JP2015127606A - 貯湯ユニットおよび給湯装置 - Google Patents

Abstract

【課題】製品高さを低減できる貯湯ユニットおよび給湯装置を提供する。
【解決手段】貯湯ユニット１は、温水を貯留する缶体１１と、缶体１１の上部を覆うと共に、溝１４を上面に有する缶体用断熱材１３と、缶体用断熱材１３上に設置され、配管１５を有する水熱交換器１２とを備える。水熱交換器１２は、平面視が略渦巻き形状を呈し、配管１５が溝１４に嵌合する。これにより、水熱交換器１２の上下方向の長さを短くすることができると共に、缶体用断熱材１３に対する水熱交換器１２の移動を規制できる。
【選択図】図３

Description

この発明は、貯湯ユニットおよび給湯装置に関する。

従来、貯湯ユニットとしては、実開昭５８―１２０４３１号公報(非特許文献１)で開示されているように、缶体と、この缶体上に配置された水熱交換器とを備えたものがある。

上記水熱交換器は、冷媒と水の熱交換を行うための配管を有している。この配管は、円を複数回描くように巡らされて、内周縁が上下方向において略等しくなっている。すなわち、上記配管はコイルバネ形状を呈している。

実開昭５８―１２０４３１号公報(第１図，第２図)

ところが、上記従来の貯湯ユニットは、水熱交換器の配管をコイルバネ形状にしているため、水熱交換器が上下方向に長くなって、製品高さが高くなるという問題がある。

そこで、この発明の課題は、製品高さを低減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、この発明の貯湯ユニットは、
温水を貯留する缶体と、
上記缶体の上部を覆うと共に、溝を上面に有する缶体用断熱材と、
上記缶体用断熱材上に設置され、配管を有する水熱交換器と
を備え、
上記水熱交換器は、平面視が略渦巻き形状を呈し、上記配管が上記溝に嵌合することを特徴としている。

本明細書において、「渦巻き形状」とは、配管の一部分と、この一部分に水平方向で隣り合う配管の他の一部分とに注目したとき、上記配管の一部分が上記配管の他の一部分の少なくとも一部に水平方向で重なるような形状を指す。

上記構成によれば、上記水熱交換器は、平面視が略渦巻き形状を呈するので、上下方向の長さを短くすることができる。したがって、上記貯湯ユニットの製品高さを低減できる。

また、上記水熱交換器の配管が缶体用断熱材の上面の溝に嵌合するので、缶体用断熱材の上面に対する水熱交換器の配管の突出量を低減できる。したがって、上記貯湯ユニットの製品高さをさらに低減できる。

また、上記水熱交換器の配管が缶体用断熱材の上面の溝に嵌合するので、缶体用断熱材に対する水熱交換器の移動を規制できる。したがって、上記水熱交換器が所定の位置からずれるのを防ぐことができる。

一実施形態の貯湯ユニットでは、
上記缶体の上面は、上記缶体用断熱材側に凸形状をなす曲面であり、
上記水熱交換器の上記配管は、上記曲面に沿うように形成される。

上記実施形態によれば、上記缶体の上面は、上記缶体用断熱材側に凸形状をなす曲面であり、水熱交換器の配管は、上記曲面に沿うように形成されるので、缶体の上面と水熱交換器の配管との間における缶体用断熱材の厚さを均一にすることができる。

一実施形態の貯湯ユニットでは、
上記缶体用断熱材は、
第１断熱部品と、
この第１断熱部品とは別体に形成され、上記第１断熱部品に対して水平方向で隣り合う第２断熱部品と
を有し、
上記溝は、上記第１断熱部品の上面から上記第２断熱部品の上面に渡って形成され、
上記水熱交換器の上記配管は、上記第１断熱部品の上面の上記溝に嵌合すると共に、上記第２断熱部品の上面の上記溝に嵌合する。

上記実施形態によれば、上記水熱交換器の配管が、第１断熱部品の上面の溝に嵌合すると共に、第２断熱部品の上面の溝に嵌合するので、水熱交換器が、第１断熱部品に第２断熱部品を連結させるための連結具として役割を果たすことができる。

一実施形態の貯湯ユニットでは、
上記溝の深さは上記配管の外径以上である。

上記実施形態によれば、上記溝の深さは配管の外径以上であるので、溝から配管を抜け難くすることができると共に、缶体用断熱材による配管の断熱効果を高めることができる。

この発明の給湯装置は、
この発明または一実施形態の貯湯ユニットと、
上記貯湯ユニットの水熱交換器に接続された圧縮機、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。

上記構成によれば、上記貯湯ユニットを備えるので、貯湯ユニットが設置される箇所において製品高さを低減できる。

また、上記ヒートポンプユニットが、貯湯ユニットの水熱交換器に接続された圧縮機、膨張手段および空気熱交換器を含むので、貯湯ユニットが、圧縮機、膨張手段または空気熱交換器を有さなくてよい。したがって、上記貯湯ユニットのメンテンナンスの作業工数を減らすことができる。

この発明の貯湯ユニットは、缶体の上部を覆うと共に、溝を上面に有する缶体用断熱材と、缶体用断熱材上に設置され、配管を有する水熱交換器とを備え、水熱交換器は、平面視が略渦巻き形状を呈するので、上下方向の長さを短くすることができる。したがって、上記貯湯ユニットの製品高さを低減できる。

また、上記水熱交換器の配管が缶体用断熱材の上面の溝に嵌合するので、缶体用断熱材の上面に対する水熱交換器の配管の突出量を低減できる。したがって、上記貯湯ユニットの製品高さをさらに低減できる。

また、上記水熱交換器の配管が缶体用断熱材の上面の溝に嵌合するので、缶体用断熱材に対する水熱交換器の移動を規制できる。したがって、上記水熱交換器が所定の位置からずれるのを防ぐことができる。

この発明の給湯装置は、上記貯湯ユニットを備えるので、貯湯ユニットが設置される箇所において製品高さを低減できる。

また、上記給湯装置は、ヒートポンプユニットが、貯湯ユニットの水熱交換器に接続された圧縮機、膨張手段および空気熱交換器を含むので、貯湯ユニットが、圧縮機、膨張手段または空気熱交換器を有さなくてよい。したがって、上記貯湯ユニットのメンテンナンスの作業工数を減らすことができる。

図１はこの発明の第１実施形態の給湯装置の回路図である。 図２はこの発明の第１実施形態の貯湯ユニットの要部の上面模式図である。 図３は図２のIII−III線矢視の断面模式図である。 図４は図３の一部の拡大図である。 図５はこの発明の第２実施形態の貯湯ユニットの要部の上面模式図である。 図６は上記第２実施形態の変形例の貯湯ユニットの要部の分解斜視模式図である。 図７はこの発明の第３実施形態の貯湯ユニットの要部の縦断面模式図である。

以下、この発明の貯湯ユニットおよび給湯装置を図示の実施の形態により詳細に説明する。

〔第１実施形態〕
図１はこの発明の第１実施形態の給湯装置の回路図である。

上記第１実施形態の給湯装置は、貯湯ユニット１およびヒートポンプユニット２を備えている。

上記貯湯ユニット１は、温水を貯留する缶体１１と、その温水を生成するための水熱交換器１２とを有する。

上記貯湯ユニット１の底部には、給水源Ｅに接続された給水配管３２が接続されている。これにより、貯湯ユニット１は、給水源Ｅの市水(水道水)を、給水配管３２から分岐した入水配管３２ａを介して、缶体１１の底部に導入できるようになっている。また、缶体１１の底部には、循環配管３３の一端が接続されている。一方、缶体１１の頂部には、循環配管３３の他端が接続されている。この循環配管３３には、循環ポンプ３４および水熱交換器１２が設けられている。

また、上記缶体１１の頂部には、給湯配管３５を介して、混合弁３６が接続されている。この混合弁３６には、給水配管３２から分岐した他方の入水配管３２ｂと、給湯端末Ｔとが接続されている。これにより、上記給湯装置は、缶体１１の頂部から出湯された温水と、給水源Ｅから供給される水とを、混合弁３６で混合することによって、給湯端末Ｔにおいて、所望の温度の温水を供給できるようになっている。

上記水熱交換器１２は、缶体１１上に配置され、凝縮器として作用する。より詳しくは、水熱交換器１２では、ヒートポンプユニット２からの高温冷媒と缶体１１からの冷水とが熱交換する。これにより、貯湯ユニット１は、缶体１１からの冷水を水熱交換器１２で温めて、缶体１１に戻すことができるようになっている。

上記ヒートポンプユニット２は、水熱交換器１２を有さないが、水熱交換器１２に接続された圧縮機２１と、膨張手段２２および空気熱交換器２３を有する。この圧縮機２１と、水熱交換器１２と、膨張手段２２および空気熱交換器２３は、冷媒配管３１を介して環状に接続されている。この冷媒配管３１は、高温冷媒が水熱交換器１２へ向かって流れる往配管３１ａと、水熱交換器１２からの低温冷媒が流れる復配管３１ｂとを有している。また、空気熱交換器２３は蒸発器として作用する。なお、膨張手段２２は例えば膨張弁である。

また、上記圧縮機２１および循環ポンプ３４を駆動させると、缶体１１内の冷水が、缶体１１の底部から循環配管３３に流入する。このとき、循環配管３３を流入した冷水は、高温冷媒との熱交換で温水になった後、缶体１１の頂部から缶体１１内に戻る。このような動作を継続して行うことによって、缶体１１内に高温の温水を貯留できるようになっている。

図２は上記貯湯ユニット１の要部の上面模式図である。また、図３は図２のIII−III線矢視の断面模式図である。

上記貯湯ユニット１は、図２，図３に示すように、缶体１１の上部を覆う缶体用断熱材１３を備えている。

上記缶体１１の上面は、缶体用断熱材１３側に凸形状をなす曲面である。より詳しくは、缶体１１の上面は、中心部が最上部となるように球冠面状に曲がる曲面である。

上記缶体用断熱材１３上には水熱交換器１２が設置される。また、上記缶体用断熱材１３の上面には溝１４が形成されている。

上記水熱交換器１２は、溝１４に嵌合する配管１５を有して、平面視が略渦巻き形状を呈している。より詳しくは、配管１５は、上側に行くほど小さな略矩形を描くように巡らされている。また、配管１５の一部分と、この一部分に水平方向で隣り合う配管の他の一部分とにおいて、配管１５の一部分が、配管１５の他の一部分の一部に水平方向(缶体１１の中心軸に垂直な方向)で重なっている。また、上記水熱交換器１２は、缶体１１の上面に沿うように形成されている。

上記配管１５は、２重配管構造であり、外側配管１５ａと、外側配管１５ａ内に設けられた内側配管１５ｂとを有している。この外側配管１５ａの一端部と内側配管１５ｂの一端部との間には、ヒートポンプユニット２からの高温冷媒が供給される一方、内側配管１５ｂの他端部には、缶体１１からの冷水が供給される。これにより、上記高温冷媒と上記冷水の熱交換が行われて、外側配管１５ａの他端部と内側配管１５ｂの他端部との間からは、低温冷媒が流出する一方、内側配管１５ｂの一端部からは、温水が流出する。なお、外側配管１５ａの外径が配管１５の外径となる。

図４は、図３の一部を拡大した図である。

上記溝１４の深さｄは、配管１５の外径未満に設定されている。これにより、配管１５が溝１４に嵌合する箇所においては、配管１５は、一部が缶体用断熱材１３に埋め込まれたような形状となり、残りの部分が缶体用断熱材１３上面から突出する。

上記構成の貯湯ユニット１によれば、水熱交換器１２は、平面視が略渦巻き形状を呈するので、上下方向の長さを短くすることができる。したがって、上記貯湯ユニット１の製品高さを低減できる。

また、上記水熱交換器１２の配管１５が缶体用断熱材１３の上面の溝１４に嵌合するので、缶体用断熱材１３の上面に対する水熱交換器１２の配管１５の突出量を低減できる。したがって、上記貯湯ユニット１の製品高さをさらに低減できる。

また、上記水熱交換器１２の配管１５が缶体用断熱材１３の上面の溝１４に嵌合するので、缶体用断熱材１３に対する水熱交換器１２の移動を規制できる。したがって、水熱交換器１２が所定の位置からずれるのを防ぐことができる。

また、上記缶体１１の上面は、缶体用断熱材１３側に凸形状をなす曲面であり、水熱交換器１２の配管１５は、その曲面に沿うように形成されるので、缶体１１の上面と水熱交換器１２の配管１５との間における缶体用断熱材１３の厚さを均一にすることができる。

また、上記給湯装置は、貯湯ユニット１を備えるので、貯湯ユニット１が設置される箇所において製品高さを低減できる。

また、上記給湯装置は、貯湯ユニット１の水熱交換器１２に接続された圧縮機２１、膨張手段２２および空気熱交換器２３を含むヒートポンプユニット２を備えるので、貯湯ユニット１が、圧縮機、膨張手段または空気熱交換器を有さなくてよい。したがって、貯湯ユニット１のメンテンナンスの作業工数を減らすことができる。

上記第１実施形態では、配管１５は、上側に行くほど小さな略矩形を描くように巡らされていたが、例えば、上側に行くほど小さな略円を描くように巡らされてもよい。

上記第１実施形態では、配管１５の一部分と、この一部分に水平方向で隣り合う配管の他の一部分とにおいて、配管１５の一部分が、配管１５の他の一部分の一部に水平方向で重なっていたが、配管１５の一部分が、配管１５の他の一部分の全部に水平方向で重なるようにしてもよい。

上記第１実施形態において、ヒートポンプユニット２を流れる冷媒として、Ｒ３２、二酸化炭素や、ＨＦＣ等のフロン類などを用いてもよい。

〔第２実施形態〕
図５はこの発明の第２実施形態の貯湯ユニットの要部の上面模式図である。なお、図５では、図２の構成部と同一構成部に、図２の構成部の参照番号と同一参照番号を付している。

上記貯湯ユニットは、缶体１１の上部を覆う缶体用断熱材２１３を備え、この缶体用断熱材２１３上に水熱交換器１２を設置している点だけが、上記第１実施形態の貯湯ユニット１と異なる。

上記缶体用断熱材２１３は、第１断熱部品２１３ａと、この第１断熱部品２１３ａとは別体に形成され、第１断熱部品２１３ａに対して水平方向で隣り合う第２断熱部品２１３ｂ，２２３ｂとを有する。この第１断熱部品２１３ａの上面から第２断熱部品２１３ｂの上面に渡って、溝２１４が形成されている。また、上記第１断熱部品２１３ａと第２断熱部品２１３ｂが互いに接触する箇所には、分割ラインＬがある。

上記水熱交換器１２の配管１５は、上記第１断熱部品２１３ａの上面の溝２１４に嵌合すると共に、第２断熱部品２１３ｂの上面の溝２１４に嵌合する。これにより、水熱交換器１２の配管１５の一部が分割ラインＬと交差している。

上記構成の貯湯ユニットによれば、上記第１実施形態の貯湯ユニット１と同様の作用効果を奏すると共に、水熱交換器１２の配管１５が、第１断熱部品２１３ａの上面の溝２１４に嵌合すると共に、第２断熱部品２１３ｂの上面の溝２１４に嵌合するので、水熱交換器１２が、第１断熱部品２１３ａと第２断熱部品２１３ｂとの連結具として役割を果たすことができる。すなわち、第１断熱部品２１３ａから第２断熱部品２１３ｂが分離するのを水熱交換器１２で防ぐことができる。

上記第２実施形態では、第１，第２断熱部品２１３ａ，２１３ｂからなる缶体用断熱材２１３を用いていたが、図６に示すように、互いに別対に形成された第１，第２，第３断熱部品２２３ａ，２２３ｂ，２２３ｃからなる缶体用断熱材２２３を用いてもよい。この缶体用断熱材２２３を用いる場合、第１，第２，第３断熱部品２２３ａ，２２３ｂ，２２３ｃのうちの少なくとも２つの上面に溝を形成し、水熱交換器１２の配管１５が上記溝に嵌合するようにしてもよい。

また、図示しないが、４個以上の断熱部品からなる缶体用断熱材で缶体１１を覆うようにしてもよい。

〔第３実施形態〕
図７はこの発明の第３実施形態の貯湯ユニットの要部の縦断面模式図である。なお、図７では、図４の構成部と同一構成部に、図４の構成部の参照番号と同一参照番号を付している。

上記第３実施形態の貯湯ユニットは、缶体１１の上部を缶体用断熱材３１３で覆っている点だけが、上記第１実施形態の貯湯ユニット１と異なる。

上記缶体用断熱材３１３は、上記第１実施形態の缶体用断熱材１３よりも厚く形成されている。また、缶体用断熱材３１３の上面には、水熱交換器１２の配管１５が嵌合する溝３１４が形成されている。

上記溝３１４は、配管１５の外径を超える深さｄ’を有している。これにより、配管１５が溝３１４に嵌合する箇所において、配管１５は缶体用断熱材３１３の上面から突出しない。

上記構成の貯湯ユニットによれば、上記第１実施形態の貯湯ユニット１と同様の作用効果を奏すると共に、溝３１４の深さｄ’が配管１５の外径を超えるので、溝３１４から配管１５を抜け難くすることができると共に、缶体用断熱材３１３による配管１５の断熱効果を高めることができる。

上記第３実施形態では、缶体用断熱材３１３の上面に、配管１５の外径を超える深さｄ’の溝３１４を設けていたが、配管１５の外径と同じ深さの溝を設けてもよい。

この発明の具体的な実施の形態について説明したが、この発明は上記第１〜第３実施形態に限定されるものではなく、この発明の範囲内で種々変更して実施することができる。例えば、上記第１〜第３実施形態の記載内容を適宜組み合わせたものを、この発明の一実施形態としてもよい。

１ 貯湯ユニット
２ ヒートポンプユニット
１１ 缶体
１２ 水熱交換器
２１ 圧縮機
２２ 膨張手段
２３ 空気熱交換器
３１ 冷媒配管
１３，２１３，２２３，３１３ 缶体用断熱材
２１３ａ，２２３ａ 第１断熱部品
２１３ｂ，２２３ｂ 第２断熱部品
２２３ｃ 第３断熱部品
１４，２１４，３１４ 溝
１５ 配管

Claims (5)

1. 温水を貯留する缶体(１１)と、
   上記缶体(１１)の上部を覆うと共に、溝(１４，２１４，３１４)を上面に有する缶体用断熱材(１３，２１３，２２３，３１３)と、
   上記缶体用断熱材(１３，２１３，２２３，３１３)上に設置され、配管(１５)を有する水熱交換器(１２)と
   を備え、
   上記水熱交換器(１２)は、平面視が略渦巻き形状を呈し、上記配管(１５)が上記溝(１４，２１４，３１４)に嵌合することを特徴とする貯湯ユニット(１)。
2. 請求項１に記載の貯湯ユニット(１)において、
   上記缶体(１１)の上面は、上記缶体用断熱材(１３，２１３，２２３，３１３)側に凸形状をなす曲面であり、
   上記水熱交換器(１２)の上記配管(１５)は、上記曲面に沿うように形成されることを特徴とする貯湯ユニット(１)。
3. 請求項１または２に記載の貯湯ユニット(１)において、
   上記缶体用断熱材(２１３，２２３)は、
   第１断熱部品(２１３ａ，２２３ａ)と、
   この第１断熱部品(２１３ａ，２２３ａ)とは別体に形成され、上記第１断熱部品(２１３ａ，２２３ａ)に対して水平方向で隣り合う第２断熱部品(２１３ｂ，２２３ｂ)と
   を有し、
   上記溝(２１４)は、上記第１断熱部品(２１３ａ，２２３ａ)の上面から上記第２断熱部品(２１３ｂ，２２３ｂ)の上面に渡って形成され、
   上記水熱交換器(１２)の上記配管(１５)は、上記第１断熱部品(２１３ａ，２２３ａ)の上面の上記溝(２１４)に嵌合すると共に、上記第２断熱部品(２１３ｂ，２２３ｂ)の上面の上記溝(２１４)に嵌合することを特徴とする貯湯ユニット(１)。
4. 請求項１から３までのいずれか一項に記載の貯湯ユニット(１)において、
   上記溝(３１４)の深さは上記配管(１５)の外径以上であることを特徴とする貯湯ユニット(１)。
5. 請求項１から４までのいずれか一項に記載の貯湯ユニット(１)と、
   上記貯湯ユニット(１)の水熱交換器(１２)に接続された圧縮機(２１)、膨張手段(２２)および空気熱交換器(２３)を含むヒートポンプユニット(２)と
   を備えることを特徴とする給湯装置。

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