JP4457072B2 - 貯湯タンク - Google Patents

Description

本発明は、例えば電気ヒータやヒートポンプ回路を用いた給湯装置の給湯用水を貯める貯湯タンクに関するものである。

従来、この種の貯湯タンクは、金属製の板を円筒形状に丸めて長手方向の端部同士を溶接して形成した胴部と、胴部の開口両端にそれぞれ溶接された鏡板と、底部に設置された電気ヒータとを備えている。このような構造の貯湯タンクは、一般家庭用又は業務用で使用される必要量の水を貯水し、この水を底部に設けた電気ヒータによって加熱した後、水栓等の給水器に供給するものである。

しかしながら、上記貯湯タンクは、底部に電気ヒータを備えているために大型化してしまい、広い設置スペースを要していた。また、上記貯湯タンクは、一般家庭等で給水器の増設や使用する湯量が増加した場合等において、給湯能力以上の給湯負荷を必要としたときに、既設の貯湯タンクを給湯負荷に対応できる貯湯タンクに交換しなければならず、設置コストが高くなるという問題があった。

そこで、上記問題を解決するために、電気ヒータを外部に配置し、第１配管及び第２配管を介して電気ヒータと接続した貯湯タンクが知られている（例えば、特許文献１参照）。この貯湯タンクは、給湯負荷に応じた本数からなり、横方向一列に配置することで薄型形状としている。このように構成された貯湯タンクは、電気ヒータを外部に配置し、薄型形状とすることによって省スペース化を図り、また、給湯負荷に応じて貯湯タンクの本数を適宜選択することによって設置コストを低減するものである。
実開平５−３６２４７号公報

しかしながら、前記貯湯タンクは、金属板の長手方向の端部同士を溶接して胴部を形成する必要があるので、製造に手間がかかる上に貯湯タンク自体が高価になるという問題点があった。

また、前記貯湯タンクは、貯湯タンクの溶接箇所から貯水する水が漏洩したり空気が混入するおそれがあった。

また、前記各貯湯タンクは、電気ヒータを外部に配置することによって、ある程度の小型化を図ることはできるが、貯湯タンクを横方向一列に配置した場合には横方向に大型化し、製造後の輸送や取り扱いに手間がかかる上、広い設置スペースを要していた。

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、製造にかかる手間やコストを低減し、しかも水の漏洩や空気の混入を防止することができ、更には設置した際に省スペース化を実現できる貯湯タンクを提供することにある。

上記目的を達成するために、本発明の貯湯タンクは、給湯装置の給湯用水を貯めるための貯湯タンクにおいて、互いに内部が連通された複数の貯湯部材と、各貯湯部材を収納する収納部とを備え、収納部内の外側に配置された貯湯部材から中央部側に配置された貯湯部材に向かって給湯用水が流れるように貯湯部材を連結した構成となっている。

この貯湯タンクによれば、収納部に収納された貯湯部材が中空円筒形状のパイプ材の開口両端を閉鎖してなり、互いに内部が連通するように製造される。この貯湯部材は、既存のパイプ材を用いて製造することが可能である。また、貯湯タンクを構成する貯湯部材の本数は、給湯負荷に応じて適宜選択するようになっている。このように製造された貯湯タンクは、複数の貯湯部材の内部に給湯用水が流通し、給湯用水を貯湯するようになっている。

本発明によれば、貯湯タンクを構成する貯湯部材は、既存のパイプ材を用いて製造することができるので、溶接等の手間を省き製造コストを低減することができ、実用化に際して極めて有利である。また、貯湯タンクを構成する貯湯部材は、継ぎ目のない中空円筒形状のパイプ材から構成されるので、水の漏洩や空気の混入を防止することができる。さらに、貯湯タンクは、従来の貯湯タンクと比べて小径のパイプ材からなる貯湯部材を用いて製造されるので、設置した際に省スペース化を実現することができる。さらに、貯湯タンクを構成する貯湯部材の本数を給湯負荷に応じて適宜選択することができるので、設置コストを低減することができる。

図１乃至図４は本発明の第１実施形態を示すもので、図１は給湯装置の全体概略図、図２は貯湯タンクの正面図、図３は図２に示す貯湯タンクのＡ−Ａ’方向の断面図、図４は図２に示す貯湯タンクを構成する貯湯部材の斜視図である。

給湯装置は、図１に示すように、冷媒が流通する冷媒回路１０と、給湯用水が流通する給湯回路２０とから構成されている。

冷媒回路１０は、圧縮機１１、水熱交換器１２、膨張機構としての膨張弁１３及び空気熱交換器１４からなり、圧縮機１１→水熱交換器１２→膨張弁１３→空気熱交換器１４→圧縮機１１の順に冷媒を流通させることができる。また、空気熱交換器１４は室外に配置され、空気熱交換器１４内の冷媒と外気とを熱交換させる空気熱交換器用送風機１５が設けられている。この冷媒回路１０で使用される冷媒は、自然系冷媒（例えば、二酸化炭素）やフロン系冷媒（例えば、Ｒ−１３４ａやＲ−４０４ａ）である。

給湯回路２０は、貯湯タンク２１、ポンプ２２及び水熱交換器１２から構成されている。つまり、水熱交換器１２は、冷媒回路１０及び給湯回路２０によって共有されている。このように構成された給湯回路２０は、貯湯タンク２１→ポンプ２２→水熱交換器１２→貯湯タンク２１の順に給湯用水を流通させることができる。

貯湯タンク２１は、第１配管２１ａを介してポンプ２２に接続し、第２配管２１ｂを介して水熱交換器１２と接続している。また、貯湯タンク２１は、第３配管２１ｃを介して給湯用水を貯湯タンク２１に供給するための給水タンク２３に接続し、第４配管２１ｄを介して水栓やシャワー等の給水器２４に接続している。この給水器２４は、貯湯タンク２１内において設定温度Ｔ℃になった給湯用水を外部に放水するものである。

このように構成された給湯装置における冷媒や給湯用水の流通について、図１及び図２を参照して説明する。

冷媒回路１０の冷媒は、圧縮機１１→水熱交換器１２→膨張弁１３→空気熱交換器１４→圧縮機１１の順に流通する（図１の実線矢印参照）。また、給湯回路２０の給湯用水は、第１配管２１ａ及び第２配管２１ｂを介して、貯湯タンク２１→ポンプ２２→水熱交換器１２→貯湯タンク２１の順に流通する（図１及び図２の白抜き矢印参照）。さらに、給水タンク２３内に貯水された低温の給湯用水は、第３配管２１ｃを介して貯湯タンク２１に供給される（図１及び図２の破線矢印参照）。このように給湯装置において冷媒及び給湯用水が流通することにより、水熱交換器１２において、圧縮機１１から吐出した冷媒と給湯回路２０を流通する給湯用水との間で熱交換し、給湯用水は設定温度Ｔ℃まで上昇する。そして、貯湯タンク２１に貯められた設定温度Ｔ℃の給湯用水は、第４配管２１ｄを介して給水器２４から放水する（図１及び図２の一点鎖線矢印参照）。

以上のような給湯装置において、本実施形態の特徴的構成となる貯湯タンク２１の構造について、図２乃至図４を参照して、さらに詳細に説明する。

貯湯タンク２１は、貯湯部材３０及び収納部４０から構成されている。

貯湯部材３０は、中空円筒形状に形成された複数のパイプ材３１と、パイプ材３１の開口両端をそれぞれ閉鎖してなる閉鎖部材３２とから構成され、貯湯部材３０の内部が互いに連通しているものである。この貯湯部材３０は、一部の貯湯部材３０の外側に他の貯湯部材３０を配置するとともに、外側に配置された貯湯部材３０から内側に配置された貯湯部材３０に向かって給湯用水が流れるように直列に連結されている。さらに、貯湯部材３０はステンレス鋼によって形成され、既存のパイプ材を用いて製造される。この貯湯部材３０の本数は、給湯負荷に応じて適宜選択するようになっている。また、貯湯部材３０を構成するパイプ材３１は従来の貯湯タンクと比べて小径であり、パイプ材３１の開口両端を閉鎖する閉鎖部材３２は半楕円状に形成されている。

収納部４０は、貯湯部材３０を収納するために形状が箱形であり、第１〜第４配管２１ａ〜２１ｄを挿通するための孔を有している。

このように構成された貯湯タンク２１において、給湯用水は外側に配置された貯湯部材３０から内側に配置された貯湯部材３０に向かって流通するようになっている（図３の破線矢印参照）。

このように本実施形態の貯湯タンク２１によれば、貯湯タンク２１を構成する貯湯部材３０は、既存のパイプ材３１を用いて製造することができるので、溶接等の手間を省き、製造コストを低減することができる。

また、貯湯タンク２１を構成する貯湯部材３０は、継ぎ目のない中空円筒形状のパイプ材３１から構成されるので、水の漏洩や空気の混入を防止することができる。

さらに、貯湯タンク２１は、従来の貯湯タンクと比べて小径のパイプ材３１からなる貯湯部材３０を用いて製造されるので、設置した際に省スペース化を実現することができる。

また、貯湯部材３０の本数を給湯負荷に応じて適宜選択することができるので、設置コストを低減することができる。

さらに、パイプ材３１の開口両端を閉鎖する閉鎖部材３２を半楕円状に形成したので、例えば閉鎖部材３２の外周方向への引っ張り強さが高いときであっても耐性強度を有し、貯湯部材３０の損傷を防止することができる。

さらに、貯湯タンク２１内において、外側に配置された貯湯部材３０から内側に配置された貯湯部材３０に向かって給湯用水が流れる。これにより、外側に配置された貯湯部材３０によって、内側に配置された貯湯部材３０の断熱性を向上させることができる。したがって、給湯用水は、温度が低下することなく複数の貯湯部材３０内を流通し、給湯用水を貯湯することができる。

図５及び図６は本発明の第２実施形態を示すもので、図５は貯湯タンクの正面図、図６は図５に示す貯湯タンクのＢ−Ｂ’方向の断面図である。尚、図１〜図４で示した給湯装置や貯湯タンクと同一構成部分は同一符号をもって表し、その説明を省略する。

図５及び図６に示す貯湯タンク２１は、各貯湯部材３０が各々独立するように並列に連結されている点で図２及び図３で示した貯湯タンク２１と異なる。

また、図５及び図６に示す貯湯タンク２１は、各貯湯部材３０を覆う断熱材４５を備えた点で図２及び図３で示した貯湯タンク２１と異なる。

断熱材４５は各貯湯部材３０を覆うものであり、繊維状のグラスウールを用いて形成している。

このように本実施形態の貯湯タンク２１によれば、各貯湯部材３０を並列に連結することにより、貯湯タンク２１に貯められた設定温度Ｔ℃の給湯用水を短い貯湯時間で給水器２４に供給することができるので、給水器２４に供給する際の給湯用水の温度低下を抑制することができる。

また、貯湯タンク２１は、各貯湯部材３０を覆う断熱材４５を備えているので、各貯湯部材３０の断熱性を向上させることができ、貯湯タンク２１内における給湯用水の温度低下を抑制することができる。また、断熱材４５として汎用性のグラスウールを用いるようにしたので、製造コストを低減することができ、実用化に際して極めて有利である。尚、この貯湯タンク２１のその他の作用及び効果は、図１乃至図４で示した貯湯タンク２１と同様である。

図７及び図８は本発明の第３実施形態を示すもので、図７は貯湯タンクの正面図、図８は図７に示す貯湯タンクのＣ−Ｃ’方向の断面図である。尚、図１〜図４で示した給湯装置や貯湯タンクと同一構成部分は同一符号をもって表し、その説明を省略する。

図７及び図８に示す貯湯タンク２１は、各貯湯部材３０の全体を被覆する被覆部材としての被覆ケース４６を備えた点で図２及び図３で示した貯湯タンク２１と異なる。

被覆ケース４６は、各貯湯部材３０の全体を被覆するものであり、高い気密性と断熱性を有する部材、例えばポリエチレンシート等を用いて成形している。

このように構成された貯湯タンク２１は、被覆ケース４６の内部を吸引することにより、貯湯部材３０と被覆ケース４６との間隙と、各貯湯部材３０同士の間隙が真空になる。また、被覆ケース４６の内部を吸引した際に、被覆ケース４６と貯湯部材３０とは点接触又は線接触するように吸引する。つまり、被覆ケース４６の角は常に９０度を保つ強度を有し、被覆ケース４６の内部を吸引した際に、被覆ケース４６と貯湯部材３０とが面接触することを防止する。

このように本実施形態の貯湯タンク２１によれば、貯湯部材３０と被覆ケース４６との間隙と、各貯湯部材３０同士の間隙が真空になるので、断熱性を向上させることができる。

また、被覆ケース４６と貯湯部材３０とが点接触又は線接触するように吸引するので、被覆ケース４６と接触する貯湯部材３０の壁面からの放熱を最小限に抑えることができる。尚、この貯湯タンク２１のその他の作用及び効果は、図１乃至図４で示した貯湯タンク２１と同様である。

尚、前記第１実施形態において、前記第２実施形態のように、貯湯部材３０を断熱材４５で覆っても良い。これにより、各貯湯部材３０の断熱性を向上させることができ、貯湯タンク２１内における給湯用水の温度低下を抑制することができる。

また、前記第１実施形態において、前記第３実施形態のように、各貯湯部材３０の全体を被覆ケース４６で覆っても良い。これにより、貯湯部材３０と被覆ケース４６との間隙と、各貯湯部材３０同士の間隙が真空になるので、断熱性を向上させることができる。

さらに、前記第３実施形態において、貯湯タンク２１は各貯湯部材３０を被覆ケース４６のみで覆ったがこれに限られない。例えば、被覆ケース４６の上下にグラスウールからなる断熱材４５を配置し、断熱効果を向上させてもよい。

また、前記第１実施形態乃至前記第３実施形態において、閉鎖部材３２を半楕円状の部材としたが、これに限られない。例えば、貯湯タンク２１は、従来の貯湯タンクと比べて小径のパイプ材３１からなる貯湯部材３０を用いて製造されるので、図９に示すように、閉鎖部材３２を平板状に形成してもよい。これにより、パイプ材３１の開口両端を閉鎖する閉鎖部材３２の外周方向への引っ張り強さを軽減することができ、製造コストを抑制することができる。

さらに、前記第１実施形態乃至前記第３実施形態において、各パイプ材３１の両端をそれぞれ複数の閉鎖部材３２で閉鎖するようにしたものを示したが、各パイプ材３１の端部全体を覆う大きさに形成された閉鎖部材によって、各パイプ材３１の両端をそれぞれ閉鎖するようにしても良い。

本発明の第１実施形態に係る給湯装置の全体概略図 第１実施形態に係る貯湯タンクの正面図 図２に示す貯湯タンクのＡ−Ａ’方向の断面図 図２に示す貯湯タンクを構成する貯湯部材の斜視図 本発明の第２実施形態に係る貯湯タンクの正面図 図５に示す貯湯タンクのＢ−Ｂ’方向の断面図 本発明の第３実施形態に係る貯湯タンクの正面図 図７に示す貯湯タンクのＣ−Ｃ’方向の断面図 図４に示す貯湯部材の変形例を示す斜視図

符号の説明

２１…貯湯タンク、３０…貯湯部材、３１…パイプ材、４０…収納部、４５…断熱材、４６…被覆ケース。

Claims (6)

1. 給湯装置の給湯用水を貯めるための貯湯タンクにおいて、
   互いに内部が連通された複数の貯湯部材と、
   各貯湯部材を収納する収納部とを備え、
   収納部内の外側に配置された貯湯部材から中央部側に配置された貯湯部材に向かって給湯用水が流れるように貯湯部材を連結した
   ことを特徴とする貯湯タンク。
2. 前記貯湯部材を、中空円筒形状に形成されたパイプ材の開口両端を閉鎖することにより構成した
   ことを特徴とする請求項１記載の貯湯タンク。
3. 前記収納部に収納された各貯湯部材を覆う断熱材を備えた
   ことを特徴とする請求項１または２記載の貯湯タンク。
4. 前記各貯湯部材の全体を被覆する気密性の被覆部材を備え、
   被覆部材の内部を吸引することにより、貯湯部材と被覆部材との間隙と、各貯湯部材同士の間隙が真空になるように形成した
   ことを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項記載の貯湯タンク。
5. 前記貯湯部材をステンレス鋼によって形成した
   ことを特徴とする請求項１乃至４の何れか１項記載の貯湯タンク。
6. 前記パイプ材の開口両端を閉鎖する部材を平板状に形成した
   ことを特徴とする請求項２記載の貯湯タンク。
   

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