JP6504646B2 - 貯湯槽内部構造 - Google Patents
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Description
そのために、特許文献1(特開2004−361073号公報)に開示されているように貯湯槽の内部に一定の構造物を設置して高温湯と原水の低温湯との間に境界層を形成している。
しかも、残存した貯湯槽は、従来型であり前記特許文献1に記載のような構造を有していないため、高低温湯の境界層が不明瞭となり、出湯温度にむらを生起しやすくなる欠点を有していた。
このため、ユーザーは前記ボイラーと共に前記特許文献1に記載のような構造を有するような構造を有する貯湯槽とを同時に買い替える必要が生じていた。
従って、貯湯槽内のほとんどの領域を湯にすることができ、従来と同じ容積の貯湯槽で有効温度の湯水をより多量に貯蔵することができる。
また、整流パイプとして既存の部材を使用することができ、例えば、空調用ダクトを構成するステンレスパイプ等を使用することにより貯湯槽に要する部品コストを低減し得る効果を有する。
従って、貯湯槽内で撹拌・対流を生じることが可及的に防止され、注入された湯は貯湯槽の天井から底部へ、順次積層される態様で、即ち、原水との界面を保った状態で貯えられて行く。
従って、復路循環口の整流ケースの場合と同様に、貯湯槽内で撹拌・対流を生じることが可及的に防止され、内部に供給された原水は、槽本体の底部に留まり、湯と原水との界面が乱れることなく保たれる。
従って、貯湯槽に要する部品コストを低減し得ると共に、より狭い設置スペースに設置することができる。
同様に、貯湯槽内に配置した給水口の整流ケース内の流路の断面面積は、給水口の断面面積より大きく、給水口から供給される原水は、整流ケース内に流入するとその流速が低減され、緩やかな流れとなって貯湯槽内の底部へ導かれる。
このように、湯及び原水は、整流ケースの内面にそれぞれ案内されて、その向きを変えられて槽本体内の天井及び底部へ導かれるため、これによっても流速が低減され、より減速された湯及び原水が槽本体内の天井及び底部へ導かれる。
また、往路循環口の断面面積を整流ケースの流路の断面面積より小さくしておくことによって、槽本体内から緩やかに取水することができ、槽本体内からの取水が槽本体内に与える撹拌の影響を可及的に低減することができる。
これによって、槽本体内に返送された湯水は、復路循環口から注入される湯と混合して温度差が低減された後、槽本体内の天井へ緩やかに導かれるため、返湯が槽本体内に与える撹拌・対流の影響が可及的に低減される。
図1は、本発明の貯湯槽内部構造を有する貯湯槽1及びこれに付帯する周辺機器や各種パイプの組合せよりなる全体説明図を示す。
減圧型等の熱交換機器40の入水口に連結してある。
この取水管53の中途位置には、貯湯槽1内の貯蔵水を熱交換機器40へ給送するポンプ41が介装してある。
また、熱交換機器40には、加熱昇温した湯水を出水する出水口が設けてあり、該出水口には、前記貯湯槽1へ湯水を注入する注湯管54の一端が連結してある。
注湯管54の他端は、貯湯槽1の槽本体10aであって槽本体天井10b近傍の位置の往路循環口に連結してあり、また、注湯管54の中途には自動空気抜き弁61が介装してある。
これによって、貯湯槽1内の貯蔵水を加熱・昇温する循環路が形成されている。
この給湯管51には、蛇口・シャワーヘッド等に連通する複数の枝管が連結してあり、給湯管51内を通流する湯水は各枝管へ供給される。
蛇口・シャワーヘッド等及び前述した枝管が連結する各連結部には、前述した給水管50に連通する枝管も接続してあり、各連結部内で湯水と原水とを混合することによって、所要の温度の湯水を使用し得るようにしてある。
この返湯管52の中途には返湯用ポンプが介装してあり、返湯管52内の湯水は返湯用ポンプによって貯湯槽1内へ還流される。
このように、貯湯槽1内の湯水が給湯管51及び返湯管52によって循環されているため、前述した枝管へ適宜温度の湯水を供給することができる。
そして、貯湯槽1内の湯温上昇による膨張によって溢れた湯水は、膨張管56を通って膨張タンク60内に一時的に貯えられるようになっている。また、膨張管56の中途には逃し弁62が介装してあり、該逃し弁62は、貯湯槽1内が規定圧力になったとき作動して、内部圧力を逃がすようになっている。
一方、図3に示すように、貯湯槽1の底部10c側の内壁面には、貯蔵水の温度を検出する温度センサ30が取り付けられており、温度センサ30で検出した温度に基づいて熱交換機器40を作動して温度調節するように構成している。
なお、上下方向(例えば貯湯槽1の底部10c側及び上部10b側)に複数箇所温度センサ30を取り付けることができれば、任意のセンサの位置で貯湯することが可能となる。
図3は、本発明の実施例1における貯湯槽の断面説明図である。
貯湯槽1は、図2及び図3に示すように、その槽周壁Sに出湯口2と給水口3と返湯口6と往路循環口4と復路循環口5を配設している。
出湯口2は、図2に示すように、浴槽やカラン等の温水利用機器に対して給湯を行うために槽周壁上部に配設している。
給水口3は、原水の低温湯を送水するために槽周壁下部に配設している。
返湯口6は、温水利用機器における残温水を槽本体10aに戻すために槽周壁上部(又は槽周壁中間部)に配設している。
往路循環口4と復路循環口5は、槽本体10a内部下層に沈降した原水を含む低温湯を槽本体10a外に設置した熱交換機器40に返流して加熱し、昇温して槽本体10a内部上層へ貯湯し循環するように槽周壁上部と槽周壁下部にそれぞれ配設している。
図4は、本発明の実施例1における貯湯槽の一部断面説明図である。
給水口3と返湯口6と往復路循環口4,5は、図4に示すように、槽周壁S内側面に開口すると共に、各配管口3〜6の開口部は、上下開放した断面コ字状の整流ケース11〜14により被覆されている。
このうち、配管口整流ケース11は、図5(a)に示すように、装着する個所に対応して、槽周壁Sの内側面に取り付けるための略L字状のブラケット15をコ字状の両側面に突設した構造を有する。
また、両側板の上端位置に整流ケース12、14への上下連結用の取付孔18aを穿設した構造を有する。
さらに、配管口整流ケース11の上方開口又は下方開口には、各配管口3〜6に流入する水や湯が抜けないよう折曲成形した蓋部21を配設している。
また、背板部には前記鏡板部整流ケース14の切欠部16を差し込む差込孔19が穿設されている。
また、両側板の下端位置に整流ケースの上下連結用の取付孔18cを穿設した構造を有する。
本実施例では、図6に示すように、上記した配管口3〜6を被覆する縦型の配管口整流ケース11のうち、返湯口6を被覆した配管口整流ケース11とその上方の槽本体天井10b近傍位置に装着した上部整流ケース13との間には、図5(b)に示す断面コ字状の上下方開放の連結ケースとしての返湯部整流ケース12を介在しており、これらの整流ケース11〜13は、上端を伸延して槽本体天井10b近傍の鏡板部整流ケース14に連結した構成となるようにしている。
また、前記配管口整流ケース11より所定間隔を有して同型の図5(c)に示す上部整流ケース13を略L字状のブラケット15に固定用ネジ(図示せず)でネジ止めして槽周壁S内側面に固設する。
次に、上下の配管口整流ケース11と上部整流ケース13との間に図5(b)に示す返湯部整流ケース12を連設し、両側板に設けたネジ孔18a,18bに取付用ネジ17bを通して固定する。
さらに、上部整流ケース13の背板上側に穿設した差込孔19に、図5(d)に示す鏡板部整流ケース14に設けた切欠部16を差込み、両側板の取付孔18a,18cに取付用ネジ17bを通して固定する。
そして、鏡板部整流ケース14を、槽本体天井10bを湾曲状に形成した鏡板部Kに対応するように所定角度で斜めに連設する。
このようにして、返湯口6を被覆する整流ケース11〜14の組立てを完成させることにより、既存の貯湯槽に対して性能を向上させて改変することができる。
これによって、復路循環口5から吐出される湯水の流速、及び返湯口6から吐出される返湯水の流速が共に低下して、整流ケース11〜14の開口から出湯口2へ向かって高い温度の湯水が緩やかに流出されるため、貯湯槽1内で対流・撹拌を生じることが可及的に防止され、流出された湯水は貯湯槽1の槽本体天井10bから底部10cへ、順次積層される態様で、即ち、より低温の貯蔵水との界面を保った状態で貯えられて行く。
このとき、前同様、給水口3の整流ケース11〜14の口径は、当該整流ケース11〜14の単位時間当りの通流量が、給水口3又は往路循環口4の単位時間当りの通流量の1/4〜1/10程度になるようにしてある。
これによって、貯蔵水が給水口3の整流ケース11〜14内へ緩やかに流入するため、取水による貯蔵水の対流の発生が可及的に抑制され、相対的に高温の貯蔵水と相対的に低温の貯蔵水との界面を保った状態で、相対的に低温の貯蔵水を採取することができる。
また、給水口3から供給される原水の温度と、貯湯槽1内の底部10c近傍の貯蔵水の温度との間には差があるが、両者は槽本体10aの下部内で混合されることによって温度差が低減されるため、温度差による貯蔵水の対流を抑制することができる。
そして、貯湯槽1内の給水口3の開口端位置に、高湯水温領域Rhと水温領域との界面が形成される。
このように、本発明に係る貯湯槽1にあっては、貯湯槽1内のほとんどの領域を高湯水温領域Rhにすることができ、従来と同じ容積の貯湯槽1で有効温度の湯水をより多量に貯蔵することができる。
しかし、これらの間、高湯水温領域Rhと水温領域Rwとの界面が略保たれた状態で、高湯水温領域Rhが減少するため、有効温度の湯水が供給され続ける。
そして、図7(e)に示した如く、貯湯槽1内のほとんどの領域が水温領域Rwとなって、高湯水温領域Rhが消失するまで、有効温度の湯水が供給される。
そして、板状の鏡板部整流プレート14aを他の整流ケース11〜13に連設することにより、返湯口6から注入される湯を貯湯槽1の天井部10bに流通させることができる。
また、板状の鏡板部整流プレート14aは、フレキシブルな素材で形成することで、湾曲状に形成した鏡板部Kに沿って湾曲状に構成することができる。
従って、前記返湯口6から注入される湯は、上側鏡板部整流プレート14aの形状に従って天井にスムーズに流すことができ、しかも、実施例1に比べて整流部材の構造を簡単化し、取付性も容易にすることができる。
すなわち、給水口3と往路循環口4を被覆した配管口整流ケース11a(上方及び下方に蓋部21を有するもの)に整流パイプ22の基端をそれぞれ連通し、各整流パイプ22の先端は、基端側より下方に位置させた状態にして貯湯槽1の底部10cを貫通させた支持脚部23に担持させている。
整流パイプ22として、例えば余った空調用のステンレスダクトを使用する。
このように構成することにより、特開2004−361073号公報に記載の貯湯槽の下部構造に類似する形態とすることができる。
すなわち、給水口3から供給された水を攪拌や対流を可及的に少なくして槽本体の下部に供給でき、また、槽本体の下部にある水を攪拌や対流を可及的に少なくして往路循環口4を通して熱交換機器40に供給することができる。
なお、槽本体天井10bでは、上記実施例1と同じ構造にする。
従って、本実施例では、既存の部品を用いることにより、貯湯槽1に要する部品コストを低減し得る効果を有する。
従って、高低温湯の境界層が明瞭となり、出湯温度にむらを生起しにくい構造を有する。
しかも、整流ケース11〜14は、板金加工で簡単に作製することができる構造を有しており、貯湯槽への取付及び組立も容易な構造を有するものである。
これにより、例えば熱交換機器40(ボイラー)の買い替え時においても、貯湯槽は既存のものをそのまま使用することができ、しかも、性能を向上させた状態で使用継続が可能である。
更には、熱源(ボイラー)取替時にボイラー以外の給湯器やエコキュート(ヒートポンプ給湯器)やそれぞれとのハイブリッド給湯システムへの変更が可能となり、給湯システムの選択肢が増える。
2 出湯口
3 給水口
4 往路循環口
5 復路循環口
6 返湯口
40 熱交換機器
S 槽周壁
10a 槽本体
10b 槽本体天井
11〜14 整流ケース
22 整流パイプ
23 支持脚部
Claims (4)
- 各種の温水利用に対しては給湯を行うために槽周壁上部に配設した出湯口と、
原水の低温湯を送水するために槽周壁下部に配設した給水口と、
各種の温水利用後の残温水を槽本体に戻すために槽周壁上部に配設した返湯口と、
槽本体内部下層に沈降した低温湯を槽本体外の熱交換機器に還流して加熱し昇温して槽本体の内部上層へ貯湯して循環するように槽周壁上部に配設した復路循環口及び槽周壁下部に配設した往路循環口とより構成してなる貯湯槽において、
槽周壁に配設した給水口、返湯口、往路循環口及び復路循環口の槽周壁内側面の開口部を上下開放した断面略コ字状又は断面略U字状の縦型の配管口整流ケースで被覆するとともに、給水口の前記開口部に配設される配管口整流ケースの上端、返湯口の前記開口部に配設される配管口整流ケースの下端、往路循環口の前記開口部に配設される配管口整流ケースの上端及び復路循環口の前記開口部に配設される配管口整流ケースの下端には、前記開口部から流入又は流出する湯水の流れを規制する折曲成形した蓋部が設けられていることを特徴とする貯湯槽内部構造。 - 各種の温水利用に対しては給湯を行うために槽周壁上部に配設した出湯口と、
原水の低温湯を送水するために槽周壁下部に配設した給水口と、
各種の温水利用後の残温水を槽本体に戻すために槽周壁上部に配設した返湯口と、
槽本体内部下層に沈降した低温湯を槽本体外の熱交換機器に還流して加熱し昇温して槽本体の内部上層へ貯湯して循環するように槽周壁上部に配設した復路循環口及び槽周壁下部に配設した往路循環口とより構成してなる貯湯槽において、
槽周壁に配設した給水口、返湯口、往路循環口及び復路循環口のいずれかの槽周壁内側面の開口部を上下開放した断面略コ字状又は断面略U字状の縦型の配管口整流ケースで被覆するとともに、給水口、返湯口、往路循環口及び復路循環口のいずれかの前記開口部に配設される配管口整流ケースの上下開放の一端には、前記開口部から流入又は流出する湯水の流れを規制する折曲成形した蓋部が設けられており、
返湯口を被覆した配管口整流ケースの上方開口部には槽本体天井を湾曲状に形成した鏡板部に対応するように鏡板部整流ケースを連設したことを特徴とする貯湯槽内部構造。 - 返湯口を被覆した配管口整流ケースの上方開口部に、槽本体天井を湾曲状に形成した鏡板部に対応するように連設した鏡板部整流ケースの代わりに板状の鏡板部整流プレートを連設したことを特徴とする請求項2に記載の貯湯槽内部構造。
- 各種の温水利用に対しては給湯を行うために槽周壁上部に配設した出湯口と、
原水の低温湯を送水するために槽周壁下部に配設した給水口と、
各種の温水利用後の残温水を槽本体に戻すために槽周壁上部に配設した返湯口と、
槽本体内部下層に沈降した低温湯を槽本体外の熱交換機器に還流して加熱し昇温して槽本体の内部上層へ貯湯して循環するように槽周壁上部に配設した復路循環口及び槽周壁下部に配設した往路循環口とより構成してなる貯湯槽において、
槽周壁に配設した給水口、返湯口、往路循環口及び復路循環口のいずれかの槽周壁内側面の開口部を上下開放した断面略コ字状又は断面略U字状の縦型の配管口整流ケースで被覆するとともに、給水口、返湯口、往路循環口及び復路循環口のいずれかの前記開口部に配設される配管口整流ケースの上下開放の一端には、前記開口部から流入又は流出する湯水の流れを規制する折曲成形した蓋部が設けられており、
給水口を被覆した配管口整流ケースと往路循環口を被覆した配管口整流ケースとに整流パイプをそれぞれ連通し、各整流パイプの先端は、基端より下方に位置させた状態で槽本体の底部を貫通させた支持脚部に担持させたことを特徴とする貯湯槽内部構造。
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