JP5958040B2 - 貯湯式給湯機 - Google Patents

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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乃至の何れか1項記載の貯湯式給湯機。
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