JP2000304351A - 貯湯式温水器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 円筒状の貯湯タンクを横置きにして使用する
場合に、温度成層の攪拌を効果的に抑制すると共に長手
方向の温度分布を均一化できるヘッダーを備えた貯湯式
温水器を供給する。 【解決手段】 円筒状のタンクを横置きにした貯湯タン
ク２はヒートポンプ式温水器１により加熱された温水の
流入口に第１ヘッダー３を、給水の流入口に第２ヘッダ
ー３を備えたものであり、第１ヘッダー２は多数の小孔
を有し、流入する温水に上方向の流れ成分を与えると共
に流入スパンを長くするよう構成され、第２ヘッダー３
は多数の小孔を有し、流入する市水に下方向の流れ成分
を与えると共に流入スパンを長くするよう構成される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、円筒形状を横置き
した高さの低い貯湯タンクを備えた貯湯式温水器に関す
るものである。

【０００２】

【従来の技術】貯湯式電気温水器については、既にさま
ざまな開発がなされており、例えば、特開平１０−２０
５８８４号公報に示された貯湯式電気温水器のように、
給水口を有する底壁部が構造物により支持される平板の
壁部からなる高さの低い貯湯タンクを備えた貯湯式電気
温水器が研究・開発されており、止水及び温水をそのま
まタンク内に取り入れるのではなく、流入した市水や温
水を整流板に当て、流入速度を減速させると共に流入方
向をタンク壁面に沿わせることのできるバッフル構造体
を設けることで、動圧の影響を低減させ、貯湯タンク内
の温度成層の攪拌を抑制している。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記従来
の構成では、円筒形状を横置きした高さの低い貯湯タン
クにおいて、バッフル構造体の設置場所が平面でなく、
円筒胴内における曲面に配置した場合、タンク長手方向
への流れについては動圧の影響を抑制できるが、タンク
円周方向への流れについてはその効果は低減するという
欠点があった。

【０００４】そこで、本発明は従来の課題を解決するも
ので、従来より簡単なヘッダーを使用し、このヘッダー
により市水または温水のタンク内への流入速度を減速さ
せ、且つタンク上側より供給される温水は上方向へ吹出
し、タンク下側より供給される市水は下方向へ吹出すこ
とで動圧による影響から温度成層を保護することのでき
る貯湯式温水器を提供することを目的とする。

【０００５】又、従来の整流板を備えたバッフル構造体
では、上記攪拌防止のため、減速後の市水または温水の
到達距離を長くできないことから、タンク長手方向の温
度分布の均一化が図れないという欠点があった。

【０００６】そこで、本発明は従来の課題を解決するも
ので、ヘッダーにタンクの長手方向長さとの比が所定値
となる流入スパンを設けることで、長手方向の温度分布
を均一化できる貯湯式温水器を提供することを目的とす
る。

【０００７】

【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に本発明は、第１の手段として、ヒートポンプ式温水器
と、横置きを目的とした円筒型の貯湯タンクと、前記貯
湯タンク内に設けられたヘッダーとより構成され、前記
ヒートポンプ式温水器の循環水入口は前記貯湯タンク下
部の循環水取出し口と連結され、前記ヒートポンプ式温
水器の循環水出口は前記貯湯タンク上部の循環水戻り口
と連結され、前記ヘッダーは前記循環水戻り口より前記
貯湯タンク内部に長手方向へ且つ水平に設置され、且つ
前記ヘッダーの上側に複数の小孔を設けたものである。

【０００８】これにより、貯湯タンク内の温度成層の攪
拌を抑制することができる。

【０００９】さらに前記ヘッダーの長さを前記貯湯タン
クの長手方向長さに対する比が所定値となるようにした
ものである。

【００１０】これにより、前記貯湯タンクの長手方向の
温度分布を均一化することができる。

【００１１】また、第２の手段としては、ヒートポンプ
式温水器と、横置きを目的とした円筒型の貯湯タンク
と、前記貯湯タンク内に設けられたヘッダーとより構成
され、前記貯湯タンク内に貯められる温水は前記貯湯タ
ンク上部の温水出口より取り出され、市水は前記貯湯タ
ンク下部の市水入口より供給される。前記ヘッダーは前
記市水入口より前記貯湯タンク内部に長手方向へ且つ水
平に設置され、且つ前記ヘッダーの下側に複数の小孔を
設けたものである。

【００１２】これにより、貯湯タンク内の温度成層の攪
拌を抑制することができる。

【００１３】さらに前記ヘッダーの長さを前記貯湯タン
クの長手方向長さに対する比が所定値となるようにした
ものである。

【００１４】これにより、前記貯湯タンクの長手方向の
温度分布を均一化することができる。

【００１５】また、第３の手段としては、第１の手段ま
たは第２の手段に記載の前記ヘッダーに流出速度が所定
値以下となるような小孔総面積を有する小孔を設けたも
のである。

【００１６】これにより、前記貯湯タンク内の温度成層
の攪拌が抑制できる。

【００１７】また、第４の手段としては、前記ヘッダー
の入口部の孔径を端部の孔径より小さくした小孔を設け
たものである。

【００１８】これにより、前記貯湯タンク内の温度成層
の攪拌が抑制できる。

【００１９】

【発明の実施の形態】請求項１に記載の発明は、ヒート
ポンプ式温水器と、横置きを目的とした円筒型の貯湯タ
ンクと、前記貯湯タンク内に設けられたヘッダーとより
構成され、前記ヒートポンプ式温水器の循環水入口は前
記貯湯タンク下部の循環水取出し口と連結され、前記ヒ
ートポンプ式温水器の循環水出口は前記貯湯タンク上部
の循環水戻り口と連結され、前記ヘッダーは前記循環水
戻り口より前記貯湯タンク内部に長手方向へ且つ水平に
設置され、且つ前記ヘッダーの上側に複数の小孔を設け
たものであり、この小孔により温水を分岐することで、
前記貯湯タンク内への流入速度を減速させ、且つ流出方
向を上向きにすることにより、前記貯湯タンク内への動
圧の影響を抑制できる作用を有する。

【００２０】さらに前記ヘッダーの長さを前記貯湯タン
クの長手方向長さに対する比が所定値となるようにした
ものであり、前記ヘッダーの流出スパンを長くすること
できる作用を有する。

【００２１】また、請求項２に記載の発明は、横置きを
目的とした円筒型の貯湯タンクと、前記貯湯タンク内に
設けられたヘッダーとより構成され、前記貯湯タンク内
に貯められる温水は前記貯湯タンク上部の温水出口より
取り出され、市水は前記貯湯タンク下部の市水入口より
供給される。前記ヘッダーは前記市水入口より前記貯湯
タンク内部に長手方向へ且つ水平に設置され、且つ前記
ヘッダーの下側に複数の小孔を設けたものであり、この
小孔により市水を分岐することで、前記貯湯タンク内へ
の流入速度を減速させ、且つ流出方向を下向きにするこ
とにより、前記貯湯タンク内への動圧の影響を抑制でき
る作用を有する。

【００２２】さらに前記ヘッダーの長さを前記貯湯タン
クの長手方向長さに対する比が所定値となるようにした
ものであり、前記ヘッダーの流出スパンを長くすること
できる作用を有する。

【００２３】また、請求項３に記載の発明は、請求項１
または請求項２に記載の発明のヘッダーに、さらに流出
速度が所定値以下となるような面積を有する小孔を設け
たものであり、流入速度を減速させ、前記貯湯タンク内
への動圧の影響を抑制できる作用を有する。

【００２４】また、請求項４に記載の発明は、請求項１
または２に記載の発明のヘッダーに、入口部の孔径を端
部の孔径より小さくしたもので、各小孔における流出速
度をほぼ等しくする作用を有する。

【００２５】以下、本発明による貯湯式温水器の実施例
について図面を参照しながら説明する。尚、従来と同一
構成については同一符号を付し、その詳細な説明を省略
する。

【００２６】（実施の形態１）図１は、本発明の実施例
１による貯湯式温水器の構成図である。図３は、同実施
例の第１ヘッダーの構成図である。図５は、同実施例の
貯湯タンク上部両端での差温特性図である。

【００２７】本実施例の貯湯式温水器はヒートポンプ式
温水器１と、横置きを目的とした円筒型の貯湯タンク２
と、貯湯タンク２内に設けられた第１ヘッダー３より構
成され、ヒートポンプ式温水器１の循環水入口９は貯湯
タンク２下部の循環水取出し口５と連結され、ヒートポ
ンプ式温水器１の循環水出口１０は貯湯タンク２上部の
循環水戻り口６と連結され、第１ヘッダー３は循環水戻
り口６より貯湯タンク２内部に長手方向へ且つ水平に設
置される。

【００２８】ここで、第１ヘッダー３は耐食性及び加工
性に優れた銅配管を使用することが好ましく、ヒートポ
ンプ式温水器１にて生成されて、貯湯タンク２上部の循
環水戻り口６より流入した温水は、第１ヘッダー３に設
けられた小孔からの平均流出速度が０．１ｍ／ｓ以下に
なるようにした。この条件を満たす小孔総面積は（数
１）となる。また第１ヘッダー３に設けられた小孔を第
１ヘッダー３本体の上部に配置し、流出方向を上向きに
することも併せて、貯湯タンク２の中心方向に与える動
圧の影響を低減した。

【００２９】

【数１】

【００３０】次に、図３に示すよう、第１ヘッダー３の
小孔は、入口部３ａの孔径を端部３ｂの孔径より小さく
することで、各小孔における温水の流出速度をほぼ等し
くし、貯湯タンク２内の温度成層の攪拌が抑制できる。

【００３１】さらに、第１ヘッダー３の長さ３ｃは図５
に示す貯湯タンク上部両端の差温特性から貯湯タンク長
さ２ａに対し、１／４以上で有効であるが、本実施例で
は循環流量の変動幅も加味し、第１ヘッダー３の長さ３
ｃは貯湯タンク長さ２ａに対する比が１／３程度とし、
さらに同ピッチに小孔を配置することで、長手方向の温
度分布を均一化することが可能となった。

【００３２】（実施の形態２）図２は、本発明の実施例
２による貯湯式温水器の構成図である。

【００３３】本実施例の貯湯式温水器は、ヒートポンプ
式温水器１と、横置きを目的とした円筒型の貯湯タンク
２と、貯湯タンク２内に設けられた第２ヘッダー４より
構成され、前記貯湯タンク内に貯められる温水は貯湯タ
ンク２上部の温水出口８より取り出され、市水は貯湯タ
ンク２下部の市水入口７より供給される。第２ヘッダー
４は市水入口７より貯湯タンク２内部に長手方向へ且つ
水平に設置される。

【００３４】ここで、第２ヘッダー４は耐食性及び加工
性に優れた銅配管を使用することが好ましく、貯湯タン
ク２下部の市水入口７より供給される市水は、第２ヘッ
ダー４に設けられた小孔からの平均流出速度が０．１ｍ
／ｓ以下になるようにした。この条件を満たす小孔総面
積は（数１）となる。また第２ヘッダー４に設けられた
小孔を第２ヘッダー４本体の下部に配置し、流出方向を
下向きにすることも併せて、貯湯タンク２内に与える動
圧の影響を低減した。

【００３５】次に、図４に示すよう、第２ヘッダー４の
入口部４ａの孔径を第２ヘッダー４の端部４ｂの孔径よ
り小さくすることで、各小孔における温水の流出速度を
ほぼ等しくすることで、貯湯タンク２内の温度成層の攪
拌が抑制できる。

【００３６】さらに、第２ヘッダー４の長さ４ｃは図６
に示す貯湯タンク下部両端の差温特性から貯湯タンク長
さ２ａに対し、１／４以上で有効であるが、本実施例で
は循環流量の変動幅も加味し、第２ヘッダー４の長さ４
ｃは貯湯タンク長さ２ａに対する比が１／３程度とし、
さらに同ピッチに小孔を配置することで、長手方向の温
度分布を均一化することが可能となった。

【００３７】

【発明の効果】以上説明したように請求項１記載の発明
は、ヒートポンプ式温水器と、横置きを目的とした円筒
型の貯湯タンクと、前記貯湯タンク内に設けられたヘッ
ダーとより構成され、前記ヒートポンプ式温水器の循環
水入口は前記貯湯タンク下部の循環水取出し口と連結さ
れ、前記ヒートポンプ式温水器の循環水出口は前記貯湯
タンク上部の循環水戻り口と連結され、前記ヘッダーは
前記循環水戻り口より前記貯湯タンク内部に長手方向へ
且つ水平に設置され、且つ前記ヘッダーの上側に複数の
小孔を設けたものであり、この小孔により温水を分岐す
ることで、前記貯湯タンク内への流入速度を減速させ、
且つ流出方向を上向きにすることにより、前記貯湯タン
ク内に与える動圧の影響を低減し、前記貯湯タンク内の
温度成層の攪拌を抑制することができる。

【００３８】さらに前記ヘッダーの長さを前記貯湯タン
クの長手方向長さに対する比が所定値となるようにした
ことにより、前記ヘッダーの流出スパンを長くし、前記
貯湯タンクの長手方向の温度分布を均一化することがで
きる。

【００３９】また、請求項２記載の発明は、ヒートポン
プ式温水器と、横置きを目的とした円筒型の貯湯タンク
と、前記貯湯タンク内に設けられたヘッダーとより構成
され、前記貯湯タンク内に貯められる温水は前記貯湯タ
ンク上部の温水出口より取り出され、市水は前記貯湯タ
ンク下部の市水入口より供給される。前記ヘッダーは前
記市水入口より前記貯湯タンク内部に長手方向へ且つ水
平に設置され、且つ前記ヘッダーの下側に複数の小孔を
設けたものであり、この小孔により市水を分岐すること
で、前記貯湯タンク内への流入速度を減速させ、且つ流
出方向を下向きにすることにより、前記貯湯タンク内に
与える動圧の影響を低減し、前記貯湯タンク内の温度成
層の攪拌を抑制することができる。

【００４０】さらに前記ヘッダーの長さを前記貯湯タン
クの長手方向長さに対する比が所定値となるようにした
ことにより、前記ヘッダーの流出スパンを長くし、前記
貯湯タンクの長手方向の温度分布を均一化することがで
きる。

【００４１】また、請求項３記載の発明は、請求項１ま
たは請求項２の発明に加えヘッダーに所定値以下となる
小孔総面積を有する構成とすることで、貯湯タンク内に
与える動圧の影響を低減することができる。

【００４２】また、請求項４記載の発明は、請求項１ま
たは請求項２の発明に加えヘッダーに入口部の孔径を端
部の孔径より小さくすることで、各小孔における温水の
流出速度をほぼ等しくし、前記貯湯タンクの長手方向の
温度分布を均一化することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による貯湯式温水器の実施例１の構成図

【図２】本発明による貯湯式温水器の実施例２の構成図

【図３】同実施例の第１ヘッダー３の構成図

【図４】本発明による貯湯式温水器の実施例２の第１ヘ
ッダー３の構成図

【図５】本発明による貯湯式温水器の実施例１の貯湯タ
ンク上部両端の差温特性図

【図６】本発明による貯湯式温水器の実施例２の貯湯タ
ンク下部両端の差温特性図

【符号の説明】

１ ヒートポンプ式温水器 ２ 貯湯タンク ２ａ 貯湯タンク長さ ３ 第１ヘッダー（ヘッダー） ３ａ 第１ヘッダーの入口部 ３ｂ 第１ヘッダーの端部 ３ｃ 第１ヘッダーの長さ ４ 第２ヘッダー（ヘッダー） ４ａ 第２ヘッダーの入口部 ４ｂ 第２ヘッダーの端部 ４ｃ 第２ヘッダーの長さ ５ 循環取出し口 ６ 循環戻り口 ７ 市水入口 ８ 温水出口 ９ 循環水入口 １０ 循環水出口

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 濱田 和幸 大阪府東大阪市高井田本通４丁目２番５号 松下冷機株式会社内 (72)発明者 青山 繁男 大阪府東大阪市高井田本通４丁目２番５号 松下冷機株式会社内 (72)発明者 松下 昌生 大阪府豊中市新千里西町１丁目１番４号 ナショナル住宅産業株式会社内 (72)発明者 町田 和彦 大阪府東大阪市高井田本通４丁目２番５号 松下冷機株式会社内 (72)発明者 木村 正男 大阪府大阪市北区中之島３丁目３番22号 関西電力株式会社内

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ヒートポンプ式温水器と、横置きを目的
   とした円筒型の貯湯タンクと、前記貯湯タンク内に設け
   られたヘッダーとより構成され、前記ヒートポンプ式温
   水器の循環水入口は前記貯湯タンク下部の循環水取出し
   口と連結され、前記ヒートポンプ式温水器の循環水出口
   は前記貯湯タンク上部の循環水戻り口と連結され、前記
   ヘッダーは前記循環水戻り口より前記貯湯タンク内部に
   長手方向へ且つ水平に設置され、また前記ヘッダーの上
   側に複数の小孔を有し、さらに前記ヘッダーの長さは前
   記貯湯タンクの長手方向長さに対する比が所定値となる
   ことを特徴とする貯湯式温水器。
2. 【請求項２】 ヒートポンプ式温水器と、横置きを目的
   とした円筒型の貯湯タンクと、前記貯湯タンク内に設け
   られたヘッダーとより構成され、前記貯湯タンク内に貯
   められる温水は前記貯湯タンク上部の温水出口より取り
   出され、市水は前記貯湯タンク下部の市水入口より供給
   され、前記ヘッダーは前記市水入口より前記貯湯タンク
   内部に長手方向へ且つ水平に設置され、また前記第２ヘ
   ッダーの下側に複数の小孔を有し、さらに前記ヘッダー
   の長さは前記貯湯タンクの長手方向長さに対する比が所
   定値となることを特徴とする貯湯式温水器。
3. 【請求項３】 ヘッダーが流出速度が所定値以下となる
   ような総小孔面積を有する請求項１または請求項２に記
   載の貯湯式温水器。
4. 【請求項４】 ヘッダーの入口部の孔径を端部の孔径よ
   り小さくした請求項１または請求項２に記載の貯湯式温
   水器。