JPS5947215B2 - 暖房兼用型給湯タンク - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は暖房兼用型給湯タンク、更に詳しくは、給湯タ
ンクの温水の余熱を室内の暖房や乾燥のために利用する
暖房兼用型給湯タンクに関するものである。

一般に、電気温水タンクのような内部に加熱された温水
を貯える給湯タンクにあっては、温水を使用しない時、
外周を断熱材で覆っているといえども、長く放置してお
くと温水の温度が低下し、その都度再加熱するものであ
り、そのため、−変温められた温水の熱が無駄に消費さ
れるという問題があり、特に、深夜電力を利用して温水
を貯える給湯タンクの場合は、夜中に殆んど給湯が行な
われないことから、温水の熱が無駄に放出されることが
多いという問題があった。

本発明は上記の点に鑑み、給湯が行なわれない間に次第
に熱を放出してしまう給湯タンク中の温水の熱を暖房や
乾燥のための熱源に利用するために為されたものであっ
て、第１の目的とするところは内部に貯える温水にて加
熱される温水タンクとの熱交換によって加熱する空気を
室内の暖房や乾燥のために取出すことができる暖房兼用
型給湯タンクを提供することであり、第２の目的とする
ところは、温水タンク外周に放熱フィンを設けることに
より、温水タンクに加熱される空気との熱交換能を上げ
ると共に加熱される空気を貯える空気室の外面を覆う断
熱材層を温水タンク外周面との間に所定間隔離して確実
に保持することができる暖房兼用型給湯タンクを提供す
ることであり、第３の目的とするところは、温水タンク
を覆う外ケースの上下略中央に設けた空気取入口から設
置場所の床面より上方の比較的暖い空気を、温水タンク
中の上部に貯る高温温水と熱交換してできるだけ暖い空
気を効率よく取出すことができる暖房兼用型給湯装置を
提供することであり、第４の目的とするところは空気取
入口及び加熱空気取出口を開閉自在とすることにより加
熱空気を取出す必要のない時は温水タンクからの熱の無
駄な放出を抑えることができる暖房兼用型給湯タンクを
提供することである。

更に、第５の目的とするところは、タイマー制御によっ
て予定時刻に加熱空気を取出すことができる暖房兼用型
給湯タンクを提供することであり、第６の目的とすると
ころは、所定温度以下に温水の水温が低下した時に熱交
換を停止して冷風が送り出されることがない暖房兼用型
給湯タンクを提供することであり、更に第７の目的とす
るところは、深夜電力を用いて加温された温水を利用し
て早朝の暖房を安価に行なえる暖房兼用型給湯タンクを
提供することである。

本発明を以下図に示す実施例に基いて詳述する。

本発明に係る暖房兼用型給湯タンクは、内部に温水が貯
えられ上部に溜る高温水を給湯管２より取出して使用す
る温水タンク１と、温水タンク１の外周面を囲む外ケー
ス３と、少なくとも温水タンク１の側石及び上面に対応
する外ケース３内面に配設されて温水タンク１外周面と
の間に空気室５を形成する断熱材層４と、外ケース３外
からの空気を上記空気室５内に導入するために空気室５
下端部に設けた空気取入口６と、内部に貯える温水によ
り加熱される温水タンク１周面と熱交換して加温された
空気室５内の空気を外ケース３外に取出して使用するた
めに空気室５上端部に設けた加熱空気取出口γとより給
湯タンク本体を形成して構成されることを特徴とするも
のであって、本実施例では温水タンク１が内部に電熱ヒ
ータ１０を備えた電気温水タンクである例を示している
。

温水タンク１は鋼板或いは合成樹脂で、第２図に示すよ
うに、頂部が丸くなった円筒状に成形され、温水タンク
１の全外周を囲む外ケース３は塩化ビニル被覆鋼板で円
筒状に成形され、外ケース３の底板９上に温水ケース１
が載置され、温水タンク１の底面を除く全外面がグラス
ウールや発泡ウレタン樹脂でできた断熱材層４で覆われ
る。

空気室５は温水タンク１の路上半部を囲む部分の全周に
亘って外ケース３側壁内面及び外ケース３の上蓋１１内
面に位置する断熱材層４と温水タンク１との間に形成さ
れる。

この空気室５は温水タンク１の外側面と外ケース３内側
面の断熱材層４との間にできる環状の側室と温水タンク
１の頂部に被嵌するキャップ１２と温水タンク１頂面と
の間にできる上室とで構成され、側室内には、第４図）
こ示すように、全周に亘って断面波形状の放熱フィン１
３が内端を温水タンク１外面に接すると共に外端を断熱
材層４内面に接した状態で収められている。

この放熱フィン１３は熱伝導率のよい鋼板やアルミニウ
ムや銅のような材料で成形された波板を温水タンク１外
周に巻き付け、両端をジヨイント１４にて結合して温水
タンク１に保持され、温水タンク１外周面の放熱面積を
増大させて空気室５内の空気との熱交換率を高めると共
に、空気室５の外側を囲む断熱材層４と温水タンク１と
の間のスペーサとして作用する。

一方、上記のキャップ１２も放熱フィン１３と同様の材
料で成形され、外周１眼より下方に延出するスリーブ１
５が第６図に示すように、放熱フィン１３上端外周に重
ね合されて上記の上室と側室とが連通ずる。

またキャップ１２の一部は、第２図に示すように、温水
タンク１頂面）こ接してキャップ１２の位置決めが為さ
れると共に内部に貯える温水によって最つとも高温に熱
せられる温水タンク１頂面からの熱をキャップ１２に伝
達させて上室内での空気との熱交換率を高めている。

尚、上記の実施例では、放熱フィン１３の両面を空気室
５としたが、本発明は必ずしもこれのみに限定されるも
のではなく、第８図に示すように放熱フィン１３の外面
を断熱材層４で埋めてもよく、また、放熱フィン１３自
体の形状も、第４図に示す形状のものだけでなく、例え
ば第９図に示すように断面角波状やその他各種の形状の
ものが用いられる。

空気室５の下端は、第２図に示すように、温水タンク１
上下の略中央に位置してあり、温水タンク１内上半部に
貯える７０〜９０℃の高温の温水と空気室５内の空気が
熱交換される。

空気取入口６は空気室５下端部に対応する位置で、第２
図及び第１図に示すように、外ケース３と断熱材層４と
を貫通させて形成され、外ケース３の周方向に沿って複
数個設けられ、給湯タンクの設置場所周囲の空気を各空
気取入口６より空気室５内に取り込んでは、空気室５内
で温水タンク１外面との熱交換により加熱して、空気室
５上端の加熱空気取出口Ｉより給気管８を介して室内の
暖房器や乾燥機などに送り出す。

給気管８には必要に応じてシロッコファンなどの送風フ
ァン２９が設けられる。

各空気取入口６に対応する外ケース３外周面には周方向
に沿って移動自在な第１ダンパー２０が配設され、この
第１ダンパー２０によって空気取入口６が手動或いは後
述する如く自動で開閉される。

すなわち、第１ダンパー２０には各空気取入口６に対応
する窓２１が形成され、第１ダンパー２０を外ケース３
のまわりで回転させて窓２１が空気取入口６に合致した
時に空気取入口６が開放され、それ以外は窓２１以外の
部分で閉じられる。

尚、この第１ダンパー２０は断熱性に富んだ材料で成形
される。

また、上記放熱フィン１３の下端には空気取入口６から
の空気を放熱フィン１３の内面がわにも取り入れるため
の透孔２２が形成される。

一方、加熱空気取出ゴ７は上記キャップ１２の一部に形
成され、手動または自動で開閉する第２ダンパー２３を
介して給気管８に接続される。

上記の第１ダンパー２０及び第２ダンパー２３は、空気
を暖める必要がない時は、閉じられて温水タンク１周面
から無、駄な放熱が行なわれるのを防ぐ。

本実施例にあっては、第１０図に示すように、両ダンパ
ー２０゜２３はタイマー３０のリレー（Ｒ旨の常開接点
ｒ１ａ−ｒ１ｂ及び温度制御部３１のリレー（Ｒ２）の
常閉接点（ｒ２）にて自動的に開閉制御され、電源Ｅが
印加された時雨ダンパー２０，２３が開く。

タイマー３０は時計部Ｔ、時刻設定部Ｓ、リレー ドラ
イブ回路Ｒｄ及びリレＲ１とで構成され、時刻設定部Ｓ
で設定した所定時刻と時計部Ｔでの時刻とが合致した時
に時計部Ｔより発する時刻一致信号がリレードライブ回
路Ｒｄを介してリレーＲ１に送られ、各常開接点ｒｌａ
−ｒ１ｂを閉じて両ダンパー２０．２３を開き、空気取
入口６より導入される空気が空気室５内で加温されて給
気管８より暖房器や乾燥機に送られる。

このように、タイマー３０で両ダンパー２０，２３が自
動的に開くように設定されるため、例えば、設定時刻を
早朝の起床前に合せておくことにより、深夜電力で暖め
られた温水の給湯を行う前に、このエネルギーコストの
低い温水の熱を利甲して空気室５より暖かい空気を取り
出して室内の暖房を行うことができるわけである。

また両ダンパー２０，２３は温水タンク１内の温度が所
定以下に落ちた時に温度制御部３１の働きによって自動
的に閉じられ、冷風が空気室５より送られるのを防止す
ると共に、温水タンク１内の温水が空気によって低下し
たり、温水の加熱効率が低下するのを防止する。

水温センサーＤは温水タンク１内の上下略中央部に備え
られ、温度設定部Ｋにて設定した所定温度（約７０℃）
と検知温度とを温度判定部Ｊで判定し、所定温度より検
知温度が低い場合に温度判定部ＪよりリレーＲ２に送ら
れる信号によって常閉接点ｒ２を開いて両ダンパー２０
，２３が閉じられる。

上記のタイマー３０及び水温センサーＤを除く温度制御
部を構成する部品ブロック３３は外ケース３の正面）こ
設けたカバ−パネル３５裏面に収められ、タイマー３０
の設定時刻表示部３６、現在時刻表示部３７及び温度設
定部にの温度設定ダイアル３８がカバーパネル３５表面
に露出する。

第１図中４０は電源ヒータ１０の端子、４１は温水タン
ク１への給水管、４２は温水タンクのドレインである。

尚、上記実施例では、温水タンク１さして電熱ヒータ１
０を備えた電気給湯器を用いた例を示したが、勿論本発
明はこれのみに限定されるものではなく、ガスや石油、
或いは太陽熱で加熱する温水を貯える給湯器に適用でき
るものである。

尚、空気取入口６は第１図に示す位置のみに限定されず
、この位置より上下に設けてもよいのは勿論であり、ま
た空気取入口６を上下に亘って多段に設けてもよい。

この場合温水タンク１内の温度変化に応じて上下各段の
空気取入口６を連動させ、効率のよい方の空気取入口６
がら空気を取り入れるようにすればよい。

本発明は上述のように、内部に温水が貯えられ上部に溜
る高温水を給湯管より取出して使用する温水タンクと、
温水タンクの外周面を囲む外ケースと、少なくとも温水
タンクの側面及び上面に対応する外ケース内面に配設さ
れて温水タンク外周面との間に空気室を形成する断熱材
層と、外ケース外からの空気を上記空気室内に導入する
ために空気室下端部に設けた空気取入口と、内部に貯え
る温水により加熱される温水タンク周面と熱交換して加
温された空気室内の空気を外ケース外に取出して使用す
るために空気室上端部に設けた加熱空気取出口とで給湯
タンク本体を形成したものであるから、空気室下端部の
空気取入口から導入された空気は温水タンク外周面と断
熱材層との間の空気室において内部に貯える温水により
加熱される温水タンク周面と熱交換して加温され、加熱
空気取出口から排出することで、加温された空気を室内
の暖房や乾燥のために取出すことができて、給湯と暖房
とを兼ねることができる効果を奏し、また、一端が温水
タンク外側面に接し他端が断熱材層内周面に接する放熱
フィンを、該放熱フィンによって断熱材層と温水タンク
外側周面とを離間させるべく温水タンク外側周面に対応
する空気室内に配設したものであるから、この放熱フィ
ンによって温水タンクに加熱される空気との熱交換効率
を上げると共に、加熱される空気を貯える空気室の外面
を覆う断熱材層を温水タンク外周面との間に所定間隔離
して確実に保持することができ、上記空気取入口及び加
熱空気取出口の開口面を開閉自在とする第１ダンパー、
第２ダンパーを上記開口面に夫々配設し、第１ダンパー
、第２ダンパーを任意の時刻に開閉制御するタイマーを
設け、温水タンク内の温水が所定温度以下になったとき
にこれを検知して加熱空気取出口と空気取入口を閉じる
べく第１ダンパー、第２ダンパーを制御する温度制御部
を設けたものであるから、加熱された空気を取出す必要
のない時は第１ダンパー、第２ダンパーを制御して、空
気取入口と加熱空気取出口の開口面を閉じることで、温
水タンクからの熱の無駄な放出を抑えることができると
ともに、開口面が閉塞された空気室は断熱層となって温
水タンク内の温水の温度を保温する働きをする効果を奏
するものである。

更に、タイマーによって第１ダンパー、第２ダンパーを
任意の時刻、例えば、設定時刻を早朝の起床前に合わせ
ておくと、深夜電力で暖められた温水の給湯を行う前に
、このエネルギーコストの安い温水の熱を利用して空気
室から暖かい空気を取り出して室内の暖房を行うことが
でき、しかも温度制御部により温水タンク内の温度が所
定以下に落ちた場合には、第１ダンパー、第２ダンパー
を制御して空気取入口と加熱空気取出口とを閉じること
で、冷風が空気室より室内へ送られるのを防止すること
ができるとともに、温水タンク内の温水が空気によって
低下したり、温水の加熱効率が低下するのを防止するこ
とができる効果を奏するものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す一部切欠正面図、第２
図は同上の側断面図、第３図は同上の上面図、第４図は
第１図中のＸ−Ｘ線断面図、第５図は第１図中のＹ−Ｙ
線断面図、第６図は同上に用いる放熱フィンとキャップ
との接合部分を示す部分拡大斜視図、第７図は同上の空
気室下部を示す部分拡大斜視図、第８図及び第９図は本
発明に適用される各種の放熱フィンを示す部分水平断面
図、第１０図は本発明に用いるタイマー及び温度制御部
の作用を示すブロック図であり、１は温水タンク、２は
給湯管、３は外ケース、４は断熱材層、５は空気室、６
は空気取入口、７は加熱空気取出口、２０は第１ダンパ
ー、２３は第２ダンパー、３０はタイマー、３１は温度
別（財）部、Ｄは水温センサーである。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 内部に温水が貯えられ上部に溜る高温水を給湯管よ
   り取出して使用する温水タンクと、温水タンクの外周面
   を囲む外ケースと、少なくとも温水タンクの側面及び上
   面に対応する外ケース内面に配設されて温水タンク外周
   面との間に空気室を形成する断熱材層と、外ケース外か
   らの空気を上記空気室内に導入するために空気室下端部
   に設けた空気取入口と、内部に貯える温水により加熱さ
   れる温水タンク周面と熱交換して加温された空気室内の
   空気を外ケース外に取出して使用するために空気室上端
   部に設けた加熱空気取出口とで給湯タンク本体を形成し
   、一端が温水タンク外側面に接し他端が断熱材層内周面
   に接する放熱フィンを、該放熱フィンによって断熱材層
   と温水タンク外側周面とを離間させるべく温水タンク外
   側局面に対応する空気室内に配設し、上記空気取入口及
   び加熱空気取出口の開口面を開閉自在とする第１ダンパ
   ー、第２ダンパーを上記開口面に夫々配設し、第１ダン
   パー、第２ダンパーを任意の時刻に開閉制御するタイマ
   ーを設け、温水タンク内の温水が所定温度以下になった
   ときにこれを検知して加熱空気取出口と空気取入口を閉
   じるべく第１ダンパー、第２ダンパーを制御する温度制
   御部を設けて成ることを特徴とする暖房兼用型給湯タン
   ク。 ２ 空気取入口を外ケースの上下の略中夫に設け、外ケ
   ース周囲の空気を空気室内に導入するようにしたことを
   特徴とする特許請求の範囲第１項記載の暖房兼用型給湯
   タンク。