(57)【要約】【課題】温水取出装置に関連した各部品を一体化し、組立作業性及びメンテナンス性を向上させると共に、回転駆動部の故障を抑制する。【解決手段】中温水取出弁１は、温水取出管２、ボディ部６、ステッピングモータ８、温水取出口９、移動規制部１０等を備える。温水取出管２、ボディ部６及びステッピングモータ８は、予め組立てられた一体部品として構成する。中温水取出弁１により貯湯タンク２１０内の中温水を取出すときには、ステッピングモータ８によりシャフト５を回転駆動し、温水取出管２を回転させることにより、曲管部４の先端位置を、貯湯タンク２１０内で取出したい温度の中温水が滞留する位置に合わせる。移動規制部１０は、貯湯タンク２１０内で圧力変動が生じた場合等において、温水取出管２がボディ部６の段付穴７内で軸方向に移動するのを規制する。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
直線状に延びた直管部と当該直管部の一端から屈曲して延びた曲管部とを有し、温水を貯留するタンクの側面部に取付けたときに前記直管部が前記タンクの外部に配置されて前記曲管部が前記タンクの内部に配置される温水取出管と、
前記タンクの側面部に取付けられ、前記直管部の軸線を中心として前記直管部の他端側を回転可能に保持するボディ部と、
前記直管部の軸線を中心として前記温水取出管を回転させることが可能な回転駆動部と、
前記ボディ部に設けられ、前記温水取出管に流入した前記タンク内の温水を外部に取出す温水取出口と、
前記温水取出管が前記直管部の軸方向に移動するのを規制する移動規制部と、
を備えた温水取出装置。
【請求項２】
前記ボディ部は、前記タンク側の部位に衝合した状態で取付ける構成とし、
前記移動規制部は、前記温水取出管の外周側に設け、前記タンク側の部位と前記ボディ部との衝合部に配置してなる請求項１に記載の温水取出装置。
【請求項３】
前記ボディ部には、前記温水取出管の少なくとも直管部が挿通される挿通穴と、当該挿通穴の一部が縮径した段部とを設け、
前記移動規制部は、前記温水取出管の外周側に設け、前記ボディ部の段部と軸方向で対面してなる請求項１または２に記載の温水取出装置。
【請求項４】
前記温水取出管の直管部には、前記直管部の周壁を貫通する複数の開口を周方向に間隔をもって形成し、
前記複数の開口は、前記温水取出管が回転しても、前記直管部内の流路と前記温水取出口とを常時連通した状態に保持してなる請求項１から３のうち何れか１項に記載の温水取出装置。
【請求項５】
請求項１から４のうち何れか１項に記載された温水取出装置と、
上部側ほど湯温が高くなるように温水が積層状態で貯留され、上下方向の途中部位に前記温水取出装置が取付けられたタンクと、
少なくとも一部が前記温水取出装置を介して前記タンクに接続され、前記タンクから取出した温水を給湯対象に供給する給湯配管と、
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、貯湯式給湯機に用いる温水取出装置及び当該温水取出装置を用いた貯湯式給湯機に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来技術として、例えば特許文献１（特開２０１０−１７５１８６号公報）に記載されているように、貯湯タンクに中温水取出機構を設置した貯湯式給湯機が知られている。従来技術において、貯湯タンクには、上部側に高温の湯が貯湯され、下部側に低温の湯が貯湯されるように、湯が積層された状態で貯湯される。中温水取出機構は、貯湯の過程で発生する中温水（即ち、規定の温度まで湧き上がっていない温水）を貯湯タンクから優先的に取出すものである。従来技術の中温水取出機構は、Ｌ字状の管状部材により構成され、両端部の軸線が互いに異なるように屈曲されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１０−１７５１８６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上述した特許文献１に記載の従来技術では、中温水取出機構となるＬ字状の管状部材を貯湯タンク内に設置する必要がある。このため、貯湯式給湯機の製造工程では、Ｌ字状の管状部材を貯湯タンク内に挿入して規定の位置に取付ける作業が必要となり、作業性が低下するという問題がある。また、中温水取出機構がＬ字状の管状部材により構成されていると、例えば中温水取出機構の内部に故障が発生した場合に、故障した部位だけを取外すことが困難となるので、メンテナンス性が低下するという問題がある。さらに、従来技術では、貯湯タンク内の圧力変動によって管状部材、シャフト等の軸移動が発生することがある。このような軸移動は、回転動力となるステッピングモータ等の故障を誘発する虞れがある。
【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、温水取出装置に関連した各部品を一体化し、組立作業性及びメンテナンス性を向上させることができると共に、回転駆動部の故障を抑制することが可能な温水取出装置及び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】
本発明に係る温水取出装置は、直線状に延びた直管部と当該直管部の一端から屈曲して延びた曲管部とを有し、温水を貯留するタンクの側面部に取付けたときに直管部がタンクの外部に配置されて曲管部がタンクの内部に配置される温水取出管と、タンクの側面部に取付けられ、直管部の軸線を中心として直管部の他端側を回転可能に保持するボディ部と、直管部の軸線を中心として温水取出管を回転させることが可能な回転駆動部と、ボディ部に設けられ、温水取出管に流入したタンク内の温水を外部に取出す温水取出口と、温水取出管が直管部の軸方向に移動するのを規制する移動規制部と、を備えている。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、温水取出管、ボディ部及び回転駆動部を、予め組立てられた一体部品として構成することができる。これにより、タンクに対する温水取出装置の着脱作業を容易化し、その組立作業性及びメンテナンス性を向上させることができる。また、移動規制部は、タンク内の圧力変動等により温水取出管が軸方向に移動するのを抑制することができる。これにより、回転駆動部の故障等を防止し、温水取出装置の耐久性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の実施の形態１による貯湯式給湯機を示す構成図である。
【図２】本発明の実施の形態１による中温水取出弁を示す斜視図である。
【図３】図２中の中温水取出弁を温水取出管の回転軸を含む平面で破断した状態を示す縦断面図である。
【図４】移動規制部の近傍を拡大して示す図３中の要部拡大図である。
【図５】本発明の実施の形態２による中温水取出弁のボディ部、ステッピングモータ等を示す部分拡大断面図である。
【図６】本発明の実施の形態３による中温水取出弁を温水取出管の回転軸と垂直な平面で破断した状態を示す横断面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、図１から図６を参照して、本発明の実施の形態について説明する。なお、本明細書で使用する各図においては、共通する要素に同一の符号を付し、重複する説明を省略するものとする。また、本発明は、以下の実施の形態に限定されるものではなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲で種々に変形することが可能である。また、本明細書において、「湯水」とは、高温水（高温の湯）、低温水（低温の湯、水）及び中温水を意味している。中温水とは、高温と低温の間となる中間温度の温水を意味している。
【００１０】
実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１による貯湯式給湯機を示す構成図である。この図に示すように、本実施の形態による貯湯式給湯機１００は、貯湯ユニット２００と、ヒートポンプユニット３００とを備えている。ヒートポンプユニット３００は、大気中の熱を利用して湯水を加熱し、高温水を生成する。貯湯式給湯機１００は、ヒートポンプユニット３００により湯を沸かし、種々の温度を有する湯を貯湯ユニット２００に貯湯するヒートポンプ式の貯湯式給湯機（ヒートポンプ給湯装置）である。
【００１１】
貯湯ユニット２００は、貯湯タンク２１０、混合弁２２０Ａ，２２０Ｂ、給水配管２３０、給湯配管２４０Ａ，２４０Ｂ，２４０Ｃ，２４０Ｄ等を備えている。貯湯タンク２１０は、ヒートポンプユニット３００により沸かした湯を貯留するもので、例えば縦長のタンクにより構成されている。貯湯タンク２１０には、上部側ほど湯温が高くなり、下部側ほど湯温が低くなるように、温水が積層状態で貯留される。貯湯タンク２１０の上下方向の途中位置（例えば、中間位置）の側面部には、後述の中温水取出弁１が取付けられている。貯湯タンク２１０の側面部は、貯湯タンク２１０内に貯留された温水の温度の影響を受け難い部位である。
【００１２】
混合弁２２０Ａ，２２０Ｂは、温度が異なる２種類の湯水を混合するもので、それぞれ２つの流入ポートと１つの流出ポートとを有している。まず、混合弁２２０Ａについて説明すると、混合弁２２０Ａの一方の流入ポートは、給湯配管２４０Ａを介して貯湯タンク２１０の上部に接続されている。混合弁２２０Ａの他方の流入ポートは、給水配管２３０に接続されている。給水配管２３０は、貯湯タンク２１０の下部及び混合弁２２０Ａに接続され、市水等の低温水を貯湯タンク２１０及び混合弁２２０Ａに供給するものである。
【００１３】
一方、混合弁２２０Ａの流出ポートは、給湯配管２４０Ｃを介して混合弁２２０Ｂの流入ポートに接続されている。混合弁２２０Ａは、貯湯タンク２１０の上部から給湯配管２４０Ａを介して取出された高温水と、給水配管２３０から供給される低温水とを混合することにより中温水を生成し、生成した中温水を混合弁２２０Ｂに供給する。
【００１４】
混合弁２２０Ｂの他の流入ポートは、中温水取出弁１及び給湯配管２４０Ｂを介して貯湯タンク２１０の上下方向の途中部位に接続されている。また、混合弁２２０Ｂの流出ポートは、給湯配管２４０Ｄを介して外部の給湯対象（図示せず）に接続されている。混合弁２２０Ｂは、混合弁２２０Ａから供給される中温水と、中温水取出弁１により貯湯タンク２１０から取出された中温水とを混合し、生成した中温水を給湯対象に供給する。
【００１５】
このように、給湯配管２４０Ａ〜２４０Ｄは、少なくとも２４０Ｂが中温水取出弁１を介して貯湯タンク２１０に接続され、貯湯タンク２１０から取出した温水を給湯対象に供給するものである。また、混合弁２２０Ａ，２２０Ｂは、図示しない制御装置に接続されている。制御装置は、例えばユーザの設定等に応じて、個々の混合弁における湯水の混合比率を調整する。従って、貯湯式給湯機１００は、ユーザが希望する所望温度の温水を給湯対象に供給することができる。
【００１６】
次に、図２から図４を参照して、貯湯式給湯機１００に備えられた温水取出装置としての中温水取出弁１について説明する。図２は、本発明の実施の形態１による中温水取出弁１を示す斜視図である。図３は、図２中の中温水取出弁１を温水取出管２の回転軸を含む平面で破断した状態を示す縦断面図である。図４は、移動規制部の近傍を拡大して示す図３中の要部拡大図である。これらの図に示すように、中温水取出弁１は、温水取出管２、ボディ部６、ステッピングモータ８、温水取出口９、移動規制部１０等を備えている。中温水取出弁１は、貯湯タンク２１０の内部から中温水を取出し、取出した中温水を混合弁２２０Ｂに供給するものである。
【００１７】
温水取出管２は、図３に示すように、全体として略Ｖ状に屈曲した管状の部材により構成され、直管部３、曲管部４及びシャフト５を備えている。直管部３は、直線状に延びた円筒管により構成され、直管部３の軸線は、温水取出管２が回転するときの回転軸と一致している。また、直管部３の外周側には、直管部３の内部を流れる湯水を外部に流出させるための流出口３Ａが形成されている。流出口３Ａは、温水取出口９と連通する位置に開口している。曲管部４は、直管部３の一端に接続され、直管部３の一端から斜めに屈曲して延びている。即ち、曲管部４の軸線は、温水取出管２の回転軸に対して斜めに傾斜している。シャフト５は、直管部３よりも小径なロッド状に形成され、直管部３の他端に同軸に接続されている。シャフト５の他端側は、ステッピングモータ８と連結されている。
【００１８】
ボディ部６は、例えば略Ｌ字状の外形を有する中空構造物として形成され、その内部には、挿通穴としての段付穴７が形成されている。段付穴７は、貯湯タンク２１０側に位置する一端側よりも、ステッピングモータ８側に位置する他端側の方が縮径した段付形状を有している。温水取出管２の直管部３は、段付穴７の大径部（一端側）に挿入され、シャフト５は、段付穴７の小径部（他端側）に挿入されている。これにより、ボディ部６は、温水取出管２の回転軸を中心として直管部３及びシャフト５を回転可能に保持している。
【００１９】
ステッピングモータ８は、前記回転軸を中心として温水取出管２を回転させるもので、本実施の形態の回転駆動部を構成している。ステッピングモータ８は、ボディ部６の他端側に取付けられ、前記制御装置により制御される。即ち、ステッピングモータ８による温水取出管２の回転角は、制御装置により可変に設定することができる。なお、本実施の形態では、ステッピングモータ８を例示したが、本発明の回転駆動部には、ステッピングモータ以外の各種のモータを用いてもよい。
【００２０】
このように、本実施の形態の中温水取出弁１は、温水取出管２の直管部３、曲管部４及びシャフト５と、ステッピングモータ８とをそれぞれボディ部６に組付けたものである。即ち、温水取出管２、ボディ部６及びステッピングモータ８は、予め組立てられた一体部品として構成されている。この構成によれば、中温水取出弁１に関連した各部品を一体化することができるので、貯湯タンク２１０に対する温水取出装置の着脱作業を容易化し、その組立作業性及びメンテナンス性を向上させることができる。従って、組立が容易でメンテナンス性が高い貯湯式給湯機１００を実現することができる。
【００２１】
なお、本発明において、温水取出管２は、例えば屈曲した管状部材により直管部３と曲管部４とを一体形成し、この管状部材の他端側にシャフト５とを接合することにより形成してもよい。また、本発明では、温水取出管２の直管部３、曲管部４及びシャフト５を最初から一体形成してもよいし、これらの部品をそれぞれ別個に形成した後に一体化して温水取出管２を形成してもよい。
【００２２】
また、ボディ部６には、段付穴７のうち直管部３の流出口３Ａと対面する部位に開口した温水取出口９が設けられている。温水取出口９は、段付穴７から径方向に延びている。温水取出口９の先端側には、例えば給湯配管２４０Ｂ（図１参照）が温水取出用の配管として接続される。温水取出口９は、貯湯タンク２１０内の温水が温水取出管２に流入して直管部３の流出口３Ａから流出したときに、当該温水を中温水取出弁１の外部に取出すものである。
【００２３】
一方、貯湯タンク２１０の側面部には、図３に示すように、中温水取出弁１を取付けるために円形状の取付穴が形成され、この取付穴には、段付き円筒状の取付部２１５が固定されている。取付部２１５には、例えば一般的な金属製のファスナー（図示せず）が設けられている。中温水取出弁１は、温水取出管２の曲管部４が取付部２１５から貯湯タンク２１０の内部に挿入され、ボディ部６の段付穴７の開口端が取付部２１５の端面と衝合された状態で、前記ファスナーにより貯湯タンク２１０の側面部に着脱可能に取付けられている。この状態で、直管部３は、貯湯タンク２１０の外部に配置され、取付部２１５及び段付穴７にわたって挿入されている。
【００２４】
移動規制部１０は、温水取出管２がボディ部６に対して直管部３の軸方向に移動するのを規制するものである。移動規制部１０は、図３及び図４に示すように、例えば直管部３の外周面に設けられた環状の突起により構成され、直管部３の外周面から径方向外向きに突出している。また、移動規制部１０は、互いに衝合されたボディ部６の開口端と取付部２１５の端面との間（両者の衝合部）に配置されている。これにより、移動規制部１０は、例えば貯湯タンク２１０内で圧力変動が生じた場合等において、温水取出管２がボディ部６の段付穴７内で軸方向に移動するのを規制することができる。
【００２５】
（中温水取出弁１の動作）
次に、中温水取出弁１の動作について説明する。まず、中温水取出弁１により貯湯タンク２１０内の中温水を取出すときには、前記制御装置によりステッピングモータ８が駆動され、ステッピングモータ８により温水取出管２のシャフト５が回転駆動される。これにより、温水取出管２の全体が回転軸を中心として回転し、曲管部４の先端位置が貯湯タンク２１０内で上下方向に変位する。このとき、曲管部４の先端位置は、貯湯タンク２１０内で取出したい温度の中温水が滞留する位置に合わせられる。
【００２６】
具体例を挙げると、比較的高温の中温水を取出したい場合には、曲管部４が上向きとなるように温水取出管２の回転角が設定される。また、比較的低温の中温水を取出したい場合には、曲管部４が下向きとなるように温水取出管２の回転角が設定される。そして、例えば混合弁２２０Ｂ（図１参照）が作動することにより、中温水の取出しが開始されると、貯湯タンク２１０内の中温水が温水取出管２に流入する。この温水は、直管部３の流出口３Ａと、温水取出口９とを経由して給湯配管２４０Ｂに取出される。
【００２７】
また、温水取出管２には、貯湯タンク２１０内の圧力変動が軸方向の外力（押圧力及び引張力）となって作用することがある。しかし、この外力は、移動規制部１０を介してボディ部６及び取付部２１５に受承される。この結果、温水取出管２は、ボディ部６の段付穴７内で規定の軸方向位置に保持され、軸方向への移動が規制される。この構成によれば、温水取出管２が軸方向に移動するのを移動規制部１０により抑制することができる。これにより、例えばシャフト５が移動してステッピングモータ８に突き当たることにより生じるステッピングモータ８の故障等を防止することができる。従って、中温水取出弁１及びこれを搭載した貯湯式給湯機１００の耐久性を向上させることができる。
【００２８】
実施の形態２．
次に、図５を参照して、本発明の実施の形態２について説明する。本実施の形態の特徴は、前記実施の形態１とほぼ同様の構成において、ボディ部の段付穴に段部を設け、温水取出管の直管部の外周側に設けた移動規制部を前記段部と対面させる構成としたことにある。図５は、本発明の実施の形態２による中温水取出弁のボディ部、ステッピングモータ等を示す部分拡大断面図である。
【００２９】
図５に示すように、本実施の形態の中温水取出弁１１は、実施の形態１とほぼ同様に構成されている。しかし、移動規制部１２は、直管部３とシャフト５との間に位置する環状の段部により構成され、温水取出管２の外周側に設けられている。また、ボディ部６の段付穴７には、段付穴７が大径部から小径部へと縮径する位置に環状の段部７Ａが設けられている。そして、移動規制部１２は、段付穴７の段部７Ａと軸方向で対面し、当該段部７Ａと当接することにより温水取出管２の移動を規制するように構成されている。
【００３０】
このように構成される本実施の形態でも、前記実施の形態１とほぼ同様の効果を得ることができる。即ち、貯湯タンク２１０内の圧力変動等により温水取出管２がステッピングモータ８側に押圧された場合には、移動規制部１２が段付穴７の段部７Ａに当接する。これにより、温水取出管２の過度な移動を規制し、ステッピングモータ８の故障等を防止することができる。
【００３１】
なお、実施の形態１，２では、移動規制部１０を直管部３の外周側に設けたり、移動規制部１２を直管部３とシャフト５との間に設ける場合を例示した。しかし、本発明はこれらの具体例に限定されるものではなく、移動規制部は、温水取出管２の軸方向への移動を規制することが可能な任意の位置に設けてよいものである。
【００３２】
実施の形態３．
次に、図６を参照して、本発明の実施の形態３について説明する。本実施の形態の特徴は、前記実施の形態１とほぼ同様の構成において、温水取出管の直管部に複数の開口を設けたことにある。図６は、本発明の実施の形態３による中温水取出弁を温水取出管の回転軸と垂直な平面で破断した状態を示す横断面図である。
【００３３】
図６に示すように、本実施の形態の中温水取出弁２１は、実施の形態１とほぼ同様に構成されている。しかし、温水取出管２の直管部３には、直管部３の周壁を貫通する開口として複数の流出口３Ａが周方向に間隔をもって形成されている。これらの流出口３Ａは、温水取出管２がどのような角度に回転しても（貯湯タンク２１０から取出す中温水の温度がどのような温度帯となっても）、直管部３内の流路と温水取出口９とを常時連通した状態に保持することができる。また、複数の流出口３Ａを設けることにより、中温水取出弁２１内の流路における圧力損失を低減し、中温水を効率よく取出すことができる。
【００３４】
なお、前記実施の形態１から３では、貯湯式給湯機１００の貯湯タンク２１０から中温水を取出す中温水取出弁１，１１，２１を例示した。しかし、本発明は、例えば中温水以外の温水（高温水、低温水等）をタンクから取出す温水取出装置に適用してもよい。また、本発明は、貯湯式給湯機に限定されるものではなく、貯湯式給湯機以外の設備に備えられたタンクから温水を取出す各種の温水取出装置に適用してもよい。また、実施の形態１から３では、それぞれ個別の構成を例示したが、本発明は、実施の形態１から３で述べた構成のあらゆる組合わせを含むものである。
【符号の説明】
【００３５】
１，１１，２１  中温水取出弁（温水取出装置），２  温水取出管，３  直管部，３Ａ  流出口（開口），４  曲管部，５  シャフト，６  ボディ部，７  段付穴（挿通穴），８  ステッピングモータ（回転駆動部），９  温水取出口，１０，１２  移動規制部，１００  貯湯式給湯機，２００  貯湯ユニット，２１０  貯湯タンク（タンク），２１５  取付部，２２０Ａ，２２０Ｂ  混合弁，２３０  給水配管，２４０Ａ，２４０Ｂ，２４０Ｃ，２４０Ｄ  給湯配管，３００  ヒートポンプユニット
【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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