JP4030390B2 - 貯湯式給湯装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、ヒートポンプ給湯機や電気温水器等の貯湯式給湯装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の貯湯タンクを横置きにして使用するものでは、底部の給水口からの給水で水と高温水との境界面が壊されないように、給水口をバッフルで覆うと共に、底部に緩い登り傾斜を形成するものであった。（例えば、特許文献１参照。）
【０００３】
【特許文献１】
特許第２５７９５００号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところでこの従来のものでは、給水の勢いが強過ぎてバッフルだけでは抑えきれず、勢い良く上方へ向かう水流が発生して、境界面が破壊されて高温水と水とが混合し温水温度が全体的に低下すると共に、高温水を効率良く供給することが出来ないものであった。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
この発明はこの点に着目し上記欠点を解決する為、特にその構成を、入水管と出湯管が接続され湯水を貯湯する横長形状をした貯湯タンクと、前記貯湯タンク内の湯水を加熱する加熱手段とを備え、前記貯湯タンク底部には入水管と連通し給水を行う給水補助管を長手方向に延設して備え、更に給水補助管には左右に広がる邪魔板を設けると共に、この邪魔板より下方の給水補助管には複数の小孔から成る給水孔を設け、更に前記貯湯タンクの上下方向のほぼ中間部分には、該貯湯タンク内壁に沿って下方から上方に向かう水流を阻止する外周に向かってパンチング穴が粗と成るパンチング板で構成した水流遮断手段を設けたものである。
【０００６】
これによって、給水補助管に流入した給水は勢いを抑えられると共に、複数に分割されて給水孔から供給され、そして貯湯タンク内に供給された給水は給水補助管外周を直ぐ上昇しようとするが、邪魔板に阻止されて上昇力を弱められると共に、外方に拡散されて水流の形成が阻止されることで、温水と水との境界面は破壊されることなく良好に保持され、貯湯した高温水を最後まで給湯することが出来るものである。
【０００７】
更に貯湯タンクの上下方向のほぼ中間部分には、該貯湯タンク内壁に沿って下方から上方に向かう水流を阻止する水流遮断手段を備え、この水流遮断手段を、中央部分を大きく開口したド−ナツ形状の遮断板で構成したことで、貯湯タンク内壁に沿って発生する水流の高温水層への流入を確実に防止出来、更に境界面の破壊を阻止することが出来るものである。
【０００８】
又水流遮断手段は、外周に向かってパンチング穴が粗と成るパンチング板で構成したことで、境界面の破壊を防止することは勿論、貯湯タンクの補強も兼ねるものである。
【０００９】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。
１は横置き式で建家の床下に設置される貯湯タンクユニット、２はヒートポンプユニットよりなる加熱手段、３は前記貯湯タンクユニット１と加熱手段２とを結ぶ配管ユニットである。
【００１０】
前記貯湯タンクユニット１は、湯水を貯湯する横長形状の貯湯タンク４と、貯湯タンク４の上面に接続された出湯管５及び加熱手段２からの戻り管６と、貯湯タンク４の下部に接続された入水管７、加熱手段２へ向かう往き管８とがそれぞれ接続しており、又貯湯タンク４内方には入水管７と連通し給水を行う円筒状の給水補助管９が長手方向に延設して備えられ、終端部は閉塞されている。
【００１１】
更に前記給水補助管９は、側壁左右から外方に広がった邪魔板１０を備えると共に、該邪魔板１０より下方の給水補助管９には斜め下方に向かって給水を放出する一対の給水孔１１を、長手方向に向かって複数設けている。
又貯湯タンク４内壁の上下方向のほぼ中間部分全周には、内方に張り出して貯湯タンク４の内壁に沿って下方から上昇して来る水流を阻止する水流遮断手段を構成した、ド−ナツ形状の遮断板１２が備えられている。
【００１２】
前記加熱手段２は、冷媒を圧縮するコンプレッサー１３と、凝縮器としての冷媒−水熱交換器１４と、減圧器１５と、蒸発器としての空気熱交換器１６よりなるヒートポンプ回路１７と、空気熱交換器１６に送風する送風機１８と、前記戻り管６と往き管８から成る循環回路１９途中に設けられた能力可変の循環ポンプ２０と、循環回路１９の冷媒−水熱交換器１４入口側に設けられ、冷媒−水熱交換器１４に流入する湯水の温度を検出する熱交入口温度センサ２１と、循環回路１９の冷媒−水熱交換器１４出口側に設けられ、冷媒−水熱交換器１４から流出する湯水の温度を検出する熱交出口温度センサ２２と、この加熱手段２の制御を行う加熱制御部２３とを備えて構成されている。
【００１３】
前記配管ユニット３は、出湯管５からの高温水と入水管７から分岐された分岐管２４からの低温水とを混合するミキシング弁２５と、ミキシング弁２５の下流に接続された給湯栓２６を有する給湯管２７と、給湯管２７に設けられた給湯温度センサ２８と、給湯管２７に設けられた給湯流量センサ２９と、給湯管２７から分岐し浴槽３０の循環回路３１に接続した湯張り管３２と、循環回路３１中で浴槽水の保温を行う保温ヒ−タ３３及び風呂循環ポンプ３４と、入水管７の減圧弁３５及び出湯管５の圧力逃がし弁３６と、これらの機能部品を制御する給湯制御部３７とを備えて構成されており、配管及び機能部品をこの配管ユニット３に集中させることで、設置時の配管作業及び設置後のメンテナンス作業を簡単且つ効率よく行えるようにしているもので、特に貯湯タンクユニット１を建家の床下に設置するものでは特に有効である。
【００１４】
次にこの発明一実施例の作動について説明する。
まず貯湯タンク４内の湯水を加熱する場合には、加熱制御部２３がヒートポンプ回路１７を作動させ、循環回路１９の循環ポンプ２０を駆動開始する。そして、循環ポンプ２０の駆動により貯湯タンク４下部から取り出された湯水が加熱手段２の冷媒−水熱交換器１４に流入して加熱され、循環回路１９を介して貯湯タンク４の上部に戻されることにより高温の湯が貯湯される。
【００１５】
ここで、熱交入口温度センサ２１と熱交出口温度センサ２２の検出値に応じて、ヒートポンプ回路１７の出力と循環ポンプ２０の能力を適宜調整して加熱する湯水が所定の高温になるように可変されるものである。詳細には、それぞれの出力および能力は熱交入口温度センサ２１と熱交出口温度センサ２２の検出値に応じてフィードフォワード制御及び／又はフィードバック制御により調整されるものである。
【００１６】
そして、貯湯タンク４の側面に設けられた貯湯温度センサ（図示せず）が所定の量の高温水が貯湯されたことを検出するか、又は、熱交入口温度センサ２１が所定温度以上を検出すると、給湯制御部３７が加熱制御部２３へ加熱動作の停止を指令し、ヒートポンプ回路１７と循環ポンプ２０の作動が停止されるものである。
【００１７】
一方この貯湯タンク４に貯湯された高温水は、給湯栓２６を開くと、入水管７からの圧により貯湯タンク４上部の高温水が出湯管５に押し出され、給湯制御部３７により制御されるミキシング弁２５にて分岐管２４の低温水と給湯温度センサ２８の検出する温度が所定の温度になるように混合されて給湯管２７を介して給湯されるものであり、湯張り管３２を介して所定温度湯を浴槽３０へ湯張りすることも出来る。なお、前記所定の温度は操作用リモコン（図示せず）により任意に設定されるものである。
【００１８】
又この時、給湯使用で減った分の給水が給水圧で貯湯タンク４内に流入して来るが、この給水は給水補助管９の給水孔１１から分散し、しかも下方に向かって放出され、更に放出後給水補助管９の外周を直ぐ上昇しようとする水流は、邪魔板１０によつて邪魔され外方へ広げられるので、勢いも弱まると共に大きな水流又は水の固まりとなって上昇することが阻止され、温水と水との境界面が破壊されるのを防止し、高温水を高温水のまま最後まで良好に給湯することが出来るものである。
【００１９】
更に温水層が貯湯タンク４中央より上部に達した時には、給水補助管９により下方に放出された給水が、貯湯タンク４内壁に沿って勢い良く上昇して境界面が破壊される危険があるが、この発明では貯湯タンク４のほぼ中央部分には水流遮断手段を構成する遮断板１２が備えられているので、内壁に沿って上昇して来た水流は遮断板１２によって、その勢いを抑えられると共に中央側に案内され、緩やかに温水層の下に流入して、境界面を壊すことなく温水を最後まで給湯出来るものである。
【００２０】
従って、横置き式の貯湯タンク４に於いても、安価な電力を利用して貯湯した満量の高温水を、全量良好に給湯として使用出来極めて使用勝手が良いものであり、又簡単な構造で有りながら大きな効果を得ることが出来るものである。
【００２１】
次に図４、５に示す他の実施例について説明する。
図４は水流遮断手段を、外周に向かってパンチング穴３８が粗と成るパンチング板３９で構成したものであり、これによれば、上昇しようとする水流を確実に阻止出来ると共に、貯湯タンク４自体の補強にも成り、強固な貯湯タンク４とすることが出来るものである。
【００２２】
図５は給水補助管９を断面形状菱形としたもので、円筒状より作成容易であり安価に提供出来るものである。
更にこの実施例では、ヒ−トポンプ式の給湯機で説明したが、これに限定されることなく、電気ヒ−タを加熱手段とした電気温水器でも同様な効果が得られるものである。
【００２３】
【発明の効果】
以上のようにこの発明によれば、給水補助管に流入した給水は勢いを抑えられると共に、複数に分割されて給水孔から供給され、そして貯湯タンク内に供給された給水は給水補助管外周を直ぐ上昇しようとするが、邪魔板に阻止されて上昇力を弱められると共に、外方に拡散されて水流の形成が阻止されることで、温水と水との境界面は破壊されることなく良好に保持され、貯湯した高温水をそのまま最後まで給湯することが出来るものである。
【００２４】
更に貯湯タンクの上下方向のほぼ中間部分には、該貯湯タンク内壁に沿って下方から上方に向かう水流を阻止する水流遮断手段を備え、この水流遮断手段を、中央部分を大きく開口したド−ナツ形状の遮断板で構成したことで、貯湯タンク内壁に沿って発生する水流の高温水層への流入を確実に防止出来、更に境界面の破壊を阻止することが出来るものである。
【００２５】
又水流遮断手段は、外周に向かってパンチング穴が粗と成るパンチング板で構成したことで、境界面の破壊を防止することは勿論、貯湯タンクの補強も兼ねるものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の一実施例を付した貯湯式給湯装置の概略構成図。
【図２】同貯湯タンクの断面図。
【図３】同給水補助管の断面図
【図４】他の実施例を示す貯湯タンクの断面図。
【図５】他の実施例を示す給水補助管の断面図。
【符号の説明】
２ 加熱手段
４ 貯湯タンク
５ 出湯管
７ 入水管
９ 給水補助管
１０ 邪魔板
１１ 給水孔
１２ 遮断板（水流遮断手段）
３９ パンチング板（水流遮断手段）
【発明の属する技術分野】
この発明は、ヒートポンプ給湯機や電気温水器等の貯湯式給湯装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の貯湯タンクを横置きにして使用するものでは、底部の給水口からの給水で水と高温水との境界面が壊されないように、給水口をバッフルで覆うと共に、底部に緩い登り傾斜を形成するものであった。（例えば、特許文献１参照。）
【０００３】
【特許文献１】
特許第２５７９５００号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところでこの従来のものでは、給水の勢いが強過ぎてバッフルだけでは抑えきれず、勢い良く上方へ向かう水流が発生して、境界面が破壊されて高温水と水とが混合し温水温度が全体的に低下すると共に、高温水を効率良く供給することが出来ないものであった。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
この発明はこの点に着目し上記欠点を解決する為、特にその構成を、入水管と出湯管が接続され湯水を貯湯する横長形状をした貯湯タンクと、前記貯湯タンク内の湯水を加熱する加熱手段とを備え、前記貯湯タンク底部には入水管と連通し給水を行う給水補助管を長手方向に延設して備え、更に給水補助管には左右に広がる邪魔板を設けると共に、この邪魔板より下方の給水補助管には複数の小孔から成る給水孔を設け、更に前記貯湯タンクの上下方向のほぼ中間部分には、該貯湯タンク内壁に沿って下方から上方に向かう水流を阻止する外周に向かってパンチング穴が粗と成るパンチング板で構成した水流遮断手段を設けたものである。
【０００６】
これによって、給水補助管に流入した給水は勢いを抑えられると共に、複数に分割されて給水孔から供給され、そして貯湯タンク内に供給された給水は給水補助管外周を直ぐ上昇しようとするが、邪魔板に阻止されて上昇力を弱められると共に、外方に拡散されて水流の形成が阻止されることで、温水と水との境界面は破壊されることなく良好に保持され、貯湯した高温水を最後まで給湯することが出来るものである。
【０００７】
更に貯湯タンクの上下方向のほぼ中間部分には、該貯湯タンク内壁に沿って下方から上方に向かう水流を阻止する水流遮断手段を備え、この水流遮断手段を、中央部分を大きく開口したド−ナツ形状の遮断板で構成したことで、貯湯タンク内壁に沿って発生する水流の高温水層への流入を確実に防止出来、更に境界面の破壊を阻止することが出来るものである。
【０００８】
又水流遮断手段は、外周に向かってパンチング穴が粗と成るパンチング板で構成したことで、境界面の破壊を防止することは勿論、貯湯タンクの補強も兼ねるものである。
【０００９】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。
１は横置き式で建家の床下に設置される貯湯タンクユニット、２はヒートポンプユニットよりなる加熱手段、３は前記貯湯タンクユニット１と加熱手段２とを結ぶ配管ユニットである。
【００１０】
前記貯湯タンクユニット１は、湯水を貯湯する横長形状の貯湯タンク４と、貯湯タンク４の上面に接続された出湯管５及び加熱手段２からの戻り管６と、貯湯タンク４の下部に接続された入水管７、加熱手段２へ向かう往き管８とがそれぞれ接続しており、又貯湯タンク４内方には入水管７と連通し給水を行う円筒状の給水補助管９が長手方向に延設して備えられ、終端部は閉塞されている。
【００１１】
更に前記給水補助管９は、側壁左右から外方に広がった邪魔板１０を備えると共に、該邪魔板１０より下方の給水補助管９には斜め下方に向かって給水を放出する一対の給水孔１１を、長手方向に向かって複数設けている。
又貯湯タンク４内壁の上下方向のほぼ中間部分全周には、内方に張り出して貯湯タンク４の内壁に沿って下方から上昇して来る水流を阻止する水流遮断手段を構成した、ド−ナツ形状の遮断板１２が備えられている。
【００１２】
前記加熱手段２は、冷媒を圧縮するコンプレッサー１３と、凝縮器としての冷媒−水熱交換器１４と、減圧器１５と、蒸発器としての空気熱交換器１６よりなるヒートポンプ回路１７と、空気熱交換器１６に送風する送風機１８と、前記戻り管６と往き管８から成る循環回路１９途中に設けられた能力可変の循環ポンプ２０と、循環回路１９の冷媒−水熱交換器１４入口側に設けられ、冷媒−水熱交換器１４に流入する湯水の温度を検出する熱交入口温度センサ２１と、循環回路１９の冷媒−水熱交換器１４出口側に設けられ、冷媒−水熱交換器１４から流出する湯水の温度を検出する熱交出口温度センサ２２と、この加熱手段２の制御を行う加熱制御部２３とを備えて構成されている。
【００１３】
前記配管ユニット３は、出湯管５からの高温水と入水管７から分岐された分岐管２４からの低温水とを混合するミキシング弁２５と、ミキシング弁２５の下流に接続された給湯栓２６を有する給湯管２７と、給湯管２７に設けられた給湯温度センサ２８と、給湯管２７に設けられた給湯流量センサ２９と、給湯管２７から分岐し浴槽３０の循環回路３１に接続した湯張り管３２と、循環回路３１中で浴槽水の保温を行う保温ヒ−タ３３及び風呂循環ポンプ３４と、入水管７の減圧弁３５及び出湯管５の圧力逃がし弁３６と、これらの機能部品を制御する給湯制御部３７とを備えて構成されており、配管及び機能部品をこの配管ユニット３に集中させることで、設置時の配管作業及び設置後のメンテナンス作業を簡単且つ効率よく行えるようにしているもので、特に貯湯タンクユニット１を建家の床下に設置するものでは特に有効である。
【００１４】
次にこの発明一実施例の作動について説明する。
まず貯湯タンク４内の湯水を加熱する場合には、加熱制御部２３がヒートポンプ回路１７を作動させ、循環回路１９の循環ポンプ２０を駆動開始する。そして、循環ポンプ２０の駆動により貯湯タンク４下部から取り出された湯水が加熱手段２の冷媒−水熱交換器１４に流入して加熱され、循環回路１９を介して貯湯タンク４の上部に戻されることにより高温の湯が貯湯される。
【００１５】
ここで、熱交入口温度センサ２１と熱交出口温度センサ２２の検出値に応じて、ヒートポンプ回路１７の出力と循環ポンプ２０の能力を適宜調整して加熱する湯水が所定の高温になるように可変されるものである。詳細には、それぞれの出力および能力は熱交入口温度センサ２１と熱交出口温度センサ２２の検出値に応じてフィードフォワード制御及び／又はフィードバック制御により調整されるものである。
【００１６】
そして、貯湯タンク４の側面に設けられた貯湯温度センサ（図示せず）が所定の量の高温水が貯湯されたことを検出するか、又は、熱交入口温度センサ２１が所定温度以上を検出すると、給湯制御部３７が加熱制御部２３へ加熱動作の停止を指令し、ヒートポンプ回路１７と循環ポンプ２０の作動が停止されるものである。
【００１７】
一方この貯湯タンク４に貯湯された高温水は、給湯栓２６を開くと、入水管７からの圧により貯湯タンク４上部の高温水が出湯管５に押し出され、給湯制御部３７により制御されるミキシング弁２５にて分岐管２４の低温水と給湯温度センサ２８の検出する温度が所定の温度になるように混合されて給湯管２７を介して給湯されるものであり、湯張り管３２を介して所定温度湯を浴槽３０へ湯張りすることも出来る。なお、前記所定の温度は操作用リモコン（図示せず）により任意に設定されるものである。
【００１８】
又この時、給湯使用で減った分の給水が給水圧で貯湯タンク４内に流入して来るが、この給水は給水補助管９の給水孔１１から分散し、しかも下方に向かって放出され、更に放出後給水補助管９の外周を直ぐ上昇しようとする水流は、邪魔板１０によつて邪魔され外方へ広げられるので、勢いも弱まると共に大きな水流又は水の固まりとなって上昇することが阻止され、温水と水との境界面が破壊されるのを防止し、高温水を高温水のまま最後まで良好に給湯することが出来るものである。
【００１９】
更に温水層が貯湯タンク４中央より上部に達した時には、給水補助管９により下方に放出された給水が、貯湯タンク４内壁に沿って勢い良く上昇して境界面が破壊される危険があるが、この発明では貯湯タンク４のほぼ中央部分には水流遮断手段を構成する遮断板１２が備えられているので、内壁に沿って上昇して来た水流は遮断板１２によって、その勢いを抑えられると共に中央側に案内され、緩やかに温水層の下に流入して、境界面を壊すことなく温水を最後まで給湯出来るものである。
【００２０】
従って、横置き式の貯湯タンク４に於いても、安価な電力を利用して貯湯した満量の高温水を、全量良好に給湯として使用出来極めて使用勝手が良いものであり、又簡単な構造で有りながら大きな効果を得ることが出来るものである。
【００２１】
次に図４、５に示す他の実施例について説明する。
図４は水流遮断手段を、外周に向かってパンチング穴３８が粗と成るパンチング板３９で構成したものであり、これによれば、上昇しようとする水流を確実に阻止出来ると共に、貯湯タンク４自体の補強にも成り、強固な貯湯タンク４とすることが出来るものである。
【００２２】
図５は給水補助管９を断面形状菱形としたもので、円筒状より作成容易であり安価に提供出来るものである。
更にこの実施例では、ヒ−トポンプ式の給湯機で説明したが、これに限定されることなく、電気ヒ−タを加熱手段とした電気温水器でも同様な効果が得られるものである。
【００２３】
【発明の効果】
以上のようにこの発明によれば、給水補助管に流入した給水は勢いを抑えられると共に、複数に分割されて給水孔から供給され、そして貯湯タンク内に供給された給水は給水補助管外周を直ぐ上昇しようとするが、邪魔板に阻止されて上昇力を弱められると共に、外方に拡散されて水流の形成が阻止されることで、温水と水との境界面は破壊されることなく良好に保持され、貯湯した高温水をそのまま最後まで給湯することが出来るものである。
【００２４】
更に貯湯タンクの上下方向のほぼ中間部分には、該貯湯タンク内壁に沿って下方から上方に向かう水流を阻止する水流遮断手段を備え、この水流遮断手段を、中央部分を大きく開口したド−ナツ形状の遮断板で構成したことで、貯湯タンク内壁に沿って発生する水流の高温水層への流入を確実に防止出来、更に境界面の破壊を阻止することが出来るものである。
【００２５】
又水流遮断手段は、外周に向かってパンチング穴が粗と成るパンチング板で構成したことで、境界面の破壊を防止することは勿論、貯湯タンクの補強も兼ねるものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の一実施例を付した貯湯式給湯装置の概略構成図。
【図２】同貯湯タンクの断面図。
【図３】同給水補助管の断面図
【図４】他の実施例を示す貯湯タンクの断面図。
【図５】他の実施例を示す給水補助管の断面図。
【符号の説明】
２ 加熱手段
４ 貯湯タンク
５ 出湯管
７ 入水管
９ 給水補助管
１０ 邪魔板
１１ 給水孔
１２ 遮断板（水流遮断手段）
３９ パンチング板（水流遮断手段）
Claims (1)
- 入水管と出湯管が接続され湯水を貯湯する横長形状をした貯湯タンクと、前記貯湯タンク内の湯水を加熱する加熱手段とを備え、前記貯湯タンク底部には入水管と連通し給水を行う給水補助管を長手方向に延設して備え、更に給水補助管には左右に広がる邪魔板を設けると共に、この邪魔板より下方の給水補助管には複数の小孔から成る給水孔を設け、更に前記貯湯タンクの上下方向のほぼ中間部分には、該貯湯タンク内壁に沿って下方から上方に向かう水流を阻止する外周に向かってパンチング穴が粗と成るパンチング板で構成した水流遮断手段を設けた事を特徴とする貯湯式給湯装置。
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2002
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