JP2015025576A - 貯湯ユニットおよび給湯装置 - Google Patents

Abstract

【課題】配管や配管に接続された部品が破損するのを防止できる貯湯ユニットおよび給湯装置を提供すること。【解決手段】貯湯ユニットは、缶体４と、缶体４を覆う断熱材５と、断熱材５の上記缶体４側とは反対側に位置すると共に上記断熱材５と接触する配管６１とを備えている。断熱材５の缶体４側には、配管６１に対向する缶体側凹部５１が設けられている。【選択図】図４

Description

本発明は、貯湯ユニットおよび給湯装置に関する。

従来、給湯装置としては、特開２０１１−８０７０６号公報（特許文献１）に記載されているものがある。この給湯装置は、缶体と、缶体を覆う真空断熱材とを備えている。真空断熱材は、缶体から真空断熱材の外側に伝わる熱量を低減して、缶体の保温性能を向上させるようにしている。

特開２０１１−８０７０６号公報

しかしながら、上記従来の給湯装置では、真空断熱材によって缶体の保温性能を向上させる一方、缶体から真空断熱材の外側へ熱が伝わりにくくなるため、真空断熱材の外側に設けられた配管を缶体の熱で十分に暖めることができない。このため、外気温度が低下すると、配管の温度も低下し、配管内の流体が凍結して体積が増加し、配管や配管に接続された部品が破損するという問題があった。

そこで、本発明の課題は、配管や配管に接続された部品が破損するのを防止できる貯湯ユニットおよび給湯装置を提供することにある。

上記課題を解決するため、本発明の貯湯ユニットは、
温水を貯留する缶体と、
上記缶体を覆う断熱材と、
上記断熱材の上記缶体側とは反対側に位置すると共に上記断熱材と接触する配管と
を備え、
上記断熱材の上記缶体側には、上記配管に対向する缶体側凹部が設けられていることを特徴としている。

上記構成の貯湯ユニットによれば、上記断熱材の缶体側には缶体側凹部が設けられ、この缶体側凹部が上記配管に対向しているから、缶体と配管との間に位置する断熱材の厚みを他の部分よりも小さくして、断熱材を介して缶体から配管に熱が伝わりやすくなる。このため、外気温度が低下しても配管を十分に暖めて、配管内の流体の凍結を阻止できる。したがって、上記配管や配管に接続された部品が破損するのを防止できる。

一実施形態の貯湯ユニットでは、
上記缶体側凹部は、互いに予め設定された間隔が空くように複数設けられている。

上記実施形態によれば、上記缶体側凹部は、互いに予め設定された間隔が空くように複数設けられているので、ある缶体側凹部内の熱が他の缶体側凹部内に移動するのを防ぐことができる。したがって、上記各缶体側凹部内の熱で上記配管の各部を同様に暖めて、配管内の流体の温度低下を低減できる。

一実施形態の貯湯ユニットでは、
上記断熱材において上記配管が接触する部分は、上記配管側に向かって突出する凸部である。

上記実施形態によれば、上記断熱材において上記配管が接触する部分は、上記配管側に向かって突出する凸部であるので、断熱材の配管近傍の厚みを大きくして、断熱材の配管近傍から熱が外部へ漏れるのを抑制できる。

一実施形態の貯湯ユニットでは、
上記断熱材の上記配管側には、上記配管が嵌合する配管側凹部が設けられている。

上記実施形態によれば、上記断熱材の上記配管側には、上記配管が嵌合する配管側凹部が設けられているので、この配管側凹部によって、配管を容易に位置決めすることができる。

また、上記配管と断熱材との接触面積を増やして、缶体から配管により多くの熱を伝えることができる。

一実施形態の貯湯ユニットでは、
上記配管は、水が流れる水配管である。

本発明の給湯装置は、
上記貯湯ユニットと、
上記貯湯ユニット内に設けられた水熱交換器と、
上記水熱交換器に接続される圧縮機、膨張手段および空気熱交換器を含むヒートポンプユニットと
を備えることを特徴としている。

上記構成の給湯装置によれば、上記貯湯ユニットを備えるから、配管や配管に接続された部品が破損するのを防止できる。

本発明の貯湯ユニットおよび給湯装置によれば、配管や配管に接続された部品が破損するのを防止できる。

本発明の一実施形態の給湯装置を示す簡略構成図である。 上記給湯装置の貯湯ユニットの外観斜視図である。 上記貯湯ユニットの配管などを取り除いた状態を示す外観斜視図である。 上記貯湯ユニットの缶体を覆っている断熱材の一部の水平方向の部分断面図である。 上記断熱材の缶体側凹部を上記缶体側から見た斜視図である。 図５の缶体側凹部の変形例を示す斜視図である。 図４の断熱材の変形例を示す部分断面図である。

以下、本発明を図示の実施形態により詳細に説明する。

図１は、本発明の一実施形態の給湯装置についての簡略構成図である。図１に示すように、この給湯装置は、ヒートポンプユニット１と、このヒートポンプユニット１に接続される貯湯ユニット２とを備えている。

ヒートポンプユニット１は、圧縮機１１と、膨張手段としての膨張弁（減圧機構）１４と、空気熱交換器（蒸発器）１５とを有する。膨張弁１４、空気熱交換器１５および圧縮機１１は、冷媒通路１６を介して、順に接続される。冷媒として、例えば、ＣＯ_２冷媒を用いる。空気熱交換器１５に対向して、ファン１７と、このファン１７を駆動するモータ１８が配置されている。

貯湯ユニット２は、ヒートポンプユニット１の圧縮機１１に接続されて熱交換により温水を生成する水熱交換器３と、温水を貯留する缶体４とを有する。缶体４の底部には、給水源Ｅに接続される給水流路９から分岐した一方の入水流路９ａが接続されている。これにより、給水源Ｅから供給される市水が、入水流路９ａを介して、缶体４の底部に導入される。また、缶体４の底部には、循環路８の一端が接続されている。この循環路８には、循環ポンプ７および水熱交換器３が接続されている。

缶体４の頂部には、循環路８の他端が接続されている。また、缶体４の頂部には、出湯経路９２を介して、混合弁９１が接続されている。この混合弁９１には、給水流路９から分岐した他方の入水流路９ｂと、給湯端末Ｔとが接続されている。これにより、缶体４の頂部から出湯された温水を、給水源Ｅから供給される水と混合することが可能となり、給湯端末Ｔにおいて、所望の温度の温水を供給できる。

上記構成の給湯装置では、圧縮機１１および循環ポンプ７を駆動させると、缶体４内の水が、缶体４の底部から循環路８を流れる。このとき、循環路８を流れる水は、水熱交換器３によって加熱され（沸き上げられ）、缶体４の頂部に返流される。このような動作を継続して行うことによって、缶体４に高温の温水を貯留することができる。缶体４内の温水は、給湯端末Ｔに供給される。

図２は、貯湯ユニット２の斜視図を示す。図３は、図２の配管などを取り除いた状態を示す斜視図である。図２と図３に示すように、貯湯ユニット２は、ケーシング４０を有する。ケーシング４０は、前板４１と、左右の側板４２，４２と、後板４３と、上板４４と、底板４５とを有する。

ケーシング４０には、水熱交換器３および缶体４が収容されている。水熱交換器３は、その外面の全体が断熱材３１によって覆われている。缶体４は、略円筒形状をしており、その外面の全体が断熱材５によって覆われている。缶体４の前方には、配管６０，６０，６０や電装品７０が、配置されている。

缶体４は、３つの缶体脚５０に支えられ、直立している。缶体脚５０は、前板４１側に１つあり、後板４３側に２つある。缶体脚５０の上端は、缶体４の側面に取り付けられ、缶体脚５０の下端は、底板４５に取り付けられる。缶体脚５０は、底板４５の下面に取り付けられるケーシング脚４６とは別体である。缶体脚５０は、ケーシング４０に収容されている。

缶体４は、缶体脚５０により、底板４５から離隔され、缶体４の底面と缶体脚５０と底板４５で囲まれた空間が形成される。この空間（つまり、缶体４の下側）に、水熱交換器３が配置される。

図４は、缶体４の側面を覆っている断熱材５の一部の水平方向の部分断面図を示している。断熱材５は、水平断面がリング形状をしている。図４に示すように、断熱材５の内周面は、缶体４の外周面に接触して位置している。断熱材５の缶体４側とは反対側には、配管６１が設けられている。

断熱材５は、発泡スチロールによって形成されている。断熱材５の缶体４側の配管６１に対向する位置には、断面略円弧形状の缶体側凹部５１が設けられている。この缶体側凹部５１によって、缶体４と配管６１との間に位置する断熱材５の厚みは、他の部分よりも小さくなっている。このため、断熱材５を介して缶体４から配管６１に熱が伝わりやすくなっている。

断熱材５の配管６１側には、断熱材５から配管６１に向かって突出する断面略台形状の凸部５２が設けられている。この凸部５２は、缶体側凹部５１に対向して位置している。凸部５２の配管６１側には、配管６１の外径と略同じ曲率半径を有する断面略円弧形状の配管側凹部５３が設けられ、配管６１が嵌合するようになっている。凸部５２の配管６１側の水平方向の幅は、配管６１の外径よりも大きい。この凸部５２によって、断熱材５の配管６１近傍の厚みを大きくしている。

配管６１は、入水流路９ａ（図１参照）を形成する配管の一部であって、水が流れる水配管である。配管６１は、断熱材５の配管側凹部５３に嵌合している。このため、配管側凹部５３によって、配管６１を容易に位置決めできる。また、配管６１と断熱材５との接触面積を増やしている。

図５は、断熱材５の缶体側凹部５１を缶体４側から見たときの斜視図を示している。図５に示すように、缶体側凹部５１は、配管６１が延在する上下方向に互いに等しい間隔が空くように、配管６１に沿って複数設けられている。

上記構成の貯湯ユニット２によれば、断熱材５の缶体４側には缶体側凹部５１が設けられ、この缶体側凹部５１が配管６１に対向しているから、缶体４と配管６１との間に位置する断熱材の厚みを他の部分よりも小さくして、断熱材５を介して缶体４から配管６１に熱が伝わりやすくなる。このため、外気温度が低下しても配管６１を十分に暖めて、配管６１内を流れる水の凍結を阻止できる。したがって、配管６１が破損するのを防止できる。さらに、配管６１に接続されたバルブや計器等の周辺部品の破損を防止できる場合もある。

また、缶体側凹部５１は、互いに予め設定された間隔が空くように複数設けられているので、ある缶体側凹部５１内の熱が他の缶体側凹部５１内に移動するのを防ぐことができる。具体的には、缶体側凹部５１の開口側は缶体４で覆われており、缶体側凹部５１と缶体側凹部５１との間が断熱材５によって仕切られているため、各缶体側凹部５１内は密閉されている。したがって、各缶体側凹部５１内の熱で配管６１の各部を同様に暖めて、配管６１内の流体の温度低下を低減できる。

ここで、図６に示すように、配管の延在する上下方向に沿って１つの缶体側凹部５１Ａを設けてもよい。このようにすると、缶体側凹部５１Ａ内の熱が対流により移動して分散するので、缶体側凹部５１を複数設ける場合に比べて配管６１内の流体の温度低下を低減しにくくなるが、配管６１を均一に暖めることができる。また、缶体側凹部５１Ａを１つだけ設けているので、断熱材５の成型を容易にできる。

また、断熱材５の配管６１が接触する部分は、配管６１側に向かって突出する凸部５２であるので、断熱材５の配管６１近傍の厚みを大きくして、断熱材５の配管６１近傍から熱が外部へ漏れるのを抑制できる。

また、断熱材５の配管６１側には、配管６１が嵌合する配管側凹部５３が設けられているので、この配管側凹部５３によって、配管６１と断熱材５との接触面積を増やして、缶体４から配管６１により多くの熱を伝えることができる。

また、上記給湯装置は、貯湯ユニット２を備えるから、配管６１や配管６１に接続された部品が破損するのを防止できる。

なお、上記実施形態では、缶体側凹部５１は、上下方向に互いに等しい間隔が空くように位置していたが、これに限らず、例えば、下方に行くほど、缶体側凹部間の距離を短くしてもよい。このようにすると、より凍結しやすい下方の配管を積極的に暖めることができて、より確実に配管内の水の凍結を防止できる。

また、上記実施形態では、断熱材５の配管６１側に凸部５２を設けていたが、図７に示すように、凸部を設けず、断熱材５の配管６１側に配管６１の外径と略同じ曲率半径を有する断面略円弧形状の配管側凹部５３Ａを設けてもよい。このようにすると、断熱材５の配管６１側の成型が容易になる。

また、上記実施形態では、配管６１は、配管側凹部５３に嵌合していたが、断熱材の配管側に接していてもよい。

また、上記実施形態では、缶体側凹部５１は、断面略円弧形状であったが、これに限らず、断面略三角形状や断面略四角形状など、他の断面形状であってもよい。

また、上記実施形態では、配管６１は、入水流路９ａを形成する配管の一部であったが、これに限らず、例えば出湯経路のような他の水配管や冷媒配管などでもよい。

本発明の具体的な実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲内で種々変更して実施することができる。

１ ヒートポンプユニット
２ 貯湯ユニット
３ 水熱交換器
４ 缶体
５ 断熱材
１１ 圧縮機
１４ 膨張弁
１５ 空気熱交換器
５１，５１Ａ 缶体側凹部
５２ 凸部
５３，５３Ａ 配管側凹部
６１ 水配管

Claims (6)

1. 温水を貯留する缶体（４）と、
   上記缶体（４）を覆う断熱材（５）と、
   上記断熱材（５）の上記缶体（４）側とは反対側に位置すると共に上記断熱材（５）と接触する配管（６１）と
   を備え、
   上記断熱材（５）の上記缶体（４）側には、上記配管（６１）に対向する缶体側凹部（５１，５１Ａ）が設けられていることを特徴とする貯湯ユニット。
2. 請求項１に記載の貯湯ユニットにおいて、
   上記缶体側凹部（５１，５１Ａ）は、互いに予め設定された間隔が空くように複数設けられていることを特徴とする貯湯ユニット。
3. 請求項１または２に記載の貯湯ユニットにおいて、
   上記断熱材（５）において上記配管（６１）が接触する部分は、上記配管（６１）側に向かって突出する凸部（５２）であることを特徴とする貯湯ユニット。
4. 請求項１から３までの何れか１つに記載の貯湯ユニットにおいて、
   上記断熱材（５）の上記配管（６１）側には、上記配管（６１）が嵌合する配管側凹部（５３，５３Ａ）が設けられていることを特徴とする貯湯ユニット。
5. 請求項１から４までの何れか１つに記載の貯湯ユニットにおいて、
   上記配管（６１）は、水が流れる水配管（６１）であることを特徴とする貯湯ユニット。
6. 請求項１から５までの何れか１つに記載の貯湯ユニット（２）と、
   上記貯湯ユニット（２）内に設けられた水熱交換器（３）と、
   上記水熱交換器（３）に接続される圧縮機（１１）、膨張手段（１４）および空気熱交換器（１５）を含むヒートポンプユニット（１）と
   を備えることを特徴とする給湯装置。

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