JP5966196B2 - ヒートポンプ給湯機 - Google Patents

Description

本発明は、ヒートポンプ給湯機に関し、特に、被加熱液体を加熱するヒートポンプ部における液配管の接続継手に関する。

たとえば家庭用のヒートポンプ給湯機は、加熱前後の被加熱液体が貯蔵されるタンク部と、冷凍サイクルによって前記被加熱液体を加熱するヒートポンプ部とを備えて構成されている。ヒートポンプ給湯機は、一般的に、電気料金が割引される夜間にヒートポンプ部を稼働させ、被加熱液体を加熱して、高温被加熱液体としてタンク部に蓄えておく。そして、被加熱液体の使用時には、タンク部内の高温被加熱液体に常温の被加熱液体を混ぜて適温の被加熱液体として供給している。以下においては、被加熱液体として水を用いたヒートポンプ給湯機を例にして説明する。

タンク部とヒートポンプ部との間は、タンク部に備えられる貯湯タンクの下部から水をヒートポンプ部に引き込むための入水配管と、引き込んだ水をヒートポンプ部でお湯に沸き上げて貯湯タンクの上部に戻すための出湯配管との２本の液配管で接続されている。そして、ヒートポンプ部は、入水配管および出湯配管のそれぞれの液配管と接続するための接続継手を有している。

特許文献１には、このような液配管の接続継手である液配管接続金具を備えるヒートポンプ給湯機が開示されており、材質が金属である液配管接続金具が記載されている（段落００５０等参照）。

特開２０１１−１９０９８１号公報

特許文献１に記載のヒートポンプ給湯機では、接続継手は金属製であるため、たとえば液配管に接続する際のねじ締めトルク（ねじの締付けトルク）により発生する応力に耐えることができる強度を有している。

しかしながら、接続継手は、配管材として一般的に使用される銅管との溶接（ろう付け）性や汎用性を考慮して、真鍮（黄銅）で製作される場合が多い。この場合、ヒートポンプ部におけるお湯の沸き上げ温度は一般的には最高９０℃の高温になるため、接続継手に脱亜鉛腐食が発生する可能性がある。このため、液配管の接続継手の材料としては高価な耐脱亜鉛腐食材料が使用されていた。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、十分な強度を有するとともに、安価で、耐腐食に関する信頼性をも有する液配管の接続継手を備えるヒートポンプ給湯機を提供することを課題とする。

前記した課題を解決するため、本発明に係るヒートポンプ給湯機は、加熱前後の被加熱液体が貯蔵されるタンク部と、冷凍サイクルによって前記被加熱液体を加熱するヒートポンプ部と、を備え、前記ヒートポンプ部は、前記タンク部と前記ヒートポンプ部との間で前記被加熱液体を流通させる液配管との接続部に設けられる接続継手を有し、前記接続継手は、樹脂から一体成形されて前記被加熱液体が流通する流路が形成されているとともに、取付固定するための取付部と、前記取付部から延出する基端側延出部と、前記基端側延出部の延出方向とは異なる方向に前記基端側延出部の先端側から延出する先端側延出部と、前記基端側延出部に対して前記先端側延出部の延出方向の側に位置する内側領域に設けられ、前記取付部と前記先端側延出部とを接続する内側領域補強部と、を有し、前記取付部から前記基端側延出部の延出方向に最も離れた前記先端側延出部の部位に、前記先端側延出部の延出方向に沿って稜線が形成されていることを特徴とする。

また、本発明に係るヒートポンプ給湯機は、加熱前後の被加熱液体が貯蔵されるタンク部と、冷凍サイクルによって前記被加熱液体を加熱するヒートポンプ部と、を備え、前記ヒートポンプ部は、前記タンク部と前記ヒートポンプ部との間で前記被加熱液体を流通させる液配管との接続部に設けられる接続継手を有し、前記接続継手は、樹脂から一体成形されて前記被加熱液体が流通する流路が形成されているとともに、取付固定するための取付部と、前記取付部から延出する基端側延出部と、前記基端側延出部の延出方向とは異なる方向に前記基端側延出部の先端側から延出する先端側延出部と、前記基端側延出部に対して前記先端側延出部の延出方向と反対方向の側に位置する外側領域に設けられ、前記取付部と前記先端側延出部とを接続する外側領域補強部と、を有し、前記取付部から前記基端側延出部の延出方向に最も離れた前記先端側延出部の部位に、前記先端側延出部の延出方向に沿って稜線が形成されていることを特徴とする。
また、本発明に係るヒートポンプ給湯機は、加熱前後の被加熱液体が貯蔵されるタンク部と、冷凍サイクルによって前記被加熱液体を加熱するヒートポンプ部と、を備え、前記ヒートポンプ部は、前記タンク部と前記ヒートポンプ部との間で前記被加熱液体を流通させる液配管との接続部に設けられる接続継手を有し、前記接続継手は、樹脂から一体成形されて前記被加熱液体が流通する流路が形成されているとともに、取付固定するための取付部と、前記取付部から延出する基端側延出部と、前記基端側延出部の延出方向とは異なる方向に前記基端側延出部の先端側から延出する先端側延出部と、前記基端側延出部に対して前記先端側延出部の延出方向の側に位置する内側領域に設けられ、前記取付部と前記先端側延出部とを接続する内側領域補強部と、を有し、前記取付部が取付固定されたときの前記基端側延出部または前記先端側延出部の下側に平面部が形成されており、前記平面部に、前記被加熱液体を排出可能な液抜き栓を取り付けるための液抜き栓取付部が設けられていることを特徴とする。
また、本発明に係るヒートポンプ給湯機は、加熱前後の被加熱液体が貯蔵されるタンク部と、冷凍サイクルによって前記被加熱液体を加熱するヒートポンプ部と、を備え、前記ヒートポンプ部は、前記タンク部と前記ヒートポンプ部との間で前記被加熱液体を流通させる液配管との接続部に設けられる接続継手を有し、前記接続継手は、樹脂から一体成形されて前記被加熱液体が流通する流路が形成されているとともに、取付固定するための取付部と、前記取付部から延出する基端側延出部と、前記基端側延出部の延出方向とは異なる方向に前記基端側延出部の先端側から延出する先端側延出部と、前記基端側延出部に対して前記先端側延出部の延出方向と反対方向の側に位置する外側領域に設けられ、前記取付部と前記先端側延出部とを接続する外側領域補強部と、を有し、前記取付部が取付固定されたときの前記基端側延出部または前記先端側延出部の下側に平面部が形成されており、前記平面部に、前記被加熱液体を排出可能な液抜き栓を取り付けるための液抜き栓取付部が設けられていることを特徴とする。

本発明によれば、十分な強度を有するとともに、安価で、耐腐食に関する信頼性をも有する液配管の接続継手を備えるヒートポンプ給湯機を提供することができる。

本発明の一実施形態に係るヒートポンプ給湯機の構成を示す図である。 比較例に係るヒートポンプユニットにおける液配管の接続継手の一例を示す斜視図である。 本実施形態に係るヒートポンプユニットにおける液配管の接続継手の第１の例を示す斜視図である。 接続継手の第２の例を示す斜視図である。 接続継手の第３の例を示す斜視図である。 接続継手の第４の例を示す斜視図である。 接続継手の第５の例を示す斜視図である。 接続継手の第６の例を示す斜視図である。 接続継手の第７の例を示す図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は正面図、（ｃ）は底面図を示す。 接続継手の第７の例を示す図であり、（ａ）は左側面図、（ｂ）は右側面図を示す。 図９（ｂ）のＡ−Ａ線の沿う断面図である。 （ａ），（ｂ）は、種々の方向から見た第７の例に係る接続継手を示す斜視図である。 （ａ），（ｂ）は、種々の方向から見た第７の例に係る接続継手を示す斜視図である。 接続継手の設置状態の一例を示す斜視図である。 接続継手に液配管を接続する様子を示す斜視図である。

以下、本発明の実施形態について適宜図面を参照しながら詳細に説明する。なお、以下に示す図面において、同一の部材または相当する部材間には同一の参照符号を付し、重複した説明を適宜省略する。また、部材のサイズおよび形状は、説明の便宜のため、変形または誇張して模式的に表す場合がある。

本実施形態においては、被加熱液体として水を用いたヒートポンプ給湯機を例として説明する。また、本実施形態に係るヒートポンプ給湯機は、主に家庭用として用いられるものであるが、本発明はこれに限定されるものではない。

（ヒートポンプ給湯機の構成）
図１は、本発明の一実施形態に係るヒートポンプ給湯機の構成を示す図である。
図１に示すように、ヒートポンプ給湯機Ｓは、ヒートポンプ冷媒回路Ｃ１の構成部品を収納したヒートポンプユニット（ヒートポンプ部）３０と、貯湯タンク１０を中心として貯湯回路Ｃ２および給湯回路Ｃ３の構成部品を収納する貯湯ユニット（タンク部）４０とを備えている。貯湯ユニット４０には加熱前後の水（被加熱液体）が貯蔵される。また、ヒートポンプユニット３０は冷凍サイクルによって水を加熱する。

ヒートポンプユニット３０および貯湯ユニット４０の運転は、それぞれヒートポンプユニット制御部５２および貯湯ユニット制御部５１によって制御されている。ヒートポンプユニット制御部５２と貯湯ユニット制御部５１とは相互に通信し、お互いの状況を監視しているとともに、連携してヒートポンプ給湯機Ｓの制御をおこなっている。また、ヒートポンプ給湯機Ｓは、ユーザへのインターフェースとしてリモコン５０を備えている。

ヒートポンプユニット３０は、圧縮機１、水冷媒熱交換器２、減圧装置４、空気熱交換器５を、それぞれ冷媒配管を介して直列に接続して構成されたヒートポンプ冷媒回路Ｃ１を備えている。ヒートポンプ冷媒回路Ｃ１内には、炭酸ガス（二酸化炭素）の冷媒が封入されている。冷媒に二酸化炭素を使用することによって、環境への影響が少なく、省エネ性に優れたヒートポンプ給湯機とすることができる。また、ヒートポンプユニット３０では、圧縮機１による冷媒（二酸化炭素）の吐出圧力が、当該冷媒の臨界圧力以上となる超臨界蒸気圧縮式の冷凍サイクルを用いており、冷媒を高温高圧にできるため例えば９０℃のような高温の湯を得ることができる。

圧縮機１は、ＰＷＭ制御、電圧制御（たとえばＰＡＭ制御）およびこれらの組合せ制御により、低速（たとえば７００回転／分）から高速（たとえば６０００回転／分）まで回転速度（回転数）制御ができるようになっている。ヒートポンプユニット３０では、その出力である加熱能力を基本的に一定として運転をおこなう。このため、圧縮機１の回転速度は、外気温度の高い夏期には低速、外気温度の低い冬期には高速で運転するように制御される。また、圧縮機１の回転速度は、前記した外気温度のほか、入水温度（水冷媒熱交換器２に入る水の温度）や出湯温度（水冷媒熱交換器２から出るお湯の温度）などの環境条件にも応じて制御される。

水冷媒熱交換器２は、圧縮機１から吐出された高温冷媒が流れる冷媒側伝熱管と、貯湯タンク１０の下側から供給される低温水（被加熱液体）を循環して水冷媒熱交換器２内で加熱するための水側伝熱管と、を備えている。水冷媒熱交換器２では、冷媒側伝熱管内の高温冷媒と水側伝熱管内の水との間で熱交換をおこなわせて、高温冷媒の熱を水に伝達し、水の温度を上昇させる。

減圧装置４は、水冷媒熱交換器２を経て送られてくる中温高圧冷媒を減圧し、蒸発し易い低圧冷媒として空気熱交換器（蒸発器）５へ送る。減圧装置４としては、たとえば電動膨張弁が使用される。また、減圧装置４は、ヒートポンプ冷媒回路Ｃ１の絞り量を変えてヒートポンプ冷媒回路Ｃ１内の冷媒循環量を調節する働きや、冬期低温時に空気熱交換器５に着霜した場合、前記絞り量を全開にして中温冷媒を空気熱交換器５に多量に送りこみ、霜を溶かす除霜装置の働きもある。

空気熱交換器５は、送風機６の回転によって外気（空気）を取り入れ、外気と冷媒との間で熱交換をおこなわせ、冷媒に外気から熱を吸収させる。空気熱交換器５から送出された冷媒は、再び圧縮機１へと戻される。

また、ヒートポンプユニット３０には、圧縮機１からの冷媒吐出圧力を検出する圧力センサ（図示せず）、冷媒吐出温度を検出する吐出温度センサ２２、外気温度を検出する外気温度センサ２３、出湯温度を検出する出湯温度センサ２０、入水温度を検出する入水温度センサ２１などが設けられている。これらのセンサの検出値は、ヒートポンプユニット制御部５２へ出力される。

次に、貯湯ユニット４０の構成について説明する。貯湯ユニット４０は、貯湯タンク１０を中心として、貯湯や給湯などをおこなうための水循環回路（貯湯回路Ｃ２および給湯回路Ｃ３）を備えて構成されている。貯湯タンク１０には、貯湯温度や貯湯量を検出するための複数の温度センサ１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄが備えられている。温度センサ１０ａ〜１０ｄの検出値は、貯湯ユニット制御部５１へ出力される。

貯湯回路Ｃ２は、貯湯タンク１０、循環ポンプ１５、水冷媒熱交換器２が配管を介して順次直列に接続されて構成されている。貯湯回路Ｃ２は、貯湯タンク１０に高温水を貯めるための回路である。貯湯回路Ｃ２の運転には、夜間電力を用いて貯湯タンク１０に翌日使用する湯水を貯める貯湯運転、および昼間などに貯湯タンク１０内の残湯量等が規定値以下になった場合に湯水を沸き増すための沸き増し運転がある。貯湯運転は毎日定期的におこなわれる一方で、沸き増し運転は必要な場合に時間帯を問わずおこなわれる。貯湯運転または沸き増し運転では、貯湯タンク１０内の低温水が、循環ポンプ１５によって貯湯タンク１０の底部から水冷媒熱交換器２の水側伝熱管に流入され、冷媒側伝熱管からの熱によって規定温度まで加熱される。加熱後の温水は、貯湯タンク１０の頂部に戻されて貯湯される。なお、図１においては、循環ポンプ１５をヒートポンプユニット３０内に設けるものとしたが、貯湯ユニット４０内に設けてもよい。

給湯回路Ｃ３は、給水金具７、減圧弁８、給水量センサ９、貯湯タンク１０、湯水混合弁１２、給湯金具１３が水配管を介して順次直列に接続され構成されている。給水金具７は、主として水道などの給水源に接続され、給湯金具１３は、蛇口１４などの家庭内の給湯負荷に接続されている。給湯回路Ｃ３は、ユーザが湯水を使用する際に、蛇口１４から給湯をおこなうための回路である。

なお、ヒートポンプ給湯機Ｓの構成によっては、給水量センサ９や減圧弁８が設けられない場合もある。また、ヒートポンプ給湯機Ｓは、風呂の湯張りの回路や追い焚きの回路（ともに図示せず）を備えていてもよい。

また、本実施形態においては、被加熱液体である水を一旦貯湯タンク１０に取り入れた後、貯湯回路Ｃ２を介してヒートポンプユニット３０に供給する構成としたが、これに限らず、たとえば給水金具７（給水口）から給水管を経て直接ヒートポンプユニット３０に被加熱液体を供給するようにしてもよい。また、貯湯タンク１０内の湯を給湯するのではなく、貯湯タンク１０内の湯の熱を利用して水道水を加熱する熱交換器を備えた水道直圧給湯方式であってもよい。

貯湯ユニット制御部５１は、給湯などの温度調整である湯水混合弁１２の制御や、貯湯タンク１０の残湯量を検出し、貯湯タンク１０の沸き上げタイミングや沸き上げ温度を制御する。貯湯ユニット制御部５１は、給水量センサ９の検出値などを用いて家庭における給湯負荷を判定し、最もエネルギ効率のよい運転状態となるように、沸き上げ温度や沸き上げ量、沸き上げ時間などを制御する学習制御機能を有している。なお、貯湯運転における沸き上げ温度（貯湯温度）は、たとえば季節によって制御される。具体的には、たとえば外気温や給水温度が低い冬季の沸き上げ温度は、高温貯湯の規定温度（たとえば９０℃）に設定され、その他の季節（夏季や中間期）の沸き上げ温度は、通常貯湯の規定温度（たとえば６５℃）に設定される。

ヒートポンプユニット制御部５２は、ヒートポンプ冷媒回路Ｃ１の運転・停止制御や圧縮機１の回転速度制御をおこなうとともに、減圧装置４の冷媒絞り量調整など、主として冷凍サイクルの運転を制御する。これらの制御は、吐出温度センサ２２、外気温度センサ２３、出湯温度センサ２０、入水温度センサ２１などの検出値に基づいて、最適な運転状態となるようにおこなわれている。具体的には、ヒートポンプユニット制御部５２は、たとえば、周囲温度や給水温度が低く加熱負荷が大きい場合（冬期低温時）は、圧縮機１の回転速度を高回転速度（たとえば３０００〜４０００回転／分）とする。一方、加熱負荷が小さい夏期や中間期では、圧縮機１の回転速度を比較的低回転速度（たとえば１０００〜２０００回転／分）とする。

リモコン５０は、ユーザとのインターフェースとして設けられ、給湯温度の設定やエラーの表示、運転モードの変更、沸き増し運転の指示などがおこなえるようになっている。

ヒートポンプユニット３０と貯湯ユニット４０との間は、貯湯ユニット４０からヒートポンプユニット３０に向けて水を導入する入水配管（液配管）３３と、ヒートポンプユニット３０で水を沸き上げて得たお湯をヒートポンプユニット３０から貯湯ユニット４０に向けて導出する出湯配管（液配管）３４と、電源の供給および信号のやり取りを行うための通常３心のケーブルから構成される配線５３とで接続されている。なお、入水配管３３および出湯配管３４は、以下、液配管３３，３４とも称する。

ヒートポンプユニット３０は、入水配管３３との接続部に設けられるヒートポンプユニット入水側接続継手（接続継手）３１と、出湯配管３４との接続部に設けられるヒートポンプユニット出湯側接続継手（接続継手）３２とを有している。また、貯湯ユニット４０は、入水配管３３との接続部に設けられる貯湯ユニット入水側接続継手４１と、出湯配管３４との接続部に設けられる貯湯ユニット出湯側接続継手４２とを有している。なお、ヒートポンプユニット入水側接続継手３１、ヒートポンプユニット出湯側接続継手３２、貯湯ユニット入水側接続継手４１、および貯湯ユニット出湯側接続継手４２は、以下、接続継手３１，３２，４１，４２とも称する。

これらの液配管３３，３４、接続継手３１，３２，４１，４２を用いて、貯湯回路Ｃ２において湯水の循環がおこなわれる。液配管３３，３４として、たとえば９０℃の高温に耐えられる材質の配管を使用する必要があるため、銅管のほか、金属強化ポリエチレン管や、架橋ポリエチレン管などの配管が使用されている。

（ヒートポンプユニットにおける液配管の接続継手の構成）
次に、本実施形態に係るヒートポンプユニットにおける液配管の接続継手について説明するが、その前に、図２を参照して、比較例としての従来のヒートポンプユニットにおける液配管の接続継手について説明する。図２は、比較例に係るヒートポンプユニットにおける液配管の接続継手の一例を示す斜視図である。

図２に示すように、比較例に係るヒートポンプユニットにおける液配管の接続継手は、取付固定するための取付部６０から流路６４が略Ｌ字状に延びるように形成された構造を有している。この接続継手は、取付部６０から延出する基端側延出部６１と、基端側延出部６１の延出方向と直交する方向に基端側延出部６１の先端側から延出する先端側延出部６２とを有しており、先端側延出部６２の先端に、液配管と接続固定するためのねじ部６３が形成されている。従来の接続継手は、真鍮等の金属材料で製造されているため、液配管に接続して固定する際に生じる応力に耐えることができる。したがって、強度的には問題ないが、たとえば９０℃の高温での脱亜鉛腐食を防止するために高価な材料を使用していた。

本実施形態は、ヒートポンプユニット３０における液配管３３，３４の接続継手３１，３２を樹脂成形により製造し、腐食を抑えるとともに、液配管３３，３４に接続する際のねじ締めトルクにより発生する応力に耐えることができる構造としたものである。
図３は、本実施形態に係るヒートポンプユニットにおける液配管の接続継手の第１の例を示す斜視図である。以下、接続継手３１を例に挙げて説明するが、接続継手３２も接続継手３１と概ね同様の構成であるためその説明を省略する。

図３に示すように、接続継手３１は、樹脂から一体成形されて湯水が流通する流路６４が形成されている。接続継手３１に使用される樹脂としては、通常の樹脂材料であってもよいし、さらに強度を維持するためにガラス材料の混ざった樹脂（たとえばポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）ガラス繊維強化樹脂）であってもよく、特に限定されるものではない。

接続継手３１は、ヒートポンプユニット３０の筐体の外面としての側面板部３５（図１４参照）に取付固定するための取付部６０と、取付部６０から延出する基端側延出部６１と、基端側延出部６１の延出方向（図１４では右側方）とは異なる方向、ここでは基端側延出部６１の延出方向と直交する方向（図１４では後方）に基端側延出部６１の先端側から延出する先端側延出部６２と、を有している。流路６４は、基端側延出部６１および先端側延出部６２の内部を略Ｌ字状に延びるように形成されている。

また、先端側延出部６２の先端側には、液配管３３（図１参照）に接続固定するためのねじ部６３が形成されている。ねじ部６３のねじ形状は、本実施形態では管用テーパおねじ（たとえばＲ１／２）である。ヒートポンプユニット３０の接続継手３１におけるねじ部６３のねじ形状としては、一般的には、管用テーパおねじＲ１／２が採用されており、このサイズはメーカを問わず共通化されている。

図３中の符号６７は、取付部６０をヒートポンプユニット３０の側面板部３５（図１４参照）に取付固定する際にねじ部材８３（図１４参照）を挿通させるための取付孔を示す。取付孔６７は、図３においては取付部６０の左上隅と右下隅との二隅に形成されているが、四隅に形成されていてもよく、四隅のうちのいずれか三隅、あるいは右上隅と左下隅との二隅に形成されていてもよい。

そして、接続継手３１は、基端側延出部６１に対して先端側延出部６２の延出方向の側に位置する内側領域Ｒ１に設けられる内側領域補強部６５を有している。内側領域Ｒ１は、換言すれば、基端側延出部６１と先端側延出部６２とで囲まれる領域に相当する。内側領域補強部６５は、たとえば平板形状を呈しており、取付部６０と先端側延出部６２とを接続している。内側領域補強部６５は、ここでは基端側延出部６１の外側面と離間して設けられているが、基端側延出部６１の外側面と接合または接触していてもよい。

また、内側領域補強部６５は、基端側延出部６１と先端側延出部６２とを含む平面に垂直な方向に高さＨ１を有している。接続継手３１を液配管３３に接続して固定する際にねじ締めトルクが先端側延出部６２のねじ部６３にかかると、基端側延出部６１の先端近傍、すなわち基端側延出部６１と先端側延出部６２との接合部近傍に曲げモーメントがかかることになる。内側領域補強部６５は、この曲げモーメントの一部を負担して、発生応力を低減するように働くことができる。ここで、内側領域補強部６５の断面係数は、高さＨ１の２乗に比例するため、高さＨ１は接続継手３１の強度に大きく影響する。本実施形態では、高さＨ１は、接続継手３１の強度を十分確保するために、流路６４の直径Ｄｉよりも大きく設定されることが好ましく、基端側延出部６１および先端側延出部６２の外径Ｄｏよりも大きく設定されることがより好ましい。接続継手３１は、この内側領域補強部６５を有することにより、接続継手３１に液配管３３を接続する際のねじ締めトルクにより発生する応力に対して耐えうる構造を備えることができる。これにより、接続継手３１の破損を防止することが可能となる。

図４は、接続継手の第２の例を示す斜視図である。以下、第２の例に係る接続継手３１ａについて、前記した第１の例と相違する点を説明する。
図４に示すように、第２の例に係る接続継手３１ａは、基端側延出部６１に対して先端側延出部６２の延出方向と反対方向の側に位置する外側領域Ｒ２に設けられる外側領域補強部６６を有している。外側領域Ｒ２は、換言すれば、基端側延出部６１を間に挟んで、基端側延出部６１と先端側延出部６２とで囲まれる領域とは反対側の領域に相当する。外側領域補強部６６は、断面Ｌ字状の板形状を呈しており、取付部６０と先端側延出部６２とを接続している。外側領域補強部６６は、ここでは基端側延出部６１の外側面と離間して設けられているが、基端側延出部６１の外側面と接合していてもよい。

また、外側領域補強部６６は、基端側延出部６１と先端側延出部６２とを含む平面に垂直な方向に高さＨ２を有している。外側領域補強部６６もまた、内側領域補強部６５と同様に、接続継手３１ａを液配管３３に接続して固定する際の曲げモーメントの一部を負担して、発生応力を低減するように働くことができる。ここで、外側領域補強部６６の断面係数は、高さＨ２の２乗に比例するため、高さＨ２は接続継手３１ａの強度に大きく影響する。本実施形態では、高さＨ２は、接続継手３１ａの強度を十分確保するために、流路６４の直径Ｄｉよりも大きく設定されることが好ましく、基端側延出部６１および先端側延出部６２の外径Ｄｏよりも大きく設定されることがより好ましい。接続継手３１ａは、この外側領域補強部６６を有することにより、接続継手３１ａに液配管３３を接続する際のねじ締めトルクにより発生する応力に対して耐えうる構造を備えることができる。

なお、液配管３３を接続する際のねじ締めトルクにより発生する応力を低減する機能は、ねじ部６３に近い内側領域補強部６５（図３参照）の方が外側領域補強部６６よりも高いと考えられる。一方、外側領域補強部６６は、内側領域補強部６５と同等程度に次のような機能をさらに有している。すなわち、たとえばヒートポンプユニット３０を持ち上げる際に、正規の取り扱い方ではないが作業者によっては接続継手３１ａを取っ手代わりに使用して持ち上げる可能性がある。この場合、基端側延出部６１の取付部６０との接合部である根元近傍に最大曲げモーメントがかかることになり、外側領域補強部６６は、この曲げモーメントの一部を負担して、発生応力を低減するように働くことができる。したがって、接続継手３１ａを取っ手代わりに使用してヒートポンプユニット３０を持ち上げた場合、接続継手３１ａの根元部分に力が掛かることになるが、この力を外側領域補強部６６で受けることができる。これにより、接続継手３１ａの破損を防止することが可能となる。

図５は、接続継手の第３の例を示す斜視図である。以下、第３の例に係る接続継手３１ｂについて、前記した第１の例および第２の例と相違する点を説明する。
図５に示すように、第３の例に係る接続継手３１ｂは、基端側延出部６１に対して先端側延出部６２の延出方向の側に位置する内側領域Ｒ１に設けられる内側領域補強部６５と、基端側延出部６１に対して先端側延出部６２の延出方向と反対方向の側に位置する外側領域Ｒ２に設けられる外側領域補強部６６と、の両方を有している。接続継手３１ｂは、内側領域補強部６５と外側領域補強部６６との両方を有することにより、接続継手３１ｂに液配管３３を接続する際のねじ締めトルクにより発生する応力に対して、より耐えうる構造を備えることができる。

また、第３の例に係る接続継手３１ｂは、内側領域補強部６５と外側領域補強部６６との両方を有することにより、接続継手３１ｂを取っ手代わりに使用してヒートポンプユニット３０を持ち上げた場合の発生応力をより低減することができる。したがって、接続継手３１ｂの破損をより確実に防止することが可能となる。

図６は、接続継手の第４の例を示す斜視図である。以下、第４の例に係る接続継手３１ｃについて、前記した第３の例と相違する点を説明する。
図６に示すように、第４の例に係る接続継手３１ｃは、内側領域補強部６５および外側領域補強部６６に加えて、内側領域補強部６５、外側領域補強部６６、および取付部６０に垂直に設けられた水平板補強部６８を有している。水平板補強部６８は、ここでは、内側領域補強部６５と外側領域補強部６６との間を基端側延出部６１を介して繋ぐ水平方向に沿う平板形状を呈している。このような接続継手３１ｃは、さらに強度が増すため、接続継手３１ｃに液配管３３を接続する際のねじ締めトルクにより発生する応力に対して、さらに耐えうる構造を備えることができる。また、接続継手３１ｃを取っ手代わりに使用してヒートポンプユニット３０を持ち上げた場合の発生応力をさらに低減することができる。したがって、接続継手３１ｃの破損をさらに確実に防止することが可能となる。

図７は、接続継手の第５の例を示す斜視図である。以下、第５の例に係る接続継手３１ｄについて、前記した第３の例と相違する点を説明する。
図７に示すように、第５の例に係る接続継手３１ｄは、内側領域補強部６５および外側領域補強部６６に加えて、内側領域補強部６５、および外側領域補強部６６の取付部６０側の部分に垂直で、かつ取付部６０に平行に設けられた横方向リブ状補強部７１を有している。横方向リブ状補強部７１は、ここでは、内側領域補強部６５と外側領域補強部６６との間を繋ぐ鉛直方向に沿う平板形状を呈している。このような接続継手３１ｄは、さらに強度が増すため、接続継手３１ｄに液配管３３を接続する際のねじ締めトルクにより発生する応力に対して、さらに耐えうる構造を備えることができる。また、接続継手３１ｄを取っ手代わりに使用してヒートポンプユニット３０を持ち上げた場合の発生応力をさらに低減することができる。したがって、接続継手３１ｄの破損をさらに確実に防止することが可能となる。

図８は、接続継手の第６の例を示す斜視図である。以下、第６の例に係る接続継手３１ｅについて、前記した第３の例と相違する点を説明する。
図８に示すように、第６の例に係る接続継手３１ｅは、内側領域補強部６５および外側領域補強部６６に加えて、取付部６０に垂直で、かつ内側領域補強部６５、および外側領域補強部６６の取付部６０側の部分に平行に設けられた縦方向リブ状補強部７２を有している。縦方向リブ状補強部７２は、ここでは、内側領域補強部６５と外側領域補強部６６との間において取付部６０から垂直に延びる鉛直方向に沿う平板形状を呈している。このような接続継手３１ｅは、さらに強度が増すため、接続継手３１ｅに液配管３３を接続する際のねじ締めトルクにより発生する応力に対して、さらに耐えうる構造を備えることができる。また、接続継手３１ｅを取っ手代わりに使用してヒートポンプユニット３０を持ち上げた場合の発生応力をさらに低減することができる。したがって、接続継手３１ｅの破損をさらに確実に防止することが可能となる。

図９は、接続継手の第７の例を示す図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は正面図、（ｃ）は底面図を示す。図１０は、接続継手の第７の例を示す図であり、（ａ）は左側面図、（ｂ）は右側面図を示す。図１１は、図９（ｂ）のＡ−Ａ線の沿う断面図である。図１２および図１３は、種々の方向から見た第７の例に係る接続継手を示す斜視図である。以下、第７の例に係る接続継手３１ｆについて、前記した第３の例と相違する点を説明する。

図９〜図１３に示すように、第７の例に係る接続継手３１ｆは、内側領域補強部６５および外側領域補強部６６に加えて、水平板補強部６８（図６、図９（ａ），（ｃ）参照）、横方向リブ状補強部７１（図７、図９（ａ），（ｃ）等参照）、および縦方向リブ状補強部７２（図８、図９（ａ），（ｃ）等参照）を有している。また、第７の例に係る接続継手３１ｆでは、横方向リブ状補強部７１および縦方向リブ状補強部７２は、複数設けられている。すなわち、接続継手３１ｆは、基端側延出部６１（図１１参照）、先端側延出部６２（図１１参照）、内側領域補強部６５、外側領域補強部６６、水平板補強部６８、横方向リブ状補強部７１、および縦方向リブ状補強部７２が一体的に形成されたブロック構造体７０を備えている。ただし、横方向リブ状補強部７１および縦方向リブ状補強部７２の設置数は、１以上の任意の数に設定可能である。

接続継手３１ｆは、樹脂から一体成形されて湯水が流通する流路６４（図１１等参照）が形成されている。流路６４は、ブロック構造体７０における基端側延出部６１および先端側延出部６２の内部を略Ｌ字状に延びるように形成されている。接続継手３１ｆは、取付部６０から延びる部分を略四角柱形状を呈するブロック構造体７０として、樹脂一体成形の接続継手を形成したものである。

ブロック構造体７０には、内側領域補強部６５、外側領域補強部６６、横方向リブ状補強部７１、および縦方向リブ状補強部７２によって区画された空洞７５（図１２（ａ）等参照）が形成されている。これにより、接続継手３１ｆは、樹脂材料および質量を削減しながら、必要な強度を保持することができる。ただし、ブロック構造体７０は、空洞７５が樹脂で充填されるように形成されてもよい。

図９中の符号６９は、取付部６０をヒートポンプユニット３０の側面板部３５（図１４参照）に取付固定する際にねじ部材８３（図１４参照）を挿通させるための取付部を示す。取付部６９は、ここではＵ字状の切欠きであるが、これに限定されるものではなく、円孔であってもよい。また、取付部６９は、図９においては取付部６０の左上隅、右上隅、および左下隅との三隅に形成されているが、四隅に形成されていてもよく、四隅のうちのいずれか三隅、あるいは対角線上の二隅に形成されていてもよい。また、図９（ａ）中の符号７７は、水冷媒熱交換器２に向かう配管が接続される接続口を示す。

このような第７の例に係る接続継手３１ｆは、さらに一層強度が増すため、接続継手３１ｆに液配管３３を接続する際のねじ締めトルクにより発生する応力に対して、さらに耐えうる構造を備えることができる。また、接続継手３１ｆを取っ手代わりに使用してヒートポンプユニット３０を持ち上げた場合の発生応力をさらに低減することができる。したがって、接続継手３１ｆの破損をさらに確実に防止することが可能となる。

また、第７の例に係る接続継手３１ｆでは、取付部６０から基端側延出部６１（図１１参照）の延出方向に最も離れた先端側延出部６２（図１１参照）の部位に、先端側延出部６２の延出方向に沿って稜線７４が形成されている。この稜線７４は、ブロック構造体７０の取付部６０と反対側に形成された隣接する二つの平面７９，８０（図１０参照）の境界線である。平面７９と平面８０との間の挟角はたとえば約１２０度である。

このような構成によれば、接続継手３１ｆに液配管３３を接続する際には、接続継手３１ｆの稜線７４近傍を工具（スパナ）８２（図１５参照）の開放された口部の奥近くまで入れて、接続継手３１ｆを工具８２で確実に保持することができる。これにより、接続継手３１ｆに液配管３３を接続する際のねじ締めトルクを工具８２で確実に受けて分散させることができ、接続継手３１ｆの破損の防止につながる。

また、第７の例に係る接続継手３１ｆでは、取付部６０がヒートポンプユニット３０の側面板部３５（図１４参照）に取付固定されたときの基端側延出部６１または先端側延出部６２（図１１参照）の下側に、平面部８４（図９（ｂ）、図１３（ｂ）参照）が形成されている。そして、この平面部８４に、被加熱液体である水を排出可能な水抜き栓（液抜き栓）８１（図１４参照）を取り付けるための水抜き栓取付部（液抜き栓取付部）７６（図９（ｂ）、図１３（ｂ）参照）が設けられている。なお、図１１中の符号７８は、水抜き孔を示す。

このような構成によれば、水抜き栓８１を取り付けるための部分を、他の部位に形成する必要がなく、平面部８４を有効活用して、樹脂成形により容易に構成することができる。したがって、さらにコスト低減を図ることができる。

図１４は、接続継手の設置状態の一例を示す斜視図である。図１４に示すように、接続継手３１ｆは、ヒートポンプユニット３０の側面板部３５にねじ部材８３により取付固定されている。また、接続継手３１ｆの下側位置に水抜き栓８１を取付ける構造としたため、水抜き栓８１をコンパクトで見栄えよくヒートポンプユニット３０に取り付けることが可能となる。

なお、貯湯ユニット４０における液配管３３，３４の接続継手４１，４２は、一般的には、取付固定するための取付部から流路が真直ぐに延びるように形成された構造を有しており、接続継手４１，４２の材料としては樹脂であっても金属であっても構わない。ただし、接続継手４１，４２を、本実施形態に係る接続継手３１（３１ａ〜３１ｆ）と同様な形状（構造）および材料で形成した構成を採用することも可能である。

次に、本実施形態に係るヒートポンプユニットにおける液配管の接続継手の作用について説明する。ここでは、第７の例に係る接続継手３１ｆを使用する場合を例に挙げて説明する。

図１５は、接続継手に液配管を接続する様子を示す斜視図である。
図１５に示すように、接続継手３１ｆに液配管３３を接続する際には、スパナ等の工具８２を用いて、ねじの締め付けをおこなう。このとき、接続継手３１ｆの稜線７４近傍を工具８２の口部に挿入して保持する。なお、図１５では、工具８２としてモンキースパナの例を示しているが、通常のスパナ等の他の工具であってもよい。

一方、液配管３３の端部に設けられた接続部３６に回転自在に係合されているナット部３７を、接続継手３１ｆのねじ部６３に螺合させる。そして、もう一つの工具８２でナット部３７を回転させることによりねじ締めする。

ここで、接続継手３１ｆの取付部６０と反対側に稜線７４が形成された構造になっているため、接続継手３１ｆの稜線７４近傍を工具８２の口部の奥近くまで入れて接続継手３１ｆを工具８２で保持することができ、確実な締付けが可能となる。こうしてナット部３７をねじ部６３にねじ込むことにより、接続継手３１ｆと液配管３３とが接続される。

前記したように、本実施形態に係る接続継手は、樹脂から一体成形されるとともに、内側領域補強部６５および外側領域補強部６６の少なくともいずれかを有している。このような本実施形態によれば、接続継手に液配管３３を接続する際のねじ締めトルクにより発生する応力に対して、十分耐えることができる。また、仮に接続継手を取っ手代わりに使用してヒートポンプユニット３０を持ち上げた場合であっても、発生応力を十分低減することができる。したがって、接続継手を樹脂成形により製造しつつ、接続継手の破損を防止することが可能となる。
すなわち、十分な強度を有するとともに、安価で、耐腐食に関する信頼性をも有する液配管の接続継手を備えるヒートポンプ給湯機Ｓを提供することができる。

以上、本発明について実施形態に基づいて説明したが、本発明は前記した実施形態に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。たとえば、前記した実施形態は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある例の構成の一部を他の例の構成に置き換えることが可能であり、また、ある例の構成に他の例の構成を加えることも可能である。また、各例の構成の一部について、他の例の追加・削除・置換をすることが可能である。

たとえば、接続継手のねじ部６３のねじ形状は、前記した実施形態のような管用テーパおねじ（たとえばＲ１／２）が一般的であるが、これを管用平行おねじ（たとえばＧ１／２）としてもよい。このようにすれば、樹脂製の接続継手の破損防止の観点から有効である。すなわち、樹脂製の接続継手の破損の原因には、スパナ等の工具８２によるねじ締付け時のトルクによる破損のほか、管用ねじのねじ山の破損もある。ねじ山の破損は、おねじとめねじとがきちんと螺合（嵌合）していない状態でねじの締付けを行うために生じる。その主たる原因は、管用テーパねじによる接続の場合にはねじ部にシールテープ（図示せず）を巻き付けてからねじ締めをおこなうため、おねじとめねじとの嵌合が不充分であっても締付けを行ってしまい、ねじ山を破損するというものである。そのため、接続継手のねじ部６３を、シールテープを使用しない管用の平行おねじとし、パッキン（図示せず）を軸方向に挟み込むようにして接続継手と液配管とを接続する方法を採用することにより、管用ねじのねじ山の破損の防止をも図ることができる。これは特に樹脂製の接続継手に有効である。

また、配管材である金属強化ポリエチレン管や架橋ポリエチレン管の接続部には、管用平行ねじ（たとえばＧ１／２）が一般的に採用されている。このため、パッキンを介した接続が近年では主流となっている。これは、パッキンを用いた接続のほうが作業としても容易であり、接続継手から液配管を取り外しても再度接続が可能だからである。一方、シールテープを用いた作業では、接続継手から液配管を一度取り外した場合、再度シールテープをねじ部に巻きつける必要があり、作業が煩雑となるとともに、シールテープのかす（端切れ）が流路に流れ出して、フィルタ（図示せず）に詰まったり、給湯湯水に混じって流れ出したりすることのないように、作業者に注意が必要となる。

なお、接続継手のねじ部６３が前記実施形態のような管用テーパおねじであっても、パッキンを使用した管用平行めねじとの接続は可能である。したがって、ねじ部６３のねじ形状を前記実施形態のような管用テーパおねじから変更せずとも、パッキンを使用した管用平行めねじとの接続を積極的にアピールしてもよい。このアピールは、パッキンを使用した管用平行めねじとの接続を勧める旨を、取扱説明書や工事（据付）説明書に積極的に記載したり、接続継手の設置場所付近に張り紙をして注意喚起したり、あるいは据付講習会等において教育を施したりしておこなうことができる。

また、前記実施形態では、ヒートポンプユニット３０の接続継手３１，３２の両方が共に樹脂製である例（第１〜第７の例）を挙げて説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、接続継手３１，３２のいずれか一方のみに適用される場合を含む。

また、本発明の「被加熱液体」として、給水源から給水配管を介して供給される水道水を例示して説明したが、本発明はこの例に限定されない。本発明の「被加熱液体」としては、例えば、井戸水を採用してもよい。また、水以外にも、潜熱蓄熱材入りの液体、ブライン、不凍液などを、本発明の「被加熱液体」として採用してもよい。すなわち、ヒートポンプ給湯機の用語は、本発明では、被加熱液体として水以外の液体を用いる場合を含む概念として使用している。

３０ ヒートポンプユニット（ヒートポンプ部）
３１，３１ａ〜３１ｆ 接続継手
３２ 接続継手
３３ 入水配管（液配管）
３４ 出湯配管（液配管）
４０ 貯湯ユニット（タンク部）
６０ 取付部
６１ 基端側延出部
６２ 先端側延出部
６３ ねじ部
６４ 流路
６５ 内側領域補強部
６６ 外側領域補強部
７４ 稜線
７６ 水抜き栓取付部（液抜き栓取付部）
８１ 水抜き栓（液抜き栓）
８２ 工具
８４ 平面部
Ｒ１ 内側領域
Ｒ２ 外側領域
Ｓ ヒートポンプ給湯機

Claims (5)

1. 加熱前後の被加熱液体が貯蔵されるタンク部と、
   冷凍サイクルによって前記被加熱液体を加熱するヒートポンプ部と、
   を備え、
   前記ヒートポンプ部は、前記タンク部と前記ヒートポンプ部との間で前記被加熱液体を流通させる液配管との接続部に設けられる接続継手を有し、
   前記接続継手は、樹脂から一体成形されて前記被加熱液体が流通する流路が形成されているとともに、取付固定するための取付部と、前記取付部から延出する基端側延出部と、前記基端側延出部の延出方向とは異なる方向に前記基端側延出部の先端側から延出する先端側延出部と、前記基端側延出部に対して前記先端側延出部の延出方向の側に位置する内側領域に設けられ、前記取付部と前記先端側延出部とを接続する内側領域補強部と、を有し、
   前記取付部から前記基端側延出部の延出方向に最も離れた前記先端側延出部の部位に、前記先端側延出部の延出方向に沿って稜線が形成されている
   ことを特徴とするヒートポンプ給湯機。
2. 加熱前後の被加熱液体が貯蔵されるタンク部と、
   冷凍サイクルによって前記被加熱液体を加熱するヒートポンプ部と、
   を備え、
   前記ヒートポンプ部は、前記タンク部と前記ヒートポンプ部との間で前記被加熱液体を流通させる液配管との接続部に設けられる接続継手を有し、
   前記接続継手は、樹脂から一体成形されて前記被加熱液体が流通する流路が形成されているとともに、取付固定するための取付部と、前記取付部から延出する基端側延出部と、前記基端側延出部の延出方向とは異なる方向に前記基端側延出部の先端側から延出する先端側延出部と、前記基端側延出部に対して前記先端側延出部の延出方向と反対方向の側に位置する外側領域に設けられ、前記取付部と前記先端側延出部とを接続する外側領域補強部と、を有し、
   前記取付部から前記基端側延出部の延出方向に最も離れた前記先端側延出部の部位に、前記先端側延出部の延出方向に沿って稜線が形成されている
   ことを特徴とするヒートポンプ給湯機。
3. 前記取付部が取付固定されたときの前記基端側延出部または前記先端側延出部の下側に平面部が形成されており、
   前記平面部に、前記被加熱液体を排出可能な液抜き栓を取り付けるための液抜き栓取付部が設けられている
   ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載のヒートポンプ給湯機。
4. 加熱前後の被加熱液体が貯蔵されるタンク部と、
   冷凍サイクルによって前記被加熱液体を加熱するヒートポンプ部と、
   を備え、
   前記ヒートポンプ部は、前記タンク部と前記ヒートポンプ部との間で前記被加熱液体を流通させる液配管との接続部に設けられる接続継手を有し、
   前記接続継手は、樹脂から一体成形されて前記被加熱液体が流通する流路が形成されているとともに、取付固定するための取付部と、前記取付部から延出する基端側延出部と、前記基端側延出部の延出方向とは異なる方向に前記基端側延出部の先端側から延出する先端側延出部と、前記基端側延出部に対して前記先端側延出部の延出方向の側に位置する内側領域に設けられ、前記取付部と前記先端側延出部とを接続する内側領域補強部と、を有し、
   前記取付部が取付固定されたときの前記基端側延出部または前記先端側延出部の下側に平面部が形成されており、
   前記平面部に、前記被加熱液体を排出可能な液抜き栓を取り付けるための液抜き栓取付部が設けられている
   ことを特徴とするヒートポンプ給湯機。
5. 加熱前後の被加熱液体が貯蔵されるタンク部と、
   冷凍サイクルによって前記被加熱液体を加熱するヒートポンプ部と、
   を備え、
   前記ヒートポンプ部は、前記タンク部と前記ヒートポンプ部との間で前記被加熱液体を流通させる液配管との接続部に設けられる接続継手を有し、
   前記接続継手は、樹脂から一体成形されて前記被加熱液体が流通する流路が形成されているとともに、取付固定するための取付部と、前記取付部から延出する基端側延出部と、前記基端側延出部の延出方向とは異なる方向に前記基端側延出部の先端側から延出する先端側延出部と、前記基端側延出部に対して前記先端側延出部の延出方向と反対方向の側に位置する外側領域に設けられ、前記取付部と前記先端側延出部とを接続する外側領域補強部と、を有し、
   前記取付部が取付固定されたときの前記基端側延出部または前記先端側延出部の下側に平面部が形成されており、
   前記平面部に、前記被加熱液体を排出可能な液抜き栓を取り付けるための液抜き栓取付部が設けられている
   ことを特徴とするヒートポンプ給湯機。

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