JP5335136B2

JP5335136B2 - 給湯器

Info

Publication number: JP5335136B2
Application number: JP2012511431A
Authority: JP
Inventors: 秀樹吉井
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2010-04-19
Filing date: 2010-04-19
Publication date: 2013-11-06
Anticipated expiration: 2030-04-19
Also published as: WO2011132249A1; EP2413061A4; EP2413061A1; JPWO2011132249A1; EP2413061B1

Description

この発明は、給湯器の部品配置等に関する。

従来の給湯器では、タンク周辺に熱交換器、ポンプ、ブースタヒータ、３方弁、ストレーナ、フロ−スイッチ、圧力逃し弁、空気抜き弁等の部品が配置される。そして、タンクや前記部品を外郭パネルで覆い直方体型に収めている。
また、従来、タンクの下部に前記部品が配置され、前記部品の前面側に電気品箱が配置され、外郭パネルで覆い直方体型に収めている給湯器もある。

特開２００６−４６８１７号公報

従来の給湯器は、部品の配置が悪く容積効率が悪いため、大形である。また、部品をタンクの下部や側面に配置しているため、前面側から見た場合に部品同士が重なってしまい、前面側からのメンテナンス作業が困難である。
この発明は、給湯器の小型化を図るとともに、メンテナンス作業を行い易くすることを目的とする。

この発明に係る給湯器は、
ヒータ、ポンプ、主放熱器、ストレーナが配管により接続され、流体が流れる流体回路と、前記流体回路に接続された前記主放熱器を収納した円柱状のタンクであって、前記主放熱器を流れる前記流体の熱で加熱される水が溜められるタンクとを、前面側が開閉可能な直方体型の収納ケース内に収納した給湯器であり、
前記タンクは、前記収納ケースの背面側に寄せて配置され、
前記ヒータは、前記収納ケースの前面側の左右どちらかの角において、前記収納ケースと前記タンクとの隙間に配置され、
前記ポンプと、前記ストレーナとは、前記収納ケースの前面側において、前記収納ケースと前記タンクとの隙間に配置された
ことを特徴とする。

この発明に係る給湯器は、直方体形状の収納ケースの背面側にタンクを配置し、前面側にメンテナンス作業が必要となる部品を配置している。したがって、前面側からメンテナンス作業が行い易い。また、厚みのある部品を前面側の左右どちらかの角にある収納ケースとタンクとの比較的大きな隙間に配置している。したがって、給湯器を小型化できる。

給湯器３０を示す図。図１のＡ−Ａ断面図。図１のＢ−Ｂ断面図。図１のＣ−Ｃ断面図。給湯器３０にソーラヒーティングシステムを接続した場合における回路構成を示す図。給湯器３０にソーラヒーティングシステムを接続した場合における給湯器３０の配管の状態を示す図。給湯器３０にソーラヒーティングシステムを接続していない場合における回路構成を示す図。給湯器３０にソーラヒーティングシステムを接続していない場合における給湯器３０の配管の状態を示す図。給湯器３０が梱包された状態を示す斜視図。給湯器３０の下部の拡大図。

実施の形態１．
この実施の形態では、給湯器３０の部品の配置について説明する。

図１から図４に基づき、実施の形態１に係る給湯器３０について説明する。
図１は、給湯器３０を示す図である。特に、図１は、前面側の外郭パネルを取り外し、前面左側から給湯器３０を見た図である。
図２は、図１のＡ−Ａ位置における給湯器３０の断面図であり、電気品箱１０の高さにおける給湯器３０の水平面の断面図である。図３は、図１のＢ−Ｂ位置における給湯器３０の断面図であり、ポンプ３の高さにおける給湯器３０の水平面の断面図である。図４は、図１のＣ−Ｃ位置における給湯器３０の断面図であり、熱交換器２の高さにおける給湯器３０の水平面の断面図である。

給湯器３０は、外郭パネルによって形成された直方体型の収納ケース内に、タンク１と、水回路（流体回路の一例）に接続された部品と、電気品箱１０とが収納されている。水回路に接続された部品としては、熱交換器２、ポンプ３、ブースタヒータ４、３方弁５（分岐装置の一例）、ストレーナ６、フロースイッチ７、圧力逃し弁８、空気抜き弁９等がある。水回路に接続された部品は、配管により接続されている。また、配管の途中には水回路内の水を排水する排水口１１が設けられている。

タンク１は、内部に水を溜める装置である。タンク１には、水回路に接続されたコイル（主放熱器の一例）が内蔵されており、水回路を循環する水（温水）と内部に溜まった水とがコイルで熱交換され、内部に溜まった水が加熱される。また、タンク１には、浸水ヒータ１２が内蔵され、内部に溜まった水を浸水ヒータ１２によりさらに加熱することも可能である。加熱された水は、シャワー等に接続されるサニタリー回路へ流れる。また、タンク１の周りには、タンク１の内部に溜まった水が冷えるのを防止するための断熱材１ａが取り付けられている（図２から図４参照）。断熱材１ａは、フェルト、シンサレート、ＶＩＰ（ＶａｃｕｕｍＩｎｓｕｌａｔｉｏｎＰａｎｅｌ）等である。
熱交換器２は、外部に設けられたヒートポンプ装置等の加熱装置で加熱された冷媒と、水回路内の水（流体の一例）とを熱交換する装置である。ポンプ３は、水回路内の水に圧力を与えて水回路内を循環させる装置である。ブースタヒータ４は、ヒートポンプ装置等の加熱装置の能力が足りない場合等に、水回路内の水をさらに加熱する装置である。３方弁５は、水回路内の水を分岐するための装置である。例えば、３方弁５は、水回路内の水をタンク１側へ流すか、外部に設けられたラジエータ、床暖房等の暖房機へ流すかを切り替える。ストレーナ６は、水回路内のスケールを取り除く装置である。フロースイッチ７は、水回路内を循環する流量が一定量以上であるか否かを検出する装置である。圧力逃し弁８は、水回路内の圧力が所定以上に高くなった場合に、水回路内の水を外部へ放出する保護装置である。空気抜き弁９は、水回路内の空気を外部へ放出し、ポンプ３が空回りすることを防止する装置である。
電気品箱１０は、ポンプ３やブースタヒータ４等の制御、駆動用の電気部品を収納している。

ここで、タンク１は、耐圧に有利な形状である円柱状に形成されている。また、タンク１は、２００リットル程度の水を溜めることが可能な大きさであり、給湯器３０が備える部品の中で最も大きい。また、水回路に接続された部品のうち、熱交換器２、ブースタヒータ４、３方弁５は厚みがあり、特に熱交換器２とブースタヒータ４とは他の部品に比べて大きい。
また、タンク１は、メンテナンスは不要である。一方、水回路に接続された部品は、いずれもメンテナンスが必要である。

そこで、大きく、メンテナンスの必要ないタンク１は、収納ケースの背面側に寄せて配置される。そして、水回路に接続された部品や、電気品箱１０は、タンク１の前面側に、それぞれ重ならないように配置される。特に、厚みがある熱交換器２、ブースタヒータ４、３方弁５は、収納ケースとタンク１との隙間が比較的大きく空いている収納ケースの左右どちらかの角に寄せて配置される。また、他の部品に比べて大きい、ポンプ３とブースタヒータ４とはそれぞれ、左右逆側に配置される。また、水に弱い電気部品を収納した電気品箱１０は、収納ケースの上寄りに配置される。
なお、タンク１自体はメンテナンス不要であるが、タンク１に内蔵された浸水ヒータ１２については、メンテナンスが必要である。そこで、タンク１は、浸水ヒータ１２の取り付け部分が前面側を向くように配置される。
また、水回路を構成する配管等は、水回路に接続された部品や浸水ヒータ１２の取り付け部分の前面側にかからないように配置される。例えば、配管は、タンク１の背面側の左右の端のスペースを有効に利用して配置される。

このように収納ケース内に部品が配置されているため、容積効率がよく、給湯器３０を小型化できる。特に、従来のタンクの下側に他の部品が配置される給湯器と比べると、給湯器３０は高さを低くすることができる。給湯器は、室内や地下に設置されることもあり、高さが高いと設置できない、あるいは設置しづらい場合がある。したがって、給湯器の高さを低くできることは有効である。
また、給湯器３０は、メンテナンスが必要な部品が他の部品と重なることなく、前面側に配置されている。したがって、前面側からメンテナンス作業が行い易く、側面側からメンテナンス作業を行う必要がない。
また、電気品箱１０が上寄りに配置されており、人が立った状態で大体人の胸から目の高さに電気品箱１０が配置されることになる。したがって、配線の接続作業など細かな作業が行い易い。さらに、タンク１や配管から水漏れが発生した場合であっても、電気品箱１０が上寄りにあるため、電気品箱１０に収納された電気部品が水に濡れ故障することを防止できる。

また、タンク１や熱交換器２は、他の部品に比べて重い。特に、タンク１は水を溜めた場合、非常に重い。そこで、タンク１や熱交換器２は、収納ケースの下側に配置される。そのため、給湯器３０は、バランスがよく、傾きづらい。

実施の形態２．
この実施の形態では、給湯器３０の配管の接続について説明する。

図５は、給湯器３０にソーラヒーティングシステムを接続した場合における回路構成を示す図である。図６は、給湯器３０にソーラヒーティングシステムを接続した場合における給湯器３０の配管の状態を示す図である。
図７は、給湯器３０にソーラヒーティングシステムを接続していない場合における回路構成を示す図である。図８は、給湯器３０にソーラヒーティングシステムを接続していない場合における給湯器３０の配管の状態を示す図である。
特に、図６と図８とは、左側面側の外郭パネルを取り外し、前面左側から給湯器３０を見た図である。

図５に基づき、ソーラヒーティングシステムの接続時における回路構成について説明する。
ソーラヒーティングシステムを接続した場合には、給湯器３０は、水回路（実線で示した回路）と、ソーラ回路（一点破線で示した回路）とを備える。
水回路は、熱交換器２、ブースタヒータ４、ポンプ３、３方弁５、メインコイル１３（主放熱器の一例）、ストレーナ６、フロースイッチ７、排水口１１を順次配管によって接続する。また、水回路は、ブースタヒータ４から分岐して、圧力逃し弁８、空気抜き弁９を接続する。
ソーラ回路は、ソーラヒーティングシステムとソーラコイル１４（副放熱器の一例）とを配管で接続する。具体的には、ソーラ回路は、ソーラヒーティングシステムから水が流入するソーラ回路入口２１ａとソーラコイル入口１４ａとを配管（配管２４ａ）で接続するとともに、ソーラヒーティングシステムへ水が流出するソーラ回路出口２１ｂとソーラコイル出口１４ｂとを配管（配管２４ｂ）で接続する。

図７に基づき、ソーラヒーティングシステムの未接続時における回路構成について説明する。
ソーラヒーティングシステムを接続していない場合には、給湯器３０は、ソーラ回路を備えておらず、水回路（実線で示した回路）を備える。
水回路は、熱交換器２、ブースタヒータ４、ポンプ３、３方弁５、メインコイル１３、ソーラコイル１４、ストレーナ６、フロースイッチ７、排水口１１を順次配管によって接続する。つまり、水回路は、熱交換器２やブースタヒータ４から流出した水がメインコイル１３へ流入するように、メインコイル入口１３ａに配管が接続され、メインコイル１３の出口側であるメインコイル出口１３ｂとソーラコイル入口１４ａとが配管（配管２４ｆ）により接続され、ソーラコイル１４から流出した水が熱交換器２やブースタヒータ４へ流入するように、ソーラコイル出口１４ｂに配管（配管２４ｅ）が接続される。すなわち、水回路は、メインコイル１３とソーラコイル１４とが直列に接続される。また、水回路は、ブースタヒータ４から分岐して、圧力逃し弁８、空気抜き弁９を接続する。

なお、ソーラヒーティングシステムの接続時、未接続時のいずれにおいても、熱交換器２は、外部に設置されたＨ／Ｐ装置（ヒートポンプ装置）との接続口であるＨ／Ｐ用冷媒回路入口２０ａ及びＨ／Ｐ用冷媒回路出口２０ｂと配管により接続されている。また、３方弁５は、外部に設置された放熱器との接続口である暖房用回路入口２３ａ及び暖房用回路出口２３ｂと配管により接続されている。また、タンク１は、外部に設置されたシャワー等のサニタリー設備との接続口であるサニタリー回路入口２２ａ及びサニタリー回路出口２２ｂと配管により接続されている。

図６と図８とに基づき、ソーラヒーティングシステムの接続、未接続の切り替え方法について説明する。
なお、ここでは、ソーラヒーティングシステムを接続している状態から接続していない状態への切り替えについて説明する。
まず、図６に示すソーラ回路入口２１ａとソーラコイル入口１４ａとを接続する配管２４ａを取り外す。同様に、ソーラ回路出口２１ｂとソーラコイル出口１４ｂとを接続する配管２４ｂを取り外す。また、メインコイル出口１３ｂと接続点２５とを接続する配管２４ｃを取り外す。ここで、接続点２５は、熱交換器２やブースタヒータ４の入口側へと続く配管２４ｄが接続されている（図５，７参照）。
そして、図８に示すソーラコイル出口１４ｂと接続点２５とを配管２４ｅで接続し、メインコイル出口１３ｂとソーラコイル入口１４ａとを配管２４ｆで接続する。これにより、ソーラヒーティングシステムを接続していない場合における配管の接続状態になる。
なお、配管は、タンク１等の部品とネジにより締結されているため、スパナやモンキーレンチ等によって容易に取り付け、取り外しが可能である。

ここで、配管２４ａと、配管２４ｃとをゴム等の容易に曲げることが可能な素材で形成された配管としてもよい。
この場合、まず、ソーラ回路入口２１ａとソーラコイル入口１４ａとを接続する配管２４ａを取り外す。また、ソーラコイル出口１４ｂとは接続したまま、ソーラ回路出口２１ｂから配管２４ｂを外す。同様に、メインコイル出口１３ｂとは接続したまま、接続点２５から配管２４ｃを外す。
そして、配管２４ｂのソーラ回路出口２１ｂに接続されていた側を、接続点２５に接続する。また、配管２４ｃの接続点２５に接続されていた側を、ソーラコイル入口１４ａに接続する。これにより、ソーラヒーティングシステムを接続していない場合における配管の接続状態になる。
つまり、配管２４ａと、配管２４ｃとをゴム等の容易に曲げることが可能な素材で形成された配管とすることで、作業を簡単化できるとともに、ソーラヒーティングシステムを接続している場合と接続していない場合とで、２本の配管を共通化できる。

ここで、図６と図８とに示すように、タンク１に設けられたメインコイル入口１３ａ、メインコイル出口１３ｂ、ソーラコイル入口１４ａ、ソーラコイル出口１４ｂの接続口は、収納ケースの左側面側から視認可能に配置されている。そのため、収納ケースの左側面側の外郭パネルを外すだけで、各接続口を視認することができ、ソーラヒーティングシステムを接続、未接続の切り替えができる。

なお、上記説明において、ソーラヒーティングシステムとは、太陽光による熱エネルギーを用いて水を加熱するシステムのことである。

実施の形態３．
この実施の形態では、給湯器３０の梱包方法について説明する。

図９は、給湯器３０が梱包された状態を示す斜視図である。
図１０は、給湯器３０の下部の拡大図である。なお、図１０は、梱包箱１８を取り付けていない状態を示す。

給湯器３０が梱包される場合、給湯器３０は、まずウッドベース１７の上に載せられる。次に、給湯器３０のベース部分に輸送用ハンドル１６（取付部材の一例）がハンドル給湯タンク固定ネジ１６ａにより固定される。次に、給湯器３０のベース部分に輸送用ハンドル１６が、ウッドベース１７にハンドルベース固定ネジ１６ｂにより固定される。つまり、輸送用ハンドル１６によって、給湯器３０とウッドベース１７とが固定される。そして、給湯器３０に上から梱包箱１８が被せられ、バンド１８ａでウッドベース１７と梱包箱１８とが固定される。これにより、図９に示す梱包された状態になる。なお、輸送用ハンドル１６には、人が手で持ち易いように持ち手が設けられている。

この梱包された状態で給湯器３０は輸送される。この際、給湯器３０の下側に輸送用ハンドル１６があるため、人の手で給湯器３０を運ぶ作業が容易になる。また、輸送用ハンドル１６は、給湯器３０とウッドベース１７とを固定されており、安定感がある。さらに、輸送用ハンドル１６は、給湯器３０とウッドベース１７との固定用の留め具と兼用となっているため、輸送用ハンドル１６を設けたとしても部品点数の増加にはならない。

１タンク、２熱交換器、３ポンプ、４ブースタヒータ、５３方弁、６ストレーナ、７フロースイッチ、８圧力逃し弁、９空気抜き弁、１０電気品箱、１１排水口、１２浸水ヒータ、１３メインコイル、１３ａメインコイル入口、１３ｂメインコイル出口、１４ソーラコイル、１４ａソーラコイル入口、１４ｂソーラコイル出口、１５メイン水回路、１６輸送用ハンドル、１６ａハンドル給湯タンク固定ネジ、１６ｂハンドルベース固定ネジ、１７ウッドベース、１８梱包箱、２０ａＨ／Ｐ用冷媒回路入口、２０ｂＨ／Ｐ用冷媒回路出口、２１ａソーラ回路入口、２１ｂソーラ回路出口、２２ａサニタリー回路入口、２２ｂサニタリー回路出口、２３ａ暖房用回路入口、２３ｂ暖房用回路出口、２４接続点、３０給湯器。

Claims

ヒータ、ポンプ、主放熱器、ストレーナが配管により接続され、流体が流れる流体回路と、前記流体回路に接続された前記主放熱器を有する円柱状のタンクであって、前記主放熱器を流れる前記流体の熱で加熱される水が溜められるタンクとを、前面側が開閉可能な直方体型の収納ケース内に収納した給湯器であり、
前記タンクは、前記収納ケースの背面側に寄せて配置され、
前記ヒータは、前記収納ケースの前面側の角において、前記収納ケースと前記タンクとの隙間に配置され、
前記ストレーナは、前記収納ケースに収納された他の部品であって、前記タンクの外部に配置された他の部品と前面側から見た場合に重なることなく、前記収納ケースの前面側において、前記収納ケースと前記タンクとの隙間に配置され、
前記ポンプは、前記収納ケースの前面側において、前記収納ケースと前記タンクとの隙間に配置された
ことを特徴とする給湯器。
前記流体回路の途中には、さらに、前記流体回路を流れる流体と、前記収納ケースの外部に設けられた加熱装置で加熱された冷媒とを熱交換する熱交換器が接続され、
前記熱交換器は、前記収納ケースの前面側の角において、前記収納ケースと前記タンクとの隙間に配置された
ことを特徴とする請求項１に記載の給湯器。
前記ヒータと、前記熱交換器とは、前記収納ケースの左右逆側の角に配置された
ことを特徴とする請求項２に記載の給湯器。
前記給湯器は、さらに、
前記流体回路の途中には、さらに、前記流体回路を分岐させ、前記流体回路を流れる流体を、前記主放熱器側へ流すか、前記収納ケースの外部に設けられた暖房機側へ流すかを切り替える分岐装置が接続され、
前記分岐装置は、前記収納ケースの前面側の角において、前記収納ケースと前記タンクとの隙間に配置された
ことを特徴とする請求項１から３までのいずれかに記載の給湯器。
前記給湯器は、さらに、
前記ヒータと前記ポンプとの制御を行う電気部品が収納された電気品箱であって、前記収納ケースの前面側の上寄りにおいて、前記収納ケースと前記タンクとの隙間に配置された電気品箱
を備えることを特徴とする請求項１から４までのいずれかに記載の給湯器。
前記タンクと、前記熱交換器とは、前記収納ケースの下側に寄せて配置された
ことを特徴とする請求項２に記載の給湯器。
前記タンクは、タンク内に溜められた水と、内部を流れる流体とを熱交換させる副放熱器を有し、前記主放熱器の接続口と、前記副放熱器の接続口とが、前記収納ケースの同一面側に配置された
ことを特徴とする請求項１から６までのいずれかに記載の給湯器。
前記給湯器は、
太陽光による熱エネルギーを用いて流体を加熱するソーラヒーティングシステムと前記副放熱器とが配管によって接続される、又は、前記流体回路によって、前記ヒータから流出した流体が前記主放熱器へ流入するように接続され、前記主放熱器から流出した流体が前記副放熱器へ流入するように接続され、前記副放熱器から流出した流体が前記ヒータへ流入するように接続される
ことを特徴とする請求項７に記載の給湯器。
前記副放熱器は、前記主放熱器の下側に配置された
ことを特徴とする請求項８に記載の給湯器。
前記給湯器は、所定のベースの上に載せられ、持ち手部分を有する取付部材によって前記ベースに固定されるとともに前記収納ケースに固定されて輸送される
ことを特徴とする請求項１から９までのいずれかに記載の給湯器。