(57)【要約】【課題】簡単な構成で、貯湯タンクの下部配管の凍結を防止する上で有利になる貯湯式給湯機を提供する。【解決手段】貯湯式給湯機は、筒状のタンク胴部１０ａと、タンク胴部１０ａの下端に接合された下鏡板１０ｃとを有する貯湯タンク１０と、下鏡板１０ｃに接続された第一端部３０ａと、タンク胴部１０ａの表面に対して熱的に接続された熱的接続部３０ｂとを有する下部配管３０と、熱的接続部３０ｂを覆う第一断熱材２２ｂとを備える。下部配管３０は、下鏡板１０ｃの表面に接する部分を有しない。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
筒状のタンク胴部と、前記タンク胴部の下端に接合された下鏡板とを有する貯湯タンクと、
前記下鏡板に接続された第一端部と、前記タンク胴部の表面に対して熱的に接続された熱的接続部とを有する下部配管と、
を備える貯湯式給湯機。
【請求項２】
前記下部配管は、前記下鏡板の表面に接する部分を有しない請求項１に記載の貯湯式給湯機。
【請求項３】
前記熱的接続部を覆う第一断熱材を備える請求項１または請求項２に記載の貯湯式給湯機。
【請求項４】
前記熱的接続部は、前記第一断熱材に接する請求項３に記載の貯湯式給湯機。
【請求項５】
前記第一断熱材は、前記熱的接続部に接する少なくとも一つの凸部を有する請求項３または請求項４に記載の貯湯式給湯機。
【請求項６】
前記タンク胴部を覆う胴部断熱材を備え、
前記第一断熱材は、切り離し可能な連結部を介して前記胴部断熱材と一体的に形成されており、
前記連結部を切り離すことによって前記第一断熱材を前記胴部断熱材から取り外し可能である請求項３から請求項５のいずれか一項に記載の貯湯式給湯機。
【請求項７】
前記タンク胴部を覆う胴部断熱材を備え、
前記第一断熱材は、前記胴部断熱材とは別体として構成されている請求項３から請求項５のいずれか一項に記載の貯湯式給湯機。
【請求項８】
前記タンク胴部を覆う胴部断熱材を備え、
前記胴部断熱材は、開口部または切欠き部を有し、
前記下部配管は、前記熱的接続部から前記開口部または前記切欠き部を通って前記胴部断熱材の外側に至る部分を有する請求項１から請求項７のいずれか一項に記載の貯湯式給湯機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、貯湯式給湯機に関する。
【背景技術】
【０００２】
下記特許文献１には、発電ユニットと、貯湯タンクを有する貯湯ユニットと、貯湯タンクの下部の水を発電ユニットの発電時の排熱を利用して加熱して温水とし温水を貯湯タンクの上部に戻す熱回収回路とを備え、温水を貯湯タンクの上部に戻す配管を貯湯タンクに熱交換可能に接触させたコジェネレーションシステムが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１０−２７０９４２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
貯湯タンクの下部に接続される下部配管は、低温に晒され易い。冬季においては下部配管の凍結が懸念される。
【０００５】
本発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、簡単な構成で、貯湯タンクの下部配管の凍結を防止する上で有利になる貯湯式給湯機を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明に係る貯湯式給湯機は、筒状のタンク胴部と、タンク胴部の下端に接合された下鏡板とを有する貯湯タンクと、下鏡板に接続された第一端部と、タンク胴部の表面に対して熱的に接続された熱的接続部とを有する下部配管と、を備えるものである。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、簡単な構成で、貯湯タンクの下部配管の凍結を防止する上で有利になる貯湯式給湯機を提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】実施の形態１による貯湯式給湯機が備える貯湯タンクユニットの斜視図である。
【図２】実施の形態１による貯湯式給湯機が備える貯湯タンクユニットの分解斜視図である。
【図３】実施の形態１による貯湯式給湯機が備える貯湯タンクユニットの前面図である。
【図４】図３中のＡ−Ａ線で切断した側面断面図の一部を示す図である。
【図５】図３中のＡ−Ａ線で切断した側面断面図の一部を示す図である。
【図６】実施の形態２による貯湯式給湯機が備える貯湯タンクユニットの斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
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、重複する説明を簡略化または省略する。
【００１０】
実施の形態１．
図１は、実施の形態１による貯湯式給湯機が備える貯湯タンクユニット１の斜視図である。図２は、実施の形態１による貯湯式給湯機が備える貯湯タンクユニット１の分解斜視図である。図３は、実施の形態１による貯湯式給湯機が備える貯湯タンクユニット１の前面図である。これらの図に示すように、実施の形態１による貯湯式給湯機は、貯湯タンクユニット１を備える。貯湯タンクユニット１は、貯湯タンク１０と、貯湯タンク１０を覆う断熱材と、下部配管３０とを備える。本実施の形態では、貯湯タンク１０を覆う断熱材として、頭部断熱材２１、前面胴部断熱材２２、後面胴部断熱材２３、及び底部断熱材２４が設けられている。図２では、頭部断熱材２１、前面胴部断熱材２２、及び後面胴部断熱材２３を貯湯タンク１０から取り外した状態を示す分解図としている。
【００１１】
貯湯タンク１０内には、温度による水の比重の違いにより、上側が高温で下側が低温になる温度成層を形成して、湯水が貯留される。例えば、貯湯タンク１０は、外部の水道等の水源から供給される低温水を下層側に貯留し、加熱手段（図示省略）により加熱された高温水を上層側に貯留可能である。加熱手段は、いかなる構成のものでもよく、例えば冷凍サイクルを用いて水を加熱するヒートポンプユニットでもよいし、貯湯タンク１０内に配置された電気ヒータでもよい。
【００１２】
貯湯タンクユニット１は、外郭を形成する外装体（図示省略）を備える。図１から図３は、外装体を除去した状態を示している。外装体は、例えば直方体状の形状を有する。外装体は、例えば金属製である。貯湯タンク１０は、上記の断熱材に覆われた状態で外装体の内部に配置されている。貯湯タンク１０の下には複数の脚９が設置されている。これらの脚９により貯湯タンクユニット１が地面または台座に対して支持及び固定されている。以下の説明では、原則として、図３のように貯湯タンクユニット１が設置された状態での姿勢を基準として、上下方向を特定する。外装体の内部には、例えば、配管、ポンプ、バルブ、熱交換器、センサなどの各種の機能部品が配置されるが、下部配管３０以外については説明及び図示を省略する。
【００１３】
貯湯タンク１０は、例えばステンレス鋼のような金属で作られている。図２に示すように、貯湯タンク１０は、円筒状のタンク胴部１０ａと、上鏡板１０ｂと、下鏡板１０ｃとを有する。貯湯タンク１０は、タンク胴部１０ａの中心軸が鉛直線に平行になる姿勢で設置される。上鏡板１０ｂは、タンク胴部１０ａの上端部の開口を塞ぐように、当該上端部に対して接合されている。下鏡板１０ｃは、タンク胴部１０ａの下端部の開口を塞ぐように、当該下端部に対して接合されている。上鏡板１０ｂ及び下鏡板１０ｃのそれぞれは、椀状の形状を有する。
【００１４】
頭部断熱材２１、前面胴部断熱材２２、後面胴部断熱材２３、及び底部断熱材２４のそれぞれは、例えば発泡ポリスチレンあるいは発泡ポリウレタンのような発泡プラスチックで作られており、所定形状に成形されている。頭部断熱材２１は、貯湯タンク１０の頭部を形成する上鏡板１０ｂの少なくとも一部を含む領域を覆う。前面胴部断熱材２２及び後面胴部断熱材２３は、タンク胴部１０ａを覆う。前面胴部断熱材２２は、タンク胴部１０ａの前面側の約半周を覆う。後面胴部断熱材２３は、タンク胴部１０ａの後面側の約半周を覆う。底部断熱材２４は、貯湯タンク１０の底部を形成する下鏡板１０ｃの少なくとも一部を含む領域を覆う。なお、本実施の形態では、貯湯タンク１０を覆う断熱材を、大きく分けて上記の４個の断熱材に分割しているが、断熱材を分割する個数あるいは分割の位置は、図示の例に限定されるものではない。また、貯湯タンク１０を覆う断熱材として、発泡プラスチック以外のもの（例えばグラスウール、真空断熱材など）を用いてもよい。
【００１５】
図４は、図３中のＡ−Ａ線で切断した側面断面図の一部を示す図である。図４に示すように、下部配管３０は、下鏡板１０ｃに接続された第一端部３０ａと、タンク胴部１０ａの表面に対して熱的に接続された熱的接続部３０ｂと、第一端部３０ａとは反対側の端部である第二端部３０ｃとを有する。下部配管３０は、例えば金属製である。熱的接続部３０ｂは、下部配管３０の長手方向における途中の一部分を形成している。本実施の形態では、熱的接続部３０ｂを形成する管の側面が、他の部材を介さずにタンク胴部１０ａの表面に接することにより、両者の間で熱伝導可能になっている。このような構成に代えて、熱的接続部３０ｂを形成する管とタンク胴部１０ａの表面とが熱伝導性材料を介して接することによって両者の間で熱伝導可能になっていてもよい。熱伝導性材料としては、例えば、金属部材、セラミックス部材、熱伝導性グリス、熱伝導性接着剤、熱伝導性シートなどを用いることができる。第二端部３０ｃは、例えばポンプ、バルブ、熱交換器などの機能部品あるいは他の配管（図示省略）に対して接続される。
【００１６】
貯湯式給湯機の使用時には、貯湯タンク１０内の底部にある低温水が下部配管３０を通って貯湯タンク１０外へ流出したり、水源から供給される低温水が下部配管３０を通って貯湯タンク１０内に流入したりする。貯湯タンク１０内の温度は、下から上に向かって高くなっている。このため、タンク胴部１０ａの表面の温度は、下鏡板１０ｃの表面の温度よりも高い。その結果、タンク胴部１０ａから熱的接続部３０ｂへ熱が流れ、熱的接続部３０ｂがタンク胴部１０ａの熱によって加熱される。また、本実施の形態における熱的接続部３０ｂは、タンク胴部１０ａの軸方向に沿って直線的に延びている。これにより、熱的接続部３０ｂの全長にわたり、熱的接続部３０ｂをより確実にタンク胴部１０ａの表面に接触させることができ、両者の間に隙間が生じることをより確実に防止できる。このため、タンク胴部１０ａから熱的接続部３０ｂへ伝導する熱量をより多くすることができる。
【００１７】
貯湯タンクユニット１は、屋外に設置される場合が多い。仮に、熱的接続部３０ｂがないとすると、冬季において外気温が氷点下となった場合に、下部配管３０内の低温水が凍結する可能性がある。これに対し、本実施の形態であれば、熱的接続部３０ｂを設けたことで、下部配管３０内の低温水をタンク胴部１０ａの熱によって加熱することができる。このため、下部配管３０内の低温水が凍結することを確実に抑制できる。また、本実施の形態であれば、部品点数を増やすことなく、簡単な構成で上記効果を奏することができる。さらに、例えば凍結防止ヒータを設けるような場合とは異なり、電力を消費することなく上記効果を奏することができる。
【００１８】
本実施の形態における下部配管３０は、下鏡板１０ｃの表面に接する部分を有していない。すなわち、下部配管３０は、第一端部３０ａが下鏡板１０ｃに接続されている以外には、下鏡板１０ｃに対して熱的に接続されておらず、下鏡板１０ｃとの間で熱伝導しないように配置されている。下鏡板１０ｃは、タンク胴部１０ａよりも温度が低いので、仮に下部配管３０が下鏡板１０ｃに接していると、下部配管３０の熱が下鏡板１０ｃへ流れ、下部配管３０が下鏡板１０ｃによって冷却される可能性がある。これに対し、本実施の形態であれば、下部配管３０が下鏡板１０ｃによって冷却されることを確実に防止できるので、下部配管３０の凍結を防止する上でより有利になる。
【００１９】
本実施の形態の貯湯式給湯機は、熱的接続部３０ｂを覆う第一断熱材２２ｂを備える。熱的接続部３０ｂは、タンク胴部１０ａと第一断熱材２２ｂとの間に配置されている。本実施の形態であれば、第一断熱材２２ｂを設けたことで、以下の効果が得られる。タンク胴部１０ａによって加熱された熱的接続部３０ｂの熱が外気へ散逸することを防止できる。このため、下部配管３０の凍結を防止する上でより有利になる。特に、本実施の形態では、熱的接続部３０ｂが第一断熱材２２ｂに接していることで、熱的接続部３０ｂの熱が外気へ散逸することをより確実に防止できる。
【００２０】
熱的接続部３０ｂは、タンク胴部１０ａに対して固定されていてもよいし、固定されることなくタンク胴部１０ａに接触しているだけでもよい。熱的接続部３０ｂがタンク胴部１０ａに固定されていない場合には、第一断熱材２２ｂによって熱的接続部３０ｂをタンク胴部１０ａに押し当てることができるので、熱的接続部３０ｂがタンク胴部１０ａから離れることをより確実に防止できる。
【００２１】
本実施の形態における第一断熱材２２ｂは、前面胴部断熱材２２と一体的に形成されている。すなわち、第一断熱材２２ｂは、前面胴部断熱材２２の一部である。これにより、本実施の形態では、部品点数を増やすことなく、上述した効果を奏することが可能となる。
【００２２】
本実施の形態における下部配管３０は、第一水平部３０ｄと、垂直部３０ｅと、第二水平部３０ｆと、第三水平部３０ｇとを有する。第一水平部３０ｄの一端は、曲げ部を介して第一端部３０ａにつながる。第一水平部３０ｄは、下鏡板１０ｃの最下部よりも低い位置において水平方向に延びている。水平方向の位置に関して、第一水平部３０ｄは、第一端部３０ａから、タンク胴部１０ａの表面の位置よりも外側へ向かって延びている。垂直部３０ｅの下端は、曲げ部を介して第一水平部３０ｄの他端につながる。垂直部３０ｅは、底部断熱材２４の外側において、当該曲げ部から鉛直上方に向かって延びている。第二水平部３０ｆの一端は、曲げ部を介して垂直部３０ｅの上端につながる。第二水平部３０ｆは、当該曲げ部からタンク胴部１０ａの表面に近づくように、水平方向に延びている。熱的接続部３０ｂの下端は、曲げ部を介して第二水平部３０ｆの他端につながる。熱的接続部３０ｂは、当該曲げ部から鉛直上方に向かって延びている。第三水平部３０ｇの一端は、曲げ部を介して熱的接続部３０ｂの上端につながる。第三水平部３０ｇは、当該曲げ部から、タンク胴部１０ａの表面から遠ざかる方向へ延びている。第三水平部３０ｇの先端に第二端部３０ｃが位置する。
【００２３】
熱的接続部３０ｂ、第二水平部３０ｆ、第三水平部３０ｇ、及び第二端部３０ｃは、底部断熱材２４と前面胴部断熱材２２との合わせ面の位置よりも上方に位置する。
【００２４】
前面胴部断熱材２２は、開口部２２ａ及び切欠き部２２ｃを有する。第二水平部３０ｆは、熱的接続部３０ｂから切欠き部２２ｃを通って前面胴部断熱材２２の外側に至る部分に相当する。第三水平部３０ｇは、熱的接続部３０ｂから開口部２２ａを通って前面胴部断熱材２２の外側に至る部分に相当する。図２に示すように、開口部２２ａは、前面胴部断熱材２２の内面から外面まで貫通する穴である。切欠き部２２ｃは、底部断熱材２４との合わせ面となる前面胴部断熱材２２の下端部の一部を切り欠いた形状を有する。開口部２２ａと切欠き部２２ｃとの間に第一断熱材２２ｂが位置する。
【００２５】
貯湯タンクユニット１を製造するときの組立工程では、例えば以下のようになる。まず、下鏡板１０ｃを覆う底部断熱材２４が貯湯タンク１０に取り付けられる。次に、下部配管３０が下鏡板１０ｃに接続される。この状態で、貯湯タンク１０の溶接部を確認するための水圧検査が行われる。この検査に合格すると、残りの断熱材部品である頭部断熱材２１、前面胴部断熱材２２、及び後面胴部断熱材２３を貯湯タンク１０に取り付ける工程が実施される。
【００２６】
このように、前面胴部断熱材２２を貯湯タンク１０に取り付けるときには、すでに下部配管３０が貯湯タンク１０に取り付けられている。上述したように、下部配管３０の一部は、底部断熱材２４と前面胴部断熱材２２との合わせ面の位置よりも上方に位置する。このため、前面胴部断熱材２２を貯湯タンク１０に取り付ける際には、下部配管３０を避ける動作が必要となる可能性があり、組立作業性が低下する原因となる可能性がある。
【００２７】
これとは対照的に、本実施の形態であれば、前面胴部断熱材２２に開口部２２ａ及び切欠き部２２ｃを設けたことで、前面胴部断熱材２２を取り付ける際に下部配管３０を避ける動作が容易になり、組立作業性の低下を確実に抑制できる。特に、本実施の形態であれば、前面胴部断熱材２２を取り付ける際に、前面胴部断熱材２２を貯湯タンク１０に対して水平方向に動かすことで、第二水平部３０ｆ及び第三水平部３０ｇを切欠き部２２ｃ及び開口部２２ａにそれぞれ挿入することができる。これにより、前面胴部断熱材２２を取り付ける際に、下部配管３０を避けるために前面胴部断熱材２２を持ち上げる動作が不要であるので、組立作業性をさらに改善することができる。なお、前面胴部断熱材２２が開口部２２ａ及び切欠き部２２ｃのいずれか一方のみを有する場合においても、上記効果に類似した効果が得られる。
【００２８】
図５は、図３中のＡ−Ａ線で切断した側面断面図の一部を示す図である。図５に示すように、第一断熱材２２ｂは、熱的接続部３０ｂに接する少なくとも一つの凸部２２ｄを有していてもよい。凸部２２ｄは、第一断熱材２２ｂの内壁面２２ｅから突出している。凸部２２ｄは、弾性変形可能である。凸部２２ｄは、熱的接続部３０ｂに押し当てられることで、圧縮される。その圧縮された凸部２２ｄの復元力によって、熱的接続部３０ｂがタンク胴部１０ａの表面に押し当てられる。本実施の形態であれば、熱的接続部３０ｂがタンク胴部１０ａに固定されていない場合であっても、圧縮された凸部２２ｄの復元力により、熱的接続部３０ｂがタンク胴部１０ａから離れることをより確実に防止できる。また、凸部２２ｄの変形によって、各部品の寸法のばらつき、あるいは組立てのばらつきを吸収できるので、それらのばらつきに影響されることなく、熱的接続部３０ｂをタンク胴部１０ａの表面に確実に押し当てることが可能となる。凸部２２ｄを複数個所に設けた場合には、上記効果をより確実に奏することができる。
【００２９】
実施の形態２．
次に、図６を参照して、実施の形態２について説明するが、前述した実施の形態１との相違点を中心に説明し、同一部分または相当部分については説明を簡略化または省略する。図６は、実施の形態２による貯湯式給湯機が備える貯湯タンクユニット１の斜視図である。
【００３０】
図６に示すように、本実施の形態では、第一断熱材２２ｂを前面胴部断熱材２２から取り外し可能になっている。図６は、第一断熱材２２ｂを前面胴部断熱材２２から取り外した状態を示している。第一断熱材２２ｂを前面胴部断熱材２２から取り外した状態では、前面胴部断熱材２２に切欠き部２２ｆが形成されている。切欠き部２２ｆは、鉛直方向に細長い形状を有する。下部配管３０の熱的接続部３０ｂ、第二水平部３０ｆ、及び第三水平部３０ｇは、切欠き部２２ｆの内側に位置する。第一断熱材２２ｂを切欠き部２２ｆ内に挿入することにより、第一断熱材２２ｂを前面胴部断熱材２２に取り付け可能である。第一断熱材２２ｂを前面胴部断熱材２２に取り付けた状態では、切欠き部２２ｆのうち第一断熱材２２ｂよりも上側の部分によって開口部２２ａが形成され、切欠き部２２ｆのうち第一断熱材２２ｂよりも下側の部分によって切欠き部２２ｃが形成される。
【００３１】
本実施の形態では、第一断熱材２２ｂを前面胴部断熱材２２から取り外すことにより、前面胴部断熱材２２を貯湯タンク１０から取り外すことなく、下部配管３０を貯湯タンク１０から取り外すことができる。これにより、下部配管３０を容易に交換することができるので、下部配管３０のメンテナンスを容易に行うことができる。
【００３２】
第一断熱材２２ｂは、前面胴部断熱材２２とは別体として構成されているものでもよい。すなわち、第一断熱材２２ｂは、前面胴部断熱材２２とは別の部品として製造されたものでもよい。これにより、第一断熱材２２ｂを容易に製造することが可能となる。この場合、第一断熱材２２ｂは、前面胴部断熱材２２と同じ材質のものでもよいし、前面胴部断熱材２２とは異なる材質のものでもよい。
【００３３】
あるいは、第一断熱材２２ｂと前面胴部断熱材２２との間に、切り離し可能な連結部を設け、第一断熱材２２ｂを前面胴部断熱材２２と一体的に形成してもよい。この場合には、例えば下部配管３０の交換が必要になったときに、当該連結部を切り離すことによって、第一断熱材２２ｂが前面胴部断熱材２２から取り外し可能となる。当該連結部は、例えば、他の部分よりも肉薄となるように形成されたものでもよい。そのようにすることで、当該連結部を必要時に容易に切り離すことができる。
【符号の説明】
【００３４】
１  貯湯タンクユニット、  ９  脚、  １０  貯湯タンク、  １０ａ  タンク胴部、  １０ｂ  上鏡板、  １０ｃ  下鏡板、  ２１  頭部断熱材、  ２２  前面胴部断熱材、  ２２ａ  開口部、  ２２ｂ  第一断熱材、  ２２ｃ  切欠き部、  ２２ｄ  凸部、  ２２ｅ  内壁面、  ２２ｆ  切欠き部、  ２３  後面胴部断熱材、  ２４  底部断熱材、  ３０  下部配管、  ３０ａ  第一端部、  ３０ｂ  熱的接続部、  ３０ｃ  第二端部、  ３０ｄ  第一水平部、  ３０ｅ  垂直部、  ３０ｆ  第二水平部、  ３０ｇ  第三水平部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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