JP2019095120A - 貯湯タンクユニット及びこれを備える機器 - Google Patents
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<給湯機A>
図1は、第1実施形態に係る給湯機Aの全体構成図である。給湯機Aは、貯湯タンク1内に貯留された湯水をヒートポンプユニット10を用いて加熱するとともに、給水源からの水と貯湯タンク1に貯留された高温水とを混合して給湯端末19に供給する装置であり、ヒートポンプユニット10と、貯湯タンクユニット20と、を備えている。なお、給湯機Aの構成は、図1に示すものに限定されない。例えば、給水源から供給される水を、貯湯タンク1から取り出した高温水との熱交換によって温める水道直圧式の構成にしてもよい。
ヒートポンプユニット10は、貯湯タンク1から入水管12を介して流入する低温水を加熱して高温水とし、この高温水を出湯管14を介して貯湯タンク1にの頂部に戻す装置であり、圧縮機と、凝縮器と、減圧弁と、蒸発器と、を備え、これらが配管を介して環状に順次接続されている。配管を介してヒートポンプサイクルで熱媒体を循環させ、入水管12を介して貯湯タンク1から流入する低温水を凝縮器で加熱するようになっている。
図2は、貯湯タンクユニット20の外箱2を透視した側面図、図3は貯湯タンクユニット20の分解斜視図、図4は本実施形態の貯湯タンクユニット20の底面断面図である。貯湯タンクユニット20の底面断面の方向は、後述する充填孔h1,h2に垂直な断面の方向に一致することができる。
貯湯タンクユニット20は、湯水を貯留することができ、貯湯タンク1と、貯湯タンク1を収容する外箱2と、貯湯タンク1と外箱2との間に発泡充填された発泡断熱材4(図1中、ドット表示した部分)と、を備えている。
貯湯タンク1は、中空有底筒形状であり湯水を貯留することができる。貯湯タンク1は、軸方向に延在する筒状(本実施形態では円筒状)の胴板1a、並びに胴板1aの軸方向一方側に設けた上部鏡板1b、及び軸方向他方側に設けた下部鏡板1cを備えている。上部鏡板1b及び下部鏡板1cは、胴板1aに溶接されている。貯湯タンク1には、例えば、ステンレス鋼板を用いることができる。なお、胴板1aの外面を貯湯タンク1の外面と呼称することがある。
外箱2は、貯湯タンク1を収容する鋼板製の筐体であり、その外形は貯湯タンク1の軸方向に長い。外箱2は、充填孔h1,h2が形成されているとともに貯湯タンク1に対して前方に位置する前板2a(第1壁部)、後方に位置する後板2b(第2壁部)、左右方向それぞれに位置する一対の側板2c,2d(第3壁部)、上方に位置する天板2e、及び下方に位置する底板2fを有している。充填孔h1,h2は、前板2a内で例えば斜向かいに位置している。また、充填孔h1,h2は、例えば、それぞれ上部鏡板1bより上側及び下部鏡板1cより下側に位置してもよいし上部鏡板1b及び下部鏡板1cの間の領域に位置しても良い。より詳細には、充填孔h1,h2は、液状の発泡断熱材4を注入した場合に、この発泡断熱材4が外箱2内に配された配管や貯湯タンク1に接触せずに落下して、後板2b内面に到達する位置に配されていることが好ましい。
(発明者らの知見)
外箱2と貯湯タンク1との間に注入された液状の発泡断熱材4の膨張の速度は化学反応の進行による温度上昇に伴い増加していく。そして、化学反応が終了するなどして膨張が停止すると、微小体積内の発泡断熱材4が周囲に与える応力が変動する。ここで、微小体積近傍の或る側及びこれと反対側に存在する発泡断熱材4の密度や膨張速度(反応が停止して凝固した状態の発泡断熱材を含む。)が異なると、この微小体積内の発泡断熱材4が受ける応力が釣り合わなくなり、破断してボイドを生じ得ることが発明者らにより判明した。
図4に例示する貯湯タンクユニット20の軸方向断面視において、貯湯タンク1は外箱2によって、より具体的には前板2a、後板2b、及び一対の側板2c,2dによって囲まれている。
貯湯タンクユニット20の比較的下側を断面視すると、流動抑制部51,52だけでなく脚Gが観察できる。脚Gは、貯湯タンク1の底面視で本実施形態では120°間隔で3つ設置されている。2つの脚Gはそれぞれ外箱2との間に空隙を成しており、1つの脚Gは外箱2との間に空隙を成していない又は2つの脚Gと比較すると狭い空隙を成している。
図5は本実施形態の発泡断熱材4の注入(充填)・発泡過程を示す説明図であり、(A)発泡断熱材4の注入開始直後の様子、(B)注入した発泡断熱材4が濡れ広がり発泡をし始めた様子、(C)発泡断熱材4が発泡して膨張している様子、(D)前板2a近くにまで発泡断熱材4が到達した様子、(E)外箱2内の隙間の全域に発泡断熱材4が行き渡った様子、を示す。
本実施形態の構成は、以下の点を除き第1実施形態と同様に構成できる。図6は本実施形態の貯湯タンク1外面及び外箱2内面を描いた斜視図、図7は本実施形態の貯湯タンク1外面及び外箱2内面を描いた底面断面図、図8は本実施形態の外箱2内面の形状を設計する際の方法を示す概念図、図9は円筒状の胴板1aを備える外箱2を採用した場合の底面断面図である。
本実施形態の構成は、以下の点を除き第1又は第2実施形態と同様に構成できる。図10は本実施形態の貯湯タンク1及び外箱2の底面断面図である。本実施形態の外延在部2bl,2brは、外箱2の壁面とは別に設けられており、水平方向に延在する平坦部であり、充填孔h1,h2の例えば鉛直下方向に位置している。
10 ヒートポンプユニット
20 貯湯タンクユニット
1 貯湯タンク
1a 胴板
1b 上部鏡板
1c 下部鏡板
2 外箱
2a 前板(第1壁部)
2ac,2bc 直板部(平坦部)
2al,2ar,2bl,2br 傾斜部
2all,2arr,2bll,2brr 外延在部(平坦部)
2b 後板(第2壁部)
2c,2d 側板(第3壁部)
2e 天板
2f 底板
4 発泡断熱材
h1,h2 充填孔
Claims (9)
- 貯湯タンクと、
該貯湯タンク周囲に設けられ、充填孔を有する外箱と、
前記貯湯タンクの外面及び前記外箱の内面の間に形成された空間に充填された断熱材と、を備える貯湯タンクユニットであって、
前記貯湯タンクの外面及び前記外箱の内面の間に流動抑制部が設けられており、
該流動抑制部は、前記充填孔に垂直な面の法線方向に連続して延在していることを特徴とする貯湯タンクユニット。 - 前記貯湯タンクは、前記法線方向に略平行に軸方向を有する筒状の胴板を有し、
前記流動抑制部の端部は、前記法線方向において、前記胴板の端部より内側に位置していることを特徴とする請求項1に記載の貯湯タンクユニット。 - 前記充填孔に垂直な或る断面で当該貯湯タンクユニットを観察した場合、
前記流動抑制部を起点とした周方向の一方側と他方側とで比較すると、前記空間の水平方向又は径方向寸法が実質的に異なる領域に前記流動抑制部が配されていることを特徴とする請求項1又は2に記載の貯湯タンクユニット。 - 前記流動抑制部は、前記外箱のうち前記充填孔に垂直な方向における寸法について、前記充填孔側の領域に一部又は全部が設けられていることを特徴とする請求項1乃至3何れか一項に記載の貯湯タンクユニット。
- 貯湯タンクと、
該貯湯タンク周囲に設けられ、充填孔を有する外箱と、
前記貯湯タンクの外面及び前記外箱の内面の間に形成された空間に充填された断熱材と、を備える貯湯タンクユニットであって、
前記充填孔に垂直な或る断面で当該貯湯タンクユニットを観察した場合、
前記空間の水平方向又は径方向寸法が、前記空間のうち、少なくとも前記充填孔側の3,4又は5割の領域で略均一であり、
前記貯湯タンクは、略円形であり、
前記貯湯タンクを囲む曲面は、12角形以上の多角形、又は、前記貯湯タンクの図心を中心として描かれるとともに前記貯湯タンクの径より大きい径の一つの仮想の円の接線を接続して形成した閉ループに略一致することを特徴とする貯湯タンクユニット。 - 前記貯湯タンクを囲む曲面は、12角形以上の多角形、又は、前記貯湯タンクの図心を中心として描かれるとともに前記貯湯タンクの径より大きい径の一つの仮想の円の接線を接続して形成した閉ループに略一致し、
前記接線同士は、前記貯湯タンクから離れる方向に凸して滑らかに接続している、又は、前記貯湯タンクを囲む曲面は略円形であることを特徴とする請求項5に記載の貯湯タンクユニット。 - 前記貯湯タンクの外面及び前記外箱の内面の間に形成される空間の水平方向又は径方向の最大寸法部分と最小寸法部分との差が3mm以下であることを特徴とする請求項5又は6に記載の貯湯タンクユニット。
- 前記充填孔に垂直な或る断面で当該貯湯タンクユニットを観察した場合、前記外箱のうち、前記充填孔から該充填孔に垂直な方向に延ばした仮想の半直線が交わる部分及び該部分より該半直線が延在する方向側に位置する部分から成る部分には、該半直線に略垂直な方向に延在する平坦部が2か所以上設けられていることを特徴とする請求項5乃至7何れか一項に記載の貯湯タンクユニット。
- 請求項1乃至8何れか一項に記載の貯湯タンクユニットを備える機器。
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JP2015178912A (ja) * | 2014-03-18 | 2015-10-08 | 日立アプライアンス株式会社 | 貯湯タンクユニットおよびその製造方法 |
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