(57)【要約】【課題】空気熱源熱交換器を備えた給湯器において、積雪による給湯器の運転効率の低下を防止して、正常運転を維持できるようにする。【解決手段】給湯器１０のハウジング１２の３方側壁面の上部にコの字形状をしたパネル形状に空気熱源熱交換器４０を設け、空気熱源熱交換器４０の前面に防雪フード７６を設けて空気流を確保する。ハウジング１２の上面１２ａに空気排出口４６を設け、空気排出口４６に空気排出用ファン４８を設け、上面１２ａの上方に網目状の防雪ネット８８からなる屋根９０を設ける。防雪フード７４で積雪時の空気熱源蒸発器４０の入口側の空気流を維持し、屋根９０及び排気流によってハウジング出口側の空気流を維持するようにする。【選択図】図４
2010286157.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
給湯用の冷媒が循環する圧縮機、ガスクーラ、膨脹器及び空気熱源蒸発器を含むヒートポンプサイクルと、
前記ヒートポンプサイクルを内包すると共に、側面に空気吸入口、上面に空気排出口を有するハウジングと、
前記ハウジング内に、前記空気熱源蒸発器を介して前記空気吸入口から前記空気排出口に流れる空気流を形成する送風機とを備えた給湯器において、
前記空気流の前記空気吸入口への流入経路を確保しつつ、前記ハウジングの前記空気吸入口への雪の進入が防止されるように前記空気吸入口の上部から外側へ張り出したフードと、
前記ハウジングの上方に前記空気排出口との間に間隔を空けて配置された、複数の開口を有する多孔板とを備えたことを特徴とする給湯器。
【請求項２】
前記フード又は前記多孔板の内側に前記空気吸入口又は前記空気排出口を覆うように配置され、線材で形成され前記多孔板より開口径が大きい防鳥用網体を設けたことを特徴とする請求項１に記載の給湯器。
【請求項３】
前記多孔板は一部領域が両側から固定プレートで挟持され、該固定プレートを介して前記ハウジングの上方に立設した支柱に取り付けられていることを特徴とする請求項１に記載の給湯器。
【請求項４】
前記多孔板はパンチングメタルか又はエキスパンドメタルにフラット加工を施した平坦な板状体で構成されていることを特徴とする請求項１に記載の給湯器。
【請求項５】
前記冷媒がＣＯ２であり、前記ヒートポンプサイクルが前記圧縮機の出口側でＣＯ２が超臨界状態となり、前記空気熱源熱蒸発器はパネル状に形成されハウジング側壁を構成していることを特徴とする請求項１に記載の給湯器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、空気熱源熱交換器を備え、ヒートポンプサイクルを構成する給湯器が積雪地域の屋外に設けられた場合に、該給湯器に防雪機能を付与することにより、積雪に対しても給湯器の運転に支障をきたさないようにしたものである。
【背景技術】
【０００２】
本出願人等は、先に、圧縮機、ガスクーラ、キャピラリチューブ等の膨脹器(例えばキャピラリキット等)、及び蒸発器（例えば、外気を熱源とする熱交換器）を備え、ＣＯ２を冷媒としてヒートポンプサイクルを構成し、ＣＯ２を圧縮機の吐出側で超臨界状態とすることにより、９０℃程度の高温水を供給可能な給湯装置を提案している（特許文献１）。
【０００３】
このような給湯装置は、通常、１個のハウジング内の基礎面に前記機器類が収納されたユニット構造となった給湯器として構成している。給湯器が空気熱源熱交換器を備えている場合、ハウジングに空気吸込口と空気排出口とがもうけられ、該空気吸込口から外気が導入される。そして、ハウジング内に該空気熱源熱交換器の冷媒配管表面に接して流れる空気流が形成され、冷媒が外気から蒸発潜熱を吸収する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−３０３８０７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
該給湯器が積雪地域の屋外に配設された場合、給湯器への積雪により空気吸込口や空気排出口が閉塞され、熱源とする空気流の形成が阻害される虞がある。該空気流の形成が阻害されると、冷媒と外気との熱交換が妨げられ、ＣＯＰが低下するとともに、給湯器の正常運転ができなくなる。
【０００６】
そこで、本発明は、かかる従来技術の課題に鑑み、空気熱源熱交換器を備えた給湯器において、防雪機能を備えた給湯器を実現して、積雪による給湯器の能力低下を防止し、正常運転を維持できるようにすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
かかる目的を達成するため、本発明の給湯器は、
給湯用の冷媒が循環する圧縮機、ガスクーラ、膨脹器及び空気熱源蒸発器を含むヒートポンプサイクルと、
前記ヒートポンプサイクルを内包すると共に、側面に空気吸入口、上面に空気排出口を有するハウジングと、
前記ハウジング内に、前記空気熱源蒸発器を介して前記空気吸入口から前記空気排出口に流れる空気流を形成する送風機とを備えた給湯器において、
前記空気流の前記空気吸入口への流入経路を確保しつつ、前記ハウジングの前記空気吸入口への雪の進入が防止されるように前記空気吸入口の上部から外側へ張り出したフードと、
前記ハウジングの上方に前記空気排出口との間に間隔を空けて配置された、複数の開口を有する多孔板とを備えたものである。
【０００８】
本発明では、前記フードを設けたことにより、降雪時、前記空気吸込口への雪の吹き込みをなくすと共に、該空気吸入口への空気の流入を確保できるので、給湯器の運転に支障をきたさない。
また、ハウジング上面への降雪を前記多孔板で受け、降雪の一部を該多孔板に堆積させることにより、前記空気排出口に落ちる雪量を低減すると共に、該該空気排出口から排出される空気流によって該空気排出口に落ちる雪を吹き飛ばすことにより、該空気排出口への雪の侵入を防止できる。
そのため、降雪時でも空気熱源蒸発器の熱源となる空気流を維持できるので、給湯器の正常運転を維持できる。
【０００９】
また、前記多孔板へは降雪の一部しか積雪しないので、該多孔板に負荷される積雪の重量を軽減できる。従って、該多孔板の支持強度を低減できる。また、多孔板の孔の開口径の大きさを変えることによって、多孔板への積雪量を調整できる。
【００１０】
本発明において、選択的に、前記フード又は多孔板の内側で、前記空気吸入口又は空気排出口を覆うように配置され、線材で形成され多孔板より開口径が大きい防鳥用網体を設けるようにするとよい。
これによって、カラス等の野鳥からの害から該空気吸込口又は空気排出口を守り、あるいは野鳥が空気吸込口に吸い込まれるのを防止できる。
【００１１】
本発明において、多孔板は一部領域が両側から固定プレートで挟持され、該固定プレートを介してハウジングの上方に立設した支柱に取り付けられるようにするとよい。
多孔板の取付手段として、例えば溶接を用いると、多孔板に溶接歪が生じ、多孔板に湾曲面が発生する。また、スポット溶接を用いた場合には、溶接時の騒音が激しいという問題がある。前記固定手段により、前記問題を解消できて、多孔板を平坦な状態で固定でき、取付け後の運転時に大きな騒音を発生しない。
【００１２】
本発明において、多孔板はパンチングメタルか又はエキスパンドメタルにフラット加工を施した平坦な板状体で構成されるとよい。これによって、多孔板を低コストで製造できる。
【００１３】
また、本発明において、冷媒がＣＯ２であり、ヒートポンプサイクルが圧縮機の出口側でＣＯ２が超臨界状態となり、空気熱源熱蒸発器はパネル状に形成されハウジング側壁を構成するとよい。
これによって、９０℃程度の高温水を供給可能になると共に、ハウジングをコンパクト化できる。また、空気熱源熱交換器の配置と圧縮機やガスクーラ等の大型重量物との配置が干渉しなくなるので、ハウジングの高さを低減できる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の給湯器によれば、給湯用の冷媒が循環する圧縮機、ガスクーラ、膨脹器及び空気熱源蒸発器を含むヒートポンプサイクルと、ヒートポンプサイクルを内包すると共に、側面に空気吸入口、上面に空気排出口を有するハウジングと、ハウジング内に、空気熱源蒸発器を介して空気吸入口から空気排出口に流れる空気流を形成する送風機とを備えた給湯器において、空気流の空気吸入口への流入経路を確保しつつ、ハウジングの空気吸入口への雪の進入が防止されるように空気吸入口の上部から外側へ張り出したフードと、ハウジングの上方に空気排出口との間に間隔を空けて配置された、複数の開口を有する多孔板とを備えたことにより、前記空気吸込口及び空気吸込口へ雪が吹き込むことなく、また、空気熱源熱交換器の冷媒伝熱面を通る空気流路を確保できるので、空気と冷媒との熱交換効率が低下せず、従って、給湯装置の正常運転を維持できる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】給湯器の一例を示す斜視図である。
【図２】前記給湯器の空気熱源熱交換器の一部を示す斜視図である。
【図３】防鳥ネットを装着した前記給湯器の外観図であり、（ａ）は左側面図、（ｂ）は正面図、（ｃ）は右側面図、（ｄ）は背面図である。
【図４】本発明の一実施形態に係る給湯器の外観図であり、（ａ）は左側面図、（ｂ）は正面図、（ｃ）は右側面図、（ｄ）は背面図である。
【図５】前記実施形態に係る給湯器の防雪ネット８８の斜視図である。
【図６】図５中のＡ視詳細図である。
【図７】図５中のＢ視詳細図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明を図に示した実施形態を用いて詳細に説明する。但し、この実施形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置などは特に特定的な記載がない限り、この発明の範囲をそれのみに限定する趣旨ではない。
【００１７】
本発明をＣＯ２を冷媒としてヒートポンプサイクルを構成し、積雪地域の屋外に配置された給湯器に適用した一実施形態を図１〜図７に基づいて説明する。
まず、図１及び図２で給湯器１０の全体構成を説明する。図１は給湯器１０を正面側から視た斜視図である。図１において、給湯器１０のハウジング１２内には、ハウジング１２の底面を構成する基板１４が設けられている。基板１４は平坦面を有し、その形状は長方形をなしている。
【００１８】
基板１４上の左側背面近傍に圧縮機１６が配置されている。右側背面の上部領域には、動力制御盤１８が配置され、動力制御盤１８の下方の基板１４上に背面に面してガスクーラ２０が配置されている。また、右側正面近傍の基板１４上に、ガスクーラ２０に給湯用給水を給水する給水ポンプ２２が固定されている。基板１４の略中央には、円筒形状の超臨界タンク２４が垂直方向に立設されている。
【００１９】
圧縮機１６の吐出側冷媒流路（図示省略）にバイパス路（図示省略）が分岐しており、超臨界タンク２４は該バイパス路に介設され、超臨界タンク２４に冷媒の一部を貯留することにより、冷媒流路を流れる冷媒量を調節している。左側正面に面して基板１４上にキャピラリチューブの集合体を収納した箱型形状のキャピラリキット２８が配置されている。
【００２０】
ハウジング１２は、上下方向に立設された５本の支柱３０，３２，３４，３６及び３８に遮蔽パネルが取り付けられている。ハウジング１２の左右側面及び正面の上部領域は、コの字形状をなすパネル状に形成された空気熱源熱交換器４０で構成されている。
【００２１】
図２に示すように、空気熱源熱交換器４０は、間隔ｉをおいて上下方向に並設された多数の採熱フィン４２と、該採熱フィン４２を貫いて採熱フィン４２と直角方向に配置された熱交換管群４４とで構成されている。熱交換管群４４にはＣＯ２冷媒が流れている。後述する空気排出用ファン４８の稼動により、間隔ｉから外気ａが吸入され、吸入された外気ａはハウジング１２内の上部空間に空気流を形成した後、空気排出口４６から排出される。外気ａは熱交換管群４４を流れるＣＯ２冷媒と熱交換して、ＣＯ２冷媒に蒸発潜熱を与える。
【００２２】
空気熱源熱交換器４０によって形成されるハウジング側壁を除くと、ハウジング１２の側壁は、動力制御盤１８や、ハウジング１２内に収納された前記機器類のメンテナンスのために、後述する開閉可能な遮蔽パネルで構成されている。
ハウジング１２の上面１２ａは、２個の円形の空気排出口４６が設けられ、それ以外は遮蔽されている。そして、該空気排出口４６内に空気排出用ファン４８が設けられている。２個の空気排出口４６は、同心円状の網と放射状の網とで構成された防鳥ネット５０が設けられている。
【００２３】
図３は、給湯装置１０を各方向から視た外観図である。図３に示すように、空気熱源熱交換器４０の外側面には格子状の網で構成された防鳥ネット５２が設けられている。
空気熱源熱交換器４０及び動力制御盤１８以外のハウジング１２の側面は、遮蔽パネル５４〜６６で遮蔽されている。これら遮蔽パネルは、夫々別体で構成され、支柱３０〜３８に個別に取り外し可能に取り付けられている。
【００２４】
ハウジング１２の基礎構造は、基板１４の下に３本の縦桁７０及び図示省略の横桁が格子状に組み立てられて配置されている。縦桁７０及び横桁の上面は平坦面をなすように組み立てられ、この平坦面に基板１４が固着されている。
基板１４の四隅は下方に折り曲げられ、コの字形状となった方形基礎枠７２を形成している。方形基礎枠７２の下面は、縦桁７０及び横桁の下面と同一水準に形成されている。縦桁７０、横桁及び方形基礎枠７２の下面が同一水準をなして基礎面ｆに接している。
【００２５】
横桁は基板１４の長辺と略同一長さを有するが、縦桁７０は基板１４の短辺より長く、縦桁７０の両端部が基板１４から突出している。縦桁７０の両端部は、端面が長方形の箱形形状をなし、該両端部にアンカーボルトを取り付けることにより、ハウジング１２を基礎面ｆに固定している。
【００２６】
給湯器１０を積雪地域など積雪の虞のある場所に配設する場合には、図４〜図７に示す防雪装置を取り付ける。以下、該防雪装置の構成を説明する。図４において、ハウジング１２の正面及び左右側面の上部領域にパネル形状に配置された空気熱源熱交換器４０の前面を覆うように防雪フード７４が装着される。防雪フード７４の上辺は、空気熱源熱交換器４０の上端に設けられたフレームに取り付けられる。
【００２７】
防雪フード７４は、該上辺を起点として外側下方に張り出し、空気熱源熱交換器４０の上側半分の領域を少し越えた位置まで下降配置された上壁７６と、上壁７６の両側で上壁７６とハウジング表面間の隙間を覆うように該上壁７６と一体に形成された一対の側壁７８とからなる。上壁７６の下方には開口８０が形成され、これによって、該開口８０から空気熱源熱交換器４０の間隔ｉに連通する空気流ａを形成できる。
【００２８】
図４及び図５に示すように、ハウジング１２の上面１２ａには、正面側隅部に同一長さの３本の支柱８２ａ〜ｃが立設されると共に、背面側隅部に同一長さの３本の支柱８４ａ〜ｃが立設される。該支柱８４ａ〜ｃの長さは支柱８２ａ〜ｃより短くなっている。四隅に配置された支柱８２ａ、８２ｃ、８４ａ及び８４ｃの断面は台形状をなし、ハウジング上面１２ａの長辺の中間に配置される支柱８２ｂ及び８４ｂの断面は長方形状をなす。
【００２９】
これら支柱の上端にフレーム８６ａ〜ｇが架設され、これらフレームにメッシュ状の開口を有する防雪ネット８８を張設してなる屋根９０を設けている。屋根９０は、正面側と背面側の支柱の長さが異なるために、背面側に向けて下降傾斜している。屋根９０の四隅より内側に配置されたフレーム８６ｄ、８６ｅ及び８６ｆは、Ｌ字形状の断面を有する。防雪ネット８８は、エキスパンドメタルをフラット加工し、メッシュ状の開口を有する平坦な板状に成形したものである。以下、屋根９０の取付構造を図６及び図７により説明する。
【００３０】
図６は、屋根９０の正面側取付構造を示す。図６において、支柱８２ａの上端には上辺９２が固着されている。フレーム９４及び９６は夫々Ｌ字断面を有し、フレーム９６の上辺９６ａの端部は切り欠かれ、その切欠部にフレーム９４の上辺９４ａが配置されている。そして、該上辺９４ａ及び９６ａで平坦な上面を有する固定プレートを形成している。該固定プレートは支柱８２ａの上辺９２に接すると共に、支柱８２ａの側辺はボルト９８でフレーム９４の側辺９４ｂに結合されている。
【００３１】
該固定プレートの上面には、防雪ネット８８及び、防雪ネット８８を挟んで、２枚の緩衝板１００が配置されている。緩衝板１００は、例えば高分子量ポリエチレン等のように、耐摩耗性及び耐薬品性が良く長持ちでき、かつ低騒音の合成樹脂でできている。緩衝板１００の上に固定プレート１０２及び１０４が配置され、防雪ネット８８、緩衝板１００及び固定プレート１０２又は１０４をボルト１０６で締付固定している。ボルト１０６は所定間隔で配置されている。フレーム９６の側辺９６ｂは支柱８２ａにボルト１０８で結合されている。
【００３２】
図７は、屋根９０の背面側取付構造を示す。図７において、支柱８４ａの上端には上辺１１０が固着されている。フレーム１１２及び１１４はＬ字断面を有し、フレーム１１４の上辺１１４ａの端部は切り欠かれ、その切欠部にフレーム１１２の上辺１１２ａが配置されている。該上辺１１４ａ及び１１２ａで平坦な上面を形成した固定プレートを形成している。該固定プレートは支柱８４ｃの上辺１１０に接すると共に、支柱８４ｃの側辺はボルト９８でフレーム１１２の側辺１１２ｂに結合されている。
【００３３】
該固定プレートの上面には、防雪ネット８８及び、防雪ネット８８を挟んで、２枚の緩衝板１００が配置されている。緩衝板１００の上に固定プレート１０２及び１０４が配置され、防雪ネット８８、緩衝板１００及び固定プレート１０２又は１０４を所定間隔で配置された複数のボルト１０６で締付固定する。フレーム１１４の側辺１１４ｂは支柱８４ｃにボルト１０８で結合されている。なお、防雪ネット８８は、フレーム８６ｄ〜ｆにもボルト等によって固定される。
【００３４】
本実施形態において、給湯器１０を稼動させ、圧縮機１６の出口側でＣＯ２冷媒を高温高圧とし超臨界状態とするヒートポンプサイクル運転を行なう。これによって、ガスクーラ２０で９０℃を越える高温水を製造できる。
【００３５】
本実施形態よれば、ハウジング１２の３方の側壁面の上部領域に配置された空気熱源熱交換器４０の外側に防雪フード７６を設けたことにより、降雪時、空気熱源熱交換器４０の空気吸込口の外側空間を確保できるので、該空気吸込口に至る空気流を確保できる。
また、ハウジング上面への積雪の一部を防雪ネット８８に堆積させることにより、空気排出口４６に落ちる降雪量を低減できる。防雪ネット８８のメッシュ状開口を通り抜けて空気排出口４６に落ちた降雪は、空気排出口４６から排出される空気流によって吹き飛ばされるので、空気排出口４６への積雪を防止できる。
そのため、積雪時でもハウジング１２内で外気流を確保でき、空気熱源熱交換器４０で冷媒と外気との熱交換量を低減させないので、給湯装置の正常運転を維持できる。
【００３６】
また、防雪ネット８８は斜めに傾斜しているので、積雪の一部を滑り落下させることができ、水平配置と比べて積雪量を低減できる。さらに、防雪ネット８８はメッシュ状の開口を有するので、降雪の一部しか積雪しない。そのため、防雪ネット８８に加わる積雪の重量を軽減されるので、防雪ネット８８の支持強度を低減できる。
なお、防雪ネット８８のメッシュの大きさを変えることによって、防雪ネット８８に積もる積雪量を調整できる。
【００３７】
また、空気熱源熱交換器４０の空気吸込口及び空気排出口４６を覆うメッシュ状の開口を有する防鳥ネット５０を設けているので、カラス等の野鳥からの害から該空気吸込口又は空気排出口を守ることができる。
【００３８】
また、防雪ネット８８を両側から平坦な固定プレートで挟んで締付固定し、該固定プレートをハウジング１２の上面１２ａに立設した支柱８２ａ〜ｃ及び８４ａ〜ｃに取り付けているので、防雪ネット８８を平坦な状態で固定でき、取付け後の運転時に騒音を発生しない。
また、防雪ネット８８エキスパンドメタルにフラット加工を施して平坦な板状に構成しているので、低コストで製造できる。なお、防雪ネット８８をパンチングメタルで構成してもよく、同様に低コストで製造できる。
【００３９】
また、冷媒としてＣＯ２を用い、圧縮機１６の出口側でＣＯ２が超臨界状態となるヒートポンプサイクルを構成させているので、９０℃程度の高温水を供給可能になる。
また、空気熱源熱交換器４０が間隔ｉを有して並列配置された多数の採熱フィン４２と、該採熱フィン４２に貫設された冷媒流通用熱交換管群４４とを備え、該採熱フィン４２間に空気流通路を形成したので、冷媒流通用熱交換管群４４と空気との熱交換面積を拡大でき、熱交換効率を向上できる。
【００４０】
また、空気熱源熱交換器４０及び動力制御盤１８以外のハウジング１２の表面を、夫々別体で構成され、個別に取り外し可能な遮蔽パネル５４〜６６で遮蔽しているので、これら遮蔽パネルを個別に取り外すことにより、ハウジング１２内に収納された機器類の保守点検作業がハウジング１２内に固定したまま可能になる。
【産業上の利用可能性】
【００４１】
本発明によれば、ヒートポンプサイクルを構成する給湯装置を積雪地域に配設し，給湯装置に積雪があっても、給湯装置の正常運転を可能にする。
【符号の説明】
【００４２】
１０              給湯器
１２              ハウジング
１２ａ            ハウジング上面
１４              基板
１６              圧縮機
１８              動力制御盤
２０              ガスクーラ
２２              給水ポンプ
２４              超臨界タンク
２８              キャピラリキット（膨脹器）
３０、３２，３４，３６，３８、８２ａ〜ｃ、８４ａ〜ｃ    支柱
４０              空気熱源熱交換器
４２              採熱フィン
４４              冷媒流通用熱交換管群
４６              空気排出口
４８              空気排出用ファン
５０，５２        防鳥ネット
５４、５６，５８，６０，６２，６４，６６    遮蔽パネル
７４              防雪フード
８８              防雪ネット
８６ａ〜ｇ、９４，９６    フレーム
９４ａ、９６ａ    フレーム上辺（固定プレート）
１００            緩衝板
１０２，１０４    固定プレート
ａ                外気流
ｉ                間隔（空気吸込口）
【図１】
2010286157.tif 000003
【図２】
2010286157.tif 000004
【図３】
2010286157.tif 000005
【図４】
2010286157.tif 000006
【図５】
2010286157.tif 000007
【図６】
2010286157.tif 000008
【図７】
2010286157.tif 000009