(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
外装ケースの内部が、複数の仕切り板によって送風ファンと蒸発熱交換器が配置された送風室と、圧縮機と膨張手段が配置された機械室と、前記送風室と前記機械室の上方に跨がるように形成され且つ凝縮熱交換器が配置された給湯加熱室とに区画されたヒートポンプ給湯装置において、
前記複数の仕切り板は、前記外装ケース内の上端側部分に前記給湯加熱室を区画する為の上部仕切り板を有し、
前記上部仕切り板は、前記送風室の上方において上方に向けて切り起された切起し片と、この切起し片を切り起すことで形成された開口部とを有し、
前記開口部は、平面視において前記送風ファンの回転領域から前後方向に外れた位置に設けられたことを特徴とするヒートポンプ給湯装置。
前記上部仕切り板には、この上部仕切り板上の水の流れを前記開口部に向かうように誘導する誘導部が設けられていることを特徴とする請求項1に記載のヒートポンプ給湯装置。
前記上部仕切り板には、前記機械室側と連通する配管挿通孔が設けられ、前記開口部と前記配管挿通孔との間には、上方に凸となる前後方向に延びる突条部が設けられていることを特徴とする請求項1又は2に記載のヒートポンプ給湯装置。
【背景技術】
【0002】
従来から、冷媒を利用した熱交換式のヒートポンプ給湯装置が一般に広く普及している。この種のヒートポンプ給湯装置は、冷媒により湯水を加熱するヒートポンプ式熱源機、加熱された湯水を貯留する貯湯タンク、ヒートポンプ式熱源機と貯湯タンクとの間に湯水を循環する加熱循環回路等を備え、貯湯タンク内の湯水を加熱循環回路に循環させてヒートポンプ式熱源機で加熱して、加熱された湯水を貯湯タンク内に戻して貯留し、貯湯タンクから蛇口や風呂等の所望の給湯先に給湯するものである。
【0003】
上記のヒートポンプ式熱源機は、圧縮機、凝縮熱交換器、膨張弁、蒸発熱交換器が冷媒配管を介して接続されることでヒートポンプ回路を構成し、冷媒配管に封入された冷媒を利用して貯湯運転が行われる。この貯湯運転では、圧縮機と蒸発熱交換器用の送風ファンとが夫々駆動され、凝縮熱交換器によってヒートポンプ回路を流れる冷媒と加熱循環回路を流れる湯水との間で熱交換が行われて湯水が加熱される。
【0004】
ところで、外装ケース内における圧縮機、凝縮熱交換器、膨張弁、蒸発熱交換器の配置構造に関して、例えば、特許文献1のヒートポンプ給湯装置のような配置構造がある。即ち、特許文献1のヒートポンプ給湯装置では、外装ケースの内部が、複数の仕切り板によって送風ファンと蒸発熱交換器とが配置された送風室と、圧縮機と膨張手段とが配置された機械室と、送風室と機械室の上方に跨がるように形成され且つ凝縮熱交換器が配置された給湯加熱室とに区画されている。
【0005】
上記の複数の仕切り板は、送風室と機械室とを区画する為の縦向きの縦仕切り板と、外装ケース内の上端側部分に給湯加熱室を区画する為の横向きの上部仕切り板とを有し、上部仕切り板の上面側に凝縮熱交換器が配置されている。従来では、
図10に示すように、上部仕切り板61は、上方に向けて切り起された切起し片62aと、この切起し片62aを切り起すことで形成された開口部62とを有し、切起し片62aに凝縮熱交換器を覆う保温材の端部が当接されることで、凝縮熱交換器の位置ズレを防止している。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0007】
しかし、上述したように、凝縮熱交換器の位置ズレを防止する為に上部仕切り板に切起し片を設けると、上部仕切り板には、送風室と給湯加熱室とを連通する開口部が形成されてしまう。この開口部は、従来では、平面視において送風ファンの回転領域から左右方向(羽根部材の厚み方向とは直行する方向)に外れた位置に設けられている(
図10参照)ので、送風室に侵入して送風ファンによって巻き上げられた雨水が、開口部を介して給湯加熱室に侵入するという問題がある。
【0008】
このため、特許文献1のヒートポンプ給湯装置の構造では、給湯加熱室に雨水が侵入すると、雨水が上部仕切り板の上面を流れ、雨水が上部仕切り板の開口部とは反対側に形成された配管挿通孔を通って機械室側に流れ込み、機械室内に設置された各種機器を制御する為の電装部品をショートさせてしまう虞がある。
【0009】
本発明の目的は、ヒートポンプ給湯装置において、送風室から給湯加熱室への雨水の侵入を低減可能な構造を備えたもの、給湯加熱室に侵入した雨水が機械室へ流れ込むのを防止可能な構造を備えたもの、等を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【0010】
請求項1のヒートポンプ給湯装置は、外装ケースの内部が、複数の仕切り板によって送風ファンと蒸発熱交換器が配置された送風室と、圧縮機と膨張手段が配置された機械室と、前記送風室と前記機械室の上方に跨がるように形成され且つ凝縮熱交換器が配置された給湯加熱室とに区画されたヒートポンプ給湯装置において、前記複数の仕切り板は、前記外装ケース内の上端側部分に前記給湯加熱室を区画する為の上部仕切り板を有し、前記上部仕切り板は、前記送風室の上方において上方に向けて切り起された切起し片と、この切起し片を切り起すことで形成された開口部とを有し、前記開口部は、平面視において前記送風ファンの回転領域から前後方向に外れた位置に設けられたことを特徴としている。
【0011】
請求項2のヒートポンプ給湯装置は、請求項1の発明において、前記上部仕切り板には、この上部仕切り板上の水の流れを前記開口部に向かうように誘導する誘導部が設けられていることを特徴としている。
【0012】
請求項3のヒートポンプ給湯装置は、請求項1又は2の発明において、前記上部仕切り板には、前記機械室側と連通する配管挿通孔が設けられ、前記開口部と前記配管挿通孔との間には、上方に凸となる前後方向に延びる突条部が設けられていることを特徴としている。
【発明の効果】
【0013】
請求項1の発明によれば、上部仕切り板は、送風室の上方において上方に向けて切り起された切起し片と、この切起し片を切り起すことで形成された開口部を有し、開口部は、平面視において送風ファンの回転領域から前後方向に外れた位置に設けられたので、雨天時等に雨水が送風室に侵入し、雨水が送風ファンに巻き上げられても、雨水は回転領域の真上及び回転領域の左右方向の上方の上部仕切り板の底面に衝突して、送風室内の底部に向かって落下する。
【0014】
従って、切起し片を平面視において送風ファンの回転領域から前後方向に外れた位置に形成することで、凝縮熱交換器に対する位置決め機能を維持しつつ、切起し片を切り起すことで形成された開口部から給湯加熱室への雨水の侵入を低減することができる。
【0015】
請求項2の発明によれば、上部仕切り板には、この上部仕切り板上の水の流れを開口部に向かうように誘導する誘導部が設けられているので、上部仕切り板と凝縮熱交換器との間に雨水が滞留せずに開口部を介して送風室側に排水することができ、凝縮熱交換器の保温材等の劣化を防止することができる。
【0016】
請求項3の発明によれば、上部仕切り板には、機械室側と連通する配管挿通孔が設けられ、開口部と配管挿通孔との間には、上方に凸となる前後方向に延びる突条部が設けられているので、給湯加熱室に雨水が侵入しても、突条部により配管挿通孔へ雨水が流れ込むのを防止して、雨水が機械室へ侵入するのを防止することができる。
【発明を実施するための形態】
【0018】
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。
【0019】
先ず、本発明のヒートポンプ給湯装置1の全体構成について説明する。
図1に示すように、ヒートポンプ給湯装置1は、湯水を貯留する貯湯タンク5を備えた貯湯タンクユニット2、貯湯タンク5の湯水の加熱を行うヒートポンプユニット3、ヒートポンプ給湯装置1を制御する制御ユニット4、貯湯タンクユニット2とヒートポンプユニット3との間に湯水を循環させる循環用配管8a,8b等から構成されている。
【0020】
図1に示すように、貯湯タンクユニット2は、縦長筒状の外周面を有する貯湯タンク5、各種の配管6,7,8a,8b、湯水循環ポンプ11、開閉弁12、混合弁13、主制御ユニット16、外装ケース17等を備えている。貯湯タンク5は、ヒートポンプユニット3で加熱された高温の湯水(例えば、65〜90℃)を貯留するものである。
【0021】
貯湯タンク5の下端部には、給水配管6と循環用配管8aとが接続されている。給水配管6には、貯湯タンク5へ低温の上水を供給する為の開閉弁12が設けられている。貯湯タンク5の上端部には、循環用配管8bと出湯配管7とが接続され、循環用配管8bから戻された高温の湯水を貯湯タンク5内に貯留し、給湯時には貯湯タンク5内の高温の湯水を出湯配管7に供給することができる。
【0022】
貯湯タンク5には、複数の温度センサ5a〜5dが高さ方向所定間隔おきの位置に配置され、温度センサ5a〜5dの温度検出信号が主制御ユニット16に供給される。外装ケース17は、薄鋼板製の箱状に形成され、貯湯タンク5、各種の配管類6,7、循環用配管8a,8bの大部分、湯水循環ポンプ11、開閉弁12、混合弁13、各種の温度センサ15a〜15d、主制御ユニット16等を収容している。
【0023】
次に、ヒートポンプユニット3について説明する。
図1に示すように、ヒートポンプユニット3は、冷媒により湯水を加熱する為のヒートポンプ式熱源機20、主制御ユニット16に接続され且つヒートポンプ式熱源機20を制御する為の補助制御ユニット33、これらを一体的に収納する為の外装ケース35等を備えている。
【0024】
ヒートポンプ式熱源機20は、圧縮機21、湯水加熱用の凝縮熱交換器22、高圧の冷媒を急膨張させて温度と圧力を下げる膨張弁23、外気熱吸収用の蒸発熱交換器24を有し、これら機器21〜24が冷媒配管25を介して接続されてヒートポンプ回路を構成し、冷媒配管25に封入された冷媒を利用して貯湯運転を行う。ヒートポンプ式熱源機20は、さらに、送風モータ27aで駆動される蒸発熱交換器用の送風ファン27を有している。
【0025】
ここで、先ずは、外装ケース35の構造について説明する。
図2,
図3に示すように、外装ケース35は、薄鋼板製の箱状に形成され、左右1対の側板41,42と、前側板43と、後側板44と、天板45と、底板46とを備えている。外装ケース35の内部は、複数の仕切り板47によって送風室51と機械室52と給湯加熱室53とに区画されている。複数の仕切り板47は、垂直な縦仕切り板48と水平な横仕切り板49と有し、夫々が薄鋼板製のものである。
【0026】
左右1対の側板41,42は、左右対称に設置されている。右側板42には、下側が膨出した形状の配管カバー42aが取り付けられ、この配管カバー42aにより循環用配管8a,8bの内部配管部分と外部配管部分を接続する配管接続部が覆われている。
【0027】
前側板43には、空気排出口としての開口部43aが形成され、この開口部43aの前面には金網状のカバー部材43bが設けられている。前側板43の内面側には空気流をガイドするベルマウス43cが設けられている。送風ファン27を駆動すると、左側板41と後側板44に夫々形成された外気取込用開口部から外気が取り込まれ、蒸発熱交換器24で冷媒と熱交換されて低温の空気となり、前側の開口部43aから外部に排出される。
【0028】
縦仕切り板48は、底板46の右側約1/3部分から鉛直に立設され且つ左右1対の側板41,42と略平行に設けられている。縦仕切り板48は、外装ケース35内を蒸発熱交換器24や送風ファン27等が配置された左側の送風室51と、圧縮機21や膨張弁23等が配置された右側の機械室52とに区画している。縦仕切り板48の上端側部分には、補助制御ユニット33が装着されている。
【0029】
横仕切り板49(上部仕切り板に相当する)は、縦仕切り板48の上側に天板45と平行に左右方向に延びるように設けられ、その左右両端部が左右1対の側板41,42の内側面に固定されている。横仕切り板49は、外装ケース35内の上端側部分に凝縮熱交換器22が配置された給湯加熱室53を区画している。給湯加熱室53は、送風室51と機械室52の上方に跨がるように形成されている。この横仕切り板49の詳細な構造は後述する。
【0030】
次に、外装ケース35内に収納されている各種機器について説明する。
図1に示すように、圧縮機21は、気相状態の冷媒を断熱圧縮して温度上昇させる公知の密閉型圧縮機である。
【0031】
凝縮熱交換器22は、循環用配管8a,8b間に設置された熱交換器通路部22aと、冷媒配管25の一部となる内部通路22bとを有する二重管で構成されている。この凝縮熱交換器22において、内部通路22bを流れる冷媒と循環用配管8aから熱交換器通路部22aに供給される湯水との間で熱交換され、湯水は加熱され冷媒は冷却され液化する。凝縮熱交換器22は、横仕切り板49の上面側に配置されている。 凝縮熱交換器22は、発泡ポリプロピレン、発泡ポリスチレン等の樹脂を発泡成形した保温材32で覆われている。
【0032】
膨張弁23(膨張手段に相当する)は、液相状態の冷媒を断熱膨張させ温度低下させる。この膨張弁23は、絞り量が可変な制御弁からなる。尚、絞り量が可変な膨張弁23の代わりに絞り量が一定の膨張弁を採用しても良い。
【0033】
蒸発熱交換器24は、冷媒配管25に含まれる蒸発器通路部24aを有し、この蒸発器通路部24aは伝熱管と複数のフィンとを有している。この蒸発熱交換器24において、蒸発器通路部24aを流れる冷媒と外気との間で熱交換され、冷媒は外気から吸熱して気化する。蒸発熱交換器24は、左側板41と後側板44の内面に沿うように平面視L字状に構成されている(
図3参照)。
【0034】
冷媒配管25は、圧縮機21の吐出側と凝縮熱交換器22の入口側とを接続する冷媒通路25a,凝縮熱交換器22の出口側と膨張弁23の入口側とを接続する冷媒通路25b,膨張弁23の出口側と蒸発熱交換器24の入口側とを接続する冷媒通路25c,蒸発熱交換器24の出口側と圧縮機21の導入側とを接続する冷媒通路25dを備えている。
【0035】
図1,
図3に示すように、送風ファン27は、送風モータ27aと、この送風モータ27aによって回動駆動される複数の羽根部材27bとを有し、支持金具27cを介して底板46と横仕切り板49とに支持されている。
【0036】
ヒートポンプ式熱源機20の貯湯運転時において、圧縮機21により高圧に圧縮された加熱状態の冷媒は、凝縮熱交換器22に送られ、湯水循環ポンプ11の駆動により貯湯タンク5の下端部から循環用配管8aを経て熱交換器通路部22aに流入した水と熱交換してその水を暖め、温度低下して液化した冷媒は膨張弁23に送られ、加熱された湯水が循環用配管8bを通って貯湯タンクユニット2の貯湯タンク5に貯留され、ヒートポンプ式熱源機20を経由する加熱動作を繰り返すことで貯湯タンク5に高温の湯水が貯留される。
【0037】
次に、制御ユニット4について説明する。
図1に示すように、ヒートポンプ給湯装置1は、主制御ユニット16と補助制御ユニット33からなる制御ユニット4によって制御される。各種の温度センサ等の検出信号が制御ユニット4に送信され、この制御ユニット4により、貯湯タンクユニット2とヒートポンプ式熱源機20の動作、各種のポンプの作動・停止、各種の弁の開閉状態の切り換え及び開度調整等を制御し、各種運転(貯湯運転、給湯運転等)を実行する。
【0038】
主制御ユニット16は、ユーザーが操作可能な操作リモコン36との間でデータ通信可能であり、操作リモコン36のスイッチ操作により目標給湯温度が設定されると、その目標給湯温度データが操作リモコン36から主制御ユニット16に送信される。補助制御ユニット33は、主制御ユニット16との間でデータ通信可能であり、主制御ユニット16からの指令に従ってヒートポンプ式熱源機20の各種機器(圧縮機21、膨張弁23、送風モータ27a等)の駆動制御を行う。
【0039】
次に、本発明に係る横仕切り板49の具体的な構造について説明する。
図4〜
図6に示すように、横仕切り板49(上部仕切り板)は、左右方向に長い矩形板状の金属製薄板の四辺を上方に折り曲げて立ち上がり形状としたトレイ状に形成されている。即ち、横仕切り板49の左右端部及び前後端部には、上方に屈曲されたフランジ部54a〜54dが夫々略全長に亙って形成されている。
【0040】
図4,
図5に示すように、横仕切り板49は、送風室51と給湯加熱室53とを連通する開口部55と、この開口部55の端部に設けられた切起し片55aと、機械室52と給湯加熱室53とを連通する配管挿通孔56と、開口部55と配管挿通孔56との間に設けられた突条部57とを備えている。
【0041】
次に、開口部55について説明する。
図4〜
図6に示すように、開口部55は、平面視にて前後方向に長い矩形状に形成され、送風室51の上方において切起し片55aを切り起すことで形成されている。切起し片55aは、上方に向けて切り起され、開口部55の右端縁部に上方に突出するように設けられている。横仕切り板49の上面に凝縮熱交換器22を載置した際に、切起し片55aは、凝縮熱交換器22を覆った保温材32の左端部を受け止めて凝縮熱交換器22を位置決めすることができる。
【0042】
図4に示すように、開口部55は、平面視において送風ファン27の回転領域Fから前後方向(送風モータ27aの回転軸と平行な方向・羽根部材27bの厚み方向と平行な方向)に且つ左右方向(送風モータ27aの回転軸と直行する方向・羽根部材27bの厚み方向と直行する方向)に外れた位置であって、横仕切り板49の後端近傍部の左端部に形成されている。尚、送風ファン27の3枚の羽根部材27bの回転により規定される回転領域Fは、平面視にて横仕切り板49の前後方向中央部分に位置する。
【0043】
次に、配管挿通孔56について説明する。
図4に示すように、配管挿通孔56は、平面視にて左右方向に長い長円形状に形成され、横仕切り板49の後端近傍部の右端部に設けられている。配管挿通孔56には、凝縮熱交換器22に接続される循環用配管8a,8bと冷媒通路25a,25bが挿通される。
【0044】
次に、突条部57について説明する。
図4,
図5に示すように、突条部57は、横仕切り板49の左右方向中央部分の右側寄り部分において上方に凸となるように且つ前後方向に延びるように設けられている。突条部57は、例えば、断面視正方形状のゴム製パッキンから構成され、横仕切り板49の上面に両面テープ等で貼り付けられている。
【0045】
突条部57は、例えば10mm程度の高さに設定されるが、この高さに特に限定する必要はない。また、突条部57は、ゴム製パッキンに限定する必要はなく、上方に凸となる前後方向に延びる形状であれば、特に限定する必要はなく、横仕切り板49をプレス成形する際に横仕切り板49と一体的に上方に凸となる前後方向に延びる突条部(所謂、ビート部)を形成したものであっても良い。
【0046】
次に、誘導部58について説明する。
図5に示すように、横仕切り板49には、この横仕切り板49上の水の流れを開口部55に向かうように誘導する誘導部58が設けられている。即ち、横仕切り板49は、水平面に対して僅かに傾斜する姿勢となるように左方下がり傾斜状に左右1対の側板41,42に固定されている。横仕切り板49の水平面に対する傾斜角度αは、例えば、1〜3°程度に設定されるが、特にこの角度に限定する必要はない。この横仕切り板49の傾斜状配置が、誘導部58に相当するものである。
【0047】
尚、保温材32は、この内部に収納された凝縮熱交換器22を水平状態に維持する為に、複数の脚部32aを備えている。この複数の脚部32aによって保温材32と横仕切り板49との間に空気層が形成される。
【0048】
次に、本発明のヒートポンプ給湯装置1の作用及び効果について説明する。
ヒートポンプ式熱源機20において、雨天時には、前側板43の開口部43aや左側板41と後側板44の外気取込用開口部を介して送風室51に雨水が侵入してしまう。この状態で、ヒートポン式熱源機20を稼動した場合や送風室51に逆風が吹き込んだ場合、送風ファン27が回転するが、この回転に伴い送風室51に侵入した雨水が巻き上げられる。この巻き上げられた雨水は、送風ファン27の回転領域Fと横仕切り板49の開口部55が前後方向にズレて形成されている為、大部分の雨水は開口部55から給湯加熱室53に侵入せず横仕切り板49の底面に衝突して落下することになる。
【0049】
仮に、開口部55を介して給湯加熱室53に雨水が侵入しても、横仕切り板49が、水が開口部55に向かうように傾斜状に固定され、横仕切り板49と保温材32との間に空気層が形成されているので、侵入した雨水は開口部55側に誘導されて送風室51側に排水される。
【0050】
以上説明したように、横仕切り板49は、送風室51の上方において上方に向けて切り起された切起し片55aと、この切起し片55aを切り起すことで形成された開口部55とを有し、開口部55は、平面視において送風ファン27の回転領域Fから前後方向に外れた位置に設けられたので、雨天時等に雨水が送風室51に侵入し、雨水が送風ファン27に巻き上げられても、雨水は回転領域Fの直上及び回転領域Fの左右方向の上方の横仕切り板49の底面に衝突して、送風室51内の底部に向かって落下する。
【0051】
従って、切起し片55aを平面視において送風ファン27の回転領域Fから前後方向に外れた位置に形成することで、凝縮熱交換器22に対する位置決め機能を維持しつつ、切起し片55aを切り起すことで形成された開口部55から給湯加熱室53への雨水の侵入を低減することができる。
【0052】
また、横仕切り板49には、この横仕切り板49上の水の流れを開口部55に向かうように誘導する誘導部58が設けられているので、横仕切り板49と凝縮熱交換器22との間に雨水が滞留せずに開口部55を介して送風室51側に排水することができ、凝縮熱交換器22の保温材32等の劣化を防止することができる。
【0053】
さらに、横仕切り板49には、機械室52側と連通する配管挿通孔56が設けられ、開口部55と配管挿通孔56との間には、上方に凸となる前後方向に延びる突条部57が設けられているので、給湯加熱室53に雨水が侵入しても、突条部57により配管挿通孔56へ雨水が流れ込むのを防止して、雨水が機械室52へ侵入するのを防止することができる。
【0054】
次に、前記実施例を部分的に変更した例について説明する。
(1)第1変更例
図7に示すように、横仕切り板49Aにおいて、配管挿通孔56Aの周縁には、バーリング加工で形成された上方に突出する筒状部56aが形成されている。この筒状部56aによって、配管挿通孔56Aへ雨水が流れ込むのを防止して、雨水が送風室51へ侵入するのを防止することができる。この構造の場合、ゴム製パッキンによる突条部57を省略しても良い。
【0055】
(2)第2変更例
図8,
図9に示すように、横仕切り板49Bは、水平姿勢に固定され、上方に凸となる前後方向に延びるように形成された複数の突条部57B(所謂、ビート部)を備えている。保温材32Bを横仕切り板49Bの上に載置する場合、複数の突条部57Bによって保温材32Bと横仕切り板49Bとの間に空気層が形成されるので、保温材32Bの保温性を向上することができる。
【0056】
(3)第3変更例
前記実施例において、誘導部58として、横仕切り板49を傾斜状に配置しているが、特にこの構造に限定する必要はなく、横仕切り板49を水平姿勢に固定し、横仕切り板49に水の流れを開口部55に向かうような排水路的な凹部を設けた構造であっても良い。
【0057】
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、前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。