JP2016180537A - 貯湯給湯装置 - Google Patents

Abstract

【課題】真空断熱材による貯湯タンクの断熱性の向上を図ると共に真空断熱材の耐久性の向上を図る貯湯給湯装置を提供すること、湯水温度センサによる湯水温度の検出精度の向上を図る貯湯給湯装置を提供すること、等である。【解決手段】貯湯給湯装置１は、湯水を貯留する為の貯湯タンク２と、この貯湯タンク２内の湯水温度を検知する為の温度検知手段３と、貯湯タンク２の保温を行う為の真空断熱材４とを備え、温度検知手段３は、貯湯タンク２の表面に固定された面状温度センサ１０で構成され、真空断熱材４は、面状温度センサ１０を覆うように貯湯タンク２の外周面に設けられ、貯湯タンク２の胴体部２ａの外周面を覆う１又は複数の円筒状断熱材１１から構成され、面状温度センサ１０の１対のリード線１０ｂ，１０ｃは、円筒状断熱材１１の周方向の端部同士を重ね合わせた部分の隙間から外部に導出される。【選択図】図１

Description

本発明は貯湯給湯装置に関し、特に貯湯タンクの保温を行う為の真空断熱材を備えたものに関する。

従来から、大容量の湯水を貯留可能な貯湯タンクを備え、１又は複数の給湯先に湯水を供給する貯湯給湯装置が実用に供されている。この種の貯湯給湯装置は、貯湯タンク内の湯水を、例えば、夜間割引の安価な電力を利用して、ヒートポンプ回路を有する外部熱源機や貯湯タンクの内部に設置された加熱用ヒータを有する内部熱源機で加熱して、その加熱された湯水を貯湯タンクに貯留しておき、給湯栓や風呂等に給湯するものである。

ところで、上記の貯湯給湯装置においては、貯湯タンク内の湯水温度を検知する為に、貯湯タンクの外周面の複数個所に複数の湯水温度センサが設けられている。この湯水温度センサは、例えば、伝熱性が良い金属製の円筒部材と、この円筒部材内に組み込まれたサーミスタと、このサーミスタから延びる１対のリード線等から構成されている。

また、上記の貯湯タンクにおいては、一般的に、その周囲は貯留された湯水の放熱を防ぐ為に、断熱材によって覆われている。この種の断熱材の材料としては、通常の合成樹脂発泡体からなる断熱材（ポリウレタンやポリエチレン等の有機系断熱材）、繊維材料からなる断熱材（グラスウールやグラスファイバー等の無機系断熱材）、内部を真空に近い減圧状態にした真空断熱材等が一般に知られている。

ここで、上記の断熱材として真空断熱材を使用する場合、真空断熱材を貯湯タンクの外周面に沿って配置しようとすると、真空断熱材の表面が貯湯タンクの外周面に固定された円筒形状の湯水温度センサのエッジ部に接触して損傷する虞がある。つまり、真空断熱材で湯水温度センサを直接覆うと、真空断熱材の真空性が損なわれて断熱効果を維持できなくなる可能性がある。

そこで、上記の問題を解決する為に、例えば、特許文献１の給湯器には、真空断熱材の角部に切欠き部を形成し、この切欠き部を介して貯湯タンクの外周面に湯水温度センサを設けた構造が開示されている。また、特許文献２の貯湯給湯装置には、真空断熱材の周方向の端部間に真空断熱材とは異なる材料の断熱材を配置し、この断熱材に形成された取出部を介して貯湯タンクの外周面に湯水温度センサを設けた構造が開示されている。

特開２０１３−９６６２３号公報 特許４２１１７８６号公報

しかし、特許文献１の給湯器のように、真空断熱材の切欠き部を介して湯水温度センサが貯湯タンクに設けられる構造の場合、貯湯タンクの外周面のうち切欠き部に対応する部分が真空断熱材で覆われずに露出することになるので、貯湯タンクの断熱性が低下すると共に、湯水温度センサが外気に晒されてしまうので、貯湯タンクの湯水温度を正確に検知することができない虞がある。

また、特許文献２の貯湯給湯装置にように、真空断熱材とは異なる材料の断熱材によって湯水温度センサが覆われる構造の場合、この異なる材料（例えば、合成樹脂発泡体）の断熱材は、真空断熱材と比較して断熱性能が低いので、貯湯タンクの外周面や湯水温度センサが外気により冷やされてしまう虞がある。即ち、上記の特許文献１，２のような構造では、真空断熱材の利点を最大限に活用できないという問題がある。

本発明の目的は、真空断熱材による貯湯タンクの断熱性の向上を図ると共に真空断熱材の耐久性の向上を図る貯湯給湯装置を提供すること、湯水温度センサによる湯水温度の検出精度の向上を図る貯湯給湯装置を提供すること、等である。

請求項１の貯湯給湯装置は、湯水を貯留する為の貯湯タンクと、この貯湯タンク内の湯水温度を検知する為の温度検知手段と、前記貯湯タンクの保温を行う為の真空断熱材とを備えた貯湯給湯装置において、前記温度検知手段は、前記貯湯タンクの表面に固定された面状温度センサで構成され、前記真空断熱材は、前記面状温度センサを覆うように前記貯湯タンクの外周面に設けられている。

請求項２の貯湯給湯装置は、請求項１の発明において、前記真空断熱材は、前記貯湯タンクの胴体部の外周面を覆う１又は複数の円筒状断熱材から構成され、前記面状温度センサの接続線は、前記円筒状断熱材の周方向の端部同士を重ね合わせた部分の隙間から外部に導出されることを特徴としている。

請求項３の貯湯給湯装置は、請求項１又は２の発明において、前記温度検知手段は、前記貯湯タンクの高さ方向の複数個所の湯水温度を検知可能な複数の面状温度センサからなることを特徴としている。

請求項１の発明によれば、温度検知手段は、貯湯タンクの表面に固定された面状温度センサで構成され、真空断熱材は、面状温度センサを覆うように貯湯タンクの外周面に設けられているので、温度検知手段として面状温度センサを利用することで、温度検知手段の形状による制約を受けずに、真空断熱材を貯湯タンクの外周面に沿って直接配置することができる。

即ち、従来技術のように、真空断熱材の表面に温度検知手段が接触するのを防止する為に、真空断熱材に温度検知手段の為に切欠き部のような構造を設けたり、真空断熱材とは材料の異なる断熱材を利用して温度検知手段を覆う必要がないので、真空断熱材を有効に活用することができる。

従って、通常の合成樹脂発泡体や繊維材料からなる断熱材と比較して断熱性能が高い真空断熱材で貯湯タンクを覆う被覆率を増加することができるので、貯湯タンクの断熱性が向上し、真空断熱材で温度検知手段を直接覆っても、温度検知手段による真空断熱材の損傷を防止することができるので、真空断熱材の耐久性が向上し、その上、真空断熱材によって温度検知手段が外気に晒されるのを防止することができるので、温度検知手段による貯湯タンクの湯水温度の検出精度が向上する。

請求項２の発明によれば、真空断熱材は、貯湯タンクの胴体部の外周面を覆う１又は複数の円筒状断熱材から構成され、面状温度センサの接続線は、円筒状断熱材の周方向の端部同士を重ね合わせた部分の隙間から外部に導出されるので、面状温度センサの接続線を外部に取り出す為の専用の構造を設けずとも、貯湯タンクの胴体部の外周面を真空断熱材で覆った状態のまま、簡単な構造でもって且つ容易に温度検知手段の検知信号を外部に取り出すことができる。

請求項３の発明によれば、温度検知手段は、貯湯タンクの高さ方向の複数個所の湯水温度を検知可能な複数の面状温度センサからなるので、これら面状温度センサを介して、貯湯タンクの複数の貯留層の湯水温度を検知することができる。

実施例に係る貯湯給湯装置の概略正面図である。 貯湯給湯装置の平面図である。 貯湯給湯装置の部分拡大断面図である。 真空断熱材と温度検知手段の部分斜視図である。 部分変更形態に係る貯湯給湯装置の概略正面図である。 部分変更形態に係る真空断熱材と温度検知手段の部分斜視図である。

以下、本発明を実施するための形態について実施例に基づいて説明する。

最初に、貯湯給湯装置１の全体構造について簡単に説明する。
図１に示すように、貯湯給湯装置１は、湯水を貯留する為の貯湯タンク２と、この貯湯タンク２内の湯水温度を検知する為の温度検知手段３と、貯湯タンク２の保温を行う為の真空断熱材４等を備えている。尚、貯湯給湯装置１は、上記の器具以外にも給水配管や給湯配管等の各種配管類や混合弁や開閉弁等の各種弁類を備えているが、図示は省略する。

この貯湯給湯装置１は、例えば、外部熱源機としてヒートポンプ回路を備えたヒートポンプ式熱源機と、このヒートポンプ式熱源機と貯湯給湯装置１との間に循環ポンプを介して湯水を循環させる為の湯水循環配管等と組み合わせることでヒートポンプ式給湯装置が構成されるが、貯湯給湯装置１以外の構成の詳細な説明は省略する。

次に、貯湯タンク２について説明する。
図１に示すように、貯湯タンク２は、高温の湯水を貯留するタンクであり、耐腐食性に優れたステンレス板製の胴部材と、その上下両端を塞ぐ１対の鏡板とから構成されている。即ち、貯湯タンク２は、縦長筒状の外周面を有する胴体部２ａと、上端部の曲面状の天部２ｂと、下端部の曲面状の底部２ｃとから一体的に構成されている。

貯湯タンク２には、図示略の給水配管、湯水循環配管、給湯配管等が夫々接続され、給水配管を介して上水源からの上水を貯湯タンク２内に補充可能となっており、湯水循環配管を介して湯水が加熱され、給湯配管を介して貯湯タンク２内に貯留された高温の湯水（例えば、６５〜９０℃）を所望の給湯先に供給することができる。

次に、温度検知手段３について説明する。
図１，図３，図４に示すように、温度検知手段３は、貯湯タンク２の高さ方向の複数個所の湯水温度を検知可能な複数（例えば、５個）の面状温度センサ１０から構成されている。即ち、複数の面状温度センサ１０は、貯湯タンク２の胴体部２ａの表面に下側から上側に向かって等間隔に貼り付け固定され、これら面状温度センサ１０によって、貯湯タンク２内の複数の貯留層の湯水温度が検知される。尚、複数の面状温度センサ１０の各々は、同様の構造を有しているので、以下では１つの面状温度センサ１０について説明する。

面状温度センサ１０は、フィルム状又はシート状に構成された公知の温度センサであり、湯水温度を検知可能な薄膜状の温度検知部１０ａと、この温度検知部１０ａから延びる１対のリード線１０ｂ，１０ｃ（接続線に相当する）等から構成されている。面状温度センサ１０の温度検知部１０ａは、貯湯タンク２の胴体部２ａの外周面の所定箇所に両面テープや接着剤等によって貼り付け固定されている。

尚、面状温度センサ１０の温度検知部１０ａは、図示は省略するが、例えば、湯水温度に応じて電気抵抗値が変化する抵抗体と、この抵抗体の両端部に設けられ且つ１対のリード線１０ｂ，１０ｃが夫々接続された１対の電極部と、抵抗体と１対の電極部を挟むように設けられた１対の絶縁性フィルム等から構成されている。

面状温度センサ１０から延びる１対のリード線１０ｂ，１０ｃは、真空断熱材４の外側で纏められて制御ユニット（図示略）に夫々接続されている。面状温度センサ１０は、貯湯タンク２の湯水温度に応じて変化する抵抗体の電気抵抗値に基づく検知信号を制御ユニットに夫々供給する。

次に、真空断熱材４について説明する。
図１〜図４に示すように、真空断熱材４は、円筒形状の貯湯タンク２の胴体部２ａの外周面を覆って貯湯タンク２に貯留された湯水の放熱を防ぐ断熱機能を有するものであり、上下方向に積層された複数（例えば、５枚）の円筒状断熱材１１から構成されている。尚、複数の円筒状断熱材１１の各々は、同様の構造を有しているので、以下では１枚の円筒状断熱材１１について説明する。

円筒状断熱材１１は、断熱性を有する芯材１２（例えば、ガラス繊維体等）と、この芯材１２を密閉状に覆い且つガスバリア性を有する外皮材１３（例えば、プラスチックフィルムにアルミ等の金属をコーティングした機能フィルム等）とを備え、外皮材１３の内部を真空排気して真空に近い減圧状態にすることで構成されている。円筒状断熱材１１の外周部には、芯材１２を密閉する為に芯材１２の両面側の外皮材１３の外周部同士を接着した接着部１４が形成されている。

円筒状断熱材１１は、扁平形状の平板状態から貯湯タンク２の胴体部２ａの外周面を覆うように円筒状に加工されて形成されている。円筒状断熱材１１は、面状温度センサ１０の胴体部２ａの表面を覆うように胴体部２ａの外周面に沿うように両面テープや接着剤等によって貼り付け固定されている。

円筒状断熱材１１の周方向の端部同士が接触する繋ぎ目部分は、周方向一端部の接着部１４が、周方向他端部の接着部１４に重なり合うように構成されている。この円筒状断熱材１１の繋ぎ目部分は、面状温度センサ１０の温度検知部１０ａに重ならないように配置され、面状温度センサ１０の１対のリード線１０ｂ，１０ｃは、円筒状断熱材１１の周方向の端部の接着部１４同士を重ね合わせた部分の隙間から外部に導出されている。この１対のリード線１０ｂ，１０ｃは、円筒状断熱材１１の繋ぎ目部分に極力隙間が生じないように導出されている。

尚、本実施例では、貯湯タンク２の胴体部２ａの周方向において、１枚の円筒状断熱材１１によって貯湯タンク２の胴体部２ａの全周を覆っているが、特にこの構造に限定する必要はなく、２枚の部分円筒状断熱材を組み合わせることで、貯湯タンク２の胴体部２ａの全周を覆うようにしても良いし、２以上の複数枚の部分円筒状断熱材を組み合わせることで、貯湯タンク２の胴体部２ａの全周を覆うようにしても良い。

図示は省略するが、貯湯タンク２の上端側部分（貯湯タンク２の天部２ｂと胴体部２ａの上端部）を覆う上部断熱材や、貯湯タンク２の下端側部分（貯湯タンク２の底部２ｃと胴体部２ａの下端部）を覆う下部断熱材等を設けても良い。これら上部断熱材及び下部断熱材は、発泡ポリプロピレン、発泡ポリスチレン等からなる合成樹脂発泡体製の成形材で形成されている。

次に、本発明の貯湯給湯装置１の作用及び効果について説明する。
温度検知手段３は、貯湯タンク２の表面に貼り付け固定された面状温度センサ１０で構成され、真空断熱材４は、面状温度センサ１０の表面を覆うように貯湯タンク２の外周面に設けられているので、温度検知手段３として面状温度センサ１０を利用することで、温度検知手段３の形状による制約を受けずに、真空断熱材４を貯湯タンク２の外周面に沿って直接配置することができる。

即ち、従来技術のように、真空断熱材４の表面に温度検知手段３が接触するのを防止する為に、真空断熱材４に温度検知手段３の為に切欠き部のような構造を設けたり、真空断熱材４とは材料の異なる断熱材を利用して温度検知手段３を覆う必要がないので、真空断熱材４を有効に活用することができる。

従って、通常の合成樹脂発泡体や繊維材料からなる断熱材と比較して断熱性能が高い真空断熱材４で貯湯タンク２を覆う被覆率を増加することができるので、貯湯タンク２の断熱性が向上し、真空断熱材４で温度検知手段３を直接覆っても、温度検知手段３による真空断熱材４の損傷を防止することができるので、真空断熱材４の耐久性が向上し、その上、真空断熱材４によって温度検知手段３が外気に晒されるのを防止することができるので、温度検知手段３による貯湯タンク２の湯水温度の検出精度が向上する。

また、真空断熱材４は、貯湯タンク２の胴体部２ａの外周面を覆う複数の円筒状断熱材１１から構成され、面状温度センサ１０の１対のリード線１０ｂ，１０ｃは、円筒状断熱材１１の周方向の端部同士を重ね合わせた部分の隙間から外部に導出されるので、面状温度センサ１０の１対のリード線１０ｂ，１０ｃを外部に取り出す為の専用の構造を設けずとも、貯湯タンク２の胴体部２ａの外周面を真空断熱材４で覆った状態のまま、簡単な構造でもって且つ容易に温度検知手段３の検知信号を外部に取り出すことができる。

さらに、温度検知手段３は、貯湯タンク２の高さ方向の複数個所の湯水温度を検知可能な複数の面状温度センサ１０からなるので、これら面状温度センサ１０を介して、貯湯タンク２の複数の貯留層の湯水温度を検知することができる。

次に、前記実施例を部分的に変更した形態について説明する。
［１］前記実施例の温度検知手段３は、複数の面状温度センサ１０から構成されているが、特にこの構造に限定する必要はなく、温度検知手段３を一体品で構成しても良い。即ち、図５，図６に示すように、温度検知手段３Ａは、上下方向に延びる１枚の帯状の面状温度センサ１５から構成されても良い。

図６に示すように、面状温度センサ１５は、上下方向に延び且つ共通リード線１９ａが接続された帯状の共通電極１６と、この共通電極１６上に上下方向に等間隔に形成され且つ湯水温度に応じて電気抵抗値が変化する複数の半導体フィルム１７と、複数の半導体フィルム１７上に夫々形成され且つ複数のリード線１９ｂが夫々接続された複数の電極１８と、共通電極１６と複数の電極１８を挟むように形成された１対の絶縁性フィルム（図示略）等から構成されている。

この構造によれば、１枚の面状温度センサ１５を貯湯タンク２の胴体部２ａの外周面に縦向きに貼り付け固定するだけで、貯湯タンク２の複数個所の湯水温度を検知可能になるので、温度検知手段３Ａの取付け作業が簡単化する。

［２］前記実施例の真空断熱材４の繋ぎ目部分において、円筒状断熱材１１の周方向の端部の接着部１４同士が重なり合うように構成されているが、特にこの構造に限定する必要はなく、面状温度センサ１０の１対のリード線１０ｂ，１０ｃが円筒状断熱材１１の周方向の端部同士を重ね合わせた部分の隙間から外部に導出されるのであれば、円筒状断熱材１１の芯材１２の端部同士を重ね合うように構成しても良い。

［３］前記実施例の面状温度センサ１０及び部分変更形態の面状温度センサ１５の構造は、ほんの一例を示したに過ぎず、特に限定する必要はなく、フィルム状又はシート状に構成された温度センサであれば、その構造は適宜変更可能である。

［４］前記実施例の真空断熱材４は、上下方向に分割された複数の円筒状断熱材１１から構成されているが、特にこの構造に限定する必要はなく、真空断熱材を貯湯タンク２の胴体部２ａの外周面を全体的に覆う１枚の円筒状断熱材１１から構成しても良い。

［５］前記実施例において、真空断熱材４の周囲を覆うように、通常の合成樹脂発泡体からなる断熱材や繊維材料からなる断熱材等を配置しても良い。

［６］その他、当業者であれば、本発明の趣旨を逸脱することなく、前記実施例に種々の変更を付加した形態で実施可能であり、本発明はそのような変更形態を包含するものである。

１ 貯湯給湯装置
２ 貯湯タンク
２ａ 胴体部
３，３Ａ 温度検知手段
４ 真空断熱材
１０，１５ 面状温度センサ
１０ｂ，１０ｃ １対のリード線（接続線）
１１ 円筒状断熱材

Claims (3)

1. 湯水を貯留する為の貯湯タンクと、この貯湯タンク内の湯水温度を検知する為の温度検知手段と、前記貯湯タンクの保温を行う為の真空断熱材とを備えた貯湯給湯装置において、
   前記温度検知手段は、前記貯湯タンクの表面に固定された面状温度センサで構成され、
   前記真空断熱材は、前記面状温度センサを覆うように前記貯湯タンクの外周面に設けられたことを特徴とする貯湯給湯装置。
2. 前記真空断熱材は、前記貯湯タンクの胴体部の外周面を覆う１又は複数の円筒状断熱材から構成され、
   前記面状温度センサの接続線は、前記円筒状断熱材の周方向の端部同士を重ね合わせた部分の隙間から外部に導出されることを特徴とする請求項１に記載の貯湯給湯装置。
3. 前記温度検知手段は、前記貯湯タンクの高さ方向の複数個所の湯水温度を検知可能な複数の面状温度センサからなることを特徴とする請求項１又は２に記載の貯湯給湯装置。