JP6759033B2 - 保温材及びこれを備えた貯湯給湯装置 - Google Patents

Description

本発明は、保温材で覆われた貯湯タンクに熱源機で加熱した湯水を貯留して給湯する貯湯給湯装置に関し、特に貯湯タンクに設けられた温度センサのメンテナンス性を向上可能な保温材を備えた貯湯給湯装置に関する。

従来から給湯に使用する湯水を予め熱源機で加熱して貯湯タンクに貯留し、貯留した湯水を給湯する貯湯給湯装置が広く使用されている。このような貯湯給湯装置は、ヒートポンプ式熱源機等の外部熱源機を使用して湯水を加熱し、加熱された高温の湯水を貯湯タンクに貯留する貯湯運転を行う。

貯留された湯水の温度は、貯湯タンクからの放熱により時間の経過と共に低下する。湯水の温度低下は、湯水の加熱に使われたエネルギーが無駄になってしまうので好ましくない。そのため、貯湯タンクの外側を保温材で覆うことにより放熱を防ぎ、貯湯タンクの湯水の温度低下を抑えるようにしている。

貯湯運転は、低温の上水で満たされた貯湯タンクの下端部分から湯水を外部熱源機に送って加熱し、加熱されて高温になった湯水を貯湯タンクの上端部分に貯留する。貯湯運転の継続により、貯湯タンク上端部から下端部に向かって高温の湯水の層が拡大していく。高温の湯水が給湯に必要なだけ貯留されると貯湯運転が停止される。

貯湯タンクの外周面には、貯留された湯水の温度を検知する温度センサが高さ方向に適当な間隔をあけて複数設置されている。そのため、複数の温度センサの検知温度から貯湯タンク内に貯留された高温の湯水の量を把握することができる。

貯湯給湯装置は、貯湯タンクに貯留された湯水の温度や量に基づいて種々の運転を行う。従って、貯湯タンクの温度センサが故障すると正常に運転できなくなる虞がある。そのため、貯湯タンクの温度センサは容易にメンテナンス可能なようにしておく必要がある。

例えば、特許文献１のように、貯湯タンクの保温材の温度センサに対応する位置にメンテナンス部を設けたものがある。温度センサのメンテナンス時には、メンテナンス部を分離して開口部を設け、この開口部に露出した温度センサのメンテナンスを行う。メンテナンス完了後は、分離したメンテナンス部を開口部に嵌めて閉塞させる。

特許第５１９５２６８号公報

特許文献１の貯湯給湯装置では、温度センサのメンテナンスを保温材のメンテナンス部が設けられた側から行うため、メンテナンスが可能なのは予め定められた１方向からのみである。このような貯湯給湯装置が貯湯運転に使用する外部熱源機とは別に燃焼式の補助熱源機を備えていると、補助熱源機の排気口が住宅の外壁に近接しないように貯湯給湯装置を設置する必要があるので、メンテナンス部を住宅の外壁に近接させて設置せざるを得ない場合がある。この場合、メンテナンス部から温度センサのメンテナンスを行うことが困難である。

本発明の目的は、貯湯タンクの温度センサのメンテナンス性を向上可能な保温材及びこの保温材を備えた貯湯給湯装置を提供することである。

第１の発明は、円筒状の貯湯タンクと、この貯湯タンクの外周面に高さ方向に並ぶように複数設けられた温度検知手段と、前記貯湯タンクと前記温度検知手段を覆う保温材を備えた貯湯給湯装置において、前記保温材には、前記温度検知手段が設けられた位置における前記貯湯タンクの接線方向からメンテナンス可能なメンテナンス部が設けられたことを特徴としている。

上記構成により、貯湯タンクの接線方向から、即ち２方向から温度検知手段のメンテナンスが可能であるため、接線方向の一方の側が住宅の外壁に近接するように貯湯給湯装置を設置可能なので、貯湯給湯装置を設置する向きの自由度が向上すると共に、住宅の外壁に近接していない反対方向から温度検知手段のメンテナンスが可能なので、温度検知手段のメンテナンス性が向上する。

第２の発明は、第１の発明において、前記メンテナンス部は、前記貯湯タンクの前記接線方向に延びる空洞部であり、前記空洞部の端部は閉塞部により閉塞されていることを特徴としている。

上記構成により、空洞部を介して温度検知手段をメンテナンス可能であり、故障した温度検知手段の代わりの温度検知手段をこの空洞部に設置することができるので、温度検知手段のメンテナンス性が向上する。また、空洞部は閉塞部により閉塞されているので、保温材の保温性が維持される。

第３の発明は、第２の発明において、前記閉塞部は分離可能であると共に、分離した前記閉塞部を前記空洞部に嵌め込んで前記空洞部を閉塞可能であることを特徴としている。

上記構成により、閉塞部を保温材から分離して空洞部を外部に開放可能であると共に、開放された空洞部を分離した閉塞部により閉塞可能であるので、閉塞するための部材を新たに用意する必要がなく、温度検知手段のメンテナンス性が向上する。

第４の発明は、第２または第３の発明において、前記閉塞部は外方に突出した凸部を有し、この凸部の外周形状が前記空洞部の端部の内周形状と略同一であることを特徴としている。

上記構成により、閉塞部の凸部を空洞部に容易に嵌め込むことができるので、温度検知手段のメンテナンス性が向上する。

第５の発明は、円筒状の貯湯タンクと、この貯湯タンクの外周面に高さ方向に並ぶように設けられた複数の温度検知手段を覆う保温材において、前記保温材は、前記貯湯タンク被覆時に、前記温度検知手段が設けられた位置における前記貯湯タンクの接線方向からメンテナンス可能なメンテナンス部が形成される内側形状を有し、前記メンテナンス部は、前記貯湯タンクの前記接線方向に延びる空洞部であり、前記空洞部の端部は閉塞部により閉塞されていることを特徴としている。

上記構成により、保温材と貯湯タンクの間に貯湯タンクの接線方向から温度検知手段のメンテナンスが可能な空洞部が形成されるので、温度検知手段のメンテナンス性が向上する。また、メンテナンス部の端部は閉塞されているので、保温性が維持される。

第６の発明は、第５の発明において、前記閉塞部は分離可能であると共に、分離した前記閉塞部を前記空洞部に嵌め込んで前記空洞部を閉塞可能であることを特徴としている。

上記構成により、閉塞部を保温材から分離して空洞部を外部に開放可能であると共に、開放された空洞部を分離した閉塞部により閉塞可能であるので、閉塞するための部材を新たに用意する必要がなく、温度検知手段のメンテナンス性が向上する。

第７の発明は、第５または第６の発明において、前記保温材が、熱可塑性樹脂発泡粒子成形体からなることを特徴としている。

上記構成により、保温材は軽量且つ適度な強度と弾力性を有し、閉塞部の分離及び嵌め込みを容易にすることができるので、温度検知手段のメンテナンス性が向上する。また、保温材と閉塞部を一体的に形成して保温材の製作コスト上昇を抑制可能であると共に、保温性を確保することが可能である。

本発明によれば、貯湯タンクの温度センサのメンテナンス性を向上可能な保温材及びこの保温材を備えた貯湯給湯装置を提供することができる。

本発明の貯湯給湯装置を備えた貯湯給湯システムの概略図である。 貯湯給湯装置を右前方から見た図である。 貯湯給湯装置内部の要部斜視図である。 貯湯タンクと貯湯タンクを覆う保温材を示す図である。 温度センサと通信線の接続を示す図である。 メンテナンス部の水平断面図である。 図６の破線Ｃに沿って閉塞部を分離した状態を示すメンテナンス部の水平断面図である。 図７の閉塞部を反転させて空洞部の開口を閉塞させた状態を示すメンテナンス部の水平断面図である。

以下、本発明を実施するための形態について実施例に基づいて説明する。尚、図中の矢印Ｆは前方を示し、矢印Ｒは右方を示し、矢印Ｕは上方を示す。

最初に、貯湯給湯システム１について、図１に基づいて説明する。
貯湯給湯システム１は、外部熱源機２と、貯湯給湯装置３で構成されている。外部熱源機２と貯湯給湯装置３は、入水管４ａと出湯管４ｂにより接続されている。入水管４ａを通って貯湯給湯装置３から外部熱源機２に供給された湯水は、外部熱源機２により加熱されて出湯管４ｂを通って貯湯給湯装置３に戻る。外部熱源機２はヒートポンプ式熱源機であるが、燃料電池等の発電時の排熱を利用して加熱する熱源機を使用することもできる。

次に、貯湯給湯装置３について、図２，図３に基づいて説明する。
貯湯給湯装置３は、箱状のケース５内に貯湯タンク６と燃焼式の補助熱源機７等を備えている。ケース５は、貯湯タンク６や補助熱源機７等の内部機器類を支持するためのフレーム部材８と、フレーム部材８の所定箇所に夫々着脱可能な前面板５ａ、右側面板５ｂ、図示を省略するが後面板、左側面板、天面板等を有する。右側面板５ｂには補助熱源機７の排気口９が設けられている。

貯湯タンク６は円筒状に形成され、図示を省略するがその軸方向を鉛直にした状態で貯湯タンク６がフレーム部材８に固定されている。また、補助熱源機７は貯湯給湯装置３の右側上部に設けられ、その下方には図示を省略するが配管やポンプ、制御部等が設けられている。

次に、貯湯タンク６について説明する。
図４に示すように、円筒状の貯湯タンク６の外周面には、複数（例えば６個）の温度センサ１１ａ〜１１ｆ（温度検知手段）が高さ方向に所定の間隔をあけて１列に並ぶように粘着テープにより取り付けられている。温度センサ１１ａ〜１１ｆは貯湯タンク６の左側の外周面に取り付けられているが、貯湯タンク６の右側の外周面に取り付けることもできる。

温度センサ１１ａ〜１１ｆは、対応する通信線にコネクタを介して接続されている。例えば図５に示すように、温度センサ１１ａから延びる１対のリード線１２ａの端部にはコネクタ１３ａが設けられ、対応する通信線１４ａの端部に設けられたコネクタ１５ａと接続されている。通信線１４ａは制御部から延びており、制御部は温度センサ１１ａの検知温度を取得可能である。これと同様に制御部は、温度センサ１１ｂ〜１１ｆの検知温度を取得可能である。

次に、貯湯タンク６と温度センサ１１ａ〜１１ｆを覆う保温材を構成する第１，第２保温材２１，２２について説明する。
図４に示すように、保温材は、貯湯タンク６と温度センサ１１ａ〜１１ｆを前方から覆う発泡樹脂製の第１保温材２１と、後方から覆う発泡樹脂製の第２保温材２２で構成されている。発泡樹脂は、例えばポリスチレン系樹脂等からなる熱可塑性樹脂発泡粒子成形体であり、軽量で適度な強度及び弾力性と、断熱性を備えている。温度センサ１１ａ〜１１ｆが貯湯タンク６の右側の外周面に取り付けられている場合は、後方から第１保温材２１で覆い、前方から第２保温材２２で覆う。図示を省略するが、貯湯タンク６の上端部分を覆う上部保温材を備えることにより、高温の湯水が貯留される貯湯タンク６上部の保温性を高めるようにしてもよい。

第１保温材２１と第２保温材２２は、貯湯タンク６の支持部や配管を挿通する部分以外に隙間がないように連結される。第１保温材２１と第２保温材２２の連結は双方に設けられた係合部を係合させて行うが、粘着テープ等で固定してもよい。

第１，第２保温材２１，２２は、温度センサ１１ａ〜１１ｆが設けられた位置における貯湯タンク６の接線方向からメンテナンス可能な複数のメンテナンス部を有している。以下、温度センサ１１ａに対応するメンテナンス部について説明するが、他の温度センサ１１ｂ〜１１ｆに対応するメンテナンス部についても同様である。

図６は、保温材で覆われた貯湯タンク６を温度センサ１１ａの高さ位置で水平に切って上方から見た断面図である。温度センサ１１ａに対応するメンテナンス部は、図６に示すように、貯湯タンク６の外周面と第１，第２保温材２１，２２の内側形状の間に形成された空洞部２３ａであり、この空洞部２３ａが上記接線方向（前後方向）に延びて第１，第２保温材２１，２２にわたって連通するように形成されている。

空洞部２３ａの両端部は、第１，第２閉塞部２４ａ，２５ａにより閉塞されている。第１閉塞部２４ａは外方に突出状に第１保温材２１と一体形成され、第２閉塞部２５ａは外方に突出状に第２保温材２２と一体形成されている。空洞部２３ａの両端部は、上記接線方向から見た断面が、例えば１辺の長さが８０ｍｍの矩形状に形成されている。尚、空洞部２３ａの両端部は、作業者が手を入れることができる大きさと形状であればよい。

第１保温材２１は発泡樹脂製であるため、第１閉塞部２４ａを容易に分離可能である。例えば、破線Ｃに沿って第１保温材２１から突出した第１閉塞部２４ａをカッターナイフ等により切断して分離することができ、空洞部２３ａの前端部を開口させて外部に開放可能である。第１閉塞部２４ａは温度センサ１１ａに近接しておらず、第１閉塞部２４ａを切断する破線Ｃは貯湯タンク６と交差しないので、切断時に貯湯タンク６や温度センサ１１ａ等を誤って傷つける虞はない。同様に、第２閉塞部２５ａも第２保温材２２から分離して、空洞部２３ａの後端部を開口させて外部に開放可能である。

図４，図６〜図８に示すように、第１閉塞部２４ａは外方に突出した第１凸部２６ａを有し、第１凸部２６ａの外周形状が空洞部２３ａの端部の内周形状と略同一である。また、第１保温材２１は弾力性を有している。そのため、分離した第１閉塞部２４ａを反転させて第１凸部２６ａを空洞部２３ａの前端部の開口に容易に嵌め込むことができ、空洞部２３ａを閉塞可能である。同様に、第２閉塞部２５ａは外方に突出した第２凸部２７ａを有し、第２凸部２７ａの外周形状が空洞部２３ａの内周形状と略同一なので、分離した第２閉塞部２５ａを反転させて第２凸部２７ａを空洞部２３ａの後端部の開口に容易に嵌め込むことができ、空洞部２３ａを閉塞可能である。尚、閉塞状態を確実に維持するために粘着テープ等で固定してもよい。

次に、本発明の保温材を備えた貯湯給湯装置３の作用、効果について説明する。
貯湯給湯装置３を設置するとき、通常はその後面部が住宅の外壁に近接し、且つ補助熱源機７の排気口９が住宅の外壁に近接しないように設置され、地震等による倒伏や移動を防ぐために地面に設けられた土台や住宅の外壁に固定される。この場合、貯湯給湯装置３の前方から貯湯タンク６の温度センサ１１ａのメンテナンス部にアクセス可能である。

貯湯給湯装置３を設置する環境によっては、前面部を住宅の外壁に近接させて通常とは逆向きに設置せざるを得ない場合がある。この場合、貯湯給湯装置３の後方から貯湯タンク６の温度センサ１１ａのメンテナンス部にアクセス可能である。従って、貯湯給湯装置３は、前後２方向からメンテナンス可能なので、貯湯給湯装置３を設置する向きの自由度が向上する。また、前後２方向のうち、住宅の外壁に近接していない方向からメンテナンスが可能なので、メンテナンス性が向上する。

温度センサ１１ａに対応するメンテナンス部は、温度センサ１１ａが設けられた位置における貯湯タンク６の接線方向に延びた空洞部２３ａである。図７に示すように、貯湯給湯装置３の前方から空洞部２３ａを介して温度センサ１１ａのメンテナンスが可能である。貯湯給湯装置３の前方からメンテナンスできない場合には、貯湯給湯装置３の後方から空洞部２３ａを介して温度センサ１１ａのメンテナンスが可能である。温度センサ１１ａが故障した場合に、その代わりの正常な温度センサ（図示略）を空洞部２３ａに設置することができるので、メンテナンス性が向上する。故障した温度センサ１１ａのコネクタ１３ａを通信線１４ａのコネクタ１５ａから外し、設置した正常な温度センサのコネクタと接続すればよいので、故障した温度センサ１１ａは除去しなくてもよい。

図６に示すようにメンテナンス前は、空洞部２３ａの両端部が第１，第２閉塞部２４ａ，２５ａにより閉塞されているので、保温材の保温性が確保されている。また、第１，第２閉塞部２４ａ，２５ａは夫々第１，第２保温材２１，２２と一体的に形成されるので、メンテナンス部を設けた第１，第２保温材２１，２２の製作コストの上昇を抑えることが可能である。

図７に示すように、第１閉塞部２４ａは、温度センサ１１ａのメンテナンス時に第１保温材２１から容易に分離することができ、空洞部２３ａを外部に開放することができる。メンテナンス完了後には、図８に示すように、分離した第１閉塞部２４ａを空洞部２３ａに嵌め込んで閉塞可能である。第２閉塞部２５ａも同様に分離、閉塞可能である。従って、閉塞するための部材を別途用意する必要がないのでメンテナンス性が向上する。

第１，第２保温材２１，２２は弾力性を有している。また、第１，第２閉塞部２４ａ，２５ａは夫々外方に突出した第１，第２凸部２６ａ，２７ａを有し、これらの外周形状が空洞部２３ａの端部の内周形状と略同一である。従って、図８に示すように、第１，第２凸部２６ａ，２７ａを空洞部２３ａに容易に嵌め込むことができるので、メンテナンス性が向上する。以上説明した作用、効果は他の温度センサ１１ｂ〜１１ｆに対応するメンテナンス部についても同様である。

次に、上記実施例を部分的に変更する例について説明する。
［１］複数の閉塞部を備えた第１保温材２１を上下対称に形成し、第１保温材２１を上下反転させたものを第２保温材２２とし、第１保温材２１と第２保温材２２を連結可能な構成にしてもよい。１種類の第１保温材２１を連結して２方向から温度センサのメンテナンスが可能な保温材が形成されるので、保温材の製作コストを低減することができる。
［２］第１保温材２１に左右対称に複数の閉塞部を設けて、２つの第１保温材２１を連結可能な構成にすることにより、保温材の製作コストを低減することもできる。
［３］その他、当業者であれば、本発明の趣旨を逸脱することなく、上記実施例に種々の変更を付加した形態で実施可能であり、本発明はそのような変更形態を包含するものである。

３ 貯湯給湯装置
５ ケース
６ 貯湯タンク
７ 補助熱源機
９ 排気口
１１ａ〜１１ｆ 温度センサ（温度検知手段）
２１ 第１保温材
２２ 第２保温材
２３ａ 空洞部（メンテナンス部）
２４ａ 第１閉塞部
２５ａ 第２閉塞部
２６ａ 第１凸部
２７ａ 第２凸部

Claims (7)

1. 円筒状の貯湯タンクと、この貯湯タンクの外周面に高さ方向に並ぶように複数設けられた温度検知手段と、前記貯湯タンクと前記温度検知手段を覆う保温材を備えた貯湯給湯装置において、
   前記保温材には、前記温度検知手段が設けられた位置における前記貯湯タンクの接線方向からメンテナンス可能なメンテナンス部が設けられたことを特徴とする貯湯給湯装置。
2. 前記メンテナンス部は、前記貯湯タンクの前記接線方向に延びる空洞部であり、前記空洞部の端部は閉塞部により閉塞されていることを特徴とする請求項１に記載の貯湯給湯装置。
3. 前記閉塞部は分離可能であると共に、分離した前記閉塞部を前記空洞部に嵌め込んで前記空洞部を閉塞可能であることを特徴とする請求項２に記載の貯湯給湯装置。
4. 前記閉塞部は外方に突出した凸部を有し、この凸部の外周形状が前記空洞部の端部の内周形状と略同一であることを特徴とする請求項２または３に記載の貯湯給湯装置。
5. 円筒状の貯湯タンクと、この貯湯タンクの外周面に高さ方向に並ぶように設けられた複数の温度検知手段を覆う保温材において、
   前記保温材は、前記貯湯タンク被覆時に、前記温度検知手段が設けられた位置における前記貯湯タンクの接線方向からメンテナンス可能なメンテナンス部が形成される内側形状を有し、
   前記メンテナンス部は、前記貯湯タンクの前記接線方向に延びる空洞部であり、前記空洞部の端部は閉塞部により閉塞されていることを特徴とする保温材。
6. 前記閉塞部は分離可能であると共に、分離した前記閉塞部を前記空洞部に嵌め込んで前記空洞部を閉塞可能であることを特徴とする請求項５に記載の保温材。
7. 前記保温材が、熱可塑性樹脂発泡粒子成形体からなることを特徴とする請求項５または６に記載の保温材。