JP2006329586A

JP2006329586A - 貯湯タンク

Info

Publication number: JP2006329586A
Application number: JP2005157489A
Authority: JP
Inventors: Akira Kawasaki; 亮川崎; Kensuke Matsuo; 謙介松尾; So Hiraoka; 宗平岡
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2005-05-30
Filing date: 2005-05-30
Publication date: 2006-12-07

Abstract

【課題】従来の貯湯タンクは、湯水を貯める樹脂容器の外側を金属製の胴部とフタで覆い、これらのフタと胴部の接合部の、樹脂容器の離れた側を溶接接合しているが、樹脂によりタンクからの放熱は改善されるが、不充分である。
【解決手段】金属製貯湯タンク１０と、該貯湯タンク内で、その側壁とで二重管を形成するように設置された遮蔽板２０とを備え、遮蔽板２０は、金属製貯湯タンク１０より熱伝導率の低い材質から形成され、上部に遮蔽板２０の囲い内の内側空間の湯を出湯する出湯口１３及び上部に内側空間に外部の熱源で加熱された湯を入湯する入湯口１４を設け、また、上部に側壁と遮蔽板とで形成した外側空間に水を入水する入水口１２を設け、さらに、下部に内側空間の湯又は水を外部の熱源へ出水する出水口１５を設けた。
【選択図】図１

Description

本発明は、タンク壁面からの放熱ロスを低減した貯湯タンクに関するものである。

従来、電気温水器、あるいはヒートポンプ給湯機などの熱源によって沸かした湯を貯湯する貯湯システムの中で、貯湯タンクは使用されているが、貯湯した湯の貯湯タンク壁面からの放熱によるエネルギーロスにより、全体的な効率低下が問題となることがある。
対策として貯湯タンク表面にグラスウールや発泡スチロールなどの断熱材を巻き付けることが行われているが、改善は少なく、全体の効率への貯湯タンクからの放熱ロスの影響は大きい。
また、貯湯タンクに断熱材を巻き断熱する代わりに、貯湯タンクの樹脂化なども試みられているが、貯湯タンクは台所や浴室における給湯圧確保のために内部に１５０ｋＰａ〜２００ｋＰａほどの圧力がかかっていることから貯湯タンクそのものを樹脂化する場合強度上の問題及び樹脂化するにしても樹脂の肉厚をステンレスと比較して厚くする必要があり重量的にも大きくなるという問題がある。

樹脂容器と金属製容器とを組合せた貯湯タンクに関する先行技術には、電気防食の改善を目的とするものではあるが、湯水を貯める樹脂容器の外側を金属製の胴部とフタで覆い、これらのフタと胴部の接合部で、樹脂容器の離れた側を溶接接合したものがある（例えば、特許文献１参照）。

特開昭６０−２３５９４８号公報（第１頁、第２頁、図２）

しかしながら、特許文献１の貯湯タンクの構造では、タンクからの放熱は樹脂がある分改良はされるが、満足できるものではなく依然大きいことが判明した。

本発明は、上記の貯湯タンクからの放熱ロスを低減し、放熱による貯湯システムの効率低下の問題を解決する貯湯タンクを提供することを目的とする。

本発明の貯湯タンクは、水を貯めるタンク本体と、このタンク本体の内部に設けられ、略筒状の形状を成し上部がタンク本体の上部に接続され下部が開口する遮蔽板と、タンク本体の上部に設けられ、タンク本体の内壁と遮蔽板の外周面との間から遮蔽板の下部の開口を経由して遮蔽板の内側へ水を供給する入水口と、遮蔽板の内側の水を加熱する加熱手段と、タンク本体の上部に設けられ、加熱手段により加熱された水が流出する出湯口と、を備え、遮蔽板をタンク本体よりも熱伝導率の低い材質により構成したものである。

本発明の貯湯タンクにおいては、水を貯めるタンク本体と、このタンク本体の内部に設けられ、略筒状の形状を成し上部がタンク本体の上部に接続され下部が開口する遮蔽板と、タンク本体の上部に設けられ、タンク本体の内壁と遮蔽板の外周面との間から遮蔽板の下部の開口を経由して遮蔽板の内側へ水を供給する入水口と、遮蔽板の内側の水を加熱する加熱手段と、タンク本体の上部に設けられ、加熱手段により加熱された水が流出する出湯口とを備え、遮蔽板をタンク本体よりも熱伝導率の低い材質により構成したもので、遮蔽板の内側の加熱された水の熱は遮蔽板を介して遮蔽板の外側の水に伝わり難く、また、入水口から供給される遮蔽板の外側の水は遮蔽板の内側の水よりも温度が低いので、タンク本体の壁面から外部への熱放出を低減でき、本貯湯タンクを使用した貯湯システムの効率向上を図ることができる。

実施の形態１．
以下、本発明の実施の形態１について説明をする。
図１は、実施の形態１の貯湯タンクを示す断面図である。
図に示すように、貯湯タンクは、湯水を貯めるタンク本体である金属製貯湯タンク１０と、その内部に略筒状の形状を成す遮蔽板である樹脂製遮蔽板２０を有し、樹脂製遮蔽板２０と金属製貯湯タンク１０の側壁とで二重管を形成するように設置される。そして、金属製貯湯タンク１０の内部には、樹脂製遮蔽板２０が囲う内側空間と、金属製貯湯タンク１０の側壁と樹脂製遮蔽板２０とにより形成された環状の外側空間が形成される。
樹脂製遮蔽板２０は、金属製貯湯タンク１０の上部においてフランジ１１をボルトによって締結することで固定・密閉されている。樹脂製遮蔽板２０は、全体的に円筒状のもので、上部及び下部は開口を有するものである。また、樹脂製遮蔽板２０の内側空間の水を加熱する加熱手段として、金属製貯湯タンク１０の外部に設けられる外部熱源（図示省略）と、金属製貯湯タンク１０の下部に、外部熱源へ樹脂製遮蔽板２０の内側空間の湯又は水を出水する出水口１５と、金属製貯湯タンク１０の上部に、外部熱源によって加熱された湯を樹脂製遮蔽板２０の内側空間に入湯する入湯口１４とを備える。また、金属製貯湯タンク１０は、上部に、樹脂製遮蔽板２０の内部空間の湯を出湯する出湯口１３を有している。さらに、金属製貯湯タンク１０と樹脂製遮蔽板２０の間に形成された環状の外側空間へ給水用の水を入れる入水口１２を有している。
金属製貯湯タンク１０内の水の流路は、入水口１２から給水され、この水は金属製貯湯タンク１０と樹脂製遮蔽板２０の間に形成された環状の外側空間を流れ、下部から樹脂製遮蔽板２０の囲いの内部に入り、この内側空間で外部熱源で加熱された湯と混合し、出湯口１３から出湯する。

また、金属製貯湯タンク１０の内側空間の水（湯）は出水口１５から外部熱源へと流れ、外部熱源によって加熱された後、上部の入湯口１４から金属製貯湯タンク１０内の樹脂製遮蔽板２０の内側空間に流れてくる。出水口１５の湯温が上昇してきた段階で樹脂製遮蔽板２０の内側空間は湯が満水となる。金属製貯湯タンク１０と樹脂製遮蔽板２０の間に形成された環状の外側空間には加熱された湯が供給されないため樹脂製遮蔽板２０内の湯と比較して低温の水のままである。

従来の貯湯タンクは、金属製貯湯タンク内が湯で満水である場合、外部温度と湯の温度差が大きいことから放熱量は大きい。また、樹脂製容器と金属製の胴部からなる二重容器の場合も樹脂製容器内の湯の熱は、樹脂製容器、この樹脂製容器の外側に接触する金属製の胴部から温度差のある外部へ放熱するので、やはり放熱量は大きい。
本発明の貯湯タンクでは、樹脂製遮蔽板２０内の内部空間が湯で満水の状態において、外部への放熱は金属製貯湯タンク１０と樹脂製遮蔽板２０とで形成された環状の外側空間にある水の温度と外部の金属製貯湯タンク１０周辺温度との温度差によって決定する。

つまり、本貯湯タンクにおいて、金属製貯湯タンク１０と樹脂製遮蔽板２０の間に形成された環状の外側空間の水温が樹脂製遮蔽板２０内の内側空間の湯の温度と同等温度まで熱伝導によって上昇するまでは、従来の貯湯タンクと比較して貯湯タンクの壁面からの放熱を抑えることが可能である。また、樹脂製遮蔽板２０に熱伝導率の低い材料を用いることと、熱伝導の影響を考慮して厚さを変化させることが可能であることから、樹脂製遮蔽板２０を介しての熱伝導も極力抑えることが可能である。なお、圧力がかからないことから、放熱ロスの許容範囲内で樹脂製遮蔽板２０の厚さは、薄くできるので、金属製貯湯タンクが大きくなり過ぎるのも防止できる。

また、金属製貯湯タンク１０と樹脂製遮蔽板２０間に形成された環状の外側空間の水温が上昇した場合であっても、給湯によって湯を消費した際、金属製貯湯タンク１０と樹脂製遮蔽板２０間に形成された環状の外側空間の水は樹脂製遮蔽板２０内へ流れ込むので、周囲への放熱とはならず、結果として従来の貯湯タンクと比較して、システム全体の効率は上昇する。

実施の形態２．
図２は、本実施の形態の貯湯タンクを示す断面図である。本貯湯タンクは、金属製貯湯タンク１０の遮蔽板である樹脂製遮蔽板２０内の内側空間に水を加熱する加熱手段である内部熱源１６を備えたものであり、そのため、実施の形態１の金属製貯湯タンク１０の入湯口１４及び出水口１５は備えていない。その他の構成は、実施の形態１の貯湯タンクと同じである。
本貯湯タンクにおいては、樹脂製遮蔽板２０内の内部空間において内部熱源１６により水を加熱をし、湯を作る。本貯湯タンクも実施の形態１の貯湯タンクと同様の効果が得られる。

実施の形態１、２の遮蔽板２０は、樹脂製としたので、熱伝導率を低くでき、金属製貯湯タンク１０からの放熱ロスを低減できる。
樹脂製遮蔽板２０は、熱伝導率が低く、形状加工が可能であり、湯水による劣化が少なければ、材質は樹脂に限らず、例えば、金属製貯湯タンク１０の側壁より熱伝導率の小さい金属等でもよい。樹脂製遮蔽板２０の熱伝導率が金属製貯湯タンク１０の熱伝導率より小さければ、環状の外側空間の水温の上昇を小さくでき、同様に放熱ロスを低減できる。
また、タンク本体を金属製としたがこれに限るものでなく、給湯圧確保に必要なタンクの内圧に耐えるものであればよい。

本貯湯タンクは、湯水を貯める外側の金属製貯湯タンク１０と、該貯湯タンク１０内で、その側壁とで二重管を形成するように設置された遮蔽板２０と、遮蔽板２０の囲い内の内側空間に設けた熱源１６と、上部に設けられ、内側空間の湯を出湯する出湯口１３と、上部に設けられ、側壁と遮蔽板２０とで形成した外側空間に水を入水する入水口１２とを備え、
遮蔽板２０は、金属製貯湯タンク１０の側壁より熱伝導率の低い材質から形成され、また、上部の入水口１２から入水した水は、外側空間を通過し、下部より内側空間に入るので、内部空間の湯の熱は外部空間の水に伝わり難く、また、外部空間の水の温度は内部空間の湯の温度より低いので、金属製貯湯タンク１０から外部への熱放出は低減でき、本金属製貯湯タンク１０を使用した貯湯システムの効率向上を図ることができる。

本発明の実施の形態１の貯湯タンクを示す断面図である。本発明の実施の形態２の貯湯タンクを示す断面図である。

符号の説明

１０タンク本体である金属製貯湯タンク、１１フランジ、１２入水口、１３出湯口、１４入湯口、１５出水口、１６加熱手段である熱源、２０遮蔽板。

Claims

水を貯めるタンク本体と、
前記タンク本体の内部に設けられ、略筒状の形状を成し上部が前記タンク本体の上部に接続され下部が開口する遮蔽板と、
前記タンク本体の上部に設けられ、前記タンク本体の内壁と前記遮蔽板の外周面との間から前記遮蔽板の下部の開口を経由して前記遮蔽板の内側へ水を供給する入水口と、
前記遮蔽板の内側の水を加熱する加熱手段と、
前記タンク本体の上部に設けられ、前記加熱手段により加熱された水が流出する出湯口と、を備え、
前記遮蔽板を前記タンク本体よりも熱伝導率の低い材質により構成したことを特徴とする貯湯タンク。
前記加熱手段を前記タンク本体の外部に設け、
前記タンク本体の下部に、前記タンク本体の内部に貯められた水を前記加熱手段へ供給する出水口を設け、
前記タンク本体の上部に、前記加熱手段により加熱された水を前記タンク本体の内部に供給する入湯口を設けたことを特徴とする請求項１に記載の貯湯タンク。