貯湯式給湯機
【課題】貯湯タンクの溶接時にバックガスシールを行うことが可能であり、且つ貯湯タンクの構造の複雑化を抑制することのできる貯湯式給湯機を提供すること。
【解決手段】本発明の貯湯式給湯機は、湯または水が流入する流入口（上部接続口１３）を有する貯湯タンク１０と、貯湯タンク１０の内側に設置され、流入口から流入した湯または水の勢いを抑制するバッフル３０と、外側から流入口に挿入される挿入部を有し、貯湯タンク１０に装着される装着部材２０と、を備え、バッフル３０は、流入口と対向する位置に孔３０Ａを有し、挿入部は、装着部材２０が貯湯タンク１０に装着された状態のときにバッフル３０の孔３０Ａを塞ぐ閉塞部（ガイド部２４Ｃおよび先端閉塞部２４Ｄ）を有する。
【解決手段】本発明の貯湯式給湯機は、湯または水が流入する流入口（上部接続口１３）を有する貯湯タンク１０と、貯湯タンク１０の内側に設置され、流入口から流入した湯または水の勢いを抑制するバッフル３０と、外側から流入口に挿入される挿入部を有し、貯湯タンク１０に装着される装着部材２０と、を備え、バッフル３０は、流入口と対向する位置に孔３０Ａを有し、挿入部は、装着部材２０が貯湯タンク１０に装着された状態のときにバッフル３０の孔３０Ａを塞ぐ閉塞部（ガイド部２４Ｃおよび先端閉塞部２４Ｄ）を有する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、貯湯式給湯機に関する。
【背景技術】
【０００２】
ヒートポンプ等の加熱手段により生成された湯を貯える貯湯タンクを備えた貯湯式給湯機が広く用いられている。貯湯タンク内は、常に満水状態であり、温度による比重差により、湯（高温水）は上側に貯留され、加熱前の水（低温水）は下側に貯留される。貯湯タンク内に貯えられた湯を効率良く利用するためには、上側の湯と下側の水との間に形成される温度境界層（温度分布）を極力乱さないようにして、湯と水とが混じり合わないようにすることが重要となる。
【０００３】
特許文献１に開示された貯湯式給湯機では、貯湯タンク上部から高温水を機外へ供給するための給湯配管と、ヒートポンプユニットで加熱した高温水を貯湯タンク上部へ戻すための沸き上げ戻し配管との２本の配管が、別々の接続口を介して、貯湯タンク上部に接続されている。また、貯湯タンク下部に接続される給水配管の端部には、該配管から流入する水の流速を減ずるための円筒状のバッフル構造体が設けられている。
【０００４】
特許文献２には、貯湯タンク内に設けられた板状のバッフル構造体に関する技術が開示されている。また、特許文献３には、アルゴンガス等によるバックガスシールを用いないＴＩＧ溶接により貯湯タンクを製造する技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００９−２６１３号公報
【特許文献２】特開平１０−２０５８８４号公報
【特許文献３】特開２００７−３０２９９５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
近年、省エネルギー対する社会的なニーズがより一層高まっており、給湯分野では、高効率な貯湯式給湯機への期待が高まっている状況にある。しかし、現在の貯湯式給湯機は、各種制約や付加機能の増加などから、その構造が複雑化しており、安価な給湯機を提供することが難しい状況にある。
【０００７】
前述したように、特許文献１の給湯機では、給湯配管と、沸き上げ戻し配管との２本の配管が、別々の接続口を介して、貯湯タンク上部に接続されている。一般的に、給湯配管は、貯湯タンクに貯留された高温水を極力有効に活用するため、貯湯タンクの上部に接続することが望まれる。また、沸き上げ戻し配管から高温水が貯湯タンク内に勢い良く流入すると、貯湯タンク内部の高温水と低温水との間の温度境界層が乱されるおそれがある。この点に鑑み、高温水が流入する際の勢いを抑えるためのバッフルを、沸き上げ戻し配管接続部の貯湯タンク内側に設ける必要がある。このように、各種制約から、貯湯タンク上部の配管構成を取ってみても、構造が複雑化せざるを得ない状況にある。
【０００８】
また、特許文献１では、先端部が閉塞し、側面に複数の貫通孔を形成した円筒状のバッフル構造体が提案されているが、特許文献１の構造では、平板状のバッフルが無いため、流入する湯水の勢いが貯湯タンク内の奥に及ぶことを確実に防止することが困難であり、貯湯タンク内の温度境界層が乱されるおそれを払拭できない。また、特許文献１のバッフル構造体を沸き上げ戻し配管の接続部に適用した場合には、長期間の使用される間に、高温水中に溶存するカルシウム成分などが析出して上記貫通孔に付着し、貫通孔が狭くなり易い。このため、特許文献１のバッフル構造は、沸き上げ戻し配管の接続部には適さないと言える。このようなことから、貯湯タンクの流入口、特に沸き上げ戻し配管が接続される流入口の内側には、流入する湯水の勢いを確実に抑制することができる平板状のバッフルを設けることが望ましい。
【０００９】
特許文献３に示されるように、貯湯タンクは、ステンレス薄肉鋼板を材料とした溶接構造を有するものが主流である。すなわち、貯湯タンクは、一般に、円筒状の胴部の上下両端にそれぞれ、お椀状に成形された鏡板を組み合わせ、これらをＴＩＧ溶接により接合した構造となっている。溶接部の耐食性を向上する方法として、貯湯タンクをＴＩＧ溶接で製造する際に、貯湯タンク外側からのトーチによる入熱と同時に、貯湯タンク内側から入熱部近傍にアルゴンガスを吹きつけるバックガスシールを行うことにより、裏ビード部の酸化を抑制する方法が知られている。特許文献３では、フェライト系ステンレス鋼の組成を規定することにより、バックガスシールを行わないでＴＩＧ溶接することを標榜しているが、溶接部の耐食性を良好とするためには、やはりバックガスシールを行うことが望ましい。
【００１０】
貯湯タンクの溶接時にバックガスシールを行うためには、アルゴンガス等のバックシールガスを供給するためのノズルを胴部あるいは鏡板に設けた貫通孔から挿入する必要があるが、そのための専用の孔を設けると、その分、加工費が増加するため、配管接続口などの既存の孔を利用してバックシールガス供給用ノズルを貯湯タンク内部に導く方法が望ましい。しかしながら、貯湯タンクの流入口の内側に板状のバッフルを設置した場合には、バッフルが障害となるので、その流入口からバックシールガス供給用ノズルを挿入することはできない。このため、貯湯タンク溶接時にバックシールガス供給用ノズルを挿入するためには、バッフルが設けられていない他の貫通孔を使用するか、バックシールガス供給用ノズルを挿入するための専用の孔を設ける必要がある。このため、製造上の制約が生じたり、構造が複雑化することによるコスト高を招くという問題がある。
【００１１】
以上のように、従来の貯湯式給湯機では、貯湯タンクに構造上および製造上の各種制約があることから、エネルギー効率や耐久性に優れた貯湯式給湯機を低コストで提供することが難しい状況にある。
【００１２】
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、貯湯タンクの溶接時にバックガスシールを行うことが可能であり、且つ貯湯タンクの構造の複雑化を抑制することのできる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】
【００１３】
本発明に係る貯湯式給湯機は、湯または水が流入する流入口を有する貯湯タンクと、貯湯タンクの内側に設置され、流入口から流入した湯または水の勢いを抑制するバッフルと、外側から流入口に挿入される挿入部を有し、内部に湯または水の流路を具備し、貯湯タンクに装着される装着部材と、を備え、バッフルは、流入口と対向する位置に孔を有し、挿入部は、装着部材が貯湯タンクに装着された状態のときにバッフルの孔を塞ぐ閉塞部を有するものである。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、貯湯タンクの溶接時にバックシールガス供給用ノズルを貯湯タンクの流入口およびバッフルに形成された孔を通して貯湯タンクの内側に挿入することができるので、バックガスシールを伴って溶接を行うことができる。このため、溶接部の耐食性を高めることができる。また、貯湯タンクに設ける貫通孔の数を減らすことができるので、加工費等を抑制でき、製造コストを低減することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の実施の形態１の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の貯湯式給湯機を示す構成図である。
【図３】本発明の実施の形態１の貯湯式給湯機が備える装着部材の外観斜視図である。
【図４】本発明の実施の形態１の貯湯式給湯機が備える装着部材の断面図である。
【図５】本発明の実施の形態１の貯湯式給湯機において、貯湯タンクに取り付ける前のバッフルの外観斜視図である。
【図６】本発明の実施の形態１の貯湯式給湯機において、バッフルを貯湯タンクの上部の内側に取り付けた状態の断面図である。
【図７】本発明の実施の形態１の貯湯式給湯機において、装着部材が装着された状態の貯湯タンクの上面図である。
【図８】図７中のＡ−Ａ断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。なお、各図において共通する要素には、同一の符号を付して、重複する説明を省略する。
【００１７】
実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１の貯湯式給湯機を示す構成図である。図１に示すように、本実施形態の貯湯式給湯機は、貯湯タンク１０を内蔵したタンクユニット１と、ヒートポンプユニット６０とを有している。タンクユニット１と、ヒートポンプユニット６０とは、沸き上げ往き配管５および沸き上げ戻し配管６により接続されている。ヒートポンプユニット６０は、後述する冷凍サイクル（ヒートポンプサイクル）によって大気の熱を冷媒に吸収し、タンクユニット１から供給される水を加熱するための加熱手段である。タンクユニット１には、沸き上げ往き配管５および沸き上げ戻し配管６のほかに、水源から水を供給するための給水配管２と、外部へ湯を供給するための給湯配管３とが接続されている。図示の構成では、給湯配管３の先に、１つ以上の給湯栓４が設けられている。
【００１８】
次に、図２を参照して、本実施形態の貯湯式給湯機の構成について更に説明する。ただし、本発明と関係しない部品については、図示および説明を省略または簡略化する。図２に示すように、貯湯タンク１０は、給水配管２から供給される水（以下、「低温水」とも呼ぶ。）と、ヒートポンプユニット６０で加熱して作られた湯（以下、「高温水」とも呼ぶ。）とを貯めることができる。水は、温度差により、比重差を生ずる。貯湯タンク１０内では、比重の大きい低温水が下側に、比重の小さい高温水が上側に、それぞれ貯留される。タンクユニット１が備える外装ケースの内側には、貯湯タンク１０のほか、各種配管、各種弁、各種センサ、制御装置５０などが設置されている。給湯栓４が開かれると、貯湯タンク１０内に貯留された高温水が、給水配管２から作用する水源の圧力によって給湯配管３側に押し出され、図示しない混合弁で水源から供給される水と混合されて温度調節された上で、給湯口４Ａに供給される。
【００１９】
ヒートポンプユニット６０は、圧縮機６１、沸き上げ用熱交換器６２、膨張弁６３、空気熱交換器６４を冷媒循環配管６５にて環状に接続した冷凍サイクルを有している。沸き上げ用熱交換器６２は、圧縮機６１で圧縮された高温の冷媒の熱により、タンクユニット１から導いた低温水を加熱するものである。沸き上げ戻し配管６上に設けられたヒートポンプ出口温度センサ６６は、沸き上げ用熱交換器６２で加熱された高温水の温度を検出する。この冷凍サイクルは、冷媒として二酸化炭素を用い、臨界圧を超える圧力で運転することが好ましい。制御装置５０は、本貯湯式給湯機が備える各種センサによる検出値や、予め設定された運転条件などの情報を元に各種弁類やポンプなどのアクチュエータを動作させるための装置で、使用者の求めに応じて本貯湯式給湯機の各種制御を可能とするための装置である。なお、制御装置５０と、各アクチュエータおよび各センサとは、内部配線５０Ａにより接続されている。
【００２０】
貯湯タンク１０には、配管を接続するための複数の接続口が設けられている。貯湯タンク１０の下部に設けられた給水接続口１１およびヒートポンプ往き側接続口１２には、それぞれ、給水配管２および沸き上げ往き配管５が接続されている。貯湯タンク１０の上部に設けられた上部接続口１３には、後述する装着部材２０を介して給湯配管３が接続されている。本実施形態では、沸き上げ戻し配管６のタンクユニット１側の端部は、給湯配管３の途中に接続されている。また、本実施形態では、上部接続口１３は、貯湯タンク１０の上部のほぼ中央（頂部）に配置されている。
【００２１】
減圧弁８は、水源から本貯湯式給湯機内にかかる圧力を一定レベルに減圧するものである。逃し弁９は、沸き上げ運転によって低温水が加熱される際に生じる体積膨張により貯湯式給湯機内の圧力が上昇することを防ぐため、体積膨張分の湯水を逃し弁排水管９Ａを経由して系外へ排出し、貯湯タンク１０内の圧力が一定以下となるよう調整するための安全弁である。貯湯タンク１０には、高さの異なる位置に複数の残湯温度センサ１９が設けられている。残湯温度センサ１９によって検出された温度情報は、制御装置５０により処理され、貯湯タンク１０内の残湯量を把握することや、ヒートポンプユニット６０による沸き上げ運転の開始・停止などを制御するために使用される。沸き上げ用循環ポンプ７は、タンクユニット１とヒートポンプユニット６０との間で、湯水を循環させるためのポンプで、沸き上げ往き配管５上に設けられている。
【００２２】
次に、沸き上げ運転時の動作について説明する。沸き上げ運転が必要であると制御装置５０が判断すると、沸き上げ用循環ポンプ７および圧縮機６１の運転を開始する。これにより、貯湯タンク１０のヒートポンプ往き側接続口１２から取り出された低温水が沸き上げ往き配管５を通って沸き上げ用熱交換器６２に送られて加熱され、高温水となる。加熱された高温水は、沸き上げ戻し配管６を通ってタンクユニット１に戻り、給湯配管３および装着部材２０を通って上部接続口１３から貯湯タンク１０内に流入する。
【００２３】
上述したように、本実施形態において、上部接続口１３は、沸き上げ戻し配管６からの高温水を貯湯タンク１０内に流入させる流入口としての役割と、貯湯タンク１０内の高温水を給湯配管３に流出させる流出口としての役割とに兼用される。このため、本実施形態では、貯湯タンク１０の上部に高温水の流入口と流出口とを別々に設ける必要がなく、貫通孔の個数を減らすことができるので、加工費等の製造コストを低減することができる。
【００２４】
ところで、貯湯タンク１０内の高温水を無駄なく有効に利用するためには、上側の高温水と下側の低温水とが極力混じり合わないようにすることが重要となる。そのためには、上側の高温水と下側の低温水との間の温度境界層を極力乱さないようにすることが重要である。貯湯タンク１０内には、上部接続口１３の内側に板状のバッフル３０が設置され、給水接続口１１の内側に板状のバッフル３１が設置されている。沸き上げ運転時には、上部接続口１３から流入した高温水の勢いをバッフル３０が抑制することにより、貯湯タンク１０内の温度境界層が乱されることを確実に防止することができる。また、給湯時には、給水接続口１１から流入した低温水の勢いをバッフル３１が抑制することにより、貯湯タンク１０内の温度境界層が乱されることを確実に防止することができる。これらのことから、本実施形態では、貯湯タンク１０内の高温水と低温水とが極力混じり合わないようにすることができ、高温水を無駄なく有効に利用することが可能となる。
【００２５】
次に、図３および図４を参照して、本実施形態の貯湯式給湯機が備える装着部材２０について説明する。図３は、装着部材２０の外観斜視図である。図４は、装着部材２０の断面図である。これらの図に示す装着部材２０は、２つの接続部を有するエルボ状の配管継ぎ手としての機能を有している。装着部材２０が備える一方の接続部は給湯配管３との接続用である配管接続部２２であり、他方の接続部は貯湯タンク１０との接続用であるタンク接続部２３である。タンク接続部２３側には、上部接続口１３から貯湯タンク１０の内部に挿入されるノズル部２４が設けられている。配管接続部２２は、装着部材２０に給湯配管３を接続するための構造であり、フランジ状の固定部２２Ａと、凹部２２Ｂとを有している。給湯配管３の端部は、凹部２２Ｂに挿入され、固定部２２Ａを介して装着部材２０に接続される。タンク接続部２３は、装着部材２０を貯湯タンク１０の上部接続口１３に装着するための構造であり、フランジ状の固定部２３Ａと、パッキン溝２３Ｂと、挿入ガイド部２３Ｃと有している。装着部材２０は、上部接続口１３に挿入ガイド部２３Ｃを挿入し、固定部２３Ａを介して貯湯タンク１０に接続される。なお、パッキン溝２３Ｂは、水漏れを防止するために取り付けるパッキン３５（図８参照）を固定するための形状である。挿入ガイド部２３Ｃの外径Ｄ１（図４参照）は、上部接続口１３の内径Ｄ２（図６参照）と同等かまたはやや小さくなっている。
【００２６】
ノズル部２４は、タンク接続部２３と同軸的に延び、先端部が閉塞した略円筒状の形状をなしている。このノズル部２４は、複数の柱部２４Ａおよび開口部２４Ｂと、ガイド部２４Ｃと、先端閉塞部２４Ｄとを有している。複数の開口部２４Ｂは、ノズル部２４の円筒側面を貫通しており、貯湯タンク１０に高温水を出入りさせるために必要な通水口として機能する。柱部２４Ａは、隣接する開口部２４Ｂの間に残された柱であり、先端側のガイド部２４Ｃを支持している。先端閉塞部２４Ｄは、ガイド部２４Ｃの先端開口を塞ぐように固定された円板状の部品である。
【００２７】
本実施形態の装着部材２０を樹脂の射出成形によって製造する場合は、図４の下方から矢印α方向にスライドする成形型を用いて流路２１やノズル部２４の円筒形状を成形する必要がある。本実施形態では、先端閉塞部２４Ｄを別部品で構成したことにより、装着部材２０を樹脂成形を用いて低コストで製造可能となる。
【００２８】
本実施形態の装着部材２０では、ガイド部２４Ｃおよび先端閉塞部２４Ｄが、後述するバッフル３０の孔３０Ａを塞ぐ閉塞部を構成する。この閉塞部の外径、すなわちガイド部２４Ｃの外径Ｄ３（図４参照）は、バッフル３０の孔３０Ａの内径Ｄ４（図５参照）と比べ、同等かまたはやや小さくなっている。また、本実施形態の装着部材２０では、固定部２３Ａからノズル部２４の先端（ガイド部２４Ｃ）までの部分が、上部接続口１３に挿入される挿入部を構成する。この挿入部の長さ、すなわち固定部２３Ａからノズル部２４の先端までの長さＬ１（図４参照）は、貯湯タンク１０の上部接続口１３の上端からバッフル３０の孔３０Ａまでの長さＬ２（図６参照）とほぼ同一の寸法となっている。
【００２９】
次に、図５および図６を参照して、本実施形態の貯湯式給湯機が備えるバッフル３０について説明する。図５は、貯湯タンク１０に取り付ける前のバッフル３０の外観斜視図である。バッフル３０は、中央に円形の孔３０Ａが形成された薄肉平板状の本体部と、この本体部を支持するための複数の支持脚３０Ｂおよび支持部３０Ｃとを有する構造となっている。バッフル３０の孔３０Ａの内径Ｄ４は、上部接続口１３の内径Ｄ２（図６参照）と同等かまたはそれより小さくなっている。
【００３０】
図６は、バッフル３０を貯湯タンク１０の上部の内側に取り付けた状態の断面図である。バッフル３０は、貯湯タンク１０の上部の内面に、支持脚３０Ｂおよび支持部３０Ｃを介して、スポット溶接などの方法によって取り付けられている。また、バッフル３０は、孔３０Ａと上部接続口１３とが同一軸上で対向するように配置される。バッフル３０の孔３０Ａは、貯湯タンク１０の奥側（下方向）へ突出するバーリング孔となっている。これにより、装着部材２０を貯湯タンク１０に装着する際、ガイド部２４Ｃが孔３０Ａ内に円滑に挿入することができる。
【００３１】
本実施形態の貯湯タンク１０は、円筒状の胴部の上下両端にそれぞれ、お椀状に成形された鏡板を組み合わせ、これらを全周に渡り溶接することによって接合した構造となっている。この溶接の際には、例えばアルゴンガス等のバックシールガスを供給するバックシールガス供給用ノズル（図示せず）を、貯湯タンク１０の上部接続口１３およびバッフル３０の孔３０Ａを通して、貯湯タンク１０の内側に挿入することができる。そして、貯湯タンク１０の外側からのトーチによる入熱と同時に、この入熱部の裏側に上記バックシールガス供給用ノズルからバックシールガスを吹きつけて、溶接を行う。このようにして製造された本実施形態の貯湯タンク１０によれば、溶接部の裏ビード部の酸化を確実に抑制することができるので、溶接部の耐食性を確実に向上することができる。また、バッフル３０に孔３０Ａを設け、上部接続口１３からバックシールガス供給用ノズルを挿入できるようにしたことにより、上部接続口１３以外の貫通孔を貯湯タンク１０の上部に設ける必要がない。このため、加工費等の製造コストを低減することができる。
【００３２】
上記のようにして貯湯タンク１０の溶接が終了した後、装着部材２０が貯湯タンク１０の上部接続口１３に装着される。図７は、装着部材２０が装着された状態の貯湯タンク１０の上面図である。図８は、図７中のＡ−Ａ断面図である。図８に示すように、給湯配管３の端部は、装着部材２０の凹部２２Ｂに挿入され、固定部２２Ａを利用して、装着部材２０に接続・固定される。装着部材２０を貯湯タンク１０へ取り付ける際には、まず貯湯タンク１０の上方から装着部材２０のガイド部２４Ｃを上部接続口１３内に挿入する。ここで、ガイド部２４Ｃの外径Ｄ３は、上部接続口１３の内径Ｄ２よりも小さいため、ガイド部２４Ｃは上部接続口１３を貫通することができる。装着部材２０を更に押し込むと、挿入ガイド部２３Ｃが上部接続口１３の内面に沿って挿入され、ガイド部２４Ｃおよび先端閉塞部２４Ｄは、バッフル３０の位置に達する。
【００３３】
固定部２３Ａが上部接続口１３に当接するまで更に装着部材２０を押し込むと、ガイド部２４Ｃの外径Ｄ３は、バッフル３０の孔３０Ａの内径Ｄ４と同等かまたはやや小さくなっているため、ガイド部２４Ｃは、バッフル３０の孔３０Ａの内面に沿って挿入される。以上のようにして、装着部材２０を装着した状態では、バッフル３０の孔３０Ａの内周面と、ガイド部２４Ｃの外周面とが、当接、またはほぼ隙間無く近接する。すなわち、ガイド部２４Ｃおよび先端閉塞部２４Ｄによって、バッフル３０の孔３０Ａがほぼ隙間無く塞がれる。
【００３４】
なお、装着部材２０は、固定部２３Ａを利用して、上部接続口１３に固定される。図７および図８では図示していないが、装着部材２０と上部接続口１３および給湯配管３との各接続部の固定は、クイックファスナなどの手段を用いることが一般的である。また、各接続部には、水漏れを防ぐために、１ないし２個のパッキン３５が取り付けられている。
【００３５】
沸き上げ運転時に貯湯タンク１０に流入する高温水は、図８中の矢印βで示す経路を辿る。すなわち、貯湯タンク１０に流入する湯は、沸き上げ戻し配管６から給湯配管３を経由して装着部材２０に導かれ、装着部材２０内の流路２１を通過し、開口部２４Ｂを通って、貯湯タンク１０の内壁とバッフル３０との間に流入する。このとき、バッフル３０の孔３０Ａはガイド部２４Ｃおよび先端閉塞部２４Ｄによって塞がれているので、流入した高温水の勢いがバッフル３０よりも奥に及ぶことが確実に防止される。貯湯タンク１０の内壁とバッフル３０との間に流入した高温水は、バッフル３０によって水平方向に流れを変えられることにより、その勢いが確実に抑制される。このため、貯湯タンク１０内の温度境界層を乱すことなく、貯湯タンク１０内に高温水を流入させることができる。
【００３６】
本実施形態では、上部接続口１３の内径Ｄ２と、ガイド部２４Ｃの外径Ｄ３と、バッフル３０の孔３０Ａの内径Ｄ４との関係は、Ｄ２≧Ｄ４≧Ｄ３となっている。なお、温度境界層の乱れを確実に防止する上では、ガイド部２４Ｃの外周面とバッフル３０の孔３０Ａの内周面とがなるべく隙間無く近接する状態となることが望ましいため、ガイド部２４Ｃの外径Ｄ３と、バッフル３０の孔３０Ａの内径Ｄ４とは、極力同程度の寸法とすることが望ましい。
【００３７】
ガイド部２４Ｃが上部接続口１３を通過できるようにするため、ガイド部２４Ｃの外径Ｄ３は、上部接続口１３の内径Ｄ２より小さい必要がある。このため、仮にバッフル３０の孔３０Ａの内径Ｄ４が上部接続口１３の内径Ｄ２より大きいとした場合には、ガイド部２４Ｃの外周面とバッフル３０の孔３０Ａの内周面との間に隙間が空いてしまう。これに対し、本実施形態では、バッフル３０の孔３０Ａの内径Ｄ４を上部接続口１３の内径Ｄ２以下としたことにより、ガイド部２４Ｃの外周面とバッフル３０の孔３０Ａの内周面とがなるべく隙間無く近接する状態を実現することが可能となる。
【００３８】
以上説明した本実施の形態によれば、装着部材２０が装着された上部接続口１３を、高温水の流入口と流出口とに兼用することができるため、貯湯タンク１０の上部に設ける貫通孔を上部接続口１３のみとすることができる。このため、加工費等を抑制することができる。また、貯湯タンク１０の上部接続口１３の内側に設置したバッフル３０に孔３０Ａを形成したことにより、貯湯タンク１０の溶接時に、上部接続口１３からバックシールガス供給用ノズルを挿入してバックガスシールを行うことができる。このため、裏ビード部の酸化を抑制し、溶接部の耐食性を高めることができる。バッフル３０の孔３０Ａは、装着部材２０を装着することによって塞がれるので、沸き上げ運転時に上部接続口１３から流入する高温水の勢いがバッフル３０よりも奥に及ぶことがなく、貯湯タンク１０内の温度境界層が乱されることを確実に防止することができる。このようなことから、耐久性に優れ、エネルギー効率の高い貯湯式給湯機を低コストで製造することが可能となる。
【００３９】
上述した実施の形態では、本発明を高温水の流入口（上部接続口１３）に適用した場合について説明したが、本発明は、低温水の流入口（給水接続口１１）にも同様に適用可能である。
【符号の説明】
【００４０】
１ タンクユニット
２ 給水配管
３ 給湯配管
４ 給湯栓
４Ａ 給湯口
５ 沸き上げ往き配管
６ 沸き上げ戻し配管
７ 沸き上げ用循環ポンプ
８ 減圧弁
９ 逃し弁
１０ 貯湯タンク
１１ 給水接続口
１２ ヒートポンプ往き側接続口
１３ 上部接続口
１９ 残湯温度センサ
２０ 装着部材
２１ 流路
２２ 配管接続部
２２Ａ 固定部
２２Ｂ 凹部
２３ タンク接続部
２３Ａ 固定部
２３Ｂ パッキン溝
２３Ｃ 挿入ガイド部
２４ ノズル部
２４Ａ 柱部
２４Ｂ 開口部
２４Ｃ ガイド部
２４Ｄ 先端閉塞部
３０ バッフル
３０Ａ 孔
３０Ｂ 支持脚
３０Ｃ 支持部
３１ バッフル
３５ パッキン
６０ ヒートポンプユニット
６１ 圧縮機
６２ 沸き上げ用熱交換器
６３ 膨張弁
６４ 空気熱交換器
６５ 冷媒循環配管
６６ ヒートポンプ出口温度センサ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、貯湯式給湯機に関する。
【背景技術】
【０００２】
ヒートポンプ等の加熱手段により生成された湯を貯える貯湯タンクを備えた貯湯式給湯機が広く用いられている。貯湯タンク内は、常に満水状態であり、温度による比重差により、湯（高温水）は上側に貯留され、加熱前の水（低温水）は下側に貯留される。貯湯タンク内に貯えられた湯を効率良く利用するためには、上側の湯と下側の水との間に形成される温度境界層（温度分布）を極力乱さないようにして、湯と水とが混じり合わないようにすることが重要となる。
【０００３】
特許文献１に開示された貯湯式給湯機では、貯湯タンク上部から高温水を機外へ供給するための給湯配管と、ヒートポンプユニットで加熱した高温水を貯湯タンク上部へ戻すための沸き上げ戻し配管との２本の配管が、別々の接続口を介して、貯湯タンク上部に接続されている。また、貯湯タンク下部に接続される給水配管の端部には、該配管から流入する水の流速を減ずるための円筒状のバッフル構造体が設けられている。
【０００４】
特許文献２には、貯湯タンク内に設けられた板状のバッフル構造体に関する技術が開示されている。また、特許文献３には、アルゴンガス等によるバックガスシールを用いないＴＩＧ溶接により貯湯タンクを製造する技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００９−２６１３号公報
【特許文献２】特開平１０−２０５８８４号公報
【特許文献３】特開２００７−３０２９９５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
近年、省エネルギー対する社会的なニーズがより一層高まっており、給湯分野では、高効率な貯湯式給湯機への期待が高まっている状況にある。しかし、現在の貯湯式給湯機は、各種制約や付加機能の増加などから、その構造が複雑化しており、安価な給湯機を提供することが難しい状況にある。
【０００７】
前述したように、特許文献１の給湯機では、給湯配管と、沸き上げ戻し配管との２本の配管が、別々の接続口を介して、貯湯タンク上部に接続されている。一般的に、給湯配管は、貯湯タンクに貯留された高温水を極力有効に活用するため、貯湯タンクの上部に接続することが望まれる。また、沸き上げ戻し配管から高温水が貯湯タンク内に勢い良く流入すると、貯湯タンク内部の高温水と低温水との間の温度境界層が乱されるおそれがある。この点に鑑み、高温水が流入する際の勢いを抑えるためのバッフルを、沸き上げ戻し配管接続部の貯湯タンク内側に設ける必要がある。このように、各種制約から、貯湯タンク上部の配管構成を取ってみても、構造が複雑化せざるを得ない状況にある。
【０００８】
また、特許文献１では、先端部が閉塞し、側面に複数の貫通孔を形成した円筒状のバッフル構造体が提案されているが、特許文献１の構造では、平板状のバッフルが無いため、流入する湯水の勢いが貯湯タンク内の奥に及ぶことを確実に防止することが困難であり、貯湯タンク内の温度境界層が乱されるおそれを払拭できない。また、特許文献１のバッフル構造体を沸き上げ戻し配管の接続部に適用した場合には、長期間の使用される間に、高温水中に溶存するカルシウム成分などが析出して上記貫通孔に付着し、貫通孔が狭くなり易い。このため、特許文献１のバッフル構造は、沸き上げ戻し配管の接続部には適さないと言える。このようなことから、貯湯タンクの流入口、特に沸き上げ戻し配管が接続される流入口の内側には、流入する湯水の勢いを確実に抑制することができる平板状のバッフルを設けることが望ましい。
【０００９】
特許文献３に示されるように、貯湯タンクは、ステンレス薄肉鋼板を材料とした溶接構造を有するものが主流である。すなわち、貯湯タンクは、一般に、円筒状の胴部の上下両端にそれぞれ、お椀状に成形された鏡板を組み合わせ、これらをＴＩＧ溶接により接合した構造となっている。溶接部の耐食性を向上する方法として、貯湯タンクをＴＩＧ溶接で製造する際に、貯湯タンク外側からのトーチによる入熱と同時に、貯湯タンク内側から入熱部近傍にアルゴンガスを吹きつけるバックガスシールを行うことにより、裏ビード部の酸化を抑制する方法が知られている。特許文献３では、フェライト系ステンレス鋼の組成を規定することにより、バックガスシールを行わないでＴＩＧ溶接することを標榜しているが、溶接部の耐食性を良好とするためには、やはりバックガスシールを行うことが望ましい。
【００１０】
貯湯タンクの溶接時にバックガスシールを行うためには、アルゴンガス等のバックシールガスを供給するためのノズルを胴部あるいは鏡板に設けた貫通孔から挿入する必要があるが、そのための専用の孔を設けると、その分、加工費が増加するため、配管接続口などの既存の孔を利用してバックシールガス供給用ノズルを貯湯タンク内部に導く方法が望ましい。しかしながら、貯湯タンクの流入口の内側に板状のバッフルを設置した場合には、バッフルが障害となるので、その流入口からバックシールガス供給用ノズルを挿入することはできない。このため、貯湯タンク溶接時にバックシールガス供給用ノズルを挿入するためには、バッフルが設けられていない他の貫通孔を使用するか、バックシールガス供給用ノズルを挿入するための専用の孔を設ける必要がある。このため、製造上の制約が生じたり、構造が複雑化することによるコスト高を招くという問題がある。
【００１１】
以上のように、従来の貯湯式給湯機では、貯湯タンクに構造上および製造上の各種制約があることから、エネルギー効率や耐久性に優れた貯湯式給湯機を低コストで提供することが難しい状況にある。
【００１２】
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、貯湯タンクの溶接時にバックガスシールを行うことが可能であり、且つ貯湯タンクの構造の複雑化を抑制することのできる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】
【００１３】
本発明に係る貯湯式給湯機は、湯または水が流入する流入口を有する貯湯タンクと、貯湯タンクの内側に設置され、流入口から流入した湯または水の勢いを抑制するバッフルと、外側から流入口に挿入される挿入部を有し、内部に湯または水の流路を具備し、貯湯タンクに装着される装着部材と、を備え、バッフルは、流入口と対向する位置に孔を有し、挿入部は、装着部材が貯湯タンクに装着された状態のときにバッフルの孔を塞ぐ閉塞部を有するものである。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、貯湯タンクの溶接時にバックシールガス供給用ノズルを貯湯タンクの流入口およびバッフルに形成された孔を通して貯湯タンクの内側に挿入することができるので、バックガスシールを伴って溶接を行うことができる。このため、溶接部の耐食性を高めることができる。また、貯湯タンクに設ける貫通孔の数を減らすことができるので、加工費等を抑制でき、製造コストを低減することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の実施の形態１の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の貯湯式給湯機を示す構成図である。
【図３】本発明の実施の形態１の貯湯式給湯機が備える装着部材の外観斜視図である。
【図４】本発明の実施の形態１の貯湯式給湯機が備える装着部材の断面図である。
【図５】本発明の実施の形態１の貯湯式給湯機において、貯湯タンクに取り付ける前のバッフルの外観斜視図である。
【図６】本発明の実施の形態１の貯湯式給湯機において、バッフルを貯湯タンクの上部の内側に取り付けた状態の断面図である。
【図７】本発明の実施の形態１の貯湯式給湯機において、装着部材が装着された状態の貯湯タンクの上面図である。
【図８】図７中のＡ−Ａ断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。なお、各図において共通する要素には、同一の符号を付して、重複する説明を省略する。
【００１７】
実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１の貯湯式給湯機を示す構成図である。図１に示すように、本実施形態の貯湯式給湯機は、貯湯タンク１０を内蔵したタンクユニット１と、ヒートポンプユニット６０とを有している。タンクユニット１と、ヒートポンプユニット６０とは、沸き上げ往き配管５および沸き上げ戻し配管６により接続されている。ヒートポンプユニット６０は、後述する冷凍サイクル（ヒートポンプサイクル）によって大気の熱を冷媒に吸収し、タンクユニット１から供給される水を加熱するための加熱手段である。タンクユニット１には、沸き上げ往き配管５および沸き上げ戻し配管６のほかに、水源から水を供給するための給水配管２と、外部へ湯を供給するための給湯配管３とが接続されている。図示の構成では、給湯配管３の先に、１つ以上の給湯栓４が設けられている。
【００１８】
次に、図２を参照して、本実施形態の貯湯式給湯機の構成について更に説明する。ただし、本発明と関係しない部品については、図示および説明を省略または簡略化する。図２に示すように、貯湯タンク１０は、給水配管２から供給される水（以下、「低温水」とも呼ぶ。）と、ヒートポンプユニット６０で加熱して作られた湯（以下、「高温水」とも呼ぶ。）とを貯めることができる。水は、温度差により、比重差を生ずる。貯湯タンク１０内では、比重の大きい低温水が下側に、比重の小さい高温水が上側に、それぞれ貯留される。タンクユニット１が備える外装ケースの内側には、貯湯タンク１０のほか、各種配管、各種弁、各種センサ、制御装置５０などが設置されている。給湯栓４が開かれると、貯湯タンク１０内に貯留された高温水が、給水配管２から作用する水源の圧力によって給湯配管３側に押し出され、図示しない混合弁で水源から供給される水と混合されて温度調節された上で、給湯口４Ａに供給される。
【００１９】
ヒートポンプユニット６０は、圧縮機６１、沸き上げ用熱交換器６２、膨張弁６３、空気熱交換器６４を冷媒循環配管６５にて環状に接続した冷凍サイクルを有している。沸き上げ用熱交換器６２は、圧縮機６１で圧縮された高温の冷媒の熱により、タンクユニット１から導いた低温水を加熱するものである。沸き上げ戻し配管６上に設けられたヒートポンプ出口温度センサ６６は、沸き上げ用熱交換器６２で加熱された高温水の温度を検出する。この冷凍サイクルは、冷媒として二酸化炭素を用い、臨界圧を超える圧力で運転することが好ましい。制御装置５０は、本貯湯式給湯機が備える各種センサによる検出値や、予め設定された運転条件などの情報を元に各種弁類やポンプなどのアクチュエータを動作させるための装置で、使用者の求めに応じて本貯湯式給湯機の各種制御を可能とするための装置である。なお、制御装置５０と、各アクチュエータおよび各センサとは、内部配線５０Ａにより接続されている。
【００２０】
貯湯タンク１０には、配管を接続するための複数の接続口が設けられている。貯湯タンク１０の下部に設けられた給水接続口１１およびヒートポンプ往き側接続口１２には、それぞれ、給水配管２および沸き上げ往き配管５が接続されている。貯湯タンク１０の上部に設けられた上部接続口１３には、後述する装着部材２０を介して給湯配管３が接続されている。本実施形態では、沸き上げ戻し配管６のタンクユニット１側の端部は、給湯配管３の途中に接続されている。また、本実施形態では、上部接続口１３は、貯湯タンク１０の上部のほぼ中央（頂部）に配置されている。
【００２１】
減圧弁８は、水源から本貯湯式給湯機内にかかる圧力を一定レベルに減圧するものである。逃し弁９は、沸き上げ運転によって低温水が加熱される際に生じる体積膨張により貯湯式給湯機内の圧力が上昇することを防ぐため、体積膨張分の湯水を逃し弁排水管９Ａを経由して系外へ排出し、貯湯タンク１０内の圧力が一定以下となるよう調整するための安全弁である。貯湯タンク１０には、高さの異なる位置に複数の残湯温度センサ１９が設けられている。残湯温度センサ１９によって検出された温度情報は、制御装置５０により処理され、貯湯タンク１０内の残湯量を把握することや、ヒートポンプユニット６０による沸き上げ運転の開始・停止などを制御するために使用される。沸き上げ用循環ポンプ７は、タンクユニット１とヒートポンプユニット６０との間で、湯水を循環させるためのポンプで、沸き上げ往き配管５上に設けられている。
【００２２】
次に、沸き上げ運転時の動作について説明する。沸き上げ運転が必要であると制御装置５０が判断すると、沸き上げ用循環ポンプ７および圧縮機６１の運転を開始する。これにより、貯湯タンク１０のヒートポンプ往き側接続口１２から取り出された低温水が沸き上げ往き配管５を通って沸き上げ用熱交換器６２に送られて加熱され、高温水となる。加熱された高温水は、沸き上げ戻し配管６を通ってタンクユニット１に戻り、給湯配管３および装着部材２０を通って上部接続口１３から貯湯タンク１０内に流入する。
【００２３】
上述したように、本実施形態において、上部接続口１３は、沸き上げ戻し配管６からの高温水を貯湯タンク１０内に流入させる流入口としての役割と、貯湯タンク１０内の高温水を給湯配管３に流出させる流出口としての役割とに兼用される。このため、本実施形態では、貯湯タンク１０の上部に高温水の流入口と流出口とを別々に設ける必要がなく、貫通孔の個数を減らすことができるので、加工費等の製造コストを低減することができる。
【００２４】
ところで、貯湯タンク１０内の高温水を無駄なく有効に利用するためには、上側の高温水と下側の低温水とが極力混じり合わないようにすることが重要となる。そのためには、上側の高温水と下側の低温水との間の温度境界層を極力乱さないようにすることが重要である。貯湯タンク１０内には、上部接続口１３の内側に板状のバッフル３０が設置され、給水接続口１１の内側に板状のバッフル３１が設置されている。沸き上げ運転時には、上部接続口１３から流入した高温水の勢いをバッフル３０が抑制することにより、貯湯タンク１０内の温度境界層が乱されることを確実に防止することができる。また、給湯時には、給水接続口１１から流入した低温水の勢いをバッフル３１が抑制することにより、貯湯タンク１０内の温度境界層が乱されることを確実に防止することができる。これらのことから、本実施形態では、貯湯タンク１０内の高温水と低温水とが極力混じり合わないようにすることができ、高温水を無駄なく有効に利用することが可能となる。
【００２５】
次に、図３および図４を参照して、本実施形態の貯湯式給湯機が備える装着部材２０について説明する。図３は、装着部材２０の外観斜視図である。図４は、装着部材２０の断面図である。これらの図に示す装着部材２０は、２つの接続部を有するエルボ状の配管継ぎ手としての機能を有している。装着部材２０が備える一方の接続部は給湯配管３との接続用である配管接続部２２であり、他方の接続部は貯湯タンク１０との接続用であるタンク接続部２３である。タンク接続部２３側には、上部接続口１３から貯湯タンク１０の内部に挿入されるノズル部２４が設けられている。配管接続部２２は、装着部材２０に給湯配管３を接続するための構造であり、フランジ状の固定部２２Ａと、凹部２２Ｂとを有している。給湯配管３の端部は、凹部２２Ｂに挿入され、固定部２２Ａを介して装着部材２０に接続される。タンク接続部２３は、装着部材２０を貯湯タンク１０の上部接続口１３に装着するための構造であり、フランジ状の固定部２３Ａと、パッキン溝２３Ｂと、挿入ガイド部２３Ｃと有している。装着部材２０は、上部接続口１３に挿入ガイド部２３Ｃを挿入し、固定部２３Ａを介して貯湯タンク１０に接続される。なお、パッキン溝２３Ｂは、水漏れを防止するために取り付けるパッキン３５（図８参照）を固定するための形状である。挿入ガイド部２３Ｃの外径Ｄ１（図４参照）は、上部接続口１３の内径Ｄ２（図６参照）と同等かまたはやや小さくなっている。
【００２６】
ノズル部２４は、タンク接続部２３と同軸的に延び、先端部が閉塞した略円筒状の形状をなしている。このノズル部２４は、複数の柱部２４Ａおよび開口部２４Ｂと、ガイド部２４Ｃと、先端閉塞部２４Ｄとを有している。複数の開口部２４Ｂは、ノズル部２４の円筒側面を貫通しており、貯湯タンク１０に高温水を出入りさせるために必要な通水口として機能する。柱部２４Ａは、隣接する開口部２４Ｂの間に残された柱であり、先端側のガイド部２４Ｃを支持している。先端閉塞部２４Ｄは、ガイド部２４Ｃの先端開口を塞ぐように固定された円板状の部品である。
【００２７】
本実施形態の装着部材２０を樹脂の射出成形によって製造する場合は、図４の下方から矢印α方向にスライドする成形型を用いて流路２１やノズル部２４の円筒形状を成形する必要がある。本実施形態では、先端閉塞部２４Ｄを別部品で構成したことにより、装着部材２０を樹脂成形を用いて低コストで製造可能となる。
【００２８】
本実施形態の装着部材２０では、ガイド部２４Ｃおよび先端閉塞部２４Ｄが、後述するバッフル３０の孔３０Ａを塞ぐ閉塞部を構成する。この閉塞部の外径、すなわちガイド部２４Ｃの外径Ｄ３（図４参照）は、バッフル３０の孔３０Ａの内径Ｄ４（図５参照）と比べ、同等かまたはやや小さくなっている。また、本実施形態の装着部材２０では、固定部２３Ａからノズル部２４の先端（ガイド部２４Ｃ）までの部分が、上部接続口１３に挿入される挿入部を構成する。この挿入部の長さ、すなわち固定部２３Ａからノズル部２４の先端までの長さＬ１（図４参照）は、貯湯タンク１０の上部接続口１３の上端からバッフル３０の孔３０Ａまでの長さＬ２（図６参照）とほぼ同一の寸法となっている。
【００２９】
次に、図５および図６を参照して、本実施形態の貯湯式給湯機が備えるバッフル３０について説明する。図５は、貯湯タンク１０に取り付ける前のバッフル３０の外観斜視図である。バッフル３０は、中央に円形の孔３０Ａが形成された薄肉平板状の本体部と、この本体部を支持するための複数の支持脚３０Ｂおよび支持部３０Ｃとを有する構造となっている。バッフル３０の孔３０Ａの内径Ｄ４は、上部接続口１３の内径Ｄ２（図６参照）と同等かまたはそれより小さくなっている。
【００３０】
図６は、バッフル３０を貯湯タンク１０の上部の内側に取り付けた状態の断面図である。バッフル３０は、貯湯タンク１０の上部の内面に、支持脚３０Ｂおよび支持部３０Ｃを介して、スポット溶接などの方法によって取り付けられている。また、バッフル３０は、孔３０Ａと上部接続口１３とが同一軸上で対向するように配置される。バッフル３０の孔３０Ａは、貯湯タンク１０の奥側（下方向）へ突出するバーリング孔となっている。これにより、装着部材２０を貯湯タンク１０に装着する際、ガイド部２４Ｃが孔３０Ａ内に円滑に挿入することができる。
【００３１】
本実施形態の貯湯タンク１０は、円筒状の胴部の上下両端にそれぞれ、お椀状に成形された鏡板を組み合わせ、これらを全周に渡り溶接することによって接合した構造となっている。この溶接の際には、例えばアルゴンガス等のバックシールガスを供給するバックシールガス供給用ノズル（図示せず）を、貯湯タンク１０の上部接続口１３およびバッフル３０の孔３０Ａを通して、貯湯タンク１０の内側に挿入することができる。そして、貯湯タンク１０の外側からのトーチによる入熱と同時に、この入熱部の裏側に上記バックシールガス供給用ノズルからバックシールガスを吹きつけて、溶接を行う。このようにして製造された本実施形態の貯湯タンク１０によれば、溶接部の裏ビード部の酸化を確実に抑制することができるので、溶接部の耐食性を確実に向上することができる。また、バッフル３０に孔３０Ａを設け、上部接続口１３からバックシールガス供給用ノズルを挿入できるようにしたことにより、上部接続口１３以外の貫通孔を貯湯タンク１０の上部に設ける必要がない。このため、加工費等の製造コストを低減することができる。
【００３２】
上記のようにして貯湯タンク１０の溶接が終了した後、装着部材２０が貯湯タンク１０の上部接続口１３に装着される。図７は、装着部材２０が装着された状態の貯湯タンク１０の上面図である。図８は、図７中のＡ−Ａ断面図である。図８に示すように、給湯配管３の端部は、装着部材２０の凹部２２Ｂに挿入され、固定部２２Ａを利用して、装着部材２０に接続・固定される。装着部材２０を貯湯タンク１０へ取り付ける際には、まず貯湯タンク１０の上方から装着部材２０のガイド部２４Ｃを上部接続口１３内に挿入する。ここで、ガイド部２４Ｃの外径Ｄ３は、上部接続口１３の内径Ｄ２よりも小さいため、ガイド部２４Ｃは上部接続口１３を貫通することができる。装着部材２０を更に押し込むと、挿入ガイド部２３Ｃが上部接続口１３の内面に沿って挿入され、ガイド部２４Ｃおよび先端閉塞部２４Ｄは、バッフル３０の位置に達する。
【００３３】
固定部２３Ａが上部接続口１３に当接するまで更に装着部材２０を押し込むと、ガイド部２４Ｃの外径Ｄ３は、バッフル３０の孔３０Ａの内径Ｄ４と同等かまたはやや小さくなっているため、ガイド部２４Ｃは、バッフル３０の孔３０Ａの内面に沿って挿入される。以上のようにして、装着部材２０を装着した状態では、バッフル３０の孔３０Ａの内周面と、ガイド部２４Ｃの外周面とが、当接、またはほぼ隙間無く近接する。すなわち、ガイド部２４Ｃおよび先端閉塞部２４Ｄによって、バッフル３０の孔３０Ａがほぼ隙間無く塞がれる。
【００３４】
なお、装着部材２０は、固定部２３Ａを利用して、上部接続口１３に固定される。図７および図８では図示していないが、装着部材２０と上部接続口１３および給湯配管３との各接続部の固定は、クイックファスナなどの手段を用いることが一般的である。また、各接続部には、水漏れを防ぐために、１ないし２個のパッキン３５が取り付けられている。
【００３５】
沸き上げ運転時に貯湯タンク１０に流入する高温水は、図８中の矢印βで示す経路を辿る。すなわち、貯湯タンク１０に流入する湯は、沸き上げ戻し配管６から給湯配管３を経由して装着部材２０に導かれ、装着部材２０内の流路２１を通過し、開口部２４Ｂを通って、貯湯タンク１０の内壁とバッフル３０との間に流入する。このとき、バッフル３０の孔３０Ａはガイド部２４Ｃおよび先端閉塞部２４Ｄによって塞がれているので、流入した高温水の勢いがバッフル３０よりも奥に及ぶことが確実に防止される。貯湯タンク１０の内壁とバッフル３０との間に流入した高温水は、バッフル３０によって水平方向に流れを変えられることにより、その勢いが確実に抑制される。このため、貯湯タンク１０内の温度境界層を乱すことなく、貯湯タンク１０内に高温水を流入させることができる。
【００３６】
本実施形態では、上部接続口１３の内径Ｄ２と、ガイド部２４Ｃの外径Ｄ３と、バッフル３０の孔３０Ａの内径Ｄ４との関係は、Ｄ２≧Ｄ４≧Ｄ３となっている。なお、温度境界層の乱れを確実に防止する上では、ガイド部２４Ｃの外周面とバッフル３０の孔３０Ａの内周面とがなるべく隙間無く近接する状態となることが望ましいため、ガイド部２４Ｃの外径Ｄ３と、バッフル３０の孔３０Ａの内径Ｄ４とは、極力同程度の寸法とすることが望ましい。
【００３７】
ガイド部２４Ｃが上部接続口１３を通過できるようにするため、ガイド部２４Ｃの外径Ｄ３は、上部接続口１３の内径Ｄ２より小さい必要がある。このため、仮にバッフル３０の孔３０Ａの内径Ｄ４が上部接続口１３の内径Ｄ２より大きいとした場合には、ガイド部２４Ｃの外周面とバッフル３０の孔３０Ａの内周面との間に隙間が空いてしまう。これに対し、本実施形態では、バッフル３０の孔３０Ａの内径Ｄ４を上部接続口１３の内径Ｄ２以下としたことにより、ガイド部２４Ｃの外周面とバッフル３０の孔３０Ａの内周面とがなるべく隙間無く近接する状態を実現することが可能となる。
【００３８】
以上説明した本実施の形態によれば、装着部材２０が装着された上部接続口１３を、高温水の流入口と流出口とに兼用することができるため、貯湯タンク１０の上部に設ける貫通孔を上部接続口１３のみとすることができる。このため、加工費等を抑制することができる。また、貯湯タンク１０の上部接続口１３の内側に設置したバッフル３０に孔３０Ａを形成したことにより、貯湯タンク１０の溶接時に、上部接続口１３からバックシールガス供給用ノズルを挿入してバックガスシールを行うことができる。このため、裏ビード部の酸化を抑制し、溶接部の耐食性を高めることができる。バッフル３０の孔３０Ａは、装着部材２０を装着することによって塞がれるので、沸き上げ運転時に上部接続口１３から流入する高温水の勢いがバッフル３０よりも奥に及ぶことがなく、貯湯タンク１０内の温度境界層が乱されることを確実に防止することができる。このようなことから、耐久性に優れ、エネルギー効率の高い貯湯式給湯機を低コストで製造することが可能となる。
【００３９】
上述した実施の形態では、本発明を高温水の流入口（上部接続口１３）に適用した場合について説明したが、本発明は、低温水の流入口（給水接続口１１）にも同様に適用可能である。
【符号の説明】
【００４０】
１ タンクユニット
２ 給水配管
３ 給湯配管
４ 給湯栓
４Ａ 給湯口
５ 沸き上げ往き配管
６ 沸き上げ戻し配管
７ 沸き上げ用循環ポンプ
８ 減圧弁
９ 逃し弁
１０ 貯湯タンク
１１ 給水接続口
１２ ヒートポンプ往き側接続口
１３ 上部接続口
１９ 残湯温度センサ
２０ 装着部材
２１ 流路
２２ 配管接続部
２２Ａ 固定部
２２Ｂ 凹部
２３ タンク接続部
２３Ａ 固定部
２３Ｂ パッキン溝
２３Ｃ 挿入ガイド部
２４ ノズル部
２４Ａ 柱部
２４Ｂ 開口部
２４Ｃ ガイド部
２４Ｄ 先端閉塞部
３０ バッフル
３０Ａ 孔
３０Ｂ 支持脚
３０Ｃ 支持部
３１ バッフル
３５ パッキン
６０ ヒートポンプユニット
６１ 圧縮機
６２ 沸き上げ用熱交換器
６３ 膨張弁
６４ 空気熱交換器
６５ 冷媒循環配管
６６ ヒートポンプ出口温度センサ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
湯または水が流入する流入口を有する貯湯タンクと、
前記貯湯タンクの内側に設置され、前記流入口から流入した湯または水の勢いを抑制するバッフルと、
外側から前記流入口に挿入される挿入部を有し、内部に湯または水の流路を具備し、前記貯湯タンクに装着される装着部材と、
を備え、
前記バッフルは、前記流入口と対向する位置に孔を有し、
前記挿入部は、前記装着部材が前記貯湯タンクに装着された状態のときに前記バッフルの前記孔を塞ぐ閉塞部を有する貯湯式給湯機。
【請求項２】
前記装着部材を前記貯湯タンクに装着した状態のとき、前記バッフルの前記孔の内周面と前記閉塞部の外周面とが当接または近接する請求項１記載の貯湯式給湯機。
【請求項３】
前記バッフルの前記孔の内径は、前記流入口の内径以下である請求項１または２記載の貯湯式給湯機。
【請求項４】
前記装着部材を前記貯湯タンクに装着していない状態において、溶接のためのバックシールガス供給用ノズルを、前記流入口および前記バッフルの前記孔を通して、前記貯湯タンクの内側に挿入可能である請求項１乃至３の何れか１項記載の貯湯式給湯機。
【請求項５】
前記流入口は、前記貯湯タンクから湯または水を流出させる流出口と兼用である請求項１乃至４の何れか１項記載の貯湯式給湯機。
【請求項６】
前記流入口は、加熱手段で生成された湯、または給水源から供給される水を前記貯湯タンク内に流入させるものである請求項１乃至５の何れか１項記載の貯湯式給湯機。
【請求項７】
前記挿入部は、先端部が閉塞した略円筒状のノズル部を有し、
前記ノズル部の閉塞した先端部が前記閉塞部を構成し、
前記ノズル部の円筒側面に、湯または水が通るための開口部が形成されている請求項１乃至６の何れか１項記載の貯湯式給湯機。
【請求項８】
前記装着部材は、成型での製作を可能とするべく、複数の部品を組み合わせて製造されたものである請求項１乃至７の何れか１項記載の貯湯式給湯機。
【請求項１】
湯または水が流入する流入口を有する貯湯タンクと、
前記貯湯タンクの内側に設置され、前記流入口から流入した湯または水の勢いを抑制するバッフルと、
外側から前記流入口に挿入される挿入部を有し、内部に湯または水の流路を具備し、前記貯湯タンクに装着される装着部材と、
を備え、
前記バッフルは、前記流入口と対向する位置に孔を有し、
前記挿入部は、前記装着部材が前記貯湯タンクに装着された状態のときに前記バッフルの前記孔を塞ぐ閉塞部を有する貯湯式給湯機。
【請求項２】
前記装着部材を前記貯湯タンクに装着した状態のとき、前記バッフルの前記孔の内周面と前記閉塞部の外周面とが当接または近接する請求項１記載の貯湯式給湯機。
【請求項３】
前記バッフルの前記孔の内径は、前記流入口の内径以下である請求項１または２記載の貯湯式給湯機。
【請求項４】
前記装着部材を前記貯湯タンクに装着していない状態において、溶接のためのバックシールガス供給用ノズルを、前記流入口および前記バッフルの前記孔を通して、前記貯湯タンクの内側に挿入可能である請求項１乃至３の何れか１項記載の貯湯式給湯機。
【請求項５】
前記流入口は、前記貯湯タンクから湯または水を流出させる流出口と兼用である請求項１乃至４の何れか１項記載の貯湯式給湯機。
【請求項６】
前記流入口は、加熱手段で生成された湯、または給水源から供給される水を前記貯湯タンク内に流入させるものである請求項１乃至５の何れか１項記載の貯湯式給湯機。
【請求項７】
前記挿入部は、先端部が閉塞した略円筒状のノズル部を有し、
前記ノズル部の閉塞した先端部が前記閉塞部を構成し、
前記ノズル部の円筒側面に、湯または水が通るための開口部が形成されている請求項１乃至６の何れか１項記載の貯湯式給湯機。
【請求項８】
前記装着部材は、成型での製作を可能とするべく、複数の部品を組み合わせて製造されたものである請求項１乃至７の何れか１項記載の貯湯式給湯機。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２０１２−１９７９８２（Ｐ２０１２−１９７９８２Ａ）
【公開日】平成２４年１０月１８日（２０１２．１０．１８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−６２６３２（Ｐ２０１１−６２６３２）
【出願日】平成２３年３月２２日（２０１１．３．２２）
【出願人】（０００００６０１３）三菱電機株式会社 (33,312)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１０月１８日（２０１２．１０．１８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年３月２２日（２０１１．３．２２）
【出願人】（０００００６０１３）三菱電機株式会社 (33,312)
【Ｆターム（参考）】
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