JP6578149B2 - Heat pump type water heater - Google Patents
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Description
本発明はヒートポンプ式給湯装置に係り、特に給湯熱交換器や貯湯容器等の温水源の出湯配管に設けられる温度緩衝容器を備えたヒートポンプ式給湯装置に関するものである。 The present invention relates to a heat pump type hot water supply apparatus, and more particularly to a heat pump type hot water supply apparatus provided with a temperature buffer container provided in a hot water supply pipe of a hot water source such as a hot water supply heat exchanger or a hot water storage container.
冷凍サイクルを用いたヒートポンプ式給湯装置においては、貯湯容器に蓄えられる高温水を熱媒体として、被熱交換媒体となる水道水を加熱し、水道水が加熱されて生成される温水を利用者に給湯する給湯機能付のヒートポンプ式給湯装置が知られている。このようなヒートポンプ式給湯装置は、水道水と高温水が熱交換して水道水を加熱する給湯熱交換器を有し、高温水はポンプによって給湯熱交換器の高温管を流通するように構成されている。 In a heat pump hot water supply apparatus using a refrigeration cycle, hot water stored in a hot water storage container is used as a heat medium, tap water serving as a heat exchange medium is heated, and hot water generated by heating the tap water is provided to the user. A heat pump type hot water supply device with a hot water supply function for supplying hot water is known. Such a heat pump type hot water supply apparatus has a hot water supply heat exchanger that heats tap water by exchanging heat between tap water and high temperature water, and the high temperature water is configured to flow through the high temperature pipe of the hot water supply heat exchanger by the pump. Has been.
給湯熱交換器を有するヒートポンプ式給湯装置は、例えば、特開2014-105978号公報(特許文献1)に記載されている。ところで、このようなヒートポンプ式給湯装置においては、蛇口栓やシャワー栓を開栓した時に短い時間であるが、高温の温水が供給される現象がある。したがって、利用者はこの高温の温水に直接的に晒されて好ましくないものである。また、給湯熱交換器からではなく、貯湯容器から蛇口栓やシャワー栓に温水を供給する方式でも同様の現象が生じるものである。 A heat pump type hot water supply apparatus having a hot water supply heat exchanger is described in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2014-105978 (Patent Document 1). By the way, in such a heat pump type hot water supply apparatus, there is a phenomenon in which high-temperature hot water is supplied for a short time when the faucet plug or shower plug is opened. Therefore, the user is not preferable because the user is directly exposed to the hot water. Further, the same phenomenon occurs even in a system in which hot water is supplied from a hot water storage container to a faucet plug or shower plug instead of from a hot water supply heat exchanger.
このため、給湯熱交換器や貯湯容器等の温水源の出湯配管の途中に温水を冷却する温度緩衝容器(アキュムレータとも呼ばれている)を配置し、利用者が蛇口栓やシャワー栓を開栓した時に熱い温水が供給されるのを抑制するようにしている。 For this reason, a temperature buffering container (also called accumulator) that cools the hot water is placed in the middle of the hot water outlet piping of the hot water source such as a hot water supply heat exchanger or hot water storage container, and the user opens the faucet plug or shower plug. The hot hot water is prevented from being supplied at the time.
ところで、給湯熱交換器や貯湯容器の出湯配管の途中に設けられた、従来の温水を冷却する温度緩衝容器は、側周面に小孔を形成した小径の筒状の流入管を大径の混合管に挿入して固定し、更に混合管に出口端部を挿入、固定した構造となっている。そして、流入管は給湯熱交換器や貯湯容器の温水源に流体的に接続され、出口端部は蛇口栓やシャワー栓に流体的に接続されている。尚、蛇口栓やシャワー栓には水道水が供給され、使用に適した温度に調温されるようになっている。 By the way, a conventional temperature buffering container for cooling hot water provided in the middle of a hot water supply heat exchanger or a hot water outlet pipe has a small-diameter cylindrical inflow pipe with a small hole formed on the side peripheral surface. The structure is such that it is inserted and fixed in the mixing tube, and the outlet end is inserted and fixed in the mixing tube. The inlet pipe is fluidly connected to a hot water source of a hot water supply heat exchanger or a hot water storage container, and the outlet end is fluidly connected to a faucet plug or a shower plug. In addition, tap water is supplied to the faucet plug and the shower plug, and the temperature is adjusted to a temperature suitable for use.
そして、この温度緩衝容器は上述したように、流入管の側周面に形成した小孔から温度の高い温水が径方向に噴き出し、混合管で撹拌、混合されて冷却された後に直接的に出口端部から流出されるものである。このような構成の混合管においては、混合管内での温水の撹拌、混合が充分でなく、この状態のままで直接的に出口端部から送り出されるため、温水が充分に冷却された領域と冷却が不充分な領域が混在する「温度むら」のある流れとなっていた。したがって、利用者からは「温度むら」が少なく充分に混合された温水を供給することが求められている。 Then, as described above, the temperature buffer container directly discharges hot water having a high temperature from a small hole formed in the side peripheral surface of the inflow pipe in the radial direction, stirred in the mixing pipe, mixed and cooled. It flows out from the end. In the mixing tube having such a configuration, the hot water is not sufficiently stirred and mixed in the mixing tube, and is sent directly from the outlet end in this state. However, there was a flow with “temperature unevenness” in which insufficient areas were mixed. Accordingly, users are required to supply hot water that is sufficiently mixed with little “temperature unevenness”.
本発明の目的は、混合管で温水が充分に混合されて「温度むら」の少ない温水を出湯できる新規な温度緩衝容器を備えたヒートポンプ式給湯装置を提供することにある。 An object of the present invention is to provide a heat pump type hot water supply apparatus provided with a novel temperature buffering container capable of discharging hot water with little “temperature unevenness” by sufficiently mixing hot water in a mixing tube.
本発明の特徴は、温度緩衝容器において、側周面に小孔を有する筒状の流入管と、側周面に小孔を有する筒状の流出管を、互いに向き合い混合管の内周面との間に混合空間を形成するように配置した、ところにある。 A feature of the present invention is that, in the temperature buffer container, a cylindrical inflow pipe having a small hole on the side peripheral surface and a cylindrical outflow pipe having a small hole on the side peripheral surface face each other and the inner peripheral surface of the mixing pipe It is in the place which arranged so that a mixing space may be formed between.
本発明によれば、流入管の側周面に形成した小孔を介して温度の高い温水が径方向に噴き出し、混合管で撹拌、混合された後の温水を、流出管側に流動させながら流出管の側周面に形成した小孔を介して径方向から流出管内に流入させるので、「温度むら」の少ない温水を流出管から出湯することができるようになる。 According to the present invention, hot water having a high temperature is ejected in a radial direction through a small hole formed on the side peripheral surface of the inflow pipe, and the hot water after being stirred and mixed in the mixing pipe flows to the outflow pipe side. Since it flows into the outflow pipe from the radial direction through a small hole formed in the side peripheral surface of the outflow pipe, hot water with less “temperature unevenness” can be discharged from the outflow pipe.
次に、本発明の実施形態について図面を用いて詳細に説明するが、本発明は以下の実施形態に限定されることなく、本発明の技術的な概念の中で種々の変形例や応用例をもその範囲に含むものである。 Next, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. However, the present invention is not limited to the following embodiments, and various modifications and application examples are included in the technical concept of the present invention. Is included in the range.
まず、本発明の実施形態を説明する前に本発明が適用されるヒートポンプ式給湯装置の概略の構成を説明する。また、本発明の理解を助けるために従来の温度緩衝容器の構成とその課題についても併せて説明する。 First, before describing the embodiment of the present invention, a schematic configuration of a heat pump hot water supply apparatus to which the present invention is applied will be described. Moreover, in order to help the understanding of the present invention, the configuration of a conventional temperature buffer container and its problems will be described together.
図1にCO2ヒートポンプ式給湯装置の概略を示している。ヒートポンプ式給湯装置は、沸き上げ運転時に水道水を加熱して温水に沸き上げるヒートポンプサイクル10を搭載するヒートポンプユニット11と、沸き上げ運転時に稼動する水側サイクル12及び給湯時に稼動する給湯用流路群13を搭載する貯湯ユニット14から構成されている。
FIG. 1 shows an outline of a CO2 heat pump type hot water supply apparatus. The heat pump type hot water supply apparatus includes a
ヒートポンプサイクル10は、圧縮機15、水/冷媒熱交換器16、膨張弁17、蒸発器18の各要素を冷媒配管19で環状に接続した構成であり、蒸発器18には外気を流すための送風手段として送風ファン20を備えている。ここで、蒸発器18と送風ファン20からなる構成が熱交換装置であり、蒸発器18が熱交換器となる。
The
水側サイクル12は、貯湯容器21、沸き上げ用循環ポンプ22、ヒートポンプサイクル10の冷媒と貯湯容器21の水を熱交換するに水/冷媒熱交換器16を水循環配管23で環状に接続した構成である。更に貯湯容器21の高温水と水道水を熱交換して蛇口栓等に温水を供給する給湯熱交換器24が設けられている。
The water-
また、給湯用流路群13は、貯湯容器21や給湯熱交換器24に水道水を供給する水道管25、給湯熱交換器24から蛇口栓等に温水を供給する出湯配管26、貯湯容器21から蛇口栓や浴槽に温水を供給する出湯配管27等から構成されている。尚、出湯配管26、27には図示しない水道管から水道水が供給されて、使用者が求める温度に制御されて蛇口栓や浴槽に供給されるものである。
The hot water supply
温水源である給湯熱交換器24の出口に繋がる出湯配管26の途中には、本発明の対象となる温度緩衝容器28が配置されている。この温度緩衝容器28は、蛇口栓や浴室のシャワー栓が開かれた直後に熱い温水が蛇口栓やシャワー栓から供給されるのを抑制するため、温水の温度を低くする機能を備えている。
A
一般的にこの温度緩衝容器28の容積は約300cc〜400ccに設定されており、温度緩衝容器28に流入してくる温水を90℃から45℃〜40℃の温度に冷却するものである。これによって、蛇口栓やシャワー栓が開かれた直後に熱い温水が供給されるのを抑制することができる。この温度緩衝容器28の構成については後述する。
Generally, the volume of the
次に、上述したヒートポンプ式給湯装置の動作について図1を用いて簡単に説明する。ヒートポンプサイクル10にはCO2冷媒であるR744が封入されている。尚、冷媒はR744に限らず、R32やR410Aなど目的に応じて様々なものが選択可能である。冷媒は圧縮機15で圧縮されて高温、高圧状態になった後、水/冷媒熱交換器16にて、貯湯容器21の下部から沸き上げ用循環ポンプ22によって送られてきた冷水を加熱し、その代わりに自身の熱を放熱して熱交換作用を行う。
Next, operation | movement of the heat pump type hot-water supply apparatus mentioned above is demonstrated easily using FIG. The
そして、冷媒は膨張弁17を通過することで低温、低圧状態になった後、蒸発器18で送風ファン20によって送られた外部の空気から熱を受け取った後、再び圧縮機15へと流入する。
Then, after passing through the
水/冷媒熱交換器16では、水道水と高温の冷媒は互いに対向する方向に流通し、冷媒によって加熱されて温度が高くなった高温の温水は貯湯容器21の上部に戻される。また、給湯熱交換器24は、貯湯容器31の高温の温水と水道水を互いに対向する方向に流通し、高温の温水によって加熱されて温度が高くなった水道水は蛇口栓やシャワー栓に供給される。
In the water /
給湯時には、貯湯容器21の上部から蛇口栓や浴槽へと温水が流れ、或いは給湯熱交換器24から蛇口栓やシャワー栓へと温水が流れ、同時に図示しない水道管から蛇口栓、シャワー栓や浴槽に水道水が供給される。温水と水道水は蛇口栓等の入口部にて混合した後、蛇口栓(或いはシャワー栓)から流出するようになっている。
At the time of hot water supply, hot water flows from the upper part of the hot
以上のようなヒートポンプ式給湯装置において、次に従来の温度緩衝容器28の構成とその課題について説明する。
In the heat pump hot water supply apparatus as described above, the configuration of the conventional
図8には従来の温度緩衝容器28の構成を示している。温度緩衝容器28は、小径の流入管29と大径の混合管30、及び出口端部31から構成されている。流入管29は混合管30内に挿入、配置されており、その接合部32は溶接によって水密構造となっている。また、混合管29の流出側には出口端部31が溶接によって固定され水密構造となっている。更に、流入管の軸方向の側周面33には小孔34が形成されており、軸方向に間隔をあけて複数設けられている。
FIG. 8 shows a configuration of a conventional
そして、流入管29から流入してきた高温の温水は、小孔34から径方向外側に向けて噴き出し、流入管29と混合管30の間の空間で撹拌、混合されて冷却された後に出口端部31から直接的に蛇口栓やシャワー栓に流れ出ていくものである。尚、ここで、流入管29、混合管30、出口端部31はステンレス鋼から形成されており、夫々は溶接によって接合されているものである。
The hot hot water flowing in from the
そして、この従来の温度緩衝容器28は上述したように、混合管30内での温水の混合が充分でなく、出口端部31から送り出される温水の流れが、充分に冷却された領域と冷却が不充分な領域が混在する流れ「温度むら」のある流れとなっていた。したがって、利用者からは「温度むら」が少なく充分に混合された温水を供給することが求められている。
As described above, the conventional
また、温水の温度とは直接関係しないが、従来の温度緩衝容器28はステンレス鋼で作られているため、混合管30と流入管29及び出口端部31はTIG溶接、或いはろう付けによって接合している。このため、材料単価に加えて製造単価が高くなるという副次的な課題も有していた。
Although not directly related to the temperature of the hot water, the conventional
本実施形態はこのような課題を解決するため、混合管で温水が充分に混合されて「温度むら」が少ない温水を出湯できる新規な温度緩衝容器の構成を提案するものである。 In order to solve such a problem, the present embodiment proposes a novel temperature buffer container configuration that allows hot water to be sufficiently mixed in a mixing tube to discharge hot water with less “temperature unevenness”.
本実施形態になる温度緩衝容器は、側周面に小孔を有する筒状の流入管と、側周面に小孔を有する筒状の流出管を、互いに向き合い大径の混合管の内周面との間に混合空間を形成するように配置した、構成としたものである。 The temperature buffer container according to the present embodiment has a cylindrical inflow pipe having a small hole on the side peripheral surface and a cylindrical outflow pipe having a small hole on the side peripheral surface facing each other, and the inner circumference of the large-diameter mixing pipe. The configuration is such that a mixed space is formed between the surface and the surface.
本実施形態によれば、流入管の側周面に形成した小孔を介して温度の高い温水が径方向に噴き出し、混合管で撹拌、混合された後の温水を、流出管側に流動させながら流出管の側周面に形成した小孔を介して径方向から流出管内に流入させるので、「温度むら」の少ない温水を流出管から出湯することができるようになる。 According to this embodiment, hot water having a high temperature is ejected in a radial direction through a small hole formed in the side peripheral surface of the inflow pipe, and the hot water after being stirred and mixed in the mixing pipe is caused to flow to the outflow pipe side. However, since it flows into the outflow pipe from the radial direction through the small holes formed in the side peripheral surface of the outflow pipe, hot water with less “temperature unevenness” can be discharged from the outflow pipe.
以下、図面にしたがい本実施形態になる温度緩衝容器について詳細に説明する。図2、図3は本実施形態になる温度緩衝容器40を示しており、図2はその外観を示し、図3はA−A断面で紙面に対して垂直に切断した断面を示している。
Hereinafter, the temperature buffer container according to the present embodiment will be described in detail with reference to the drawings. 2 and 3 show a
温度緩衝容器40は中央で2分割されて構成されており、流入側温度緩衝容器41と流出側温度緩衝容器42から構成されている。流入側温度緩衝容器41は流入側混合管43と、流入管44とから構成されている。同様に、流出側温度緩衝容器42は流出側混合管45と、流出管46とから構成されている。
The
流入側混合管43、流入管44、流出側混合管45、流出管46は、夫々が合成樹脂で作られており、流入側混合管43と流出側混合管45の互いの固定面が溶着、或いは接着、或いはねじ係合によって一体化されている。本実施形態では合成樹脂として、ポリフェニレンサルファイド樹脂(PPS樹脂)が使用されている。このPPS樹脂はエンジニアリングプラスチックであり、耐熱性に優れ、高温度中で長時間の使用が可能で、難燃性や引っ張り強さ、曲げ強さに優れている。本実施形態では溶着によって流入側混合管43と流出側混合管45が一体化されている。この溶着部分の構成については後述する。
The inflow
流入側混合管43の一方端には接続端部47が一体的に形成されており、接続端部47の内側に流入管44が固定されている。この場合、所定の押し込み力で流入管44を接続端部47の嵌入部に嵌入しても良いし、接着剤で事前に接続端部47の内側に流入管44を接着固定しても良いものである。
A
同様に、流出側混合管44の一方端には接続端部48が一体的に形成されており、接続端部48の内側に流出管46が固定されている。この場合も、所定の押し込み力で流出管46を接続端部48の嵌入部に嵌入しても良いし、接着剤で事前に接続端部48の内側に流出管46を接着固定しても良いものである。
Similarly, a
したがって、流入側混合管43と流出側混合管45を一体化する前は、流入側混合管43に流入管44が組み付けられて一体化されており、同様に流出側混合管45に流出管46が組み付けられて一体化されている。
Therefore, before the inflow
そして、図面からわかるように、流入側温度緩衝容器41と流出側温度緩衝容器42は同一形状であるため、取り付け時の取り付け方向の制約が無いものである。このため、どちらの接続端部47、48を用いても取り付けることが可能であり、取り付け作業が容易となる効果がある。また、流入側混合管43と流出側混合管45、流出管46と流入管44の夫々は同じ形状であるため、量産効果によって製品単価を低く抑える効果も期待できるものである。
As can be seen from the drawing, the inflow side
また、流入側混合管43の最外周面から流入側混合管43の接続端部47に向かう面には傾斜面49が形成されており、流入管44から噴き出した温水を、流入管44の軸方向に向けて方向転換させるようにしている。これによって、流入側混合管43内の温水の流れを円滑にすると共に、後流の径方向に噴き出す温水の撹拌、混合を促進している。
In addition, an
同様に、流出側混合管45の最外周面から流出側混合管45の接続端部48に向かう面には傾斜面50が形成されており、流出側混合管45を流れてきた温水を、流出管46の径方向に向けて方向転換させるようにしている。これによって、流入側混合管45から流出管46側に温水を導いて流入し易くしている。
Similarly, an
流入側混合管43と流出側混合管45を一体化した状態では、流入管44の閉塞された先端面51と、流出管46の閉塞された先端面52とは接触するか、僅かな隙間を介して向かい合って対向している。これによって、流入管44と流出管45の先端面51、52の間に無用の隙間が形成されなく、温水を流入側混合管43から流出側混合管45に円滑に流すことができるようになる。
In the state where the inflow
流入側混合管43と流出側混合管45及び流入管44と流出管46の間には、温水を撹拌、混合して冷却するための混合空間Sが形成されており、この混合空間Sは、流入側混合管43と流出側混合管45の内周面と、流入管44と流出管46の外周面の間に形成されている。混合空間Sの容積は流れる温水の流量や冷却効率の関係で適切に決められることが必要であり、本実施形態では容積は約300cc〜400cc程度に設定されている。したがって、これに基づいて、混合管43、45の長さや直径、及び流入管44、流出管46の直径を決めれば良いものである。
Between the inflow
次に、流入管44の側周面には温水の進行方向に沿って、第1小孔53A、第2小孔53B、第3小孔53C、第4小孔53Dが、所定の間隔をあけて設けられている。尚、先端面51は閉塞された袋状になっており、混合空間Sとは連通されていない構成である。そして、各小孔の直径は、第1小孔53A>第2小孔53B>第3小孔53C>第4小孔53Dの関係を有している。このように各小孔の直径(=断面積)を温水の流れに沿って小さくした理由は以下の通りである。
Next, the first
まず、接続端部47に近い側の第1小孔53Aを大きくした理由は、流入側混合管44に温水が流入すると同時に多くの温水を混合空間Sに噴き出して混合を促進することと、多くの温水を流入側混合管44の前半側で噴き出して冷却効果を向上するためである。
First, the reason why the first
尚、流入側混合管43の最外周面から接続端部47に向かう面に形成された傾斜面49によって、第1小孔53Aから噴き出した温水を、流入管44の軸方向に向けて方向転換させるようにしている。このため、第1小孔53Aの配置位置は傾斜面49が形成されている領域に決められている。これによって、流入側混合管43内の温水の流れを円滑にすると共に、撹拌、混合にも寄与している。
The hot water sprayed from the first
また、先端面51に近い側の第4小孔53Dを小さくした理由は、流入管44から噴き出す温水の噴き出し速度を高めて、混合空間Sに存在する温水の撹拌、混合を更に向上するためである。そして、途中の第2小孔53Bと第3小孔53Cは第1小孔53Aと第4小孔53Dの間の作用、効果を有している。
The reason for reducing the size of the fourth
次に、流出管46の側周面には温水の進行方向に沿って、第1小孔54A、第2小孔54B、第3小孔54C、第4小孔54Dが、所定の間隔をあけて設けられている。尚、先端面52は閉塞された袋状になっており、混合空間Sとは連通されていない構成である。そして、各小孔の直径は、第1小孔54A<第2小孔54B<第3小孔54C<第4小孔54Dの関係を有している。このように各小孔の直径(=断面積)を温水の流れに沿って大きくした理由は以下の通りである。
Next, the first
まず、接続端部48に近い側の第4小孔53Dを大きくした理由は、流出側混合管45(混合空間S)の後半側から多くの温水を流出管46内に流出させるためである。つまり、流出側混合管45の後半側は、混合空間Sで充分に温水の混合が促進され、しかも冷却されているためである。
First, the reason why the fourth
尚、流出側混合管45の最外周面から接続端部48に向かう面に形成された傾斜面50によって、流出側混合管45を流れてきた温水を、流出管46の径方向に向けて方向転換させるようにしている。このため、第4小孔54Dの配置位置は傾斜面50が形成されている領域に決められている。これによって、流入側混合管45から流出管46に温水が導かれて流入し易くしている。
The warm water flowing through the outflow
また、先端面52に近い側の第1小孔54Aを小さくした理由は、流入側混合管44から流れてくる温度が高い温水の流出量を少なくし、多くの温水を流出側混合管45の後半側に流すためである。これによって、更に混合が促進された温水を流出させることができるようになる。そして、途中の第2小孔54Bと第3小孔54Cは第1小孔54Aと第4小孔54Dの間の作用、効果を有している。
The reason why the first
また、図3に示しているように、流入管44に形成した小孔53A〜53Dの開口方向は紙面に対して垂直に対称位置に2列形成されているのに対して、流出管46に形成した小孔54A〜54Dの開口方向は紙面に対して対称位置に平行に2列形成されている。
Further, as shown in FIG. 3, the opening directions of the small holes 53 </ b> A to 53 </ b> D formed in the
つまり、流入管44と流出管46の中心軸線に直交する面で、流入管44に形成した小孔53A〜53Dの開口方向と、流出管46に形成した小孔54A〜54Dの開口方向は、夫々90°の角度をもってずらして形成されている。このように形成すると、流入管44から噴き出した温度の高い温水が流出側混合管45に流れてきても、流出管46の小孔54A〜54Dの位置が90°ずれているので、温度の高い温水が流入し難くなって温水に「温度むら」が生じにくいものとなる。
That is, the opening direction of the
また、小孔53A〜53Dは流入管44の側周面の180°位置に2列形成され、小孔54A〜54Dも流入管46の側周面の180°位置に2列形成されているが、列数を3列にして120°位置にすることや、列数を4列にして90°位置にすることも可能である。このようの複数の列数にすることでより撹拌、混合を促進することができる。
The
以上のような構成の温度緩衝容器40を給湯熱交換器24の出湯配管26に設けた場合においては、給湯熱交換器24からの温度の高い温水は接続端部47から温度緩衝容器40に流入する。流入した温水は、流入管44を通って第1小孔53A〜53Dから、流入側混合管43に形成された混合空間Sに噴き出されるようになる。第1小孔53A〜53Dから噴き出る温水の挙動は上述した通りである。
When the
そして、撹拌、混合され、しかも温度が低下した温水は混合空間Sを進行しながら流出側混合管45に至り、流出側混合管45から流出管46に形成した第1小孔54A〜54D内に流出される。第1小孔54A〜54Dから流出する温水の挙動は上述した通りである。このような温度緩衝容器40を使用することによって、「温度むら」の少ない温水を流出管から出湯することができるようになる。
Then, the hot water that has been stirred, mixed, and whose temperature has been lowered reaches the outflow
次に、流入側混合管43と流出側混合管45の固定面の構造について図4A、図4Bに基づき説明する。流入側混合管43の接合端面55の端面上にはポケット部57が形成され、同様に流出側混合管45の接合端面56の端面上にはポケット部58が形成されている。これらのポケット部57、58は、流入側混合管43と流出側混合管45の接合端面55、56で一致する形状となっている。
Next, the structure of the fixed surfaces of the inflow
そして、流入側混合管43の接合端面55と流出側混合管45の接合端面56を溶着するときに、夫々の接合端面55、56の溶融した合成樹脂が「バリ」となり、流入側混合管43と流出側混合管45の内側に突出する恐れがある。この「バリ」が何らかの原因で温水と共に流れ出す場合があり、製品品質の観点からすると好ましくない。
When the joining
そこで、本実施形態では、流入側混合管43の接合端面55と流出側混合管45の接合端面56を溶着する時に生じる溶融部59の溶融した余分な合成樹脂をポケット部57、58に収容して「バリ」が発生するのを抑制している。したがって、「バリ」が生じることによって、何らかの原因で「バリ」が温水と共に流れ出すことが無くなり、製品品質の観点から好ましいものとなる。
Therefore, in the present embodiment, excess synthetic resin melted by the melted
ここで、以上に説明した実施形態では、流入側混合管43、流入管44、流出側混合管45、流出管46は断面が円環状であった。しかしながら、これに限定されることなく、多角形(例えば、三角形、四角形、6角形等)の断面を備えたものであっても差し支えないものである。
Here, in the embodiment described above, the cross section of the inflow
また、本実施形態では流入管44と流出管46は別体に構成し、夫々を流入側混合管43と流出側混合管45に固定していたが、流入管44と流出管46を一体に構成して、流入側混合管43と流出側混合管45に固定することも可能である。この場合は、流入管44と流出管46の夫々の先端面51、52が1つに結合される形状となるものである。
In this embodiment, the
以上述べた通り、本実施形態においては、側周面に小孔を有する筒状の流入管と、側周面に小孔を有する筒状の流出管を、互いに向き合うように大径の混合管の内周壁面との間に空間を形成して配置する構成とした温度緩衝容器を提案するものである。 As described above, in this embodiment, a cylindrical inflow pipe having a small hole on the side peripheral surface and a cylindrical outflow pipe having a small hole on the side peripheral surface are mixed with a large diameter so as to face each other. This proposes a temperature buffering container having a configuration in which a space is formed between the inner peripheral wall surface and the inner wall surface.
本実施形態によれば、流入管の側周面に形成した小孔を介して温度の高い温水が径方向に噴き出し、混合管で撹拌、混合された後の温水を、流出管側に流動させながら流出管の側周面に形成した小孔を介して径方向から流出管内に流入させるので、「温度むら」の少ない温水を流出管から出湯することができるようになる。 According to this embodiment, hot water having a high temperature is ejected in a radial direction through a small hole formed in the side peripheral surface of the inflow pipe, and the hot water after being stirred and mixed in the mixing pipe is caused to flow to the outflow pipe side. However, since it flows into the outflow pipe from the radial direction through the small holes formed in the side peripheral surface of the outflow pipe, hot water with less “temperature unevenness” can be discharged from the outflow pipe.
また、流入側混合管43、流入管44、流出側混合管45、流出管46は、夫々が合成樹脂で作られているため、従来のステンレス鋼を使用したものに比べて、材料価格及び製造価格を低く抑えることができ、製品競争力を向上することが可能となるものである。
Moreover, since the inflow
次に、本発明の第2の実施形態について図5を用いて説明する。この実施形態は第1の実施形態に比べて、流入管44の先端面51と流出管46の先端面52に小孔を形成して、流入管44の先端面51から流出管46の先端面52を通過して、温水が直接的に流出管46に噴き出す点で異なっている。
Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. Compared with the first embodiment, this embodiment forms a small hole in the
ここで、第1の実施形態で説明した参照番号と同じ参照番号は、同じ構成部品、或いは同等の機能を備えた構成部品であるので、説明は省略する。また、第1の実施形態で説明した作用、効果と同じ作用、効果についても説明は省略する。更に、第1の実施形態で説明した付加的な説明も同じであるので説明は省略する。 Here, since the same reference numbers as those described in the first embodiment are the same components or components having the same functions, the description thereof will be omitted. Also, description of the same operations and effects as those described in the first embodiment will be omitted. Furthermore, since the additional description demonstrated in 1st Embodiment is also the same, description is abbreviate | omitted.
図5において、流入管44の先端面51に小孔60を形成し、同様に流入管46の先端面52に小孔61を形成している。これらの小孔60,61は同じ直径に形成され、その中心軸線は同じである。したがって、小孔60,61の投影形状は重なるようになっている。このため、流入管44の先端面51の小孔60から流出管46の先端面52の小孔61を通過して、温水が直接的に流出管46に噴き出す構成とされている。
In FIG. 5, a
また、小孔60,61を通過する温水の流量は、流入管44の小孔53A〜53Dを通過する温水の流量、及び流出管46の小孔54A〜54Dを通過する温水の流量より少ないものである。また、流入管44から混合空間Sを経て流出管46に至る温水に比べて、流入管44の小孔60から流出管46の小孔61を介して流出管46に至る温水は早く流出管46に到達する。
Further, the flow rate of the warm water passing through the
ここで、給湯開始前は、温度緩衝容器40内は冷却された温水で充填されている。給湯開始直後、流入管44から混合空間Sを経て流出管46に至る経路のみの場合、流出側混合管45と流出管46内の冷却された温水の一部は、熱い湯と混合する前に蛇口へ押し出される。これに対して、同じく給湯開始直後、流入管44の小孔60から流出管46の小孔61を介して流れる経路を併設する場合、流入管44から流出管46に直接的に熱い温水が入る。したがって、流出管46では、流入管44から直接的に入った熱い温水と流出側混合管45から入る冷却された温水が混合して適温の温水とすることができる。
Here, before the start of hot water supply, the
更に、適温の温水とするためには、特に流出管46の側面に設けた小孔54A〜54Dから流出管46に入る冷却された温水の割合を大きくする必要がある。このため、流入管44の小孔53A〜53Dを通過する温水の流量、及び流入管46の小孔54A〜54Dを通過する温水の流量は、小孔60,61を通過する温水の流量より多くしているものである。
Furthermore, in order to obtain hot water having an appropriate temperature, it is necessary to increase the ratio of the cooled warm water that enters the
以上のような構成によって、流入管44から混合空間Sを経て流出管46に至る経路のみの場合に比べて、早い時間に流出管46で適温の温水が生成できるようになり、蛇口栓やシャワー栓での温度変化をより緩和できる。また、温度緩衝容器40内の冷却された温水の利用効率が向上する。これによって、温度緩衝容器の容積を小さくすることができるようになる。
With the configuration as described above, it becomes possible to generate hot water at an appropriate temperature in the
次に、本発明の第3の実施形態について図6、図7A、図7Bを用いて説明する。この実施形態は第1の実施形態に比べて、流入管44の側周面に形成した小孔53A〜53Dの開口方向を変更し、温水の旋回運動を促進するようにした点で異なっている。
Next, a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 6, 7A, and 7B. This embodiment is different from the first embodiment in that the opening direction of the
図6においては流入管44を示しており、図7Aは図6のB‐B断面を示している。第1の実施形態では、小孔53A〜53Dの開口方向は流入管44の中心軸線を通る放射状に設定されているが、本実施形態では流入管44の中心軸線に直交する面で、流入管44の中心軸線を通らない方向に延びるように設定されている。したがって、小孔53A〜53Dから噴き出された温水は、流入側混合管43の円形状内周面に沿って旋回するような運動を行い、温水の撹拌、混合を促進することができる。
In FIG. 6, the
また、図7Bでは流入管44の中心軸線に直交する面で、流入管44の中心軸線を通らず、しかも小孔53A〜53Dから噴き出される温水自身に旋回する方向性を持たせている。したがって、小孔53A〜53Dから噴き出された温水は、流入側混合管43の円形状内周面に沿って旋回するような運動を行い、温水の撹拌、混合をより促進することができる。
Moreover, in FIG. 7B, the surface orthogonal to the central axis of the
以上に述べた構成は流入管44に形成した小孔53A〜53Dであったが、流出管46の小孔54A〜54Dにおいても同様な構成を採用することができる。しかも、流入管44に形成した小孔53A〜53Dとは反対方向の向きを持った小孔54A〜54Dを形成すれば、流出管46に流入してくる温水の量を多くできる効果が期待できる。
The configuration described above is the
以上述べた通り本発明によれば、温度緩衝容器において、側周面に小孔を有する筒状の流入管と、側周面に小孔を有する筒状の流出管を、互いに向き合い混合管の内周面との間に混合空間を形成するように配置した。 As described above, according to the present invention, in the temperature buffer container, a cylindrical inflow pipe having a small hole on the side peripheral surface and a cylindrical outflow pipe having a small hole on the side peripheral surface face each other. It arrange | positioned so that a mixing space may be formed between inner peripheral surfaces.
これによれば、流入管の側周面に形成した小孔を介して温度の高い温水が径方向に噴き出し、混合管で撹拌、混合された後の温水を、流出管側に流動させながら流出管の側周面に形成した小孔を介して径方向から流出管内に流入させるので、「温度むら」の少ない温水を流出管から出湯することができるようになる。 According to this, hot water having a high temperature is ejected in a radial direction through a small hole formed in the side peripheral surface of the inflow pipe, and the hot water after being stirred and mixed in the mixing pipe flows out while flowing to the outflow pipe side. Since it flows into the outflow pipe from the radial direction through a small hole formed in the side peripheral surface of the pipe, hot water with less “temperature unevenness” can be discharged from the outflow pipe.
尚、本発明は上記した実施例に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、上記した実施例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、ある実施例の構成の一部を他の実施例の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施例の構成に他の実施例の構成を加えることも可能である。また、各実施例の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。 In addition, this invention is not limited to an above-described Example, Various modifications are included. For example, the above-described embodiments have been described in detail for easy understanding of the present invention, and are not necessarily limited to those having all the configurations described. Further, a part of the configuration of one embodiment can be replaced with the configuration of another embodiment, and the configuration of another embodiment can be added to the configuration of one embodiment. Further, it is possible to add, delete, and replace other configurations for a part of the configuration of each embodiment.
10…ヒートポンプサイクル、11…ヒートポンプユニット、12…水側サイクル、15…圧縮機、16…水/冷媒熱交換器、17…膨張弁、18…蒸発器、20…送風ファン、21…貯湯容器、22…沸上げ用循環ポンプ、4…給湯熱交換器、25…水道管、26、27…出湯配管、40…温度緩衝容器、41…流入側温度緩衝容器、42…流出側温度緩衝容器、43…流入側混合管、44…流入管、45…流出側混合管、46…流出管、47…接続端部、48…接続端部、49…傾斜面、50…傾斜面、51…先端面、52…先端面、53A〜53D…小孔、54A〜54D…小孔、55、56…接合端面、57、58…ポケット部、60、61…先端面の小孔。
DESCRIPTION OF
Claims (5)
前記温度緩衝容器は、側周面に小孔を有すると共に先端が閉塞された筒状の樹脂製流入管と、側周面に小孔を有すると共に先端が閉塞された筒状の樹脂製流出管と、一端に前記温水源に接続される流入側接続端部が一体的に形成されこの流入側接続端部の内側に前記樹脂製流入管が固定される樹脂製流入側混合管と、一端に前記蛇口栓等に接続される流出側接続端部が一体的に形成されこの流出側接続端部の内側に前記樹脂製流出管が固定される樹脂製流出側混合管とを備え、前記樹脂製流入側混合管の他端と前記樹脂製流出側混合管の他端とが互いの固定面にて一体化されて樹脂製混合管が構成され、前記樹脂製流入管及び前記樹脂製流出管は、前記樹脂製混合管の内周面との間に混合空間を形成して配置されていることを特徴とするヒートポンプ式給湯装置。 A hot water storage container for storing hot water obtained by exchanging heat between tap water and a high-temperature refrigerant by a heat pump, and a hot water supply heat exchanger for generating hot water by exchanging heat between the hot water stored in the hot water storage container and tap water. A hot water supply pipe for connecting a hot water source of the hot water storage container or the hot water supply heat exchanger and a faucet plug, and the like, provided in the middle of the hot water supply pipe, one connected to the hot water source, the other connected to the faucet plug, etc. In a heat pump type hot water supply apparatus equipped with a temperature buffer container connected to
The temperature buffer vessel includes a cylindrical resin inlet tube tip is closed and has a small hole in the side peripheral surface, a cylindrical resin outflow tube tip is closed and has a small hole in the side peripheral surface An inflow side connection end connected to the hot water source at one end, and a resin inflow side mixing tube in which the resin inflow pipe is fixed inside the inflow side connection end; An outflow side connection end connected to the faucet plug or the like is integrally formed, and the resin outflow side mixing tube to which the resin outflow pipe is fixed inside the outflow side connection end is provided with the resin The other end of the inflow side mixing tube and the other end of the resin outflow side mixing tube are integrated with each other at a fixed surface to form a resin mixing tube, and the resin inflow tube and the resin outflow tube are And a mixing space is formed between the resin mixing tube and the inner peripheral surface of the resin mixing tube. Pump type hot water supply apparatus.
前記温度緩衝容器は、側周面に小孔を有すると共に先端が閉塞された筒状の樹脂製流入管と、側周面に小孔を有すると共に先端が閉塞された筒状の樹脂製流出管と、一端に前記温水源に接続される流入側接続端部が一体的に形成されこの流入側接続端部の内側に前記樹脂製流入管が固定される樹脂製流入側混合管と、一端に前記蛇口栓等に接続される流出側接続端部が一体的に形成されこの流出側接続端部の内側に前記樹脂製流出管が固定される樹脂製流出側混合管とを備え、前記樹脂製流入側混合管の他端と前記樹脂製流出側混合管の他端とが互いの固定面にて一体化されて樹脂製混合管が構成され、前記樹脂製流入管の閉塞された先端面と前記樹脂製流出管の閉塞された先端面とは接触するか、隙間を介して向かい合って対向して前記樹脂製混合管内に配置され、しかも前記樹脂製混合管の内周面との間に混合空間を形成して配置されていることを特徴とするヒートポンプ式給湯装置。 A hot water storage container for storing hot water obtained by exchanging heat between tap water and a high-temperature refrigerant by a heat pump, and a hot water supply heat exchanger for generating hot water by exchanging heat between the hot water stored in the hot water storage container and tap water. A hot water supply pipe for connecting a hot water source of the hot water storage container or the hot water supply heat exchanger and a faucet plug, and the like, provided in the middle of the hot water supply pipe, one connected to the hot water source, the other connected to the faucet plug, etc. In a heat pump type hot water supply apparatus equipped with a temperature buffer container connected to
The temperature buffer container has a cylindrical resin inflow pipe having a small hole on the side peripheral surface and closed at the tip, and a cylindrical resin outflow pipe having a small hole on the side peripheral surface and closed at the tip. An inflow side connection end connected to the hot water source at one end, and a resin inflow side mixing tube in which the resin inflow pipe is fixed inside the inflow side connection end; An outflow side connection end connected to the faucet plug or the like is integrally formed, and the resin outflow side mixing tube to which the resin outflow pipe is fixed inside the outflow side connection end is provided with the resin The other end of the inflow side mixing tube and the other end of the resin outflow side mixing tube are integrated with each other on a fixed surface to form a resin mixing tube, and the closed end surface of the resin inflow tube or contact with occluded distal end surface of the resin outlet pipe, the tree opposite facing with a gap Disposed manufactured mixing tube, moreover heat pump type hot water supply apparatus characterized by being arranged mixing space formed to between the inner peripheral surface of the resin mixing tube.
前記温度緩衝容器は、側周面に小孔を有すると共に先端にも先端側小孔を有する筒状の樹脂製流入管と、側周面に小孔を有すると共に前記先端側小孔と接続される先端側小孔を有する筒状の樹脂製流出管と、一端に前記温水源に接続される流入側接続端部が一体的に形成されこの流入側接続端部の内側に前記樹脂製流入管が固定される樹脂製流入側混合管と、一端に前記蛇口栓等に接続される流出側接続端部が一体的に形成されこの流出側接続端部の内側に前記樹脂製流出管が固定される樹脂製流出側混合管とを備え、前記樹脂製流入側混合管の他端と前記樹脂製流出側混合管の他端とが互いの固定面にて一体化されて樹脂製混合管が構成され、前記両先端側小孔を通過する温水の流量は前記樹脂製流入管と前記樹脂製流出管の前記側周面の前記小孔を通過する流量より少なく設定されており、前記樹脂製流入管の先端面と前記樹脂製流出管の先端面とは接触するか、隙間を介して向かい合って対向して前記樹脂製混合管内に配置され、しかも前記樹脂製混合管の内周面との間に混合空間を形成して配置されていることを特徴とするヒートポンプ式給湯装置。The temperature buffer container has a cylindrical resin inflow pipe having a small hole on the side peripheral surface and also having a small hole on the front end, and a small hole on the side peripheral surface and connected to the front end small hole. A cylindrical resin outflow pipe having a distal end side small hole and an inflow side connection end connected to the hot water source at one end are integrally formed, and the resin inflow pipe is formed inside the inflow side connection end. The resin inflow side mixing tube is fixed to one end and the outflow side connection end connected to the faucet plug or the like is integrally formed at one end, and the resin outflow tube is fixed inside the outflow side connection end. And the other end of the resin inflow side mixing tube and the other end of the resin outflow side mixing tube are integrated on a fixed surface to form a resin mixing tube. And the flow rate of the hot water passing through the small holes on the both ends is on the side peripheral surfaces of the resin inflow pipe and the resin outflow pipe. The flow rate is set to be less than the flow rate passing through the small hole, and the front end surface of the resin inflow pipe and the front end surface of the resin outflow pipe are in contact with each other or face each other with a gap therebetween to face the resin mixing. A heat pump type hot water supply apparatus, which is arranged in a pipe and is arranged so as to form a mixing space with the inner peripheral surface of the resin mixing pipe.
前記樹脂製流入管と前記樹脂製流出管の前記側周面に設けられた前記小孔は、前記樹脂製流入管と前記樹脂製流出管の軸方向に沿って複数設けられており、前記樹脂製流入管の前記側周面に設けられた前記小孔は、温水の進行方向に沿って断面積が小さくなり、前記樹脂製流出管の前記側周面に設けられた前記小孔は、温水の進行方向に沿って断面積が大きくなることを特徴とするヒートポンプ式給湯装置。A plurality of the small holes provided in the side peripheral surfaces of the resin inflow pipe and the resin outflow pipe are provided along an axial direction of the resin inflow pipe and the resin outflow pipe, and the resin The small hole provided in the side peripheral surface of the inflow pipe made of a material has a cross-sectional area that decreases along the traveling direction of hot water, and the small hole provided in the side peripheral surface of the resin outflow pipe is made of hot water. A heat pump type hot water supply apparatus, characterized in that the cross-sectional area increases along the direction of travel.
少なくとも前記樹脂製流入管の前記側周面に設けられた前記小孔の開口方向は、前記樹脂製流入管の中心軸線に直交する面で、前記樹脂製流入管の中心軸線を通らない方向に設定されていることを特徴とするヒートポンプ式給湯装置。At least the opening direction of the small hole provided in the side peripheral surface of the resin inflow pipe is a plane orthogonal to the central axis of the resin inflow pipe, and does not pass through the central axis of the resin inflow pipe. A heat pump type hot water supply apparatus characterized by being set.
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