JP2009511372A - 温水タンク - Google Patents

Abstract

外側容器（１４）と、外側容器（１４）の内部に配置され、温水を収容し、かつ外側容器（１４）から間隔をあけて配置される内側容器（１２）とを含む温水タンク（１０）が開示される。内側容器（１２）と外側容器（１４）との間には断熱層（２６）が配置される。内側容器（１２）は平面多角形の壁（２２ａ、２２ｂ、２８、２８ｂ）を備え、外側容器（１４）は平面多角形の壁（２４ａ、２４ｂ、３０ａ、３０ｂ）を備える。内側容器（１２）および／または外側容器（１４）は、温水タンク（１０）の内部圧力を相殺して温水タンク（１０）がその形状を維持するように構成されたサポート部材（１６）を備える。

Description

本発明は、外側容器と、外側容器内に配置され、温水を収容し、かつ外側容器から間隔をあけて配置されている内側容器と、内側容器と外側容器との間に配置される断熱層とを有する温水タンクに関する。

このタイプの温水タンクを、例えば、用水設備のボイラーとして、または加熱装置のバッファー貯蔵部として使用してもよい。

そのような温水タンクは、例えば、独国特許出願公開第３５ ２７ ３１５Ａ１号明細書から公知である。外側容器および内側容器はほぼ円筒状であり、比較的薄肉の材料から、例えば鋼板から製造される。外側容器と内側容器との間には断熱フォームが配置される。それゆえ、内側容器、断熱層および外側容器で構成される、断熱性を有しかつ機械的な安定性を有する複合構造を提供できる。

例えば、自動車、特にトレーラーハウスまたは他のキャンピングカーにおいて起こるような、空間に制限のある条件において、このタイプの温水タンクを使用することも望ましい。

本発明の目的は、所定の空間条件に効果的に適応でき、かつ高い費用効率で製造できる温水タンクを提供することにある。

この目的は、独立請求項の特徴によって達成される。本発明の有利な発展形態は、従属請求項によって特徴づけられる。

第１の態様によれば、初めに述べたタイプの温水タンクは、内側容器が平面多角形の壁を有し、かつ外側容器が平面多角形の壁を有する点に特色を有する。内側容器および／または外側容器の平面多角形の壁は、温水タンクの内部圧力を相殺して温水タンクがその形状を保つように設計されるサポート部材を有する。

温水タンクの平面多角形の壁により、温水タンクを所望の構造およびジオメトリの空間に適応させることが可能となる。それゆえ、所望の形状の空間を、温水タンクを収容するために特に効果的に用いることができる。さらに、サポート部材によって、温水タンクの平面多角形の壁の設計を寸法的に安定性のある設計にできる。特に、温水タンクの内部圧力によって平面多角形の壁に変形が発生する状況を回避することが可能である。

本発明の有利な改良形態では、内側容器は、互いに対向しかつ互いに平行である少なくとも２つの多角形の壁を有し、かつ外側容器は、互いに対向しかつ互いに平行である少なくとも２つの多角形の壁を有する。それゆえ、温水タンクを、特に、平行な壁を有する空間にフィットさせることが可能となる。

本発明の有利な改良形態では、内側容器は少なくとも４つの多角形の壁を有し、そのうちの２つはそれぞれ互いに対向しかつ互いに平行であり、かつ外側容器は少なくとも４つの多角形の壁を有し、そのうちの２つはそれぞれ互いに対向しかつ互いに平行である。

この利点は、温水タンクを、互いに平行である複数の壁を有する設置スペースに適応させ得ることである。

本発明の別の有利な実施形態では、内側容器の、互いに対向する少なくとも２つの多角形の壁は互いに合同であり、かつ外側容器の、互いに対向する少なくとも２つの多角形の壁は互いに合同である。

多角形の壁が矩形であると特に有利である。それゆえ、温水タンクを、直角に設計された設置スペースに適応させることが可能である。それゆえ、例えば温水タンクを、建物の、空間に制約のある地下のボイラー室において、および車両においても特に効果的に有利に使用できる。特に自動車の用途においては、すなわち、とりわけ利用できる空間が小さいトレーラーハウスまたは他のキャンピングカーにおいては、温水タンクを空いている空間に正確にフィットするように収容し、利用できないデッドスペースが生じないようにできる。

本発明の別の有利な実施形態では、サポート部材は少なくとも部分的に、外側容器の外側に配置される。これにより、サポート部材を後の段階で簡単に取り付けることができる。さらに、サポート部材に圧力を簡単に導入することが可能となる。

本発明の別の有利な改良形態では、サポート部材を少なくとも部分的に、外側容器の壁の型押し（ｓｔａｍｐｅｄ−ｏｕｔ）部分として設計する。これにより、外側容器の製造中または製造後に、サポート部材を簡単に製造できる。

本発明の別の有利な実施形態では、内側容器は非腐食性材料で構成される。内側容器が高級鋼で構成されると、特に有利である。この場合、内側容器は高耐腐食性および高機械的安定性を得ることが可能となる。

本発明の別の有利な実施形態では、外側容器は金属で構成される。外側容器が、アルミニウムおよびアルミニウム化合物からなる群から選択される材料で構成されると、特に有利である。この場合、外側容器の材料は、単位体積当たりの重さが軽く、かつ良好な機械的安定性が与えられることが特に有利である。さらに、この種の材料から製造される外側容器を、特に高い費用効率で製造できる。

本発明の別の有利な実施形態では、外側容器は、押出アルミニウムまたは押出アルミニウム化合物で構成される。それゆえ、外側容器の製造中でも、外付け（ｂｕｉｌｔ−ｏｎ）部品を外側容器に組み込むことが可能である。そのような外付け部品は、例えば、サポート部材または保持部材であってもよいが、測定装置用の接続部であってもよい。

本発明の別の有利な実施形態では、外側容器は、ハーフシェル形状の第１の部分、およびハーフシェル形状の第２の部分を有する。これにより、外側容器を特に単純に製造することおよび温水タンクを簡単に組立てることが可能となる。

本発明の別の特に有利な実施形態では、断熱層はポリウレタンフォームを有する。ポリウレタンフォームで構成される断熱層は、簡単にかつ高い費用効率で製造できる。

本発明の別の特に有利な実施形態では、断熱層は合成繊維材料を有する。合成繊維材料で構成される断熱層により、断熱層の高い機械的安定性とともに良好な断熱性が得られる。

第２の態様によれば、本発明は、外側容器のハーフシェル形状の第１の部分およびハーフシェル形状の第２の部分を準備し、外側容器の前記第１の部分の内側および前記第２の部分の内側へ発泡性のプラスチック材料を付与し、外側容器の前記ハーフシェル形状の第１の部分と前記ハーフシェル形状の第２の部分との間に内側容器を導入することによる、温水タンクの製造方法を特徴とする。この方法はさらに、補強装置により、外側容器の前記第１の部分および前記第２の部分と内側容器との固定を補強し、プラスチック材料の発泡硬化により、断熱層が内側容器と外側容器の前記ハーフシェル形状の第１および第２の部分との間に形成されるまで、大気圧超の内部圧力を内側容器に作用させ、内側容器の内部圧力を周囲圧力まで低減させ、補強装置を除去することを含む。

本発明の例示的実施形態を以下、図面を参照して説明する。

同一の設計または機能の要素には、全図を通して同一の参照符号を与えている。

図１は、内側容器１２が内部に配置される外側容器１４を有する温水タンク１０の斜視図を示す。外側容器１４は、上壁２４ａおよび下壁２４ｂ、側壁３０ａ、３０ｂおよび端壁３２を有する。外側容器の壁２４ａ、２４ｂ、３０ａ、３０ｂ、３２は、ここでは矩形設計であるが、他の所望の平面多角形状をしていてもよい。それぞれ、内側容器１２の壁２４ａ、２４ｂ、３０ａ、３０ｂのうちの２つは、互いに対向しているが、互いに斜角に配置されてもよい。

外側容器１４は、その壁２４ａ、２４ｂ、３０ａ、３０ｂ、３２にサポート部材１６を有し（図では部分的に隠されている）、サポート部材は、温水タンク１０を内部圧力の変動に対して機械的に安定させる働きをする。

ここで示す実施形態では、端壁３２のサポート部材１６は、隆起するように設計されているが、外側容器１４の壁２４ａ、２４ｂ、３０ａ、３０ｂのサポート部材１６は、外側容器１４の壁２４ａ、２４ｂ、３０ａ、３０ｂの型押し部分として設計される。しかしながら、代替的な実施形態では、端壁３２のサポート部材１６を端壁３２の型押し部分として設計してもよく、または壁２４ａ、２４ｂ、３０ａ、３０ｂのサポート部材１６を隆起した設計にしてもよい。

温水タンクは、第１の接続部１８および第２の接続部２０を有する。例えば、用水タンクとして温水タンク１０を使用すると、例えば、第２の接続部２０を介して温水タンク１０に冷水が導入されて、加熱された温水を第１の接続部１８から抜出すことができる。一方、例えば、加熱装置用のバッファー貯蔵部として温水タンク１０を使用すると、第１の接続部１８を介して温水タンク１０に、バーナ（図示せず）によって加熱された温水が導入されて、第２の接続部２０を介して冷たい水がバーナに戻されて加熱される。

図２に、図１の温水タンク１０の長手方向断面図を示し、図３に、図１の温水タンク１０の断面図を示す。

内側容器１２と外側容器１４との間には、断熱層２６が配置されている。断熱層２６は、ポリウレタンフォームを含むことが好ましい。さらに、断熱層が、断熱層に良好な断熱性能および高い機械的安定性を与える合成繊維材料を有すると、有利である。断熱層２６は、温水タンク１０の周囲の領域に関して、内側容器１２に収容された温水が冷却されないように保護する働きをする。

内側容器１２は、上壁２２ａ、下壁２２ｂ、側壁２８ａ、２８ｂおよび端壁３１を有する。内側容器１２の壁２２ａ、２２ｂ、２８ａ、２８ｂ、３１は、ここで示す実施形態では矩形である。さらに、それぞれ、内側容器１２の壁２２ａ、２２ｂ、２８ａ、２８ｂのうちの２つは、互いに対向している。しかしながら、内側容器１２の壁２２ａ、２２ｂ、２８ａ、２８ｂは、他の所望の多角形状をしていてもよく、互いに斜角に配置されてもよい。

内側容器１２および外側容器１４は、好ましくはそれぞれ金属で構成される。

内側容器１２が高級鋼で構成されると、特に好ましい。なぜならこの場合、内側容器１２の腐食を防止し、かつ内側容器の高い安定性を達成し得るからである。

外側容器１２は好ましくは、アルミニウムまたはアルミニウム化合物で構成される。特に、外側容器１４を押出アルミニウムまたは押出アルミニウム化合物から製造してもよい。アルミニウムまたはアルミニウム化合物で構成される押出成形品が、特に有利である。なぜならこれらにおいては、例えば、型押し部分として設計されるかまたは壁２４ａ、２４ｂ、３０ａ、３０ｂ、３２に配置されるサポート部材１６を、外側容器１４の壁の一体部分として特に効果的に形成できるからである。さらに、これらの材料は非常に軽量であり、これは、とりわけ自動車での用途において特に有利である。

図１〜３に示す温水タンク１０を、様々な空間的な形状およびジオメトリに非常に効果的に適応させ得る。例えば、温水タンク１０が自動車での用途において、例えばトレーラーハウスまたは別のキャンピングカーなどにおいて使用される場合、特に、温水タンク１０の高さを、例えばこの種の車両で多くの場合に利用できる高さが小さい設置スペースでも、温水タンク１０に利用することができるように適応させ得る。

図４は、温水タンク１０の別の実施形態の断面図を示す。外側容器１４は、ハーフシェル（半殻；ｈａｌｆ ｓｈｅｌｌ）形状の第１の部分３４およびハーフシェル形状の第２の部分３６を有する。外側容器１４のハーフシェル形状の第１の部分３４およびハーフシェル形状の第２の部分３６を、接続部材３８によって互いに確実に接続できるように設計する。外側容器１４の２部品構成は、以下に示すように、温水タンク１０の製造において特に有利である。

以下、温水タンク１０の製造方法を詳細に示す。

まず、外側容器１４のハーフシェル形状の第１の部分３４およびハーフシェル形状の第２の部分３６を準備する。次に外側容器１４のハーフシェル形状の第１の部分３４およびハーフシェル形状の第２の部分３６の内側にそれぞれ発泡性のプラスチック材料を付与する。

次に、外側容器１４のハーフシェル形状の第１の部分３４とハーフシェル形状の第２の部分３６との間に内側容器１２を導入する。これは好ましくは、まず内側容器１２を、例えば、ハーフシェル形状の第２の部分３４に対して設け、次に外側容器１４のハーフシェル形状の第１の部分３６を内側容器１２に被せることで行われる。別の好ましい実施形態では、まず外側容器１４のハーフシェル形状の第１の部分３４およびハーフシェル形状の第２の部分３６を互いに接続して、次に外側容器１４のハーフシェル形状の第１の部分３４およびハーフシェル形状の第２の部分３６で構成される複合構造の間に内側容器１２を押込む。こうして、図４の実施形態に示すように、温水タンク１０の基本形状が、用意される。

次に内側容器１２を外側容器１４の第１の部分３４および第２の部分３６と共に、補強装置（図示せず）によって補強し、かつ内側容器１３に、大気圧超の内部圧力を作用させる。大気圧超の内部圧力による内側容器１２への作用は、特に有利である。なぜなら、発泡性のプラスチック材料は、発泡中、その体積が増大し得、これにより内側容器１２に変形をもたらすかもしれないからである。極端な場合では、内側容器１２の壁２２ａ、２２ｂ、２８ａ、２８ｂ、３１のうちの１つが押圧されるかまたは発泡性のプラスチック材料によって裂けて破れることによって、内側容器１２が破壊される可能性すらある。

断熱層２６は、内側容器１２と外側容器１４のハーフシェル形状の第１の部分３４およびハーフシェル形状の第２の部分３６との間でプラスチック材料が発泡硬化することにより形成される。内側容器１２、断熱層２６および外側容器１４は、サンドイッチ構造を形成する。発泡性のプラスチック材料の発泡硬化が終了して、断熱層２６が、内側容器１２と外側容器のハーフシェル形状の第１の部分３４およびハーフシェル形状の第２の部分３６との間に形成された後、内側容器１２の内部圧力を周囲圧力まで低減させる。

次に、好ましくは、接続部材３８を、外側容器１４のハーフシェル形状の第１の部分３４とハーフシェル形状の第２の部分３６との間の接続点において取り付けて、外側容器１４のハーフシェル形状の第１及び第２の部分３４、３６との間に確実な接続をもたらし、それゆえ、安定的な機械的構造の温水タンク１０を達成することができる。

最後に、補強装置を温水タンク１０から除去する。

温水タンクの、部分的に切り欠いた斜視図である。 第１の実施形態における温水タンクの図１の線ＩＩ−ＩＩに沿った長手方向断面図である。 第１の実施形態における温水タンクの図２の線ＩＩＩ−ＩＩＩに沿った断面図である。 別の実施形態における温水タンクの断面図である。

Claims (16)

1. 外側容器（１４）と、
   前記外側容器（１４）内に配置され、温水を収容し、かつ前記外側容器（１４）から間隔をあけて配置されている内側容器（１２）と、
   前記内側容器（１２）と前記外側容器（１４）との間に配置される断熱層（２６）とを有する温水タンク（１０）であって、
   前記内側容器（１２）は平面多角形の壁（２２ａ、２２ｂ、２８ａ、２８ｂ）を有し、
   前記外側容器（１４）は平面多角形の壁（２４ａ、２４ｂ、３０ａ、３０ｂ）を有し、かつ
   前記内側容器（１２）および／または前記外側容器（１４）の前記平面多角形の壁（２２ａ、２２ｂ、２４ａ、２４ｂ、２８ａ、２８ｂ、３０ａ、３０ｂ）は、前記温水タンク（１０）の内部圧力を相殺して前記温水タンク（１０）がその形状を保つように設計されたサポート部材（１６）を有することを特徴とする、温水タンク（１０）。
2. 前記内側容器（１２）が、互いに対向しかつ互いに平行である少なくとも２つの多角形の壁（２２ａ、２２ｂ、２８ａ、２８ｂ）を有し、かつ前記外側容器（１４）が、互いに対向しかつ互いに平行である少なくとも２つの多角形の壁（２４ａ、２４ｂ、３０ａ、３０ｂ）を有することを特徴とする、請求項１に記載の温水タンク（１０）。
3. 前記内側容器（１２）が少なくとも４つの多角形の壁（２２ａ、２２ｂ、２８ａ、２８ｂ）を有し、そのうちの２つがそれぞれ互いに対向しかつ互いに平行であり、かつ前記外側容器（１４）が少なくとも４つの多角形の壁（２４ａ、２４ｂ、３０ａ、３０ｂ）を有し、そのうちの２つがそれぞれ互いに対向しかつ互いに平行であることを特徴とする、請求項１または２に記載の温水タンク（１０）。
4. 前記内側容器（１２）の、互いに対向する少なくとも２つの多角形の壁（２２ａ、２２ｂ、２８ａ、２８ｂ）が互いに合同であり、かつ前記外側容器（１４）の、互いに対向する少なくとも２つの多角形の壁（２４ａ、２４ｂ、３０ａ、３０ｂ）が互いに合同であることを特徴とする、請求項１〜３のいずれか一項に記載の温水タンク（１０）。
5. 前記多角形の壁（２２ａ、２２ｂ、２４ａ、２４ｂ、２８ａ、２８ｂ、３０ａ、３０ｂ）が矩形であることを特徴とする、請求項１〜４のいずれか一項に記載の温水タンク（１０）。
6. 前記サポート部材（１６）が少なくとも部分的に、前記外側容器（１４）の１つの壁に配置されることを特徴とする、請求項１〜５のいずれか一項に記載の温水タンク（１０）。
7. 前記サポート部材（１６）が少なくとも部分的に、前記外側容器（１４）の前記壁（２４ａ、２４ｂ、３０ａ、３０ｂ）の型押し部分として設計されることを特徴とする、請求項１〜６のいずれか一項に記載の温水タンク（１０）。
8. 前記内側容器（１２）が非腐食性材料で構成されることを特徴とする、請求項１〜７のいずれか一項に記載の温水タンク（１０）。
9. 前記内側容器（１２）が高級鋼で構成されることを特徴とする、請求項１〜８のいずれか一項に記載の温水タンク（１０）。
10. 前記外側容器（１４）が金属で構成されることを特徴とする、請求項１〜９のいずれか一項に記載の温水タンク（１０）。
11. 前記外側容器（１４）が、アルミニウムおよびアルミニウム化合物からなる群から選択される材料で構成されることを特徴とする、請求項１〜１０のいずれか一項に記載の温水タンク（１０）。
12. 前記外側容器（１４）が押出アルミニウムまたは押出アルミニウム化合物で構成されることを特徴とする、請求項１〜１１のいずれか一項に記載の温水タンク（１０）。
13. 前記外側容器（１４）が、ハーフシェル形状の第１の部分（３４）およびハーフシェル形状の第２の部分（３６）を有することを特徴とする、請求項１〜１２のいずれか一項に記載の温水タンク（１０）。
14. 前記断熱層（２６）がポリウレタンフォームを有することを特徴とする、請求項１〜１３のいずれか一項に記載の温水タンク（１０）。
15. 前記断熱層（２６）が合成繊維材料を有することを特徴とする、請求項１〜１４のいずれか一項に記載の温水タンク（１０）。
16. 前記外側容器（１４）のハーフシェル形状の第１の部分（３４）およびハーフシェル形状の第２の部分（３６）を準備する工程と、
    前記外側容器（１４）の前記第１の部分（３４）の内側および前記第２の部分（３６）の内側に発泡性のプラスチック材料を付与する工程と、
    前記外側容器（１４）の前記ハーフシェル形状の第１の部分（３４）と前記ハーフシェル形状の第２の部分（３６）との間に前記内側容器（１２）を導入する工程と、
    補強装置により、前記外側容器（１４）の前記第１の部分（３４）および前記第２の部分（３６）と前記内側容器（１２）との固定を補強して、前記プラスチック材料の発泡硬化により、前記断熱層（２６）が前記内側容器（１２）と前記外側容器（１４）の前記ハーフシェル形状の第１および第２の部分（３４、３６）との間に形成されるまで、大気圧超の内部圧力を前記内側容器（１２）に作用させる工程と、
    前記内側容器（１２）の前記内部圧力を周囲圧力まで低減させる工程と、
    前記補強装置を除去する工程と、
    を含む、請求項１に記載の温水タンク（１０）の製造方法。

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