JP4001184B2 - 貯湯タンク - Google Patents

Description

本発明は、電気温水器、局部洗浄装置、給湯器、電気湯沸かし器等に具備する貯湯タンクの断熱構造に関するものである。

従来、この種の貯湯タンクには、その貯湯タンクの外周部に断熱性能の高い真空断熱を適用することで、その熱漏洩量を抑え、保温電力量を低減することが知られている。

この真空断熱を適用した貯湯タンクを有する電気温水器の一例を示す（例えば、特許文献１参照）。

図３は従来の電気温水器の縦断面図である。貯湯式温水器１は、貯湯タンク２を外装ケース３内に収納したもので、貯湯タンク２内の下部にヒーター４を備え、貯湯タンク２の下端に取り付けられた給水管５より流入する冷水をヒーター４により沸かし、その温水を貯湯タンク２に貯蔵し、更に流出は上端に取り付けられた給湯管６より行う。貯湯式温水器１の貯湯タンク２の断熱において、外装ケース３の上蓋７により貯湯タンク２の上部を密閉する共に、外装ケース３の下部に装着したタンク受台８により貯湯タンク２の底部を密閉保持し、外装ケース３と貯湯タンク２との間に真空断熱部（空間ａ）を形成している。

更に、真空断熱材を貯湯タンクに適用した電気温水器がある（例えば、特許文献２参照）。この電気温水器の貯湯タンクは、所定の間隔を保って配設された内筒と外筒との間に、真空断熱材を充填したものである。

この時、真空断熱材は、パーライト等の粉末や連続開気孔構造を有するケイ酸カルシウム成形体などを、プラスチックフィルムやプラスチック金属ラミネートフィルムなどの袋で包み、その内部を真空排気して気密に密封した断熱体である。
実開平５−９０２５８号公報 実開昭６１−１３８９５４号公報

しかしながら、従来の構成では、内容器と外容器との空間部を密閉し、その密閉空間を真空排気して作製する真空二重容器にて構成された貯湯タンクであり、前記貯湯タンクの形状自由度が低く、更にはその構造が複雑化することから生産性やコストが大幅に悪化し、実用化するのは難しかった。

また、真空断熱材を適用した貯湯タンクの場合にも、真空断熱材だけで貯湯タンクを断熱するには、貯湯タンクの形状が制限され、かつコストの高い真空断熱材を大量に使用するため実用性に劣っていた。

本発明は、上記従来の課題を解決するもので、貯湯タンクに真空断熱材を適用する場合において、低コストでより効率的に漏洩熱量を抑制することができ、実用性の高い貯湯タンクを提供することを目的とする。

上記従来の課題を解決するために、本発明の貯湯タンクは、液体を収容する円筒状の内容器と、前記内容器を包囲する角筒状の外装ケースと、前記内容器と前記外装ケースとが形成する空間に配置した断熱材とを備え、前記断熱材は少なくとも真空断熱材とシート状、バルク状、及び成形体のいずれかの形状を有する他の断熱材とからなり、前記外装ケースの角部内側の前記内容器との空間間隔の広い部位には前記他の断熱材のみが配置され、前記内容器の側面と前記外装ケースの側面とが近接して空間間隔の狭い部位には真空断熱材が配置されるとともに、前記真空断熱材と前記他の断熱材とが厚み方向に積層して配設されている部分を有するのである。

これによって、円筒状の前記内容器と角筒状の前記外装ケースとが形成する空間において、空間間隔の広い部位には前記他の断熱材のみが配置され、空間間隔の狭い部位には真空断熱材が配置されるとともに、前記真空断熱材と前記他の断熱材とが厚み方向に積層して配設されている部分を有するので、コストの高い真空断熱材の使用量を抑えることで低コスト化が図れると共に、他の断熱材の適用部位は断熱材の厚みを増大することが可能となり、断熱性能の高い真空断熱材を使用する部分と同等の断熱性能を確保することができる。したがって、低コストでより効率的に漏洩熱量が抑えられ、かつ貯湯タンクの省スペース化が図れるなど、実用性の高い貯湯タンクが提供できる。

本発明の貯湯タンクは、円筒状の内容器と角筒状の外装ケースとが形成する空間において、空間間隔の広い部位には前記他の断熱材のみが配置され、空間間隔の狭い部位には真空断熱材が配置されるとともに、前記真空断熱材と前記他の断熱材とが厚み方向に積層して配設されている部分を有するので、コストの高い真空断熱材の使用量を抑えることで低コスト化が図れると共に、他の断熱材の適用部位は断熱材の厚みを増大することが可能となり、断熱性能の高い真空断熱材を使用する部分と同等の断熱性能を確保することができる。したがって、低コストでより効率的に漏洩熱量が抑えられ、かつ貯湯タンクの省スペース化が図れるなど、実用性の高い貯湯タンクが提供できる。

請求項１に記載の貯湯タンクの発明は、液体を収容する円筒状の内容器と、前記内容器を包囲する角筒状の外装ケースと、前記内容器と前記外装ケースとが形成する空間に配置した断熱材とを備え、前記断熱材は少なくとも真空断熱材とシート状、バルク状、及び成形体のいずれかの形状を有する他の断熱材とからなり、前記外装ケースの角部内側の前記内容器との空間間隔の広い部位には前記他の断熱材のみが配置され、前記内容器の側面と前記外装ケースの側面とが近接して空間間隔の狭い部位には真空断熱材が配置されるとともに、前記真空断熱材と前記他の断熱材とが厚み方向に積層して配設されている部分を有するのである。

これにより、円筒状の内容器と角筒状の外装ケースとが形成する空間において、空間間隔の広い部位には他の断熱材のみが配置され、空間間隔の狭い部位には真空断熱材が配置されるとともに、真空断熱材と他の断熱材とが厚み方向に積層して配設されている部分を有するので、コストの高い真空断熱材の使用量を抑えることで低コスト化が図れると共に、他の断熱材の適用部位は断熱材の厚みを増大することが可能となり、断熱性能の高い真空断熱材を使用する部分と同等の断熱性能を確保することができる。したがって、低コストでより効率的に漏洩熱量が抑えられ、かつ貯湯タンクの省スペース化が図れるなど、実用性の高い貯湯タンクが提供できる。

請求項２に記載の貯湯タンクの発明は、請求項１に記載の真空断熱材が、内容器の形状に合わせて成形した真空断熱材であるものである。

これにより、真空断熱材を内容器に一層密着させることができる。

したがって、真空断熱材の使用量削減と漏洩熱量の低減が同時に実現できる。

次に、貯湯タンクを構成する断熱材について説明する。

断熱材のうち、真空断熱材は、芯材と、芯材を覆うガスバリア性のラミネートフィルムからなる外被材とからなり、その内部圧力が１Ｐａ〜２００Ｐａとなるように減圧し、密閉封止したものである。なお、前記真空断熱材は、公知の方法で作製できる。

前記真空断熱材の芯材に使用する材料は、気相比率９０％前後の多孔体をシート状または板状に加工したものであり、工業的に利用できるものとして、発泡体、粉体、および繊維体等がある。これらは、その使用用途や必要特性に応じて公知の材料を使用することができる。

また、前記外被材に使用するガスバリア性のラミネートフィルムは、金属箔、或いは金属蒸着層を有するラミネートフィルムが望ましい。また、ラミネートフィルムは、金属箔を有するラミネートフィルムと金属蒸着層を有するラミネートフィルムの２種類のラミネートフィルムを組み合わせて適用しても良い。

一方、貯湯タンクを構成する前記シート状断熱材は、柔軟性と、圧縮性を有する公知の断熱材が使用可能であり、無機系、有機系のいずれの断熱材も使用できる。

このうち無機系としては、施工性と優れた断熱特性の観点から繊維体が適用しやすく、その一例としては、グラスウール、グラスファイバー、アルミナ繊維、シリカアルミナ繊維、シリカ繊維、ロックウール等、公知の材料を使用することができる。また、有機系としては、ポリウレタン、ポリエチレン、ポリプロピレン、メラミン等の軟質フォームが利用できる。また、その形状は、シート状、バルク状、及び成形体が利用できるが、シート状断熱材を積層して適用するのが、断熱効果の観点からは良好である。

なお、本発明の貯湯タンクとは、加熱・保温した液体を蓄えることを目的とした液体用タンクであり、この時、加熱・保温の手段は、貯湯タンクの内外のいずれにも配置することができる。また、本発明の貯湯タンクは、貯湯式電気給湯器、瞬間式ヒートポンプ給湯器、局部洗浄用装置、電気湯沸かし器、及び燃料電池等の貯湯タンクとして適用できる。

以下、本発明による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この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の横断面図である。

本実施の形態の貯湯タンク１１は、円筒状の内容器１２と、内容器１２を包囲する角筒状の外装ケース１３と、内容器１２の液体を加熱・保温する加熱手段（図示せず）と、内容器１２と外装ケース１３とが形成する空間に配置した断熱材とから構成されるものである。この貯湯タンク１１は、円筒状の内容器１２と角筒状の外装ケース１３とが形成する空間部には、断熱材として真空断熱材１４とシート状断熱材１５とが配設されている。

真空断熱材１４は、円筒状の内容器１２が、角筒状の外装ケース１３の側面と最近接する部位を中心として、内容器１２の形状に沿うように貼り付けている。一方、シート状断熱材１５は、外装ケース１３の角部内側の空間部において、十分な厚みを確保して配設している。この時、シート状断熱材１５は、その端部において、真空断熱材１４と積層して配設されており、真空断熱材と真空断熱材との継ぎ目部からの漏洩熱量を抑制するように構成している。

なお、外装ケース１３の角部内側の空間部に配設しているシート状断熱材１５は、シート状の断熱材を所定の厚みと形に積層して形成している。

以上のように構成された貯湯タンク１１は、内容器１２の側面全体に真空断熱材１４を配設する場合と比較して、真空断熱材１４の使用量をほぼ半減することができる。そのため、真空断熱材１４に起因するコストが約半減できる。しかしながら、外装ケース１３の角部内側においては、十分な厚さのシート状断熱材１５を配設していることから、貯湯タンク１１の断熱効果は側面全体に真空断熱材１４を適用した場合とほぼ同じレベルであり、その保温電力量もほぼ同等となる。

このような構成の貯湯タンクとすることで、真空断熱材を側面全体に適用した場合と同等レベルの優れた断熱効果を有しながら、材料コストを大幅に低減し、かつその設置スペースは、真空断熱材適用時と同等サイズとすることにより、実用性が大幅に向上する。

また、電気給湯器用の貯湯タンクの様に、貯湯タンクが大型化した場合にも、断熱材を分割化しているためその組立性、及び施工性が飛躍的に改善される。

（実施の形態２）
図２は、本発明の実施の形態２における貯湯タンクの縦断面図である。実施の形態１と同一構成については、同一符号を付す。

本実施の形態の貯湯タンク６１は、円筒状の内容器１２と、内容器１２を包囲する角筒状の外装ケース１３と、内容器１２の液体を加熱・保温する加熱手段（図示せず）と、内容器１２と外装ケース１３とが形成する空間に配置した断熱材とから構成されるものである。

この貯湯タンク６１には、円筒状の内容器１２と、角筒状の外装ケース１３とが形成する空間部には、断熱材として複数の真空断熱材２２と複数のシート状断熱材２３とが配設されている。

この時、側面部に配置した真空断熱材２２は、パネル状の真空断熱材を円筒状の内容器１２の形状に沿うように筒状に成形加工したものであり、上方部に配置した真空断熱材２２はパネル状のものを成形加工することなくそのまま適用している。また、内容器１２の上方空間と下方空間においては、シート状断熱材２３を積層して配置している。

これにより、貯湯タンク６１の内容器１２全体が、真空断熱材２２とシート状断熱材２３とで被覆されるため、貯湯タンク６１は優れた断熱性能を有する。

また、内容器１２の上方空間、及び下方空間は、内容器１２と外装ケース１３により形成される空間スペースが広く取れるため、シート状断熱材２３の厚みを増大して適用配置できる。

以上のように構成された貯湯タンクは、漏洩熱量を大幅に抑制することができるため、一層に優れた断熱効果を得ることが可能とり、更なる保温電力の低減が可能となる。また、シート状断熱材を真空断熱材と併用して適用していることから、組立性や施工性が飛躍的に改善し、実用性の高い貯湯タンクが提供できる。

以上のように、本発明にかかる貯湯タンクは、円筒状の内容器と角筒状の外装ケースとが形成する空間において、空間間隔の広い部位には前記他の断熱材のみが配置され、空間間隔の狭い部位には真空断熱材が配置されるとともに、前記真空断熱材と前記他の断熱材とが厚み方向に積層して配設されている部分を有するので、低コストでより効率的に漏洩熱量が抑えられ、かつ貯湯タンクの省スペースかが図れるなど、実用性の高い貯湯タンクが提供できる。

そのため、電気温水器、局部洗浄装置、給湯器、電気湯沸かし器等に適用可能な貯湯タンク湯の用途として適用できる。

本発明の実施の形態１における貯湯タンクの横断面図 本発明の実施の形態２における貯湯タンクの縦断面図 従来の電気温水器の縦断面図

符号の説明

１１ 貯湯タンク
１２ 内容器
１３ 外装ケース
１４ 真空断熱材
２２ 真空断熱材
６１ 貯湯タンク

Claims (2)

1. 液体を収容する円筒状の内容器と、前記内容器を包囲する角筒状の外装ケースと、前記内容器と前記外装ケースとが形成する空間に配置した断熱材とを備え、前記断熱材は少なくとも真空断熱材とシート状、バルク状、及び成形体のいずれかの形状を有する他の断熱材とからなり、前記外装ケースの角部内側の前記内容器との空間間隔の広い部位には前記他の断熱材のみが配置され、前記内容器の側面と前記外装ケースの側面とが近接して空間間隔の狭い部位には真空断熱材が配置されるとともに、前記真空断熱材と前記他の断熱材とが厚み方向に積層して配設されている部分を有する貯湯タンク。
2. 真空断熱材が、内容器の形状に合わせて成形した真空断熱材である請求項１に記載の貯湯タンク。

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