JP2016003835A - 貯湯式給湯機 - Google Patents

Abstract

【課題】貯湯タンクの外周面に補強部を有する場合に省スペースに真空断熱材を配置することができる貯湯式給湯機を提供する。【解決手段】貯湯式給湯機は、貯湯タンク２と、貯湯タンク２の外周面から突出する補強部（補強リング３）と、貯湯タンク２の外周面及び補強部を覆う厚肉部４ａと、補強部より上の位置で貯湯タンク２の外周面を覆う薄肉部４ｂとを有し、薄肉部４ｂの外径が厚肉部４ａの外径より小さい成形断熱材（胴部成形断熱材４）と、薄肉部４ｂの外周面を覆う真空断熱材８と、を備える。【選択図】図２

Description

本発明は、貯湯式給湯機に関する。

ヒートポンプ等の加熱手段によって水を加熱して得られた高温の湯を貯湯タンクに貯留し、この貯湯タンクから必要時に湯を取り出して給湯端末に供給するように構成された貯湯式給湯機が広く用いられている。貯湯タンクからの放熱ロスを抑えるため、貯湯タンクの周囲には断熱材が配置される。断熱材としては、従来、発泡ポリスチレン等の発泡性成型断熱材が一般に用いられているが、貯湯タンクの保温性能を更に向上するため、より断熱性能の高い真空断熱材を用いる技術も提案されている。真空断熱材は、発泡体、粉体、繊維体等をシート状に加工した芯材（コア材）を、ガスバリアー性フィルム（プラスチックフィルム、プラスチック金属ラミネートフィルム等）からなる外皮材で袋状に包んで内部を真空状態とし、ガスバリアー性フィルムの周縁部を熱溶着して密封した構成となっている。

特許文献１には、貯湯タンクの外周面に凹凸状の周リブを有し、周リブを含めて貯湯タンクの外周面を通常断熱材で覆い、その外側に真空断熱材を積層する構造が開示されている。

特許文献２には、真空断熱材を取り付ける作業を簡易にするため、貯湯タンクの外周面を覆う発泡性成形断熱材の局所に凸部を設け、その凸部に真空断熱材を載せて配置できる構造が開示されている。

特開２０１３−２２１６４３号公報 特開２０１３−２７５２号公報

貯湯タンク内が負圧になったときの貯湯タンクの変形を防止するための補強部を貯湯タンクの外周面に設ける場合がある。特許文献１の周リブは、この補強部に相当する。貯湯タンクの外周面から突出する補強部を含めて貯湯タンクの外周面を覆う成形断熱材は、厚さが大きくなりがちである。この成形断熱材の外側をさらに真空断熱材で覆った場合、断熱材全体の厚さがさらに大きくなる。その結果、貯湯式給湯機が大型化する。

本発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、貯湯タンクの外周面に補強部を有する場合に省スペースに真空断熱材を配置することができる貯湯式給湯機を提供することを目的とする。

本発明に係る貯湯式給湯機は、貯湯タンクと、貯湯タンクの外周面から突出する補強部と、貯湯タンクの外周面及び補強部を覆う厚肉部と、補強部より上の位置で貯湯タンクの外周面を覆う薄肉部とを有し、薄肉部の外径が厚肉部の外径より小さい成形断熱材と、薄肉部の外周面を覆う真空断熱材と、を備えたものである。

本発明の貯湯式給湯機によれば、貯湯タンクの外周面に補強部を有する場合に省スペースに真空断熱材を配置することが可能となる。

本発明の実施の形態１の貯湯式給湯機が備える貯湯タンクユニット１の外観を示す斜視図である。 図１中のＡ−Ａ断面図（縦断面図）である。 図２中のＢ−Ｂ断面図（横断面図）である。 図２中のＣ−Ｃ断面図（横断面図）である。 本発明の実施の形態１において貯湯タンクに胴部成形断熱材及び真空断熱材を取り付けた状態を示す側面図である。 本発明の実施の形態１において貯湯タンクに胴部成形断熱材及び真空断熱材を取り付けた状態を示す斜視図である。 図２の一部を拡大した断面図である。 本発明の実施の形態２において貯湯タンクに胴部成形断熱材及び真空断熱材を取り付けた状態を示す斜視図である。 本発明の実施の形態２の貯湯タンクユニットにおける図７と同じ位置の断面図である。

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。なお、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。

実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１の貯湯式給湯機が備える貯湯タンクユニット１の外観を示す斜視図である。図２は、図１中のＡ−Ａ断面図（縦断面図）である。図３は、図２中のＢ−Ｂ断面図（横断面図）である。図４は、図２中のＣ−Ｃ断面図（横断面図）である。

これらの図に示す貯湯タンクユニット１は、略円筒形の貯湯タンク２と、貯湯タンク２を収容する略直方体形の箱状の外郭ケース１２と、貯湯タンク２を補強する補強リング３（補強部）と、貯湯タンク２を覆う断熱材（胴部成形断熱材４、上部成形断熱材６、下部成形断熱材７及び真空断熱材８）とを備える。図１に示すように、外郭ケース１２は、その底部に設けられた複数の脚１３を介して、地面または台座に固定される。

貯湯タンク２の内部には、加熱手段（図示省略）により加熱された高温の湯を上側から貯め、水道等の水源から供給される低温水を下側から貯めることで、温度成層を形成できる。この温度成層は、比重差により、混じり合うことなく維持される。加熱手段としては、例えば、ヒートポンプ、電気ヒータ等が用いられるが、本明細書では図示及び詳細な説明を省略する。加熱手段は、貯湯タンクユニット１と別体で設けられても良いし、貯湯タンクユニット１の内部に設けられてもよい。貯湯タンクユニット１の外郭ケース１２と貯湯タンク２との間には、貯湯タンク２内に水を供給する給水配管、貯湯タンク２から湯を取り出す給湯配管、水と湯とを混合して所定温度の湯を供給する混合弁、水循環ポンプなどの機器が配置される、これらの機器についても図示及び詳細な説明を省略する。

図２及び図４に示すように、貯湯タンク２の胴部の外周面には、補強リング３が取り付けられている。補強リング３は、貯湯タンク２の胴部の外径にほぼ等しい内径を有する円環状をなす。補強リング３は、貯湯タンク２の胴部の外周面から突出する。補強リング３は、貯湯タンク２の周方向に沿って延びる凸条を形成する。補強リング３を設けることで、貯湯タンク２の内部が負圧になったときに貯湯タンク２が大気圧で変形することを確実に抑制できる。補強リング３の材質は、特に限定されないが、高い強度を得る観点からは、鉄（冷延鋼板）が好ましい。補強リング３は、複数の部材から構成されていても良いし、１個の部材で構成されていてもよい。本実施の形態１では、補強リング３は、コの字型の断面形状を有する。このようなコの字型の断面形状またはＬ字型の断面形状を有する補強リング３を用いた場合、貯湯タンク２をより高い強度で補強できる。本実施の形態１では、補強リング３は、貯湯タンク２の半分の高さより下の位置に取り付けられている。

本実施の形態１では、貯湯タンク２の補強部として、貯湯タンク２とは別の部材で構成された補強リング３を設けている。このようにすることで、貯湯タンク２をより高い強度で補強できる。ただし、本発明では、貯湯タンク２の径方向に凸となるように貯湯タンク２の胴部の一部を加工することで補強部を貯湯タンク２と一体に形成しても良い。

胴部成形断熱材４、上部成形断熱材６、及び下部成形断熱材７の材質は、例えば発泡ポリスチレンで構成された発泡性成形断熱材、または発泡ポリスチレン以上の断熱性能を有する材料で構成された発泡性成形断熱材であることが望ましい。胴部成形断熱材４は、貯湯タンク２の胴部の外周面を覆う。上部成形断熱材６は、貯湯タンク２の上部を覆う。下部成形断熱材７は、貯湯タンク２の下部を覆う。胴部成形断熱材４、上部成形断熱材６、及び下部成形断熱材７の内面は、貯湯タンク２の表面に接触することが好ましい。

胴部成形断熱材４は、貯湯タンク２の胴部の外周面及び補強リング３を覆う厚肉部４ａと、補強リング３より上の位置で貯湯タンク２の胴部の外周面を覆う薄肉部４ｂとを有する。薄肉部４ｂの外径は、厚肉部４ａの外径より小さい。厚肉部４ａと薄肉部４ｂとの境界には段差４ｃが形成される。薄肉部４ｂの外周面は、滑らかな曲面となることが望ましい。厚肉部４ａの内周面には、周方向に沿って延びる溝状の凹部４ｄが形成される。凹部４ｄ内に補強リング３が収納される。胴部成形断熱材４の厚肉部４ａが補強リング３を覆うことで、貯湯タンク２の熱が補強リング３の位置から放熱することを抑制できる。厚肉部４ａの上端の位置、すなわち段差４ｃの位置は、補強リング３の上端より高い位置にある。厚肉部４ａの下端は、下部成形断熱材７に接触する。薄肉部４ｂの上端は、上部成形断熱材６に接触する。

真空断熱材８は、シート状をなす。真空断熱材８は、胴部成形断熱材４の厚肉部４ａの外周面を覆わずに薄肉部４ｂの外周面を覆うように配置される。真空断熱材８は、薄肉部４ｂの外周面に密着することが好ましい。真空断熱材８は、例えば発泡体、粉体、繊維体等をシート状に加工した芯材（コア材）を、ガスバリアー性フィルム（プラスチックフィルム、プラスチック金属ラミネートフィルム等）からなる外皮材で袋状に包んで内部を真空状態とし、ガスバリアー性フィルムの外周部を熱溶着して密封した構成となっている。真空断熱材８は、発泡性成形断熱材よりも高い断熱性能を有する。このような高性能の真空断熱材８で貯湯タンク２の胴部の上側を覆うことで、高温の湯が貯留される時間が長い貯湯タンク２の上半分からの放熱を確実に抑制できるので、貯湯タンク２の保温性能をより向上できる。

真空断熱材８と貯湯タンク２との間に胴部成形断熱材４の薄肉部４ｂが介在することで、真空断熱材８が直接貯湯タンク２に接触しないので、真空断熱材８の熱劣化、特に外皮材の劣化が防止できる。このため、真空断熱材８の外皮材にリークが生じることで真空断熱材８内部の真空状態が失われることを長期間に渡って確実に抑制できる。

薄肉部４ｂは、貯湯タンク２の胴部の外周面から突出する補強リング３より上に位置し、補強リング３を覆わない。このため、薄肉部４ｂは、厚肉部４ａに比べて、十分に薄くできる。この薄肉部４ｂの外周に真空断熱材８を設けることで、真空断熱材８を省スペースに配置できる。その結果、外郭ケース１２及び貯湯タンクユニット１を小型化でき、狭所への設置が可能となる。

貯湯タンク２の高さ方向に対する補強リング３の位置は、本実施の形態１のように、貯湯タンク２の半分の高さの位置以下の高さにすることが望ましい。このように、補強リング３の位置を比較的低くすることで、貯湯タンク２の胴部の上半分を真空断熱材８で覆うことが可能となる。その結果、高温の湯が貯留される時間が長い貯湯タンク２の上半分からの放熱をより確実に抑制できるので、貯湯タンク２の保温性能をさらに向上できる。

真空断熱材８の下端は、胴部成形断熱材４の厚肉部４ａと薄肉部４ｂとの境界の段差４ｃに接する。このようにすることで、段差４ｃ付近からの放熱を確実に抑制できる。また、真空断熱材８と厚肉部４ａとが重なることがないので、真空断熱材８を省スペースに配置できる。また、真空断熱材８の上端は、胴部成形断熱材４（薄肉部４ｂ）の上端とほぼ同じ高さの位置まで達している。これにより、貯湯タンク２の上部からの放熱をより確実に抑制できる。

胴部成形断熱材４の厚肉部４ａは、真空断熱材８に覆われない。貯湯タンク２内の下部には、低温の水が貯留されている時間が長い。よって、貯湯タンク２の上部に比べ、貯湯タンク２の下部は、断熱性能に対する要求が低い。胴部成形断熱材４の厚肉部４ａは、貯湯タンク２の比較的低い位置にある。このため、胴部成形断熱材４の厚肉部４ａが真空断熱材８に覆われていなくても、放熱ロスを十分に抑制できる。

本実施の形態１では、図３及び図４に示すように、胴部成形断熱材４は、貯湯タンク２の胴部の周方向において二個に分割されている。各々の胴部成形断熱材４は、貯湯タンク２のおおむね半周を覆う。二個の胴部成形断熱材４を組み合わせることで、貯湯タンク２の胴部のほぼ全周が胴部成形断熱材４で覆われる。このような構成に限らず、本発明では、胴部成形断熱材４が貯湯タンク２の胴部の周方向において３個以上に分割される構成にしても良いし、円筒状の１個の部材で胴部成形断熱材４を構成しても良い。また、必ずしも貯湯タンク２の胴部の全周を胴部成形断熱材４が覆わなくても良く、貯湯タンク２の胴部の周方向の一部を他の断熱材で覆っても良い。

本実施の形態１では、真空断熱材８が貯湯タンク２の胴部のほぼ全周に渡って配置されている。これにより、貯湯タンク２の保温性能をさらに向上できる。真空断熱材８は、貯湯タンク２の胴部の周方向において複数に分割されていても良いし、１枚で構成しても良い。

図５及び図６は、それぞれ、本実施の形態１において貯湯タンク２に胴部成形断熱材４及び真空断熱材８を取り付けた状態を示す側面図及び斜視図である。図６では、真空断熱材８を一点鎖線で表す。図５に示すように、本実施の形態１では、真空断熱材８を粘着テープ１４により固定することで真空断熱材８を胴部成形断熱材４に取り付けている。ただし、本発明では、真空断熱材８を固定する方法は粘着テープ１４による方法に限定されるものではなく、いかなる方法でも良い。

図７は、図２の一部を拡大した断面図である。図７に示すように、胴部成形断熱材４の厚肉部４ａの最大厚さＬ１は、貯湯タンク２の外周面から径方向への補強リング３の最大突出長さＬ２より大きい。本実施の形態１では、胴部成形断熱材４の薄肉部４ｂの厚さ（最大厚さ）Ｌ３は、補強リング３の最大突出長さＬ２より小さい。このようにすることで、薄肉部４ｂの厚さＬ３を小さくできるので、真空断熱材８をより省スペースに配置できる。また、補強リング３の最大突出長さＬ２を大きくできるので、貯湯タンク２をより高い強度で補強できる。

以上説明したように、本実施の形態１によれば、貯湯タンク２の外周面に補強部を有するものにおいて、真空断熱材８を省スペースに配置できる。特に、本実施の形態１のように、補強部（補強リング３）を貯湯タンク２と別部材で構成する場合、補強部（補強リング３）の最大突出長さＬ２が大きくなりがちであるが、そのような構成の場合でも、真空断熱材８を省スペースに配置できる。

また、胴部成形断熱材４に薄肉部４ｂを設けることで、胴部成形断熱材４の全体を厚肉部４ａと同じ厚さにした場合に比べて、胴部成形断熱材４の体積を小さくでき、コストを低減できる。

また、本実施の形態１では、真空断熱材８を取り付ける際に、真空断熱材８の下端を胴部成形断熱材４の厚肉部４ａと薄肉部４ｂとの境界の段差４ｃに載せることができる。このため、真空断熱材８の縦方向の位置決めを容易に行うことができ、取り付け作業の効率を向上できる。また、厚肉部４ａは、胴部成形断熱材４の材質よりも強度の高い補強リング３を内包しているので、補強リング３を内包しない場合に比べ、高い荷重に耐える。よって、段差４ｃが安定して真空断熱材８の荷重を支えることができる。

実施の形態２．
次に、図８及び図９を参照して、本発明の実施の形態２について説明するが、上述した実施の形態１との相違点を中心に説明し、同一部分または相当部分は同一符号を付し説明を省略する。

図８は、本実施の形態２において貯湯タンク２に胴部成形断熱材４及び真空断熱材８を取り付けた状態を示す斜視図である。図８では、真空断熱材８を一点鎖線で表す。図９は、本実施の形態２の貯湯タンクユニット１における図７と同じ位置の断面図である。

図８及び図９に示すように、本実施の形態２における胴部成形断熱材４は、第二薄肉部４ｅを有する。第二薄肉部４ｅは、厚肉部４ａの下側に位置し、貯湯タンク２の胴部の外周面を覆う。第二薄肉部４ｅの外径は、厚肉部４ａの外径より小さい。第二薄肉部４ｅは、補強リング３より下の位置にある。すなわち、第二薄肉部４ｅの上端の位置は、補強リング３の下端より低い位置にある。厚肉部４ａと第二薄肉部４ｅとの間には、段差４ｆが形成される。

本実施の形態２では、第二薄肉部４ｅを設けたことで、胴部成形断熱材４の体積を実施の形態１よりもさらに小さくでき、コストをさらに低減できる。貯湯タンク２内の下部には、低温の水が貯留されている時間が長い。よって、貯湯タンク２の上部に比べ、貯湯タンク２の下部は、断熱性能に対する要求が低い。胴部成形断熱材４の第二薄肉部４ｅは、貯湯タンク２の比較的低い位置にある。このため、第二薄肉部４ｅの位置で胴部成形断熱材４の厚さが小さくても、放熱ロスを十分に抑制できる。

図９に示すように、第二薄肉部４ｅの厚さ（最大厚さ）Ｌ５は、補強リング３の最大突出長さＬ２より小さいことが望ましい。このようにすることで、胴部成形断熱材４の体積をさらに小さくできる。

１ 貯湯タンクユニット、２ 貯湯タンク、３ 補強リング、４ 胴部成形断熱材、４ａ 厚肉部、４ｂ 薄肉部、４ｃ 段差、４ｄ 凹部、４ｅ 第二薄肉部、４ｆ 段差、６ 上部成形断熱材、７ 下部成形断熱材、８ 真空断熱材、１２ 外郭ケース、１３ 脚、１４ 粘着テープ

Claims (5)

1. 貯湯タンクと、
   前記貯湯タンクの外周面から突出する補強部と、
   前記貯湯タンクの外周面及び前記補強部を覆う厚肉部と、前記補強部より上の位置で前記貯湯タンクの外周面を覆う薄肉部とを有し、前記薄肉部の外径が前記厚肉部の外径より小さい成形断熱材と、
   前記薄肉部の外周面を覆う真空断熱材と、
   備える貯湯式給湯機。
2. 前記厚肉部と前記薄肉部との境界に形成される段差に前記真空断熱材の下端が接する請求項１に記載の貯湯式給湯機。
3. 前記補強部は、前記貯湯タンクの半分の高さの位置以下の高さにある請求項１または請求項２に記載の貯湯式給湯機。
4. 前記薄肉部の厚さは、前記貯湯タンクの外周面から径方向への前記補強部の最大突出長さより小さい請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の貯湯式給湯機。
5. 前記成形断熱材は、前記厚肉部の下側に位置し前記貯湯タンクの外周面を覆う第二薄肉部を有し、前記第二薄肉部の外径が前記厚肉部の外径より小さい請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の貯湯式給湯機。

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