JP2006317081A - 給湯機用貯湯タンクおよび貯湯式給湯機 - Google Patents

Abstract

【課題】 立体的に大きな設置スペースを設けなくても建物内に設置することができ、かつ、床暖房のための配管などを最小限に抑えることが可能な給湯機用貯湯タンクを提供する。
【解決手段】 支持足６を含めた貯湯タンク４の高さＨ２を、建物の基礎地Ｇと床Ｆとの間の床下空間Ｓの高さＨ１よりも低く設定し、かつ、貯湯タンク４の平面積を貯湯タンク４の必要容積を満たすように設定する。これにより、必要なタンク容積を確保しつつ、床下空間Ｓに貯湯タンク４を設置することができる。しかも、床暖房を行いたい部屋の近傍の床下空間Ｓに貯湯タンク４を設置することで、床暖房のための配管を最小限に抑えることが可能となる。
【選択図】 図１

Description

本発明は、貯湯式給湯機の貯湯タンクに関し、特に、建物の基礎地と床との間などに設置可能な給湯機用貯湯タンクに関する。

電気給湯機やガス給湯機などには、貯湯タンクに湯を貯め、必要に応じてキッチンや風呂などに湯を供給する貯湯式給湯機がある（例えば、特許文献１参照。）。この貯湯式給湯機の貯湯タンクは、通常ドラム状で、３７０Ｌや４６０Ｌなどという大量の湯を貯めるため、容積が大きなものとなっている。一方、床暖房において、貯湯タンクの湯を床下に設置された床暖房パネルに供給し、床を暖める床暖房システムが知られている（例えば、特許文献２参照。）。
特開平１１−１６６７６６号公報 特開２００３−２２２３４３号公報

ところで、上記のように、貯湯タンクは容積が大きくドラム状であるために、このような貯湯タンクの設置場所を確保することが困難な場合がある。すなわち、貯湯タンクを設置するには、立体的に大きな設置スペースを必要とするが、建物（家屋など）の構造や敷地面積などによっては、そのような大きな設置スペースを確保することが困難な場合がある。しかも、たとえそのような設置スペースを確保できたとしても、湯が使用されるキッチンや風呂などから遠く離れた屋外（建物外）に設置しなければならない場合がほとんどであった。そして、そのような場合、貯湯タンクとキッチンなどとの間の配管が長くなり、配管の資材費や設置費用などが増加してしまう。また、地下室を設け、この地下室に貯湯タンクを設置する方法もあるが、多大な工事費を要する。

さらに、上記のような床暖房システムの場合、貯湯タンクと床暖房パネルとの間で湯を送る（循環させる）ための配管が必要であり、この配管の資材費や設置費用がかかるばかりでなく、配管での熱放出（輻射など）によって、熱利用率が低下していた。そして、上記のように貯湯タンクを屋外に設置する場合には、配管の資材費などの増加や熱利用率の低下が大きなものとなっていた。

そこで本発明は、立体的に大きな設置スペースを設けなくても建物内に設置することができ、かつ、床暖房のための配管などを最小限に抑えることが可能な給湯機用貯湯タンクを提供することを目的とする。

上記目的を達成するために請求項１に記載の発明は、電気やガスなどの加熱源によって加熱された湯を貯え、必要に応じて湯を供給するための給湯機用貯湯タンクであって、タンク高さが、湯が使用される建物内の平面的空間の高さよりも低く設定され、タンク平面積が、この給湯機用貯湯タンクに貯える必要がある湯量を満たすように設定されていることを特徴としている。
（作用）
タンク高さが、予め建物内の平面的空間の高さよりも低く設定されているため、貯湯タンクを設置するために立体的に大きな設置スペースを設ける必要がない。また、タンク平面積が、必要な湯量を満たすように設定されているため、必要なタンク容積が確保される。このため、建物内の隙間的空間（空スペース）である平面的空間に本給湯機用貯湯タンクを設置することが可能となる。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の給湯機用貯湯タンクにおいて、タンク高さが、建物の基礎地と床との間の床下空間の高さよりも低く設定されていることを特徴としている。
（作用）
タンク高さが床下空間の高さよりも低く設定されているため、どのような建物にも備わっている床下空間に本給湯機用貯湯タンクを設置することが可能となる。

請求項３に記載の発明は、請求項１に記載の給湯機用貯湯タンクにおいて、タンク高さが、建物の下層階の天井とその上層階の床との間の天井裏空間の高さよりも低く設定されていることを特徴としている。
（作用）
タンク高さが天井裏空間の高さよりも低く設定されているため、どのような多層階建物にも備わっている天井裏空間に本給湯機用貯湯タンクを設置することが可能となる。

請求項４に記載の発明は、請求項１から３のいずれか１項に記載の給湯機用貯湯タンクにおいて、熱伝導性が高い内壁と、この内壁を覆う断熱性が高い外壁とで構成され、内壁の上面が露出または覆われるように外壁の上面部が可動に配設されていることを特徴としている。
（作用）
外壁の上面部によって内壁の上面を露出させることで、タンク内の湯熱が内壁の上面から放熱され、給湯機用貯湯タンクの上方に位置する床などが暖められる。一方、外壁の上面部によって内壁の上面を覆うことで、タンク内の湯熱が放熱されず、床などが暖められることがない。

請求項５に記載の発明は、請求項４に記載の給湯機用貯湯タンクにおいて、外壁の上面部が複数の面ブロックで構成され、各面ブロックが独立して可動に配設されていることを特徴としている。
（作用）
各面ブロックを個別に可動させることで、各面ブロックの上方に位置する床などの領域が個別に暖房制御される。

請求項６に記載の発明は、請求項４または５に記載の給湯機用貯湯タンクにおいて、内壁の上面の露出量を調整可能に、外壁の上面部が配設されていることを特徴としている。
（作用）
外壁の上面部によって内壁の上面の露出量を調整することで、内壁の上面からの放熱量が調整され、暖める床などの温度を調整することが可能となる。

請求項７に記載の発明は、貯湯タンクを備え、電気やガスなどの加熱源によって加熱された湯を貯湯タンクに貯え、必要に応じて貯湯タンクから湯を供給する貯湯式給湯機であって、貯湯タンクの高さが、湯が使用される建物内の平面的空間の高さよりも低く設定され、貯湯タンクの平面積が、この貯湯タンクに貯える必要がある湯量を満たすように設定されていることを特徴としている。

請求項１に記載の発明によれば、立体的に大きな設置スペースを設けなくても、建物内の隙間的空間（空スペース）である平面的空間に給湯機用貯湯タンクを設置することが可能となる。これにより、湯が使用されるキッチンや風呂などの近くに給湯機用貯湯タンクを設置することが可能となり、配管を短くし、配管の資材費や設置費用などを低減することができる。また、床暖房を行いたい場所（床）の近傍に給湯機用貯湯タンクを設置するが可能となり、床暖房のための配管を最小限に抑えることが可能となる。しかも、タンク高さが、予め建物内の平面的空間の高さよりも低く設定されているため、給湯機用貯湯タンクを設置するために建物を工事等する必要がなく、設置が容易で、かつ設置費用を低く抑えることができる。

請求項２に記載の発明によれば、どのような建物にも備わっている床下空間に給湯機用貯湯タンクを設置することが可能であるため、あらゆる建物内に給湯機用貯湯タンクを設置することが可能となる。しかも、床暖房を行いたい床の真下に位置する床下空間に給湯機用貯湯タンクを設置することで、床暖房のための床暖房パネルや配管などを不要にすることが可能となる。

同様に、請求項３に記載の発明によれば、どのような多層階建物にも備わっている天井裏空間に給湯機用貯湯タンクを設置することが可能であるため、あらゆる多層階建物内に給湯機用貯湯タンクを設置することが可能となる。しかも、床暖房を行いたい上層階の床の真下に位置する天井裏空間に給湯機用貯湯タンクを設置することで、床暖房のための床暖房パネルや配管を不要にすることが可能となる。

しかも、請求項２または請求項３に記載の発明によれば、給湯機用貯湯タンクが設置されている真上の床を取り外すことで給湯機用貯湯タンクが現れ、給湯機用貯湯タンクの保守、点検を容易に行うことができる。

請求項４から請求項６に記載の発明によれば、給湯機用貯湯タンクの外壁の上面部の可動によって、床暖房の実施（稼働）、停止などを制御することができ、床暖房パネルや床暖房用の配管などを要することなく、床暖房システムを構築することが可能となる。

請求項７に記載の発明によれば、立体的に大きな設置スペースを設けなくても、建物内の床下空間や天井裏空間など、隙間的空間（空スペース）である平面的空間に貯湯タンクを設置することが可能となる。このため、従来貯湯タンクの設置スペースを確保できないために、貯湯式給湯機を導入することができなかった建物においても、貯湯式給湯機を導入することが可能となる。しかも、床暖房を行いたい床の真下に貯湯タンクを設置することで、貯湯タンクからの放熱によって床を直接暖め、床暖房パネルや床暖房用の配管などを要することなく、床暖房機能を備えることが可能となる。

以下、本発明を図示の実施形態に基づいて説明する。

図１は、本実施形態に係わる貯湯式給湯機１の概略構成図である。この貯湯式給湯機１はヒートポンプを加熱源とする給湯機で、制御ユニット２と、ヒートポンプユニット３と、貯湯タンクユニット（主として貯湯タンク４）とを備えている。この貯湯式給湯機１の構成および動作は、貯湯タンクユニットの貯湯タンク４（給湯機用貯湯タンク）を除き、広く一般に使用されている自然冷媒ヒートポンプ式の電気給湯機と同様であるため、詳細な説明は省略するが、概略次のとおりである。

すなわち、ヒートポンプユニット３は、空気用熱交換器、水加熱用熱交換器、コンプレッサーおよびポンプを備え、空気用熱交換器によりＣＯ_２などの冷媒に大気熱を取り込み、コンプレッサーによって冷媒を圧縮する。これにより、取り込まれた大気熱が高温になり、貯湯タンク４からポンプで送り込まれた水を水加熱用熱交換器によって加熱し、加熱された水（湯）を貯湯タンク４に送り返すものである。貯湯タンクユニットは、貯湯タンク４と、水源（水道）からの給水を減圧する減圧弁（図示せず）、風呂などからの湯を循環させる循環ポンプ（図示せず）、水と高温の湯とを混合させる混合弁（図示せず）などを備えている。そして、貯湯タンク４内の湯を必要に応じて、キッチンや風呂などに供給するとともに、風呂などからの湯を循環させるものである。また、制御ユニット２は、ヒートポンプユニット３および貯湯タンクユニットの稼働、停止、水温調整などを制御するものである。

貯湯タンク４は、図２に示すような高さが低い平たい容器で、図３に示すように主として、内壁４１と、この内壁４１を覆う外壁４２とから構成されている。内壁４１は、熱伝導性が高く、耐食性が高いステンレス鋼（ＳＵＳ４３０高純度フェライト系ステンレス鋼など）製で、湯Ｗ（水）に直接接するものである。外壁４２は、断熱性（保温性）が高いグラスウール製で、内壁４１の底面および周側面を覆う周底部外壁４３と、内壁４１の上面４１ａを覆う上部外壁４４（外壁の上面部）とから構成されている。さらに、上部外壁４４は、第１上部外壁４５と第２上部外壁４６とから構成されている。

上部外壁４４は、図４に示すように、４つの面ブロック４４１〜４４４から構成され、各面ブロック４４１〜４４４は、図５に示すような構成となっている。ここでは、第１面ブロック４４１を例にして説明する。この第１面ブロック４４１の第１上部外壁４５１と第２上部外壁４６１とは重なった状態で配設され、それぞれに第１スリット４５１ａ、第２スリット４６１ａ（放熱用窓孔）が連続的に形成されている。そして、図示のように第１上部外壁４５１と第２上部外壁４６１との端部が一致した状態では、第１スリット４５１ａが第２上部外壁４６１の板面に重なり、第２スリット４６１ａが第１上部外壁４５１の板面に重なるようになっている。すなわち、図示の様態では、内壁４１の上面４１ａの全面が、第１上部外壁４５１と第２上部外壁４６１の板面によって覆われるようになっている。一方、第２上部外壁４６１を図中左側にスライド（移動）させた状態では、第１スリット４５１ａと第２スリット４６１ａとが、一部あるいは完全に重なり、その重なった部位において、内壁４１の上面４１ａが露出されるようになっている。

また、第２上部外壁４６１を支持、案内するスライドガイド（図示せず）と、第２上部外壁４６１をスライド（可動）させるアクチュエータ４４１ａとが設けられている。そして、アクチュエータ４４１ａの駆動によって、スライドガイドで案内されながら、第２上部外壁４６１が第２スリット４６１ａと直交する方向にスライドできるようになっている。このスライドによる第２上部外壁４６１（第２スリット４６１ａ）の位置、すなわち、内壁４１の上面４１ａの露出面積（露出量）は、アクチュエータ４４１ａによって調整され、さらに、このアクチュエータ４４１ａは、制御ユニット２を介して床暖房用リモコン５によって制御されるようになっている。そして、このような調整、制御は、各面ブロック４４１〜４４４に対して独立して（個別に）行えるようになっている。

また、図４中符号４７１は、ヒートポンプユニット３へ湯（低温水）を送るための第１配管、符号４７２は、ヒートポンプユニット３からの湯を受けるための第２配管、符号４７３は、水源からの給水を受けるための第３配管である。さらに、符号４７４は、キッチンや風呂などに湯を供給するための第４配管で、符号４７５は、風呂からの循環湯を受けるための第５配管である。そして、湯（高温水）が水（低温水）よりも高い位置に貯まるため、第２配管４７２および第４配管４７４は、第１配管４７１および第３配管４７３よりも高い位置に配設されている。

このような貯湯タンク４は、図２に示すように、支持足６が取り付けられた状態での高さＨ２が、建物の基礎地Ｇと床Ｆとの間の床下空間Ｓ（平面的空間）の高さＨ１よりも低くなるように、予め設定されている。そして、そのような高さＨ２になるように貯湯タンク４の高さＨ３が設定され、かつ、貯湯タンク４の平面積（平面上の面積）が、本貯湯タンク４に貯える必要がある湯量（貯湯タンク４の必要容積）を満たすように設定されている。例えば、貯湯タンク４の必要容積を４６０Ｌ（大家族向けの一般的な湯量）とし、床下空間Ｓの高さＨ１を１５ｃｍ、支持足６を含めた貯湯タンク４の高さＨ２を１４ｃｍ、貯湯タンク４の高さＨ３を１０ｃｍ、貯湯タンク４の外壁４２の厚さ（周底部外壁４３の厚さと上部外壁４４の厚さとの和）を５ｃｍとする。この場合、貯湯タンク４の内壁４１の肉厚を１．６ｍｍ（上下で３．２ｍｍ）とすると、内壁４１の内側高さ（図３中Ｈ４）は約４７ｍｍとなり、貯湯タンク４の平面積は約９．８ｍ^２となる。そして、この９．８ｍ^２の面積は、約６畳分の面積に相当し、建物内のリビングやダイニングキッチンなどで一般に床暖房を行いたい面積とほぼ一致する。

このような構成の本貯湯タンク４によれば、支持足６が取り付けられた状態での高さＨ２が、建物内の床下空間Ｓの高さＨ１よりも低くなるように予め設置されているため、図１に示すように、ダイニングキッチンなどの床下空間Ｓに本貯湯タンク４を設置することができる。すなわち、立体的に大きな設置スペースを設けることなく、本貯湯タンク４を建物内に設置することができる。しかも、床下空間Ｓは、どのような建物にも備わっているため、あらゆる建物に対して本貯湯タンク４を設置することが可能となる。このため、従来貯湯タンクの設置スペースを確保できないために、貯湯式給湯機を導入することができなかった建物においても、本貯湯式給湯機１を導入することが可能となる。また、支持足６を含めた貯湯タンク４の高さＨ２が、予め床下空間Ｓの高さＨ１よりも低く設定されているため、本貯湯タンク４を設置するために建物を工事等する必要がなく、設置が容易で、かつ設置費用を低く抑えることができる。しかも、湯が使用されるキッチンや風呂などの近くに位置する部屋（ダイニングキッチンなど）の床下空間Ｓに本貯湯タンク４を設置することができるため、第４配管４７４や第５配管４７５などを短くし、配管の資材費や設置費用などを低減することができる。特に、キッチンなどから遠く離れた屋外に設置しなければならない従来に比べて、その効果は大きい。また、これらの配管を短くすることができるため、これらの配管での熱放出（輻射など）による熱利用率の低下を抑制することができる。さらに、本貯湯タンク４が設置されている真上の床Ｆを取り外すことで本貯湯タンク４が現れるため、本貯湯タンク４の保守、点検を容易に行うことができる。

また、本貯湯タンク４を床暖房の床暖房パネルとして機能させることができる。すなわち、床暖房を行いたい場合には、床暖房用リモコン５による操作によって、上記のように、第２上部外壁４６１をスライドさせ、内壁４１の上面４１ａを露出させる。そして、この露出部から本貯湯タンク４の上方、すなわち床Ｆに湯熱が伝達され、床暖房がなされる。一方、床暖房を停止させたい場合には、同様に床暖房用リモコン５による操作によって、第２上部外壁４６１をスライドさせ、内壁４１の上面４１ａの全面を、第１上部外壁４５１と第２上部外壁４６１の板面によって覆う。これにより、床Ｆに湯熱が伝達されず、床暖房が行われなくなる。このように、本貯湯タンク４によれば、床暖房パネルや床暖房用の配管などを要することなく、床暖房システムを構築することができる。

さらに、上記のように、内壁４１の上面４１ａの露出面積、すなわち床Ｆへの放熱量（熱伝達量）を床暖房用リモコン５によって調整、制御できるため、床暖房の温度調整が可能となる。しかも、各面ブロック４４１〜４４４を個別に調整、制御できるため、必要に応じた床領域（面ブロック４４１〜４４４）のみを調整、制御することができる。そして、これらの結果として、床暖房パネルを備えた通常の床暖房システムと同等の機能、動作を発揮することが可能となる。

ところで、上記のように、ダイニングキッチンなど床暖房を行いたい部屋の床下空間Ｓに貯湯タンク４を設置することで、本貯湯タンク４を直接床暖房パネルとして機能させることができるが、床暖房を要しない部屋の床下空間Ｓなどに本貯湯タンク４を設置してもよいことは勿論である。例えば、複数の部屋を床暖房する場合、これらの部屋に近く床暖房を要しない部屋の床下空間Ｓに本貯湯タンク４を設置することで、各部屋の床暖房パネルまでの配管を最小限に抑えることが可能となる。また、多層階建物（２階以上の建物）の場合、上記と同様に支持足６を含めた貯湯タンク４の高さＨ２を、下層階の天井とその上層階の床との間の天井裏空間（平面的空間）の高さよりも低く設定し、その天井裏空間に本貯湯タンク４を設置するようにしてもよい。このように、支持足６を含めた貯湯タンク４の高さＨ２を、隙間的空間（空スペース）である平面的空間の高さよりも低く設定することで、建物内の隙間的空間に貯湯タンク４を設置することが可能となる。なお、支持足６は、設置場所や貯湯タンクの容積などによっては、設けなくてもよい。

また、本実施形態では、上記のように、貯湯タンク４の内壁４１の内側高さＨ４を決定した後に、貯湯タンク４の平面積を算出しているが、貯湯タンク４の平面積を決定した後に高さＨ４を算出するようにしてもよい。すなわち、貯湯タンク４の平面積を床暖房を行いたい床領域の面積とし、この面積から高さＨ４を算出するようにしてもよい。この算出方法によれば、床暖房を行いたい床領域の全面に床暖房を施すことができる。ただし、この場合であっても、支持足６を含めた貯湯タンク４の高さＨ２を床下空間Ｓの高さＨ１よりも低くすることを前提とする。また、この場合、支持足６は、貯湯タンク４の設置高さ位置を調整する役割を有することになる。すなわち、算出された内壁４１の内側高さＨ４が低い場合に、支持足６の高さを調整することで、内壁４１の上面４１ａを床Ｆに近接させる。これにより、内壁４１の上面４１ａからの湯熱が、床Ｆに良好に（効率的に）伝達されるようにするものである。

さらに、本実施形態では、上部外壁４４を上記のような構成としているが、内壁４１の上面４１ａを露出され、または覆うものであれば、他の構成であってもよい。例えば、内壁４１の上面４１ａを一枚の上板で覆い、この上板がスライドすることで、内壁４１の上面４１ａの一部または全面が露出するようにしてもよい。また、本貯湯式給湯機１はヒートポンプを加熱源とするが、ヒータやガスなどを加熱源とする貯湯式給湯機において、本貯湯タンク４を備えたものであってもよいことは勿論である。

本発明の実施形態に係わる貯湯式給湯機の概略構成図。 本発明の実施形態に係わる貯湯タンクを床下空間に設置した状態を示す側面（一部断面）図。 本発明の実施形態に係わる貯湯タンクの断面構成図。 本発明の実施形態に係わる貯湯タンクの概略平面図。 本発明の実施形態に係わる貯湯タンクの各面ブロックの上部外壁を示す平面図（ａ）と側断面図（ｂ）。

符号の説明

１ 貯湯式給湯機
２ 制御ユニット
３ ヒートポンプユニット
４ 貯湯タンク（給湯機用貯湯タンク）
４１ 内壁
４１ａ 上面
４２ 外壁
４３ 周底部外壁
４４ 上部外壁（外壁の上面部）
４４１〜４４４ 面ブロック
４４１ａ アクチュエータ
４５ 第１上部外壁
４５１ａ 第１スリット
４６ 第２上部外壁
４６１ａ 第２スリット
５ 床暖房用リモコン
６ 支持足
Ｇ 基礎地
Ｆ 床
Ｓ 床下空間（平面的空間）
Ｗ 湯（水）

Claims (7)

1. 電気やガスなどの加熱源によって加熱された湯を貯え、必要に応じて湯を供給するための給湯機用貯湯タンクであって、
   タンク高さが、前記湯が使用される建物内の平面的空間の高さよりも低く設定され、タンク平面積が、この給湯機用貯湯タンクに貯える必要がある湯量を満たすように設定されている、
   ことを特徴とする給湯機用貯湯タンク。
2. 前記タンク高さが、前記建物の基礎地と床との間の床下空間の高さよりも低く設定されている、
   ことを特徴とする請求項１に記載の給湯機用貯湯タンク。
3. 前記タンク高さが、前記建物の下層階の天井とその上層階の床との間の天井裏空間の高さよりも低く設定されている、
   ことを特徴とする請求項１に記載の給湯機用貯湯タンク。
4. 熱伝導性が高い内壁と、この内壁を覆う断熱性が高い外壁とで構成され、前記内壁の上面が露出または覆われるように前記外壁の上面部が可動に配設されている、
   ことを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の給湯機用貯湯タンク。
5. 前記外壁の上面部が複数の面ブロックで構成され、各面ブロックが独立して可動に配設されている、
   ことを特徴とする請求項４に記載の給湯機用貯湯タンク。
6. 前記内壁の上面の露出量を調整可能に、前記外壁の上面部が配設されている、
   ことを特徴とする請求項４または５に記載の給湯機用貯湯タンク。
7. 貯湯タンクを備え、電気やガスなどの加熱源によって加熱された湯を前記貯湯タンクに貯え、必要に応じて前記貯湯タンクから湯を供給する貯湯式給湯機であって、
   前記貯湯タンクの高さが、前記湯が使用される建物内の平面的空間の高さよりも低く設定され、前記貯湯タンクの平面積が、この貯湯タンクに貯える必要がある湯量を満たすように設定されている、
   ことを特徴とする貯湯式給湯機。
   

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