JP2012013355A - 貯湯タンク及びそれを備えた給湯機 - Google Patents

Abstract

【課題】過負圧に対する強度が高い給湯機の貯湯タンクを提供する。
【解決手段】筒型形状の胴部１と、前記胴部１の両端を閉塞するように一体化された鏡板２からなるステンレス製の貯湯タンクにおいて、前記胴部１に、ステンレスの溶接用ワイヤを溶かし込んで突起状のビ−ド４を構成し、前記突起状のビード４を凸状または凹状に成形した補強部５、６を円周上に構成したもので、胴部１の板厚を減少させることなく、過負圧による変形を防止することができる給湯機の貯湯タンクを提供することができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、ヒーターまたはヒートポンプ機構を備えた給湯機の貯湯タンクに関するものである。

従来の貯湯式電気給湯機の貯湯タンクの例として、図３に示されるようなものがある（例えば、特許文献１参照）。

図３は、上記特許文献１に開示された従来の貯湯式電気給湯機の貯湯タンクの断面図である。

図３において、従来のヒーターやヒートポンプ機構で温水をつくり貯湯する貯湯式電気給湯機の貯湯タンクは、鉄にガラスを溶着させたホーロー製やステンレス製で、筒型形状の胴部７に、その両端を閉塞するように鏡板８を取り付けて一体化されていた。

これらの貯湯タンクは円筒形状であり、胴中央部が過負圧で変形しやすいため、胴部７に補強リブ９を設けることで過負圧に対する強度を高めていた。

特許第２５６２０６０号公報

しかしながら、上記特許文献１に記載されたような従来の貯湯式電気給湯機の貯湯タンクの構成では、胴部７に構成された補強リブ９の板厚が加工により減少するため、貯湯タンク内の圧力変動による疲労破壊が補強リブ９部に発生しやすくなることや、補強リブ９の強度を高めるため深く加工すると機械加工時に割れが発生しやすいという課題があった。また、胴部７に補強リブ９を設けるための設備や金型は、胴部７を内外から押さえる必要があるため、大型化するという課題があった。

本発明は、上記従来の課題を解決するもので、過負圧に対する強度が高い給湯機の貯湯タンクを提供することを目的とする。

前記従来の課題を解決するために本発明の貯湯タンクは、筒型形状の胴部と、前記胴部の両端を閉塞するように形成した鏡板とからなるステンレス製タンクを備え、前記ステンレス製タンクの胴部にステンレスワイヤを溶かし込んで突起状のビ−ドを形成し、前記突起状のビードを凸状または凹状に成形した補強部を有することを特徴とするもので、胴部の板厚を減少させることなく、過負圧による変形を防止することができる貯湯タンクを提供することができる。

本発明によれば、過負圧に対する強度が高い給湯機の貯湯タンクを提供できる。

本発明の実施の形態１における貯湯タンクの概略断面図 同貯湯タンクの補強部の拡大断面図 従来の貯湯タンクの概略断面図

第１の発明は、筒型形状の胴部と、前記胴部の両端を閉塞するように形成した鏡板とからなるステンレス製タンクを備え、前記ステンレス製タンクの胴部にステンレスワイヤを溶かし込んで突起状のビ−ドを形成し、前記突起状のビードを凸状または凹状に成形した補強部を有することを特徴とする貯湯タンクで、過負圧に対する強度を向上させることができる。また、胴部にステンレスの溶接用ワイヤを溶かし込んで突起状のビ−ドを構成するため、胴部の板厚を増加させつつ、凸状または凹状に成形した補強部を円周上に構成できるため、加工時に割れが発生したり、経年的に疲労破壊が発生することを防止することができる。また、突起状のビードを胴部円周上の内側または外側に押し込むだけで、凸状または凹状に成形した補強部を構成できるため、成形するための金型は必要とせず、胴部内径と略同寸法のピンを胴部に通すか、または胴部外径と略同寸法のリングに胴部を通すことで凸状または凹状の補強部を形成することができる。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、この実施の形態によって本発明が限定されるものではない。

（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１における貯湯式電気給湯機の貯湯タンクの概略断面図、図２は、同貯湯式電気給湯機の貯湯タンクの補強部の拡大断面図である。

図１、２において、本実施の形態における貯湯式電気給湯機の貯湯タンクは、円筒形状のステンレス製で、筒型形状の胴部１と、この胴部１の両端を閉塞するように溶接された鏡板２から構成され、一方の鏡板２には、給湯口３ａが、他方の鏡板２には、給水口３ｂがそれぞれ溶接されている。

さらに、本実施の形態では、貯湯タンクの筒型形状の胴部１中央付近には、ステンレスのＴＩＧ自動溶接用ワイヤをＴＩＧ溶接機を用いて溶かし込み、突起状のビード４を１本ないしは複数本形成している。

ビード４の形成には、プレス機等の機械加工でなく、溶接機で形成できるため、胴部１を内側と外側からプレスするような設備や金型を必要としない。また、ビード４を形成後、ビード４を、プレス機で内側から外向きに押し出すか、または胴部１と略同内径のピン（図示せず）を胴部１に押し込むことにより、凸状の補強部５が成形される。

また、ビード４を形成後、ビード４をプレス機で外側から内向きに押すか、または、胴部１と略同外径のリング（図示せず）を押し込むことで、凹状の補強部６が成形される。胴部１と鏡板２は、フェライト系ステンレスであるＳＵＳ４４４を使用する場合もあり、ＳＵＳ４４５Ｊ１やＳＵＳ４４５Ｊ２を使用する場合もある。

これらのステンレスは、高クロムで低炭素の鋼種であり、一般に、耐水腐食性と溶接性に優れた鋼種として知られている。ステンレスの溶接用ワイヤは通常、胴部１と同種の材料を用い、胴部１がＳＵＳ４４４の場合はＳＵＳ４４４の溶接用ワイヤを使用し、胴部１がＳＵＳ４４５Ｊ１やＳＵＳ４４５Ｊ２の場合は、溶接用ワイヤもＳＵＳ４４５Ｊ１やＳＵＳ４４５Ｊ２を使用する。

貯湯タンクの大きさや板厚によっては、特に強度を必要とする場合があり、その場合は、ＳＵＳ４４４やＳＵＳ４４５Ｊ１やＳＵＳ４４５Ｊ２の胴部１に、オーステナイト系ス
テンレスのＳＵＳ３１６Ｌの溶接用ワイヤ使用する。

（社）溶接学会：溶接・接合便覧に記載されたシェフラ−の組織図にもあるように、フェライト系材料にオーステナイト系材料を溶かし込むことで、マルテンサイト化した組織が現れ、硬度が増すことが知られている。

ＳＵＳ４４４等のフェライト系ステンレスで構成された胴部１に、ＳＵＳ３１６Ｌ等のオーステナイト系材料を溶かし込んで突起状のビード４を構成することで、ＳＵＳ４４４等のフェライト系材料を溶かし込んで突起状のビード４を構成するよりも、強度の高いビード４を得ることができる。図２で示されるように、突起状のビード４は、胴部１の板厚両側に凸となる断面形状をしており、ビード４の厚みは板厚の約３倍程度である。

以上のように構成された本実施の形態における貯湯式電気給湯機の貯湯タンクについて、以下その動作、作用を説明する。

貯湯タンクは、給湯口３ａからタンク内のお湯を給湯し、給水口３ｂから減圧弁（図示せず）で一定の圧力に保たれた水が給水される構造となっている。貯湯タンク内には一定の圧力がかかるが、鏡板２と胴部１は溶接ですきまなく接合しているため、内部の水またはお湯が漏れることはない。

給湯口３ａからの給湯量が、給水口３ｂからの給水量よりも多い場合、貯湯タンク内は負圧になり変形しようとするが、変形しやすい胴部１には、凸状または凹状の補強部５、６が胴部１の強度体となり、変形を防止することができる。

また、プレス加工等で成形された補強リブのように板厚が減少することがないので、貯湯タンクの給湯口３ａの開け閉めによる圧力変動での疲労破壊が発生しにくく、耐久性の高い貯湯タンクを提供することができる。

なお、上記実施の形態では、ステンレス製の給湯タンクを例に説明したが、鉄にホーロー加工を行った給湯タンクで構成しても良く、その他溶接できる材料であれば何でも良い。

以上のように本発明にかかる給湯機の貯湯タンクは、ステンレス製タンクの胴部に、ステンレスの溶接用ワイヤを溶かし込んで突起状のビ−ドを構成し、前記突起状のビードを凸状または凹状に成形した補強部を円周上に構成しているため、簡素な構成で十分に過負圧での変形を防止することができる安全性の高い構成として有用である。

１ 胴部
２ 鏡板
３ａ 給湯口
３ｂ 給水口
４ ビード
５、６ 補強部

Claims (2)

1. 筒型形状の胴部と、前記胴部の両端を閉塞するように形成した鏡板とからなるステンレス製タンクを備え、前記ステンレス製タンクの胴部にステンレスワイヤを溶かし込んで突起状のビ−ドを形成し、前記突起状のビードを凸状または凹状に成形した補強部を有することを特徴とする貯湯タンク。
2. 前記請求項１記載の貯湯タンクを備えた給湯機。

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