JP5874422B2 - 貯湯式給湯機 - Google Patents

Description

本発明は、貯湯式給湯機に関する。

ヒートポンプ等の加熱手段により高温の湯を沸き上げて貯湯タンクに貯え、必要に応じて貯湯タンクから外部へ湯を給湯する貯湯式給湯機が広く用いられている。貯湯タンクは、断熱性を確保するための断熱材に覆われ、更に外装ケースに収容された状態で、設置面に対して固定される。貯湯タンクは、湯水を貯留した状態では重量物となるため、大きな地震の際にも破損したり転倒したりしないように、十分な耐震性が求められる。

特許文献１に開示された貯湯式給湯機では、貯湯タンクの上鏡板の中央部に、貯湯タンクに貯めた湯を外部に供給するための給湯管が固定されている。この給湯管は、貯湯タンクの上鏡板にスポット溶接された給湯管補強金具に設けられた孔に挿通されることにより補強して固定されている。給湯管補強金具の上面には、給湯管を挿通するための孔を設けた耐震補強金具の底面がボルト締結される。耐震補強金具には、ねじ部が上側になるようにボルトが溶接されており、外装ケースの一部を構成する天板に設けられたボルト孔に当該ボルトを挿通してナット締めすることで、天板と耐震補強金具とを締結している。貯湯式給湯機に隣接する壁あるいは天井等の支持構造物に一端をボルト固定された耐震連結金具は、他端にボルト孔が設けられており、このボルト孔に耐震補強金具のボルトを挿通してナット締めすることで、耐震連結金具と耐震補強金具とが締結され、貯湯式給湯機を支持構造物に連結固定している。

特開平１１−３７５５９号公報

特許文献１に開示された貯湯式給湯機では、貯湯タンクから支持構造体までの間が、熱伝導率の高い金属製の給湯管補強金具、耐震補強金具および耐震連結金具を介して連結されている。このため、貯湯タンクに蓄えられた熱が、これらの金具を介して外部へ伝熱し、周囲に放熱されるため、貯湯タンクの断熱性能が低下する。特許文献１では、貯湯タンクからの放熱を抑制するために、耐震補強金具と天板との間に円環状の薄い断熱材シートを挿入する構成も言及されているが、貯湯タンクから耐震補強金具までは金属で構成されているため、少なくとも耐震補強金具までは熱が伝わり易く、耐震補強金具から対流によって周囲の空気に熱が拡散される。また、上記断熱材シートは、薄いので断熱性が不十分である。また、断熱材シートを挿入した場合でも、耐震補強金具と耐震連結金具とは金属製のボルトを介して連結されているため、このボルトを伝って熱が耐震補強金具から耐震連結金具へ伝熱する。これらのことから、断熱材シートを挿入した場合でも、貯湯式給湯機の断熱性能の低下を抑制することは困難である。

また、特許文献１に開示された貯湯式給湯機では、給湯管補強金具が、貯湯タンクの上鏡板にスポット溶接されているため、貯湯タンクの上部側では、貯湯タンクに負荷される地震荷重がスポット溶接部の面積に集中的に作用する。そのため、地震荷重が想定外に大きい場合には、スポット溶接部に生じる応力が過大になり、スポット溶接部が破断し、水漏れに至る可能性がある。

本発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、貯湯タンクの断熱性能を確保しつつ、耐震性能を向上することができる貯湯式給湯機を提供することを目的とする。

本発明に係る貯湯式給湯機は、湯を貯留する貯湯タンクと、貯湯タンクの少なくとも一部を覆う形状に成形された成形断熱材と、貯湯タンクおよび成形断熱材を収容する外装ケースと、成形断熱材を外部の支持構造体に連結し、地震時に貯湯タンクの揺れを抑制する連結手段と、を備え、連結手段は、成形断熱材に固定された固定部材と、固定部材と支持構造体とを連結する連結部材と、固定部材と連結部材とを締結するボルトとを有し、固定部材は、成形断熱材に埋入した部分と、成形断熱材の外面に露出した締結面と、締結面に設けられ、ボルトが螺合可能なボルト孔とを有し、固定部材は、貯湯タンクと接触する成形断熱材の内面に露出せず、固定部材と貯湯タンクとは接触しないものである。

本発明によれば、貯湯タンクの断熱性能を確保しつつ、耐震性能を向上することが可能となる。

本発明の実施の形態１の貯湯式給湯機を示す断面図である。 本発明の実施の形態１の貯湯式給湯機の上部の分解斜視図である。 図１および図２に示す貯湯式給湯機が備える固定部材の斜視図である。 上部成形断熱材の他の構成例を示す斜視図である。 本発明の実施の形態２の貯湯式給湯機の上部の分解斜視図である。 本発明の実施の形態２の貯湯式給湯機の上部の断面図である。 本発明の実施の形態３の貯湯式給湯機の上部の分解斜視図である。

以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。なお、各図において共通する要素には、同一の符号を付して、重複する説明を省略する。

実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１の貯湯式給湯機を示す断面図であり、図２は、本発明の実施の形態１の貯湯式給湯機の上部の分解斜視図である。図３は、図１および図２に示す貯湯式給湯機１が備える固定部材６の斜視図である。図１に示すように、本実施形態の貯湯式給湯機１は、湯水を貯留する貯湯タンク２と、貯湯タンク２からの放熱を抑制するべく貯湯タンク２を覆う断熱材４と、貯湯タンク２および断熱材４を収容する外装ケース３と、連結手段としての固定部材６および連結部材７とを備えている。貯湯タンク２は、略円筒形状をなし、上部および下部は椀状に形成されている。貯湯タンク２は、貯湯タンク２に溶接固定された脚固定金具８にボルト固定されたタンク脚９によって支持されている。タンク脚９は、外装ケース３の一部を構成する底板３６を介して、器体脚１０にボルト固定されている。器体脚１０が図示しないアンカーボルト等によって設置面に固定されることで、貯湯式給湯機１が設置面に固定されている。貯湯タンク２内に貯留される湯は、例えばヒートポンプ式の熱源機（図示せず）あるいは貯湯タンク２の内部に配置されるヒータ等で生成される。外装ケース３内には、配管、ポンプ、熱交換器等の機器が更に配置されていてもよいが、本実施形態では図示を省略する。

貯湯タンク２の上部領域は、断熱材４の一部を構成する上部成形断熱材４１により覆われている。上部成形断熱材４１は、貯湯式給湯機１の耐震性能を向上するために、固定部材６および連結部材７を介して、外部の支持構造体５に連結されている。支持構造体５は、例えば壁、柱、天井等の外部構造物である。固定部材６は、外装ケース３の一部を構成する天板３１の内側に配置されている。連結部材７は、天板３１の外側に配置されている。

上部成形断熱材４１は、例えば発泡ポリスチレン等の発泡材料を金型で成形して製作され、貯湯タンク２の上部領域を覆う形状に成形されている。すなわち、上部成形断熱材４１の内面形状は、貯湯タンク２の上部領域の外面形状と同形状になるように成形されている。これにより、上部成形断熱材４１は、貯湯タンク２の上部領域に密着して固定することができる。固定部材６は、上部成形断熱材４１を金型で成形加工する際に事前に金型内に挿入セットされ、成形工程で上部成形断熱材４１と一体化するように成形される。すなわち、固定部材６は、インサート成形により上部成形断熱材４１と一体化されている。固定部材６は、強度上、金属材料で構成されることが好ましい。図３に示すように、固定部材６は、締結面６ａと、締結面６ａから下方に伸びた複数の脚部６ｃと、脚部６ｃから横に張り出すように突出した係止部６ｄとを有している。締結面６ａには、ボルトが螺合可能な複数のボルト孔６ｂが設けられている。図１に示すように、脚部６ｃおよび係止部６ｄは上部成形断熱材４１に埋入している。締結面６ａは上部成形断熱材４１の上面に露出し、天板３１の内面と接触する。固定部材６は、貯湯タンク２と接触する上部成形断熱材４１の内面には露出しておらず、固定部材６と貯湯タンク２とは接触しない。本実施形態では、係止部６ｄを設けたことにより、脚部６ｃの抜け止めがなされるので、固定部材６と上部成形断熱材４１とをより強固に固定することができる。

断熱材４は、上部成形断熱材４１のほかに、貯湯タンク２の胴部（側周面）の前面領域および後面領域をそれぞれ覆う前部断熱材４２および後部断熱材４３と、貯湯タンク２の下部領域を覆う下部断熱材４４とを有している。前部断熱材４２、後部断熱材４３および下部断熱材４４は、上部成形断熱材４１と同材料で構成されていてもよいし、異なる材料で構成されていてもよい。また、前部断熱材４２、後部断熱材４３および下部断熱材４４は、成形断熱材に限らず、例えば真空断熱材やグラスウールなどで構成されていてもよいし、複数の断熱材を組み合わせて構成されていてもよい。

図２に示すように、天板３１には、固定部材６の各ボルト孔６ｂに対応する位置に、ボルト１１を挿通する孔３１ａが設けられている。連結部材７は、強度上、金属材料で構成されることが好ましい。連結部材７の一端側に形成された固定部７ｂは、図示しないボルトにより支持構造体５に固定される。連結部材７の他端側には、天板３１の孔３１ａに対応する位置に、ボルト１１を挿通する孔７ａが設けられている。固定部材６と、天板３１と、連結部材７とが、それぞれのボルト孔６ｂ、孔３１ａ、孔７ａが同軸に配置されるように重ね合わされ、ボルト１１をボルト孔６ｂに螺合して締め付けることよって、これらの３つの構成部材が締結される。なお、固定部材６のボルト孔６ｂに代えて、ナットを固定部材６に溶接して同じ機能を持たせてもよい。

以上説明した構成により、本実施形態の貯湯式給湯機１では、上部成形断熱材４１が固定部材６および連結部材７を介して支持構造体５に連結される。このため、地震の際に、支持構造体５に対する上部成形断熱材４１の位置が変化することが抑制されるので、上部成形断熱材４１の内面に密着している貯湯タンク２の上部も、支持構造体５に対して揺れ動くことが抑制される。このようにして、貯湯式給湯機１に地震荷重が負荷された際に、貯湯タンク２の揺れ（特に横揺れ）を確実に抑制することができるので、貯湯式給湯機１の耐震性能を向上することができる。

これに対し、固定部材６がなく、天板３１のみが連結部材７を介して支持構造体５に連結された構成であるとした場合には、貯湯式給湯機１に地震荷重が負荷された際、外装ケース３の揺れは支持構造体５によって抑制されるが、貯湯タンク２の揺れは支持構造体５によって抑制されないため、外装ケース３の内部で貯湯タンク２が横方向に大きく揺れることとなる。その結果、タンク脚９や器体脚１０に過大な荷重がかかり、貯湯式給湯機１の耐震性能の低下を招く。

また、本実施形態の貯湯式給湯機１では、貯湯タンク２と接触する上部成形断熱材４１の内面に固定部材６が露出していないので、固定部材６と貯湯タンク２とは接触せず、両者の間に断熱材料が介在している。このため、貯湯タンク２に蓄えられた熱が固定部材６および連結部材７を伝熱して外部に放熱されることが確実に抑制される。よって、支持構造体５に連結するための金属部品が貯湯タンク２に直接固定されるような構成と比較して、貯湯タンク２の断熱性能を向上することができる。また、支持構造体５に連結するための金属部品が貯湯タンク２に溶接等によって直接固定されるような構成では、貯湯タンク２に負荷される地震荷重がその溶接部に集中的に作用する。そのため、地震荷重が想定外に大きい場合には、溶接部に生じる応力が過大になり、溶接部が破断し、水漏れに至る可能性がある。これに対し、本実施形態の貯湯式給湯機１では、上部成形断熱材４１を介して貯湯タンク２の揺れを抑制するので、貯湯タンク２に負荷される地震荷重を上部成形断熱材４１と貯湯タンク２との広い接触面積で受けることができる。このため、地震荷重が想定外に大きい場合であっても、貯湯タンク２が破損して水漏れに至るようなことを確実に防止することができる。

また、本実施形態の貯湯式給湯機１では、固定部材６と、外装ケース３の一部である天板３１と、連結部材７とボルト１１により締結されている。このため、外装ケース３は、連結部材７を介して支持構造体５に連結される。よって、地震の際に外装ケース３の揺れが支持構造体５によって抑制されるので、貯湯式給湯機１の耐震性能を更に向上することができる。

また、本実施形態の貯湯式給湯機１では、固定部材６をインサート成形により上部成形断熱材４１と一体化することにより、容易に製造することができるとともに、固定部材６を上部成形断熱材４１に強固に固定することができる。なお、固定部材６は、必ずしも上部成形断熱材４１と一体的に成形する必要はなく、上部成形断熱材４１の成形後に固定部材６を上部成形断熱材４１に固定する構成としてもよい。その場合、例えば次のような構成とすることができる。図４は、上部成形断熱材４１の他の構成例を示す斜視図である。図４に示す上部成形断熱材４１では、その上面に固定部材６と嵌合するための嵌合溝４１ａが形成されており、固定部材６側に形成した嵌合部（図示せず）を嵌合溝４１ａに挿入して嵌合させる。このような構成により、上部成形断熱材４１に固定部材６を固定することができる。

また、本実施形態では、断熱材４の上部領域である上部成形断熱材４１を支持構造体５に連結したことにより、地震時に揺れ幅が大きくなり易い貯湯タンク２の上部の揺れを抑制することができるので、耐震性能を効果的に向上することができる。ただし、本発明では、支持構造体５との連結箇所は断熱材４の上部領域に限定されるものではない。例えば、貯湯タンク２の胴部（側周面）を覆う成形断熱材を支持構造体５に連結してもよい。その場合であっても、上記と同様の効果が得られる。

実施の形態２．
次に、図５および図６を参照して、本発明の実施の形態２について説明するが、上述した実施の形態１との相違点を中心に説明し、同一部分または相当部分は同一符号を付し説明を省略する。

図５は、本発明の実施の形態２の貯湯式給湯機の上部の分解斜視図であり、図６は、本発明の実施の形態２の貯湯式給湯機の上部の断面図である。図５に示すように、外装ケース３は、上面を覆う天板３１と、前面を覆う前面板３２と、背面を覆う背面板３３と、右側面を覆う右側板３４と、左側面を覆う左側板３５とを有している。上部成形断熱材４１は、外装ケース３と貯湯タンク２との間の空間を埋める形状に成形されている。すなわち、上部成形断熱材４１は、その外形（貯湯タンク２と接触しない部分の形状）が略直方体形状とされている。このような上部成形断熱材４１は、外装ケース３の前面板３２、背面板３３、右側板３４および左側板３５の内壁とそれぞれ当接（密着）する。このような構成により、実施の形態２の貯湯式給湯機１では、貯湯式給湯機１に地震荷重が負荷された場合に、外装ケース３の内部で上部成形断熱材４１が動く余地が無くなるので、貯湯タンク２の上部の揺れを上部成形断熱材４１と外装ケース３とが協調して抑制するため、貯湯式給湯機１の耐震性能を更に向上することができる。

天板３１の周縁部には、下方に伸びたスカート部３１ｂが全周に渡り形成されている。前面板３２、背面板３３、右側板３４および左側板３５の上端付近は、スカート部３１ｂの内側に挿入される。このため、天板３１のスカート部３１ｂと、前面板３２、背面板３３、右側板３４および左側板３５の上端付近とが重なった状態となる。上部成形断熱材４１は、天板３１のスカート部３１ｂと、前面板３２、背面板３３、右側板３４および左側板３５の上端付近とが重なる部分にも当接することが望ましい。これにより、外装ケース３内での上部成形断熱材４１の動きがより確実に抑制され、貯湯式給湯機１の耐震性能を更に向上することができる。

また、本実施形態では、上部成形断熱材４１の前面、背面、右側面および左側面のほぼ前面が前面板３２、背面板３３、右側板３４および左側板３５の内壁と密着する構成としたことにより、外装ケース３内での上部成形断熱材４１の動きがより確実に抑制され、貯湯式給湯機１の耐震性能を更に向上することができる。なお、本発明では、上部成形断熱材４１の前面、背面、右側面および左側面の一部が前面板３２、背面板３３、右側板３４および左側板３５の内壁と当接する構成としてもよい。

また、本実施形態では、上部成形断熱材４１が前面板３２、背面板３３、右側板３４および左側板３５の内壁とそれぞれ当接する構成としているが、上部成形断熱材４１が前面板３２、背面板３３、右側板３４および左側板３５のうちの少なくとも一つの内壁と当接する構成としてもよい。上部成形断熱材４１が前面板３２、背面板３３、右側板３４および左側板３５のうちの少なくとも一つの内壁と当接していれば、外装ケース３内での上部成形断熱材４１の動きを抑制することができるので、貯湯式給湯機１の耐震性能を向上することが可能となる。

実施の形態３．
次に、図７を参照して、本発明の実施の形態３について説明するが、上述した実施の形態１および２との相違点を中心に説明し、同一部分または相当部分は同一符号を付し説明を省略する。

図７は、本発明の実施の形態３の貯湯式給湯機の上部の分解斜視図である。実施の形態３の貯湯式給湯機１では、上部成形断熱材４１と天板３１とが固定されている。上部成形断熱材４１と天板３１とを固定する方法は、例えば、天板３１の下面に形成した固定部（図示せず）を上部成形断熱材４１内に埋入させるようにインサート成形を行う方法や、上部成形断熱材４１の上面に図４と同様に嵌合溝４１ａを形成し、天板３１の下面に形成した嵌合部（図示せず）を嵌合溝４１ａに挿入して嵌合させる方法などが挙げられる。

天板３１には、ボルト１１が螺合する複数のボルト孔３１ｃが設けられている。連結手段としての連結部材７の一端側に形成された固定部７ｂは、図示しないボルトにより支持構造体５に固定される。連結部材７の他端側には、天板３１のボルト孔３１ｃに対応する位置に、ボルト１１を挿通する孔７ａが設けられている。天板３１のボルト孔３１ｃと、連結部材７の孔７ａとが同軸に配置されるように重ね合わせ、ボルト１１をボルト孔３１ｃに螺合して締め付けることよって、天板３１と連結部材７とが締結される。

このような構成により、実施の形態３の貯湯式給湯機１では、上部成形断熱材４１が天板３１および連結部材７を介して支持構造体５に連結される。このため、実施の形態１と同様にして、貯湯式給湯機１の耐震性能を向上することができる。また、実施の形態３の貯湯式給湯機１では、実施の形態２と同様に、上部成形断熱材４１が、外装ケース３の前面板３２、背面板３３、右側板３４および左側板３５の内壁とそれぞれ当接（密着）する。これにより、実施の形態２と同様にして、貯湯式給湯機１の耐震性能を更に向上することができる。

１ 貯湯式給湯機
２ 貯湯タンク
３ 外装ケース
４ 断熱材
５ 支持構造体
６ 固定部材
６ａ 締結面
６ｂ ボルト孔
６ｃ 脚部
６ｄ 係止部
７ 連結部材
７ａ 孔
７ｂ 固定部
８ 脚固定金具
９ タンク脚
１０ 器体脚
１１ ボルト
３１ 天板
３１ａ 孔
３１ｂ スカート部
３１ｃ ボルト孔
３２ 前面板
３３ 背面板
３４ 右側板
３５ 左側板
３６ 底板
４１ 上部成形断熱材
４１ａ 嵌合溝
４２ 前部断熱材
４３ 後部断熱材
４４ 下部断熱材

Claims (8)

1. 湯を貯留する貯湯タンクと、
   前記貯湯タンクの少なくとも一部を覆う形状に成形された成形断熱材と、
   前記貯湯タンクおよび前記成形断熱材を収容する外装ケースと、
   前記成形断熱材を外部の支持構造体に連結し、地震時に前記貯湯タンクの揺れを抑制する連結手段と、
   を備え、
   前記連結手段は、前記成形断熱材に固定された固定部材と、前記固定部材と前記支持構造体とを連結する連結部材と、前記固定部材と前記連結部材とを締結するボルトとを有し、
   前記固定部材は、前記成形断熱材に埋入した部分と、前記成形断熱材の外面に露出した締結面と、前記締結面に設けられ、前記ボルトが螺合可能なボルト孔とを有し、
   前記固定部材は、前記貯湯タンクと接触する前記成形断熱材の内面に露出せず、
   前記固定部材と前記貯湯タンクとは接触しない貯湯式給湯機。
2. 前記固定部材の前記成形断熱材に埋入した部分は、前記締結面から伸びた脚部と、前記脚部から横に張り出すように突出した係止部とを有する請求項１記載の貯湯式給湯機。
3. 前記固定部材および前記連結部材は、前記外装ケースと固定されている請求項１または請求項２記載の貯湯式給湯機。
4. 前記成形断熱材は、前記貯湯タンクの上部領域を覆っている請求項１乃至３の何れか１項記載の貯湯式給湯機。
5. 前記成形断熱材は、前記外装ケースの内壁に当接している請求項１乃至４の何れか１項記載の貯湯式給湯機。
6. 前記成形断熱材は、前記外装ケースの前面、背面、右側面および左側面の内壁に対してそれぞれ当接している請求項１乃至４の何れか１項記載の貯湯式給湯機。
7. 前記外装ケースは、前面板、背面板、右側板、左側板および天板を有し、
   前記成形断熱材は、前記前面板、前記背面板、前記右側板および前記左側板と前記天板とが重なる部分の少なくとも一部に当接している請求項１乃至４の何れか１項記載の貯湯式給湯機。
8. 前記成形断熱材と前記外装ケースの天板とが固定されており、
   前記連結手段は、前記外装ケースの天板と前記支持構造体とを連結する請求項１乃至７の何れか１項記載の貯湯式給湯機。

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