JP4737214B2 - Hot water storage tank of water heater and heat pump water heater using the same - Google Patents

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Description

本発明は、給湯機として用いられ、任意の温度に加熱した温水を貯めておく貯湯タンクに関するものである。   The present invention relates to a hot water storage tank that is used as a water heater and stores hot water heated to an arbitrary temperature.

従来、給湯機としては、ガスや石油を燃料として用い、その燃焼熱で水道水を加熱する給湯機が使用されてきた。これらは、速湯性に優れているという利点がある半面、ガス、石油といった燃料が必要でその供給が不可欠であること、燃焼後の排気ガスが大気に放出され大気汚染を招くこと、燃焼させるので不安全性を常に内在していること、燃焼時の音が大きいことなどの課題があった。特に近年増えている、エネルギー源を全て電気で行うというオール電化の住宅やマンションでは、燃料を供給する方法がないため、使用できないケースも増えてきている。   Conventionally, hot water heaters that use gas or petroleum as fuel and heat tap water with the combustion heat have been used as hot water heaters. While these have the advantage of being excellent in quick hot water properties, fuels such as gas and oil are necessary and the supply thereof is indispensable, exhaust gas after combustion is released into the atmosphere, causing air pollution, and burning Therefore, there were problems such as being always unsafe and having a loud noise during combustion. Especially in all-electric houses and condominiums where all energy sources are electricity, which has been increasing in recent years, there is no way to supply fuel, so there are more cases where it cannot be used.

そこで、加熱された温水を貯めておく大容量の貯湯タンクを備えた給湯装置が開発されている。この加熱方法としては、夜間割引の安価な電力を利用し、夜間に貯湯タンクの内部に配設された電気ヒータで加熱してできた一般的には80℃以上の温水を、貯湯タンクに貯めておき、この温水と水道水をミキシングして、使用者の欲する任意の温度にして、給湯端末から供給するものである。   In view of this, a hot water supply apparatus having a large-capacity hot water storage tank for storing heated hot water has been developed. As a heating method, hot water of 80 ° C or higher, which is generally heated by an electric heater installed in the hot water storage tank at night, is stored in the hot water storage tank. The hot water and tap water are mixed to obtain an arbitrary temperature desired by the user and supplied from the hot water supply terminal.

また、加熱方法として、ヒータ以外にヒートポンプを用いた貯湯式のヒートポンプ式給湯装置が開発されている。これは、大容量の貯湯タンクと、ヒートポンプ回路を組み入れた室外機を備え、夜間割引の安価な電力を利用して、ヒートポンプ回路で水道水を温水に加熱して、その温水を貯湯タンクに貯めておき、この温水と水道水をミキシングして、使用者の欲する任意の温度にして、給湯端末から供給するものである。このヒートポンプ式給湯装置は、冷媒の状態変化を利用して加熱しているので、電気ヒータによる加熱よりエネルギー効率が良く、入力に対する能力は3倍以上確保することが可能であり、ランニングコストも安価となるなどの特徴を持ち、燃焼による給湯機の問題を解決し、オール電化の住宅、マンションでも新たなインフラ整備を必要としないで手軽に設置することができ、普及してきている。   As a heating method, a hot water storage type heat pump type hot water supply apparatus using a heat pump in addition to the heater has been developed. This is equipped with a large-capacity hot water storage tank and an outdoor unit that incorporates a heat pump circuit. Using cheap electricity at night discounts, tap water is heated to hot water using the heat pump circuit, and the hot water is stored in the hot water storage tank. The hot water and tap water are mixed to obtain an arbitrary temperature desired by the user and supplied from the hot water supply terminal. Since this heat pump type hot water supply apparatus is heated by utilizing the change in the state of the refrigerant, it is more energy efficient than heating by an electric heater, and the capacity for input can be secured three times or more, and the running cost is also low. It has become popular because it solves the problem of hot water heaters due to combustion, and can be installed easily in all-electric houses and condominiums without the need for new infrastructure.

このように用いられている給湯装置の貯湯タンクの場合は、水道による水道圧が直接貯湯タンクに加わり、変形したり、給湯端末の開閉動作による繰返し荷重が加わり、亀裂が生じて水漏れしてしまったりすることを防ぐために、水道の給水部と、貯湯タンクの間に減圧弁を設け、貯湯タンクに加わる圧力を減じている。そして、この設定は、100kPaから200kPaに設定されているのが通常である。ところが、このような減圧弁を設けているために、給湯端末での水圧が減じてしまい、シャワー圧が低くなり、シャワーの勢いがなくなってしまう、3階建て住宅で3階給湯するなど高所での給湯する際に、流量が少なく時間がかかる、などの課題が出てきている。   In the case of a hot water storage tank of a hot water supply device used in this way, the water pressure from the water supply is directly applied to the hot water storage tank, it is deformed, a repeated load is applied due to the opening and closing operation of the hot water supply terminal, cracks occur, and water leaks. In order to prevent trapping, a pressure reducing valve is provided between the water supply unit and the hot water storage tank to reduce the pressure applied to the hot water storage tank. This setting is usually set from 100 kPa to 200 kPa. However, because such a pressure reducing valve is provided, the water pressure at the hot water supply terminal decreases, the shower pressure decreases, and the momentum of the shower disappears. When hot water is supplied, there are problems such as low flow rate and time.

それを防ぐには、貯湯タンクの強度を増すことが必要である。このような貯湯タンクの耐圧性を上げるためには、概して板厚を上げて対応している場合が多い。しかし、貯湯タンクの材質は腐食をさせるためにステンレス製である場合がほとんどであり、板厚を上げることは、材料費のコストアップにつながってしまうこととなる。   To prevent this, it is necessary to increase the strength of the hot water storage tank. In order to increase the pressure resistance of such a hot water storage tank, in many cases, the plate thickness is generally increased. However, in most cases, the material of the hot water storage tank is made of stainless steel in order to corrode, and increasing the plate thickness leads to an increase in material costs.

また、板厚を上げる他に、以下に示すような対応が取られている。   In addition to increasing the plate thickness, the following measures are taken.

図8で示した形状で貯湯タンク53の胴板54に複数個の補強リブ55を設け、この補強リブ55を胴板53中央部で狭く、胴板53の両端部で広くしたものであり、同じく負圧に対する強度を向上させている。また、これらは負圧に対する強度を上げているが、当然正圧に対する強度も若干向上しているものと思われる(例えば、特許文献1参照)。
特開平3−148489号公報
A plurality of reinforcing ribs 55 are provided on the body plate 54 of the hot water storage tank 53 in the shape shown in FIG. 8. The reinforcing ribs 55 are narrow at the center of the body plate 53 and wide at both ends of the body plate 53. Similarly, the strength against negative pressure is improved. Moreover, although these have raised the intensity | strength with respect to a negative pressure, naturally the intensity | strength with respect to a positive pressure is also considered to have improved a little (for example, refer patent document 1).
JP-A-3-148484

しかしながら、前記従来の構成では、胴板54に補強リブ55を外方に張り出すためには、胴板54をロール加工で張り出すか、タンク加工を施した後ハイドロフォーミング加工を行なうことが必要である。前記ロール加工の際に張り出すと、どうしても真円が保つことが難しくなり、歪んだ状態となってしまう。そのため、胴板54の上下にある上部板146、下部板57と勘合させて、貯湯タンク53のタンク完成とすることが非常に困難となっている。   However, in the above-described conventional configuration, in order to project the reinforcing rib 55 outwardly from the body plate 54, it is necessary to project the body plate 54 by roll processing or perform hydroforming after tank processing. It is. If it overhangs at the time of the roll processing, it becomes difficult to keep a perfect circle, and it becomes a distorted state. Therefore, it is very difficult to complete the tank of the hot water storage tank 53 by fitting with the upper plate 146 and the lower plate 57 above and below the trunk plate 54.

また、ハイドロフォーミング加工は、タンク完成後に水圧をかけて、胴板54を変形させるものであるが、300Lを超えるようなタンクにて加工を行なおうとする場合は、その装置が非常に大きく、圧力も過大なものが必要であり、コスト面でも大きく上がってしまうこととなる。   In addition, the hydroforming process is to deform the body plate 54 by applying water pressure after completion of the tank. However, when processing is to be performed in a tank exceeding 300 L, the apparatus is very large, An excessive pressure is required, and the cost is greatly increased.

また、正圧のかかる条件では、このリブを外方に張り出す構成では不十分であり、補強リブ55を設けても、効果はほとんどなく、むしろ応力面では悪化してしまう。これをクリアするには、結局胴板54の板厚を上げることが必要であり、板厚を上げれば、材料がステンレスの場合コストアップとなるし、補強リブ55のリブ出し加工を行なうための、ロール加工や、ハイドロフォーミング加工がやりにくくなり、結局は更なるコストアップを招くという課題を有している。   Further, under the condition where a positive pressure is applied, the structure of projecting the ribs outward is not sufficient, and even if the reinforcing ribs 55 are provided, there is almost no effect, but rather the stress is deteriorated. In order to clear this, it is necessary to increase the plate thickness of the body plate 54. If the plate thickness is increased, the cost increases when the material is stainless steel, and the ribs for the reinforcing rib 55 are processed. However, there is a problem that roll processing and hydroforming processing are difficult to perform, which eventually leads to further cost increase.

本発明は上記従来の課題を解決するもので、正圧、負圧、繰り返しの圧力に耐えることができ、コスト的にも有利で、本体構成も大幅に変えずとも可能な、使用性の高い給湯装置の貯湯タンクを提供することを目的とする。   The present invention solves the above-described conventional problems, can withstand positive pressure, negative pressure, and repeated pressure, is advantageous in terms of cost, and can be used without greatly changing the main body configuration, and has high usability. It aims at providing the hot water storage tank of a hot-water supply apparatus.

前記従来の課題を解決するために本発明の給湯装置の貯湯タンクは、加熱手段を用いて任意の温度に加熱した温水を貯湯し、略円筒状の胴板の上方及び下方に、略半球状の上部板及び下部板をそれぞれ配設するとともに、前記上部板及び下部板の頂部の縦断面形状は、略半球状の平面円の直径に対して長辺を1.1〜1.3倍、短辺0.4〜0.6倍の楕円形状で、前記上部板及び/又は下部板に設ける配管接続部を、前記上部板及び/又は前記下部板の楕円形状面の法線方向に一体形成または接続し、前記略半球状の外周略垂直部と前記楕円形状とが接する部位の面取り形状は、半径80mm以上の円形状の一部で、水道水を給水するための給水部と前記給水部に給水圧力を減ずるための減圧弁とを有し、前記減圧弁の設定圧力を0.25MPa以上としたことを特徴とするもので、繰返し加圧−減圧を行った際に、上部板、下部板には繰返し荷重が加わり、その際に、配管接続部の根元部分には大きな応力が作用するが、その配管接続部を法線方向としていることにより、その応力を低減することが可能となり、配管接続部での亀裂を防ぐことができ、耐久性に秀でた貯湯タンクとすることが可能となり、品質の向上を図ることができる。 In order to solve the above-mentioned conventional problems, the hot water storage tank of the hot water supply apparatus of the present invention stores hot water heated to an arbitrary temperature using a heating means, and is substantially hemispherical above and below the substantially cylindrical body plate. The upper plate and the lower plate are respectively disposed, and the vertical cross-sectional shape of the top portion of the upper plate and the lower plate is 1.1 to 1.3 times the long side with respect to the diameter of the substantially hemispherical plane circle, An elliptical shape with a short side of 0.4 to 0.6 times, and a pipe connection portion provided on the upper plate and / or the lower plate is integrally formed in the normal direction of the elliptical surface of the upper plate and / or the lower plate Alternatively, the chamfered shape of a portion where the substantially hemispherical outer periphery substantially vertical portion and the elliptical shape are connected is a part of a circular shape having a radius of 80 mm or more, and the water supply unit for supplying tap water and the water supply unit And a pressure reducing valve for reducing the feed water pressure, and the set pressure of the pressure reducing valve is 0.25. Characterized in that the above Pa, repeated pressure - when the pressure was reduced, the upper plate, joined by repeated load on the lower plate, in this case, the root portion of the pipe connection portion is large stress Although it works, it is possible to reduce the stress by making the pipe connection part in the normal direction, prevent cracks in the pipe connection part, and make a hot water storage tank with excellent durability It is possible to improve quality.

本発明によれば、正圧、負圧、繰り返しの圧力に耐えることができ、コスト的にも有利で、本体構成も大幅に変えずとも可能な、使用性の高い給湯装置の貯湯タンクを提供できる。   According to the present invention, there is provided a hot water storage tank for a hot water supply device that can withstand positive pressure, negative pressure, and repeated pressure, is advantageous in terms of cost, and can be used without greatly changing the main body configuration. it can.

第1の発明は、加熱手段を用いて任意の温度に加熱した温水を貯湯し、略円筒状の胴板の上方及び下方に、略半球状の上部板及び下部板をそれぞれ配設するとともに、前記上部板及び下部板の頂部の縦断面形状は、略半球状の平面円の直径に対して長辺を1.1〜1
.3倍、短辺0.4〜0.6倍の楕円形状で、前記上部板及び/又は下部板に設ける配管接続部を、前記上部板及び/又は前記下部板の楕円形状面の法線方向に一体形成または接続し、前記略半球状の外周略垂直部と前記楕円形状とが接する部位の面取り形状は、半径80mm以上の円形状の一部で、水道水を給水するための給水部と前記給水部に給水圧力を減ずるための減圧弁とを有し、前記減圧弁の設定圧力を0.25MPa以上としたことを特徴とする給湯装置の貯湯タンクである。
In the first invention, hot water heated to an arbitrary temperature using a heating means is stored, and a substantially hemispherical upper plate and a lower plate are disposed above and below a substantially cylindrical body plate, respectively. The longitudinal cross-sectional shape of the top part of the said upper board and the lower board is 1.1-1 long side with respect to the diameter of a substantially hemispherical plane circle.
. The elliptical shape of 3 times the short side 0.4 to 0.6 times, and the pipe connection portion provided on the upper plate and / or the lower plate, the normal direction of the elliptical surface of the upper plate and / or the lower plate The chamfered shape of the part where the substantially hemispherical outer periphery substantially vertical part and the elliptical shape are in contact with each other is a circular part having a radius of 80 mm or more, and a water supply part for supplying tap water. A hot water storage tank of a hot water supply apparatus comprising: a pressure reducing valve for reducing a water supply pressure in the water supply unit; and a set pressure of the pressure reducing valve is set to 0.25 MPa or more .

これにより、繰返し加圧−減圧を行った際に、上部板、下部板には繰返し荷重が加わり、その際に、配管接続部の根元部分には大きな応力が作用するが、その配管接続部を法線方向としていることにより、その応力を低減することが可能となり、配管接続部での亀裂を防ぐことができ、耐久性に秀でた貯湯タンクとすることが可能となり、品質の向上を図ることができる。 As a result, when repeated pressurization and depressurization are performed, a repeated load is applied to the upper plate and the lower plate, and at that time, a large stress acts on the root portion of the pipe connection portion. By adopting the normal direction, the stress can be reduced, cracks at the pipe connection can be prevented, and a hot water storage tank with excellent durability can be achieved, thereby improving quality. be able to.

また、貯湯タンクに1.75MPaの静水圧をかけた際に、その水漏れ、変形、破損その他の異常のないことを実現でき、また、給湯端末を開放した状態で貯湯タンクにかかる静圧20〜60kPaと、給湯端末を閉止した状態で貯湯タンクにかかる静圧である330kPaを繰返し加圧−減圧を行った際に、上部板、下部板の亀裂発生を防ぐことができ、耐久性に秀でた貯湯タンクを実現できるために、水道と直結している減圧弁の設定圧力を、200kPa(0.2MPa)以上の高い設定にすることが可能であり、シャワー圧を上げて、シャワーの勢いを強くする、あるいは3階建て住宅で3階給湯するなど高所での給湯するために、給湯圧を上げて使用することが可能となり、使用性が大幅に向上することとなる。Further, when a hydrostatic pressure of 1.75 MPa is applied to the hot water storage tank, it is possible to realize that there is no water leakage, deformation, breakage or other abnormality, and that the static pressure applied to the hot water storage tank with the hot water supply terminal opened is 20. It is possible to prevent cracks in the upper and lower plates when it is repeatedly pressurized and depressurized to 330 kPa, which is the static pressure applied to the hot water storage tank with the hot water supply terminal closed. In order to realize a hot water storage tank, the set pressure of the pressure reducing valve directly connected to the water supply can be set to a high setting of 200 kPa (0.2 MPa) or more, and the shower pressure is increased to increase the momentum of the shower. In order to supply hot water at high places, such as hot water supply at the third floor in a three-story house, it becomes possible to increase the hot water supply pressure, and the usability is greatly improved.

第2の発明は、胴板の板厚は、上部板と下部板の板厚以上にすることを特徴とする給湯装置の貯湯タンクで、繰返し加圧−減圧を行った際に、略円筒状である胴板は上部板、下部板と両端が固定されているために、両端固定の等分布荷重が加わっていることとなる。そのため、胴板と上部板、下部板の接合部が最も高い応力となる。上部板、下部板は深絞り構成であるため、強度的に強くなっており、変形しづらい。それに対して、胴板は円筒状であり、ロール加工で成形されているために、中央部に向かって膨らみ方向に変形する。そのため、胴板の最も応力の高い上部板、下部板の接合部で繰返し荷重による亀裂が生じてしまう可能性がある。それに対して、上部板と下部板の板厚に対して、胴板の板厚は厚くしていることにより、胴板の強度を上げ、上記接合部での亀裂を防ぐことができ、耐久性に秀でた貯湯タンクとすることが可能となり、品質の向上を図ることができる。 The second invention is a hot water storage tank of a hot water supply apparatus characterized in that the plate thickness of the body plate is equal to or greater than the plate thicknesses of the upper plate and the lower plate. Since the upper and lower plates are fixed to the upper plate and the lower plate, an equally distributed load fixed to both ends is applied. For this reason, the joint between the body plate, the upper plate, and the lower plate has the highest stress. Since the upper plate and the lower plate have a deep drawing configuration, they are strong in strength and are not easily deformed. On the other hand, the body plate is cylindrical and is deformed in the bulging direction toward the center because it is formed by roll processing. For this reason, there is a possibility that cracks due to repeated loads may occur at the joint portion between the upper and lower plates of the body plate having the highest stress. On the other hand, by increasing the thickness of the body plate relative to the thickness of the upper and lower plates, the strength of the body plate can be increased, and cracks at the joints can be prevented. This makes it possible to make a hot water storage tank that excels in quality, and to improve quality .

第3の発明は、配管接続部の中心位置は、上部板、下部板の頂部の楕円形状部と面取り形状部との交点よりも50mm以上内方に位置することを特徴とする給湯装置の貯湯タンクで、貯湯タンクに1.75MPaの静水圧をかけた際に、その水漏れ、変形、破損その他の異常のないことを実現でき、また、給湯端末を開放した状態で貯湯タンクにかかる静圧20〜60kPaと、給湯端末を閉止した状態で貯湯タンクにかかる静圧である330kPaを繰返し加圧−減圧を行った際に、上部板、下部板の亀裂発生を防ぐことができ、耐久性に秀でた貯湯タンクを実現できるために、水道と直結している減圧弁の設定圧力を、200kPa(0.2MPa)以上の高い設定にすることが可能であり、シャワー圧を上げて、シャワーの勢いを強くする、あるいは3階建て住宅で3階給湯するなど高所での給湯するために、給湯圧を上げて使用することが可能となり、使用性が大幅に向上することとなる。 According to a third aspect of the present invention, the hot water storage device of the hot water supply apparatus is characterized in that the central position of the pipe connecting portion is located inward by 50 mm or more from the intersection of the elliptical portion and the chamfered portion at the top of the upper plate and the lower plate. When a hydrostatic pressure of 1.75 MPa is applied to the hot water storage tank, it can be realized that there is no water leakage, deformation, breakage or other abnormalities, and the static pressure applied to the hot water storage tank with the hot water supply terminal opened. When repeated pressurization and decompression of 20 to 60 kPa and 330 kPa, which is the static pressure applied to the hot water storage tank with the hot water supply terminal closed, can prevent cracks in the upper and lower plates, making it durable In order to realize an excellent hot water storage tank, it is possible to set the pressure setting of the pressure reducing valve directly connected to the water supply to a high setting of 200 kPa (0.2 MPa) or higher. Strong momentum That, or to hot water at heights such as third floor hot water in 3-story house, it is possible to use by raising the hot water supply pressure, so that the usability is greatly improved.

第4の発明は、第1〜第3のいずれかの発明の給湯装置の貯湯タンクと、圧縮機、水−冷媒熱交換器、減圧手段、空気−冷媒熱交換器を順次接続して形成した加熱手段とから構成したことを特徴とするヒートポンプ給湯機で、高価格のヒートポンプ給湯機において、低コスト化を図りつつ、断熱性能を確保できることにより、より普及度を高めることが可
能な給湯装置とすることができる。
The fourth invention is formed by sequentially connecting a hot water storage tank of the hot water supply apparatus of any one of the first to third inventions, a compressor, a water-refrigerant heat exchanger, a pressure reducing means, and an air-refrigerant heat exchanger. A heat pump water heater characterized by comprising a heating means, and in a high-priced heat pump water heater, it is possible to secure heat insulation performance while reducing costs, and a water heater that can further increase the popularity can do.

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、この実施の形態によって本発明が限定されるものではない。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. Note that the present invention is not limited to the embodiments.

(実施の形態1)
以下に、本発明の実施形態について、図面を参照しながら説明する。図1は、本発明の給湯装置の正面内観図であり、図2は給湯装置の回路図である。
(Embodiment 1)
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a front view of the hot water supply apparatus of the present invention, and FIG. 2 is a circuit diagram of the hot water supply apparatus.

1は給湯装置の貯湯タンクユニットであり、2はヒートポンプ回路を有するヒートポンプユニットである。そして、この貯湯タンクユニット1とヒートポンプユニット2は、2本の水配管3(3a、3b)で連結している。   Reference numeral 1 denotes a hot water storage tank unit of the hot water supply apparatus, and 2 denotes a heat pump unit having a heat pump circuit. The hot water storage tank unit 1 and the heat pump unit 2 are connected by two water pipes 3 (3a, 3b).

給湯装置の貯湯タンクユニット1内部には、ヒートポンプユニット2で加熱された温水を貯めておく貯湯タンク4があり、水道水をヒートポンプユニット2で加熱して温水として貯めておき、必要な際に、水道水とミキシングして、所定の温度にして給湯することとができる。この貯湯タンク4は、薄板の耐腐食性に優れたステンレス製のプレス部品で構成されており、円筒状になっている。この貯湯タンク4の前方には、水道水を供給する給水管5があり、この給水管5から供給された水圧を一定の水圧に減ずるための減圧弁6が配されており、それ以外に水ポンプ7などの機能部品や、制御P板8などの制御部品が配されている。   Inside the hot water storage tank unit 1 of the water heater, there is a hot water storage tank 4 for storing hot water heated by the heat pump unit 2, and the tap water is heated by the heat pump unit 2 and stored as hot water. It can be mixed with tap water to supply hot water at a predetermined temperature. The hot water storage tank 4 is made of a pressed part made of stainless steel having excellent corrosion resistance of a thin plate, and has a cylindrical shape. In front of the hot water storage tank 4, there is a water supply pipe 5 for supplying tap water, and a pressure reducing valve 6 for reducing the water pressure supplied from the water supply pipe 5 to a constant water pressure is arranged. Functional parts such as the pump 7 and control parts such as the control P plate 8 are arranged.

減圧弁6は水道水の圧力を概して、従来は120kPa以下に減じて貯湯タンク4に供給するものであり、貯湯タンク4にかかる圧力を減ずることで、貯湯タンク4の変形防止、耐久性向上を確保している。また、近年では高圧タイプとして、減圧弁の設定を180kPaまで上げているものも登場しているが、今回のこの仕様では、減圧弁の設定を250kPa以上として、280kPaまで上げて、さらに高圧タイプの貯湯タンクユニット1としている。また、この減圧弁6にはストレーナを組み込み、水道水内のゴミ、コンタミネーションを除去するようになっている。   The pressure reducing valve 6 generally reduces the pressure of tap water to 120 kPa or less and supplies it to the hot water tank 4. By reducing the pressure applied to the hot water tank 4, the hot water tank 4 is prevented from being deformed and improved in durability. Secured. In recent years, as a high pressure type, a pressure reducing valve has been set up to 180 kPa. However, in this specification, the pressure reducing valve is set to 250 kPa or higher and increased to 280 kPa. The hot water storage tank unit 1 is used. In addition, a strainer is incorporated in the pressure reducing valve 6 to remove dust and contamination in the tap water.

9は密閉された圧力容器である貯湯タンク4の上死点に設けられた、圧力逃し安全弁であり、貯湯タンク4の破裂を防ぐ缶体内の異常圧力を抜くための装置として、減圧弁6の設定圧力よりも高く設定してある。この仕様では280kPaより高い設定として、減圧弁6のバラツキも考慮して、340kPa程度に設定している。   Reference numeral 9 denotes a pressure relief safety valve provided at the top dead center of the hot water storage tank 4 which is a sealed pressure vessel. As a device for releasing abnormal pressure in the can body to prevent the hot water storage tank 4 from bursting, It is set higher than the set pressure. In this specification, a setting higher than 280 kPa is set to about 340 kPa in consideration of variations of the pressure reducing valve 6.

ヒートポンプユニット2には、圧縮機、放熱器、減圧手段、空気−冷媒熱交換器を順次接続した冷媒サイクルが組み込まれており、10は圧縮機、11は放熱器であり、水−冷媒熱交換器として、水道水を加熱する熱交換器であり、12は空気−冷媒熱交換器である。13は空気−冷媒熱交換器12の前方に配された送風手段である送風ファンであり、空気−冷媒熱交換器12から、風を吸引し、蒸発能力を高め、ヒートポンプ加熱能力を高めるようになっている。そして、ヒートポンプユニット2で80℃以上に加熱された水道水は、温水となって、水配管3bで給湯装置の貯湯タンクユニット1に運ばれ、貯湯タンク4に貯湯されるわけである。   The heat pump unit 2 incorporates a refrigerant cycle in which a compressor, a radiator, a decompression unit, and an air-refrigerant heat exchanger are sequentially connected. 10 is a compressor, 11 is a radiator, and water-refrigerant heat exchange. As a vessel, a heat exchanger for heating tap water is provided, and 12 is an air-refrigerant heat exchanger. Reference numeral 13 denotes a blower fan which is a blower disposed in front of the air-refrigerant heat exchanger 12 so as to suck air from the air-refrigerant heat exchanger 12 to increase the evaporation capacity and to increase the heat pump heating capacity. It has become. Then, the tap water heated to 80 ° C. or higher by the heat pump unit 2 becomes hot water, is carried to the hot water storage tank unit 1 of the hot water supply device through the water pipe 3 b, and is stored in the hot water storage tank 4.

給湯装置の貯湯タンク4の構成は、図3に示しており、図3(a)に上面図、図3(b)に側面図を記載している。14は耐腐食性を有するステンレス鋼鈑を絞り加工して成形した上部板であり、15は上部板14とTig溶接で一体化されたステンレス鋼鈑の胴板であり、平板をロール加工にて円筒状にし、縦方向にTig溶接してある。16は胴板15の下方に配され胴板15とTig溶接で一体化された下部板であり、上部板14と同様にステンレス鋼鈑を絞り加工して成形してある。この3部品で閉塞空間を形成し、その内
方に温水を貯留することにより、給湯装置の貯湯タンクの役割を果たすようになっている。また、上部板14、下部板16には、給水口や温水取り出し口である、配管接続部17、18が複数設けられている。
The structure of the hot water storage tank 4 of the hot water supply apparatus is shown in FIG. 3, and a top view is shown in FIG. 3 (a) and a side view is shown in FIG. 3 (b). 14 is an upper plate formed by drawing a stainless steel plate having corrosion resistance, and 15 is a stainless steel plate body integrated with the upper plate 14 by Tig welding. It is cylindrical and is Tig welded in the vertical direction. Reference numeral 16 denotes a lower plate disposed below the body plate 15 and integrated with the body plate 15 by Tig welding, and is formed by drawing a stainless steel plate in the same manner as the upper plate 14. A closed space is formed by these three parts, and hot water is stored inside the closed space, thereby serving as a hot water storage tank of the hot water supply apparatus. Further, the upper plate 14 and the lower plate 16 are provided with a plurality of pipe connection portions 17 and 18 which are water supply ports and hot water outlets.

上部板14は、頂部14aを半球状の平面円の直径Aに対して、長辺Bを1.1〜1.3倍、短辺Cを0.4〜0.6倍とする楕円形状としている。また、外周垂直部14bと頂部14aの楕円形状の接する部位の面取り形状14cは、半径80mm以上の円形状の一部で接続する構成としている。   The top plate 14 has an elliptical shape in which the top portion 14a has a long side B of 1.1 to 1.3 times and a short side C of 0.4 to 0.6 times the diameter A of a hemispherical planar circle. Yes. Further, the chamfered shape 14c of the portion where the outer peripheral vertical portion 14b and the apex portion 14a are in contact with each other is configured to be connected with a part of a circular shape having a radius of 80 mm or more.

この構成は上部板14について記載したが、下部板16に関しても同じである。17はこの貯湯タンクを支えるための脚であり、この脚17を保持するための、脚金具18は胴板15にスポット溶接で取り付けられている。さらに、上部板14、下部板16には給水、給湯を行うための配管を接続する配管接続部として、上部板14には14d、14e、14f、下部板16には16d、16e、16fを設けている。   Although this configuration has been described for the upper plate 14, the same is true for the lower plate 16. Reference numeral 17 denotes a leg for supporting the hot water storage tank, and a leg fitting 18 for holding the leg 17 is attached to the body plate 15 by spot welding. Furthermore, the upper plate 14 and the lower plate 16 are provided with pipe connections for connecting water supply and hot water supply pipes, the upper plate 14 is provided with 14d, 14e, 14f, and the lower plate 16 is provided with 16d, 16e, 16f. ing.

上部板14の詳細断面図を記載したのが図4、図5である。配管接続部14d、14e、14fのうち、中央部にある14dはもちろんだが、14e、14fは、頂部14aの楕円形状部分に対して、法線方向に加工した形状としてある。つまり、頂部14aの法線方向に孔加工が行われ、その孔加工部に配管ソケット19が溶接されているわけであり、この配管接続部14d、14e、14fの加工により板厚が減じてしまうことを防いでおり、強度を確保するようになっている。   4 and 5 show detailed cross-sectional views of the upper plate 14. Of the pipe connecting portions 14d, 14e, and 14f, not only 14d in the center portion, but 14e and 14f have a shape processed in the normal direction with respect to the elliptical portion of the top portion 14a. That is, a hole is drilled in the normal direction of the top portion 14a, and the pipe socket 19 is welded to the hole processed portion, and the plate thickness is reduced by the processing of the pipe connecting portions 14d, 14e, and 14f. This is to prevent and to ensure strength.

また、この配管開口部14jの中心位置、つまりは配管ソケットの19の中心位置は、頂部14aの楕円形状と、面取り形状14cの交点14gよりも50mm以上内方に配されている。また、凸部14iと頂部14aの楕円形状の交点は、面取り形状14cと頂部14aの楕円形状の交点よりも内方に配されている。   Further, the center position of the pipe opening 14j, that is, the center position of the pipe socket 19 is arranged inward by 50 mm or more from the intersection 14g of the elliptical shape of the top portion 14a and the chamfered shape 14c. Moreover, the intersection of the elliptical shape of the convex part 14i and the top part 14a is distribute | arranged inside the elliptical intersection of the chamfering shape 14c and the top part 14a.

そして、この様に構成された貯湯タンク4が、図1、図2で示した形で、給湯装置の貯湯タンクユニット1となっている。また、胴板15の板厚は上部板14や下部板16の板厚に対して同等もしくは、それよりも厚くしてある。   And the hot water storage tank 4 comprised in this way is the hot water storage tank unit 1 of a hot-water supply apparatus in the form shown in FIG. 1, FIG. Further, the plate thickness of the body plate 15 is equal to or greater than the plate thickness of the upper plate 14 and the lower plate 16.

以下、図面に基づいて、上記給湯装置の動作を説明する。   Hereinafter, the operation of the hot water supply apparatus will be described with reference to the drawings.

給水管5から給水された水道水は、一旦貯湯タンク4の内部に入る。その貯湯タンク4からポンプ7を介し、水配管3(3a)を通りヒートポンプユニット2に送られる。ヒートポンプユニット2では、圧縮機10を駆動させると、高圧まで圧縮されて吐出された冷媒は、水−冷媒熱交換器である放熱器1.1に送られ、ここで水配管3(3a)から送られてきた水道水と熱交換して放熱する。   The tap water supplied from the water supply pipe 5 once enters the hot water storage tank 4. The hot water storage tank 4 is sent to the heat pump unit 2 through the water pipe 3 (3a) via the pump 7. In the heat pump unit 2, when the compressor 10 is driven, the refrigerant compressed and discharged to a high pressure is sent to the radiator 1.1 which is a water-refrigerant heat exchanger, and here, from the water pipe 3 (3 a). Heat is exchanged with the tap water sent to dissipate heat.

これにより、水道水は高温に加熱され、他方の水配管3bで再度、給湯タンクユニット1に送られる。高温となり給湯タンクユニット1に戻った温水は、貯湯タンク4で貯湯される。そして、貯湯された温水は、給湯操作が行われると、貯湯タンク4の温水と、給水管5から、減圧弁6を介して給水された水道水が、混合弁20で混合され、所定の温度となって給湯管21を介して、蛇口や風呂などの給湯端末22給湯される。   Thus, the tap water is heated to a high temperature and sent again to the hot water supply tank unit 1 through the other water pipe 3b. Hot water returned to the hot water tank unit 1 due to high temperature is stored in the hot water storage tank 4. When the hot water stored in the hot water is operated for hot water supply, the hot water in the hot water storage tank 4 and tap water supplied from the water supply pipe 5 through the pressure reducing valve 6 are mixed by the mixing valve 20 to a predetermined temperature. The hot water supply terminal 22 such as a faucet or a bath is supplied with hot water through the hot water supply pipe 21.

この際に、水道圧の圧力が貯湯タンク4に加わらないように、給水管5には圧力を減ずるための減圧弁6が設けられており、280kPa程度に減圧を行う。それにより、給湯端末22をON−OFFすると、20〜60kPa程度の圧力と、減圧弁6の設定圧力である280kPaが繰り返し、貯湯タンク4にかかることとなる。また、貯湯タンク4内の温度が上昇し、内部圧力が高くなった場合の圧力逃し弁9が開放されるまでの圧力33
0kPaが貯湯タンク4にかかることとなる。
At this time, the water supply pipe 5 is provided with a pressure reducing valve 6 for reducing the pressure so that the pressure of the water supply pressure is not applied to the hot water storage tank 4, and the pressure is reduced to about 280 kPa. Accordingly, when the hot water supply terminal 22 is turned on and off, a pressure of about 20 to 60 kPa and a set pressure of the pressure reducing valve 6 of 280 kPa are repeatedly applied to the hot water storage tank 4. Further, the pressure 33 until the pressure relief valve 9 is opened when the temperature in the hot water storage tank 4 rises and the internal pressure increases.
0 kPa is applied to the hot water storage tank 4.

そのため、貯湯タンク4の胴板15は、Tig溶接してある上部板14と胴板15の接合部15a、下部板16と胴板15の接合部15bを支点として、中央部が膨縮を繰返すこととなる。それと共に、上部板14、下部板16についても、頂部であるが膨縮を繰返すこととなる。その際に、配管接続部14d、14e、14f、16d、16e、16fにも応力がかかり、最も高くなるのは、バーリング加工を施している部位の根元である。   Therefore, the body plate 15 of the hot water storage tank 4 repeats expansion and contraction at the center with the joint 15a between the upper plate 14 and the body plate 15 Tig welded and the joint 15b between the lower plate 16 and the body plate 15 as fulcrums. It will be. At the same time, the upper plate 14 and the lower plate 16 also repeat the expansion / contraction although it is the top. At that time, stress is also applied to the pipe connecting portions 14d, 14e, 14f, 16d, 16e, and 16f, and the highest is the root of the portion subjected to burring.

それに対して、図4、図5に記載した上部板14で言えば、配管接続部14d、14e、14fのうち、中央部にある14dはもちろんだが、14e、14fは、頂部14aの楕円形状部分に対して、法線方向に加工した形状としてあることで、この根元部位の板厚が減じてしまうことを防いでおり、強度を確保するようになっている。   On the other hand, in the upper plate 14 shown in FIGS. 4 and 5, of the pipe connecting portions 14d, 14e, and 14f, not only the central portion 14d, but 14e and 14f are elliptical portions of the top portion 14a. On the other hand, the shape processed in the normal direction prevents the thickness of the base portion from being reduced, and ensures strength.

このように、上部板14、胴板15、下部板16の強度を増しているので、亀裂が生じることがなく、耐久性に優れた貯湯タンク4とすることが出来る。そのため、減圧弁6の設定圧力を高く設定することが出来、給湯端末であるシャワー圧を上げることが可能となり、シャワーの勢いが増すことにより、使用性が大幅に向上したり、給湯圧が上がることにより、3階への風呂給湯が可能となったり、3階への蛇口給湯が可能となったり、非常に使い勝手が良くなることとなる。   As described above, the strength of the upper plate 14, the body plate 15, and the lower plate 16 is increased, so that the hot water storage tank 4 having excellent durability can be obtained without causing cracks. Therefore, the set pressure of the pressure reducing valve 6 can be set high, the shower pressure that is a hot water supply terminal can be increased, and the use of the shower is greatly improved, and the hot water supply pressure is increased. As a result, bath water supply to the third floor becomes possible, faucet hot water supply to the third floor becomes possible, and the usability becomes very good.

また、減圧弁6が故障した場合には、圧力逃し安全弁9にて設定した圧力で、圧力逃しが行なわれ、その圧力まで貯湯タンクには内圧がかかることとなる。この設定圧力は、減圧弁6の設定圧力よりも高くなっているが、それに対しても、貯湯タンク4の強度を向上していることにより異常は生じない。   When the pressure reducing valve 6 fails, the pressure relief is performed at the pressure set by the pressure relief safety valve 9, and the internal pressure is applied to the hot water tank up to that pressure. Although this set pressure is higher than the set pressure of the pressure reducing valve 6, no abnormality is caused by improving the strength of the hot water storage tank 4.

減圧弁6や圧力逃し安全弁12を設けている場合は、減圧弁6、圧力逃し安全弁12以上の圧力は貯湯タンク4に加わらない。しかし、それが0.3MPa以下であれば、0.3MPaの静水圧を加えて水漏れ、変形、破損その他の異常のないことが求められているが、減圧弁、圧力逃し安全弁が0.3MPa以上であれば、1.75MPaにて水漏れ、変形、破損その他の異常のないことが必要となる解釈できる。今回は、圧力逃し安全弁12の設定が0.3MPaを超えて使用するケースを想定しているために、1.75MPaの静水圧をかけて、水漏れ、変形、破損その他の異常のないこと、としなければならない。   When the pressure reducing valve 6 and the pressure relief safety valve 12 are provided, the pressure above the pressure reducing valve 6 and the pressure relief safety valve 12 is not applied to the hot water storage tank 4. However, if it is 0.3 MPa or less, it is required that there be no water leakage, deformation, breakage or other abnormalities by applying a hydrostatic pressure of 0.3 MPa. If it is above, it can be interpreted that there is no need for water leakage, deformation, breakage and other abnormalities at 1.75 MPa. This time, assuming that the setting of the pressure relief safety valve 12 exceeds 0.3 MPa, apply a hydrostatic pressure of 1.75 MPa, there is no water leakage, deformation, breakage and other abnormalities, And shall be.

それに対して、前述のような対応を行っていることにより、水漏れ、変形、破損その他の異常のないこと、を満足しているわけである。   On the other hand, by taking the measures as described above, it is satisfied that there is no water leakage, deformation, breakage or other abnormality.

表1は、内圧をX軸に取り、頂部5aのミーゼス応力をY軸に取ったものであるが、従来の頂部5aがR形状のものと比し、頂部14cを楕円形状としたものは、その応力を低減できていることがわかる。ただし、楕円形状を球面に近づけるようにすれば、貯湯タンク4のタンク容量が減ってしまうことになる。それに対して、頂部5aを半球状の平面円の直径Aに対して、長辺Bを1.1〜1.3倍、短辺Cを0.4〜0.6倍とする楕円形状とし、外周垂直部14bと頂部14aの楕円形状の接する部位の面取り形状14cはR80以上としていると、タンク容量をむしろ増しつつ、応力を低減できることになるわけである。   Table 1 shows the internal pressure taken on the X-axis and the Mises stress of the top 5a taken on the Y-axis, but the conventional top 5a has an elliptical shape compared to the R-shaped one. It can be seen that the stress can be reduced. However, if the elliptical shape is made close to a spherical surface, the tank capacity of the hot water storage tank 4 is reduced. On the other hand, the top 5a has an elliptical shape in which the long side B is 1.1 to 1.3 times and the short side C is 0.4 to 0.6 times the diameter A of the hemispherical plane circle, When the chamfered shape 14c of the elliptical contact portion between the outer peripheral vertical portion 14b and the top portion 14a is R80 or more, the stress can be reduced while the tank capacity is rather increased.

また、給湯端末22(蛇口など)で、給湯、OFFを繰返されると、貯湯タンク4には、前述したように、0(ゼロ)圧と減圧弁6あるいは圧力逃がし弁9の設定圧が繰返しかかることとなる。繰返し荷重が加わるわけである。そのような条件で耐久性を保障するために、胴板15の板厚を上部板14、下部板16と同厚または厚くしていることで、その耐久性を向上することができる。   In addition, when hot water supply and OFF are repeated at a hot water supply terminal 22 (such as a faucet), 0 (zero) pressure and the set pressure of the pressure reducing valve 6 or the pressure relief valve 9 are repeatedly applied to the hot water storage tank 4 as described above. It will be. Repeated load is applied. In order to ensure durability under such conditions, the durability of the body plate 15 can be improved by making the thickness of the body plate 15 the same as or thicker than that of the upper plate 14 and the lower plate 16.

貯湯タンク全体で見れば、最も応力の高い箇所は、下部板16と胴板15の接合部である。この下部板16と胴板15の接合部は図6のようになっており、接合部15bで下部板16と胴板15は一体化されている。内方より圧力Pが加わると、耐腐食性を有するステンレス鋼鈑を絞り加工して成形した下部板16は、強度が高いために、外方へ変形をしない。   If it sees in the whole hot water storage tank, the location with the highest stress is a junction part of the lower board 16 and the trunk | drum 15. The joint between the lower plate 16 and the body plate 15 is as shown in FIG. 6, and the lower plate 16 and the body plate 15 are integrated at the joint 15b. When pressure P is applied from the inside, the lower plate 16 formed by drawing a stainless steel plate having corrosion resistance does not deform outward because of its high strength.

それに対して、平板をロール加工にて円筒状にした胴板15は、接合部15bを支点として、外方へ膨らむ形となり、支点である、15bの応力が最も高くなる。そのため、繰返し荷重により、この接合部15bでTig溶接部の亀裂が生じてしまうわけである。それに対して、胴板15の板厚を上部板14、下部板16と同厚または厚くしていることで、胴板15の強度が増し、圧力Pに伴う変形が減じ、応力も減ずるので、耐久性が増すこととなるわけである。   On the other hand, the body plate 15 in which the flat plate is formed into a cylindrical shape by roll processing has a shape that bulges outward with the joint portion 15b as a fulcrum, and the stress of the fulcrum 15b is the highest. For this reason, cracks in the Tig welded portion occur at the joint 15b due to repeated loads. On the other hand, by making the plate thickness of the body plate 15 the same as or thicker than that of the upper plate 14 and the lower plate 16, the strength of the body plate 15 is increased, deformation due to the pressure P is reduced, and stress is also reduced. Durability will increase.

表2は、胴板15、下部板16に歪ゲージを貼り付け、給湯端末をON−OFFさせた時の。歪量を測定したものである。胴板15と下部板16の変位である、歪量が少ない方が、耐久性の面で強く、特に胴板15と下部板16の変位差が少ない方が良好であると考えられるので、胴板15と下部板16が同厚、むしろ下部板が薄い方が変位差が小さく、繰返し荷重に対してよいと考えられる。ただ、板厚を上げれば、当然コスト面で上がってくることとなるので、品質的に問題なければ、胴板15と下部板16が同厚を選択する方が現実的である。ここでは下部板16と胴板15に関して書いてきたが、上部板14と胴板15に関しても同等の考え方である。 Table 2 shows a case where strain gauges are attached to the body plate 15 and the lower plate 16 and the hot water supply terminal is turned on and off. The amount of strain is measured. The smaller the amount of distortion, which is the displacement of the body plate 15 and the lower plate 16, is stronger in terms of durability, and in particular, the smaller the displacement difference between the body plate 15 and the lower plate 16, the better. It is considered that the plate 15 and the lower plate 16 have the same thickness, but the thinner the lower plate, the smaller the displacement difference, and the better the resistance to repeated loads. However, if the plate thickness is increased, the cost will naturally increase. Therefore, if there is no problem in terms of quality, it is more realistic to select the same thickness for the body plate 15 and the lower plate 16. Although the lower plate 16 and the trunk plate 15 have been described here, the same concept applies to the upper plate 14 and the trunk plate 15.

また、上部板14の、配管接続部14d、14e、14fのうち、中央部にある14dはもちろんだが、14e、14fは、頂部14aの楕円形状部分に対して、法線方向に加工した形状としてある。従来の給水、給湯を行うための配管を接続する配管接続部は、図7に拡大図で記載しているように、上部板14の頂部14aに、水平加工部14hを設けてそこに設けていた。   Of the pipe connection portions 14d, 14e, and 14f of the upper plate 14, not only 14d at the center, but 14e and 14f are processed in the normal direction with respect to the elliptical portion of the top portion 14a. is there. As shown in an enlarged view in FIG. 7, a conventional pipe connection part for connecting water and hot water supply pipes is provided with a horizontal processing part 14h on the top part 14a of the upper plate 14. It was.

そのため、この水平加工部14hは、内方に凹部14i、外方に凸部14jが設けられており、その間に水平加工部14hがあり、その水平加工部14hにある配管開口部14kに配管ソケット19が溶接されて一体化されていたのである。   Therefore, the horizontal processing portion 14h is provided with a concave portion 14i on the inner side and a convex portion 14j on the outer side, and there is a horizontal processing portion 14h between them, and a pipe socket is connected to a pipe opening 14k in the horizontal processing portion 14h. 19 was welded and integrated.

これは、配管接続部の加工に際し、垂直方向での穴加工を行うためである。ところが、このような水平加工部14hを設けているので、凹部14i、凸部14jの箇所は肉厚が減じてしまうこととなる。そのため、今まで記載してきた、繰返し荷重に対して弱くなっているということになる。特に、凹部14i、凸部14jの変曲点が最も弱くなる。   This is to perform hole processing in the vertical direction when processing the pipe connection portion. However, since such a horizontal processing portion 14h is provided, the thickness of the concave portions 14i and the convex portions 14j is reduced. Therefore, it has become weak with respect to the repeated load which has been described so far. In particular, the inflection points of the concave portion 14i and the convex portion 14j are the weakest.

それに対して、図4、図5で示したように、頂部14aの法線方向に加工していれば、肉厚の減少がなくなることとなり、耐久性が大幅に向上し、同じ強度ならば、上部板14、あるいは下部板16の板厚を減ずることが可能となり、コストダウンも可能となるわけである。   On the other hand, as shown in FIG. 4 and FIG. 5, if processed in the normal direction of the top portion 14 a, the thickness will not be reduced, and the durability will be greatly improved. The plate thickness of the upper plate 14 or the lower plate 16 can be reduced, and the cost can be reduced.

表3に示したのは、内方より圧力340kPaがかかった際の、色々な仕様における、配管接続部の最大応力箇所の値を示している。上から、図7で記した、従来のように、水平加工部14hを設け、その略中央部に配管接続部のバーリング形状を設けた場合で、上部板の板厚がt1.0の場合、2段目は同仕様で板厚がt1.2の場合、3段目は頂部の楕円形状14aに法線方向に向かって、配管接続部のバーリング穴を設け板厚t1.0の場合、4段目は同仕様でt1.2の場合である。   Table 3 shows the value of the maximum stress location of the pipe connection portion in various specifications when a pressure of 340 kPa is applied from the inside. From the top, as shown in FIG. 7, as in the conventional case, when the horizontal processing portion 14h is provided and the burring shape of the pipe connection portion is provided at the substantially central portion thereof, when the plate thickness of the upper plate is t1.0, The second stage has the same specifications and the plate thickness is t1.2, and the third stage has a burring hole in the pipe connection portion in the normal direction in the elliptical shape 14a at the top, and the plate thickness is t1.0. The stage is the case of t1.2 in the same specification.

また、配管接続部は、頂部の楕円形状14aの中央部、14dと、頂部の楕円形状14aと面取り形状14cの交点より50mm以上内方に位置している配管接続部14e、1頂部の楕円形状14aと面取り形状14cの交点より内方へ50mm以内にある配管接続口14mの値を記している。また、配管接続部のバーリング穴の根元RをR0.5、R1.0、R1.5と変えている。   In addition, the pipe connection part is a pipe connection part 14e located at least 50 mm inward from the intersection of the central part 14d of the elliptical shape 14a at the top part and the elliptical shape 14a and the chamfering part 14c at the top part, and the elliptical shape at the top part. The value of the pipe connection port 14m located within 50 mm from the intersection of 14a and the chamfered shape 14c is shown. Further, the root R of the burring hole in the pipe connection portion is changed to R0.5, R1.0, and R1.5.

これでわかるように、水平加工部14hを設けた場合は、ミーゼス応力値が高くなっており、水平加工部がなく法線方向に加工した場合は、その値が低いことがわかる。また、板厚で見れば板厚が厚い方が低く、根元Rで見ればRが大きい方が低い。また,14eと14mでみれば,14eが低くなっている。さらに、水平加工部14hを設け、t1.2の場合より、法線方向に加工したt1.0の方がミーゼス応力は低い面があり、コスト合理化効果を高めることができる面もある。   As can be seen, the Mises stress value is high when the horizontal machining portion 14h is provided, and the value is low when machining is performed in the normal direction without the horizontal machining portion. Further, when viewed from the plate thickness, the thicker one is lower, and when viewed from the root R, the larger R is lower. Moreover, if it sees by 14e and 14m, 14e is low. Furthermore, the horizontal processing part 14h is provided, and t1.0 processed in the normal direction has a surface where the Mises stress is lower than the case of t1.2, and the cost rationalization effect can be enhanced.

以上より、配管接続部を頂部の楕円形状14a面に設け、この配管接続部は楕円形状14aに対して、法線方向に加工し、この位置は頂部の楕円形状14と、面取り形状と楕円形状の交点よりも50mm以上内方とすることが、ミーゼス応力低減効果が高く、それにより、板厚減によるコスト合理化効果もあることがわかる。以上は、上部板14に関して記してきたが、下部板16に関しても同様である。以上のように、耐圧性、耐久性、コストダウンに優れた給湯装置の貯湯タンクを提供できることとなるわけである。   As described above, the pipe connection portion is provided on the surface of the elliptical shape 14a at the top, and this pipe connection portion is processed in the normal direction with respect to the elliptical shape 14a, and the positions thereof are the elliptical shape 14 at the top, the chamfered shape, and the elliptical shape. It can be seen that setting the distance inward by 50 mm or more from the crossing point has a high effect of reducing Mises stress, and thereby has a cost rationalization effect by reducing the plate thickness. The above has been described with respect to the upper plate 14, but the same applies to the lower plate 16. As described above, it is possible to provide a hot water storage tank of a hot water supply apparatus that is excellent in pressure resistance, durability, and cost reduction.

また、貯湯タンク4の胴板15に貯湯タンク4を支えるための脚17あるいは、脚を保持するための脚取付け金具18を取付けたことは、絞り加工を行い、加工硬化により延性の減じた下部板16に取り付けた際に生じる恐れのある、溶接部位からの亀裂発生を防ぐことができ、円筒状であり、円周方向の強度に強い胴板15に溶接することで、強度を増すことが出来、ひいては減圧弁6や圧力逃がし弁9の設定圧力をあげることによりシャワー圧を上げて、シャワーの勢いを強くする、あるいは3階建て住宅で3階給湯するなど高所での給湯するために、給湯圧を上げて使用することが可能となり、使用性が大幅に向上
することとなる。
Further, the fact that the legs 17 for supporting the hot water storage tank 4 or the leg mounting brackets 18 for holding the legs are attached to the body plate 15 of the hot water storage tank 4 is a lower part in which ductility is reduced and ductility is reduced by work hardening. It is possible to prevent the occurrence of cracks from the welded portion, which may occur when attached to the plate 16, and to increase the strength by welding to the cylindrical plate 15 which is cylindrical and strong in the circumferential direction. In order to increase the shower pressure by increasing the set pressure of the pressure reducing valve 6 and the pressure relief valve 9 and thereby increase the momentum of the shower, or to supply hot water in high places such as hot water supply on the third floor in a three-story house It becomes possible to increase the hot water supply pressure, and the usability is greatly improved.

ところで、シャワー圧を上げる方法としては、加圧ポンプを用いる方法がある。これは、給湯の出口側に加圧ポンプを設け、給湯圧を上げることにより、シャワー圧を上げるというものである。ところが、設置時に工事が必要であること、加圧ポンプの価格が上乗せされてしまうことなどの問題もある。   By the way, as a method for increasing the shower pressure, there is a method using a pressurizing pump. This is to increase the shower pressure by providing a pressure pump on the outlet side of the hot water supply and increasing the hot water supply pressure. However, there are also problems such as that construction is required at the time of installation and the price of the pressure pump is increased.

それに対して、貯湯タンク4の強度を上げて、減圧弁6、圧力逃し安全弁12の設定圧力を上げていることは、風呂回路23の圧力も高くなることを意味し、ひいては風呂の湯はり時間も大幅に短縮することが出来るわけである。   On the other hand, increasing the strength of the hot water storage tank 4 and increasing the set pressure of the pressure reducing valve 6 and the pressure relief safety valve 12 means that the pressure of the bath circuit 23 also increases, and consequently the hot water time of the bath Can be greatly shortened.

以上のように、本発明は、温水をためてそれを供給する給湯装置に適用され、例えば家庭用のヒートポンプ給湯装置などに適している。   As described above, the present invention is applied to a hot water supply device that stores hot water and supplies it, and is suitable for, for example, a household heat pump hot water supply device.

本発明の実施の形態1における給湯装置の正面図Front view of hot water supply apparatus in Embodiment 1 of the present invention 同給湯装置の回路図Circuit diagram of the water heater (a)同給湯装置の貯湯タンクの上面図(b)同給湯装置の貯湯タンクの側面図(A) Top view of the hot water storage tank of the hot water supply device (b) Side view of the hot water storage tank of the hot water supply device 同給湯装置の貯湯タンクの詳細断面図Detailed cross-sectional view of the hot water storage tank of the water heater 同給湯装置の貯湯タンクの他の詳細拡大図Other detailed enlarged views of the hot water storage tank of the water heater 同給湯装置の荷重模式図Load schematic diagram of the hot water supply system 従来の給湯装置の貯湯タンクの断面詳細図Detailed cross-sectional view of a hot water storage tank of a conventional water heater 従来の給湯装置の断面図Sectional view of a conventional water heater

1 給湯装置の貯湯タンクユニット
2 ヒートポンプユニット
3a、3b 水配管
4 貯湯タンク
5 給水管
6 減圧弁
7 水ポンプ
8 制御P板
9 圧力逃し安全弁
10 圧縮機
11 放熱器
12 空気−冷媒熱交換器
13 送風ファン
14 上部板
14a 頂部
14b 外周垂直部
14c 面取り形状
14d、14e、14f 配管接続部
14g 水平加工部
14h 凹部
14i 凸部
14j 配管開口部
15 胴板
16 下部板
16d、16e、16f 配管接続部
17 脚
18 脚金具
19 配管ソケット
20 混合弁
21 給湯管
22 給湯端末
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Hot water storage tank unit of hot water supply apparatus 2 Heat pump unit 3a, 3b Water piping 4 Hot water storage tank 5 Water supply pipe 6 Pressure reducing valve 7 Water pump 8 Control P board 9 Pressure relief safety valve 10 Compressor 11 Radiator 12 Air-refrigerant heat exchanger 13 Blower Fan 14 Upper plate 14a Top portion 14b Peripheral vertical portion 14c Chamfered shape 14d, 14e, 14f Pipe connecting portion 14g Horizontally processed portion 14h Recessed portion 14i Convex portion 14j Piping opening portion 15 Body plate 16 Lower plate 16d, 16e, 16f Piping connecting portion 17 Leg 18 Leg bracket 19 Piping socket 20 Mixing valve 21 Hot water pipe 22 Hot water terminal

Claims (4)

加熱手段を用いて任意の温度に加熱した温水を貯湯し、略円筒状の胴板の上方及び下方に、略半球状の上部板及び下部板をそれぞれ配設するとともに、前記上部板及び下部板の頂部の縦断面形状は、略半球状の平面円の直径に対して長辺を1.1〜1.3倍、短辺0.4〜0.6倍の楕円形状で、前記上部板及び/又は下部板に設ける配管接続部を、前記上部板及び/又は前記下部板の楕円形状面の法線方向に一体形成または接続し、前記略半球状の外周略垂直部と前記楕円形状とが接する部位の面取り形状は、半径80mm以上の円形状の一部で、水道水を給水するための給水部と前記給水部に給水圧力を減ずるための減圧弁とを有し、前記減圧弁の設定圧力を0.25MPa以上としたことを特徴とする給湯装置の貯湯タンク。 Hot water heated to an arbitrary temperature using a heating means is stored, and approximately hemispherical upper and lower plates are disposed above and below a substantially cylindrical body plate, respectively. The vertical cross-sectional shape of the top part of the top plate is an elliptical shape having a long side 1.1 to 1.3 times and a short side 0.4 to 0.6 times the diameter of a substantially hemispherical plane circle, A pipe connecting portion provided on the lower plate is integrally formed or connected in the normal direction of the elliptical surface of the upper plate and / or the lower plate, and the substantially hemispherical outer periphery substantially vertical portion and the elliptical shape are The chamfered shape of the contacted part is a part of a circular shape with a radius of 80 mm or more, and has a water supply part for supplying tap water and a pressure reducing valve for reducing the water supply pressure to the water supply part, and the setting of the pressure reducing valve A hot water storage tank of a hot water supply apparatus, wherein the pressure is 0.25 MPa or more . 胴板の板厚は、上部板と下部板の板厚以上にすることを特徴とする請求項1に記載の給湯装置の貯湯タンク。 The hot water storage tank of the hot water supply apparatus according to claim 1, wherein the thickness of the body plate is equal to or greater than the thicknesses of the upper plate and the lower plate. 配管接続部の中心位置は、上部板、下部板の頂部の楕円形状部と面取り形状部との交点よりも50mm以上内方に位置することを特徴とする請求項1または2に記載の給湯装置の貯湯タンク。 The hot water supply device according to claim 1 or 2, wherein the center position of the pipe connecting portion is located at least 50 mm inward from the intersection of the elliptical portion and the chamfered portion at the top of the upper plate and the lower plate. Hot water storage tank. 請求項1〜3のいずれか1項に記載の給湯装置の貯湯タンクと、圧縮機、水−冷媒熱交換器、減圧手段、空気−冷媒熱交換器を順次接続して形成した加熱手段とから構成したことを特徴とするヒートポンプ給湯機。 The hot water storage tank of the hot water supply device according to any one of claims 1 to 3 , and a heating unit formed by sequentially connecting a compressor, a water-refrigerant heat exchanger, a decompression unit, and an air-refrigerant heat exchanger. A heat pump water heater characterized by comprising.
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