(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
【発明を実施するための形態】
【0008】
(第1実施形態)
以下、本実施形態を添付図面に基づいて説明する。まず、第1実施形態の給湯器の貯湯装置について
図1から
図4を用いて説明する。以下、
図2の紙面左側を貯湯装置の正面側(前方側)とし、
図3および
図4の紙面下側を貯湯装置の正面側(前方側)として説明する。
【0009】
図1の符号1は、給湯器の貯湯装置である。この貯湯装置1は、給湯に用いる湯水を貯める装置である。なお、特に図示はしないが、給湯器は、電力を用いて湯水を沸き上げるヒートポンプ式の熱交換器を備える。例えば、湯水の使用量が少ない深夜などの時間帯に、湯水を熱交換器に送って沸き上げを行う。そして、沸き上げられた湯水を貯湯装置1に貯める。
【0010】
この貯湯装置1は、主に屋外に設置される。また、屋内に設けられる給湯系統に貯湯装置1が接続される。そして、使用者が湯水を使用するときには、貯湯装置1に貯められた湯水を給湯系統に供給する。
【0011】
図1に示すように、貯湯装置1は、湯水を貯める2個の貯湯タンク2A,2Bと、これらの貯湯タンク2A,2Bの周囲を一体的に覆う箱状を成す筐体3を備える。なお、2個の貯湯タンク2A,2Bは、同一構成を成している。これらの貯湯タンク2A,2Bは、円筒形状を成し、その中心軸が垂直方向に延びるように配置される。また、筐体3は、貯湯タンク2A,2Bの上下方向の全体を覆うことができる縦長の部材である。この筐体3は、前後方向および左右方向の寸法よりも、高さ寸法が長くなっている。
【0012】
本実施形態では、前側の第1貯湯タンク2Aと後側の第2貯湯タンク2Bとが、互いに前後に並べて配置されている。これらの貯湯タンク2A,2Bを前後に並べることで、貯湯装置1の左右方向の幅を小さくすることができる。そのため、狭いスペースにも、貯湯装置1を設置できるようにしている。
【0013】
貯湯タンク2A,2Bは、ステンレスなどの金属材により形成される。それぞれの貯湯タンク2A,2Bは、筒部材4の上面側が上鏡5(皿形鏡板)で塞がれるとともに、筒部材4の下面側が下鏡6(皿形鏡板)で塞がれた略密閉容器である。そして、それぞれの貯湯タンク2A,2Bの内部に所定温度の湯水が貯められる。
【0014】
図1および
図2に示すように、貯湯装置1は、それぞれの貯湯タンク2A,2Bの下部の各2箇所に接合される4本の脚部7と、それぞれの貯湯タンク2A,2Bの上部を互いに連結させる連結部材8(連結部)とを備える。1個の貯湯タンク2A,2Bに対して、2本の脚部7が接合される。そして、2個の貯湯タンク2A,2Bの上部が連結部材8で連結されることで、こられの貯湯タンク2A,2Bを4本の脚部7で支持することができる。
【0015】
なお、連結部材8は、金属材により形成される。この連結部材8は、少なくとも貯湯タンク2A,2Bの上下方向の中央よりも上方位置に設けられていれば良い。本実施形態では、連結部材8が、貯湯タンク2A,2Bを形成する上鏡5よりも低い位置、かつ筒部材4の上端近傍の位置に接続される。さらに、この連結部材8は、貯湯タンク2A,2Bの上下方向の寸法のうち、上端から25%以内の位置に設けられていれば良い。
【0016】
4本の脚部7は、金属材により形成される。また、これらの脚部7の上端は、固定金具9を介して貯湯タンク2A,2Bに固定される。なお、固定金具9は、貯湯タンク2A,2Bの外周面に溶接されている。これらの固定金具9は、貯湯タンク2A,2Bを形成する下鏡6よりも高い位置、かつ筒部材4の下端近傍の位置に接続される。さらに、これらの固定金具9は、貯湯タンク2A,2Bの上下方向の寸法のうち、下端から25%以内の位置に設けられていれば良い。
【0017】
本実施形態では、2個の貯湯タンク2A,2Bのうち、一方を高温側のタンクとするとともに他方を低温側のタンクとして、それぞれ異なる温度の湯水を貯めることができる。特に、高温側のタンクでは、上部から下部までの上下方向の全体に亘って高い温度の湯水が貯められるので、下部に接続される脚部7から熱が逃げてしまうおそれがある。そこで、本実施形態では、貯湯タンク2A,2Bのそれぞれの脚部7を2本ずつとし、貯湯装置1として脚部7を4本に限定することで、タンク1個あたり3本の脚部を有するものと比較して貯湯タンク2A,2Bの保温性を高めることができる。
【0018】
また、第1貯湯タンク2Aと第2貯湯タンク2Bは、所定寸法の間隙を設けて配置される。これらの貯湯タンク2A,2Bを離間させることで、一方から他方に熱が移動しないようにしている。
【0019】
詳細な図示を省略するが、貯湯タンク2A,2Bの周囲には、貯湯タンク2A,2Bに対する湯水の出し入れを行うための配管およびバルブが設けられる。また、貯湯タンク2A,2Bの下方位置には、1枚のドレンパン10が設けられる。このドレンパン10は、貯湯タンク2A,2B、配管またはバルブから滴り落ちる水を受けとめるために設けられる。なお、滴り落ちる水は、部材の表面で結露した水または漏洩した水などである。このドレンパン10で受けた水は、ドレンパン10に接続されたドレンホース(図示略)を介して排出される。
【0020】
貯湯タンク2A,2Bを支持する4本の脚部7は、金属製のドレンパン10を貫通して設けられる。そして、脚部7の下端がコンクリート製の土台11に設置される。それぞれの脚部7は、土台11にアンカーボルトで固定される。
【0021】
なお、脚部7とドレンパン10とは、相互に固定されており、脚部7からドレンパン10に熱が伝導されるようになっている。本実施形態では、貯湯タンク2A,2Bに直接的に接合される脚部7が4本であれば良い。なお、この他にも、貯湯タンク2A,2Bには接合されず、ドレンパン10よりも下方に配置される別の脚部を設け、5本以上の脚部で貯湯装置1を土台1
1に固定するようにしても良い。
【0022】
また、脚部7がドレンパン10を貫通しない構成としても良い。例えば、脚部7をドレンパン10よりも上側の部分と下側の部分とで別部材としても良い。そして、この脚部7の上側の部材と下側の部材とを、ドレンパン10を介して接続しても良い。
【0023】
図3に示すように、連結部材8は、第1貯湯タンク2Aの外周面に溶接された第1部材12と、第2貯湯タンク2Bの外周面に溶接された第2部材13とで構成される。なお、貯湯装置1の組み立て時に、第1部材12と第2部材13とがネジを用いて互いに連結される。
【0024】
この連結部材8により、それぞれの貯湯タンク2A,2Bの互いに対向する周面同士が連結される。このようにすれば、貯湯タンク2A,2Bの上部同士が近づく方向に揺れる(倒れる)ことを防ぐとともに、貯湯タンク2A,2Bの上部同士が離れる方向に揺れる(倒れる)ことを防ぐことができる。
【0025】
次に、貯湯タンク2A,2Bと脚部7の関係を詳述する。
図4に示すように、平面視において、それぞれの貯湯タンク2A,2Bの中心軸Cを通過する前後方向に延びる仮想線Tを規定する。この仮想線Tに直交し、かつ各中心軸Cをそれぞれ通過する2本の仮想線L1,L2を規定する。
【0026】
本実施形態では、第1貯湯タンク2Aの外周面の仮想線L1よりも後側と、第2貯湯タンク2Bの外周面の仮想線L2よりも前側とが、互いに対向する周面Q1となっている。そして、これら貯湯タンク2A,2Bにおいて、互いに対向する周面Q1と、その反対側の周面Q2の各2箇所に脚部7が接合される。なお、第1貯湯タンク2Aの外周面の仮想線L1よりも前側と、第2貯湯タンク2Bの外周面の仮想線L2よりも後側とが、反対側の周面Q2となっている。
【0027】
なお、それぞれの貯湯タンク2A,2Bの外周面において、1の箇所の脚部7が接合される部分を仮想点P1とし、他の箇所の脚部7が接合される部分を仮想点P2とする。さらに、貯湯タンク2A,2B同士の中間点Mを規定する。この中間点Mは、それぞれの貯湯タンク2A,2Bの中心軸Cの中間に配置される。この中間点Mは、連結部材8(
図3参照)の前後方向の中央に配置される。
【0028】
本実施形態では、それぞれの貯湯タンク2A,2Bの平面視において、仮想点P1と中間点Mとを結ぶ仮想線V1と、仮想点P2と中間点Mとを結ぶ仮想線V2とを規定した場合に、仮想線V1と仮想線V2との間の角度αが55度となっている。なお、この角度αは、20度以上、90度以下であれば良い。
【0029】
また、それぞれの貯湯タンク2A,2Bの平面視において、仮想点P1と中心軸Cとを結ぶ仮想線V3と、仮想点P2と中心軸Cとを結ぶ仮想線V4とを規定した場合に、仮想線V3と仮想線V4との間の角度βが120度となっている。なお、この角度βは、80度以上、160度以下であれば良い。
【0030】
2個の貯湯タンク2A,2Bは、それぞれ同一構成を成し、かつ4本の脚部7が、中間点Mを中心として回転対称(点対称)の配置となっている。このようにすれば、地震が発生したときに貯湯タンク2A,2Bに水平方向に加わる揺れ(横揺れ)に対して、最も安定した状態で貯湯タンク2A,2Bを支持することができる。
【0031】
また、中間点Mに連結部材8が設けられ、この連結部材8により互いの貯湯タンク2A,2Bの上部が連結されることで、地震が発生したときに、一方の貯湯タンク2Aに生じる揺れが他の貯湯タンク2Bに伝達されるようになる。そのため、互いの揺れを相殺させることができる。
【0032】
また、例えば、据え付け後などにおいて、貯湯タンク2A,2Bが空の状態からタンク内に水が供給されている途中などで、それぞれの貯湯タンク2A,2Bに異なる量の湯水が貯まっている状態では、互いが異なる方向に揺れる場合がある。このときに、貯湯タンク2A,2Bの上部同士が離れる方向に揺れる場合は、その揺れが相殺される。また、貯湯タンク2A,2Bの上部同士が近づく方向に揺れる場合も、その揺れが相殺される。
【0033】
従来技術のように、1個の貯湯タンクを3本の脚部で単独で支持するよりも、本実施形態のように、2個の貯湯タンク2A,2Bの上部を互いに連結し、かつ4本の脚部7で支持した方が、耐震性が向上する。
【0034】
また、2個の貯湯タンク2A,2Bを4本の脚部7で支持する場合の1個の重心は、中間点Mとほぼ一致する。なお、2個の貯湯タンク2A,2Bに貯められた湯水の量が異なる場合は、この重心が前後方向に変位する場合がある。
【0035】
また、4本の脚部7にそれぞれ対応する4つの仮想点P1,P2を頂点とした仮想の四角形の面積(支持基底面積)が最大となることが好ましい。この四角形の面積を大きくし、その中心に重心を配置することで、2個の貯湯タンク2A,2Bを安定した状態で支持することができる。
【0036】
従来技術のように、1個の貯湯タンクを3本の脚部で単独で支持する場合は、3本の脚部を頂点とした仮想の三角形の面積(支持基底面積)の中心に、貯湯タンクの重心が存在していた。この三角形の面積が小さいため、貯湯タンクが揺れ易いという課題があるが、本実施形態では、このような課題を解決することができる。
【0037】
また、脚部7の筐体3の外部に露出した部分、または脚部7に固定されたドレンパン10が放熱板として機能してしまい、脚部7およびドレンパン10を介して貯湯タンク2A,2Bの熱が逃げてしまうおそれがある。従来技術のように、1個の貯湯タンクに3本の脚部を接続する場合と比較して、本実施形態では、1個の貯湯タンク2A,2Bに2本の脚部7の接続で済むので、放熱ロスを従来の3分の2に低減させることができる。また、脚部7の部品数とその組立工数を減らせるので、製造コストを低減させることができる。また、貯湯装置1の製品重量を減らすことができる。
【0038】
図2に示すように、貯湯装置1は、それぞれの貯湯タンク2A,2Bの外周面を覆う外周保温部材14と、それぞれの貯湯タンク2A,2Bの下部を覆う下部保温部材15と、それぞれの貯湯タンク2A,2Bの上部を一体的に覆う上部保温部材16(連結部)とを備える。これらの保温部材14,15,16は、発
泡樹脂を含む材料で形成される。なお、発
泡樹脂は、耐熱性を有する。
【0039】
また、下部保温部材15には、貯湯タンク2A,2Bの下部が嵌る凹部が設けられる。さらに、上部保温部材16には、貯湯タンク2A,2Bの上部が嵌る凹部が設けられる。本実施形態では、上部保温部材16を貯湯タンク2A,2Bの上部に取り付けることで、それぞれの貯湯タンク2A,2Bの上部同士が互いに連結される。
【0040】
また、第1貯湯タンク2Aの前側には、貯湯タンク2A,2Bを用いた給湯を制御する給湯制御装置17が設けられる。給湯制御装置17には、それぞれの貯湯タンク2A,2Bから延びる水路配管(図示略)が集約され、かつバルブなどの各種装置を制御する電気部品を収納する電気部品箱(図示略)が設けられる。
【0041】
また、給湯制御装置17は、外周保温部材14を介して第1貯湯タンク2Aに対して取り付けられている。つまり、給湯制御装置17の荷重は、第1貯湯タンク2Aに加わる。この第1貯湯タンク2Aに給湯制御装置17が取り付けられることで、第1貯湯タンク2Aの固有振動数と、第2貯湯タンク2Bの固有振動数とが異なる。そのため、地震が発生したときに、第1貯湯タンク2Aと第2貯湯タンク2Bとが共振を起こさないようにしている。
【0042】
図3に示すように、2個の貯湯タンク2A,2Bの周囲を一体的に収納する筐体3は、平面視で四角形状を成す。この筐体3は、前板部材18と後板部材19と左板部材20と右板部材21との4枚で形成される。これらの板部材18,19,20,21は、その縁辺同士がネジを用いて互いに連結される。また、これらの板部材18,19,20,21の下端は、ドレンパン10に連結される。さらに、筐体3の上面は、天板22(
図2参照)で覆われる。
【0043】
上部保温部材16の左側は、左板部材20に接触する。つまり、それぞれの貯湯タンク2A,2Bの上部左側は、上部保温部材16を介して左板部材20に支持される。また、上部保温部材16の右側は、右板部材21に接触する。つまり、それぞれの貯湯タンク2A,2Bの上部右側は、上部保温部材16を介して右板部材21に支持される。また、上部保温部材16の後側は、後板部材19に接触する。つまり、第2貯湯タンク2Bの上部後側は、上部保温部材16を介して後板部材19に支持される。
【0044】
また、給湯制御装置17を設置するための空間部23が、筐体3の内部空間の前側に設けられる。つまり、この空間部23に隣接する第1貯湯タンク2Aの上部前側は、前板部材18に支持されていない。そのため、第1貯湯タンク2Aは、前側に変位(傾倒)し易くなっているが、本実施形態では、この変位を防止するために、第1貯湯タンク2Aの上部前側を支持する支持部24が設けられている。
【0045】
支持部24は、左板部材20の内面から右板部材21の内面まで架け渡される金属製の板材(補強板)である。この支持部24の左右端部が、ネジを用いて左板部材20および右板部材21の内面に取り付けられる。つまり、左板部材20および右板部材21は、支持部24を介して互いに連結される。上部保温部材16の前側は、支持部24に接触する。つまり、第1貯湯タンク2Aの上部前側は、上部保温部材16を介して支持部24に支持される。
【0046】
このようにすれば、2個の貯湯タンク2A,2Bの周囲の3面を筐体3の板部材19,20,21により支持しつつ、空間部23に隣接する貯湯タンク2Aの上部を支持部24により支持することで、この貯湯タンク2Aが空間部23側に変位(傾倒)されることを抑止することができる。
【0047】
(第2実施形態)
次に、第2実施形態の給湯器の貯湯装置1Aについて
図5から
図6を用いて説明する。なお、前述した実施形態に示される構成部分と同一構成部分については同一符号を付して重複する説明を省略する。なお、
図5は、第2実施形態の上部保温部材16Aを貯湯タンク2A,2Bに取り付ける前の状態を示す。
図6は、第2実施形態の上部保温部材16Aを貯湯タンク2A,2Bに取り付けた後の状態を示す。
【0048】
図5に示すように、第2実施形態の上部保温部材16A(連結部)は、発
泡樹脂を含む材料で形成される。そして、この上部保温部材16Aは、発
泡樹脂よりも高い強度を有する樹脂(例えば、ポリアセタール樹脂)で形成されるスペーサ25を備える。このスペーサ25は、耐熱性を有する。なお、第2実施形態では、第1実施形態の連結部材8が設けられておらず、その替りにスペーサ25が設けられる。
【0049】
スペーサ25は、中心軸が前後方向に延びる円柱形状を成す。このスペーサ25は、インサート成形などを用いて、上部保温部材16Aと一体的に製造することができる。なお、スペーサ25を上部保温部材16Aと別体で成形し、成形後に互いを組み合わせても良い。
【0050】
図6に示すように、上部保温部材16Aを貯湯タンク2A,2Bの上部に取り付けることで、それぞれの貯湯タンク2A,2Bの上部同士が互いに連結される。さらに、それぞれの貯湯タンク2A,2Bの互いに対向する周面同士の間にスペーサ25が設けられる。このように、上部保温部材16Aがスペーサ25と一体となっていることで、上部保温部材16Aを貯湯タンク2A,2Bの上部に取り付けるだけで、スペーサ25が配置されるので、製造工程を簡略化することができる。
【0051】
また、スペーサ25は、貯湯タンク2A,2Bの上部の互いに対向する周面において、最も近接する部分の間に配置される。そのため、スペーサ25の容積を最小にすることができる。さらに、スペーサ25の前後の端面は、貯湯タンク2A,2Bの外周面に面接触される。なお、スペーサ25の前後の端面は、平坦な面でなくても良く、貯湯タンク2A,2Bの外周面に合せて湾曲された面であっても良い。
【0052】
上部保温部材16Aにより貯湯タンク2A,2Bの上部が連結されることで、貯湯タンク2A,2Bの上部同士が離れる方向に揺れる(倒れる)ことを防ぐことができる。さらに、それぞれの貯湯タンク2A,2Bの上部同士の間にスペーサ25が設けられることで、貯湯タンク2A,2Bの上部同士が近づく方向に揺れる(倒れる)ことを防ぐことができる。
【0053】
また、スペーサ25が、発
泡樹脂よりも高い強度を有する樹脂で形成されることで、貯湯タンク2A,2Bの上部同士を支持する強度をスペーサ25が有するようになる。また、スペーサ25が樹脂で形成されることで、一方の貯湯タンク2Aから他方の貯湯タンク2Bにスペーサ25を介して熱が移動してしまうことを防止することができる。
【0054】
本実施形態に係る給湯器の貯湯装置を第1実施形態から第2実施形態に基づいて説明したが、いずれか1の実施形態において適用された構成を他の実施形態に適用しても良いし、各実施形態において適用された構成を組み合わせても良い。例えば、貯湯装置1が、第1実施形態の連結部材8と第2実施形態のスペーサ25の両方を備えるものであっても良い。
【0055】
以上説明した実施形態によれば、2個の貯湯タンクの互いに対向する周面と反対側の周面の各2箇所に接合される4本の脚部と、それぞれの貯湯タンクの上部を互いに連結させる連結部とを備えることにより、貯湯タンクを安定した状態で支持しつつ、貯湯タンクの保温性を高めることができる。
【0056】
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更、組み合わせを行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。