特許 5767537 貯湯式給湯装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】5767537

(24)【登録日】2015年6月26日

(45)【発行日】2015年8月19日

(54)【発明の名称】貯湯式給湯装置

(51)【国際特許分類】

   F24H 9/12 20060101AFI20150730BHJP

   F24H 9/02 20060101ALI20150730BHJP

   F24H 9/00 20060101ALI20150730BHJP

【ＦＩ】

   F24H9/12 A

   F24H9/02 301A

   F24H9/00 E

【請求項の数】2

【全頁数】9

(21)【出願番号】特願2011-194218(P2011-194218)

(22)【出願日】2011年9月6日

(65)【公開番号】特開2013-53833(P2013-53833A)

(43)【公開日】2013年3月21日

【審査請求日】2014年2月24日

(73)【特許権者】

【識別番号】000000538

【氏名又は名称】株式会社コロナ

(72)【発明者】

【氏名】阿部 貴幸

(72)【発明者】

【氏名】斎藤 正章

(72)【発明者】

【氏名】志賀 広貴

【審査官】 黒石 孝志

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１０−２８１４８７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１１−１４９５７９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１１−１１７６３１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平１０−２１３２７１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 実開昭５９−１９１５５２（ＪＰ，Ｕ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｆ２４Ｈ ９／００ − ９／０２

Ｆ２４Ｈ ９／１２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

湯水を貯湯する貯湯タンクと、貯湯タンクを収容する外装ケースと、貯湯タンク内の湯水を加熱する加熱手段とを有した貯湯式給湯装置において、前記外装ケース内の前面側上部を器具内配管および機能部品を配置するよう器具前面側に突出した収容スペースとし、この収容スペースの下端に外部配管と器具内配管とを接続するための複数の継手と継手取付板とからなる配管接続部を設け、配管接続部を器具設置面から９００ｍｍ〜１３００ｍｍの高さとし、前記外装ケースは、前記収容スペースの前面側を覆う前面パネルと、器具側面を覆う側面板と、器具背面を覆う背面板と、器具底面を覆う底面板と、器具上面を覆う上面板と、前記収容スペースよりも下方の器具前面を覆う前面板とを備え、前記収容スペースは前記貯湯タンクを囲繞する成型断熱材と前記前面パネルとの間に形成され、前記前面板の高さ位置において、前記側面板、前記背面板、前記前面板は、それぞれ少なくともその一部を前記成型断熱材と密着して配置されていることを特徴とする貯湯式給湯装置。

【請求項2】

前記前面板に外部配管を抑える配管抑え具を設けたことを特徴とする請求項１記載の貯湯式給湯装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、加熱手段で加熱された湯を貯湯タンクに貯湯する貯湯式給湯装置に関するものである。

【背景技術】

【0002】

従来より、この種の貯湯式給湯装置においては、湯水を貯湯する貯湯タンクと、貯湯タンクを収容する外装ケースと、貯湯タンク内の湯水を加熱する加熱手段とを有した貯湯式給湯装置において、前記外装ケース内の前面側上部を器具内配管および機能部品を配置するよう器具前面側に突出した収容スペースとし、この収容スペースの下端に外部配管と器具内配管とを接続するための複数の継手と継手取付板とからなる配管接続部を設け、配管接続部を器具設置面から３００ｍｍ〜８００ｍｍ程度としたものがあった。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２００４−１４４４３７

【特許文献2】特開２０１０−２８１４８７

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

しかしながら、これら従来のものでは、配管接続部に配管を接続する作業を行う際に、作業者がしゃがんだり、上体を深く前屈みにして接続部を覗き込んだりと無理な姿勢での作業を強いられるものであり、施工性に劣っていた。

【課題を解決するための手段】

【0005】

そこで、本発明は上記課題を解決するために、湯水を貯湯する貯湯タンクと、貯湯タンクを収容する外装ケースと、貯湯タンク内の湯水を加熱する加熱手段とを有した貯湯式給湯装置において、前記外装ケース内の前面側上部を器具内配管および機能部品を配置するよう器具前面側に突出した収容スペースとし、この収容スペースの下端に外部配管と器具内配管とを接続するための複数の継手と継手取付板とからなる配管接続部を設け、配管接続部を器具設置面から９００ｍｍ〜１３００ｍｍの高さとした。

【0006】

また、前記外装ケースは、前記収容スペースの前面側を覆う前面パネルと、器具側面を覆う側面板と、器具背面を覆う背面板と、器具底面を覆う底面板と、器具上面を覆う上面板と、前記収容スペースよりも下方の器具前面を覆う前面板とを備え、前記収容スペースは前記貯湯タンクを囲繞する成型断熱材と前記前面パネルとの間に形成され、前記前面板の高さ位置において、前記側面板、前記背面板、前記前面板は、それぞれ少なくともその一部を成型断熱材と密着して配置されているものとした。

【0007】

また、前記前面板に外部配管を抑える配管抑え具を設けた。

【発明の効果】

【0008】

本発明によれば、配管接続部を器具設置面から９００ｍｍ〜１３００ｍｍの高さとしたので、配管を接続する作業時に無理の少ない姿勢で作業でき、施工性を向上できると同時に、収容スペースが小さくなるため器具内部配管が短縮され、また、機能部品と制御基板とを接続するリード線も短縮でき製品コストを低減できると共に、貯湯タンクからの放熱によって比較的温度の高い部位に器具内部配管や機能部品が配置されることも相俟って、給湯時の配管からの放熱ロスが減少し省エネとなり、さらには、凍結の危険性も低下する。

【0009】

また、配管接続部を器具設置面から９００ｍｍ〜１３００ｍｍの高さとしたことによって収容スペースの下方の前面板の面積が広くなるため歪みやすくなるが、前面板を成型断熱材と密着させることによって前面板の変形を防止することができる。

【0010】

また、前面板に外部配管を抑える配管抑え具を設け、外部配管が器具下方から立ち上がる際に器具前面側に膨らむのを抑え、規定の位置に外部配管を位置させることができる。

【図面の簡単な説明】

【0011】

【図1】本発明の一実施形態の回路図

【図2】本発明の一実施形態の正面図および側面図

【図3】同一実施形態の前面パネルを外した状態の正面図

【図4】同一実施形態のＡ−Ａ断面図

【図5】同一実施形態の斜視図

【発明を実施するための形態】

【0012】

次に、本発明の一実施形態の貯湯式給湯装置を図面に基づいて説明する。
図１は回路図で、１は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は給湯栓、４はリモートコントローラ、５は浴槽、６は電源である。

【0013】

前記貯湯タンクユニット１は、湯水を貯湯する貯湯タンク７と、貯湯タンク７の上部に接続された出湯管８と、貯湯タンク７の下部に接続された給水管９と、出湯管８からの高温水と給水管９から分岐された給水バイパス管１０からの低温水とを混合するミキシング弁１１と、ミキシング弁１１の下流に接続された給湯管１２と、給湯管１２に設けられた給湯温度センサ１３と、給水管９に設けられた給水温度センサ１４と、給湯管１２に設けられた給湯流量センサ１５と、給湯管１２から分岐され浴槽５に接続された湯張り管１６と、この湯張り管１６の開閉を行う湯張り弁１７と、湯張り管１６を流れる流量を積算する湯張り流量センサ１８と、出湯管８から分岐して接続された貯湯タンク７の過圧を逃す過圧逃し弁１９と、給水管８に設けられた給水圧を減圧する減圧弁２０と、貯湯タンク７の側面上下方向に複数設けられた貯湯温度センサ２１と、この貯湯タンクユニット１の制御を行うマイクロコンピュータを主に構成される給湯制御部２２とを備えている。

【0014】

また、前記貯湯タンクユニット１は、貯湯タンク７の底部と加熱手段２の入口とを接続する加熱往き管２３ａと貯湯タンク７の上部と加熱手段２の出口とを接続する加熱戻り管２３ｂよりなり湯水を循環させる加熱循環回路２３と、加熱戻り管２３ｂ途中から分岐されて減圧弁２０よりも下流の給水管９に接続された加熱バイパス管２４と、加熱手段２で沸き上げられた湯を貯湯タンク７上部に戻すか加熱バイパス管２４を介して貯湯タンク７下部に戻すかを切り換える加熱切換弁２５とを備えて構成されている。

【0015】

前記加熱手段２は、二酸化炭素冷媒を圧縮するコンプレッサー２６と、凝縮器としての冷媒−水熱交換器２７と、減圧器２８と、蒸発器としての空気熱交換器２９よりなるヒートポンプ回路３０と、空気熱交換器２９に送風する送風機３１と、加熱往き管２３ａ途中に設けられた能力可変の循環ポンプ３２と、加熱往き管２３ａの冷媒−水熱交換器２７入口近傍に設けられ、冷媒−水熱交換器２７に流入する湯水の温度を検出する熱交入口温度センサ３３と、加熱戻り管２３ｂの冷媒−水熱交換器２７出口近傍に設けられ、冷媒−水熱交換器２７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３４と、外気温度を検出する外気温度センサ３５と、この加熱手段２の制御を行うマイクロコンピュータを主に構成される加熱制御部３６とを備えて構成されている。

【0016】

前記リモートコントローラ４には、給湯設定温度を設定する温度設定スイッチ３７、浴槽５への湯張りを指示する湯張りスイッチ３８等とを有した操作部３９と、ドットマトリクス型の蛍光表示管よりなる表示部４０と、これら操作部３９および表示部４０を制御すると共に、前記給湯制御部２２と通信を行うマイクロコンピュータを主に構成されたリモコン制御部４１を備えており、通常運転時は表示部４０に操作部３９で設定された給湯設定温度や時刻情報および貯湯温度センサ２１で検知する残り貯湯量等が表示されるものである。

【0017】

ここで、前記電源６は時間帯別電灯であり、夜間（ここでは２３時から翌７時まで）が割安な電力料金設定となっているもので、この割安な夜間電力を用いて夜間に一日に必要な貯湯熱量を沸かし上げて使用するものであり、また、この時間帯別電灯では昼間（７時から２３時まで）にも電力は供給され、残湯量が少なくなったときに追加の沸き増しが行われるものである。なお、前記電源６は給湯制御部２２に接続され、この給湯制御部２２からリモートコントローラ４および加熱制御部３６（ヒートポンプ回路３０の駆動に必要な電力を含む）に有線にて通信信号が重畳されて電力供給されるものである。

【0018】

そして、夜間時間帯になると給湯制御部２２が翌日に必要な貯湯熱量を演算し、この目標となる貯湯熱量を夜間時間帯の終了時までに沸き上げるよう加熱制御部３６に指示してヒートポンプ回路３０を作動させ、加熱循環回路２３の循環ポンプ３２を駆動開始する。そして、循環ポンプ３２の駆動により貯湯タンク７下部から取り出された湯水が加熱部２の冷媒−水熱交換器２６に流入して加熱され、加熱循環回路２３を介して貯湯タンク７の上部に戻されることにより高温の湯が貯湯される。

【0019】

そして、貯湯タンク７の側面に設けられた貯湯温度センサ２１が所定の量の高温水が貯湯されたことを検出するか、または、熱交入口温度センサ３３が所定温度以上を検出すると、給湯制御部２２が加熱制御部３６へ加熱動作の停止を指令し、ヒートポンプ回路３０と循環ポンプ３２の作動が停止され、夜間時間帯の終了時までに貯湯動作を終了するものである。

【0020】

なお、ここで、貯湯タンク７内に貯湯される熱量は給湯制御部２２により過去数日分の給湯負荷から適切と思われる熱量を目標貯湯熱量として算出されるもので、貯湯される湯水の温度は季節（最下部の貯湯温度センサ２１で検出する給水温度）および目標貯湯熱量の大小によって６０℃〜９０℃の範囲で変動するものである。

【0021】

次に、給湯栓３を開くと、給水管９からの給水圧により貯湯タンク７上部の高温水が出湯管８に押し出され、給湯制御部２２により制御されるミキシング弁１１にて給水バイパス管１０の低温水と給湯温度センサ１３の検出する温度がリモートコントローラ４の操作部３９で設定された給湯設定温度になるように混合されて給湯管１２を介して給湯されるものである。

【0022】

もしも給湯量が通常よりも多くなってしまい、昼間電力時間帯にて貯湯温度センサ２１で検出する残り貯湯量が少なくなったことを給湯制御部２２が検知し、貯湯タンク７内に貯湯された湯の湯切れが予想される場合は、その時点にて昼間電力を利用して必要な熱量の沸き増しが行われるものである。

【0023】

次に、浴槽５に湯張りを行う際は、リモートコントローラ４の湯張りスイッチ３８が操作されると、給湯制御部２２が湯張り弁１７を開いて湯張りを開始し、湯張りを開始してからの積算流量が湯張り量に達したことを検出すると湯張り弁１７を閉じて湯張りを完了するものである。

【0024】

冬期等に外気温度が凍結防止運転の開始温度以下まで低下したことを外気温度センサ３５を介して検知すると、給湯制御部２２は、加熱切換弁２５を加熱バイパス管２４側に切り換えると共に、加熱制御部３６に対して循環ポンプ３２のみの駆動を指示する。そして、循環ポンプ３２の駆動によって加熱循環回路２３内の湯水は、冷媒−水熱交換器２７、加熱戻り管２３ｂ、加熱切換弁２５、加熱バイパス管２４、給水管９、貯湯タンク７、加熱往き管２３ａの順で循環し、流動することによって凍結防止運転が行われる。

【0025】

次に、前記貯湯タンクユニット１の構造について図２〜図４に基づいて説明する。貯湯タンク７を収容する貯湯タンクユニット１は、外装ケース４２の内部に、出湯管８、給水管９、給水バイパス管１０、湯張り管１６、加熱循環回路２３、加熱バイパス管２４等の器具内部配管や、ミキシング弁１１、湯張り弁１７、加熱切換弁２５等の電動アクチュエータ類や、給湯温度センサ１３、給水温度センサ１４、給湯流量センサ１５、湯張り流量センサ１８、貯湯温度センサ２１等のセンサ類や、圧力逃し弁１９、減圧弁２０等の弁類や、給湯制御部２２等の機能部品が収容されて構成され、そして、貯湯タンク７は外装ケース４２内に放熱を減ずるための成型断熱材４３に囲繞され、タンク支持脚４４によって支えられて自立するよう構成されている。

【0026】

外装ケース４２は前面パネル４５、背面板４６、左右の側面板４７、４８、上面板４９、前面板５０、および底板５１より構成され、器具上部の成型断熱材４３の前面側と前面パネル４５の間に器具内配管および機能部品を配置するよう器具前面側に突出した収容スペース５２が形成され、この収容スペース５２の下端に継手取付板５３が設けられ、前記継手取付板５３には、内部配管と外部配管とを各々接続する複数の継手５４が設けられて配管接続部５５を構成しているものである。

【0027】

この配管接続部５５の複数の継手５４を介して器具内部の給水管９、給湯管１２、湯張り管１６、加熱循環路２３の加熱往き管２３ａ、加熱戻り管２３ｂ等を器具外部の配管と接続するようにしていると共に、電源６からの電源線５６、給湯制御部２２と加熱制御部３６を接続する電源通信線５７、給湯制御部２２とリモコン制御部４１と接続するリモコン線５７を継手取付板５３に開口した配線用穴部５９に通しているもので、給湯制御部２２には、電子回路基板６０と、電源６が接続される漏電ブレーカ６１と、ヒートポンプ端子接続台６２と、リモコン端子接続台６３とが設けられている。

【0028】

そして、器具から突出した収容スペース５２の下方に外部配管を接続するスペースを大きく確保しているもので、継手取付板５３は器具の最下面の設置面から１０００ｍｍの高さ位置に設けられており、作業者は無理の少ない姿勢で容易に配管作業を行うことができると共に、外部配管を真っ直ぐ確実に接続することができ、継手５４での液漏れを防ぐことができる。さらには、継手取付板５３の配線用穴部５９と漏電ブレーカ６１、ヒートポンプ端子接続台６２、リモコン端子接続台６３との距離も短いため、電源線５６、電源通信線５７、リモコン線５８の接続作業も容易となり、耐ノイズ性も向上できる。

【0029】

ここで、収容スペース５２より下方の前面板５０は、継手取付板５３の位置を高くしたことから歪みが生じやすくなるが、図４に示すように、前面板５０を成型断熱材４３と密着させることによって強度を稼ぎ、前面板５０の変形を防止している。

【0030】

そして、図５に示すように、前面板５０の中程の高さ位置には、外部配管を抑える配管抑え具６４が設けられ、継手取付板５３の位置を高くしたことによる外部配管の器具前面側および側面側への膨らみを抑えるようにしている。この配管抑え具６４は、左右端部を前面板５０に固定され、左右端部を除いて前面板５０から浮くようにして器具前面の左右に架け渡すように構成されている。外部配管が架橋ポリ管等の材質であった場合に、特に器具背面側から底板５１と設置面との間のスペースを通して外部配管を器具前面側に引き回すレイアウトでは、外部配管が器具前面側に膨らみやすいが、この配管抑え具６４によって外部配管が規定の位置に収容されるため、外部配管の取付スペースを覆う配管カバー６５を適切に取り付けることが可能となる。なお配管カバー６５は、継手取付板５３と配管抑え具６４とにねじ止め等によって取り付けられ、外部配管を隠蔽すると共に、タンク支持脚４４も隠蔽可能とし、貯湯タンクユニット１の美観を向上させるものである。

【0031】

このように、収容スペース５２が小さいために器具内部の配管を短くでき、さらには電動アクチュエータ類やセンサ類と給湯制御部２２とを接続するリード線も短くできるため製品コストを抑制することができると共に、出湯管８、給湯管１２、湯張り管１６、加熱戻り管２３ｂ等の温水が流通する配管も短くなるため放熱ロスが減少して省エネとなり、その分沸き上げ熱量や沸き増し熱量も減らすこともでき一層の省エネとなる。

【0032】

また、収容スペース５２が器具内部の上部に配置されることによって、高温の湯が貯湯されている時間が多い貯湯タンク７からの放熱によって比較的温度の高い部位に内部配管や機能部品が位置することになるので、凍結の恐れも低下する。

【0033】

さらには、高い位置にある収容スペース５２内で加熱バイパス管２４が給水管９に接続されるため、加熱循環回路２３の凍結防止運転時に給水管９の大部分を同時に凍結防止運転することができ、給水管９に添設される凍結防止ヒータの使用個数を少なくすることができる。

【0034】

なお、継手取付板５３の器具設置面からの高さは９００ｍｍ以上１３００ｍｍ以下の高さが好ましく、９００ｍｍ以下となると作業者がしゃがんだり、上体を深く前屈みにして接続部を覗き込んだりと無理な姿勢での作業を強いられるものであり、施工性に劣り、１３００ｍｍ以上となると、継手取付板５３が高すぎて作業性に劣ると共に、収容スペース５２が小さくなりすぎてしまう。より好ましくは９５０ｍｍ以上１１５０ｍｍ以下の高さに継手取付板５３を設けると、作業性と収容性を両立することができる。

【0035】

なお、本発明は上記の一実施形態に限定されるものではなく、例えば加熱手段として貯湯タンク７内に配した電熱ヒータを採用してもよく、また、背面板４６、側面板４７、４８は一枚ずつ独立した板材としたり、一枚の板材を曲げ加工したものとしたり、二枚の板材で背面板４６と側面板４７、４８を構成するようにしてもよい。また、配管抑え具６４も図５では一つであるが、上下に複数本設けるようにしてもよい。

【符号の説明】

【0036】

２ 加熱手段
７ 貯湯タンク
４２ 外装ケース
４３ 成形断熱材
４５ 前面パネル
４６ 背面板
４７ 側面板
４８ 側面板
４９ 上面板
５０ 前面板
５１ 底板
５２ 収容スペース
５３ 継手取付板
５４ 継手
５５ 配管接続部
６４ 配管抑え具

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】