JP2012163258A

JP2012163258A - 貯湯式給湯装置

Info

Publication number: JP2012163258A
Application number: JP2011024031A
Authority: JP
Inventors: Toshinori Sugiki; 稔則杉木; Tadaaki Yanagi; 忠明柳
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2011-02-07
Filing date: 2011-02-07
Publication date: 2012-08-30

Abstract

【課題】断熱材の輸送効率を悪化させず、破損の可能性を低減し、且つ貯湯タンクとの密着度を高めることのできる断熱構造を有する貯湯式給湯装置を提供する
【解決手段】円筒形状の貯湯タンク２を有する給湯タンクユニット１において、貯湯タンク２の円筒側面には、発泡スチロールで成形された断熱材（非真空断熱材）７が設けられ、更にその外側に真空断熱材４が設けられている。断熱材７は、平板状に成形された断熱材の一方の面に、一辺から対向する他辺へ向かって一方向に延在する複数のスリット溝８が設けられ、スリット溝８の延在方向が貯湯タンク２の円筒中心軸方向となる向きで一方の面を貯湯タンク２の円筒側面に密着させるように湾曲させて実装される。スリット溝８の最深部には、Ｒ加工部９を設けることが好ましい。
【選択図】図５

Description

本発明は、貯湯式給湯装置に関する。

ヒートポンプ式給湯機の貯湯タンクユニットは、最高約９０℃の温水が貯湯される。このため、貯湯タンクの周囲には、保温性能を向上させることを目的として真空断熱材を取り付けることが広く知られている。しかしながら、真空断熱材は熱劣化し易い特性を有している。このため、貯湯タンクに直接真空断熱材を密着させて取り付ける構成は、熱による経年変化の影響により、真空断熱材の保温性能が年々低下するという問題がある。

そこで、例えば、特許文献１では、円筒形状を有する貯湯タンクの周囲に非真空断熱材を設け、更に貯湯タンクの外周形状に沿って湾曲した真空断熱材を当該非真空断熱材の外側に設けることが提案されている。この構成によれば、真空断熱材が直接貯湯タンクに密着されることがないため、真空断熱材の熱劣化による熱伝導率の低下が抑制される。これにより、貯湯タンクユニットの保温性能の低下を防ぎ、高断熱性能を維持することができる。

特開２０１０−９１１３４号公報

しかしながら、上記従来の装置のように、非真空断熱材（例えば発泡スチロール）を円筒形状の貯湯タンクに密着させる構成とすると、非真空断熱材の形状が貯湯タンクの円筒局面に沿ったＵ字形状になってしまう。このため、このような形状の非真空断熱材を使用することとすると、輸送効率が悪い、輸送時や貯湯タンクへの実装時に薄肉部が破損し易い、或いは成形後の反り等によって貯湯タンクに密着しないといった課題を有していた。

本発明は、上記のような課題を解決するためになされたもので、断熱材の輸送効率を悪化させず、破損の可能性を低減し、且つ貯湯タンクとの密着度を高めることのできる断熱構造を有する貯湯式給湯装置を提供することを目的とする。

本発明に係る貯湯式給湯装置は、円筒形状の貯湯タンクに蓄えた湯を給湯端末に供給する貯湯式給湯装置であって、貯湯タンクの円筒側面を覆う非真空断熱材と、非真空断熱材の更に外側を覆う真空断熱材と、を備え、非真空断熱材は、平板状に成形された基材と、基材の一方の面に形成され、一辺から対向する他辺へ向かって一方向に延在する複数のスリット溝と、を有し、スリット溝の延在方向が貯湯タンクの円筒中心軸方向となる向きで一方の面を貯湯タンクの円筒側面に密着させて設けられていることを特徴とするものである。

本発明によれば、貯湯タンクの保温性能の経年的低下を抑制しつつ、断熱材の輸送効率を悪化させず、断熱材の破損を抑え、且つ貯湯タンクとの密着度を高めることのできる断熱構造を得ることが可能となる。

貯湯タンクユニット（貯湯式給湯装置）の立体斜視図である。従来の貯湯タンクユニットのＢ−Ｂ断面図である。従来の貯湯タンクユニットのＡ−Ａ断面図である。貯湯タンクへの断熱材の取り付け過程を示すＡ−Ａ断面図である。本実施の形態１に係る貯湯タンクユニットの断熱材構造を説明するための図である。断熱材のスリット溝の形状についての一例を示す図である。図６に示す断熱材を貯湯タンクに沿って湾曲させた場合の様子を示す図である。断熱材のスリット溝の形状についての他の一例を示す図である。断熱材のスリット溝の形状についての他の一例を示す図である。

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。尚、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。また、この実施の形態により本発明が限定されるものではない。

実施の形態１．
[本実施の形態の特徴]
図１は、従来および本発明の実施の形態とに共通する貯湯タンクユニット１（貯湯式給湯装置）の立体斜視図を示す。以下、図１に示す貯湯タンクユニット１のＡ−Ａ断面図およびＢ−Ｂ断面図を用いて、本発明の特徴的構成である貯湯タンクの断熱材構造について説明する。尚、貯湯タンクユニット１は、後述する貯湯タンクの他に、該貯湯タンクに水を供給するための給水配管、貯湯タンクから湯を取り出すための給湯配管、水と湯を混合して所定温度の湯を供給するための混合弁、水を加熱するための熱源（電気ヒータやヒートポンプユニット）などを備えているが、以下に示す図では、貯湯タンクおよびその断熱材の構成のみを示し、他の配管構造等については、図示および詳細な説明を省略することとする。

図２は従来の貯湯タンクユニットのＢ−Ｂ断面図を、図３は従来の貯湯タンクユニットのＡ−Ａ断面図を、それぞれ示している。これらの図に示すとおり、貯湯タンクユニット１は、高温の湯(温水)が貯湯される貯湯タンク２を備えている。貯湯タンク２は円筒形状に形成され、その円筒側面部には断熱材３が密着されている。断熱材３は、貯湯タンク２の円筒側面に密着する中空円筒形状を複数個に分割（図では２分割）した形状を有し、例えば発泡スチロール等の発泡性の成型断熱材（非真空断熱材）によって形成されている。また、断熱材３の外側には、更に真空断熱材４がその側面に沿って設けられている。更に、貯湯タンクの上面部および底面部には、タンク形状に合わせた凹部が形成された断熱材５，６がそれぞれ設けられている。尚、断熱材５，６は、断熱材３と同様に、発泡スチロール等の発泡性の成型断熱材（非真空断熱材）によって形成されている。

このような構造によれば、真空断熱材４が直接貯湯タンク２に密着しないため、真空断熱材４の熱劣化を防止することができる。これにより、真空断熱材４の熱伝導率の低下による保温性能の低下を有効に抑制することができるので、長期間高断熱性能が維持できる貯湯タンク２を備えた貯湯タンクユニット１を提供することができる。

しかしながら、上述した断熱材構造は以下の課題を有している。図４は、貯湯タンク２への断熱材３の取り付け過程を示すＡ−Ａ断面図である。この図に示すとおり、断熱材３は、それぞれ均一な厚みで成形された半円筒状の形状を有しており、この断熱材３に対応する形状を有する成形型を用いて成型される。この際、断熱材３として使用される発泡スチロールなどの発泡材のビーズを発泡させるためには、発泡材の厚みとして、最低１０ｍｍ程度が必要となる。このため、半円筒形状に成形された断熱材３は薄肉でもあり、輸送時や貯湯タンクへの実装時に破損しやすいという課題を有している。

また、断熱材３の成形後の形状はＵ字形状であり、輸送効率の悪化を招くという課題を有している。更に、断熱材３を上方向へ段積する際にＵ字形状の内側部を上方向へ向けた場合、段積みが不安定となり荷崩れが発生するおそれがある。また、反対にＵ字形状の内側部を下方向へ向けた場合、断熱材３の端部に荷重が集中し、下に位置する断熱材３が破損するおそれがある。また、この課題を輸送冶具等で補うこととすると、その治具構成が大掛かりとなり費用がかかる課題も有している。更に、断熱材３のような薄肉Ｕ字形状は、成型後の変形（反り）が大きい。このため、断熱材３の曲率が貯湯タンク２のそれからずれてしまうと、貯湯タンク２への密着度が低下してしまうという課題を有している。

そこで、本発明の本実施の形態に係る貯湯タンクユニット１では、これらの課題を解決すべく、以下の断熱材構造を採ることとしている。図５は、本実施の形態に係る貯湯タンクユニットの断熱材構造を説明するための図である。この図に示すとおり、本実施の形態に係る貯湯タンクユニット１では、上述した図２乃至図４に示す断熱材３に替えて、スリット溝８が複数形成された平板形状の断熱材７を用いている。より具体的には、断熱材７は、上述した断熱材３と同様の断熱材料を用いて平板形状に成型された非真空断熱材であって、貯湯タンク２の側面との接触面には、該貯湯タンク２の円筒高さ方向に延在する複数のスリット溝８が設けられている。このような構成によれば、図５に示すとおり、スリット溝８の設けられた面を内側として貯湯タンク２の円筒側面に沿って断熱材７を湾曲させることが可能となる。これにより、平板状の断熱材７を用いつつ半円筒形状に形成された断熱材３と同等の断熱性能を発揮することができる。また、平板形状の断熱材７は、平面上に段積みすることが可能となる。このため、輸送効率の悪化を防ぐとともに、輸送時の破損の発生リスクも抑えることが可能となる。

更に、断熱材７による断熱構造によれば、貯湯タンク２の円筒曲率に応じて、断熱材７の湾曲度合を調整することができる。このため、貯湯タンク２および断熱材７の成形誤差を有効に許容して該貯湯タンク２に断熱材７を密着させることが可能となる。

ところで、上述した実施の形態では、断熱材７に成形されたスリット溝８に関して、その形状（溝深さ）や数量について特に限定していないが、これらについては、貯湯タンク２の円筒側面に断熱材７が密着するように適宜設定することとすればよい。

例えば、断熱材７のスリット溝６は、以下のような形状を採ることができる。図６は、断熱材７のスリット溝８の形状についての一例を示す図である。尚、この図は、断熱材７をスリット溝８の延在方向に対して垂直な平面で切断した場合の断面図を示している。この図に示すとおり、断熱材７に形成されたスリット溝８は、先端部がテーパー状を成し、中間部は隣りあうスリット溝８の側面と平行形状で、その最深部にＲ加工部９を設けることとしてもよい。これにより、曲げ時に最も内側となる部位はテーパー状のため貯湯タンク２の円周曲率に対応しやすくなるとともに、スリット溝８の最深部に発生する曲げ時の応力集中を有効に緩和して断熱材７の破損を抑えることができる。

図７は、図６に示す断熱材７を貯湯タンク２に沿って湾曲させた場合の様子を示す図である。この図に示すとおり、図６に示す断熱材７を湾曲させると、Ｒ加工部９に空気層１０が形成される。これにより、真空断熱材５の内側が断熱材７と空気層１０との二重断熱層となるため、更なる高断熱性能を維持することが可能となる。

図８は、断熱材７のスリット溝８の形状についての他の一例を示す図である。尚、この図は、断熱材７をスリット溝８の延在方向に対して垂直な平面で切断した場合の断面図を示している。この図に示す断熱材７では、スリット溝８が断熱材７の面に対して斜めに設けられている。このような構成の断熱材７によれば、図中の矢印の方向に沿って曲げ加工がし易いという利点がある。また、図８に示す断熱材７の構成においても、スリット溝８の最深部にＲ加工部９を設けたことにより、応力集中の緩和を図るとともに、断熱材７と空気層１０との二重断熱層による高断熱性能の維持を図ることができる。

図９は、断熱材７のスリット溝８の形状についての他の一例を示す図である。尚、この図は、断熱材７をスリット溝８の延在方向に対して垂直な平面で切断した場合の断面図を示している。この図に示す断熱材７では、スリット溝８が形成されている面の反対面に、スリット溝８と同じ方向に延在する補助スリット溝１１が設けられている。このような構造によれば、平板状の断熱材７を曲げる際に内側面に位置するスリット溝８が埋まるとともに、外側面の補助スリット溝１１が広がる。これにより、断熱材７の曲げ自由度を更に高めるとともに、スリット溝８の最深部への応力集中を有効に分散させることができる。また、図８に示す断熱材７を湾曲させると、補助スリット溝１１が広がった空間に空気層が形成される。これにより、真空断熱材５の内側が断熱材７と空気層１０との二重断熱層となるため、更なる高断熱性能を維持することが可能となる。

なお、図示しないが断熱材７のスリット溝が形成されている面の反対側に、シート状の補強部材を接着したり、一体的に成形したりしてもよい。このシート状の補強部材は曲げに対する伸縮性を備え、スリット溝８による断熱材７の部分的な強度低下を補うものであればよい。このような構造によれば、平板状の断熱材７を曲げる際に内側面に位置するスリット溝８を埋めるように外周から応力をかけたとき、シート状の補強部材により安定して均一な外周からの応力付加が可能となり、組み立て性が向上する。

１貯湯タンクユニット（貯湯式給湯装置）
２貯湯タンク
４真空断熱材
７断熱材（非真空断熱材）
８スリット溝
９Ｒ加工部
１１補助スリット溝

Claims

円筒形状の貯湯タンクに蓄えた湯を給湯端末に供給する貯湯式給湯装置であって、
前記貯湯タンクの円筒側面を覆う非真空断熱材と、
前記非真空断熱材の更に外側を覆う真空断熱材と、を備え、
前記非真空断熱材は、
平板状に成形された基材と、
前記基材の一方の面に形成され、一辺から対向する他辺へ向かって一方向に延在する複数のスリット溝と、
を有し、前記スリット溝の延在方向が前記貯湯タンクの円筒中心軸方向となる向きで前記一方の面を前記貯湯タンクの円筒側面に密着させて設けられていることを特徴とする貯湯式給湯装置。
前記非真空断熱材は発泡スチロールで成形された断熱材であることを特徴とする請求項１記載の貯湯式給湯装置。
前記非真空断熱材は、前記スリット溝の最深部にＲ加工されたＲ加工部を更に備えることを特徴とする請求項１または２記載の貯湯式給湯装置。
前記スリット溝は、その溝深さ方向が前記基材の面に対して所定の斜角となるように成形されていることを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項記載の貯湯式給湯装置。
前記非真空断熱材は、
前記基材を挟んで前記スリット溝と対向する位置に成形された複数の補助スリット溝を更に備えることを特徴とする請求項１乃至４の何れか１項記載の貯湯式給湯装置。
前記非真空断熱材は、
前記基材を挟んで前記スリット溝と対向する位置の面側に補強用のシート状補強部材を備えることを特徴とする請求項１乃至５の何れか１項記載の貯湯式給湯機。