JP5958040B2 - 貯湯式給湯機 - Google Patents

Description

本発明は、貯湯式給湯機に関する。

ヒートポンプユニット等の熱源によって水を加熱して得られた高温の湯を貯湯タンクに貯留し、この貯湯タンクから必要時に湯を取り出して給湯端末に供給するように構成された貯湯式給湯機が広く用いられている。貯湯式給湯機の貯湯タンクは、一般に、金属等で構成される外郭ケース内に収納された状態で設置される。貯湯タンクからの放熱ロスを抑えるため、貯湯タンクは、断熱材で覆われた状態で、外郭ケース内に収納される。断熱材としては、例えば発泡ポリスチレン等の発泡性成形断熱材が主として用いられている。

特許文献１には、貯湯缶体（貯湯タンク）を収納する外装体（外郭ケース）と、缶体用窪部を有し、この缶体用窪部を貯湯缶体に密着して貯湯缶体外郭を囲繞する複数の成形断熱材とを備え、複数の成形断熱材の外周の一部を一定厚さを残して肉抜きし、肉抜きしていない外周の一部を外装体内面に当接するようにした貯湯式給湯機が開示されている。この貯湯式給湯機では、成形断熱材の肉抜きしていない一部が外装体の内面に当接することにより、複数の成形断熱材が内側に押しつけられて互いに接する面がより密着して保温・断熱性能が向上する、とされている。

特開２００２−３５７３６４号公報

特許文献１に開示された貯湯式給湯機では、その図３が示すように、貯湯缶体（貯湯タンク）と外装体（外郭ケース）との間の空間は、肉抜き部を除いてすべて成形断熱材で占められている。しかしながら、実際の貯湯式給湯機では、貯湯タンクを覆う成形断熱材と、外郭ケースとの間に空間が設けられ、その空間に各種の機器（例えば、配管、バルブ、熱交換器、制御装置など）が配置されているものもある。そのような貯湯式給湯機では、当該空間内に生ずる空気の自然対流によって断熱材の外壁からの放熱が促進され、貯湯タンクからの放熱ロスが増加するという課題がある。

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、貯湯タンクを収納する外郭ケース内部の空間に生ずる自然対流による放熱の増加を抑制することの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、湯水を貯留する貯湯タンクと、貯湯タンクを覆う成形断熱材と、成形断熱材で覆われた貯湯タンクを収納する外郭ケースと、成形断熱材の外壁と外郭ケースの内壁との間に形成される空間と、空間に配置された機器と、成形断熱材の外壁から突出して設けられ、空間内を区画する隔壁と、を備え、隔壁は、成形断熱材とは別の部品で構成され、成形断熱材に形成された凹部に隔壁が挿入されることによって隔壁が成形断熱材に固定されているものである。
また、本発明に係る貯湯式給湯機は、湯水を貯留する貯湯タンクと、貯湯タンクを覆う成形断熱材と、成形断熱材で覆われた貯湯タンクを収納する外郭ケースと、成形断熱材の外壁と外郭ケースの内壁との間に形成される空間と、空間に配置された機器と、成形断熱材の外壁から突出して設けられ、空間内を区画する隔壁と、を備え、隔壁の少なくとも一部において隔壁の厚さが根元側から先端側に向かって漸減しているものである。

本発明によれば、貯湯タンクを収納する外郭ケース内部の空間に生ずる空気の自然対流を抑制することができ、自然対流による放熱の増加を抑制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構成図である。 図１に示す貯湯式給湯機の貯湯タンクおよび成形断熱材の分解斜視図である。 図１に示す貯湯式給湯機の貯湯タンクユニットを示す斜視図である。 本発明の実施の形態２の貯湯式給湯機が備える貯湯タンクおよび成形断熱材の分解斜視図である。 本発明の実施の形態３の貯湯式給湯機が備える成形断熱材および隔壁を示す斜視図である。 図５中のＡ−Ａ線断面図である。 本発明の実施の形態３の貯湯式給湯機が備える貯湯タンクユニットを示す斜視図である。

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構成図である。図１に示すように、本実施形態の貯湯式給湯機１００は、貯湯タンク１を内蔵した貯湯タンクユニット３０と、水を加熱して高温の湯を生成可能な加熱手段４とを有している。貯湯タンクユニット３０と加熱手段４との間は、入水配管３および出湯配管５により接続されている。また、貯湯タンクユニット３０には、外部の水道等の水源からの水を供給する給水配管２と、風呂給湯配管６と、給湯配管７とが接続されている。貯湯タンク１内に貯留された水は、貯湯タンク１の下部から導出され、入水配管３を通って加熱手段４へ搬送される。加熱手段４は、例えば、冷凍サイクルを用いて水を加熱するヒートポンプユニットで構成される。加熱手段４に搬送された水は、加熱されて高温の湯となる。この高温の湯は、出湯配管５を通って貯湯タンクユニット３０に戻り、貯湯タンク１の上部から貯湯タンク１内に流入して貯留される。貯湯タンクユニット３０内には、貯湯タンク１内から取り出された高温の湯と、給水配管２から供給される水とを混合して温度調節するための混合弁が設けられている。混合弁により温度調節された湯水は、風呂給湯配管６を介して、お風呂の浴槽４０へ供給され、あるいは、給湯配管７を介して、シャワー、台所、洗面所の蛇口などの給湯端末へ供給される。なお、本発明における加熱手段は、上述した構成に限定されるものではなく、例えば電気ヒータ等の加熱手段を貯湯タンク１内に配置したものであってもよい。

貯湯タンクユニット３０は、外郭ケース底板９、外郭ケース側板１０、外郭ケース天板１１等により構成される略直方体の箱状の外郭ケース（筐体）を備えている。外郭ケース側板１０と外郭ケース天板１１との間、および、外郭ケース側板１０と外郭ケース底板９との間は、ネジなどの締結部品でそれぞれ締結されている。貯湯タンク１は、略円筒状をなしており、放熱を抑制するため、後述する成形断熱材１３，１４，１６により覆われた状態で、上記外郭ケース内に収納されている。外郭ケースの下方には複数本のタンクユニット脚１２が設置されており、これらのタンクユニット脚１２により貯湯タンクユニット３０が地面または台座に対し支持固定されている。外郭ケース側板１０は、前面、後面、右側面および左側面の４面に設けられているが、図１は、前面の外郭ケース側板１０を取り外した状態を示している。

図２は、貯湯タンク１および成形断熱材１３，１４，１５，１６の分解斜視図である。図３は、本実施形態の貯湯式給湯機１００の貯湯タンクユニット３０を示す斜視図である。なお、図３は、前面および右側面の外郭ケース側板１０を取り外した状態を示している。図２に示すように、貯湯タンク１は、所定形状に成形された成形断熱材１３，１４，１５，１６により覆われており、複数本のタンク脚８により外郭ケース底板９上に支持されている。成形断熱材１３，１４，１５，１６は、例えば発泡ポリスチレン等の発泡材料、または、それ以上の断熱性能を有する材料で構成されていることが望ましい。成形断熱材１３は、貯湯タンク１の頂面を覆う略お椀状の形状をなしている。成形断熱材１４は、貯湯タンク１の底面を覆う略お椀状の形状をなしている。成形断熱材１５，１６は、それぞれ、略半円筒状の形状をなしており、この両者を組み合わせることによって貯湯タンク１の胴部（側面部）が全周に渡り覆われている。成形断熱材１５が貯湯タンク１の胴部の前面側を覆い、成形断熱材１６が貯湯タンク１の胴部の後面側を覆っている。

成形断熱材１３には、その外壁から突出するように、板状の隔壁１３ａおよび１３ｂが設けられている。隔壁１３ａおよび１３ｂは、成形断熱材１３と一体的に形成され、成形断熱材１３と同じ材料で構成されている。隔壁１３ａは、ほぼ水平な方向に突出しており、フランジ状をなしている。隔壁１３ｂは、成形断熱材１３の上部に設けられ、水平面に対しほぼ垂直な方向（上方）に突出している。

成形断熱材１４には、その外壁から突出するように、板状の隔壁１４ａおよび１４ｂが設けられている。隔壁１４ａおよび１４ｂは、成形断熱材１４と一体的に形成され、成形断熱材１４と同じ材料で構成されている。隔壁１４ａは、ほぼ水平な方向に突出しており、フランジ状をなしている。隔壁１４ｂは、成形断熱材１４の下部に設けられ、水平面に対しほぼ垂直な方向（下方）に突出している。

成形断熱材１５には、その外壁から突出するように、板状の隔壁１５ａが設けられている。隔壁１５ａは、成形断熱材１５と一体的に形成され、成形断熱材１５と同じ材料で構成されている。隔壁１５ａは、ほぼ水平な方向（前方）に突出しており、フランジ状をなしている。

成形断熱材１６には、その外壁から突出するように、板状の隔壁１６ａが設けられている。隔壁１６ａは、成形断熱材１６と一体的に形成され、成形断熱材１６と同じ材料で構成されている。隔壁１６ａは、ほぼ水平な方向（後方）に突出しており、フランジ状をなしている。

図３に示すように、外郭ケース内の前方側には、空間２０が形成されている。すなわち、空間２０は、成形断熱材１３，１４および１５の外壁と、外郭ケースの内壁との間に形成される。この空間２０には、湯水が通る配管２１等の機器が配置されている。この空間２０には、例えばバルブ、熱交換器、制御装置などの配管２１以外の機器が更に配置されていてもよい。

隔壁１３ａ，１４ａおよび１５ａは、上述した空間２０内を区画するように位置する。すなわち、空間２０内は、隔壁１３ａ，１４ａおよび１５ａによって区画され、上下方向に４つの空間に分断される。

仮に、隔壁１３ａ，１４ａおよび１５ａがないとした場合には、空間２０は、外郭ケース内の上部から下部まで連通する。このため、外郭ケース内（空間２０）の上部から下部までに渡る空気の自然対流が発生し、そのような大きな自然対流によって成形断熱材１３，１４，１５の外壁からの放熱が促進され、貯湯タンク１からの放熱ロスが増大する。

これに対し、本実施形態では、空間２０内が隔壁１３ａ，１４ａおよび１５ａによって区画され、複数の空間に分断される。これにより、外郭ケース内（空間２０）で空気の自然対流が発生することを抑制することができる。このため、成形断熱材１３，１４，１５の外壁からの放熱を抑制し、貯湯タンク１からの放熱を低減することができる。

図２に示すように、隔壁１５ａには、配管２１を支持する支持部１５ｂ（貫通部）が複数形成されている。支持部１５ｂは、配管２１に対応した形状および寸法の貫通孔または溝として形成されている。配管２１は、支持部１５ｂを通って隔壁１５ａを貫通して配設される。このような構成により、配管２１を隔壁１５ａによって支持することができる。また、配管２１と隔壁１５ａとの間に隙間が形成されることを抑制することができるので、自然対流の発生をより確実に抑制することができる。なお、本発明では、配管２１以外の機器を支持する支持部を隔壁１５ａに更に設けても良い。また、他の隔壁１３ａ，１４ａ等にも配管２１その他の機器を支持する支持部を設けても良い。

また、本実施形態では、図３に示すように、外郭ケース内の上部に空間２２が形成される。すなわち、成形断熱材１３の外壁と、外郭ケース天板１１の内壁との間に空間２２が形成される。隔壁１３ｂは、この空間２２内を区画するように位置する。すなわち、空間２２内は、隔壁１３ｂによって区画され、前方の空間と後方の空間とに分断される。仮に、隔壁１３ｂがないとした場合には、空間２２は、外郭ケース内の前方から後方まで連通する。このため、空間２２内で空気の自然対流が発生し易く、その自然対流によって成形断熱材１３の外壁からの放熱が促進され、貯湯タンク１からの放熱ロスが増大する。これに対し、本実施形態では、空間２２内が隔壁１３ｂによって区画され、複数の空間に分断される。これにより、空間２２で空気の自然対流が発生することを抑制することができる。このため、成形断熱材１３の外壁からの放熱を抑制し、貯湯タンク１からの放熱を低減することができる。

また、本実施形態では、外郭ケース内の下部に空間２３が形成される。すなわち、成形断熱材１４の外壁と、外郭ケース底板９の内壁との間に空間２３が形成される。隔壁１４ｂは、この空間２３内を区画するように位置する。すなわち、空間２３内は、隔壁１４ｂによって区画され、前方の空間と後方の空間とに分断される。仮に、隔壁１４ｂがないとした場合には、空間２３は、外郭ケース内の前方から後方まで連通する。このため、空間２３内で空気の自然対流が発生し易く、その自然対流によって成形断熱材１４の外壁からの放熱が促進され、貯湯タンク１からの放熱ロスが増大する。これに対し、本実施形態では、空間２３内が隔壁１４ｂによって区画され、複数の空間に分断される。これにより、空間２３で空気の自然対流が発生することを抑制することができる。このため、成形断熱材１４の外壁からの放熱を抑制し、貯湯タンク１からの放熱を低減することができる。

また、本実施形態では、外郭ケース内の後方側に空間２４が形成される。すなわち、空間２４は、成形断熱材１３，１４および１６の外壁と、外郭ケースの内壁との間に形成される。隔壁１３ａ，１４ａ，１６ａは、この空間２４内を区画するように位置する。すなわち、空間２４内は、隔壁１３ａ，１４ａ，１６ａによって区画され、上下方向に４つの空間に分断される。仮に、隔壁１３ａ，１４ａ，１６ａがないとした場合には、空間２４は、外郭ケース内の上部から下部まで連通する。このため、空間２４内で空気の自然対流が発生し、その自然対流によって成形断熱材１３，１４，１６の外壁からの放熱が促進され、貯湯タンク１からの放熱ロスが増大する。これに対し、本実施形態では、空間２４内が隔壁１３ａ，１４ａ，１６ａによって区画され、複数の空間に分断される。これにより、空間２４で空気の自然対流が発生することを抑制することができる。このため、成形断熱材１３，１４，１６の外壁からの放熱を抑制し、貯湯タンク１からの放熱を低減することができる。

図２に示すように、本実施形態では、隔壁１３ａ，１３ｂ，１４ａ，１４ｂ，１５ａ，１６ａの外縁部の形状は、外郭ケースの内部形状に対応したほぼ矩形状をなしている。これにより、隔壁１３ａ，１３ｂ，１４ａ，１４ｂ，１５ａ，１６ａの外縁部がほぼ全長に渡って外郭ケースの内壁に当接または近接し、隔壁１３ａ，１３ｂ，１４ａ，１４ｂ，１５ａ，１６ａと外郭ケースの内壁との間に隙間が形成されることをより確実に抑制することができる。このため、隔壁１３ａ，１３ｂ，１４ａ，１４ｂ，１５ａ，１６ａと外郭ケースの内壁との隙間に空気が流通することをより確実に抑制し、外郭ケース内の自然対流をより確実に抑制することができる。このため、貯湯タンク１からの放熱ロスをより確実に低減することができる。

また、本実施形態では、貯湯タンク１の高さ方向の中央の位置（貯湯タンク１の全高の２分の１の位置）より上側に、隔壁１３ａ，１３ｂ，１５ａ，１６ａを配置している。これにより、貯湯タンク１の全高の２分の１より上側に範囲において、自然対流の発生をより確実に抑制することができる。貯湯タンク１内には、上側に高温の湯が貯留され、下側に水が貯留される。このため、貯湯タンク１は、下部よりも上部の方が高温となり、自然対流による放熱の影響が大きい。本実施形態では、上記の構成により、貯湯タンク１の上部側の自然対流をより確実に抑制することができるので、貯湯タンク１からの放熱ロスをより有効に低減することができる。また、万一の地震等の際、外郭ケース内での貯湯タンク１の横揺れに対しても、隔壁１３ａ，１５ａ，１６ａが外郭ケースの内壁に当接することで貯湯タンク１を保持することができ、耐震性能が向上する。

以上説明した本実施形態では、成形断熱材１３，１４，１５，１６に隔壁１３ａ，１３ｂ，１４ａ，１４ｂ，１５ａ，１６ａをそれぞれ一体的に形成したことにより、隔壁を別部品で構成する場合と比べて、部品点数が削減できる。なお、本実施形態では、すべての成形断熱材１３，１４，１５，１６に隔壁１３ａ，１３ｂ，１４ａ，１４ｂ，１５ａ，１６ａを設けているが、一部の成形断熱材（例えば成形断熱材１５，１６）のみに隔壁１５ａ，１６ａを設けても良い。あるいは、隔壁１３ａ，１４ａ，１５ａ，１６ａをそれぞれ複数設けても良い。

また、本実施形態では、貯湯タンク１の全体が成形断熱材１３，１４，１５，１６のみで覆われているが、本発明では、貯湯タンク１の少なくとも一部が成形断熱材以外の断熱材（例えば、真空断熱材）によって覆われていても良い。また、成形断熱材が他の断熱材（例えば、真空断熱材）と組み合わされた構成となっていても良く、例えば、成形断熱材の内部に真空断熱材が内蔵された構成となっていても良い。

実施の形態２．
次に、図４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４は、本発明の実施の形態２の貯湯式給湯機が備える貯湯タンク１および成形断熱材１３，１４，１５，１６の分解斜視図である。図４に示すように、本実施形態では、隔壁１３ａ，１３ｂ，１４ａ，１４ｂ，１５ａ，１６ａの外縁部の形状が、円弧と直線とを組み合わせた形状とされている。このような本実施形態の構成の場合であっても、前述した実施の形態１とほぼ同様な効果が得られる。

実施の形態３．
次に、図５乃至図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３の貯湯式給湯機が備える成形断熱材１５および隔壁１７を示す斜視図である。図６は、図５中のＡ−Ａ線断面図である。図７は、本発明の実施の形態３の貯湯式給湯機が備える貯湯タンクユニット３０を示す斜視図である。なお、図７は、前面および右側面の外郭ケース側板１０を取り外した状態を示している。

前述した実施の形態１では、成形断熱材１５に隔壁１５ａが一体的に形成されている。これに対し、本実施形態では、図５に示すように、成形断熱材１５と隔壁１７とが別の部品で構成されている。成形断熱材１５の外壁には、円周方向に沿って溝状に伸びる凹部１５ｃが形成されている。そして、凹部１５ｃに隔壁１７の一部が挿入（圧入）されることによって、成形断熱材１５に隔壁１７が固定される。隔壁１７には、配管２１を支持する支持部１７ａが複数形成されている。支持部１７ａは、隔壁１７の内周部に、溝状（切欠き状）に形成されている。隔壁１７は、成形断熱材１５と同じ材料で構成されていても、異なる材料で構成されていても良い。また、隔壁１７には、配管２１以外の機器（例えば、バルブ、熱交換器等）を支持する支持部を設けても良い。

図６に示すように、隔壁１７の厚さは、根元側から先端側に向かって漸減している。このように、隔壁１７の少なくとも一部において、根元側から先端側に向かって厚さが漸減するように構成することにより、強度の必要な根元部の厚さを先端部の厚さより大きくすることができるので、隔壁１７の全体的な厚さを必要以上に厚くすることなく、十分な強度を確保することができる。なお、実施の形態１においても、成形断熱材１３，１４，１５，１６と一体的に形成される隔壁１３ａ，１３ｂ，１４ａ，１４ｂ，１５ａ，１６ａの厚さを、少なくとも一部において根元側から先端側に向かって漸減するように構成しても良い。

本実施形態では、図７に示すように、実施の形態１と同様にして、隔壁１７に形成された支持部１７ａにより配管２１を支持することができる。本実施形態では、成形断熱材１５の外側に配管２１を配置した後に、前面から隔壁１７を凹部１５ｃに挿入固定することにより、配管２１を支持部１７ａで保持することができる。このようにして、組立を容易に行うことができる。また、本実施形態では、隔壁１７を凹部１５ｃに挿入して固定した後、隔壁１７の根元部が凹部１５ｃ内を摺動することにより、隔壁１７が凹部１５ｃの長手方向に沿って円周方向に変位可能である。このため、組立後の外郭ケースと貯湯タンク１との位置ズレに追従して隔壁１７が変位可能であるので、外郭ケースの内壁と隔壁１７との間に隙間が生ずることを確実に防止することができ、外郭ケースの内壁と隔壁１７との間の密閉性を向上することができる。

以上説明した本実施の形態３では、成形断熱材１５に設ける隔壁１７を別部品で構成する例について説明したが、同様にして成形断熱材１３，１４，１６に設ける隔壁を別部品で構成しても良い。

１ 貯湯タンク、２ 給水配管、３ 入水配管、４ 加熱手段、５ 出湯配管、６ 風呂給湯配管、７ 給湯配管、８ タンク脚、９ 外郭ケース底板、１０ 外郭ケース側板、１１ 外郭ケース天板、１２ タンクユニット脚、１３，１４，１５，１６ 成形断熱材、１３ａ，１３ｂ，１４ａ，１４ｂ，１５ａ，１６ａ，１７ 隔壁、１５ｂ，１７ａ 支持部、１５ｃ 凹部、２０，２２，２３，２４ 空間、２１ 配管、３０ 貯湯タンクユニット、４０ 浴槽、１００ 貯湯式給湯機

Claims (10)

1. 湯水を貯留する貯湯タンクと、
   前記貯湯タンクを覆う成形断熱材と、
   前記成形断熱材で覆われた前記貯湯タンクを収納する外郭ケースと、
   前記成形断熱材の外壁と前記外郭ケースの内壁との間に形成される空間と、
   前記空間に配置された機器と、
   前記成形断熱材の外壁から突出して設けられ、前記空間内を区画する隔壁と、
   を備え、
   前記隔壁は、前記成形断熱材とは別の部品で構成され、前記成形断熱材に形成された凹部に前記隔壁が挿入されることによって前記隔壁が前記成形断熱材に固定されている貯湯式給湯機。
2. 前記凹部は溝状をなし、前記隔壁が前記凹部内で前記凹部の長手方向に変位可能である請求項１記載の貯湯式給湯機。
3. 湯水を貯留する貯湯タンクと、
   前記貯湯タンクを覆う成形断熱材と、
   前記成形断熱材で覆われた前記貯湯タンクを収納する外郭ケースと、
   前記成形断熱材の外壁と前記外郭ケースの内壁との間に形成される空間と、
   前記空間に配置された機器と、
   前記成形断熱材の外壁から突出して設けられ、前記空間内を区画する隔壁と、
   を備え、
   前記隔壁の少なくとも一部において前記隔壁の厚さが根元側から先端側に向かって漸減している貯湯式給湯機。
4. 前記機器を支持する支持部が前記隔壁に設けられている請求項１乃至３の何れか１項記載の貯湯式給湯機。
5. 前記隔壁は、前記成形断熱材と一体的に形成されている請求項３または請求項４に記載の貯湯式給湯機。
6. 前記隔壁は、ほぼ水平な方向に突出している請求項１乃至５の何れか１項記載の貯湯式給湯機。
7. 前記隔壁は、前記貯湯タンクの高さ方向の中央よりも上に位置している請求項１乃至６の何れか１項記載の貯湯式給湯機。
8. 前記隔壁は、水平面に対しほぼ垂直な方向に突出している請求項１乃至５の何れか１項記載の貯湯式給湯機。
9. 前記隔壁は、前記貯湯タンクの頂面を覆う前記成形断熱材または前記貯湯タンクの底面を覆う前記成形断熱材に設けられている請求項８記載の貯湯式給湯機。
10. 前記隔壁は、貫通部を有し、該貫通部を前記機器が貫通している請求項１乃至９の何れか１項記載の貯湯式給湯機。

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