JP4186835B2

JP4186835B2 - 貯湯タンク

Info

Publication number: JP4186835B2
Application number: JP2004038247A
Authority: JP
Inventors: 智尚天良; 誠栗山
Original assignee: Panasonic Corp; Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Corp; Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2004-02-16
Filing date: 2004-02-16
Publication date: 2008-11-26
Anticipated expiration: 2024-02-16
Also published as: JP2005226965A

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７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、真空断熱板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、真空断熱板を充填したものである。

この時、真空断熱板は、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、真空断熱板を適用した貯湯タンクの場合にも、真空断熱板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。また、複数の真空断熱板にて断熱する場合や、真空断熱板を円筒状に成形して適用する場合においては、真空断熱板と真空断熱板との継ぎ目部分からの漏洩熱量が大きく、十分な省エネ効果が得られていなかった。

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、内容器と外装ケースとの間に配設する断熱材が真空断熱材と他の断熱材とからなり、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、少なくとも真空断熱材を配置し、前記内容器の側面と前記外装ケースの側面との空間間隔の広い部位には他の断熱材のみを配置したものである。

これによって、前記内容器と前記外装ケースとが形成する空間において、空間間隔の狭い部位と広い部位とが存在する場合、空間間隔の狭い部位には真空断熱材を適用し、空間間隔の広い部位には他の断熱材を使用することができる。

また、内容器の形状が複雑な構造の場合にも、同様に、空間間隔の狭い部位には真空断熱材を適用し、空間間隔の広い部位には他の断熱材を使用することができる。

そのため、他の断熱材を使用する部位は、他の断熱材の厚みを大きく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、効率的な断熱が可能となる。

本発明の貯湯タンクは、その空間スペースに応じて、真空断熱材と他の断熱材を使い分けられるため、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。

また、真空断熱材と他の断熱材とからなるものであるため、貯湯タンクの形状が複雑な場合においても、複雑形状部に他の断熱材を適用することで、低コストで、かつ漏洩熱量がより抑えられる実用性の高い貯湯タンクが提供できる。

請求項１に記載の発明は、液体を収容する内容器と、前記内容器を包囲する外装ケースと、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他の断熱材とからなり、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、少なくとも真空断熱材が配置され、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ている。

これにより、前記内容器と前記外装ケースとが形成する空間において、空間間隔の狭い部位と広い部位とが存在する場合、空間間隔の狭い部位には真空断熱材を適用し、空間間隔の広い部位には他の断熱材を使用することができる。また、内容器の形状が複雑な構造の場合にも、同様に、空間間隔の狭い部位には真空断熱材を適用し、空間間隔の広い部位には他の断熱材を使用することができる。

そのため、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、他の断熱材を使用しつつも、他の断熱材の適用部位は他の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。また、貯湯タンクの形状が複雑な場合においても、低コストで、かつ漏洩熱量がより抑えられる実用性の高い貯湯タンクが提供できる。

請求項２に記載の発明は、液体を収容する略円筒状の内容器と、前記内容器を包囲する略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、前記断熱材は真空断熱材と他の断熱材とからなり、前記真空断熱材の継ぎ目部分が前記内容器の側面と前記外装ケースの側面角部とが形成する空間部に配置され、前記継ぎ目部分には他の断熱材が配置されている。

これにより、略円筒状の前記内容器と略角筒状の前記外装ケースとが形成する空間のうち、前記外装ケースの側面角部には空間間隔の広い空間部が形成される。この空間間隔の広い部分に真空断熱材の継ぎ目部を配置し、この部位に他の断熱材の厚みを増大して適用することで、コストの高い真空断熱材の使用量を削減することができる。

そのため、低コスト化と省スペース化を実現しながら、断熱性能の向上による漏洩熱量の低減から保温電力を低減できる実用性の高い貯湯タンクが提供できる。

また、内容器の形状が複雑な構造の場合にも、同様に、複雑な形状部を前記外装ケース側面角部の空間間隔の広い空間部に位置する様に配置し、この部位に真空断熱材の継ぎ目部分が位置するように配置することで、前記継ぎ目部分には他の断熱材の厚みを増大して適用することが可能となる。

したがって、低コスト化と省スペース化を実現しながら、高断熱化による漏洩熱量の抑制により保温電力を低減できる実用性の高い貯湯タンクが提供できる。

請求項３に記載の発明は、請求項１または２に記載の貯湯タンクにおいて、前記真空断熱材が複数の真空断熱材からなるものである。

これにより、内容器の形状が複雑な構造となった場合にも、内容器の形状と、内容器と外装ケースとが形成する空間の形状に応じて、真空断熱材を組み合わせて適用することが可能となる。

したがって、低コストで、かつ漏洩熱量がより抑えられる実用性の高い貯湯タンクが提供できる。

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他の断熱材は、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横断面図である。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２１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とが形成する空間部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２１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２２とシート状断熱材２３とが配設されている。

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、真空断熱材２２の両端が向き合うの継ぎ目部分が、外装ケース１３の角空間部２４に位置するように配置されている。更に、この角空間部２４には、真空断熱材２２の継ぎ目部分を覆うようにシート状断熱材２３を積層した断熱材を配置している。この時、真空断熱材２２の両端部は、シート状断熱材２３と積層されている。

以上のように構成された貯湯タンク２１は、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真空断熱材２２が配置され、かつその両端が向き合う継ぎ目部分がシート状断熱材２３を積層してなる断熱材で積層被覆されている。

よって、真空断熱材２２のその両端の継ぎ目部分から漏洩する熱量を大幅に抑制することができる。またこの時、真空断熱材２２の継ぎ目部分を空間間隔の広い空間部２４に位置するように配設しているため、十分な厚さのシート状断熱材２３を配置することを可能としつつも、貯湯タンク２１の設置スペースを増大することもない。

このような構成の貯湯タンクとすることで、一層優れた断熱効果を得ることが可能となるため、更なる保温電力の低減が可能となる。また、この時、貯湯タンクの設置面積は、従来、貯湯タンクと同等サイズとすることができる。

（実施の形態３）
図３は、本発明の実施の形態３における瞬間式ヒートポンプ給湯器の室外ユニットの断面模式図である。実施の形態１と同一構成については同一符号を付す。

図３において、瞬間式ヒートポンプ給湯器の室外ユニット３１は、大気熱交換器３２と圧縮機３３と給湯熱交換機３４と、ファン３５とにより形成されるヒートポンプユニットと、補助タンクの役割を有するタンク３６とポンプ３７とを配管で繋いで形成される貯湯タンクユニットとを主として構成されている。これにより、ヒートポンプユニットにより沸かされたお湯は、タンク３６を通して給湯される。

この時、タンク３６は、円筒状の内容器１２より構成され、内容器１２と内容器１２を包囲する角筒状の外装ケース１３とが形成する空間には断熱材として、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真空断熱材２２とシート状断熱材２３とが配設されている。また、真空断熱材２２は、真空断熱材２２の両端が向き合うの継ぎ目部分が、外装ケース１３の角空間部２４に位置するように配置されている。

このような構成とすることで、タンクは優れた断熱特性を有し、漏洩熱量を大幅に抑制することができるため保温電力の抑制に効果的に作用する。また、タンクの断熱材として、断熱性能の優れた真空断熱材を採用すると共に、真空断熱材の継ぎ目部分を外装ケースの角空間部に配置し、この余剰空間を断熱空間として活用しているため、室外ユニットのサイズを増大させることがない。

したがって、室外ユニットの小型化、消費電力量の低減など、優れた特性を有する瞬間式ヒートポンプ給湯器の室外ユニットが提供できる。

（実施の形態４）
図４は、本発明の実施の形態４における貯湯タンクの横断面図である。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４１は、円筒状の内容器１２と、内容器１２を包囲する円筒状の外装ケース４２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４２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４１には、円筒状の内容器１２と、円筒状の外装ケース４２とが形成する空間部４３には、断熱材として真空断熱材２２とシート状断熱材２３とが配設されている。

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る。この時、真空断熱材２２の両端が向き合う継ぎ目部分は、真空断熱材２２の継ぎ目部分を覆うようにシート状断熱材２３を積層して配置している。この時、真空断熱材２２の向き合う両端部は、シート状断熱材２３と積層している。

以上のように構成された貯湯タンクは、真空断熱材の継ぎ目部分から漏洩する熱量を大幅に抑制することができる。

このような構成の貯湯タンクとすることで、一層優れた断熱効果を得ることが可能となるため、更なる保温電力の低減が可能となる。

（実施の形態５）
図５は、本発明の実施の形態５における貯湯タンクの横断面図である。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５１は、凹凸を有する複雑形状の内容器５２と、内容器５２を包囲する外装ケース５３と、内容器５２の液体を加熱・保温する加熱手段（図示せず）と、内容器５２と外装ケース５３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５１には、断熱材として真空断熱材２２とシート状断熱材２３とが配設されている。真空断熱材２２は、パネル状の真空断熱材を筒状に成形加工したものであり、複雑形状の内容器５１の外周囲に配設したシート状断熱材２３の上に配設している。

これにより、内容器が複雑な形状の場合においても、真空断熱材は内容器を完全に密着した状態で被覆できるため、貯湯タンクは優れた断熱性能を示すことができる。

したがって、複雑形状を有する内容器の外周部に柔軟性と圧縮性の高いシート状断熱材を配設していることから、真空断熱材の取り付けが容易になり、施工性が飛躍的に改善することにより実用性能の高い貯湯タンクを提供することができる。

（実施の形態６）
図６は、本発明の実施の形態６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、その空間スペースに応じて、真空断熱材とシート状断熱材を使い分けるため、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。

また、真空断熱材とシート状断熱材とからなるものであるため、貯湯タンクの形状が複雑な場合においても、低コストで、かつ漏洩熱量がより抑えられる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横断面図本発明の実施の形態３における瞬間式ヒートポンプユニットの室外ユニットの断面模式図本発明の実施の形態４における貯湯タンクの横断面図本発明の実施の形態５における貯湯タンクの横断面図本発明の実施の形態６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
１５シート状断熱材
２１貯湯タンク
２２真空断熱材
２３シート状断熱材
２４角空間部
３６貯湯タンク
３７ポンプ
４１貯湯タンク
４２外装ケース
４３空間部
５１貯湯タンク
５２内容器
５３外装ケース
６１貯湯タンク

Claims

液体を収容する内容器と、前記内容器を包囲する外装ケースと、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他の断熱材とからなり、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、少なくとも真空断熱材が配置され、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ている貯湯タンク。
液体を収容する略円筒状の内容器と、前記内容器を包囲する略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、前記断熱材は真空断熱材と他の断熱材とからなり、前記真空断熱材の継ぎ目部分が前記内容器の側面と前記外装ケースの側面角部とが形成する空間部に配置され、前記継ぎ目部分には他の断熱材が配置された貯湯タンク。
真空断熱材が、複数の真空断熱材からなる請求項１または２に記載の貯湯タンク。