JP2007155274A - 貯湯タンク - Google Patents

Abstract

【課題】貯湯タンクに真空断熱材を適用する場合において、低コストで、かつ、より効率的に漏洩熱量を抑制することができ、実用性の高い貯湯タンクを提供することである。
【解決手段】貯湯タンク１０は、液体を収容する内容器１１と、内容器１１の周りの空間を包囲する外装ケース１２とを備える。内容器１１と外装ケース１２との間の空間は内容器１１の上部が位置する上部空間と内容器１１の下部が位置する下部空間とを含む。上部空間の大部分には真空断熱材が配置され、下部空間の大部分にはシート状断熱材が配置されている。
【選択図】図１

Description

この発明は、一般的には貯湯タンクに関し、特定的には、貯湯式ヒートポンプ給湯機の貯湯タンク、瞬間式ヒートポンプ給湯機の補助タンク等に用いられる貯湯タンクに関するものである。

従来、この種の貯湯タンクには、その貯湯タンクの外周部に断熱性能の高い真空断熱材を適用することによって、その熱漏洩量を低減することが知られている。また、コストの高い真空断熱材を大量に使用することは実用性に劣っているため、断熱材として真空断熱材とともにシート状断熱材が用いられていた。

この真空断熱材とシート状断熱材を適用した貯湯タンクの構成は、たとえば、特開２００５−２２６９６５号公報（特許文献１）に記載されている。この貯湯タンクは、液体を収容する内容器と、この内容器を包囲する外装ケースと、内容器と外装ケースとが形成する空間に配置した断熱材とを備え、断熱材が少なくとも真空断熱材とシート状断熱材とからなり、内容器の側面と外装ケースの側面とが近接して空間間隔の狭い部位には、少なくとも真空断熱材が配置されているものである。

このように構成することによって、内容器と外装ケースとが形成する空間において、空間間隔の狭い部位と広い部位とが存在する場合、空間間隔の狭い部位には真空断熱材を適用し、空間間隔の広い部位にはシート状断熱材を使用することができる。このため、コストの高い真空断熱材の使用量を抑えることによって低コスト化が図れるとされている。
特開２００５−２２６９６５号公報

しかしながら、従来の構成の貯湯タンクを、貯湯式ヒートポンプ給湯器の貯湯タンク、または瞬間式ヒートポンプ給湯器の補助タンクとして使用する場合、内容器と外装ケースとが形成する広い空間には、湯水混合弁、風呂注湯弁、逃し弁、減圧弁、追焚熱交換器、風呂循環ポンプ、追焚ポンプ積層ポンプ、三方弁などの機能部品およびこれらを結ぶ配管があるため、特に貯湯タンクの前面においては、シート状断熱材を十分な厚みにすることができない。

また、ヒートポンプ給湯器のタンクでは、その沸上、出湯機構に起因してタンクの上部がタンク下部に比べて温度が高い。このため、タンクの上部では外気温との温度差が大きく、熱漏洩量も大きい。このようにタンクの上部と下部では、要求される断熱性能が異なるにもかかわらず、真空断熱材をタンクの上下方向のすべての箇所に使用することはコスト面で不利となる。

そこで、本発明の目的は、貯湯タンクに真空断熱材を適用する場合において、低コストで、かつ、より効率的に漏洩熱量を抑制することができ、実用性の高い貯湯タンクを提供することである。

この発明に従った貯湯タンクは、液体を収容する容器と、この容器の周りの空間を包囲する箱体とを備える。容器と箱体との間の空間は容器の一方端部が位置する一方空間と容器の他方端部が位置する他方空間とを含む。一方空間の大部分には真空断熱材が配置され、他方空間の大部分にはシート状断熱材が配置されている。

このように構成することにより、容器と箱体との間の空間のうち、容器の一方端部が位置し、相対的に高い断熱性能が要求される一方空間に効率的に真空断熱材を使用することができる。

この発明に従った貯湯タンクにおいては、一方空間は容器の上部が位置する上部空間であり、他方空間は容器の下部が位置する下部空間であるのが好ましい。

この発明の貯湯タンクは、ヒートポンプ給湯機用貯湯タンクであるのが好ましい。

また、この発明に従った貯湯タンクにおいては、一方空間と他方空間の境界部分には、真空断熱材とシート状断熱材とが重なり合うように配置されているのが好ましい。

本発明の貯湯タンクによれば、要求される断熱性能に応じて、真空断熱材とシート状断熱材を使い分けることができるため、低コストで、かつ、より効率的に漏洩熱量を抑えることができるとともに、貯湯タンクの省スペース化を図ることができ、実用性の高い貯湯タンクを提供することができる。

この発明の一つの実施の形態であるヒートポンプ給湯機用貯湯タンクでは、タンクの下部に市水が給水され、ヒートポンプで沸きあげる場合には、タンクの下部の水がヒートポンプの水-冷媒熱交換器へと送られ、沸きあげられた湯はタンクの上部に戻される。また、タンクの湯を利用する場合には、タンクの上部から使用される蛇口へと給湯され、そのとき同時に出湯と同量の水がタンクの下部に供給される。したがって、タンクの上部の水はタンクの下部の水に比べて温度が高く、熱の漏洩も大きい。また、タンクの上部に温度の高い水がある時間はタンクの下部に比べて長い。これにより、タンクの上部は、タンクの下部よりも高い断熱性能が要求される。

この発明の一つの実施の形態の貯湯タンクでは、容器と箱体との間の空間のうち、容器の上部が位置する上部空間の大部分には真空断熱材が配置され、容器の下部が位置する下部空間の大部分にはシート状断熱材が配置されているので、高い断熱性能が要求される箇所に効率的に真空断熱材を使用することができる。このため、コストの高い真空断熱材の使用量を抑えることによって低コスト化を図ることができる。したがって、低コストでより効率的に漏洩熱量を抑えることができ、かつ貯湯タンクの省スペース化を図ることができるなど、実用性の高い貯湯タンクを提供することができる。

また、この発明の貯湯タンクの好ましい実施の形態においては、上部空間と下部空間の境界部分には、真空断熱材とシート状断熱材とが重なり合うように配置されている。具体的には、容器と箱体とが形成する空間に配置した断熱材は少なくとも真空断熱材とシート状断熱材とからなり、その上下継ぎ目部分において少なくとも一部がオーバーラップして配置されている。このため、継ぎ目部からの熱漏洩を防止することができる。したがって、低コスト化と省スペース化を実現するとともに、断熱性能の向上によって漏洩熱量をより低減することが可能で、実用性の高い貯湯タンクを提供することができる。

次に、この発明の貯湯タンクを構成する容器と箱体との間の空間に配置される断熱材について説明する。

容器と箱体との間の空間のうち、容器の一方端部が位置する一方空間の大部分に配置される真空断熱材は、芯材と、芯材を覆い、ガスバリア性を有するラミネートフィルムからなる外被材とから構成される。内部圧力が１Ｐａ以上２００Ｐａ以下の範囲になるように減圧して真空断熱材は密閉封止されている。このような真空断熱材は、公知の方法によって製造され得る。

真空断熱材の芯材に使用される材料は、気相比率が９０％程度の多孔体をシート状または板状に加工されたものである。このような材料として工業的に利用可能なものは、発泡体、粉体、および繊維体等がある。これらの材料は、その使用用途や必要特性に応じて公知の材料を使用することができる。

真空断熱材の外被材に使用されるガスバリア性のラミネートフィルムは、金属箔または金属蒸着層を有するラミネートフィルムが望ましい。また、ラミネートフィルムは、金属箔を有するラミネートフィルムと金属蒸着層を有するラミネートフィルムの２種類のラミネートフィルムを組み合わせて使用してもよい。

容器と箱体との間の空間のうち、容器の他方端部が位置する他方空間の大部分に配置されるシート状断熱材には、柔軟性と圧縮性を有する公知の断熱材を使用することができ、無機系または有機系のいずれの断熱材も使用することができる。

無機系の断熱材としては、施工性と優れた断熱特性の観点から繊維構造体のものを適用することができ、その一例としては、グラスウール、グラスファイバー、アルミナ繊維、シリカアルミナ繊維、シリカ繊維、ロックウール等、公知の材料を挙げることができる。有機系の断熱材としては、ポリウレタン、ポリエチレン、ポリプロピレン、メラミン等の軟質フォームを使用することができる。断熱材の形状としては、シート状、バルク状または成形体のいずれでもよいが、シート状断熱材を積層して構成するのが、断熱効果の観点から好ましい。

なお、本発明の貯湯タンクとは、加熱・保温した液体を蓄えることを目的とした液体用タンクである。この場合、加熱・保温の手段は、貯湯タンクの内外のいずれにも配置することができる。また、本発明の貯湯タンクは、瞬間式ヒートポンプ給湯器、貯湯式ヒートポンプ給湯器等の貯湯タンクだけでなく、局部洗浄用装置、電気湯沸かし機、燃料電池等に用いられる貯湯タンクにも適用することができる。

以下、本発明による一つの実施の形態について、図面に基づいて説明する。なお、この実施の形態によってこの発明が限定されるものではない。

図１は、本発明の一つの実施の形態における貯湯タンクの縦断面図である。

本実施の形態の貯湯タンク１０は、容器として、円筒状の内容器１１と、箱体として、内容器１２を包囲する角筒状の外装ケース１２と、内容器１１の液体を加熱・保温する加熱手段（図示せず）と、内容器１１と外装ケース１２とが形成する空間に配置した断熱材とから構成されるものである。この貯湯タンク１０は、円筒状の内容器１１と角筒状の外装ケース１２との間の空間には、断熱材として真空断熱材１３とシート状断熱材１４とが配置されている。

内容器１１と外装ケース１２との間の空間のうち、内容器１１の一方端部（上部）が位置する一方空間（上部空間）では、真空断熱材１３が、円筒状の内容器１１の上部に、パネル状の真空断熱材を円筒状の内容器１１の形状に沿うように筒状に成形加工されて配置されている。真空断熱材１３の両端が向き合う継ぎ目部分はオーバーラップするように配置されている。また、内容器１１の最上部を円形のパネル状の真空断熱材で蓋をしてもよい。

一方、内容器１１と外装ケース１２との間の空間のうち、内容器１１の他方端部（下部）が位置する他方空間（下部空間）では、シート状断熱材１４が円筒状の内容器１１の下部に配置されている。この場合、シート状断熱材１４と真空断熱材１３の継ぎ目は、シート状断熱材１４が真空断熱材１３を覆う形でオーバーラップされており、継ぎ目部からの漏洩熱量を抑制するように構成されている。逆に、真空断熱材１３がシート状断熱材１４を覆う形でオーバーラップされてシート状断熱材１４と真空断熱材１３の継ぎ目が構成されていてもよい。なお、シート状断熱材１４は、シート状の断熱材を所定の厚みと形に積層して形成されている。

以上のように構成された貯湯タンク１０は、内容器１１の側面全体に真空断熱材１３を配置する場合と比較して、真空断熱材１３の使用量をほぼ半減することができる。このため、真空断熱材１３に起因するコストがほぼ半減することができる。真空断熱材１３の使用量をほぼ半減しても、タンクの上部の高温となる部分については効率的に断熱することが可能であり、貯湯タンク１０の断熱効果は側面全体に真空断熱材１３を適用した場合とほぼ同じレベルである。

このように貯湯タンクを構成することにより、真空断熱材を側面全体に適用した場合と同等レベルの優れた断熱効果を有しながら、材料コストを大幅に低減し、かつ、その設置スペースについても真空断熱材を側面全体に適用した場合と同等サイズにすることにより、実用性を大幅に向上させることができる。

また、貯湯タンクが大型化した場合にも、断熱材を分割化しているので、その組立性と施工性を飛躍的に改善することができる。

なお、以上の実施の形態では、本発明の貯湯タンクをヒートポンプ給湯機用に適用した例について説明したが、少なくとも貯湯タンクを構成する容器と箱体との間の空間のうち、容器の一方端部が位置する一方空間と容器の他方端部が位置する他方空間との間で、少なくとも要求される断熱性能が異なるものであれば、本発明を種々の貯湯タンクに適用することができる。

以上に開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考慮されるべきである。本発明の範囲は、以上の実施の形態ではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての修正や変形を含むものである。

本発明の一つの実施の形態における貯湯タンクを示す縦断面図である。

符号の説明

１０：貯湯タンク、１１：内容器、１２：外装ケース、１３：真空断熱材、１４：シート状断熱材。

Claims (4)

1. 液体を収容する容器と、
   この容器の周りの空間を包囲する箱体とを備え、
   前記容器と前記箱体との間の空間は前記容器の一方端部が位置する一方空間と前記容器の他方端部が位置する他方空間とを含み、
   前記一方空間の大部分には真空断熱材が配置され、前記他方空間の大部分にはシート状断熱材が配置されている、貯湯タンク。
2. 前記一方空間は前記容器の上部が位置する上部空間であり、前記他方空間は前記容器の下部が位置する下部空間である、請求項１に記載の貯湯タンク。
3. 当該貯湯タンクは、ヒートポンプ給湯機用貯湯タンクである、請求項１または請求項２に記載の貯湯タンク。
4. 前記一方空間と前記他方空間の境界部分には、前記真空断熱材と前記シート状断熱材とが重なり合うように配置されている、請求項１から請求項３までのいずれか１項に記載の貯湯タンク。

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