JP7294203B2 - 貯湯式給湯機及びその据付方法 - Google Patents

Description

本開示は、貯湯式給湯機及びその据付方法に関する。

ヒートポンプなどの加熱手段により加熱された湯を貯湯タンクに貯え、貯湯タンクから取り出した湯を用いて、浴槽、シャワー、台所または洗面所の蛇口などの給湯先に給湯する貯湯式給湯機が広く用いられている。

特許文献１には、給湯器が水没した場合であっても再使用を可能にする技術が開示されている。特許文献１の装置は、給湯器を内装し、下方が開口した防水ケースと、この防水ケース内の下部にあって侵入する水を検知する水検知器と、排気筒下部にあって排気の流れをとめる閉塞器と、防水ケース内で水を検知した水検知器の信号を受けてバーナの燃焼を停止するとともに、閉塞器に排気筒を閉塞させる制御信号を送る制御器とを備えている。

特開平５－２４８６２５号公報

特許文献１の技術を貯湯式給湯機に適用することは、以下の理由により、困難である。貯湯タンクを収納する外郭ケースを密閉構造にする必要があるため、ねじなどを用いた締結手段を外郭ケースに採用できない。外郭ケースの製造方法としては、周囲４面と上面パネルの溶接による組立か、絞りによる成型、または、継ぎ目にパッキンなどを挟む構造を取ることとなる。溶接の場合、腐食耐力の低下を抑制するために、溶接加工後に両面を塗装することによる費用増大が発生する。また、絞り加工の場合、深絞り形状となるため、外郭ケースの高さ方向の寸法が制限される。パッキンを挟む構造の場合は、パッキン代などが追加となる。さらに、組立時には外郭ケース自体と外郭ケース内部の部品を締結するための構造が必要となるが、内部部品と密閉構造の外郭ケースとの締結作業が非常にやりにくくなるという問題がある。

本開示は、上述のような課題を解決するためになされたもので、水害時の浸水によって故障する可能性を低減でき、安価で、組立作業が簡便な貯湯式給湯機及びその据付方法を提供することを目的とする。

本開示に係る貯湯式給湯機は、貯湯タンクと、貯湯タンクを収納する外郭ケースと、貯湯タンクの外面と外郭ケースの内面との間に配置された複数の機能部品と、を備え、複数の機能部品は、水没しても機能に支障のない水没可機能部品と、水没すると機能に支障のある水没不可機能部品とを含み、外郭ケースの最下部から所定高さまでの範囲には、水没不可機能部品が配置されずに水没可機能部品が配置され、すべての水没不可機能部品が所定高さ以上の高さの位置に配置されており、水没不可機能部品を収納する容器が外郭ケース内に配置され、容器は、水密構造の底部及び側部と、水密構造または開放構造の上部とを有するものである。
また、本開示に係る貯湯式給湯機は、貯湯タンクと、貯湯タンクを収納する外郭ケースと、貯湯タンクの外面と外郭ケースの内面との間に配置された複数の機能部品と、を備え、複数の機能部品は、水没しても機能に支障のない水没可機能部品と、水没すると機能に支障のある水没不可機能部品とを含み、外郭ケースの最下部から所定高さまでの範囲には、水没不可機能部品が配置されずに水没可機能部品が配置され、すべての水没不可機能部品が所定高さ以上の高さの位置に配置されており、すべての水没不可機能部品が貯湯タンクの上端よりも上の高さに配置されているものである。
本開示に係る据付方法は、上記貯湯式給湯機を据え付ける据付方法であって、貯湯式給湯機は、外郭ケースの外に配置される水加熱装置を備え、水加熱装置の最下面の位置が、据え付けられた外郭ケースの所定高さ以上の高さになるように水加熱装置を据え付けるものである。
また、本開示に係る据付方法は、貯湯タンクと、貯湯タンクを収納する外郭ケースと、貯湯タンクの外面と外郭ケースの内面との間に配置された複数の機能部品と、を備え、複数の機能部品は、水没しても機能に支障のない水没可機能部品と、水没すると機能に支障のある水没不可機能部品とを含み、外郭ケースの最下部から所定高さまでの範囲には、水没不可機能部品が配置されずに水没可機能部品が配置され、すべての水没不可機能部品が所定高さ以上の高さの位置に配置されている貯湯式給湯機を据え付ける据付方法であって、貯湯式給湯機は、外郭ケースの外に配置される水加熱装置を備え、水加熱装置の最下面の位置が、据え付けられた外郭ケースの所定高さ以上の高さになるように水加熱装置を据え付けるものである。

本開示によれば、水害時の浸水によって故障する可能性を低減でき、安価で、組立作業が簡便な貯湯式給湯機及びその据付方法を提供することが可能となる。

実施の形態１による貯湯式給湯機を示す側面図である。 図１に示す貯湯式給湯機の水回路の構成を示す図である。 比較例の貯湯式給湯機を示す側面図である。

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、説明を簡略化または省略する。以下の説明において、「水」との記載は、原則として、液体の水を意味し、低温の水から高温の湯までが含まれうるものとする。

実施の形態１．
図１は、実施の形態１による貯湯式給湯機１を示す側面図である。図１に示すように、貯湯式給湯機１は、貯湯ユニット２と、水を加熱するヒートポンプユニット３とを備える。ヒートポンプユニット３は、貯湯ユニット２とは別体として設けられた水加熱装置に相当する。貯湯ユニット２は、湯水を貯留する貯湯タンク１０と、貯湯タンク１０を収納する外郭ケース１１１と、貯湯タンク１０の外面と外郭ケース１１１の内面との間に配置された複数の機能部品とを備える。なお、貯湯タンク１０は、断熱材（図示省略）により覆われている。

本実施の形態における外郭ケース１１１は、直方体状の外形を有する。外郭ケース１１１は、背面パネル１１１ａと、側面パネル１１１ｂと、正面パネル１１１ｃと、蹴込部１１１ｄと、正面下部パネル１１１ｅと、天面パネル１１１ｆと、底面パネル１１１ｇとを備える。図１は、手前側の側面パネル１１１ｂを通して外郭ケース１１１の内部を透視した図としている。正面パネル１１１ｃは、外郭ケース１１１の正面のうち、蹴込部１１１ｄから上の部分を形成している。正面下部パネル１１１ｅは、外郭ケース１１１の正面のうち、蹴込部１１１ｄから下の部分を形成している。

外郭ケース１１１は、ねじなどの締結手段により上述した複数のパネルを相互に締結することで構成されたものでもよい。外郭ケース１１１は、密閉構造を有していない。本実施の形態であれば、外郭ケース１１１が密閉構造でないので、製造工程で溶接あるいは深絞りが不要であり、外郭ケース１１１自体のコストを抑制できる。また、外郭ケース１１１内に部品を取り付ける作業が容易であるので、貯湯ユニット２を組み立てる作業が簡便になる。それゆえ、安価な貯湯式給湯機１を提供することが可能となる。

貯湯ユニット２は、底面パネル１１１ｇの下に取り付けられた複数の外部脚４によって、基礎Ｇに据え付けられている。外部脚４がアンカーボルトにより基礎Ｇに固定されてもよい。貯湯タンク１０は、底面パネル１１１ｇの上に配置された複数の内部脚５によって支持されている。貯湯タンク１０は、円筒状の外形を有する。貯湯ユニット２が据え付けられると、貯湯タンク１０の中心軸が鉛直線に平行になる。

ヒートポンプユニット３を載せる架台４０１が基礎Ｇに据え付けられている。架台４０１がアンカーボルトにより基礎Ｇに固定されてもよい。ヒートポンプユニット３は、架台４０１の上に固定されている。

外部配管６及び外部配管７は、貯湯ユニット２とヒートポンプユニット３との間を接続する。貯湯ユニット２から低温水が外部配管６を通ってヒートポンプユニット３へ送られる。ヒートポンプユニット３で加熱された高温水が外部配管７を通って貯湯ユニット２に戻る。

水害時に貯湯ユニット２の周囲が浸水すると、外郭ケース１１１内に水が侵入する。外郭ケース１１１内に配置された複数の機能部品は、水没しても機能に支障のない水没可機能部品と、水没すると機能に支障のある水没不可機能部品とに分かれる。水没可機能部品は、浸水により水没しても、水が引いた後にその機能が損なわれずに使用できる部品である。水没不可機能部品は、浸水により一旦水没すると、機能に支障が出て、水が引いた後に使用困難となる部品である。水没不可機能部品には、例えば、制御基板、アクチュエータ、センサなどの、水没に対応した防水性を有しない電気部品が含まれる。

外郭ケース１１１内のすべての水没不可機能部品は、外郭ケース１１１の最下部から所定高さＨ以上の高さの位置に配置されている。本実施の形態では、底面パネル１１１ｇの下面が外郭ケース１１１の最下部に相当する。外郭ケース１１１の最下部から所定高さＨまでの範囲には、水没不可機能部品が一つも配置されず、水没可機能部品のみが配置されている。所定高さＨは、貯湯式給湯機１の水没許容高さに相当する。すなわち、水害時の浸水によって所定高さＨの位置まで貯湯ユニット２が水没しても、いずれの水没不可機能部品も水に浸かることがなく、水没不可機能部品が故障しないので、水が引いた後に貯湯式給湯機１を再び使用可能となる。

所定高さＨの位置は、貯湯タンク１０の下端１０ａの位置よりも高い位置である。所定高さＨの位置は、蹴込部１１１ｄの位置よりも高い位置である。所定高さＨの値は、１ｍ、または１ｍ以上の値であることが好ましい。例えば、所定高さＨ＝１．３ｍでもよい。所定高さＨをそのような値にすることで、水害時の浸水によって貯湯式給湯機１が故障する可能性をより確実に低減できる。

以下の説明では、外郭ケース１１１内のすべての水没不可機能部品を総称して「水没不可機能部品群２０」と呼ぶ。本実施の形態では、水没不可機能部品群２０を収納する収納容器３０が外郭ケース１１１内に配置されている。収納容器３０は、貯湯タンク１０の上方に配置されている。すなわち、収納容器３０は、貯湯タンク１０の上端１０ｂと、天面パネル１１１ｆの下面との間に位置する。

このように、本実施の形態では、水没不可機能部品群２０が貯湯タンク１０の上端１０ｂよりも上の高さに配置されている。これにより、貯湯式給湯機１の水没許容高さを十分に高くすることができるので、水害時の浸水によって貯湯式給湯機１が故障する可能性をより確実に低減できる。

蹴込部１１１ｄに複数のソケット３０１が設けられている。水没不可機能部品群２０と、複数のソケット３０１との間は、外郭ケース１１１内に配置された複数の内部配管からなる内部配管群１１０により接続されている。内部配管群１１０は、水没可機能部品に相当する。外部配管６の一端及び外部配管７の一端は、対応するソケット３０１にそれぞれ接続されている。室内の蛇口あるいは風呂の浴槽などの給湯先へ給湯するための外部配管、水源からの水を供給する外部配管などが他のソケット３０１にさらに接続されるが、図示を省略する。

本実施の形態の貯湯式給湯機１の据付方法は、ヒートポンプユニット３の最下面３ａの位置が、基礎Ｇに据え付けられた外郭ケース１１１の所定高さＨ以上の高さになるようにヒートポンプユニット３を据え付けるものである。これにより、水害時に所定高さＨの位置まで浸水しても、ヒートポンプユニット３内の部品が水に浸かることがなく、ヒートポンプユニット３が故障しないので、水が引いた後に貯湯式給湯機１を再び使用可能となる。

最下面３ａの位置は、ヒートポンプユニット３の外装筐体の底面の位置でもよい。最下面３ａの位置は、例えば、収納容器３０の底部と同じ高さに配置されてもよい。図示の例では架台４０１にヒートポンプユニット３を載せているが、本開示の据付方法は、架台４０１を用いる方法に限定されない。例えば、架台４０１に代えて、地形あるいは建物などを利用して、鉛直方向についてのヒートポンプユニット３の位置が上記の条件を満足するように据え付けてもよい。

収納容器３０は、水密構造の底部及び側部を有している。このため、浸水時に外郭ケース１１１内の水位が収納容器３０の側面の位置まで上昇しても、収納容器３０に水が入らず、水没不可機能部品群２０が水に濡れない。本実施の形態であれば、このような収納容器３０を設けたことで、水害時の浸水によって貯湯式給湯機１が故障する可能性をさらに低減できる。

収納容器３０の上部は、開放構造であってもよい。すなわち、収納容器３０が上面開口を有していてもよい。この場合、上面開口から水没不可機能部品群２０を収納容器３０内に入れることができるので、組立作業が容易になる。

収納容器３０の上部は、水密構造であってもよい。すなわち、収納容器３０は、その全体が水没しても収納容器３０内に水が入らないような防水性を有していてもよい。この場合、水害時の浸水によって貯湯式給湯機１が故障する可能性をさらに低減できる。収納容器３０は、外郭ケース１１１に比べてサイズが小さいので、水密構造とすることは比較的容易である。

収納容器３０の底部に、収納容器３０の内部から水を抜くための水抜き構造が設けられていてもよい。この水抜き構造は、収納容器３０の内部から外部へ向かう方向を順方向とする逆止弁を有していてもよい。水抜き構造を設けることで、収納容器３０内で発生した結露水を収納容器３０の外部へ排出できる。収納容器３０の底部の内面は、当該内面のうちの最低部に向かって下る傾斜面になっていてもよい。当該最低部に、上記水抜き構造を設けてもよい。そのようにすることで、収納容器３０の底部に溜まった結露水を傾斜面によって水抜き構造へ集めて円滑に外部へ排出できる。

なお、収納容器３０を設けずに水没不可機能部品群２０を配置してもよい。収納容器３０を設けない場合でも、水害時の浸水の水位が所定高さＨの位置以下であれば、水が引いた後に貯湯式給湯機１を再び使用可能となる。

図２は、図１に示す貯湯式給湯機１の水回路の構成を示す図である。図２中の各部品の位置関係は、三次元空間における実際の位置関係とは異なる。

図２に示すように、本実施の形態の貯湯式給湯機１は、水没不可機能部品群２０として、出湯切替弁１０１、第一循環ポンプ１０２、入水切替弁１０３、混合弁１０４、熱交換器１０５、水位センサ１０６、フロースイッチ１０７、第二循環ポンプ１０８、減圧弁１０９、及び制御基板２０１を備える。これらのうち、熱交換器１０５及び減圧弁１０９以外の部品は、いずれも電気部品である。制御基板２０１以外の各電気部品は、制御基板２０１に対して電気的に接続されている。

出湯切替弁１０１は、ヒートポンプユニット３から貯湯ユニット２内に戻った湯水の行き先を切り替える。出湯切替弁１０１の入口は、内部配管４０及びソケット３０１を介して、外部配管７に連通している。第一循環ポンプ１０２は、水回路の水を循環させる。例えば、第一循環ポンプ１０２は、貯湯タンク１０内の水をヒートポンプユニット３へ送水する。第一循環ポンプ１０２の吐出口は、内部配管４１及びソケット３０１を介して、外部配管６に連通している。入水切替弁１０３は、貯湯タンク１０からの水が第一循環ポンプ１０２に流入する流路形態と、熱交換器１０５からの水が第一循環ポンプ１０２に流入する流路形態とを切り替える。給湯配管４３は、混合弁１０４の出口をソケット３０１に接続する。給水配管４４は、混合弁１０４の水側入口をソケット３０１に接続する。混合弁１０４は、貯湯タンク１０からの高温水と、水源から給水配管４４を通って供給される低温水とを混合して温度調整した湯を給湯配管４３に流入させる。熱交換器１０５は、浴槽からの浴水と、貯湯タンク１０から供給される高温水との間で熱を交換することで浴水を温める。浴水配管４５は、熱交換器１０５の浴水入口をソケット３０１に接続する。浴水配管４６は、熱交換器１０５の浴水出口をソケット３０１に接続する。浴水配管４５及び浴水配管４６は、ソケット３０１を介して、浴槽につながる外部配管と接続され、浴水が循環する浴水回路を形成する。浴水配管４５に設けられた水位センサ１０６は、浴槽の水位を検出する。浴水配管４５に設けられたフロースイッチ１０７は、浴水の流れの有無を検出することで、浴槽内の湯水の有無を判別する。浴水配管４５に設けられた第二循環ポンプ１０８は、浴水回路の浴水を循環させる。給水配管４４に設けられた減圧弁１０９は、水源からの水圧を低減することにより貯湯タンク１０を保護する。本実施の形態では、内部配管４０、内部配管４１、給湯配管４３、給水配管４４、浴水配管４５、及び浴水配管４６が、図１中の内部配管群１１０に相当する。

貯湯タンク１０の表面に複数の温度検出装置１２０が配置されている。これらの温度検出装置１２０は、鉛直方向に沿って、互いに間隔をあけて配置されている。これらの温度検出装置１２０によって貯湯温度分布を検出することで、貯湯タンク１０内の残湯量及び蓄熱量を検出できる。温度検出装置１２０は、水没してもショートなどの異常が発生しないような水密構造仕様とされている。すなわち、温度検出装置１２０は、水没可機能部品に相当する。温度検出装置１２０を水没可機能部品とすることで、水害時に貯湯タンク１０が水没しても、水が引いた後に貯湯式給湯機１を再び使用可能となる。

図３は、比較例の貯湯式給湯機１００を示す側面図である。図３に示すように、比較例の貯湯式給湯機１００では、正面パネル１１１ｃと貯湯タンク１０との間の空間に水没不可機能部品群２０が配置されている。また、ヒートポンプユニット３は、基礎Ｇの上に直接置かれている。貯湯式給湯機１００では、水害時に水没不可機能部品群２０及びヒートポンプユニット３への浸水を防止することが困難であるので、水が引いた後に再使用が困難となる。

１ 貯湯式給湯機、 ２ 貯湯ユニット、 ３ ヒートポンプユニット、 ３ａ 最下面、 ４ 外部脚、 ５ 内部脚、 ６ 外部配管、 ７ 外部配管、 １０ 貯湯タンク、 １０ａ 下端、 １０ｂ 上端、 ２０ 水没不可機能部品群、 ３０ 収納容器、 ４０ 内部配管、 ４１ 内部配管、 ４３ 給湯配管、 ４４ 給水配管、 ４５ 浴水配管、 ４６ 浴水配管、 １００ 貯湯式給湯機、 １０１ 出湯切替弁、 １０２ 第一循環ポンプ、 １０３ 入水切替弁、 １０４ 混合弁、 １０５ 熱交換器、 １０６ 水位センサ、 １０７ フロースイッチ、 １０８ 第二循環ポンプ、 １０９ 減圧弁、 １１０ 内部配管群、 １１１ 外郭ケース、 １１１ａ 背面パネル、 １１１ｂ 側面パネル、 １１１ｃ 正面パネル、 １１１ｄ 蹴込部、 １１１ｅ 正面下部パネル、 １１１ｆ 天面パネル、 １１１ｇ 底面パネル、 １２０ 温度検出装置、 ２０１ 制御基板、 ３０１ ソケット、 ４０１ 架台

Claims (10)

1. 貯湯タンクと、
   前記貯湯タンクを収納する外郭ケースと、
   前記貯湯タンクの外面と前記外郭ケースの内面との間に配置された複数の機能部品と、
   を備え、
   前記複数の機能部品は、水没しても機能に支障のない水没可機能部品と、水没すると機能に支障のある水没不可機能部品とを含み、
   前記外郭ケースの最下部から所定高さまでの範囲には、前記水没不可機能部品が配置されずに前記水没可機能部品が配置され、
   すべての前記水没不可機能部品が前記所定高さ以上の高さの位置に配置されており、
   前記水没不可機能部品を収納する容器が前記外郭ケース内に配置され、
   前記容器は、水密構造の底部及び側部と、水密構造または開放構造の上部とを有する貯湯式給湯機。
2. 前記容器の前記底部に、前記容器の内部から水を抜くための水抜き構造が設けられている請求項１に記載の貯湯式給湯機。
3. 前記容器の前記底部の内面は、当該内面のうちの最低部に向かって下る傾斜面になっている請求項１または請求項２に記載の貯湯式給湯機。
4. 前記最低部に、前記容器の内部から水を抜くための水抜き構造が設けられている請求項３に記載の貯湯式給湯機。
5. 前記水抜き構造は、前記容器の内部から外部へ向かう方向を順方向とする逆止弁を有する請求項２または請求項４に記載の貯湯式給湯機。
6. 貯湯タンクと、
   前記貯湯タンクを収納する外郭ケースと、
   前記貯湯タンクの外面と前記外郭ケースの内面との間に配置された複数の機能部品と、
   を備え、
   前記複数の機能部品は、水没しても機能に支障のない水没可機能部品と、水没すると機能に支障のある水没不可機能部品とを含み、
   前記外郭ケースの最下部から所定高さまでの範囲には、前記水没不可機能部品が配置されずに前記水没可機能部品が配置され、
   すべての前記水没不可機能部品が前記所定高さ以上の高さの位置に配置されており、
   すべての前記水没不可機能部品が前記貯湯タンクの上端よりも上の高さに配置されている貯湯式給湯機。
7. 前記所定高さは、前記貯湯式給湯機の水没許容高さである請求項１から請求項６のいずれか一項に記載の貯湯式給湯機。
8. 前記貯湯タンクの表面に配置された温度検出装置を前記水没可機能部品として備える請求項１から請求項７のいずれか一項に記載の貯湯式給湯機。
9. 請求項１から請求項８のいずれか一項に記載の貯湯式給湯機を据え付ける据付方法であって、
   前記貯湯式給湯機は、前記外郭ケースの外に配置される水加熱装置を備え、
   前記水加熱装置の最下面の位置が、据え付けられた前記外郭ケースの前記所定高さ以上の高さになるように前記水加熱装置を据え付ける据付方法。
10. 貯湯タンクと、
    前記貯湯タンクを収納する外郭ケースと、
    前記貯湯タンクの外面と前記外郭ケースの内面との間に配置された複数の機能部品と、
    を備え、
    前記複数の機能部品は、水没しても機能に支障のない水没可機能部品と、水没すると機能に支障のある水没不可機能部品とを含み、
    前記外郭ケースの最下部から所定高さまでの範囲には、前記水没不可機能部品が配置されずに前記水没可機能部品が配置され、
    すべての前記水没不可機能部品が前記所定高さ以上の高さの位置に配置されている貯湯式給湯機を据え付ける据付方法であって、
    前記貯湯式給湯機は、前記外郭ケースの外に配置される水加熱装置を備え、
    前記水加熱装置の最下面の位置が、据え付けられた前記外郭ケースの前記所定高さ以上の高さになるように前記水加熱装置を据え付ける据付方法。

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