JP7206943B2 - Storage hot water heater - Google Patents
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Description
本発明は、貯湯式給湯機に関する。 The present invention relates to a storage hot water heater.
下記特許文献1には、発電ユニットと、貯湯タンクを有する貯湯ユニットと、貯湯タンクの下部の水を発電ユニットの発電時の排熱を利用して加熱して温水とし温水を貯湯タンクの上部に戻す熱回収回路とを備え、温水を貯湯タンクの上部に戻す配管を貯湯タンクに熱交換可能に接触させたコジェネレーションシステムが開示されている。
貯湯タンクの下部に接続される下部配管は、低温に晒され易い。冬季においては下部配管の凍結が懸念される。 A lower pipe connected to the lower part of the hot water storage tank is likely to be exposed to low temperatures. In winter, there is a concern that the lower pipe may freeze.
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、簡単な構成で、貯湯タンクの下部配管の凍結を防止する上で有利になる貯湯式給湯機を提供することを目的とする。 SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a hot water storage type hot water heater which has a simple structure and is advantageous in preventing freezing of the lower piping of the hot water storage tank. do.
本発明に係る貯湯式給湯機は、筒状のタンク胴部と、タンク胴部の下端に接合された下鏡板とを有し、金属で作られた貯湯タンクと、下鏡板に接続された第一端部と、タンク胴部の表面に対して熱的に接続された熱的接続部とを有する下部配管と、を備え、熱的接続部を形成する管が、他の部材を介さずにタンク胴部の表面に接しているものである。
また、本発明に係る貯湯式給湯機は、筒状のタンク胴部と、タンク胴部の下端に接合された下鏡板とを有する貯湯タンクと、下鏡板に接続された第一端部と、タンク胴部の表面に対して熱的に接続された熱的接続部とを有する下部配管と、熱的接続部を覆う第一断熱材と、タンク胴部を覆う胴部断熱材と、を備え、第一断熱材は、切り離し可能な連結部を介して胴部断熱材と一体的に形成されており、連結部を切り離すことによって第一断熱材を胴部断熱材から取り外し可能であるものである。
A hot water storage type hot water heater according to the present invention has a cylindrical tank body and a lower end plate joined to the lower end of the tank body. A lower pipe having one end and a thermal connection portion thermally connected to the surface of the tank body, wherein the pipe forming the thermal connection is connected without other members It is in contact with the surface of the tank body.
Further, a hot water storage type hot water heater according to the present invention includes a hot water storage tank having a cylindrical tank body, a lower end plate joined to a lower end of the tank body, a first end connected to the lower end plate, A lower pipe having a thermal connection part thermally connected to the surface of the tank body, a first heat insulating material covering the thermal connection part, and a body heat insulating material covering the tank body. The first heat insulating material is formed integrally with the body heat insulating material via a detachable connecting part, and the first heat insulating material can be removed from the body heat insulating material by cutting off the connecting part. be.
本発明によれば、簡単な構成で、貯湯タンクの下部配管の凍結を防止する上で有利になる貯湯式給湯機を提供することが可能となる。 Advantageous Effects of Invention According to the present invention, it is possible to provide a hot water storage type hot water heater which has a simple configuration and is advantageous in preventing freezing of the lower pipe of the hot water storage tank.
以下、図面を参照して実施の形態について説明する。各図において共通または対応する要素には、同一の符号を付して、重複する説明を簡略化または省略する。 Embodiments will be described below with reference to the drawings. Elements that are common or correspond to each figure are denoted by the same reference numerals, and overlapping descriptions are simplified or omitted.
実施の形態1.
図1は、実施の形態1による貯湯式給湯機が備える貯湯タンクユニット1の斜視図である。図2は、実施の形態1による貯湯式給湯機が備える貯湯タンクユニット1の分解斜視図である。図3は、実施の形態1による貯湯式給湯機が備える貯湯タンクユニット1の前面図である。これらの図に示すように、実施の形態1による貯湯式給湯機は、貯湯タンクユニット1を備える。貯湯タンクユニット1は、貯湯タンク10と、貯湯タンク10を覆う断熱材と、下部配管30とを備える。本実施の形態では、貯湯タンク10を覆う断熱材として、頭部断熱材21、前面胴部断熱材22、後面胴部断熱材23、及び底部断熱材24が設けられている。図2では、頭部断熱材21、前面胴部断熱材22、及び後面胴部断熱材23を貯湯タンク10から取り外した状態を示す分解図としている。
1 is a perspective view of a hot water
貯湯タンク10内には、温度による水の比重の違いにより、上側が高温で下側が低温になる温度成層を形成して、湯水が貯留される。例えば、貯湯タンク10は、外部の水道等の水源から供給される低温水を下層側に貯留し、加熱手段(図示省略)により加熱された高温水を上層側に貯留可能である。加熱手段は、いかなる構成のものでもよく、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もよいし、貯湯タンク10内に配置された電気ヒータでもよい。
Hot water is stored in the hot
貯湯タンクユニット1は、外郭を形成する外装体(図示省略)を備える。図1から図3は、外装体を除去した状態を示している。外装体は、例えば直方体状の形状を有する。外装体は、例えば金属製である。貯湯タンク10は、上記の断熱材に覆われた状態で外装体の内部に配置されている。貯湯タンク10の下には複数の脚9が設置されている。これらの脚9により貯湯タンクユニット1が地面または台座に対して支持及び固定されている。以下の説明では、原則として、図3のように貯湯タンクユニット1が設置された状態での姿勢を基準として、上下方向を特定する。外装体の内部には、例えば、配管、ポンプ、バルブ、熱交換器、センサなどの各種の機能部品が配置されるが、下部配管30以外については説明及び図示を省略する。
The hot water
貯湯タンク10は、例えばステンレス鋼のような金属で作られている。図2に示すように、貯湯タンク10は、円筒状のタンク胴部10aと、上鏡板10bと、下鏡板10cとを有する。貯湯タンク10は、タンク胴部10aの中心軸が鉛直線に平行になる姿勢で設置される。上鏡板10bは、タンク胴部10aの上端部の開口を塞ぐように、当該上端部に対して接合されている。下鏡板10cは、タンク胴部10aの下端部の開口を塞ぐように、当該下端部に対して接合されている。上鏡板10b及び下鏡板10cのそれぞれは、椀状の形状を有する。
The
頭部断熱材21、前面胴部断熱材22、後面胴部断熱材23、及び底部断熱材24のそれぞれは、例えば発泡ポリスチレンあるいは発泡ポリウレタンのような発泡プラスチックで作られており、所定形状に成形されている。頭部断熱材21は、貯湯タンク10の頭部を形成する上鏡板10bの少なくとも一部を含む領域を覆う。前面胴部断熱材22及び後面胴部断熱材23は、タンク胴部10aを覆う。前面胴部断熱材22は、タンク胴部10aの前面側の約半周を覆う。後面胴部断熱材23は、タンク胴部10aの後面側の約半周を覆う。底部断熱材24は、貯湯タンク10の底部を形成する下鏡板10cの少なくとも一部を含む領域を覆う。なお、本実施の形態では、貯湯タンク10を覆う断熱材を、大きく分けて上記の4個の断熱材に分割しているが、断熱材を分割する個数あるいは分割の位置は、図示の例に限定されるものではない。また、貯湯タンク10を覆う断熱材として、発泡プラスチック以外のもの(例えばグラスウール、真空断熱材など)を用いてもよい。
Each of the head
図4は、図3中のA-A線で切断した側面断面図の一部を示す図である。図4に示すように、下部配管30は、下鏡板10cに接続された第一端部30aと、タンク胴部10aの表面に対して熱的に接続された熱的接続部30bと、第一端部30aとは反対側の端部である第二端部30cとを有する。下部配管30は、例えば金属製である。熱的接続部30bは、下部配管30の長手方向における途中の一部分を形成している。本実施の形態では、熱的接続部30bを形成する管の側面が、他の部材を介さずにタンク胴部10aの表面に接することにより、両者の間で熱伝導可能になっている。このような構成に代えて、熱的接続部30bを形成する管とタンク胴部10aの表面とが熱伝導性材料を介して接することによって両者の間で熱伝導可能になっていてもよい。熱伝導性材料としては、例えば、金属部材、セラミックス部材、熱伝導性グリス、熱伝導性接着剤、熱伝導性シートなどを用いることができる。第二端部30cは、例えばポンプ、バルブ、熱交換器などの機能部品あるいは他の配管(図示省略)に対して接続される。
FIG. 4 is a diagram showing a part of a side cross-sectional view taken along line AA in FIG. As shown in FIG. 4, the
貯湯式給湯機の使用時には、貯湯タンク10内の底部にある低温水が下部配管30を通って貯湯タンク10外へ流出したり、水源から供給される低温水が下部配管30を通って貯湯タンク10内に流入したりする。貯湯タンク10内の温度は、下から上に向かって高くなっている。このため、タンク胴部10aの表面の温度は、下鏡板10cの表面の温度よりも高い。その結果、タンク胴部10aから熱的接続部30bへ熱が流れ、熱的接続部30bがタンク胴部10aの熱によって加熱される。また、本実施の形態における熱的接続部30bは、タンク胴部10aの軸方向に沿って直線的に延びている。これにより、熱的接続部30bの全長にわたり、熱的接続部30bをより確実にタンク胴部10aの表面に接触させることができ、両者の間に隙間が生じることをより確実に防止できる。このため、タンク胴部10aから熱的接続部30bへ伝導する熱量をより多くすることができる。
When the hot water storage type hot water heater is used, the low temperature water at the bottom of the hot
貯湯タンクユニット1は、屋外に設置される場合が多い。仮に、熱的接続部30bがないとすると、冬季において外気温が氷点下となった場合に、下部配管30内の低温水が凍結する可能性がある。これに対し、本実施の形態であれば、熱的接続部30bを設けたことで、下部配管30内の低温水をタンク胴部10aの熱によって加熱することができる。このため、下部配管30内の低温水が凍結することを確実に抑制できる。また、本実施の形態であれば、部品点数を増やすことなく、簡単な構成で上記効果を奏することができる。さらに、例えば凍結防止ヒータを設けるような場合とは異なり、電力を消費することなく上記効果を奏することができる。
The hot water
本実施の形態における下部配管30は、下鏡板10cの表面に接する部分を有していない。すなわち、下部配管30は、第一端部30aが下鏡板10cに接続されている以外には、下鏡板10cに対して熱的に接続されておらず、下鏡板10cとの間で熱伝導しないように配置されている。下鏡板10cは、タンク胴部10aよりも温度が低いので、仮に下部配管30が下鏡板10cに接していると、下部配管30の熱が下鏡板10cへ流れ、下部配管30が下鏡板10cによって冷却される可能性がある。これに対し、本実施の形態であれば、下部配管30が下鏡板10cによって冷却されることを確実に防止できるので、下部配管30の凍結を防止する上でより有利になる。
本実施の形態の貯湯式給湯機は、熱的接続部30bを覆う第一断熱材22bを備える。熱的接続部30bは、タンク胴部10aと第一断熱材22bとの間に配置されている。本実施の形態であれば、第一断熱材22bを設けたことで、以下の効果が得られる。タンク胴部10aによって加熱された熱的接続部30bの熱が外気へ散逸することを防止できる。このため、下部配管30の凍結を防止する上でより有利になる。特に、本実施の形態では、熱的接続部30bが第一断熱材22bに接していることで、熱的接続部30bの熱が外気へ散逸することをより確実に防止できる。
The storage-type water heater of the present embodiment includes a first
熱的接続部30bは、タンク胴部10aに対して固定されていてもよいし、固定されることなくタンク胴部10aに接触しているだけでもよい。熱的接続部30bがタンク胴部10aに固定されていない場合には、第一断熱材22bによって熱的接続部30bをタンク胴部10aに押し当てることができるので、熱的接続部30bがタンク胴部10aから離れることをより確実に防止できる。
The
本実施の形態における第一断熱材22bは、前面胴部断熱材22と一体的に形成されている。すなわち、第一断熱材22bは、前面胴部断熱材22の一部である。これにより、本実施の形態では、部品点数を増やすことなく、上述した効果を奏することが可能となる。
The first
本実施の形態における下部配管30は、第一水平部30dと、垂直部30eと、第二水平部30fと、第三水平部30gとを有する。第一水平部30dの一端は、曲げ部を介して第一端部30aにつながる。第一水平部30dは、下鏡板10cの最下部よりも低い位置において水平方向に延びている。水平方向の位置に関して、第一水平部30dは、第一端部30aから、タンク胴部10aの表面の位置よりも外側へ向かって延びている。垂直部30eの下端は、曲げ部を介して第一水平部30dの他端につながる。垂直部30eは、底部断熱材24の外側において、当該曲げ部から鉛直上方に向かって延びている。第二水平部30fの一端は、曲げ部を介して垂直部30eの上端につながる。第二水平部30fは、当該曲げ部からタンク胴部10aの表面に近づくように、水平方向に延びている。熱的接続部30bの下端は、曲げ部を介して第二水平部30fの他端につながる。熱的接続部30bは、当該曲げ部から鉛直上方に向かって延びている。第三水平部30gの一端は、曲げ部を介して熱的接続部30bの上端につながる。第三水平部30gは、当該曲げ部から、タンク胴部10aの表面から遠ざかる方向へ延びている。第三水平部30gの先端に第二端部30cが位置する。
The
熱的接続部30b、第二水平部30f、第三水平部30g、及び第二端部30cは、底部断熱材24と前面胴部断熱材22との合わせ面の位置よりも上方に位置する。
The thermal connecting
前面胴部断熱材22は、開口部22a及び切欠き部22cを有する。第二水平部30fは、熱的接続部30bから切欠き部22cを通って前面胴部断熱材22の外側に至る部分に相当する。第三水平部30gは、熱的接続部30bから開口部22aを通って前面胴部断熱材22の外側に至る部分に相当する。図2に示すように、開口部22aは、前面胴部断熱材22の内面から外面まで貫通する穴である。切欠き部22cは、底部断熱材24との合わせ面となる前面胴部断熱材22の下端部の一部を切り欠いた形状を有する。開口部22aと切欠き部22cとの間に第一断熱材22bが位置する。
The front body
貯湯タンクユニット1を製造するときの組立工程では、例えば以下のようになる。まず、下鏡板10cを覆う底部断熱材24が貯湯タンク10に取り付けられる。次に、下部配管30が下鏡板10cに接続される。この状態で、貯湯タンク10の溶接部を確認するための水圧検査が行われる。この検査に合格すると、残りの断熱材部品である頭部断熱材21、前面胴部断熱材22、及び後面胴部断熱材23を貯湯タンク10に取り付ける工程が実施される。
An assembly process for manufacturing the hot water
このように、前面胴部断熱材22を貯湯タンク10に取り付けるときには、すでに下部配管30が貯湯タンク10に取り付けられている。上述したように、下部配管30の一部は、底部断熱材24と前面胴部断熱材22との合わせ面の位置よりも上方に位置する。このため、前面胴部断熱材22を貯湯タンク10に取り付ける際には、下部配管30を避ける動作が必要となる可能性があり、組立作業性が低下する原因となる可能性がある。
Thus, the
これとは対照的に、本実施の形態であれば、前面胴部断熱材22に開口部22a及び切欠き部22cを設けたことで、前面胴部断熱材22を取り付ける際に下部配管30を避ける動作が容易になり、組立作業性の低下を確実に抑制できる。特に、本実施の形態であれば、前面胴部断熱材22を取り付ける際に、前面胴部断熱材22を貯湯タンク10に対して水平方向に動かすことで、第二水平部30f及び第三水平部30gを切欠き部22c及び開口部22aにそれぞれ挿入することができる。これにより、前面胴部断熱材22を取り付ける際に、下部配管30を避けるために前面胴部断熱材22を持ち上げる動作が不要であるので、組立作業性をさらに改善することができる。なお、前面胴部断熱材22が開口部22a及び切欠き部22cのいずれか一方のみを有する場合においても、上記効果に類似した効果が得られる。
In contrast, in the present embodiment, the front body
図5は、図3中のA-A線で切断した側面断面図の一部を示す図である。図5に示すように、第一断熱材22bは、熱的接続部30bに接する少なくとも一つの凸部22dを有していてもよい。凸部22dは、第一断熱材22bの内壁面22eから突出している。凸部22dは、弾性変形可能である。凸部22dは、熱的接続部30bに押し当てられることで、圧縮される。その圧縮された凸部22dの復元力によって、熱的接続部30bがタンク胴部10aの表面に押し当てられる。本実施の形態であれば、熱的接続部30bがタンク胴部10aに固定されていない場合であっても、圧縮された凸部22dの復元力により、熱的接続部30bがタンク胴部10aから離れることをより確実に防止できる。また、凸部22dの変形によって、各部品の寸法のばらつき、あるいは組立てのばらつきを吸収できるので、それらのばらつきに影響されることなく、熱的接続部30bをタンク胴部10aの表面に確実に押し当てることが可能となる。凸部22dを複数個所に設けた場合には、上記効果をより確実に奏することができる。
FIG. 5 is a diagram showing a part of a side cross-sectional view taken along line AA in FIG. As shown in FIG. 5, the first
実施の形態2.
次に、図6を参照して、実施の形態2について説明するが、前述した実施の形態1との相違点を中心に説明し、同一部分または相当部分については説明を簡略化または省略する。図6は、実施の形態2による貯湯式給湯機が備える貯湯タンクユニット1の斜視図である。
Embodiment 2.
Next, the second embodiment will be described with reference to FIG. 6, focusing on differences from the first embodiment described above, and the description of the same or corresponding parts will be simplified or omitted. FIG. 6 is a perspective view of the hot water
図6に示すように、本実施の形態では、第一断熱材22bを前面胴部断熱材22から取り外し可能になっている。図6は、第一断熱材22bを前面胴部断熱材22から取り外した状態を示している。第一断熱材22bを前面胴部断熱材22から取り外した状態では、前面胴部断熱材22に切欠き部22fが形成されている。切欠き部22fは、鉛直方向に細長い形状を有する。下部配管30の熱的接続部30b、第二水平部30f、及び第三水平部30gは、切欠き部22fの内側に位置する。第一断熱材22bを切欠き部22f内に挿入することにより、第一断熱材22bを前面胴部断熱材22に取り付け可能である。第一断熱材22bを前面胴部断熱材22に取り付けた状態では、切欠き部22fのうち第一断熱材22bよりも上側の部分によって開口部22aが形成され、切欠き部22fのうち第一断熱材22bよりも下側の部分によって切欠き部22cが形成される。
As shown in FIG. 6, in this embodiment, the first
本実施の形態では、第一断熱材22bを前面胴部断熱材22から取り外すことにより、前面胴部断熱材22を貯湯タンク10から取り外すことなく、下部配管30を貯湯タンク10から取り外すことができる。これにより、下部配管30を容易に交換することができるので、下部配管30のメンテナンスを容易に行うことができる。
In this embodiment, by removing the first
第一断熱材22bは、前面胴部断熱材22とは別体として構成されているものでもよい。すなわち、第一断熱材22bは、前面胴部断熱材22とは別の部品として製造されたものでもよい。これにより、第一断熱材22bを容易に製造することが可能となる。この場合、第一断熱材22bは、前面胴部断熱材22と同じ材質のものでもよいし、前面胴部断熱材22とは異なる材質のものでもよい。
The first
あるいは、第一断熱材22bと前面胴部断熱材22との間に、切り離し可能な連結部を設け、第一断熱材22bを前面胴部断熱材22と一体的に形成してもよい。この場合には、例えば下部配管30の交換が必要になったときに、当該連結部を切り離すことによって、第一断熱材22bが前面胴部断熱材22から取り外し可能となる。当該連結部は、例えば、他の部分よりも肉薄となるように形成されたものでもよい。そのようにすることで、当該連結部を必要時に容易に切り離すことができる。
Alternatively, a detachable connecting portion may be provided between the first
1 貯湯タンクユニット、 9 脚、 10 貯湯タンク、 10a タンク胴部、 10b 上鏡板、 10c 下鏡板、 21 頭部断熱材、 22 前面胴部断熱材、 22a 開口部、 22b 第一断熱材、 22c 切欠き部、 22d 凸部、 22e 内壁面、 22f 切欠き部、 23 後面胴部断熱材、 24 底部断熱材、 30 下部配管、 30a 第一端部、 30b 熱的接続部、 30c 第二端部、 30d 第一水平部、 30e 垂直部、 30f 第二水平部、 30g 第三水平部
1 hot water
Claims (8)
前記下鏡板に接続された第一端部と、前記タンク胴部の表面に対して熱的に接続された熱的接続部とを有する下部配管と、
を備え、
前記熱的接続部を形成する管が、他の部材を介さずに前記タンク胴部の表面に接している貯湯式給湯機。 A hot water storage tank made of metal and having a cylindrical tank body and a lower end plate joined to the lower end of the tank body;
a lower pipe having a first end connected to the lower end plate and a thermal connection portion thermally connected to the surface of the tank body;
with
A hot water storage type water heater, wherein the pipe forming the thermal connection part is in contact with the surface of the tank body without any other member interposed therebetween.
前記下鏡板に接続された第一端部と、前記タンク胴部の表面に対して熱的に接続された熱的接続部とを有する下部配管と、
前記熱的接続部を覆う第一断熱材と、
前記タンク胴部を覆う胴部断熱材と、
を備え、
前記第一断熱材は、切り離し可能な連結部を介して前記胴部断熱材と一体的に形成されており、
前記連結部を切り離すことによって前記第一断熱材を前記胴部断熱材から取り外し可能である貯湯式給湯機。 a hot water storage tank having a cylindrical tank body and a lower end plate joined to the lower end of the tank body;
a lower pipe having a first end connected to the lower end plate and a thermal connection portion thermally connected to the surface of the tank body;
a first heat insulating material covering the thermal connection;
a trunk heat insulating material covering the tank trunk;
with
The first heat insulating material is formed integrally with the body heat insulating material via a separable connecting portion,
A hot water storage type hot water heater, wherein the first heat insulating material can be removed from the body heat insulating material by disconnecting the connecting portion.
前記第一断熱材は、前記胴部断熱材とは別体として構成されている請求項4に記載の貯湯式給湯機。 A trunk heat insulating material covering the tank trunk,
5. The hot water storage type water heater according to claim 4, wherein the first heat insulating material is configured separately from the body heat insulating material.
前記胴部断熱材は、開口部または切欠き部を有し、
前記下部配管は、前記熱的接続部から前記開口部または前記切欠き部を通って前記胴部断熱材の外側に至る部分を有する請求項1から請求項7のいずれか一項に記載の貯湯式給湯機。 A trunk heat insulating material covering the tank trunk,
The body heat insulating material has an opening or a notch,
The hot water storage according to any one of claims 1 to 7, wherein the lower pipe has a portion extending from the thermal connection portion through the opening or the cutout portion to the outside of the body heat insulating material. water heater.
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