(57)【要約】【課題】給水によっても貯湯タンク内の温度成層を乱すことのない拡散ノズルを提供する。【解決手段】一端が閉塞された中空筒状の筒体３１の側周面に複数の流出孔３２、３３が開口され、他端から流入した水を径方向に拡散して貯湯タンク３内に給水する貯湯式給湯機１の拡散ノズル８において、拡散ノズル８の筒体３１内途中に他端側から一端側方向へ流れる給水の一部が衝突する衝突部としての環状突部３７、または段差部３８を設けた。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
一端が閉塞された中空筒状の筒体の側周面に複数の流出孔が開口され、他端から流入した水を径方向に拡散して貯湯タンク内に給水する貯湯式給湯機の拡散ノズルにおいて、前記拡散ノズルの前記筒体内途中に他端側から一端側方向へ流れる給水の一部が衝突する衝突部を設けたことを特徴とする拡散ノズル。
【請求項２】
前記衝突部は、上流側の前記流出孔と下流側の前記流出孔との間で前記筒体の内周壁から該筒体の径方向内側に向かって延出した環状突部であることを特徴とする請求項１記載の拡散ノズル。
【請求項３】
前記衝突部は、下流側の周方向に隣り合う前記流出孔を区画する区画壁を、上流側の周方向に隣り合う前記流出孔の区画壁の径方向の端面よりも前記筒体の径方向内側に向かって突出させて、軸方向に段差を形成した段差部であることを特徴とする請求項１記載の拡散ノズル。
【請求項４】
前記貯湯タンクは上部に出湯管、下部に給水管が接続され、前記給水管が該貯湯タンクに接続される給水口に前記請求項１〜３のいずれか一項に記載の拡散ノズルを備えた貯湯式給湯機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、貯湯タンクに流入する給水の勢いを弱める拡散ノズルおよびこれを備えた貯湯式給湯機に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、この種の拡散ノズルにおいては、特許文献１や特許文献２のように、先端が閉塞された樹脂製の筒体の側周面に複数の流出孔を開口させ、開放端側から流入した給水を筒体の周方向に拡散するように貯湯タンク内へ流出させるようにしたものがあった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９−２６１３号公報
【特許文献２】特開２００９−２４９８６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、この従来の特許文献１のものでは、先端側の流出孔からの流出量が多くなり、貯湯タンク内を斜め上方に向かって給水が流出することとなって貯湯タンク内の温度成層を崩してしまう恐れがあり、また特許文献２のものでは、先端側の流出孔の開口面積が開放端側の流出孔の開口面積よりも小さいために、先端側の流出孔での流速が速くなり、やはり貯湯タンク内の温度成層を崩してしまう恐れがあるものであった。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は上記課題を解決するため、一端が閉塞された中空筒状の筒体の側周面に複数の流出孔が開口され、他端から流入した水を径方向に拡散して貯湯タンク内に給水する貯湯式給湯機の拡散ノズルにおいて、前記拡散ノズルの前記筒体内途中に他端側から一端側方向へ流れる給水の一部が衝突する衝突部を設けたものとした。
【０００６】
また、前記衝突部は、上流側の前記流出孔と下流側の前記流出孔との間で前記筒体の内周壁から該筒体の径方向内側に向かって延出した環状突部であるものとした。
【０００７】
また、前記衝突部は、下流側の周方向に隣り合う前記流出孔を区画する区画壁を、上流側の周方向に隣り合う前記流出孔の区画壁の径方向の端面よりも前記筒体の径方向内側に向かって突出させて、軸方向に段差を形成した段差部であるものとした。
【０００８】
また、前記貯湯タンクは上部に出湯管、下部に給水管が接続され、前記給水管が該貯湯タンクに接続される給水口に前記請求項１〜３のいずれか一項に記載の拡散ノズルを備えた貯湯式給湯機とした。
【発明の効果】
【０００９】
このようにして、筒体内の途中に衝突部を設けたので、給水の一部が衝突部に衝突することで衝突部より下流への流れの勢いを弱め、上流側の流出孔からの流量を増やすと共に、下流側の流出孔の大きさを小さくせずとも下流側流出孔からの流量を減らし、かつ下流側流出孔での流速を抑制することができる。
【００１０】
また、衝突部を環状突部によって構成したことで、容易に衝突部を形成することができると共に、筒体の軸から径方向外側の流れは環状突部に衝突して流れ方向を変えて上流側流出孔から流出し、環状突部の中心の穴から下流側に流出した流れは一度拡大されてさらに勢いが弱まった後に、下流側流出孔から流出させることができるため、下流側流出孔での流速を抑制することができる。
【００１１】
また、衝突部を区画壁の段差部で構成したことで、容易に衝突部を形成することができると共に、段差部より下流側の流れの勢いを弱め、上流側の流出孔からの流量を増やすと共に、下流側の流出孔の大きさを小さくせずとも下流側流出孔からの流量を減らし、かつ下流側流出孔での流速を抑制することができる。
【００１２】
このため、貯湯タンク内に給水される水は、拡散ノズルによって貯湯タンク内に径方向に拡散されて供給され、貯湯タンク内上部の湯水を面状に押し上げることとなるため、貯湯タンク内の温度成層を乱さずに給湯することができ、上部の高温層と下部の低温層との混合を抑制して、貯湯効率を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の一実施形態の貯湯式給湯機の概略構成図
【図２】一実施形態の拡散ノズルの正面図
【図３】一実施形態の拡散ノズルの斜視図
【図４】一実施形態の拡散ノズルの底面図
【図５】一実施形態の拡散ノズルのＡ−Ａ端面図
【図６】一実施形態の拡散ノズルの平面図
【図７】一実施形態の応用例の拡散ノズルの正面図
【図８】一実施形態の応用例の拡散ノズルの底面図
【図９】一実施形態の応用例の拡散ノズルのＡ−Ａ端面図
【図１０】別実施形態の拡散ノズルの正面図
【図１１】別実施形態の拡散ノズルの斜視図
【図１２】別実施形態の拡散ノズルの底面図
【図１３】別実施形態の拡散ノズルのＡ−Ａ端面図
【発明を実施するための形態】
【００１４】
次に、本発明の一実施形態の貯湯式給湯機１を図面に基づいて説明する。
２は給湯用の湯水を貯湯する貯湯タンク３を有した貯湯タンクユニット、４は貯湯タンク３内の湯水を加熱する加熱手段としてのヒートポンプユニット、５は給湯栓、６は表示部６ａと複数の操作スイッチ６ｂとを有した給湯機リモコンである。なお、貯湯タンク３の容積は１５０Ｌ〜５５０Ｌ程度のものである。
【００１５】
７は貯湯タンク２底部に市水を供給する給水管、８は貯湯タンク３に流入する給水の勢いを弱める拡散ノズル、９は貯湯タンク３上部から外部に出湯する出湯管、１０は給水管７から分岐された給水バイパス管、１１は出湯管９からの湯と給水バイパス管１０からの水とを所望の温度に混合する給湯混合弁、１２は給湯混合弁１１で混合された湯水を外部の給湯栓５へ導く給湯管である。
【００１６】
１３は給湯管１２途中に設けられ給湯温度を検出する給湯温度センサ、１４は給湯管１２途中に設けられ給湯流量を検出する給湯流量センサ、１５は貯湯タンク３の側面上下に複数設けられた貯湯温度センサである。
【００１７】
１６は貯湯タンクユニット２筐体内最上流位置の給水管７に介設され給水圧を減圧する減圧弁、１７は出湯管９から分岐して設けられ貯湯タンク３内の過圧を逃がす過圧逃がし弁である。
【００１８】
ヒートポンプユニット４は、冷媒を圧縮する圧縮機１８と、圧縮された高温冷媒と貯湯タンク３からの湯水とを熱交換する冷媒水熱交換器１９と、冷媒水熱交換器１９で放熱された冷媒を減圧する膨張弁２０と、低温低圧の冷媒を蒸発する蒸発器２１と、圧縮機１８、冷媒水熱交換器１９、膨張弁２０、蒸発器２１を環状に接続した冷凍サイクル配管２２と、蒸発器２１に熱源となる外気を送風する送風機２３と、冷媒水熱交換器１９の水側に貯湯タンク３からの湯水を供給する加熱循環ポンプ２４とを備えている。
【００１９】
２５は貯湯タンク３下部とヒートポンプユニット４の冷媒水熱交換器１９の水側入口とを接続する加熱往き管、２６はヒートポンプユニット４の冷媒水熱交換器１９の水側出口と貯湯タンク３上部とを接続する加熱戻り管、２７は加熱戻り管２６途中から分岐されて給水管７を介して貯湯タンク３下部と接続する加熱分岐管、２８は加熱戻り管２６と加熱分岐管２７の分岐位置に設けられた加熱三方弁である。なお、加熱分岐管２７は貯湯タンク３下部に直接接続する構成としてもよい。
【００２０】
２９は加熱往き管２５から冷媒水熱交換器１９に流入する湯水の温度を検出する入水温度センサ、３０は冷媒水熱交換器１９から加熱戻り管２６へ流出する湯水の温度を検出する沸き上げ温度センサである。
【００２１】
次に、本実施形態の貯湯式給湯機の作動について説明する。
【００２２】
沸き上げ要求が発生すると、加熱三方弁２８を加熱分岐管２７側に切り替えた状態で加熱循環ポンプ２４を駆動すると共に、圧縮機１８、膨張弁２０、送風機２３を駆動して、貯湯タンク３の底部から加熱往き管２５を介して取り出した貯湯タンク３底部の低温の湯水を冷媒水熱交換器１９で加熱する。このとき、ヒートポンプサイクルは立ち上がり途中であるため、冷媒水熱交換器１９で加熱された湯水は沸き上げ温度に達しないため、加熱分岐管２７と給水管７を介して貯湯タンク３底部に戻すようにしている。
【００２３】
そして、ヒートポンプサイクルの立ち上がって沸き上げ温度センサ３０が所定温度（沸き上げ温度より低い温度）以上にまで達すると、加熱三方弁２８を加熱戻り管２５が貯湯タンク３上部に連通するように切り替え、沸き上げ温度になるよう冷媒水熱交換器１９で加熱された湯水が貯湯タンク３の上部から積層状に貯湯され、貯湯タンク３内の上部に高温層、下部に低温層の温度成層を成して沸き上げが行われる。
【００２４】
次に、給湯栓５が開かれて給湯がされると、給湯管１２側の圧力が低下して給水管７からの給水が貯湯タンク３底部から供給され、貯湯タンク３上部の高温層の湯水が出湯管９に押し出される。その一方、給水管７からの給水は給水バイパス管１０を介して給湯混合弁１１で出湯管９からの湯水と混合されて、給湯管１２を介して給湯栓５へ給湯されるものである。
【００２５】
ここで、貯湯タンク３に流入する給水の勢いを弱める拡散ノズル８について詳細に説明する。
【００２６】
図２は拡散ノズル８の正面図、左右の側面図、背面図も正面図と同一であり、図３は横斜め４５度、斜め上から見た斜視図、図４はかくれ線で内部構造を示した拡散ノズル８の底面図、図５はＡ−Ａ断面図、図６は平面図である。
【００２７】
拡散ノズル８は、一端が閉塞され、他端が開口された中空筒状の筒体３１の側周面に複数の流出孔３２、３３が開口され、他端側から流入した給水を複数の流出孔３２、３３から貯湯タンク３内に流出させるものである。
【００２８】
この流出孔３２、３３は、筒体３１の周方向９０度ごとに設けられた縦桟状の区画壁３４で周方向に４つに区切られ、縦桟状の区画壁３４を円環状に接続して筒体３１の軸方向の上流と下流を区切る横桟状の区画壁３５で軸方向に２つに区切られ、計８つの流出孔が開口され、上流側の４つの流出孔に３２の符号を付し、下流側の４つの流出孔に３３の符号を付している。
【００２９】
横桟状の区画壁３５は、筒体３１の内周壁から筒体３１の径方向内側に向かって筒体３１の厚みよりも突出し、中心部に流通穴部３６を有した環状突部３７を有して構成されており、この環状突部３７の上流側面が他端側から一端側方向へ流れる給水の一部が衝突する衝突部として作用する。
【００３０】
縦桟状の区画壁３４は、横桟状の区画壁３５で上流側と下流側に区切られた縦桟状の区画壁３４のうち、上流側の区画壁に３４ａの符号を付し、下流側の区画壁に３４ｂの符号を付していおり、上流側の区画壁３４ａは、筒体３１の厚みと同じ径方向の厚みを有しており、下流側の区画壁３４ｂは、横桟状の区画壁３５および環状突部３７の環幅と同じ径方向の厚みを有しており、拡散ノズル８を底面から見た場合に、縦桟状の区画壁３４ａ、ｂは見えず、横桟状の区画壁３５の環状突部３７の衝突部面と先端の閉塞面だけが見えるよう構成されている。
【００３１】
そして、給水がされると、筒体３１の内周壁付近を流れる流れは環状突部３７に衝突して流れ方向を変えて上流側の流出孔３２から四方に径方向に広がりながら流出し、環状突部３７の中心の流通穴部３６から下流側の領域に流出した流れは、下流側の領域で一度拡大されてさらに勢いが弱まった後に、下流側の流出孔３３から四方に径方向に広がりながら流出させることができるため、下流側の流出孔３３の開口面積を小さくせずとも下流側の流出孔３３からの流量を減らすことができ、下流側の流出孔３３の開口面積を大きくして下流側の流出孔３３での流速をさらに抑制することができる。
【００３２】
また、拡散ノズル８は上記したような形状であるため、拡散ノズル８を製造する際には、樹脂材料を上下（または左右）の分割型と、筒体３１の軸方向の筒状の入れ子型を組み合わせて一体に射出成型することで、衝突部を有した形状で流出孔３２、３３も一括で製造でき、型の構造が簡単で製造が非常に容易かつ低コストに実現できるものである。
【００３３】
そして、貯湯タンク３内に給水される水は、拡散ノズル８によって貯湯タンク３内に径方向に拡散されて供給され、貯湯タンク３内上部の湯水を面状に押し上げることとなるため、貯湯タンク３内の温度成層を乱さずに給湯することができ、上部の高温層と下部の低温層との混合を抑制して、貯湯効率を向上することができる。
【００３４】
なお、図７〜９に示すように、下流側の流出孔３３をさらに軸方向に分割するように横桟状の区画壁３５ａを設け、この区画壁３５ａを筒体３１の径方向内側に向かって上流側の横桟状の区画壁３５よりも突出させ、上流側の流通穴部３６よりも小径の流通穴部３６ａを有した環状突部３７ａを有した構成として付加してもよい。
【００３５】
次に、拡散ノズル８の別実施形態を図１０〜１３に基づいて説明する。
【００３６】
この別実施形態の拡散ノズル８は、下流側の縦桟状の区画壁３４ｂを軸方向の途中から、上流側の縦桟状の区画壁３４ａの厚みよりも径方向内側に向かって突出する厚みとして、下流側の縦桟状の区画壁３４ｂに軸方向の段差を形成する段差部３８を形成し、この段差部３８が他端側から一端側方向へ流れる給水の一部が衝突する衝突部として作用する。
【００３７】
拡散ノズル８を底面から見た場合に、下流側の縦桟状の区画壁３４ｂの段差部３８と、横桟状の区画壁３５の環状突部３７の衝突部面と、先端の閉塞面が見えるよう構成されている。
【００３８】
そして、給水がされると、筒体３１の内周壁付近を流れる流れは環状突部３７に衝突して流れ方向を変えて上流側の流出孔３２から四方に径方向に広がりながら流出し、環状突部３７の中心の流通穴部３６から下流側の領域に流出した流れは、下流側の領域で一度拡大されてさらに勢いが弱まった後に、一部が下流側の縦桟状の区画壁３４ｂの段差部３８に衝突して流れ方向を変えて下流側の流出孔３３から四方に径方向に広がりながら流出し、残りの流れは段差部３８への衝突によって勢いが弱まった後にさらに下流側の流出孔３３から四方に径方向に流出させることができるため、下流側の流出孔３３の開口面積を小さくせずとも下流側の流出孔３３からの流量を減らすことができ、下流側の流出孔３３の開口面積を大きくして下流側の流出孔３３での流速をさらに抑制することができる。
【００３９】
また、拡散ノズル８は上記したような形状であるため、拡散ノズル８を製造する際には、樹脂材料を上下（または左右）の分割型と、筒体３１の軸方向の筒状の入れ子型を組み合わせて一体に射出成型することで、衝突部を有した形状で流出孔３２、３３も一括で製造でき、型の構造が簡単で製造が非常に容易かつ低コストに実現できるものである。
【００４０】
そして、貯湯タンク３内に給水される水は、拡散ノズル８によって貯湯タンク３内に径方向に拡散されて供給され、貯湯タンク３内上部の湯水を面状に押し上げることとなるため、貯湯タンク３内の温度成層を乱さずに給湯することができ、上部の高温層と下部の低温層との混合を抑制して、貯湯効率を向上することができる。
【００４１】
なお、本発明は上記の実施形態に限定されるものではなく、発明の要旨を変更しない範囲で改変可能なもので、上記実施形態では、ヒートポンプユニット４で積層状に沸き上げる貯湯式給湯機を例示したが、貯湯タンク３内に設けた電熱ヒータで貯湯タンク３内の湯を沸き上げたり、発電装置の廃熱によって貯湯タンク３内の湯を沸き上げたりする貯湯式給湯機であっても、給湯することによって貯湯タンク３内に高温層と低温層による温度成層が形成されるため、本発明の拡散ノズル８は有用である。
【符号の説明】
【００４２】
１  貯湯式給湯機
３  貯湯タンク
７  給水管
８  拡散ノズル
９  出湯管
３１  筒体
３２  流出孔
３３  流出孔
３４ａ  区画壁
３４ｂ  区画壁
３５  区画壁
３６  流通穴部
３７  環状突部
３８  段差部
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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