JP4285433B2 - 給湯機用貯湯タンク - Google Patents

Description

本発明は、内部に湯を貯める給湯機用貯湯タンクに関するものであり、特にタンク上部に形成される蓋部にシール構造が設けられたものに適用される。

従来、給湯機用の貯湯タンクは、図５、図６に示すように、一般的に耐食性を有する鋼板（ステンレス材等）を材料としており、縦型貯湯タンク１００Ａを例にすると鏡板１１２、１１３と呼ばれる上下の部分と胴板１１１と呼ばれる中央の円筒状の部分を溶接で密閉接合して形成されている。この時の溶接方法の分類として、一つには貯湯タンク１００Ａの外側から溶接する外側溶接（図５）、もう一つには貯湯タンク１００Ａの内側から溶接する内側溶接（図６）がある。

外側溶接は、溶接機２００の操作のための溶接作業スペースが充分確保可能であれば技術的に容易な反面、貯湯タンク１００Ａ内側＝湯側に形成される溶接重なり部に微細隙間部１０２が形成される為に溶接部全域に渡って腐食が発生し易いという短所がある。一方、内側溶接は、溶接機２００を貯湯タンク１００Ａの内部に挿入しなければならないために技術的に困難ではあるが、溶接重なり部は溶接肉盛により隠蔽されて、微細隙間部が形成されず腐食し難いという長所がある。

しかしながら、内側溶接においては溶接機２００を挿入する為の開口部１１２ａを設ける必要があり、最終的にこの開口部１１２ａを閉塞する手段としてＯリング１３０によるシール構造を用いた蓋部１２０が採用されており、その設置位置としては長期の使用による貯湯タンク１００Ａ内底部への沈殿物によるＯリング１３０への劣化懸念のない貯湯タンク１００Ａ上部が一般的である。

この場合、内側溶接構造とした際の唯一の欠点として、Ｏリングシール部に形成される微細隙間部１０１への腐食が懸念される。即ち、特に貯湯タンク１００Ａに流入する給湯用水中に含まれる空気、塩素等が加熱により気体として分離発生し貯湯タンク１００Ａ上部に溜まって空間を形成すると、Ｏリングシール部の微細隙間部１０１の雰囲気は給湯用水から、塩素が含まれる気体に変化することになる。よって、給湯用水に晒されていれば微細隙間部１０１は給湯用水の流れにより清浄な状態を維持可能であるが、気体に晒されると気体中の塩素が表面に付着して微細隙間部１０１の塩素濃度が上昇して腐食が発生し易いという問題がある。

本発明の目的は、上記問題に鑑み、タンク上部に発生する気体の影響を避けて微細隙間部における腐食の発生を防止可能とする給湯機用貯湯タンクを提供することにある。

本発明は上記目的を達成するために、以下の技術的手段を採用する。

請求項１に記載の発明では、上端側に開口部（１１２ａ）を有し、給湯用水を内部に貯えるタンク本体部（１１０）と、開口部（１１２ａ）を閉塞する蓋部（１２０）と、開口部（１１２ａ）周縁と蓋部（１２０）との間に介在されるリング状のシール部材（１３０）とを有する給湯機用貯湯タンクにおいて、蓋部（１２０）のシール部材（１３０）の内径側に対応する領域は、上側に盛り上がるように形成されたことを特徴としている。

これにより、給湯機用貯湯タンク（１００）内において給湯用水中に含まれる空気、塩素等が加熱により気体として分離発生しても、この気体は蓋部（１２０）の盛り上がり部へ上昇して集まる。よって、開口部（１１２ａ）周縁あるいは蓋部（１２０）と、シール部材（１３０）との間に形成される微細隙間部（１０１）は、気体に晒される事無く、常に給湯用水によって濡れた状態が維持されるので、微細隙間部（１０１）に気体中の塩素が付着して腐食が発生するのを防止できる。

請求項２に記載の発明では、蓋部（１２０）の盛り上がり頂上部には、タンク本体部（１１０）内の給湯用水を流出させる流出部（１２１）が設けられたことを特徴としている。

これにより、給湯用水を使用する度に、蓋部（１２０）の盛り上がり部に溜まった気体を給湯用水と共に外部へ容易に排出させることができる。

尚、上記各手段に付した括弧内の符号は、後述する実施形態記載の具体的手段との対応関係を示す一例である。

（第１実施形態）
本発明の第１実施形態について図１〜図３に示す図面に基づいて説明する。第１実施形態は、本発明に係る給湯機用貯湯タンク（以下、貯湯タンク）１００を貯湯式給湯装置１０に適用したものである。尚、図１は貯湯式給湯装置１０の概略構成を示す模式図、図２は貯湯タンク１００を示す断面図、図３は図２のＡ部を示す拡大断面図である。

貯湯式給湯装置１０は、ヒートポンプユニット２０によって給湯用水を高温の湯（以下、高温湯）として沸き揚げ、貯湯タンク１００内に貯湯すると共に、ユーザの湯の使用に応じて、貯湯タンク１００内の高温湯を湯水混合水栓３４から出湯するものである。

貯湯タンク１００の下面には、貯湯タンク１００内の給湯用水を吐出するための吐出口１１３ｂが設けられ、また、貯湯タンク１００の上面には、貯湯タンク１００内に湯を吸入させる吸入口１１２ｂが設けられている。吐出口１１３ｂと吸入口１１２ｂとは循環回路２１で接続されており、循環回路２１の一部は加熱手段としてのヒートポンプユニット２０内に配置されている。循環回路２１のヒートポンプユニット２０内に配置された部分には、図示しない熱交換器が設けられており、吐出口１１３ｂから取出した貯湯タンク１００内の給湯用水を高温冷媒との熱交換により加熱し、吸入口１１２ｂから貯湯タンク１００内に戻すことにより貯湯タンク１００内の給湯用水の沸き上げを可能としている。

貯湯タンク１００は、耐食性に優れた金属製（例えばステンレス製）の縦長のタンクであり、外周部に図示しない断熱材が配置されており、上記ヒートポンプユニット２０によって沸き上げられた高温湯を長時間に渡って保温することができるようになっている。

貯湯タンク１００は、タンク本体部１１０と蓋部１２０とを有している。タンク本体部１１０は、更に円筒状の胴板（本発明における円筒部材に対応）１１１の上下開口部に上側鏡板１１２、下側鏡板１１３がそれぞれ溶接接合されて形成されている。尚、上側鏡板１１２、下側鏡板１１３はそれぞれ外側となるように胴板１１１に嵌合されており、タンク本体部１１０の内側から溶接される。

そして、タンク本体部１１０の上端側、即ち上側鏡板１１２には円筒状に開口して先端側周縁にフランジ部の形成された開口部１１２ａが設けられている。また、下側鏡板１１３の中心部には、貯湯タンク１００内に給湯用水を導入するための導入口１１３ａが設けられている。

蓋部１２０は円盤状の部材であり、その外周部と開口部１１２ａのフランジ部との間にシール部材としてのリング状のＯリング１３０が介在されて、複数の固定ねじ１４０によってフランジ部に固定され、開口部１１２ａを閉塞するようにしている。Ｏリング１３０は、固定ねじ１４０の締め付けによって、所定の圧縮代で圧縮されて、開口部１１２ａのフランジ部と蓋部１２０との間をシールしている。

本実施形態の特徴部として、ここでは蓋部１２０のＯリング１３０の内径側に対応する領域を、中心側に向けて円錐状に上側に盛り上がるように形成しており、更に盛り上がりの頂上部に貯湯タンク１００内の給湯用水（高温湯）を外部に導出（流出）する導出口（本発明における流出部に対応）１２１を設けるようにしている。

貯湯タンク１００の導入口１１３ａには貯湯タンク１００内に給湯用水（水道水）を導入する導入管３１が接続されている。導入管３１の導入口１１３ａ近傍には減圧弁３１ａが設けられており、貯湯タンク１００内に給湯用水が穏やかに導入されるようになっている。

一方、貯湯タンク１００の導出口１２１には、貯湯タンク１００内の高温湯を導出するための導出管３２が接続されており、この導出管３２の下流側にはユーザが使用する湯水混合水栓３３が設けられている。そして、導入管３１の減圧弁３１ａよりも上流側から分岐して、その下流側が上記湯水混合水栓３３に接続される給水配管３４が設けられている。湯水混合水栓３３は、導出管３２からの高温湯と給水配管３４からの給湯用水との混合比を調節して、混合湯となるようにしてユーザ側に出湯する。

次に、上記構成に基づく貯湯式給湯装置１０の作動およびその作用効果について説明する。この貯湯式給湯装置１０においては、まず、電力料金の安価な深夜時間帯（例えば当日の２３時から翌日の７時の間）に、貯湯タンク１００内への高温湯の沸き上げが行われる。即ち、ヒートポンプユニット２０が作動され、また、貯湯タンク１００内の給湯用水が循環回路２１において吐出口１１３ｂから吸入口１１２ｂ側に向かうように循環される。この時、給湯用水はヒートポンプユニット２０によって所定の目標温度（例えば９０℃）に加熱され、吸入口１１２ｂから流入して、貯湯タンク１００内は高温湯で満たされる（深夜電力運転）。

そして、深夜時間帯以外の間（例えば７時から２３時の間）で、ユーザが湯水混合水栓３３を使用すると、貯湯タンク１００の導出口１２１から高温湯が導出され、導出された高温湯と給水配管３４から供給される給湯用水とが湯水混合水栓３３で混合され、所定温度（例えば４０℃）に調整された混合湯として出湯される。

尚、上記ユーザの湯水混合水栓３３の使用に伴い、貯湯タンク１００内の高温湯の量（水位）が所定量（所定水位）以下となると、上記深夜電力運転と同様にヒートポンプユニット２０および循環回路２１が作動されて、高温湯が貯湯タンク１００内に沸き増しされる（湯切れ防止運転）。

ここで、本実施形態においては、蓋部１２０を上側に盛り上がるように形成して、且つ、盛り上がりの頂上部に導出口１２１を設けるようにしているので、貯湯タンク１００内において給湯用水中に含まれる空気、塩素等が加熱により気体として分離発生しても、この気体は蓋部１２０の盛り上がり部へ上昇して集まる。よって、開口部１１２ａのフランジ部あるいは蓋部１２０と、Ｏリング１３０との間に形成される微細隙間部１０１（図３）は、気体に晒される事無く、常に給湯用水によって濡れた状態が維持されるので、微細隙間部１０１に気体中の塩素が付着して腐食が発生するのを防止できる。

そして、高温湯を使用する度に、蓋部１２０の盛り上がり部に溜まった気体は、高温湯と共に外部へ容易に排出され、貯湯タンク１００内で滞留、増加することが無い。

（第２実施形態）
本発明における第２実施形態を図４に示す。第２実施形態は、上記第１実施形態に対して蓋部１２０の盛り上がり形状を変更したものである。即ち、蓋部１２０の盛り上がり形状としては、頂点部が蓋部１２０の中心側に位置する必要は無く、例えば導出口１２１の設定位置との兼ね合いで偏心した位置（外周側）に設けるようにしても良い。これにより、第１実施形態と同様の効果を得ることができる。

貯湯式給湯装置の概略構成を示す模式図である。 第１実施形態における貯湯タンクを示す断面図である。 図２のＡ部を示す拡大断面図である。 第２実施形態における貯湯タンクの蓋部近傍を示す拡大断面図である。 従来技術の外部溶接によって形成される貯湯タンクであり、（ａ）は全体を示す断面図、（ｂ）は（ａ）のＢ部を示す断面図である。 従来技術の内部溶接によって形成される貯湯タンクであり、（ａ）は全体を示す断面図、（ｂ）は（ａ）のＣ部を示す断面図、（ｃ）は（ａ）のＤ部を示す断面図である。

符号の説明

１００ 給湯機用貯湯タンク
１１０ タンク本体部
１１１ 胴板（円筒部材）
１１２ 上側鏡板
１１２ａ 開口部
１１３ 下側鏡板
１２０ 蓋部
１２１ 導出口（流出部）
１３０ Ｏリング（シール部材）

Claims (2)

1. 上端側に開口部（１１２ａ）を有し、給湯用水を内部に貯えるタンク本体部（１１０）と、
   前記開口部（１１２ａ）を閉塞する蓋部（１２０）と、
   前記開口部（１１２ａ）周縁と前記蓋部（１２０）との間に介在されるリング状のシール部材（１３０）とを有する給湯機用貯湯タンクにおいて、
   前記蓋部（１２０）の前記シール部材（１３０）の内径側に対応する領域は、上側に盛り上がるように形成されたことを特徴とする給湯機用貯湯タンク。
2. 前記蓋部（１２０）の盛り上がり頂上部には、前記タンク本体部（１１０）内の前記給湯用水を流出させる流出部（１２１）が設けられたことを特徴とする請求項１に記載の給湯機用貯湯タンク。

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