JP4030390B2 - Hot water storage water heater - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
この発明は、ヒートポンプ給湯機や電気温水器等の貯湯式給湯装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来の貯湯タンクを横置きにして使用するものでは、底部の給水口からの給水で水と高温水との境界面が壊されないように、給水口をバッフルで覆うと共に、底部に緩い登り傾斜を形成するものであった。(例えば、特許文献1参照。)
【0003】
【特許文献1】
特許第2579500号公報
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
ところでこの従来のものでは、給水の勢いが強過ぎてバッフルだけでは抑えきれず、勢い良く上方へ向かう水流が発生して、境界面が破壊されて高温水と水とが混合し温水温度が全体的に低下すると共に、高温水を効率良く供給することが出来ないものであった。
【0005】
【課題を解決するための手段】
この発明はこの点に着目し上記欠点を解決する為、特にその構成を、入水管と出湯管が接続され湯水を貯湯する横長形状をした貯湯タンクと、前記貯湯タンク内の湯水を加熱する加熱手段とを備え、前記貯湯タンク底部には入水管と連通し給水を行う給水補助管を長手方向に延設して備え、更に給水補助管には左右に広がる邪魔板を設けると共に、この邪魔板より下方の給水補助管には複数の小孔から成る給水孔を設け、更に前記貯湯タンクの上下方向のほぼ中間部分には、該貯湯タンク内壁に沿って下方から上方に向かう水流を阻止する外周に向かってパンチング穴が粗と成るパンチング板で構成した水流遮断手段を設けたものである。
【0006】
これによって、給水補助管に流入した給水は勢いを抑えられると共に、複数に分割されて給水孔から供給され、そして貯湯タンク内に供給された給水は給水補助管外周を直ぐ上昇しようとするが、邪魔板に阻止されて上昇力を弱められると共に、外方に拡散されて水流の形成が阻止されることで、温水と水との境界面は破壊されることなく良好に保持され、貯湯した高温水を最後まで給湯することが出来るものである。
【0007】
更に貯湯タンクの上下方向のほぼ中間部分には、該貯湯タンク内壁に沿って下方から上方に向かう水流を阻止する水流遮断手段を備え、この水流遮断手段を、中央部分を大きく開口したド−ナツ形状の遮断板で構成したことで、貯湯タンク内壁に沿って発生する水流の高温水層への流入を確実に防止出来、更に境界面の破壊を阻止することが出来るものである。
【0008】
又水流遮断手段は、外周に向かってパンチング穴が粗と成るパンチング板で構成したことで、境界面の破壊を防止することは勿論、貯湯タンクの補強も兼ねるものである。
【0009】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。
1は横置き式で建家の床下に設置される貯湯タンクユニット、2はヒートポンプユニットよりなる加熱手段、3は前記貯湯タンクユニット1と加熱手段2とを結ぶ配管ユニットである。
【0010】
前記貯湯タンクユニット1は、湯水を貯湯する横長形状の貯湯タンク4と、貯湯タンク4の上面に接続された出湯管5及び加熱手段2からの戻り管6と、貯湯タンク4の下部に接続された入水管7、加熱手段2へ向かう往き管8とがそれぞれ接続しており、又貯湯タンク4内方には入水管7と連通し給水を行う円筒状の給水補助管9が長手方向に延設して備えられ、終端部は閉塞されている。
【0011】
更に前記給水補助管9は、側壁左右から外方に広がった邪魔板10を備えると共に、該邪魔板10より下方の給水補助管9には斜め下方に向かって給水を放出する一対の給水孔11を、長手方向に向かって複数設けている。
又貯湯タンク4内壁の上下方向のほぼ中間部分全周には、内方に張り出して貯湯タンク4の内壁に沿って下方から上昇して来る水流を阻止する水流遮断手段を構成した、ド−ナツ形状の遮断板12が備えられている。
【0012】
前記加熱手段2は、冷媒を圧縮するコンプレッサー13と、凝縮器としての冷媒−水熱交換器14と、減圧器15と、蒸発器としての空気熱交換器16よりなるヒートポンプ回路17と、空気熱交換器16に送風する送風機18と、前記戻り管6と往き管8から成る循環回路19途中に設けられた能力可変の循環ポンプ20と、循環回路19の冷媒−水熱交換器14入口側に設けられ、冷媒−水熱交換器14に流入する湯水の温度を検出する熱交入口温度センサ21と、循環回路19の冷媒−水熱交換器14出口側に設けられ、冷媒−水熱交換器14から流出する湯水の温度を検出する熱交出口温度センサ22と、この加熱手段2の制御を行う加熱制御部23とを備えて構成されている。
【0013】
前記配管ユニット3は、出湯管5からの高温水と入水管7から分岐された分岐管24からの低温水とを混合するミキシング弁25と、ミキシング弁25の下流に接続された給湯栓26を有する給湯管27と、給湯管27に設けられた給湯温度センサ28と、給湯管27に設けられた給湯流量センサ29と、給湯管27から分岐し浴槽30の循環回路31に接続した湯張り管32と、循環回路31中で浴槽水の保温を行う保温ヒ−タ33及び風呂循環ポンプ34と、入水管7の減圧弁35及び出湯管5の圧力逃がし弁36と、これらの機能部品を制御する給湯制御部37とを備えて構成されており、配管及び機能部品をこの配管ユニット3に集中させることで、設置時の配管作業及び設置後のメンテナンス作業を簡単且つ効率よく行えるようにしているもので、特に貯湯タンクユニット1を建家の床下に設置するものでは特に有効である。
【0014】
次にこの発明一実施例の作動について説明する。
まず貯湯タンク4内の湯水を加熱する場合には、加熱制御部23がヒートポンプ回路17を作動させ、循環回路19の循環ポンプ20を駆動開始する。そして、循環ポンプ20の駆動により貯湯タンク4下部から取り出された湯水が加熱手段2の冷媒−水熱交換器14に流入して加熱され、循環回路19を介して貯湯タンク4の上部に戻されることにより高温の湯が貯湯される。
【0015】
ここで、熱交入口温度センサ21と熱交出口温度センサ22の検出値に応じて、ヒートポンプ回路17の出力と循環ポンプ20の能力を適宜調整して加熱する湯水が所定の高温になるように可変されるものである。詳細には、それぞれの出力および能力は熱交入口温度センサ21と熱交出口温度センサ22の検出値に応じてフィードフォワード制御及び/又はフィードバック制御により調整されるものである。
【0016】
そして、貯湯タンク4の側面に設けられた貯湯温度センサ(図示せず)が所定の量の高温水が貯湯されたことを検出するか、又は、熱交入口温度センサ21が所定温度以上を検出すると、給湯制御部37が加熱制御部23へ加熱動作の停止を指令し、ヒートポンプ回路17と循環ポンプ20の作動が停止されるものである。
【0017】
一方この貯湯タンク4に貯湯された高温水は、給湯栓26を開くと、入水管7からの圧により貯湯タンク4上部の高温水が出湯管5に押し出され、給湯制御部37により制御されるミキシング弁25にて分岐管24の低温水と給湯温度センサ28の検出する温度が所定の温度になるように混合されて給湯管27を介して給湯されるものであり、湯張り管32を介して所定温度湯を浴槽30へ湯張りすることも出来る。なお、前記所定の温度は操作用リモコン(図示せず)により任意に設定されるものである。
【0018】
又この時、給湯使用で減った分の給水が給水圧で貯湯タンク4内に流入して来るが、この給水は給水補助管9の給水孔11から分散し、しかも下方に向かって放出され、更に放出後給水補助管9の外周を直ぐ上昇しようとする水流は、邪魔板10によつて邪魔され外方へ広げられるので、勢いも弱まると共に大きな水流又は水の固まりとなって上昇することが阻止され、温水と水との境界面が破壊されるのを防止し、高温水を高温水のまま最後まで良好に給湯することが出来るものである。
【0019】
更に温水層が貯湯タンク4中央より上部に達した時には、給水補助管9により下方に放出された給水が、貯湯タンク4内壁に沿って勢い良く上昇して境界面が破壊される危険があるが、この発明では貯湯タンク4のほぼ中央部分には水流遮断手段を構成する遮断板12が備えられているので、内壁に沿って上昇して来た水流は遮断板12によって、その勢いを抑えられると共に中央側に案内され、緩やかに温水層の下に流入して、境界面を壊すことなく温水を最後まで給湯出来るものである。
【0020】
従って、横置き式の貯湯タンク4に於いても、安価な電力を利用して貯湯した満量の高温水を、全量良好に給湯として使用出来極めて使用勝手が良いものであり、又簡単な構造で有りながら大きな効果を得ることが出来るものである。
【0021】
次に図4、5に示す他の実施例について説明する。
図4は水流遮断手段を、外周に向かってパンチング穴38が粗と成るパンチング板39で構成したものであり、これによれば、上昇しようとする水流を確実に阻止出来ると共に、貯湯タンク4自体の補強にも成り、強固な貯湯タンク4とすることが出来るものである。
【0022】
図5は給水補助管9を断面形状菱形としたもので、円筒状より作成容易であり安価に提供出来るものである。
更にこの実施例では、ヒ−トポンプ式の給湯機で説明したが、これに限定されることなく、電気ヒ−タを加熱手段とした電気温水器でも同様な効果が得られるものである。
【0023】
【発明の効果】
以上のようにこの発明によれば、給水補助管に流入した給水は勢いを抑えられると共に、複数に分割されて給水孔から供給され、そして貯湯タンク内に供給された給水は給水補助管外周を直ぐ上昇しようとするが、邪魔板に阻止されて上昇力を弱められると共に、外方に拡散されて水流の形成が阻止されることで、温水と水との境界面は破壊されることなく良好に保持され、貯湯した高温水をそのまま最後まで給湯することが出来るものである。
【0024】
更に貯湯タンクの上下方向のほぼ中間部分には、該貯湯タンク内壁に沿って下方から上方に向かう水流を阻止する水流遮断手段を備え、この水流遮断手段を、中央部分を大きく開口したド−ナツ形状の遮断板で構成したことで、貯湯タンク内壁に沿って発生する水流の高温水層への流入を確実に防止出来、更に境界面の破壊を阻止することが出来るものである。
【0025】
又水流遮断手段は、外周に向かってパンチング穴が粗と成るパンチング板で構成したことで、境界面の破壊を防止することは勿論、貯湯タンクの補強も兼ねるものである。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の一実施例を付した貯湯式給湯装置の概略構成図。
【図2】同貯湯タンクの断面図。
【図3】同給水補助管の断面図
【図4】他の実施例を示す貯湯タンクの断面図。
【図5】他の実施例を示す給水補助管の断面図。
【符号の説明】
2 加熱手段
4 貯湯タンク
5 出湯管
7 入水管
9 給水補助管
10 邪魔板
11 給水孔
12 遮断板(水流遮断手段)
39 パンチング板(水流遮断手段)[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a hot water storage type hot water supply device such as a heat pump water heater or an electric water heater.
[0002]
[Prior art]
When using a conventional hot water storage tank horizontally, cover the water supply port with a baffle so that the boundary surface between water and hot water is not destroyed by the water supply from the water supply port at the bottom, and gently climb and tilt the bottom. Was to form. (For example, refer to Patent Document 1.)
[0003]
[Patent Document 1]
Japanese Patent No. 2579500 [0004]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, with this conventional one, the momentum of the water supply is too strong to be suppressed by the baffle alone, and a flow of water upward is generated vigorously, the boundary surface is destroyed, hot water and water are mixed, and the temperature of the hot water is as a whole However, the high temperature water could not be supplied efficiently.
[0005]
[Means for Solving the Problems]
This invention pays attention to this point, and in order to solve the above-mentioned drawbacks, in particular, the structure thereof includes a horizontally long hot water storage tank in which hot water is stored by connecting a water inlet pipe and a hot water outlet pipe, and heating for heating the hot water in the hot water storage tank. A water supply auxiliary pipe that communicates with the water inlet pipe and extends in the longitudinal direction at the bottom of the hot water storage tank, and a baffle plate that extends to the left and right is provided on the water supply auxiliary pipe. A water supply hole comprising a plurality of small holes is provided in the lower water supply auxiliary pipe, and an outer periphery that prevents a water flow from the lower side to the upper side along the inner wall of the hot water storage tank is provided at a substantially intermediate portion in the vertical direction of the hot water storage tank. A water flow blocking means composed of a punching plate with a rough punching hole is provided .
[0006]
As a result, the water supplied to the water supply auxiliary pipe is restrained in momentum, and is divided into a plurality of parts and supplied from the water supply holes, and the water supplied to the hot water storage tank immediately rises around the water supply auxiliary pipe. It is blocked by the baffle plate and weakens the ascending force, and it is diffused outward to prevent the formation of water flow, so that the interface between hot water and water is well maintained without being destroyed, and the hot water stored It can supply hot water to the end.
[0007]
Furthermore, a water flow blocking means for blocking a water flow from the lower side to the upper side along the inner wall of the hot water storage tank is provided at a substantially intermediate portion in the vertical direction of the hot water storage tank. By comprising the shape of the blocking plate, it is possible to reliably prevent the water flow generated along the inner wall of the hot water storage tank from flowing into the high-temperature water layer, and further to prevent the destruction of the boundary surface.
[0008]
Matamizu flow blocking means, by which the punching holes is constituted by a punching plate made coarse toward the outer periphery, to prevent destruction of the boundary surface, of course, also serves as also reinforce the hot water storage tank.
[0009]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Next, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
Reference numeral 1 is a horizontal storage type hot water storage tank unit installed under the floor of the building, 2 is a heating means comprising a heat pump unit, and 3 is a piping unit connecting the hot water storage tank unit 1 and the heating means 2.
[0010]
The hot water storage tank unit 1 is connected to a horizontally long hot water storage tank 4 for storing hot water, a hot water discharge pipe 5 connected to the upper surface of the hot water storage tank 4 and a
[0011]
Further, the water supply
Also, a donut comprising water flow blocking means for blocking the water flow that protrudes inward and rises from below along the inner wall of the hot water storage tank 4 around the entire middle portion of the inner wall of the hot water storage tank 4 in the vertical direction. A
[0012]
The heating means 2 includes a
[0013]
The piping unit 3 includes a mixing valve 25 that mixes high-temperature water from the outlet pipe 5 and low-temperature water from the
[0014]
Next, the operation of the embodiment of the present invention will be described.
First, when heating the hot water in the hot water storage tank 4, the
[0015]
Here, depending on the detection values of the heat exchange
[0016]
Then, a hot water storage temperature sensor (not shown) provided on the side surface of the hot water storage tank 4 detects that a predetermined amount of hot water has been stored, or the heat exchange
[0017]
On the other hand, the hot water stored in the hot water storage tank 4 is controlled by the hot water
[0018]
At this time, the amount of water supplied by the use of the hot water supply flows into the hot water storage tank 4 at the water supply pressure, but this water supply is dispersed from the water supply hole 11 of the water supply
[0019]
Further, when the hot water layer reaches the upper part from the center of the hot water storage tank 4, there is a risk that the water discharged downward by the auxiliary
[0020]
Therefore, even in the horizontal type hot water storage tank 4, the full amount of hot water stored by using inexpensive electric power can be used as a hot water supply in a good amount and is very convenient to use and has a simple structure. However, it is possible to obtain a great effect.
[0021]
Next, another embodiment shown in FIGS. 4 and 5 will be described.
FIG. 4 shows that the water flow blocking means is constituted by a punching
[0022]
FIG. 5 shows a water supply
In this embodiment, the heat pump type hot water heater has been described. However, the present invention is not limited to this, and an electric water heater using an electric heater as a heating means can provide the same effect.
[0023]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, the feed water flowing into the water supply auxiliary pipe is restrained in momentum, and is divided into a plurality of parts to be supplied from the water supply holes, and the water supplied to the hot water storage tank is provided on the outer periphery of the water supply auxiliary pipe. Although it tries to rise immediately, it is blocked by the baffle plate and weakens the lifting force, and it is diffused outward to prevent the formation of water flow, so the interface between hot water and water is good without being destroyed The hot water stored in the hot water can be supplied to the end as it is.
[0024]
Furthermore, a water flow blocking means for blocking a water flow from the lower side to the upper side along the inner wall of the hot water storage tank is provided at a substantially intermediate portion in the vertical direction of the hot water storage tank. By comprising the shape of the blocking plate, it is possible to reliably prevent the water flow generated along the inner wall of the hot water storage tank from flowing into the high-temperature water layer, and further to prevent the destruction of the boundary surface.
[0025]
Matamizu flow blocking means, by which the punching holes is constituted by a punching plate made coarse toward the outer periphery, to prevent destruction of the boundary surface, of course, also he serves as also reinforce the hot water storage tank.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a hot water storage type hot water supply apparatus according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a sectional view of the hot water storage tank.
FIG. 3 is a sectional view of the water supply auxiliary pipe. FIG. 4 is a sectional view of a hot water storage tank showing another embodiment.
FIG. 5 is a cross-sectional view of a water supply auxiliary pipe showing another embodiment.
[Explanation of symbols]
2 Heating means 4 Hot water storage tank 5 Hot water discharge pipe 7
39 Punching plate (water flow blocking means)
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