JP5284301B2

JP5284301B2 - 貯湯タンクユニット

Info

Publication number: JP5284301B2
Application number: JP2010055322A
Authority: JP
Inventors: 圭一栗木; 猛加藤
Original assignee: Rinnai Corp
Current assignee: Rinnai Corp
Priority date: 2010-03-12
Filing date: 2010-03-12
Publication date: 2013-09-11
Anticipated expiration: 2030-03-12
Also published as: JP2011190942A

Description

本発明は、加熱装置で加熱された水を貯留する貯湯タンクと、貯湯タンクを収納する直方体形状の外装ケーシングとを備える貯湯タンクユニットに関する。

貯湯タンクユニットの外装ケーシングには、貯湯タンクに水を供給する給水用外部配管や、貯湯タンクからの温水を給湯端末に供給する給湯用外部配管の接続口に加えて、加熱装置と貯湯タンクとを接続する加熱装置用の外部配管を接続する接続口が設けられている。また、外装ケーシング内には、保守点検が必要な各種バルブを含む複数の機能部品が設けられている。そして、外装ケーシングの一つの面を、容易に取り外し自在な外板や開閉自在な扉状の外板を取付けた開放可能面として、外装ケーシング内の開放可能面に近い位置に機能部品を配置し、機能部品の保守点検作業を行い得られるようにしている。

また、従来は、外装ケーシングの開放可能面の下部に外部配管の接続口を設けている。然し、貯湯タンクユニットは、一般的に、開放可能面が家屋の外壁と反対方向（前方）を向くように設置されるため、開放可能面の下部に外部配管の接続口を設けたのでは、外壁に沿って配置される外部配管を外装ケーシングの前方に迂回させて接続口に接続することが必要になり、外部配管の取り回しスペースが増加してしまう。

そこで、開放可能面に交差する外装ケーシングの面に外部配管の接続口を設けたものも従来知られている（例えば、特許文献１参照）。これによれば、貯湯タンクユニットを開放可能面が前方を向くように設置したときに、接続口設置面が横方向を向いて、加熱装置用の外部配管を外装ケーシングの前方に迂回させずに接続口に接続でき、外部配管の取り回しスペースを小さくできる。

然し、加熱装置が貯湯タンクに対し左右逆に設置されると、加熱装置用の外部配管を貯湯タンクユニットの前方を通して加熱装置とは反対側まで迂回させることが必要になり、外部配管の取り回しスペースがより増加してしまう。また、接続口設置面が加熱装置側を向くように貯湯タンクユニットを設置した場合、開放可能面が家屋の外壁側に向いてしまい、外壁が邪魔になって機能部品の保守点検作業が行えなくなってしまう。

特開２００２−２２１３６６号公報（図６（ｂ）（ｃ））

本発明は、以上の点に鑑み、加熱装置の設置位置に拘わらず外部配管の取り回しスペースを小さくでき、且つ、機能部品の保守点検作業も支障なく行うことができるようにした貯湯タンクユニットを提供することをその課題としている。

上記課題を解決するために、本発明は、加熱装置で加熱された水を貯留する貯湯タンクと、貯湯タンクを収納する直方体形状の外装ケーシングとを備える貯湯タンクユニットにおいて、外装ケーシングの上下の面を除く一組の対面の対向方向をＸ軸方向、残りの一組の対面の対向方向をＹ軸方向、高さ方向をＺ軸方向として、外装ケーシングのＸ軸方向一方の面に加熱装置と貯湯タンクとを接続する加熱装置用の外部配管を接続する接続口が設けられ、外装ケーシング内に設けられる保守点検が必要な各種バルブを含む複数の機能部品が、外装ケーシングのＹ軸方向中央部に位置するＸ軸方向及びＺ軸方向に平行な中立面に沿って、貯湯タンク及び他の機能部品に対しＹ軸方向に重ならないように配置されることを特徴とする。

本発明の貯湯タンクユニットでは、外装ケーシングのＹ軸方向一方の面が家屋の外壁と反対方向（前方）を向くように設置したときに、外装ケーシングの接続口設置面（Ｘ軸方向一方の面）が横方向一方を向き、外装ケーシングのＹ軸方向他方の面が前方を向くように設置したときには、外装ケーシングの接続口設置面が横方向他方を向く。そのため、貯湯タンクユニットに対し横方向一方に加熱装置を設置する場合は、外装ケーシングのＹ軸方向一方の面が前方を向くように貯湯タンクユニットを設置し、貯湯タンクユニットに対し横方向他方に加熱装置を設置する場合は、外装ケーシングのＹ軸方向他方の面が前方を向くように貯湯タンクユニットを設置することで、加熱装置用の外部配管を貯湯タンクユニットの前方に迂回させずに接続口に接続でき、外部配管の取り回しスペースを小さくできる。そして、本発明では、複数の機能部品がＹ軸方向中央の中立面にＹ軸方向に重ならないように配置されているため、外装ケーシングのＹ軸方向両方の面の何れが前方を向いても、この面を開放して、これら複数の機能部品の保守点検作業を支障なく行うことができる。

ところで、機能部品のうちには操作部を有するものがある。このような操作部を有する部品が、Ｙ軸方向一方のみから操作部の操作が可能となるような姿勢で中立面に配置されていると、外装ケーシングのＹ軸方向他方の面が前方を向くように貯湯タンクユニットを設置した場合、操作部を操作できなくなる。そのため、操作部を有する部品は、操作部の操作方向が中立面に平行になる姿勢で配置されることが望ましい。これによれば、外装ケーシングのＹ軸方向両方の面の何れが前方を向いても、この面側から手を差し込んで操作部を操作できる。

尚、前方を向く外装ケーシングの面に取り付けた外板を取り外さなくても、操作部を操作できるように、外板に操作部を操作するための窓部を開設しておくことが望ましい。そして、外装ケーシングのＹ軸方向両方の面に、操作部を操作するための窓部を有する外板を取付け、或いは、外装ケーシングのＹ軸方向一方の面と他方の面とに、操作部を操作するための窓部を有する外板と窓部を有しない外板とを付け替え自在とすれば、外装ケーシングのＹ軸方向両方の面の何れが前方を向いても、窓部を通して操作部を操作でき、便利である。

また、加熱装置用の外部配管を接続する接続口がＸ軸方向一方の面のＹ軸方向一方に偏った位置に設置されていると、外装ケーシングのＹ軸方向一方の面が前方を向くように貯湯タンクユニットを設置した場合、接続口が家屋の外壁から大きく離れて、外部配管の取り回しスペースが増加してしまう。そのため、接続口は、外装ケーシングのＸ軸方向一方の面のＹ軸方向中央部に設けられることが望ましい。これによれば、外装ケーシングのＹ軸方向両方の面の何れが前方を向いても、接続口と家屋の外壁との間の距離は変化せず、この距離の増加で外部配管の取り回しスペースが増加することを回避できる。

本発明の実施形態の貯湯タンクユニットを具備するハイブリッド型貯湯式給湯装置の構成を示す説明図。実施形態の貯湯タンクユニットの外装ケーシング内に配置する機能部品のレイアウトを模式的に示す斜視図。実施形態の貯湯タンクユニットのＹ軸方向各面に取付ける外板を示す斜視図。他の実施形態の貯湯タンクユニットのＹ軸方向各面に取付ける外板を示す斜視図。

図１は、本発明の実施形態の貯湯タンクユニット１を具備するハイブリッド型貯湯式給湯装置を示している。貯湯タンクユニット１は、貯湯タンク２と、貯湯タンク２を収納する外装ケーシング３とから成る。また、給湯装置は、タンク水（貯湯タンク２内の水）を加熱する加熱装置たるヒートポンプユニット４と、貯湯タンク２から出湯される温水を補助的に加熱する給湯用の補助熱源機５とを備えている。

ヒートポンプユニット４は、冷媒を蒸発器４１からコンプレッサ４２と放熱器４３と膨張弁４４とを介して蒸発器４１に戻す閉回路で構成される公知のものである。蒸発器４１にはファン４１ａが付設されており、冷媒がファン４１ａにより送風される大気の熱を吸熱して蒸発する。蒸発した冷媒はコンプレッサ４２で圧縮されて高温高圧になり、放熱器４３で放熱した後、膨張弁４４で減圧されて蒸発器４１に戻される。また、貯湯タンク２の底部から頂部にヒートポンプユニット４の放熱器４３を介してタンク水を循環させるタンク水循環路４５を設けている。タンク水循環路４５には、ヒートポンプユニット４側に位置させて、循環ポンプ４５ａが介設されている。そして、循環ポンプ４５ａの作動により、貯湯タンク２の底部から低温のタンク水が放熱器４３に供給され、放熱器４３における冷媒との熱交換でタンク水が加熱されて貯湯タンク２の頂部に戻されるようにしている。

貯湯タンク２は、上下方向に長手の容量が例えば５０Ｌのタンクである。貯湯タンク２の底部には給水路２１が接続され、頂部には出湯路２２が接続されている。給水路２１には、給水用外部配管２１ａからの冷水が減圧弁２１ｂを介して供給される。また、減圧弁２１ｂの下流側の給水路２１の部分から分岐する分岐給水路２１ｃが設けられており、この分岐給水路２１ｃと出湯路２２とを、給湯栓等の給湯端末２３ａに連なる給湯路２３の上流端に合流して接続している。そして、貯湯タンク２から出湯路２２を介して出湯される温水と、分岐給水路２１ｃを介して供給される冷水との混合比を湯水混合手段２４により調節し、設定温度の湯が給湯端末２３ａに供給されるようにしている。

湯水混合手段２４は、出湯路２２に介設した第１流量調節弁２４ａと、分岐給水路２１ｃに介設した第２流量調節弁２４ｂとで構成されている。また、出湯路２２に流れる温水の温度を検出する第１温度センサ２４ｃと、分岐給水路２１ｃに流れる冷水の温度を検出する第２温度センサ２４ｄと、給湯路２３に流れる湯の温度を検出する第３温度センサ２４ｅとを設けている。そして、第１と第２の各温度センサ２４ｃ，２４ｄの検出温度に基づいて第１と第２の各流量調節弁２４ａ，２４ｂをフィードフォワード制御すると共に、第３温度センサ２４ｅの検出温度が設定温度になるように各流量調節弁２４ａ，２４ｂをフィードバック制御して、温水と冷水の混合比を自動調節し、設定温度の湯が給湯端末２３ａに供給されるようにしている。

また、給湯路２３には、バイパス弁２３ｂが介設されると共に、このバイパス弁２３ｂと並列に、バーナ（図示せず）を加熱源とする補助熱源機５が接続されている。そして、出湯路２２に出湯される温水の温度が設定温度未満になったときは、バイパス弁２３ｂを閉弁して、補助熱源機５を作動させ、補助熱源機５により水を設定温度に加熱するようにしている。

また、貯湯タンク２内に気泡が貯まって圧力が過度に上昇することを防止するために、貯湯タンク２内の圧力が所定値以上になったときに開弁する圧力逃がし弁２５を備えている。圧力逃がし弁２５には、図２に示す如く、これを手動で開弁するレバー２５ａが付設されている。また、圧力逃がし弁２５の出口には、図１に示す如く排水ホース２５ｂが接続されている。

外装ケーシング３は、図２に示す如く、直方体形状に形成されている。外装ケーシング３の内部には、貯湯タンク２に加え、上述した減圧弁２１ｂ、バイパス弁２３ｂ、第１流量調節弁２４ａ、第２流量調節弁２４ｂ及び圧力逃がし弁２５から成る各種バルブと、電子制御基盤６とが収納されている。また、外装ケーシング３には、外装ケーシング３の内部の給水路２１に給水用外部配管２１ａを接続する給水接続口７_１と、外装ケーシング３の内部の給湯路２３に給湯用外部配管２３ｃを接続する給湯接続口７_２と、補助熱源機５の流入側外部配管５ａと流出側外部配管５ｂとを夫々バイパス弁２３ｂの上流側と下流側の給湯路２３の部分に接続する補助熱源機５用の往き接続口７_３及び戻り接続口７_４と、外装ケーシング３の内部の循環路４５の上流部と下流部とに夫々ヒートポンプユニット４の流入側外部配管４５ｂと流出側外部配管４５ｃとを接続するヒートポンプユニット４用の往き接続口７_５及び戻り接続口７_６と、が設けられている。

ここで、外装ケーシング３の上下の面を除く一組の対面の対向方向をＸ軸方向、残りの一組の対面の対向方向をＹ軸方向、高さ方向をＺ軸方向として、外装ケーシング３のＸ軸方向一方の面３Ｘ_１のＹ軸方向中央部にヒートポンプユニット４用の往き接続口７_５及び戻り接続口７_６が設けられ、Ｘ軸方向他方の面３Ｘ_２のＹ軸方向中央部に給水接続口７_１、給湯接続口７_２、補助熱源機５用の往き接続口７_３及び戻り接続口７_４が設けられている。

また、保守点検が必要な機能部品である、減圧弁２１ｂ、バイパス弁２３ｂ、第１流量調節弁２４ａ、第２流量調節弁２４ｂ、圧力逃がし弁２５及び電子制御基盤６は、外装ケーシング３のＹ軸方向中央部に位置するＸ軸方向及びＺ軸方向に平行な中立面３Ｍに沿って、貯湯タンク２及び他の機能部品に対しＹ軸方向に重ならないように配置されている。

更に、操作部たるレバー２５ａを有する圧力逃がし弁２５は、レバー２５ａの操作方向が中立面３Ｍに平行になるような姿勢で中立面３Ｍに配置されている。例えば、図２に示す如く、圧力逃がし弁２５をレバー２５ａが上方を向く姿勢で配置し、レバー２５ａを中立面３Ｍに平行な上方から操作できるようにしている。尚、レバー２５ａの操作方向がＸ軸方向になるような姿勢で圧力逃がし弁２５を配置してもよい。また、電子制御基盤６は、保守点検時に操作するスイッチ（図示せず）を備えている。そして、電子制御基盤６のスイッチ配置面６ａが中立面３Ｍに直交するような姿勢で電子制御基盤６を配置し、スイッチを中立面３Ｍと平行な方向から操作できるようにしている。

外装ケーシング３の上下の面及びＸ軸方向両方の面３Ｘ_１，３Ｘ_２には、図３に示す如く、各外板３１が固定されている。そして、Ｘ軸方向一方の面３Ｘ_１に固定した外板３１に、図３では示されていないが、上記の如くヒートポンプユニット４用の往き接続口７_５及び戻り接続口７_６が固定され、Ｘ軸方向他方の面３Ｘ_２に固定した外板３１に、上記の如く給水接続口７_１、給湯接続口７_２、補助熱源機５用の往き接続口７_３及び戻り接続口７_４が固定されている。

一方、外装ケーシング３のＹ軸方向一方の面３Ｙ_１には、圧力逃がし弁２５のＹ軸方向一方への投影面上に位置する窓部３２ａを開設した外板３２が着脱自在に取付けられている。更に、外装ケーシング３のＹ軸方向他方の面３Ｙ_２にも、圧力逃がし弁２５のＹ軸方向他方への投影面上に位置する窓部３３ａを開設した外板３３が着脱自在に取付けられている。尚、これら外板３２，３３を、Ｙ軸方向各面３Ｙ_１，３Ｙ_２にヒンジを介して開閉自在に取り付けた扉状の板で構成することも可能である。何れにしても、本実施形態では、外装ケーシング３のＹ軸方向両方の面３Ｙ_１，３Ｙ_２が開放可能面となる。

ここで、外装ケーシング３のＹ軸方向一方の面３Ｙ_１が家屋の外壁と反対方向（前方）を向くように設置した場合は、ヒートポンプユニット４用の往き接続口７_５及び戻り接続口７_６を設置したＸ軸方向一方の面３Ｘ_１が横方向一方（左方）を向き、外装ケーシング３のＹ軸方向他方の面３Ｙ_２が前方を向くように設置したときには、Ｘ軸方向一方の面３Ｘ_１が横方向他方（右方）を向く。そのため、貯湯タンクユニット１に対し左方にヒートポンプユニット４を設置する場合は、外装ケーシング３のＹ軸方向一方の面３Ｙ_１が前方を向くように貯湯タンクユニットを設置し、貯湯タンクユニット１に対し右方にヒートポンプユニット４を設置する場合は、外装ケーシング３のＹ軸方向他方の面３Ｙ_２が前方を向くように貯湯タンクユニットを設置することで、ヒートポンプユニット４用の往き接続口７_５及び戻り接続口７_６の設置面（Ｘ軸方向一方の面３Ｘ_１）がヒートポンプユニット４の設置方向に向く。従って、ヒートポンプユニット４の流入側外部配管４５ｂと流出側外部配管４５ｃとを貯湯タンクユニット１の前方に迂回させずにヒートポンプユニット４用の往き接続口７_５と戻り接続口７_６とに接続でき、これら外部配管４５ｂ、４５ｃの取り回しスペースを小さくできる。

そして、減圧弁２１ｂ、バイパス弁２３ｂ、第１流量調節弁２４ａ、第２流量調節弁２４ｂ、圧力逃がし弁２５及び電子制御基盤６から成る複数の機能部品がＹ軸方向中央の中立面３ＭにＹ軸方向に重ならないように配置されているため、外装ケーシング３のＹ軸方向両方の面３Ｙ_１，３Ｙ_２の何れが前方を向いても、前方を向く面から外板３２又は外板３３を取り外して、これら複数の機能部品の保守点検作業を支障なく行うことができる。また、保守点検時に、電子制御基盤６に設けたスイッチを操作することがあるが、電子制御基盤６は、スイッチの操作方向が中立面３Ｍと平行になる姿勢で設けられているため、外装ケーシング３のＹ軸方向両方の面３Ｙ_１，３Ｙ_２の何れが前方を向いても、この面側からスイッチを操作できる。

尚、補助熱源機５は、一般的に、貯湯タンクユニット１を挟んでヒートポンプユニット４と反対側に設置されるから、貯湯タンクユニット１を上記の如く設置すれば、補助熱源機５用の往き接続口７_３及び戻り接続口７_４を設けたＸ軸方向他方の面３Ｘ_２が補助熱源機５の設置方向に向く。従って、補助熱源機５の流入側外部配管５ａと流出側外部配管５ｂを小さな取り回しスペースで補助熱源機５用の往き接続口７_３と戻り接続口７_４に接続できる。また、上記各接続口７_１〜７_６はＸ軸方向中央部に設置されるため、外装ケーシング３のＹ軸方向両方の面３Ｙ_１，３Ｙ_２の何れが前方を向いても、各接続口７_１〜７_６と家屋の外壁との間の距離は変化せず、この距離の増加で外部配管の取り回しスペースが増加することを回避できる。

また、外装ケーシング３のＹ軸方向両方の面３Ｙ_１，３Ｙ_２の何れが前方を向いても、前方を向く面に取付けられている外板３２又は外板３３に開設した窓部３２ａ，３３ａから手を差し込んで、圧力逃がし弁２５のレバー２５ａを中立面３Ｍに平行な方向から操作することができる。

尚、外装ケーシング３のＹ軸方向一方の面３Ｙ_１と他方の面３Ｙ_２とに、図４に示す如く、窓部３２ａを有する外板３２と窓部を有しない外板３４とを付け替え自在としてもよい。これによれば、Ｙ軸方向一方の面３Ｙ_１と他方の面３Ｙ_２とのうち前方を向く面に窓部３２ａを有する外板３２、後方を向く面に窓部を有しない外板３４を取り付けることで、上記と同様に窓部３２ａを介して圧力逃がし弁２５のレバー２５ａを操作することができる。

以上、本発明の実施形態について図面を参照して説明したが、本発明はこれに限定されない。例えば、上記実施形態では、外装ケーシング３のＸ軸方向他方の面３Ｘ_２に給水用接続口７_１と給湯用接続口７_２を設けているが、これら給水用接続口７_１と給湯用接続口７_２をＸ軸方向一方の面３Ｘ_１に設けてもよい。また、上記実施形態の貯湯タンクユニット１はハイブリッド型貯湯式給湯装置用のものであるが、補助熱源機５を具備しない通常の貯湯式給湯装置用の貯湯タンクユニットにも同様に本発明を適用できる。尚、この場合、外装ケーシング３のＸ軸方向他方の面３Ｘ_２に設けた補助熱源機５用の往き接続口７_３及び戻り接続口７_４は省略できる。また、上記実施形態では、タンク水を加熱する加熱装置としてヒートポンプユニット４を用いているが、燃料電池等のヒートポンプユニット４以外の加熱装置を用いることも可能である。

１…貯湯タンクユニット、２…貯湯タンク、２１ａ…減圧弁（機能部品）、２３ｂ…バイパス弁（機能部品）、２４ａ…第１流量調節弁（機能部品）、２４ｂ…第２流量調節弁（機能部品）、２５…圧力逃がし弁２５（機能部品）、２５ａ…レバー（操作部）、３…外装ケーシング、３Ｘ_１…Ｘ軸方向一方の面、３Ｘ_２…Ｘ軸方向他方の面、３Ｙ_１…Ｙ軸方向一方の面、３Ｙ_２…Ｙ軸方向他方の面、３２，３３…外板、３２ａ，３３ａ…窓部、３４…窓部を有しない外板、４…ヒートポンプユニット（加熱装置）、４５ｂ、４５ｃ…加熱装置用の外部配管、６…電子制御基盤（機能部品）、７_５，７_６…加熱装置用の外部配管を接続する接続口。

Claims

加熱装置で加熱された水を貯留する貯湯タンクと、貯湯タンクを収納する直方体形状の外装ケーシングとを備える貯湯タンクユニットにおいて、
外装ケーシングの上下の面を除く一組の対面の対向方向をＸ軸方向、残りの一組の対面の対向方向をＹ軸方向、高さ方向をＺ軸方向として、
外装ケーシングのＸ軸方向一方の面に加熱装置と貯湯タンクとを接続する加熱装置用の外部配管を接続する接続口が設けられ、
外装ケーシング内に設けられる保守点検が必要な各種バルブを含む複数の機能部品が、外装ケーシングのＹ軸方向中央部に位置するＸ軸方向及びＺ軸方向に平行な中立面に沿って、貯湯タンク及び他の機能部品に対しＹ軸方向に重ならないように配置されることを特徴とする貯湯タンクユニット。
前記機能部品のうち操作部を有する部品は、操作部の操作方向が前記中立面に平行になる姿勢で配置されることを特徴とする請求項１記載の貯湯タンクユニット。
前記外装ケーシングのＹ軸方向両方の面に、前記操作部を有する部品の操作部を操作するための窓部を有する外板が取付けられることを特徴とする請求項２記載の貯湯タンクユニット。
前記外装ケーシングのＹ軸方向一方の面と他方の面とに、前記操作部を有する部品の操作部を操作するための窓部を有する外板と窓部を有しない外板とを付け替え自在とすることを特徴とする請求項２記載の貯湯タンクユニット。
前記接続口は、前記外装ケーシングのＸ軸方向一方の面のＹ軸方向中央部に設けられることを特徴とする請求項１〜４の何れか１項記載の貯湯タンクユニット。