(57)【要約】【課題】ポンプのエアかみを防止しつつ、湯の有効利用を図ることができる送水装置及びこの送水装置を用いた給湯装置を提供する。【解決手段】貯湯タンク２１内の利用禁止水位Ｌの下方に開口３４を設け、この開口３４に配管３２を介してポンプ３１を接続し、このポンプ３１を介して送水する送水装置２３において、前記開口３４の貯湯タンク２１内側には、吸込口３６Ａ，３６Ｂを下方に向けた吸込管３３が接続されたことを特徴とする。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
貯湯タンク内の利用禁止水位の下方に開口を設け、この開口に配管を介してポンプを接続し、このポンプを介して送水する送水装置において、
前記開口の貯湯タンク内側には、吸込口を下方に向けた吸込管が接続されたことを特徴とする送水装置。
【請求項２】
前記吸込管は、一端が貯湯タンクの開口に接続され、他端が複数に分岐され、それぞれ、下方に向かって屈曲し、貯湯タンクの底部にて吸込口を備えることを特徴とする請求項１に記載の送水装置。
【請求項３】
貯湯タンクの底面に開口を設け、この開口に配管を介してポンプを接続し、このポンプを介して送水する送水装置において、
前記開口の貯湯タンク内側には、開口の一部を覆う吸込遮蔽体を設けたことを特徴とする送水装置。
【請求項４】
前記吸込遮蔽体を開口の渦発生ポイント近傍に配置したことを特徴とする請求項３に記載の送水装置。
【請求項５】
湯を貯溜する貯湯タンクと、この貯湯タンクの湯を熱源機へ送水し、貯湯タンクに還流させる送水装置とを備える給湯装置において、
前記貯湯タンク内の利用禁止水位の下方に開口を設け、この開口に配管を介してポンプを接続し、
前記送水装置は、前記開口の貯湯タンク内側に、吸込口を下方に向けた吸込管を備えたことを特徴とする給湯装置。
【請求項６】
前記吸込管は、一端が貯湯タンクの開口に接続され、他端が複数に分岐され、それぞれ、下方に向かって屈曲し、貯湯タンクの底部にて吸込口を備えることを特徴とする請求項５に記載の給湯装置。
【請求項７】
湯を貯溜する貯湯タンクと、この貯湯タンクの湯を利用端末へ供給する送水装置とを備える給湯装置において、
前記貯湯タンクの底面に開口を設け、この開口に配管を介してポンプを接続し、
前記送水装置は、前記開口の貯湯タンク内側に、開口の一部を覆う吸込遮蔽体を備えたことを特徴とする給湯装置。
【請求項８】
前記吸込遮蔽体を開口の渦発生ポイント近傍に配置したことを、特徴とする請求項７に記載の給湯装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、貯湯タンクに貯溜した湯を送水する送水装置、及びこの送水装置を用いた給湯装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、貯湯タンクの底部に開口を設け、この開口に配管を介してポンプを接続し、このポンプを介して送水する送水装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。この種の送水装置を用いた給湯装置では、貯湯タンクの水位が、ある水位より低下した場合には、開口を通じてポンプにエアがかむおそれが生じる。このエアかみを防止するためには、貯湯タンクにある程度の水位が必要となる。
【０００３】
【特許文献１】
特開２００２−０２２２７２号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、貯湯タンク内の水位をあまり高く設定した場合、貯湯タンク内の残り湯の有効利用を図ることができないという問題があった。
【０００５】
そこで、本発明の目的は、上述した従来の技術が有する課題を解消し、ポンプのエアかみを防止しつつ、湯の有効利用を図ることができる送水装置及びこの送水装置を用いた給湯装置を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、貯湯タンク内の利用禁止水位の下方に開口を設け、この開口に配管を介してポンプを接続し、このポンプを介して送水する送水装置において、前記開口の貯湯タンク内側には、吸込口を下方に向けた吸込管が接続されたことを特徴とする。
【０００７】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載したものにおいて、前記吸込管は、一端が貯湯タンクの開口に接続され、他端が複数に分岐され、それぞれ、下方に向かって屈曲し、貯湯タンクの底部にて吸込口を備えることを特徴とする。
【０００８】
請求項３に記載の発明は、貯湯タンクの底面に開口を設け、この開口に配管を介してポンプを接続し、このポンプを介して送水する送水装置において、前記開口の貯湯タンク内側には、開口の一部を覆う吸込遮蔽体を設けたことを特徴とする。
【０００９】
請求項４に記載の発明は、請求項３に記載したものにおいて、前記吸込遮蔽体を開口の渦発生ポイント近傍に配置したことを特徴とする。
【００１０】
請求項５に記載の発明は、湯を貯溜する貯湯タンクと、この貯湯タンクの湯を熱源機へ送水し、貯湯タンクに還流させる送水装置とを備える給湯装置において、前記貯湯タンク内の利用禁止水位の下方に開口を設け、この開口に配管を介してポンプを接続し、前記送水装置は、前記開口の貯湯タンク内側に、吸込口を下方に向けた吸込管を備えたことを特徴とする。
【００１１】
請求項６に記載の発明は、請求項５に記載したものにおいて、前記吸込管は、一端が貯湯タンクの開口に接続され、他端が複数に分岐され、それぞれ、下方に向かって屈曲し、貯湯タンクの底部にて吸込口を備えることを特徴とする。
【００１２】
請求項７に記載の発明は、湯を貯溜する貯湯タンクと、この貯湯タンクの湯を利用端末へ供給する送水装置とを備える給湯装置において、前記貯湯タンクの底面に開口を設け、この開口に配管を介してポンプを接続し、前記送水装置は、前記開口の貯湯タンク内側に、開口の一部を覆う吸込遮蔽体を備えたことを特徴とする。
【００１３】
請求項８に記載の発明は、請求項７に記載したものにおいて、前記吸込遮蔽体を開口の渦発生ポイント近傍に配置したことを特徴とする。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。図１は、給湯装置１００の構成を示す図である。この図に示すように、給湯装置１００は、大別してヒートポンプユニット１１（熱源機）と給湯ユニット１２とを備えている。ヒートポンプユニット１１は、主に屋外に設置され、外気から熱を汲み取り、あるいは外気に熱を放出するものであり、ＨＦＣ、ＣＯ２などの冷媒を高温、高圧に圧縮する圧縮機、四方弁、室外側熱交換器、減圧装置などが順次配管接続された冷媒回路や室外側送風機など（何れも図示せず）を内蔵している。
【００１５】
給湯ユニット１２は、貯湯タンク２１と給湯用熱交換器２２と第１の送水装置２３と第２の送水装置２４とを備える。給湯用熱交換器２２は、冷媒側コイル２５と水側コイル２６とを備え、冷媒側コイル２５には、ヒートポンプユニット１１の冷媒回路が接続される。第１の送水装置２３は、貯湯タンク２１内の湯を給湯用熱交換器２２へ供給するものをいい、第２の送水装置２４は、貯湯タンク２１内の湯を利用端末（例えば浴槽１５）へ供給するものをいう。本実施形態において、送水装置とは、第１の送水装置２３及び第２の送水装置２４をいう。また、水側コイル２６の入口２６Ａには、第１の送水装置２３が接続され、水側コイル２６の出口２６Ｂは、配管２７を介して、貯湯タンク２１へ接続される。
【００１６】
第１の送水装置２３は、ポンプ３１と、このポンプ３１と貯湯タンク２１とを接続する配管３２と、貯湯タンク２１内部に接続された吸込管３３とを備える。詳述すると、貯湯タンク２１の壁面には、利用禁止水位Ｌより下方に開口３４が設けられる。ここで、利用禁止水位とは仮に水位がそれ以下になった場合、ポンプにエアかみが発生するであろう水位をいう。上記開口３４には配管３２が接続され、この配管３２はポンプ３１を介して給湯用熱交換器２２の水側コイル２６の入口２６Ａに接続される。また、この開口３４の貯湯タンク２１の内側には、吸込管３３が接続されている。
【００１７】
吸込管３３は、一端が貯湯タンク２１の開口３４に接続され、図２に示すように、他端が複数（図２では２つ）に分岐され、それぞれ、下方に向かって屈曲し、図１に示すように、貯湯タンク２１の底部にて吸込口３６Ａ，３６Ｂを備える。これらの吸込口３６Ａ，３６Ｂの総面積は、２分岐される前の吸込管３３の面積に比べて大きく設定されているため、吸込口３６Ａ，３６Ｂでの流速を低減することができる。なお、本実施形態では、吸込管３３には、２つの吸込口３６Ａ，３６Ｂが設けられた構成となっているが、吸込口の数はこれに限らず、３つ以上であっても良い。
【００１８】
次いで図１に示すように、貯湯タンク２１の底面には、第２の送水装置２４が接続され、この第２の送水装置２４は、配管４７を介して利用端末（例えば浴槽１５）における蛇口４５に接続される。この第２の送水装置２４は、ポンプ４１と、このポンプ４１と貯湯タンク２１とを接続する配管４２と、貯湯タンク２１の内側に配置された吸込遮蔽体４３とを備えている。具体的には、貯湯タンク２１の底面には開口４４が設けられており、この開口４４に配管４２が接続され、この配管４２にポンプ４１が接続される。この開口４４も、開口３４と同様に利用禁止水位Ｌの下方に位置している。また、吸込遮蔽体４３は、図３に示すように、円柱形状をしており、吸込遮蔽体４３の側面底部には、この吸込遮蔽体４３と貯湯タンク２１の底面とを固定する固定部材４６を備え、上記開口４４の一部を覆うように、開口４４の内側に配置される。この吸込遮蔽体４３は、後述する渦が発生するポイントＰに配置される。
【００１９】
次に、本実施形態の動作を説明する。
【００２０】
図１を参照し、第１の送水装置２３のポンプ３１が運転された場合、このポンプ３１を介して貯湯タンク２１内の湯が、給湯用熱交換器２２に供給され、この給湯用熱交換器２２においてヒートポンプユニット１１の熱によって、昇温されて貯湯タンク２１に戻される。また、第２の送水装置２４のポンプ４１が運転された場合、このポンプ４１を介して貯湯タンク２１内の湯が、浴槽１５に供給される。この浴槽１５での湯の使用量が増加すればするほど、貯湯タンク２１内の水位が低下し、ポンプ３１、４１にエアかみのおそれが発生する。
【００２１】
本実施形態では、第１の送水装置２３において、開口３４に上記構成の吸込管３３が配設されたため、図４に示すように、貯湯タンク２１の底部から、吸込口３６Ａ，３６Ｂでの吸込み流速を低減させた状態で、貯湯タンク２１内の湯が吸い込まれる。これによれば、水位Ｌ２にまで利用禁止水位を下げたとしても、ポンプ３１にエアかみが生じることがなく、仮に、吸込管３３がない場合に想定される利用禁止水位Ｌ１に比べて利用禁止水位Ｌ２を下げることができ、貯湯タンク２１内の湯を有効に利用することができる。更に、有効利用できる湯の量が増えることにより、結果として、貯湯タンク２１を従来のものに比べて小型化することもできる。
【００２２】
また、第２の送水装置２４において、開口４４内の渦が発生するポイントＰの近傍に、吸込遮蔽体４３を配置したため、図５に示すように、水位Ｌ４にまで利用禁止水位を下げたとしても、水面にて生じる渦を消滅させることができる。仮に、吸込遮蔽体４３が配置されていないとすれば、水位Ｌ４よりも高い利用禁止水位Ｌ３になった場合、開口４４に対向する水面に渦が発生し、開口４４を通じてポンプ４１にエアかみのおそれが生じる。上記構成では、吸込遮蔽体４３を配置したため、利用禁止水位を水位Ｌ３から水位Ｌ４に低下させることができ、貯湯タンク２１内の湯を有効に利用することができる。更に、有効利用できる湯の量が増えることにより、結果として、貯湯タンク２１を従来のものに比べて小型化することもできる。
【００２３】
上述した渦の発生ポイントＰは次のように求められる。図６（Ａ）は、貯湯タンク２１を上方から示した図であり、図６（Ｂ）は、開口４４の拡大図である。ここで、渦が発生するポイントＰは、貯湯タンク２１に設けられた開口４４の位置に応じて、決定されることが実験によって確認されている。例えば、図６（Ａ）に示すように、貯湯タンク２１の長手方向において、貯湯タンク２１の一方の壁面２１Ａから開口４４の縁までの距離をａ、他方の壁面２１Ｄから開口４４の縁までの距離をｄとし、また、短手方向において、貯湯タンク２１の一方の壁面２１Ｂから開口４４の縁までの距離をｂ、他方の壁面２１Ｃから開口４４の縁までの距離をｃとした位置に開口４４が設けられているとする。この場合、この開口４４に渦が発生するポイントＰは、図６（Ｂ）に示すように、おおむね、開口４４の直径を貯湯タンク２１の長手方向にａ：ｄに分配する線Ｘと、短手方向にｂ：ｃに分配する線Ｙとが交わった点となる。また、渦がこのポイントＰ以外の点Ｑで発生した場合でも、渦はこのポイントＰに必ず移動することが、実験によって確認されている。従って、上記吸込遮蔽体４３を、この渦が発生するポイントＰに配置するだけで良い。
【００２４】
上記実施形態では、第２の送水装置２４において、円柱状の吸込遮蔽体４３を開口４４の渦発生ポイントＰに配置していたが、図７に示すように、開口４４の全体を覆う皿状の吸込遮蔽体５１を配置することもできる。
【００２５】
この吸込遮蔽体５１は、図７（Ｂ）に示すように、円形状に形成された皿部材５１Ａと、この皿部材５１Ａと貯湯タンク２１底面とを固定する複数の固定部材５１Ｂとを備える。また、開口４４の縁から貯湯タンク２１の壁面が近い側（例えば、壁面２１Ｃ，２１Ｄ）には、遠い側（例えば、壁面２１Ａ，２１Ｂ）に比べて水量が少ないため、壁面に近い側ほど、渦が発生しやすいことが実験で確認されている。従って、図７（Ａ）に示すように、皿部材５１Ａの中心点Ｓを開口４４の中心点Ｔに比べて壁面２１Ｃ，２１Ｄに近づけた位置に、吸込遮蔽体５１を配置することによって、渦の発生が抑制される。
【００２６】
また、吸込遮蔽体５１は、皿部材５１の直径をＲとし、開口４４の直径をｒとして、固定部材５１Ｂの高さをｈとした場合、これらの関係が、
（Ｒ／２）２πｈ≧（ｒ／２）２π
で示される数式を充足するように、皿部材５１Ａの直径Ｒ及び固定部材５１Ｂの高さｈが設定されている。この式を充足する吸込遮蔽体５１が開口４４に配置された場合、開口４４での吸込み流速を低減することができるため、水位Ｌ６にまで利用禁止水位を下げたとしても、開口４４を通じて、ポンプ４１にエアかみが生じることを防止できる。
【００２７】
仮に、吸込遮蔽体５１が配置されていないとすれば、水位Ｌ６よりも高い利用禁止水位Ｌ５になった場合、開口４４に対向する水面に渦が発生し、開口４４を通じてポンプ４１にエアかみのおそれが生じる。上記構成では、吸込遮蔽体５１を配置したため、利用禁止水位を水位Ｌ５から水位Ｌ６に低下させることができ、貯湯タンク２１内の湯を有効に利用することができる。更に、有効利用できる湯の量が増えることにより、結果として、貯湯タンク２１を従来のものに比べて小型化することもできる。
【００２８】
以上、本発明を上記実施の形態に基づいて説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。
【００２９】
【発明の効果】
吸込管或いは吸込遮蔽体を配置したため、利用禁止水位を下げることができ、ポンプのエアかみを防止しつつ、湯の有効利用を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による送水装置及びこの送水装置を用いた給湯装置の一実施形態を示す図である。
【図２】本実施形態に係る送水装置の吸込管を示す図である。
【図３】本実施形態に係る送水装置の吸込遮蔽体を示す図である。
【図４】吸込管を配設した後の利用禁止水位を示す図である。
【図５】吸込遮蔽体を配置した後の利用禁止水位を示す図である。
【図６】（Ａ）は、貯湯タンクの底面に設けられた開口の位置を示す図であり、（Ｂ）は当該開口において渦が発生するポイントを示す図である。
【図７】（Ａ）は、別の実施形態に係る吸込遮蔽体が配置される位置を示す上面図であり、（Ｂ）は、当該吸込遮蔽体は配置される位置を示す横断面図である。
【符号の説明】
１１  ヒートポンプユニット（熱源機）
１２  給湯ユニット
１５  浴槽（利用端末）
２１  貯湯タンク
２２  給湯用熱交換器
２３  第１の送水装置
２４  第２の送水装置
３１  ポンプ
３２  配管
３３  吸込管
３４  開口
３６Ａ，３６Ｂ  吸込口
４１  ポンプ
４２  配管
４３  吸込遮蔽体
４４  開口
５１  吸込遮蔽体
１００  給湯装置
Ｌ  利用禁止水位
Ｐ  渦発生ポイント
【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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