JP2018162933A - 貯湯タンクユニットおよびそれを備えた給湯機 - Google Patents

Abstract

【課題】貯湯タンクの断熱性能（保温性能）を高めつつ、コンパクト化も実現できる貯湯タンクユニットを提供すること。【解決手段】上部板２０、上部板２０と接合部２０ａにて接合されている胴部板２１、胴部板２１と接合部２２ｂにて接合されている下部板２２から形成されている貯湯タンク４と、貯湯タンク４の外側面に装着されている真空断熱材２５と、を備え、真空断熱材２５は、前記接合部（２０ａ、２２ｂ）のうち、少なくともどちらか一方を覆うように装着されており、真空断熱材２５の前記接合部（２０ａ、２２ｂ）と対向する部位は、内方に向かって凹んだ凹部（２５ａ、２５ｃ）状であることを特徴とする貯湯タンクユニット１である。【選択図】図２

Description

本発明は、任意の温度に加熱した温水を貯めておく貯湯タンクユニットに関するものである。

従来、この種の貯湯タンクユニットにおける断熱材として、低熱伝導率断熱材と知られる真空断熱材（ＶＩＰ）を用いて、貯湯タンクの保温性を高め、省エネを図ることが行われている（例えば、特許文献１参照）。

図６は、特許文献１に記載された従来の貯湯タンクユニットを示すものである。

外皮に内包している心材を複数の心材に分割した真空断熱材１０６を、貯湯タンク１０７の外周に巻きつけているが、貯湯タンク１０７の上部板１０７ａの突出部１０７ｄが、胴体よりも大きいことで、真空断熱材１０６と貯湯タンク１０７との間の隙間が大きくなってしまうが、真空断熱材１０６を分割することで、真空断熱材１０６と貯湯タンク１０７との間の隙間を少なくして、放熱量を低減しようというものである。

特開２０１４−１７３７６３号

しかしながら、前記従来の構成では、上部板１０７ａの上方へ行くほど、真空断熱材１０６は外方へ傾斜してしまい、真空断熱材１０６と上部板１０７ａとの間の隙間が大きくなってしまうため、断熱性能（保温性能）を低下させてしまうという課題を有していた。

本発明は前記従来の課題を解決するもので、貯湯タンクの断熱性能（保温性能）を高めつつ、コンパクト化も実現できる貯湯タンクユニット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ユニットは、上部板、前記上部板と接合部にて接合されている胴部板、前記胴部板と接合部にて接合されている下部板から形成されている貯湯タンクと、前記貯湯タンクの外側面に装着されている真空断熱材と、を備え、前記真空断熱材は、前記接合部のうち、少なくともどちらか一方を覆うように装着されており、前記真空断熱材の前記接合部と対向する部位は、内方に向かって凹んだ凹部状であることを特徴とするものである。

これにより、貯湯タンクに真空断熱材をほぼ密着して巻き付けることができることで、高い断熱性を実現しつつ、貯湯タンクユニットのコンパクト化を実現することができる。

本発明によれば、貯湯タンクの断熱性能（保温性能）を高めつつ、コンパクト化も実現できる貯湯タンクユニットを提供できる。

（ａ）本発明の実施の形態１における貯湯タンクの詳細断面図（ｂ）本発明の実施の形態１における貯湯タンクの全体断面図 （ａ）本発明の実施の形態１における貯湯タンクユニットの詳細断面図（ｂ）本発明の実施の形態１における貯湯タンクユニットの全体断面図 本発明の実施の形態１における真空断熱材の断面図 本発明の実施の形態１における貯湯タンクユニットの上部詳細断面図 本発明の実施の形態１における他の貯湯タンクユニットの上部詳細断面図 従来の貯湯タンクユニットの断面図

第１の発明は、上部板、前記上部板と接合部にて接合されている胴部板、前記胴部板と接合部にて接合されている下部板から形成されている貯湯タンクと、前記貯湯タンクの外側面に装着されている真空断熱材と、を備え、前記真空断熱材は、前記接合部のうち、少なくともどちらか一方を覆うように装着されており、前記真空断熱材の前記接合部と対向する部位は、内方に向かって凹んだ凹部状であることを特徴とする貯湯タンクユニットである。

これにより、貯湯タンクに真空断熱材をほぼ密着して巻き付けることができるので、高い断熱性を実現しつつ、貯湯タンクユニットのコンパクト化を実現することができる。

第２の発明は、特に第１の発明において、前記上部板は略半球状であり、前記真空断熱材の上端部は、前記上部板の頂部と底部との間に位置していることを特徴とするものである。

これにより、高温湯が貯湯されている上部板部まで真空断熱材で覆うことができることで、より高い断熱性を実現できる。

第３の発明は、特に第１または第２の発明において、前記真空断熱材は、前記胴部板と密着し装着されていることを特徴とするもので、より高い断熱性を実現できる。

第４の発明は、特に第１〜第３のいずれかの発明において、前記貯湯タンクは、下部から低温水を給水し、上部から加熱装置により加熱された高温水を出湯する温度成層式であることを特徴とするものである。

これにより、上部板と胴部板との接合部に対向する真空断熱材の部位が、内方に向かって凹んだ凹部状である場合、高温湯が貯湯されている上部板と胴部板との接合部において、真空断熱材をほぼ密着して巻き付けることができるので、より高い断熱性を実現できる。

第５の発明は、特に第１〜第４のいずれかの発明の貯湯タンクユニットを備えた給湯機であり、断熱性の高い貯湯タンクユニットを備えているので、省エネルギー性に優れた給湯機を提供できる。

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における貯湯タンク４の断面図である。２０は耐腐食性を有するステンレス鋼鈑を絞り加工して成形して半球形状とした上部板であり、その下方には外方に突出した接合部２０ａがある。２０ｂは半球状の上部板２０の下方にある、外周立上部である。また、上部板２０の頂部には、貯湯タンク４内の高温水を出湯する頂部
配管接続部２０ｃが設けられている。

２１は同じくステンレス鋼鈑の胴部板であり、平板をロール加工にて、溶接して円筒状にしてあり、円筒を上部板２０の、接合部２０ａに差し込んで、内方よりＴｉｇ溶接を行い、一体化される（２０ｄは、溶接部である）。

２２は胴部板２１の下方に配され、上部板２０と同じく耐腐食性を有するステンレス鋼鈑を絞り加工して半球形状に成形した下部板であり、下部板２２の上方は内方に縮径された縮径部２２ａがある。

また、最下方には、水道から低温水を貯湯タンク４内に給水する下部配管接続部２２ｃが設けられている。この下部板２２は、胴部板２１に、その下部板２２の縮径部２２ａを挿し込んで、外方からＴｉｇ溶接される（２２ｂは、溶接部であり、接合部に相当する）。

これにより、上部板２０、胴部板２１、下部板２２は一体化され、この３部品で閉塞空間を形成し、その内方に温度成層式にて温水を貯湯することにより、貯湯タンク４の役割を果たすようになっている。なお、２３は、下部板２２に固定された複数本あるタンク脚である。

この場合に、上部板２０に接合部２０ａがあり、そこに胴部板２１を差し込んで内方から溶接しているのは、隙間腐食を避けるためである。加熱装置（図示せず）により、水を加熱し高温水を貯めた際の、貯湯タンク４の温度は、上方の方が高くなる。積層沸き上げの際は、その高温部が下方までほぼ同じ温度となるが、上方が高温であることは同じである。そこに微小な隙間があった場合、水道水中の塩素が凝縮し、隙間腐食を生じる恐れがある。

図１で示した、下部板２２と上部板２０の形状が逆であったならば、下部板２２の縮径部２２ａの外方に微少の隙間があるため、隙間腐食を生じる可能性がある。そこで、微少な隙間が生じないように、接合部２０ａに胴部板２１を差し込んで内方から溶接しているのである。この場合は、図１の詳細拡大図でわかる様に、微少な隙間の箇所はなく、隙間腐食は生じないで、信頼性の高い貯湯タンクとすることができる。そのため、上部板２０の最外方は胴部板２１の外径より大きくなることとなる。

図２は、本発明の実施の形態１における貯湯タンクに断熱材５を取り付けた貯湯タンクユニットの断面図である。４は貯湯タンクであり、２０は上部板、２１は胴部板、２２は下部板となる。

２４は、上部板２０を覆うように配された上部断熱材であり、発泡スチロールや発泡ウレタンなどの中熱伝導率断熱材を用い、それを成型して貯湯タンク４を覆うような形状となっている。その熱伝導率は概して、０．０３５Ｗ／ｍ・Ｋ程度である。

２５は、低熱伝導率断熱材で、外袋に金属を使用して形成した真空断熱材材（ＶＩＰ）から構成される側部断熱材である。その熱伝導率は概して、０．００３Ｗ／ｍ・Ｋ以下である。

真空断熱材２５は、胴部板２１の外周に同心円状に密着するように巻いてあり、真空断熱材２５の、上部板２０と胴部板２１の接合部２０ａに対向する位置には、真空断熱材２５の内方向に凹むように凹状に加工された凹部２５ａが設けられている。

そして、真空断熱材２５の上端２５ｂは、胴部板２１の上端よりも上方まで、上部板２０の外周立上部２０ｂよりも上方まで、高さ方向の略中央部まで延伸している。そして、上部断熱材２４と真空断熱材２５とは、Ｌ字状に係合して、貯湯タンク４を密閉している。

また、真空断熱材２５の、下部板２２と胴部板２１の接合部２２ｂに対向する位置には、真空断熱材２５の内方向に凹むように凹状に加工された凹部２５ｃが設けられている。真空断熱材２５の下端まで凹んだ形状となっているが、これは上方と同じ中央を凹めた形状でもよい。

また、貯湯タンクのタンク脚２３の形状によっては、真空断熱材２５の下端は、胴部板２１と下部板２２の接合部２２ｂより上方の、胴部板２１の中間部分程度の場合もあり、その際にはこのような凹部２５ｃを形成する加工の必要はない。それは、貯湯タンク４内の温度分布として、下方は上方と比べて温度が低い場合が多いので、上方のみに凹部２５ａを加工するようにしても良い。

２６は、下部板２２を覆うように設けられた、発泡スチロールや発泡ウレタンなどの中熱伝導率断熱材で構成された下部断熱材である。上部断熱材と同じく、貯湯タンク４の下部板２２を覆うように成型された形状をしている。

図３は、本発明の実施の形態１における低熱伝導率断熱材である真空断熱材２５の構成断面図である。真空断熱材２５は、内部の芯材２５ｄとして、多孔質構造のガラス繊維板またはグラスウールなどを堆積し、それらをアルミ箔などの金属製の外皮２５ｅに挿入し、被覆した後に外皮部を減圧して、１〜２００Ｐａ程度の真空にして密封したものであり、厚み方向（外袋−芯材−外袋の方向）の熱伝導率は０．００３Ｗ／ｍ・Ｋ以下となり、非常に低い熱伝導率となっている。

なお、真空断熱材２５は、凹部形状に加工した後、ロール加工を行っている。凹部加工については、真空断熱材２５を圧縮して成型するため、その際に外皮の亀裂を避けなければならない。そのためには、凹部２５ａの深さは、真空断熱材２５の厚さの半分以下とすることが望ましい。

このような、低熱伝導率断熱材の真空断熱材２５に対して、中熱伝導率断熱材である上部断熱材２４、下部断熱材２６は、発泡スチロールや発泡ウレタンなどで構成されており、その熱伝導率は０．０３５Ｗ／ｍＫ程度と、真空断熱材２５より１０倍程度悪いので、断熱性を増すために、真空断熱材２５よりも厚肉構成になるように成形されている。

また、真空断熱材２５に凹部２５ａを設けることで、真空断熱材２５は貯湯タンク４にほぼ密着して巻きつけることができる。これにより、貯湯タンク４の高温部にて、放熱を抑えることで、断熱性能（保温性能）を高める効果もある。

また、真空断熱材２５に凹部２５ａを設けることで、真空断熱材２５は貯湯タンク４にほぼ密着して巻きつけることができ、よりコンパクトにすることができる。

なお、図２に記載のように、真空断熱材２５に凹部２５ａを設けて、上部板２０の接合部２０ａと真空断熱材２５の間に、若干の隙間を設けていることで、上部板２０と真空断熱材２５とが当接することがなく、上部板２０に保護テープなどを貼らなくても、運搬の際などに振動が加わった場合にも、真空断熱材２５の外皮２５ｅが擦れたりすることがなく、耐久性の向上は言うまでもなく、材料補遺の削減、組立工数の削減が実現でき、コストダウンを図ることができる。

図４は、本発明の実施の形態１における貯湯タンクユニットの上部詳細断面図である。図４に記載のように、真空断熱材２５の上端２５ｂまで凹めた形状で、凹部２５ａを設けても構わない。

図５は、本発明の実施の形態１における貯湯タンクユニットの他の上部詳細断面図である。図５は、上部板２０と胴部板２１を突合せ溶接した場合の構成図である。この場合も外方から溶接すれば、溶接部２５ｆ（接合部）が外方に突出するので、凹部２５ａを設けることで、真空断熱材２５と溶接部２５ｆ（接合部）との接触を避けることができ、上記と同様の効果を有する。

以上に述べた貯湯タンクユニット１を給湯機に搭載することで、省エネルギー性に優れた給湯機を提供できる。

以上のように、本発明にかかる貯湯タンクユニットは、貯湯タンクの断熱性能（保温性能）を高めつつ、コンパクト化も実現できる貯湯タンクユニットを提供できるので、貯湯タンクを備えた機器に適用できる。

１ 貯湯タンクユニット
４ 貯湯タンク
２０ 上部板
２０ａ、２２ｂ、２５ｆ 接合部
２１ 胴部板
２２ 下部板
２５ 真空断熱材
２５ａ、２５ｃ 凹部

Claims (5)

1. 上部板、前記上部板と接合部にて接合されている胴部板、前記胴部板と接合部にて接合されている下部板から形成されている貯湯タンクと、
   前記貯湯タンクの外側面に装着されている真空断熱材と、を備え、
   前記真空断熱材は、前記接合部のうち、少なくともどちらか一方を覆うように装着されており、
   前記真空断熱材の前記接合部と対向する部位は、内方に向かって凹んだ凹部状であることを特徴とする貯湯タンクユニット。
2. 前記上部板は略半球状であり、前記真空断熱材の上端部は、前記上部板の頂部と底部との間に位置していることを特徴とする前記請求項１に記載の貯湯タンクユニット。
3. 前記真空断熱材は、前記胴部板と密着し装着されていることを特徴とする前記請求項１または２記載の貯湯タンクユニット。
4. 前記貯湯タンクは、下部から低温水を給水し、上部から加熱装置により加熱された高温水を出湯する温度成層式であることを特徴とする前記請求項１〜３のいずれか１項に記載の貯湯タンクユニット。
5. 前記請求項１〜４のいずれか１項に記載の貯湯タンクユニットを備えた給湯機。
   

Images