装置の実施の形態１における接続部材の要部拡大図 従来の温水生成装置の側方断面図

第１の発明は、圧縮機、冷媒と水との間で熱交換を行う水熱交換器、減圧器、蒸発器が冷媒配管で環状に接続された冷媒回路と、前記水熱交換器の周囲を覆う断熱材と、前記断熱材の少なくとも上面および側面を覆う筐体と、前記蒸発器に送風するファンと、前記ファンを回転させるファンモータと、前記ファンモータが固定される支柱と、前記断熱材および前記蒸発器が配置される底板と、を備え、前記支柱は、前記筐体と前記蒸発器との間で、前記底板に接続されることを特徴とする温水生成装置である。

これにより、支柱が水熱交換器を収容する筐体の上面に接続されないので、ファンの振動が筐体の上面へと伝播することを抑制することができる。また、支柱は、外装体の底板に固定されるので、振動の発振源であるファンモータおよびファンを強固に支えて固定することができ、騒音を低減させることができる。

なお、水熱交換器の筐体の上面は、支柱との接続がなくなったことで、ファンモータおよびファンの荷重がかからなくなり、振動の伝播も抑制される。よって、筐体に使用する鋼板材料の薄肉化ができるようになるので、筐体の軽量化を実現できる。

第２の発明は、特に第１の発明において、前記支柱は、前記ファンモータよりも鉛直下方側において、下方よりも上方のほうが前記支柱と前記蒸発器との間の距離が長くなるように構成された傾斜部を有することを特徴とするものである。

これにより、支柱を外装体の底板に固定しても、支柱と蒸発器との間に一定の距離を確保することができる。よって、蒸発器と支柱とを近接させずに、送風室の内部での通風抵抗の増加を抑制するので、騒音が低減し、冷凍サイクルの効率を向上させることができる。

さらに、冷凍サイクルの効率が向上することで、水熱交換器および蒸発器の容量を削減して小型化することが可能となり、機器の軽量化を図ることができる。

第３の発明は、特に第１または第２の発明において、前記支柱と前記筐体の側面とを接続し、弾性を有する接続部材を設けたことを特徴とするものである。

これにより、支柱と水熱交換器を覆う筐体との間に弾性を有する接続部材を設けて、部品同士の互いの振動による干渉、および、接触の発生を防止するので、騒音の発生を抑制し、低騒音の温水生成装置を実現することができる。

以下、本発明の実施の形態について、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。

（実施の形態１）
図１は、実施の形態１における温水生成装置の外観斜視図、図２は、図１のＡ−Ａ断面図、図３（ａ）は、実施の形態１における温水生成装置の内部構造を示す上面図、図３（ｂ）は、実施の形態１における温水生成装置の内部構造を示す正面図、図４は、図１の要部拡大図、図５は、接続部材の拡大図を示すものである。

図１に示すように、本実施の形態における温水生成装置は、外装体１を備える。また、図１〜図３に示すように、外装体１は、温水生成装置の内部から空気が流出するように構成された前板１ａ、右側板１ｂ、左側板１ｃ、底板１ｄ、上板１ｅから構成されている。右側板１ｂには、生成された温水が流出する流出ポート１１と、温水生成装置よって加熱される水が供給される流入ポート１２とを覆うカバー１ｆが設けられている。前板１ａは、ベルマウス形状のオリフィス３１を有する。これにより、温水生成装置から空気が流出する吹出口３２が形成される。

なお、図３（ａ）は、上板１ｅのうち、図中の真ん中の部分を取り除くことで、温水生成装置の内部構造を示している。また、図３（ｂ）は、前板１ａのうち、図中の右上の部分以外を取り除くことで、温水生成装置の内部構造を示している。なお、図３（ｂ）は、ファン３３を取り外した上体の内部構造を示している。

なお、温水生成装置において、前板１ａと反対側の背面は、底板１ｄの上に配置された蒸発器２４によって覆われている。なお、左側板１ｃは、例えば、蒸発器２４によって上板１ｅを固定できるように構成されている場合には、なくてもよい。

温水生成装置は、冷凍サイクルを構成する冷媒回路を備えている。冷媒回路は、冷媒を圧縮する圧縮機２１、冷媒と水との間で熱交換を行う水熱交換器２２、冷媒を膨張させる膨張弁（減圧器）２３、冷媒と空気との間で熱交換を行う蒸発器２４が冷媒配管で環状に接続されて構成されている。圧縮機２１と膨張弁２３とは、制御部２５によって制御される。温水生成時には、制御部２５は、圧縮機２１および膨張弁２３を制御することで、水熱交換器２２に高温高圧のガス冷媒を流入させる。水熱交換器２２において、ガス冷媒が水に放熱することで温水が生成される。

水熱交換器２２は、水が流れる水管の内部に冷媒が流れる冷媒管が収容された二重管式の熱交換器である。この二重管をコイル状に巻き回し、略直方体形状に成型している。水熱交換器２２の周囲は、断熱材４１によって覆われている。これにより、水熱交換器２２からの放熱ロスが低減される。断熱材４１は、発泡樹脂材料で構成されている。さらに、断熱材４１の周囲のうち、上面および側面は、耐食処理を施した金属で構成された筐体４２によって覆われている。これにより、火、紫外線、雨水、オゾンなどによる断熱材４１の劣化を抑制して、温水を生成するときの熱交換性能の低下を防止している。なお、断熱材の上面とは、断熱材４１の上板１ｅ側の面をいい、側面とは、断熱材４１において、上板１ｅ側と底板１ｄ側以外の面をいうものである。

図３に示すように、温水生成装置の内部は、仕切板９０によって、送風室９１と機械室９２とに分離される。

機械室９２には、圧縮機２１、膨張弁２３および冷媒回路を構成する冷媒配管と、水熱交換器２２と流出ポート１１および流入ポート１２とを接続する水配管が配置されている。水熱交換器２２と流出ポート１１および流入ポート１２とを接続する水配管は、圧縮機２１よりも前板１ａ側に配置される。また、水熱交換器２２の冷媒管は、圧縮機２１よりも前板１ａ側で冷媒回路に接続される。これにより、水熱交換器２２のメンテナンスが必要となった場合、前板１ａを取り外すのみで水熱交換器２２およびその周辺の冷媒配管と
水配管とが露出するので、作業性が向上する。

送風室９１には、断熱材４１で周囲を覆われた水熱交換器２２、蒸発器２４、蒸発器２４に空気を送風するためのファン３３、ファン３３を回転させるファンモータ３４が配設されている。断熱材４１で覆われた水熱交換器２２は、底板１ｄの上に配置されている。前述の通り、断熱材４１の上面および側面は、筐体４２によって覆われている。よって、断熱材４１の周囲は、筐体４２と底板１ｄとによって周囲を覆われることとなる。これにより、断熱材４１が、火、紫外線、雨水、オゾンなどにさらされることを抑制して、断熱材の劣化を抑制することができる。

なお、蒸発器２４の周辺は、温水生成装置の運転中に、外気温度より５〜８Ｋ程度低い温度となる。一方、蒸発器２４よりも、送風室９１を流れる空気の流れ方向に対して風下側に配置され、蒸発器２４と近接する水熱交換器２２は、温水生成装置の運転中に、最高で９０℃程度の高温となる。すなわち、外気温度が低く、高温水を生成する冬季には、蒸発器２４の周辺と水熱交換器２２との温度差が最大で１００Ｋ程度となる。

よって、特に、水熱交換器２２の周囲を覆う断熱材４１の風上側の側面は、筐体４２と底板１ｄとを密着させて、水熱交換器２２からの放熱ロスを低減するようにしている。このとき、筐体４２と底板１ｄとを、筐体４２が底板１ｄよりも外方に来るように密着させることが好ましい。これにより、例えば、送風室９１に雨水などが浸入しても、断熱材４１に水が触れることを防止して、断熱材４１の劣化を防ぐことができる。

ファン３３は、ファンモータ３４を介して、支柱３５に固定されている。なお、ファン３３の中心軸と、オリフィス３１の中心軸とは、ほぼ同軸となるように配置されている。

支柱３５の下方は、例えば、ネジなどの締結部材によって、外装体１を構成する底板１ｄに接続されている。また、支柱３５の上方は、例えば、ネジなどの締結部材によって、蒸発器２４と前板１ａとに固定された固定板３６に接続されている。固定板３６は、蒸発器２４を構成するフィンに嵌め込まれる突起３６ａと、前板１ａと締結される固定部３６ｂとを有している。なお、固定板３６と前板１ａとは、例えばネジによって、固定される。

このように、支柱３５が、底板１ｄと、固定板３６とに接続され、外装体１と一体となって強固に固定されるので、温水生成装置の運転中にファン３３が回転することによって生じる振動を抑制して、騒音を低減させることができる。

なお、支柱３５と底板１ｄとの接続箇所は、蒸発器２４の表面に付着した水分を温水生成装置の外部へと排出する排水路３７よりも鉛直上方に設けられることが好ましい。これにより、支柱３５と底板１ｄとの接続箇所に水分が付着して腐食することを防止することができる。

支柱３５は、図３に示すように、送風室９１内に流れる空気の通風抵抗を抑制するために、開口部３５ａを有している。また、支柱３５は、図４に示すように、板状の金属の端部が、送風室９１の内部を流れる空気の流れ方向に対して風下側に折曲げられて形成されている。これにより、支柱３５によって生じる、送風室９１の内部を流れる空気の通風抵抗を抑制することができるとともに、支柱３５の強度を増加させることができる。

さらに、支柱３５は、図４に示すように、ファンモータ３４の固定箇所よりも鉛直下側において、下方よりも上方のほうが、支柱３５と蒸発器２４の風下側のフィンとの間の距離Ｌが長くなるように構成された傾斜部３５ｂを有している。

傾斜部３５ｂによって、図４に示すように、支柱３５を、筐体４２と蒸発器２４との間で底板１ｄに接続しながら、支柱３５と蒸発器２４との間の距離を一定以上に確保することができる。よって、支柱３５による送風室９１内の通風抵抗を低減して、蒸発器２４の熱交換性能を向上させることができる。傾斜部３５ｂは、下方から上方に向かって、蒸発器２４から離反するように形成されるので、特に、蒸発器２４の下方における、筐体４２と蒸発器２４との間の通風抵抗を低減して、蒸発器２４の熱交換性能を向上させる。

図５は、接続部材４３を、温水生成装置の背面側すなわち蒸発器２４側から見た際の拡大図である。

支柱３５と筐体４２の蒸発器２４側の側面とは、弾性を有する接続部材４３によって接続されている。具体的には、支柱３５の開口部３５ａを形成し、水平方向に形成された補強部３５ｄと筐体４２の蒸発器２４側の側面とが、接続部材４３によって接続されている。これにより、支柱３５と筐体４２とを近接して配置しながら、部品同士の互いの振動および接触音の発生を防止して、温水生成装置のコンパクト化と低騒音化を実現することができる。ここで、接続部材４３は、弾性を有するとともに耐食性、耐候性を有する樹脂で構成されていることが好ましい。

接続部材４３と筐体４２とは、例えば、ネジなどの締結部材によって互いに接続されている。図５に示すように、接続部材４３は、複数の大きさの水熱交換器２２に対応するため、鉛直方向に並列に、複数のスリット４３ａを備えている。

また、支柱３５は、鉛直方向に形成されたビード３５ｃを有している。これにより、支柱３５の強度が増加する。

以上のように、ファン３３およびファンモータ３４が固定される支柱３５が、筐体４２の上面に接続されることがなく、外装体１の底板１ｄに固定されるので、振動の発振源であるファンモータ３４およびファン３３を強固に支えて固定することができ、騒音を低減させることができる。

なお、水熱交換器２２を覆う筐体４２の上面は、支柱３５との接続がなくなったことで、ファンモータ３４およびファン３３の荷重がかからなくなり、振動の伝播も抑制される。よって、筐体４２に使用する鋼板材料の薄肉化ができるようになるので、筐体の軽量化を実現できる。

また、支柱３５は、ファンモータ３４よりも鉛直下方側で、下方よりも上方のほうが、支柱３５と蒸発器２４との間の距離が長くなるように構成されている。これにより、支柱３５を、筐体４２と蒸発器２４との間で底板１ｄに接続することでファン３３の回転によって生じる騒音を低減しながら、支柱３５と蒸発器２４との間の距離を一定以上に確保することによって、送風室９１内の通風抵抗を低減して、蒸発器２４の熱交換性能を向上させることができる。

さらに、弾性を有する接続部材４３によって支柱３５と水熱交換器２２を覆う筐体４２とを接続しているので、支柱３５と筐体４２とを近接して配置しながら、部品同士の互いの振動および接触音の発生を防止して、温水生成装置のコンパクト化と低騒音化を実現する。

以上のように、本発明の温水生成装置は、ファンの回転によって生じる振動および振動
によって生じる騒音を抑制することができるので、家庭用、業務用に用いる温水生成装置に有用である。

１ 外装体
１ｄ 底板
２０ 冷媒回路
２１ 圧縮機
２２ 水熱交換器
２３ 減圧器（膨張弁）
２４ 蒸発器
３３ ファン
３４ ファンモータ
３５ 支柱
３５ｂ 傾斜部
４１ 断熱材
４２ 筐体
４３ 接続部材

Claims (3)

1. 圧縮機、冷媒と水との間で熱交換を行う水熱交換器、減圧器、蒸発器が冷媒配管で環状に接続された冷媒回路と、
   前記水熱交換器の周囲を覆う断熱材と、
   前記断熱材の少なくとも上面および側面を覆う筐体と、
   前記蒸発器に送風するファンと、
   前記ファンを回転させるファンモータと、
   前記ファンモータが固定される支柱と、
   前記断熱材および前記蒸発器が配置される底板と、を備え、
   前記支柱は、前記筐体と前記蒸発器との間で、前記底板に接続されることを特徴とする、温水生成装置。
2. 前記支柱は、前記ファンモータよりも鉛直下方側において、下方よりも上方のほうが前記支柱と前記蒸発器との間の距離が長くなるように構成された傾斜部を有することを特徴とする、請求項１に記載の温水生成装置。
3. 前記支柱と前記筐体の側面とを接続し、弾性を有する接続部材を設けたことを特徴とする、
   請求項１または２に記載の温水生成装置。