JP2015172470A - 貯湯タンクユニットおよびその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】高い断熱性能を備えるとともに、低コストの貯湯タンクユニットおよびその製造方法を提供する。【解決手段】本発明の貯湯タンクユニット１は、加熱された温水が貯留される貯湯タンク２と、貯湯タンク２を内部に収容する外箱３と、貯湯タンク２と外箱３との間に充填され発泡して形成される発泡断熱材６とを備え、外箱３は、上板３ｄ、底板３ｅ、および側方に配置される側方板３ｂ、３ａ、３ｃを有して形成され、上板３ｄ、底板３ｅ、および側方板３ｂ、３ａ、３ｃのうちの少なくとも何れかの板の中央部が外方に向けて凸状に形成され、かつ、外箱３の外面は太陽光に対して遮光性を有している。【選択図】図９

Description

本発明は、貯湯タンクユニットおよびその製造方法に関する。

従来の貯湯タンクユニットとして、貯湯タンクの周囲を複数の成形断熱材で覆い、成形断熱材の周囲を外装ケースで覆うものが提案されている（特許文献１参照）。また、貯湯タンクユニットとして、貯湯タンクの周囲を真空断熱材などの断熱材で覆うものが提案されている（特許文献２参照）。

特開２０１１−１０６７９１号公報 特許第４７４５２６９号公報

しかしながら、特許文献１に記載の成形断熱材では、必ずしも断熱性能が良好とは言えない。
そこで、特許文献２に記載のように、真空断熱材を併用する技術が開発されている。

しかし、真空断熱材と成形断熱材とを併用した場合、真空断熱材が貯湯タンクの高熱により劣化するおそれがあるため、真空断熱材を貯湯タンクに密着させることができず、例えば貯湯タンクと真空断熱材との間に隙間を生じさせる場合、熱漏洩を十分に防ぐことができないという問題がある。

本発明は前記従来の問題を解決するものであり、高い断熱性能を備え、信頼性が高い貯湯タンクユニットおよびその製造方法を提供することを目的とする。

第１の本発明の貯湯タンクユニットは、加熱された温水が貯留される貯湯タンクと、前記貯湯タンクを内部に収容する外箱と、前記貯湯タンクと前記外箱との間に充填され発泡して形成される発泡断熱材とを備え、前記外箱は、上板、底板、および側方に配置される側方板を有して形成され、前記上板、前記底板、および前記側方板のうちの少なくとも何れかの板の中央部が外方に向けて凸状に形成され、かつ、前記外箱の外面は太陽光に対して遮光性を有している。

第２の本発明の貯湯タンクユニットの製造方法は、加熱された温水が貯留される貯湯タンクと、前記貯湯タンクを内部に収容し、上板、底板、および側方に配置される側方板を有して形成される外箱と、前記貯湯タンクと前記外箱との間に形成される発泡断熱材とを備える貯湯タンクユニットの製造方法であって、前記発泡断熱材の形成に際し、前記上板、前記底板、および前記側方板のうちの少なくとも何れかの板は、当該板の中央部に対向する箇所が外方に向けて凹形状を有する第１治具が外側の所定位置に配置され、前記発泡断熱材は、前記貯湯タンクと前記外箱との間に充填され発泡し、前記発泡断熱材の発泡時の内圧によって、前記上板、前記底板、および前記側方板のうちの少なくとも何れかの前記板は、前記第１治具に押し付けられ、前記板の中央部が外方に向けて凸形状を有して形成されている。

第３の本発明の貯湯タンクユニットの製造方法は、加熱された温水が貯留される貯湯タンクと、前記貯湯タンクを内部に収容し、上板、底板、および側方に配置される側方板を有して形成される外箱と、前記貯湯タンクと前記外箱との間に形成される発泡断熱材とを備える貯湯タンクユニットの製造方法であって、前記発泡断熱材の形成に際し、前記上板、前記底板、および前記側方板のうちの少なくとも何れかの板は、当該板の中央部に対向する箇所が外方に向けて凹形状を有するとともに当該板の端部に対向する箇所が平面である第２治具が外側の所定位置に配置され、前記発泡断熱材は、前記貯湯タンクと前記外箱との間に充填され発泡し、前記発泡断熱材の発泡時の内圧によって、前記上板、前記底板、および前記側方板のうちの少なくとも何れかの前記板は、前記第２治具に押し付けられ、前記板の中央部が外方に向けて凸形状を有するとともに前記端部が平面状に形成されている。

本発明によれば、高い断熱性能を備え、信頼性が高い貯湯タンクユニットおよびその製造方法を提供できる。

実施形態に係る貯湯タンクユニットを備えた給湯器を示す全体構成図。 実施形態に係る貯湯タンクユニットを前方斜め上方向から見た一部切り欠き斜視図。 貯湯タンクユニットを略水平面で切断した横断面図。 発泡断熱材の充填方法の一例を示す外箱と貯湯タンクの側方からの透視図であり、(ａ)は発泡断熱材の充填中を示す透視図、(ｂ)は発泡断熱材の充填終了時を示す透視図。 比較例の貯湯タンクユニットにおける貯湯タンクと外箱とを上方から見た上面図。 実施形態の貯湯タンクユニットにおける貯湯タンクと外箱とを上方から見た上面図。 (ａ)〜(ｃ)は比較例の貯湯タンクと外箱との間の空間に発泡断熱材を充填する工程を示す貯湯タンクユニットを水平面で切断した横断面図。 (ａ)〜(ｃ)は実施形態の貯湯タンクユニットの貯湯タンクと外箱との間の空間に発泡断熱材を充填する工程を示す貯湯タンクユニットを水平面で切断した横断面図。 (ａ)〜(ｃ)は実施形態の貯湯タンクユニットの貯湯タンクと外箱との間の空間に発泡断熱材を充填する工程を示す貯湯タンクユニットを鉛直面で切断した縦断面図。 (ａ)は発泡断熱材の充填、発泡作業時に上板に対向して配置されるやといの変形例を示す縦断面図、(ｂ)は発泡断熱材の充填、発泡作業後の外箱の上板廻りを示す縦断面図。 (ａ)は底板のやといの変形例を示す縦断面図、(ｂ)は発泡断熱材の充填、発泡作業後の外箱の下板廻りを示す縦断面図。 (ａ)は発泡断熱材の充填、発泡作業時に前板、側板、後板などに対向して配置されるやといの変形例を示す縦断面図、(ｂ)は発泡断熱材の充填、発泡作業後の外箱の前板、側板、後板などの廻りを示す縦断面図。 貯湯タンクユニットを示す斜視図。 給湯機の使用環境を示す概念図。 太陽光の日射スペクトルを示す図。 高日射反射率塗料と一般塗料の塗膜(マンセル明度Ｎ６．０グレー)の分光反射スペクトルの一例を示す図。

以下、本発明の実施形態について添付図面を参照して説明する。
図１は、実施形態に係る貯湯タンクユニットを備えた給湯器を示す全体構成図である。なお、図２以降では、貯湯タンクに接続される配管の図示を一部省略して示している。図２は、実施形態に係る貯湯タンクユニットを前方斜め上方向から見た一部切り欠き斜視図である。
実施形態の貯湯タンクユニット１を備えた給湯機Ｋ(図１参照)について説明する。
給湯機Ｋは、低温水を加熱して温水(お湯)を作るヒートポンプユニット１０と、該温水を貯留して供給する貯湯タンクユニット１とを備え構成されている。

貯湯タンクユニット１は、温水を貯める貯湯タンク２、貯湯タンク２を覆う外箱３、および外箱３内に形成され貯湯タンク２を断熱する発泡断熱材６(図３参照)を備えている。
なお、図３は、貯湯タンクユニットを略水平面で切断した横断面図である。
貯湯タンク２の下部には、低温水(水道水などの水)が導入される給水管１１(図１参照)が接続されている。貯湯タンク２内の下部の低温水は、ポンプ(図示せず)によって入水管１２を介してヒートポンプユニット１０に導入される。ヒートポンプユニット１０で加熱され高温となった温水は、出湯管１３を通って貯湯タンク２の上部に導入される。

貯湯タンク２は、例えば、ステンレス鋼などの材料を用いて、円筒形状の胴板２ａ、胴板２ａの上部開口を覆う略お椀状の曲率をもった曲面形状の上部鏡板２ｂ、胴板２ａの下部開口を覆う略お椀状の曲率をもった曲面形状の下部鏡板２ｃの３部材を溶接して連結し構成されている。

貯湯タンク２内の温水の温度は、下方から上方にいくにしたがって高くなる。すなわち、貯湯タンク２内の下部から上部にかけて、低温、中温、高温の温度分布の温水(または水)となっている。そこで、貯湯タンク２の外面には、鉛直方向に、貯湯タンク２内の温水または水の温度を測る温度センサ５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄ、５ｅ(図２参照)が間隔をおいて複数設けられている。温度センサ５ａ〜５ｅとしては、例えばサーミスタが用いられる。

＜ヒートポンプユニット１０＞
図１に示すヒートポンプユニット１０は、貯湯タンク２から取り出した水(低温水)を高温の温水に加熱するものであり、例えば、冷媒（例えば、二酸化炭素）を圧縮して高温・高圧にする圧縮機と、圧縮機から吐出された冷媒を凝縮させるとともに貯湯タンク２からの水と熱交換することによって水を凝縮熱で加熱する凝縮器と、凝縮器からの冷媒を減圧する減圧弁と、大気中の熱を吸熱して減圧した冷媒を蒸発させる蒸発器とを備えて構成されている。

貯湯タンク２の上部から取り出された温水(湯)は、給湯管１４を通り混合弁(図示せず)に送られ、混合弁で、給水管１１から分岐した分岐給水管(図示せず)からの水と混合され所望温度の温水にされた後、給湯管１７を通って給湯端末１８から出湯(供給)される。

＜外箱３＞
外箱３は、内部に貯湯タンク２を収容し、貯湯タンク２の保護、断熱などの用に供されるものであり、防錆処理または防錆性ある薄い鋼板で構成されている。
外箱３は、貯湯タンク２の前方に位置する前板３ａ（図２参照）、側方に位置する側板３ｂ，３ｂ、後方に位置する後板３ｃ、上方に位置する上板３ｄおよび下方に位置する底板３ｅによって縦長の直方体形状の箱形に構成されている。前板３ａ、側板３ｂ，３ｂ、後板３ｃ、上板３ｄ、底板３ｅは、必要箇所が嵌合、ボルト締めなどで接合され、外箱３が形成されている。

外箱３の前方（正面側）には、配管カバー３ｓが設けられている。配管カバー３ｓは、ヒートポンプユニット１０から貯湯タンク２に向かう出湯管１３、分岐給水管、混合弁、給湯管１７などを収容して覆い、外部空間から保護している。

貯湯タンク２の下部には、３本の内脚２ｄが固定されている。貯湯タンク２は、３本の内脚２ｄが外箱３の底板３ｅの外側に取り付けられる外脚７に固定され支持されている。内脚２ｄおよび外脚７の数は、それぞれ３つ以上であってもよいが、３つの内脚２ｄおよび３つの外脚７の場合、３つの外脚７により貯湯タンクユニット１を設置する設置個所Ｇに一つの平面が定まり貯湯タンク２が最も安定する。そのため、３つの内脚２ｄ、外脚７の構成が最も望ましいが、４つの脚を備えた構成としてもよい。

貯湯タンクユニット１の外箱３の下面を成す底板３ｅには、複数の外脚７が外箱３内の貯湯タンク２を支持する内脚２ｄにボルトなどにより固定されている。そのため、外脚７における外箱３の底板３ｅに当接する上板７ａ(図１参照)には、ボルトが挿通する取り付け穴が設けられている。

一方、外脚７の貯湯タンクユニット１の設置箇所Ｇの基礎(一般的にコンクリートで養生した土台)に当接する外脚７の下板７ｂには、基礎への固定用のアンカーボルトが挿通する取り付け穴が設けられている。

＜貯湯タンク２と外箱３との間の発泡断熱材６＞
図３においてドット表示で示すように、貯湯タンク２と外箱３との間の隙間のスペースｓ１には発泡性の断熱材である発泡断熱材６が充填されている。

発泡性の断熱材の発泡断熱材６は、貯湯タンク２と外箱３との間に、液状の発泡性の発泡断熱材６を充填し、充填後に発泡させることで構成されるものである。発泡断熱材６としては、例えば、硬質ポリウレタンフォームが用いられる。この硬質ポリウレタンフォームは、ポリオール成分とイソシアネート成分の２つのウレタン原液を、発泡剤、触媒、整泡剤の存在下で反応させることにより得られるものである。発泡剤としては、シクロペンタン、水、炭酸ガスなどである。なお、発泡断熱材６は、硬質ポリウレタンフォーム以外のものを用いてもよい。

このように、貯湯タンク２と外箱３との間に隙間のスペースｓ１(図３参照)を設け、スペースｓ１に断熱材の発泡断熱材６を充填することで、貯湯タンク２内の温水の熱が、外箱３の外側の外部空間に漏洩するのを抑制している。

＜貯湯タンク２と外箱３との間の発泡断熱材６の充填＞
図４は、発泡断熱材の充填方法の一例を示す外箱と貯湯タンクの側方からの透視図であり、図４(ａ)は発泡断熱材の充填中を示し、図４(ｂ)は発泡断熱材の充填終了時を示す。なお、図４に示す上下方向および前後方向の矢印は、設置時の貯湯タンク２(図１参照)の向きを示している。

ここに示す例では、貯湯タンク２と外箱３との間の空間(スペースｓ１)に発泡断熱材６を充填する場合、配管カバー３ｓ（図１参照）を取り付ける前の状態において、図４（ａ）に示すように、貯湯タンク２を収容した外箱３を水平方向に寝かせ(倒し)、配管カバー３ｓが取り付けられる前板３ａの側を上向きにして、外箱３の設置時の上下方向が略水平から斜め下向きになる状態にする。なお、発泡断熱材６の充填が支障なく行えれば貯湯タンク２を収容した外箱３の姿勢は任意である。

そのため、外箱３の前板３ａには、発泡断熱材６を充填する際の入口となる充填口３ａ１，３ａ２が形成されている。外箱３の充填口３ａ１は、外箱３の下部の底板３ｅ側に形成され、外箱３の充填口３ａ２は、外箱３の上部の上板３ｄ側に形成されている。

充填口３ａ１，３ａ２が、外箱３の前板３ａに形成されることにより、最終的には(図１の貯湯タンクユニット１の状態では)前板３ａが配管カバー３ｓに覆われるので、充填口３ａ１，３ａ２の開口が風雨に晒されることがない。そのため、充填口３ａ１，３ａ２は、前板３ａに形成されることが好ましい。

発泡断熱材６の発泡時、外箱３は発泡断熱材６から内圧を受けて膨らむこととなる。そこで、図４(ａ)に示すように、外箱３を寝かせた(倒した)状態において、外箱３の外面に密着させてその周囲を発泡管理治具（やとい、ともいう）３０で覆う（図４（ａ）、（ｂ）の二点鎖線参照）。

発泡管理治具３０は、発泡断熱材６の発泡時の発泡断熱材６の発泡による内圧に抗するため、外箱３の周囲全体を取り囲んで前板３ａ、側板３ｂ，３ｂ、後板３ｃ、上板３ｄ、底板３ｅのすべてを変形しないように内方に向けて押し付ける板状の治具を備えている。
そして、発泡管理治具３０(以下、やとい３０(３０ａ、３０ｂ、３０ｃ)と称す)の外側から、ノズル(図示せず)を充填口３ａ１，３ａ２に挿入し、充填口３ａ１，３ａ２から液状の発泡断熱材６を注入する。
そして、発泡断熱材６の注入が完了すると、図４(ｂ)に示すように、発泡断熱材６が発泡して上昇して外箱３と貯湯タンク２との間の隙間のスペースｓ１が満たされる。発泡に際して、貯湯タンク２と外箱３は、発泡断熱材６から大きな内圧を受けることとなる。
このとき、発泡断熱材６の圧力によって貯湯タンク２が変形しないように、高圧空気を貯湯タンク２に供給し内圧を高めておいても良い。ここで用いる高圧空気としては窒素等の不燃性の気体が好ましく、発泡断熱材６が固形化した直後に貯湯タンク２内の高圧空気を逃がすことで貯湯タンク２内外の圧力差を解消しておくことが望ましい。

＜スペーサ部材ｐ１＞
図５は、比較例の貯湯タンクユニットにおける貯湯タンクと外箱とを上方から見た上面図である。なお、図５では、貯湯タンク１０２と外箱１０３との間に設置される発泡断熱材１０６を省略して示している。

図５に示す比較例の貯湯タンク１０２と外箱１０３との構成では、発泡断熱材１０６を、貯湯タンク１０２と外箱１０３との間に充填した場合、後板１０３ｃと側板１０３ｂとを接続した接続部１０３ｓ１と貯湯タンク１０２との水平方向の距離は、後板１０３ｃと貯湯タンク１０２との水平方向の距離や、側板１０３ｂと貯湯タンク１０２との水平方向の距離に比べて長い。換言すれば、後板１０３ｃと側板１０３ｂとを接続した接続部１０３ｓ１と貯湯タンク１０２との間の水平方向の容積は、後板１０３ｃと貯湯タンク１０２との水平方向の容積や、側板１０３ｂと貯湯タンク１０２との水平方向の容積に比べて大きい。

そのため、後板１０３ｃと側板１０３ｂとの接続部１０３ｓ１と貯湯タンク１０２との間に充填される発泡断熱材１０６の厚さは、後板１０３ｃと貯湯タンク１０２との間に充填される発泡断熱材１０６の厚さや、側板１０３ｂと貯湯タンク１０２との間に充填される発泡断熱材１０６の厚さに比べて厚い。

これにより、後板１０３ｃと側板１０３ｂとの接続部１０３ｓ１に対向する貯湯タンク１０２の箇所が発泡断熱材１０６の発泡時に受ける内圧が他の箇所より大きくなり、当該
箇所が変形する場合がある。

そこで、実施形態の貯湯タンクユニット１では、図６、図３に示すように、外箱３における後板３ｃと側板３ｂとの接続部３ｓ１の箇所に、水平面で切った断面が三角形である三角柱形状のスペーサ部材ｐ１をそれぞれ設けている。図６は、実施形態の貯湯タンクユニットにおける貯湯タンクと外箱とを上方から見た上面図である。
スペーサ部材ｐ１は、それぞれ後板３ｃと側板３ｂとの接続部３ｓ１の近傍に、工業用両面テープ、接着材などで固着される。

スペーサ部材ｐ１の設置により、貯湯タンク２と外箱３との間の略水平方向の隙間のスペースｓ１(容積や距離)が略均等にでき、貯湯タンク２と外箱３との間の略水平方向の発泡断熱材６の厚さが均等に近くなる。これにより、発泡断熱材６の発泡時に貯湯タンク２が受ける内圧がほぼ均等になり、発泡断熱材６の発泡時の内圧による貯湯タンク２の変形が抑制される。

なお、スペーサ部材ｐ１は、後板３ｃと側板３ｂとの接続部３ｓ１に対向する貯湯タンク２の箇所が受ける内圧が低下すればよいので、その形状は、水平面で切った断面が三角形である三角柱形状以外の形状を採用してもよい。なお、スペーサ部材ｐ１は、図６の三角柱形状の場合、後板３ｃと側板３ｂとに固着し易く形状も簡単であるので、製造上、またコスト的にも有利で、最も望ましい。

ところで、貯湯タンクユニット１の前板３ａおよび側板３ｂの接続部３ｓ２と貯湯タンク２との隙間には、図６に示すように、配管(１３、１４など)が引き回されるため、接続部３ｓ２と貯湯タンク２との隙間の発泡断熱材６が充填される容積が低下し、貯湯タンク２が受ける内圧はさほど大きくならない。そのため、スペーサ部材ｐ１のようなスペーサ部材は設置しないこととしている。なお、貯湯タンク２が受ける内圧が大きい場合は、スペーサ部材ｐ１を設置してもよい。

＜外箱３の中央部を膨らませる構成の工程＞
図７(ａ)〜(ｃ)は、比較例の貯湯タンクと外箱との間の空間に発泡断熱材を充填する工程を示す貯湯タンクユニットを水平面で切断した横断面図である。

＜比較例の発泡断熱材１０６の充填の工程と構成＞
比較例の貯湯タンクユニット１０１では、発泡断熱材１０６の充填に際して、まず、図７(ａ)に示すように、貯湯タンク１０２と、貯湯タンク１０２を内部に配置した外箱１０３を、ロボットなどの自動機に取り付けられたやとい１３０の内方に配置する。ここで、外箱１０３の各板の前板１０３ａ、側板１０３ｂ、後板１０３ｃは、平板状に形成されている。また、発泡断熱材１０６の充填、発泡に際して、前板１０３ａ、側板１０３ｂ、後板１０３ｃが変形しないように押圧するやとい１３０の押圧面１３０ｍも、平らな面に形成されている。

続いて、図７(ａ)の白抜き矢印のように、やとい１３０を外箱１０３に向けて移動させ、図７(ｂ)に示すように、やとい１３０の押圧面１３０ｍにより、外箱１０３の前板１０３ａ、側板１０３ｂ、後板１０３ｃを押圧して支持し、貯湯タンク１０２と外箱１０３との間に発泡断熱材１０６を充填して発泡させる。この際、外箱１０３の前板１０３ａ、側板１０３ｂ、後板１０３ｃは、発泡断熱材１０６の充填、発泡に際して、発泡断熱材１０６よって内圧を受けるが、やとい１３０の押圧面１３０ｍによって押圧されるので、変形しない。

そして、発泡断熱材１０６の充填、発泡が終了すると、やとい１３０が外箱１０３から外される。すると、発泡断熱材１０６が固形化して収縮する。この際、外箱１０３の前板１０３ａ、側板１０３ｂ、後板１０３ｃの中央部は、端部側に比べて強度が低いため、図７(ｃ)に示すように、前板１０３ａ、側板１０３ｂ、後板１０３ｃの各中央部は貯湯タンク１０２側に凹み、前板１０３ａ、側板１０３ｂ、後板１０３ｃが平らでなくなる場合がある。これにより、発泡断熱材１０６の厚みが薄い所と厚い所とができる。そのため、断熱性能が低下し、また強度が低下する。さらには、ユーザからの見た目もよくない。

また、外箱１０３の上面を形成する上板は、図７と同様の方法で発泡断熱材１０６の充填、発泡を行って上板が平板となるように製作した場合、同様に、上板の中央部が下方に向けて凹んで製作される場合がある。上板の中央部に凹みができると、上板の中央部に雨水、雪などが溜まるという問題が生じる。

＜実施形態の発泡断熱材６の充填の工程と構成＞
図８(ａ)〜(ｃ)は、実施形態の貯湯タンクユニットの貯湯タンクと外箱との間の空間に発泡断熱材を充填する工程を示す貯湯タンクユニットを水平面で切断した横断面図であり、図９(ａ)〜(ｃ)は、実施形態の貯湯タンクユニットの貯湯タンクと外箱との間の空間に発泡断熱材を充填する工程を示す貯湯タンクユニットを鉛直面で切断した縦断面図である。なお、図８(ａ)〜(ｃ)、図９(ａ)〜(ｃ)では、スペーサ部材ｐ１を省略して示している。
図８(ａ)、図９(ａ)に示すように、外箱３の前板３ａ、側板３ｂ、後板３ｃ、上板３ｄ、底板３ｅは、それぞれ鋼板製の平板が用いられる。

一方、側方に配置される４つのやとい３０ａは、発泡断熱材６の充填、発泡時に前板３ａ、側板３ｂ、後板３ｃを押圧する各押圧面３０ｍ１は、中央部が外方に向けて凹む凹形状を有して形成されている。
同様に、上方に配置されるやとい３０ｂは、発泡断熱材６の充填、発泡時に、上板３ｄを押圧する押圧面３０ｍ２は、中央部が外方に向けて凹む凹形状を有して形成されている。

下方に配置される３０ｃの押圧面３０ｍ３は、底板３ｅの外脚７の取り付け部３ｅ１が平面を保つため、必要に応じて平面状の治具または外脚７の取り付け部３ｅ１に固定する平面状の補強部材などの補強材ｈ１を底板３ｅの外脚７の取り付け部３ｅ１に当接させて、発泡断熱材６の充填、発泡が行われる。
そこで、底板３ｅに対向して配置されるやとい３０ｃの押圧面３０ｍ３は、底板３ｅの外脚７の取り付け部３ｅ１に対向する箇所は逃げ３０ｍｔが形成されるとともに、中央部が外方に向けて凹む凹形状を有して形成されている。

発泡断熱材６の充填に際しては、まず、図８(ａ)、図９(ａ)に示すように、貯湯タンク２と、貯湯タンク２を内部に配置した外箱３を、ロボットなどの自動機に取り付けられたやとい３０ａ、３０ｂ、３０ｃの内方に載置する。

続いて、図８(ａ)、図９(ａ)の白抜き矢印のように、やとい３０ａ、３０ｂ、３０ｃを外箱３に向けて移動させ、図８(ｂ)、図９(ｂ)に示すように、やとい３０ａ、３０ｂ、３０ｃの凹形状を有する各押圧面３０ｍ１、３０ｍ２、３０ｍ３が、外箱３の発泡終了時の最終形状となるように設計した所定位置に配置される。その後、貯湯タンク２と外箱３との間に発泡断熱材６を充填して発泡させる。

発泡断熱材６の充填、発泡に際して、外箱３の前板３ａ、側板３ｂ、後板３ｃ、上板３ｄ、底板３ｅは、発泡断熱材６よって内圧を受けて膨らむが、図８(ｂ)、図９(ｂ)に示すように、所定位置のやとい３０ａ、３０ｂ、３０ｃの各押圧面３０ｍ１、３０ｍ２、３０ｍ３に押圧され支持され、発泡断熱材６の充填、発泡作業が遂行される。

そして、発泡断熱材６の発泡終了時、図８(ｂ)、図９(ｂ)に示すようにやとい３０ａ、３０ｂ、３０ｃの凹形状を有した各押圧面３０ｍ１、３０ｍ２、３０ｍ３に沿った凸形状に前板３ａ、側板３ｂ、後板３ｃ、上板３ｄ、底板３ｅが形成される。

そして、発泡断熱材６の充填、発泡が終了すると、図８(ｃ)、図９(ｃ)に示すように、やとい３０ａ、３０ｂ、３０ｃが外箱３から外される。すると、貯湯タンク２と外箱３との間に充填された発泡断熱材６は固形化して収縮する。この際、外箱３の前板３ａ、側板３ｂ、後板３ｃ、上板３ｄ、底板３ｅの中央部は内方側に向けて凹むが、やとい３０ａ、３０ｂ、３０ｃの中央部が外方に凸形状に凹んだ各押圧面３０ｍ１、３０ｍ２、３０ｍ３の形状に支持されて、発泡断熱材６の充填、発泡が行われ中央部が外方に凸形状に形成されているので、発泡終了後、発泡断熱材６が収縮しても、前板３ａ、側板３ｂ、後板３ｃ、上板３ｄ、底板３ｅは中央部が外方に向けた凸形状に形成されることとなる。なお、図９(ｃ)では、前板３ａ、側板３ｂ、後板３ｃ、上板３ｄ、底板３ｅが平面の場合を二点鎖線で示している。

図８(ａ)〜(ｃ)、図９(ａ)〜(ｃ)に示す工程で製作された貯湯タンクユニット１は、前板３ａ、側板３ｂ、後板３ｃ、上板３ｄ、底板３ｅの各中央部と、貯湯タンク２との間に充填される発泡断熱材６の厚みが厚い。そのため、貯湯タンクユニットの断熱性能が高い、また、発泡断熱材６の厚みが厚いため、強度が高い。

さらに、人の目は平面を見ると凹んで見える特性をもつが、前板３ａ、側板３ｂ、後板３ｃ、上板３ｄ、底板３ｅの各中央部が膨らんで形成されるので、前板３ａ、側板３ｂ、後板３ｃ、上板３ｄ、底板３ｅが、ユーザによってそれぞれ平面のように目視され、ユーザの見た目が良好である。
さらに、上板３ｄの中央部３ｄ１(図９(ｃ)参照)が凸形状に形成されるため、雨水が上板３ｄの中央部３ｄ１に溜まることが抑制される。

＜上板３ｄの変形例＞
図１０(ａ)は、発泡断熱材の充填、発泡作業時に上板に対向して配置されるやといの変形例を示す縦断面図であり、図１０(ｂ)は、発泡断熱材の充填、発泡作業後の外箱の上板廻りを示す縦断面図である。

変形例の上板３ｄのやとい３１ｂは、外箱３の上板３ｄの端部３ｄｔに、前板３ａ、側板３ｂ、後板３ｃなどの取り付け部を設ける場合である。
この場合、前板３ａ、側板３ｂ、後板３ｃなどが確実に上板３ｄの端部３ｄｔにとりつけられるように、端部３ｄｔは平面状に形成されることが望ましい。

そこで、発泡断熱材６の充填、発泡作業時に上板３ｄに対向して所定位置に配置されるやとい３１ｂは、上板３ｄを押圧する押圧面３１ｍ２の中央部３１ｂ１を外方に凹む凹形状とするとともに、端部３１ｔを平面形状としている。

図１０(ａ)に示す構成により、発泡断熱材６の充填、発泡後の外箱３の上板３ｄは、図１０(ｂ)に示すように、前板３ａ、側板３ｂ、後板３ｃの取り付け部の端部３ｄｔが平面状に形成されるとともに、中央部３ｄｃが外方に向けて凸形状に形成される。
この構成により、外箱３の上板３ｄに雨水が溜まることがないとともに、上板３ｄの端部３ｄｔに、前板３ａ、側板３ｂ、後板３ｃなどを確実に固定できる。

＜底板３ｅの変形例＞
図１１(ａ)は、底板のやといの変形例を示す縦断面図であり、図１１(ｂ)は、発泡断熱材の充填、発泡作業後の外箱の下板廻りを示す縦断面図である。
る。

変形例の底板３ｅのやとい３１ｃは、外箱３の底板３ｅの端部に外脚７の取り付け部を設けない場合である。
この場合、図１１に示すように、発泡断熱材６の充填、発泡作業時に、外箱３の底板３ｅに対向するやとい３１ｃは、底板３ｅの端部を平面に押圧して支持する必要(図９(ａ)、(ｂ)参照)がない。

そこで、底板３ｅのやとい３１ｃの押圧面３１ｍ３は、単に中央部３１ｃ１が外方に凹んだ形状の曲率をもつとしている。
やとい３１ｃを用いて、発泡断熱材６の充填、発泡作業が行われると、図１１(ｂ)に示すように、外箱３の底板３ｅの中央部が外方に向けて凸形状に形成される。

＜側方に配置される前板３ａ、側板３ｂ、後板３ｃなどのやといの変形例＞
図１２(ａ)は、発泡断熱材の充填、発泡作業時に前板、側板、後板などに対向して配置されるやといの変形例を示す縦断面図であり、図１２(ｂ)は、発泡断熱材の充填、発泡作業後の外箱の前板、側板、後板などの廻りを示す縦断面図である。

変形例の側板３ｂ、前板３ａ、後板３ｃなどのやとい３１ａは、外箱３の側板３ｂや後板３ｃなどの端部に設置箇所Ｇ(図２参照)への取り付け部を設ける場合である。
この場合、貯湯タンクユニット１が確実に設置箇所Ｇに取り付けられるように、外箱３の側板３ｂや前板３ａ、後板３ｃなどの端部は平面状に形成されることが望まれる。

そこで、発泡断熱材６の充填、発泡作業時に外箱３の側板３ｂや前板３ａ、後板３ｃなどに対向して配置されるやとい３１ａは、側板３ｂや前板３ａ、後板３ｃなどを押圧する押圧面３１ｍ１の中央部３１ａ１を外方に凹む凹形状とするとともに、端部３１ａｔを平面形状としている。

図１２(ａ)に示す構成により、発泡断熱材６の充填、発泡後の外箱３の側板３ｂや前板３ａ、後板３ｃは、図１２(ｂ)に示すように、側板３ｂ、前板３ａ、後板３ｃの取り付け部の端部３ｂｔ(３ａｔ、３ｃｔ)が平面状に形成されるとともに、各中央部(３ｂ１)が外方に向けて凸形状に形成される。

側板３ｂ、後板３ｃの取り付け部の端部３ｂｔ(３ａｔ、３ｃｔ)が平面状に形成されることにより、外箱３が設置箇所Ｇに側板３ｂや前板３ａ、後板３ｃの取り付け部の平面の端部３ｂｔ(３ａｔ、３ｃｔ)を介して確実に固定される。

なお、前記実施形態、変形例１〜３では、外箱３の上板３ｄ、前板３ａ、側板３ｂ、後板３ｃ、および底板３ｅの各中央部が外方に凸形状となる場合を例示したが、外箱３の上板３ｄ、前板３ａ、側板３ｂ、後板３ｃ、および底板３ｅのうちの少なくとも何れかの板の中央部が外方に凸形状に形成するように構成してもよい。

＜外箱１３の変形例＞
図１３は、変形例の貯湯タンクユニットを示す斜視図である。

前記したように、比較例の図５に示す構造では、貯湯タンク１０２と外箱１０３との間の水平方向の距離(容積)に違いがある場合、発泡断熱材１０６の発泡時に、貯湯タンク１０２が発泡断熱材１０６の内圧により変形する可能性がある。
そこで、変形例の貯湯タンクユニット１１は、外箱１３の上面視の形状を比較例の図５に示す四角形の構造と異なり、図１３に示すように、八角形などの多角形としたものである。

これにより、貯湯タンク１２と外箱１３との水平方向の距離(容積)が略均等になるため、貯湯タンクユニット１１に印加される発泡断熱材１６の発泡時の内圧が均等に近くなり、発泡断熱材１６の充填、発泡時の貯湯タンク１２の変形を未然に抑制できる。

貯湯タンクユニット１１の外箱１３が、上面視で八角形の場合にも、中央部が外方に凹んだ中央部を有するやといを用いて外箱１３を押圧して支持することで、外箱１３の中央部が外方に向けて凸形状に形成することができる。

これにより、外箱１３内の各板の中央部に設けられる発泡断熱材１６の厚さが厚くなる。そのため、貯湯タンクユニット１１の断熱性能が向上する。また、貯湯タンクユニット１１の強度を向上できる。さらに、ユーザにより外箱１３の各板がそれぞれ平面状に目視され、ユーザの見た目が良好である。

なお、貯湯タンク１２と外箱１３との水平方向の距離(容積)が均等に近付けば、外箱１３の上面視の形状を、八角形以外の五角形以上の多角形、円形などの曲率をもつ形状にしてもよい。
なお、この変形例においても、前記した変形例の構成を適宜適用できる。

また、この変形例においても、外箱１３の少なくとも何れかの板の中央部を外方に凸形状に形成してもよい。また、前記した各変形例の各構成を、外箱１３の対応する少なくとも何れかの板に適用してもよい。。

＜外箱３の遮光性能＞
貯湯タンクユニット１の外箱３と貯湯タンク２との間に設置される発泡断熱材６(硬質ポリウレタンフォームなどを含む)は、高温、例えば９０度前後の温水が溜められる貯湯タンク２に接触している。

図１４は、給湯機Ｋの使用環境を示す概念図である。
加えて、図１４に示すように、給湯機Ｋは、屋外に設置されるため、太陽の直射日光を浴びる状況で使用される。そのため、太陽光が外箱３に照り付け、外箱３は非常な高温となる。つまり、貯湯タンクユニット１は、大変な高温の環境下で使用されることとなる。

図１５は、太陽光の日射スペクトルを示す図(標準日射スペクトル(ＪＩＳ Ａ ５７５９による))であり、横軸は波長(ｍｍ)を示し、縦軸はその強度を示している。
太陽光エネルギーにおける紫外線領域が占める割合は３％であり、可視光線領域が占める割合は４７％であり、赤外線波長域を占める割合は５０％である。

図１６は、高日射反射率塗料と一般塗料の塗膜(マンセル明度Ｎ６．０グレー)の分光反射スペクトルの一例を示す図であり、横軸に波長(ｍｍ)を示し、縦軸に分光反射率(％)を示している。高日射反射率塗料の分光反射率を実線で示し、一般塗料の分光反射率を破線で示す。
図１６より、高日射反射率塗料は、波長８００ｍｍ弱からの近赤外線領域での反射率の違いが、一般塗料より優れた遮熱効果を示す。

そこで、実施形態の貯湯タンクユニット１の外箱３の外面３ｇには、分光反射率(％)が５０％を超える塗料を塗って、太陽光に対する外箱３の遮光や遮熱を行っている。
または、外箱３の外面３ｇに、分光反射率(％)が５０％を超える塗料に代えて、白色の塗料を塗って反射率を高め、太陽光に対する外箱３の遮光や遮熱を行っている。
これにより、外箱３内の発泡断熱材６への太陽熱の影響を低下させることができる。

なお、上述の説明では、外箱３の外面３ｇに分光反射率(％)が５０％を超える塗料または白色の塗料を塗布する場合を例示したが、外箱３の外面３ｇが分光反射率(％)が５０％を超えるフィルムまたは白色のフィルムなどの外装材でもよい。つまり、外箱３の外面３ｇが、分光反射率が５０％を超え、または、外面３ｇが白色であれば、その実現態様は、塗料、フィルム以外のものを使用してもよい。

以上のことから、貯湯タンクユニット１は、加熱された温水が貯留される貯湯タンク２と、貯湯タンク２を内部に収容する外箱３と、貯湯タンク２と外箱３との間に充填され発泡して形成される発泡断熱材６とを備え、外箱３は、上板３ｄ、底板３ｅ、および側方に配置される側方板３ｂ、３ａ、３ｃを有して形成され、上板３ｄ、底板３ｅ、および側方板３ｂ、３ａ、３ｃのうちの少なくとも何れかの板の中央部が外方に向けて凸状に形成され、かつ、外箱３の外面３ｇは太陽光に対して遮光性を有することにより、高い断熱性、強度向上、高い太陽光の遮光性を有する貯湯タンクユニット１を実現できる。

以上、説明した構成により、高い断熱性能を備え、信頼性が高い貯湯タンクユニット１およびその製造方法を実現することができる。

なお、本発明は前記した実施形態、変形例に限定されるものでなく、様々な実施例が含まれる。例えば、上記した実施形態、変形例は本発明を分り易く説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。例えば、説明した構成の一部を含むものであってもよい。

また、ある実施形態、変形例の一部を他の実施形態、変形例の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施形態、変形例の構成に他の実施形態、変形例の構成を加えることも可能である。また、各実施形態、変形例の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることも可能である。

１ 貯湯タンクユニット
２ 貯湯タンク
３ 外箱
３ａ 前板(側方板)
３ａ１ 充填口
３ｂ 側板(側方板)
３ｂ１ 中央部
３ｂｔ 側板の端部(側方板の下端部)
３ｃ 後板(側方板)
３ｃｔ 後板の端部(側方板の下端部)
３ｄ 上板
３ｄｔ 上板の端部
３ｅ 底板
３ｅ１ 取り付け部(底板の端部)
３ｅ 底板
６、１６ 発泡断熱材
３０ａ、３０ｂ、３１ｃ やとい(第１治具)
３０ｃ やとい(第２治具)
３１ａｔ やといの端部(第２治具の板の端部に対向する箇所)
３０ｍｔ 面(第２治具の板の端部に対向する箇所)
３１ａ やとい(第２治具)
３１ｂ やとい(第２治具)
３１ａ１ 中央部(第２治具の中央部)
３１ｂ１ 中央部(第２治具の中央部)
３２ａ１ 中央部(第１治具の中央部)
３１ｃ１ 中央部(第１治具の中央部)
ｐ１ スペーサ部材(スペーサ材)

Claims (11)

1. 加熱された温水が貯留される貯湯タンクと、
   前記貯湯タンクを内部に収容する外箱と、
   前記貯湯タンクと前記外箱との間に充填され発泡して形成される発泡断熱材とを備え、
   前記外箱は、
   上板、底板、および側方に配置される側方板を有して形成され、前記上板、前記底板、および前記側方板のうちの少なくとも何れかの板の中央部が外方に向けて凸状に形成され、かつ、前記外箱の外面は太陽光に対して遮光性を有する
   ことを特徴とする貯湯タンクユニット。
2. 請求項１に記載の貯湯タンクユニットにおいて、
   前記上板または前記底板の中央部が外方に向けて凸状に形成される
   ことを特徴とする貯湯タンクユニット。
3. 請求項１に記載の貯湯タンクユニットにおいて、
   前記上板または前記底板は、
   その中央部が外方に向けて凸状に形成され、その端部が平面状に形成される
   ことを特徴とする貯湯タンクユニット。
4. 請求項１に記載の貯湯タンクユニットにおいて、
   前記側方板のうちの何れかの板の中央部が外方に向けて凸状に形成される
   ことを特徴とする貯湯タンクユニット。
5. 請求項１に記載の貯湯タンクユニットにおいて、
   前記側方板のうちの何れかの板は、
   その中央部が外方に向けて凸状に形成され、その下端部が平面状に形成される
   ことを特徴とする貯湯タンクユニット。
6. 請求項１に記載の貯湯タンクユニットにおいて、
   前記貯湯タンクと前記外箱との間の容積を均等に近づけるためのスペーサ材を備える
   ことを特徴とする貯湯タンクユニット。
7. 請求項１に記載の貯湯タンクユニットにおいて、
   前記外箱は、分光反射率が５０％を越える外面を有する
   ことを特徴とする貯湯タンクユニット。
8. 請求項１に記載の貯湯タンクユニットにおいて、
   前記外箱は、白色の外面を有する
   ことを特徴とする貯湯タンクユニット。
9. 加熱された温水が貯留される貯湯タンクと、
   前記貯湯タンクを内部に収容し、上板、底板、および側方に配置される側方板を有して形成される外箱と、
   前記貯湯タンクと前記外箱との間に形成される発泡断熱材とを備える貯湯タンクユニットの製造方法であって、
   前記発泡断熱材の形成に際し、
   前記上板、前記底板、および前記側方板のうちの少なくとも何れかの板は、当該板の中央部に対向する箇所が外方に向けて凹形状を有する第１治具が外側の所定位置に配置され、
   前記発泡断熱材は、前記貯湯タンクと前記外箱との間に充填され発泡し、
   前記発泡断熱材の発泡時の内圧によって、前記上板、前記底板、および前記側方板のうちの少なくとも何れかの前記板は、前記第１治具に押し付けられ、前記板の中央部が外方に向けて凸形状を有して形成される
   ことを特徴とする貯湯タンクユニットの製造方法。
10. 加熱された温水が貯留される貯湯タンクと、
    前記貯湯タンクを内部に収容し、上板、底板、および側方に配置される側方板を有して形成される外箱と、
    前記貯湯タンクと前記外箱との間に形成される発泡断熱材とを備える貯湯タンクユニットの製造方法であって、
    前記発泡断熱材の形成に際し、
    前記上板、前記底板、および前記側方板のうちの少なくとも何れかの板は、当該板の中央部に対向する箇所が外方に向けて凹形状を有するとともに当該板の端部に対向する箇所が平面である第２治具が外側の所定位置に配置され、
    前記発泡断熱材は、前記貯湯タンクと前記外箱との間に充填され発泡し、
    前記発泡断熱材の発泡時の内圧によって、前記上板、前記底板、および前記側方板のうちの少なくとも何れかの前記板は、前記第２治具に押し付けられ、前記板の中央部が外方に向けて凸形状を有するとともに前記端部が平面状に形成される
    ことを特徴とする貯湯タンクユニットの製造方法。
11. 請求項９または請求項１０に記載の貯湯タンクユニットの製造方法において、
    前記発泡断熱材が発泡する前に、前記貯湯タンクに高圧空気を供給して内圧を高めておき、前記発泡断熱材が固形化した後に、前記貯湯タンクから高圧空気を逃がすことで内圧を低めることを特徴とする貯湯タンクユニットの製造方法。

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